圆锥曲线测试(时间:120分钟 满分:150分)
一、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,只有一项是符合题目要求的。
1.双曲线-=1的焦距为( )
A.3 B.4
C.2 D.4
2.已知点P是椭圆+=1上一点,F是椭圆的一个焦点,PF的中点为Q,O为坐标原点,若|OQ|=1,则|PF|=( )
A.3 B.4
C.5 D.6
3.若抛物线y2=2mx的焦点与圆x2+y2-4x=0的圆心重合,则m的值为( )
A.-2 B.2
C.-4 D.4
4.设F1,F2是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,P为直线x=上一点,△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.若直线y=2x+与抛物线x2=2py(p>0)相交于A,B两点,则|AB|等于( )
A.5p B.10p
C.11p D.12p
6.过点M(-2,0)的直线m与椭圆+y2=1交于P1,P2两点,线段P1P2的中点为P,设直线m的斜率为k1,直线OP的斜率为k2,则k1k2的值为( )
A.2 B.-2
C. D.-
7.已知双曲线-=1(m>n>0)和椭圆+=1有相同的焦点,则+的最小值为( )
A.2 B.4
C.6 D.9
8.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以MF为直径的圆过点(0,2),则抛物线C的方程为( )
A.y2=4x或y2=8x B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x D.y2=2x或y2=16x
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分。
9.双曲线-=1上的点到一个焦点的距离为12,则到另一个焦点的距离可能是( )
A.7 B.17
C.22 D.2
10.已知双曲线C的两条渐近线的夹角为60°,则双曲线C的方程可能为( )
A.-y2=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
11.对标准形式的抛物线给出下列条件,其中满足抛物线方程为y2=10x的是( )
A.焦点在y轴上
B.焦点在x轴上
C.抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6
D.由原点向过焦点的某直线作垂线,垂足坐标为(2,1)
12.人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒规律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a,2c,下列结论正确的是( )
A.卫星向径的取值范围是
B.卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间
C.卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越扁
D.卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。把答案填在题中横线上。
13.若曲线+=1表示双曲线,则k的取值范围是________。
14.在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC顶点A(-4,0)和C(4,0),顶点B在椭圆+=1上,则=______.
15.与圆x2+y2-4x=0外切,且与y轴相切的动圆圆心的轨迹方程是________________。
16.黄金分割比ω=≈0.618被誉为“人间最巧的比例”.离心率e=的椭圆被称为“优美椭圆”,在平面直角坐标系中的“优美椭圆”C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,“优美椭圆”C上动点P(异于椭圆的左右顶点),设直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,则k1k2=________.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(本小题满分10分)
求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)与椭圆+y2=1有相同的焦点,且经过点.
(2)经过A,B两点.
18.(本小题满分12分)
求适合下列条件的双曲线的标准方程。
(1)a=2,经过点A(2,-5),焦点在y轴上;
(2)与椭圆+=1有共同的焦点,它们的一个交点的纵坐标为4。
(本小题满分12分)
如图,已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4,且位于x轴上方的点,点A到抛物线准线的距离等于5,过点A作AB垂直于y轴,垂足为点B,OB的中点为M。
(1)求抛物线的方程;
(2)过点M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标。
20.(本小题满分12分)
已知点A(-,0)和B(,0),动点C到A,B两点的距离之差的绝对值为2。
(1)求点C的轨迹方程;
(2)点C的轨迹与经过点(2,0)且斜率为1的直线交于D,E两点,求线段DE的长。
21.(本小题满分12分)
已知椭圆C:+=1(a>b>0)过点P,离心率是。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为M,求直线l与坐标轴围成三角形的面积。
22.(本小题满分12分)
如图,已知椭圆C1:+y2=1,抛物线C2:y2=2px(p>0),点A是椭圆C1与抛物线C2的交点,过点A的直线l交椭圆C1于点B,交抛物线C2于点M(B,M不同于A)。
(1)若p=,求抛物线C2的焦点坐标;
(2)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值。
参考答案
1解析:由双曲线的标准方程可知,a2=10,b2=2,于是有c2=a2+b2=12,则c=2,2c=4。故选D。
答案 D
2解析:设左焦点为F,右焦点为E,
因为PF的中点为Q,EF的中点为O,所以|PE|=2|OQ|=2,又|PE|+|PF|=2a=8,所以|PF|=6.
答案 D
3解析:由抛物线方程y2=2mx可知其焦点为,将圆的方程变形为(x-2)2+y2=4可知其圆心为(2,0),根据题意可得=2,所以m=4。故选D。
答案 D
4解析:如图,△F2PF1是底角为30°的等腰三角形 |PF2|=|F2F1| 2=2c e==.
答案C
5解析:将直线方程代入抛物线方程,可得x2-4px-p2=0。设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4p,所以y1+y2=9p。因为直线过抛物线的焦点,所以|AB|=y1+y2+p=10p。故选B。
答案 B
6解析:设直线m与x2+2y2=2的交点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则中点P(x0,y0),且x0=,y0=,将P1(x1,y1),P2(x2,y2)代入x2+2y2=2,可得x+2y=2,x+2y=2,以上两式相减,可得x-x+2(y-y)=0,又k1=,k2==,所以1+2×=0,即1+2k1k2=0,所以k1k2=-。故选D。
答案 D
7解析:易知椭圆+=1的焦点在x轴上,且c2=5-4=1。因为双曲线-=1(m>n>0)和椭圆+=1有相同的焦点,所以m+n=1(m>n>0),所以+=(m+n)=5++≥5+2=9,当且仅当=,即m=,n=时取等号。所以+的最小值为9。故选D。
答案 D
8解析:因为抛物线C的方程为y2=2px(p>0),所以焦点F。设M(x,y),由抛物线的定义,知|MF|=x+=5,得x=5-。因为圆心是MF的中点,所以根据中点坐标公式,可得圆心的横坐标为。由已知,得圆的半径也为,所以该圆与y轴相切于点(0,2),故圆心的纵坐标为2,则点M的纵坐标为4,即M(5-,4),代入抛物线方程,得p2-10p+16=0,解得p=2或p=8。所以抛物线C的方程为y2=4x或y2=16x。故选C。
答案 C
9解析:因为a2=25,所以a=5。设点为P,双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,由双曲线定义可得||PF1|-|PF2||=10。由题意设|PF1|=12,则|PF1|-|PF2|=±10,解得|PF2|=22或2。故选CD。
答案 CD
10解析:依题意,知渐近线与x轴的夹角为30°或60°,所以双曲线C的渐近线方程为y=±x或y=±x,根据选项检验可知ABD均可能。
答案 ABD
11解析:抛物线y2=10x的焦点在x轴上,B满足,A不满足;设M(1,y0)是y2=10x上一点,则|MF|=1+=1+=≠6,所以C不满足;由于抛物线y2=10x的焦点为,过该焦点的直线方程为y=k,若由原点向该直线作垂线,垂足为(2,1)时,则k=-2,此时满足条件的直线存在,所以D满足。故选BD。
答案 BD
12解析:根据椭圆定义知卫星向径的取值范围是,A正确;当卫星在左半椭圆弧运行时,对应的面积更大,根据面积守恒规律,速度更慢,B正确;==-1,当比值越大,则e越小,椭圆轨道越圆,C错误;根据面积守恒规律,卫星在近地点时向径最小,故速度最大,在远地点时向径最大,故速度最小,D正确.
答案ABD
13解析:依题意应有k(k-1)<0,解得0答案 (0,1)
14解析:由题意知,A,C为椭圆的两焦点,
则|AC|=8,|AB|+|BC|=10.
所以===.
答案
15解析:若动圆在y轴右侧,则动圆圆心到定点(2,0)与到定直线x=-2的距离相等,其轨迹是除去顶点的抛物线;若动圆在y轴左侧,则动圆圆心轨迹是x轴的负半轴。
答案 y2=8x(x>0)或y=0(x<0)
16解析:设P(m,n),代入椭圆方程,则+=1,离心率e=,可得=,整理得:n2=-(m2-a2),又k1=,k2=,所以k1k2==-=-=.
答案
17解析:(1)椭圆+y2=1的焦点坐标为(±1,0),因为椭圆过点,所以2a=+=4,
所以a=2,b=,所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)设所求的椭圆方程为+=1(m>0,n>0,m≠n).
把A,B两点代入,得,解得m=8,n=1,所以椭圆的标准方程为+y2=1.
18解析:(1)因为双曲线的焦点在y轴上,所以可设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0)。由题设知,a=2,且点A(2,-5)在双曲线上,所以解得故所求双曲线的标准方程为-=1。
(2)易知椭圆+=1的两个焦点为F1(0,-3),F2(0,3),将交点的纵坐标代入椭圆方程可得,双曲线与椭圆的一个交点为(,4)或(-,4)。设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),
则解得故所求双曲线的标准方程为-=1。
19解析:(1)抛物线y2=2px的准线方程为x=-,于是4+=5,p=2,所以抛物线的方程为y2=4x。
(2)由题意得A(4,4),B(0,4),M(0,2)。又F(1,0),所以kAF=,则直线FA的方程为y=(x-1)。因为MN⊥FA,所以kMN=-,则直线MN的方程为y=-x+2。解方程组得
所以N。
20解析:(1)因为点A(-,0)和B(,0),动点C到A,B两点的距离之差的绝对值为2,|AB|=2>2。所以点C的轨迹方程是以A(-,0)和B(,0)为焦点的双曲线,且a=1,c=,b=,所以点C的轨迹方程是x2-=1。
(2)因为点C的轨迹方程是2x2-y2=2,经过点(2,0)且斜率为1的直线方程为y=x-2。所以联立得x2+4x-6=0,设D(x1,y1),E(x2,y2),则x1+x2=-4,x1x2=-6,所以|DE|==4。故线段DE的长为4。
21解析:(1)由已知可得=,+=1,c2=a2-b2,解得a=2,b=1。所以椭圆的标准方程为+y2=1。
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)代入椭圆方程得+y=1,+y=1。两式相减得+(y1-y2)(y1+y2)=0,由中点坐标公式得x1+x2=1,y1+y2=1。所以kAB==-,可得直线AB的方程为y-=-,令x=0,可得y=,令y=0,可得x=,则直线l与坐标轴围成的三角形面积为S=××=。
22解析:(1)由p=得C2的焦点坐标是。
(2)由题意可设直线l:x=my+t(m>0,t≠0),点A(x0,y0)。将直线l的方程代入椭圆C1:+y2=1得(m2+2)y2+2mty+t2-2=0,所以点M的纵坐标yM=-。将直线l的方程代入抛物线C2:y2=2px得y2-2pmy-2pt=0。所以y0yM=-2pt,解得y0=,因此x0=。由+y=1得=42+24≥160,
所以当m=时,p取到最大值。