【精品解析】浙江省湖州市长兴县南太湖联盟2025-2026学年高二上学期12月联考数学试题

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名称 【精品解析】浙江省湖州市长兴县南太湖联盟2025-2026学年高二上学期12月联考数学试题
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资源类型 试卷
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科目 数学
更新时间 2026-02-02 00:00:00

文档简介

浙江省湖州市长兴县南太湖联盟2025-2026学年高二上学期12月联考数学试题
1.(2025高二上·长兴月考)已知直线l过点,且倾斜角为60°,则直线l的纵截距为(  )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【知识点】直线的倾斜角;直线的斜率;直线的截距式方程
【解析】【解答】解:因为直线l倾斜角为60°,所以直线l的斜率为,
则直线l的方程为,
令,得,则直线l的纵截距为.
故答案为:D.
【分析】先利用直线的斜率与直线的倾斜角的关系式,从而得到直线l的斜率,再利用点斜式方程求出直线l的方程,从而求出直线l的纵截距.
2.(2025高二上·长兴月考)“”是“方程表示焦点在x轴上的椭圆”的(  )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;椭圆的标准方程
【解析】【解答】解:因为方程表示焦点在x轴上的椭圆,
所以,解得,
所以“”是“方程表示焦点在x轴上的椭圆”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】先根据方程表示焦点在x轴上的椭圆,从而得出m的取值范围,再利用充分条件、必要条件的判断方法,从人而找出正确的选项.
3.(2025高二上·长兴月考)已知平面经过点,且平面的一个法向量为,则点到平面的距离为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】点、线、面间的距离计算
【解析】【解答】解:由,,得.
又因为平面的一个法向量为,
所以,
则点到平面的距离为.
故答案为:B.
【分析】利用已知条件得出向量的坐标,再利用向量的模的坐标表示和数量积的坐标表示,再结合数量积求点到平面的距离公式计算即得.
4.(2025高二上·长兴月考)已知是等差数列的前n项和,若,则(  )
A.33 B.44 C.55 D.66
【答案】C
【知识点】等差数列的前n项和;等差数列的性质
5.(2025高二上·长兴月考)在正三棱锥中,棱两两垂直,分别是棱和的中点,且,则异面直线与所成角的余弦值为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】用空间向量求直线间的夹角、距离
【解析】【解答】解:以为坐标原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
设,
则,
所以,
设异面直线与所成角大小为,
则.
故答案为:A
【分析】利用已知条件建立空间直角坐标系,设,从而求出各点的坐标和向量的坐标,再利用数量积求向量夹角公式,从而得出异面直线与所成角的余弦值.
6.(2025高二上·长兴月考)已知F为抛物线的焦点,,A为抛物线在第一象限上的点,且满足,则点A的横坐标为(  )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【知识点】抛物线的标准方程;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:因为点F为抛物线的焦点,所以,
又因为A为抛物线在第一象限上的点,设,
所以
又因为,所以,
则,
解得.
故答案为:C.
【分析】利用抛物线方程求出抛物线的焦点,根据得,再利用数量积的坐标表示,从而得出x的值.
7.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足,,则(  )
A.1002 B.1023 C.1024 D.1005
【答案】B
【知识点】对数的性质与运算法则;数列的递推公式
【解析】【解答】解:因为,,所以,,
依次可得,,,,,,

.
故答案为:B.
【分析】根据得到,,,,,再由等比数列求和公式和对数运算法则计算得出的值.
8.(2025高二上·长兴月考)已知A,B是双曲线上的两点,是双曲线的左焦点,满足,,,则双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】双曲线的定义;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由,
得双曲线上的两点关于原点对称,
令该双曲线的右焦点为,
则四边形是平行四边形,所以,
由,,得,
令双曲线半焦距为c,由,,
得,
则,解得,
设,则,
消去,得,
由,得,
因此,整理得,
则,
所以双曲线C的离心率.
故答案为:A.
【分析】根据已知条件结合双曲线的对称性,从而得出,再利用数量积的运算求出的值,再设出点的坐标,利用双曲线方程和三角形面积公式以及已知条件,从而建立a,b,c三者的方程,从而可求出双曲线C的离心率的值.
9.(2025高二上·长兴月考)点P在圆:上,点Q在圆:上,则(  )
A.两圆的位置关系为外切
B.的最大值为12
C.两圆公切线段长为
D.两圆相交弦所在直线的方程为
【答案】B,C,D
【知识点】平面内两点间距离公式的应用;圆与圆的位置关系及其判定;两圆的公切线条数及方程的确定;相交弦所在直线的方程
【解析】【解答】解:对于A,由圆,可知圆心与半径,
由圆,可知圆心与半径,
因为,且,
所以,则两圆相交,故A错误;
对于B,由圆的性质,可知,故B正确;
对于C,由过圆心的半径垂直于切线,
得公切线的长度为,故C正确;
对于D,联立圆方程和圆方程,可得,
则,两式相减,可得,
则相交弦所在直线的方程为,故D正确.
故答案为:BCD.
【分析】利用圆心距与半径差、半径和的大小关系,判断出两圆的位置关系,则判断出选项A;根据圆的性质可得圆上点的位置,再利用几何法求最值的方法,从而得出的最大值,则判断出选项B;根据圆的公切线的性质和勾股定理,从而得出两圆公切线段长,则判断出选项C;联立两圆的方程作差化简,从而得出两圆相交弦所在直线的方程,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
10.(2025高二上·长兴月考)在长方体中,,分别是棱,上的动点(含端点),且,为棱的中点,则(  )
A.若是棱的中点,则平面
B.若是棱的中点,直线平面
C.线段长度的最大值为
D.若为线段的中点,则的最小值为
【答案】A,C
【知识点】空间中两点间的距离公式;用空间向量研究直线与平面的位置关系;空间向量的数量积运算的坐标表示
【解析】【解答】解:在长方体中,,,,
如图,以为原点建立空间直角坐标系,
则,
∴设,
∵,∴,
若是棱的中点,则,则,
∴,则,
在正方形中,,
又∵平面,平面,
∴,且,平面,平面,
∴平面,
则是平面的一个法向量,
∵,则,
∴平面,故选项A正确;
当是棱的中点时,,,
则,
因为是平面的一个法向量,
又∵不存在实数使得,
所以与不平行,
∴直线与平面不垂直,故选项B错误;
因为,又∵,
∴,
则,故选项C正确;
当为线段的中点时,,
∴,,
则,
∵,∴,
设直线,点在圆上,
则圆心到直线的距离,
∴点到直线的距离,
点到直线的距离,
∵,
∴,故选项D错误.
故答案为:AC.
【分析】在长方体中建立空间直角坐标系,设,由得出的值,由题意结合勾股定理得出的值,从而求出的值,则得到向量,再求得平面的一个法向量,由数量积证出线面平行,则判断出选项A;由已知条件得出向量,再利用空间向量是否平行结合向量共线定理,则判断出选项B;由的值得出的取值范围,则可判断选项C;由题意得出点的坐标,从而得到的坐标,求出的值,再借助圆上的点到直线的最小值得出的最小值,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
11.(2025高二上·长兴月考)已知椭圆,,是左右焦点,在椭圆的上半部分(含端点)上存在n个点,,…,,(,),是右顶点,是左顶点,使得,,…,成为公差是的等差数列,则下列说法正确的是(  )
A.的周长为16
B.当时,n的最大值为14
C.当时,
D.的最小值为
【答案】A,D
【知识点】利用导数研究函数最大(小)值;等差数列的通项公式;椭圆的简单性质;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:对于A,由椭圆,得,
所以,
则焦点三角形的周长,故A正确;
对于B,由选项A,可得,则,
由等差数列的公差,
得,整理可得,
由,得,解得,
所以的最大值为,故选项B错误;
对于C,由,得,
所以
,故选项C正确;
对于D,由题意,可得,,,
则,令,
求导可得,
令,
由,解得,此时,则,符合题意;
当时,;当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
则,故选项D正确.
故答案为:ACD.
【分析】根据椭圆的标准方程结合焦点三角形的性质可判断出选项A;根据椭圆顶点与焦点坐标,再利用等差数列的通项公式数列的单调性,从而得出n的最大值,则判断出选项B;利用已知条件和裂项相消法可判断出选项C;由题意构造函数,利用导数判断函数的单调性,从而得出函数的最小值,则得出的最小值,则判断出选项D,从而找出说法正确的选项.
12.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足,,则   .
【答案】
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
13.(2025高二上·长兴月考)若圆与直线交于A,B两点,则   .
【答案】
【知识点】直线与圆相交的性质
【解析】【解答】解:由圆,
得圆心,半径.
所以圆心到直线的距离,
由圆的弦长公式,得,
又因为,
由余弦定理,得,
在三角形中,,所以.
故答案为:.
【分析】先由圆的方程得出圆心坐标和半径长,利用弦长公式得出AB的长,再根据和余弦定理以及三角形中的取值范围,从而得出的值.
14.(2025高二上·长兴月考)点是抛物线上一点,过焦点的直线交抛物线于,两点,交抛物线的准线于点,若为的中点,,,点在以为直径的圆上,则的最小值为   .
【答案】
【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:过点作⊥轴于点,准线与轴交于点,
因为若F为AK的中点,,所以,
则Rt≌Rt,所以,则,
所以,将代入抛物线,得,
则,又因为,
由勾股定理,得,
则,解得,则焦点,
过点作⊥准线于点,则,
要想求的最小值,需求的最小值,
又因为Q在以为直径的圆上,设圆心为,则,
则直径为,半径,连接,
所以,
则,
所以,当四点共线时,取得最小值,最小值为.
故答案为:.
【分析】先作出辅助线,利用已知条件和两直角三角形全等的判断方法和性质,再结合代入法得到,,由勾股定理得到的值和焦点坐标,再由焦半径公式和圆的性质,从而将所求式子转化为求的最小值求解即可.
15.(2025高二上·长兴月考)已知圆C过曲线与坐标轴的交点.
(1)求圆C的方程;
(2)若过点的直线l与圆C相切,求直线l的方程.
【答案】(1)解:令,则,
令,所以,
解得或,
所以圆C过点,
设圆C的方程为,
所以,解得,
则圆C的方程为,
所以圆C的方程为:.
(2)解:由(1)可知圆C的圆心坐标为,半径,
若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为,
此时圆心到直线的距离为,不符合条件;
若直线l的斜率存在,设直线l的方程为,即
此时圆心到直线的距离为,
解得或,
所以直线l的方程为或.
【知识点】圆的标准方程;直线与圆相交的性质;直线与圆的位置关系
【解析】【分析】(1)先求出曲线与坐标轴的交点,再利用已知条件和待定系数法,从而求出圆的标准方程.
(2)分直线的斜率不存在和直线的斜率存在两种情况讨论,当斜率存在时,根据圆心到直线的距离等于半径,从而求出直线的斜率,进而得出圆的切线l的方程.
(1)令,则,令,则,解得或,
所以圆C过点,
设圆C的方程为,
所以,解得,
所以圆C的方程为,即;
(2)由(1)可知圆C的圆心坐标为,半径,
若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为,
此时圆心到直线的距离为,不符合条件;
若直线l的斜率存在,设直线l的方程为,即
此时圆心到直线的距离为,
解得或,
所以直线l的方程为或.
16.(2025高二上·长兴月考)已知抛物线的准线方程为,焦点为F,是抛物线上的一点,O为坐标原点.
(1)求抛物线C的方程及;
(2)已知直线l与抛物线交于A,B两点,使点恰为的重心,求直线l的斜率k.
【答案】(1)解:因为抛物线的准线方程为,
所以,解得,
又因为抛物线的方程为,
由点在抛物线上,
得,解得,
所以抛物线C的方程为.
(2)解:设,
由点为的重心,
得,
解得,
由点在抛物线上,得,
两式相减,得,
则,
所以直线l的斜率为.
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)利用抛物线的准线方程和已知条件求出的值,从而得出抛物线的标准方程,再利用点代入法得出点P的横坐标.
(2)设出点的坐标,利用三角形重心坐标公式求出的值,再将点A的坐标和点B的坐标代入抛物线方程,则根据点差法和两点求斜率公式,从而求出直线l的斜率.
(1)抛物线的准线方程为,则,解得,
抛物线的方程为,由是抛物线上,得,解得,
所以抛物线C的方程为,.
(2)设,由点为的重心,得,
解得,由点在抛物线上,得,
两式相减,得,即,
所以直线l的斜率.
17.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足:,,数列的前n项和满足.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)解:由题意,可知:,
所以
所以,
当时,;
当时,,满足上式,
所以.
(2)解:由(1)可知,
则,

所以

所以.
【知识点】等比数列的通项公式;数列的求和;数列的递推公式;数列的通项公式;通项与前n项和的关系
【解析】【分析】(1)根据已知条件和累加法得出数列的通项公式,再根据的关系式和分类讨论的方法以及检验法,从而得出数列的通项公式.
(2)利用(1)得出的数列的通项公式和数列的通项公式,从而得出数列的通项公式,再利用错位相减法得出数列的前n项和.
(1)由题可知:,
所以

所以;
当时,,
当时,,满足上式,
所以;
(2);
则,

所以
所以.
18.(2025高二上·长兴月考)如图,在四棱锥中,F为棱上一动点(不包含端点),,,.
(1)证明:平面;
(2)若F是靠近点D的四等分点,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若O是三棱锥外接球的球心,求的最小值.
【答案】(1)证明:在四棱锥中,连接,
由,和余弦定理,
得,
又因为,所以,
由,,
得是正三角形,则,
又因为,所以,
则,
又因为平面,
所以平面.
(2)解:由(1)得平面平面,在平面内过点作,
因为平面平面,所以,直线平面,
则直线两两垂直,以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,,
由,
得,,
设平面的法向量,
又因为,
所以,
令,得,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
(3)解:由(1)知,是的斜边,
则其中点是外接圆圆心,平面,
设,由,
得,
解得,则点,
令,
则,
所以
,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
【知识点】空间中两点间的距离公式;球内接多面体;直线与平面垂直的判定;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)连接,利用余弦定理和勾股定理逆定理,从而证出,再利用线面垂直的判定定理,从而证出平面.
(2)由(1)得平面平面,在平面内过点作,再利用线面垂直判定定理得出直线平面,则直线两两垂直,从而建立以点为原点的空间直角坐标系,求出平面的法向量,再利用数量积求向量夹角公式,从而得出直线与平面所成角的正弦值.
(3)由(2)中的空间直角坐标系确定球心的位置,利用空间两点距离公式求出点的坐标,再设出点坐标,再利用空间两点距离公式列式结合二次型函数求最值的方法,从而求出的最小值.
(1)在四棱锥中,连接,由,及余弦定理,
得,,则,
由,,得是正三角形,,而,
,则,又平面,
所以平面.
(2)由(1)得平面平面,在平面内过点作,
而平面平面,则平面,直线两两垂直,
以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,,
由,得,,
设平面的法向量,而,
则,令,得,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
(3)由(1)知,是的斜边,则其中点是外接圆圆心,平面,
设,由,得,
解得,点,令,

,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
19.(2025高二上·长兴月考)已知椭圆的短轴长为2,离心率为,左、右顶点分别为C和D,O为原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆依次相交于不同于D,C的A,B两点.
(ⅰ)求面积的最大值;
(ⅱ)若直线BD与AC交于点G.求证:点G在定直线上.
【答案】(1)解:由椭圆的短轴长为2,
得,
由椭圆的离心率为,
得,解得,
则所求椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)解:由题意,显然直线不垂直于轴,
设直线AB的方程为,设,
由,消去得,
由,
解得,且,
则的面积为:

当且仅当时,即当时取等号,
所以面积的最大值为.
(ⅱ)证明:由(1)得,
由(ⅰ)得,
则直线的方程为,直线的方程为,
所以

由,解得,
则直线BD与AC交点G的横坐标为,
所以,点G在定直线上.
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合椭圆短轴长定义和椭圆的离心率公式以及椭圆中a,b,c三者的关系式,从而得出a,b,c的值,进而得出椭圆的标准方程.
(2)(ⅰ)由题意,显然直线不垂直于轴,则设出直线的方程,将直线AB的方程与椭圆方程联立,再结合判别式法和韦达定理以及三角形的面积公式,利用基本不等式求最值的方法,从而求出面积的最大值.
(ⅱ)由(ⅰ)得和,利用点斜式方程得出直线AC的方程和直线BD的方程,再利用已知条件得出直线BD与AC交点G的横坐标,从而证出点G在定直线上.
(1)由椭圆的短轴长为2,得,
由椭圆的离心率为,得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)显然直线不垂直于轴,设其方程为,设,
由消去得,
由,解得,且,
则的面积为

当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为.
(ⅱ)由(1)得,由(ⅰ)得,
直线的方程为,直线的方程为,

,由,解得,
因此直线BD与AC交点G的横坐标为,
所以点G在定直线上.
1 / 1浙江省湖州市长兴县南太湖联盟2025-2026学年高二上学期12月联考数学试题
1.(2025高二上·长兴月考)已知直线l过点,且倾斜角为60°,则直线l的纵截距为(  )
A.1 B. C. D.
2.(2025高二上·长兴月考)“”是“方程表示焦点在x轴上的椭圆”的(  )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
3.(2025高二上·长兴月考)已知平面经过点,且平面的一个法向量为,则点到平面的距离为(  )
A. B. C. D.
4.(2025高二上·长兴月考)已知是等差数列的前n项和,若,则(  )
A.33 B.44 C.55 D.66
5.(2025高二上·长兴月考)在正三棱锥中,棱两两垂直,分别是棱和的中点,且,则异面直线与所成角的余弦值为(  )
A. B. C. D.
6.(2025高二上·长兴月考)已知F为抛物线的焦点,,A为抛物线在第一象限上的点,且满足,则点A的横坐标为(  )
A.5 B.4 C.3 D.2
7.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足,,则(  )
A.1002 B.1023 C.1024 D.1005
8.(2025高二上·长兴月考)已知A,B是双曲线上的两点,是双曲线的左焦点,满足,,,则双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.
9.(2025高二上·长兴月考)点P在圆:上,点Q在圆:上,则(  )
A.两圆的位置关系为外切
B.的最大值为12
C.两圆公切线段长为
D.两圆相交弦所在直线的方程为
10.(2025高二上·长兴月考)在长方体中,,分别是棱,上的动点(含端点),且,为棱的中点,则(  )
A.若是棱的中点,则平面
B.若是棱的中点,直线平面
C.线段长度的最大值为
D.若为线段的中点,则的最小值为
11.(2025高二上·长兴月考)已知椭圆,,是左右焦点,在椭圆的上半部分(含端点)上存在n个点,,…,,(,),是右顶点,是左顶点,使得,,…,成为公差是的等差数列,则下列说法正确的是(  )
A.的周长为16
B.当时,n的最大值为14
C.当时,
D.的最小值为
12.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足,,则   .
13.(2025高二上·长兴月考)若圆与直线交于A,B两点,则   .
14.(2025高二上·长兴月考)点是抛物线上一点,过焦点的直线交抛物线于,两点,交抛物线的准线于点,若为的中点,,,点在以为直径的圆上,则的最小值为   .
15.(2025高二上·长兴月考)已知圆C过曲线与坐标轴的交点.
(1)求圆C的方程;
(2)若过点的直线l与圆C相切,求直线l的方程.
16.(2025高二上·长兴月考)已知抛物线的准线方程为,焦点为F,是抛物线上的一点,O为坐标原点.
(1)求抛物线C的方程及;
(2)已知直线l与抛物线交于A,B两点,使点恰为的重心,求直线l的斜率k.
17.(2025高二上·长兴月考)已知数列满足:,,数列的前n项和满足.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
18.(2025高二上·长兴月考)如图,在四棱锥中,F为棱上一动点(不包含端点),,,.
(1)证明:平面;
(2)若F是靠近点D的四等分点,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若O是三棱锥外接球的球心,求的最小值.
19.(2025高二上·长兴月考)已知椭圆的短轴长为2,离心率为,左、右顶点分别为C和D,O为原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆依次相交于不同于D,C的A,B两点.
(ⅰ)求面积的最大值;
(ⅱ)若直线BD与AC交于点G.求证:点G在定直线上.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】直线的倾斜角;直线的斜率;直线的截距式方程
【解析】【解答】解:因为直线l倾斜角为60°,所以直线l的斜率为,
则直线l的方程为,
令,得,则直线l的纵截距为.
故答案为:D.
【分析】先利用直线的斜率与直线的倾斜角的关系式,从而得到直线l的斜率,再利用点斜式方程求出直线l的方程,从而求出直线l的纵截距.
2.【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;椭圆的标准方程
【解析】【解答】解:因为方程表示焦点在x轴上的椭圆,
所以,解得,
所以“”是“方程表示焦点在x轴上的椭圆”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】先根据方程表示焦点在x轴上的椭圆,从而得出m的取值范围,再利用充分条件、必要条件的判断方法,从人而找出正确的选项.
3.【答案】B
【知识点】点、线、面间的距离计算
【解析】【解答】解:由,,得.
又因为平面的一个法向量为,
所以,
则点到平面的距离为.
故答案为:B.
【分析】利用已知条件得出向量的坐标,再利用向量的模的坐标表示和数量积的坐标表示,再结合数量积求点到平面的距离公式计算即得.
4.【答案】C
【知识点】等差数列的前n项和;等差数列的性质
5.【答案】A
【知识点】用空间向量求直线间的夹角、距离
【解析】【解答】解:以为坐标原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
设,
则,
所以,
设异面直线与所成角大小为,
则.
故答案为:A
【分析】利用已知条件建立空间直角坐标系,设,从而求出各点的坐标和向量的坐标,再利用数量积求向量夹角公式,从而得出异面直线与所成角的余弦值.
6.【答案】C
【知识点】抛物线的标准方程;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:因为点F为抛物线的焦点,所以,
又因为A为抛物线在第一象限上的点,设,
所以
又因为,所以,
则,
解得.
故答案为:C.
【分析】利用抛物线方程求出抛物线的焦点,根据得,再利用数量积的坐标表示,从而得出x的值.
7.【答案】B
【知识点】对数的性质与运算法则;数列的递推公式
【解析】【解答】解:因为,,所以,,
依次可得,,,,,,

.
故答案为:B.
【分析】根据得到,,,,,再由等比数列求和公式和对数运算法则计算得出的值.
8.【答案】A
【知识点】双曲线的定义;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由,
得双曲线上的两点关于原点对称,
令该双曲线的右焦点为,
则四边形是平行四边形,所以,
由,,得,
令双曲线半焦距为c,由,,
得,
则,解得,
设,则,
消去,得,
由,得,
因此,整理得,
则,
所以双曲线C的离心率.
故答案为:A.
【分析】根据已知条件结合双曲线的对称性,从而得出,再利用数量积的运算求出的值,再设出点的坐标,利用双曲线方程和三角形面积公式以及已知条件,从而建立a,b,c三者的方程,从而可求出双曲线C的离心率的值.
9.【答案】B,C,D
【知识点】平面内两点间距离公式的应用;圆与圆的位置关系及其判定;两圆的公切线条数及方程的确定;相交弦所在直线的方程
【解析】【解答】解:对于A,由圆,可知圆心与半径,
由圆,可知圆心与半径,
因为,且,
所以,则两圆相交,故A错误;
对于B,由圆的性质,可知,故B正确;
对于C,由过圆心的半径垂直于切线,
得公切线的长度为,故C正确;
对于D,联立圆方程和圆方程,可得,
则,两式相减,可得,
则相交弦所在直线的方程为,故D正确.
故答案为:BCD.
【分析】利用圆心距与半径差、半径和的大小关系,判断出两圆的位置关系,则判断出选项A;根据圆的性质可得圆上点的位置,再利用几何法求最值的方法,从而得出的最大值,则判断出选项B;根据圆的公切线的性质和勾股定理,从而得出两圆公切线段长,则判断出选项C;联立两圆的方程作差化简,从而得出两圆相交弦所在直线的方程,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
10.【答案】A,C
【知识点】空间中两点间的距离公式;用空间向量研究直线与平面的位置关系;空间向量的数量积运算的坐标表示
【解析】【解答】解:在长方体中,,,,
如图,以为原点建立空间直角坐标系,
则,
∴设,
∵,∴,
若是棱的中点,则,则,
∴,则,
在正方形中,,
又∵平面,平面,
∴,且,平面,平面,
∴平面,
则是平面的一个法向量,
∵,则,
∴平面,故选项A正确;
当是棱的中点时,,,
则,
因为是平面的一个法向量,
又∵不存在实数使得,
所以与不平行,
∴直线与平面不垂直,故选项B错误;
因为,又∵,
∴,
则,故选项C正确;
当为线段的中点时,,
∴,,
则,
∵,∴,
设直线,点在圆上,
则圆心到直线的距离,
∴点到直线的距离,
点到直线的距离,
∵,
∴,故选项D错误.
故答案为:AC.
【分析】在长方体中建立空间直角坐标系,设,由得出的值,由题意结合勾股定理得出的值,从而求出的值,则得到向量,再求得平面的一个法向量,由数量积证出线面平行,则判断出选项A;由已知条件得出向量,再利用空间向量是否平行结合向量共线定理,则判断出选项B;由的值得出的取值范围,则可判断选项C;由题意得出点的坐标,从而得到的坐标,求出的值,再借助圆上的点到直线的最小值得出的最小值,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
11.【答案】A,D
【知识点】利用导数研究函数最大(小)值;等差数列的通项公式;椭圆的简单性质;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:对于A,由椭圆,得,
所以,
则焦点三角形的周长,故A正确;
对于B,由选项A,可得,则,
由等差数列的公差,
得,整理可得,
由,得,解得,
所以的最大值为,故选项B错误;
对于C,由,得,
所以
,故选项C正确;
对于D,由题意,可得,,,
则,令,
求导可得,
令,
由,解得,此时,则,符合题意;
当时,;当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
则,故选项D正确.
故答案为:ACD.
【分析】根据椭圆的标准方程结合焦点三角形的性质可判断出选项A;根据椭圆顶点与焦点坐标,再利用等差数列的通项公式数列的单调性,从而得出n的最大值,则判断出选项B;利用已知条件和裂项相消法可判断出选项C;由题意构造函数,利用导数判断函数的单调性,从而得出函数的最小值,则得出的最小值,则判断出选项D,从而找出说法正确的选项.
12.【答案】
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
13.【答案】
【知识点】直线与圆相交的性质
【解析】【解答】解:由圆,
得圆心,半径.
所以圆心到直线的距离,
由圆的弦长公式,得,
又因为,
由余弦定理,得,
在三角形中,,所以.
故答案为:.
【分析】先由圆的方程得出圆心坐标和半径长,利用弦长公式得出AB的长,再根据和余弦定理以及三角形中的取值范围,从而得出的值.
14.【答案】
【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:过点作⊥轴于点,准线与轴交于点,
因为若F为AK的中点,,所以,
则Rt≌Rt,所以,则,
所以,将代入抛物线,得,
则,又因为,
由勾股定理,得,
则,解得,则焦点,
过点作⊥准线于点,则,
要想求的最小值,需求的最小值,
又因为Q在以为直径的圆上,设圆心为,则,
则直径为,半径,连接,
所以,
则,
所以,当四点共线时,取得最小值,最小值为.
故答案为:.
【分析】先作出辅助线,利用已知条件和两直角三角形全等的判断方法和性质,再结合代入法得到,,由勾股定理得到的值和焦点坐标,再由焦半径公式和圆的性质,从而将所求式子转化为求的最小值求解即可.
15.【答案】(1)解:令,则,
令,所以,
解得或,
所以圆C过点,
设圆C的方程为,
所以,解得,
则圆C的方程为,
所以圆C的方程为:.
(2)解:由(1)可知圆C的圆心坐标为,半径,
若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为,
此时圆心到直线的距离为,不符合条件;
若直线l的斜率存在,设直线l的方程为,即
此时圆心到直线的距离为,
解得或,
所以直线l的方程为或.
【知识点】圆的标准方程;直线与圆相交的性质;直线与圆的位置关系
【解析】【分析】(1)先求出曲线与坐标轴的交点,再利用已知条件和待定系数法,从而求出圆的标准方程.
(2)分直线的斜率不存在和直线的斜率存在两种情况讨论,当斜率存在时,根据圆心到直线的距离等于半径,从而求出直线的斜率,进而得出圆的切线l的方程.
(1)令,则,令,则,解得或,
所以圆C过点,
设圆C的方程为,
所以,解得,
所以圆C的方程为,即;
(2)由(1)可知圆C的圆心坐标为,半径,
若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为,
此时圆心到直线的距离为,不符合条件;
若直线l的斜率存在,设直线l的方程为,即
此时圆心到直线的距离为,
解得或,
所以直线l的方程为或.
16.【答案】(1)解:因为抛物线的准线方程为,
所以,解得,
又因为抛物线的方程为,
由点在抛物线上,
得,解得,
所以抛物线C的方程为.
(2)解:设,
由点为的重心,
得,
解得,
由点在抛物线上,得,
两式相减,得,
则,
所以直线l的斜率为.
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)利用抛物线的准线方程和已知条件求出的值,从而得出抛物线的标准方程,再利用点代入法得出点P的横坐标.
(2)设出点的坐标,利用三角形重心坐标公式求出的值,再将点A的坐标和点B的坐标代入抛物线方程,则根据点差法和两点求斜率公式,从而求出直线l的斜率.
(1)抛物线的准线方程为,则,解得,
抛物线的方程为,由是抛物线上,得,解得,
所以抛物线C的方程为,.
(2)设,由点为的重心,得,
解得,由点在抛物线上,得,
两式相减,得,即,
所以直线l的斜率.
17.【答案】(1)解:由题意,可知:,
所以
所以,
当时,;
当时,,满足上式,
所以.
(2)解:由(1)可知,
则,

所以

所以.
【知识点】等比数列的通项公式;数列的求和;数列的递推公式;数列的通项公式;通项与前n项和的关系
【解析】【分析】(1)根据已知条件和累加法得出数列的通项公式,再根据的关系式和分类讨论的方法以及检验法,从而得出数列的通项公式.
(2)利用(1)得出的数列的通项公式和数列的通项公式,从而得出数列的通项公式,再利用错位相减法得出数列的前n项和.
(1)由题可知:,
所以

所以;
当时,,
当时,,满足上式,
所以;
(2);
则,

所以
所以.
18.【答案】(1)证明:在四棱锥中,连接,
由,和余弦定理,
得,
又因为,所以,
由,,
得是正三角形,则,
又因为,所以,
则,
又因为平面,
所以平面.
(2)解:由(1)得平面平面,在平面内过点作,
因为平面平面,所以,直线平面,
则直线两两垂直,以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,,
由,
得,,
设平面的法向量,
又因为,
所以,
令,得,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
(3)解:由(1)知,是的斜边,
则其中点是外接圆圆心,平面,
设,由,
得,
解得,则点,
令,
则,
所以
,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
【知识点】空间中两点间的距离公式;球内接多面体;直线与平面垂直的判定;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)连接,利用余弦定理和勾股定理逆定理,从而证出,再利用线面垂直的判定定理,从而证出平面.
(2)由(1)得平面平面,在平面内过点作,再利用线面垂直判定定理得出直线平面,则直线两两垂直,从而建立以点为原点的空间直角坐标系,求出平面的法向量,再利用数量积求向量夹角公式,从而得出直线与平面所成角的正弦值.
(3)由(2)中的空间直角坐标系确定球心的位置,利用空间两点距离公式求出点的坐标,再设出点坐标,再利用空间两点距离公式列式结合二次型函数求最值的方法,从而求出的最小值.
(1)在四棱锥中,连接,由,及余弦定理,
得,,则,
由,,得是正三角形,,而,
,则,又平面,
所以平面.
(2)由(1)得平面平面,在平面内过点作,
而平面平面,则平面,直线两两垂直,
以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,,
由,得,,
设平面的法向量,而,
则,令,得,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
(3)由(1)知,是的斜边,则其中点是外接圆圆心,平面,
设,由,得,
解得,点,令,

,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
19.【答案】(1)解:由椭圆的短轴长为2,
得,
由椭圆的离心率为,
得,解得,
则所求椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)解:由题意,显然直线不垂直于轴,
设直线AB的方程为,设,
由,消去得,
由,
解得,且,
则的面积为:

当且仅当时,即当时取等号,
所以面积的最大值为.
(ⅱ)证明:由(1)得,
由(ⅰ)得,
则直线的方程为,直线的方程为,
所以

由,解得,
则直线BD与AC交点G的横坐标为,
所以,点G在定直线上.
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合椭圆短轴长定义和椭圆的离心率公式以及椭圆中a,b,c三者的关系式,从而得出a,b,c的值,进而得出椭圆的标准方程.
(2)(ⅰ)由题意,显然直线不垂直于轴,则设出直线的方程,将直线AB的方程与椭圆方程联立,再结合判别式法和韦达定理以及三角形的面积公式,利用基本不等式求最值的方法,从而求出面积的最大值.
(ⅱ)由(ⅰ)得和,利用点斜式方程得出直线AC的方程和直线BD的方程,再利用已知条件得出直线BD与AC交点G的横坐标,从而证出点G在定直线上.
(1)由椭圆的短轴长为2,得,
由椭圆的离心率为,得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)显然直线不垂直于轴,设其方程为,设,
由消去得,
由,解得,且,
则的面积为

当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为.
(ⅱ)由(1)得,由(ⅰ)得,
直线的方程为,直线的方程为,

,由,解得,
因此直线BD与AC交点G的横坐标为,
所以点G在定直线上.
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