内容正文:
周测卷(十六) 椭圆、双曲线、抛物线
(满分:150分 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.过抛物线y2=4x的焦点F且斜率为1的直线l与该抛物线交于A,B两点,则线段AB的中点M到准线的距离为( )
A.3 B. 4
C. 5 D. 6
2.设F1,F2分别是双曲线C:=1的左、右焦点,O为坐标原点,点P在C上且=,则△PF1F2的面积为( )
A.5 B. 10
C. D. 20
3.江西景德镇青花瓷始创于元代,到明清两代达到了顶峰,它蓝白相映怡然成趣,晶莹明快,美观隽永.现有某青花瓷花瓶的外形可看成是焦点在x轴上的双曲线的一部分绕其虚轴旋转所形成的曲面,如图所示,若该花瓶的瓶身最小的直径是4,瓶口和底面的直径都是8,瓶高是6,则该双曲线的标准方程是( )
A.=1 B. -y2=1
C.=1 D. =1
4.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,点P在C上,直线PF交y轴于点Q,若,则点P到准线l的距离为( )
A.3 B. 4
C. 5 D. 6
5.已知双曲线=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A,B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,则p=( )
A.1 B. 2
C. 3 D. 4
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π与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆C:=1(a>b>0)的面积为6π,两个焦点分别为F1,F2,点P为椭圆C的上顶点.直线y=kx与椭圆C交于A,B两点,若PA,PB的斜率之积为-,则椭圆C的长轴长为( )
A.3 B. 6
C. 2 D. 4
7.(2024·河南省豫西北教研联盟(许洛平)质量检测)过双曲线C:=1(a>0,b>0)的右焦点F的直线l与C交于A,B两点,若线段AB的长度取最小值时,直线l恰有两条,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. 2 D.
8.已知椭圆C:=1(a>b>0),M,N分别为椭圆C的左、右顶点,若在椭圆C上存在一点H,使得kMH·kNH∈,则椭圆C的离心率e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.(2025·河北唐山模拟)若C:=1(m>0)的渐近线方程为y=±x,则( )
A.m=1
B.C的离心率为
C.曲线y=ln (x-1)经过C的一个顶点
D.双曲线y2-=1与C有相同的渐近线
10.已知方程=1表示曲线C,则( )
A.当1<t<4时,曲线C一定是椭圆
B.当t>4或t<1时,曲线C一定是双曲线
C.若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则1<t<
D.若曲线C是焦点在y轴上的双曲线,则t>4
11.已知椭圆=1的左、右焦点分别为A,C,直线x=t(-4<t<4)与该椭圆相交于点B,D,则( )
A.当t=0时,△ABD的面积为12
B. 不存在t,使△ABC为直角三角形
C.存在t,使四边形ABCD的面积最大
D. 存在t,使△ABD的周长最大
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.椭圆=1的焦距为4,则m=________.
13.已知双曲线C:-y2=1的右焦点为F,点P在双曲线C的一条渐近线上,O为坐标原点.若|PO|=|PF|,则△OPF的面积为________.
14.已知抛物线C:y2=8x及圆M:(x-2)2+y2=1,过(2,0)的直线l与抛物线C和圆M从上到下依次交于A,P,Q,B四点,则|AP|+4|BQ|的最小值为________.
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)设F1,F2分别为双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,且F2也为抛物线y2=8x的焦点,若点P(0,2b),F1,F2是等腰直角三角形的三个顶点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=.
16.(15分)已知焦点在x轴上的椭圆C:=1(a>b>0),短轴长为2,椭圆左顶点到左焦点的距离为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)如图,已知点P,点A是椭圆的右顶点,直线l与椭圆C交于不同的两点E,F,E,F两点都在x轴上方,且∠APE=∠OPF.证明直线l过定点,并求出该定点坐标.
17.(15分)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)过点,渐近线方程为y=±x,直线l是双曲线C右支的一条切线,且与C的渐近线交于A,B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设线段AB的中点为M,求点M到y轴的距离的最小值.
18.(17分)已知圆C1过点(-3,0),(-1,2),(1,0),抛物线C2:y2=2px(p>0)过点A.
(1)求圆C1的方程以及抛物线C2的方程;
(2)过点A作抛物线C2的切线l与圆C1交于P,Q两点,点B在圆C1上,且直线BP,BQ均为抛物线C2的切线,求满足条件的所有点B的坐标.
19.(17分)(2025·福建厦门模拟)已知椭圆Γ:=1(a>b>0)的离心率为,其左焦点为F1(-2,0).
(1)求Γ的方程;
(2)如图,过Γ的上顶点P作动圆F1的切线分别交Γ于M,N两点,是否存在圆F1,使得△PMN是以PN为斜边的直角三角形?若存在,求出圆F1的半径;若不存在,请说明理由.
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周测卷(十六) 椭圆、双曲线、抛物线
1.B 2.A 3.D
4.C 由抛物线C:y2=4x,可知F(1,0),准线l的方程为x=-1,过点P作y轴的垂线,垂足为N,因为OF∥PN,所以=4|FO|=4,所以点P到准线l的距离为4+1=5.故选C.
5.B 如图,记抛物线的准线与x轴交于点D,由题知, =2,
解得,所以∠AOD=,因为OD=,所以AD=OD·tan ,所以S△AOB=,解得p=2.故选B.
6.B 椭圆的面积S=πab=6π,即ab=6,①.因为点P为椭圆C的上顶点,所以P(0,b).因为直线y=kx与椭圆C交于A,B两点,不妨设A(m,n),则B(-m,-n)且=1,所以m2=a2-.因为PA,PB的斜率之积为,所以,把m2=a2-代入整理化简得,②.①②联立解得a=3,b=2.所以椭圆C的长轴长为2a=6.故选B.
7.A 过双曲线C:=1(a>0,b>0)的右焦点F的直线l与C交于A,B两点,
若A,B两点均在双曲线的右支时,即l⊥x轴时,线段AB的长度取最小值,即为通径,此时为即直线l与x轴重合时,线段AB的长度取最小值,即为实轴,此时为=2a.若线段AB的长度取最小值时,直线l恰有两条,则=2a,即a=b,则双曲线C的离心率e== ,故选A.
8.A 由题意,椭圆C:=1(a>b>0),可得M(-a,0),N(a,0),设H(x0,y0),代入椭圆的方程,可得,则kMH· kNH=∈,即=e2-1∈,即e2∈.又0<e<1,所以e∈.故选A.
9.ACD 由题得,解得m=1,A正确;C的离心率为,B错误;C的顶点为(±2,0),因为ln (2-1)=0,所以曲线y=ln (x-1)经过C的一个顶点(2,0),C正确;令y2-=0,则y=±x,即y2-=1的渐近线方程为y=±x,D正确.
10.BD 对于A,当t=时,曲线C是圆,故A错误;对于B,当t>4时,曲线C是焦点在y轴上的双曲线,当t<1时,曲线C是焦点在x轴上的双曲线,故B正确;对于C,若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则解得1<t<,故C错误;对于D,若曲线C是焦点在y轴上的双曲线,则解得t>4,故D正确.故选BD.
11.AC 由椭圆方程知a=5,b=3,∴c==4.根据题意作出图形,如图所示.
对于A,当t=0时,S△ABD=×6×4=12,A正确;对于B,∵b<c,∴以AC为直径的圆与椭圆必有交点,则存在t,当B,D为以AC为直径的圆与椭圆的交点时,△ABC为直角三角形,B错误;对于C,∵当t=0时,S△ABC取得最大值,其最大值为×2c×b=12,∴四边形ABCD面积的最大值为2(S△ABD)max=2×12=24,C正确;对于D,由椭圆的定义得:|AB|+|AD|+|BD|=(2a-|BC|)+(2a-|CD|)+|BD|=4a+|BD|-|BC|-|CD|,又|BC|+|CD|≥|BD|,∴|BD|-|CD|-|CB|≤0(当BD过点C时,等号成立),∴|AB|+|AD|+|BD|=4a+|BD|-|BC|-|CD|≤4a,即当直线x=t过椭圆的右焦点时,△ABD的周长最大,此时t=4,但-4<t<4,∴不存在t使得△ABD的周长最大,D错误.故选AC.
12.解析:因为=1表示椭圆,所以m>-2且m≠13,又椭圆=1的焦距为4,所以2c=4,即c=2,当椭圆的焦点在x轴上时,a2=15,b2=2+m,所以15=2+m+22,即m=9;当椭圆的焦点在y轴上时,a2=2+m,b2=15,所以2+m=15+22,即m=17.
答案:9或17
13.解析:因为双曲线C:-y2=1,可知右焦点为F=,又双曲线C:-y2=1的渐近线方程为y=±x,所以点P的纵坐标为,即△OPF的高为,所以△OPF的面积为.
答案:
14.解析:如图所示,圆心M(2,0)即为抛物线C的焦点F.所以|AP|+4|BQ|=(|AF|-1)+4(|BF|-1)=|AF|+4|BF|-5,由抛物线的定义,|AF|=xA+=xA+2,|BF|=xB+=xB+2,所以|AP|+4|BQ|=(xA+2)+4(xB+2)-5=xA+4xB+5,又易知:xAxB==4,
所以xA+4xB+5≥+5=13,当且仅当xA=4xB,即时等号成立.所以|AP|+4|BQ|的最小值为13.
答案:13
15.解:(1)抛物线y2=8x的焦点为F(2,0),所以c=2,即F1(-2,0),F2(2,0),又点P(0,2b),F1,F2是等腰直角三角形的三个顶点,所以2b=2,即b=1,又c2=a2+b2,所以a2=3,所以双曲线方程为-y2=1.
(2)依题意设A(x1,y1),B(x2,y2),由消去y整理得x2+3x-6=0,
Δ=32-4××(-6)=15>0,所以x1+x2=-12,x1x2=-24,
所以|AB|=.
16.解:(1)由得所以椭圆C的标准方程为=1.
(2)证明:当直线l斜率不存在时,直线l与椭圆C交于不同的两点分布在x轴两侧,不合题意.
所以直线l斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m.
设E(x1,y1),F(x2,y2),
由得 (3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
所以x1+x2=.
因为∠APE=∠OPF,所以kPE+kPF=0,
即=0,
整理得2kx1x2+·(x1+x2)-=0,化简得m=-6k,
所以直线l的方程为y=kx-6k=k(x-6),
所以直线l过定点(6,0).
17.解:(1)由题设可知可得则双曲线C的方程为-y2=1.
(2)设点M的横坐标为xM>0.
当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=2,
易知点M到y轴的距离为xM=2.
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),由消去y整理得(4k2-1)x2+8kmx+4m2+4=0,
由Δ=64k2m2-16(4k2-1)(m2+1)=0,且4k2-1≠0得4k2=m2+1.
则x1+x2=-,
则xM=>0,即km<0,
则>4,即xM>2,∴此时点M到y轴的距离大于2.
综上所述,点M到y轴的距离的最小值为2.
18.解:(1)设圆C1:x2+y2+Dx+Ey+F=0,
故解得故圆C1:x2+y2+2x-3=0,
将A代入y2=2px中,解得p=2,故抛物线C2的方程为y2=4x.
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),设切线lBP:x-x1=t1(y-y1),lBQ:x-x2=t2(y-y2).
过抛物线C2上点A的切线方程为y=2x+,
即lPQ:x=,记t0=.①
设过点P的直线x-x1=t1(y-y1)与抛物线C2相切,代入抛物线方程y2=4x,
得y2-4t1y+4t1y1-4x1=0,
则Δ=-16(t1y1-x1)=0,即-y1t1+x1=0,所以+t1=y1,
t1=2x1=y1-,所以2y1=4x1+1,②
同理可得t2=2x2,
所以切线lBP:x-x1=2x1(y-y1),lBQ:x-x2=2x2(y-y2).
联立两式消去y,可得xB=2x1x2·=4x1x2,③
代入lBP可得yB=,④
代入②得yB=2(x1+x2).
联立lPQ:x=与圆C1可得,5x2+4x-=0.
所以x1+x2=-,
分别代入③,④可得xB=-,
(xB+1)2+=2+2=4,即切线BP,BQ的交点B在圆C1上,
所以B.
19.解:(1)由题意设焦距为2c,则c=2,由离心率,得a=2,则b2=a2-c2=4,
所以Γ的方程为=1.
(2)不存在.
理由如下:假设存在圆F1满足题意,当圆F1过原点O时,直线PN与y轴重合,直线PM的斜率为0,不符合题意.不妨设PM:y=k1x+2(k1≠0),PN:y=,N(x2,y2),圆F1的半径为r,
则圆心到直线PM的距离为=r,到直线PN的距离为=r,则k1,k2是关于k的方程(r2-4)k2+8k+r2-4=0的两异根,此时k1k2=1,
联立消y得x2+8k1x=0,
所以xP+xM=,即xM=,得yM=.
所以M,同理N.
由k2=,得N,
由题意,得PM⊥MN,即kMN=-,
即kMN=
=,因为k1≠0,所以方程无解,故不存在圆F1,使得△PMN是以PN为斜边的直角三角形.
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