安徽省宣城市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解)
展开1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.写在本试卷上无效.
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、单选题(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. 在数列 SKIPIF 1 < 0 中,已知 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】由递推关系依次求 SKIPIF 1 < 0 即可.
【详解】因为当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C.
2. 已知直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角为 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】A
【解析】
【分析】由直线方程求得 SKIPIF 1 < 0 ,可判断出 SKIPIF 1 < 0 为钝角,再利用同角三角函数的基本关系可求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】由题意可知,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为钝角,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由同角三角函数的基本关系可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
【点睛】本题考查直线的倾斜角,考查直线倾斜角与斜率的关系,考查三角函数值的求法,是基础题.
3. 数学与建筑的结合造就建筑艺术品,如吉林大学的校门是一抛物线形水泥建筑物,如图.若将该大学的校门轮廓(忽略水泥建筑的厚度)近似看成抛物线 SKIPIF 1 < 0 的一部分,且点 SKIPIF 1 < 0 在该抛物线上,则该抛物线的焦点坐标是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. (0,-1)C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】根据点 SKIPIF 1 < 0 的坐标求得 SKIPIF 1 < 0 ,由此求得抛物线的焦点坐标.
【详解】依题意 SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,且抛物线开口向下,
所以抛物线的焦点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
4. 如图所示,在平行六面体 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交点,若 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】D
【解析】
【分析】根据空间向量基本定理结合空间向量线性运算求解.
【详解】由题意可得: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
5. 已知等比数列 SKIPIF 1 < 0 的各项都是正数,其公比为4,且 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】C
【解析】
【分析】根据等比数列的性质求解即可.
【详解】解:根据等比数列性质,有 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 .
故选:C
6. 古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(k>0,k≠1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.在平面直角坐标系中,设A(﹣3,0),B(3,0),动点M满足 SKIPIF 1 < 0 =2,则动点M的轨迹方程为
A. (x﹣5)2+y2=16B. x2+(y﹣5)2=9
C. (x+5)2+y2=16D. x2+(y+5)2=9
【答案】A
【解析】
【分析】首先设 SKIPIF 1 < 0 ,代入两点间的距离求 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,最后整理方程.
【详解】解析:设 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
可得:(x+3)2+y2=4(x﹣3)2+4y2,
即x2﹣10x+y2+9=0
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,故动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .选A.
【点睛】本题考查了轨迹方程的求解方法,其中属于直接法,一般轨迹方程的求解有1.直接法,2.代入法,3.定义法,4.参数法.
7. 已知正四面体ABCD的棱长为a,点E,F分别是BC,AD的中点,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量的线性运算得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据正四面体的性质得出 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三向量两两夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,即可通过向量数量积的运算率得出答案.
【详解】
SKIPIF 1 < 0 四面体ABCD是正四面体,
SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三向量两两夹角 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点E,F分别是BC,AD的中点,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C.
8. 已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 且与该双曲线的右支交于 SKIPIF 1 < 0 两点,若△ SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,则该双曲线离心率的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线定义及焦点三角形周长、焦点弦的性质有 SKIPIF 1 < 0 ,即可求离心率范围.
【详解】根据双曲线定义知:△ SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,而△ SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
双曲线离心率的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
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,有选错的得0分.)
9. 已知等差数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. 数列 SKIPIF 1 < 0 是递减数列B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 时,n的最大值是18D. SKIPIF 1 < 0
【答案】BC
【解析】
【分析】根据等差数列的性质和前n项求和公式可得 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,结合通项公式和前n项求和公式计算,依次判断选项即可.
【详解】设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
A:由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0
所以等差数列 SKIPIF 1 < 0 为递增数列,故A错误;
B: SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
C: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以n的最大值是18,故C正确;
D: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故D错误.
故选:BC.
10. 圆 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上,点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则下列结论正确的是( )
A. 圆 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称
B. SKIPIF 1 < 0 的最大值是9
C. 从 SKIPIF 1 < 0 点向圆 SKIPIF 1 < 0 引切线,切线长的最小值是3
D. 直线 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长取值范围为 SKIPIF 1 < 0
【答案】CD
【解析】
【分析】根据 SKIPIF 1 < 0 不在直线 SKIPIF 1 < 0 上判断A;根据 SKIPIF 1 < 0 判断B;根据 SKIPIF 1 < 0 时,切线长最小求解判断C;根据直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,再结合弦长公式判断D.
【详解】解:对于A选项, SKIPIF 1 < 0 圆 SKIPIF 1 < 0 ,∴圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴圆 SKIPIF 1 < 0 不关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,故A选项错误;
对于B选项,由圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的最小值是 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故B选项错误;
对于C选项,从 SKIPIF 1 < 0 点向圆 SKIPIF 1 < 0 引切线,当 SKIPIF 1 < 0 时,切线长最小,最小值是 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
对于D选项,直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,该定点在圆C内,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长最长时,所截弦长为过点 SKIPIF 1 < 0 和圆心的圆 SKIPIF 1 < 0 的直径,即弦长的最大值为8,
最短的弦长为垂直与该直径的弦长, SKIPIF 1 < 0 和圆心 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,最短弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,
故直线 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ,D正确.
故选:CD.
11. 如图,在长方体 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,E为棱 SKIPIF 1 < 0 的中点,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. 平面 SKIPIF 1 < 0 截该长方体所得截面面积为 SKIPIF 1 < 0 D. 三棱锥 SKIPIF 1 < 0 的体积为 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A:根据长方体的性质得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可证明;对于B:根据底面 SKIPIF 1 < 0 是正方体,得出 SKIPIF 1 < 0 ,根据三垂线定理结合长方体性质即可证明;对于C:根据长方体对称性易知平面 SKIPIF 1 < 0 截该长方体所得截面面积为 SKIPIF 1 < 0 ,根据已知得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即可根据余弦定理得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可根据同角三角函数公式得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可根据三角形面积公式得出答案验证;对于D:根据已知直接利用三棱锥的体积公式得出答案;
【详解】对于选项A:连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 为长方体, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴四边形 SKIPIF 1 < 0 是平行四边形,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,故选项A正确;
对于选项B:
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在平面 SKIPIF 1 < 0 上的投影为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故选项B正确;
对于选项C:
根据长方体对称性易知平面 SKIPIF 1 < 0 截该长方体所得截面面积为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
对于选项D:
三棱锥 SKIPIF 1 < 0 的底面积 SKIPIF 1 < 0 ,高为 SKIPIF 1 < 0 ,
则三棱锥 SKIPIF 1 < 0 的体积为 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确;
故选:ABD.
12. 已知 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 的双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 上任意一点, SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. 双曲线 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0
B. 双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0
C. 点 SKIPIF 1 < 0 到两条渐近线的距离之积为 SKIPIF 1 < 0
D. 若直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的另一支交于点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,则 SKIPIF 1 < 0
【答案】BCD
【解析】
【分析】不妨设 SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右支上一点,延长 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,进而得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,再结合双曲线的定义,中位线定理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而判断AB;设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,再直接计算点 SKIPIF 1 < 0 到两条渐近线的距离之积判断C;设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据点差法求解判断D.
【详解】解:不妨设 SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右支上一点,
延长 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,如图,
因为 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,在 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ≌ SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
根据双曲线的定义得, SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 为其中位线, SKIPIF 1 < 0
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
因为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以双曲线 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以A不正确,B正确;
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
所以,点 SKIPIF 1 < 0 到两条渐近线的距离之积为 SKIPIF 1 < 0 ,所以C正确;
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在双曲线 SKIPIF 1 < 0 上,
所以 SKIPIF 1 < 0 ①, SKIPIF 1 < 0 ②,
①-②并整理得, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键在于延长 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,进而结合几何关系得到 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,进而求得双曲线的解析式.
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.)
13. 若直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 平行,则 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】根据两条直线平行列方程,由此求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】解:将直线 SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 平行,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
14. 数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】根据等差数列的通项公式,进而写出数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式,可得答案.
【详解】解:令 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
15. 若圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 恰有两条公切线,则实数a的取值范围为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】由题知圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 相交,进而根据位置关系求解即可.
【详解】解:由题知圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 恰有两条公切线,
所以圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 相交,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
所以,实数a的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
16. 在四棱锥 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 平面BCDE, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,则该四棱锥的外接球的表面积为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】连接 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可得 SKIPIF 1 < 0 在直径为 SKIPIF 1 < 0 的圆上,在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理可得到 SKIPIF 1 < 0 ,即可得到底面外接圆的半径,再利用 SKIPIF 1 < 0 平面BCDE可得球心到底面的距离,即可求解
【详解】连接 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在直径为 SKIPIF 1 < 0 的圆上,
取 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 ,即四边形 SKIPIF 1 < 0 外接圆的圆心,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 外接圆的直径即 SKIPIF 1 < 0 外接圆的直径为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 平面BCDE,所以四棱锥的外接球的球心 SKIPIF 1 < 0 与底面 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以四棱锥的外接球的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,对应的表面积为 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
四、解答题(本题共6小题,共70分,其中第17题10分,其它每题12分,解答应写出文字说明证明过程或演算步骤)
17. 已知等差数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式:
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)首先根据已知条件列方程求出 SKIPIF 1 < 0 ,再根据等差数列通项公式求 SKIPIF 1 < 0 即得;
(2)由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,再利用裂项相消法求和即得.
【小问1详解】
设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,则由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
18. 已知在四棱锥 SKIPIF 1 < 0 中,底面 SKIPIF 1 < 0 为正方形,侧棱 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 中点, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求证:直线 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)求点 SKIPIF 1 < 0 到平面 SKIPIF 1 < 0 的距离.
【答案】(1)证明见解析
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,进而根据 SKIPIF 1 < 0 即可证明;
(2)根据题意,以 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,利用坐标法求解即可.
【小问1详解】
证明:连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
因为底面 SKIPIF 1 < 0 为正方形,
所以 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,
所以,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,
所以 SKIPIF 1 < 0 ;
又因为 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
解:因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为正方形, SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 两两垂直,以 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设点P到平面MAC的距离为d,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,点 SKIPIF 1 < 0 到平面 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
19. 已知抛物线C: SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,直线l过点 SKIPIF 1 < 0 ,交抛物线于A、B两点.
(1)若P为 SKIPIF 1 < 0 中点,求l的方程;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)方法一:利用点差法求中点弦所在直线斜率,再根据点斜式得结果;注意验证所求直线与抛物线有两个交点;
方法二:设中点弦所在直线方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理以及中点坐标公式求中点弦所在直线斜率,再根据点斜式得结果;注意考虑中点弦直线斜率不存在的情况是否满足题意;
(2)由抛物线的定义转化 SKIPIF 1 < 0 ,方法一:设直线l: SKIPIF 1 < 0 ,与抛物线方程联立,利用韦达定理以及二次函数性质求最值,注意比较直线斜率不存在的情况 SKIPIF 1 < 0 的值;方法二:设直线l: SKIPIF 1 < 0 ,与抛物线方程联立,利用韦达定理以及二次函数性质求最值,此种设法已包含直线斜率不存在的情况.
【详解】解:(1)方法一:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,∴l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
经检验,符合题意.
方法二:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当斜率不存时,显然不成立.
当斜率存在时,设直线l: SKIPIF 1 < 0 ,显然 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
易知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴l的方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)方法一:由抛物线的定义可知 SKIPIF 1 < 0
当斜率不存在时,直线l: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
当斜率存在时,设直线l: SKIPIF 1 < 0 ,显然 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
综上, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
方法二:由抛物线的定义可知 SKIPIF 1 < 0
显然直线l不平行于x轴,设直线l: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题考查抛物线的定义、直线与抛物线的位置关系;考查数形结合、分类讨论以及函数方程等数学思想;考查逻辑推理、直观想象以及数学运算等核心素养.
20. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 是公差不为零的等差数列, SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 ,在① SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;③ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 这三个条件中任选一个,将序号补充在下面横线处,并根据题意解决问题.
问题:若 SKIPIF 1 < 0 ,且______,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答给分.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)答案见解析
【解析】
【分析】(1)根据等比中项性质,结合等差数列通项公式得 SKIPIF 1 < 0 ,再求通项公式即可;
(2)根据题意求得 SKIPIF 1 < 0 ,再根据错位相减法求解即可.
【小问1详解】
解:设等差数列的公差为d,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成等比数列,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去).
所以, SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
解:选①,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时等式也成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
选②,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以数列 SKIPIF 1 < 0 为以1为首项2为公比的等比数列,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
选③,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 是以2为首项,公比为2的等比数列,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时等式也成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
21. 如图,在正三棱柱 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是棱 SKIPIF 1 < 0 的中点.
(1)证明:平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 的夹角余弦值的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)证明 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 即可证明结论;
(2)分别取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,进而 SKIPIF 1 < 0 两两垂直,如图建立空间直角坐标系,利用坐标法求解即可.
【小问1详解】
证明:在正三棱柱中, SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 是棱 SKIPIF 1 < 0 的中点,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为AB, SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
又因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
解:分别取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
由正三棱柱性质得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
因为在等边三角形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 两两垂直,如图建立空间直角坐标系,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量 SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
22. 如图,在圆 SKIPIF 1 < 0 上任取一点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线段 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为垂足,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 .(当点 SKIPIF 1 < 0 经过圆与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点时,规定点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 重合.)
(1)求动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)已知点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为轨迹 SKIPIF 1 < 0 上异于 SKIPIF 1 < 0 的两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,判断直线 SKIPIF 1 < 0 是否过定点,若过定点,求出该定点坐标.若不过定点,说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,根据相关点法求解即可;
(2)根据题意,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而与椭圆方程联立,结合韦达定理,垂直关系的向量表示得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,再分别讨论即可得答案.
【小问1详解】
解:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由点 SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为点 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
小问2详解】
解:因为 SKIPIF 1 < 0 为轨迹 SKIPIF 1 < 0 上异于 SKIPIF 1 < 0 的两点,
所以,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以,由 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
化简得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线过 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 在同一直线上,不合题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 过 SKIPIF 1 < 0 .
综上,直线 SKIPIF 1 < 0 是否过定点 SKIPIF 1 < 0 .
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