2019-2020学年上海市交大附中高二(上)期中数学试卷(含详细解答)
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1、已知圆x24x4+y20的圆心是点P, 则点P到直线xy10的距离是 4 (3 分)若向量 , 满足且 与 的夹角为,则 5 (3 分)行列式中第 2 行第 1 列元素的代数余子式的值为10,则 k 6 (3 分)点 P(3,4)关于直线 xy1 的对称点的坐标是 7 (3 分)已知两点 A(3,4) ,B(1,5) ,直线 l:ykx1 与线段 AB 有公共点,则直 线 l 的倾斜角 的取值范围 8 (3 分)已知点 A(10,2) ,B(5,7) ,若在 x 轴上存在一点 P,使|PA|PB|最小,则 点 P 的坐标为 9(3 分) 若圆 x2+y2R2(R0) 和曲线恰有六个公共点, 则
2、 R 的值是 10 (3 分)给出以下关于线性方程组解的个数的命题 , , , (1)方程组可能有无穷多组解; (2)方程组可能有且只有两组不同的解; (3)方程组可能有且只有唯一一组解; (4)方程组可能有且只有唯一一组解 其中真命题的序号为 11 (3 分)如图,边长为 4 的正方形 ABCD 中,半径为 1 的动圆 Q 的圆心 Q 在边 CD 和 第 2 页(共 21 页) DA 上移动(包含端点 A,C,D) ,P 是圆 Q 上及其内部的动点,设m(m, nR) ,则 m+n 的取值范围是 12 (3 分)若实数 x1,x2,y1,y2:满足, 则|x1+y11|+|x2+y21|的最
3、大值为 二二.选择题选择题 13 (3 分)下列等式中不恒成立的是( ) A B C D 14 (3 分)方程 3x28xy+2y20 所表示的曲线的对称性是( ) A关于 x 轴对称 B关于 y 轴对称 C关于 yx 轴对称 D关于原点对称 15 (3 分)已知 P1(a1,b1)与 P2(a2,b2)是直线 ykx+1(k 为常数)上两个不同的点, 则关于 x 和 y 的方程组的解的情况是( ) A无论 k,P1,P2如何,总是无解 B无论 k,P1,P2如何,总有唯一解 C存在 k,P1,P2,使之恰有两解 D存在 k,P1,P2,使之有无穷多解 16 (3 分)如图,在同一平面内,点
4、P 位于两平行直线 l1、l2同侧,且 P 到 l1,l2的距离分 别为 1,3,点 M,N 分别在 l1,l2上,|+|8,则的最大值为( ) 第 3 页(共 21 页) A15 B12 C10 D9 三三.解答题解答题 17已知直线 l: (2a+b)x+(a+b)y+ab0 及点 P(3,4) (1)证明直线 l 过某定点,并求该定点的坐标 (2)当点 P 到直线 l 的距离最大时,求直线 l 的方程 18已知, (1)求的最大值; (2)设 与 的夹角为 ,求 的取值范围 19在平面直角坐标系中,给定非零向量 ,对任意向量 ,定义 (1)若 (1,2) , (1,1) ,求; (2)设
5、 (1,2) 证明:若位置向量 的终点在直线 3x+4y+50 上,则位置向量 的终点轨迹是一条直线,并求此直线的方程 20已知两个定点 A(0,4) ,B(0,1) ,动点 P 满足|PA|2|PB|,设动点 P 的轨迹为曲线 E,直线 l:ykx4 (1)求曲线 E 的轨迹方程; (2)若 l 与曲线 E 交于不同的 C、D 两点,且COD120(O 为坐标原点) ,求直线 l 的斜率; (3)若 k1,Q 是直线 l 上的动点,过 Q 作曲线 E 的两条切线 OM、ON,切点为 M、N, 探究:直线 MN 是否过定点,若存在定点请写出坐标,若不存在则说明理由 21在平面直角坐标系 xOy
6、 中已知 A(1,1) ,B(2,1) ,C(m,n)为三个不同的 定点以原点 O 为圆心的圆与线段 AB,AC,BC 都相切 ()求圆 O 的方程及 m,n 的值; 第 4 页(共 21 页) ()若直线 l:yx+t(tR)与圆 O 相交于 M,N 两点,且,求 t 的 值; ()在直线 AO 上是否存在异于 A 的定点 Q,使得对圆 O 上任意一点 P,都有 ( 为常数)?若存在,求出点 Q 的坐标及 的值;若不存在,请说明理由 第 5 页(共 21 页) 2019-2020 学年上海市交大附中高二(上)期中数学试卷学年上海市交大附中高二(上)期中数学试卷 参考答案与试题解析参考答案与试
7、题解析 一一.填空题填空题 1 (3 分)若 (2,1)是直线 l 的一个法向量,则 l 的倾斜角的大小为 arctan2 (结 果用反三角函数值表示) 【分析】 根据直线的法向量求出直线的一个方向向量, 从而得到直线的斜率, 根据 ktan 可求出倾斜角 【解答】解: (2,1)是直线 l 的一个法向量 可知直线 l 的一个方向向量为(1,2) ,直线 l 的倾斜角为 得,tan2 arctan2 故答案为:arctan2 【点评】本题主要考查了方向向量与斜率的关系,以及反三角的应用,同时运算求解的 能力,属于基础题 2 (3 分)直角坐标平面 xOy 中,若定点 A(1,2)与动点 P(x
8、,y)满足,则点 P 的轨迹方程是 x+2y40 【分析】设点 P(x,y) ,根据点 P 和 A 的坐标,进而可得和,再代入, 答案可得 【解答】解:设点 P(x,y) ,则(x,y) 因为 A(1,2) 所以(1,2) 因为, 所以(x,y) (1,2)4 即 x+2y4, 即 x+2y40 故答案为:x+2y40 【点评】本题主要考查了利用向量的关系求点的轨迹方程属基础题 第 6 页(共 21 页) 3(3分) 已知圆x24x4+y20的圆心是点P, 则点P到直线xy10的距离是 【分析】先求圆的圆心坐标,利用点到直线的距离公式,求解即可 【解答】解:由已知得圆心为:P(2,0) , 由
9、点到直线距离公式得:; 故答案为: 【点评】本题考查点到直线的距离公式,考查学生计算能力,是基础题 4 (3 分)若向量 , 满足且 与 的夹角为,则 【分析】根据可得答案 【解答】解:且 与 的夹角为 7 则 故答案为: 【点评】本题主要考查向量的数量积运算,属基础题 5(3 分) 行列式中第 2 行第 1 列元素的代数余子式的值为10, 则 k 14 【分析】根据余子式的定义可知,在行列式中划去第 2 行第 1 列后所余下的 2 阶行列式 带上符号(1)i+j为 M21,求出其表达式列出关于 k 的方程解之即可 【解答】解:由题意得 M21(1)322+1k10 解得:k14 故答案为:1
10、4 【点评】此题考查学生掌握三阶行列式的余子式的定义,会进行矩阵的运算,是一道基 础题 6 (3 分)点 P(3,4)关于直线 xy1 的对称点的坐标是 (5,2) 【分析】设点 P(3,4)关于直线 xy1 的对称点 Q 的坐标是(x,y) ,根据 PQ直 线 xy1,PQ 的中点在直线 xy1 上列方程即可求得 x,y 【解答】解:依题意,设点 P(3,4)关于直线 xy1 的对称点 Q 的坐标是(x,y) , 第 7 页(共 21 页) 则 PQ 中点坐标为(,) , 又 PQ直线 xy1, 所以,解得, 所以 Q 点坐标为(5,2) , 故答案为: (5,2) 【点评】本题考查了点关于
11、直线的对称点的求法,属于基础题 7 (3 分)已知两点 A(3,4) ,B(1,5) ,直线 l:ykx1 与线段 AB 有公共点,则直 线 l 的倾斜角 的取值范围 arctan,arctan6 【分析】由两点式求出直线的斜率,再由斜率等于倾斜角的正切值求得直线倾斜角的取 值范围 【解答】解:如图,直线 l 恒过 P(0,1) , 因此要使直线 l: ykx1 与线段 AB 有公共点, 则 k 介于直线 PA 与直线 PB 的斜率之间 又,A(3,4) ,B(1,5) , , k6 或 k, 从而倾斜角:arctan,arctan6; 故答案为:arctan,arctan6 第 8 页(共
12、21 页) 【点评】本题考查了直线斜率的求法,考查了斜率和倾斜角的关系,是基础题 8 (3 分)已知点 A(10,2) ,B(5,7) ,若在 x 轴上存在一点 P,使|PA|PB|最小,则 点 P 的坐标为 (12,0) 【分析】求出点 A 关于 x 轴的对称点 A,画出直线 AB,交 x 轴于点 P,利用向量共 线求出点 P 的坐标即可 【解答】解:由题意,点 A(10,2)关于 x 轴的对称点为 A(10,2) , 画出直线 AB,交 x 轴于点 P,此时|PA|PB|取得最小值,如图所示; 设点 P(x,0) ,则, 由与共线有,7(x10)+2(x5)0, x12, P(12,0)
13、故答案为: (12,0) 第 9 页(共 21 页) 【点评】本题考查了直线方程的应用问题,是基础题 9 (3 分) 若圆 x2+y2R2(R0) 和曲线恰有六个公共点, 则 R 的值是 3 【分析】可作出圆 x2+y2R2(R0)和曲线恰有六个公共点,根据图形判 断即可 【解答】解:圆 x2+y2R2(R0)和曲线恰有六个公共点,如图所示,此 时 R3 故答案为 3 【点评】本题考查直线与圆的位置关系,考查数形结合的数学思想,考查学生分析解决 问题的能力,属于中档题 10 (3 分)给出以下关于线性方程组解的个数的命题 , , , 第 10 页(共 21 页) (1)方程组可能有无穷多组解;
14、 (2)方程组可能有且只有两组不同的解; (3)方程组可能有且只有唯一一组解; (4)方程组可能有且只有唯一一组解 其中真命题的序号为 (1) (4) 【分析】运用直线和平面方程,当两直线重合时,即可判断(1) ;运用平面的基本性质, 即可判断(2) (3) ; 由三条直线共点,即可判断(4) 【解答】解:对于(1) ,方程组表示两直线的交点情况,当两直线重合时, 可能有无穷多组解,故(1)正确; 对于(2) ,方程组表示三个平面的交点情况,若方程组有两组不同的解,即两个交点, 则必有一条公共直线,即无数个交点,故(2)错误; 对于(3) ,方程组表示两个平面的交点情况,若有且只有唯一一组解,
15、 由平面的基本性质:公理 2 可得可得一条公共直线,有无数个交点,故(3)错误; 对于(4) ,方程组表示三条直线的交点,当它们共点时, 方程组有且只有唯一一组解,故(4)正确 故答案为: (1) (4) 【点评】本题考查线性方程组的解的情况,注意运用几何意义,结合图形是解题的关键, 属于基础题 11 (3 分)如图,边长为 4 的正方形 ABCD 中,半径为 1 的动圆 Q 的圆心 Q 在边 CD 和 DA 上移动(包含端点 A,C,D) ,P 是圆 Q 上及其内部的动点,设m(m, nR) ,则 m+n 的取值范围是 1,2+ 第 11 页(共 21 页) 【分析】建立如图所示平面直角坐标
16、系,可得(0,4) ,( 4,0) , ( 4m, 4n) 由图可知, 当动圆Q的圆心经过点D时, P ( 4+, 4+) 此时 m+n 取得最大值:4m+4n8+,可得 m+n2+当动圆 Q 的圆心为 点 C 或点 A 时,利用三角函数求 m+n 的最小值 【解答】解:如图所示,边长为 4 的长方形 ABCD 中,动圆 Q 的半径为 1,圆心 Q 在边 CD 和 DA 上移动(包含端点 A,C,D) ,P 是圆 Q 上及内部的动点, 向量m(m,n 为实数) , (0,4) ,( 4,0) ,可得( 4m,4n) 当动圆 Q 的圆心经过点 D 时,如图:P( 4+,4+) 此时 m+n 取得
17、最大值:4m+4n8+,可得 m+n2+ 当动圆 Q 的圆心为点 C 时, BP 与C 相切且点 P 在 x 轴的下方时, (4+cos, sin) , 此时,4m+4n4sin(+) , m+n 取得最小值为:1,此时 P( 4,) 同理可得,当动圆 Q 的圆心为点 A 时,BP 与A 相切且点 P 在 y 轴的左方时, m+n 取得最小值为:1,此时 P(,4) 则 m+n 的取值范围为1,2+ 故答案为:1,2+ 【点评】本题考查了向量的坐标运算、点与圆的位置关系,考查了分类讨论思想方法, 考查了推理能力与计算能力,属于中档题 第 12 页(共 21 页) 12 (3 分)若实数 x1,
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