内容正文:
专题10 高二上学期期末复习真题精选(选必一全册常考110题22类题型专练)
【人教A版】
题型归纳
题型1
空间向量及其线性运算(共5小题)
1.(24-25高二上·江西抚州·期末)如图,三棱锥中,,,,且,,则( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·全国·期末)下列关于空间向量的命题中,正确的是( )
A.将空间中所有的单位向量平移到同一个点为起点,则它们的终点构成一个圆
B.若空间向量,满足,则或;
C.若空间向量满足,则;
D.若空间向量满足,,则.
3.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知三点不共线,点在平面外,点满足
,则当点共面时,实数( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在四面体中,,,,点满足,为的中点,且,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·上海·期末)有以下命题:
①若(),则与、共面;
②若与、共面,则();
③若(),则M、P、A、B共面;
④若M、P、A、B共面,则().
则所有真命题的序号是 .
题型2
空间向量数量积及其应用(共5小题)
1.(24-25高二上·天津滨海新·期末)如图,已知三棱锥的每条棱的长度都等于1,点,,分别是,,的中点,则( )
A. B. C. D.1
2.(24-25高二上·河南信阳·期末)如图,在三棱锥中,分别为的中点,则( )
A. B.2 C. D.1
3.(24-25高二上·江苏徐州·期末)在棱长为1的正四面体中,,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·陕西渭南·期末)在棱长为1的正四面体中,是的中点,则 .
5.(24-25高二上·河南开封·期末)如图,在空间四边形ABCD中,,,,,.
(1)求;
(2)求CD的长.
题型3
空间向量基本定理(共5小题)
1.(24-25高二上·广东清远·期末)如图,在三棱锥中,.若点分别在棱上,且,则( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,在三棱锥中,点是棱的中点,若,,,则与向量相等的向量是( )
A.
B.
C.
D.
3.(24-25高二上·福建南平·期末)如图,在三棱锥中,点为底面的重心,点是线段的中点,过点的平面分别交,,于点,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·陕西西安·期末)若是空间的一个基底,且向量,,不能构成空间的一个基底,则实数 .
5.(24-25高二上·河北承德·期末)在空间四边形OABC中,,,,且,,则 .(用,,作基底)
题型4
空间向量及其运算的坐标表示(共5小题)
1.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知空间向量,若与垂直,则等于( )
A. B. C.3 D.9
2.(24-25高二上·广东汕头·期末)已知空间向量,,,若,,共面,则实数( )
A.2 B.3 C.13 D.
3.(24-25高二上·辽宁大连·期末)设,向量,,,且,,则等于( )
A. B. C.3 D.9
4.(24-25高二上·云南曲靖·期末)已知空间向量,,且满足,则 .
5.(24-25高二上·江西景德镇·期末)已知.
(1)求向量的坐标;
(2)设向量 ,求;
(3)若,求的值.
题型5
空间位置关系的向量判断(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知空间向量,分别是平面的法向量,且,则的值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,下列各正方体中,为下底面中心,为其所在棱的中点,,为正方体的顶点,则满足的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·北京平谷·期末)如图,正方体中,、分别是、上的中点,是上的动点.下列结论错误的是( )
A.存在点,使得平面
B.
C.平面截正方体所得截面为等腰梯形
D.平面平面
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知空间向量,若,则 .
5.(24-25高二上·浙江温州·期末)如图,在平行六面体中,,.
(1)求的长;
(2)求证:直线平面.
题型6
空间角的向量求法(共5小题)
1.(24-25高二上·河北廊坊·期末)如图,在三棱锥中,,且,,两两垂直,M,N分别为,的中点,则异面直线和夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图,在正方体中,平面与平面的夹角的正切值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在三棱锥中,两两互相垂直,为的中点,且,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,在长方体中, ,,则异面直线与所成角的余弦值为 .
5.(24-25高二上·浙江杭州·期末)如图,在三棱台中,,分别为、的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面,为等腰直角三角形,,,求平面与平面所成的锐二面角的大小.
题型7
空间距离的向量求法(共5小题)
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知,,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·安徽·期末)在空间直角坐标系中,有一个三棱柱,其中,,,则点到平面的距离为( )
A.1 B. C. D.2
3.(24-25高二上·浙江湖州·期末)已知空间三点,,,则点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·吉林四平·期末)在空间直角坐标系中,点为平面外一点,其中,,,则点M到平面的距离为 .
5.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,已知在四棱柱中,底面为梯形,,底面,,其中,,是的中点,是的中点.
(1)求证:平面.
(2)求点到平面的距离.
题型8
直线的倾斜角与斜率(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽·期末)若直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·新疆喀什·期末)过点和点的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江西九江·期末)已知经过点和点的直线的斜率为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·上海金山·期末)经过两点和的直线的倾斜角是 .
5.(24-25高二上·江苏常州·期末)经过两点的直线的倾斜角为 .
题型9
直线的方程(共5小题)
1.(24-25高二上·重庆·期末)过 、 两点的直线方程是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)已知直线经过点,且倾斜角为45°,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·福建福州·期末)经过点,且与直线平行的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·河南三门峡·期末)经过点,并且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为 .
5.(24-25高二上·江苏盐城·期末)(1)求过,且与直线平行的直线的方程.
(2)已知的三个顶点,,,求边上的高所在的直线方程.
题型10
两条直线平行、垂直的判定(共5小题)
1.(24-25高二上·河南安阳·期末)已知直线与互相垂直,则( )
A.或0 B. C.0 D.
2.(24-25高二上·山东泰安·期末)若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
3.(24-25高二上·河南信阳·期末)“”是“直线与垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.不充分也不必要条件
4.(24-25高二上·广东广州·期末)已知直线,,若,则的值为 .
5.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知直线和直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
题型11
直线的交点问题(共5小题)
1.(24-25高二上·重庆长寿·期末)直线与直线的交点坐标是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)已知直线l过直线与直线的交点,且与直线平行,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
5.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)求过两条直线与的交点,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)过点;
(2)平行于直线.
题型12
距离公式及其应用(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽·期末)若两平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C.12 D.14
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·新疆喀什·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
4.(24-25高二上·福建南平·期末)已知直线:与:平行,且过点,则与间的距离为 .
5.(24-25高二上·上海杨浦·期末)已知直线的斜率为,且这条直线经过点.
(1)求直线的一般式方程;
(2)若直线恒过定点,求点到直线的距离.
题型13
圆的方程(共5小题)
1.(24-25高二上·湖南永州·期末)圆的圆心在轴上,且过,两点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知,则该圆的圆心坐标和半径分别为( )
A.,1 B.,1
C., D.,
3.(24-25高二上·广东潮州·期末)已知点和点,则以为直径的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·河南开封·期末)圆C的圆心在x轴上,且经过,两点,则圆C的标准方程为 .
5.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期末)已知点,,.
(1)求直线的一般方程;
(2)求外接圆的一般方程.
题型14
直线与圆的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知直线,圆则直线与圆位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
2.(24-25高二上·江苏镇江·期末)已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·辽宁·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与有关
4.(24-25高二上·上海·期末)若直线与曲线恰有两个不同公共点,则实数的取值范围是 .
5.(24-25高二上·浙江温州·期末)已知直线,圆
(1)当时,判断直线l与圆C的位置关系;
(2)记直线l与圆C的交点为A,B,当时,求k的值.
题型15
圆的切线与弦长问题(共5小题)
1.(24-25高二上·江苏南通·期末)直线被圆截得的弦长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(24-25高二上·浙江金华·期末)点P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
3.(24-25高二上·贵州六盘水·期末)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A.或3 B.2 C.或5 D.4
4.(24-25高二上·安徽合肥·期末)过动点作圆的切线,点为切点,若(为坐标原点),则的最小值是 .
5.(24-25高二上·天津北辰·期中)已知圆经过坐标原点,且圆心为.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线与圆相交于,两点,求弦长的值;
(3)过点引圆的切线,求切线的方程.
题型16
圆与圆的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·吉林长春·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)圆,圆,则圆与( )
A.相离 B.有3条公切线
C.关于直线对称 D.公共弦所在直线方程为
3.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)圆与圆的位置关系 .
5.(24-25高二上·广东·期末)已知,圆是以线段为直径的圆,圆.
(1)求的标准方程;
(2)求与的公切线条数,并探究与是否有公共弦,若有,求出公共弦的一般式方程;若没有,说明理由.
题型17
椭圆的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·湖南长沙·期末)若椭圆焦点在轴上且椭圆经过点,,则该椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知、分别为椭圆C的左、右焦点,过的直线与C交于A、B两点,,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·上海·期末)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,则椭圆的离心率 .
5.(24-25高二上·内蒙古通辽·期末)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在y轴上;
(2),.
(3)经过点,两点;
题型18
双曲线的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·河北保定·期末)若双曲线的离心率为,则此双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·云南曲靖·期末)双曲线上一点到它的一个焦点的距离为4,那么点到另一个焦点的距离为( )
A.2 B.6 C.2或6 D.4
3.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知双曲线经过点,离心率为,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知圆锥曲线的离心率为2,则 .
5.(24-25高二上·天津河西·期末)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上一点与,的距离差的绝对值等于6.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求双曲线的顶点,实轴长,虚轴长,焦距,渐近线方程、离心率.
题型19
抛物线的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·江苏镇江·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·北京平谷·期末)以为焦点的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,若抛物线上一点到直线的距离为5,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.(24-25高二上·陕西西安·期末)设抛物线的焦点为,为抛物线上一点,若,则的值为 .
5.(24-25高二上·新疆喀什·期末)求适合下列条件的圆锥曲线的标准方程:
(1)焦点在轴上,,;
(2)焦点在轴上,,的双曲线的标准方程;
(3)经过点的抛物线的标准方程.
题型20
椭圆、双曲线的离心率问题(共5小题)
1.(24-25高二上·山东泰安·期末)已知是椭圆的左,右焦点,点是椭圆上一点,且,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)已知双曲线的离心率为,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.
3.(24-25高二上·江苏常州·期末)若椭圆与直线交于点,,点为的中点,直线(为原点)的斜率小于,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·湖南娄底·期末)已知是椭圆的右焦点,为坐标原点,是上的一点,若,且,则的离心率为 .
5.(24-25高二上·新疆博尔塔拉·期末)已知双曲线的左,右焦点分别为,点A在y轴上,为等边三角形,的延长线与双曲线C交于点B.若,则双曲线C的离心率为 .
题型21
直线与圆锥曲线的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·北京西城·期末)已知直线,“或”是“直线与双曲线有且仅有一个公共点”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知直线与椭圆有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·上海·期末)若方程恰有两个不同的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·重庆·期末)已知直线和椭圆,写出满足条件“直线与椭圆有两个公共点”的的一个值为 .
5.(24-25高二上·甘肃·期末)在平面直角坐标系中,已知椭圆过点,焦距为,过点且斜率为的直线与交于不同的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求斜率的取值范围;
(3)当时,求两点的坐标.
题型22
圆锥曲线的弦长与中点弦问题(共5小题)
1.(24-25高二上·福建泉州·期末)过椭圆的一个焦点作轴的垂线,若交于,两点,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期中)若双曲线的弦被点平分,则此弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·吉林·期末)设为抛物线:的焦点,过且斜率为1的直线交抛物线于,两点,则( )
A.10 B.8 C.6 D.
4.(24-25高二上·甘肃·期末)已知椭圆内一点,直线与椭圆交于两点,且为线段的中点,则 .
5.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期末)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点,且斜率不为0的直线与双曲线交于两点,为坐标原点,若的面积为,求直线的方程.
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专题10 高二上学期期末复习真题精选(选必一全册常考110题22类题型专练)
【人教A版】
题型归纳
题型1
空间向量及其线性运算(共5小题)
1.(24-25高二上·江西抚州·期末)如图,三棱锥中,,,,且,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】利用空间向量的运算法则求解即可.
【解答过程】如图所示:
.
故选:C.
2.(25-26高二上·全国·期末)下列关于空间向量的命题中,正确的是( )
A.将空间中所有的单位向量平移到同一个点为起点,则它们的终点构成一个圆
B.若空间向量,满足,则或;
C.若空间向量满足,则;
D.若空间向量满足,,则.
【答案】C
【解题思路】根据单位向量的性质可判断A的正误,根据相等向量的定义可判断BC的正误,根据零向量的性质可判断D的正误.
【解答过程】对于A,根据空间向量的定义,空间中所有的单位向量平移到同一个点为起点,
则它们的终点构成一个球面,所以A错误;
对于B,若空间向量,满足,
但由于它们的方向不一定相同或相反,故不一定相等或相反,所以B错误;
对于C,根据向量相等的定义可得,所以C正确;
对于D,向量的平行不具有传递性,比如当为零向量时,零向量与任何向量都平行,
则不一定平行,所以D错误.
故选:C.
3.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知三点不共线,点在平面外,点满足
,则当点共面时,实数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由向量减法运算可得,再根据题设及空间向量的共面定理即可求解.
【解答过程】由,可得,
所以,
当点共面时,可得,解得.
故选:A.
4.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在四面体中,,,,点满足,为的中点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】利用空间向量的线性运算计算即可.
【解答过程】由题意
,
所以,解得,
故选:B.
5.(24-25高二上·上海·期末)有以下命题:
①若(),则与、共面;
②若与、共面,则();
③若(),则M、P、A、B共面;
④若M、P、A、B共面,则().
则所有真命题的序号是 .
【答案】①③
【解题思路】根据空间向量的共面定理,逐项判断即可.
【解答过程】由空间向量的共面定理可知,①和③是真命题;
对于②,当与共线,且与、不共线时,满足与、共面,
但不存在实数组,使成立,故②是假命题;
对于④,当M、A、B共线且P与M、A、B不共线时,满足M、P、A、B共面,
但不存在实数组,使成立,故④是假命题.
故答案为:①③.
题型2
空间向量数量积及其应用(共5小题)
1.(24-25高二上·天津滨海新·期末)如图,已知三棱锥的每条棱的长度都等于1,点,,分别是,,的中点,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解题思路】根据线面垂直的性质可得,再利用向量的加法法则和共线定理,结合数量积的运算律即可求得.
【解答过程】分别为的中点,则,
由已知三棱锥为正三棱锥,取中点为,连接,
由已知和为正三角形,则,
又,且平面,则平面,又平面
则,即,
则.
故选:.
2.(24-25高二上·河南信阳·期末)如图,在三棱锥中,分别为的中点,则( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【解题思路】利用空间向量的线性运算可得,结合空间向量数量积的运算律计算可得.
【解答过程】由题意得,,,,,
∴,,.
∵,
∴
.
故选:D.
3.(24-25高二上·江苏徐州·期末)在棱长为1的正四面体中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据空间向量的线性运算及数量积的运算求解.
【解答过程】因为,
所以,
故选:A.
4.(24-25高二上·陕西渭南·期末)在棱长为1的正四面体中,是的中点,则 .
【答案】
【解题思路】将转化成,再结合正四面体性质和数量积的定义计算即可.
【解答过程】由题意可得
.
故答案为:.
5.(24-25高二上·河南开封·期末)如图,在空间四边形ABCD中,,,,,.
(1)求;
(2)求CD的长.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据数量积的定义直接求解即可;
(2)先利用加法法则表示,然后利用数量积的运算律求解即可.
【解答过程】(1)因为,,,
所以;
(2)因为,
所以
,
所以.
题型3
空间向量基本定理(共5小题)
1.(24-25高二上·广东清远·期末)如图,在三棱锥中,.若点分别在棱上,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】利用空间向量的基本定理及利用向量的加法表示出即可求解.
【解答过程】由,
得,
所以,
故选:C.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,在三棱锥中,点是棱的中点,若,,,则与向量相等的向量是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解题思路】根据空间向量的基本定理结合线性运算求解.
【解答过程】,
故选:C.
3.(24-25高二上·福建南平·期末)如图,在三棱锥中,点为底面的重心,点是线段的中点,过点的平面分别交,,于点,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由空间向量基本定理,用表示,由,,,四点共面,可得存在实数,使,再转化为,由空间向量分解的唯一性,列方程求其解可得结论.
【解答过程】由题意可知,
因为,,,四点共面,
所以存在实数,使,
所以,
所以
,
所以
,所以.
故选:B.
4.(24-25高二上·陕西西安·期末)若是空间的一个基底,且向量,,不能构成空间的一个基底,则实数 .
【答案】
【解题思路】根据题意,可知存在,使得,结合空间向量基本定理运算求解.
【解答过程】由不能构成空间的一个基底,则存在,使得,
即,
所以,解得.
故答案为:.
5.(24-25高二上·河北承德·期末)在空间四边形OABC中,,,,且,,则 .(用,,作基底)
【答案】
【解题思路】根据给定的基底,利用空间向量线性运算求解即得.
【解答过程】在空间四边形OABC中,,且,
所以
.
故答案为:.
题型4
空间向量及其运算的坐标表示(共5小题)
1.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知空间向量,若与垂直,则等于( )
A. B. C.3 D.9
【答案】C
【解题思路】根据向量垂直可得,即可得到结果.
【解答过程】∵与垂直,∴,解得,
∴,故.
故选:C.
2.(24-25高二上·广东汕头·期末)已知空间向量,,,若,,共面,则实数( )
A.2 B.3 C.13 D.
【答案】D
【解题思路】根据给定条件,利用共面向量定理列式计算得解.
【解答过程】由空间向量,,共面,得,即,
则,解得.
故选:D.
3.(24-25高二上·辽宁大连·期末)设,向量,,,且,,则等于( )
A. B. C.3 D.9
【答案】C
【解题思路】根据向量垂直和平行的坐标表示求出,再根据向量坐标形式的模长公式计算即可得解.
【解答过程】由题可得,解得,
所以向量,,所以,
所以.
故选:C.
4.(24-25高二上·云南曲靖·期末)已知空间向量,,且满足,则 .
【答案】
【解题思路】由空间向量垂直向量的坐标表示求解即可.
【解答过程】,,且满足,
则,解得:.
故答案为:.
5.(24-25高二上·江西景德镇·期末)已知.
(1)求向量的坐标;
(2)设向量 ,求;
(3)若,求的值.
【答案】(1);
(2)3;
(3).
【解题思路】(1)利用向量的坐标运算求出.
(2)求出的坐标,再结合向量共线及模的坐标表示求解.
(3)利用数量积的坐标表示及垂直关系的向量表示列式求出.
【解答过程】(1)由,得
(2)由(1)得,而量 ,因此,
所以.
(3)由(1)知,,
由,得
,
所以.
题型5
空间位置关系的向量判断(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知空间向量,分别是平面的法向量,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据即可计算.
【解答过程】由题意可得,,得.
故选:C.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,下列各正方体中,为下底面中心,为其所在棱的中点,,为正方体的顶点,则满足的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】通过建立空间直角坐标系,对于每个选项,先确定相关点的坐标,进而得到向量与的坐标,再计算它们的数量积进行判断.
【解答过程】对于选项A,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体棱长为.
根据正方体的性质以及点的位置,可得,,,.
,,.
因为,根据向量垂直的性质可知,即满足,故A正确.
对于选项B,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体棱长为.
根据正方体的性质以及点的位置,可得,,,.
,,.则与不垂直.故B错误.
对于选项C,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体棱长为,
根据正方体的性质以及点的位置,可得,,,.
,.则.则与不垂直.故C错误.
对于选项D,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体棱长为,
根据正方体的性质以及点的位置,可得,,,.
,,则.则与不垂直.故D错误.
故选:A.
3.(24-25高二上·北京平谷·期末)如图,正方体中,、分别是、上的中点,是上的动点.下列结论错误的是( )
A.存在点,使得平面
B.
C.平面截正方体所得截面为等腰梯形
D.平面平面
【答案】B
【解题思路】通过建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,写出相关点的坐标,求得相关向量的坐标,利用空间向量的相关运算即可判断线面、线线以及面面之间的位置关系,逐一判断A,B,D项,对于C,只需通过作截面,说理计算即可判断.
【解答过程】
如图建系,设正方体的棱长为2.
对于A,易得,
因是的中点,故,点在上,设,
则,
平面的法向量可取为,
由,解得,即存在,使得平面,
此时,点恰为的中点,故A正确;
对于B,由上建系,则,
由,可知与不垂直,故B错误;
对于C,如图,取的中点为,连接,易得,
因,则得,故有,则,
又平面平面,平面平面,
故即为平面与平面的截线,
又,故平面截正方体所得截面为等腰梯形,故C正确;
对于D,由上建系,因为的中点,则,,
设平面的法向量为,
则,故可取,
又,
设平面的法向量为,
则,故可取,
由,可得,
故平面平面,即D正确.
故选:B.
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知空间向量,若,则 .
【答案】16
【解题思路】首先求向量,再根据向量垂直的坐标表示,即可求解.
【解答过程】,因为,所以,
所以.
故答案为:.
5.(24-25高二上·浙江温州·期末)如图,在平行六面体中,,.
(1)求的长;
(2)求证:直线平面.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)由题意可得,再平方即可得到答案;
(2)根据,,可得,,再利用线面垂直的判定即可证明.
【解答过程】(1),
可得
所以;
(2),,,
所以
,
所以,所以,
,
所以,所以,又,平面,
所以平面.
题型6
空间角的向量求法(共5小题)
1.(24-25高二上·河北廊坊·期末)如图,在三棱锥中,,且,,两两垂直,M,N分别为,的中点,则异面直线和夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】先通过已知条件建立空间直角坐标系,求出向量和的坐标,再利用向量夹角余弦值公式计算异面直线和夹角的余弦值.
【解答过程】因为,,两两垂直,所以以为原点,分别以,,所在直线为轴,轴,轴建立空间直角坐标系.
已知,则,,,.
因为为的中点,根据中点坐标公式可得点坐标为.
又因为为的中点,所以.
由坐标可得.
.
先计算.
再计算,.
所以.
但异面直线夹角范围是,所以异面直线和夹角的余弦值为.
故选:D.
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图,在正方体中,平面与平面的夹角的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】以为原点,以所在的直线分别为轴,建立空间直角坐标系,利用空间向量求解即可.
【解答过程】如图,以为原点,以所在的直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
设正方体的棱长为1,则,
所以,
因为平面,
所以平面的一个法向量为,
设平面的法向量为,则
,令,
则,所以为平面的一个法向量,
设平面与平面的夹角为,则
,
因为为锐角,所以,
所以,
所以平面与平面的夹角的正切值为.
故选:A.
3.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在三棱锥中,两两互相垂直,为的中点,且,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】建立空间直角坐标系求出平面的法向量,再由线面角的向量求法可得结果.
【解答过程】因为两两互相垂直,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,如下图所示:
由可设,则,
因此,
显然,,
设平面的一个法向量为,
则,令,则;
所以,
设直线与平面所成的角为,
所以.
故选:A.
4.(24-25高二上·北京密云·期末)如图,在长方体中, ,,则异面直线与所成角的余弦值为 .
【答案】
【解题思路】建立空间直角坐标系,利用直线的方向向量求异面直线与所成的角的余弦值.
【解答过程】以D为原点建立空间直角坐标系如图所示,
则,
所以,
则 ,
则异面直线与所成角的余弦值为.
故答案为:.
5.(24-25高二上·浙江杭州·期末)如图,在三棱台中,,分别为、的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面,为等腰直角三角形,,,求平面与平面所成的锐二面角的大小.
【答案】(1)证明过程见详解;
(2).
【解题思路】(1)根据三棱台的性质,先证面面平行,再证线面平行即可;
(2)根据条件建立适当的空间直角坐标系,求出两平面的法向量,再求两平面所成二面角的大小.
【解答过程】(1)在三棱台中,,,所以,
因为为的中点,所以且,
所以四边形为平行四边形,所以,
因为平面,平面,所以平面,
又分别为、的中点,所以,
因为平面,平面,所以平面,
因为,所以平面平面,
又平面,所以平面.
(2)因为平面,为等腰直角三角形,,
故以为原点,以为轴,以为轴,过点作垂直于的射线为轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
设,则,平面与平面所成的锐二面角为,
则,,,,,
所以,,,,
设平面的法向量为,平面的法向量为,
则,即,解得,
,即,解得,
所以平面与平面所成的锐二面角余弦值为
,
又,所以平面与平面所成的锐二面角为.
题型7
空间距离的向量求法(共5小题)
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知,,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据条件,利用点到直线距离的向量法,即可求解.
【解答过程】因为,,,则,,
所以点到直线的距离为:.
故选:D.
2.(24-25高二上·安徽·期末)在空间直角坐标系中,有一个三棱柱,其中,,,则点到平面的距离为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【解题思路】直接利用点到平面距离的向量公式求解即可.
【解答过程】设平面的法向量,
则,令,则,,
则平面的一个法向量为,
因平面平面,则点到平面的距离等于点到平面的距离,即.
故选:C.
3.(24-25高二上·浙江湖州·期末)已知空间三点,,,则点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】先求在上的投影向量,再结合勾股定理求结论.
【解答过程】因为,,,
所以,,
所以在向量上的投影向量的长为,
所以点到直线的距离是.
故选:C.
4.(24-25高二上·吉林四平·期末)在空间直角坐标系中,点为平面外一点,其中,,,则点M到平面的距离为 .
【答案】
【解题思路】先求出平面的法向量为,再利用点到面的距离公式即可求得结果.
【解答过程】因为,,,所以,
设平面的法向量为,则,
令,则,所以,由,
利用点到面的距离公式
故答案为: .
5.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,已知在四棱柱中,底面为梯形,,底面,,其中,,是的中点,是的中点.
(1)求证:平面.
(2)求点到平面的距离.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解题思路】(1)利用空间位置关系的向量表示可得结论;
(2)利用点到平面距离的向量求法计算即可.
【解答过程】(1)由底面,,
则以为坐标原点,所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,如下图所示:
可得,;
则,,
设平面的一个法向量为,
则,令,可得,即,
因为,可得,且平面,
所以平面
(2)因为,
平面的一个法向量为,
所以点到平面的距离.
题型8
直线的倾斜角与斜率(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽·期末)若直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据方向向量求斜率,再求倾斜角.
【解答过程】根据题意:向量所在的直线斜率为,
设直线的倾斜角为,则,所以可得倾斜角为.
故选:D.
2.(24-25高二上·新疆喀什·期末)过点和点的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】先由两点间斜率公式求出直线斜率,再结合斜率定义即可求倾斜角.
【解答过程】由题过点和点的直线的斜率为,
设过点和点的直线的倾斜角为,则,且,
所以.
故选:C.
3.(24-25高二上·江西九江·期末)已知经过点和点的直线的斜率为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据条件,利用过两点斜率公式,即可求解.
【解答过程】依题意,得,解得,
故选:C.
4.(24-25高二上·上海金山·期末)经过两点和的直线的倾斜角是 .
【答案】
【解题思路】利用斜率公式求得直线的斜率,可得,可求直线的倾斜角.
【解答过程】因为直线过和,
所以直线的斜率,
记直线的倾斜角为,所以,
又,则可得.
故答案为:.
5.(24-25高二上·江苏常州·期末)经过两点的直线的倾斜角为 .
【答案】
【解题思路】根据两点求直线的斜率,再由斜率求倾斜角.
【解答过程】由题意:,
设直线的倾斜角为,则,且.
所以.
故答案为:.
题型9
直线的方程(共5小题)
1.(24-25高二上·重庆·期末)过 、 两点的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】由直线方程的截距式即可求解.
【解答过程】设直线方程为,
由题意,
即直线方程为:,
故选:A.
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)已知直线经过点,且倾斜角为45°,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由题意求出直线的斜率,利用点斜式方程即可求得.
【解答过程】由题意知,直线的斜率为1,又经过点,
故直线的方程为,即.
故选:D.
3.(24-25高二上·福建福州·期末)经过点,且与直线平行的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】两直线平行,斜率相等,所以与直线Ax+By+C=0平行的直线可以设为Ax+By+=0,代入经过的点,即可求出﹒
【解答过程】令与直线平行的直线方程为,
由题意可得,点在直线上,所以
解得,
所以所求直线的方程为:
故选:B.
4.(24-25高二上·河南三门峡·期末)经过点,并且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为 .
【答案】或
【解题思路】利用分类讨论思想,分截距为与不为两种情况,设出直线方程,代入点求得参数,可得答案.
【解答过程】当直线在两坐标轴上的截距为时,可设为,
由点,则,解得,所以直线方程为;
当直线在两坐标轴上的截距不为时,可设为,
由点,则,解得,所以直线方程为.
故答案为:或.
5.(24-25高二上·江苏盐城·期末)(1)求过,且与直线平行的直线的方程.
(2)已知的三个顶点,,,求边上的高所在的直线方程.
【答案】(1);(2).
【解题思路】(1)根据直线的平行关系,可得所求直线斜率,运用点斜式方程,即可求得;
(2)根据直线的垂直关系,可得所求直线斜率,运用点斜式方程,即可求得.
【解答过程】(1)已知直线的斜率是,
因为所求直线与已知直线平行,所以所求直线的斜率也是,
根据直线的点斜式方程,得所求直线的方程为,即;
(2)由两点式,可得, 边上高所在直线方程的斜率,
的高所在直线的直线方程,即.
题型10
两条直线平行、垂直的判定(共5小题)
1.(24-25高二上·河南安阳·期末)已知直线与互相垂直,则( )
A.或0 B. C.0 D.
【答案】D
【解题思路】根据两直线垂直的公式,结合题意验根,可得答案.
【解答过程】因为直线与互相垂直,
所以,解得或(方程不为直线,舍去).
故选:D.
2.(24-25高二上·山东泰安·期末)若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
【答案】B
【解题思路】根据直线平行可得,运算求解并代入检验即可.
【解答过程】若直线与平行,
则,整理可得,解得或,
若,则与平行,符合题意;
若,则与重合,不合题意;
综上所述:.
故选:B.
3.(24-25高二上·河南信阳·期末)“”是“直线与垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.不充分也不必要条件
【答案】A
【解题思路】分析可得两直线垂直恒成立,结合充分条件与必要条件的定义可确定选项.
【解答过程】∵对于任意,恒成立,
∴直线与垂直恒成立,
∴“”是“直线与垂直”的充分不必要条件.
故选:A.
4.(24-25高二上·广东广州·期末)已知直线,,若,则的值为 .
【答案】
【解题思路】根据两直线平行得到方程和不等式,求出答案.
【解答过程】两直线平行,故且,
由得或,
由得,因此
故答案为:2.
5.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知直线和直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)0或2
(2)
【解题思路】(1)根据两直线垂直的公式,即可求解;
(2)根据两直线平行,,求解,再代回直线验证.
【解答过程】(1)若,则
,解得或2;
(2)若,则
,解得或1.
时,,满足,
时,,此时与重合,
所以.
题型11
直线的交点问题(共5小题)
1.(24-25高二上·重庆长寿·期末)直线与直线的交点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】两个方程的联立,加减消元法计算即可.
【解答过程】……①
……②
①+②得:……③
③代入②有:……④
由③④得交点坐标为:.
故选:B.
2.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)已知直线l过直线与直线的交点,且与直线平行,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】先求出直线的交点,再设直线的平行直线,最后代入交点求参.
【解答过程】直线与直线的交点为,
又因为与直线平行,所以设直线为:,
代入得,所以,
所以直线的方程为.
故选:A.
3.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】先利用垂直关系求出,再代入方程联立求解交点.
【解答过程】直线与互相垂直,可得,即.
把代入直线,得到.
联立方程组
解得.把代入,得.
所以交点坐标为.
故选:C.
4.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
【答案】3
【解题思路】先由两直线方程求得交点,再将该点代入第三条直线方程,计算即得.
【解答过程】由和联立,解得,
依题意,点在直线上,解得.
故答案为:3.
5.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)求过两条直线与的交点,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)过点;
(2)平行于直线.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)求出两条直线与的交点,利用两点式方程整理计算即可;
(2)求出平行于的直线斜率,利用点斜式方程整理计算即可.
【解答过程】(1)由解得,
即两直线的交点坐标为.
直线经过点和,由两点式方程得,,
化简得所求直线方程为.
(2)由可得直线的斜率为,
故平行于直线的直线的斜率为,
结合(1)问可得:两条直线与的交点为,
由点斜式方程得,,
化简得所求直线方程为.
题型12
距离公式及其应用(共5小题)
1.(24-25高二上·安徽·期末)若两平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C.12 D.14
【答案】C
【解题思路】根据直线平行求出,再利用平行线距离公式即可求出,则得到答案.
【解答过程】因为直线与直线平行,
所以,即,
因为直线与直线的距离为,
所以,即,解得或(舍去),
故.
故选:C.
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】分析得直线过定点,当与直线垂直时距离有最大值,利用两点间距离公式计算可得结果.
【解答过程】
由得,
由得,故直线过定点.
记点为点,当与直线垂直时,点到直线的距离有最大值,
最大值为.
故选:D.
3.(24-25高二上·新疆喀什·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【解题思路】由点到直线距离公式直接计算即可求解.
【解答过程】由题点到直线的距离为.
故选:D.
4.(24-25高二上·福建南平·期末)已知直线:与:平行,且过点,则与间的距离为 .
【答案】
【解题思路】由直线列方程,可求,再结合直线过点列方程求,再结合平行直线距离公式求结论.
【解答过程】因为直线:与:平行,
所以,
所以,,
因为过点,
所以,
所以,
所以直线的方程为,即,
所以与间的距离.
故答案为:.
5.(24-25高二上·上海杨浦·期末)已知直线的斜率为,且这条直线经过点.
(1)求直线的一般式方程;
(2)若直线恒过定点,求点到直线的距离.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据题意可写出直线的点斜式方程,再化为一般方程即可;
(2)将直线的方程变形,求出点的坐标,再利用点到直线的距离公式可求得点到直线的距离.
【解答过程】(1)因为直线的斜率为,且这条直线经过点,
所以,直线的方程为,化为一般方程即为.
(2)直线的方程可化为,
由,解得,即点,
所以,点到直线的距离为.
题型13
圆的方程(共5小题)
1.(24-25高二上·湖南永州·期末)圆的圆心在轴上,且过,两点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】先根据已知条件设出圆心坐标及半径,再结合圆上两点的坐标得到方程组,解方程组即可求解.
【解答过程】因为圆的圆心在轴上,设圆的圆心为,半径为,
则圆的方程为,因为点、在圆上,
所以有,整理得:,
解得:,所以圆的方程为:.
故选:D.
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知,则该圆的圆心坐标和半径分别为( )
A.,1 B.,1
C., D.,
【答案】B
【解题思路】配方得到圆的标准方程,得到圆心和半径.
【解答过程】,
故圆心为,半径为1.
故选:B.
3.(24-25高二上·广东潮州·期末)已知点和点,则以为直径的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】由中点坐标公式求得圆,两点间距离公式求得半径,即可求解
【解答过程】由线段的中点坐标公式,求得圆心.直径.
故以为直径的圆的标准方程为.
故选:C.
4.(24-25高二上·河南开封·期末)圆C的圆心在x轴上,且经过,两点,则圆C的标准方程为 .
【答案】
【解题思路】设出圆心坐标,利用两点间的距离公式求出圆心坐标与半径,可得圆的方程.
【解答过程】解:设圆心坐标为,则,
解得,即圆心为,半径为,
所以圆C的标准方程为
故答案为:.
5.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期末)已知点,,.
(1)求直线的一般方程;
(2)求外接圆的一般方程.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据两点式直线方程的特征即可求解,
(2)利用待定系数法即可列方程求解.
【解答过程】(1)由题意,得.
化简,得直线的一般式方程为.
(2)设外接圆的一般方程为.①
因为,,三点都在圆上,所以它们的坐标都满足方程①,于是,
得,
即,解得.
故所求圆的一般方程为.
题型14
直线与圆的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)已知直线,圆则直线与圆位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
【答案】B
【解题思路】由直线方程可得直线过定点,证明点在圆内,由此判断结论.
【解答过程】由直线:,可知直线过定点,
由圆:,可知圆心,半径为,
则,
所以点在圆的内部,从而直线与圆相交.
故选:B .
2.(24-25高二上·江苏镇江·期末)已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】将问题化为直线与圆的上半部分有交点求参数范围即可.
【解答过程】解:曲线是圆的上半部分,且含端点,
由过定点,如下图:
由图知,当与半圆左上部相切时,
即且,可得,
结合图知:实数k的取值范围为:.
故选:D.
3.(24-25高二上·辽宁·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与有关
【答案】A
【解题思路】根据圆心在直线上,判断得解.
【解答过程】由题可得,圆心为,又点满足直线方程,
即直线经过圆心,
所以直线与圆相交.
故选:A.
4.(24-25高二上·上海·期末)若直线与曲线恰有两个不同公共点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解题思路】根据直线过定点,以及直线和圆的位置关系即可得出结论,利用数形结合作出图像进行研究即可
【解答过程】直线过定点 ,
曲线为以 为圆心,1为半径,且位于 轴上半部分的半圆,如图所示
当直线 过点 时,直线 与曲线有两个不同的交点,此时 ,解得 .
当直线 和曲线 相切时,直线和半圆有一个交点,圆心 到直线的距离 ,解得,
结合图像可知,当 时,直线 和曲线恰有两个交点.
故答案为:.
5.(24-25高二上·浙江温州·期末)已知直线,圆
(1)当时,判断直线l与圆C的位置关系;
(2)记直线l与圆C的交点为A,B,当时,求k的值.
【答案】(1)相交
(2)
【解题思路】(1)利用点到直线距离,即可判断圆心到直线的距离,与圆半径比较,即可判断直线与圆间的位置关系;
(2)已知直线与圆相交的弦长,即可得到圆心到直线的距离,进而根据点到直线的距离公式求解直线斜率.
【解答过程】(1)圆,
圆心,半径,又直线,
圆心C到直线的距离,
所以直线l与圆C相交;
(2)圆心到直线的距离,
又,
所以,解得
题型15
圆的切线与弦长问题(共5小题)
1.(24-25高二上·江苏南通·期末)直线被圆截得的弦长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解题思路】求出圆心到直线的距离,结合勾股定理可求得线段的长.
【解答过程】圆圆心坐标为,半径为,
所以点到直线的距离可以求得弦心距为,
所以根据几何法得弦长为.
故选:B.
2.(24-25高二上·浙江金华·期末)点P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【解题思路】可知圆的圆心为原点,可求出的最小值,再利用勾股定理可求得的最小值.
【解答过程】设点的坐标为,由圆的圆心坐标为,有,
由圆的几何性质可得,
又由,
所以当时,取得最小值.
故选:C.
3.(24-25高二上·贵州六盘水·期末)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A.或3 B.2 C.或5 D.4
【答案】C
【解题思路】由题可得到圆心距离,由点到直线距离公式可得答案.
【解答过程】,
则圆心坐标为:,半径为4.又因弦长为,
则圆心到弦距离满足.
则由点到直线距离公式可得:或.
故选:C.
4.(24-25高二上·安徽合肥·期末)过动点作圆的切线,点为切点,若(为坐标原点),则的最小值是 .
【答案】
【解题思路】设的坐标为,由题意结合圆的切线的几何性质推出在直线上,继而将的最小值转化为点到直线的距离,即可求解.
【解答过程】根据题意,设的坐标为,圆的圆心为,则.
为圆的切线,则有,
又由,则有,即,
变形可得:,即在直线上,
则的最小值即为点到直线的距离,
且,即的最小值是;
故答案为:.
5.(24-25高二上·天津北辰·期中)已知圆经过坐标原点,且圆心为.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线与圆相交于,两点,求弦长的值;
(3)过点引圆的切线,求切线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)和
【解题思路】(1)根据圆心半径求圆的标准方程;
(2)根据点到直线的距离以及勾股定理求解弦长;
(3)分类讨论然后结合圆心到直线的距离为半径求解;
【解答过程】(1)由题意可得,圆心为,半径为2,则圆的方程为;
(2)由(1)可知:圆的半径,
设圆心 到的距离为,则,
所以.
(3)当斜率不存在时,为过点的圆C的切线.
当斜率存在时,设切线方程为,即,
=2,解得 ,所以.
综上所述:切线的方程为和.
题型16
圆与圆的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·吉林长春·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】C
【解题思路】求出圆心距,与半径之和,半径之差的绝对值比较大小即可判断.
【解答过程】由题可得:,,,,所以,
则,则这两个圆的位置关系为相交;
故选:C.
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)圆,圆,则圆与( )
A.相离 B.有3条公切线
C.关于直线对称 D.公共弦所在直线方程为
【答案】C
【解题思路】求出两圆的圆心及半径、两圆的圆心距离判断ABD;求出线段的中垂线方程判断C.
【解答过程】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,,
圆与圆相交,有2条公切线,AB错误;
对于D,两圆方程相减得公共弦所在直线方程,D错误;
对于C,线段的中垂线的斜率为,过线段的中点,该中垂线方程为,
又圆与圆是等圆,它们关于线段的中垂线对称,C正确.
故选:C.
3.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】两圆方程作差得到公共弦方程,再利用垂径定理及勾股定理计算可得.
【解答过程】圆即,圆心,半径;
圆即,圆心,半径,
因为,则,所以两圆相交,
则两圆的公共弦方程为,
则到的距离,
所以.
故选:A.
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)圆与圆的位置关系 .
【答案】相交
【解题思路】首先将圆的方程化为标准方程,求得两圆的圆心坐标、半径,由两点间的距离公式算出圆心距,比较圆心距与半径之和、半径之差的大小关系即可求解.
【解答过程】由题意圆的标准方程为,
所以圆的圆心、半径,
由,可知圆的圆心,半径,
所以两圆的圆心距,所以,
所以圆与圆的位置关系是相交.
故答案为:相交.
5.(24-25高二上·广东·期末)已知,圆是以线段为直径的圆,圆.
(1)求的标准方程;
(2)求与的公切线条数,并探究与是否有公共弦,若有,求出公共弦的一般式方程;若没有,说明理由.
【答案】(1)
(2)2条,有,
【解题思路】(1)求出的中点坐标、可得圆心坐标、半径,可得的标准方程;
(2)求出圆心距,即可判断两圆相交,再两圆方程作差,可求出公共弦方程.
【解答过程】(1)因为,所以的中点为,
且,
因为是以线段为直径的圆,即圆心为,
半径,
所以的标准方程为;
(2)圆的圆心2,
又,
所以,故两圆相交,其公切线条数为2,
此时有公共弦,
则两圆方程作差得到公共弦的一般式方程为.
题型17
椭圆的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·湖南长沙·期末)若椭圆焦点在轴上且椭圆经过点,,则该椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】先根据过点得出,结合计算得出椭圆方程.
【解答过程】椭圆焦点在轴上且椭圆经过点,所以,
又,则,
所以椭圆方程为,
故选:B.
2.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由椭圆方程结构得到:,求解即可;
【解答过程】由题意可得:,
解得:,
故选:B.
3.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知、分别为椭圆C的左、右焦点,过的直线与C交于A、B两点,,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】设,根据题目条件和椭圆定义表示其他边长,利用勾股定理得出和的关系,分别在和直角中表示,建立等量关系求出椭圆离心率.
【解答过程】设,则,由椭圆的定义,得,
由,得,即,
整理得,解得,则,即点在轴上,
如图,在直角中,,
在中,,化简得,
所以椭圆的离心率.
故选:D.
4.(24-25高二上·上海·期末)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,则椭圆的离心率 .
【答案】
【解题思路】根据条件得到,再由,即可求解.
【解答过程】因为椭圆的长轴长是短轴长的倍,
则,即,所以,
故答案为:.
5.(24-25高二上·内蒙古通辽·期末)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在y轴上;
(2),.
(3)经过点,两点;
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解题思路】(1)根据求出,结合焦点位置即可求解椭圆标准方程.
(2)根据求出,按照焦点位置分类求解即可.
(3)由题意确定焦点位置及,即可得解.
【解答过程】(1)因为,,所以,
因为椭圆焦点在y轴上,所以其标准方程为:;
(2)因为,,所以,
因为椭圆焦点位置不确定,所以其标准方程为:或;
(3)由题意得P、Q分别是椭圆长轴和短轴上的端点,且椭圆的焦点在x轴上,
所以,
所以椭圆的标准方程为.
题型18
双曲线的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·河北保定·期末)若双曲线的离心率为,则此双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先根据双曲线的离心率公式求出的值,再利用双曲线渐近线方程的公式得出渐近线方程.
【解答过程】已知离心率,由离心率公式可得(这是因为,两边同时除以得到,再开方就得到).
所以,平方可移项得到. 可得.
对于双曲线(,),其渐近线方程为.
已经求得,将其代入渐近线方程,可得渐近线方程为.
故选:A.
2.(24-25高二上·云南曲靖·期末)双曲线上一点到它的一个焦点的距离为4,那么点到另一个焦点的距离为( )
A.2 B.6 C.2或6 D.4
【答案】B
【解题思路】根据双曲线的定义求出点到另一个焦点的距离,再结合双曲线的性质舍去不符合条件的值.
【解答过程】双曲线,.
设双曲线的两个焦点为,,已知,由双曲线定义,即.
当时,可得;
当时,可得.所以或.
在双曲线中,双曲线上的点到焦点的距离存在最小值,这个最小值为.
对于双曲线,可得.
那么,因为,,所以.
这就说明双曲线上的点到焦点的距离不可能为,所以要舍去这个值.
因此,即点到另一个焦点的距离等于.
故选:B.
3.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知双曲线经过点,离心率为,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】由题意可得出,,即可求出双曲线的标准方程.
【解答过程】因为双曲线经过点,所以双曲线经的焦点在轴上,
且,又因为离心率为,
即,解得:,
又因为,所以双曲线的标准方程为.
故选:D.
4.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知圆锥曲线的离心率为2,则 .
【答案】2
【解题思路】根据给定条件,确定圆锥曲线类型,进而列式求出参数.
【解答过程】由圆锥曲线的离心率为2,得该曲线为双曲线,则,
解得,方程为,因此离心率,
所以.
故答案为:2.
5.(24-25高二上·天津河西·期末)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上一点与,的距离差的绝对值等于6.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求双曲线的顶点,实轴长,虚轴长,焦距,渐近线方程、离心率.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【解题思路】(1)利用给定条件结合双曲线中基本量的性质得到基本量的值,再写出方程即可.
(2)利用双曲线的性质求解目标元素即可.
【解答过程】(1)因为双曲线的两个焦点在轴上,
所以设双曲线方程为,
因为双曲线的两个焦点分别为,,
所以,由题意得双曲线上一点与,的距离差的绝对值等于6,
故,由双曲线的定义得,解得,
得到,故双曲线的标准方程为.
(2)对于双曲线,其实轴长为,虚轴长为,
焦距为,离心率为,
渐近线方程为,顶点为.
题型19
抛物线的方程与性质(共5小题)
1.(24-25高二上·江苏镇江·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】化为标准方程:,根据准线方程的定义求解.
【解答过程】抛物线的方程为:,
则其焦点坐标为:,准线方程为:.
故选:D.
2.(24-25高二上·北京平谷·期末)以为焦点的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据抛物线焦点位置,设其标准方程,求出的值,即得.
【解答过程】由题意,抛物线方程形如,因,解得,
故以为焦点的抛物线标准方程是.
故选:D.
3.(24-25高二上·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,若抛物线上一点到直线的距离为5,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解题思路】根据抛物线的定义,结合焦半径公式即可求解.
【解答过程】由于抛物线的准线方程为,抛物线上点到直线的距离为5,
故点到直线的距离为4,故,
故选:B.
4.(24-25高二上·陕西西安·期末)设抛物线的焦点为,为抛物线上一点,若,则的值为 .
【答案】2
【解题思路】根据抛物线的焦半径公式可求得结果.
【解答过程】因为为抛物线上一点,,
所以,解得.
故答案为:2.
5.(24-25高二上·新疆喀什·期末)求适合下列条件的圆锥曲线的标准方程:
(1)焦点在轴上,,;
(2)焦点在轴上,,的双曲线的标准方程;
(3)经过点的抛物线的标准方程.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解题思路】(1)根据题意求出的值,结合椭圆的焦点位置可得出椭圆的标准方程;
(2)根据双曲线的焦点位置可直接得出双曲线的标准方程;
(3)对抛物线的焦点位置进行分类讨论,设出抛物线的标准方程,将点的坐标代入抛物线的标准方程,求出参数的值,即可得出抛物线的标准方程.
【解答过程】(1)由题意可得,解得,
又因为椭圆的焦点在轴上,因此,所求椭圆的标准方程为.
(2)焦点在轴上,,的双曲线的标准方程为.
(3)若抛物线的焦点在轴上,设抛物线的标准方程为,
将点的坐标代入抛物线方程可得,解得,
此时,抛物线的标准方程为;
若抛物线的焦点在轴上,设抛物线的标准方程为,
将点的坐标代入抛物线的标准方程为,解得,
此时,抛物线的标准方程为.
综上所述,所求抛物线的标准方程为或.
题型20
椭圆、双曲线的离心率问题(共5小题)
1.(24-25高二上·山东泰安·期末)已知是椭圆的左,右焦点,点是椭圆上一点,且,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据已知结合椭圆定义得出,再结合余弦定理得出,进而得出离心率.
【解答过程】
因为,又因为,所以,
因为,则,,
在中,,
所以,
所以,
所以,所以.
故选:D.
2.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)已知双曲线的离心率为,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【解题思路】先判断双曲线的焦点位置,写出,利用离心率列出方程,求解即得.
【解答过程】由双曲线的方程可知其焦点在轴上,,
因,,,,
则,解得,符合题意.
故选:A.
3.(24-25高二上·江苏常州·期末)若椭圆与直线交于点,,点为的中点,直线(为原点)的斜率小于,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】将直线方程与椭圆方程联立,求出点的坐标,结合斜率关系求出离心率范围.
【解答过程】依题意,由消去得:,,
,解得,设,
则,点,由直线的斜率小于,得,
则,椭圆焦点在轴上,,
所以椭圆的离心率的取值范围为.
故选:C.
4.(24-25高二上·湖南娄底·期末)已知是椭圆的右焦点,为坐标原点,是上的一点,若,且,则的离心率为 .
【答案】
【解题思路】设,根据题设有,,从而有,再结合,可得到,即可求解.
【解答过程】设,,又,,
则,,
所以,又,代入,整理得到,
所以,的离心率为,
故答案为:.
5.(24-25高二上·新疆博尔塔拉·期末)已知双曲线的左,右焦点分别为,点A在y轴上,为等边三角形,的延长线与双曲线C交于点B.若,则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【解题思路】写出焦点坐标,从而知道点坐标,由线段关系,借助向量得到点坐标,将点坐标代入双曲线方程,化简后通过解方程求得离心率.
【解答过程】,,
在等边中,,所以,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以
故答案为:.
题型21
直线与圆锥曲线的位置关系(共5小题)
1.(24-25高二上·北京西城·期末)已知直线,“或”是“直线与双曲线有且仅有一个公共点”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解题思路】将直线的方程与双曲线的方程联立,根据直线与双曲线只有一个公共点求出的取值,结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【解答过程】联立,可得(*),
当直线与双曲线只有一个公共点时:
若时,即当时,方程(*)即为,解得,合乎题意;
若时,直线与双曲线相切时,则,
解得,
所以当直线与双曲线有且仅有一个公共点时,的取值集合为,
因此,“或”是“直线与双曲线有且仅有一个公共点”的充分不必要条件.
故选:A.
2.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知直线与椭圆有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】根据椭圆方程的特点,可得且,可排除BC,再用特例进行判断.
【解答过程】根据椭圆方程的特点,可得且,可排除BC,
当时,点在椭圆内部,所以直线与椭圆必有公共点.
故选:D.
3.(24-25高二上·上海·期末)若方程恰有两个不同的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据方程两侧对应的曲线性质,数形结合研究临界值求参数范围.
【解答过程】,即为,表示双曲线的上支,
,表示过且斜率为的直线,
由题意知与的图象恰有两个不同的交点,
即直线与双曲线的两个交点都在轴上方,当直线与双曲线相切时,
由,得,
则,解得,
当时,切点在轴下方,舍去;
当时,直线与双曲线的渐过线平行,直线与双曲线只有一个交点,
所以当直线与双曲线有两个交点且都在轴上方时,.
故选:A.
4.(24-25高二上·重庆·期末)已知直线和椭圆,写出满足条件“直线与椭圆有两个公共点”的的一个值为 .
【答案】3(答案不唯一)
【解题思路】由题意将直线与椭圆方程联立,令,求出的范围即可得解.
【解答过程】由题意联立直线与椭圆方程有,即,
消去化简并整理得,,
由题意若直线与椭圆有两个公共点,
则当且仅当,解得或.
故答案为:3(答案不唯一).
5.(24-25高二上·甘肃·期末)在平面直角坐标系中,已知椭圆过点,焦距为,过点且斜率为的直线与交于不同的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求斜率的取值范围;
(3)当时,求两点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解题思路】(1)根据题设求出基本量后可得椭圆的方程;
(2)联立直线方程和椭圆方程,消元后利用判别式为正可求参数的范围;
(3)结合(2)中结果可求两点坐标.
【解答过程】(1)由题意得,
又,所以,所以的方程为.
(2)过点且斜率为的直线的方程为,
联立与,得,
,解得或,
故斜率的取值范围是.
(3)时,,
联立得,,
解得或,
当时,,当时,,
故或.
题型22
圆锥曲线的弦长与中点弦问题(共5小题)
1.(24-25高二上·福建泉州·期末)过椭圆的一个焦点作轴的垂线,若交于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据通径长的计算公式直接求解.
【解答过程】由题意,线段为椭圆的通径,
所以.
故选:D.
2.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期中)若双曲线的弦被点平分,则此弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】利用点差法可得直线斜率,进而可得直线方程.
【解答过程】设弦端点,,
由,在双曲线上,
则,
两式做差可得,
即,
又弦被点平分,
则,代入上式可得,
则,
即直线方程为,化简可得,
故选:D.
3.(24-25高二上·吉林·期末)设为抛物线:的焦点,过且斜率为1的直线交抛物线于,两点,则( )
A.10 B.8 C.6 D.
【答案】B
【解题思路】根据题意依次求得与直线的方程,联立直线与抛物线的方程,利用韦达定理与抛物线的焦点弦公式即可得解.
【解答过程】因为为抛物线:的焦点,则,,
又直线过且斜率为1,交抛物线于,两点,所以直线的方程为,
联立,消去,得,
显然,所以,
则.
故选:B.
4.(24-25高二上·甘肃·期末)已知椭圆内一点,直线与椭圆交于两点,且为线段的中点,则 .
【答案】
【解题思路】利用“点差法”求得直线的斜率,写出直线方程,联立方程组结合弦长公式即可求解.
【解答过程】设,
则,两式作差可得:,
因为为线段的中点,所以,
则,
所以直线的方程为,
联立,则,
所以,
故答案为:.
5.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期末)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点,且斜率不为0的直线与双曲线交于两点,为坐标原点,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解题思路】(1)根据焦点坐标以及渐近线方程计算可得结果;
(2)联立直线和双曲线方程,利用韦达定理得到,再由点到直线距离公式计算得出三角形面积表达式,解方程即可.
【解答过程】(1)由焦点坐标可得,再由渐近线方程可得;
又,可得;
所以双曲线的标准方程为;
(2)如下图所示:
依题意直线的斜率一定存在,设为,则直线方程为,设;
联立可得,
显然,且,解得;
则,
可得,
原点到直线的距离为,
所以的面积为,
解得或0(舍),即,
所以直线的方程为或.
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