河南省平顶山市高二(上)期末数学试卷(理科)
高中数学考试
考试时间:
分钟
满分:
85 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共8题,共40分)
1、 等边三角形ABC与正方形ABDE有一公共边AB,二面角C﹣AB﹣D的余弦值为 ,M,N分别是AC.BC的中点,则EM,AN所成角的余弦值等于( ) A. B. C. D. 2、 设△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且cosA= ,cosB= ,b=3,则c=( ) A. B. C. D. 3、 已知不等式(x+y)( )≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为( ) A.2 B.4 C.6 D.8 4、 已知双曲线E的中心为原点,P(3,0)是E的焦点,过P的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(﹣12,﹣15),则E的方程式为( ) A. B. C. D. 5、 已知{an}是等比数列,a2=2,a5= ,则a1a2+a2a3+…+anan+1=( ) A.16(1﹣4﹣n) B.16(1﹣2﹣n) C. (1﹣4﹣n) D. (1﹣2﹣n) 6、 设命题P:∃n∈N,n2>2n , 则¬P为( ) A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∀n∉N,n2≤2n 7、 △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若c= ,b= ,B=120°,则a等于( ) A. B. C. D.2 8、 抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为( ) A.2 B. C.4 D.
二、填空题(共3题,共15分)
9、 数列{an}的前n项和为Sn , 且an+1= ,a1=2,则S2017=______ . 10、 平面内到定点F(0,1)和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的动点的轨迹为曲线C,关于曲线C的几何性质,给出下列四个结论: ①曲线C的方程为x2=4y; ②曲线C关于y轴对称 ③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2; ④若点P在曲线C上,则1≤|PF|≤4 其中,所有正确结论的序号是______ . 11、 四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,则AC1=______ .
三、解答题(共6题,共30分)
12、 已知抛物线C:y=2x2 , 直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N. (Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行; (Ⅱ)是否存在实数k使 ,若存在,求k的值;若不存在,说明理由. 13、 (Ⅰ)解不等式 >0 (Ⅱ)设a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,求证( ﹣1)( ﹣1)( ﹣1)≥8. 14、 已知A、B、C为△ABC的内角,tanA,tanB是关于方程x2+ px﹣p+1=0(p∈R)两个实根. (Ⅰ)求C的大小 (Ⅱ)若AB=3,AC= ,求p的值. 15、 在数列{an}中,a1=2,an+1=4an﹣3n+1,n∈N*(Ⅰ)证明:数列{an﹣n}是等比数列 (Ⅱ)记数列{an}的前n项和为Sn , 求证:Sn+1≤4Sn , 对任意n∈N*成立. 16、 如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠BAC=90°,AC=2 ,AA1= ,AB=2,点D在棱B1C1上,且B1C1=4B1D (Ⅰ)求证:BD⊥A1C (Ⅱ)求二面角B﹣A1D﹣C的大小. 17、 设F1 , F2分别是椭圆E: =1(a>b>0)的左、右焦点,过F1倾斜角为45°的直线l与E相交于A,B两点,且|AB|= (Ⅰ)求E的离心率 (Ⅱ)设点P(0,﹣1)满足|PA|=|PB|,求E的方程. |
---|
河南省平顶山市高二(上)期末数学试卷(理科)
1、
等边三角形ABC与正方形ABDE有一公共边AB,二面角C﹣AB﹣D的余弦值为 ,M,N分别是AC.BC的中点,则EM,AN所成角的余弦值等于( )
A.
B.
C.
D.
D
解:设AB=2,作CO⊥面ABDE, OH⊥AB,则CH⊥AB,∠CHO为二面角C﹣AB﹣D的平面角,
CH= ,OH=CHcos∠CHO=1,
结合等边三角形ABC与正方形ABDE可知此四棱锥为正四棱锥,
则AN=EM=CH= , = ( + ), = ﹣ ,
∴ = .
故EM,AN所成角的余弦值 = ,
故选D.
【考点精析】本题主要考查了异面直线及其所成的角的相关知识点,需要掌握异面直线所成角的求法:1、平移法:在异面直线中的一条直线中选择一特殊点,作另一条的平行线;2、补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、平行六面体、长方体等,其目的在于容易发现两条异面直线间的关系才能正确解答此题.
2、
设△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且cosA= ,cosB= ,b=3,则c=( )
A.
B.
C.
D.
A
解:△ABC中,cosA= ,cosB= , ∴sinA= = ,sinB= = ,
∴sinC=sin(A+B)
=sinAcosB+cosAsinB
= × + ×
= ,
又b=3,
由正弦定理 = 得:
c= = = .
故选:A.
【考点精析】解答此题的关键在于理解余弦定理的定义的相关知识,掌握余弦定理:;;.
3、
已知不等式(x+y)( )≥9对任意正实数x,y恒成立,则正实数a的最小值为( )
A.2
B.4
C.6
D.8
B
解:已知不等式(x+y)( )≥9对任意正实数x,y恒成立,只要求(x+y )( )的最小值≥9 ∵ ≥
∴ ≥9
∴ ≥2或 ≤﹣4(舍去),
所以正实数a的最小值为4,
故选项为B.
【考点精析】解答此题的关键在于理解基本不等式在最值问题中的应用的相关知识,掌握用基本不等式求最值时(积定和最小,和定积最大),要注意满足三个条件“一正、二定、三相等”.
4、
已知双曲线E的中心为原点,P(3,0)是E的焦点,过P的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(﹣12,﹣15),则E的方程式为( )
A.
B.
C.
D.
B
解:由已知条件易得直线l的斜率为k=kPN=1, 设双曲线方程为 ,
A(x1 , y1),B(x2 , y2),
则有 ,
两式相减并结合x1+x2=﹣24,y1+y2=﹣30得
= ,
从而= =1
即4b2=5a2 ,
又a2+b2=9,
解得a2=4,b2=5,
故选B.
5、
已知{an}是等比数列,a2=2,a5= ,则a1a2+a2a3+…+anan+1=( )
A.16(1﹣4﹣n)
B.16(1﹣2﹣n)
C. (1﹣4﹣n)
D. (1﹣2﹣n)
C
解:由 ,解得 . 数列{anan+1}仍是等比数列:其首项是a1a2=8,公比为 ,
所以,
故选:C.
【考点精析】通过灵活运用等比数列的前n项和公式,掌握前项和公式:即可以解答此题.
6、
设命题P:∃n∈N,n2>2n , 则¬P为( )
A.∀n∈N,n2>2n
B.∃n∈N,n2≤2n
C.∀n∈N,n2≤2n
D.∀n∉N,n2≤2n
C
解:由特称命题的否定为全称命题,可得 命题P:∃n∈N,n2>2n , 则¬P为∀n∈N,n2≤2n .
故选:C.
7、
△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若c= ,b= ,B=120°,则a等于( )
A.
B.
C.
D.2
B
解:∵c= ,b= ,B=120°, ∴由正弦定理得, ,
则sinC= = = ,
∵0°<C<120°,∴C=30°,
∴A=180°﹣B﹣C=30°,
即A=C,a=c= ,
故选B.
【考点精析】本题主要考查了正弦定理的定义的相关知识点,需要掌握正弦定理:才能正确解答此题.
8、
抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为( )
A.2
B.
C.4
D.
B
解:抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为:P= . 故选:B
9、
数列{an}的前n项和为Sn , 且an+1= ,a1=2,则S2017=______ .
1010
解:由题意得,a1=2,an+1= =1﹣ , ∴a2=1﹣ = ,a3=1﹣2=﹣1,
a4=1﹣(﹣1)=2,…,
∴数列{an}是以3为周期的数列,
又S3=2+ ﹣1= ,2017=3×672+1,
∴S2017=672× +2=1010,
所以答案是:1010.
【考点精析】解答此题的关键在于理解数列的通项公式的相关知识,掌握如果数列an的第n项与n之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式.
10、
平面内到定点F(0,1)和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的动点的轨迹为曲线C,关于曲线C的几何性质,给出下列四个结论: ①曲线C的方程为x2=4y;
②曲线C关于y轴对称
③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2;
④若点P在曲线C上,则1≤|PF|≤4
其中,所有正确结论的序号是______ .
②③④
解:设P(x,y)是曲线C上的任意一点, 因为曲线C是平面内到定点F(0,1)
和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的点的轨迹,
所以|PF|+|y+1|=4.即 ,
解得y≥﹣1时,y=2﹣ x2 , 当y<﹣1时,y= x2﹣2;
显然①不正确;
②曲线C关于y轴对称;正确.
③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2;正确.
④若点P在曲线C上,|PF|+|y+1|=4,|y|≤2,则1≤|PF|≤4.正确.
所以答案是:②③④.
11、
四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,则AC1=______ .
解:如图,
∵∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,
∴ =
=3+2× =6.
∴ ,即AC1= .
所以答案是: .
【考点精析】认真审题,首先需要了解棱柱的结构特征(两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形).
12、
已知抛物线C:y=2x2 , 直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N. (Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅱ)是否存在实数k使 ,若存在,求k的值;若不存在,说明理由.
解:(Ⅰ)如图,设A(x1 , 2x12),B(x2 , 2x22), 把y=kx+2代入y=2x2得2x2﹣kx﹣2=0,
由韦达定理得 ,x1x2=﹣1,
∴ ,∴N点的坐标为 .
设抛物线在点N处的切线l的方程为 ,
将y=2x2代入上式得 ,
∵直线l与抛物线C相切,
∴ ,
∴m=k,即l∥AB.
(Ⅱ)假设存在实数k,使 ,则NA⊥NB,
又∵M是AB的中点,∴ .
由(Ⅰ)知 = .
∵MN⊥x轴,
∴ .
又 = .
∴ ,
解得k=±2.
即存在k=±2,使 .
(1)设A(x1 , 2x12),B(x2 , 2x22),把直线方程代入抛物线方程消去y,根据韦达定理求得x1+x2和x1x2的值,进而求得N和M的横坐标,表示点M的坐标,设抛物线在点N处的切线l的方程将y=2x2代入进而求得m和k的关系,进而可知l∥AB.(2)假设存在实数k,使 成立,则可知NA⊥NB,又依据M是AB的中点进而可知 .根据(1)中的条件,分别表示出|MN|和|AB|代入 求得k.
13、
(Ⅰ)解不等式 >0 (Ⅱ)设a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,求证( ﹣1)( ﹣1)( ﹣1)≥8.
解:(Ⅰ)由不等式 = >0, 由穿根法可知:﹣2<x<1,或x>3,
∴不等式的解集为{x丨﹣2<x<1,或x>3};
(Ⅱ)证明( ﹣1)( ﹣1)( ﹣1)= • • ,
= ≥ =8,
当且仅当a=b=c时取等号
(Ⅰ)由 = >0,利用穿根法,即可求得不等式的解;(Ⅱ)将不等式转化成 由基本不等式的性质即可求证( ﹣1)( ﹣1)( ﹣1)≥8.
【考点精析】解答此题的关键在于理解不等式的证明的相关知识,掌握不等式证明的几种常用方法:常用方法有:比较法(作差,作商法)、综合法、分析法;其它方法有:换元法、反证法、放缩法、构造法,函数单调性法,数学归纳法等.
14、
已知A、B、C为△ABC的内角,tanA,tanB是关于方程x2+ px﹣p+1=0(p∈R)两个实根. (Ⅰ)求C的大小
(Ⅱ)若AB=3,AC= ,求p的值.
解:(Ⅰ)由已知,方程x2+ px﹣p+1=0的判别式:△=( p)2﹣4(﹣p+1)=3p2+4p﹣4≥0, 所以p≤﹣2,或p≥ .
由韦达定理,有tanA+tanB=﹣ p,tanAtanB=1﹣p.
所以,1﹣tanAtanB=1﹣(1﹣p)=p≠0,
从而tan(A+B)= =﹣ =﹣ .
所以tanC=﹣tan(A+B)= ,
所以C=60°.
(Ⅱ)由正弦定理,可得sinB= = = ,
解得B=45°,或B=135°(舍去).
于是,A=180°﹣B﹣C=75°.
则tanA=tan75°=tan(45°+30°)= = =2+ .
所以p=﹣ (tanA+tanB)=﹣ (2+ +1)=﹣1﹣
(Ⅰ)由判别式△=3p2+4p﹣4≥0,可得p≤﹣2,或p≥ ,由韦达定理,有tanA+tanB=﹣ p,tanAtanB=1﹣p,由两角和的正切函数公式可求tanC=﹣tan(A+B)= ,结合C的范围即可求C的值.(Ⅱ)由正弦定理可求sinB= = ,解得B,A,由两角和的正切函数公式可求tanA=tan75°,从而可求p=﹣ (tanA+tanB)的值.
【考点精析】解答此题的关键在于理解两角和与差的正切公式的相关知识,掌握两角和与差的正切公式:.
15、
在数列{an}中,a1=2,an+1=4an﹣3n+1,n∈N*(Ⅰ)证明:数列{an﹣n}是等比数列
(Ⅱ)记数列{an}的前n项和为Sn , 求证:Sn+1≤4Sn , 对任意n∈N*成立.
证明:(I)∵an+1=4an﹣3n+1,∴an+1﹣(n+1)=4(an﹣n),a1﹣1=1. ∴数列{an﹣n}是等比数列,首项为1,公比为4.
(II)由(I)可得:an﹣n=4n﹣1 , 解得an=n+4n﹣1 ,
Sn= + = + .
Sn+1= + .
∴4Sn﹣Sn+1=4× +4× ﹣ ﹣ = ﹣1= ≥0.
∴Sn+1≤4Sn , 对任意n∈N*成立.
(I)由an+1=4an﹣3n+1,变形an+1﹣(n+1)=4(an﹣n),a1﹣1=1.即可证明.(II)由(I)可得:an﹣n=4n﹣1 , 解得an=n+4n﹣1 , 利用等差数列与等比数列的求和公式可得:Sn , Sn+1 . 作差4Sn﹣Sn+1即可得出.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用等比数列的通项公式(及其变式)的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握通项公式:.
16、
如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠BAC=90°,AC=2 ,AA1= ,AB=2,点D在棱B1C1上,且B1C1=4B1D (Ⅰ)求证:BD⊥A1C
(Ⅱ)求二面角B﹣A1D﹣C的大小.
证明:(Ⅰ)分别以AB、AC、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系, ∵AC=2 ,AA1= ,AB=2,点D在棱B1C1上,且B1C1=4B1D,
∴B(2,0,0),C(0, ,0),A1(0,0, ),D( , , ).
则 , ,
∴ .
∴BD⊥A1C;
(Ⅱ)解:设平面BDA1的一个法向量为 , , ,
∴ ,取z=2,则 ;
设平面A1DC的一个法向量为 , , ,
∴ ,取y=1,得 .
∴cos< >= = .
∴二面角B﹣A1D﹣C的大小为arccos .
(Ⅰ)分别以AB、AC、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,由已知得到所用点的坐标,求得 的坐标,由两向量的数量积为0说明BD⊥A1C;(Ⅱ)分别求出平面BDA1与平面A1DC的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值求得二面角B﹣A1D﹣C的大小.
【考点精析】通过灵活运用空间中直线与直线之间的位置关系,掌握相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线: 不同在任何一个平面内,没有公共点即可以解答此题.
17、
设F1 , F2分别是椭圆E: =1(a>b>0)的左、右焦点,过F1倾斜角为45°的直线l与E相交于A,B两点,且|AB|= (Ⅰ)求E的离心率
(Ⅱ)设点P(0,﹣1)满足|PA|=|PB|,求E的方程.
解:(Ⅰ)由题意可得直线l的方程为:y=x+c,A(x1 , y1),B(x2 , y2). 联立 ,化为:(a2+b2)x2+2ca2x+a2c2﹣a2b2=0,
∴x1+x2=﹣ ,x1•x2= ,
|AB|= = = ,
化为:a2=2b2 .
∴e= = = .
(Ⅱ)设线段AB的中点M(x0 , y0).
x0= =﹣ =﹣ .y0=x0+c= c.
∵点P(0,﹣1)满足|PA|=|PB|,∴PM⊥AB,
∴kPM•kAB= ×1=﹣1,解得c=3.
∴a2=b2+c2=2b2 , 解得b=c=3,a2=18.
∴椭圆E的方程为 =1
(I)由题意可得直线l的方程为:y=x+c,A(x1 , y1),B(x2 , y2).与椭圆方程联立化为:(a2+b2)x2+2ca2x+a2c2﹣a2b2=0,利用根与系数的关系代入|AB|= = ,化简即可得出.(II)设线段AB的中点M(x0 , y0).可得x0= =﹣ .y0=x0+c.根据点P(0,﹣1)满足|PA|=|PB|,可得PM⊥AB,kPM•kAB=﹣1,解得c.a2=b2+c2=2b2 , 解得b,a.