选修2-1数学课后习题集答案解析

1、 PAGE36 / NUMPAGES36 新课程标准数学选修21第一章课后习题解答第一章 常用逻辑用语11命题及其关系练习（P4）1、略. 2、（1）真； （2）假； （3）真； （4）真.3、（1）若一个三角形是等腰三角形，则这个三角形两边上的中线相等. 这是真命题. （2）若一个函数是偶函数，则这个函数的图象关于轴对称. 这是真命题. （3）若两个平面垂直于同一个平面，则这两个平面平行. 这是假命题.练习（P6）1、逆命题：若一个整数能被5整除，则这个整数的末位数字是0. 这是假命题. 否命题：若一个整数的末位数字不是0，则这个整数不能被5整除. 这是假命题. 逆否命题：若一个整数不能被5

2、整除，则这个整数的末位数字不是0. 这是真命题.2、逆命题：若一个三角形有两个角相等，则这个三角形有两条边相等. 这是真命题. 否命题：若一个三角形有两条边不相等，这个三角形有两个角也不相等. 这是真命题. 逆否命题：若一个三角形有两个角不相等，则这个三角形有两条边也不相等.这是真命题.3、逆命题：图象关于原点对称的函数是奇函数. 这是真命题. 否命题：不是奇函数的函数的图象不关于原点对称. 这是真命题. 逆否命题：图象不关于原点对称的函数不是奇函数. 这是真命题.练习（P8）证明：若，则 所以，原命题的逆否命题是真命题，从而原命题也是真命题.习题1.1 A组（P8）1、（1）是； （2）是；

3、 （3）不是； （4）不是.2、（1）逆命题：若两个整数与的和是偶数，则都是偶数. 这是假命题. 否命题：若两个整数不都是偶数，则不是偶数. 这是假命题. 逆否命题：若两个整数与的和不是偶数，则不都是偶数. 这是真命题.（2）逆命题：若方程有实数根，则. 这是假命题. 否命题：若，则方程没有实数根. 这是假命题. 逆否命题：若方程没有实数根，则. 这是真命题.3、（1）命题可以改写成：若一个点在线段的垂直平分线上，则这个点到线段的两个端点的距离相等. 逆命题：若一个点到线段的两个端点的距离相等，则这个点在线段的垂直平分线上. 这是真命题. 否命题：若一个点到不在线段的垂直平分线上，则这个点到线

4、段的两个端点的距离不 相等. 这是真命题. 逆否命题：若一个点到线段的两个端点的距离不相等，则这个点不在线段的垂直平分线上. 这是真命题.（2）命题可以改写成：若一个四边形是矩形，则四边形的对角线相等. 逆命题：若四边形的对角线相等，则这个四边形是矩形. 这是假命题. 否命题：若一个四边形不是矩形，则四边形的对角线不相等. 这是假命题. 逆否命题：若四边形的对角线不相等，则这个四边形不是矩形. 这是真命题.4、证明：如果一个三角形的两边所对的角相等，根据等腰三角形的判定定理，这个三角形是等腰三角形，且这两条边是等腰三角形，也就是说这两条边相等. 这就证明了原命题的逆否命题，表明原命题的逆否命题

5、为真命题. 所以，原命题也是真命题.习题1.1 B组（P8）证明：要证的命题可以改写成“若，则”的形式：若圆的两条弦不是直径，则它们不能互相平分.此命题的逆否命题是：若圆的两条相交弦互相平分，则这两条相交弦是圆的两条直径.可以先证明此逆否命题：设是的两条互相平分的相交弦，交点是，若和圆心重合，则是经过圆心的弦，是两条直径. 若和圆心不重合，连结和，则是等腰，的底边上中线，所以，. 和都经过点，且与垂直，这是不可能的. 所以，和必然重合. 即和是圆的两条直径.原命题的逆否命题得证，由互为逆否命题的相同真假性，知原命题是真命题.12充分条件与必要条件练习（P10）1、（1）； （2）； （3）；

6、（4）. 2、（1）. 3（1）.4、（1）真； （2）真； （3）假； （4）真.练习（P12）1、（1）原命题和它的逆命题都是真命题，是的充要条件； （2）原命题和它的逆命题都是真命题，是的充要条件； （3）原命题是假命题，逆命题是真命题，是的必要条件.2、（1）是的必要条件； （2）是的充分条件；（3）是的充要条件； （4）是的充要条件.习题1.2 A组（P12）1、略. 2、（1）假； （2）真； （3）真.3、（1）充分条件，或充分不必要条件； （2）充要条件； （3）既不是充分条件，也不是必要条件； （4）充分条件，或充分不必要条件.4、充要条件是.习题1.2 B组（P13）1、（

7、1）充分条件； （2）必要条件； （3）充要条件.2、证明：（1）充分性：如果，那么. 所以 所以，. 即 ，所以，是等边三角形. （2）必要性：如果是等边三角形，那么 所以 所以 所以13简单的逻辑联结词练习（P18）1、（1）真； （2）假. 2、（1）真； （2）假.3、（1），真命题； （2）3不是方程的根，假命题；（3），真命题.习题1.3A组（P18）1、（1）或，真命题； （2）且，假命题； （3）2是偶数或3不是素数，真命题； （4）2是偶数且3不是素数，假命题.2、（1）真命题； （2）真命题； （3）假命题.3、（1）不是有理数，真命题； （2）5是15的约数，真命题； （

8、3），假命题； （4），真命题； （5）空集不是任何集合的真子集，真命题.习题1.3B组（P18）（1）真命题. 因为为真命题，为真命题，所以为真命题；（2）真命题. 因为为真命题，为真命题，所以为真命题；（3）假命题. 因为为假命题，为假命题，所以为假命题；（4）假命题. 因为为假命题，为假命题，所以为假命题.14全称量词与存在量词练习（P23）1、（1）真命题； （2）假命题； （3）假命题.2、（1）真命题； （2）真命题； （3）真命题.练习（P26）1、（1）； （2）存在一个素数，它不是奇数；（3）存在一个指数函数，它不是单调函数.2、（1）所有三角形都不是直角三角形； （2）每个

9、梯形都不是等腰梯形； （3）所有实数的绝对值都是正数.习题1.4A组（P26）1、（1）真命题； （2）真命题； （3）真命题； （4）假命题.2、（1）真命题； （2）真命题； （3）真命题.3、（1）； （2）存在一个可以被5整除的整数，末位数字不是0； （3）； （4）所有四边形的对角线不互相垂直.习题1.4B组（P27）（1）假命题. 存在一条直线，它在轴上没有截距；（2）假命题. 存在一个二次函数，它的图象与轴不相交；（3）假命题. 每个三角形的内角和不小于；（4）真命题. 每个四边形都有外接圆.第一章 复习参考题A组（P30）1、原命题可以写为：若一个三角形是等边三角形，则此三角形

10、的三个内角相等. 逆命题：若一个三角形的三个内角相等，则此三角形是等边三角形. 是真命题； 否命题：若一个三角形不是等边三角形，则此三角形的三个内角不全相等. 是真命题； 逆否命题：若一个三角形的三个内角不全相等，则此三角形不是等边三角形. 是真命题.2、略. 3、（1）假； （2）假； （3）假； （4）假.4、（1）真； （2）真； （3）假； （4）真； （5）真.5、（1）； （2）在圆上，为圆心； （3）是整数，；（4）是无理数，是有理数.6、（1），真命题； （2），假命题； （3），真命题； （4）存在一个正方形，它不是平行四边形，假命题.第一章 复习参考题B组（P31）1、（1

11、）； （2），或.2、（1），的对边分别是，则； （2），的对边分别是，则.新课程标准数学选修21第二章课后习题解答第二章 圆锥曲线与方程21曲线与方程练习（P37）1、是. 容易求出等腰三角形的边上的中线所在直线的方程是.2、.3、解：设点的坐标分别为，. （1）当时，直线斜率 所以， 由直线的点斜式方程，得直线的方程为 . 令，得，即点的坐标为. 由于点是线段的中点，由中点坐标公式得. 由得，代入， 得，即 （2）当时，可得点的坐标分别为， 此时点的坐标为，它仍然适合方程 由（1）（2）可知，方程是点的轨迹方程，它表示一条直线.习题2.1 A组（P37）1、解：点、在方程表示的曲线上；点不

12、在此曲线上2、解：当时，轨迹方程为；当时，轨迹为整个坐标平面.3、以两定点所在直线为轴，线段垂直平分线为轴，建立直角坐标系，得点的轨迹方程为.4、解法一：设圆的圆心为，则点的坐标是. 由题意，得，则有. 所以， 化简得 当时，点适合题意；当时，点不合题意. 解方程组 ， 得 所以，点的轨迹方程是，. 解法二：注意到是直角三角形， 利用勾股定理，得， 即. 其他同解法一.习题2.1 B组（P37）1、解：由题意，设经过点的直线的方程为. 因为直线经过点，所以 因此，（第2题） 由已知点的坐标为，所以点的轨迹方程为.2、解：如图，设动圆圆心的坐标为. 由于动圆截直线和所得弦分别为，所以，. 过点分

13、别作直线和的垂线，垂足分别为，则，.，.连接，因为， 则有，所以，化简得，.因此，动圆圆心的轨迹方程是.22椭圆练习（P42）1、14. 提示：根据椭圆的定义，因为，所以.2、（1）； （2）； （3），或.3、解：由已知，所以. （1）的周长. 由椭圆的定义，得，. 所以，的周长. （2）如果不垂直于轴，的周长不变化. 这是因为两式仍然成立，的周长，这是定值.4、解：设点的坐标为，由已知，得直线的斜率 ；直线的斜率 ；由题意，得，所以化简，得（第1题）因此，点的轨迹是直线，并去掉点.练习（P48）1、以点（或）为圆心，以线段（或）为半径画圆，圆与轴的两个交点分别为. 点就是椭圆的两个焦点.这

14、是因为，在中，所以，. 同样有.2、（1）焦点坐标为，；（2）焦点坐标为，.3、（1）； （2）.4、（1） （2），或.5、（1）椭圆的离心率是，椭圆的离心率是， 因为，所以，椭圆更圆，椭圆更扁；（2）椭圆的离心率是，椭圆的离心率是， 因为，所以，椭圆更圆，椭圆更扁.6、（1）； （2）； （3）. 7、.习题2.2A组（P49）1、解：由点满足的关系式以及椭圆的定义得，点的轨迹是以，为焦点，长轴长为10的椭圆. 它的方程是.2、（1）； （2）； （3），或.3、（1）不等式，表示的区域的公共部分； （2）不等式，表示的区域的公共部分. 图略.4、（1）长轴长，短轴长，离心率，焦点坐标分别

15、是，顶点坐标分别为，；（2）长轴长，短轴长，离心率，焦点坐标分别是，顶点坐标分别为，.5、（1）； （2），或； （3），或.6、解：由已知，椭圆的焦距. 因为的面积等于1，所以，解得.（第7题） 代入椭圆的方程，得，解得. 所以，点的坐标是，共有4个.7、解：如图，连接. 由已知，得. 所以，. 又因为点在圆内，所以 根据椭圆的定义，点的轨迹是以为焦点，为长轴长的椭圆.8、解：设这组平行线的方程为. 把代入椭圆方程，得. 这个方程根的判别式 （1）由，得. 当这组直线在轴上的截距的取值X围是时，直线与椭圆相交. （2）设直线与椭圆相交得到线段，并设线段的中点为. 则 . 因为点在直线上，与联

16、立，消去，得. 这说明点的轨迹是这条直线被椭圆截下的弦（不包括端点），这些弦的中点在一条直线上.9、.10、地球到太阳的最大距离为km，最下距离为km.习题2.2B组（P50）1、解：设点的坐标为，点的坐标为，则，. 所以，.因为点在圆上，所以.将代入，得点的轨迹方程为，即所以，点的轨迹是一个椭圆与例2相比可见，椭圆也可以看作是由圆沿某个方向压缩或拉伸得到.2、解法一：设动圆圆心为，半径为，两已知圆的圆心分别为.分别将两已知圆的方程 ，配方，得 ， 当与：外切时，有当与：内切时，有两式的两边分别相加，得即，化简方程.先移项，再两边分别平方，并整理，得 将两边分别平方，并整理，得 将常数项移至方

17、程的右边，两边分别除以108，得 由方程可知，动圆圆心的轨迹是椭圆，它的长轴和短轴长分别为12，. 解法二：同解法一，得方程由方程可知，动圆圆心到点和点距离的和是常数12，所以点的轨迹方程是焦点为、，长轴长等于12的椭圆. 并且这个椭圆的中心与坐标原点重合，焦点在轴上，于是可求出它的标准方程.因为 ，所以，所以.于是，动圆圆心的轨迹方程为.3、解：设是点到直线的距离，根据题意，所求轨迹就是集合 由此得 将上式两边平方，并化简，得 ，即 所以，点的轨迹是长轴、短轴长分别为8，的椭圆.（第4题）4、解：如图，由已知，得，. 因为是线段的四等分点，是线段的四等分点， 所以，；. 直线的方程是； 直线

18、的方程是. 联立这两个方程，解得 . 所以，点的坐标是. 同样，点的坐标是，点的坐标是. 由作图可见，可以设椭圆的方程为 把点的坐标代入方程，并解方程组，得 ，. 所以经过点的椭圆方程为. 把点的坐标代入，得， 所以，点在上. 因此，点都在椭圆上.23双曲线练习（P55）1、（1）. （2）. （3）解法一：因为双曲线的焦点在轴上 所以，可设它的标准方程为 将点代入方程，得，即 又 解方程组 令，代入方程组，得 解得 ，或 第二组不合题意，舍去，得 所求双曲线的标准方程为解法二：根据双曲线的定义，有. 所以， 又，所以 由已知，双曲线的焦点在轴上，所以所求双曲线的标准方程为.2、提示：根据椭圆

19、中和双曲线中的关系式分别求出椭圆、双曲线的焦点坐标.3、由，解得，或练习（P61）1、（1）实轴长，虚轴长；顶点坐标为； 焦点坐标为；离心率.（2）实轴长，虚轴长；顶点坐标为； 焦点坐标为；离心率.（3）实轴长，虚轴长；顶点坐标为； 焦点坐标为；离心率.（4）实轴长，虚轴长；顶点坐标为； 焦点坐标为；离心率.2、（1）； （2）. 3、4、，渐近线方程为.5、（1）； （2）习题2.3A组（P61）1、把方程化为标准方程，得. 因为，由双曲线定义可知，点到两焦点距离的差的绝对值等于16. 因此点到另一焦点的距离是17.2、（1）. （2）3、（1）焦点坐标为，离心率； （2）焦点坐标为，离心率

20、；4、（1）. （2） （3）解：因为，所以，因此. 设双曲线的标准方程为 ，或. 将代入上面的两个方程，得 ，或. 解得 （后一个方程无解）. 所以，所求的双曲线方程为.5、解：连接，由已知，得. 所以，. 又因为点在圆外，所以. 根据双曲线的定义，点的轨迹是以为焦点，为实轴长的双曲线.6、.习题2.3B组（P62）1、2、解：由声速及两处听到爆炸声的时间差，可知两处与爆炸点的距离的差，因此爆炸点应位于以为焦点的双曲线上.使两点在轴上，并且原点与线段的中点重合，建立直角坐标系.设爆炸点的坐标为，则 .即 ，.又，所以，.因此，所求双曲线的方程为.3、4、解：设点，在双曲线上，且线段的中点为.

21、设经过点的直线的方程为，即把代入双曲线的方程得（） 所以，由题意，得，解得 .当时，方程成为.根的判别式，方程没有实数解.所以，不能作一条直线与双曲线交于两点，且点是线段的中点.24抛物线练习（P67）1、（1）； （2）； （3）.2、（1）焦点坐标，准线方程； （2）焦点坐标，准线方程； （3）焦点坐标，准线方程； （4）焦点坐标，准线方程；3、（1），. （2）， 提示：由抛物线的标准方程求出准线方程. 由抛物线的定义，点到准线的距离等于9，（第2题）所以 ，.练习（P72）1、（1）； （2）；（3）； （4）.2、图形见右，的系数越大，抛物线的开口越大.3、解：过点且斜率为1的直线的

22、方程 为 与抛物线的方程联立 解得 ， 设，则.4、解：设直线的方程为.将代入抛物线方程，得，即.因为 ， 所以，因此，直线的方程为.习题2.4A组（P73）1、（1）焦点坐标，准线方程；（2）焦点坐标，准线方程；（3）焦点坐标，准线方程；（4）焦点坐标，准线方程.2、（1）； （2），或3、解：由抛物线的方程，得它的准线方程为. 根据抛物线的定义，由，可知，点的准线的距离为. 设点的坐标为，则 ，解得. 将代入中，得. 因此，点的坐标为，.4、（1），； （2）（图略）5、解：因为，所以线段所在直线的斜率. 因此，直线的方程为 与抛物线联立，得 将代入得，解得， 把，分别代入得 ， 由第5题

23、图知不合题意，所以点的坐标为. 因此，6、证明：将代入中，得， 化简得 ，解得 则 因为 ， 所以 （第8题） 所以 7、这条抛物线的方程是8、解：建立如图所示的直角坐标系，设拱桥抛物线的方程为，因为拱桥离水面2 m，水面宽4 m所以 ，因此，抛物线方程为水面下降1 m，则，代入式，得，.这时水面宽为 m.习题2.2B组（P74）1、解：设垂线段的中点坐标为，抛物线上相应点的坐标为.根据题意，代入，得轨迹方程为.由方程可知，轨迹为顶点在原点、焦点坐标为的抛物线.2、解：设这个等边三角形的顶点在抛物线上，且坐标分别为，则 ，.又，所以 即，因此，因为，所以由此可得，即线段关于轴对称.因为轴垂直于

24、，且，所以.因为，所以，因此.3、解：设点的坐标为由已知，得 直线的斜率 .直线的斜率 .由题意，得，所以，化简，得第二章 复习参考题A组（P80）1、解：如图，建立直角坐标系，使点在轴上，为椭圆的右焦点（记为左焦点）.（第1题）因为椭圆的焦点在轴上，所以设它的标准方程为.则 ，解得 ，所以 用计算器算得 因此，卫星的轨道方程是.2、解：由题意，得 ， 解此方程组，得因此卫星轨道的离心率.3、（1）； （2）.4、（1）当时，方程表示圆. （2）当时，方程化成. 方程表示焦点在轴上的椭圆. （3）当时，即，方程表示平行于轴的两条直线. （4）当时，因为，所以表示双曲线，其焦点在轴上. 而当时，

25、方程表示等轴双曲线.5、解：将代入方程得 即 令 ，解得，或因为，方程无解，即直线与双曲线没有公共点，所以，的取值X围为，或6、提示：设抛物线方程为，则点的坐标为，点的坐标为 设点的坐标为，则点的坐标为.因为，.所以，即是和的比例中项.7、解：设等边三角形的另外两个顶点分别是，其中点在轴上方.直线的方程为 与联立，消去，得 解方程，得 ， 把代入，得 .把代入，得 .所以，满足条件的点有两个，.根据图形的对称性，可得满足条件的点也有两个，所以，等边三角形的边长是，或者.8、解：设直线的方程为.把代入双曲线的方程，得.，由已知，得 把代入，解得 所以，直线的方程为9、解：设点的坐标为，点的坐标为

26、，点的坐标为.并设经过点的直线的方程为，即.把代入双曲线的方程，得. 所以，由题意，得，解得当时，方程成为 根的判别式，方程有实数解.所以，直线的方程为.10、解：设点的坐标为. 由已知，得 直线的斜率 直线的斜率 由题意，得. 所以，化简得，当时，点的轨迹是椭圆，或者圆，并除去两点；当时，点的轨迹是双曲线，并除去两点；11、解：设抛物线上的点的坐标为，则.点到直线的距离 .当时，的最小值是. 此时，点的坐标是.（第12题）12、解：如图，在隧道的横断面上，以拱顶为原点、拱高所在直线为轴（向上），建立直角坐标系.设隧道顶部所在抛物线的方程为 因为点在抛物线上 所以 解得 所以，隧道顶部所在抛物

27、线的方程为. 设. 则 把点的坐标代入方程，解得.答：车辆通过隧道的限制高度为3.2 m.第二章 复习参考题B组（P81）1、.2、解：由题意，得轴.把代入椭圆方程，解得 . 所以，点的坐标是 直线的斜率. 直线的斜率.由题意，得，所以，.由已知及，得 所以 ，解得 所以，因此，椭圆的方程为.3、解：设点的坐标，点的坐标.由，得.由已知，得直线的方程为. 则有 由与消去，得，把代入，解得当时，方程成为，显然此方程有实数根. 所以，（第4题）4、解：如图，以连接的直线为轴，线段的中点为原点，建立直角坐标系.对于抛物线，有，所以，.对于双曲线，有解此方程组，得，因此，.所以，所求双曲线的方程是 .

28、因为抛物线的顶点横坐标是 所以，所求抛物线的方程是 答：抛物线的方程为，双曲线的方程是.5、解：设点的坐标为由已知，得 直线的斜率 直线的斜率 由题意，得，所以，化简，得所以，点轨迹方程是.6、解：（1）当时，方程表示轴；（2）当时，方程表示轴；（3）当时，把方程写成 .当时，方程表示椭圆； 时，方程表示圆；当，或时，方程表示双曲线.（第7题）7、以为直径的圆与抛物线的准线相切.证明：如图，过点分别作抛物线的准线的垂线，垂足分别为.由抛物线的定义，得 ，.所以，.设的中点为，且过点作抛物线的准线的垂线，垂足为.显然轴，所以，是直角梯形的中位线. 于是，.因此，点在以为直径的圆上.又，所以，以为

29、直径的圆与抛物线的准线相切.类似地，可以证明：对于椭圆，以经过焦点的弦为直径的圆与相应的准线相离；对于双曲线，以经过焦点的弦为直径的圆与相应的准线相交.新课程标准数学选修21第三章课后习题解答第三章 空间向量与立体几何31空间向量及其运算练习（P86）1、略. 2、略. 3、，.练习（P89）1、（1）； （2）； （3）.2、（1）； （2）； （3）.（第3题）3、如图.练习（P92）1、.2、解：因为，所以所以3、解：因为所以，又知.所以，又知.所以.练习（P94）1、向量与，一定构成空间的一个基底. 否则与，共面，于是与，共面，这与已知矛盾. 2、共面2、（1）解：； （2）.练习（P

30、97）1、（1）； （2）； （3）； （4）2. 2、略.3、解：分别以所在的直线为轴、轴、轴，建立空间直角坐标系.则，所以，.（第1题）所以，.习题3.1 A组（P97）1、解：如图，（1）；（2）；（3）设点是线段的中点，则；（4）设点是线段的三等分点，则. 向量如图所示.2、.3、解：所以，.4、（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）5、（1）； （2）略.6、向量的横坐标不为0，其余均为0；向量的纵坐标不为0，其余均为0；向量的竖坐标不为0，其余均为0.7、（1）9； （2）.8、解：因为，所以，即，解得.9、解：，设的中点为，所以，点的坐标为，10、解：以分别作为轴、轴、轴

31、建立空间直角坐标系.则的坐标分别为：，.，所以，由于异面直线和所成的角的X围是因此，和所成的角的余弦值为.11、习题3.1 B组（P99）1、证明：由已知可知，所以，.，.，.2、证明： 点分别是的中点.，所以四边形是平行四边形.，（已知），.（） 平行四边形是矩形.（第3题）3、已知：如图，直线平面，直线平面，为垂足. 求证： 证明：以点为原点，以射线方向为轴正方向，建立空间直角坐标系，分别为沿轴、轴、轴的坐标向量，且设.，.，.，又知为两个不同的点.32立体几何中的向量方法练习（P104）1、（1），； （2），； （3），.2、（1），； （2），； （3），与相交，交角的余弦等于.练习（P107）1、证明：设正方形的棱长为1.，.因为，所以.因为，所以.因此平面.2、解：练习（P111）1、证明：. 同理可证.2、解：（或），所以 .3、证明：以点为原点，的方向分别为轴、轴、轴正方向，建立坐标系，得下列坐标：，.习题3.2 A组（P111）1、解：设正方形的棱长为1 （1），. （2），.2、证明：设正方体的棱长为1因为，所以.因为，所以.因此，平面.3、证明：，.4、证明：（1）因为，所以.因为，所以.因此