辽宁省大连市第二十高级中学2014-2015学年高二上学期期末考试数学(理)试题

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辽宁省大连市第二十高级中学2014-2015学年高二上学期期末考试数学(理)试题一.选择题本大题共12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、已知()()2,1,0,1,0,2,a b ==-且ka b +与2a b -互相垂直,则k 的值是 ( )A. 1B. 14 C. 34 D. 752、设,,x y R ∈则“2x ≥且2y ≥”是“224x y +≥”的 ( ) A 、充分而不必要条件B 、必要而不充分条件C 、充分必要条件D 、即不充分也不必要条件3、已知()()1,0,0,0,1,1A B -,OA OB λ+与OB 的夹角为60°,则λ的值为( )A.D. 4、已知{}n a 为等比数列,472a a +=,568a a =-,则110a a += ( ) A 、7 B 、 5 C 、-5 D 、-75、直线220x y -+=经过椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的离心率为 ( ) A、12 CD 、 236、设32x y +=,则函数327x y z =+的最小值是 ( ) A 、12 B 、 6 C 、27 D 、307、已知双曲线22221x y a b-=的一个焦点与抛物线214x y =的焦点重合,且双曲线的渐近线方程为2y x =±,则该双曲线的方程为 ( )A 、224515y x -= B 、22154x y -= C 、22154y x -= D 、225514y x -=8、下列等式中,使M,A,B,C 四点共面的个数是 ( )①;OM OA OB OC =--②111;532OM OA OB OC =++③0;MA MB MC ++=④0OM OA OB OC +++= A. 1 B. 2 C. 3 D. 49、已知,()n n f n n n ⎧=⎨-⎩为奇数,为偶数若 1n a f n f n =++()(),则122014a a a ++⋅⋅⋅+=( )A 、1-B 、2012C 、0D 、-201210、设直线l :y =2x +2,若l 与椭圆2214y x +=的交点为A 、B ,点P 为椭圆上的动点,则使△PAB 的面积为2-1的点P 的个数为 ( ) A 、0 B 、1 C 、2 D 、311、将边长为1的正方形ABCD 沿对角线BD 折成直二面角,若点P 满足11BP BA BC BD 22=-+,则BP 的值为 ( ) A.32 B.2 C.10-24 D.9412、若直线l 被圆22:2C x y +=所截的弦长不小于2,则l 与下列曲线一定有公共点的是 ( )A 、22(1)1x y -+= B .2y x = C. 2212x y += D .221x y -=卷Ⅱ二.填空题 本大题共4小题,每小题5分,满分20分.13、已知(2,1,0)A ,(0,3,1)B ,(2,2,3)C ,则AC 在AB 上的正投影的数量为14、若实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥++≤-≥+-020022y x y x y x ,则22x y z +=的最大值为_______,最小值为______ .15、已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与抛物线28y x =有一个公共的焦点F ,且两曲线的一个交点为P ,若5PF =,则双曲线方程为16、正四棱柱''''ABCD A B C D -中,底面边长为1,侧棱长为2,且MN 是'AB ,'BC 的公垂线,M 在'AB 上,N 在'BC 上,则线段MN 的长度为 三.解答题本大题共6题,共70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10分)已知f(x)=2ax x a +-, (1)若函数()f x 有最大值178,求实数a 的值;(2)若不等式()f x >22312x x a --+-对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围; 18、(本小题满分12分)已知数列{}n a 为等差数列,53=a ,137=a ,数列{}n b 的前n 项和为n S ,且有12-=n n b S (1)求{}n a 、{}n b 的通项公式;(2)若n n n b a c =,{}n c 的前n 项和为n T ,求n T ;19、(本小题满分12分)如图,在正四棱柱1111ABCD A BC D -中,点O 是正方形ABCD 对角线的交点,14,2AA AB ==,点E ,F 分别在1CC 和1A A 上,且1A F CE =(Ⅰ)求证:1B F ∥平面BDE (Ⅱ)若1AO BE ⊥,求CE 的长; (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求二面角1A BE O --的余弦值.20、(本小题满分12分)如图,F 为抛物线px y 22=的焦点,A (4,2)为抛物线内一定点,P 为抛物线上一动点,且PA PF +的最小值为8。

(1)求该抛物线方程;(2)如果过F 的直线l 交抛物线于,M N 两点, 且32||≥MN ,求直线l 的倾斜角的取值范围。

21、(本小题满分12分)如图,三棱柱111ABC A B C -中,1CA CB,AB A A ,==且1BA A 60∠=︒ (Ⅰ)证明1AB A C;⊥(Ⅱ)若平面ABC ⊥平面11AA B B,AB CB 2,==求直线1A C 与平面11BB C C 所成角的正弦值.22、(本小题满分12分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>F 的直线l 与C 相交于A 、B 两点,当l 的斜率为1时,坐标原点O 到l (I )求椭圆的方程;(II )C 上是否存在点P ,使得当l 绕F 转到某一位置时,有OP OA OB =+成立?若存在,求出所有的P 的坐标与l 的方程;若不存在,说明理由。

当a ≠-2时,20164(2)(1)0a a a +>⎧⎨∆=-+-<⎩所以a >2. …10分18、解:(1)∵{}n a 是等差数列,且53=a ,137=a ,设公差为d 。

∴⎩⎨⎧=+=+1365211d a d a ,解得⎩⎨⎧==211d a ∴12)1(21-=-+=n n a n (*∈N n ) …3分在{}n b 中,∵12-=n n b S 当1=n 时,1211-=b b ,∴11=b 当2≥n 时,由12-=n n b S 及1211-=--n n b S 可得122--=n n n b b b ,∴12-=n n b b ∴{}n b 是首项为1公比为2的等比数列 ∴12-=n n b (*∈N n ) …6分(2)12)12(-⋅-==n n n n n b a c 122)12(25231-⋅-++⋅+⋅+=n n n T ①n n n n n T 2)12(2)32(2523212132⋅-+⋅-++⋅+⋅+⋅=- ②①-②得 n n n n T 2)12(222222112⋅--⋅++⋅+⋅+=--nn n 2)12(21)21(2211⋅----⋅+=-n n n 2)12()12(411⋅---+=-n n 2)32(3⋅---= ∴32)32(+⋅-=n n n T (*∈N n ) …12分19、解:解:(Ⅰ)证明:取1BE CE =,连结1EE 和1AE ,∴1EE BC =,1EE ∥BC ,BC AD =,BC ∥AD , ∴1EE AD =,1EE ∥AD .∴四边形1AE ED 为平行四边形, ∴1AE ∥DE , 在矩形11A ABB 中,11A F BE =,∴四边形11B FAE 为平行四边形. ∴1B F ∥1AE ,1B F ∥DE . ∵DE ⊂平面BDE ,1B F ⊄平面BDE ,∴1B F ∥平面BDE .———4分(Ⅱ)连结OE ,在棱柱1111ABCD A BC D -中,以OA 所在直线为x 轴,OB 所在直线为Y轴建系, 34CE =.————8分 (Ⅲ)以A 为原点,AB ,AD ,1AA 所在直线为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系. 11(2,0,0),(2,2,),(0,0,4),(1,1,0)2B E A O .1117(1,1,4),(2,0,4),(2,2,)2OA A B A E =--=-=-,由(Ⅱ)知1OA 为平面OBE 的一个法向量, 设(,,)x y z =n 为平面1A BE 的一个法向量,则 1100A B A E ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n ,即 24072202x z x y z -=⎧⎪⎨+-=⎪⎩, 令1z =,所以 1(2,,1)4=-n . ∴12cos ,6OA <>=n∵二面角1A BE O --的平面角为锐角, ∴二面角1A BE O --的余弦值为. 12分 20、(1)216y x =;4分(2)设直线方程为4x ky =+,与抛物线方程联立:216640y ky --= (6)分32MN =≥,21k ≥,所以斜率的范围是[]1,1-,所以倾斜角的范围是30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭…12分21、(Ⅰ)取AB 中点E,连结CE,1A B ,1A E , ∵AB=1AA ,1BAA ∠=060,∴1BAA ∆是正三角形,∴1A E ⊥AB, ∵CA=CB,∴CE⊥AB, ∵1CE A E ⋂=E,∴AB⊥面1CEA , ∴AB⊥1AC ;(Ⅱ)由(Ⅰ)知EC⊥AB,1EA ⊥AB,又∵面ABC⊥面11ABB A ,面ABC∩面11ABB A =AB,∴EC⊥面11ABB A ,∴EC⊥1EA , ∴EA,EC,1EA 两两相互垂直,以E 为坐标原点,EA 的方向为x 轴正方向,|EA |为单位长度,建立如图所示空间直角坐标系O xyz -, 有题设知A(1,0,0),1A(0,,0),C(0,0,),B(-1,0,0),则BC1BB =1AA1AC),设n =(,,)x y z 是平面11CBB C 的法向量,则100BC BB ⎧∙=⎪⎨∙=⎪⎩n n ,即00x x ⎧=⎪⎨=⎪⎩,可取n,1,-1), ∴1cos ,AC n =11|AC AC ∙n|n ||∴直线A 1C 与平面BB 1C1C 22、解(I )设(,0)F c ,直线:0l x y c --=,由坐标原点O到l=1c =.又c e a b a ==∴==(II )由(I )知椭圆的方程为22:132x y C +=.设11(,)A x y 、B 22(,)x y 由题意知l 的斜率为一定不为0,故不妨设 :1l x my =+代入椭圆的方程中整理得22(23)440m y my ++-=,显然0∆>。