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2016-2017学年四川省成都市武侯区石室中学高二(上)10月月考数学试卷(文科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.已知椭圆方程为,则这个椭圆的焦距为( )
A.6 B.2 C. D.
2.已知直线l1:(k﹣3)x+(4﹣k)y+1=0与l2:2(k﹣3)x﹣2y+3=0平行,则k的值是( )
A.1或3 B.5 C.3或5 D.2
3.已知椭圆方程为+=1(a>b>0),F1,F2为其左、右焦点,A,B分别为其左、右顶点,若4=,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4.过点(5,2)且在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍的直线方程是( )
A.2x+y﹣12=0 B.x+2y﹣9=0或2x﹣5y=0
C.x﹣2y﹣1=0 D.2x+y﹣l2=0或22﹣5y=0
5.已知直线l1:y=x+1与直线 l2关于点(1,1)对称,则l2的方程是( )
A.2x+y﹣12=0 B.2x+y+3=0 C.x﹣y+3=0 D.x﹣y﹣1=0
6.直线y﹣1=k(x﹣3)被圆(x﹣2)2+(y﹣2)2=4所截得的最短弦长等于( )
A. B. C. D.
7.在同一直角坐标系中,表示直线y=ax与y=x+a正确的是( )
A. B. C. D.
8.已知实数x、y满足,则z=的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.已知点(﹣1,2)和(,0)在直线l:ax﹣y+1=0(a≠0)的同侧,则直线l倾斜角的取值范围是( )
A.(,) B.(0,)∪(,π) C.(,) D.(,)
10.两圆x2+y2+2ax+a2﹣4=0和x2+y2﹣4by﹣1+4b2=0恰有三条公切线,若a∈R,b∈R,且ab≠0,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.3
11.已知过定点P(2,0)的直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当△AOB的面积取到最大值时,直线l的倾斜角为( )
A.150° B.135° C.120° D.不存在
12.N为圆x2+y2=1上的一个动点,平面内动点M(x0,y0)满足|y0|≥1且∠OMN=30°(O为坐标原点),则动点M运动的区域面积为( )
A.﹣2 B.﹣ C. + D. +
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,请将答案写在答题卡上.
13.已知三点A(2,﹣3),B(4,3),C(5,m)在同一直线上,则m的值为 .
14.已知直线l过点P(3,4)且与直线2x﹣y﹣5=0垂直,则直线l的方程为 .
15.已知平行四边形ABCD的中心为(0,3),AB边所在的直线方程分别为3x+4y﹣2=0,则CD边所在的直线方程为 .
16.已知动点P(x,y)在椭圆+=1上,过坐标原点的直线BC与椭圆相交,交点为B,C,点Q是三角形PBC的重心,若点A的坐标为(3,0),||=1, •=0,则||的最小值是 .
三、解答
17.一条光线经点A(1,2)处射向x轴上一点B,又从B反射到直线l:x﹣y+3=0上的一点C,后又从C点反射回A点,求直线BC的方程 .
18.某蔬菜收购点租用车辆,将100吨新鲜黄瓜运往某市销售,可供租用的大卡车和农用车分别为10辆和20辆,若每辆卡车载重8吨,运费960元,每辆农用车载重2.5吨,运费360元,问两种车各租多少辆时,可全部运完黄瓜,且运费最低,并求出最低运费.
19.已知圆M过三点A(0,0),B(1,1),C(4,2),过点D(﹣1,4)作圆M的两条切线,两切点分别为E,F,
(I) 求圆M的方程.
(II) 求切线DE,DF方程
( III)求直线EF的方程.
20.已知动点M(x,y)到点E(1,0)的距离是它到点F(4,0)的距离的一半.
(I)求动点M的轨迹方程;
(II)已知点A,C,B,D是点M轨迹上的四个点,且AC,BD互相垂直,垂足为M(1,1),求四边形ABCD面积的取值范围.
21.已知曲线E上任意一点P到两个定点和的距离之和为4,
(1)求动点P的方程;
(2)设过(0,﹣2)的直线l与曲线E交于C、D两点,且(O为坐标原点),求直线l的方程.
22.已知椭圆+=1,F1,F2
是左、右焦点,点A是椭圆上的一点,I是三角形F1AF2内切圆的圆心.
(I)若∠F1AF2=60°,求三角形F1AF2的面积;
(II)直线AI交x轴于D点,求;
( III)当点A在椭圆上顶点时,圆I和圆G关于直线y=1对称,圆G与x轴的正半轴交于点H,以H为圆心的圆H:(x﹣2)2+y2=r2(r>0)与圆G交于B,C两点.设P是圆G上异于B,C的任意一点,直线PB、PC分别与x轴交于点M和N,求•的值.
2016-2017学年四川省成都市武侯区石室中学高二(上)10月月考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.已知椭圆方程为,则这个椭圆的焦距为( )
A.6 B.2 C. D.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】根据椭圆的标准方程,可知焦点在y轴上,由此可确定a2=32,b2=23,利用c2=a2﹣b2,可确定椭圆的焦距.
【解答】解:由题意,椭圆的焦点在y轴上,且a2=32,b2=23,∴c2=9
∴c=3,∴2c=6
故选A.
2.已知直线l1:(k﹣3)x+(4﹣k)y+1=0与l2:2(k﹣3)x﹣2y+3=0平行,则k的值是( )
A.1或3 B.5 C.3或5 D.2
【考点】直线的一般式方程与直线的平行关系.
【分析】由平行关系可得﹣2(k﹣3)=2(4﹣k)(k﹣3),解方程验证即可.
【解答】解:l1:(k﹣3)x+(4﹣k)y+1=0与l2:2(k﹣3)x﹣2y+3=0平行,
∴﹣2(k﹣3)=2(4﹣k)(k﹣3),解得k=3或k=5,
当k=3时,l1:y+1=0与l2:﹣2y+3=0,满足直线平行;
当k=5时,l1:2x﹣y+1=0与l2:4x﹣2y+3=0,满足直线平行;
∴k=3或k=5.
故选C.
3.已知椭圆方程为+=1(a>b>0),F1,F2为其左、右焦点,A,B分别为其左、右顶点,若4=,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由题意可知:丨丨=a﹣c,丨丨=a+c,由4=,则4(a﹣c)=a+c,求得a=c,椭圆的离心率e==.
【解答】解:由椭圆方程为+=1(a>b>0),焦点在x轴上,
由题意可知:丨丨=a﹣c,丨丨=a+c,
由4=,
∴4(a﹣c)=a+c,
整理得:3a=5c,a=c,
∴椭圆的离心率e==,
故选:B.
4.过点(5,2)且在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍的直线方程是( )
A.2x+y﹣12=0 B.x+2y﹣9=0或2x﹣5y=0
C.x﹣2y﹣1=0 D.2x+y﹣l2=0或22﹣5y=0
【考点】直线的截距式方程.
【分析】当直线过原点时,由点斜式求出直线的方程,当直线不过原点时,设直线的方程为,把点(5,2)代入解得k
值,即可得到直线的方程,综合可得
【解答】解:当直线过原点时,由直线过点(5,2),可得直线的斜率为,
故直线的方程为y=x,即2x﹣5y=0.
当直线不过原点时,设直线在x轴上的截距为2k,则在y轴上的截距是k,
故直线的方程为,
把点(5,2)代入可得,解得k=.
故直线的方程为x+2y﹣9=0.
故选B
5.已知直线l1:y=x+1与直线 l2关于点(1,1)对称,则l2的方程是( )
A.2x+y﹣12=0 B.2x+y+3=0 C.x﹣y+3=0 D.x﹣y﹣1=0
【考点】与直线关于点、直线对称的直线方程.
【分析】设l2的点(x,y),则(2﹣x,2﹣y)在直线l1:y=x+1上,代入,可得l2的方程.
【解答】解:设l2的点(x,y),则(2﹣x,2﹣y)在直线l1:y=x+1上,
∴2﹣y=2﹣x+1,即x﹣y﹣1=0,
故选D.
6.直线y﹣1=k(x﹣3)被圆(x﹣2)2+(y﹣2)2=4所截得的最短弦长等于( )
A. B. C. D.
【考点】直线与圆相交的性质.
【分析】易知直线过定点,当圆被直线截得的弦最短时,圆心到弦的距离最大,此时圆心与定点的连线垂直于弦,求出弦心距,利用勾股定理求出结果即可.
【解答】解:圆的方程为圆(x﹣2)2+(y﹣2)2=4,圆心C(2,2),半径为2.
直线y﹣1=k(x﹣3),
∴此直线恒过定点(3,1),
当圆被直线截得的弦最短时,圆心C(2,2)与定点P(3,1)的连线垂直于弦,
弦心距为: =.
∴所截得的最短弦长:2=2.
故选:C.
7.在同一直角坐标系中,表示直线y=ax与y=x+a正确的是( )
A. B. C. D.
【考点】确定直线位置的几何要素.
【分析】本题是一个选择题,按照选择题的解法来做题,由y=x+a得斜率为1排除B、D,由y=ax与y=x+a中a同号知若y=ax递增,则y=x+a与y轴的交点在y轴的正半轴上;若y=ax递减,则y=x+a与y轴的交点在y轴的负半轴上,得到结果.
【解答】解:由y=x+a得斜率为1排除B、D,
由y=ax与y=x+a中a同号知若y=ax递增,则y=x+a与y轴的交点在y轴的正半轴上;
若y=ax递减,则y=x+a与y轴的交点在y轴的负半轴上;
故选C.
8.已知实数x、y满足,则z=的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点】简单线性规划.
【分析】的几何意义是点(x,y)与点A(1,1)确定的直线的斜率,结合图象即可解答.
【解答】解:由题意作平面区域如下,
,
的几何意义是点(x,y)与点A(1,1)确定的直线的斜率,
易知B(﹣1,0),故kl2=,kl1=﹣,∴;
故选:D.
9.已知点(﹣1,2)和(,0)在直线l:ax﹣y+1=0(a≠0)的同侧,则直线l倾斜角的取值范围是( )
A.(,) B.(0,)∪(,π) C.(,) D.(,)
【考点】直线的倾斜角.
【分析】由点(﹣1,2),(,0)在直线ax﹣y+1=0的同侧,得(﹣a﹣2+1)(a+1)>0,解出即可.
【解答】解:点(﹣1,2),(,0)在直线ax﹣y+1=0的同侧,
(﹣a﹣2+1)(a+1)>0
解不等式可得,﹣<a<﹣1
∴,
故选:D.
10.两圆x2+y2+2ax+a2﹣4=0和x2+y2﹣4by﹣1+4b2=0恰有三条公切线,若a∈R,b∈R,且ab≠0,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.3
【考点】圆与圆的位置关系及其判定;基本不等式在最值问题中的应用.
【分析】由题意可得 两圆相外切,根据两圆的标准方程求出圆心和半径,由 =3,得到 =1,
=+=++,使用基本不等式求得的最小值.
【解答】解:由题意可得 两圆相外切,两圆的标准方程分别为 (x+a)2+y2=4,x2+(y﹣2b)2=1,
圆心分别为(﹣a,0),(0,2b),半径分别为 2和1,故有 =3,∴a2+4b2=9,
∴=1,∴=+=++
≥+2=1,当且仅当 = 时,等号成立,
故选 C.
11.已知过定点P(2,0)的直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当△AOB的面积取到最大值时,直线l的倾斜角为( )
A.150° B.135° C.120° D.不存在
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】曲线y=为圆x2+y2=2的上半圆,由题意和三角形的面积公式可得当∠AOB=90°时,△AOB的面积取到最大值,O到直线l的距离OD=1,在直角三角形中由三角函数定义和倾斜角的定义可得.
【解答】解:曲线y=为圆x2+y2=2的上半圆,
由题意可得△AOB的面积S=•OA•OB•sin∠AOB=•••sin∠AOB=sin∠AOB,
当sin∠AOB=1即∠AOB=90°时,△AOB的面积取到最大值,
此时在RT△AOB中易得O到直线l的距离OD=1,
在RT△POD中,易得sin∠OPD==,可得∠OPD=30°,
∴直线l的倾斜角为150°
故选:A
12.N为圆x2+y2=1上的一个动点,平面内动点M(x0,y0)满足|y0|≥1且∠OMN=30°(O为坐标原点),则动点M运动的区域面积为( )
A.﹣2 B.﹣ C. + D. +
【考点】轨迹方程.
【分析】由题意,过M作⊙O切线交⊙O于T,可得∠OMT≥30°.由此可得|OM|≤2.得到动点M运动的区域满足(|y0|≥1).画出图形,利用扇形面积减去三角形面积求得动点M运动的区域面积.
【解答】解:如图,
过M作⊙O切线交⊙O于T,
根据圆的切线性质,有∠OMT≥∠OMN=30°.
反过来,如果∠OMT≥30°,
则⊙O上存在一点N使得∠OMN=30°.
∴若圆C上存在点N,使∠OMN=30°,则∠OMT≥30°.
∵|OT|=1,∴|OM|≤2.
即(|y0|≥1).
把y0=1代入,求得A(),B(),
∴,
∴动点M运动的区域面积为2×()=.
故选:A.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,请将答案写在答题卡上.
13.已知三点A(2,﹣3),B(4,3),C(5,m)在同一直线上,则m的值为 6 .
【考点】三点共线.
【分析】分别求出直线AB和BC的斜率,根据斜率相等求出m的值即可.
【解答】解:KAB==3,KBC==m﹣3,
若A(2,﹣3),B(4,3),C(5,m)在同一直线上,
则m﹣3=3,解得:m=6,
故答案为6.
14.已知直线l过点P(3,4)且与直线2x﹣y﹣5=0垂直,则直线l的方程为 x+2y﹣11=0 .
【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系.
【分析】由题意可求出直线l的斜率,由点斜式写出直线方程化简即可.
【解答】解:∵直线l与直线2x﹣y﹣5=0垂直,
∴直线l的斜率为﹣,
则y﹣4=﹣(x﹣3),
即x+2y﹣11=0.
故答案为:x+2y﹣11=0.
15.已知平行四边形ABCD的中心为(0,3),AB边所在的直线方程分别为3x+4y﹣2=0,则CD边所在的直线方程为 3x+4y﹣22=0 .
【考点】待定系数法求直线方程.
【分析】由题意CD与边AB关于点M(0,3)对称,设其上任一点为P(x,y),则点P关于M的对称点为Q(﹣x,6﹣y),由点Q在直线AB上可得CD方程.
【解答】解:由题意CD与边AB关于点M(0,3)对称,
设其上任一点为P(x,y),
则点P关于M的对称点为Q(﹣x,6﹣y),
由点Q在直线AB上可得CD方程为:3(﹣x)+4(6﹣y)﹣2=0,
即3x+4y﹣22=0.
故答案为3x+4y﹣22=0.
16.已知动点P(x,y)在椭圆+=1上,过坐标原点的直线BC与椭圆相交,交点为B,C,点Q是三角形PBC的重心,若点A的坐标为(3,0),||=1, •=0,则||的最小值是 .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由题意画出图形,把求||的最小值转化为求||的最小值,再数形结合得答案.
【解答】解:如图,
∵||=1,∴M在以A(3,0)为圆心,以1为半径的圆上,
又•=0,∴△QMA是以∠QMA为直角的直角三角形,
∴要使||最小,则||最小,即O、Q、A共线且Q、A在O的同侧,此时P与椭圆右顶点重合,
∵点Q是三角形PBC的重心,∴|OQ|=,
则,∴.
故答案为:.
三、解答
17.一条光线经点A(1,2)处射向x轴上一点B,又从B反射到直线l:x﹣y+3=0上的一点C,后又从C点反射回A点,求直线BC的方程 3x+y﹣1=0 .
【考点】与直线关于点、直线对称的直线方程.
【分析】由题意易得A关于x轴的对称点A′和A关于直线l:x﹣y+3=0的对称点为A″的坐标,求A′A″的方程即为所求.
【解答】解:由题意易得A关于x轴的对称点A′(1,﹣2),
设A关于直线l:x﹣y+3=0的对称点为A″(x,y),
则可得,解得,
即A″(﹣1,4),由光的反射原理可得A″,C,B,A′四点共线,
故可得直线的斜率为: =﹣3,
∴直线的点斜式方程为:y﹣4=﹣3(x+1),
化为一般式可得:3x+y﹣1=0
故答案为:3x+y﹣1=0
18.某蔬菜收购点租用车辆,将100吨新鲜黄瓜运往某市销售,可供租用的大卡车和农用车分别为10辆和20辆,若每辆卡车载重8吨,运费960元,每辆农用车载重2.5吨,运费360元,问两种车各租多少辆时,可全部运完黄瓜,且运费最低,并求出最低运费.
【考点】函数最值的应用.
【分析】设两种车各租x,y辆时,可全部运完黄瓜,则,运费z=960x+360y.作出可行域,直线960x+360y=0,即8x+3y=0,向上平移至过点B(10,8)时,z=960x+360y取到最小值.
【解答】解:设两种车各租x,y辆时,可全部运完黄瓜,则,
运费z=960x+360y.
作出可行域如图.
由得B(10,8).作直线960x+360y=0,
即8x+3y=0,向上平移至过点B(10,8)时,z=960x+360y取到最小值.
z最小=960×10+360×8=12480.
19.已知圆M过三点A(0,0),B(1,1),C(4,2),过点D(﹣1,4)作圆M的两条切线,两切点分别为E,F,
(I) 求圆M的方程.
(II) 求切线DE,DF方程
( III)求直线EF的方程.
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】(I)设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,代入坐标,可得方程组,即可求圆M的方程.
(II)分类讨论,利用圆心到直线的距离等于半径,即可求切线DE,DF方程
(III)求出点E,F在以DM为直径的圆,即可求直线EF的方程.
【解答】解:(I) 设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0
则 …
解得D=﹣8,E=6,F=0所以圆M的方程是x2+y2﹣8x+6y=0…
(II) 圆M的方程是(x﹣4)2+(y+3)2=25
当切线的斜率不存在时,直线x=﹣1满足题意 …
当切线的斜率存在时,设切线方程为y﹣4=k(x+1),kx﹣y+k+4=0
由相切可知解得,该切线方程为12x+35y﹣128=0
所以切线DE,DF方程为x=﹣1和 12x+35y﹣128=0…
(III)点E,F在以DM为直径的圆上,该圆方程为(x+1)(x﹣4)+(y﹣4)(y+3)=0
化简得x2+y2﹣3x﹣y﹣16=0,…
线段EF是两圆公共弦x2+y2﹣3x﹣y﹣16=0…①x2+y2﹣8x+6y=0…②
①﹣②得5x﹣7y﹣16=0,所以直线EF的方程为5x﹣7y﹣16=0…
20.已知动点M(x,y)到点E(1,0)的距离是它到点F(4,0)的距离的一半.
(I)求动点M的轨迹方程;
(II)已知点A,C,B,D是点M轨迹上的四个点,且AC,BD互相垂直,垂足为M(1,1),求四边形ABCD面积的取值范围.
【考点】轨迹方程.
【分析】(I)利用直接法求动点M的轨迹方程;
(II)设圆心到AC、BD的距离分别为d1、d2,则 d12+d22 =2,代入面积公式S=|AC|BD|,使用换元、配方法求出四边形ABCD的面积的取值范围.
【解答】解:(I)由题意,…..
化简得x2+y2=4 …..
(II)设圆心O到AC、BD的距离分别为d1、d2,做OE⊥BD,OF⊥AC,则四边形OEMF为矩形,
又M(1,1),所以,.
则四边形ABCD的面积为:S=|AC|BD|,又,
所以,…..
令=t,则0≤t≤2,从而.对于函数y=﹣t2+2t+8,其对称轴为t=1,根据一元二次函数的性质,ymax=9,ymin=8,即,所以四边形ABCD面积的取值范围为…
21.已知曲线E上任意一点P到两个定点和的距离之和为4,
(1)求动点P的方程;
(2)设过(0,﹣2)的直线l与曲线E交于C、D两点,且(O为坐标原点),求直线l的方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的定义.
【分析】(1)根据题中条件:“距离之和为4”结合椭圆的定义,可知动点M的轨迹为椭圆,从而即可写出动点M的轨迹方程;
(2)先考虑当直线l的斜率不存在时,不满足题意,再考虑当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx﹣2,设C(x1,y1),D(x2,y2),由向量和数量积可得:x1x2+y1y2=0,由方程组,将直线的方程代入椭圆的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,再结合根系数的关系即可求得k值,从而解决问题.
【解答】解:(1)根据椭圆的定义,可知动点M的轨迹为椭圆
其中a=2,,则,
所以动点P的轨迹方程为;
(2)当直线l的斜率不存在时,不满足题意,
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx﹣2,设C(x1,y1),D(x2,y2),
∵,
∴x1x2+y1y2=0,
∵y1=kx1﹣2,y2=kx2﹣2,
∴y1y2=k2x1•x2﹣2k(x1+x2)+4,
∴(1+k2)x1x2﹣2k(x1+x2)+4=0①
由方程组
得(1+4k2)x2﹣16kx+12=0,
则,,
代入①,得,
即k2=4,解得,k=2或k=﹣2,
所以,直线l的方程是y=2x﹣2或y=﹣2x﹣2.
22.已知椭圆+=1,F1,F2
是左、右焦点,点A是椭圆上的一点,I是三角形F1AF2内切圆的圆心.
(I)若∠F1AF2=60°,求三角形F1AF2的面积;
(II)直线AI交x轴于D点,求;
( III)当点A在椭圆上顶点时,圆I和圆G关于直线y=1对称,圆G与x轴的正半轴交于点H,以H为圆心的圆H:(x﹣2)2+y2=r2(r>0)与圆G交于B,C两点.设P是圆G上异于B,C的任意一点,直线PB、PC分别与x轴交于点M和N,求•的值.
【考点】椭圆的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(I)求出椭圆的a,b,c,利用椭圆的定义,余弦定理,表示三角形的面积求解即可.
(II)利用椭圆的定义,内角平分线定理,即可求解;
( III)求出圆G方程,设B(x0,y0),P(x1,y1),(y1≠±y0),则C(x0,﹣y0),代入圆的方程,求出直线PB的方程,直线PC的方程,求出xM,xN,然后求解=|xMxN|即可得到结果.
【解答】解:(I)椭圆+=1焦点在x轴上,则a=4,b=6,c=2,
由椭圆的定义可知:丨PF1丨+丨PF2丨=2a,
由余弦定理可知:4c2=丨PF1丨2+丨PF1丨2﹣2丨PF1丨•丨PF1丨cos∠F1AF2,
解得:丨PF1丨•丨PF1丨=2•,
S=•2••sin∠F1AF2=b2•=12,
三角形F1AF2的面积12;
(II)椭圆+=1,F1,F2是左、右焦点,点A是椭圆上的一点,I是三角形F1AF2内切圆的圆心.
因为AI平分∠F1AF2,所以根据三角形的平分线定理,得
=====,∴…..
( III)由第二小问可知圆I方程为x2+(y﹣2)2=4,…..
则圆G方程为x2+y2=4,…..
设B(x0,y0),P(x1,y1),(y1≠±y0),则C(x0,﹣y0),x02+y02=4,x12+y12=4
直线PB的方程为:y﹣y1=,
直线PC的方程为:y﹣y1=,
分别令y=0,得xM=,xN=;
所以=|xMxN|===4.…