湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期第二次模塊檢測(cè)數(shù)學(xué)試題(學(xué)生版+解析)_第1頁(yè)
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長(zhǎng)郡中學(xué)2022—2023學(xué)年度高二第一學(xué)期第二次模塊檢測(cè)數(shù)學(xué)命題人:陳濤本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共8頁(yè).時(shí)量120分鐘.滿分150分.第Ⅰ卷一、選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.直線的一個(gè)方向向量是()A B. C. D.2.設(shè),是空間中兩條不同的直線,,是兩個(gè)不同的平面,則下列說(shuō)法正確的是()A.若,,,則B.若,,,則C.若,,,則D.若,,,,則3.設(shè)數(shù)列{}的前n項(xiàng)和=,則的值為A.15 B.16 C.49 D.644.若,則()A. B.C D.5.如圖,在正四棱臺(tái)中,點(diǎn),分別是棱,的中點(diǎn),,則下列判斷錯(cuò)誤的是()A.,,,共面 B.平面C.,,交于同一點(diǎn) D.平面6.已知是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),則不等式的解集是()A B. C. D.7.已知數(shù)列滿足,,若不等式對(duì)任意的都成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.8.如圖,在底面半徑為1,高為5圓柱內(nèi)放置兩個(gè)球,使得兩個(gè)球與圓柱側(cè)面相切,且分別與圓柱的上下底面相切.一個(gè)與兩球均相切的平面斜截圓柱側(cè)面,得到的截線是一個(gè)橢圓.則該橢圓的離心率為()A. B. C. D.二、選擇題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.(多選題)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,若,公差,則下列命題正確的是()A.若,則必有=0B.若,則必有是中最大的項(xiàng)C.若,則必有D.若,則必有10.如圖,正方體的棱長(zhǎng)為,,,分別為,,的中點(diǎn),則()A.直線與直線垂直B.直線與平面平行C.平面截正方體所得的截面面積為D.點(diǎn)與點(diǎn)到平面的距離相等11.已知拋物線:與圓:交于,兩點(diǎn),且,直線過(guò)的焦點(diǎn),且與交于,兩點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()A.若直線的斜率為,則B.的最小值為C.若以為直徑的圓與軸的公共點(diǎn)為,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為D.若點(diǎn),則周長(zhǎng)的最小值為12.已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是().A.函數(shù)有極小值B.函數(shù)在處的切線與直線垂直C.若有三個(gè)實(shí)根,則的取值范圍為D.若時(shí),,則的最小值為3第Ⅱ卷三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)13.對(duì)任意都有.數(shù)列滿足:,則__________.14.若空間兩個(gè)單位向量、與夾角都等于,則______.15.設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線C,(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn).若在C上存在一點(diǎn)P.使PF1⊥PF2,且∠PF1F2=30°,則C的離心率為________________.16.已知函數(shù).為函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若對(duì)任意恒成立,則整數(shù)k的最大值為________.四、解答題(本大題共6小題,共70分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟)17.已知為圓上的動(dòng)點(diǎn),的坐標(biāo)為,在線段的中點(diǎn).(1)求的軌跡的方程.(2)過(guò)點(diǎn)的直線與交于、兩點(diǎn),且,求直線的方程.18.已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且滿足.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.19.已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的圖像在處的切線方程;(2)若函數(shù)在上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.20.如圖,直三棱柱的底面是邊長(zhǎng)為2的正三角形,分別是的中點(diǎn).(1)證明:平面平面;(2)若直線與平面所成的角為,求三棱錐的體積.21.已知橢圓的離心率為,焦距為2.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)過(guò)的右焦點(diǎn)F作相互垂直的兩條直線,(均不垂直于x軸),交于A,B兩點(diǎn),交于C,D兩點(diǎn).設(shè)線段AB,CD的中點(diǎn)分別為M,N,證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).22.設(shè)函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)若函數(shù)存在兩個(gè)零點(diǎn),證明:.長(zhǎng)郡中學(xué)2022—2023學(xué)年度高二第一學(xué)期第二次模塊檢測(cè)數(shù)學(xué)命題人:陳濤本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共8頁(yè).時(shí)量120分鐘.滿分150分.第Ⅰ卷一、選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.直線的一個(gè)方向向量是()A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】根據(jù)直線的斜率先得到直線的一個(gè)方向向量,然后根據(jù)方向向量均共線,求解出結(jié)果.【詳解】因?yàn)橹本€的斜率為,所以直線的一個(gè)方向向量為,又因?yàn)榕c共線,所以的一個(gè)方向向量可以是,故選:A.2.設(shè),是空間中兩條不同的直線,,是兩個(gè)不同的平面,則下列說(shuō)法正確的是()A.若,,,則B.若,,,則C.若,,,則D.若,,,,則【答案】B【解析】【分析】根據(jù)面面平行性質(zhì)可說(shuō)明可能異面可能平行,判斷A;利用平面的法向量的關(guān)系可判斷B;根據(jù),,,可判斷可能平行,不一定垂直,判斷C;根據(jù)面面平行的判定可判斷D.【詳解】對(duì)于A,若,,,則可能異面可能平行,A錯(cuò)誤;對(duì)于B,若,,則可在直線m上取向量作為平面的法向量,可在直線n上取向量作為平面的法向量,因?yàn)?,故,所以,B正確;對(duì)于C,若,,,則可能平行,不一定垂直,C錯(cuò)誤;對(duì)于D,若,,,,由于可能平行直線,此時(shí)可能相交,D錯(cuò)誤,故選:B.3.設(shè)數(shù)列{}的前n項(xiàng)和=,則的值為A.15 B.16 C.49 D.64【答案】A【解析】【分析】利用求解即可.【詳解】因?yàn)閿?shù)列{}的前n項(xiàng)和=,所以,故選:A.【點(diǎn)睛】本題主要考查本題主要考查數(shù)列的通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和公式之間的關(guān)系,屬于中檔題.已知數(shù)列前項(xiàng)和,求數(shù)列通項(xiàng)公式,常用公式.4.若,則()A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)討論單調(diào)性即可判斷A和B,再構(gòu)造,利用導(dǎo)數(shù)討論單調(diào)性即可判斷C和D.【詳解】令,則,令恒成立,即在定義域單調(diào)遞增,且因此在區(qū)間上必然存在唯一使得,所以當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增,故A,B均錯(cuò)誤;令,,當(dāng)時(shí),,∴在區(qū)間上為減函數(shù),∵,∴,即,∴選項(xiàng)C正確,D不正確.故選:C.5.如圖,在正四棱臺(tái)中,點(diǎn),分別是棱,的中點(diǎn),,則下列判斷錯(cuò)誤的是()A.,,,共面 B.平面C.,,交于同一點(diǎn) D.平面【答案】D【解析】【分析】根據(jù)棱臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征,即各側(cè)棱延長(zhǎng)后交于一點(diǎn)可判斷A;連接,證明,說(shuō)明,共面,判斷B;利用平面基本定理可證明,,交于同一點(diǎn),判斷C;連接,交于,連接,證明,由與平面相交于點(diǎn),可判斷D.【詳解】對(duì)于選項(xiàng),由棱臺(tái)的性質(zhì),延長(zhǎng)正四棱臺(tái)的側(cè)棱,相交于點(diǎn),則,,,共面,A選項(xiàng)正確;對(duì)于選項(xiàng),連接,則,而,所以,所以,共面,則平面,B選項(xiàng)正確;對(duì)于選項(xiàng),由于,共面,,則,不平行,設(shè),因?yàn)槠矫妫矫?,所以平面,平面,又平面平面直線,所以直線,所以、、交于同一點(diǎn),C選項(xiàng)正確;對(duì)于選項(xiàng),連接,交于,連接,因?yàn)?,所以為的中點(diǎn),而為的中點(diǎn),所以,而與平面相交于點(diǎn),所以與平面不平行,所以與平面不平行,D選項(xiàng)錯(cuò)誤,故選:D.6.已知是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),則不等式的解集是()A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】設(shè),求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得到在上單調(diào)遞增,問(wèn)題等價(jià)于,即可解決.【詳解】令,則,

因?yàn)?,所以,即?/p>

設(shè),所以,

因?yàn)?,所以,所以在上單調(diào)遞增,

因?yàn)?,所以,所以等價(jià)于,

則,即,解得.所以不等式的解集是.故選:C7.已知數(shù)列滿足,,若不等式對(duì)任意的都成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】A【解析】【分析】將兩邊取倒數(shù),可得是首項(xiàng)為2,公差為1的等差數(shù)列,求得,進(jìn)而將不等式對(duì)任意的都成立轉(zhuǎn)化為恒成立,利用基本不等式求得的最值,可得答案.【詳解】由數(shù)列滿足,,可得,可知,因?yàn)?,所以,所以,因?yàn)?,所以是首?xiàng)為2,公差為1的等差數(shù)列,所以,所以且,因?yàn)椴坏仁胶愠闪ⅲ院愠闪?,因?yàn)?,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以,即實(shí)數(shù)的取值范圍是,故選:A.8.如圖,在底面半徑為1,高為5的圓柱內(nèi)放置兩個(gè)球,使得兩個(gè)球與圓柱側(cè)面相切,且分別與圓柱的上下底面相切.一個(gè)與兩球均相切的平面斜截圓柱側(cè)面,得到的截線是一個(gè)橢圓.則該橢圓的離心率為()A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】作出軸截面圖形,根據(jù)幾何關(guān)系即可求解.【詳解】如圖所示,,,,則,∴,即,而,即,∴,∴.故選:C.二、選擇題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.(多選題)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,若,公差,則下列命題正確的是()A.若,則必有=0B.若,則必有是中最大的項(xiàng)C.若,則必有D.若,則必有【答案】ABC【解析】【分析】根據(jù)等差數(shù)列性質(zhì)依次分析即可得答案.【詳解】解:對(duì)于A.,若,則,所以,所以,故A選項(xiàng)正確;對(duì)于B選項(xiàng),若,則,由于,公差,故,故,所以是中最大的項(xiàng);故B選項(xiàng)正確;C.若,則,由于,公差,故,故,的符號(hào)不定,故必有,無(wú)法確定;故C正確,D錯(cuò)誤.故選:ABC.【點(diǎn)睛】本題考查數(shù)列的前項(xiàng)和的最值問(wèn)題與等差數(shù)列的性質(zhì),是中檔題.10.如圖,正方體的棱長(zhǎng)為,,,分別為,,的中點(diǎn),則()A.直線與直線垂直B.直線與平面平行C.平面截正方體所得的截面面積為D.點(diǎn)與點(diǎn)到平面的距離相等【答案】BC【解析】【分析】(1)利用空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算確定直線與直線的位置關(guān)系;(2)根據(jù)面面平行來(lái)證明線面平行;(3)先根據(jù)四點(diǎn)共面確定截面,進(jìn)而算截面面積;(4)利用等體積法思想證明求解.【詳解】對(duì)于選項(xiàng)A,以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),,,所在的直線分別為,,軸,建立空間直角坐標(biāo)系,則,,,.從而,,從而,所以直線與直線不垂直,選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng),取的中點(diǎn)為,連接,,則易知,又平面,平面,故平面,又,平面,平面,所以平面,又,,平面,故平面平面,又平面,從而平面,選項(xiàng)正確;對(duì)于選項(xiàng)C,連接,,如圖所示,∵正方體中,∴,,,四點(diǎn)共面,∴四邊形為平面截正方體所得的截面四邊形,且截面四邊形為梯形,又由勾股定理可得,,,∴梯形為等腰梯形,高為,∴,選項(xiàng)C正確;對(duì)于選項(xiàng)D,由于,,而,,∴,即,點(diǎn)到平面的距離為點(diǎn)到平面的距離的2倍,選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:BC.11.已知拋物線:與圓:交于,兩點(diǎn),且,直線過(guò)的焦點(diǎn),且與交于,兩點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()A.若直線的斜率為,則B.的最小值為C.若以為直徑的圓與軸的公共點(diǎn)為,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為D.若點(diǎn),則周長(zhǎng)的最小值為【答案】BCD【解析】【分析】首先求出拋物線的解析式,設(shè)出的坐標(biāo),聯(lián)立進(jìn)行求解,當(dāng)時(shí),,進(jìn)而判斷選項(xiàng)A錯(cuò)誤;再根據(jù)韋達(dá)定理和不等式求最小值后進(jìn)行判斷選項(xiàng)B;畫出大致圖象,過(guò)點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,交軸于,結(jié)合拋物線定義判斷選項(xiàng)C;過(guò)作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,結(jié)合的周長(zhǎng),進(jìn)而判斷選項(xiàng)D即可.【詳解】由題意得點(diǎn)在拋物線上,所以,解得,所以,則,設(shè)直線,與聯(lián)立得,設(shè),,所以,,所以,當(dāng)時(shí),,A項(xiàng)錯(cuò)誤;,則,當(dāng)且僅當(dāng),時(shí)等號(hào)成立,B項(xiàng)正確;如圖,過(guò)點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,交軸于,取的中點(diǎn)為,過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,垂足為,則,是梯形的中位線,由拋物線的定義可得,所以,所以以為直徑的圓與軸相切,所以點(diǎn)為圓與軸的切點(diǎn),所以點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,又為的中點(diǎn),所以點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,又點(diǎn)在拋物線上,所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,C項(xiàng)正確;過(guò)作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,所以的周長(zhǎng)為,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí)取等號(hào),D項(xiàng)正確.故選:BCD.12.已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是().A.函數(shù)有極小值B.函數(shù)在處切線與直線垂直C.若有三個(gè)實(shí)根,則的取值范圍為D.若時(shí),,則的最小值為3【答案】AD【解析】【分析】對(duì)函數(shù)求導(dǎo),利用極小值的定義、導(dǎo)數(shù)的幾何意義逐一判斷即可.【詳解】由已知,,當(dāng)或時(shí),,時(shí),,所以在和上遞減,在上遞增,極小值為,極大值為,A正確;切線斜率,直線斜率,,兩直線不垂直,B錯(cuò)誤;時(shí),,時(shí),,若有三個(gè)實(shí)根,則;當(dāng)時(shí),只有兩個(gè)根,C錯(cuò)誤;若時(shí),,則,的最小值為3,D正確.故選:AD.第Ⅱ卷三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)13.對(duì)任意都有.數(shù)列滿足:,則__________.【答案】【解析】【分析】采用倒序相加法即可求得結(jié)果.【詳解】由題意得:,,,……,,,,解得:.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查利用倒序相加法求和的問(wèn)題,屬于基礎(chǔ)題.14.若空間兩個(gè)單位向量、與的夾角都等于,則______.【答案】.【解析】分析】利用空間向量夾角公式進(jìn)行求解即可.【詳解】因?yàn)槭菃挝幌蛄?,所以有,因?yàn)榕c的夾角都等于,所以,所以有,,故答案為:15.設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線C,(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn).若在C上存在一點(diǎn)P.使PF1⊥PF2,且∠PF1F2=30°,則C的離心率為________________.【答案】;【解析】【詳解】設(shè)點(diǎn)P在雙曲線右支上,由題意,在Rt△F1PF2中,|F1F2|=2c,∠PF1F2=30°,得|PF2|=c,|PF1|=c,根據(jù)雙曲線的定義:|PF1|-|PF2|=2a,即(-1)c=2a,e===+1.16.已知函數(shù).為函數(shù)導(dǎo)函數(shù),若對(duì)任意恒成立,則整數(shù)k的最大值為________.【答案】3【解析】【分析】先求得函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),轉(zhuǎn)化問(wèn)題為對(duì)恒成立,即求在時(shí)的最小值,令,構(gòu)造函數(shù),則再將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求在時(shí)的最大值,借助導(dǎo)函數(shù)判斷的單調(diào)性,進(jìn)而求解.【詳解】由題,,因?yàn)椋瑢?duì)恒成立,則對(duì)恒成立,令,則對(duì)恒成立,令,則,令,則當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,又,,,當(dāng),,則,此時(shí)單調(diào)遞減;當(dāng),,則,此時(shí)單調(diào)遞增,則,又,代入,則整數(shù).故答案為:3四、解答題(本大題共6小題,共70分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟)17.已知為圓上的動(dòng)點(diǎn),的坐標(biāo)為,在線段的中點(diǎn).(1)求的軌跡的方程.(2)過(guò)點(diǎn)的直線與交于、兩點(diǎn),且,求直線的方程.【答案】(1);(2)或.【解析】【分析】(1)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,A,由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得,利用相關(guān)點(diǎn)法計(jì)算可得點(diǎn)的軌跡的方程.(2)由題意可得原點(diǎn)到直線的距離,分直線斜率不存在與存在兩種情況討論,利用點(diǎn)到線的距離公式求出參數(shù)的值,即可得解.【小問(wèn)1詳解】解:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,依題意得,,解得,又,所以,即,所以點(diǎn)的軌跡的方程為.【小問(wèn)2詳解】解:因?yàn)橹本€與曲線交于、兩點(diǎn),且,所以原點(diǎn)到直線的距離.若斜率不存在,直線的方程為,此時(shí)符合題意;若斜率存在,設(shè)直線的方程為,即,則原點(diǎn)到直線的距離,解得,此時(shí)直線的方程為,所以直線的方程為或.18.已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且滿足.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)根據(jù)計(jì)算即可;(2)數(shù)列的前項(xiàng)和可用錯(cuò)位相減法求得.【小問(wèn)1詳解】解:當(dāng),,解得,當(dāng)時(shí),,,兩式相減得,化簡(jiǎn)得,所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,所以;【小問(wèn)2詳解】解:由(1)可得,①,②,由①②得,所以.19.已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的圖像在處的切線方程;(2)若函數(shù)在上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)將代入,得到切點(diǎn)坐標(biāo),求導(dǎo)得到切線斜率,然后根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程,即可得到切線方程.(2)根據(jù)導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的極值,求出端點(diǎn)值,,然后根據(jù)在上有兩個(gè)零點(diǎn),列出不等式求解即可得到的范圍.【小問(wèn)1詳解】當(dāng)時(shí),,則,切點(diǎn)坐標(biāo)為,則切線的斜率,則函數(shù)的圖像在處的切線方程為即.【小問(wèn)2詳解】,則,,∴由,得.當(dāng),,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極大值,又,,且,∴在上有兩個(gè)零點(diǎn)需滿足條件,解得故實(shí)數(shù)取值范圍是.20.如圖,直三棱柱的底面是邊長(zhǎng)為2的正三角形,分別是的中點(diǎn).(1)證明:平面平面;(2)若直線與平面所成的角為,求三棱錐的體積.【答案】(Ⅰ)見解析;(Ⅱ).【解析】【詳解】試題分析:(1)由面面垂直的判定定理很容易得結(jié)論;(2)所求三棱錐底面積容易求得,是本題轉(zhuǎn)化為求三棱錐的高,利用直線與平面所成的角為,作出線面角,進(jìn)而可求得的值,則可得的長(zhǎng).試題解析:(1)如圖,因?yàn)槿庵侵比庵裕质钦切蔚倪叺闹悬c(diǎn),所以又,因此平面而平面,所以平面平面(2)設(shè)的中點(diǎn)為,連結(jié),因?yàn)槭钦切?,所以又三棱柱是直三棱柱,所以因此平面,于是為直線與平面所成的角,由題設(shè),,所以在中,,所以故三棱錐的體積考點(diǎn):直線與平面垂直的判定定理;直線與平面所成的角;幾何體的體積.21.已知橢圓的離心率為,焦距為2.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)過(guò)的右焦點(diǎn)F作相互垂直的兩條直線,(均不垂直于x軸),交于A,B兩點(diǎn),交于C,D兩點(diǎn).設(shè)線段AB,CD的中點(diǎn)分別為M,N,證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).【答案】(1);(2)證明見解析.【解析】【分析】(1)由焦點(diǎn)得,由離心率可求得,再由求得后可得橢圓方程;(2)設(shè)直線AB的方程為,,,直線方程代入橢圓方程整理后應(yīng)用韋達(dá)定理得,從而得點(diǎn)坐

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