2022-2023学年河南省驻马店市第二高级中学高二上学期第一次月考数学试题(解析版)
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一、单选题
1.直线的倾斜角为,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据直线方程的特征和斜率的定义即可求解.
【详解】直线的斜率为.
故选:A.
2.椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,,,求出,即可求出椭圆的离心率.
【详解】因为椭圆中,,
所以,
得,
故选:B.
【点睛】本题考查椭圆的离心率的求法,以及灵活运用椭圆的简单性质化简求值.
3.在平面直角坐标系中,圆:与圆:,则两圆的公切线的条数是( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出两圆圆心距,再判断两圆位置关系即可作答.
【详解】圆:的圆心,半径,
圆:的圆心,半径,
,
显然,即圆与圆外切,
所以两圆的公切线的条数是3.
故选:B.
4.已知直线和互相平行,则它们之间的距离是( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】先由平行求出,再由平行线间距离公式求解即可.
【详解】由直线平行可得,解得,则直线方程为,即,则距离是.
故选:D.
5.圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】一个圆关于直线对称的圆是圆心坐标关于直线对称,半径相等,求出已知圆的圆心坐标及半径,设所求圆的圆心,可得两个圆心的中垂线为已知直线,进而求出所求的圆心坐标,即可写出圆的方程.
【详解】由圆的方程可得,圆心坐标半径为2,
由题意可得关与直线对称的圆的圆心为关于直线对称的点,半径为2,设所求圆的圆心为,则,解得,
故圆的方程为
故选:D
6.已知椭圆C:的左右焦点为F1,F2离心率为,过F2的直线l交C与A,B两点,若△AF1B的周长为,则C的方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若△AF1B的周长为4,
由椭圆的定义可知,,
,,
,
所以方程为,故选A.
【解析】椭圆方程及性质
7.直线上与点的距离等于的点的坐标是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】设所求点坐标为,根据已知条件列方程,由此求得正确答案.
【详解】设所求点的坐标为,有,且,
两式联立解得或.
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.
9.已知直线:恒过点,过点作直线与圆C:相交于A,B两点,则的最小值为( )
A. B.2 C.4 D.
【答案】A
【分析】写出直线的定点坐标并判断与圆的位置关系,进而确定最小时直线与直线的位置关系,即可得结果.
【详解】由恒过,
又,即在圆C内,
要使最小,只需圆心与的连线与该直线垂直,所得弦长最短,
由,圆的半径为5,
所以.
故选:A
10.已知圆:与圆:相外切,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.4
【答案】A
【分析】由圆的方程求得圆心坐标与半径,再由两圆外切可得,要使取得最大值,则,同号,不妨取,,然后利用基本不等式求得的最大值.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
由圆C1与圆C2相外切,得
即,
∴;
要使取得最大值,则,同号,不妨取,,
由基本不等式,得
,当且仅当时等号成立,
∴ab的最大值为2.
故选:A
11.已知是椭圆的左、右焦点,过且垂直于轴的直线与椭圆交于两点,若是锐角三角形,则该椭圆离心率的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】试题分析:依题意可知,,即,两边除以得,解得.
【解析】1.直线与椭圆的位置关系;2.椭圆离心率.
12.已知、是椭圆:的焦点,P为C上一点,且,则的内切圆半径( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆方程求出、、的值,即可得到、、的值,从而求出的面积,再利用等面积法求出内切圆的半径.
【详解】椭圆中,,,
则,、∴,,∴.
∵,,∴,
∵,
∴,
解得.
故选:C.
二、填空题
13.若方程表示椭圆,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【分析】列出关于实数的不等式组,即可求得实数的取值范围
【详解】若方程表示椭圆,则
解之得或
故答案为:
14.已知为椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点,若,则等于________.
【答案】
【解析】由椭圆的定义有,又,再利用三角形面积公式即可得到结果.
【详解】由椭圆有,
由椭圆的定义有,又,
在中,,
得,①
又,②
设,
①化简整理得:,③
②化简整理得:,④
由③④得:
,
,
又,
故,
所以.
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了椭圆的定义和焦点三角形的面积问题.属于中档题.
15.经过直线:,:的交点M,且与直线:垂直的直线方程为______.
【答案】
【分析】求出交点坐标,由两直线垂直得到斜率即可写出直线方程.
【详解】由,解得,所以M点的坐标为,设与垂直的直线的方程为,因为,所以,所以直线的方程为.
故答案为:
16.若实数x、y满足条件,则的范围是______.
【答案】
【分析】的几何意义即圆上的点到定点的斜率,求得斜率的取值范围即可.
【详解】的几何意义即圆上的点到定点的斜率,由图知斜率的范围处在圆的两条切线斜率之间,其中AC斜率不存在,设AB的斜率为k,
则AB的方程为,
,解得,
故的范围是
故答案为:.
三、解答题
17.已知圆:和:.
(1)求圆和圆的公共弦所在直线的方程和公共弦长;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
【答案】(1)圆和圆的公共弦所在直线的方程为:,弦长为.
(2)或
【分析】(1)将两圆作差可得公共弦方程,再利用垂径定理即可求解公共弦长;
(2)当直线斜率不存在时符合题意,当直线斜率存在时,设其方程,利用圆心到直线的距离等于半径即可求解.
【详解】(1)由题意可知:将两圆方程相减可得:,
也即,故圆和圆的公共弦所在直线的方程为,
圆:可化为,
圆心坐标,半径,
由点到直线的距离公式可得:
到公共弦的距离,
由垂径定理可知:公共弦长,
(2)由(1)知:圆: ,
圆心坐标,半径,
过点作圆的切线方程,当切线斜率不存在时,切线方程为;
当切线斜率存在时,设切线方程为,也即,
由点到直线的距离公式可得:,
解得:,所以此时切线方程为:,
综上:过点且与圆相切的直线方程为或.
18.已知的顶点,AB边上的高所在的直线方程为,E为BC边的中点,且AE所在的直线方程为
(1)求顶点A的坐标;
(2)求过E点且与x轴、y轴截距相等的直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由垂直关系求直线AB的方程,再联立AE所在的直线求交点坐标即可.
(2)设则,由点在相关直线上,将坐标代入直线方程求出的坐标,讨论直线l是否经过原点,求直线方程即可.
【详解】(1)由边上的高所在的直线方程为,即,
直线AB的方程:,化为:,
联立,解得,,
;
(2)设,则,联立,解得,,
,由直线l与x轴、y轴截距相等,
①当直线l经过原点时,设直线l为:,把E代入可得:,则,
直线l的方程为:;
②当直线l不经过原点时,设直线l为:,把E代入可得:,
直线l的方程为:
综上,所求直线l的方程为或
19.已知以第二象限内点P为圆心的圆经过点和,半径为.
(1)求圆P的方程;
(2)设点Q在圆P上,试问使△的面积等于8的点Q共有几个?证明你的结论.
【答案】(1);
(2)2个,证明见解析.
【分析】(1)求得线段垂直平分线的方程,设出圆的标准方程,结合其过点,即可求得方程;
(2)求得满足题意的点到直线的距离,结合圆上一点到定直线的距离,结合圆的对称性即可求解和证明.
【详解】(1)因为点和,故其中点坐标为,斜率为,
则线段的垂直平分线方程为:,即,
故可设圆的圆心为,则其标准方程为,
又其过点,即,解得或,
因为圆心在第二象限,故,即圆心坐标为,
故圆的标准方程为:.
(2)点Q共有2个,证明如下:
因为,又直线方程为:,
若使得△的面积为8,设点到直线的距离为,
则,解得.
因为圆心到直线的距离为,
故,,
根据圆的对称性可知,使△的面积等于8的点Q共有2个.
20.已知圆C:.
(1)当,,时,过点且斜率为k的直线l与圆C有两个不同的交点,求k的取范围;
(2)当圆C以坐标原点O为圆心,且与直线相切时,圆与x轴交于A,B两点,圆内的动点P使,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意得到圆的方程,直线,由圆心到直线的距离小于半径得到不等式,解得即可;
(2)由原点到直线的距离等于半径,即可求出圆的方程,从而求出、两点的坐标,设点,由距离公式求出的轨迹,再由点在圆内求出的取值范围,最后由数量积的坐标表示计算可得.
【详解】(1)解:当,,时圆,圆心为,半径,
依题意可得直线,即,
因为直线与圆有两个交点,则圆心到直线的距离,
即,解得;
(2)解:由题意圆的半径等于原点到直线的距离,
即,
圆的方程为.
令,则,解得或,不妨令、,
设点,因为,
所以,整理得,
又由点在圆内可得,故有,
又,,
,
的取值范围是.
21.在平面直角坐标系xOy中,已知的顶点分别为,,,圆为的外接圆.
(1)设直线l:与圆交于M,N两点,若,求直线l的方程;
(2)设圆:上存在点P,满足过点P向圆作两条切线PA,PB,切点为A,B四边形的面积为10,求实数m的取值范围.
【答案】(1)或;
(2).
【分析】(1)设出圆的一般方程,利用圆上A,B,C三点坐标待定系数法求圆的方程,则圆心,利用到直线l的距离建立等式求解即可.
(2)由四边形的面积为10,求得,进而可得点P的轨迹方程根据点P在圆上可得圆E与圆有公共点,利用圆心距建立不等式即可求实数m的取值范围.
【详解】(1)设圆的方程为:,
则,解得
圆的方程为,即,
设圆心到直线l的距离为d,则,
又,,解得.
直线l的方程为或
(2)四边形的面积为10,而四边形是由两个全等的直角三角形组成,
的面积为5,即,
又,,,
动点P的轨迹为以为圆心,以5为半径的圆,
即点P在圆上,
又点P在圆上,
圆E与圆有公共点.
,即,
解得.
实数m的取值范围为
22.已知圆与圆内切.
(1)求圆O的方程;
(2)过点E作倾斜角互补的两条直线分别与圆O相交,所得的弦记为和,若,求实数的最大值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由两圆的位置关系即求;
(2)由题可设,则,结合条件及弦长公式可得,再利用基本不等式即得.
【详解】(1)圆,所以,,
因为圆O与圆E内切,所以,即,
解得:或0,因为,所以,
故圆.
(2)由题,直线和的斜率存在且不为0,
设,即,则,
O到的距离为:,
所以,
同理,,
则,
当时,(当且仅当时等号成立),,
当时,(当且仅当时等号成立),,
所以实数的最大值为.
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