2015-2016学年高二上学期期中考试数学试题2

  • 格式:doc
  • 大小:617.50 KB
  • 文档页数:9

2015-2016学年第一学期高二期中考试数学试题及答案考试时间:120分钟 总分:160分一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分 1.直线),(03为常数a R a a y x ∈=+-的倾斜角是 .2.过点(0,1),且与直线2x +y -3=0平行的直线方程是____________ .3.已知直线1:20l ax y a -+=,2:(21)0l a x ay a -++=互相垂直,则实数a 的值是 4.已知空间点),,(和点432)2,1,(B x A ,且62=AB ,则点A 到的平面yoz 的距离是 .5.圆1C :2(1)x ++2(1)y -=1,圆2C 与圆1C 关于直线10x y --=对称,则圆2C 的标准方程为__________ .6.已知a 、b 是不同的直线,α、β、γ是不同的平面,给出下列命题: ①若α∥β,a ⊂α,则a ∥β ②若a 、b 与α所成角相等,则a ∥b ③若α⊥β、β⊥γ,则α∥γ ④若a ⊥α, a ⊥β,则α∥β 其中正确的命题的序号是________________ .7. 直线:1l y kx =+与圆0422222=--+-+a a ax y x 恒有交点,则实数a 的取值范围是 .8.如图,在三棱锥ABC P -中,⊥PA 底面ABC ,90=∠ABC ,1===BC AB PA ,则PC 与底面ABC 所成角的正切值...为 .9.已知,x y 满足204x y ≤≤-,则23y x --的取值范围是 .10.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 ,那么这个球的表面积是 .11.设圆222(3)(5)(0)x y r r -++=>上有且仅有两个点到直线4320x y --=的距离等于1,则圆半径r 的取值范围____________ .12.圆2221:4440C x y ax a +++-=和圆2222:210C x y b y b +-+-=相内切,若,a b R ∈,且0ab ≠,则2211a b +的最小值为 _________ .13.如图,一个圆锥形容器的高为a ,内装有一定量的水. 如果将容器倒置,这时所形成的圆锥的高恰为2a(如图2-②), PAB C(第8题)2-①2-②a则图2-①中的水面高度为 .14.直线03=++y tx 与圆422=+y x 相交于A 、B 两点,若AB OB OA >+,则实数t的范围二、解答题:(本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 15.已知直线经过点(1,2)A ,求分别满足下列条件的直线方程: (1)倾斜角的正弦为513; (2)与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积为4.16.已知圆22:()(2)4(0)C x a y a -+-=>及直线:30l x y -+=. 当直线l 被圆C 截得的弦长为22时, 求(1)a 的值; (2)求过点(3,5)并与圆C 相切的切线方程.17.如图,在四面体ABCD 中,CD CB =,BD AD ⊥,点E ,F 分别是AB ,BD 的中点.(1) EF ∥平面ACD(2)求证:平面EFC ⊥平面BCD ;(3)若平面ABD ⊥平面BCD ,且1===BC BD AD ,求三棱锥ADC B -的体积. 18.(本题为选做题,文科生做第1道,理科生做第2道) 1.已知半径为5的圆的圆心在x 轴上,圆心的横坐标是整数,且与直线43290x y +-= 相切.(1)求圆的标准方程;(2)设直线50ax y -+=(0)a >与圆相交于,A B 两点,求实数a 的取值范围;(3) 在(2)的条件下,是否存在实数a ,使得弦AB 的垂直平分线l 过点(2, 4)p -, 2.已知⊙O :221x y +=和定点(2,1)A ,由⊙O 外一点(,)P a b 向⊙O 引切线PQ ,切点为Q ,且满足PA PQ =.(1) 求实数a b 、间满足的等量关系; (2) 求线段PQ 长的最小值;(3) 若以P 为圆心所作的⊙P 与⊙O 有公共点,试求半径取最小值时的⊙P 方程.19.如图,直三棱柱111ABC A B C -中,D 、E 分别是棱BC 、AB 的中点,点F 在棱1CC 上,已知AB AC =,13AA =,2BC CF ==.(1)求证:1//C E 平面ADF ; (2)设点M 在棱1BB 上,当BM 为何值时,平面CAM ⊥平面ADF ?20.如图,已知圆O 的直径AB=4,定直线L 到圆心的距离为4,且直线L ⊥直线AB 。

点P是圆O 上异于A 、B 的任意一点,直线PA 、PB 分别交L 与M 、N 点。

试建立适当的直角坐标系,解决下列问题:(1)若∠PAB=30°,求以MN 为直径的圆方程;(2)当点P 变化时,求证:以MN 为直径的圆必过圆O 内的一定点。

PB A M yx O (第19 题)ABC C 1B 1A 1FD E 题)2016年第一学期高二期中考试数学试题参考答案1.0(30)6π2.210x y +-= 3.01或 4.2或65.2(2)x -+2(2)y +=1 6.①④ 7.[]13-,8.229.[]02, 10.23a π 11.46r << 12.913.37(1)2a -14.145514,,2222⎛⎫⎛⎫--⋃ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭15.解:(1)设直线的倾斜角为α,[)0,απ∈,由512s i n,c o s 1313αα==±得,5tan 12α∴=±当5tan 12α=时,由点斜式方程得:52(1)51219012y x x y -=--+=即 当5tan 12α=-时,由点斜式方程得:52(1)51229012y x x y -=--+-=即综上:直线方程为512190x y -+=或512290x y +-=…………………………………7分 (2)设直线在,x y 轴上的截距为(),0,0a b a b >>,可设直线方程为1x ya b+= 由题意得142121ab a b⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得24a b =⎧⎨=⎩,124x y ∴+=直线方程为,即:240x y +-=……14分16.解:(1)依题意可得圆心2),2,(=r a C 半径,则圆心到直线:30l x y -+=的距离21)1(13222+=-++-=a a d .………2分由勾股定理可知222)222(r d =+,………4分 代入化简得21=+a .解得31-==a a 或,又0>a ,所以1=a .………………6分(2)由(1)知圆4)2()1(:22=-+-y x C , 又)5,3(在圆外,∴①当切线方程的斜率存在时,设方程为)3(5-=-x k y .由圆心到切线的距离2==r d 可解得125=k ∴切线方程为045125=+-y x .……9分②当过)5,3(斜率不存在,易知直线3=x 与圆相切.………10分综合①②可知切线方程为045125=+-y x 或3=x .………………14分17.证明:(1)∵EF 是△BAD 的中位线 所以EF ∥AD (2分)又EF ⊄平面ACD ,AD ⊂平面ACD∴EF ∥平面ACD ……………………(5分) (2)∵EF ∥AD ,AD ⊥BD ∴BD ⊥EF ,又∵BD ⊥CF ∴BD ⊥面CEF , 又BD ⊂面BDC∴面EFC ⊥面BCD ……………………(10分) (3)因为面ABD ⊥面BCD ,且AD ⊥BD 所以AD ⊥面BCD由BD=BC=1和CB=CD 得△BCD 是正三角形所以13311331,122433412BCD B ACD A BCD BCD S V V s AD ∆--∆=⨯⨯===⨯∙=⨯⨯=…………15分18.1.解(1)设圆心为M (m ,0)(m ∈Z ).由于圆与直线4x+3y-29=0相切,且半径为5, 所以|4m−29| 5 =5,即|4m-29|=25. 即4m-29=25或4m-29=-25, 解得m=27 2 或m=1, 因为m 为整数,故m=1,故所求的圆的方程是(x-1)2+y2=25;……………………(5分) 2) 此时,圆心C(1, 0)与该直线的距离5d r <=221055511a a d a a ∙-++==<++ 2551a a ∴+<+2210252525a a a ∴++<+21250a a ∴->即:5012a a ><或……………………(10分) (2)设符合条件的实数a 存在,∵a ≠0,则直线l 的斜率为a -,l 的方程为(2)4y a x =-++,即240x ay a ++-=. 由于l 垂直平分弦AB ,故圆心M (1,0)必在l 上. 所以1+0+2-4a=0,解得34a =. 经检验34a =,直线ax-y+5=0与圆有两个交点,……………………(14分) 故存在实数34a =,使得过点P (-2,4)的直线l 垂直平分弦AB ……………………(15分)2.(1)连,OP Q 为切点,PQ OQ ⊥,由勾股定理有222PQ OP OQ =- 又由已知PQ PA =,故22PQ PA =.即:22222()1(2)(1)a b a b +-=-+-.化简得实数a 、b 间满足的等量关系为:230a b +-=. ……………………(5分 (2)由230a b +-=,得23b a =-+.22221(23)1PQ a b a a =+-=+-+-25128a a =-+=2645()55a -+.故当65a =时,min 2 5.5PQ =即线段PQ 长的最小值为2 5.5 ……………………(10分 (3)设圆P 的半径为R , 圆P 与圆O 有公共点,圆O 的半径为1,1 1.R OP R ∴-≤≤+即1R OP ≥-且1R OP ≤+.而2222269(23)5()55OP a b a a a =+=+-+=-+, 故当65a =时,min3 5.5OP =此时, 3235b a =-+=,min 3515R =-.得半径取最小值时圆P 的方程为222633()()(51)555x y -+-=-. ……………………15分解法2:圆P 与圆O 有公共点,圆 P 半径最小时为与圆O 外切(取小者)的情形,而这些半径的最小值为圆心O 到直线l 的距离减去1,圆心P 为过原点与l 垂直的直线l’ 与l 的交点P 0.r =32 2 + 12-1 = 355 -1. 又 l’:x -2y = 0,解方程组20,230x y x y -=⎧⎨+-=⎩,得6,535x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.即P 0( 65 ,35).∴所求圆方程为222633()()(51)555x y -+-=-. ……………………15分19.解:(1)连接CE 交AD 于O ,连接OF . 因为CE ,AD 为△ABC 中线,所以O 为△ABC 的重心,123CF CO CC CE ==. 从而OF//C 1E .………………………………………………4分 OF ⊂面ADF ,1C E ⊄平面ADF ,所以1//C E 平面ADF .…………………………………………7分 (2)当BM=1时,平面CAM ⊥平面ADF . 在直三棱柱111ABC A B C -中,由于1B B ⊥平面ABC ,BB 1⊂平面B 1BCC 1,所以平面B 1BCC 1⊥平面ABC . 由于AB =AC ,D 是BC 中点,所以AD BC ⊥.又平面B 1BCC 1∩平面ABC =BC ,所以AD ⊥平面B 1BCC 1.而CM ⊂平面B 1BCC 1,于是AD ⊥CM .…………………10分因为BM =CD =1,BC = CF =2,所以Rt CBM ∆≌Rt FCD ∆,所以CM ⊥DF . …12分 DF 与AD 相交,所以CM ⊥平面ADF .CM ⊂平面CAM ,所以平面CAM ⊥平面ADF .………………………15分22OPQxyAP 0l当BM=1时,平面CAM ⊥平面ADF .…………………………………16分20.建立如图所示的直角坐标系,⊙O 的方程为224x y +=,直线L 的方程为4x =。