内容正文:
周周练6 章末检测——圆锥曲线
(满分:150分 时间:120分钟)
一、单项选择题(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.(2026·沙坪坝期中)抛物线y=4x2的焦点坐标为( )
A.(2,0) B.(0,2)
C.(0,) D.(,0)
解析:选C.根据y=4x2,可得x2=y,所以焦点坐标为(0,).
2.双曲线-x2=1的一条渐近线方程为( )
A.y=x B.y=x
C.y=3x D.y=x
解析:选B.双曲线-x2=1的焦点在y轴上,且a2=3,b2=1,则a=,b=1,所以双曲线-x2=1的渐近线方程为y=±x=±x.
3.已知椭圆C:+=1(a>2)的焦距为4,则椭圆C的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.根据题意,可知椭圆C的焦点位于x轴上,c=2,b2=4,所以a2=b2+c2=8,即a=2,所以椭圆C的离心率为e==.
4.(2026·绵阳月考)已知双曲线-=1(a>0)的两个焦点为F1,F2,焦距为8,M是双曲线上一点,且|MF1|=5,则|MF2|=( )
A.1或9 B.9
C.1 D.10
解析:选B.设焦距为2c,由题意得2c=8,即c=4,又c2=a2+b2=a2+12=16,所以a2=4,即a=2,由双曲线定义可得||MF1|-|MF2||=2a=4,即|5-|MF2||=4,解得|MF2|=1或9,又|MF1|+|MF2|≥|F1F2|,即5+|MF2|≥8,所以|MF2|≥3,所以|MF2|=9.
5.(2026·辽宁月考)已知抛物线E:x2=4y,圆C:x2+(y-4)2=1,P为抛物线E上一点,Q为圆C上一点,则|PQ|的最小值为( )
A.2-1 B.2-1
C.3 D.4
解析:选A.设P(x0,y0)(y0≥0),
由题意得x=4y0,C(0,4),则|PQ|≥|PC|-1=-1=-1=-1≥2-1.当y0=2且点Q为线段PC与圆C的交点时等号成立,所以|PQ|的最小值为2-1.
6.设O为坐标原点,从椭圆+=1(a>b>0)上一点P向x轴作垂线,垂足恰好为左焦点F,点A,B分别是椭圆的右顶点和上顶点,且AB∥OP,则tan ∠BAO=( )
A. B.
C. D.
解析:选C.如图所示,
因为F是椭圆+=1(a>b>0)的左焦点,所以F(-c,0),A(a,0),B(0,b),因为P是椭圆上的一点,PF⊥x轴,将x=-c代入+=1得+=1,所以y=±,又OP∥AB,所以P(-c,),kOP=kAB,即-=,整理得b=c,所以tan ∠BAO===.
7.(2026·重庆期中)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=8,则双曲线的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:选C.由题意可得图象如图所示,CD是双曲线的
一条渐近线y=x,即bx-ay=0,右焦点F(c,0),AC⊥CD,BD⊥CD,FE⊥CD,则四边形ACDB是梯形,F是AB的中点,|EF|==4,|EF|==b,所以b=4,又双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,即=,可得=3,解得a=2,则双曲线的方程为-=1.
8.
曲线|y|=cos x+1(0≤x≤π)和曲线x2+(|y|-1)2=1(x≤0)组合围成“心形图”(如图所示),记“心形图”为曲线C,则曲线C所围成的“心形”区域的面积等于( )
A.π+6 B.π+8
C.3π D.4π
解析:选C.如图所示,
设F(π,0),E(0,2),线段EF的中点为G(,1),因为曲线y=cos x+1(0≤x≤π)关于点G对称,所以可将曲线y=cos x+1(0≤x≤π)与x轴、y轴围成的区域割补为直角三角形OEF的区域,于是曲线y=cos x+1(0≤x≤π)与x轴、y轴围成的区域面积就是直角三角形OEF的面积,即S△OEF=|OE|·|OF|=×2×π=π;根据对称性,可得曲线y=-cos x-1(0≤x≤π)与x轴、y轴围成的区域面积为π,又曲线C所围成的“心形”区域中,两个半圆的面积为×π×12+×π×12=π,所以曲线C所围成的“心形”区域的面积等于π+π+π=3π.
二、多项选择题(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.已知O为坐标原点,抛物线C:y2=4x的焦点为F,点M(x0,y0)在抛物线C上,若|MF|=4,则( )
A.x0=3 B.y0=3
C.|OM|= D.F的坐标为(0,1)
解析:选AC.由抛物线C:y2=4x,可得F(1,0),故D错误;由抛物线的定义可得|MF|=x0+1=4,所以x0=3,故A正确;因为点M(x0,y0)在抛物线C上,所以y=4×3=12,所以y0=±2,故B错误;|OM|===,故C正确.
10.已知双曲线E:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,|F1F2|=4,双曲线E的渐近线方程为y=±x,P是双曲线E上的动点,则( )
A.E的离心率为
B.||PF1|-|PF2||=2
C.E与直线y=2x有交点
D.E与双曲线-=1无交点
解析:选ABD.因为|F1F2|=2c=4,所以c=2,又双曲线E:-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x=±x,所以=1,又c2=a2+b2,从而可得a=,b=,则E的离心率为==,故A正确;由双曲线的定义可得||PF1|-|PF2||=2a=2,故B正确;直线y=2x过原点,且斜率为2,而双曲线其中一条渐近线方程为y=x,斜率为1,所以E与直线y=2x无交点,故C错误;双曲线-=1为-=1,其渐近线方程为y=±x,且其焦点在y轴上,所以E与双曲线-=1无交点,故D正确.
11.(2026·南通期中)已知圆锥曲线C:+=1的离心率为,F1,F2分别为曲线C的左、右焦点,P为曲线C上一点,则下列结论正确的是( )
A.k=17
B.△PF1F2的周长为12
C.△PF1F2面积的最大值为4
D.·的取值范围是[8,12]
解析:选ABD.对于A,由圆锥曲线C:+=1的离心率为,则曲线C为椭圆,可得a=,b=,则c==2,则可得e===,解得k=17,故A正确;对于B,由A得椭圆C的方程为+=1,可得a=4,b=2,c=2,又由椭圆的定义,可得△PF1F2的周长为|PF1|+|PF2|+|F1F2|=2a+2c=12,故B正确;对于C,由△PF1F2面积为S=|F1F2|·|yP|,因为yP∈[-2,2],所以当点P为短轴的端点时,△PF1F2面积取得最大值,可得△PF1F2面积的最大值为S=|F1F2|·b=×4×2=4,故C错误;对于D,设点P的坐标为(m,n),其中m∈[-4,4],则+=1,所以n2=12-,因为F1(-2,0),F2(2,0),可得=(-2-m,-n),=(2-m,-n),则·=(-2-m,-n)·(2-m,-n)=m2+n2-4=m2+8,因为m∈[-4,4],可得m2+8∈[8,12],即·取值范围为[8,12],故D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.请把正确答案填在题中横线上.)
12.(2026·惠州月考)已知椭圆+=1的一个焦点坐标为(0,2),则k=________.
解析:因为椭圆+=1的一个焦点坐标为(0,2),则6-(k+1)=4,解得k=1.
答案:1
13.(2026·渭南期中)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F的直线与C交于A,B两点.若线段AB中点的横坐标为3,则|AB|=________.
解析:设点A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可得x1+x2=6,=1.|AB|=|AF|+|BF|=x1++x2+=x1+x2+2=8.
答案:8
14.已知F1,F2分别为双曲线C:-=1的左、右焦点,过点F2的直线与双曲线C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设点H,G分别为△AF1F2,△BF1F2的内心,则|HG|的取值范围是________.
解析:
如图,设△AF1F2的内切圆与边AF1,AF2,F1F2的切点分别为M,N,E,则|AM|=|AN|,|F1M|=|F1E|,|F2N|=|F2E|,由|AF1|-|AF2|=(|AM|+|MF1|)-(|AN|+|NF2|)=2a,得|MF1|-|NF2|=2a,即|F1E|-|F2E|=2a.记点H的横坐标为x0,则E(x0,0),于是x0+c-(c-x0)=2a,得x0=a.同理,内心G的横坐标也为a,则有HG⊥x轴.设直线AB的倾斜角为θ,则∠OF2G=,∠HF2O=90°-,所以|HG|=|HE|+|EG|=(c-a)[tan +tan (90°-)]=(c-a)(+)=(c-a)·=(c-a)·.由双曲线C:-=1可得a=3,b=4,c=5,所以|HG|=,由于A,B为双曲线右支上的点,且一条渐近线的斜率为,则<sin θ≤1,可得|HG|的取值范围是[4,5).
答案:[4,5)
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤.)
15.(本小题满分13分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,且经过点(2,3).
(1)求双曲线C的方程;(6分)
(2)若双曲线C的两个焦点是F1,F2,双曲线上有一点P,∠F1PF2=120°,求△F1PF2的面积.(7分)
解:(1)双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,
可得=2,所以1+=4,①
又因为双曲线经过点(2,3),则-=1,②
联立①②解得a2=1,b2=3,
则双曲线C的方程为x2-=1.
(2)点P为双曲线上一点,∠F1PF2=120°,
设|PF1|=m,|PF2|=n,由(1)知a=1,c=2,由双曲线的定义可得|m-n|=2a=2,则有m2+n2-2mn=4,③
又由∠F1PF2=120°,
得m2+n2-2mn cos 120°=4c2=16,④
联立③④可得mn=4,
则△F1PF2的面积S=mn sin 120°=.
16.(本小题满分15分)(2026·衡阳期中)已知动点M到点(6,0)的距离比它到直线x+8=0的距离小2,记动点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;(5分)
(2)直线l与曲线C交于A,B两点,若线段AB的中点坐标为(5,-6),求直线l的方程.(10分)
解:(1)设M(x,y),因为M到点(6,0)的距离比它到直线x+8=0的距离小2,则有x>-8,根据距离公式得+2=x+8,化简得y2=24x,即动点M的轨迹是以(6,0)为焦点,x=-6为准线的抛物线,所以曲线C的方程为y2=24x.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2,则两式相减得y-y=24(x1-x2),整理可得=.因为线段AB的中点坐标为(5,-6),易知(5,-6)在抛物线内部,且y1+y2=-12,所以直线l的斜率k===-2,故直线l的方程为y+6=-2(x-5),即2x+y-4=0.
17.(本小题满分15分)(2026·扬州期中)将圆x2+y2=4上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,所得曲线为C.
(1)求曲线C的方程;(6分)
(2)若曲线C上存在一定点M(x0,y0)和两动点P,Q(异于M),且P,Q关于原点对称,试判断直线MP与直线MQ斜率的乘积是否为定值?(9分)
解:(1)设M(x,y)为曲线C上的任意一点,
由题意,点(x,2y)为圆x2+y2=4上的点,
所以x2+(2y)2=4⇒+y2=1.
即曲线C的方程为+y2=1.
(2)如图,
设P(x,y),则Q(-x,-y),且+y2=1,+y=1,
所以kMP·kMQ=×==
=-.
所以直线MP与直线MQ斜率的乘积为定值-.
18.(本小题满分17分)(2026·长春期中)
如图,已知直线与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,且OA⊥OB.
(1)求证:直线AB恒过定点,并求此定点;(5分)
(2)若OD⊥AB交AB于点D,点D的坐标为(2,1),求p的值;(6分)
(3)在第(2)问的基础上,若M是抛物线上的任一点,F为抛物线的焦点,求|MD|+|MF|的最小值及此时点M的坐标.(6分)
解:(1)由题知直线AB斜率不为0,且不过原点,
故设直线AB方程为x=my+n(n≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立消去x整理得y2-2pmy-2pn=0,
所以Δ=(-2pm)2-4×1×(-2pn)=4p2m2+8pn>0,y1+y2=2pm,y1y2=-2pn,
所以x1x2=·==n2,
因为OA⊥OB,所以·=x1x2+y1y2=-2pn+n2=n(n-2p)=0,解得n=2p,
所以直线AB方程为x=my+2p,即直线AB恒过定点(2p,0).
(2)因为OD⊥AB交AB于点D,点D的坐标为(2,1),
所以kOD=,kAB=-2,直线AB方程为y-1=-2(x-2),即x=-y+,
又由(1)知直线AB方程为x=my+2p,
所以m=-,2p=,即p=.
(3)由(2)知p=,故抛物线方程为y2=x,焦点为F(,0),准线方程为l:x=-,
如图,过点M作MH⊥l,垂足为H,由抛物线的定义得|MF|=|MH|,
所以|MD|+|MF|=|MD|+|MH|≥|HD|≥2+=,
当且仅当H,M,D三点共线时等号成立,此时yM=1,代入抛物线方程得xM=,
所以|MD|+|MF|的最小值为,此时点M的坐标为(,1).
19.(本小题满分17分)(2026·中山月考)已知在平面直角坐标系xOy中,动点A(x,y)与定点F(,0)的距离和A到定直线l:x=2的距离的比是常数.
(1)求动点A的轨迹G的方程;(5分)
(2)已知直线x=my+3与轨迹G交于P,Q两点.
①求m的取值范围;(5分)
②已知点D(2,1),直线DP,DQ与直线x=3分别交于点M,N,平面内是否存在一定点H,使得四边形DMHN为平行四边形?若存在,求出点H的坐标;若不存在,请说明理由.(7分)
解:(1)由题得=,两边同时平方并化简得+=1,
所以动点A的轨迹G的方程为+=1.
(2)①设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由消去x整理得(m2+2)y2+6my+3=0,
由直线x=my+3与轨迹G交于两点,得Δ=36m2-12(m2+2)>0,即m2>1,
所以m>1或m<-1.
②存在点H(xH,yH)使得四边形DMHN为平行四边形,理由如下:
因为D(2,1)在椭圆上,所以易知x1≠2,x2≠2,设直线DM的方程为y-1=(x-2),
令x=3,得yM=+1=+1=,同理yN=,
又由①知y1+y2=-,y1y2=,所以y1y2=-(y1+y2),
所以yM+yN=+=
=×[2(m+1)m·(-)(y1+y2)+(m+1)(y1+y2)]=0,
所以线段MN的中点坐标为(3,0),
连接DH,若四边形DMHN为平行四边形,则线段DH的中点坐标也为(3,0),
由于D(2,1),可得得xH=4,yH=-1,所以点H的坐标为(4,-1).
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