内容正文:
高二年级12月份月考数学试卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B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.写在本试卷上无效.
3.回答第II卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
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. 已知直线过点,且直线一个方向向量为,则直线的方程是( )
A B. C. D.
2. 若双曲线(,)的离心率为,则其渐近线方程为( )
A. B. C. D.
3. 已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A. 内切 B. 相交 C. 外切 D. 外离
4. 若抛物线的准线为直线,则截圆所得的弦长为( )
A. B. C. D.
5. 已知等比数列中,,且,那么的值是( ).
A. 15 B. 31 C. 63 D. 64
6. 已知双曲线()两条渐近线为,,过双曲线右焦点且垂直于轴的直线交,分别于点,,为坐标原点,若的面积为,则( )
A. B. C. D.
7. “太极图”因其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,故也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”,图中曲线为圆或半圆,已知点是阴影部分(包括边界)的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 定义:对任意,都有(为常数),称数列为“等和”数列.设“等和”数列的首项为 ,直线过定点,则( )
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. 已知直线,则( )
A. 直线过定点
B 当时,
C. 当时,
D. 当时,两直线之间的距离为1
10. 公差为的等差数列的前项和为,若,则( )
A. B.
C. 中最大 D.
11. (多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线l交椭圆于A,B两点,若的最大值为5,则( )
A. 椭圆的短轴长为 B. 当最大时,
C. 离心率为 D. 的最小值为3
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题(每题5分,共4小题,共20分)
12. 如图,在四面体ABCD中,E是BC的中点,设,,,请用,,的线性组合表示______.
13. 两个正数、的等差中项是,等比中项是,且,则椭圆的离心率为_______.
14. 已知P是抛物线上一动点,过点P作圆C:的两条切线,切点分别为A,B,则的最小值为______.
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. 椭圆()的左右焦点分别为,,其中,为原点.椭圆上任意一点到,距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程及离心率;
(2)过点的直线交椭圆于、两点,面积为,求的方程.
16. 已知数列等差数列,是等比数列,且,,,,
(1)求数列,的通项公式;
(2)令,求数列的前n项和.
17. 如图,四棱锥中,平面,四边形是矩形,、分别是、的中点.若,.
(1)求证:平面;
(2)求点到平面的距离;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知数列和,数列的前n项和,(),数列满足.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的前n项和;
(3)若对一切恒成立,求实数m的取值范围.
19. 在平面直角坐标系中,点,分别是椭圆:的右顶点,上顶点,若的离心率为,且到直线的距离为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,其中点在第一象限,点在轴下方且不在轴上,设直线,的斜率分别为,.
(i)求证:为定值,并求出该定值;
(ii)设直线与轴交于点,求的面积的最大值.
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高二年级12月份月考数学试卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B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.写在本试卷上无效.
3.回答第II卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
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. 已知直线过点,且直线的一个方向向量为,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出直线的斜率,结合斜截式可得出直线的方程.
【详解】因为直线的一个方向向量为,则该直线的斜率为,
又因为直线过点,故该直线的方程为.
故选:B.
2. 若双曲线(,)的离心率为,则其渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据双曲线的离心率计算公式,结合渐近线方程,可得答案.
【详解】由,则离心率,解得,
即渐近线方程为,代入可得,整理可得.
故选:D.
3. 已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A. 内切 B. 相交 C. 外切 D. 外离
【答案】B
【解析】
【分析】将圆的方程化为标准方程,得各自的半径,圆心,结合圆心距满足的条件即可判断.
【详解】由题意圆:即圆:的圆心,半径分别为,
圆:即圆:的圆心,半径分别为,
所以两圆的圆心距满足,
所以两圆的位置关系为相交.
故选:B.
4. 若抛物线的准线为直线,则截圆所得的弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出准线的方程,进而可求出圆心到直线的距离,结合勾股定理可求得结果.
【详解】抛物线的准线方程为,
圆的圆心为原点,半径为,圆心到直线的距离为,
所以,截圆所得的弦长为,
故选:A.
5. 已知等比数列中,,且,那么的值是( ).
A. 15 B. 31 C. 63 D. 64
【答案】B
【解析】
【分析】设等比数列的公比为,根据已知求出的值即得解.
【详解】设等比数列的公比为,
由题得.
所以.
故选:B
6. 已知双曲线()的两条渐近线为,,过双曲线右焦点且垂直于轴的直线交,分别于点,,为坐标原点,若的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线方程可得渐近线方程,结合轴且过右焦点,可得.再根据的面积与双曲线方程即可解得.
【详解】由双曲线方程得其渐近线方程为,
由题知轴且过右焦点,令,得,.
则面积,解得.
双曲线(),,解得.
故选:.
7. “太极图”因其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,故也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”,图中曲线为圆或半圆,已知点是阴影部分(包括边界)的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】转化为点与点连线的斜率,然后结合图像由直线与圆的位置关系求解.
【详解】记,则为直线的斜率,
故当直线与半圆相切时,斜率最小,
设,则,解得或(舍去),
即的最小值为.
故选:C.
8. 定义:对任意,都有(为常数),称数列为“等和”数列.设“等和”数列的首项为 ,直线过定点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先由直线过定点求出的值,再根据等和数列性质求解即可.
【详解】由直线变形得:
,当时,
所以直线过定点,即,
由数列为“等和”数列且(为常数),
所以,
所以等和”数列的奇数项为1,偶数项为2,
所以
,
故选: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. 已知直线,则( )
A. 直线过定点
B. 当时,
C. 当时,
D. 当时,两直线之间的距离为1
【答案】CD
【解析】
【分析】根据给定的直线的方程,结合各选项中的条件逐一判断作答.
【详解】依题意,直线,由解得:,因此直线恒过定点,A不正确;
当时,直线,而直线,显然,即直线不垂直,B不正确;
当时,直线,而直线,显然,即,C正确;
当时,有,解得,即直线,
因此直线之间的距离,D正确.
故选:CD
10. 公差为的等差数列的前项和为,若,则( )
A. B.
C. 中最大 D.
【答案】CD
【解析】
【分析】由得,由得,则,即可判断ABC;根据和等差数列下标和的性质可得,即可判断D.
【详解】A:由,得,
由,得,所以,所以,故A错误;
B:由选项A的分析知,,故B错误;
C:因为,,,所以数列是递减数列,
其前6项为正,从第7项起均为负,故最大,故C正确;
D:由选项A的分析知,,,,
所以,且,即,所以,故D正确.
故选:CD
11. (多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线l交椭圆于A,B两点,若的最大值为5,则( )
A. 椭圆的短轴长为 B. 当最大时,
C. 离心率为 D. 的最小值为3
【答案】ABD
【解析】
【分析】椭圆定义有,结合已知确定的最小值并确定此时的位置,即可判断D、B的正误,此时设,结合椭圆方程求短轴长,即可判断A、C的正误.
【详解】由题意知,所以.
因为的最大值为5,所以的最小值为3,故D正确.
当且仅当轴时,取得最小值,此时,故B正确.
由B的分析,不妨令,代入椭圆方程,得.又,所以,得,
所以椭圆的短轴长为,故A正确.
易得,所以,故C错误.
故选:ABD.
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题(每题5分,共4小题,共20分)
12. 如图,在四面体ABCD中,E是BC的中点,设,,,请用,,的线性组合表示______.
【答案】
【解析】
【分析】通过空间向量的加法和减法得到,从而表示出
【详解】因为
即
故答案为:
13. 两个正数、的等差中项是,等比中项是,且,则椭圆的离心率为_______.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知条件可得出关于、的方程组,解出、的值,可得出的值,由此可得出该椭圆的离心率的值.
【详解】因为两个正数、的等差中项是,等比中项是,且,
则,解得,
所以,故.
故答案为:
14. 已知P是抛物线上一动点,过点P作圆C:两条切线,切点分别为A,B,则的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】设求得的最小值,进而可得利用二倍角的余弦公式可求.
【详解】由题意知圆故半径为1,
设则当且仅当即时,等号成立,
即当时,取得最小值,且
所以又
所以
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. 椭圆()的左右焦点分别为,,其中,为原点.椭圆上任意一点到,距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程及离心率;
(2)过点的直线交椭圆于、两点,面积为,求的方程.
【答案】(1),
(2)或或.或.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆定义得到,,进而求出,得到椭圆方程和离心率;
(2)设直线方程为,联立椭圆方程,求出,并求出点到直线的距离,计算三角形面积解方程即可.
【小问1详解】
由题意得,,解得,
故,
故椭圆的标准方程为,
离心率为;
【小问2详解】
由题意,直线斜率不存在时,不能构成,
故设直线方程为,
联立得,,
设,
,解得或,
则,
所以
,
设到直线的距离为,则,
所以,
解得或,
所以直线的方程为或或.或.
16. 已知数列是等差数列,是等比数列,且,,,,
(1)求数列,的通项公式;
(2)令,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)计算出公比、公差即可求解;
(2)由裂项相消法即可求解.
【小问1详解】
设公比为,公差为,
所以,解得,所以,
所以,所以,解得,
所以;
【小问2详解】
因为,
所以数列的前n项和.
17. 如图,四棱锥中,平面,四边形是矩形,、分别是、的中点.若,.
(1)求证:平面;
(2)求点到平面的距离;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,根据题意易证四边形为平行四边形,从而得到,再根据线面平行的判定即可证明;
(2)建立空间直角坐标系,利用点到平面距离的向量运算公式即可求解;
(3)利用线面夹角的向量公式即可求解.
【小问1详解】
取的中点,连接,如图所示:
因为分别为的中点,所以,且.
又因为是的中点,所以,.
所以,,则四边形为平行四边形,即.
因为平面,平面,,所以平面.
小问2详解】
以为坐标原点,,,所在直线分别为,,轴建立如图空间直角坐标系.
,,则,,,,,,,,.
设平面的法向量,则,即,
设,则.
又,则点到平面的距离.
【小问3详解】
由(2)知平面的法向量,,
设直线与平面所成角为,则,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知数列和,数列的前n项和,(),数列满足.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的前n项和;
(3)若对一切恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2).
(3).
【解析】
【分析】(1)由求出数列的通项,再根据等差数列的定义判断即可;
(2)将代入求出,进一步求得,利用错位相减法求解;
(3)判断数列的单调性,求出最大项得解.
【小问1详解】
当时,;
当时,.
又也符合上式,所以().
因为,
所以数列是等差数列.
【小问2详解】
由,得,
故,
,
则,
两式相减得
,
即.
【小问3详解】
因为,
当时,,即,当时,易得,
所以,故是数列中的最大项,且.
要使对一切恒成立,只需即可,
故实数m的取值范围为.
19. 在平面直角坐标系中,点,分别是椭圆:的右顶点,上顶点,若的离心率为,且到直线的距离为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,其中点在第一象限,点在轴下方且不在轴上,设直线,的斜率分别为,.
(i)求证:为定值,并求出该定值;
(ii)设直线与轴交于点,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,;(ii)
【解析】
【分析】(1)根据题意求出,即可得解;
(2)(i)设直线的方程为,其中,且,设直线与椭圆交于点,联立方程,利用韦达定理求出,,再结合斜率公式化简即可得出结论;
(ii)法一:直线的方程为,设直线与轴交于点,直线的方程为,分别求出的坐标,联立方程组求出,即可得的坐标,再求出三角形面积的表达式,结合基本不等式即可得解.
法二:直线的方程为,设直线与轴交于点,直线的方程为,分别求出的坐标,易得点是线段的中点,则,其中为点到直线的距离,求出的最大值即可.
【小问1详解】
设椭圆的焦距为,
因为椭圆的离心率为,所以,即,
据,得,即.
所以直线的方程为,即,
因为原点到直线的距离为,
故,解得,
所以,
所以椭圆的标准方程为;
【小问2详解】
(i)设直线的方程为,其中,且,即,
设直线与椭圆交于点,
联立方程组整理得,
所以,,
(i)所以
为定值,得证;
(ii)法一:直线的方程为,令,得,故,
设直线与轴交于点,
直线的方程为,令,得,故
联立方程组整理得,
解得或0(舍),,
所以的面积
,
由(i)可知,,故,代入上式,
所以,
因为点在轴下方且不在轴上,故或,得,
所以,
显然,当时,,
当时,,
故只需考虑,令,则,
所以,
当且仅当,,即时,不等式取等号,
所以的面积的最大值为.
法二:直线的方程为,令,得,故,
设直线与轴交于点,
直线的方程为,令,得,故,
由(i)可知,,故,
所以点是线段的中点,
故的面积,其中为点到直线的距离,
思路1 显然,当过点且与直线平行的直线与椭圆相切时,取最大值,
设直线的方程为,即,
联立方程组整理得,
据,解得(正舍),
所以平行直线:与直线:之间的距离为
,即的最大值为,
所以的面积的最大值为.
思路2 因为直线的方程为,
所以,
依题意,,,,故,
所以,
因为在椭圆上,故,即,
所以,
当且仅当时取等号,故,
所以,
即的面积的最大值为.
思路3 因为直线的方程为,
所以,
因为在椭圆上,故,
设,,不妨设,
所以,
当,,时,,
即的面积的最大值为.
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理过程中消去变量,从而得到定值.
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