2023-2024学年江西省部分学校高二(上)月考数学试卷(10月份)
展开1.(5分)已知点A(﹣1,4),B(2,7)在直线l上,则直线l的倾斜角的大小为( )
A.B.C.D.
2.(5分)若圆x2+y2﹣4x+8y+2m=0的半径为2,则实数m的值为( )
A.﹣9B.﹣8C.9D.8
3.(5分)已知直线mx﹣y﹣4=0与直线(2m﹣5)x+3y+2=0平行,则实数m=( )
A.﹣5B.1C.D.3
4.(5分)已知椭圆C:+=1,A(0,﹣4),B(0,4),过A作直线PQ与C交于P,Q两点,则△BPQ的周长为( )
A.24B.20C.16D.12
5.(5分)在梯形ABCD中,|CD|=2|AB|=6,且AB和CD所在直线的方程分别是x+2y﹣3=0与x+2y+7=0,则梯形ABCD的面积为( )
A.9B.18C.D.
6.(5分)当直线l:mx+y﹣m﹣1=0被圆C:x2+y2﹣4x=0截得的弦长最短时,实数m=( )
A.B.﹣1C.D.1
7.(5分)已知O是坐标原点,若圆C:x2+y2+6x﹣8y+a=0上有2个点到O的距离为2,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣24,16)B.[﹣24,16]C.(﹣16,24)D.[﹣16,24]
8.(5分)已知点P在椭圆上,F1,F2是椭圆的左、右焦点,若,且△PF1F2的面积为,则a的最小值为( )
A.1B.2C.3D.4
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.
(多选)9.(5分)已知椭圆的左焦点为F,点P是C上任意一点,则|PF|的值可能是( )
A.B.3C.6D.8
(多选)10.(5分)已知三条直线:直线l1:ax+y﹣3=0,l2:x+y﹣1=0,l3:2x﹣y﹣5=0不能围成一个封闭图形,则实数a的值可以是( )
A.﹣2B.1C.2D.3
(多选)11.(5分)已知圆,圆,则下列说法正确的是( )
A.若点(1,1)在圆C1的内部,则﹣2<m<4
B.若m=2,则圆C1,C2的公共弦所在的直线方程是4x﹣14y+9=0
C.若圆C1,C2外切,则
D.过点(3,2)作圆C2的切线l,则l的方程是x=3或7x﹣24y+27=0
(多选)12.(5分)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是A(2,4),军营所在位置为B(6,2),河岸线所在直线的方程为x+y﹣3=0,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是6x﹣y﹣8=0
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是x﹣6y+6=0
D.“将军饮马”走过的总路程为
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)顺次连接椭圆=1的四个顶点,得到的四边形面积等于 .
14.(5分)圆心为C(2,1),且与x轴相切的圆的标准方程为 .
15.(5分)已知直线l经过点(1,1),且A(﹣4,﹣1),B(﹣2,3)两点到直线l的距离相等,则直线l的方程为 .
16.(5分)已知圆C上的任意一点到两个定点A(2,0),B(﹣2,0)的距离之比为,则圆C的方程是 ;在直线l:3x+4y+m=0上存在点P满足:过P作圆C的切线,切点分别为M,N,且四边形PMCN的面积为,则实数m的取值范围是 .
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.(10分)已知直线l的方程为y﹣1=k(x﹣2).
(1)若直线l的倾斜角为120°,求k的值;
(2)已知直线l在x轴,y轴上的截距分别为a,b,若a=﹣3b,求直线l的方程.
18.(12分)已知A(﹣1,1),B(2,﹣2),C(5,1).
(1)求点A到直线BC的距离;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
19.(12分)(1)已知点M到定点F(2,0)的距离与到定直线l:x=5的距离之比为,求点M的轨迹方程;
(2)已知点A是圆x2+y2=9上的动点,过点A作AB⊥x轴,垂足为B,点P在线段AB上,且,求点P的轨迹方程,并说明点P的轨迹是什么图形.
20.(12分)已知半径为4的圆C与直线l1:3x﹣4y+8=0相切,圆心C在y轴的负半轴上.
(1)求圆C的方程;
(2)已知直线l2:kx﹣y+3=0与圆C相交于A,B两点,且△ABC的面积为8,求直线l2的方程.
21.(12分)已知椭圆的上顶点与左、右焦点连线的斜率之积为.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)已知椭圆C的左、右顶点分别为A,B,且|AB|=6,点M是C上任意一点(与A,B不重合),直线MA,MB分别与直线l:x=5交于点P,Q,O为坐标原点,求.
22.(12分)已知m是实数,圆C的方程是x2+y2﹣(m+6)x﹣2y+m+5=0.
(1)若过原点O能作出直线与圆C相切,求实数m的取值范围;
(2)若m>﹣4,圆C与x轴相交于点M,N(点M在点N的左侧).过点M任作一条直线与圆O:x2+y2=4相交于点A,B.问:是否存在实数m,使得∠ANM=∠BNM?若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
2023-2024学年江西省部分学校高二(上)月考数学试卷(10月份)
参考答案与试题解析
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.【分析】利用倾斜角和斜率之间的关系计算即可求得倾斜角的大小为.
【解答】解:直线l的斜率为,
设直线l的倾斜角为α,则tanα=1,
因为α∈[0,π),所以.
故选:C.
【点评】本题主要考查直线的倾斜角,属于基础题.
2.【分析】由圆的一般方程配方得出其标准方程,由半径为2得出答案.
【解答】解:由x2+y2﹣4x+8y+2m=0,得(x﹣2)2+(y+4)2=20﹣2m,
所以,解得m=8.
故选:D.
【点评】本题考查的知识要点:圆的方程,主要考查学生的理解能力和计算能力,属于中档题.
3.【分析】根据直线平行的条件求解即可.
【解答】解:∵直线mx﹣y﹣4=0与直线(2m﹣5)x+3y+2=0平行,
∴m×3﹣(﹣1)×(2m﹣5)=0,解得m=1.
当m=1时,直线x﹣y﹣4=0与直线﹣3x+3y+2=0平行,故m=1.
故选:B.
【点评】本题考查直线与直线平行的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
4.【分析】根据题圆的几何性质,即可求解.
【解答】解:∵椭圆C:+=1,
∴a=6,b=,c=4,且焦点在y轴上,
∴A(0,﹣4),B(0,4)为椭圆的焦点,
又过A作直线PQ与C交于P,Q两点,
∴△BPQ的周长为|PQ|+|PB|+|QB|
=(|PA|+|PB|)+(|QA|+|QB|)=4a=24.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
5.【分析】根据直线方程可得AB∥CD,从而由两平行直线间的距离得出梯形的高,根据梯形面积公式可得出答案.
【解答】解:由直线AB的方程为:x+2y﹣3=0,直线CD的方程为x+2y+7=0
可知AB∥CD,所以梯形ABCD的高即为直线AB和CD间的距离,
所以梯形ABCD的面积为.
故选:C.
【点评】本题主要考查了平行线间距离公式的应用,属于基础题.
6.【分析】根据直线方程可得直线l经过定点A(1,1),再由圆心到直线距离最大时弦长最短,由斜率关系即可求得m=﹣1.
【解答】解:将直线l的方程变形为m(x﹣1)+y﹣1=0,
由可导,所以直线l经过定点A(1,1),
圆C的标准方程为(x﹣2)2+y2=4,圆心为C(2,0),因为(1﹣2)2+12<4,所以点A在圆C内,
故当AC⊥l时,圆心C到直线l的距离取最大值,此时直线l被圆C截得的弦长最短,
因为,直线l的斜率为﹣m,
所以﹣m×(﹣1)=﹣1,解得m=﹣1.
故选:B.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
7.【分析】先求出到原点O的距离为2的轨迹方程O:x2+y2=4,再由题意可知圆C与圆O有两个公共点,利用圆与圆的位置关系即可求得实数a的取值范围.
【解答】解:将圆C的方程化为标准方程得(x+3)2+(y﹣4)2=25﹣a,所以a<25,
到原点O的距离为2的轨迹方程为x2+y2=4,
因为圆C上有2个点到O的距离为2,所以圆C与圆O:x2+y2=4相交,
所以,又,
解得﹣24<a<16,即实数a的取值范围为(﹣24,16).
故选:A.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系,属于中档题.
8.【分析】根据椭圆的几何性质,向量数量积的定义,三角形面积公式,基本不等式,即可求解.
【解答】解:∵设|PF1|=m,|PF2|=n,∠F1PF2=θ,θ∈[0,π],
则根据题意可得:,
∴tanθ===﹣,又θ∈[0,π],
∴θ=,∴csθ=,∴mn=4,
又m+n=2a≥=4,当且仅当m=n=2时,等号成立,
∴a≥2.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,向量数量积的定义,三角形面积公式,基本不等式,属中档题.
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.【分析】根据到焦点距离的范围求解即可.
【解答】解:由题意可知a=4,b=,c=3,
所以a﹣c≤|PF|≤a+c,
即1≤|PF|≤7.
故选:BC.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
10.【分析】根据题意可知,三条直线中有两条相互平行或三条线过同一点的情况下满足题意,分类讨论即可求得实数a的值.
【解答】解:若l1,l2,l3中有两条相互平行,或三条线过同一点都不可以围成封闭图形,
若l1∥l2,由两直线平行与斜率之间的关系可得a=1;
若l1∥l3,由两直线平行与斜率之间的关系可得a=﹣2;
联立l2,l3可得,可知l2,l3的交点为(2,﹣1),
若l1,l2,l3交于同一点,可得a=2.
故选:ABC.
【点评】本题主要考查直线平行的性质,属于基础题.
11.【分析】根据点在圆的内部解不等式1+1+2m﹣10+m2<0即可判断A错误;将两圆方程相减可得公共弦所在的直线方程可知B正确;利用圆与圆外切,由圆心距和两半径之和相等即可知C正确;对直线l的斜率是否存在进行分类讨论,由点到直线距离公式即可得D正确,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,由点(1,1)在圆C1的内部,得1+1+2m﹣10+m2<0,解得﹣4<m<2,故A错误;
对于B,若m=2,则圆,
将两圆方程相减可得公共弦所在的直线方程是4x﹣14y+9=0,故B正确;
对于C,圆C1的标准方程为(x+m)2+(y﹣5)2=25,圆心为C1(﹣m,5),半径r1=5,
圆C2的标准方程为x2+(y+2)2=9,圆心为C2(0,﹣2),半径r2=3,
若圆C1,C2外切,则|C1C2|=r1+r2,即,解得,故C正确;
对于D,当l的斜率不存在时,l的方程是x=3,圆心C2到l的距离d=3=r2,满足要求,
当l的斜率存在时,设l的方程为y=k(x﹣3)+2,
圆心C2到l的距离,解得,
所以l的方程是7x﹣24y+27=0,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查圆方程的综合应用,涉及圆的标准方程以及圆与圆的位置关系,属于基础题.
12.【分析】由点关于直线的对称点可得B′的坐标,从而求得直线AB'的方程即可判断A;由两直线的交点可判断B;求直线BM的方程可判断C;由直线的对称性可判断D.
【解答】解:由题可知A,B在x+y﹣3=0的同侧,设点B关于直线x+y﹣3=0的对称点为B'(a,b),
则,解得,即B'(1,﹣3),
将军从出发点到河边的路线所在直线即为AB',又因为A(2,4),所以直线AB'的方程为7x﹣y﹣10=0,故A错误;
设将军在河边饮马的地点为M,则M即为7x﹣y﹣10=0与x+y﹣3=0的交点,所以,故B正确;
将军从河边回军营的路线所在直线为BM,又因为B(6,2),所以直线BM的方程为x﹣7y+8=0,故C错误;
总路程,所以“将军饮马”的总路程为,故D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查直线与点的对称性,直线的方程等,属于中档题.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.【分析】确定椭圆=1的四个顶点,根据对称性,即可求出四边形面积.
【解答】解:椭圆=1的四个顶点为(±5,0),(0,±4),
∴顺次连接椭圆=1的四个顶点,得到的四边形面积为4××5×4=40.
故答案为:40.
【点评】本题考查椭圆的性质,正确运用椭圆的对称性是关键.
14.【分析】由圆的圆心C(2,1),且与x轴相切可求r=1,从而可得该圆的标准方程.
【解答】解:∵该圆的圆心C(2,1),且与x轴相切,
∴圆心C(2,1)到x轴的距离等于半径,则该圆的半径为r=1,
∴所求圆的标准方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=1.
故答案为:(x﹣2)2+(y﹣1)2=1.
【点评】本题考查圆的方程的求法,由题意得半径是关键,是基础题.
15.【分析】根据直线l与直线AB平行,过定点的直线l过线段AB的中点进行分类讨论,从而求得l的方程.
【解答】解:到点AB距离相等的直线平行于AB或线段AB的中垂线,
直线AB的斜率k=,
当过(1,1)且平行于直线AB的直线l方程为:y﹣1=2(x﹣1),y=2x﹣1.
线段AB的中点坐标为(﹣3,1),
当过(1,1)且是线段AB的中垂线时,即直线过(1,1)与线段AB中点(﹣3,1)的直线l的方程为y=1.
所以直线y=1或y=2x﹣1符合题意.
故答案为:y=1或y=2x﹣1.
【点评】本题考查到两定点的距离相等的直线的求法,属于基础题.
16.【分析】根据所给条件建立方程化简即可求出轨迹方程,再由圆的切线的性质及所给四边形面积求出|PC|=4,由圆心到直线距离小于等于4建立不等式求解即可.
【解答】解:设(x,y)是圆C上的任意一点,则,
化简得圆C的方程为(x+4)2+y2=12.
圆心C的坐标为(﹣4,0),半径为,由题意知PM⊥CM,PN⊥CN,
所以,,解得|PC|=4.
又点P在直线l:3x+4y+m=0上,所以|PC|不小于C到直线l的距离,
即,解得﹣8≤m≤32,即实数m的取值范围是[﹣8,32].
故答案为:(x+4)2+y2=12;[﹣8,32].
【点评】本题主要考查了圆的标准方程,考查了直线与圆的位置关系,属于基础题.
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.【分析】(1)由直线斜率与倾斜角的关系,求k的值;
(2)求出直线l在x轴,y轴上的截距,根据方程得到k的值,可求直线l的方程.
【解答】解:(1)由题意可得,
(2)在直线l的方程中,令y=0,得,即,
令x=0,得y=1﹣2k,即b=1﹣2k,
由a=﹣3b,得,即6k2﹣5k+1=0,解得或,
所以直线l的方程为x﹣3y+1=0或x﹣2y=0.
【点评】本题考查了直线的点斜式、截距式方程,是基础题.
18.【分析】(1)利用直线的两点式求得直线BC的方程为x﹣y﹣4=0,由点到直线距离公式即可求出结果;
(2)设△ABC的外接圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,代入坐标联立解方程组即可求得结果.
【解答】解:(1)直线BC的方程为,
化简可得x﹣y﹣4=0,
所以点A到直线BC的距离.
(2)设ABC的外接圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
将A,B,C的坐标代入,得
,即解得;
故所求圆的方程为x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,属于中档题.
19.【分析】(1)设出点M的坐标,根据题意列出满足的等量关系,整理化简即可求得轨迹方程;
(2)设P(x,y),A(m,n),根据题意结合可得A(x,3y),代入圆A的方程即可求得轨迹方程.
【解答】解:(1)设点M的坐标为(x,y),
由题意可得,两边平方得,
整理得,所以点M的轨迹方程为.
(2)依题意,设P(x,y),A(m,n),则B(x,0),
因为,则,
则,可得,解得,即A(x,3y).
因为点A在圆x2+y2=9上,则x2+9y2=9,即,
所以点P的轨迹方程是,点P的轨迹是椭圆.
【点评】本题考查轨迹方程的求法,以及椭圆的方程,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
20.【分析】(1)根据直线与圆相切,根据点到直线距离公式求出半径,再应用圆的标准方程即可求解;
(2)根据几何法求弦长,再结合面积公式计算即可.
【解答】解:(1)由已知可设圆心C(0,b)(b,0),
则,解得b=﹣3或b=7(舍),
所以圆C的方程为x2+(y+3)2=16;
(2)设圆心C到直线l2的距离为d,
则,
即d4﹣16d2+64=0,解得,
又,所以,解得,
所以直线l2的方程为或.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系,属于中档题.
21.【分析】(1)由椭圆标准方程可写出顶点以及焦点坐标,由斜率之积可得,即可求出离心率;
(2)设出点M坐标,写出直线MA和MB的方程求出交点P,Q坐标,利用化简的表达式即可求得结果.
【解答】解:(1)根据题意可得椭圆C的上顶点的坐标为(0,b),左、右焦点的坐标分别为(﹣c,0),(c,0),
由题意可知,即,
又a2=b2+c2,所以,即,
可得椭圆C的离心率.
(2)由|AB|=6,得2a=6,即,
所以椭圆C的方程为.
如图所示:
设M(x0,y0),则,即,
又A(﹣3,0),B(3,0),则直线MA的方程为,
直线MB的方程为;
因为直线MA,MB分别与直线l:x=5交于点P,Q,
可得,
所以.
即.
【点评】本题考查了直线与椭圆的综合,椭圆的性质,考查了转化思想和方程思想,属中档题.
22.【分析】(1)由题意原点O在圆C上或圆外,则点O到圆心的距离大于等于半径,从而可得答案.
(2)若存在实数a,使得∠ANM=∠BNM,则kAN+kBN=0,由此条件先求出M,N的坐标,假设出交点A,B的坐标,表示出kAN,kBN,最后利用韦达定理解出a.
【解答】解:(1)因为过原点O能作出直线与圆C相切,所以原点O在圆C上或圆外.
所以,即,解得m≥﹣5,
所以所求实数m的取值范围是[﹣5,+∞).
(2)在x2+y2﹣(m+6)x﹣2y+m+5=0中,令y=0得x2﹣(m+6)x+m+5=0,即(x﹣1)(x﹣m﹣5)=0,解得x=1,或x=m+5,
因为m>﹣4,点M在点N的左侧,所以M(1,0),N(m+5,0).
假设存在实数m,使得∠ANM=∠BNM,则NA、NB的斜率互为相反数.
①当直线AB与x轴垂直时,显然∠ANM=∠BNM,此时m是大于﹣4的任意实数.
②当直线AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=k(x﹣1),代入x2+y2=4,得(1+k2)x2﹣2k2x+k2﹣4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则.
,
而(x1﹣1)(x2﹣m﹣5)+(x2﹣1)(x1﹣m﹣5)=2x1x2﹣(m+6)(x1+x2)+2(m+5)
=
=,
令,解得m=﹣1(满足m>﹣4).
所以m=﹣1时,kNA+kNB=0.
综上所述,存在实数m=﹣1,使得∠ANM=∠BNM.
【点评】本题考查圆的方程和直线与圆的位置关系、两直线的位置关系,考查方程思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
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