内容正文:
南阳一中高二年级2025年秋期第二次月考
数学试题
一、单选题(每小题5分,共40分)
1. 若椭圆的离心率为,则k的值是( )
A. 4 B. C. 4或 D. 4或
2. 中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的,它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美,现有椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的离心率为( )
A. B. C. D. 2
3. 已知半径为1的动圆与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A.
B. 或
C.
D. 或
4. 设直线与圆相交于两点,且,则为( )
A. 2 B. C. 3 D.
5. 已知为椭圆的左右焦点,,点在椭圆上,是椭圆上的动点,则的最大值为( )
A. 4 B. C. 5 D.
6. 已知离心率为的双曲线的左、右焦点分别为为右支上的一点,若,则( )
A. B. C. D.
7. 已知动点在圆:上,若以点为圆心的圆经过点,且与圆交于两点,记点到直线的距离为,且的最小值为,最大值为,则( )
A B. C. D.
8. 坐标平面上的点,将点绕原点逆时针旋转后得到点.这个过程称之为旋转变换,已知旋转变换公式:,将曲线:绕原点顺时针旋转后得到曲线,则曲线的方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题(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. 点为抛物线上一点,点F是抛物线焦点,O为坐标原点,A为C上一点,且,则( )
A. B.
C. 直线AF的斜率为 D. 的面积为16
10. 已知为椭圆()的两个焦点,B为椭圆短轴的一个端点,,则椭圆的离心率的取值可以是( )
A. B.
C. D.
11. 已知曲线:,若直线与的交点的可能个数的集合记为,则( )
A. 关于轴对称
B.
C.
D. “”充要条件是“”
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. 已知点,是直线上的两点,若,则______
13. 已知双曲线E:的左、右焦点分别为,.若点A,B在E的左支上,且,,则E的离心率为______.
14. 在平面直角坐标系中,已知圆和圆,设P为平面上的点,若满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和,它们分别与圆和圆相交,且直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,则所有满足条件的点P的坐标是________
四、解答题(共77分)
15. 已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
16. 已知圆,圆的圆心在直线上,且过点.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知第二象限内的点在圆上,过点作圆的切线恰好与圆相切,求的斜率.
17. 在平面直角坐标系中,已知,直线与相交于点,且两直线斜率之积为.
(1)设点的轨迹为,求曲线的方程;
(2)设一组斜率为的平行直线与均有两个交点,证明这些直线被截得的线段的中点在同一条直线上.
18. 已知椭圆,双曲线,设椭圆与双曲线有相同的焦点,点,分别为椭圆与双曲线在第一、二象限的交点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线与轴相交于点,过点作直线交椭圆于,两点(不同于,),求证:直线与直线的交点在一定直线上运动,并求出该直线的方程.
19. 已知,既是双曲线:的两条渐近线,也是双曲线:的渐近线,且双曲线的焦距是双曲线的焦距的倍.
(1)任作一条平行于的直线依次与直线以及双曲线,交于点,,,求的值;
(2)如图,为双曲线上任意一点,过点分别作,的平行线交于,两点,证明:的面积为定值,并求出该定值.
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南阳一中高二年级2025年秋期第二次月考
数学试题
一、单选题(每小题5分,共40分)
1. 若椭圆的离心率为,则k的值是( )
A. 4 B. C. 4或 D. 4或
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用离心率列式求出k的值.
【详解】当即时,离心率,解得符合题意,.
当即时,离心率,解得,符合题意.
综上,k的值是4或.
故选:C
2. 中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的,它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美,现有椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的离心率为( )
A. B. C. D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】利用椭圆的性质,求出a,b然后求解c,即可得到椭圆的离心率.
【详解】由题意椭圆长轴长为8,短轴长为4,
可知,,则,
所以椭圆的离心率为:.
故选:B.
3. 已知半径为1的动圆与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A.
B. 或
C.
D. 或
【答案】D
【解析】
【分析】先求出已知圆圆心和半径,再根据圆和圆的位置关系求解即可.
【详解】由,圆心为,半径为4,
设动圆圆心为,若动圆与已知圆外切,则,
即;
若动圆与已知圆内切,则,
即.
综上所述,动圆圆心的轨迹方程是或.
故选:D.
4. 设直线与圆相交于两点,且,则为( )
A. 2 B. C. 3 D.
【答案】B
【解析】
【分析】作出图象,求出和长,利用勾股定理即可求出的值.
【详解】由题意,
在中,
在中,,半径为,
直线与圆相交于两点,且,
设中点为C,连接,,
由几何知识得,,,
在Rt中,,
由勾股定理得,,即,解得,
故选:B.
5. 已知为椭圆的左右焦点,,点在椭圆上,是椭圆上的动点,则的最大值为( )
A. 4 B. C. 5 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可求出椭圆的标准方程,设,求出的表达式,结合二次函数的最值,即可求得答案.
【详解】由题意可知,则,,
点在椭圆上,则,结合,
解得,故,
设,则,
则
,
当且仅当时,取最大值,
即的最大值为,
故选:B
6. 已知离心率为的双曲线的左、右焦点分别为为右支上的一点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由离心率得,利用双曲线定义可得,由勾股定理逆定理可知为直角三角形进而得面积.
【详解】由题意可知,所以,
由双曲线定义可得,则,
则,
所以为直角三角形,
所以.
故选:B.
7. 已知动点在圆:上,若以点为圆心的圆经过点,且与圆交于两点,记点到直线的距离为,且的最小值为,最大值为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由圆的轴对称的性质,当且仅当圆心与点及点三点共线时,点到两圆的公共弦的距离取得最大(小)值 ,通过求出点坐标及圆的方程,与圆联立求得直线的方程,利用点到直线距离公式即得.
详解】
如图过点作一条直径交圆于点,以点为圆心,经过点的圆交圆于,
以点为圆心,经过点的圆交圆于,因到直线的距离为,当点与点重合时,取得最小值,
当与点重合时,取得最大值.下面分别求这两个值.
由图知直线的方程为,代入,可解得:,
易知圆的半径即,故得圆,
将圆与圆方程左右分别相减即得直线的方程:,于是.
同法可得:圆的半径即,故圆,
将圆与圆方程左右分别相减即得直线的方程:,
于是.
故有:
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题考查相交两圆的公共弦方程,点到直线的距离公式,以及已知一点和圆心求圆的方程等知识点.解题关键在于能利用圆的对称性特征,判断出两个距离最值取得时点的位置是与点三点共线时,然后分别计算即得.
8. 坐标平面上的点,将点绕原点逆时针旋转后得到点.这个过程称之为旋转变换,已知旋转变换公式:,将曲线:绕原点顺时针旋转后得到曲线,则曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设曲线上一点,其绕原点顺时针旋转后对应的曲线上的点为,然后根据旋转变换公式列方程组表示出,代入曲线的方程化简可得结果.
【详解】设曲线上一点,其绕原点顺时针旋转后对应的曲线上的点为,
则,即,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,即.
所以曲线的方程为.
故选:B
二、多选题(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. 点为抛物线上一点,点F是抛物线的焦点,O为坐标原点,A为C上一点,且,则( )
A. B.
C. 直线AF的斜率为 D. 的面积为16
【答案】ABD
【解析】
【分析】首先求抛物线方程,再根据焦半径公式求点的坐标,即可判断选项.
【详解】由题意可知,,则,则,焦点,故AB正确;
设点,则,则,
,则,
即或,所以直线的斜率为0,故C错误;
的面积为,故D正确.
故选:ABD
10. 已知为椭圆()的两个焦点,B为椭圆短轴的一个端点,,则椭圆的离心率的取值可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据椭圆定义,用数量积的定义表示出,这样已知不等关系可表示为关于离心率的不等式,解之可得.
【详解】由椭圆的定义可知:
,则,
∴,
∵,即,
∴,又,∴.
故选:ABC.
11. 已知曲线:,若直线与的交点的可能个数的集合记为,则( )
A. 关于轴对称
B.
C.
D. “”的充要条件是“”
【答案】ABD
【解析】
【分析】画出曲线的图象,利用点对称可判断A;结合图象可判断B;直线恒过点,求出上半圆与直线相切时的值,结合图象可判断C;直线恒过定点,求出曲线与直线相切时的值,结合图象可判断D.
【详解】当时,曲线的方程为,表示为圆心在原点、半径为1的上半圆;
当时,曲线的方程为,表示为焦点在轴、对称中心在原点的双曲
线的轴下方的部分,其渐近线方程为;
对于A,设点在曲线上,点关于轴对称的点为,
因为,所以曲线关于轴对称,故A正确;
对于B,时,直线恒过定点,如图,
当,或时,曲线与直线只有1个交点,
当,曲线与直线有2个交点,所以,故B正确;
对于C,当时,直线恒过定点点,
当曲线与直线相切时,
圆心到直线的距离为,解得,
当,或,或时,曲线与直线只有1个交点,
当时,曲线与直线没有交点;
当时,曲线与直线有2个交点;
所以,故C错误;
对于D, 时,直线恒过定点点,
当曲线与直线相切时,
圆心到直线的距离为,解得,
当直线过时,得,
当直线过时,得,
若曲线与直线有2个交点时,
则,或,
若曲线与直线有1个交点时,
则,或 ,或,
当时,曲线与直线没有交点;
当直线与曲线相切时,联立方程
得,
可得,解得,
当,或时,
直线与曲线有2个交点,
当,或时,
直线与曲线有1个交点,
当时,曲线与直线没有交点;
所以当直线与曲线与有2个交点、与
有1个交点时,,或;
当直线与曲线有1个交点、与
有2个交点时,,或,
综上所述,时,曲线:与直线交点个数为3个,
故D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是结合图象解题.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. 已知点,是直线上的两点,若,则______
【答案】
【解析】
【分析】由两点间的距离公式可求解.
【详解】因为,是直线上的两点,
所以,.
根据两点间的距离公式,得
,
解得.
故答案为:
13. 已知双曲线E:的左、右焦点分别为,.若点A,B在E的左支上,且,,则E的离心率为______.
【答案】##
【解析】
【分析】假设点在第二象限,设,则,结合双曲线定义、勾股定理得,再由勾股定理得,结合离心率公式解方程即可得解.
【详解】假设点在第二象限,如图,设,则.
由双曲线的定义得,.
因为,所以在中,,
即,整理得,
所以,,
故在中,,即,
整理得,所以.又,所以.
故答案为:.
14. 在平面直角坐标系中,已知圆和圆,设P为平面上的点,若满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和,它们分别与圆和圆相交,且直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,则所有满足条件的点P的坐标是________
【答案】或
【解析】
【分析】设出点P的坐标、直线的方程,根据垂径定理,结合点到直线距离公式,得到两个等式,根据方程有无穷多个实数解,得到两个方程组,最后解方程即可.
【详解】设点坐标为,由题可知存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和,
所以一定有无穷多对直线和斜率存在满足题意,故可设直线的方程分别为:
,
即:,
因为直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,两圆半径相等,
由垂径定理,得圆心到直线与圆心到直线的距离相等,
∴,
化简,得,或,
关于的方程有无穷多解,有或,
解方程组,得点坐标为或,
经检验以上两点满足题意.
故答案为:或.
四、解答题(共77分)
15. 已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称的直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先求直线与的交点,再求直线上关于的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可;
(2)分别求出直线上点关于点的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可.
【小问1详解】
由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,化简为.
【小问2详解】
在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为,则所求直线方程为,即.
16. 已知圆,圆的圆心在直线上,且过点.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知第二象限内的点在圆上,过点作圆的切线恰好与圆相切,求的斜率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)需要先求出圆心坐标和半径.可通过设圆心坐标,利用圆上点到圆心距离等于半径列方程求解.
(2)判断两圆的位置关系,求出两圆的公切线,结合图形,得到满足条件的切线斜率.
【小问1详解】
设圆的圆心坐标为,半径为.
因为圆过点和,根据圆的标准方程.
对于点有,即 ①.
对于点有,即 ②
将②代入①可得:.
展开得.
移项化简得,即,解得.
把代入②得.
所以圆的标准方程为.
【小问2详解】
如图所示,两圆外离,公切线有四条,由于第二象限内的点在圆上显然满足题意的是.下面求公切线斜率.显然斜率存在,设切线.
圆心到切线(即)的距离(∗),
圆心到切线(即)的距离(∗∗),
两个式子比,得到由 .化简得到,
则或者即或者.
当时,代入方程(∗),得到,两边平方整理得,解得或.
当时,代入方程(∗),同样得到,解得.
由于且由图知道,因此,.
故满足题意的的斜率为.
17. 在平面直角坐标系中,已知,直线与相交于点,且两直线的斜率之积为.
(1)设点的轨迹为,求曲线的方程;
(2)设一组斜率为的平行直线与均有两个交点,证明这些直线被截得的线段的中点在同一条直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用斜率之积即可求动点轨迹方程;
(2)利用直线与椭圆联立方程组,即可求中点坐标,从而可证明在直线上.
【小问1详解】
设交点,则根据直线与两直线的斜率之积为可得,
,整理得:,
由于直线与两直线的斜率一定存在,则,
所以点的轨迹为的方程为:.
【小问2详解】
设斜率为的直线与曲线相交于两个交点,
则由直线方程与椭圆方程联立方程组可得:
,
由韦达定理可得:,
而,
设中点,则,
从而有,即可证明这些平行直线的中点一定在直线上.
18. 已知椭圆,双曲线,设椭圆与双曲线有相同的焦点,点,分别为椭圆与双曲线在第一、二象限的交点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线与轴相交于点,过点作直线交椭圆于,两点(不同于,),求证:直线与直线的交点在一定直线上运动,并求出该直线的方程.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【解析】
【分析】(1)利用椭圆E,双曲线F有相同焦点及它们的交点,列出关于a,b的两个方程,再联立求解即得;
(2)由给定条件设出点及直线的方程,联立直线与椭圆E的方程,借助韦达定理及点A,P,N共线、A,Q,N共线列式并化简整理即可作答.
【详解】(1)因为椭圆与双曲线有相同的焦点,所以,
将点代入椭圆方程得,
联立两式解得,,,所以椭圆的标准方程为:.
(2)依题意,直线AB:,则点坐标为,直线与直线不重合,于是得直线的斜率不为0,
设直线的方程为,由得,
设,,,则,,
由,,共线得:,即:,
同理,由,,共线得:,
两式相减并整理得,,从而得,解得,
综上所述,直线与直线的交点在定直线上运动.
19. 已知,既是双曲线:的两条渐近线,也是双曲线:的渐近线,且双曲线的焦距是双曲线的焦距的倍.
(1)任作一条平行于的直线依次与直线以及双曲线,交于点,,,求的值;
(2)如图,为双曲线上任意一点,过点分别作,平行线交于,两点,证明:的面积为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【解析】
【分析】(1)求出双曲线的方程,设:,:,分别联立与、联立与、联立与的方程可得、、,由可得答案;
(2)延长、分别交渐近线于、两点,设,求出、的方程与的方程联立解得、,可得,设的倾斜角为,利用正切的二倍角公式和三角形面积公式可得答案.
【小问1详解】
依题意,根据双曲线的焦距是双曲线的焦距的倍,可得,
即,故双曲线:,
不妨设:,则设:,
联立,可得,联立可得,
联立可得,
从而,所以
【小问2详解】
如图,延长,分别交渐近线于,两点,
由(1)可知,则,
设,则:,联立,
解得,
而:,联立,解得,
从而,
设的倾斜角为,则,而,故,
则,因此.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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