【文档说明】山东省烟台市2022-2023学年高二上学期期末数学试题 含解析.docx,共(23)页,2.124 MB,由小赞的店铺上传
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2022~2023学年度第一学期期末学业水平诊断高二数学注意事项:1.本试题满分150分,考试时间为120分钟.2.答卷前,务必将姓名和准考证号填涂在答题纸上.3.使用答题纸时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写,要字迹工整,笔迹清晰:超出答题区书写的答案
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效.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,只有一项符合题目要求.1.164是数列12、14、18、116、L的()A.第6项B.第7项C.
第8项D.第9项【答案】A【解析】【分析】列举出该数列的前6项,可得结果.【详解】由题意可知,该数列为12、14、18、116、132、164、L,故164是数列12、14、18、116、L的第6项.故选:A.2.已知椭圆
2213xy+=的左、右焦点分别为1F、2F,若过1F且斜率不为0的直线交椭圆于A、B两点,则2ABF△的周长为()A.2B.23C.4D.43【答案】D【解析】【分析】利用椭圆的定义可求得2ABF△的周长.【详解】在椭圆2213xy+=中,3a=,所以,2ABF△的周长为()()22
1212443ABAFBFAFAFBFBFa++=+++==.故选:D.3.在数列na中,12,123,1nnnnnaaaaa+=−,若125a=,则103a=()A.15B.25C.45D.85【答案】D【解析】【分析】推导出对任意的nN,4nnaa+=,利用数列的周期性可
求得103a的值.【详解】在数列na中,12,123,1nnnnnaaaaa+=−,且125a=,则21425aa==,32825aa==,431235aa=−=,54225aa==,L,
以此类推可知,对任意的nN,4nnaa+=,所以,1034253385aaa+===.故选:D.4.如图是一座拋物线形拱桥,当桥洞内水面宽16m时,拱顶距离水面4m,当水面上升1m后,桥洞内水面宽为()A.4mB.43mC.83m
D.12m【答案】C【解析】【分析】以抛物线的顶点为坐标原点,抛物线的对称轴为y轴,过原点且垂直于y轴的直线为x轴建立平面直角坐标系,设抛物线的方程为()220xpyp=−,分析可知点()8,4−在该抛物线上,求出p的值,可得出抛物线的方程,将=3y
−代入抛物线方程,即可得出结果.【详解】以抛物线的顶点为坐标原点,抛物线的对称轴为y轴,过原点且垂直于y轴的直线为x轴建立如下图所示的平面直角坐标系,设抛物线的方程为()220xpyp=−,由题意可知点()8,4−在抛物线上,所以,()6424p=−−,可得
8p=,所以,抛物线的方程为216xy=−,当水面上升1m后,即当=3y−时,248x=,可得43x=,因此,当水面上升1m后,桥洞内水面宽为83m.故选:C.5.《算法统宗》是一部我国古代数学名著,由明代数学家程大位编著.《算法统宗》中记载
了如下问题情境:“远望魏魏塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一”,意思为:“一座7层塔,共悬挂了381盛灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍”.在上述问题情境中,塔的正中间一层悬挂灯的数量为()A.12B.24C.48D.96【答案】B【解析】【分析】由题意可
知每层灯的数量从塔的顶层到底层构成等比数列,且公比为2,然后由等比数列的前7项和为381列式计算即可.【详解】设灯塔每层的灯数满足数列na,顶层的灯数为1a,前n项和为nS,则na为公比为2的等比数列,根据题意有()7171238112aS−==−
,解得13a=,∴334123224aa===,塔的正中间一层悬挂灯的数量为24.故选:B.6.若椭圆C的中心为坐标原点、焦点在y轴上;顺次连接C的两个焦点、一个短轴顶点构成等边三角形,顺次连接C的四
个顶点构成四边形的面积为43,则C的方程为()A.22143yx+=B.22162yy+=C.22184yx+=D.22186yx+=【答案】A【解析】【分析】由题可知,2222122432acababc===+,解
之即可得a和b的值,从而求得椭圆的方程;【详解】设椭圆的标准方程为22221(0)yxabab+=,由题可知,2222122432acababc===+,解得2a=,3b=,故椭圆的标准方
程为22143yx+=.故选:A.7.已知数列na、nb的通项公式分别为31nan=−和()43nbnn=−N,设这两个数列的公共项构成集合A,则集合2023,AnnnN中元素的个数为()A.166B.168C.169D.170【答案】C【解析】【分析】利用列举法
可知,将集合A中的元素由小到大进行排序,构成的数列记为nc,可知数列nc为等差数列,求出数列nc的通项公式,然后解不等式2023nc,即可得出结论.【详解】由题意可知,数列:2na、5、8、11、14、17、20、23、26、29、
L,数列:1nb、5、9、13、17、21、25、29、33、37、L,将集合A中的元素由小到大进行排序,构成数列:5nc、17、29、L,易知数列nc是首项为5,公差为12的等差数列,则()5121127ncnn=+−=−,由1272023ncn=−,可得1015
116966n=+,因此,集合2023,AnnnN中元素的个数为169.故选:C.8.已知直线l过双曲线22:13yCx−=的左焦点F,且与C的左、右两支分别交于,AB两点,设O为坐标原点,P为A
B的中点,若OFP△是以FP为底边的等腰三角形,则直线l的斜率为()A.102B.132C.133D.155【答案】D【解析】【分析】由点差法得3OPABkk=,由条件知直线OP的倾斜角为AB倾斜角的两倍,代入两直线的斜率关系式3OPABkk=即可
求得l的斜率.【详解】设()()()112200,,,,,AxyBxyPxy,由,AB均在22:13yCx−=上,P为AB的中点,得221122223333xyxy=+=+,则()()()()12
1212123xxxxyyyy−+=−+,∴01212121212120232yyyyyyyxxxxxxx−+−=−+−=,∴3OPABkk=,设直线AB倾斜角为,则tanABk=,不妨设为锐角,∵OFP△是以FP为底边的等腰三角形,∴直线OP的倾斜角为2,则tan2OPk=.∴
tantan23=,∴22tantan31tan=−,解得15tan5=,的∴由对称性知直线l的斜率为155.故选:D【点睛】中点弦定理:直线与椭圆(双曲线)交于AB,两点,中点为P,则有21ABOPkke=−,(O为坐标原
点)此题解答过程中中点弦定理起了核心作用,通过中点弦定理建立了ABk与OPk的关系,另一方面通过OFP△是以FP为底边的等腰三角形可能建立两直线倾斜角的关系,从而得到所求直线的斜率.二、多选题: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.已知曲线()22:121xyCmmm−=−−R,下列说法正确的有()A.若曲线C表示椭圆,则m>2或1mB.若曲线C表示椭圆,则椭圆焦距为定值C.若曲线C表示双曲线,则12mD.若
曲线C表示双曲线,则双曲线的焦距为定值【答案】BCD【解析】【分析】根据椭圆、双曲线的方程求出m的取值范围,可判断AC选项;利用椭圆、双曲线的几何性质可判断BD选项.【详解】对于A选项,若曲线C表示椭圆,则201021mmmm−−−−,解得1m,A错;对
于B选项,若曲线C表示椭圆,则1m,椭圆C的标准方程为22121xymm+=−−,椭圆C的焦距为()()2212mm−−−=,B对;对于C选项,若曲线C表示双曲线,则()()210mm−−,解得12
m,C对;对于D选项,若曲线C表示双曲线,则双曲线C的标准方程为22121xymm−=−−,双曲线C的焦距为()()2212mm−+−=,D对.的故选:BCD.10.已知等差数列na的前n项和为()*NnSn,若14120,aSS=,
则()A.公差0dB.790aa+C.nS的最大值为8SD.满足0nS的n的最小值为16【答案】AC【解析】【分析】根据14120,aSS=求出1a与公差d的关系即可判断AB;再根据等差数列前n项和公式即可判断CD.【详
解】因为14120,aSS=,则()()1411241222aaaa++=,即()141123aaaa+=+,则12015da=−,故A正确;7912140aaadd+=+=−,故B错误;由790aa+,得80a,911802aadd=+=,因为
100,da,所以数列na是递减数列,且当8n时,0na,当9n时,0na,所以nS的最大值为8S,故C正确;2211116221515naaddSnannn=+−=−+,令0nS,解得16n,所以满足0nS的n的最小值为17,故D错误.故选:AC.1
1.已知数列na的前n项和为1,1nSa=,且()*1121N2nnnaSn++=+,则()A.数列2nna为等差数列B.32nnna−=C.nS随n的增大而减小D.nS有最大值【答案】ABD【解析】【分析】根据11,1,2
nnnSnaSSn−==−求出数列na的通项,即可判断AB;根据数列na的符号,即可判断nS的增减性,即可判断CD.【详解】由11212nnnaS++=+,当2n时,111212nnnaS−−+=+,两式相减得11222nn
nnaaa+−+=−,即1122nnnaa+=−,所以()112212nnnnaan++−=−,当1n=时,21322aa+=,则214a=,则221221aa−=−,所以数列数列2nna是以1−为公差,122a=为首项的等差数列,故A正确;则
23nnan=−,所以32nnna−=,故B正确;由32nnna−=,得当2n时,0na,30a=,当4n时,0na,所以当2n时,nS随n的增大而增大,当4n时,nS随n的增大而减小,故C错误;所以当2n=或3时,nS取得最大值,故D正确.故选:ABD.12.已知抛物
线24yx=的焦点为F,点P在抛物线上,则()A.过点()0,2A且与抛物线只有一个公共点的直线有且仅有两条B.设点()3,2B,则PBPF−的最大值为22C.点P到直线30xy−+=的最小距离为2D.点P到直线4360xy−+=与点P到y轴距离之和的最小值为1【答案】B
CD【解析】【分析】根据直线与抛物线有一个交点,求出直线的方程,可判断A选项;数形结合求出PBPF−的最大值,可判断B选项;设点()24,4Ptt,其中tR,利用点到直线的距离公式以及二次函数的基本性质可判断C选项;利用抛物线的定义以及数形结合思想求出点P到直线4360xy
−+=与点P到y轴距离之和的最小值,可判断D选项.【详解】对于A选项,设过点A的直线为m,若直线m方程为0x=,此时直线m与抛物线24yx=只有一个公共点,若直线m的方程为2y=,此时直线m与抛物线24yx=只有一
个公共点,若直线m的斜率存在且不为零,设直线m的方程为2ykx=+,联立224ykxyx=+=可得()224440kxkx+−+=,若直线m与抛物线24yx=相切,则()220Δ44160kkk=−−=,解得12k=,此时,直
线m的方程为122yx=+,综上所述,过点()0,2A且与抛物线只有一个公共点的直线有且仅有三条,A错;对于B选项,如下图所示:易知点()1,0F,()()22312022PBPFBF−=−+−=,当且仅当点P为射线BF与抛物线24yx=的交点时,等号成立,故PBPF−的最大值
为22,B对;对于C选项,设点()24,4Ptt,其中tR,则点P到直线30xy−+=的距离为222114242244322222ttttd−+−+−+===,当且仅当12t=时,等号成立,故点P到直线30xy
−+=的最小距离为2,C对;对于D选项,如下图所示:抛物线24yx=的准线为:1lx=−,过点P作PAl⊥,垂足为点A,设PA交y轴于点B,过点P作直线4360xy−+=的垂线,垂足为点D,连接PF,则11PBPDPAPDPFPD+=+−=+−,当DF与直线4360xy−+=垂直时
,PDPF+取最小值,且最小值为点F到直线4360xy−+=的距离()2210243d==+−,因此,1211PBPDPFPD+=+−−=,故点P到直线4360xy−+=与点P到y轴距离之和的最小值为1,D对.故选:BCD.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知等差数列
na前n项和为nS,若13a=,35125aS=,则公差d的值为__________.【答案】1或4−##4−或1【解析】【分析】由等差数列的求和公式以及等差中项的性质可求得3a的值,由此可求得d的值.【详解】由等差数列的求和公式可得()1553552aaSa+=
=,则23535125aSa==,可得35a=.的当35a=时,3112aad−==;当35a=−时,3142aad−==−.综上所述,1d=或4−.故答案为:1或4−.14.已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的右顶点为A,以A为圆心、a为半径
的圆与C的一条渐近线相交于,MN两点,若120MAN=,则C的离心率为__________.【答案】233##233【解析】【分析】由题意知120MAO=,所以30MOA=,故tan30ba=,从而求得离心率.【详解】如图所示,设双曲线C的一条渐近线y=bax的倾斜角为θ,由题意
可得OAANAMa===,所以N与O重合,所以120MAO=,所以30=.又tanθ=ba,所以33ba=∴e=221231133cbaa==+=+=.故答案为:23315.去掉正整数中被4整除以及被4除余1的数,剩下的正整
数按自小到大的顺序排成数列123:,,,naaaa,再将数列na中所有序号为123,,,aaa的项去掉,na中剩余的项按自小到大的顺序排成数列()*Nnbn,则1920bb+的值为__________.【
答案】153【解析】【分析】由题意,整理数列na的通项公式,以及分析数列nb与数列na的对应关系,可得答案.【详解】由题意可知,数列na所有的奇数项为被4除余2的数,所有的偶数项为被4除余3的数,则当n为奇数时,14
222nnan−=+=;当n为偶数时,243212nnan−=+=−.即12a=,23a=,36a=,47a=,510a=,611a=,L显然数列nb是数列na从第二项开始去掉两项、保留两项所组成的对于19b,由()1912137
−+=,则193774ba==;对于20b,由20240=,则2040240179ba==−=,故19207479153bb+=+=.故答案为:153.16.在平面直角坐标系中,若点()(),0Pxyy到点10,4
的距离比它到x轴的距离大14,则点P的轨迹Γ的方程为__________,过点10,4作两条互相垂直的直线分别与曲线Γ交于点A、B和点C、D,则2241ABCD+的最小值为__________.【答案】①.2xy=②
.45##0.8【解析】【分析】利用抛物线的定义可得出点P的轨迹Γ的方程;分析可知直线AB的斜率存在且不为零,设直线AB的方程为()104ykxk=+,设点()11,Axy、()22,Bxy,将直线AB的方程与抛物线的方程联立,利用抛物线的
焦点弦长公式以及二次函数的基本性质可求得2241CDAB+的最小值.【详解】由题意可知,点()(),0Pxyy到点10,4的距离与它到直线14x=−的距离相等,故曲线点P的轨迹Γ是以点10,4为焦点,直线14x=−为准线的抛物线,其方程为2xy=,若
直线ABy⊥轴,则直线CD为y轴,此时直线CD与抛物线2xy=只有一个交点,不合乎题意,设直线AB的方程为()104ykxk=+,设点()11,Axy、()22,Bxy,联立214ykxyx=+=,可得2104xkx−−=,210k=+,则12xxk+=
,()212121112AByykxxk=++=++=+,同理可得211CDk=+,所以,()()422222222414141111kkkkABCD++=+=+++,令210tk=+,则21kt=−,令()()2222145211
41555tfttttt−+==−+=−+,因为0t,所以,()()min455ftf==.故答案为:2xy=;45.四、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.已知等差数列na的前n项和为nS,15a=−,3a、
41a−、51a+成等比数列,数列nb的前n项和为nT,且()22,nnTbn+=N.(1)求数列na、nb的通项公式;(2)记x表示不超过x的最大整数,例如2.13−=−,1.21=,设10nnac=,求数列nnbc的前
7项和.【答案】(1)49nan=−,2nnb=(2)218【解析】【分析】(1)设等差数列na的公差为d,根据题中条件可得出关于d的等式,解出d的值,可得出等差数列na的通项公式,当2n时,由22
nnTb=−可得出1122nnTb−−=−,两式作差可得出数列nb为等比数列,当1n=时,求出1b的值,可得出等比数列nb的通项公式;(2)列举出数列nc前7项的值,进而可求得数列nnbc前7项的和.【小问1详解】解:设等差数列na的公差为d,因3a、41
a−、51a+成等比数列,所以()()243511aaa−=+,即()()()2362544ddd−=−−,整理可得28160dd−+=,解得4d=,故()()1154149naandnn=+−=−+−=−,因为22nnTb=−①,当2n时,1122nnTb−−
=−②,①−②可得122nnnbbb−=−,即()122nnbbn−=,又1n=时,1122bb+=,即12b=,所以数列nb是以2为首项,2为公比的等比数列,故1222nnnb−==.【小问2详解】解:由(1
)知,49nan=−,则4910nnc−=,所以121cc==−,340cc==,5671ccc===,则数列nnbc的前7项和()()()123456771220221222218H=−+++
+++=.18.已知双曲线C与221416yx−=有相同的渐近线,()25,2为C上一点.(1)求双曲线C的标准方程;(2)设双曲线C的左、右焦点分别为1F、2F,过1F且倾斜角为45的直线与C相交于A、B两点,求2ABF△的面积.【答案】(1)
2214xy−=(2)4103【解析】【分析】(1)设双曲线C的方程为22416yx−=,将点()25,2的坐标代入双曲线C的方程,求出的值,即可得出双曲线C的标准方程;为(2)设点()11,Axy、()22,Bxy,将直线AB的方程与双曲线C的方程联立,列出韦达定理,利用三角形的面积公式可
求得2ABF△的面积.【小问1详解】解:设双曲线C的方程为22416yx−=,将点()25,2代入方程中得14=−,所以双曲线C的方程为2214164yx−=−,即双曲线C的方程为2214xy−=.【小问2详解】解:在双曲线C中,2a=,
1b=,则225cab=+=,则()15,0F−,所以直线AB的方程为5yx=+,设点()11,Axy、()22,Bxy,联立22544xyxy=−−=可得232510yy+−=,20120=+,由韦达定理可得12253yy+=−,1213yy=−,则()21212124243yyy
yyy−=+−=,所以,21212121410523ABFSFFyyyy=−=−=.19已知数列na满足()()*112,Nnnnaanaan+==−.(1)求数列na的通项公式;(2)设211=−nnba,数列nb的前n
项和为nS,求证:1132nS.【答案】(1)2nan=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由()1+=−nnnanaa得1111nnaaann−===−,可求得na的通项公式;.(2)用裂项求和求得111221nS
n=−+,再根据单调性求得nS的范围.【小问1详解】由()1+=−nnnanaa得,()11nnnana++=,所以11nnaann+=+对任意*Nn恒成立,于是1111nnaaann−===−,又12a=,所以2nan=.【小问2详解】由(1)知,2111141
22121nbnnn==−−−+,所以12111111123352121nnSbbbnn=+++=−+−++−−+111221n=−+,因为110213n+,所以2111321n−+,从而113
2nS.20.已知抛物线2:2(0)Cypxp=的焦点为F,过拋物线C上一点M向其准线作垂线,垂足为N,当30MNF=时,1MN=.(1)求抛物线C的方程;(2)设直线l与抛物线C交于,AB两点,与,xy轴分别交于,PQ(异于坐标原
点O),且2APPB=,若APBPOPOQ=,求实数的取值范围.【答案】(1)23yx=(2)1【解析】【分析】(1)由抛物线的定义可知MNF为等腰三角形,当1MN=时,3NF=.设准线与x轴交点为
T,则32TFp==,求得抛物线方程.(2)设直线方程为()()()()11220,,,,,,0xmytmAxyBxyPt=+,联立直线与抛物线方程得韦达定理,由2APPB=得122yy=−,代入韦达定理得26t
m=,根据条件APBPOPOQ=可得112mm=+,由基本不等式求得的取值范围.【小问1详解】如图:设准线与x轴交点为T,由题意知30MNFNFO==,由抛物线的定义可知MNF为等腰三角形,所以30MNFMFN==,120NMF=,由1MN=得,
1MF=,在MNF中由余弦定理得3,NF=在RtNTF看,3cos30,2TFNF==则32TFp==,故抛物线方程为23yx=.【小问2详解】设直线方程为()()()()11220,,,,,,0xmytmAxy
BxyPt=+,显然0t,联立23xmytyx=+=,消x得2330ymyt−−=,所以123yym+=①,123yyt=−②因为2APPB=,所以()()1122,2,t
xyxty−−=−,可得122yy=−,将122yy=−代入①式得23ym−=③,将122yy=−代入②式得2223yt−=−④,将③式平方代入④得26tm=.由题意可得,22121,1APmyBPmy=+=+,所以()()22212118
1APBPmyymm=+=+,又336||tOPOQtmm==,所以211122APBPmmOPOQmm+===+,故1,当且仅当1mm=,即1m=时等号成立.21.已知数列na满足()*1133,N222nnnaa
ana+=−=−.(1)证明:12na+是等比数列,并求数列na的通项公式;(2)设数列nb满足()1312nnbna=−+,记nb的前n项和为nT,若nnTtb对*Nn
恒成立,求实数t的取值范围.【答案】(1)证明见解析;12223nna=−(2)21t−【解析】【分析】(1)将1322nnnaaa+=−变形为1121233nnaa+=−,两边同加2
后可证得12na+是等比数列,并可求得na通项公式.(2)由错位相减求和法求得nT,由nnTtb恒成立分离常数后得t的取值范围.【小问1详解】因为11330,222nnnaaaa+=−=−,所以0na,12212
12333nnnnaaaa+−==−,于是*1121221222,N333nnnnaaa++=−+=+,又因为11423a+=,所以12na+是以43为首项、23为公比的等比数列,于是114
2222333nnna−+==,即12223nna=−.【小问2详解】由(1)得,()()1231323nnnbnna=−+=−,()()()()12312222221043333
33nnnTnn−=−+−+++−+−,()()()()23122222214333333nnnTnn+=−+−++−+−,两式相减得,()2311422
223333333nnnTn+=−++++−−()114219342323313nnn−+−=−+−−−(
)111442221333333nnnnn−++=−+−−−=−,所以223nnTn=−,由nnTtb,得()222333nnntn−−恒成立,即()320tnn−+恒成立
,3n=时不等式恒成立;3n时,26233ntnn−=−−−−,()623gnn=−−−增函数,故当1n=时,()min1gn=,所以1t;3n时,26233ntnn−=−−−−,()623gnn=−−−增函数,所以()2gn,所以2t−;所以21t−.22.已知椭圆2
221(1)xyaa+=的右焦点F恰为抛物线22ypx=的焦点,过点F且与x轴垂直的直线截拋物线、椭圆所得的弦长之比为43.(1)求a的值;(2)已知P为直线ya=−上任一点,AB、分别为椭圆的上、下
顶点,设直线PA,PB与椭圆的另一交点分别为,CD,求证:直线CD过定点.【答案】(1)2a=(2)证明详见解析【解析】【分析】(1)设点(),0Fc,则2pc=,得到过点F且与x轴垂直的直线截抛物线、椭圆的弦长分别为
222bpa、,根据题意建立,,abc的方程,求之即可;(2)设点()()(),2,,,,CCDDPmCxyDxy−,易知()()0,1,0,1AB−,分别求出直线PA的方程为31,yxPBm=−+的方程为11yxm=−−,再分别
跟椭圆方程联立求得,CD的坐标,最后求出直线CD的方程,化为斜截式,可知直线CD恒过定点直线10,2−.【小问1详解】设点(),0Fc,则2pc=,又过点F且与x轴垂直的直线截抛物线、椭圆的弦长分别为222b
pa、,所以22243bpa=,又221,1bac==+,所以2a=.【小问2详解】由(1)知,椭圆的方程为2214xy+=.设点()()(),2,,,,CCDDPmCxyDxy−,易知()()0,1,0,1AB−,当0m时,直线PA的方程为31,yxPBm=−+的方程为11yx
m=−−,联立223114yxmxy=−++=,得22362410xxmm+−=,解得2222436,3636CCmmxymm−==++,同理可得22284,44DDmmxymm−−==++,所以2
1216CDmkm−=,所以直线CD的方程为222241284164mmmyxmmm−−−=+++,整理得2121162myxm−=−,所以直线CD恒过定点直线10,2−,当0m=时直线CD的方程为0x=,也经过10,2−,
综上所述,直线CD恒过定点直线10,2−.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com