云南省红河州弥勒市第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试数学试卷(含解析)

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云南省红河州弥勒市第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试数学试卷(含解析)

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云南省弥勒市一中2024-2025学年高二上学期期末考试
数学试卷
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷.草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线过椭圆+=1的左焦点F1,且与椭圆交于P,Q两点,则△PQF2(F2是椭圆的右焦点)的周长为(  )
A. 24 B. 24 C. 16 D. 16
2.已知数列{xn}满足x1=a,x2=b,xn+1=xn-xn-1(n≥2),设Sn=x1+x2+…+xn,则下列结论正确的是(  )
A. x100=-a,S100=2b-a B. x100=-b,S100=2b-a
C. x100=-b,S100=b-a    D. x100=-a,S100=b-a
3.对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:
(1)当n=1时,<1+1,不等式成立.
(2)假设当n=k(k≥1且k∈N*)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,=<==(k+1)+1,
∴当n=k+1时,不等式成立,则上述证法(  )
A. 过程全部正确 B. n=1验证不正确
C. 归纳假设不正确 D. 从n=k到n=k+1的推理不正确
4.设z为任一实数,则点(2,2,z)表示的图形是(  )
A. z轴 B. 与Oxy平面平行的一条直线
C. 与Oxy平面垂直的一条直线 D. Oxy平面
5.已知数列是等差数列,且,将去掉一项后,剩下三项依次为等比数列的前三项,则( )
A. B. C. D.
6.已知二面角α-l-β为60°,动点P,Q分别在平面α,β内,P到平面β的距离为,Q到平面α的距离为2,则P,Q两点之间距离的最小值为(  )
A. B. 2 C. 2 D. 4
7.已知直线l:ax+by+c=0与直线l′关于直线x+y=0对称,则l′的方程为(  )
A. bx+ay-c=0 B. bx-ay+c=0
C. bx+ay+c=0 D. bx-ay-c=0
8.已知圆关于直线对称,则的最大值为( )
A. 2 B. 1 C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
9.已知函数f(x)=,则下列结论正确的是()
A. 函数f(x)存在两个不同的零点
B. 函数f(x)既存在极大值又存在极小值
C. 当-eD. 若x∈[t,+∞)时,f(x)max=,则t的最小值为2
10.(2023·福建省泉州科技中学期中)以下四个命题表述正确的是(  )
A. 直线恒过定点
B. 圆上有4个点到直线的距离都等于1
C. 圆与圆恰有一条公切线,则
D. 已知圆,点为直线上一动点,过点向圆引两条切线为切点,则直线经过定点
11.已知函数f(x)=ex-ax有两个零点x1,x2,且x1<x2,则下列说法正确的是()
A. a>e B. x1+x2>2
C. x1x2>1 D. f(x)有极小值点x0,且x1+x2<2x0
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.设P是椭圆第一象限部分上的一点,过P分别向x轴、y轴作垂线,垂足分别为M、N,则矩形OMPN的面积的最大值为______.
13.若 是双曲线的左右焦点,过的直线与双曲线的左右两支分别交于,两点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为________.
14.若存在正实数,使得不等式成立(是自然对数的底数),则的最大值为_________.
四、解答题:本题共5 小题,其中第 15 题 13 分,第 16、17 题 15 分,第18、19题17分,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的最小值为,求a的值.
16.已知函数与函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求曲线与曲线在公共点处的公切线方程.
17.已知椭圆的两个焦点是、,点在椭圆上,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为坐标原点,直线与椭圆交于、两点,且,证明:直线与圆相切.
18.已知椭圆常数,点为坐标原点.
(1)求椭圆离心率的取值范围;
(2)若是椭圆上任意一点,,求取值范围;
(3)设是椭圆上的两个动点,满足,试探究的面积是否为定值,说明理由.
19.已知椭圆的离心率,且上的点到点的距离的最大值为.
(1)求的方程;
(2)过的直线与交于,记关于轴的对称点为.
①试证直线恒过定点;
②若在直线上的投影分别为,记的面积分别为,求的取值范围.
一、单选题
1.【答案】D
【解析】抛物线y2=2px(>0)的准线方程为x=-,即椭圆+=1的半焦距c=,再由椭圆中的隐含条件a2=b2+c2,得p2=3p+,解得p=4,所以椭圆的长半轴长为p=4,则△PQF2的周长为4p=16.故选D.
2.【答案】A
【解析】x1=a,x2=b,x3=x2-x1=b-a,x4=x3-x2=-a,
x5=x4-x3=-b,x6=x5-x4=a-b,x7=x6-x5=a=x1,x8=x7-x6=b=x2,
所以{xn}是周期数列,周期为6,所以x100=x4=-a,
因为x1+x2+…+x6=0,所以S100=x1+x2+x3+x4=2b-a.
3.【答案】D
【解析】在n=k+1时,没有应用n=k时的归纳假设,不是数学归纳法.
4.【答案】C
【解析】点(2,2,z)在过点(2,2,0)且垂直于平面Oxy的直线上,故选C.
5.【答案】C
【解析】设等差数列公差为d,由题得,解得
故等差数列的通项,则,显然去掉,
剩下三项成等比数列,则数列首项为,公比,
故.
故选:C.
6.【答案】C
【解析】作PM⊥β,QN⊥α,垂足分别为M,N.
分别在平面α,β内作PE⊥l,QF⊥l,垂足分别为E,F,如图所示,
连接ME,NF,则ME⊥l,
所以∠PEM为二面角α-l-β的平面角.
所以∠PEM=60°.
在Rt△PME中,||===2,
同理在Rt△NFQ中,||===4.
又=++.
所以||2=4+||2+16+2·+2·+2·=20+||2+2×2×4cos 120°=12+||2.
所以当||2取最小值0时,||2最小,此时||=2.
7.【答案】A
【解析】在原方程中以-x代替y,以-y代替x得a(-y)+b(-x) +c=0,即bx+ay-c=0.
8.【答案】D
【解析】由题意
在圆中,
∴圆心为,半径为1
在直线中,
圆关于该直线对称
∴直线过圆心,
∴,即:

解得:
当且仅当时等号成立
∴的最大值为.
故选:D.
二、多选题
9.【答案】ABC
【解析】对于A,f(x)=0 x2+x-1=0,
解得x=,所以A正确;
对于B,f′(x)=-=-,
令f′(x)>0,-1令f′(x)<0,x<-1或x>2,
故(-∞,-1),(2,+∞)是函数的单调递减区间,(-1,2)是函数的单调递增区间,所以f(-1)是函数的极小值,f(2)是函数的极大值,所以B正确.
对于C,当x→+∞时,y→0,根据B可知,函数的最小值是f(-1)=-e,再根据单调性可知,当-e对于D,f(x)max==f(2),结合图象可知,t的最大值是2,所以不正确.故选ABC.
10.【答案】AD
【解析】由,得,
联立,解得,
直线恒过定点,故A正确;
圆心到直线的距离等于1,
直线与圆相交,而圆的半径为2,
故到直线距离为1的两条直线,一条与圆相切,一条与圆相交,
因此圆上有三个点到直线的距离等于1,故B错误;
两圆恰有一条公切线,则两圆内切,曲线化为标准式,圆心,半径为1,
曲线化为标准式,圆心,半径为,
∴圆心距为,解得,故C错误;
设点的坐标为,则,以为直径的圆的方程为,
两圆的方程作差得直线的方程为:,消去得,,
令,,解得,,故直线经过定点,故D正确.故选:AD.
11.【答案】ABD
【解析】由题意,函数f(x)=ex-ax,则f′(x)=ex-a,当a≤0时,f′(x)=ex-a>0在R上恒成立,所以函数f(x)单调递增,不符合题意;当a>0时,令f′(x)=ex-a>0,解得x>lna,令f′(x)=ex-a<0,解得x<lna,所以函数f(x)在(-∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,因为函数f(x)=ex-ax有两个零点x1,x2且x1<x2,则f(lna)=eln a-alna=a-alna=a(1-lna)<0,且a>0,所以1-lna<0,解得a>e,所以选项A正确;又由x1+x2=ln (a2x1x2)=2lna+ln (x1x2)>2+ln (x1x2),取a=,则f(2)=e2-2a=0,x2=2,f(0)=1>0,所以0<x1<1,所以x1+x2>2,所以选项B正确;由f(0)=1>0,则0<x1<1,但x1x2>1不能确定,所以选项C不正确;由函数f(x)在(-∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,所以函数的极小值点为x0=lna,且x1+x2<2x0=2lna,所以选项D正确.故选ABD.
三、填空题
12.【答案】1
【解析】设,矩形OMPN的面积为S,
所以,
所以S最大值为1.
13.【答案】
【解析】因为A为双曲线上一点,,
B为双曲线上一点,则,
所以,且

因为,则,已知,
在△F1AF2中应用余弦定理得:,
得c2=7a2,则e2=7 e=.
14.【答案】
【解析】因为存在正实数,使得不等式成立,
成立,
所以存在正实数,使得不等式成立,
令,则,
当时,,所以单调递减,
当时,,所以单调递增,
所以存在正实数,使得不等式成立,
因为在单调递增,
所以存在正实数使得成立,
化简得,
化简得,
所以存正实数,使得不等式成立,
令,则,
当时,,所以单调递增,
当时,,所以单调递减,
所以,所以,即,
所以的最大值为.
四、解答题
15.【答案】解:(1)当时,,故,得,
又因为,故所求的切线方程为,化为一般式得.
(2)由题函数定义域为.由题得.
当时,恒成立,故上单调递增,没有最小值.
当时,令,得,令,得,
故的减区间为,区间为,
所以,
得,又因为,故
16.【答案】解:(1),
,在点处切线的斜率.
在点处的切线方程为:;
(2)设曲线与曲线的公共点为,即切点为


令,;
即,
或(舍),,
∴所求公切线方程:,即.
17.【答案】解: (1)由椭圆的两个焦点是、,可得.
又因为点在椭圆上,且,所以,即.
根据,可得.
所以椭圆的标准方程为.
(2)①当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,,.
因为,所以.
又因为点在椭圆上,所以,解得.
此时圆心到直线的距离,直线与圆相切.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,.
联立,消去得.
则,.
.
因为,所以,
即. 圆心到直线的距离,则,
所以,直线与圆相切.
18.【答案】解:(1)由椭圆方程,
则离心率,

所以;
(2)由已知得,
又点是椭圆上任意一点,
则,化简可得,
所以.
(3)法一:由已知,即,
①当直线斜率不存在时,,则,
又在椭圆上,
则,所以,
此时;
②当直线斜率存在时,设直线的方程为:,
联立直线与椭圆,
得,
则,

则,即,
所以

点到直线的距离,
所以,
所以的面积为定值.
法二:由已知可得,即,
平方可得,
又在椭圆上,
所以,
所以,
化简可得
设与的夹角为,
则,则,
所以的面积
,故的面积为定值;
19.【答案】解:(1)由的离心率,则,则
,设上的点,又因为
则,

①当,即时,的最大值在对称轴时取得,为,
由,则,
又,所以,所以此时椭圆的方程为
②当,即时,的最大值为,
由,
即,解得,不合题意.
综上可知,的方程为.
(2)①当直线斜率存在时,设直线的方程为,,关于轴的对称点为C,则,由得,
,即

直线方程为,
当时,
,故直线恒过定点.
当直线斜率不存在时,直线方程为也过.
故直线恒过定点.
②由题意知,此时的斜率一定存在.

由及,
所以

因为,令,
所以在上单调递增.
故的取值范围为.

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