内容正文:
高二年级试题
数学
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. 直线的倾斜角是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出直线的斜率,可得出该直线的倾斜角.
【详解】直线的斜率为,因此,该直线的倾斜角为,故选C.
【点睛】本题考查直线倾斜角的计算,解题的关键就是求出直线的斜率,同时要熟悉直线的倾斜角和斜率之间的关系,考查计算能力,属于基础题.
2. 一质点沿直线运动,位移(单位:)与时间(单位:)之间的关系为,则质点在时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】对函数进行求导,将代入导函数中即可求出答案.
【详解】因为,所以,
当时,,
则质点在时的瞬时速度为.
故选:B.
3. “”是“直线与平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】利用定义法,分充分性和必要性分别判断.
【详解】充分性:当时,直线与即为:与,所以两直线平行.故充分性满足;
必要性:直线与平行,则有:,解得:或.
当时,直线与即为:与,所以两直线平行,不重合;
当时,直线与即为:与,所以两直线平行,不重合;
所以或.
故必要性不满足.
故“”是“直线与平行”的充分不必要条件.
故选:A
4. 已知数列满足:,,若,则n为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【分析】先根据已知条件判断数列的类型,再代入求的值.
【详解】因为,,所以,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
由,得,解得.
故选:C
5. 双曲线的焦距长为8,且渐近线方程为,则双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由焦距长和渐近线方程列方程组求解得到的值,即可得到双曲线方程.
【详解】因为焦距长为8,所以,即.
而渐近线方程为,所以,
又因为,即,
所以,
所以双曲线方程为.
故选:A.
6. 正四面体(四个面都是正三角形)中,M,N分别是,的中点,直线与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量的数量积运算和夹角余弦公式计算即可.
【详解】由图可得,,
设正四面体的棱长为,则
,
结合题意可得.
因为两条异面直线的夹角的范围是,
故直线与夹角的余弦值为.
故选:D.
7. 在等差数列中,,.记,则数列()
A. 有最大项,无最小项 B. 无最大项,有最小项
C. 有最大项,有最小项 D. 无最大项,无最小项
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意求出等差数列通项公式,将数列前几项写出来,通过分析判定即可.
【详解】由得公差:
首项,故。
由得,
因此:当时,;当时,,
,,,
,,,
可见在时取到最大正值,
当时,,随着增大单调递增,无最小项.
故选:A
8. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过作与x轴不垂直的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,若是周长为的等腰三角形,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据双曲线的定义,结合余弦定理列式得到,再根据离心率公式即可求出.
【详解】
设,
两点位于双曲线C的右支上,根据双曲线的定义得,即,
,即,
又是等腰三角形,,即,,
又的周长为,,,即,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
又和互补,,
即,化简得,
,又,.
故选:B.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 当时,方程表示的曲线形状可能是( )
A. 两条平行直线 B. 圆 C. 椭圆 D. 双曲线
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据椭圆、双曲线的标准方程进行判断即可.
【详解】因为,所以.
当时,方程变为,即和.
和为两条平行的直线,A正确;
当时,方程变为.
因为,所以此方程表示为焦点在轴上的椭圆,C正确;
当时,方程变为.
所以此方程表示为焦点在轴上的双曲线,D正确;
故选:ACD.
10. 已知等比数列的公比,且,前n项和为,前n项积为,那么下列结论正确的有( )
A.
B. 存在,使得
C. 若是递增数列,则是递增数列
D. 若是递增数列,则是递增数列
【答案】AD
【解析】
【分析】分类讨论、可判断A的正误,根据A的判断可得数列的单调性,故可判断B的正误,根据反例可判断C的正误,根据特例可得或,分类讨论后可判断D的正误.
【详解】选项A:已知,,则有两种情况:
当时,,那么,
当时,,那么,
等比数列的通项公式为,则,
当,时,,所以,
当,时,,所以.故A正确.
选项B:由选项A的分析可知,当时,,此时数列是递增数列,
即,所以,
当时,,此时数列也是递增数列,
即,所以,
因此,不存在,使得,故B错误.
选项C:若是递增数列,则,所以,则,,
但不一定是递增数列,例如,当,时,则,
所以不满足,故不满足递增.故C错误.
选项D:若是递增数列,则,即,化为,
故或,
若,则,则,故是递增数列;
若,则,此时,则,
这与是递增数列矛盾,此类情形不存在;
综上,是递增数列.故D正确.
故选:AD.
11. 在棱长为2的正方体中,点O为线段的中点,且点P满足,则下列说法正确的是( )
A. 若,则平面
B. 若,,则平面
C. 若,则点P到平面的距离为
D. 若,时,直线与平面所成角为,则
【答案】BC
【解析】
【分析】以为原点建系,根据判断A;求平面的一个法向量,判断即可判断B选项;根据公式计算判断C;应用线面角公式计算判断D.
【详解】如图,以点D为坐标原点,以、、所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,
则有,,,,,,,,,
则,,,,
则,则,
A选项,若,则,则,
则,则与不垂直,故A错误;
B选项,若,,则,则,
设平面的一个法向量为,
则有,令,则,故.
则,即,
又平面,所以平面,故B正确;
C选项,若,则,
则到平面的距离为,故C正确;
D选项,,当,时,,
则
,
当时,,
当时,,
当且仅当时,等号成立,
故,即,故D错误.
故选:BC
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,,则____.
【答案】
【解析】
【分析】根据递推公式,代入即可求出答案.
【详解】因为,,
所以,
,
,
.
故答案为:.
13. 已知空间向量,,,若向量,,共面,则实数的值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据空间向量共面定理,结合空间向量坐标的运算即可求解.
【详解】显然不共线,
因为向量,,共面,
所以,使得,
因为,,,
所以,
则,解得,
所以实数的值为.
故答案为:.
14. 已知抛物线的焦点为F,过点的直线与该抛物线交于A,B两点,若,,则______.
【答案】
【解析】
【分析】设直线,,与抛物线联立可得,根据题意结合抛物线的定义运算求解即可.
【详解】由题意可知:,直线的斜率存在且不为0,直线与抛物线必相交,
设直线,,
联立方程,消去可得,则,
因为,,即,,
则,整理可得,解得,
且,所以.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤.
15. 已知等差数列的公差为2,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等差数列通项公式结合等比中项可得,即可得的通项公式;
(2)由(1)可得:,结合裂项相消法求和即可.
【小问1详解】
因为等差数列的公差为2,
则,,
又因为,,成等比数列,
则,解得,
所以.
【小问2详解】
由(1)可得:,
所以.
16. 已知圆C与直线相切于点,且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线过点且被圆C所截得的弦长为8,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)求出经过切点的圆的半径所在直线方程,再与已知直线方程联立求出圆心坐标及半径即可.
(2)由(1)中信息,求出圆心到直线的距离,再按斜率存在与否分类求出直线方程.
【小问1详解】
圆C与直线相切于点,则直线的斜率为,
直线的方程为,即,
解方程组,得,则圆心,半径,
所以圆的标准方程为.
【小问2详解】
由直线被圆C所截得的弦长为8,得圆心到直线的距离,
而圆心到直线的距离为3,则直线的方程可以为,此时直线的斜率不存在,;
当直线斜率存在时,设,由,解得,
直线的方程为,即,
所以直线的方程为或.
17. 在四棱锥中,平面,,,点M在棱PD上.
(1)证明:;
(2)若,,,和平面所成角的正切值是,求平面和平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直先证明平面,再结合即可求证;
(2)利用几何知识可得,从而可建立以为原点的空间直角坐标系,再利用空间向量法即可求出面面夹角.
【小问1详解】
因为平面,平面,所以,
因为,,平面,平面,
所以平面.
又平面,所以,
因为,所以.
【小问2详解】
因为平面,所以是和平面所成角,
在中,,
在中,,
于是在中,,
又因为,所以.
由平面和第(1)问,可知、、两两垂直,
故以为原点建立如下图所示空间直角坐标系,
则,,,,,,
于是,,,,
设平面的一个法向量为,
由,可得,取,
设平面的一个法向量为,
由,可得,取,
于是,
所以平面和平面夹角的余弦值为.
18. 已知数列的首项为1,前n项和为,且.
(1)写出,的值,并证明:;
(2)求数列的前n项和;
(3)若对于任意,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),,证明见解析
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)利用数列的递推公式结合题目条件证明;
(2)利用错位相减法结合等比数列的求和公式计算;
(3)利用已求得的奇数项与偶数项通项及原递推关系导出,将所给不等式转化为对任意正整数恒成立。进而分析数列的单调性,通过比较相邻项的差值符号确定其最大项,即可求得的取值范围.
【小问1详解】
因为,,
所以,,
由可得,,①
所以,②
两式相减得,,
因为数列的各项均不为,
所以.
【小问2详解】
由可知,是首项为,公差为的等差数列,
所以,
于是,
,
,
所以
,
因此,.
【小问3详解】
由(1)(2)可知,,,
因为,所以,
由,可得,,
令,则,
当时,,即,
当时,,即,
所以数列的最大项为,
因此,的取值范围是.
19. 已知椭圆过点,离心率为,是坐标原点,不与坐标轴垂直的直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是的重心,求直线的方程;
(3)设线段的中点为,当面积取最大值时,是否存在两定点使为定值?若存在,求出这个定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,4
【解析】
【分析】(1)根据椭圆过的点,离心率及列方程组,解出即可求出答案;
(2)设直线,,,联立椭圆方程与直线方程,利用韦达定理得到,进而求得,根据重心的性质列方程组,求解即可求出答案.
(3)利用三角形面积公式求得,利用基本不等式求出三角形面积的最大值,及满足的条件,求出点,可得点在椭圆上,根据椭圆的定义即可求出两定点及定值.
【小问1详解】
因为椭圆过点,且离心率为,
则,解得,
所以椭圆C的方程为.
【小问2详解】
由题意可知直线斜率存在,设直线,,,
联立直线与椭圆的方程:,
消去,得,
,即,
则,,
则,
因为点是的重心,
所以,解得,
因此,直线的方程为.
【小问3详解】
由(2),,,
点到直线的距离,
所以
,
其中,
因为,
当且仅当即时等号成立,
因此,面积的最大值为2,且.
由(2)可知,线段的中点,
所以,
于是,
即,
所以点在椭圆上,
由椭圆定义可知,存在两定点为,
使为定值.
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高二年级试题
数学
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. 直线的倾斜角是
A. B. C. D.
2. 一质点沿直线运动,位移(单位:)与时间(单位:)之间的关系为,则质点在时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
3. “”是“直线与平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
4. 已知数列满足:,,若,则n为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
5. 双曲线的焦距长为8,且渐近线方程为,则双曲线方程为( )
A. B. C. D.
6. 正四面体(四个面都是正三角形)中,M,N分别是,的中点,直线与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
7. 在等差数列中,,.记,则数列()
A. 有最大项,无最小项 B. 无最大项,有最小项
C. 有最大项,有最小项 D. 无最大项,无最小项
8. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过作与x轴不垂直的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,若是周长为的等腰三角形,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 当时,方程表示的曲线形状可能是( )
A. 两条平行直线 B. 圆 C. 椭圆 D. 双曲线
10. 已知等比数列的公比,且,前n项和为,前n项积为,那么下列结论正确的有( )
A.
B. 存在,使得
C. 若是递增数列,则是递增数列
D. 若是递增数列,则是递增数列
11. 在棱长为2的正方体中,点O为线段的中点,且点P满足,则下列说法正确的是( )
A. 若,则平面
B. 若,,则平面
C. 若,则点P到平面的距离为
D. 若,时,直线与平面所成角为,则
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,,则____.
13. 已知空间向量,,,若向量,,共面,则实数的值为_____.
14. 已知抛物线的焦点为F,过点的直线与该抛物线交于A,B两点,若,,则______.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤.
15. 已知等差数列的公差为2,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
16. 已知圆C与直线相切于点,且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线过点且被圆C所截得的弦长为8,求直线的方程.
17. 在四棱锥中,平面,,,点M在棱PD上.
(1)证明:;
(2)若,,,和平面所成角的正切值是,求平面和平面夹角的余弦值.
18. 已知数列的首项为1,前n项和为,且.
(1)写出,的值,并证明:;
(2)求数列的前n项和;
(3)若对于任意,恒成立,求实数的取值范围.
19. 已知椭圆过点,离心率为,是坐标原点,不与坐标轴垂直的直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是的重心,求直线的方程;
(3)设线段的中点为,当面积取最大值时,是否存在两定点使为定值?若存在,求出这个定值;若不存在,请说明理由.
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