【文档说明】福建省厦门市、泉州市五校2024-2025学年高二上学期11月期中联考试题 数学 Word版含解析.docx,共(21)页,1.528 MB,由小赞的店铺上传
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厦泉五校2024-2025学年高二年级第一学期期中联考数学试题(考试时间:120分钟满分:150分命题人:高玉华审核人:黄文根)试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分第I卷(选择题,共58分)一、单选题:(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符
合题目要求的.)1.已知(1,1,0),(1,1,2)ab==−,则ab=()A.1−B.0C.1D.22.椭圆221259xy+=上一点P到左焦点距离为6,则P到右焦点的距离为()A.5B.6C.4D.123
.“3a=”是“直线20xy+−=与圆C:()()228xaya−+−=相切”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分条件也不必要条件4.下列命题中,不正确的命题是()A.空间中任意两个向量一定共面B.若ab∥
,则存在唯一的实数,使得ab=C.对空间中任一点O和不共线的三点A,B,C,若243OPOAOBOC=−+,则P,A,B,C四点共面D.若,,abc是空间的一个基底,mac=+,则,,abm也是空间的一个基底5.平行六面体1111ABCDABCD−的底面ABCD是边长为2的正方形,且1
160AADAAB==,13AA=,M为11AC,11BD的交点,则线段BM的长为()的A.11B.10C.3D.226.在平面直角坐标系xOy中,直线l:0mxym+−=被圆M:224210xyxy+−−+=截得的最短弦的长度为()A.2B.2C.22D.47.已知12,FF分
别为椭圆()2222:10xyEabab+=的两个焦点,P是椭圆E上的点,12PFPF⊥,且122PFPF=,则椭圆E的离心率为()A.102B.104C.53D.568.如图是一个棱数为24,棱长为2的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,可以看成是
由一个正方体截去八个一样的四面体所得.若点E为线段BC上的动点,则直线DE与直线AF所成角的余弦值的取值范围是()A.1232,B.1332,C.1222,D.13,22二、多选题:(本题共3小题,每小题6分,共18分.在
每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.)9.空间直角坐标系Oxyz−中,已知()1,2,2A−,()0,1,1B,下列结论正确的有()A.()1,1,3
AB=−−B.点A关于xOy平面对称点的坐标为()1,2,2−C.若()2,1,1m=,则⊥mABD.若(),2,6na=−,nBA∥,则2a=−10.如图,在棱长为2正方体1111ABCDABCD−中,E,F,G分别为棱11AD,1A
A,CD的中点,则()的的A.直线BE与CD所成角的余弦值为53B.点F到直线BE的距离为1C.1BG⊥平面BEFD.点1A到平面BEF的距离为4311.已知椭圆22:1259xyC+=,12,FF分别为它的左右
焦点,A,B分别为它的左右顶点,点P是椭圆上的一个动点,下列结论中正确的有()A.存在P使得12π2FPF=B.椭圆C的弦MN被点()1,1平分,则925MNk=−C.12PFPF⊥,则12FPF的面积为9D.直线PA与直线PB斜率乘积为定值925第Ⅱ卷(非选择题,共92分)三、填空
题:(本题共3小题,每小题5分,共15分.)12.已知直线l的一个方向向量为()1,5−,则直线l的斜率为_______.13.已知F为椭圆22:14xCy+=的一个焦点,点M在C上,O为坐标原点,若||||OMOF=,则OMF的面积为________.14.古希腊
数学家阿波罗尼奥斯(约公元首262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(0k且1k)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆,已知点()1,0A−,()2,0B,圆
()()221:24Cxym−+−=()0m,在圆上存在点P满足2PAPB=,则实数m的取值范围是______.四、解答题:(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)15.已知ABCV的顶点()4,3
A,AB边上的高所在直线为30xy−−=,D为AC中点,且BD所在直线方程为370xy+−=.(1)求AB边所在的直线方程;(2)求顶点B的坐标.16.已知空间三点()2,0,1A,()2,4,3B−,()1,1,1C.(1)求向量
AB与AC夹角的余弦值;(2)求ABCV的面积.17.已知圆C的圆心M在直线2yx=−上,并且经过点(0,1)P−,与直线10xy−−=相切.(1)求圆C的方程;(2)经过点(2,1)的直线l与圆C相交于A,B两点,若||2
AB=,求直线l的方程.18.已知椭圆C的中心在坐标原点,左焦点为F1(﹣3,0),点13,2M在椭圆上.(1)求椭圆C的标准方程;(2)过点P(1,0)的直线l交椭圆C于两个不同的点A、B,若△AOB(O是坐标原点)的面积S=45
,求直线AB的方程.19.已知O为坐标原点,圆O:221xy+=,直线l:yxm=+(01m),如图,直线l与圆O相交于A(A在x轴的上方),B两点,圆O与x轴交于,MN两点(M在N的左侧),将平面xOy沿x轴折叠,使y轴正半轴和x轴所确定的半平面(
平面AMN)与y轴负半轴和x轴所确定的半平面(平面BMN)互相垂直,再以O为坐标原点,折叠后原y轴负半轴,原x轴正半轴,原y轴正半轴所在直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.(1)若0m=.(ⅰ)求三棱锥ABMN−体积;(
ⅱ)求二面角ABNM−−的余弦值.(2)是否存在m,使得AB折叠后长度与折叠前的长度之比为306?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.的的厦泉五校2024-2025学年高二年级第一学期期中联考数学试题(考试时间:120分钟满分:150分命题人:高玉华审核人:黄文根)试卷分第I卷(选择题
)和第II卷(非选择题)两部分第I卷(选择题,共58分)一、单选题:(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.已知(1,1,0),(1,1,2)ab==−,则ab=()A.1−B.0C.1D.2【答案】B【解析】【分
析】根据空间向量数量积的坐标运算求值即可.【详解】因为()()()1,1,01,1,21111020ab=−=−++=.故选:B2.椭圆221259xy+=上一点P到左焦点的距离为6,则P到右焦点的距离为()A.5B.6C.4D.12【答案】C【解析】【分析】根据
椭圆的定义求解即得.【详解】由225a=,则5a=,所以210a=,根据椭圆的定义,点P到右焦点的距离为1064−=.故选:C.3.“3a=”是“直线20xy+−=与圆C:()()228xaya−+−=相切”的()A.充分不必要
条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分条件也不必要条件【答案】A【解析】【分析】根据相切关系可得1a=−或3,结合充分、必要条件分析判断.【详解】圆C:()()228xaya−+−=的圆心为(,)Caa,半径为22,若直线20xy+−=与圆C相切,则2222aa+
−=,解得1a=−或3,且3是1,3−的真子集,所以“3a=”是“直线20xy+−=与圆C:()()228xaya−+−=相切”的充分不必要条件.故选:A.4.下列命题中,不正确的命题是()A.空间中
任意两个向量一定共面B.若ab∥,则存在唯一的实数,使得ab=C.对空间中任一点O和不共线的三点A,B,C,若243OPOAOBOC=−+,则P,A,B,C四点共面D.若,,abc是空间的一个基底,mac=+,则,,abm也是空间的一个基底【答案】B【解析】【分析
】根据共面向量、向量平行、四点共面、基底等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.【详解】A选项,空间中任意两个向量可以通过平移的方法平移到同一个平面,所以空间中任意两个向量一定共面,A选项正确.B选项,若ab∥,可能a是非零向量,b是零向量,此时不存在,使ab=,所以B选项错误.C选项
,对于243OPOAOBOC=−+,有()2431+−+=,所以,,,PABC四点共面,所以C选项正确.D选项,若,,abc是空间的一个基底,mac=+,假设mxayb=+,(),1acxaybcxayb+=+=−+,则,,abc共面,与已知矛盾,所以,,abm不共面,所以,
,abm是基底,所以D选项正确.故选:B5.平行六面体1111ABCDABCD−的底面ABCD是边长为2的正方形,且1160AADAAB==,13AA=,M为11AC,11BD的交点,则线段BM的长为()A.11B.
10C.3D.22【答案】A【解析】【分析】由11122BMAAADAB=+−平方即可求解.【详解】由题意可知:()11111111111112222BMBBBDBBADABAAADAB=+=+−=+−,则2222211111111122442BMAAADABAAADABAAAD
AAABABAD=+−=+++−−11911323201122=+++−−=,所以11BM=.故选:A.6.在平面直角坐标系xOy中,直线l:0mxym+−=被圆M:224210xyxy+−−+=截得的最短弦的长度为(
)A.2B.2C.22D.4【答案】C【解析】【分析】先求出直线l过定点()1,0A,由圆的几何性质可知,当AM⊥直线l时,弦长最短,求解即可.【详解】直线l:0mxym+−=过定点()1,0A,圆M:()()22214xy−+−=,圆心()2,1M,半径2R=因为点(
)1,0A在圆M内,由圆的几何性质可知,当AM⊥直线l时,弦长最短为22224222RMA−=−=,故选:C7.已知12,FF分别为椭圆()2222:10xyEabab+=的两个焦点,P是椭圆E上的点,12PFPF⊥,且122P
FPF=,则椭圆E的离心率为()A.102B.104C.53D.56【答案】C【解析】【分析】利用椭圆的定义结合勾股定理,易得等式求出离心率.【详解】由椭圆定义得:122PFPFa+=,又因为122PFPF=,所以解得:1242,33PFaPFa==,再由于12PFPF⊥
,122FFc=,结合勾股定理可得:()22242233aac+=,解得2259ca=,所以椭圆E的离心率为53,故选:C.8.如图是一个棱数为24,棱长为2的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,可以看成是由一个正方体截去八个一样的四面体所得.若
点E为线段BC上的动点,则直线DE与直线AF所成角的余弦值的取值范围是()A.1232,B.1332,C.1222,D.13,22【答案】C【解析】【分析】在原正方体中建立空间直角坐标系,由空间向量求解【详解】由题意得该几何体
有6个面为边长为2的正方形,8个面为边长为2的等边三角形,在原正方体中建立如图所示空间直角坐标系,原正方体边长为2,则(2,1,0)A,(2,2,1)F,(1,2,2)D,设(,1,2),01Ettt−,(0,1,1)AF=,(1,1,0
)DEtt=−−−,则直线DE与直线AF所成角的余弦值22222|1|12112cos121212(1)(1)tttttttt+++===+++−+−−,而01t,故220,11tt+,12cos[,]22,故
选:C.二、多选题:(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.)9.空间直角坐标系Oxyz−中,已知()1,2,2
A−,()0,1,1B,下列结论正确的有()A.()1,1,3AB=−−B.点A关于xOy平面对称的点的坐标为()1,2,2−的C.若()2,1,1m=,则⊥mABD.若(),2,6na=−,nBA∥,则2a=−【答案】ACD【解
析】【分析】根据空间向量的坐标运算计算判断A.由对称点的性质判断B,由向量的数量积是否为0判断C,由向量平行的坐标表示求参判断D,【详解】由题意(0,1,1)(1,2,2)(1,1,3)AB=−−=−−,A正确;关于xOy平面对称的点的坐标,xy
坐标相同,z坐标相反,因此点A关于xOy平面对称的点的坐标为(1,2,2),B错,若()2,1,1m=,则2130mAB=−−+=,所以⊥mAB,C正确;若(),2,6na=−且nBA∥,则23116a−==−−,解得2a=−,D正确,故选:ACD.10.如图,在棱长为2的正方体
1111ABCDABCD−中,E,F,G分别为棱11AD,1AA,CD的中点,则()A.直线BE与CD所成角的余弦值为53B.点F到直线BE的距离为1C.1BG⊥平面BEFD.点1A到平面BEF的距离为43【答案】BC
【解析】【分析】建系,利用空间向量求异面直线夹角、点到线的距离、判断线面垂直以及点到面的距离.【详解】如图,以D坐标原点建立空间直角坐标系,为则()()()()()()()1112,0,0,2,2,0,0,2,0,0
,0,0,2,0,22,2,2,0,0,2ABCDABD,且E,F,G分别为棱11AD,1AA,CD的中点,可知()()()1,0,2,2,0,1,0,1,0EFG,可得()()()()()111,2,2,0,2,1,0,2,0,2,1
,2,0,0,1=−−=−===uuruuuruuuruuuruuurBEBFDCGBFA,对于选项A:因42cos,323−===−uuruuuruuruuuruuruuurBEDCBEDCBEDC,所以直
线BE与CD所成角的余弦值为23,故A错误;对于选项B:因为BF在BE方向上的投影向量的模长为2=uuuruuruurBFBEBE,且5BF=,点F到直线BE的距离为()22521-=,故B正确;对于选项C:因为1100GBBEGBBF
==,可得11GBBEGBBF⊥⊥,且BEBFB=,,BEBF平面BEF,所以1BG⊥平面BEF,故C正确;对于选项D:因为平面BEF的法向量可以为()12,1,2=uuurGB,点1A到平面BEF的距离为11123=uuuruu
uruuurFAGBGB,故D错误;故选:BC.11.已知椭圆22:1259xyC+=,12,FF分别为它的左右焦点,A,B分别为它的左右顶点,点P是椭圆上的一个动点,下列结论中正确的有()A.存在P使得12π2FPF=B.椭圆C的弦MN被点()1,1平分,则925MNk=−C.12PFPF⊥
,则12FPF的面积为9D.直线PA与直线PB斜率乘积为定值925为【答案】ABC【解析】【分析】根据余弦定理结合余弦定理求出12FPF范围判断A;根据点差法求中点弦的斜率判定B;根据勾股定理和面积公式求解判断C;根据斜率公式及点P在椭圆上求解斜率之积判断D.【详解】对于A.由
余弦定理知()2222212122112211212122cos22PFPFPFPFFFPFPFFFFPFPFPFPFPF+−−+−==()()22222122112212212122711122522PFPFFFPFPFFFbPFPFaPFPF+−+−=−−=−=−
+,当且仅当11PFPF=时,等号成立,因为cosy=在(0,π)上递减,所以此时21FPF为钝角最大,所以存在P使得12π2FPF=,所以A正确;对于B.当直线MN的斜率不存在,即直线
1x=时,66661,,1,55MN−,()1,1不是线段MN的中点,所以直线MN的斜率存在.设()()1122,,,MxyNxy,则222211221,1259259xyxy+=+=,两式相减并化简得12121212925yyyyxxxx
+−−=+−,所以1212925MNyykxx−==−−,所以B正确;对于C.12210PFPFa+==,1228FFc==,因为12PFPF⊥,所以222121264PFPFFF+==,因为()2221212
122PFPFPFPFPFPF+=++,解得1218PFPF=.因为12PFPF⊥,所以1212192FPFSPFPF==△,所以C正确;对于D.()()5,0,5,0AB−,设()()000,5Pxyx,则2200
1259xy+=,整理得()202092525xy−=−,的可得直线PA,PB的斜率分别为0000,55PAPByykkxx==+−,所以()20200022000092592555252525PAPBxyyykkxxxx−−====−+−−−,所以D
错误.故选:ABC.第Ⅱ卷(非选择题,共92分)三、填空题:(本题共3小题,每小题5分,共15分.)12.已知直线l的一个方向向量为()1,5−,则直线l的斜率为_______.【答案】5−【解析】【分析】根据直线的方
向向量与直线斜率之间的关系分析求解即可.【详解】由题意可知,直线l的斜率为551k==−−.故答案为:5−.13.已知F为椭圆22:14xCy+=的一个焦点,点M在C上,O为坐标原点,若||||OMOF=,则OMF的面积为________.【答案】12##0.5【解
析】【分析】法一:直接设出M坐标为00(,)xy,利用M在椭圆上以及||||OMOF=得到关于00,xy的方程组,从而解出0||y,进而求出OMF的面积.法二:利用||||OMOF=,推导出M与两焦点构成的三角形为直角三角形,再求出该直角三角形面积,从而利用几何关系得出O
MF的面积.【详解】法一:设椭圆上()00,Mxy,则22003xy+=,又220014xy+=,联立解得2013y=,033y=,则0113132232OMFSOFy===.法二:设椭圆的另一焦点F,OFOFOM==,则焦
点FMF△为直角三角形,设||FMm=,||FMn=,则24mna+==,2222||(2123)mnFF+===,解得2mn=,所以112FMFSmn==△.则1122OMFFMFSS==△△.故答案为:1214.古希
腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元首262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(0k且1k)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为
阿波罗尼斯圆,已知点()1,0A−,()2,0B,圆()()221:24Cxym−+−=()0m,在圆上存在点P满足2PAPB=,则实数m的取值范围是______.【答案】521,22【解析】【分析】设
𝑃(𝑥,𝑦),根据2PAPB=求出点P的轨迹方程,根据题意可得两个圆有公共点,根据圆心距大于或等于半径之差的绝对值小于或等于半径之和,解不等式即可求解.【详解】设𝑃(𝑥,𝑦),因为点()1,0A−,()2,0B,2PAPB=,所以(
)()2222122xyxy++=−+,即22650xyx+−+=,所以()2234xy−+=,可得圆心()3,0,半径2R=,由圆()()221:24Cxym−+−=可得圆心()2,Cm,半径12r=,因为在圆C
上存在点P满足2PAPB=,所以圆()2234xy−+=与圆()()221:24Cxym−+−=有公共点,所以()2211232222m−−++,整理可得:2925144m+,解得52122m,所以实数m的取
值范围是521,22,故答案为:521,22.四、解答题:(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)15.已知ABCV的顶点()4,3A,AB边上的高所在直线为30xy−−=,D为AC中点,且BD所在
直线方程为370xy+−=.(1)求AB边所在的直线方程;(2)求顶点B的坐标.【答案】(1)70xy+−=;(2)(0,7)B.【解析】【分析】(1)利用垂直关系求出直线AB的斜率,进而求出其方程.(2)求出直线的交点坐标即可.【小问1详解
】由AB边上的高所在直线30xy−−=的斜率为1,得直线AB的斜率为1−,又直线AB过()4,3A,所以直线AB的方程为()34yx−=−−,即70xy+−=.【小问2详解】由直线BD的方程为370xy+−=,而顶点B为直线AB与直线BD的交点,由37070
xyxy+−+−==,解得07xy==,所以点()0,7B.16.已知空间三点()2,0,1A,()2,4,3B−,()1,1,1C.(1)求向量AB与AC夹角的余弦值;(2)求ABCV的面积.【答案】(1)105−(2)6【解析】【分
析】(1)根据空间向量数量积与模长的坐标表示可得向量夹角余弦值;(2)根据夹角余弦值可得正弦值,进而可得三角形面积.【小问1详解】由()2,0,1A,()2,4,3B−,()1,1,1C,则()0,4,2AB=−,()1,1,0AC=−,()2
24225AB=−+=,()22112AC=−+=,所以04010cos,5252ABAC−+==−;【小问2详解】由(1)得10coscos,5AABAC==−,则221015sin1cos155AA=−=
−−=,所以1115sin2526225ABCSABACA===.17.已知圆C的圆心M在直线2yx=−上,并且经过点(0,1)P−,与直线10xy−−=相切.(1)求圆C的方程;(2)经过点(2,1)的直线l与圆C相交于A,B两
点,若||2AB=,求直线l的方程.【答案】(1)222430xyxy+−++=(2)4350xy−−=或2x=【解析】【分析】(1)设圆C的方程为222()()(0)xaybrr−+−=,由题意,列出方程组,求解得,,abr的值,即可写出圆C的方程;(2)分直线的斜率是否存在
进行讨论,斜率不存在时,联立方程求出点,AB的坐标,计算弦长验证,斜率存在时,设l的方程为1(2)ykx−=−,由圆心到直线的距离等于半径求出k的值即得.【小问1详解】设圆C方程为222()()(0)xaybrr−+−=,由已知得2222(1),12baabrabr=−+−−=−
−=,解得1a=,2b=−,2r=,所以圆C的方程为22(1)(2)2xy−++=,即222430xyxy+−++=;【小问2详解】①若直线l有斜率,可设l的方程为1(2)ykx−=−,即(12)0kxyk−+−=,由已
知,则圆心(1,2)M−到直线l的距离2222(12)2(2)21kkk++−=−+解得43k=,此时,直线l的方程为41(2)3yx−=−,即4350xy−−=;②若直线l没有斜率,则l的方程为2x=,将其代入22(1)(2)2x
y−++=,可得1y=−或=3y−,即得(2,1)A−,(2,3)B−,满足条件||2AB=,综上所述,直线l的方程为4350xy−−=或2x=.18.已知椭圆C的中心在坐标原点,左焦点为F1(﹣3,0),点13,2M在椭圆上.(1)求椭圆C的标准方程;(2
)过点P(1,0)的直线l交椭圆C于两个不同的点A、B,若△AOB(O是坐标原点)的面积S=45,求直线AB的方程.【答案】(1)24x+y2=1;(2)x+y﹣1=0或x﹣y﹣1=0.【解析】的【分析】(1)由已知可得椭圆的左、右焦点坐标,而点13,2M在椭圆上,
所以|MF1|+|MF2|=2a,从而可求出a的值,再由222bac=−可求出b,从而可求得椭圆C的标准方程;(2)设1122()AxyBxy,,(,),由题可设直线AB的方程为x=my+1,然后将直线方程与椭圆方程联立方程组,消去x,利用根
与系数的关系,从而可表示出△AOB的面积,列方程可求出m的值,进而可得直线AB的方程.【详解】解:(1)根据题意,设椭圆C的方程为2222xyab+=1(a>b>0),因为椭圆的左焦点为F1(﹣3,0),设椭圆的右焦点为F
2(3,0),由椭圆的定义知|MF1|+|MF2|=2a,所以2a=4,所以a=2,所以22431bac=−=−=,所以椭圆C的方程为24x+y2=1,(2)设1122()AxyBxy,,(,),由题可设直线AB的方程为x=my+1.联立直线与椭圆的方程,
22141xyxmy+==+,消去x得(4+m2)y2+2my﹣3=0,则有12122223,44myyyymm−+==−++,所以1212SOPyy=−212121()42yyyy=+−2221234244mmm−=+++22234mm+=+又由S=45,即2
223445mm+=+解得m2=1,即m=±1.故直线AB的方程为x=±y+1,即x+y﹣1=0或x﹣y﹣1=019.已知O为坐标原点,圆O:221xy+=,直线l:yxm=+(01m),如图,直线l与圆O相交于A(A在x轴的上方),B两点,
圆O与x轴交于,MN两点(M在N的左侧),将平面xOy沿x轴折叠,使y轴正半轴和x轴所确定的半平面(平面AMN)与y轴负半轴和x轴所确定的半平面(平面BMN)互相垂直,再以O为坐标原点,折叠后原y轴负半轴,原x轴正半轴,原y轴正半轴所在直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.(1)若0
m=.(ⅰ)求三棱锥ABMN−的体积;(ⅱ)求二面角ABNM−−的余弦值.(2)是否存在m,使得AB折叠后的长度与折叠前的长度之比为306?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(ⅰ)16;(ⅱ)1477−(2)存在,22m=【解析】【
分析】(1)(ⅰ)由已知,可得22,22A,22,22B−−,即可求得求三棱锥ABMN−的体积;(ⅱ)求出平面ANB的一个法向量()12,1,21n=+−和平面BMN的一个法向量()0,0,1m=,利用向量的坐标运算即可
求得二面角ABNM−−的余弦值.(2)分别求出AB折叠前的长度与折叠后的长度,比为306时,求得22m=,可得答案.【小问1详解】(ⅰ)若0m=,折叠前直线l的方程为yx=,联立221yxxy=+=,解得2222xy==或2222xy=−
=−,可得22,22A,22,22B−−,圆O:221xy+=,与x轴交于,MN两点,则2MN=,折叠后三棱锥ABMN−的体积为11221232226=.(ⅱ)由(ⅰ)及已知,则220,,22A,22,,022B
−,()0,1,0M−,()0,1,0N,220,1,22AN=−−,22,1,022BN=−+.设平面ANB的一个法向量为(),,nxyz=,则00ANnBNn==,即221022221022y
zxy−−=−++=,令1y=,则12x=+,21z=−,所以()12,1,21n=+−.易知()0,0,1m=为平面BMN的一个法向量,设二面角ABNM−−的大小为,由题可知为锐角,所以coscos,mnmnmn==()()22
221211477712112−−−===+++−故二面角ABNM−−的余弦值为1477−.【小问2详解】设折叠前𝐴(𝑥1,𝑦1),𝐵(𝑥2,𝑦2),圆心()0,0到直线l的距离2md=,则2221212mABd=−=−,直线l与圆O方程联立22,1,yxm
xy=++=得222210xmxm++−=,即12xxm+=−,21212mxx−=.设A,B在新图形中的对应点分别为,AB,()110,,Axy,()22,,0Byx−,()()2222121AByxxy=−+−+2222221211223yx
xyxxm=+++−=−.若AB折叠后的长度与折叠前的长度之比为306,则223306212mm−=−,解得22m=,故当22m=时,AB折叠后的长度与折叠前的长度之比为306.【点睛】关键点点睛:(2)由几何法求出AB折叠前的长度,直曲联立,消元后得韦达定
理,利用弦长公式求得折叠后的长度,令它们之比为306时,求得22m=,可得答案.