内蒙古赤峰市2015-2016学年高二上学期期末数学试卷(理科) 含解析

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2015—2016学年内蒙古赤峰市高二(上)期末数学试卷(理科)
一、本大题共12小题,每小题5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.下列命题中,真命题是()
A.∃x0∈R,≤0B.∀x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=﹣1 D.a>1,b>1是ab >1的充分条件
2.若命题p:∀x∈R,2x2+1>0,则¬p是( ) A.∀x∈R,2x2+1≤0B.∃x∈R,2x2+1>0 C.∃x∈R,2x2+1<0 D.∃x∈R,2x2+1≤0 3.下列事件中:①任取三条线段,这三条线段恰好组成直角三角形;②从一个三角形的三个顶点各任画一条射线,这三条射线交于一点;③实数a,b都不为0,但a2+b2=0;④明年12月28日的最高气温高于今年12月10日的最高气温,其中为随机事件的是()A.①②③④ B.①②④C.①③④D.②③④
4.若某公司从四位大学毕业生甲、乙、丙、丁中录用两人,这四人被录用的机会均等,则甲被录用的概率为()
A. B. C. D.
5.某单位有840名职工,现采用系统抽样方法,抽取42人做问卷调查,将840人按1,2,…,840随机编号,则抽取的42人中,编号落入区间[481,720]的人数为()
A.11 B.12 C.13 D.14
6.气象台预报“本市明天降雨概率是70%”,下列说法正确的是()
A.本市明天将有70%的地区降雨
B.本市明天将有70%的时间降雨
C.明天出行带雨具的可能性很大
D.明天出行不带雨具肯定要淋雨
7.椭圆+=1的左、右焦点分别为F1、F2,则椭圆上满足PF1⊥PF2的点P( )
A.有2个B.有4个C.不一定存在 D.一定不存在8.某单位有老年人30人,中年人90人,青年人60人,为了调查他们的身体健康状况,采用分层抽样的方法从他们中间抽取一个容量为36的样本,则应抽取老年人的人数是()
A.5 B.6 C.7 D.8
9.若直线l:y=(a+1)x﹣1与曲线C:y2=ax恰好有一个公共点,则实数a的值构成的集合为( )
A.{﹣1,0} B.{﹣2,﹣} C.{﹣1,﹣}D.{﹣1,﹣,0}
10.为积极倡导“学生每天锻炼一小时”的活动,某学校举办了一次以班级为单位的广播操比赛,9位评委给高三.1班打出的分数如茎叶图所示,统计员在去掉一个最高分和一个最低分后,算得平均分为91,复核员在复核时,发现有一个数字(茎叶图中的x)无法看清,若记分员计算无误,则数字x应该是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
11.如图,在空间直角坐标系中有直三棱柱ABC﹣
A1B1C1,CA=CC1=2CB,则直线BC1与直线AB1夹角的余弦值为( )
A.B.C.D.
12.已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为F1、F2,且两条曲线在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|PF1|=10,
椭圆与双曲线的离心率分别为e1、e2,则e1•e2+1的取值范围为()
A.(1,+∞)B.(,+∞) C.(,+∞)D.(,+∞)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分. 13.在如图的程序框图中,输入n=60,按程序运行后输出的结果是
14.已知命题p:∀x∈[0,3],a≥﹣x2+2x﹣,命题q:∃x∈R,x2+4x+a=0,若命题“p∧q"是真命题,则实数a的范围为.
15.若抛物线y2=2px(p>0)上的点A(2,m)到焦点的距离为6,则p= .
16.一数学兴趣小组利用几何概型的相关知识做实验来计算圆周率,他们向一个边长为1米的正方形区域均匀撒豆,测得正方形区域有豆5001颗,正方形内切
圆区域有豆3938颗,则他们所得的圆周率为
(小数点后保留二位数字).
三、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.四棱锥P﹣ABCD中,AB⊥AD,AD⊥DC,PA⊥底面ABCD,PA=AD=AB=CD=1,M为PB的中点,求直线CM与平面ABCD所成角的正弦值.
18.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,其中左焦点F(﹣2,0).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值.19.如图,正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC
(1)证明:A1C⊥平面BED;
(2)求二面角A1﹣DE﹣B的余弦值.
20.某市四所重点中学进行高二期中联考,共有5000名学生参加,为了了解数学学科的学习情况,现从中随机的抽取若干名学生在这次测试中的数学成绩,制成如下频率分布表:
分组频
频率

[80,90)①②
[90,100)0。

050
[100,110)0。

200
[110,120)360。

300
[120,130)0.275
[130,140)12③
[140,150]0。

050
合计④
(1)根据上面的频率分布表,推出①,②,③,④处的数字分别
为, ,, ,
;
(2)在所给的坐标系中画出[80,150]上的频率分布直方图;
(3)根据题中的信息估计总体:
①120分及以上的学生人数;
②成绩在[126,150]中的概率.
21.一个袋中装有四个形状大小完全相同的球,球的编号分别为1,2,3,4.
(Ⅰ)从袋中随机抽取两个球,求取出的球的编号之和不大于4的概率;
(Ⅱ)先从袋中随机取一个球,该球的编号为m,将球放回袋中,然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为n,求n<m+2的概率.
22.已知椭圆C:=1(a>b>0)的焦距为4,其长轴长和短轴长之比为:1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设F为椭圆C的右焦点,T为直线x=t(t∈R,t≠2)上纵坐标不为0的任意一点,过F作TF的垂线交椭圆C于点P,Q.
(ⅰ)若OT平分线段PQ(其中O为坐标原点),求t的值;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,当最小时,求点T的坐标.
2015—2016学年内蒙古赤峰市高二(上)期末数学试卷
(理科)
参考答案与试题解析
一、本大题共12小题,每小题5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.下列命题中,真命题是()
A.∃x0∈R,≤0B.∀x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=﹣1 D.a>1,b>1是ab >1的充分条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;全称命题;特称命题;命题的真假判断与应用.
【分析】利用指数函数的单调性判断A的正误;
通过特例判断,全称命题判断B的正误;
通过充要条件判断C、D的正误;
【解答】解:因为y=e x>0,x∈R恒成立,所以A不正确;
因为x=﹣5时2﹣5<(﹣5)2,所以∀x∈R,2x>x2不成立.
a=b=0时a+b=0,但是没有意义,所以C不正确;
a>1,b>1是ab>1的充分条件,显然正确.
故选D.
2.若命题p:∀x∈R,2x2+1>0,则¬p是( )A.∀x∈R,2x2+1≤0B.∃x∈R,2x2+1>0
C.∃x∈R,2x2+1<0 D.∃x∈R,2x2+1≤0【考点】命题的否定;全称命题.
【分析】根据含有量词的命题的否定形式:将任意改为存在,结论否定,即可写出否命题
【解答】解:由题意∀x∈R,2x2+1>0,
的否定是∃x∈R,2x2+1≤0
故选D
3.下列事件中:①任取三条线段,这三条线段恰好组成直角三角形;②从一个三角形的三个顶点各任画一条射线,这三条射线交于一点;③实数a,b都不为0,但a2+b2=0;④明年12月28日的最高气温高于今年12月10日的最高气温,其中为随机事件的是( )A.①②③④ B.①②④C.①③④D.②③④
【考点】随机事件.
【分析】逐项判断各事件是否有可能发生即可.【解答】解:任取三条线段,这三条线段可能组成直角三角形,也可能组不成直角三角形,故①为随机事件;从一个三角形的三个顶点各任画一条射线,三条射线有可能平行,也可能交于一点,故②为随机事件;
若实数a,b都不为0,则a2+b2一定不等于0,故③为不可能事件;
由于明年12月28日还未到来,故明年12月28日的最高气温有可能高于今年12月10日的最高气温,也可能低于今年12月10日的最高气温.
故④为随机事件.
故选:B.
4.若某公司从四位大学毕业生甲、乙、丙、丁中录用两人,这四人被录用的机会均等,则甲被录用的概率为()
A. B. C. D.
【考点】等可能事件的概率.
【分析】记事件A=“甲被录用",进而利用古典概型概率求法,求解概率即可.
【解答】解:记事件A=“甲被录用”,
则乙.丙、丁被录用1人,
∴P(A)==.
故选:C.
5.某单位有840名职工,现采用系统抽样方法,抽取42人做问卷调查,将840人按1,2,…,840随机编号,
则抽取的42人中,编号落入区间[481,720]的人数为()
A.11 B.12 C.13 D.14
【考点】系统抽样方法.
【分析】根据系统抽样方法,从840人中抽取42人,那么从20人抽取1人.从而得出从编号481~720共240人中抽取的人数即可.
【解答】解:使用系统抽样方法,从840人中抽取42人,即从20人抽取1人.
所以从编号1~480的人中,恰好抽取=24人,接着从编号481~720共240人中抽取=12人.
故:B.
6.气象台预报“本市明天降雨概率是70%”,下列说法正确的是()
A.本市明天将有70%的地区降雨
B.本市明天将有70%的时间降雨
C.明天出行带雨具的可能性很大
D.明天出行不带雨具肯定要淋雨
【考点】概率的意义.
【分析】利用概率的意义即可判断出.
【解答】解:气象台预报“本市明天降雨概率是70%”,
则本市明天降雨的可能性比较大.
因此:明天出行不带雨具淋雨的可能性很大.
故选:C.
7.椭圆+=1的左、右焦点分别为F1、F2,则椭圆上满足PF1⊥PF2的点P( )
A.有2个B.有4个C.不一定存在 D.一定不存在【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由椭圆方程求出椭圆的焦距与短半轴长,由此可得以F1F2为直径的圆与椭圆+=1无交点,则答案可求.
【解答】解:由椭圆+=1,得a2=25,b2=16,
∴c2=a2﹣b2=9,则c=3,
∴F1(﹣3,0),F2(3,0),
∵b=4>3=c,
∴以F1F2为直径的圆与椭圆+=1无交点,
则椭圆上满足PF1⊥PF2的点P一定不存在.
故选:D.
8.某单位有老年人30人,中年人90人,青年人60人,为了调查他们的身体健康状况,采用分层抽样的方法
从他们中间抽取一个容量为36的样本,则应抽取老年人的人数是()
A.5 B.6 C.7 D.8
【考点】分层抽样方法.
【分析】先求出某单位的总人数,可得每个个体被抽到的概率,再求出应抽取老年人的人数.
【解答】解:某单位有老年人30人,中年人90人,青年人60人,这个单位共有30+90+60=180,
假设用分层抽样的方法从他们中抽取了36个人进行体检,
则每个个体被抽到的概率是=
∴应抽取老年人的人数是30×=6,
故选:6.
9.若直线l:y=(a+1)x﹣1与曲线C:y2=ax恰好有一个公共点,则实数a的值构成的集合为()A.{﹣1,0} B.{﹣2,﹣}C.{﹣1,﹣}D.{﹣1,﹣,0}
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】讨论若a=0,当a=﹣1时,将直线方程代入曲线方程,运用判别式为0,解方程即可得到所求值.【解答】解:若a=0,则曲线C为y=0,直线l:y=x ﹣1,
即有直线与曲线的交点为(1,0),满足题意;
若a≠0,则抛物线y2=ax的对称轴为x轴,
当a=﹣1时,直线l:y=﹣1与曲线y2=﹣x的交点为(﹣1,﹣1),满足题意;
由y=(a+1)x﹣1与抛物线y2=ax相切,可得:
(a+1)2x2﹣(3a+2)x+1=0,
由判别式为0,可得(3a+2)2﹣4(a+1)2=0,
解得a=﹣(0舍去),
综上可得,a=0,﹣1或﹣.
故选:D.
10.为积极倡导“学生每天锻炼一小时”的活动,某学校举办了一次以班级为单位的广播操比赛,9位评委给高三。

1班打出的分数如茎叶图所示,统计员在去掉一个最高分和一个最低分后,算得平均分为91,复核员在复核时,发现有一个数字(茎叶图中的x)无法看清,若记分员计算无误,则数字x应该是()
A.2 B.3 C.4 D.5
【考点】茎叶图.
【分析】根据计分规则知记分员去掉一个最高分94和一个最低分87,余下7个数字的平均数是91,根据平均数的计算公式写出平均数的表示形式,得到关于x 的方程,解方程即可.
【解答】解:∵由题意知记分员在去掉一个最高分94和一个最低分87后,
余下的7个数字的平均数是91,
=91,
∴635+x=91×7=637,
∴x=2,
故选A.
11.如图,在空间直角坐标系中有直三棱柱ABC﹣A1B1C1,CA=CC1=2CB,则直线BC1与直线AB1夹角的余弦值为()
A.B.C.D.
【考点】异面直线及其所成的角.
【分析】根据题意可设CB=1,CA=CC1=2,分别以CA、CC1、CB为x轴、y轴和z轴建立如图坐标系,得到A、B、B1、C1四个点的坐标,从而得到向量与的坐标,根据异面直线所成的角的定义,结合空间两个向量数量积的坐标公式,可以算出直线BC1与直线AB1夹角的余弦值.
【解答】解:分别以CA、CC1、CB为x轴、y轴和z 轴建立如图坐标系,
∵CA=CC1=2CB,∴可设CB=1,CA=CC1=2
∴A(2,0,0),B(0,0,1),B1(0,2,1),C1(0,2,0)∴=(0,2,﹣1),=(﹣2,2,1)
可得•=0×(﹣2)+2×2+(﹣1)×1=3,且=,=3,
向量与所成的角(或其补角)就是直线BC1与直线AB1夹角,
设直线BC1与直线AB1夹角为θ,则
cosθ==
故选A
12.已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为F1、F2,且两条曲线在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|
PF1|=10,椭圆与双曲线的离心率分别为e1、e2,则e1•e2+1的取值范围为()
A.(1,+∞)B.(,+∞) C.(,+∞)
D.(,+∞)
【考点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质.【分析】设椭圆和双曲线的半焦距为c,|PF1|=m,|PF2|=n,(m>n),由条件可得m=10,n=2c,再由椭圆和双曲线的定义可得a1=5+c,a2=5﹣c,(c<5),运用三角形的三边关系求得c的范围,再由离心率公式,计算即可得到所求范围.
【解答】解:设椭圆和双曲线的半焦距为c,|PF1|=m,|PF2|=n,(m>n),
由于△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|
PF1|=10,
即有m=10,n=2c,
由椭圆的定义可得m+n=2a1,
由双曲线的定义可得m﹣n=2a2,
即有a1=5+c,a2=5﹣c,(c<5),
再由三角形的两边之和大于第三边,可得2c+2c=4c>10,
则c>,即有<c<5.
由离心率公式可得e1•e2===,
由于1<<4,则有>.
则e1•e2+1.
∴e1•e2+1的取值范围为(,+∞).
故选:B.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分。

13.在如图的程序框图中,输入n=60,按程序运行后输出的结果是 5
【考点】程序框图.
【分析】利用程序框图的流行顺序,列出经过5次循环得到的结果,求出输出值.
【解答】解:经过第一次循环得到n=30,i=1,
经过第二次循环得到n=15,i=2,
经过第三次循环得到n=7,i=3,
经过第四次循环得到n=3,i=4,
经过第五次循环得到n=1,i=5
满足第二个判断框中的条件输出5,
故答案为:5.
14.已知命题p:∀x∈[0,3],a≥﹣x2+2x﹣,命题q:∃x∈R,x2+4x+a=0,若命题“p∧q”是真命题,则实数a的范围为[,4].
【考点】复合命题的真假.
【分析】结合二次函数的性质分别求出关于命题p,q 的a的范围,从而求出a的范围.
【解答】解:设f(x)=﹣x2+2x﹣,(0≤x≤3),则f(x)=﹣(x﹣1)2+,
又0≤x≤3,∴当x=1时,f(x)max=f(1)=,
由已知得:命题P:a≥,
由命题q:△=16﹣4a≥0,即a≤4,
又命题“p∧q”是真命题,
∴a≥且a≤4成立,即≤a≤4,
故答案为:[,4].
15.若抛物线y2=2px(p>0)上的点A(2,m)到焦点的距离为6,则p= 8 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】利用抛物线的定义,将点A(2,m)到焦点的距离为6,转化为点A(2,m)到其准线的距离即可.【解答】解:∵抛物线y2=2px(p>0)的准线方程为:x=﹣,焦点F(,0),
又物线y2=2px(p>0)上的点A(2,m)到焦点的距离为6,
∴由抛物线的定义得:点A(2,m)到焦点的距离等于它到准线的距离,
∴2﹣(﹣)=6,
∴p=8.
故答案为:8.
16.一数学兴趣小组利用几何概型的相关知识做实验来计算圆周率,他们向一个边长为1米的正方形区域均匀撒豆,测得正方形区域有豆5001颗,正方形内切圆区域有豆3938颗,则他们所得的圆周率为 3.15 (小数点后保留二位数字).
【考点】几何概型.
【分析】由题意,从概率模型的角度是几何概型中的面积类型则,即可得出结论.
【解答】解:设撒5001粒的实验中统计得到落在圆内的豆子数为3938粒概率为P
根据题意有:P=,
解得:π≈3.15
故答案为:3.15.
三、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.四棱锥P﹣ABCD中,AB⊥AD,AD⊥DC,PA⊥底面ABCD,PA=AD=AB=CD=1,M为PB的中点,求直线CM与平面ABCD所成角的正弦值.
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】以AD、AB、AP所在的直线分别为x,y,z 轴,建立空间直角坐标系A﹣xyz,利用向量法能求出直线CM与平面ABCD所成角的正弦值.
【解答】解:∵四棱锥P﹣ABCD中,AB⊥AD,
AD⊥DC,PA⊥底面ABCD,PA=AD=AB=CD=1,M 为PB的中点,
∴以AD、AB、AP所在的直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系A﹣xyz,
则由题意得A(0,0,0),B(0,1,0),C(1,2,0),P(0,0,1),M(0,),
则=(1,),平面ABCD的法向量=(0,0,1),设直线CM与平面ABCD所成角为θ
则sinθ===.
故直线CM与平面ABCD所成角的正弦值为.
18.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,其中左焦点F(﹣2,0).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值.
【考点】圆与圆锥曲线的综合.
【分析】(1)由题意,得由此能够得到椭圆
C的方程.
(2)设点A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),由消y得,
3x2+4mx+2m2﹣8=0,再由根的判断式结合题设条件能够得到m的值.
【解答】解:(1)由题意,得
解得∴椭圆C的方程为.
(2)设点A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),
由消y得,3x2+4mx+2m2﹣8=0,
△=96﹣8m2>0,∴﹣2<m<2.
∴=﹣,

∵点M(x0,y0)在圆x2+y2=1
上,∴,∴.
19.如图,正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC
(1)证明:A1C⊥平面BED;
(2)求二面角A1﹣DE﹣B的余弦值.
【考点】用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定.
【分析】(1)以DA,DC,DD1为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,则,,
,由向量法能证明A1C⊥平面BED.(2)由,,得到平面A1DE的法向量,同理得平面BDE的法向量为,由向量法能求出二面角A1﹣DE ﹣B的余弦值.
【解答】解:(1)如图,以DA,DC,DD1为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则A1(2,0,4),B(2,2,0),C(0,2,0),D(0,0,0),E(0,2,1)
,,,
∵,

∴,,
∴A1C⊥平面BED
(2)∵,,
设平面A1DE的法向量为,
由及,
得﹣2x+2y﹣3z=0,﹣2x﹣4z=0,

同理得平面BDE的法向量为,
∴cos<>===﹣,
所以二面角A1﹣DE﹣B的余弦值为.
20.某市四所重点中学进行高二期中联考,共有5000名学生参加,为了了解数学学科的学习情况,现从中随机的抽取若干名学生在这次测试中的数学成绩,制成如下频率分布表:
分组频
频率

[80,90)①②
[90,100)0。

050
[100,110)0.200
[110,120)360。

300
[120,130)0.275
[130,140)12③
[140,150]0。

050
合计④
(1)根据上面的频率分布表,推出①,②,③,④处的数字分别为, 3 ,0.025 ,0。

1 , 1 ;(2)在所给的坐标系中画出[80,150]上的频率分布直方图;
(3)根据题中的信息估计总体:
①120分及以上的学生人数;
②成绩在[126,150]中的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率;
频率分布直方图.
【分析】(I)根据频率分步表中所给的频率和频数,根据样本容量,频率和频数之间的关系得到表中要求填写的数字.
(II)根据所给的频率分布表所给的数据,画出频率分步直方图.
(III)用这个区间上的频率乘以样本容量,得到这个区间上的频数,用每一个区间上的中间值,乘以这个区
间的频率,得到平均值,把各个部分的频率相加,得到要求的频率.
【解答】解:(I)先做出③对应的数字,=0.1,
∴②处的数字是1﹣0.05﹣0。

2﹣0。

3﹣0.275﹣0.1﹣0.05=0.025
∴①处的数字是0。

025×120=3,
④处的数字是1,
故答案为:3;0。

025;0.1;1
(II)由频率分布表在所给的坐标系中画出[80,150]上的频率分布直方图:
(III)①120分及以上的学生人数为:
(0。

275+0。

1+0.05)×120=51.
②成绩在[126,150]中的概率为:
0。

5×0。

275+0.1+0.05=0。

26.
21.一个袋中装有四个形状大小完全相同的球,球的编号分别为1,2,3,4.
(Ⅰ)从袋中随机抽取两个球,求取出的球的编号之和不大于4的概率;
(Ⅱ)先从袋中随机取一个球,该球的编号为m,将球放回袋中,然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为n,求n<m+2的概率.
【考点】互斥事件的概率加法公式;互斥事件与对立事件.
【分析】(1)从袋中随机抽取两个球,可能的结果有6种,而取出的球的编号之和不大于4的事件有两个,1和2,1和3,两种情况,求比值得到结果.
(2)有放回的取球,根据分步计数原理可知有16种结果,满足条件的比较多不好列举,可以从他的对立事件来做.
【解答】解:(1)从袋中随机抽取两个球,可能的结果有6种,
而取出的球的编号之和不大于4的事件有两个,1和2,1和3,
∴取出的球的编号之和不大于4的概率P=
(2)先从袋中随机取一个球,该球的编号为m,将球放回袋中,
然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为n,
所有(m,n)有4×4=16种,
而n≥m+2有1和3,1和4,2和4三种结果,
∴P=1﹣=.
22.已知椭圆C:=1(a>b>0)的焦距为4,其长轴长和短轴长之比为:1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设F为椭圆C的右焦点,T为直线x=t(t∈R,t≠2)上纵坐标不为0的任意一点,过F作TF的垂线交椭圆C于点P,Q.
(ⅰ)若OT平分线段PQ(其中O为坐标原点),求t 的值;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,当最小时,求点T的坐标.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(Ⅰ)由已知可得,由此能求出椭圆C的标准方程.
(Ⅱ)(ⅰ)设直线PQ的方程为x=my+2.将直线PQ的方程与椭圆C的方程联立,得(m2+3)y2+4my﹣2=0,
由此利用根的判别式、韦达定理、中点坐标公式,结合已知条件能求出t=3.
(ⅱ)T点的坐标为(3,﹣m).,
|PQ|=.由此能求出当最小时,T点的坐标是(3,1)或(3,﹣1).
【解答】解:(Ⅰ)由已知可得,
解得a2=6,b2=2.
所以椭圆C的标准方程是.
(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)可得,F点的坐标为(2,0).由题意知直线PQ的斜率存在且不为0,
设直线PQ的方程为x=my+2.
将直线PQ的方程与椭圆C的方程联立,
得消去x,得(m2+3)y2+4my﹣2=0,
其判别式△=16m2+8(m2+3)>0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则,.
于是.
设M为PQ的中点,则M点的坐标为.
因为TF⊥PQ,所以直线FT的斜率为﹣m,其方程为y=﹣m(x﹣2).
当x=t时,y=﹣m(t﹣2),所以点T的坐标为(t,﹣m(t﹣2)),
此时直线OT的斜率为,其方程为.将M点的坐标为代入,
得.解得t=3.
(ⅱ)由(ⅰ)知T点的坐标为(3,﹣m).
于是,
=
=
=
=.
所以
=
=

当且仅当,即m=±1时,等号成立,
此时取得最小值.
故当最小时,T点的坐标是(3,1)或(3,﹣1).
2016年5月8日。

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