内容正文:
数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教A版选择性必修第一册,选择性必修第二册第四章.
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. 在公差不为0的等差数列中,,则( )
A. 12 B. 13 C. 14 D. 15
2. 若直线与互相垂直,则( )
A. B. 3 C. 或3 D.
3. 数列为单调递减等比数列,且,则公比( )
A B. C. D.
4. 在正方体中,,则( )
A. B.
C. D.
5. 设等差数列的前项和分别为,若,则( )
A B. C. D.
6. 曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大,则曲线在该点处的弯曲程度越小,已知椭圆上点处的曲率半径公式为,若椭圆C上所有点相应的曲率半径的最大值为,最小值为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
7. 设等比数列的前n项和为,若,则( )
A. 6 B. 16 C. 26 D. 36
8. 已知F是双曲线的右焦点,直线与双曲线C交于两点,其中M在第一象限,,且,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. 已知点在平面内,点在平面外,且平面的一个法向量为,则下列选项正确的是( )
A. 向量在向量上的投影向量为
B. 向量在向量上投影向量为
C. 点B到平面的距离为
D. 点B到平面的距离为
10. 已知数列的首项,则( )
A. 是等比数列
B.
C. 数列的前项和为
D. 数列的前项和为
11. 已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则下列选项正确的是( )
A. 直线过定点
B. 若直线与圆相切,则
C. 若,则
D. 当时,从点向圆引切线,切线长最小值是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若数列满足,则________.
13. 抛物线上有一动点P,其焦点为,,则的最小值为________.
14. 在平行六面体中,,,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. 已知抛物线经过的三个顶点,,且直线的倾斜角互补.
(1)求抛物线的方程;
(2)求直线的斜率.
16. 已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)求的前n项和;
(3)求数列的前n项和.
17. 在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,为等边三角形,,为的中点.
(1)证明:平面平面.
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
18. 在平面直角坐标系中,已知,且,记动点的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)已知点P是曲线C上的一动点,不过原点O的直线l与曲线C交于两点,记直线的斜率分别为,若,求的值.
19. 已知为正项数列的前n项和,且.
(1)求的通项公式.
(2)已知数列满足:①,②,③.
(i)求.
(ii)证明:.
(iii)若,求q的取值范围.
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数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教A版选择性必修第一册,选择性必修第二册第四章.
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. 在公差不为0的等差数列中,,则( )
A. 12 B. 13 C. 14 D. 15
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的下标和性质求解,即可得答案.
【详解】因为在公差不为0的等差数列中,,
所以,所以.
2. 若直线与互相垂直,则( )
A. B. 3 C. 或3 D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为直线与互相垂直,
所以,解得.
3. 数列为单调递减等比数列,且,则公比( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为,且为单调递减的等比数列,
联立,解得,
所以,故.
4. 在正方体中,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意得,是的中点,是靠近的三等分点,如图:
5. 设等差数列的前项和分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列的性质即可求解.
【详解】因为,
所以.
6. 曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大,则曲线在该点处的弯曲程度越小,已知椭圆上点处的曲率半径公式为,若椭圆C上所有点相应的曲率半径的最大值为,最小值为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用椭圆方程化简曲率半径表达式,根据单调性得到曲率半径最值对应的表达式,列方程组求解得,从而得到椭圆标准方程.
【详解】 已知点在椭圆上,故,
代入曲率半径公式中括号部分: ,
由于,系数,
故是关于减函数,且,因此与同增减.
当(短轴端点),取最大值,此时最大:
当(长轴端点),取最小值,此时最小:
已知,得方程组: 两式相乘得,即,
代入第一个方程得:,解得,即,进而得.
所以 ,故椭圆标准方程为.
7. 设等比数列的前n项和为,若,则( )
A. 6 B. 16 C. 26 D. 36
【答案】C
【解析】
【详解】解法1:设等比数列的公比为.
若,则,此时,与已知矛盾,故.
由,得,
于是.
解法2:因为为等比数列,所以仍为等比数列.
令(),由已知,可得.
根据等比数列的等比中项性质,有,解得.
由,得,
因,两边同时除以,得.
所以.
8. 已知F是双曲线的右焦点,直线与双曲线C交于两点,其中M在第一象限,,且,则双曲线C的离心率为( )
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】作出符合题意的图形,结合题意以及双曲线的定义得到,最后利用余弦定理建立齐次方程,求解离心率即可.
【详解】如图,设C的左焦点为,则为平行四边形,,
因为,所以,
而,可得,
因为,所以,
所以,
化简得,故离心率.
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. 已知点在平面内,点在平面外,且平面的一个法向量为,则下列选项正确的是( )
A. 向量在向量上的投影向量为
B. 向量在向量上的投影向量为
C. 点B到平面的距离为
D. 点B到平面的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】因为,,,,
所以向量在向量上的投影向量为,故A不正确,B正确;
点B到平面的距离为,故C正确,D错误.
10. 已知数列的首项,则( )
A. 是等比数列
B.
C. 数列的前项和为
D. 数列的前项和为
【答案】BD
【解析】
【分析】根据已知条件,利用构造法得到数列是等比数列,进而求出,判断选项B,利用等比数列定义,即可判断选项A,结合分组求和法判断选项C,利用裂项相消法,判断选项D.
【详解】因为,所以,
所以,所以,
又因为,所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,所以,故B正确;
所以,常数,A错误;
因为数列的前项和为
,所以C不正确;
记数列的前项和为,
因为,
所以,
故D正确.
11. 已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则下列选项正确的是( )
A. 直线过定点
B. 若直线与圆相切,则
C. 若,则
D. 当时,从点向圆引切线,切线长的最小值是
【答案】ABD
【解析】
【分析】将直线方程化为,即可求出定点,可判断A;根据直线与圆相切的条件列方程即可判断B;求出圆心到直线的距离,即可判断C;当时,切线长最短,根据勾股定理求解即可判断D.
【详解】将直线的方程整理为,
由得,
所以直线过定点,故A正确;
圆的标准方程为,圆心为,半径,
若直线与圆相切,则,解得,故B正确;
若,则直线的方程为,
因为圆心到直线的距离,
所以直线与圆相离,所以,故C错误;
从点向圆引切线,设切点分别为,连接,则,
则,
当时,取得最小值,此时取得最小值,
所以,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若数列满足,则________.
【答案】6
【解析】
【分析】根据数列的递推式求出数列的前面几项,可确定数列的周期,利用数列的周期即可求得答案.
【详解】因为,若存在,则,则,矛盾,故,
所以.
因为,所以,
所以是周期为2的数列,故.
13. 抛物线上有一动点P,其焦点为,,则的最小值为________.
【答案】16
【解析】
【分析】由抛物线的定义将转化为,则有三点共线时取最小值.
【详解】由题意得,准线为,过向准线作垂线,垂足为,且有,
因为,则,
所以当三点共线时,最小,如图:
即.
14. 在平行六面体中,,,则________.
【答案】5
【解析】
【分析】利用空间向量基底表示向量,再根据数量积公式求模.
【详解】设,则,.
因为,所以.
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. 已知抛物线经过的三个顶点,,且直线的倾斜角互补.
(1)求抛物线的方程;
(2)求直线斜率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)将点代入即可求出答案;
(2)设利用点差法求出,再根据的倾斜角互补求出,代入即可求出答案.
【小问1详解】
因为抛物线过,所以,
所以,即抛物线C的方程为.
【小问2详解】
易知直线BC的斜率存在,设,则,
两式相减得,所以,
因为直线的倾斜角互补,所以的斜率存在,
且,
所以,故.
16. 已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)求的前n项和;
(3)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)时,可得,与原式相减可求通项公式;
(2)结合(1),利用等差数列的前项和公式,计算可求;
(3)利用错位相减法可求得.
【小问1详解】
因为,①
所以当时,,
当时,,②
由整理得,
因为符合上式,所以.
【小问2详解】
由(1)知,
所以数列是以1为首项,为公差的等差数列,
所以.
小问3详解】
因为,所以.
因为,
所以,
所以.
17. 在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,为等边三角形,,为的中点.
(1)证明:平面平面.
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接、,由勾股定理得,再由等边三角形三线合一得,再由面面垂直判定定理进行证明;
(2)由(1)中的三垂直建立空间直角坐标系,将相应向量表示出后,由向量夹角公式,利用两平面法向量求解.
【小问1详解】
证明:取的中点,连接.
因为四边形是边长为2的正方形,所以.
因为是边长为2的等边三角形,所以,
因为,所以,所以.
因为平面平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.
【小问2详解】
设的中点为Q,连接,则.结合(1)可知两两垂直.
以O为原点,以的方向分别为轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,.
设是平面的法向量,因为,
所以,令,得.
因为平面,所以.
因为,且,所以平面,
所以为平面的一个法向量.
因为,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
18. 在平面直角坐标系中,已知,且,记动点的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)已知点P是曲线C上的一动点,不过原点O的直线l与曲线C交于两点,记直线的斜率分别为,若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据列出坐标运算的对应表达式,结合椭圆的定义可得解;
(2)设,进而得到的方程为,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理,只用含有的式子表示出,化简后求解出定值.
【小问1详解】
设,
则,
则,
由椭圆的定义可知T的轨迹是以为焦点,以为长轴长的椭圆,
所以曲线C的方程为.
【小问2详解】
设,则.
因为,所以.设直线的方程为,
由整理得.
因为P在椭圆C上,所以,所以上式可化为,
所以,
所以,
.
因为
,
,
所以.
19. 已知为正项数列的前n项和,且.
(1)求的通项公式.
(2)已知数列满足:①,②,③.
(i)求.
(ii)证明:.
(iii)若,求q的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i),,;(ii)证明见解析;(iii)
【解析】
【分析】(1)由与关系推导证明是等比数列,进而求出其通项公式;
(2)(i)通过与条件矛盾分析确定的值;(ii)推导证明与的关系;(iii)利用等比数列通项得到,结合的不等式求解的范围.
【小问1详解】
将代入,得.
由,得,
两式相减得,即,
因为为正项数列,所以,则为等比数列,且首项和公比均为q,
所以.
【小问2详解】
(i),若,则,得,这与矛盾,
所以,则,又,所以,得.
同理得,
又因为,所以,所以.
(ii)证明:,又,所以.
,
得,即.
(iii)因为,
所以.
,
因为,所以,即,
由,且,
可得,又,所以,
所以数列是以为首项,2为公比的等比数列.
因为,所以,
若,则,即,
解得.
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