内容正文:
第二章 平面解析几何
——高二数学人教B版(2019)选择性必修第一册单元检测卷(A卷)
【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.已知三条直线,,交于一点,则实数( )
A.-1 B.1 C. D.
2.方程表示的是( )
A.一条直线和一条曲线 B.两条直线
C.两个点 D.以上答案都不对
3.已知直线,圆,则直线l与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
4.设抛物线的焦点为F,直线l过点且与C交于A,B两点,.若,则实数( )
A. B.2 C.4 D.6
5.已知双曲线(,)的左、右焦点分别为和.过向一条渐近线作垂线,垂足为P.若,直线的斜率为,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
6.阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积.当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆.椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆的面积为,点P在椭圆C上,且点P与椭圆C左、右顶点连线的斜率之积为,记椭圆C的两个焦点分别为,,则的值不可能为( )
A.4 B.7 C.10 D.14
7.不过原点的直线(,)与双曲线(,)交于A,B两点,M为AB的中点,O为坐标原点.若直线OM的斜率小于,则双曲线E的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.已知点在椭圆上,F为椭圆C的右焦点,P,Q是C上位于直线AF两侧的点,且点F到直线AP与到直线AQ的距离相等,则直线PQ与x轴交点横坐标的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知圆,则下列说法正确的是( )
A.过点作直线与圆O交于A,B两点,则的取值范围为
B.过直线上任意一点Q作圆O的切线,切点分别为C,D,则直线CD必过定点
C.圆O与圆有且仅有两条公切线,则实数r的取值范围为
D.圆O上有2个点到直线的距离等于1
10.已知抛物线的焦点,过的直线交抛物线于A,B两点,O为坐标原点,则以下说法正确的是( )
A.为定值
B.线段AB中点的轨迹方程为
C.的最小值为16
D.点O在以AB为直径的圆外
11.已知椭圆的焦点分别为,,设直线l与椭圆C交于M,N两点,且点为线段MN的中点,则下列说法正确的是( )
A. B.椭圆C的离心率为
C.直线l的方程为 D.的周长为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.设点M在直线上,点和均在上,则的方程为___________.
13.已知椭圆和双曲线(,)的焦点相同,,分别为左、右焦点,P是椭圆和双曲线在第一象限的交点.若轴,则椭圆和双曲线的离心率之积为___________.
14.抛物线与圆交于A,B两点,圆心,点P为劣弧AB上不同于A,B的一个动点,平行于y轴的直线PN交抛物线于点N,则周长的取值范围是__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知椭圆C的两个焦点分別为,,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点作直线l交椭圆C于M,N两点,Q是弦MN的中点,求直线l的方程.
16.已知直线与抛物线交于A,B两点,.
(1)求p;
(2)设F为C的焦点,M,N为C上两点,且,求面积的最小值.
17.已知双曲线:(,)的一条渐近线与直线垂直,且右顶点A到该条渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l与双曲线C交于B,D两点,线段BD的中点为,求直线l的方程.
18.已知椭圆的左、右顶点分别为C,D,且焦距为2,F为椭圆的右焦点,点M在椭圆上且异于C,D两点,且直线MC与MD的斜率之积为.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过点作一条斜率不为0的直线与椭圆E相交于A,B两点(A在B,P之间),直线BF与椭圆E的另一个交点为H,求证:点A,H关于x轴对称.
19.已知O为坐标原点,P是圆上任意一点,点,线段BP的垂直平分线与直线AP交于点Q,记点Q的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设直线l与曲线C恰有一个公共点(在y轴右侧),且l与直线分别交于M,N两点,求的面积S的最小值.
答案以及解析
1.答案:C
解析:由解得即两直线交点坐标为,代入中得,解得.故选C.
2.答案:C
解析:由方程,得解得或所以方程表示的是两个点和,故选C.
3.答案:A
解析:已知直线,变形整理得,由得即直线l恒过定点,代入圆C的方程的左端有,即点在圆内,所以直线l与圆C相交.故选A.
4.答案:C
解析:由题意得抛物线的焦点为,准线方程为,由及抛物线的定义知点B的横坐标为,代入抛物线方程得.
根据抛物线的对称性,不妨取,则直线l的方程为.
联立得,于是.故选C.
5.答案:D
解析:方法一:由题意知点P在渐近线上,O为坐标原点,则,,所以,,所以,点.由题知点,所以,解得,则双曲线的方程为.故选D.
方法二:易知,排除B,C选项;若,则,,,此时满足,故选D.
6.答案:D
解析:因为椭圆C的面积为,所以,即.①
设,则,则,
所以点P与椭圆C左、右顶点连线的斜率之积为.②
联立①②可得,,则,故,故选D.
7.答案:B
解析:设点,,则有,,
两式作差得,即,
设,则有,,又,,代入整理得,即.由题意知,因为,所以,,又,所以,解得,即,则.故选B.
8.答案:A
解析:将代入中,得,所以椭圆C的方程为.
由题意知,直线PQ的斜率不为0,故设直线PQ的方程为,,,则,,直线PQ与x轴交点的横坐标为t,由,得,则,,.
因为,,且点F到直线AP与到直线AQ的距离相等,所以F是的平分线上一点,所以,
即,即,整理得,即,即,所以.
若,则直线PQ的方程为,此时PQ过定点,由题意知,直线PQ不经过,故,所以,得.当时,由得,
由,解得,故t的取值范围为,故选A.
9.答案:AB
解析:因为圆O的圆心为,半径.
对于选项A,因为,可知点P在圆O内,可得圆心O到过点P的直线的距离,所以,故A正确;
对于选项B,设,则,可得,
以Q为圆心,QC为半径的圆的方程为,整理得,由题意可知,直线CD为圆Q与圆O的公共弦所在的直线,
两圆的方程相减可得,整理得,令解得所以直线CD必过定点,故B正确;
对于选项C,圆的圆心为,半径为r,则,若圆O与圆C有且仅有两条公切线,则,即,解得,所以实数r的取值范围为,故C错误;
对于选项D,因为圆心O到直线的距离为,所以圆O上有4个点到直线的距离等于1,故D错误.故选AB.
10.答案:ABD
解析:由题意可知,所以,则抛物线方程.易得直线l的斜率不为0,则可设直线l的方程为,,,所以得,,所以,.
对于A,,故选项A正确;
对于B,设线段AB的中点为,则有
,,所以满足,故选项B正确;
对于C,,当且仅当,即直线l垂直x轴时取等号,故选项C错误;
对于D,,则O在以AB为直径的圆外,所以选项D正确.故选ABD.
11.答案:BCD
解析:对于A,因为椭圆的焦点为,,所以椭圆的焦点在y轴上,所以,得,所以A错误.
对于B,由选项A可知,得,所以离心率,所以B正确.
对于C,设,,则两式相减得,即.因为为线段MN的中点,
所以,,所以,所以,所以直线l的斜率为-3,所以直线l的方程为,即,经检验符合题意,所以C正确.
对于D,因为直线过点,所以的周长为,所以D正确.故选BCD.
12.答案:
解析:不妨设,,则线段AB的垂直平分线方程为,即.
联立解得即圆心,圆的半径为,所以的方程为.
13.答案:1
解析:设,由题可知,.因为轴,所以,
所以椭圆和双曲线的离心率之积为
.
14.答案:
解析:圆,抛物线,圆心也是抛物线的焦点,抛物线的准线方程为.
如图所示,设直线PN与准线的交点为H,根据抛物线的定义可得,故的周长.
由可得,,又圆与y轴正半轴交于,,又,的取值范围为,的周长的取值范围为.
15.答案:(1)
(2)
解析:(1)由椭圆C的两个焦点分别为,,
则可设椭圆C的标准方程为,且,
则①.
又椭圆C过点,所以②,联立①②解得,,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由题意可知直线l的斜率存在,且直线l过点,
则设直线l的方程为,即.
设,,联立
消去y得,
,
所以,,
又是弦MN的中点,所以,解得,
故直线l的方程为.
16.答案:(1)
(2)
解析:(1)联立消去y并整理得,
由得,
设,,则,,
所以,
解得(负值舍去).
(2)由题知,直线MN的斜率不为0,设直线MN的方程为,
由(1)知,抛物线C的方程为,联立
消去x并整理得,,
设,,则,,
所以,.
因为抛物线的焦点为,所以,,
所以,
所以,所以,此时.
若,则,所以,解得或,
设点F到直线MN的距离为d,则,
又,
所以,
所以当时,的面积取得最小值.
17.答案:(1)
(2)
解析:(1)因为双曲线C的一条渐近线与直线垂直,且直线的斜率为,
所以,可得,
所以双曲线C的渐近线方程为,即.
因为右顶点到渐近线的距离为,所以,
解得,所以,所以双曲线C的方程为.
(2)若直线轴,则B,D关于x轴对称,此时线段BD的中点在x轴上,不符合题意.
设直线l的斜率为k,,,则
两式相减可得,
所以,
化简得.
因为线段BD的中点为,所以,,
所以,解得,双曲线的渐近线方程为,直线的斜率大于渐近线的斜率,
故过点的直线与双曲线有两个交点,
所以直线l的方程为,即.
18.答案:(1)
(2)证明见解析
解析:(1)由题意有,,设,
则,化简得,
结合,可得,
由椭圆焦距为2,得,
所以,所以,,
则椭圆E的标准方程为.
(2)证明:显然直线AB的斜率不存在时,与椭圆无交点,
根据椭圆的对称性,欲证点A,H关于x轴对称,
只需证,即证.
设,,直线AB的方程为,.
由消去x得,
,解得,
所以,,
则.
因为,
所以,即点A,H关于x轴对称.
19.答案:(1)
(2)
解析:(1)由题意可得,,
则点Q的轨迹为以A,B为焦点的双曲线.
设C的方程为(,),
则,,即,,所以,
所以曲线C的方程为.
(2)易知直线l的斜率不为0,则可设,代入曲线C的方程得,
由已知得且,即.
将,代入得,
设,,则,,
易知直线l与x轴的交点为,
则.
由得,即且,则当时,S有最小值且最小值为.
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