2017-2018学年黑龙江省双鸭山一中高二(上)数学期中试卷带解析答案(理科)

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2017-2018学年黑龙江省双鸭山一中高二(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.(5分)下列说法中不正确的是()A.平面α的法向量垂直于与平面α共面的所有向量B.一个平面的所有法向量互相平行C.如果两个平面的法向量垂直,那么这两个平面也垂直D.如果、与平面α共面且⊥,⊥,那么就是平面α的一个法向量2.(5分)抛物线x=﹣2y2的准线方程是()A.B.C.D.3.(5分)如图,空间四边形OABC中,,点M在上,且OM=2MA,点N为BC中点,则=()A.B.C.D.4.(5分)两圆x2+y2﹣4x+2y+1=0与x2+y2+4x﹣4y﹣1=0的公切线有()A.1条 B.2条 C.3条 D.4条5.(5分)已知=(﹣2,1,3),=(﹣1,2,1),若⊥(﹣λ),则实数λ的值为()A.﹣2 B.C.D.26.(5分)若双曲线的离心率为,则其渐近线方程为()A.y=±2x B.C. D.7.(5分)已知F是椭圆+=1(a>b>0)的左焦点,A为右顶点,P是椭圆上一点,且PF⊥x轴,若|PF|=|AF|,则该椭圆的离心率是()A.B.C.D.8.(5分)在棱长均为1的平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,∠BAD=90°,∠A1AB=∠A1AD=60°,则=()A.B.C.2 D.9.(5分)若过点(﹣,0)的直线L与曲线y=有公共点,则直线L的斜率的取值范围为()A.[﹣,]B.[﹣,0]C.[0,]D.[0,]10.(5分)已知双曲线与直线y=2x有交点,则双曲线的离心率的取值范围是()A.(1,)B.(1,)∪(,+∞)C.(,+∞) D.[,+∞)11.(5分)已知AB为圆O:(x﹣1)2+y2=1的直径,点P为直线x﹣y+1=0上任意一点,则的最小值为()A.1 B.C.2 D.12.(5分)以椭圆+=1的顶点为焦点,焦点为顶点的双曲线C,其左、右焦点分别是F1,F2,已知点M坐标为(2,1),双曲线C上点P(x0,y0)(x0>0,y 0>0)满足=,则﹣S()A.2 B.4 C.1 D.﹣1二、填空题(本大题共4小题,每题5分,满分20分.)13.(5分)若=(2,3,m),=(2n,6,8)且,为共线向量,则m+n=.14.(5分)经过点A(5,2),B(3,﹣2),且圆心在直线2x﹣y﹣3=0上的圆的方程为.15.(5分)过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为的直线与抛物线交于A,B两点,则FA•FB的值为.16.(5分)已知AB是椭圆:的长轴,若把该长轴2010等分,过每个等分点作AB的垂线,依次交椭圆的上半部分于P1,P2,…,P2009,设左焦点为F1,则(|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P2009|+|F1B|)=.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.(10分)求与椭圆+=1有公共焦点,并且离心率为的双曲线方程.18.(12分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=,D是棱AC的中点,且AB=BC=BB1=2.(1)求证:AB1∥平面BC1D;(2)求异面直线AB1与BC1所成的角.19.(12分)设直线ax﹣y+3=0与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4相交于A,B两点.(1)若,求a的值;(2)求弦长AB的最小值.20.(12分)已知抛物线E:y2=2px(p>0)上一点M(x0,4)到焦点F的距离.(1)求抛物线E的方程;(2)若抛物线E与直线y=kx﹣2相交于不同的两点A、B,且AB中点横坐标为2,求k的值.21.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC⊥PB,△BCD为等边三角形,PA=BD=,AB=AD,E为PC的中点.(1)求AB;(2)求平面BDE与平面ABP所成二面角的正弦值.22.(12分)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交z轴负半轴于点Q,且+=,过A,Q,F2三点的圆的半径为2.过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于G,H 两点(点G在点M,H之间).(I)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设直线l的斜率k>0,在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG,PH 为邻边的平行四边形是菱形.如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由.2017-2018学年黑龙江省双鸭山一中高二(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.(5分)下列说法中不正确的是()A.平面α的法向量垂直于与平面α共面的所有向量B.一个平面的所有法向量互相平行C.如果两个平面的法向量垂直,那么这两个平面也垂直D.如果、与平面α共面且⊥,⊥,那么就是平面α的一个法向量【解答】解:对于A,根据平面法向量的定义,可知,平面α的法向量垂直于与平面α共面的所有向量;是正确的;对于B,一个平面的所有法向量与平面都垂直,所以都互相平行,故B正确;对于C,如果两个平面的法向量垂直,根据线面垂直的性质定理和判定定理可以判断这两个平面也垂直;故C正确;对于D,如果、与平面α共面且⊥,⊥,当、共线时,就不是平面α的一个法向量;故D错误.故选:D.2.(5分)抛物线x=﹣2y2的准线方程是()A.B.C.D.【解答】解:∵抛物线x=﹣2y2的标准方程为y2=﹣x故2p=﹣即p=则抛物线x=﹣2y2的准线方程是故选:D.3.(5分)如图,空间四边形OABC中,,点M在上,且OM=2MA,点N为BC中点,则=()A.B.C.D.【解答】解:由题意=++=+﹣+=﹣++﹣=﹣++又=,=,=∴=﹣++故选:B.4.(5分)两圆x2+y2﹣4x+2y+1=0与x2+y2+4x﹣4y﹣1=0的公切线有()A.1条 B.2条 C.3条 D.4条【解答】解:因为圆x2+y2﹣4x+2y+1=0化为(x﹣2)2+(y+1)2=4,它的圆心坐标(2,﹣1),半径为2;圆x2+y2+4x﹣4y﹣1=0化为(x+2)2+(y﹣2)2=9,它的圆心坐标(﹣2,2),半径为3;因为=5=2+3,所以两个圆相外切,所以两个圆的公切线有3条.故选:C.5.(5分)已知=(﹣2,1,3),=(﹣1,2,1),若⊥(﹣λ),则实数λ的值为()A.﹣2 B.C.D.2【解答】解:因为,,所以,由,所以,得﹣2(λ﹣2)+1﹣2λ+9﹣3λ=0⇒λ=2,故选:D.6.(5分)若双曲线的离心率为,则其渐近线方程为()A.y=±2x B.C. D.【解答】解:由双曲线的离心率,可知c=a,又a2+b2=c2,所以b=a,所以双曲线的渐近线方程为:y==±x.故选:B.7.(5分)已知F是椭圆+=1(a>b>0)的左焦点,A为右顶点,P是椭圆上一点,且PF⊥x轴,若|PF|=|AF|,则该椭圆的离心率是()A.B.C.D.【解答】解:由于PF⊥x轴,则令x=﹣c,代入椭圆方程,解得,y2=b2(1﹣)=,y=,又|PF|=|AF|,即=(a+c),即有4(a2﹣c2)=a2+ac,即有(3a﹣4c)(a+c)=0,则e=.故选:B.8.(5分)在棱长均为1的平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,∠BAD=90°,∠A1AB=∠A1AD=60°,则=()A.B.C.2 D.【解答】解:∵在棱长均为1的平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,∠BAD=90°,∠A1AB=∠A1AD=60°,∴=,∴=()2=+2||•||cos60°+2||•||cos60°=1+1+1+2×+2×=5,∴||=.故选:D.9.(5分)若过点(﹣,0)的直线L与曲线y=有公共点,则直线L的斜率的取值范围为()A.[﹣,]B.[﹣,0]C.[0,]D.[0,]【解答】解:由y=,得x2+y2=1(﹣1≤x≤1,y≥0),作出图象如图,设过点(﹣,0)且与半圆x2+y2=1(﹣1≤x≤1,y≥0)相切的直线的斜率为k(k>0),则直线方程为y=k(x+),即kx﹣y+.由,解得k=(k>0).∴直线L的斜率的取值范围为[0,].故选:D.10.(5分)已知双曲线与直线y=2x有交点,则双曲线的离心率的取值范围是()A.(1,)B.(1,)∪(,+∞)C.(,+∞) D.[,+∞)【解答】解:如图所示,∵双曲线的渐近线方程为,若双曲线与直线y=2x有交点,则应有,∴,解得.故选:C.11.(5分)已知AB为圆O:(x﹣1)2+y2=1的直径,点P为直线x﹣y+1=0上任意一点,则的最小值为()A.1 B.C.2 D.【解答】解:由=(+)•(+)=2+•(+)+•=||2﹣r2,即为d2﹣r2,其中d为圆外点到圆心的距离,r为半径,因此当d取最小值时,的取值最小,可知d的最小值为=,故的最小值为2﹣1=1.故选:A.12.(5分)以椭圆+=1的顶点为焦点,焦点为顶点的双曲线C,其左、右焦点分别是F1,F2,已知点M坐标为(2,1),双曲线C上点P(x0,y0)(x0>0,y 0>0)满足=,则﹣S()A.2 B.4 C.1 D.﹣1【解答】解:∵椭圆方程为+=1,∴其顶点坐标为(3,0)、(﹣3,0),焦点坐标为(2,0)、(﹣2,0),∴双曲线方程为,设点P(x,y),记F1(﹣3,0),F2(3,0),∵=,∴=,整理得:=5,化简得:5x=12y﹣15,又∵,∴5﹣4y2=20,解得:y=或y=(舍),∴P(3,),∴直线PF1方程为:5x﹣12y+15=0,∴点M到直线PF1的距离d==1,易知点M到x轴、直线PF2的距离都为1,结合平面几何知识可知点M(2,1)就是△F1PF2的内心.故﹣===2,故选:A.二、填空题(本大题共4小题,每题5分,满分20分.)13.(5分)若=(2,3,m),=(2n,6,8)且,为共线向量,则m+n=6.【解答】解:=(2,3,m),=(2n,6,8)且,为共线向量,∴,∴∴m+n=6故答案为:614.(5分)经过点A(5,2),B(3,﹣2),且圆心在直线2x﹣y﹣3=0上的圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=10.【解答】解:过点A(5,2),B(3,﹣2)的直线AB的斜率为:k AB==2,∴直线AB的垂直平分线斜率为k=﹣,垂直平分线方程为y﹣0=﹣(x﹣4),即y=﹣x+2;与直线2x﹣y﹣3=0联立,解得:x=2,y=1,即所求圆的圆心坐标为C(2,1),又所求圆的半径r=|CA|==,则所求圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=10.故答案为:(x﹣2)2+(y﹣1)2=10.15.(5分)过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为的直线与抛物线交于A,B两点,则FA•FB的值为8.【解答】解:过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为的直线方程为y=x﹣1,联立,得x2﹣6x+1=0,△=36﹣4=32>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6,x1x2=1,F(1,0),FA•FB=•=•=•=(x1+1)(x2+1)=x1x2+(x1+x2)+1=1+6+1=8.故答案为:8.16.(5分)已知AB是椭圆:的长轴,若把该长轴2010等分,过每个等分点作AB的垂线,依次交椭圆的上半部分于P1,P2,…,P2009,设左焦点为F1,则(|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P2009|+|F1B|)=.【解答】解:椭圆:的长轴2a=4,设右焦点为F2,由椭圆的定义可得|F1P i|+|F2P i|=2a,(1≤i≤2009,i∈N),关于y轴成对称分布,∴|F1P i|+|F1P2010﹣i|=2a,由题意知点P1,P2,…,P n﹣1|F1P1005|=a,|F1A|+|F1B|=2a,|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P2009|+|F1B|=2a×1004+2a+a=2011a=4022,(|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P2009|+|F1B|)=,故答案为:.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.(10分)求与椭圆+=1有公共焦点,并且离心率为的双曲线方程.【解答】解:根据题意,椭圆的标准方程为+=1,其焦点坐标为(±,0),则要求双曲线的焦点坐标为(±,0),设其方程为﹣=1,且c=,又由要求双曲线的离心率为,即e===,得a=2,b2=c2﹣a2=1,故要求双曲线的方程为:.18.(12分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=,D是棱AC的中点,且AB=BC=BB1=2.(1)求证:AB1∥平面BC1D;(2)求异面直线AB1与BC1所成的角.【解答】解:(1)如图,连接B1C交BC1于点O,连接OD.∵O为B1C的中点,D为AC的中点,∴OD∥AB1.∵AB1⊄平面BC1D,OD⊂平面BC1D,∴AB1∥平面BC1D.(2)建立如图所示的空间直角坐标系B﹣xyz.则B(0,0,0)、A(0,2,0)、C1(2,0,2)、B1(0,0,2).∴=(0,﹣2,2)、=(2,0,2).cos===,设异面直线AB1与BC1所成的角为θ,则cosθ=,∵θ∈(0,),∴θ=.19.(12分)设直线ax﹣y+3=0与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4相交于A,B两点.(1)若,求a的值;(2)求弦长AB的最小值.【解答】解:(1)根据题意,由于圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4的圆心C(1,2),半径等于2,设圆心到直线的距离为d,则d=,若若,则d2+()2=r2,即=1,解可得a=0,(2)根据题意,直线ax﹣y+3=0即y=ax+3,恒过点(0,3),设D(0,3)且(0,3)在圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4的内部,当CD⊥AB时,|AB|最小,此时()2+|CD|2=r2,解可得|AB|=2.即弦长AB的最小值为.20.(12分)已知抛物线E:y2=2px(p>0)上一点M(x 0,4)到焦点F的距离.(1)求抛物线E的方程;(2)若抛物线E与直线y=kx﹣2相交于不同的两点A、B,且AB中点横坐标为2,求k的值.【解答】解:(1)∵抛物线E:y2=2px(p>0)上一点M(x0,4)到焦点F的距离.∴,解得x0=2p,∴M(2p,4),∴16=2p×2p,解得p=2,∴抛物线E的方程y2=4x(2)联立,得k2x2﹣(4k+4)x+4=0,∵抛物线E与直线y=kx﹣2相交于不同的两点A、B,∴△=(4k+4)2﹣16k2=32k+16>0,即k>﹣.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,∵AB中点横坐标为2,∴==2,解得k=.21.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC⊥PB,△BCD为等边三角形,PA=BD=,AB=AD,E为PC的中点.(1)求AB;(2)求平面BDE与平面ABP所成二面角的正弦值.【解答】解:(1)连接AC,∵PA⊥底面ABCD,BC⊂平面ABCD,∴PA⊥BC,又∵BC⊥PB,PB∩PA=P,∴BC⊥平面PAB,又AB⊂平面PAB,∴BC⊥AB.∵△BCD为等边三角形,AB=AD,∴△ABC≌△ADC,∴∠ACB=30°,∠CAB=60°,又BD=,∴AB=;(2)由(1)知,AC⊥BD,设AC∩BD=O,分别以OC、OD所在直线为x、y轴建立空间直角坐标系.则D(0,,0),B(0,﹣,0),E(,0,),A(,0,0),P(﹣,0,).,,,.设平面BDE的一个法向量为,则,得,取,则;设平面ABP的一个法向量为,则,得,取,则.∴|cos<>|=||=||=.平面BDE与平面ABP所成二面角的正弦值为.22.(12分)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交z轴负半轴于点Q,且+=,过A,Q,F2三点的圆的半径为2.过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于G,H 两点(点G在点M,H之间).(I)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设直线l的斜率k>0,在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG,PH 为邻边的平行四边形是菱形.如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由.【解答】解:(I)因为,所以F1为F2Q中点.设Q的坐标为(﹣3c,0),因为AQ⊥AF2,所以b2=3c×c=3c2,a2=4c×c=4c2,且过A,Q,F2三点的圆的圆心为F1(﹣c,0),半径为2c因为该圆与直线l相切,所以,解得c=1,所以a=2,b=,所以所求椭圆方程为;(Ⅱ)设l的方程为y=kx+2(k>0),与椭圆方程联立,消去y可得(3+4k2)x2+16kx+4=0.设G(x1,y1),H(x2,y2),则x1+x2=﹣∴=(x1﹣m,y1)+(x2﹣m,y2)=(x1+x2﹣2m,y1+y2).=(x1+x2﹣2m,k(x1+x2)+4)又=(x2﹣x1,y2﹣y1)=(x2﹣x1,k(x2﹣x1)).由于菱形对角线互相垂直,则()•=0,所以(x2﹣x1)[(x1+x2)﹣2m]+k(x2﹣x1)[k(x1+x2)+4]=0.故(x2﹣x1)[(x1+x2)﹣2m+k2(x1+x2)+4k]=0.因为k>0,所以x2﹣x1≠0.所以(x1+x2)﹣2m+k2(x1+x2)+4k=0,即(1+k2)(x1+x2)+4k﹣2m=0.所以(1+k2)(﹣)+4k﹣2m=0.解得m=﹣,即因为k>,可以使,所以故存在满足题意的点P且m的取值范围是[).。