内容正文:
高二数学
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. 已知向量是平面内两个不相等的非零向量,非零向量在直线上,则“,且”是“”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】B
【解析】
【分析】由线面垂直的定义和判定定理,结合充分条件和必要条件的定义判断即可得到答案.
【详解】若,且,则,,
由于向量所在的直线不一定相交,非零向量所在的直线为,
所以不一定能得到;
若,非零向量所在的直线为,向量是平面内两个不相等的非零向量,
则,,可得,.
综上所述,“,且”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
2. 将直线绕点逆时针旋转90°得到直线,则的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,由两直线的斜率之积为(两直线的斜率均存在时)可求的斜率,且过,由直线的点斜式可得的方程.
【详解】直线的方程为,其斜率为,
设直线的斜率为,,
.
由题意可知,,,
的方程为:,即.
故选:B
3. “关于x,y的方程:表示圆”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充要条件 C. 充分不必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】根据方程表示圆求出参数的取值范围,再由充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若表示圆,则,解得或,
故“关于x,y的方程:表示圆”是“”的必要不充分条件.
故选:A
4. 椭圆的长轴的端点坐标是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】化简椭圆方程为标准方程,然后求出长轴的端点坐标即可.
【详解】椭圆的标准方程为:,
易知椭圆焦点在轴上,且,,
所以椭圆的长轴端点坐标为:.
故选:D.
5. 已知双曲线的渐近线方程为,则双曲线的离心率是( )
A. B. C. 2 D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据渐近线方程的公式列出等式,即可求得离心率.
【详解】因为双曲线的渐近线方程为,所以,所以,
故选:A.
6. 已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用点差法可求得直线的斜率.
【详解】设点、,
因为点为线段的中点,则,,
若直线轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,
由题意可得,将这两个等式作差可得,
即,所以,直线的斜率为.
故选:D.
7. 已知向量在向量上的投影向量是,且,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量在向量上的投影向量求出,代入的定义式即可.
【详解】,设向量在向量的夹角为,
所以向量在向量上的投影向量为,
所以,所以.
故选:C.
8. 已知双曲线与直线交于两点,点为上一动点,记直线的斜率分别为,曲线的左、右焦点分别为.若,且的焦点到渐近线的距离为,则下列说法正确的是( )
A.
B. 曲线的离心率为
C. 若,则的面积为
D. 若的面积为,则为钝角三角形
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可求得双曲线的离心率以及求得a,b的值,故可判断A,B;根据,求得焦半径,,即可求得的面积,判断C;根据的面积可求得点P的坐标,进而利用余弦定理求得,判断D.
【详解】设点,,,,,,
则,且,两式相减得,所以,
因为,所以,, ,
故双曲线的渐近线方程为;
因为焦点到渐近线的距离为1,所以,,
即有 ,所以,,离心率为,故A,B 错误.
对于,不妨设在的右支上,
记,则.因为,所以,
解得或(舍去),
所以的面积为,故不正确.
对于,设,,因为,所以,
将代入,得,即.
由对称性,不妨取的坐标为,则,
因为
所以为钝角,所以为钝角三角形,故正确,
故选:.
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. 下列说法错误的是( )
A. 平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B. 点关于直线的对称点为
C. 直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D. 经过点且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为
【答案】AD
【解析】
【分析】A注意垂直于x轴的直线;B由对称点所在直线的斜率与斜率关系,及其中点在对称直线上判断正误;C求直线与数轴交点即可求面积;D注意直线也符合要求即可判断.
【详解】A:垂直于x轴的直线不存在斜率,错误;
B:由、中点为且,两点所在直线的斜率为,故与垂直,正确;
C:令有,令有,所以围成的三角形的面积是,正确;
D:由也过且在x轴和y轴上截距都为0,错误.
故选:AD
10. 如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M,N分别是A1B,B1C1上的点,且BM=2A1M,C1N=2B1N.设,,,若,,AB=AC=AA1=1,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. 直线AB1和直线BC1相互垂直 D. 直线AB1和直线BC1所成角的余弦值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用向量的线性运算可判断A的正误,利用数量积可判断BCD的正误.
【详解】A:
,
又,∴.
B:∵,∴.
∵,∴.
∵,∴,
∴,∴.
对于C、D:,
,
所以D正确,C错误,
故选:ABD.
11. 如果称离心率为的椭圆为“黄金椭圆”,那么下列命题正确的有( )
A. 若是“黄金椭圆”,则
B. 若点A在以,为焦点的“黄金椭圆”上,且,则的周长为
C. 若是左焦点,C,D分别是右顶点和上顶点,则
D. 设焦点在x轴上的“黄金椭圆”左右顶点分别为A,B,“黄金椭圆”上动点P(异于A,B),设直线PA,PB的斜率分别为,,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】先判断焦点所在轴,再求m判断选项A;以椭圆定义巧求的周长判断选项B;以勾股定理判断选项C;直接去求的值去判断选项D.
【详解】A中没有指明焦点在x轴还是y轴,应该有两个值,所以A不正确;
B中,由题意,则,所以,则的周长为,所以B正确;
C中,由题意可得,,,要使椭圆为“黄金椭圆”,则,所以,所以,
所以,,
因为,,
所以,所以,所以C正确;
D中,由题意可得,,设,
则,
因为P在椭圆上,所以,所以,
因为“黄金椭圆”上动点P,所以,
所以,而,
所以,即,所以,可得D正确.
故选:BCD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 经过椭圆的左焦点作直线交椭圆于A,B两点,为椭圆的右焦点,则的周长为______.
【答案】12
【解析】
【分析】根据题意,由椭圆的定义代入计算,即可得到结果.
【详解】
由椭圆的定义可得,,
且,,
所以的周长为.
故答案为:
13. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为正方形,M为AB的中点,N为PD的中点.若PA=4,AB=2,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】考虑到此题中条件适合建系,故通过建系后求出空间向量的坐标计算数量积即得.
【详解】
如图,由题意可以为轴的正方向建立空间直角坐标系.则,
因M为AB的中点,N为PD的中点,故,于是,,则.
故答案为:.
14. 已知点,动点在x轴上,动圆C的半径为2,圆心C在直线上,点P 是圆C上的动点,则的最小值为_____________.
【答案】3
【解析】
【分析】作点关于的对称点,得到,结合图形,当三点共线时, 取得最小值,在利用点到直线的距离公式求得,进而得到答案.
【详解】由题意,点,动点在x轴上,动圆C的半径为2,圆心C在直线上,点P 是圆C上的动点,
作点关于的对称点,
则,
如图所示,结合图形可知,当三点共线时,此时取得最小值,
由点到直线的距离公式,
可得,所以得最小值为.
【点睛】本题主要考查了圆的最值问题,以及点到直线的距离公式的应用,其中解答中作点关于的对称点,得出,结合图形得到三点共线时取得最小值,再利用点到直线的距离公式求解是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,属于中档试题.
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. 已知空间直角坐标系中,平行六面体满足:,,且平行六面体的体对角线的交点为.
(1)求侧棱的长;
(2)求.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)根据中点坐标公式得到,再利用空间向量模的坐标公式即可得到答案;
(2)根据空间向量的夹角余弦值的坐标表示即可得到答案.
【小问1详解】
由题意知,平行六面体的一条体对角线为,
且中点为,已知,所以,
所以.
【小问2详解】
由题意知,为体对角线的中点,
由空间直角坐标系中的中点坐标公式可得,
所以,
所以.
16. 已知圆方程为:,
(1)写出圆的圆心和半径;
(2)求直线被圆截的弦长.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)将圆的方程化为标准方程即可;
(2)根据点到直线的距离公式,利用圆的弦长公式求解即可.
【小问1详解】
因为圆方程为:,
由配方法可得:圆的方程可转化为,
圆心为,半径为.
【小问2详解】
直线可化为,
所以圆心到直线的距离,
所以弦长为.
17. 已知点,圆,点在圆上运动,的垂直平分线交于点.
(1)求动点的轨迹的方程.
(2)动点的轨迹与轴交于,两点在点左侧,直线交轨迹于,两点不在轴上,直线,的斜率分别为,,且,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)结合椭圆的定义求得动点的轨迹的方程.
(2)设出直线的方程并与轨迹的方程联立,化简写出根与系数关系,结合列方程,化简后判断出直线过定点.
【小问1详解】
圆的圆心为,半径为,
依题意得,
则动点的轨迹是以,为焦点的椭圆,
其中,,,
所以动点的轨迹的方程为.
【小问2详解】
设直线的方程为,,,
则由得,
由根与系数的关系得①,
由题意,两点不在轴上,所以,,,
又点,,
所以,,由得,
从而由已知得,即②,
又,③,
将③代入②得,
将①代入上式并整理得:
.
,
整理得,
,直线的方程为,
故直线恒过定点.
【点睛】求解动点轨迹方程有关的题目,可根据圆锥曲线的定义来进行求解,还可以利用题目所给等量关系,列方程来进行求解.求解直线定点有关问题,可先设出含有参数的直线方程,根据已知条件求得与参数有关的式子,从而判断出定点.
18. 双曲线的其中一个焦点坐标为,且与双曲线有相同渐近线.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于,两点,为坐标原点,且的面积是,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)利用双曲线渐近线方程和可得曲线方程;
(2)设,,联立曲线方程得到韦达定理,然后分和表示出三角形面积,再结合韦达定理化简可得.
【小问1详解】
由,且渐近线方程为,即,且,所以,,所以双曲线的方程为.
【小问2详解】
设,,
联立方程,得.
所以,,因为直线恒过定点,
则当时,;
当时,;
综上可知,,所以.
即,解得或.
经检验,或都满足,所以或.
19. 在平面直角坐标系中,若,两点在直线的同一侧,则称,为“-同域点”;若,两点分别在直线的两侧,则称,为“-异域点”.已知:抛物线:,:.
(1)若点,为“-异域点”,求实数的取值范围.
(2)已知过的直线与抛物线交于,两点,
(Ⅰ)若,为“-同域点”,比较与0的大小关系并说明理由;
(Ⅱ)直线的斜率为,过原点作斜率为的直线,,,点,到直线的距离分别记为,,若,求点,为“-同域点”的概率.
【答案】(1)
(2)(Ⅰ),理由见解析;(Ⅱ)
【解析】
【分析】(1)根据“-异域点”的定义列不等式组即可求解;
(2)(Ⅰ)分,为在的下方和,为在的上方两种情况,列不等式组即可得;(Ⅱ)根据题意由点到直线的距离公式可得,,分,为“-同域点”和,不为“-同域点”两种情况,结合即可求解.
【小问1详解】
:,要使点,为“-异域点”,
则应在的下方,应在的上方,
所以,解得;
【小问2详解】
(Ⅰ)若,在的下方,则,
所以,
即,
若,在的上方,则,即,
所以,
综上,若,为“-同域点”,则;
(Ⅱ)方程为:,
联立,得,
所以,,
直线:,即,
所以,,
,
①若,为“-同域点”,则,,
此时
,
令,得,又,
则满足要求的为,,,,,共6组;
②若,不为“-同域点”,则,
此时
,
令,得,
又,
则满足要求的为,,,,,共6组,
综上,满足的的样本空间有个样本点,
其中使点,为“-同域点”的样本点有6个,
故概率.
【点睛】关键点点睛:解决本题第二问的关键是根据,为“-同域点”和,不为“-同域点”两种情况分别得到,满足的关系,从而得到满足要求的.
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高二数学
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. 已知向量是平面内两个不相等的非零向量,非零向量在直线上,则“,且”是“”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. 将直线绕点逆时针旋转90°得到直线,则的方程是( )
A. B. C. D.
3. “关于x,y的方程:表示圆”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充要条件 C. 充分不必要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 椭圆的长轴的端点坐标是( )
A.
B.
C.
D.
5. 已知双曲线的渐近线方程为,则双曲线的离心率是( )
A. B. C. 2 D.
6. 已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
7. 已知向量在向量上的投影向量是,且,则 ( )
A. B. C. D.
8. 已知双曲线与直线交于两点,点为上一动点,记直线的斜率分别为,曲线的左、右焦点分别为.若,且的焦点到渐近线的距离为,则下列说法正确的是( )
A.
B. 曲线的离心率为
C. 若,则的面积为
D. 若的面积为,则为钝角三角形
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. 下列说法错误的是( )
A. 平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B. 点关于直线的对称点为
C. 直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D. 经过点且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为
10. 如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M,N分别是A1B,B1C1上的点,且BM=2A1M,C1N=2B1N.设,,,若,,AB=AC=AA1=1,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. 直线AB1和直线BC1相互垂直 D. 直线AB1和直线BC1所成角的余弦值为
11. 如果称离心率为的椭圆为“黄金椭圆”,那么下列命题正确的有( )
A. 若是“黄金椭圆”,则
B. 若点A在以,为焦点的“黄金椭圆”上,且,则的周长为
C. 若是左焦点,C,D分别是右顶点和上顶点,则
D. 设焦点在x轴上的“黄金椭圆”左右顶点分别为A,B,“黄金椭圆”上动点P(异于A,B),设直线PA,PB的斜率分别为,,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 经过椭圆的左焦点作直线交椭圆于A,B两点,为椭圆的右焦点,则的周长为______.
13. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为正方形,M为AB的中点,N为PD的中点.若PA=4,AB=2,则__________.
14. 已知点,动点在x轴上,动圆C的半径为2,圆心C在直线上,点P 是圆C上的动点,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. 已知空间直角坐标系中,平行六面体满足:,,且平行六面体的体对角线的交点为.
(1)求侧棱的长;
(2)求.
16. 已知圆方程为:,
(1)写出圆的圆心和半径;
(2)求直线被圆截的弦长.
17. 已知点,圆,点在圆上运动,的垂直平分线交于点.
(1)求动点的轨迹的方程.
(2)动点的轨迹与轴交于,两点在点左侧,直线交轨迹于,两点不在轴上,直线,的斜率分别为,,且,求证:直线过定点.
18. 双曲线的其中一个焦点坐标为,且与双曲线有相同渐近线.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于,两点,为坐标原点,且的面积是,求实数的值.
19. 在平面直角坐标系中,若,两点在直线的同一侧,则称,为“-同域点”;若,两点分别在直线的两侧,则称,为“-异域点”.已知:抛物线:,:.
(1)若点,为“-异域点”,求实数的取值范围.
(2)已知过的直线与抛物线交于,两点,
(Ⅰ)若,为“-同域点”,比较与0的大小关系并说明理由;
(Ⅱ)直线的斜率为,过原点作斜率为的直线,,,点,到直线的距离分别记为,,若,求点,为“-同域点”的概率.
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