山西省朔州市应县第一中学校2019-2020学年高二上学期期末数学(文)试题(解析版)

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高二年级期末考试数学试题(文)一、选择题1.下列说法不正确的是( )A. 命题“若a b >,则ac bc >”是真命题B. 命题“若220a b +=,则,a b 全为0”是真命题C. 命题“若0a =,则0ab =”的否命题是“若0a ≠,则0ab ≠”D. 命题“若0a =,则0ab =”的逆否命题是“若0ab ≠,则0a ≠” 【答案】A 【解析】 【分析】根据不等式性质,真命题,否命题,逆否命题性质逐一判断各个选项即可.【详解】A 选项,若a b >,当0c ≤时,ac bc >不成立,所以命题为假命题,所以A 不正确 B 选项,若220a b +=,则,a b 全为0正确,所以命题为真命题,正确 C 选项,否命题否定结论和条件,本选项满足否命题形式,正确D 选项,命题“若0a =,则0ab =”的逆否命题是“若0ab ≠,则0a ≠”满足逆否命题的形式. 所以答案选A【点睛】本题考查了不等式的性质,真命题的判断,否命题和逆否命题的知识.属于基础题目. 2.设,a b ∈R ,定点()2,0P 到动直线0ax by +=的距离最大值是()A.B.C. 2D.【答案】C 【解析】 【分析】根据题意作出示意图,给定倾斜角,利用倾斜角表示距离,再计算最大值.【详解】sin AB d OA θ==,考虑到过原点直线的对称性,取[0,]2πθ∈,所以max 2sin 22d π==,此时的直线方程为:0x =, 故选C.【点睛】本题考查点到直线的距离的最值,难度较易.处理点到直线距离最值的问题,可采用图示法也可以采用公式直接计算.3.命题“0x R ∃∈,使得20020x x --<”的否定形式是( )A. x R ∀∈,都有220x x --<B. 0x R ∃∈,使得20020x x --≥C. 0x R ∃∈,使得20020x x -->D. x R ∀∈,都有220x x --≥【答案】D 【解析】 【分析】根据特称命题的否定是全称命题可得选项.【详解】因为特称命题的否定是全称命题,所以,命题“0x R ∃∈,使得2020x x --<”的否定为: “x R ∀∈,都有220x x --≥”, 故选D .【点睛】本题考查全称命题与特称命题的否定关系,属于基础题.4.若22,0,1,3a ⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,则方程2222210x y ax ay a a +++++-=表示的圆的个数为( )A. 0B. 1C. 2D. 3【答案】B【解析】 分析】圆的标准方程为(x ﹣2a )2+(y+a )2=1﹣a ﹣34a 2 ,把a 的值逐一代入检验,可得结论. 【详解】方程x 2+y 2+ax+2ay+2a 2+a ﹣1=0 即方程(x ﹣2a )2+(y+a )2=1﹣a ﹣34a 2 ,可以表示以(2a ,﹣a 当a=﹣2时,圆心(1,2)、半径为0,不表示圆. 当a=0时,圆心(0,0)、半径为1,表示一个圆.当a=1时,圆心(12,﹣1)、1﹣a ﹣34a 2<0,不表示圆. 当a=23时,圆心(13,﹣23)、1﹣a ﹣34a 2=0,不表示圆.综上可得,所给的方程表示的圆的个数为1,故选B .【点睛】本题考查圆的一般方程表示圆的条件,属于基础题. 5.函数()ln xf x e x =在1x =处的切线方程是() A. ()1y e x =- B. 1y ex =-C. ()21y e x =-D. y x e =-【答案】A 【解析】 【分析】求导函数,切点切线斜率,求出切点的坐标,即可得到切线方程.【详解】求曲线y =e xlnx 导函数,可得f ′(x )=e xlnx xe x+ ∴f ′(1)=e ,∵f (1)=0,∴切点(1,0).∴函数f (x )=e x lnx 在点(1,f (1))处的切线方程是:y ﹣0=e (x ﹣1), 即y =e (x ﹣1) 故选A .【【点睛】本题考查导数的几何意义,考查学生的计算能力,属于基本知识的考查.6.椭圆221:1164x y C +=和椭圆222:1(04)416x y C k k k+=<<--有( )A. 相等的长轴长B. 相等的焦距C. 相等的离心率D. 相等的短轴长【答案】B 【解析】 【分析】椭圆1C 中,221116,4a b ==,22211112c a b =-=,椭圆2C 中,由04k <<,可知1640k k ->->,即222216,4a k b k =-=-,22222212c a b =-=,可知12c c =,1212,a a b b ≠≠,可判断出两个椭圆的焦距相等,长轴、短轴及离心率都不同.【详解】椭圆221:1164x y C +=中,221116,4a b ==,则22211112c a b =-=,则长轴长为8,短轴长为4,焦距为11c e a ==; 椭圆222:1(04)416x y C k k k +=<<--中,因为04k <<,所以1640k k ->->,即222216,4a k b k =-=-,22222212c a b =-=.因为12c c =,1212,a a b b ≠≠,所以两个椭圆的焦距相等,长轴、短轴及离心率都不同. 故选B.【点睛】本题考查了椭圆的方程,椭圆的几何性质,属于基础题. 7.圆222430x y x y +++-=上到直线:10l x y ++=之距离为的点有( )个A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】C 【解析】试题分析:圆的方程222430x y x y +++-=配方得22(1)(2)8x y +++=,圆心(1,2)C --,半径为r =(1,2)C --到直线10x y ++=12r ==,作出草图由图可知,圆上到直线10x y ++=的点有3个,故选C. 考点:1.圆的方程;2.直线与圆的位置关系;3.点到直线的距离.8.若点A 的坐标为()3,2,F 是抛物线22y x =的焦点,点M 在抛物线上移动时,使||||MA MF +取得最小值的M 的坐标为 ( )A. ()0,0B. 1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭C. (D. ()2,2【答案】D 【解析】如图所示,过M 作准线的垂线,垂足为B .MF MA MB MA +=+,当M 、B 、A 三点共线时,MB MA +最小,即M 运动到'M 时,即()2,2M ,故选D点睛:本题考查的是抛物线的定义在最值问题的运用.需要灵活运用抛物线的定义,实现抛物线上点到焦点的距离转化成抛物线上点到准线的距离,或者是抛物线上点到准线的距离转化成抛物线上点到焦点的距离,当几个点在一条直线的时候有距离的最小值.9.一个三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的表面积为( )A. 2+B. 16+C. 8+D. 8+【答案】C【解析】【分析】由题意判断几何体的形状,画出图形,从而求各个三角形的面积即可.【详解】由题意作图如图所示,△ABC与△ADC是全等的直角三角形,其中,BC=2,故S△ADC=S△ABC=12×2×3=3,△BDC是等腰直角三角形,BC=CD=2,故S△BCD=12×2×2=2,△ADB是等腰三角形,AB=AD=3,,故点A到BD的距离d==,故S△BAD=×2×=,故表面积S=3+3+2+=8+,故答案为:C【点睛】(1)本题主要考查三视图还原几何体,考查几何体表面积的计算,意在考查学生对这些知识的掌握水平和空间想象分析推理能力.(2)通过三视图找几何体原图常用的有直接法和模型法.10.若12,F F 分别是双曲线2211620x y -=的左、右焦点,P 为双曲线C 上一点,且19PF =,则2PF 的长为()A. 1B. 17或1C. 17D. 12【答案】C 【解析】 【分析】先根据1910PF =<,推出点P 在双曲线左支上,再根据双曲线的定义列等式可解得.【详解】因为194610PF a c =<+=+=,所以P 必在双曲线左支上, 所以根据双曲线的定义可得:212248PF PF a -==⨯=, 又19PF =,所以298PF -=, 解得:217PF =, 故选C.【点睛】本题考查了双曲线的定义,注意先判断出点P 在双曲线的左支上.属基础题.11.已知()1,2A 为椭圆221416x y +=内一点,则以A 为中点的椭圆的弦所在的直线方程为( )的A. 240x y ++=B. 240x y +-=C. 240x y ++=D. 240x y +-=【答案】D 【解析】 【分析】设以A 为中点的椭圆的弦的端点为()11,M x y 、()22,N x y ,由中点坐标公式可得出121224x x y y +=⎧⎨+=⎩,利用点差法可求出直线MN 的斜率,然后利用点斜式可写出直线MN 的方程,化为一般式即得答案. 【详解】设以A 为中点的椭圆的弦的端点为()11,M x y 、()22,N x y ,由于点()1,2A 为线段MN 的中点,所以12121222x x y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩,得121224x x y y +=⎧⎨+=⎩,将点M 、N 的坐标代入椭圆方程得2211222214161416x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩, 两式相减得222212120416x x y y --+=,即()()()()121212120416x x x x y y y y +-+-+=, 即()()1212240416x x y y --+=,所以,直线MN 的斜率为12122y y x x -=--, 因此,直线MN 的方程为()221y x -=--,化为一般式得240x y +-=. 故选:D.【点睛】本题考查利用弦的中点坐标求弦所在直线的方程,一般利用点差法求解,也可以将直线方程与圆锥曲线方程联立,利用韦达定理法求解,考查计算能力,属于中等题.12.已知椭圆221112211:1(0)x y C a b a b +=>>与双曲线222222222:1(0,0)x y C a b a b -=>>有相同的焦点12,F F ,点P 是曲线1C 与2C 的一个公共点,1e )2e 分别是1C 和2C 的离心率,若12PF PF ⊥,则22124e e +的最小值为( )A. 92B. 4C. 52D. 9【答案】A 【解析】 【分析】题意设焦距为2c ,椭圆长轴长为2a 1,双曲线实轴为2a 2,令P 在双曲线的右支上,由已知条件结合双曲线和椭圆的定义推出a 12+a 22=2c 2,由此能求出4e 12+e 22的最小值. 【详解】由题意设焦距为2c ,椭圆长轴长为2a 1,双曲线实轴为2a 2, 令P 在双曲线的右支上,由双曲线的定义|PF 1|﹣|PF 2|=2a 2,① 由椭圆定义|PF 1|+|PF 2|=2a 1,② 又∵PF 1⊥PF 2, ∴|PF 1|2+|PF 2|2=4c 2,③①2+②2,得|PF 1|2+|PF 2|2=4a 12+4a 22,④ 将④代入③,得a 12+a 22=2c 2,∴4e 12+e 22=2222124c c a a +=52+22212a a +21222a a ≥52+2=92.故选A .【点睛】在用基本不等式求最值时,应具备三个条件:一正二定三相等.①一正:关系式中,各项均为正数;②二定:关系式中,含变量的各项的和或积必须有一个为定值;③三相等:含变量的各项均相等,取得最值.二、填空题13.圆22640x y x y +-+=和圆22450x y x +--=交于A ,B 两点,则弦AB 的垂直平分线的方程是________.【答案】24y x =-+ 【解析】分析】弦AB 的垂直平分线即两圆心连线.【详解】2222640(3)(2)13x y x y x y +-+=⇒-++=2222450(2)9x y x x y +--=⇒-+=弦AB 的垂直平分线即两圆心连线 方程为24y x =-+ 故答案为24y x =-+ 【点睛】本题考查了弦的垂直平分线,转化为过圆心的直线可以简化运算.14.“a >1”是“函数()cos f x a x x =⋅+在R 上单调递增”的_______条件(选填“充分不必要”,“必要不充分”,“充要”,“既不充分也不必要”).【答案】充分不必要 【解析】 【分析】利用导数求得函数()cos f x a x x =⋅+在R 上单调递增时,实数a 的范围,根据充分条件和必要条件的定义,即可判定,得到结论.【详解】由题意,函数()cos f x a x x =⋅+在R 上单调递增,则()0f x '≥恒成立,即()sin 0f x a x =-≥',即sin a x ≥, 因为1sin 1x -≤≤,即1a ≥,所以“1a >”是“函数()cos f x a x x =⋅+在R 上单调递增”充分不必要条件.【点睛】本题主要考查了充分不必要条件的判定,解答中利用导数研究函数的单调性,得出实数a 的取值范围是解答的关键,着重考查了函数的单调性与导数的关系,以及推理与运算能力,属于基础题. 15.已知函数()31f x x ax =++的图象在点()()1,1f 处的切线过点(1,1)-,则a =_______.【答案】-5 【解析】【【分析】求出函数的导数f′(x )=3x 2+a ,f′(1)=3+a ,而f (1)=a+2,根据点斜式得到程,利用切线的方程经过的点求解即可.【详解】函数f (x )=x 3+ax+1的导数为:f′(x )=3x 2+a ,f′(1)=3+a ,而f (1)=a+2, 切线方程为:y ﹣a ﹣2=(3+a )(x ﹣1),因为切线方程经过(-1,1),所以1﹣a ﹣2=(3+a )(-1﹣1),解得a=-5.故答案为-5.【点睛】这个题目考查了利用导数求函数在某一点处的切线方程;步骤一般为:一,对函数求导,代入已知点得到在这一点处的斜率;二,求出这个点的横纵坐标;三,利用点斜式写出直线方程.16.如图,设椭圆22x y 95+=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过焦点F 1的直线交椭圆于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点,若△ABF 2的内切圆的面积为π,则|y 1-y 2|=_____.【答案】3【解析】【分析】由已知2ABF n 内切圆半径1r =,从而求出2ABF n ,再由2ABF n 面积12122y y c =-⨯,即可求出答案【详解】Q 椭圆22x y 195+=的左、右焦点分别为1F ,2 F ,32a b c ===, 过焦点1F 的直线交椭圆于()()1122A x y B x y ,,,两点,2ABF n 内切圆的面积为π2ABF ∴n 内切圆半径1r =,2ABF n 面积()2211262S AB AF BF a =⨯⨯++==2ABF ∴面积121211222622y y c y y =-⨯=-⨯⨯= 则123y y -=故答案为3【点睛】本题主要考查了椭圆的定义,三角形内切圆的性质和三角形的面积公式等知识点,在解题过程中一定要注意面积的计算,属于中档题.三、解答题17.已知命题2:60p k k --≤,命题q :方程2241y x k k +=--表示焦点在x 轴上的双曲线.(1)命题q 为真命题,求实数k 的取值范围;(2)若命题“p q ∨”为真,命题“p q ∧”为假,求实数k 的取值范围.【答案】(1)()1,4k ∈(2)[]()2,13,4k ∈-U【解析】【分析】(1)由题意得到()()40410k k k ->⎧⎨--<⎩,求解,即可得出结果;(2)先由题意,得到,p q 一真一假,分别讨论p 真q 假,p 假q 真,两种情况,即可求出结果.【详解】解:(1)若q 为真命题,则方程()()221441x y k k k +=---中,()()40410k k k ->⎧⎨--<⎩,解得()1,4k∈;(2)若命题“p q ∨”为真,“p q ∧”为假,则,p q 一真一假,1)若p 真q 假,则231,4k k k -≤≤⎧⎨≤≥⎩或,[]2,1k ∴∈-2)若p 假q 真,则2,314k k k ⎧-⎨<<⎩或,()3,4k ∴∈综上,[]()2,13,4k ∈-U【点睛】本题主要考查由命题的真假求参数的问题,会根据或且非的真假判断原命题真假即可,属于常考题型.18.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为平行四边形,点M 为PC 中点,且090PAB PDC ∠=∠=.(1)证明://PA 平面BDM ;(2)证明:平面PAB ⊥平面PAD .【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析【解析】【分析】(1) 连接AC 交BD 于点O ,连接OM ,可证//OM PA ,从而可证//PA 平面BDM .(2) 可证AB ⊥平面PAD ,从而得到平面PAB ⊥平面PAD .【详解】(1) 连接AC 交BD 于点O ,连接OM ,因为底面ABCD 为平行四边形,所以O 为AC 中点.在PAC ∆中,又M 为PC 中点,所以//OM PA .又PA ⊄平面BDM ,OM ⊂平面BDM ,所以//PA 平面BDM .(2) 因为底面ABCD 为平行四边形,所以//AB CD .又090PDC ∠=即CD PD ⊥,所以AB PD ⊥.又090PAB ∠=即AB PA ⊥.又PA ⊂平面PAD ,PD ⊂平面PAD ,PA PD P =I ,所以AB ⊥平面PAD .又AB Ì平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PAD .【点睛】线面平行的证明的关键是在面中找到一条与已知直线平行的直线,找线的方法是平行投影或中心投影,我们也可以通过面面平行证线面平行,这个方法的关键是构造过已知直线的平面,证明该平面与已知平面平行. 线面垂直的判定可由线线垂直得到,注意线线是相交的,也可由面面垂直得到,注意线在面内且线垂直于两个平面的交线.而面面垂直的证明可以通过线面垂直得到,也可以通过证明二面角是直二面角.19.已知圆22:24200C x y x y +---=())过点(4,4)P -的直线l 被圆C 截得的弦长为8,求直线l 的方程;())当k 取何值时,直线310kx y k -++=与圆C 相交的弦长最短,并求出最短弦长.【答案】())直线方程为4x =或3440x y ++=())4k =-时,弦长最短为【解析】【分析】())求出圆的圆心以及半径,利用垂径定理求出圆心到直线的距离,分别讨论直线斜率存在与不存在的情况,利用点到直线的距离公式,即可求得直线方程.())求出直线l 过定点()3,1M -,当CM l ⊥时,弦长最短,从而得到答案.【详解】由题可得圆的圆心C (1,2),半径=5r())设点C 到直线l 距离为d,圆的弦长公式,得8=,解得3d =,)当l 斜率不存在时,直线方程为4x =,满足题意)当l 斜率存在时,设直线方程为4(4)y k x +=-,则3d ==,解得34k =-, 所以直线的方程为3440x y ++=,综上,直线方程为4x =或3440x y ++=())由直线310kx y k -++=,可化为1(3)y k x -=+,可得直线l 过定点()3,1M -,当CM l ⊥时,弦长最短,又由14CM k =,可得4k =-,此时最短弦长为=【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.20.已知抛物线 2:2(0)E x py p =>,直线 2y kx =+ 与 E 交于 A ,B 两点,且 •2OA OB =u u u r u u u r,其中 O 为原点.(1)求抛物线 E 的方程;(2)点 C 坐标为 (0,-2),记直线 CA ,CB 的斜率分别为 1k ,2k ,证明:222122k k k +- 为定值.【答案】(1)2x y =;(2)证明过程详见解析.【解析】试题分析:本题考查抛物线的标准方程和几何性质、直线的方程、向量的数量积等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质,考查运算求解能力、综合分析和解决问题的能力.第一问,将直线与抛物线方程联立,消去参数y ,得到关于x 的方程,得到两根之和两根之积,设出点,A B 的坐标,代入到•2OA OB =u u u r u u u r 中,化简表达式,再将上述两根之和两根之积代入得出P 的值,从而得到抛物线的标准方程;第二问,先利用点,,A B C 的坐标得出直线,CA CB 的斜率,再根据抛物线方程转化参数12,y y ,得到k 和x 的关系式,代入到所求证的式子中,将上一问中的两根之和两根之积代入,化简表达式得出常数即可.试题解析:(Ⅰ)将2y kx =+代入22x py =,得2240x pkx p --=. 2分其中224160p k p ∆=+>设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则 122x x pk +=,124x x p =-. 4分2212121212••4422x x OA OB x x y y x x p p p=+=+=-+u u u r u u u r . 由已知,442p -+=,12p =. 所以抛物线E 的方程2x y =. 6分(Ⅱ)由(Ⅰ)知,12x x k +=,122x x =-.221111211211122y x x x x k x x x x x +++====-,同理221k x x =-, 10分 所以222221212121222()2()816k k k x x x x x x +-=--+=-=. 12分考点:1.抛物线的标准方程;2.韦达定理;3.向量的数量积;4.直线的斜率公式.21.已知函数()ln f x x ax =-.(1)当1a =时,判断函数()f x 的单调性;(2)若()0f x ≤恒成立,求a 取值范围.【答案】(1)函数()y f x =的单调递增区间为()0,1,单调递减区间为()1,+∞;(2)1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.【解析】【分析】(1)将1a =代入函数()y f x =的解析式,求出该函数的定义域,并求出导数()f x ',分别解不等式()0f x '>和()0f x '<,可得出函数()y f x =的单调递增区间和单调递减区间;(2)由()0f x ≤得出ln x a x ≥,构造函数()()ln 0x g x x x=>,利用导数求出函数()y g x =的最大值,即可得出实数a 的取值范围.【详解】(1)当1a =时,()ln f x x x =-,定义域为()0,∞+,且()111x f x x x-'=-=, 若()0f x '>,则01x <<;若()0f x '<,则1x >,所以,函数()y f x =的单调递增区间为()0,1,单调递减区间为()1,+∞;(2)若()0f x ≤恒成立,则ln 0x ax -≤恒成立, 0x Q >,所以分离变量得ln x a x ≥恒成立, 设()ln x g x x =,其中0x >,则()max a g x ≥,所以()21ln x g x x-'=, 当()0g x '<时,(),x e ∈+∞;当()0g x '>时,()0,x e ∈.即函数()ln x g x x=在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减. 的当x e =时,函数()ln x g x x=取最大值,即()()max 1g x g e e ==,所以1a e ≥. 因此,实数a 的取值范围是1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.【点睛】本题第一问考查利用导数求函数的单调区间,第二问考查利用导数研究函数不等式恒成立问题,在求解含单参数的函数不等式恒成立问题时,灵活利用参变量分离法求解,可避免分类讨论,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.22.已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左焦点1F ,直线:2360l x y --=与y 轴交于点P .且与椭圆交于A ,B 两点.A 为椭圆的右顶点,B 在x 轴上的射影恰为1F .(1)求椭圆E 的方程;(2)M 为椭圆E 在第一象限部分上一点,直线MP 与椭圆交于另一点N ,若:P N PMA B S S λ=V V ,求λ的取值范围.【答案】(1)22198x y +=;(2)99λ<<+【解析】【分析】(2)利用已知条件列出方程组,求解椭圆的几何量,然后求解椭圆E 的方程.(2)利用三角形的面积的比值,推出线段的比值,得到3PM PN λ=-u u u u r u u u r . 设MN 方程:2y kx =-,()()1122,,,M x y N x y ,联立方程,利用韦达定理,求出()()1122,2,,2PM x y PN x y =+=+u u u u r u u u r ,解出123x x λ=-,将123x x λ=-代入韦达定理,然后求解实数λ的取值范围.【详解】解::2360l x y --=Q 与椭圆的一个交点A 为椭圆的右顶点(3,0)A ∴.又1BF x ⊥轴,得到点2,b B c a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,22223332601a a b c b a c a b c=⎧=⎧⎪⎪⎪∴-+-=⇒=⎨⎨⎪⎪=⎩=+⎪⎩ 椭圆E 的方程为22198x y +=. (2)因为1sin 32(3)11sin 23PA PM APM S PAM PM PM S PBN PN PN PB PN BPN λλλ⋅⋅∠⋅===⇒=>⋅⋅⋅∠V V 所以3PM PN λ=-u u u u r u u u r ,由(1)可知(0,2)P -,设MN 方程2y kx =-,()()1122,,,M x y N x y , 联立方程222198y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()221936360k x kx +--=,得1221223698()3698k x x k x x k ⎧+=⎪⎪+*⎨-⎪⋅=⎪+⎩, 又()()1122,2,,2PM x y PN x y =+=+u u u u r u u u r ,有123x x λ=-,将其代入(*)化简可得:222(3)10898k k λλ-=+,因为M 为椭圆E 在第一象限部分上一点,所以23k >, 222108108(4,12)8989k k k ∴=∈++,则2(3)412λλ-<<且3λ>,解得99λ<<+【点睛】本题考查椭圆的简单性质以及这些与椭圆的位置关系的综合应用,考查转化思想以及计算能力,难度较大.。