内容正文:
高二数学限时训练
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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为直线的斜率为,所以直线的倾斜角为.
2. 若圆()经过坐标原点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若圆经过坐标原点,
则,又,所以.
3. 过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意可设所求直线的方程为,
将点的坐标代入,得,解得,
故所求直线的方程为.
4. 圆与圆的位置关系是( )
A. 内含 B. 相交 C. 外切 D. 外离
【答案】B
【解析】
【分析】根据两圆圆心距与半径之间的数量关系即可判断两圆的位置关系.
【详解】圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径.
因为,即,
所以圆与圆的位置关系是相交.
5. 一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线经过的点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,得到点关于轴对称的点为,利用反射光线经过点和点即可求解.
【详解】
如图所示,点关于轴对称的点为,
因为反射光线同时经过点和点,且,所以反射光线所在直线的方程为,即,
所以反射光线经过的点的坐标为,故反射光线经过的点的坐标可以为,故A正确.
6. 若直线:经过点,则与两坐标轴围成的三角形面积的最小值为( )
A. 144 B. 240 C. 288 D. 576
【答案】C
【解析】
【分析】将点代入截距式得到等式,写出三角形面积表达式,用基本不等式求面积最小值.
【详解】依题意可得,当且仅当时,等号成立,
则,则所求三角形面积,其最小值为288.
7. 若圆上到直线的距离为3的点仅有2个,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题可知圆心到直线的距离满足,求出的取值范围即可.
【详解】圆的圆心为,半径,圆心到直线的距离,
依题意可得,即,解得.
8. 设为直线:上的动点,为直线:上的动点,是线段的中点,点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,得到点在平行于的直线上,且到的距离相等,根据平行线的距离公式得到所在的直线,最后利用点到直线的距离即可求解.
【详解】
如图所示,点在与之间,且到这两条直线的距离相等,所以点在平行于这两条直线的直线上,
设该直线的方程为,则,解得,
故的最小值为点到直线的距离,即.
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. 若直线与直线平行,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】利用两直线平行的系数关系列式,求出参数后要检验,排除使直线方程不成立或两直线重合的情况.
【详解】因为直线与直线平行,所以,解得或.
当时,即为,这显然不成立,所以.经检验,符合题意.
10. 在同一平面直角坐标系中,方程与表示的图形可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】直线的斜率为,纵截距为,圆的圆心坐标为,半径为.
对于D,图中的直线的倾斜角为锐角,则,所以点在轴的正半轴上,排除D.
当时,直线与圆的图形是A对应的图形;
当,时,直线与圆的图形是B对应的图形;
当时,直线与圆的图形是C对应的图形.
11. 若为曲线:上任意一点,直线()与的交点为,,,,记,,,的横坐标之和为,横坐标之积为,则( )
A. 的最大值为 B.
C. 的最小值为 D. 当时,
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用两圆的半径直接确定曲线上点纵坐标的最大值,判断选项A;把直线分别代入两圆方程,用韦达定理求横坐标之和,化简后结合判断范围,判断选项B;把横坐标之积换元为二次函数,求最小值并与选项数值比对,判断选项C;根据已知表达式列不等式,整理因式分解求解的范围,判断选项D.
【详解】由,得,
则或,
所以由圆:与圆:组成,
则的最大值为2,A正确;
直线过定点,由图可知,
当时,直线与圆有两个交点,与圆也有两个交点,
且这些交点没有重合,
将代入,得,
设该方程的两个根为,,则,,
将代入,得,
设该方程的两个根为,,则,,
,B正确;
设,则,
当时,取得最小值,且最小值为,C错误;
当时,,解得,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 直线:在轴上的截距为________.
【答案】
【解析】
【详解】由,得,所以在轴上的截距为.
13. 某圆拱形桥一孔圆拱的示意图如图所示.圆拱跨度,拱高,建造时每间隔需要用一根支柱支撑,则支柱的高度约为________.(参考数据:取)
【答案】3.15
【解析】
【分析】以为坐标原点,,所在直线分别为,轴,建立如图所示的平面直角坐标系,写出和的坐标,设圆心坐标是,圆的半径是,则圆的方程是.将和的坐标代入圆的方程,通过计算求出,从而得到圆的方程,将点的横坐标代入圆的方程求出点的纵坐标,从而得到的高度.
【详解】以为坐标原点,,所在直线分别为,轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
则,.
设圆心坐标是,圆的半径是,则圆的方程是.
因为,两点都在圆上,所以,解得,
则圆的方程是,
将点的横坐标代入圆的方程,得,
其中的纵坐标,
则
,
故支柱的高度约为.
14. 函数的值域为________.
【答案】
【解析】
【分析】将函数转化为上半圆上的动点与定点连线的斜率,通过圆心到直线的距离求切线斜率得到最大值,结合图象中端点趋势确定值域.
【详解】因为,且,所以.
设点,,则是直线的斜率,
是圆:的上半部分的动点,当直线与圆的上半部分相切时,
设其斜率为,则直线的方程为,即0,
当直线与半圆相切时,圆心到直线的距离为2,即,解得,
结合图形可知直线的斜率的取值范围是,故的值域为.
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. 已知点,,.
(1)求直线的斜截式方程;
(2)若,,三点共线,求的值;
(3)若,求中边上的中线所在直线的方程,并将其化成一般式.
【答案】(1)
(2)5 (3).
【解析】
【分析】(1)首先根据两点坐标求直线斜率,再代入点斜式方程整理为斜截式即可;
(2)利用点C在直线上,将C点坐标代入方程求解;
(3)首先利用中点坐标公式求出AB边的中点坐标,再根据两点坐标求该直线的斜率,写出点斜式方程后整理为一般式即可.
【小问1详解】
因为,
所以直线的方程为,即.
【小问2详解】
若,,三点共线,则点在直线上,
所以点的坐标满足方程,则.
【小问3详解】
由题意得线段的中点为.
若,则,则,
所以边上的中线所在直线的方程为,即.
16. 已知点关于直线对称的点为.
(1)求点的坐标;
(2)若直线与以线段为直径的圆相切,求的值.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)抓住两点,连线和对称轴垂直、中点在对称轴上,列方程组求解;(2)圆心到直线距离等于半径,用点到直线距离公式列方程.
【小问1详解】
设.因为直线的斜率为,所以,
所以,即.
因为线段的中点在直线上,
所以,即,
又,解得,,所以点的坐标为.
【小问2详解】
线段的中点坐标为,即.
因为,
所以圆的半径为.
因为直线与以线段为直径的圆相切,
所以圆心到直线的距离,
解得.
17. 已知等腰三角形的一个顶点为,底边的一个端点为,底边的另一个端点的轨迹记为.
(1)求的方程.
(2)设点满足.
(ⅰ)求点的轨迹.
(ⅱ)试问点是否可能在上?说明你的理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)点的轨迹是圆心为,半径的圆.
(ii)点在圆心为,半径的圆上,记点的轨迹为圆.
,
,,
因为,所以圆与圆相交.
由,
得圆与圆的公共弦所在直线的方程为,
因为不经过点和点,
且点和点的坐标均不满足方程,
则点可能在上.
【解析】
【分析】(1)根据等腰三角形结合两点间距离公式得到,则在以为圆心,为半径的圆上,利用圆的标准方程得到的方程,由点不在直线上得到点的限制条件,从而得到结论.
(2)(i)设.由利用两点间的距离公式得到点的轨迹方程;(ii)记点的轨迹为圆,利用两点间的距离公式求出,求出,,利用得到圆与圆相交,通过联立方程组得到圆与圆的公共弦所在直线的方程,由不经过点和点得到点和点的坐标均不满足方程,从而得到结论.
【小问1详解】
因为等腰三角形的一个顶点为,底边的一个端点为,
所以,
则在以为圆心,为半径的圆上,且点不在直线上.
因为直线的方程为,
所以的方程为.
【小问2详解】
(i)设.由,得,
即,整理得,
所以点的轨迹方程为,
所以点的轨迹是圆心为,半径的圆.
(ii)
略
【注】第(1)问中,的方程还可以写为
(,且,).
18. (1)已知为任意实数,当变化时,方程表示什么图形?该图形有何特征?
(2)已知直线,其中、均为任意实数,.
(i)证明:直线过定点;
(ii)过点作直线,使得,且,过作的垂线,垂足为,求的面积的最大值.
【答案】(1)方程表示过定点的所有直线(不包含直线).
(2)(i)证明:的方程可化为.
由得,所以过定点.
(ii)
【解析】
【分析】对于(1),因为方程是过两定直线交点的直线系形式,所以先求两条定直线的交点,再分析λ变化时方程对应的图形及恒过该交点的特征;
对于(2)(Ⅰ),将方程按、整理为合并同类项的形式,令、的系数和常数项分别为,解方程组得到定点坐标;
对于(2)(Ⅱ),先写出直角三角形的面积,求出到的距离,求出面积的最大值.
【详解】方程即为,
因为与不能同时为,
所以方程表示一条直线.
由得,所以该直线过定点,
无论取何值,都不成立,
所以直线不能与直线重合,
所以方程表示过定点的所有直线(不包含直线).
(2)(i)略
(ii)设到的距离为,即.
由题意得的面积.
因为恒过定点,且,
所以,当且仅当与垂直时取到,因此面积最大值
19. 设是圆外一点,过点作圆的切线,切点为,,,则称点与圆的张角为.已知圆的半径为2,圆心为,点.
(1)求点与圆的张角.
(2)当取得最小值时,求点与圆的张角的余弦值.
(3)将圆向右平移两个单位长度后得到圆.
(Ⅰ)求圆上一点的坐标,使得该点与圆的张角为;
(Ⅱ)过点的直线与圆交于,两点,,两点都不在轴上,证明:直线与的交点在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)(Ⅰ)或.
(Ⅱ)证明:由题意知直线的斜率不为0,设直线的方程为,,.
将代入圆的方程,得,
由韦达定理得,,,则.
直线的方程为,
直线的方程为,
联立,得,
将代入,得,则.
故直线与的交点在定直线上.
【解析】
【分析】(1)利用切线垂直半径构造直角三角形,由三角函数求出半张角,两倍得到张角;
(2)用表示切线长与张角,把数量积转化为关于的函数,均值不等式求最小值,回代求;
(3)(Ⅰ)利用张角定义求出点到圆心Q的距离,联立两个圆方程解交点坐标;
(Ⅱ)设直线,联立圆得到韦达关系,写出两条直线方程,两式相除消元,代入韦达化简求出交点横坐标为定值.
【小问1详解】
过点作圆的切线,切点为,,则,,
在中,,则,
则,则点与圆的张角为.
【小问2详解】
设点到圆心的距离为,点与圆的张角为.
因为,,
所以,
所以.
由点在圆外,得,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
则,
故当取得最小值时,点与圆的张角的余弦值为.
【小问3详解】
(I)圆的方程为.
设圆上所求的点为,则,①
由点与圆的张角为,得,
因为,所以,②
由①和②,解得,,
则所求点的坐标为或.
(Ⅱ)略
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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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 若圆()经过坐标原点,则( )
A. B. C. D.
3. 过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
4. 圆与圆的位置关系是( )
A. 内含 B. 相交 C. 外切 D. 外离
5. 一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线经过的点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
6. 若直线:经过点,则与两坐标轴围成的三角形面积的最小值为( )
A. 144 B. 240 C. 288 D. 576
7. 若圆上到直线的距离为3的点仅有2个,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 设为直线:上的动点,为直线:上的动点,是线段的中点,点,则的最小值为( )
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. 若直线与直线平行,则的值可以为( )
A. B. C. D.
10. 在同一平面直角坐标系中,方程与表示的图形可能是( )
A. B.
C. D.
11. 若为曲线:上任意一点,直线()与的交点为,,,,记,,,的横坐标之和为,横坐标之积为,则( )
A. 的最大值为 B.
C. 的最小值为 D. 当时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 直线:在轴上的截距为________.
13. 某圆拱形桥一孔圆拱的示意图如图所示.圆拱跨度,拱高,建造时每间隔需要用一根支柱支撑,则支柱的高度约为________.(参考数据:取)
14. 函数的值域为________.
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. 已知点,,.
(1)求直线的斜截式方程;
(2)若,,三点共线,求的值;
(3)若,求中边上的中线所在直线的方程,并将其化成一般式.
16. 已知点关于直线对称的点为.
(1)求点的坐标;
(2)若直线与以线段为直径的圆相切,求的值.
17. 已知等腰三角形的一个顶点为,底边的一个端点为,底边的另一个端点的轨迹记为.
(1)求的方程.
(2)设点满足.
(ⅰ)求点的轨迹.
(ⅱ)试问点是否可能在上?说明你的理由.
18. (1)已知为任意实数,当变化时,方程表示什么图形?该图形有何特征?
(2)已知直线,其中、均为任意实数,.
(i)证明:直线过定点;
(ii)过点作直线,使得,且,过作的垂线,垂足为,求的面积的最大值.
19. 设是圆外一点,过点作圆的切线,切点为,,,则称点与圆的张角为.已知圆的半径为2,圆心为,点.
(1)求点与圆的张角.
(2)当取得最小值时,求点与圆的张角的余弦值.
(3)将圆向右平移两个单位长度后得到圆.
(Ⅰ)求圆上一点的坐标,使得该点与圆的张角为;
(Ⅱ)过点的直线与圆交于,两点,,两点都不在轴上,证明:直线与的交点在一条定直线上.
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