2022-2023学年重庆市巴蜀中学校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.点是椭圆上的动点,则到椭圆两个焦点的距离之和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆的定义求得正确答案.
【详解】椭圆的焦点在轴上,,
所以到椭圆两个焦点的距离之和为.
故选:C
2.一条直线过两点,则该直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,设直线的倾斜角为,由两点的坐标求出直的斜率,即可得,进而分析可得答案.
【详解】根据题意,设直线的倾斜角为,
∵直线过两点,∴直线的斜率,
∴,;
故选:.
3.圆与圆的公切线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【分析】先判断两个圆的位置关系,由此判断出公切线的条数.
【详解】圆的圆心为,半径;
圆的圆心为,半径.
,所以,
所以两个圆相交,公切线有条.
故选:B
4.点是椭圆的一个焦点,点在椭圆上,线段的中点为,且(为坐标原点),则线段的长为( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】结合三角形的中位线以及椭圆的定义求得正确答案.
【详解】不妨设为左焦点,为右焦点,
依题意,
由于线段的中点为,而是线段的中点,
所以,
根据椭圆的定义可知.
故选:D
5.阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积.当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆,椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积,已知椭圆的面积为,两个焦点分别为,点为椭圆的上顶点,,则椭圆的短轴长为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件列方程,由此求得,从而求得短轴长.
【详解】依题意①,
由于,所以,所以②,
由①②解得,所以短轴长.
故选:B
6.圆与直线相切于点,且圆心的横坐标为1,则圆被轴截得的弦长为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】设圆心为,由切线性质得,可求出n,进而由垂径定理求得弦长.
【详解】设圆心为,∵圆与直线相切于点,直线斜率∴,
∴半径,则圆被轴截得的弦长为.
故选:D
7.已知分别为椭圆的左、右焦点,是椭圆上两点,线段经过点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求得,结合勾股定理列方程,化简求得椭圆的离心率.
【详解】依题意线段经过点,且,
设,则,
,
,
在直角三角形中,有,
整理得,
解得或(舍去),
所以,
在直角三角形中,有,
.
故选:C
8.平行四边形内接于椭圆,椭圆的离心率为,直线的斜率为1,则直线的斜率为( )
参考知识:椭圆内接平行四边形的对称中心就是椭圆的对称中心.
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用点差法求得直线的斜率.
【详解】,
设,
设是的中点,由于是的中点,所以,
所以直线的斜率为.
,
两式相减并化简得,
即.
故选:A
二、多选题
9.过点且与圆相切的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】过圆外一点求圆的切线,先讨论直线斜率不存在时是否满足;当斜率存在时设直线方程,用圆心到直线的距离等于半径求斜率从而得到直线方程.
【详解】当斜率不存在时直线满足题意.
当斜率存在时,设直线方程为,由直线与圆相切得
,解得,故切线方程为.
故选:AC
10.下列关于曲线的说法正确的是( )
A.当时,曲线表示圆;
B.当时,曲线表示焦点在轴的椭圆;
C.点是曲线的对称中心;
D.曲线表示椭圆时,其焦距为.
【答案】ACD
【分析】根据给定的方程,结合圆、椭圆的定义、性质逐项判断作答.
【详解】曲线,
对于A,当时,方程为表示圆心在原点,半径为的圆,A正确;
对于B,当时,方程为,,则曲线表示焦点在轴上的椭圆,B不正确;
对于C,曲线上任意点,显然有,
即点也在曲线上,因此点是曲线的对称中心,C正确;
对于D,曲线表示椭圆,则,令曲线的半焦距为c,则,
因此椭圆的焦距,D正确.
故选:ACD
11.下列结论正确的是( )
A.若三点共线,则的值为0;
B.已知两点,过点的直线与线段有公共点,则直线的斜率的取值范围为;
C.圆上有且仅有3个点到直线的距离都等于1;
D.与圆相切,且在轴、轴上的截距相等的直线有三条.
【答案】ACD
【分析】根据三点共线、直线与线段有公共点、直线和圆的位置关系等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,,
由于三点共线,所以共线,
所以,A选项正确.
B选项,,结合图象可知,直线的斜率的取值范围为,
所以B选项错误.
C选项,圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为,所以圆上有且仅有3个点到直线的距离等于,
C选项正确.
D选项,当直线过原点时,设直线方程为,
圆心到直线的距离等于半径,
即,解得,直线方程为或.
当直线不过原点时,设直线方程为,
圆心到直线的距离等于半径,
即,解得或(舍去).
直线方程为,
综上所述,与圆相切,且在轴、轴上的截距相等的直线有三条,D选项正确.
故选:ACD
12.过椭圆外一点作椭圆的两条切线,切点分别为,如果,那么点的轨迹可能是( )的一部分
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.线段
【答案】BC
【分析】设出过点的椭圆的切线的方程并与椭圆方程联立,消去后利用判别式、根与系数关系求得点的轨迹方程,从而确定正确答案.
【详解】依题意可知直线和直线的斜率存在,
设过的椭圆的切线方程为,
由消去并化简得:,
其,
整理得,,
其,整理得,符合题意,
所以,
整理得①,,
当时,,①即,
即点的轨迹是圆的一部分.
当或时,,由于,所以点的轨迹是椭圆的一部分.
故选:BC
【点睛】求解直线和圆锥曲线的位置关系的题目,联立方程组后,消元化简的运算量一般比较大,要注意运算的准确性.另外还要注意判别式和二次项系数要符合题意.
三、填空题
13.已知直线过圆的圆心,且与直线平行,则的方程是___________.
【答案】
【分析】求出圆心坐标,再利用给定条件设出直线l的方程,代入求解作答.
【详解】圆的圆心为,依题意,设直线l的方程,
因此,解得,
所以直线的方程是.
故答案为:
14.过点的直线与椭圆相交于两点,且恰为中点,则直线的方程为___________.
【答案】
【分析】结合点差法求得直线的方程.
【详解】椭圆,
由,令得:,所以在椭圆内,
同时,当直线的斜率不存在,即直线时,,
不是线段的中点,所以直线的斜率存在.
设,则,
两式相减并化简得,
即,
所以直线的方程为,即.
故答案为:
15.实数满足,那么的最大值为___________.
【答案】
【分析】判断点的轨迹,然后结合斜率以及图象求得的最大值.
【详解】得,
所以点的轨迹是以原点为圆心,半径为的圆的上半部分,
表示点与点连线的斜率,
过作半圆的切线,切点为,如下图所示,则,
由于,
所以三角形是等腰直角三角形,所以直线的斜率为,
也即的最大值为.
故答案为:
16.现有两点,若圆上存在点,使得,则的取值范围为___________.
【答案】
【分析】由得,然后利用圆与圆的位置关系列不等式来求得的取值范围.
【详解】由于,所以,
由于直径所对的圆周角是直角,
所以,以线段为直径的圆与圆有公共点,
线段为直径的圆,圆心为,半径为(),
圆的方程可化为,所以圆心为,半径为,
圆心距,
所以,解得,
所以的取值范围是.
故答案为:
四、解答题
17.已知直线,直线与相交于点;
(1)求点的坐标;
(2)若经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为2,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)通过联立和的方程来求得点的坐标.
(2)先求得直线的横纵截距,利用与两坐标轴围成的三角形的面积列方程来求得.
【详解】(1)依题意,
由解得,
所以.
(2)依题意,
由于经过点,所以①,
由令得,
令得,
所以②,
由①②解得.
18.已知圆的方程为:
(1)求实数的取值范围.
(2)当圆半径最大时,点在圆上,点在直线上,求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)方程配方化为圆的标准方程,由右边大于0可得;
(2)由(1)得圆半径,由函数性质得最大值,从而得值,求出圆心坐标,然后求得圆心到已知直线的距离,确定直线与圆相离,由距离减半径得最小值.
【详解】(1)方程配方得:,它表示圆,
则,解得;
(2)由(1),时,,
圆方程为,圆心为,
圆心到直线的距离为,已知直线与圆相离,
所以的最小值是.
19.在正方体中,直线与平面交于点.
(1)求证:直线平面;
(2)若,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用向量法证得直线平面.
(2)计算出,由此求得.
【详解】(1)设正方体的边长为,建立如图所示空间直角坐标系,
,
,
所以,
所以,
由于平面,
所以平面.
(2)连接,由于平面,平面,
所以.
根据正方体的性质可知,
在直角三角形中,,
所以,
所以,
所以,所以.
20.已知椭圆的左、右焦点分别为和,离心率是,直线被椭圆截得的弦长等于2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆相交于两点,为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得,从而求得椭圆的标准方程.
(2)联立直线的方程和椭圆的方程,求得两点的坐标,进而求得,结合到直线的距离求得的面积.
【详解】(1)由令得,解得,所以,
结合,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由解得或
不妨设设,即,
所以,
原点到直线的距离为,
所以.
21.已知椭圆的一个焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若是椭圆上异于点的两动点,当的角平分线垂直于椭圆长轴时,试问直线的斜率是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为
【分析】(1)根据已知条件求得,从而求得椭圆的方程.
(2)根据直线、直线的方程求得两点的坐标,从而计算出直线的斜率为定值.
【详解】(1)依题意得,解得,
所以椭圆方程为.
(2)依题意可知直线和直线的斜率存在且互为相反数,
设直线的斜率为,则直线的斜率为,
直线的方程为,
由消去并化简得,
,
则,根据直线、直线的对称性可知.
设,则,
,则,
故,
以替换,得,
所以,
所以直线的斜率为定值.
22.已知点在椭圆上,直线的斜率之积是,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点的直线与椭圆交于点,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)点代入椭圆方程,得,直线的斜率之积是,得,∴,得到椭圆方程.
(2)当直线斜率不存在时;当直线斜率存在,直线方程与椭圆方程联立方程组,消去,得关于的一元二次方程,由,得,由结合韦达定理,得,解的取值范围即可.
【详解】(1)椭圆方程改写为:,点在椭圆上,
有,,两式相乘,得:,
由,得,
由直线的斜率之积是,得,即,
∴,,椭圆的方程为:.
(2)过点的直线若斜率不存在,则有,,此时;
当过点的直线斜率存在,设直线方程为,由,消去,得,直线与椭圆交于点两点,
∴,得
设,,
由韦达定理 ,消去 ,得,
由,,∴,由,解得,
综上,有,∴的取值范围为
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