1. 在正項等比數(shù)列中,,則數(shù)列的公比為( )
A. B. 4C. D. 2
【正確答案】D
【分析】設(shè)等比數(shù)列的公比為,然后將已知條件結(jié)合等比數(shù)列通項公式化簡計算可得結(jié)果.
【詳解】設(shè)等比數(shù)列的公比為,
由,得,,
所以,
所以,解得或(舍去),
故選:D
2. 拋物線的準(zhǔn)線方程為( )
A. B.
C. D.
【正確答案】D
【分析】將拋物線轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)式,由定義求出準(zhǔn)線.
【詳解】由得,故拋物線的準(zhǔn)線方程為.
故選:D
3. 已知兩條直線,的斜率分別為,,傾斜角分別為.若,則下列關(guān)系正確的是( )
A. B. C. D.
【正確答案】D
【分析】根據(jù)直線斜率與傾斜角的關(guān)系,結(jié)合正切函數(shù)的單調(diào)性即可得解.
【詳解】依題意得,,,,
而在和上單調(diào)遞增,且在上,,
在上,所以,即.
故選:D
4. 直線過定點Q,若為圓上任意一點,則的最大值為( )
A 1B. 3C. 4D. 2
【正確答案】B
【分析】求出直線定點坐標(biāo)、圓心坐標(biāo)、半徑,再由點與圓的圓心之間的距離加半徑求解
【詳解】由,得,
所以直線過定點,
由,知圓心坐標(biāo),半徑為2,
所以到圓心的距離為,則在圓內(nèi),
則的最大值為,
故選:B
5. 在等差數(shù)列中,若,則=( )
A. 100B. 120C. 57D. 18
【正確答案】B
【分析】根據(jù)等差數(shù)列前項和性質(zhì)求解.
【詳解】是等差數(shù)列,則仍成等差數(shù)列,
又,,所以,,

所以,
故選:B.
6. 在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)橢圓與雙曲線的離心率分別為,,其中且雙曲線漸近線的斜率絕對值小于,則下列關(guān)系不正確的是( )
A. B. C. D. .
【正確答案】D
【分析】A選項,根據(jù)離心率的定義得到;B選項,先得到,從而得到,得到B正確;C選項,根據(jù)和得到;D選項,根據(jù)基本不等式得到,得到D錯誤.
【詳解】A選項,由題意得,,故,A正確;
B選項,雙曲線的一條漸近線方程為,故,
故,故,B正確;
C選項,由A知,故,故,C正確;
D選項,因為,,,
所以,
又,且,由基本不等式得,故,
所以,D錯誤.
故選:D
7. 已知首項為1的數(shù)列,且對任意正整數(shù)恒成立,則數(shù)列的前項和為( )
A. B. C. D.
【正確答案】C
【分析】變形得到,利用累乘法得到,故,利用裂項相消法求和得到答案.
【詳解】由題意易知,
由變形為,故,
所以
,
因為,所以,故,
所以.
故選:C
8. 已知長方體,,,是的中點,點P滿足,其中,,且平面,則動點P的軌跡所形成的軌跡長度是( )
A. 3B. C. D. 2
【正確答案】A
【分析】根據(jù)給定條件,可得點在矩形及內(nèi)部,結(jié)合平面,利用面面平行的知識找出點的軌跡,然后根據(jù)長方體的結(jié)構(gòu)特征與解三角形的知識算出答案.
【詳解】在長方體中,由,,,得點在矩形及內(nèi)部,
又平面,故點在過且平行于平面的平面內(nèi),
連接交于點,取中點,連接,在上取點,使得,連接,,,
由是長方體,可知對角面為矩形,且,
因為,,
所以且,四邊形為平行四邊形,可得,
因為平面,平面,
所以平面,同理可得平面,
因為是平面內(nèi)的相交直線,
故平面平面,即平面是過且平行于平面的平面,
所以點的軌跡是四邊形截面與平面的交線,即線段.
因為矩形中,,,可知,
所以,可得中,,
所以,即動點的軌跡所形成的軌跡長度為3.
故選:A
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.(在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得5分,部分選對的得2分,有選錯的得0分.)
9. 若方程所表示的曲線為,則下面四個說法中正確的是( )
A. 若,則為橢圓
B. 若為橢圓,且焦點在軸上,則
C. 曲線可能是圓
D. 若為雙曲線,則
【正確答案】BC
【分析】根據(jù)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的特征列不等式求解即可判斷AB;根據(jù)方程為圓列式求解判斷C;根據(jù)雙曲線的特征判斷D.
【詳解】當(dāng)時,方程為,此時表示圓,故A錯;C對;
若為橢圓,且焦點在軸上,則,解得,故B對;
若為雙曲線,則,解得,或,故D錯;
故選:BC
10. 任取一個正整數(shù),若是奇數(shù),就將該數(shù)乘再加上;若是偶數(shù),就將該數(shù)除以.反復(fù)進(jìn)行上述兩種運算,經(jīng)過有限次步驟后,必進(jìn)入循環(huán)圈.這就是數(shù)學(xué)史上著名的“冰雹猜想”(又稱“角谷猜想”).比如取正整數(shù),根據(jù)上述運算法則得出.猜想的遞推關(guān)系如下:已知數(shù)列滿足,,設(shè)數(shù)列的前 項和為 ,則下列結(jié)論正確的是( )
A. B. C. D.
【正確答案】ABD
【分析】求出數(shù)列的前幾項,可得數(shù)列中從第4項起以4,2,1循環(huán),然后一一分析判斷即可.
【詳解】因為數(shù)列滿足,,
所以

所以,
所以AB正確,C錯誤,
因為數(shù)列中從第4項起以4,2,1循環(huán),而,
所以,所以D正確,
故選:ABD
11. 設(shè)等比數(shù)列的公比為,前項積為,并且滿足條件,,,則下列結(jié)論正確的是( )
A. B. C. D. 的最小值為
【正確答案】AC
【分析】根據(jù)題意,由,得的范圍,由變形得,因此可得,由此分析選項是否正確,即可得答案
【詳解】根據(jù)題意,等比數(shù)列的公比為,由,所以,
若,得,變形得,
又且,則,故,故A對;
由,故B錯;
,故C對;
因為又且,所以等比數(shù)列遞增數(shù)列,而,則的最小值為,故D錯;
故選:AC
12. 已知拋物線C:與圓O:交于A,B兩點,且,直線過C的焦點F,且與C交于M,N兩點,則下列說法中正確的是( )
A. 若直線的斜率為,則
B. 的最小值為
C. 若以MF為直徑的圓與y軸的公共點為,則點M的橫坐標(biāo)為
D. 若點,則周長最小值為
【正確答案】BCD
【分析】求出拋物線的方程,得焦點坐標(biāo),設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立方程組應(yīng)用韋達(dá)定理求弦長判斷A,再根據(jù)韋達(dá)定理得出焦點弦的性質(zhì),然后利用基本不等式求解后判斷B,作出大致圖象,過點作準(zhǔn)線的垂線,結(jié)合拋物線的定義判斷C,過作準(zhǔn)線的垂線(是垂足),寫出三角形的周長,結(jié)合拋物線的定義轉(zhuǎn)化后得出不等關(guān)系,從而可得最小值判斷D.
【詳解】拋物線C:與圓O:交于A,B兩點,且,
則第一象限內(nèi)的交點的縱坐標(biāo)為,代入圓方程得橫坐標(biāo)為1,即,
所以,,即拋物線方程為,焦點為,
對選項A,設(shè)直線方程為,由得,
設(shè),則,,
,
直線的斜率為時,,所以,A錯誤;
對選項B,由拋物線定義得
,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,
因此的最小值為,B正確;
對選項C,如圖,過點作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,交軸于,取的中點,過作軸垂線,垂足為,
則,是梯形的中位線,
由拋物線定義可得,
所以,
所以以為直徑的圓與軸相切,
因此為切點,所以點縱坐標(biāo)為1,
又是中點,所以點縱坐標(biāo)為2,
而是拋物線上的點,因此其橫坐標(biāo)為1,C正確;
對選項D,過作垂直于拋物線的準(zhǔn)線,垂足為,
所以的周長為,
當(dāng)且僅當(dāng)點的坐標(biāo)為時取等號(即與準(zhǔn)線垂直),D正確.
故選:BCD.
方法點睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點坐標(biāo)為;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;
(3)列出韋達(dá)定理;
(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;
(5)代入韋達(dá)定理求解.
三、填空題:本大題共4小題,每小題5分,共20分.
13. 已知數(shù)列的前項之和,則數(shù)列的通項公式__________.
【正確答案】
【詳解】分析:根據(jù)和項與通項得關(guān)系求結(jié)果.
詳解:因為當(dāng)時,,當(dāng)時,,
因,所以.
點睛:給出與的遞推關(guān)系求,常用思路是:一是利用轉(zhuǎn)化為的遞推關(guān)系,再求其通項公式;二是轉(zhuǎn)化為的遞推關(guān)系,先求出與之間的關(guān)系,再求. 應(yīng)用關(guān)系式時,一定要注意分兩種情況,在求出結(jié)果后,看看這兩種情況能否整合在一起.
14. 已知雙曲線方程為(),若直線與雙曲線左右兩支各交一點,則實數(shù)的取值范圍為__________.
【正確答案】
【分析】求出漸近線方程,結(jié)合直線與雙曲線左右兩支各交一點,比較斜率即可得結(jié)果.
【詳解】因為雙曲線方程為(),
所以雙曲線的漸近線方程為,
因為直線與雙曲線左右兩支各交一點,
所以,解得,
即實數(shù)的取值范圍為,

15. 如圖,四棱錐中,底面,底面是邊長為6的正方形,且四棱錐的外接球的表面積為,點在線段上,且為線段的中點,則點到直線上任意點的距離的最小值為_____________.

【正確答案】
【分析】以D為坐標(biāo)原點,以為軸正方向,為軸正方向,為軸正方向建立坐標(biāo)系,由外接球的表面積為,求出,由求得,為線段的中點,求出,然后幾根據(jù)兩點間的距離公式結(jié)合二次函數(shù)求最值可得.
【詳解】由底面,所以
由底面是正方形,所以,
以D為坐標(biāo)原點,以為軸正方向,為軸正方向,為軸正方向建立坐標(biāo)系,
設(shè)四棱錐的外接球的半徑為r,
由外接球的表面積為,即,所以,
,所以,
所以,又,即,
設(shè),所以,
所以,所以,又,
因為為線段的中點,所以,
設(shè)直線上一點,
所以當(dāng)時,點到直線上任意點的距離的最小,其最小值為.

16. 瑞典數(shù)家科赫在1904年構(gòu)造能描述雪花形狀的圖案,就是數(shù)學(xué)中一朵美麗的雪花——“科赫雪花”.它的繪制規(guī)則是:任意畫一個正三角形(圖1),并把每一條邊三等分,再以中間一段為邊向外作正三角形,并把這“中間一段”擦掉,形成雪花曲線(圖2),如此繼續(xù)下去形成雪花曲線(圖3),直到無窮,形成雪花曲線.設(shè)雪花曲線的邊數(shù)為,面積為,若正三角形的邊長為,則=________; =________.
圖1 圖2 圖3
【正確答案】 ①. ②.
【分析】根據(jù)圖形,得出成等比數(shù)列,從而可得通項公式,再由圖形的形成過程得出邊長也成等比數(shù)列,而是在的基礎(chǔ)上每條邊向外增加一個小正三角形,由此可得面積間的關(guān)系,利用累加法求得通項公式.
【詳解】由題意,,,即是等比數(shù)列,公比是4,所以,
設(shè)雪花曲線的邊長為,則,,所以,
因為,
當(dāng)時,,
所以

故;.
方法點睛:本題考查歸納猜想,考查數(shù)列的應(yīng)用,解題方法是觀察圖形,通過圖形的形成歸納總結(jié)出與的關(guān)系:邊數(shù)間的關(guān)系,邊長的關(guān)系,面積的關(guān)系,從而利用數(shù)列的知識求得結(jié)論.
四、解答題:解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.(共6大題,10分+12分+12分+12分+12分+12分,共70分)
17. 已知等差數(shù)列的前項和為,;
(1)求等差數(shù)列的前項和及的最大值;
(2)求數(shù)列的前項和.
【正確答案】(1),210;
(2)212.
【分析】(1)根據(jù)給定條件,利用等差數(shù)列前項和公式,結(jié)合性質(zhì)求出公差及首項即可得解.
(2)由(1)求出數(shù)列的通項公式,判斷項的正負(fù),再結(jié)合(1)的結(jié)論求解即得.
【小問1詳解】
等差數(shù)列的前項和為,由,得,解得,
由,得,解得,則,公差,
因此,對稱軸為,因為,則當(dāng)或時,,
所以,的最大值為210.
【小問2詳解】
由(1)知,,則,
所以
.
18. 已知圓,直線過點.
(1)若直線與圓相交,求直線的斜率的取值范圍;
(2)以線段為直徑的圓與圓相交于兩點,求直線的方程及的面積.
【正確答案】(1)
(2),
【分析】(1)利用圓心到直線的距離小于半徑或聯(lián)立直線方程、圓的方程結(jié)合判別式均可以求出斜率的范圍.
(2)求出弦長和圓心到直線的距離后可求三角形的面積,或者求出兩個交點的坐標(biāo)后可求三角形的面積.
【小問1詳解】
法一:由已知可得圓,直線即,
∵直線與圓相交,∴圓心到直線的距離小于半徑,
即,解得,故直線的斜率的取值范圍為.
法二:設(shè)直線的方程,
聯(lián)立方程得,
故,解得.
故直線的斜率的取值范圍.
【小問2詳解】
以為直徑的圓,且半徑,
圓的方程為,
由圓和圓:可得:
的方程為:,
整理得直線的方程為.
法一:因為圓心到直線的距離即,
,,
所以的面積.
法二:聯(lián)立方程,得,
解得或,
所以的面積.
19. 已知標(biāo)準(zhǔn)雙曲線的焦點在軸上,且虛軸長,過雙曲線的右焦點且垂直軸的直線交雙曲線于兩點, 的面積為.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點的直線交雙曲線于兩點,且點是線段的中點,求直線的方程.
【正確答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意,表示出,再由的面積,并結(jié)合雙曲線中的關(guān)系求解;
(2)法一:設(shè)出直線的點斜式方程,與雙曲線方程聯(lián)立,借助韋達(dá)定理和中點坐標(biāo)公式求解;法二:利用點差法求解.
【小問1詳解】
由題設(shè)雙曲線,直線的方程為
聯(lián)立方程解得
,又,
,則

所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
【小問2詳解】
法一:因為過點的直線與雙曲線相交于兩點,
可知,直線的方程不是,
設(shè)直線的方程為即
聯(lián)立方程
得①
解得
將代入①,得
故直線的方程為.
法二:因為過點的直線與雙曲線相交于兩點,
可知,直線的方程不是,
設(shè)
得,
,
直線的方程為,即,
聯(lián)立方程
得,
故直線的方程為.
20. 在四棱錐中,底面為直角梯形,,側(cè)面底面,且分別為的中點.
(1)證明:平面;
(2)若直線與平面所成的角為,求平面與平面的夾角的余弦值.
【正確答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)法一:利用構(gòu)造平行四邊形,結(jié)合線面平行的判定定理即可得證;法二:利用面面平行的判定定理與性質(zhì)定理即可得證;
(2)依題意建立空間直角坐標(biāo)系,分別求得平面與平面的法向量,從而利用空間向量法即可得解.
【小問1詳解】
法一:取中點,連接,
為的中點,,
又,,
四邊形為平行四邊形,,
平面平面,
平面.
法二:取中點,連接,
為的中點,,
平面平面,平面,
又,,
四邊形為平行四邊形,,
平面平面,平面
又,平面,平面平面,
又平面,平面.
【小問2詳解】
因為平面平面,平面平面平面,,
平面,
取中點,連接,則平面,
所以是直線與平面所成的角,即,
又,,
又,
又,則,
以為坐標(biāo)原點,為軸,為軸,為軸建立空間直角坐標(biāo)系,如圖,

,
設(shè)平面的一個法向量,,
則,取,則,
易得平面的一個法向量可取,
設(shè)平面與平面所成的夾角為,
,
故平面與平面所成的夾角的余弦為.
21. 已知數(shù)列的首項,且滿足.
(1)判斷數(shù)列是否為等比數(shù)列;
(2)若,記數(shù)列的前n項和為,求.
【正確答案】(1)答案見解析
(2)
【分析】(1)根據(jù)等比數(shù)列定義及構(gòu)造法求通項可判斷;
(2)根據(jù)等比數(shù)列求和公式、等差數(shù)列求和公式,利用數(shù)列分組求和及錯位相減法求和可得結(jié)果.
小問1詳解】
法一:若解得,則數(shù)列不是等比數(shù)列;
若即,因為,所以,
,
所以當(dāng)時,數(shù)列不是等比數(shù)列,
當(dāng)時,數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列.
法二:若解得,則數(shù)列不是等比數(shù)列;
若即,因為,所以,
,所以,
,
所以當(dāng)時則數(shù)列不等比數(shù)列
當(dāng)時,數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列.
【小問2詳解】
由(1)知,,所以,則.
則,
令,
令 ①
所以 ②
①②相減得:

得.
所以.
22. 已知點,是圓:上的任意一點,線段的垂直平分線交于點,設(shè)動點的軌跡曲線為;
(1)求曲線的方程;
(2)過點作斜率不為0的直線交曲線于兩點,交直線于.過點作軸的垂線,垂足為,直線交軸于點,直線交軸于點,求線段中點M的坐標(biāo).
【正確答案】(1)
(2)
【分析】(1)由題意設(shè)動點,由已知條件結(jié)合橢圓定義可知點的軌跡為以為左右焦點,長軸長為4的橢圓,列出方程求出,從而可求得曲線的方程;
(2)方法一:設(shè)出直線方程和兩點的坐標(biāo),將直線方程與橢圓方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系得出,,再表示出直線,的方程,則可表示出點的坐標(biāo),從而可求出線段中點M的坐標(biāo);方法二:設(shè)直線l方程為,將直線方程與橢圓方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系得出,,再表示出直線,的方程,則可表示出點的坐標(biāo),從而可求出線段中點M的坐標(biāo).
【小問1詳解】
設(shè)動點,
因為線段的垂直平分線交于點,
所以,
所以,
因為,
所以由橢圓定義可知點的軌跡為以為左右焦點,長軸長為4的橢圓,
設(shè)動點的軌跡曲線的方程 ,
則,
故動點的軌跡曲線的方程;
【小問2詳解】
方法一:直線l的斜率存在且不為0,設(shè)直線l方程為,
聯(lián)立,整理得,
,
設(shè),則,,
直線l交直線于,則,
所以直線的方程為,,
令,解得,則,
所以直線的方程為,,
令,解得,則,

所以線段CD中點M的坐標(biāo)為.
方法二:直線l的斜率存在且不為0,設(shè)直線l方程為,
聯(lián)立,整理得,
,
設(shè),則,,
直線l交直線于,則,
所以直線的方程為,,
令,解得,則,
同理可得,

所以線段CD中點M的坐標(biāo)為.
關(guān)鍵點點睛:此題考查橢圓方程的求解,考查直線與橢圓的位置關(guān)系的綜合問題,解題的關(guān)鍵是設(shè)出直線方程代入橢圓方程化簡后根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,再結(jié)合題意求解,考查計算能力和邏輯推理能力,屬于較難題.

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福建省福州市八縣(市、區(qū))一中2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末聯(lián)考數(shù)學(xué)試卷(Word版附解析)

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福建省福州市八縣(市、區(qū))一中2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末聯(lián)考數(shù)學(xué)試題(Word版附答案)

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福建省福州市八縣(市)2022-2023學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期末聯(lián)考試題(Word版附解析)

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