资源描述
"【全程复习方略】(福建专用)2013版高中数学 阶段滚动检测(五)训练 理 新人教A版 "
(120分钟 150分)
第I卷(选择题 共50分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.若双曲线的渐近线与圆(x-2)2+y2=3相切,则此双曲线的离心率
为( )
(A)1.5 (B)2 (C)3.5 (D)4
2.(滚动单独考查)(2012·西安模拟)等差数列{an}的前n项和为Sn,S3=6,a2+a4=0,则公差d为( )
(A)1 (B)-3 (C)-2 (D)3
3.已知双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线为y=kx(k>0),离心率e=k,则该双曲线方程为( )
4.设椭圆 (m>0,n>0)的焦点在抛物线y2=8x的准线上,离心率为,则椭圆的方程为( )
5.已知点P是抛物线y2=4x上的点,设点P到抛物线的准线的距离为d1,到圆(x+3)2+(y-3)2=1上一动点Q的距离为d2,则d1+d2的最小值为( )
(A)3 (B)4
(C)5 (D)3+1
6.(滚动单独考查)(2012·湛江模拟)等差数列{an}前17项和S17=51,则a5-a7+a9-a11+a13=( )
(A)3 (B)6 (C)17 (D)51
7.(滚动交汇考查)若直线ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦长为4,则的最小值是( )
(A) (B)2+3
(C)3 (D)
8.(滚动单独考查)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=3,则=( )
(A) 2 (B) (C) (D)3
9.已知F1、F2分别为双曲线 (a>0,b>0)的左、右焦点, M为双曲线上除顶点外的任意一点,且△F1MF2的内切圆交实轴于点N,则|F1N|·|NF2|的值为( )
(A)b2 (B)a2
(C)c2 (D)
10.设抛物线y2=2x的焦点为F,过点M(,0)的直线与抛物线相交于A,B两点,与抛物线的准线相交于点C,|BF|=2,则△BCF与△ACF的面积之比=( )
第Ⅱ卷(非选择题 共100分)
二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
11. (滚动单独考查) 等差数列{an}的前n项和为Sn,且6S5-5S3=5,则a4=______.
12.(2012·烟台模拟)已知正方形一条边在直线y=x+4上,顶点A、B在抛物线y2=x上,则正方形的边长为______.
13. 若椭圆的离心率e=,则k的值为______.
14.(滚动交汇考查)若点F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,P为椭圆上的点,若△PF1F2的面积为则=_______.
15.已知双曲线(a>0,b>0)且满足若离心率为e,则e+的最大值为______.
三、解答题(本大题共6小题,共80分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
16.(13分)已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上有一点P,∠F1PF2=,且△PF1F2的面积为,求椭圆的方程.
17.(13分) (滚动单独考查)(2012·广州模拟)已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,且AB=,AF=1,M是线段EF的中点.
(1)求证:AM∥平面BDE;
(2)求二面角A-DF-B的大小;
(3)试在线段AC上确定一点P,使得PF与BC所成的角为60°.
18.(13分) (滚动单独考查)数列 {an}的各项均为正数,Sn是其前n项的和,对任意的n∈N*,总有an,Sn,an2成等差数列,又记
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和Tn,并求使Tn>对n∈N*恒成立时最大的正整数m的值.
19.(13分) (2012·杭州模拟)设抛物线C1:x2=4y的焦点为F,曲线C2与C1关于原点对称.
(1)求曲线C2的方程;
(2)曲线C2上是否存在一点P(异于原点),过点P作C1的两条切线PA,PB,切点为A,B,且满足|AB|是|FA|与|FB|的等差中项?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
20.(14分)如图,已知M(m,m2),N(n,n2)是抛物线C:y=x2上两个不同点,且m2+n2=1,m+n≠0.直线l是线段MN的垂直平分线.设椭圆E的方程为 (a>0,a≠2).
(1)当M,N在抛物线C上移动时,求直线l的斜率k的取值范围;
(2)已知直线l与抛物线C交于A,B两个不同的点,与椭圆E交于P,Q两个不同的点.设AB中点为R,PQ中点为S,若=0,求椭圆E的离心率的范围.
21.(14分)(2011· 浙江高考)已知抛物线C1:x2=y,圆C2:x2+(y-4)2=1的圆心为点M.
(1)求点M到抛物线C1的准线的距离;
(2)已知点P是抛物线C1上一点(异于原点),过点P作圆C2的两条切线,交抛物线C1于A,B两点,若过M,P两点的直线l垂直于AB,求直线l的方程.
答案解析
1.【解析】选B.双曲线的渐近线方程为bx±ay=0.由题意得,圆心到渐近线的距离等于圆的半径,即整理得b=a,故故离心率e= =2.
2.【解析】选C.因为a2+a4=0,所以2a3=0,即a3=0,又因为所以a1=4,所以公差
3.【解析】选C.由已知得: a2+b2=c2,
∴a2=4b2,∴双曲线方程为
4.【解析】选B.抛物线的准线方程为x=-2,故椭圆的左焦点坐标为(-2,0),显然椭圆的焦点在x轴上,且c=2.又因为离心率为,所以a=4,故b2=a2-c2=12.椭圆的方程为
5.【解析】选B.设抛物线的焦点为F,根据题设d1=|PF|,圆的圆心为M,则d1+d2的最小值是|MF|-1=-1=4.
6.【解析】选A.∵S17==51,
∴a1+a17=2a9=6,
∴a9=3,
∴a5-a7+a9-a11+a13=a9=3.
7.【解析】选A.圆的方程可化为(x+1)2+(y-2)2=4,其圆心C(-1,2),半径r=2,由弦长为4可知圆心在直线上,即-a-2b+2=0,即a+2b=2,而
当且仅当时取等号,即 时取等号.
8.【解题指南】求解本题时不必求解q的值,可仔细观察S3与S6、S3与S9的关系,进而求q3,可简化求解过程.
【解析】选B.设公比为q ,则 q3=2,
于是
9.【解析】选A.由已知,得|MF1|-|MF2|=±2a,作图,易知|F1N|-|NF2|=±2a,又|F1N|+|NF2|=2c,
∴|F1N|·|NF2|=
10.【解析】选A.由题知
又|BF|=xB+=2⇒xB=⇒yB=±,
由A、B、M三点共线,有
即 (舍去),
∴故选A.
11.【解析】设公差为d,∵Sn=na1+n(n-1)d,
∴S5=5a1+10d,S3=3a1+3d,
∴6S5-5S3=30a1+60d-(15a1+15d)=15a1+45d=15(a1+3d)=15a4=5,
∴a4=.
答案:
12.【解析】设正方形的另一边所在的直线方程为y=x+m,该直线与抛物线y2=x交于A、B两点.
∴(x+m)2=x⇒x2+(2m-1)x+m2=0,
且(2m-1)2-4m2>0,
即m<,设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴x1+x2=1-2m,x1x2=m2.
∴|AB|=
即∴m=-2或-6,
∴|AB|=
答案:
13.【解析】①若焦点在x轴上,即k+8>9时,a2=k+8,b2=9,
解得k=4.
②若焦点在y轴上,即0<k+8<9时,a2=9,b2=k+8,
解得k=.
综上,k=4或k=.
答案:4或
【误区警示】因题目中并没有限定焦点到底在哪个坐标轴上,故一定要分情况讨论.
14.【解析】不妨设点P(x,y)在第一象限,由题意,
得F1(-,0),F2(,0),
代入椭圆方程,得x=1,即点P的坐标为(1,).
故
答案:
15.【解析】因为所以c2=(a2+b2)∈[],即c2
∈[],故e2=∈[],故e∈[],令t=e+,因为t=e+在(1,+∞)上为增函数,故e+的最大值为
答案:
16.【解析】设椭圆的方程为(a>b>0),
F1(-c,0)、F2(c,0).
因为点P在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=2a.
在△PF1F2中,由余弦定理,得
|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos
=(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1||PF2|,
即4c2=4a2-3|PF1|·|PF2|.
又因所以|PF1|·|PF2|sin =,得|PF1|·|PF2|
所以4c2=4a2-36,得b2=9,即b=3.
又e=,故a2=b2=25.
所以所求椭圆的方程为
17.【解析】方法一:(1)记AC与BD的交点为O,连接OE.
∵O、M分别是AC、EF的中点,四边形ACEF是矩形,
∴四边形AOEM是平行四边形,
∴AM∥OE,
∵OE⊂平面BDE,AM平面BDE,
∴AM∥平面BDE.
(2)在平面AFD中过A作AS⊥DF于S,连接BS,
由题易知AB⊥AF,又AB⊥AD,AD∩AF=A,
∴AB⊥平面ADF,
∴AS是BS在平面ADF上的射影.
∴BS⊥DF,
∴∠BSA是二面角A-DF-B的平面角.
在Rt△ASB中,
∴tan∠ASB=,∠ASB=60°,
即二面角A-DF-B的大小为60°.
(3)设CP=t(0≤t≤2),作PQ⊥AB于Q,连接PF、QF,
则PQ∥BC,则∠FPQ为PF与BC所成的角(或其补角),
∵PQ⊥AB,易知PQ⊥AF,AB∩AF=A,
∴PQ⊥平面ABF,QF⊂平面ABF,
∴PQ⊥QF,
在Rt△PQF中,∠FPQ=60°,PF=2PQ,
∵△PAQ为等腰直角三角形,
∴PQ=(2-t),又∵△PAF为直角三角形,
∴PF=
∴=2·(2-t),
∴t=1或t=3(舍去),
即点P是AC的中点时,满足题意.
方法二:(1)建立如图所示的空间直角坐标系,
设AC∩BD=N,连接NE,
则点N、E、F的坐标分别是(0)、(0,0,1)、(1)
∴=(1),
=(1),
又点A、M的坐标分别是(0)、(1),
∴=(1),
∴且NE与AM不共线,
∴NE∥AM,
又NE⊂平面BDE,AM平面BDE,
∴AM∥平面BDE.
(2)由题易知AF⊥AB,又AB⊥AD,AF∩AD=A,
∴AB⊥平面ADF,
∴=(-,0,0)为平面DAF的一个法向量,
∵=(1)·(-,,0)=0,
又∵=(,,1)·(1)=0
得
∴为平面BDF的一个法向量,
又cos〈〉=,
∴的夹角是60°.
即所求二面角A-DF-B的大小是60°.
(3)设P(t,t,0)(0≤t≤)得: =(-t,-t,1)
∵=(0,-,0),所成的角是60°,
∴cos60°=
解得t=或t=(舍去).
即点P是AC的中点时满足题意.
18.【解析】(1)∵an,Sn,an2成等差数列,∴2Sn=an+an2 ①
当n≥2时,2Sn-1=an-1+an-12 ②
由①-②得:2(Sn-Sn-1)=an+an 2-(an-1+an-12),
即2an=an+an2-an-1-an-12,
∴(an+an-1)(an-an-1-1)=0.
又数列{an}的各项均为正数,∴an-an-1=1.
当n=1时,由①得2a1=a1+a12,即a1(a1-1)=0
∵an>0,∴a1=1.
于是,数列{an}是首项a1=1,公差d=1的等差数列,
∴an=1+(n-1)×1=n,
即数列{an}的通项公式为an=n(n∈N*).
(2)由(1)知,an=n(n∈N*).
又Tn>0,∴Tn<Tn+1(n∈N*),即Tn单调递增,
于是,当n=1时,Tn取得最小值
由题意得:
∴m<10.
由m是正整数知,最大的正整数m=9.
【变式备选】在等比数列{an}中,an>0(n∈N*),公比q∈(0,1),且a1a5+2a3a5+a2a8
=25,又a3与a5的等比中项为2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=log2an,求数列{bn}的前n项和Sn;
(3)是否存在k∈N*,使得<k对任意n∈N*恒成立,若存在,求出k的最小值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)∵a1a5+2a3a5+a2a8=25,
∴a32+2a3a5+a52=25,
∴(a3+a5)2=25,
又an>0,∴a3+a5=5,
又a3与a5的等比中项为2,
∴a3a5=4,而q∈(0,1),
∴a3>a5,∴a3=4,a5=1,
∴q=,a1=16,∴an=16×()n-1=25-n.
(2)∵bn=log2an=5-n,∴bn+1-bn=-1,
b1=log2a1=log216=log224=4,
∴{bn}是以b1=4为首项,d=-1为公差的等差数列,
∴
(3)由(2)知,∴当n≤8时, >0;
当n=9时, =0;
当n>9时, <0.
∴当n=8或9时,有最大值,且最大值为18.
故存在k∈N*,使得<k对任意n∈N*恒成立,k的最小值为19.
19.【解析】(1)因为曲线C1与C2关于原点对称,又C1的方程x2=4y,所以C2的方程为x2=-4y.
(2)设P(x0,-),x0≠0,A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2.
y=的导数为y′=x,则切线PA的方程为y-y1=x1(x-x1),
又y1=x12,得y=x1x-y1,
因点P在切线PA上,故-x02=x1x0-y1.
同理,-x02=x2x0-y2.
所以直线-x02=x0x-y经过A,B两点,
即直线AB的方程为-x02=x0x-y,
即y=x0x+x02,
代入x2=4y得x2-2x0x-x02=0,
则x1+x2=2x0,x1x2=-x02,
所以|AB|=
由抛物线定义得|FA|=y1+1,|FB|=y2+1.
所以|FA|+|FB|=(y1+y2)+2
=x0(x1+x2)+x02+2,
由题设知,|FA|+|FB|=2|AB|,
即(x02+2)2=4x02(8+2x02),
解得x02=,从而y0=-x02=.
综上,存在点P满足题意,点P的坐标为
(, )
或(-,).
20.【解析】(1)∵直线MN的斜率kMN= =m+n.
又∵l⊥MN,m+n≠0,∴直线l的斜率k=.
∵m2+n2=1,由m2+n2≥2mn,得
2(m2+n2)≥(m+n)2,
即2≥(m+n)2,∴|m+n|≤,
又M,N两点不同,∴0<|m+n|<,∴|k|>,
即k<-或k>.
(2)∵l的方程为y- =k(x-),
m2+n2=1,
m+n=-,,
∴l:y=kx+1,代入抛物线和椭圆方程并整理得:
x2-kx-1=0……………………………………………①
(a+2k2)x2+4kx+2-2a=0………………………………②
知方程①的判别式Δ1=k2+4>0恒成立,方程②的判别式Δ2=8a(2k2+a-1),
∵k2>,a>0,
∴2k2+a-1>a>0,
∴Δ2>0恒成立.
∵R(),S(),由=0得:
-k2+a()=0,∴a=,
∵|k|>,∴a==
<a<2,∵=e,∴a=2-2e2>.
e2<.∴0<e<,
∴椭圆E的离心率的取值范围是(0,).
【方法技巧】求圆锥曲线中参数问题的方法
(1)当题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义时,可考虑利用数形结合法求解或构造参数满足的不等式(如双曲线的范围,直线与圆锥曲线相交时Δ>0等),通过解不等式(组)求得参数的取值范围;
(2)当题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系时,则可先建立目标函数,进而转化为求解函数的值域.
21.【解题指南】(1)利用抛物线的几何性质可直接解决;
(2)考查直线与抛物线、圆的位置关系等基础知识,利用“过M,P两点的直线l垂直于AB”这一几何条件建立关系式即可解出.
【解析】(1)由题意可知,抛物线的准线方程为:
y=-,所以圆心M(0,4)到准线的距离是.
(2)设P(x0,x02),A(x1,x12),B(x2,x22),由题意得x0≠0,x0≠±1,x1≠x2,
设过点P的圆C2的切线方程为y- x02=k(x-x0),
即y=kx-kx0+ x02.①
则=1,
即(x02-1)k2+2x0(4-x02)k+(x02-4)2-1=0.
设PA,PB的斜率为k1,k2(k1≠k2),则k1,k2是上述方程的两根,
所以k1+k2=k1k2=,
将①代入y=x2得x2-kx+kx0-x02=0,
由于x0是此方程的根,故x1=k1-x0,x2=k2-x0,
所以kAB=
=x1+x2=k1+k2-2x0
=,
而kMP=
由MP⊥AB,
得kAB·kMP=
解得
即点P的坐标为(±,),所以直线l的方程为
y=±
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