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2023
新课
标高
数学
理科
试题
分类
精编
24
选做题
高中数学
202323年-2023年新课标高考数学〔理科〕试题分类精编
第24局部-选做题
1.(2023年陕西理15)
(考生注意:请在以下三题中任选一题作答,如果多做,那么按所做的第一题评分)
A.(不等式选做题)不等式的解集为.
【答案】【解析】〔方法一〕当时,∵原不等式即为,这显然不可能,∴不适合.
当时,∵原不等式即为,
又,∴适合.
当时,∵原不等式即为,这显然恒成立,∴适合.
故综上知,不等式的解集为,即.
〔方法二〕设函数,那么∵∴作函数
的图象,如以下图,并作直线与之交于点.又令,那么,即点的横坐标为.故结合图形知,不等式的解集为.
x
y
5
2
O
1
A
B.(几何证明选做题)如图,的两条直角边的长分别为,以为直径的圆与交于点,那么.
A
B
C
D
O
【解析】〔方法一〕∵易知,又由切割线定理得,∴.于是,.故所求.
〔方法二〕连,∵易知是斜边上的高,∴由射影定理得,
.故所求.
【试题评析】此题主要考查平面几何中的直线与圆的综合,要注意有关定理的灵活运用.
C.(坐标系与参数方程选做题)圆的参数方程(为参数),以原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为,那么直线与圆的交点的直角坐标为.
【答案】【解析】由题设知,在直角坐标系下,直线的方程为,圆的方程为.又解方程组,得或.故所求交点的直角坐标为.
2.( 2023年全国理)
请考生在第〔22〕、〔23〕、〔24〕三题中任选一题作答,如果多做,那么按所做的第一题记分。做答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。
〔22〕〔本小题总分值10分〕选修4-1:几何证明选讲
如图,已经圆上的弧,过C点的圆切线与BA的延长线交于E点,证明:
〔Ⅰ〕∠ACE=∠BCD;〔Ⅱ〕BC2=BF×CD。
解:〔I〕因为,所以.
又因为与圆相切于点,故,所以.
〔II〕因为,所以∽,故,
即.
〔23〕〔本小题总分值10分〕选修4-4:坐标系与参数方程
直线C1〔t为参数〕,C2〔为参数〕,
〔Ⅰ〕当=时,求C1与C2的交点坐标;
〔Ⅱ〕过坐标原点O做C1的垂线,垂足为,P为OA中点,当变化时,求P点的轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线。
解:〔Ⅰ〕当时,的普通方程为,的普通方程为。联立方程组 ,解得与的交点为〔1,0〕。
〔Ⅱ〕的普通方程为。A点坐标为,
故当变化时,P点轨迹的参数方程为:
P点轨迹的普通方程为。故P点轨迹是圆心为,半径为的圆。
〔24〕〔本小题总分值10分〕选修4-5,不等式选讲
设函数
〔Ⅰ〕画出函数的图像
〔Ⅱ〕假设不等式≤的解集非空,求a的取值范围。
解:〔Ⅰ〕由于那么函数的图像如以下图。
〔Ⅱ〕由函数与函数的图像可知,当且仅当或时,函数与函数的图像有交点。故不等式的解集非空时,的取值范围为
3.( 2023年天津理)
〔13〕圆C的圆心是直线〔为参数〕与轴的交点,且圆C与直线相切。那么圆C的方程为 。
【答案】【解析】令y=0得t=-1,所以直线〔为参数〕与轴的交点为〔-1,0〕,因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即,故圆C的方程为。
【命题意图】此题考查直线的参数方程、圆的方程、直线与圆的位置关系等根底知识。
〔14〕如图,四边形ABCD是圆O的内接四边形,延长AB和DC相交于点P。假设,,那么的值为 。
【答案】
【解析】因为ABCD四点共圆,所以∠∠PCB,
∠CDA=∠PBC,因为∠P为公共角,所以∽,所以
,设PC=x,PB=y,那么有,即,所以=。
【命题意图】此题考查四点共圆与相似三角形的性质。
4.〔2023年北京理5〕
极坐标方程〔-1〕〔〕=0〔0〕表示的图形是
〔A〕两个圆 〔B〕两条直线
〔C〕一个圆和一条射线 〔D〕一条直线和一条射线
解析:原方程等价于或,前者是半径为1的圆,后者是一条射线C.。
〔2023年北京理12〕
如图,的弦ED,CB的延长线交于点A。假设BDAE,AB=4, BC=2, AD=3,那么DE= ;CE= 。
解析:首先由割线定理不难知道,于是,又,故为直径,因此,由勾股定理可知,
故
5.( 2023年福建理21)
此题设有〔1〕〔2〕〔3〕三个选考题,每题7分,请考生任选2题做答,总分值14分。如果多做,那么按所做的前两题计分。作答时,先用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑,并将所选题号填入括号中。
〔1〕〔本小题总分值7分〕选修4-2:矩阵与变换
矩阵M=,,且,
〔Ⅰ〕求实数的值;
〔Ⅱ〕求直线在矩阵M所对应的线性变换下的像的方程。
〔2〕〔本小题总分值7分〕选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xoy中,直线的参数方程为〔t为参数〕。在极坐标系〔与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴〕中,圆C的方程为。
〔Ⅰ〕求圆C的直角坐标方程;〔Ⅱ〕设圆C与直线交于点A、B,假设点P的坐标为,
求|PA|+|PB|。
〔3〕〔本小题总分值7分〕选修4-5:不等式选讲
函数。
〔Ⅰ〕假设不等式的解集为,求实数的值;
〔Ⅱ〕在〔Ⅰ〕的条件下,假设对一切实数x恒成立,求实数m的取值范围。
【解析】〔1〕选修4-2:矩阵与变换
【命题意图】本小题主要考查矩阵与变换等根底知识,考查运算求解能力。
【解析】〔Ⅰ〕由题设得,解得;
〔Ⅱ〕因为矩阵M所对应的线性变换将直线变成直线〔或点〕,所以可取直线上的两〔0,0〕,〔1,3〕,
由,得:点〔0,0〕,〔1,3〕在矩阵M所对应的线性变换下的像是〔0,0〕,〔-2,2〕,从而
直线在矩阵M所对应的线性变换下的像的方程为。
〔2〕选修4-4:坐标系与参数方程
【命题意图】本小题主要考查直线的参数方程、圆的极坐标方程、直线与圆的位置关系等根底知识,考查运算求解能力。
【解析】〔Ⅰ〕由得即
〔Ⅱ〕将的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得,
即由于,故可设是上述方程的两实根,
所以故由上式及t的几何意义得:
|PA|+|PB|==。
〔3〕选修4-5:不等式选讲
【命题意图】本小题主要考查绝对值的意义、绝对值不等式等根底知识,考查运算求解能力。
【解析】〔Ⅰ〕由得,解得,
又不等式的解集为,所以,解得。
〔Ⅱ〕当时,,设,于是
=,所以
当时,;当时,;当时,。
6.( 2023年湖南理3)
极坐标方程和参数方程〔为参数〕所表示的图形分别是〔 〕
A、圆、直线 B、直线、圆 C、圆、圆 D、直线、直线
答案A
(2023年湖南理10)
如图1所示,过外一点P作一条直线与交于A,B两点。PA=2,点P到的切线上PT=4,那么弦的长为 。
图1
答案6
7.( 2023年广东理)
〔几何证明选讲选做题14〕如图3,AB,CD是半径为a的圆O的两条弦,它们相交于AB的中点P,PD=,∠OAP=30°,那么CP=______.
答案..因为点P是AB的中点,由垂径定理知,.
在中,.由相交线定理知,
,即,所以.
〔坐标系与参数方程选做题15〕在极坐标系〔ρ,θ〕〔0 ≤ θ<2π〕中,曲线ρ= 与 的交点的极坐标为______.
答案..由极坐标方程与普通方程的互化式知,这两条曲线的普通方程分别为.解得由
得点〔-1,1〕的极坐标为.
8.( 2023年辽宁理)
请考生在第〔22〕、〔23〕、〔24〕三题中任选一题做答,如果多做,那么按所作的第一题记分。作答时用2B铅笔在答题卡上吧所选题目对应题号下方的方框涂黑。
〔22〕〔本小题总分值10分〕选修4-1:几何证明选讲
如图,的角平分线AD的延长线交它的外接圆于点E
〔I〕证明:
〔II〕假设的面积,求的大小。
〔22〕证明:
〔Ⅰ〕由条件,可得
因为是同弧上的圆周角,所以
故△ABE∽△ADC. ……5分
〔Ⅱ〕因为△ABE∽△ADC,所以,即AB·AC=AD·AE.
又S=AB·ACsin,且S=AD·AE,故AB·ACsin= AD·AE.
那么sin=1,又为三角形内角,所以=90°. ……10分
〔23〕〔本小题总分值10分〕选修4-4:坐标系与参数方程
P为半圆C: 〔为参数,〕上的点,点A的坐标为〔1,0〕,
O为坐标原点,点M在射线OP上,线段OM与C的弧的长度均为。
〔I〕以O为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M的极坐标;
〔II〕求直线AM的参数方程。
〔23〕解:
〔Ⅰ〕由,M点的极角为,且M点的极径等于,
故点M的极坐标为〔,〕. ……5分
〔Ⅱ〕M点的直角坐标为〔〕,A〔0,1〕,故直线AM的参数方程为
〔t为参数〕 ……10分
〔24〕〔本小题总分值10分〕选修4-5:不等式选讲
均为正数,证明:,并确定为何值时,等号成立。
〔24〕证明:〔证法一〕
因为a,b,c均为正数,由平均值不等式得
①
所以 ② ……6分
故.又 ③
所以原不等式成立. ……8分
当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立。当且仅当时,③式等号成立。
即当且仅当a=b=c=时,原式等号成立。 ……10分
〔证法二〕因为a,b,c均为正数,由根本不等式得
所以 ①
同理 ② ……6分
故 ③
所以原不等式成立. ……8分
当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立,当且仅当a=b=c,时,③式等号成立。即当且仅当a=b=c=时,原式等号成立。 ……10分
【点评】 对于不等式的证明,一般要会用比拟法、分析法、综合法等证明简单的不等式,能够利用均值不等式、柯西不等式求一些特定函数的最值以及对一些不等式问题的证明等。
9.( 2023年江苏21)
[选做题]此题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。假设多做,那么按作答的前两题评分。解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
A. 选修4-1:几何证明选讲〔本小题总分值10分〕
AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D作圆O的切线交AB延长线于点C,假设DA=DC,求证:AB=2BC。
[解析] 此题主要考查三角形、圆的有关知识,考查推理论证能力。
〔方法一〕证明:连结OD,那么:OD⊥DC,
又OA=OD,DA=DC,所以∠DAO=∠ODA=∠DCO,
∠DOC=∠DAO+∠ODA=2∠DCO,