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江苏省泰州市2014届高三上学期期末考试数学试卷(WORD版,有答案)


泰州市 2013~2014 学年度第一学期期末考试 高三数学试题
(考试时间:120 分钟 总分:160 分)
注意事项:所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效. 一、填空题:(本大题共 14 小题,每小题 5 分,共 70 分.将答案填入答题纸的相应答题线上) 1.已知集合 A ? ?1,6,9? , B ? ?1,2? ,则 A
<

br />B?



. ▲ 开始 n←1,S←0 n≤3 是 S←2S+1 n←n+1 第5题 否 输出 S 结束 .

2.复数 (1 ? i )2 ? a ? bi ( a , b 是实数, i 是虚数单位),则 a ? b 的值为 3.函数 y ? log 2 ( x ? 3) 的定义域为 ▲ .

4.为了解某地区的中小学生视力情况,从该地区的中小学生中用 分层抽样的方法抽取 300 位学生进行调查,该地区小学,初中, 高中三个学段学生人数分别为 1200 , 1000 , 800 ,则从初中 抽取的学生人数为 ▲ .

5.已知一个算法的流程图如右图,则输出的结果 S 的值是 ▲ .

6. 在 ?ABC 中, 若 AD ? ?1 AB ? ?2 AC , 则 ?1?2 的值为 ▲ . BD ? 2DC , 7. 将一颗骰子先后抛掷两次, 观察向上的点数.则点数相同的概率是 ▲ . 8.如图,在正三棱柱 ABC ? A1 B1C1 中, D 为棱 AA 1 的中点.若

A1 B1 D

C1

A

C B

AA1 ? 4 , AB ? 2 ,则四棱锥 B ? ACC1D 的体积为
9.以双曲线



. 第8题

x2 y 2 ? ? 1 的右焦点为圆心,且与双曲线的渐近线相切的圆的方程为 ▲ . 9 16

10.设函数 f ( x) ? ( x ? a) x ? a ? b ( a , b 都是实数). 则下列叙述中,正确的序号是 ▲ .(请把所有叙述正确的序号都填上)

①对任意实数 a , b ,函数 y ? f ( x) 在 R 上是单调函数; ②存在实数 a , b ,函数 y ? f ( x) 在 R 上不是单调函数; ③对任意实数 a , b ,函数 y ? f ( x) 的图像都是中心对称图形; ④存在实数 a , b ,使得函数 y ? f ( x) 的图像不是中心对称图形.

11.已知在等差数列 {an } 中,若 m ? 2n ? p ? s ? 2t ? r , m, n, p, s, t , r ?N* 则 am ? 2an ? a p ? as ? 2at ? ar ,仿此类比,可得到等比数列 {bn } 中的一个正确命题:若

m ? 2n ? p ? s ? 2t ? r , m, n, p, s, t , r ?N*,则





12.设等差数列 ?an ? 的前 n 项和为 Sn ,若 a2a4a6a8 ? 120 ,且

1 1 1 1 7 ,则 S9 的值为 ? ? ? ? a4 a6 a8 a2 a6 a8 a2 a4 a8 a2 a4 a6 60





13 . 在 平 面 直 角 坐 标 系 中 , A? 0,0? , B(1,2) 两 点 绕 定 点 P 顺 时 针 方 向 旋 转 ? 角 后 , 分 别 到

A? ? 4, 4? , B?(5, 2) 两点,则 cos ? 的值为





14.已知函数 f ( x) ? 3x ? a 与函数 g ( x) ? 3x ? 2a 在区间 (b, c ) 上都有零点, 则

a 2 ? 2ab ? 2ac ? 4bc 的最小值为 b 2 ? 2bc ? c 2





二、解答题:(本大题共 6 小题,共 90 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 15. (本题满分 14 分)已知函数 f ( x) ? 2sin ? 2 x ?

? ?

??

?. 4?

(1)求函数 y ? f ( x) 的最小正周期及单调递增区间; (2)若 f ( x0 ?

?

6 ) ? ? ,求 f ( x0 ) 的值. 8 5

16. (本题满分 14 分)如图,在四棱锥 E ? ABCD 中,

E

?ABD 为正三角形, EB ? ED, CB ? CD .
(1)求证: EC ? BD ; (2)若 AB ?BC ,M , N 分别为线段 AE , AB 的中点,
A M D C

求证:平面 DMN / / 平面 BEC .

N

B

17.(本题满分 15 分) 已知椭圆 C :

x2 y 2 ? ? 1? a ? b ? 0 ? 和 a 2 b2

y P A

圆 O : x2 ? y 2 ? a2 , F 1 ? ?1,0? , F 2 ?1,0 ? 分别是椭圆的左、右 两焦点,过 F 1 且倾斜角为 ? ? ? ? ? 0,

? ?

? ? ?? ? 的动直线 l 交椭圆 C ? 2? ??
Q

F1 B

O

F2

x

于 A, B 两点,交圆 O 于 P, Q 两点(如图所示,点 A 在 x 轴上

方).当 ? ?

?
4

时,弦 PQ 的长为 14 .

(1)求圆 O 与椭圆 C 的方程; (2)若点 M 是椭圆 C 上一点,求当 AF2 , BF2 , AB 成等差数列时, ?MPQ 面积的最大值.

18. (本题满分 15 分)某运输装置如图所示,其中钢结构 ABD 是

AB ? BD ? l , ?B ?

?
3

C

的固定装置,AB 上可滑动的点 C 使 CD 垂直

于底面( C 不与 A, B 重合),且 CD 可伸缩(当 CD 伸缩时,装置 ABD 随之绕 D 在同一平面内旋转) , 利用该运输装置可以将货物从地面 D 处 沿 D ? C ? A 运送至 A 处, 货物从 D 处至 C 处运行速度为 v , 从C 处 至 A 处运行速度为 3v .为了使运送货物的时间 t 最短,需在运送前调整运输装置中 ?DCB ? ? 的大 小. (1)当 ? 变化时,试将货物运行的时间 t 表示成 ? 的函数(用含有 v 和 l 的式子); (2)当 t 最小时, C 点应设计在 AB 的什么位置?
D

19. (本题满分 16 分)设函数 f 1 ( x ) ? 记 f n ( x) ? f n??1 ( x) ( n ? 2 , n ?N*)

1 4 x ? ae x (其中 a 是非零常数, e 是自然对数的底), 12

(1)求使满足对任意实数 x ,都有 f n ( x) ? f n?1 ( x) 的最小整数 n 的值( n ? 2 , n ?N*); (2)设函数 g n ( x) ? f 4 ( x) ? f 5 ( x) ? ? ? f n ( x) ,若对 ?n ? 5 , n ?N*, y ? g n ( x) 都存在极值 点 x ? t n ,求证:点 An (t n , g n (t n )) ( n ? 5 , n ?N*)在一定直线上,并求出该直线方程; (注:若函数 y ? f ( x) 在 x ? x0 处取得极值,则称 x0 为函数 y ? f ( x) 的极值点.) (3)是否存在正整数 k ? k ? 4? 和实数 x0 ,使 f k ( x0 ) ? f k ?1 ( x0 ) ? 0 且对于 ? n ? N*, f n ( x) 至多 有一个极值点,若存在,求出所有满足条件的 k 和 x0 ,若不存在,说明理由.

20. (本题满分 16 分)己知数列 ?an ? 是公差不为零的等差数列,数列 ?bn ? 是等比数列. (1)若 cn ? ? an?1 ? an ? bn (n∈N*),求证: ?cn ? 为等比数列;

? 12 ? (2)设 cn ? anbn (n∈N*),其中 an 是公差为 2 的整数项数列, bn ? ? ? ,若 ? 13 ?
c5 ? 2c4 ? 4c3 ? 8c2 ? 16c1 ,且当 n ? 17 时, ?cn ? 是递减数列,求数列 ?an ? 的通项公式;
(3)若数列 ?cn ? 使得 ?

n

? a n bn ? an ? cn ,且数列 ?d n ?满足:对 ? 是等比数列,数列 ?d n ?的前 n 项和为 cn ? cn ?

任意 n ? 2 , n ?N*,或者 dn ? 0 恒成立或者存在正常数 M ,使

1 ? d n ? M 恒成立,求证:数列 M

?cn ?为等差数列.

2013~2014 学年度第一学期期末考试 高三数学试题(附加题)
21.[选做题]请考生在 A、B、C、D 四小题中任选两题作答,如果多做,则按所做的前两题记分. B.(本小题满分 10 分,矩阵与变换) 已知矩阵 A ? ?

? 2 n? ?1 ? 的一个特征根为 ? ? 2 ,它对应的一个特征向量为 ? ? ? ? . ? ? 2? ?m 1 ?
(2)求 A .
?1

(1)求 m 与 n 的值;

C.(本小题满分 10 分,坐标系与参数方程选讲)

? 5 3 x? ? 2 cos ? ? ? 2 己知在平面直角坐标系 xOy 中,圆 M 的参数方程为 ? ( ? 为参数),以 Ox ? y ? 7 ? 2sin ? ? ? 2
轴为极轴,O 为极点建立极坐标系,在该极坐标系下,圆 N 是以点 ? 3, 的圆. (1)求圆 M 及圆 N 在平面直角坐标系 xOy 下的直角坐标方程; (2)求圆 M 上任一点 P 与圆 N 上任一点 Q 之间距离的最小值.

? ?

??

? ? 为圆心,且过点 (2, 2 ) 3?

[必做题]第 22 题,第 23 题,每题 10 分,共计 20 分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算 步骤. 22.(本小题满分 10 分) 己知直线 l : y ? 2 x ? 4 与抛物线 C : y 2 ? 4 x 相交于 A, B 两点,T ? t ,0? (t ? 0 且 t ? 2 )为 x 轴 上任意一点,连接 AT , BT 并延长与抛物线 C 分别相交于 A1 , B1 . (1)设 A1B1 斜率为 k ,求证: k ? t 为定值; (2)设直线 AB, A1B1 与 x 轴分别交于 M , N ,令

S?ATM ? S1, S?BTM ? S2 , S?B1TN ? S3 , S?ATN ? S4 , 1
若 S1 , S2 , S3 , S4 构成等比数列,求 t 的值.
M NM

23.(本小题满分 10 分) 如图,在三棱柱 ABC ? A1B1C1 中,底面 ?ABC 为直角三角形,

?ACB ?

?
2

, 顶 点 C1 在 底 面 ?ABC 内 的 射 影 是 点 B , 且
A1

B1 C1

A C? B C ?

1

BC ? 3 ,点 T 是平面 ABC1 内一点.
T A B

(1)若 T 是 ?ABC1 的重心,求直线 AT 1 与平面 ABC1 所成角; (2) 是否存在点 T , 使T 若存在, B1 ? T C 且平面 TAC 1 1 ? 平面 ACC1 A 1, 求出线段 TC 的长度,若不存在,说明理由.

C

2013~2014 学年度第一学期期末考试 高三数学参考答案
一、填空题 1. ?1? ; 6. 2. 2 ; 7.
2

3. ?x | x ? 3? ; 8. 2 3 ; 12.

4. 100 ;

5. 7 ; 10 .①③;

2 ; 9

1 ; 6
2

9 . ( x ? 5)2 ? y 2 ? 16 ; 13. ?

11. bm ? bn ? bp ? bs ? bt ? br ; 二、解答题 15.(1) T ?

63 ; 2

3 ; 5

14. ?1 .

2? ?? , 2

………………2 分

增区间为 ? ? (2) f ( x0 ?

1 ? 3 ? ? ? k? , ? ? k? ? , k ? Z ; 8 ? 8 ?

………………6 分

?

6 3 4 ) ? ? 即 sin(2 x0 ) ? ? ,所以 cos(2 x0 ) ? ? , 8 5 5 5

………………10 分

? 2 7 2 或? . f ( x0 ) ? 2sin(2 x0 ? ) ? 2 ? sin 2 x0 ? cos 2 x0 ? ? 4 5 5

………14 分

16. (1) 取 BD 的中点 O, 连结 EO, CO, ∵△ABC 为正三角形, 且 CD=CB ∴CO⊥BD,EO⊥BD 又 CO ………………4 分
M D

E

EO ? 0 ,∴BD⊥平面 EOC,∵ EC ? 平面 EOC
………………7 分

∴BD⊥EC.

C O A N B

(2)∵N 是 AB 中点, ?ABD 为正三角形,∴DN⊥AB, ∵BC⊥AB,∴DN//BC, ∵BC ? 平面 BCE DN ? 平面 BCE,∴BC//平面 BCE, ∵M 为 AE 中点,N 为 AB 中点,∴MN//BE,

………………10 分

∵MN ? 平面 BCE,BE ? 平面 BCE,∴MN//平面 BCE, ………………12 分 ∵MN DN=N,∴平面 MND//平面 BCE. ………………14 分

17.解:(1)取 PQ 的中点 D,连 OD,OP

y P A

l

由? ?

?
4

, c ? 1 ,知 OD ?

2 2

D B Q F1 O F2 x

PQ ? 14 ? OQ 2 ?

PQ 2 ? OD 2 ? 4 4

? a2 ? 4, b2 ? 3

? 椭圆 C 的方程为:

x2 y 2 ? ? 1 , O : x2 ? y 2 ? 4 , 4 3

………………4 分

(2)设 AF2 ? s, BF2 ? t ,

AF1 ? AF2 ? 2a ? 4, BF1 ? BF2 ? 2a ? 4 , AF2 , BF2 , AB 的长成等差数列,? 2t ? s ? 8 ? s ? t ? t ?
64 ? ( x0 ? 1) 2 ? y0 2 ? ? 4 15 9 ? 设 B( x0 , y0 ) ,由 ? 得 B(? , ? ), 2 2 3 3 ? x0 ? y0 ? 1 ? 4 3 ?
8 3

………………6 分

………………10 分

? k ? 15 ,? PQ : y ? 15( x ? 1) ,? PQ ?

7 . 2

………………12 分

易求得椭圆上一点到直线 PQ 的距离的最大值是

3 7 ? 15 ,所以 ?MPQ 的面积的最大值是 4
………………15 分

21 7 ? 7 15 . 16

18.解:(1)在 ?BCD 中

?BCD ? ? , ?B ?

?
3

, BD ? l
………………4 分

? BC ?

l sin(120? ? ? ) 3l , CD ? sin ? 2sin ?

? AC ? AB ? BC ? l ?
则t ?

l sin(120? ? ? ) , sin ?

? 2? AC CD l l sin(120? ? ? ) 3l ) … ……8 分 ? ? ? ? ,( ?? ? 3 3 3v v 3v 3v sin ? 2v sin ?

(2) t ?

l 3 cos ? 3l l 3l 3 ? cos? (1 ? )? ? ? ? 6v sin ? 2v sin ? 6v 6v sin ?

………………10 分

3 ? cos ? 1 ? 3cos? ' ,则 m (? ) ? ………………12 分 sin ? sin 2 ? 1 1 ? 2? ?0 ? ( , ) , 令 m' (? ) ? 0 得 cos ? ? ,设 cos ? 0 ? 3 3 3 3 ? 2? ) 时 m' (? ) ? 0 则 ? ? ( ,? 0 ) 时, m' (? ) ? 0 ; ? ? (? 0 , 3 3
令 m(? ) ?

? cos ? ?

1 6?4 时 m(? ) 有最小值 2 2 ,此时 BC ? l . ………………14 分 3 8

答:当

BC ?

6?4 l 时货物运行时间最短. 8

………………15 分

1 19. (1) f1 ( x ) ? 1 x 4 ? ae x , f 2 ( x ) ? x 3 ? ae x , f3 ( x) ? x2 ? ae x , f 4 ( x) ? 2 x2 ? ae x , 3 12

f5 ( x) ? 2 ? aex , f6 ( x) ? aex , f n' ( x) ? aex (n ? 6) ,

? nmin ? 7 .

………………4 分
x

(2) gn ( x) ? (2x ? aex ) ? (2 ? aex ) ? aex ???? ? aex ? (2 x ? 2) ? (n ? 3) ? ae



………………6 分
' ' gn ( x) ? 2 ? (n ? 3)aex 存在极值点 x ? tn ? gn (tn ) ? 2 ? (n ? 3)aetn ? 0 ' ? gn (tn ) ? 2tn ? 2 ? (n ? 3)aetn ? 2tn



………………8 分 ………………9 分 ………………10 分

? An 在直线 y ? 2 x 上.
(3) f n ( x) ? aex ? 0(n ? 6) 无解, ? k ? 5

? 2 ? ae x0 ? 0 2 ①当 k ? 5 时, f 4 ( x) ? f5 ( x) ? 0 ? ? ? x0 ? 1 ? a ? ? x0 e ?2 x0 ? ae ? 0
而当 a ? ?

2 x x x ?1 时, f6 ( x) ? ae ? 0 ? f5 ( x) ? 2 ? ae ? 2 ? 2e 单调减,且 f5 (1) ? 0 e

? f 4 ( x) 在 (??,1) 上增, (1, ??) 上减,

f 4 (1) ? 0 ? f 4 ( x) ? 0 恒成立.
2 ? 0, f 3 (0) ? ?2e ?1 ? 0 e2

? f3 ( x) 单调减,而 f3 ( x) ? x 2 ? 2e x ?1 , f 3 (?1) ? 1 ?

?t ? (?1,0), f3 ?t ? ? 0 在 (??, t ) 上 f3 (t ) ? 0 ? f 2 ( x) 在 (??, t ) 上 增 , (t ,?? )上 减 ,

1 f 2 (t ) ? t 3 ? 2et ?1 ,又 3

1 1 f3 (t ) ? t 2 ? 2et ?1 ? 0,? f 2 (t ) ? t 3 ? t 2 ? t 2 ( t ? 1) ? 0 3 3

? f1 (t ) 在 R 上单调减
综上所述,? 存在 k ? 5 , a ? ?

2 满足条件. e

………………13 分

x x ②当 k ? 4 时, f4 ( x0 ) ? 2x0 ? ae 0 ? f3 ( x0 ) ? x02 ? ae 0 ? 0 ,即 x0 ? 0 或 2

当 x0 ? 0 时 f 4 (0) ? a ? 0 (舍) 当 x0 ? 2 时 f 4 (2) ? 4 ? ae ? 0 ? a ? ?
2

4 4 ? f 6 ( x) ? ? 2 e x ? ?4e x ?2 ? 0 2 e e

? f5 ( x) ? 2 ? 4ex?2 单调减,且 f5 ( x) ? 0 时, x ? 2 ? ln 2
? f 4 ( x) 在 (??, 2 ? ln 2) 上增, (2 ? ln 2, ??) 上减,而 f4 (2) ? 0
? ?m ? 2 ? ln 2 使得在 (??, m) 上, f4 ( x) ? 0 ,在 (m, 2) 上 f4 ( x) ? 0 ,
在 (2, ??) 上, f 4 ( x) ? 0

? f3 ( x) 在 (??, m) 上减,在 (m, 2) 上增,在 (2, ??) 上减(舍)

?k ? 4
综上①②所述:存在 k ? 5 , a ? ?

2 满足条件. e

………………16 分

20.(1)证明: cn ? bn (an?1 ? an ) ,设 ?an ? 公差为 d 且 d ? 0 , ?bn ? 公比为 q ,

?

cn?1 bn?1 (an? 2 ? an?1 ) bn?1 ? ? ? q =常数,??cn ? 为等比数列………3 分 cn bn (an?1 ? an ) bn

(2)由题意得: cn?1 ? 2cn 对 n ? 1, 2,3, 4 恒成立且 cn ? cn?1 对 ?n ? 17 恒成立,…5 分

? 12 ? cn ? an bn ? ? ? ? (2n ? t ) ? 13 ? ? 12 ? ?? ? ? 13 ?
?t ??
n ?1

n

? 12 ? (2n ? t ? 2) ? 2? ? (2n ? t ) ? 14t ? 24 ? 28n 对 n ? 1,2,3,4 恒 成 立 ? 13 ?
………… ……7 分

n

44 7

? 12 ? ? 12 ? ? ? (2n ? t ) ? ? ? ? 13 ? ? 13 ?
? t ? ?10

n

n ?1

(2n ? t ? 2) ? t ? 24 ? 2n 对 n ? 17 恒成立
………… ……9 分

??10 ? t ? ?

44 而 t ? Z ? t ? ?9, ?8, ?7 7
………… ……10 分
n

? an ? 2n ? 7 或 an ? 2n ? 8 或 an ? 2n ? 9 .
ab A ?q ? n (3)证明:设 bn ? A q , n n ? A2 q2 ? an ? 2 ? 2 ? ? cn cn A1 ? q1 ?
n 1 1

不妨设

n A2 q Aq n cn ? cn ? A , 2 ? q ? an ? Aqn ? cn ? ? di ? ? Aq n ? 1 A1 q1 c i ?1 n
n n ?1 i ?1

? dn ? ? di ? ? di ? ? A(q ? 1) ? q n ?1 (n ? 2) ,即
i ?1

d n ? A( q ? 1) q

n ?1

(n ? 2) .

………… ……13 分

若 q ? 1 ,满足 d n ? 0(n ? 2) , 若 q ? 1 ,则对任给正数 M,则 n 取 (log q

M , ??) 内的正整数时, A(q ? 1)

d n ? M ,与

1 ? d n ? M 矛盾. M
1 T , 则 n 取 (log q ? ?) 内 的 正 整 数 时 M A(q ? 1)

若 0 ? q ? 1 , 则 对 任 给 正 数 T=

dn ? T =

1 1 ? d n ? M 矛盾. ,与 M M

? q ? 1 ,? an ? Acn 而 an 是等差数列,设公差为 d ? ,
? cn ?1 ? cn ? 1 d? (an ?1 ? an ) ? 为定值,? cn 为等差数列. A A
………… ……16 分

21.B.解:(1)由题意得:

? 2 n ? ?1 ? ?1 ? ?1 ? ? 2 ? 2n ? 2 ? n ? 0 A? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 2? ? ? ? ?? ? ? ? ? m 1 ? ? 2? ? 2? ? 2? ? m ? 2 ? 4 ?m ? 2
(2)设 A?1 ? ?

……5 分

?a b ? ?2 0? ? a b ? ?1 0 ? ?E?? ?? ? ? ? ? ? ?2 1? ? c d ? ?0 1 ? ?c d ?
?1 ? 0? 即A ??2 . ? ? ? ?1 1 ?
?1

? 1 ? ? 2a ? 1 ?a ? 2 ? ? ? 2b ? 0 ? ?? ??b?0 ?2a ? c ? 0 ?c ? ?1 ? 2b ? d ? 1 ? ? ? ? d ?1 ?
21.C.解:(1)⊙M: ( x ?

………………10 分

? 5 3 2 7 3 3 ) ? ( y ? )2 ? 4 , ( 3, ) 对应直角坐系下的点为 ( , ) , 3 2 2 2 2

? 3 2 3 (2, ) 对应直角坐系下的点为 (0, 2) ,∴⊙N: ( x ? ) ? ( y ? )2 ? 1 .……5 分 2 2 2
(2)PQ=MN-3= 4 ? 3 ? 1 . 22.解:(1) ? ………………10 分

? y ? 2x ? 4
2 ? y ? 4x

? A(4, 4) , B(1, ?2) ,设 A1 (

n2 m2 , m) ,B1 ( , n) , 4 4

k AT ? k A1T ?

4 m ? 2 ? m 2 ? 4t ? 4m ? tm ? m(m ? 4) ? t (4 ? m) 4?t m ?t 4

? m ? ?t ? A1 (

t2 , ?t ) ,同理: B1 (t 2 , 2t ) ? k ? 4

3t t2 ? t 4
2

?

4 ? kt ? 4定值. …5 分 t

(2)A1B1: y ? 2t ?

4 t2 ( x ? t 2 ), 令y ? 0得N ( , 0), 而M (2, 0) t 2

t2 ? t t t2 S1 yA 1 S 4 TN ? y A1 t2 2 ? ? 2 ? S 2 ? S1 , ? ? ? ? ? S 4 ? S1 S2 yB 2 S1 TM ? y A t?2 4 8 8

t (t ? 2) 2t t 2 S3 TN ? yB1 t2 ? ? 2 ? ? ? S3 ? S1 S1 TM ? y A t?2 4 4 4

S1 , S2 , S3 , S4 构成的等比数列,∴ t 2 ? 1而 t ? 0 ? t ? 1 .

………………10 分

23.解:如图以 CB、CA 分别为 x,y 轴,过 C 作直线 Cz//BC1,以 Cz 为 z 轴

? B(3,0,0),C(0,0,0), A(0,3,0),C1 (3,0,3)

B1 z A1 C1

CB1 ? CC1 ? CB ? (6,0,3) ? B1 (6,0,3) CA1 ? CC1 ? CA ? (3,3,3) ? A1 (3,3,3)
(1)T 是△ABC1 重心 ? T (2,1,1) ? TA 1 ? (1,2,2) 设面 ABC1 的法向量为 n1 ? ( x1, y1, z1 ), AB ? (3, ?3,0)
x T y A

B

?3x1 ? 3 y1 ? 0 ? z1 ? 0 ?? ?? ? 取法向量 n1 ? (1,1,0) ?3x1 ? 3 y1 ? 3z1 ? 0 ? x1 ? y1
? cos ? TA1 , n1 ?? 3 3? 2 ? 2 ? ?? TA1 , n1 ?? 2 4

C

设 TA1 与面 ABC1 所成角为 ? ? ? ?

?
2

? ? TA1 , n1 ??

?
4

.

………………5 分

(2)T 在面 ABC1 内, CT ? CB ? BT ? CB ? mBC1 ? nBA ? ? 3 ? 3n ,3n ,3m ? , 即 T (3 ? 3n,3n,3m) .由 TB1 ? TC 得

(3 ? 3n)2 ? (3n)2 ? (3m)2 ? (3n ? 3)2 ? (3n)2 ? (3m ? 3)2 ? ?2m ? 4n ? ?1 ①
设面 CAA1C1 法向量为 n2 ? ( x2 , y2 , z2 ), CA ? (0,3,0), CC1 ? (3,0,3)

?3 y2 ? 0 ?? ? 取 n2 ? (1,0,?1) ?3 x2 ? 3 z2 ? 0
设面 TA1C1 法向量为 n3 ? ( x3 , y3 , z3 ), C1 A 1 ? (0,3,0), C 1T ? (?3n,3n,3m ? 3)

? y3 ? 0 ?? ? 取 n3 ? (m ? 1,0, n) , 由 平 面 TAC 1 1 ? 平 面 ACC1 A 1 得 ??3nx3 ? (3m ? 3) z3 ? 0
cos ? n2 , n3 ?? m ?1 ? n 2 ? (m ? 1) 2 ? n 2 ? 0 ? m ? n ? 1②

由①②解得 n ?

1 3 3 11 ?3 3 9? , m ? ,? 存在点 T ? , , ? ,TC= . 2 2 2 ?2 2 2?

………10 分


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