
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、班級、學(xué)校在答題卡上填寫清楚.
2.每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑,如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號.在試卷上作答無效.
3.考試結(jié)束后,請將答題卡交回,試卷自行保存.滿分150分,考試用時(shí)120分鐘.
一、單選題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 直線的傾斜角為( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)直線的傾斜角和斜率的關(guān)系,即可得答案.
【詳解】設(shè)直線的的傾斜角為,且,
直線的斜率,所以,
故選:C
2. 平面內(nèi),動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)橢圓的定義求解即可.
【詳解】由題意,點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn),的距離之和等于常數(shù),
故根據(jù)橢圓的定義可知:此點(diǎn)的軌跡為焦點(diǎn)在軸上的橢圓,且,,
故,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
故選:B
3. 以點(diǎn)為圓心,且過原點(diǎn)的圓的方程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出圓心到原點(diǎn)的距離即可求解.
【詳解】由題意,圓心坐標(biāo)為點(diǎn),半徑為,
則圓的方程為.
故選:D.
4. 已知圓:,圓:,則兩圓的公共弦所在直線的方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)兩圓的公共弦所在直線的特點(diǎn),兩圓方程相減即可得解.
【詳解】圓:,圓:
兩圓方程相減得公共弦所在直線的方程為:.
故選:B
5. 直線過點(diǎn),且與圓:相交所形成的長度為的弦的條數(shù)為( )
A. 3B. 2C. 1D. 0
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)過圓內(nèi)的弦長最長為直徑,最短時(shí)點(diǎn)與圓心連線為弦心距求出范圍即可判斷.
【詳解】由題設(shè),圓的圓心為,且半徑,
而,即點(diǎn)在圓內(nèi),且圓心到該點(diǎn)的距離,
當(dāng)直線與、的連線垂直時(shí),弦長最短為,
故長度為的弦的條數(shù)為1條.
故選:C
6. 若點(diǎn)關(guān)于直線:(,)的對稱點(diǎn)為,則( )
A. B. C. 3D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)兩點(diǎn)關(guān)于直線對稱,利用斜率關(guān)系求直線斜率,再由中點(diǎn)在直線上得解.
【詳解】直線的斜率為,直線為線段的中垂線,從而,
又線段的中點(diǎn)在上,故,解得.
故選:D.
7. 已知橢圓:的左,右焦點(diǎn)分別為,,過且斜率為3直線交于,兩點(diǎn),則的內(nèi)切圓半徑為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)點(diǎn)斜式求出直線的方程與橢圓聯(lián)立可以兩交點(diǎn)縱坐標(biāo),根據(jù)橢圓的性質(zhì)以及三角形面積公式可求的半徑.
【詳解】依題意,直線的方程為即,
聯(lián)立解得,所以,從而,
的周長為,面積為,
又,所以.
故選:A
8. 點(diǎn)是橢圓上的點(diǎn),以為圓心的圓與軸相切于橢圓的焦點(diǎn),與軸相交于,兩點(diǎn),若是直角三角形,則該橢圓的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由圓M與x軸相切與焦點(diǎn)F,設(shè),則,所以圓的半徑為,利用是直角三角形,即可求出橢圓的離心率.
【詳解】圓與軸相切于焦點(diǎn),軸,可設(shè),
在橢圓上,,解得:,圓的半徑為;
作軸,垂足為,
,,
為直角三角形,,,
,即,又,所以,
故選:D.
二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,有選錯(cuò)的得0分,部分選對的得部分分.
9. 以下四個(gè)命題中正確的是( )
A. 過點(diǎn)且在軸上的截距是在軸上截距的倍的直線的方程為
B. 向量是直線的一個(gè)方向向量
C. 直線與直線之間的距離是
D. 直線的傾斜角的范圍是
【答案】BD
【解析】
【分析】根據(jù)直線截距式及其適用條件可判斷A選項(xiàng),根直線方向向量的概念可判斷B選項(xiàng);根據(jù)平行線間距離公式可判斷C選項(xiàng);根據(jù)斜率與傾斜角的關(guān)系可判斷D選項(xiàng).
【詳解】A選項(xiàng):當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí),方程為,
當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí),設(shè)方程為,則,解得,所以直線方程為,
綜上,所求直線方程為或,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B選項(xiàng):由方向向量的定義知正確;
C選項(xiàng):直線,即為,
故直線與直線之間的距離為,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤;
D選項(xiàng):直線的斜率,
所以傾斜角的范圍是,故D選項(xiàng)正確;
故選:BD.
10. 已知點(diǎn)是左、右焦點(diǎn)為,的橢圓:上的動(dòng)點(diǎn),則( )
A. 若,則的面積為
B. 使為直角三角形的點(diǎn)有6個(gè)
C. 的最大值為
D. 若,則的最大、最小值分別為和
【答案】BCD
【解析】
【分析】根據(jù)焦點(diǎn)三角形面積的相關(guān)結(jié)論即可判斷A;結(jié)合橢圓性質(zhì)可判斷B;結(jié)合橢圓定義可求線段和差的最值,判斷CD.
【詳解】A選項(xiàng):由橢圓方程,所以,,所以,
所以的面積為,故A錯(cuò)誤;
B選項(xiàng):當(dāng)或時(shí)為直角三角形,這樣的點(diǎn)有4個(gè),
設(shè)橢圓的上下頂點(diǎn)分別為,,則,同理,
知,所以當(dāng)位于橢圓的上、下頂點(diǎn)時(shí)也為直角三角形,
其他位置不滿足,滿足條件的點(diǎn)有6個(gè),故B正確;
C選項(xiàng):由于,
所以當(dāng)最小即時(shí),取得最大值,故C正確;
D選項(xiàng):因?yàn)椋?br>又,則的最大、最小值分別為和,
當(dāng)點(diǎn)位于直線與橢圓的交點(diǎn)時(shí)取等號,故D正確.
故選:BCD
11. 已知點(diǎn)、,動(dòng)點(diǎn)滿足,點(diǎn)的軌跡為曲線,點(diǎn)是直線:上一點(diǎn),過點(diǎn)作曲線的切線,切點(diǎn)為,直線與軸的交點(diǎn)為,則( )
A. 曲線方程為
B. 點(diǎn)到直線距離的最小值為
C. 的最小值為
D. 的最小值為
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)條件化簡即可得圓的方程判斷A,根據(jù)圓心到直線的距離及圓的性質(zhì)判斷B,根據(jù)切線及圓的幾何性質(zhì)判斷C,利用求最小值判斷D.
【詳解】A選項(xiàng):設(shè)Mx,y,則由得,化簡得:,
故曲線的方程為,A選項(xiàng)正確;
B選項(xiàng)::的圓心到直線的距離為,
所以直線與相離,從而圓上動(dòng)點(diǎn)到直線距離的最小值為,從而B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C選項(xiàng):中,,故C正確;
D選項(xiàng):對直線:,令,可得,即,
因?yàn)?,所以?br>所以,
當(dāng)且僅當(dāng)在線段與圓的交點(diǎn)時(shí)取得最小值,故D正確.
故選:ACD
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 圓:在點(diǎn)處切線方程為______;
【答案】
【解析】
【分析】由切線與圓心和切點(diǎn)連線的垂直關(guān)系得切線斜率,再由點(diǎn)斜式方程可得答案.
【詳解】由題意知圓心,
,,又過點(diǎn),
所以切線方程為,即,
故答案為:.
13. 已知橢圓:的一個(gè)頂點(diǎn)為,焦距為4,則的值為______;
【答案】或
【解析】
【分析】代入點(diǎn)求出,再由焦距得出,根據(jù)分類討論求解.
【詳解】將代入橢圓方程:,解得;
故橢圓方程為,
由焦距為4,得,.
由題意知,且,方程可化為,
若橢圓焦點(diǎn)在軸上,故,,則有,解得;
若橢圓焦點(diǎn)在軸上,,,則有,解得;
綜上所述,或.
故答案為:或
14. 已知為曲線上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值為______.
【答案】##
【解析】
【分析】化簡曲線方程,三角換元,利用三角恒等變換化簡后求最值即可.
【詳解】曲線即,
由于在曲線上,令,
則,
(其中,,不妨設(shè)),
,又,,
當(dāng)時(shí)取得最大值.
故答案為:
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.
15. 已知直線:,:.
(1)若,求的值.
(2)設(shè)直線過的定點(diǎn)為,直線過的定點(diǎn)為,且當(dāng)時(shí)直線與的交點(diǎn)為,求中邊上的高所在直線的方程.
【答案】(1)或
(2).
【解析】
【分析】(1)兩直線平行可得,解方程再檢驗(yàn)即可得解;
(2)求出兩點(diǎn),再由直線方程聯(lián)立求出,根據(jù)直線垂直得斜率,即可求出直線方程.
【小問1詳解】
,解得或
當(dāng)時(shí),:,:滿足;
當(dāng)時(shí),:,:,
即滿足;
故或.
【小問2詳解】
由直線:可知過定點(diǎn),
由:可知過定點(diǎn),
當(dāng)時(shí),聯(lián)立與的方程得,
解得,
,從而,
又直線過點(diǎn),
故直線的方程為,即.
16. 橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別為、,為該橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),且橢圓的離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)、為橢圓上的兩點(diǎn),且為的重心,求直線的斜率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)已知條件求得,從而求得橢圓的方程.
(2)根據(jù)重心坐標(biāo)公式求得點(diǎn)的坐標(biāo),利用點(diǎn)差法求得直線的斜率.
【小問1詳解】
由題.:.
【小問2詳解】
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,線段中點(diǎn),而,
則為的重心,
,從而,
所以,即,
,均在橢圓上,
,作差并化簡得可得,即,
代入點(diǎn)坐標(biāo)得,
,
在橢圓內(nèi)部,所求直線存在,
故直線的斜率為.
【點(diǎn)睛】本題通過橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程確定和直線斜率的求解,考查了學(xué)生對橢圓的基本性質(zhì)、重心的計(jì)算以及斜率公式的熟練掌握.解題過程中,橢圓的參數(shù)求解和直線的斜率計(jì)算環(huán)環(huán)相扣,體現(xiàn)了代數(shù)與幾何的結(jié)合.通過兩點(diǎn)間坐標(biāo)的差值計(jì)算直線的斜率(點(diǎn)差法),體現(xiàn)了解析幾何中的代數(shù)計(jì)算方法.
17. 如圖,在四棱錐中,,,平面,,、分別是棱、的中點(diǎn).
(1)證明:平面;
(2)求平面與平面的夾角的余弦值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】(1)先證,再根據(jù)線面平行的判定定理證明;
(2)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,用空間向量法求二面角.
【小問1詳解】
如圖所示,連接.
因?yàn)?,分別是棱,中點(diǎn),所以,.
因?yàn)?,,所以,?br>所以四邊形是平行四邊形,則.
因?yàn)槠矫?,平面,所以平?
【小問2詳解】
因?yàn)槠矫妫⑵矫?,所以,?br>又因?yàn)?,所以,,兩兩垂直?br>以為坐標(biāo)原點(diǎn),,,的方向分別為,,軸的正方向,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.
由題中數(shù)據(jù)可得A0,0,0,,,,,,,,
設(shè)平面的法向量為n=x,y,z,則
令,得.
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,則,
令,得.
設(shè)平面與平面的夾角為,
則.
即平面與平面的夾角的余弦值為.
18. 已知點(diǎn)為線段的中點(diǎn),,點(diǎn)為圓上動(dòng)點(diǎn).
(1)求點(diǎn)的軌跡曲線的方程;
(2)過點(diǎn)直線與(1)中曲線交于不同的兩點(diǎn),(異于坐標(biāo)原點(diǎn)),
(i)求直線斜率的取值范圍;
(ii)直線,的斜率分別為、,判斷是否為定值?若是,求出該定值;若不是,說明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)是,5
【解析】
【分析】(1)設(shè),,利用相關(guān)點(diǎn)法即可求出軌跡方程;
(2)設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立直線和曲線的方程,消去后,利用韋達(dá)定理及可求出斜率的取值范圍,利用斜率公式及韋達(dá)定理可求出.
【小問1詳解】
設(shè),,由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,
因?yàn)辄c(diǎn)為圓上動(dòng)點(diǎn),
所以,
所以,
整理得曲線的方程為.
【小問2詳解】
設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立直線和曲線的方程:,
消去得:,
(i)因?yàn)橹本€與曲線交于異于坐標(biāo)原點(diǎn)的兩點(diǎn),,
所以,
解得.
(ii),
代入韋達(dá)得:,
所以是定值5.
19. 法國著名數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日在研究圓錐曲線時(shí)發(fā)現(xiàn):橢圓的任意兩條互相垂直的切線的交點(diǎn)的軌跡是以橢圓的中心為圓心,(為橢圓的長半軸長,為橢圓的短半軸長)為半徑的圓,這個(gè)圓被稱為蒙日圓.已知橢圓:,,分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),橢圓的蒙日圓為圓.
(1)求圓的方程;
(2)已知點(diǎn)是橢圓上的任意一點(diǎn),點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與圓相交于、兩點(diǎn),求證:;
(3)過點(diǎn)作互相垂直的直線、,其中交圓于、兩點(diǎn),交橢圓于、兩點(diǎn),求四邊形面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)證明見解析; (3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)蒙日圓定義及橢圓方程直接得解;
(2)設(shè)Ax0,y0,根據(jù)橢圓方程,焦點(diǎn)坐標(biāo)直接計(jì)算,再由圓的幾何性質(zhì)計(jì)算即可得證;
(3)分類討論,當(dāng)斜率存在且不為0時(shí),根據(jù)可得,分別求出,利用換元法求出的取值范圍即可.
【小問1詳解】
橢圓:中,,
所以所求圓的方程為;
【小問2詳解】
如圖,
設(shè)Ax0,y0,則,
又、,
,
同理,
,
.
【小問3詳解】
①當(dāng)斜率不存在,斜率為0時(shí),方程為,原點(diǎn)到的距離為,
所以,,
所以四邊形面積;
②當(dāng)斜率存在,斜率不為0時(shí),設(shè)的方程為,
則的方程為即,
則原點(diǎn)到的距離為,
所以,
設(shè)Mx1,y1、Nx2,y2,聯(lián)立與的方程,即,
消去得,
由于在橢圓內(nèi)部,所以直線與必相交且,
所以
,
因?yàn)?
所以四邊形面積,
令,則,
故
,
,, 令,則,
則在單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí);當(dāng)時(shí),,所以.
綜上:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:表示出四邊形的面積后,能夠恰當(dāng)經(jīng)過兩次換元,轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值,是解題的關(guān)鍵,對運(yùn)算能力要求較高.
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