内容正文:
丰城中学2024-2025学年上学期高二期中考试试卷
数学
一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,满分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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出直线的斜率,利用斜率与倾斜角的关系可得出该直线的倾斜角.
【详解】因为直线的斜率为,
因此,直线的倾斜角为.
故选:A.
2. 过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用待定系数法,结合直线垂直的性质即可得解.
【详解】设垂直于直线的直线方程为,
又直线过点,所以,解得,
故所求直线的方程为.
故选:D.
3. 双曲线的焦点到其一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】求出焦点坐标及渐近线的方程,由点到直线的距离公式求出距离.
【详解】解:由,得,渐近线方程为,
由双曲线的对称性,不妨取双曲线的右焦点,一条渐近线方程为,
则焦点到渐近线的距离为
.
故选:B.
4. 无论为何值,直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先化简直线分是否有两部分,再求交点得出定点.
【详解】由得:,
由得
∴直线恒过定点.
故选:A.
5. 已知是椭圆的左、右焦点,经过的直线与椭圆相交于两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据椭圆定义求出,根据边长确定,进而求出,即可求解椭圆离心率.
【详解】
由题意结合椭圆定义可知:的周长为,,
又因为,
所以,又由,知,
故,因此椭圆的离心率为.
故选:A
6. 如图所示,点是双曲线的左、右焦点,双曲线的右支上存在一点满足与双曲线的左支的交点平分线段,则双曲线的渐近线斜率为( )
A. 3 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设,则,由双曲线的定义得,,
根据,列出方程求得,在直角中,利用勾股定理求得,进而求得双曲线的渐近线.
【详解】设,则,
由双曲线的定义得,,
又由得,即,解得,所以,
在直角中,由勾股定理得,即,
整理得,则,双曲线的渐近线斜率为.
故选:B.
7. 已知抛物线方程为:,焦点为.圆的方程为,设为抛物线上的点, 为圆上的一点,则的最小值为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
【答案】C
【解析】
【分析】根据抛物线定义将点到焦点的距离转化为点到直线的距离,即,从而得到,三点共线时和最小;再由在圆上,得到最小值.
【详解】
由抛物线方程为,得到焦点,准线方程为,过点做准线的垂线,垂足为,
因为点在抛物线上,所以,
所以,当点固定不动时,三点共线,即垂直于准线时和最小,
又因为在圆上运动,由圆的方程为得圆心,半径,所以,
故选:C.
8. 已知直线与曲线仅有三个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将曲线的表达式整理变形可知,其图象是由上半椭圆和上半双曲线组成的,再根据直线与双曲线的渐近线平行,利用数形结合讨论临界位置结合交点个数即可求得实数的取值范围.
【详解】由题意得曲线,即,可得;
当时得到即;
当时得到;
由以上可得曲线的如图中所示,
易知直线与双曲线的一条渐近线平行;
把直线向上平移到点时,即与曲线有两个交点,此时;
继续向上平移至与半椭圆相切前有3个交点.
当直线与椭圆的上半部分相切时,
联立直线与椭圆的方程代入整理得
即或(舍),由图示可得;
综上可知.
故选:C
二、多选题:每小题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. 已知曲线,则( )
A. 的焦点在轴上 B. 的短半轴长为
C. 的右焦点坐标为 D. 的离心率为
【答案】BCD
【解析】
【分析】曲线经过变形后可得椭圆标准方程,计算的值即可确定选项.
【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,半焦距为.
由题意可得椭圆的标准方程为,所以椭圆的焦点在轴上,故选项A错误.
由椭圆的标准方程为,得,
故其短半轴长为,右焦点坐标为,故选项B,C正确.
椭圆的离心率,故选项D正确.
故选:BCD.
10. 若圆与圆的交点为A,B,则( )
A. 线段AB的垂直平分线的方程为
B. 线段AB所在直线方程为
C. 线段AB的长为
D. 在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆
【答案】AD
【解析】
【分析】A选项,求出圆心,圆心,得到线段AB的垂直平分线为直线,得到;B选项,两圆相减得线段AB的方程为;C选项,求出圆心到线段AB的距离,进而由垂径定理求出线段AB的长;D选项,由C选项知,线段AB的长与圆的直径相等,D正确.
【详解】A选项,,
圆心,半径为,
,圆心,
由对称性可知,线段AB的垂直平分线为直线,
即,即,A正确;
B选项,与相减得
,即线段AB的方程为,B错误;
C选项,圆心到直线的距离为,
故,C错误;
D选项,由C选项知,线段AB的长为,而圆的直径为,
故在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆,D正确.
故选:AD
11. 已知抛物线:过点,焦点为,准线为,过点的直线交于,两点,,分别交于,两点,则( )
A. B. 最小值为4
C. 准线的方程为 D. 以为直径的圆恒过定点,
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A,将点代入抛物线方程中可求出的值;对于B,当为通径时,其取最小值;对于C,由于,从而可得准线方程;对于D,设直线的方程为,,,由题意可求出,,从而可得以为直径的圆的方程,整理后可得其过定点
【详解】把点代入曲线可得,∴,故A错误;
抛物线的方程为,把代入可得,∴,可知最小值为4,故B正确;
准线的方程为,故C正确;
当直线的斜率存在时,可设直线的方程为,,,联立
可得,,,直线的方程为,同理直线的方程为,令,可得,,则以为直径的圆的方程为,整理可得,令,可得或,故圆过定点,.当直线的斜率不存在时,将直线的方程代入抛物线方程可得,,可得,,以点为直径的圆方程,显然过两定点,,选项D正确,
故选:BCD.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,满分15分)
12. 已知点,直线与线段相交,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】由直线恒过定点,分别计算,,结合图象即可得的范围.
【详解】直线经过定点,如图所示,
则,
因为直线与连接两点的线段相交,
所以由图可知,.
故答案为:.
13. 已知为坐标原点,抛物线:上一点到焦点的距离为4,设点为抛物线准线上的动点.若为正三角形,则抛物线方程为________.
【答案】
【解析】
【分析】根据抛物线的定义,结合等边三角形的性质进行求解即可.
【详解】
根据抛物线的对称性,不妨设点在第二象限,
因为为正三角形,所以,
因为抛物线点到焦点的距离等于该点到准线的距离,
所以与准线垂直,,
因此有,
所以抛物线的方程为,
故答案为:.
14. 从双曲线的左焦点引圆的切线,切点为,延长交双曲线右支于点,若为线段的中点,为坐标原点,则的值是__________.
【答案】##
【解析】
【分析】设出双曲线右焦点,连接,利用双曲线的定义和中位线进行解题.
【详解】
不妨将点置于第一象限. 设是双曲线的右焦点,连接. 分别为的中点,故.
又由双曲线定义得,
故.
故答案为:
四、解答题(本大题共5小题,满分77分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.)
15. 已知直线,且,
(1)求的值;
(2)直线过点与交于,,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据直线与直线平行的充要条件,列出方程求解即可;
(2)根据两平行线间距离可判断垂直,利用斜率关系即可求解直线的斜率,进而可求解方程.
【小问1详解】
因为,所以,
整理得,解得或.
当时,,,符合题意,
当时,,,与重合,不满足题意.
综上,.
【小问2详解】
由(1)得,,
所以两直线之间的距离为,而,
所以直线与均垂直,
由于,所以,
故直线方程为
16. 在平面直角坐标系中,圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线被圆截得弦长为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先求线段的垂直平分线所在直线的方程,进而求圆心和半径,即可得方程;
(2)由垂径定理可得圆心到直线的距离,利用点到直线的距离公式运算求解.
【小问1详解】
因为,的中点为,且直线的斜率,
则线段的垂直平分线所在直线的方程为,
联立方程,解得,
即圆心,,
所以,圆的方程为.
【小问2详解】
因为直线被曲线截得弦长为,
则圆心到直线的距离,
由点到直线的距离公式可得,解得.
17. 已知椭圆的一个顶点为,离心率为.直线与椭圆交于不同的两点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)当时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用已知条件列出方程组求出,即可得到椭圆方程.
(2)利用直线与椭圆联立方程组,通过韦达定理以及弦长公式,点到直线的距离公式,求解三角形的面积即可.
【小问1详解】
由题意得解得,.
所以椭圆C的方程为.
【小问2详解】
由得,,
设点,的坐标分别为,,则,.
所以,
又因为点到直线的距离,
所以的面积为.
18. 已知抛物线:的焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)抛物线在轴上方一点的横坐标为,过点作两条倾斜角互补的直线,与曲线的另一个交点分别为,,求证:直线的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据已知中抛物线:的焦点为,求出值,可求抛物线的标准方程;
(2)设出直线、的方程与椭圆方程联立,求出、的坐标,利用斜率公式,即可证明直线的斜率为定值.
【小问1详解】
抛物线:的焦点为,
,解得,
故抛物线的标准方程为:;
【小问2详解】
点的横坐标为,即,解得,
故点的坐标为,设,,
由已知设:,即,
代入抛物线的方程得,即,
则,故,
所以,
即,
设:,即,
同理可得,则,
即
直线的斜率,
所以直线的斜率为定值.
19. 已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比为常数.其中,且,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明轨迹的形状;
(2)设点,若曲线上两动点均在轴上方,,且与相交于点.
①当时,求证:的值及的周长均为定值;
②当时,记的面积为,其内切圆半径为,试探究是否存在常数,使得恒成立?若存在,求(用表示);若不存在,请说明理由.
【答案】(1)的方程为,
当时,曲线是焦点在轴上的椭圆;
当时,曲线是焦点在轴上的双曲线.
(2)①设点,其中且,
由(1)可知的方程为,
因为,所以,
因此,三点共线,且,
(法一)设直线的方程为,联立的方程,得,
则,
由(1)可知,
所以
,
所以为定值1;
(法二)设,则有,解得,
同理由,解得,
所以,
所以为定值1;
由椭圆定义,得,
,
解得,同理可得,
所以
.
因为,所以的周长为定值.
;②存在;
【解析】
【分析】(1)设,由题意可得,结合椭圆、双曲线的标准方程即可求解;
(2)设点,其中且.
(ⅰ)由可知三点共且,设:,联立的方程,利用韦达定理表示,进而表示出,结合(1)化简计算即可;由椭圆的定义,由得,,进而表示出,化简计算即可;(ii)由(ⅰ)可知三点共线,且,设:,联立的方程,利用韦达定理表示,计算化简可得,结合由内切圆性质计算即可求解.
【小问1详解】
设点,由题意可知,
即,
经化简,得的方程为,
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)当时,曲线的方程为,轨迹为双曲线,
根据(ⅰ)的证明,同理可得三点共线,且,
(法一)设直线的方程为,联立的方程,
得,
,(*)
因为,
所以
,
将(*)代入上式,化简得,
(法二)设,依条件有,解得,
同理由,解得,
所以.
由双曲线的定义,得,
根据,解得,
同理根据,解得,
所以
,
由内切圆性质可知,,
当时,(常数).
因此,存在常数使得恒成立,且.
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
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数学
一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,满分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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3. 双曲线的焦点到其一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D. 1
4. 无论为何值,直线过定点( )
A. B. C. D.
5. 已知是椭圆的左、右焦点,经过的直线与椭圆相交于两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,点是双曲线的左、右焦点,双曲线的右支上存在一点满足与双曲线的左支的交点平分线段,则双曲线的渐近线斜率为( )
A. 3 B. C. D.
7. 已知抛物线方程为:,焦点为.圆的方程为,设为抛物线上的点, 为圆上的一点,则的最小值为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
8. 已知直线与曲线仅有三个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题:每小题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. 已知曲线,则( )
A. 的焦点在轴上 B. 的短半轴长为
C. 的右焦点坐标为 D. 的离心率为
10. 若圆与圆的交点为A,B,则( )
A. 线段AB的垂直平分线的方程为
B. 线段AB所在直线方程为
C. 线段AB的长为
D. 在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆
11. 已知抛物线:过点,焦点为,准线为,过点的直线交于,两点,,分别交于,两点,则( )
A. B. 最小值为4
C. 准线的方程为 D. 以为直径的圆恒过定点,
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,满分15分)
12. 已知点,直线与线段相交,则实数的取值范围是______.
13. 已知为坐标原点,抛物线:上一点到焦点的距离为4,设点为抛物线准线上的动点.若为正三角形,则抛物线方程为________.
14. 从双曲线的左焦点引圆的切线,切点为,延长交双曲线右支于点,若为线段的中点,为坐标原点,则的值是__________.
四、解答题(本大题共5小题,满分77分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.)
15. 已知直线,且,
(1)求的值;
(2)直线过点与交于,,求直线的方程.
16. 在平面直角坐标系中,圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线被圆截得弦长为,求实数的值.
17. 已知椭圆的一个顶点为,离心率为.直线与椭圆交于不同的两点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)当时,求的面积.
18. 已知抛物线:的焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)抛物线在轴上方一点的横坐标为,过点作两条倾斜角互补的直线,与曲线的另一个交点分别为,,求证:直线的斜率为定值.
19. 已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比为常数.其中,且,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明轨迹的形状;
(2)设点,若曲线上两动点均在轴上方,,且与相交于点.
①当时,求证:的值及的周长均为定值;
②当时,记的面积为,其内切圆半径为,试探究是否存在常数,使得恒成立?若存在,求(用表示);若不存在,请说明理由.
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