北京市2016-2017学年高二上学期期末考试数学理试卷 Word版含答案
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北京市2016-2017学年高二上学期期末考试数学理试卷一、选择题:本大题供8小题,每小题5分,供40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. 直线023=+-y x 的倾斜角是A. 6πB. 3πC. 23πD. 56π 2. 直线l 过点(2,2)P -,且与直线032=-+y x 垂直,则直线l 的方程为A. 220x y +-=B. 260x y --=C. 260x y --=D. 250x y -+=3. 一个几何体的三视图如图所示,如果该几何体的侧面面积为π12,则该几何体的体积是A. π4B. 12πC. 16πD. 48π4. 在空间中,下列命题正确的是A. 如果直线m ∥平面α,直线α⊂n 内,那么m ∥n ;B. 如果平面α内的两条直线都平行于平面β,那么平面α∥平面βC. 如果平面α外的一条直线m 垂直于平面α内的两条相交直线,那么m α⊥D. 如果平面α⊥平面β,任取直线m α⊂,那么必有m β⊥5. 如果直线013=-+y ax 与直线01)21(=++-ay x a 平行.那么a 等于A. -1B. 31C. 3D. -1或316. 方程)0(0222≠=++a y ax x 表示的圆A. 关于x 轴对称B. 关于y 轴对称C. 关于直线x y =轴对称D. 关于直线x y -=轴对称7. 如图,正方体1111ABCD A BC D -中,点E ,F 分别是1AA ,AD 的中点,则1CD 与EF 所成角为A. 0︒B. 45︒C. 60︒D. 90︒8. 如果过点M (-2,0)的直线l 与椭圆1222=+y x 有公共点,那么直线l 的斜率k 的取值范围是 A.]22,(--∞ B.),22[+∞ C.]21,21[- D. ]22,22[- 二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9. 已知双曲线的标准方程为116422=-y x ,则该双曲线的焦点坐标为,_________________渐近线方程为_________________.10. 已知向量)1,3,2(-=a ,)2,,5(--=y b 且a b ⊥ ,则y =________.11. 已知点),2,(n m A -,点)24,6,5(-B 和向量(3,4,12)a =- 且AB ∥a .则点A 的坐标为________.12. 直线0632=++y x 与坐标轴所围成的三角形的面积为________.13. 抛物线x y 82-=上到焦点距离等于6的点的坐标是_________________.14. 已知点)0,2(A ,点)3,0(B ,点C 在圆122=+y x 上,当ABC ∆的面积最小时,点C 的坐标为________.三、解答题:本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15. (本小题共13分)如图,在三棱锥A BCD -中,AB ⊥平面BCD ,BC CD ⊥,E ,F ,G 分别是AC ,AD ,BC 的中点.求证:(I )AB ∥平面EFG ;(II )平面⊥EFG 平面ABC .16. (本小题共13分)已知斜率为2的直线l 被圆0241422=+++y y x 所截得的弦长为求直线l 的方程.17. (本小题共14分)如图,在四棱锥P ABCD -中,平面⊥PAB 平面ABCD ,AB ∥CD ,AB AD ⊥,2CD AB =,E 为PA 的中点,M 在PD 上(点M 与D P ,两点不重合).(I ) 求证:PB AD ⊥;(II )若λ=PDPM ,则当λ为何值时, 平面⊥BEM 平面PAB ?(III )在(II )的条件下,求证:PC ∥平面BEM .18. (本小题共13分)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是正方形,平面PCD ⊥底面ABCD ,PD CD ⊥,PD CD =,E 为PC 的中点.(I ) 求证:AC ⊥PB ;(II ) 求二面角P --BD --E 的余弦值.19. (本小题共14分) 已知斜率为1的直线l 经过抛物线22y px =(0)p >的焦点F ,且与抛物线相交于A ,B 两点,4=AB .(I ) 求p 的值;(II ) 设经过点B 和抛物线对称轴平行的直线交抛物线22y px =的准线于点D ,求证:D O A ,,三点共线(O 为坐标原点).20. (本小题共13分) 已知椭圆2222:1(0)x y G a b a b +=>>的左焦点为F ,离心率为33,过点)1,0(M 且与x 轴平行的直线被椭圆G 截得的线段长为6.(I ) 求椭圆G 的方程;(II )设动点P 在椭圆G 上(P 不是顶点),若直线FP 的斜率大于2,求直线OP (O 是坐标原点)的斜率的取值范围.北京市2016-2017学年高二上学期期末考试数学理试卷参考答案一、ABB C BA CD二、9.(±52,0),2y x =± 10. -4 11. (1,-2,0)12. 3 13. (-4,24±) 14. (13133,13132) 说明:1.第9题,答对一个空给3分。
2.每个空正负只写对一个的给2分。
三、15.证明(I )在三棱锥A-BCD 中,E ,G 分别是AC ,BC 的中点.所以AB ∥EG ………………………………………………………………3分因为EG ⊂平面EFG ,AB ⊄平面EFG所以AB ∥平面EFG ………………………………………………………5分(II )因为AB ⊥平面BCD ,CD ⊂平面BCD所以AB ⊥CD ………………………………………………………………7分又BC ⊥CD 且AB ∩BC =B所以CD ⊥平面ABC ………………………………………………………10分 又E ,F ,分别是AC ,AD ,的中点所以,CD ∥EF所以EF ⊥平面ABC ………………………………………………………12分 又⊂EF 平面EFG ,所以,平面平面⊥EFG 平面ABC .……………………………………………13分16.解:将圆的方程写成标准形式,得25)7(22=++y x ,所以,圆心坐标是(0,-7),半径长r=5. ……………………………………3分因为直线l 被圆所截得的弦长是 所以,弦心距为5)254(522=-, 即圆心到所求直线l 的距离为5. ……………………………………6分因为直线l 的斜率为2,所以可设所求直线l 的方程为b x y +=2,即02=+-b y x .所以圆心到直线l 的距离为57bd +=, ……………………………………9分因此, 557=+b解得2-=b ,或12-=b . ……………………………………11分所以,所求直线l 的方程为22-=x y ,或122-=x y .即022=--y x ,或0122=--y x . …………………………………13分17(I )证明:因为平面⊥PAB 平面ABCD ,AB AD ⊥,平面⋂PAB 平面ABCD =AB ,所以,⊥AD 平面PAB . ……………………………………2分又⊂PB 平面PAB ,所以, PB AD ⊥. ……………………………………4分(II )解:由(I )可知, ⊥AD 平面PAB ,又E 为PA 的中点,当M 为PD 的中点时,EM ∥AD ,所以,⊥EM 平面PAB , ……………………………7分因为⊂EM 平面BEM ,所以, 平面⊥BEM 平面PAB .此时,21=λ. ………………………………9分(III )设CD 的中点为F ,连接BF ,FM 由(II )可知,M 为PD 的中点.所以,FM ∥P C.由题可知AB ∥12CD,即AB ∥FD. 所以FM ∥AB所以ABFD 为平行四边形.……………………………………………………11分所以AD ∥BF …………………………………………………………………12分 又EM ∥AD所以,EM ∥BF.所以, BEMF 共面.所以,FM ⊂平面BEM ,又PC ⊄平面BEM,所以PC ∥平面BEM …………………………………………………………14分18.(I )证明:因为平面PCD ⊥底面ABCD ,PD 垂直于这两个平面的交线CD所以PD ⊥底面ABCD ……………………………………………………2分又AC ⊂底面ABCD所以PD ⊥AC ……………………………………………………………3分因为底面ABCD 是正方形所以AC ⊥BD又PD ∩BD =D所以AC ⊥平面PBD ……………………………………………………5分因为⊂PB 平面PBD所以, AC ⊥PB . ………………………6分 (II )解:由(I )可知PD ⊥AD ,由题可知PD ⊥CD ,AD ⊥CD. 如图所示建立空间直角坐标系,点D 为坐标原点,设DC=1依题意得A (1,0,0),C (0,1,0),P (0,0,1)因为底面ABCD 是正方形,所以点B 的坐标为(1,1,0)……………………8分 因为, E 为PC 的中点, 所以,点E 的坐标为)21,21,0(.)21,21,1(--=.设平面BDE 的法向量为(,,)n x y z = ,则 ⎪⎩⎪⎨⎧=∙=∙00BE n 即⎪⎩⎪⎨⎧=+--=+021210z y x y x 令1=z ,得1,1-==y x .所以,)1,1,1(-=n ……………………………………10分又平面PBD 的一个法向量为(1,1,0)CA =- …………………12分所以,36==CA n .由题知二面角P —BD —E 为锐角 所以二面角P —BD —E 的余弦值为36. ……………13分 19.(I )由题意可知,抛物线22y px =(0)p >的焦点坐标为)0,2(p F , 准线方程为2p x -=. 所以,直线l 的方程为2p x y -=………………………………………2分 由⎪⎩⎪⎨⎧=-=px y p x y 222消y 并整理,得04322=+-p px x ………………………………………………………3分设11(,)A x y ,22(,)B x y 则p x x 321=+,又421=++=+=p x x BF AF AB ,所以,1,43==+p p p …………………6分(II )由(I )可知,抛物线的方程为x y 22=.设点B 的坐标为),2(020y y ,又焦点)0,21(F , 当21220≠y 时, 直线AB 的斜率为122120020200-=--=y y y y k . 所以,直线AB 的方程为)21(12000--=-x y y y ,即112200200---=y y x y y y……………………………………9分 由⎪⎩⎪⎨⎧=---=x y y y x y y y 21122200200消x 并整理,得0110202=---y y y y 所以,121-=y y又02y y =,所以,011y y -=,20121y x =即)1,21(020y y A -.…………………………………11分 由题意可知,点D 的坐标为),21(0y -,所以,OA 的斜率为02002211y y y k OA -=-=, OD 的斜率为00221y y k OD -=-=, 即OD OA k k =所以, D O A ,,三点共线. ……………………………………13分 当21220=y 时,2=AB 不合题意,舍去. …………………………………14分20.解(I )由已知,点)1,26(在椭圆G 上, 又离心率为33, 因此⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+==+33112322222ac c b a b a ,解得⎪⎩⎪⎨⎧==.2,3b a 所以椭圆G 的方程为12322=+y x . ……………………………………4分 (II )由(I )可知, 椭圆G 的方程为12322=+y x .所以,点F 的坐标为(-1,0). 设点P 的坐标为00(,)x y 00(1,0)x x ≠-≠,直线FP 的斜率为k ,则直线FP 的方程为(1)y k x =+, 由方程组002200(1),1,32y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 消去0y , 并整理得2220023(1)6x k x ++=. 又由已知,得k =>解得0312x -<<-或010x -<<. ……………………………………7分设直线OP 的斜率为m ,则直线OP 的方程为y mx =. 由方程组002200,1,32y mx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩ 消去0y , 并整理得220223m x =-. ……………………………………8分(1)当03(,1)2x ∈--时,有00(1)0y k x =+<,因此,000y m x =>,于是,m =)332,32(∈m . (2) 当0(1,0)x ∈-时,有00(1)0y k x =+>,因此,000y m x =<,于是,m =)332,(--∞∈m .……………………………………12分 综上, 直线OP 的斜率的取值范围是)332,32()332,(⋃--∞. …………………………………13分。