内容正文:
高二数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:人教A版选择性必修第一册,选择性必修第二册.
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. 双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据双曲线标准方程可得,即可求出焦距 .
【详解】由题意知,可得,则,
所以双曲线的焦距为.
故选:D.
2. 已知向量,,且,则实数的值为( )
A. B. 0 C. 1 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】利用向量的数量积公式计算可得答案.
【详解】由于 ,则 ,
所以,
解得 .
故选:A
3. 已知是函数的导函数,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将等式两端同时求导并代入计算可得结果.
【详解】对求导,
令,,则,
故选:A
4. 在等比数列 中,若,则( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】利用等比数列的通项公式可得答案.
【详解】由等比数列的通项公式,得:
,
已知 ,
所以
故选:B
5. 若 ,恒成立,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】令,通过求导判断单调性,求出的最大值即可.
【详解】若 ,恒成立,则,
令,则,
当时,,在上单调递增,
当 时,,在上单调递减,
, ,
故选:B.
6. 为了应对还有一个月到来的寒冬,有三只小松鼠准备外出采集坚果,其中小松鼠A每天风雨无阻地固定采集3颗坚果;小松鼠B第一天采集1颗坚果,之后每隔一天才外出采集一次,且每次采集的坚果数量均比上一次多1颗;小松鼠C第一天采集1颗坚果,之后四天每天采集的坚果数量均是上一天的2倍,但每过五天,小松鼠C都会休息三天,然后按此规律重新从第一次1颗坚果开始采集,请问三十天后下列哪只小松鼠采集的坚果最多?( )
A. 小松鼠A B. 小松鼠B
C. 小松鼠C D. 三只小松鼠同样多
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差,等比数列前 项和公式,分别计算三只小松鼠在三十天采集的坚果总数,可得答案.
【详解】三只小松鼠在三十天采集的坚果总数分别为:
小松鼠A:每天固定采集3颗,共颗;
小松鼠B:在第1、3、5、…、29天外出,共15天,
采集数量依次为1,2,…,15,
总和为颗;
小松鼠C:每8天为一个周期(工作5天,休息3天),
每个周期采集颗,
30天包含3个完整周期和6天余数,
余数中前5天工作(采集31颗),第30天休息,
因此总数为颗;
比较得:,小松鼠C采集的坚果最多.
故选:C
7. 已知,若,则( )
A. 2 B. 1 C. 0 D.
【答案】A
【解析】
【分析】将表达式变形并构造函数,由函数单调性及奇偶性即可得.
【详解】令,代入原式得,即;
令函数,则恒成立,
因此函数在 上单调递增,又,
所以,即,
可得 ,所以.
故选:A
8. 在平面直角坐标系中,已知,,,射线AO是∠BAC的角平分线,则△ABC面积的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】根据角平分线得到点的轨迹,再结合三角形面积求解最大值即可.
【详解】AO是∠BAC的角平分线,,
设,则,两边平方化简得,
故点的轨迹是以为圆心,半径为的圆(除去与轴的交点).
,又,.
故选:C.
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. 设等差数列 的前n项和为,公差为d,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 取最大值时 D. 时n的最大值为12
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据等差数列的通项公式,求和公式,结合等差数列的性质可逐项作出判断.
【详解】因为数列为等差数列,
由 ,
又,所以,A正确,
,B错误,
因为,,且,
可知等差数列 前6项为正,从第7项开始为负,
所以取最大值时 ,C正确,
因为,
则,又,
所以时n的最大值为12,D正确,
故选:ACD
10. 如图,在四棱锥中,底面,底面是正方形, ,为的中点,则( )
A. 异面直线与所成角的余弦值为
B. 点到直线的距离为
C. 点到平面 的距离为
D. 平面与平面 夹角的余弦值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】以为坐标原点建立空间直角坐标系,利用异面直线夹角的向量求法计算可得A正确,由点到直线、点到平面距离的向量求法计算可得B正确,C错误;求出平面与平面 的法向量,即可求得它们夹角的余弦值,即D正确.
【详解】由底面, 底面,所以,
又底面是正方形,所以 ,
以为坐标原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,如下图所示:
则,则,
对于A,因此,即异面直线与所成角的余弦值为,A正确,
对于B,易知,,
则点到直线的距离为,B正确,
对于C,,设平面 的法向量为,
则,令 ,可得,即,
则点到平面 的距离为,C错误.
对于D,易知,
设平面的法向量为,则,
令 ,可得,即,
因为,故平面与平面 夹角的余弦值为,D正确.
故选:ABD.
11. 已知曲线C:与直线l: 交于A,B两点,过A,B两点分别作y轴的垂线,垂足分别为,, ,则下列结论正确的是( )
A. t取任意实数时,直线l均与曲线C交于不同的两点
B. 是以点Q为直角顶点的直角三角形
C. 当时,
D. 面积的最小值为5
【答案】AB
【解析】
【分析】联立直线与曲线方程利用判别式可得A正确,利用向量数量积的坐标表示可证明,即可得B正确,根据线段长度比例关系并结合韦达定理解方程可得,因此C错误;求出面积的表达式即可判断出面积最小值为4,可得D错误.
【详解】对于A,联立直线与曲线方程得,整理得,
易知,
所以取任意实数时,直线均与曲线交于不同的两点,A正确,
对于B,设,则,
可知,又,即,
可得是以点Q为直角顶点的直角三角形,B正确,
对于C,易知曲线C:是由向右平移一个单位而来,
所以曲线的焦点坐标为,即为,准线为,即轴,如下图:
根据抛物线定义可得,
由可得,即,
可得,所以,
又,即,整理可得;
解得,因此C错误;
对于D,,
又,
当且仅当 时,面积的最小值为4,即D错误.
故选:AB
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 过,两点的直线的倾斜角为________.
【答案】##
【解析】
【分析】利用直线倾斜角与斜率的关系即可求得结果.
【详解】设该直线的倾斜角为,易知,
由题意知,即;
可得.
故答案为:
13. 已知,,记,则数列的前 项和 ________.
【答案】
【解析】
【分析】利用等比数列的前 项和公式可得答案.
【详解】由三角函数知:,
所以 ,
数列是首项为 、公比为 的等比数列,
所以数列的前 项和 .
故答案为:
14. 已知椭圆:与双曲线有公共的焦点,,A为,在第一象限的交点,且的面积为2,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则最小值为________.
【答案】8
【解析】
【分析】设,根据双曲线与椭圆有公共焦点可得,再由的面积为2可知,,再由离心率定义可得,结合基本不等式计算可得当且仅当时最小值为.
【详解】记椭圆中的几何量为,双曲线中的几何量为,
则由椭圆和双曲线的定义可得①,②,
两式平方相减整理得,
记,则由余弦定理得③,如下图:
得,
由面积公式得,则,
代入 整理得,即,
故,因为,所以,所以,得,
因此,,则,
所以,即,
所以,当且仅当时等号成立,
即最小值为.
故答案为:8
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. 已知圆C经过点,,.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若过原点O的直线l与圆C相切,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)设出圆的一般方程并代入三点坐标,可求得圆的方程,再化成标准方程即可;
(2)对直线l的斜率是否存在分类讨论,再由点到直线距离等于半径即可求得直线l的方程.
【小问1详解】
设圆,
代入三点得,解得,
则圆,
可得圆的标准方程为.
【小问2详解】
直线若斜率不存在,则直线为,圆心到直线的距离,
则直线与圆相切.
直线若斜率存在,则直线为,即,
圆心到直线的距离,解得,
则直线与圆相切.
综上直线的方程为或.
16. 如图,在正方体中,E是的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)先求平面的法向量,再用向量的方法证明线面平行;
(2)直接用向量的方法求线面角的正弦值.
【小问1详解】
如图:以D点为坐标原点,以所在直线为轴建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2.
则,
设平面的法向量为,,
由,得,令 ,则,.
又因为,所以,所以,
又因为直线平面,所以直线平面.
【小问2详解】
因为,平面的法向量为,
设直线与平面所成角,
所以
17. 已知数列 满足,,记数列的前n项和为.
(1)求数列 的通项公式;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由数列通项和前 项和的关系,通过作差法即可求解;
(2)由错位相减法求和即可.
【小问1详解】
由,,
可得,,
两式相减可得,
即,,
又当时,符合上式,
所以,,
即,,
【小问2详解】
由(1)可知,
所以,
则,
两式相减可得:,
即,
化简可得:
18. 动点满足到定点和定直线的距离之比为,动点G的轨迹为曲线C, ,过点的直线l与C交于M,N两点,直线AM,AN与直线分别交于点
(1)求C的方程;
(2)记直线的斜率分别为,,证明:为定值;
(3)记 ,的面积分别为,问是否存在实数,使得恒成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) .
(2)证明见解析. (3)存在,
【解析】
【分析】(1)根据动点到定点和定直线的距离比值整理化简即可得曲线的方程;
(2)联立直线与椭圆方程,得出斜率表达式并利用韦达定理进行化简计算可得;
(3)求出,,结合(2)中结论可知点 到直线的距离相等,可得,即.
【小问1详解】
由题意可得,
即,化简可得;
所以曲线的方程为 .
【小问2详解】
显然直线的斜率存在,设直线,,如下图:
联立得,消去并整理得,
所以,得,
则,
因为,且时,,所以直线与相切,
由椭圆的对称性可知,
所以
即可得为定值.
【小问3详解】
设存在实数,使得恒成立,
由,得,
由,得,
由可知,所以;
所以点到直线的距离为,点到直线的距离为,
因此点 到直线的距离相等,所以,
即.
19. 已知函数 , .
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论在R上的单调性;
(3)若 对任意的 恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1) .
(2)当时,在 上单调递增;
当 时,在 上单调递减,在 上单调递增.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据导数的几何意义直接求出切线方程即可;
(2)对参数的取值分类讨论,即可得出在R上的单调性;
(3)将不等式等价转化为 对任意的 恒成立,求导得出当 时 在上恒成立,由 恒成立可知满足题意,再对 进行单调性分析得出矛盾即可求得结果.
【小问1详解】
当时,函数 ,求导可得 ,
则有 ,
则在处的切线方程为,即 .
【小问2详解】
易知 ,
当时, ,故 恒成立,在 上单调递增;
当时,令 ,解得,
当时,单调递减,
当时,单调递增.
综上可知时,在 上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问3详解】
不等式 即为,
即 对任意的 恒成立,
设 ,易知,
令,
则,因为 ,所以 ,
因此 ,因此在上单调递增;
又 ,
当 时,即 时, ,即 在上恒成立,
因此在上单调递增,所以 恒成立,满足题意;
当 时, ,由 可得 ;
此时 ,
易知当 时, ,
即在 上单调递减,所以存在 ,这与 对任意的 恒成立矛盾,
综上可得的取值范围为 .
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:人教A版选择性必修第一册,选择性必修第二册.
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. 双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
2. 已知向量,,且,则实数的值为( )
A. B. 0 C. 1 D. 3
3. 已知是函数的导函数,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
4. 在等比数列 中,若,则( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
5. 若 ,恒成立,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 为了应对还有一个月到来的寒冬,有三只小松鼠准备外出采集坚果,其中小松鼠A每天风雨无阻地固定采集3颗坚果;小松鼠B第一天采集1颗坚果,之后每隔一天才外出采集一次,且每次采集的坚果数量均比上一次多1颗;小松鼠C第一天采集1颗坚果,之后四天每天采集的坚果数量均是上一天的2倍,但每过五天,小松鼠C都会休息三天,然后按此规律重新从第一次1颗坚果开始采集,请问三十天后下列哪只小松鼠采集的坚果最多?( )
A. 小松鼠A B. 小松鼠B
C. 小松鼠C D. 三只小松鼠同样多
7. 已知,若,则( )
A. 2 B. 1 C. 0 D.
8. 在平面直角坐标系中,已知,,,射线AO是∠BAC的角平分线,则△ABC面积的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
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. 设等差数列 的前n项和为,公差为d,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 取最大值时 D. 时n的最大值为12
10. 如图,在四棱锥中,底面,底面是正方形, ,为的中点,则( )
A. 异面直线与所成角的余弦值为
B. 点到直线的距离为
C. 点到平面 的距离为
D. 平面与平面 夹角的余弦值为
11. 已知曲线C:与直线l: 交于A,B两点,过A,B两点分别作y轴的垂线,垂足分别为,, ,则下列结论正确的是( )
A. t取任意实数时,直线l均与曲线C交于不同的两点
B. 是以点Q为直角顶点的直角三角形
C. 当时,
D. 面积的最小值为5
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 过,两点的直线的倾斜角为________.
13. 已知,,记,则数列的前 项和 ________.
14. 已知椭圆:与双曲线有公共的焦点,,A为,在第一象限的交点,且的面积为2,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则最小值为________.
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. 已知圆C经过点,,.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若过原点O的直线l与圆C相切,求直线l的方程.
16. 如图,在正方体中,E是的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 已知数列 满足,,记数列的前n项和为.
(1)求数列 的通项公式;
(2)求.
18. 动点满足到定点和定直线的距离之比为,动点G的轨迹为曲线C, ,过点的直线l与C交于M,N两点,直线AM,AN与直线分别交于点
(1)求C的方程;
(2)记直线的斜率分别为,,证明:为定值;
(3)记 ,的面积分别为,问是否存在实数,使得恒成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
19. 已知函数 , .
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论在R上的单调性;
(3)若 对任意的 恒成立,求a的取值范围.
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