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- 2021-06-15 发布
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2016-2017学年重庆市沙坪坝区南开中学高二(上)期中数学试卷(理科)
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合要求)
1.双曲线的渐近线方程是( )
A.y=±x B. C. D.
2.命题“∀x∈R,均有x2+sinx+1<0”的否定为( )
A.∀∈R,均有x2+sinx+1≥0 B.∃x∈R,使得x2+sinx+1<0
C.∃x∈R,使得x2+sinx+1≥0 D.∀x∈R,均有x2+sinx+1>0
3.椭圆+=1的左顶点到右焦点的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
4.“方程+=1表示焦点在x轴的椭圆”是“﹣1<n<2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.已知点P(﹣1,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,其焦点为F,则直线PF的斜率是( )
A. B. C.﹣2 D.
6.直线l:y=kx与双曲线C:x2﹣y2=2交于不同的两点,则斜率k的取值范围是( )
A.(0,1) B. C.(﹣1,1) D.[﹣1,1]
7.已知抛物线C:y2=6x的焦点为F,P为抛物线C上任意一点,若M(3,),则|PM|+|PF|的最小值是( )
A. B.6 C. D.
8.中心在原点的椭圆长轴右顶点为(2,0),直线y=x﹣1与椭圆相交于M,N两点,MN中点的横坐标为,则此椭圆标准方程是( )
A. B. C. D.
9.已知圆台的下底面周长是上底面周长的3倍,母线长为3,且圆台的侧面积为12π,则该圆台的体积为( )
A. B.13π C. D.
10.平行四边形ABCD的顶点A为双曲线﹣=1(a>0,b>0)的中心,顶点B为双曲线的右焦点,顶点C在y轴正半轴上,顶点D恰好在该双曲线左支上,若∠ABC=45°,则此双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
11.已知椭圆E: +=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x﹣4y=0交椭圆于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离等于,则椭圆焦距是( )
A.2 B. C.2 D.4
12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,过左焦点F1(﹣c,0)作圆x2+y2=a2的切线,切点为E,延长F1E交抛物线y2=4cx于P,Q两点,则|PE|+|QE|的值为( )
A. B.10a C. D.
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题5分,共20分)各题答案必须填写在答题卡上相应位置(只填结果,不写过程).
13.抛物线x2=﹣2y的准线方程为 .
14.已知正四棱锥V﹣ABCD的底面边长为4,侧棱长为,则它的表面积为 .
15.椭圆与双曲线有相同的焦点F1(﹣c,0),F2(c,0),椭圆的一个短轴端点为B,直线F1B与双曲线的一条渐近线平行,若椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,则3e12+e22的最小值为 .
16.如图,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过抛物线上一点A作l的垂线,垂足为B,设C(p,0),AF与BC相交于点E.若|CF|=3|AF|,且△ACE的面积为3,则p的值为 .
三、解答题:(本大题共6个小题,共70分)各题解答必须答在答题卡上(必须写出必要的文字说明、演算步骤或推理过程)
17.已知圆C:x2+y2﹣4x﹣4y+4=0.
(1)求圆C的圆心坐标和半径;
(2)直线l过点A(4,0)、B(0,2),求直线l被圆C截得的弦长.
18.设命题p:不等式x﹣x2≤a对∀x≥1恒成立,命题q:关于x的方程x2﹣ax+1=0在R上有解.
(1)若¬p为假命题,求实数a的取值范围;
(2)若“p∧q”为假命题,“p∨q”为真命题,求实数a的取值范围.
19.已知双曲线=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0).
(1)若双曲线的一条渐近线方程为y=x且c=2,求双曲线的方程;
(2)以原点O为圆心,c为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A,过A作圆的切线,斜率为﹣,求双曲线的离心率.
20.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,且右准线方程为x=5.
(1)求椭圆方程;
(2)过椭圆右焦点F作斜率为1的直线l与椭圆C交于A,B两点,P为椭圆上一动点,求△PAB面积的最大值.
21.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(1,0),A,B是抛物线上位于x轴两侧的两动点,且•=﹣4(O为坐标原点).
(1)求抛物线方程;
(2)证明:直线AB过定点T;
(3)过点T作AB的垂线交抛物线于M,N两点,求四边形AMBN的面积的最小值.
22.如图,椭圆C: +=1(0<b<3)的右焦点为F,P为椭圆上一动点,连接PF交椭圆于Q点,且|PQ|的最小值为.
(1)求椭圆方程;
(2)若=,求直线PQ的方程;
(3)M,N为椭圆上关于x轴对称的两点,直线PM,PN分别与x轴交于R,S,求证:|OR|•|OS|为定值.
2016-2017学年重庆市沙坪坝区南开中学高二(上)期中数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合要求)
1.双曲线的渐近线方程是( )
A.y=±x B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求出双曲线的a,b结合双曲线的渐近线方程进行求解即可.
【解答】解:由双曲线的方程得a2=1,b2=3,
即a=1,b=,则双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,
法2,令1为0,则由x2﹣=0,得y2=3x2,
即y=±x,
故选:C.
2.命题“∀x∈R,均有x2+sinx+1<0”的否定为( )
A.∀∈R,均有x2+sinx+1≥0 B.∃x∈R,使得x2+sinx+1<0
C.∃x∈R,使得x2+sinx+1≥0 D.∀x∈R,均有x2+sinx+1>0
【考点】命题的否定.
【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题,写出结果即可.
【解答】解:因为全称命题的否定是特称命题,
所以,命题“∀x∈R,均有x2+sinx+1<0”的否定为:∃x∈R,使得x2+sinx+1≥0.
故选:C.
3.椭圆+=1的左顶点到右焦点的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】利用椭圆方程求出a,b,c,然后求解即可.
【解答】解:椭圆+=1,可得a=4,b=2,c=2,
椭圆+=1的左顶点到右焦点的距离为:a+c=6.
故选:D.
4.“方程+=1表示焦点在x轴的椭圆”是“﹣1<n<2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】根据椭圆的定义以及集合的包含关系判断即可.
【解答】解:∵方程+=1表示焦点在x轴的椭圆,
∴,
解得﹣1<n<,
∴方程+=1表示焦点在x轴的椭圆”是“﹣1<n<2”的充分不必要条件,
故选:A
5.已知点P(﹣1,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,其焦点为F,则直线PF的斜率是( )
A. B. C.﹣2 D.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】求出抛物线方程,得到焦点坐标,然后求解直线的斜率即可.
【解答】解:点P(﹣1,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,可得p=2,
抛物线方程为:y2=4x;焦点坐标(1,0),
直线PF的斜率是: =﹣.
故选:B.
6.直线l:y=kx与双曲线C:x2﹣y2=2交于不同的两点,则斜率k的取值范围是( )
A.(0,1) B. C.(﹣1,1) D.[﹣1,1]
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求出双曲线的渐近线方程,然后求解即可.
【解答】解:双曲线C:x2﹣y2=2的渐近线方程为:y=±x,
直线l:y=kx与双曲线C:x2﹣y2=2交于不同的两点,则斜率k的取值范围是(﹣1,1).
故选:C.
7.已知抛物线C:y2=6x的焦点为F,P为抛物线C上任意一点,若M(3,),则|PM|+|PF|的最小值是( )
A. B.6 C. D.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】利用抛物线上的点到焦点距离=到准线的距离,可得|PM|+|PF|=|PM|+P到准线的距离≤M到准线的距离,即可得出结论.
【解答】解:∵抛物线上的点到焦点距离=到准线的距离,
∴|PM|+|PF|=|PM|+P到准线的距离≤M到准线的距离=3+=.
∴|PM|+|PF|的最小值是,
故选D.
8.中心在原点的椭圆长轴右顶点为(2,0),直线y=x﹣1与椭圆相交于M,N两点,MN中点的横坐标为,则此椭圆标准方程是( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】先设出椭圆的方程,然后与直线方程联立方程组,经消元得二元一次方程,再根据韦达定理及MN的中点的横坐标为,即得椭椭圆标准方程.
【解答】解 设椭圆方程为=1(a>b>0),依题意a=2,
∴椭圆方程可以化为,
把直线y=x﹣1代入得(4+b2)x2﹣8x+4﹣4b2=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,
∵MN的中点的横坐标为,
∴,解得b2=2.
∴椭圆的标准方程是:.
故选:D.
9.已知圆台的下底面周长是上底面周长的3倍,母线长为3,且圆台的侧面积为12π,则该圆台的体积为( )
A. B.13π C. D.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.
【分析】依题意设设圆台上、底面半径分别为r、3r,由 π(r+3r)•3=12π,解得:r=1,从而求出该圆台的高,由此能示出该圆台的体积.
【解答】解:依题意设设圆台上、底面半径分别为r、3r,
∵圆台的侧面积为12π,
∴π(r+3r)•3=12π,解得:r=1,
∴该圆台的高h==,
∴该圆台的体积为V=π××(32+3×1+12)=.
故选:A.
10.平行四边形ABCD的顶点A为双曲线﹣=1(a>0,b>0)的中心,顶点B为双曲线的右焦点,顶点C在y轴正半轴上,顶点D恰好在该双曲线左支上,若∠ABC=45°,则此双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由题意可知:求得D点坐标,代入双曲线方程,整理得:c4﹣3a2c2+a4=0,同除以a4,由e>1,即可求得双曲线的离心率.
【解答】解:由题意可知:B(c,0),由tan∠ABC==1,即丨AC丨=丨BC丨=c,
由平行四边形的性质可知:丨CD丨=丨AB丨=c,
则D点坐标为:D(﹣c,c),
代入双曲线方程可知:,
由c2=a2+b2,整理得:c4﹣3a2c2+a4=0,同除以a4,
由e=,
∴e4﹣3e2+1=0,解得:e2=,
由e2>0,则e2=,
由e>1,
∴e==,
故选:C.
11.已知椭圆E: +=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x﹣4y=0交椭圆于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离等于,则椭圆焦距是( )
A.2 B. C.2 D.4
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】设F′为椭圆的左焦点,连接AF′,BF′,则四边形AFBF′是平行四边形,可得4=|AF|+|BF|=|AF′|+|BF|=2a.解得a=2,取M(0,b),由点M到直线l的距离,得到b=1,由a,b,c的关系可得c,进而得到焦距2c.
【解答】解:如图所示,
设F′为椭圆的左焦点,连接AF′,BF′,
则四边形AFBF′是平行四边形,
可得|AF|+|BF|=|AF|+|AF′|=2a=4,解得a=2.
取M(0,b),可得点M到直线l的距离,
即有=,解得b=1,
c==,
则焦距为2c=2.
故选:A.
12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,过左焦点F1(﹣c,0)作圆x2+y2=a2的切线,切点为E,延长F1E交抛物线y2=4cx于P,Q两点,则|PE|+|QE|的值为( )
A. B.10a C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求出E,P,Q的坐标,利用距离公式,即可得出结论.
【解答】解:设直线的倾斜角为α,则由题意=,∴sinα=,
∴tanα=,
切线方程为y=(x+c),代入y2=4cx,
可得x2﹣6cx+c2=0,∴x=(3±2)c,
∴P((3+2)c,(2+2)c),
Q((3﹣2)c,(2﹣2)c),
直线OE与PE的方程分别为y=﹣x与y=(x+c),
联立可得E(﹣c, c),
∴|PE|+|QE|=c+c=(+2)c+(﹣2)c=c=10a,
故选A.
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题5分,共20分)各题答案必须填写在答题卡上相应位置(只填结果,不写过程).
13.抛物线x2=﹣2y的准线方程为 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】利用抛物线方程求解即可.
【解答】解:抛物线x2=﹣2y的焦点在y轴上,p=1,开口向上,抛物线x2=﹣2y的准线方程为:;
故答案为:.
14.已知正四棱锥V﹣ABCD的底面边长为4,侧棱长为,则它的表面积为 40 .
【考点】棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.
【分析】求出正四棱锥V﹣ABCD的斜高为=3,即可求出正四棱锥V﹣ABCD的表面积.
【解答】解:由题意,正四棱锥V﹣ABCD的斜高为=3,
∴正四棱锥V﹣ABCD的表面积为=40,
故答案为40.
15.椭圆与双曲线有相同的焦点F1(﹣c,0),F2(c,0),椭圆的一个短轴端点为B,直线F1B与双曲线的一条渐近线平行,若椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,则3e12+e22的最小值为 .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】设椭圆的长轴为2a,短轴为2b;双曲线的实轴为2a',虚轴为2b'.由椭圆、双曲线的基本概念,结合直线平行的条件,建立关系式化简可得=,即()2=()2,可得e1•e2=1.由此结合基本不等式性质可知:3e12+e22>2=2,即可求得3e12+e22的最小值.
【解答】解:由题意可知:双曲线的焦点在x轴上,
设椭圆的长轴为2a,短轴为2b,双曲线的实轴为2a',虚轴为2b',
∵椭圆的一个短轴端点为B,直线F1B与双曲线的一条渐近线平行,
∴=,即=,
平方可得: =,由此得到=即=,
∴()2=()2,
由e1=,e2=,
∴e1•e2=1,
∵e1、e2都是正数,
∴3e12+e22>2=2,
当且仅当3e12=e22,即e2=e1,e1=,e2=时,等号成立,
∴3e12+e22的最小值,
故答案为:.
16.如图,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过抛物线上一点A作l的垂线,垂足为B,设C(p,0),AF与BC相交于点E.若|CF|=3|AF|,且△ACE的面积为3,则p的值为 2 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】如图所示,F(,0),|由于AB∥x轴,|CF|=3|AF|,|AB|=|AF|,可得|CF|=3|AB|=3p,|CE|=3|BE|.利用抛物线的定义可得xA,代入可取yA,再利用S△ACE=3,即可得出.
【解答】解:如图所示,F(,0),|CF|=3p.
∵AB∥x轴,|CF|=3|AF|,|AB|=|AF|,
∴|CF|=3|AB|=3p,|CE|=3|BE|.
∴xA+=p,解得xA=,
代入可取yA=p,
∴S△ACE=S△ABC==3
解得p=2.
故答案为2.
三、解答题:(本大题共6个小题,共70分)各题解答必须答在答题卡上(必须写出必要的文字说明、演算步骤或推理过程)
17.已知圆C:x2+y2﹣4x﹣4y+4=0.
(1)求圆C的圆心坐标和半径;
(2)直线l过点A(4,0)、B(0,2),求直线l被圆C截得的弦长.
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】(1)圆的方程化为标准方程,即可求圆C的圆心坐标和半径;
(2)求出直线l的方程,圆心到直线的距离,即可求直线l被圆C截得的弦长.
【解答】解:(1)圆的标准方程为(x﹣2)2+(y﹣2)2=4,圆心坐标为(2,2),半径为r=2
(2)直线即x+2y﹣4=0,圆心(2,2)到直线l的距离,
所以弦长=.
18.设命题p:不等式x﹣x2≤a对∀x≥1恒成立,命题q:关于x的方程x2﹣ax+1=0在R上有解.
(1)若¬p为假命题,求实数a的取值范围;
(2)若“p∧q”为假命题,“p∨q”为真命题,求实数a的取值范围.
【考点】命题的真假判断与应用;函数恒成立问题.
【分析】(1)若¬p为假命题,则p为真命题,进而可得实数a的取值范围;
(2)若“p∧q”为假命题,“p∨q”为真命题,则p真q假,或者p假q真,进而可得实数a的取值范围;
【解答】解:(1)∵¬p为假命题,
∴命题p为真命题;
∵x﹣x2在x∈[1,+∞)单调递减,
∴x﹣x2的最大值为0,
故a≥0;
(2)命题q:△=a2﹣4≥0,
∴a≥2或a≤﹣2,
“p∧q”为假命题,“p∨q”为真命题,等价于p真q假,或者p假q真,
则或,
∴实数a的取值范围为a≤﹣2或0≤a<2.
19.已知双曲线=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0).
(1)若双曲线的一条渐近线方程为y=x且c=2,求双曲线的方程;
(2)以原点O为圆心,c为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A,过A作圆的切线,斜率为﹣,求双曲线的离心率.
【考点】双曲线的标准方程;圆的切线方程;双曲线的简单性质.
【分析】(1)根据双曲线的一条渐近线方程为y=x,可得=1,解得a=b,结合c==2算出a=b=,可得该双曲线方程;
(2)设A(m,n),根据切线垂直于过切点的半径算出m=.而以点O为圆心,c为半径的圆方程为x2+y2=c2,将A的坐标代入圆方程,算出点A(c, c),将此代入双曲线方程,并结合c2=a2+b2化简整理得c4﹣2c2a2+a4=0,再根据离心率公式整理得3e4﹣8e2+4=0,解之即可得到该双曲线的离心率.
【解答】解:(1)∵双曲线的渐近线方程为y=
∴若双曲线的一条渐近线方程为y=x,可得=1,解之得a=b
∵c==2,∴a=b=
由此可得双曲线方程为;
(2)设A的坐标为(m,n),可得直线AO的斜率满足k==,即m=…①
∵以点O为圆心,c为半径的圆方程为x2+y2=c2
∴将①代入圆方程,得3n2+n2=c2,解得n=c,m=c
将点A(c, c)代入双曲线方程,得
化简得: c2b2﹣c2a2=a2b2,
∵c2=a2+b2
∴b2=c2﹣a2代入上式,化简整理得c4﹣2c2a2+a4=0
两边都除以a4,整理得3e4﹣8e2+4=0,解之得e2=或e2=2
∵双曲线的离心率e>1,∴该双曲线的离心率e=(舍负)
20.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,且右准线方程为x=5.
(1)求椭圆方程;
(2)过椭圆右焦点F作斜率为1的直线l与椭圆C交于A,B两点,P为椭圆上一动点,求△PAB面积的最大值.
【考点】直线与椭圆的位置关系;椭圆的标准方程.
【分析】(1)椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,且右准线方程为x=5,构造方程组,从而求得椭圆C的标准方程.
(2)设直线l的方程与椭圆C联立,A(x1,y1),B(x2,y2),利用弦长公式求出AB,P到AB的距离,然后求解三角形的面积,求出最大值即可.
【解答】解:(1),从而b2=4所以椭圆方程为
(2)右焦点F(1,0),则直线l:y=x﹣1与椭圆联立得:9x2﹣10x﹣15=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则弦,
设到直线,
∴.
21.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(1,0),A,B是抛物线上位于x轴两侧的两动点,且•=﹣4(O为坐标原点).
(1)求抛物线方程;
(2)证明:直线AB过定点T;
(3)过点T作AB的垂线交抛物线于M,N两点,求四边形AMBN的面积的最小值.
【考点】直线与抛物线的位置关系;抛物线的标准方程.
【分析】(1)求出p即可求解抛物线方程.
(2)设lAB:x=my+t与抛物线y2=4x联系得:y2﹣4my﹣4t=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用韦达定理以及判别式通过得lAB:x=my+2,得到直线AB过定点T(2,0).
法2:设,,由,求解直线方程,然后求解定点坐标.
(3)当t=2时,由(*)得弦长|AB|,求出|MN|,表示三角形的面积,利用函数的单调性,求解三角形面积的最值.
【解答】解:(1)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(1,0),可得p=2,
抛物线方程为y2=4x
(2)证明:设lAB:x=my+t与抛物线y2=4x联系得:y2﹣4my﹣4t=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则(*)
∴,由得:x1x2+y1y2=﹣4即t2﹣4t+4=0,
∴t=2,∴lAB:x=my+2,故直线AB过定点T(2,0)
法2:设,,由∴,
又有,
∴,
令y=0得,
所以直线AB过定点T(2,0)
(3)当t=2时,由(*)得:,
同理有,从而,
∴
=
=,
令,
则:,
易知(2+u)(5+2u)随着u增加单调递增,
故当u=2即m2=1时∴min=48.
22.如图,椭圆C: +=1(0<b<3)的右焦点为F,P为椭圆上一动点,连接PF交椭圆于Q点,且|PQ|的最小值为.
(1)求椭圆方程;
(2)若=,求直线PQ的方程;
(3)M,N为椭圆上关于x轴对称的两点,直线PM,PN分别与x轴交于R,S,求证:|OR|•|OS|为定值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的关系.
【分析】(1)利用椭圆的简单性质,结合已知条件求出a,b,得到椭圆方程.
(2)设与4x2+9y2=36联立,设P(x1,y1),Q(x2,y2),利用韦达定理以及判别式,通过求出m,然后求解直线方程.
(3)设M(x0,y0),N(x0,﹣y0),则,令y=0得同理,通过化简|OR|•|OS|,结合点的坐标满足椭圆方程,化简求解|OR|•|OS|=9.
【解答】解:(1)由题意得,且a=3,∴b2=4,故椭圆方程为
(2)设与4x2+9y2=36联立,
得:
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
由得y1=﹣2y2,
即,
∴;
(3)证明:设M(x0,y0),N(x0,﹣y0),则,
令y=0得,同理,
得,
∴|OR|•|OS|=(#)
又,∴,∴代入(#)
得:∴|OR|•|OS|=9.