![江苏省苏州市2022-2023学年高二上学期期末模拟数学试题(含解析)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/3/14962144/0-1699075089805/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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江苏省苏州市2022-2023学年高二上学期期末模拟数学试题(含解析)
展开1. 直线 SKIPIF 1 < 0 不经过( )
A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限
【答案】C
【解析】
【分析】作出直线 SKIPIF 1 < 0 的图象,可得出结论.
【详解】作出直线 SKIPIF 1 < 0 的图象如下图所示:
由图可知,直线 SKIPIF 1 < 0 不过第三象限.
故选:C.
2. 已知向量 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. 8B. 7C. SKIPIF 1 < 0 D. 14
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量垂直,则向量数量积为0,得到 SKIPIF 1 < 0 ,解出即可.
【详解】已知向量 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
3. 如图,在四面体 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据三角形法则先求得向量 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,进而求得 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】解: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
4. 在数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则数列 SKIPIF 1 < 0 前5项和 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】根据递推公式判断其为等差数列,表示出其通项公式,然后代入 SKIPIF 1 < 0 裂项相消可求 SKIPIF 1 < 0
【详解】 SKIPIF 1 < 0 为1为首项,2为公差的等差数列,
SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0
故选:C
5. 若双曲线 SKIPIF 1 < 0 一条渐近线被圆 SKIPIF 1 < 0 所截得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,则双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】首先确定双曲线渐近线方程,结合圆的方程可确定两渐近线截圆所得弦长相等;利用垂径定理可构造方程求得 SKIPIF 1 < 0 的值,进而根据离心率 SKIPIF 1 < 0 可求得结果.
【详解】由双曲线方程得:渐近线方程 SKIPIF 1 < 0 ;
由圆的方程知:圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 图象关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,圆的图象关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,
SKIPIF 1 < 0 两条渐近线截圆所得弦长相等,
不妨取 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则圆心到直线距离 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 双曲线离心率 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
6. 如果实数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的范围救等价于求同时经过原点和圆上的点 SKIPIF 1 < 0 的直线中斜率的范围,结合图象,易得取值范围.
【详解】解:设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 表示经过原点的直线, SKIPIF 1 < 0 为直线的斜率.
如果实数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 同时经过原点和圆上的点 SKIPIF 1 < 0 .
其中圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0
从图中可知,斜率取最大值时对应的直线斜率为正且刚好与圆相切,设此时切点为 SKIPIF 1 < 0
则直线的斜率就是其倾斜角 SKIPIF 1 < 0 的正切值,易得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
可由勾股定理求得 SKIPIF 1 < 0 ,于是可得到 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的最大值;
同理, SKIPIF 1 < 0 的最小值为-1.
则 SKIPIF 1 < 0 的范围是 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
7. 已知等差数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则k的最大值是( )
A. 8B. 9C. 10D. 11
【答案】B
【解析】
【分析】设等差数列 SKIPIF 1 < 0 公差为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,从而建立关于 SKIPIF 1 < 0 的不等式,求解不等式即可得答案.
【详解】解:设等差数列 SKIPIF 1 < 0 公差为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以k的最大值是9.
故选:B.
8. 已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 )的焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆上一点,且 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 的内切圆的半径 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率)的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】由已知即向量数量积定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,应用余弦定理求得 SKIPIF 1 < 0 ,根据等面积法可得 SKIPIF 1 < 0 ,再由正弦定理列方程求离心率,结合目标式、基本不等式求其最小值,注意等号成立条件.
【详解】由题设 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由余弦定理知: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 的内切圆的半径 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,
所以目标式最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
二、多选题: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,有选错的的0分.
9. 设等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,其前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,前 SKIPIF 1 < 0 项积为 SKIPIF 1 < 0 ,且满足条件 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则下列选项正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 为递减数列B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 中的最大项D. SKIPIF 1 < 0
【答案】AC
【解析】
【分析】根据题意先判断出数列 SKIPIF 1 < 0 的前2022项大于1,而从第2023项开始都小于1.再对四个选项一一验证:
对于A:利用公比的定义直接判断;对于B:由 SKIPIF 1 < 0 及前n项和的定义即可判断;对于C:前 SKIPIF 1 < 0 项积为 SKIPIF 1 < 0 的定义即可判断;对于D:先求出 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 即可判断.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 异号,即 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 同号,且一个大于1,一个小于1.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即数列 SKIPIF 1 < 0 的前2022项大于1,而从第2023项开始都小于1.
对于A:公比 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 为减函数,所以 SKIPIF 1 < 0 为递减数列.故A正确;
对于B:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .故B错误;
对于C:等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项积为 SKIPIF 1 < 0 ,且数列 SKIPIF 1 < 0 的前2022项大于1,而从第2023项开始都小于1,所以 SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 中的最大项.故C正确;
对于D: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .故D错误.
故选:AC
10. 如图,平行六面体 SKIPIF 1 < 0 ,其中,以顶点 SKIPIF 1 < 0 为端点的三条棱长均为 SKIPIF 1 < 0 ,且它们彼此的夹角都是 SKIPIF 1 < 0 ,下列说法中正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0
B. SKIPIF 1 < 0
C. 向量 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的夹角是 SKIPIF 1 < 0 .
D. 异面直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 所成的角的余弦值为 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】AB
【解析】
【分析】根据题意,引入基向量,分别用基向量表示 SKIPIF 1 < 0 ,利用向量求长度的计算公式,计算可得A正确;利用向量证垂直的结论,计算可得B正确;利用向量求夹角公式,计算可得CD错误.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,因为各条棱长均为 SKIPIF 1 < 0 ,且它们彼此的夹角都是 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以
SKIPIF 1 < 0 ,所以其夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故D错误.
故选:AB.
11. 数学美的表现形式不同于自然美或艺术美那样直观,它蕴藏于特有的抽象概念、公式符号、推理论证、思维方法等之中,揭示了规律性,是一种科学的真实美.在平面直角坐标系中,曲线 SKIPIF 1 < 0 就是一条形状优美的曲线,对于此曲线,下列说法正确的有( )
A. 曲线C围成的图形有4条对称轴
B. 曲线C围成的图形的周长是 SKIPIF 1 < 0
C. 曲线C上的任意两点间的距离不超过5
D. 若 SKIPIF 1 < 0 是曲线C上任意一点, SKIPIF 1 < 0 最小值是 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】去掉绝对值可得曲线的四段关系式,从而可作出曲线的图像,由图像即可判断ABCD.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
表示圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 的半圆;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
表示圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 的半圆;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
表示圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 的半圆;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
表示圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 的半圆.
曲线 SKIPIF 1 < 0 的图像如下图所示:
对于A,易知曲线图像有4条对称轴,A正确;
对于B,曲线图形由4个半圆组成,故其周长为 SKIPIF 1 < 0 ,B正确;
对于C,由图可知,曲线C上的任意两点间的最大距离为 SKIPIF 1 < 0 ,C错误;
对于D,圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
若使 SKIPIF 1 < 0 最小,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,D正确.
故选:ABD.
12. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),下列说法正确的有( )
A. 数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列B. 当 SKIPIF 1 < 0 时,数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0
C. 当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 为整数时,数列 SKIPIF 1 < 0 的最大项有两项D. 当 SKIPIF 1 < 0 时,数列 SKIPIF 1 < 0 为递减数列
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项, SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 为常数列,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据定义求出 SKIPIF 1 < 0 不是等比数列,A错误;
B选项,错位相减法求和,B正确;
C选项,作差法得到随着 SKIPIF 1 < 0 的变大, SKIPIF 1 < 0 先增后减,根据 SKIPIF 1 < 0 为整数,得到 SKIPIF 1 < 0 且最大,即数列 SKIPIF 1 < 0 的最大项有两项,C正确;
D选项,作差法结合 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,故数列 SKIPIF 1 < 0 为常数为1的数列,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 为常数为0的常数列,不是等比数列,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 不是定值,不是等比数列,综上A错误;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
设数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,①
则 SKIPIF 1 < 0 ,②
②-①得: SKIPIF 1 < 0 ,B正确;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故随着 SKIPIF 1 < 0 的变大, SKIPIF 1 < 0 先增后减,
因为 SKIPIF 1 < 0 为整数,故 SKIPIF 1 < 0 且最大,即数列 SKIPIF 1 < 0 的最大项有两项,C正确;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递增,故 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
数列 SKIPIF 1 < 0 为递减数列,D正确;
故选:BCD
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知 SKIPIF 1 < 0 是等差数列, SKIPIF 1 < 0 是等比数列, SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】根据等差数列的求和公式以及等差中项,求第六项,再根据等比数列的等比中项,解得第五项的平方,结合对数运算可得答案.
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,且 SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
14. 已知椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,且椭圆内有一条以点 SKIPIF 1 < 0 为中点的弦 SKIPIF 1 < 0 ,则弦 SKIPIF 1 < 0 所在的直线 SKIPIF 1 < 0 的方程是__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】由点差法得 SKIPIF 1 < 0 斜率后求解直线方程,
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得 SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减化简得 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,得 SKIPIF 1 < 0 ,
代入得 SKIPIF 1 < 0 ,故直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆内,故直线与椭圆相交,
故答案为: SKIPIF 1 < 0
15. 过双曲线 SKIPIF 1 < 0 上任意一点 SKIPIF 1 < 0 ,作双曲线渐近线的平行线,分别交渐近线于点 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则双曲线离心率的取值范围是___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】设点 SKIPIF 1 < 0 ,分别联立两组直线方程,求出 SKIPIF 1 < 0 的坐标,然后利用向量的数量积,推出离心率的范围即可.
【详解】因为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故离心率 SKIPIF 1 < 0 ,又因为双曲线的离心率 SKIPIF 1 < 0 ,
所以双曲线离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
16. 已知等腰 SKIPIF 1 < 0 内接于圆O,点M是下半圆弧上的动点(不含端点,如图所示).现将上半圆面沿AB折起,使所成的二面角 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 .则直线AC与直线OM所成角的正弦值最小值为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ##0.5
【解析】
【分析】取下半圆弧的中点D,连接OC,OD,以点O为原点建立空间直角坐标系,利用空间向量求解作答.
【详解】在折后的图形中,取下半圆弧的中点D,连接OC,OD,如图,
依题意, SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,于是得 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 是二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角,即 SKIPIF 1 < 0 ,在平面 SKIPIF 1 < 0 内过点O作 SKIPIF 1 < 0 ,
因此射线 SKIPIF 1 < 0 两两垂直,以点O为原点,射线 SKIPIF 1 < 0 分别为 SKIPIF 1 < 0 非负半轴建立空间直角坐标系,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,显然有 SKIPIF 1 < 0 ,
于是得 SKIPIF 1 < 0 ,令直线AC与直线OM所成的角为 SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号,显然直线AC与直线OM为异面直线,即 SKIPIF 1 < 0 ,
而余弦函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,因此 SKIPIF 1 < 0 取最大值 SKIPIF 1 < 0 时,角 SKIPIF 1 < 0 取最小值, SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线AC与直线OM所成角的正弦值最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】思路点睛:求空间角的最值问题,根据给定条件,选定变量,将该角的某个三角函数建立起变量的函数,求出函数最值即可.
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. 在平行四边形ABCD中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点E是线段BC的中点.
(1)求直线CD的方程;
(2)求四边形ABED的面积.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)求出 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,由点斜式即可写出直线CD的方程;
(2)四边形ABED为梯形,E是线段BC的中点,求出E坐标、直线AD的方程,即可求出E到直线AD的距离,再求出 SKIPIF 1 < 0 ,即可求梯形面积.
【小问1详解】
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴直线CD的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
四边形ABED为梯形,E是线段BC的中点,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
直线AD的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则E到直线AD的距离为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故四边形ABED的面积为 SKIPIF 1 < 0 .
18. 已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线C上.
(1)求点F的坐标和抛物线C的准线方程;
(2)过点F的直线l交抛物线C于A、 SKIPIF 1 < 0 两点,且线段AB的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,求直线l的方程及 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,准线方程为 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)将已知点代入抛物线方程,解得参数 SKIPIF 1 < 0 的值,即可得答案.
(2)由 SKIPIF 1 < 0 求得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,利用抛物线定义,结合弦长公式以及中点坐标公式,可得答案.
【小问1详解】
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线C的准线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
由题可知,直线l经过 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
设A,B的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则由抛物线的定义可知 SKIPIF 1 < 0 ,
又AB的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
19. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 的首项为0,且 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 的首项 SKIPIF 1 < 0 ,且对任意正整数 SKIPIF 1 < 0 恒有 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)对任意的正整数n,设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前2n项和S2n.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)根据等差数列和等比数列的定义得到数列 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 分别为等差等比数列,然后求通项即可;
(2)根据题意得到当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0 ,然后分别用裂项相消和错位相减求和即可.
【小问1详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以数列 SKIPIF 1 < 0 为等差数列,公差为1,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列,公比为2,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0 ;
所以奇数项的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,
偶数项的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ①,
SKIPIF 1 < 0 ①得: SKIPIF 1 < 0 ②,
①-②得: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
20. 如图,在四棱锥 SKIPIF 1 < 0 中,底面 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形, SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 分别为 SKIPIF 1 < 0 的中点,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角的正弦值;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角的正弦值的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ,求平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的夹角的余弦值的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据题意,建立空间直角坐标系,从而求得平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,由此可求得直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角的正弦值;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,从而分别求得平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 ,从而由题意条件求得 SKIPIF 1 < 0 ,进而可求得平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的夹角的余弦值的取值范围.
【小问1详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故建立如图所示的空间直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角的正弦值为 SKIPIF 1 < 0 .
.
【小问2详解】
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
易得平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
所以平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的夹角的余弦值的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
21. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)记数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项中最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,称数列 SKIPIF 1 < 0 是数列 SKIPIF 1 < 0 的“中程数数列”.若 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ),求所有满足条件的实数对 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)由已知递推关系可得 SKIPIF 1 < 0 ,结合等比数列的定义写出通项公式;
(2)由递推研究 SKIPIF 1 < 0 的单调性,进而求出最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,即可得 SKIPIF 1 < 0 ,结合 SKIPIF 1 < 0 的通项公式得 SKIPIF 1 < 0 ,再由 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 )求出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的取值,即可得结果.
【小问1详解】
依题意, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以数列 SKIPIF 1 < 0 是等比数列,首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公比为 SKIPIF 1 < 0 的等比数列,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 知,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 符合题意;
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,故无解;
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 符合题意;
综上,所有满足条件的实数对 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
22. 已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,记点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,
(1)求轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 且法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,直线与轨迹 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点.
①过 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 ,试确定 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
②在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,无论直线 SKIPIF 1 < 0 绕点 SKIPIF 1 < 0 怎样转动,使 SKIPIF 1 < 0 恒成立?如果存在,求出定点 SKIPIF 1 < 0 ;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)① SKIPIF 1 < 0 ;②存在, SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据双曲线的定义直接得到答案.
(2)根据直线与双曲线的位置关系得到 SKIPIF 1 < 0 ,计算 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 的范围得到 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;假设存在点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,通过 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,计算得到答案.
小问1详解】
由 SKIPIF 1 < 0 ,知,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的双曲线的右支.
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由条件得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
① SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由条件 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,因此 SKIPIF 1 < 0 .
②设存在点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,
由 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此存在定点 SKIPIF 1 < 0 满足条件.
【点睛】本题考查了双曲线的轨迹问题,根据直线和双曲线的位置求参数,定点问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中利用韦达定理解题是常考的题型,需要熟练掌握.
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