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- 2021-06-23 发布
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2016-2017学年江苏省淮安市淮阴师院附中高二(上)期中数学试卷(文化班)
一、填空题:本大题共14题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题纸相应位置上.
1.过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为 .
2.圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0的圆心坐标为 .
3.过点M(3,2)且倾斜角为135°的直线方程为 .
4.以椭圆=1的焦点为顶点,顶点为焦点的双曲线方程为 .
5.已知l,m是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,下列命题:
①若l∥α,m⊂α,则l∥m;
②若l⊂α,l∥β,α∩β=m,则l∥m;
③若l∥m,m⊂α,则l∥α;
④若l⊥α,m∥α,则l⊥m.
其中真命题是 (写出所有真命题的序号).
6.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab≠0)共线,则的值等于 .
7.空间四个点P、A、B、C在同一球面上,PA、PB、PC两两垂直,且PA=PB=PC=a,那么这个球面的面积是 .
8.已知直线l1:A1x+B1y=1和l2:A2x+B2y=1相交于点P(2,3),则过点P1(A1,B1)、P2(A2,B2)的直线方程为 .
9.已知直线x﹣2y+2k=0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,则实数k的取值范围是 .
10.过点P(2,3),并且在两轴上的截距相等的直线方程为 .
11.若两直线x﹣2y+5=0与2x+my﹣5=0互相平行,则实数m= .
12.如图,A、B、C分别为椭圆(a>b>0)的顶点和焦点,若∠ABC=90°,则该椭圆的离心率为 .
13.已知椭圆C: +=1和直线l:y=mx+1,若对任意的m∈R,直线l与椭圆C恒有公共点,则实数b的取值范围是 .
14.若方程=x+2有两个不同的实数根,则实数a的取值范围为 .
二、解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.根据下列条件,求圆的方程:
(1)经过A(6,5)、B(0,1)两点,并且圆心C在直线3x+10y+9=0上;
(2)经过P(﹣2,4)、Q(3,﹣1)两点,并且在x轴上截得的弦长等于6.
16.如图,在底面为平行四边形的四棱锥P﹣ABCD中,AB⊥AC,PA⊥平面ABCD,且PA=AB,点E是PD的中点.
(Ⅰ)求证:AC⊥PB;
(Ⅱ)求证:PB∥平面AEC.
17.设椭圆的左焦点为F,上顶点为A,过点A且与AF垂直的光线经椭圆的右准线反射,反射光线与直线AF平行.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设入射光线与右准线的交点为B,过A,B,F三点的圆恰好与直线3x﹣y+3=0相切,求椭圆的方程.
18.已知圆C:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0.
(1)求证:直线l过定点;
(2)判断该定点与圆的位置关系;
(3)当m为何值时,直线l被圆C截得的弦最长.
19.如图,菱形ABCD的边长为4,∠BAD=60°,AC∩BD=O.将菱形ABCD沿对角线AC折起,得到三棱锥B﹣ACD,点M是棱BC的中点,DM=2.
(1)求证:OM∥平面ABD;
(2)求证:平面DOM⊥平面ABC;
(3)求三棱锥B﹣DOM的体积.
20.已知椭圆C:x2+3y2=3,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若AB垂直于x轴,求直线BM的斜率;
(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.
2016-2017学年江苏省淮安市淮阴师院附中高二(上)期中数学试卷(文化班)
参考答案与试题解析
一、填空题:本大题共14题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题纸相应位置上.
1.过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为 1 .
【考点】斜率的计算公式.
【分析】首先分析题意,直线过(﹣2,m)和Q(m,4)两点,故写出过两个点的直线斜率,令其等于1.解出m的值即可.
【解答】解:过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线斜率为1
∴
解得:m=1
故答案为:1
2.圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0的圆心坐标为 (2,2) .
【考点】圆的一般方程.
【分析】由方程x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0可得(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,即可得到圆心的坐标.
【解答】解:由方程x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0可得(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,
∴圆心坐标为(2,2).
故答案为:(2,2)
3.过点M(3,2)且倾斜角为135°的直线方程为 x+y﹣5=0 .
【考点】直线的点斜式方程.
【分析】根据倾斜角为135°的直线的斜率为﹣1,用点斜式求直线方程,并化为一般式.
【解答】解:倾斜角为135°的直线的斜率为﹣1,
故直线方程为 y﹣2=﹣1(x﹣3),即 x+y﹣5=0,
故答案为 x+y﹣5=0.
4.以椭圆=1的焦点为顶点,顶点为焦点的双曲线方程为 .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】通过椭圆的焦点、顶点坐标可知双曲线的a=、c=2,进而计算可得结论.
【解答】解:∵椭圆方程为: =1,
∴其焦点坐标为:(﹣,0)、(,0),
顶点坐标为:(﹣2,0)、(2,0),
∴双曲线的焦点坐标为:(﹣2,0)、(2,0),
顶点坐标为:(﹣,0)、(,0),
∴双曲线方程:中a=、c=2,
∴b2=c2﹣a2=8﹣3=5,
∴双曲线方程:,
故答案为:.
5.已知l,m是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,下列命题:
①若l∥α,m⊂α,则l∥m;
②若l⊂α,l∥β,α∩β=m,则l∥m;
③若l∥m,m⊂α,则l∥α;
④若l⊥α,m∥α,则l⊥m.
其中真命题是 ②④ (写出所有真命题的序号).
【考点】空间中直线与平面之间的位置关系.
【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.
【解答】解:①若l∥α,m⊂α,则l与m平行或异面,故①错误;
②若l⊂α,l∥β,α∩β=m,
则由直线与平面平行的性质得l∥m,故②正确;
③若l∥m,m⊂α,则l∥α或l⊂α,故③错误;
④若l⊥α,m∥α,则由直线与平面垂直的性质得l⊥m,故④正确.
故答案为:②④.
6.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab≠0)共线,则的值等于 .
【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量的坐标运算.
【分析】三点共线得两向量共线,用两向量共线的坐标公式列方程求解.
【解答】解:,,
依题意知,
有(a﹣2)•(b﹣2)﹣4=0
即ab﹣2a﹣2b=0,变形为ab=2(a+b),
所以==
故答案为
7.空间四个点P、A、B、C在同一球面上,PA、PB、PC两两垂直,且PA=PB=PC=a,那么这个球面的面积是 3πa2 .
【考点】球内接多面体.
【分析】PA、PB、PC可看作是正方体的一个顶点发出的三条棱,所以过空间四个点P、A、B、C的球面即为棱长为a的正方体的外接球,球的直径即是正方体的对角线,求出对角线长,即可求出球的表面积.
【解答】解:空间四个点P、A、B、C在同一球面上,PA、PB、PC两两垂直,且PA=PB=PC=a,则PA、PB、PC可看作是正方体的一个顶点发出的三条棱,所以过空间四个点P、A、B、C的球面即为棱长为a的正方体的外接球,球的直径即是正方体的对角线,长为,所以这个球面的面积.
故答案为:3πa2
8.已知直线l1:A1x+B1y=1和l2:A2x+B2y=1相交于点P(2,3),则过点P1(A1,B1)、P2(A2,B2)的直线方程为 2x+3y﹣1=0 .
【考点】直线的一般式方程;两条直线的交点坐标.
【分析】由两条直线交点坐标分别代入两条直线得到关于A1,B1和A2,B2的关系式,通过观察归纳总结出直线方程即可.
【解答】解:∵直线l1和直线l2交于P(2,3),
∴把P(2,3)代入两直线得:2A1+3B1=1;2A2+3B2=1;
通过观察得到:过点P1(A1,B1)、P2(A2,B2)的直线方程为2x+3y=1即2x+3y﹣1=0
故答案为2x+3y﹣1=0
9.已知直线x﹣2y+2k=0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,则实数k的取值范围是 ﹣1≤k≤1且k≠0. .
【考点】直线的一般式方程.
【分析】先求出直线在两坐标轴上的截距,把三角形的面积表示出来,再根据其面积不大于1,建立关于k的不等式求解,注意去掉k=0时的情况.
【解答】解:令x=0,得y=k;令y=0,得x=﹣2k.
∴三角形面积S=|xy|=k2.
又S≤1,即k2≤1,
∴﹣1≤k≤1.
又当k=0时,直线过原点构不成三角形,故应舍去,
故答案为:﹣1≤k≤1且k≠0.
10.过点P(2,3),并且在两轴上的截距相等的直线方程为 x+y﹣5=0,或3x﹣2y=0 .
【考点】直线的截距式方程.
【分析】分直线的截距不为0和为0两种情况,用待定系数法求直线方程即可.
【解答】解:若直线的截距不为0,可设为,把P(2,3)代入,得,,a=5,直线方程为x+y﹣5=0
若直线的截距为0,可设为y=kx,把P(2,3)代入,得3=2k,k=,直线方程为3x﹣2y=0
∴所求直线方程为x+y﹣5=0,或3x﹣2y=0
故答案为x+y﹣5=0,或3x﹣2y=0
11.若两直线x﹣2y+5=0与2x+my﹣5=0互相平行,则实数m= ﹣4 .
【考点】直线的一般式方程与直线的平行关系.
【分析】由直线平行的充要条件列出方程,解之可得答案.
【解答】解:∵两直线x﹣2y+5=0与2x+my﹣5=0互相平行,
∴m+2×2=0,解得m=﹣4,
故答案为:﹣4.
12.如图,A、B、C分别为椭圆(a>b>0)的顶点和焦点,若∠ABC=90°,则该椭圆的离心率为 .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】根据题意,在Rt△ABC中得BO2=OC•OA,化成关于a、b、c的方程,结合b2=a2﹣c2和离心率公式,转化成关于离心率e的方程,解之即可得到该椭圆的离心率.
【解答】解:∵Rt△ABC中,OC=c,OA=a,OB=b,且OB⊥AC
∴BO2=OC•OA,即b2=ac
结合b2=a2﹣c2,得a2﹣c2=ac,即c2+ac﹣a2=0
两边都除以a2,得e2+e﹣1=0,解之得e=(舍负)
故答案为:
13.已知椭圆C: +=1和直线l:y=mx+1,若对任意的m∈R,直线l与椭圆C恒有公共点,则实数b的取值范围是 [1,4)∪(4,+∞) .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由已知直线过定点(0,1),可得(0,1)在椭圆内部或在椭圆上,然后分类讨论得答案.
【解答】解:∵直线l:y=mx+1恒过定点(0,1),
∴要使直线l与椭圆C恒有公共点,
则(0,1)在椭圆内部或在椭圆上,
若椭圆C: +=1是焦点在x轴上的椭圆,则1≤b<4;
若椭圆C: +=1是焦点在y轴上的椭圆,则b>4.
∴实数b的取值范围是:[1,4)∪(4,+∞).
故答案为:[1,4)∪(4,+∞).
14.若方程=x+2有两个不同的实数根,则实数a的取值范围为 2﹣<a≤1 .
【考点】函数的零点与方程根的关系.
【分析】由题意得,函数y=与函数y=x+2 有两个不同的交点,结合图象得出结果.
【解答】解:方程=x+2有两个不同的实数解,即函数y=与函数y=x+2 有两个不同的交点.
y=的图象过圆心在(﹣a,0)半径为1的半圆,直线y=x+2 的图象斜率为1的直线,如图所示:
当圆过(﹣2,0)时,,解得a=﹣1(﹣3舍去),
当圆与直线相切时圆心(﹣a,0)到直线的距离为1,即1=,解得a=2﹣,(2+舍去);
所以2﹣<a≤1;
故答案为:2﹣<a≤1.
二、解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.根据下列条件,求圆的方程:
(1)经过A(6,5)、B(0,1)两点,并且圆心C在直线3x+10y+9=0上;
(2)经过P(﹣2,4)、Q(3,﹣1)两点,并且在x轴上截得的弦长等于6.
【考点】圆的标准方程.
【分析】(1)求出AB的中垂线方程,联立方程组,即可求出圆心坐标,利用两点间距离公式求出半径,从而得到所求的圆的方程.
(2)求出线段PQ的垂直平分线为y=x+1,设圆心C的坐标为(a,a+1),求出半径r的表达式,利用圆心C到x轴的距离为d=|a+1|,由题意得32+d2=r2,解得a,求出圆的方程即可.
【解答】解:(1)∵AB的中垂线方程为:3x+2y﹣15=0,由,解得,
圆心坐标为C(7,﹣3),BC=
故所求的圆的方程为 (x﹣7)2+(y+3)2=65.
(2)因为线段PQ的垂直平分线为y=x+1,
所以设圆心C的坐标为(a,a+1),
半径r=|PC|==,圆心C到x轴的距离为d=|a+1|,
由题意得32+d2=r2,即32+(a+1)2=2a2﹣2a+13,
整理得a2﹣4a+3=0,解得a=1或a=3.
当a=1时,圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=13;
当a=3时,圆的方程为(x﹣3)2+(y﹣4)2=25.
综上得,所求的圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=13或(x﹣3)2+(y﹣4)2=25.
16.如图,在底面为平行四边形的四棱锥P﹣ABCD中,AB⊥AC,PA⊥平面ABCD,且PA=AB,点E是PD的中点.
(Ⅰ)求证:AC⊥PB;
(Ⅱ)求证:PB∥平面AEC.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;空间中直线与直线之间的位置关系;直线与平面平行的判定.
【分析】(Ⅰ)由已知得AC⊥AB,AC⊥PA,从而AC⊥平面PAB,由此能证明AC⊥PB.
(Ⅱ)连接BD,与AC相交于O,连接EO,由已知得EO∥PB,由此能证明PB∥平面AEC.
【解答】(Ⅰ)证明:∵在底面为平行四边形的四棱锥P﹣ABCD中,
AB⊥AC,PA⊥平面ABCD,
∴AC⊥AB,AC⊥PA,
又AB∩PA=A,∴AC⊥平面PAB,
∵PB⊂平面PAB,∴AC⊥PB.
(Ⅱ)证明:连接BD,与AC相交于O,连接EO,
∵ABCD是平行四边形,
∴O是BD的中点,又E是PD的中点,
∴EO∥PB,
又PB不包含于平面AEC,EO⊂平面AEC,
∴PB∥平面AEC.
17.设椭圆的左焦点为F,上顶点为A,过点A且与AF垂直的光线经椭圆的右准线反射,反射光线与直线AF平行.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设入射光线与右准线的交点为B,过A,B,F三点的圆恰好与直线3x﹣y+3=0相切,求椭圆的方程.
【考点】圆与圆锥曲线的综合;圆的切线方程;椭圆的简单性质.
【分析】(1)因为入射光线与反射光线垂直,所以入射光线与准线所成的角为45°,由此能求出椭圆的离心率.
(2)由,得A(0,c),B(2c,﹣c),由AF⊥AB,知过A,B,F三点的圆的圆心坐标为,半径,由此能够求出椭圆的方程.
【解答】解:(1)因为入射光线与反射光线垂直,
所以入射光线与准线所成的角为45°,…
即∠FAO=45°,
所以b=c,
所以椭圆的离心率为. …
(2)由(1)知,
可得A(0,c),B(2c,﹣c),又AF⊥AB,
所以过A,B,F三点的圆的圆心坐标为,
半径,…
因为过A,B,F三点的圆恰好与直线3x﹣y+3=0相切,…
所以圆心到直线3x﹣y+3=0的距离等于半径r
,即,
得c=1,…
所以,
所以椭圆的方程为. …
18.已知圆C:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0.
(1)求证:直线l过定点;
(2)判断该定点与圆的位置关系;
(3)当m为何值时,直线l被圆C截得的弦最长.
【考点】直线与圆相交的性质.
【分析】(1)由题意可知:m(2x+y﹣7)+(x+y﹣4)=0,则,即可求得D点坐标,直线l过定点;
(2)由D(3,1)坐标代入圆C的方程,得左边=(3﹣1)2+(1﹣2)2=5<25=右边,点D(3,1)在圆C内;
(3)当直线l经过圆心C(1,2)时,被截得的弦最长,可知直线l的斜率kl=kCD,由kl=﹣,则kCD==﹣,即可求得m的值.
【解答】解:(1)证明:将直线l:(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0,
整理得:m(2x+y﹣7)+(x+y﹣4)=0,
由于m的任意性,则,解得,
∴直线l恒过定点D(3,1);
(2)把点D(3,1)坐标代入圆C的方程,得左边=(3﹣1)2+(1﹣2)2=5<25=右边,
∴点D(3,1)在圆C内;
(3)当直线l经过圆心C(1,2)时,被截得的弦最长(等于圆的直径长),
此时,直线l的斜率kl=kCD,
由直线l的方程得kl=﹣,
由点C、D的坐标得kCD==﹣,
∴﹣=﹣,解得:m=﹣,
所以,当m=﹣,时,直线l被圆C截得的弦最长.
19.如图,菱形ABCD的边长为4,∠BAD=60°,AC∩BD=O.将菱形ABCD沿对角线AC折起,得到三棱锥B﹣ACD,点M是棱BC的中点,DM=2.
(1)求证:OM∥平面ABD;
(2)求证:平面DOM⊥平面ABC;
(3)求三棱锥B﹣DOM的体积.
【考点】平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.
【分析】(1)利用三角形中位线定理,证出OM∥AB,结合线面平行判定定理,即可证出OM∥平面ABD.
(2)根据题中数据,算出DO=BD=2,OM=AB=2,从而得到OD2+OM2=8=DM2,可得OD⊥OM.结合OD⊥AC利用线面垂直的判定定理,证出OD⊥平面ABC,从而证出平面DOM⊥平面ABC.
(3)由(2)得到OD为三棱锥D﹣BOM的高.算出△BOM的面积,利用锥体体积公式算出三棱锥D﹣BOM的体积,即可得到三棱锥B﹣DOM的体积.
【解答】解:(1)∵O为AC的中点,M为BC的中点,∴OM∥AB.
又∵OM⊄平面ABD,AB⊂平面ABD,
∴OM∥平面ABD.
(2)∵在菱形ABCD中,OD⊥AC,∴在三棱锥B﹣ACD中,OD⊥AC.
在菱形ABCD中,AB=AD=4,∠BAD=60°,可得BD=4.
∵O为BD的中点,∴DO=BD=2.
∵O为AC的中点,M为BC的中点,∴OM=AB=2.
因此,OD2+OM2=8=DM2,可得OD⊥OM.
∵AC、OM是平面ABC内的相交直线,
∴OD⊥平面ABC.
∵OD⊂平面DOM,
∴平面DOM⊥平面ABC.
(3)由(2)得,OD⊥平面BOM,所以OD是三棱锥D﹣BOM的高.
由OD=2,S△BOM=×OB×BM×sin60°=,
所以VB﹣DOM=VD﹣BOM=S△BOM=×DO=×=.
20.已知椭圆C:x2+3y2=3,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若AB垂直于x轴,求直线BM的斜率;
(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(1)通过将椭圆C的方程化成标准方程,利用离心率计算公式即得结论;
(2)通过令直线AE的方程中x=3,得点M坐标,即得直线BM的斜率;
(3)分直线AB的斜率不存在与存在两种情况讨论,利用韦达定理,计算即可.
【解答】解:(1)∵椭圆C:x2+3y2=3,
∴椭圆C的标准方程为: +y2=1,
∴a=,b=1,c=,
∴椭圆C的离心率e==;
(2)∵AB过点D(1,0)且垂直于x轴,
∴可设A(1,y1),B(1,﹣y1),
∵E(2,1),∴直线AE的方程为:y﹣1=(1﹣y1)(x﹣2),
令x=3,得M(3,2﹣y1),
∴直线BM的斜率kBM==1;
(3)结论:直线BM与直线DE平行.
证明如下:
当直线AB的斜率不存在时,由(2)知kBM=1,
又∵直线DE的斜率kDE==1,∴BM∥DE;
当直线AB的斜率存在时,设其方程为y=k(x﹣1)(k≠1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线AE的方程为y﹣1=(x﹣2),
令x=3,则点M(3,),
∴直线BM的斜率kBM=,
联立,得(1+3k2)x2﹣6k2x+3k2﹣3=0,
由韦达定理,得x1+x2=,x1x2=,
∵kBM﹣1=
=
=
=0,
∴kBM=1=kDE,即BM∥DE;
综上所述,直线BM与直线DE平行.