2022-2023学年江西省吉安市峡江中学高二(上)期末数学试卷(含解析)
展开1.若直线l经过第二、三、四象限,其倾斜角为α,斜率为k,则( )
A. k⋅sinα>0B. k⋅csα>0C. k⋅sinα≥0D. k⋅csα≤0
2.设p:x2−x<1,q:lg2(x2-x)<0,则非p是非q的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件
3.圆C1:x2+y2=2与圆C2:(x+1)2+(y−1)2=8的位置关系是( )
A. 相交B. 内切C. 外切D. 相离
4.(1+x)+(1+x)2+(1+x)3+⋯+(1+x)10(x≠1,且x≠0)的展开式中x2的系数为( )
A. 150B. 165C. 120D. 180
5.在空间四边形ABCD中,AB=a,AC=b,AD=c,点M在AC上,且AC=4MC,N为BD的中点,则MN=( )
A. 12a−34b+12cB. 12a−23b−12c
C. −12a−34b−12cD. −12a+23b−12c
6.已知F为双曲线E:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的一个焦点,设直线y=1与双曲线E和两条渐近线的交点从左至右依次为A,B,C,D,若|AD|=3|BC|,则F到渐近线的距离为( )
A. 2 2B. 3C. 15D. 不能确定
7.已知抛物线C:y2=2px的焦点F的坐标为(2,0),准线与x轴交于点A,点M在第一象限且在抛物线C上,则当|MA||MF|取得最大值时,直线MA的方程为( )
A. y=2x+4B. y=−2x−4C. y=x+2D. y=−x−2
8.已知正方体ABCD−A1B1C1D1的边长为1,E,F为边B1D1上两动点,且|EF|= 22,则下列结论中错误的是( )
A. AC⊥BE
B. 三棱锥A−BEF的体积为定值
C. 二面角F−AB−E的大小为定值
D. 二面角A−EF−B的大小为定值
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.若直线过点P(1,2)且在两坐标轴上截距的绝对值相等,则直线的方程可能为( )
A. x−y+1=0B. x+y−3=0C. 2x−y=0D. x+y+1=0
10.下列关于二次曲线x23−k−y2k=1与x22+y25=1的说法正确的是( )
A. 当0
C. 当0
11.在( x−13x)10的二项式展开式中,下列结论正确的是( )
A. 展开式中的第5项和第6项的系数相等B. 展开式中奇数项的二项式系数和为29
C. 展开式中常数项为210D. 展开式中有理项有3项
12.已知圆锥PO的轴截面PAB是等腰直角三角形,AB=4,M是圆锥侧面上一点,若点M到圆锥底面的距离为1,则( )
A. 点M的轨迹是半径为1的圆B. 存在点M,使得∠PMA=π3
C. 三棱锥P−AMB体积的最大值为43D. cs∠AMB的最小值为− 55
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD为正方形,PA⊥面ABCD,PA=AB=4,E,F,H分别是棱PB,BC,PD的中点,过E,F,H的平面交棱CD于点G,则四边形EFGH面积为______.
14.已知a=(−2,m),b=(−1,3),若向量a−b与b垂直,则m的值是______ .
15.某地区有3个疫苗接种定点医院,现有10名志愿者将被派往这3个医院协助新冠疫苗接种工作,每个医院至少需要2名至多需要4名志愿者,则不同的安排方法共有______种.
16.已知点P为椭圆x216+y212=1上的动点,EF为圆N:x2+(y−1)2=1的任意一条直径,则PE⋅PF的最大值是______ .
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.(本小题10分)
已知△ABC的顶点A(0,−2),B(3,1),C(−2,2).
(1)直线l过点B且与直线AC平行,求直线l的方程;
(2)若AD⊥BC垂足为D,求D的坐标.
18.(本小题12分)
从1、3、5、7中任取2个数字,从0、2、4、6、8中任取2个数字,用这四个数字组成无重复数字的四位数,所有这些四位数构成集合M.
(1)求集合M中不含有数字0的元素的个数;
(2)求集合M中含有数字0的元素的个数;
(3)从集合M中随机选择一个元素,求这个元素能被5整除的概率.
19.(本小题12分)
如图,四棱锥P−ABCD中,CD//AB,CD=12AB,AB=16,PA=PB=10,AD=BD=4 13,PD=6 3,点E为PD中点.
(1)求证:PD⊥CD;
(2)求直线BE与平面PCD所成角的正弦值.
20.(本小题12分)
已知在( x3−2x)n的展开式中,第5项的系数与第3项的系数之比是14:1
(1)求展开式中x6的系数;
(2)求展开式中系数绝对值最大的项;
(3)求n+9Cn2+81Cn3+…+9n−1Cnn的值.
21.(本小题12分)
如图,在直三棱柱ABC−A1B1C1中,AC⊥BC,M是棱CG上的一点.
(1)求证:BC⊥AM;
(2)若M,N分别是CC1,AB的中点,求证:CN//平面AMB1.
22.(本小题12分)
已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为F,点A(−2,0)在椭圆上且|AF|=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P、Q分别在椭圆C和直线x=4上,OQ//AP,M为AP的中点,若T为直线OM与直线QF的交点.是否存在一个确定的曲线,使得T始终在该曲线上?若存在,求出该曲线的轨迹方程;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:根据题意,可得k=tanα<0,而α∈[0,π),则α∈(π2,π),
所以sinα>0,csα<0,则k⋅csα>0,k⋅sinα<0.
故选:B.
由题设k=tanα<0,进而确定α的范围,再判断sinα,csα的符号,即可确定答案.
本题主要考查直线的方程、直线的斜率与倾斜角等知识,考查了概念的理解能力,属于基础题.
2.【答案】A
【解析】解:设p:x2−x<1,
q:lg2(x2−x)<0=lg21,0
则非p是非q的充分不必要条件,
故选:A
先根据对数的性质化简q,根据充分条件和必要条件的定义即可判断.
本题考查了充分必要条件,考查对数函数的性质,是一道基础题.
3.【答案】B
【解析】解:圆C1:x2+y2=2的圆心C1(0,0),半径r1= 2,
C2:(x+1)2+(y−1)2=8的圆心C2(−1,1),半径r2=2 2,
则两圆的圆心距|C1C2|= 2=r2−r1,即两圆内切.
故选:B.
分别求出两圆的圆心和半径,求得圆心距与半径和或差的关系,即可判断位置关系.
本题考查两圆的位置关系的判断,注意运用两点的距离公式,考查运算能力,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:展开式中含x2项的系数为C22+C32+...+C102=C33+C32+...+C102=C43+C42+...+C102=C113=165,
故选:B.
根据二项式定理求出各展开式中的含x2项的系数,并根据组合数的运算性质化简求和即可求解.
本题考查了二项式定理的应用,涉及到组合数的运算性质,属于基础题.
5.【答案】A
【解析】解:空间四边形ABCD中,AB=a,AC=b,AD=c,如图所示,
因为AC=4MC,N为BD的中点,所以MN=MC+CB+BN
=14AC+(AB−AC)+12(AD−AB)
=12AB−34AC+12AD
=12a−34b+12c.
故选:A.
根据题意用向量AB、AC和AD作基底,表示向量MN即可.
本题考查了空间向量的线性运算,考查了数形结合思想,是基础题.
6.【答案】A
【解析】解:y=1x2a2−y2b2=1可得xA=−a 1+b2b,xD=a 1+b2b,
y=1y=−bax可得xB=−ab,y=1y=bax可得xC=ab,
所以|AD|=2a 1+b2b,|BC|=2ab,若|AD|=3|BC|,
所以 1+b2=3,所以b2=8,
焦点F(c,0),到渐近线y=bax=2 2ax,即2 2x−ay=0的距离d=2 2cc=2 2,
故选:A.
由双曲线的方程可得渐近线的方程及右焦点F的坐标(由对称性可得任何一个焦点,任何一条渐近线都可以),将y=1与椭圆,与渐近线联立分别求出A,B,C,D的横坐标,进而求出AD,BC的值可得b的值,由点到直线的距离公式可得所求的结果.
本题考查双曲线的性质(对称性)及点到直线的距离公式的应用,属于中档题.
7.【答案】C
【解析】解:过M作MP与准线垂直,垂足为P,则|MA||MF|=|MA||MP|=1cs∠AMP=1cs∠FAM,
则当|MA||MF|取到最大值时,∠MAF必须取到最大值,此时AM与抛物线相切;
易知此时直线AM的斜率不为0,抛物线C:y2=2px的焦点F的坐标为(2,0),可得y2=8x,
设切线方程为:x=my−2,则x=my−2y2=8x,整理可得y2−8my+16=0,则Δ=64m2−64=0,解得m=±1,
所以切线方程为:x=±y−2,即y=x+2或y=−x−2,点M在第一象限,y=−x−2舍去.
故选:C.
由抛物线的性质可得到焦点的距离转化为到准线的距离,由距离之比可得角的余弦值,由题意可得当直线MA由抛物线相切时|MA||MF|取得最大值,设切线的方程,与抛物线联立由判别式等于0可得参数的值,进而求出切线方程.
本题考查抛物线的性质,及切线的应用,属于中档题.
8.【答案】C
【解析】解:对于A,因为AC⊥BD,AC⊥D1D,所以AC⊥平面BB1D1D,
BE⊂平面BB1D1D,所以AC⊥BE,所以A对;
对于B,因为三棱锥A−BEF的底面△BEF面积不变,
A点到底面距离不变,即A点到平面BB1D1D的距离,
所以体积为定值,所以B对;
对于C,过E作EE1//A1B1,交D1A1于E1,作FF1//A1B1,交D1A1于F1,
连接E1A,F1A,AB⊥平面,所以∠E1AF1为二面角F−AB−E的平面角,
不是定值,所以C错;
对于D,二面角A−EF−B与二面角A−B1D1−B相同,
二面角A−B1D1−B大小为定值,所以D对.
故选:C.
A根据直线与直线判定定理判断;B用等体积法判断;C用二面角的平面角判断;D转化为固定二面角判断.
本题考查了直线与平面的位置关系,考查了二面角的计算问题,属于中档题.
9.【答案】ABC
【解析】解:当直线在两坐标轴的截距为0时,可设直线方程为y=kx,
直线过点P(1,2),
则k=2,
故直线方程为y=2x,即2x−y=0,故C正确,
当直线在两坐标轴的截距不为0时,可设直线方程为xa+ya=1或xa+y−a=1或x−a+ya=1,
当直线方程为xa+ya=1时,
则1a+2a=1,解得a=3,即x+y−3=0,故B正确,
当直线方程为xa+y−a=1时,
则1a+2−a=1,解得a=−1,即x−y+1=0,
当直线方程为x−a+ya=1时,
则1−a+2a=1,解得a=1,即x−y+1=0,故A正确,
故选:ABC.
根据已知条件,分直线在两坐标轴的截距不为0,为0讨论,即可求解.
本题主要考查直线方程的求解,属于基础题.
10.【答案】ABC
【解析】解:对于A,当0
对于C,当0
故选:ABC.
由椭圆与双曲线的方程对选项逐一判断,
本题考查椭圆以及双曲线的标准方程,考查运算求解能力,属于基础题.
11.【答案】BC
【解析】解:对( x−13 x)10,第r+1项二项式通项为Tr+1=C10r⋅( x)10−r⋅(−13x)r=C10r⋅(−1)r⋅x5−56r,(0≤r≤10,r∈N),
对于A,当r=4时,第5项的系数为C104,
当r=5时,第6项的系数为−C105,两者显然不等,故A错误,
对于B,二项式各项系数和为2n,因为奇数项系数和与偶数项系数和相等,
所以奇数项的系数之和为2n−1=29,故B正确,
对于C,当5−56r=0,解得r=6,故常数项为C106=210,故C正确,
对于D,有理项中x的指数为整数,故r=0,6,故有理项有2项,故D错误,
故选:BC.
将二项式展开整理得Tr+1=C10r⋅(−1)r⋅x5−56r,分别代入r=4,5即可判断A,根据奇数项系数和为2n−1即可判断B,对于C,令5−56r=0,解出r,代入即可,对于D,分析得若为有理项,则x的指数为整数,则r=0,6,即可判断.
本题主要考查了二项式定理的性质的应用,属于中档题.
12.【答案】ACD
【解析】解:因为△PAB为等腰直角三角形,AB=4,
所以P到圆锥底面的距离为2,
又M是圆锥侧面上一点,并且点M到圆锥底面的距离为1,
故点M的轨迹是半径为1的圆,故A正确;
设点M在圆锥底面上的射影为N,连接ON,AN,MN,AM,MB,如图
设∠AON=θ,θ∈[0,π],
则AN2=AO2+ON2−2AO⋅ON⋅csθ=5−4csθ,
所以AM2=AN2+MN2=6−4csθ∈[2,10],
当M为PA的中点时,AM最小,最小值为 2,
当M为PB的中点时,AM最大,最大值为 10,
又易知PM= 2,PA=2 2,
所以cs∠PMA=PM2+AM2−PA22⋅PM⋅AM=AM2−62 2AM= 24(AM−6AM)∈[−1, 55],
因为csπ3=12∉[−1, 55],故B错误;VP−AMB=VM−PAB,S△PAB=12×4×2=4,易得点M到平面PAB的距离的最大值为1,∴(VM−PAB)max=13×4×1=43,
所以三棱锥P−AMB体积的最大值为43,故C正确;
连接BN,∵BN2=BO2+ON2−2BO⋅ON⋅cs(π−θ)=5+4csθ,∴BM2=BN2+MN2=6+4csθ,cs∠AMB=AM2+BM2−AB22⋅AM⋅BM=(6−4csθ)+(6+4csθ)−162 (6−4csθ)(6+4csθ)=−1 9−4cs2θ∈[− 55,−13],
所以cs∠AMB的最小值为− 55,故D正确.
故选:ACD.
根据点M到圆锥底面的距离为1易知其轨迹为到底面距离为1的圆;选项B、D的存在性及最值与点M的位置有关,用点M在圆锥底面的射影N与O、A形成的∠AON=θ来刻画点M的位置,把目标角的余弦用θ表示,进而分析运算判断即可.
本题考查函数的思想以及圆锥的对称性,属于中档题.
13.【答案】4 6
【解析】解:在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD为正方形,PA⊥面ABCD,PA=AB=4,E,F,H分别是棱PB,BC,PD的中点,过E,F,H的平面交棱CD于点G,得四边形EFGH为矩形,如图:
而EF=12PC=2 3,FG=12BD=2 2.
从而SEFGH=4 6
故答案为:4 6.
取CD的中点G,PA的四等分点I,顺次连接E,F,G,H,I,则平面EFGHI即为过E,F,H的平面截四棱锥P−ABCD所得截面,求其面积,可得答案.
本题考查的知识点是棱锥的几何特征,与棱锥相关的面积的计算,确定截面的形状是解答的关键.
14.【答案】83
【解析】解:a=(−2,m),b=(−1,3),
则a−b=(−1,m−3),
向量a−b与b垂直,
则1+3(m−3)=0,解得m=83.
故答案为:83.
先计算出的坐标,然后根据向量垂直的结论即可求出m.
本题主要考查向量的坐标运算和向量垂直的结论,属于基础题.
15.【答案】22050
【解析】解:由题意可得10名志愿者可被分为(2,4,4),(3,3,4)种情况,
则按照(2,4,4)的派法共有C104C64C22A22×A33=9450种,
按照(3,3,4)的派法共有C106C63C33A22×A33=12600种,
故共有9450+12600=22050种,
故答案为:22050.
由题意可得10名志愿者可被分为(2,4,4),(3,3,4)种情况,然后根据排列组合的计数性质分别求出不同的派法,由此即可求解.
本题考查了排列组合的简单计数问题,考查了学生的运算求解能力,属于基础题.
16.【答案】19
【解析】解:因为EF为圆N的直径,所以|NE|=|NF|=1,且N(0,1),
且NE=−NF,则PE⋅PF=(PN+NE)⋅(PN+NF)=(PN+NE)⋅(PN−NE)=PN2−NE2=|PN|2−1,
设P(x0,y0),则有x0216+y0212=1,所以x02=16−43y02,
所以|PN|2=x02+(y0−1)2=16−43y02+(y0−1)2=−13(y0+3)2+20,
由P在椭圆上,可得y0∈[−2 3,2 3],
所以当y0=−3时,|PN|2最大为20,
所以|PN|2−1的最大值为19,
所以PE⋅PF的最大值为19,
故答案为:19.
由EF为圆的直径可得|NE|=|NF|=1,且可得NE=−NF,由向量的运算可得PE⋅PF=(PN+NE)⋅(PN+NF)进而可得PE⋅PF=|PN|2−1,设P的坐标,可得P的横纵坐标的关系及纵坐标的取值范围,可得PE⋅PF的最大值.
本题考查向量的运算及二次函数的最大值的求法,属于中档题.
17.【答案】解:(1)由题意可知kAC=2+2−2−0=−2,则kl=−2,
所以直线l方程为y−1=−2(x−3),即2x+y−7=0;
(2)设D(m,n),由题意得,AD⊥BC,D在直线BC上,
因为kBC=2−1−2−3=−15,
所以直线BC方程为y−2=−15(x+2),kAD=n+2m−0=n+2m=5,
又D在直线BC上,所以n−2=−15(m+2),
联立n−2=−15(m+2)n+2m=5,解得m=913n=1913,
所以D(913,1913).
【解析】(1)先由直线平行求得kl=−2,从而利用点斜式即可求得直线l的方程;
(2)先由点斜式得到BC的方程,从而得到n−2=−15(m+2),再由AD⊥BC得到n+2m=5,联立方程解之,即可得到D(m,n).
本题主要考查直线的一般式方程与直线的平行关系,属于基础题.
18.【答案】(1)从1、3、5、7中任取2个数字为C42,从2、4、6、8中任取2个数字为C42,组成无重复数字的四位数C42⋅C42⋅A44=864;
(2)从1、3、5、7中任取2个数字为C42,必选0,所以从2、4、6、8中任取1个数字为C41,0不排首位,先给0选个位置C31,剩余数字全排为A33;故含有数字0的元素的个数为C42⋅C41⋅C31⋅A33=432;
(3)能被5整除分情况讨论:
①选5不选0:C31⋅C42⋅A33=108,
②选0不选5:C32⋅C41⋅A33=72,
③0,5都选:C31⋅C41(A33+C21⋅A22)=120,
所以能被5整除得方法数:108+72+120=300,
所以能被5整除的概率300864+432=25108.
【解析】本题考查排列组合和概率问题,排列组合问题注意做到不重不漏,属于基础题.
(1)根据题意,直接计算即可,(2)注意0不能在首位,(3)能被5整除要求结尾为0或5,分类讨论即可·.
19.【答案】(1)证明:取AB中点F,连接PF、FD,
∵PA=PB=10,AD=BD=4 13,
∴AB⊥PF,AB⊥FD,
∵PF∩FD=F,
∴AB⊥平面PFD,PD⊂平面PFD,
∴AB⊥PD,又∵CD//AB,
∴PD⊥CD.
(2)解:过P做PO⊥FD于O,
∵AB⊥平面PFD,PO⊂平面PFD,
∴AB⊥PO,∵AB∩FD=F,∴PO⊥平面ABCD.
过O做OG//AB交BC于G,则PO、OF、OG两两垂直,
以OF、OG、OP分别为x、y、z轴建立如图所示空间直角坐标系−xyz,
∵AB=16,PA=PB=10,AD=BD=4 13,PD=6 3,点E为PD中点,
∴PF=6,FD=12,
∴PF2+PD2=FD2,
∴PF⊥PD,
∴PO=3 3,OF=3,OD=9.
∵CD//AB,CD=12AB,
∴CD//OG//FB,CD=FB,
∴四边形FBCD是矩形,CD=OG=FB=8,
∴P(0,0,3 3),D(−9,0,0),B(3,8,0),C(−9,8,0),
∵E为PD中点,
∴E(−92,0,3 32),
∴EB=(152,8,−3 32),PD=(−9,0,−3 3),CD=(0,−8,0).
设平面PCD的法向量n=(x0,y0,z0),
由n⋅PD=−9x0−3 3z0=0n⋅CD=−8y0=0,得z0=− 3x0y0=0,
令x0=1,得z0=− 3,
则n=(1,0,− 3),
则n与EB所成角设为α,其余角就是直线BE与平面PCD所成角,设为β,sinβ=csα=n⋅EB|n|⋅|EB|=6 127127,
∴直线BE与平面PCD所成角的正弦值为6 127127.
【解析】(1)取AB中点F,连接PF、FD,证明AB⊥PF,AB⊥FD,推出AB⊥平面PFD,说明AB⊥PD,然后证明PD⊥CD.
(2)过P做PO⊥FD于O,过O做OG//AB交BC于G,则PO、OF、OG两两垂直,以OF、OG、OP分别为x、y、z轴建立如图所示空间直角坐标系−xyz,求出EB=(152,8,−3 32),平面PCD的法向量n,然后利用空间向量的数量积求解直线BE与平面PCD所成角的正弦值即可.
本题考查直线与平面所成角的求法,直线与平面垂直的判定定理的应用,考查空间想象能力以及计算能力.
20.【答案】解:(1)( x3−2x)n的展开式中通项公式为Tr+1=Cnrx3n−5r2(−2)r,
∴展开式中第3项与第5项的系数分别为22Cn2,24Cn4,
∴24Cn4:22Cn2=14:1,
即2Cn4=7Cn2,
解得n=9,
∴展开式中通项公式为Tr+1=C9rx27−5r2(−2)r,
令27−5r2=6,
解得r=3,
∴展开式中x6的系数为C93(−2)3=−224,
(2)设第r项的系数的绝对值最大,
则C9r−12r−1≤C9r2r≤C9r+12r+1,
解得r=9,
则展开式中系数绝对值最大的项第10项,
(3)9+9C92+81C93+…+98C99=19(9C91+92C92+93C93+…+99C99)
=19(90C90+9C91+92C92+93C93+…+99C99)=19[(1+9)9−1]=109−19.
【解析】(1)利用二项展开式的通项公式求出展开式的通项,求出展开式中第3项与第5项的系数列出方程求出n的值.
(2)利用两边夹定理,设出第r+1项为系数的绝对值最大的项,即可列出关于r的不等式,解得即可,
(3)利用二项式定理求得结果.
本题主要考查二项式定理的应用,二项式系数的性质,二项式展开式的通项公式,求展开式中某项的系数,属于中档题.
21.【答案】解:(1)证明:在直三棱柱ABC−A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,
∴CC1⊥BC,
∵BC⊥AC,AC∩CC1=C,∴BC⊥平面ACC1A1,
∵AM⊂平面ACC1A1,∴BC⊥AM.
(2)证明:取AB1的中点为Q,连接NQ,QM,
∵在△ABB1中,N,Q分别为AB,AB1中点,∴NQ//AB1,且NQ=12AB1,
在直三棱柱ABC−A1B1C1中,
∵BB1//CC1,且BB1=CC1,M为CC1的中点,
∴CM//BB1,且CM=12BB1,
∴NQ//MC,且NQ=MC,∴四边形NCMQ是平行四边形,∴NC//QM,
∵NC⊄平面AMB1,QM⊂平面AMB1,∴CN//平面AMB1.
【解析】(1)由已知推导出CC1⊥BC,BC⊥平面ACC1A1,由此能证明BC⊥AM.
(2)取AB1的中点为Q,连结NQ,推导出四边形NCMQ是平行四边形,从而NC//QM,由此能证明CN//平面AMB1.
本题考查命题真假的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
22.【答案】解:(1)因为椭圆C过点A(−2,0),所以a=2.
因为|AF|=3,所以a+c=3,得c=1.
故b2=a2−c2=3,
从而椭圆C的方程为x24+y23=1.
(2)设P(x0,y0)(x0≠±2),则直线AP的斜率为y0x0+2.
因为OQ//AP,所以直线OQ的方程为y=y0x0+2x.
令x=4可得y=4y0x0+2,所以Q(4,4y0x0+2),
又M是AP的中点,所以M(x0−22,y02).
从而OM=(x0−22,y02),FQ=(3,4y0x0+2),
所以OM⋅FQ=3(x0−2)2+2y02x0+2=3(x02−4)+4y022(x0+2)①
因为点P在椭圆C上,所以x024+y023=1,故3x02=12−4y02,
代入式①可得OM⋅FQ=0,从而OM⊥FQ,
所以点T始终在以OF为直径的圆上,且该圆方程为(x−12)2+y2=14.
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求出椭圆C的方程;
(2)设P(x0,y0)(x0≠±2),表示出直线OQ的方程,定点Q(4,4y0x0+2)和M(x0−22,y02).
进而求出OM⋅FQ=3(x02−4)+4y022(x0+2),把3x02=12−4y02代入得OM⋅FQ=0,从而OM⊥FQ,判断出点T始终在以OF为直径的圆上,即可求解.
本题考查椭圆的几何性质,直线与椭圆的位置关系,方程思想,化归转化思想,向量垂直的性质,属中档题.
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