内容正文:
哈九中2024级高二上学期期中考试
数学试卷
时间:120分钟 满分:150分
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共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. 已知直线的方程为,则其倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由直线的方程可得直线的斜率,进而可得倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,直线斜率为,且,
由题意得斜率,由斜率的几何意义得,
解得,选项C正确.
故选:C
2. 直线,无论取何值,该直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将方程变形,解方程组即可得定点.
【详解】,即,
当时,解得,
故该直线过定点,
故选:B
3. 已知直线:与:,若与互相平行,则它们之间的距离是( )
A. B. 1 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据两直线平行满足的系数关系可得,即可利用平行线间距离公式求解.
【详解】若与互相平行,则需满足,解得,
故直线:与:,
故两直线间距离为,
故选:C
4. 过点作圆:的切线,则的方程为( )
A. B. 或
C. D. 或
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,按直线的斜率是否存在分类,利用点到直线距离公式列式求解.
【详解】圆:的圆心,半径,
点到直线的距离为,则直线的方程可为;
当的斜率存在时,设的方程为,由直线与圆相切,得,
解得,则的方程为,即,
所以直线的方程为或.
故选:B
5. 2023年7月20日中国太空探索又迈出重要一步,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮成功完成出舱任务,为国家实验室的全面建成贡献了力量.假设神舟十六号的飞行轨道可以看作以地球球心为左焦点的椭圆(如图中虚线所示),我们把飞行轨道的长轴端点中与地面上的点的最近距离叫近地距离,最远距离叫远地距离.设地球半径为,若神舟十六号飞行轨道的近地距离为,远地距离为,则神舟十六号的飞行轨道的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意得到,,解得,,得到离心率.
详解】根据题意:,,解得,,
故离心率.
故选:D
6. 已知,,在x轴上方的动点M满足直线AM的斜率与直线BM的斜率之积为2,则动点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据两点求斜率,即可列等量关系化简求解即可.
【详解】设动点,
由于,,根据直线与的斜率之积为.
整理得,化简得:.
故选:B
7. 已知直线和直线,抛物线上一动点到直线、直线的距离之和的最小值是( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】求出焦点,准线,设动点到直线的距离分别为,求出点到直线的距离为,由抛物线定义得到.
【详解】由题意可得,抛物线的焦点,准线.
点到直线的距离为.
点到直线的距离,
点到直线的距离为,
所以,
当且仅当点在点到直线的垂线上且在与之间,即时(如图),等号成立,
故动点到直线、直线的距离之和的最小值是2.
故选:B
8. 已知椭圆的左右焦点分别为,过右焦点的直线与交于两点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,得,,,在中由勾股定理得,在中由勾股定理列方程可得答案.
【详解】
设,因为,所以,
由椭圆的定义可得,,
因为,在中由勾股定理得,解得
所以,,
在中由勾股定理得,从而可得.
故选:A
二、多选题:本题共3小题,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.
9. 方程表示的曲线为,下列正确的命题是( )
A. 曲线可以是圆 B. 若,则曲线为椭圆
C. 曲线可以表示抛物线 D. 若曲线为双曲线,则或
【答案】AD
【解析】
【分析】根据方程的特点,结合圆、椭圆和双曲线的标准方程判断.
【详解】对于A,若曲线是圆,则,解得,A正确;
对于B,由选项A知,当时,曲线是圆,不是椭圆,B错误;
对于C,曲线有两条对称轴,不可能为抛物线,C错误;
对于D,若曲线为双曲线,则,解得或,D正确.
故选:AD
10. 已知圆与圆交于两点,则( )
A. 圆与圆有两条公切线
B. 直线的方程为
C.
D. 线段的垂直平分线的方程为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据圆的方程确定圆心和半径,进而判断圆的位置关系确定切线条数,两圆方程作差求相交弦方程,应用几何法求相交弦长,垂直关系求斜率并应用点斜式求直线方程.
详解】由,则圆心,半径,
由,则圆心,半径,
所以,即,故两圆相交,
所以圆与圆有两条公切线,A对;
两圆作差有,整理得,B对;
由到的距离,则,C错;
由B知,则线段垂直平分线的斜率,
故线段的垂直平分线的方程为,D对.
故选:ABD
11. 双曲线的左、右焦点分别为,下列说法正确的有( )
A. 若,则双曲线的离心率为
B. 若双曲线的渐近线方程为,则
C. 若双曲线的焦距为为该双曲线上一点,且,则
D. 若点为双曲线上一点,且,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据所给的条件,分别计算,判断真假.
【详解】对A:时,,所以,则,故A正确;
对B:由,故B正确;
对C:因为,,所以.又,所以点在双曲线的左支上,由,故C错误;
对D:为双曲线上一点,则,又,所以,所以.
不妨设在第一象限,,(),且,
所以,故D正确.
故选:ABD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线与直线互相垂直,则的值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由垂直关系得到,求解即可.
【详解】由直线垂直得到,
解得:,
故答案为:
13. 已知抛物线的焦点为,点在上,若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】通过焦半径公式计算出,再把点的坐标代入抛物线即可.
【详解】由抛物线定义可得,又,
所以,则,
所以抛物线的方程为,
因为点在上,
所以,又,则.
故答案为:
14. 已知椭圆的标准方程为,右顶点为,左顶点为,设点为椭圆上一点,的面积的最大值为2,则的值为___________;若已知点点为椭圆上任意一点,则的最小值为___________.
【答案】 ①. 2 ②.
【解析】
【分析】根据的面积的最大值可求得,进而可得知点、为椭圆的左、右焦点,可得出,由此利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】由已知条件可得、,
设,因为点为椭圆上一点,
所以,,,
所以的面积,当且仅当时取等号,
所以当的坐标为或时的面积取最大值,最大值为,
由已知可得,
所以椭圆方程为,
所以、分别为椭圆的左、右焦点,
所以,所以
所以
故
所以,
当且仅当,时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:;.
四、解答题
15. 如图,在直四棱柱中,侧棱的长为3,底面是边长为2的正方形,是棱的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)建立适当空间直角坐标系后,求出的方向向量与平面的法向量后计算即可得;
(2)得到平面的法向量后结合空间向量夹角余弦公式计算即可得.
【小问1详解】
如图所示,建立以为原点的空间直角坐标系,
由侧棱的长为3,底面是边长为2的正方形,
得,
由是棱的中点,得,
则,
设平面的法向量为,则,
令,则,所以是平面的一个法向量,
显然,则,
又平面,所以平面,
【小问2详解】
由(1)知平面的一个法向量为,
而平面的一个法向量为,
因此,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
16. 已知直线经过点.
(1)指出直线斜率为何值时,坐标原点到直线的距离最大?并求出的方程;
(2)若与圆相交于两点,,求的一般式方程.
【答案】(1)斜率为3,
(2)或.
【解析】
【分析】(1)由时,坐标原点到直线的距离最大,即可求解;
(2)由圆的弦长公式求出圆心到直线的距离,再按直线的斜率是否存在分类求解.
【小问1详解】
设,
当时,坐标原点到直线距离最大,
则,
则的方程为,
即
【小问2详解】
圆C:的圆心,半径,
由,得圆心到直线的距离,
当l的斜率不存在时,点到直线的距离为1,
因此l的方程可以为;
当l的斜率存在时,设l的方程为:,即,
于是,解得,l的方程为,
所以直线的一般方程为或.
17. 已知点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)直线与抛物线交于两点,求弦长;
(3)过点的直线交抛物线于两点,设直线的斜率分别为为坐标原点,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由点在抛物线上代入即可求解;
(2)由焦点弦长公式即可求解;
(3)设直线方程为,联立抛物线方程,结合韦达定理及斜率公式即可求解.
【小问1详解】
由点在上,
可得:,即,
所以抛物线方程为:;
【小问2详解】
由方程知,直线过抛物线焦点,
联立消去可得:,
即,则,
所以
【小问3详解】
由已知直线的斜率不为0,又因为过点,故设其方程为,设.
由得,显然,
,,
则,
所以.
18. 已知椭圆的右焦点为,右顶点为,离心率为.
(1)求出椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆交于两点.
(i)当线段的中点坐标为时,求直线的方程.
(ii)若直线分别与轴交于两点,且,试探究此时直线是否恒过一个定点,若是,求出该定点,若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)(i),(ii)过定点.
【解析】
【分析】(1)由焦点坐标和离心率即可求解;
(2)(i)设,代入椭圆方程,由点差法求得斜率即可;(ii)联立方程组结合韦达定理得到,再利用得到,最后分类讨论求解定点即可.
【小问1详解】
由焦点坐标得,
又,得,
所以,
则椭圆C的标准方程为.
【小问2详解】
(i)设,
则和,
两式相减化简可得:,
又,代入可得:,
所以直线的方程为,
即;
(ii)①若直线斜率不存在,根据对称性可知为等腰直角三角形,
得到,此时,
则直线,与椭圆方程联立,
解得,故直线过椭圆左焦点,即,
②若直线斜率存在,如图,设,
联立方程组,消去得,
由韦达定理可知,
由已知得,且设,
可以求出直线方程为,
令,得到,,
故,又因为,
故,
代入韦达定理得,
求得,即,得到或,
当时,直线过,此时三点重合,不符合题意;
当时,直线方程为,此时直线AB过定点
综上所述:直线过定点.
19. 已知双曲线的渐近线方程为,与轴的正、负半轴分别交于,两点,过点的直线与的右支交于,两点.
(1)若直线的斜率存在,求出直线斜率的取值范围;
(2)探究:是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由(其中,分别表示直线,的斜率);
(3)若直线,交于点,且,求直线斜率的取值范围.
【答案】(1)
(2)是,
(3)
【解析】
【分析】(1)设,,直线的方程为,与双曲线方程联立利用韦达定理可得答案;
(2)由韦达定理代入可得答案;
(3)设直线与直线的方程分别为,,联立两直线方程可得交点的横坐标为1,可得,即可求出的范围,从而得解.
【小问1详解】
双曲线的渐近线方程为,
又双曲线的渐近线方程为,所以,
易知直线的斜率不为,设,,直线的方程为,
联立双曲线与直线消元整理得,
所以,解得,
再由斜率存在以及可得,的取值范围为;
【小问2详解】
依题意,,,结合(1)由韦达定理可知,
,,
于是,
因此
,
即是定值,定值为;
【小问3详解】
由(2)可知,,
令,则,
所以直线与直线的方程分别为,,
由,解得,即交点的横坐标为,
故
,
又,即,即,
又,即,解得或,
又,所以,
故的取值范围为.
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数学试卷
时间:120分钟 满分:150分
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共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. 已知直线的方程为,则其倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 直线,无论取何值,该直线恒过定点( )
A. B. C. D.
3. 已知直线:与:,若与互相平行,则它们之间的距离是( )
A. B. 1 C. D.
4. 过点作圆:的切线,则的方程为( )
A. B. 或
C. D. 或
5. 2023年7月20日中国太空探索又迈出重要一步,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮成功完成出舱任务,为国家实验室的全面建成贡献了力量.假设神舟十六号的飞行轨道可以看作以地球球心为左焦点的椭圆(如图中虚线所示),我们把飞行轨道的长轴端点中与地面上的点的最近距离叫近地距离,最远距离叫远地距离.设地球半径为,若神舟十六号飞行轨道的近地距离为,远地距离为,则神舟十六号的飞行轨道的离心率为( )
A. B. C. D.
6. 已知,,在x轴上方的动点M满足直线AM的斜率与直线BM的斜率之积为2,则动点M的轨迹方程为( )
A B.
C D.
7. 已知直线和直线,抛物线上一动点到直线、直线的距离之和的最小值是( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
8. 已知椭圆的左右焦点分别为,过右焦点的直线与交于两点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,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.
9. 方程表示的曲线为,下列正确的命题是( )
A. 曲线可以是圆 B. 若,则曲线为椭圆
C. 曲线可以表示抛物线 D. 若曲线为双曲线,则或
10. 已知圆与圆交于两点,则( )
A. 圆与圆有两条公切线
B. 直线的方程为
C.
D. 线段的垂直平分线的方程为
11. 双曲线的左、右焦点分别为,下列说法正确的有( )
A. 若,则双曲线的离心率为
B. 若双曲线的渐近线方程为,则
C. 若双曲线的焦距为为该双曲线上一点,且,则
D. 若点为双曲线上一点,且,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线与直线互相垂直,则值为___________.
13. 已知抛物线的焦点为,点在上,若,则__________.
14. 已知椭圆的标准方程为,右顶点为,左顶点为,设点为椭圆上一点,的面积的最大值为2,则的值为___________;若已知点点为椭圆上任意一点,则的最小值为___________.
四、解答题
15. 如图,在直四棱柱中,侧棱的长为3,底面是边长为2的正方形,是棱的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
16. 已知直线经过点.
(1)指出直线斜率为何值时,坐标原点到直线的距离最大?并求出的方程;
(2)若与圆相交于两点,,求的一般式方程.
17. 已知点在抛物线上.
(1)求抛物线方程;
(2)直线与抛物线交于两点,求弦长;
(3)过点的直线交抛物线于两点,设直线的斜率分别为为坐标原点,求的值.
18. 已知椭圆的右焦点为,右顶点为,离心率为.
(1)求出椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆交于两点.
(i)当线段的中点坐标为时,求直线的方程.
(ii)若直线分别与轴交于两点,且,试探究此时直线否恒过一个定点,若是,求出该定点,若不是,说明理由.
19. 已知双曲线的渐近线方程为,与轴的正、负半轴分别交于,两点,过点的直线与的右支交于,两点.
(1)若直线的斜率存在,求出直线斜率的取值范围;
(2)探究:是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由(其中,分别表示直线,的斜率);
(3)若直线,交于点,且,求直线斜率的取值范围.
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