黑龙江省大庆市铁人中学高二(上)期中数学试卷(理科)
高中数学考试
考试时间:
分钟
满分:
105 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共12题,共60分)
1、 已知椭圆C: +y2=1的右焦点为F,右准线为l,点A∈l,线段AF交C于点B,若 =3 ,则| |=( ) A. B.2 C. D.3 2、 已知双曲线 =1,(a>0,b>0)的左,右焦点分别为F1 , F2 , 点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为( ) A. B. C.2 D. 3、 设双曲线 的离心率e=2,右焦点为F(c,0),方程ax2+bx﹣c=0的两个实根分别为x1和x2 , 则点P(x1 , x2) 满足( ) A.必在圆x2+y2=2内 B.必在圆x2+y2=2外 C.必在圆x2+y2=2上 D.以上三种情形都有可能 4、 已知m,n为两个不相等的非零实数,则方程mx﹣y+n=0与nx2+my2=mn所表示的曲线可能是( ) A. B. C. D. 5、 已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足 • =0的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( ) A.(0,1) B.(0, ] C.(0, ) D.[ ,1) 6、 P为抛物线y2=2px上任一点,F为焦点,则以PF为直径的圆与y轴( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.位置由P确定 7、 已知椭圆 =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P.若 =2 ,则椭圆的离心率是( ) A. B. C. D. 8、 下列说法中正确的是( ) A.若| |=| |,则 、 的长度相同,方向相同或相反 B.若向量 是向量 的相反向量,则| |=| | C.空间向量的减法满足结合律 D.在四边形ABCD中,一定有 + = 9、 设P是椭圆 上一点,F1、F2是椭圆的焦点,若|PF1|等于4,则|PF2|等于( ) A.22 B.21 C.20 D.13 10、 双曲线方程为 =1,那么k的取值范围是( ) A.k>5 B.2<k<5 C.﹣2<k<2 D.﹣2<k<2或k>5 11、 F1 , F2是椭圆 的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则三角形AF1F2的面积为( ) A.7 B. C. D. 12、 已知 =(1,5,﹣2), =(m,2,m+2),若 ⊥ ,则m的值为( ) A.0 B.6 C.﹣6 D.±6
二、填空题(共4题,共20分)
13、 已知双曲线 =1上一点M的横坐标为4,则点M到左焦点的距离是______ . 14、 设双曲线 的一条渐近线与抛物线y=x2+1 只有一个公共点,则双曲线的离心率为______ . 15、 正四面体ABCD的各棱长为a,点E、F分别是BC、AD的中点,则 的值为______ 16、 若方程 所表示的曲线为C,给出下列四个命题: ①若C为椭圆,则1<t<4; ②若C为双曲线,则t>4或t<1; ③曲线C不可能是圆; ④若 ,曲线C为椭圆,且焦点坐标为 ; ⑤若t<1,曲线C为双曲线,且虚半轴长为 . 其中真命题的序号为______ . (把所有正确命题的序号都填在横线上)
三、解答题(共5题,共25分)
17、 设椭圆C: 的左焦点为F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°, . (1)求椭圆C的离心率; (2)如果|AB|= ,求椭圆C的方程. 18、 已知直线l1:y=kx﹣1与双曲线x2﹣y2=1的左支交于A,B两点. (1)求斜率k的取值范围; (2)若直线l2经过点P(﹣2,0)及线段AB的中点Q且l2在y轴上截距为﹣16,求直线l1的方程. 19、 已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直, ,AF=1,M是线段EF的中点. (1)求证:AM∥平面BDE; (2)求证:AM⊥平面BDF. 20、 抛物线y2=2px的焦点与双曲线 的右焦点重合. (1)求抛物线的方程; (2)求抛物线的准线与双曲线的渐近线围成的三角形的面积. 21、 如图,已知长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E,M,N分别是BC,AE,CD1的中点,AD=AA1=a,AB=2a.求证:MN∥平面ADD1A1 . |
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黑龙江省大庆市铁人中学高二(上)期中数学试卷(理科)
1、
已知椭圆C: +y2=1的右焦点为F,右准线为l,点A∈l,线段AF交C于点B,若 =3 ,则| |=( )
A.
B.2
C.
D.3
A
解:过点B作BM⊥x轴于M,
并设右准线l与x轴的交点为N,易知FN=1.
由题意 ,
故FM= ,故B点的横坐标为 ,纵坐标为±
即BM= ,
故AN=1,
∴ .
故选A
2、
已知双曲线 =1,(a>0,b>0)的左,右焦点分别为F1 , F2 , 点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为( )
A.
B.
C.2
D.
B
解:设P(x,y),由焦半径得丨PF1丨=ex+a,丨PF2丨=ex﹣a,
∴ex+a=4(ex﹣a),化简得e= ,
∵p在双曲线的右支上,
∴x≥a,
∴e≤ ,即双曲线的离心率e的最大值为
故选B
3、
设双曲线 的离心率e=2,右焦点为F(c,0),方程ax2+bx﹣c=0的两个实根分别为x1和x2 , 则点P(x1 , x2) 满足( )
A.必在圆x2+y2=2内
B.必在圆x2+y2=2外
C.必在圆x2+y2=2上
D.以上三种情形都有可能
B
解:∵方程ax2+bx﹣c=0的两个实根分别为x1和x2 ,
∴x1+x2=﹣ ,x1x2=﹣ ,
可得|OP|= = =
又∵双曲线的离心率为e= =2,可得c=2a,
∴c2=4a2=a2+b2 , 即3a2=b2 , 结合a>0且b>0,得b= a.
∵圆的方程为x2+y2=2,∴圆心坐标为O(0,0),半径r= ,
因此,|OP|= = ,所以点P必在圆x2+y2=2外.
故选:B
4、
已知m,n为两个不相等的非零实数,则方程mx﹣y+n=0与nx2+my2=mn所表示的曲线可能是( )
A.
B.
C.
D.
C
解:方程mx﹣y+n=0表示直线,与坐标轴的交点分别为(0,n),( ,0)
若方程nx2+my2=mn表示椭圆,则m,n同为正,∴ <0,故A,B不满足题意;
若方程nx2+my2=mn表示双曲线,则m,n异号,∴ ,故C符合题意,D不满足题意
故选C
【考点精析】掌握一般式方程是解答本题的根本,需要知道直线的一般式方程:关于的二元一次方程(A,B不同时为0).
5、
已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足 • =0的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )
A.(0,1)
B.(0, ]
C.(0, )
D.[ ,1)
C
解:设椭圆的半长轴、半短轴、半焦距分别为a,b,c,
∵ =0,
∴M点的轨迹是以原点O为圆心,半焦距c为半径的圆.
又M点总在椭圆内部,
∴该圆内含于椭圆,即c<b,c2<b2=a2﹣c2 .
∴e2= < ,∴0<e< .
故选:C.
6、
P为抛物线y2=2px上任一点,F为焦点,则以PF为直径的圆与y轴( )
A.相交
B.相切
C.相离
D.位置由P确定
B
解:根据题意,可得抛物线y2=2px的焦点为F( ,0),
设P(m,n),PF的中点为A(x1 , y1),
可得x1= ( +m),
过P作准线l:x=﹣ 的垂线,垂足为Q如图所示.
由抛物线的定义,得|PF|=|PQ|=m+ ,
∴x1= |PF|,即点A到y轴的距离等于以PF为直径的圆的半径.
因此,以PF为直径的圆与y轴相切.
故选:B
7、
已知椭圆 =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P.若 =2 ,则椭圆的离心率是( )
A.
B.
C.
D.
D
解:如图,由于BF⊥x轴,故xB=﹣c,yB = ,设P(0,t),
∵ =2 ,
∴(﹣a,t)=2(﹣c, ﹣t).
∴a=2c,
∴e= = ,
故选 D.
8、
下列说法中正确的是( )
A.若| |=| |,则 、 的长度相同,方向相同或相反
B.若向量 是向量 的相反向量,则| |=| |
C.空间向量的减法满足结合律
D.在四边形ABCD中,一定有 + =
B
解:A. ,说明 与 模长相等,但方向不确定;
B.对于 的相反向量 ,则 ,故 ,从而B正确;
C.空间向量只定义加法具有结合律,减法不具有结合律,因此不正确;
D.一般的四边形不具有 + = ,只有平行四边形才能成立,故不正确.
故只有B正确.
故选B.
9、
设P是椭圆 上一点,F1、F2是椭圆的焦点,若|PF1|等于4,则|PF2|等于( )
A.22
B.21
C.20
D.13
A
解:∵P是椭圆 上一点,
F1、F2是椭圆的焦点,|PF1|等于4,
∴|PF2|=2 ﹣|PF1|=26﹣4=22.
故选A.
10、
双曲线方程为 =1,那么k的取值范围是( )
A.k>5
B.2<k<5
C.﹣2<k<2
D.﹣2<k<2或k>5
D
解:∵ =1表示双曲线,
∴ 或 ,
即 或 ,
即k>5,或﹣2<k<5,
故选:D
11、
F1 , F2是椭圆 的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则三角形AF1F2的面积为( )
A.7
B.
C.
D.
C
解:由题意可得 a=3,b= ,c= ,故 ,AF1+AF2=6,AF2=6﹣AF1 ,
∵AF22=AF12+F1F22﹣2AF1•F1F2cos45°=AF12﹣4AF1+8,
∴(6﹣AF1)2=AF12﹣4AF1+8,AF1= ,故三角形AF1F2的面积S= × ×2 × = .
12、
已知 =(1,5,﹣2), =(m,2,m+2),若 ⊥ ,则m的值为( )
A.0
B.6
C.﹣6
D.±6
B
解∵ ⊥ ,∴ ,
∴1×m+5×2﹣2(m+2)=0,解得m=6.
故选B.
13、
已知双曲线 =1上一点M的横坐标为4,则点M到左焦点的距离是______ .
解:依题意可求得a=3,b=4,则c=5,
即左焦点F1(﹣5,0),
∵点M的坐标为4,
∴当x=4时, ﹣ =1,
即 = ﹣1= ,
即y=± ,
设M(4, ),
根据对称性只需求点M到F1(﹣5,0)的距离,
得d= = = = ,
所以答案是: .
14、
设双曲线 的一条渐近线与抛物线y=x2+1 只有一个公共点,则双曲线的离心率为______ .
解:依题意可知双曲线渐近线方程为y=± x,与抛物线方程联立消去y得x2± x+1=0
∵渐近线与抛物线有一个交点
∴△= ﹣4=0,求得b2=4a2 ,
∴c= = a
∴e= =
所以答案是:
15、
正四面体ABCD的各棱长为a,点E、F分别是BC、AD的中点,则 的值为______
解: =
=
=
= =
所以答案是:
【考点精析】解答此题的关键在于理解空间向量的数量积运算的相关知识,掌握等于的长度与在的方向上的投影的乘积.
16、
若方程 所表示的曲线为C,给出下列四个命题:
①若C为椭圆,则1<t<4;
②若C为双曲线,则t>4或t<1;
③曲线C不可能是圆;
④若 ,曲线C为椭圆,且焦点坐标为 ;
⑤若t<1,曲线C为双曲线,且虚半轴长为 .
其中真命题的序号为______ . (把所有正确命题的序号都填在横线上)
②④⑤
解:①若C为椭圆,则 ,∴1<t<4且t ,故①不正确;
②若C为双曲线,则(4﹣t)(t﹣1)<0,∴t>4或t<1,故②正确;
③t= 时,曲线C是圆,故③不正确;
④若 ,曲线C为椭圆,此时焦点在x轴上,且焦点坐标为 ,故④正确;
⑤若t<1,曲线C为双曲线,此时焦点在x轴上,且虚半轴长为 ,故⑤正确.
综上真命题的序号为②④⑤
所以答案是:②④⑤
【考点精析】掌握命题的真假判断与应用是解答本题的根本,需要知道两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.
17、
设椭圆C: 的左焦点为F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°, .
(1)求椭圆C的离心率;
(2)如果|AB|= ,求椭圆C的方程.
(1)解:设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知y1>0,y2<0
直线l的方程为 ,其中 .
联立 得 .
解得 , .
因为 ,所以﹣y1=2y2.即﹣ =2 ,
解得离心率
(2)解:因为 ,∴ • .
由 得 ,所以 ,解得a=3, .
故椭圆C的方程为 .
(1)点斜式设出直线l的方程,代入椭圆,得到A、B的纵坐标,再由 ,求出离心率.(2)利用弦长公式和离心率的值,求出椭圆的长半轴、短半轴的值,从而写出标准方程.
【考点精析】本题主要考查了直线的倾斜角和椭圆的标准方程的相关知识点,需要掌握当直线l与x轴相交时, 取x轴作为基准, x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时, 规定α=0°;椭圆标准方程焦点在x轴:,焦点在y轴:才能正确解答此题.
18、
已知直线l1:y=kx﹣1与双曲线x2﹣y2=1的左支交于A,B两点.
(1)求斜率k的取值范围;
(2)若直线l2经过点P(﹣2,0)及线段AB的中点Q且l2在y轴上截距为﹣16,求直线l1的方程.
(1)解:由 ,得(1﹣k2)x2+2kx﹣2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则 ,
∵直线l1与双曲线左支交于A,B两点,
∴
解得:
(2)解:由已知得直线l2的方程为:8x+y+16=0,设Q(x0,y0),
则 ,
∵Q在直线l2,∴ ,化简得:16k2+8k﹣15=0,
分解因式得:(4k+5)(4k﹣3)=0,
∴ ,
又∵ ,∴ ,
∴直线l1的方程为:
(1)直线方程与双曲线方程联立得(1﹣k2)x2+2kx﹣2=0,设A(x1 , y1),B(x2 , y2),由直线l1与双曲线左支交于A,B两点,可得 ,解出即可得出.(2)由已知得直线l2的方程为:8x+y+16=0,设Q(x0 , y0),利用中点坐标公式与根与系数的关系可得Q坐标,代入直线l2的方程解出即可得出.
19、
已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直, ,AF=1,M是线段EF的中点.
(1)求证:AM∥平面BDE;
(2)求证:AM⊥平面BDF.
(1)解:建立如图的直角坐标系,则各点的坐标分别为:
O(0,0,0),A(0,1,0),B(﹣1,0,0),C(0,﹣1,0,),D(1,0,0,),
E(0,﹣1,1),F(0,1,1),M(0,0,1)
∵
∴ ,即AM∥OE,
又∵AM⊄平面BDE,OE⊂平面BDE,
∴AM∥平面BDE
(2)解:∵ ,
∴ ,
∴AM⊥BD,AM⊥DF,∴AM⊥平面BDF.
(1)利用空间向量来证明,先建立空间直角坐标系,求出定点坐标,欲证AM∥平面BDE,只需用坐标证明向量 与平面BDE上的一个向量是平行向量即可.(2)欲证AM⊥平面BDF,只需证明向量 与平面BDF中的两个不共线向量垂直即可,也即在平面BDF中找到两个向量,与向量 数量积等于0.
【考点精析】解答此题的关键在于理解直线与平面平行的判定的相关知识,掌握平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;简记为:线线平行,则线面平行,以及对直线与平面垂直的判定的理解,了解一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直;注意点:a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视;b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想.
20、
抛物线y2=2px的焦点与双曲线 的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)求抛物线的准线与双曲线的渐近线围成的三角形的面积.
(1)解:由双曲线 得,a2=3,b2=1,
所以c2=a2+b2=3+1=4,所以c=2.
则 .
所以抛物线的方程为y2=8x;
(2)解:由题意知, ,
所以双曲线的渐近线方程为 ,
抛物线的准线方程为x=﹣2.
代入双曲线的准线方程得 .
设抛物线的准线与双曲线的准线的交点为A,B.
则|AB|= .
所以抛物线的准线与双曲线的渐近线围成的三角形的面积为:
S= .
(1)由双曲线方程求出其半焦距,根据抛物线的焦点与双曲线右焦点重合求出P,从而求出抛物线方程;(2)分别求出抛物线的准线方程和双曲线的渐近线方程,联立求出两交点间的距离,然后直接代入三角形的面积公式求解.
21、
如图,已知长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E,M,N分别是BC,AE,CD1的中点,AD=AA1=a,AB=2a.求证:MN∥平面ADD1A1 .
证明:以D为原点,分别以DA、DC、DD1为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A(a,0,0),B(a,2a,0),C(0,2a,0),D1(0,0,a),E( a,2a,0),
∵M、N分别为AE、CD1的中点,
∴M( a,a,0),N(0,a, ).
∴ =(﹣ a,0, ).
取 =(0,1,0),
显然 =⊥平面A1D1DA,且 • =0,
∴ ⊥ .又MN⊄平面ADD1A1 .
∴MN∥平面ADD1A1
以D为原点,分别以DA、DC、DD1为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,求出 =(﹣ a,0, ).平面ADD1A1的法向量 =(0,1,0),通过 • =0,证明MN∥平面ADD1A1 .
【考点精析】关于本题考查的直线与平面平行的判定,需要了解平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;简记为:线线平行,则线面平行才能得出正确答案.