内容正文:
2025级高二学年上学期10月份月考
数学 试 题
考试时间:120分钟 分值:150分 命题人:戚丹
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. 椭圆的长轴长为( )
A. B. 3 C. D. 6
2. 已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3. 已知直线:,:,若,则实数的值为( )
A. 0 B. 1 C. 0或1 D. 1或2
4. 设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A. 椭圆 B. 线段 C. 射线 D. 椭圆或线段
5. 若,,则直线不经过的象限是( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
6. 如图是一个中国古典园林建筑中常见的圆形过径门,已知该门的最高点到地面的距离为米,门在地面处的宽度为米.现将其截面图放置在直角坐标系中,以地面所在的直线为轴,过圆心的竖直直线为轴,则门的轮廓所在圆的方程为( )
A. B.
C. D.
7. 已知点在圆上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别是,点是椭圆上异于长轴端点的动点.若的外接圆的面积是其内切圆面积的倍,则的面积为( )
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. 已知两点,到直线l的距离相等,则其方程可能为( )
A. B. C. D.
10. 已知圆和圆相交于A,B两点,则下列结论正确的是( )
A. 两圆的公共弦AB的长为
B. 四边形OACB的面积为
C. 两圆的公切线相交于点
D. 两圆的公切线相交所成角的大小为
11. 已知直线交椭圆于两点,为椭圆的左、右焦点,为椭圆的左、右顶点,在椭圆上与关于直线的对称点为Q,则( )
A. 若,则
B. 若,则椭圆的离心率为
C.
D. 若直线平行于x轴,则
三、填空题(每小题5分)
12. 若直线:与直线:平行,则与间的距离为______.
13. 已知点是矩形内的动点,且,,,点为边上的动点,则的最小值为________.
14. 已知点分别为椭圆的左、右焦点,点在直线上运动.若的最大值为,则椭圆的离心率为___________
四、解答题
15. 求满足下列条件的直线的方程:
(1)已知,求线段的垂直平分线的方程.
(2)经过两直线和的交点,且平行于直线.
16. 已知直线被圆截得的弦长为.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线l的方程为,试确定直线l与圆C的位置关系.
17. 已知椭圆分别为的左右焦点,点在上,且轴.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,
(ⅰ)若是的中点,求直线的方程;
(ⅱ)若是椭圆的右焦点,且,为椭圆的左、右顶点,设和的面积为,当时,求的取值范围.
18. 已知圆内有一点,为过点且倾斜角为的弦.
(1)当时,求的长;
(2)求弦中点的轨迹方程.
(3)过点的直线与圆交于两点,问在轴正半轴上是否存在定点,使得轴平分?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
19. 将离心率相等的所有椭圆称为“一簇椭圆系”.已知椭圆的左顶点为,上顶点为,左、右焦点分别为.点是椭圆上位于第一象限内的一点.
(1)若椭圆与椭圆在“一簇椭圆系”中,求常数的值;
(2)设椭圆,过作斜率为的直线与椭圆有且只有一个公共点,过作斜率为的直线与椭圆有且只有一个公共点,求当为何值时,取得最小值,并求其最小值;
(3)设直线与椭圆交于另外一点,直线与椭圆交于另外一点,为直线上一点(为坐标原点),问是否存在实数满足,使得为定值?若存在,求出和定值;若不存在,请说明理由.
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2025级高二学年上学期10月份月考
数学 试 题
考试时间:120分钟 分值:150分 命题人:戚丹
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. 椭圆的长轴长为( )
A. B. 3 C. D. 6
【答案】D
【解析】
【分析】直接根据长轴的概念即可得结果.
【详解】在椭圆中,,所以长轴长为6,
故选:D.
2. 已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】应用两点求出斜率,再结合倾斜角及斜率关系求解.
【详解】直线经过,两点,直线斜率为,
设直线的倾斜角为,则,得,
即直线的倾斜角为.
3. 已知直线:,:,若,则实数的值为( )
A. 0 B. 1 C. 0或1 D. 1或2
【答案】C
【解析】
【详解】已知直线:,:,若,
则有,
化简方程得:,
解得或,C正确.
4. 设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A. 椭圆 B. 线段 C. 射线 D. 椭圆或线段
【答案】D
【解析】
【分析】由基本不等式可得,再由椭圆的定义,代入计算,即可得到结果.
【详解】因为,所以,
当且仅当时等号成立,
当时,,而,此时点的轨迹是线段;
当时,,
此时点的轨迹是以、为焦点的椭圆.
综上所述,点的轨迹是以、为焦点的椭圆或线段.
故选:D
5. 若,,则直线不经过的象限是( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】C
【解析】
【分析】化直线的方程为斜截式,由已知条件可得斜率和截距的正负,可得答案.
【详解】解:由题意可知 ,故直线的方程可化为 ,
由 , 可得 ,
由斜率和截距的几何意义可知直线不经过第三象限.
故选:C.
6. 如图是一个中国古典园林建筑中常见的圆形过径门,已知该门的最高点到地面的距离为米,门在地面处的宽度为米.现将其截面图放置在直角坐标系中,以地面所在的直线为轴,过圆心的竖直直线为轴,则门的轮廓所在圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用勾股定理可构造方程求得半径,进而得到圆心坐标,由此可得圆的方程.
【详解】设该圆的半径为,如图,
由题意知:,,,
由勾股定理得:,即,解得:,
,即圆的圆心为,则圆的方程为.
故选:A.
7. 已知点在圆上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先设,代入圆方程,整理得含参数的关于的一元二次方程,再结合求出的取值范围,进而得解.
【详解】设,则,代入中,得,
整理得,
又点是圆上的点,即上述方程有实数解,
所以,解得或,
故的取值范围为.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别是,点是椭圆上异于长轴端点的动点.若的外接圆的面积是其内切圆面积的倍,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据椭圆的定义得到,,再设外接圆的半径为,内切圆的半径为,从而根据题意得到,再利用内切圆法得到,再根据正弦定理得到,从而结合三角形的面积公式得到,从而根据余弦定理得到,从而根据即可求出的值,进而即可求出的面积
【详解】由椭圆,则由椭圆的定义可知,且,
设外接圆的半径为,内切圆的半径为,则,得,
所以,
在中,由正弦定理有,
即,即,
所以,即,
在中,由余弦定理有,
又,即,化简得,解得,
所以的面积为.
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. 已知两点,到直线l的距离相等,则其方程可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】根据几何意义得,所求直线l需满足与MN平行或经过MN的中点,逐个选项检验即可.
【详解】当l与MN平行时,直线MN的斜率为,
则直线MN的方程为,即,
D选项的直线方程为,斜率为,显然与直线 MN平行,符合题意;
当l过MN的中点时,经检验只有A选项的直线方程符合题意.
故选:AD.
10. 已知圆和圆相交于A,B两点,则下列结论正确的是( )
A. 两圆的公共弦AB的长为
B. 四边形OACB的面积为
C. 两圆的公切线相交于点
D. 两圆的公切线相交所成角的大小为
【答案】ACD
【解析】
【分析】综合应用圆与圆的位置关系解决公共弦、公切线、面积及夹角问题.
【详解】A项中,两圆方程相减得公共弦AB所在直线方程:,
则弦长,故A正确;
B项中,四边形OACB的面积为 ,故B错误;
C项中,设公切线:,可得,解得,,
所以公切线为,解方程组,可得,即两圆的公切线相交于点,故C正确;
D项中,在直角三角形ODE中,,,可得,由对称性可得两圆的公切线相交所成角的大小为,故D正确.
故选:ACD.
11. 已知直线交椭圆于两点,为椭圆的左、右焦点,为椭圆的左、右顶点,在椭圆上与关于直线的对称点为Q,则( )
A. 若,则
B. 若,则椭圆的离心率为
C.
D. 若直线平行于x轴,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】A.根据对称关系,以及椭圆的性质,判断A,B.根据斜率公式,以及点在椭圆上,化简判断B,C.根据中位线的性质,证明线线平行,判断C,根据几何关系,求倾斜角,再求直线的斜率,判断D.
【详解】A.设,当时,直线,点关于直线的对称点为,即,则,故A正确;
B.设,,,
,即。
椭圆的离心率,故B错误;
C.因为直线过原点,直线平分线段,且平分线段,所以,故C正确;
D.
由C可知,,且,所以四边形是平行四边形,所以,
所以四边形也是平行四边形,因为直线垂直平分,所以,
因为轴,所以点关于轴对称,所以,
所以是等边三角形,所以,所以,
如图,第二种情况,当时,同理求得是等边三角形,所以,所以直线的倾斜角为,,综上可知,,故D正确.
三、填空题(每小题5分)
12. 若直线:与直线:平行,则与间的距离为______.
【答案】
【解析】
【分析】利用两条直线平行的性质求得的值,再利用两条平行直线间的距离公式,求得结果.
【详解】,,即,
当时,与重合,不合题意,,
所以两直线方程为与,
与间的距离.
故答案为:.
13. 已知点是矩形内的动点,且,,,点为边上的动点,则的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】建系后由距离关系得的轨迹为圆,在定直线上,将对称转化,问题化为圆上点到定点距离的最小值,再减去半径可得结果.
【详解】如图,以为原点,为轴,为轴建立直角坐标系,
则,,,,设动点,
由平方得整理配方得
,即的轨迹是以为圆心,半径的圆在矩形内的部分.
在直线上,作关于的对称点,由对称性质得,
因此,对圆上动点,的最小值为定点到圆心的距离减去半径.
由于,故,即的最小值为.
14. 已知点分别为椭圆的左、右焦点,点在直线上运动.若的最大值为,则椭圆的离心率为___________
【答案】##
【解析】
【分析】设直线,的倾斜角分别为,,,且,利用差角正切公式、基本不等式求关于椭圆中参数的表达式,结合已知求椭圆参数的数量关系,进而求离心率.
【详解】由题意知,,,直线为,
设直线,的倾斜角分别为,,
由椭圆的对称性,不妨设为第一象限的点,即,,
则,.
,
,
当且仅当,即时取等号,
又的最大值为,
,即,整理得,故椭圆的离心率是.
四、解答题
15. 求满足下列条件的直线的方程:
(1)已知,求线段的垂直平分线的方程.
(2)经过两直线和的交点,且平行于直线.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用斜率坐标公式及直线方程的点斜式求解.
(2)求出两条已知直线的交点坐标,再设出所求方程,利用待定系数法求解.
【小问1详解】
由点,得线段的中点坐标为,直线的斜率为,
因此线段的垂直平分线的斜率为2,方程为,即.
【小问2详解】
由,解得,则直线和的交点坐标为,
设平行于直线的直线方程为,于是,
解得,所以所求直线方程为.
16. 已知直线被圆截得的弦长为.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线l的方程为,试确定直线l与圆C的位置关系.
【答案】(1);
(2)相交.
【解析】
【分析】(1)根据圆弦长公式,结合点到直线距离公式进行求解即可;
(2)根据直线方程的特征求出直线l所过的定点,结合该点到圆心的距离与圆半径大小关系进行求解即可.
【小问1详解】
由题可得圆的圆心C的坐标为,半径为.
∵圆心C到直线的距离为,
直线被圆C截得的弦长为,
∴,解得或1.
∵,∴,
故圆C的方程为;
【小问2详解】
∵l的方程可化为,
∴
解得即l恒过定点.
∵圆心为,
∴点A在圆C内,从而直线l与圆C恒相交.
17. 已知椭圆分别为的左右焦点,点在上,且轴.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,
(ⅰ)若是的中点,求直线的方程;
(ⅱ)若是椭圆的右焦点,且,为椭圆的左、右顶点,设和的面积为,当时,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)(ⅰ); (ⅱ) .
【解析】
【分析】(1)先根据垂直轴的条件得到椭圆半焦距,再结合椭圆中的关系,将已知点坐标代入椭圆标准方程,通过解方程求出 ,最终确定椭圆的标准方程;
(2)(i)先设出直线与椭圆的交点坐标,代入椭圆方程作差变形,再结合中点坐标公式求出直线斜率,最后利用点斜式即可求出直线方程;(ii)先利用向量共线条件得到两点纵坐标的关系,再根据三角形面积公式,将面积比值转化为含参数 λ 的函数,结合参数的取值范围,利用函数单调性求出面积比值的取值范围.
【小问1详解】
轴, 横坐标与 相同,即 ,,
由椭圆关系:,
将 代入椭圆方程:,
即:,
把 代入:,
整理得:,
即,,
,,,
椭圆 标准方程:.
【小问2详解】
(i)设 ,两点在椭圆上:
则,
∴ ,
,
,
两边同除以 ,记 :
,,
∵直线过 ,∴
化简得:;
(ii)由椭圆方程:,
,则:
纵坐标 ,则 ,∴,
∴,
,
∵ 以 为底, 纵坐标差为高:
∴
,
代入 :
∴,
化简:,
∴ ,
函数 在 单调递增,
当:,
当:,
.
18. 已知圆内有一点,为过点且倾斜角为的弦.
(1)当时,求的长;
(2)求弦中点的轨迹方程.
(3)过点的直线与圆交于两点,问在轴正半轴上是否存在定点,使得轴平分?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)先根据倾斜角求出直线斜率,写出过定点的直线方程,再利用点到直线距离公式求出圆心到弦的距离,最后结合圆的半径,利用垂径定理对应的弦长公式,分步代入计算出弦长;
(2)先利用圆的垂径几何性质,弦的中点与圆心的连线垂直于弦,通过设出中点坐标,再利用向量垂直的数量积为零建立等式,最后整理化简后得到中点的轨迹方程即可;
(3)先根据 轴平分角的几何特征,转化为两条直线斜率之和为零,再设出定点坐标和直线方程,联立直线与圆得到一元二次方程,然后利用韦达定理表示两根关系,代入斜率等式化简,根据式子恒成立条件求出定点参数,最后验证定点存在即可.
【小问1详解】
,
∴ :,即 ,
∴圆心 到直线距离
∴ .
【小问2详解】
设弦 的中点为 ,且为圆心, ,
又∵在弦 上, ,
∴,
∴ ,
化简:,
即: .
【小问3详解】
假设在 轴正半轴上存在定点 ,使得 轴平分 ,
设过点 的直线方程为 ,
联立直线与圆的方程:
消去 得: ,
设 ,则 ,
∵ 轴平分 ,∴,
即 ,
将 代入上式得:
,整理得 ,
∴
化简得 ,解得 ,
∴存在定点 ,使得 轴平分 .
19. 将离心率相等的所有椭圆称为“一簇椭圆系”.已知椭圆的左顶点为,上顶点为,左、右焦点分别为.点是椭圆上位于第一象限内的一点.
(1)若椭圆与椭圆在“一簇椭圆系”中,求常数的值;
(2)设椭圆,过作斜率为的直线与椭圆有且只有一个公共点,过作斜率为的直线与椭圆有且只有一个公共点,求当为何值时,取得最小值,并求其最小值;
(3)设直线与椭圆交于另外一点,直线与椭圆交于另外一点,为直线上一点(为坐标原点),问是否存在实数满足,使得为定值?若存在,求出和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或;
(2)当时,取得最小值, 最小值为.
(3)设,,
又题设的斜率必存在且,故设,
由可得,整理得,
故
,
故,故,
故,同理.
因为,故,
故
,
当且仅当即时,为定值.
【解析】
【分析】(1)求得椭圆的离心率,分类讨论可求得;
(2)可得直线的方程分别为,,分别与椭圆联立方程,利用判别式为0,可得,,进而可求取得最小值;
(3)设,,联立直线方程和椭圆方程后结合韦达定理可求的坐标,同理可求的坐标,从而可用的坐标表示,结合在椭圆上化简前者可得时定值为.
【小问1详解】
因为椭圆的离心率,当时,,解得;
当时,,解得.则或;
【小问2详解】
易得,所以直线的方程分别为,,
联立,消去并整理得,
因为直线与椭圆相切,所以,故,
因为,即,
联立, 消去并整理得,
因为直线与椭圆相切,所以,,
因为,即,则,
所以,当且仅当时,等号成立,此时.
故当时,取得最小值, 最小值为.
【小问3详解】
略.
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