内容正文:
高二考试数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教B版选择性必修第一册第一章到第二章2.6.2(双曲线的几何性质).
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. 下列直线中,倾斜角为的是( )
A. B. C. D.
2. 若点在双曲线上,则到该双曲线两个焦点的距离之差的绝对值为( )
A. B. C. D. 10
3. 设空间向量,则( )
A. 6 B. 9 C. -6 D. -9
4. 设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
5. 在空间直角坐标系中,已知点,,平面的一个法向量为,则点到平面的距离为( )
A. B. C. D.
6. 若双曲线的焦距为4,直线与交于两点,且线段的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. 1 D. 2
7. 当时,圆与圆的位置关系不可能是( )
A. 内含 B. 相交 C. 外离 D. 外切
8. 如图,若平行光线与平面所成的角,其照射在球上,在平面上形成的投影呈椭圆形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
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. 在四面体PABC中,分别为棱PB,AC的中点,且,则( )
A. B.
C. D.
10. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值可以是( )
A. B. C. D.
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为为上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为0
B. 的最大值为
C. 若存在点,使得的斜率分别为,则的离心率可能为
D. 若存在点,使得的斜率分别为,则的离心率可能为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两条平行直线之间的距离为____________.
13. 若双曲线与椭圆有公共点,则的实轴长的取值范围是___________,的离心率的取值范围是___________.
14. 在正方体中,为线段的中点,为侧面上的动点.若,且,则点的轨迹长度为___________.
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)分别求直线在轴、轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)若直线的倾斜角为,求直线的倾斜角.
16. 已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,虚轴长为4,且渐近线方程为.
(1)求的标准方程;
(2)设为上异于顶点,的动点,证明直线与的斜率之积为定值,并求该定值.
17. 在四棱锥中,底面.
(1)证明:平面CDE.
(2)设.
(i)求直线AD与平面BCE所成角的正弦值;
(ii)证明:平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于.
18. 已知点,O为坐标原点,动点满足,记点的轨迹为曲线.
(1)求的标准方程.
(2)若直线与交于,两点,求的最大值.
(3)过点的动直线与交于,两点,试问轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
19. 已知椭圆的右顶点为,的两个焦点为,且.
(1)求的方程.
(2)设直线与相交于A,B两点,关于轴的对称点为.
(i)若,的横坐标大于的横坐标,求直线AD的斜率.
(ii)试问直线AD是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
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高二考试数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教B版选择性必修第一册第一章到第二章2.6.2(双曲线的几何性质).
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. 下列直线中,倾斜角为的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由倾斜角为,则该直线的斜率为,逐项判断即可.
【详解】若直线的倾斜角为,则该直线的斜率为,
所以这四条直线中,倾斜角为的是.
故选:C
2. 若点在双曲线上,则到该双曲线两个焦点的距离之差的绝对值为( )
A. B. C. D. 10
【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线的标准方程求得,根据双曲线定义可得答案.
【详解】由双曲线,得.
由双曲线的定义可知,到该双曲线两个焦点的距离之差的绝对值为.
故选:A
3. 设空间向量,则( )
A. 6 B. 9 C. -6 D. -9
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量平行,列等式求解即可.
【详解】因为,所以,解得
故选:B.
4. 设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
【答案】C
【解析】
【分析】设点的坐标,然后根据列出等式,代入圆的方程中即可得到的轨迹为椭圆.
【详解】设,则,
所以.
因为,所以
代入,得,即,
则动点的轨迹是长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆.
故选:C.
5. 在空间直角坐标系中,已知点,,平面的一个法向量为,则点到平面的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据空间向量中点到平面的距离公式求解即可.
【详解】因为,平面的一个法向量为,
所以点到平面的距离为.
故选:A .
6. 若双曲线的焦距为4,直线与交于两点,且线段的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据焦距为4,求得m的值,利用点差法,结合中点坐标,求得直线的斜率.
【详解】由题可知,解得.
所以双曲线.
若直线的斜率不存在,则由双曲线的对称性知,线段的中点均在轴上,不合题意,所以直线的斜率存在.
设,则,整理得.
因为线段的中点为,所以.
所以.
直线的斜率为2.
故选:D.
7. 当时,圆与圆的位置关系不可能是( )
A. 内含 B. 相交 C. 外离 D. 外切
【答案】C
【解析】
【分析】求出两圆圆心距离,然后与半径的和、差比较大小,即可判断.
【详解】由题意圆,圆的圆心分别为,则,
又圆,圆的半径分别为,
两圆的圆心距,因为,
所以两圆半径之和.即.
而两圆外离的条件是,故两圆的位置关系不可能是外离.
故选:C.
8. 如图,若平行光线与平面所成的角,其照射在球上,在平面上形成的投影呈椭圆形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由几何图形分析椭圆的长半轴及短半轴长,结合椭圆离心率公式进行求解.
【详解】设球的半径为,
球的大圆在光线照射下形成椭圆形,易知椭圆的长半轴长,短半轴长,
因为,所以.
故选:B
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. 在四面体PABC中,分别为棱PB,AC的中点,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】根据空间向量基本定理判断A、C,由空间向量数量积的运算判断B、D.
【详解】因为D,E分别为棱PB,AC的中点,
所以,A正确,C错误.
因为,且,,
所以,B正确.
,D错误.
故选:AB.
10. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】先求得圆心到直线的距离,再由,求解即可.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆心到直线的距离,
依题意得,即,
解得,.
故选:BCD
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为为上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为0
B. 的最大值为
C. 若存在点,使得的斜率分别为,则的离心率可能为
D. 若存在点,使得的斜率分别为,则的离心率可能为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据椭圆的性质,结合向量的数量积公式、直线的斜率公式以及椭圆的离心率范围逐一分析选项
【详解】由题意知,设,则,
对于A,,
则,
当时,取最大值,所以的最大值为正确.
对于B,,
所以,当时,取最大值,
所以的最大值为,B正确;
对于C、D,设,因为,所以,得,又,所以,C错误,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. 两条平行直线之间的距离为____________.
【答案】
【解析】
【分析】利用两平行线间的距离公式求解.
【详解】
之间的距离,
即直线之间的距离为.
故答案为:.
13. 若双曲线与椭圆有公共点,则的实轴长的取值范围是___________,的离心率的取值范围是___________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】由双曲线方程写出,即可表示出离心率,由双曲线与椭圆有公共点得不等式,然后解得双曲线中的范围,即得实轴长的取值范围,由不等式可以解得的取值范围,可得的离心率的取值范围.
【详解】由,得,则,所以.
因为的上顶点的坐标为的上顶点的坐标为,则,
即,,所以的实轴长的取值范围为.
且,所以.
故答案为:;.
14. 在正方体中,为线段的中点,为侧面上的动点.若,且,则点的轨迹长度为___________.
【答案】6
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,设出点的坐标,利用得到的关系式,再判断轨迹形状即可求解.
【详解】
以为原点,的方向分别为x,y,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,
设,
则,,
,,
即,,
当时,,此时为棱的中点;
当时,,此时为棱的中点,
设棱的中点为,棱的中点为,连接MN,则点的轨迹是线段MN,
,点的轨迹长度为6.
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)分别求直线在轴、轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)若直线的倾斜角为,求直线的倾斜角.
【答案】(1)在轴、轴上的截距分别为;(2);(3)
【解析】
【分析】(1)法一:方程转化成截距式,即可求解;法二:分别令和求解即可;
(2)法一:由垂直设直线方程,代入点即可求解,法二:通过垂直先求得斜率,再由点斜式即可求解;
(3)法一:由倾斜角得到,进而可求解;法二:由两直线斜率互为相反数,得到这两条直线的倾斜角互补, 即可求解
【详解】解:(1)(方法一)由,得,
所以直线在轴、轴上的截距分别为.
(方法二)令,得,
令,得,
所以直线在轴、轴上的截距分别为.
(2)(方法一)依题意设所求直线方程为,
将点的坐标代入得,
解得,
所以所求直线的方程为.
(方法二)因为直线的斜率为,
所以所求直线的斜率为2,
所以所求直线的方程为,
即(或).
(3)(方法一)因为直线的倾斜角为,
所以,
又直线的斜率为,
所以,
所以直线的倾斜角为.
(方法二)因为直线的斜率与直线的斜率互为相反数,
所以这两条直线的倾斜角互补,
所以直线的倾斜角为.
16. 已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,虚轴长为4,且渐近线方程为.
(1)求的标准方程;
(2)设为上异于顶点,的动点,证明直线与的斜率之积为定值,并求该定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析,定值为4.
【解析】
【分析】(1)由焦点在轴上,设的方程为,由虚轴长和渐近线方程得到和的等式,计算求解;
(2)设,写出和的坐标,求出和,计算即可得解.
【小问1详解】
依题意可设的方程为,
则
解得,,
所以的标准方程为.
【小问2详解】
证明:设,则,即,
不妨设为左顶点,则,,
则
,
所以直线与的斜率之积为定值,且该定值为4.
17. 在四棱锥中,底面.
(1)证明:平面CDE.
(2)设.
(i)求直线AD与平面BCE所成角的正弦值;
(ii)证明:平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)直接运用线面平行的判定定理证明即可.
(2)(i)建立空间直角坐标系,求出相关点坐标,进而找到向量坐标,再利用直线与平面所成角的向量公式求解;
(ii)求出两个平面的法向量,再利用两平面夹角的向量公式求出夹角的余弦值,再比较大小.
【小问1详解】
证明:因为平面平面CDE,
所以平面CDE.
【小问2详解】
以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,
则.
设平面BCE的法向量为,则,
令,得.
(i)设直线AD与平面BCE所成角为 ,
因为,所以,
所以直线AD与平面BCE所成角的正弦值为.
(ii)证明:设平面CDE的法向量为,
则,令,得.
设平面CDE与平面BCE的夹角为,
由,
所以平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于 .
18. 已知点,O为坐标原点,动点满足,记点的轨迹为曲线.
(1)求的标准方程.
(2)若直线与交于,两点,求的最大值.
(3)过点的动直线与交于,两点,试问轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在;
【解析】
【分析】(1)根据题目条件直接列等式,即可求出轨迹方程;
(2)利用弦长公式表示,结合函数单调性求解;
(3)先设坐标为,联立韦达定理,通过为定值写出方程,化简求解即可.
【小问1详解】
设动点,则,,
而,故,化简得:,
故的标准方程为.
【小问2详解】
设,,
联立得:,
故,
根据弦长公式得:
,
令,,
故,
设,易知在上单调递减,故当,最大,
即 最大,此时,故(舍)或,
故最大值为.
【小问3详解】
设点坐标为,,,过点的动直线为:.
联立得:,
故,
,,
又,位于过点的动直线: 上,
故,.
则,
将代入上式,
得:,
若使为定值,则必须为常数,
而且与无关,故此时只能为.
当直线的方程为时,也成立,
故存在点,使得,此时点坐标为.
19. 已知椭圆的右顶点为,的两个焦点为,且.
(1)求的方程.
(2)设直线与相交于A,B两点,关于轴的对称点为.
(i)若,的横坐标大于的横坐标,求直线AD的斜率.
(ii)试问直线AD是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)直线AD过定点,且定点的坐标为
【解析】
【分析】(1)在中利用正弦定理可得:,结合椭圆的定义和右顶点坐标即可解得a,b,c,从而写出椭圆方程·;
(2)(i)联立椭圆方程,可得根与系数的关系式,求出A,D两点坐标,进而求直线AD的斜率;
(ii)通过对称性可知,该定点必在轴上,使,结合韦达定理,去解y的具体值即可.
【小问1详解】
因为,
所以由正弦定理得,
则, \
则,又因为椭圆C的右顶点为,故,
所以,所以的方程为.
【小问2详解】
设,将代入,
得,
则恒成立,
.
(i)若,则有,解得或.
依题意得,则,
因为点关于轴的对称点为,所以,
则.
(ii)当时,重合,与条件矛盾,
直线AD的方程为,
假设直线AD过定点,根据对称性可知,定点必在轴上,
令,得
,
所以直线AD过定点,且定点的坐标为.
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