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1、第九章 單元能力測試卷
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.)
1.若曲線+=1的一條準(zhǔn)線方程為x=10,則m的值為( )
A.8或86 B.6或56
C.5或56 D.6或86
答案 D
解析 由準(zhǔn)線是x=10及方程形式知曲線是焦點(diǎn)在x軸上的橢圓,所以a2=m+4,b2=9,則c=,于是=10,解得m=6或86.∵m+4>9,∴m>5,均符合題意.
2.已知橢圓+=1(a>b>0)的面積為S=abπ,現(xiàn)有一個橢圓,其中心在坐標(biāo)原點(diǎn),一個焦點(diǎn)坐標(biāo)為(4,0),且長軸長與短軸長的差為2,則該橢圓的面積為( )
A.15π
2、 B.π
C.3π D.π
答案 D
解析 由題意得則得到
所以S=abπ=×π=π.
3.過拋物線y=x2準(zhǔn)線上任一點(diǎn)作拋物線的兩條切線,若切點(diǎn)分別為M,N,則直線MN過定點(diǎn)( )
A.(0,1) B.(1,0)
C.(0,-1) D.(-1,0)
答案 A
解析 特殊值法,取準(zhǔn)線上一點(diǎn)(0,-1).設(shè)M(x1,x12),N(x2,x22),則過M、N的切線方程分別為y-x12=x1(x-x1),y-x22=x2(x-x2).將(0,-1)代入得x12=x22=4,∴MN的方程為y=1,恒過(0,1)點(diǎn).
4.設(shè)
3、雙曲線16x2-9y2=144的右焦點(diǎn)為F2,M是雙曲線上任意一點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(9,2),則|MA|+|MF2|的最小值為( )
A.9 B.
C. D.
答案 B
解析 雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為-=1,離心率為,運(yùn)用第二定義,將|MF2|轉(zhuǎn)化為M到右準(zhǔn)線的距離.
5.拋物線y=-ax2(a<0)的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.(0,) B.(0,)
C.(0,-) D.(0,-)
答案 C
解析 因為a<0,所以方程可化為x2=y(tǒng),
所以焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-).故選C.
6.設(shè)F1、F2分別是雙曲線x2-=1的左、右
4、焦點(diǎn).若點(diǎn)P在雙曲線上,且·=0,則|+|等于( )
A. B.2
C. D.2
答案 B
解析 F1(-,0),F(xiàn)2(,0),2c=2,2a=2.
∵·=0,∴||2+||2=|F1F2|2=4c2=40
∴(+)2=||2+||2+2·=40,∴|+|=2.
7.已知橢圓+=1(a>b>0)與雙曲線-=1(m>0,n>0)有相同的焦點(diǎn)(-c,0)和(c,0).若c是a與m的等比中項,n2是m2與c2的等差中項,則橢圓的離心率等于( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 ∵c2=am,2n
5、2=c2+m2,又n2=c2-m2,
∴m2=c2,即m=c.∴c2=ac,則e==.
8.設(shè)雙曲線以橢圓+=1長軸的兩個端點(diǎn)為焦點(diǎn),其準(zhǔn)線過橢圓的焦點(diǎn),則雙曲線的漸近線的斜率為( )
A.±2 B.±
C.± D.±
答案 C
解析 橢圓+=1中,a=5,c=4.
設(shè)雙曲線方程為-=1(a>0,b>0).
所以c=5,=4.所以a2=20,b2=c2-a2=5.所以雙曲線方程為-=1.
所以其漸近線方程為y=±x=±x,所以其斜率為±.
解決此題關(guān)鍵是分清橢圓與雙曲線中的a,b,c關(guān)系,這也是極易混淆之處.
9.已知橢圓+=1的兩個
6、焦點(diǎn)為F1、F2,M是橢圓上一點(diǎn),且|MF1|-|MF2|=1,則△MF1F2是( )
A.銳角三角形 B.鈍角三角形
C.直角三角形 D.等邊三角形
答案 C
解析 由+=1知a=2,b=,c=1,e=.
則|MF1|+|MF2|=4,
又|MF1|-|MF2|=1.
∴|MF1|=,|MF2|=,又|F1F2|=2.
∴|MF1|>|F1F2|>|MF2|,
cos∠MF2F1==0,
∴∠MF2F1=90°.即△MF1F2是直角三角形.
10.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,右準(zhǔn)線與一條漸近線交于點(diǎn)A,△OAF的面積為(
7、O為原點(diǎn)),則兩條漸近線的夾角為( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
答案 D
解析 由y=x和x=得A(,),
∴S△=··c=ab,
又∵S△=a2,∴a=b,∴其夾角為90°.
11. 已知兩點(diǎn)M(-3,0),N(3,0),點(diǎn)P為坐標(biāo)平面內(nèi)一動點(diǎn),且||·||+·=0,則動點(diǎn)P(x,y)到點(diǎn)A(-3,0)的距離的最小值為( )
A.2 B.3
C.4 D.6
答案 B
解析 因為M(-3,0),N(3,0),所以=(6,0),||=6,=(x+3,y),=(x-3,y).
由
8、||·||+·=0得6+6(x-3)=0,化簡整理得y2=-12x,所以點(diǎn)A是拋物線y2=-12x的焦點(diǎn),所以點(diǎn)P到A的距離的最小值就是原點(diǎn)到A(-3,0)的距離,所以d=3.
12.如圖,過拋物線x2=4py(p>0)焦點(diǎn)的直線依次交拋物線與圓x2+(y-p)2=p2于點(diǎn)A、B、C、D,則·的值是( )
A.8p2 B.4p2
C.2p2 D.p2
答案 D
解析 ||=|AF|-p=y(tǒng)A,||=|DF|-p=y(tǒng)D,||·||=y(tǒng)AyD=p2.因為,的方向相同,所以·=||·||=y(tǒng)AyD=p2.
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,
9、共20分,把答案填在題中橫線上)
13.已知正方形ABCD,則以A、B為焦點(diǎn),且過C、D兩點(diǎn)的橢圓的離心率為________.
答案?。?
解析 令A(yù)B=2,則AC=2,
∴橢圓中c=1,2a=2+2?a=1+,
可得e===-1.
命題思路 本題考查橢圓概念和基本量的關(guān)系.
14.若焦點(diǎn)在x軸上的橢圓+=1上有一點(diǎn),使它與兩個焦點(diǎn)的連線互相垂直,則b的取值范圍是________.
答案?。躡≤且b≠0
解析 設(shè)橢圓的兩焦點(diǎn)為F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)以F1F2為直徑的圓與橢圓有公共點(diǎn)時,在橢圓上必存在點(diǎn)滿足它與兩個焦點(diǎn)的連線互相垂直,此時條件滿足c≥b,從而得c2≥
10、b2?a2-b2≥b2?b2≤a2=,解得-≤b≤且b≠0.
15.設(shè)雙曲線x2-y2=1的兩條漸近線與直線x=圍成的三角形區(qū)域(包含邊界)為E,P(x,y)為該區(qū)域的一個動點(diǎn),則目標(biāo)函數(shù)z=x-2y的最小值為________.
答案?。?
16.以下四個關(guān)于圓錐曲線的命題中:
①設(shè)A、B為兩個定點(diǎn),k為非零常數(shù),若||-||=k,則動點(diǎn)P的軌跡為雙曲線;②過定圓C上一定點(diǎn)A作圓的動弦AB,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若=(+),則動點(diǎn)P的軌跡為橢圓;③方程2x2-5x+2=0的兩根可分別作為橢圓和雙曲線的離心率;④雙曲線-=1與橢圓+y2=1有相同的焦點(diǎn).
其中真命題的序號為________(寫出
11、所有真命題的序號).
答案?、邰?
解析?、馘e誤,當(dāng)k>0且k<|AB|,表示以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的一支;當(dāng)k>0且k=|AB|時表示一條射線;當(dāng)k>0且k>|AB|時,不表示任何圖形;當(dāng)k<0時,類似同上.②錯誤.P是AB中點(diǎn),且P到圓心與A的距離平方和為定值.故P的軌跡應(yīng)為圓.③④正確,很易驗證.多選題的特點(diǎn)是知識點(diǎn)分散,涉及面廣,且只有每一個小題都做對時才得分.故為易錯題,要求平時掌握知識點(diǎn)一定要準(zhǔn)確,運(yùn)算要細(xì)致.
三、解答題(本大題共6小題,共70分,解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)設(shè)拋物線y2=2px(p>0)被直線y=2x-4截得的弦AB
12、長為3.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)直線AB上有一點(diǎn)Q,使得A、Q、B到拋物線的準(zhǔn)線的距離成等差數(shù)列,求Q點(diǎn)坐標(biāo).
解析 (1)將y=2x-4代入y2=2px得
(2x-4)2=2px,即2x2-(8+p)x+8=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則
x1+x2=,x1x2=4.
所以|AB|==3.
所以p=2.
所以拋物線的方程為y2=4x.
(2)①當(dāng)x>-1時,設(shè)Q(x,y),因為拋物線的準(zhǔn)線為x=-1.
所以由題意得2(x+1)=(x1+1)+(x2+1).
即x==,所以y=2x-4=1.
即Q點(diǎn)坐標(biāo)為(,1).
②當(dāng)x<-1時,2(-x
13、-1)=(x1+1)+(x2+2)
∴x=--2=-,y=-13
∴Q=(--13)
綜上,Q為(,1)或(-,-13).
18.(本小題滿分12分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,有一個以F1(0,-)和F2(0,)為焦點(diǎn)、離心率為的橢圓.設(shè)橢圓在第一象限的部分為曲線C,動點(diǎn)P在C上,C在點(diǎn)P處的切線與x、y軸的交點(diǎn)分別為A、B,且向量=+.求:
(1)點(diǎn)M的軌跡方程;
(2)||的最小值.
解析 (1)橢圓方程可寫為+=1,
式中a>b>0,且
得a2=4,b2=1,∴曲線C的方程為
x2+=1(x>0,y>0).
y=2(0
14、P在C上,有01,y>2).
(2)∵||2=x2+y2,
y2==4+,
∴||2=x2-1++5≥4+5=9,
且當(dāng)x2-1=,即x=>1時,上式取等號.
故||的最小值為3.
19.(本小題滿分12分)已知點(diǎn)A(3,0),點(diǎn)B在x軸上,點(diǎn)M在直線x=1上移動,且·=0,動點(diǎn)C滿足=3.
(1)求C點(diǎn)的軌跡D的方程;
(2)設(shè)直
15、線l:y=k(x-1)與曲線D有兩個不同的交點(diǎn)E,F(xiàn),點(diǎn)P(0,1),當(dāng)∠EPF為銳角時,求k的取值范圍.
解析 (1)設(shè)M(1,y0),C(x,y),B(b,0).
∵=3,
∴b=,0=.①
又·=0,
=(2,-y0),=(b-1,-y0),
∴2(b-1)+y02=0.②
由①②得y2=(1-x),這就是C點(diǎn)的軌跡D的方程.
(2)l:y=k(x-1)代入y2=(1-x)得
3k2x2+(1-6k2)x+3k2-1=0,
解得x1=1,x2=,則y1=0,y2=-.
設(shè)E(1,0),則F(,-),
=(1,-1),=(,--1).
當(dāng)∠EPF為銳角時,·=+(
16、+1)>0,解得k<-或k>.
當(dāng)=λ時,有k=-1,應(yīng)舍去.
故k的取值范圍為(-∞,-1)∪(-1,-)∪(,+∞).
20.(本小題滿分12分)如右圖所示,等腰三角形ABC的底邊BC的兩端點(diǎn)是橢圓E:+=1(a>b>0)的兩焦點(diǎn),且AB的中點(diǎn)D在橢圓E上.
(1)若∠ABC=60°,|AB|=4,試求橢圓E的方程;
(2)設(shè)橢圓離心率為e,求cos∠ABC.
解析 (1)因為∠ABC=60°,且△ABC為等腰三角形,所以△ABC是正三角形.
又因為點(diǎn)B,C是橢圓的兩焦點(diǎn),設(shè)橢圓焦距為2c,
則2c=|BC|=|AB|=4,如右圖所示,連結(jié)CD,由AB中點(diǎn)D在橢圓上,得
17、
2a=|BD|+|CD|=|AB|+|AB|=2+2,
所以a=1+,
從而a2=4+2,b2=a2-c2=2,
故所求橢圓E的方程為+=1.
(2)設(shè)橢圓的長半軸長、短半軸長、半焦距分別為a,b,c,且|AD|=|DB|=m,連結(jié)CD,
則|BO|=|OC|=c,|DC|=2a-m,
在Rt△AOB中,cos∠ABC=.①
在△BCD中,由余弦定理,得
cos∠ABC=.②
由①②式得2m=,代入①式得cos∠ABC==.
21.(本小題滿分12分)如右圖所示,F(xiàn)1(-3,0),F(xiàn)2(3,0)是雙曲線C的兩焦點(diǎn),直線x=是雙曲線C的右準(zhǔn)線,A1,A2是雙曲線C的兩個頂
18、點(diǎn),點(diǎn)P是雙曲線C右支上異于A2的一個動點(diǎn),直線A1P,A2P交雙曲線C的右準(zhǔn)線分別于M,N兩點(diǎn).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)求證:·是定值.
解析 (1)由已知,c=3,=,
所以a=2,b2=c2-a2=5.
所以所求雙曲線C的方程為-=1.
(2)設(shè)P的坐標(biāo)為(x0,y0),M,N的縱坐標(biāo)分別為y1,y2,因為A1(-2,0),A2(2,0),
所以=(x0+2,y0),=(x0-2,y0),A1M=(,y1),=(-,y2).
因為與A1M共線,
所以(x0+2)y1=y(tǒng)0,
所以y1=.
同理,y2=-.
因為=(,y1),=(-,y2).
所以·
19、=-+y1y2==--=--=--=-10.
22.(本小題滿分12分)已知橢圓+=1(a>b>0)的兩個焦點(diǎn)分別為F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),過點(diǎn)E(,0)的直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),且F1A∥F2B,|F1A|=2|F2B|.
(Ⅰ)求橢圓的離心率;
(Ⅱ)求直線AB的斜率;
(Ⅲ)設(shè)點(diǎn)C與點(diǎn)A關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱,直線F2B上有一點(diǎn)H(m,n)(m≠0)在△AF1C的外接圓上,求的值.
解析 (Ⅰ)由F1A∥F2B且|F1A|=2|F2B|,得==,從而=.
整理,得a2=3c2.故離心率e==.
(Ⅱ)由(Ⅰ),得b2=a2-c2=2c2.所以橢圓的方程可寫
20、為2x2+3y2=6c2.
設(shè)直線AB的方程為y=k(x-),即y=k(x-3c).
由已知設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則它們的坐標(biāo)滿足方程組
消去y并整理,得(2+3k2)x2-18k2cx+27k2c2-6c2=0.
依題意,Δ=48c2(1-3k2)>0,得-
21、的方程為y-c=-(x+),直線l與x軸的交點(diǎn)(,0)是△AF1C的外接圓的圓心.因此外接圓的方程為(x-)2+y2=(+c)2.
直線F2B的方程為y=(x-c),于是點(diǎn)H(m,n)的坐標(biāo)滿足方程組
由m≠0,解得故=.
當(dāng)k=時,同理可得=-.
解法二 由(Ⅱ)可知x1=0,x2=.
當(dāng)k=-時,得A(0,c),由已知得C(0,-c).
由橢圓的對稱性知B,F(xiàn)2,C三點(diǎn)共線.因為點(diǎn)H(m,n)在△AF1C的外接圓上,且F1A∥F2B,所以四邊形AF1CH為等腰梯形.
由直線F2B的方程y=(x-c),知點(diǎn)H的坐標(biāo)為(m,m-c).
因為|AH|=|CF1|,所以m2+(m-c-c)2=a2,解得m=c(舍)或m= c.則n=c.所以=.
當(dāng)k=時,同理可得=-.