浙江省杭州市第二中学2015-2016学年高二上学期期末考试数学试卷 Word版含答案
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杭州二中2015学年第一学期高二年级期终考数学试卷本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间100分钟. 一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,把答案填在答卷相应空格中)1.双曲线221169x y -=的焦距是( )A.B.5C. 10D. 2.设a R ∈,则“2a =”是“直线1:0l x ay a +-=与直线2:(23)10l ax a y --+=垂直”的 ( ) A .充分但不必要条件 B .必要但不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要的条件3.设n m ,是两条不同的直线,,αβ是两个不同的平面,则下列命题中正确的是( )A. 若//,,,m n αβαβ⊂⊂则//m nB. 若//,//,//,m n αβαβ则//m nC. 若,//,,m n m n αβ⊥⊥则//αβD. 若//,,,m m n αβαβ⊂= 则//m n4. 已知不等式210mx nx m +-<的解集为1{|2}2x x x <->或.则m n -=( ) A. 12 B. 52- C. 52 D. 12-5.直线3+=x y 与曲线1492=-x x y 的公共点的个数是( )A. 1B.2 C .3 D. 46. 把正方形ABCD 沿对角线AC 折起,当以A 、B 、C 、D 四点为顶点的棱锥体积最大时,直线BD 和平面ABC 所成的角的大小为( ) A. 90° B .60° C. 45° D.30° 7.过抛物线2:4C y x =的焦点F 作直线l 交抛物线C 于,A B ,若BF AF 3=,则l 的斜率是( )A.B. C. D. 8.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥1y ≤2x -1x +y ≤m ,如果目标函数z =x -y 的最小值为-1,则实数m 等于( )A .7B .5C .4D .39.如图,在长方形ABCD 中,AB =3,BC =1,E 为线段DC 上一动点,现将∆AED 沿AE 折起,使点D 在面ABC 上的射影K 在直线AE 上,当E 从D 运动到C ,则K 所形成轨迹的长度为( )BAA .23B .332C .2πD . 3π10.已知0x >,0y >,若不等式()a x y x +≥ a 的最小值为( ) A.B.2D.二、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分,把答案填在答卷中相应横线上) 11.一个几何体的三视图如右图所示,其中正视图和侧视图是 腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,则该几何体的表面积 是 .12. 设,,,P A B C 是一个球面上的四个点,,,PA PB PC 两两垂直, 且1PA PB PC ===,则该球的体积为 . .13. 已知双曲线22221(00)x y a b a b-=>>,的左、右焦点分别为12F F ,,过2F 作斜率为2-的直线交双曲线的渐近线于P Q ,两点,M 为线段P Q 的中点.若直线1M F 平行于其中一条渐近线,则该双曲线的离心率为 .14.如图,直线l α⊥平面,垂足为O ,已知ABC ∆中,ABC ∠为直角,AB=2,BC=1,该直角三角形做符合以下条件的自由运动:(1)A l ∈,(2)B α∈.则C 、O 两点间的最大距离为______.15.已知00x y >>,,且满足18102y x x y+++=, 则2x y +的最大值为 .16. 在平面直角坐标系内,设),(11y x M 、),(22y x N 为不同的两点,直线l 的方程为0=++c by ax , 设cby ax cby ax ++++=2211δ 有下列四个说法:①存在实数δ,使点N 在直线l 上;②若1=δ,则过M 、N两点的直线与直线l 平行;③若1-=δ,则直线l 经过线段MN 的中点;④若1>δ,则点M 、N 在直线l 的同侧,且直线l 与线段MN 的延长线相交.在上述说法中,所有正确说法的序号是.正视图侧视图俯视图杭州二中2015学年第一学期高二年级期终考数学答卷一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,把答案填在答卷相应空格中)二、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分,把答案填在答卷中相应横线上)11. 12. 13.14. 15. 16.三、解答题(本大题共4小题,共46分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17. (本小题满分8分)关于y x ,的方程C :04222=+--+m y x y x . (1)若方程C 表示圆,求实数m 的范围;(2)在方程C 表示圆时,若该圆与直线042:=-+y x l 相交于N M ,两点,且 554||=MN ,求实数m 的值.18.(本小题满分12分) 如图,在三棱锥P A B C -中,BC ⊥平面APC,AB = 2A P P CCB ===. (1)求证:AP ⊥平面PBC ; (2)求二面角P A B C --的大小.(第18题图)CBAP19.(本小题满分12分) 已知圆22:(1)(1)2C x y -+-=经过椭圆2222:1(0)x y a b a bΓ+=>>的右焦点F 和上顶点B ,如图所示. (1)求椭圆Γ的方程;(2)过原点O 的射线l 与椭圆Γ在第一象限的交点为Q ,与圆C 的交点为P ,M 为OP 的中点, 求OM OQ ⋅的最大值.20.(本小题满分14分) 已知函数()axf x x b=+,且(1)1f =,(2)4f -=. (1)求a 、b 的值;(2)已知定点(1,0)A ,设点(,)P x y 是函数()(1)y f x x =<-图象上的任意一点, 求||AP 的最小值; (3)当[1,2]x ∈时,不等式2()(1)||mf x x x m ≤+-恒成立,求实数m 的取值范围.CA参考答案一、选择题:CADBC ,CCBDA二、填空题: 11.2;12. . 13.17. 14.1+ 15. 18.16.②③④三、解答题(本大题共4小题,共46分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17. 【解析】(Ⅰ)方程可化为m y x -=-+-5)2()1(22 若方程C 表示圆只需05>-m ,所以m 的范围是)5,(-∞ -----3分由(Ⅰ)圆的圆心C (1,2)半径为m -5,过圆心C 作直线l 的垂线CD ,D 为垂足,则55||=CD ,又554||=MN ,知552||=MD -----6分 则222)552()55()5(+=-m ,解得4=m -----8分 18. (本小题满分12分)【解析】(Ⅰ)因为BC ⊥面APC ,A C ,AP ⊂面APC , 所以BC A P ⊥, B C A C ⊥ -----2分因为AB =2CB =,所以AC =又因为2A P P C ==,所以222A C P A P C =+, 故 A P P C ⊥ -----4分 因为PC B C C = ,所以AP ⊥平面PBC -----6分 (Ⅱ)因为BC ⊥平面APC ,所以面APC ⊥平面ABC . 在面APC 内作P Q A C ⊥于Q ,则P Q ⊥平面ABC .过Q 作Q R A B ⊥于R ,连接P R ,则PRQ ∠即为二面角P A B C --的平面角 -----9分在RtAPC V 中,AP PCPQAC ⋅==, 在Rt ABC V中,QR =故tan PQPRQ QR∠== 从而二面角P A B C --的大小为3π-----12分19.(本小题满分12分)【解析】(Ⅰ)在22:(1)(1)2C x y -+-=中,C BAP令0y =得(2,0)F ,即2c =,令0x =,得(0,2)B ,即2b =, -------------------2分由2228a b c =+=,∴椭圆Γ:22184x y +=. ------------------4分(Ⅱ)法一:依题意射线l 的斜率存在,设:(0,0)l y kx x k =>>,设1122(,),(,)P x kx Q x kx22184y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩得:22(12)8k x +=,∴2x = ---------------6分 ()OM OQ OC CM OQ OC OQ ⋅=+⋅=⋅ =222(1,1)(,)(1)x kx k x ⋅=+=0)k > ---------------9分=设1(1)t k t =+>,则222222(1)11312243224()3()3[()]33k t k t t t t t +===≤+-+-+-+.当且仅当12,3t =即max []OM OQ ⋅= ---------------12分法二:设点00(,)Q x y ,000,0x y >>, ()OM OQ OC CM OQ OC OQ ⋅=+⋅=⋅=0000(1,1)(,)x y x y ⋅=+ . -----------------7分 又2200184x y +=, 设00b x y =+与2200184x y +=联立得:220034280x bx b -+-= . --------------9分令2201612(28)0b b b ∆=⇔--=⇒=± 又点00(,)Q x y在第一象限,∴当0x =时,OM OQ ⋅取最大值. ----------12分 20.(本小题满分14分)【解析】 (1)由⎧⎨⎩(1)1(2)4f f =-=,得⎧⎨⎩122a b a b =+-=-, 解得:⎧⎨⎩21a b == ----------2分(2)由(1)2()1x f x x =+,所以22222||(1)(1)4()1x AP x y x x =-+=-++, 令t x =+1,0t <,则22222142||(2)4(1)4()8AP t t t t t t=-+-=+-++22222()4()4(2)t t t t t t=+-++=+-22||22()2AP t t t t∴=+-=-+≥+即||AP 的最小值是2,此时t = ---------------8分【另解】221[(1)1]1||1(1)x x AP x x ++-+====+-+ 2||2[(1)]2)11()AP x x x ∴=-++≥+<-+ ---------------8分 (3)问题即为221(1)||x m x x x m ≤++-对[1,2]x ∈恒成立,也就是||mx x m ≤-对[1,2]x ∈恒成立, 要使问题有意义,即x m ≠,则01m <<,或2m >. ----------10分法一:在01m <<或2m >下,问题化为||mx m x-≤对[1,2]x ∈恒成立,即m mm x m x x-≤≤+对[1,2]x ∈恒成立,即2mx m x mx m -≤≤+对[1,2]x ∈恒成立,①当1x =时,112m ≤<或2m >,②当1x ≠时,21x m x ≥+且21x m x ≤-对(1,2]x ∈恒成立,对于21x m x ≥+对(1,2]x ∈恒成立,等价于2max ()1x m x ≥+, 令1t x =+,(1,2]x ∈,则1x t =-,(2,3]t ∈,22(1)121x t t x t t-==+-+,(2,3]t ∈递增, 2max 4()13x x ∴=+,43m ≥,结合01m <<或2m >,2m ∴>对于21x m x ≤-对(1,2]x ∈恒成立,等价于2min ()1x m x ≤- 令1t x =-,(1,2]x ∈,则1x t =+,(0,1]t ∈, 22(1)121x t t x t t+==++-,(0,1]t ∈递减, 2min ()41x x ∴=-,4m ∴≤,0124m m ∴<<<≤或,综上:24m <≤ ----------14分法二:故问题转化为||x x m m -≤对[1,2]x ∈恒成立, 其中01m <<或2m > 令()||g x x x m =-①若01m <<时,由于[1,2]x ∈,故2()()g x x x m x mx =-=-,()g x 在[1,2]x ∈时单调递增,依题意(2)g m ≤,43m ≥,舍去; ②若2m >,由于[1,2]x ∈,故22()()()24m m g x x m x x =-=--+,考虑到12m>,再分两种情形:(ⅰ)122m<≤,即24m <≤,()g x 的最大值是2()24m m g =,依题意24m m ≤,即4m ≤,24m ∴<≤; (ⅱ)22m>,即4m >,()g x 在[1,2]x ∈时单调递增,故(2)g m ≤,2(2)m m ∴-≤,4m ∴≤,舍去。综上可得,24m <≤ ----------14分【另解】问题即为221(1)||x m x x x m ≤++- 对[1,2]x ∈恒成立,也就是||mx x m ≤- 对[1,2]x ∈恒成立, 要使问题有意义,即x m ≠,则01m <<或2m >.(*)----------10分 此时,问题转化为||x x m m -≤对[1,2]x ∈恒成立,令()||g x x x m =-,则max ()g x m ≤首先4(2)2|2|43g m m m =-≤∴≤≤,则由(*)得 24m <≤(缩小范围,避免讨论!)此时 22()()(),24122m g x x m x mm x =---<=+≤ 2max2 4.()(),24m m x m g g m ∴==∴<≤≤ ----------14分。