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九师联盟2022-2023学年高一11月联考数学试卷答案

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15．已知正四棱锥V-ABCD底面中心为O，E，F分别为VA，VC的中点，底面边长为2，高为4，建立适当的空间直角坐标系，求异面直线BE与DF所成角的正切值．

分析（I）曲线C₁：$\left\{\begin{array}{l}{x=tcosα}\\{y=tsinα}\end{array}\right.$（t为参数，t≠0），其中0≤α＜π，相除法即可得出直角坐标方程．曲线C₂：ρ=2sinθ，化为ρ²=2ρsinθ，利用$\left\{\begin{array}{l}{x=ρcosθ}\\{y=ρsinθ}\end{array}\right.$即可化为直角标准方程：x²+y²=2y，联立即可解出．
（II）曲线C₃：ρ=2$\sqrt{3}$cosθ．化为ρ²=2$\sqrt{3}$ρcosθ，利用$\left\{\begin{array}{l}{x=ρcosθ}\\{y=ρsinθ}\end{array}\right.$，即可化为直角标准方程：x²+y²=2$\sqrt{3}$x，联立即可解出．利用两点之间的距离公式与三角函数的单调性即可得出|AB|的最大值是4．

解答解：（I）曲线C₁：$\left\{\begin{array}{l}{x=tcosα}\\{y=tsinα}\end{array}\right.$（t为参数，t≠0），其中0≤α＜π，化为直角坐标方程：y=xtanα，0≤α＜π，
曲线C₂：ρ=2sinθ，化为ρ²=2ρsinθ，化为直角标准方程：x²+y²=2y，联立$\left\{\begin{array}{l}{y=xtanα}\\{{x}^{2}+{y}^{2}=2y}\end{array}\right.$，化为（1+tan²α）x²-2xtanα=0，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0}\\{y=0}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{x=sin2α}\\{y=2si{n}^{2}α}\end{array}\right.$．
∴交点直角坐标（0，0），（sin2α，2sin²α）．
（II）曲线C₃：ρ=2$\sqrt{3}$cosθ．化为ρ²=2$\sqrt{3}$ρcosθ，化为直角标准方程：x²+y²=2$\sqrt{3}$x，联立$\left\{\begin{array}{l}{y=xtanα}\\{{x}^{2}+{y}^{2}=2\sqrt{3}x}\end{array}\right.$，
化为（1+tan²α）x²-2$\sqrt{3}$x=0，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0}\\{y=0}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{x=2\sqrt{3}co{s}^{2}α}\\{y=\sqrt{3}sin2α}\end{array}\right.$．
∴交点直角坐标（0，0），（$2\sqrt{3}co{s}^{2}α$，$\sqrt{3}$sin2α）．
|AB|=$\sqrt{（sin2α-2\sqrt{3}co{s}^{2}α）^{2}+（2si{n}^{2}α-\sqrt{3}sin2α）^{2}}$=$\sqrt{8-8sin（2α-\frac{π}{6}）}$，
∵0≤α＜π，∴$-\frac{π}{6}$≤2α$-\frac{π}{6}$＜$\frac{11π}{6}$，∴$sin（2α-\frac{π}{6}）$∈[-1，1]．
∴|AB|=$\sqrt{8-8sin（2α-\frac{π}{6}）}$≤4，当$sin（2α-\frac{π}{6}）$=-1，即α=$\frac{5π}{6}$时取等号．
∴|AB|的最大值是4．

点评本题考查了极坐标方程化为直角坐标方程、直线的参数方程、两点之间的距离公式、圆的标准方程，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．

九师联盟2022-2023学年高一11月联考数学