第三章 圆锥曲线的方程 章末闯关试题 2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第一册

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名称 第三章 圆锥曲线的方程 章末闯关试题 2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第一册
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资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-03-13 17:29:18

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第三章 圆锥曲线的方程 章末闯关试题
2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第一册
一、单选题
1.设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
2.2022年神舟接力腾飞,中国空间站全面建成,我们的“太空之家”遨游苍穹.太空中飞船与空间站的对接,需要经过多次变轨.某飞船升空后的初始运行轨道是以地球的中心为一个焦点的椭圆,其远地点(长轴端点中离地面最远的点)距地面,近地点(长轴端点中离地面最近的点)距地面,地球的半径为,则该椭圆的短轴长为( )
A. B.
C. D.
3.设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
4.已知双曲线满足,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.已知是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
6.抛物线的焦点到直线的距离为,则( )
A.1 B.2 C. D.4
7.已知过抛物线的焦点,且倾斜角为的直线交抛物线于A,B两点,则( )
A.32 B. C. D.8
8.设A,B为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.如图所示,“嫦娥五号”月球探测器飞行到月球附近时,首先在以月球球心F为圆心的圆形轨道Ⅰ上绕月球飞行,然后在点P处变轨进入以F为一焦点的椭圆轨道Ⅱ上绕月球飞行,最后在点Q处变轨进入以F为圆心的圆形轨道Ⅲ上绕月球飞行.设圆形轨道Ⅰ的半径为,圆形轨道Ⅲ的半径为,则下列结论中正确的是( )

A.轨道Ⅱ的焦距为
B.轨道Ⅱ的长轴长为
C.若不变,r越大,轨道Ⅱ的短轴长越小
D.若不变,越大,轨道Ⅱ的离心率越大
10.已知O为坐标原点,过抛物线焦点F的直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点,若,则( )
A.直线的斜率为 B.
C. D.
11.已知双曲线的左 右焦点分别为、,过点的直线与双曲线的左 右两支分别交于、两点,下列命题正确的有( )
A.当点为线段的中点时,直线的斜率为
B.若,则
C.
D.若直线的斜率为,且,则
三、填空题
12.已知为坐标原点,抛物线:()的焦点为,为上一点,与轴垂直,为轴上一点,且,若,则的准线方程为 .
13.已知为椭圆C:的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称的两点,且,则四边形的面积为 .
14.已知是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .
四、解答题
15.已知椭圆C:过点A(﹣1,),B(),F为椭圆C的左焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)若点M为直线l1:x+y+2=0与直线l2:2x﹣y+4=0的交点,过点M的直线1与椭圆C交于D,E两点,求△DEF面积的最大值,以及此时直线l的方程.
16.已知抛物线的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足,求直线斜率的最大值.
17.已知椭圆一个顶点,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点P(0,-3)的直线l斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与直线交于点M,N,当|PM|+|PN|≤15时,求k的取值范围.
18.已知双曲线:(,)实轴端点分别为,,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由.
19.定义:若椭圆上的两个点,满足,则称A,B为该椭圆的一个“共轭点对”,记作.已知椭圆C:上一点.
(1)求“共轭点对”中点B所在直线l的方程.
(2)设O为坐标原点,点P,Q在椭圆C上,且,(1)中的直线l与椭圆C交于两点.
①求点,的坐标;
②设四点,P,,Q在椭圆C上逆时针排列,证明:四边形的面积小于.
参考答案
1.B
方法一:根据焦点三角形面积公式求出的面积,即可解出;
方法二:根据椭圆的定义以及勾股定理即可解出.
方法一:因为,所以,
从而,所以.
故选:B.
方法二:
因为,所以,由椭圆方程可知,,
所以,又,平方得:
,所以.
故选:B.
2.D
根据椭圆的远地点和近地点的距离可得,进而可求得,求得b,可得答案.
由题意得,
故,
故选:D.
3.A
根据给定的椭圆方程,结合离心率的意义列式计算作答.
由,得,因此,而,所以.
故选:A
4.A
根据题意,结合椭圆与双曲线的几何性质,列出方程,求得的值,即可求解.
由椭圆的标准方程为,可得,即,
因为双曲线的焦点与椭圆的焦点相同,所以双曲线中,半焦距,
又因为双曲线满足,即,
又由,即,解得,可得,
所以双曲线的方程为.
故选:A.
5.A
根据双曲线的定义及条件,表示出,结合余弦定理可得答案.
因为,由双曲线的定义可得,
所以,;
因为,由余弦定理可得,
整理可得,所以,即.
故选:A
6.B
首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得的值.
抛物线的焦点坐标为,
其到直线的距离:,
解得:(舍去).
故选:B.
7.A
由题意可得直线的方程为,联立直线与抛物线的方程得,由韦达定理可得,再根据抛线的定义即可得答案.
解:因为抛物线,
所以,,
所以直线的方程为,
由,得,
显然,

则有,
所以,
由抛物线定义可知.
故选:A.
8.D
根据点差法分析可得,对于A、B、D:通过联立方程判断交点个数,逐项分析判断;对于C:结合双曲线的渐近线分析判断.
设,则的中点,
可得,
因为在双曲线上,则,两式相减得,
所以.
对于选项A: 可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故A错误;
对于选项B:可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项C:可得,则
由双曲线方程可得,则为双曲线的渐近线,
所以直线AB与双曲线没有交点,故C错误;
对于选项D:,则,
联立方程,消去y得,
此时,故直线AB与双曲线有交两个交点,故D正确;
故选:D.
9.ABD
设椭圆方程,根据椭圆的性质得到,判断选项A,B;由判断选项C;由判断选项D.
解:设椭圆方程,
由椭圆的性质知,,,
则,,故选A,B正确;
,,所以,
若不变,越大,越大,即轨道Ⅱ的短轴长越大,故C的错误;

若不变,越大,则越小,越大,即轨道Ⅱ的离心率越大,故D正确.
故选:ABD.
10.ACD
由及抛物线方程求得,再由斜率公式即可判断A选项;表示出直线的方程,联立抛物线求得,即可求出判断B选项;由抛物线的定义求出即可判断C选项;由,求得,为钝角即可判断D选项.
对于A,易得,由可得点在的垂直平分线上,则点横坐标为,
代入抛物线可得,则,则直线的斜率为,A正确;
对于B,由斜率为可得直线的方程为,联立抛物线方程得,
设,则,则,代入抛物线得,解得,则,
则,B错误;
对于C,由抛物线定义知:,C正确;
对于D,,则为钝角,
又,则为钝角,
又,则,D正确.
故选:ACD.
11.BCD
对于A选项,设,代入双曲线,用点差法即可判断;对于B选项,设,表示出和,得出,再结合即可得出结论;对于C选项,设,其中,由双曲线方程,得出,利用两点之间距离公式,分别表示出和,通过做差即可得出结论;对于D选项,根据双曲线的定义,得出,再证出点与点关于直线对称,则,即可得出结论.
选项A:
设,代入双曲线得,
,两式相减得,

∵点为线段的中点,
∴,,
即,,
∴,
,故A错误;
选项B:
设,
,,


又 ,
,故B正确;
选项C:
设,其中,
则,即,





,故C正确;
选项D:
,,
,,

∵直线的斜率为即,且过点,
∴直线的方程为:,
又∵,,

即,
又∵点到直线的距离:,
点到直线的距离:,
即,
∴点与点关于直线对称,

,故D正确;
故选:BCD.
12.
先用坐标表示,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得,即得结果.
抛物线: ()的焦点,
∵P为上一点,与轴垂直,
所以P的横坐标为,代入抛物线方程求得P的纵坐标为,
不妨设,
因为Q为轴上一点,且,所以Q在F的右侧,
又,
因为,所以,

所以的准线方程为
故答案为:.
13.
根据已知可得,设,利用勾股定理结合,求出,四边形面积等于,即可求解.
因为为上关于坐标原点对称的两点,
且,所以四边形为矩形,
设,则,
所以,
,即四边形面积等于.
故答案为:.
14.
作出图形,设双曲线的右焦点为,根据双曲线的定义可得,可得出,利用、、三点共线时取得最小值即可得解.
对于双曲线,则,,,如下图所示:
设双曲线的右焦点为,则,
由双曲线的定义可得,则,
所以,,
当且仅当、、三点共线时,等号成立.
因此,的最小值为.
故答案为:.
15.(Ⅰ);(Ⅱ)△DEF面积的最大值,直线l的方程.
(Ⅰ)由椭圆所过定点,待定系数法列方程组能求出椭圆C的标准方程.
(Ⅱ)联立方程得出M点坐标,根据直线过定点设出过M点的直线,与椭圆联立,利用韦达定理、弦长公式、不等式性质,结合已知条件能求出△DEF面积的最大值S,并能求出相应的直线方程.
(1)∵椭圆C:=1(a>b>0)过点A(﹣1,),B(),F为椭圆C的左焦点.
∴,解得a2=2,b2=1,
∴椭圆C的标准方程为=1.
(Ⅱ)点M为直线l1:x+y+2=0与直线l2:2x﹣y+4=0的交点,
联立,得M(﹣2,0),
设D(x1,y1),E(x2,y2),由题意设直线l的方程为x=my﹣2,
代入椭圆方程得(m2+2)y2﹣4my+2=0,
则△=16m2﹣8(m2+2)=8m2﹣16>0,∴m2>2,
,y1y2=,
∴S△DEF=S△MEF﹣S△MDF=|MF||y1﹣y2|==≤,
当且仅当=,即m2=6(满足△>0)时取得等号,
∴△DEF面积的最大值S=,
此时直线1的方程为x=,即y=(x+2).
16.(1);(2)最大值为.
(1)由抛物线焦点与准线的距离即可得解;
(2)设,由平面向量的知识可得,进而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.
(1)抛物线的焦点,准线方程为,
由题意,该抛物线焦点到准线的距离为,
所以该抛物线的方程为;
(2)[方法一]:轨迹方程+基本不等式法
设,则,
所以,
由在抛物线上可得,即,
据此整理可得点的轨迹方程为,
所以直线的斜率,
当时,;
当时,,
当时,因为,
此时,当且仅当,即时,等号成立;
当时,;
综上,直线的斜率的最大值为.
[方法二]:【最优解】轨迹方程+数形结合法
同方法一得到点Q的轨迹方程为.
设直线的方程为,则当直线与抛物线相切时,其斜率k取到最值.联立得,其判别式,解得,所以直线斜率的最大值为.
[方法三]:轨迹方程+换元求最值法
同方法一得点Q的轨迹方程为.
设直线的斜率为k,则.
令,则的对称轴为,所以.故直线斜率的最大值为.
[方法四]:参数+基本不等式法
由题可设.
因为,所以.
于是,所以
则直线的斜率为.
当且仅当,即时等号成立,所以直线斜率的最大值为.
【整体点评】方法一根据向量关系,利用代点法求得Q的轨迹方程,得到直线OQ的斜率关于的表达式,然后利用分类讨论,结合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到点Q的轨迹方程,然后利用数形结合法,利用判别式求得直线OQ的斜率的最大值,为最优解;
方法三同方法一求得Q的轨迹方程,得到直线的斜率k的平方关于的表达式,利用换元方法转化为二次函数求得最大值,进而得到直线斜率的最大值;
方法四利用参数法,由题可设,求得x,y关于的参数表达式,得到直线的斜率关于的表达式,结合使用基本不等式,求得直线斜率的最大值.
17.(1);(2).
(1)根据椭圆所过的点及四个顶点围成的四边形的面积可求,从而可求椭圆的标准方程.
(2)设,求出直线的方程后可得的横坐标,从而可得,联立直线的方程和椭圆的方程,结合韦达定理化简,从而可求的范围,注意判别式的要求.
(1)因为椭圆过,故,
因为四个顶点围成的四边形的面积为,故,即,
故椭圆的标准方程为:.
(2)
设,
因为直线的斜率存在,故,
故直线,令,则,同理.
直线,由可得,
故,解得或.
又,故,所以

故即,
综上,或.
18.(1)
(2)在定直线方程上
(1)联立直线方程与双曲线方程,可得点,进而根据三角形面积公式即可求出的值;(2)分直线斜率 和不存在两种情况讨论,求出两直线交点,代入化简即可求解.
(1)设直线的方程为,联立,得,
又,,代入上式得,即,
∴,解得,∴,,∴双曲线的方程为.
(2)当直线点的斜率不存在时,,,直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得的,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,
联立得,∴,,
∴直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,两边平方得,
又,满足,


∴,∴,或,(舍去)
综上,在定直线上,且定直线方程为.
19.(1)
(2)①,;②证明见解析
(1)设,根据“共轭点对”得直线方程为,化简即可;
(2)①联立直线和椭圆的方程,解出即可;②设点,,利用点差法得,设过点P且与直线l平行的直线的方程为,计算直线与椭圆相切时的值,再检验证明此时不满足,则证明出面积小于.
(1)设中点B的坐标为,
对于椭圆C:上的点,由“共轭点对”的定义,
可知直线l的方程为,即l:.
(2)①联立直线l和椭圆C的方程,得解得或,
所以直线l和椭圆C的两个交点的坐标为,.
②设点,,则,
两式相减得.
又,所以,所以,
即,线段PQ被直线l平分.
设点到直线的距离为d,
则四边形的面积.
由,,得.
设过点P且与直线l平行的直线的方程为,则当与C相切时,d取得最大值.
由消去y得.
令,解得,
当时,此时方程为,即,解得,
则此时点P或点Q必有一个和点重合,不符合条件,
故直线与C不可能相切,
即d小于平行直线和(或)的距离.
故.

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