内容正文:
南充高中高2024级第四学期第一次月考
数 学 试 卷
(考试时间:120分钟 总分:150分 )
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. 数列的第8项为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】数列
分子:,通项为;
分母:,通项为;
故数列通项为,第8项:.
2. 已知双曲线,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据条件,直接求出双曲线的方程,即可求解.
【详解】由,得,
所以双曲线的渐近线方程为.
故选:A.
3. 已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A. B. C. 9 D. 13
【答案】D
【解析】
【分析】根据等差数列前项和公式以及下标和性质计算可得结果.
【详解】易知,可得;
又,所以.
故选:D
4. 圆:与圆:的位置关系是( )
A. 内含 B. 外切 C. 内切 D. 相交
【答案】B
【解析】
【分析】求出圆心和半径,圆心和半径,利用两点间的距离公式求出, 比较和的大小得到两圆的位置关系.
【详解】:,圆心,半径,
:,圆心,半径,
,,,
圆:与圆:的位置关系是外切.
故选:B.
5. 已知数列为正项等比数列,,则值为( )
A. 10 B. 11 C. 15 D. 16
【答案】B
【解析】
【详解】数列为正项等比数列,由等比数列性质得
,
已知,故,又,得.
.
6. 已知椭圆的左、右焦点分别为,过且垂直于长轴的直线交于A,B两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题先求出,利用,即化简可求解.
【详解】设焦点,则过且垂直于长轴的直线为,
将代入,得到,
所以,
因为,所以,
所以,即,
化简得到,
因为,解得.
故选:A.
7. 已知b是的等差中项,直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】C
【解析】
【分析】结合等差数列性质将代换,求出直线恒过的定点,采用数形结合法即可求解.
【详解】因为成等差数列,所以,,代入直线方程得
,即,令得,
故直线恒过,设,圆化为标准方程得:,
设圆心为,画出直线与圆的图形,由图可知,当时,最小,
,此时.
故选:C
8. 已知数列的前项和为,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先对递推式取倒数累加求通项,再裂项相消求前 项和并确定其上界,接着转化为关于 的一次函数恒成立问题,最后利用区间端点列不等式组,求解得出实数 的取值范围。
【详解】由,两边同除以得,
当 时,得 ,
累加得 ,
可得 ,则 ,
前项和,
因此,因为对于任意的,不等式恒成立.
所以对任意恒成立,
令,,由一次函数端点值条件可知
即,解得或.
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,为坐标原点,则下列选项中正确的有( )
A. 直线的倾斜角为
B. 直线在轴上的截距为
C. 过且与直线平行的直线方程为
D. 过且与直线垂直的直线方程为
【答案】AC
【解析】
【详解】直线,化为斜截式.
A:斜率,倾斜角,正确.
B:代入得轴截距为,非,错误.
C:过原点直线斜率为,且直线与不重合,所以过且与直线平行的直线方程为,正确.
D:直线斜率,所以与其垂直的直线斜率为,而直线方程斜率为,错误.
10. 已知数列的前项和为,则下列说法正确的有( )
A. 若是等比数列,,则
B. 记等差数列的前n项和分别为,若,则
C. 若是等差数列,,则
D. 若,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据等比数列片段和性质判断A,根据等差数列求和公式判断B,求出公差,再由求和公式判断C,根据求出的通项,即可判断D.
【详解】对于A,因为是等比数列且,所以成等比数列,
所以,即,解得,故A错误;
对于B,因为等差数列的前项和分别为,且,
所以,故B正确;
对于C,设等差数列的公差为,
因为,所以,
所以,故C正确;
对于D,因为,所以,
所以,
又,所以是首项为,公差为的等差数列,所以,
所以,所以,故D正确.
故选:BCD.
11. 已知抛物线C:的焦点为,过点且斜率为的直线交抛物线于两点,下列说法正确的是( )
A. 的取值范围为
B. 存在直线使得
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】选项 A ,先联立直线与抛物线,由判别式确定参数范围,再利用斜率表示夹角正切值,判断角的取值范围;
选项 B ,假设等角成立,由等角对等边转化为线段长度相等,结合抛物线定义与距离公式推出矛盾,判断不存在;
选项 C ,由斜率得直线参数,联立用韦达定理,通过向量点积与模长计算夹角余弦值,确定角度大小;
选项 D ,利用抛物线焦半径公式将长度关系转化为坐标关系,结合韦达定理求解,得出直线斜率.
【详解】先让直线的斜率存在且不为,设直线,设
联立,可得,
由 ,且
所以韦达定理:,
对于A,由于直线斜率的范围为,倾斜角的范围为,
结合图形可得的取值范围为,故A正确;
对于B,在中,若,则 ,
由抛物线定义,,
由于,
令,得 ,解得,
当时直线与轴重合,与抛物线仅有一个交点,不构成三角形,
所以不存在直线使得,故B错误;
对于C,若,
由于,
所以,
因 ,故,故C正确;
对于D,由抛物线定义,,
由得 ,化简得:,
由,则,解得(负根舍去),
则,
由,
又,
故,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,且,那么_______.
【答案】
【解析】
【分析】先由向量垂直的坐标关系得到的值,再由向量模的坐标公式计算可得结果.
【详解】由,可得,即,解得.
所以,.
故答案为:.
13. 我国古代的数学名著《九章算术》中有“衰分问题”:今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问次日织几问?其意为:一女子每天织布的尺数是前一天的2倍,5天共织布5尺,请问第二天织布的尺数是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据等比数列求和公式求出首项即可得解.
【详解】由题可得该女子每天织布的尺数成等比数列,设其首项为,公比为,
则,解得
所以第二天织布的尺数为.
故答案为:.
14. 在棱长为10的正方体 中,是中点,点在正方体的内切球的球面上运动,且,则点的轨迹长度为_______.
【答案】
【解析】
【详解】以为原点建立空间直角坐标系,正方体棱长为,
则,,,
,设,,
由,得,即,化简得.
正方体内切球球心为正方体中心,半径,
点满足.
设球心在平面的投影为,
则在平面上到直线的距离.
即球心到轨迹所在平面距离为,则轨迹圆半径.
轨迹长度为.
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. 已知的三个顶点分别是,,,为中点.
(1)求中线和线段分别所在的直线方程;
(2)求ABC的面积.
【答案】(1),
(2)5
【解析】
【小问1详解】
由,,为中点,可得,
由两点式直线方程可得直线方程为:,整理得:;
由两点式直线方程可得直线方程为:,整理得:;
【小问2详解】
由点到直线的距离公式可得点到直线的距离为:.
由两点间的距离公式可得,两点间距离:
.
所以的面积.
16. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧棱底面,,E是的中点,作交于点F.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的大小.
【答案】(1)解法一:因为底面是正方形,侧棱底面,
以D为原点,,,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,
依意得,,,,
所以,,
因为,所以,
由已知,且,平面,平面,
所以平面.
解法二:底面是正方形,,
底面,且平面,,
,平面,平面,
平面,平面,,
,E为中点,,
,平面,平面,
平面,平面,,
由已知,且,平面,平面,
所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)解法一:建立空间直角坐标系,利用空间向量法证明即可;解法二:首先证明平面,得到,再由,得到平面,从而得到,再由,即可得证;
(2)解法一:利用空间向量法计算可得;解法二:由(1)可得为平面与平面所成角,利用锐角三角函数计算可得.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
解法一:依题意得,且,,
设平面的一个法向量为,
则,即取,
因为,,设平面的一个法向量为,
则即取,
设平面与平面的夹角为,则,
又,所以,所以平面与平面的夹角为.
解法二:由(1)知平面,,
又,平面,平面,
为平面与平面所成角,
,E为中点,,,
平面,平面,,
直角三角形中,,所以,
所以平面与平面的夹角为
17. 已知等比数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)
由(1)知,
所以数列的前n项和为,①
,②
① ②得 ,
所以.
又因为,所以,所以.
【解析】
【分析】(1)利用与关系化简可得,结合等比数列的通项公式求解即可;
(2)由(1)可得,利用错位相减法求出即可证明结论.
【小问1详解】
因为在数列中,,当时,,
两式相减得,可得,
又因为时,,可得,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
故;
【小问2详解】
略
18. 如图所示,已知椭圆 过点,离心率为,左、右焦点分别为、,点为直线上且不在轴上的任意一点,直线和与椭圆的交点分别为、和、,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线、的斜线分别为、.
(i)证明:;
(ii)问直线上是否存在点,使得直线、、、的斜率、、、满足?若存在,求出所有满足条件的点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)由于F1(﹣1,0)、F2(1,0),PF1,PF2的斜率分别是k1,k2,且点P不在x轴上,
所以k1≠k2,k1≠0,k2≠0.又直线PF1、PF2的方程分别为y=k1(x+1),y=k2(x﹣1),
联立方程解得,所以,由于点P在直线x+y=2上,
所以,故
(ii)
【解析】
【分析】(1)利用椭圆过已知点和离心率,联立方程求得a和b,则椭圆的方程可得;
(2)(i)把直线PF1、PF2的方程联立求得交点的坐标,代入直线x+y=2上,整理得;
(ii)设出A,B,C,D的坐标,联立直线PF1和椭圆的方程根据韦达定理表示出xA+xB和xAxB,进而可求得直线OA,OB斜率的和与CO,OD斜率的和,由kOA+kOB+kOC+kOD=0推断出k1+k2=0或k1k2=1,分别讨论求得p.
【小问1详解】
∵椭圆过点,,∴,故所求椭圆方程为;
【小问2详解】
(i)略
(ii)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),D(xD,yD),联立直线PF1和椭圆的方程得,化简得(2k12+1)x2+4k12x+2k12﹣2=0,
因此,所以,
同理可得:,故由kOA+kOB+kOC+kOD=0得k1+k2=0或k1k2=1,
当k1+k2=0时,由(1)的结论可得k2=﹣2,解得P点的坐标为(0,2)
当k1k2=1时,由(1)的结论可得k2=3或k2=﹣1(舍去),
此时直线CD的方程为y=3(x﹣1)与x+y=2联立得x=,,所以,
综上所述,满足条件的点P的坐标分别为,P(0,2).
【点睛】本题主要考查了直线与圆锥曲线的关系的综合问题,椭圆的简单性质,也考查了综合运用知识解决问题的能力以及数形结合、分类讨论数学思想,属于中档题.
19. 已知数列是等差数列,前项和为,数列是递增等比数列,且,,.
(1)求数列、的通项公式;
(2)去掉数列中的第项,余下的项顺序不变,构成新数列,求数列的前项和;
(3)将数列的前项重新排列后,得到新数列,,…,,设的最大值为,求证:.
【答案】(1),.
(2);
(3)
由已知得,,2,3,…,,,不妨设,
首先证明取最大值时,,,,…,中不存在连续3项递增或递减:
假设,,,…,中存在连续3项递增或递减,即存在
使得或者,所以,
此时
,
则将调换到之前
,
因此时,取最大值必有,,…,,
此时
,
所以取最大值时,
并且,,
此时,
当时,,
当时,,
因为
,
所以.
综上.
【解析】
【分析】(1)根据等差等比数列的性质列方程,即可求解公差和公比求解,
(2)根据题意可得当时,,结合等比数列的前项和公式即可求解, 当时,利用即可求解,从而得到数列的前项和.
(3)先用反证法证明取最大值时,,,,…,中不存在连续3项递增或递减,进而得,即可利用放缩法以及裂项相消法求证.
【小问1详解】
因为数列是等差数列,前n项和为,数列是等比数列,
所以设公差为d,公比为q,因为,,.
所以,得或,
又因为数列是递增等比数列且,所以,所以,.
【小问2详解】
由(1)得,
当时,
,
当时,
,
综上;
【小问3详解】
略
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南充高中高2024级第四学期第一次月考
数 学 试 卷
(考试时间:120分钟 总分:150分 )
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. 数列的第8项为( )
A. B. C. D.
2. 已知双曲线,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
3. 已知等差数列的前n项和为,若,,则( )
A. B. C. 9 D. 13
4. 圆:与圆:的位置关系是( )
A. 内含 B. 外切 C. 内切 D. 相交
5. 已知数列为正项等比数列,,则值为( )
A. 10 B. 11 C. 15 D. 16
6. 已知椭圆的左、右焦点分别为,过且垂直于长轴的直线交于A,B两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
7. 已知b是的等差中项,直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
8. 已知数列的前项和为,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
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. 已知直线,为坐标原点,则下列选项中正确的有( )
A. 直线的倾斜角为
B. 直线在轴上的截距为
C. 过且与直线平行的直线方程为
D. 过且与直线垂直的直线方程为
10. 已知数列的前项和为,则下列说法正确的有( )
A. 若是等比数列,,则
B. 记等差数列的前n项和分别为,若,则
C. 若是等差数列,,则
D. 若,则
11. 已知抛物线C:的焦点为,过点且斜率为的直线交抛物线于两点,下列说法正确的是( )
A. 的取值范围为
B. 存在直线使得
C.
D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,且,那么_______.
13. 我国古代的数学名著《九章算术》中有“衰分问题”:今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问次日织几问?其意为:一女子每天织布的尺数是前一天的2倍,5天共织布5尺,请问第二天织布的尺数是______.
14. 在棱长为10的正方体 中,是中点,点在正方体的内切球的球面上运动,且,则点的轨迹长度为_______.
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. 已知的三个顶点分别是,,,为中点.
(1)求中线和线段分别所在的直线方程;
(2)求ABC的面积.
16. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧棱底面,,E是的中点,作交于点F.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的大小.
17. 已知等比数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
18. 如图所示,已知椭圆 过点,离心率为,左、右焦点分别为、,点为直线上且不在轴上的任意一点,直线和与椭圆的交点分别为、和、,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线、的斜线分别为、.
(i)证明:;
(ii)问直线上是否存在点,使得直线、、、的斜率、、、满足?若存在,求出所有满足条件的点的坐标;若不存在,说明理由.
19. 已知数列是等差数列,前项和为,数列是递增等比数列,且,,.
(1)求数列、的通项公式;
(2)去掉数列中的第项,余下的项顺序不变,构成新数列,求数列的前项和;
(3)将数列的前项重新排列后,得到新数列,,…,,设的最大值为,求证:.
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