2023-2024学年浙江省嘉兴市八校联盟高二上学期期中联考数学试题
一、单选题(本大题共8小题,共40.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1.直线的倾斜角为
( )
A. B. C. D.
2.两条平行直线与之间的距离是( )
A. B. C. D.
3.已知平面内两定点,及动点,设命题甲是:“是定值”,命题乙是:“点的轨迹是以为焦点的椭圆”,那么甲是乙的
( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
4.在空间直角坐标系中,,,,则平面的一个法向量为
( )
A. B. C. D.
5.已知圆:与圆:外切,则的值为
( )
A. B. C. D.
6.如图,在三棱锥中,点,分别是,的中点,点为线段上一点,且,若记,,,则( )
A.
B.
C.
D.
7.圆与的公共弦长为
( )
A. B. C. D.
8.已知椭圆的右焦点为,点,在直线上,,为坐标原点,若,则该椭圆的离心率为
( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
9.已知椭圆:,在下列结论中正确的是
( )
A. 长轴长为 B. 焦距为
C. 焦点坐标为 D. 离心率为
10.下列利用方向向量、法向量判断线、面位置关系的结论中,正确的是( )
A. 两条不重合直线,的方向向量分别是,,则
B. 两个不同的平面,的法向量分别是,,则
C. 直线的方向向量为,平面的法向量为,则
D. 直线的方向向量,平面的法向量是,则
11.已知圆与直线,下列选项正确的是
( )
A. 圆的圆心坐标为 B. 直线过定点
C. 直线与圆相交且所截最短弦长为 D. 直线与圆可以相切
12.已知椭圆:,是坐标原点,是椭圆上的动点,,是的两个焦点
( )
A. 若的面积为,则的最大值为
B. 若的坐标为,则过的椭圆的切线方程为
C. 若过的直线交于不同两点,,设,的斜率分别为,,则
D. 若,是椭圆的长轴上的两端点,不与,重合,且,,则点的轨迹方程为
三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13.圆的方程为,则该圆的半径为______.
14.已知椭圆的左、右焦点分别为点、,若椭圆上顶点为点,且为等边三角形,则是______.
15.已知空间向量,,则向量在向量上投影向量的坐标是______.
16.正方体中,动点在线段上,,分别为,的中点若异面直线与所成的角为,则的取值范围为
四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.本小题分
已知直线:,直线:其中,均不为.
若,求的值;
若,求的值.
18.本小题分
已知,.
求与夹角的余弦值;
当时,求实数的值.
19.本小题分
如图,在四棱锥中,是边长为的正方形,平面,,分别为,的中点.
证明:平面;
若,求平面与平面所成角的余弦值.
20.本小题分
给定椭圆:,称圆心在原点,半径是的圆为椭圆的“准圆”已知椭圆的一个焦点为,其短轴的一个端点到点的距离为.
求椭圆和其“准圆”的方程;
若点,是椭圆的“准圆”与轴的两交点,是椭圆上的一个动点,求的取值范围.
21.本小题分
已知圆的圆心在直线:上,并且经过点和点.
求圆的标准方程;
若直线:上存在点,过点作圆的两条切线,切点分别为,,且,求实数的取值范围.
22.本小题分
已知点到直线:的距离和它到定点的距离之比为常数.
求点的轨迹的方程;
若点是直线上一点,过作曲线的两条切线分别切于点与点,试求三角形面积的最小值.二次曲线在其上一点处的切线为
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了倾斜角的概念,属于基础题.
根据直线斜率和倾斜角之间的关系进行求解即可.
【解答】
解:由 可得 ,
因此该直线的斜率为 ,
设直线的倾斜角,
则,又,
所以直线的倾斜角为 ,
故选:
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查两条平行线间距离的求法.
首先判断两条平行直线的直线方程中与的系数是否相等,再根据平行线间距离公式求出距离即可.
【解答】
解:由题意可得:两条平行直线为与,
由平行线间的距离公式可知.
故答案为:.
3.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,结合椭圆的定义是解决本题的关键,属于基础题.
结合椭圆的定义,利用充分条件和必要条件的定义进行判断.
【解答】解:若点的轨迹是以、为焦点的椭圆,
则根据椭圆的定义知动点到两定点,的距离之和 为常数是定值成立
若动点到两定点,的距离之和 ,且为常数,当时的轨迹不是椭圆.
甲是乙的必要不充分条件.
故选B.
4.【答案】
【解析】【分析】设平面 的一个法向量为 ,利用 列方程求解即可.
解:由已知 ,
设平面 的一个法向量为 ,
取 ,解得 ,
选项A符合,另外选项BCD中的向量与选项A中的向量不共线.
故选:.
5.【答案】
【解析】【分析】根据圆心距等于半径和求解即可.
解:因为圆 : 与圆 : 外切,
所以 ,解得 .
故选:.
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了空间向量基本定理的应用,涉及到空间向量线性运算法则,考查了学生的运算转化能力,属于基础题.
利用空间向量线性运算法则化简即可求解.
【解答】
解:因为
,
故选:.
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查两圆的相交弦的弦长问题,属于中档题.
利用两圆的标准方程求出相交弦的直线方程,即可求解.
【解答】
解:由题意知圆与相交,
由
两式相减得公共弦的直线方程为,
圆心到直线的距离为,
圆心到直线的距离为,
又圆的半径为,
公共弦长为.
故选D.
8.【答案】
【解析】【分析】根据平面向量的数量积的坐标运算公式和离心率公式计算求解.
解:由已知设 ,
则 ,
则 ,
又 ,
两式做差可得 ,整理得 ,
则 .
故选:.
9.【答案】
【解析】【分析】先确定的值,然后根据椭圆性质逐一判断选项即可.
解:由已知得,
则,
故椭圆长轴长为,焦距为,
焦点坐标为,离心率,故 ABD正确,
故选:.
10.【答案】
【解析】【分析】利用空间位置关系的向量证明来逐一判断即可.
解:对于:,故,即, A正确;
对于:,故,即, B正确;
对于:明显不存在实数,使,即不共线,则不成立, C错误;
对于:,即不垂直,则不成立, D错误.
故选:.
11.【答案】
【解析】【分析】根据圆的方程直接求出圆心判断,直线恒过定点判断,利用垂径定理结合圆的性质求出最短弦长判断,利用直线恒过圆内定点判断.
解:对于,圆的圆心坐标为,正确;
对于,直线方程即,由可得
所以直线过定点,正确;
对于,记圆心,直线过定点,则,
当直线与直线垂直时,圆心到直线的距离最大,
此时直线截圆所得的弦长最小,
此时弦长为,正确;
对于,因为,所以点在圆内,直线与圆必相交,错误.
故选:
12.【答案】
【解析】【分析】求点的轨迹常用方法,
直接法:设动点坐标,代入其满足的等式化简整理;
定义法:根据题意分析动点满足的几何条件,结合已知曲线的定义,进而求轨迹方程;
相关点法:设动点坐标,用动点坐标表示相关点的坐标,代入相关点满足的等式化简整理;
参数法:选取适当的参数,用参数表示动点坐标,再消去参数,从而得到轨迹方程.
:根据题意结合椭圆纵坐标的取值范围分析运算;:设切线方程,与椭圆方程联立,结合 运算求解;:利用点差法分析运算;:利用点差法的结论分析得 ,运算求解.
解:由椭圆方程知: ,设点 ,
: ,当且仅当点 为短轴上的顶点时等号成立,错;
:显然过 处切线的斜率存在,设切线方程为 ,
联立 ,消去得 ,
则 ,整理得 ,
解得 ,故过 处切线方程为 ,即 ,对;
:设 ,则 , ,则 ,
两式相减得 ,则 ,即 ,错;
:当 不与 重合时,由知: ,
由 , ,则 ,所以 ,
设 ,则 , ,可得 ,
整理得 ;
当 与 重合时,满足题意,符合上式;
综上: 的方程为 ,对.
故选:.
13.【答案】
【解析】【分析】将圆的方程化为标准式即可得答案.
解:圆的方程为 ,
即 ,
故则该圆的半径为 .
故答案为: .
14.【答案】
【解析】【分析】先确定 ,然后根据 为等边三角形得到 ,带入已知计算即可.
解:由已知得 ,则 ,
又 为等边三角形,则 ,即
所以 ,解得 .
故答案为: .
15.【答案】
【解析】【分析】根据投影向量的定义,结合已知求向量 在向量 上投影向量的坐标.
解:由投影向量定义知:向量 在向量 上投影向量 .
故答案为:
16.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了向量法求异面直线所成角.
建立空间直角坐标系,利用向量的夹角求的范围,需要换元引进二次函数,求解不难.
【解答】
解:以为原点,,,所在直线为,,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
取,设的横坐标为,,
则,,,
,,
,
与所成的角也是,
,
令,,
可得,
,
故答案为: .
17.【答案】解:由 ,则 ,得 .
由 ,则 ,故 ,其中 或 .
【解析】【分析】由两线垂直的判定列方程,即可求值;
由两线平行的判定列方程,即可求值,注意 或 ;
18.【答案】解: .
由于 ,
所以 ,
所以 ,
,
解得 或 .
【解析】【分析】根据空间向量夹角公式求得正确答案.
根据 列方程,从而求得 的值.
19.【答案】解:取 中点 ,连接 ,如图,
, 分别为 , 的中点,
,且 ,
又底面 为正方形,且 为 中点,
,且 ,
四边形 为平行四边形,
,
平面 , 平面 ,
平面 .
由 平面 , 平面 ,可得 ,
又正方形中 ,故 两两垂直,
以点 为坐标原点, , , 所在直线分别为 轴, 轴, 轴建立如图所示的空间坐标系 ,
则 , , , ,
故 , ,
设平面 的一个法向量为 ,
则 ,令 ,可取 ,
设平面 的一个法向量为 ,
则 ,令 ,可取 ,
设平面 与平面 所成角为 ,
则 ,
平面 与平面 所成角的余弦值为 .
【解析】【分析】利用中位线可得平行四边形,根据线面平行的判定定理求解;
建立空间直角坐标系,利用向量法求平面所成的角.
20.【答案】解:由题意知 ,且 ,可得 ,
故椭圆 的方程为 ,其“准圆”方程为 .
由题意,设 ,则有 ,
不妨设 , ,所以 , ,
所以 ,又 ,则 ,
所以 的取值范围是 .
【解析】【分析】根据已知求椭圆方程中的参数,即得椭圆方程,再由“准圆”定义写出对应“准圆”的方程;
设 ,写出 , 坐标,应用向量数量积的坐标表示得 ,结合 是椭圆 上及其有界性,即可求范围.
21.【答案】解:因为 的中点为 ,且 ,所以 的垂直平分线为 ,即 ,
由 ,得 ,所以圆心 ,则半径 ,所以圆 : .
如图,由 得 ,所以 ,
所以圆心 到直线 的距离 ,则 ,解得
所以 的取值范围为 .
【解析】【分析】由题设写出 的垂直平分线的方程,结合已知圆心在直线 上,联立求圆心,并确定半径,即得方程;
根据已知得 ,再由圆心 到直线 的距离 求参数范围.
22.【答案】解:设 ,则 ,化简得 : ,
所以点 的轨迹的方程为 .
设 , , ,则切线 为 ,切线 为 ,
将点 分别代入得 ,所以直线 为 ,
点 到 的距离 ,当 时, .
另一方面,联立直线 与 得 ,
所以 ,则 ,
当 时, 所以 .
故 时, 最小值为 .
【解析】【分析】设 ,根据已知有 ,化简整理得轨迹;
设 , , ,写出切线 、 并将点代入得直线 为 ,由点线距离公式确定距离最小值,联立直线与 ,应用韦达定理、弦长公式求 的最小值,注意最小值取值条件一致,最后求三角形 面积的最小值.
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