内容正文:
达标测试卷(八) 平面解析几何
(本卷满分150分 考试时间120分钟)
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.已知双曲线-=1的一条渐近线与抛物线y2=12x准线的交点纵坐标为4,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
2.“1<b<2”是“点B(0,b)在圆C:(x-1)2+(y-2)2=2内”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.已知直线ax+by+1=0与圆(x+1)2+y2=1相切,则b2+2a的值( )
A.与a有关,与b有关 B.与a有关,与b无关
C.与a无关,与b有关 D.与a无关,与b无关
4.设双曲线C1:-y2=1(a>0),椭圆C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2,若e1=2e2,则a=( )
A. B.
C. D.
5.已知圆C1:(x+3)2+y2=81和C2:(x-3)2+y2=1,若动圆P与这两圆一个内切一个外切,记该动圆圆心的轨迹为M,则M的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
6.若抛物线x2=8y上一点A(x0,y0)到焦点的距离是该点到x轴距离的2倍.则y0=( )
A. B.1
C. D.2
7.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0),直线y=a与双曲线C交于M,N两点,直线y=-b与双曲线C交于P,Q两点,若|MN|=|PQ|,则双曲线C的离心率等于( )
A. B.
C. D.
8.已知F1,F2分别是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,O是坐标原点,P是椭圆E上一点,PF1与y轴交于点M.若|OP|=|OF1|,|MF1|=,则椭圆E的离心率为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
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.点P在圆C1:x2+y2=1上,点Q在圆C2:x2+y2-6x+8y+24=0上,则( )
A.|PQ|的最小值为2
B.|PQ|的最大值为7
C.两个圆心所在的直线斜率为-
D.两个圆相交弦所在直线的方程为6x-8y-25=0
10.已知抛物线C:y=x2的焦点为F,P为C上一点,则下列说法正确的是( )
A.抛物线C的准线方程为y=-1
B.直线y=x-1与抛物线C相切
C.若M(0,4),则|PM|的最小值为4
D.若M(3,5),则△PMF的周长的最小值为11
11. 如图,造型为“∞”的曲线C 称为双纽线,其对称中心在坐标原点O,且C 上的点满足到点 F1(-1,0)和F2(1,0)的距离之积为定值a,则( )
A.点(,0)在曲线 C 上
B.曲线C的方程为(x2+y2)2=2x2-y2
C.曲线C 在第一象限的点的纵坐标的最大值为
D.若点(x0,y0)在C 上,则 y0>|x0|
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知直线l:x+ay-5a-3=0与⊙C:(x-1)2+(y-2)2=4,若直线l与⊙C相交于A,B两点,且|AB|=,则a=________.
13.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,若双曲线左支上存在点P,使得|PF2|=2|PF1|,则该双曲线离心率的最大值为________.
14.如图,在矩形ABCD中,|AB|=8,|BC|=6,E,F,G,H分别是矩形四条边的中点,点Q在直线HF上,点N在直线BC上,=k,=k,k∈R,直线EQ与直线GN相交于点R,则点R的轨迹方程为________________.
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.(13分)已知平面内两定点M(-1,0),N(1,0),动点P满足|PM|+|PN|=2.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)若直线y=x+1与曲线C交于不同的两点A,B,求|AB|.
16.(15分)如图,抛物线Γ:y2=2px(p>0),M(2,1)是抛物线内一点,过点M作两条斜率存在且互相垂直的动直线l1,l2,设l1与抛物线Γ相交于点A,B,l2与抛物线Γ相交于点C,D,当M恰好为线段AB的中点时,|AB|=2.
(1)求抛物线Γ的方程;
(2)求·的最小值.
17.(15分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),过F2的直线与椭圆C交于M,N两点,且△MNF1的周长为8,△MF1F2的最大面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设b>1,是否存在x轴上的定点P,使得△PMN的内心在x轴上?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
18.(17分)已知双曲线C的中心是坐标原点,对称轴为坐标轴,且过A(-2,0),B(-4,3)两点.
(1)求C的方程;
(2)设P,M,N三点在C的右支上,BM∥AP,AN∥BP,证明:
①存在常数λ,满足+=λ;
②△MNP的面积为定值.
19.(17分)已知抛物线Γ:x2=4y,P(x0,y0)为抛物线Γ上的点,若直线l经过点P且斜率为,则称直线l为点P的“特征直线”.设x1,x2为方程x2-ax+b=0(a,b∈R)的两个实根,记τ(a,b)=
(1)求点A(2,1)的“特征直线”l的方程;
(2)已知点G在抛物线Γ上,点G的“特征直线”与双曲线-y2=1经过二、四象限的渐近线垂直,且与y轴交于点H,点Q(a,b)为线段GH上的点.求证:τ(a,b)=2;
(3)已知C,D是抛物线Γ上异于原点的两个不同的点,点C,D的“特征直线”分别为l1,l2,直线l1,l2相交于点M(a,b),且与y轴分别交于点E,F.求证:点M在线段CE上的充要条件为τ(a,b)=(其中xC为点C的横坐标).
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达标测试卷(八) 平面解析几何
1.A 抛物线y2=12x的准线方程为x=-3,
双曲线-=1的渐近线方程为y=±x,
根据题意,点(-3,4)在y=-x上,
所以4=-×(-3),解得=,
所以双曲线的离心率为e===.故选A.
2.A 点B(0,b)在圆C:(x-1)2+(y-2)2=2内⇔(0-1)2+(b-2)2<2⇔1<b<3,
所以“1<b<2”是“点B(0,b)在圆C:(x-1)2+(y-2)2=2内”的充分不必要条件.故选A.
3.D 圆(x+1)2+y2=1的圆心坐标为(-1,0),半径为1,
因为直线ax+by+1=0与圆(x+1)2+y2=1相切,
则圆心到直线的距离等于半径,即=1,
化简得a2-2a+1=a2+b2,可知b2+2a=1,故选D.
4.B 由椭圆C2:+y2=1,可得a2=2,b2=1,
所以c2==,所以椭圆的离心率e2=,
又e1=2e2,所以双曲线的离心率为e1=3,
又双曲线C1:-y2=1(a>0),所以c=,
所以=3,解得a=.故选B.
5.C 圆C1:(x+3)2+y2=81和C2:(x-3)2+y2=1的圆心、半径分别为C1(-3,0),r1=9,C2(3,0),r2=1,
由|C1C2|=6<9-1=8可知圆C2内含于圆C1内,
设动圆半径为R,
由题意,|C2P|=r2+R,|C1P|=r1-R,
两式相加可得|PC1|+|PC2|=r1+r2=10>|C1C2|=6,
故P点的轨迹为以C1,C2为焦点的椭圆,其中2a=10,2c=6,
所以a2=25,b2=a2-c2=16,
所以椭圆方程为+=1.故选C.
6.D 已知拋物线的方程为x2=8y,可得p=4.
所以焦点为F(0,2),准线为l:y=-2.
抛物线上一点A(x0,y0)到焦点F的距离等于到准线l的距离,
即|AF|=y0+2,
又点A到x轴的距离为y0,
由已知得y0+2=2y0,解得y0=2.故选D.
7.
8.
9.BC 对于A,B选项,由题意得C1(0,0),半径r1=1,
C2:(x-3)2+(y+4)2=1,C2(3,-4),半径r2=1,
圆心距为|C1C2|==5,又点P在圆C1上,点Q在圆C2上,
|PQ|min=|C1C2|-r1-r2=3,|PQ|max=|C1C2|+r1+r2=7,故A错误,B正确;
对于C选项,两个圆心所在的直线斜率为kC1C2==-,C正确;
对于D选项,圆心距|C1C2|=5>r1+r2=2,所以无公共弦,D错误;故选BC.
10.ABD 抛物线C:y=x2,即x2=4y,p=2,F(0,1),设P(x0,y0).
对于选项A,抛物线C的准线方程为y=-=-1,正确;
对于选项B,整理得到(x-2)2=0,方程有唯一解,故相切,正确;
对于选项C,|PM|==≥2,当y0=2时,等号成立,错误;
对于选项D,过点P作PH垂直准线于H,|PF|+|FM|+|MP|=|FM|+|MP|+|PH|≥+5+1=11,当M,P,H共线时等号成立,正确.故选ABD.
11.AC 由原点(0,0)在曲线上得a=|OF1|·|OF2|=1.
选项A,设曲线与x轴正半轴相交于(t,0),t>0,
则(t+1)(t-1)=1,解得 t=,故A正确.
选项B,设曲线C上任一点坐标为(x,y),则 ·=1,
得(x2+y2+1)2-4x2=1,则(x2+y2)(x2+y2+2)-4x2=0,
所以(x2+y2)2+2(x2+y2)-4x2=0,
即(x2+y2)2=2x2-2y2,故 B错误.
选项C,由(x2+y2)2=2x2-2y2,得 x4+(2y2-2)x2+y4+2y2=0,
由x∈R,得Δ=(2y2-2)2-4(y4+2y2)=-16y2+4≥0,
所以y2≤,则|y|≤,故C正确.
选项D,由(x2+y2)2=2x2-2y2≥0,得|x|≥|y|,
故点(x0,y0)在C 上时,有y0≤|x0|成立,故D错误.故选AC.
12.解析 若直线l与⊙C相交于A,B两点,且|AB|=,
则圆心C到直线l的距离d==,
所以=,
解得a=-或a=-1.
答案 -或-1
13.解析 由双曲线左支上一点P,可得|PF2|-|PF1|=2a,
又|PF2|=2|PF1|,所以|PF1|=2a,
又|PF1|≥c-a,所以2a≥c-a,所以e=≤3,
所以该双曲线离心率的最大值为3.
答案 3
14.解析 以HF所在直线为x轴,GE所在直线为y轴建立平面直角坐标系.
因为|AB|=8,|BC|=6,所以 O(0,0),H(-4,0),F(4,0),E(0,-3),G(0,3),C(4,3),
所以=(-4,0),=(0,-3),=(4,3),又因为 =k,=k,
结合图象易知点R可到达 G(0,3),但不可到达 E(0,-3),
所以点R的轨迹方程为 -=1(y≠-3).
答案 -=1(y≠-3)
15.解析 (1)由椭圆的定义知,P点的轨迹为椭圆,
其中c=1,a=,∴b=,
所以所求动点P的轨迹C的方程为+=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线与椭圆的方程
消y整理得5x2+6x-3=0,
所以Δ>0,x1+x2=-,x1x2=-,
∴|AB|=·
= ·=.
16.解析 (1)设直线AB:x-2=m(y-1),A(x1,y1),
B(x2,y2),
联立得y2-2pmy+2pm-4p=0,
所以y1+y2=2pm,y1y2=2pm-4p.
又因为M(2,1)是AB的中点,所以=pm=1,
又|AB|=|y1-y2|=·
=·=2,
代入化简得(p-1)(4p2-3p+1)=0,解得p=1.
故抛物线Γ的方程为y2=2x.
(2)·=(-)·(-)
=·-·-·+·
=-·-·
=||·||+||·||,
由(1)可得y1+y2=2m,y1y2=2m-4,
因为||·||
=|y1-1|·|y2-1|
=(1+m2)|(y1-1)(y2-1)|
=(1+m2)|y1y2-(y1+y2)+1|
=(1+m2)|2m-4-2m+1|=3(1+m2),
同理||·||=3,
所以·=3(1+m2)+3
=3≥12,
当且仅当m=±1时,等号成立,即所求最小值为12.
17.解析 (1)∵△MNF1的周长为8,△MF1F2的最大面积为,
∴解得a=2,b=或a=2,b=1.
∴椭圆C的方程为+=1或+y2=1.
(2)
由(1)及b>1易知F2(1,0),
不妨设直线MN的方程为x=my+1(m≠0),P(t,0),M(x1,y1),N(x2,y2),
当直线MN垂直于x轴,即m=0时,显然点P(4,0)也是符合题意的点.
故在x轴上存在定点P(4,0),使得△PMN的内心在x轴上.
18.(1)解析 设C的方程为mx2-ny2=1,其中mn>0.
由C过A,B两点,故4m=1,16m-9n=1,解得m=,n=.
因此C的方程为-=1.
(2)证明 ①设P(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2),其中xi>0,3x-4y=12,i=0,1,2.
因为BM∥AP,所以直线BM的斜率为k1=,方程为y-3=k1(x+4).
由得(3-4k)x2-8k1(4k1+3)x-4[(4k1+3)2+3]=0,
所以-4x1=,
x1==
==2x0+2y0.
因此y1=k1(x1+4)+3=+3=2y0+(x0-2)+3=x0+2y0.
同理可得直线AN的斜率为k2=,直线AN的方程为y=k2(x+2).
由得(3-4k)x2-16kx-(16k+12)=0,
所以-2x2=,
x2==
=
=
=2x0-2y0,
因此y2=k2(x2+2)=
=2(y0-3)-
=2y0-6-(x0-4)=-x0+2y0.
则+=(4x0,4y0)=4,即存在λ=4,满足+=λ.
②由①知直线MN的方程为y-2y0=(x-2x0),
所以点P到直线MN的距离d1=.
而|MN|=4y0=,
所以△MNP的面积S=d1|MN|=6,为定值.
19.(1)解析 由题意l的斜率为1,所以点A(2,1)的“特征直线”l的方程为y=x-1.
(2)证明 设点G(m,n),由于双曲线-y2=1,得经过第二、四象限的渐近线的斜率为-,
所以=2,进而得G(4,4),
线段GH的方程为y=2x-4(0≤x≤4),
所以(a,b)满足b=2a-4(0≤a≤4),
(a,b)所对应方程为x2-ax+2(a-2)=0,解得x1=2,x2=a-2,
因为-2≤a-2≤2,所以|x1|≥|x2|,进而τ(a,b)=2.
(3)证明 设C(xC,yC),D(xD,yD),
则l1,l2的方程分别为l1:y=x-,
l2:y=x-,
联立l1,l2方程可得a=,b=,
(a,b)所对应的方程为x2-x+=0,解得x1=,x2=.
①必要性:因为点M在线段CE上,
当xC>0时,0≤≤xC,得-xC≤xD≤xC,
当xC<0时,xC≤≤0,得xC≤xD≤-xC,
所以|xC|≥|xD|,进而τ(a,b)=;
②充分性:由τ(a,b)=,得|xC|≥|xD|,
当xC>0时,-xC≤xD≤xC,得0≤≤xC,
当xC<0时,得xC≤xD≤-xC,得xC≤≤0,
所以点M在线段CE上.
综上所述,点M在线段CE上的充要条件为τ(a,b)=.
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