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    2020-2021学年山西省晋中市高二(上)12月月考数学(理)试卷人教A版
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    2020-2021学年山西省晋中市高二(上)12月月考数学(理)试卷人教A版

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    这是一份2020-2021学年山西省晋中市高二(上)12月月考数学(理)试卷人教A版,共11页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。


    1. 下列说法正确的是( )
    A.棱柱的各个侧面都是平行四边形
    B.底面是矩形的四棱柱是长方体
    C.有一个面为多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥
    D.直角三角形绕其一边所在直线旋转一周形成的几何体是圆锥

    2. 直线3x+3y+1=0的倾斜角是( )
    A.30∘B.60∘C.120∘D.150∘

    3. 已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )

    A.12πB.18πC.24πD.36π

    4. 已知原命题为“若两个三角形全等,则这两个三角形面积相等”,那么它的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数是( )
    A.0B.1C.2D.3

    5. 设l,m是两条不同的直线,α,β,γ是三个不重合的平面,则下列结论正确的个数为( )
    ①若l⊥α,m⊥α,则l // m;
    ②若α⊥γ,β⊥γ,α∩β=l,则l⊥γ;
    ③若m // α,m // β,α∩β=l,则m // l;
    ④若l⊥m,m⊥α,则l // α.
    A.1B.2C.3D.4

    6. 直线mx−y−m+2=0过定点A,若直线l过点A且与2x+y−2=0平行,则直线l的方程为( )
    A.2x+y−4=0B.2x+y+4=0C.x−2y+3=0D.x−2y−3=0

    7. 如图,在下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB // 平面MNP的图形是( )

    A.①④B.③④C.④D.①②④

    8. 设点A(−2, 3),B(3, 2),若直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,则a的取值范围是( )
    A.(−∞, −52)∪(43, +∞)B.(−43, 52)
    C.[−52, 43]D.(−∞, −43)∪(52, +∞)

    9. 已知正三棱柱ABC−A1B1C1 的各棱长都相等,D是侧棱CC1的中点,则异面直线AB1与BD所成角的大小为( )
    A.30∘B.45∘C.90∘D.60∘

    10. 已知圆C:(x−2)2+y2=2,直线l:y=kx−2,若直线l上存在点P,过点P引圆的两条切线l1,l2,使得l1⊥l2,则实数k的取值范围是( )
    A.[0,2−3)∪(2+3,+∞)B.[2−3,2+3]
    C.(−∞,0)D.[0,+∞)

    11. 已知F1,F2是椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点,过右焦点F2的直线l与椭圆交于A,B两点,且满足AF2→=2F2B→,|F1B→|=|AB→|,则该椭圆的离心率是( )
    A.12B.33C.32D.53

    12. 在边长为2的菱形ABCD中,BD=23,将菱形ABCD沿对角线AC折起,使二面角B−AC−D的大小为60∘,则所得三棱锥A−BCD外接球的表面积为( )
    A.4πB.529πC.6πD.203π
    二、填空题

    若直线(3a+2)x+(1−4a)y+8=0与(5a−2)x+(a+4)y−7=0垂直,则a=________.

    已知p:|m+1|<1,q:幂函数y=m2−m−1xm在0,+∞上单调递减,则p是q的________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)

    在三棱柱ABC−A1B1C1中,底面ABC为正三角形,侧棱长等于底面边长,A1在底面上的射影是△ABC的中心,则AB1与底面ABC所成角的正弦值等于________.

    过椭圆x29+y24=1上一点M作圆x2+y2=2的两条切线,切点为A,B,过A,B的直线与x轴和y轴分别交于点P,Q,则△POQ 面积的最小值为________.
    三、解答题

    如图,正方体ABCD−A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别为AD1,CD1的中点.

    (1)证明:EF//平面ABCD;

    (2)求异面直线EF与B1C1所成角的大小.

    已知△ABC的三个顶点分别为A4,0,B0,−2,C−2,1 .
    (1)求AB边上的高CD所在直线的方程;

    (2)求过点C且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.

    已知a>0,命题p:∀x>0,x+ax≥2恒成立,命题q:∀k∈R,直线kx−y+2=0与椭圆x2+y2a2=1有公共点,求使得p∨q为真命题,p∧q为假命题的实数a的取值范围.

    已知圆C经过点A2,−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)已知直线l经过点0,3,并且被圆C截得的弦长为2,求直线l的方程.

    如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是直角梯形,AB//CD,AD⊥CD,四边形CDEF是菱形,∠DCF=60∘,CD=2AD=2AB,AE=5AD.

    (1)证明:CE⊥AF.

    (2)已知点P在线段BC上,且CP=λCB,若二面角A−DF−P的大小为60∘,求实数λ.

    已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为22,直线l:x−y+2=0与以原点为圆心,椭圆C的短半轴长为半径的圆相切.
    (1)求椭圆C的方程;

    (2)设M是椭圆的上顶点,过点M分别作直线MA,MB交椭圆于A,B两点,设两直线的斜率分别为k1,k2,且k1+k2=4,证明直线AB过定点,并求出此定点的坐标.
    参考答案与试题解析
    2020-2021学年山西省晋中市高二(上)12月月考数学(理)试卷
    一、选择题
    1.
    【答案】
    A
    【考点】
    棱柱的结构特征
    棱锥的结构特征
    旋转体(圆柱、圆锥、圆台)
    【解析】
    根据棱柱的性质,即可判断A,根据长方体和棱柱的结构特征,即可判断B,根据棱锥的定义可判断C,根据圆锥的定义即可判断
    D.
    【解答】
    解:A,根据棱柱的性质可知,棱柱的各个侧面都是平行四边形,故A正确;
    B,底面是矩形,若侧棱不垂直于底面,这时的四棱柱是斜四棱柱,不是长方体,
    只有底面是矩形的直四棱柱才是长方体,故B错误;
    C,有一个面为多边形,其余各面都是三角形的几何体不一定是棱锥,
    只有其余各面是有一个公共点的三角形的几何体,才是棱锥,故C错误;
    D,直角三角形绕其一条直角边所在直线旋转一周形成的几何体是圆锥,
    如果绕着它的斜边旋转一周,形成的几何体则是两个具有共同底面的圆锥,故D错误.
    故选A.
    2.
    【答案】
    C
    【考点】
    直线的倾斜角
    【解析】
    求出直线的斜率,然后求解直线的倾斜角.
    【解答】
    解:直线3x+3y+1=0的斜率为−3,
    设直线的倾斜角为θ,则tanθ=−3,
    可得θ=120∘.
    故选C.
    3.
    【答案】
    A
    【考点】
    由三视图求体积
    【解析】
    此题暂无解析
    【解答】
    解:由三视图可知,该几何体是底面半径为3,母线长为5的圆锥,
    则高为52−33=4,
    故该几何体体积为13×π×32×4=12π.
    故选A.
    4.
    【答案】
    B
    【考点】
    四种命题的定义
    【解析】
    写出该命题的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假.
    【解答】
    解:原命题“若两个三角形全等,则这两个三角形面积相等”,
    它的逆命题是“若两个三角形面积相等,则这两个三角形全等”,是假命题;
    否命题是“若两个三角形不全等,则这两个三角形面积不相等”,是假命题;
    逆否命题是“若两个三角形面积不相等,则这两个三角形不全等”,是真命题;
    ∴ 以上逆命题、否命题、逆否命题中,真命题有1个.
    故选B.
    5.
    【答案】
    C
    【考点】
    直线与平面平行的性质
    平面与平面垂直的判定
    直线与平面平行的判定
    【解析】
    根据线面垂直的性质定理即可知①正确;利用面面垂直的性质定理可知②正确;
    根据线面平行的性质定理和判定定理可知③正确,利用线面平行的定义可知④错误.
    【解答】
    解:对于①,根据线面垂直的性质定理可知①正确;
    对于②,过l上任意一点作a⊥γ,利用面面垂直的性质可知,a既在α内又在β内,所以a与l重合,即l⊥γ,②正确;
    对于③,设经过m的平面与α相交于b,与β相交于c,则由m // α可得m // b,同理,m // c,
    由公理4可知,b // c,∴ b // β,∵ α∩β=l,∴ b // l,即有m // l,③正确;
    对于④,若l⊥m,m⊥α,则l // α或l⊂α,④错误.
    故选C.
    6.
    【答案】
    A
    【考点】
    待定系数法求直线方程
    直线的一般式方程与直线的平行关系
    【解析】
    此题暂无解析
    【解答】
    解:由mx−y−m+2=0得:y−2=m(x−1),
    故直线mx−y−m+2=0恒过定点A(1, 2),
    直线2x+y−2=0的斜率是:k=−2,
    故直线l的方程是:y−2=−2(x−1),
    整理得:2x+y−4=0,
    故选A.
    7.
    【答案】
    A
    【考点】
    直线与平面平行的判定
    【解析】
    根据线面平行的判定定理和性质定理分别进行判断即可.
    【解答】
    解:在①中,连接AC,则AC // MN,由正方体性质得到平面MNP // 平面ABC,
    ∴ AB // 平面MNP,故①成立;
    ②若下底面中心为O,则NO // AB,NO∩面MNP=N,
    ∴ AB与面MNP不平行,故②不成立;
    ③过M作ME // AB,则E是中点,
    则ME与平面PMN相交,则AB与平面MNP相交,
    ∴ AB与面MNP不平行,故③不成立;
    ④连接CD,则AB // CD,NP // CD,则AB // PN,∴ AB // 平面MNP,故④成立.
    综上所述,能得出AB // 平面MNP的图形是①④.
    故选A.
    8.
    【答案】
    B
    【考点】
    斜率的计算公式
    过两条直线交点的直线系方程
    【解析】
    直线ax+y+2=0过定点(0, −2),直线ax+y+2=0与线段AB没有交点转化为过定点(0, −2)的直线与线段AB无公共点,作出图象,由图求解即可.
    【解答】
    解:直线ax+y+2=0恒过点M(0, −2),
    且斜率为−a,
    ∵ kMA=3−(−2)−2−0=−52,
    kMB=2−(−2)3−0=43,
    由图可知:−a>−52且−a<43,
    ∴ a∈(−43, 52).
    故选B.
    9.
    【答案】
    C
    【考点】
    异面直线及其所成的角
    【解析】
    直接构造平面角,再利用余弦定理得出即可.
    【解答】
    解:如图:取AB,BB1的中点分别为E,F,连接EF,FC1,EC1,
    则易得EF//AB1,BD//FC1,从而∠EFC1为异面直线AB1与BD所成角的平面角或其补角,
    设棱长为2,易得EF=12AB1=2,FC1=1+4=5,
    EC1=4+94+34=7,
    所以EF2+FC12=EC12,
    故∠EFC1=90∘,则异面直线AB1与BD所成角的平面角为90∘.
    故选C.
    10.
    【答案】
    D
    【考点】
    直线与圆的位置关系
    【解析】
    作图,根据题意可知∠CPA=45∘,即可得到|CP|=2,设Px,y ,则点P满足: (x−2)2+y2=4,与y=kx−2联立化为:1+k2×2−4k+4x+4=0,根据Δ≥0,即可实数k的取值范围是[0,+∞).
    【解答】
    解:如图所示,
    直线l上存在点P,过点P引圆的两条切线l1,l2 使得l1⊥l2,
    则∠CPA=45∘,
    ∴ |CP|=2.
    设Px,y ,则点P满足: (x−2)2+y2=4,
    与y=kx−2联立化为:1+k2x2−4k+4x+4=0,
    由Δ=4k+42−4×41+k2≥0解得k≥0,
    ∴ 实数k的取值范围是[0,+∞).
    故选D.
    11.
    【答案】
    B
    【考点】
    椭圆的定义
    椭圆的离心率
    余弦定理
    【解析】

    【解答】
    解:设F2B=t,则由已知有AF2=2t,
    所以F1B=AB=AF2+F2B=3t.
    由椭圆定义,有2a=F1B+F2B=t+3t=4t,
    所以t=12a.
    于是F1B=32a,F2B=12a,AF2=a,
    进一步有AF1=2a−AF2=a.
    所以在等腰△AF1F2中,cs∠AF2F1=ca,
    又在△BF1F2中,由余弦定理得
    cs∠BF2F1=4c2+14a2−94a22×2c×12a=2c2−a2ac.
    而∠BF2F1=π−∠AF2F1,
    所以2c2−a2ac=−ca,a2=3c2,e=33.
    故选B.
    12.
    【答案】
    B
    【考点】
    球的表面积和体积
    余弦定理
    【解析】
    由已知可得]ABC、□AC.−D都是边长为2的等边三角形,由菱形的对角线互相垂直,可得∠BED为二面角B−AC−D的
    平面角,即∠BED=60∘,作出图形,找出三棱锥A−BCD的外接球球心,利用四点共圆结合正弦定理求解三棱锥A−BCD
    的外接球的半径,代入球的表面积公式可得结果.
    【解答】
    解:由于四边形ABCD是边长为2的菱形,且BD=23,
    则AC=2AE=2AB2−BE2=2,
    所以,△ABC,△ACD都是边长为2的等边三角形,
    由于菱形的对角线互相垂直,则BE⊥AC,DE⊥AC,
    所以,∠BED为二面角B−AC−D的平面角,即∠BED=60∘,
    过点B作平面ACD的垂线BM,垂足为点M,则点M在线段DE上,
    由BE=DE=3,∠BED=60∘,
    可得ME=MD=12DE=32,
    且△BDE是等边三角形,
    所以BD=BE=3.
    设△ACD的外心为点G,BD的中点H,
    在平面BED内,过点G,H分别作平面ACD,BD的垂线交于点O,
    则点O为三棱锥B−ACD的外接球的球心,
    则DG=23DE=233,DH=12BD=32,
    因为∠BDE=60∘,
    则GH=DG2+DH2−2DG⋅DHcs60∘=1312,
    由于O,G,D,H四点共圆,可得OD=GHsin60∘=133,
    所以,三棱锥B−ACD的外接球的表面积为4π×1332=52π9.
    故选B.
    二、填空题
    【答案】
    0或1
    【考点】
    直线的一般式方程与直线的垂直关系
    【解析】
    由直线的垂直关系可得a的方程,解方程可得.
    【解答】
    解:由题可得(3a+2)(5a−2)+(1−4a)(a+4)=0,
    化简可得a2−a=0,解得a=0或a=1,
    故答案为:0或1.
    【答案】
    必要不充分
    【考点】
    必要条件、充分条件与充要条件的判断
    【解析】
    分别化简p,q,再根据充分必要条件的定义即可判断.
    【解答】
    解:p:|m+1|<1等价于−2∵ 幂函数y=(m2−m−1)xm在(0, +∞)上单调递减,
    ∴ m2−m−1=1,且m<0,
    解得m=−1,
    ∴ p是q的必要不充分条件,
    故答案为:必要不充分.
    【答案】
    23
    【考点】
    直线与平面所成的角
    【解析】
    求直线与平面所成的角,可利用直线与平面所成角
    的定义,过点B1作底面的垂线,找出斜线
    在底面内的射影,计算求值即可.
    【解答】
    解:根据题意画出图形,
    由题意不妨令棱长为2,点B1到底面的距离是B1E,
    故OA=233,
    由勾股定理得A1O=4−43=263,
    故B1E=263,
    如图作A1S⊥AB于中点S,易得A1S=3,
    所以AB1=32+32=23,
    所以AB1与底面ABC所成角的正弦值为
    sin∠B1AE=26323=23.
    故答案为:23.
    【答案】
    23
    【考点】
    圆与圆锥曲线的综合问题
    直线与圆的位置关系
    【解析】
    此题暂无解析
    【解答】
    解:设A(x1, y1),B(x2, y2),
    则MA,MB的方程分别为x1x+y1y=2,x2x+y2y=2,
    而MA,MB交于M(x0, y0),即x1x0+y1y0=2,x2x0+y2y0=2,
    ∴ AB的直线方程为:x0x+y0y=2,
    ∴ P(2x0, 0),Q(0, 2y0),
    ∴ S△POQ=12|OP|⋅|OQ|=|2x0y0|,
    ∵ |x0y0|=6|x03⋅y02|≤3(x029+y024)=3,
    ∴ S△POQ≥23,
    当且仅当x03=y02时,△POQ的面积的最小值为23.
    故答案为:23.
    三、解答题
    【答案】
    (1)证明:连接AC,
    ∵ E,F分别为AD1,CD1的中点,
    ∴ EF//AC,
    又∵ EF⊄平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
    ∴ EF//平面ABCD.
    (2)解:∵ EF//AC,B1C1//BC,
    ∴ ∠ACB为异面直线EF与B1C1所成的角或其补角,
    △ABC是等腰直角三角形,
    ∴ ∠ACB=45∘,
    ∴ 异面直线EF与B1C1所成角的大小为45∘.
    【考点】
    直线与平面平行的判定
    异面直线及其所成的角
    【解析】


    【解答】
    (1)证明:连接AC,
    ∵ E,F分别为AD1,CD1的中点,
    ∴ EF//AC,
    又∵ EF⊄平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
    ∴ EF//平面ABCD.
    (2)解:∵ EF//AC,B1C1//BC,
    ∴ ∠ACB为异面直线EF与B1C1所成的角或其补角,
    △ABC是等腰直角三角形,
    ∴ ∠ACB=45∘,
    ∴ 异面直线EF与B1C1所成角的大小为45∘.
    【答案】
    解:(1)依题意得,kAB=0−(−2)4−0=12,
    因为AB⊥CD,
    所以直线CD的斜率kCD=−1kAB=−2,
    可得直线CD的方程为y−1=−2x+2.
    即直线CD的方程为:2x+y+3=0 .
    (2)①当两截距均为0时,设直线方程为y=kx,
    因为直线过点C−2,1.解得k=−12,即所求直线方程为y=−12x .
    ②当截距均不为0时,设直线方程为x+y=a,
    因为直线过点C−2,1,解得a=−1,即所求直线方程为x+y=−1 .
    综上所述,所求直线方程为x+2y=0或x+y+1=0 .
    【考点】
    直线的点斜式方程
    两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系
    斜率的计算公式
    直线的截距式方程
    【解析】


    【解答】
    解:(1)依题意得,kAB=0−(−2)4−0=12,
    因为AB⊥CD,
    所以直线CD的斜率kCD=−1kAB=−2,
    可得直线CD的方程为y−1=−2x+2.
    即直线CD的方程为:2x+y+3=0 .
    (2)①当两截距均为0时,设直线方程为y=kx,
    因为直线过点C−2,1.解得k=−12,即所求直线方程为y=−12x .
    ②当截距均不为0时,设直线方程为x+y=a,
    因为直线过点C−2,1,解得a=−1,即所求直线方程为x+y=−1 .
    综上所述,所求直线方程为x+2y=0或x+y+1=0 .
    【答案】
    解:命题p:因为a>0时,对∀x>0,x+ax≥2a,
    则2a≥2,即a≥1;
    命题q:将直线kx−y+2=0代入椭圆x2+y2a2=1,
    得(k2+a2)x2+4kx+4−a2=0,
    则Δ=4a2(a2+k2−4)≥0,即a2≥−k2+4;
    而−k2+4在R上的最大值为4;
    ∴ a2≥4,∵ a>0,∴ 解得a≥2;
    (或者直线kx−y+2=0经过定点(0, 2),则0+4a2≤1,
    ∵ a>0,∴ 解得a≥2.)
    由题可得p,q一真一假,
    当p真q假时,a≥1,0当p假q真时,0综上1≤a<2.
    【考点】
    逻辑联结词“或”“且”“非”
    【解析】
    求出命题的等价条件,结合复合命题之间的关系进行求解即可.
    【解答】
    解:命题p:因为a>0时,对∀x>0,x+ax≥2a,
    则2a≥2,即a≥1;
    命题q:将直线kx−y+2=0代入椭圆x2+y2a2=1,
    得(k2+a2)x2+4kx+4−a2=0,
    则Δ=4a2(a2+k2−4)≥0,即a2≥−k2+4;
    而−k2+4在R上的最大值为4;
    ∴ a2≥4,∵ a>0,∴ 解得a≥2;
    (或者直线kx−y+2=0经过定点(0, 2),则0+4a2≤1,
    ∵ a>0,∴ 解得a≥2)
    由题可得p,q一真一假,
    当p真q假时,a≥1,0当p假q真时,0综上1≤a<2.
    【答案】
    解:(1)设圆心C(a,−2a),
    由题知|a−2a−1|2=a−22+−2a+12,解得a=1.
    所以圆C的方程为x−12+y+22=2.
    (2)当直线l的斜率不存在时,它的方程为x=0,
    此时与圆交于两点0,−1,0,−3,满足弦长为2.
    当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=kx+3,
    圆心到直线l的距离为|k+5|1+k2,
    令|k+5|1+k2=2−1,解得k=−125,
    直线l的方程为12x+5y−15=0 .
    综上所述,直线l的方程为x=0或12x+5y−15=0.
    【考点】
    点到直线的距离公式
    圆的标准方程
    直线的点斜式方程
    【解析】


    【解答】
    解:(1)设圆心C(a,−2a),
    由题知|a−2a−1|2=a−22+−2a+12,解得a=1.
    所以圆C的方程为x−12+y+22=2.
    (2)当直线l的斜率不存在时,它的方程为x=0,
    此时与圆交于两点0,−1,0,−3,满足弦长为2.
    当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=kx+3,
    圆心到直线l的距离为|k+5|1+k2,
    令|k+5|1+k2=2−1,解得k=−125,
    直线l的方程为12x+5y−15=0 .
    综上所述,直线l的方程为x=0或12x+5y−15=0.
    【答案】
    (1)证明:∵ 四边形CDEF是菱形,
    ∴ DE=CD=2AD,CE⊥DF,
    ∵ AE=5AD,∴ AE2=AD2+DE2=5AD2,
    ∴ AD⊥DE,
    ∵ AD⊥CD,∴ AD⊥平面CDEF.
    ∴ AD⊥CE,
    ∴ CE⊥平面ADF,∴ CE⊥AF.
    (2)解:由(1)知以D为坐标原点,DA所在直线为x轴,
    建立如图所示的空间直角坐标系D−xyz,
    设DA=1,由题设可得A(1,0,0),B(1,1,0),
    C(0,2,0),E(0,−1,3),F(0,1,3),
    ∴ CP→=λCB→=λ,−λ,0,
    ∴ DP→=DC→+CP→=(λ,2−λ,0),
    设m→=x,y,z是平面DFP的一个法向量,
    则m→⋅DF→=y+3z=0,m→⋅DP→=λx+(2−λ)y=0,
    令z=−1,得m→=3λ−23λ,3,−1,
    由①可知CE→=0,−3,3是平面ADF的一个法向量,
    ∵ 二面角A−DF−P的大小为60∘,
    ∴ cs60∘=|m→⋅CE→||m→||CE→|=4323⋅3(1−2λ)2+4=12.
    解得λ=23.
    【考点】
    两条直线垂直的判定
    用空间向量求平面间的夹角
    【解析】

    【解答】
    (1)证明:∵ 四边形CDEF是菱形,
    ∴ DE=CD=2AD,CE⊥DF,
    ∵ AE=5AD,∴ AE2=AD2+DE2=5AD2,
    ∴ AD⊥DE,
    ∵ AD⊥CD,∴ AD⊥平面CDEF.
    ∴ AD⊥CE,
    ∴ CE⊥平面ADF,∴ CE⊥AF.
    (2)解:由(1)知以D为坐标原点,DA所在直线为x轴,
    建立如图所示的空间直角坐标系D−xyz,
    设DA=1,由题设可得A(1,0,0),B(1,1,0),
    C(0,2,0),E(0,−1,3),F(0,1,3),
    ∴ CP→=λCB→=λ,−λ,0,
    ∴ DP→=DC→+CP→=(λ,2−λ,0),
    设m→=x,y,z是平面DFP的一个法向量,
    则m→⋅DF→=y+3z=0,m→⋅DP→=λx+(2−λ)y=0,
    令z=−1,得m→=3λ−23λ,3,−1,
    由①可知CE→=0,−3,3是平面ADF的一个法向量,
    ∵ 二面角A−DF−P的大小为60∘,
    ∴ cs60∘=|m→⋅CE→||m→||CE→|=4323⋅3(1−2λ)2+4=12.
    解得λ=23.
    【答案】
    (1)解:由已知得:
    ca=22,212+(−1)2=b,b2+c2=a2,
    解得a=2,b=1,
    故椭圆方程为:x22+y2=1.
    (2)证明:①若直线AB的斜率存在,
    设直线AB:y=kx+m,m≠±1,
    由(1)得M(0, 1),设A(x1, y1),B(x2, y2),
    联立椭圆方程和直线方程,消去y,
    得(1+2k2)x2+4kmx+2m2−2=0,
    x1+x2=−4km1+2k2,x1x2=2m2−21+2k2,
    由已知k1+k2=4,
    可得y1−1x1+y2−1x2=4,
    即kx1+m−1x1+kx2+m−1x2=4,
    2k−4+(m−1)x1+x2x1x2=0,
    将x1+x2,x1x2代入得到,k=2(m+1),即m=k2−1,
    则AB:y=kx+k2−1,即y=k(x+12)−1,
    AB恒过定点(−12, −1);
    ②若直线AB斜率不存在,设AB:x=x0,
    则A(x0, y0),B(x0, −y0),
    由y0−1x0+−y0−1x0=4,得x0=−12,
    故直线AB:x=−12,
    故直线AB也过定点(−12, −1).
    综上,直线AB恒过定点,此定点坐标为(−12, −1).
    【考点】
    椭圆的标准方程
    椭圆的离心率
    点到直线的距离公式
    圆锥曲线中的定点与定值问题
    【解析】
    (1)由离心率为22得ca=22,由直线l与圆相切得212+(−1)2=b,再由b2+c2=a2即可解得a,b值;
    (2)要证明直线AB过定点N(−12, −l),可证NA→ // NB→.设MA:y=k1x+1,代入椭圆方程消掉y得x的二次方程,由韦达定理可表示点A坐标,同理可得点B坐标,由向量共线的条件可证NA→ // NB→;
    【解答】
    (1)解:由已知得:
    ca=22,212+(−1)2=b,b2+c2=a2,
    解得a=2,b=1,
    故椭圆方程为:x22+y2=1.
    (2)证明:①若直线AB的斜率存在,
    设直线AB::y=kx+m,m≠±1,
    由(1)得M(0, 1),设A(x1, y1),B(x2, y2),
    联立椭圆方程和直线方程,消去y,
    得(1+2k2)x2+4kmx+2m2−2=0,
    x1+x2=−4km1+2k2,x1x2=2m2−21+2k2,
    由已知k1+k2=4,
    可得y1−1x1+y2−1x2=4,
    即kx1+m−1x1+kx2+m−1x2=4,
    2k−4+(m−1)x1+x2x1x2=0,
    将x1+x2,x1x2代入得到,k=2(m+1),即m=k2−1,
    则AB:y=kx+k2−1,即y=k(x+12)−1,
    AB恒过定点(−12, −1);
    ②若直线AB斜率不存在,设AB:x=x0,
    则A(x0, y0),B(x0, −y0),
    由y0−1x0+−y0−1x0=4,得x0=−12,
    故直线AB:x=−12,
    故直线AB也过定点(−12, −1).
    综上,直线AB恒过定点,此定点坐标为(−12, −1).
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