第三章圆锥曲线的方程- 2022-2023学年高二数学人教A版(2019)选择性必修一同步练习(含答案)

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名称 第三章圆锥曲线的方程- 2022-2023学年高二数学人教A版(2019)选择性必修一同步练习(含答案)
格式 docx
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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 2022-11-25 10:10:18

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文档简介

第三章圆锥曲线的方程
一、单选题(本大题共10小题,共50.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
若椭圆上一点到焦点的距离为,则点到另一个焦点的距离为( )
A. B. C. D.
若抛物线上一点到焦点和到抛物线对称轴的距离分别为和,则抛物线的方程为( )
A. B.
C. 或 D. 或
如图,分别为椭圆的左右焦点,点在椭圆上,是面积为的正三角形,则的值为( )
A. B. C. D.
设双曲线的离心率是,则其渐近线的方程为( )
A. B. C. D.
设双曲线的方程为,过抛物线的焦点和点的直线为若的一条渐近线与平行,另一条渐近线与垂直,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
抛物线的焦点为,准线为,经过且斜率为的直线与抛物线在轴上方的部分相交于点,,垂足为,则的面积是( )
A. B. C. D.
若椭圆和双曲线的共同焦点为,,是两曲线的一个交点,则的值为( )
A. B. C. D.
过双曲线:的右焦点作轴的垂线,与双曲线及其一条渐近线在第一象限分别交于,两点,且为坐标原点,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
定义:椭圆中长度为整数的焦点弦过焦点的弦为“好弦”则椭圆中所有“好弦”的长度之和为( )
A. B. C. D.
过抛物线:的焦点的直线与交于,两点,则取得最小值时,( )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共6小题,共30.0分)
若双曲线的一条渐近线方程为,则 .
对于中心在原点的双曲线,给出下列三个条件:
离心率为一条渐近线的斜率为实轴长为,且焦点在轴上写出符合其中两个条件的一个双曲线的标准方程 .
已知方程,当这个方程表示椭圆时,的取值的集合为 ;当这个方程表示双曲线时,的取值的集合为 .
已知点是抛物线上一点,为其焦点,以为圆心、为半径的圆交准线于,两点,若为等腰直角三角形,且的面积是,则抛物线的方程是 .
椭圆:,,是左、右焦点,点,点为椭圆上一动点,则的最大值为 ,最小值为 .
把半椭圆与圆弧合成的曲线称作“曲圆”,其中为半椭圆的右焦点,是圆弧与轴的交点,过点的直线交“曲圆”于,两点,则的周长取值范围为
三、解答题(本大题共6小题,共72.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
本小题分
根据下列条件,求相应的椭圆、双曲线、抛物线的标准方程:
椭圆的中心在原点,焦点在轴上,长轴长是短轴长的倍,且过点;
如果双曲线的渐近线方程为,且经过点,求双曲线的标椎方程;
顶点是双曲线的中心,焦点是双曲线的左顶点的抛物线方程.
本小题分
已知是抛物线的焦点,坐标为,点是抛物线的动点,点在轴上的射影是,点.
求抛物线的方程;
求的最小值.
本小题分
已知:椭圆,求:
以为中点的弦所在直线的方程;
斜率为的平行弦中点的轨迹方程.
本小题分
已知某荒漠上、两点相距,现准备在荒漠上开垦出一片以、为一条对角线的平行四边形区域,建农艺园.按照规划,平行四边形区域边界总长为.
试求平行四边形另两个顶点的轨迹方程;
问农艺园的最大面积能达到多少?
本小题分
已知双曲线的一条渐近线方程为,点在双曲线上,抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合.
Ⅰ求双曲线和抛物线的标准方程;
Ⅱ过点作互相垂直的直线,,设与抛物线的交点为,,与抛物线的交点为,,求的最小值.
本小题分
已知圆:和点,是圆上任意一点,线段的垂直平分线和相交于点,的轨迹为曲线.
求曲线的方程;
点是曲线与轴正半轴的交点,直线交于、两点,直线,的斜率分别是,,若,求:
的值;
面积的最大值.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题给出椭圆上一点到一个焦点的距离,求点到另一个焦点的距离.着重考查了椭圆的定义与标准方程等知识,属于基础题.
根据椭圆的方程可得椭圆的焦点在轴上,长轴再根据椭圆的定义得,由此结合加以计算,可得,从而得到答案.
【解答】
解:椭圆的方程为,
该椭圆的焦点在轴上,,可得.
根据椭圆的定义,得
椭圆上一点到焦点的距离,
点到另一个焦点的距离.
故选:

2.【答案】
【解析】
【分析】
由抛物线上点到抛物线对称轴的距离为,设该点为根据点坐标适合抛物线方程及点到焦点的距离为,列方程组,解之可得与的值,从而得到本题的答案.
本题已知抛物线上一点到焦点和到抛物线对称轴的距离,求抛物线的焦参数,着重考查了抛物线的标准方程与简单几何性质等知识,属于基础题.
【解答】
解:抛物线上一点到抛物线对称轴的距离为,
设该点为,则的坐标为
到抛物线的焦点的距离为
由抛物线的定义,得
点是抛物线上的点,
由联立,解得,或,
则抛物线方程为或.
故选:.

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了椭圆的标准方程及其性质、等边三角形的面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
由是面积为的正三角形,可得,把代入椭圆方程,与联立解得即可得出结果.
【解答】
解:是面积为的正三角形,

解得.

代入椭圆方程可得:,与联立解得:.
故选B.

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查双曲线的简单性质的应用,考查计算能力,属于基础题.
利用双曲线的离心率,求出,的关系式,然后求渐近线方程即可.
【解答】
解:双曲线的离心率是,
可得,则,得出,
则其渐近线的方程为,即.
故选A.

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了双曲线的渐近线方程,抛物线的焦点坐标,直线的平行和垂直,属于中档题.
先求出直线的方程和双曲线的渐近线方程,根据直线平行和垂直即可求出,的值,可得双曲线的方程.
【解答】
解:抛物线的焦点坐标为,
则直线的方程为,
双曲线的方程为的渐近线方程为,
的一条渐近线与平行,另一条渐近线与垂直,
,,
,,
双曲线的方程为,
故选:.

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查抛物线的定义、标准方程,以及简单性质的应用,判断为等边三角形是解题的关键,先判断为等边三角形,求出的坐标,可求出等边的边长的值,由此即可求解.
【解答】
解:由抛物线的定义可得,
的斜率等于,
的倾斜角等于,

,故为等边三角形.
又焦点,的方程为,
设,,
由得, ,

等边三角形的边长,
的面积是,
故选C.

7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查椭圆的定义,双曲线的定义,考查了余弦定理的应用,属于中档题.
根据椭圆和双曲线的定义求出,再利用余弦定理可求出的值.
【解答】
解:由于椭圆和双曲线的共同焦点为,,可得,
可知:点是两曲线的一个交点,
不妨设,
根据椭圆和双曲线的定义可得
解得
在中,由余弦定理可得,
故选A.

8.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查双曲线的离心率,属于基础题.
设渐近线的方程为,则,,由,求出,,即可求解.
【解答】
解:由题意得右焦点,设一渐近线的方程为,
则,,



,,

故选D.

9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与椭圆的关系,弦长公式,属于基础题.
先求出,,的值,利用椭圆的性质求出椭圆中过焦点的弦的最小值以及最大值,再根据“好弦”的定义即可求解.
【解答】
解:由已知可得,,
所以,
由椭圆的性质可得当过焦点的弦垂直轴时弦长最短,
所以当时,最短的弦长为,
当弦与轴重合时,弦长最长为,
则弦长的取值范围为,
故弦长为整数的弦有到的所有整数,
则“好弦”的长度和为.
故选B.

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是直线与抛物线的综合运用、韦达定理、基本不等式等;考查学生对知识点灵活运用、计算能力.
抛物线上点到焦点的距离,,根据直线与抛物线方程联立可得,故可求的最小值,即可求取等号成立时的值,代入可求的值.
【解答】
解:抛物线的焦点;
若直线斜率不存在,由直线经过可知直线的方程为,
在中令,得,
此时,

若直线斜率存在,设直线的方程为代入到抛物线方程,得,
显然,否则直线和抛物线不可能有两个交点;
设,,
则;
由抛物线的定义可得,,
所以

当且仅当,时取等号.
此时

故选:.

11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查双曲线的渐近线方程、双曲线性质等基础知识,考查运算求解能力.双曲线的一条渐近线方程为,列出方程,能求出的值.
【解答】
解:在平面直角坐标系中,
双曲线的一条渐近线方程为,即渐近线方程为:,
,解得.
故答案为.

12.【答案】;


【解析】
【分析】
本题考查双曲线的简单性质的应用,双曲线方程的求法,是基础题.
选择条件,,,分别求解双曲线的实半轴,虚半轴的长,写出一个标准方程即可.
【解答】
解:如果选,
双曲线的离心率为,可得,可得,所以,
一条渐近线的斜率为,
所以双曲线的焦点坐标在轴,,
所以双曲线的标准方程为:;
如果选,
双曲线的离心率为,可得,可得,所以,
实轴长为,且焦点在轴上.所以,,
所以双曲线方程为:;
如果选,
实轴长为,且焦点在轴上.,
一条渐近线的斜率为,
所以,可得,
所以双曲线的标准方程为:.
故答案为:;;.

13.【答案】

【解析】
【分析】
本题主要考查表示椭圆及双曲线的条件,属于基础题.
由且,解出即可得表示椭圆时的范围;由,解出即可得表示双曲线时的范围.
【解答】
解:由,且,
解得,此时为椭圆,
由,
解得,此时为双曲线.
故答案为;.

14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查抛物线的定义、方程,考查等腰直角三角形性质以及运算能力,属于中档题.
由等腰直角三角形性质可得,由抛物线的定义和三角形的面积公式,计算即可得到的值,进而得到抛物线方程.
【解答】
解:由题意可得,
可得,,从而,
由抛物线的定义可得到准线的距离也为,
又的面积为,
可得,
解得,则抛物线的方程为.
故答案为.

15.【答案】

【解析】
【分析】
本题考查了与椭圆有关的最值求法,考查了数学转化思想方法,是中档题.
利用椭圆的定义可得,结合三角形中的三边关系进一步分析即可得答案.
【解答】
解:椭圆:,
,,,
,.
如图所示,点在椭圆内部,
点为椭圆上的点,
则,


又,


故答案为;.

16.【答案】
【解析】
【分析】
本题是圆与椭圆的综合问题,考查椭圆和圆的定义和性质,以及直线的倾斜角的范围,考查分类讨论思想和数形结合思想,化简运算能力,属于较难题.
首先判断直线的斜率不能为,设直线的倾斜角为,,求得,的坐标,以及圆的圆心和半径,求得直线经过“曲圆”与轴的交点,的倾斜角,分别讨论当时,当时,当时,,的位置,结合椭圆的定义和圆的定义和等腰三角形的性质,可得的周长的范围.
【解答】
解:显然直线的斜率不能为,设直线的倾斜角为,,
由半椭圆方程为可得,
圆弧方程为:的圆心为,半径为,
且恰为椭圆的左焦点,,
设“曲圆”与轴的两个交点为,,
当直线经过时,,即有;
当直线经过时,,即有.
当时,、分别在圆弧:、
半椭圆上,
为腰为的等腰三角形,则,
的周长;
当时,、分别在圆弧:、
半椭圆上,
为腰为的等腰三角形,且,
的周长;
当时,、在半椭圆上,
的周长.
综上可得,的周长取值范围为.
故答案为:.

17.【答案】解设椭圆方程为,

又过点
由可得:,,椭圆方程为:
因为双曲线的渐近线方程为,可设双曲线的方程为,
将点代入得,
即,
所以双曲线的方程为:
由题可知双曲线方程为:,
所以,
左顶点为,设抛物线方程为,
所以,
所以抛物线方程为.
【解析】本题考查圆锥曲线的标准方程的求法,属于基础题.
设椭圆方程为,根据条件列方程组,求出,可得结果;
设双曲线的方程为,将代入,可得结果;
由双曲线的左顶点为,可得,可得结果.
18.【答案】解:因为抛物线的焦点坐标为,
所以.
所以抛物线的方程为:.
抛物线焦点,准线,
如图,延长交准线于,由抛物线定义得,
,而,
,当且仅当,,三点共线时,取“”号,此时,位于线段上,
的最小值为.

【解析】本题考查抛物线的标准方程、与抛物线定义有关的距离最值问题,属于中档题.
根据焦点坐标求出,即可得到抛物线的方程;
画出图形,分析可知当,,三点共线时,取到最小值,即可求解.
19.【答案】解:设弦的端点,,可得:,,
相减可得:,
因为为弦的中点,
所以,,
带入上式可得:.
以为中点的弦所在直线的方程为:,
化简得:.
设直线方程为:,弦的端点,,中点.
联立,化为:,
由,解得:.
,即,.
又,,

【解析】设弦的端点,,可得:,,相减化简再利用中点坐标公式、斜率计算公式即可得出.
设直线方程为:,弦的端点,,中点直线方程与椭圆方程联立化为:,由,化为:再利用根与系数的关系、中点坐标公式即可得出.
本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、中点坐标公式、斜率计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
20.【答案】解:以所在直线为轴,的中垂线为轴
建立如图所示的平面直角坐标系,
则,.
设平行四边形的另两个顶点为,,
则由已知得.
由椭圆定义知点在以,为焦点,以为长轴长的椭圆上,
此时,,则.
点的轨迹方程为,
同理点轨迹方程同上.

所以当为椭圆短轴端点时,农艺园的面积最大为.

【解析】本题考查了椭圆的定义和椭圆的几何性质,是中档题.
以所在直线为轴,的中垂线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,则,设平行四边形的另两个顶点为,,则由已知得根据椭圆的定义可以得出答案
,根据点的范围进行求解.
21.【答案】解:Ⅰ由题意可得,即,
所以双曲线方程为,
将点代入双曲线方程,可得,
所以双曲线的标准方程为,
,所以,即,
所以抛物线的方程为.
Ⅱ由题意知,,与坐标轴不平行,
设直线的方程为,
,整理可得,
恒成立,,
因为直线,互相垂直,可设直线的方程为,
同理可得,

当且仅当时取等号,所以的最小值为.
【解析】本题考查抛物线和双曲线的定义、方程和性质,考查直线方程和抛物线方程联立,运用韦达定理和弦长公式,考查方程思想和运算能力.
Ⅰ由双曲线的渐近线方程可得,的关系,点代入双曲线方程,解得,,可得双曲线方程;求得双曲线的焦点,可得,进而得到抛物线方程;
Ⅱ由题意知,设直线和的方程,联立抛物线方程,运用韦达定理和抛物线的定义,以及弦长公式,化简整理,结合基本不等式可得所求最小值.
22.【答案】解:圆:的圆心为,半径为,
点在圆内,,
所以曲线是,为焦点,长轴长为的椭圆,
由,,得,
所以曲线的方程为.
,设,,
联立方程组,
得,
由,解得,
,,
由知

且,代入化简得,
解得,
,,
当且仅当时取等号.
综上,面积的最大值为.
【解析】本题考查的知识要点:椭圆的方程的求法及应用,直线和圆锥曲线的位置关系的应用.
利用定义求出椭圆的方程.
建立方程组,进一步利用一元二次方程根和系数的关系求出的值.最后求出三角形面积的最大值.
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