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必修四必修五+圆锥曲线测试题(含答案)
一、单选题(60分)
1.等差数列{an}中,a6+a9=16,a4=1,则a11=( )
(A)64 (B)30 (C)31 (D)15
2.已知变量满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.抛物线的准线与双曲线 交于两点,点为抛物线的焦点,若△为直角三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.《算法统宗》是中国古代数学名著,书中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还,”题目大意为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛走的路程为前一天的一半,走了6天到达目的地。”则该人最后一天走的路程是( )
A. 3里 B. 4里 C. 5里 D. 6里
5.若的内角所对的边分别是,已知,且,则等于( )
A. B. C. D. 4
6.两个正数、的等差中项是,一个等比中项是,且,则双曲线的离心率等于( )
A. B. C. D.
7.点是双曲线与圆在第一象限的交点,分别为双曲线左右焦点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
8.如图是函数在区间上的图象,为了得到这个函数的图象,只需将y=sinx的图象
A. 向左平移个长度单位,再把所得各点的横坐标变为原来的,纵坐标不变
B. 向左平移至个长度单位,再把所得各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变
C. 向左平移个长度单位,再把所得各点的横坐标变为原来的,纵坐标不变
D. 向左平移个长度单位,再把所得各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变
9.关于的一元二次不等式的解集为,则的值为( )
A. 6 B. -5 C. -6 D. 5
10.在中,角的对边分别为,若成等差数列,且, 的面积为,则 ( )
A. 4 B. C. D.
11.若正数m,n满足m+2n=2,则m+14n+2mn的最小值为( )
A. 12 B. 16 C. 18 D. 24
12.已知各项均为正数的等比数列an满足a7=a6+2a5,若存在两项am,an使得aman=4a1,则1m+4n的最小值为( )
A. 32 B. 53 C. 94 D. 9
二、填空题(20分)
13.若, ,则__________.
14.直线y=3x是双曲线x2a2−y2b2=1的一条渐近线,双曲线的离心率是__________.
15.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(b-c)cosA=acosC,则cosA=_____
16.若,则的最小值为____________.
三、 解答题(70分)
17.在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值.
18.数列{an}满足a1=1,an+1=2an(n∈N*),Sn为其前n项和.数列{bn}为等差数列,且满足b1=a1,b4=S3.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设cn=1bn⋅log2a2n+2,数列{cn}的前n项和为Tn,证明:13≤Tn<12.
19.已知双曲线和椭圆有公共的焦点,且离心率为.
(Ⅰ)求双曲线的方程.
(Ⅱ)经过点作直线交双曲线于, 两点,且为的中点,求直线的方程.
20.已知函数.
(Ⅰ)若,求的值;
(II)设,求函数在R的最值.
21.已知数列的前项和满足.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)设,求数列的前项和.
22.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为53,且椭圆C的短轴恰好是圆x2+y2=4的一条直径.
(1)求椭圆C的方程
(2)设A1,A2分别是椭圆C的左,右顶点,点P是椭圆C上不同于A1,A2的任意点,是否存在直线x=m,使直线A1P交直线x=m于点Q,且满足kPA2⋅kQA2=−1,若存在,求实数m的值;若不存在,请说明理由
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:在等差数列中,,所以,故选D.
考点:等差数列的性质.
2.A
【解析】
试题分析:约束条件的可行域如图所示三角形ABC部分,当目标函数过点B(1,-1)时,z取最小值,最小值为1+2×(-1)=-1,故选A.
x
A(1,1)
B(1,-1)
C(2,0)
y
O
考点:线性规划的应用.
3.D
【解析】
试题分析:先根据抛物线方程求得准线方程,代入双曲线方程求得,根据双曲线的对称性可知为等腰直角三角形,进而可求得或的纵坐标为,进而求得,利用和的关系求得,则双曲线的离心率可得. 解:依题意知抛物线的准线方程为,代入双曲线的方程得 ,不妨设 ,设准线与轴的交点为,∵是直角三角形,所以根据双曲线的对称性可知,为等腰直角三角形,所以即,解得,∴,所以离心率为,选D.
考点:双曲线的性质.
4.D
【解析】记每天走的路程里数为an,可知数列an是公比q=12的等比数列,由S6=378,得S6=a11−1261−12=378,解得a1=192,∴a6=192×125=6,故选D.
5.C
【解析】由可得: ,在由余弦定理得:
6.D
【解析】由题意可得: ,结合求解方程组可得: ,
则双曲线中: .
本题选择D选项.
点睛:双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
①求出a,c,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
7.B
【解析】
试题分析:依据双曲线的定义:,又,所以,,因为圆的半径,所以是圆的直径,所以,在直角三角形中,由解得.
考点:1.双曲线离心率;2.圆的几何性质.
【方法点睛】在求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出和的值,而是根据题目给出的椭圆或双曲线的几何特征,建立关于参数的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或范围.较多时候利用解题.解圆锥曲线的题目,要将题目叙述的图形正确的画出来,然后考虑圆锥曲线的定义和图形的集合性质来解题.
8.A
【解析】由图可知A=1,T=π,
∴ω=2,
又﹣ω+φ=2kπ(k∈Z),
∴φ=2kπ+(k∈Z),又0<ϕ<,
∴φ=,
∴y=sin(2x+).
∴为了得到这个函数的图象,只需将y=sinx(x∈R)的图象上的所有向左平移个长度单位,得到y=sin(x+)的图象,再将y=sin(x+)的图象上各点的横坐标变为原来的 (纵坐标不变)即可.
故答案为A。
9.A
【解析】由题可知-1和 是方程 的两根,由根与系数关系可知 ,所以 。所以选A。
10.B
【解析】成等差数列, , ① 面积为 ,② 由余弦定理可得, ③ 由①②③得, ,故选B.
11.C
【解析】分析:可先将问题变形为:m+14n+2mn=m+14n+m+2nmn=2n+16m,再结合‘1’的用法的基本不等式即可解决.
详解:由题可得:m+14n+2mn=m+14n+m+2nmn=2n+16m,(2n+16m)⋅2=(2n+16m)⋅(m+2n)⋅12=12(16+2mn+4+32nm)≥12×36=18
点睛:考查基本不等式的运用,对原式得正确变形和结合‘1’的用法解题是本题关键,属于中档题.
12.A
【解析】分析:由 a7=a6+2a5 求得q=2,代入aman=4a1求得m+n=6,利用基本不等式求出它的最小值.
详解:由各项均为正数的等比数列{an}满足 a7=a6+2a5,可得a1q6=a1q5+2a1q4,
∴q2﹣q﹣2=0,∴q=2.
∵aman=4a1,∴qm+n﹣2=16,∴2m+n﹣2=24,∴m+n=6,
∴ 1m+4n=16(1m+4n)(m+n)=16(5+nm+4mn)≥16(5+2nm⋅4mn)=32.
当且仅当nm=4mn即m=2,n=4时,等号成立.
故 1m+4n的最小值等于32.
故选A.
点睛:本题主要考查等比数列的通项公式和基本不等式的应用,解题的关键是常量代换的技巧,所谓常量代换,就是把一个常数用代数式来代替,如1m+4n=(1m+4n)×6×16,再把常数6代换成已知中的m+n,即1m+4n=16(1m+4n)(m+n).常量代换是基本不等式里常用的一个技巧,可以优化解题,提高解题效率.
13.
【解析】将已知条件两边平方得, ,两式相加化简得.
14.2
【解析】分析:利用双曲线的渐近线方程,推出a,b的关系,然后求解双曲线的离心率即可.
详解:双曲线x2a2-y2b2=1的一条渐近线方程为y=3x,可得ba=3,即c2−a2a2=3
解得e=2.故答案为:2.
点睛:本题考查双曲线的简单性质的应用,考查计算能力.
15.
【解析】
试题分析:由正弦定理可将已知条件转化为
考点:正弦定理与三角函数基本公式
16.6
【解析】
试题分析:因为,,所以,=,即的最小值为6.
考点:本题主要考查均值定理的应用。
点评:简单题,通过改造函数的表达式,应用均值定理。应用均值定理时,“一正,二定,三相等”,缺一不可。
17.(1)(2)
【解析】试题分析:(1)根据三角形内角关系及诱导公式得,再根据两角和与差的正余弦公式展开化简得,即得.(2)先由余弦定理得,再根据基本不等式得,最后根据三角形面积公式得最大值.
试题解析:(1)在中, ,则,
化简得:
由于, ,
则,解得.
(2)由余弦定理, ,
从而,
当且仅当时取到最大值.
18.(1)an=2n−1.bn=2n−1.(2)见解析.
【解析】分析:(1)由an+1=2an可知,{an}是首项为1,公比为2的等比数列,利用b1=a1,b4=S3.解b1,d两个基本量,b1=1,d=2。
(2)cn=1bn⋅log2a2n+2 =1(2n-1)(2n+1),利用裂项相消求出Tn的表达式即可。
详解:(1)由题意知,{an}是首项为1,公比为2的等比数列,
∴an=a1⋅2n-1=2n-1.∴Sn=2n-1.
设等差数列{bn}的公差为d,则b1=a1=1,b4=1+3d=7,
∴d=2,则bn=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)证明:∵log2a2n+2=log222n+1,∴cn=1bn⋅log2a2n+2 =1(2n-1)(2n+1)=1212n-1-12n+1,
∴Tn=121-13+13-15+⋅⋅⋅+12n-1-12n+1 =121-12n+1=n2n+1.
∵n∈N*,∴Tn=121-12n+1<12,当n≥2时,Tn-Tn-1=n2n+1-n-12n-1 =1(2n+1)(2n-1)>0,
∴数列{Tn}是一个递增数列,∴Tn≥T1=13.综上所述,13≤Tn<12.
点睛:等差等比之间的转换:等比数列添上对数的运算变成等差数列,等差数列添上指数的运算变成等比数列。裂项相消法是用来解同一等差数列的前后两项之积的倒数的模型。
19.(Ⅰ) (Ⅱ)
【解析】试题分析:
(I)设双曲线方程为,由题意得,结合,可得,故可得, ,从而可得双曲线方程。(Ⅱ)由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为,与双曲线方程联立消元后根据根与系数的关系可得,解得可得直线方程。
试题解析:
(I)由题意得椭圆的焦点为, ,
设双曲线方程为,
则,
∵
∴,
∴ ,
解得,
∴ ,
∴ 双曲线方程为.
(II)由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为,即。
由消去x整理得
,
∵直线与双曲线交于, 两点,
∴,
解得。
设, ,
则,
又为的中点
∴ ,
解得.满足条件。
∴ 直线,即.
点睛:
解决直线与双曲线位置关系的问题的常用方法是设出直线方程,把直线方程和双曲线方程组成方程组,消元后转化成关于x(或y)的一元二次方程,利用根与系数的关系及整体代入的思想解题.当直线与双曲线有两个交点的时候,不要忽视消元后转化成的关于x(或y)的方程的(或)项的系数不为0,同时不要忘了考虑判别式,要通过判别式对求得的参数进行选择.
20.(I);(II).
【解析】
试题分析:(I)由,化简得,平方后利用正弦的倍角公式,即可求解的值;(II)化简,即可求解在的最值.
试题解析:(Ⅰ)因为,
所以 , 所以 .
平方得,=,
所以 .
(II)因为=
= ==.
所以的最大值为;的最小值为-.
考点:三角恒等变换;三角函数的性质.
21.19.(1)(2)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)由数列{an}的前n项和Sn满足Sn=,利用,能求出数列{an}的通项公式.
(Ⅱ)推导出,由此利用错位相减法能求出数列{bn}的前n项和.
【详解】
解:(Ⅰ)当时,;当时,,符合上式.
综上,.
(Ⅱ).则,
,
∴,
∴.
【点睛】
用错位相减法求和应注意的问题(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形;(2)在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式;(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.
22.(1) x29+y24=1 (2) m=395
【解析】
【分析】
(1)由e=53=ca=a2-b2a,2b=4,联立解出即可得出;
(2)由题意知, 设Px0,y0,直线A1P的方程为y=y0x0+3(x+3),则Q(m,y0x0+3(m+3)),又点Px0,y0在椭圆C上,Q(m,y0x0+3(m+3)).从而A2P⋅A2Q=x0-359m-133=0
故存在实数m的值.
【详解】
(1)由题可知, b=2.
联立b=2ca=53⇒ a2-c2=4,c2a2=59⇒ a2=9,c2=5,
故椭圆C的方程为x29+y24=1.
(2)由题意知, A1(-3,0),A2(3,0),设Px0,y0,
则直线A1P的方程为y=y0x0+3(x+3).
设存在直线x=m满足条件,
则当x=m时,y=y0x0+3(m+3),
所以Q(m,y0x0+3(m+3)).
又点Px0,y0在椭圆C上,
所以y02=4(1-x029),
所以A2P=(x0-3,y0),
A2Q= (m-3,y0x0+3(m+3)),
A2P⋅A2Q=(x0-3,y0) ⋅(m-3,y0x0+3(m+3))
=(x0-3)(m-3)+ y0x0+3(m+3)
=(x0-3)(m-3)+ 4(3-x0)(3+x0)9(x0+3)(m+3)
=(x0-3)(m-3)+ 4(x0-3)9(m+3)
=(x0-3)(59m-133).
因为kPA2⋅kQA2=-1,
所以A2P⋅A2Q=0,
即(x0-3)(59m-133)=0,
又由题可知x0≠3,
所以59m-133=0⇒m=395,
所以存在m=395满足条件.
【点睛】
解决解析几何中探索性问题的方法
存在性问题通常采用“肯定顺推法”.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)
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