第2章 4.2 课后达标检测-【优学精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修一同步教参(北师大版)
2026-09-13
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摘要:
本讲义聚焦高中数学圆锥曲线核心知识点,系统梳理抛物线、椭圆、双曲线的定义、几何性质及直线与圆锥曲线的位置关系。从定义(如抛物线焦点、椭圆离心率)到性质应用(渐近线、中点弦斜率),再到综合问题(弦长计算、面积最值、向量数量积),构建从基础理解到综合应用的学习支架。
该资料题目类型丰富(选择、填空、解答),覆盖不同难度层次,注重通性通法(联立方程、韦达定理、点差法)。通过中点弦问题用点差法推理、弦长计算结合韦达定理运算等实例,培养数学思维中的推理能力和运算能力,提升数学眼光中的抽象能力与创新意识。课中辅助教师分层教学,课后帮助学生巩固方法、查漏补缺。
内容正文:
1.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(-2,0)且斜率为的直线与C交于M,N两点,则·=( )
A.5 B.6
C.7 D.8
解析:选D.过点(-2,0)且斜率为的直线的方程为y=(x+2),由
得x2-5x+4=0,解得x=1或x=4,所以或不妨设M(1,2),N(4,4),易知F(1,0),所以=(0,2),=(3,4),所以·=8.故选D.
2.已知椭圆C:+y2=1上两点A,B,若AB的中点为D,直线OD的斜率等于1,则直线AB的斜率为( )
A.-1 B.1
C.- D.-
解析:选D.设A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0),则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,则两式相减得+y-y=0,整理得=-·=-·,即kAB=-·=-.故选D.
3.过双曲线x2-y2=4的右焦点F作倾斜角为30°的直线,交双曲线于A,B两点,则弦长|AB|=( )
A.4 B.6
C.8 D.10
解析:选C.由双曲线x2-y2=4,得a=b=2,c=2,右焦点为F(2,0),倾斜角θ=30°,直线斜率k=,则直线方程为x=y+2,联立消去x得y2+2y+2=0,由根与系数的关系知
代入弦长公式|AB|=|y1-y2|=2
=2=8.故选C.
4.已知直线l交椭圆C:+=1于A,B两点,若点M(1,2)为A,B两点的中点,则直线l的斜率为( )
A. B.-
C. D.-
解析:选D.依题意可知直线l的斜率存在且不为0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则
两式相减并化简得-=·,即-=·,则=-,所以直线l的斜率为-.故选D.
5.(2026·驻马店月考)已知A,B是抛物线C:y2=x上的两点,A与B关于x轴对称,点D(3,0),则|AB|2+|AD|2的最小值为( )
A.8 B.
C. D.12
解析:选B.设A(x1,y1),则y=x1,B(x1,-y1),
所以|AB|2+|AD|2=(2y1)2+(x1-3)2+y
=x-6x1+9+5y=x-6x1+9+5x1=x-x1+9=(x1-)2+.
因为x1>0,所以当x1=时,|AB|2+|AD|2取得最小值,且最小值为.
6.(多选)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,其准线与x轴相交于点M,经过点M且斜率为k的直线l与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则下列结论中正确的是( )
A.x1x2=4
B.y1y2=8
C.k的取值范围是(-1,1)
D.k=时,以AB为直径的圆经过点F
解析:选AD.
由题意可得,F(2,0),准线x=-2,则M(-2,0),设直线l的方程为y=k(x+2),A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程得消去y得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,可得
解得-1<k<1且k≠0,故C错误;则x1+x2=-,x1x2==4,故A正确;可得yy=8x1×8x2=64x1x2=64×4=256,易知y1,y2同号,所以y1y2=16,故B错误;因为=(x1-2,y1),=(x2-2,y2),所以·=(x1-2)(x2-2)+y1y2=x1x2-2(x1+x2)+4+y1y2=4-2×(-)+4+16=32-,当k=时,·=0,此时∠AFB为直角,即以AB为直径的圆经过点F,故D正确.故选AD.
7.过椭圆+=1内一点P(3,1),且被这点平分的弦所在直线的方程是______________.
解析:设该直线与椭圆的两个交点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6,y1+y2=2,又两式相减得+=0,则+=0,则=-,则所求直线方程为y=-(x-3)+1,即3x+4y-13=0,经检验3x+4y-13=0符合题意.
答案:3x+4y-13=0
8.已知抛物线y=x2的焦点为F,过点F的直线l与抛物线交于A,B两点,且=4,O为坐标原点,则△OAB的面积为____________.
解析:由已知得F(0,1),设直线l的方程为y=kx+1,代入x2=4y,整理得x2-4kx-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),故Δ=16k2-4×(-4)=16k2+16>0,x1+x2=4k,①x1x2=-4,②又=4,故x1=-4x2,③由①②③解得k2=,此时,|AB|=y1+y2+2=k(x1+x2)+4=4(k2+1),点O到直线AB的距离为d=,故△OAB的面积为S=|AB|·d=2=.
答案:
9.已知抛物线y2=8x,过动点M(a,0),且斜率为1的直线l与抛物线交于不同的两点A,B,若|AB|≤8,则实数a的取值范围是________.
解析:由题意可得直线l的方程为y=x-a,将y=x-a代入y2=8x,得x2-2(a+4)x+a2=0,则Δ=4(a+4)2-4a2>0,解得a>-2.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2(a+4),x1x2=a2,所以|AB|==≤8,即≤1.又a>-2,所以-2<a≤-1.
答案:(-2,-1]
10.(13分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴长为4,且椭圆C的离心率为,其左、右焦点分别为F1,F2.
(1)求椭圆C的标准方程;(4分)
(2)设斜率为且过F2的直线l与椭圆C交于P,Q两点,求弦长|PQ|.(9分)
解:(1)由题意可知2a=4,则a=2,因为e==,所以c=1,则b==,
所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)因为F2(1,0),直线l过F2且斜率为,所以直线l:y=(x-1),
联立得5x2-8x=0(*),
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
方法一:由(*)可得x1=0,x2=,
得P(0,-),Q(,),
所以|PQ|=
==.
方法二:由(*)可得x1+x2=,x1x2=0,
所以|PQ|==×=.
11.已知双曲线y2-=1与不过原点O且不平行于坐标轴的直线l相交于M,N两点,线段MN的中点为P,设直线l的斜率为k1,直线OP的斜率为k2,则k1k2=( )
A. B.-
C.2 D.-2
解析:选A.设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x0,y0),则y-=1,y-=1,两式相减可得(y1-y2)(y1+y2)=,所以直线l的斜率k1===,直线OP的斜率k2=,k1k2=·=.故选A.
12.(多选)(2026·连云港月考)已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),P为椭圆上一动点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆离心率为
B.△PF1F2面积的最大值为
C.|PF1|·|PF2|的取值范围为[3,4]
D.若H(1,1),则|PF1|+|PH|的最大值为6
解析:选BC.对于A,由椭圆方程知,长半轴长a=2,短半轴长b=,半焦距c=1,所以椭圆离心率e==,A错误;对于B,设点P(x0,y0),则S△PF1F2=|F1F2|·|y0|=|y0|,所以当P为椭圆短轴端点时,△PF1F2面积取得最大值,B正确;对于C,由椭圆定义知,|PF1|+|PF2|=2a=4,所以|PF1|·|PF2|=|PF1|·(4-|PF1|)=-|PF1|2+4|PF1|=-(|PF1|-2)2+4.
因为|PF1|min=a-c=1,|PF1|max=a+c=3,所以当|PF1|=2时,(|PF1|·|PF2|)max=4;
当|PF1|=1或3时,(|PF1|·|PF2|)min=3,所以|PF1|·|PF2|的取值范围为[3,4],C正确;
对于D,由椭圆定义知,|PF1|=4-|PF2|,
所以|PF1|+|PH|=4+|PH|-|PF2|≤4+|F2H|(当且仅当P,F2,H三点共线时取等号,即P位于图中P′处时取等号),又|F2H|=1,所以|PF1|+|PH|≤5,即|PF1|+|PH|的最大值为5,D错误.
13.若两焦点为F1,F2的双曲线上一点P满足k||PF1|-|PF2||=|PF1||PF2|,则称P为该双曲线的“k阶和谐点”.若双曲线E:-=1存在“k阶和谐点”,则k的最小值为________.
解析:对于双曲线E:-=1,
有F1(-4,0),F2(4,0),||PF1|-|PF2||=2a=4,所以k=,
设P(x,y),则y2=3x2-12,所以|PF1|===2|x+1|,|PF2|===2|x-1|,故k==|x2-1|,因为|x|≥2,所以x2≥4,所以k=|x2-1|≥3,即k的最小值为3.
答案:3
14.(13分)(2026·青岛期中)已知双曲线C的其中一个焦点坐标为(,0),且与双曲线x2-y2=2有相同渐近线.
(1)求双曲线C的方程;(5分)
(2)若直线l:y=kx-1与双曲线C交于A,B两点,O为坐标原点,且△AOB的面积是,求实数k的值.(8分)
解:(1)由c=,渐近线方程为y=±x,即a=b,且a2+b2=c2,得a=1,b=1,所以双曲线C的方程为x2-y2=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程消去y整理得(1-k2)x2+2kx-2=0,Δ=8-4k2>0.
所以x1+x2=,x1x2=,因为直线l:y=kx-1恒过定点D(0,-1),
则当x1x2<0时,S△AOB=S△OAD+S△OBD=|x1-x2|=;
当x1x2>0时,S△AOB=|S△OAD-S△OBD|=|x1-x2|=.
综上可知,|x1-x2|=2,所以(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=(2)2.
即()2+=8,
解得k=0或k=±.
经检验,k=0或k=±都满足Δ>0,所以k=0或k=±.
15.(15分)已知动圆Q与直线l:x=-相切且与圆F:(x-1)2+y2=外切.
(1)求圆心Q的轨迹Γ的方程;(5分)
(2)若过定点F(1,0)的两条相互垂直的直线lAC,lBD交曲线Γ于A,C,B,D四点,求四边形ABCD面积的最小值.(10分)
解:(1)圆F:(x-1)2+y2=的圆心为F(1,0),半径r=,直线l:x=-与圆F相离,且在圆
F左侧,设圆心Q的坐标为(x,y),动圆Q的半径为R,由动圆Q与直线l:x=-相切,得R=x+,由两圆外切,得=R+r,即=x+1,化简得y2=4x,
所以圆心Q的轨迹Γ的方程为y2=4x.
(2)显然直线lAC,lBD均不垂直于y轴,设直线lAC的斜率为k,则直线lBD的斜率为-,直线lAC的方程为y=k(x-1),由消去y得,k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
设A(x1,y1),C(x2,y2),则x1+x2=,|AC|=|AF|+|CF|=x1+x2+2=4(1+),同理得|BD|=4(1+k2),四边形ABCD的面积为S=|AC|·|BD|=8(1+)(1+k2)=16+8·(k2+)≥16+8·2=32,当且仅当k2=,即k=±1时取等号,所以四边形ABCD面积的最小值为32.
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