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第 13 讲 第八章 平面解析几何(综合测试)
一、单选题(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.(2022·陕西渭南·高一期末)如果 且 ,那么直线 不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
由 且 ,可得 同号, 异号,所以 也是异号;
令 ,得 ;令 ,得 ;
所以直线 不经过第三象限.
故选:C.
2.(2022·四川甘孜·高二期末(文))若直线 与圆 相交于 两点, 且
(其中 为原点), 则 的值为( )
A. 或 B. C. 或 D.
【答案】A
由 可知,圆心 到直线 的距离为 ,根据点到直线的距离公式可得
故选:A
3.(2022·吉林·东北师大附中模拟预测(理))由伦敦著名建筑事务所Steyn Studio设计的南非双曲线大
教堂惊艳世界,该建筑是数学与建筑完美结合造饮就的艺术品.若将如图所示的大教堂外形弧线的一段近似看成双曲线 下支的部分,且此双曲线的下焦点到渐近线的距离为2,焦距为 ,
则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
双曲线 的渐近线方程为 ,下焦点为 ,
因为双曲线的下焦点到渐近线的距离为2,
所以 ,
因为焦距为 ,所以 ,
所以 ,
所以
所以双曲线的渐近线方程 ,
故选:B
4.(2022·陕西渭南·高一期末)若方程 表示双曲线,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
因为方程 表示双曲线,
所以 ,解得 ,
故选:A
5.(2022·陕西渭南·高一期末)已知圆 ,圆 ,则同时与圆 和圆
相切的直线有( )
A.4条 B.2条 C.1条 D.0条【答案】B
圆 的圆心为 ,半径为 ;圆 的圆心为 ,半径为 ,因为
,所以 ,即圆 和圆 相交,则
同时与圆 和圆 相切的直线有2条.
故选:B
6.(2022·湖北武汉·高三开学考试)已知椭圆 : 的两个焦点为 , ,过 的直
线与 交于A,B两点.若 , ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
设 ,则 , .
由椭圆的定义可知 ,所以 ,所以 , .
在△ABF 中, .
1
所以在△AFF 中, ,
1 2
即 整理可得: ,
所以
故选:C
7.(2022·全国·高三专题练习)过椭圆 的左焦点F作倾斜角为60°的直线l与椭圆C交于
A、B两点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
由 ,得 , , ,左焦点为 .
则过左焦点F,倾斜角为60°直线l的方程为 .代入 ,得 ,设 , ,则 , ,
又 ,
根据弦长公式得: ,
且 ,
∴ ,
故选:A.
8.(2022·全国·高三专题练习)已知点 是双曲线 上的动点, , 为该双曲线的左右焦点,
为坐标原点,则 的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
由双曲线的对称性,假设 在右支上,即 ,
由 到 的距离为 ,而 ,
所以 ,
综上, ,同理 ,则 ,
对于双曲线 ,有 且 ,
所以 ,而 ,即 .
故选:D
二、多选题(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.(2022·湖南·长沙市南雅中学高三阶段练习)圆 ( )
A.关于点 对称B.关于直线 对称
C.关于直线 对称
D.关于直线 对称
【答案】ABC
将圆的一般方程 化为圆的标准方程,
可得 ,
所以圆心的坐标为 ,
圆是关于圆心对称的中心对称图形,而点 是圆心坐标,所以A选项正确;
圆是关于直径对称的轴对称图形,直线 过圆心,所以B选项正确;
圆是关于直径对称的轴对称图形,直线 过圆心,所以C选项正确;
圆是关于直径对称的轴对称图形,直线 不过圆心,所以D选项不正确.
故选:ABC.
10.(2022·全国·高一)直线 与圆 相交于A,B两点,则线段 的长度可能
为( )
A. B. C.12 D.14
【答案】BC
直线 过圆C内一定点 ,当直线经过圆C的圆心时, 有最大值12;当 为线段
中点时, 有最小值 ,所以 .故选:BC.
11.(2022·海南·琼海市嘉积第三中学高三阶段练习)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: ,
, ,
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
12.(2022·云南昆明·高二期末)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与 相交于 、 两
点(点 位于第一象限), 与 的准线交于 点, 为线段 的中点,准线与 轴的交点为 ,则
( )
A.直 的斜率为 B.
C. D.直线 与 的倾斜角互补
【答案】ABD易知抛物线 的焦点为 ,若直线 与 轴重合,则直线 与抛物线 只有一个交点,不合乎题意,
若 轴,则直线 与抛物线 的准线平行,不合乎题意,
设直线 的方程为 ,设点 、 ,
联立 ,可得 ,即点 ,
因为点 为线段 的中点,则 ,则 ,可得 ,
因为点 在抛物线 上,则 ,可得 ,
所以,直线 的方程为 ,即 ,
故直线 的斜率为 ,A对;
联立 ,解得 或 ,即点 、 ,
易知点 ,所以, , ,则 ,B对;
易知点 , , ,
故 ,C错;
, ,则 ,
所以,直线 与 的倾斜角互补,D对.
故选:ABD.
三、填空题:(本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分.
)
13.(2022·湖北十堰·高二阶段练习)关于直线 : , : ,若 ,则
__________.
【答案】若 ,则 ,解得 .
故答案为: .
14.(2022·全国·高二专题练习)椭圆 : 上的点 到直线 的距离的最小值为
_____.
【答案】
解:设点 的坐标为 ,其中 ,
则点 到直线 的距离
,其中 ,
当 时,等号成立.
所以 取得最小值 .
故答案为:
15.(2022·全国·高二专题练习)设双曲线 : 的右焦点为 ,双曲线 的一条渐
近线为 ,以 为圆心的圆与 交于点 , 两点, , 为坐标原点, ,
则双曲线 的离心率的取值范围是______.
【答案】
解:由题可知,点 ,如图所示,不妨取直线 的方程为 ,过点 作 于 ,则 到直线
的距离 ,,且 ,
为等腰直角三角形,
, ,
, , ,
, ,即 ,
离心率 ,
令 , ,则 ,即 ],
.
故答案为: .
16.(2022·广东梅州·高二阶段练习)希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:
“平面内到两个定点 的距离之比为定值 的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字
命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系 中, , ,点 是满足
的阿氏圆上的任一点,则该阿氏圆的方程为____;若点 为抛物线 上的动点, 在 轴上
的射影为 ,则 的最小值为______.
【答案】 ##
设点 , ,∴ .
抛物线的焦点为点 ,由题意知 , ,
∴ .
故答案为: ; .
四、解答题(本题共6小题,共70分,其中第17题10分,其它每题12分,解答应写出文字
说明、证明过程或演算步骤.)
17.(2022·全国·高二专题练习)已知直线 的方程为: .
(1)求证:不论 为何值,直线必过定点 ;
(2)过点 引直线 ,使它与两坐标轴的负半轴所围成的三角形面积最小,求 的方程.
【答案】(1)证明见解析(2)
(1)证明:原方程整理得: .
由 ,可得 ,
不论 为何值,直线必过定点
(2)解:设直线 的方程为 .
令 令 ..
当且仅当 ,即 时,三角形面积最小.
则 的方程为 .
18.(2022·重庆长寿·高二期末)在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为 , ,
.
(1)求BC边上的中线AD的所在直线方程;
(2)求△ABC的外接圆O被直线l: 截得的弦长.
【答案】(1) (2)
(1)∵ ,
∴BC边的中点D的坐标为 ,
∴中线AD的斜率为 ,
∴中线AD的直线方程为: ,即
(2)设△ABC的外接圆O的方程为 ,
∵A、B、C三点在圆上,
∴
解得:
∴外接圆O的方程为 ,即 ,
其中圆心O为 ,半径 ,
又圆心O到直线l的距离为 ,
∴被截得的弦长的一半为 ,
∴被截得的弦长为 .19.(2022·陕西渭南·高二期末(理))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: .
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
(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 ,
∴ ,
∴ .
20.(2022·海南·琼海市嘉积第二中学高二期中)已知椭圆 的中心在坐标原点,焦点在 轴上,离心率
为 ,它的一个顶点恰好是抛物线 的焦点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线 经过点 ,且与椭圆 交于 , 两点,若 ,求直线 的方程.
【答案】(1) (2) 或 .
(1)解:设椭圆 的标准方程为 ,
抛物线 的焦点为 ,
依题意 ,解得 .
∴椭圆 的标准方程为 .
(2)解:由题意得直线 的斜率存在,设直线 方程为 ,则由 ,消去 整理得 ,且 .
设 , ,∴ ,
由 得 ,
∴ 消去 得 ,解得 , ,
所以直线 的方程为 ,即 或 .
21.(2022·广东·华南师大附中三模)已知在△ABC中, , ,动点A满足 ,
,AC的垂直平分线交直线AB于点P.
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)直线 交x轴于D,与曲线E在第一象限的交点为Q,过点D的直线l与曲线E交于M,N
两点,与直线 交于点K,记QM,QN,QK的斜率分别为 , , ,
①求证: 是定值.
②若直线l的斜率为1,问是否存在m的值,使 ?若存在,求出所有满足条件的m的值,若
不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①证明见解析 ;②存在;
(1)∵ ,
∴AC的垂直平分线交BA的延长线于点P.
连接PC,则 ,
∴ ,
由双曲线的定义知,点P的轨迹E是以 , 为焦点,实轴长为 的双曲线的右支(右顶点
除外),
, ,则 ,∴E的方程是 .
(2)①证明:由已知得 , ,满足 ,
设直线l方程为 , , ,
联立 ,得 ,
, ,
,
同理 ,
∴
对 ,令 ,得 ,
∴ , ,
∴ ,
∴ 是定值.
②假设存在m的值,使
由①知, ,
则 ,
∴ ,
直线QK的方程为 ,
令 ,
得 ;
直线l的斜率为1,直线l的方程为 ,令 ,得 ;
∴ ,
∴ ,
代入 ,得 ,
整理得, ,
解得 ,或 (∵ ,舍去)
∴ ,存在m的值为 ,使 .
22.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 的离心率为 ,半焦距为 ,且
.经过椭圆的左焦点F,斜率为 的直线与椭圆交于A、B两点,O为坐标原点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)当 时,求 的值;
(3)设 ,延长AR,BR分别与椭圆交于C,D两点,直线CD的斜率为 ,求证: 为定值.【答案】(1) (2) (3)证明见解析
(1)由题意,得 解得 ∴ ,故 的方程为 .
(2)由(1)知 ,∴直线AB的方程为 ,由 即 ,设 ,
,则 , ,∴ .设O点到直线
AB的距离为d,则 .∴ .
(3)设AB直线方程 ,设 , , , ,由 由定比分
点坐标公式: ,由于A,C满足椭圆方程,故得 两式作差得
③,将①②代入③可得 ,和①进行联立,即
,解得: 由 同理可得 ,∴
,故 .