内容正文:
大庆实验中学2024级高二上学期期中考试
数学学科试题
说明:
1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内.
2.满分150分,考试时间120分钟.
一、单项选择题(本题型共8小题,每小题5分,共40分)
1. 数列的前n项和,则( )
A. 140 B. 120 C. 40 D. 50
2. 已知实数,,,,成等比数列,则( )
A. B. C. D.
3. 若抛物线上一点到其焦点的距离为9,则该抛物线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
4. 已知数列都是等差数列,且,,,则数列的前10项的和为( )
A. 550 B. 450 C. 1100 D. 900
5. 设数列满足,且,则( )
A. 2 B. -3 C. D. 3
6. 已知P是抛物线上的一个动点,那么点P到直线的距离与到该抛物线准线距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 已知数列满足,设,,若数列是递增数列,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 椭圆与双曲线具有相同的焦点,在第一象限的交点为点,过点作的内角分线和外角分线分别交轴于,两点,过作的内角分线交,于,两点,如图所示,设,,若,则的最大值是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题型共3小题,每小题6分,共18分)
9. 已知数列中,,,,其前项和为,则( )
A. B.
C. 当取最小值时, D. 数列的前项和为
10. 已知数列前n项和为,为数列的前n项积,满足,给出下列四个结论,正确的是( )
A. B. 为等比数列
C. D. 数列的最大项的值为
11. 已知抛物线方程为,直线,点为直线l上一动点,过点P作抛物线的两条切线,切点为A、B,则以下选项正确的是( )
A. 当时,直线方程 B. 直线过定点
C. 中点轨迹为抛物线 D. 的面积的最小值为
三、填空题(本题型共3小题,每小题5分,共15分)
12. 过原点的直线与圆交于,两点,设的面积为S,则S的最大值是_____________
13. 若直线与双曲线没有公共点,则该双曲线离心率的取值范围为___________.
14. 已知集合,,将所有元素从小到大依次排列构成一个数列,记为数列的前项和,则使得成立的的最小值为_________
四、解答题(本题型共5题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知圆,直线:.
(1)当为何值时,直线与圆相切;
(2)当直线与圆相交于两点,且时,求直线的方程.
16. 已知数列的前项和为是首项为3,公差为1的等差数列.
(1)求的值;
(2)求通项公式;
(3)若数列满足,且,求数列的前项和.
17. 已知椭圆的左、右焦点分别为,过点且斜率不为0的直线交于两点.
(1)若是上一动点,求的周长和的离心率;
(2)探究该结论是否成立,若成立,求出直线的方程;若不成立,说明理由.
18. 设是等差数列,是等比数列,且.
(1)求与的通项公式;
(2)求数列的前n项和;
(3)求.
19. 已知抛物线标准方程为,过点作直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求线段长度的最小值;
(3)过点作直线,交抛物线于,两点且,过点作交直线于点,是否存在点使得是定值,如果存在请求出点的坐标并写出的长度,如果不存在请说明理由.
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大庆实验中学2024级高二上学期期中考试
数学学科试题
说明:
1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内.
2.满分150分,考试时间120分钟.
一、单项选择题(本题型共8小题,每小题5分,共40分)
1. 数列的前n项和,则( )
A. 140 B. 120 C. 40 D. 50
【答案】C
【解析】
【分析】根据的关系即可求解.
【详解】由可得,
故选:C
2. 已知实数,,,,成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意结合等比数列的性质分析求解,注意各值的符号判断.
【详解】因为实数,,,,成等比数列,
由等比数列的性质可得,解得,或,
又因为,即,可得,
所以.
故选:A.
3. 若抛物线上一点到其焦点的距离为9,则该抛物线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离求解.
【详解】抛物线的准线方程为,
所以点P到焦点的距离为,
所以,抛物线的方程为.
故选:B.
4. 已知数列都是等差数列,且,,,则数列的前10项的和为( )
A. 550 B. 450 C. 1100 D. 900
【答案】A
【解析】
【分析】由等差数列的下标和性质和前项和公式求解即可.
【详解】由等差数列的性质知:,
所以数列的前10项的和为:
.
故选:A.
5. 设数列满足,且,则( )
A. 2 B. -3 C. D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】由数列的周期性求值.
【详解】因,,
所以,,,.
数列的周期为4,因为,所以.
故选:A.
6. 已知P是抛物线上的一个动点,那么点P到直线的距离与到该抛物线准线距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据抛物线的定义把点到的距离转化到点到焦点的距离,就是求点到直线的距离.
【详解】设过点分别向准线和作垂线,垂足分别为,
因为抛物线的焦点,由抛物线的定义得:,
所以只需要求最小即可.
当且仅当三点共线时最小,且最小值为点到直线的距离,即.
故选:B.
7. 已知数列满足,设,,若数列是递增数列,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由递推公式结合等比数列定义可得数列的通项公式,则可计算出,再结合数列单调性计算即可得.
【详解】,所以,
所以是以为首项、2为公比的等比数列,
所以,
所以,
若数列是递增数列,则恒成立,
所以
恒成立,
所以恒成立,所以,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
8. 椭圆与双曲线具有相同的焦点,在第一象限的交点为点,过点作的内角分线和外角分线分别交轴于,两点,过作的内角分线交,于,两点,如图所示,设,,若,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设,,根据椭圆、双曲线定义可得,结合余弦定理可得,结合角平分线的性质可得,,再利用基本不等式运算求解即可.
【详解】设,,
由题意可得:,解得,
在中,由余弦定理可得,
即,
整理可得,即,可得,
由题意可知:为内心,
则,,
可得,
因为点在的内角分线上,则点到直线的距离相等,
且点在的外角分线上,则点到直线的距离相等,
可知点到直线的距离相等,则为的角平分线,
则,,
可得,
由可得,
则,即,
且,可得,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值是.
故选:B.
二、多项选择题(本题型共3小题,每小题6分,共18分)
9. 已知数列中,,,,其前项和为,则( )
A. B.
C. 当取最小值时, D. 数列的前项和为
【答案】ABD
【解析】
【分析】由题可知,数列首项,公差的等差数列,利用等差数列通项公式和前项和公式求得即可判断ABC选项,根据,利用裂项相消法可求.
【详解】,即,
所以数列首项,公差的等差数列,
,故A正确;
,,故B正确;
当时,取最小值,故C错误;
,
,故D正确;
故选:ABD
10. 已知数列的前n项和为,为数列的前n项积,满足,给出下列四个结论,正确的是( )
A. B. 为等比数列
C. D. 数列的最大项的值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】通过中赋值n可判断A选项,由代入化简可得是以2为首项,1为公差的等差数列,求出,再求出,即可判断BC选项,令,通过解不等式组即可判断D选项.
【详解】因为,所以,即,故A正确;
因为为数列的前n项积,故,
所以,
故,又
故是以2为首项,1为公差的等差数列,
所以,易知不为等比数列,故B不正确;
,故C正确;
令,
解不等式组,得,
当时,,
当时,,
所以数列的最大项的值为,D正确,
故选:ACD.
11. 已知抛物线方程为,直线,点为直线l上一动点,过点P作抛物线的两条切线,切点为A、B,则以下选项正确的是( )
A. 当时,直线方程为 B. 直线过定点
C. 中点轨迹为抛物线 D. 的面积的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】运用导数知识求出切线方程,可以得到直线表达式,判断A、B选项;联立直线与抛物线的方程组,求解出其中点坐标,解出中点轨迹判断C选项;运用弦长公式和点到直线距离公式求出三角形的底和高,得到三角形面积表达式,求出最值判断D选项.
【详解】解析:,,设,
则,即,
同理,都过点,
直线,即,
当时,.故A正确;
,,直线过定点,故B错误;
联立,消去得,,,
,中点坐标为,故其轨迹方程为,故C正确;
,,
,
当时,,故D正确;
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:解答本题的关键是能够熟练运用平面解析几何知识判断各个选项,熟练掌握直线方程与抛物线方程的联立求解两根之和与两根之积,熟练运用弦长公式和点到直线的距离公式求解,需要较强的综合能力和计算能力.
三、填空题(本题型共3小题,每小题5分,共15分)
12. 过原点的直线与圆交于,两点,设的面积为S,则S的最大值是_____________
【答案】
【解析】
【分析】设直线方程,结合弦长公式、三角形面积公式、二次函数的性质计算即可.
【详解】由题意可知圆心,半径,
设,则圆心到l的距离为,即,
所以,
则
令,显然,即,当时取得最大值.
故答案为:
13. 若直线与双曲线没有公共点,则该双曲线离心率的取值范围为___________.
【答案】
【解析】
【分析】
由直线与双曲线没有公共点,分析出,再求e的范围.
【详解】∵双曲线的渐近线方程:,且直线与双曲线没有公共点,
∴
即
又,
∴.
故答案为:
【点睛】求椭圆(双曲线)离心率的一般思路:根据题目的条件,找到a、b、c的关系,消去b,构造离心率e的方程或(不等式)即可求出离心率.
14. 已知集合,,将的所有元素从小到大依次排列构成一个数列,记为数列的前项和,则使得成立的的最小值为_________
【答案】19
【解析】
【分析】若,,根据等差、等比数列求和公式可得,结合,可得符合题意,再检验是否满足不等式即可.
【详解】因为,可知为偶数,为奇数,
设,,则,,
则
,
因为,即,可得,
当时,则,,不合题意;
当时,则,符合题意,
若,则,,;
若,则,;
当时,则,
可得
,
若,则,,
对于,即,整理可得,
因为在内单调递增,
则,不合题意;
若,则,可得,满足;
综上所述,使得成立的n的最小值为19.
故答案为:19.
四、解答题(本题型共5题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知圆,直线:.
(1)当何值时,直线与圆相切;
(2)当直线与圆相交于两点,且时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)由圆心到直线的距离等于半径即可求解;
(2)由弦长公式即可求解;
【小问1详解】
根据题意,圆,
则圆的标准方程为,
其圆心为,半径,
若直线与圆相切,则有
解得.
【小问2详解】
设圆心到直线的距离为,
则,
即,解得
则有,
解得或,
则直线的方程为或.
16. 已知数列的前项和为是首项为3,公差为1的等差数列.
(1)求的值;
(2)求的通项公式;
(3)若数列满足,且,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由等差数列的性质和前项和的概念,逐一求出数列的前三项;
(2)根据等差数列的性质,求出数列的通项公式,进而根据数列通项和前项和为的关系,求出数列通项公式;
(3)根据已知条件,求出构造数列的通项公式,进而根据裂项相消求和方法,求出新的数列前项和.
【小问1详解】
由题意可得,即,
所以,
解得.
【小问2详解】
由是首项为3,公差为1的等差数列,得,则.
当时,;
当时,,
因为满足上式,
所以的通项公式为.
【小问3详解】
因为,且,
所以当时,
.
当时,也符合上式,
所以,
所以
.
17. 已知椭圆的左、右焦点分别为,过点且斜率不为0的直线交于两点.
(1)若是上一动点,求的周长和的离心率;
(2)探究该结论是否成立,若成立,求出直线的方程;若不成立,说明理由.
【答案】(1)周长为6,离心率;
(2)不成立,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)根据给定方程求出,进而求出离心率,再结合椭圆定义得出的周长.
(2)设并与椭圆方程联立,利用韦达定理,结合建立方程求解.
【小问1详解】
椭圆的长短半轴长,半焦距,
所以椭圆的离心率,的周长为.
【小问2详解】
假定成立,则直线的方程为,
设,由,得,
则,则或,
且,设的中点为,
则,而,
由,得,则,
整理得,此方程无解,
所以结论不成立.
18. 设是等差数列,是等比数列,且.
(1)求与的通项公式;
(2)求数列的前n项和;
(3)求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)设等差数列公差为,等比数列公比为,结合等差、等比数列通项公式代入已知条件解出,从而得到与的通项公式;
(2)根据(1)中与的通项公式,结合等差、等比数列前项和公式计算得出数列的前n项和;
(3)根据的特点运用分组求和法化简,根据化简结果构造数列的前项和,再利用错位相减法求出,从而求解.
【小问1详解】
设公差为d,公比为,则,
由可得(舍去),
所以.
【小问2详解】
由(1)知,
则.
【小问3详解】
因为
,
所以,
,
设,
所以①,
则②,
①减②得
,
所以,
所以.
19. 已知抛物线的标准方程为,过点作直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求线段长度的最小值;
(3)过点作直线,交抛物线于,两点且,过点作交直线于点,是否存在点使得是定值,如果存在请求出点的坐标并写出的长度,如果不存在请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点,
【解析】
【分析】(1)设直线,联立方程可得韦达定理,结合整理可得,即可得方程;
(2)根据题意可得,利用两点间距离公式运算求解即可;
(3)设直线,联立方程可得韦达定理,结合垂直关系分析可得,可知直线过定点,进而分析求解.
【小问1详解】
由题意可知:直线的斜率不为0,且直线与抛物相交,
设直线,,,且,
联立方程,消去x可得,
则,
因为,且,解得,
即,且,解得,
所以抛物线的标准方程为.
【小问2详解】
由(1)可知:,,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以线段长度的最小值为.
【小问3详解】
由题意可知:直线的斜率不为0,点与不重合,
设直线,,,且,,
联立方程,消去x可得,
则,可得,
因为,,
则,
可得,整理可得,
则,即,
此时,符合题意,
则直线,过定点,
又因为,则点在以为直径的圆上,
且线段的中点为,,则,
所以存在点使得是定值,点为线段的中点,.
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