内容正文:
浙江省嘉兴市桐乡市茅盾中学2024-2025学年高二上学期第一次月考数学试题
命题人:吕忠妹 审核人:孙建洪
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 直线只经过第一、三、四象限,则直线斜率( )
A. 大于零 B. 小于零
C. 大于零或小于零 D. 以上结论都有可能
2. 直线与圆交于两点,则的面积为( )
A. B. 2 C. D.
3. 已知两直线与的交点在圆的内部,则实数k的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
4. 已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的长轴长与焦距的比值为( )
A B. C. D.
5. 已知圆与圆的公切线条数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 设P是椭圆上的点,F1,F2为其两焦点,则满足的点P的个数是( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
7. 如图,已知一艘停在海面上的海监船上配有雷达,其监测范围是半径为的圆形区域,一艘轮船从位于海监船正东的处出发,径直驶向位于海监船正北的处岛屿,速度为.这艘轮船能被海监船监测到的时长为( )
A 1小时 B. 0.75小时 C. 0.5小时 D. 0.25小时
8. 已知圆:,过点的直线与轴交于点,与圆交于,两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.
9. 已知直线:与圆:相交于,两点,则( )
A. 圆心的坐标为 B. 圆的半径为
C. 圆心到直线的距离为2 D.
10. 关于方程,下列说法正确的是( )
A. 若,则该方程表示椭圆,其焦点在y轴上
B. 若,则该方程表示圆,其半径为
C. 若,则该方程表示椭圆,其焦点在x轴上
D. 若,则该方程表示两条直线
11. 设椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为A、B,点P是椭圆C上的动点,则下列结论正确的是( )
A. 离心率
B. 面积的最大值为1
C. 以线段为直径的圆与直线相切
D. 动点P到点的距离的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. ,与直线平行,则直线与的距离为___________.
13. 该椭圆的左右焦点为,点是上一点,满足,则的面积为__________.
14. 在直角坐标系中,已知,,点满足,则直线斜率的取值范围为__.
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. (1)已知点,求线段的垂直平分线的方程;
(2)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
16. 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点的坐标分别是,,并且经过点;
(2)经过两点,.
17. 已知圆的圆心在直线上,与x轴相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)过坐标原点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程.
18. 已知点是圆上任意一点.
(1)求P点到直线的距离的最大值和最小值.
(2)求最大值和最小值.
(3)求的最大值和最小值
19. 已知在平面直角坐标系中,动点到和的距离和为4,设点.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)为线段的中点,求点的轨迹方程;
(3)过原点的直线交的轨迹于,两点,求面积的最大值.
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浙江省嘉兴市桐乡市茅盾中学2024-2025学年高二上学期第一次月考数学试题
命题人:吕忠妹 审核人:孙建洪
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 直线只经过第一、三、四象限,则直线的斜率( )
A. 大于零 B. 小于零
C. 大于零或小于零 D. 以上结论都有可能
【答案】A
【解析】
【分析】画出符合条件的直线,即可判断
【详解】由图像可知:
该直线的斜率.
故选:A
2. 直线与圆交于两点,则的面积为( )
A. B. 2 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】依题意,作出图形,求出圆心坐标和半径,过圆心作于,分别计算和,即可求得的面积.
【详解】
如图,由圆配方得,,知圆心为,半径为,
过点作于,由到直线的距离为,
则,
故的面积为.
故选:B.
3. 已知两直线与的交点在圆的内部,则实数k的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出两条直线的交点坐标,再利用点与圆的位置关系列出不等式求解即得.
【详解】圆的圆心为,半径为2,
由解得,
则直线与的交点为,
依题意,,解得,
所以实数k的取值范围是.
故选:B
4. 已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的长轴长与焦距的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】借助椭圆定义与勾股定理计算即可得.
【详解】由,结合题设有,,
由,则,
化简得,故的长轴长与焦距的比值为.
故选:D.
5. 已知圆与圆的公切线条数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】求出圆心和半径,判断两圆位置关系即可得解.
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径,
圆的圆心为,半径,
因为,所以两圆外切,
所以圆与圆的公切线有3条.
故选:C
6. 设P是椭圆上的点,F1,F2为其两焦点,则满足的点P的个数是( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】依题意,P为椭圆虚轴的顶点时,∠F1PF2最大,即,进而得到答案.
【详解】
在椭圆中,,所以.
当P为椭圆虚轴的顶点时,最大,因为,
所以,所以,则这样的点P有四个.
故选:D.
7. 如图,已知一艘停在海面上的海监船上配有雷达,其监测范围是半径为的圆形区域,一艘轮船从位于海监船正东的处出发,径直驶向位于海监船正北的处岛屿,速度为.这艘轮船能被海监船监测到的时长为( )
A. 1小时 B. 0.75小时 C. 0.5小时 D. 0.25小时
【答案】C
【解析】
【分析】以为原点,东西方向为轴建立直角坐标系,求出直线与圆的方程,计算圆心到直线的距离和半径比较,可知这艘外籍轮船能否被海监船监测到;计算弦长,可求得持续时间为多长.
【详解】如图,以为原点,东西方向为轴建立直角坐标系,
则,,圆方程,
直线方程:,即,
设到距离为,则,
所以外籍轮船能被海监船检测到,
设监测时间为,则(小时),
外籍轮船能被海监船检测到的时间是0.5小时.
故选:C.
8. 已知圆:,过点的直线与轴交于点,与圆交于,两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】作出线段的中点,将转化为,利用垂径定理,由图化简得,只需求的范围即可,故又转化成求过点的弦长的范围问题.
【详解】
如图,取线段的中点,连接,则,
由,
因直线经过点,考虑临界情况,
当线段中点与点重合时(此时),弦长最小,此时最长,
为,(但此时直线与轴平行,点不存在);
当线段中点与点重合时,点与点重合,最短为0(此时符合题意).
故的范围为.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键在于结合圆的弦想到取其中点,将转化为,利用垂径定理,将所求式转化成,而求范围即求弦的长的范围即可.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.
9. 已知直线:与圆:相交于,两点,则( )
A. 圆心的坐标为 B. 圆的半径为
C. 圆心到直线的距离为2 D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】化圆的方程为 标准形式判断AB;求出圆心到直线距离判断C;利用圆的弦长公式计算判断D.
【详解】对于AB,圆:的圆心,半径,A正确,B错误;
对于C,点到直线:的距离,C正确;
对于D,,D正确.
故选:ACD
10. 关于方程,下列说法正确的是( )
A. 若,则该方程表示椭圆,其焦点在y轴上
B. 若,则该方程表示圆,其半径为
C. 若,则该方程表示椭圆,其焦点在x轴上
D. 若,则该方程表示两条直线
【答案】ACD
【解析】
【分析】AC选项,化为标准方程,结合椭圆的特征得到答案;B选项,化为,得到B正确;D选项,化为,故D正确.
【详解】对于A,若,则可化为,
因为,所以,即该方程表示焦点在y轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则可化为,此时该方程表示圆心在原点,半径为的圆,故B错误;
对于C,,则可化为,
由于,所以,故该方程表示焦点在x轴上的椭圆,故C正确;
对于D,若,则可化,即,
此时该方程表示平行于x轴的两条直线,故D正确.
故选:ACD
11. 设椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为A、B,点P是椭圆C上的动点,则下列结论正确的是( )
A. 离心率
B. 面积的最大值为1
C. 以线段为直径圆与直线相切
D. 动点P到点的距离的最小值为
【答案】BD
【解析】
【分析】对于选项A,根据题意求出,,求出,求出,对于选项B,要使的面积最大,当底边上的高最大即可,求出高的最大值,求出的面积最大值,对于选项C,求出以线段为直径的圆的方程,求出该圆的圆心到直线的距离,判断以线段为直径的圆与直线的位置关系,对于选项D,设点,求出.
【详解】对于选项A,由已知得,,则,即,故A错;
对于选项B,由已知得,要使的面积最大,当底边上的高最大即可,
高最大值即为1,则的面积最大值为,故B正确;
对于选项C,以线段为直径的圆的方程为,
则该圆的圆心到直线的距离为,
即以线段为直径的圆与直线相交,故C错;
对于选项D,设点,则
又,故时取得最小值为,故D正确.
故选:BD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. ,与直线平行,则直线与的距离为___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据两直线平行的条件列出方程即可求出m的值,求出直线的方程,再由两平行线间的距离公式求出直线与的距离.
【详解】因为//,所以,解得,
, ,
由两平行直线的距离公式可得:,
故答案为:
13. 该椭圆的左右焦点为,点是上一点,满足,则的面积为__________.
【答案】9
【解析】
【分析】解法一:由椭圆方程求出,设,然后由椭圆的定义结合已知条件列方程可求出,从而可求出的面积,解法二:利用焦点三角形的面积公式求解
【详解】解法一:由,得,则,
设,则由题意得
,
由,得,
所以,得,
所以的面积为
解法二:由,得,
因为
所以由焦点三角形的面积公式得.
故答案为:9
14. 在直角坐标系中,已知,,点满足,则直线的斜率的取值范围为__.
【答案】
【解析】
【分析】设,根据由两点间的距离公式化简得.设的斜率为,可得,得到关于的一元二次方程.根据判别式建立关于的不等式,解之即可得到直线的斜率的取值范围.
【详解】设,直线的斜率为,可得
,,,.
点满足,,即,
两边平方,得,
化简整理得,
的斜率为,
,代入上式并化简得.
以上一元二次方程有实数解,可得,解得.
即直线的斜率的取值范围为.
故答案为:.
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. (1)已知点,求线段的垂直平分线的方程;
(2)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
【答案】(1);(2)或
【解析】
【分析】(1)利用中点坐标公式求的中点坐标,利用斜率公式求的斜率,再求的垂直平分线的斜率,利用点斜式可得结论;
(2)分别在所求直线过原点时和不过原点条件下,求直线的斜率,利用点斜式求直线方程.
【详解】(1)因为,
所以线段的中点为,
所以直线的垂直平分线的斜率为,
故线段的垂直平分线的方程为,即.
(2)①当直线过原点时,所求直线在两坐标轴上的截距相等,其斜率为,
故所求直线方程为,即;
②当直线不过原点时,
由改直线过点,且在两坐标轴上的截距相等可得改直线的斜率为,
所求直线方程为:,即,
由①②知所求直线方程为或.
16. 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点的坐标分别是,,并且经过点;
(2)经过两点,.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意求出即可;
(2)设椭圆的方程为,再利用待定系数法求解即可.
【小问1详解】
设椭圆的焦距为,长轴长为,短轴长为,
则,且焦点在轴上,
,
所以,
所以椭圆方程为;
【小问2详解】
设椭圆的方程为,
则,解得,
所以椭圆方程为.
17. 已知圆圆心在直线上,与x轴相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)过坐标原点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)设圆的圆心为,半径为,根据条件得到,即可求解;
(2),先求出圆心到直线的距离,再根据条件得到,即可求解.
【小问1详解】
设圆的圆心为,半径为,
又圆的圆心在直线上,与x轴相切于点,所以,
故圆的方程为.
【小问2详解】
由题知直线的斜率存在,设,
则圆心到直线的距离为,又直线被圆截得的弦长为,
所以,化简得到,解得或,
所以直线的方程为或.
18. 已知点是圆上任意一点.
(1)求P点到直线的距离的最大值和最小值.
(2)求的最大值和最小值.
(3)求的最大值和最小值
【答案】(1)最大值为,最小值为
(2)最大值为,最小值为
(3)最大值为,最小值为
【解析】
【分析】(1)转化为圆心到直线的距离的最大值和最小值;
(2)解法一,转化为直线与圆有公共点,解法二,利用三角换元求最值;
(3)首先设,再转化为直线与圆有交点,
【小问1详解】
圆心到直线的距离为.
∴P点到直线的距离的最大值为,最小值为.
【小问2详解】
解法一 :设,则直线与圆有公共点,
∴,解得,
则,即的最大值为,最小值为.
解法二:设,则,其中,
∴得,即的最大值为,最小值为.
【小问3详解】
表示圆上的点与点连线的斜率为k,
设,即,直线与圆有交点,
设,
解得.
则,即的最大值为,最小值为.
19. 已知在平面直角坐标系中,动点到和的距离和为4,设点.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)为线段的中点,求点的轨迹方程;
(3)过原点的直线交的轨迹于,两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由椭圆定义可知,点的轨迹是以和为焦点,长半轴长为的椭圆,由此能求出动点的轨迹方程;
(2)设,,利用中点坐标公式及“代点法”即可得出点的轨迹方程;
(3)对直线的斜率分不存在、为、存在且不为三种情况讨论,当直线的斜率存在(不为)时,把直线的方程与椭圆的方程联立,解得点,的坐标,利用两点间的距离公式即可得出,再利用点到直线的距离公式即可得出点到直线的距离,利用三角形的面积计算公式即可得出.
【小问1详解】
因为,由椭圆定义可知,
点的轨迹是以和为焦点,长半轴长为的椭圆,
设椭圆方程为,则,,所以,
故动点的轨迹方程为;
【小问2详解】
设,,
,且为线段中点,
,即,代入的轨迹方程,可得,
整理得,
即点的轨迹方程为;
【小问3详解】
①当直线的斜率不存在时,可得,,
,点到轴的距离为1,
;
②当直线的斜率为时,则,,
,点到轴的距离为,
所以;
③当直线的斜率存在且不为零时,设直线的方程为,,,.
联立,化为.
解得,则,则,.
.
又点到直线的距离.
,
,
当时,当且仅当,即可时取等号,
当时,当且仅当,即可时取等号,
所以,
当且仅当时,即,取最大值,最大值为,
综上所述面积的最大值.
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