
一、單選題
1.橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】先根據(jù)橢圓方程求出,再由其焦點(diǎn)在上可求得結(jié)果.
【詳解】在橢圓中,,
則,得,
而橢圓的焦點(diǎn)在軸上,
因此焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
故選:C
2.已知向量,,并且,則實(shí)數(shù)x的值為( )
A.10B.-10C.D.
【答案】B
【解析】根據(jù)空間向量垂直的充分必要條件是其數(shù)量積為零,即,解出即可.
【詳解】解:∵,
∴,
解得.
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查了向量垂直與數(shù)量積的關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.向量等價(jià)于.
3.經(jīng)過點(diǎn),且方向向量為的直線方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】由直線方向向量可得直線斜率,由直線點(diǎn)斜式方程可整理得到結(jié)果.
【詳解】直線的方向向量為,直線的斜率,
直線的方程為,即.
故選:A.
4.過點(diǎn)可以引圓的兩條切線,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】由題意可知點(diǎn)位于圓外,列不等式即可求解.
【詳解】若過點(diǎn)可以引圓的兩條切線,
則點(diǎn)在圓外,
即有,解得或,
即.
故選:A
5.如圖,平行六面體的底面是邊長為1的正方形,且,,則線段的長為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】先以為基底表示空間向量,再利用數(shù)量積運(yùn)算律求解.
【詳解】解:,
,
,
,
所以,
故選:B
6.如果圓上總存在到原點(diǎn)的距離為的點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是
A.B.C.D.
【答案】D
【詳解】到原點(diǎn)的距離為的點(diǎn)的軌跡為圓,因此所求問題轉(zhuǎn)化為圓與圓相交有兩個(gè)交點(diǎn),兩圓的圓心半徑分別為,
,所以,解不等式得的取值范圍是,選A.
7.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,點(diǎn)在橢圓上且在軸的下方,若線段的中點(diǎn)在以原點(diǎn)為圓心,為半徑的圓上,則直線的傾斜角為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】設(shè)線段的中點(diǎn)為,連接、,利用圓的幾何性質(zhì)可得出,求得,利用橢圓的定義可求得,可判斷出的形狀,即可得解.
【詳解】在橢圓中,,,,
設(shè)線段的中點(diǎn)為,連接、,則為圓的一條直徑,則,
因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),則,則,
所以,為等邊三角形,由圖可知,直線的傾斜角為.
故選:C.
8.如圖,棱長為3的正方體中,為面內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),、分別為的三等分點(diǎn),則的周長的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】過E作E關(guān)于平面的對稱點(diǎn),連接交平面于點(diǎn),證明此時(shí)的使得最小,建立空間直角坐標(biāo)系,求出所需點(diǎn)的坐標(biāo),的最小值為,由此求得的周長的最小值.
【詳解】解:過E作E關(guān)于平面的對稱點(diǎn),連接交平面于點(diǎn).
可以證明此時(shí)的使得最?。喝稳?不含),此時(shí).
以D為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如下圖所示空間直角坐標(biāo)系,
則,因?yàn)镋,F(xiàn)分別為BD1的三等分點(diǎn),所以,
又點(diǎn)E距平面的距離為1,所以,
的最小值為.
又,所以的周長的最小值為,
故選:D.
二、多選題
9.已知圓的方程為,直線的方程為,下列選項(xiàng)正確的是( )
A.直線恒過定點(diǎn)
B.直線可能與圓相切
C.直線被圓所截最短弦長為
D.存在一個(gè)實(shí)數(shù)m,使直線l經(jīng)過圓心
【答案】AC
【分析】由直線的方程可求出其所過定點(diǎn),即可判斷A,判斷定點(diǎn)與圓的位置可判斷B,求出圓心到直線的距離的最大值,然后可求出直線被圓所截最短弦長,可判斷C,將圓心坐標(biāo)代入直線方程看是否有解,可判斷D.
【詳解】由可得,所以當(dāng)時(shí),
所以直線恒過定點(diǎn),故A正確;
因?yàn)?,所以點(diǎn)在圓內(nèi),所以直線不可能與圓相切,故B錯(cuò)誤;
當(dāng)圓心 與點(diǎn)的連線與直線垂直時(shí),圓心到直線的距離最大,為,
所以直線被圓所截最短弦長為,故C正確;
將圓心代入方程可得,此方程無解,
故不存在一個(gè)實(shí)數(shù),使直線l經(jīng)過圓心,故D錯(cuò)誤;
故選:AC
10.已知橢圓的左、右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,長軸端點(diǎn)分別為A,B,點(diǎn)P為橢圓上一動(dòng)點(diǎn),,則下列結(jié)論正確的有( )
A.的最大面積為
B.若直線的斜率為,則
C.存在點(diǎn)P使得
D.的最大值為5
【答案】BD
【分析】當(dāng)P為橢圓短軸頂點(diǎn)時(shí)的面積最大,即可判斷A;利用兩點(diǎn)求斜率公式計(jì)算化簡即可判斷B;當(dāng)P為橢圓短軸頂點(diǎn)時(shí)為最大,利用余弦定理計(jì)算即可判斷C;根據(jù)橢圓的定義可得,求出即可判斷D.
【詳解】對A,當(dāng)P為橢圓短軸頂點(diǎn)時(shí),的面積最大,
且最大面積為:,故A錯(cuò)誤;
對B,由橢圓,得,設(shè),
則,又,則,
所以,故B正確;
對C,當(dāng)P為橢圓短軸頂點(diǎn)時(shí),為最大,此時(shí),
即為銳角,所以不存在點(diǎn)P使得,故C錯(cuò)誤;
對D,由橢圓,所以,又,
所以,
所以,故D正確.
故選:BD.
11.四葉草也叫幸運(yùn)草,四片葉子分別象征著:成功、幸福、平安、健康,表達(dá)了人們對美好生活的向往.梵克雅寶公司在設(shè)計(jì)四葉草吊墜的時(shí)候,利用了曲線方程進(jìn)行圖案繪制,關(guān)于曲線,以下結(jié)論正確的是( )
A.曲線有4條對稱軸
B.曲線恰好經(jīng)過9個(gè)整點(diǎn)(即橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn))
C.曲線上任意兩點(diǎn)之間的距離都不超過2
D.曲線所圍成的“花瓣”形狀區(qū)域的面積大于5
【答案】ABD
【分析】根據(jù)題意,作出曲線的圖像,再數(shù)形結(jié)合依次討論各選項(xiàng)求解即可.
【詳解】解:對于曲線,當(dāng)時(shí),曲線表示,即,表示以為圓心,半徑為的圓在第一象限的部分;
當(dāng)時(shí),曲線表示,即,表示以為圓心,半徑為的圓在第四象限的部分;
當(dāng)時(shí),曲線表示,即,表示以為圓心,半徑為的圓在第二象限的部分;
當(dāng)時(shí),曲線表示,即,表示以為圓心,半徑為的圓在第三象限的部分;
當(dāng)時(shí),曲線表示坐標(biāo)原點(diǎn);
所以,其圖像如圖所示,
由圖可知,曲線有4條對稱軸,分別為軸,,故A正確;
曲線恰好經(jīng)過整點(diǎn),共9個(gè),故B選項(xiàng)正確;
曲線上兩點(diǎn)之間最大距離為,故曲線上任意兩點(diǎn)之間的距離都不超過,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤;
曲線所圍成的“花瓣”形狀區(qū)域的面積為,故D選項(xiàng)正確.
故選:ABD
12.如圖,點(diǎn)是正四面體底面的中心,過點(diǎn)且平行于平面的直線分別交,于點(diǎn),,是棱上的點(diǎn),平面與棱的延長線相交于點(diǎn),與棱的延長線相交于點(diǎn),則( )
A.若平面,則
B.存在點(diǎn)與直線,使
C.存在點(diǎn)與直線,使平面
D.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)線面平行的性質(zhì)定理,可判斷A;由空間向量數(shù)量積可判斷B;當(dāng)直線平行于直線,時(shí),通過線面垂直的判定定理可判斷C,由共面向量定理可判斷D.
【詳解】對于A,平面,平面與棱的延長線相交于點(diǎn),與棱的延長線相交于點(diǎn),
平面平面,
又平面,平面,,
點(diǎn)在面上,過點(diǎn)的直線交,于點(diǎn),,平面,
又平面,平面平面,,
,故A正確;
對于B,設(shè)正四面體的棱長為,
,故B錯(cuò)誤;
對于C,當(dāng)直線平行于直線,為線段上靠近的三等分點(diǎn),即,此時(shí)平面,
以下給出證明:在正四面體中,設(shè)各棱長為,
,,,均為正三角形,
點(diǎn)為的中心,,
由正三角形中的性質(zhì),易得,
在中,,,,
由余弦定理得,,
,則,
同理,,又,平面,平面,
平面,存在點(diǎn)S與直線MN,使平面,故C正確;
對于D,設(shè)為的中點(diǎn),則,
又∵,,三點(diǎn)共線,∴,
∵,,三點(diǎn)共線,∴,
∵,,三點(diǎn)共線,∴,
設(shè),,,則,
∵,,,四點(diǎn)共面,∴,
又∵,∴,∴,
即,故D正確.
故選:ACD.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查了線面平行的性質(zhì)定理、線面垂直的判定定理,考查了空間向量數(shù)量積和共面向量定理,解題的關(guān)鍵是熟悉利用空間向量的共面定理,考查了轉(zhuǎn)化能力與探究能力,屬于難題.
三、填空題
13.直線:,:,若,則________.
【答案】2
【分析】由兩直線平行的判定列方程求參數(shù),注意驗(yàn)證排除重合的情況.
【詳解】由題設(shè),,則,
所以或,
當(dāng),:,:重合,不合題設(shè);
當(dāng),:,:平行,滿足題設(shè);
故.
故答案為:2
14.設(shè)分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),P是C上的點(diǎn),則的周長為_____________.
【答案】16
【分析】根據(jù)橢圓的定義即可得解.
【詳解】解:由橢圓,
得,
因?yàn)镻是C上的點(diǎn),所以,
所以的周長為.
故答案為:.
15.已知是正方體內(nèi)切球的一條直徑,點(diǎn)P在正方體表面上運(yùn)動(dòng),正方體的棱長是2,則的取值范圍為____________.
【答案】
【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量的數(shù)量積求解即可.
【詳解】解:以D1為坐標(biāo)原點(diǎn),以D1 A1,D1C1,D1D所在直線為x軸,y軸,z軸,
建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示,設(shè)正方體內(nèi)切球球心為S,MN是該內(nèi)切球的任意一條直徑,則內(nèi)切球的半徑為1,
所以當(dāng)點(diǎn)P在與正方體的面的中心時(shí),PS取得最小值1,當(dāng)點(diǎn)P頂點(diǎn)時(shí),PS取得最大值,所以,
,
所以的取值范圍為.
故答案為:.
16.設(shè),分別是橢圓的左?右焦點(diǎn),過點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),,若,則橢圓的離心率為___________.
【答案】
【分析】求橢圓的離心率,要列出關(guān)于的等量關(guān)系式,設(shè),根據(jù)橢圓的定義以及,可以表示出三角形各邊的長度,通過余弦定理得到各邊關(guān)于的表達(dá)式,根據(jù)幾何關(guān)系可以列出關(guān)于的等量關(guān)系式,從而求出離心率
【詳解】
設(shè),則,,
,.
,
在中,由余弦定理得,,
,
化簡可得,而,故,
,,
,
,
是等腰直角三角形,
,
橢圓的離心率 ,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】題目考察比較綜合,需要根據(jù)圖形列出各邊之間的關(guān)系式,找到關(guān)于之間的關(guān)系,進(jìn)而求解離心率,涉及到了以下【解析】
(1)橢圓的第一定義
(2)三角形的余弦定理
(3)離心率的計(jì)算
四、解答題
17.已知圓,圓,則
(1)若兩圓心距為,求的值.
(2)直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),.點(diǎn)在圓上,求三角形面積最小值.
【答案】(1)或;(2)
【分析】(1)根據(jù)圓心距直接求出m即可;
(2)由題意知為定值,只需求圓上動(dòng)點(diǎn)到直線的距離的最小值,即可求出三角形面積的最小值.
【詳解】(1)∵的圓心,的圓心
又∵圓心距為.
由得.
∴或.
(2)∵當(dāng)時(shí), 當(dāng)時(shí),
∴
∴
當(dāng)?shù)街本€的距離最小時(shí),面積最小.
設(shè)的高為
∴
∴.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了兩圓的位置關(guān)系,點(diǎn)到直線的距離,三角形的面積,圓的性質(zhì),屬于中檔題.
18.已知直線,橢圓的短軸長為,離心率為.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)討論直線l與橢圓C的公共點(diǎn)個(gè)數(shù).
【答案】(1)
(2)答案見解析
【分析】(1)由橢圓短軸長、離心率、可得答案;
(2)直線方程與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理判斷可得答案.
【詳解】(1)由題意橢圓的短軸長為,離心率為,
可知,,解得,
所求橢圓的方程為;
(2)由可得,
,
當(dāng)即時(shí),直線與橢圓相切,只有一個(gè)公共點(diǎn);
當(dāng)即時(shí),直線與橢圓相交,有兩個(gè)公共點(diǎn);
當(dāng)即或時(shí),直線與橢圓相離,無公共點(diǎn);
綜上所述, 當(dāng)時(shí),直線與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn);
當(dāng)時(shí),直線與橢圓有兩個(gè)公共點(diǎn);
當(dāng)或時(shí),直線與橢圓無公共點(diǎn).
19.如圖,在四棱錐中,底面四邊形是矩形,平面,,.
(1)求的長;
(2)點(diǎn)在棱上,且,求直線與平面所成角的正弦值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)連接,由線面垂直的性質(zhì)可得,根據(jù)線面垂直的判定、性質(zhì)有,即矩形為正方形,可求,最后應(yīng)用勾股定理求.
(2)以為原點(diǎn),以,,分別作為,軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求線面角即可.
【詳解】(1)連接,因?yàn)槠矫?,平?br>所以,
又,,
所以平面,
又平面,
所以,
所以矩形為正方形,
所以,
.
(2)由已知可知,,,
以為原點(diǎn),以,,分別作為,軸建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示,
可得,,,,,
則,,,
設(shè)平面的法向量為,
則即
取,可得,,
即,
設(shè)直線與平面所成角為,
則.
所以直線與平面所成角的正弦值為.
20.在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),已知圓的圓心坐標(biāo)為,其中且,軸?軸被圓截得的弦分別為,.
(1)求證:的面積為定值,并求出這個(gè)定值;
(2)設(shè)直線與圓交于,兩點(diǎn),若,求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【答案】(1)證明見解析,定值為4
(2)
【分析】(1)由題意可知圓C必定是經(jīng)過原點(diǎn)的,算出點(diǎn)A和B的坐標(biāo)即可;
(2)考慮圓C過原點(diǎn)的幾何關(guān)系,判斷所得解的合理性,即可算出圓的方程.
【詳解】(1)依題意作圖如下:
由題可知為中點(diǎn),
因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)為,
由題意可知圓C必定經(jīng)過原點(diǎn),即圓的方程為:,
所以,
所以,
所以的面積為定值,該定值為4;
(2)因?yàn)椋?是等腰三角形,圓C是其外接圓,
所以線段的中垂線經(jīng)過點(diǎn)與點(diǎn),
直線的方程,所以,所以或1,
當(dāng)時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為,圓的半徑,
所以圓心到直線的距離為:
,
即直線與圓相離,故 不符合題意,舍去;
當(dāng)時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為,圓的半徑,
所以圓心到直線的距離為,
所以直線與圓相交,故符合題意,
此時(shí)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
綜上, 的面積為4,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
21.如圖,圓錐PO的母線長為,是⊙的內(nèi)接三角形,平面PAC⊥平面PBC.,.
(1)證明:;
(2)設(shè)點(diǎn)Q滿足,其中,且二面角的大小為,求的值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)先證得到,再根據(jù)面面垂直的性質(zhì)得到,然后計(jì)算的長度,根據(jù)勾股定理逆定理即可得到
(2)先建系求出平面的法向量 ,再求出平面的法向量,根據(jù)二面角
的大小為列出關(guān)于的方程,解出即可
【詳解】(1)∵,,,
∴
∵平面PAC⊥平面PBC且平面PAC平面,平面PBC,,
∴PB⊥平面PAC,又平面PAC,
∴,
∴,
∴,
∴是正三角形,,
∵
∴;
(2)在平面ABC內(nèi)作交BC于M,
以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OM,OB,OP所在直線分別為x軸,
y軸,z軸,建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示:
易知,,
所以,,,,
,,
設(shè)平面OBC的法向量,
依題意,即,
不妨令,得,
易知平面OQB的法向量,
由可知,
即,解得
22.已知?jiǎng)狱c(diǎn)到兩點(diǎn),的距離之和為4,點(diǎn)在軸上的射影是C,.
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;
(2)過點(diǎn)的直線交點(diǎn)的軌跡于點(diǎn),交點(diǎn)的軌跡于點(diǎn),求的最大值.
【答案】(1).(2)1
【分析】(1)根據(jù)橢圓的定義和題設(shè)條件,求得點(diǎn)的軌跡方程是,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,由所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,代入即可求解.
(2)若軸,求得;若直線不與軸垂直,設(shè)直線的方程為,根據(jù)圓的弦長公式,求得,再聯(lián)立方程組,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系,求得的表達(dá)式,代入化簡,即可求解.
【詳解】(1)設(shè),
因?yàn)辄c(diǎn)到兩點(diǎn)的距離之和為4,即
可得點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn),長軸長為4的橢圓,
所以,即,且,則,
所以點(diǎn)的軌跡方程是.
設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,因所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,可得,
化簡得點(diǎn)的軌跡方程為.
(2)若軸,則,.
若直線不與軸垂直,設(shè)直線的方程為,即,
則坐標(biāo)原點(diǎn)到直線的距離,
.
設(shè).將代入,并化簡得,
.
,.
,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號成立.
綜上所述,最大值為1.
【點(diǎn)睛】本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,圓的性質(zhì),及直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的綜合應(yīng)用,解答此類題目,通常聯(lián)立直線方程與橢圓(圓錐曲線)方程,應(yīng)用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行求解,此類問題易錯(cuò)點(diǎn)是復(fù)雜式子的變形能力不足,導(dǎo)致錯(cuò)解,能較好的考查考生的邏輯思維能力、運(yùn)算求解能力、分析問題解決問題的能力等.
這是一份2023-2024學(xué)年福建省莆田第四中學(xué)高二上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題含答案,共20頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,雙空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份精品解析:福建省莆田市華僑中學(xué)2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期期末質(zhì)量監(jiān)測數(shù)學(xué)試題(解析版),共18頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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