内容正文:
必刷小题16 圆锥曲线
一、单项选择题
1.(2023·淄博模拟)双曲线-x2=1的离心率为( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 双曲线-x2=1的焦点在y轴上,a=,b=1,c==2,
所以离心率为==.
2.(2023·郑州模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,以C的上、下顶点和一个焦点为顶点的三角形的面积为48,则椭圆的长轴长为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
答案 D
解析 根据题意,由椭圆的离心率为可得=,
又×2b×c=48,即bc=48,且a2=b2+c2,
故可得a=10,b=8,c=6,则椭圆的长轴长2a=20.
3.(2024·长春模拟)已知M为抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,点M到C的焦点的距离为7,到x轴的距离为5,则p等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
答案 B
解析 抛物线C:x2=2py(p>0)的准线方程为y=-,因为点M到C的焦点的距离为7,到x轴的距离为5,所以=2,所以p=4.
4.(2023·河北衡水中学检测)阿基米德(公元前287年—公元前212年)不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的对称轴为坐标轴,焦点在y轴上,且椭圆C的离心率为,面积为12π,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
答案 A
解析 由题意,设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),
因为椭圆C的离心率为,面积为12π,
所以
解得a2=16,b2=9,
所以椭圆C的方程为+=1.
5.(2024·滁州模拟)已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上且在x轴的下方,若线段PF2的中点在以原点O为圆心,OF2为半径的圆上,则直线PF2的倾斜角为( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 在椭圆+=1中,a=2,b=,c==1,
设线段PF2的中点为M,连接PF1,MF1,如图所示,则F1F2为圆O的一条直径,则F1M⊥PF2,
因为M为PF2的中点,则|PF1|=|F1F2|=2c=2,则|PF2|=2a-|PF1|=2,
所以△PF1F2为等边三角形,由图可知,直线PF2的倾斜角为.
6.(2023·石家庄模拟)已知,点P是抛物线C:y2=4x上的动点,过点P向y轴作垂线,垂足记为点N,点M(3,4),则|PM|+|PN|的最小值是( )
A.2-1 B.-1 C.+1 D.2+1
答案 A
解析 由抛物线C:y2=4x知,焦点F(1,0),准线方程为x=-1,
过点P作抛物线准线的垂线,垂足为Q,如图,
由抛物线定义知|PN|+|PM|=|PQ|-1+|PM|=|PF|+|PM|-1,
当F,P,M三点共线时,|PM|+|PN|取得最小值,则最小值为|MF|-1=-1=2-1.
7.(2023·德州联考)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,曲线C上一点P到x轴的距离为c,且∠PF2F1=120°,则双曲线C的离心率为( )
A.+1 B.
C.+1 D.
答案 B
解析 作PM⊥x轴于点M,如图,
依题意|PM|=c,∠PF2F1=120°,
则∠PF2M=60°,
由题意知F2(c,0),
由sin∠PF2M==,得|PF2|=2c,
由双曲线的定义知|PF1|=2a+2c,而|F1F2|=2c,
在△PF1F2中,由余弦定理得
|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2-2|PF2|·|F1F2|·cos∠PF2F1,
解得2a+2c=2c,即a=(-1)c,
又离心率e=,于是有e=,
所以双曲线C的离心率为.
8.(2023·连云港模拟)直线l:y=-x+1与抛物线C:y2=4x交于A,B两点,圆M过两点A,B且与抛物线C的准线相切,则圆M的半径是( )
A.4 B.10
C.4或10 D.4或12
答案 D
解析 可设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x,可得y2+4y-4=0,
则y1+y2=-4,
即y1+y2=-x1+1-x2+1=-4,
则x1+x2=6,可得AB的中点坐标为P(3,-2),
易知,直线l过抛物线焦点(1,0),
则|AB|=x1+1+x2+1=8,
且AB的垂直平分线方程为y-(-2)=1×(x-3),即y=x-5,
则可设圆M的圆心为M(a,b),半径为r,
所以b=a-5,
则圆M的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,
即(x-a)2+(y-a+5)2=r2,
又圆心M(a,b)到直线l: y=-x+1的距离d==,且满足2+d2=r2,
则16+2(a-3)2=r2,①
又因为圆M与抛物线C的准线相切,所以|a+1|=r,
即(a+1)2=r2,②
①②联立解得或
二、多项选择题
9.(2023·济南模拟)已知双曲线C:-=1(m>0),则下列说法正确的是( )
A.双曲线C的实轴长为2
B.双曲线C的焦点到渐近线的距离为m
C.若(2,0)是双曲线C的一个焦点,则m=2
D.若双曲线C的两条渐近线相互垂直,则m=2
答案 CD
解析 由双曲线C:-=1,
得a=,b=,c=,
则双曲线C的实轴长为2,故A错误;
双曲线的渐近线方程为y=±x,
即x±y=0,
取右焦点(,0)和渐近线x+y=0,
则右焦点(,0)到渐近线x+y=0的距离为=,故B错误;
因为(2,0)是双曲线C的一个焦点,
所以c==2,则m=2,故C正确;
因为渐近线y=x和y=-x垂直,
所以·=-1,解得m=2,故D正确.
10.已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P为椭圆C上一动点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为
B.|PF1|的最大值为6
C.△F1PF2的周长为10
D.存在点P,使得△F1PF2为等边三角形
答案 ABD
解析 由椭圆C:+=1,
可得a=4,b=2,则c==2,
对于选项A,椭圆C的离心率e==,故A正确;
对于选项B,当点P为椭圆C的右顶点时,可得|PF1|max=a+c=6,故B正确;
对于选项C,△F1PF2的周长为2a+2c=12,故C错误;
对于选项D,当点P为椭圆C的短轴的端点时,可得|PF1|=|PF2|=a=4,|F1F2|=2c=4,此时△F1PF2为等边三角形,故D正确.
11.(2023·潍坊模拟)已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是( )
A.点F的坐标为
B.若直线MN过点F,则x1x2=-
C.若=λ,则|MN|的最小值为
D.若|MF|+|NF|=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
答案 BCD
解析 易知点F的坐标为,选项A错误;
根据抛物线的性质知,MN过焦点F时,
x1x2=-p2=-,选项B正确;
若=λ,则MN过点F,则|MN|的最小值即抛物线通径的长,为2p,即,选项C正确;
抛物线x2=y的焦点为,
准线方程为y=-,
过点M,N,P分别作准线的垂线MM′,NN′,PP′,垂足分别为M′,N′,P′(图略),
所以|MM′|=|MF|,|NN′|=|NF|.
所以|MM′|+|NN′|=|MF|+|NF|=,
所以线段|PP′|==,
所以线段MN的中点P到x轴的距离为|PP′|-=-=,选项D正确.
12.(2023·湖北四地联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,长轴长为4,点P(,1)在椭圆C外,点Q在椭圆C上,则( )
A.椭圆C的离心率的取值范围是
B.当椭圆C的离心率为时,|QF1|的取值范围是[2-,2+]
C.存在点Q使得·=0
D.+的最小值为1
答案 BCD
解析 由题意得a=2,
又点P(,1)在椭圆C外,
则+>1,解得b<,
所以椭圆C的离心率e==>,
即椭圆C的离心率的取值范围是,故A不正确;
当e=时,c=,b==1,
所以|QF1|的取值范围是[a-c,a+c],
即[2-,2+],故B正确;
设椭圆的上顶点为A(0,b),F1(-c,0),F2(c,0),
由于·=b2-c2=2b2-a2<0,
所以存在点Q使得·=0,故C正确;
(|QF1|+|QF2|)=2++≥2+2=4,
当且仅当|QF1|=|QF2|=2时,等号成立,
又|QF1|+|QF2|=4,
所以+≥1,故D正确.
三、填空题
13.(2023·烟台模拟)写出一个满足以下三个条件的椭圆的方程________________.
①中心为坐标原点;②焦点在坐标轴上;
③离心率为.
答案 +=1(答案不唯一)
解析 只要椭圆方程形如+=1(m>0)或+=1(m>0)即可.
14.(2023·衡水中学模拟)若双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,则其两条渐近线所成的锐角为________.
答案
解析 ∵=2,∴=4,故=4,∴=,
∴两条渐近线方程为y=±x,
∴两条渐近线所成的锐角为.
15.(2024·海东模拟)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:与相关的代数问题可以转化为点A(x,y)与点B(a,b)之间距离的几何问题.结合上述观点,可得方程+=4的解是________.
答案 x=±
解析 因为+=4,所以+=4,可转化为点(x,2)到点(-2,0)和点(2,0)的距离之和为4,所以点(x,2)在椭圆+=1上,则+=1,解得x=±.
16.(2023·永州模拟)已知点N(a,2)(a>0)在抛物线C:y2=2px(0<p<2a)上,F为抛物线C的焦点,圆N与直线x=交于A,B两点,与线段NF交于点R,且|AB|=2|RF|.若R是线段NF上靠近F的四等分点,则抛物线C的方程为________________.
答案 y2=4x
解析 由抛物线C:y2=2px(0<p<2a)可知F,
设|NF|=4t(t>0),
则|RF|=t,|AB|=2|RF|=2t,则|NR|=3t,
故2+2=|NB|2=|NR|2,即2+(t)2=9t2;①
又点N(a,2)(a>0)在抛物线C:y2=2px(0<p<2a)上,故|NF|=a+=4t,②
且12=2pa,即pa=6,③
①②联立得12a2-20ap+3p2=0,
得2a=3p或6a=p,
由于0<p<2a,故2a=3p,结合③,
解得p=2,故抛物线方程为y2=4x.
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