内容正文:
高二数学
考生注意:
1,本试卷分选择题和非选择题两部分。满分150分,考试时间120分钟。
2,答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的
答案标号涂黑:非选择题访用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区城内作答,
超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教A版选择性必修第一册第一章第三章第2节3.2.1。
一、选择题: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.已知向量a=(一1,1,2),b=(x,2,2x),若a⊥b,则x=
A号
R-号
c-号
D.-是
2.直线3x一√3y一10=0的倾斜角为
A晋
B号
c
n等
3.已知直线l的方向向量m=(1,一2,3),平面a的法向量n=(2,1,2),则1与a的位置关系是
A平行
B.垂直
C.相交但不垂直
D.直线在平面内
4.已知方程2-3千3二m
,之=1表示椭圆,则实数m的取值范围是
A(侵3)
B.(2,3)
C.(1,2)U(2,3)
D.(停,2U(2,3)
5.已知双曲线C:专-若=1(a>0)的两个焦点分别是R,R,焦距为10,A是双曲线C上的一点,且
|AF=7,则|AF2l的值为
A.13
B.14
C.13或1
D.14或1
6,知A,B,C三点不共线,点O在平面ABC外,点P满足A泸=xO耐+}O+O元,则当点P,A,B,
C四点共面时,实数x=
A
B-克
c-方
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7.已知直线y=x一m与曲线y=√2x一x恰有两个公共点,则实数m的取值范围为
A.[0,W2-1)
B.(1一√2,1)
C.(1-√2,0]
D.(-1,0]
8.已知四面体ABCD的四个顶点的坐标分别为A(0,2,0),B(4,0,0),C(3,1,0),D(0,0,一2),则该四面
体外接球的表面积为
A,136π
B.128π
C.112x
D.108x
二、选择题: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,有选错的得0分.
9.已知椭圆C:号+盖-1的焦距为2,则m的值可能是
A.4
B.3
C.2
D.1
10.已知圆C:x2+y2=4和圆C2:(x一3)2+(y一5)2=16相交于A,B两点,则
A.直线AB的方程为3x十5y一11=0
B1AB1=Y510
17
C.四边形ACBC2的面积为5√34
D.圆C:(x一3)2+y2=1与圆C和圆C2都相切
11.如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1CD1中,P是棱AD上的动点(包括端点),则
A.B1P⊥CD1
D
B点P到平面B,CD,的距离的取值范園为[停,】
C直线PD,与直线CB,所成角的取值范围为[晋,登]
D.直线PB;与平面B1CD1所成角的正弦值的取值范围
[]
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.如图,在三棱柱ABC-A1B1C中,D,E分别是AC,A1B1的中点,若D克=xAB+yAC+zAAi,则
2x十y一z=
第12题图
第14题图
13.直线41:3mx十2y+4一m=0与2:6x十my十2=0平行,则4与l2之间的距离为
14如图,点,R,是椭圆C若+芳=1(@>6>0)的左右焦点,A,B是C上两点,可A=2成,且
∠FAF=号,则C的离心率为
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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.(本小题满分13分)
求适合下列条件的双曲线的标准方程,
(1)焦点为F1(一2√E,0),F2(2√2,0),且经过点T(一√,√5);
(2)焦点在y轴上,经过点P(W2,3),Q(1,一√6),
16.(本小题满分15分)
已知直线l1:2x一y-1=0,l2:x十3y一4=0,
(1)求经过直线1,2的交点,且与直线2垂直的直线方程;
(2)求经过直线1,2的交点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
17.(本小题满分15分)
已知圆C经过点A(一2,0),B(1,3),且圆心C在直线y=x一1上
(1)求圆C的标准方程;
(2)求过点P(一2,1),且与圆C相切的直线方程:
(3)过点Q(0,一2)的直线与圆C相交于M,N两点,若MCLCN,求直线MN的方程.
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18.(本小题满分17分)
如图,在圆锥PO中,P是圆锥的顶点,O是圆锥底面圆的圆心,AB是圆锥底面圆的直径,OA=OP,
T是圆O上的动点(异于点A,B),C是劣弧TB的中点,D是BP的中点.
(1)证明:CD∥平面APT;
(2)若AT=TC=CB,求直线BT与平面PAT所成角的正弦值;
(3)若平面APT和平面BPT的夹角为0,求cos0的最大值.
19.(本小题满分17分)
设横圆C差+芳=1(o>6>0)的左,右焦点分别为乃,,A是C的右顶点,点B(Y罗,3平)在C
上,且|AF1|=3|AF2.
(1)求C的方程;
(2)若不过点A的直线L与椭圆C相交于P,Q两点,且AP⊥AQ
()证明:直线过定点;
()求△APQ面积的最大值.
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高二数学参考答案、提示及评分细则
1.C由alb,得a·b=一x+2+4=3x+2=0,解得=-号故选C
2.B直线3.x一√3y-10=0的斜率为V3,所以直线3.x一√3y-10=0的倾斜角为5.故选B
3.C因为号≠2≠号,所以n与m不平行,所以1与a不垂直:因为n·m=2X1+1×(一2)十2X3=6≠0所以n与m
不垂直,所以l与a不平行,l也不在平面α内.所以1与a相交但不垂直.故选C.
2m-3>0,
4D若方程产写兰1表示椭阴哪8w心>0,
解得号<m<3且m≠2.故选D,
2m-3≠3-m,
5.A由题知2=16,2c=10,所以a2=c2-2=9,a=3.由双曲线的定义,知|AF1|-|AF21|=2a=6,解得AF2|=13
或AF2=1.又AF2|≥c-a=2,所以AF2=1舍去,所以|AF2|=13.故选A.
6.D由A市-O市-OA,得(x+1)O+O成+号元-O市=0.又点卫,A,B,C四点共面,所以(x十1)+4+号-1=0,
解得x=一2故选D
7.C曲线y=√2x一x2可化为(x一1)2+y2=1(y≥0),所以曲线y=√2x一x是以点(1,0)为圆心,1为半径的圆在x轴
上方的部分.直线y=x一m与曲线y=√2x一元相切时,有1m=1,解得m=1士2,结合图象可知0≤一m<
√2
一(1-√2),所以1-√2<n≤0.故选C.
8.A设四面体ABCD的外接球的球心为M(a,b,c),由MA=MB=MC=MD,知√a+(b-2)+c2=
√(a-4)2+6+c2=√(a-3)2+(b-1)2+c2=√a2+b+(c+2)产,解得a=0,b=-3,c=3,所以四面体ABCD外接
球的半径为√0十(一3)2+(3+2)=√34,所以四面体ABCD外接球的表面积为4π×(√34)=136元.故选A
9.CD①当0<2m<3时,由√3-2m=1,解得m=1;②当2m>3时,由√2m-3=1,解得m=2.故选CD.
10.ABD圆C2可化为x2+y2一6.x一10y十18=0,圆G和圆C2的方程作差可得AB的方程为3x十5y-11=0,A正确;
风心C0.0到直线3x+5》一1=0的距离为片所以1AB1=2√4(货)
√32+5√341
-610
,B正确:由题
知CC=√0-3)+(0-5=√34,CC⊥AB,所以四边形ACBC,的面积为21CC1·AB1=√5,C错误;
由|CC=3=2+1,|CC3|=5=4十1,得圆C与圆C和圆C2都相切,D正确.故选ABD.
11.ACD如图,以D为坐标原点,DA,DC,DD所在直线分别为x轴,y轴,之轴建立空间直
角坐标系,则D0,0,0),C(0,1,0),B(1,1,1),D(0,0,1),设点P的坐标为(a,0,0)(0≤
a≤1),则PB=(1-a,1,1),CD=(0,-1,1),所以PB.CD=(1-a)×0+1×(-1)+1
×1=0,所以BP⊥CD,A正确:设平面BCD的法向量为m=(x,y,z),DB=
(1,1,0),CB=(1,0,1),则
D成·m=1十)=0取=1,得y=-1=-1,所以平面
CB·m=x十z=0,
BCD的一个法向量为m=(1,一1,-1).又PC=(-a,1,0),所以点P到平面BCD,的距(
离为元m_-01_∈每,2,B错误:由PD=(一a,0,1D.CB=1,0,1),得osPD,C)=
L3’3
1-a
1-2a+a2
Va2+IX/2
√20+号=√号a4当a=0时,os(P元,C成》=号;当0<a≤1时,s(P元,C成》
1
1
2
,由函数)一x+(0<<1)单调递减,得a十>≥2.所以cas《p币.C成)∈[0,号),故aos《P元,C成)∈
x
0
[o,],所以直线PD与直线CB所成角的取值范围为[子·],C正确:设直线PB与平面BCD所成角为8,则
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sin0=|cos〈PBi,m)1=
PB·m
-a-1
a+1
,令a+1=t(1≤t≤2),则sin0
PB1·ml√3×√a-2a+3
3(a2-2a+3)
1
1
√3L(t-1)-2(t-1)+3JV√3(-4t+6)
√3(-4+1)√18(:-)+1
又3<}<1,所以号≤
Sn长,D正确故选AD
12.-号D庞=Di+AA+A龙=A店-AC+AA,得x=y=-号,=1,所以2x+y-=2×
2
13.20
5
因为/,所以号-品≠号,解得m=-2.所以4:6x-2y一6=0与:6x-2y+2=0间的距离d
12+6L=20
√62+(-2)2
5
14.②
9
如图,延长AF交C于另一点P,连接PF2,由椭圆的对称性,得P下=FB.设
|PF1|=m,则|AF1|=2,1AF2|=2a-2m,|PF2|=2a-m.在△APF2中,|PF2|2=
|AP2+|AF22-|AP1·|AF2|,即(2a-m)2=9m2+(2a-2m)2-3m(2a-2m),解得
m=号,所以AF=g,AE=号在△AFR中,FP=AE+ASP-
1A5·AF1,即42=(g2)°+(号)-号×1g,化简得27c=7a,所以C的离心率
e-C=②I
a
91
15.解:①由双曲线的熊点在z轴上,设双曲线的标准方程为后一盖-1a>0,>0》
1a2十=8,
由双曲线的焦点为(二22,0),5(22.0),且经过点T-65,得8
…2分
解得
d=3或
1a2=16,
=5
b2=-8
(舍去).
…4分
放双前线的标准方程为号一号
=1.
…6分
(2)由双曲线的焦点在y轴上,设双曲线的标准方程为立一
=1(a>0,b>0).
…8分
9-2=1,
a2
由双曲线经过点P,Q,得
…10分
解得{
a2=3,
=1.
12分
故双曲线的标准方程为苓一2=1。
…13分
16解:1)联立方程21一-1=0,
…1分
1x+3y-4=0,
解得/1,
…4分
y=1.
由题知直线6的斜率为一号,所以经过直线4,6的交点,且与直线6垂直的直线方程为y一1=3(x一1D,即y=3x一2,
故经过直线1,l2的交点,且与直线2垂直的直线方程为y=3.x一2.
…7分
(2)由(1)知,直线1,l2的交点为(1,1).
①若所求直线经过原点,则直线的方程为y=x…
…10分
②若所求直线不经过原点,设直线方程为后十义-1,
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代入点(1,1),得1十1=1,解得a=2,
所求方程为受十立=1,整理得y=2-
…14分
故经过直线,2的交点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为y=x或y=2一x.…15分
17.解:(1)设圆C的圆心C(a,a-1),
…1分
由CA=|CB,得√(a+2)+(a-1)=√(a-1)+[(a-1)-3,…
…2分
解得a=l,故圆心C(们,0).…3分
圆C的半径为√/(1+2)2十(0一0)2=3,…
…4分
所以圆C的标准方程为(x一1)十y=9.…5分
(2)①当切线的斜率不存在时,切线方程为x=一2.。
…6分
②当切线的斜率存在时,设切线的方程为y一1=k1(x十2),整理得k1x一y十2k,十1=0.…7分
由圆C与切线相切,得6士-3,解得一青,
…9分
√k+1
故所求切线方程为号。一y叶号-=0,整理得4红一3y十1=0,
故过点P(一2,1),且与圆C相切的直线方程为x=一2或4x一3y十11=0.…10分
(3)由MCLCN,MC三CN,得圆心C到直线MN的距离为32,…1分
当直线MN的斜率不存在时,圆心C到直线MN的距离为1,不合题意;
当直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为y=k2x一2,…
…12分
庙圆心C到直线MN的距离为3,得k二2.3解得三プ或1,…14分
√+I
可得直线MN的方程为y=一x一2或y=一7x一2.
…15分
18.(1)证明:如图,连接OC,交BT于点E,连接DE,…1分
因为C是TB的中点,所以TE=BE.
又BD=PD,所以DE∥PT,…2分
因为PTC平面PAT,DE过平面PAT,所以DE∥平面PAT.
同理OE∥平面PAT.…3分
因为OE∩DE=E,OE,DEC平面OED,所以平面ODE∥平面PAT
因为CDC平面OED,所以CD∥平面APT.…4分
(2)解:以O为坐标原点,过点O在底面作AB的垂线为x轴,OB为y轴,OP为之轴建立如图所示空间直角坐标系,设
OA=OP=1,则O(0,0,0),A(0,-1,0),B(0,1,0),P(0,0,1),…5分
因为A-元-B.所以T(停,-0所以i-(0,11,Ai-(停,0),前-(停-号),
AP·s=y十x=0,
设平面PAT的法向量为s=(x,y,z),则
AT.s-5+1
取x=1,得y=一√3,x=√3,所以平面PAT的一个
2x+2y=0
法向量S=(1,一√3,√3),…
…7分
设直线BT与平面PAT所成角为a,则sina=
IBT.s_23_27
B1·s3X√77,
即直线BT与平面PAT所成角的正弦值为
…9分
(3)解:设点T的坐标为(a,b,0)(a≠0),由OT=1,得a2+=1.
设平面PAT的法向量为m=(M,≈),则A沪=(0,1,1),A7=(a,b+1,0),
AP·m=y十x=0,
AT.m=a.x+(b+1)y1=0,
取x1=b十1,得y=一a,名=a,所以平面PAT的一个法向量m=(b十1,一a,a),
............
…1分
设平面PBT的法向量为n=(2,,),则B驴=(0,-1,1),BT-(a,b-1,0),
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B驴.n=-y十2=0,
B7.n=a.+(b-1)y=0
取x2=b-1,得2=一a,2=一a,所以平面PBT的一个法向量n=(b-1,一a,一a).
…13分
m·n
|-1
则os0=m·n√0+D+2a×V0)+2元Va+2h+2·Va-2+2√a+2-w
+际√干8√年8
a
a
…15分
又0<G≤1,所以0<1-g≤号放0<s号,当且仅当a=士1,60时.s0=子
所以c0s0的最大值为了
17分
19.(1)解:设椭圆C的焦距为2c,则|AF=a十c,AF2=a一c.
由AF=3AF2|,知a十c=3(a-c),所以a=2c,…
…1分
所以气=VR-一-C的为程为后+装=1,
…2分
代入点B(,3)的坐标,得是+
=1,解得c=1,所以a=2,b=√5,
所以C的方程为号+
=1.
…3分
(2)(1)证明:由(1)知A(2,0),直线1的斜率不为0,设直线1的方程为y=x+n,点P,Q的坐标分别为(x1,y),
(2y2),
联立方程
'消去后整理得3十y=6mvy十3-12=0,436m一43m十3物
my=x+n,
所以十=为-
6mn
…5分
所以十=m0十为)一2-0一2n=3
8n
=(my-)(om%-0)=my-m0y+)+r=心(312-6r华+r=r12t
3m2+4
3m2+4
3m2+4·
…6分
又AP=(-2,y),AQ=(m-2),AP⊥AQ,
所以Ap.A0=(1-2)(2一2)十h2=x12-2(十2)十1y十4=0,…7分
即7+十需号+-0,整理得70+16+-0,解得”-2或
2
3n2+4
…9分
由直线1不过点A,知”=一2不符合题意,所以n=一号,满足△>0,
所以直线1的方程为y=x
号,即直线1过定点(号0),
…10分
(1)解:△APQ的面积为S=2×(2-号)×y一n=号V+n)-4n边
4(3m2-12)=24√9m2-3n2+12
7V(3m2+4
3n2+4
7(3n2+4)
…12分
由(1)知n=-
号,代入上式可得S-
24V9m+
72Vm+
72m+
7(3m2+4)
7(3m2+4)
…14分
73(m+)+】
令1√m+(号),则s=
721
72
(r+)(3+)
又函数)一3江+,在区间(o,票)上单调递减,在区间(,+)上单调递增,且号>2源,
21
所以当=号,即m=0时,△APQ的面积最大,最大值为
72
144
…17分
4
49
7
3×
8
49X7
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