内容正文:
河南师大附中高二年级上学期期中考试
数学试卷
一、选择题(共8小题,每题5分,共40分)
1. 已知直线过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
【答案】D
【解析】
【分析】分直线过原点与不过原点两种情况求解可得直线的方程.
【详解】根据题意,分2种情况讨论:
①直线过原点,设直线方程为,又由直线经过点,
所以,解得,此时直线的方程为,即;
②直线不过原点,设其方程为,又由直线经过点,
则有,解可得,此时直线的方程为,
故直线的方程为或.
故选:D.
2. 已知点在抛物线:上,则的焦点到其准线的距离为( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】由点在抛物线上,求得参数,焦点到其准线的距离即为.
【详解】由点在抛物线上,易知,,故焦点到其准线的距离为.
故选:B.
3. 两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线平行的充要条件求出,再由平行线间的距离公式求解.
【详解】因为直线与平行,
所以且,解得,
所以直线方程为与,
故,
故选:C
4. 直线被圆截得的弦长为
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为化为,可知圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为,
由勾股定理可得直线被圆截得的弦长为,
故选C.
5. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1作直线l交椭圆C于M,N两点,则的周长为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】D
【解析】
【分析】由的周长为,结合椭圆的定义,即可求解.
【详解】由题意,椭圆,可得,即,
如图所示,根据椭圆的定义,可得的周长为
故选:D.
6. 已知A(-1,1,2),B(1,0,-1),设D在直线AB上,且,设C(λ,+λ,1+λ),若CD⊥AB,则λ的值为( )
A. B. - C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设D(x,y,z),根据求出D(,,0),再根据CD⊥AB得·=2(-λ)+λ-3(-1-λ)=0,解方程即得λ的值.
【详解】设D(x,y,z),则=(x+1,y-1,z-2),=(2,-1,-3),=(1-x,-y,-1-z),
∵=2,∴∴
∴D(,,0),=(-λ,-λ,-1-λ),
∵⊥,∴·=2(-λ)+λ-3(-1-λ)=0,∴λ=-.
故选:B
【点睛】(1)本题主要考查向量的线性运算和空间向量垂直的坐标表示,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.(2).
7. 一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据已知确定已知圆的圆心和半径及其位置关系,进而得到,结合椭圆的定义确定轨迹方程.
【详解】由,标准形式为,圆心为,半径,
由,标准形式为,圆心为,半径,
其中,即已知的两个圆是内含关系,
由题意,若动圆圆心为,半径为,则,
所以,
即是以为焦点,长轴长为12的椭圆,则,
所以动圆的圆心轨迹为.
故选:A
8. 如图,二面角的棱上有两个点,线段与分别在这个二面角两个面内,并且都垂直于棱.若二面角的平面角为,且,,,则的长度为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据式子,根据空间向量数量积的运算律即可求出的长.
【详解】由条件知,,,
又二面角的平面角为,则,
所以
,所以.
故选:C
二、多选题(共3小题)
9. 已知斜率为的直线l经过抛物线的焦点,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】由题意可得方程,联立曲线即可解出A,B两点坐标,结合两点间距离公式与向量数量积逐项计算即可得.
【详解】由题意可得,则,
联立可得,解得或,
即,,
对A:,故A正确;
对B:,故B错误;
对C:,,则,
故与不垂直,即不为,故C错误;
对D:,又,故,故D正确.
故选:AD.
10. 下列说法正确的是( )
A. “”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
B. 若直线经过第一象限、第二象限、第四象限,则
C. 已知双曲线左焦点为,是双曲线上的一点,则的最小值是
D. 已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上的一点,则的最小值是
【答案】BC
【解析】
【分析】举例说明判断A;利用直线横纵截距符号判断B;利用双曲线的意义求出最小值判断C;
利用椭圆定义求出最小值判断D.
【详解】对于A,当时,直线与直线垂直,A错误;
对于B,直线的横纵截距分别为,依题意,,因此,B正确;
对于C,双曲线实半轴长,半焦距,为左焦点,
当为左顶点时,,C正确;
对于D,点在椭圆外,其长半轴长,点,
而,则,
当且仅当是线段与椭圆的交点时取等号,D错误.
故选:BC
11. 如图所示四面体中,,,,且,,为的中点,点是线段上动点,则下列说法正确的是( )
A. ;
B. 当是靠近的三等分点时,,,共面;
C. 当时,;
D. 的最小值为.
【答案】BCD
【解析】
【分析】以为基底,表示出相关向量,可直接判断A的真假,借助空间向量共面的判定方法可判断B的真假,利用空间向量数量积的有关运算可判断CD的真假.
【详解】以为基底,则,,,.
对A:因为.
所以,故A错误;
对B:当是靠近的三等分点,即时,
,
又,所以.故,,共面.故B正确;
对C:因为,
所以:,
所以,故,故C正确;
对D:设,.
因为:.
所以,.
当时,有最小值,为:,故D正确.
故选:BCD
三、填空题(共3小题,每题5分,共15分)
12. 已知双曲线过点,且与椭圆有相同的焦点,则该双曲线的方程是__________
【答案】
【解析】
【分析】先求出双曲线的焦点,再设双曲线的标准方程,代入求解即可.
【详解】易得椭圆的焦点为,故设双曲线的方程为.
故 ,解得.故双曲线的方程.
故答案为:
【点睛】本题主要考查了双曲线标准方程的求解,属于基础题.
13. 已知平面外一点,平面内一点,平面的一个法向量,则点A到平面的距离为___________.
【答案】##
【解析】
【分析】求出,根据点到平面距离的向量公式进行求解即可.
【详解】,
故点A到平面的距离为.
故答案为:
14. 已知平行六面体中,各条棱长均为,底面是正方形,且,设,,.则异面直线与所成的角的余弦值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量的线性运算可表示出,根据向量数量积的定义和运算律可求得,利用向量数量积的定义和运算律可求得,由向量夹角运算求得,由此可得所求余弦值.
【详解】因为,
所以
,
所以,又,
所以,所以,
所以
,
所以,
所以异面直线与所成角的余弦值是.
故答案为:.
四、解答题(共5小题)
15. (1)已知抛物线上一点到其焦点的距离为5,求抛物线的方程;
(2)求与双曲线有公共渐近线,且经过点的双曲线的标准方程.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)根据抛物线的定义即可求解;
(2)设所求双曲线方程为,代入点求解参数即可.
【详解】(1)因为到其焦点的距离为5,
根据定义,到准线距离也为5,如图:
抛物线的准线方程为,故,则抛物线方程为;
(2)由题意设双曲线方程为,
因为双曲线经过点,如图:
所以,故,
所以双曲线标准方程为,即.
16. 已知圆C的圆心在直线上,且圆C过点,.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l:与圆C相交于不同两点M、N,弦长,求实数a的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设圆心,由题意可得,求解即可;
(2)设圆心到直线的距离为,由题意可求得,进而得,求解即可.
【小问1详解】
设圆心,因为圆C过点,,所以,
解得,所以圆心,又因为,
所以圆C的标准方程为;
【小问2详解】
设圆心到直线的距离为,
由,所以,解得,
所以,所以,解得.
17. 在四棱锥中,底面为直角梯形,,侧面底面,且分别为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若直线与平面所成的角为,求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)法一:取中点,连接,
为的中点,,
又,,
四边形为平行四边形,,
平面平面,
平面.
法二:取中点,连接,
为的中点,,
平面平面,平面,
又,,
四边形为平行四边形,,
平面平面,平面
又,平面,平面平面,
又平面,平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)法一:利用构造平行四边形,结合线面平行的判定定理即可得证;法二:利用面面平行的判定定理与性质定理即可得证;
(2)依题意建立空间直角坐标系,分别求得平面与平面的法向量,从而利用空间向量法即可得解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面平面,平面平面平面,,
平面,
取中点,连接,则平面,
所以是直线与平面所成的角,即,
又,,
又,
又,则,
以为坐标原点,为轴,为轴,为轴建立空间直角坐标系,如图,
,
,
设平面的一个法向量,,
则,取,则,
易得平面的一个法向量可取,
设平面与平面所成的夹角为,
,
故平面与平面所成的夹角的余弦为.
18. 已知点,双曲线的左顶点为,左、右焦点分别为、,且双曲线的一条渐近线与直线垂直.
(1)求双曲线的离心率;
(2)设点在双曲线上,且,求点到轴的距离;
(3)过且斜率为的直线与双曲线交于、两点,求线段的长度.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)计算,由双曲线的一条渐近线与直线垂直,得到,即可求得离心率;
(2)设,,在中,由勾股定理结合双曲线定义求得,再由,求出即得;
(3)先求出直线方程,再与双曲线方程联立,结合韦达定理和弦长公式即可计算求解.
【小问1详解】
根据题意,双曲线的左顶点为,故,
则由双曲线的一条渐近线与直线AP垂直可知,则,
所以,即,
所以双曲线的离心率为;
【小问2详解】
由(1)得,又,所以,
设,,则在中,有,
又由双曲线的定义,可得,解得,则,
又,解得,
M点到轴的距离为;
【小问3详解】
因,则过且斜率为1的直线的方程为,
与双曲线方程联立消元,可得,
设,,则,,
由弦长公式,,
所以DE的长度为.
19. 已知椭圆:()的离心率为,上顶点为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线过点且与椭圆交于,两点,直线,与轴交于点,.
(ⅰ)若直线过点,求的面积;
(ⅱ)求证:,两点横坐标之和为定值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);
(ⅱ)证明:已知,,,
①当直线的斜率不存在时,即直线的方程为,不符合题意;
②当直线的斜率为零时,,此时直线与椭圆相交于点,不符合题意;
③当直线的斜率存在且不为零时,则直线的方程为,即,
由,得.
由韦达定理可知,,
直线的方程为,直线的方程为,
分别令,解得,,
则,其中,,
所以,
其中,
所以,
故,两点的横坐标之和为定值,得证.
【解析】
【分析】(1)根据离心率和过点列方程组求出,得到椭圆的标准方程;
(2)(ⅰ)先求直线的方程,再应用弦长公式及距离公式求面积;(ⅱ)分直线斜率存在和不存在讨论,设,,,联立得,,再计算即可.
【小问1详解】
依题意有椭圆离心率,上顶点即,
由可知,,故椭圆的方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)直线过点和,则直线的斜率为,
故直线的方程为,即,即,
设,,由得,
由韦达定理可知,,,
则.
点到直线的距离为
所以的面积为.
(ⅱ)略
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数学试卷
一、选择题(共8小题,每题5分,共40分)
1. 已知直线过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
2. 已知点在抛物线:上,则的焦点到其准线的距离为( )
A. B. C. 1 D. 2
3. 两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
4. 直线被圆截得的弦长为
A. 1 B. 2 C. 4 D.
5. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1作直线l交椭圆C于M,N两点,则的周长为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
6. 已知A(-1,1,2),B(1,0,-1),设D在直线AB上,且,设C(λ,+λ,1+λ),若CD⊥AB,则λ的值为( )
A. B. - C. D.
7. 一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
8. 如图,二面角的棱上有两个点,线段与分别在这个二面角两个面内,并且都垂直于棱.若二面角的平面角为,且,,,则的长度为( ).
A. B. C. D.
二、多选题(共3小题)
9. 已知斜率为的直线l经过抛物线的焦点,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 下列说法正确的是( )
A. “”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
B. 若直线经过第一象限、第二象限、第四象限,则
C. 已知双曲线左焦点为,是双曲线上的一点,则的最小值是
D. 已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上的一点,则的最小值是
11. 如图所示四面体中,,,,且,,为的中点,点是线段上动点,则下列说法正确的是( )
A. ;
B. 当是靠近的三等分点时,,,共面;
C. 当时,;
D. 的最小值为.
三、填空题(共3小题,每题5分,共15分)
12. 已知双曲线过点,且与椭圆有相同的焦点,则该双曲线的方程是__________
13. 已知平面外一点,平面内一点,平面的一个法向量,则点A到平面的距离为___________.
14. 已知平行六面体中,各条棱长均为,底面是正方形,且,设,,.则异面直线与所成的角的余弦值为__________.
四、解答题(共5小题)
15. (1)已知抛物线上一点到其焦点的距离为5,求抛物线的方程;
(2)求与双曲线有公共渐近线,且经过点的双曲线的标准方程.
16. 已知圆C的圆心在直线上,且圆C过点,.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l:与圆C相交于不同两点M、N,弦长,求实数a的值.
17. 在四棱锥中,底面为直角梯形,,侧面底面,且分别为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若直线与平面所成的角为,求平面与平面的夹角的余弦值.
18. 已知点,双曲线的左顶点为,左、右焦点分别为、,且双曲线的一条渐近线与直线垂直.
(1)求双曲线的离心率;
(2)设点在双曲线上,且,求点到轴的距离;
(3)过且斜率为的直线与双曲线交于、两点,求线段的长度.
19. 已知椭圆:()的离心率为,上顶点为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线过点且与椭圆交于,两点,直线,与轴交于点,.
(ⅰ)若直线过点,求的面积;
(ⅱ)求证:,两点横坐标之和为定值.
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