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全*品*高*考*网, 用后离不了!2016-2017学年江苏省扬州市邗江中学高二(上))期中数学试卷
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上.
1.直线x+y+1=0的倾斜角是 .
2.若直线l1:x+y﹣2=0与直线l2:ax﹣y+7=0平行,则a= .
3.过点(﹣2,3)且与直线x﹣2y+1=0垂直的直线的方程为 .
4.(文科做)已知曲线y=f(x)在点M(2,f(2))处的切线方程是y=2x+3,则f(2)+f′(2)的值为 .
5.当函数f(x)=取到极值时,实数x的值为 .
6.抛物线y=3x2的准线方程是 .
7.若双曲线C的渐近线方程为y=±2x,且经过点(2,2),则C的标准方程为 .
8.已知双曲线y2﹣4x2=16上一点M到一个焦点的距离等于2,则点M到另一个焦点的距离为 .
9.过圆(x﹣1)2+y2=1外一点(3,0)作圆的切线,则切线的长为 .
10.圆C1:x2+y2+2x+2y﹣2=0与圆C2:x2+y2﹣6x+2y+6=0的位置关系是 .
11.如图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽为 米.
12.设f(x)=,其中a为正实数,若f(x)为R上的单调递增函数,则a的取值范围是 .
13.已知定义域为R的函数f(x)满足f(1)=3,且f(x)的导数f′(x)<2x+1,则不等式f(3x)≥9x2+3x+1的解集为 .
14.已知椭圆+=1(a>b>0)的右焦点为F1(1,0),离心率为e.设A,B为椭圆上关于原点对称的两点,AF1的中点为M,BF1的中点为N,原点O在以线段MN为直径的圆上.若直线AB的倾斜角α∈(0,),则e的取值范围是 .
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.在平面直角坐标系xOy中,已知中心在原点,焦点在x轴上的双曲线C的离心率为,且双曲线C与斜率为2的直线l有一个公共点P(﹣2,0).
(1)求双曲线C的方程及它的渐近线方程;
(2)求以直线l与坐标轴的交点为焦点的抛物线的标准方程.
16.△ABC的三个顶点分别为A(1,0),B(1,4),C(3,2),直线l经过点D(0,4).
(1)判断△ABC的形状;
(2)求△ABC外接圆M的方程;
(3)若直线l与圆M相交于P,Q两点,且PQ=2,求直线l的方程.
17.已知椭圆C的中心在原点,左焦点为F1(﹣1,0),右准线方程为:x=4.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若椭圆C上点N到定点M(m,0)(0<m<2)的距离的最小值为1,求m的值及点N的坐标.
18.(文科做)已知函数f(x)=x﹣﹣(a+2)lnx,其中实数a≥0.
(1)若a=0,求函数f(x)在x∈[1,3]上的最值;
(2)若a>0,讨论函数f(x)的单调性.
19.已知椭圆(a>b>0)的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设P(4,0),M,N是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连接PN交椭圆C于另一点E,求直线PN的斜率的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,证明直线ME与x轴相交于定点.
20.设函数g(x)=x2﹣2x+1+mlnx,(m∈R).
(1)当m=1时,求函数y=g(x)在点(1,0)处的切线方程;
(2)当m=﹣12时,求f(x)的极小值;
(3)若函数y=g(x)在x∈(,+∞)上的两个不同的数a,b(a<b)处取得极值,记{x}表示大于x的最小整数,求{g(a)}﹣{g(b)}的值(ln2≈0.6931,ln3≈1.0986).
2016-2017学年江苏省扬州市邗江中学高二(上))期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上.
1.直线x+y+1=0的倾斜角是 135° .
【考点】直线的一般式方程.
【分析】先求出直线的斜率,再求直线的倾斜角.
【解答】解:直线x+y+1=0的斜率k=﹣1,
∴直线x+y+1=0的倾斜角α=135°.
故答案为:135°.
2.若直线l1:x+y﹣2=0与直线l2:ax﹣y+7=0平行,则a= ﹣1 .
【考点】直线的一般式方程与直线的平行关系.
【分析】求出两条直线的斜率,利用两条直线的平行条件,求出a的值.
【解答】解:由题意得,直线l1:x+y﹣2=0的斜率是﹣1,直线l2:ax﹣y+7=0平行的斜率是a,
因为直线l1与直线l2平行,所以a=﹣1,
故答案为:﹣1.
3.过点(﹣2,3)且与直线x﹣2y+1=0垂直的直线的方程为 2x+y+1=0 .
【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系.
【分析】根据与已知直线垂直的直线系方程可设与直线x﹣2y+1=0垂直的直线方程为2x+y+c=0,再把点(﹣2,3)代入,即可求出c值,得到所求方程.
【解答】解:∵所求直线方程与直线x﹣2y+1=0垂直,∴设方程为2x+y+c=0
∵直线过点(﹣2,3),∴﹣4+3+c=0,∴c=1
∴所求直线方程为2x+y+1=0.
故答案为:2x+y+1=0.
4.(文科做)已知曲线y=f(x)在点M(2,f(2))处的切线方程是y=2x+3,则f(2)+f′(2)的值为 9 .
【考点】导数的运算.
【分析】根据导数的几何意义,进行求解即可.
【解答】解:y=f(x)在点M(2,f(2))处的切线方程是y=2x+3,
∴f(2)=2×2+3=4+3=7,
切线的斜率k=2,即f′(2)=2,
则f(2)+f′(2)=7+2=9,
故答案为:9
5.当函数f(x)=取到极值时,实数x的值为 1 .
【考点】利用导数研究函数的极值.
【分析】求出函数的导数,解关于导函数的方程,求出x的值即可.
【解答】解:f′(x)==,
令f′(x)=0,解得:x=1,
故答案为:1.
6.抛物线y=3x2的准线方程是 y=﹣ .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】直接利用抛物线的标准方程求解准线方程即可.
【解答】解:抛物线y=3x2,即x2=y的准线方程是:y=﹣.
故答案为:y=﹣.
7.若双曲线C的渐近线方程为y=±2x,且经过点(2,2),则C的标准方程为 .
【考点】双曲线的简单性质;双曲线的标准方程.
【分析】根据双曲线C的渐近线方程,设出双曲线的方程,代入点(2,2),即可求得C的标准方程.
【解答】解:由题意,∵双曲线C的渐近线方程为y=±2x,
∴设双曲线C的方程为y2﹣4x2=λ
∵双曲线C经过点(2,2),
∴8﹣16=λ
∴λ=﹣8
∴双曲线C的方程为y2﹣4x2=﹣8,即
故答案为:
8.已知双曲线y2﹣4x2=16上一点M到一个焦点的距离等于2,则点M到另一个焦点的距离为 10 .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】将双曲线的方程化为标准方程,可得a=4,设|MF1|=2,运用双曲线的定义可得||MF1|﹣|MF2||=2a=8,计算即可得到所求距离.
【解答】解:双曲线y2﹣4x2=16即为
﹣=1,
可得a=4,
设双曲线的两焦点为F1,F2,
由题意可设|MF1|=2,
由双曲线的定义可得||MF1|﹣|MF2||=2a=8,
即有|2﹣|MF2||=8,
解得|MF2|=10或﹣6(舍去).
故答案为:10.
9.过圆(x﹣1)2+y2=1外一点(3,0)作圆的切线,则切线的长为 .
【考点】关于点、直线对称的圆的方程.
【分析】根据圆的标准方程,找出圆心坐标和半径,根据切线的性质得到三角形AMN为直角三角形,利用两点间的距离公式求出|AM|的长,再由半径|AN|,利用勾股定理即可求出切线长|MN|的长.
【解答】解:(x﹣1)2+y2=1的圆心坐标A(1,0),半径|AN|=1,
又M(3,0)∴|AM|=2,
则切线长|MN|==.
故答案为:.
10.圆C1:x2+y2+2x+2y﹣2=0与圆C2:x2+y2﹣6x+2y+6=0的位置关系是 外切 .
【考点】圆与圆的位置关系及其判定.
【分析】把两个圆的方程化为标准方程,分别找出两圆的圆心坐标和半径R与r,利用两点间的距离公式求出两圆心的距离d,与半径和与差的关系判断即可.
【解答】解:由于 圆C1:x2+y2+2x+2y﹣2=0,即 (x+1)2+(y+1)2=4,
表示以C1(﹣1,﹣1)为圆心,半径等于2的圆.
圆C2:x2+y2﹣6x+2y+6=0,即 (x﹣3)2+(y+1)2=4,
表示以C2(3,﹣1)为圆心,半径等于2的圆.
由于两圆的圆心距等于4,等于半径之和,故两个圆外切.
故答案为外切.
11.如图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽为 2 米.
【考点】抛物线的应用.
【分析】先建立直角坐标系,将A点代入抛物线方程求得m,得到抛物线方程,再把y=﹣3代入抛物线方程求得x0进而得到答案.
【解答】解:如图建立直角坐标系,设抛物线方程为x2=my,
将A(2,﹣2)代入x2=my,
得m=﹣2
∴x2=﹣2y,代入B(x0,﹣3)得x0=,
故水面宽为2m.
故答案为:2.
12.设f(x)=,其中a为正实数,若f(x)为R上的单调递增函数,则a的取值范围是 (0,1] .
【考点】函数单调性的性质.
【分析】求出函数的导数,问题转化为ax2﹣2ax+1≥0在R上恒成立,根据二次函数的性质求出a的范围即可.
【解答】解:∵f(x)=,
∴f'(x)=,
∵f(x)为R上的单调增函数,
∴f'(x)≥0在R上恒成立,
又∵a为正实数,
∴f'(x)≥0在R上恒成立,
∴ax2﹣2ax+1≥0在R上恒成立,
∴△=4a2﹣4a=4a(a﹣1)≤0,解得0≤a≤1,
∵a>0,
∴0<a≤1,
∴a的取值范围为0<a≤1,
故答案为:(0,1].
13.已知定义域为R的函数f(x)满足f(1)=3,且f(x)的导数f′(x)<2x+1,则不等式f(3x)≥9x2+3x+1的解集为 (﹣∞,] .
【考点】函数的单调性与导数的关系.
【分析】先由f'(x)<2x+1,知函数g(x)=f(x)﹣(x2+x)为R上的减函数,再将f(1)=3化为g(1)=1,将所解不等式化为g(3x)≥g(1),最后利用单调性解不等式即可
【解答】解:∵f′(x)<2x+1,
∴f′(x)﹣(2x+1)<0,
即[f(x)﹣(x2+x)]′<0
设g(x)=f(x)﹣(x2+x)
则g(x)在R上为减函数,
∵f(1)=3,
∴g(1)=f(1)﹣(12+1)=3﹣2=1
∵f(3x)≥9x2+3x+1=(3x)2+3x+1,
∴f(3x)﹣[(3x)2+3x]≥1,
∴g(3x)≥1=g(1)
∴3x≤1,
解得x≤,
故不等式的解集为(﹣∞,]
故答案:(﹣∞,]
14.已知椭圆+=1(a>b>0)的右焦点为F1(1,0),离心率为e.设A,B为椭圆上关于原点对称的两点,AF1的中点为M,BF1的中点为N,原点O在以线段MN为直径的圆上.若直线AB的倾斜角α∈(0,),则e的取值范围是 [﹣1,1) .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由题意可知:|F1C|=|CO|=,由|CM|=|CN|.原点O在以线段MN为直径的圆上,则|OA|=|OB|=c=1.由椭圆的性质,可知,可得到A点坐标,从而求出OA的斜率,由直线AB斜率为0<k≤,求出a的取值范围,从而求出e的取值范围.
【解答】解:由椭圆+=1(a>b>0)的焦点在x轴上,记线段MN与x轴交点为C,
由AF1的中点为M,BF1的中点为N,
∴MN∥AB,|F1C|=|CO|=,
∵A、B为椭圆上关于原点对称的两点,
∴|CM|=|CN|.
∵原点O在以线段MN为直径的圆上,
∴|CO|=|CM|=|CN|=.
∴|OA|=|OB|=c=1.
∵|OA|>b,
∴a2=b2+c2<2c2,
∴e=>.
设A(x,y),
由,
解得:.
AB的倾斜角α∈(0,),
∴直线AB斜率为0<k≤,
∴0<≤3,
∴1﹣≤a2≤1+,
即为≤a≤,
∴e==∈[﹣1, +1],
由于0<e<1,
∴离心率e的取值范围为[﹣1,1).
故答案为:[﹣1,1).
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.在平面直角坐标系xOy中,已知中心在原点,焦点在x轴上的双曲线C的离心率为,且双曲线C与斜率为2的直线l有一个公共点P(﹣2,0).
(1)求双曲线C的方程及它的渐近线方程;
(2)求以直线l与坐标轴的交点为焦点的抛物线的标准方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(1)由题意,设双曲线的方程为﹣=1(a,b>0).由点P(﹣2,0)在双曲线上,可得a=2.利用=,可得c.利用c2=a2+b2,可得b.即可得出方程及其渐近线方程.
(2)由题意,直线l的方程为y=2(x+2),可得直线l与坐标轴交点分别为F1(﹣2,0),F2(0,4).即可得出相应的抛物线方程.
【解答】解:(1)由题意,设双曲线的方程为﹣=1(a,b>0).
∵点P(﹣2,0)在双曲线上,∴a=2.
∵双曲线C的离心率为,∴c=2.
∵c2=a2+b2,∴b=2.
∴双曲线的方程为:﹣=1,
其渐近线方程为:y=±x.
(2)由题意,直线l的方程为y=2(x+2),即y=2x+4,
直线l与坐标轴交点分别为F1(﹣2,0),F2(0,4).
∴以F1(﹣2,0)为焦点的抛物线的标准方程为y2=﹣8x;
以F2(0,4)为焦点的抛物线的标准方程为x2=16y.
16.△ABC的三个顶点分别为A(1,0),B(1,4),C(3,2),直线l经过点D(0,4).
(1)判断△ABC的形状;
(2)求△ABC外接圆M的方程;
(3)若直线l与圆M相交于P,Q两点,且PQ=2,求直线l的方程.
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】(1)根据点的坐标分别求得AC,BC的斜率判断出两直线垂直,进而判断出三角形为直角三角形.
(2)先确定圆心,进而利用两点间的距离公式求得半径,则圆的方程可得.
(3)先看直线斜率不存在时判断是否符合,进而看斜率存在时设出直线的方程,利用圆心到直线的距离求得k,则直线的方程可得.
【解答】解:(1)因为A(1,0),B(1,4),C(3,2),所以kAC=1,kBC=﹣1,
所以CA⊥CB,又CA=CB=2,所以△ABC是等腰直角三角形,
(2)由(1)可知,⊙M的圆心是AB的中点,所以M(1,2),半径为2,
所以⊙M的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=4.
(3)因为圆的半径为2,当直线截圆的弦长为2时,
圆心到直线的距离为=1.
①当直线l与x轴垂直时,l方程为x=0,它与圆心M(1,2)的距离为1,满足条件;
②当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+4,因为圆心到直线y=kx+4的距离为=1,解得k=﹣,此时直线l的方程为3x+4y﹣16=0.
综上可知,直线l的方程为x=0或3x+4y﹣16=0.
17.已知椭圆C的中心在原点,左焦点为F1(﹣1,0),右准线方程为:x=4.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若椭圆C上点N到定点M(m,0)(0<m<2)的距离的最小值为1,求m的值及点N的坐标.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)由椭圆的性质可知c=1,准线方程x==4,即可求得a和c的值,由b2=a2﹣c2,求得b的值,代入即可求得椭圆方程;
(2)由两点间的距离公式可知,根据二次函数的图象及简单性质,分类即可求得
m的值及点N的坐标.
【解答】解:(1)设椭圆的方程为:,…
由题意得:,
解得:,…
∴b2=3,
∴椭圆的标准方程:;…
(2)设N(x,y),则,
对称轴:x=4m,﹣2≤x≤2…
①当0<4m≤2即,x=4m时,
,
解得:,不符合题意,舍去; …
②当4m>2,即,x=2时,
,
解得:m=1或m=3;
∵,
∴m=1; …
综上:m=1,N(2,0); …
18.(文科做)已知函数f(x)=x﹣﹣(a+2)lnx,其中实数a≥0.
(1)若a=0,求函数f(x)在x∈[1,3]上的最值;
(2)若a>0,讨论函数f(x)的单调性.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
【分析】(1)求出函数的导数,得到函数的单调区间,从而求出函数在闭区间上的最值即可;
(2)求出函数的导数,通过讨论a的范围,确定导函数的符号,从而求出函数的单调区间即可.
【解答】解:(1)∵f(x)=x﹣2lnx,∴f′(x)=,
令f′(x)=0,∴x=2.列表如下,
x
1
(1,2)
2
(2,3)
3
f'(x)
﹣
0
+
f(x)
1
↘
2﹣2ln2
↗
3﹣2ln3
从上表可知,
∵f(3)﹣f(1)=2﹣2ln3<0,∴f(1)>f(3),
函数f(x)在区间[1,3]上的最大值是1,最小值为2﹣2ln2;
(2),
①当a>2时,x∈(0,2)∪(a,+∞)时,f′(x)>0;当x∈(2,a)时,f′(x)<0,
∴f(x)的单调增区间为(0,2),(a,+∞),单调减区间为(2,a);
②当a=2时,∵,
∴f(x)的单调增区间为(0,+∞);
③当0<a<2时,x∈(0,a)∪(2,+∞)时,f′(x)>0;当x∈(a,2)时,f′(x)<0,
∴f(x)的单调增区间为(0,a),(2,+∞),单调减区间为(a,2);
综上,当a>2时,f(x)的单调增区间为(0,2),(a,+∞),单调减区间为(2,a);
当a=2时,f(x)的单调增区间为(0,+∞);
当0<a<2时,f(x)的单调增区间为(0,a),(2,+∞),单调减区间为(a,2).
19.已知椭圆(a>b>0)的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设P(4,0),M,N是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连接PN交椭圆C于另一点E,求直线PN的斜率的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,证明直线ME与x轴相交于定点.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;直线的斜率;椭圆的应用.
【分析】(Ⅰ)由题意知,所以a2=4b2,由此可知椭圆C的方程为.
(Ⅱ)由题意知直线PN的斜率存在,设直线PN的方程为y=k(x﹣4).由题设得(4k2+1)x2﹣32k2x+64k2﹣4=0.由此入手可知直线PN的斜率的取值范围是: .
(Ⅲ)设点N(x1,y1),E(x2,y2),则M(x1,﹣y1).直线ME的方程为.令y=0,得.由此入手可知直线ME与x轴相交于定点(1,0).
【解答】解:(Ⅰ)由题意知,
所以,即a2=4b2,∴a=2b
又因为,∴a=2,故椭圆C的方程为.
(Ⅱ)由题意知直线PN的斜率存在,设直线PN的方程为y=k(x﹣4).
由得(4k2+1)x2﹣32k2x+64k2﹣4=0.①
由△=(﹣32k2)2﹣4(4k2+1)(64k2﹣4)>0,得12k2﹣1<0,∴
又k=0不合题意,所以直线PN的斜率的取值范围是: .
(Ⅲ)设点N(x1,y1),E(x2,y2),则M(x1,﹣y1).
直线ME的方程为.令y=0,得.
将y1=k(x1﹣4),y2=k(x2﹣4)代入整理,得.②
由①得,代入②整理,得x=1.
所以直线ME与x轴相交于定点(1,0).
20.设函数g(x)=x2﹣2x+1+mlnx,(m∈R).
(1)当m=1时,求函数y=g(x)在点(1,0)处的切线方程;
(2)当m=﹣12时,求f(x)的极小值;
(3)若函数y=g(x)在x∈(,+∞)上的两个不同的数a,b(a<b)处取得极值,记{x}表示大于x的最小整数,求{g(a)}﹣{g(b)}的值(ln2≈0.6931,ln3≈1.0986).
【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)把m=1代入函数解析式,求得导函数,得到切线的斜率,则切线方程可求;
(2)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,从而求出函数的极小值即可;
(3)根据函数的单调性得到函数y=g(x)在x∈(,+∞)上有两个极值点的m的范围,由a,b为方程2x2﹣2x+m=0的两相异正根,及根与系数关系,得到a,b的范围,把m用a(或b)表示,得到g(a)(或g(b)),求导得到g(b)的取值范围,进一步求得{g(a)}(或{g(b)}),则答案可求.
【解答】解:(1)函数y=g(x)=x2﹣2x+1+mlnx,g′(x)=2x﹣2+,k=g′(1)=1,
则切线方程为y=x﹣1,
故所求切线方程为x﹣y﹣1=0;
(2)m=﹣12时,g(x)=)=x2﹣2x+1﹣12lnx,(x>0),
g′(x)=2x﹣2﹣=,
令g′(x)>0,解得:x>3,令g′(x)<0,解得:0<x<3,
故g(x)在(0,3)递减,在(3,+∞)递增,
故g(x)极小值=g(3)=4﹣12ln3;
(3)函数y=g(x)的定义域为(0,+∞),
g′(x)=2x﹣2+=,
令g′(x)=0并结合定义域得2x2﹣2x+m>0.
①当△≤0,即m≥时,g′(x)≥0,则函数g(x)的增区间为(0,+∞);
②当△>0且m>0,即0<m<时,函数g(x)的增区间为(0,),(,+∞);
③当△>0且m≤0,即m≤0时,函数g(x)的增区间为(,+∞);
故得0<m<时,a,b为方程2x2﹣2x+m=0的两相异正根,<b<,<a<,
又由2b2﹣2b+m=0,得m=﹣2b2+2b,
∴g(b)=b2﹣2b+1+mlnb=b2﹣2b+1+(﹣2b2+2b)lnb,b∈(,),
g′(b)=2b﹣2+(﹣4b+2)lnb+2﹣2b=﹣4(b﹣)lnb,
当b∈(,)时,g′(b)>0,即函数g(b)是(,)上的增函数.
故g(b)的取值范围是(,),则{g(b)}=0.
同理可求得g(a)的取值范围是(,),则{g(a)}=0或{g(a)}=1.
∴{g(a)}﹣{g(b)}=0或1.