内容正文:
数学试卷
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.直线的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
2.已知,是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题一定成立的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,,则
D.若,,,则
3.已知直线与平行,则这两条平行直线之间的距离为( )
A. B.
C.2 D.
4.已知两点,,直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.如图,在正三棱柱中,为棱的中点,,则和所成角的余弦值等于( )
A. B.
C. D.
6.在平面直角坐标系中,已知点,点,为直线上一动点,则的最小值是( )
A. B.
C. D.
7.已知正四棱台,,,,则该正四棱台的外接球表面积为( )
A. B.
C. D.
8.古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:已知平面内两个定点,及动点,若(且),则点的轨迹是圆.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆(简称“阿氏圆”).在平面直角坐标系中,已知,,直线,直线,若为,的交点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,全部选对的得6分,部分选对得的部分分,有选错的得0分)
9.下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角的取值范围是
B.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
C.若直线不经过第四象限,则
D.过,两点的所有直线的方程为
10.下列结论正确的是( )
A.若圆,圆,则圆与圆的公共弦所在直线的方程是
B.若圆上有且仅有2个点到直线的距离等于1,则
C.曲线与曲线恰有三条公切线,则
D.已知圆,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为4
11.如图,在棱长为2的正方体中,为的中点,为的中点,为的中点,点为线段上的动点(含端点),则下列说法正确的是( )
A.平面
B.三棱锥的体积不是定值
C.三棱锥的外接球的体积是
D.当直线与平面所成角最大时,线段长为2
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知直线与直线平行,则实数的值为_______.
13.若点在圆外,则实数的取值范围为_______.
14.已知点为直线与直线的交点,点为圆上的动点,则的取值范围_______.
四、解答题(本题共5小题,共77分)
15.(13分)已知,,,求(均写出一般式方程):
(1)边上的中线所在的直线方程;
(2)边垂直平分线方程;
(3)过点且在轴和轴上的截距互为相反数的直线方程.
16.(15分)已知圆过,,三点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点的直线与圆相交于,两点,且,求直线的方程.
17.(15分)已知和圆.
(1)求过点圆的切线方程;
(2)是圆上一动点,求的最值.
18.(17分)如图,在四棱锥中,平面,底面为梯形,,平面平面,且,.
(1)若平面与平面相交于直线,求证:;
(2)求证:;
(3)求二面角的余弦值.
19.(17分)已知一动点在圆上移动,它与定点连线的中点为.
(1)求点的轨迹;
(2)过定点的直线与点的轨迹交于,两点.
(I)试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由;
(II)若,求直线的方程.
学科网(北京)股份有限公司
$
《数学》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
A
D
C
B
C
A
AC
ABC
题号
11
答案
AC
1.A
【详解】由化为,即该直线斜率为,所以其倾斜角为.
2.C
【详解】对于A,若,,直线可以在平面内,不一定满足,因此A错误;
对于B,若,,直线可以在内,可以,不一定满足,因此B错误;
对于C,若,则平面的法向量与平面的法向量垂直;又,,则的方向向量就是的法向量,的方向向量就是的法向量,因此,故C正确;
对于D,若,,,直线和可以相交、异面,不一定平行,因此D错误.
3.A
【详解】直线的斜率为,由,得直线的斜率存在,且,
解得,则,即,所以这两条平行直线之间的距离为.
4.D
【详解】直线,即,令,可得直线经过定点,
又,.直线与线段相交,
由图可得,则直线的斜率取值范围是.
5.C
【详解】取的中点,连接,因为为棱的中点,所以,所以(或其补角)为和所成的角,因为三棱柱为正三棱柱,且,所以,,,
在中,由余弦定理可得.
6.B
【详解】设点关于直线的对称点为,
则,解得,所以,所以,
当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,所以的最小值是.
7.C
【详解】因为,所以结合体积公式,可得正四棱台的高,记上下底面的中心分别为,,所以该正四棱台的外接球球心在直线上,
设,外接球半径为,则则,解得,,所以外接球表面积.
8.A
【详解】设.由,解得
于是所以点的轨迹在以为圆心、为半径的圆上,轨迹如图所示;
由上面的参数式反解得,故除点外,圆上的点均可取得.
取点.由得因此即.于是又,,故线段与圆有唯一交点.该点纵坐标为正,故,可以由某个实数取得;
此时在线段上,等号成立.所以的最小值为.
9.AC
【详解】对于A.直线的斜率,则,即,则,故A正确;
对于B.当,两直线方程分别为和,此时也满足直线垂直,故B错误;
对于C,若直线不经过第四象限,则解得,C正确;
对于D.当,或,时直线方程为,或,此时直线方程不成立,故D错误,
10.ABC
【详解】对于A,圆的圆心的坐标为,半径 ,
圆的圆心的坐标为,半径 ,因为,所以圆与圆相交,将圆与圆的方程左右分别相减,可得,即为圆与圆的公共弦所在直线的方程,故A正确;
对于B,依题意,需使圆心到直线的距离满足,
解得,故B正确;
对于C, 圆与圆有三条公切线,等价于两圆外切,由可得,知圆心为,半径为1,由可得,知圆心为,半径为,且,依题意,,解得 ,故C正确;
对于D,如图,由切线长定理,可得,要使最小,需使最小,因P为直线上一动点,故当与直线垂直时,取得最小值,此时即圆心到直线的距离为,故,故D错误.
11.AC
【详解】对于A,连接,由题意可得,
,,
所以,所以,由正方体,可得平面,又平面,所以平面平面,又因为,平面平面,
所以平面,又平面,所以,又因为,平面,所以平面,故A正确;
对于B,设到平面的距离为,,因为为的中点,所以为定值,又(定值),所以为定值,故B错误;
对于C,取中点为,连接,因为为的中点,所以四边形为矩形,
又为的中点,所以,又由正方体,可得平面,所以平面,所以四棱锥的外接球的半径为,
所以三棱锥的外接球的体积是,故C正确;
对于D,连接,因为平面,又平面,所以平面平面,
所以(或其补角)为直线与平面所成角,当与重合时,最大,此时,又,所以为锐角,所以当与重合时,直线与平面所成角最大,此时,故D错误.
12.
【详解】因为与平行,故,整理得,解得或.验证是否重合:
当时,化简为,化简为,两直线重合,不符合要求,舍去;
当时,为,为,两直线斜率相等且截距不同,满足平行条件.
综上,实数的值为.
13.
【详解】方程表示圆,则有,解得,点在圆外,有,解得,所以实数k的取值范围为.
14.
【详解】又变形为,则恒过定点,变形为,则恒过定点,因为,所以,则点P的轨迹是以和为直径端点的圆D(去除点),
所以圆心,半径,又圆C的圆心,半径,
所以两圆的圆心距,则两圆相离,
所以的最大值为,因为点不在圆D上,
所以的最小值大于,则的取值范围是.
15.(1) (2) (3) 或
【详解】(1)因,,,设中点为,则得,即,
则直线的方程为,即;
(2)的中点,斜率为,则其垂直平分线的斜率为,
故有,即.
(3)依题意,当截距为时,直线井过原点和点,则其方程为,即;
当截距不为时,依题意,可设直线,代入点,解得,
则得,即. 综上,的方程为或;
16.(1); (2)或
【详解】(1)设圆M的方程为.
把,,三点分别代入方程可得:
,解得,,,
所以圆M的方程为,其标准方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为.此时到直线l的距离,
弦长,满足题意.
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,即.
圆心到直线l的距离.因,弦长公式得,
两边平方解得.所以,两边平方得.展开得,移项可得.
则直线l的方程为,即.
综上所得,直线l的方程为或.
17.(1) (2)最小值是25,最大值是225
【详解】(1)圆的方程可化为,圆心,半径.
∵,∴点在圆上,,切线的斜率,
∴切线方程为,即
(2)如图所示,圆心到定点的距离为,
设圆上的点,则,
当为直线与圆的交点时,此时取最小值,
当为直线与圆的交点时,此时取最大值,
∴,∴,即.
18.【详解】(1)由,平面,平面,得平面,
又平面,且平面与平面相交于直线,所以.
(2)在平面内作于H,∵平面平面,平面平面,
∴平面,平面,则,又平面,平面,则,
又且都在平面内,故平面,又平面,则.
(3)若是的中点,连接,由(2)知,,,由平面,平面,则,而,平面,于是平面,
又平面,则,过作于,连接,显然,平面,因此平面,而平面,则,即是二面角的平面角,
由,,得,,则,,,所以二面角的余弦值是.
19.(1) (2) (Ⅰ)是,定值为12; (Ⅱ)
【详解】(1)设点M的坐标是,点A的坐标是,由于点B的坐标是,
且M是线段的中点,所以,,于是,①
因为点A在圆上上运动,所以点A的坐标满足圆的方程,即②,
把①代入②,得,整理,得,
所以点M的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
(2)(Ⅰ)依题意可知,直线的斜率k存在且不为零,设,
设,,将代入,并整理,得,
∴,,则,
,
∴
,
所以为定值,且定值为12;
(Ⅱ)依题意可知,直线的斜率k存在且不为零,设,
设,,将代入,并整理,得,
∴,,∴,
∴或,经检验, 时,此时直线与圆没有两个交点,
即中,所以,所以,直线的方程为.
答案第1页(共2页)
答案第1页(共2页)
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$