浙江省浙里特色联盟2025-2026学年高二上学期期中联考数学试题
1.(2025高二上·浙江期中)若复数满足(为虚数单位),则的虚部是( )
A.-1 B.1 C. D.
【答案】B
【知识点】复数代数形式的混合运算
【解析】【解答】解:,
所以,
所以,
所以的虚部是1.
故答案为:B.
【分析】根据复数除法运算将分母实数化,分子分母同乘,再复数的虚部定义即可求解.
2.(2025高二上·浙江期中)若圆的一条直径的两个端点坐标是,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】圆的标准方程
【解析】【解答】解:由圆的一条直径的两个端点坐标是,
可得的中点坐标为,即圆心坐标为,
又由,所以圆的半径为,
所以以为直径的圆的方程为.
故答案为:A.
【分析】所求的圆为,以AB中点为圆心,以AB长度一半为半径的圆,求得的中点坐标和,得出所求圆的圆心坐标和半径,即可求解.
3.(2025高二上·浙江期中)已知正三棱台的体积为,其上下底面边长分别为2和4,则这个正三棱台的高为( )
A.1 B.2 C.3 D.6
【答案】C
【知识点】台体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:设正三棱台的高为,
因为上下底面边长分别为2和4,可得上下底面面积分别为,
又因为正三棱台的体积为,
可得,解得,
所以正三棱台的高为.
故答案为:C.
【分析】设正三棱台的高为,代入棱台的体积公式,列出方程,即可求解.
4.(2025高二上·浙江期中)已知直线的倾斜角满足条件sin+cos=,则的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】三角函数值的符号;同角三角函数基本关系的运用
【解析】【解答】解:由题意,,由,
则,所以.
于是,
联立.
故答案为:C.
【分析】将两边平方,利用求出,进一步求出,然后求出得到.
5.(2025高二上·浙江期中)已知直线和,两点,若直线上存在点使得最小,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】直线的一般式方程与直线的性质;两条直线的交点坐标;与直线关于点、直线对称的直线方程
【解析】【解答】解:设点关于直线的对称点为,
则,解得,所以,
所以,
当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,
因为,,所以直线的方程为,
联立,解得,所以点.
故答案为:D
【分析】利用对称关系求出点关于直线的对称点为,将最小值转化为为之间的距离,联立直线方程求得点的坐标.
6.(2025高二上·浙江期中)已知椭圆的中心为坐标原点,一个焦点为,过的直线与椭圆交于A、B两点.若的中点为,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:设椭圆的方程为,,
则,
由直线过与的中点,则,
由,相减得,
即,
∴,
又,∴,解得,
故椭圆的方程为.
故答案为:B
【分析】已知弦AB中点,可利用点差法,化简得即可求解.
7.(2025高二上·浙江期中)若直线与圆相切于点,则的值为( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
【答案】C
【知识点】直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:切点在直线上,所以,即,
圆心与切点连线的斜率为,
所以切线的斜率为,
又切线的斜率为,所以,
所以,解得,
所以.
故答案为:C.
【分析】由圆心与切点的连线与切线垂直,再由切点在直线上,列式求解即可.
8.(2025高二上·浙江期中)已知点,分别为椭圆的左、右焦点,点在直线上运动.若的最大值为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】两角和与差的正切公式;椭圆的标准方程;椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:由题意知,,,直线为,
设直线,的倾斜角分别为,,
由椭圆的对称性,不妨设为第一象限的点,即,,
则,.
,
,当且仅当,即时取等号,又得最大值为,
,即,整理得,故椭圆的离心率是.
故答案为:C.
【分析】设出直线,的倾斜角,,利用差角正切公式,再基本不等式求,结合已知求椭圆参数的数量关系,进而求离心率.
9.(2025高二上·浙江期中)下列说法正确的是( )
A.在空间直角坐标系中,点关于轴对称的点的坐标为
B.在空间直角坐标系中,是坐标平面的一个法向量
C.已知是空间的一组基底,则也是空间一组基底
D.以,,为顶点的三角形是等边三角形
【答案】A,C
【知识点】空间中的点的坐标;空间向量基本定理
【解析】【解答】解:A、由空间中点的对称性可知点关于轴对称的点的坐标为,该选项正确,符合题意;
B、在空间直角坐标系中,是坐标平面的一个法向量,该选项错误,不合题意;
C、因为是空间的一组基底,所以不共面,即其中任何一个向量都不能用另外两个向量线性表示,
易得中任何一个向量也不能用另外两个向量线性表示,(若设
满足,则有,该方程无解,该选项正确,符合题意;
D、由题意可得,
,,
显然,且,则为等腰直角三角形,该选项错误,不合题意.
故答案为:AC.
【分析】由中点坐标公式和空间中点的对称性可判断A;在空间直角坐标系中,由法向量定义得坐标平面的一个法向量,即可判断B;由空间基底的定义不共面,即其中任何一个向量都不能用另外两个向量线性表示 可判断C;由两点间的距离公式求出三边的长,再利用勾股定理即可判断D.
10.(2025高二上·浙江期中)已知椭圆的方程是,P为椭圆上任意一点,,分别为椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.过点且斜率不为0的直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为8
B.存在点,使得的面积为2
C.椭圆上存在4个不同的点,使得
D.内切圆半径的最大值为
【答案】A,C,D
【知识点】平面向量的数量积运算;椭圆的定义;圆与圆锥曲线的综合
【解析】【解答】解:A、由椭圆,所以
则过点的直线与椭圆交于,两点,则的周长为,故A正确;
B、根据椭圆性质的面积最大值为,所以不存在点,使得的面积为2,故B错误;
C、根据可得的轨迹为以为直径的圆,即,不包括两点,
因为,所以圆与椭圆有四个交点,即椭圆上存在4个不同的点,使得,故C正确;
D、的周长为,设的内切圆半径为,
则,故当最大时最大,此时为上(下)顶点,
,则,解得,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】根据椭圆的定义求解的周长为,即可判断A;根据椭圆的性质的面积最大值为,所以不存在点,即可判断B;根据可得的轨迹,为以为直径的圆再分析与椭圆的交点个数即可判断C;根据的面积表达式分析得当最大时最大,此时为上(下)顶点即可判断D.
11.(2025高二上·浙江期中)已知圆,圆,P,Q分别是圆与圆上的点,下列说法正确的是( )
A.若圆与圆外切,则
B.当时,则两圆公共弦所在直线方程为
C.当时,若直线的斜率存在,则斜率的最大值为
D.当时,过点作圆两条切线,切点分别为A,B,则存在点,使得
【答案】A,C,D
【知识点】直线与圆的位置关系;圆与圆的位置关系及其判定;相交弦所在直线的方程
【解析】【解答】解:A、若两圆外切,则,解得,该选项正确,符合题意;
B、当时,,即,
联立,可得,
所以公共弦所在直线方程为,该选项错误,不合题意;
C、当时,,,所以两圆相离,
因为直线的斜率存在,分析可得,当PQ为两圆的内公切线时,斜率最大,
作出两圆图象,如下图所示,
设PQ和CD为两条内公切线,设交于点A,
因为圆的圆心为,且,
所以切线CD的方程为x=1,且,
因为CD为公切线,所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,该选项正确,符合题意.
D、当时,,
因为P在上运动,所以,即,
若时,由,
可得四边形为正方形,
所以,符合题意,
所以存在点,使得,该选项正确,符合题意.
故选:ACD.
【分析】根据外切,可得,求出两圆的圆心距,求出r值,即可判断A;将圆方程,与方程联立,可得公共弦方程,即可判断B;结合圆方程,根据图象,分析可得斜率最大时,PQ为两圆的内公切线,根据垂直关系,可得,求出所需长度,根据斜率公式、正切公式等,分析计算,可判断C;由圆方程, P在上运动 ,进而可得,若,根据图象分析,可得四边形为正方形,所以,分析即可判断D的正误.
12.(2025高二上·浙江期中)在空间直角坐标系中,若,,且,则 .
【答案】
【知识点】向量的模;空间向量的数量积运算;空间向量的数量积运算的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,
所以,即,
所以,,
故答案为:.
【分析】根据向量数量积求出,再由空间向量模计算即可.
13.(2025高二上·浙江期中)已知数据的平均数为4,方差为2,则数据的平均数与方差的和为 .
【答案】19
【知识点】用样本的数字特征估计总体的数字特征
【解析】【解答】解:因为数据的平均数为4,方差为2,
所以的平均数为,方差为,
所以平均数与方差的和为19.
故答案为:19.
【分析】根据新数据数字特征平均数与方差计算即可.
14.(2025高二上·浙江期中)设函数和.已知当时,恒有,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】函数恒成立问题;直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:因为,即,
变形得,
令,①
,②
①式变形得,
即为以为圆心,2为半径的轴上方的半圆,
②式表示斜率为,在轴上的截距为的平行直线系,
如图所示,当直线,即与圆相切时,
圆心到直线的距离,
解得或,
又因为,即,所以,此时,
由图可知,要使在上恒成立,
则直线必在半圆的切线上方或重合,
所以,解得.
故答案为:.
【分析】先将不等式变形为,令,转化为几何特征,令,利用数形结合法画出图象,分析图象,列式即可求解.
15.(2025高二上·浙江期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)解:,,
,,
由余弦定理得,
又,.
(2)解:由三角形面积公式得,
由正弦定理得
,
三角形为锐角三角形,,得,,
,,,.
【知识点】两角和与差的正弦公式;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1)利用正弦定理角化边将原式化为,即结合余弦定理求出,然后可得角;
(2)利用正弦定理得,结合三角形为锐角三角形求出的范围,然后由面积公式可得.
(1),,
,,
由余弦定理得,
又,.
(2)由三角形面积公式得,
由正弦定理得
,
三角形为锐角三角形,,得,,
,,,.
16.(2025高二上·浙江期中)已知偶函数的定义域为,值域为
(1)求实数的值;
(2)若关于的不等式在区间上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若,,求实数m,n的值.
【答案】(1)解:因为为偶函数,所以,则,
即,所以.
(2)解:由(1)可知,函数,
则不等式,即,则,
因为不等式在区间上恒成立,即在区间上恒成立,
令,因为,可得,
设,可得函数在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
(3)解:由(1)知,函数,可得函数在单调递增,
因为是偶函数,且定义域为,值域,
可得图象关于轴对称,且在递增,所以,且,
所以为的两个根,即为的两个根,
解得,所以,.
【知识点】复合函数的单调性;函数的奇偶性;函数恒成立问题
【解析】【分析】(1)利用函数奇偶性,得到,列出方程,即可求解;
(2)由(1)将,转化为在区间上恒成立,构造函数令,得到,设,结合二次函数单调性,即可求解;
(3)利用函数在单调递增,利用偶函数性质得到,且,转化为为的两个根,即可求解.
(1)解:因为为偶函数,所以,则,
即,所以.
(2)解:由(1)可知,函数,
则不等式,即,则,
因为不等式在区间上恒成立,即在区间上恒成立,
令,因为,可得,
设,可得函数在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
(3)解:由(1)知,函数,可得函数在单调递增,
因为是偶函数,且定义域为,值域,
可得图象关于轴对称,且在递增,所以,且,
所以为的两个根,即为的两个根,
解得,所以,.
17.(2025高二上·浙江期中)在平面直角坐标系中,动点与点的距离是它与点的距离的倍.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)点在动点的轨迹上,求的最大值;
(3)若直线过点且与动点轨迹相交于两点,当时,求直线的方程.
【答案】(1)解:因为动点与点的距离是它与点的距离的倍,
可得,整理得,
所以动点的轨迹方程.
(2)解:由(1)知圆,可圆心坐标为,半径为,
因为可以看成点与点的斜率,
则过点,斜率为的直线方程为,即,
当过点的直线与圆相切时,斜率取最值,
直线与圆相切时,可得圆心到直线的距离,
解得,所以得最大值为1.
(3)解:当直线的斜率不存在时,此时直线的方程为,
此时直线与圆没有公共点,所以直线的斜率一定存在,
可设直线过点的方程为,
即,
由圆的弦长公式可得,解得,
即圆心到直线的距离,则,解得或,
则直线方程为,即,
所以直线方程为或.
【知识点】圆的标准方程;轨迹方程;直线与圆相交的性质;直线与圆的位置关系
【解析】【分析】(1)利用距离公式,列出方程,要得到动点的轨迹方程,需两边同时平方再整理;.
(2)点与点的斜率为,利用该几何意义,再设,结合直线与相切,求得,即可得到答案;
(3)设点斜式直线方程为,求得圆心到直线的距离,结合点到直线的距离公式,构造直角三角形求出圆的弦长公式,列出方程,求得的值,进而得到直线方程.
(1)因为动点与点的距离是它与点的距离的倍,
可得,整理得,
所以动点的轨迹方程.
(2)由(1)知圆,可圆心坐标为,半径为,
因为可以看成点与点的斜率,
则过点,斜率为的直线方程为,即,
当过点的直线与圆相切时,斜率取最值,
直线与圆相切时,可得圆心到直线的距离,
解得,所以得最大值为1.
(3)当直线的斜率不存在时,此时直线的方程为,
此时直线与圆没有公共点,所以直线的斜率一定存在,
可设直线过点的方程为,
即,
由圆的弦长公式可得,解得,
即圆心到直线的距离,则,解得或,
则直线方程为,即,
所以直线方程为或.
18.(2025高二上·浙江期中)如图,在三棱柱中,,,四边形是正方形,且.
(1)求证:平面;
(2)求三棱锥外接球的表面积;
(3)求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明:因为四边形是正方形,所以,,
因为,,,由余弦定理可得,
由,可得,
,,
,面,
面,而面,
,
又,,平面,
平面.
(2)解:由(1)可知,外接球的球心为的中点,
,,.
(3)解:建立如图所示的空间直角坐标系,
,,,,,
,,
设平面的法向量
则,所以,
令则,
所以平面的法向量
设与平面所成角
.
所以与平面所成角的正弦值为.
【知识点】球的表面积与体积公式及应用;直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)由勾股定理可得,根据线面垂直的判定定理得面,由线面垂直定义即可证明;
(2)由(1)面可将 三棱锥 补成长方体,则外接球的球心为的中点,结合球的表面积公式求解即可;
(3)建系,求点、直线的方向向量、平面的法向量坐标,利用线面角的向量法求解即可.
(1)因为四边形是正方形,所以,,
因为,,,由余弦定理可得,
由,可得,
,,
,面,
面,而面,
,
又,,平面,
平面.
(2)由(1)可知,外接球的球心为的中点,
,,.
(3)建立如图所示的空间直角坐标系,
,,,,,
,,
设平面的法向量
则,所以,
令则,
所以平面的法向量
设与平面所成角
.
所以与平面所成角的正弦值为.
19.(2025高二上·浙江期中)椭圆的左、右焦点为、,离心率为,点为椭圆上任意的点且面积的最大值为,直线与椭圆交于不同的两点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)若以线段为直径的圆经过点.
①求证:直线过定点,并求出的坐标;
②求三角形面积的最大值.
【答案】(1)解:由题意可得,①,
又,且面积的最大值为,
所以当点为椭圆的上顶点时,面积最大值,
即,所以②,
又根据椭圆性质,③,
联立①②③,解得,,
所以椭圆方程为.
(2)解:①设点,,因为以线段为直径的圆经过点,
所以,
若轴,则且,,
此时,不合题意;
设直线的方程为,联立,
可得,则,
由韦达定理可得,,
,,
所以
,
解得或,
因为直线不过点,则,所以,
所以直线的方程为,所以直线过定点.
②由①得直线的方程为,所以点到直线的距离为,
,
所以,
令,则,
因为时,故当时,取最大值为.
【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)利用椭圆性质与三角形面积,基本关系式及离心率公式计算即可;
(2)①将直线与椭圆联立方程,消元列出韦达定理,将转化为两根的关系,化简即可求解;
②利用点到直线的距离求出d,与弦长公式|EF|,代入三角形面积公式,结合换元法与函数最值,即可求解.
(1)由题意可得,①,
又,且面积的最大值为,
所以当点为椭圆的上顶点时,面积最大值,
即,所以②,
又根据椭圆性质,③,
联立①②③,解得,,
所以椭圆方程为.
(2)①设点,,因为以线段为直径的圆经过点,
所以,
若轴,则且,,
此时,不合题意;
设直线的方程为,联立,
可得,则,
由韦达定理可得,,
,,
所以
,
解得或,
因为直线不过点,则,所以,
所以直线的方程为,所以直线过定点.
②由①得直线的方程为,所以点到直线的距离为,
,
所以,
令,则,
因为时,故当时,取最大值为.
1 / 1浙江省浙里特色联盟2025-2026学年高二上学期期中联考数学试题
1.(2025高二上·浙江期中)若复数满足(为虚数单位),则的虚部是( )
A.-1 B.1 C. D.
2.(2025高二上·浙江期中)若圆的一条直径的两个端点坐标是,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2025高二上·浙江期中)已知正三棱台的体积为,其上下底面边长分别为2和4,则这个正三棱台的高为( )
A.1 B.2 C.3 D.6
4.(2025高二上·浙江期中)已知直线的倾斜角满足条件sin+cos=,则的斜率为( )
A. B. C. D.
5.(2025高二上·浙江期中)已知直线和,两点,若直线上存在点使得最小,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
6.(2025高二上·浙江期中)已知椭圆的中心为坐标原点,一个焦点为,过的直线与椭圆交于A、B两点.若的中点为,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
7.(2025高二上·浙江期中)若直线与圆相切于点,则的值为( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
8.(2025高二上·浙江期中)已知点,分别为椭圆的左、右焦点,点在直线上运动.若的最大值为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
9.(2025高二上·浙江期中)下列说法正确的是( )
A.在空间直角坐标系中,点关于轴对称的点的坐标为
B.在空间直角坐标系中,是坐标平面的一个法向量
C.已知是空间的一组基底,则也是空间一组基底
D.以,,为顶点的三角形是等边三角形
10.(2025高二上·浙江期中)已知椭圆的方程是,P为椭圆上任意一点,,分别为椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.过点且斜率不为0的直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为8
B.存在点,使得的面积为2
C.椭圆上存在4个不同的点,使得
D.内切圆半径的最大值为
11.(2025高二上·浙江期中)已知圆,圆,P,Q分别是圆与圆上的点,下列说法正确的是( )
A.若圆与圆外切,则
B.当时,则两圆公共弦所在直线方程为
C.当时,若直线的斜率存在,则斜率的最大值为
D.当时,过点作圆两条切线,切点分别为A,B,则存在点,使得
12.(2025高二上·浙江期中)在空间直角坐标系中,若,,且,则 .
13.(2025高二上·浙江期中)已知数据的平均数为4,方差为2,则数据的平均数与方差的和为 .
14.(2025高二上·浙江期中)设函数和.已知当时,恒有,则实数的取值范围是 .
15.(2025高二上·浙江期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
16.(2025高二上·浙江期中)已知偶函数的定义域为,值域为
(1)求实数的值;
(2)若关于的不等式在区间上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若,,求实数m,n的值.
17.(2025高二上·浙江期中)在平面直角坐标系中,动点与点的距离是它与点的距离的倍.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)点在动点的轨迹上,求的最大值;
(3)若直线过点且与动点轨迹相交于两点,当时,求直线的方程.
18.(2025高二上·浙江期中)如图,在三棱柱中,,,四边形是正方形,且.
(1)求证:平面;
(2)求三棱锥外接球的表面积;
(3)求与平面所成角的正弦值.
19.(2025高二上·浙江期中)椭圆的左、右焦点为、,离心率为,点为椭圆上任意的点且面积的最大值为,直线与椭圆交于不同的两点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)若以线段为直径的圆经过点.
①求证:直线过定点,并求出的坐标;
②求三角形面积的最大值.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】复数代数形式的混合运算
【解析】【解答】解:,
所以,
所以,
所以的虚部是1.
故答案为:B.
【分析】根据复数除法运算将分母实数化,分子分母同乘,再复数的虚部定义即可求解.
2.【答案】A
【知识点】圆的标准方程
【解析】【解答】解:由圆的一条直径的两个端点坐标是,
可得的中点坐标为,即圆心坐标为,
又由,所以圆的半径为,
所以以为直径的圆的方程为.
故答案为:A.
【分析】所求的圆为,以AB中点为圆心,以AB长度一半为半径的圆,求得的中点坐标和,得出所求圆的圆心坐标和半径,即可求解.
3.【答案】C
【知识点】台体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:设正三棱台的高为,
因为上下底面边长分别为2和4,可得上下底面面积分别为,
又因为正三棱台的体积为,
可得,解得,
所以正三棱台的高为.
故答案为:C.
【分析】设正三棱台的高为,代入棱台的体积公式,列出方程,即可求解.
4.【答案】C
【知识点】三角函数值的符号;同角三角函数基本关系的运用
【解析】【解答】解:由题意,,由,
则,所以.
于是,
联立.
故答案为:C.
【分析】将两边平方,利用求出,进一步求出,然后求出得到.
5.【答案】D
【知识点】直线的一般式方程与直线的性质;两条直线的交点坐标;与直线关于点、直线对称的直线方程
【解析】【解答】解:设点关于直线的对称点为,
则,解得,所以,
所以,
当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,
因为,,所以直线的方程为,
联立,解得,所以点.
故答案为:D
【分析】利用对称关系求出点关于直线的对称点为,将最小值转化为为之间的距离,联立直线方程求得点的坐标.
6.【答案】B
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:设椭圆的方程为,,
则,
由直线过与的中点,则,
由,相减得,
即,
∴,
又,∴,解得,
故椭圆的方程为.
故答案为:B
【分析】已知弦AB中点,可利用点差法,化简得即可求解.
7.【答案】C
【知识点】直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:切点在直线上,所以,即,
圆心与切点连线的斜率为,
所以切线的斜率为,
又切线的斜率为,所以,
所以,解得,
所以.
故答案为:C.
【分析】由圆心与切点的连线与切线垂直,再由切点在直线上,列式求解即可.
8.【答案】C
【知识点】两角和与差的正切公式;椭圆的标准方程;椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:由题意知,,,直线为,
设直线,的倾斜角分别为,,
由椭圆的对称性,不妨设为第一象限的点,即,,
则,.
,
,当且仅当,即时取等号,又得最大值为,
,即,整理得,故椭圆的离心率是.
故答案为:C.
【分析】设出直线,的倾斜角,,利用差角正切公式,再基本不等式求,结合已知求椭圆参数的数量关系,进而求离心率.
9.【答案】A,C
【知识点】空间中的点的坐标;空间向量基本定理
【解析】【解答】解:A、由空间中点的对称性可知点关于轴对称的点的坐标为,该选项正确,符合题意;
B、在空间直角坐标系中,是坐标平面的一个法向量,该选项错误,不合题意;
C、因为是空间的一组基底,所以不共面,即其中任何一个向量都不能用另外两个向量线性表示,
易得中任何一个向量也不能用另外两个向量线性表示,(若设
满足,则有,该方程无解,该选项正确,符合题意;
D、由题意可得,
,,
显然,且,则为等腰直角三角形,该选项错误,不合题意.
故答案为:AC.
【分析】由中点坐标公式和空间中点的对称性可判断A;在空间直角坐标系中,由法向量定义得坐标平面的一个法向量,即可判断B;由空间基底的定义不共面,即其中任何一个向量都不能用另外两个向量线性表示 可判断C;由两点间的距离公式求出三边的长,再利用勾股定理即可判断D.
10.【答案】A,C,D
【知识点】平面向量的数量积运算;椭圆的定义;圆与圆锥曲线的综合
【解析】【解答】解:A、由椭圆,所以
则过点的直线与椭圆交于,两点,则的周长为,故A正确;
B、根据椭圆性质的面积最大值为,所以不存在点,使得的面积为2,故B错误;
C、根据可得的轨迹为以为直径的圆,即,不包括两点,
因为,所以圆与椭圆有四个交点,即椭圆上存在4个不同的点,使得,故C正确;
D、的周长为,设的内切圆半径为,
则,故当最大时最大,此时为上(下)顶点,
,则,解得,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】根据椭圆的定义求解的周长为,即可判断A;根据椭圆的性质的面积最大值为,所以不存在点,即可判断B;根据可得的轨迹,为以为直径的圆再分析与椭圆的交点个数即可判断C;根据的面积表达式分析得当最大时最大,此时为上(下)顶点即可判断D.
11.【答案】A,C,D
【知识点】直线与圆的位置关系;圆与圆的位置关系及其判定;相交弦所在直线的方程
【解析】【解答】解:A、若两圆外切,则,解得,该选项正确,符合题意;
B、当时,,即,
联立,可得,
所以公共弦所在直线方程为,该选项错误,不合题意;
C、当时,,,所以两圆相离,
因为直线的斜率存在,分析可得,当PQ为两圆的内公切线时,斜率最大,
作出两圆图象,如下图所示,
设PQ和CD为两条内公切线,设交于点A,
因为圆的圆心为,且,
所以切线CD的方程为x=1,且,
因为CD为公切线,所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,该选项正确,符合题意.
D、当时,,
因为P在上运动,所以,即,
若时,由,
可得四边形为正方形,
所以,符合题意,
所以存在点,使得,该选项正确,符合题意.
故选:ACD.
【分析】根据外切,可得,求出两圆的圆心距,求出r值,即可判断A;将圆方程,与方程联立,可得公共弦方程,即可判断B;结合圆方程,根据图象,分析可得斜率最大时,PQ为两圆的内公切线,根据垂直关系,可得,求出所需长度,根据斜率公式、正切公式等,分析计算,可判断C;由圆方程, P在上运动 ,进而可得,若,根据图象分析,可得四边形为正方形,所以,分析即可判断D的正误.
12.【答案】
【知识点】向量的模;空间向量的数量积运算;空间向量的数量积运算的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,
所以,即,
所以,,
故答案为:.
【分析】根据向量数量积求出,再由空间向量模计算即可.
13.【答案】19
【知识点】用样本的数字特征估计总体的数字特征
【解析】【解答】解:因为数据的平均数为4,方差为2,
所以的平均数为,方差为,
所以平均数与方差的和为19.
故答案为:19.
【分析】根据新数据数字特征平均数与方差计算即可.
14.【答案】
【知识点】函数恒成立问题;直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:因为,即,
变形得,
令,①
,②
①式变形得,
即为以为圆心,2为半径的轴上方的半圆,
②式表示斜率为,在轴上的截距为的平行直线系,
如图所示,当直线,即与圆相切时,
圆心到直线的距离,
解得或,
又因为,即,所以,此时,
由图可知,要使在上恒成立,
则直线必在半圆的切线上方或重合,
所以,解得.
故答案为:.
【分析】先将不等式变形为,令,转化为几何特征,令,利用数形结合法画出图象,分析图象,列式即可求解.
15.【答案】(1)解:,,
,,
由余弦定理得,
又,.
(2)解:由三角形面积公式得,
由正弦定理得
,
三角形为锐角三角形,,得,,
,,,.
【知识点】两角和与差的正弦公式;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1)利用正弦定理角化边将原式化为,即结合余弦定理求出,然后可得角;
(2)利用正弦定理得,结合三角形为锐角三角形求出的范围,然后由面积公式可得.
(1),,
,,
由余弦定理得,
又,.
(2)由三角形面积公式得,
由正弦定理得
,
三角形为锐角三角形,,得,,
,,,.
16.【答案】(1)解:因为为偶函数,所以,则,
即,所以.
(2)解:由(1)可知,函数,
则不等式,即,则,
因为不等式在区间上恒成立,即在区间上恒成立,
令,因为,可得,
设,可得函数在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
(3)解:由(1)知,函数,可得函数在单调递增,
因为是偶函数,且定义域为,值域,
可得图象关于轴对称,且在递增,所以,且,
所以为的两个根,即为的两个根,
解得,所以,.
【知识点】复合函数的单调性;函数的奇偶性;函数恒成立问题
【解析】【分析】(1)利用函数奇偶性,得到,列出方程,即可求解;
(2)由(1)将,转化为在区间上恒成立,构造函数令,得到,设,结合二次函数单调性,即可求解;
(3)利用函数在单调递增,利用偶函数性质得到,且,转化为为的两个根,即可求解.
(1)解:因为为偶函数,所以,则,
即,所以.
(2)解:由(1)可知,函数,
则不等式,即,则,
因为不等式在区间上恒成立,即在区间上恒成立,
令,因为,可得,
设,可得函数在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
(3)解:由(1)知,函数,可得函数在单调递增,
因为是偶函数,且定义域为,值域,
可得图象关于轴对称,且在递增,所以,且,
所以为的两个根,即为的两个根,
解得,所以,.
17.【答案】(1)解:因为动点与点的距离是它与点的距离的倍,
可得,整理得,
所以动点的轨迹方程.
(2)解:由(1)知圆,可圆心坐标为,半径为,
因为可以看成点与点的斜率,
则过点,斜率为的直线方程为,即,
当过点的直线与圆相切时,斜率取最值,
直线与圆相切时,可得圆心到直线的距离,
解得,所以得最大值为1.
(3)解:当直线的斜率不存在时,此时直线的方程为,
此时直线与圆没有公共点,所以直线的斜率一定存在,
可设直线过点的方程为,
即,
由圆的弦长公式可得,解得,
即圆心到直线的距离,则,解得或,
则直线方程为,即,
所以直线方程为或.
【知识点】圆的标准方程;轨迹方程;直线与圆相交的性质;直线与圆的位置关系
【解析】【分析】(1)利用距离公式,列出方程,要得到动点的轨迹方程,需两边同时平方再整理;.
(2)点与点的斜率为,利用该几何意义,再设,结合直线与相切,求得,即可得到答案;
(3)设点斜式直线方程为,求得圆心到直线的距离,结合点到直线的距离公式,构造直角三角形求出圆的弦长公式,列出方程,求得的值,进而得到直线方程.
(1)因为动点与点的距离是它与点的距离的倍,
可得,整理得,
所以动点的轨迹方程.
(2)由(1)知圆,可圆心坐标为,半径为,
因为可以看成点与点的斜率,
则过点,斜率为的直线方程为,即,
当过点的直线与圆相切时,斜率取最值,
直线与圆相切时,可得圆心到直线的距离,
解得,所以得最大值为1.
(3)当直线的斜率不存在时,此时直线的方程为,
此时直线与圆没有公共点,所以直线的斜率一定存在,
可设直线过点的方程为,
即,
由圆的弦长公式可得,解得,
即圆心到直线的距离,则,解得或,
则直线方程为,即,
所以直线方程为或.
18.【答案】(1)证明:因为四边形是正方形,所以,,
因为,,,由余弦定理可得,
由,可得,
,,
,面,
面,而面,
,
又,,平面,
平面.
(2)解:由(1)可知,外接球的球心为的中点,
,,.
(3)解:建立如图所示的空间直角坐标系,
,,,,,
,,
设平面的法向量
则,所以,
令则,
所以平面的法向量
设与平面所成角
.
所以与平面所成角的正弦值为.
【知识点】球的表面积与体积公式及应用;直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)由勾股定理可得,根据线面垂直的判定定理得面,由线面垂直定义即可证明;
(2)由(1)面可将 三棱锥 补成长方体,则外接球的球心为的中点,结合球的表面积公式求解即可;
(3)建系,求点、直线的方向向量、平面的法向量坐标,利用线面角的向量法求解即可.
(1)因为四边形是正方形,所以,,
因为,,,由余弦定理可得,
由,可得,
,,
,面,
面,而面,
,
又,,平面,
平面.
(2)由(1)可知,外接球的球心为的中点,
,,.
(3)建立如图所示的空间直角坐标系,
,,,,,
,,
设平面的法向量
则,所以,
令则,
所以平面的法向量
设与平面所成角
.
所以与平面所成角的正弦值为.
19.【答案】(1)解:由题意可得,①,
又,且面积的最大值为,
所以当点为椭圆的上顶点时,面积最大值,
即,所以②,
又根据椭圆性质,③,
联立①②③,解得,,
所以椭圆方程为.
(2)解:①设点,,因为以线段为直径的圆经过点,
所以,
若轴,则且,,
此时,不合题意;
设直线的方程为,联立,
可得,则,
由韦达定理可得,,
,,
所以
,
解得或,
因为直线不过点,则,所以,
所以直线的方程为,所以直线过定点.
②由①得直线的方程为,所以点到直线的距离为,
,
所以,
令,则,
因为时,故当时,取最大值为.
【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)利用椭圆性质与三角形面积,基本关系式及离心率公式计算即可;
(2)①将直线与椭圆联立方程,消元列出韦达定理,将转化为两根的关系,化简即可求解;
②利用点到直线的距离求出d,与弦长公式|EF|,代入三角形面积公式,结合换元法与函数最值,即可求解.
(1)由题意可得,①,
又,且面积的最大值为,
所以当点为椭圆的上顶点时,面积最大值,
即,所以②,
又根据椭圆性质,③,
联立①②③,解得,,
所以椭圆方程为.
(2)①设点,,因为以线段为直径的圆经过点,
所以,
若轴,则且,,
此时,不合题意;
设直线的方程为,联立,
可得,则,
由韦达定理可得,,
,,
所以
,
解得或,
因为直线不过点,则,所以,
所以直线的方程为,所以直线过定点.
②由①得直线的方程为,所以点到直线的距离为,
,
所以,
令,则,
因为时,故当时,取最大值为.
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