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·东城期末)双曲线 的焦点坐标是( )
A. B.
C. D.
2.(2021高二上·长安月考)已知椭圆C的焦点为 ,过F2的直线与C交于A,B两点.若 , ,则C的方程为( )
A. B. C. D.
3.(2020高二上·保定期末)过椭圆 的左焦点作倾斜角为45 的直线 交椭圆于 两点,设O为坐标原点,则 等于( )
A.-1 B.-2 C. D.
4.(2020高二上·甘肃期末)已知 是抛物线 的一条焦点弦,弦 的中点 到 轴的距离为4,则 ( )
A.4 B.6 C.8 D.10
5.(2020高二上·保定期末)已知双曲线 的左、右焦点分别为 为C右支上的点,且 ,则 的面积等于( )
A.192 B.96 C.48 D.102
6.(2021高二上·长安月考)以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|= ,|DE|= ,则C的焦点到准线的距离为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
7.(2020高二上·甘肃期末)直线 与椭圆 相交于 两点,弦 的中点纵坐标为 ,则双曲线 的两条渐近线所夹锐角的余弦值为( )
A. B. C. D.
8.(2021高二上·重庆月考)双曲线 ,已知O是坐标原点,A是双曲线C的斜率为正的渐近线与直线 的交点,F是双曲线C的右焦点,D是线段OF的中点,若B是圆 上的一点,则 的面积的最小值为( )
A. B. C.2 D.
二、多选题
9.(2021高二下·深圳期末)若 是双曲线 上一点, 的一个焦点坐标为 ,则下列结论中正确的是( )
A. B.渐近线方程为
C. 的最小值是 D.焦点到渐近线的距离是
10.(2021高二上·重庆月考)椭圆 的左、右焦点分别为 , , 为坐标原点,则( )
A.过点 的直线与椭圆 交于 , 两点,则 的周长为4
B.椭圆 上存在点 ,使得
C.椭圆 的离心率为
D. 为椭圆 上一点, 为圆 上一点,则点 , 的最大距离为3
11.(2021高二下·汕尾期末)已知抛物线 的焦点为 ,则下列结论正确的有( )
A.抛物线 上一点 到焦点 的距离为4,则点 的横坐标为3
B.过焦点 的直线被抛物线所截的弦长最短为4
C.过点 与抛物线 有且只有一个公共点的直线有2条
D.过点 的直线 与抛物线 交于不同的两点 ,则
12.(2021高二上·南京月考)以下关于圆锥曲线的说法正确的是( )
A.设 , 为两定点, ,动点 满足 ,则动点 的轨迹是双曲线
B.方程 的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
C.双曲线 与椭圆 有相同的焦点
D.若双曲线 : 的左 右焦点分别为 , 为双曲线 上一点,若 ,则 或
三、填空题
13.(2021高二上·长安月考)双曲线 的右焦点到直线 的距离为 .
14.(2020高二上·保定期末)已知点 分别为双曲线 的左、右焦点,以 为圆心, 为半径的圆交双曲线右支于点 ,若点 恰好在 的平分线上,则C的离心率为 .
15.(2021高二上·长安月考)已知 , 是椭圆 : 的两个焦点,点 在 上,则 的最大值为 .
16.(2020高二上·东城期末)在平面直角坐标系中,对于曲线 ,有下面四个结论:
①曲线C关于y轴对称;
②过平面内任意一点M,恰好可以作两条直线,这两条直线与曲线C都有且只有一个公共点;
③存在唯一的一组实数a,b,使得曲线C上的点到坐标原点距离的最小值为1;
④存在无数个点M,使得过点M可以作两条直线,这两条直线与曲线C都恰有三个公共点.
其中所有正确结论的序号是 .
四、解答题
17.(2021高二上·南京月考)
(1)求焦点在坐标轴上,长轴长为8,焦距为6的椭圆的标准方程;
(2)求与双曲线 有公共渐近线,且焦距为 的双曲线的方程.
18.(2021高二下·辽宁月考)已知椭圆 )的离心率为 ,左焦点为F,过F的直线 交椭圆于A,B两点,P为椭圆上任意一点,当直线 与x轴垂直时, .
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线 变动时,求 面积的最大值.
19.(2020高二上·西宁期末)已知椭圆C: (a>b>0)的左,右焦点分别为 , , ,经过点 的直线(不与x轴重合)与椭圆C相交于A,B两点, 的周长为8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)经过椭圆C上的一点Q作斜率为 , ( , )的两条直线分别与椭圆C相交于异于Q点的M,N两点。若M,N关于坐标原点对称,求 的值.
20.(2020高二上·黄陵期末)设中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点 ,且 ,椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比为 .
(1)求这两曲线方程;
(2)若P为这两曲线的一个交点,求 的值.
21.(2020高二上·泰州期末)已知点 到定点 的距离与它到定直线 的距离的比是常数 ,点 的轨迹为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)设点 ,若 的最大值为 ,求实数 的值.
22.(2020高二上·白水期末)已知椭圆 : 的离心率为 ,点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若抛物线 的顶点在坐标原点,焦点在椭圆 的长轴上,且椭圆 的四个顶点到抛物线 准线的距离之和等于6,求抛物线 的方程.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,双曲线 ,可得 ,所以 ,
且双曲线的焦点再 轴上,所以双曲线的焦点坐标为 .
故答案为:B.
【分析】首先由双曲线的方程即可求出a与b的值,然后由双曲线的 a、b 、c 三者的关系,计算出c的值,由此即可求出焦点的坐标。
2.【答案】B
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程;余弦定理的应用
【解析】【解答】解:∵ , ∴
又∵ ,∴,
又|BF1|+|BF2|=2a,
∴
∴在Rt△AF2O中,,
在△BF1F2中,由余弦定理得,
则由得,
∴b2=a2-c2=3-1=2,
则C的方程为: ,
故答案为:B
【分析】根据椭圆的定义与标准方程,结合余弦定理求解即可.
3.【答案】C
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】由 可得 , 可得 ,即 ,
所以左焦点 ,且直线 斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,设 , ,
由 可得 ,
可得 , ,
, ,
所以
,
故答案为:C.
【分析】 先根据椭圆方程求得焦点坐标,进而设出直线|的方程,与椭圆方程联立消去y,设 , ,根据韦达定理求得 , 的值,进而根据直线方程求得y1y2的值,最后根据向量数量积的运算求得答案.
4.【答案】D
【知识点】平面内中点坐标公式;抛物线的定义;抛物线的简单性质
【解析】【解答】设 ,
因为弦 的中点 到 轴的距离为4,可得 ,即 ,
又由抛物线的定义和焦点弦的性质,可得 .
故答案为:D.
【分析】首先设出点的坐标,然后由已知条件结合中点的坐标,整理再结合抛物线的定义以及性质计算出结果即可。
5.【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由双曲线 可得: , ,
所以 ,即 , , ,
所以 ,可得 ,
由双曲线的定义可得 ,
所以 是等腰三角形,且 , ,
可得 边上的高为 ,
所以 的面积为 ,
故答案为:A.
【分析】 先根据双曲线方程求出焦点坐标,再利用双曲线的性质求得|PF1|,由 是等腰三角形得 边上的高为 ,则 的面积可得。
6.【答案】C
【知识点】抛物线的定义;抛物线的标准方程;抛物线的简单性质
【解析】【解答】解:不妨设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),,
则,
由题意知|OA|=|OD|得,解得p=4.
故答案为:C
【分析】根据抛物线的定义,标准方程以及圆的几何性质求解即可.
7.【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】设 , ,则 ,即
联立直线与椭圆方程 ,消去x得到
由韦达定理得: ,化简得
则双曲线的两条渐近线方程为 ,即
则两条渐近线所夹锐角的正切值为 ,故余弦值为
故答案为:B
【分析】由设而不求法,设出点的坐标,结合中点坐标公式计算出,再联立直线与椭圆的方程,消元得到关于y的方程,由韦达定理即可得出整理得出,然后即可求出由双曲线的渐近线方程,从而即可求出两条渐近线所夹锐角的正切值,结合同角三角函数的基本关系式计算出夹角的余弦值。
8.【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】根据题意,双曲线斜率为正的渐近线方程为 , ,
因此点A的坐标是 ,点D是线段OF的中点,
则
直线AD的方程为 ,
点B是圆 上的一点,
点B到直线AD距离的最小值 也就是圆心O到直线AD的距离d减去半径,即 ,
则 。
故答案为:A
【分析】根据题意,双曲线斜率为正的渐近线方程为 , ,从而求出点A的坐标,再利用点D是线段OF的中点结合中点坐标公式,从而求出点D的坐标,再利用两点距离公式,从而求出A,D两点的距离,再利用点斜式求出直线AD的方程,再利用点B是圆 上的一点,再结合点B到直线AD距离的最小值 也就是圆心O到直线AD的距离d减去半径,即 , 从而结合点到直线的距离公式,从而求出的值,再结合三角形的面积公式,从而求出三角形 的面积的最小值。
9.【答案】B,C,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】对于A选项,由题意可得 ,故 ,A不符合题意;
对于B选项,对于双曲线 , , ,该双曲线的渐近线方程为 ,B对;
对于C选项, 的最小值为 ,C对;
对于D选项,双曲线 的右焦点 到渐近线 的距离为 ,D对.
故答案为:BCD.
【分析】 利用双曲线 的一个焦点坐标为F (4, 0),可得m= 7,逐项进行判断可得答案。
10.【答案】B,D
【知识点】椭圆的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】对于A,由椭圆定义,可得 ,因此 的周长为 ,A不符合题意.
对于B,设 ,则 ,且 .又 , ,所以 , ,因此 ,解得 ,B符合题意.
对于C,因为 , ,所以= ,即 ,所以离心率 ,C不符合题意.
对于D,设 ,则点 到圆 的圆心的距离为 ,因为 ,所以 ,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】由椭圆定义结合三角形的周长公式,从而结合已知条件求出三角形 的周长;
设 ,再利用代入法得出 且 ,再利用椭圆的标准方程确定焦点的位置,从而求出焦点的坐标,再利用向量的坐标表示求出向量的坐标,再结合数量积的坐标表示得出椭圆 上存在点 ,使得 ;再利用椭圆的标准方程确定a,b的值,再结合椭圆中a,b,c三者的关系式,从而求出c的值,再结合椭圆的离心率公式,从而求出椭圆的离心率;设 ,再结合两点距离公式得出点 到圆 的圆心的距离为 ,再利用 结合二次函数的图象求最值的方法,从而利用几何法求出点 , 的最大距离,从而找出正确的选项。
11.【答案】A,B,D
【知识点】抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】抛物线 的焦点为 ,准线方程为 , ,
设抛物线上点 , , ,A符合题意;
抛物线的过焦点 的弦长最短的为通径长 (此时弦与 轴垂直),B符合题意;
点 在抛物线外面(与焦点分列在抛物线的两侧),过 的抛物线的切线有两条,另外过 与抛物线对称轴( 轴)平行的直线与抛物线也只有一个公共点,因此有3条直线,C不符合题意;
过 的直线方程设为 (斜率不可能为0),代入抛物线方程得 ,
则 ,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】利用抛物线的标准方程为 ,从而确定焦点的位置,进而求出焦点为 和准线方程为 以及 ,设抛物线上点 ,再利用抛物线的定义结合已知条件抛物线 上一点 到焦点 的距离为4,从而求出点 的横坐标;利用通径的公式,从而求出抛物线的过焦点 的弦长最短的为通径长 (此时弦与 轴垂直);再利用点 在抛物线外面(与焦点分列在抛物线的两侧),过 的抛物线的切线有两条,另外过 与抛物线对称轴( 轴)平行的直线与抛物线也只有一个公共点,因此有3条直线;过 的直线方程设点斜式方程,再转化为直线的斜截式方程为 (斜率不可能为0),再利用直线与抛物相交,联立二者方程结合韦达定理,得出 ,从而找出结论正确的选项。
12.【答案】B,C
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的定义;双曲线的简单性质
【解析】【解答】A:根据双曲线定义,仅当 时,动点 的轨迹才是双曲线,故错误;
B:令 ,则 且对称轴为 ,若 为 的两个零点且 ,则 ,故原方程两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率,故正确;
C: 的焦点为 , 的焦点为 ,即有相同的焦点,故正确;
D:由双曲线 : 知: 、 ,而 , ,则 不合要求,故 ,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】利用已知条件结合双曲线的定义,从而得出仅当 时,动点 的轨迹才是双曲线;利用 ,则 且对称轴为 ,若 为 的两个零点且 ,则 ,故原方程两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;利用已知条件结合双曲线和椭圆焦点的求解方法,从而推出双曲线 与椭圆 有相同的焦点 ;由双曲线 : 知a,c的值,再利用双曲线的定义和 ,得出 ,不合要求,从而求出 ,进而找出说法正确的选项。
13.【答案】
【知识点】平面内点到直线的距离公式;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由题意得c2=a2+b2=4+5=9,
则右焦点为(3,0)到直线 的距离为.
故答案为:
【分析】根据双曲线的简单性质,结合点到直线的距离公式求解即可.
14.【答案】
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解: 是以 为圆心, 为半径的圆与双曲线右支相交而得,
故 ,且 为 的外心,
又 圆和双曲线都是以 轴为对称轴,
是 的角平分线,
又 是 的角平分线,
是 的内心,
即 的内心与外心重合,
故 为正三角形,
即 也是 的重心,
设 的中点为 ,
则 ,
,
,
故 ,
即 .
故答案为: .
【分析】由已知条件可得 的内心与外心重合,设 的中点为 ,则 ,,即可得出a与c的关系,进而求出双曲线C的离心率。
15.【答案】9
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用;椭圆的定义
【解析】【解答】解:由题意得a2=9,b2=4,则a=3,b=2,则|MF1|+|MF2|=2a=6,
所以(当且仅当|MF1|=|MF2|=3时,等号成立),
故答案为:9
【分析】根据椭圆的定义,结合基本不等式求解即可.
16.【答案】①④
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:当 时,曲线 : 为焦点在 轴上的双曲线,
当 时,曲线 : 为焦点在 轴上的椭圆,
所以双曲线和椭圆都关于 轴对称,故①正确;
当点 在曲线上时,有无数条直线与曲线C都有且只有一个公共点,故②错误;
存在 三组实数使得曲线C上的点到坐标原点距离的最小值为1,故③错误;
当 时,存在无数个点M,使得过点M可以作两条直线,这两条直线与曲线C都恰有三个公共点,故④正确.
故答案为:①④.
【分析】由双曲线的简单性质结合曲线C关于y轴对称 ,由此即可判断出:当 时,曲线为焦点在 轴上的双曲线,当 时,曲线为焦点在 轴上的椭圆,由此即可得出双曲线和椭圆都关于 轴对称,故①正确;由已知条件即可得出当点 在曲线上时,有无数条直线与曲线C都有且只有一个公共点,故②错误;利用两点间的距离公式计算出结果由此判断出③错误;由双曲线与直线的位置关系,即可判断出直线与渐近线的位置关系,由此即可得出这两条直线与曲线C都恰有三个公共点,故④正确;从而得出答案。
17.【答案】(1)解:由长轴长知: ,∴ ,
由焦距知: ,∴ ,解得: ,
∴椭圆标准方程为: 或
(2)解:与双曲线 有公共渐近线的双曲线可设为 ,
即为 .
当焦点在 轴上时, , , ,
此时双曲线方程为 .
当焦点在 轴上时, , , ,
此时双曲线方程为 .
综上:双曲线的标准方程为 或
【知识点】椭圆的标准方程;双曲线的标准方程
【解析】【分析】(1)利用焦点在坐标轴上,结合椭圆的长轴的定义和已知条件椭圆的长轴长为8,从而求出a的值,再结合椭圆焦距的定义结合已知条件椭圆的焦距为6,从而求出c的值,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式,从而求出b的值,进而求出椭圆的标准方程。
(2) 与双曲线 有公共渐近线的双曲线可设为 ,即为 ,再利用分类讨论的方法结合焦点的位置,从而得出的取值范围,再利用双曲线中 a,b,c三者的关系式,从而求出的值,进而求出双曲线的标准方程。
18.【答案】(1)由 , , ,解得 , , ,
故所求椭圆的方程为 .
(2)由题意知 ,
①当l的斜率为0时, ,P为上顶点时 的面积最大,最大值为 .
②当l的斜率不为0时,设直线l的方程为 , , ,
由 ,去x得 ,故 , ,
则| .
设与l平行的直线 与椭圆相切,
则 消去 得 ,
由 得 ,故 ,
所以 与 的最大距离 ,
则 ,
令 ,则 ,
且 ,
令 , ,
则 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
故 在 上单调递减,所以 的最大值是 ,
所以 ,因为 .
所以 面积的最大值为 .
【知识点】平面内两条平行直线间的距离;椭圆的标准方程
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合椭圆的性质可求解椭圆的方程;
(2) ①当l的斜率为0时,P为上顶点时 的面积最大;②当l的斜率不为0时,设直线l的方程为 , , ,将直线方程与椭圆方程联立,利用根与系数的关系结合弦长公式可得 ; 设与l平行的直线 与椭圆相切, 将其方程与椭圆方程联立化简计算可得 , 与 的最大距离 ,令, ,令 ,利用导数判断其单调性进而求解 的最大值 , 进而求解 面积的最大值为。
19.【答案】(1)解:∵ ,
∴ .
∵ 的周长为8,
∴ , .
∵ ,∴ .
∴椭圆C的方程为 .
(2)解:设 , ,∴ , , .
∴ , .
两式相减,得 .
∵ , ,∴ .
∴ .
【知识点】斜率的计算公式;椭圆的标准方程
【解析】【分析】 (1)由题意可知 ,又 的周长为8 ,得a=2,再根据 求出b,可得椭圆C的方程为;
(2) 设 , , , , ,把点M,Q的坐标代入椭圆方程,利用点差法即可求出 的值.
20.【答案】(1)解:由已知得 ,设椭圆长、短半轴长分别为 、 ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为 、 ,
则 解得 .所以 .
故椭圆方程为 ,双曲线方程为
(2)解:不妨设 、 分别为左、右焦点,P是第一象限的一个交点,则 ,
所以 .又 ,
故
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【分析】(1) 由已知得 ,设椭圆长、短半轴长分别为 、 ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为 、 ,根据题意得出 解出 ,进而得出 即可得到椭圆和双曲线的方程;
(2)由椭圆、双曲线的定义求出 的长,再利用余弦定理,即可求出 的值。
21.【答案】(1)解:根据题意可得, ,化简得 ,
曲线 的方程为 .
(2)解:
①当 ,即 时, ,解得 (舍)
②当 ,即 时, ,解得
综上实数 的值为 .
【知识点】平面内两点间的距离公式;椭圆的标准方程
【解析】【分析】(1)结合题意由点到直线的距离公式和两点间的距离整理即可得到点P的轨迹方程。
(2)根据题意由两点间的距离即可求出的代数式再由二次函数的性质,即可求出最值结合题意计算出m的值即可。
22.【答案】(1)解:由题意得e = = ,所以c = ,所以 ①,
又点 在E上,所以 ②,
联立①②,解得 ,所以椭圆E的方程为 .
(2)解:设抛物线 的方程为: ,
由题意得:椭圆 的四个顶点到 准线的距离之和等于6,
又因为椭圆 长轴上的两个顶点到准线的距离和为4,所以 ,则
即 的方程为 .
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程
【解析】【分析】 (1)利用已知条件列出方程组,求解a, b,然后得到椭圆方程;
(2) 设抛物线 的方程为: ,利用椭圆 的四个顶点到 准线的距离之和等于6,结合椭圆 长轴上的两个顶点到准线的距离和为4 ,求解p,即可得到抛物线 的方程.
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.(2020高二上·东城期末)双曲线 的焦点坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由题意,双曲线 ,可得 ,所以 ,
且双曲线的焦点再 轴上,所以双曲线的焦点坐标为 .
故答案为:B.
【分析】首先由双曲线的方程即可求出a与b的值,然后由双曲线的 a、b 、c 三者的关系,计算出c的值,由此即可求出焦点的坐标。
2.(2021高二上·长安月考)已知椭圆C的焦点为 ,过F2的直线与C交于A,B两点.若 , ,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程;余弦定理的应用
【解析】【解答】解:∵ , ∴
又∵ ,∴,
又|BF1|+|BF2|=2a,
∴
∴在Rt△AF2O中,,
在△BF1F2中,由余弦定理得,
则由得,
∴b2=a2-c2=3-1=2,
则C的方程为: ,
故答案为:B
【分析】根据椭圆的定义与标准方程,结合余弦定理求解即可.
3.(2020高二上·保定期末)过椭圆 的左焦点作倾斜角为45 的直线 交椭圆于 两点,设O为坐标原点,则 等于( )
A.-1 B.-2 C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】由 可得 , 可得 ,即 ,
所以左焦点 ,且直线 斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,设 , ,
由 可得 ,
可得 , ,
, ,
所以
,
故答案为:C.
【分析】 先根据椭圆方程求得焦点坐标,进而设出直线|的方程,与椭圆方程联立消去y,设 , ,根据韦达定理求得 , 的值,进而根据直线方程求得y1y2的值,最后根据向量数量积的运算求得答案.
4.(2020高二上·甘肃期末)已知 是抛物线 的一条焦点弦,弦 的中点 到 轴的距离为4,则 ( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】D
【知识点】平面内中点坐标公式;抛物线的定义;抛物线的简单性质
【解析】【解答】设 ,
因为弦 的中点 到 轴的距离为4,可得 ,即 ,
又由抛物线的定义和焦点弦的性质,可得 .
故答案为:D.
【分析】首先设出点的坐标,然后由已知条件结合中点的坐标,整理再结合抛物线的定义以及性质计算出结果即可。
5.(2020高二上·保定期末)已知双曲线 的左、右焦点分别为 为C右支上的点,且 ,则 的面积等于( )
A.192 B.96 C.48 D.102
【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】由双曲线 可得: , ,
所以 ,即 , , ,
所以 ,可得 ,
由双曲线的定义可得 ,
所以 是等腰三角形,且 , ,
可得 边上的高为 ,
所以 的面积为 ,
故答案为:A.
【分析】 先根据双曲线方程求出焦点坐标,再利用双曲线的性质求得|PF1|,由 是等腰三角形得 边上的高为 ,则 的面积可得。
6.(2021高二上·长安月考)以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|= ,|DE|= ,则C的焦点到准线的距离为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【答案】C
【知识点】抛物线的定义;抛物线的标准方程;抛物线的简单性质
【解析】【解答】解:不妨设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),,
则,
由题意知|OA|=|OD|得,解得p=4.
故答案为:C
【分析】根据抛物线的定义,标准方程以及圆的几何性质求解即可.
7.(2020高二上·甘肃期末)直线 与椭圆 相交于 两点,弦 的中点纵坐标为 ,则双曲线 的两条渐近线所夹锐角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】设 , ,则 ,即
联立直线与椭圆方程 ,消去x得到
由韦达定理得: ,化简得
则双曲线的两条渐近线方程为 ,即
则两条渐近线所夹锐角的正切值为 ,故余弦值为
故答案为:B
【分析】由设而不求法,设出点的坐标,结合中点坐标公式计算出,再联立直线与椭圆的方程,消元得到关于y的方程,由韦达定理即可得出整理得出,然后即可求出由双曲线的渐近线方程,从而即可求出两条渐近线所夹锐角的正切值,结合同角三角函数的基本关系式计算出夹角的余弦值。
8.(2021高二上·重庆月考)双曲线 ,已知O是坐标原点,A是双曲线C的斜率为正的渐近线与直线 的交点,F是双曲线C的右焦点,D是线段OF的中点,若B是圆 上的一点,则 的面积的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】根据题意,双曲线斜率为正的渐近线方程为 , ,
因此点A的坐标是 ,点D是线段OF的中点,
则
直线AD的方程为 ,
点B是圆 上的一点,
点B到直线AD距离的最小值 也就是圆心O到直线AD的距离d减去半径,即 ,
则 。
故答案为:A
【分析】根据题意,双曲线斜率为正的渐近线方程为 , ,从而求出点A的坐标,再利用点D是线段OF的中点结合中点坐标公式,从而求出点D的坐标,再利用两点距离公式,从而求出A,D两点的距离,再利用点斜式求出直线AD的方程,再利用点B是圆 上的一点,再结合点B到直线AD距离的最小值 也就是圆心O到直线AD的距离d减去半径,即 , 从而结合点到直线的距离公式,从而求出的值,再结合三角形的面积公式,从而求出三角形 的面积的最小值。
二、多选题
9.(2021高二下·深圳期末)若 是双曲线 上一点, 的一个焦点坐标为 ,则下列结论中正确的是( )
A. B.渐近线方程为
C. 的最小值是 D.焦点到渐近线的距离是
【答案】B,C,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】对于A选项,由题意可得 ,故 ,A不符合题意;
对于B选项,对于双曲线 , , ,该双曲线的渐近线方程为 ,B对;
对于C选项, 的最小值为 ,C对;
对于D选项,双曲线 的右焦点 到渐近线 的距离为 ,D对.
故答案为:BCD.
【分析】 利用双曲线 的一个焦点坐标为F (4, 0),可得m= 7,逐项进行判断可得答案。
10.(2021高二上·重庆月考)椭圆 的左、右焦点分别为 , , 为坐标原点,则( )
A.过点 的直线与椭圆 交于 , 两点,则 的周长为4
B.椭圆 上存在点 ,使得
C.椭圆 的离心率为
D. 为椭圆 上一点, 为圆 上一点,则点 , 的最大距离为3
【答案】B,D
【知识点】椭圆的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】对于A,由椭圆定义,可得 ,因此 的周长为 ,A不符合题意.
对于B,设 ,则 ,且 .又 , ,所以 , ,因此 ,解得 ,B符合题意.
对于C,因为 , ,所以= ,即 ,所以离心率 ,C不符合题意.
对于D,设 ,则点 到圆 的圆心的距离为 ,因为 ,所以 ,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】由椭圆定义结合三角形的周长公式,从而结合已知条件求出三角形 的周长;
设 ,再利用代入法得出 且 ,再利用椭圆的标准方程确定焦点的位置,从而求出焦点的坐标,再利用向量的坐标表示求出向量的坐标,再结合数量积的坐标表示得出椭圆 上存在点 ,使得 ;再利用椭圆的标准方程确定a,b的值,再结合椭圆中a,b,c三者的关系式,从而求出c的值,再结合椭圆的离心率公式,从而求出椭圆的离心率;设 ,再结合两点距离公式得出点 到圆 的圆心的距离为 ,再利用 结合二次函数的图象求最值的方法,从而利用几何法求出点 , 的最大距离,从而找出正确的选项。
11.(2021高二下·汕尾期末)已知抛物线 的焦点为 ,则下列结论正确的有( )
A.抛物线 上一点 到焦点 的距离为4,则点 的横坐标为3
B.过焦点 的直线被抛物线所截的弦长最短为4
C.过点 与抛物线 有且只有一个公共点的直线有2条
D.过点 的直线 与抛物线 交于不同的两点 ,则
【答案】A,B,D
【知识点】抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】抛物线 的焦点为 ,准线方程为 , ,
设抛物线上点 , , ,A符合题意;
抛物线的过焦点 的弦长最短的为通径长 (此时弦与 轴垂直),B符合题意;
点 在抛物线外面(与焦点分列在抛物线的两侧),过 的抛物线的切线有两条,另外过 与抛物线对称轴( 轴)平行的直线与抛物线也只有一个公共点,因此有3条直线,C不符合题意;
过 的直线方程设为 (斜率不可能为0),代入抛物线方程得 ,
则 ,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】利用抛物线的标准方程为 ,从而确定焦点的位置,进而求出焦点为 和准线方程为 以及 ,设抛物线上点 ,再利用抛物线的定义结合已知条件抛物线 上一点 到焦点 的距离为4,从而求出点 的横坐标;利用通径的公式,从而求出抛物线的过焦点 的弦长最短的为通径长 (此时弦与 轴垂直);再利用点 在抛物线外面(与焦点分列在抛物线的两侧),过 的抛物线的切线有两条,另外过 与抛物线对称轴( 轴)平行的直线与抛物线也只有一个公共点,因此有3条直线;过 的直线方程设点斜式方程,再转化为直线的斜截式方程为 (斜率不可能为0),再利用直线与抛物相交,联立二者方程结合韦达定理,得出 ,从而找出结论正确的选项。
12.(2021高二上·南京月考)以下关于圆锥曲线的说法正确的是( )
A.设 , 为两定点, ,动点 满足 ,则动点 的轨迹是双曲线
B.方程 的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
C.双曲线 与椭圆 有相同的焦点
D.若双曲线 : 的左 右焦点分别为 , 为双曲线 上一点,若 ,则 或
【答案】B,C
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的定义;双曲线的简单性质
【解析】【解答】A:根据双曲线定义,仅当 时,动点 的轨迹才是双曲线,故错误;
B:令 ,则 且对称轴为 ,若 为 的两个零点且 ,则 ,故原方程两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率,故正确;
C: 的焦点为 , 的焦点为 ,即有相同的焦点,故正确;
D:由双曲线 : 知: 、 ,而 , ,则 不合要求,故 ,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】利用已知条件结合双曲线的定义,从而得出仅当 时,动点 的轨迹才是双曲线;利用 ,则 且对称轴为 ,若 为 的两个零点且 ,则 ,故原方程两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;利用已知条件结合双曲线和椭圆焦点的求解方法,从而推出双曲线 与椭圆 有相同的焦点 ;由双曲线 : 知a,c的值,再利用双曲线的定义和 ,得出 ,不合要求,从而求出 ,进而找出说法正确的选项。
三、填空题
13.(2021高二上·长安月考)双曲线 的右焦点到直线 的距离为 .
【答案】
【知识点】平面内点到直线的距离公式;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由题意得c2=a2+b2=4+5=9,
则右焦点为(3,0)到直线 的距离为.
故答案为:
【分析】根据双曲线的简单性质,结合点到直线的距离公式求解即可.
14.(2020高二上·保定期末)已知点 分别为双曲线 的左、右焦点,以 为圆心, 为半径的圆交双曲线右支于点 ,若点 恰好在 的平分线上,则C的离心率为 .
【答案】
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解: 是以 为圆心, 为半径的圆与双曲线右支相交而得,
故 ,且 为 的外心,
又 圆和双曲线都是以 轴为对称轴,
是 的角平分线,
又 是 的角平分线,
是 的内心,
即 的内心与外心重合,
故 为正三角形,
即 也是 的重心,
设 的中点为 ,
则 ,
,
,
故 ,
即 .
故答案为: .
【分析】由已知条件可得 的内心与外心重合,设 的中点为 ,则 ,,即可得出a与c的关系,进而求出双曲线C的离心率。
15.(2021高二上·长安月考)已知 , 是椭圆 : 的两个焦点,点 在 上,则 的最大值为 .
【答案】9
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用;椭圆的定义
【解析】【解答】解:由题意得a2=9,b2=4,则a=3,b=2,则|MF1|+|MF2|=2a=6,
所以(当且仅当|MF1|=|MF2|=3时,等号成立),
故答案为:9
【分析】根据椭圆的定义,结合基本不等式求解即可.
16.(2020高二上·东城期末)在平面直角坐标系中,对于曲线 ,有下面四个结论:
①曲线C关于y轴对称;
②过平面内任意一点M,恰好可以作两条直线,这两条直线与曲线C都有且只有一个公共点;
③存在唯一的一组实数a,b,使得曲线C上的点到坐标原点距离的最小值为1;
④存在无数个点M,使得过点M可以作两条直线,这两条直线与曲线C都恰有三个公共点.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①④
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:当 时,曲线 : 为焦点在 轴上的双曲线,
当 时,曲线 : 为焦点在 轴上的椭圆,
所以双曲线和椭圆都关于 轴对称,故①正确;
当点 在曲线上时,有无数条直线与曲线C都有且只有一个公共点,故②错误;
存在 三组实数使得曲线C上的点到坐标原点距离的最小值为1,故③错误;
当 时,存在无数个点M,使得过点M可以作两条直线,这两条直线与曲线C都恰有三个公共点,故④正确.
故答案为:①④.
【分析】由双曲线的简单性质结合曲线C关于y轴对称 ,由此即可判断出:当 时,曲线为焦点在 轴上的双曲线,当 时,曲线为焦点在 轴上的椭圆,由此即可得出双曲线和椭圆都关于 轴对称,故①正确;由已知条件即可得出当点 在曲线上时,有无数条直线与曲线C都有且只有一个公共点,故②错误;利用两点间的距离公式计算出结果由此判断出③错误;由双曲线与直线的位置关系,即可判断出直线与渐近线的位置关系,由此即可得出这两条直线与曲线C都恰有三个公共点,故④正确;从而得出答案。
四、解答题
17.(2021高二上·南京月考)
(1)求焦点在坐标轴上,长轴长为8,焦距为6的椭圆的标准方程;
(2)求与双曲线 有公共渐近线,且焦距为 的双曲线的方程.
【答案】(1)解:由长轴长知: ,∴ ,
由焦距知: ,∴ ,解得: ,
∴椭圆标准方程为: 或
(2)解:与双曲线 有公共渐近线的双曲线可设为 ,
即为 .
当焦点在 轴上时, , , ,
此时双曲线方程为 .
当焦点在 轴上时, , , ,
此时双曲线方程为 .
综上:双曲线的标准方程为 或
【知识点】椭圆的标准方程;双曲线的标准方程
【解析】【分析】(1)利用焦点在坐标轴上,结合椭圆的长轴的定义和已知条件椭圆的长轴长为8,从而求出a的值,再结合椭圆焦距的定义结合已知条件椭圆的焦距为6,从而求出c的值,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式,从而求出b的值,进而求出椭圆的标准方程。
(2) 与双曲线 有公共渐近线的双曲线可设为 ,即为 ,再利用分类讨论的方法结合焦点的位置,从而得出的取值范围,再利用双曲线中 a,b,c三者的关系式,从而求出的值,进而求出双曲线的标准方程。
18.(2021高二下·辽宁月考)已知椭圆 )的离心率为 ,左焦点为F,过F的直线 交椭圆于A,B两点,P为椭圆上任意一点,当直线 与x轴垂直时, .
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线 变动时,求 面积的最大值.
【答案】(1)由 , , ,解得 , , ,
故所求椭圆的方程为 .
(2)由题意知 ,
①当l的斜率为0时, ,P为上顶点时 的面积最大,最大值为 .
②当l的斜率不为0时,设直线l的方程为 , , ,
由 ,去x得 ,故 , ,
则| .
设与l平行的直线 与椭圆相切,
则 消去 得 ,
由 得 ,故 ,
所以 与 的最大距离 ,
则 ,
令 ,则 ,
且 ,
令 , ,
则 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
故 在 上单调递减,所以 的最大值是 ,
所以 ,因为 .
所以 面积的最大值为 .
【知识点】平面内两条平行直线间的距离;椭圆的标准方程
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合椭圆的性质可求解椭圆的方程;
(2) ①当l的斜率为0时,P为上顶点时 的面积最大;②当l的斜率不为0时,设直线l的方程为 , , ,将直线方程与椭圆方程联立,利用根与系数的关系结合弦长公式可得 ; 设与l平行的直线 与椭圆相切, 将其方程与椭圆方程联立化简计算可得 , 与 的最大距离 ,令, ,令 ,利用导数判断其单调性进而求解 的最大值 , 进而求解 面积的最大值为。
19.(2020高二上·西宁期末)已知椭圆C: (a>b>0)的左,右焦点分别为 , , ,经过点 的直线(不与x轴重合)与椭圆C相交于A,B两点, 的周长为8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)经过椭圆C上的一点Q作斜率为 , ( , )的两条直线分别与椭圆C相交于异于Q点的M,N两点。若M,N关于坐标原点对称,求 的值.
【答案】(1)解:∵ ,
∴ .
∵ 的周长为8,
∴ , .
∵ ,∴ .
∴椭圆C的方程为 .
(2)解:设 , ,∴ , , .
∴ , .
两式相减,得 .
∵ , ,∴ .
∴ .
【知识点】斜率的计算公式;椭圆的标准方程
【解析】【分析】 (1)由题意可知 ,又 的周长为8 ,得a=2,再根据 求出b,可得椭圆C的方程为;
(2) 设 , , , , ,把点M,Q的坐标代入椭圆方程,利用点差法即可求出 的值.
20.(2020高二上·黄陵期末)设中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点 ,且 ,椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比为 .
(1)求这两曲线方程;
(2)若P为这两曲线的一个交点,求 的值.
【答案】(1)解:由已知得 ,设椭圆长、短半轴长分别为 、 ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为 、 ,
则 解得 .所以 .
故椭圆方程为 ,双曲线方程为
(2)解:不妨设 、 分别为左、右焦点,P是第一象限的一个交点,则 ,
所以 .又 ,
故
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【分析】(1) 由已知得 ,设椭圆长、短半轴长分别为 、 ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为 、 ,根据题意得出 解出 ,进而得出 即可得到椭圆和双曲线的方程;
(2)由椭圆、双曲线的定义求出 的长,再利用余弦定理,即可求出 的值。
21.(2020高二上·泰州期末)已知点 到定点 的距离与它到定直线 的距离的比是常数 ,点 的轨迹为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)设点 ,若 的最大值为 ,求实数 的值.
【答案】(1)解:根据题意可得, ,化简得 ,
曲线 的方程为 .
(2)解:
①当 ,即 时, ,解得 (舍)
②当 ,即 时, ,解得
综上实数 的值为 .
【知识点】平面内两点间的距离公式;椭圆的标准方程
【解析】【分析】(1)结合题意由点到直线的距离公式和两点间的距离整理即可得到点P的轨迹方程。
(2)根据题意由两点间的距离即可求出的代数式再由二次函数的性质,即可求出最值结合题意计算出m的值即可。
22.(2020高二上·白水期末)已知椭圆 : 的离心率为 ,点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若抛物线 的顶点在坐标原点,焦点在椭圆 的长轴上,且椭圆 的四个顶点到抛物线 准线的距离之和等于6,求抛物线 的方程.
【答案】(1)解:由题意得e = = ,所以c = ,所以 ①,
又点 在E上,所以 ②,
联立①②,解得 ,所以椭圆E的方程为 .
(2)解:设抛物线 的方程为: ,
由题意得:椭圆 的四个顶点到 准线的距离之和等于6,
又因为椭圆 长轴上的两个顶点到准线的距离和为4,所以 ,则
即 的方程为 .
【知识点】椭圆的定义;椭圆的标准方程
【解析】【分析】 (1)利用已知条件列出方程组,求解a, b,然后得到椭圆方程;
(2) 设抛物线 的方程为: ,利用椭圆 的四个顶点到 准线的距离之和等于6,结合椭圆 长轴上的两个顶点到准线的距离和为4 ,求解p,即可得到抛物线 的方程.
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