【步步高】2014-2015学年高中数学 第二章 章末检测(A)新人教A版选修1-1
高中数学人教A版必修一优化练习第二章章末检测含解析
一、选择题(本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 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)
4
1. e－3 2＝( ) A．e－3
B．3－e
C. 3－e
D．± 3－e
解析：∵e<3，∴e－3<0，
1
1
1
∴4 e－3 2＝[(e－3)2] 4 ＝[(3－e)2] 4 ＝(3－e) 2 4 ＝ 3－e.
A．0
B.1
C．ln(ln 2)
D．2
解析：∵0<ln 2<1，∴f(ln 2)＝eln 2－1＝2－1＝1.
答案：B 4．函数 f(x)＝ x ·ax(a＞1)的图象的大致形状是( )
|x|
解析：当 x＞0 时，f(x)＝ax，
1
当 x＜0 时，f(x)＝－ax，
则 f(x)＝|xx|·ax(a＞1)的图象为 B.
解析：题设等价于 ax＝x＋a 有两个解，即 y＝ax 与直线 y＝x＋a 有两个交点，如
图所示：
答案：a>1 16. 已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数，且在区间(－∞，0)上单调递增．若实数 a 满足 f(2a－1)>f(－ 2)，则 a 的取值范围是________． 解析：∵f(x)是偶函数，且在(－∞，0)上单调递增， ∴在(0，＋∞)上单调递减，f(－ 2)＝f( 2)， ∴f(2|a－1)| >f( 2)，∴2 |a－ 1<| 2＝2 .
即 f(x)的定义域是(－∞，0)∪(0，＋∞)．
(2)由(1)知定义域是(－∞，0)∪(0，＋∞)，关于原点对称， 则 f(－x)＝2－x1－1＋21
高中数学第二章一元二次函数方程和不等式章末检测新人教A版必修第一册
第二章章末检测(时间：120分钟，满分150分)一、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．若A ＝a 2＋3ab ，B ＝4ab －b 2，则A ，B 的大小关系是( ) A ．A ≤B B ．A ≥B C ．A <B 或A >BD ．A >B【答案】B 【解析】因为A －B ＝a 2＋3ab －(4ab －b 2)＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a －b 22＋34b 2≥0，所以A ≥B ．2．设m >1，P ＝m ＋4m －1，Q ＝5，则P ，Q 的大小关系为( ) A ．P <Q B ．P ＝Q C ．P ≥QD ．P ≤Q【答案】C 【解析】因为m >1，所以P ＝m ＋4m －1＝m －1＋4m －1＋1≥2m －1·4m －1＋1＝5＝Q ，当且仅当m －1＝4m －1，即m ＝3时等号成立．故选C ． 3．下列选项中，使不等式x ＜1x＜x 2成立的x 的取值范围是( )A ．{x |x ＜－1}B ．{x |－1＜x ＜0}C ．{x |0＜x ＜1}D ．{x |x ＞1}【答案】A 【解析】(方法一)取x ＝－2，知符合x ＜1x＜x 2，即－2是此不等式的解集中的一个元素，所以可排除选项B ，C ，D ．(方法二)由题知，不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x －1x＜0，1x －x 2＜0，解得x ＜－1.故选A ．4．已知y ＝3x 2＋12x 2，则y 的取值范围为( )A ．(－∞，－4]∪[4，＋∞)B ．(－∞，－2]∪[2，＋∞)C ．(0，＋∞)D ．[6，＋∞)【答案】D 【解析】因为x 2＞0，所以3x 2＋12x 2≥23x 2·12x2＝6，所以y 的取值范围为[6，＋∞)．故选D ．5．设a ，b 均为正数，且a ＋b ＝3，则2a ＋bab的最小值为( )A ．2 2B ．2＋23C ．1＋223D ．2＋2 2【答案】C 【解析】2a ＋bab ＝2b ＋1a ＝13×(a ＋b )×⎝ ⎛⎭⎪⎫2b ＋1a ＝13×⎝ ⎛⎭⎪⎫2a b ＋b a ＋3≥13×2×2a b ·b a ＋1＝223＋1，当且仅当2a b ＝ba，且a ＋b ＝3，即a ＝32－3，b ＝6－32时取“＝”，所以2a ＋b ab 的最小值为1＋223.故选C ．6．已知不等式x 2－2x －3＜0的解集为A ，不等式x 2＋x －6＜0的解集为B ，不等式x 2＋ax ＋b ＜0的解集为A ∩B ，那么a ＋b 等于( )A ．3B ．1C ．－1D ．－3【答案】D 【解析】由题意得A ＝{x |－1＜x ＜3}，B ＝{x |－3＜x ＜2}，则A ∩B ＝{x |－1＜x ＜2}，由根与系数的关系可知－1和2是方程x 2＋ax ＋b ＝0的两根，所以⎩⎪⎨⎪⎧－1＋2＝－a ，－1×2＝b ，故a ＝－1，b ＝－2，故a ＋b ＝－3.7．(2021年长春模拟)已知正数x ，y 满足x 2＋2xy －3＝0，则2x ＋y 的最小值是( ) A ．32 B ．3 C ．12D ．1【答案】B 【解析】由题意得y ＝3－x 22x ，∴2x ＋y ＝2x ＋3－x 22x ＝3x 2＋32x ＝32⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋1x ≥3，当且仅当x ＝y ＝1时，等号成立．8．已知关于x 的不等式x 2－4ax ＋3a 2<0(a <0)的解集为{x |x 1＜x ＜x 2}，则x 1＋x 2＋a x 1x 2的最大值是( )A ．63B ．－233C ．433D ．－433【答案】D 【解析】由题意可知x 1，x 2为方程x 2－4ax ＋3a 2＝0(a <0)的两根，所以x 1x 2＝3a 2，x 1＋x 2＝4a .则x 1＋x 2＋a x 1x 2＝4a ＋13a .因为a <0，所以－⎝⎛⎭⎪⎫4a ＋13a ≥24a ×13a ＝433，即4a ＋13a ≤－433，当且仅当a ＝－36时取等号．故x 1＋x 2＋a x 1x 2的最大值为－433.故选D ．二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分．9．(2021年济南期中)已知a ，b ，c ，d 是任意实数，则以下命题中正确的是( ) A ．若ac 2>bc 2，则a >b B ．若a >b ，c >d ，则a ＋c >b ＋d C ．若a >b ，c >d ，则ac >bdD ．若a >b ，则1a >1b【答案】AB 【解析】A ．由ac 2>bc 2，得c ≠0，则a >b ，A 正确；B ．由不等式的同向可加性可知B 正确；C 错误，当0>c >d 时，不等式不成立；D 错误，令a ＝－1，b ＝－2，满足－1>－2，但1－1<1－2.故选AB ．10．设a ＞0，b ＞0，给出下列不等式恒成立的是( ) A ．a 2＋1＞aB ．a 2＋9＞6aC ．(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ≥4D ．⎝⎛⎭⎪⎫a ＋1a ⎝⎛⎭⎪⎫b ＋1b ≥4 【答案】ACD 【解析】设a ＞0，b ＞0，a 2＋1－a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a －122＋34＞0，A 成立；a 2＋9－6a＝(a －3)2≥0，B 不成立；(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ＝2＋b a ＋a b≥2＋2b a ·ab＝4，当且仅当a ＝b 时等号成立，故C 成立；a ＋1a≥2，b ＋1b≥2，故D 成立．故选ACD ．11．下列各小题中，最大值是12的是( )A ．y ＝x 2＋116x2 B ．y ＝x 1－x 2，x ∈[0,1] C ．y ＝x 2x 4＋1D ．y ＝x ＋4x ＋2(x ＞－2) 【答案】BC 【解析】选项A ，y 没有最大值；选项B ，y 2＝x 2(1－x 2)≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2＋1－x 222＝14，所以y ≤12，当且仅当x ＝22时等号成立；选项C ，x ＝0时，y ＝0，x ≠0时，y ＝1x 2＋1x2≤12，当且仅当x ＝±1时等号成立；选项D ，y ＝x ＋2＋4x ＋2－2≥2x ＋2·4x ＋2－2＝2，当且仅当x ＝0时等号成立．故选BC ．12．若正实数a ，b 满足a ＋b ＝1，则下列选项中正确的是( ) A ．ab 有最大值14B ．a ＋b 有最小值1C ．1a ＋1b有最小值4D ．a 2＋b 2有最小值22【答案】AC 【解析】1＝a ＋b ≥2ab ，所以ab ≤14，当且仅当a ＝b ＝12时等号成立，所以ab 有最大值14，所以A 正确；a ＋b ≥2ab ，2ab ≤2，所以a ＋b 的最小值不是1，所以B 错误；1a ＋1b ＝a ＋b ab ＝1ab ≥4，所以1a ＋1b有最小值4，所以C 正确；a 2＋b 2≥2ab,2ab ≤12，所以a 2＋b 2的最小值不是22，所以D 错误．故选AC ． 三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分． 13．如果a >b ，ab <0，那么1a 与1b的大小关系是________．【答案】1a >1b 【解析】1a －1b ＝b －a ab >0，所以1a >1b.14．已知a ＞0，b ＞0，且1a ＋1b ＝1，则3a －1＋2b －1的最小值为________．【答案】2 6 【解析】由题意得1a ＝1－1b ＝b －1b ＞0，所以a －1＝1b －1.所以3a －1＋2b －1＝3(b －1)＋2b －1≥23b －1·2b －1＝26，当且仅当3(b －1)＝2b －1，即b ＝1＋63时，上式等号成立．15．(2021年山东模拟)已知a ＞1，b ＞0，且1a －1＋1b＝1，则a ＋b 的最小值是________． 【答案】5 【解析】∵a ＞1，∴a －1＞0.∵1a －1＋1b＝1，∴a ＋b ＝[(a －1)＋b ]＋1＝[(a －1)＋b ]⎝⎛⎭⎪⎫1a －1＋1b ＋1＝3＋b a －1＋a －1b ≥3＋2ba －1·a －1b ＝5.当且仅当ba －1＝a －1b，即a ＝3，b ＝2时取等号，∴a ＋b 的最小值为5. 16．(2021年绍兴模拟)设a ，b ，x ，y 均为正数且a ≠b ，则有a 2x ＋b 2y ≥a ＋b2x ＋y，当且仅当a x ＝b y 时，等号成立．利用以上结论，可得当0＜x ＜12时，2x ＋91－2x的最小值为________，此时x 的值为________．【答案】25 15 【解析】根据已知结论， 2x ＋91－2x ＝42x ＋91－2x ≥2＋322x ＋1－2x ＝25，当且仅当22x ＝31－2x ，即x ＝15时取得最小值．四、解答题：本题共6小题，17题10分，其余小题为12分，共70分，解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤．17．设a ＞0，b ＞0，比较a 2b ＋b 2a与a ＋b 的大小． 解：因为a ＞0，b ＞0，所以a 2b＋b 2a ＝a b ＋b a .根据均值不等式可得ab＋b ≥2a ，①ba＋a ≥2b ，② 当且仅当a ＝b 时取等号．由①＋②，得a b ＋ba ＋a ＋b ≥2(a ＋b )，即a 2b＋b 2a≥a ＋b . 18．解关于x 的不等式：x 2＋(1－m )x －m ＞0，其中m ∈R . 解：由x 2＋(1－m )x －m ＞0，可得(x ＋1)(x －m )＞0.当m ＝－1时，解得x ≠－1；当m ＞－1时，解得x ＜－1或x ＞m ；当m ＜－1时，解得x ＜m 或x ＞－1.综上所述，当m ＝－1时，不等式的解集是{x |x ≠－1}；当m ＞－1时，不等式的解集为{x |x ＜－1或x ＞m }；当m ＜－1时，不等式的解集为{x |x ＜m 或x ＞－1}． 19．(2021年南通期末)已知y ＝x ＋2x 2＋x ＋1(x >－2)．(1)求1y的取值范围；(2)当x 为何值时，y 取得最大值？解：(1)设x ＋2＝t ，则x ＝t －2，t >0(x >－2)．故1y ＝x 2＋x ＋1x ＋2＝t －22＋t －2＋1t＝t 2－3t ＋3t ＝t ＋3t －3≥23－3.∴1y≥23－3.(2)由题意知y >0，故欲使y 最大，必有1y 最小，此时t ＝3t ，t ＝3，x ＝3－2，y ＝123－3＝23＋33.∴当x ＝3－2时，y 最大，最大值为23＋33.20．如图所示，动物园要围成相同面积的长方形无顶虎笼四间，一面可利用原有的墙，其他各面用钢筋网围成．(1)现有36 m 长的钢筋网材料，每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使每间虎笼面积最大？(2)若使每间虎笼面积为24 m 2，则每间虎笼的长、宽各设计为多少时，可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小？解：(1)设每间虎笼长为x m ，宽为y m ，则由条件得4x ＋6y ＝36，即2x ＋3y ＝18.设每间虎笼面积为S ，则S ＝xy .因为2x ＋3y ≥22x ·3y ＝26xy ，所以26xy ≤18，得xy ≤272，即S ≤272，当且仅当2x ＝3y 时等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋3y ＝18，2x ＝3y ，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4.5，y ＝3，故每间虎笼长为4.5 m ，宽为3 m 时，可使面积最大．(2)设每间虎笼长为x m ，宽为y m.(方法一)由条件知S ＝xy ＝24.设钢筋网总长为l ，则l ＝4x ＋6y . 因为2x ＋3y ≥22x ·3y ＝26xy ＝24，所以l ＝4x ＋6y ＝2(2x ＋3y )≥48，当且仅当2x ＝3y 时等号成立．由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＝3y ，xy ＝24，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝6，y ＝4.故每间虎笼长6 m ，宽4 m 时，可使钢筋网总长最小．(方法二)由xy ＝24，得x ＝24y.所以l ＝4x ＋6y ＝96y＋6y ＝6⎝ ⎛⎭⎪⎫16y ＋y ≥6×216y·y ＝48，当且仅当16y＝y ，即y ＝4时等号成立，此时x ＝6.故每间虎笼长6 m ，宽4 m 时，可使钢筋网总长最小．21．已知一元二次不等式ax 2＋bx ＋c ＞0的解集为{x |α＜x ＜β}，且0＜α＜β，求不等式cx 2＋bx ＋a ＜0的解集．解：因为不等式ax 2＋bx ＋c ＞0(a ≠0)的解为α＜x ＜β，其中β＞α＞0，所以有α＋β＝－ba ，αβ＝c a且a ＜0，c ＜0.设方程cx 2＋bx ＋a ＝0的两根为m ，n ，且m ＜n ，则m ＋n ＝－b c ＝α＋βαβ＝1α＋1β，mn＝a c ＝1αβ＝1α·1β，所以n ＝1α，m ＝1β.又因为c ＜0，所以不等式cx 2＋bx ＋a ＜0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ＞1α或x ＜1β. 22．已知关于x 的方程x 2－2(m ＋2)x ＋m 2－1＝0. (1)m 为何实数时，方程有两正实数根？(2)m 为何实数时，方程有一个正实数根、一个负实数根？解：方法一：(1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧Δ＝b 2－4ac ＝4m ＋22－4m 2－1≥0，x 1＋x 2＝2m ＋2>0，x 1x 2＝m 2－1>0，解得－54≤m <－1或m >1.(2)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0，x 1x 2＝m 2－1<0，解得－1<m <1.方法二：(1)设y ＝x 2－2(m ＋2)x ＋m 2－1， 因为方程有两正实数根，所以函数图象如图所示，则应满足⎩⎪⎨⎪⎧Δ≥0，－b2a ＝m ＋2>0，m 2－1>0，解得－54≤m <－1或m >1.(2)因为方程有一正实数根、一负实数根，则函数图象如图所示． 当x ＝0时，y ＝m 2－1.由题意知m 2－1<0，解得－1<m <1.。
【步步高】高中数学 第二章 2.2(二)等差数列(二)基础过关训练 新人教A版必修5
§2.2 等差数列(二)一、基础过关1．在等差数列{a n }中，若a 3＋a 4＋a 5＋a 6＋a 7＝450，则a 2＋a 8的值等于( )A ．45B ．75C ．180D ．3002．设{a n }是递增等差数列，前三项的和为12，前三项的积为48，则它的首项是 ( ) A ．1B ．2C ．4D ．63．等差数列{a n }的公差d <0，且a 2·a 4＝12，a 2＋a 4＝8，则数列{a n }的通项公式是 ( ) A ．a n ＝2n －2 (n ∈N *)B ．a n ＝2n ＋4 (n ∈N *)C ．a n ＝－2n ＋12 (n ∈N *)D ．a n ＝－2n ＋10 (n ∈N *)4．若a ，b ，c 成等差数列，则二次函数y ＝ax 2－2bx ＋c 的图象与x 轴的交点的个数为( ) A ．0B ．1C ．2D ．1或25．设{a n }是公差为正数的等差数列，若a 1＋a 2＋a 3＝15，a 1a 2a 3＝80，则a 11＋a 12＋a 13等于( )A ．120B ．105C ．90D ．756．在等差数列{a n }中，已知a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 5＝20，那么a 3＝________. 7．在等差数列{a n }中，已知a m ＝n ，a n ＝m ，求a m ＋n 的值．8．成等差数列的四个数之和为26，第二个数与第三个数之积为40，求这四个数． 二、能力提升9．一个等差数列的首项为a 1＝1，末项a n ＝41 (n ≥3)且公差为整数，那么项数n 的取值个数是( )A ．6B ．7C ．8D ．不确定10．等差数列{a n }中，公差为12，且a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 99＝60，则a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 100＝______.11．已知方程(x 2－2x ＋m )(x 2－2x ＋n )＝0的四个根组成一个首项为14的等差数列，则|m －n |＝______.12．已知数列{a n }满足a 1＝4，a n ＝4－4a n －1(n ≥2)，令b n ＝1a n －2. (1)求证：数列{b n }是等差数列； (2)求数列{a n }的通项公式．三、探究与拓展13．已知数列{a n}满足a1＝15，且当n>1，n∈N*时，有a n－1a n＝2a n－1＋11－2a n，设b n＝1a n，n∈N*.(1)求证：数列{b n}为等差数列．(2)试问a1a2是否是数列{a n}中的项？如果是，是第几项；如果不是，请说明理由．答案1．C 2.B 3.D 4.D 5.B 6.4 7．解 设公差为d ， 则d ＝a m －a n m －n ＝n －mm －n＝－1， 从而a m ＋n ＝a m ＋(m ＋n －m )d ＝n ＋n ·(－1)＝0.8．解 设这四个数为a －3d ，a －d ，a ＋d ，a ＋3d ，则由题设得⎩⎪⎨⎪⎧a －3d ＋a －d ＋a ＋d ＋a ＋3d ＝26，a －da ＋d ＝40，∴⎩⎪⎨⎪⎧4a ＝26，a 2－d 2＝40.解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝132，d ＝32或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝132，d ＝－32.所以这四个数为2,5,8,11或11,8,5,2. 9．B 10.85 11.1212．(1)证明 ∵a n ＝4－4a n －1(n ≥2)，∴a n ＋1＝4－4a n(n ∈N *)．∴b n ＋1－b n ＝1a n ＋1－2－1a n －2＝12－4a n－1a n －2＝a n a n －－1a n －2＝a n －2a n －＝12. ∴b n ＋1－b n ＝12，n ∈N *.∴{b n }是等差数列，首项为12，公差为12.(2)解 b 1＝1a 1－2＝12，d ＝12. ∴b n ＝b 1＋(n －1)d ＝12＋12(n －1)＝n2.∴1a n －2＝n 2，∴a n ＝2＋2n. 13．(1)证明 当n >1，n ∈N *时，a n －1a n ＝2a n －1＋11－2a n⇔1－2a n a n ＝2a n －1＋1a n －1⇔1a n －2＝2＋1a n －1⇔1a n －1a n －1＝4⇔b n －b n －1＝4，且b 1＝1a 1＝5.∴{b n }是等差数列，且公差为4，首项为5.(2)解 由(1)知b n ＝b 1＋(n －1)d ＝5＋4(n －1)＝4n ＋1. ∴a n ＝1b n ＝14n ＋1，n ∈N *.∴a 1＝15，a 2＝19，∴a 1a 2＝145.令a n ＝14n ＋1＝145，∴n ＝11.即a 1a 2＝a 11，∴a 1a 2是数列{a n }中的项，是第11项．。
【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中数学 第2章 平面解析几何初步章末检测(A)苏教版
第2章 平面解析几何初步（A ）(时间：120分钟 满分：160分)一、填空题(本大题共14小题，每小题5分，共70分)1．如果直线ax ＋2y ＋2＝0与直线3x －y －2＝0平行，则系数a 的值为________． 2．下列叙述中不正确的是________．①若直线的斜率存在，则必有倾斜角与之对应； ②每一条直线都有唯一对应的倾斜角；③与坐标轴垂直的直线的倾斜角为0°或90°； ④若直线的倾斜角为α，则直线的斜率为tan α．3．若三点A (3,1)，B (－2，b )，C (8,11)在同一直线上，则实数b 等于________． 4．过点(3，－4)且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程是____________．5．设点A (2，－3)，B (－3，－2)，直线过P (1,1)且与线段AB 相交，则l 的斜率k 的取值X 围是_______________________________________________________________________．6．已知直线l 1：ax ＋4y －2＝0与直线l 2：2x －5y ＋b ＝0互相垂直，垂足为(1，c )，则a ＋b ＋c 的值为________．7．过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，73与B (7,0)的直线l 1与过点(2,1)，(3，k ＋1)的直线l 2和两坐标轴围成的四边形内接于一个圆，则实数k 等于________．8．已知圆C ：x 2＋y 2－4x －5＝0，则过点P (1,2)的最短弦所在直线l 的方程是____________．9．已知直线l 与直线y ＝1，x －y －7＝0分别相交于P 、Q 两点，线段PQ 的中点坐标为(1，－1)，那么直线l 的斜率为________．10．在空间直角坐标系Oxyz 中，点B 是点A (1,2,3)在坐标平面yOz 内的正射影，则OB ＝________．11．若直线y ＝kx ＋1与圆x 2＋y 2＋kx －y －9＝0的两个交点恰好关于y 轴对称，则k ＝________．12．若x ∈R ，y 有意义且满足x 2＋y 2－4x ＋1＝0，则y x的最大值为________． 13．直线x －2y －3＝0与圆(x －2)2＋(y ＋3)2＝9交于E ，F 两点，则△EOF (O 是原点)的面积为________．14．从直线x －y ＋3＝0上的点向圆x 2＋y 2－4x －4y ＋7＝0引切线，则切线长的最小值为________．二、解答题(本大题共6小题，共90分)15．(14分)已知△ABC 的顶点是A (－1，－1)，B (3,1)，C (1,6)．直线l 平行于AB ，且分别交AC ，BC 于E ，F ，△CEF 的面积是△CAB 面积的14．求直线l 的方程．16．(14分)已知直线l经过直线2x＋y－5＝0与x－2y＝0的交点．若点A(5,0)到l 的距离为3，求直线l的方程．17．(14分)已知△ABC的两条高线所在直线方程为2x－3y＋1＝0和x＋y＝0，顶点A(1,2)．求(1)BC边所在的直线方程；(2)△ABC的面积．18．(16分)求圆心在直线y＝－4x上，且与直线l：x＋y－1＝0相切于点P(3，－2)的圆的方程．19．(16分)三角形ABC 中，D 是BC 边上任意一点(D 与B ，C 不重合)，且AB 2＝AD 2＋BD ·DC ．求证：△ABC 为等腰三角形．20．(16分)已知坐标平面上点M (x ，y )与两个定点M 1(26,1)，M 2(2,1)的距离之比等于5． (1)求点M 的轨迹方程，并说明轨迹是什么图形；(2)记(1)中的轨迹为C ，过点M (－2,3)的直线l 被C 所截得的线段的长为8，求直线l 的方程．第2章 平面解析几何初步(A) 答案1．－6解析 当两直线平行时有关系a 3＝2－1≠2－2，可求得a ＝－6．2．④3．－9解析 由k AB ＝k AC 得b ＝－9． 4．4x ＋3y ＝0或x ＋y ＋1＝0解析 当截距均为0时，设方程为y ＝kx ，将点(3，－4)，代入得k ＝－43；当截距不为0时，设方程为x a ＋ya ＝1，将(3，－4)代入得a ＝－1．5．k≥34或k≤－4解析如图：k PB ＝34，k PA ＝－4，结合图形可知 k≥34或k≤－4． 6．－4解析 垂足(1，c)是两直线的交点，且l 1⊥l 2，故－a 4·25＝－1，∴a＝10．l ：10x ＋4y －2＝0．将(1，c)代入，得c ＝－2；将(1，－2)代入l 2：得b ＝－12．则a ＋b ＋c ＝10＋(－12)＋(－2)＝－4． 7．3解析 由题意知l 1⊥l 2，∴kl 1·kl 2＝－1．即－13k ＝－1，k ＝3．8．x －2y ＋3＝0解析 化成标准方程(x －2)2＋y 2＝9，过点P(1,2)的最短弦所在直线l 应与PC 垂直，故有k l ·k PC ＝－1，由k PC ＝－2得k l ＝12，进而得直线l 的方程为x －2y ＋3＝0．9．－23解析 设P(x,1)则Q(2－x ，－3)，将Q 坐标代入x －y －7＝0得，2－x ＋3－7＝0．∴x＝－2，∴P(－2,1)，∴k l ＝－23．10．13解析 易知点B 坐标为(0,2,3)，故OB ＝13． 11．0解析 将两方程联立消去y 后得(k 2＋1)x 2＋2kx －9＝0，由题意此方程两根之和为0，故k ＝0． 12． 3解析 x 2＋y 2－4x ＋1＝0(y≥0)表示的图形是位于x 轴上方的半圆，而y x 的最大值是半圆上的点和原点连线斜率的最大值，结合图形易求得最大值为3．13．655解析 弦长为4，S ＝12×4×35＝655．14．142解析 当圆心到直线距离最短时，可得此时切线长最短．d ＝322，切线长＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3222－12＝142． 15．解 由已知得，直线AB 的斜率k ＝12，因为EF∥AB，所以直线l 的斜率也为12，因为△CEF 的面积是△CAB 面积的14，所以E 是CA 的中点，由已知得，点E 的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫0，52， 直线l 的方程是y －52＝12x ，即x －2y ＋5＝0．16．解 方法一 联立⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y －5＝0，x －2y ＝0得交点P(2,1)，当直线斜率存在时，设l 的方程为y －1＝k(x －2)， 即kx －y ＋1－2k ＝0， ∴|5k ＋1－2k|k 2＋1＝3，解得k ＝43， ∴l 的方程为y －1＝43(x －2)，即4x －3y －5＝0．当直线斜率不存在时，直线x ＝2也符合题意． ∴直线l 的方程为4x －3y －5＝0或x ＝2．方法二 经过两已知直线交点的直线系方程为(2x ＋y －5)＋λ(x－2y)＝0， 即(2＋λ)x＋(1－2λ)y－5＝0，∴|52＋λ－5|2＋λ2＋1－2λ2＝3， 即2λ2－5λ＋2＝0，解得λ＝2或12，∴直线l 的方程为4x －3y －5＝0或x ＝2．17．解 (1)∵A 点不在两条高线上，由两条直线垂直的条件可设k AB ＝－32，k AC ＝1．∴AB、AC 边所在的直线方程为3x ＋2y －7＝0， x －y ＋1＝0． 由⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋2y －7＝0x ＋y ＝0得B(7，－7)． 由⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋1＝02x －3y ＋1＝0得C(－2，－1)．∴BC 边所在的直线方程2x ＋3y ＋7＝0． (2)∵BC＝117，A 点到BC 边的距离d ＝1513，∴S △ABC ＝12×d×BC＝12×1513×117＝452．18．解 由于过P(3，－2)垂直于切线的直线必定过圆心，故该直线的方程为 x －y －5＝0．由⎩⎪⎨⎪⎧x －y －5＝0，y ＝－4x ，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝－4，故圆心为(1，－4)，r ＝1－32＋－4＋22＝22，∴所求圆的方程为(x －1)2＋(y ＋4)2＝8． 19．证明作AO⊥BC，垂足为O ，以BC 边所在的直线为x 轴，为OA 所在的直线为y 轴，建立直角坐标系，如右图所示．设A(0，a)，B(b,0)，C(c,0)，D(d,0)，因为AB 2＝AD 2＋BD·DC，所以，由两点间距离公式可得b 2＋a 2＝d 2＋a 2＋(d －b)·(c－d)，即－(d －b)(b ＋d)＝(d －b)(c －d)，又d －b≠0，故－b －d ＝c －d ，即c ＝－b ， 所以△ABC 为等腰三角形．20．解 (1)由题意，得M 1MM 2M＝5．x －262＋y －12x －22＋y －12＝5， 化简，得x 2＋y 2－2x －2y －23＝0．即(x －1)2＋(y －1)2＝25．∴点M 的轨迹方程是(x －1)2＋(y －1)2＝25， 轨迹是以(1,1)为圆心，以5为半径的圆． (2)当直线l 的斜率不存在时，l ：x ＝－2，此时所截得的线段的长为252－32＝8， ∴l：x ＝－2符合题意．当直线l 的斜率存在时，设l 的方程为 y －3＝k(x ＋2)，即kx －y ＋2k ＋3＝0，圆心到l 的距离d ＝|3k ＋2|k 2＋1，由题意，得⎝ ⎛⎭⎪⎫|3k ＋2|k 2＋12＋42＝52， 解得k ＝512．∴直线l 的方程为512x －y ＋236＝0．即5x －12y ＋46＝0． 综上，直线l 的方程为x ＝－2，或5x －12y ＋46＝0．。
高中数学章末过关检测二一元二次函数方程和不等式新人教A版必修第一册
章末过关检测(二) 一元二次函数、方程和不等式一、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．若集合A ＝{x |x 2＋2x >0}，B ＝{x |x 2＋2x －3<0}，则A ∩B ＝( ) A ．{x |－3<x <1} B ．{x |－3<x <－2} C ．R D ．{x |－3<x <－2或0<x <1} 2．若x ＜y ＜0，z ∈R ，则( )A ．x 3＜y 3B ．1x ＜1yC ．xz 2＜yz 2D ．x 2＜y 23．已知P ＝a 2＋4a2(a ≠0)，Q ＝b 2－4b ＋7(1＜b ≤3).则P 、Q 的大小关系为( )A ．P ＞QB ．P ＜QC ．P ≥QD ．P ≤Q 4．若a ＞1，则a ＋1a －1有( ) A ．最小值为3 B ．最大值为3 C ．最小值为－1 D ．最大值为－15．设一元二次不等式ax 2＋bx ＋1＞0的解集为{x |－1＜x ＜2}，则ab 的值为( ) A ．－1 B ．－14 C ．14 D ．－126．[2022·山东菏泽高一期中]函数f (x )＝x 2－4x ＋5x －2(x ≥52)有( )A ．最大值52B ．最小值52C ．最大值2D ．最小值27．用一段长为16 m 的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜地(墙的长大于16 m)，则菜地的最大面积为( )A ．64 m 2B ．48 m 2C ．32 m 2D ．16 m 28．已知a ＞0，b ＞0，a ＋2b ＝ab ，若不等式2a ＋b ≥2m 2－9恒成立，则m 的最大值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．7二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分．)9．已知a ，b ，c 满足c ＜b ＜a ，且ac ＜0，则下列选项中一定成立的是( ) A ．ab ＞ac B ．1a －1c＞0 C ．cb 2＜ab 2D ．ac (a －c )＜010．已知不等式ax 2＋bx ＋c >0的解集是(－12，3)，以下结论正确的有( )A ．b <0B ．c >0C ．4a ＋2b ＋c <0D ．a 2＋b ＋c ≥－411．解关于x 的不等式：ax 2＋(2－4a )x －8＞0，则下列说法中正确的是( ) A ．当a ＝0时，不等式的解集为{x |x ＞4}B ．当a ＜0时，不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ＞4或x ＜－2aC ．当a ＜0时，不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪－2a ＜x ＜4 D ．当a ＝－12时，不等式的解集为∅12．已知x ＞0，y ＞0，且x ＋y ＝1，则下列说法中正确的是( ) A ．xy 有最大值为14B ．1x ＋4y 有最小值为9C ．x 2＋2y 2有最小值为34 D ．y x ＋1y 有最小值为3三、填空题(本题共4小题，每小题5分，共20分．) 13．不等式2－xx ＋4＞0的解集为________．14．不等式kx 2＋2kx ＋1＞0的解集为R ，则k 的取值范围是________．15．某商品在最近30天内的价格y 1与时间t (单位：天)的关系式是y 1＝t ＋10(0<t ≤30，t ∈N )；销售量y 2与时间t 的关系式是y 2＝－t ＋35(0<t ≤30，t ∈N )，则使这种商品日销售金额z 不小于500元的t 的取值范围为________________．16．已知定义在R 上的运算“”：x y ＝x (1－y )，关于x 的不等式(x －a )(x ＋a )＞0.(1)当a ＝2时，不等式的解集为________________；(2)若∀x ∈{x |0≤x ≤1}，不等式恒成立，则实数a 的取值范围是________． 四、解答题(本题共6小题，共70分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤．)17．(本小题满分10分)(1)若x ∈R ，试比较3x 2＋6x 与4x 2－2x ＋16的大小； (2)已知－5＜x ＜4，2＜y ＜3.求x －2y 的取值范围．18．(本小题满分12分)已知关于x 的不等式(ax ＋1)(x －2a )＜0的解集为M .(1)a ＝－1时，求集合M ；(2)若1∈M ，2∉M ，求实数a 的取值范围．19.(本小题满分12分)正数x ，y 满足1x ＋9y＝1.(1)求xy 的最小值； (2)求x ＋2y 的最小值．20．(本小题满分12分)(1)已知a ，b ，c 是不全相等的正数，求证：a (b 2＋c 2)＋b (c 2＋a 2)＋c (a 2＋b 2)＞6abc . (2)已知a ＞0，b ＞0，且a ＋b ＝1，求证：4a ＋1b≥9.21.(本小题满分12分)某学校欲在广场旁的一块矩形空地上进行绿化．如图所示，两块完全相同的长方形种植绿草坪，草坪周围(斜线部分)均种满宽度相同的鲜花．已知两块绿草坪的面积均为200平方米．(1)若矩形草坪的长比宽至少多10米，求草坪宽的最大值； (2)若草坪四周及中间的宽度均为2米，求整个绿化面积的最小值．22．(本小题满分12分)已知函数f (x )＝(ax ＋1)(x －1)，a ∈R . (1)若a ＝13，解不等式f (x )≥0；(2)解关于x 的不等式f (x )＜0.章末过关检测(二) 一元二次函数、方程和不等式1．解析：A ＝{x |x 2＋2x >0}＝{x |x <－2或x >0}，B ＝{x |x 2＋2x －3<0}＝{x |－3<x <1}，∴A ∩B ＝{x |－3<x <－2或0<x <1}．答案：D2．解析：由x ＜y ＜0，则x 3＜y 3，A 正确；1x ＞1y，B 错误；x 2＞y 2，D 错误．当z ＝0时，xz 2＝yz 2，C 错误．答案：A3．解析：P ＝a 2＋4a2≥2a 2·4a2＝4，当且仅当a ＝±2时等号成立，Q ＝b 2－4b ＋7＝(b －2)2＋3≤4，当b ＝3时等号成立，所以P ≥Q . 答案：C4．解析：∵a ＞1， ∴a －1＞0， ∴a ＋1a －1＝a －1＋1a －1＋1≥2（a －1）·1a －1＋1＝3，当且仅当a －1＝1a －1即a ＝2时取等号，∴a ＋1a －1有最小值为3. 答案：A5．解析：由题意可知方程ax 2＋bx ＋1＝0的根为－1，2，由韦达定理得：－1＋2＝－b a，－1×2＝1a ，解得b ＝12，a ＝－12，所以ab ＝－14.答案：B6．解析：方法一：∵x ≥52，∴x －2＞0，则x 2－4x ＋5x －2＝（x －2）2＋1x －2＝(x －2)＋1（x －2）≥2，当且仅当x－2＝1x －2，即x ＝3时，等号成立． 方法二：令x －2＝t ，∵x ≥52，∴t ≥12，∴x ＝t ＋2.将其代入，原函数可化为y ＝（t ＋2）2－4（t ＋2）＋5t ＝t 2＋1t ＝t ＋1t≥2t ·1t＝2，当且仅当t ＝1t，即t ＝1时等号成立，此时x ＝3.答案：D7．解析：根据题意，设篱笆的宽为x m ，则长为(16－2x )m ，所以菜地面积为S ＝x (16－2x )＝12×2x (16－2x )≤12(2x ＋16－2x 2)2＝32，当且仅当2x ＝16－2x ，即x ＝4时等号成立， 所以菜地的最大面积为32 m 2. 答案：C8．解析：因为a ＋2b ＝ab ， 所以1b ＋2a＝1，又a ＞0，b ＞0，所以2a ＋b ＝(2a ＋b )(2a ＋1b )＝4＋1＋2b a ＋2ab≥5＋24＝9，当且仅当a ＝b ＝3时取等号，所以2m 2－9≤9，即－3≤m ≤3，m 的最大值为3. 答案：C9．解析：∵c ＜b ＜a 且ac ＜0，∴a ＞0，c ＜0且b 的符号不确定．对于A ，∵b ＞c ，a ＞0，由不等式的基本性质可得ab ＞ac ，故A 一定能成立； 对于B ，∵1a －1c ＝c －a ac ，∵ac ＜0，c －a ＜0，∴c －a ac ＞0，即1a －1c＞0，故B 一定能成立；对于C ，取b ＝0，则cb 2＝ab 2，若b ≠0，有cb 2＜ab 2，故C 不一定成立； 对于D ，∵ac ＜0，a －c ＞0，∴ac (a －c )＜0，故D 一定能成立． 答案：ABD10．解析：由不等式ax 2＋bx ＋c ＞0的解集是(－12，3)，知：－12，3是f (x )＝ax 2＋bx＋c 的两个零点且a ＜0即函数图象开口向下，∴⎩⎪⎨⎪⎧－b a ＝52c a ＝－32，即b ＝－52a ＞0，c ＝－32a ＞0且f (2)＝4a ＋2b ＋c ＞0，∵a 2＋b ＋c ＋4＝a 2－4a ＋4＝(a －2)2≥0，所以D 正确． 答案：BD11．解析：对于A ：当a ＝0时，不等式为2x －8＞0，解得x ＞4，所以不等式的解集为{x |x ＞4}，故选项A 正确；对于B 、C 、D ：由ax 2＋(2－4a )x －8＞0可得(ax ＋2)(x －4)＞0，对应方程(ax ＋2)(x －4)＝0的两根分别为x 1＝－2a，x 2＝4，当⎩⎪⎨⎪⎧a ＜0－2a＜4即a ＜－12时，原不等式解集为：⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪－2a ＜x ＜4，当⎩⎪⎨⎪⎧a ＜0－2a＞4即－12＜a ＜0时，原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪4＜x ＜－2a ， 当a ＝－12时，－2a ＝4，此时(ax ＋2)(x －4)＞0的解集为∅，故选项BC 不正确，选项D 正确． 答案：AD12．解析：由x ＞0，y ＞0，且x ＋y ＝1，可知x ＋y ≥2xy ，即xy ≤(x ＋y2)2＝14，当且仅当x ＝y ＝12时取等号，故A 正确；1x ＋4y＝(1x ＋4y )(x ＋y )＝5＋y x ＋4xy≥5＋24＝9，当且仅当y x ＝4x y 即x ＝13，y ＝23时取等号，故B 正确； 由x ＞0，y ＞0，且x ＋y ＝1，可知0＜x ＜1，故x 2＋2y 2＝x 2＋2(1－x )2＝3x 2－4x ＋2， 当x ＝23∈(0，1)时，x 2＋2y 2＝3x 2－4x ＋2取得最小值为3×49－4×23＋2＝23，故C 错误；y x ＋1y ＝y x ＋x ＋y y ＝y x ＋x y ＋1≥2＋1＝3，当且仅当y x ＝x y ，即x ＝y ＝12时取等号，故D 正确． 答案：ABD13．解析：原不等式可化为(2－x )(x ＋4)＞0，解得－4＜x ＜2. 答案：{x |－4＜x ＜2}14．解析：①当k ＝0时，不等式可化为1＞0，此时不等式的解集为R ，符合题意；②当k ≠0时，要使得不等式的解集为R ，则满足⎩⎪⎨⎪⎧k ＞0，Δ＝（2k ）2－4k ×1＜0，解得0＜k ＜1；综上可得，实数k 的取值范围是0≤k ＜1.答案：0≤k ＜115．解析：z ＝(t ＋10)(－t ＋35)， 依题意有(t ＋10)·(－t ＋35)≥500，解得10≤t ≤15，t ∈N ，所以解集为{t |10≤t ≤15，t ∈N }． 答案：{t |10≤t ≤15，t ∈N }16．解析：(1)当a ＝2时，不等式(x －a )(x ＋a )＞0为(x －2)(1－x －2)＞0，即(x －2)(x ＋1)＜0，解得－1＜x ＜2，解集为{x |－1＜x ＜2}．(2)不等式(x －a )(x ＋a )＞0为(x －a )(1－x －a )＞0，即－x 2＋x ＋a 2－a ＞0，不等式对∀x ∈{x |0≤x ≤1}恒成立，设y ＝－x 2＋x ＋a 2－a ，则只要∀x ∈{0≤x ≤1}，y min ＞0，y ＝－(x －12)2＋14＋a 2－a ，当x ＝0或x ＝1时，y min ＝a 2－a ，所以y min ＝a 2－a ＞0，解得a ＜0或a ＞1.答案：{x |－1＜x ＜2} a ＜0或a ＞117．解析：(1)由题设，4x 2－2x ＋16－(3x 2＋6x )＝x 2－8x ＋16＝(x －4)2≥0， ∴4x 2－2x ＋16≥3x 2＋6x .(2)由题设，－6＜－2y ＜－4，而－5＜x ＜4， ∴－11＜x －2y ＜0.18．解析：(1)由题设，(x －1)(x ＋2)＞0，解得x ＜－2或x ＞1， ∴M ＝{x |x ＜－2或x ＞1}．(2)由题设知：⎩⎪⎨⎪⎧（a ＋1）（1－2a ）＜0（2a ＋1）（2－2a ）≥0，解得12＜a ≤1.19．解析：(1)由1＝1x ＋9y ≥21x ·9y得xy ≥36，当且仅当1x ＝9y，即y ＝9x ＝18时取等号，故xy 的最小值为36.(2)由题意可得x ＋2y ＝(x ＋2y )(1x ＋9y )＝19＋2y x ＋9xy≥19＋22y x ·9xy＝19＋62，当且仅当2y x ＝9x y，即9x 2＝2y 2时取等号，故x ＋2y 的最小值为19＋6 2.20．证明：(1)∵a ，b ，c 是正数，∴b 2＋c 2≥2bc ，a (b 2＋c 2)≥2abc ，当b ＝c 时等号成立； 同理可得，b (c 2＋a 2)≥2abc ，当a ＝c 时等号成立；c (a 2＋b 2)≥2abc ，当a ＝b 时等号成立；又a ，b ，c 是不全相等的正数，∴a (b 2＋c 2)＋b (c 2＋a 2)＋c (a 2＋b 2)＞6abc . (2)∵a ＞0，b ＞0，且a ＋b ＝1， ∴4a ＋1b ＝(4a ＋1b )(a ＋b )＝4＋4b a ＋ab＋1≥24b a ·ab＋5＝9，当且仅当4b a ＝a b 即⎩⎪⎨⎪⎧a ＝23b ＝13时取“＝”，故4a ＋1b ≥9.21．解析：(1)设草坪的宽为x 米，长为y 米，由面积均为200平方米，得y ＝200x，因为矩形草坪的长比宽至少多10米， 所以200x≥x ＋10，又x ＞0，所以x 2＋10x －200≤0，解得0＜x ≤10， 所以宽的最大值为10米；(2)记整个绿化面积为S 平方米，由题意得，S ＝(2x ＋6)(y ＋4)＝(2x ＋6)(200x ＋4)＝424＋8(x ＋150x)≥424＋806，当且仅当x ＝56米时，等号成立，所以整个绿化面积的最小值为(424＋806)平方米．22．解析：(1)a ＝13，f (x )≥0⇒(13x ＋1)(x －1)≥0⇒(x ＋3)(x －1)≥0；解得不等式的解集为{x |x ≤－3或x ≥1}； (2)由f (x )＜0，得(ax ＋1)(x －1)＜0， ①当a ＝0时，得x ＜1，②当a ＝－1时，(－x ＋1)(x －1)＜0，(x －1)2＞0，得x ≠1 ③当－1＜a ＜0时，－1a ＞1，则x ＜1或x ＞－1a，④当a ＜－1时，－1a ＜1，则x ＜－1a或x ＞1⑤当a ＞0时，－1a＜x ＜1，综上，当a ＝0时，解集为{x |x ＜1}，当a ＝－1时，解集为{x |x ≠1}，当－1＜a ＜0时，解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ＜1或x ＞－1a ，当a ＜－1时，解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ＜－1a或x ＞1，当a ＞0时，解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪－1a ＜x ＜1.。
【步步高】高中数学 第二章 2.3习题课 等差数列 新人教A版必修5
习题课等差数列1．已知等差数列{a n}的公差为d(d≠0)，且a3＋a6＋a10＋a13＝32，若a m＝8，则m为( ) A．12 B．8 C．6 D．42．等差数列{a n}的前n项和为S n，若a3＋a7＋a11＝6，则S13等于( ) A．24 B．25 C．26 D．273．在小于100的自然数中，所有被7除余2的数之和为( ) A．765 B．665 C．763 D．6634．若{a n}为等差数列，S n为其前n项和，若a1>0，d<0，S4＝S8，则S n>0成立的最大自然数n为( )A．11 B．12 C．13 D．145．设{a n}是公差为正数的等差数列，若a1＋a2＋a3＝15，a1a2a3＝80，则a11＋a12＋a13等于( ) A．120 B．105 C．90 D．756．首项为－24的等差数列，从第10项起开始为正数，则公差d的取值范围是________．7．设数列{a n}是公差不为零的等差数列，S n是数列{a n}的前n项和，且S23＝9S2，S4＝4S2，求数列{a n}的通项公式．8．已知两个等差数列{a n}：5,8,11，…，{b n}：3,7,11，…，都有100项，试问它们有多少个共同的项？二、能力提升9．在等差数列{a n}中，a10<0，a11>0，且|a10|<a11，S n为{a n}的前n项的和，则下列结论正确的是( ) A．S1，S2，…，S10都小于零，S11，S12，…都大于零B．S1，S2，…，S5都小于零，S6，S7，…都大于零C．S1，S2，…，S20都小于零，S21，S22，…都大于零D．S1，S2，…，S19都小于零，S20，S21，…都大于零10．在如下数表中，已知每行、每列中的数都成等差数列，11．等差数列{a n }中，|a 3|＝|a 9|，公差d <0，则使前n 项和S n 取得最大值的自然数n 是______． 12．设等差数列{a n }的首项a 1及公差d 都为整数，前n 项和为S n .(1)若a 11＝0，S 14＝98，求数列{a n }的通项公式；(2)若a 1≥6，a 11>0，S 14≤77，求所有可能的数列{a n }的通项公式． 三、探究与拓展13．设{a n }是公差不为零的等差数列，S n 是其前n 项和，满足a 22＋a 23＝a 24＋a 25，S 7＝7.(1)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n ； (2)试求所有的正整数m ，使得a m a m ＋1a m ＋2为数列{a n }中的项．答案1．B 2.C 3.B 4.A 5.B 6.83<d ≤37．解 设等差数列{a n }的公差为d ，由S n ＝na 1＋n n －12d 及已知条件得(3a 1＋3d )2＝9(2a 1＋d )，①4a 1＋6d ＝4(2a 1＋d )．②由②得d ＝2a 1，代入①有a 21＝49a 1，解得a 1＝0或a 1＝49.当a 1＝0时，d ＝0，舍去． 因此a 1＝49，d ＝89.故数列{a n }的通项公式为a n ＝49＋(n －1)·89＝49(2n －1)．8．解 在数列{a n }中，a 1＝5，公差d 1＝8－5＝3. ∴a n ＝a 1＋(n －1)d 1＝3n ＋2.在数列{b n }中，b 1＝3，公差d 2＝7－3＝4， ∴b n ＝b 1＋(n －1)d 2＝4n －1. 令a n ＝b m ，则3n ＋2＝4m －1， ∴n ＝4m3－1.∵m 、n ∈N *，∴m ＝3k (k ∈N *)，又⎩⎪⎨⎪⎧0<m ≤1000<n ≤100，解得0<m ≤75.∴0<3k ≤75，∴0<k ≤25， ∴k ＝1,2,3，…，25， ∴两个数列共有25个公共项． 9．D 10.n 2＋n 11.5或6 12．解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧S 14＝98，a 11＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧14a 1＋14×132d ＝98，a 1＋10d ＝0，⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝20，d ＝－2.因此数列的通项a n ＝22－2n .(2)由⎩⎪⎨⎪⎧a 1≥6，a 11>0，S 14≤77.得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1≥6，a 1＋10d ＞0，2a 1＋13d ≤11.即⎩⎪⎨⎪⎧－2a 1≤－12， ①－2a 1－20d ＜0， ②2a 1＋13d ≤11. ③由②＋③得－7d <11，即d >－117.由①＋③得13d ≤－1，即d ≤－113.于是－117<d ≤－113.又∵d ∈Z ，∴d ＝－1.将d ＝－1代入②③两式得10<a 1≤12. 又∵a 1∈Z ， ∴a 1＝11或a 1＝12.∴所有可能的数列{a n }的通项公式是a n ＝12－n 和a n ＝13－n . 13．解 (1)由题意，设等差数列{a n }的通项公式为a n ＝a 1＋(n －1)d ，d ≠0.由a 22＋a 23＝a 24＋a 25知2a 1＋5d ＝0.① 又因为S 7＝7，所以a 1＋3d ＝1.② 由①②可得a 1＝－5，d ＝2.所以数列{a n }的通项公式a n ＝2n －7，S n ＝na 1＋n n －12d ＝n 2－6n .(2)因为a m a m ＋1a m ＋2＝a m ＋2－4a m ＋2－2a m ＋2＝a m ＋2－6＋8a m ＋2为数列{a n }中的项，故8a m ＋2为整数．又由(1)知a m ＋2为奇数， 所以a m ＋2＝2m －3＝±1，即m ＝1,2. 经检验，符合题意的正整数只有m ＝2.。
高中数学人教A版必修二 章末综合测评2 Word版含答案
点、直线、平面之间的位置关系一、选择题1．设a、b为两条直线α、β为两个平面则正确的命题是()【09960089】A．若a、b与α所成的角相等则a∥bB．若a∥αb∥βα∥β则a∥bC．若a⊂αb⊂βa∥b则α∥βD．若a⊥αb⊥βα⊥β则a⊥b【解析】A中a、b可以平行、相交或异面；B中a、b可以平行或异面；C中α、β可以平行或相交．【答案】 D2．(2016·山西山大附中高二检测)如图1在正方体ABCD-A1B1C1D1中E、F、G、H分别为AA1、AB、BB1、B1C1的中点则异面直线EF与GH所成的角等于()图1A．45°B．60°C．90°D．120°【解析】如图连接A1B、BC1、A1C1则A1B＝BC1＝A1C1且EF∥A1B、GH∥BC1所以异面直线EF与GH所成的角等于60°【答案】 B3．设l为直线αβ是两个不同的平面．下列命题中正确的是() A．若l∥αl∥β则α∥βB．若l⊥αl⊥β则α∥βC．若l⊥αl∥β则α∥βD．若α⊥βl∥α则l⊥β【解析】选项A平行于同一条直线的两个平面也可能相交故选项A错误；选项B垂直于同一直线的两个平面互相平行选项B正确；选项C由条件应得α⊥β故选项C错误；选项D l与β的位置不确定故选项D错误．故选B【答案】 B7．(2015·洛阳高一检测)如图2△ADB和△ADC都是以D为直角顶点的等腰直角三角形且∠BAC＝60°下列说法中错误的是()图2A．AD⊥平面BDCB．BD⊥平面ADCC．DC⊥平面ABDD．BC⊥平面ABD【解析】由题可知AD⊥BDAD⊥DC所以AD⊥平面BDC又△ABD与△ADC均为以D为直角顶点的等腰直角三角形所以AB＝ACBD＝DC＝22AB又∠BAC＝60°所以△ABC为等边三角形故BC＝AB＝2BD所以∠BDC＝90°即BD⊥DC所以BD⊥平面ADC同理DC⊥平面ABD所以A、B、C项均正确．选D【答案】 D8．正四棱锥(顶点在底面的射影是底面正方形的中心)的体积为12底面对角线的长为26则侧面与底面所成的二面角为() A．30°B．45°C．60°D．90°【解析】由棱锥体积公式可得底面边长为23高为3在底面正方形的任一边上取其中点连接棱锥的顶点及其在底面的射影根据二面角定义即可判定其平面角在直角三角形中因为tan θ＝3(设θ为所求平面角)所以二面角为60°选C【答案】 C9．将正方形ABCD沿BD折成直二面角M为CD的中点则∠AMD 的大小是()A．45°B．30°C．60°D．90°【解析】 如图设正方形边长为a 作AO ⊥BD 则AM ＝AO 2＋OM 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫22a 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2＝32a又AD ＝aDM ＝a2∴AD 2＝DM 2＋AM 2∴∠AMD ＝90° 【答案】 D10．在矩形ABCD 中若AB ＝3BC ＝4P A ⊥平面AC 且P A ＝1则点P 到对角线BD 的距离为( )A 292B 135C 175D 1195【解析】 如图过点A 作AE ⊥BD 于点E 连接PE∵P A ⊥平面ABCDBD ⊂平面ABCD ∴P A ⊥BD ∴BD ⊥平面P AE ∴BD ⊥PE∵AE ＝AB ·AD BD ＝125P A ＝1 ∴PE ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1252＝135 【答案】 B11．(2016·大连高一检测)已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧棱与底面垂直体积为94底面是边长为3的正三角形．若P 为底面A 1B 1C 1的中心则P A 与平面ABC 所成角的大小为( )【09960090】A．75°B．60°C．45°D．30°【解析】如图所示P为正三角形A1B1C1的中心设O为△ABC的中心由题意知：PO⊥平面ABC连接OA则∠P AO即为P A与平面ABC 所成的角．在正三角形ABC中AB＝BC＝AC＝ 3则S＝34×(3)2＝334VABC-A1B1C1＝S×PO＝94∴PO＝ 3又AO＝33×3＝1∴tan ∠P AO＝POAO＝3∴∠P AO＝60°【答案】 B12．正方体ABCD-A1B1C1D1中过点A作平面A1BD的垂线垂足为点H以下结论中错误的是()A．点H是△A1BD的垂心B．AH⊥平面CB1D1C．AH的延长线经过点C1D．直线AH和BB1所成的角为45°【解析】因为AH⊥平面A1BDBD⊂平面A1BD所以BD⊥AH又BD⊥AA1且AH∩AA1＝A所以BD⊥平面AA1H又A1H⊂平面AA1H所以A1H⊥BD同理可证BH⊥A1D所以点H是△A1BD的垂心A正确．因为平面A1BD∥平面CB1D1所以AH⊥平面CB1D1B正确．易证AC1⊥平面A1BD因为过一点有且只有一条直线与已知平面垂直所以AC1和AH重合．故C正确．因为AA1∥BB1所以∠A1AH为直线AH和BB1所成的角．因为∠AA1H≠45°所以∠A1AH≠45°故D错误．【答案】 D二、填空题(本大题共4小题每小题5分共20分将答案填在题中的横线上)13．设平面α∥平面βA、C∈αB、D∈β直线AB与CD交于点S 且点S位于平面αβ之间AS＝8BS＝6CS＝12则SD＝________【解析】由面面平行的性质得AC∥BD ASBS＝CSSD解得SD＝9【答案】914．如图3四棱锥S-ABCD中底面ABCD为平行四边形E是SA上一点当点E满足条件：________时SC∥平面EBD图3【解析】当E是SA的中点时连接EBEDAC设AC与BD的交点为O连接EO∵四边形ABCD是平行四边形∴点O是AC的中点．又E是SA的中点∴OE是△SAC的中位线．∴OE∥SC∵SC⊄平面EBDOE⊂平面EBD∴SC∥平面EBD【答案】E是SA的中点15．如图4所示在正方体ABCD-A1B1C1D1中MN分别是棱AA1和AB上的点若∠B1MN是直角则∠C1MN等于________．图4【解析】∵B1C1⊥平面A1ABB1MN⊂平面A1ABB1∴B1C1⊥MN又∠B1MN为直角∴B1M⊥MN而B1M∩B1C1＝B1∴MN ⊥平面MB 1C 1又MC 1⊂平面MB 1C 1 ∴MN ⊥MC 1∴∠C 1MN ＝90° 【答案】 90°16．已知四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是矩形P A ⊥底面ABCD 点E 、F 分别是棱PC 、PD 的中点则①棱AB 与PD 所在直线垂直； ②平面PBC 与平面ABCD 垂直； ③△PCD 的面积大于△P AB 的面积； ④直线AE 与直线BF 是异面直线．以上结论正确的是________．(写出所有正确结论的序号) 【解析】 由条件可得AB ⊥平面P AD ∴AB ⊥PD 故①正确；若平面PBC ⊥平面ABCD 由PB ⊥BC得PB ⊥平面ABCD 从而P A ∥PB 这是不可能的故②错；S △PCD ＝12CD ·PDS △P AB ＝12AB ·P A由AB ＝CDPD >P A 知③正确； 由E 、F 分别是棱PC 、PD 的中点 可得EF ∥CD 又AB ∥CD∴EF ∥AB 故AE 与BF 共面④错． 【答案】 ①③三、解答题(本大题共6小题共70分．解答应写出文字说明证明过程或演算步骤)17．(本小题满分10分)如图5所示已知△ABC 中∠ACB ＝90°SA ⊥平面ABCAD ⊥SC 求证：AD ⊥平面SBC图5【证明】∵∠ACB＝90°∴BC⊥AC又∵SA⊥平面ABC∴SA⊥BC∵SA∩AC＝A∴BC⊥平面SAC∴BC⊥AD又∵SC⊥ADSC∩BC＝C∴AD⊥平面SBC18．(本小题满分12分)如图6三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面垂直AC＝9BC＝12AB＝15AA1＝12点D是AB的中点．图6(1)求证：AC⊥B1C；(2)求证：AC1∥平面CDB1【证明】(1)∵C1C⊥平面ABC∴C1C⊥AC∵AC＝9BC＝12AB＝15∴AC2＋BC2＝AB2∴AC⊥BC又BC∩C1C＝C∴AC⊥平面BCC1B1而B1C⊂平面BCC1B1∴AC⊥B1C(2)连接BC1交B1C于O点连接OD如图∵OD分别为BC1AB的中点∴OD∥AC1又OD⊂平面CDB1AC1⊄平面CDB1∴AC1∥平面CDB1 19．(本小题满分12分)(2016·德州高一检测)某几何体的三视图如图7所示P是正方形ABCD对角线的交点G是PB的中点．(1)根据三视图画出该几何体的直观图；(2)在直观图中①证明：PD∥面AGC；②证明：面PBD⊥面AGC图7【解】(1)该几何体的直观图如图所示：(2)证明：①连接ACBD交于点O连接OG因为G为PB的中点O为BD 的中点所以OG ∥PD②连接PO 由三视图知PO ⊥平面ABCD 所以AO ⊥PO又AO ⊥BO 所以AO ⊥平面PBD因为AO ⊂平面AGC所以平面PBD ⊥平面AGC20．(本小题满分12分)(2016·济宁高一检测)如图8正方形ABCD 和四边形ACEF 所在的平面互相垂直EF ∥ACAB ＝2CE ＝EF ＝1图8(1)求证：AF ∥平面BDE ；(2)求证：CF ⊥平面BDE【09960091】【证明】 (1)如图设AC 与BD 交于点G因为EF ∥AG 且EF ＝1AG ＝12AC ＝1所以四边形AGEF 为平行四边形．所以AF ∥EG因为EG⊂平面BDEAF⊄平面BDE所以AF∥平面BDE(2)连接FG∵EF∥CGEF＝CG＝1∴四边形CEFG为平行四边形又∵CE＝EF＝1∴▱CEFG为菱形∴EG⊥CF在正方形ABCD中AC⊥BD∵正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直∴BD⊥平面CEFG∴BD⊥CF又∵EG∩BD＝G∴CF⊥平面BDE21．(本小题满分12分)(2015·山东高考)如图9三棱台DEF-ABC 中AB＝2DEGH分别为ACBC的中点．图9(1)求证：BD∥平面FGH；(2)若CF⊥BCAB⊥BC求证：平面BCD⊥平面EGH【解】(1)证法一：连接DGCD设CD∩GF＝M连接MH在三棱台DEF-ABC中AB＝2DEG为AC的中点可得DF∥GCDF＝GC所以四边形DFCG为平行四边形则M为CD的中点．又H为BC的中点所以MH∥BD又MH⊂平面FGHBD⊄平面FGH所以BD∥平面FGH 证法二：在三棱台DEF-ABC中由BC＝2EFH为BC的中点可得BH∥EFBH＝EF所以四边形BHFE为平行四边形可得BE∥HF在△ABC中G为AC的中点H为BC的中点所以GH∥AB又GH∩HF＝H所以平面FGH∥平面ABED因为BD⊂平面ABED所以BD∥平面FGH(2)连接HE因为GH分别为ACBC的中点所以GH∥AB由AB⊥BC得GH⊥BC又H为BC的中点所以EF∥HCEF＝HC因此四边形EFCH是平行四边形．所以CF∥HE又CF⊥BC所以HE⊥BC又HEGH⊂平面EGHHE∩GH＝H所以BC⊥平面EGH又BC⊂平面BCD所以平面BCD⊥平面EGH22．(本小题满分12分)(2016·重庆高一检测)如图10所示ABCD是正方形O是正方形的中心PO⊥底面ABCD底面边长为aE是PC的中点．图10(1)求证：P A∥平面BDE；平面P AC⊥平面BDE；(2)若二面角E-BD-C为30°求四棱锥P-ABCD的体积．【解】(1)证明：连接OE如图所示．∵O、E分别为AC、PC的中点∴OE∥P A∵OE⊂平面BDEP A⊄平面BDE∴P A∥平面BDE∵PO⊥平面ABCD∴PO⊥BD在正方形ABCD中BD⊥AC又∵PO∩AC＝O∴BD⊥平面P AC又∵BD⊂平面BDE∴平面P AC⊥平面BDE(2)取OC中点F连接EF∵E为PC中点∴EF为△POC的中位线∴EF∥PO又∵PO⊥平面ABCD∴EF⊥平面ABCD∵OF ⊥BD ∴OE ⊥BD∴∠EOF 为二面角E -BD -C 的平面角 ∴∠EOF ＝30°在Rt △OEF 中OF ＝12OC ＝14AC ＝24a∴EF ＝OF ·tan 30°＝612a ∴OP ＝2EF ＝66a∴V P -ABCD ＝13×a 2×66a ＝618a 3。
【步步高】高中数学 综合检测(二) 新人教A版必修5
综合检测(二)一、选择题1．在△ABC 中，已知sin 2B －sin 2C －sin 2A ＝3sin A sin C ，则角B 的大小为 ( )A ．150°B ．30°C ．120°D ．60°2．在R 上定义运算“⊙”：a ⊙b ＝ab ＋2a ＋b ，则满足x ⊙(x －2)<0的实数x 的取值范围为( )A ．(0,2)B ．(－2,1)C ．(－∞，－2)∪(1，＋∞)D ．(－1,2)3．在数列{a n }中，a 1＝15,3a n ＋1＝3a n －2(n ∈N *)，则该数列中相邻两项的乘积为负数的项是( )A ．a 21和a 22B ．a 22和a 23C ．a 23和a 24D ．a 24和a 254．已知等比数列{a n }的前n 项和S n ＝x ·3n －1－16，则x 的值为( )A.13B ．－13C.12D ．－125．如果不等式2x 2＋2mx ＋m4x 2＋6x ＋3<1对一切实数x 均成立，则实数m 的取值范围是( )A ．(1,3)B ．(－∞，3)C ．(－∞，1)∪(2，＋∞)D ．(－∞，＋∞)6．已知△ABC 中，AB ＝3，AC ＝1，且B ＝30°，则△ABC 的面积等于( )A.32B.34C.32或 3 D.32或34 7．设a >0，b >0，若3是3a 与3b的等比中项，则1a ＋1b的最小值为( )A ．8B ．4C ．1D.148．已知数列{a n }满足a 1＝1，a n ·a n ＋1＝2n，n ∈N *，S n 是数列{a n }的前n 项和，则S 10等于( ) A ．63B ．93C ．126D ．1 0239．设△ABC 的内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c .若三边的长为连续的三个正整数，且A >B >C,3b ＝20a cos A ，则sin A ∶sin B ∶sinC 为( )A ．4∶3∶2B ．5∶6∶7C ．5∶4∶3D ．6∶5∶410．已知O 是坐标原点，点A (－1,1)，若点M (x ，y )为平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≥2，x ≤1，y ≤2上的一个动点，则OA →·OM →的取值范围是( )A ．[－1,0]B ．[0,1]C ．[0,2]D ．[－1,2] 二、填空题11．关于x 的不等式ax －b >0的解集是(1，＋∞)，则关于x 的不等式ax ＋bx －2≤0的解集是________．12．已知△ABC 的一个内角为120°，并且三边长构成公差为4的等差数列，则△ABC 的面积为______．13．若正实数x ，y 满足x 2＋y 2＋xy ＝1，则x ＋y 的最大值是________． 14．已知数列{a n }满足a 1＝33，a n ＋1－a n ＝2n ，则a nn的最小值为________． 三、解答题15．已知a ，b ，c 分别为△ABC 三个内角A ，B ，C 的对边，a cos C ＋3a sin C －b －c ＝0.(1)求A ；(2)若a ＝2，△ABC 的面积为3，求b ，c .16．已知不等式ax 2－3x ＋6>4的解集为{x |x <1或x >b }，(1)求a ，b ；(2)解不等式ax 2－(ac ＋b )x ＋bc <0.17．C 位于A 城的南偏西20°的位置，B 位于A 城的南偏东40°的位置，有一人距C 为31千米的B 处正沿公路向A 城走去，走了20千米后到达D 处，此时CD 间的距离为21千米，问这人还要走多少千米才能到达A 城？18．已知某地今年年初拥有居民住房的总面积为a (单位：m 2)，其中有部分旧住房需要拆除．当地有关部门决定每年以当年年初住房面积的10%建设新住房，同时也拆除面积为b (单位：m 2)的旧住房．(1)分别写出第一年末和第二年末的实际住房面积的表达式．(2)如果第五年末该地的住房面积正好比今年年初的住房面积增加了30%，则每年拆除的旧住房面积b 是多少？(计算时取1.15＝1.6)19．已知⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0x ＋y －4≥02x －y －5≤0，求：(1)z ＝x ＋2y －4的最大值； (2)z ＝x 2＋y 2－10y ＋25的最小值； (3)z ＝2y ＋1x ＋1的范围．20．已知数列{a n }的各项均为正数，对任意的n ∈N *，它的前n 项和S n 满足S n ＝16(a n ＋1)(a n＋2)，并且a 2，a 4，a 9成等比数列． (1)求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝(－1)n ＋1a n a n ＋1，T n 为数列{b n }的前n 项和，求T 2n .答案1．A 2.B 3.C 4.C 5.A 6.D 7.B 8．B 9.D 10.C 11.[－1,2) 12.15 3 13.233 14.21215．解 (1)由a cos C ＋3a sin C －b －c ＝0及正弦定理得sin A cos C ＋3sin A sin C －sin B －sin C ＝0. 因为B ＝π－A －C ，所以3sin A sin C －cos A sin C －sin C ＝0.由于sin C ≠0，所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫A －π6＝12.又0<A <π，故A ＝π3.(2)b ＝c ＝2. 16．解 (1)a ＝1，b ＝2.(2)不等式ax 2－(ac ＋b )x ＋bc <0， 即x 2－(2＋c )x ＋2c <0，即(x －2)(x －c )<0.当c >2时，不等式(x －2)(x －c )<0的解集为{x |2<x <c }； 当c <2时，不等式(x －2)(x －c )<0的解集为{x |c <x <2}； 当c ＝2时，不等式(x －2)(x －c )<0的解集为∅.综上，当c >2时，不等式ax 2－(ac ＋b )x ＋bc <0的解集为{x |2<x <c }； 当c <2时，不等式ax 2－(ac ＋b )x ＋bc <0的解集为{x |c <x <2}； 当c ＝2时，不等式ax 2－(ac ＋b )x ＋bc <0的解集为∅. 17．解 设∠ACD ＝α，∠CDB ＝β.在△BCD 中，由余弦定理得cos β＝BD 2＋CD 2－CB 22BD ·CD ＝202＋212－3122×20×21＝－17，则sin β＝437，而sin α＝sin(β－60°)＝sin βcos 60°－cos βsin 60°＝437×12＋32×17＝5314，在△ACD 中，由正弦定理得21sin 60°＝ADsin α，∴AD＝21sin αsin 60°＝21×531432＝15(千米)．答 这人还要走15千米才能到达A 城．18．解 (1)第一年末的住房面积为a ·1110－b ＝(1.1a －b )(m 2)．第二年末的住房面积为⎝ ⎛⎭⎪⎫a ·1110－b ·1110－b ＝a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫11102－b ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1110 ＝(1.21a －2.1b )(m 2)．(2)第三年末的住房面积为⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫11102－b ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1110·1110－b ＝a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫11103－b ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋1110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11102， 第四年末的住房面积为a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫11104－b [1＋1110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11102＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11103]，第五年末的住房面积为a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫11105－b ·[1＋1110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11102＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11103＋⎝ ⎛⎭⎪⎫11104] ＝1.15a －1－1.151－1.1b ＝1.6a －6b .依题意可知1.6a －6b ＝1.3a ，解得b ＝a 20，所以每年拆除的旧住房面积为a20 m 2.19．解 作出可行域如图所示，并求出顶点的坐标A (1,3)、B (3,1)、C (7,9)．(1)易知可行域内各点均在直线x ＋2y －4＝0的上方，故x ＋2y －4>0，将C (7,9)代入z 得最大值为21.(2)z ＝x 2＋(y －5)2表示可行域内任一点(x ，y )到定点M (0，5)的距离的平方，过M 作直线AC 的垂线，易知垂足N 在线段AC 上，故z 的最小值是|MN |2＝92.(3)z ＝2·y －⎝ ⎛⎭⎪⎫－12x －－1表示可行域内任一点(x ，y )与定点Q ⎝⎛⎭⎪⎫－1，－12连线的斜率的2倍，因为k QA ＝74，k QB ＝38，故z 的范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，72. 20．解 (1)∵对任意的n ∈N *，有S n ＝16(a n ＋1)(a n ＋2)．①∴当n ＝1时，有S 1＝a 1＝16(a 1＋1)(a 1＋2)，解得a 1＝1或2.当n ≥2时，有S n －1＝16(a n －1＋1)(a n －1＋2)．②①－②并整理得(a n ＋a n －1)(a n －a n －1－3)＝0. 而数列{a n }的各项均为正数，∴a n －a n －1＝3. 当a 1＝1时，a n ＝1＋3(n －1)＝3n －2， 此时a 24＝a 2a 9成立；当a 1＝2时，a n ＝2＋3(n －1)＝3n －1， 此时a 24＝a 2a 9不成立，舍去． ∴a n ＝3n －2，n ∈N *.(2)T 2n ＝b 1＋b 2＋…＋b 2n ＝a 1a 2－a 2a 3＋a 3a 4－a 4a 5＋…－a 2n a 2n ＋1 ＝a 2(a 1－a 3)＋a 4(a 3－a 5)＋…＋a 2n (a 2n －1－a 2n ＋1) ＝－6a 2－6a 4－…－6a 2n ＝－6(a 2＋a 4＋…＋a 2n ) ＝－6×n 4＋6n －22＝－18n 2－6n .。
新教材高考数学第二章直线和圆的方程章末复习练习含解析新人教A版选择性必修第一册
章末复习一、两直线的平行与垂直 1．判断两直线平行、垂直的方法(1)若不重合的直线l 1与l 2的斜率都存在，且分别为k 1，k 2，则k 1＝k 2⇔l 1∥l 2. (2) 若直线l 1与l 2的斜率都存在，且分别为k 1，k 2，则k 1·k 2＝－1⇔l 1⊥l 2. (讨论两直线平行、垂直不要遗漏直线斜率不存在的情况)2．讨论两直线的平行、垂直关系，可以提升学生的逻辑推理素养． 例1 (1)已知A ⎝⎛⎭⎪⎫1，－a ＋13，B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－13，C (2－2a ，1)，D (－a ，0)四点，若直线AB 与直线CD 平行，则a ＝________.答案 3解析 k AB ＝－13＋a ＋130－1＝－a3，当2－2a ＝－a ，即a ＝2时，k AB ＝－23，CD 的斜率不存在．∴AB 和CD 不平行；当a ≠2时，k CD ＝0－1－a －2＋2a ＝12－a.由k AB ＝k CD ，得－a 3＝12－a，即a 2－2a －3＝0.∴a ＝3或a ＝－1.当a ＝3时，k AB ＝－1，k BD ＝0＋13－3＝－19≠k AB ，∴AB 与CD 平行．当a ＝－1时，k AB ＝13，k BC ＝1＋134＝13，k CD ＝1－04－1＝13，∴AB 与CD 重合．∴当a ＝3时，直线AB 和直线CD 平行．(2)若点A (4，－1)在直线l 1：ax －y ＋1＝0上，则l 1与l 2：2x －y －3＝0的位置关系是________． 答案 垂直解析 将点A (4，－1)的坐标代入ax －y ＋1＝0， 得a ＝－12，则12·l l k k ＝－12×2＝－1，∴l 1⊥l 2. 反思感悟 一般式方程下两直线的平行与垂直：已知两直线的方程为l 1：A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0(A 1，B 1不同时为0)，l 2：A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0(A 2，B 2不同时为0)，则l 1∥l 2⇔A 1B 2－A 2B 1＝0且C 1B 2－C 2B 1≠0，l 1⊥l 2⇔A 1A 2＋B 1B 2＝0.跟踪训练1 (1)已知直线l 1：ax －3y ＋1＝0，l 2：2x ＋(a ＋1)y ＋1＝0.若l 1⊥l 2，则实数a 的值为________． 答案 －3(2)已知两直线l 1：x ＋my ＋6＝0，l 2：(m －2)x ＋3y ＋2m ＝0，若l 1∥l 2，则m ＝________. 答案 －1解析 因为直线x ＋my ＋6＝0与(m －2)x ＋3y ＋2m ＝0平行，所以⎩⎪⎨⎪⎧1×3－m m －2＝0，2m ≠6m －2，解得m ＝－1.二、两直线的交点与距离问题1．两条直线的位置关系的研究以两直线的交点为基础，通过交点与距离涵盖直线的所有问题． 2．两直线的交点与距离问题，培养学生的数学运算的核心素养．例2 (1)若点(1，a )到直线y ＝x ＋1的距离是322，则实数a 的值为( )A ．－1B ．5C ．－1或5D ．－3或3答案 C解析 ∵点(1，a )到直线y ＝x ＋1的距离是322，∴|1－a ＋1|2＝322，即|a －2|＝3，解得a ＝－1或a ＝5，∴实数a 的值为－1或5.(2)过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1：2x ＋y －8＝0和l 2：x －3y ＋10＝0截得的线段被点P 平分，求直线l 的方程．解 设l 1与l 的交点为A (a ，8－2a )，则由题意知，点A 关于点P 的对称点B (－a ，2a －6)在l 2上， 代入l 2的方程得－a －3(2a －6)＋10＝0， 解得a ＝4，即点A (4,0)在直线l 上， 所以直线l 的方程为x ＋4y －4＝0. 反思感悟跟踪训练2 (1)设两条直线的方程分别为x ＋y ＋a ＝0，x ＋y ＋b ＝0，已知a ，b 是关于x 的方程x 2＋x －2＝0的两个实数根，则这两条直线之间的距离为( ) A ．2 3 B. 2 C ．2 2 D.322答案 D解析 根据a ，b 是关于x 的方程x 2＋x －2＝0的两个实数根，可得a ＋b ＝－1，ab ＝－2， ∴a ＝1，b ＝－2或a ＝－2，b ＝1，∴|a －b |＝3， 故两条直线之间的距离d ＝|a －b |2＝32＝322.(2)已知直线l 过直线l 1：x －2y ＋3＝0与直线l 2：2x ＋3y －8＝0的交点，且点P (0,4)到直线l 的距离为2，则这样的直线l 的条数为( ) A ．0 B ．1 C ．2 D ．3 答案 C解析 方法一 由⎩⎪⎨⎪⎧x －2y ＋3＝0，2x ＋3y －8＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝2，即直线l 过点(1,2)．设点Q (1,2)，因为|PQ |＝1－02＋2－42＝5＞2，所以满足条件的直线l 有2条．故选C.方法二 依题意，设经过直线l 1与l 2交点的直线l 的方程为2x ＋3y －8＋λ(x －2y ＋3)＝0(λ∈R )，即(2＋λ)x ＋(3－2λ)y ＋3λ－8＝0.由题意得|12－8λ＋3λ－8|2＋λ2＋3－2λ2＝2，化简得5λ2－8λ－36＝0，解得λ＝－2或185，代入得直线l 的方程为y ＝2或4x －3y ＋2＝0，故选C.三、直线与圆的位置关系 1．直线与圆位置关系的判断方法(1)几何法：设圆心到直线的距离为d ，圆的半径长为r .若d <r ，则直线和圆相交；若d ＝r ，则直线和圆相切；若d >r ，则直线和圆相离．(2)代数法：联立直线方程与圆的方程组成方程组，消元后得到一个一元二次方程，其判别式为Δ.Δ＝0⇔直线与圆相切；Δ>0⇔直线与圆相交；Δ<0⇔直线与圆相离． 2．研究直线与圆的位置关系，集中体现了直观想象和数学运算的核心素养． 例3 已知直线l ：2mx －y －8m －3＝0和圆C ：x 2＋y 2－6x ＋12y ＋20＝0. (1)m ∈R 时，证明l 与C 总相交；(2)m 取何值时，l 被C 截得的弦长最短？求此弦长． (1)证明 直线的方程可化为y ＋3＝2m (x －4)， 由点斜式可知，直线恒过点P (4，－3)．由于42＋(－3)2－6×4＋12×(－3)＋20＝－15<0， 所以点P 在圆内，故直线l 与圆C 总相交． (2)解 圆的方程可化为(x －3)2＋(y ＋6)2＝25.如图，当圆心C (3，－6)到直线l 的距离最大时，线段AB 的长度最短．此时PC ⊥l ，又k PC ＝－3－－64－3＝3，所以直线l 的斜率为－13，则2m ＝－13，所以m ＝－16.在Rt△APC 中，|PC |＝10，|AC |＝r ＝5. 所以|AB |＝2|AC |2－|PC |2＝215.故当m ＝－16时，l 被C 截得的弦长最短，最短弦长为215.反思感悟 直线与圆问题的类型(1)求切线方程：可以利用待定系数法结合图形或代数法求得．(2)弦长问题：常用几何法(垂径定理)，也可用代数法结合弦长公式求解． 跟踪训练3 已知圆C 关于直线x ＋y ＋2＝0对称，且过点P (－2, 2)和原点O . (1)求圆C 的方程；(2)相互垂直的两条直线l 1，l 2都过点A (－1, 0)，若l 1，l 2被圆C 所截得的弦长相等，求此时直线l 1的方程．解 (1)由题意知，直线x ＋y ＋2＝0过圆C 的圆心，设圆心C (a ，－a －2)． 由题意，得(a ＋2)2＋(－a －2－2)2＝a 2＋(－a －2)2， 解得a ＝－2.因为圆心C (－2,0)，半径r ＝2， 所以圆C 的方程为(x ＋2)2＋y 2＝4.(2)由题意知，直线l 1，l 2的斜率存在且不为0， 设l 1的斜率为k ，则l 2的斜率为－1k，所以l 1：y ＝k (x ＋1)，即kx －y ＋k ＝0，l 2：y ＝－1k(x ＋1)，即x ＋ky ＋1＝0.由题意，得圆心C 到直线l 1，l 2的距离相等， 所以|－2k ＋k |k 2＋1＝|－2＋1|k 2＋1，解得k ＝±1， 所以直线l 1的方程为x －y ＋1＝0或x ＋y ＋1＝0. 四、圆与圆的位置关系1．圆与圆的位置关系：一般利用圆心间距离与两半径和与差的大小关系判断两圆的位置关系． 2．圆与圆的位置关系的转化，体现直观想象、逻辑推理的数学核心素养． 例4 已知圆C 1：x 2＋y 2＋4x －4y －5＝0与圆C 2：x 2＋y 2－8x ＋4y ＋7＝0. (1)证明圆C 1与圆C 2相切，并求过切点的两圆公切线的方程； (2)求过点(2, 3)且与两圆相切于(1)中切点的圆的方程．解 (1)把圆C 1与圆C 2都化为标准方程形式，得(x ＋2)2＋(y －2)2＝13，(x －4)2＋(y ＋2)2＝13.圆心与半径长分别为C 1(－2,2)，r 1＝13；C 2(4，－2)，r 2＝13.因为|C 1C 2|＝－2－42＋2＋22＝213＝r 1＋r 2，所以圆C 1与圆C 2相切．由⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2＋4x －4y －5＝0，x 2＋y 2－8x ＋4y ＋7＝0，得12x －8y －12＝0，即3x －2y －3＝0，就是过切点的两圆公切线的方程． (2)由圆系方程，可设所求圆的方程为x 2＋y 2＋4x －4y －5＋λ(3x －2y －3)＝0.点(2, 3)在此圆上，将点坐标代入方程解得λ＝43.所以所求圆的方程为x 2＋y 2＋4x －4y －5＋43(3x －2y －3)＝0，即x 2＋y 2＋8x －203y －9＝0.反思感悟 两圆的公共弦问题(1)若圆C 1：x 2＋y 2＋D 1x ＋E 1y ＋F 1＝0与圆C 2：x 2＋y 2＋D 2x ＋E 2y ＋F 2＝0相交，则两圆公共弦所在直线的方程为(D 1－D 2)x ＋(E 1－E 2)y ＋F 1－F 2＝0. (2)公共弦长的求法①代数法：将两圆的方程联立，解出交点坐标，利用两点间的距离公式求出弦长． ②几何法：求出公共弦所在直线的方程，利用圆的半径、半弦长、弦心距构成的直角三角形，根据勾股定理求解．跟踪训练4 (1)已知圆C 1：x 2＋y 2－6x －7＝0与圆C 2：x 2＋y 2－6y －27＝0相交于A ， B 两点，则线段AB 的中垂线方程为________． 答案 x ＋y －3＝0解析 AB 的中垂线即为圆C 1、圆C 2的连心线C 1C 2. 又C 1(3,0)，C 2(0,3)， 所以C 1C 2所在直线的方程为x ＋y －3＝0.(2)已知圆C 1：x 2＋y 2－4x ＋2y ＝0与圆C 2：x 2＋y 2－2y －4＝0. ①求证：两圆相交；②求两圆公共弦所在直线的方程．①证明 圆C 1的方程可化为(x －2)2＋(y ＋1)2＝5，圆C 2的方程可化为x 2＋(y －1)2＝5， ∴C 1(2，－1)，C 2(0,1)，两圆的半径均为5， ∵|C 1C 2|＝2－02＋－1－12＝22∈(0,25)，∴两圆相交．②解 将两圆的方程相减即可得到两圆公共弦所在直线的方程， (x 2＋y 2－4x ＋2y )－(x 2＋y 2－2y －4)＝0，即x －y －1＝0.1．(2019·天津改编)设a ∈R ，直线ax －y ＋2＝0和圆x 2＋y 2－4x －2y ＋1＝0相切，则a 的值为________． 答案 34解析 由已知条件可得圆的标准方程为(x －2)2＋(y －1)2＝4，其圆心为(2,1)，半径为2，由直线和圆相切可得|2a －1＋2|a 2＋1＝2，解得a ＝34. 2．(2017·北京改编)在平面直角坐标系中，点A 在圆C ：x 2＋y 2－2x －4y ＋4＝0上，点P 的坐标为(1，0)，则||AP 的最小值为________． 答案 1解析 x 2＋y 2－2x －4y ＋4＝0， 即(x －1)2＋(y －2)2＝1， 圆心坐标为C (1,2)，半径长为1. ∵点P 的坐标为(1,0)，∴点P 在圆C 外． 又∵点A 在圆C 上，∴|AP |min ＝|PC |－1＝2－1＝1.3．(2017·天津改编)已知点C 在直线l ：x ＝－1上，点F (1,0)，以C 为圆心的圆与y 轴的正半轴相切于点A . 若∠FAC ＝120°，则圆的方程为________________． 答案 (x ＋1)2＋(y －3)2＝1解析 由圆心C 在l 上，且圆C 与y 轴正半轴相切，可得点C 的横坐标为－1，圆的半径为1，∠CAO ＝90°.又因为∠FAC ＝120°， 所以∠OAF ＝30°，所以|OA |＝3， 所以点C 的纵坐标为 3.所以圆的方程为(x ＋1)2＋(y －3)2＝1.4．(2019·江苏改编)如图，一个湖的边界是圆心为O 的圆，湖的一侧有一条直线型公路l ，湖上有桥AB (AB 是圆O 的直径)．规划在公路l 上选两个点P ，Q ，并修建两段直线型道路PB ，QA .规划要求：线段PB ，QA 上的所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径．已知点A ，B 到直线l 的距离分别为AC 和BD (C ，D 为垂足)，测得AB ＝10，AC ＝6，BD ＝12(单位：百米)．(1)若道路PB 与桥AB 垂直，求道路PB 的长；(2)在规划要求下，P 和Q 中能否有一个点选在D 处？并说明理由． 解 (1)如图，过O 作OH ⊥l ，垂足为H .以O 为坐标原点，直线OH 为y 轴，建立如图所示的平面直角坐标系． 因为BD ＝12，AC ＝6，所以OH ＝9，直线l 的方程为y ＝9，点A ，B 的纵坐标分别为3，－3. 因为AB 为圆O 的直径，AB ＝10， 所以圆O 的方程为x 2＋y 2＝25.从而A (4,3)，B (－4，－3)，直线AB 的斜率为34.因为PB ⊥AB ，所以直线PB 的斜率为－43，直线PB 的方程为y ＝－43x －253.所以P (－13,9)，|PB |＝－13＋42＋9＋32＝15.所以道路PB 的长为15(百米)．(2)①若P 在D 处，取线段BD 上一点E (－4,0)，则EO ＝4<5， 所以P 选在D 处不满足规划要求．②若Q 在D 处，连接AD ，由(1)知D (－4,9)，又A (4,3)， 所以线段AD ：y ＝－34x ＋6(－4≤x ≤4)．在线段AD 上取点M ⎝⎛⎭⎪⎫3，154，因为|OM |＝32＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1542<32＋42＝5，所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径． 因此Q 选在D 处也不满足规划要求． 综上，P 和Q 均不能选在D 处．。
人教A版高中数学选修1章末检测2第二章直线和圆的方程
第二章章末检测(时间：120分钟，满分150分)一、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．过点(1,0)且与直线x －2y －2＝0平行的直线方程是( ) A ．x －2y －1＝0 B ．x －2y ＋1＝0 C ．2x ＋y －2＝0 D ．x ＋2y －1＝0【答案】A【解析】设与直线x －2y －2＝0平行的直线方程为x －2y ＋c ＝0(c ≠－2)，将点(1,0)代入直线方程x －2y ＋c ＝0，得1－2³0＋c ＝0，解得c ＝－1．所以所求直线方程为x －2y －1＝0．2．直线l 的方程为3x ＋3y －1＝0，则直线l 的倾斜角为( ) A ．150° B ．120° C ．60° D ．30° 【答案】A【解析】设直线l 的倾斜角为θ，θ∈[0，π)，直线l 的方程为3x ＋3y －1＝0，则k ＝tan θ＝－33，解得θ＝5π6．所以直线l 的倾斜角为150°．故选A ． 3．直线l 1：ax －y －3＝0和直线l 2：x ＋(a ＋2)y ＋2＝0平行，则实数a 的值为( ) A ．3 B ．－1 C ．－2 D ．3或－1【答案】B【解析】由a ²(a ＋2)＋1＝0，即a 2＋2a ＋1＝0，解得a ＝－1．经检验成立，所以a ＝－1．4．无论m 取何实数，直线l ：mx ＋y －1＋2m ＝0恒过一定点，则该定点坐标为( ) A ．(－2,1) B ．(－2，－1) C ．(2,1) D ．(2，－1)【答案】A【解析】直线l ：mx ＋y －1＋2m ＝0可整理为m (x ＋2)＋y －1＝0，当⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2＝0，y －1＝0，解得x ＝－2，y ＝1，无论m 为何值，直线总过定点(－2,1)．5．已知圆心在y 轴上的圆C 与直线x ＝3切于点M (3,2)．若直线3x ＋4y ＋m ＝0与圆C 相切，则m 的值为( )A ．9B ．7C ．－21或9D ．－23或7【答案】D【解析】圆心在y 轴上的圆C 与直线x ＝3切于点M (3,2)，可得圆C 的半径为3，圆心为(0,2)．因为直线3x ＋4y ＋m ＝0与圆C 相切，所以|8＋m |32＋42＝3，解得m ＝－23或m ＝7．故选D ．6．(2021年哈尔滨期末)圆(x －1)2＋(y ＋2)2＝2关于直线l ：x ＋y －2＝0对称的圆的方程为( )A ．(x －4)2＋(y －1)2＝2 B ．(x ＋4)2＋(y ＋1)2＝2 C ．(x －4)2＋(y ＋1)2＝2 D ．(x ＋4)2＋(y －1)2＝2【答案】A【解析】由于圆心(1，－2)关于直线x ＋y －2＝0对称的点的坐标为(4,1)，半径为2，故圆(x －1)2＋(y ＋2)2＝2关于直线x ＋y －2＝0对称的圆的方程为(x －4)2＋(y －1)2＝2．故选A ．7．已知圆x 2＋y 2＋2x －2y ＋a ＝0截直线x ＋y ＋2＝0所得弦的长度为4，则实数a 的值是( )A ．－2B ．－4C ．－6D ．－8【答案】B【解析】圆x 2＋y 2＋2x －2y ＋a ＝0化为标准方程为(x ＋1)2＋(y －1)2＝2－a ，所以圆心为(－1,1)，半径r ＝2－a ，弦心距为d ＝|－1＋1＋2|12＋12＝2．因为圆x 2＋y 2＋2x －2y ＋a ＝0截直线x ＋y ＋2＝0所得弦长为4，所以22＋(2)2＝2－a ，所以a ＝－4．8．圆C 1：(x －m )2＋(y ＋2)2＝9与圆C 2：(x ＋1)2＋(y －m )2＝4外切，则m 的值为( ) A ．2 B ．－5 C ．2或－5 D ．不确定【答案】C【解析】由圆C 1：(x －m )2＋(y ＋2)2＝9与圆C 2：(x ＋1)2＋(y －m )2＝4，得C 1(m ，－2)，C 2(－1，m )，半径分别为3和2．∵两圆外切，∴m ＋122－m2＝3＋2，化简得(m ＋5)(m －2)＝0，∴m ＝－5或m ＝2．二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分．9．若直线过点A (1,2)，且在两坐标轴上截距的绝对值相等，则直线l 的方程可能为( )A ．x －y ＋1＝0B ．x ＋y －3＝0C ．2x －y ＝0D ．x －y －1＝0【答案】ABC【解析】当直线经过原点时，斜率为k ＝2－01－0＝2，所求的直线方程为y ＝2x ，即2x －y＝0；当直线不过原点时，设所求的直线方程为x ±y ＝k ，把点A (1,2)代入可得1－2＝k 或1＋2＝k ，解得k ＝－1或k ＝3，故所求的直线方程为x －y ＋1＝0或x ＋y －3＝0．综上，所求的直线方程为2x －y ＝0或x －y ＋1＝0或x ＋y －3＝0．10．已知直线l ：3x －y ＋1＝0，则下列结论正确的是( ) A ．直线l 的倾斜角是π6B ．若直线m ：x －3y ＋1＝0，则l ⊥mC ．点(3，0)到直线l 的距离是2D ．过(23，2)与直线l 平行的直线方程是3x －y －4＝0 【答案】CD【解析】对于A ，直线l 的斜率k ＝tan θ＝3，故直线l 的倾斜角是π3，故A 错误；对于B ，因为直线m 的斜率k ′＝33，kk ′＝1≠－1，故直线l 与直线m 不垂直，故B 错误；对于C ，点(3，0)到直线l 的距离d ＝|3²3－0＋1|3212＝2，故C 正确；对于D ，过点(23，2)与直线l 平行的直线方程是y －2＝3(x －23)，整理得3x －y －4＝0，故D 正确．11．已知圆(x －1)2＋(y －1)2＝4与直线x ＋my －m －2＝0，下列选项正确的是( ) A ．圆的圆心坐标为(1,1) B ．直线过定点(－2,1)C ．直线与圆相交且所截最短弦长为2 3D ．直线与圆可以相切 【答案】AC【解析】由题意，圆(x －1)2＋(y －1)2＝4的圆心C (1,1)，半径r ＝2，A 对．直线x ＋my －m －2＝0变形得x －2＋m (y －1)＝0，得直线过定点A (2,1)，B 错．∵|CA |＝2－121－12＝1＜2，∴直线与圆必相交，D 错．如图，由平面几何知识可知，当直线与过定点A 和圆心的直线垂直时，弦长有最小值，此时弦长为2r 2－|CA |2＝23，C 对．12．在同一平面直角坐标系中，直线y ＝ax ＋a 2与圆(x ＋a )2＋y 2＝a 2的位置不可能是( )A B C D【答案】ABD【解析】直线y ＝ax ＋a 2经过圆(x ＋a )2＋y 2＝a 2的圆心(－a,0)，且斜率为a ，故不可能为A ，B ，D ．三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分．13．在△ABC 中，已知A (2,1)，B (－2,3)，C (0,1)，则BC 边上的中线所在的直线的一般方程为__________．【答案】x ＋3y －5＝0【解析】BC 的中点D (－1,2)，BC 边上的中线所在的直线的方程为y －1＝2－1－1－2(x －2)，即x ＋3y －5＝0．14．若直线l 1：y ＝kx －3与l 2：2x ＋3y －6＝0的交点M 在第一象限，则直线l 1恒过定点________；l 1的倾斜角α的取值范围是________．【答案】(0，－3) ⎝⎛⎭⎪⎫π4，π2【解析】直线l 1：y ＝kx －3恒过定点(0，－3)．直线l 2：2x ＋3y －6＝0在x 轴和y 轴上的截距分别为3,2，如图所示，因为k PA ＝1，所以直线PA 的倾斜角为π4，由图可知，要使直线l 1：y ＝kx －3与l 2：2x ＋3y －6＝0的交点M 在第一象限，则l 1的倾斜角的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2．15．已知圆x 2－2x ＋y 2－2my ＋2m －1＝0，当圆的面积最小时，直线y ＝x ＋b 与圆相切，则b ＝________．【答案】± 2【解析】将x 2－2x ＋y 2－2my ＋2m －1＝0化为(x －1)2＋(y －m )2＝m 2－2m ＋2，所以圆的半径为m 2－2m ＋2．当圆面积最小时，圆的半径最小，此时m ＝1，圆的方程为(x －1)2＋(y －1)2＝1．因为直线y ＝x ＋b 与圆相切，所以|1－1＋b |2＝1，解得b ＝±2．16．已知圆O ：x 2＋y 2＝1，l 为过点(0,2)的动直线，若l 与圆O 相切，则直线l 的倾斜角为________．【答案】π3或2π3【解析】若直线l 与圆相切，则l 的斜率肯定存在，设l ：y ＝kx ＋2，则d ＝2k 2＋1＝1，所以k ＝±3．所以直线l 的倾斜角为π3或2π3．四、解答题：本题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤． 17．(10分)已知直线l 经过两条直线l 1：x ＋y －4＝0和l 2：x －y ＋2＝0的交点，直线l 3：2x －y －1＝0．(1)若l ∥l 3，求l 的直线方程； (2)若l ⊥l 3，求l 的直线方程．解：(1)由⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y －4＝0，x －y ＋2＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝3，∴l 1与l 2的交点为(1,3)．设与直线2x －y －1＝0平行的直线为2x －y ＋c ＝0，则2－3＋c ＝0，∴c ＝1． ∴所求直线方程为2x －y ＋1＝0．(2)设与直线2x －y －1＝0垂直的直线为x ＋2y ＋c ＝0， 则1＋2³3＋c ＝0，解得c ＝－7． ∴所求直线方程为x ＋2y －7＝0．18．(12分)已知直线l ：(1＋2m )x ＋(m －1)y ＋7m ＋2＝0． (1)求证：不论m 为何实数，直线恒过一定点M ；(2)过定点M 作一条直线l 1，使夹在两坐标轴之间的线段被点M 平分，求直线l 1的方程． (1)证明：直线l 整理得(x －y ＋2)＋m (2x ＋y ＋7)＝0．联立⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2＝0，2x ＋y ＋7＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－3，y ＝－1.所以无论m 为何实数，直线l 恒过定点(－3，－1)．(2)解：当直线l 1的斜率不存在或等于零时，显然不合题意． 设直线l 1的方程为y ＝k (x ＋3)－1(k ≠0)． 令x ＝0，则y ＝3k －1； 令y ＝0，则x ＝1k－3．所以直线l 1与坐标轴的交点为A (0,3k －1)，B ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k－3，0．由于过定点M (－3，－1)作一条直线l 1，使夹在两坐标轴之间的线段被点M 平分， 则点M 为线段AB 中点， 即⎩⎪⎨⎪⎧3k －12＝－1，12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k －3＝－3，解得k ＝－13．所以直线l 1的方程为y ＝－13x －2，即x ＋3y ＋6＝0．19．(12分)已知直线l ：y ＝kx 与圆C 1：(x －1)2＋y 2＝1相交于A ，B 两点，C 2与圆C 1相外切，且与直线l 相切于点M (3，3)．(1)求k 的值，并求AB 的长； (2)求圆C 2的方程．解：(1)直线l ：y ＝kx 经过点M (3，3)， 所以3＝3k ，得k ＝33． 圆C 1：(x －1)2＋y 2＝1的圆心为C 1(1,0)，半径为1，直线l ：3x －3y ＝0， 点C 1(1,0)到直线l 的距离d ＝33＋9＝12，所以|AB |＝212－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝3．(2)设过点M 作与直线l 垂直的直线l 1，l 1的方程是y －3＝－3(x －3)，即y ＝－3x ＋43．设C 2(a ，－3a ＋43)，又因为C 1(1,0)，圆C 2与圆C 1相外切，且与直线l 相切于点M (3，3)，所以|C 1C 2|＝1＋|MC 2|， 即a －12－3a ＋432＝1＋a －323a ＋43－32，化简得a 2－4a ＝0，解得a ＝4或a ＝0． 当a ＝4时，C 2(4,0)，此时r 2＝(4－3)2＋(0－3)2＝4，C 2：(x －4)2＋y 2＝4．当a ＝0时，C 2(0,43)，此时r 2＝(0－3)2＋(43－3)2＝36，C 2：x 2＋(y －43)2＝36．20．(12分)已知△ABC 的顶点C (2，－8)，直线AB 的方程为y ＝－2x ＋11，AC 边上的高BH 所在直线的方程为x ＋3y ＋2＝0．(1)求顶点A 和B 的坐标； (2)求△ABC 外接圆的一般方程．解：(1)由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－2x ＋11，x ＋3y ＋2＝0，得顶点B (7，－3)．由AC ⊥BH ，k BH ＝－13．所以可设AC 的方程为y ＝3x ＋b ，将C (2，－8)代入，得b ＝－14．由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－2x ＋11，y ＝3x －14，得顶点为A (5,1)．所以点A 和B 的坐标分别为(5,1)和(7，－3)． (2)设△ABC 的外接圆方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，将点A (5,1)，B (7，－3)，C (2，－8)分别带入圆的方程代入， 得⎩⎪⎨⎪⎧5D ＋E ＋F ＋26＝0，7D －3E ＋F ＋58＝0，2D －8E ＋F ＋68＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝－4，E ＝6，F ＝－12，所以△ABC 的外接圆的一般方程为x 2＋y 2－4x ＋6y －12＝0．21．(12分)某种体育比赛的规则是：进攻队员与防守队员均在安全线l 的垂线AC 上(C 为垂足)，且分别位于距C 为2a 和a (a ＞0)的点A 和点B 处，进攻队员沿直线AD 向安全线跑动，防守队员沿直线方向拦截，设AD 和BM 交于点M ，若在点M ，防守队员比进攻队员先到或同时到，则进攻队员失败．已知进攻队员速度是防守队员速度的两倍，且他们双方速度不变，问进攻队员的路线AD 应为什么方向才能取胜？解：如图，以l 为x 轴，C 为原点建立平面直角坐标系．设防守队员速度为v ，则进攻队员速度为2v ．设点M 的坐标为(x ，y )，进攻队员与防守队员跑到点M 所需时间分别为t 1＝|AM |2v ，t 2＝|BM |v． 若t 1＜t 2，则|AM |＜2|BM |， 即x2y －2a2＜2x2y －a2，整理得x 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －23a 2＞⎝ ⎛⎭⎪⎫23a 2，这说明点M 应在圆E ：x 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －23a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23a 2以外，进攻队员方能取胜．设AN 为圆E 的切线，N 为切点．在Rt △AEN 中，AE ＝2a －2a 3＝4a 3，EN ＝2a 3，所以sin ∠EAN ＝EN AE ＝2a34a 3＝12，故sin ∠EAN ＝30°．所以进攻队员的路线AD 与AC 所成角大于30°即可． 22．(12分)已知直线l ：2x －3y ＋1＝0，点A (－1，－2)． (1)求点A 关于直线l 的对称点B 的坐标； (2)直线l 关于点A 对称的直线a 的方程；(3)以点A 为圆心，3为半径长作圆，直线b 过点M (2,2)，且被圆A 截得的弦长为27，求直线b 的方程．解：(1)设点B (m ，n )，则⎩⎪⎨⎪⎧n ＋2m ＋1²23＝－1，2²m －12－3²n －22＋1＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧m ＝－3313，n ＝413，所以点A 关于直线l 的对称点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫－3313，413． (2)设P (x ，y )是直线a 上任意一点，则点P (x ，y )关于点A (－1，－2)的对称点C (－2－x ，－4－y )在直线l 上， 所以2(－2－x )－3(－4－y )＋1＝0， 即2x －3y －9＝0．(3)设圆心A 到直线b 的距离为d ，直线b 被圆A 截得的弦长为27，因此d ＝9－7＝2．当直线b 斜率不存在时，x ＝2不满足条件；当直线b 斜率存在时，设其方程为y －2＝k (x －2)，则|3k －4|1＋k 2＝2， 解得k ＝12±467．综上，直线b 的方程为y ＝12＋467x －10＋2467或y ＝12－467x －10－2467．。
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第二章 章末检测(A)(时间：120分钟 满分：150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分)1．椭圆x 2＋my 2＝1的焦点在y 轴上，长轴长是短轴长的两倍，则m 的值是( ) A.14 B.12C ．2D ．4 2．设椭圆x 2m 2＋y 2n 2＝1 (m >0，n >0)的右焦点与抛物线y 2＝8x 的焦点相同，离心率为12，则此椭圆的方程为( )A.x 212＋y 216＝1B.x 216＋y 212＝1C.x 248＋y 264＝1 D.x 264＋y 248＝1 3．已知双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a >0，b >0)的一条渐近线方程是y ＝3x ，它的一个焦点在抛物线y 2＝24x 的准线上，则双曲线的方程为( )A.x 236－y 2108＝1B.x 29－y 227＝1 C.x 2108－y 236＝1 D.x 227－y 29＝1 4．P 是长轴在x 轴上的椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1上的点，F 1、F 2分别为椭圆的两个焦点，椭圆的半焦距为c ，则|PF 1|²|PF 2|的最大值与最小值之差一定是( )A ．1B ．a 2C ．b 2D ．c 25．双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的2倍，且一个顶点的坐标为(0,2)，则双曲线的标准方程为( )A.x 24－y 24＝1B.y 24－x 24＝1C.y 24－x 28＝1 D.x 28－y 24＝1 6．设a >1，则双曲线x 2a 2－y 2 a ＋1 2＝1的离心率e 的取值范围是( )A ．(2，2)B ．(2，5)C ．(2,5)D ．(2，5)7．过点M (2,4)作直线与抛物线y 2＝8x 只有一个公共点，则这样的直线的条数是( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．08．设F 为抛物线y 2＝4x 的焦距，A 、B 、C 为该抛物线上三点，若FA →＋FB →＋FC →＝0，则FB →|＋|FB →|＋|FC →|等于( )A ．9B ．6C ．4D ．39．已知双曲线x 2a 2－y 2b2＝1 (a >0，b >0)的右焦点为F ，若过点F 且倾斜角为60°的直线与双曲线的右支有且只有一个交点，则此双曲线离心率的取值范围是( )A ．(1,2]B ．(1,2)C ．[2，＋∞)D ．(2，＋∞)10．若动圆圆心在抛物线y 2＝8x 上，且动圆恒与直线x ＋2＝0相切，则动圆必过定点( )A ．(4,0)B ．(2,0)C ．(0,2)D ．(0，－2)11．抛物线y ＝x 2上到直线2x －y ＝4距离最近的点的坐标是( )A.（32，54） B ．(1,1)C. （32，94） D ．(2,4)12．已知椭圆x 2sin α－y 2cos α＝1 (0≤α<2π)的焦点在y 轴上，则α的取值范围是( )A.（34π，π）B.（π4 ，π）C.（π ，π）D.（π ，3π）二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)13．椭圆的两个焦点为F 1、F 2，短轴的一个端点为A ，且三角形F 1AF 2是顶角为120°的等腰三角形，则此椭圆的离心率为________．14．点P (8,1)平分双曲线x 2－4y 2＝4的一条弦，则这条弦所在直线的方程是______________．15．设椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1 (a >b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2，线段F 1F 2被点（b2，0）分成3∶1的两段，则此椭圆的离心率为________．16．对于曲线C ：x 24－k ＋y 2k －1＝1，给出下面四个命题：①曲线C 不可能表示椭圆；②当1<k <4时，曲线C 表示椭圆；③若曲线C 表示双曲线，则k <1或k >4；④若曲线C 表示焦点在x 轴上的椭圆，则1<k <52.其中所有正确命题的序号为________． 三、解答题(本大题共6小题，共70分)17．(10分)已知点M 在椭圆x 236＋y 29＝1上，MP ′垂直于椭圆焦点所在的直线，垂足为P ′，并且M 为线段PP ′的中点，求P 点的轨迹方程．18．(12分)双曲线C 与椭圆x 28＋y 24＝1有相同的焦点，直线y ＝3x 为C 的一条渐近线．求双曲线C 的方程．19.(12分)直线y ＝kx －2交抛物线y 2＝8x 于A 、B 两点，若线段AB 中点的横坐标等于2，求弦AB 的长．20．(12分)已知点P (3,4)是椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1 (a >b >0)上的一点，F 1、F 2为椭圆的两焦点，若PF 1⊥PF 2，试求：(1)椭圆的方程； (2)△PF 1F 2的面积．21.(12分)已知过抛物线y 2＝2px (p >0)的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点，且|AB |＝52p ，求AB 所在的直线方程．22．(12分)在直角坐标系xOy 中，点P 到两点(0，－3)、(0，3)的距离之和等于4，设点P 的轨迹为C ，直线y ＝kx ＋1与C 交于A 、B 两点．(1)写出C 的方程；（2）若OA →⊥OB →，求k 的值．第二章 圆锥曲线与方程(A) 答案1．A [由题意可得21m ＝2³2，解得m ＝14.]2．B [∵y 2＝8x 的焦点为(2,0)，∴x 2m 2＋y 2n2＝1的右焦点为(2,0)，∴m >n 且c ＝2. 又e ＝12＝2m ，∴m ＝4.∵c 2＝m 2－n 2＝4，∴n 2＝12.∴椭圆方程为x 216＋y 212＝1.]3．B [抛物线y 2＝24x 的准线方程为x ＝－6，故双曲线中c ＝6. ①由双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1的一条渐近线方程为y ＝3x ，知ba ＝3， ②且c 2＝a 2＋b 2.③由①②③解得a 2＝9，b 2＝27.故双曲线的方程为x 29－y 227＝1，故选B.]4．D [由椭圆的几何性质得|PF 1|∈[a －c ，a ＋c ]， |PF 1|＋|PF 2|＝2a ，所以|PF 1|²|PF 2|≤⎝ ⎛⎭⎪⎫|PF 1|＋|PF 2|22＝a 2，当且仅当|PF 1|＝|PF 2|时取等号．|PF 1|²|PF 2|＝|PF 1|(2a －|PF 1|)＝－|PF 1|2＋2a |PF 1|＝－(|PF 1|－a )2＋a 2≥－c 2＋a 2＝b 2，所以|PF 1|²|PF 2|的最大值与最小值之差为a 2－b 2＝c 2.] 5．B [由于双曲线的顶点坐标为(0,2)，可知a ＝2，且双曲线的标准方程为y 24－x 2b2＝1.根据题意2a ＋2b ＝2²2c ，即a ＋b ＝2c .又a 2＋b 2＝c 2，且a ＝2，∴解上述两个方程，得b 2＝4.∴符合题意的双曲线方程为y 24－x 24＝1.]6．B [∵双曲线方程为x 2a 2－y 2a ＋1 2＝1，∴c ＝ 2a 2＋2a ＋1.∴e ＝c a ＝ 2＋1a 2＋2a ＝ ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋12＋1. 又∵a >1，∴0<1a <1.∴1<1a＋1<2.∴1<⎝⎛⎭⎪⎫1＋1a 2<4.∴2<e < 5.]7．B8．B [设A 、B 、C 三点的坐标分别为(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，(x 3，y 3)，F (1,0)， ∵ FA →＋FB →＋FC →＝0，∴x 1＋x 2＋x 3＝3.又由抛物线定义知|FA →|＋|FB →|＋|FC →|＝x 1＋1＋x 2＋1＋x 3＋1＝6.] 9．C [如图所示，要使过点F 且倾斜角为60°的直线与双曲线的右支有且只有一个交点，则该直线的斜率小于等于渐近线的斜率b a ，∴b a ≥3，离心率e 2＝c 2a 2＝a 2＋b 2a2≥4，∴e ≥2.]10．B [根据抛物线的定义可得．]11．B [设与直线2x －y ＝4平行且与抛物线相切的直线为2x －y ＋c ＝0 (c ≠－4)，2x －y ＋c ＝0 由y ＝x 2得x 2－2x －c ＝0. ① 由Δ＝4＋4c ＝0得c ＝－1，代入①式得x ＝1. ∴y ＝1，∴所求点的坐标为(1,1)．] 12．D [椭圆方程化为x 21sin α＋y 2－1cos α＝1. ∵椭圆焦点在y 轴上，∴－1cos α>1sin α>0.又∵0≤α<2π，∴π2<α<3π4.]13.32解析 由已知得∠AF 1F 2＝30°，故cos 30°＝c a ，从而e ＝32. 14．2x －y －15＝0解析 设弦的两个端点分别为A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 21－4y 21＝4，x 22－4y 22＝4，两式相减得(x 1＋x 2)(x 1－x 2)－4(y 1＋y 2)(y 1－y 2)＝0. 因为线段AB 的中点为P (8,1)， 所以x 1＋x 2＝16，y 1＋y 2＝2.所以y 1－y 2x 1－x 2＝x 1＋x 24 y 1＋y 2＝2. 所以直线AB 的方程为y －1＝2(x －8)，代入x 2－4y 2＝4满足Δ>0. 即2x －y －15＝0.15.22解析 由题意，得b2＋c c －b 2＝3⇒b 2＋c ＝3c －32b ⇒b ＝c ，因此e ＝ca＝c 2a 2＝ c 2b 2＋c2＝12＝22. 16．③④解析 ①错误，当k ＝2时，方程表示椭圆；②错误，因为k ＝52时，方程表示圆；验证可得③④正确．17．解 设P 点的坐标为(x ，y )，M 点的坐标为(x 0，y 0)．∵点M 在椭圆x 236＋y 29＝1上，∴x 2036＋y 209＝1.∵M 是线段PP ′的中点，x 0＝x ， x 0＝x ， ∴ y 0＝y 2， 把 y 0＝y2，代入x 2036＋y 209＝1，得x 236＋y 236＝1，即x 2＋y 2＝36. ∴P 点的轨迹方程为x 2＋y 2＝36.18．解 设双曲线方程为x 2a 2－y 2b2＝1.由椭圆x 28＋y24＝1，求得两焦点为(－2,0)，(2,0)，∴对于双曲线C ：c ＝2.又y ＝3x 为双曲线C 的一条渐近线， ∴b a＝3，解得a 2＝1，b 2＝3，∴双曲线C 的方程为x 2－y 23＝1.19．解 将y ＝kx －2代入y 2＝8x 中变形整理得：k 2x 2－(4k ＋8)x ＋4＝0， 由⎩⎪⎨⎪⎧k ≠04k ＋8 2－16k 2>0，得k >－1且k ≠0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由题意得：x 1＋x 2＝4k ＋8k2＝4⇒k 2＝k ＋2⇒k 2－k －2＝0.解得：k ＝2或k ＝－1(舍去) 由弦长公式得：|AB |＝1＋k 2²64k ＋64k 2＝5³1924＝215. 20．解 (1)令F 1(－c,0)，F 2(c,0)，则b 2＝a 2－c 2.因为PF 1⊥PF 2，所以kPF 1²kPF 2＝－1，即43＋c ²43－c ＝－1，解得c ＝5，所以设椭圆方程为x 2a 2＋y 2a 2－25＝1.因为点P (3,4)在椭圆上，所以9a 2＋16a 2－25＝1.解得a 2＝45或a 2＝5.又因为a >c ，所以a 2＝5舍去． 故所求椭圆方程为x 245＋y 220＝1.(2)由椭圆定义知|PF 1|＋|PF 2|＝65， ①又|PF 1|2＋|PF 2|2＝|F 1F 2|2＝100， ② ①2－②得2|PF 1|²|PF 2|＝80，所以S △PF 1F 2＝12|PF 1|²|PF 2|＝20.21．解 焦点F (p2，0)，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，若AB ⊥Ox ，则|AB |＝2p <52p ，不合题意．所以直线AB 的斜率存在，设为k ， 则直线AB 的方程为y ＝k (x －p2)，k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k x －p 2 ， y 2＝2px消去x ，整理得ky 2－2py －kp 2＝0.由韦达定理得，y 1＋y 2＝2p k，y 1y 2＝－p 2. ∴|AB |＝ x 1－x 2 2＋ y 1－y 2 2＝ 1＋1k2 ² y 1－y 2 2＝1＋1k2² y 1＋y 2 2－4y 1y 2＝2p (1＋1k 2)＝52p .解得k ＝±2.∴AB 所在的直线方程为y ＝2(x －p 2)或y ＝－2(x －p2)．22．解 (1)设P (x ，y )，由椭圆定义可知，点P 的轨迹C 是以(0，－3)、(0，3)为焦点，长半轴为2的椭圆，它的短半轴b ＝22－ 3 2＝1，故曲线C 的方程为x 2＋y 24＝1.(2)设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 24＝1， y ＝kx ＋1.消去y 并整理得(k 2＋4)x 2＋2kx －3＝0. 其中Δ＝4k 2＋12(k 2＋4)>0恒成立．故x 1＋x 2＝－2k k 2＋4，x 1x 2＝－3k 2＋4.OA →⊥OB →，即x 1x 2＋y 1y 2＝0.而y 1y 2＝k 2x 1x 2＋k (x 1＋x 2)＋1，于是x 1x 2＋y 1y 2＝－3k 2＋4－3k 2k 2＋4－2k2k 2＋4＋1＝0，化简得－4k 2＋1＝0，所以k ＝±12.。