
一、填空題(本大題共10小題)
1.拋物線的準(zhǔn)線方程為 .
2.對(duì)任意實(shí)數(shù),直線總經(jīng)過(guò)定點(diǎn) .(寫(xiě)出該定點(diǎn)坐標(biāo))
3.橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,過(guò)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),則的周長(zhǎng)為 .
4.若向量是直線的一個(gè)法向量,則直線的傾斜角為 .(用反三角表示)
5.已知方程表示圓,則的取值范圍為 .
6.平面經(jīng)過(guò)點(diǎn),且的法向量,則到平面的距離為 .
7.雙曲線與雙曲線共漸近線且過(guò)點(diǎn),則的標(biāo)準(zhǔn)方程為 .
8.已知橢圓方程為,點(diǎn)為橢圓的右頂點(diǎn),定點(diǎn)在軸上,點(diǎn)為橢圓上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)取得最小值時(shí)點(diǎn)恰與點(diǎn)重合,則實(shí)數(shù)的取值范圍為 .
9.如圖,長(zhǎng)方體中,,,,為底面的中心,點(diǎn)為上的動(dòng)點(diǎn)(包括端點(diǎn)),則當(dāng)?shù)拿娣e最小時(shí),線段的長(zhǎng)為 .
10.在平面直角坐標(biāo)系中,的三個(gè)頂點(diǎn)均位于拋物線上,點(diǎn)為的焦點(diǎn),若,直線的斜率為,則使成立的實(shí)數(shù)的值為 .
二、單選題(本大題共4小題)
11.在空間直角坐標(biāo)系中,已知,,則點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于( )
A.軸對(duì)稱(chēng)B.平面對(duì)稱(chēng)C.軸對(duì)稱(chēng)D.平面對(duì)稱(chēng)
12.如圖,共頂點(diǎn)的橢圓①,②與雙曲線③,④的離心率分別為,,,,其大小關(guān)系為( )
A.B.
C.D.
13.著名的古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德一生最為滿(mǎn)意的一個(gè)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)就是“圓柱容球”定理:把一個(gè)球放在一個(gè)圓柱形的容器中,如果蓋上容器的上蓋后,球恰好與圓柱的上、下底面和側(cè)面相切(該球也被稱(chēng)為圓柱的內(nèi)切球),那么此時(shí)圓柱的內(nèi)切球體積與圓柱體積之比為定值,則該定值為( ).
A.B.C.D.
14.設(shè)直線的方程為,兩不同定點(diǎn)、,點(diǎn)滿(mǎn)足,記,若,且線段與直線有交點(diǎn),則( )
A.B.
C.D.
三、解答題(本大題共6小題)
15.已知橢圓的方程為,、為其左、右焦點(diǎn).
(1)求橢圓的離心率;
(2)若直線被橢圓截得的線段長(zhǎng)為,求的值.
16.如圖,這是某圓弧形山體隧道的示意圖,其中底面AB的長(zhǎng)為16米,最大高度CD的長(zhǎng)為4米,以C為坐標(biāo)原點(diǎn),AB所在的直線為x軸建立直角坐標(biāo)系.
(1)求該圓弧所在圓的方程;
(2)若某種汽車(chē)的寬約為2.5米,高約為1.6米,車(chē)輛行駛時(shí)兩車(chē)的間距要求不小于0.5米以保證安全,同時(shí)車(chē)頂不能與隧道有剮蹭,則該隧道最多可以并排通過(guò)多少輛該種汽車(chē)?(將汽車(chē)看作長(zhǎng)方體)
17.如圖,平行六面體中,底面是邊長(zhǎng)為1的正方形,,.
(1)求該平行六面體的表面積;
(2)記在底面上的射影為,,,,求證:,并求側(cè)棱與底面的所成角;
(3)求異面直線與的所成角.
18.已知雙曲線,,分別為其左、右焦點(diǎn),為其左頂點(diǎn).設(shè)過(guò)右焦點(diǎn)的直線與的右支交于,兩點(diǎn),其中點(diǎn)位于第一象限內(nèi).當(dāng)直線與軸垂直時(shí),.
(1)求雙曲線的方程;
(2)設(shè)直線,分別與直線交于,兩點(diǎn),問(wèn):是否存在實(shí)數(shù),使右焦點(diǎn)恒位于以線段為直徑的圓上?若存在,求出的值,若不存在,說(shuō)明理由;
(3)是否存在常數(shù),使得恒成立?若存在,求出的值,若不存在,說(shuō)明理由.
19.帶著數(shù)學(xué)的眼光看世界,則生活中處處有數(shù)學(xué).以一種常見(jiàn)的生活用品——酒杯為例,根據(jù)其造型,不妨將其抽象為開(kāi)口向上的拋物線,并假設(shè)其內(nèi)壁足夠光滑.
(1)將一定長(zhǎng)度,質(zhì)量分布均勻,各處粗細(xì)相等的小木棍丟入酒杯中,想要研究小木棍自然靜止下來(lái)后所處位置的特征.查閱資料后可知,物理中有被稱(chēng)為“重心最低”的原理.試將該物理原理抽象為這一拋物線酒杯模型中的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,并借助之給出研究結(jié)論.
【注】①請(qǐng)將“抽象出的數(shù)學(xué)問(wèn)題:XXX……”與“問(wèn)題解答:XXX……”分開(kāi)書(shū)寫(xiě),不明確問(wèn)題直接開(kāi)始解答的不得分;
②自行定義必要的字母記號(hào),并配以相應(yīng)的圖形說(shuō)明.
(2)將許多長(zhǎng)短不一(但均足夠長(zhǎng))的小木棍丟入酒杯中,待它們?nèi)孔匀混o止后,發(fā)現(xiàn)它們?nèi)拷粎R于同一點(diǎn),請(qǐng)解釋該現(xiàn)象.
20.已知橢圓.
(1)已知橢圓的離心率為,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知直線過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)且垂直于軸,記與的交點(diǎn)分別為A、B,A、 B兩點(diǎn)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)分別為、,若四邊形是正方形,求正方形的內(nèi)切圓的方程;
(3)設(shè)О為坐標(biāo)原點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)都在橢圓上,若是等腰直角三角形,其中是直角,點(diǎn)Р在第一象限,且O、P、Q三點(diǎn)按順時(shí)針?lè)较蚺帕?,求b的最大值.
參考答案
1.【答案】
【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為;故填.
2.【答案】
【詳解】由直線,化簡(jiǎn)可得對(duì)任意實(shí)數(shù)都成立,
所以,所以定點(diǎn)為.
故答案為:.
3.【答案】
【詳解】由,得,則,
因?yàn)檫^(guò)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),
所以的周長(zhǎng)為
.
故答案為:
4.【答案】
【詳解】因?yàn)橄蛄渴侵本€的一個(gè)法向量,
所以直線的一個(gè)方向向量為,
所以直線l的斜率,設(shè)直線的傾斜角為,
則,又,
所以直線l的傾斜角.
故答案為:.
5.【答案】
【詳解】若方程表示圓,則,
解得,故的取值范圍為,
故答案為:.
6.【答案】
【詳解】因?yàn)槠矫娼?jīng)過(guò)點(diǎn),所以,
又平面的法向量,
所以點(diǎn)到平面的距離.
故答案為:
7.【答案】
【詳解】設(shè)雙曲線的方程為,,
代入點(diǎn),得,即,
所以雙曲線方程為,整理為.
故答案為:
8.【答案】
【詳解】橢圓方程為,則圓的右頂點(diǎn)
設(shè),則,,
則,
所以,,
當(dāng)恰與點(diǎn)重合時(shí),取得最小值,
即要使時(shí)取最小值,則必有,所以.
故答案為:.
9.【答案】
【詳解】如圖以所在的直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,則
,,
則,
設(shè),則,
因?yàn)椤?,所以,得?br>所以(),則,
設(shè)點(diǎn)到的距離為,則
,
所以當(dāng)時(shí),取得最小值,此時(shí)的面積取得最小值,
所以,
所以
故答案為:
10.【答案】
【詳解】由題意可知:,不妨設(shè)點(diǎn)在x軸上方,
取的中點(diǎn),過(guò)分別作直線平行與x軸,分別交于點(diǎn),
因?yàn)?,由正弦定理可得?br>設(shè),則,
則,且,
可得,
又因?yàn)橹本€的斜率為,則直線的傾斜角為,
可得,,
則,可得,即x軸,
則,可得直線的斜率為,
設(shè),則,
則,,
整理可得,解得,
又因?yàn)椋?br>且,可得,
即,所以.
故答案為:.
11.【答案】C
【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)和的縱坐標(biāo)相等,其余兩個(gè)坐標(biāo)互為相反數(shù),
所以點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱(chēng).
故選:C
12.【答案】C
【解析】先根據(jù)橢圓越扁離心率越大判斷,的大小,再由雙曲線開(kāi)口越大離心率越大判斷,的大小,最后根據(jù)橢圓離心率大于0小于1,拋物線離心率大于1進(jìn)行判斷可得答案.
【詳解】解:根據(jù)橢圓越扁離心率越大,可得,
根據(jù)雙曲線開(kāi)口越大離心率越大,可得,
故可得:,
故選:C.
13.【答案】D
【分析】根據(jù)已知條件可得,結(jié)合圓柱與球的體積公式計(jì)算即可.
【詳解】設(shè)圓柱的母線長(zhǎng)為l,內(nèi)切球的半徑為r,如圖所示,
則其軸截面如圖所示,
則,
所以圓柱的內(nèi)切球體積為,圓柱體積為,
所以圓柱的內(nèi)切球體積與圓柱體積之比為.
故選:D.
14.【答案】D
【詳解】設(shè),,代入直線的方程為中,
,
,
,
若,則,從而,與已知矛盾,
所以,所以,即,
又因?yàn)?,所?
故選:D
15.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)由橢圓的方程為,
可得,
所以;
(2)設(shè)直線與橢圓交于,兩點(diǎn),
聯(lián)立方程組,
得,
則,
由于即,
解得.
16.【答案】(1)
(2)4輛
【詳解】(1)由圓的對(duì)稱(chēng)性可知,該圓弧所在圓的圓心在y軸上,
設(shè)該圓的半徑為r米,則,解得,
故該圓弧所在圓的方程為.
(2)設(shè)與該種汽車(chē)等高且能通過(guò)該隧道的最大寬度為d米,則,
解得.
若并排通過(guò)5輛該種汽車(chē),則安全通行的寬度為,故該隧道不能并排通過(guò)5輛該種汽車(chē).
若并排通過(guò)4輛該種汽車(chē),則安全通行的寬度為.隧道能并排通過(guò)4輛該種汽車(chē).
綜上所述,該隧道最多可以并排通過(guò)4輛該種汽車(chē).
17.【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析,
(3)
【詳解】(1)底面是邊長(zhǎng)為1的正方形,則,,
,,
所以,
所以該平行六面體的表面積.
(2)過(guò) 作 平面,連接 AM, HM, AE, HE, AH,
此時(shí)平面 ,,,平面,
面,
,,
,得證.
因?yàn)?,則,
則,
所以 ,
所以,所以,
因?yàn)槠矫?,平面,所以?br>所以側(cè)棱與底面的所成角為.
所以,側(cè)棱與底面的所成角為.
(3)由題意,,
,
,
所以.
而,,
則
,
所以,
所以直線與所成角為.
18.【答案】(1)
(2)答案見(jiàn)解析
(3)答案見(jiàn)解析
【詳解】(1)因?yàn)楫?dāng)直線與軸垂直時(shí),,
且點(diǎn)位于第一象限內(nèi),所以設(shè),
代入方程中得到,而,
解得,,則雙曲線的方程為.
(2)由上問(wèn)得雙曲線的方程為,
如圖,則點(diǎn),的坐標(biāo)分別為,
又雙曲線漸近線為,顯然直線的斜率不為零,
故設(shè)其方程為,,
聯(lián)立雙曲線方程可得:,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,且恒成立
則,
,
;
又直線方程為:,令,則,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為;直線方程為:,
令,則,故點(diǎn)的坐標(biāo)為;
若右焦點(diǎn)恒位于以線段為直徑的圓上,則,
則
,令,解得,
故存在,使右焦點(diǎn)恒位于以線段為直徑的圓上.
(3)當(dāng)直線斜率不存在時(shí),
對(duì)曲線,令,解得,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為,此時(shí),
在三角形中,,故可得,
則存在常數(shù),使得成立;
當(dāng)直線斜率存在時(shí),不妨設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,,
此時(shí)直線的傾斜角為,直線的傾斜角為,
則,,
假設(shè)存在常數(shù),使得成立,即,
則一定有:,也即;
又;;
又點(diǎn)的坐標(biāo)滿(mǎn)足,則,
故
;
故假設(shè)成立,存在實(shí)數(shù)常數(shù),使得成立;
綜上所述,存在常數(shù),使得恒成立.
19.【答案】(1)答案見(jiàn)解析
(2)答案見(jiàn)解析
【詳解】(1)抽象出的數(shù)學(xué)問(wèn)題:
已知拋物線上有一條長(zhǎng)度為的動(dòng)弦,求中點(diǎn)到軸的距離的最小值.
問(wèn)題解答:
設(shè),直線,
聯(lián)立得,,
,,,
所以,
解得,
中點(diǎn),
則中點(diǎn)到軸的距離為
,
令,設(shè),
①當(dāng)時(shí),,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立.
此時(shí),
故直線,恒過(guò)拋物線的焦點(diǎn);
②當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,則.
當(dāng),即時(shí),中點(diǎn)到軸的距離最小,最小值為.
此時(shí)斜率,即關(guān)于軸對(duì)稱(chēng).
回歸實(shí)際問(wèn)題,研究結(jié)論是:
當(dāng)木棍長(zhǎng)時(shí),小木棍自然靜止下來(lái)后對(duì)應(yīng)木棍處于水平位置;
當(dāng)木棍長(zhǎng)時(shí),小木棍自然靜止下來(lái)后對(duì)應(yīng)木棍通過(guò)拋物線焦點(diǎn).
(2)由題意,小木棍長(zhǎng)短不一,但均足夠長(zhǎng),不妨認(rèn)為木棍長(zhǎng)度均滿(mǎn)足.
由(1)可知,當(dāng)時(shí),小木棍自然靜止下來(lái)后對(duì)應(yīng)木棍通過(guò)拋物線焦點(diǎn).
故將許多長(zhǎng)短不一(但均足夠長(zhǎng))的小木棍丟入酒杯中,待它們?nèi)孔匀混o止后,
它們?nèi)拷粎R于同一點(diǎn),即拋物線的焦點(diǎn).
20.【答案】(1)
(2)
(3)
【詳解】(1)由題意得,,所以,
所以,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè)右焦點(diǎn),左焦點(diǎn),
因?yàn)樗倪呅问钦叫危?br>不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,則,
所以,
由,得,
正方形的內(nèi)切圓的圓心為,半徑為,
所以所求圓的方程為;
(3)設(shè)直線的傾斜角為,斜率為,
則直線的斜率為,
設(shè),則,
聯(lián)立,得,
同理可得,
由得,
即,
整理得,
注意到且,
則要使上述關(guān)于的一元二次方程有正數(shù)解,
只需要,解得,
所以b的最大值為.
這是一份上海市長(zhǎng)寧區(qū)2024?2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題,共12頁(yè)。試卷主要包含了填空題,單選題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份上海市金山中學(xué)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題(原卷版+解析版),共25頁(yè)。
這是一份上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題,共4頁(yè)。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功