第三章 圆锥曲线与方程 单元测试题(含解析)

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名称 第三章 圆锥曲线与方程 单元测试题(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-11-17 09:02:13

文档简介

圆锥曲线单元测试题答案
1.A
【分析】令即可求渐近线方程.
【详解】令

即双曲线的渐近线方程为
故选:A.
2.C
【分析】根据椭圆的标准方程判断求解.
【详解】由题意,解得,
故选:C.
3.B
【分析】将向量式坐标化,然后结合抛物线定义可得.
【详解】设
抛物线焦点坐标,准线方程:x=,
所以
∵,
∴,即,
由抛物线定义可得,,


故选:B.
4.C
【分析】由椭圆方程求出和的坐标,由对称性设出,的坐标,根据菱形的性质求出横坐标,代入抛物线方程求出的纵坐标,将点的坐标代入椭圆方程,化简整理得到关于椭圆离心率的方程,即可得到该椭圆的离心率.
【详解】
由题意得,椭圆(,为半焦距),
的左焦点为,右顶点为,则,,
抛物线于椭圆交于,两点,
,两点关于轴对称,可设,,
四边形是菱形,
,,则,
将代入抛物线方程得,,

则不妨设,
再代入椭圆方程,
化简得,
由,即有,
解得或(舍去),
故选:C.
5.D
【分析】作图分析,判断点P在双曲线的外部,则符合条件的直线有和渐近线平行的直线还有切线,由此可得答案.
【详解】如图示,双曲线的渐近线为,点在双曲线外部,
则过点P和双曲线有且仅有一个公共点的直线,包括两条和渐近线平行的直线 ,
还有两条和双曲线相切的直线,因此过点P和双曲线有且仅有一个公共点的直线有4条,
故选:D.
6.A
【分析】根据直线的垂直关系求出直线l的斜率,即可求得直线的点斜式方程,可得答案.
【详解】由题意可知点D的坐标为,故直线的斜率为1,
因为 ,所以直线l 的斜率为,
则l方程为,即,
故选:A.
7.B
【分析】求出直线所在的直线方程为,再求出点的纵坐标,即得解.
【详解】抛物线的焦点为且,
所以直线所在的直线方程为,
与抛物线方程联立有,
解得,,
因为点是线段与抛物线的交点,所以点的纵坐标为,
所以.
故选:B.
8.A
【分析】根据数量积的运算律得到,再由直线的斜率可得的正切值,进而求出它的余弦值,在三角形中,由余弦定理可得,的关系,进而求出双曲线的渐近线方程.
【详解】解:因为,而,
所以,可得,
即,
因为在第二象限,由双曲线的定义可得,
所以,
过点且斜率为的直线,可得,
又,解得或(舍去),
在中,由余弦定理可得:,
整理可得,又,所以,所以,
所以双曲线的渐近线为;
故选:A.
9.BC
【分析】对A选项直接由抛物线方程求出焦点坐标即可判定,对于B选项设线,设点得到,利用基本不等式即可得到其最小值,对于C选项利用B选项中得到的结论,即可证明即可证明平行,对于D选项,对三个内角进行判定其向量点乘是否为0或是斜率乘积是否为即可.
【详解】对A选项,,,,即,故A错误,
对B选项,设直线方程为,联立抛物线得,则,,两式相乘得,,当且仅当时等号成立,故,故B正确;
对C选项,,令,则,故,因为,故一定平行于轴,故C正确,
对D选项,因为,故不为直角,
两式作差得,故,即,
,故不为直角,同理故不为直角,故D错误,
故选:BC.
10.ACD
【分析】对于A,将双曲线方程化为标准方程,易得,从而可求离心率;
对于B,利用双曲线方程及两点距离公式,将问题转化为二次函数的最值,从而得解;
对于C,利用双曲线的几何性质易得的最小值;
对于D,利用点线距离公式即可求得焦点到渐近线的距离.
【详解】对于A,由双曲线得,则,故,即,故双曲线离心率为,故A正确;
对于B,设,则或,则,即,
所以,
故当时,,故,故B错误;
对于C,易知,故C正确;
对于D,由选项A知,双曲线焦点为,渐近线为,即,
所以焦点到渐近线的距离为,故D正确.
故选:ACD.
11.AC
【分析】设点坐标后由平面向量数量积的坐标运算得的取值范围,再由离心率的概念求解,
【详解】设点,,
因为,所以,即,
结合可得,所以.
故选:AC
12.AC
【分析】根据椭圆的方程,直线与曲线之间的位置关系,以及焦点三角形面积的求解,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.
【详解】对A:若曲线:表示椭圆,则且,故正确;
对:当时,曲线方程为:,联立直线可得:
,可得,可得直线与曲线无交点,故错误;
对:当时曲线表示焦点在轴上的椭圆,,,
又,故可得,又,
故可得,故△的面积,故正确;
对:当时,曲线表示焦点在轴上的双曲线,则,,
当直线斜率不为零时,若,设的坐标为,
故,故错误;
故选:.
【点睛】关键点点睛:本题考查曲线与方程的关系,以及点差法,焦点三角形面积的求解;处理问题的关键是要充分掌握圆锥曲线中常用方法,属综合中档题.
13.
【分析】化方程为标准方程,焦点到准线的距离
【详解】抛物线化为标准方程为抛物线,则其焦准距为,即焦点到准线的距离是.
故答案为:
14.
【分析】先确定点的轨迹是圆,联立圆的方程及椭圆方程,解出,得到不等式即可求解.
【详解】若椭圆C上存在点,使得,即以为直径的圆与椭圆有交点,
设,则以为直径的圆为,
,解得,即,
所以,解得,
又,故.
故答案为:
15.3
【分析】依题意,A,B两点关于原点对称,运用双曲线方程作差即可解题.
【详解】据题意,点A,B关于原点对称,设点,,,
则,,
两式相减,得,则,因为,
所以;
故答案为:3.
16.
【分析】建立平面直角坐标系,写出对应点的坐标,根据点满足双曲线方程,建立双曲线离心率与参数之间的函数关系,进而求其值域即可.
【详解】以所在直线为轴、线段的中点为原点建立平面直角坐标系,如下所示:
设过点三点的双曲线方程为:,
根据题意可得:,设两点坐标分别为,
则,
由可得:,解得,
因为点的坐标都满足双曲线方程,故可得:
,则,将其代入,
整理化简可得:,即,
整理得:,又因为,
故可得,则.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题考查双曲线离心率的求解,解决问题的关键是根据题意,建立离心率与参数之间的关系,同时要注意计算的准确度,属中档题.
17.(1)时,抛物线方程为;时,抛物线方程为
(2)时;时
【分析】(1)根据在第一或第四象限进行分类讨论,结合抛物线的定义求得,进而求得抛物线的方程.
(2)通过点坐标求得的值.
【详解】(1)依题意,直线的倾斜角为60°,且到抛物线准线的距离为,
当在第一象限时,点的坐标为,即,
,抛物线方程为.
当在第四象限时,点的坐标为,即,
,抛物线方程为.
(2)由(1)得,当时,;
当时,.
18.(1);
(2)或.
【分析】(1)根据题意,列出满足的等量关系,求解即可;
(2)根据的长度求得,结合弦长公式,即可求得结果.
【详解】(1)由椭圆的离心率为可得:;
对双曲线,其实轴长为,故可得,
又,解得,
则椭圆的标准方程为:;
(2)根据题意,,因为为等边三角形,
由,可得.
当直线的斜率不存在时,此时不满足题意,
故直线的斜率存在,设其为,则直线方程为,
联立椭圆方程可得:,
根据题意,显然有,设坐标分别为,
则,

解得,
故直线的方程为:或.
19.(1)
(2)恒过定点
【分析】(1)首先根据题干中几何条件求出椭圆的、的值,然后通过计算出的值,进而代入椭圆的标准方程中即可.
(2)首先设直线的方程为,将直线与曲线联立,利用韦达定理分别求出,及,然后设,,,利用点和点坐标求出直线的方程,化简整理后将,及值代入,化简整理后进而求出直线所过定点.
【详解】(1),,
又的周长等于,即,得,
,,.
故得:.
(2)设,,,
由于直线经过点,故设直线方程为(),
联立,得,
整理得,
,,
.
,,
,,

得,
整理得:,
代入得:,
,整理得:,
令,得,故直线恒过定点.
【点睛】求解定点问题常用的方法:
(1)“特殊探路,一般证明”,即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目标的一般性证明.
(2)“一般推理,特殊求解”,即先由题设条件得出曲线的方程,再根据参数的任意性得到定点坐标.
(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程来证明.
20.(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据离心率以及焦点到渐近线的距离,求得,则方程得解;
(2)讨论直线斜率是否存在,且当直线斜率时,设出直线方程,联立双曲线方程,根据,找到参数之间的关系,再利用弦长公式求得,以及用点到直线的距离公式求得三角形的高,求得面积,即可证明.
【详解】(1)设双曲线的一个焦点为,一条渐近线的方程为,
所以焦点到渐近线的距离为.
因为,所以,,
所以双曲线的方程为.
(2)证明:当直线的斜率不存在时,直线的方程为,又渐近线方程为:,
此时,.
当直线的斜率存在时,不妨设直线:,且斜率,
联立方程组得,
由,得,
联立方程组得.
不妨设直线与的交点为,则.
同理可求,所以.
因为原点到直线的距离,
所以,又因为,所以,
故的面积为定值,且定值为.
【点睛】易错点点睛:本题考查双曲线方程的求解,以及双曲线中的定值问题;第二问中,容易出错的点是没有对直线的斜率是否存在进行讨论,以及当斜率存在时不能与渐近线平行,属综合中档题.
21.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可得,又椭圆的离心率为,得,求得,即可得解;
(2)先写出 的表达式然后借助韦达定理要使为定值,则,解得,再利用弦长公式和点到直线的距离表示面积.
(1)
解:由题意得,
又椭圆的离心率为,得,
于是有,
故椭圆的标准方程为;
(2)
解:设,,直线的方程为,
由整理得,
则,,
,,

要使为定值,则,解得或(舍),
当时,,
点到直线的距离,
面积,
当且仅当,即时,取等号,
所以面积的最大值为.
【点睛】考查椭圆的标准方程和基本性质、直线与椭圆的综合问题,考查了椭圆中三角形面积得最值问题及定值问题,计算量较大,有一定的难度.
22.(1)椭圆方程,离心率为
(2)或
(3)证明见解析
【分析】(1)利用椭圆的几何意义求出即可;
(2)设,直线,将直线与椭圆方程联立,利用韦达定理求关于的表达式,再根据向量数量积的坐标表示求出的值即可;
(3)设,则,由在椭圆上和解出与的关系,再利用向量的坐标表示求解即可.
【详解】(1)设椭圆方程为,
由题意可得,且,解得,
所以椭圆方程为,离心率.
(2)由(1)得,过点的直线与椭圆相交于两点,显然直线斜率存在,
设直线的方程为,,
由得,
依题意,得,
则,,

因为,所以,解得,
所以直线的方程为或.
(3)由(1)得,设,
所以,,
由已知得方程组,解得,
因为,,
所以,

所以.2022-2023学年度第一学期圆锥曲线单元测试题
高二学年 数学科目
时间:120分钟
一、单选题(本大题共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.双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
2.若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线的焦点,的顶点都在抛物线上,且满足,则( )
A. B. C. D.
4.已知椭圆的半焦距为,左焦点为,右顶点为,抛物线与椭圆交于,两点,若四边形是菱形,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
5.过点 作直线l,使l与双曲线有且仅有一个公共点,这样的直线l共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
6.如图,已知直线l与抛物线交于两点,且 , 交于点D,点D的坐标为,则l方程为( )
A. B. C. D.
7.连接抛物线的焦点F与点所得的线段与抛物线交于点A,设点O为坐标原点,则三角形OAM的面积为( )
A. B. C. D.
8.已知双曲线的左右焦点分别为,,过点且斜率的直线与双曲线在第二象限的交点为,若,则双曲线的渐近线方程为( ).
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的)
9.直线l经过抛物线的焦点F,且与抛物线相交于A,B两点,连接点A和坐标原点O的直线交抛物线准线于点D,则( ).
A.F坐标为 B.最小值为4
C.一定平行于x轴 D.可能为直角三角形
10.若P是双曲线上一点,C的一个焦点为F,点,则下列结论中正确的是( )
A.离心率为 B.的最小值是3
C.的最小值是 D.焦点到渐近线的距离是2
11.已知,是椭圆C:的左右焦点,若椭圆上存在一点P使得,则椭圆C的离心率的可能取值为( )
A. B. C. D.
12.已知曲线( )
A.若曲线表示椭圆,则且
B.若时,以为中点的弦所在的直线方程为
C.当时,为曲线的焦点,为曲线上一点,且,则△的面积等于
D.若时,直线过曲线的焦点且与曲线相交于两点,则
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.抛物线的焦点到准线的距离是______.
14.已知椭圆的两个焦点分别为F1,,若椭圆上存在点P使得是直角,则椭圆离心率的取值范围是___________
15.设直线与双曲线C:(,)相交于A,B两点,P为C上不同于A,B的一点,直线,的斜率分别为,,若C的离心率为2,则__________.
16.如图,已知梯形中,,点在线段上且,双曲线过三点,且以为焦点.当时,双曲线离心率的取值范围是_________.
四、解答题(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,说明过程或演算步骤)
17(本题10分).在直线坐标系中,抛物线()的焦点为,为抛物线上一点,若直线的倾斜角为60°,且到抛物线准线的距离为4.
(1)求的值和抛物线的方程;
(2)求的值.
18(本题12分).已知椭圆:的离心率为,且短轴长等于双曲线:的实轴长.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,为椭圆上关于原点对称的两点,在圆:上存在点,使得为等边三角形,求直线的方程..
19(本题12分).已知椭圆的左 右焦点为,且,点为椭圆上一点,满足的周长等于12.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作轴的垂线(不过点)交椭圆于点,连接延长交椭圆于点,连接,试判断直线是否过定点,如果过定点,求出定点坐标;如果不过定点,请说明理由.
20(本题12分).已知双曲线:的离心率为,且焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的方程;
(2)若动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,证明:的面积为定值.
21(本题12分).已知椭圆:的左焦点是,椭圆的离心率为,过点()作斜率不为0的直线,交椭圆于A,两点,点,且为定值.
(1)求椭圆的方程;
(2)求面积的最大值.
22(本题12分).椭圆的中心是原点O,它的短轴长为,相应于焦点的准线与轴相交于点,,过点的直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若,求直线的方程;
(3)设,过点且平行于准线的直线与椭圆相交于另一点,证明.