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- 2024-03-20 发布
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山西省祁县中学 2018-2019 学年高二上学期期末模拟一考试
数学(理)试题
评卷人 得分
一、单选题
1.若直线 ,直线 ,则直线 a 与 b 的位置关系是( )
A.相交 B.异面 C.异面或平行 D.平行
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意,直线 a∥α,可得直线与面没有公共点,故直线与面的线没有公共点,由此关系
即可得出直线 a 与 b 的位置关系.
【详解】
由题意直线 a∥α,直线 b⊂α,可得直线 a,b 一定没有公共点,故两直线的位置关系可
以是异面或平行
故选:C.
【点睛】
本题考点是空间中直线与直线的位置关系,考察了线与面平行时,线与面内的线之间位
置关系的判断,解题的关键是理解线面平行的定义及空间中线与线之间的位置关系,本
题考察了空间想像能力及推理判断能力.
2.已知命题 P: “若两直线没有公共点,则两直线异面.”则其逆命题、否命题和逆否命题
中,真命题的个数是( )
A.0 B.2 C.1 D.3
【答案】B
【解析】
【分析】
断原命题为假命题,可知其逆否命题为假命题,再判断原命题的逆命题为真命题,可知
原命题的否命题为真命题.
【详解】
解:若两直线没有公共点,两直线平行或异面,
则命题 p:“若两直线没有公共点,则两直线异面”为假命题,其逆否命题为假命题;
命题 p 的逆命题为:“若两直线异面,则两直线没有公共点”,为真命题,
∴原命题的否命题也为真命题.
∴原命题的逆命题,否命题和逆否命题中,真命题的个数是 2.
故选:B.
【点睛】
本题考查命题的真假判断与应用,考查原命题的逆命题、否命题、逆否命题之间的关系,
是基础题.
3.下列说法正确的是( )
A.“f(0) ”是“函数 f(x)是奇函数”的充要条件
B.若 p: , ,则 : ,
C.“若 ,则 ”的否命题是“若 ,则 ”
D.若 为假命题,则 p,q 均为假命题
【答案】C
【解析】
【分析】
根据四种命题之间的关系,对选项中的命题分析、判断即可.
【详解】
对于 A,f (0)=0 时,函数 f (x)不一定是奇函数,如 f(x)=x2,x∈R;
函数 f (x) 是奇函数时,f(0)不一定等于零,如 f(x) ,x≠0;
是即不充分也不必要条件,A 错误;
对于 B,命题 p: ,
则¬p:∀x∈ ,x2﹣x﹣1≤0,∴B 错误;
对于 C,若 α ,则 sinα 的否命题是
“若 α ,则 sinα ”,∴C正确.
对于 D,若 p∧q 为假命题,则 p,q 至少有一假命题,∴D错误;
故选:C.
【点睛】
本题考查了命题真假的判断问题,涉及到奇函数的性质,特称命题的否定,原命题的否
命题,复合命题与简单命题的关系等知识,是基础题.
4 . 设 棱 长 为 1 的 正 方 体 中 的 8 个 顶 点 所 成 集 合 为 M , 向 量 的 集 合
,则 P 中模长为 的向量的个数为 ( )
A.1 B.8 C.4 D.2
【答案】B
【解析】
【分析】
P 中模长为 的向量的为 , , , , , , , ,从而集合 P 中
模长为 的向量的个数为 8.
【详解】
解:∵棱长为 1 的正方体 AC1 中的 8 个顶点所成集合为 M,
向量的集合 ,
则 P 中模长为 的向量的为:
, , , , , , , ,
∴集合 P 中模长为 的向量的个数为 8.
故选:B.
【点睛】
本题考查满足条件的向量的个数的求法,考查正方体的性质、结构特征等基础知识,考
查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.
5.直线 : 与 : 平行,则 m 等于
A. B. C. 或 1 D.1
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意可得 m≠0,根据两直线平行,一次项系数之比相等,但不等于常数项之比,可
得 ,由此求得 m 的值.
【详解】
解:由题意可得 m≠0,由 解得 m=1,
故选:D.
【点睛】
两直线位置关系的判断: 和 的平行和垂直的条件
属于常考题型,如果只从斜率角度考虑很容易出错,属于易错题题型,应熟记结论:
垂直: ;
平行: ,同时还需要保证两条直线不能重合,需要检验!
6.已知方程 表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值范围是
A. 或 B. C. 或 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据焦点在 y 轴上的椭圆的方程的特点是方程中 y2 的分母比 x2 分母大且是正数,列出
不等式组,求出 m 的范围.
【详解】
解: 表示焦点在 y 轴上的椭圆,
∴2﹣m>|m|﹣1>0
解得
故选:A.
【点睛】
本题考查椭圆的标准方程,考查计算能力,属于基础题.
7.圆 与直线 位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.由 确定
【答案】A
【解析】
【分析】
把圆的方程化为标准方程后,找出圆心坐标和圆的半径 r,利用点到直线的距离公式表
示出圆心到已知直线的距离 d,根据正弦函数的值域及 θ 的取值可得 d 小于 r,从而判
断出圆与直线相离.
【详解】
解:把圆的方程化为标准方程得:x2+y2 ,
∴圆心坐标为(0,0),半径 r ,
又 ,
∴圆心到直线 x•sinθ+y﹣1=0 的距离 d r,
则直线与圆的位置关系为相离.
故选:A.
【点睛】
此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:圆的标准方程,点到直线的距离公式,
正弦函数的定义域及值域,直线与圆的位置关系由 d 与 r 的大小关系来判断:当0≤d<
r 时,直线与圆相交;当 d=r 时,直线与圆相切;当 d>r 时,直线与圆相离.
8.双曲线 右支上点 到其第一、三象限渐近线距离为 ,则 a+b=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
P(a,b)点在双曲线上,则有 a2﹣b2=1,即(a+b)(a﹣b)=1.根据点到直线的距
离公式能够求出 a﹣b 的值,由此能够得到 a+b 的值.
【详解】
解:P(a,b)点在双曲线上,则有 a2﹣b2=1,即(a+b)(a﹣b)=1.
d ,
∴|a﹣b|=2.
又 P 点在右支上,在渐近线 y=x 的下方,则有 a>b,
∴a﹣b=2.
∴|a+b|×2=1,a+b ,
故选:A.
【点睛】
本小题主要考查双曲线的简单性质、不等式表示的区域、点到直线的距离等基础知识,
考查运算求解能力,考查数形结合思想,属于基础题.
9.一个圆圆心为椭圆右焦点,且该圆过椭圆中心,交椭圆于 P,直线 为该椭圆左
焦点是此圆切线,则椭圆离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
先根据题意和椭圆定义可知根据椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a,所以|PF2|=2a﹣c;
利用特殊三角形可得: ,进而建立等式求得 e.
【详解】
设 F2 为椭圆的右焦点
由题意可得:圆与椭圆交于 P,并且直线 PF1(F1 为椭圆的左焦点)是该圆的切线,
所以点 P 是切点,所以 PF2=c 并且 PF1⊥PF2.
又因为 F1F2=2c,所以∠PF1F2=30°,所以 PF1 c.
根据椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a,
所以|PF1|=2a﹣c.
所以 2a﹣c ,所以 e .
故选:A
【点睛】
本小题主要考查椭圆的简单性质、直线与圆的相切、椭圆的定义等基础知识,考查运算
求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想.属于基础题.
10.圆 , 、 ,动抛物线过 A、B 两点,且以圆的切线为准线,则
抛物线的焦点轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由题设知,焦点到 A 和 B 的距离之和等于 A 和 B 分别到准线的距离和.而距离之和为 A
和 B 的中点 O 到准线的距离的二倍,即为 2r=4,所以焦点的轨迹方程 C 是以 A 和 B
为焦点的椭圆.由此能求出该抛物线的焦点 F 的轨迹方程.
【详解】
解:由题设知,焦点到 A 和 B 的距离之和等于 A 和 B 分别到准线的距离和.
而距离之和为 A 和 B 的中点 O 到准线的距离的二倍,即为 2r=4,
所以焦点的轨迹方程 C 是以 A 和 B 为焦点的椭圆:
其中 a 为 2,c 为 1.轨迹方程为: .
故选:D.
【点睛】
本题以圆为载体,考查椭圆的定义,考查椭圆的标准方程,考查圆锥曲线的性质和应用,
解题时要认真审题,仔细求解.
11.已知正方体 ABCD-A1B1C1D1 的棱长为 2,E 为棱 CC1 的中点,点 M 在正方形 BCC1B1
内运动,且直线 AM//平面 A1DE,则动点 M 的轨迹长度为( )
A. B.π C.2 D.
【答案】D
【解析】
【分析】
设平面 DA1E 与直线 B1C1 交于点 F,连接 AF、EF,则 F 为 B1C1 的中点.分别取 B1B、
BC 的中点 N、O,连接 AN、ON、AO,可证出平面 A1DE∥平面 ANO,从而得到 NO 是
平面 BCC1B1 内的直线.由此得到 F 的轨迹被正方形 BCC1B1 截得的线段是线段 ON.
【详解】
解:设平面 DA1E 与直线 B1C1 交于点 F,连接 AF、EF,
则 F 为 B1C1 的中点.
分别取 B1B、BC 的中点 N、O,连接 AN、ON、AO,
则∵A1F∥AO,AN∥DE,A1F,DE⊂平面 A1DE,
AO,AN⊂平面 ANO,
∴A1F∥平面 ANO.同理可得 DE∥平面 ANO,
∵A1F、DE 是平面 A1DE 内的相交直线,
∴平面 A1DE∥平面 ANO,
所以 NO∥平面 A1DE,
∴直线 NO⊂平面 A1DE,
∴M 的轨迹被正方形 BCC1B1 截得的线段是线段 NO.
∴M 的轨迹被正方形 BCC1B1 截得的线段长 NO .
故选:D.
【点睛】
本题给出正方体中侧面 BCC1B1 内动点 M 满足 NO∥平面 A1DE,求 M 的轨迹被正方形
BCC1B1 截得的线段长,着重考查了正方体的性质,解题时要注意空间思维能力的培
养.
12.如图是几何体的平面展开图,其中四边形 ABCD 为正方形,E,F 分别为 PA,PD 的中点,
在此几何体中,给出下面 4 个结论:
①直线 BE 与直线 CF 共面; ②直线 BE 与直线 AF 异面;
③直线 EF∥平面 PBC; ④平面 BCE⊥平面 PAD.
其中正确的有( )
A.1 个 B.3 个 C.2 个 D.4 个
【答案】B
【解析】
【分析】
①连接 EF,由 E、F 分别为 PA、PD 的中点,可得 EF∥AD,从而可得 E,F,B,C 共
面,故直线 BE 与直线 CF 是共面直线;
②根据 E∈平面 PAD,AF⊂平面 PAD,E∉AF,B∉平面 PAD,可得直线 BE 与直线 AF
是异面直线;
③由①知 EF∥BC,利用线面平行的判定可得直线 EF∥平面 PBC;
④由于不能推出线面垂直,故平面 BCE⊥平面 PAD 不成立.
【详解】
解:如图所示,
①连接 EF,则∵E、F 分别为 PA、PD 的中点,∴EF∥AD,∵AD∥BC,∴EF∥BC,∴E,
F,B,C 共面,∴直线 BE 与直线 CF 是共面直线,故①正确;
②∵E∈平面 PAD,AF⊂平面 PAD,E∉AF,B∉平面 PAD,∴直线 BE 与直线 AF 是异面
直线,故②正确;
③由①知 EF∥BC,∵EF⊄平面 PBC,BC⊂平面 PBC,∴直线 EF∥平面 PBC,故③正
确;
④由于不能推出线面垂直,故平面 BCE⊥平面 PAD 不成立.
故选:B.
【点睛】
本题考查空间线面位置关系,考查异面直线的判定,考查线面平行,属于中档题.
第 II 卷(非选择题)
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评卷人 得分
二、填空题
13.如下图,矩形 是水平放置的一个平面图形的斜二测画法画出的直观图,其
中 , ,则原图形是_____.
【答案】菱形
【解析】
【分析】
由题意画出原平面图形,结合图形即可判断该图形是菱形.
【详解】
解:根据题意,直观图的两组对边分别平行,
且 O′A′=6cm,C′D′=O′C′=2cm,∴O′D′=2 ;
还原为平面图形是邻边不垂直,且 CD=2,OD=4 ,
如图所示,
∴OC=6cm,
∴四边形 OABC 是菱形.
故答案为:菱形.
【点睛】
本题考查了平面图形与它的直观图应用问题,是基础题.
14.在正方体 AC1 中,棱长为 2,点 M 在 DD1 上,点 N 在面 ABCD 上,MN=2,点 P
为 MN 的中点,则点 P 的轨迹与正方体的面围成的几何体的体积为___.
【答案】
【解析】
【分析】
不论△MDN 如何变化,P 点到 D 点的距离始终等于 1,从而 P 点的轨迹是一个以 D 为
中心,半径为 1 的球的 ,由此能求出结果
【详解】
解:如图可得,端点 N 在正方形 ABCD 内运动,连接 N 点与 D 点,
由 ND,DM,MN 构成一个直角三角形,
设 P 为 MN 的中点,
根据直角三角形斜边上的中线长度为斜边的一半,
得不论△MDN 如何变化,P 点到 D 点的距离始终等于 1.
故 P 点的轨迹是一个以 D 为中心,半径为 1 的球的 .
其体积 V π×13 .
故答案为: .
【点睛】
本题考查几何体的体积的求法,是中档题,解题时要注意空间思维能力的培养,明确动
点 P 的轨迹是解题的关键.
15.设双曲线 与 离心率分别为 , ,则当 a,b 变化时,
最小值为_________ .
【答案】
【解析】
【分析】
先根据双曲线的标准方程求出 e1 和 e2,根据 并利用基本不等式求出 e1e2≥2,
再由 ,求出其最小值.
【详解】
解:由题意可得 e1 ,e2 ,
∴ 2 ,∴e1e2≥2,
∴ ,当且仅当 a=b 时,等号成立.
故 最小值为 .
故答案为: .
【点睛】
本题主要考查双曲线的标准方程以及双曲线的简单性质的应用,求出 e1 和 e2 之后,根
据 a,b,c 之间的数量关系利用均值不等式推导 e1+e2 的最小值.
16.AB 为过抛物线焦点 F 的弦,P 为 AB 中点,A、B、P 在准线 l 上射影分别为 M、N、
Q , 则 下 列 命 题 : 以 AB 为 直 径 作 圆 , 则 此 圆 与 准 线 l 相 交 ; ;
; ; 、O、N 三点共线 为原点,正确的是______ .
【答案】②③④⑤
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义,可知 AP+BP=AM+BN,从而 ,所以以 AB 为直径作圆则此
圆与准线 l 相切,故可判断①错,③对;由 AP=AF 可知∠AMF=∠AFM,同理∠BFN
=∠BNF,利用 AM∥BN,可得 MF⊥NF,从而可判断②④正确;
对于 ⑤,不妨设抛物线方程为 y2=2px,直线 AB: ,从而可证明 kOA=kON,
故可判断.
【详解】
解:由题意,AP+BP=AM+BN
∴ ,∴以 AB 为直径作圆则此圆与准线 l 相切,故①错,③对;
由 AP=AF 可知∠AMF=∠AFM,同理∠BFN=∠BNF,利用 AM∥BN,可得 MF⊥NF,
从而②④正确;
对于 ⑤,不妨设抛物线方程为 y2=2px,直线 AB:
联立可得 y2﹣2kpy﹣p2=0
设 , ,则
∴ ,
∵y1y2=﹣p2,∴kOA=kON,故⑤正确
故答案为②③④⑤
【点睛】
本题以抛物线为载体,考查抛物线过焦点弦的性质,关键是正确运用抛物线的定义,合
理转化,综合性强.
评卷人 得分
三、解答题
17.设 a ,命题 p: x ,满足 ,命题 q: x , .
(1 若命题 是真命题,求 a 的范围;
2 为假, 为真,求 a 的取值范围.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】
分别求出命题 p,q 成立的等价条件,
(1)然后根据若 p、q 为真命题,列式计算,
(2)由(¬p)∧q 为假,(¬p)∨q 为真⇒p、q 同时为假或同时为真,分别求出确实实
数 m 的取值范围即可.
【详解】
解: 1 真,则 或 得 ;
q 真,则 ,得 ,
真, ;
2 由 为假, 为真 、q 同时为假或同时为真,
若 p 假 q 假,则
得 ,
若 p 真 q 真,则 ,
所以,
综上 或 .
故 a 的取值范围是 .
【点睛】
本题主要考查复合命题与简单命题之间的关系的应用,利用条件先求出命题 p,q 的等
价条件是解决本题的关键.
18.如图,在四面体 ABCD 中,△ABC 是等边三角形,平面 ABC⊥平面 ABD,点 M 为棱 AB
的中点,AB=2,AD= ,∠BAD=90°.
(Ⅰ)求证:AD⊥BC;
2 3
(Ⅱ)求异面直线 BC 与 MD 所成角的余弦值;
(Ⅲ)求直线 CD 与平面 ABD 所成角的正弦值.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ) ;(Ⅲ) .
【解析】分析:(Ⅰ)由面面垂直的性质定理可得 AD⊥平面 ABC,则 AD⊥BC.
(Ⅱ)取棱 AC 的中点 N,连接 MN,ND.由几何关系可知∠DMN(或其补角)为异面
直线 BC 与 MD 所成的角.计算可得 .则异面直线 BC 与 MD
所成角的余弦值为 .
(Ⅲ)连接 CM.由题意可知 CM⊥平面 ABD.则∠CDM 为直线 CD 与平面 ABD 所成的
角.计算可得 .即直线 CD 与平面 ABD 所成角的正弦值为
.
详解:(Ⅰ)证明:由平面 ABC⊥平面 ABD,平面 ABC∩平面 ABD=AB,AD⊥AB,可
得 AD⊥平面 ABC,故 AD⊥BC.
(Ⅱ)取棱 AC 的中点 N,连接 MN,ND.又因为 M 为棱 AB 的中点,故 MN∥BC.所
以∠DMN(或其补角)为异面直线 BC 与 MD 所成的角.
在 Rt△DAM 中 , AM=1 , 故 DM= . 因 为 AD⊥ 平 面 ABC , 故
AD⊥AC.
在 Rt△DAN 中,AN=1,故 DN= .
13
26
3
4
1
132
26
MN
cos DMN DM
∠ = =
13
26
3
4
CMsin CDM CD
∠ = =
3
4
2 2 = 13AD AM+
2 2 = 13AD AN+
在等腰三角形 DMN 中,MN=1,可得 .
所以,异面直线 BC 与 MD 所成角的余弦值为 .
(Ⅲ)连接 CM.因为△ABC 为等边三角形,M 为边 AB 的中点,故 CM⊥AB,
CM= .又因为平面 ABC⊥平面 ABD,而 CM 平面 ABC,故 CM⊥平面 ABD.所以,
∠CDM 为直线 CD 与平面 ABD 所成的角.
在 Rt△CAD 中,CD= =4.
在 Rt△CMD 中, .
所以,直线 CD 与平面 ABD 所成角的正弦值为 .
点睛:本小题主要考查异面直线所成的角、直线与平面所成的角、平面与平面垂直等基
础知识.考查空间想象能力、运算求解能力和推理论证能力.
19.如图,在三棱柱 ABC− 中, 平面 ABC,D,E,F,G 分别为 ,AC,
, 的中点,AB=BC= ,AC= =2.
(1)求证:AC⊥平面 BEF;
(2)求二面角 B−CD−C1 的余弦值;
(3)证明:直线 FG 与平面 BCD 相交.
【答案】(1)见解析(2) ;(3)见解析.
【解析】分析:(1)由等腰三角形性质得 ,由线面垂直性质得 ,由三棱
柱性质可得 ,因此 ,最后根据线面垂直判定定理得结论,(2)根据条件
1
132cos 26
MN
DMN DM
∠ = =
13
26
3 ⊂
2 2AC AD+
3sin 4
CMCDM CD
∠ = =
3
4
建立空间直角坐标系 E-ABF,设立各点坐标,利用方程组解得平面 BCD 一个法向量,
根据向量数量积求得两法向量夹角,再根据二面角与法向量夹角相等或互补关系求结果,
(3)根据平面 BCD 一个法向量与直线 FG 方向向量数量积不为零,可得结论.
详解:解:(Ⅰ)在三棱柱 ABC-A1B1C1 中,
∵CC1⊥平面 ABC,
∴四边形 A1ACC1 为矩形.
又 E,F 分别为 AC,A1C1 的中点,
∴AC⊥EF.
∵AB=BC.
∴AC⊥BE,
∴AC⊥平面 BEF.
(Ⅱ)由(I)知 AC⊥EF,AC⊥BE,EF∥CC1.
又 CC1⊥平面 ABC,∴EF⊥平面 ABC.
∵BE 平面 ABC,∴EF⊥BE.
如图建立空间直角坐称系 E-xyz.
由题意得 B(0,2,0),C(-1,0,0),D(1,0,1),F(0,0,2),G(0,2,
1).
∴ ,
设平面 BCD 的法向量为 ,
∴ ,∴ ,
令 a=2,则 b=-1,c=-4,
∴平面 BCD 的法向量 ,
又∵平面 CDC1 的法向量为 ,
∴ .
由图可得二面角 B-CD-C1 为钝角,所以二面角 B-CD-C1 的余弦值为 .
(Ⅲ)平面 BCD 的法向量为 ,∵G(0,2,1),F(0,0,2),
∴ ,∴ ,∴ 与 不垂直,
∴GF 与平面 BCD 不平行且不在平面 BCD 内,∴GF 与平面 BCD 相交.
点睛:垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型.
(1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行.
(2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直.
(3)证明线线垂直,需转化为证明线面垂直.
20.如图,已知 过点 ,圆心 C 在抛物线 上运动,若 MN 为
在 x 轴上截得的弦,设 , ,
当 C 运动时, 是否变化?证明你的结论.
求 的最大值,并求出取最大值时 值及此时 方程.
【答案】(1)不变(2)最大值为 ,圆 C 方程为
【解析】
【分析】
(1)先设出圆的方程,与 联立利用韦达定理表示出|MN|即可发现|MN|的取值是否
变化;
(2)由(1)可设 M(x﹣p,0)、M(x+p,0),先利用两点间的距离公式求出 l1,l2,
代入 整理为关于 p 的函数,结合基本不等式求出其最大值和此时圆 C 的方程即
可.
【详解】
解: 设 , 方程为
与 联立
得
在抛物线上
,代入
得 为定值
不变
由 可设 、 ,
,
当且仅当 时取等号,即
圆方程为
当 时, 为∠ANx--∠AMx,又
同理, 时, 仍可得
【点睛】
本题是对圆与抛物线以及基本不等式,距离公式等知识的综合考查,考查运算求解能力,
考查化归与转化思想.属于中档题.
21.已知抛物线 C: =2px 经过点 (1,2).过点 Q(0,1)的直线 l 与抛物线 C 有两
个不同的交点 A,B,且直线 PA 交 y 轴于 M,直线 PB 交 y 轴于 N.
(Ⅰ)求直线 l 的斜率的取值范围;
(Ⅱ)设 O 为原点, , ,求证: 为定值.
【答案】(1) 取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1)
(2)证明过程见解析
【解析】分析:(1)先确定 p,再设直线方程,与抛物线联立,根据判别式大于零解得
直线 l 的斜率的取值范围,最后根据 PA,PB 与 y 轴相交,舍去 k=3,(2)先设 A(x1,
y1),B(x 2,y2),与抛物线联立,根据韦达定理可得 , .再由
, 得 , .利用直线 PA,PB 的方程分别得点 M,N
的纵坐标,代入化简 可得结论.
详解:解:(Ⅰ)因为抛物线 y2=2px 经过点 P(1,2),
所以 4=2p,解得 p=2,所以抛物线的方程为 y2=4x.
由题意可知直线 l 的斜率存在且不为 0,
设直线 l 的方程为 y=kx+1(k≠0).
由 得 .
依题意 ,解得 k<0 或 0 > 6
3 2 2
1k = | |AB
( )2,0P −
7 1,4 4Q −
2
2 13
x y+ =
6
1
, ,a b c 2 2,a b
y x m= + y 2 24 6 3 3 0x mx m+ + − =
AB
C D Q、 、
系,可求斜率 .
详解:
(Ⅰ)由题意得 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(Ⅱ)设直线 的方程为 ,
由 消去 可得 ,
则 ,即 ,
设 , ,则 , ,
则 ,
易得当 时, ,故 的最大值为 .
(Ⅲ)设 , , , ,
则 ①, ②,
又 ,所以可设 ,直线 的方程为 ,
由 消去 可得 ,
则 ,即 ,
又 ,代入①式可得 ,所以 ,
所以 ,同理可得 .
k
2 2 2c = 2c =
6
3
ce a
= = 3a = 2 2 2 1b a c= − =
M
2
2 13
x y+ =
AB y x m= +
2
2{
13
y x m
x y
= +
+ = y 2 24 6 3 3 0x mx m+ + − =
( )2 2 236 4 4 3 3 48 12 0m m m∆ = − × − = − > 2 4m <
( )1 1,A x y ( )2 2,B x y 1 2
3
2
mx x+ = −
2
1 2
3 3
4
mx x
−=
( ) 2
22 2
1 2 1 2 1 2
6 41 1 4 2
mAB k x x k x x x x
× −= + − = + ⋅ + − =
2 0m = max| | 6AB = AB 6
( )1 1,A x y ( )2 2,B x y ( )3 3,C x y ( )4 4,D x y
2 2
1 13 3x y+ = 2 2
2 23 3x y+ =
( )2,0P − 1
1
1 2PA
yk k x
= = + PA ( )1 2y k x= +
( )1
2
2
2
{
13
y k x
x y
= +
+ = y ( )2 2 2 2
1 1 11 3 12 12 3 0k x k x k+ + + − =
2
1
1 3 2
1
12
1 3
kx x k
+ = − +
2
1
3 12
1
12
1 3
kx xk
= − −+
1
1
1 2
yk x
= +
1
3
1
7 12
4 7
xx x
− −= +
1
3
14 7
yy x
= +
1 1
1 1
7 12 ,4 7 4 7
x yC x x
− −
+ +
2 2
2 2
7 12 ,4 7 4 7
x yD x x
− −
+ +
故 , ,
因为 三点共线,所以 ,
将点 的坐标代入化简可得 ,即 .
点睛:本题主要考查椭圆与直线的位置关系,第一问只要找到 三者之间的关系即
可求解;第二问主要考查学生对于韦达定理及弦长公式的运用,可将弦长公式
变形为 ,再将根与系数关系
代入求解;第三问考查椭圆与向量的综合知识,关键在于能够将三点共线转化为向量关
系,再利用共线向量基本定理建立等量关系求解.
3 3
7 1,4 4QC x y = + −
4 4
7 1,4 4QD x y = + −
, ,Q C D 3 4 4 3
7 1 7 1 04 4 4 4x y x y + − − + − =
,C D 1 2
1 2
1y y
x x
− =− 1k =
, ,a b c
2
2 11AB k x x= + − ( )22
1 2 1 21 4AB k x x x x= + ⋅ + −