第三章 圆锥曲线的方程(培优卷)—【高分突破】2022-2023学年高二数学上学期同步知识分层突破(人教A版2019选择性必修第一册)

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名称 第三章 圆锥曲线的方程(培优卷)—【高分突破】2022-2023学年高二数学上学期同步知识分层突破(人教A版2019选择性必修第一册)
格式 doc
文件大小 2.9MB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-07-13 16:19:54

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文档简介

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圆锥曲线的方程(培优卷)
说明:1.本试题共4页,满分150分,考试时间120分钟。
2.答题前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、试室号、座位号填写在答题卷上。
3. 答题必须使用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷上各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卷整洁,考试结束后,将答题卷交回,试卷自己保存。
第I卷(选择题 共60分)
一、单项选择题(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,只有一项符合题目要求.)
1.准线方程为的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.已知双曲线的一条渐近线与直线平行,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C.2 D.
3.已知是椭圆的左,右焦点,点A是椭圆上的一个动点,则的内切圆的半径的最大值是( )
A.1 B. C. D.
4.已知双曲线的一条渐近线方程为,且焦距为,则双曲线焦点到渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
5.不垂直于坐标轴的直线与双曲线的渐近线交于,两点,若线段的中点为,和的斜率满足,则顶点在坐标原点,焦点在轴上,且经过点的抛物线方程是( )
A. B. C. D.
6.已知,是双曲线的两条渐近线,直线经过的右焦点,且,交于点,交于点,若,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.直线交抛物线于、两点,为抛物线的顶点,,则的值为( )
A. B. C. D.
8.已知、为双曲线的焦点,为与双曲线的交点,且有,则该双曲线的离心率为( ).
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,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.经过点的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
10.在平面直角坐标系中,有两个圆和,其中常数为正数满足,一个动圆与两圆都相切,则动圆圆心的轨迹可以是( )
A.两个椭圆 B.两个双曲线
C.一个双曲线和一条直线 D.一个椭圆和一个双曲线
11.已知曲线.( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m=n>0,则C是圆,其半径为
C.若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
12.已知是椭圆上一点,椭圆的左 右焦点分别为,且,则( )
A.的周长为 B.
C.点到轴的距离为 D.
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知点,椭圆的右焦点为,若线段的中点恰好在椭圆上,则椭圆的长轴长为______.
14.已知为坐标原点,抛物线:()的焦点为,为上一点,与轴垂直,为轴上一点,且,若,则的准线方程为______.
15.已知椭圆的一个顶点为,对于x轴上的点,椭圆E上存在点M,使得,则实数t的取值范围是____________.
16.已知双曲线:(,)的左 右焦点分别为,,是双曲线右支上一点,,直线交轴于点,且,则双曲线的离心率为___________.
四、解答题(本题共6个小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.已知抛物线,其焦点到其准线的距离为,过焦点且倾斜角为的直线交抛物线于两点,
(1)求抛物线的方程及其焦点坐标;
(2)求.
18.已知椭圆,离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,,过直线交椭圆于、两点,且直线倾斜角为,求的面积.
19.已知椭圆:的离心率为,短轴长为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,若的面积为(为坐标原点),求直线的方程.
20.双曲线的左顶点为,右焦点为,动点在上.当时,.
(1)求的离心率;
(2)若在第一象限,证明:.
21.已知抛物线的焦点为坐标原点,是抛物线C上异于O的两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线的斜率之积为,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
22.已知抛物线:,坐标原点为,焦点为,直线:.
(1)若与只有一个公共点,求的值;
(2)过点作斜率为的直线交抛物线于、两点,求的面积.
参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
的准线方程为.
【详解】
的准线方程为.
故选:D.
2.D
【解析】
【分析】
写出渐近线,再利用斜率相等,进而得到离心率
【详解】
双曲线的渐近线为,易知与直线平行,
所以.
故选:D.
3.D
【解析】
【分析】
利用椭圆的定义即可求解.
【详解】
设的内切圆的半径为,
由,则,,
所以,,
由,
即,
即,若的内切圆的半径最大,
即最大,又,
所以.
故选:D
4.A
【解析】
根据已知条件求得焦点坐标,结合点到直线距离公式求得正确结果.
【详解】
双曲线的焦距为,所以焦点为,
所以双曲线焦点到渐近线的距离为.
故选:A
5.C
【解析】
【分析】
运用点差法得到得解
【详解】
设,则,
相减得,,所以,
即,所以,.由题意设抛物线方程是,则.于是所求抛物线方程是.
故选:C.
6.B
【解析】
【分析】
首先根据直线平行,可设直线的方程,通过联立得点,的横坐标,求出的表达式,从而可解不等式组得到的取值范围.
【详解】
由题意可知,,不妨记,,
由且经过的右焦点可得的方程为,
与的方程联立可解得,
与的方程联立得,
所以,
解得,.
故选:B.
【点睛】
双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
①求出a,c,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=c2-a2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
7.A
【解析】
【分析】
设点、,将直线与抛物线的方程联立,列出韦达定理,由已知条件可得出,利用平面向量的数量积结合韦达定理可求得实数的值.
【详解】
设点、,联立,可得,
,可得,由韦达定理可得,由题意可知,
因为,则,解得.
故选:A.
8.A
【解析】
【分析】
设,则,将、用表示,即可求得该双曲线的离心率.
【详解】
由题意知,
在中,,可设,则,
由勾股定理可得,
又由得,所以,.
故选:A.
9.AC
【解析】
根据题意,分抛物线的焦点在x轴上,设抛物线的方程为,和抛物线的焦点在y轴上,设抛物线的方程为,分别代入点P的坐标,计算可得选项.
【详解】
解:若抛物线的焦点在x轴上,设抛物线的方程为,又因为抛物线经过点,所以,解得,所以抛物线的方程为.
若抛物线的焦点在y轴上,设抛物线的方程为,又因为抛物线经过点,所以,解得,所以抛物线的方程为.
故选:AC.
【点睛】
本题考查求抛物线的标准访,注意考虑抛物线的焦点所在的位置,属于基础题.
10.BC
【解析】
【分析】
由题意得,圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,所以,设动圆的半径为;分动圆可能与两圆①均内切,②均外切,③一个外切,一个内切,三种情况,根据圆与圆位置关系,即可结合双曲线的定义,即可判断出结果.
【详解】
由题意得,圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,所以,设动圆的半径为.
当时,两圆相离,动圆可能与两圆均内切或均外切或一个外切一个内切.
①若均内切,则,
此时,
当时,点的轨迹是以为焦点的双曲线,
当时,点在线段的垂直平分线上.
②若均外切,则,
此时,则点的轨迹与①相同.
③若一个外切,一个内切,不妨设与圆内切,与圆外切,则.同理,当与圆内切,与圆外切时,.
此时点的轨迹是以为焦点的双曲线,与①中双曲线不一样.
故选:BC.
【点睛】
本题主要考查动点的轨迹问题,熟记双曲线的定义以及圆与圆位置关系即可,属于常考题型.
11.ACD
【解析】
【分析】
结合选项进行逐项分析求解,时表示椭圆,时表示圆,时表示双曲线,时表示两条直线.
【详解】
对于A,若,则可化为,
因为,所以,
即曲线表示焦点在轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则可化为,
此时曲线表示圆心在原点,半径为的圆,故B不正确;
对于C,若,则可化为,
此时曲线表示双曲线,
由可得,故C正确;
对于D,若,则可化为,
,此时曲线表示平行于轴的两条直线,故D正确;
故选:ACD.
【点睛】
本题主要考查曲线方程的特征,熟知常见曲线方程之间的区别是求解的关键,侧重考查数学运算的核心素养.
12.BCD
【解析】
【分析】
A.根据椭圆定义分析的周长并判断;
B.根据椭圆定义以及已知条件先求解出的值,结合三角形的面积公式求解出并判断;
C.根据三角形等面积法求解出点到轴的距离并判断;
D.根据向量数量积运算以及的值求解出结果并判断.
【详解】
A.因为,
所以,故错误;
B.因为,,
所以,
所以,所以,故正确;
C.设点到轴的距离为,
所以,所以,故正确;
D.因为,故正确;
故选:BCD.
13.4
【解析】
【分析】
由线段的中点恰好在椭圆上,则为右顶点,由中点坐标公式即可得解.
【详解】
由线段的中点恰好在椭圆上,即为右顶点,
可得,
解得,所以椭圆的长轴长为4.
故答案为:.
14.
【解析】
【分析】
先用坐标表示,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得,即得结果.
【详解】
抛物线: ()的焦点,
∵P为上一点,与轴垂直,
所以P的横坐标为,代入抛物线方程求得P的纵坐标为,
不妨设,
因为Q为轴上一点,且,所以Q在F的右侧,
又,
因为,所以,

所以的准线方程为
故答案为:.
【点睛】
利用向量数量积处理垂直关系是本题关键.
15.
【解析】
【分析】
设,则,由可得,整理可得,即可求出t的取值范围.
【详解】
设,则,①
,,
由可得,即,②
由①②消去,整理得,
因为,所以,
因为,所以,
所以实数t的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】
设椭圆上点的坐标为,则,这往往在求与椭圆有关的最值问题中用到,也是容易被忽略而导致求最值错误的原因.
16.
【解析】
【分析】
解法一:根据已知可得,而可得,进而利用等面积法可得,再根据向量关系可得点的横坐标,将点的坐标代入双曲线方程,解方程即可求得结果;
解法二:设为坐标原点,根据题意可得,根据设及可得,再根据相似比可得,又根据勾股定理可得,最后根据双曲线定义即可求得结果.
【详解】
解法一:由题意知,,
所以.
设,则,所以,
因为,所以,
将代入双曲线方程,整理得,
解得或,
因为,所以.
解法二:设为坐标原点,由题易得,所以,
设,因为,所以,
则,得.
又,所以,
所以,得,
所以.
故答案为:.
17.(1),焦点坐标为;(2)8.
【解析】
【分析】
(1)由抛物线的焦点到其准线的距离为,可得即可求解;
(2)将直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理及过焦点的弦长公式即可求解.
【详解】
解:(1)抛物线的焦点到其准线的距离为,得,
所以抛物线的方程为,焦点坐标为.
(2)过焦点且倾斜角为的直线的方程为,设,
联立方程组消去可得,则,
所以.
18.(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)根据离心率可得,代入点可得,进而得方程;
(2)先写出直线方程,再与椭圆联立,由的面积为可得解.
【详解】
(1)因为椭圆的离心率,
所以,点代入椭圆C得:;联立解得,,
所以,所求椭圆方程为
(2)直线的斜率,
故直线的方程为:,.
与椭圆方程联立,消去得:,
∴或.
∴的面积为
19.(1),(2).
【解析】
【分析】
(1)由椭圆的性质列方程可得即可得解;
(2)设直线的方程,联立方程组结合韦达定理可得,再由三角形面积即可解得,即可的解.
【详解】
(1)由题意可得,解得:
故椭圆C的标准方程为.
(2)由题意可知直线的斜率不为0,则设直线的方程为
联立,整理得
,
则,故,
因为的面积为,所以,
设,则整理得,解得或(舍去),即.
故直线的方程为,即.
20.(1);(2)见解析.
【解析】
(1)根据已知条件可得,据此可求离心率.
(2)设,则,,再计算,利用点在双曲线上化简后可得,从而可得结论成立.
【详解】
(1)设双曲线的半焦距为,则,,
因为,故,故,即,
故.
(2)设,其中.
因为,故,,
故渐近线方程为:,所以,,
当时,
又,,
所以

因为,
故.
当,由(1)可得,故.
综上,.
【点睛】
方法点睛:(1)圆锥曲线中离心率的计算,关键是找到一组等量关系(齐次式).
(2)圆锥曲线中与有角有关的计算,注意通过动点的坐标来刻画角的大小,还要注意结合点在曲线上满足的方程化简目标代数式.
21.(1),(2)证明见解析,定点
【解析】
(1)利用抛扔线的焦点坐标,求出,然后求抛物线的方程;
(2)通过直线的斜率是否存在,设出直线方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理以及斜率乘积关系,转化求解即可
【详解】
解:(1)因为抛物线的焦点坐标为,
所以,得,
所以抛物线的方程为,
(2)①当直线的斜率不存在时,设,
因为直线的斜率之积为,所以,化简得,
所以,此时直线的方程为,
②当直线的斜率存在时,设其方程为,,
由,得,则,
因为的斜率之积为,所以,
即,即可,
解得(舍去),或,
所以,即,所以,即,
综上所述,直线过轴上的一定点
【点睛】
关键点点睛:此题考查直线与抛物线的位置关系的应用,抛物线的方程的求法,解题的关键是将直线方程与抛物线方程联立方程组可得,再利用根与系数的关系可得,再结合直线的斜率之积为,可得到的关系,从而可得答案,考查计算能力,属于中档题
22.(1)1或0;(2).
【解析】
【分析】
(1)将直线方程与抛物线方程联立,由或即可求解;
(2)求出抛物线的焦点坐标,即可得直线方程,设,,联立直线与抛物线方程,根据及韦达定理即可求解;
【详解】
解:(1)依题意消去得,即,
①当时,显然方程只有一个解,满足条件;
②当时,,解得;
综上,当或时直线与抛物线只有一个交点;
(2)抛物线:,所以焦点,所以直线方程为,设,,
由,消去得,所以,,
所以,
所以.
试卷第1页,共3页