【精品解析】高中数学人教A版(2019) 选修一 第三章 圆锥曲线的方程

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名称 【精品解析】高中数学人教A版(2019) 选修一 第三章 圆锥曲线的方程
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资源类型 试卷
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科目 数学
更新时间 2021-08-23 11:14:19

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高中数学人教A版(2019) 选修一 第三章 圆锥曲线的方程
一、单选题
1.(2021·枣庄模拟)已知点 在抛物线 : 上,则 的焦点到其准线的距离为(  )
A. B. C.1 D.2
2.(2021·青岛模拟)已知双曲线 的一条渐近线的倾斜角为 ,则该双曲线的离心率为(  )
A. B. C. D.2
3.(2020高二下·济南月考)若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则实数 的取值范围是(  ).
A. B. C. D.
4.(2021·聊城模拟)已知A,B,C是双曲线 上的三点,直线AB经过原点O,AC经过右焦点F,若 ,且 ,则该双曲线的离心率为(  )
A. B. C. D.
5.(2021·枣庄模拟)已知椭圆 与双曲线 有相同的左焦点 、右焦点 ,点 是两曲线的一个交点,且 .过 作倾斜角为45°的直线交 于 , 两点(点 在 轴的上方),且 ,则 的值为(  )
A. B. C. D.
6.(2021·济宁模拟)已知 、 是双曲线 : 的左、右焦点,点 是双曲线 上的任意一点(不是顶点),过 作 角平分线的垂线,垂足为 , 是坐标原点.若 ,则双曲线 的渐近线方程为(  )
A. B. C. D.
7.(2020·菏泽模拟)已知双曲线 的一条渐近线上存在一点到x轴距离与到原点O的距离之比为 ,则实数a的值为(  ).
A.2 B.4 C.6 D.8
8.(2020高二上·商河月考)已知椭圆 : 的短轴长为2,上顶点为 ,左顶点为 , , 分别是 的左、右焦点,且 的面积为 ,点 为 上的任意一点,则 的取值范围为(  )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2021·潍坊模拟)已知双曲线 的左,右焦点分别为 ,一条渐近线方程为 , 为 上一点,则以下说法正确的是(  )
A. 的实轴长为 B. 的离心率为
C. D. 的焦距为
10.(2021·淄博模拟)设椭圆 的的焦点为 , , 是 上的动点,则下列结论正确的是(  ).
A.离心率 B. 的最大值为3
C. 面积的最大值为 D. 的最小值为2
11.(2021·烟台模拟)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,则(  )
A. 为 的一个焦点
B.双曲线 的离心率为
C.过点 作直线与 交于 两点,则满足 的直线有且只有两条
D.设 为 上三点且 关于原点对称,则 斜率存在时其乘积为
12.(2020高二上·枣庄期末)我们通常称离心率为 的椭圆为“黄金椭圆”.如图,已知椭圆 : , 分别为左、右顶点, , 分别为上、下顶点, , 分别为左、右焦点,P为椭圆上一点,则满足下列条件能使椭圆C为“黄金椭圆”的有(  )
A.
B.
C. 轴,且
D.四边形 的内切圆过焦点 ,
三、填空题
13.(2020高二上·济南期末)已知双曲线 =1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=± x,则它的离心率为   .
14.(2021·淄博模拟)若抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,则 等于   .
15.(2021·淄博模拟)已知椭圆C的左 右焦点分别为 ,直线AB过 与椭圆交于A,B两点,当 为正三角形时,该椭圆的离心率为   .
16.(2020高二上·临沂期中)若中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆过点 ,且长轴长是短轴长的 倍,则其标准方程为   .
四、解答题
17.(2020高二上·枣庄期末)已知抛物线 的焦点 与曲线 的右焦点重合.
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)若抛物线 上的点 满足 ,求 点的坐标.
18.(2017·青岛模拟)已知椭圆C: =1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1、A2,上、下顶点分别为B2、B1,O为坐标原点,四边形A1B1A2B2的面积为4,且该四边形内切圆的方程为x2+y2= .
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若M、N是椭圆C上的两个不同的动点,直线OM、ON的斜率之积等于﹣ ,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.
19.(2019·黄冈模拟)已知 为坐标原点,椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,右顶点为 ,上顶点为 ,若 , , 成等比数列,椭圆 上的点到焦点 的距离的最大值为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过该椭圆的右焦点作两条互相垂直的弦 与 ,求 的取值范围.
20.(2017·聊城模拟)已知右焦点为F的椭圆C: + =1(a>b>0)过点M(1, ),直线x=a与抛物线L:x2= y交于点N,且 = ,其中O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆C交于A、B两点.
①若直线l与x轴垂直,过点P(4,0)的直线PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴相交于定点;
②已知D为椭圆C的左顶点,若l与直线DM平行,判断直线MA,MB是否关于直线FM对称,并说明理由.
21.(2017高二上·阜宁月考)已知椭圆 的离心率为 ,以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆与直线 相切.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知点A、B为动直线 与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得 为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
22.(2018·山东模拟)已知 、 分别是离心率为 的椭圆 : 的左、右焦点,点 是椭圆 上异于其左、右顶点的任意一点,过右焦点 作 的外角平分线 的垂线 ,交 于点 ,且 ( 为坐标原点).
(1)求椭圆 的方程;
(2)若点 在圆 上,且在第一象限,过 作圆 的切线交椭圆于 、 两点,问: 的周长是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】抛物线的定义
【解析】【解答】由点 在抛物线上,易知 , ,故焦点到其准线的距离为 .
故答案为:B.
【分析】 利用点在抛物线上,求解p,即可得到结果.
2.【答案】C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】因为双曲线 的一条渐近线的倾斜角为 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为:C
【分析】 利用双曲线的渐近线的倾斜角求解斜率,得到a,b关系,然后求解离心率即可.
3.【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则 ,解得 .
故选 .
【分析】根据题意,方程中x2、y2的分母均大于0,且y2的分母较大,由此建立关于m的不等式组,解之即可得到实数m的取值范围.
4.【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】设双曲线的左焦点为 ,连接
由题意知
∴四边形 为矩形,令
∵ ,
∴在 中,
将 代入可得

∴在 中,

可得
故答案为:D
【分析】设双曲线的左焦点为 ,连接 ,根据矩形判定可得四边形 为矩形令 ,根据双曲线定义和勾股定理结合已知可求得 ,再在 中由勾股定理得 进而可得 。
5.【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】不妨设 为椭圆与双曲线在第一象限内的交点,椭圆方程为 , ,
由双曲线定义可知: ,又因为 ,所以 , ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,所以 ,所以椭圆方程为 ,
又因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
又因为 ,所以 ,所以 ,解得 ,
故答案为:A.
【分析】根据椭圆和双曲线的性质进行运算即可求出。
6.【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】依题意,延长 交 于Q,由 是 的角平分线, 可知, 是 的中点, .
又O是 的中点,故 是 的中位线,
所以 ,
故 ,即 ,故 ,
所以双曲线 的渐近线方程为 .
故答案为:D.
【分析】 延长 交 于Q,连接ON,由三角形的中位线定理和双曲线的定义、垂直平分线的性质,结合双曲线的a,b,c的关系,可得渐近线方程.
7.【答案】B
【知识点】双曲线的标准方程;双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,一条渐近线的斜率为 ,
则 ,解得 .
故答案为:B.
【分析】根据已知可得渐近线的斜率,建立a的方程,即可求出结论.
8.【答案】D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由已知的 ,故 .∵ 的面积为 ,
∴ ,∴ .又∵ ,
∴ , ,∴ ,
又 ,∴ ,
∴ .∴ 的取值范围为 .
故答案为:D.
【分析】由已知和面积得到 , ,对 进行化简,配方求最值.
9.【答案】A,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由双曲线方程知:渐近线方程为 ,而一条渐近线方程为 ,
∴ ,故 ,
∴双曲线:实轴长 ,离心率为 ,由于 可能在 不同分支上则有 ,焦距为 .
∴A、D符合题意,B、C不符合题意.
故答案为:AD
【分析】 由双曲线的渐近线方程求得a,再由隐含条件求得c,然后逐一核对四个选项得答案.
10.【答案】A,D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:因为椭圆 ,所以 , ,所以 , , ,所以 , , ,A符合题意;
设 ,所以 ,所以 ,因为 ,所以当 时 ,即 ,B不符合题意;
因为 ,
又 ,所以当 时,即 在短轴的顶点时 面积的取得最大值, ,C不符合题意;
对于D: ,因为 ,所以 ,所以 ,D符合题意;
故答案为:AD
【分析】 由椭圆的方程求出a,b,c,即可求出椭圆的离心率,再设出点P的坐标,即可求出, ,可求出 的最大值, 根据 ,进而可以求出三角形PF1F2的面积的最值,
最后再由 ,进而得出 ,可以判定D是否正确.
11.【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:因为双曲线 的一条渐近线方程为 ,
所以 ,解得 ,所以双曲线 ,所以 , , ,所以则其焦点为 、 ,离心率 ,A不符合题意,B符合题意;过点 作直线与 交于 两点,因为 为双曲线的焦点坐标,当直线的斜率不存在时 ,当直线的斜率为 时, ,所以由双曲线的对称性得,满足 的直线有4条,C不符合题意;
设 , , ,所以 , ,因为 在双曲线上,所以 , ,两式相减得 ,所以 ,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】 由渐近线方程,可得m的方程,求得m,可得a,b,c,可判断A;由双曲线的离心率公式,计算可判断B;分别讨论A,B分别在左、右两支上和都在右支上,结合弦的最小值,可判断C;由点差法和直线的斜率公式,计算可判断D.
12.【答案】B,D
【知识点】椭圆的定义;椭圆的简单性质
【解析】【解答】∵椭圆

对于A,若 ,则 ,∴ ,∴ ,不满足条件,A不符合条件;
对于B, ,∴
∴ ,∴
∴ ,解得 或 (舍去),B符合条件;
对于C, 轴,且 ,∴

∴ ,解得
∵ ,∴
∴ ,不满足题意,C不符合条件;
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c,∴
∴ ,∴ ,解得 (舍去)或 ,∴ ,D符合条件.
故答案为:BD.
【分析】先求出椭圆的顶点和焦点坐标,对于A,根据椭圆的基本性质求出离心率判断A;对于B,根据勾股定理以及离心率公式判断B,根据结合斜率公式以及离心率公式判断C;由四边形的内切圆过焦点得出内切圆的半径为c,进一步得出,结合离心率公式判断D。
13.【答案】2
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,得e= = = =2.
【分析】由双曲线的简单性质结合离心率公式代入数值计算出结果即可。
14.【答案】
【知识点】抛物线的定义;抛物线的标准方程
【解析】【解答】抛物线 开口向右,准线为 ,
将 的坐标代入抛物线方程得 ,
由于抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,
根据抛物线的定义有 ,
所以 。
故答案为: 。
【分析】利用抛物线的标准方程确定焦点的位置,进而求出准线的方程,再利用点 在抛物线上,进而结合代入法求出p与的关系式,再利用已知条件抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,结合抛物线的定义,进而求出p的值。
15.【答案】
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】不妨设椭圆的方程为 ,
根据椭圆定义, , , 为正三角形, ,所以 ,即 为线段AB的中点,根据椭圆的对称性知AB垂直于x轴.
设 ,则 , .
因为 ,即 ,
所以 .
【分析】离心率只要找到a和c的一个等式关系,条件不够,定义来凑。得出AB垂直X轴,用通径的坐标,加上正三角形的性质,可以得到一个关于a、c的关系式.
16.【答案】 或
【知识点】椭圆的标准方程
【解析】【解答】①当椭圆焦点在 轴时,设其方程为 ,
长轴长是短轴长的 倍, ,又椭圆过 ,
,解得: , , 标准方程为 ;②当椭圆焦点在 轴时,设其方程为 ,
长轴长是短轴长的 倍, ,又椭圆过 ,
,解得: , , 标准方程为 ;
综上所述:所求椭圆的标准方程为 或 .
故答案为: 或 .
【分析】由椭圆的焦点在 轴上或在轴上加以讨论,分别根据题意求出椭圆的长半轴与短半轴的值,由此写入椭圆的标准方程。
17.【答案】(1)解:由双曲线方程 可得 , ,
所以 ,解得 .
则曲线 的右焦点为 ,所以 , .
因此,抛物线 的标准方程为 ;
(2)解:设 ,由抛物线的定义及已知可得 ,解得 .
代入抛物线方程可得 ,解得 ,
所以 点的坐标为 或 .
【知识点】抛物线的定义;抛物线的简单性质
【解析】【分析】 (1)根据题意可求的抛物线的焦点坐标,从而可求得p,从而可得抛物线C的标准方程;
(2)设P点的坐标为(x0,y0),由抛物线的性质可求得x0,代入抛物线方程中可求得y0,从而可得P点坐标.
18.【答案】解:(Ⅰ)∵四边形A1B1A2B2的面积为4,又可知四边形A1B1A2B2为菱形,
∴ ,即ab=2 ①
由题意可得直线A2B2方程为: ,即bx+ay﹣ab=0,
∵四边形A1B1A2B2内切圆方程为 ,
∴圆心O到直线A2B2的距离为 ,即 ②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为:
(Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),
由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0∵直线l与椭圆C相交于M,N两个不同的点,
∴△=64m2k2﹣16(1+4k2)(m2﹣1)>0得:1+4k2﹣m2>0③
由韦达定理:
∵直线OM,ON的斜率之积等于 ,
∴ ,
∴ ,
∴2m2=4k2+1满足③…(9分)
∴ ,
又O到直线MN的距离为 , ,
所以△OMN的面积
若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称
设M(x1,y1),N(x1,﹣y1),则 , ,
又∵M在椭圆上, ,∴ ,
所以△OMN的面积S= = =1.
综上可知,△OMN的面积为定值1
【知识点】椭圆的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)利用四边形A1B1A2B2为菱形,求出ab=2,圆心O到直线A2B2的距离为 ,列出方程,求出a,b,即可得到椭圆方程.(Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0,利用韦达定理以及判别式,通过直线OM,ON的斜率之积等于 ,求出三角形的面积,若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称,设M(x1,y1),N(x1,﹣y1),求解三角形的面积即可.
19.【答案】(1)解:易知 ,得 ,则 ,
而 ,又 ,得 , ,
因此,椭圆C的标准方程为
(2)解: 当两条直线中有一条斜率为0时,另一条直线的斜率不存在,由题意易得 ;
当两条直线斜率都存在且不为0时,由 知 ,
设 、 ,直线MN的方程为 ,则直线PQ的方程为 ,
将直线 方程代入椭圆方程并整理得: ,
显然 , , ,
,同理得 ,
所以, ,
令 ,则 , ,设 ,
,所以, ,所以, ,则 .
综合 可知, 的取值范围是
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)利用椭圆的标准方程求出左右焦点坐标和右顶点和上顶点坐标,再利用等比中项公式找出a,b,c的第一个方程,再利用椭圆上的点到焦点最大距离为a+c联立a,c的第二个方程,最后利用椭圆中a,b,c三者的关系式建立第三个方程,从而求出a,b,c的值,从而求出椭圆标准方程。
(2)利用过焦点设出两直线的点斜式方程,再利用两直线垂直斜率之积等于-1的等价条件求出斜率之间的关系式,再利用两点距离公式结合换元法转化为二次函数,最后利用二次函数求值域的方法求出距离之和的取值范围。
20.【答案】(1)解:设N(a,y0),连接MN,由 = ,则OMNF为平行四边形,则y0= ,
将M(1, )代入抛物线方程:解得:a=2,
将M(1, )代入椭圆方程: ,解得:b2=3,
∴椭圆的标准方程:
(2)解:①证明:由题意,直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为y=k(x﹣4),B(x1,y1),E(x2,y2),
则A(x1,﹣y1), ,整理得:(3+4k2)x2﹣32k2x+64k2﹣12=0,
x1+x2= ,x1x2= ,①
则直线AE的方程为:y﹣y2= (x﹣x2),令y=0,x=x2﹣ ,
由y1=k(x1﹣4),y2=k(x2﹣4),
∴x= ,
∴x=1,
∴直线AE与x轴相交于定点(1,0);
②由题意可知,直线MF的方程为x=1,则kOM= ,设直线l:y= x+n,(n≠1),
设A(x3,y3),B(x4,y4), ,整理得:x2+nx+n2﹣3=0,
△=n2﹣4×(n2﹣3)=12﹣3n2>0,即b∈(﹣2,2),且n≠1,
x3+x4=﹣n,x3x4=n2﹣3,
则kMA+kMB= + = +
=1+ + =1+ =1﹣ =0,
直线MA,MB关于直线x=1对称
【知识点】椭圆的应用
【解析】【分析】(1)将由 = ,即可求得N点坐标,将M代入抛物线方程,即可求得a,代入椭圆方程,即可求得b的值,即可求得椭圆方程;(2)①设直线PB的方程,设B,E点坐标,将直线PB代入椭圆方程,求得直线AE的方程,利用韦达定理即可求得x的值,直线AE与x轴相交于定点(1,0);
②设直线l的方程,代入椭圆方程,由△>0,即可求得n的取值范围,利用直线的斜率公式及韦达定理kMA+kMB=0,则直线MA,MB关于直线x=1对称.
21.【答案】(1)解:由e= ,得 = ,即c= a,①
以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆为x2+y2=a2,
此圆与直线2x﹣ +6=0相切,∴a= = ,
代入①得c=2,
∴b2=a2﹣c2=2,∴椭圆的方程为
(2)解:由 ,得(1+3k2)x2﹣12k2x+12k2﹣6=0,(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),∴ , ,
根据题意,假设x轴上存在定点E(m,0),使得 为定值,
则有 =(x1﹣m,y1) (x2﹣m,y2)=(x1﹣m) (x2﹣m)+y1y2
=
=(k2+1)
=(k2+1) ﹣(2k2+m) +(4k2+m2)
= ,
要使上式为定值,即与k无关,则应有3m2﹣12m+10=3(m2﹣6),
即m= ,此时 = 为定值,定点为( )
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)本题先利用离心率公式求出a与c的关系,再结合直线与圆相切的位置关系,即圆心到切线的距离等于半径的性质,将椭圆的长半轴长作为半径代入其中求出a的值,进而利用a与c的关系求出c的值,最后利用a,b,c三者的关系求出b的值,最后将a与b代入椭圆标准方程中求出椭圆标准方程。
(2)本题利用动直线与圆相交的位置关系,将圆和动直线方程联立求出关于x的一元二次方程,再利用韦达定理,用k将两根之和和两根之积表示出来,再利用数量积坐标表示求出有关m与k有关的式子,最后利用已知条件要使此式子与k无关,从而得出有关m的方程求出m的值,即得到与m有关的定点的坐标。
22.【答案】(1)解:延长 交直线 于点 ,
∵ 为 的外角平分线的垂线,∴ , 为 的中点,
∴ ,
由椭圆的离心率 ,得 , ,
∴椭圆的方程为 .
(2)解:由题意,设 的方程为 ( , ),
∵直线 与圆 相切,∴ ,即 ,
由 得 ,
设 , ( ),则 , ,

又 ,
∴ ,
同理 ,
∴ ,
∴ ,
即 的周长为定值6.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)延长 F 2 Q 交直线 F 1 P 于点 R ,利用 为 的外角平分线的垂线,可得 , 为 的中点,结合椭圆的定义求出a,结合离心率公式求出b,即可得出椭圆的方程;
(2)由题意,设 A B 的方程为 y = k x + m ( k < 0 , m > 0 ),利用直线 A B 与圆 x 2 + y 2 = 8 相切,求出m与k的关系,再将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式,即可得出结论。
1 / 1高中数学人教A版(2019) 选修一 第三章 圆锥曲线的方程
一、单选题
1.(2021·枣庄模拟)已知点 在抛物线 : 上,则 的焦点到其准线的距离为(  )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【知识点】抛物线的定义
【解析】【解答】由点 在抛物线上,易知 , ,故焦点到其准线的距离为 .
故答案为:B.
【分析】 利用点在抛物线上,求解p,即可得到结果.
2.(2021·青岛模拟)已知双曲线 的一条渐近线的倾斜角为 ,则该双曲线的离心率为(  )
A. B. C. D.2
【答案】C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】因为双曲线 的一条渐近线的倾斜角为 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为:C
【分析】 利用双曲线的渐近线的倾斜角求解斜率,得到a,b关系,然后求解离心率即可.
3.(2020高二下·济南月考)若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则实数 的取值范围是(  ).
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则 ,解得 .
故选 .
【分析】根据题意,方程中x2、y2的分母均大于0,且y2的分母较大,由此建立关于m的不等式组,解之即可得到实数m的取值范围.
4.(2021·聊城模拟)已知A,B,C是双曲线 上的三点,直线AB经过原点O,AC经过右焦点F,若 ,且 ,则该双曲线的离心率为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】设双曲线的左焦点为 ,连接
由题意知
∴四边形 为矩形,令
∵ ,
∴在 中,
将 代入可得

∴在 中,

可得
故答案为:D
【分析】设双曲线的左焦点为 ,连接 ,根据矩形判定可得四边形 为矩形令 ,根据双曲线定义和勾股定理结合已知可求得 ,再在 中由勾股定理得 进而可得 。
5.(2021·枣庄模拟)已知椭圆 与双曲线 有相同的左焦点 、右焦点 ,点 是两曲线的一个交点,且 .过 作倾斜角为45°的直线交 于 , 两点(点 在 轴的上方),且 ,则 的值为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】不妨设 为椭圆与双曲线在第一象限内的交点,椭圆方程为 , ,
由双曲线定义可知: ,又因为 ,所以 , ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,所以 ,所以椭圆方程为 ,
又因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
又因为 ,所以 ,所以 ,解得 ,
故答案为:A.
【分析】根据椭圆和双曲线的性质进行运算即可求出。
6.(2021·济宁模拟)已知 、 是双曲线 : 的左、右焦点,点 是双曲线 上的任意一点(不是顶点),过 作 角平分线的垂线,垂足为 , 是坐标原点.若 ,则双曲线 的渐近线方程为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】依题意,延长 交 于Q,由 是 的角平分线, 可知, 是 的中点, .
又O是 的中点,故 是 的中位线,
所以 ,
故 ,即 ,故 ,
所以双曲线 的渐近线方程为 .
故答案为:D.
【分析】 延长 交 于Q,连接ON,由三角形的中位线定理和双曲线的定义、垂直平分线的性质,结合双曲线的a,b,c的关系,可得渐近线方程.
7.(2020·菏泽模拟)已知双曲线 的一条渐近线上存在一点到x轴距离与到原点O的距离之比为 ,则实数a的值为(  ).
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【知识点】双曲线的标准方程;双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,一条渐近线的斜率为 ,
则 ,解得 .
故答案为:B.
【分析】根据已知可得渐近线的斜率,建立a的方程,即可求出结论.
8.(2020高二上·商河月考)已知椭圆 : 的短轴长为2,上顶点为 ,左顶点为 , , 分别是 的左、右焦点,且 的面积为 ,点 为 上的任意一点,则 的取值范围为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由已知的 ,故 .∵ 的面积为 ,
∴ ,∴ .又∵ ,
∴ , ,∴ ,
又 ,∴ ,
∴ .∴ 的取值范围为 .
故答案为:D.
【分析】由已知和面积得到 , ,对 进行化简,配方求最值.
二、多选题
9.(2021·潍坊模拟)已知双曲线 的左,右焦点分别为 ,一条渐近线方程为 , 为 上一点,则以下说法正确的是(  )
A. 的实轴长为 B. 的离心率为
C. D. 的焦距为
【答案】A,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由双曲线方程知:渐近线方程为 ,而一条渐近线方程为 ,
∴ ,故 ,
∴双曲线:实轴长 ,离心率为 ,由于 可能在 不同分支上则有 ,焦距为 .
∴A、D符合题意,B、C不符合题意.
故答案为:AD
【分析】 由双曲线的渐近线方程求得a,再由隐含条件求得c,然后逐一核对四个选项得答案.
10.(2021·淄博模拟)设椭圆 的的焦点为 , , 是 上的动点,则下列结论正确的是(  ).
A.离心率 B. 的最大值为3
C. 面积的最大值为 D. 的最小值为2
【答案】A,D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】解:因为椭圆 ,所以 , ,所以 , , ,所以 , , ,A符合题意;
设 ,所以 ,所以 ,因为 ,所以当 时 ,即 ,B不符合题意;
因为 ,
又 ,所以当 时,即 在短轴的顶点时 面积的取得最大值, ,C不符合题意;
对于D: ,因为 ,所以 ,所以 ,D符合题意;
故答案为:AD
【分析】 由椭圆的方程求出a,b,c,即可求出椭圆的离心率,再设出点P的坐标,即可求出, ,可求出 的最大值, 根据 ,进而可以求出三角形PF1F2的面积的最值,
最后再由 ,进而得出 ,可以判定D是否正确.
11.(2021·烟台模拟)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,则(  )
A. 为 的一个焦点
B.双曲线 的离心率为
C.过点 作直线与 交于 两点,则满足 的直线有且只有两条
D.设 为 上三点且 关于原点对称,则 斜率存在时其乘积为
【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:因为双曲线 的一条渐近线方程为 ,
所以 ,解得 ,所以双曲线 ,所以 , , ,所以则其焦点为 、 ,离心率 ,A不符合题意,B符合题意;过点 作直线与 交于 两点,因为 为双曲线的焦点坐标,当直线的斜率不存在时 ,当直线的斜率为 时, ,所以由双曲线的对称性得,满足 的直线有4条,C不符合题意;
设 , , ,所以 , ,因为 在双曲线上,所以 , ,两式相减得 ,所以 ,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】 由渐近线方程,可得m的方程,求得m,可得a,b,c,可判断A;由双曲线的离心率公式,计算可判断B;分别讨论A,B分别在左、右两支上和都在右支上,结合弦的最小值,可判断C;由点差法和直线的斜率公式,计算可判断D.
12.(2020高二上·枣庄期末)我们通常称离心率为 的椭圆为“黄金椭圆”.如图,已知椭圆 : , 分别为左、右顶点, , 分别为上、下顶点, , 分别为左、右焦点,P为椭圆上一点,则满足下列条件能使椭圆C为“黄金椭圆”的有(  )
A.
B.
C. 轴,且
D.四边形 的内切圆过焦点 ,
【答案】B,D
【知识点】椭圆的定义;椭圆的简单性质
【解析】【解答】∵椭圆

对于A,若 ,则 ,∴ ,∴ ,不满足条件,A不符合条件;
对于B, ,∴
∴ ,∴
∴ ,解得 或 (舍去),B符合条件;
对于C, 轴,且 ,∴

∴ ,解得
∵ ,∴
∴ ,不满足题意,C不符合条件;
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c,∴
∴ ,∴ ,解得 (舍去)或 ,∴ ,D符合条件.
故答案为:BD.
【分析】先求出椭圆的顶点和焦点坐标,对于A,根据椭圆的基本性质求出离心率判断A;对于B,根据勾股定理以及离心率公式判断B,根据结合斜率公式以及离心率公式判断C;由四边形的内切圆过焦点得出内切圆的半径为c,进一步得出,结合离心率公式判断D。
三、填空题
13.(2020高二上·济南期末)已知双曲线 =1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=± x,则它的离心率为   .
【答案】2
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,得e= = = =2.
【分析】由双曲线的简单性质结合离心率公式代入数值计算出结果即可。
14.(2021·淄博模拟)若抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,则 等于   .
【答案】
【知识点】抛物线的定义;抛物线的标准方程
【解析】【解答】抛物线 开口向右,准线为 ,
将 的坐标代入抛物线方程得 ,
由于抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,
根据抛物线的定义有 ,
所以 。
故答案为: 。
【分析】利用抛物线的标准方程确定焦点的位置,进而求出准线的方程,再利用点 在抛物线上,进而结合代入法求出p与的关系式,再利用已知条件抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,结合抛物线的定义,进而求出p的值。
15.(2021·淄博模拟)已知椭圆C的左 右焦点分别为 ,直线AB过 与椭圆交于A,B两点,当 为正三角形时,该椭圆的离心率为   .
【答案】
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】不妨设椭圆的方程为 ,
根据椭圆定义, , , 为正三角形, ,所以 ,即 为线段AB的中点,根据椭圆的对称性知AB垂直于x轴.
设 ,则 , .
因为 ,即 ,
所以 .
【分析】离心率只要找到a和c的一个等式关系,条件不够,定义来凑。得出AB垂直X轴,用通径的坐标,加上正三角形的性质,可以得到一个关于a、c的关系式.
16.(2020高二上·临沂期中)若中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆过点 ,且长轴长是短轴长的 倍,则其标准方程为   .
【答案】 或
【知识点】椭圆的标准方程
【解析】【解答】①当椭圆焦点在 轴时,设其方程为 ,
长轴长是短轴长的 倍, ,又椭圆过 ,
,解得: , , 标准方程为 ;②当椭圆焦点在 轴时,设其方程为 ,
长轴长是短轴长的 倍, ,又椭圆过 ,
,解得: , , 标准方程为 ;
综上所述:所求椭圆的标准方程为 或 .
故答案为: 或 .
【分析】由椭圆的焦点在 轴上或在轴上加以讨论,分别根据题意求出椭圆的长半轴与短半轴的值,由此写入椭圆的标准方程。
四、解答题
17.(2020高二上·枣庄期末)已知抛物线 的焦点 与曲线 的右焦点重合.
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)若抛物线 上的点 满足 ,求 点的坐标.
【答案】(1)解:由双曲线方程 可得 , ,
所以 ,解得 .
则曲线 的右焦点为 ,所以 , .
因此,抛物线 的标准方程为 ;
(2)解:设 ,由抛物线的定义及已知可得 ,解得 .
代入抛物线方程可得 ,解得 ,
所以 点的坐标为 或 .
【知识点】抛物线的定义;抛物线的简单性质
【解析】【分析】 (1)根据题意可求的抛物线的焦点坐标,从而可求得p,从而可得抛物线C的标准方程;
(2)设P点的坐标为(x0,y0),由抛物线的性质可求得x0,代入抛物线方程中可求得y0,从而可得P点坐标.
18.(2017·青岛模拟)已知椭圆C: =1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1、A2,上、下顶点分别为B2、B1,O为坐标原点,四边形A1B1A2B2的面积为4,且该四边形内切圆的方程为x2+y2= .
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若M、N是椭圆C上的两个不同的动点,直线OM、ON的斜率之积等于﹣ ,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)∵四边形A1B1A2B2的面积为4,又可知四边形A1B1A2B2为菱形,
∴ ,即ab=2 ①
由题意可得直线A2B2方程为: ,即bx+ay﹣ab=0,
∵四边形A1B1A2B2内切圆方程为 ,
∴圆心O到直线A2B2的距离为 ,即 ②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为:
(Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),
由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0∵直线l与椭圆C相交于M,N两个不同的点,
∴△=64m2k2﹣16(1+4k2)(m2﹣1)>0得:1+4k2﹣m2>0③
由韦达定理:
∵直线OM,ON的斜率之积等于 ,
∴ ,
∴ ,
∴2m2=4k2+1满足③…(9分)
∴ ,
又O到直线MN的距离为 , ,
所以△OMN的面积
若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称
设M(x1,y1),N(x1,﹣y1),则 , ,
又∵M在椭圆上, ,∴ ,
所以△OMN的面积S= = =1.
综上可知,△OMN的面积为定值1
【知识点】椭圆的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)利用四边形A1B1A2B2为菱形,求出ab=2,圆心O到直线A2B2的距离为 ,列出方程,求出a,b,即可得到椭圆方程.(Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0,利用韦达定理以及判别式,通过直线OM,ON的斜率之积等于 ,求出三角形的面积,若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称,设M(x1,y1),N(x1,﹣y1),求解三角形的面积即可.
19.(2019·黄冈模拟)已知 为坐标原点,椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,右顶点为 ,上顶点为 ,若 , , 成等比数列,椭圆 上的点到焦点 的距离的最大值为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过该椭圆的右焦点作两条互相垂直的弦 与 ,求 的取值范围.
【答案】(1)解:易知 ,得 ,则 ,
而 ,又 ,得 , ,
因此,椭圆C的标准方程为
(2)解: 当两条直线中有一条斜率为0时,另一条直线的斜率不存在,由题意易得 ;
当两条直线斜率都存在且不为0时,由 知 ,
设 、 ,直线MN的方程为 ,则直线PQ的方程为 ,
将直线 方程代入椭圆方程并整理得: ,
显然 , , ,
,同理得 ,
所以, ,
令 ,则 , ,设 ,
,所以, ,所以, ,则 .
综合 可知, 的取值范围是
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)利用椭圆的标准方程求出左右焦点坐标和右顶点和上顶点坐标,再利用等比中项公式找出a,b,c的第一个方程,再利用椭圆上的点到焦点最大距离为a+c联立a,c的第二个方程,最后利用椭圆中a,b,c三者的关系式建立第三个方程,从而求出a,b,c的值,从而求出椭圆标准方程。
(2)利用过焦点设出两直线的点斜式方程,再利用两直线垂直斜率之积等于-1的等价条件求出斜率之间的关系式,再利用两点距离公式结合换元法转化为二次函数,最后利用二次函数求值域的方法求出距离之和的取值范围。
20.(2017·聊城模拟)已知右焦点为F的椭圆C: + =1(a>b>0)过点M(1, ),直线x=a与抛物线L:x2= y交于点N,且 = ,其中O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆C交于A、B两点.
①若直线l与x轴垂直,过点P(4,0)的直线PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴相交于定点;
②已知D为椭圆C的左顶点,若l与直线DM平行,判断直线MA,MB是否关于直线FM对称,并说明理由.
【答案】(1)解:设N(a,y0),连接MN,由 = ,则OMNF为平行四边形,则y0= ,
将M(1, )代入抛物线方程:解得:a=2,
将M(1, )代入椭圆方程: ,解得:b2=3,
∴椭圆的标准方程:
(2)解:①证明:由题意,直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为y=k(x﹣4),B(x1,y1),E(x2,y2),
则A(x1,﹣y1), ,整理得:(3+4k2)x2﹣32k2x+64k2﹣12=0,
x1+x2= ,x1x2= ,①
则直线AE的方程为:y﹣y2= (x﹣x2),令y=0,x=x2﹣ ,
由y1=k(x1﹣4),y2=k(x2﹣4),
∴x= ,
∴x=1,
∴直线AE与x轴相交于定点(1,0);
②由题意可知,直线MF的方程为x=1,则kOM= ,设直线l:y= x+n,(n≠1),
设A(x3,y3),B(x4,y4), ,整理得:x2+nx+n2﹣3=0,
△=n2﹣4×(n2﹣3)=12﹣3n2>0,即b∈(﹣2,2),且n≠1,
x3+x4=﹣n,x3x4=n2﹣3,
则kMA+kMB= + = +
=1+ + =1+ =1﹣ =0,
直线MA,MB关于直线x=1对称
【知识点】椭圆的应用
【解析】【分析】(1)将由 = ,即可求得N点坐标,将M代入抛物线方程,即可求得a,代入椭圆方程,即可求得b的值,即可求得椭圆方程;(2)①设直线PB的方程,设B,E点坐标,将直线PB代入椭圆方程,求得直线AE的方程,利用韦达定理即可求得x的值,直线AE与x轴相交于定点(1,0);
②设直线l的方程,代入椭圆方程,由△>0,即可求得n的取值范围,利用直线的斜率公式及韦达定理kMA+kMB=0,则直线MA,MB关于直线x=1对称.
21.(2017高二上·阜宁月考)已知椭圆 的离心率为 ,以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆与直线 相切.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知点A、B为动直线 与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得 为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由e= ,得 = ,即c= a,①
以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆为x2+y2=a2,
此圆与直线2x﹣ +6=0相切,∴a= = ,
代入①得c=2,
∴b2=a2﹣c2=2,∴椭圆的方程为
(2)解:由 ,得(1+3k2)x2﹣12k2x+12k2﹣6=0,(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),∴ , ,
根据题意,假设x轴上存在定点E(m,0),使得 为定值,
则有 =(x1﹣m,y1) (x2﹣m,y2)=(x1﹣m) (x2﹣m)+y1y2
=
=(k2+1)
=(k2+1) ﹣(2k2+m) +(4k2+m2)
= ,
要使上式为定值,即与k无关,则应有3m2﹣12m+10=3(m2﹣6),
即m= ,此时 = 为定值,定点为( )
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)本题先利用离心率公式求出a与c的关系,再结合直线与圆相切的位置关系,即圆心到切线的距离等于半径的性质,将椭圆的长半轴长作为半径代入其中求出a的值,进而利用a与c的关系求出c的值,最后利用a,b,c三者的关系求出b的值,最后将a与b代入椭圆标准方程中求出椭圆标准方程。
(2)本题利用动直线与圆相交的位置关系,将圆和动直线方程联立求出关于x的一元二次方程,再利用韦达定理,用k将两根之和和两根之积表示出来,再利用数量积坐标表示求出有关m与k有关的式子,最后利用已知条件要使此式子与k无关,从而得出有关m的方程求出m的值,即得到与m有关的定点的坐标。
22.(2018·山东模拟)已知 、 分别是离心率为 的椭圆 : 的左、右焦点,点 是椭圆 上异于其左、右顶点的任意一点,过右焦点 作 的外角平分线 的垂线 ,交 于点 ,且 ( 为坐标原点).
(1)求椭圆 的方程;
(2)若点 在圆 上,且在第一象限,过 作圆 的切线交椭圆于 、 两点,问: 的周长是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.
【答案】(1)解:延长 交直线 于点 ,
∵ 为 的外角平分线的垂线,∴ , 为 的中点,
∴ ,
由椭圆的离心率 ,得 , ,
∴椭圆的方程为 .
(2)解:由题意,设 的方程为 ( , ),
∵直线 与圆 相切,∴ ,即 ,
由 得 ,
设 , ( ),则 , ,

又 ,
∴ ,
同理 ,
∴ ,
∴ ,
即 的周长为定值6.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的应用
【解析】【分析】(1)延长 F 2 Q 交直线 F 1 P 于点 R ,利用 为 的外角平分线的垂线,可得 , 为 的中点,结合椭圆的定义求出a,结合离心率公式求出b,即可得出椭圆的方程;
(2)由题意,设 A B 的方程为 y = k x + m ( k < 0 , m > 0 ),利用直线 A B 与圆 x 2 + y 2 = 8 相切,求出m与k的关系,再将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式,即可得出结论。
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