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课时测评36 曲线与方程
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—8小题,每小题5分,共40分)
1.平面内一点M到两定点F1(0,-3),F2(0,3)的距离之和为10,则M的轨迹方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.-=1 D.-=1
答案:B
解析:平面内一点M到两定点F1(0,-3),F2(0,3)的距离之和为10>6,
所以M的轨迹满足椭圆的定义,是椭圆,且a=5,c=3,则b=4,
椭圆的焦点在y轴上,所以椭圆的方程为+=1.
2.已知△ABC的周长为12,B(0,-2),C(0,2),则顶点A的轨迹方程为( )
A.+=1(x≠0) B.+=1(y≠0)
C.+=1(x≠0) D.+=1(y≠0)
答案:A
解析:因为△ABC的周长为12,顶点B(0,-2),C(0,2),
所以|BC|=4,|AB|+|AC|=12-4=8,
所以点A到两个定点的距离之和等于定值,
又8>4,
所以点A的轨迹是椭圆,且a=4,c=2,
所以b2=12,
所以椭圆的方程为+=1(x≠0).
3.已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点A到F1的距离是2,线段AF2的垂直平分线交AF1于点P,则点P的轨迹方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
答案:C
解析:依题意有|AP|=|PF2|,|AF1|=|AP|+|PF1|=|PF1|+|PF2|=2>|F1F2|=2,
所以点P的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点的椭圆.
因为2a=2,2c=2,
所以a=,b=,
故所求点P的轨迹方程是+=1.
4.已知椭圆+=1(a>b>0),M为椭圆上一动点,F1为椭圆的左焦点,则线段MF1的中点P的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆
C.线段 D.直线
答案:B
解析:设椭圆的右焦点为F2,
由题意,知|PO|=|MF2|,|PF1|=|MF1|,
又|MF1|+|MF2|=2a,
所以|PO|+|PF1|=a>|F1O|=c,
故由椭圆的定义,可知点P的轨迹是椭圆.
5.设A1,A2是椭圆+=1的长轴的两个端点,P1,P2是椭圆上垂直于A1A2的弦的端点,则直线A1P1与A2P2交点的轨迹方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.-=1 D.-=1
答案:C
解析:设交点为P(x,y),A1(-3,0),A2(3,0),P1(x0,y0),P2(x0,-y0),
因为A1,P1,P共线,
所以=,①
因为A2,P2,P共线,
所以=.②
①×②得=,③
因为P1(x0,y0)在椭圆+=1上,
所以+=1,
所以=4,
将代入③得=-=,
所以P的轨迹方程为-=1.
6.动圆M与圆M1:(x+1)2+y2=1外切,与圆M2:(x-1)2+y2=25内切,则动圆圆心M的轨迹方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2=1 D.x2+=1
答案:B
解析:设动圆的圆心为M(x,y),半径为R,
动圆与圆M1:(x+1)2+y2=1外切,与圆M2:(x-1)2+y2=25内切,
所以|MM1|+|MM2|=1+R+5-R=6,
因为|MM1|+|MM2|>|M1M2|=2,
所以该动圆圆心M的轨迹是以原点为中心,焦点在x轴上的椭圆,且2a=6,c=1,
解得a=3,根据a,b,c的关系求得b2=8,
所以椭圆的方程为+=1.
7.在平面直角坐标系中,已知点A(2,0),B(-2,0),P是平面内一动点,直线PA,PB的斜率之积为-.则动点P的轨迹C的方程为 .
答案:+=1(x≠±2)
解析:设点P的坐标为(x,y)(x≠±2),
依题意,有×=-,
化简并整理,得+=1(x≠±2).
所以动点P的轨迹C的方程是+=1(x≠±2).
8.若动点P(x,y)到点(1,0)的距离与到定直线x=3的距离之比是,则动点P的轨迹方程是 .
答案:+=1
解析:设点P的坐标为(x,y),
则由题意得=,
整理得2x2+3y2=6,即+=1,
所以动点P的轨迹方程是+=1.
9.(13分)如图所示,Rt△ABC的顶点坐标A(-2,0),直角顶点B(0,-2),顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求边BC所在直线的方程;
(2)M为Rt△ABC外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M内切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
解:(1)因为kAB=-,AB⊥BC,
所以kCB=.
所以边BC所在直线的方程为y=x-2,
即x-y-4=0.
(2)因为边BC所在直线的方程为x-y-4=0,
令y=0,得C(4,0).
所以圆心M(1,0).
又因为|AM|=3,
所以圆M的方程为(x-1)2+y2=9.
(3)因为P(-1,0),M(1,0),
且圆N过点P(-1,0),
所以PN是该圆的半径.
又因为动圆N与圆M内切,
所以|MN|=3-|PN|,
即|MN|+|PN|=3>2.
所以点N的轨迹是以M,P为焦点,长轴长为3的椭圆.
所以a=,c=1,b===.
所以圆心N的轨迹方程为x2+y2=1.
10.(15分)已知中心在坐标原点的椭圆,经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P是(1)中所求椭圆上的动点,求PF的中点Q的轨迹方程.
解:(1)依题意,可设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),
若点F(2,0)为其右焦点,
则其左焦点为F'(-2,0),
从而有
解得
又a2=b2+c2,
所以b2=12,
故椭圆C的方程为+=1.
(2)设P(x0,y0),Q(x,y),
因为Q为PF的中点,
所以⇒
又P是+=1上的动点,
所以+=1,
即Q点的轨迹方程是+=1.
(11—14小题,每小题5分,共20分)
11.已知在△ABC中,点A(-2,0),点B(2,0),若tan∠CAB·tan∠CBA=2,则点C的轨迹方程为( )
A.+=1 B.+=1(x≠±2)
C.-=1 D.+=1(x≠±2)
答案:B
解析:设C(x,y),
则kCA=,kCB=,
由tan∠CAB·tan∠CBA=2,
得×=2,
即+=1,
当x=±2时,C与A或B重合,不符合题意.
所以点C的轨迹方程为+=1(x≠±2).
12.设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则M的轨迹方程为( )
A.-=1 B.+=1
C.-=1 D.+=1
答案:D
解析:圆心C(-1,0),半径为5,设点M(x,y),
因为AQ的垂直平分线交CQ于M,
所以|MA|=|MQ|,
又|MQ|+|MC|=5>|AC|=2,
即|MA|+|MC|>|AC|,
由椭圆的定义可得点M的轨迹是以A,C为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,
所以b=,
故椭圆方程为+=1.
13.设线段AB的两个端点A,B分别在x轴、y轴上滑动,且|AB|=5,=+,则点M的轨迹方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
答案:A
解析:设M(x,y),A(x0,0),B(0,y0),
由=+,
可得(x,y)=(x0,0)+(0,y0),
则
因为|AB|=5,
所以+=25,
即+=1.
14.P是椭圆+=1上的任意一点,F1,F2是它的两个焦点,O为坐标原点,有一动点Q满足=+,则动点Q的轨迹方程是 .
答案:+=1
解析:设Q(x,y),
因为=+,
所以=-=,
因为P是椭圆+=1上的任意一点,
所以+=1,
所以+=1.
15.(5分)如图,AB是平面α的斜线段,A为斜足,若点P在平面α内运动,使得△ABP的面积为定值,则动点P的轨迹是( )
A.圆 B.一条直线
C.椭圆 D.两条平行直线
答案:C
解析:因为三角形的面积为定值,以AB为底,则底边长一定,从而可得P到直线AB的距离为定值,分析可得,点P在以AB为轴线的圆柱面与平面α的交线上,且α与圆柱的轴线斜交,由平面与圆柱面的截面的性质判断,可得P的轨迹为椭圆.
16.(17分)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程.
解:圆A的方程整理可得(x+1)2+y2=16,点A的坐标为(-1,0),如图所示,
因为|AD|=|AC|,
所以∠ACD=∠ADC.
因为EB∥AC,
所以∠EBD=∠ACD,
故∠EBD=∠ACD=∠ADC.
所以|EB|=|ED|,
故|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|.
又圆A的标准方程为(x+1)2+y2=16,从而|AD|=4,
所以|EA|+|EB|=4.
由题设得A(-1,0),B(1,0).|AB|=2,
由椭圆定义可得点E的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,且2a=4,c=1,
所以a2=4,b2=3,
所以点E的轨迹方程为+=1(y≠0).
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