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- 2021-06-24 发布
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2019-2020学年湖北省武汉市华中师大一附中高二(上)期中数学试卷
一、选择题(本大题共12小题)
1. 已知命题p:,总有,则为
A. ,使得 B. ,使得
C. ,总有 D. ,总有
2. 一直平面内的定点A,B和动点P,则“动点P到两定点A,B的距离之和为为一定值”是动点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆的
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要
3. 直线l经过,两点,则直线l的倾斜角的取值范围是
A. B. C. D.
4. 已知直线沿x轴负方向平移3个单位长度,再沿y正方向平移1个单位长度后,又回到原来位置,则斜率
A. B. C. D. 3
5. 已知椭圆的短轴长为4,上顶点A,左顶点B,焦点,分别是椭圆左右焦点,且的面积为,则椭圆的焦距为
A. B. C. D.
6. 已知实数x,y满足,则的取值范围是
A. B. C. D.
7. 过点作圆的两条切线,切点分别为A,B,O为原点,则的外接圆方程是
A. B.
C. D.
8. 椭圆的左右焦点分别是、,以为圆心的圆过椭圆的中心,且与椭圆交于点P,若直线恰好与圆相切于点P,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
9. 唐代诗人李欣的是古从军行开头两句说“百日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”诗中隐含着一个有缺的数学故事“将军饮马”的问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为,若将军从出发,河岸线所在直线方程,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为
A. B. C. D.
10. 设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,点P与点A,B不重合,则的面积最大值是
A. B. 5 C. D.
11. 设椭圆C:上的一点P到两条直线和的距离分别是,,则的最小值
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
12. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P是椭圆C上一点,椭圆C内一点Q满足:点Q在的延长线上若,则该椭圆离心率的取值范围是
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共4小题)
13. 已知直线l过点,且原点到直线l的距离为1,则直线l方程为______.
14. 若椭圆的焦距为1,则______.
1. 已知O为坐标原点,椭圆T:的离心率为,一个顶点为,过椭圆上一点P的两条直线PA,PC分别与椭圆交于A,C,设PA,PC的中点分别为D,E,直线PA,PC的斜率分别是,,若直线OD,OE的斜率之和为2,则的最大值为______.
2. 已知直线与圆交于两点A,B,若期中O为坐标原点,则实数b的取值范围______
三、解答题(本大题共6小题)
3. 已知:和:的交点为P.
求经过点P且与直线:垂直的直线的方程
直线经过点P与x轴、y轴交于A、B两点,且P为线段AB的中点,求的面积.
4. 已知P:方程表示圆心在第三象限的圆,q:方程表示焦点在y轴上的椭圆.
若为真命题,求实数m的取值范围;
若“”为假,“为真”,求m的取值范围.
5. 若直线与x轴,y轴的交点分别为A,B,圆C以线段AB为直径.
Ⅰ求圆C的标准方程;
Ⅱ若直线l过点,与圆C交于点M,N,且,求直线l的方程.
6. 如图,,是通过某城市开发区中心O的两条南北和东西走向的街道,链接M,N两地之间的铁路是圆心在上的一段圆弧,若点M在O正北方向,且,点N到,距离分别为4km和5km.
建立适当的坐标系,求铁路线所在圆弧的方程;
若该城市的某中学拟在O点正东方向选址建分校,考虑环境问题,要求校址到点O的距离大于4km,并且铁路线上任意一点到校址的距离不能少于,求该校址距离点O的最近距离.注:校址视为一个点
1. 已知椭圆C:的离心率,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为.
求椭圆C的方程;
如图所示,该椭圆C的左、右焦点,作两条平行的直线分别交椭圆于A,B,C,D四个点,试求平行四边形ABCD面积的最大值.
2.
已知的两个顶点为,,平面内P,Q同时满足;;.
求顶点A的轨迹E的方程;
过点作两条互相垂直的直线,,直线,被点A的轨迹E截得的弦分别为,,设弦,的中点分别为M,试问:直线MN是否恒过一个顶点?若过定点,请求出该顶点,若不过定点,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查了全称命题的否定的写法,全称命题的否定是特称命题,属于基础题据全称命题的否定为特称命题可写出命题p的否定.
【解答】
解:根据全称命题的否定为特称命题可知,为,使得.
故选B.
2.【答案】A
【解析】解:若点P的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,则根据椭圆的定义可知动点P到两定点A,B的距离之和 ,且a为常数成立是定值.
若动点P到两定点A,B的距离之和 ,且a为常数,当,此时的轨迹不是椭圆.
“动点P到两定点A,B的距离之和为为一定值”是动点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆的必要不充分条件.
故选:A.
结合椭圆的定义,利用充分条件和必要条件的定义进行判断.
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,结合椭圆的定义是解决本题的关键.
3.【答案】C
【解析】解:由题意可得,直线的斜率,
故,
根据正切函数的性质可知,或,
故选:C.
由题意可得,直线的斜率,从而可得,然后结合正切函数的性质即可求解.
本题主要考查了直线的倾斜角与斜率的关系,解题的关键是正切函数图象的应用.
4.【答案】A
【解析】解:直线沿x轴负方向平移3个单位长度,得,
再沿y正方向平移1个单位长度,得,
由题意可得,直线与直线重合,
则,即.
故选:A.
由已知求得平移后图象对应的函数解析式,再由题意可得平移前后的图象重合,由此即可求得k值.
本题考查函数的图象及图象变换,掌握函数图象的平移变换是关键,是基础题.
5.【答案】C
【解析】解:椭圆的短轴长为4,可得,
上顶点A,左顶点B,焦点,分别是椭圆左右焦点,且的面积为,
可得,即,所以,,可得,,
椭圆的焦距为:.
故选:C.
利用椭圆的简单性质结合三角形的面积求解即可.
本题考查椭圆的简单性质的应用,是基本知识的考查,是基础题.
6.【答案】C
【解析】解:目标函数目标函目标函数,表示动点与定点
连线斜率k的两倍加1,
由图可知,当点P在点处时,k最大,
最大值为:11;
当点P在点处时,k最小,
最小值为:;
从而的取值范围是
故选:C.
画可行域明确目标函数几何意义,目标函数,表示动点与定点连线斜率k的2倍加过M做直线与可行域相交可计算出直线PM斜率,从而得出所求目标函数范围.
本题考查线性规划问题,难点在于目标函数几何意义,考查了利用几何思想解决代数式子的等价转化的思想.
7.【答案】A
【解析】【分析】
由题意知,,四边形AOBP的四个顶点在同一个圆上,此圆的直径是OP,外接圆就是四边形AOBP的外接圆.本题考查圆的标准方程的求法,把求外接圆方程转化为求四边形AOBP的外接圆方程,体现了转化的数学思想.
【解答】
解:由题意知,,,
四边形AOBP有一组对角都等于,
四边形AOBP的四个顶点在同一个圆上,此圆的直径是OP,
的中点为,,
四边形AOBP的外接圆的方程为 ,
外接圆的方程为.
故选:A
8.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查椭圆的简单性质的应用,考查转化思想以及计算能力,属于一般题.
利用已知条件以及椭圆的性质列出关系式,求解椭圆的离心率即可.
【解答】
解:椭圆的左右焦点分别是、,
以为圆心的圆过椭圆的中心,且与椭圆交于点P,若直线恰好与圆相切于点P,
可得,可得,
所以,,
解得.
故选:A.
9.【答案】B
【解析】解:设点A关于直线的对称点,,
的中点为,故解得,,
要使从点A到军营总路程最短,即为点到军营最短的距离,
“将军饮马”的最短总路程为,
故选:B.
先求出点A关于直线的对称点,点到圆心的距离减去半径即为最短.
本题考查了数学文化问题、点关于直线的对称问题、点与圆的位置关系等等,解决问题的关键是将实际问题转化为数学问题,建立出数学模型,从而解决问题.
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了直线方程、三角形面积计算公式、相互垂直的直线斜率之间的关系、分类讨论方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
动直线,令,解得,因此此直线过定点动直线,即,令,,可得此直线过定点分类讨论:时,两条直线分别为,,交点,可得时,两条直线的斜率分别为:,m,则,因此两条直线相互垂直.
当时,的面积取得最大值.即可得出.
【解答】
解:动直线,令,解得,因此此直线过定点.
动直线,即,令,,解得,,因此此直线过定点.
时,两条直线分别为,,交点,.
时,两条直线的斜率分别为:,m,则,因此两条直线相互垂直.
当时,的面积取得最大值.
由解得.
.
综上可得:的面积最大值是.
故选C.
11.【答案】D
【解析】解:设,,
由题意可得:.
当且仅当时取等号.
的最小值为8.
故选:D.
设,,由题意可得:,利用三角函数的单调性、和差公式即可得出结论.
本题考查了椭圆的标准方程及其参数方程、三角函数的单调性、和差公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
12.【答案】A
【解析】解:,
点Q在以为直径,原点为圆心的圆上,
点Q
在椭圆的内部,以为直径的圆在椭圆内,;
,,
故.
,
不妨设,则,.
,
由题意可知:.
综上可得:.
故选:A.
由,可得点Q在以为直径,原点为圆心的圆上,由点Q在椭圆的内部,可得以为直径的圆在椭圆内,可得;于是由,不妨设,可得,即可得出e的范围.
本题考查了椭圆的标准方程及其性质、数形结合方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
13.【答案】或
【解析】解:直线l的斜率不存在时,可得直线l的方程为:,满足题意;
直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为:,化为:.
由题意可得:,解得:,
直线l的方程为:,化为:,
综上可得:直线l的方程为:或,
故答案为::或.
对直线l的斜率分类讨论,利用点到直线的距离公式即可得出.
本题考查了直线的方程、点到直线的距离公式、分类讨论方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
14.【答案】或
【解析】解:椭圆的焦距为1,
或,
解得或.
故答案为:或.
利用椭圆的性质求解即可.
本题考查实数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意椭圆的性质的合理运用.
15.【答案】
【解析】解:不妨设,根据题意,,,故椭圆的方程为,
设,,
据点差法,得,,
,,
由直线OD,OE的斜率之和为2,得,
故,
当且仅当取等号,
则的最大值为,
故答案为:
利用点差法求出斜率关系,根据柯西不等式求出即可.
考查点差法求斜率关系式,进而利用柯西不等式求最值,中档题.
16.【答案】
【解析】解:设AB中点为D
,则,
,,
,
.
直线与圆交于不同的两点A、B,
.
,则.
或.
即实数b的取值范围是
故答案为:
利用平行四边形法则,借助于直线与圆的位置关系,利用直角三角形,即可求得结论.
本题考查向量知识的运用,考查直线与圆的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.
17.【答案】解:联立,解得交点P的坐标为,
与垂直,
的斜率,
的方程为,
即;
为AB的中点,已知,,
即,
.
【解析】联立方程组求得P点坐标,再由两直线垂直与斜率的关系求得所求直线的斜率,再由直线方程点斜式求解;
由题意可得A,B的坐标,再由直角三角形面积公式求解.
本题考查直线的一般方程与直线垂直的关系,考查三角形面积的求法,是基础题.
18.【答案】解:方程可化为;
若P为真命题,则,解得;
所以为真命题时,实数m的取值范围是;
命题q:方程表示焦点在y轴上的椭圆,
若q为真命题时,;
由“”为假,“为真”,则p、q一真一假;
当p真q假时,,即;
当p假q真时,,即;
综上知,实数m的取值范围是.
【解析】求出命题P为真时m的取值范围,即可得出为真时m的取值范围;
求出命题q为真时m的取值范围,利用“”为假,“为真”时p、q一真一假;从而求得实数m的取值范围.
本题考查了圆的方程与椭圆的标准方程应用问题,也考查了简单的复合命题真假性判断问题,是基础题.
19.【答案】解:Ⅰ令方程中的,得,令,得.
点A,B的坐标分别为,.
圆C的圆心是,半径是,
得圆C的标准方程为;
Ⅱ,圆C的半径为,圆心C到直线l的距离为.
若直线l的斜率不存在,直线l的方程为,符合题意;
若直线l的斜率存在,设其直线方程为,即.
圆C的圆心到直线l的距离,解得.
则直线l
的方程为,即.
综上,直线l的方程为或.
【解析】Ⅰ由直线方程求得A,B的坐标,进一步求出圆心坐标与半径,则圆C的标准方程可求;
Ⅱ由题意可得圆心C到直线l的距离为若直线l的斜率不存在,直线l的方程为,符合题意;若直线l的斜率存在,设其直线方程为,整理为一般方程,由圆C的圆心到直线l的距离等于圆的半径求得k,则直线l的方程可求.
本题考查圆的标准方程与几何性质,考查直线和圆的位置关系,是中档题.
20.【答案】解:分别以、为x轴,y轴建立如图坐标系.
据题意得,,,
MN中点为,
线段MN的垂直平分线方程为:,
故圆心A的坐标为,
半径.
弧MN的方程为:
设校址选在,
对恒成立.
即,对恒成立
整理得:,对恒成立分
令.
,,
在上为减函数.,
解得,
即校址选在距O最近6km的地方.
【解析】建立坐标系,利用圆心在弦的垂直平分线上求圆心坐标,再求半径,进而写出圆的方程.
据条件列出不等式,运用函数单调性解决恒成立问题.
本题主要考查求点的轨迹方程的方法,函数的恒成立问题,利用二次函数在闭区间上的单调性求函数的值域,属于中档题.
21.【答案】解:由题意,,则,即.
又,,.
椭圆C的方程为;
由知,,且直线AB的斜率不为0,
设直线AB的方程为,,,
联立,消去x得:.
得,.
.
令,则,
.
,且函数在上单调递减,
当,即时,平行四边形ABCD面积的最大值为.
【解析】由题意离心率可得,再结合面积求解a,b的值,则椭圆方程可求;
由知,,且直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为,联立直线方程与椭圆方程,把平行四边形ABCD的面积用三角形OAB
的面积表示,然后利用换元法结合单调性求最值.
本题考查椭圆方程的求法,考查直线与椭圆位置关系的应用,训练了利用换元法与函数的单调性求最值,是中档题.
22.【答案】解:,为三角形ABC的重心,设,则,
由,知Q是三角形ABC的外心,在x轴上,
又,
由,得,整理得.
,B,C三点不共线,
顶点A的轨迹方程为;
由知,为A的轨迹E的右焦点,
设,,
由,得.
则,,
.
由中点坐标公式得,
同理可求得
则当时,.
直线MN的方程为.
即.
直线MN过定点
【解析】由已知向量等式可知P为三角形ABC的重心,设,则,再由,知Q是三角形ABC的外心,结合得
由列式求解顶点A的轨迹E的方程;
设出直线的方程,与椭圆方程联立求得M的坐标,同理求得N的坐标,求得MN的斜率,写出直线方程的点斜式,整理后利用线系方程说明直线MN过定点
本题考查圆锥曲线方程的求法,考查平面向量的应用,考查直线与圆锥曲线位置关系的应用,考查计算能力,是中档题.