内容正文:
阶段小测(五)
(时间:120分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30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.已知抛物线的焦点为,直线过焦点与该抛物线相交于,两点,为坐标原点,则( )
A. 2 B. 3 C. D.
【答案】D
【解析】选.由题意得,当 的斜率为0时,不满足要求,设直线 的方程为,联立 得,设,,则,故,则.
2.已知抛物线,过点,的直线与相交于,两点,且为弦的中点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选.显然直线 不垂直于 轴,设直线 的方程为,由 消去 得,,由弦 的中点为,,得,此时方程 有两个不等实根,所以直线 的方程为,即.
3.已知抛物线的焦点为,过点且斜率大于0的直线交于,两点,若,则的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选.依题意,设直线 的方程为,由 得,所以,所以,解得,所以直线 的斜率为.
4.已知抛物线的焦点为,直线与交于,两点,直线与交于,两点,若,,,四点构成的梯形的面积为18,则( )
A. 14 B. 12 C. 16 D. 18
【答案】A
【解析】选.将 代入,得,将 代入,得,所以,因为,,,四点构成的梯形的面积为18,所以,解得,故由抛物线定义知.
5.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为1的直线与抛物线交于,两点,若,则( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】D
【解析】选.如图,,,直线 的方程为 代入 中,消去 整理得,,显然,设,,由根与系数的关系可得
因为,,
所以
,
将 代入可得,,解得.
6.在直角坐标系中,已知点,,,动点满足线段的中点在曲线上,则的最小值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】选.设,的中点为,则. 即 代入 得到,化简得到,即,则 的轨迹为抛物线,焦点恰好是,过 向抛物线的准线作垂线,垂足为,如图所示.由抛物线定义,知,当,,三点共线时,最小,最小值为.
二、多项选择题(本题共2小题,每小题6分,共12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.)
7.已知抛物线的焦点为,为坐标原点,点在抛物线上,若,则( )
A. B. 以为直径的圆与轴相切
C. 的坐标为 D.
【答案】AB
【解析】选.抛物线 的焦点为,故 错误;
点 在抛物线 上,若,则,所以,故 正确;
将 代入,得,故 或,所以,故 错误;
所以以 为直径的圆的圆心为,或,,半径为,所以圆心,或,到 轴的距离为 等于圆的半径,故以 为直径的圆与 轴相切,故 正确.
8.已知抛物线的焦点为,且,,三点都在抛物线上,则下列说法正确的是( )
A. 点的坐标为,
B. 若直线过点,为坐标原点,则
C. 若,则线段的中点到轴距离的最小值为
D. 若直线,是圆的两条切线,则直线的方程为
【答案】ABD
【解析】选.对于,因为 在抛物线上,所以,解得,所以,,故 正确;
对于,显然直线 的斜率不为0,设直线 的方程为,,,由 得,所以,所以,所以,故 正确;
对于,因为,当且仅当,,三点共线时,等号成立,所以,所以,即线段 的中点到 轴距离的最小值为,故 错误;
对于,显然直线,的斜率存在且不为0.直线 的斜率为,所以直线 的方程为,即,又直线 与圆 相切,所以,整理得,即,同理可得,所以直线 的方程为,故 正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.请把正确答案填在题中横线上.)
9.南宋晚期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,忽略杯盏的厚度,这只杯盏的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水的深度为,则该抛物线的焦点到准线的距离为_ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】如图,以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为 轴,建立平面直角坐标系,依题意可得 的坐标为,,设抛物线的标准方程为,则,解得.故该抛物线的焦点到准线的距离为.
10.已知动圆经过原点,且与直线相切,记圆心的轨迹为,直线与交于,两点,则_ _ _ _ .
【答案】6
【解析】如图,设动圆 的圆心,由题意得,两边取平方,,化简得,故圆心 的轨迹方程为.
联立方程 消去 整理得,.设,,
则,,故.
11.设为坐标原点,是以为焦点的抛物线上除外的任意一点,是线段上的点,且,则直线的斜率的最大值为_ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】根据题意可设,,,,又,,
所以,,
所以
即 所以,,
所以,
当且仅当,即 时,等号成立,所以直线 的斜率的最大值为.
四、解答题(本题共3小题,共43分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤.)
12.(本小题满分13分)已知在抛物线上的第一象限的点到其焦点的距离为2.
(1) 求抛物线的方程和点的坐标;(5分)
(2) 过点,的直线交抛物线于,两点,若的平分线与轴垂直,求弦的长.(8分)
【答案】(1) 解:由,可得,故抛物线 的方程为,当 时,,又因为,所以,所以点 的坐标为.
(2) 由题意可得直线 的斜率存在且不为0,设直线 的方程为,,,
由
得,所以,,,因为 的平分线与 轴垂直,所以,即,所以,,,所以.
13.(本小题满分15分)已知抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1) 求的方程;(4分)
(2) 已知为坐标原点,点在上,点满足,求直线斜率的最大值.(11分)
【答案】
(1) 解:由抛物线的定义可知,焦点 到准线的距离为,故,
所以 的方程为.
(2) 由(1)知,设,
则,
所以.
由点 在抛物线 上可得,
方法一(基本不等式法),
所以直线 的斜率.
当 时,.
当 时,,
当 时,,
此时,当且仅当,
即 时,等号成立;
当 时,.
综上,直线 斜率的最大值为.
方法二(换元法),由 得,.设直线 的斜率为,
则.
令,则,
因为二次函数 图象的对称轴为直线,且当 时,,所以,则.故直线 斜率的最大值为.
14.(本小题满分15分)已知抛物线的焦点为,若过点且倾斜角为的直线交抛物线于,两点,满足.
(1) 求抛物线的方程;(7分)
(2) 过点且斜率为1的直线被抛物线截得的弦为,若点在以为直径的圆内,求的取值范围.(8分)
【答案】
(1) 解:由题意,知,,则直线 的方程为.设,,
由
得.
又,则.
由抛物线的定义可得,解得,所以抛物线 的方程为.
(2) 设直线 的方程为,代入,得,由,得.设,,则,.又,所以,.
因为点 在以 为直径的圆内,所以 为钝角,即,得,得,所以,得,解得,满足,所以 的取值范围为.
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