
一、單選題
1.求長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的倍,且過(guò)點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程( )
A.B.
C.或D.
2.已知是直線的方向向量,是平面的法向量,若,則( )
A.B.C.D.
3.已知圓關(guān)于直線對(duì)稱,則實(shí)數(shù)( )
A.1或B.1C.3D.或3
4.已知空間向量,,滿足,,,,則與的夾角為( )
A.B.C.D.
5.已知?jiǎng)狱c(diǎn)在橢圓上,,,則的最小值為( )
A.5B.C.2D.1
6.已知圓和圓,則圓和圓的公切線條數(shù)為( )
A.1B.2C.3D.4
7.已知圓,直線,則( )
A.直線恒過(guò)定點(diǎn)
B.直線與圓有三個(gè)交點(diǎn)
C.當(dāng)時(shí),圓上恰有四個(gè)點(diǎn)到直線的距離等于
D.過(guò)直線的平行線上一動(dòng)點(diǎn)作圓的一條切線,切點(diǎn)為,則
8.在三棱錐中,為的重心,,若交平面于點(diǎn),且,則的最小值為( )
A.B.C.1D.
二、多選題
9.關(guān)于空間向量,以下說(shuō)法正確的是( )
A.若直線的方向向量為,平面的一個(gè)法向量為,則
B.若空間中任意一點(diǎn),有,則四點(diǎn)共面
C.若空間向量滿足,則與夾角為鈍角
D.若空間向量,則在上的投影向量為
10.已知橢圓分別為它的左右焦點(diǎn),點(diǎn)是橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),下列結(jié)論中正確的有( )
A.橢圓離心率為
B.
C.若,則的面積為
D.最大值為
11.如圖所示四面體中,,,,且,,為的中點(diǎn),點(diǎn)是線段上動(dòng)點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.;
B.當(dāng)是靠近的三等分點(diǎn)時(shí),,,共面;
C.當(dāng)時(shí),;
D.的最小值為.
三、填空題
12.過(guò)兩點(diǎn)的直線l的傾斜角為,求的值為 .
13.已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左?右焦點(diǎn)分別為,若為橢圓上一點(diǎn),的內(nèi)切圓的半徑為,則橢圓的離心率為 .
14.在棱長(zhǎng)為的正方體中,是正方體外接球的直徑,點(diǎn)是正方體表面上的一點(diǎn),則的取值范圍是 .
四、解答題
15.在中,邊,上的高所在直線的方程分別為與,點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(1)求邊的高所在直線的一般式方程;
(2)求邊的中線所在直線的斜率.
16.已知直線與橢圓相交于不同的兩點(diǎn).
(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,其中為坐標(biāo)原點(diǎn),求實(shí)數(shù)的值.
17.已知直線,半徑為的圓與相切,圓心在軸上且在直線的上方.
(1)求圓的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線被圓截得的弦長(zhǎng)等于,求直線的方程.
18.如圖,在四棱錐中,底面為菱形,,,且分別為的中點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)若平面與平面的夾角的余弦值為,求直線與平面所成角的正弦值;
(3)在平面內(nèi)是否存在點(diǎn),滿足?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的軌跡長(zhǎng)度;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
19.古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯的著作《圓錐曲線論》中給出圓的另一種定義:平面內(nèi),到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之比值為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是圓,我們稱之為阿波羅尼斯圓.已知點(diǎn)到的距離是點(diǎn)到的距離的2倍.
(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作直線,交軌跡于,兩點(diǎn),,不在軸上.
(i)過(guò)點(diǎn)作與直線垂直的直線,交軌跡于,兩點(diǎn),記四邊形的面積為,求的最大值;
(ii)設(shè)軌跡與軸正半軸的交點(diǎn)為,直線,相交于點(diǎn),試證明點(diǎn)在定直線上,求出該直線方程.
答案:
1.C
【分析】分析可知,,對(duì)橢圓的焦點(diǎn)位置進(jìn)行分類討論,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程,求出的值,即可得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【詳解】由題意可知,,
若橢圓的焦點(diǎn)在軸上,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程可得,解得,
此時(shí),橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
若橢圓的焦點(diǎn)在軸上,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程可得,解得,
此時(shí),橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
綜上所述,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.
故選:C.
2.D
【分析】分析可知,,根據(jù)空間向量共線的坐標(biāo)表示可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個(gè)未知數(shù)的值,即可得出的值.
【詳解】因?yàn)槭侵本€的方向向量,是平面的法向量,且,
則,則,所以,,解得,,
因此,.
故選:D.
3.C
【分析】根據(jù)圓方程可得,確定或,再根據(jù)圓關(guān)于直線對(duì)稱可得圓心在直線上即可求解.
【詳解】因?yàn)槭菆A的方程,
所以,解得或,
又因?yàn)閳A的圓心為,
且圓關(guān)于直線對(duì)稱,所以,
即,解得,(舍)或,
故選:C.
4.D
【分析】由得,然后兩邊平方,結(jié)合向量數(shù)量積的運(yùn)算求向量的夾角.
【詳解】設(shè)與的夾角為,由,得,
兩邊同時(shí)平方得,
所以1,解得,
又,所以.
故選:D
5.D
【分析】利用橢圓定義轉(zhuǎn)化為,即求的最小值,根據(jù)三角形性質(zhì),當(dāng)三點(diǎn)共線得答案.
【詳解】
,為一個(gè)焦點(diǎn),設(shè)另一焦點(diǎn)為,
且,
因?yàn)?,所以在橢圓外部,
所以,
即求的最小值,
由于,當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)取到最小值,
此時(shí),,
所以的最小值為1.
故選:D
6.C
【分析】先判斷圓與圓的位置關(guān)系,再求解公切線條數(shù)即可.
【詳解】我們將圓的一般方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,得到,
故它的圓心為,半徑,
由題意得,半徑,
則由兩點(diǎn)間距離公式得,
故兩圓圓心距為5,滿足,
故兩圓外切,圓和圓的公切線條數(shù)為3,故C正確.
故選:C
7.C
【分析】將直線的方程化為,由可求出直線所過(guò)定點(diǎn)的坐標(biāo),可判斷A選項(xiàng);判斷定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,可判斷B選項(xiàng);求出與直線平行且距離為的直線方程,并判斷所求直線與圓的位置關(guān)系,可判斷C選項(xiàng);求出的值,分析可知,當(dāng)直線與直線垂直時(shí),PC取最小值,結(jié)合勾股定理可判斷D選項(xiàng).
【詳解】對(duì)于A選項(xiàng),直線的方程可化為,
由可得,所以,直線恒過(guò)定點(diǎn),A錯(cuò);
對(duì)于B選項(xiàng),因?yàn)椋瑒t點(diǎn)在圓內(nèi),
所以,直線與圓有兩個(gè)交點(diǎn),B錯(cuò);
對(duì)于C選項(xiàng),當(dāng)時(shí),直線的方程為,
設(shè)與直線平行且與直線的距離為的直線的方程為,
由平行線間的距離公式可得,解得,
圓心為C?2,0,圓的半徑為,
圓心到直線的距離為,
圓心到直線的距離為,
所以,直線、都與圓相交,
所以,當(dāng)時(shí),圓上恰有四個(gè)點(diǎn)到直線的距離等于,C對(duì);
對(duì)于D選項(xiàng),因?yàn)橹本€與直線平行,
則,解得,
即點(diǎn)在直線上,連接,則,
由勾股定理可得,
當(dāng)直線與直線垂直時(shí),PC取最小值,
且,則,D錯(cuò).
故選:C.
8.C
【分析】利用空間向量的四點(diǎn)共面的定理,得出系數(shù)的關(guān)系,再借助基本不等式求出最小值.
【詳解】∵,
∴.
∵,
∴.
∵四點(diǎn)共面,
∴,即.
∵,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,
∴的最小值為1.
故選:C
9.ABD
【分析】對(duì)于A,根據(jù)條件,利用線面位置判斷的向量法,即可求解;對(duì)于B,利用空間向量共面定理,即可求解;對(duì)于C,取,即可判斷選項(xiàng)C的正誤;選項(xiàng)D,根據(jù)條件,利用投影向量的定義,即可求解.
【詳解】對(duì)于選項(xiàng)A,因?yàn)?,,則,所以,故選項(xiàng)A正確,
對(duì)于選項(xiàng)B,因?yàn)?,得到?br>所以,即,
所以共面,故選項(xiàng)B正確,
對(duì)于選項(xiàng)C,當(dāng)時(shí),,此時(shí)與夾角不為鈍角,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,
對(duì)于選項(xiàng)D,,所以在上的投影向量為,故選項(xiàng)D正確,
故選:ABD.
10.BCD
【分析】由橢圓方程得到的值,根據(jù)離心率的定義可判斷A,根據(jù)橢圓的定義可判斷B,
根據(jù)勾股定理和橢圓的定義可得到,從而由三角形面積公式可判斷C,由對(duì)勾函數(shù)可判斷D.
【詳解】由橢圓方程可知,,,,
所以橢圓的離心率,故A錯(cuò)誤;
由橢圓定義知,故B正確;
又,因?yàn)?,所以?br>,
解得:,所以的面積為,故C正確;
因?yàn)?,即?br>設(shè),由對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)可得函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,
所以,
所以,故D正確.
故選:BCD.
11.BCD
【分析】以為基底,表示出相關(guān)向量,可直接判斷A的真假,借助空間向量共面的判定方法可判斷B的真假,利用空間向量數(shù)量積的有關(guān)運(yùn)算可判斷CD的真假.
【詳解】以為基底,則,,,.
對(duì)A:因?yàn)?
所以,故A錯(cuò)誤;
對(duì)B:當(dāng)是靠近的三等分點(diǎn),即時(shí),
,
又,所以.故,,共面.故B正確;
對(duì)C:因?yàn)椋?br>所以:,
所以,故,故C正確;
對(duì)D:設(shè),.
因?yàn)?
所以,.
當(dāng)時(shí),有最小值,為:,故D正確.
故選:BCD
12..
【分析】根據(jù)傾斜角計(jì)算出直線的斜率,再根據(jù)坐標(biāo)形式下斜率的計(jì)算公式求解出的值.
【詳解】因?yàn)橹本€的傾斜角為,所以直線的斜率,
又,整理得,
解得或,
當(dāng)時(shí),,不符合,
當(dāng)時(shí),,符合,
綜上.
故答案為:
13.
【分析】由內(nèi)切圓半徑的計(jì)算公式,利用等面積法表示焦點(diǎn)三角形的面積,得到方程,即可得到離心率的方程,計(jì)算得到結(jié)果.
【詳解】由題意,可知為橢圓通徑的一半,故,的面積為,
又由于的內(nèi)切圓的半徑為,則的面積也可表示為,
所以,即,
整理得:,兩邊同除以,
得,所以或,
又橢圓的離心率,所以橢圓的離心率為.
故答案為.
14.
【分析】求出外接球半徑,再由向量數(shù)量積運(yùn)算得出,分析范圍即可得解.
【詳解】設(shè)正方體外接球的球心為,半徑為,
則,即,所以,
,
當(dāng)與正方體的側(cè)面或底面垂直時(shí),的長(zhǎng)度取最小值,即最小值為1;
當(dāng)與正方體的頂點(diǎn)重合時(shí),的長(zhǎng)取最大值,即最大值為.
所以,故.
故
15.(1);
(2)
【分析】(1)由兩條高線所在直線方程聯(lián)立求得垂足坐標(biāo)后,再計(jì)算直線的斜率得直線方程;
(2)由垂直得出直線的斜率,從而可得直線方程,聯(lián)立方程組分別求得兩點(diǎn)坐標(biāo)后,由中點(diǎn)坐標(biāo)公式計(jì)算出中點(diǎn)坐標(biāo),然后計(jì)算斜率.
【詳解】(1)由,解得,因此垂足為,
所以高所在直線的斜率為,
直線方程為,即;
(2)因?yàn)檫叄系母咚谥本€的方程分別為與,
所以,,
直線方程為,即,
直線方程為,即,
由,得,即,
由得,即,
所以的中點(diǎn)的坐標(biāo)為,
所以.
16.(1)或
(2)或
【分析】(1)聯(lián)立直線與橢圓方程,消得到,利用,即可求解;
(2)設(shè),根據(jù)違達(dá)定量,利用(1)結(jié)果,得到,進(jìn)而有,根據(jù)題設(shè)有,即可求解.
【詳解】(1)由,消得到,
由題知,整理得到,解得或,
所以實(shí)數(shù)的取值范圍為或.
(2)設(shè),
由(1),根據(jù)韋達(dá)定理得到,
所以,
又,所以,得到,
又,所以,
得到,整理得到,解得或,
所以實(shí)數(shù)的值為或.
17.(1)
(2)或
【分析】(1)設(shè)圓心的坐標(biāo)為,根據(jù)題意可得出,利用點(diǎn)到直線的距離求出的值,可得出圓心坐標(biāo),即可得出圓的方程;
(2)利用勾股定理可求得圓心到直線的距離為,然后對(duì)直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,在直線的斜率不存在時(shí),直接驗(yàn)證即可;在直線的斜率存在時(shí),設(shè)出直線的方程,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出直線的斜率,綜合可得出直線的方程.
【詳解】(1)解:設(shè)圓心的坐標(biāo)為,
因?yàn)閳A心在直線上方,則,可得,
因?yàn)榘霃綖榈膱A與相切,則,因?yàn)?,解得?br>所以,圓心為原點(diǎn),故圓的方程為.
(2)解:由勾股定理可得,圓心到直線的距離為,
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,
此時(shí),圓心到直線的距離為,合乎題意;
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,即,
由題意可得,解得,此時(shí),直線的方程為.
綜上所述,直線的方程為或.
18.(1)證明見(jiàn)解析
(2)
(3)存在;
【分析】(1)利用線面垂直的判定直接證明即可;
(2)利用向量法求得線面角的正弦值即可;
(3)推出點(diǎn)的軌跡是半徑為的一個(gè)圓,求出圓的周長(zhǎng)即可.
【詳解】(1)
(法一)如圖:連接,
中,為等邊三角形.
為中點(diǎn),,且,
底面為菱形,所以,
為等邊三角形.
為中點(diǎn),,且,
,
平面,
平面,
(法二)如圖:連接,
中,為等邊三角形,
為中點(diǎn),,且,
底面為菱形,,
為中點(diǎn),,
在中,由余弦定理得:
,
即,
平面
平面
(2)
由(1)知:,
如圖:以為原點(diǎn),所在直線分別為軸,軸,軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.
,
分別為的中點(diǎn),,
,
,
,
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,則.
則,所以,取,則,
平面的一個(gè)法向量為.
平面的一個(gè)法向量為,
則,
平面的一個(gè)法向量為,
設(shè)直線與平面所成角為,則.
即直線與平面所成角的正弦值為.
(3)(3)(法一)存在點(diǎn),使.
理由如下:點(diǎn)在以線段中點(diǎn)為球心,2為半徑的球面上.,
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,則.
則,則,取,則.
平面的一個(gè)法向量為.
點(diǎn)到平面的距離為.
,記,
在平面內(nèi)存在點(diǎn),且點(diǎn)的軌跡是半徑為的一個(gè)圓,
即點(diǎn)的軌跡長(zhǎng)度為.
(3)(法二)存在點(diǎn),使.
理由如下:點(diǎn)在以線段中點(diǎn)為球心,2為半徑的球面上.
是的中點(diǎn)點(diǎn)到平面的距離是到平面的距離的.
設(shè)點(diǎn)到平面的距離為,連接,
在中,由余弦定理得:
即,
,即,
,
.
,即點(diǎn)到平面的距離為,
點(diǎn)到平面的距離為.
,記,
在平面內(nèi)存在點(diǎn),且點(diǎn)的軌跡是半徑為的一個(gè)圓,
即點(diǎn)的軌跡長(zhǎng)度為.
19.(1)
(2)(i)7(ii)證明見(jiàn)解析,
【分析】(1)設(shè),根據(jù)兩點(diǎn)距離公式建立方程,整理即可求解;
(2)易知直線的斜率存在,設(shè)直線方程為,利用點(diǎn)到直線的距離公式和幾何法求弦長(zhǎng)表示.
(i)結(jié)合點(diǎn)線距公式、基本不等式和三角形面積公式,分類討論當(dāng)、時(shí)S的取值范圍即可;
(ii)設(shè)Px1,y1,Qx2,y2,直線方程聯(lián)立圓方程,利用韋達(dá)定理表示,同時(shí)表示和的方程,求出交點(diǎn)N的坐標(biāo)即可證明.
【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),由題意可得,
即,化簡(jiǎn)得,
所以點(diǎn)的軌跡的方程為.
(2)由題易知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,即,
則圓心到直線的距離,
所以,
(i)若,則直線的斜率不存在,
易得,,則;
若,則直線的方程為,即,
則圓心到直線的距離,
所以,
則
,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),取等號(hào),
綜上所述,因?yàn)?,所以S的最大值為7.
(ii),設(shè)Px1,y1,Qx2,y2,
聯(lián)立消得,
則,,
所以直線的方程為,直線的方程為,
聯(lián)立解得,
則,
所以,
所以點(diǎn)在定直線上.
方法點(diǎn)睛:求定點(diǎn)、定值問(wèn)題常見(jiàn)的方法有兩種:
(1)從特殊入手,求出定點(diǎn)(值),再證明這個(gè)點(diǎn)(值)與變量無(wú)關(guān).
(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過(guò)程中消去變量,從而得到定點(diǎn)(值).
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
D
D
C
C
C
ABD
BCD
題號(hào)
11
答案
BCD
這是一份2024-2025學(xué)年江蘇省泰州市高二上學(xué)期11月期中考試數(shù)學(xué)檢測(cè)試題(附解析),共11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。
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