内容正文:
平面解析几何单元检测卷
考试时间120分钟,满分150分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”.
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效.
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回.
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,只有一项符合题目要求.
1.
过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
2.
已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
3.
双曲线的一个焦点为,则的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
4.
圆:与圆:的公切线条数为( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
5.
已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线的垂线,与的右支交于点.若的面积为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6.
若圆上到直线的距离为的点有且仅有2个,则半径的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.
如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,为上位于第一象限内的一点,中的外角平分线与轴交于点,关于的对称点为,若的离心率为,则的面积与的面积之比的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.
已知椭圆方程为,过点的直线交椭圆于、两点,过点且平行于轴的直线与线段交于点,点关于点的对称点为,则直线一定过点( )
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,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.
已知实数满足,下列说法正确的是( )
A.的最小值为
B.的最小值为
C.的最大值为49
D.点到直线的距离的最大值为
10.
抛物线的焦点为F,下列说法正确的是( )
A.过的直线与抛物线交于,两点,的最小值为4
B.点到的距离为3
C.点在抛物线上,,则的坐标为
D.直线与抛物线交于,两点,若,则
11.
抛物线的光学性质:从抛物线的焦点发出的光线,经抛物线反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴.探照灯就是利用了这个光学性质.如图,某探照灯的轴截面是抛物线的一部分,其方程为,焦点为,光线从点出发,经抛物线反射,反射光线所在直线为,,若,则所在直线的方程为,为抛物线上的动点.下列选项正确的是( )
A.抛物线的方程为
B.若直线过点,且倾斜角为,且,则的值为3
C.若直线过点,,则的面积为
D.若,当取得最大值时,的值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.
设点、,若直线关于对称的直线与圆有公共点,则的取值范围是 .
13.
已知是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们关于原点对称的两个交点,的平分线交于点M,且,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为 .
14.
已知椭圆的左、右焦点分别为,经过且倾斜角为的直线与椭圆交于两点(其中点在轴上方).将平面沿x轴向上折叠,使二面角为直二面角,如图所示,折叠后在新图形中对应点记为,若,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.
已知直线,该直线与圆交于两点,且.
(1)求的值;
(2)直线,
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求过点且与圆相切的直线方程.
16.
已知双曲线的虚轴长为,且渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)设为坐标原点,为的右焦点,过的直线与交于两点.
(i)若点均在的右支上,且的面积是面积的倍,求;
(ii)证明:不存在直线,使得.
17.
已知椭圆的长轴长为4,焦距为,过点的直线与交于,两点,过点,作直线的垂线,垂足分别为,(,两点不重合).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为45°,求的中点坐标;
(3)记直线,的斜率分别为,,求的取值范围.
18.
已知是抛物线的焦点,过焦点的最短弦长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过动点作抛物线的两条切线,切点为,,直线与抛物线交于在第一象限).
①求证:点在定直线上;
②记的面积分别为,当时,求点的坐标.
19.
已知椭圆的短轴长为2,左、右焦点分别为,过点的直线l与椭圆C交于M,N两点,其中M,N分别在x轴上方和下方,点P、Q分别是和的中点,、分别是和的重心.
(1)若,求椭圆C的方程;
(2)在(1)的条件下,过点并垂直于x轴的直线交椭圆C于点B,椭圆上不同的两点A,D满足成等差数列,求弦AD的中垂线的纵截距的取值范围;
(3)若总成立,求实数a的取值范围.
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平面解析几何单元检测卷
考试时间120分钟,满分150分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”.
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效.
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回.
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,只有一项符合题目要求.
1.
过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】由两条直线平行求方程
【分析】先根据已知直线方程设出与已知直线平行的直线,再代入坐标求出方程.
【详解】直线的斜率为,所求直线与其平行,故其斜率为,
又直线过点,则所求直线的方程为,即.
故选:C
2.
已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】两圆的公共弦长
【分析】两圆方程作差得到公共弦所在直线方程,再利用垂径定理及勾股定理计算可得.
【详解】圆,即的圆心,半径;
圆,即的圆心,半径,
而,,则两圆相交,其公共弦所在方程为,
点到的距离,
所以.
故选:A
3.
双曲线的一个焦点为,则的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由题意求出,再由渐近线的定义即可得解.
【详解】依题意,由为双曲线的焦点得,所以,
故渐近线方程为.
故选:C
4.
圆:与圆:的公切线条数为( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【知识点】判断圆与圆的位置关系、圆的公切线条数
【分析】 根据两圆的位置关系可判断两圆公切线的条数.
【详解】圆:,圆心,,圆:,圆心,半径,
, 因为,所以圆与圆相交,故公切线的条数为2.
故选:C
5.
已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线的垂线,与的右支交于点.若的面积为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】根据给定条件,结合三角形面积求出点坐标,再由点在双曲线上建立方程求出离心率.
【详解】设,显然点在第一象限,
由的面积为,得,解得,
由直线,得直线方程为,则,
又,则,整理得,,
所以双曲线的离心率为.
故选:A
6.
若圆上到直线的距离为的点有且仅有2个,则半径的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求点到直线的距离、由标准方程确定圆心和半径、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】先确定圆心到直线的距离,再由题意得到,进而求解即可.
【详解】由圆,圆心为,半径为,
则圆心到直线的距离为,
因为圆上的点到直线的距离为的点有且仅有2个,所以,
解得,
即r的取值范围是.
故选:C.
7.
如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,为上位于第一象限内的一点,中的外角平分线与轴交于点,关于的对称点为,若的离心率为,则的面积与的面积之比的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】三角形面积公式及其应用、椭圆中三角形(四边形)的面积
【分析】设,由外角平分线的性质可得到,然后利用三角形的面积公式把两三角形的面积用表示出来,求值域即可.
【详解】设,由已知得,
由外角平分线性质得,
所以,所以,
设,则,
所以的面积与的面积之比为
,
因为,所以.
故选:C.
8.
已知椭圆方程为,过点的直线交椭圆于、两点,过点且平行于轴的直线与线段交于点,点关于点的对称点为,则直线一定过点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据直线与椭圆的位置关系求参数或范围、椭圆中的直线过定点问题、根据韦达定理求参数
【分析】先根据两条特殊直线的交点,判断定点的坐标,再设过点P的一般方程,联立椭圆方程,得到韦达定理,求得直线的方程,并代入定点坐标,验证是否成立,即可判断是否过定点.
【详解】因为,所以,
①假设过点的直线过原点,则,代入,
可得,代入方程,可得
,由得到.求得FN方程:
,过点.
②分析知过点的直线斜率一定存在,设.
联立
得,
可得,
则
因为点的横坐标与点的横坐标相等为,且点与点关于点对称,所以点的横坐标也为,
又,则,根据中点坐标公式计算得,
直线的斜率,直线的方程为,
假设直线经过定点,代入为验证,
即验证,
即验证,
即验证,
将韦达定理及得出的式子代入,得恒成立.
所以直线过点.
故选: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,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.
已知实数满足,下列说法正确的是( )
A.的最小值为
B.的最小值为
C.的最大值为49
D.点到直线的距离的最大值为
【答案】BCD
【知识点】求点到直线的距离、定点到圆上点的最值(范围)、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】设,利用点到直线的距离公式求得的范围判断A;设,利用点到直线的距离公式求得的范围判断B;表示圆上的点到的距离的平方,求得可求最大值判断C;求得点到直线的距离,进而可求点到直线的距离的最大值判断D.
【详解】方程表示以为圆心,半径的圆,
对于A,设,则,因为点在圆上,
所以,整理得,解得,
所以的最小值为,故A错误;
对于B,设,则,因为点在圆上,
所以,整理得,解得,
所以的最小值为,故B正确;
对于C,表示圆上的点到的距离的平方,
设圆上的点到的距离,
又,所以,即,
所以的最大值为49,故C正确;
对于D,点到直线的距离,
所以点到直线的距离的最大值为,故D正确.
故选:BCD.
10.
抛物线的焦点为F,下列说法正确的是( )
A.过的直线与抛物线交于,两点,的最小值为4
B.点到的距离为3
C.点在抛物线上,,则的坐标为
D.直线与抛物线交于,两点,若,则
【答案】AC
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、抛物线的焦半径公式、与抛物线焦点弦有关的几何性质、直线与抛物线交点相关问题
【分析】利用焦半径公式判断A,利用两点间记录公式判断B,利用抛物线的定义结合点在抛物线上判断C,利用直线与抛物线的位置关系并结合题意判断D即可.
【详解】对于A,如图,抛物线的焦点为,设,
所以,
当轴时,取最小值,此时,
所以的最小值为4,故A正确;
对于B:因为,所以,故B错误;
对于C:因为点在抛物线上,所以点与的距离等于到准线的距离,
即,解得,得到的横坐标为4,
则,解得,即,故C正确;
对于D:因为直线与抛物线交于,两点,直线过,
联立直线与抛物线方程得,化简得.
设,则,
因为,所以
,
不存在满足题意,故D错误.
故选:AC.
11.
抛物线的光学性质:从抛物线的焦点发出的光线,经抛物线反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴.探照灯就是利用了这个光学性质.如图,某探照灯的轴截面是抛物线的一部分,其方程为,焦点为,光线从点出发,经抛物线反射,反射光线所在直线为,,若,则所在直线的方程为,为抛物线上的动点.下列选项正确的是( )
A.抛物线的方程为
B.若直线过点,且倾斜角为,且,则的值为3
C.若直线过点,,则的面积为
D.若,当取得最大值时,的值为
【答案】ABD
【知识点】抛物线的焦半径公式、根据抛物线上的点求标准方程、抛物线中的三角形或四边形面积问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】根据点在抛物线上计算得出判断A,应用焦半径公式计算判断B,联立方程组得出韦达定理计算面积判断C,两点间距离公式结合焦半径公式计算应用基本不等式计算判断D.
【详解】对于A,因为,所在直线的方程为,所以,,
所以,所以,解得或,
因为,所以,即抛物线的方程为,故A正确.
对于B,抛物线的焦点坐标为,直线的倾斜角为,所以直线的方程为.
设直线与抛物线的交点为,,
联立直线与抛物线的方程,消去并整理,得,解得,,
,,,所以的值为3,故B正确.
对于C,由题意不妨设,,如图所示,
,所以,.
设直线的方程为,
由消去得.
所以,所以,,所以,故C错误.
对于D,由题意,抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
设,由为抛物线上一点,可得,
因为,所以,
所以,
由基本不等式得,当且仅当,即时,等号成立,
此时取得最大值,所以,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.
设点、,若直线关于对称的直线与圆有公共点,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】直线关于直线对称问题、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】求出直线关于对称的直线的方程,根据直线与圆有公共点,可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】点关于直线的对称点为,且点在直线上,
,所以直线的方程为,
即直线的方程为,
由题意可知,若直线关于对称的直线为直线,
圆的圆心为,半径为,
所以圆心到直线的距离为,
整理可得,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:.
13.
已知是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们关于原点对称的两个交点,的平分线交于点M,且,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为 .
【答案】1
【知识点】基本不等式求和的最小值、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,焦距为,利用椭圆与双曲线的性质、以及余弦定理,求得,得到,再应用“1”的代换及基本不等式求目标式的最小值,即可得到答案.
【详解】不妨设椭圆和双曲线的中心均在原点,对称轴均为坐标轴,如图所示,
设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,焦距为,
设点在第一象限,根据椭圆及双曲线的定义,得,
所以,
因为,所以,
根据对称性知四边形为平行四边形,所以,
所以为等边三角形,所以,
在中,由余弦定理得,
化简得,所以,
则,
当且仅当,即时等号成立,故的最小值是1.
故答案为:1.
14.
已知椭圆的左、右焦点分别为,经过且倾斜角为的直线与椭圆交于两点(其中点在轴上方).将平面沿x轴向上折叠,使二面角为直二面角,如图所示,折叠后在新图形中对应点记为,若,则 .
【答案】
【知识点】空间向量模长的坐标表示、根据直线与椭圆的位置关系求参数或范围、根据韦达定理求参数
【分析】设折叠前,表示折叠后点的坐标,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理结合建立关系,求出,即得的值.
【详解】折叠后仍以轴为轴,轴原位置仍为轴,折叠后轴的正方向为轴正方向,建立空间直角坐标系,
折叠前设,易得,设直线
由得,
折叠后
化简得,即.
因,则可得,即.
又,则,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.
已知直线,该直线与圆交于两点,且.
(1)求的值;
(2)直线,
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求过点且与圆相切的直线方程.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,(ii)或
【知识点】直线过定点问题、过圆外一点的圆的切线方程、已知圆的弦长求方程或参数
【分析】(1)将圆化为标准方程,求圆心到直线的距离,结合弦长公式求半径,进而求出的值.
(2)(i)将直线方程整理为含参数的形式,解方程组确定直线所过的定点坐标.
(ii)分切线斜率存在与不存在两种情况,利用“圆心到直线的距离等于半径”求解切线方程.
【详解】(1)的标准方程为,故圆心为,
,故,
故
(2)(i)直线方程可化为,
故,
∴直线过定点.
(ii),
由于在圆外,故当切线斜率不存在时,方程为,满足题意,
当切线斜率存在时,设其方程为:,
则,解得,
故方程为,
综上所述切线方程为:或.
16.
已知双曲线的虚轴长为,且渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)设为坐标原点,为的右焦点,过的直线与交于两点.
(i)若点均在的右支上,且的面积是面积的倍,求;
(ii)证明:不存在直线,使得.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程、求双曲线中的弦长、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、根据韦达定理求参数
【分析】(1)根据双曲线渐近线方程,结合虚轴长定义进行求解即可;
(2)(i)设出直线的方程与双曲线方程联立,根据面积关系得到两点纵坐标的关系,结合一元二次方程根与系数关系、根的判别式、双曲线弦长公式进行求解即可;
(ii)分斜率为和斜率不为两种情况,结合(1)中的结论进行求解证明即可.
【详解】(1)由题意得的渐近线方程为,
由的渐近线方程为得,
又,所以,
所以,
故双曲线的方程为;
(2)(i)由(1)可知,
由题意得直线的斜率存在且不为,
设直线的方程为,不妨设,
联立 整理得,
则,即,
①,
由得②,由①②得
,
故
;
(ii)当直线的斜率为时为的两顶点,
此时;
当直线的斜率不为时,设直线的方程为,
,
由(i)知,
则,
因为,
所以与不垂直,即无论取何值,都有成立,
综上,不存在直线,使得.
17.
已知椭圆的长轴长为4,焦距为,过点的直线与交于,两点,过点,作直线的垂线,垂足分别为,(,两点不重合).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为45°,求的中点坐标;
(3)记直线,的斜率分别为,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】已知两点求斜率、根据a、b、c求椭圆标准方程、根据直线与椭圆的位置关系求参数或范围、根据韦达定理求参数
【分析】(1)根据椭圆过点及列方程组求解;
(2)设,联立直线和椭圆方程得到韦达定理,再求出点的中点坐标;
(3)已知得到,联立直线和椭圆方程得到韦达定理,再把韦达定理代入化简结合不等式性质计算求解.
【详解】(1)由题得,
所以椭圆的方程为.
(2)设,
因为直线的倾斜角为45°,所以,
联立,所以,
所以,
所以,,
所以的中点坐标为;
(3)设,,
由,化简为,
,则,,
又
,
因为,所以,即,所以.
所以的取值范围为.
18.
已知是抛物线的焦点,过焦点的最短弦长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过动点作抛物线的两条切线,切点为,,直线与抛物线交于在第一象限).
①求证:点在定直线上;
②记的面积分别为,当时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【知识点】根据抛物线上的点求标准方程、抛物线中的三角形或四边形面积问题、抛物线中的直线过定点问题、直线与抛物线交点相关问题
【分析】(1)由抛物线的性质,得到,求得,即可得到抛物线的标准方程;
(2)①设,利用导数的几何意义,求得切线方程为和,得到直线的方程为,结合,列出方程,即可求解;②由①得到直线,直线,联立抛物线方程,利用韦达定理得到间的关系,结合,求得,联立方程,即可求解.
【详解】(1)解:由抛物线的性质,可得抛物线中过焦点最短的弦长为通径,即,得到,
故抛物线的标准方程为.
(2)解:①设,由,得到,所以,
则直线,即,同理可得,,
又点在切线上,所以,
故直线的方程为,即,
因为,所以,
又因为,所以,可得,所以点在定直线上,
②设
由①有直线,过点,直线,
联立方程组,整理得,所以,
又由方程组,整理得,所以,
因为,
因为在第一象限,所以,
又因为,且,可得,得到,
两式相乘可得,
因为,所以,得到,
所以,解得,
由 ,解得或,
当时,;
当时,,
又因为,所以,所以.
19.
已知椭圆的短轴长为2,左、右焦点分别为,过点的直线l与椭圆C交于M,N两点,其中M,N分别在x轴上方和下方,点P、Q分别是和的中点,、分别是和的重心.
(1)若,求椭圆C的方程;
(2)在(1)的条件下,过点并垂直于x轴的直线交椭圆C于点B,椭圆上不同的两点A,D满足成等差数列,求弦AD的中垂线的纵截距的取值范围;
(3)若总成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、根据椭圆过的点求标准方程、椭圆中三角形(四边形)的面积、根据韦达定理求参数
【分析】(1)由已知可知,将代入椭圆方程,即可求解;
(2)设,,,,中点,,利用弦长公式,分别求出,,再利用点差法整体代入,根据点在椭圆内部,即可求解;
(3)根据重心性质及面积公式得,再结合,构造不等式组求得,根据函数单调性可得的范围,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理求解即可.
【详解】(1)椭圆 短轴长为2,则有,故椭圆,
将代入椭圆方程得,解得,
所以椭圆C的方程为;
(2)由题可得,进而可得,.
设中点,由弦长公式
,
,,
同理,代入可得,
当AD斜率存在时两式作差可得,
,∴
弦AD的中垂线方程为,
当时,纵截距,即AD的中垂线的纵截距.
在椭圆内,,得,且.
当AD斜率不存在时,AD的中垂线为轴,在轴上的截距为.
综上所述,即弦AD的中垂线的纵截距的取值范围为.
(3)点分别为的重心,设,
设点,
则根据重心性质及面积公式得,,
而,
∴,
,
,即,
则,令,
任取,有,
时,,,,
,即;
时,,,,
,即;
则在上单调递增,在上单调递减,
,,
可得,即,
设直线,则联立椭圆方程得,
消元化简得,,
,
,
对任意的恒成立,
即,故实数的取值范围为.
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