【名师一号】2014-2015学年高中数学新课标人教A版选修1-1双基限时练:第二章+圆锥曲线与方程(含答案解析,9份)

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名称 【名师一号】2014-2015学年高中数学新课标人教A版选修1-1双基限时练:第二章+圆锥曲线与方程(含答案解析,9份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2014-12-10 09:51:38

文档简介

双基限时练(十)
1.双曲线C的实轴长和虚轴长之和等于其焦距的倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线C的方程为(  )
A.-=1      B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 B
2.双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,那么该双曲线的离心率为(  )
A.2 B.
C. D.
答案 C
3.已知双曲线-=1和椭圆+=1(a>0,m>b>0)的离心率互为倒数,那么以a,b,m为边长的三角形一定是(  )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
解析 由题意知·=1,
化简得a2+b2=m2
∴以a,b,m为边长的三角形为直角三角形.
答案 B
4.若0A.相同的实轴 B.相同的虚轴
C.相同的焦点 D.相同的渐近线
答案 C
5.双曲线与椭圆+=1有相同的焦点,且离心率为,则双曲线方程为(  )
A.x2-y2=96 B.y2-x2=100
C.x2-y2=80 D.y2-x2=24
答案 D
6.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,则双曲线的离心率为(  )
A. B.
C. D.
答案 A
7.以椭圆+=1的焦点为焦点,离心率为2的双曲线方程为________.
答案 -=1
8.双曲线的渐近线方程为2x±y=0,两顶点间的距离为4,则双曲线的方程为________.
解析 由题意知a=2,
当焦点在x轴上时,有=2
∴b=4,双曲线方程为-=1;
当焦点在y轴上时,有=2
∴b=1,双曲线方程为-x2=1.
答案 -=1或-x2=1
9.若双曲线+=1的离心率为2,则k的值为________.
解析 ∵+=1是双曲线,
∴k+4<0,k<-4.∴a2=9,b2=-(k+4).
∴c2=a2+b2=5-k.∴==2.
∴5-k=36,k=-31.
答案 -31
10.求适合下列条件的双曲线标准方程.
(1)虚轴长为12,离心率为;
(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y=±x.
解 (1)设双曲线的标准方程为
-=1,或-=1(a>0,b>0).
由题知2b=12,=,且c2=a2+b2,
∴b=6,c=10,a=8.
∴标准方程为-=1,或-=1.
(2)当焦点在x轴上时,由=,且a=3,∴b=.
∴所求双曲线方程为-=1;
当焦点在y轴上时,由=,且a=3,∴b=2.
∴所求双曲线方程为-=1.
11.已知双曲线的一条渐近线为x+y=0,且与椭圆x2+4y2=64有相同的焦距,求双曲线的标准方程.
解 椭圆方程可化为+=1,可知椭圆的焦距2c=8.
①当双曲线的焦点在x轴上时,设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
则有解得
∴双曲线方程为-=1.
②当双曲线的焦点在y轴上时,设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),
则有解得
∴双曲线方程为-=1.
由①②知,双曲线的标准方程为-=1或-=1.
12.如图所示,双曲线的中心在坐标原点,焦点在x轴上,F1,F2分别为左、右焦点,双曲线的左支上有一点P,∠F1PF2=,且△PF1F2的面积为2,又双曲线的离心率为2,求该双曲线的标准方程.
解 设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
F1(-c,0),F2(c,0),P(x0,y0).
在△PF1F2中,由余弦定理,
得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|·|PF2|,
即4c2=4a2+|PF1|·|PF2|.
又∵S△PF1F2=2,∴|PF1|·|PF2|sin=2.
∴|PF1|·|PF2|=8,∴4c2=4a2+8,即b2=2.
又∵e==2,∴a2=.
∴双曲线的标准方程为-=1.
双基限时练(十一)
1.双曲线-=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,已知线段F1F2被点(b,0)分成5?1两段,则此双曲线的离心率为 (  )
A. B.
C. D.
解析 由题可知b+c=5(c-b),∴3b=2c.
∴9b2=4c2=9(c2-a2).
∴5c2=9a2,∴e2=,e=.
答案 C
2.已知点F是双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是钝角三角形,则该双曲线的离心率的取值范围是(  )
A.(1,) B.(,+∞)
C.(1, 2) D.(2,+∞)
解析 设A(c,y0)代入双曲线方程得-=1,∴y=.
∴|y0|=,∴|AF|=.
∵△ABE是钝角三角形,
∴∠AEF>45°.
则只需|AF|>|EF|,即>a+c,
∴b2>a2+ac,
即c2-a2>a2+ac,c2-ac-2a2>0.
∴e2-e-2>0,解得e>2,或e<-1(舍去).故选D.
答案 D
3.设e1,e2分别为具有公共焦点F1与F2的椭圆和双曲线的离心率,P为两曲线的一个公共点,且满足·=0,+的值为(  )
A.2 B.
C.4 D.
解析 设椭圆与双曲线的半焦距为c,椭圆的长半轴为a,双曲线的实半轴为m,不妨设P在第一象限,由题可得

①2+②2得|PF1|2+|PF2|2=2a2+2m2,
∴a2+m2=2c2.
又+=()2+()2==2.故选A.
答案 A
4.设F1,F2分别为双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为(  )
A.3x±4y=0 B.3x±5y=0
C.4x±3y=0 D.5x±4y=0
解析 设PF1的中点为M,由|PF2|=|F1F2|,
故F2M⊥PF1,即|F2M|=2a,
在Rt△F1F2M中,|F1M|==2b,
故|PF1|=4b,则4b-2c=2a,
即2b-a=c,∴(2b-a)2=a2+b2.
∴3b2-4ab=0,即3b=4a.
故双曲线的渐近线方程是y=±x,
即y=±x,故选C.
答案 C
5.与曲线+=1共焦点,而与曲线-=1共渐近线的双曲线方程为(  )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析 椭圆的焦点为(0,±5),双曲线的渐近线为y=±x,验证选项知应选C.
答案 C
6.下列三图中的多边形均为正多边形,M,N是所在边上的中点,双曲线均以图中的F1,F2为焦点,设图①、②、③中的双曲线的离心率分别为e1,e2,e3,则(  )
A.e1>e2>e3 B.e1C.e1=e3e2
解析 设|F1F2|=2c,在①中2a=|MF2|-|MF1|=(-1)c;在②中,2a=|MF2|-|MF1|=c;在③中,2a=|AF2|-|AF1|=(-1)c.∴e1=e3>e2.
答案 D
7.若动点P(x,y)到定点F(5,0)的距离是它到直线x=的距离的倍,则动点P的轨迹方程为________.
解析 设P(x,y),则=,
化简整理得16x2-9y2=144.
答案 16x2-9y2=144
8.已知双曲线-=1(b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,其一条渐近线方程为y=x,点P(,y0)在该双曲线上,则·=________.
解析 因为渐近线方程为y=x,∴b=.
∴双曲线方程为x2-y2=2.
∴点P的坐标为(,±1).
又易知F1(-2,0),F2(2,0),不妨取P(,1).
∴·=(-2-,-1)·(2-,-1)=0.
答案 0
9.已知P是双曲线-=1右支上的一点,双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0.设F1,F2分别为双曲线的左、右焦点.若|PF2|=3,则|PF1|=________.
解析 由双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0,且b=3可得a=1,由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a?|PF1|-3=2?|PF1|=5.
答案 5
10.已知双曲线的方程是16x2-9y2=144,F1,F2是其左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=32,求∠F1PF2的大小.
解 双曲线的方程可化为-=1,
∴a2=9,b2=16,∴c=5.
由双曲线的定义知||PF1|-|PF2||=2a=6.
∴cos∠F1PF2=
=.
又|PF1|·|PF2|=32,
∴cos∠F1PF2==0.
∴∠F1PF2的大小为90°.
11.已知双曲线中心在原点,且一个焦点为(,0),直线y=x-1与其相交于M,N两点,MN的中点的横坐标为-,求此双曲线的方程.
解 设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
依题意c=,∴方程可以化为-=1,
由得
(7-2a2)x2+2a2x-8a2+a4=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,
∵=-,∴=-,解得a2=2.
∴双曲线的方程为-=1.
12.设k∈R,讨论方程kx2+2y2-8=0所表示的曲线.
解 ①当k<0时,方程变形为+=1,它表示焦点
在y轴上的双曲线;
②当k=0时,方程为y2-4=0,它表示两条平行于x轴的两条直线;
③当0④当k=2时,方程变为x2+y2=4,它表示一个圆;
⑤当k>2时,曲线+=1为焦点在y轴上的椭圆.
双基限时练(十二)
1.抛物线x2=-8y的准线方程是(  )
A.x= B.y=2
C.y= D.y=-2
答案 B
2.抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是(  )
A. B.
C. D.0
答案 B
3.若抛物线y2=2px的焦点与椭圆+=1的右焦点重合,则p的值为(  )
A.-2 B.2
C.-4 D.4
答案 D
4.到定点(3,5)与定直线2x+3y-21=0的距离相等的点的轨迹是(  )
A.圆 B.抛物线
C.线段 D.直线
解析 点(3, 5)在直线2x+3y-21=0上,所以到点(3,5)与定直线距离相等的点是过(3,5)且与直线垂直的直线.
答案 D
5.顶点在原点,坐标轴为对称轴的抛物线过点(-2,3),则它的方程是(  )
A.x2=-y或y2=x
B.y2=-x或x2=y
C.x2=y
D.y2=-x
答案 B
6.如图,l为南北方向的公路,A地在公路正东2 km处,B地在A地东偏北30°方向2 km处,河流沿岸曲线PQ上任意一点到公路l和到A地距离相等.现要在曲线PQ上某处建一座码头M,向A,B两地运货物,经测算,从M到A,B修建费用都为a万元/km,那么修建这条公路的总费用最低是________万元.(  )
A.(2+)a B.2(+1)a
C.5a D.6a
解析 由抛物线的定义知,曲线PQ为抛物线,要使修建费用最低,可从B作l的垂线,其垂线段长为5 km,所以最低费用为5a万元.
答案 C
7.已知动点P到点(3,0)的距离比它到直线x=-2的距离大1,则点P的轨迹方程为________.
解析 由题意可知点P到(3,0)的距离与到x=-3的距离相等,故P的轨迹是抛物线,p=6,∴方程为y2=12x.
答案 y2=12x
8.设点A是抛物线y2=4x上一点,点B(1,0),点M是线段AB的中点,若|AB|=6,则M到直线x=-1的距离为________.
解析 如图所示,B(1,0)是抛物线y2=4x的焦点,直线l:x=-1是抛物线的准线,过A作AA′⊥l于A′,则|AA′|=AB=6.则M到直线x=-1的距离为=4.
答案 4
9.若抛物线y2=8x上一点A到焦点的距离为6,则该点的横坐标为________.
解析 设横坐标为x0,抛物线的准线为x=-2,
则x0+2=6,x0=4.
答案 4
10.若抛物线y2=-2px(p>0)上有一点M,其横坐标为-9,它到焦点的距离为10,求抛物线方程和点M的坐标.
解 由抛物线定义,设焦点为F(-,0).
则准线为x=,过M作MN⊥l,垂足为N,
则|MN|=|MF|=10.即 -(-9)=10,
∴p=2.故抛物线方程为y2=-4x.
将M(-9,y)代入抛物线方程得y=±6.
∴M(-9,6),或M(-9,-6).
11.一辆卡车高3 m,宽1.6 m,欲通过断面为抛物线形的隧道,如图所示,已知拱宽AB恰好是拱高CD的4倍,若拱宽为a m,求能使卡车通过的a的最小整数值.
解 以拱顶为原点,拱高所在直线为y轴,建立直角坐标系,如图所示,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则点B的坐标为(,-),
由点B在抛物线上,
得()2=-2p(-),
p=,所以抛物线方程为x2=-ay.
将点E(0.8,y)代入抛物线方程,得y=-.
由点E到拱底AB的距离为-|y|=->3.
解得a>12.21,或a<-0.21(舍去).
∵a取整数,∴a的最小整数值为13 m.
12.已知抛物线的焦点在坐标轴上,且抛物线上的一点A(m,-3)到焦点F的距离为5,求m的值及抛物线的标准方程.
解 ①当抛物线开口向下时,可设抛物线方程为x2=-2py(p>0),此时准线为y=,由抛物线的定义知,-(-3)=5,∴p=4.∴抛物线方程为x2=-8y.
将(m,- 3)代入方程,得m2=24,m=±2.
②当抛物线的开口向左或向右时,可设抛物线方程为y2=2ax(a≠0).
由p=|a|知,准线方程可统一为x=-.
于是解此方程组有
四组解
∴抛物线方程为y2=2x,m=;y2=-2x,m=-;
y2=18x,m=;y2=-18x,m=-.
双基限时练(十三)
1.直线l经过抛物线y2=4x的焦点,且与抛物线相交于A,B两点,若弦AB中点的横坐标为3,则|AB|为(  )
A.4 B.8
C.6 D.10
解析 由题可知,抛物线的准线方程为x=-1,焦点为F,AB中点到准线的距离为3+1=4,∴|AB|=|AF|+|BF|=2×4=8.
答案 B
2.已知点M(-4,1),F为抛物线C:y2=-4x的焦点,点P在抛物线上,若|PF|+|PM|取最小值,则点P的坐标是 (  )
A.(0,0) B.(-1,2)
C.(-,1) D.(-2,2)
解析 
如图所示,l为抛物线的准线,过P作PP′⊥l于P′,过M作MN⊥l于N,
∴|PF|+|PM|=|PP′|+|PM|≥|MN|.
∴当|PF|+|PM|取小值时,P的纵坐标为1,代入抛物线方程可得P的坐标为(-,1).
答案 C
3.若直线ax-y+1=0经过抛物线y2=4x的焦点,则实数a为(  )
A.-1 B.1
C.- D.-2
解析 抛物线的焦点为(1,0),代入直线方程为a+1=0,∴a=-1.
答案 A
4.已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与P到抛物线准线的距离之和的最小值为(  )
A.3 B.
C. D.
解析 根据抛物线定义,点P到准线的距离转化为到焦点F(,0)的距离,故为(0,2)和(,0)的距离为.
答案 B
5.已知抛物线y=4ax2(a>0)的准线与圆x2+y2+mx-=0相切,且此抛物线上的点A(x0,2)到焦点的距离等于3,则m=(  )
A.± B.±
C.±1 D.0
解析 抛物线y=4ax2的准线方程为y=-,
由题知2+=3,∴a=.
∴抛物线的准线为y=-1,
圆的方程可化为(x+)2+y2=+,
由圆与抛物线的准线相切可得
=1,即m=±,故选A.
答案 A
6.P(x0,y0)是抛物线x2=2py(p>0)上任一点,则P到焦点的距离是________.
解析 抛物线的准线为y=-,
∴P到焦点的距离为y0+.
答案 y0+
7.抛物线y=4x2上一点P,则P到直线y=4x-5的距离的最小值为________.
解析 设P(x,y),则d=
==≥=.
答案 
8.抛物线y2=2px(p>0)上有一点纵坐标为-4,这点到准线的距离为6,则抛物线的方程为________.
解析 设点(x0,-4),则(-4)2=2px0,
∴x0==.
又由抛物线的定义可知x0+=6,∴+=6,
即p2-12p+32=0,解得p=4,或p=8.
∴抛物线方程为y2=8x,或y2=16x.
答案 y2=8x,或y2=16x
9.已知点A(x,y)在抛物线y2=4x上运动,求z=x2+y2+3的最小值.
解 ∵A在抛物线上,∴x≥0,
z=x2+y2+3=x2+2x+3,
二次函数z=x2+2x+3的对称轴为x=-1.
∴在[0,+∞)上是增函数.
∴当x=0时,z有最小值3.
10.线段AB过x轴正半轴上一定点M(m,0),端点A,B到x轴的距离之积为2m,以x轴为对称轴,过A,O,B三点作抛物线,求抛物线的方程.
解 画图可知抛物线方程为y2=2px(p>0),直线AB的方程为x=ky+m,
由
消去x,整理得y2-2pky-2pm=0.
由根与系数的关系得y1y2=-2pm.
由题设|y1|·|y2|=2m,则p=1.
故抛物线方程为y2=2x.
11.一顶点在坐标原点,焦点在x轴上的抛物线截直线2x-y-4=0所得的弦长为3,求抛物线的方程.
解 设抛物线方程为y2=2px(p≠0),
将直线方程y=2x-4代入,并整理得
2x2-(8+p)x+8=0.
设方程的两个根为x1,x2,则根据韦达定理有
x1+x2=,x1x2=4.
由弦长公式,得
(3)2=(1+22)[(x1+x2)2-4x1x2],
即9=()2-16.
整理得p2+16p-36=0,
解得p=2,或p=-18,此时Δ>0.
故所求的抛物线方程为y2=4x,或y2=-36x.
12.如图,已知直线l:y=2x-4交抛物线y2=4x于A,B
两点,试在抛物线AOB这段曲线上求一点P,使△PAB的面积最大,并求出这个最大面积.
解 由解得或
∴A(4,4),B(1,- 2).
∴|AB|==3.
设P(x0,y0)为抛物线AOB这段曲线上一点,d为点P到直线AB的距离,则
d==
=|(y0-1)2-9|.
∵-2从而△PAB的最大面积为S=×3×=.
此时P.因此,当P时,△PAB的面积取得最大值,最大值为.
双基限时练(十四)
1.顶点在原点对称轴为x轴,焦点在直线3x-4y-12=0上的抛物线的方程为(  )
A.y2=-16x B.y2=-12x
C.y2=16x D.y2=12x
解析 直线与x轴的交点坐标为(4,0),∴抛物线的焦点为(4,0),∴=4,p=8,∴抛物线方程为y2=16x.
答案 C
2.过点M(3,2)作直线l与抛物线y2=8x只有一个交点,这样的直线共有(  )
A.0条 B.1条
C.2条 D.3条
解析 因为点(3,2)在抛物线内部,所以只有一条与对称轴平行的直线与抛物线有一个交点.
答案 B
3.设斜率为2的直线l过抛物线y2=ax(a≠0)的焦点,且和y轴交于点A,若△OAF(O为坐标原点)的面积为4,则抛物线的方程为(  )
A.y2=±4x B.y2=±8x
C.y2=4x D.y2=8x
解析 由题可知,抛物线焦点坐标为(,0),于是过焦点且斜率为2的直线的方程为y=2(x-),令x=0,可得A点坐标为(0,-),所以S△OAF=··=4,
∴a=±8,故选B.
答案 B
4.抛物线y2=2px与直线ax+y-4=0交于A,B两点,其中A的坐标为(1,2),设抛物线的焦点为F,则|FA|+|FB|等于(  )
A.7 B.3
C.6 D.5
解析 将A(1,2)分别代入抛物线与直线方程可得
p=2,a=2,∴可得x2-5x+4=0,∴x1=1,x2=4.|FA|+|FB|=x1++x2+=7.
答案 A
5.过抛物线y2=4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A,B两点,它们的横坐标和等于a2+2a+3(a∈R)的最小值,则这样的直线(  )
A.有且仅有一条 B.有且仅有两条
C.有一条或两条 D.有无数多条
解析 由抛物线的定义知,|AB|=xA+xB+p,而a2+2a+3=(a+1)2+2≥2,p=2,∴|AB|=2+2=4.
而过焦点最短的弦长|AB|=4(即通径长),
∴这样的直线有且仅有一条.
答案 A
6.已知正三角形OAB的三个顶点都在抛物线y2=2x上,其中O为坐标原点,则△OAB的外接圆的方程是____________________.
解析 由抛物线的性质知,A,B两点关于x轴对称,
所以△OAB外接圆的圆心C在x轴上.
设圆心坐标为(r,0),并设A点在第一象限,
则A点坐标为 (r,r),
于是有(r)2=2×r,解得r=4,
所以圆C的方程为(x-4)2+y2=16.
答案 (x-4)2+y2=16
7.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线m交抛物线于A,B,交其准线l于点C,若|BC|=2|BF|,|AF|=3,则此抛物线的方程为________.
解析 分别过点A,B作AA1,BB1垂直于l,且垂足分别为A1,B1,由已知条件|BC|=2|BF|,
得|BC|=2|BB1|,∴∠BCB1=30°.
又|AA1|=|AF|=3,∴|AC|=2|AA1|=6.
∴|CF|=|AC|-|AF|=6-3=3.
∴F为线段AC的中点.
故F到准线的距离p=|AA1|=,
故抛物线的方程为y2=3x.
答案 y2=3x
8.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过抛物线C上的点A作准线l的垂线,垂足为M,若△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3?1,则点A的坐标为________.
解析 如图,由题意可得|OF|=1,
由抛物线定义,得|AF|=|AM|,
∵△AMF与△AOF(其中O为坐标原点)的面积之比为3?1,
∴==3.
∴|AF|=|AM|=3,设A(x0,y0).
∴x0+1=3,x0=2,代入y2=4x,可得y=8.
解得y0=±2,
∴点A的坐标是(2,±2).
答案 (2,±2)
9.在直角坐标系xOy中,直线l过抛物线y2=4x的焦点F,且与该抛物线交于A,B两点,其中点A在x轴上方.若直线l的倾斜角为60°,则△OAF的面积为________.
解析 抛物线y2=4x的焦点F(1,0),直线l的方程为y=(x-1),由得y2-4y-4=0.
解得y1=2,y2=-.
∴A(3,2),∴OAF的面积为S=×1×2=.
答案 
10.已知抛物线y2=-x与直线l:y=k(x+1)相交于A,B两点.
(1)求证:OA⊥OB;
(2)当△OAB的面积等于时,求k的值.
解  (1)联立
消去x,得ky2+y-k=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=-,y1·y2=-1.
∵y=-x1,y=-x2,∴(y1·y2)2=x1·x2.
∴x1·x2=1.∴x1x2+y1y2=0,
即·=0.∴OA⊥OB.
(2)设直线l与x轴的交点为N,则N的坐标为(-1,0),
∴S△AOB=|ON|·|y1-y2|
=×|ON|×
=×1× =,
解得k2=,所以k=±.
11.
如图,l1,l2是通过某市开发区中心O的南北和东西走向的两条道路,连接M,N两地的铁路是一段抛物线弧,它所在的抛物线关于直线l1对称.M到l1,l2的距离分别是2 km、4 km,N到l1,l2的距离分别是3 km、9 km.
(1)建立适当的坐标系,求抛物线MN的方程;
(2)该市拟在点O的正北方向建设一座工厂,考虑到环境问题,要求厂址到点O的距离大于5 km而不超过8 km,并且铁路上任意一点到工厂的距离不能小于 km,求该厂离点O的最近距离.(注:工厂视为一个点)
解 
(1)分别以l2、l1为x轴、y轴建立如图所示的平面直角坐标系,则M(2,4),N(3,9).
设MN所在抛物线的方程为
y=ax2+c,
则有解得
故所求抛物线MN的方程为
y=x2(2≤x≤3).
(2)设抛物线弧上任意一点P(x,y),则y=x2(2≤x≤3,4≤y≤9),厂址为A(0,t)(5由题意|PA|=≥,
即y+(y-t)2≥6,
∴y2+(1-2t)y+t2-6≥0(*)
-=t-∈[4,9].
∴要使(*)恒成立,只需当y=时成立,
即+(1-2t)+t2-6≥0,
即得4t-25≥0,∴t≥,又5∴t的最小值为.
故该厂离点O的最近距离为 km.
12.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为2的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1(1)求抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若=+λ,求λ的值.
解 (1)由题意知,直线AB的方程为y=2,与y2=2px联立,消去y并整理,得4x2-5px+p2=0.
∴|AB|=x1+x2+p=+p=9,解得p=4.
∴抛物线方程为y2=8x.
(2)由于p=4,则4x2-5px+p2=0为4x2-20x+16=0,即x2-5x+4=0.
解得x1=1,x2=4.
于是y1=-2,y2=4.
从而A(1,-2),B(4,4).
设C的坐标为(x3,y3),则
=(x3,y3)=(1,-2)+λ(4,4)
=(4λ+1,4λ-2).
又y=8x3,∴(4λ-2)2=8(4λ+1),
即(2λ-1)2=4λ+1.
解得λ=0或λ=2.
双基限时练(六)
1.椭圆+=1的焦点坐标为(  )
A.(5,0),(-5,0) B.(0,5),(0,-5)
C.(0,12),(0,-12) D.(12,0),(-12,0)
答案 C
2.设F1,F2是椭圆+=1的焦点,P为椭圆上一点,则△PF1F2的周长为(  )
A.16 B.18
C.20 D.不确定
答案 B
3.如果方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,那么实数k的取值范围是(  )
A.(0,2) B.(0,+∞)
C.(-∞,1) D.(0,1)
解析 将方程化为标准方程为+=1,∴k>0.
又因为焦点在y轴上,∴>2,即0答案 D
4.椭圆+y2=1的两个焦点为F1,F2,过F2作垂直于x轴的直线与椭圆相交,一个交点为P,则|PF1|等于(  )
A. B.
C. D.4
解析 由PF2⊥x轴,得|PF2|=,
|PF1|=2a-|PF2|=.
答案 C
5.设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足条件|PF1|+|PF2|=a+(a>0),则点P的轨迹是(  )
A.椭圆 B.线段
C.椭圆或线段 D.不存在
解析 |PF1|+|PF2|=a+≥6,
而|F1F2|=6,则点P的轨迹是椭圆或线段.
答案 C
6.如果椭圆的两个焦点为F1(-1,0),F2(1,0),P是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,那么椭圆的方程是(  )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析 ∵|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,
∴|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4.
∴2a=4,a=2,c=1,∴b2=a2-c2=3.
又焦点在x轴上,∴椭圆方程为+=1.
答案 C
7.与椭圆x2+4y2=4有公共的焦点,且经过点A(2,1)的椭圆的方程为________.
解析 椭圆x2+4y2=4的标准方程为+y2=1,
∴c===.
设椭圆的方程为+=1.(a2>3),
把点A(2,1)代入+=1,
解得a2=6,或a2=2(舍去),
∴所求椭圆方程为+=1.
答案 +=1
8.椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=________;∠F1PF2的大小为________.
解析 ∵|PF1|+|PF2|=2×3=6,且|PF1|=4,
∴|PF2|=2.
在△F1PF2中,|PF1|=4,|PF2|=2,|F1F2|=2,
∴cos∠F1PF2=
=-,∴∠F1PF2=120°.
答案 2 120°
9.已知圆A:(x+3)2+y2=100,圆A内一定点B(3,0),圆P过B点且与圆A内切,则圆心P的轨迹方程为______________________.
解析 ∵圆P与圆A内切,圆A的半径为10,
∴两圆的圆心距|PA|=10-|PB|,
即|PA|+|PB|=10(大于|AB|).
∴点P的轨迹是以A,B两点为焦点的椭圆.
∴2a=10,2c=6.
∴a=5,c=3,b2=52-32=16.
∴点P的轨迹方程为+=1.
答案 +=1
10.设F1,F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右两焦点,若椭圆C上的点A(1,)到F1,F2两点的距离之和为4,求椭圆C的方程及焦点坐标.
解 椭圆C的焦点在x轴上,由椭圆上的点A到F1,F2两点的距离之和是4,得2a=4,即a=2.
又A(1,)在椭圆C上,
∴+=1,解得b2=3.
∴c2=a2-b2=1.
∴椭圆C的方程为+=1,
焦点坐标为F(±1,0).
11.已知M(4,0),N(1,0),若动点P满足·=
6||,求动点P的轨迹方程.
解 设动点P(x,y),=(x-4,y),=(-3,0),=(x-1,y),由·=6||,得-3(x-4)=6,平方化简得3x2+4y2=12,即+=1.
∴点P的轨迹方程为+=1.
12.已知命题p:实数m满足m2-7am+12a2<0(a>0),命题q:实数m满足方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,且非q是非p的充分不必要条件,求a的取值范围.
解 由m2-7am+12a2<0(a>0)可得3a即命题p:3a由+=1表示焦点在y轴上的椭圆可得2-m>m-1>0,∴1即命题q:1由非q为非p的充分不必要条件可得:非q?非p,即p?q,
从而有∴≤a≤.
双基限时练(七)
1.椭圆+=1与+=1(0<k<9)的关系为(  )
A.有相等的长轴 B.有相等的短轴
C.有相同的焦点 D.有相等的焦距
答案 D
2.已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P,若=2,则椭圆的离心率是(  )
A. B.
C. D.
答案 D
3.直线y=a与椭圆+=1恒有两个不同交点,则a的取值范围是(  )
A.(-,) B.(-3,3)
C.(-2,2) D.(-4,4)
答案 C
4.已知点(3,2)在椭圆+=1上,则(  )
A.点(-3,-2)不在椭圆上
B.点(3,-2)不在椭圆上
C.点(-3,2)在椭圆上
D.无法判定(-3,-2),(3,-2),(-3,2)在椭圆上
解析 由椭圆的对称性知,点(-3,-2),(3,-2),(-3,2)都在椭圆上.
答案 C
5.椭圆+=1和+=k(k>0,a>0,b>0)具有(  )
A.相同的顶点 B.相同的离心率
C.相同的焦点 D.相同的长轴和短轴
解析 不妨设a>b,则椭圆+=1的离心率e1==.
而椭圆+=k的离心率e2==,∴e1=e2.
答案 B
6.已知椭圆G的中心在坐标原点,长轴在x轴上,离心率为,且G上一点到G的两个焦点的距离之和为12,则椭圆G的方程为________.
解析 由题意得2a=12,=,所以a=6,c=3,b=3,故椭圆G的方程为+=1.
答案 +=1
7.在一椭圆中以焦点F1,F2为直径两端点的圆,恰好过短轴的两顶点,则此椭圆的离心率e等于________.
解析 由题可知b=c,∴a2=b2+c2=2c2,a=c.
∴e==.
答案 
8.过椭圆+=1的右焦点与x轴垂直的直线与椭圆交于A,B两点,则|AB|=________.
解析 右焦点的坐标为(3,0),当x=3时,代入椭圆方程得+=1,∴y2=,∴|y|=.
故|AB|=2|y|=.
答案 
9.已知椭圆+=1(a>0,b>0)的左焦点为F,右顶点为A,上顶点为B,若BF⊥BA,则称其为“优美椭圆”,那么“优美椭圆”的离心率为________.
解析 由题意知|BF|=a,|AF|=a+c,|AB|=,
∵BF⊥BA,∴|BF|2+|BA|2=|AF|2,
即a2+a2+b2=(a+c)2.化简得a2-ac-c2=0,
∴e2+e-1=0.解得e=.
∵0答案 
10.椭圆过(3,0)点,离心率e=,求椭圆的标准方程.
解 当椭圆焦点在x轴上时,则
a=3,=,∴c=
∴b2=a2-c2=3
故椭圆的方程为+=1;
当椭圆的焦点在y轴上时,
则b=3,又=,
∴=,∴a2=27.
故椭圆的方程为+=1,
∴所求椭圆的方程为+=1,或+=1.
11.如图所示,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上点M的横坐标等于右焦点的横坐标,其纵坐标等于短半轴长的,求椭圆的离心率.
解 设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距长分别为a,b,c.
则焦点为F1(-c,0),F2(c,0),M点的坐标为(c,b),则△MF1F2为直角三角形.
∴|F1F2|2+|MF2|2=|MF1|2,
即4c2+b2=|MF1|2.
而|MF1|+|MF2|= +b=2a,
整理得3c2=3a2-2ab.
又c2=a2-b2,所以3b=2a,所以=.
∴e2===1-=,∴e=.
12.已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F1(-c,0),A(-a,0),B(0,b)是两个顶点,如果F1到直线AB的距离为,求椭圆的离心率e.
解 由A (-a,0),B(0,b),得直线AB的斜率为kAB=,故AB所在的直线方程为y-b=x,即bx-ay+ab=0.
又F1(-c,0),
由点到直线的距离公式可得d==,
∴(a-c)=.
又b2=a2-c2,整理,得8c2-14ac+5a2=0,
即82-14+5=0,
∴8e2-14e+5=0,
∴e=或e=(舍去).
综上可知,椭圆的离心率e=.
双基限时练(八)
1.椭圆+=1的右焦点到直线y=x的距离是(  )
A. B.
C. 1 D.
解析 椭圆的右焦点(1,0)到直线y=x的距离为d==.
答案 B
2.若椭圆a2x2-y2=1的一个焦点是(-2,0),则a为(  )
A. B.
C. D.
解析 由a2x2-y2=1,得+=1,
∴a<0,∵焦点(-2,0),
∴+=4,即4a2-2a-1=0,
解得a=,或a= (舍去).
答案 A
3.设P是椭圆+=1上一点,M,N分别是两圆(x+2)2+y2=1和(x-2)2+y2=1上的点,则|PM|+|PN|的最小值和最大值分别为(  )
A.4,8   B.6,8 C.8,12   D.2,6
解析 设椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,两圆的半径为R,由题意可知|PM|+|PN|的最大值为|PF1|+|PF2|+2R,最小值为|PF1|+|PF2|-2R,又因为|PF1|+|PF2|=2a=6,R=1,所以|PM|+|PN|的最大值为8,最小值为4.
答案 A
4.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为(  )
A.2 B.3
C.6 D.8
解析 由题意,F(-1,0),设点P(x0,y0),
则有+=1,解得y=3(1-),
∵=(x0+1,y0),=(x0,y0),
∴·=x0(x0+1)+y
=x0(x0+1)+3(1-)=+x0+3.
此二次函数对应的抛物线的对称轴为x0=-2,
∵-2≤x0≤2,∴当x0=2时,
·取得最大值+2+3=6,选C.
答案 C
5.直线y=x+2与椭圆+=1有两个公共点,则m的取值范围是(  )
A.m>1 B.m>1且m≠3
C.m>3 D.m>0且m≠3
解析 把y=x+2代入+=1,并整理得(m+3)x2+4mx+m=0.
Δ=16m2-4m(m+3)=12m(m-1),
由Δ>0,得m<0或m>1.
∵m>0且m≠3,∴m>1且m≠3.
答案 B
6.经过椭圆+y2=1的一个焦点,作倾斜角为45°的直线l,交椭圆于A,B两点,设O为坐标原点,则·等于(  )
A.-3 B.-
C.-或-3 D.±
解析 设椭圆的一个焦点F(1,0),则直线l:y=x-1,代入椭圆方程+y2=1,并整理得3x2-4x=0.解得x1=0,x2=,∴y1=-1,y2=.又·=(x1,y1)·(x2,y2)=x1x2+y1y2=-.
答案 B
7.椭圆对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离是,则这个椭圆方程为________.
解析 由题意可知∴
b2=a2-c2=12-3=9.
∴椭圆方程为+=1,或+=1.
答案 +=1,或+=1
8.设P为椭圆+y2=1上任意一点,O为坐标原点,F为椭圆的左焦点,点M满足=(+),则||+||=________.
解析 
如图所示,F0为椭圆的右焦点,连接PF0,
由=(+),
可知M为PF的中点,
则||=||,
∴||+||=||+||=(||+||)=a=2.
答案 2
9.已知椭圆+=1(a>b>0),以坐标原点O为圆心,短半轴长为半径作圆O,过椭圆的长轴的一端点P作圆O的两条切线,切点为A,B,若四边形PAOB为正方形,则该椭圆的离心率为________.
解析 如图,∵四边形OAPB是正方形,且PA,PB为圆O的切线,
∴△OAP是等腰直角三角形,
故b=c,a=c,∴e=.
答案 
10.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,且椭圆经过点N(2,-3).
(1)求椭圆C的方程;
(2)求椭圆以M(-1,2)为中点的弦所在直线的方程.
解 (1)由椭圆经过点N(2,-3),
得+=1,
又e==,解得a2=16,b2=12.
∴椭圆C的方程为+=1.
(2)显然M在椭圆内,设A(x1,y1),B(x2,y2)是以M为中点的弦的两个端点,
则+=1,+=1.
相减得+=0.
整理得kAB=-=,
则所求直线的方程为y-2=(x+1),
即3x-8y+19=0.
11.已知动点P到定点F(,0)的距离与点P到定直线l:x=2的距离之比为.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设M,N是直线l上的两个点,点E与点F关于原点O对称,若·=0,求|MN|的最小值.
解 (1)设P(x,y),依题意,有=,整理,得+=1,
∴动点P的轨迹C的方程为+=1.
(2)∵点E与点F关于原点O对称,
∴点E的坐标为(-,0).
∵M,N是直线l上的两个点,
∴可设M(2,y1),N(2,y2)(不妨设y1>y2).
∵·=0,∴(3,y1)·(,y2)=0,
6+y1y2=0,即y2=-.
由于y1>y2,∴y1>0,y2<0.
∴|MN|=y1-y2=y1+≥2 =2.
当且仅当y1=,y2=-时,等号成立.
故|MN|的最小值为2.
12.如图椭圆E经过点A(2,3),对称轴为坐标轴,焦点F1,F2在x轴上,离心率e=.
(1)求椭圆E的方程;
(2)求∠F1AF2的角平分线所在直线的方程.
解 (1)设椭圆E的方程为+=1.(a>b>0)
由e=,得=,b2=a2-c2=3c2,∴+=1.
将A(2,3)代入,有+=1,解得c=2,
∴椭圆E的方程为+=1.
(2)由(1)知F1(-2,0),F2(2,0),
∴直线AF1的方程为y=(x+2),
即3x-4y+6=0.直线AF2的方程为x=2.
由椭圆E的图形知,∠F1AF2的角平分线所在直线的斜率为正数.
设P(x,y)为∠F1AF2的角平分线所在直线上任一点,则有=|x-2|,
若3x-4y+6=5x-10,
得x+2y-8=0,其斜率为负,不合题意,舍去.
于是3x-4y+6=-5x+10,即2x-y-1=0.
∴∠F1AF2的角平分线所在直线的方程为
2x-y-1=0.
双基限时练(九)
1.已知F1(-5,0),F2(5, 0)为定点,动点P满足|PF1|-|PF2|=2a,当a=3和a=5时,P点的轨迹为(  )
A.双曲线和一条直线
B.双曲线的一支和一条直线
C.双曲线和一条射线
D.双曲线的一支和一条射线
解析 当a=3时,|PF1|-|PF2|=6<|F1F2|,P的轨迹为双曲线的一支;当a=5时,|PF1|-|PF2|=10=|F1F2|,∴P的轨迹是一条射线.
答案 D
2.若k∈R,则“k>3”是“方程-=1表示双曲线”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
解析 方程表示双曲线须(k-3)(k+3)>0,即k>3,或k<-3,又“k>3”是“k>3”或“k<-3”的充分不必要条件.∴选A.
答案 A
3.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,在左支上过F1的弦AB的长为5,若2a=8,则△ABF2的周长是(  )
A.16 B.18
C.21 D.26
解析 如图所示,由题意可知
|AF1|+2a=|AF2|,|BF1|+2a=|BF2|,
∴△ABF2的周长为|AB|+|AF2|+|BF2|=|AB|+|AF1|+|BF1|+4a=2|AB|+4a=26.故选D.
答案 D
4.已知双曲线-=1的焦点为F1,F2,点M在双曲线上,且MF1⊥x轴,则F1到直线F2M的距离为(  )
A. B.
C. D.
解析 由双曲线的方程知,a=,b=,
∴c=3,F1(-3,0),F2(3,0).
将x=-3代入双曲线的方程得y2=.
不妨设点M在x轴上方,则M(-3,).
∴|MF1|=,|MF2|=.
设点F1到直线F2M的距离为d,
则有|MF1|·|F1F2|=|MF2|·d,∴d=.
答案 C
5.已知P为双曲线-=1上任意一点,A (5,0),B(-5,0),则kPA·kPB为(  )
A. B.
C.- D.
解析 设P(x0,y0),则-=1,∴y=9(-1).
又kPA·kPB=·=
==.故选D.
答案 D
6.已知m,n为两个不相等的非零实数,则方程mx-y+n=0与nx2+my2=mn所表示的曲线可能是(  )
解析 将直线和曲线的方程分别变形为y=mx+n ①,+=1 ②,当m>n>0时,②表示焦点在x轴上的椭圆,此时直线与y轴的交点为(0,n),在x轴上方,所以选项A不可能.同理选项B不可能.当m>0,n<0时,②表示实轴为x轴的双曲线,此时直线y=mx+n与y轴的交点(0,n)在x轴下方,C适合.故选C.
答案 C
7.双曲线-=1的焦点在y轴上,则m的取值范围是________.
解析 由题可知∴-2答案 (-2,-1)
8.双曲线-=1的右焦点到渐近线的距离是________.
解析 由双曲线方程-=1知,渐近线方程为y=±x,右焦点为(3,0),根据点到直线的距离公式可求得该距离为d==.
答案 
9.已知定点A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C为一个焦点作过A,B的椭圆,则另一个焦点F的轨迹方程为________.
解析 ∵A(0,7),B(0,-7)在以C,F为焦点的椭圆上,
∴|FA|+|CA|=2a,|FB|+|CB|=2a,
∴|FA|+|CA|=|FB|+|CB|.
∴|FA|-|FB|=|CB|-|CA|=-=2<|AB|=14.
∴点F的轨迹是以A,B为焦点的双曲线的下半支.
答案 以A,B为焦点的双曲线的下半支
10.设双曲线-=1,F1,F2是两个焦点,点M在双曲线上,若∠F1MF2=90°,求△F1MF2的面积.
解 由题意知a2=4,b2=9,∴c2=13.
设|MF1|=r1,|MF2|=r2,
则由双曲线定义知|r1-r2|=2a=4,
∴(r1-r2)2=r+r-2r1r2=16.①
又∵∠F1MF2=90°,
∴r+r=|F1F2|2=4c2=52.②
∴由①②得r1r2=18.
∴S△F1MF2=r1r2=9.
11.设A,B,C三点是红方三个炮兵阵地,A在B正东6 km处,C在B北偏西30°,相距4 km处,P为蓝方炮兵阵地.某时刻A处发现蓝方炮兵阵地的某种信号,由于B,C两地比A地距P地远,因此4 s后,B,C才同时发现这一信号,此信号的传播速度为1 km/s,A若炮击P地,求炮击的方位角.
解 
如图,以直线BA为x轴,线段BA的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,则B(-3,0),A(3,0),C(-5,2).
∵|PB|=|PC|,∴点P在线段BC的垂直平分线上.
∵kBC=-,BC中点为D(-4,),
∴直线PD:y-=(x+4).①
又|PB|-|PA|=4,故P在以A,B为焦点的双曲线的右支上,则双曲线方程为-=1(x≥2).②
联立①②式,得x=8,y=5,∴P(8,5).
因此kPA==.
故炮击的方位角为北偏东30°.
12.已知双曲线过点(3,-2)且与椭圆4x2+9y2=36有相同的焦点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点M在双曲线上,F1、F2为左、右焦点,且|MF1|+|MF2|=6,试判断△MF1F2的形状.
解 (1)椭圆方程可化为+=1,焦点在x轴上,且c==,依据题意可设双曲线方程为-=1,则有
解得a2=3,b2=2.故双曲线方程为-=1.
(2)不妨设点M在双曲线的右支上,
则有|MF1|-|MF2|=2.
又|MF1|+|MF2|=6,
∴|MF1|=4,|MF2|=2.
又|F1F2|=2,
∴在△MF1F2中,|MF1|边最长.
由余弦定理得
cos∠MF2F1=
=<0.
∴∠MF2F1为钝角.故△MF1F2为钝角三角形.