一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.(5分)已知集合A={x|x2﹣2x﹣8<0},B={﹣2,0,1,3},則A∩B=( )
A.{0,1}B.{﹣2,0,1}C.{0,1,3}D.{﹣2,0,1,3}
2.(5分)已知復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足z2﹣2iz﹣1=0,則z=( )
A.﹣1B.1C.iD.﹣i
3.(5分)拋物線(xiàn)y=2x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.(12,0)B.(14,0)C.(0,18)D.(0,14)
4.(5分)在空間直角坐標(biāo)系中,已知向量a→=(3,2,2?m),b→=(m,9,?3),若a→⊥b→,則m=( )
A.﹣2B.2C.4D.﹣4
5.(5分)若雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的實(shí)軸長(zhǎng)為4,焦距為43,則該雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)方程為( )
A.y=±2xB.y=±2xC.y=±12xD.y=±22x
6.(5分)已知f(x)=(a?2)x+5,x<1,?ax2+x,x≥1在(﹣∞,+∞)上滿(mǎn)足f(x1)?f(x2)x1?x2<0,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.(0,2)B.[12,2)C.[29,2)D.(29,2)
7.(5分)已知長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1的體積為16,且AA1=2,則長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1外接球表面積的最小值為( )
A.2053πB.16053πC.20πD.100π
8.(5分)已知點(diǎn)O(0,0),點(diǎn)P滿(mǎn)足|PO|=1,則點(diǎn)P到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離的最大值為( )
A.1B.2C.3D.4
二、多項(xiàng)選擇題(本大題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
(多選)9.(6分)某學(xué)校組建了合唱、朗誦、脫口秀、舞蹈、太極拳五個(gè)社團(tuán),該校共有2000名同學(xué),每名同學(xué)依據(jù)自己興趣愛(ài)好最多可參加其中一個(gè),各個(gè)社團(tuán)的人數(shù)比例的餅狀圖如圖所示,其中參加朗誦社團(tuán)的同學(xué)有8名,參加太極拳社團(tuán)的同學(xué)有12名,則( )
A.這五個(gè)社團(tuán)的總?cè)藬?shù)為100
B.脫口秀社團(tuán)的人數(shù)占五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)的20%
C.這五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)占該校學(xué)生人數(shù)的5%
D.從這五個(gè)社團(tuán)中任選一人,其來(lái)自脫口秀社團(tuán)或舞蹈社團(tuán)的概率為45%
(多選)10.(6分)已知圓C1:x2+y2=1,C2:(x﹣3)2+(y﹣3)2=r2(r>0),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)r=1時(shí),圓C1與圓C2有2條公切線(xiàn)
B.當(dāng)r=2時(shí),y=1是圓C1與圓C2的一條公切線(xiàn)
C.當(dāng)r=3時(shí),圓C1與圓C2相離
D.當(dāng)r=4時(shí),圓C1與圓C2的公共弦所在直線(xiàn)的方程為y=﹣x+1
(多選)11.(6分)已知拋物線(xiàn)C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線(xiàn)為l,過(guò)點(diǎn)F的直線(xiàn)與拋物線(xiàn)交于P(x1,y1),Q(x2,y2)兩點(diǎn),點(diǎn)P在l上的射影為P1,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.過(guò)點(diǎn)M(0,1)與拋物線(xiàn)C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)的直線(xiàn)至多有3條
B.以PQ為直徑的圓與x=0相切
C.設(shè)M(0,1),則|PM|+|PP1|≥2
D.若|PQ|=8,則△OPQ的面積為22
三、填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分)
12.(5分)已知平面α過(guò)點(diǎn)O(0,0,0),A(2,2,0),B(0,﹣1,2)三點(diǎn),直線(xiàn)l與平面α垂直.則直線(xiàn)l的一個(gè)方向向量的坐標(biāo)可以是 .
13.(5分)將函數(shù)y=cs(2x?π6)的圖象向右平移φ(0<φ<π2)個(gè)單位長(zhǎng)度后,所得函數(shù)為奇函數(shù),則φ= .
14.(10分)1911年5月,歐內(nèi)斯特?盧瑟福在《哲學(xué)》雜志上發(fā)表論文.在這箭論文中,他描述了用α粒子轟擊0.00004cm厚的金箔時(shí)拍攝到的運(yùn)動(dòng)情況.在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前,盧瑟福希望α粒子能夠通過(guò)金箔,就像子彈穿過(guò)雪一樣,事實(shí)上,有極小一部分α粒子從金箔工反彈.如圖2顯示了盧瑟福實(shí)驗(yàn)中偏轉(zhuǎn)的α粒子遵循雙曲線(xiàn)一支的路徑,則該雙曲線(xiàn)的離心率為 ;如果α粒子的路徑經(jīng)過(guò)點(diǎn)(20,10),則該粒子路徑的頂點(diǎn)距雙曲線(xiàn)的中心 cm.
四、解答題(共77分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)
15.在銳角△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C所對(duì)的邊,已知1﹣cs2A=4sinAsinBsinC.
(1)求1tanB+1tanC的值;
(2)若a=4,求△ABC的面積.
16.已知點(diǎn)A是圓C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4與y軸的公共點(diǎn),點(diǎn)B是圓C上到x軸距離最大的點(diǎn).
(1)求直線(xiàn)AB的方程;
(2)求經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn),且圓心在直線(xiàn)y=2x﹣5上的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
17.已知函數(shù)f(x)=4x﹣a?2x.
(1)當(dāng)a=2時(shí),求f(x)在[﹣2,2]上的最值;
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=f(x)+f(﹣x),若g(x)存在最小值﹣8,求實(shí)數(shù)a的值.
18.如圖,已知在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD為梯形,AB∥CD,AA1⊥底面ABCD,AD⊥AB,其中AB=AA1=2,AD=DC=1,E是B1C1的中點(diǎn),F(xiàn)是DD1的中點(diǎn).
(1)求證:D1E∥平面CB1F;
(2)求平面CB1F與平面BB1C1C夾角的余弦值;
(3)求點(diǎn)A到平面CB1F的距離.
19.已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為12,其中一個(gè)焦點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0).
(1)求C的方程;
(2)過(guò)左焦點(diǎn)的直線(xiàn)交C于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在C上.
(i)若△PAB的重心G為坐標(biāo)原點(diǎn),求直線(xiàn)AB的方程;
(ii)若△PAB的重心G在x軸上,求G的橫坐標(biāo)的取值范圍.
答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.(5分)已知集合A={x|x2﹣2x﹣8<0},B={﹣2,0,1,3},則A∩B=( )
A.{0,1}B.{﹣2,0,1}C.{0,1,3}D.{﹣2,0,1,3}
【分析】先解一元二次不等式得集合A,再求交集即得.
解:集合A={x|x2﹣2x﹣8<0}={x|﹣2<x<4},B={﹣2,0,1,3},
則A∩B={0,1,3}.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查交集及其運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.
2.(5分)已知復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足z2﹣2iz﹣1=0,則z=( )
A.﹣1B.1C.iD.﹣i
【分析】化簡(jiǎn)z2﹣2iz﹣1=0可得z=i,再由共軛復(fù)數(shù)的定義即可得出答案.
解:z2﹣2iz﹣1=z2﹣2iz+i2=(z﹣i)2=0,解得z=i,
由共軛復(fù)數(shù)的定義可知,z=?i.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及共軛復(fù)數(shù)的定義,屬于基礎(chǔ)題.
3.(5分)拋物線(xiàn)y=2x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.(12,0)B.(14,0)C.(0,18)D.(0,14)
【分析】直接利用拋物線(xiàn)的簡(jiǎn)單性質(zhì)寫(xiě)出結(jié)果即可.
解:拋物線(xiàn)y=2x2,化為x2=12y,
它的焦點(diǎn)坐標(biāo)為:(0,18).
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查拋物線(xiàn)的簡(jiǎn)單性質(zhì)的應(yīng)用,是基礎(chǔ)題.
4.(5分)在空間直角坐標(biāo)系中,已知向量a→=(3,2,2?m),b→=(m,9,?3),若a→⊥b→,則m=( )
A.﹣2B.2C.4D.﹣4
【分析】利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示解方程可得結(jié)果.
解:由a→⊥b→可得a→?b→=0,
因?yàn)橄蛄縜→=(3,2,2?m),b→=(m,9,?3),
所以a→?b→=3m+2×9﹣3(2﹣m)=0,
解得m=﹣2.
故選:A.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了空間向量的數(shù)量積運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.
5.(5分)若雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的實(shí)軸長(zhǎng)為4,焦距為43,則該雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)方程為( )
A.y=±2xB.y=±2xC.y=±12xD.y=±22x
【分析】根據(jù)實(shí)軸長(zhǎng)以及焦距可得a=2,c=23,計(jì)算可得b=22,再由漸近線(xiàn)方程的形式即可求得結(jié)果.
解:實(shí)軸長(zhǎng)為4,則2a=4,∴a=2,
焦距為43,∴2c=43,∴c=23;
∴b2=c2﹣a2=12﹣4=8,∴b=22;
漸近線(xiàn)方程y=±bax=±2x.
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查雙曲線(xiàn)的性質(zhì),屬于基礎(chǔ)題.
6.(5分)已知f(x)=(a?2)x+5,x<1,?ax2+x,x≥1在(﹣∞,+∞)上滿(mǎn)足f(x1)?f(x2)x1?x2<0,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.(0,2)B.[12,2)C.[29,2)D.(29,2)
【分析】由分段函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合二次函數(shù)和一次函數(shù)的單調(diào)性求解即可.
解:由f(x)=(a?2)x+5,x<1,?ax2+x,x≥1在(﹣∞,+∞)上滿(mǎn)足f(x1)?f(x2)x1?x2<0,
可得f(x)在(﹣∞,+∞)上單調(diào)遞減,
所以a?2<0?a<0?1?2a≤1a?2+5≥?a+1,解得12≤a<2;
即實(shí)數(shù)a的取值范圍為[12,2).
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了函數(shù)單調(diào)性定義,還考查了分段函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用,屬于中檔題.
7.(5分)已知長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1的體積為16,且AA1=2,則長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1外接球表面積的最小值為( )
A.2053πB.16053πC.20πD.100π
【分析】設(shè)AB=a,AD=b,由柱體的體積可得ab=8,長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1外接球的半徑為r=a2+b2+44,由基本不等式求出r的最小值即可求出外接球表面積的最小值.
解:設(shè)AB=a,AD=b,又AA1=2,
∴長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1的體積為2ab=16,∴ab=8,
∴長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1外接球的直徑2r即為長(zhǎng)方體的體對(duì)角線(xiàn),
∴2r=a2+b2+4,
∴r=a2+b2+44≥2ab+44=2×8+44=5,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=22時(shí)取等,∴rmin=5,
∴長(zhǎng)方體ABCD﹣A1B1C1D1外接球表面積的最小值為4πr2=20π.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查長(zhǎng)方體的外接球,重要不等式的應(yīng)用,屬中檔題.
8.(5分)已知點(diǎn)O(0,0),點(diǎn)P滿(mǎn)足|PO|=1,則點(diǎn)P到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離的最大值為( )
A.1B.2C.3D.4
【分析】由題意知,點(diǎn)P的軌跡為以點(diǎn)O為圓心,半徑為1的圓,直線(xiàn)l:x﹣my﹣3=0經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(3,0),結(jié)合圖形可得,當(dāng)且僅當(dāng)l⊥x軸時(shí),點(diǎn)P到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離最大,即可求得.
解:如圖,因點(diǎn)P滿(mǎn)足|PO|=1,則點(diǎn)P的軌跡為以點(diǎn)O為圓心,半徑為1的圓,
又直線(xiàn)l:x﹣my﹣3=0經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(3,0),
由圖知,要使點(diǎn)P到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離最大,只需使圓心O到直線(xiàn)l的距離最大,(理由:過(guò)點(diǎn)A(3,0)另作一條直線(xiàn)m,過(guò)點(diǎn)O作OE⊥m于點(diǎn)E,
在Rt△AEO中顯然有|OA|>|OE|,故當(dāng)且僅當(dāng)l⊥x軸時(shí),點(diǎn)O到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離最大).
即當(dāng)且僅當(dāng)l⊥x軸時(shí),點(diǎn)P到直線(xiàn)x﹣my﹣3=0的距離最大,為3+1=4.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查軌跡方程的求法,直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,是中檔題.
二、多項(xiàng)選擇題(本大題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
(多選)9.(6分)某學(xué)校組建了合唱、朗誦、脫口秀、舞蹈、太極拳五個(gè)社團(tuán),該校共有2000名同學(xué),每名同學(xué)依據(jù)自己興趣愛(ài)好最多可參加其中一個(gè),各個(gè)社團(tuán)的人數(shù)比例的餅狀圖如圖所示,其中參加朗誦社團(tuán)的同學(xué)有8名,參加太極拳社團(tuán)的同學(xué)有12名,則( )
A.這五個(gè)社團(tuán)的總?cè)藬?shù)為100
B.脫口秀社團(tuán)的人數(shù)占五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)的20%
C.這五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)占該校學(xué)生人數(shù)的5%
D.從這五個(gè)社團(tuán)中任選一人,其來(lái)自脫口秀社團(tuán)或舞蹈社團(tuán)的概率為45%
【分析】根據(jù)朗誦社團(tuán)的人數(shù)及其占比可計(jì)算出五個(gè)社團(tuán)的總?cè)藬?shù)為80,即A錯(cuò)誤,
再根據(jù)太極拳社團(tuán)的人數(shù)計(jì)算出其占比,可得脫口秀社團(tuán)的人數(shù)占五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)的20%,即B正確,
利用該???cè)藬?shù)可得C錯(cuò)誤,
由古典概型概率計(jì)算公式可得D正確.
解:A項(xiàng),參加朗誦社團(tuán)的同學(xué)有8名,占比為10%,∴這五個(gè)社團(tuán)的總?cè)藬?shù)為:8÷10%=80人,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,
B項(xiàng),太極拳社團(tuán)的同學(xué)有12名,占比為:12÷80=15%,
∴脫口秀社團(tuán)的人數(shù)占五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)的1﹣30%﹣10%﹣25%﹣15%=20%,故B項(xiàng)正確,
C項(xiàng),該校共有2000名,∴這五個(gè)社團(tuán)總?cè)藬?shù)占該校學(xué)生人數(shù)的80÷2000=4%,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,
D項(xiàng),脫口秀社團(tuán)共有80×20%=16人,舞蹈社團(tuán)共有80×25%=20人,兩社團(tuán)共有36人,
∴從這五個(gè)社團(tuán)中任選一人,其來(lái)自脫口秀社團(tuán)或舞蹈社團(tuán)的概率為36÷80=45%,故D項(xiàng)正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了隨機(jī)抽樣,屬于基礎(chǔ)題.
(多選)10.(6分)已知圓C1:x2+y2=1,C2:(x﹣3)2+(y﹣3)2=r2(r>0),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)r=1時(shí),圓C1與圓C2有2條公切線(xiàn)
B.當(dāng)r=2時(shí),y=1是圓C1與圓C2的一條公切線(xiàn)
C.當(dāng)r=3時(shí),圓C1與圓C2相離
D.當(dāng)r=4時(shí),圓C1與圓C2的公共弦所在直線(xiàn)的方程為y=﹣x+1
【分析】根據(jù)兩圓圓心距與半徑間的關(guān)系判斷各項(xiàng)中圓C1與圓C2的位置關(guān)系,結(jié)合點(diǎn)線(xiàn)距離與半徑的大小關(guān)系判斷直線(xiàn)與圓的關(guān)系,相交情況下兩圓方程相減求得公共弦所在直線(xiàn)的方程.
解:由圓C1:x2+y2=1,圓心C1(0,0),半徑r1=1,
圓C2:(x﹣3)2+(y﹣3)2=r2(r>0),圓心C2(3,3),半徑r;
故兩圓圓心距為|C1C2|=32,
對(duì)于選項(xiàng)A,當(dāng)r=1時(shí),|C1C2|=32>r+1,此時(shí)兩圓相離,故圓C1與圓C2有4條公切線(xiàn),即A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)B,當(dāng)r=2時(shí),y=1是圓C1的切線(xiàn),
又圓心C2(3,3)到y(tǒng)=1的距離為d=2=r,即圓C2與y=1相切,
所以y=1是圓C1與圓C2的一條公切線(xiàn),即B選項(xiàng)正確;
對(duì)于選項(xiàng)C,當(dāng)r=3時(shí),|C1C2|=32>4=r+1,此時(shí)圓C1與圓C2相離,即C選項(xiàng)正確;
對(duì)于選項(xiàng)D,當(dāng)r=4時(shí),4﹣1=3<|C1C2|<5=4+1,此時(shí)圓C1與圓C2相交,
將兩圓方程相減可得2x+2y﹣1=0,即圓C1與圓C2的公共弦所在直線(xiàn)的方程為y=?x+12,即D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
故選:BC.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查圓與圓的位置關(guān)系的判斷與應(yīng)用,是中檔題.
(多選)11.(6分)已知拋物線(xiàn)C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線(xiàn)為l,過(guò)點(diǎn)F的直線(xiàn)與拋物線(xiàn)交于P(x1,y1),Q(x2,y2)兩點(diǎn),點(diǎn)P在l上的射影為P1,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.過(guò)點(diǎn)M(0,1)與拋物線(xiàn)C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)的直線(xiàn)至多有3條
B.以PQ為直徑的圓與x=0相切
C.設(shè)M(0,1),則|PM|+|PP1|≥2
D.若|PQ|=8,則△OPQ的面積為22
【分析】分別求出過(guò)點(diǎn)M(0,1)與拋物線(xiàn)相切以及斜率為0的直線(xiàn),即可判斷A;根據(jù)拋物線(xiàn)定義和梯形中位線(xiàn)性質(zhì)求得|NN1|=12|PQ|,即可判斷B;由拋物線(xiàn)定義可知|PP1|=|PF|,利用三點(diǎn)共線(xiàn)求距離之和最小值,即可判斷C,設(shè)PQ的直線(xiàn)方程與拋物線(xiàn)聯(lián)立,利用韋達(dá)定理和弦長(zhǎng)公式求解,即可判斷D.
解:對(duì)于A,由拋物線(xiàn)性質(zhì)知,
過(guò)點(diǎn)M(0,1)與拋物線(xiàn)C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)的直線(xiàn)必有x=0,y=1,
當(dāng)直線(xiàn)斜率存在時(shí),可設(shè)直線(xiàn)方程為y=kx+1,
當(dāng)直線(xiàn)與拋物線(xiàn)C相切時(shí),有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),
聯(lián)立y=kx+1y2=4x,化簡(jiǎn):k2x2+(2k﹣4)x+1=0,
所以Δ=(2k﹣4)2﹣4k2=0,解得:k=1,所以切線(xiàn)方程為y=x+1,
綜上可知,過(guò)點(diǎn)M(0,1)與拋物線(xiàn)C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)的直線(xiàn)至多有3條,故A正確;
對(duì)于B,如圖,設(shè)點(diǎn)Q在l上的射影為Q1,取PQ的中點(diǎn)為N,P1Q1的中點(diǎn)為N1,
由拋物線(xiàn)定義可知|PP1|+|1|=|PF|+|QF|=|PQ|,
在梯形PP1Q1Q中,有|NN1|=12(|PP1|+|1|)=12|PQ|,
所以以PQ為直徑的圓與準(zhǔn)線(xiàn)相切,切點(diǎn)為N1,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,易知F(1,0),由拋物線(xiàn)定義可知|PP1|=|PF|,所以|PM|+|PP1|=|PM|+|PF|,
當(dāng)P,F(xiàn),M三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),有最小值為|MF|=2,
所以|PM|+|PP1|≥2,故C正確;
對(duì)于D,設(shè)PQ的方程為x=my+1,設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
聯(lián)立x=my+1y2=4x,化簡(jiǎn)y2﹣4my﹣4=0,可得Δ=(4m)2+16>0,因此m≠0,
所以y1+y2=4m,y1y2=﹣4,
所以|PQ|=1+m2(y1+y2)2?4y1y2=1+m2(4m)2+16
=4(1+m2)=8,
解得:m=±1,
又O到直線(xiàn)PQ的距離為d=11+m2=22,
所以S△OPQ=12×22×8=22,故D正確.
故選:ACD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了拋物線(xiàn)的性質(zhì)及直線(xiàn)與拋物線(xiàn)的位置關(guān)系,屬于中檔題.
三、填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分)
12.(5分)已知平面α過(guò)點(diǎn)O(0,0,0),A(2,2,0),B(0,﹣1,2)三點(diǎn),直線(xiàn)l與平面α垂直.則直線(xiàn)l的一個(gè)方向向量的坐標(biāo)可以是 (﹣2,2,1)(答案不唯一) .
【分析】根據(jù)平面法向量的求法求出一個(gè)法向量n→=(?2,2,1),即可得出直線(xiàn)l的一個(gè)方向向量.
解:平面α過(guò)點(diǎn)O(0,0,0),A(2,2,0),B(0,﹣1,2)三點(diǎn),
所以O(shè)A→=(2,2,0),OB→=(0,?1,2),
可設(shè)平面α的一個(gè)法向量為n→=(x,y,z),
可得OA→?n→=0OB→?n→=0,即2x+2y=0?y+2z=0,令y=2,可得x=﹣2,z=1;
所以n→=(?2,2,1);
因?yàn)橹本€(xiàn)l與平面α垂直,所以直線(xiàn)l的一個(gè)方向向量與n→=(?2,2,1)共線(xiàn),
所以直線(xiàn)l的一個(gè)方向向量的坐標(biāo)可以是(﹣2,2,1).
故(﹣2,2,1)(答案不唯一).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查平面的法向量的求法,屬于基礎(chǔ)題.
13.(5分)將函數(shù)y=cs(2x?π6)的圖象向右平移φ(0<φ<π2)個(gè)單位長(zhǎng)度后,所得函數(shù)為奇函數(shù),則φ= π6 .
【分析】根據(jù)平移規(guī)則可得平移后的解析式,再利用奇偶性以及0<φ<π2即可得φ=π6.
解:函數(shù)y=cs(2x?π6)的圖象向右平移φ個(gè)單位以后可得y=cs(2x?2φ?π6);
即y=cs(2x?2φ?π6)為奇函數(shù),因此可得?2φ?π6=π2+kπ,k∈Z,即φ=?π3?k2π,k∈Z;
又0<φ<π2,可知當(dāng)k=﹣1時(shí),φ=π6符合題意.
故π6.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了平移的變換,三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式,奇函數(shù)的定義,是基礎(chǔ)題.
14.(10分)1911年5月,歐內(nèi)斯特?盧瑟福在《哲學(xué)》雜志上發(fā)表論文.在這箭論文中,他描述了用α粒子轟擊0.00004cm厚的金箔時(shí)拍攝到的運(yùn)動(dòng)情況.在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前,盧瑟福希望α粒子能夠通過(guò)金箔,就像子彈穿過(guò)雪一樣,事實(shí)上,有極小一部分α粒子從金箔工反彈.如圖2顯示了盧瑟福實(shí)驗(yàn)中偏轉(zhuǎn)的α粒子遵循雙曲線(xiàn)一支的路徑,則該雙曲線(xiàn)的離心率為 2 ;如果α粒子的路徑經(jīng)過(guò)點(diǎn)(20,10),則該粒子路徑的頂點(diǎn)距雙曲線(xiàn)的中心 103 cm.
【分析】根據(jù)漸近線(xiàn)傾斜角可得離心率為2,代入點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算即可得雙曲線(xiàn)方程,求得結(jié)果.
解:由題意幾何圖形可知雙曲線(xiàn)的一條漸近線(xiàn)方程為y=tan45°?x=bax,即ba=1,
即a=b,所以離心率為e=c2a2=1+b2a2=1+1=2;
雙曲線(xiàn)是等軸雙曲線(xiàn),設(shè)雙曲線(xiàn)的方程為x2﹣y2=a2,
將(20,10)代入雙曲線(xiàn)方程,得202﹣102=a2,
解得a=103;
所以該粒子路徑的頂點(diǎn)距雙曲線(xiàn)的中心103cm.
故2;103.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單性質(zhì)的應(yīng)用,關(guān)鍵在于利用題目信息,根據(jù)漸近線(xiàn)傾斜角得出離心率,再由過(guò)的點(diǎn)坐標(biāo)得出實(shí)半軸長(zhǎng),是中檔題.
四、解答題(共77分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)
15.在銳角△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C所對(duì)的邊,已知1﹣cs2A=4sinAsinBsinC.
(1)求1tanB+1tanC的值;
(2)若a=4,求△ABC的面積.
【分析】(1)利用二倍角公式以及兩角和的正弦公式以及同角三角函數(shù)的商數(shù)關(guān)系計(jì)算可得結(jié)果;
(2)由正弦定理以及三角形面積公式求解可得.
解:(1)由1﹣cs2A=4sinAsinBsinC及倍角公式,
可得2sin2A=4sinAsinBsinC,
又A∈(0,π2),所以sinA≠0,
故sinA=2sinBsinC,
又A+B+C=π,則sinA=sin(B+C),
則有sinBcsC+csBsinC=2sinBsinC,
由銳角△ABC可知B,C∈(0,π2),故csBcsC≠0,
因此sinBcsC+csBsinCcsBcsC=2sinBsinCcsBcsC,
整理可得tanB+tanC=2tanBtanC,
所以1tanB+1tanC=2;
(2)由(1)中sinA=2sinBsinC,
利用正弦定理可得a=2bsinC,
因?yàn)閍=4,所以bsinC=2,
則S△ABC=12absinC=12×4×2=4.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查解三角形與三角恒等變換的應(yīng)用,屬中檔題.
16.已知點(diǎn)A是圓C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4與y軸的公共點(diǎn),點(diǎn)B是圓C上到x軸距離最大的點(diǎn).
(1)求直線(xiàn)AB的方程;
(2)求經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn),且圓心在直線(xiàn)y=2x﹣5上的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo),再利用直線(xiàn)的兩點(diǎn)方程求解,可得答案;
(2)求出線(xiàn)段AB的中垂線(xiàn)方程,求出直線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo),再求出圓的半徑,即可得到所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
解:(1)在圓C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4中令x=0,解得y=2,
可知圓C與y軸切于點(diǎn)A(0,2),
結(jié)合BC⊥x軸,|BC|=4,點(diǎn)B在x軸上方,可知B(2,4),
所以直線(xiàn)AB的方程為y?24?2=x?02?0,化簡(jiǎn)得x﹣y+2=0.
(2)由(1)知A(0,2),B(2,4),
所以線(xiàn)段AB的中點(diǎn)為(1,3),且直線(xiàn)AB的斜率k=1,
可得線(xiàn)段AB的中垂線(xiàn)方程為y﹣3=﹣(x﹣1),即x+y﹣4=0,
由x+y?4=0y=2x?5,解得x=3y=1,所求圓的圓心為(3,1),半徑r=(0?3)2+(2?1)2=10.
所以所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x﹣3)2+(y﹣1)2=10.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查直線(xiàn)的方程、圓的方程及其性質(zhì)、直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系等知識(shí),屬于中檔題.
17.已知函數(shù)f(x)=4x﹣a?2x.
(1)當(dāng)a=2時(shí),求f(x)在[﹣2,2]上的最值;
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=f(x)+f(﹣x),若g(x)存在最小值﹣8,求實(shí)數(shù)a的值.
【分析】(1)根據(jù)題意,設(shè)t=2x∈[14,4],由換元法,結(jié)合二次函數(shù)的值域,代入計(jì)算,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,令λ=2x+2?x≥22x?2?x=2,結(jié)合二次函數(shù)的最值,分類(lèi)討論,即可得到結(jié)果.
解:已知函數(shù)f(x)=4x﹣a?2x,
(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=4x﹣2?2x=(2x)2﹣2?2x,
設(shè)t=2x∈[14,4],則h(t)=t2﹣2t,開(kāi)口向上,對(duì)稱(chēng)軸t=1,
所以函數(shù)h(t)在[14,1]上單調(diào)遞減,(1,4]上單調(diào)遞增,
所以h(t)min=h(1)=﹣1,h(t)max=h(4)=8,
所以f(x)在[﹣2,2]上的最小值為﹣1,最大值為8.
(2)g(x)=f(x)+f(﹣x)=4x﹣a?2x+4﹣x﹣a?2﹣x=(2x+2﹣x)2﹣a?(2x+2﹣x)﹣2,
設(shè)λ=2x+2?x≥22x?2?x=2,當(dāng)且僅當(dāng)2x=2﹣x,即x=0時(shí)取得等號(hào),
所以y=λ2﹣aλ﹣2,g(λ)=λ2﹣aλ﹣2,λ∈[2,+∞),對(duì)稱(chēng)軸λ=a2.
當(dāng)a2≥2,即a≥4時(shí),y=λ2﹣aλ﹣2在[2,a2]上單調(diào)遞減,(a2,+∞)上單調(diào)遞增,
所以λ=a2時(shí),ymin=?a24?2=?8,解得a=26或a=?26(舍去),
當(dāng)a2≤2,即a≤4時(shí),y=λ2﹣aλ﹣2,在[2,+∞)上單調(diào)遞增,
則當(dāng)λ=2時(shí),ymin=2﹣2a=﹣8,解得a=5,不滿(mǎn)足題意;
綜上,實(shí)數(shù)a的值為26.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查函數(shù)的性質(zhì),屬于中檔題.
18.如圖,已知在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD為梯形,AB∥CD,AA1⊥底面ABCD,AD⊥AB,其中AB=AA1=2,AD=DC=1,E是B1C1的中點(diǎn),F(xiàn)是DD1的中點(diǎn).
(1)求證:D1E∥平面CB1F;
(2)求平面CB1F與平面BB1C1C夾角的余弦值;
(3)求點(diǎn)A到平面CB1F的距離.
【分析】(1)利用空間位置關(guān)系的向量表示可得結(jié)論;
(2)求出兩平面的法向量,再由面面角的向量求法計(jì)算可得結(jié)果;
(3)利用點(diǎn)到平面距離的向量求法計(jì)算即可.
解:(1)證明:因?yàn)锳A1⊥底面ABCD,AD⊥AB,
所以以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB,AD,AA1所在直線(xiàn)分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,如下圖所示:
可得A(0,0,0),B(2,0,0),B1(2,0,2),E(32,12,2),F(xiàn)(0,1,1),C(1,1,0),C1(1,1,2),D(0,1,0),D1(0,1,2),
則CB1→=(1,?1,2),CF→=(?1,0,1),BB1→=(0,0,2),D1E→=(32,?12,0),
設(shè)平面CB1F的一個(gè)法向量為m→=(x,y,z),
則CB1→⊥m→CF→⊥m→,則CB1→?m→=x?y+2z=0CF→?m→=?x+z=0,
令x=1,可得y=3,z=1,
即m→=(1,3,1),
因?yàn)镈1E→?m→=(1,3,1)?(32,?12,0)=0,可得D1E→⊥m→,
且D1E?平面CB1F,
所以D1E∥平面CB1F
(2)設(shè)平面BB1C1C的一個(gè)法向量為n→=(x1,y1,z1),
則CB1→⊥n→BB1→⊥n→,則CB1→?n→=x1?y1+2z1=0BB1→?n→=2z1=0,
解得z1=0,令x1=1,可得y1=1,
即n→=(1,1,0),
所以cs<m→,n→>=m→?n→|m→||n→|=411×2=22211,
因此平面CB1F與平面BB1C1C夾角的余弦值為22211;
(3)易知AB1→=(2,0,2),
平面CB1F的一個(gè)法向量為m→=(1,3,1),
所以點(diǎn)A到平面CB1F的距離為d=|AB1→?m→||m→|=411=41111.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查向量法在立體幾何中的應(yīng)用,屬于中檔題.
19.已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為12,其中一個(gè)焦點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0).
(1)求C的方程;
(2)過(guò)左焦點(diǎn)的直線(xiàn)交C于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在C上.
(i)若△PAB的重心G為坐標(biāo)原點(diǎn),求直線(xiàn)AB的方程;
(ii)若△PAB的重心G在x軸上,求G的橫坐標(biāo)的取值范圍.
【分析】(1)根據(jù)已知條件列方程組,求出a,b即可得解;
(2)設(shè)直線(xiàn)AB的方程為x=my﹣1,與橢圓方程聯(lián)立消元,得到(3m2+4)y2﹣6my﹣9=0,利用韋達(dá)定理得到y(tǒng)1+y2=6m3m2+4,y1y2=?93m2+4,
(i)根據(jù)重心為原點(diǎn)得到G點(diǎn)坐標(biāo),將G點(diǎn)坐標(biāo)代入橢圓方程即可求出m的值,進(jìn)而得到直線(xiàn)AB的方程;
(ii)設(shè)G(t,0),方法同(i),得到G點(diǎn)坐標(biāo),將G點(diǎn)坐標(biāo)代入橢圓方程得到3t2+163m2+4t?4m23m2+4=0,利用m2≥0求出t的取值范圍.
解:(1)由題可得ca=1c=1b2=a2?c2,解得:a2=4b2=3,
所以C的方程為:x24+y23=1;
(2)(i)因?yàn)樽蠼裹c(diǎn)為(﹣1,0),直線(xiàn)AB的斜率不為零,
設(shè)直線(xiàn)AB的方程為x=my﹣1,A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),
聯(lián)立x=my?1x24+y23=1,消去x得:(3m2+4)y2﹣6my﹣9=0,
所以y1+y2=6m3m2+4,y1y2=?93m2+4,
因?yàn)椤鱌AB的重心為原點(diǎn),所以y1+y2+y3=0,
所以y3=?(y1+y2)=?6m3m2+4,
則x3=?(x1+x2)=?m(y1+y2)+2=83m2+4,
又P(x3,y3)在橢圓x24+y23=1上,
則(83m2+4)24+(?6m3m2+4)23=1,
化簡(jiǎn)得:12m2+16(3m2+4)2=1,
解得:m=0,所以直線(xiàn)AB的方程是x=﹣1;
(ii)如圖,設(shè)G(t,0),
由(i)可知y3=?6m3m2+4,x3=3t?(x1+x2)=3t+83m2+4,
代入x24+y23=1,可得(3t+83m2+4)24+12m2(3m2+4)2=1,
即3t2+163m2+4t?4m23m2+4=0,
所以m2=?4(3t2+4t)9t2?4≥0,
即(3t+4)t(3t+2)(3t﹣2)≤0,且t≠±23,
解得:t∈[?43,?23)∪[0,23).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了橢圓的性質(zhì)及直線(xiàn)與橢圓的位置關(guān)系,屬于難題.
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
C
A
B
B
C
D

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