浙江省余姚市2023-2024学年高二上学期期末考试数学试卷
1.(2024高二上·余姚期末)经过两点的直线的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.(2024高二上·余姚期末)已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
3.(2024高二上·余姚期末)在平行六面体中,为的中点,若,则( )
A. B. C. D.
4.(2024高二上·余姚期末)双曲线的焦点到渐近线的距离为( )
A. B.2 C. D.
5.(2024高二上·余姚期末)已知函数,则( )
A. B. C. D.
6.(2024高二上·余姚期末)把正方形纸片沿对角线折成直二面角,为的中点,为的中点,是原正方形的中心,则折纸后的余弦值大小为( )
A. B. C. D.
7.(2024高二上·余姚期末)数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一个数列1,1,2,3,5,8其中从第项起,每一项都等于它前面两项之和,即,,这样的数列称为“斐波那契数列”,则下列各式中正确的选项为( )
A. B.
C. D.
8.(2024高二上·余姚期末)设椭圆的左焦点为,点在椭圆外,,在椭圆上,且是线段的中点. 若椭圆的离心率为,则直线,的斜率之积为( )
A. B. C. D.
9.(2024高二上·余姚期末)下列说法中正确的是( )
A.直线在轴上的截距是
B.直线恒过定点
C.点关于直线对称的点为
D.过点且在轴 轴上的截距相等的直线方程为
10.(2024高二上·余姚期末)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,此定理讲的是关于整除的问题.现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列,其前项和为,则( )
A. B.
C. D.数列共有84项
11.(2024高二上·余姚期末)已知抛物线:的焦点为,点为抛物线上一动点,点,则( )
A.抛物线的准线方程为
B.的最小值为5
C.当时,则抛物线在点处的切线方程为
D.过的直线交抛物线于两点,则弦的长度为16
12.(2024高二上·余姚期末)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
13.(2024高二上·余姚期末)已知,则 .
14.(2024高二上·余姚期末)已知正项等比数列,,且,,成等差数列,则 .
15.(2024高二上·余姚期末)若直线与单位圆和曲线均相切,则直线的方程可以是 .(写出符合条件的一个方程即可)
16.(2024高二上·余姚期末)已知函数有两个零点,求的取值范围 .
17.(2024高二上·余姚期末)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于直线.
(1)求的值;
(2)求函数的极值.
18.(2024高二上·余姚期末)已知的三个顶点,,.
(1)求边上中线所在直线的方程;
(2)已知点满足,且点在线段的中垂线上,求点的坐标.
19.(2024高二上·余姚期末)已知数列的首项,且满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若,求正整数的最大值.
20.(2024高二上·余姚期末)如图,在四棱锥中,底面是直角梯形,,,平面平面,是边长为2的正三角形,,,.
(1)若平面,求的值;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值.
21.(2024高二上·余姚期末)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)当,证明:.
22.(2024高二上·余姚期末)已知椭圆过点,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,直线分别与轴交于两点,求证:中点为定点.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】斜率的计算公式;直线的图象特征与倾斜角、斜率的关系
【解析】【解答】解:设直线的倾斜角为,因为直线经过,
所以经过两点的直线的斜率为,即,
又因为,所以.
故答案为:D.
【分析】由题意,根据两点斜率公式,结合倾斜角与斜率的关系求解即可.
2.【答案】B
【知识点】圆与圆的位置关系及其判定
【解析】【解答】解:易知圆的圆心,半径分别为,
圆的圆心,半径分别为,圆心距,
因为,所以两圆的位置关系为相交.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件,先求两圆的圆心和半径,再计算圆心距,结合圆心距与半径和、差的大小关系判断即可.
3.【答案】A
【知识点】空间向量基本定理
【解析】【解答】解:由题意,作出平行六面体,如图所示:
则,
即.
故答案为:A.
【分析】由题意,作出图形,由空间向量的线性运算求解即可.
4.【答案】B
【知识点】平面内点到直线的距离公式;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:双曲线,易知焦点坐标,渐近线方程为,
不妨取焦点,渐近线,则焦点到渐近线的距离为.
故答案为:B.
【分析】根据双曲线方程求出焦点坐标和渐近线方程,再根据点到直线的距离公式求解即可.
5.【答案】A
【知识点】简单复合函数求导法则
【解析】【解答】解:函数,求导可得,则.
故答案为:A.
【分析】先求导,再代值求解即可.
6.【答案】C
【知识点】二面角及二面角的平面角;余弦定理
【解析】【解答】解:连接,则,过点作,垂足为,连接,如图所示:
因平面平面,且平面平面,平面,
所以平面,又平面,则.设正方形的边长为4,
则,
在中,由余弦定理可得:,
在中,,又,
设,在中,由余弦定理:.
故答案为:C.
【分析】连接,则,过点作,垂足为,连接,构造,分别求,易得,利用余弦定理求即可.
7.【答案】D
【知识点】斐波那契数列
【解析】【解答】解:A、,故A错误;
B、
,故B错误;
C、
,故C错误;
D、
,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据“斐波那契数列”的定义以及数列求和逐项判断即可.
8.【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:记椭圆的右焦点为,连接,,如图所示:
由题意可知,点为椭圆的左焦点,
因为点、,易知点为线段的中点,又因为为的中点,所以,
取线段的中点,连接,则,
所以,则,所以,
设点、,则点,
所以,作差可得,可得,
所以,
因为椭圆的离心率为,得,
所以,即.
故答案为:B.
【分析】记线段的中点,连接,取右焦点,连接,推导出,可得出,利用点差法可求得,再结合椭圆的离心率公式求解即可.
9.【答案】B,C
【知识点】直线的截距式方程;直线的一般式方程;恒过定点的直线
【解析】【解答】解:A、直线,令,求得,则直线在轴上的截距是,故A错误;
B、由,可得,因为,所以,
解得,故直线恒过定点,故B正确;
C、设,易知,直线的斜率为1,则,又因为的中点在直线上,所以点关于直线对称的点为,故C正确;
D、过点且在轴 轴上的截距相等的直线为或,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】由题意,令,解y,即可判断A;把直线方程化成关于参数的方程,依题得到,求解即可判断B;只需验证两点间的线段中点在直线上,且两点的直线斜率与已知直线斜率互为负倒数即可判断C;截距相等分两种情况,截距为0和截距不为零两种情况计算,即可判断D.
10.【答案】A,C,D
【知识点】等差数列的性质
【解析】【解答】解:1到500这500个数中能被2除余1的数有:1,3,5,7……499,
1到500这500个数中能被3除余1的数有:1,4,7……499,
由题意现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,
构成首项为1,末项为499,公差为6的等差数列,
所以,
所以,,,数列共有84项.
故答案为:ACD.
【分析】由题意得现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,则它们构成首项为1,末项为499,公差为6的等差数列,由此即可逐一判断每一个选项.
11.【答案】A,B,D
【知识点】抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:A、易知抛物线标准方程为:,则准线方程为,故A正确;
B、过点向准线作垂线,设垂足为点,过点向准线作垂线,设垂足为点,如图所示:
则,当且仅当点与点重合时等号成立,点为与抛物线的交点,故B正确;
C、切点为,且切线斜率存在,所以设切线方程为,
联立抛物线方程得,所以,解得,
所以当时,则抛物线在点处的切线方程为,故C错误;
D、由题意,所以,
所以直线,即,联立抛物线方程得,
由韦达定理可得,,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】化抛物线方程为标准方程即可判断A;由抛物线定义结合三角形三边关系即可判断B;设出切线方程(斜率为参数),联立抛物线方程由判别式为0即可验算判断C;联立方程和抛物线方程,结合韦达定理、焦点弦公式即可判断D.
12.【答案】B,C
【知识点】函数的奇偶性;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:因为 ,即 .令 ,则有,
则 ,令 ,则 ,
令 ,可得,
当时, ,函数单调递增,
当时, ,函数单调递减,
故,
所以总有 ,故单调递减;所以,即;
A、,故A错误;
B、设 ,则 ,
故在上单调递增,所以,
所以 ,因为,所以 ,故B正确;
C、,即.
设,则,
则 ,所以单调递增.
因为,所以,故C正确;
D、,即,
令,则,
因为,所以为偶函数,
所以即为.
则 ,令,则 ,所以单调递增.
又,所以当时,,,函数单调递减;
当时,,,函数单调递增,
当时,,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】由题意,构造函数,求导,利用导数判断其单调性,计算出x与y的关系,再根据函数的性质逐项分析判断即可.
13.【答案】
【知识点】空间向量的线性运算的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,所以.
故答案为:.
【分析】由题意,根据空间向量线性运算的坐标表示计算即可.
14.【答案】
【知识点】等比数列概念与表示;等比数列的通项公式;等差中项
【解析】【解答】解:设正项等比数列的公比为,
因为,,成等差数,所以,即,解得,
所以数列的通项公式为,则.
故答案为:.
【分析】设正项等比数列的公比为,由,,成等差数列可得,求出公比,求出数列的通项公式,再求解即可.
15.【答案】(写出符合条件的一个方程即可)
【知识点】直线与圆的位置关系;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:由题意,可知直线的斜率存在,设直线方程为:,
联立,消去y整理可得:,
因为直线与单位圆相切,所以,化简得,
联立,消去y整理得:,
因为直线与曲线相切,所以,化简得,
由,解得,则,
所以直线方程为:,
故答案为:
【分析】由题意,设直线方程为:,根据直线与单位圆和曲线均相切,方程联立,由判别式为零求解即可.
16.【答案】
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:函数定义域为,
求导可得,
当时,,在上单调递增,所以至多有一个零点.
当时,由,解得:,由,解得:,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取得最小值,
.
令,,则,
所以在上单调递减;
又,所以要使,即,则.
又因为,
所以在上有一个零点,
又
令,,则,
所以在上单调递增,
因为,所以,所以,所以.
所以在上也有一个零点.
综上所述,a的取值范围是.
故答案为:
【分析】先求函数的定义域,再求导,对导函数中的参数进行分类讨论,在时,通过判断函数的单调性求得其最小值,依题需使推得;接着分段说明函数在区间和上各有一个零点即得.
17.【答案】(1)解:函数定义域为,,
因为曲线在点处的切线平行于直线,
所以,解得;
(2)解:由(1)可得,
令,解得或,令,解得,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
3
+ 0 0 +
↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
故时函数取极大值,极大值为,时函数取极小值,极小值为.
【知识点】导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值
【解析】【分析】(1)求导,由题意可得,求解即可;
(2)由(1)可得,根据导数与极值的关系列表求解即可.
(1),
∵在点处的切线平行于直线,
∴,∴;
(2)由(1)可得,
令得或,列表如下:
3
+ 0 0 +
↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
∴极大值为,极小值为.
18.【答案】(1)解:由题意中点,
所以所在直线的斜率,
所以所在直线的方程为,
即边中线所在直线的方程;
(2)解:因为,,所以,
,所以直线的方程为,即,
设点到直线的距离,则由题意,
所以点到直线的距离,
则点所在直线方程为或,
因为,,
所以,线段中点坐标为,
所以线段的中垂线为,即,
所以联立或,
所以点的坐标为:或.
【知识点】斜率的计算公式;直线的点斜式方程;平面内两点间的距离公式;平面内点到直线的距离公式
【解析】【分析】(1)先求的中点坐标,根据两点斜率公式求所在直线的斜率,结合点斜式化简求解即可;
(2)由两点间距离公式求,直线的方程为,结合以及点到直线的距离公式得点所在直线方程为或,进一步求得线段的中垂线方程,联立求解即可.
(1)由题意中点,
所以所在直线的斜率,
所以所在直线的方程为,
即边中线所在直线的方程;
(2)因为,,所以,
,所以直线的方程为,即,
设点到直线的距离,则由题意,
所以点到直线的距离,
则点所在直线方程为或,
因为,,
所以,线段中点坐标为,
所以线段的中垂线为,即,
所以联立或,
所以点的坐标为:或.
19.【答案】(1)证明:易知各项均为正,对两边同时取倒数得,即,
因为,所以数列是以为首项,为公比的等比数列;
(2)解:由(1)知,
所以,
显然单调递增,
且,
所以的最大值为4046.
【知识点】函数单调性的性质;等比数列概念与表示;等比数列的前n项和;数列与函数的综合
【解析】【分析】(1)对两边取倒数,结合等比数列的定义证明即可;
(2)由分组求和以及等比数列求和公式得前项和,结合其单调性求解即可.
(1)易知各项均为正,对两边同时取倒数得,
即,
因为,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)知,
所以,
显然单调递增,
且,
所以的最大值为4046.
20.【答案】(1)解:分别取中点,连接,
由已知底面是直角梯形,,,,
易得,
因为平面平面,平面平面,面,
所以平面,
又因为平面,所以,
以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,如图所示:
则,
因为,
所以,
显然是平面的一个法向量,
若平面,则,即;
(2)解:若,则,
由(1),所以,
所以,
设分别为平面与平面的一个法向量,
所以或,
令,解得,
则,
设平面与平面的夹角为,
故,
即平面与平面的夹角的余弦值为.
【知识点】用空间向量研究直线与平面的位置关系;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,由向量的线性运算得,进一步得是平面的一个法向量,由此列出方程求解即可.
(2)由(1)的结论,求出两平面的法向量,利用空间向量,利用夹角余弦公式求解即可.
(1)
分别取中点,连接,
由已知底面是直角梯形,,,,
易得,
∵平面平面,平面平面,面,
∴平面,
又因为平面,
所以,
以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,
∵,
∴,
显然是平面的一个法向量,
若平面,则,即;
(2)若,则,
由(1),
所以,
所以,
设分别为平面与平面的一个法向量,
所以或,
令,解得,
则,
设平面与平面的夹角为,
故,
即平面与平面的夹角的余弦值为.
21.【答案】(1)解:函数定义域为,
求导可得,
①当时,,在上单调递增;
②当时,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
综上,①当时,在上单调递增,
②当时,在上单调递增,在上单调递减;
(2)证明:由(1)可得,当时,
要证,只需证,
即证恒成立.
令,则恒成立,
设,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以的最大值为,
所以,
所以恒成立,
则原命题得证,即:当时,.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;不等式的证明
【解析】【分析】(1)先求函数的定义域,求导,分和判断导数的正负,判断函数的单调性,从而求其单调区间即可;
(2)要证明原不等式,只需,而由(1)再构造函数,利用导数可得函数的单调性,并求其最值,即可证明.
(1)定义域为,
则,
①当时,,在上单调递增;
②当时,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
综上,①当时,在上单调递增,
②当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)可得,当时,
要证,只需证,
即证恒成立.
令,则恒成立,
设,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
∴的最大值为,
所以,
所以恒成立,
∴原命题得证.,即:当时,.
22.【答案】(1)解:因为椭圆过点,离心率为,
所以,解得,
则椭圆的方程为;
(2)解:显然直线斜率存在,设方程为,,
联立方程得,
,
由直线方程为,直线方程为,
得,
.
中点为定点.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由题意可知列方程求解即可;
(2)由题意显然直线斜率存在,设方程为,,联立椭圆方程,消元整理,由韦达定理得,进一步表示出方程和点坐标,证明为定值即可.
(1)因为椭圆过点,离心率为,
所以,解得,
所以,椭圆的方程为.
(2)
显然直线斜率存在,设方程为,,
联立方程得,
,
由直线方程为,直线方程为,
得,
.
中点为定点.
1 / 1浙江省余姚市2023-2024学年高二上学期期末考试数学试卷
1.(2024高二上·余姚期末)经过两点的直线的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【答案】D
【知识点】斜率的计算公式;直线的图象特征与倾斜角、斜率的关系
【解析】【解答】解:设直线的倾斜角为,因为直线经过,
所以经过两点的直线的斜率为,即,
又因为,所以.
故答案为:D.
【分析】由题意,根据两点斜率公式,结合倾斜角与斜率的关系求解即可.
2.(2024高二上·余姚期末)已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【知识点】圆与圆的位置关系及其判定
【解析】【解答】解:易知圆的圆心,半径分别为,
圆的圆心,半径分别为,圆心距,
因为,所以两圆的位置关系为相交.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件,先求两圆的圆心和半径,再计算圆心距,结合圆心距与半径和、差的大小关系判断即可.
3.(2024高二上·余姚期末)在平行六面体中,为的中点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】空间向量基本定理
【解析】【解答】解:由题意,作出平行六面体,如图所示:
则,
即.
故答案为:A.
【分析】由题意,作出图形,由空间向量的线性运算求解即可.
4.(2024高二上·余姚期末)双曲线的焦点到渐近线的距离为( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【知识点】平面内点到直线的距离公式;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:双曲线,易知焦点坐标,渐近线方程为,
不妨取焦点,渐近线,则焦点到渐近线的距离为.
故答案为:B.
【分析】根据双曲线方程求出焦点坐标和渐近线方程,再根据点到直线的距离公式求解即可.
5.(2024高二上·余姚期末)已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】简单复合函数求导法则
【解析】【解答】解:函数,求导可得,则.
故答案为:A.
【分析】先求导,再代值求解即可.
6.(2024高二上·余姚期末)把正方形纸片沿对角线折成直二面角,为的中点,为的中点,是原正方形的中心,则折纸后的余弦值大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】二面角及二面角的平面角;余弦定理
【解析】【解答】解:连接,则,过点作,垂足为,连接,如图所示:
因平面平面,且平面平面,平面,
所以平面,又平面,则.设正方形的边长为4,
则,
在中,由余弦定理可得:,
在中,,又,
设,在中,由余弦定理:.
故答案为:C.
【分析】连接,则,过点作,垂足为,连接,构造,分别求,易得,利用余弦定理求即可.
7.(2024高二上·余姚期末)数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一个数列1,1,2,3,5,8其中从第项起,每一项都等于它前面两项之和,即,,这样的数列称为“斐波那契数列”,则下列各式中正确的选项为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】斐波那契数列
【解析】【解答】解:A、,故A错误;
B、
,故B错误;
C、
,故C错误;
D、
,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据“斐波那契数列”的定义以及数列求和逐项判断即可.
8.(2024高二上·余姚期末)设椭圆的左焦点为,点在椭圆外,,在椭圆上,且是线段的中点. 若椭圆的离心率为,则直线,的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:记椭圆的右焦点为,连接,,如图所示:
由题意可知,点为椭圆的左焦点,
因为点、,易知点为线段的中点,又因为为的中点,所以,
取线段的中点,连接,则,
所以,则,所以,
设点、,则点,
所以,作差可得,可得,
所以,
因为椭圆的离心率为,得,
所以,即.
故答案为:B.
【分析】记线段的中点,连接,取右焦点,连接,推导出,可得出,利用点差法可求得,再结合椭圆的离心率公式求解即可.
9.(2024高二上·余姚期末)下列说法中正确的是( )
A.直线在轴上的截距是
B.直线恒过定点
C.点关于直线对称的点为
D.过点且在轴 轴上的截距相等的直线方程为
【答案】B,C
【知识点】直线的截距式方程;直线的一般式方程;恒过定点的直线
【解析】【解答】解:A、直线,令,求得,则直线在轴上的截距是,故A错误;
B、由,可得,因为,所以,
解得,故直线恒过定点,故B正确;
C、设,易知,直线的斜率为1,则,又因为的中点在直线上,所以点关于直线对称的点为,故C正确;
D、过点且在轴 轴上的截距相等的直线为或,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】由题意,令,解y,即可判断A;把直线方程化成关于参数的方程,依题得到,求解即可判断B;只需验证两点间的线段中点在直线上,且两点的直线斜率与已知直线斜率互为负倒数即可判断C;截距相等分两种情况,截距为0和截距不为零两种情况计算,即可判断D.
10.(2024高二上·余姚期末)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,此定理讲的是关于整除的问题.现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列,其前项和为,则( )
A. B.
C. D.数列共有84项
【答案】A,C,D
【知识点】等差数列的性质
【解析】【解答】解:1到500这500个数中能被2除余1的数有:1,3,5,7……499,
1到500这500个数中能被3除余1的数有:1,4,7……499,
由题意现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,
构成首项为1,末项为499,公差为6的等差数列,
所以,
所以,,,数列共有84项.
故答案为:ACD.
【分析】由题意得现将1到500这500个数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,则它们构成首项为1,末项为499,公差为6的等差数列,由此即可逐一判断每一个选项.
11.(2024高二上·余姚期末)已知抛物线:的焦点为,点为抛物线上一动点,点,则( )
A.抛物线的准线方程为
B.的最小值为5
C.当时,则抛物线在点处的切线方程为
D.过的直线交抛物线于两点,则弦的长度为16
【答案】A,B,D
【知识点】抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:A、易知抛物线标准方程为:,则准线方程为,故A正确;
B、过点向准线作垂线,设垂足为点,过点向准线作垂线,设垂足为点,如图所示:
则,当且仅当点与点重合时等号成立,点为与抛物线的交点,故B正确;
C、切点为,且切线斜率存在,所以设切线方程为,
联立抛物线方程得,所以,解得,
所以当时,则抛物线在点处的切线方程为,故C错误;
D、由题意,所以,
所以直线,即,联立抛物线方程得,
由韦达定理可得,,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】化抛物线方程为标准方程即可判断A;由抛物线定义结合三角形三边关系即可判断B;设出切线方程(斜率为参数),联立抛物线方程由判别式为0即可验算判断C;联立方程和抛物线方程,结合韦达定理、焦点弦公式即可判断D.
12.(2024高二上·余姚期末)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B,C
【知识点】函数的奇偶性;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:因为 ,即 .令 ,则有,
则 ,令 ,则 ,
令 ,可得,
当时, ,函数单调递增,
当时, ,函数单调递减,
故,
所以总有 ,故单调递减;所以,即;
A、,故A错误;
B、设 ,则 ,
故在上单调递增,所以,
所以 ,因为,所以 ,故B正确;
C、,即.
设,则,
则 ,所以单调递增.
因为,所以,故C正确;
D、,即,
令,则,
因为,所以为偶函数,
所以即为.
则 ,令,则 ,所以单调递增.
又,所以当时,,,函数单调递减;
当时,,,函数单调递增,
当时,,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】由题意,构造函数,求导,利用导数判断其单调性,计算出x与y的关系,再根据函数的性质逐项分析判断即可.
13.(2024高二上·余姚期末)已知,则 .
【答案】
【知识点】空间向量的线性运算的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,所以.
故答案为:.
【分析】由题意,根据空间向量线性运算的坐标表示计算即可.
14.(2024高二上·余姚期末)已知正项等比数列,,且,,成等差数列,则 .
【答案】
【知识点】等比数列概念与表示;等比数列的通项公式;等差中项
【解析】【解答】解:设正项等比数列的公比为,
因为,,成等差数,所以,即,解得,
所以数列的通项公式为,则.
故答案为:.
【分析】设正项等比数列的公比为,由,,成等差数列可得,求出公比,求出数列的通项公式,再求解即可.
15.(2024高二上·余姚期末)若直线与单位圆和曲线均相切,则直线的方程可以是 .(写出符合条件的一个方程即可)
【答案】(写出符合条件的一个方程即可)
【知识点】直线与圆的位置关系;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:由题意,可知直线的斜率存在,设直线方程为:,
联立,消去y整理可得:,
因为直线与单位圆相切,所以,化简得,
联立,消去y整理得:,
因为直线与曲线相切,所以,化简得,
由,解得,则,
所以直线方程为:,
故答案为:
【分析】由题意,设直线方程为:,根据直线与单位圆和曲线均相切,方程联立,由判别式为零求解即可.
16.(2024高二上·余姚期末)已知函数有两个零点,求的取值范围 .
【答案】
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:函数定义域为,
求导可得,
当时,,在上单调递增,所以至多有一个零点.
当时,由,解得:,由,解得:,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取得最小值,
.
令,,则,
所以在上单调递减;
又,所以要使,即,则.
又因为,
所以在上有一个零点,
又
令,,则,
所以在上单调递增,
因为,所以,所以,所以.
所以在上也有一个零点.
综上所述,a的取值范围是.
故答案为:
【分析】先求函数的定义域,再求导,对导函数中的参数进行分类讨论,在时,通过判断函数的单调性求得其最小值,依题需使推得;接着分段说明函数在区间和上各有一个零点即得.
17.(2024高二上·余姚期末)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于直线.
(1)求的值;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)解:函数定义域为,,
因为曲线在点处的切线平行于直线,
所以,解得;
(2)解:由(1)可得,
令,解得或,令,解得,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
3
+ 0 0 +
↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
故时函数取极大值,极大值为,时函数取极小值,极小值为.
【知识点】导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值
【解析】【分析】(1)求导,由题意可得,求解即可;
(2)由(1)可得,根据导数与极值的关系列表求解即可.
(1),
∵在点处的切线平行于直线,
∴,∴;
(2)由(1)可得,
令得或,列表如下:
3
+ 0 0 +
↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
∴极大值为,极小值为.
18.(2024高二上·余姚期末)已知的三个顶点,,.
(1)求边上中线所在直线的方程;
(2)已知点满足,且点在线段的中垂线上,求点的坐标.
【答案】(1)解:由题意中点,
所以所在直线的斜率,
所以所在直线的方程为,
即边中线所在直线的方程;
(2)解:因为,,所以,
,所以直线的方程为,即,
设点到直线的距离,则由题意,
所以点到直线的距离,
则点所在直线方程为或,
因为,,
所以,线段中点坐标为,
所以线段的中垂线为,即,
所以联立或,
所以点的坐标为:或.
【知识点】斜率的计算公式;直线的点斜式方程;平面内两点间的距离公式;平面内点到直线的距离公式
【解析】【分析】(1)先求的中点坐标,根据两点斜率公式求所在直线的斜率,结合点斜式化简求解即可;
(2)由两点间距离公式求,直线的方程为,结合以及点到直线的距离公式得点所在直线方程为或,进一步求得线段的中垂线方程,联立求解即可.
(1)由题意中点,
所以所在直线的斜率,
所以所在直线的方程为,
即边中线所在直线的方程;
(2)因为,,所以,
,所以直线的方程为,即,
设点到直线的距离,则由题意,
所以点到直线的距离,
则点所在直线方程为或,
因为,,
所以,线段中点坐标为,
所以线段的中垂线为,即,
所以联立或,
所以点的坐标为:或.
19.(2024高二上·余姚期末)已知数列的首项,且满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若,求正整数的最大值.
【答案】(1)证明:易知各项均为正,对两边同时取倒数得,即,
因为,所以数列是以为首项,为公比的等比数列;
(2)解:由(1)知,
所以,
显然单调递增,
且,
所以的最大值为4046.
【知识点】函数单调性的性质;等比数列概念与表示;等比数列的前n项和;数列与函数的综合
【解析】【分析】(1)对两边取倒数,结合等比数列的定义证明即可;
(2)由分组求和以及等比数列求和公式得前项和,结合其单调性求解即可.
(1)易知各项均为正,对两边同时取倒数得,
即,
因为,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)知,
所以,
显然单调递增,
且,
所以的最大值为4046.
20.(2024高二上·余姚期末)如图,在四棱锥中,底面是直角梯形,,,平面平面,是边长为2的正三角形,,,.
(1)若平面,求的值;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)解:分别取中点,连接,
由已知底面是直角梯形,,,,
易得,
因为平面平面,平面平面,面,
所以平面,
又因为平面,所以,
以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,如图所示:
则,
因为,
所以,
显然是平面的一个法向量,
若平面,则,即;
(2)解:若,则,
由(1),所以,
所以,
设分别为平面与平面的一个法向量,
所以或,
令,解得,
则,
设平面与平面的夹角为,
故,
即平面与平面的夹角的余弦值为.
【知识点】用空间向量研究直线与平面的位置关系;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,由向量的线性运算得,进一步得是平面的一个法向量,由此列出方程求解即可.
(2)由(1)的结论,求出两平面的法向量,利用空间向量,利用夹角余弦公式求解即可.
(1)
分别取中点,连接,
由已知底面是直角梯形,,,,
易得,
∵平面平面,平面平面,面,
∴平面,
又因为平面,
所以,
以为中心,以所在直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,
∵,
∴,
显然是平面的一个法向量,
若平面,则,即;
(2)若,则,
由(1),
所以,
所以,
设分别为平面与平面的一个法向量,
所以或,
令,解得,
则,
设平面与平面的夹角为,
故,
即平面与平面的夹角的余弦值为.
21.(2024高二上·余姚期末)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)当,证明:.
【答案】(1)解:函数定义域为,
求导可得,
①当时,,在上单调递增;
②当时,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
综上,①当时,在上单调递增,
②当时,在上单调递增,在上单调递减;
(2)证明:由(1)可得,当时,
要证,只需证,
即证恒成立.
令,则恒成立,
设,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以的最大值为,
所以,
所以恒成立,
则原命题得证,即:当时,.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;不等式的证明
【解析】【分析】(1)先求函数的定义域,求导,分和判断导数的正负,判断函数的单调性,从而求其单调区间即可;
(2)要证明原不等式,只需,而由(1)再构造函数,利用导数可得函数的单调性,并求其最值,即可证明.
(1)定义域为,
则,
①当时,,在上单调递增;
②当时,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
综上,①当时,在上单调递增,
②当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)可得,当时,
要证,只需证,
即证恒成立.
令,则恒成立,
设,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
∴的最大值为,
所以,
所以恒成立,
∴原命题得证.,即:当时,.
22.(2024高二上·余姚期末)已知椭圆过点,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,直线分别与轴交于两点,求证:中点为定点.
【答案】(1)解:因为椭圆过点,离心率为,
所以,解得,
则椭圆的方程为;
(2)解:显然直线斜率存在,设方程为,,
联立方程得,
,
由直线方程为,直线方程为,
得,
.
中点为定点.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由题意可知列方程求解即可;
(2)由题意显然直线斜率存在,设方程为,,联立椭圆方程,消元整理,由韦达定理得,进一步表示出方程和点坐标,证明为定值即可.
(1)因为椭圆过点,离心率为,
所以,解得,
所以,椭圆的方程为.
(2)
显然直线斜率存在,设方程为,,
联立方程得,
,
由直线方程为,直线方程为,
得,
.
中点为定点.
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