一、单选题
1.已知函数的导函数为,记,
.若,则( )
A. B. C. D.
2.如图所示,过抛物线的焦点F的直线依次交拋物线及准线于点A,B,C,若,且,则拋物线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,且椭圆截抛物线的准线所得线段长为6,那么该椭圆的离心率为
A.2 B. C. D.
4.已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,过作抛物线的一条切线,切点为,且满足,则抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
5.函数在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知,设函数若关于的不等式在上恒成立,则的取值范围为
A. B. C. D.
二、多选题
7.一块斯里兰卡月光石的截面可近似看成由半圆和半椭圆组成,如图所示,在平面直角坐标系中,半圆的圆心在坐标原点,半圆所在的圆过椭圆的右焦点,椭圆的短轴与半圆的直径重合.若直线与半圆交于点A,与半椭圆交于点,则下列结论正确的是( )
A.椭圆的离心率是
B.线段长度的取值范围是
C.面积的最大值是
D.的周长存在最大值
8.如图,椭圆Ⅰ与Ⅱ有公共的左顶点和左焦点,且椭圆Ⅱ的右顶点为椭圆Ⅰ的中心.设椭圆Ⅰ与Ⅱ的长半轴长分别为和,半焦距分别为和,离心率分别为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
9.若抛物线的准线与曲线只有一个交点,则实数满足的条件是__________.
10.斜率为的直线与椭圆()相交于,两点,线段的中点坐标为,则椭圆的离心率等于______.
11.已知曲线C:y2=2px(p>0)的焦点F与曲线C2:(a>b>0)的右焦点重合,曲线Q与曲线C2交于A,B两点,曲线C3:y2=﹣2px(p>0)与曲线C2交于C,D两点,若四边形ABCD的面积为2p2,则曲线C2的离心率为____.
12.过椭圆上一动点P分别向圆和圆作切线,切点分别为M,N,则的最小值为________.
四、解答题
13.已知函数.
(1)求导函数;
(2)若曲线在点处的切线方程为,求a,b的值.
14.已知椭圆与椭圆有相同的离心率,且椭圆过点
(1)求椭圆的方程.
(2)若直线与椭圆交于、两点,求线段的垂直平分线的方程.
15.如图,已知动圆过点),且与圆内切,设动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过圆心的直线交曲线于,两点,问:在轴上是否存在定点,使当直线绕点任意转动时,为定值?若存在,求出点的坐标和的值;若不存在,请说明理由.
16.如图,椭圆的离心率是,短轴长为,椭圆的左 右顶点为、.过椭圆与抛物线的公共焦点的直线与椭圆相交于两点,与抛物线相交于两点,点为的中点.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)记的面积为的面积为,若,求直线在轴上截距的范围.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【解析】通过计算、、、、,可得、、、,最后计算可得结果.
【详解】解:,
则,
,
,
,
,
所以猜想:,
,
,
,
由,,
所以,
,
,
故选:D.
【点睛】本题考查导数的计算以及不完全归纳法的应用,属于中档题.
2.B
【分析】分别过点,作准线的垂线,分别交准线于点,,设,根据抛物线定义可知,进而推断出的值,在直角三角形中求得,进而根据,利用比例线段的性质可求得,则抛物线方程可得.
【详解】如图分别过点,作准线的垂线,分别交准线于点,
设,则由已知得:,由定义得:,故
在直角三角形中,,
,,从而得
,,求得
所以抛物线的方程为.
故选:B
【点睛】关键点睛:本题考查直线与抛物线的位置关系,解决本题的关键在于根据抛物线定义得出,进而推断出的值,考查学生的分析审题能力,属于一般题.
3.D
【分析】先求出抛物线的焦点、准线,再根据椭圆的通径公式求出a、c,算出离心率.
【详解】易知抛物线的焦点(2,0),准线x=-2,
即椭圆的c=2,
因为抛物线的准线恰好过椭圆的焦点,即相交的线段为椭圆的通径;
即通径为 ,又因为c=2
解得a=4
所以离心率
故选D.
【点睛】本题目考察了抛物线的方程和性质,以及椭圆的性质,本题关键点在通径上,如果记不得通径公式就直接带入计算,一样可得答案,属于一般题型.
4.C
【解析】本题首先可根据题意得出点,然后设切线方程为、切点为,通过联立抛物线与切线方程解得,最后对、两种情况分别进行讨论,通过即可得出结果.
【详解】由题意可知,抛物线准线方程为,点,切线斜率一定存在,
设过点与抛物线相切的直线方程为,切点,
联立抛物线与切线方程,转化得,
,解得,
当时,直线方程为,
,解得,则,
因为,所以,解得;
当时,同理得,
综上所述,抛物线方程为,
故选:C.
【点睛】本题考查抛物线方程的求法,考查直线与抛物线相切的相关问题的求解,考查判别式的灵活应用,考查两点间距离公式,考查转化与化归思想,考查计算能力,是中档题.
5.A
【分析】由已知结合导数的几何意义及计算即可求解
【详解】,求导得,
则当时,,所以切线的斜率为2.
又当时,,所以切点为.
所以切线方程为.
故选:A
【点睛】方法点睛:本题考查了利用导数的几何意义求曲线在某点处的切线方程,求切线常见考法:
(1)已知切点求斜率k,即求该点处的导数值:.
(2)已知斜率k,求切点,即解方程.
(3)若求过点的切线方程,可设切点为,由,求解即可.
6.C
【解析】先判断时,在上恒成立;若在上恒成立,转化为在上恒成立.
【详解】∵,即,
(1)当时,,
当时,,
故当时,在上恒成立;
若在上恒成立,即在上恒成立,
令,则,
当函数单增,当函数单减,
故,所以.当时,在上恒成立;
综上可知,的取值范围是,
故选C.
【点睛】本题考查分段函数的最值问题,关键利用求导的方法研究函数的单调性,进行综合分析.
7.AC
【分析】由题意可求得椭圆的a,b,c,即可求得离心率,判断A;由图可直接确定线段长度的取值范围,判断B;求出面积的表达式,利用基本不等式可求得其最值,判断C;表示出的周长,根据其表达式结合参数的范围可确定其是否存在最大值,判断D.
【详解】由题意得半圆的方程为,
设半椭圆的方程为,由题意知,∴,
∴半椭圆的方程为.
对于A,,A正确;
对于B,由图可知,当时,;当时,,
所以线段长度的取值范围是,B错误.
对于C,,设,则,
∴,设,∴,∴,
∴,
∴,
当且仅当时等号成立,C正确.
对于D,的周长为,
所以当时,的周长最大,但是不能取零,
所以的周长没有最大值,D错误,
故选:AC
8.ABD
【分析】先根据已知的条件确定和的关系,以及和的关系,再判断正确选项.
【详解】由椭圆Ⅱ的右顶点为椭圆Ⅰ的中心,可得,
由椭圆Ⅰ与Ⅱ有公共的左顶点和左焦点,可得;
因为,且,则
,所以A正确;
因为,所以B正确;
因为,,
则有,所以C错误;
因为,所以D正确;
故选:ABD.
【点睛】本题考查椭圆的定义,椭圆的圆扁程度与参数之间的关系,属基础题.
9.
【解析】根据题意求出抛物线的准线方程为,分别讨论和时曲线所表示的图形,即可求解.
【详解】抛物线的准线为,
当时,表示椭圆在轴上方部分以及左右顶点
所以,
若与曲线只有一个交点,
则,解得,
当时,表示双曲线的在轴上方部分即上支,
此时,
此时满足与曲线只有一个交点,所以,
综上所述:实数满足的条件是或,
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是分和两种情况讨论,得到曲线是我们熟悉的椭圆与双曲线的一部分,数形结合可得的范围.
10.
【分析】利用点差法,结合是线段的中点,斜率为,即可求出椭圆的离心率.
【详解】解:设,,,,
则①,②,
是线段的中点,
,,
直线的方程是,
,
①②两式相减可得:,
,
,
,
,
故答案为:.
11.1+
【解析】由题意可得c=,由对称性设A(m,n),m,n>0,B(m,﹣n),C(﹣m,﹣n),D(﹣m,n),则由四边形ABCD的面积为2p2,可得2mn=p2,又因为2mn=p2,从而可解得m=c,n=2c,再代入双曲线方程化简可得e4﹣6e2+1=0,从而可求出离心率
【详解】曲线C:y2=2px(p>0)的焦点F(,0),F与曲线C2:(a>b>0)的右焦点重合,可设c=,①,
由对称性设A(m,n),m,n>0,B(m,﹣n),C(﹣m,﹣n),D(﹣m,n),
四边形ABCD的面积为2p2,可得4mn=2p2,即2mn=p2,②
且n2=2pm,③,
由①②③可得m=c,n=2c,代入双曲线的方程可得﹣=1,
由e=及b2=c2﹣a2,可得e2﹣=1,化为e4﹣6e2+1=0,解得e2=3+2,可得e=1+.
故答案为:1+.
【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线离心率的求法,解题的关键是由对称性设A(m,n),m,n>0,B(m,﹣n),C(﹣m,﹣n),D(﹣m,n),从而结题意可得c=,2mn=p2,n2=2pm,解出m=c,n=2c,代入双曲线方程中化简可求得离心率,考查计算能力,属于中档题
12.
【分析】易知两圆的圆心为椭圆的两焦点,由勾股定理可得,,由椭圆的定义可得,设,利用二次函数的基本性质可求得的最小值.
【详解】,,,易知、为椭圆的两个焦点,
,
根据椭圆定义,
设,则,即,
则,
当时,取到最小值.
故答案为:
13.(1);(2),.
【分析】(1)利用基本初等函数的导数公式以及导数的运算法则直接求导;
(2)利用切点与切线及曲线的关系,再借助导数的几何意义即可计算得解.
【详解】(1)由,
得;
(2)因为切点既在曲线上,又在切线上,
于是将代入切线方程,得,又,则,解得,
而切线的斜率为,即,又,则,解得,
所以,.
14.(1);(2).
【解析】(1)已知得,由离心率得,从而得,再计算出后可得椭圆方程;
(2)由韦达定理得中点坐标,由垂直得斜率,然后可得垂直平分线方程.
【详解】(1)由题意,
椭圆的离心率为,∴,∴,∴,
∴椭圆方程为;
(2)设,
由,得,∴,
设中点为,则,∴.
又,∴的垂直平分线方程为,即.
【点睛】关键点点睛:本题考查求椭圆的标准方程,考查直线与椭圆相交弦中点问题,解题方法是设而不求的思想方法,即设交点为,由直线方程与椭圆方程联立消元后应用韦达定理求得,,利用中点坐标公式求得中点的横坐标得中点坐标,再结合斜率可和垂直平分线方程.
15.(1);(2)存在点,使得为定值.
【解析】(1)由题意知,于是,结合椭圆定义可得曲线方程;
(2)当直线与轴不重合时,设直线的方程为,代入,由韦达定理得 ,,再讨论能否让为定值;再补充当直线与轴重合时的情况.
【详解】(1)由圆的方程知,圆心为,半径为.
设圆和圆内切于点,则,,三点共线,且.
因为圆过点,则,于是,
所以圆心的轨迹是以,为焦点的椭圆.
因为,则,又,则,所以曲线的方程是.
(2)当直线与轴不重合时,设直线的方程为,代入,得,
即.
设点,,则,.
设点,则,,
.
若为定值,则,解得,此时为定值.
当直线与轴重合时,点,.对于点,则.
,此时.
综上分析,存在点,使得为定值.
【点晴】方法点睛:求轨迹方程的常用方法
(1)直接法:如果动点满足的几何条件本身就是一些几何量,如(距离和角)的等量关系,或几何条件简单明了易于表达,只需要把这种关系转化为的等式,就能得到曲线的轨迹方程;
(2)定义法:某动点的轨迹符合某一基本轨迹如直线、圆锥曲线的定义,则可根据定义设方程,求方程系数得到动点的轨迹方程;
(3)几何法:若所求轨迹满足某些几何性质,如线段的垂直平分线,角平分线的性质,则可以用几何法,列出几何式,再代入点的坐标即可;
(4)相关点法(代入法):若动点满足的条件不变用等式表示,但动点是随着另一动点(称之为相关点)的运动而运动,且相关点满足的条件是明显的或是可分析的,这时我们可以用动点的坐标表示相关点的坐标,根据相关点坐标所满足的方程,求得动点的轨迹方程;
(5)交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现求两个动曲线交点的轨迹问题,这类问题常常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数参数求出所求轨迹的方程.
16.(1)椭圆,拋物线;(2).
【分析】(1)依题意得到方程组,求出的值,即可求出拖椭圆方程,再根据抛物线的焦点求出抛物线方程;
(2)设,联立与椭圆,利用韦达定理及弦长公式,点到直线的距离,求出三角形的面积,,再根据得到不等式,解得即可;
【详解】(1)根据题意得:,解得,,,抛物线焦点,
因此椭圆,拋物线
(2)设,联立与椭圆,
整理得:,判别式:
弦长公式:,所以
联立与抛物线,整理得:,判别式:
弦长公式:,
所以,
因为,因此,解得:
在轴上截距或,因此在轴上截距取值范围是.
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