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文档简介
高二上学期期中考试选择题压轴题专练1.已知直线ax+by+1=0与直线4x+3y+5=0平行,且ax+by+1=0在y轴上的截距为13,则a+b的值为(
)A.−7 B.−1 C.1 D.7【解题思路】根据两条直线平行,得到a,b的等量关系,根据直线在y轴上的截距,可得b所满足的等量关系式,联立方程组求得结果.【解答过程】因为直线ax+by+1=0与直线4x+3y+5=0平行,所以4b=3a,又直线ax+by+1=0在y轴上的截距为13,所以13b+1=0,解得b=−3,所以a=−42.已知a+b=2,2,23A.13 B.C.63 D.【解题思路】先求出向量a,【解答过程】因为a+b=2,2,23所以cosa,3.下列命题中,正确命题的个数为(
)①若a//b,则a与②若AB=CD,则A,B,C,③若a,b不共线,则空间任一向量p=λa+μA.0 B.1 C.2 D.3【解题思路】举特例否定①;利用向量共线的定义否定②;依据共面向量基本定理否定③.【解答过程】当a=0,b≠0时,a//当AB=CD时,A,B,C,当a,b不共线时,当且仅当p,a,b共面时才满足p4.已知过点A(−2,m)和点B(m,4)的直线为l1,l2:y=−2x+1,l3:y=−1nA.−10 B.−2C.0 D.8【解题思路】由平行、垂直直线的斜率关系得出m+n的值.【解答过程】因为l1//l2,所以kAB=4−m解得n=−2.所以m+n=−10.故选:A.5.已知不共线向量e1,e2,e3,OP=e1−2A.O,P,Q B.P,Q,RC.O,Q,R D.O,P,R【解题思路】根据平面向量共线定理分别判断OP,PQ,QR,PQ,【解答过程】若OP//PQ,则存在唯一实数λ使得OP=λ所以1=−5λ−2=−6λ1=4λ,无解,所以OP,PQ不共线,则O,P,Q三点不共线,若QR//PQ,则存在唯一实数λ使得QR=λPQ,即7e1+2e2−2e即−4e1−8e2+5e3=λ7e1+2e26.已知直线l:m+2x+m−1y+m−1=0,若直线l与连接A1,−2、BA.−π4,C.π4,3π【解题思路】先求出直线l所过定点P的坐标,数形结合可求出直线l的斜率的取值范围,即可得出直线l的倾斜角的取值范围.【解答过程】直线l的方程可化为mx+y+1+2x−y−1=0,由所以,直线l过定点P0,−1,设直线l的斜率为k,直线l的倾斜角为α,则0≤α<π,因为直线PA的斜率为−1−−20−1=−1,直线PB的斜率为−1−10−2=1所以−1≤k≤1,即−1≤tanα≤1,又斜率k=m+21−m=−1+31−m≠−1,所以−1<tanα≤1因为7.已知直线l1的一个方向向量a=2,4,x,直线l2的一个方向向量b=2,y,2,若a=6A.-3或1 B.3或−1C.-3 D.1【解题思路】根据空间向量的模的坐标表示结合a=6即可求得x的值,再根据a⋅b【解答过程】因为a=22+42+x2=6,所以x=±4,又l1⊥l2,所以a⋅b=0所以x+y=−3或1.故选:A.8.已知点A−1,0,B1,0,C0,1,直线y=kx+b(k>0)将三角形ABCA.1−22,C.13,1【解题思路】先求得直线y=kx+b(k>0)与x轴的交点为M−bk,0,根据面积相等可得点M在射线OA上即−bk<0【解答过程】由题意可得,三角形ABC的面积为12⋅AB⋅OC=1,由于直线y=kx+b(k>0)与x轴的交点为M−bk,0,由直线y=kx+b(k>0)将△ABC分割为面积相等的两部分,可得b>0,故−bk<0,故点M在射线OA①若点M和点A重合,则点N为线段BC的中点,故N12,12,把A、N
②若点M在点O和点A之间,此时b>13,点N在点B和点C之间,由题意可得三角形NMB的面积等于故12⋅MB⋅yN=12
③若点M在点A的左侧,则b<13,由点M的横坐标−b设直线y=kx+b和AC的交点为P,则由y=kx+by=x+1求得点P的坐标为1−b此时由题意可得,△CPN的面积等于12,即1即121−b⋅由于此时b>k>0,0<k<1,∴2(1−b)两边开方可得21−b=1−k2<1,
综上b的取值范围应是1−29.设椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为F,椭圆C上的两点A、A.53,1 B.22,104【解题思路】设椭圆的左焦点F′,由椭圆的对称性结合FA⋅FB=0,得到四边形AFBF′为矩形,设AF′=n,AF=m,在直角△ABF中,利用椭圆的定义和勾股定理化简得到【解答过程】如图所示:设椭圆的左焦点F′,由椭圆的对称性可知,四边形AFB又FA⋅FB=0,则FA⊥FB,所以平行四边形AFB设AF′=n,AF=m,则BF=n,在直角△ABF所以2mn=m+n2−m2令mn=t,得t+1t=因为对勾函数y=t+1t在1,3上单调递增,所以所以c2b2∈1,53所以e=ca=10.正四面体A−BCD的棱长为4,空间中的动点P满足PB+PC=22,则A.4−23,4+23C.4−32,4−2【解题思路】分别取BC,AD的中点E,F,由题意可得点P的轨迹是以E为球心,以2为半径的球面,又AP⋅PD=4−【解答过程】分别取BC,AD的中点E,F,则PB+PC=故点P的轨迹是以E为球心,以2为半径的球面,AP⋅PD=−PF+FA⋅PF+FD=−PF+FA⋅PF11.已知双曲线C:x2a2−y2b2=1a>0,b>0的左、右焦点分别为F1、F2,以F2为圆心的圆与x轴交于F1,B两点,与y轴正半轴交于点A,线段AFA.3+12 C.5+12 【解题思路】先求出以F2为圆心的圆的方程,求出A0,3c,B3c,0【解答过程】设双曲线的半焦距为c,因为以F2为圆心的圆过F1,故该圆的半径为故其方程为:x−c2+y2=4c2,令x=0,则y=±令y=0,则x=−c或x=3c,故B3c,0.故kF1设Mm,3m+3cm<0,因为A在y轴的正半轴上,而BM=313×2c=2故m=−23c,故yM=3c3,所以49c2则e2=4+
12.在一个正方体ABCD−A1B1C1D1中,P为正方形A1B1C1D1四边上的动点,O为底面正方形ABCD的中心,M,N分别为AB,BC中点,点A.0个 B.1个 C.2个 D.3个【解题思路】根据题意,得到四点O,Q,P,D1共面,且四边形OQPD1为平行四边形,对点P的位置进行分类讨论,进行求解即可.【解答过程】因为线段D1Q与OP互相平分,所以四点O,Q,P,D1共面,且四边形OQPD1为平行四边形.若P在线段C1D1上时,Q一定在线段ON上运动,只有当P为C1D1的中点时,Q与点M重合,此时λ=1,符合题意.若P在线段C1B1与线段B1A1上时,在平面ABCD找不到符合条件Q;在P在线段D1A1上时,点Q在直线OM上运动,只有当P为线段D1A1的中点时,点Q与点M重合,此时λ=0符合题意,所以符合条件的λ值有两个,故选C.13.设点A(2,−3)、B(−3,−2),若直线l过点P(1,1)且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是(
)A.k≥34或k≤−4 B.k≥C.−4≤k≤34 【解题思路】根据斜率的公式,利用数形结合思想进行求解即可.【解答过程】如图所示:
依题意,kPA=−3−12−1=−4,kPB=−2−1−3−1=故选:A.14.在三棱锥A−BCD中,满足AD⊥AB,AD⊥AC,给出下列结论:①DB⋅DC=DA2−AB③若∠BAC是钝角,则∠BDC是钝角;
④若AC<AD且AB<其中正确结论的序号为(
)A.①②④ B.①④ C.②③ D.②④【解题思路】易得DB=DA+AB,DC=DA+AC,再根据数量积的运算律即可判断①;由∠BAC是锐角,得【解答过程】因为AD⊥AB,AD⊥AC,所以AD⋅AB=0对于①,DB=则DB⋅对于②,若∠BAC是锐角,则AB⋅DB⋅对于③,若∠BAC是钝角,则AB⋅AC<0则DB⋅DC=对于④,若AC<AD且AB>AB因为∠BAC∈0,π,AB⋅AC1+故选:D.15.已知直线l1:x−y−1=0,动直线l2A.存在k,使得l2的倾斜角为πB.对任意的k,l1与lC.对任意的k,l1与lD.对任意的k,l1与l【解题思路】根据倾斜角与斜率的关系取特殊值判断A;联立l1与l2的方程,由(2k+1)x=0恒有解判断B;取k=−12时,【解答过程】解:当k=0时,l2的倾斜角为π2,此时l2联立方程组x−y−1=0k+1x+ky+k=0,得故对任意的k,l1与l当k=−12时,k+11=k因为l1:x−y−1=0的斜率为1,当k=0时,l1与l2不垂直;当k≠0时,l2的斜率k+1−k=−1−16.设直线l1:x−2y+1=0与直线l2:mx+y+3=0的交点为A;P,Q分别为l1,l2上任意两点,点M为P,QA.2 B.−2 C.3 D.−3【解题思路】根据题意画出图形,根据条件得到1×m+(−2)×1=0,进行求解即可.【解答过程】根据题意画出图形,如图所示;直线l1:x−2y+1=0与直线l2:mx+y+3=0的交点为A;M为PQ的中点,若|AM|=12|PQ|17.已知直线l的斜率与直线3x+4y−5=0的斜率相等,且l和两坐标轴在第一象限内所围成三角形面积是24,则直线l的方程是(
)A.3x+4y−122=0 C.3x+4y−24=0 D.3x+4y+24=0【解题思路】由题意设y=−34x+b,则1【解答过程】直线3x+4y−5=0的斜率为−34,可设l的方程为y=−34x+b.令y=0,得x=4318.过定点A的直线a+1x−y+2=0与过定点B的直线x+a+1y−4a−2=0交于点P(P与A、BA.2 B.22 C.2 【解题思路】根据方程可得定点A、B,并且可判断两直线垂直,然后利用基本不等式可得.【解答过程】动直线a+1x−y+2=0化为y=a+1x+2,可知定点A0,2,动直线x+a+1y−4a−2=0化为(a+1)(y−4)+x+2=0,可知定点B−2,4,又(a+1)×1−1×(a+1)=0所以直线a+1x−y+2=0与直线x+a+1即△PAB面积的最大值为2.故选:C.19.在平面直角坐标系中,直线y=kx+mk≠0与x轴和y轴分别交于A,B两点,AB=22,若CA⊥CB,则当k,m变化时,点C到点1,1A.42 B.32 C.22【解题思路】先求得A,B两点坐标,根据AB=22得到(−m【解答过程】由y=kx+mk≠0得A(−mk,0),B(0,m),故由由CA⊥CB得AC⋅BC=0,设C(x,y),则(x+mk,y)⋅(x,y−m)=0,即(x+m2k)2+(y−m2)2=m24k220.已知圆C是以点M(2,23)和点N(6,−23)为直径的圆,点P为圆C上的动点,若点A(2,0),点B(1,1),则A.26 B.4+2 C.8+52 【解题思路】由题设可知圆C:(x−4)2+y2=16,在坐标系中找到D(−4,0)【解答过程】由题设,知:C(4,0)且|MN|=(−23−2∴圆C:(x−4)2
如上图,坐标系中D(−4,0)则OD=2AC=CP=OC=4,∴ACCP=PCDC=12,即∴2|PA|−|PB|=|PD|−|PB|,在△PBD中|PD|−|PB|<|BD|,∴要使|PD|−|PB|最大,P,B,D共线且最大值为|BD|的长度.∴|BD|=(1+4)221.现有边长均为1的正方形、正五边形、正六边形及半径为1的圆各一个,在水平桌面上无滑动滚动一周,它们的中心的运动轨迹长分别为l1,l2,l3,lA.l1<l2C.l1=l【解题思路】由题意可知,它们的中心滚动一周的运动轨迹都是圆心角为2π的弧长,设半径分别为r1,r2,r3,r4,则半径为中心与顶点的距离,由正方形、正五边形、正六边形得几何特征可知r1=22,r1<r2<1,r3=r4=1,再利用弧长公式即可得到l1<l2<l3【解答过程】解:由题意可知,它们的中心滚动一周的运动轨迹都是圆心角为2π的弧长,设半径分别为r1,r2,r3,r4,由题意可知,半径为中心与顶点的距离,又因为正方形、正五边形、正六边形的边长均为1,圆的半径为1,对于正方形,如图所示:,∵∠AOB=90°,∴r1=对于正五边形,如图所示:,∵∠AOB=72°<90°,∠OAB=∠OBA=54°<72°,∴r1<r2<1;对于正六边形,如图所示:,∠AOB=60°,∴△AOB为等边三角形,∴r3=OA=1;而r4=1,又因为l1=2π•r1,l2=2π•r2,l3=2π•r3,l4=2π•r4,所以l1<l2<l3=l4,故选:B.22.已知A,B是曲线|x|−1=−y2+2y+3上两个不同的点,C(0,1),则A.53 B.355 C.2【解题思路】方程|x|−1=−y2+2y+3表示的曲线为圆P:x+1【解答过程】|x|−1=−y2由x−1=4−y−1因为x−1=4−y−12≥0当x≤−1时,x+12+y−12=4所以方程x−1=4−y−12表示的曲线为圆根据圆的性质知:当A,B分别与图中的M,N重合时,CA+当A,B为图中E,F,G,H四点中的某两点时,CA+CB取得最小值,且最小值为25.故CA
故选:B.23.在四面体ABCD中(如图),平面ABD⊥平面ACD,△ABD是等边三角形,AD=CD,AD⊥CD,M为AB的中点,N在侧面BCD上(包含边界),若MN=xAB+yAC+z
A.若x=12,则MN∥平面ACD B.若z=0C.当MN最小时,x=14 D.当MN【解题思路】根据可证CD⊥平面ABD,设BN=λBC+μBD,且λ,μ∈0,1,λ+μ≤1,进而可得x=12−λ−μy=λz=μ,对于A:若x=12,则点N即为点B,进而可得结果;对于B:若z=0,可得点N在线段BC【解答过程】因为AD⊥CD,平面ABD⊥平面ACD,平面ABD∩平面ACD=AD,CD⊂平面ACD,所以CD⊥平面ABD,且BD⊂平面ABD,可得CD⊥BD,又因为N在侧面BCD上(包含边界),设BN=λBC+μBD=12−λ−μAB+λAC+μAD,又因为MN=xAB+yAC+zAD,可得x=12−λ−μy=λz=μ,且λ,μ∈0,1,λ+μ≤1由CD⊥平面ABD,可知当且仅当点N为点B,MN⊥CD,故B错误;过M作ME⊥BD,垂足为E,可得BE=BM⋅
因为CD⊥平面ABD,ME⊂平面ABD,则ME⊥CD,且BD∩CD=D,BD,CD⊂平面BCD,所以ME⊥平面BCD,可得MN=ME2+EN2=34BD2对于选项D:显然当点N即为点C时,NE最大,则MN最大,此时λ=1,μ=0,可得y=1,z=0,x=124.如图,在三棱锥O−ABC中,点G为底面△ABC的重心,点M是线段OG上靠近点G的三等分点,过点M的平面分别交棱OA,OB,OC于点D,E,F,若OD=kOA,OE=mOB,OF=nA.133 B.23 C.32【解题思路】由空间向量基本定理,用OA,OB,OC表示OM,由D,E,F,M四点共面,可得存在实数λ,μ,使【解答过程】由题意可知,OM=23OA+13(OB−OA)+13(OC−OA所以(1−λ−μ)k=29λm=225.如图,平行六面体ABCD−A1B1C1D1的底面ABCD是边长为1的正方形,且A.6 B.10 C.11 D.2【解题思路】先以AB,AD,【解答过程】解:AC=AB=1+1+4+2×1×2×cos60∘+2×1×2×26.在四棱锥P−ABCD中,棱长为2的侧棱PD垂直底面边长为2的正方形ABCD,M为棱PD的中点,过直线BM的平面α分别与侧棱PA、PC相交于点E、F,当PE=PF时,截面MEBF的面积为(
)A.22 B.2 C.33【解题思路】建立空间直角坐标系,利用向量共面确定点的坐标,利用向量数量积及三角形面积公式即可求出.【解答过程】由题意,PD⊥平面ABCD,四边形ABCD为正方形,如图,建立空间直角坐标系D-xyz,
则C0,2,0,P0,0,2,A2,0,0,M0,0,1,B2,2,0设PE=tPA=2t,0,−2t,又PE=PF,PA=PC,所以PF=tPC=由题意,M、E、B、F四点共面,所以BM=x所以−2=(2t−2)x−2y−2=−2x+(2t−2)y1=(2−2t)x+(2−2t)y,解得所以E43,0,23所以cos<BE,所以sin∠EBF=1−cos又ME=43,0,−13,MF=所以截面MEBF的面积为S=S△EBF27.若点N为点M在平面α上的正投影,则记N=fαM.如图,在棱长为1的正方体ABCD−A1B1C1D1中,记平面AB1C1D为β,平面①线段PQ2长度的取值范围是②存在点P使得PQ1//③存在点P使得PQ其中,所有正确结论的序号是A.①②③ B.②③ C.①③ D.①②【解题思路】以点D为坐标原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系D−xyz,设点P的坐标为0,1,a0<a<1,求出点Q【解答过程】取C1D的中点Q2,过点P在平面AB1C1D内作PE⊥C1D,再过点E在平面CC1D1D内作又∵PE⊥C1D,AD∩C1D=D,∴PE⊥平面同理可证EQ1⊥γ,CQ⊥β,则f以点D为坐标原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系D−xyz,设CP=a0<a<1,则P0,1,a,C0,1,0,E对于命题①,PQ2=14+a−12对于命题②,∵CQ2⊥β,则平面β的一个法向量为CQ2=0,−12,12,对于命题③,PQ2=0,−12,1−2a228.已知直线l1:x−y+2=0,l2:x−y−2=0,直线l3垂直于l1,l2,且垂足分别为A,B,若C(−4,0),D(4,0)A.10+22 B.8+2 C.【解题思路】根据条件设出直线l3的方程x+y=2m,求出点A,B坐标,用m表示出|CA|+|AB|+|BD|,再借助几何意义即可计算得解.【解答过程】因直线l3垂直于l1,l2,则设直线l3由{x+y=2mx−y=−2得点A(m−1,m+1),由{x+y=2mx−y=2得点B(m+1,m−1),而于是得|CA|+|AB|+|BD|=(m+3)而(m+3)2+(m+1)2+(m−3)2+(m−1)2表示动点M(m,m)到定点E(−3,−1)与F(3,1)的距离的和,显然,动点M(m,m)在直线y=x上,点E(−3,−1)与F(3,1)在直线y=x两侧,因此,|ME|+|MF|≥|EF|=210,当且仅当点M是直线y=x与线段EF:y=13x(−3≤x≤3)的交点,即原点时取“=”,此时m=0,从而得29.在平面直角坐标系中,定义dA,B=maxx1−x2,y1−y2为两点Ax①对任意三点A,B,C,都有d②已知点P(3,1)和直线l:2x−y−1=0,则d③到原点的“切比雪夫距离”等于1的点的轨迹是正方形;其中真命题的是(
)A.①② B.②③ C.①③ D.①②③【解题思路】①讨论A,B,C三点共线,以及不共线的情况,结合图象和新定义,即可判断;②设点Q是直线y=2x−1上一点,且Q(x,2x−1),可得d(P,Q)=max{|x−3|,|2−2x|},讨论|x−3|,|2−2x|的大小,可得距离d,再由函数的性质,可得最小值;③根据“切比雪夫距离”的定义可判断出命题的真假.【解答过程】①对任意三点A、B、C,若它们共线,设A(x1,y1)、B(x2,y2),C(x3,y3),如图,结合三角形的相似可得d(C,A),d(C,B),d(A,B)为AN,若B,C或A,C对调,可得d(C,A)+d(C,B)⩾d(A,B);若A,B,C不共线,且三角形中C为锐角或钝角,如图,由矩形CMNK或矩形BMNK,d(C,A)+d(C,B)⩾d(A,B);则对任意的三点A,B,C,都有d(C,A)+d(C,B)⩾d(A,B),故①正确;②设点Q是直线y=2x−1上一点,且Q(x,2x−1),可得d(P,Q)=max{|x−3|,|2−2x|},由|x−3|⩾|2−2x|,解得−1⩽x⩽53,即有d(P,Q)=|x−3|,当x=53时,取得最小值43;由|x−3|<|2−2x|,解得x>53或x<−1综上可得,P,Q两点的“切比雪夫距离”的最小值为43;故②正确;③由题,到原点O的“切比雪夫距离”的距离为1的点Px,y满足dO,P=maxx,y30.已知0<k<4,直线l1:kx−2y−2k+8=0和直线l2:A.12 B.14 C.1【解题思路】求出四边形四个顶点的坐标,表示出四边形面积,借助函数思想求最小值.【解答过程】l1:kx−2−2y+8=0过定点2在l1的方程中,令x=0,则y=4−k,在l2的方程中,令y=0,则x=2k2+2S=12×2k2故选:C.31.已知椭圆C:x26+y23=1的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆C在第一象限内的一点,∠F1PA.3+5322 B.3+5311 C.【解题思路】设PF1=m,PF2=n,在△F1F2P中,由余弦定理结合椭圆定义可得mn,根据△【解答过程】解:因为C:x26设PF1=m,PF2即m2+n2=mn+12,所以m+n所以S△F1因为P在第一象限,所以yP=1,代入椭圆x2因为F23,0,所以k联立y=2+3x−显然Δ>0,则yPyQ=−3所以S△OPQ=32.国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图1所示,内、外两圈的钢骨架是由两个离心率相同的椭圆组成的对称结构.某校体育馆的钢结构与“鸟巢”类似,其平面图如图2所示,内、外椭圆的离心率均为33,由外层椭圆长轴的一个端点A和短轴的一个端点B分别向内层椭圆引切线AC,BD,若AC,BD的斜率分别为k1,k2A.13 B.23 C.43【解题思路】将直线AC,BD方程分别与内层椭圆方程联立,由Δ1=Δ2=0【解答过程】设外层椭圆方程为x2a2+y2b2=1a>b>0,则内层椭圆方程为由Δ1=4a6k14由y=k2x+b由Δ2=4a4k22b2∴k12+k∴k1233.已知点M是椭圆C:x24+y23=1上异于顶点的动点,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,O为坐标原点,E为MF1A.1 B.2 C.3 D.2【解题思路】由题,结合角平分线性质与椭圆的性质,SMF1PF2=12MF1+MF2ℎ=2ℎ,ℎ【解答过程】由图,a2=4, b2=3,c=a2−b2=1,故F1F2=2,MF1+MF2=4,又MP平分∠F1MF2,则P到MF1、MF234.已知双曲线x29−y227=1的左、右焦点分别为F1,F2,过右焦点F2的直线l与双曲线的右支交于A.36,243 B.36,483 C.18π【解题思路】根据圆的切线长相等的性质,结合双曲线定义可求得两内切圆与x轴均相切于点E3,0,由△IF2E∽△F2KE可求得r【解答过程】由双曲线方程得:a=3,b=33,则c=a2+b∵AM=AN,F1M又F1E+F2E=2c=12,∴F1E=9同理可知:△KF1F2内切圆与∵IF2,KF2又IK⊥F1F2,∴△IF2E∽△∵EF2=6−3=3,∴S∵双曲线的渐近线斜率k=±3,∴直线l的倾斜角θ∈∴∠IF2E=∴tan∠IF又r1+9r1当r1=3时,r1+9r1=4∴r1+35.已知点P为直线l:x+y−2=0上的动点,过点P作圆C:x2+2x+y2=0的切线PA,PB,切点为A,B,当PCA.3x+3y+1=0 B.3x+3y−1=0C.2x+2y+1=0 D.2x+2y−1=0【解题思路】先利用圆切线的性质推得A,P,B,C四点共圆,AB⊥CP,从而将PC⋅AB转化为2PA,进而确定PC⊥l时PC【解答过程】因为圆C:x2+2x+y2=0可化为x+1
因为PA,PB是圆C的两条切线,则PA⊥AC,PB⊥BC,由圆的知识可知,A,P,B,C四点共圆,且AB⊥CP,PA=PB,所以PC⋅AB=4所以当PC最小,即PC⊥l时,PC⋅AB取得最小值,此时PC的方程为联立y=x+1x+y−2=0,解得x=12故以PC为直径的圆的方程为x−12(x+1)+y又圆C:x2+2x+y236.如图,已知椭圆C1:x2a2+y2b2=1(a>b>0)和双曲线C
①若a2+3m②若|PF1|⋅|P③△F1P④若∠F1PF2A.①② B.②③ C.③④ D.②④【解题思路】对于①,由椭圆和双曲线的定义结合a2+3m2=4c2得到b=3n,①正确;对于②,由椭圆定义和双曲线定义结合|PF1|⋅|PF2|【解答过程】①∵a2−a2+3m2=②∵P在第一象限,且|PF1|(|PF1|③设椭圆的焦距为2c,∠F1PF2=θ,解得|PF1|=a+m,|∴PF1⋅PS△④设椭圆的焦距为2c,则|PF1|解得|PF1在△F1P整理得4c2=e1当且仅当e237.已知F1,F2分别为双曲线C:x24−y212=1的左、右焦点,E为双曲线C的右顶点.过F2的直线与双曲线CA.−∞,−4C.−335【解题思路】由内心的性质,可知M,N的横坐标都是a,得到MN⊥x轴,设直线AB的倾斜角为θ,有∠EF2M=π−θ2【解答过程】设AF1,AF2,F1F由AF1−AF2=2a设内心M的横坐标为x0,由JM⊥x轴得点J的横坐标也为x0,则得x0=a,则E为直线JM与x轴的交点,即J与E重合.同理可得△BF设直线AB的领斜角为θ,则∠EF|ME|−|NE|=(c−a)tan当θ=π2时,|ME|−|NE|=0;当θ≠π因为A,B两点在双曲线的右支上,∴π3<θ<2π3,且θ≠π∴−33<1tan综上所述,|ME|−|NE|=438.抛物线y2=4x的焦点为F,其准线与x轴的交点为N,过点F作直线与此抛物线交于A,B两点,若NB⊥AB,则AF−A.3 B.4 C.5 D.6【解题思路】根据抛物线标准方程,得到焦点坐标和准线方程,设出直线方程,联立抛物线方程,整理得到关于x的一元二次方程,根据垂直,得到点B的横坐标,根据韦达定理,得到A的横坐标,在由抛物线的定义,可得答案.【解答过程】由y2=4x,则焦点F1,0,且准线方程为直线x=−1,即N−1,0,设过点F的直线方程为y=kx−1,联立抛物线可得:y=kx−1y2=4x,消去y可得:k2x−12=4x,化简得:k2x2−2k2+4x+k2=0,因为NB⊥AB,且直线AB过点F,所以NB⊥FB,即点B位于以线段NF为直径的圆上,易知以线段NF为直径的圆的方程为x2+故选:B.39.已知圆C1:x+32+y2=a2a>7和C2:x−3A.9 B.11 C.17或19 D.19【解题思路】由两圆方程得圆C2内含于圆C1,由P是△MC1C2的内心,且S△PMC1+S【解答过程】根据题意:圆C1:x+32+y2=a2a>7,其圆心C1−3,0,半径R因为P为△MC1C2的内心,设内切圆的半径为r0,又由因为动圆M与圆C1,圆C2均相切,设圆M的半径为(1)当动圆M内切于圆C1,与圆C2外切(则有C1M=R1−r=a(2)当动圆M内切于圆C1,圆C2内切于动圆则有C1M=R1−r=a综上可得:a=17或19;故选:C.40.如图,设直线l:y=kx+p2与抛物线C:y2=2px(p>0,p为常数)交于不同的两点M,N,且当k=12时,抛物线C的焦点F到直线l的距离为255.过点M的直线交抛物线于另一点
A.(1,−4) B.(1,2) C.(2,0) D.(2,−4)【解题思路】先求得p,然后联立方程组并写出根与系数关系,求得直线MQ、直线QN,进而确定正确答案.【解答过程】直线l:y=12x+依题意,Fp2,0到直线2x−4y+p=0所以抛物线方程为y2=4x,直线由y=kx+1y2=4x消去Δ=16−16k2设Mx1,由kMQ直线MQ的方程为y+1=4所以y1+1=4则y12+所以4y2=−直线QN的方程为y−y2=则yy2+所以x=1,y=−4,也即直线QN过定点1,−4.故选:A.41.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线l与x轴的交点为K,点P在C上且位于第一象限,PQ⊥l于点Q,过点P作QF的平行线交x轴于点R,若PF⊥QR,且四边形PQKR的面积为603,则直线A.3x+y−36=0C.x+3y−36【解题思路】根据几何关系可判断出PQFR为菱形,其可判断△PQF与△PFR均为正三角形,由此得到p与菱形边长关系,再根据面积得到p值,最终根据点斜式得到方程.【解答过程】如图,因为PR∥QF,PQ⊥QK,所以四边形又因为PF⊥QR,所以四边形PQFR为菱形,所以|PQ|=|QF|.由抛物线的定义知|PQ|=|PF|,则|PQ|=|PF|=|QF|=|FR|=|PR|,即△PQF与△PFR均为正三角形,设|QF|=t,则在Rt△KQF中,|KF|=|QF|2,即p=因为四边形PQKR的面积为603,所以(t+p+t)⋅解得p=26,则R(56,0),又直线QR所以直线QR的方程为y=−33(x−5故选D.42.已知点P1,a(a>1)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,过P作圆x−12+y2=1的两条切线,分别交C于A,B两点,且直线AB的斜率为−1,若F为C的焦点,点Mx,y为A.2 B.2 C.233 【解题思路】根据题意,设Ax1,y1,Bx2,y2,PxP,yP,分析可得直线PA,PB关于直线x=1对称,则kPA+kPB=0,变形可得y1+y2=−2yP,又由kAB=2py【解答过程】由题意可知,过P所作圆的两条切线关于直线x=1对称,所以kPA设Ax1,y1,B同理可得kPB=2pyP得2py1+由kAB=2p将1,p代入抛物线C的方程,得p2=2p,解得故抛物线C的方程为y2设∠MNF=θ,作MM1垂直准线于由抛物线的性质可得MM所以MNMF当cosθ最小时,MN所以当直线MN与抛物线C相切时,θ最大,即cosθ由题意可得N−1,0设切线MN的方程为x=my−1,联立方程组x=my−1y2=4x消去x由Δ=16m2将m=±1代入y2−4my+4=0,可得所以x=1,即M的坐标为1,±2,所以MN=22+22=2
故选:A.43.如图,在直三棱柱ABC−A1B1C1中,AC⊥BC,AC=2,BC=1,AA1=2①三棱锥E−ABD的体积的最大值为23②A1D+DB的最小值为③点D到直线C1E的距离的最小值为其中所有正确结论的个数为(
)A.0 B.1 C.2 D.3【解题思路】根据锥体的体积公式判断①,将将△ABC翻折到与矩形ACC1A1共面时连接A1B交【解答过程】在直三棱柱ABC−A1B1C对于①:因为点E在棱BB1上BB1=A又AC⊥BC,AC=2,BC=1,点D在棱AC上,所以AD∈0,2,S所以VE−ABD=13BE⋅S△ABD≤2对于②:如图将△ABC翻折到与矩形ACC1A1共面时连接A1B交因为A1C1=CC1=2即A1D+DB的最小值为对于③:如图建立空间直角坐标系,设Da,0,0,a∈0,2,E0,1,c,c∈所以C1D=则点D到直线C1E的距离当c=2时d=a2+4≥2,当0≤c<2时0<c−22≤4所以当4c−22c−22+1取最大值16即当D在C点E在B点时点D到直线C1E的距离的最小值为故选:C.44.如图,已知正方体ABCD−A1B1C1D1中,F为线段A.存在点E,使EF∥BDB.三棱锥B1−ACE的体积随动点C.直线EF与AD1D.存在点E,使EF⊥平面A【解题思路】建立空间直角坐标系,利用空间向量来表达出EF,BD,AD1,从而判断AC选项;求出平面AB1C1D的法向量n=0,1,−1,判断EF与n=0,1,−1的关系,判断D选项;B选项可以判断出A1C1∥平面【解答过程】以点D为原点,DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,设正方体边长为2,则F1,2,1,D0,0,0,B2,2,0,A2,0,0,D10,0,2,B12,2,2,因为E为线段A1C1上运动,设Em,2−m,2(0≤m≤2),则EF=因为A1C1∥AC,AC⊂平面ACB1,A1C1⊄平面ACB1,故A1C1∥平面ACB1,因为AD1=−2,0,2,设直线EF与AD1所成角为θ,则cosθ=cosAD1,EF设平面AB1C1D的法向量为n=x,y,z,则n⋅DA=x=0n⋅AB1=2y+2z=0,令故选:D.45.对于圆x−a2+y−b2=r2r>0上任意一点Px,y①点a,b的轨迹是一个圆;
②点a,b的轨迹是一条直线;③当m−n=4时,r有最大值255;
④当r=5,其中正确的个数是(
)A.1 B.2 C.3 D.4【解题思路】由d=5⋅(|x−2y+m|5+|x−2y+n|5),将已知条件看作且已知圆在平行线x−2y+m=0、x−2y+n=0之间得|m−n|5【解答过程】令d=5⋅(|x−2y+m|5+|x−2y+n|5),可看作P(x,y)到直线x−2y+m=0、x−2y+n=0距离之和的5倍,由x−2y+m+x−2y+nm≠n的值与x,y无关,所以距离之和与P在圆上的位置无关,故已知圆在平行线x−2y+m=0、x−2y+n=0当|m−n|5>2r时,③m−n=4时,r≤|m−n|2④r=5,m=1时r=5≤所以正确的有③.故选:A.46.如图,点P是棱长为2的正方体ABCD−A1B
A.当P在平面BCC1BB.当P在线段AC上运动时,D1P与AC.使直线AP与平面ABCD所成的角为45o的点P的轨迹长度为D.若F是A1B1的中点,当P在底面ABCD上运动,且满足PF//平面B1【解题思路】由底面正方形ADD1A1的面积不变,点以D为原点,建立空间直角坐标系,设P(x,2−x,0),则D1由直线AP与平面ABCD所成的角为45∘,作PM⊥平面ABCD,得到点P设P(m,m,0),求得平面CB1D1的一个法向量为【解答过程】对于A中:底面正方形ADD1A1的面积不变,点所以四棱锥P−AA对于B中:以D为原点,DA,DC,DD1所在的直线分别为x轴、y轴和z轴,建立空间直角坐标系,可得A1(2,0,2),D设直线D1P与A1C1因为0≤x−1≤1,当x−1=0时,可得cos当0<x−1≤1时,cosθ=所以异面直线D1P与A1
对于C中:因为直线AP与平面ABCD所成的角为45∘若点P在平面DCC1D因为∠B在平面ADD1A1内,点在平面ABB1A1内,点在平面A1B1C1因为∠PAM=45∘,所以PM=AM,又因为PM=AB,所以AM=AB,所以所以点P的轨迹是以A1所以点P的轨迹的长度为14综上,点P的轨迹的总长度为π+4
对于D中,由B1设P(m,n,0),0≤m≤2,0≤n≤2,则CB设平面CB1D1的一个法向量为取a=1,可得b=−1,c=−1,所以n=(1,−1,−1)因为PF//平面B1CD,所以FP⋅所以FP=当x=1时,等号成立,所以D错误.故选:D.
47.已知圆C:(x−2)2+y2=1,点P是直线l:x+y=0上一动点,过点P作圆C的切线PA,PB切点分别是A.圆C上恰有一个点到直线l的距离为1B.切线长PA的最小值为2C.四边形ACBP面积的最小值为2D.直线AB恒过定点(【解题思路】利用圆心到直线的距离可判断A,利用圆的性质得切线长|PA|=|PC|2−1利用点到直线的距离判断B,由题意四边形ACBP面积为|PA||CA|=|PA|判断C,由题知A,B在以PC【解答过程】由圆C:(x−2)2+y2=1∴圆心C到直线l:x+y=0的距离为|2|2=2由圆的性质,切线长|PA|=|PC|∴当|PC|最小时,|PA|有最小值,又|PC|min=2∵四边形AMBP面积为|PA||CA|=|PA|,∴四边形AMBP面积的最小值为1,故C错误;设P(t,−t),由题知A,B在以PC为直径的圆上,又C(2,0),∴(x−t)(x−2)+(y+t)(y−0)=0,即x2又圆C:(x−2)2+y∴直线AB的方程为:(2−t)x+ty−3+2t=0,即2x−3−t(x−y−2)=0,由{2x−3=0x−y−2=0,得x=32,y=−48.如图,在棱长为2的正方体ABCD−A1B1C①棱AB上一定存在点Q,使得QC⊥②三棱锥F−EPH的外接球的表面积为8③过点E,F④设点M在平面BB1C1C内,且A1M//A.1个 B.2个 C.3个 D.4个【解题思
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