内容正文:
襄阳四中2024级高二上学期数学测试(12)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.设向量,,则与,共面的向量的坐标可以是( )
A. B. C. D.
2.已知、是两个不同的平面,、是两条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
3.学校书法社、绘画社、摄影社的报名人数分别为人,人,人.按社团进行分层抽样,从这些报名学生中抽取人作为社团联合活动的筹备人员.从这人中随机抽取人负责物资准备,则名负责人至少有一名来自绘画社的概率为( )
A. B. C. D.
4.已知,,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
5.“双曲线的两渐近线夹角为”是“”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
6.过点作直线与曲线相交于,两点,为坐标原点,当时,直线的斜率为( )
A. B. C. D.
7.已知圆,圆,动圆与圆,圆都相切,若动圆圆心的轨迹是两个椭圆,且两个椭圆的离心率分别为,,则( )
A. B. C. D.
8.已知点在椭圆上,点在圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.已知曲线,则下列结论正确的是( )
A. 若,则曲线为双曲线
B. 若,且,则曲线为椭圆
C. 若曲线为双曲线,则其渐近线方程为
D. 若曲线表示椭圆,则其焦距为
10.已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与的一条渐近线平行,且与交于点,则( )
A. 的离心率为 B. 的实轴长为
C. 的面积为 D.
11.如图,在三棱锥中,,平面,,,,,分别为,,,的中点,是的中点,是线段上的动点不包括端点,三棱锥的外接球为球,三棱锥的外接球为球,则( )
A. 的取值范围为
B. 存在点,使得
C. ,,三点共线
D. 球球面上点到平面距离最大值是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.如果直线过点,且直线的方向向量为,则直线的一般式为 .
13.已知两条直线和都经过点,则两点,间的最短距离为 .
14.已知点在椭圆上运动,则的最大值为 .
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.本小题分
根据条件,求下列曲线的标准方程:
一个焦点坐标为,且椭圆经过点;
与双曲线有公共的渐近线,且过点.
16.本小题分
在平面直角坐标系中,已知两个定点,,动点满足,设动点的轨迹为曲线.
求曲线的方程;
过直线上一动点作曲线的两条切线,切点为,,探究:直线是否过定点.
17.本小题分
已知椭圆的左、右焦点分别为,且,若为椭圆上一点,线段与圆相切于该线段的中点.
求椭圆的方程;
若过作直线与椭圆交于两点,且椭圆上存在点,满足,求直线的方程.
18.本小题分
如图,是三棱锥的高,,,是的中点.
证明:平面;
若,,,求二面角的正弦值.
19.本小题分
已知椭圆,左右焦点分别为,上下顶点分别为,左右顶点分别为,又是上异于椭圆顶点的两点.
若点在第一象限且满足的面积比的面积大,求点的横坐标的取值范围;
若线段的中点坐标为,求直线的方程;
记点在直线上的射影为点,且直线的斜率是直线的斜率的倍,试判断:过点为坐标原点三点的圆是否为定圆?若是,求出该圆的方程;若不是,请说明理由.
参考答案
1.【答案】
解:设向量与共面,则存在实数使得,
即,
结合选项,选项C满足题意,
所以与共面的向量坐标可以是.
故选:.
2.【答案】
解:对于: 且 相交,可得 ,故A错误;
对于:若 ,则 或相交或 在 内,故B错误;
对于:设 的方向向量为 , 的法向量分别为 ,由 可得: ,即 ,
所以 ,所以 ,故C正确;
对于,若 ,则 ,或 在 内,故D错误,
故选C.
3.【答案】
解:总报名人数为人,抽样比为.
书法社抽取人数:人,记为,,
绘画社抽取人数:人,记为,,
摄影社抽取人数:人,记为,
则从这人中抽取人有: ,种情况,
其中至少有一名来自绘画社有
来自高二年级有 ,种情况,
所以所求概率为 .
4.【答案】
解:直线 的方向向量 ,又 ,
, ,
到直线 的距离为 .
故选:.
5.【答案】
解:由,得渐近线方程为,
设渐近线与轴的夹角为,则,
两渐近线关于轴对称,故夹角为或,
若,则,,故,解得;
若,则,,,故,解得,
综上,双曲线的两渐近线夹角为时,或,
因此,“双曲线的两渐近线夹角为”是“”的必要不充分条件.
故选:.
6.【答案】
解:由 ,则 , ,即 ,
所以曲线 ,是以原点为圆心,为半径的圆的上半部分,如图.
可知 ,因为 ,
则当 面积取最大值时, ,即 ,
半圆 的圆心为 ,半径 ,此时 ,
所以圆心 到直线 的距离为 .
设直线 的斜率为 ,则直线 的方程为 , ,
圆心 到直线 的距离 ,解得 ,
因为 ,所以 .
故选C.
7.【答案】
解:由题意可得 ,如图,动圆与圆 内切,切点为 ,
与圆 外切,切点为 ,
此时 ,所以
,
故圆心的轨迹为以 为焦点的椭圆,
此时 ,故 ,故离心率为 ,
如图,当动圆与圆 ,圆 均内切,切点分别为 , ,
,
则
,
故圆心的轨迹为以 为焦点的椭圆,此时 ,
故 ,故离心率为 ,所以 .
8.【答案】
解:由椭圆方程为,得,,
则,右焦点,
圆,即,则圆心为,半径.
由椭圆定义得,则,
则.
又的最大值为,
故,
又,
当且仅当在直线上且在与之间时取等号,
故的最大值为.
9.【答案】
【解析】解:若 ,则表示双曲线,其渐近线方程为 ,故AC正确;
若 ,例如当 时不表示任何曲线,故B错误;
对于,若曲线表示椭圆,则 ,且 ,
当 时,则焦点在轴上,且 ,则 ,即其焦距为 ;
同理当 时,焦点在轴上,此时的焦距为 ,故D正确.
故选ACD.
10.【答案】
解:对于,双曲线的渐近线方程为,
又已知过的直线与的一条渐近线平行,所以,即,
双曲线中,此时,离心率,则,
所以选项A正确;
对于,直线与轴交点为,即,所以,
又因为且,可得,,实轴长,
选项B错误
对于,对于,由,解得,,
即,
的面积,选项C正确;
对于,,由,,
所以,
,
,选项D正确.
故选:.
11.【答案】
解:在三棱锥 中, 平面 ,
建立如图所示的空间直角坐标系,
则 ,
,
由 是线段 上的动点,设
对于, ,
,A正确;
对于,则 , ,
由 ,
则不存在点 ,使得 ,不正确;
对于,由题意易得三棱锥 的外接球为球 即为墙角模型的 的外接球球心,
其球心位于正方体的体对角线的中点,所以 ,
同理三棱锥 的外接球为球 ,
由 可得 , , 三点共线,故C正确;
对于,球心 在以 为顶点 为棱的正方体的中心,其半径为 ,
又 ,易得平面 的法向量为 ,且
所以 到平面 距离为 ,
所以球 球面上点到平面 距离最大值是 ,故D正确.
故选ACD.
12.【答案】
解:设 为直线上的动点,
则 ,
因为 是直线的方向向量,
所以 ,
得 ,
即
所以直线的方程为 .
13.【答案】
解:因为两条直线 和 都经过点 ,
所以 , ,
所以 , 分别在直线 上,
所以两点 , 间的最短距离为两平行线间距离,即 ,
故答案为: .
14.【答案】
解:设,因为点在椭圆上运动,
所以直线与椭圆有公共点,
由得,则,
解得,
所以的最大值为,即的最大值为.
故答案为:.
15.【答案】解:由题意,设椭圆的标准方程为,
则
所以椭圆的标准方程为 .
设所求双曲线的方程为 .
将点 代入双曲线方程得 ,解得 ,
因此,所求双曲线的标准方程为 .
16.【答案】解:设点 ,
由 ,得 ,
平方化简得, ,
即曲线的方程为 ;
设直线 上一点 ,曲线的圆心为,
则 , ,则,都在以为直径的圆上.
因为圆心为 ,半径为 ,
所以圆的方程为 ,
即 .
因为,是两圆的公共点,所以直线为两圆公共弦所在的直线.
由
得直线的方程为 ,即 .
由 得 , ,
所以直线过定点 .
17.【答案】解:连接,
由,,得为的中位线,
且,
,
解得,
又,所以,
所以椭圆的方程为:;
若直线为轴时,为坐标原点,显然不符合题意,
则可设直线的方程为:,,,,
联立,得,
即,
,
,
,
由在椭圆上得,
解得,
存在直线:符合题意.
由题意,为的中位线,,,由,解得,得,,得椭圆方程;
设直线的方程为:,,,,联立直线与椭圆,由根与系数的关系得,,即,由在椭圆上得,求得得直线方程.
18.【答案】解:证明:连接,,依题意,平面,
又平面,平面,则,,
,
又,,则≌,
,
延长交于点,又,则在中,为中点,连接,
在中,,分别为,的中点,则,
平面,平面,
平面;
过点作,以,,分别为轴,轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
由于,,由知,
又,则,
,
设,则,
设平面的一个法向量为,
又,
则,则可取,
设平面的一个法向量为,又,
则,则可取,
设二面角的平面角为,则,
,即二面角正弦值为.
本题考查线面平行的判定以及利用空间向量求解二面角的正弦值,考查逻辑推理能力及运算求解能力,属于中档题.
连接,,可证得,延长交于点,可证得,由此得证;
建立空间直角坐标系,写出各点的坐标,再求出平面及平面的法向量,利用向量的夹角公式得解.
19.【答案】解:设,
由,得,
所以,即,
又因为,所以,
解得,即点的横坐标的取值范围为;
设,,
则,两式相减作差可得,
即,即,即,
又,所以,
由直线的点斜式可得,
化简可得,
所以直线的方程为;
是,理由如下:
,,
设直线的方程为,
直线的方程为,,
联立,消得,
则,所以,
所以,故,
联立,消得,
则,
所以,所以,
故,
当,即时,,
则直线的方程为,
即,过定点,
当,即时,此时,
直线过定点,
设,因为,,
所以过点,,为坐标原点三点的圆即为过点,,为坐标原点三点的圆,
因为过原点,点,点,
所以过点,,为坐标原点三点的圆是定圆.
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