内容正文:
高二数学
一、选择题:本题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有项是符合题目要求的.
1. 已知直线的方程为,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将直线方程化为斜截式,由直线斜率求倾斜角.
【详解】将直线的方程化为斜截式:,所以直线的斜率,
设直线的倾斜角为,则,又,
所以.
故选:B.
2. 若实数满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用数形结合的思想,将问题转化为求直线在轴上的截距的最值问题,计算即可.
【详解】易知表示圆心为坐标原点,半径为2的圆,
设,即,为该直线在纵轴上的截距,
当直线与圆相切时,截距可取到最值,
此时原点到直线的距离为,
所以的最大值为.
故选:B
3. 数列满足,(),则等于( )
A. B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】由递推公式推得数列的周期,利用周期性求值.
【详解】由递推公式,,,
所以数列的周期为,所以,
故选:C.
4. 已知为圆上任意一点,,若点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用向量关系找到相关点的坐标关系,再代入相关点坐标即可得动点轨迹方程.
【详解】设,,由,得:
,则有,
因为为圆上任意一点,
所以,代入可得:
,整理得:,
即方程就是动点的轨迹方程.
故选:A
5. 已知等差数列的前项和为,,,则( )
A. 0 B. 4 C. 8 D. 12
【答案】B
【解析】
【分析】利用等差数列的性质可求得,利用前项和公式可求得,进而求得公差,利用等差数列的通项公式可求得.
【详解】设等差数列的公差为,由,可得,解得,
由,得,所以,
所以,解得,所以,
所以.
故选:B.
6. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据椭圆的定义将的最小值转化为,再根据(当且仅当 M、 N、 E共线时取等号),结合,求得的最小值.
【详解】如图,
由M为椭圆C上任意一点,则,
又N为圆E:上任意一点,且,
则(当且仅当M、N、E共线且N在M、E之间时取等号),
又因
,
当且仅当M、N、E、共线且M、N在E、之间时等号成立.
因,,则,
故的最小值,
故选:B
7. 已知双曲线的左、右焦点分别是、,过点的直线与双曲线的右支交于、两点,若,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用双曲线的定义可得,又,可得,又当轴时最小,可得,即,可得,结合即可求得双曲线的离心率的取值范围.
【详解】由已知,设,则,,
两式相加得,
又,所以,
又,所以,
当轴时最小,此时,所以,
又,则,整理得,
又,两边除以得,解得,
又双曲线的离心率,所以双曲线的离心率取值范围是.
故选:B.
8. 已知为坐标原点,过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,设出直线方程并与抛物线方程联立求出,再利用抛物线定义,结合基本不等式求出最小值.
【详解】抛物线的焦点,
设直线的方程为,,
由,消去得,
,
则,,
由,得,解得,
抛物线的准线方程为,
,,
于是,
则,
因此
,当且仅当,即时取等号,
所以当时,取得最小值.
故选:C
二、多选题:本题共3个小题,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,圆,则下列说法正确的是( )
A. 过定点
B. 圆与轴相交于两个不同点
C. 若与圆相交,则
D. 若圆上的点关于直线的对称点仍在圆上,则
【答案】AC
【解析】
【分析】令,得,分析可判断A正误;求出圆的圆心和半径,分析可判断B的正误;由题意,圆心到直线的距离,代入点到直线距离公式,即可判断C的正误;分析可得圆心在直线上,代入计算,可判断D的正误.
【详解】选项A:令,得,易知直线过定点,故A正确;
选项B:整理圆的方程,得,则圆心到轴的距离为4,又,所以圆与轴相切,故B错误;
选项C:设圆心到直线的距离为,可得,解得,故C正确;
选项D:因为圆上的点关于直线的对称点仍在圆上,所以圆心在直线上,则,解出,故D错误.
故选:AC.
10. 已知,动点满足直线与的斜率乘积恒为,设点的运动轨迹为曲线,过点的直线与曲线的另一个交点为,则( )
A. 面积的最大值为
B. 不存在点,使得
C. 点的轨迹方程为
D. 若过原点,则的最小值为1
【答案】AD
【解析】
【分析】由题意求出轨迹方程,判断C;对于A,当动点运动到上下顶点时,面积的最大,易得面积的最大值为,故A正确;对于B,由余弦定理求出,再结合基本不等式求出的范围即可得解;对于D,因点与点关于原点对称,则四边形为平行四边形,则,利用基本不等式及椭圆的定义即可求得.
【详解】对于C,因为与的斜率乘积恒为,
所以,即,故C错误;
对于A,已知,
即为椭圆的左右焦点,
的面积,
所以当点为与轴的交点时的面积最大,
此时,即面积的最大值为,故A正确;
对于B,由余弦定理得
,
因为,
则,当且仅当时等号成立,
所以,
因为在上单调递减,且,
所以,则存在点,使得,故B错误;
对于D,若过原点,则与点关于原点对称,
则四边形为平行四边形,则,
因,
则
,
当且仅当时等号成立,故D正确.
故选:AD.
11. 已知等差数列的首项为,公差为,前项和为,若,则下列说法正确的是( )
A. 当时,最大 B. 使得成立的最小自然数
C. D. 中最小项为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据题意作差可计算得,,所以数列是递减的等差数列,可判断A;利用等差数列前项和公式计算可判断B;根据等差数列的性质计算可判断C;根据已知条件结合不等式的性质计算可判断D.
【详解】对于A,因为,所以,
由,所以,所以,且,
所以数列是递减的等差数列,且,
则当时,最大,故A正确;
对于B,由上述分析可知,当时,单调递减,
且,,
所以使得成立的最小自然数,故B正确;
对于C,由,且,
所以,即,故C错误;
对于D,因为当时,,,所以;
当时,,,所以;
当时,,,所以;
且,,
则有,,
所以,即,
所以中最小项为,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3个小题,每小题5分,满分15分.
12. 已知直线与曲线有两个交点,则k的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】作出图象,求出直线和半圆相切时的斜率,结合交点个数可求答案.
【详解】整理可得,直线恒过点,
如图,
设直线是过且与半圆相切的直线,则,解得或(舍),
因为直线与曲线有两个交点,所以k的取值范围为.
故答案为:
13. 十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契从兔子繁殖问题中发现了这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,…,即从第三项开始,每一项都等于它前两项的和.后人为了纪念他,就把这列数称为“斐波那契”数列.已知数列为“斐波那契”数列,数列的前项和为,若,则______(用含的式子表示).
【答案】
【解析】
【分析】根据数列每一项都等于它前两项的和规律,写出前2024项,各式左、右两边分别相加,即可得到之间的关系,即可得出.
【详解】由已知得,,…,,
以上各式左、右两边分别相加,化简得,
即,
又,,
所以.
故答案为:m+1
14. 若点在椭圆上,则称点为点一个“椭点”.已知直线与椭圆相交于两点,且两点的“椭点”分别为,以线段为直径的圆经过坐标原点,则的值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据圆的性质可确定,将直线与椭圆方程联立可得韦达定理的结论,代入等式即可构造方程求得结果.
【详解】设,,则,,
以线段为直径的圆经过坐标原点,,
由得:,
,即,
,,
,
,解得:(满足),
的值为.
故答案为:.
四、解答题:共5个小题,满分77分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 记为等差数列的前项和,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)在数列中依次取出下标能被4除余1的项组成数列,记的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
分析】(1)根据条件列出方程求公差即可得解;
(2)由题意可证明数列为等差数列,利用求和公式求解即可.
【小问1详解】
因为,
所以,所以,
所以.
【小问2详解】
由题意,,
所以,
故,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
,
所以.
16. 已知圆,直线
(1)求证:直线恒过定点;
(2)当圆心到直线的距离取得最大值时,求的值;
(3)当时,为上一动点,过作圆的两条切线,切点分别为.求四边形面积的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)将方程变换为,即可求解直线的定点;
(2)当时,此时圆心到直线的距离最大,利用斜率公式,即可求解;
(3)由几何关系,将面积的最小值转化为求点到直线距离的最小值.
【小问1详解】
证明:由得
由
得
所以直线恒过定点;
【小问2详解】
由(1)知,当时,圆心到直线的距离取得最大值
易知圆心为
因为
所以 即
解得
【小问3详解】
当时,直线的方程为,故可设
圆的半径
圆心到直线的距离
所以
所以
即四边形面积的最小值为
17. 已知以为焦点的抛物线的顶点为原点,点是抛物线的准线上任意一点,过点作抛物线的两条切线、,其中、为切点,设直线、的斜率分别是和.
(1)求抛物线的标准方程及其准线方程.
(2)求证:为定值.
(3)求证:直线过定点,并求出该定点.
【答案】(1)标准方程为,准线方程为;
(2)证明见解析; (3)证明见解析,.
【解析】
【分析】(1)根据焦点坐标求解即可;
(2)设切线的方程为,将其与抛物线方程联立,利用韦达定理求解即可;
(3)直线的方程为,将其与抛物线方程联立,利用得到且,代入计算即可得证.
【小问1详解】
由题意知抛物线的标准方程为()且,
∴,抛物线的标准方程为,准线方程为;
【小问2详解】
设点P的坐标为,,
由题意,过点与抛物线相切的直线的斜率存在且不为0,
设切线的斜率为,则切线的方程为,
联立方程组,消去,得,
∴得(*),
又、为方程(*)的两根,由韦达定理得为定值;
【小问3详解】
由题知,直线的斜率不为,
设直线的方程为,,,
联立,整理得,,
∴,,
∵,
∴,
整理得,
代入有,
∴,
∴且,
∴,故直线过定点.
18. 如图,平行六面体的所有棱长均为1,,,平面平面,点,满足,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成的角的正弦值;
(3)是否存在点在线段上,使得点到平面距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接交于,证得,结合线面平行的判定定理即可得证;
(2)以为原点,,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法求解即可.
(3)设,表示出,利用空间向量法得到方程,解得的值,即可得解.
【小问1详解】
如图,取的中点,连接交于,连接,,
因为,,所以,所以,
即,又,所以,
由于,,所以,又,
所以四边形为平行四边形,所以,
所以,
又平面,平面,所以平面;
【小问2详解】
连接,因为平面平面,且,平面平面,平面,
所以平面,由于,
所以,,,
由余弦定理得,
所以,所以,则 ,
如图以为原点,,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,,
由得,
从而
设平面的一个法向量为,
则,可取,
所以,
所以直线与平面所成的角的正弦值为.
【小问3详解】
设,因为,,
所以,
所以,
则点到平面的距离,
解得或(舍去),
所以时使得点到平面的距离为.
19. 已知A,B分别为椭圆:的左顶点和下顶点,T为直线上的动点.
(1)求的最小值;
(2)设直线TA与椭圆的另一交点为D,直线TB与椭圆的另一交点为C.当四边形ABCD为梯形时,求点T的坐标;
(3)已知直线l:()与圆F:交于M,N两点,与椭圆交于P,Q两点,其中M,P在第一象限,d为原点O到直线l的距离,是否存在实数k,使得取得最大值?若存在,求出k;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用数量积的坐标表示,转化为二次函数求最值;
(2)首先利用点的坐标表示直线和的直线方程,并与椭圆方程联立,求点和点的坐标,利用平行线的性质,转化为坐标关系式,即可求解;
(3)一个在椭圆外,一个在椭圆内,一个在内,一个在外,
利用直线与椭圆相交得交点坐标关系,结合点到直线距离公式得关于的关系式,利用基本不等式得最值即可得结论.
【小问1详解】
设,,,
,
当时,的最小值为;
【小问2详解】
,与椭圆:联立,
,即,
,得,
,与椭圆:联立,
,,
得,
因为四边形为梯形,所以,所以,
于是,即,
整理,整理为,
解得:,
故存在点,使得四边形为梯形;
【小问3详解】
由题设可知,一个在椭圆外,一个在椭圆内,一个在内,一个在外,
在直线上四点满足:,
由,消去得,
恒成立,
设,,
由根与系数的关系,得,,
,
所以,点到的距离,
则,
当且仅当,即时等号成立,
验证可知满足题意,因为,所以.
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高二数学
一、选择题:本题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有项是符合题目要求的.
1. 已知直线的方程为,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 若实数满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
3. 数列满足,(),则等于( )
A. B. C. 2 D.
4. 已知为圆上任意一点,,若点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
5. 已知等差数列的前项和为,,,则( )
A. 0 B. 4 C. 8 D. 12
6. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 已知双曲线的左、右焦点分别是、,过点的直线与双曲线的右支交于、两点,若,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知为坐标原点,过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3个小题,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,圆,则下列说法正确的是( )
A. 过定点
B. 圆与轴相交于两个不同点
C. 若与圆相交,则
D. 若圆上点关于直线的对称点仍在圆上,则
10. 已知,动点满足直线与的斜率乘积恒为,设点的运动轨迹为曲线,过点的直线与曲线的另一个交点为,则( )
A. 面积的最大值为
B. 不存在点,使得
C. 点的轨迹方程为
D. 若过原点,则的最小值为1
11. 已知等差数列的首项为,公差为,前项和为,若,则下列说法正确的是( )
A. 当时,最大 B. 使得成立的最小自然数
C. D. 中最小项为
三、填空题:本题共3个小题,每小题5分,满分15分.
12. 已知直线与曲线有两个交点,则k的取值范围为__________.
13. 十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契从兔子繁殖问题中发现了这样一列数:1,1,2,3,5,8,13,…,即从第三项开始,每一项都等于它前两项的和.后人为了纪念他,就把这列数称为“斐波那契”数列.已知数列为“斐波那契”数列,数列的前项和为,若,则______(用含的式子表示).
14. 若点在椭圆上,则称点为点的一个“椭点”.已知直线与椭圆相交于两点,且两点的“椭点”分别为,以线段为直径的圆经过坐标原点,则的值为_____.
四、解答题:共5个小题,满分77分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 记为等差数列前项和,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)在数列中依次取出下标能被4除余1的项组成数列,记的前项和为,求.
16. 已知圆,直线
(1)求证:直线恒过定点;
(2)当圆心到直线的距离取得最大值时,求的值;
(3)当时,为上一动点,过作圆的两条切线,切点分别为.求四边形面积的最小值.
17. 已知以为焦点的抛物线的顶点为原点,点是抛物线的准线上任意一点,过点作抛物线的两条切线、,其中、为切点,设直线、的斜率分别是和.
(1)求抛物线的标准方程及其准线方程.
(2)求证:为定值.
(3)求证:直线过定点,并求出该定点.
18. 如图,平行六面体的所有棱长均为1,,,平面平面,点,满足,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成的角的正弦值;
(3)是否存在点在线段上,使得点到平面的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
19. 已知A,B分别为椭圆:左顶点和下顶点,T为直线上的动点.
(1)求最小值;
(2)设直线TA与椭圆的另一交点为D,直线TB与椭圆的另一交点为C.当四边形ABCD为梯形时,求点T的坐标;
(3)已知直线l:()与圆F:交于M,N两点,与椭圆交于P,Q两点,其中M,P在第一象限,d为原点O到直线l的距离,是否存在实数k,使得取得最大值?若存在,求出k;若不存在,说明理由.
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