2020年安徽省合肥一中高二(上)期中数学试卷
2020年安徽省合肥一中高二(上)期中数学试卷(文科)
高二(上)期中数学试卷(文科)题号一二三总分得分一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.直线x=1的倾斜角和斜率分别是()A. 45°,1B. 135°,−1C. 90°,不存在D. 180°,不存在2.下列说法中不正确的....是().A. 空间中,一组对边平行且相等的四边形一定是平行四边形B. 同一平面的两条垂线一定共面C. 过直线上一点可以作无数条直线与这条直线垂直,且这些直线都在同一个平面内D. 过一条直线有且只有一个平面与已知平面垂直3.方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,m的取值范围是()A. 14<m<1 B. m<14或m>1C. m<14D. m>14.若a,b是异面直线,且a//平面α,则b和α的位置关系是()A. 平行B. 相交C. b在α内D. 平行、相交或b在α内5.如图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的体积是()A. 10π3B. 13π3C. 11π3D. 8π36.设l是直线,α,β是两个不同的平面()A. 若l//α,l//β,则α//βB. 若l//α,l⊥β,则α⊥βC. 若α⊥β,l⊥α,则l⊥βD. 若α⊥β,l//α,则l⊥β7.若直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点,则实数a的取值范围是()A. [−3,−1]B. [−1,3]C. [−3,1]D. (−∞,−3]∪[1,+∞)8.圆x2+2x+y2+4y−3=0上到直线x+y+1=0的距离为√2的点共有()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个9.平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,则此球的体积为()A. √6πB. 4√3πC. 4√6πD. 6√3π10.直三棱柱ABC−A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,BC=CA=CC1,则BM与AN所成角的余弦值为()A. 110B. 25C. √3010D. √2211.已知点A(2,−3),B(−3,−2),直线m过P(1,1),且与线段AB相交,求直线m的斜率k的取值范围为()A. k≥34或k≤−4 B. k≥34或k≤−14C. −4≤k≤34D. 34≤k≤412.如图,点P在正方体ABCD−A1B1C1D1的面对角线BC1上运动(P点异于B、C1点),则下列四个结论:①三棱锥A−D1PC的体积不变:②A1P//平面ACD1:③DP⊥BC1;④平面PDB1⊥平面ACD1.其中正确结论的个数是()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13.如果直线ax+2y+2=0与直线3x−y−2=0平行,那么系数a的值为______.14.已知点B与点A(1,2,3)关于M(0,−1,2)对称,则点B的坐标是______.15.圆(x+2)2+y2=4与圆(x−2)2+(y−1)2=9的位置关系为______.16.已知⊙M:x2+(y−2)2=1,Q是x轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,求动弦AB的中点P的轨迹方程为______.三、解答题(本大题共6小题,共72.0分)17.已知集合A={y|y=x2−32x+1,34≤x≤2},B={x|x+m2≥1},p:x∈A,q:x∈B,并且p是q的充分条件,求m的取值范围.18.已知直线l1,l2的方程分别为2x−y=0,x−2y+3=0,且l1,l2的交点为P.(1)求P点坐标;(2)若直线l过点P,且与x,y轴正半轴围成的三角形面积为92,求直线l的方程.19.圆C经过点A(2,−1),和直线x+y=1相切,且圆心在直线y=−2x上.(1)求圆C的方程;(2)圆内有一点B(2,−52),求以该点为中点的弦所在的直线的方程.20.如图,在底面是菱形的四棱锥P−ABCD中,∠ABC=60°,PA=AC=a,PB=PD=√2a,点E在PD上,且PE:ED=2:1.(1)求该四棱锥的体积;(2)若F为棱PC的中点,证明:BF//平面AEC.21.如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,D,E分别为AC,AB的中点,点F为线段CD上的一点,将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1F⊥CD,如图2.(1)求证:DE//平面A1CB;(2)求证:A1F⊥BE;(3)线段A1B上是否存在点Q,使A1C⊥平面DEQ?说明理由.22. 已知过点A(−1,0)的动直线l 与圆C :x 2+(y −3)2=4相交于P ,Q 两点,M 是PQ 中点,l 与直线m :x +3y +6=0相交于N . (1)求证:当l 与m 垂直时,l 必过圆心C ; (2)当PQ =2√3时,求直线l 的方程;(3)探索AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 是否与直线l 的倾斜角有关?若无关,请求出其值;若有关,请说明理由.答案和解析1.【答案】C【解析】解:∵直线x=1垂直于x轴,倾斜角为90°,而斜率不存在,故选:C.利用直线x=1垂直于x轴,倾斜角为90°,选出答案.本题考查直线的倾斜角和斜率的关系,以及直线的图象特征与直线的倾斜角、斜率的关系.2.【答案】D【解析】【分析】根据证明平行四边形的条件判断A,由线面垂直的性质定理和定义判断B和C,利用实际例子判断D.本题考查了平面几何和立体几何中的定理和定义,只要抓住定理中的关键条件进行判断,可借助于符合条件的几何体进行说明,考查了空间想象能力和对定理的运用能力.【解答】解:A、一组对边平行且相等就决定了是平行四边形,故A不符合题意;B、由线面垂直的性质定理知,同一平面的两条垂线互相平行,因而共面,故B不符合题意;C、由线面垂直的定义知,这些直线都在同一个平面内即直线的垂面,故C不符合题意;D、由实际例子,如把书本打开,且把书脊垂直放在桌上,则由无数个平面满足题意,故D符合题意.故选:D.3.【答案】B【解析】【分析】根据二元二次方程表示圆的条件,可以求得若方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,必有16m2+4−20m>0,即可求出m的取值范围.本题考查二元二次方程表示圆的条件,若方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆,则有D2+E2−4F>0.【解答】解:根据二元二次方程表示圆的条件,方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,必有16m2+4−20m>0,解可得,m<14或m>1,故选:B.4.【答案】D【解析】解:如图,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,BB1的中点为E,CC1的中点为F,设D1C1=a,平面ABCD为α,则a//α.观察图形,知:a与AD为异在直线,AD⊂α;a与AA1为异面直线,AA1与α相交;a与EF是异面直线,EF//α.∴若a,b是异面直线,且a//平面α,则b和α的位置关系是平行、相交或b在α内.故选:D.作出正方体,借助正方体能够比较容易地得到结果.本题考查直线与平面的位置关系的判断,解题时要认真审题,注意平面的公理及其推论的灵活运用.5.【答案】B【解析】解:由几何体的三视图得,几何体是低下是一个圆柱,底面半径为1,圆柱体的高为3,上面是半径为1的一个球∴该几何体的体积为π×3+43π=133π故选:B.先由三视图判断出几何体的直观图的形状为上面是球,下面是圆柱;然后利用圆柱、球的体积公式求出该几何体的体积.解决由三视图求几何体的表面积、体积问题,一般先将三视图转化为几何体的直观图,再利用面积、体积公式求.6.【答案】B【解析】解:若l//α,l//β,则α//β或α,β相交,故A不正确;根据线面平行的性质可得:若l//α,经过l的直线与α的交线为m,则l//m,∵l⊥β,∴m⊥β,根据平面与平面垂直的判定定理,可得α⊥β,故B正确;若l⊥α,α⊥β,则l⊂β或l//β,故C错误;作出正方体ABCD−A′B′C′D′,设平面ABCD为α,ADD′A′为β,则α⊥β,观察正方体,得到:B′C′//α,且B′C′//β;A′D′//α,且A′D′⊂β;A′B′//α,且A′B′与β相交.∴面α、β及直线l满足:α⊥β,l//α,则一定有l//β或l⊂β或l与β相交,故D不正确.故选:B.对4个选项分别进行判断,即可得出结论.“由已知想性质,由求证想判定”,也就是说,根据已知条件去思考有关的性质定理;根据要求证的结论去思考有关的判定定理,往往需要将分析与综合的思路结合起来.7.【答案】C【解析】【分析】根据直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点,可得圆心到直线x−y+1=0的距离不大于半径,从而可得不等式,即可求得实数a取值范围.本题考查直线与圆的位置关系,解题的关键是利用圆心到直线的距离不大于半径,建立不等式.【解答】解:∵直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点≤√2∴圆心到直线x−y+1=0的距离为|a+1|√2∴|a+1|≤2∴−3≤a≤1故选:C.8.【答案】C【解析】解:圆x2+2x+y2+4y−3=0的圆心(−1,−2),半径是2√2,圆心到直线x+=√2,y+1=0的距离是√2故圆上的点到直线x+y+1=0的距离为√2的共有3个.故选:C.先求圆心和半径,再看圆心到直线的距离,和√2比较,可得结果.本题考查直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式,考查数形结合的思想,是中档题.9.【答案】B【解析】【分析】利用平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,求出球的半径,然后求解球的体积.本题考查球的体积的求法,考查空间想象能力、计算能力.【解答】解:因为平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,所以球的半径为:√(√2)2+1=√3.(√3)3=4√3π.所以球的体积为:4π3故选B.10.【答案】C【解析】【分析】本题考查异面直线对称角的求法,作出异面直线所成角的平面角是解题的关键,同时考查余弦定理的应用.画出图形,找出BM与AN所成角的平面角,利用解三角形求出BM与AN所成角的余弦值.【解答】解:直三棱柱ABC−A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,如图:BC的中点为O,连结ON,B1C1=OB,则MNOB是平行四边形,BM与AN所成角等于∠ANO,MN=//12∵BC=CA=CC1,设BC=CA=CC1=2,∴CO=1,AO=√5,AN=√5,MB=√B1M2+BB12=√(√2)2+22=√6,在△ANO中,由余弦定理可得:cos∠ANO=AN 2+NO2−AO22AN⋅NO=2×√5×√6=√3010.故选:C.11.【答案】A【解析】【分析】本题考查一元二次不等式组表示平面区域的问题,注意直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上.根据题意,设直线m的方程为y−1=k(x−1),分析可得若直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上,则有[(−3)−2k+k−1][(−2)−(−3)k+k−1]≤0,解可得k的范围,即可得答案.【解答】解:根据题意,直线m过P(1,1),设直线m的方程为y−1=k(x−1),即y−kx+k−1=0,若直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上,则有[(−3)−2k+k−1][(−2)−(−3)k+k−1]≤0,解可得:k≥34或k≤−4;故选A.12.【答案】C【解析】解:对于①,由题意知AD1//BC1,从而BC1//平面AD1C,故BC 1上任意一点到平面AD1C的距离均相等,所以以P为顶点,平面AD1C为底面,则三棱锥A−D1PC的体积不变,故①正确;对于②,连接A1B,A1C1,A1C1//AD1且相等,由于①知:AD1//BC1,所以面BA1C1//面ACD1,从而由线面平行的定义可得,故②正确;对于③,由于DC ⊥平面BCB 1C 1,所以DC ⊥BC 1,若DP ⊥BC 1,则BC 1⊥平面DCP ,BC 1⊥PC ,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误;对于④,连接DB 1,由DB 1⊥AC 且DB 1⊥AD 1,可得DB 1⊥面ACD 1,从而由面面垂直的判定知,故④正确.故选:C .利用空间中线线、线面、面面间的位置关系,结合线线、线面、面面平行和垂直的判断与性质求解.本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等积法、线面平行、线线垂直的判定,要注意转化的思想的使用,是中档题.13.【答案】−6【解析】解:∵直线ax +2y +2=0与直线3x −y −2=0平行,∴它们的斜率相等,∴−a 2=3 ∴a =−6故答案为:−6根据它们的斜率相等,可得−a 2=3,解方程求a 的值.本题考查两直线平行的性质,两直线平行,斜率相等. 14.【答案】(−1,−4,1)【解析】解:设点B 的坐标为(x,y ,z),∵点B 与点A(1,2,3)关于M(0,−1,2)对称, ∴点M(0,−1,2)对为点A(1,2,3)和点B(x,y ,z)的中点,由中点坐标公式可得,{0=x+12−1=y+222=z+32,解得{x =−1y =−4z =1, ∴点B 的坐标是(−1,−4,1).故答案为:(−1,−4,1).根据点的对称性,将问题转化为两点的中点坐标问题,利用中点坐标公式列出方程组,求解即可得到点B 的坐标公式.本题考查了空间中的点的坐标.中点考查了中点坐标公式,解空间坐标问题时,要注意类比平面坐标,对于一些运算公式和法则两者是通用的.属于基础题.15.【答案】相交 【解析】解:圆C(x +2)2+y 2=4的圆心C(−2,0),半径r =2;圆M(x −2)2+(y −1)2=9的圆心M(2,1),半径R =3.∴|CM|=√(−2−2)2+1=√17,R −r =3−2=1,R +r =3+2=5.∴R −r <√17<R +r .∴两圆相交.故答案为:相交.由两圆的方程可得圆心坐标及其半径,判断圆心距与两圆的半径和差的关系即可得出. 本题考查了判断两圆的位置关系的方法,属于基础题.16.【答案】x 2+(y −74)2=116(32≤y <2)【解析】解:连接MB ,MQ ,设P(x,y),Q(|a|,0),点M 、P 、Q在一条直线上,得2−a =y−2x .①由射影定理,有|MB|2=|MP|⋅|MQ|,即√x 2+(y −2)2⋅√a 2+4=1.②由①及②消去a ,可得x 2+(y −74)2=116和x 2+(y −94)2=116.又由图形可知y <2,因此x 2+(y −94)2=116舍去.因此所求的轨迹方程为x 2+(y −74)2=116(32≤y <2).故答案为:x 2+(y −74)2=116(32≤y <2).连接MB ,MQ ,设P(x,y),Q(|a|,0),点M 、P 、Q 在一条直线上,利用斜率相等建立等式,进而利用射影定理|MB|2=|MP|⋅|MQ|,联立消去a ,求得x 和y 的关系式,根据图形可知y <2,进而可求得动弦AB 的中点P 的轨迹方程.本题主要考查了直线与圆的位置关系,求轨迹方程问题.解题过程中灵活利用了射影定理. 17.【答案】解:化简集合A ={y|y =x 2−32x +1,34≤x ≤2},配方,得y =(x −34)2+716.因为x ∈[716,2],∴y min =716,y max =2∴y ∈[716,2]∴A ={y|716≤y ≤2},化简集合B ,由x +m 2≥1,得x ≥1−m 2,B ={x|x ≥1−m 2},因为命p 题是命题q 的充分条件,∴A ⊆B ∴1−m 2≤716解得m ≥34或m ≤−34, 故实数的取值范围是(−∞,−34]∪[34.【解析】根据二次函数的性质求出A 的范围,化简集合B ,根据A ⊆B ,得到关于m 的不等式,解出即可.本题考查了二次函数的性质,考查集合的包含关系,是一道基础题.18.【答案】解:(1)由{2x −y =0x −2y +3=0得P(1,2).(2)①当过点P(1,2)的直线与坐标轴平行时,不合题意;②当过点P(1,2)的直线与坐标轴不平行时,可设所求直线方程为y −2=k(x −1), 当x =0时,y =2−k ;当y =0时,x =1−2k .故三角形的面积s △=12|(1−2k )(2−k)|=92,由2−k >0,1−2k >0,解得k =−1或−4.故所求的直线方程为y −2=−1×(x −1)或y −2=−4×(x −1),即x +y −3=0或4x +y −6=0;综上,所求直线方程为x +y −3=0或4x +y −6=0;【解析】(1)把2条直线的方程联立方程组,求出方程组的解,可得交点坐标.(2)用点斜式求直线的方程,并求出它在坐标轴上的截距,再根据直线与x ,y 轴正半轴围成的三角形面积为92,求出斜率的值,可得直线l 的方程.本题主要考查求直线的交点坐标,用点斜式求直线的方程,直线的截距,属于基础题. 19.【答案】解:(1)设圆心(m,−2m),方程为:(x −m)2+(y +2m)2=r 2∵圆过A(2,−1),∴有(2−m)2+(−1+2m)2=r 2 又√2=r ,解得m =1,r =√2,∴圆的方程为(x −1)2+(y +2)2=2.(2)由题意,(x −1)2+(y +2)2=2的圆心坐标为C(1,−2),则k CB =−2+521−2=−12,∴以B(2,−52)为中点的弦所在的直线的斜率为2,∴所求直线方程为y+52=2(x−2),即4x−2y−13=0.【解析】(1)设出圆心坐标,利用圆C经过点A(2,−1),和直线x+y=1相切,建立方程组,可求圆C的方程;(2)求出以B(2,−52)为中点的弦所在的直线的斜率,利用点斜式可得方程.本题考查圆的方程,考查直线与圆的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.20.【答案】(1)解:设AC∩BD=O,连接PO,则O既为AC的中点,也为BD的中点,∵∠ABC=60°,AC=a,∴BD=√3a,AO=12AC=12a,BO=12BD=√32a.∵PB=PD=√2a,∴PO⊥BD,PO2=PB2−BO2=54a2,∴PA2+AO2=PO2,即PA⊥AC.∵PO⊥BD,AC⊥BD,PO∩AC=O,PO、AC⊂平面PAC,∴BD⊥平面PAC,又BD⊂平面ABCD,∴平面ABCD⊥平面PAC.∵平面ABCD∩平面PAC=AC,PA⊂平面PAC,∴PA⊥平面ABCD.∴四棱锥的体积V=13PA⋅S菱形ABCD=13PA⋅12AC⋅BD=13×a×12×a×√3a=√36a3.(2)证明:取PE的中点M,连结FM、BM,则FM//CE.由PE:ED=2:1,知E是MD的中点,∵O为BD的中点,∴BM//OE.∵FM∩BM=M,CE∩OE=E,FM、BM⊂平面BFM,CE、OE⊂平面AEC,∴平面BFM//平面AEC.又BF⊂平面BFM,∴BF//平面AEC.【解析】(1)设AC∩BD=O,连接PO,在菱形ABCD中,易求得BD=√3a,AO=12a,BO=√32a,由勾股定理可证明PA⊥AC;由PO⊥BD,AC⊥BD,可推出BD⊥平面PAC,PA⋅结合面面垂直的判定定理与性质定理可得PA⊥平面ABCD,故四棱锥的体积V=13S.菱形ABCD(2)取PE的中点M,连结FM、BM,则FM//CE,BM//OE,从而推出平面BFM//平面AEC,再由面面平行的性质定理即可得证.本题考查空间中线与面的位置关系、棱锥体积的求法,熟练掌握空间中线面、面面平行或垂直的判定定理与性质定理是解题的关键,考查学生的空间立体感、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.21.【答案】解:(1)∵D,E分别为AC,AB的中点,∴DE//BC,又DE⊄平面A1CB,∴DE//平面A1CB.(2)由已知得AC⊥BC且DE//BC,∴DE⊥AC,∴DE⊥A1D,又DE⊥CD,∴DE⊥平面A1DC,而A1F⊂平面A1DC,∴DE⊥A1F,又A1F⊥CD,∴A1F⊥平面BCDE,∴A1F⊥BE.(3)线段A1B上存在点Q,使A1C⊥平面DEQ.理由如下:如图,分别取A1C,A1B的中点P,Q,则PQ//BC.∵DE//BC,∴DE//PQ.∴平面DEQ即为平面DEP.由(Ⅱ)知DE⊥平面A1DC,∴DE⊥A1C,又∵P是等腰三角形DA1C底边A1C的中点,∴A1C⊥DP,∴A1C⊥平面DEP,从而A1C⊥平面DEQ,故线段A1B上存在点Q,使A1C⊥平面DEQ.【解析】(1)D ,E 分别为AC ,AB 的中点,易证DE//平面A 1CB ;(2)由题意可证DE ⊥平面A 1DC ,从而有DE ⊥A 1F ,又A 1F ⊥CD ,可证A 1F ⊥平面BCDE ,问题解决;(3)取A 1C ,A 1B 的中点P ,Q ,则PQ//BC ,平面DEQ 即为平面DEP ,由DE ⊥平面,P 是等腰三角形DA 1C 底边A 1C 的中点,可证A 1C ⊥平面DEP ,从而A 1C ⊥平面DEQ . 本题考查直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定与性质,考查学生的分析推理证明与逻辑思维能力,综合性强,属于难题.22.【答案】解:(1)∵l 与m 垂直,且k m =−13,∴k 1=3,故直线l 方程为y =3(x +1),即3x −y +3=0.∵圆心坐标(0,3)满足直线l 方程, ∴当l 与m 垂直时,l 必过圆心C .(2)①当直线l 与x 轴垂直时,易知x =−1符合题意.②当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k(x +1),即kx −y +k =0, ∵PQ =2√3,∴CM =√4−3=1,则由CM =√k 2+1=1,得k =43, ∴直线l :4x −3y +4=0.故直线l 的方程为x =−1或4x −3y +4=0.(3)∵CM ⊥MN ,∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +CM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . ①当l 与x 轴垂直时,易得N(−1,−53),则AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,−53),又AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,3), ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−5. ②当l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k(x +1),则由{y =k(x +1)x +3y +6=0得N(−3k−61+3k ,−5k 1+3k ),则AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−51+3k ,−5k 1+3k ). ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−51+3k +−15k 1+3k=−5. 综上所述,AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值与直线l 的斜率无关,且AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−5.【解析】(1)根据l 与m 垂直,则两条直线的斜率之积为−1,进而根据直线过点A(−1,0),我们可求出直线的方程,将圆的圆心坐标代入直线方程验证后,即可得到结论;(2)根据半弦长、弦心距、圆半径构造直角三角形,满足勾股定理,结合PQ =2√3,易得到弦心距,进而根据点到直线的距离公式,构造关于k 的方程,解方程即可得到k 值,进而得到直线l 的方程;(3)根据已知条件,我们可以求出两条直线的交点N 的坐标(含参数k),然后根据向量数量积公式,即可求出AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值,进而得到结论.本题考查的知识点是直线与圆相交的性质及向量在几何中的应用,其中在处理圆的弦长问题时,根据半弦长、弦心距、圆半径构造直角三角形,满足勾股定理,进行弦长、弦心距、圆半径的知二求一,是解答此类问题的关键.。
安徽省2020年高二上学期期中数学试卷(I)卷
安徽省2020年高二上学期期中数学试卷(I)卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、填空题: (共14题;共14分)1. (1分) (2016高二下·新疆期中) 设命题P:∀x>0,x>lnx,则¬p为________.2. (1分) (2016高一下·盐城期中) 直线x﹣y+1=0的倾斜角是________.3. (1分) (2016高二上·浦城期中) 已知a、b是两个命题,如果a是b的充分条件,那么¬a是¬b的________条件.(填“充分条件”、或“必要条件”、或“充要条件”)4. (1分) (2016高二上·绍兴期中) 正方体ABCD﹣A1B1C1D1中直线BC1与平面BB1D1D所成角的余弦值是________5. (1分)已知实数x,y满足(x﹣1)2+y2=1,则2x﹣y的最大值是________.6. (1分)要制作一个容器为4m3 ,高为1m的无盖长方形容器,已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________ (单位:元)7. (1分) (2017高一上·嘉峪关期末) 自点(﹣3,3)发出的光线射到x轴上,被x轴反射,其反射光线L 所在直线与圆x2+y2﹣4x﹣4y+7=0相切,则反射光线L所在直线方程为________.8. (1分) (2017高二上·右玉期末) 若实数x、y满足(x﹣2)2+y2=3,则的最大值为________.9. (1分) (2019高二下·吉林期末) 已知“ ”是“ ”的充分不必要条件,且,则的最小值是________.10. (1分) (2016高二上·金华期中) 已知圆C:x2+y2=4,直线l:y=x+b,若圆C上恰有4个点到直线l 的距离都等于1,则b的取值范围是________.11. (1分)已知线段OA,OB,OC两两垂直,且OA=1,OB=1,OC=2.若线段OA,OB,OC在直线OP上的射影长相等,则其射影长为________12. (1分)(2020·如皋模拟) 如图,在直三棱柱中,,则四棱锥的体积为________.13. (1分)(2017·柳州模拟) 已知圆C的方程为(x﹣3)2+y2=1,圆M的方程为(x﹣3﹣3cosθ)2+(y ﹣3sinθ)2=1(θ∈R),过M上任意一点P作圆C的两条切线PA,PB,切点分别为A、B,则∠APB的最大值为________.14. (1分)已知圆C的圆心是直线x+y+1=0与直线x﹣y﹣1=0的交点,直线3x+4y﹣11=0与圆C相交于A,B两点,且|AB|=6,则圆C的方程为________二、解答题 (共6题;共60分)15. (10分)三角形三个顶点是A(4,0)B(6,7)C(0,3).(1)求BC边的垂直平分线方程;(2)求A的内角平分线方程.16. (10分)如图,AD⊥平面ABC,CE⊥平面ABC,AC=AD=AB=1,四边形ACED的面积为,F为BC的中点,(1)求证:AF∥平面BDE;(2)求证:平面BDE⊥平面BCE.17. (10分) (2020高二下·新余期末) 已知实数,p:,q:(1)若是的必要不充分条件,求实数m的取值范围;(2)若,为真命题,求实数x的取值范围.18. (10分) (2016高二上·襄阳期中) 已知直线l:y=2x+m与圆O:x2+y2=1相交于A,B两个不同的点,且A(cosα,sinα),B(cosβ,sinβ).(1)当△AOB面积最大时,求m的取值,并求出|AB|的长度.(2)判断sin(α+β)是否为定值;若是,求出定值的大小;若不是,说明理由.19. (10分)(2016·新课标Ⅰ卷理) 选修4—4:坐标系与参数方程在直线坐标系xoy中,圆C的方程为(x+6)2+y2=25.(1)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C的极坐标方程;(2)直线l的参数方程是(t为参数),l与C交于A、B两点,∣AB∣=,求l的斜率。
安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试数学试题
安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试数学试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________二、多选题9.如图,在四棱锥P ABCD -中,AP a =uuu r r ,AB b =uuu r r ,AD c=uuu r r ,若PE ED =uuu r uuu r ,2CF FP =uuu r uuu r,则( )四、问答题17.已知ABC V 的三个顶点是()1,2A -,()2,2B -,()3,5C .(1)求边AC 上的高所在直线的方程;(2)求BAC Ð的角平分线所在直线的方程.18.已知圆()()22:119C x y -+-=.(1)直线1l 过点()2,0A -,且与圆C 相切,求直线1l 的方程;(2)设直线2:3420l x y +-=与圆C 相交于E ,F 两点,点P 为圆C 上的一动点,求PEF !的面积S 的最大值.19.不同材质的楔形零配件广泛应用于生产生活中,例如,制作桌凳时,利用楔形木块可以防止松动,使构件更牢固.如图是从棱长为3的正方体木块中截出的一个楔形体ABCD MNPQ -,将正方体的上底面平均分成九个小正方形,其中,,,M N P Q 是中间的小正方形的顶点.(1)求楔形体的表面积;(2)求平面APQ 与平面BNQ 的夹角的余弦值.20.已知圆C 过()1,3M -,()1,1N 两点,且圆心C 在直线250x y +-=上.(1)求圆C 的方程;(2)设直线3y kx =+与圆C 交于A ,B 两点,在直线3y =上是否存在定点D ,使得直线AD ,BD 的倾斜角互补?若存在,求出点D 的坐标;若不存在,说明理由.五、证明题21.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是边长为2的正方形,侧面PAD 为等边三角形,顶点P 在底面上的射影在正方形ABCD 外部,设点E ,F 分别为PA ,BC。
2019-2020学年安徽省合肥市第一中学高二上学期期中数学(文)试题(含答案解析)
2019-2020学年安徽省合肥市第一中学高二上学期期中数学(文)试题一、单选题 1.直线的倾斜角和斜率分别是( )A .045,1B .0135,1-C .090,不存在D .0180,不存在【答案】C【解析】解:∵直线x=1垂直于x 轴,倾斜角为90°,而斜率不存在, 故选 C .2.下列说法不正确的....是( ) A .空间中,一组对边平行且相等的四边形是一定是平行四边形; B .同一平面的两条垂线一定共面;C .过直线上一点可以作无数条直线与这条直线垂直,且这些直线都在同一个平面内;D .过一条直线有且只有一个平面与已知平面垂直. 【答案】D【解析】一组对边平行就决定了共面;同一平面的两条垂线互相平行,因而共面; 这些直线都在同一个平面内即直线的垂面;把书本的书脊垂直放在桌上就明确了 3.方程224250x y mx y m ++-+=表示圆的充要条件是( )A .114m << B .114mm 或 C .14m <D .1m >【答案】B【解析】由圆的方程化化为222(2)(1)451x m y m m ++-=-+,得出24510m m -+>,即可求解,得到答案.【详解】由题意,圆224250x y mx y m ++-+=,可化为222(2)(1)451x m y m m ++-=-+, 则24510m m -+>,即(41)(1)0m m -->,解得14m <或1m >,故选B. 【点睛】本题主要考查了圆的一般方程与标准方程的应用,其中熟练把圆的一般方程化为标准方程,得到24510m m -+>是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.4.若a,b是异面直线,且a∥平面α,则b与α的位置关系是( )A.b∥αB.相交C.b⊂αD.b⊂α、相交或平行【答案】D【解析】三种情况如图(1),(2),(3).【考点】直线与平面的位置关系.5.如图是某几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的体积是( )A.4πB.133πC.143πD.5π【答案】B【解析】根据视图判断该几何体为组合体,分别求出两部分体积再求和即可得解.【详解】根据三视图可知该几何体是由一个底面直径为2、高为3的圆柱和一个直径为2的球组合而成,所以该组合体的体积为2324213+=3+=2323V V Vπππ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭圆柱球.故选:B.【点睛】本题考查了三视图的还原和几何体体积的计算,属于基础题. 6.设l是直线,α,β是两个不同的平面( )A .若//l α,l β//,则//αβB .若//l α,l β⊥,则αβ⊥C .若αβ⊥,l α⊥,则l β⊥D .若αβ⊥,//l α,则l β⊥【答案】B【解析】根据空间中线面、面面间的位置关系对选项逐一判断即可. 【详解】由l 是直线,α,β是两个不同的平面,可知:A 选项中,若//l α,l β//,则α,β可能平行也可能相交,错误;B 选项中,若//l α,l β⊥,由线面平行、线面垂直的性质和面面垂直的判定可知αβ⊥,正确;C 选项中,若αβ⊥,l α⊥,由面面垂直、线面垂直的性质可知l β//或l β⊂,错误;D 选项中,若αβ⊥,//l α,则l ,β可能平行也可能相交,错误. 故选:B. 【点睛】本题考查了线面、面面间的位置关系的判断,考查了空间思维能力,属于基础题. 7.若直线10x y -+=与圆22()2x a y -+=有公共点,则实数a 的取值范围是( ) A .[3,1]-- B .[1,3]-C .[3,1]-D .(,3][1,)∞-+∞U【答案】C【解析】由题意得圆心为(,0)a .圆心到直线的距离为d =,由直线与圆有公共点可得≤12a +≤,解得31a -≤≤.∴实数a 取值范围是[3,1]-. 选C .8.圆222430x x y y +++-=上到直线10x y ++=的距离为2的点共有( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个【答案】C【解析】求出圆的圆心和半径,比较圆心到直线的距离和圆的半径的关系即可得解. 【详解】圆222430x x y y +++-=可变为()()22128x y +++=,∴圆心为()1,2--,半径为22, ∴圆心到直线10x y ++=的距离12122d --+==,∴圆上到直线的距离为2的点共有3个.故选:C. 【点睛】本题考查了圆与直线的位置关系,考查了学生合理转化的能力,属于基础题.9.平面α截球O 的球面所得圆的半径为1,球心O 到平面α的距离为2,则此球的体积为 A .6π B .43πC .46πD .63π【答案】B 【解析】球半径,所以球的体积为,选B.10.直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BCA =90°,M ,N 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点,BC =CA =CC 1,则BM 与AN 所成角的余弦值为( ) A .110B .25C .3010D .22【答案】C【解析】以C 为原点,直线CA 为x 轴,直线CB 为y 轴,直线1CC 为z 轴,则设CA=CB=1,则(0,1,0)B ,11(,,1)22M ,A (1,0,0),1(,0,1)2N ,故11(,,1)22BM =-u u u u r ,1(,0,1)2AN u u u r =-,所以cos ,BM AN BM AN BM AN ⋅〈〉==⋅u u u u r u u u ru u u u r u u u r u u u u r u u u r 3465=⋅30 C.【考点】本小题主要考查利用空间向量求线线角,考查空间向量的基本运算,考查空间想象能力等数学基本能力,考查分析问题与解决问题的能力.11.已知点()()2,3,3,2A B ---,直线l 过点()1,1P ,且与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 满足( ) A .34k ≥或4k ≤- B .34k ≥或1k ≤- C .344k -≤≤ D .344k ≤≤ 【答案】A【解析】画出,,A B P 三点的图像,根据,PA PB 的斜率,求得直线l 斜率k 的取值范围. 【详解】如图所示,过点P 作直线PC x ⊥轴交线段AB 于点C ,作由直线,PA PB ①直线l 与线段AB 的交点在线段AC (除去点C )上时,直线l 的倾斜角为钝角,斜率k 的范围是PA k k ≤.②直线l 与线段AB 的交点在线段BC (除去点C )上时,直线l 的倾斜角为锐角,斜率k 的范围是PB k k ≥.因为31421PA k --==--,213314PB k --==--,所以直线l 的斜率k 满足34k ≥或4k ≤-. 故选:A.【点睛】本小题主要考查两点求斜率的公式,考查数形结合的数学思想方法,考查分类讨论的数学思想方法,属于基础题.12.如图,点P 在正方体1111ABCD A B C D -的面对角线1BC 上运动,则下列四个结论:①三棱锥1A D PC -的体积不变;1//A P ②平面1ACD ; 1DP BC ⊥③;④平面1PDB ⊥平面1ACD .其中正确的结论的个数是( )A .1个B .2个C .3个D .4个【答案】C【解析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解. 【详解】对于①,由题意知11//AD BC ,从而1//BC 平面1AD C ,故BC 1上任意一点到平面1AD C 的距离均相等,所以以P 为顶点,平面1AD C 为底面,则三棱锥1A D PC -的体积不变,故①正确; 对于②,连接1A B ,11A C ,111//AC AD 且相等,由于①知:11//AD BC , 所以11//BA C 面1ACD ,从而由线面平行的定义可得,故②正确; 对于③,由于DC ⊥平面11BCB C ,所以1DC BC ⊥, 若1DP BC ⊥,则1BC ⊥平面DCP ,1BC PC ⊥,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误;对于④,连接1DB ,由1DB AC ⊥且11DB AD ⊥,可得1DB ⊥面1ACD ,从而由面面垂直的判定知,故④正确. 故选:C . 【点睛】本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等体积法、线面平行、垂直的判定,要注意使用转化的思想.二、填空题13.如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,则a 的值为_______ 【答案】-6.【解析】根据它们的斜率相等,可得﹣2a=3,解方程求a 的值 【详解】∵直线ax+2y+2=0与直线3x ﹣y=0平行, ∴它们的斜率相等,∴﹣2a=3,∴a=﹣6. 故答案为:-6. 【点睛】本题考查两直线平行的性质,两直线平行,斜率相等.14.已知B 与点()1,2,3A 关于点()0,1,2M -对称,则点B 的坐标是______. 【答案】()1,4,1--【解析】根据空间直角坐标系中点坐标公式求结果. 【详解】设B (),,x y z ,则1230,1,2222x y z+++=-==,所以1,4,1x y z =-=-=,所以B 的坐标为()1,4,1--. 【点睛】本题考查空间直角坐标系中点坐标公式,考查基本分析求解能力,属基础题. 15.圆(x +2)2+y 2=4与圆(x -2)2+(y -1)2=9的位置关系为________. 【答案】相交【解析】由题意知,两圆的圆心分别为(-2,0),(2,1),两圆的半径之差为1,半径之和为5,而,所以两圆的位置关系为相交. 16.已知圆22:(2)1M x y +-=,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点,则动弦AB 的中点P 的轨迹方程为__________.【答案】2271416x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭(2)y < 【解析】转化条件点P 、M 、Q 三点共线、2MQ PM BM ⋅=即可得到点P 满足的条件,化简即可得解. 【详解】由圆的方程可知圆心()0,2,半径为1.设点(),P x y ,(),0Q a ,点P 、M 、Q 三点共线, 可得22y x a-=-, 由相似可得2MQ PM BM ⋅=即()222421a x y ++-=,联立消去a 并由图可知2y <,可得()2271()2416x y y +-=<.故答案为:()2271()2416x y y +-=<【点睛】本题考查了圆的性质和轨迹方程的求法,考查了转化能力和运算能力,属于中档题.三、解答题17.已知集合A =233|1,,224y y x x x ⎧⎫⎡⎤=-+∈⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭,B ={x|x +m 2≥1}.命题p :x ∈A ,命题q :x ∈B ,并且命题p 是命题q 的充分条件,求实数m 的取值范围. 【答案】34m ≥或34m ≤-.【解析】【分析】试题分析:首先将集合,A B 进行化简,再根据命题p 是命题q 的充分条件知道A B ⊆,利用集合之间的关系,就可以求出实数m 的取值范围. 【详解】化简集合A ,由2312y x x =-+,配方,得237416y x ⎛⎫=-+⎪⎝⎭. 3,24x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦Q ,min 716y ∴=,max 2y =.7,216y ⎡⎤∴∈⎢⎥⎣⎦,7|216A y y ⎧⎫∴=≤≤⎨⎬⎩⎭化简集合B ,由21x m +≥,21x m -≥,{}2|1B x m=≥-Q 命题p 是命题q 的充分条件,A B ∴⊆.27116m ∴-≤, 解得34m ≥,或34m ≤-.∴实数m 的取值范围是33,,44⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭U .18.已知直线1l ,2l 的方程分别为20x y -=,230x y -+=,且1l ,2l 的交点为P . (1)求P 点坐标;(2)若直线l 过点P ,且与x ,y 轴正半轴围成的三角形面积为92,求直线l 的方程. 【答案】(1)()1,2P ;(2)30x y +-=或460x y +-=. 【解析】(1)联立方程组即可求解;(2)利用点斜式设出直线方程表示出直线与坐标轴的交点后即可得解. 【详解】 (1)由20230x y x y -=⎧⎨-+=⎩解得12x y =⎧⎨=⎩,所以点P 坐标为()1,2.(2)①当过点()1,2P 的直线与坐标轴平行时,不合题意;②当过点()1,2P 的直线与坐标轴不平行时,可设所求直线方程为2(1)y k x -=-, 当0x =时,2y k =-;当0y =时,21x k=-;故: 1291(2)22S k k ∆⎛⎫=--= ⎪⎝⎭,由20k ->,210k ->,解得1k =-或4-故所求的直线方程为21(1)y x -=-⨯-或24(1)y x -=-⨯-, 即30x y +-=或460x y +-=;综上,所求直线方程为30x y +-=或460x y +-= 【点睛】本题考查了直线交点的求法、待定系数法求直线方程,考查了方程思想,在设直线方程时要注意每种形式的适用范围,属于基础题.19.圆C 经过点()2,1A -,和直线1x y +=相切,且圆心在直线2y x =-上. (1)求圆C 的方程; (2)圆内有一点52,2B ⎛⎫-⎪⎝⎭,求以该点为中点的弦所在的直线的方程. 【答案】(1)22(1)(2)2x y -++=;(2)42130x y --=.【解析】(1)设出圆的圆心和半径,根据已知列出方程即可得解; (2)利用垂径定理可知CB EF ⊥,求出弦所在直线的斜率即可得解. 【详解】(1)圆心在直线2y x =-上,设圆心(),2m m -,半径为r ,则圆的方程为:222()(2)x m y m r -++=,Q 圆过()2,1A -,∴222(2)(12)m m r -+-+=,又 圆和直线1x y +=相切,∴r =,解得1m =,r = ∴圆C 的方程为22(1)(2)2x y -++=.(2)点B 为弦EF 的中点,由垂径定理得:CB EF ⊥,由(1)知点C ()1,2-,∴5212122BCk ⎛⎫--- ⎪⎝⎭==--,∴12EF BC k k ==-, ∴()5:222EF y x +=-即42130x y --=, ∴以点B 为中点的弦的方程为:42130x y --=.【点睛】本题考查了圆的方程的确定、圆的性质,考查了方程思想和条件转化的能力,属于基础题.20.如图,在底面是菱形的四棱锥P ABCD -,60ABC ∠=︒,PA AC a ==,2PB PD a ==,点E 在PD 上,且:2:1PE ED =.(1)求该四棱锥的体积; (2)若F 为棱PC 的中点,证明://BF 平面AEC .【答案】(1)336a ;(2)证明见解析. 【解析】(1)先证明PA ⊥面ABCD ,再求出菱形ABCD 的面积即可得解; (2)通过辅助线证明面面平行后即可得出结论.【详解】(1)Q 四边形ABCD 是菱形,PA AC a ==,2PB PD a ==,∴90PAB PAD ∠=∠=o ,∴PA ⊥面ABCD ,又 60ABC ∠=︒,∴233ABCD a a S a == ∴23113333P ABCD ABCD a a V S PA a -=⋅== (2)取PE 的中点M ,连结FM ,则//FM CE ,由线面平行的判定定理可得//FM 面AEC ,由:2:1PE ED =可知E 是MD 的中点,连结BM 、BD ,设BD AC O ⋂=,由菱形的性质可得O 为BD 的中点, ∴//BM OE ,由线面平行的判定定理可得//BM 面AEC ,又BM FM M ⋂=, ∴平面//BFM 平面AEC又BF ⊂平面BFM ,∴//BF 平面AEC .【点睛】本题考查了立体图形体积的求法以及线面、面面位置关系的性质和判定,属于中档题. 21.如图1所示,在Rt ABC ∆中,90,,C D E ο∠=分别为,AC AB 的中点,点F 为线段CD 上的一点,将ADE ∆沿DE 折起到1A DE ∆的位置,使1,A F CD ⊥如图2所示.(1)求证:DE //平面1A CB ;(2)求证:1A F BE ⊥; (3)线段1A B 上是否存在点Q ,使1A C ⊥平面DEQ ?请说明理由.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【解析】(1)∵DE ∥BC ,由线面平行的判定定理得出(2)可以先证1DE A DC ⊥平面,得出1DE A F ⊥,∵1A F CD ⊥∴1A F BCDE ⊥底面∴1A F BE ⊥(3)Q 为1A B 的中点,由上问1DE A DC ⊥平面,易知1DE A C ⊥,取1A C 中点P ,连接DP 和QP ,不难证出1PQ A C ⊥,1PD A C ⊥∴1A C PQD ⊥平面∴1A C PQ ⊥,又∵1DE A C ⊥∴1A C PQE ⊥平面22.已知过点()1,0A -的动直线l 与圆22:(3)4C x y +-=相交于P ,Q 两点,M 是PQ 中点,l 与直线:360m x y ++=相交于N .(1)当l 与m 垂直时,求l 的方程;(2)当PQ =l 的方程;(3)探究AM AN ⋅u u u u r u u u r 是否与直线l 的倾斜角有关?若无关,求出其值;若有关,请说明理由.【答案】(1)330x y -+=;(2)1x =-或4340x y -+=;(3)无关,5-.【解析】(1)利用垂直时1m l k k ⋅=-求出l k ,利用点斜式即可得解;(2)讨论直线l 斜率是否存在,当斜率存在时,利用点斜式设出方程,再根据1CM =即可得解;(3)先转化AM AN AC AN ⋅=⋅u u u u r u u u r u u u r u u u r ,根据直线斜率是否存在分别求出点N 点坐标,计算后即可得解.【详解】(1)Q 直线l 与直线m 垂直,且13m k =-,∴13l m k k =-=. 故直线l 方程为3(1)y x =+,即330x y -+=.(2)①当直线l 与x 轴垂直时,易知1x =-符合题意;②当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为(1)y k x =+,即0kx y k -+=,Q PQ =M 是PQ 中点,圆C 圆心为()0,3,半径为2,∴1CM ==,则由1CM ==,得43k =, ∴直线:4340l x y -+=. 故直线l 的方程为1x =-或4340x y -+=.(3)Q CM NA ⊥,∴()AM AN AC CM AN AC AN CM AN AC AN ⋅=+⋅=⋅+⋅=⋅u u u u r u u u r u u u r u u u u r u u u r u u u r u u u r u u u u r u u u r uu u r u u u r. ①当l 与x 轴垂直时,易得51,3N ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,则50,3AN ⎛⎫=- ⎪⎝⎭u u u r ,又(1,3)AC =u u u r , ∴5AM AN AC AN ⋅=⋅=-u u u u r u u u r u u u r u u u r .②当l 的斜率存在时,设直线l 的方程为(1)y k x =+,则由(1)360y k x x y =+⎧⎨++=⎩得365,1313k k N k k ---⎛⎫ ⎪++⎝⎭ 则55,1313k AN k k --⎛⎫= ⎪++⎝⎭u u u r . ∴51551313k AM AN AC AN k k--⋅=⋅=+=-++u u u u v u u u v u u u v u u u v . 综上所述,AM AN ⋅u u u u r u u u r 与直线l 的斜率无关,且5AM AN ⋅=-u u u u r u u u r .【点睛】本题考查了直线解析式的求法、直线与圆的位置关系和向量数量积的坐标表示,考查了分类讨论思想和方程思想,属于中档题.。
安徽省2020版高二上学期期中数学试卷(理科)(II)卷
安徽省2020版高二上学期期中数学试卷(理科)(II)卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题: (共12题;共24分)1. (2分)(2019·十堰模拟) 某工厂利用随机数表对生产的 600 个零件进行抽样测试,先将 600 个零件进行编号,编号分别为从中抽取个样本,如下提供随机数表的第行到第行:若从表中第行第列开始向右依次读取个数据,则得到的第个样本编号()A .B .C .D .2. (2分)在由1、2、3组成的不多于三位的自然数(可以有重复数字)中任意取一个,正好抽出两位自然数的概率是()A .B .C .D .3. (2分) (2018高一下·深圳期中) 已知、为单位向量,其夹角为,则向量与向量的关系是()A . 相等B . 垂直C . 平行D . 共线4. (2分)设,则“”是“”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5. (2分)函数f(x)=3sin(2x﹣),在区间[0, ]上的值域为()A . [﹣, ]B . [﹣,3]C . [﹣, ]D . [﹣,3]6. (2分)(2019·淮南模拟) 在平面直角坐标系中,设点,定义,其中为坐标原点,对于下列结论:符合的点的轨迹围成的图形面积为8;设点是直线:上任意一点,则;设点是直线:上任意一点,则使得“ 最小的点有无数个”的充要条件是;设点是椭圆上任意一点,则.其中正确的结论序号为A .B .C .D .7. (2分) (2015高一上·福建期末) 已知α,β是平面,m,n是直线.下列命题中不正确的是()A . 若m∥n,m⊥α,则n⊥αB . 若m∥α,α∩β=n,则m∥nC . 若m⊥α,m⊥β,则α∥βD . 若m⊥α,m∩β,则α⊥β8. (2分)已知点P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,I为△PF1F2的内心,若成立,则的值为()A .B .C .D .9. (2分)(2017·黑龙江模拟) 执行右面的程序框图,如果输出的a值大于2017,那么判断框内的条件为()A . k<9?B . k≥9?C . k<10?D . k≥11?10. (2分) (2016高二下·沈阳开学考) 在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A .B .C .D .11. (2分)已知抛物线上一定点B(-1,0)和两个动点,当时,点的横坐标的取值范围是()A .B .C .D .12. (2分)(2017·石嘴山模拟) 已知函数,则关于x的方程[f(x)]2﹣f(x)+a=0(a∈R)的实数解的个数不可能是()A . 2B . 3C . 4D . 5二、填空题 (共4题;共4分)13. (1分) (2017高二下·嘉兴期末) 已知双曲线﹣ =1(a>0,b>0)上存在点P,满足P到y轴和到x轴的距离比为,则双曲线离心率的取值范围是________.14. (1分) (2016高一下·定州期末) 用一个平行于圆锥底面的平面截该圆锥,截得圆台的上、下底面半径之比是1:4,截去的小圆锥的母线长是3cm,则圆台的母线长________ cm.15. (1分) (2016高二上·黑龙江期中) 已知椭圆 +x2=1,过点P(,)的直线与椭圆相交于A,B两点,且弦AB被点P平分,则直线AB的方程为________.16. (1分)函数y= 的最大值是________.三、解答题 (共6题;共65分)17. (15分) (2016高一下·和平期末) 一个路口的红绿灯,红灯亮的时间为40秒,黄灯亮的时间为5秒,绿灯亮的时间为50秒(没有两灯同时亮),当你到达路口时,看见下列三种情况的概率各是多少?(1)红灯;(2)黄灯;(3)不是红灯.18. (10分) (2016高二上·灌云期中) 已知集合A={(x,y)|x2+(y+1)2≤1},B={(x,y)| x+y=4m},命题P:A∩B=∅,命题q:直线 + =1在两坐标轴上的截距为正.(1)若命题P为真命题,求实数m的取值范围;(2)若“p∨q”为真,“p∧q”为假,求实数m的取值范围.19. (10分)(2019·临沂模拟) 已知抛物线E:上一点M 到焦点F的距离为5.(1)求抛物线E的方程;(2)直线与圆C:相切且与抛物线E相交于A,B两点,若△AOB的面积为4(O为坐标原点),求直线的方程.20. (10分) (2018高三上·西安期中) 如图所示,在平面四边形ABCD中,AD=1,CD=2,AC= .(1)求cos∠CAD的值;(2)若cos∠BAD=-,sin∠CBA=,求BC的长.21. (10分)(2019·吉林模拟) 在等差数列中,已知 .(1)求数列的通项公式;(2)设数列的前n项和为 .若,求n的值.22. (10分) (2020高二下·广州期末) 已知椭圆的左、右焦点分别为,且,是椭圆上一点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)作斜率为的直线与C交于两点,且点在直线的左上方. 证明:的内切圆圆心在直线上.参考答案一、选择题: (共12题;共24分)答案:1-1、考点:解析:答案:2-1、考点:解析:答案:3-1、考点:解析:答案:4-1、考点:解析:答案:5-1、考点:解析:答案:6-1、考点:解析:答案:7-1、考点:解析:答案:8-1、考点:解析:答案:9-1、考点:解析:答案:10-1、考点:解析:答案:11-1、考点:解析:答案:12-1、考点:解析:二、填空题 (共4题;共4分)答案:13-1、考点:解析:答案:14-1、考点:解析:答案:15-1、考点:解析:答案:16-1、考点:解析:三、解答题 (共6题;共65分)答案:17-1、答案:17-2、答案:17-3、考点:解析:答案:18-1、答案:18-2、考点:解析:答案:19-1、答案:19-2、考点:解析:答案:20-1、答案:20-2、考点:解析:答案:21-1、答案:21-2、考点:解析:答案:22-1、答案:22-2、考点:解析:。
安徽省合肥市2020年(春秋版)数学高二上学期理数期中考试试卷D卷
安徽省合肥市2020年(春秋版)数学高二上学期理数期中考试试卷D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题;共24分)1. (2分) (2015高二上·福建期末) 已知O(0,0,0),A(2,1,1),B(1,1,﹣1),点P(λ,1,3)在平面OAB内,则λ=()A . 2B . 3C . 4D . 52. (2分)若椭圆的离心率为,则双曲线的离心率为()A .B .C .D . 23. (2分)一条光线从A(﹣,0)处射到点B(0,1)后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程为()A . 2x﹣y﹣1=0B . 2x+y﹣1=0C . x﹣2y﹣1=0D . x+2y+1=04. (2分) (2016高二上·余姚期末) 已知正数a,b,c满足约束条件:,且,则的最大值为()A .B .C . 0D . ﹣15. (2分)若三条直线l1:4x+y=4,l2:mx+y=0,l3:2x﹣3my=4不能围成三角形,则实数m的取值最多有()A . 2个B . 3个C . 4个D . 5个6. (2分)已知两点F1(-1,0)、F2(1,0),且是与的等差中项,则动点P的轨迹方程是()A .B .C .D .7. (2分)已知圆M过定点且圆心M在抛物线上运动,若y轴截圆M所得的弦长为AB ,则弦长等于()A . 4B . 3C . 2D . 与点M位置有关的值8. (2分) (2015高二上·西宁期末) 平行于直线2x﹣y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是()A . 2x﹣y+5=0B . x2﹣y﹣5=0C . 2x+y+5=0或2x+y﹣5=0D . 2x﹣y+5=0或2x﹣y﹣5=09. (2分) (2017高二上·临沂期末) 双曲线C1: =1(a>0,b>0)的左焦点F1作曲线C2:x2+y2=a2的切线,设切点为M,延长F1M交曲线C3:y2=2px(p>0)于点P,其中C1与C3有一个共同的焦点,若M为F1P 的中点,则双曲线C1的离心率为()A .B .C .D .10. (2分) (2015高二上·莆田期末) 方程x2﹣xy﹣2y2=0表示的曲线为()A . 椭圆B . 双曲线C . 圆D . 两直线11. (2分)(2018·河北模拟) 已知抛物线的焦点为,过点作斜率为1的直线交抛物线于两点,则的值为()A .B .C .D .12. (2分) (2017高二上·哈尔滨月考) 已知椭圆C:(a>b>0)离心率为 .双曲线x2-y2=1的渐近线与椭圆C有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形的面积为16,则椭圆C的方程为()A .B .C .D .二、填空题 (共4题;共4分)13. (1分) (2018高一下·吉林期中) 在中,是边上一点,且,是上的一点,若,则实数的值为________.14. (1分) (2016高二上·射洪期中) 设直线系M:xcosθ+(y﹣1)sinθ=1(0≤θ≤2π),对于下列说法:(1)M中所有直线均经过一个定点;(2)存在一个圆与所有直线不相交;(3)对于任意整数n(n≥3),存在正n边形,其所有边均在M中的直线上;(4)M中的直线所能围成的正三角形面积都相等.其中说法正确的是________(填序号).15. (1分)已知圆与直线相交于、两点,则当的面积最大时,实数的值为________.16. (1分)(2017·山西模拟) 已知双曲线﹣ =1与﹣ =1有相同的离心率,则m=________.三、解答题 (共6题;共50分)17. (10分) (2018高一下·张家界期末) 已知直线和互相垂直.(1)求实数的值;(2)求两直线的交点坐标.18. (10分) (2017高一上·龙海期末) 漳州市“网约车”的现行计价标准是:路程在2km以内(含2km)按起步价8元收取,超过2km后的路程按1.9元/km收取,但超过10km后的路程需加收50%的返空费(即单价为1.9×(1+50%)=2.85元).(1)将某乘客搭乘一次“网约车”的费用f(x)(单位:元)表示为行程x(0<x≤60,单位:km)的分段函数;(2)某乘客的行程为16km,他准备先乘一辆“网约车”行驶8km后,再换乘另一辆“网约车”完成余下行程,请问:他这样做是否比只乘一辆“网约车”完成全部行程更省钱?请说明理由.19. (10分) (2018高一上·广西期末) 已知关于,的方程: .(1)若方程表示圆,求的取值范围;(2)若圆与直线:相交于 , 两点,且,求的值.20. (5分) (2016高三上·嘉兴期末) 已知抛物线与直线交于两点,,点在抛物线上,.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求点的坐标.21. (10分) (2019高二上·龙江月考) 椭圆的两个焦点的坐标分别为F1(﹣2,0),F2(2,0),且椭圆经过点(,﹣)(1)求椭圆标准方程.(2)求椭圆长轴长、短轴长、离心率.22. (5分) (2019高三上·嘉兴期末) 已知椭圆的中心在坐标原点,其右焦点为,以坐标原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线相切.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)经过点的直线,分别交椭圆于,及,四点,且,探究:是否存在常数,使得 .参考答案一、选择题 (共12题;共24分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-1、11-1、12-1、二、填空题 (共4题;共4分)13-1、14-1、15-1、16-1、三、解答题 (共6题;共50分) 17-1、17-2、18-1、18-2、19-1、19-2、20-1、21-1、21-2、22-1、。
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高二(上)期中数学试卷题号一二三总分得分一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.直线x=1的倾斜角和斜率分别是()A. 45°,1B. 135°,−1C. 90°,不存在D. 180°,不存在2.下列说法中不正确的....是().A. 空间中,一组对边平行且相等的四边形一定是平行四边形B. 同一平面的两条垂线一定共面C. 过直线上一点可以作无数条直线与这条直线垂直,且这些直线都在同一个平面内D. 过一条直线有且只有一个平面与已知平面垂直3.方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,m的取值范围是()A. 14<m<1 B. m<14或m>1C. m<14D. m>14.若a,b是异面直线,且a//平面α,则b和α的位置关系是()A. 平行B. 相交C. b在α内D. 平行、相交或b在α内5.如图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的体积是()A. 10π3B. 13π3C. 11π3D. 8π36.设l是直线,α,β是两个不同的平面()A. 若l//α,l//β,则α//βB. 若l//α,l⊥β,则α⊥βC. 若α⊥β,l⊥α,则l⊥βD. 若α⊥β,l//α,则l⊥β7.若直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点,则实数a的取值范围是()A. [−3,−1]B. [−1,3]C. [−3,1]D. (−∞,−3]∪[1,+∞)8.圆x2+2x+y2+4y−3=0上到直线x+y+1=0的距离为√2的点共有()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个9.平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,则此球的体积为()A. √6πB. 4√3πC. 4√6πD. 6√3π10.直三棱柱ABC−A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,BC=CA=CC1,则BM与AN所成角的余弦值为()A. 110B. 25C. √3010D. √2211.已知点A(2,−3),B(−3,−2),直线m过P(1,1),且与线段AB相交,求直线m的斜率k的取值范围为()A. k≥34或k≤−4 B. k≥34或k≤−14C. −4≤k≤34D. 34≤k≤412.如图,点P在正方体ABCD−A1B1C1D1的面对角线BC1上运动(P点异于B、C1点),则下列四个结论:①三棱锥A−D1PC的体积不变:②A1P//平面ACD1:③DP⊥BC1;④平面PDB1⊥平面ACD1.其中正确结论的个数是()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13.如果直线ax+2y+2=0与直线3x−y−2=0平行,那么系数a的值为______.14.已知点B与点A(1,2,3)关于M(0,−1,2)对称,则点B的坐标是______.15.圆(x+2)2+y2=4与圆(x−2)2+(y−1)2=9的位置关系为______.16.已知⊙M:x2+(y−2)2=1,Q是x轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,求动弦AB的中点P的轨迹方程为______.三、解答题(本大题共6小题,共72.0分)17.已知集合A={y|y=x2−32x+1,34≤x≤2},B={x|x+m2≥1},p:x∈A,q:x∈B,并且p是q的充分条件,求m的取值范围.18.已知直线l1,l2的方程分别为2x−y=0,x−2y+3=0,且l1,l2的交点为P.(1)求P点坐标;(2)若直线l过点P,且与x,y轴正半轴围成的三角形面积为92,求直线l的方程.19.圆C经过点A(2,−1),和直线x+y=1相切,且圆心在直线y=−2x上.(1)求圆C的方程;(2)圆内有一点B(2,−52),求以该点为中点的弦所在的直线的方程.20.如图,在底面是菱形的四棱锥P−ABCD中,∠ABC=60°,PA=AC=a,PB=PD=√2a,点E在PD上,且PE:ED=2:1.(1)求该四棱锥的体积;(2)若F为棱PC的中点,证明:BF//平面AEC.21.如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,D,E分别为AC,AB的中点,点F为线段CD上的一点,将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1F⊥CD,如图2.(1)求证:DE//平面A1CB;(2)求证:A1F⊥BE;(3)线段A1B上是否存在点Q,使A1C⊥平面DEQ?说明理由.22. 已知过点A(−1,0)的动直线l 与圆C :x 2+(y −3)2=4相交于P ,Q 两点,M 是PQ 中点,l 与直线m :x +3y +6=0相交于N . (1)求证:当l 与m 垂直时,l 必过圆心C ; (2)当PQ =2√3时,求直线l 的方程;(3)探索AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 是否与直线l 的倾斜角有关?若无关,请求出其值;若有关,请说明理由.答案和解析1.【答案】C【解析】解:∵直线x=1垂直于x轴,倾斜角为90°,而斜率不存在,故选:C.利用直线x=1垂直于x轴,倾斜角为90°,选出答案.本题考查直线的倾斜角和斜率的关系,以及直线的图象特征与直线的倾斜角、斜率的关系.2.【答案】D【解析】【分析】根据证明平行四边形的条件判断A,由线面垂直的性质定理和定义判断B和C,利用实际例子判断D.本题考查了平面几何和立体几何中的定理和定义,只要抓住定理中的关键条件进行判断,可借助于符合条件的几何体进行说明,考查了空间想象能力和对定理的运用能力.【解答】解:A、一组对边平行且相等就决定了是平行四边形,故A不符合题意;B、由线面垂直的性质定理知,同一平面的两条垂线互相平行,因而共面,故B不符合题意;C、由线面垂直的定义知,这些直线都在同一个平面内即直线的垂面,故C不符合题意;D、由实际例子,如把书本打开,且把书脊垂直放在桌上,则由无数个平面满足题意,故D符合题意.故选:D.3.【答案】B【解析】【分析】根据二元二次方程表示圆的条件,可以求得若方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,必有16m2+4−20m>0,即可求出m的取值范围.本题考查二元二次方程表示圆的条件,若方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆,则有D2+E2−4F>0.【解答】解:根据二元二次方程表示圆的条件,方程x2+y2+4mx−2y+5m=0表示圆,必有16m2+4−20m>0,解可得,m<14或m>1,故选:B.4.【答案】D【解析】解:如图,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,BB1的中点为E,CC1的中点为F,设D1C1=a,平面ABCD为α,则a//α.观察图形,知:a与AD为异在直线,AD⊂α;a与AA1为异面直线,AA1与α相交;a与EF是异面直线,EF//α.∴若a,b是异面直线,且a//平面α,则b和α的位置关系是平行、相交或b在α内.故选:D.作出正方体,借助正方体能够比较容易地得到结果.本题考查直线与平面的位置关系的判断,解题时要认真审题,注意平面的公理及其推论的灵活运用.5.【答案】B【解析】解:由几何体的三视图得,几何体是低下是一个圆柱,底面半径为1,圆柱体的高为3,上面是半径为1的一个球∴该几何体的体积为π×3+43π=133π故选:B.先由三视图判断出几何体的直观图的形状为上面是球,下面是圆柱;然后利用圆柱、球的体积公式求出该几何体的体积.解决由三视图求几何体的表面积、体积问题,一般先将三视图转化为几何体的直观图,再利用面积、体积公式求.6.【答案】B【解析】解:若l//α,l//β,则α//β或α,β相交,故A不正确;根据线面平行的性质可得:若l//α,经过l的直线与α的交线为m,则l//m,∵l⊥β,∴m⊥β,根据平面与平面垂直的判定定理,可得α⊥β,故B正确;若l⊥α,α⊥β,则l⊂β或l//β,故C错误;作出正方体ABCD−A′B′C′D′,设平面ABCD为α,ADD′A′为β,则α⊥β,观察正方体,得到:B′C′//α,且B′C′//β;A′D′//α,且A′D′⊂β;A′B′//α,且A′B′与β相交.∴面α、β及直线l满足:α⊥β,l//α,则一定有l//β或l⊂β或l与β相交,故D不正确.故选:B.对4个选项分别进行判断,即可得出结论.“由已知想性质,由求证想判定”,也就是说,根据已知条件去思考有关的性质定理;根据要求证的结论去思考有关的判定定理,往往需要将分析与综合的思路结合起来.7.【答案】C【解析】【分析】根据直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点,可得圆心到直线x−y+1=0的距离不大于半径,从而可得不等式,即可求得实数a取值范围.本题考查直线与圆的位置关系,解题的关键是利用圆心到直线的距离不大于半径,建立不等式.【解答】解:∵直线x−y+1=0与圆(x−a)2+y2=2有公共点≤√2∴圆心到直线x−y+1=0的距离为|a+1|√2∴|a+1|≤2∴−3≤a≤1故选:C.8.【答案】C【解析】解:圆x2+2x+y2+4y−3=0的圆心(−1,−2),半径是2√2,圆心到直线x+=√2,y+1=0的距离是|−1−2+1|√2故圆上的点到直线x+y+1=0的距离为√2的共有3个.故选:C.先求圆心和半径,再看圆心到直线的距离,和√2比较,可得结果.本题考查直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式,考查数形结合的思想,是中档题.9.【答案】B【解析】【分析】利用平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,求出球的半径,然后求解球的体积.本题考查球的体积的求法,考查空间想象能力、计算能力.【解答】解:因为平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为√2,所以球的半径为:√(√2)2+1=√3.(√3)3=4√3π.所以球的体积为:4π3故选B.10.【答案】C【解析】【分析】本题考查异面直线对称角的求法,作出异面直线所成角的平面角是解题的关键,同时考查余弦定理的应用.画出图形,找出BM与AN所成角的平面角,利用解三角形求出BM与AN所成角的余弦值.【解答】解:直三棱柱ABC−A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,如图:BC的中点为O,连结ON,B1C1=OB,则MNOB是平行四边形,BM与AN所成角等于∠ANO,MN=//12∵BC=CA=CC1,设BC=CA=CC1=2,∴CO=1,AO=√5,AN=√5,MB=√B1M2+BB12=√(√2)2+22=√6,在△ANO中,由余弦定理可得:cos∠ANO=AN 2+NO2−AO22AN⋅NO=62×√5×√6=√3010.故选:C.11.【答案】A【解析】【分析】本题考查一元二次不等式组表示平面区域的问题,注意直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上.根据题意,设直线m的方程为y−1=k(x−1),分析可得若直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上,则有[(−3)−2k+k−1][(−2)−(−3)k+k−1]≤0,解可得k的范围,即可得答案.【解答】解:根据题意,直线m过P(1,1),设直线m的方程为y−1=k(x−1),即y−kx+k−1=0,若直线m与线段AB相交,即A、B在直线的两侧或直线上,则有[(−3)−2k+k−1][(−2)−(−3)k+k−1]≤0,解可得:k≥34或k≤−4;故选A.12.【答案】C【解析】解:对于①,由题意知AD1//BC1,从而BC1//平面AD1C,故BC 1上任意一点到平面AD1C的距离均相等,所以以P为顶点,平面AD1C为底面,则三棱锥A−D1PC的体积不变,故①正确;对于②,连接A1B,A1C1,A1C1//AD1且相等,由于①知:AD1//BC1,所以面BA1C1//面ACD1,从而由线面平行的定义可得,故②正确;对于③,由于DC ⊥平面BCB 1C 1,所以DC ⊥BC 1, 若DP ⊥BC 1,则BC 1⊥平面DCP ,BC 1⊥PC ,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误; 对于④,连接DB 1,由DB 1⊥AC 且DB 1⊥AD 1,可得DB 1⊥面ACD 1,从而由面面垂直的判定知,故④正确. 故选:C .利用空间中线线、线面、面面间的位置关系,结合线线、线面、面面平行和垂直的判断与性质求解.本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等积法、线面平行、线线垂直的判定,要注意转化的思想的使用,是中档题.13.【答案】−6【解析】解:∵直线ax +2y +2=0与直线3x −y −2=0平行, ∴它们的斜率相等,∴−a2=3 ∴a =−6故答案为:−6根据它们的斜率相等,可得−a2=3,解方程求a 的值. 本题考查两直线平行的性质,两直线平行,斜率相等.14.【答案】(−1,−4,1)【解析】解:设点B 的坐标为(x,y ,z),∵点B 与点A(1,2,3)关于M(0,−1,2)对称, ∴点M(0,−1,2)对为点A(1,2,3)和点B(x,y ,z)的中点, 由中点坐标公式可得,{ 0=x+12−1=y+222=z+32,解得{x =−1y =−4z =1,∴点B 的坐标是(−1,−4,1). 故答案为:(−1,−4,1).根据点的对称性,将问题转化为两点的中点坐标问题,利用中点坐标公式列出方程组,求解即可得到点B 的坐标公式.本题考查了空间中的点的坐标.中点考查了中点坐标公式,解空间坐标问题时,要注意类比平面坐标,对于一些运算公式和法则两者是通用的.属于基础题.15.【答案】相交【解析】解:圆C(x +2)2+y 2=4的圆心C(−2,0),半径r =2; 圆M(x −2)2+(y −1)2=9的圆心M(2,1),半径R =3.∴|CM|=√(−2−2)2+1=√17,R −r =3−2=1,R +r =3+2=5. ∴R −r <√17<R +r . ∴两圆相交. 故答案为:相交.由两圆的方程可得圆心坐标及其半径,判断圆心距与两圆的半径和差的关系即可得出. 本题考查了判断两圆的位置关系的方法,属于基础题.16.【答案】x 2+(y −74)2=116(32≤y <2)【解析】解:连接MB ,MQ ,设P(x,y),Q(|a|,0),点M 、P 、Q 在一条直线上, 得2−a =y−2x.①由射影定理,有|MB|2=|MP|⋅|MQ|, 即√x 2+(y −2)2⋅√a 2+4=1.②由①及②消去a ,可得x 2+(y −74)2=116和x 2+(y −94)2=116. 又由图形可知y <2, 因此x 2+(y −94)2=116舍去.因此所求的轨迹方程为x 2+(y −74)2=116(32≤y <2). 故答案为:x 2+(y −74)2=116(32≤y <2).连接MB ,MQ ,设P(x,y),Q(|a|,0),点M 、P 、Q 在一条直线上,利用斜率相等建立等式,进而利用射影定理|MB|2=|MP|⋅|MQ|,联立消去a ,求得x 和y 的关系式,根据图形可知y <2,进而可求得动弦AB 的中点P 的轨迹方程.本题主要考查了直线与圆的位置关系,求轨迹方程问题.解题过程中灵活利用了射影定理.17.【答案】解:化简集合A ={y|y =x 2−32x +1,34≤x ≤2},配方,得y =(x −34)2+716.因为x ∈[716,2],∴y min =716,y max =2∴y ∈[716,2]∴A ={y|716≤y ≤2}, 化简集合B ,由x +m 2≥1,得x ≥1−m 2,B ={x|x ≥1−m 2}, 因为命p 题是命题q 的充分条件, ∴A ⊆B ∴1−m 2≤716解得m ≥34或m ≤−34, 故实数的取值范围是(−∞,−34]∪[34.【解析】根据二次函数的性质求出A 的范围,化简集合B ,根据A ⊆B ,得到关于m 的不等式,解出即可.本题考查了二次函数的性质,考查集合的包含关系,是一道基础题.18.【答案】解:(1)由{2x −y =0x −2y +3=0得P(1,2).(2)①当过点P(1,2)的直线与坐标轴平行时,不合题意;②当过点P(1,2)的直线与坐标轴不平行时,可设所求直线方程为y −2=k(x −1), 当x =0时,y =2−k ;当y =0时,x =1−2k .故三角形的面积s △=12|(1−2k )(2−k)|=92,由2−k >0,1−2k >0, 解得k =−1或−4.故所求的直线方程为y −2=−1×(x −1)或y −2=−4×(x −1), 即x +y −3=0或4x +y −6=0;综上,所求直线方程为x +y −3=0或4x +y −6=0;【解析】(1)把2条直线的方程联立方程组,求出方程组的解,可得交点坐标. (2)用点斜式求直线的方程,并求出它在坐标轴上的截距,再根据直线与x ,y 轴正半轴围成的三角形面积为92,求出斜率的值,可得直线l 的方程.本题主要考查求直线的交点坐标,用点斜式求直线的方程,直线的截距,属于基础题.19.【答案】解:(1)设圆心(m,−2m),方程为:(x −m)2+(y +2m)2=r 2∵圆过A(2,−1),∴有(2−m)2+(−1+2m)2=r 2 又√2=r ,解得m =1,r =√2,∴圆的方程为(x −1)2+(y +2)2=2.(2)由题意,(x −1)2+(y +2)2=2的圆心坐标为C(1,−2),则k CB =−2+521−2=−12,∴以B(2,−52)为中点的弦所在的直线的斜率为2,∴所求直线方程为y+52=2(x−2),即4x−2y−13=0.【解析】(1)设出圆心坐标,利用圆C经过点A(2,−1),和直线x+y=1相切,建立方程组,可求圆C的方程;(2)求出以B(2,−52)为中点的弦所在的直线的斜率,利用点斜式可得方程.本题考查圆的方程,考查直线与圆的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.20.【答案】(1)解:设AC∩BD=O,连接PO,则O既为AC的中点,也为BD的中点,∵∠ABC=60°,AC=a,∴BD=√3a,AO=12AC=12a,BO=12BD=√32a.∵PB=PD=√2a,∴PO⊥BD,PO2=PB2−BO2=54a2,∴PA2+AO2=PO2,即PA⊥AC.∵PO⊥BD,AC⊥BD,PO∩AC=O,PO、AC⊂平面PAC,∴BD⊥平面PAC,又BD⊂平面ABCD,∴平面ABCD⊥平面PAC.∵平面ABCD∩平面PAC=AC,PA⊂平面PAC,∴PA⊥平面ABCD.∴四棱锥的体积V=13PA⋅S菱形ABCD=13PA⋅12AC⋅BD=13×a×12×a×√3a=√36a3.(2)证明:取PE的中点M,连结FM、BM,则FM//CE.由PE:ED=2:1,知E是MD的中点,∵O为BD的中点,∴BM//OE.∵FM∩BM=M,CE∩OE=E,FM、BM⊂平面BFM,CE、OE⊂平面AEC,∴平面BFM//平面AEC.又BF⊂平面BFM,∴BF//平面AEC.【解析】(1)设AC∩BD=O,连接PO,在菱形ABCD中,易求得BD=√3a,AO=12a,BO=√32a,由勾股定理可证明PA⊥AC;由PO⊥BD,AC⊥BD,可推出BD⊥平面PAC,PA⋅结合面面垂直的判定定理与性质定理可得PA⊥平面ABCD,故四棱锥的体积V=13S.菱形ABCD(2)取PE的中点M,连结FM、BM,则FM//CE,BM//OE,从而推出平面BFM//平面AEC,再由面面平行的性质定理即可得证.本题考查空间中线与面的位置关系、棱锥体积的求法,熟练掌握空间中线面、面面平行或垂直的判定定理与性质定理是解题的关键,考查学生的空间立体感、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.21.【答案】解:(1)∵D,E分别为AC,AB的中点,∴DE//BC,又DE⊄平面A1CB,∴DE//平面A1CB.(2)由已知得AC⊥BC且DE//BC,∴DE⊥AC,∴DE⊥A1D,又DE⊥CD,∴DE⊥平面A1DC,而A1F⊂平面A1DC,∴DE⊥A1F,又A1F⊥CD,∴A1F⊥平面BCDE,∴A1F⊥BE.(3)线段A1B上存在点Q,使A1C⊥平面DEQ.理由如下:如图,分别取A1C,A1B的中点P,Q,则PQ//BC.∵DE//BC,∴DE//PQ.∴平面DEQ即为平面DEP.由(Ⅱ)知DE⊥平面A1DC,∴DE⊥A1C,又∵P是等腰三角形DA1C底边A1C的中点,∴A1C⊥DP,∴A1C⊥平面DEP,从而A1C⊥平面DEQ,故线段A1B上存在点Q,使A1C⊥平面DEQ.【解析】(1)D ,E 分别为AC ,AB 的中点,易证DE//平面A 1CB ;(2)由题意可证DE ⊥平面A 1DC ,从而有DE ⊥A 1F ,又A 1F ⊥CD ,可证A 1F ⊥平面BCDE ,问题解决;(3)取A 1C ,A 1B 的中点P ,Q ,则PQ//BC ,平面DEQ 即为平面DEP ,由DE ⊥平面,P 是等腰三角形DA 1C 底边A 1C 的中点,可证A 1C ⊥平面DEP ,从而A 1C ⊥平面DEQ . 本题考查直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定与性质,考查学生的分析推理证明与逻辑思维能力,综合性强,属于难题.22.【答案】解:(1)∵l 与m 垂直,且k m =−13,∴k 1=3,故直线l 方程为y =3(x +1),即3x −y +3=0.∵圆心坐标(0,3)满足直线l 方程, ∴当l 与m 垂直时,l 必过圆心C .(2)①当直线l 与x 轴垂直时,易知x =−1符合题意.②当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k(x +1),即kx −y +k =0, ∵PQ =2√3,∴CM =√4−3=1,则由CM =√k 2+1=1,得k =43,∴直线l :4x −3y +4=0.故直线l 的方程为x =−1或4x −3y +4=0.(3)∵CM ⊥MN ,∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +CM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . ①当l 与x 轴垂直时,易得N(−1,−53),则AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,−53),又AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,3), ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−5. ②当l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k(x +1), 则由{y =k(x +1)x +3y +6=0得N(−3k−61+3k ,−5k1+3k ),则AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−51+3k ,−5k 1+3k ). ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−51+3k +−15k 1+3k=−5. 综上所述,AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值与直线l 的斜率无关,且AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−5.【解析】(1)根据l 与m 垂直,则两条直线的斜率之积为−1,进而根据直线过点A(−1,0),我们可求出直线的方程,将圆的圆心坐标代入直线方程验证后,即可得到结论; (2)根据半弦长、弦心距、圆半径构造直角三角形,满足勾股定理,结合PQ =2√3,易得到弦心距,进而根据点到直线的距离公式,构造关于k 的方程,解方程即可得到k 值,进而得到直线l 的方程;(3)根据已知条件,我们可以求出两条直线的交点N 的坐标(含参数k),然后根据向量数量积公式,即可求出AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值,进而得到结论.本题考查的知识点是直线与圆相交的性质及向量在几何中的应用,其中在处理圆的弦长问题时,根据半弦长、弦心距、圆半径构造直角三角形,满足勾股定理,进行弦长、弦心距、圆半径的知二求一,是解答此类问题的关键.。