内容正文:
高二数学
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 已知空间向量,,若,则( )
A. B. C. D. 10
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量垂直的坐标表示即可求解.
【详解】,
,
解得.
故选:D.
2. 过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意设与平行的直线方程为,代入点后即可求得,进而得到直线方程.
【详解】设与直线平行的直线方程为,
代入,可得,解得,
故所求直线方程为.
故选:A.
3. 抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据抛物线方程直接写出焦点坐标即可.
【详解】由抛物线可得,,
所以焦点坐标为.
故选:B
4. 已知为等差数列,,则的公差为( )
A. 3 B. 2 C. 1 D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的通项公式进行求解即可.
【详解】设该等差数列的公差为.
因为,
所以,即,解得.
故选:C
5. 已知函数的部分图象如图所示,则( )
A. << B. <<
C. << D. <<
【答案】B
【解析】
【分析】由导数的几何意义即函数图象增长速度越快,其导数值越大,结合图象即可求解.
【详解】由的图象可知,在上单调递增且增长得越来越慢,
所以,即
故选:B.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别是,焦距为8,M是该双曲线上一点,且,则( )
A. 9 B. 6 C. 3 D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线的定义结合双曲线的方程,即可解得的值.
【详解】设双曲线的半焦距为.因为,所以,
所以,解得.
由双曲线的定义可得,
所以,解得或,且有,
当时,,不符合题意,故舍去,
当时,,满足题意.综上,.
故选:A.
7. 已知点P在曲线上,设该曲线在点P处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求导,得到导函数的范围,即切线斜率的范围,从而得到倾斜角的范围.
【详解】由题意得,即,
由倾斜角的范围,解得.
故选:D
8. 如图,点A,B为射线OP上两动点(与O不重合),且,,若射线OQ上至少有一点C,使得,则线段OA长度的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】以为原点、为轴建系,由,设由得;即在以为直径的圆上,该圆与轴至少有一个公共点,则圆心纵坐标不大于半径.
【详解】以为坐标原点,为轴建立如图所示的平面直角坐标系.
因为,所以可设,.
由可得,解得.
由于,所以点在以为直径的圆上,
则以为直径的圆与射线至少有一个公共点,
圆心为,它到轴的距离小于或等于半径,
即,解得.所以.
故选:C
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. 已知空间中两条直线,的方向向量分别为,则下列结论正确的是( )
A. 向量与共面 B. 在上的投影向量的模是
C. D. 两直线夹角的余弦值是
【答案】AB
【解析】
【分析】对于A,利用空间向量共面定理即可判断;对于B,利用投影向量的模长公式即可判断;对于C,利用空间向量平行的坐标表示即可判断;对于D,根据两直线夹角公式计算.
【详解】对于A,不共线,假设向量与共面,
则,使得,
则,解得,
所以,因此与共面,故A正确;
对于B,在上的投影向量的模是,故B正确;
对于C,易知,因为,不成立,故C错误;
对于D,由题知,两直线夹角余弦值是,故D错误.
故选:AB.
10. 记正项等比数列的前n项积为,若,则下列结论正确的是( )
A. B. 是递增数列
C. 当取得最小值时, D. 使n的最小值为14
【答案】ABD
【解析】
【详解】设的公比为.,
对于A,由题意可得,
解得,故A正确;
对于B,,故递增数列,故B正确;
对于C,,
是开口向上的抛物线,其对称轴为,所以当或7时,取得最小值,
选项C的表述未包括“”,故C错误;
对于D,令,即,解得或,
因为,所以使的的最小值为14,故D正确.
故选:ABD.
11. 中国结是一种手工编织工艺品,它有着复杂奇妙的曲线,却可以还原成单纯的二维线条,其形状类似打横的阿拉伯数字8,对应着数学曲线中的双纽线.在直角坐标系中,把与定点的距离之积等于的动点的轨迹称为双纽线,P是双纽线C上的一个动点,则下列结论正确的是( )
A. 双纽线C上存在唯一的点P,使得
B. 双纽线C关于x轴、y轴均对称,也关于原点对称
C. 若,则周长的最小值为16
D. 点满足
【答案】ABD
【解析】
【分析】由双纽线的定义可得其方程为:,对于A,若,则点在轴上,令,有唯一解,故A正确;对于B,双纽线上任意一点关于原点的对称点为,易得也在双纽线上,故双纽线关于原点中心对称,同理可证双纽线与轴,轴对称,故B正确;对于C,由双纽线的定义可得,则的周长为,但取等号时三点共线,无法构成三角形,故周长取不到16,C错误;对于D,根据双纽线的方程,可得,则,故D正确.
【详解】设,则,根据双纽线的定义可得,
即,整理得.
对于A,若双纽线上的点满足,则点在轴上,即,
把代入曲线方程,解得,即点满足,
所以这样的点有且仅有一个,故A正确;
对于B,双纽线上任意一点关于原点的对称点为,
用替换方程中的,方程不变,即点也在双纽线上,所以双纽线关于原点中心对称,
同理点关于轴的对称点与关于轴的对称点,
替换方程中的,方程不变,即点,也在双纽线上,
所以双纽线关于轴对称,也关于轴对称,故B正确;
对于C,若,则,所以的周长为
,
当且仅当时等号成立,但此时三点共线,无法构成三角形,
因此的周长取不到16,故C错误;
对于D,根据双纽线的方程,可得,则,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知数列满足,若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据数列的递推公式可得数列是周期为3的周期数列,根据数列的周期性即可得解.
【详解】,
,,,
则是周期为3的周期数列,
又,
.
故答案为:.
13. 圆与圆的公共弦的长为__________.
【答案】
【解析】
【分析】两个圆的方程相减,得到相交弦所在的直线方程,结合点到直线距离公式、圆的弦长公式进行求解即可.
【详解】两圆为① ,② ,
②-①可得,即两圆的公共弦所在直线的方程为.
圆的圆心为点,半径为,
圆心到公共弦的距离为公共弦的长为.
故答案为:
14. 已知函数,则不等式的解集为__________.
【答案】
【解析】
【分析】通过求导得到函数的单调性,根据函数的单调性即可求解.
【详解】由题可知的定义域为,
因为,所以在上单调递增,
则,在上恒成立,
令,则,
因为在上恒成立,
所以在上单调递增,
又,所以,
又,所以不等式的解集为.
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. 已知圆C经过两点,且圆心C在直线上.
(1)求线段的中垂线l的方程;
(2)求圆C的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出的中点坐标、线段的中垂线的斜率,利用直线的点斜式方程可得答案;
(2)求出圆心坐标、圆的半径可得答案.
【小问1详解】
由可知其中点.
设线段的中垂线的斜率为,
则,
易知过点,所以,即;
【小问2详解】
由解得,故圆心坐标为,
圆的半径为,
故圆的标准方程为.
16. 已知椭圆的离心率为,长轴长为4.
(1)求C的方程;
(2)过点的直线m与C交于A,B两点,若A是PB的中点,求直线m的斜率.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)由椭圆的方程结合离心率公式即可求解;
(2)先考虑直线斜率不存在的情况,经验证此情况舍,则设直线的方程为,与椭圆联立后由韦达定理得,,结合条件中A是PB的中点,最终可求得直线m的斜率.
【小问1详解】
因为长轴长为4,所以,
又因为离心率为,所以半焦距,则,
故的方程为.
【小问2详解】
设,由是的中点,得.
由(1)可知的上、下顶点分别是,
不满足,即直线的斜率存在.
设直线的方程为,如图所示.
将代入,
得,
其中,
且①,②.
因为是的中点,所以③.
将③代入①②,得,
所以,且,
解得或,
所以直线的斜率为或.
17. 设函数.
(1)若当时,取得极值,求a的值,并说明此时的单调性;
(2)若存在极值,求a的取值范围.
【答案】(1),在上单调递增,在上单调递减
(2)
【解析】
【分析】(1)根据极值点的性质即可求出,通过导数与函数单调性的关系即可求出单调性;
(2)对求导得,,分为和两种情况讨论,在讨论时,再判断是否在定义域中,结合极值的概念,即可求出答案.
【小问1详解】
,
依题意有,解得,
从而,
易知的定义域为,
令,可得或,
∵当时,,当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
由题可知的定义域为,
方程的判别式,
①若,即,则在内,恒成立,
故无极值;
②若,即或,
则有两个不同的实根,
当时,,,
,,
,,
,
从而在内没有零点,故无极值;
当时,,,
,
,在内有两个不同的零点,
当时,,当时,,
易知在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
在处取得极大值,在处取得极小值.
综上,当存在极值时,的取值范围为.
18. 如图,正四棱锥的高为设平面与直线交于点G.
(1)求平面AEF与底面ABCD夹角的余弦值;
(2)求
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用平面法向量的定义,结合面面夹角的定义、空间向量夹角公式进行求解即可;
(2)根据平面四点共面的性质结合空间向量共面定理进行求解即可.
【小问1详解】
连接,交于点,连接,以的方向分别为轴、轴、轴的正方向建立如图所示的空间直角坐标系.
由于正四棱锥的高为,所以,
则有.
由于,
所以,
故,
于是.
设平面的法向量为,
则,即,
不妨令,
易知底面的一个法向量为,
设平面与底面的夹角为,
则,
即平面与底面夹角的余弦值为.
【小问2详解】
假设,
则.
因为四点共面,所以存在唯一的实数对,
使得,
即,
列方程组即为,解得,
所以.
19. 如图,曲线下有一系列等腰直角三角形为坐标原点),这些三角形的底边均在x轴上,点均在曲线上,设边的长度为.
(1)求的值;
(2)求的通项公式;
(3)设曲线在点P,处的切线斜率为k,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据是等腰直角三角形,点均在曲线上,可得答案;
(2)利用点在曲线上和可得答案;
(3)利用求出点的横坐标,再求导得到,然后利用裂项相消求和可得答案.
【小问1详解】
依题意,为等腰直角三角形,且,
观察图象得,而点在曲线上,
即,解得.
为等腰直角三角形,且,
点在曲线上,即,
整理得,解得或(舍去),
所以;
【小问2详解】
令为的前项和,则点,
,于是点在曲线上,
则,即,
当时,,
两式相减,得,
整理得,
由于,所以,
而满足上式,因此.
所以是首项,公差的等差数列,
,
即的通项公式是;
【小问3详解】
由(2)知,当时,,
则点的横坐标,
显然满足上式,
因此.
由求导得,,于是.
当时,,
所以
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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. 已知空间向量,,若,则( )
A. B. C. D. 10
2. 过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
3. 抛物线的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
4. 已知为等差数列,,则的公差为( )
A. 3 B. 2 C. 1 D.
5. 已知函数的部分图象如图所示,则( )
A << B. <<
C. << D. <<
6. 已知双曲线的左、右焦点分别是,焦距为8,M是该双曲线上一点,且,则( )
A 9 B. 6 C. 3 D. 1
7. 已知点P在曲线上,设该曲线在点P处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 如图,点A,B为射线OP上两动点(与O不重合),且,,若射线OQ上至少有一点C,使得,则线段OA长度取值范围为( )
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. 已知空间中两条直线,的方向向量分别为,则下列结论正确的是( )
A. 向量与共面 B. 在上的投影向量的模是
C. D. 两直线夹角的余弦值是
10. 记正项等比数列的前n项积为,若,则下列结论正确的是( )
A. B. 是递增数列
C. 当取得最小值时, D. 使的n的最小值为14
11. 中国结是一种手工编织工艺品,它有着复杂奇妙的曲线,却可以还原成单纯的二维线条,其形状类似打横的阿拉伯数字8,对应着数学曲线中的双纽线.在直角坐标系中,把与定点的距离之积等于的动点的轨迹称为双纽线,P是双纽线C上的一个动点,则下列结论正确的是( )
A. 双纽线C上存在唯一的点P,使得
B. 双纽线C关于x轴、y轴均对称,也关于原点对称
C. 若,则周长的最小值为16
D. 点满足
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知数列满足,若,则__________.
13. 圆与圆的公共弦的长为__________.
14. 已知函数,则不等式的解集为__________.
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经过两点,且圆心C在直线上.
(1)求线段的中垂线l的方程;
(2)求圆C的标准方程.
16. 已知椭圆的离心率为,长轴长为4.
(1)求C的方程;
(2)过点直线m与C交于A,B两点,若A是PB的中点,求直线m的斜率.
17. 设函数.
(1)若当时,取得极值,求a的值,并说明此时的单调性;
(2)若存在极值,求a的取值范围.
18. 如图,正四棱锥的高为设平面与直线交于点G.
(1)求平面AEF与底面ABCD夹角的余弦值;
(2)求.
19. 如图,曲线下有一系列等腰直角三角形为坐标原点),这些三角形的底边均在x轴上,点均在曲线上,设边的长度为.
(1)求的值;
(2)求的通项公式;
(3)设曲线在点P,处的切线斜率为k,求证:.
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