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文档介绍
2018-2019学年黑龙江省哈尔滨市第三中学校高二上学期期中考试数学(理)试题(解析版)
2018-2019学年黑龙江省哈尔滨三中高二(上)期中数学试卷(理科) 一、选择题(本大题共12小题,共60.0分) 1. 抛物线y2=-8x的准线方程为( ) A. x=-2 B. x=-1 C. y=1 D. x=2 2. 已知△ABC的顶点B,C在椭圆x216+y29=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另一个焦点在BC上,则△ABC的周长是( ) A. 8 B. 83 C. 16 D. 24 3. 从标号分别为1、2、3、4的四个红球和标号分别为1、2、3的三个黑球及标号分别为1、2的两个白球中取出不同颜色的两个小球,不同的取法种数共有( ) A. 24种 B. 9种 C. 10种 D. 26种 4. 如果椭圆x24+y22=1的弦被点(1,1)平分,则这条弦所在的直线方程是( ) A. x+2y-3=0 B. 2x-y-3=0 C. 2x+y-3=0 D. x+2y+3=0 5. 已知直线l1:x+2ay-1=0,与l2:(2a-1)x-ay-1=0平行,则a的值是( ) A. 0或1 B. 1或14 C. 0或14 D. 14 6. 过抛物线x2=y的焦点F的直线交抛物线于不同的两点A、B,则1|AF|+1|BF|的值为( ) A. 2 B. 1 C. 14 D. 4 7. 已知直线y=kx-1与双曲线x2-y2=4的右支有两个交点,则k的取值范围为( ) A. (0,52) B. [1,52] C. (-52,52) D. (1,52) 8. 直线4x+3y+12=0分别与x轴、y轴交于A、B两点,点P在圆(x-2)2+y2=4上,则△ABP面积的取值范围是( ) A. [10,30] B. [10,15] C. [5,15] D. [5,10] 9. 正△ABC中,AC、BC边上的高分别为BD、AE,则以A、B为焦点,且过D、E的椭圆与双曲线的离心率的倒数和为( ) A. 3 B. 1 C. 23 D. 2 10. 已知椭圆y25+x2=1与抛物线x2=ay有相同的焦点F,O为原点,点P是抛物线准线上一动点,点A在抛物线上,且|AF|=4,则|PA|+|PO|的最小值为( ) A. 213 B. 42 C. 313 D. 46 11. 已知a,b∈(-1,0,1,2),关于x的方程ax2+2x+b=0=0有实数解的有序实数对(a,b)的个数为( ) A. 12 B. 13 C. 11 D. 14 12. 已知直线l与椭圆E:x2+y2b2=1(0<b<1)相切于第一象限的点P(x0,y0),且直线l与x轴、y轴分别交于点A、B,当△AOB(O为坐标原点)的面积最小时,∠F1PF2=π3(F1、F2是椭圆的两个焦点),则此时△F1PF2中∠F1PF2的平分线的长度为( ) A. 235 B. 435 C. 2315 D. 4315 二、填空题(本大题共4小题,共20.0分) 1. 已知实数x、y满足x-y≤1x-2y≥02x+y≥2,若z=2x+3y,则z的最大值是______. 2. 与双曲线x22-y2=1有相同的渐近线,并且过点(2,3)的双曲线的标准方程是________. 3. 若直线y=x+b与曲线y=3-4x-x2有公共点,则b的取值范围是______. 4. 已知双曲线E:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右顶点分别为A、B,M是E上一点,△ABM为等腰三角形,且外接圆面积为4πa2,则双曲线E的离心率为______. 三、解答题(本大题共6小题,共70.0分) 5. 已知A(-2,0),P(1,3),直线x+2y=5交x轴于点B. (1)求过点B且与直线AP垂直的直线方程; (2)经过点P的直线l把△PAB的面积分割成3:4两部分,求直线l的方程. 6. 已知圆C过点P(2,1),圆心为C(5,-3). (1)求圆C的标准方程; (2)如果过点A(O,1)且斜率为k的直线l与圆C没有公共点,求实数k的取值范围. 7. 已知椭圆C1:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的焦点是双曲线C2:x2-y23=1的顶点,椭圆C1的顶点是双曲线C2的焦点. (1)求椭圆C1的离心率; (2)若A、B分别是椭圆C1的左、右顶点,P为椭圆C1上异于A、B的一点. 求证:直线PA和直线PB的斜率之积为定值. 1. 已知抛物线C的顶点是坐标原点O,焦点F在y轴正半轴上,直线4x+4y+1=0与抛物线C相切. (1)求抛物线C的标准方程; (2)点M(0,m)在y轴负半轴上,若存在经过F的直线l与抛物线C交于A、B两点,使得∠AMB是钝角,求实数m的取值范围. 2. 已知椭圆C:x2t+y2t-1=1(t>1)的两个焦点分别为F1、F2,P为椭圆C的一个短轴顶点,∠PF1F2=60°. (1)求椭圆C的标准方程; (2)若经过椭圆C左焦点的直线l交椭圆C于A、B两点,Q为椭圆C的右顶点,求△ABQ面积的最大值. 3. 已知动点P到点F(1,0)与到直线x=2的距离比为22. (1)求动点P的轨迹方程; (2)设动点P的轨迹为C,直线l:y=kx-1(k>0)关于直线y=x-1对称的直线为l1,直线l、l1与轨迹C分别交于点A、M和A、N,记直线l1的斜率为k1: ①求证k•k1为定值; ②当k变化时,试问直线MN是否恒过定点?若恒过定点,求出该定点坐标;若不恒过定点,请说明理由. 答案和解析 1.【答案】D 【解析】 【分析】 抛物线y2=-8x的开口向左,2p=8,从而可得抛物线y2=-8x的准线方程. 本题考查抛物线的性质,考查学生的计算能力,属于基础题. 【解答】 解:抛物线y2=-8x的开口向左,2p=8, ∴抛物线y2=-8x的准线方程为x==2 故选:D. 2.【答案】C 【解析】 解:△ABC的顶点B,C在椭圆上, 顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另一个焦点在BC上, 由椭圆的定义可得:△ABC的周长是4a=4×4=16. 故选:C. 利用椭圆的定义转化求解即可. 本题考查椭圆的简单性质的应用,考查计算能力. 3.【答案】D 【解析】 解:红球和黑球中各取一个,共有4×3=12种, 红球和白球中各取一个,共有4×2=8种, 白球和黑球中各取一个,共有2×3=6种, 根据分类计数原理,共有12+8+6=26中, 故选:D. 根据分类计数原理即可求出. 本题考查了分类计数原理,关键是分类,属于基础题 4.【答案】A 【解析】 解:设过点A(1,1)的直线与椭圆相交于两点,E(x1,y1),F(x2,y2), 由中点坐标公式可知:, 则,两式相减得:+=0, ∴=-, ∴直线EF的斜率k==-, ∴直线EF的方程为:y-1=-(x-1),整理得:2y+x-3=0, 故选:A. 由题意可知:将E,F代入椭圆方程,由中点坐标公式,做差求得直线EF的斜率公式,由直线的点斜式方程,即可求得条弦所在的直线方程. 本题考查直线的点斜式方程,中点坐标公式,考查计算能力,属于中档题. 5.【答案】C 【解析】 解:当a=0时,两直线的斜率都不存在, 它们的方程分别是x=1,x=-1,显然两直线是平行的. 当a≠0时,两直线的斜率都存在,故它们的斜率相等, 由≠,解得:a=. 综上,a=0或, 故选:C. 先检验当a=0时,是否满足两直线平行,当a≠0时,两直线的斜率都存在,由≠,解得a的值. 本题考查两直线平行的条件,要注意特殊情况即直线斜率不存在的情况,要进行检验. 6.【答案】D 【解析】 解:设过抛物线x2=y的焦点F的直线方程为y=kx+. 由⇒, ,, ∴则===. 故选:D. 由抛物线x2=y与过其焦点F(0,)的直线方程联立,消去y整理成关于x的一元二次方程,设出A(x1,y1)、B(x2,y2)两点坐标,再依据抛物线的定义得出|AF|=y1+,|BF|=y2+,由韦达定理可以求得答案. 本题考查直线与抛物线的位置关系,考查抛物线的定义,考查数形结合思想,属中档题. 7.【答案】D 【解析】 解:双曲线的渐近线方程为y=±x, ∴当-1<k≤1时,直线与双曲线的右支只有1个交点, 当k≤-1时,直线与双曲线右支没有交点, 把y=kx-1代入x2-y2=4得:(1-k2)x+2kx-5=0, 令△=4k2+20(1-k2)=0,解得k=或k=-(舍). ∴1<k<. 故选:D. 根据双曲线的渐近线和切线的方程得出k的范围. 本题考查了双曲线的性质,切线方程的求解,属于中档题. 8.【答案】C 【解析】 解:∵直线4x+3y+12=0分别与x轴,y轴交于A,B两点, ∴A(-3,0),B(0,-4), AB=5 如图,圆心(2,0)到直线4x+3y+12=0的距离d=. ∴点P到AB的距离h,4-2≤h≤4+2,则S=, 则△ABP面积的取值范围是[5,15]. 故选:C. 求出A,B坐标,圆心(2,0)到直线4x+3y+12=0的距离d=.可得点P到AB的距离h,利用S=即可求解. 本题考查三角形面积的取值范围的求法,考查直线方程、点到直线的距离公式,是中档题. 9.【答案】A 【解析】 解:设椭圆长、短半轴分别为a,b,双曲线的实、虚轴分别为m , 设正△ABC的边长为2,则2a=+1,2m=, ∴以A、B为焦点,且过D、E的椭圆与双曲线的离心率分别为, . ∴. 故选:A. 设椭圆长、短半轴分别为a,b,双曲线的实、虚轴分别为m , 设正△ABC的边长为2,则2a=+1,2m=,可得椭圆与双曲线的离心率分别为,.即可求解. 本题考查椭圆、双曲线的几何性质,及离心率的定义,考查学生的计算能力,属于基础题. 10.【答案】A 【解析】 解:∵椭圆+x2=1,∴c2=5-1=4,即c=2,则椭圆的焦点为(0,±2), 不妨取焦点(0,2), ∵抛物线x2=ay=4()y, ∴抛物线的焦点坐标为(0,), ∵椭圆+x2=1与抛物线x2=ay有相同的焦点F, ∴=2,即a=8,则抛物线方程为x2=8y,准线方程为y=-2, ∵|AF|=4,由抛物线的定义得, ∴A到准线的距离为4,y+2=4, 即A点的纵坐标y=2, 又点A在抛物线上, ∴x=±4,不妨取点A的坐标A(4,2); A关于准线的对称点的坐标为B(4,-6) 则|PA|+|PO|=|PB|+|PO|≥|OB|, 即O,P,B三点共线时,有最小值, 最小值为|AB|==. 故选:A. 利用抛物线的定义由|AF|=4得到A到准线的距离为4,即可求出点A的坐标,最后利用平面几何的方法即可求出距离之和的最小值. 本题主要考查学生灵活运用抛物线的简单性质解决最小值问题,灵活运用点到点的距离、对称性化简求值,是一道中档题. 11.【答案】B 【解析】 解:(1)当a=0时,方程为2x+b=0,此时一定有解; 此时b=-1,0,1,2; 即(0,-1),(0,0),(0,1),(0,2)四种. (2)当a≠0时,方程为一元二次方程, ∴△=4-4ab≥0, ∴ab≤1.所以a=-1,1,2,此时a,b的对数为: (-1,0),(-1,2),(-1,-1),(-1,1), (1,-1),(1,0),(1,1),(2,-1), (2,0),共9种, 关于x的方程ax2+2x+b=0有实数解的有序数对的个数为13种, 故选:B. 由于关于x的方程ax2+2x+b=0有实数根,所以分两种情况:(1)当a≠0时,方程为一元二次方程,那么它的判别式大于或等于0,由此即可求出a的取值范围;(2)当a=0时,方程为2x+b=0,此时一定有解. 本题考查了一元二次方程根的情况与判别式△的关系:(1)△>0⇔方程有两个不相等的实数根;(2)△=0⇔方程有两个相等的实数根;(3)△<0⇔方程没有实数根,在解题时要注意分类讨论思想运用.考查分类讨论思想. 12.【答案】A 【解析】 解:由题意,切线方程为xx0+=1, ∵直线l与x、y轴分别相交于点A、B, ∴A(,0),B(0,), ∴S△AOB=•, ∵1=+≥ ∴≥, ∴S△AOB≥b,当且仅当x0==时,△AOB(O为坐标原点)的面积最小, 设|PF1|=x,|PF2|=y,则x+y=2a=2,由余弦定理可得4c2=x2+y2-xy,∴xy=b2, ∴△PF1F2的面积S=xysin=b2, ∴×2c•y0=b2, ∴y0==b, ∴c=b, ∵c2+b2=a2=1, ∴b=, 设△F1PF2中∠F1PF2的平分线的长度为m, 则|PF1|•m•sin+|PF1|•m•sin=(x+y)==×, ∴m=, 故选:A. 由题意,切线方程为xx0+=1,利用基本不等式,结合△AOB(O为坐标原点)的面积最小,可得切点坐标,利用三角形的面积公式,建立方程,即可求出实数m的值. 本题考查三角形面积的计算,考查直线与椭圆的位置关系,考查余弦定理的运用,属于难题. 13.【答案】7 【解析】 解:作出不等式对应的平面区域(阴影部分) 由z=2x+3y,得y=-x+, 平移直线y=-x+,由图象可知当直线y=-x+经过点A时, 直线y=-x+的截距最大,此时z最大. 由,解得A(2,1). 此时z的最大值为z=2×2+3×1=7, 故答案为:7. 作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即可求z的最大值. 本题主要考查线性规划的应用,利用z的几何意义,通过数形结合是解决本题的关键. 14.【答案】y27-x214=1 【解析】 【分析】 本题考查双曲线方程的求法,考查双曲线的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题,设双曲线有相同的渐近线的双曲线方程为=λ,(λ≠0),把点(2,3)代入,求出λ=-7,由此能求出双曲线方程. 【解答】 解:设双曲线有相同的渐近线的双曲线方程为=λ(λ≠0), 把点(2,3)代入,得: =-7, ∴λ=-7, ∴所求双曲线方程为-=1, 故答案为:-=1. 15.【答案】[1-22,3] 【解析】 解:如图所示:曲线y=3-,即y-3=-, 平方可得(x-2)2+(y-3)2=4( 1≤y≤3,0≤x≤4), 表示以A(2,3)为圆心,以2为半径的一个半圆. 由圆心到直线y=x+b的距离等于半径2,可得=2,∴b=1+,或b=1-. 结合图象可得1-≤b≤3, 故答案为:[1-,3]. 曲线即(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),表示以A(2,3)为圆心,以2为半径的一个半圆,由圆心到直线y=x+b的距离等于半径2,解得b=1+b=1-.结合图象可得b的范围. 本题主要考查直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式,体现了数形结合的数学思想,属于中档题. 16.【答案】2 【解析】 解:设M在双曲线的右支上 ∵外接圆面积为4πa2,∴4πa2=πR2,⇒R=2a. MA=AB=2a,∠MAB=θ, ∴=2R=4a,⇒sinθ=, 则M的坐标为(2a,a), 代入双曲线方程可得,可得a=b, 即有e=. 故答案为:. 设M在双曲线的右支上,由题意可得M的坐标为(2a,a),代入双曲线方程可得a=b,再由离心率公式即可得到所求值. 本题考查双曲线的方程和性质,主要考查双曲线的离心率的求法,运用任意角的三角函数的知识,求得M的坐标是解题的关键. 17.【答案】解:(1)kAP=0-3-2-1=1,∴过点B且与直线AP垂直的直线方程为:y=-(x-5),化为:x+y-5=0; (2)直线x+2y=5交x轴于点B(5,0). 设直线l与x轴相交于点M(x,0). ∵经过点P的直线l把△PAB的面积分割成3:4两部分, ∴x-(-2)5-x=34,解得x=1. ∴直线l的方程为:x=1. 【解析】 (1)利用斜率计算公式可得:kAP,即可得出过点B且与直线AP垂直的直线方程. (2)直线x+2y=5交x轴于点B(5,0).设直线l与x轴相交于点M(x,0).根据经过点P的直线l把△PAB的面积分割成3:4两部分,可得=,解得x,即可得出直线l的方程. 本题考查了斜率计算公式、相互垂直的直线斜率之间的关系、直线方程,考查了推理能力与计算能力,属于基础题. 18.【答案】解:(1)由已知可得圆的半径r=|PC|=(5-2)2+(-3-1)2=5. ∴圆C的标准方程(x-5)2+(y+3)2=25; (2)由题意可知,直线方程为y=kx+1,即kx-y+1=0. 由|5k+3+1|k2+1>5,解得k>940. ∴实数k的取值范围是(940,+∞). 【解析】 (1)由已知求出圆的半径,然后直接写出圆的标准方程; (2)写出过A的直线方程,由圆心到直线的距离大于半径求得实数k的取值范围. 本题库存车圆的标准方程的求法,考查直线与圆位置关系的应用,是基础题. 19.【答案】解:(1)双曲线C2:x2-y23=1的顶点为(±1,0),焦点为(±2,0); 则椭圆C1的焦点是(±1,0),顶点是(±2,0); ∴a=2,c=1, ∴椭圆C1的离心率e=ca=12; (2)证明:b2=a2-c2=3, ∴椭圆C1的标准方程为x24+y23=1, 则椭圆的左、右顶点为A(-2,0)、B(2,0), 设点P(x1,y1),x1≠±2, ∴x124+y123=1, ∴y12=3(1-x124)=34(4-x12); ∴kPA=0-y1-2-x1=y12+x1,kPB=0-y12-x1=y1x1-2, ∴kPA•kPB=y12x12-4=34(4-x12)x12-4=-34, ∴直线PA 和直线PB的斜率之积为定值. 【解析】 (1)根据双曲线与椭圆的定义和性质,求出椭圆C1的离心率; (2)写出椭圆C1的标准方程,设出点P的坐标, 计算直线PA和直线PB的斜率,求斜率之积即可. 本题考查了椭圆与双曲线的定义和简单几何性质的应用问题,是基础题. 20.【答案】解:(1)设抛物线方程为x2=2py(p>0), 联立x2=2py4x+4y+1=0,可得2x2+4px+p=0. 由△=16p2-8p=0,得p=12. ∴抛物线C的标准方程为x2=y; (2)如图,由抛物线C的标准方程为x2=y,得F(0,14), 直线l的方程为y=kx+14, 联立y=kx+14x2=y,得4x2-4kx-1=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1+x2=k,x1x2=-14, y1+y2=k(x1+x2)+12=k2+12,y1y2=116. MA=(x1,y1-m),MB=(x2,y2-m), 由∠AMB是钝角,得: MA⋅MB=x1x2+(y1-m)(y2-m)=x1x2+y1y2-m(y1+y2)+m2 =-14+116-m(k2+12)+m2<0. 则关于k的不等式-16mk2+16m2-8m-3<0有解, ∴16m2-8m-3<0,解得-14<m<34. ∴实数m的取值范围是(-14,34). 【解析】 (1)设抛物线方程为x2=2py(p>0),联立直线方程与抛物线方程,化为关于x的一元二次方程,由判别式为0求得p,则抛物线方程可求; (2)由抛物线C的标准方程为x2=y,得F(0,),得到直线l的方程为y=kx+,联立直线方程与抛物线方程,利用根与系数的关系可得A,B的横 纵坐标的和与积,再由∠AMB是钝角,得:,由此可得实数m的取值范围. 本题考查抛物线的简单性质,考查直线与抛物线位置关系的应用,考查数学转化思想方法,是中档题. 21.【答案】解:(1)∵椭圆C:x2t+y2t-1=1(t>1)的两个焦点分别为F1、F2,P为椭圆C的一个短轴顶点,∠PF1F2=60°. ∴a=2c,a2=t,b2=t-1,c2=a2-b2, 联立解得c=1,a=2,b2=3, ∴椭圆C的标准方程为:x24+y23=1. (2)由题意可得:直线l的斜率不为0,设直线l的方程为:ty=x+1.设A(x1,y1),B(x2,y2). 联立ty=x+1x24+y23=1,化为:(3t2+4)y2-6ty-9=0, △>0, ∴y1+y2=6t3t2+4,y1y2=-93t2+4, ∴|y1-y2|=(y1+y2)2-4y1y2=36t2(3t2+4)2-4×-93t2+4=12t2+13t2+4. ∴S△ABQ=12•|y1-y2|•(c+a)=12×12t2+13t2+4×3=18t2+13t2+4. 令t2+1=m≥1,可得:t2=m2-1. ∴S△ABQ=18m3m2+1=f(m), f′(m)=18(1-3m2)(3m2+1)2≤0, 可得m=1,即t=0时,函数f(m)取得最大值,即S△ABQ=92, ∴△ABQ面积的最大值为92. 【解析】 (1)椭圆的两个焦点分别为F1、F2,P为椭圆C的一个短轴顶点,∠PF1F2=60°.可得a=2c,a2=t,b2=t-1,c2=a2-b2,联立解出,可得椭圆C的标准方程. (2)由题意可得:直线l的斜率不为0,设直线l的方程为:ty=x+1.设A(x1,y1),B(x2,y2).联立椭圆方程可得:(3t2+4)y2-6ty-9=0,利用根与系数的关系可得|y1-y2|=,利用S△ABQ=•|y1-y2|•(c+a),通过换元利用导数研究其单调性即可得出. 本题考查了椭圆的标准方程及其性质 、一元二次方程的根与系数的关系、三角形面积计算公式、利用导数研究函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于难题. 22.【答案】解:(1)动点P(x,y)到点F(1,0)与到直线x=2的距离比为22, 可得(x-1)2+y2|x-2|=22, 平方可得2(x2+y2-2x+1)=x2-4x+4, 即x2+2y2=2, 可得动点P的轨迹方程为x22+y2=1; (2)①证明:设直线l上任意一点P(x,y) 关于直线y=x-1对称点为P0(x0,y0), 直线l与直线l1的交点为(0,-1), ∴l:y=kx-1,l1:y=k1x-1,k=y+1x,k1=y0+1x0, 由y+y02=x+x02-1,得y+y0=x+x0-2…①, 由y-y0x-x0=-1,得y-y0=x0-x…②, 由①②得y0=x-1x0=y+1, kk1=yy0+(y+y0)+1xx0=y(x-1)+y+x-1+1x(y+1)=1; ②设点M(x1,y1),N(x2,y2), 由x2+2y2=2y=kx-1得(1+2k2)x2-4kx=0, 可得x=0或x=4k1+2k2, 即M(4k1+2k2,2k2-12k2+1), 由kk1=1,可将k换为1k, 可得N(4k2+k2,2-k22+k2), kMN=yM-yNxM-xN=-1+k2k, 即直线MN:y-yN=kMN(x-xN), 可得y-2-k22+k2=-1+k2k(x-4k2+k2), 即为y=-1+k2kx+3, 则当k变化时,直线MN过定点(0,3). 【解析】 (1)设P(x,y),运用两点的距离公式和点到直线的距离公式,化简即可得到所求轨迹方程; (2)①设直线l上任意一点P(x,y)关于直线y=x-1对称点为P0(x0,y0),利用P与P0关于直线y=x-1对称可得关系,代入斜率乘积即可得到k•k1的值; ②设出M,N的坐标,分别联立两直线方程与椭圆方程,求出M,N的坐标,进一步求出MN所在直线的斜率,写出直线方程的点斜式,整理后由直线系方程可得当k变化时,可得直线MN过定点. 本题考查椭圆的简单性质,直线恒过定点的求法,考查直线与椭圆位置关系的应用,考查计算能力,是中档题.查看更多