内容正文:
高二数学
(120分钟 150分)
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. 已知点P在以F1,F2分别为左、右焦点的椭圆上,若,则( )
A. 3 B. 13 C. 5 D. 7
2. 抛物线的准线与直线的距离为4,则此抛物线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
3. 双曲线的左、右焦点分别为,右支上有一点,满足的面积为4,则( )
A. B. C. D.
4. 已知抛物线的顶点为O,经过点,且F为抛物线C的焦点,若,则抛物线C的准线方程为( )
A. B. C. D.
5. 已知双曲线C: (a>0)的右焦点为F,过点F作直线l与C交于A,B两点,若满足的直线l有且仅有3条,则实数a的值为( )
A. 2 B. C. D. 或2
6. 已知椭圆Γ: 的左、右焦点分别为,,过原点的直线与椭圆Γ相交于A,B两点,若,则( )
A. B. C. D.
7. 已知,若点P是抛物线上任意一点,点Q是圆上任意一点,则的最小值为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
8. 已知,为椭圆的两个焦点,B为椭圆短轴的一个端点,若,则椭圆的离心率的取值范围为( )
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. 若方程所表示的曲线为C,则下面结论正确的是( )
A. 若,则C为椭圆
B. 若,则C为双曲线
C. 若C为双曲线,则焦距可以为
D. 若C为焦点在轴上的椭圆,则
10. 关于双曲线,下列结论正确的是( )
A. 实轴长为49
B. 焦距为50
C. 渐近线的斜率为±
D. 渐近线的方程为y=±x
11. 已知抛物线的焦点为F,点在C的内侧,点B是抛物线C上的一个动点,且的周长的最小值为,过点F的直线与抛物线交于M,N两点,P为线段MN的中点,则下列结论正确的是( )
A.
B. 若,则B点的坐标为或
C. 若,则点P到y轴的距离为3
D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知椭圆C:,若不过原点且斜率为的直线与相交于,两点,且线段的中点为,则=____.
13. 已知F2为双曲线的右焦点,经过F2作与双曲线的一条渐近线垂直的直线l,垂足为A,直线l与双曲线的另一条渐近线在第二象限的交点为B.若,则双曲线的离心率为____.
14. 已知抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,以为圆心的圆与线段相交于点,与过焦点且垂直于对称轴的直线交于点.若,且直线与抛物线的另一交点为,过分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为,则____.
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. 求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)顶点之间的距离为6,且渐近线的方程为的双曲线.
(2)已知椭圆,则称双曲线为其伴随双曲线.若椭圆C:,且其伴随双曲线Γ的离心率为椭圆C的离心率的倍,求此伴随双曲线的标准方程.
16. 一种卫星接收天线的轴截面如图所示,卫星波束呈近似平行状态射入轴截面为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处.已知接收天线的口径(直径)为,深度为.
(1)若以轴截面的顶点为原点,以顶点指向焦点的方向为x轴的正方向建立直角坐标系,求抛物线的标准方程;
(2)在第(1)问的条件下,为了增强卫星波束的接收,拟将接收天线的口径增大为,求此时卫星波束反射聚集点的坐标..
17. 已知双曲线的渐近线方程为,,分别为双曲线C的左、右焦点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)P是双曲线C上异于左、右顶点的一点,过作平分线的垂线,垂足为M,求点M到直线的距离的最小值.
18. 在平面直角坐标系中,已知椭圆+=1的焦距为,离心率为,椭圆的右顶点为.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)如图,过点作直线,交椭圆于不同的两点,求证:直线的斜率之和为定值.
19. 已知抛物线C:的焦点为,过点且斜率为的直线交抛物线C于P,Q两点,且.
(1)求的值.
(2)设直线l:被圆截得的弦长为.
①求;(用表示)
②若直线l被抛物线C截得的弦长为,求的最小值.
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高二数学
(120分钟 150分)
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. 已知点P在以F1,F2分别为左、右焦点的椭圆上,若,则( )
A. 3 B. 13 C. 5 D. 7
【答案】D
【解析】
【分析】根据椭圆的定义即可求解.
【详解】因为椭圆C的方程为,所以,由椭圆的定义可得,且,所以.
故选:D.
2. 抛物线的准线与直线的距离为4,则此抛物线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
【答案】C
【解析】
【分析】根据抛物线写出准线方程,结合已知求参数,即可得.
【详解】抛物线的准线方程为,则,得或,
故所求抛物线的方程为或.
故选:C
3. 双曲线的左、右焦点分别为,右支上有一点,满足的面积为4,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】不妨设,由,解出,进而得,计算,进而求解.
【详解】不妨设.
双曲线方程化成标准方程为,可得,
因为的面积为4,所以,则,
又,则,故.所以,,
则,所以,
故.
故选:C.
4. 已知抛物线的顶点为O,经过点,且F为抛物线C的焦点,若,则抛物线C的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据抛物线的定义列方程,求得,代入方程求得,所以准线方程为.
【详解】因为点在抛物线C上,且,
所以,即,所以,
所以,解得,
故抛物线C的准线方程为.
故选:A.
5. 已知双曲线C: (a>0)的右焦点为F,过点F作直线l与C交于A,B两点,若满足的直线l有且仅有3条,则实数a的值为( )
A. 2 B. C. D. 或2
【答案】D
【解析】
【分析】据双曲线的对称性,斜率互为相反数(且不为0)的两条直线对应的弦长相等,当直线l的斜率为0时通径长大于5不满足条件,当斜率不存在时列方程解得或,经检验满足条件.
【详解】若直线l的斜率存在且不为0,根据双曲线的对称性,斜率互为相反数(且不为0)的两条直线对应的弦长相等.
因满足条件的直线共3条,为奇数,故其中必有一条直线的斜率为0或斜率不存在.
①当直线l的斜率为0时,A,B为双曲线的左、右顶点,
由,得双曲线C的方程为,
易得过点F的通径长为,不满足条件.
②当直线l的斜率不存在时,此时AB为双曲线C过点F的通径,则,
解得或,
当时,实轴长为1,因为1<5,所以满足|AB|=5的直线有3条;
当时,实轴长为4,因为4<5,所以满足|AB|=5的直线也有3条.
故实数a的值为或2.
故选:D
6. 已知椭圆Γ: 的左、右焦点分别为,,过原点的直线与椭圆Γ相交于A,B两点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求出椭圆的焦点坐标,再利用椭圆的定义结合余弦定理列方程组求解.
【详解】椭圆Γ: 的左、右焦点分别为,,
,
如下图所示,连接,,根据椭圆的对称性,可得四边形为平行四边形,
由椭圆的定义可得,
①,
,
,在中,由余弦定理可得,
即②,
由①减②得,,故B正确.
故选:B.
7. 已知,若点P是抛物线上任意一点,点Q是圆上任意一点,则的最小值为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】利用抛物线的性质,结合直线与圆的位置关系,求出的最小值.
【详解】抛物线的焦点为,准线为,
圆的圆心为,半径,
过点P作PB垂直准线l,垂足为点B,
由抛物线的定义可知,
则
,
当且仅当B,P,A三点共线时,等号成立,
综上所述,的最小值为5,故C正确.
故选:C.
8. 已知,为椭圆的两个焦点,B为椭圆短轴的一个端点,若,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据椭圆的概念,结合离心率公式以及三角函数的恒等式,利用题干中的不等式,可得答案.
【详解】设点O为椭圆的中心,由椭圆的定义可知,,
设、、,则,
.
,即,,
又,.
故选:C.
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. 若方程所表示的曲线为C,则下面结论正确的是( )
A. 若,则C为椭圆
B. 若,则C为双曲线
C. 若C为双曲线,则焦距可以为
D. 若C为焦点在轴上的椭圆,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据二元二次方程与曲线的关系列不等式求参数范围,依次判断各项的正误.
【详解】对于A,若表示椭圆,则,解得或,A错;
对于B,当时,,此时方程表示焦点在x轴上的双曲线,B对;
对于C,当时,方程,此时,则双曲线的焦距为,C对;
对于D,若表示焦点在轴上的椭圆,则,解得,D对.
故选:BCD
10. 关于双曲线,下列结论正确的是( )
A. 实轴长为49
B. 焦距为50
C. 渐近线的斜率为±
D. 渐近线的方程为y=±x
【答案】BD
【解析】
【分析】根据双曲线的标准方程,求得的值,结合双曲线的几何性质,即可求解
【详解】由双曲线,可得,
所以,则,
对于A,双曲线的实轴长为,所以A不正确;
对于B,双曲线的焦距为,所以B正确;
对于C,双曲线的渐近线的斜率为,所以C不正确;
对于D,双曲线的渐近线方程为,所以D正确.
故选:BD.
11. 已知抛物线的焦点为F,点在C的内侧,点B是抛物线C上的一个动点,且的周长的最小值为,过点F的直线与抛物线交于M,N两点,P为线段MN的中点,则下列结论正确的是( )
A.
B. 若,则B点的坐标为或
C. 若,则点P到y轴的距离为3
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据抛物线的性质、定义、准线方程、直线与抛物线的关系等知识逐项计算即可.
【详解】如图,过点作准线的垂线,垂足为,过点作准线的垂线,垂足为.
由抛物线,得准线的方程为,则由抛物线的定义可知,
所以的周长为,
当且仅当三点共线,即点与点重合时取等号,
因为,,
所以,解得,故A正确.
设点的坐标为,且,
,解得,
,解得,
点的坐标是或,故B错误.
设点,则,解得,
又为线段的中点,则,所以点P到y轴的距离为,故C正确.
依题意,过点F的直线的斜率不为0,设过点F的直线方程为,
由消去x,得,显然,
,则,
,故D正确.
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知椭圆C:,若不过原点且斜率为的直线与相交于,两点,且线段的中点为,则=____.
【答案】
【解析】
【分析】分别设,,然后再利用点差法即可求解.
【详解】设,,
因为,两点都在椭圆上,
则,两式相减可得,
即,
所以,解得.
故答案为:.
13. 已知F2为双曲线的右焦点,经过F2作与双曲线的一条渐近线垂直的直线l,垂足为A,直线l与双曲线的另一条渐近线在第二象限的交点为B.若,则双曲线的离心率为____.
【答案】##
【解析】
【分析】根据双曲线的几何性质写出其右焦点坐标及渐近线方程,设出直线的方程并分别与两渐近线方程联立求出的坐标,由知,代入相应值得的关系式,即可求得离心率.
【详解】易知右焦点,渐近线方程为或,
可设直线的方程为,
,则,
,则,
因为,所以,即,化简得,
所以,双曲线.
故答案为:
14. 已知抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,以为圆心的圆与线段相交于点,与过焦点且垂直于对称轴的直线交于点.若,且直线与抛物线的另一交点为,过分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为,则____.
【答案】3
【解析】
【分析】根据抛物线的定义得,直线方程为,到直线距离为,利用圆的弦,可得,利用,结合抛物线方程,求出和,得到点坐标,联立直线与抛物线方程,求出点坐标,进而求解.
【详解】由题意得,如图,点到直线的距离,
因,而,则,
则,且,故可得,
故有,解得,
将点代入,可得,又,解得,
则有,,,故直线的方程为,
联立,整理得,解得或,
依题意,,代入可得,
所以,,故.
故答案为:.
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. 求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)顶点之间的距离为6,且渐近线的方程为的双曲线.
(2)已知椭圆,则称双曲线为其伴随双曲线.若椭圆C:,且其伴随双曲线Γ的离心率为椭圆C的离心率的倍,求此伴随双曲线的标准方程.
【答案】(1)或
(2)
【解析】
【分析】(1)根据双曲线的渐近线求解即可.
(2)根据双曲线的离心率和标准方程求解即可.
【小问1详解】
当焦点在轴上时,由且,得,
所以所求双曲线的标准方程为;
当焦点在轴上时,由且,得,
所以所求双曲线的标准方程为.
所以双曲线的标准方程为或.
【小问2详解】
设椭圆C与其伴随双曲线Γ的离心率分别为,
依题意可得,即,
即,解得,所以椭圆C:,
其伴随双曲线Γ的标准方程为.
16. 一种卫星接收天线的轴截面如图所示,卫星波束呈近似平行状态射入轴截面为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处.已知接收天线的口径(直径)为,深度为.
(1)若以轴截面的顶点为原点,以顶点指向焦点的方向为x轴的正方向建立直角坐标系,求抛物线的标准方程;
(2)在第(1)问的条件下,为了增强卫星波束的接收,拟将接收天线的口径增大为,求此时卫星波束反射聚集点的坐标..
【答案】(1).
(2).
【解析】
【分析】(1)设抛物线的方程为,根据已知条件得到抛物线过点,代入抛物线方程即可求得;
(2)设出抛物线的方程,根据抛物线过列方程即可得到焦点坐标.
【小问1详解】
依据题意,建立如图所示的直角坐标系,
设抛物线的方程为,
因为接收天线的口径(直径)为,深度为,即抛物线过点,亦即,
把的坐标代入方程中,得,解得,
所以抛物线的标准方程为.
【小问2详解】
设增大接收天线口径后的抛物线的方程为,
将接收天线的口径增大为,即该抛物线过点,亦即,
把的坐标代入方程中,得,解得,
所以焦点的坐标为,即.
17. 已知双曲线的渐近线方程为,,分别为双曲线C的左、右焦点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)P是双曲线C上异于左、右顶点的一点,过作平分线的垂线,垂足为M,求点M到直线的距离的最小值.
【答案】(1).
(2)1
【解析】
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程以及焦点坐标,结合标准方程,可得答案;
(2)根据角平分线性质,结合双曲线的概念可得各线段长,可得动点的轨迹,利用圆上点到定直线的距离性质,可得答案.
【小问1详解】
由双曲线的渐近线方程为,得,
又,分别为双曲线C的左、右焦点,
所以,所以,
故双曲线的标准方程为.
【小问2详解】
由题意,延长,且与交于一点,如图所示.
由于,且为的平分线,所以,
且M点为线段的中点.不妨假设点P在双曲线C的右支上,
由于,故,
由于O,M分别为,的中点,所以,
故点M的轨迹是以原点为圆心,4为半径的圆,轨迹方程为,
点M到直线的距离的最小值为原点到直线的距离减去半径4,
即.
18. 在平面直角坐标系中,已知椭圆+=1的焦距为,离心率为,椭圆的右顶点为.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)如图,过点作直线,交椭圆于不同的两点,求证:直线的斜率之和为定值.
【答案】(1)+y2=1.
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题目条件求出,即可得到椭圆的标准方程.
(2)设出点坐标,分类讨论斜率存在与不存在的情况,后设出直线方程与椭圆方程联立,根据根与系数关系得到两根的关系,代入的斜率之和公式即可证明结论为定值.
【小问1详解】
由题意可知,椭圆的焦点在轴上,
,椭圆的离心率,则,
则椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
证明:设点.
当斜率不存在时,且右顶点为,则与椭圆只有一个交点,不合题意.
由题意可设方程为,联立方程,
整理得:,
由,得,
由韦达定理可知,
则,
则由,
得.
∴直线的斜率之和为定值.
19. 已知抛物线C:的焦点为,过点且斜率为的直线交抛物线C于P,Q两点,且.
(1)求的值.
(2)设直线l:被圆截得的弦长为.
①求;(用表示)
②若直线l被抛物线C截得的弦长为,求的最小值.
【答案】(1)2 (2)①;②.
【解析】
【分析】(1)先求过焦点的直线方程,联立抛物线方程,利用韦达定理得,再由抛物线弦长公式求;
(2)先求圆心到直线距离,用圆的弦长公式求,联立直线与抛物线求,代入表达式用基本均值不等式求最小值.
【小问1详解】
设过点且斜率为的直线方程为,代入,得.
设,,则,,
所以,则.
【小问2详解】
①因为圆的方程为,所以=.
②联立得,即有.
所以==≥==,
当且仅当时,等号成立,
经检验,满足条件,故的最小值为.
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