第三章 圆锥曲线的方程 章末拓展试题 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 章末拓展试题 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 章末拓展试题
2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第一册
一、单选题
1.已知椭圆的离心率为,分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为( )
A. B. C. D.
2.已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
3.已知为双曲线的左焦点,为其右支上一点,点,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
4.已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,若面积是面积的2倍,则( ).
A. B. C. D.
5.设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
6.设F为双曲线C:(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P、Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为
A. B.
C.2 D.
7.已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若.则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
8.数学美的表现形式多种多样,我们称离心率(其中)的椭圆为黄金椭圆,现有一个黄金椭圆方程为,若以原点为圆心,短轴长为直径作为黄金椭圆上除顶点外任意一点,过作的两条切线,切点分别为,直线与轴分别交于两点,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.已知抛物线:的焦点为,为上一点,下列说法正确的是( )
A.的准线方程为
B.直线与相切
C.若,则的最小值为
D.若,则的周长的最小值为11
10.设椭圆的左右焦点为,,P是C上的动点,则下列结论正确的是( ).
A.
B.P到最小的距离是2
C.面积的最大值为6
D.P到最大的距离是9
11.双曲线C的两个焦点为,以C的实轴为直径的圆记为D,过作D的切线与C交于M,N两点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.已知F为双曲线的右焦点,A为C的右顶点,B为C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,则C的离心率为 .
13.如图所示,在圆锥内放入两个大小不同的球,,使得它们分别与圆锥的侧面和平面都相切,平面分别与球,相切于点,.数学家GerminalDandelin利用这个模型证明了平面与圆锥侧面的交线为椭圆,,为此椭圆的两个焦点,这两个球也被称为Dandelin双球.若球,的半径分别为6和3,球心距离,则此椭圆的长轴长为 .

14.已知抛物线C:的焦点为F,,过点M作直线的垂线,垂足为Q,点P是抛物线C上的动点,则的最小值为 .
四、解答题
15.椭圆C的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆C经过点且长轴长为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点且斜率为1的直线l与椭圆C交于A,B两点,求弦长|AB|.
16.已知双曲线与双曲线有相同的渐近线,且经过点,
(1)求双曲线C的标准方程
(2)已知直线与曲线C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点在圆上,求实数m的值.
17.若椭圆过抛物线的焦点,且与双曲线有相同的焦点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)不过原点O的直线与椭圆E交于A、B两点,求面积的最大值以及此时直线l的方程.
18.已知抛物线,为坐标原点,焦点在直线上.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过点作动直线与抛物线交于,两点,直线,分别与圆交于点,两点(异于点),设直线,斜率分别为,.
①求证:为定值;
②求证:直线恒过定点.
19.已知椭圆,定义椭圆上的点的“伴随点”为.
(1)求椭圆上的点的“伴随点”的轨迹方程;
(2)如果椭圆上的点的“伴随点”为,对于椭圆上的任意点及它的“伴随点”,求的取值范围;
(3)当,时,直线交椭圆于两点,若点的“伴随点”分别是,且以为直径的圆经过坐标原点,求的面积.
参考答案
1.B
根据离心率及,解得关于的等量关系式,即可得解.
解:因为离心率,解得,,
分别为C的左右顶点,则,
B为上顶点,所以.
所以,因为
所以,将代入,解得,
故椭圆的方程为.
故选:B.
2.D
利用抛物线的定义求解即可.
因为抛物线的焦点,准线方程为,点在上,
所以到准线的距离为,
又到直线的距离为,
所以,故.
故选:D.
3.B
设双曲线的右焦点为,由双曲线方程可求出,b,c的值,利用双曲线的定义以及三点共线即可求出的周长的最小值.
设双曲线的右焦点为,由双曲线的方程可得:,则,
所以,且,所以,
的周长为,
当且仅当M,P,A三点共线时取等号,
则周长的最小值为.
故选:B.
4.C
首先联立直线方程与椭圆方程,利用,求出范围,再根据三角形面积比得到关于的方程,解出即可.
将直线与椭圆联立,消去可得,
因为直线与椭圆相交于点,则,解得,
设到的距离到距离,易知,
则,,
,解得或(舍去),
故选:C.
5.B
因为,可得双曲线的渐近线方程是,与直线联立方程求得,两点坐标,即可求得,根据的面积为,可得值,根据,结合均值不等式,即可求得答案.
双曲线的渐近线方程是
直线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点
不妨设为在第一象限,在第四象限
联立,解得

联立,解得

面积为:
双曲线
其焦距为
当且仅当取等号
的焦距的最小值:
故选:B.
6.A
准确画图,由图形对称性得出P点坐标,代入圆的方程得到c与a关系,可求双曲线的离心率.
设与轴交于点,由对称性可知轴,
又,为以为直径的圆的半径,
为圆心.
,又点在圆上,
,即.
,故选A.
7.A
设公共焦点为,进而可得准线为,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得,再由双曲线离心率公式即可得解.
设双曲线与抛物线的公共焦点为,
则抛物线的准线为,
令,则,解得,所以,
又因为双曲线的渐近线方程为,所以,
所以,即,所以,
所以双曲线的离心率.
故选:A.
8.A
根据题意O、A、P、B四点在以OP为直径的圆上,可设点P坐标为,从而得出四点所在圆的方程为,利用两圆方程之差求得切点A、B所在直线方程,进而求得M、N两点坐标即可解决本题.
依题意有OAPB四点共圆,设点P坐标为,则该圆的方程为:,
将两圆方程:与相减,得切点所在直线方程为
,解得,因为,所以
故选:A
9.BCD
将抛物线方程化为标准式,即可求出焦点坐标与准线方程,从而判断A,联立直线与抛物线方程,消元,由判断B,设点,表示出,根据二次函数的性质判断C,根据抛物线的定义转化求出的周长的最小值,即可判断D.
解:抛物线:,即,所以焦点坐标为,准线方程为,故A错误;
由,即,解得,所以直线与相切,故B正确;
设点,所以,
所以,故C正确;
如图过点作准线,交于点,,,
所以,
当且仅当、、三点共线时取等号,故D正确;
故选:BCD
10.AD
根据椭圆的定义和性质逐项运算分析即可.
由椭圆方程可得:,则,
对A:根据椭圆的定义可得,A正确;
对B:根据椭圆性质可知当P是椭圆的左顶点时,P到的距离最小,
最小值为,B错误;
对C:根据椭圆性质可知当P是椭圆的上顶点时,的面积最大,
最大值为,C错误;
对D:根据椭圆性质可知当P是椭圆的右顶点时,P到的距离最大,
最小值为,D正确.
故选:AD.
11.AC
依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,利用正弦定理结合三角变换、双曲线的定义得到或,即可得解,注意就在双支上还是在单支上分类讨论.
[方法一]:几何法,双曲线定义的应用
情况一
M、N在双曲线的同一支,依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为B,
所以,因为,所以在双曲线的左支,
,, ,设,由即,则,
选A
情况二
若M、N在双曲线的两支,因为,所以在双曲线的右支,
所以,, ,设,
由,即,则,
所以,即,
所以双曲线的离心率
选C
[方法二]:答案回代法
特值双曲线

过且与圆相切的一条直线为,
两交点都在左支,,

则,
特值双曲线,
过且与圆相切的一条直线为,
两交点在左右两支,在右支,,

则,
[方法三]:
依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,
若分别在左右支,
因为,且,所以在双曲线的右支,
又,,,
设,,
在中,有,
故即,
所以,
而,,,故,
代入整理得到,即,
所以双曲线的离心率
若均在左支上,
同理有,其中为钝角,故,
故即,
代入,,,整理得到:,
故,故,
故选:AC.
12.2
根据双曲线的几何性质可知,,,即可根据斜率列出等式求解即可.
联立,解得,所以.
依题可得,,,即,变形得,,
因此,双曲线的离心率为.
故答案为:.
13.
根据给定条件,过切点E,F作出双球模型的轴截面,利用圆的切线性质及椭圆的定义求解作答.
过切点E,F作出双球模型的轴截面,设球分别与圆锥的同一条母线切于A,B两点,

有,过作于点C,则四边形是矩形,
于是,,又,从而,
设直线AB与平面的交点为P,则有,,
所以椭圆的长轴长.
故答案为:
14.
本题先求出直线必过的定点,再求出的轨迹方程,再数形结合求最值即可.

由得,
所以直线过点.
连接AM,则,由题意知点Q在以AM为直径的圆上,设,所以点Q的轨迹方程为(不包含点),
记圆的圆心为,过点Q,P,N分别作准线的垂线,垂足分别为B,D,S,连接DQ,则,当且仅当B,P,Q,N四点共线且点Q在PN中间时等号同时成立,所以的最小值为.
故答案为;
15.(1)
(2)
(1)根据椭圆的长轴长及所经过点直接求出,得出椭圆C的标准方程.
(2)直线l与椭圆方程联立,得出韦达定理,根据弦长公式得出结果.
(1)由题意设椭圆C的方程为,
因为椭圆经过点且长轴长为,
所以,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由已知设直线l的方程为,设,.
将直线代入,
得,
所以,,
.
16.(1)
(2)
(1)据共渐近线设双曲线的方程,然后代入点,计算,即可得出答案.
(2)联立直线与双曲线的方程,得关于的一元二次方程,写出韦达定理,然后表示出的中点坐标,代入圆的方程,计算即可得出答案.
(1)设双曲线的方程为,
代入,,得,解得,
所以双曲线的方程为.
(2)由,得,
设,,,,
则中点坐标为,,
由韦达定理可得,
所以,
所以中点坐标为,
因为点在圆上,
所以,解得.

17.(1)
(2)面积的最大值为,此时直线的方程为
(1)根据抛物线和双曲线的性质结合椭圆的的关系求解;
(2)利用韦达定理求出弦长,再利用点到直线距离公式为三角形的高即可求解.
(1)抛物线的焦点为,所以,
因为双曲线的焦点坐标为,
所以则,
所以椭圆E的方程为.
(2)设,
联立可得,
因为直线与椭圆E交于A、B两点,
所以解得,
由韦达定理可得,
由弦长公式可得,
点到直线的距离为,
所以
当且仅当即时取得等号,
所以面积的最大值为,此时直线的方程为.
18.(1)
(2)①证明见解析;②证明见解析
(1)先求出抛物线的焦点坐标,进而得到,可得,从而求解;
(2)①设直线方程为,,,联立方程组,结合韦达定理可得,结合可得,进而求证;
②设直线方程为,,,联立方程组,结合韦达定理可得,,再结合即可得证.
(1)易知直线与x轴交于,
即焦点坐标为,
所以,,
则抛物线方程为.
(2)①设直线方程为,,,
联立方程组,得,
所以,又,
所以,即,
则.
②设直线方程为,,
联立方程组,得,
所以,,

整理得,,所以直线过定点.
19.(1)
(2)
(3)
(1)根据“伴随点”的定义,结合点在椭圆上求解即可;
(2)根据题意,结合(1)得,进而得,再根据数量积的坐标表示,结合二次函数求解即可;
(3)设,,则,,进而根据得,再联立椭圆和直线的方程并结合韦达定理得,最后求弦长与点到直线的距离并求面积即可.
(1)解:设.
所以,根据“伴随点”的定义,有,则,
又因为,
所以,即.
所以,椭圆上的点的“伴随点”的轨迹方程为.
(2)解:由(1)知,椭圆上的点的“伴随点”的轨迹方程为,
因为椭圆上的点的“伴随点”为,
所以,根据“伴随点”的定义与(1)中结论,有,解得,
因为点在椭圆上,所以,
所以,,且,
所以.
因为,,所以,
所以的取值范围是.
(3)解:由题意,得椭圆的方程为.
设,,则,.
联立椭圆和直线的方程,得
所以.
由题意,得,
所以,.①
因为为直径的圆经过坐标原点,
所以,即,
所以.②
将①代入②,化简,得.
所以,,
所以.
又因为点到直线的距离,
所以.
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