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.(2020高二上·临沂期中)椭圆 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
2.(2019高二上·淄博月考)已知椭圆 的一条弦所在的直线方程是 弦的中点坐标是 则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
3.(2019高二上·青岛月考)双曲线 的一条渐近线的方程为 ,则 ( )
A.3 B. C.4 D.16
4.(2019高二上·桂林期末)焦点坐标为(1,0)的抛物线的标准方程是( )
A.y2=-4x B.y2=4x C.x2=-4y D.x2=4y
5.(2020高二上·临沂期中)已知双曲线 : 的左、右焦点分别为 , ,点P是C的右支上一点,连接 与y轴交于点M,若 (O为坐标原点), ,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
6.(2018高二上·河北月考)已知直线 经过椭圆 的左焦点F1,且与椭圆在第二象限的交点为M,与y轴的交点为N,F2是椭圆的右焦点,且|MN|=|MF2|,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
7.(2019高二上·菏泽期中)已知方程 表示的曲线是焦点在 轴上的椭圆,则 的取值范围( )
A. B.
C. D.
8.(2018高二上·怀化期中)将离心率为 的双曲线 的实半轴长 和虚半轴长 同时增加 个单位长度,得到离心率为 的双曲线 ,则( )
A.对任意的 ,
B.当 时, ;当 时,
C.对任意的 ,
D.当 时, ;当 时,
二、多选题
9.(2020高二上·济南期末)关于双曲线 与双曲线 下列说法正确的是( )
A.它们的实轴长相等 B.它们的渐近线相同
C.它们的离心率相等 D.它们的焦距相等
10.(2020高二上·黄岛期中)已知椭圆 : ,关于椭圆 下述正确的是( )
A.椭圆 的长轴长为
B.椭圆 的两个焦点分别为 和
C.椭圆 的离心率等于
D.若过椭圆 的焦点且与长轴垂直的直线 与椭圆 交于 ,则
11.(2019高二上·淄博月考)已知双曲线 ,右顶点为 ,以 为圆心, 为半径作圆 ,圆 与双曲线 的一条渐近线交于 , 两点,若 ,则有( )
A.渐近线方程为 B.
C. D.渐近线方程为
12.(2020高二上·山东月考)如图, , 是双曲线 : ( , )的左、右焦点, 是圆 : 上一动点,线段 的垂直平分线与直线 的交点 恰好在双曲线 上,则下列结论正确的是( )
A.双曲线 的渐近线方程为
B.双曲线 的离心率为
C.焦点 到双曲线 的渐近线距离为4
D. 内切圆圆心的横坐标为3或
三、填空题
13.(2020高二上·临沂期末)已知点 是抛物线 的焦点,点 , 分别是抛物线上位于第一 四象限的点,若 ,则 .
14.(2019高二上·淄博月考)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,其中 也是抛物线 的焦点, 与 在一象限的公共点为 ,若直线 斜率为 ,则双曲线离心率 为 .
15.(2019高二上·青岛月考) 是椭圆 的右焦点, 是椭圆上的动点, 为定点,则 的最小值为 .
16.(2019高二上·宁波期末)已知椭圆 的左右焦点分别为 , ,动弦 过左焦点 .若 恒成立,则椭圆 的离心率的取值范围是 .
四、解答题
17.(2018高二上·梅河口期末)已知抛物线 与直线 相交于 两点.
(1)求证: ;
(2)当S△OAB=时,求 的值.
18.(2017高二上·佳木斯月考)已知椭圆 ,直线 .
(1)若 与椭圆有一个公共点,求 的值;
(2)若 与椭圆相交于 两点,且 等于椭圆的短轴长,求 的值.
19.(2017高二上·佳木斯月考)已知抛物线 , 为抛物线上一点, 为 关于 轴对称的点, 为坐标原点.
(1)若 的面积为2,求点 的坐标;
(2)若过满足(1)中的点 作直线交 抛物线 于 两点,且斜率分别为 ,且 ,求证:直线 过定点,并求出该定点坐标.
20.(2017高二上·哈尔滨月考)已知过点 的动直线 与抛物线 : 相交于 两点.当直线 的斜率是 时, .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设线段 的中垂线在 轴上的截距为 ,求 的取值范围.
21.(2015高二上·菏泽期末)已知椭圆 (a>0,b>0)上的点P到左、右两焦点F1,F2的距离之和为2 ,离心率为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在同时满足①②两个条件的直线l?
①过点M(0, );
②存在椭圆上与右焦点F2共线的两点A、B,且A、B关于直线l对称.
22.(2017高二上·泰州月考)在平面直角坐标系 中,椭圆 : ( )的离心率为 ,连接椭圆 的四个顶点所形成的四边形面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若椭圆 上点 到定点 ( )的距离的最小值为1,求 的值及点 的坐标;
(3)如图,过椭圆 的下顶点作两条互相垂直的直线,分别交椭圆 于点 , ,设直线 的斜率为 ,直线 : 分别与直线 , 交于点 , .记 , 的面积分别为 , ,是否存在直线 ,使得 ?若存在,求出所有直线 的方程;若不存在,说明理由.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由 可得 ,
因此 ,且焦点在 轴上,
所以焦点坐标为 .
故答案为:A.
【分析】化简椭圆方程为标准方程,然后求解焦点坐标即可得到答案。
2.【答案】C
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】设直线与椭圆交点为 ,分别代入椭圆方程,由点差法可知 代入k=1,M(-4,1),解得 ,
故答案为:C.
【分析】设直线与椭圆交点为 ,分别代入椭圆方程,由点差法可知 代入k=1和弦的中点M(-4,1),解出a,b的关系式,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式,从而结合椭圆的离心率公式变形求出椭圆的离心率。
3.【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线 的一条渐近线的方程为 ,
即双曲线 的一条渐近线的方程为 ,
所以 .
故答案为:A
【分析】写出双曲线的标准方程,根据渐近线方程即可得解.
4.【答案】B
【知识点】抛物线的标准方程
【解析】【解答】由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
由焦点坐标为(1,0),得 ,即p=2.
∴抛物的标准方程是y2=4x.
故答案为:B.
【分析】由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),由焦点坐标可得p的值.
5.【答案】C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】设 , ,
由 , 与 相似,
所以 ,即 ,
又因为 ,
所以 , ,
所以 ,即 , ,
所以双曲线C的渐近线方程为 .
故答案为:C.
【分析】利用三角形 与 相似得 ,结合双曲线的定义求得的关系,从而求得双曲线的渐近线方程。
6.【答案】D
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程
【解析】【解答】由题意得直线 与 轴, 轴的交点分别为 .
∵直线 经过椭圆的左焦点F1,
∴ ,
∴ .
∵直线 与椭圆在第二象限的交点为M,与y轴的交点为N ,
且|MN|=|MF2|,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴椭圆的方程为 .
故答案为:D.
【分析】利用椭圆的概念和标准方程,结合已知条件|MN|=|MF2|,即可求得结果.
7.【答案】A
【知识点】椭圆的定义
【解析】【解答】 曲线表示交点在 轴的椭圆,
,解得: .
故答案为:A
【分析】根据条件,列出满足条件的不等式,求 的取值范围.
8.【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】不妨设 的 ,则离心率为 , 都增加 个单位,得到 ,则离心率 ,排除B和C两个选项.同理设 的 ,则离心率为 , 都增加 个单位,得到 ,则离心率 ,排除 选项,
故答案为:D.
【分析】由双曲线的离心率定义,对a,b,c分别取特殊值可排除错误答案,即可得出正确选项.
9.【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线 , , ,实轴长 ,渐近线方程 ,离心率 ,焦距 ;
双曲线 , , ,实轴长 ,渐近线方程 ,离心率 ,焦距 ;
综上比较,可知两个双曲线的渐近线,焦距相等.
故答案为:BD
【分析】根据题意由双曲线的性质结合已知条件即可求出两个双曲线的a、b、c由此对选项逐一判断即可得出答案。
10.【答案】A,C,D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由已知椭圆标准方程为 ,则 ,∴ .
长轴长为 ,A符合题意;两焦点为 ,B不符合题意;离心率为 ,C符合题意;
代入椭圆方程得 ,解得 ,∴ ,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】 化简椭圆方程为标准方程,求出a, b,c,然后求解离心率以及通径,判断选项的正误即可.
11.【答案】A,C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线C: 1(a>0,b>0)的右顶点为A(a,0),
以A为圆心,b为半径做圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点.
若∠MAN=60°,可得A到渐近线bx+ay=0的距离为:bcos30° ,
可得: ,即 ,故e .且 ,故渐近线方程为渐近线方程为
故答案为:AC.
【分析】利用已知条件,转化求解A到渐近线的距离,推出a,c的关系,然后求解双曲线的离心率和渐近线即可.
12.【答案】B,C,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由已知 ,圆半径为6.
又线段 的垂直平分线与直线 的交点 恰好在双曲线 上,
所以 ,
若 在右支上,则 ,
若 在左支上,则
即 , ,所以 ,
双曲线的渐近线方程是 ,A不符合题意;
离心率为 ,B符合题意;
到渐近线的距离为 ,C符合题意;
设 是 的内心, 轴,垂足为 ,由切线长定理得 ,
即 , ,所以 ,
同理,当 在左支上时, ,D符合题意;
故答案为:BCD.
【分析】 由已知圆的方程可得双曲线的右焦点的坐标以及半径,再根据垂直平分线的性质以及双曲线的定义,即可求出a, b, c的值,由此求出双曲线的方程,离心率,渐近线方程,再根据内切圆的性质以及圆的切线的性质和双曲线的定义,即可求出三角形PF1F2的内切圆的圆心的横坐标,进而可以求解.
13.【答案】18
【知识点】抛物线的定义
【解析】【解答】因为 到焦点的距离等于到准线 的距离,
,
则抛物线的方程为 ,
把 代入方程,得 ,或 (舍去),即 ;
把 代入方程,得 , (舍去),即 ,
则 .
故答案为:18.
【分析】由已知求得p,得到抛物线方程,进一步求得B,A的坐标,即可求出。
14.【答案】
【知识点】抛物线的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】因为 是双曲线的右焦点且是抛物线的焦点,所以 ,
解得 ,所以抛物线的方程为: ;
由 , ,
如图过 作抛物线准线的垂线,垂足为 ,设 , ,
则 , .
由 ,可得
在△ 中, , , ,
由余弦定理可得 ,
,又 , ,
故答案为: .
【分析】由题可得 , , ,过 作抛物线准线的垂线,垂足为 ,设 , ,可得 , .结合 ,化简可得 ,在△ 中,由余弦定理可得 ,即可求解
15.【答案】6
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】 是椭圆 的右焦点, 是椭圆 的左焦点,
在椭圆内部,
,
当P为 的延长线与椭圆交点时取得最小值.
故答案为:6
【分析】将问题进行转化 ,根据动点到两个定点距离之差的最值求解.
16.【答案】
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由 可得
∴ ,即 ,
∴
∴
故答案为:
【分析】由 可得 ,计算可得圆 的离心率的取值范围 .
17.【答案】(1)证明: 由方程
消去 后,整理得
设 , ,由韦达定理
在抛物线 上,
(2)解:设直线与 轴交点为 ,又显然 令 则 ,即
,解得
【知识点】抛物线的应用
【解析】【分析】(1)这个问题建立在抛物线的一个性质上:过(2p,0)的直线与抛物线y2=2px交于A,B两点,则有OA⊥OB(O为坐标原点)。
(2)题设条件可以两种形式表示为k的函数,一种如上解答;另一种可先求弦长AB,再利用点到直线的距离求出三角形的高。
18.【答案】(1)解:设 , ,
联立 ,得 ,所以 .
解得
(2)解:
,
解得
【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)本题利用椭圆与直线相切的位置关系,将椭圆方程与直线方程联立得出关于x的一元二次方程,再利用韦达定理结合相切只有一个交点,即的性质求出m的值。
(2)本题利用椭圆与直线相交的位置关系,将椭圆和直线方程联立,再利用韦达定理,结合两点的距离公式和椭圆短轴长2b相等的关系求出m的值。
19.【答案】(1)解:由题意得, 即P(1,2)
(2)解:设直线AB的方程为x=my+b,
直线与抛物线联立得 且
由 ,得到定点的坐标。
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的应用
【解析】【分析】(1)本题抛物线上一点满足抛物线方程,求出点P的横坐标和纵坐标的关系式,再利用P和Q两点关于x轴对称,即横坐标相等,纵坐标相反的性质,最后结合三角形面积公式求出点P的坐标。
(2)本题结合第一问求出的点P的坐标设出过点P的直线PA和直线PB,再根据这两条直线与抛物线相交,将这两条直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理,结合已知条件求出定点的坐标。
20.【答案】(1)解:设B(x1,y1),C(x2,y2),当直线l的斜率是时,l的方程为y=(x+4),即x=2y-4.
由 得2y2-(8+p)y+8=0,
∴①, ②
又∵ ,∴y2=4y1,③
由①②③及p>0得:y1=1,y2=4,p=2,得抛物线G的方程为x2=4y。
(2)解:设l:y=k(x+4),BC的中点坐标为(x0,y0),
由 得x2-4kx-16k=0,④
∴ ,y0=k(x0+4)=2k2+4k.
∴线段BC的中垂线方程为y-2k2-4k=- (x-2k),
∴线段BC的中垂线在y轴上的截距为:b=2k2+4k+2=2(k+1)2,
对于方程④,由Δ=16k2+64k>0得k>0或k<-4. ∴b∈(2,+∞).
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;抛物线的应用
【解析】【分析】(1)本题利用直线与抛物线相交的位置关系联立二者的方程组,再利用韦达定理和向量是的4倍这一条件,最后求出抛物线的标准方程。
(2)本题利用直线与抛物线相交的位置关系联立二者的方程组,再利用中点坐标公式和直线方程求出x和y与k的关系,再利用中垂线的方程求出线段BC的中垂线在y轴上的截距b与k的关系式,最后利用的关系式求出k的取值范围,从而求得b的取值范围。
21.【答案】(1)解:∵椭圆 (a>0,b>0)上的点P到左、右两焦点F1,F2的距离之和为2 ,离心率为 ,
∴ ,∴a= ,c=1,b= =1,
∴椭圆的标准方程为 =1.
(2)解:①假设存在符合条件的直线l,
当直线l与y轴重合时,两点A、B可位于长轴两个端点,符合条件.
此时l的方程为x=0;
②当直线l与x轴平行时,不符合条件;
③当直线l既不与x轴平行,又不与y轴重合时,
由F2(1,0),可设直线AB的方程为y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线l的方程为y=﹣ ,
联立直线AB与椭圆方程 ,
化简得:(1+2k2)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,
∴ , ,
y1+y2=k(x1+x2)﹣2k= ,
∴AB的中点坐标为G( , ).
结合题意知点G在直线l上,∴ =﹣ + ,
整理得:2k2﹣3k+1=0,解得k=1或k= ,
此时直线l的方程为y=﹣x+ 或y=﹣2x+ .
综上所述,存在符合条件的直线l,方程分别为x=0,y=﹣x+ 或y=﹣2x+
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【分析】(1)由椭圆定义和离心率,列出方程组,由此能求出椭圆的标准方程.(2)当直线l与y轴重合时,l的方程为x=0;当直线l与x轴平行时,不符合条件; 当直线l既不与x轴平行,又不与y轴重合时,设直线AB的方程为y=k(x﹣1),直线l的方程为y=﹣ ,联立直线AB与椭圆方程,得(1+2k2)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,由此利用韦达定理、根的判别式能求出结果.
22.【答案】(1)解:由题意得: 解得
所以椭圆 的标准方程为
(2)解:设 ,由定点 ,考虑距离的平方:
则 ,
二次函数的图象对称轴为 ,
由椭圆方程知 ,
由题设知 ,
①当 ,即 时,在 时有 ,
解得 ,不符合题意,舍去;
②当 ,即 时,由单调性知:在 时有 ,
解得 或 (舍).
综上可得: 的值为2,点 的坐标为 .
(3)解:由(1)知, ,则直线 的方程为 ,
联立 消去 并整理得 ,解得 ;
直线 的方程为 ,同理可得 .
联立 解得 ,同理可得 ,
所以 ,
即 ,解得 或 ,
所以 或 ,
故存在直线 : , 满足题意.
【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)本题利用离心率公式和a,b,c三者的关系,在联立四边形面积公式求出a和b的值,代入椭圆标准方程求出椭圆的标准方程。
(2)本题以椭圆为背景设出动点N的坐标,再利用两点距离公式求出有关于x的一元二次函数,再结合此一元二次函数图象,对m分类讨论,利用单调性求出最值,再结合已知条件最小值为1,最后求出m的值,再利用m的值确定出点N的坐标。
(3)本题利用两直线垂直斜率的积等于-1的性质设出两直线方程。再分别与椭圆标准方程联立求出交点M、N、P、Q的横坐标,再将它们代入中,求出k与的关系式,再利用的值求出k的值,从而求出满足题意的直线l的方程。
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一、单选题
1.(2020高二上·临沂期中)椭圆 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由 可得 ,
因此 ,且焦点在 轴上,
所以焦点坐标为 .
故答案为:A.
【分析】化简椭圆方程为标准方程,然后求解焦点坐标即可得到答案。
2.(2019高二上·淄博月考)已知椭圆 的一条弦所在的直线方程是 弦的中点坐标是 则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】设直线与椭圆交点为 ,分别代入椭圆方程,由点差法可知 代入k=1,M(-4,1),解得 ,
故答案为:C.
【分析】设直线与椭圆交点为 ,分别代入椭圆方程,由点差法可知 代入k=1和弦的中点M(-4,1),解出a,b的关系式,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式,从而结合椭圆的离心率公式变形求出椭圆的离心率。
3.(2019高二上·青岛月考)双曲线 的一条渐近线的方程为 ,则 ( )
A.3 B. C.4 D.16
【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线 的一条渐近线的方程为 ,
即双曲线 的一条渐近线的方程为 ,
所以 .
故答案为:A
【分析】写出双曲线的标准方程,根据渐近线方程即可得解.
4.(2019高二上·桂林期末)焦点坐标为(1,0)的抛物线的标准方程是( )
A.y2=-4x B.y2=4x C.x2=-4y D.x2=4y
【答案】B
【知识点】抛物线的标准方程
【解析】【解答】由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
由焦点坐标为(1,0),得 ,即p=2.
∴抛物的标准方程是y2=4x.
故答案为:B.
【分析】由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),由焦点坐标可得p的值.
5.(2020高二上·临沂期中)已知双曲线 : 的左、右焦点分别为 , ,点P是C的右支上一点,连接 与y轴交于点M,若 (O为坐标原点), ,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】设 , ,
由 , 与 相似,
所以 ,即 ,
又因为 ,
所以 , ,
所以 ,即 , ,
所以双曲线C的渐近线方程为 .
故答案为:C.
【分析】利用三角形 与 相似得 ,结合双曲线的定义求得的关系,从而求得双曲线的渐近线方程。
6.(2018高二上·河北月考)已知直线 经过椭圆 的左焦点F1,且与椭圆在第二象限的交点为M,与y轴的交点为N,F2是椭圆的右焦点,且|MN|=|MF2|,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程
【解析】【解答】由题意得直线 与 轴, 轴的交点分别为 .
∵直线 经过椭圆的左焦点F1,
∴ ,
∴ .
∵直线 与椭圆在第二象限的交点为M,与y轴的交点为N ,
且|MN|=|MF2|,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴椭圆的方程为 .
故答案为:D.
【分析】利用椭圆的概念和标准方程,结合已知条件|MN|=|MF2|,即可求得结果.
7.(2019高二上·菏泽期中)已知方程 表示的曲线是焦点在 轴上的椭圆,则 的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】椭圆的定义
【解析】【解答】 曲线表示交点在 轴的椭圆,
,解得: .
故答案为:A
【分析】根据条件,列出满足条件的不等式,求 的取值范围.
8.(2018高二上·怀化期中)将离心率为 的双曲线 的实半轴长 和虚半轴长 同时增加 个单位长度,得到离心率为 的双曲线 ,则( )
A.对任意的 ,
B.当 时, ;当 时,
C.对任意的 ,
D.当 时, ;当 时,
【答案】D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】不妨设 的 ,则离心率为 , 都增加 个单位,得到 ,则离心率 ,排除B和C两个选项.同理设 的 ,则离心率为 , 都增加 个单位,得到 ,则离心率 ,排除 选项,
故答案为:D.
【分析】由双曲线的离心率定义,对a,b,c分别取特殊值可排除错误答案,即可得出正确选项.
二、多选题
9.(2020高二上·济南期末)关于双曲线 与双曲线 下列说法正确的是( )
A.它们的实轴长相等 B.它们的渐近线相同
C.它们的离心率相等 D.它们的焦距相等
【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线 , , ,实轴长 ,渐近线方程 ,离心率 ,焦距 ;
双曲线 , , ,实轴长 ,渐近线方程 ,离心率 ,焦距 ;
综上比较,可知两个双曲线的渐近线,焦距相等.
故答案为:BD
【分析】根据题意由双曲线的性质结合已知条件即可求出两个双曲线的a、b、c由此对选项逐一判断即可得出答案。
10.(2020高二上·黄岛期中)已知椭圆 : ,关于椭圆 下述正确的是( )
A.椭圆 的长轴长为
B.椭圆 的两个焦点分别为 和
C.椭圆 的离心率等于
D.若过椭圆 的焦点且与长轴垂直的直线 与椭圆 交于 ,则
【答案】A,C,D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由已知椭圆标准方程为 ,则 ,∴ .
长轴长为 ,A符合题意;两焦点为 ,B不符合题意;离心率为 ,C符合题意;
代入椭圆方程得 ,解得 ,∴ ,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】 化简椭圆方程为标准方程,求出a, b,c,然后求解离心率以及通径,判断选项的正误即可.
11.(2019高二上·淄博月考)已知双曲线 ,右顶点为 ,以 为圆心, 为半径作圆 ,圆 与双曲线 的一条渐近线交于 , 两点,若 ,则有( )
A.渐近线方程为 B.
C. D.渐近线方程为
【答案】A,C
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】双曲线C: 1(a>0,b>0)的右顶点为A(a,0),
以A为圆心,b为半径做圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点.
若∠MAN=60°,可得A到渐近线bx+ay=0的距离为:bcos30° ,
可得: ,即 ,故e .且 ,故渐近线方程为渐近线方程为
故答案为:AC.
【分析】利用已知条件,转化求解A到渐近线的距离,推出a,c的关系,然后求解双曲线的离心率和渐近线即可.
12.(2020高二上·山东月考)如图, , 是双曲线 : ( , )的左、右焦点, 是圆 : 上一动点,线段 的垂直平分线与直线 的交点 恰好在双曲线 上,则下列结论正确的是( )
A.双曲线 的渐近线方程为
B.双曲线 的离心率为
C.焦点 到双曲线 的渐近线距离为4
D. 内切圆圆心的横坐标为3或
【答案】B,C,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由已知 ,圆半径为6.
又线段 的垂直平分线与直线 的交点 恰好在双曲线 上,
所以 ,
若 在右支上,则 ,
若 在左支上,则
即 , ,所以 ,
双曲线的渐近线方程是 ,A不符合题意;
离心率为 ,B符合题意;
到渐近线的距离为 ,C符合题意;
设 是 的内心, 轴,垂足为 ,由切线长定理得 ,
即 , ,所以 ,
同理,当 在左支上时, ,D符合题意;
故答案为:BCD.
【分析】 由已知圆的方程可得双曲线的右焦点的坐标以及半径,再根据垂直平分线的性质以及双曲线的定义,即可求出a, b, c的值,由此求出双曲线的方程,离心率,渐近线方程,再根据内切圆的性质以及圆的切线的性质和双曲线的定义,即可求出三角形PF1F2的内切圆的圆心的横坐标,进而可以求解.
三、填空题
13.(2020高二上·临沂期末)已知点 是抛物线 的焦点,点 , 分别是抛物线上位于第一 四象限的点,若 ,则 .
【答案】18
【知识点】抛物线的定义
【解析】【解答】因为 到焦点的距离等于到准线 的距离,
,
则抛物线的方程为 ,
把 代入方程,得 ,或 (舍去),即 ;
把 代入方程,得 , (舍去),即 ,
则 .
故答案为:18.
【分析】由已知求得p,得到抛物线方程,进一步求得B,A的坐标,即可求出。
14.(2019高二上·淄博月考)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,其中 也是抛物线 的焦点, 与 在一象限的公共点为 ,若直线 斜率为 ,则双曲线离心率 为 .
【答案】
【知识点】抛物线的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】因为 是双曲线的右焦点且是抛物线的焦点,所以 ,
解得 ,所以抛物线的方程为: ;
由 , ,
如图过 作抛物线准线的垂线,垂足为 ,设 , ,
则 , .
由 ,可得
在△ 中, , , ,
由余弦定理可得 ,
,又 , ,
故答案为: .
【分析】由题可得 , , ,过 作抛物线准线的垂线,垂足为 ,设 , ,可得 , .结合 ,化简可得 ,在△ 中,由余弦定理可得 ,即可求解
15.(2019高二上·青岛月考) 是椭圆 的右焦点, 是椭圆上的动点, 为定点,则 的最小值为 .
【答案】6
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】 是椭圆 的右焦点, 是椭圆 的左焦点,
在椭圆内部,
,
当P为 的延长线与椭圆交点时取得最小值.
故答案为:6
【分析】将问题进行转化 ,根据动点到两个定点距离之差的最值求解.
16.(2019高二上·宁波期末)已知椭圆 的左右焦点分别为 , ,动弦 过左焦点 .若 恒成立,则椭圆 的离心率的取值范围是 .
【答案】
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】由 可得
∴ ,即 ,
∴
∴
故答案为:
【分析】由 可得 ,计算可得圆 的离心率的取值范围 .
四、解答题
17.(2018高二上·梅河口期末)已知抛物线 与直线 相交于 两点.
(1)求证: ;
(2)当S△OAB=时,求 的值.
【答案】(1)证明: 由方程
消去 后,整理得
设 , ,由韦达定理
在抛物线 上,
(2)解:设直线与 轴交点为 ,又显然 令 则 ,即
,解得
【知识点】抛物线的应用
【解析】【分析】(1)这个问题建立在抛物线的一个性质上:过(2p,0)的直线与抛物线y2=2px交于A,B两点,则有OA⊥OB(O为坐标原点)。
(2)题设条件可以两种形式表示为k的函数,一种如上解答;另一种可先求弦长AB,再利用点到直线的距离求出三角形的高。
18.(2017高二上·佳木斯月考)已知椭圆 ,直线 .
(1)若 与椭圆有一个公共点,求 的值;
(2)若 与椭圆相交于 两点,且 等于椭圆的短轴长,求 的值.
【答案】(1)解:设 , ,
联立 ,得 ,所以 .
解得
(2)解:
,
解得
【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)本题利用椭圆与直线相切的位置关系,将椭圆方程与直线方程联立得出关于x的一元二次方程,再利用韦达定理结合相切只有一个交点,即的性质求出m的值。
(2)本题利用椭圆与直线相交的位置关系,将椭圆和直线方程联立,再利用韦达定理,结合两点的距离公式和椭圆短轴长2b相等的关系求出m的值。
19.(2017高二上·佳木斯月考)已知抛物线 , 为抛物线上一点, 为 关于 轴对称的点, 为坐标原点.
(1)若 的面积为2,求点 的坐标;
(2)若过满足(1)中的点 作直线交 抛物线 于 两点,且斜率分别为 ,且 ,求证:直线 过定点,并求出该定点坐标.
【答案】(1)解:由题意得, 即P(1,2)
(2)解:设直线AB的方程为x=my+b,
直线与抛物线联立得 且
由 ,得到定点的坐标。
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的应用
【解析】【分析】(1)本题抛物线上一点满足抛物线方程,求出点P的横坐标和纵坐标的关系式,再利用P和Q两点关于x轴对称,即横坐标相等,纵坐标相反的性质,最后结合三角形面积公式求出点P的坐标。
(2)本题结合第一问求出的点P的坐标设出过点P的直线PA和直线PB,再根据这两条直线与抛物线相交,将这两条直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理,结合已知条件求出定点的坐标。
20.(2017高二上·哈尔滨月考)已知过点 的动直线 与抛物线 : 相交于 两点.当直线 的斜率是 时, .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设线段 的中垂线在 轴上的截距为 ,求 的取值范围.
【答案】(1)解:设B(x1,y1),C(x2,y2),当直线l的斜率是时,l的方程为y=(x+4),即x=2y-4.
由 得2y2-(8+p)y+8=0,
∴①, ②
又∵ ,∴y2=4y1,③
由①②③及p>0得:y1=1,y2=4,p=2,得抛物线G的方程为x2=4y。
(2)解:设l:y=k(x+4),BC的中点坐标为(x0,y0),
由 得x2-4kx-16k=0,④
∴ ,y0=k(x0+4)=2k2+4k.
∴线段BC的中垂线方程为y-2k2-4k=- (x-2k),
∴线段BC的中垂线在y轴上的截距为:b=2k2+4k+2=2(k+1)2,
对于方程④,由Δ=16k2+64k>0得k>0或k<-4. ∴b∈(2,+∞).
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;抛物线的应用
【解析】【分析】(1)本题利用直线与抛物线相交的位置关系联立二者的方程组,再利用韦达定理和向量是的4倍这一条件,最后求出抛物线的标准方程。
(2)本题利用直线与抛物线相交的位置关系联立二者的方程组,再利用中点坐标公式和直线方程求出x和y与k的关系,再利用中垂线的方程求出线段BC的中垂线在y轴上的截距b与k的关系式,最后利用的关系式求出k的取值范围,从而求得b的取值范围。
21.(2015高二上·菏泽期末)已知椭圆 (a>0,b>0)上的点P到左、右两焦点F1,F2的距离之和为2 ,离心率为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在同时满足①②两个条件的直线l?
①过点M(0, );
②存在椭圆上与右焦点F2共线的两点A、B,且A、B关于直线l对称.
【答案】(1)解:∵椭圆 (a>0,b>0)上的点P到左、右两焦点F1,F2的距离之和为2 ,离心率为 ,
∴ ,∴a= ,c=1,b= =1,
∴椭圆的标准方程为 =1.
(2)解:①假设存在符合条件的直线l,
当直线l与y轴重合时,两点A、B可位于长轴两个端点,符合条件.
此时l的方程为x=0;
②当直线l与x轴平行时,不符合条件;
③当直线l既不与x轴平行,又不与y轴重合时,
由F2(1,0),可设直线AB的方程为y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线l的方程为y=﹣ ,
联立直线AB与椭圆方程 ,
化简得:(1+2k2)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,
∴ , ,
y1+y2=k(x1+x2)﹣2k= ,
∴AB的中点坐标为G( , ).
结合题意知点G在直线l上,∴ =﹣ + ,
整理得:2k2﹣3k+1=0,解得k=1或k= ,
此时直线l的方程为y=﹣x+ 或y=﹣2x+ .
综上所述,存在符合条件的直线l,方程分别为x=0,y=﹣x+ 或y=﹣2x+
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【分析】(1)由椭圆定义和离心率,列出方程组,由此能求出椭圆的标准方程.(2)当直线l与y轴重合时,l的方程为x=0;当直线l与x轴平行时,不符合条件; 当直线l既不与x轴平行,又不与y轴重合时,设直线AB的方程为y=k(x﹣1),直线l的方程为y=﹣ ,联立直线AB与椭圆方程,得(1+2k2)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,由此利用韦达定理、根的判别式能求出结果.
22.(2017高二上·泰州月考)在平面直角坐标系 中,椭圆 : ( )的离心率为 ,连接椭圆 的四个顶点所形成的四边形面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若椭圆 上点 到定点 ( )的距离的最小值为1,求 的值及点 的坐标;
(3)如图,过椭圆 的下顶点作两条互相垂直的直线,分别交椭圆 于点 , ,设直线 的斜率为 ,直线 : 分别与直线 , 交于点 , .记 , 的面积分别为 , ,是否存在直线 ,使得 ?若存在,求出所有直线 的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)解:由题意得: 解得
所以椭圆 的标准方程为
(2)解:设 ,由定点 ,考虑距离的平方:
则 ,
二次函数的图象对称轴为 ,
由椭圆方程知 ,
由题设知 ,
①当 ,即 时,在 时有 ,
解得 ,不符合题意,舍去;
②当 ,即 时,由单调性知:在 时有 ,
解得 或 (舍).
综上可得: 的值为2,点 的坐标为 .
(3)解:由(1)知, ,则直线 的方程为 ,
联立 消去 并整理得 ,解得 ;
直线 的方程为 ,同理可得 .
联立 解得 ,同理可得 ,
所以 ,
即 ,解得 或 ,
所以 或 ,
故存在直线 : , 满足题意.
【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)本题利用离心率公式和a,b,c三者的关系,在联立四边形面积公式求出a和b的值,代入椭圆标准方程求出椭圆的标准方程。
(2)本题以椭圆为背景设出动点N的坐标,再利用两点距离公式求出有关于x的一元二次函数,再结合此一元二次函数图象,对m分类讨论,利用单调性求出最值,再结合已知条件最小值为1,最后求出m的值,再利用m的值确定出点N的坐标。
(3)本题利用两直线垂直斜率的积等于-1的性质设出两直线方程。再分别与椭圆标准方程联立求出交点M、N、P、Q的横坐标,再将它们代入中,求出k与的关系式,再利用的值求出k的值,从而求出满足题意的直线l的方程。
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