
1. 已知集合,集合,則集合的元素個(gè)數(shù)為( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】化簡(jiǎn)集合,利用集合補(bǔ)集和交集的概念求出進(jìn)而得到元素個(gè)數(shù)即可.
【詳解】由解得或,
所以或,,
又因?yàn)椋?br>所以,元素個(gè)數(shù)為2,
故選:B
2. 已知復(fù)數(shù)滿足,則的虛部為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由復(fù)數(shù)除法法則以及共軛復(fù)數(shù)、虛部的概念即可求解.
【詳解】由題意,則虛部為.
故選:C.
3. 已知條件:直線與直線垂直,條件:,則是的( )
A. 充要條件B. 充分不必要條件
C. 必要不充分條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】A
【解析】
【分析】由兩條直線垂直可求得,結(jié)合充要條件的定義即可求出答案.
【詳解】直線與直線垂直,所以,則,所以是的充要條件.
故選:A.
4. 已知方程表示橢圓,則的取值范圍為( )
A. 且B. 且
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可得,即得.
【詳解】因?yàn)榉匠瘫硎緳E圓,
所以,
解得且.
故選:B.
5. 已知圓O的直徑,動(dòng)點(diǎn)M滿足,則點(diǎn)M的軌跡與圓O的相交弦長(zhǎng)為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】設(shè),由距離公式化簡(jiǎn)整理可得點(diǎn)M的軌跡,兩圓相減得公共弦直線方程,利用幾何關(guān)系即可求出弦長(zhǎng).
【詳解】由題意,以線段AB的中點(diǎn)O為原點(diǎn),以直線AB為x軸,建立平面直角坐標(biāo)系,
可設(shè),,明顯,圓O的半徑為2,其方程為:①,
設(shè)動(dòng)點(diǎn),由,從而有,
化簡(jiǎn)得:,即②,
由可得相交弦的方程為:,圓心到距離,
所以公共弦長(zhǎng)為.
故選:A.
6. 已知實(shí)數(shù)x,y滿足方程.則的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】令,將化為的三角函數(shù)求最小值.
【詳解】令,
則,
因?yàn)椋?dāng)時(shí)取最小值,所以最小值為.
故選:D
7. 已知兩圓和恰有三條公切線,若,,且,則的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】確定兩圓圓心和半徑,根據(jù)公切線得到兩圓外切,得到,變換得到,展開(kāi)利用均值不等式計(jì)算得到答案.
【詳解】,即,圓心,;
,即,圓心,半徑;
兩圓恰有三條公切線,即兩圓外切,故,
即,
.
當(dāng)且僅當(dāng),即,時(shí)等號(hào)成立.
故選:A
8. 在直三棱柱中,,,,,為線段的三等分點(diǎn),點(diǎn)在線段EF上(包括端點(diǎn))運(yùn)動(dòng),則二面角的正弦值的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先作輔助線,利用二面角的定義找到二面角的平面角,再設(shè),用表示出二面角的正弦值,最后利用函數(shù)知識(shí)求二面角的正弦值的范圍即可.
【詳解】在直三棱柱中,平面ABC,且平面ABC,故,
又,,所以,.
如圖,過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),則,故平面ABC,
因?yàn)槠矫鍭BC,故,
過(guò)點(diǎn)作交AB于點(diǎn),連接DN,
因?yàn)槠矫?,平面,且?br>所以平面,又平面,則,
故即二面角的平面角.
設(shè),在直角中,,所以,,
所以,.
所以,
則,
易知在上的值域?yàn)椋?br>所以.
故選:C.
二、多項(xiàng)選擇題(每題5分,少選得2分,錯(cuò)選得0分,共20分.)
9. 函數(shù)的部分圖象如圖所示,則下列結(jié)論正確的是( )
A. 函數(shù)的最小正周期為B.
C. 函數(shù)在上不是單調(diào)函數(shù)D. 函數(shù)在上是增函數(shù)
【答案】CD
【解析】
【分析】對(duì)A選項(xiàng)由圖得到兩相鄰最值之間的橫坐標(biāo)距離為半周期即可判定A,對(duì)B選項(xiàng),利用圖像所過(guò)的點(diǎn),代入求解出三角函數(shù)解析式,再計(jì)算即可,對(duì)C選項(xiàng)利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性即可判斷,對(duì)D選項(xiàng)求解出其單調(diào)增區(qū)間,再賦值值,求出最接近的一個(gè)單調(diào)增區(qū)間,即可判斷D.
【詳解】對(duì)A選項(xiàng),在同一周期內(nèi),函數(shù)在時(shí)取得最大值,時(shí)取得最小值,
函數(shù)的最小正周期滿足,由此可得,故A錯(cuò)誤;
對(duì)B選項(xiàng),,解得,
得函數(shù)表達(dá)式為,又當(dāng)時(shí)取得最大值2,,可得,
取,得,,則,故B錯(cuò)誤;
對(duì)C選項(xiàng),,則,
令,則原函數(shù)為,,由正弦函數(shù)單調(diào)性可知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故C正確;
對(duì)D選項(xiàng),;令,,
解得,,令,則其中一個(gè)單調(diào)增區(qū)間為,
而,故D正確
故選:CD.
【點(diǎn)睛】【點(diǎn)睛】
10. 已知直線,是圓上的一點(diǎn),則( )
A. 直線過(guò)定點(diǎn)B. 圓C的半徑是
C. 點(diǎn)P可能在圓上D. 點(diǎn)P到直線的最大距離是
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)直線過(guò)定點(diǎn)、圓、直線和圓的位置關(guān)系等知識(shí)對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析,從而確定正確答案.
【詳解】直線可化為,
由,解得,故直線過(guò)定點(diǎn),A選項(xiàng)正確.
圓可化為,
所以圓心,半徑,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤.
圓的圓心為,半徑為,
,所以圓與圓外切,
所以點(diǎn)可能在圓上,C選項(xiàng)正確.
,所以點(diǎn)P到直線的最大距離是,D選項(xiàng)正確.
故選:ACD
11. 已知橢圓C:的左、右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,,短軸的上、下兩個(gè)端點(diǎn)分別為,,的面積為1,離心率為,點(diǎn)P是C上除長(zhǎng)軸和短軸端點(diǎn)外的任意一點(diǎn),的平分線交C的長(zhǎng)軸于點(diǎn)M,則( )
A. 橢圓的焦距等于短半軸長(zhǎng)
B. 面積的最大值為2
C.
D. 取值范圍是
【答案】C
【解析】
【分析】由的面積為1,離心率為列方程組,進(jìn)而可求的值,則A可判斷,B選項(xiàng)可根據(jù)P點(diǎn)位置是除長(zhǎng)軸和短軸端點(diǎn)外的任意一點(diǎn)直接排除;對(duì)于C選項(xiàng),由的平分線交長(zhǎng)軸于點(diǎn),得到,化簡(jiǎn)可得,結(jié)合橢圓的定義,得到,進(jìn)而求得的取值范圍可判斷D.
【詳解】對(duì)A:由的面積為1,離心率為可得,
又,所以得,故A錯(cuò)誤;
對(duì)B:當(dāng)P點(diǎn)在長(zhǎng)軸端點(diǎn)位置時(shí)的面積才能取到最大值,
但是P點(diǎn)是除長(zhǎng)軸和短軸端點(diǎn)外的任意一點(diǎn),故的面積無(wú)法取到最大值,故B錯(cuò)誤;
對(duì)C:所以橢圓的方程為,故,,
由的平分線交長(zhǎng)軸于點(diǎn),顯然,,
又,
所以,即,
由,,得,故C正確;
對(duì)D:設(shè),則,而,
即,也就是,所以,
所以,,
所以,故D錯(cuò)誤;
故選:C.
12. 已知正方體的棱長(zhǎng)為,為底面內(nèi)(包括邊界)的動(dòng)點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A. 三棱錐的體積為定值
B. 存在點(diǎn),使得平面
C. 若,則P點(diǎn)在正方形底面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)為
D. 若點(diǎn)是的中點(diǎn),點(diǎn)是的中點(diǎn),經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的正方體的截面周長(zhǎng)為
【答案】AC
【解析】
【分析】根據(jù)等體積法可計(jì)算出三棱錐的體積,可判斷選項(xiàng)A,建立空間直角坐標(biāo)系,寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo),設(shè),根據(jù)垂直得向量數(shù)量積為列式,從而判斷選項(xiàng)BC,作出過(guò)三點(diǎn)的正方體的截面,計(jì)算周長(zhǎng)即可判斷選項(xiàng)D.
【詳解】對(duì)于A,由等體積法,三棱錐的高等于,
底面積,所以,
所以三棱錐的體積為定值,故A正確;
對(duì)于B,以為坐標(biāo)原點(diǎn),以所在直線分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
設(shè),,
,,,,,,
,,,
若平面,則,,
則,,
解得,不符合,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,,若,
,即,
所以點(diǎn)的軌跡就是線段,軌跡長(zhǎng)為,故C正確;
對(duì)于D,連接PQ并延長(zhǎng)交DC的延長(zhǎng)線于,連接交于,連接QF,
延長(zhǎng)QP交DA的延長(zhǎng)線于,連接交于,連接PE,
則五邊形即為經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的正方體的截面,如圖:
正方體的棱長(zhǎng)為2,則,
則為等腰直角三角形,則,
根據(jù)得,,
則,則,,
同理可得,而,
則五邊形的周長(zhǎng)為,故D錯(cuò)誤.
故選:AC.
三、填空題(每空5分,共20分.)
13. 已知圓C:,若過(guò)定點(diǎn)能作兩條圓的切線,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】使過(guò)A點(diǎn)作圓的切線有兩條,則定點(diǎn)在圓外,代入圓方程計(jì)算得到答案.
【詳解】已知圓C的方程為,
所以,
要使過(guò)A點(diǎn)作圓的切線有兩條
即點(diǎn)在圓C外:恒成立,解得或,
綜上所述:或,
故答案為:.
14. 橢圓內(nèi),過(guò)點(diǎn)且被該點(diǎn)平分的弦所在的直線方程為_(kāi)__________.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè)出坐標(biāo),根據(jù)點(diǎn)在橢圓上利用點(diǎn)差法求解出的值,再利用直線的點(diǎn)斜式方程可求解出直線方程.
【詳解】設(shè)直線與橢圓的兩個(gè)交點(diǎn)為,因?yàn)樵跈E圓上,
所以,所以,
所以,所以,
所以,所以,
所以的方程為:,即,
故答案為:.
15. 設(shè)橢圓的兩焦點(diǎn)為,.若橢圓上存在點(diǎn)P,使,則橢圓的離心率e的取值范圍為_(kāi)_________.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè),,根據(jù)橢圓性質(zhì)和余弦定理得到,利用均值不等式得到,解得答案.
【詳解】設(shè),,則,,
即,
,即,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
故,即,.
故答案為:
16. 在四棱錐中,平面ABCD,,點(diǎn)M是矩形ABCD內(nèi)(含邊界)的動(dòng)點(diǎn),且,,直線PM與平面ABCD所成的角為,當(dāng)三棱錐的體積最小時(shí),三棱錐的外接球的體積為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)線面角的定義得出M位于底面矩形ABCD內(nèi)的以點(diǎn)A為圓心,2為半徑的圓上,再由三棱錐的體積最小,確定點(diǎn)M位于F,進(jìn)而由長(zhǎng)方體外接球模型結(jié)合體積公式求解.
【詳解】因?yàn)槠矫?,所以即為直線與平面所成的角,
所以.因?yàn)?,所以,如圖,易知M位于底面矩形ABCD內(nèi)的以點(diǎn)A為圓心,2為半徑的圓上,記點(diǎn)M的軌跡為圓弧EF.連接AF,當(dāng)點(diǎn)M位于F時(shí),三棱錐的體積最小,由長(zhǎng)方體外接球模型可知,三棱錐的外接球球心為PF的中點(diǎn),此外接球的體積.
故答案為:
四、解答題(17題10分,18-22題每題12分,共70分,要求寫(xiě)出必要的解題步驟或證明過(guò)程.)
17. 在中,角的對(duì)邊分別為,且滿足__________.
從條件①?條件②這兩個(gè)條件中任選一個(gè)補(bǔ)充在上面橫線上作為已知,
(1)求角;
(2)若為銳角三角形,且,求面積的取值范圍.
條件①:
條件②:
注:如果選擇條件①和條件②分別解答,按第一個(gè)解答計(jì)分.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)選①,利用余弦定理即可得到的大??;選②利用誘導(dǎo)公式結(jié)合正余弦平方和關(guān)系即可求出,則得到的大??;
(2)利用正弦定理解得,再求出的范圍則得到的范圍,最后利用三角形面積公式即可.
【小問(wèn)1詳解】
選擇條件①:
由題意及正弦定理知,
選擇條件②:因?yàn)?,所以?br>即,
解得,又,
所以
【小問(wèn)2詳解】
由可得
因?yàn)槭卿J角三角形,由(1)知得到,
故,解得,
所以,則,所以
.
18. 投壺是從先秦延續(xù)至清末的漢民族傳統(tǒng)禮儀和宴飲游戲,假設(shè)甲、乙、丙、丁是四位投壺游戲參與者,且甲、乙、丙每次投壺時(shí),投中與不投中的機(jī)會(huì)是均等的,丁每次投壺時(shí),投中的概率為.甲、乙、丙、丁每人每次投壺是否投中相互獨(dú)立,互不影響.
(1)若甲、乙、丙、丁每人各投壺1次,求只有一人投中的概率;
(2)甲、丁進(jìn)行投壺比賽,若甲、丁每人各投壺2次,投中次數(shù)多者獲勝,求丁獲勝的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)獨(dú)立事件乘法公式計(jì)算即可;
(2)分情況根據(jù)獨(dú)立重復(fù)事件公式計(jì)算即可.
【小問(wèn)1詳解】
將甲、乙、丙、丁各自在一次投壺中投中分別記為事件,
則.
設(shè)只有一人投中為事件,則
.
【小問(wèn)2詳解】
若甲投中0次,則丁至少投中1次;若甲投中1次,則丁投中2次.
設(shè)丁獲勝為事件,則.
19. 已知圓.
(1)直線過(guò)點(diǎn),且與圓C相切,求直線的方程;
(2)設(shè)直線與圓C相交于M,N兩點(diǎn),點(diǎn)P為圓C上的一動(dòng)點(diǎn),求的面積S的最大值.
【答案】(1)x=-1或4x-3y+7=0
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)直線的斜率是否存在,分別設(shè)出直線方程,再根據(jù)圓心到直線的距離等于半徑,即可解出;
(2)根據(jù)弦長(zhǎng)公式求出,再根據(jù)幾何性質(zhì)可知,當(dāng)時(shí),點(diǎn)P到直線距離的最大值為半徑加上圓心到直線的距離,即可解出.
【小問(wèn)1詳解】
由題意得C(2,0),圓C的半徑為3.
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為y-l=k(x+1),即kx-y+k+1=0,
由直線與圓C相切,得,解得,所以直線的方程為4x-3y+7=0.
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,顯然與圓C相切.
綜上,直線的方程為x=-1或4x-3y+7=0.
【小問(wèn)2詳解】
由題意得圓心C到直線的距離,
設(shè)圓C的半徑為r,所以r=3,所以,
點(diǎn)P到直線距離的最大值為,
則的面積的最大值.
20. 如圖,四面體中,,E為的中點(diǎn).
(1)證明:平面平面;
(2)設(shè),點(diǎn)F在上,當(dāng)?shù)拿娣e最小時(shí),求與平面所成的角的正弦值.
【答案】(1)證明過(guò)程見(jiàn)解析
(2)與平面所成角的正弦值為
【解析】
【分析】(1)根據(jù)已知關(guān)系證明,得到,結(jié)合等腰三角形三線合一得到垂直關(guān)系,結(jié)合面面垂直的判定定理即可證明;
(2)根據(jù)勾股定理逆用得到,從而建立空間直角坐標(biāo)系,結(jié)合線面角的運(yùn)算法則進(jìn)行計(jì)算即可.
【小問(wèn)1詳解】
因?yàn)椋珽為的中點(diǎn),所以;
在和中,因?yàn)椋?br>所以,所以,又因?yàn)镋為的中點(diǎn),所以;
又因?yàn)槠矫妫?,所以平面?br>因?yàn)槠矫?,所以平面平?
【小問(wèn)2詳解】
連接,由(1)知,平面,因?yàn)槠矫妫?br>所以,所以,
當(dāng)時(shí),最小,即的面積最小.
因?yàn)?,所以?br>又因?yàn)?,所以是等邊三角形?br>因?yàn)镋為的中點(diǎn),所以,,
因?yàn)?,所?
在中,,所以.
以為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,所以,
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,
則,取,則,
又因?yàn)?,所以?br>所以,
設(shè)與平面所成的角的正弦值為,
所以,
所以與平面所成的角的正弦值為.
21. 在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓:的焦距為2,且過(guò)點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)橢圓左焦點(diǎn)的直線(不與坐標(biāo)軸垂直)與橢圓交于,兩點(diǎn),若點(diǎn)滿足,求.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù),又,,聯(lián)立方程組可解得,,由此可得橢圓的方程;
(2)設(shè),,中點(diǎn),直線的方程為:,聯(lián)立直線與橢圓方程,根據(jù)韋達(dá)定理得,可得,再利用得,可得,再根據(jù)弦長(zhǎng)公式可得結(jié)果.
【詳解】(1)由題可知,又,,
∴,
∴∴,
又∴,,
所以橢圓的方程為:.
(2)設(shè),,中點(diǎn),直線的方程為:,
由可得,
∴,
∴,∴,
∵,∴,
∴,
∴,∴,
所以,,
所以.
【點(diǎn)睛】本題考查了根據(jù)橢圓的性質(zhì)求橢圓方程,考查了直線與橢圓的位置關(guān)系,考查了利用弦長(zhǎng)公式求弦長(zhǎng),考查了運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
22. 已知橢圓的兩個(gè)頂點(diǎn)分別為,,焦點(diǎn)在軸上,離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)若直線與軸交于點(diǎn),與橢圓交于,兩點(diǎn),線段的垂直平分線與軸交于,求的取值范圍.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】(1)由頂點(diǎn)和離心率直接求即可;
(2)先聯(lián)立直線和橢圓方程,借助弦長(zhǎng)公式表示出弦長(zhǎng),再求出垂直平分線和坐標(biāo),表示出,最后分離常數(shù)求取值范圍即可.
【小問(wèn)1詳解】
由題意知可得,故橢圓的方程為.
【小問(wèn)2詳解】
由,可得,設(shè),則,,線段的中點(diǎn)為,線段的垂直平分線方程為
,令,得,所以,
又,則,又
,
所以,,
故的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】(1)關(guān)鍵在于建立的關(guān)系式求解;
(2)關(guān)鍵在于聯(lián)立直線和橢圓方程,依次求出垂直平分線和弦長(zhǎng)、,轉(zhuǎn)化成關(guān)于的代數(shù)式求范圍即可.
這是一份安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題,共2頁(yè)。
這是一份安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試題(Word版附解析),共21頁(yè)。試卷主要包含了 已知集合,,則, 復(fù)數(shù)是純虛數(shù),則, “”是“直線, 已知角的終邊過(guò)點(diǎn), 在等比數(shù)列中,,,則, 已知空間直線、和平面滿足, 在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn), 已知曲線,則下列說(shuō)法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期第一次階段考試數(shù)學(xué)試題(Word版附解析),共15頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期第二次階段考試數(shù)學(xué)試題(Word版附解析)
安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期第一次階段考試數(shù)學(xué)試題
安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期第二次階段考試數(shù)學(xué)試題
安徽省淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第一次階段考試數(shù)學(xué)試題
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