江苏省南京市2022-2023学年高二上学期期中数学试题(学生版+解析)
展开2022.11
注意事项:
1.本试卷共6页,包括单项选择题(第1题~第8题)、多项选择题(第9题~第12题)、填空题(第13题~第16题)、解答题(第17题~第22题)四部分.本试卷满分为150分,考试时间为120分钟.
2.答卷前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号填涂在答题卡上指定的位置.
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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. 已知复数z满足,则( )
A. 2B. C. 5D. 10
2 已知直线l1:4x+my+2=0和l2:mx+y+1=0平行,则实数m=( )
A. B. 0C. 2D. ±2
3. 已知双曲线的焦距为,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
4. 直线与直线关于直线对称,则直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
5. 我们把所有顶点都在两个平行平面内的多面体叫做拟柱体,在这两个平行平面内的面叫做拟柱体的底面,其余各面叫做拟柱体的侧面,两底面之间的垂直距离叫做拟柱体的高,过高的中点且平行于底面的平面截拟柱体所得的截面称为中截面.已知拟柱体的体积公式为V=h(S+4S0+S'),其中S,S'分别是上、下底面的面积,S0是中截面的面积,h为拟柱体的高.一堆形为拟柱体的建筑材料,其两底面是矩形且对应边平行(如图),下底面长20米,宽10米,堆高1米,上底长、宽比下底长、宽各少2米.现在要彻底运走这堆建筑材料,若用最大装载量为4吨的卡车装运,则至少需要运( )
(注:1立方米该建筑材料约重1.5吨)
A. 63车B. 65车C. 67车D. 69车
6. 已知均为锐角,且,则( )
A B. C. 2D. 3
7. 已知椭圆的上顶点为,左、右焦点分别为,连接并延长交椭圆于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 在矩形中,为线段上的动点,过作的垂线,垂足为,则的最小值是( )
A. 1B. C. D. 4
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 甲、乙两城市某月初连续7天的日均气温数据如下图,则在这7天中,( )
A. 乙城市日均气温的极差为3℃
B. 乙城市日均气温众数为24℃
C. 甲城市日均气温的中位数与平均数相等
D. 甲城市日均气温比乙城市的日均气温稳定
10. 在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l:y=x-2与抛物线C交于A,B两点,则( )
A. 抛物线C的准线方程为
B. 点F到直线l的距离为
C. ∠AOB
D.
11. 已知正方体的棱长为1,点P为侧面内一点,则( )
A. 当时,异面直线CP与AD所成角的正切值为
B. 当时,四面体的体积为定值
C. 当点P到平面ABCD的距离等于到直线的距离时,点P的轨迹为抛物线的一部分
D. 当时,四面体BCDP的外接球的表面积为2π
12. 过原点的直线l与圆M:交于A,B两点,且l不经过点M,则( )
A. 弦AB长的最小值为8
B. △MAB面积的最大值为
C. 圆M上一定存在4个点到l的距离为
D. A,B两点处圆的切线的交点位于直线上
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知a>0,若圆(x-a)2+y2=2与圆x2+(y-a)2=8外切,则a=__________.
14. 某班15名学生在一次测试中的得分(单位:分)如下:
9,10,10,11,11,11,12,12,12,12,13,14,16,17,18.
则这组数据的70百分位数是__________.
15. 设函数(a>1)的零点为x0,若x0≥3,则a的最小值为__________.
16. 已知抛物线的焦点为,点的坐标为,动点在抛物线上,且,则的最小值是__________.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答该问题.
问题:△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,且_________,求△ABC的面积.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
18. 如图,在正三棱柱中,D是棱BC上的点(不与点C重合),.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求与平面所成角正弦值.
19. 已知圆M过原点O,圆心M在直线上,直线与圆M相切.
(1)求圆M的方程;
(2)过点的直线l交圆M于A,B两点.若A为线段PB的中点,求直线l的方程.
20. 某篮球场有A,B两个定点投篮位置,每轮投篮按先A后B的顺序各投1次,在A点投中一球得2分,在B点投中一球得3分.设球员甲在A点投中的概率为p,在B点投中的概率为q,其中,,且甲在A,B两点投篮的结果互不影响.已知甲在一轮投篮后得0分的概率为,得2分的概率为.
(1)求p,q的值;
(2)求甲在两轮投篮后,总得分不低于8分的概率.
21. 已知圆A:,T是圆A上一动点,BT的中垂线与AT交于点Q,记点Q的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点(0,2)的直线l交曲线C于M,N两点,记点P(0,).问:是否存在直线l,满足PM=PN?如果存在,求出直线l的方程;如果不存在,请说明理由.
22. 已知双曲线的离心率为,左、右顶点分别为M,N,点满足
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点P的直线l与双曲线C交于A,B两点,直线OP与直线AN交于点D.设直线MB,MD的斜率分别为,求证:为定值.
南京市2022-2023学年度第一学期期中调研测试
高二数学
2022.11
注意事项:
1.本试卷共6页,包括单项选择题(第1题~第8题)、多项选择题(第9题~第12题)、填空题(第13题~第16题)、解答题(第17题~第22题)四部分.本试卷满分为150分,考试时间为120分钟.
2.答卷前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号填涂在答题卡上指定的位置.
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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. 已知复数z满足,则( )
A. 2B. C. 5D. 10
【答案】B
【解析】
【分析】根据复数的除法运算求出复数,再根据复数的模的计算公式计算即可.
【详解】解:因为,
所以,
所以.
故选:B.
2. 已知直线l1:4x+my+2=0和l2:mx+y+1=0平行,则实数m=( )
A. B. 0C. 2D. ±2
【答案】A
【解析】
【分析】由两直线平行的条件计算.
【详解】由题意,,
时,方程是,即,的方程是,两直线重合,舍去,
时,方程可化为,方程化为,平行.
故选:A.
3. 已知双曲线的焦距为,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由双曲线的性质根据焦距求得,从而可得渐近线方程.
【详解】由题意,又,故解得.
∴渐近线方程为,
故选:C.
4. 直线与直线关于直线对称,则直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】分别求出直线和直线的倾斜角,再求出直线与直线的夹角,再根据对称性即可得出答案.
【详解】解:直线的倾斜角为,
直线的倾斜角为,
则直线与直线的夹角为
设直线与直线的夹角为,则,
所以直线的倾斜角为.
故选:B.
5. 我们把所有顶点都在两个平行平面内的多面体叫做拟柱体,在这两个平行平面内的面叫做拟柱体的底面,其余各面叫做拟柱体的侧面,两底面之间的垂直距离叫做拟柱体的高,过高的中点且平行于底面的平面截拟柱体所得的截面称为中截面.已知拟柱体的体积公式为V=h(S+4S0+S'),其中S,S'分别是上、下底面的面积,S0是中截面的面积,h为拟柱体的高.一堆形为拟柱体的建筑材料,其两底面是矩形且对应边平行(如图),下底面长20米,宽10米,堆高1米,上底长、宽比下底长、宽各少2米.现在要彻底运走这堆建筑材料,若用最大装载量为4吨的卡车装运,则至少需要运( )
(注:1立方米该建筑材料约重1.5吨)
A. 63车B. 65车C. 67车D. 69车
【答案】B
【解析】
【分析】根据所给条件先计算上底面和中截面的长、宽,进而求出各个面的面积、体积以及重量,进一法求出所需要的车次.
【详解】解:由条件可知:上底长为18米,宽为8米;中截面长19米,宽9米;则上底面积,中截面积,下底面积,所以该建筑材料的体积为V=立方米,
所以建筑材料重约(吨),
需要的卡车次为,所以至少需要运65车.
故选:B
6. 已知均为锐角,且,则( )
A. B. C. 2D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】根据两角和差的正弦公式,结合商数关系化简即可得解.
【详解】解:因为,
所以,
即,
又均为锐角,
所以,即.
故选:D.
7. 已知椭圆的上顶点为,左、右焦点分别为,连接并延长交椭圆于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据椭圆的定义求得,在中,利用余弦定理求得,在中,再次利用余弦定理即可得解.
【详解】解:由题意可得,
因为,
所以,
因为为椭圆的上顶点,
所以,则,
在中,
,
在中,
,
即,所以,
即椭圆的离心率为.
故选:C.
8. 在矩形中,为线段上的动点,过作的垂线,垂足为,则的最小值是( )
A. 1B. C. D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】分别以为轴建立平面直角坐标系,设(),设,由垂直求得,再计算得出关于的表达式,利用基本不等式可得最小值.
【详解】分别以为轴建立平面直角坐标系,,,,,
在线段上,设(),,
设,则,
因为,所以,,
,
,
时,,
时,,当且仅当,即时取等号,
此时取得最小值.
综上,的最小值是1.
故选:A.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 甲、乙两城市某月初连续7天的日均气温数据如下图,则在这7天中,( )
A. 乙城市日均气温的极差为3℃
B. 乙城市日均气温的众数为24℃
C. 甲城市日均气温的中位数与平均数相等
D. 甲城市的日均气温比乙城市的日均气温稳定
【答案】BC
【解析】
【分析】观察统计图,根据极差、平均数、中位数以及众数的定义,逐个选项判断,可得答案.
【详解】对于A,乙城市日均气温的极差=最高气温-最低气温,故所求气温的极差为,故A错;
对于B,根据众数的定义,可得乙城市日均气温的众数为24℃,故B正确;
对于C,对甲城市的气温进行排列:,则中位数为:,平均数为:,故C正确;
对于D,从图中明显看出乙城市的日均气温比甲城市的日均气温稳定,故D错;
故选:BC
10. 在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l:y=x-2与抛物线C交于A,B两点,则( )
A. 抛物线C的准线方程为
B. 点F到直线l的距离为
C. ∠AOB
D.
【答案】AB
【解析】
【分析】根据抛物线方程求得准线、焦点,结合点到直线的距离公式、向量垂直、弦长等知识求得正确答案.
【详解】抛物线的焦点为,准线为,A选项正确.
直线,即,
到的距离为,B选项正确.
由解得或,
不妨设,
则,
所以,C选项错误.
,D选项错误.
故选:AB
11. 已知正方体的棱长为1,点P为侧面内一点,则( )
A. 当时,异面直线CP与AD所成角的正切值为
B. 当时,四面体的体积为定值
C. 当点P到平面ABCD的距离等于到直线的距离时,点P的轨迹为抛物线的一部分
D. 当时,四面体BCDP的外接球的表面积为2π
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项,建立空间直角坐标系,利用空间向量求解线线角的余弦值,进而求出正切值;
B选项,证明线面平行,进而得到,四面体的体积为定值;
C选项,先作出辅助线,得到,PE⊥平面ABCD,故设出,利用列出方程,化简后得到轨迹方程,得到当点P到平面ABCD的距离等于到直线的距离时,点P的轨迹为抛物线的一部分,C正确;
D选项,作出辅助线,找到球心,利用半径相等列出方程,求出半径,从而得到外接球的表面积.
【详解】如图1,以D为坐标原点,分别以为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则,,
设异面直线CP与AD所成角为,
则,
故,,A错误;
如图2,因为,且,
所以四边形为平行四边形,
故,
因为平面,平面,
所以平面,
故当点P在上运动时,点P到平面的距离不变,
即当时,四面体的体积为定值,B正确;
如图3,过点P作PE⊥BC于点E,连接,
因为平面,平面,
所以,
因为平面,平面,
所以AB⊥EP,
因为,平面ABCD,
所以PE⊥平面ABCD,
设,,其中,
当时,,
整理得:,
故当点P到平面ABCD的距离等于到直线的距离时,点P的轨迹为抛物线的一部分,C正确;
如图4,当时,P为的中点,取BD的中点Q,BC的中点N,连接PN,
则PN,故PN⊥平面ABCD,
因为BC⊥CD,故三角形BCD的外心为点Q,则外接球球心O在过点Q且垂直于平面ABCD的直线上,
故OQ⊥平面ABCD,OQPN,
连接OP,QN,OB,过点O作OMQN交PN于点M,设四面体BCDP的外接球的半径为R,
则OB=OP=R,,OQ=MN,
其中,设OQ=MN=h,则,
由勾股定理得,
故,解得:,
故,,
当时,四面体BCDP的外接球的表面积为2π,D正确.
故选:BCD.
【点睛】立体几何求外接球的表面积或体积问题,要先找到一个特殊平面,一般为直角三角形,矩形或等边三角形,找到外心,从而找到球心的位置,设出未知数,再根据半径相等列出方程,求出半径,进而求出外接球的表面积或体积.
12. 过原点的直线l与圆M:交于A,B两点,且l不经过点M,则( )
A. 弦AB长的最小值为8
B. △MAB面积的最大值为
C. 圆M上一定存在4个点到l的距离为
D. A,B两点处圆的切线的交点位于直线上
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项,由圆的几何性质得到当弦AB与直线垂直时,弦AB长取得最小值,从而由垂径定理求出答案;
B选项,由三角形面积公式得到,设是中点,研究得到始终为钝角,且当点与原点重合,取得最小值,由二倍角公式和同角三角函数关系得到此时,结合在上单调性,求出面积最大值即可;
C选项,举出反例;
D选项,设出,求出四点所在圆的方程,从而求出切点弦方程,结合直线AB过原点,将原点代入后得到满足的方程.
【详解】对A,变形为,
圆心M为,半径,
因为,故原点在圆内,
故当弦AB与直线垂直时,弦AB长取得最小值,
其中,故,A正确;
对B,由三角形面积公式得:
设是中点,故,当点与原点重合,弦长AB最短,取得最小值,
此时,,
故,此时.
由求得取得最小值时为钝角,所以始终为钝角,
因为在上单调递减,所以当时,面积取得最大值,
最大值为,B正确;
对C,当弦AB与直线垂直时,圆心M到直线l的距离为,
由于半径为,所以在直线l的左上方有2个点到直线l的距离为,
在直线l的右下方,只有1个点到直线l的距离为,
此时圆M上存在3个点到l的距离为,C错误;
对D,设,则四点共圆,且MP为直径,
其中线段MP的中点坐标为,即圆心坐标为,
半径为,
故四点所在圆方程为:,
化简得:①,
②,
①-②得:,
则直线AB的方程为,
又因为直线AB过原点,将原点代入得:,
故A,B两点处圆的切线的交点位于直线上,D正确.
故选:ABD
【点睛】已知圆的方程为,为圆上一点,则过点的切线方程为:;
若为圆外一点,则表示切点弦所在方程.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知a>0,若圆(x-a)2+y2=2与圆x2+(y-a)2=8外切,则a=__________.
【答案】3
【解析】
【分析】由圆心距等于半径和求解.
【详解】圆(x-a)2+y2=2的圆心坐标为,半径为,圆x2+(y-a)2=8的圆心坐标为,半径为,
两圆外切,则,解得(因为),
故答案为:3.
14. 某班15名学生在一次测试中的得分(单位:分)如下:
9,10,10,11,11,11,12,12,12,12,13,14,16,17,18.
则这组数据的70百分位数是__________.
【答案】13
【解析】
【分析】利用百分位数的求法即可.
【详解】,所以70百分位数是第11个数据为13.
故答案为:13
15. 设函数(a>1)的零点为x0,若x0≥3,则a的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据的单调性和的范围,可得到的不等式,求解即可得到的最小值.
【详解】解:因为,所以在上单调递增,且,所以,即,解得,即.
故答案为:.
16. 已知抛物线的焦点为,点的坐标为,动点在抛物线上,且,则的最小值是__________.
【答案】
【解析】
【分析】设直线方程为,与抛物线方程联立方程组求得点坐标(只要求得横坐标即可),然后计算,同理得,利用二次函数性质求得的最小值.
【详解】易知在抛物线上,的斜率都存在且不为0,
设的斜率为,直线方程为,
由得,是方程的一解,另一解为(不重合,因此),
抛物线的焦点为,
,(∵),
同理,
,
∴时,取得最小值11,此时满足题意.
故答案为:11.
【点睛】方法点睛:直线与抛物线相交弦长问题,弦所在直线为,可设,,直线方程与抛物线方程联立方程组后消元,应用韦达定理得,然后由弦长公式计算,本题中由于弦一个端点已知,即方程的一个解已知,因此可由韦达定理求得另一解,从而由两点间距离公式直接计算.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答该问题.
问题:△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,且_________,求△ABC的面积.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】答案见解析
【解析】
分析】选①:根据正、余弦定理整理得,进而可求角A和,再运用正弦定理求,即可根据面积公式求面积;选②:根据余弦定理整理得,分类讨论可求角A和,再运用正弦定理求,即可根据面积公式求面积;选③:根据正弦定理整理得,进而可求角A和,再运用正弦定理求,即可根据面积公式求面积.
【详解】因为,为三角形内角,则,
选①:,展开得,
由正弦定理得,由余弦定理得,
因为为三角形内角,故,
所以,
由正弦定理得,即,解得,
所以的面积.
选②:,由余弦定理得,故,
因为为三角形内角,故或,
当时,,
由正弦定理得,即,解得,
所以的面积.
当时,,
由正弦定理得,即,解得,
所以的面积,
综上的面积为或.
选③:,
由正弦定理得,
因为为三角形内角,所以,
从而,
显然,所以,
因为为三角形内角,所以.
所以,
由正弦定理得,即,解得,
所以的面积.
18. 如图,在正三棱柱中,D是棱BC上的点(不与点C重合),.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)首先由垂直底面得到,又因为,则由线面垂直的判定定理得到平面,而面,最终证明面面;
(2)在平面中,作于点E,由平面得,又因为,可得平面,故为与平面所成的角,再利用等边三角形三线合一、勾股定理得到的值,最终计算出其正弦值.
【小问1详解】
证明:在正三棱柱中,平面,
因为平面,所以.
又,,,平面,
所以平面.
又因为面,
所以面面.
【小问2详解】
在平面中,作于点E.
由(1)可知平面,
因为平面,所以,
又,,平面,
所以平面.
因此为与平面所成角.
因为在正三棱柱中,为正三角形,
由平面,平面,得,
所以D为BC的中点,.
在Rt中,,即,
所以与平面所成角的正弦值为.
19. 已知圆M过原点O,圆心M在直线上,直线与圆M相切.
(1)求圆M的方程;
(2)过点的直线l交圆M于A,B两点.若A为线段PB的中点,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)根据几何法得到圆心也在直线上,联立直线求出圆心坐标,再计算出其半径长,得出圆标准方程;
(2)设点,利用中点公式表示出,将两点代入圆的方程,则求出点坐标,再计算出直线方程即可.
【小问1详解】
因为圆M过原点O,且与直线相切,
所以圆心M在直线上,
又圆心M也在直线上,
联立与,解得,故圆心,
所以半径,
因此圆M的方程为.
【小问2详解】
设,因为A为线段PB的中点,所以.
因为A,B在圆M上,所以解得或
当时,直线l的方程为;
当时,,故直线的方程为,即.
综上,直线的方程为或.
20. 某篮球场有A,B两个定点投篮位置,每轮投篮按先A后B的顺序各投1次,在A点投中一球得2分,在B点投中一球得3分.设球员甲在A点投中的概率为p,在B点投中的概率为q,其中,,且甲在A,B两点投篮的结果互不影响.已知甲在一轮投篮后得0分的概率为,得2分的概率为.
(1)求p,q的值;
(2)求甲在两轮投篮后,总得分不低于8分的概率.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)根据甲在一轮投篮后得0分的概率为,得2分的概率为,列出方程,即可求出.
(2)甲在两轮投篮后,总得分不低于8分的情况共3种,第一轮3分,第二轮5分;第一轮5分,第二轮3分;第一轮5分,第二轮5分;求出三种情况概率之和即可得到结果.
【小问1详解】
由题意得,解得.
【小问2详解】
每轮投篮结束后,甲得分可能为0,2,3,5.
记甲第一轮投篮得分为i分的事件为,第二轮投篮得分为i分的事件为
,则,相互独立,
记两轮投篮后甲总得分不低于8分为事件E,
则,且,,彼此互斥.
易得,,
所以.
所以两轮投篮后,甲总得分不低于8分的概率为.
21. 已知圆A:,T是圆A上一动点,BT的中垂线与AT交于点Q,记点Q的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点(0,2)的直线l交曲线C于M,N两点,记点P(0,).问:是否存在直线l,满足PM=PN?如果存在,求出直线l的方程;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,y=±x+2.
【解析】
【分析】(1)由椭圆定义确定轨迹是椭圆,然后求出得椭圆方程;
(2)假设存在满足题意的直线,设出直线方程,代入椭圆方程后,由直线与椭圆相交得参数范围,设,应用韦达定理得,求出线段的垂直平分线的方程,由点在这个垂直平分线求得参数值.
小问1详解】
由条件得,
所以的轨迹是椭圆,
且,所以,
所以的方程为.
【小问2详解】
假设存在满足题意的直线,显然的斜率存在且不为0,
设,
由得,
则,得,
设,
则,
所以的中点坐标为,
因此,的中垂线方程为,
要使,则点应在的中垂线上,
所以,解得,
故,
因此,存在满足题意的直线l,其方程为y=±x+2.
【点睛】本题考查求椭圆方程,考查椭圆中存在性问题,解决存在问题的方法是先假设存在,在直线与椭圆相交时,设出直线方程,设交点坐标为,直线方程与椭圆方程联立消元后应用韦达定理,把这个结论代入题中其他条件求解.
22. 已知双曲线的离心率为,左、右顶点分别为M,N,点满足
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点P的直线l与双曲线C交于A,B两点,直线OP与直线AN交于点D.设直线MB,MD的斜率分别为,求证:为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用向量数量积列出方程,求出,结合离心率求出,从而得到,求出双曲线方程;
(2)考虑直线斜率不存在,不合题意,当斜率存在时,设出直线方程,与双曲线方程联立,得到两根之和,两根之积,求出直线OP方程,表达出直线,联立求出点坐标,计算,将两根之和,两根之积代入,化简得到为定值.
【小问1详解】
由题意知,又,
所以,
由,可得,
又,所以,故,
所以双曲线的方程为;
【小问2详解】
因为,
若直线l的斜率不存在,则l与双曲线C仅有一个公共点,
不合题意,故l的斜率存在,
设l:,
联立得:,
设,
则.
因为,故,①
又,
所以,②
联立①②,解得,
于是
所以为定值.
【点睛】直线与圆锥曲线结合,通常设出直线方程,与圆锥曲线联立,得到两根之和,两根之积,再根据题干条件列出方程,或表达出直线斜率,三角形或四边形面积等,将两根之和,两根之积代入化简,进行解答.
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