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第三章 圆锥曲线的方程 (B 卷·能力提升练)
(时间:120分钟,满分: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.已知双曲线 的一个焦点 到 的一条渐近线的距离为 , 则 的离心率
为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 的一个焦点 到 的一条渐近线的距离为 ,
不妨取渐近线方程为 ,即 ,
所以 ,,
两边平方得 .又 ,所以 ,
化简得 ,所以 .
故选:C.
2.若 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由 ,左右两边同时平方得 ,
即 ,该方程可表示双曲线的右支,如图所示,
故 的最小值为 ,
故选:A.
3.已知双曲线C经过点 ,且对称轴都在坐标轴上,其渐近线方程为 ,测双曲线C的标准方程
为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意设双曲线方程为 ,又双曲线过点 ,
所以 ,解得 ,
所以双曲线方程为 ;
故选:B
4.已知 是双曲线 的左右焦点,直线 过 与抛物线 的焦点且与双曲线的
一条渐近线平行,则 ( )
A. B. C.4 D.
【答案】C
【解析】已知双曲线的左焦点 ,双曲线的渐近线方程为 ,抛物线 的焦点 .
因为直线 过 与抛物线的焦点 且与双曲线的一条渐近线平行,
所以 ,又 ,解得: ,所以 .
故选:C
5.已知抛物线 的焦点为 ,准线为 ,过点 且倾斜角为30°的直线交抛物线于点 (
在第一象限), ,垂足为 ,直线 交 轴于点 ,若 ,则抛物线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,过点 作 ,垂足为 .
由题得 ,所以 .
因为 ,所以 是等边三角形.
因为 是 的中点,所以 ,
所以 ,所以 .
所以 .
所以
所以抛物线的方程是 .
故选:C6.已知点A是抛物线C: 上一点,F为焦点,O为坐标原点,若以点O为圆心,以 的长为半
径的圆与抛物线C的另一个交点为B,且 ,则 的值是( )
A. B.6 C. D.7
【答案】C
【解析】由 知: ;
设 ,结合圆和抛物线的对称性可得 ,结合 ,
得 为等边三角形,
不妨设点A在第一象限,则A的坐标为 ,
因为点A是抛物线C: 上一点,所以 ,
所以 ,得A的坐标为 ,
故 ,
故选:C
7.已知双曲线 与双曲线 有相同的渐近线,过双曲线 右焦点 的直线
与双曲线 相交于 , 两点,弦 的中点为 ,点 是双曲线 右支上的动点,点 是以点为圆心, 为半径的圆上的动点,点 是圆 上的动点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由双曲线 知渐近线方程为 ,
又双曲线 与双曲线 有相同的渐近线,
, , 双曲线方程为 ,
设 , ,
, ,
,
又弦 的中点为 ,
, ,设 ,
,解得 , ,解得 ,
所以双曲线的方程为 ,
由圆 的方程可得 ,
圆心为 ,半径为 ,
.
当且仅当 , , 三点共线时取等号.
故选:D.
8.已知双曲线 与直线 交于A、B两点,点P为C右支上一动点,记直线PA、PB的斜率分别为 ,曲线C的左、右焦点分别为 .若 ,则下列说法正确的是( )
A.
B.双曲线C的渐近线方程为
C.若 ,则 的面积为
D.曲线 的离心率为
【答案】D
【解析】由 ,可得 ,
设 ,则 ,即 ,
∴ ,设 ,
则 , ,所以 ,即 ,
又 , ,
所以 ,
∴ ,即 ,故A错误;
所以双曲线 , ,
双曲线C的渐近线方程为 ,离心率为 ,故B错误,D正确;
若 ,则 ,
所以 , 的面积为1,故C错误.故选:D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,离心率为 为 上一点,则( )
A.双曲线 的实轴长为2
B.双曲线 的一条渐近线方程为
C.
D.双曲线 的焦距为4
【答案】ABD
【解析】由双曲线方程知: ,离心率为 ,解得 ,故 ,
实半轴长为1,实轴长为 ,A正确;
因为可求得双曲线渐近线方程为 ,故一条渐近线方程为 ,B正确;
由于 可能在 的不同分支上,则有 ,C错误;
焦距为 正确.
故选:ABD.
10.已知抛物线 : 的焦点为 , 为 上一点,下列说法正确的是( )
A. 的准线方程为
B.直线 与 相切
C.若 ,则 的最小值为
D.若 ,则 的周长的最小值为11
【答案】BCD
【解析】抛物线 : ,即 ,所以焦点坐标为 ,准线方程为 ,故A错误;由 ,即 ,解得 ,所以直线 与 相切,故B正确;
设点 ,所以 ,
所以 ,故C正确;
如图过点 作 准线,交于点 , , ,
所以 ,
当且仅当 、 、 三点共线时取等号,故D正确;
故选:BCD
11.椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点P在椭圆C上,若方程 所表示的
直线恒过定点M,点Q在以点M为圆心,C的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为 B. 的最大值为4
C. 的面积可能为2 D. 的最小值为
【答案】ABD【解析】对于选项A,由椭圆C的方程知 , , ,所以离心率 ,故选项A正确;
对于选项B,由椭圆的定义可得 ,所以 ,即 的最大
值为4,故选项B正确;
对于选项C,当点P位于椭圆的上、下顶点时, 的面积取得最大值 ,故选项C错
误;
对于选项D,易知 ,则圆 ,所以
,故选项D正确,
故选:ABD.
12.我们通常称离心率为 的椭圆为“黄金椭圆”.如图,已知椭圆 , 为顶点,
为焦点, 为椭圆上一点,满足下列条件能使椭圆 为“黄金椭圆”的有( )
A. 为等比数列
B.
C. 轴,且
D.四边形 的内切圆过焦点
【答案】BD
【解析】 ,, ,
对于A: 为等比数列,
则 ,
, 不满足条件,故 错误;
对于B: ,
,
即 解得 或 (舍去)满足条件.
故B正确;
对于C: 轴,且 ,
即 解得 ,
不满足题意,故C错误;
对于D:四边形 的内切圆过焦点 ,
即四边形 的内切圆的半径为 ,
解得 (舍去)或
,故D正确.
故选:BD
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.若双曲线 的一条渐近线被圆 所截得的弦长为 ,则 的离心
率为______.
【答案】2
【解析】双曲线 的一条渐近线不妨设为: ,,
圆 的圆心 , 半径为2,
双曲线 的一条渐近线被圆 所截得的弦长为 ,
可得圆心到直线的距离为 ,等式两边同时平方即有 ,
可得 , 即 .
故答案为:2.
14.从抛物线 在第一象限内的一点 引抛物线准线的垂线,垂足为 ,且 ,设抛物线的焦
点为 ,则直线 的斜率为___________.
【答案】
【解析】由题意作图如下:
则 , ,
在 中, ,则 ,即 ,即直线 的斜率为 ,
故答案为: .
15.已知双曲线 的右顶点为 , 若以点 为圆心, 以 为半径的圆与双曲
线 的一条渐近线交于 两点, 点 为坐标原点, 且 , 则双曲线 的离心率为
_______.
【答案】
【解析】如图所示:
取 的中点 ,连接 .则 .
由 知, ,
又因为点 到渐近线 的距离 ,
所以 ,即 ,
又 ,代入化简得 ,即 ,
解得 或 (舍去),故 .
故答案为:
16.已知抛物线 的焦点F,过F分别作直线 与C交于A,B两点,作直线 与C交于D,E两点,若直线 与 的斜率的平方和为1,则 的最小值为_________
【答案】24
【解析】抛物线 的焦点 ,准线 ,设直线 与 的斜率分别为 , ,有
,
直线 : ,由 消去y并整理得: ,
设 ,则 ,
,直线 : ,同理 ,
于是得 ,
当且仅当 时取“=”,所以 的最小值为24.
故答案为:24
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。
17.(10分)
已知抛物线C: 的焦点与椭圆: 的一个焦点重合.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l: 交抛物线C于 , 两点,O为原点,求证: .
【解析】(1)∵椭圆: 的焦点坐标为 ,
∴ ,即 .
∴抛物线C的方程为: .(2)联立方程组 消去x,整理得 .
∴ .
∴ ,即 ,
∴ ,
∴ .
18.(12分)
已知A、B、C是我方三个炮兵阵地,A地在B地的正东方向,相距 ;C地在B地的北偏西 方向,
相距 .P为敌方炮兵阵地.某时刻A地发现P地产生的某种信号. 后B地也发现该信号(该信号
传播速度为 ).
(1)请建立适当的平面直角坐标系,判断敌方炮兵阵地P可能分布在什么样的轨迹上,并求该轨迹的方程;
(2)若C地与B地同时发现该信号,现从A地炮击P地,求准确炮击的方位角.
【解析】(1)以线段 的中点为坐标原点, 的垂直平分线所在直线为 轴,正东方向为 轴正方向建立
平面直角坐标系,则 , ,
因为 ,
所以 在以 , 为焦点的双曲线的右支上,设双曲线方程为 ,则 , ,
可得 ,
所以双曲线方程为 ,
即敌方炮兵阵地P可能分布在以 , 为焦点的双曲线的右支上,该轨迹的方程为 ;
(2)由题可知 , ,
所以 ,
因为C地与B地同时发现该信号,,
所以 ,所以 在线段 的垂直平分线上,
因为 ,线段 的中点坐标 ,
所以直线 的方程为: ,即 ,
由 可得: ,
即 ,解得: 或 (舍)
所以 , ,所以 ,
,所以 ,
所以 点在 点的北偏东 方向,即准确炮击的方位角为北偏东 .
19.(12分)
已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,一个焦点到该渐近线的距离为1.
(1)求 的方程;(2)经过点 的直线 交 于 两点,且 为线段 的中点,求 的方程.
【解析】(1)双曲线 的渐近线为 ,即 ,
所以 ,
又焦点 到直线 的距离 ,所以 ,
又 ,所以 , ,所以双曲线方程为
(2)设 , ,直线 的斜率为 ,则 , ,
所以 , ,
两式相减得 ,即
即 ,所以 ,解得 ,
所以直线 的方程为 ,即 ,
经检验直线 与双曲线 有两个交点,满足条件,
所以直线 的方程为 .
20.(12分)
已知 , 是过点 的两条互相垂直的直线,且 与椭圆 相交于A,B两点, 与椭圆 相
交于C,D两点.
(1)求直线 的斜率k的取值范围;
(2)若线段 , 的中点分别为M,N,证明直线 经过一个定点,并求出此定点的坐标.
【解析】(1)根据题意直线 , 的斜率均存在且不为0
直线 , 分别为 , ,联立 得 ,
由 得 ,则 或 ,
同理 ,则 ,
所以k的取值范围为 .
(2)设 , ,由(1)得 ,
所以 ,则 ,
所以 ,则 ,
同理 ,
则直线 的方程为 ,
化简整理得
因此直线 经过一个定点 .
21.(12分)
设椭圆 的左、右焦点分别为 、 ,点P,Q为椭圆C上任意两点,且
,若 的周长为8, 面积的最大值为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C内切于矩形ABCD(椭圆与矩形四条边均相切),求矩形ABCD面积的最大值.
【解析】(1)由 得P、 、Q三点共线,因为三角形 的周长为8,即 ,
所以 ,则 .
当P点为椭圆上或下顶点时 的面积最大,
即 ,
由 ,解得 ,
所以椭圆C的方程为 .
(2)当矩形ABCD中有一条边与坐标轴平行时,则另外三条边也与坐标轴平行,
矩形ABCD的两条边长分别为 , ,
此时 .
当矩形ABCD的边都不与坐标轴平行时,由对称性,
不妨设直线AB的方程为: ,则CD的方程为: ,
AD的方程为: ,BC的方程为: .
由 ,得 ,
令 得 ,同理得 ,
矩形ABCD的边长分别为 , ,
∴ ,
,
当且仅当 时取等号,所以矩形ABCD面积的最大值是12.综上所述,矩形ABCD面积的最大值是12.
22.(12分)
已知抛物线 的焦点为F,点M是抛物线的准线 上的动点.
(1)求p的值和抛物线的焦点坐标;
(2)设直线l与抛物线相交于A、B两点,且 ,求直线l在x轴上截距b的取值范围.
【解析】(1)因为抛物线的准线是 ,所以抛物线的焦点坐标 ,所以 ;
(2)因为点M是抛物线的准线 上的动点,设 .
(ⅰ)若直线l的斜率不存在,则 .
由 得 ,
因为 ,所以 ,
即 ,所以 ,
因为 ,所以 ;
因为 ,所以 ,
即 ,所以 ,
所以 因为 ,所以 ①.(ⅱ)若直线l的斜率存在,设为k,则 .设 .
由 得 ,所以 ,
且 ,所以 (*),
因为 ,所以 ,即 ,所以 ,
所以 ,得 ,
因为 ,所以 ,
即 ,所以 ,
所以
则
所以 ,得 ,
所以 ②,
代入(*)得, ,所以 ③,
由②得 ,所以 ④,
所以 ,所以 ,⑤
由④,⑤知 ,
综合(ⅰ)(ⅱ)知直线l在x轴上截距b的取值范围是 .