内容正文:
章末检测卷(二) 圆锥曲线
(时间:120分钟,满分:150分)
一、单项选择题(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.若抛物线x2=2py(p>0)的焦点在直线2x-y+3=0上,则p=( )
A.12 B.6
C.3 D.
解析:选B 由抛物线x2=2py(p>0),得焦点坐标为.因为焦点在直线2x-y+3=0上,所以2×0-+3=0,解得p=6,故选B.
2.双曲线3x2-y2=9的焦距为( )
A. B.2
C.2 D.4
解析:选D 方程化为标准方程为-=1,
∴a2=3,b2=9.
∵c2=a2+b2=12,∴c=2,∴2c=4.
3.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,则C的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
解析:选C 由e=,得=,∴c=a,b==a.而-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,∴所求渐近线方程为y=±x.
4.已知椭圆C:+=1(a>b>0),若长轴长为6,且两焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选B ∵椭圆的长轴长为6,焦点恰好三等分长轴,∴2a=6,a=3,∴6c=6,c=1,b2=a2-1=8,∴椭圆方程为+=1,故选B.
5.直线x-y+=0经过椭圆+=1(a>b>0)的左焦点F,交椭圆于A,B两点,交y轴于C点,若=2 ,则该椭圆的离心率e=( )
A.-1 B.
C.2-2 D.-1
解析:选A 记椭圆的右焦点为F′,由题意得F(-,0),C(0,1),则F′(,0).由=2 ,可得A,则|AF|=3.连接AF′,则|AF′|=,所以2a=|AF|+|AF′|=3+,所以a=,又c=,所以该椭圆的离心率e===-1,故选A.
6.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线-y2=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a=( )
A. B.
C. D.
解析:选A 根据题意,抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)到其焦点的距离为5,则1+=5,解得p=8,即抛物线的方程为y2=16x,把M(1,m)代入,可得m=4,即M的坐标为(1,4),双曲线-y2=1的左顶点为A,则a>0,且A的坐标为(-,0),渐近线方程为y=± x,因为双曲线的一条渐近线与直线AM平行,所以kAM==,解得a=.
7.已知点F是双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是锐角三角形,则该双曲线的离心率e的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(1,2)
C.(2,1+) D.(1,1+)
解析:选B 若△ABE是锐角三角形,只需∠AEF<45°,
在Rt△AFE中,|AF|=,|FE|=a+c,
则<a+c,化简整理,得2a2-c2+ac>0,
∴e2-e-2<0,∴-1<e<2.又e>1,∴1<e<2.故选B.
8.我们把离心率为黄金分割系数的椭圆称为“黄金椭圆”.如图,“黄金椭圆”C的中心在坐标原点,F为左焦点,A,B分别为长轴和短轴上的顶点,则∠ABF=( )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
解析:选A 设椭圆的方程为+=1(a>b>0).
由已知,得A(a,0),B(0,b),F(-c,0),
则=(-c,-b),=(a,-b).
∵离心率e==,
∴c=a,b=
==a,
∴·=b2-ac=0,∴∠ABF=90°.
二、多项选择题(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.已知双曲线C:-=1(a>,b>0),右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点,若∠MAN=60°,则有( )
A.渐近线方程为y=±x
B.离心率e=
C.离心率e=
D.渐近线方程为y=±x
解析:选AC 易知双曲线C的右顶点为A(a,0),不妨设圆A与双曲线C的一条渐近线bx+ay=0交于M,N两点.由∠MAN=60°,可得A到渐近线bx+ay=0的距离为b cos 30°=b,可得=b,即=,故e=.又==,故渐近线方程为y=±x.
10.
如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后卫星在P点第二次变轨进入仍然以F为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行,最终卫星在P点第三次变轨进入以F为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月飞行,若用2c1和2c2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用2a1和2a2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴长,则下列式子中正确的是( )
A.a1+c1=a2+c2
B.a1-c1=a2-c2
C.c1a2>a1c2
D.<
解析:选BC 对于A,因为在椭圆中,a+c是椭圆上的点到焦点的最大距离,所以a1+c1>a2+c2,所以A错误;对于B,因为在椭圆中,a-c是椭圆上的点到焦点的最小距离,所以a1-c1=a2-c2,所以B正确;对于C,D,因为由题图可以看出椭圆Ⅰ比椭圆Ⅱ扁,所以椭圆Ⅰ比椭圆Ⅱ的离心率大,所以D是错误的,C正确.
11.已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是( )
A.点F的坐标为
B.若直线MN过点F,则x1x2=-
C.若=λ,则|MN|的最小值为
D.若|MF|+|NF|=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
解析:选BCD 易知点F的坐标为,选项A错误;根据抛物线的性质知,MN过焦点F时,x1x2=-p2=-,选项B正确;若=λ,则MN过点F,则|MN|的最小值即抛物线通径的长,为2p,即,选项C正确;抛物线x2=y的焦点为,准线方程为y=-,过点M,N,P分别作准线的垂线MM′,NN′,PP′,垂足分别为M′,N′,P′,则|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|,所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=,所以|PP′|==,所以线段MN的中点P到x轴的距离为|PP′|-=-=,选项D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线-=1相交于A,B两点,若△ABF为等边三角形,则p=________.
解析:
如图,在等边三角形ABF中,|DF|=p,|BD|= p,所以B点的坐标为.又点B在双曲线上,故-=1,解得p=6.
答案:6
13.已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别为F1,F2,P是椭圆上一点,且满足|PF2|=|F1F2|,则△PF1F2的面积等于______.△PF1F2的周长等于________.
解析:由+=1知,a=5,b=4,所以c=3,
即F1(-3,0),F2(3,0),所以|PF2|=|F1F2|=6.
又由椭圆的定义,知|PF1|+|PF2|=10,
所以|PF1|=10-6=4,
于是S△PF1F2=·|PF1|·h
=×4× =8.
|PF1|+|PF2|+|F1F2|=2a+2c=10+6=16.
答案:8 16
14.直线y=-2x-3与曲线-=1的公共点的个数为________.
解析:当x≥0时,曲线-=1为焦点在y轴上的双曲线;当x<0时,曲线+=1为焦点在y轴上的椭圆,∴曲线-=1的图象如图所示,在同一坐标系中作出直线y=-2x-3的图象,可得直线与曲线交点个数为2个.
答案:2
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)求与椭圆+=1有公共焦点,并且离心率为的双曲线方程.
解:由椭圆方程为+=1,知长半轴长a1=3,短半轴长b1=2,焦距的一半c1==,
所以焦点是F1(-,0),F2(,0),
因此双曲线的焦点也是F1(-,0),F2(,0),
设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),由题设条件及双曲线的性质,
得解得
故所求双曲线的方程为-y2=1.
16.(15分)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,右焦点为F(1,0).
(1)求此椭圆的标准方程;
(2)若过点F且倾斜角为的直线与此椭圆相交于A,B两点,求|AB|的值.
解:(1)由题意知=且c=1,
∴a=,b==1.
故椭圆的标准方程为+y2=1.
(2)由(1)知,椭圆方程为+y2=1,①
又直线过点F(1,0),且倾斜角为,
斜率为k=1.
∴直线的方程为y=x-1.②
由①②联立,得3x2-4x=0,
解得x1=0,x2=.
故|AB|=|x1-x2|
==.
17.(15分)已知抛物线y2=-4x的焦点为F,其准线与x轴交于点M,过点M作斜率为k的值线l,与抛物线交于A,B两点,弦AB的中点为P,线段AB的垂直平分线与x轴交于点E(x0,0).
(1)求k的取值范围;
(2)求证:x0<-3;
(3)△PEF能否成为以EF为底的等腰三角形?若能,求出此时的k值,若不能,请说明理由.
解:(1)由y2=-4x,可得准线方程x=1,点M的坐标为(1,0).
设l的方程为y=k(x-1).
由得k2x2-2(k2-2)x+k2=0.
∵A,B存在,∴Δ=4(k2-2)2-4k2>0,∴-1<k<1.
又k≠0,∴k∈(-1,0)∪(0,1).
(2)证明 设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),可得
x3==,
y3=k=-.
∴线段AB的垂直平分线方程为
y+=-.
令y=0,x0=--1.
∵k2∈(0,1),∴x0<-3.
(3)假设存在以EF为底的等腰△PEF,
∴P在线段EF的垂直平分线上,
∴2x3=-1+.
∴2·=-2-,解得k=±.
∴△PEF可以成为以EF为底的等腰三角形,此时k=±.
18.(17分)在平面直角坐标系Oxy中,已知点F1(-,0),F2(,0),点M满足|MF1|-|MF2|=2.记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)设点T在直线x=上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.
解:(1)因为|MF1|-|MF2|=2<|F1F2|=2,
所以点M的轨迹C是以F1,F2分别为左、右焦点的双曲线的右支.
设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),半焦距为c,
则2a=2,c=,得a=1,b2=c2-a2=16.
所以点M的轨迹C的方程为x2-=1(x≥ 1).
(2)设T,由题意可知直线AB,PQ的斜率均存在且不为0,
设直线AB的方程为y-t=k1(k1≠0)
直线PQ的方程为y-t=k2(k2≠0).
由得(16-k)x2-2k1·x--16=0.
设A(xA,yA),B(xB,yB),
易知16-k≠0,
则xAxB=,
xA+xB=,
所以|TA|=
=,
|TB|=
=,
则|TA|·|TB|
=(1+k)
=(1+k)
=(1+k)
=.
同理得|TP|·|TQ|=.
因为|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,
所以=.
所以k-16+kk-16k=k-16+kk-16k,
即k=k,又k1≠k2,所以k1=-k2,
即k1+k2=0.故直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和为0.
19.(17分)下面是某同学在学习总结中对圆锥曲线切线问题的总结和探索,现邀请你一起合作学习,请你思考后,将答案补充完整.
(1)圆O:x2+y2=r2上点M(x0,y0)处的切线方程为______________.请说明理由.
(2)椭圆+=1(a>b>0)上一点(x0,y0)处的切线方程为__________________.
(3)若P(m,n)是椭圆L:+y2=1外一点,过点P作椭圆的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程是____________.
解:(1)圆O:x2+y2=r2上点M(x0,y0)处的切线方程为y0y+x0x=r2.
理由如下:
①若切线的斜率存在,设切线的斜率为k,则所以k=-,
又过点M(x0,y0),由点斜式可得y-y0=-(x-x0),
化简,可得y0y+x0x=x+y=r2,
所以切线的方程为y0y+x0x=r2;
②若切线的斜率不存在,则M(±r,0),
此时切线的方程为x=±r,满足方程y0y+x0x=r2.
综上所述,圆O:x2+y2=r2上点M(x0,y0)处的切线方程为y0y+x0x=r2.
(2)①当切线斜率存在时,设过点(x0,y0)的切线方程为y=kx+m,
联立方程整理得(b2+a2k2)x2+2kma2x+a2m2-a2b2=0,
由Δ=0,可得(2kma2)2-4(b2+a2k2)(a2m2-a2b2)=0,
所以a2k2-m2+b2=0,
由韦达定理,可知2x0=-,
即x0=-,
把x0=-代入y=kx+m中,得m=,
所以y=kx+m=-x+,
化简得+=1;
②当切线斜率不存在时,过(x0,y0)处的切线方程为x=±a,满足上式.
综上,椭圆上一点(x0,y0)处的切线方程为+=1.
(3)由(2)知,在A(x1,y1),B(x2,y2)两点处,椭圆L的切线方程为分别+y1y=1和+y2y=1.
因为两切线都过点P(m,n),
所以+y1n=1,+y2n=1.
所以由这两个“同构方程”得到直线AB的方程为+ny=1.
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