2022-2023学年江苏省扬州大学附属中学高二上学期月考(一)数学试题(解析版)
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一、单选题
1.数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据分子和分母的数学特征进行判断即可.
【详解】原数列可变形为,
所以,
故选:C
2.已知直线与直线互相平行,则实数的值为( )
A. B.2或 C.2 D.
【答案】D
【分析】两直线斜率存在时,两直线平行则它们斜率相等,据此求出a的值,再排除使两直线重合的a的值即可﹒
【详解】直线斜率必存在,
故两直线平行,则,即,解得,
当时,两直线重合,∴.
故选:D.
3.已知实数满足,那么的最小值为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 由题意知,表示点到坐标原点的距离,
又原点到直线的距离为,
所以的距离的最小值为,故选A.
4.已知点,.若直线与线段相交,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,利用数形结合法,求出PA、PB的斜率,
从而得出l的斜率的取值范围,即得解
【详解】设直线过定点,则直线可写成,
令解得直线必过定点.
,.直线与线段相交,
由图象知,或,解得或,
则实数的取值范围是.
故选:A
【点睛】本题考查了直线方程的应用,过定点的直线与线段相交的问题,考查了学生综合分析、数形结合的能力,属于中档题.
5.已知点,,若,则直线AB的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用斜率公式和m的取值范围求出斜率k的取值范围,再根据斜率与倾斜角之间的关系求出倾斜角的取值范围.
【详解】由题可得:,因为,所以.又因为在和内,k随着倾斜角的增大而增大.又,,所以倾斜角或.
故选:B.
6.已知圆,点M为直线上一个动点,过点M作圆C的两条切线,切点分别为A,B,则四边形周长的最小值为( )
A.8 B. C. D.
【答案】A
【分析】根据圆的切线性质,结合点到直线的距离公式进行求解即可.
【详解】圆的圆心坐标为,半径为,
因为过点M作圆C的两条切线,切点分别为A,B,
所以有,,
因此有,
要想四边形周长最小,只需最小,即当时,
此时,此时,
即最小值为,
故选:A
【点睛】关键点睛:利用圆切线性质是解题的关键.
7.九连环是我国从古至今广泛流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合面为一“.在某种玩法中,用表示解下个圆环所需的移动最少次数,若.且,则解下6个环所需的最少移动次数为( )
A.13 B.16 C.31 D.64
【答案】C
【解析】根据已知的递推关系求,从而得到正确答案.
【详解】,,
,,,,
,
所以解下6个环所需的最少移动次数为.
故选:C.
8.若方程有两个不等的实根,则实数b的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将化为,作出直线与半圆的图形,利用两个图形有个公共点,求出切线的斜率,观察图形可得解.
【详解】解:由得,
所以直线与半圆有个公共点,
作出直线与半圆的图形,如图:
当直线经过点时,,
当直线与圆相切时,,解得或(舍),
由图可知,当直线与曲线有个公共点时,,
故选:B.
二、多选题
9.已知数列,则前六项适合的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】对四个选项中的数列通项公式分别取前六项,看是否满足题意,得出答案.
【详解】对于选项A,取前六项得:,满足条件;
对于选项B,取前六项得:,不满足条件;
对于选项C,取前六项得:,满足条件;
对于选项D,取前六项得:,不满足条件;
故选:AC
10.已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线与圆一定有公共点
B.当时直线被圆截得的弦最长
C.当直线与圆相切时,
D.圆心到直线的距离的最大值为
【答案】BCD
【分析】由圆的方程可得圆心的坐标及半径,因为直线l过定点,且点在圆E外,可得A不正确;
当时可得直线l过圆心,所以B正确;
直线l与圆相切时可得,所以C正确,
当ME与直线l垂直时,圆心到直线的距离最大,且为,判断D正确.
【详解】由题意知直线过定点,且点在圆外部,所以错误;当时,的方程为,直线过圆心,截得的弦恰为直径,故B正确;当与圆相切时,,解得,故C正确;当与垂直时,圆心到的距离取得最大值,其最大值为,故正确.
故选:BCD.
11.下列结论正确的是( )
A.过点(-2,-3)且在两坐标轴上的截距相等的直线l的方程为x+y=-5;
B.已知直线kx-y-k-1=0和以M(-3,1),N(3,2)为端点的线段相交,则实数k的取值范围为;
C.已知ab≠0,O为坐标原点,点P(a,b)是圆x2+y2=r2外一点,直线m的方程是ax+by=r2,则m与圆相交;
D.若圆上恰有两点到点N(1,0)的距离为1,则r的取值范围是(4,6).
【答案】CD
【分析】A选项分情况讨论,直线过原点和不过原点两种情况;B选项中直线kx-y-k-1=0恒过点,计算即可求解;C选项中利用圆心到直线距离及点P在圆外即可判断;D选项根据以N为圆心,1为半径的圆与已知圆相交,利用圆心距与两圆的圆的半径间关系即可求解.
【详解】A中直线过原点时,由两点式易得,直线方程为,故错误;
B中直线kx-y-k-1=0可化为,所以直线恒过定点,,直线与线段相交,所以或,故错误;
C中圆心到直线的距离,而点P(a,b)是圆x2+y2=r2外一点,所以
,所以,所以直线与圆相交,故正确.
D中与点N(1,0)的距离为1的点在圆上,由题意知圆与圆相交,所以圆心距满足,解得,故D正确.
故选:CD
【点睛】本题考查直线和圆的位置关系,圆与圆的位置关系,点与圆的位置关系,点到直线的距离公式,斜率公式,直线过定点,考查计算能力,属于中档题.
12.已知圆,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线l恒过定点
B.当时,圆C上有且仅有三个点到直线l的距离都等于1
C.圆C与曲线恰有三条公切线,则
D.当时,直线l上动点P向圆C引两条切线PA,PB,其中A,B为切点,则直线AB经过点
【答案】CD
【分析】对A将直线化成,则,解出即为定点;对B直接计算圆心到直线的距离与1的大小关系,即可判断B,对C,直接将代入,通过几何法判断两圆位置关系即可,对D,设点,利用两点直径式方程写出以为直径的圆的方程,两圆方程作差,得到公共弦所在直线方程,化成关于参数的方程,即可求出定点坐标.
【详解】由直线:,,整理得:,故,解得,即经过定点,故A错误;
当时,直线为,
圆心到直线的距离
故圆上有四个点到直线的距离都等于1,故B错误;
圆,其半径,
圆,
当时, ,整理得
,其半径
圆心距为,
故两圆相外切,恰有三条公切线,故C正确;
当时,直线的方程为,
设点,圆的圆心,半径为,
以线段为直径的圆的方程为:
,
即,
又圆的方程为,
两圆的公共弦的方程为
整理得,即,解得,
即直线经过点,故D正确.
故选:CD.
三、填空题
13.已知数列的通项公式为(其中是常数),若数列为严格增数列,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】由题意对任意恒成立,从而可得答案.
【详解】数列为严格增数列,则
所以,即对任意恒成立
所以
故答案为:
14.若过点的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线的距离为________.
【答案】
【分析】设圆心为,半径为写出圆的标准方程,根据点在圆上及已知条件求m值,再应用点线距离公式求圆心到直线距离.
【详解】设圆心为,半径为,则,
由题设,且,
当,,可得或;
当,,方程无解;
所以圆心为或,
当圆心为到的距离为;
当圆心为到的距离为;
所以圆心到直线的距离为.
故答案为:
15.已知圆,点P是直线上的动点,过P作圆的两条切线,切点分别为A,B,则的最小值为______.
【答案】##
【分析】根据圆的切线的性质,结合三角形面积与,化简可得,进而得到,根据最短时,最短求解即可
【详解】圆,即,
由于PA,PB分别切圆C于点A,B,则,
,,所以,
因为,所以,
又,所以,
所以,即,
所以最短时,最短,
点C到直线的距离即为的最小值,
所以,所以的最小值为
故答案为:
四、双空题
16.在平面直角坐标系中,直线与x轴和y轴分别交于A,B两点,,则线段的中点到原点的距离等于___________;若,则当k,m变化时,点C到点的距离的最大值为___________.
【答案】
【分析】求出,,由可得,的中点坐标为,
可得;利用得,即轨迹为动圆,设圆心为,代入,可得,由点C到点的距离可得答案.
【详解】令得,所以,令得,所以,
所以,可得,
的中点坐标为,
所以,
则线段的中点到原点的距离等于;
因为,设,所以,即
,即,
即轨迹为动圆,设圆心为,
则代入,可得,
所以点C到点的距离的最大值为.
故答案为:①②.
五、解答题
17.已知数列满足,且.
(1)求;
(2)证明:数列是等差数列.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用赋值法,由递推关系式依次求得;
(2)将推递关系式进行变形,得到,从而得证.
【详解】(1)因为,
所以.
(2)因为,
所以,
则,
故,
又,所以,
所以数列是首项为,公差为的等差数列.
18.已知△ABC的顶点,边上的中线所在直线方程,边上的高所在直线方程为求:
(1)顶点的坐标;
(2)直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据直线的斜率,求得直线的斜率以及其方程,再求直线与的交点坐标即可;
(2)设出点的坐标,根据点在直线上,以及的中点坐标满足直线的方程,从而求得点的坐标,再求直线方程即可.
【详解】(1)高所在直线方程为,其斜率为,故直线的斜率为,
则直线的方程为:,即,
联立方程与中线所在直线方程,可得,,
故点的坐标为.
(2)设点的坐标为,由点在直线上可得;
的中点的坐标为,点的坐标满足直线方程,即;
故可得,即点坐标为.
则直线的斜率为,故直线的方程为,
整理可得:,故直线方程为:.
19.已知圆.
(1)若直线过定点,且与圆C相切,求直线的方程;
(2)若圆D的半径为3,圆心在直线上,且与圆C相切,求圆D的方程.
【答案】(1)或;
(2)或或或.
【分析】(1)设的直线方程为(可以避开斜率为0和不存在情况),再用圆心到直线距离等于半径找出关系即可;
(2)讨论圆D与圆内切还是外切,分别计算出两种情况时的圆心坐标即可.
【详解】(1)圆的圆心,半径,
因为直线过定点,所以可设直线的方程为,
因为直线与圆C相切,所以,整理得,则或,
当时,直线的方程为;
当时,直线的方程为.所以直线的方程为或.
(2)因为圆D的圆心在直线上,所以可设,则.
当圆D与圆C外切时,,
即,解得或,所以圆D的方程为或.
当圆D与圆C内切时,,即,解得或,所以圆D的方程为或.
综上,圆D的方程为或或或.
20.已知线段AB的端点B的坐标是,端点A在圆上运动.
(1)求线段AB的中点P的轨迹的方程;
(2)设圆与曲线的两交点为M,N,求线段MN的长;
(3)若点C在曲线上运动,点Q在x轴上运动,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1) 设,,可得,代入圆化简即可;
(2) 联立方程和,得MN所在公共弦所在的直线方程,再由弦长公式可求得结果;
(3) 作关于轴得对称点,连接与x轴交于Q点,根据时求解即可.
【详解】(1)设,,点A在圆,所以有:,
P是A,B的中点,,即,得P得轨迹方程为:;
(2)联立方程和,得MN所在公共弦所在的直线方程,
设到直线MN得距离为d,则,
所以,;
(3)作出关于轴得对称点,
如图所示;
连接与x轴交于Q点,点Q即为所求,
此时,所以的最小值为.
21.已知圆,点P是直线上的一动点,过点P作圆M的切线PA,PB,切点为A,B.
(1)当切线PA的长度为时,求点P的坐标;
(2)若的外接圆为圆N,试问:当P运动时,圆N是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)求线段AB长度的最小值.
【答案】(1)或;(2)圆过定点,;(3)当时,AB有最小值.
【分析】(1)设,由,计算即可求得,得出结果;
(2)因为A、P、M三点的圆N以MP为直径,所以圆的方程为,化简为,由方程恒成立可知,即可求得动圆所过的定点;
(3)由圆和圆方程作差可得直线方程,设点到直线AB的距离,则,计算化简可得结果.
【详解】(1)由题可知,圆M的半径,设,
因为PA是圆M的一条切线,所以,
所以,
解得或,
所以点P的坐标为或.
(2)设,因为,
所以经过A、P、M三点的圆N以MP为直径,
其方程为,
即,
由,
解得或,
所以圆过定点,.
(3)因为圆N方程为,
即①
又圆②
①-②得圆M方程与圆N相交弦AB所在直线方程为
.
点到直线AB的距离,
所以相交弦长
,
所以当时,AB有最小值.
【点睛】本题考查直线和圆的位置关系,考查定点问题和距离的最值问题,难度较难.
22.如图,在平面直角坐标系中,圆交轴于、两点,交直线于、两点.
(1)若,求的值;
(2)设直线、的斜率分别为、,试探究斜率之积是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
(3)证明:直线、的交点必然在一条定直线上,并求出该定直线的方程.
【答案】(1);
(2)恒为定值;
(3)证明见解析,交点恒在定直线上.
【分析】(1)利用勾股定理可求得圆心到直线的距离,再利用点到直线的距离公式可得出关于的等式,即可求得实数的值;
(2)设点、,将直线的方程与圆的方程联立,列出韦达定理,利用斜率公式结合韦达定理可求得的值,即可证得结论成立;
(3)设直线的斜率为,可得出,写出直线、的方程,求出两直线交点的纵坐标,即可证得结论成立.
【详解】(1)解:圆的圆心为,到直线的距离为,
,可得,解得.
(2)解:将代入圆О方程,并整理得,
则,设点、,
由韦达定理,.
,所以,,同理,
于是(定值).
(3)解:注意到,设直线的斜率为,则,即.
直线的方程为,直线的方程为的交点满足,
即,解得,故直线、交点必在定直线上.
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