第三章 圆锥曲线的方程(单元测试)(含解析)2025-2026学年人教A版(2019)数学选择性必修第一册

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名称 第三章 圆锥曲线的方程(单元测试)(含解析)2025-2026学年人教A版(2019)数学选择性必修第一册
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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 2025-09-19 14:12:15

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第三章 圆锥曲线的方程
一、单选题
1.已知直线y=kx+t与圆x2+(y+1)2=1相切且与抛物线C:x2=4y交于不同的两点M,N,则实数t的取值范围是(  )
A.(﹣∞,﹣3)∪(0,+∞) B.(﹣∞,﹣2)∪(0,+∞)
C.(﹣3,0) D.(﹣2,0)
2.抛物线x2=2py(p>0)上一点A(a,p)到其准线的距离等于,则实数a的值等于(  )
A.4 B.±2 C. D.±
3.在平面直角坐标系xOy中,双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线l2:yx的倾斜角是渐近线l1:yx的倾斜角的2倍,第二象限内一点P在渐近线l2上,且与双曲线C的右焦点F,点O构成底边长为2的等腰三角形,则双曲线C的标准方程为(  )
A.x21 B.x21 C.y2=1 D.y2=1
4.若点P(1,2)在双曲线)的一条渐近线上,则它的离心率为(  )
A. B.2 C. D.
5.椭圆的焦点坐标为(﹣5,0)和(5,0),椭圆上一点与两焦点的距离和是26,则椭圆的方程为(  )
A.1 B.1
C.1 D.1
6.曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度小,已知椭圆C:1(a>b>0)上点P(x0,y0)处的曲率半径公式为R=a2b2(.若椭圆C上所有点相应的曲率半径的最大值是最小值的8倍,则椭圆C的离心率为(  )
A. B. C. D.
二、填空题
7.已知O为坐标原点,双曲线1(a>0,b>0)的左焦点为F,左顶点为A,过点F向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为P,且|AF|+|FP|=|OF|,则该双曲线的离心率为     .
8.若关于x,y的方程1表示的是曲线C,给出下列四个命题:
①若C为椭圆,则1<t<3;
②若C为双曲线,则t>3或t<1;
③曲线C不可能是圆;
④若C表示椭圆,且长轴在x轴上,则1<t<2.
其中正确的命题是     .(把所有正确命题的序号都填在横线上)
9.已知双曲线C:1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,左、右顶点分别为A1,A2,点P是双曲
线C上不同于A1,A2的任意一点,若△PF1F2与△PA1A2的面积之比为:1,则双曲线C的离心率为    .
10.如图所示,等边三角形OAB的边长为8,且其三个顶点均在抛物线 C:x2=2py(p>0)上.则抛物线C的方程为     .
三、解答题
11.已知抛物线C的顶点是坐标原点O,而焦点是双曲线4x2﹣y2=1的右顶点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l:y=x﹣2与抛物线相交于A、B两点.
①求弦长|AB|;
②求证:OA⊥OB.
12.椭圆C:过点,离心率为,左、右焦点分别为F1,F2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P(m,n)在椭圆C上.
(ⅰ)求证:|PF2|=2m;
(ⅱ)若|PF1|,求直线PF1的方程.
13.根据下列条件,求椭圆的方程.
(1)已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率e,且长轴长等于4;
(2)已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为,右焦点到右顶点的距离为1.
14.已知双曲线C:1(a>0,b>0),焦距为2,渐近线方程为yx.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知M,N是双曲线C上关于x轴对称的两点,点P是C上异于M,N的任意一点,直线PM、PN分别交x轴于点T、S,试问:|OS| |OT|是否为定值,若不是定值,说明理由,若是定值,请求出定值(其中O是坐标原点).
15.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,虚轴长为8,离心率为;
(2)与双曲线1有共同的渐近线,且过点.
第三章 圆锥曲线的方程
参考答案与试题解析
一、单选题
1.已知直线y=kx+t与圆x2+(y+1)2=1相切且与抛物线C:x2=4y交于不同的两点M,N,则实数t的取值范围是(  )
A.(﹣∞,﹣3)∪(0,+∞) B.(﹣∞,﹣2)∪(0,+∞)
C.(﹣3,0) D.(﹣2,0)
【答案】A
【分析】由直线与圆相切可得1,把直线方程代入抛物线方程并整理,由Δ>0求得t的范围.
【解答】解:因为直线l:y=kx+t与圆:x2+(y+1)2=1相切,
所以1,
所以k2=t2+2t,
把直线方程代入抛物线方程并整理得:x2﹣4kx﹣4t=0,
由Δ=16k2+16t=16(t2+2t)+16t>0得t>0或t<﹣3,
实数t的取值范围是为(﹣∞,﹣3)∪(0,+∞).
故选:A.
【点评】本题主要考查直线和圆、抛物线的位置关系,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
2.抛物线x2=2py(p>0)上一点A(a,p)到其准线的距离等于,则实数a的值等于(  )
A.4 B.±2 C. D.±
【答案】D
【分析】根据抛物线x2=2py(p>0)上一点A(a,p)到其准线的距离等于,求得p=1,将点A(a,p)代入抛物线方程即可解得实数a的值.
【解答】解:因为抛物线x2=2py(p>0)上一点A(a,p)到其准线的距离等于,
所以,所以p=1,
则A(a,1),抛物线方程为x2=2y,
将A(a,1)代入得:a2=2,解得.
故选:D.
【点评】本题考查了抛物线的性质,属于基础题.
3.在平面直角坐标系xOy中,双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线l2:yx的倾斜角是渐近线l1:yx的倾斜角的2倍,第二象限内一点P在渐近线l2上,且与双曲线C的右焦点F,点O构成底边长为2的等腰三角形,则双曲线C的标准方程为(  )
A.x21 B.x21 C.y2=1 D.y2=1
【答案】A
【分析】设出渐近线的倾斜角,利用一自然条件求出渐近线的倾斜角,推出ab关系,结合三角形的面积求解c,推出a,b即可得到双曲线方程.
【解答】解:双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线l2:yx的倾斜角是渐近线l1:yx的倾斜角的2倍,
设渐近线l1的倾斜角为α,则渐近线l2的倾斜角为2α,则α+2α=π,所以α,所以,
第二象限内一点P在渐近线l2上,且与双曲线C的右焦点F,∠POF,
点O构成底边长为2的等腰三角形,
所以|PF|=2,∠OFP,所以l1⊥PF,所以c=2,a2+b2=4,解得a=1,b,
所以双曲线方程为:x21.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
4.若点P(1,2)在双曲线)的一条渐近线上,则它的离心率为(  )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】求出双曲线的渐近线方程,代入点的坐标,求解a,然后求解离心率即可.
【解答】解:双曲线的渐近线方程,
因为点P(1,2)在双曲线的一条渐近线上,
所以,所以,
它的离心率为.
故选:C.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,离心率的求法,是基础题.
5.椭圆的焦点坐标为(﹣5,0)和(5,0),椭圆上一点与两焦点的距离和是26,则椭圆的方程为(  )
A.1 B.1
C.1 D.1
【答案】A
【分析】根据椭圆的焦点坐标为(﹣5,0)和(5,0),椭圆上一点与两焦点的距离和是26,可得椭圆的焦点在x轴上,c=5,a=13,从而可求b,即可求出椭圆的方程.
【解答】解:∵椭圆的焦点坐标为(﹣5,0)和(5,0),椭圆上一点与两焦点的距离和是26,
∴椭圆的焦点在x轴上,c=5,a=13,
∴b12,
∴椭圆的方程为1.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的定义,考查学生的计算能力,正确运用椭圆的定义是关键.
6.曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度小,已知椭圆C:1(a>b>0)上点P(x0,y0)处的曲率半径公式为R=a2b2(.若椭圆C上所有点相应的曲率半径的最大值是最小值的8倍,则椭圆C的离心率为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知求出R的范围,再由最大值为最小值的8倍建立关系式,进而可以求解.
【解答】解:∵点P在椭圆上,则,即,


∵∈[0,a2],∴∈[],
则∈[],
∴R∈[],
∵曲率半径的最大值是最小值的8倍,
∴,整理得a=2b,
则椭圆的离心率为e,
故选:C.
【点评】本题考查了椭圆的性质以及曲率半径的性质,考查运算求解能力,属于中档题.
二、填空题
7.已知O为坐标原点,双曲线1(a>0,b>0)的左焦点为F,左顶点为A,过点F向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为P,且|AF|+|FP|=|OF|,则该双曲线的离心率为    .
【答案】.
【分析】根据已知条件,结合点到直线距离,可得|FP|=b,由|AF|+|FP|=|OF|,可推得a=b,再结合双曲线的离心率公式,即可求解.
【解答】解:设F(﹣c,0)渐近线方程为,
∵c2=a2+b2,
∴点F(﹣c,0)到渐近线距离|FP|,
∵|AF|+|FP|=|OF|,
∴c﹣a+b=c,即a=b,
∴c2=a2+b2=2a2,即,
∴双曲线的离心率为 .
故答案为:.
【点评】本题主要考查了离心率的求解,熟练掌握双曲线的性质是解本题的关键,属于中档题.
8.若关于x,y的方程1表示的是曲线C,给出下列四个命题:
①若C为椭圆,则1<t<3;
②若C为双曲线,则t>3或t<1;
③曲线C不可能是圆;
④若C表示椭圆,且长轴在x轴上,则1<t<2.
其中正确的命题是  ②④  .(把所有正确命题的序号都填在横线上)
【答案】②④.
【分析】根据方程表示的曲线特征,列式求解t的取值范围.
【解答】解:①若C为椭圆,则,解得:1<t<2或2<t<3,故①不正确;
②若C为双曲线,则(3﹣t)(t﹣1)<0,解得:t>3或t<1,故②正确;
③当t=2时,方程表示x2+y2=1,表示圆,故③不正确;
④若C为椭圆,且长轴在x轴上,则,解得:1<t<2,故④正确.
故答案为:②④.
【点评】本题考查了圆锥曲线的方程,熟记圆锥曲线的方程是解答本解的关键,属于基础题.
9.已知双曲线C:1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,左、右顶点分别为A1,A2,点P是双曲
线C上不同于A1,A2的任意一点,若△PF1F2与△PA1A2的面积之比为:1,则双曲线C的离心率为   .
【答案】见试题解答内容
【分析】利用已知条件,把三角形的面积转化为c与a的比,然后求解离心率.
【解答】解:设双曲线的半焦距为c,△PF1F2与△PA1A2的面积之比为:1,
可得|F1F2||A1A2|,即2c=2,
所以e,
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线的离心率求法,简单性质的应用,是基础题.
10.如图所示,等边三角形OAB的边长为8,且其三个顶点均在抛物线 C:x2=2py(p>0)上.则抛物线C的方程为  x2=4y  .
【答案】见试题解答内容
【分析】由已知得A(﹣4,12),B(4,12),O(0,0),从而()2=24p,由此能求出抛物线C的方程.
【解答】解:如图,∵等边三角形OAB的边长为8,
且其三个顶点均在抛物线 C:x2=2py(p>0)上.
∴A(﹣4,12),B(4,12),O(0,0),
∴()2=24p,
解得p=2.
∴抛物线C的方程为x2=4y.
故答案为:x2=4y.
【点评】本题考查抛物线方程的求法,是基础题,解题时要注意待定系数法的合理运用.
三、解答题
11.已知抛物线C的顶点是坐标原点O,而焦点是双曲线4x2﹣y2=1的右顶点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l:y=x﹣2与抛物线相交于A、B两点.
①求弦长|AB|;
②求证:OA⊥OB.
【答案】(1)y2=2x;
(2)①;
②证明见解析.
【分析】(1)将双曲线的方程化为标准形式,求得右顶点坐标,根据抛物线的焦点与双曲线的右顶点重合得到抛物线的方程;
(2)①联立方程,利用弦长公式,结合韦达定理求得弦长;
②利用向量的数量积为零求证垂直关系.
【解答】(1)解:4x2﹣y2=1,化为标准形式:,
,右顶点A,
设抛物线的方程为y2=2px,焦点坐标为,
由于抛物线的焦点是双曲线的右顶点,所以p=1,
∴抛物线C的方程y2=2x;
(2)解:,消去x,得y2﹣2y﹣4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y2=﹣4,y1+y2=2,


①.
证明:②,
∴OA⊥OB.
【点评】本题主要考查圆锥曲线方程的求解,直线与圆锥曲线的位置关系,韦达定理及其应用等知识,属于中等题.
12.椭圆C:过点,离心率为,左、右焦点分别为F1,F2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P(m,n)在椭圆C上.
(ⅰ)求证:|PF2|=2m;
(ⅱ)若|PF1|,求直线PF1的方程.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)证明见解析;
(ⅱ)或.
【分析】(1)根据题设条件和a2=b2+c2,列出方程组,求得a2,b2,c2的值,即可求解;
(2)(ⅰ)由(1)中椭圆C的方程,代入点P(m,n)求得,结合两点间的距离公式,即可求解;
(ⅱ)由(ⅰ)知,求得,求得点P的坐标,分类讨论,即可求解.
【解答】解:(1)由题意,椭圆过点,离心率为,
可得,解得,所以椭圆C的方程为.
(2)(ⅰ)由(1)知椭圆C的方程为,可得F1(﹣1,0),F2(1,0),
因为P(m,n)在椭圆C上,可得,可得,
所以,
因为﹣2<m<2,所以,
(ⅱ)由(ⅰ)知,
则,
可得,
又由,即,解得,所以,
当时,可得,则,
所以直线PF1的方程为,即;
当时,可得,则,
所以直线PF1的方程为,即,
综上可得直线PF1的方程或.
【点评】本题主要考查圆锥曲线方程的求解,直线与圆锥曲线的位置关系,韦达定理及其应用等知识,属于中等题.
13.根据下列条件,求椭圆的方程.
(1)已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率e,且长轴长等于4;
(2)已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为,右焦点到右顶点的距离为1.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据椭圆的离心率公式及2a=4,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
(2)设椭圆C的方程,结合离心率公式和a﹣c=1,即可求得a和b的值,求得椭圆方程.
【解答】解:(1)由题意可知,2a=4,则a=2,
椭圆C的离心率,c=1,
所以b2=a2﹣c2=3,
所以椭圆C的方程:;
(2)由题意,设椭圆C的方程:,
由右焦点到右顶点的距离为1,则a﹣c=1,
椭圆C的离心率,即a=2c,
所以a=2,c=1,所以b2=a2﹣c2=3,
所以椭圆C的方程:.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,椭圆的性质,属于基础题.
14.已知双曲线C:1(a>0,b>0),焦距为2,渐近线方程为yx.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知M,N是双曲线C上关于x轴对称的两点,点P是C上异于M,N的任意一点,直线PM、PN分别交x轴于点T、S,试问:|OS| |OT|是否为定值,若不是定值,说明理由,若是定值,请求出定值(其中O是坐标原点).
【答案】(1).
(2)是定值,定值为2.理由见解答.
【分析】(1)利用已知条件求解c,a,b,得到双曲线方程.
(2)是定值,定值为2,法一:设直线MP的方程为x=ty+m(t≠0),S(x0,0),T(m,0),代入得(t2﹣2)y2+2tmy+m2﹣2=0,设点M(x1,y1),P(x2,y2),则N(x1,﹣y1),利用韦达定理,结合三点共线转化求解|OS||OT|为定值.
法二:设点M(x1,y1),P(x2,y2),则N(x1,﹣y1),求出MP的方程,求解S、T的横坐标,通过点M(x1,y1),P(x2,y2),在双曲线上转化求解xT xS=2.
【解答】解:(1)∵,∴,
又因为渐近线方程为.∴,
∵c2=a2+b2,∴a2=2,b2=1,
∴.
(2)是定值,定值为2.
法一:设直线MP的方程为x=ty+m(t≠0),S(x0,0),T(m,0),
代入,得(t2﹣2)y2+2tmy+m2﹣2=0,
因为渐近线方程为,MP与渐近线不平行,∴t2≠2
设点M(x1,y1),P(x2,y2),则N(x1,﹣y1),
由韦达定理可得:,
由N,S,P三点共线得,

∴,即|OS||OT|为定值.
法二:是定值,定值为2,
设点M(x1,y1),P(x2,y2),则N(x1,﹣y1),,
令y=0,∴,
同理:,
因为点M(x1,y1),P(x2,y2),在双曲线上,∴,

∴(3),
由(1)(2)可得:,,
代入(3)可得:(定值).
【点评】本题考查直线与双曲线的位置关系的综合应用,双曲线的简单性质的应用以及方程的求解,考查分析问题解决问题的能力,是难题.
15.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,虚轴长为8,离心率为;
(2)与双曲线1有共同的渐近线,且过点.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由已知结合隐含条件求得a与b的值,则双曲线的标准方程可求;
(2)设与双曲线1有共同的渐近线的双曲线方程为,代入已知点的坐标求得λ值,则双曲线方程可求.
【解答】解:(1)由已知可得,2b=8,b=4,
∴,解得a2=9,c2=25.
又焦点在x轴上,∴双曲线的方程为;
(2)设与双曲线1有共同的渐近线的双曲线方程为(λ≠0),
把点代入,可得,即λ,
∴所求双曲线方程为.
【点评】本题考查了双曲线的标准方程及其性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
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