圆锥曲线综合检测试卷(三)
考试时间:120 分钟 满分:150 分
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.已知椭圆的焦点是F1、F2,P 是椭圆上的一个动点,如果M 是线段F1P 的中点,那么动
点M 的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线的一支 D.抛物线
2.已知双曲线
x2
a2−y2
b2 =1(a>0,b>0)
的离心率为
√6
2 ,则此双曲线的渐近线方程为( )
A.
B.y=±√2x C.
y=±√2
2 x
D.
y=±1
2 x
3.已知两点A(-2,0),B(2,0)以及圆C:(x+4)2+(y-3)2=r2(r>0),若圆C 上存在点P,满足
PA·PB=0,则r 的取值范围是( )
A.[3,6] B.[3,7] C.[4,6] D.[4,7]
4.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的准线l 与圆M:(x-1)2+(y-2)2=16 相切,则p=( )
A.6 B.8 C.3 D.4
5.在平面直角坐标系
中,若双曲线
的左焦点
到其一条
渐近线的距离为
,且
,则双曲线的离心率
( )
A.
B.
C.
D.
6.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F 与双曲线-=1 的一个焦点重合,直线y=x-4 与抛物
线交于A,B 两点,则|AB|等于( )
A.28 B.32 C.20 D.40
7.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直
线bx-ay+2ab=0 相切,则C 的离心率为( )
A. B. C. D.
8.已知直线
与抛物线
相交于
两点,与抛物线的准线相交于
点,
为抛物线的焦点;若
,则抛物线的弦长
等于( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题: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.已知双曲线Γ:-=1(a>0,b>0)的左焦点为F(-,0),点A 的坐标为(0,2),点P 为双曲
线右支上的动点,且△APF 周长的最小值为8,则关于Γ 的结论正确的是( )
A.
B.
C.离心率
D.渐近线方程为
10.已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足⃗MF 1⋅⃗MF 2=0 的点
总在椭圆内部,则椭圆离
心率
的取值可能是 ( )
A.
B.
C.
D.
11.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线的斜率为且经过点F,直线l 与抛物线C
交于点A、B 两点(点A 在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若|AF|=8,则以下结论正
确的是( )
A.p=4 B.DF=FA C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
三.填空题:本题共3 小题,每小题5 分,共15 分.
12. 直线y=kx +1,当k 变化时,直线被椭圆
x2
4 + y2=1
截得的最大弦长等于
.
13.已知抛物线C:y2=8x 的焦点为F,直线y=(x-2)与C 交于A,B(A 在x 轴上方)两点,
若AF=mFB,则实数m 的值为 .
14.已知双曲线
(
)的离心率为
,
分别为
的左、右焦点,则焦
点
到
的渐近线的距离为 ;若
在
的右支上,且
的周长为
,则
的面积是 .(第1 空填正确得2 分,第2 空填正确得3 分.)
四.解答题:本题共5 小题,15 题13 分,16、17 题各15 分,18、19 题各17 分,共77 分,解
答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知F1,F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的左,右焦点,若双曲线左支上存在一点P 与点
F2关于直线y=对称.(1)求该双曲线的两条渐近线方程;(2)若过P(2,1)点作一直线交该双
曲线于A,B 两点,并使P 为AB 的中点,求直线AB 的方程.
16.已知椭圆
x2
a2 + y2
b2 =1(a>b>0)
的离心率为
1
2 ,且经过点
P(1,3
2
)
,两个焦点分别为
F1,F2.(1)求椭圆的标准方程;(2)过
的直线与椭圆
相交于
两点,若
的
内切圆半径为
,求以
为圆心且与直线相切的圆的方程.
17.已知动点C 到点F(1,0)的距离比到直线x=-2 的距离小1,动点C 的轨迹为E.
(1)求曲线E 的方程;(2)若直线l:y=kx+m(km<0)与曲线E 相交于A,B 两个不同点,且
OA·OB=5,证明:直线l 经过一个定点.
18.已知
分别是椭圆
的左、右顶点,过点
任作一条斜
率不为
直线交椭圆于
两点,若椭圆长轴长为
,且过点
.(1)求椭圆
的方
程;(2)记直线
的斜率分别为
,则
是否为定值,若是,求出该定值.若不是,
请说明理由.
19.已知抛物线
:
的焦点为
,直线
交抛物线
于
两
点,
是线段
的中点,过
作
轴的垂线交抛物线
于点
.(1)若直线
过焦点
,求
的值;(2)是否存在实数
,使
是以
为直角顶点的直角三角形?
若存在,求出
的值,若不存在,说明理由.
检测试卷(三)答案及详细解析
一、单选题:
1.B 如图所示,由题知|PF1|+|PF2|=2a,设椭圆方程:+=1(其中a>b>0).连接MO,由三
角形的中位线可得:|F1M|+|MO|=a(a>|F1O|),则M 的轨迹为以F1、O
为焦点的椭圆.故选B.
2.C 因为
,且
,所以此双曲线的渐
近线方程为
y=±√2
2 x
.故选C.
3.B 由PA·PB=0,知PA⊥PB,即P 在以AB 为直径的圆D:x2+y2=4 上,由题意可知圆C
与圆D 相交或相切,∴|r-2|≤≤r+2,解得3≤r≤7.故选B.
4.D 因为抛物线C:x2=2py 的准线为y=-,又准线l 与圆M:(x-1)2+(y-2)2=16 相切,
所以+2=r=4,则p=4.故选D.
5.C 依题意,知双曲线的渐近线方程为
.由对称性得左焦点
到其一条渐近线
的距离
, 又
, 得
, 则
,故双曲线的离心率
.故选C.
6.B 双曲线-=1 的焦点坐标为(±4,0),故抛物线的焦点F 的坐标为(4,0).因此p=8,故抛
物线方程为y2=16x,易知直线y=x-4 过抛物线的焦点.设A、B 两点坐标分别为(x1,
y1),(x2,y2).由可得x2-24x+16=0,由韦达定理得x1+x2=24.知|AB|=x1+x2+p=24+
8=32.故选B.
7.A 由题意知以A1A2为直径的圆的圆心为(0,0),半径为a.又直线bx-ay+2ab=0 与圆相
切,∴圆心到直线的距离d==r=a,解得a=b,可得=,∴e=====.故选A.
8.D 法1.依题意得抛物线的焦点
,知直线
经过
点.由
,
得
,则
,过
作
垂直准线于
,如图所示.由
抛物线的定义知
, 则在
中, 有
,得
.设直线的倾斜角为
,易得
或
,由过焦点
的抛物
线
的弦长公式知
.故选D.
法2.前同法1,因
或
,则的斜率
.设
,将
的方程
代入抛物线的方程
中化简得,
;由韦
达定理得
,
.由弦长公式
.
故选D.
法3.前同法2,由焦半径公式
.
故选D.
二、多选题
9.ACD 由题意知双曲线的右焦点F1(,0),即c=,且|OA|=2,则|AF|==3,又
点P 为双曲线右支上的动点,根据双曲线的定义可知|PF|-|PF1|=2a,则|PF|=|PF1|+
2a,所以△APF 周长为|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+|PF1|+2a=|AP|+|PF1|+3+
2a
|AF1|+3+2a=6+2a(当且仅当点A,P,F1三点共线时取等号),则△APF 周长的最小值
为6+2a=8,解得
,则
,离心率
;由
,得渐近
线方程为
;从而知选项ACD 均正确,选项B 错误.故选ACD.
10.AC 法1:不妨设椭圆方程为
x2
a2 + y2
b2 =1(a>b>0),
且P(x , y)在椭圆上,F1(−c ,0)、F2(c ,0)
(其中c=√a2−b2),则满足⃗MF 1⋅⃗MF 2=0的点
总在椭圆内部等价于0°≤∠F1PF 2<90° ,
则⃗PF 1⋅⃗PF 2>0 ,令
f ( x)=⃗PF 1⋅⃗PF 2=x2−c2+ y2=c2 x2
a2 +b2−c2>0
对|x|≤a 恒成立,需
f ( x)min=f (0)=b2−c2>0⇒a2>2c2 ;即
e2< 1
2 , 且0<e<1
,得
0<e< √2
2 , 而
1
2 , 2
3 ∈(0, √2
2 )
,但
√2
2 , 3
4 ∉(0, √2
2 )
.故选AC.(法2:设
点在椭圆上,当点
为椭圆短轴端
点时,易证0≤∠F1PF 2≤∠F1BF 2,则条件等价于
∠F1BF 2∈(0, π
2 )
,故必有
tan
∠F1BF 2
2
= c
b <tan π
4 =1
,即
c<b⇒0<e< √2
2 .故选AC.)
11.ABC 如下图所示:分别过点A、B 作抛物线C 的准线m 的垂线,垂足分别为点E、M.
抛物线C 的准线m 交x 轴于点P,则|PF|=p,由于直线l 的斜率为,其倾斜角为60°,
∵AE∥x 轴,∴∠EAF=60°,由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,则
△AEF 为等边三角形,∴∠EFP=∠AEF=60°,则∠PEF=30°,
∴|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,A 选项正确;∵|AE|=|EF|
=2|PF|,又PF∥AE,∴F 为AD 的中点,则DF=FA,B 选项正确;
∴∠DAE=60°,∴∠ADE=30°,∴|BD|=2|BM|=2|BF|(抛物线定义),
C
选项正确;∵|BD|=2|BF|,∴|BF|=|DF|=|AF|=,D 选项错误,故选
ABC.
三、填空题
12.
4√3
3
因为直线恒过定点A(0,1),且点A 也在椭圆上,可在椭圆上任取不同于A 的点
B(x , y),且
.则
(当
且仅当
取等号),即最大弦长等于
4√3
3
.故填
4√3
3
.
13. 3 由,消去y 得3x2-20x+12=0,于是得xA=6,xB=,又AF=mFB且F(2,0),∴2-6=
m(-2),∴m=3,故填3.
14.
,
由题意
,得
,且
,解得
;又
,则
,则
,双曲线
的两条渐近线方程为
;故焦点
到
的渐近线
的距离为
(可直接利用双曲线性质的
二级结论:双曲线的焦点到其渐近线的距离等于虚半轴长
).
又
周长
,即
;由双曲线定义知
,解得
,故知
是以
为底边的等腰三角形,取
的中点为
,连结
,则由勾股定理得
,所以
.故两个空分别填
,
.
四、解答题
15.(1)
;(2)
.
解:(1)如图,由题意可知|OF1|=|OF2|=|OP|,结合三角形性质得
,即PF2⊥PF1;
设直线y=为l,则l 是双曲线的一条渐近线,因为l 是线段PF2 的中垂
线,则PF2⊥l,于是
,从而=
;设|PF2|
=bt(t>0),则|PF1|=at,由勾股定理得t2(b2+a2)=t2c2=4c2,
解得x=2;又因2a=|PF2|-|PF1|=2(b-a),∴2a=b;则双曲线的两
条渐近线方程为
,即所求两渐近线方程为
.
(2)由(1)知b=2a,则
;设A(x1,y1),B(x2,y2),代入双曲线方程-=1 中,分别得
,
,两式相减得
,且P(2,1)为AB 的中
点,则直线AB 的斜率kAB==
=8;故直线AB 的方程
为
,即
为所求方程.
16.(1)
x2
4 + y2
3 =1
;(2)所求圆的方程为( x−1)2+ y2=2.
解:(1)由
e= c
a=1
2 ,即a=2c ,所以a2=4 c2
,b2=a2−c2=3c2
,将点
P(1, 3
2 )
的
坐标代入椭圆方程得c2=1,故所求椭圆方程为
x2
4 + y2
3 =1
.
(2)设直线l 的方程为x=ty −1,代入椭圆方程得(4+3t2) y2−6ty −9=0,显然判别式大
于0 恒成立,设A( x1, y1),B( x2, y2),ΔAF 2 B 的内切圆半径为r0,则有
y1+ y2=
6t
4+3t2
,
y1 y2= −9
4+3t2 ,
r0=3√2
7
,
于
是
有
;
又
因
为
SΔ AF 2 B=1
2|AB|r0+ 1
2|BF 2|r0+ 1
2|AF 2|r0=1
2 r0(|AB|+|BF 2|+|AF 2|)
=1
2 r0(|AF 1|+|BF 1|+|BF 2|+|AF 2|)=1
2 r0⋅4 a
,
所
以
12√t2+1
4+3t2 =12√2
7
,解得t2=1 ,因为所求圆与直线相切,所以半径
r=
2
√t2+1
=√2
,
故得所求圆的方程为( x−1)2+ y2=2.
17.(1)y2=4x;(2)直线l 过定点(5,0).
解:(1)由题意可得动点C 到点F(1,0)的距离等于到直线x=-1 的距离,∴曲线E 是以点
(1,0)为焦点,直线x=-1 为准线的抛物线.设其方程为y2=2px(p>0),∴=1,∴p=2,
∴曲线E 的方程为y2=4x.
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),由得k2x2+(2km-4)x+m2=0,
∴x1+x2=,x1x2=,Δ=(2km-4)2-4m2k2=16(1-km)>0.∵OA·OB=5,
∴x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2==5,∴m2+4km-5k2=0,∴m=k 或m=-
5k.∵km<0,则m=k 舍去,∴m=-5k,满足Δ=16(1-km)>0,
∴直线l 的方程为y=k(x-5),∴直线l 必经过定点(5,0).
18.(1)
;(2)
为定值.
解:(1)依题意得
,即
;将点
坐标代入椭圆方程中得
,解
得
,故椭圆
的方程为
.
(2)依题意,设
,又设直线
方程为
,将上式代入椭圆方程
中, 整理得
, 显然有
;由韦达定理得
.又
,于是
,即
为定值.
19.(1)
;(2)存在实数
.
解:(1)法1:如图,依题意直线与
轴的交点即为抛物线的焦点
,易知
,得抛物
线方程为
,其准线方程为
.设
,
,将
代入方程
中,整理得
,由韦达定理得
,
.由抛物线定义
,
,则
.
法2:设直线
的倾斜角为
,得
,且直线
过点
,
则直线
的参数方程为
( 为参数),代入
中,整理得:
,由参数的几何意义知,
.
(2)假设存在实数
满足条件.设
,
,将
代入方程
中,整理得
,则
.设
,因
轴,
得
,则
,即
.依题意知
,即
,且
,
化简得
,代入可得
,
且
,解得
.故存在唯一实数
满足题意.