(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知双曲线x2-=1,那么它的焦点到渐近线的距离为( )
A.1 B.
C.3 D.4
解析:焦点(±2,0),渐近线y=±x,
焦点到渐近线的距离为=.
答案:B
2.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.(1,+∞) B.(1,2)
C. D.(0,1)
解析:由x2+ky2=2,得+=1,
又∵椭圆的焦点在y轴上,
∴>2,即0<k<1.
答案:D
3.若抛物线x2=2ay的焦点与椭圆+=1的下焦点重合,则a的值为( )
A.-2 B.2
C.-4 D.4
解析:椭圆+=1的下焦点为(0,-1),
∴=-1,即a=-2.
答案:A
4.θ是任意实数,则方程x2+y2sin θ=4的曲线不可能是( )
A.椭圆 B.双曲线
C.抛物线 D.圆
解析:由于θ∈R,对sin θ的值举例代入判断.
sin θ可以等于1,这时曲线表示圆,sin θ可以小于0,这时曲线表示双曲线,sin θ可以大于0且小于1,这时曲线表示椭圆.
答案:C
5.已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=( )
A.3 B.6
C.9 D.12
解析:抛物线y2=8x的焦点为(2,0),
∴椭圆中c=2,
又=,∴a=4,b2=a2-c2=12,
从而椭圆的方程为+=1.
∵抛物线y2=8x的准线为x=-2,
∴xA=xB=-2,
将xA=-2代入椭圆方程可得|yA|=3,
由图象可知|AB|=2|yA|=6.故选B.
答案:B
6.抛物线y2=24ax(a>0)上有一点M,它的横坐标是3,它到焦点的距离是5,则抛物线的方程为( )
A.y2=8x B.y2=12x
C.y2=16x D.y2=20x
解析:由题意知,3+6a=5,∴a=,
∴抛物线方程为y2=8x.
答案:A
7.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的一条渐近线经过点(4,-2),则它的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),所以其渐近线方程为y=±x,因为点(4,-2)在渐近线上,所以=,根据c2=a2+b2,可得=,解得e2=,e=.
答案:D
8.已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0),过F的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若直线l的倾斜角为45°,则弦AB的中点坐标为( )
A.(1,0) B.(2,2)
C.(3,2) D.(2,4)
解析:依题意得,抛物线C的方程是y2=4x,直线l的方程是y=x-1.由消去y得(x-1)2=4x,
即x2-6x+1=0.因此线段AB的中点的横坐标是=3,纵坐标是y=3-1=2.所以线段AB的中点坐标是(3,2).
答案:C
9.过双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点F(-c,0)(c>0)作圆x2+y2=的切线,切点为E,延长FE交双曲线右支于点P,若=(+),则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:设双曲线右焦点为M,∵OE⊥PF,
∴在直角三角形OEF中,|EF|= .
又=(+),
∴E是PF的中点.∴|PF|=2,|PM|=a.
又|PF|-|PM|=2a,∴2-a=2a.
∴离心率e==.
答案:A
10.(2017·全国卷Ⅰ)已知F是双曲线C:x2-=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为( )
A. B.
C. D.
解析:法一:由题可知,双曲线的右焦点为F(2,0),当x=2时,代入双曲线C的方程,得4-=1,解得y=±3,不妨取点P(2,3),因为点A(1,3),所以AP∥x轴,又PF⊥x轴,所以AP⊥PF,所以S△APF=|PF|·|AP|=×3×1=.
法二:由题可知,双曲线的右焦点为F(2,0),当x=2时,代入双曲线C的方程,得4-=1,解得y=±3,不妨取点P(2,3),因为点A(1,3),所以=(1,0),=(0,-3),所以·=0,所以AP⊥PF,所以S△APF=|PF|·|AP|=×3×1=.
答案:D
11.设F为抛物线C:y2=4x的焦点,曲线y=(k>0)与C交于点P,PF⊥x轴,则k=( )
A. B.1
C. D.2
解析:选D ∵y2=4x,∴F(1,0).
又∵曲线y=(k>0)与C交于点P,PF⊥x轴,∴P(1,2).
将点P(1,2)的坐标代入y=(k>0),得k=2.故选D.
12.已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左、右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴.过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:如图所示,由题意得A(-a,0),B(a,0),F(-c,0).
设E(0,m),
由PF∥OE,得=,
则|MF|=. ①
又由OE∥MF,得=,
则|MF|=. ②
由①②得a-c=(a+c),即a=3c,∴e==.故选A.
答案:A
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上)
13.已知F1,F2为椭圆+=1的两个焦点,过F1的直线交椭圆于A,B两点,若|F2A|=|AB|=6,则|F2B|=________.
解析:由椭圆定义知|F1A|+|F2A|=|F1B|+|F2B|=2a=10,所以|F1A|=10-|F2A|=4,|F1B|=|AB|-|F1A|=2,故|F2B|=10-|F1B|=8.
答案:8
14.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=x,它的一个焦点与抛物线y2=16x的焦点相同,则双曲线的方程为________.
解析:因为抛物线的焦点坐标为(4,0),故在双曲线中c=4,因为双曲线的渐近线方程是y=±x,
所以=,即b=a,
由a2+b2=c2得a2=4,进而求得b2=12,
故所求的双曲线方程是-=1.
答案:-=1
15.已知点P是抛物线y2=2x上的动点,点P在y轴上的射影是M,点A的坐标是,则|PA|+|PM|的最小值是________.
解析:设抛物线焦点为F,则|PM|=|PF|-,
∴|PA|+|PM|=|PA|+|PF|-.∴当且仅当A,P,F共线时|PA|+|PF|取最小值为|AF|=5,
∴|PA|+|PM|的最小值为.
答案:
16.已知动点P与双曲线x2-y2=1的两个焦点F1,F2的距离之和为定值,且cos∠F1PF2的最小值为-,则动点P的轨迹方程为____________.
解析:∵x2-y2=1,∴c=.
设|PF1|+|PF2|=2a(常数a>0),2a>2c=2,
∴a>.
由余弦定理有
cos∠F1PF2=
=
=-1,
∵|PF1||PF2|≤2=a2,
∴当且仅当|PF1|=|PF2|时 ,
|PF1||PF2|取得最大值a2.
此时cos∠F1PF2取得最小值-1.
由题意-1=-,解得a2=3,
∴b2=a2-c2=3-2=1.
∴P点的轨迹方程为+y2=1.
答案:+y2=1
三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知直线l:y=x-1与抛物线y2=4x交于A,B两点,求弦AB的长.
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则
?x2-6x+1=0,∴x1+x2=6,x1x2=1.
∴|AB|=|x1-x2|==8,故弦AB的长为8.
18.(本小题满分12分)已知双曲线C的两个焦点坐标分别为F1(-2,0),F2(2,0),双曲线C上一点P到F1,F2距离差的绝对值等于2.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)经过点M(2,1)作直线l交双曲线C的右支于A,B两点,且M为AB的中点,求直线l的方程.
解:(1)依题意,得双曲线C的实半轴长为a=1,焦半距为c=2,所以其虚半轴长b==.
又其焦点在x轴上,所以双曲线C的标准方程为x2-=1.
(2)设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则两式相减,
得3(x1-x2)(x1+x2)-(y1-y2)(y1+y2)=0.
因为M(2,1)为AB的中点,所以
所以12(x1-x2)-2(y1-y2)=0,
即kAB==6.
故AB所在直线l的方程为y-1=6(x-2),
即6x-y-11=0.
19.(本小题满分12分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2.以F1为圆心、以3为半径的圆与以F2为圆心、以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点.射线PO交椭圆E于点Q,求的值.
解:(1)由题意知2a=4,则a=2.
又=,a2-c2=b2,可得b=1,
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由(1)知椭圆E的方程为+=1.
设P(x0,y0),=λ,由题意知Q(-λx0,-λy0).
因为+y=1,
又+=1,即=1,
所以λ=2,即=2.
20.(本小题满分12分)已知椭圆+=1(a>b>0)的一个顶点为A(0,1),离心率为,过点B(0,-2)及左焦点F1的直线交椭圆于C,D两点,右焦点设为F2.
(1)求椭圆的方程;
(2)求△CDF2的面积.
解:(1)∵椭圆+=1的一个顶点为A(0,1),
∴b=1.
又离心率e===,
∴a2=2.
∴椭圆的方程为+y2=1.
(2)∵F1(-1,0),
∴直线BF1的方程为y=-2x-2.
由消去y,得9x2+16x+6=0,
∴Δ=162-4×9×6=40>0,
所以直线与椭圆有两个公共点,
设为C(x1,y1),D(x2,y2),
则
∴|CD|=|x1-x2|
=·
=·=.
又点F2到直线BF1的距离d=,
故S△CDF2=|CD|·d=.
21.(本小题满分12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(1,-2).
(1)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(2)是否存在平行于OA(O为坐标原点)的直线l,使得直线l与抛物线C有公共点,且直线OA与l的距离等于?若存在,求直线l的方程;若不存在,说明理由.
解:(1)将(1,-2)代入y2=2px,得(-2)2=2p·1,
所以p=2.
故所求抛物线C的方程为y2=4x,
其准线方程为x=-1.
(2)假设存在符合题意的直线l,
设其方程为y=-2x+t,
由消去x,得y2+2y-2t=0.
因为直线l与抛物线C有公共点,
所以Δ=4+8t≥0,解得t≥-.
由直线OA与l的距离d=可得=,
解得t=±1.
因为-1?,1∈,
所以符合题意的直线l存在,其方程为2x+y-1=0.
22.(本小题满分12分)已知椭圆C的焦点F1(-,0)和F2(,0),长轴长为4,设直线y=x+m交椭圆C于A,B两个不同的点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若m=2,求弦AB的长;
(3)求m 的取值范围.
解:(1)∵椭圆C的焦点为F1(-,0)和F2(,0),长轴长为4,
∴设所求椭圆的方程为
+=1(a>b>0),
则依题意有a=2,c=,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为+=1.
(2)若m=2,则直线方程为y=x+2,
联立
消去y得3x2+8x+4=0,
设直线与椭圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则由根与系数的关系有
x1+x2=-,x1x2=,
所以由弦长公式得,
|AB|=
=·=.
(3)设直线与椭圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
联立
消去y得3x2+4mx+2m2-4=0(*)
∵直线与椭圆相交于不同的两点,
∴方程(*)有两相异的实根.
∴Δ=(4m)2-4×3×(2m2-4)>0.
解得-即m的取值范围是(-,).