内容正文:
高二期末
数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题: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. 若向量的横、纵、竖三个坐标之和为0,则( )
A. 6 B. 3 C. -3 D. -6
2. 若,则( )
A. 2或6 B. 2或3 C. 3 D. 6
3. 已知,则圆与圆的位置关系是( )
A. 内含 B. 外离 C. 相切 D. 相交
4. 已知点为抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. 1 D. 4
5. 已知双曲线的一条渐近线经过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6. 在三棱锥中,,且,且,若二面角的大小为,则( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
7. 在某校举行的“诵读经典”活动中,学校准备随机将6本图书奖励给获奖的6名学生,每名学生1本,其中《三国演义》和《红楼梦》各1本,《西游记》和《水浒传》各2本,同名书是完全一样的,则奖励方案的种数为( )
A. 720 B. 360 C. 180 D. 120
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,点为的内心,线段的延长线与轴交于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题: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,则下列说法正确的是( )
A. 可能垂直于轴
B. 可能垂直于轴
C. 若,则
D. 若,则
10. 已知的展开式中的系数为6,则( )
A.
B. 展开式中各二项式系数之和为16
C. 展开式中第4项为
D. 展开式中不含常数项
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为为上一动点,过点的直线与交于两点,且为的中点,为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A. 点不可能在以为直径的圆内
B. 若,则
C. 直线的方程为
D. 存在点,使得四边形为平行四边形
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 从4顶不同的帽子中随机选择2顶分给甲、乙两人,每人1顶帽子,共有__________种分法.(用数字作答)
13. 已知是空间的一组基,向量,且四点共面,则__________.
14. 对于一个圆,若点使得圆上任意一点都满足为常数,则称是一对与此圆对应的阿波罗尼斯点.已知点为圆上任意一点,点与点是一对与圆对应的阿波罗尼斯点,则__________.
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. 已知直线.
(1)若经过圆的圆心,求的方程;
(2)若与两坐标轴围成的三角形面积为2,求的方程.
16. 如图,在四棱锥中,为的中点,,.
(1)求的值;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 已知的展开式中所有项的系数之和为729.
(1)求;
(2)求展开式中各项系数的最大值;(结果用数字表示)
(3)求的展开式中的系数.(结果用数字表示)
18. 已知抛物线的焦点为,点在上,且.
(1)求的方程.
(2)过点作互相垂直的动直线,设与分别交于点和点,其中点,在第一象限,再过点作轴的垂线,分别交直线于点.
(i)证明:是的中点.
(ii)以为直径的圆是否可能与轴相切?请说明理由.
19. 如图,在三棱锥中,为正三角形,,过点的平面与棱分别交于点,且,记.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值;
(3)记点到平面的距离分别为,求的最小值.
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高二期末
数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题: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. 若向量的横、纵、竖三个坐标之和为0,则( )
A. 6 B. 3 C. -3 D. -6
【答案】C
【解析】
【分析】依题意列方程可求得结果.
【详解】向量的横、纵、竖坐标之和为0,则,
解得
故选:C.
2. 若,则( )
A. 2或6 B. 2或3 C. 3 D. 6
【答案】A
【解析】
【分析】根据组合数性质解方程即可.
【详解】由题意可得或,
解得或.
经检验均满足题意.
故选:A.
3. 已知,则圆与圆的位置关系是( )
A. 内含 B. 外离 C. 相切 D. 相交
【答案】D
【解析】
【分析】根据两圆方程求出圆心距,并与两圆半径之和、之差进行比较,即可得出结论.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
则,因,
即两圆相交,
故选:D.
4. 已知点为抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. 1 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】依题意可得,从而转化为关于的二次函数,结合二次函数的性质计算可得.
【详解】因为点为抛物线上一动点,
所以,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,此时,.
故选:B
5. 已知双曲线的一条渐近线经过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先根据渐近线得出,再应用计算离心率即可.
【详解】双曲线的一条渐近线过点,
所以,即得,
所以.
故选:B.
6. 在三棱锥中,,且,且,若二面角的大小为,则( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】根据几何体特征以及二面角定义,利用向量数量积的运算律计算可得结果.
【详解】设的中点为,连接,如下图所示:
因为且,所以,
又因为,二面角的大小为,所以;
因此
.
故选:B
7. 在某校举行的“诵读经典”活动中,学校准备随机将6本图书奖励给获奖的6名学生,每名学生1本,其中《三国演义》和《红楼梦》各1本,《西游记》和《水浒传》各2本,同名书是完全一样的,则奖励方案的种数为( )
A. 720 B. 360 C. 180 D. 120
【答案】C
【解析】
【分析】根据分步乘法计数原理计算即可求得结果.
【详解】由题可知,第一步先从6人中选取两人奖励给《西游记》,
第二步从剩余的4人中选取两人奖励给《水浒传》,
第三步,将《三国演义》和《红楼梦》分给最后两名学生,
因此奖励方案的种数为.
故选:C
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,点为的内心,线段的延长线与轴交于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据内心性质以及角平分线定理可得,再由椭圆定义可得,可求得离心率.
【详解】连接,如下图:
因为点为的内心,所以分别为三个内角的角平分线,
又,可得,
在中,由角平分线定理可得,即;
在中,由角平分线定理可得,即;
又因为,所以,
即,所以离心率为.
故选:D
二、多项选择题: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,则下列说法正确的是( )
A. 可能垂直于轴
B. 可能垂直于轴
C. 若,则
D. 若,则
【答案】BC
【解析】
【分析】根据直线平行的条件、直线垂直的条件逐项判断即可.
【详解】对于A,因为直线,的系数不为0,所以不垂直于轴,A错误;
对于B,当时,,与轴垂直,B正确;
对于C,当时,.
因为直线的斜率均为且不重合,所以两直线平行,C正确;
对于D,因为,所以,解得或.
当时,由C选项知两直线是平行的;
当时,,斜率均为,且两直线不重合,所以两直线平行.
故时或,D错误;
故选:BC.
10. 已知的展开式中的系数为6,则( )
A.
B. 展开式中各二项式系数之和为16
C. 展开式中第4项为
D. 展开式中不含常数项
【答案】ABD
【解析】
【分析】由题意求得,根据二项式定理依次判定各选项即可求解.
【详解】展开式的通项为,,
由题意可得展开式中的系数为6,则,解得,
对于A,,,所以,故A正确;
对于B,,故展开式中各二项式系数之和为16,故B正确;
对于C,展开式中第4项为,故C错误;
对于D,令,解得,故展开式中不含常数项,故D正确.
故选:ABD
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为为上一动点,过点的直线与交于两点,且为的中点,为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A. 点不可能在以为直径的圆内
B. 若,则
C. 直线的方程为
D. 存在点,使得四边形为平行四边形
【答案】ACD
【解析】
【分析】求出以为直径的圆的方程,再由点在椭圆上可得点不可能在圆内,A正确,由椭圆定义可得解得,再利用余弦定理计算可得B错误,利用点差法代入点的坐标求出,可知C正确,分别求出弦长,再根据平行四边形性质可得出存在点满足,且,可得D正确.
【详解】对于A,由题意知,所以,
以为直径的圆的方程为,
又在椭圆上,满足,即,
代入圆的方程左边,当且仅当时取等号,
所以点不可能在以为直径的圆内,A正确,
对于B,易知,又,解得,
又,则,B错误,
对于C,设,因为是的中点,所以,
由,两式相减得
代入得,
变形得,则直线的方程为,即,C正确,
对于D,联立,整理可得,
可得,所以,
假设存在点,使得四边形为平行四边形,可知,
即直线方程为,代入椭圆方程可得,
因此,
即可知,且,因此四边形为平行四边形,即D正确.
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 从4顶不同的帽子中随机选择2顶分给甲、乙两人,每人1顶帽子,共有__________种分法.(用数字作答)
【答案】12
【解析】
【分析】根据排列数定义以及分步乘法计数原理可得结果.
【详解】依题意可知该问题等价于将4顶不同的帽子排到两个不同的位置上,
因此共有种.
故答案为:12.
13. 已知是空间的一组基,向量,且四点共面,则__________.
【答案】1
【解析】
【分析】根据四点共面,可得存在实数m,n,使得,根据条件,代入求解,即可得答案.
【详解】因为四点共面,所以存在实数m,n,使得,
因为,
所以,
则,解得.
故答案为:1
14. 对于一个圆,若点使得圆上任意一点都满足为常数,则称是一对与此圆对应的阿波罗尼斯点.已知点为圆上任意一点,点与点是一对与圆对应的阿波罗尼斯点,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据阿波罗尼斯点的定义设出点的坐标,再结合点在圆上,利用两点间距离公式列出等式,通过等式恒成立即可求出.
【详解】点与点是一对与圆对应的阿波罗尼斯点,设
设,则,
,两边同时平方得,
把代入得,
,,,
即,解得或,
又,,,.
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. 已知直线.
(1)若经过圆的圆心,求的方程;
(2)若与两坐标轴围成的三角形面积为2,求的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)确定圆心坐标,代入直线方程求得,即可求解;
(2)分别计算直线在两坐标轴上的截距,结合面积公式求得,即可求解.
【小问1详解】
圆的方程可变形为,
其圆心为.
因为经过圆的圆心,
所以,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
由题可知,
由的方程可得,与轴交于点,与轴交于点.
由题意可得,
解得,
所以的方程为或.
16. 如图,在四棱锥中,为的中点,,.
(1)求的值;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)0 (2).
【解析】
【分析】(1)先建立空间直角坐标系,应用空间向量的数量积坐标公式计算求解;
(2)先求出平面的法向量,再应用线面角正弦公式计算求解.
【小问1详解】
因为,
故以为坐标原点,直线分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
可得,
所以.
【小问2详解】
由(1)可得.
设平面的法向量为,
则
令,可得.
设直线与平面所成的角为,
则,
即直线与平面所成角的正弦值为.
17. 已知的展开式中所有项的系数之和为729.
(1)求;
(2)求展开式中各项系数的最大值;(结果用数字表示)
(3)求的展开式中的系数.(结果用数字表示)
【答案】(1)
(2)240 (3)140
【解析】
【分析】(1)赋值得到关于的等式,进而求出结果.
(2)先根据二项式定理求出通项,然后列出不等式,求解即可.
(3)根据二项式定理求出所求项的系数.
【小问1详解】
令,得,得.
【小问2详解】
的展开式的通项.
设第项的系数最大,
则整理得
解得,则,
所以展开式中各项系数的最大值为.
【小问3详解】
中没有项,的展开式中的系数为的展开式中的系数为,的展开式中的系数为,
所以的系数为.
18. 已知抛物线的焦点为,点在上,且.
(1)求的方程.
(2)过点作互相垂直的动直线,设与分别交于点和点,其中点,在第一象限,再过点作轴的垂线,分别交直线于点.
(i)证明:是的中点.
(ii)以为直径的圆是否可能与轴相切?请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(i)证明:由(1)可知的焦点坐标为,
由题意知的斜率都存在且不为0,设,则,
设,如下图:
AI
联立可得消去并整理得,
此时,且.
同理.
直线的斜率为,方程为,
由,得.同理.
又,所以,
可得,所以是的中点.
(ii)不可能,理由为:
由(i)中是的中点可得若以为直径的圆与轴相切,则.
由,可得,所以.
又,故,
即,
整理得.
不妨取,则,所以,
又,可得.
代入,可得,因为,此方程无解,
故以为直径的圆不可能与轴相切.
【解析】
【分析】(1)根据抛物线定义由可得,可求得其方程;
(2)(i)设并与抛物线联立,结合韦达定理可得,同理可得,求出直线的方程可解得,同理求得可得,所以是的中点;
(ii)由(i)中结论可知若以为直径的圆与轴相切,则,由韦达定理联立方程可得,由判别式可知此方程无解,故以为直径的圆不可能与轴相切.
【小问1详解】
由题可知的准线为.
因为点在上,且,所以,
解得,
则的方程为.
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
19. 如图,在三棱锥中,为正三角形,,过点的平面与棱分别交于点,且,记.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值;
(3)记点到平面的距离分别为,求的最小值.
【答案】(1)
证明:如图,取的中点,连接.
因为为正三角形,所以.
因为,所以,即,
所以为等腰直角三角形,则.
因为在正三角形中,,所以.
又,所以,即.
又因为,平面.
所以平面.
又因为平面,所以平面平面.
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,根据正三角形的性质,可证,根据勾股定理,可证,,根据面面垂直的判定定理,即可得证.
(2)如图建系,求得各点坐标和所需向量坐标,求出平面的法向量,易得平面的法向量,根据二面角的向量求法,即可得答案.
(3)由(2)得各点坐标,求出平面的法向量,根据点到平面距离的向量求法,可得的表达式,整理计算,结合基本不等式,即可得答案.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为,所以,又由(1)知两两互相垂直,
以为坐标原点,分别以直线,为轴建立空间直角坐标系,如图所示.
则.
因为,所以为的中点,又,所以为的中点,
则,所以,
设平面的法向量为,
则,令,则可取,
易知平面的一个法向量为.
则,
由图象得平面与平面的夹角为锐二面角,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
【小问3详解】
由(2)得,.
则.
设平面的法向量为,
则,令,则可取,
所以,
于是.
设,则,
则
,
(当且仅当,即时取“”),
所以的最小值为.
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