内容正文:
高二数学第一次月考卷
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. 在平面直角坐标系中,直线的斜率为( )
A. 0 B. 1 C. 90 D. 不存在
【答案】D
【解析】
【分析】根据给定直线的特征确定其斜率情况.
【详解】直线过点且垂直于轴,所以直线的斜率不存在.
2. 已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由直线的一个方向向量为可得,又因为,所以.
3. 已知方程表示圆,则a的值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知:,整理可得,解得,
且,,,,
故ABC不符合题意,D符合题意.
4. 椭圆的两个焦点坐标分别为,,且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为20,则此椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意,,所以.
又,所以.
且焦点在轴上,所以椭圆的标准方程为:.
5. 已知圆,过点作直线与圆相交于点、.当最小时,的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】作出图形,分析可知当时,即当为的中点时,圆心到直线的距离取最大值,利用勾股定理求出的值,再结合三角形的面积公式求解即可.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,如下图所示:
由平面内两点间的距离公式可得,
设点到直线的距离为,则,当且仅当时,即当为的中点时,等号成立,
故的最大值为,此时取最小值,且最小值为,
此时的面积为.
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.
【答案】B
【解析】
【分析】求点关于直线的对称点的坐标,由此可得,结合结论两点之间线段最短可求的最小值.
【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. 已知过点的直线l与以点和为端点的线段相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】记点为,求出直线的斜率,结合斜率的变化情况可得.
【详解】记点为,由题意可得,,
当直线由逆时针转到与轴重合时,直线的斜率满足;
当直线由轴逆时针转到与直线重合时,直线的斜率满足,
若要保证直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是.
8. 已知椭圆()的右焦点为,过原点的直线交椭圆于,两点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】作出另一个焦点,利用椭圆的定义结合余弦定理求出基本量的关系,可得椭圆的离心率.
【详解】如图,
设椭圆的左焦点为,根据椭圆的对称性可得:四边形为平行四边形,
所以,,
所以,所以.
又,所以.
在中,由余弦定理得:,
即.
所以椭圆的离心率为.
二、多选题: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. 下列选项中两点关于对称的是( )
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】AC
【解析】
【分析】根据中点坐标公式求解判断即可.
【详解】两点关于对称,即为两点连线的中点.
选项A:和的中点为,A正确.
选项B:和的中点为,B错误.
选项C:和的中点为,C正确.
选项D:和的中点为,D错误.
10. 已知实数满足方程,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为
B. 的最小值为
C. 的取值范围为
D. 的最大值为
【答案】AC
【解析】
【分析】利用圆的一般方程得出圆心和半径,然后结合所求表达式的几何意义,根据直线与圆的位置关系逐项分析求出最值或范围即可.
【详解】由得,
所以方程表示圆心是,半径为的圆,
选项A,设,即,
因为点在圆上,所以可知直线与圆有交点,
所以圆心到直线的距离,即,
所以,即的最大值为,故A正确;
选项B,由表示圆上的点到点的距离的平方,
又,所以点在圆外,
由圆心到点的距离为,
所以圆上的点到点的最小距离为,如图所示:
,
所以的最小值为;故B错误;
选项C,由可知,
该表达式表示圆上的点到直线的距离的倍,
由圆心到直线的距离为,
所以圆上的点到直线的距离的范围为即,
,
所以的取值范围为,故C正确;
选项D,表示圆上的点与点连线的直线的斜率,
由,所以点在圆外,
设该直线的斜率为,
则该直线的方程为:即,
由题意可知当直线与圆相切时,有最值,
,
所以当直线与圆相切时有,
化简得:,解得:,
即的最大值为,故D错误.
11. 已知椭圆为的右焦点,点在上且关于轴对称,分别为线段的中点,为坐标原点,则( )
A. 的最小值为
B. 为定值
C.
D. 存在点,使得
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据椭圆的定义和几何性质,求出,结合为线段中点,及的最小值求解,判断选项A;设点,根据对称关系求出,进而求出,结合点在椭圆上得出,进而判断选项B;利用椭圆的定义判断选项C;利用中点的性质得出,再利用垂直关系结合构造方程求出,从而证明结论.
【详解】选项A:由题意得,
为线段中点,
,
的最小值为,
的最小值为,故A正确;
选项B:由题意右焦点,设点,
关于轴对称,
,
,
点在上,
,即,代入得到,
显然随着变化而变化,不为定值,故B错误;
选项C:设椭圆的左焦点为,连接,
由椭圆的对称性知且,
分别为线段的中点,
,
又,
由椭圆的定义知,故C正确;
选项D:分别为线段的中点,
,
若,则,即,此时,
由选项B,令,解得,
存在点,使得, 故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆,圆,则与的公切线的条数是________.
【答案】
【解析】
【分析】先计算两圆的圆心距,结合两圆半径判断位置关系,再根据位置关系确定公切线条数可得.
【详解】由圆,得圆的圆心为,半径;
由圆,得圆的圆心为,半径.
由两圆的圆心距: .
因为,,所以,
所以圆与圆相交,因此圆与圆的公切线的条数为.
13. 已知圆C:,点在直线上运动.若C上存在点Q,使,则的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】过点作于点,在中根据得到,结合求出的范围,最后利用两点间距离公式建立不等式计算求解.
【详解】由题可知圆心,半径,
过点作于点,连接,
在中,,所以,
又,所以,
又在直线上,所以,
所以,
所以,
解得,所以的取值范围是.
14. 在平面直角坐标系中,若椭圆:上存在两点A,B,使得,且,则的离心率的取值范围是_______.
【答案】
【解析】
【分析】设,,将A,B的坐标分别代入C的方程,
法一:消去,得出,由椭圆的性质得到,,进而得到,最后根据椭圆的离心率求解;
法二:消去,得,根据,得到,最后根据椭圆的离心率求解;
法三:分直线斜率是否存在讨论,当斜率存在时,设直线,的方程分别为,,将直线与椭圆方程联立,求出,,得到,令,则,求出,由,得到,最后根据椭圆的离心率求解.
【详解】由题意,设,,
将A,B的坐标分别代入C的方程,得
法一:消去,可得,由椭圆的性质,得,,得,
整理得,即,又,
所以,故C的离心率的取值范围为.
法二:消去,可得,解得,考虑到,可得,即,下同法一.
法三:当直线斜率不存在,即,时,显然有;
当直线斜率存在时,设直线,的方程分别为,,
由与联立,解得,则,
所以,同理,
所以.
令,则,所以,解得,
由,解得,
所以,,
又,所以.
故的离心率的取值范围为.
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. 求满足下列条件的直线方程(最后答案以直线方程的一般式表示):
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知,,求线段的垂直平分线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设与直线平行的直线方程为,
由于过点,代入,解得,
可得,
所以直线方程为:.
【小问2详解】
由题意知,,则线段的中点,
直线的斜率,
因为直线与直线垂直,则有,所以,
再由直线经过点,
则由点斜式方程可得直线的方程为:,
化为一般式为:.
16. 已知点满足,求:
(1)的最大值与最小值;
(2)的最小值.
【答案】(1)40;10.
(2).
【解析】
【分析】(1)设,根据直线与圆有公共点结合点到直线的距离公式计算求解;
(2)解法一:设,代入利用三角恒等变换化简计算求解即可;解法二:根据的几何意义,利用两点间距离公式计算求解.
【小问1详解】
表示以为圆心,为半径的圆,
设,直线与圆有公共点,
.
,
即的最大值为40,最小值为10.
【小问2详解】
解法一:设,
则,
∴其最小值为.
解法二:设是圆上的点,圆外一点,
则的几何意义是,而最小值是,即.
17. 已知椭圆的离心率,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点坐标.
【答案】(1)
(2);或
【解析】
【分析】(1)由面积公式和离心率公式,解得,可得椭圆方程.
(2)设出点坐标,将表示成关于纵坐标的二次函数,从而求解.
【小问1详解】
以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为,即.
由,得,则,即.
代入解得,所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
由题可设,且满足,即,.
而上顶点,则,
.所以当时,
所以的最大值为.此时,,
所以点坐标为或.
18. 已知直线恒过定点P,圆C经过点和点P,且圆心在直线上.
(1)求定点P的坐标与圆C的方程;
(2)过的直线被圆截得的弦长为8,求直线方程.
(3)过点引圆的切线,求切线方程.
【答案】(1),圆的方程为
(2)或
(3)或
【解析】
【分析】(1)将直线方程整理为,进而可求定点,再结合圆心坐标和半径,列出等式求解即可;
(2)通过讨论直线斜率是否存在,结合弦长公式即可求解;
(3)通过讨论直线斜率是否存在,结合圆心到直线的距离等于半径,列出等式即可求解.
【小问1详解】
将直线的方程整理为 ,
令,解得,故,
由圆心在直线上可设圆心坐标为,则,
即,解得:,
故圆心坐标为,半径为,
故圆的方程为;
【小问2详解】
当直线斜率不存在时,直线为,
此时圆心到的距离为,
由垂径定理得:弦长为,满足要求,
当直线斜率存在时,设直线为,
圆心到直线即距离为,
由垂径定理得:,解得:,
故直线方程为:即
综上:直线方程为或
【小问3详解】
当切线斜率不存在时,直线方程为,
与圆,圆心到直线的距离为,显然相切,
当切线斜率存在时,设切线斜率为,切线方程为 ,
即,由圆心到切线距离等于半径得,
整理得 ,解得
代入得切线方程为,
所以切线方程为或.
19. 已知圆,圆与圆关于直线对称,圆.
(1)判断圆与圆的位置关系,并求圆的方程;
(2)设为直线上一点,过点作圆的切线,切点分别为,求的取值范围;
(3)设为圆的任意一点,过点向圆引切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并求出定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)圆内含于圆,
(2)
(3)存在或或
【解析】
【分析】(1)求出圆心距后可判断两圆位置关系;是关于直线的对称点,两圆半径相等,求出圆心,进而求出圆的方程;
(2)设,则,将表示成的函数求解范围;
(3)若存在,使为定值,则由整理后的方程系数为求解.
【小问1详解】
圆的圆心为,半径,
圆的标准方程为,圆心为,半径,
圆心距,
,故圆内含于圆;
又圆与圆关于直线对称,设圆的圆心为,
,解得,故圆方程为.
【小问2详解】
由相切,知,设,则,
故,
令,则在单增,故,
当时取等号,
的取值范围是.
【小问3详解】
由题设,满足方程,
若存在,使为定值,
而,,
整理得,
将代入,得:,
整理可得,
要使为定值,
则,解得或,
综上,存在或,使为定值,该定值对应为或.
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高二数学第一次月考卷
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. 在平面直角坐标系中,直线的斜率为( )
A. 0 B. 1 C. 90 D. 不存在
2. 已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角( )
A. B. C. D.
3. 已知方程表示圆,则a的值不可能为( )
A. B. C. D.
4. 椭圆的两个焦点坐标分别为,,且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为20,则此椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
5. 已知圆,过点作直线与圆相交于点、.当最小时,的面积为( )
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. 已知过点的直线l与以点和为端点的线段相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 已知椭圆()的右焦点为,过原点的直线交椭圆于,两点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题: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. 下列选项中两点关于对称的是( )
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
10. 已知实数满足方程,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为
B. 的最小值为
C. 的取值范围为
D. 的最大值为
11. 已知椭圆为的右焦点,点在上且关于轴对称,分别为线段的中点,为坐标原点,则( )
A. 的最小值为
B. 为定值
C.
D. 存在点,使得
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆,圆,则与的公切线的条数是________.
13. 已知圆C:,点在直线上运动.若C上存在点Q,使,则的取值范围是___________.
14. 在平面直角坐标系中,若椭圆:上存在两点A,B,使得,且,则的离心率的取值范围是_______.
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. 求满足下列条件的直线方程(最后答案以直线方程的一般式表示):
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知,,求线段的垂直平分线的方程.
16. 已知点满足,求:
(1)的最大值与最小值;
(2)的最小值.
17. 已知椭圆的离心率,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点坐标.
18. 已知直线恒过定点P,圆C经过点和点P,且圆心在直线上.
(1)求定点P的坐标与圆C的方程;
(2)过的直线被圆截得的弦长为8,求直线方程.
(3)过点引圆的切线,求切线方程.
19. 已知圆,圆与圆关于直线对称,圆.
(1)判断圆与圆的位置关系,并求圆的方程;
(2)设为直线上一点,过点作圆的切线,切点分别为,求的取值范围;
(3)设为圆的任意一点,过点向圆引切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并求出定值;若不存在,请说明理由.
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