
一、單選題:本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.已知等差數(shù)列{an}滿足a2+a9+a10=6,則a7等于( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
2.直線l1:(a+1)x+y?1=0,l2:2x+ay+a?2=0,則“l(fā)1//l2”的充要條件是( )
A. a=1B. a=?2C. a=1或?2D. 以上均不對
3.已知{a,b,c}為空間的一組基底,則下列各組向量中能構(gòu)成空間的一組基底的是( )
A. a?b+c,b+c,a?cB. a+b,c+2b,2a?c
C. 2a?b,2c+b,a+cD. a+b,2a+b+c,c?b
4.若方程x29?t+y2t?5=1表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,則t的取值范圍是( )
A. (5,9)B. (5,7)∪(7,9)C. (5,7)D. (7,9)
5.已知A(2,2,1),B(3,2,0),則點(diǎn)P(2,0,?1)到直線AB的距離為( )
A. 3B. 2C. 5D. 6
6.已知在三棱柱ABC?A1B1C1中,|AB|=|AC|=2,|AA1|=3,∠A1AB=∠A1AC=60°,AB⊥AC,D,E分別為AB,CC1的中點(diǎn),則|DE|=( )
A. 2 2B. 352C. 3D. 382
7.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,其中a1=1,an+1=Sn+2n+1,則S9a5+a6=( )
A. 10110B. 535C. 30328D. 15314
8.已知雙曲線E:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的左,右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過點(diǎn)F1的直線交E的左支于A,B兩點(diǎn),若|AF1|,|AF2|,|BF2|成等差數(shù)列,且cs∠AF2B=13,則E的離心率是( )
A. 333B. 152C. 5D. 3
二、多選題:本題共3小題,共18分。在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。
9.已知數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1?anan+1?an=1,則下列各數(shù)是{an}的項(xiàng)的有( )
A. ?12B. 12C. ?13D. 13
10.已知圓C:x2+y2?6x?4y+5=0,則下列說法正確的是( )
A. y?x的最大值為3B. x+y的最大值為7
C. yx的最大值為6+2 10D. x2+y2的最大值為21+4 26
11.已知正方體ABCD?A1B1C1D1棱長為2,點(diǎn)P滿足AP=λAD+μAA1(λ∈[0,1],μ∈[0,1]),E為B1C1中點(diǎn),則下列論述正確的是( )
A. 若λ=μ=34,則EP⊥BC1
B. 若2λ?μ=1,則直線B1P/?/平面BDE
C. 若λ+μ=1,則點(diǎn)P到平面AB1C的距離為 3
D. 若λ=μ,則平面A1CP與平面ABCD所成角的取值范圍為[π4,π2]
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分。
12.已知A(1,1,0),B(3,5,6),C(6,a,b)三點(diǎn)共線,則a+b= ______.
13.已知點(diǎn)P到F(1,0)的距離比P的橫坐標(biāo)大1,點(diǎn)M的軌跡方程為x2+y2?8x?2y+16=0,則|PM|+|PF|最小時(shí),△PMF的面積為______.
14.已知數(shù)列{an}前n項(xiàng)和為Sn,滿足a1=1,(n+2)Sn=nan+1,則數(shù)列{an(n+2)?(n+3)}的前n項(xiàng)和為______.
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.(本小題13分)
已知圓C的圓心在直線2x?y?5=0上,且經(jīng)過點(diǎn)A(0,3),B(4,?1).
(1)求圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求過原點(diǎn)且與圓C相切的直線方程.
16.(本小題15分)
已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,2Sn+1=3an,數(shù)列{bn}滿足b1=a1,n(bn+1?bn)=bn.
(1)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和Tn.
17.(本小題15分)
已知拋物線C1:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F也是橢圓C2:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),A(32, 6)為C1與C2的一個(gè)公共點(diǎn).
(1)求C1,C2的方程;
(2)過點(diǎn)F的直線l交C1于M,N兩點(diǎn),交C2于P,Q兩點(diǎn),若|MN|=|PQ|,求l的方程.
18.(本小題17分)
如圖,在四棱錐P?ABCD中,平面PAB⊥底面ABCD,四邊形ABCD為直角梯形,AB//CD,AB⊥BC,CD=2AB=2AP=2,BC= 3,PC= 5.
(1)求證:PA⊥平面ABCD;
(2)求平面PAD與平面PBC所成角的余弦值;
(3)在線段PD上是否存在點(diǎn)M,使得直線CM與平面PBC所成角的正弦值是14?若存在,求出DMDP的值,若不存在,說明理由.
19.(本小題17分)
已知F( 2,0)是雙曲線E:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),F(xiàn)到雙曲線E的一條漸近線距離為1.
(1)求E的方程;
(2)過點(diǎn)M(t,0)(t>1)且斜率為2的直線l1交E于A1,B1兩點(diǎn),交E的兩條漸近線于P1,Q1兩點(diǎn),其中點(diǎn)A1,P1在第一象限.
(i)證明:|A1P1|=|B1Q1|;
(ii)An(n∈N?)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)為Bn+1,過點(diǎn)Bn+1且斜率為2的直線ln+1交E于另一點(diǎn)An+1,交E的兩條漸近線于Pn+1,Qn+1兩點(diǎn),所有的點(diǎn)An,Pn(n∈N?)都在第一象限,記an=|AnPn|,證明:數(shù)列{an}是等比數(shù)列,并求其公比.
參考答案
1.B
2.B
3.A
4.D
5.D
6.B
7.C
8.A
9.AD
10.ACD
11.AB
12.26
13.118
14.2n?1n+3?16
15.解:(1)已知圓C的圓心在直線2x?y?5=0上,且經(jīng)過點(diǎn)A(0,3),B(4,?1),
則線段AB的中點(diǎn)(2,1),直線AB的斜率kAB=?1?34?0=?1,
則線段AB的中垂線斜率為?1kAB=1,方程為y?1=x?2,即y=x?1,
由y=x?12x?y?5=0,解得x=4,y=3,因此圓C的圓心C(4,3),半徑r=|AC|=4,
所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x?4)2+(y?3)2=16;
(2)過原點(diǎn)且斜率不存在的直線為x=0,點(diǎn)C(4,3)到直線x=0的距離為4=r,
即直線x=0與圓C相切;
當(dāng)切線斜率存在時(shí),設(shè)切線方程為y=kx,即kx?y=0,點(diǎn)C(4,3)到該直線距離為|4k?3| k2+1=4,
解得k=?724,因此切線方程為7x+24y=0,
綜上,經(jīng)過原點(diǎn)且與圓C相切的直線方程為x=0或7x+24y=0.
16.解:數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,2Sn+1=3an,數(shù)列{bn}滿足b1=a1,n(bn+1?bn)=bn.
(1)當(dāng)n=1時(shí),2S1+1=2a1+1=3a1,則a1=1=b1;
當(dāng)n≥2時(shí),2an=2Sn?2Sn?1=3an?1?(3an?1?1),整理得an=3an?1,
因此數(shù)列{an}是以1為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3n;
由n(bn+1?bn)=bn得nbn+1=(n+1)bn,即bn+1n+1=bnn,所以數(shù)列{bnn}是常數(shù)列,bnn=b11=1,所以數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為bn=n(n∈N?)
(2)由(1)知,anbn=n?3n?1,
則Tn=1×30+2×31+3×32+?+(n?1)?3n?2+n?3n?1,
于是3Tn=1×31+2×32+3×33+?+(n?1)?3n?1+n?3n,
兩式相減得?2Tn=30+31+32+?+3n?2+3n?1?n?3n
=1×(1?3n)1?3?n?3n=?12+(1?2n)?3n2,所以Tn=14+(2n?1)?3n4.
17.解:(1)已知拋物線C1:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F也是橢圓C2:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),A(32, 6)為C1與C2的一個(gè)公共點(diǎn),
將A(32, 6)代入C1:y2=2px得p=2,
則C1的方程為y2=4x,
其焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(1,0),
因?yàn)镕也是橢圓C2的一個(gè)焦點(diǎn),
所以a2?b2=1①;
又C2過點(diǎn)A(32, 6),
所以94a2+6b2=1②,
聯(lián)立①②得(4b2+3)(b2?8)=0,
所以a2=9,b2=8,
故C ?2的方程為x29+y28=1.
(2)當(dāng)直線斜率為0時(shí),直線l與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),不合要求,
故直線l的斜率不為0,設(shè)方程為x=my+1,
聯(lián)立x=my+1與y2=4x,
可得y2?4my?4=0,
則Δ=16m2+16>0,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
故y1+y2=4m,y1y2=?4,
則x1+x2=1+my1+1+my2=2+m(y1+y2)=4m2+2,
故|MN|=x1+x2+2=4(m2+1),
聯(lián)立x=my+1與x29+y28=1,
可得(8m2+9)y2+16my?64=0,
則Δ=2304(m2+1)>0,
設(shè)P(x3,y3),Q(x4,y4),
則y3+y4=?16m8m2+9,y3y4=?648m2+9,
則|PQ|= 1+m2? (y3+y4)2?4y3y4= 1+m2? (?16m8m2+9)2+2568m2+9=48(m2+1)8m2+9,
所以4(m2+1)=48(m2+1)8m2+9,
解得m=± 64,
所以直線l方程為x=± 64y+1.
18.解:(1)證明:因?yàn)锳B⊥BC,平面PAB⊥底面ABCD,平面PAB∩底面ABCD=AB,
BC?平面ABCD,所以BC⊥平面PAB,PA?平面PAB,所以BC⊥PA,
連接AC,因?yàn)锳B⊥BC,所以AC= AB2+BC2=2,
因?yàn)镻A2+AC2=PC2,所以AC⊥PA,
因?yàn)锳C∩BC=C,AC,BC?平面ABCD,
所以PA⊥平面ABCD.
(2)過A作AE⊥CD,垂足為E,則DE=1=CE,
由(1)知PA,AB,AE兩兩垂直,
如圖,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),分別以AE,AB,AP所在直線為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,
則A(0,0,0),B(0,1,0),E( 3,0,0),D( 3,?1,0),C( 3,1,0),P(0,0,1),
BP=(0,?1,1),BC=( 3,0,0),AP=(0,0,1),AD=( 3,?1,0),
設(shè)平面PBC的一個(gè)法向量為 m=(x1,y1,z1),
則m⊥BPm⊥BC,則m?BP=?y1+z1=0m?BC= 3x1=0,
令y1=1,解得m=(0,1,1),
設(shè)平面PAD的一個(gè)法向量為n=(x2,y2,z2),
則AP⊥nAD⊥n,所以AP?n=z2=0AD?n= 3x2?y2=0,
令x2=1,解得n=(1, 3,0),
設(shè)平面PAD與平面PBC所成角為θ(θ∈[0,π2]),
所以csθ=|cs|=|m?n||m|?|n|= 3 2× 12+( 3)2= 64,
即平面PAD與平面PBC所成二面角的余弦值為 64;
(3)存在,且DMDP=23,
理由如下:DP=(? 3,1,1),
設(shè)DM=λDP,λ∈[0,1],
則DM=(? 3λ,λ,λ),CM=CD+DM=(? 3λ,λ?2,λ),
又直線CM與平面PBC所成角的正弦值為14,
平面PBC的一個(gè)法向量m=(0,1,1),
則14=|CM?m||CM||m|=|2λ?2| 3λ2+(λ?2)2+λ2? 2,
化簡得27λ2?60λ+28=0,
即(3λ?2)(9λ?14)=0,
因?yàn)棣恕蔥0,1],所以λ=23,
故存在M,且DMDP=23.
19.解:(1)由F( 2,0)是雙曲線E:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),
F到雙曲線E的一條漸近線距離為1,可得雙曲線半焦距c= 2,漸近線為y=±bax即bx±ay=0,
F到漸近線的距離為|bc| a2+b2=bcc=b=1,
所以a= c2?b2=1,即雙曲線E的方程為x2?y2=1.
(2)(i)證明:E的兩條漸近線為y=±x,
過M且斜率為2的直線方程為l1:x=12y+t(t>1),
與E聯(lián)立得3y2?4ty?4(t2?1)=0,Δ=64t2?48>0,
設(shè)A1(xA1,yA1),B1(xB1,yB1),
可得yA1+yB1=4t3,yA1?yB1=?4(t2?1)3;
設(shè)P1(xP1,yP1),Q1(xQ1,yQ1),
l1與漸近線分別聯(lián)立得x=12y+ty=x?xP1=yP1=2t,x=12y+ty=?x?xQ1=2t3,yQ1=?2t3,
所以yA1+yB1=4t3=yP1+yQ1,
即yP1?yA1=yB1?yQ1,
由圖象知yP1>yA1>0>yB1>yQ1,
所以|A1P1|= 1+(12)2(yP1?yA1)= 1+(12)2(yB1?yQ1)=|B1Q1|.
(ii)證明:An(n∈N?)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)為Bn+1,過點(diǎn)Bn+1且斜率為2的直線ln+1交E于另一點(diǎn)An+1,
交E的兩條漸近線于Pn+1,Qn+1兩點(diǎn),所有的點(diǎn)An, Pn(n∈N?)都在第一象限,記an=|AnPn|,
由(i)知,任意斜率為2且與E交于右支兩點(diǎn)A,B的直線,與漸近線交于P,Q,
滿足A,P在第一象限,都有|AP|=|BQ|,即|AnPn|=|BnQn|恒成立.
因?yàn)锳n關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)為Bn+1,由雙曲線的對稱性知,Bn+1在雙曲線上,
ln+1為過Bn+1且斜率為2的直線,則過An作斜率為?2的直線l′n+1與ln+1關(guān)于x軸對稱,
l′n+1交y=x于Cn,如圖,由對稱性可得|An+1Pn+1|=|Bn+1Qn+1|=|AnCn|,
因此an+1an=|An+1Pn+1||AnPn|=|AnCn||AnPn|,
由于AnPn//An+1Pn+1,直線CnPn與直線Cn+1Pn+1重合,
AnCn//An+1Cn+1對所有n都成立,所以三角形AnCnPn(?n∈N?)都相似,
設(shè)直線AnPn傾斜角為θ,即tanθ=2,sinθ=2 55,csθ= 55,
則直線AnCn傾斜角為π?θ,
因?yàn)橹本€CnPn傾斜角為π4,
則sin∠AnPnCn=sin(θ?π4)= 22(sinθ?csθ)= 1010,sin∠AnCnPn=sin(θ+π4)= 22(sinθ+csθ)=3 1010,
由正弦定理,an+1an=|AnCn||AnPn|=sin∠AnPnCnsin∠AnCnPn=13為定值,又a1≠0,
所以數(shù)列{an}為等比數(shù)列,其公比為13.
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