高中数学选修 1-1 第二章圆锥曲线与方程 单元测试
一、选择题(每小题 5 分,共 60 分) 1.椭圆 x 2 ? my2 ? 1的焦点在 y 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则 m 的值为( ) A.
1 4
B.
1 2
C.2
D.4
2.过抛物线 y 2 ? 4 x 的焦点作直线 l 交抛物线于 A、B 两点,若线段 AB 中点的横坐标为 3,则 | AB | 等于 ( ) A.10
B.8
C.6
D.4
3.若直线 y=kx+2 与双曲线 x 2 ? y 2 ? 6 的右支交于不同的两点,则 k 的取值范围是( ) A. ( ?
15 15 , ) 3 3
B. (0 ,
15 ) 3
C. ( ?
15 , 0) 3
D. (?
15 , ? 1) 3
4.(理)已知抛物线 y 2 ? 4 x 上两个动点 B、C 和点 A(1,2)且∠BAC=90°,则动直线 BC 必过定点 ( ) A.(2,5)
B.(-2,5)
C.(5,-2)
D.(5,2)
(文) 过抛物线 y 2 ? 2 px( p ? 0) 的焦点作直线交抛物线于 P( x1 ,y1 ) 、Q( x2 ,y 2 ) 两点, 若 x1 ? x2 ? 3 p , 则 | PQ | 等于( ) A.4p B.5p C.6p D.8p
2 2 5.已知两点 M (1, ), N ( ?4,? ) ,给出下列曲线方程:① 4 x ? 2 y ? 1 ? 0 ;② x ? y ? 3 ;③
5 4
5 4
x2 ? y2 ? 1; 2
x2 ? y 2 ? 1 .在曲线上存在点 P 满足|MP|=|NP|的所有曲线方程是( ) ④ 2
(A)①③ 6.已知双曲线 (B)②④ (C)①②③ (D)②③④
x2 y2 ? ? 1 (a>0,b>0)的两个焦点为 F1 、 F2 ,点 A 在双曲线第一象限的图象上,若 a2 b2
1 , tan?AF2 F1 ? ?2 ,则双曲线方程为( ) 2
C. 3 x ?
2
△ AF 1 F2 的面积为 1,且 tan ?AF1 F2 ? A.
12x 2 ? 3y2 ? 1 5
2
B.
5x2 y 2 ? ?1 12 3
12 y 2 ?1 5
D.
x2 5 y2 ? ?1 3 12
7.圆心在抛物线 y ? 2 x( y ? 0) 上,并且与抛物线的准线及 x 轴都相切的圆的方程是( ) A. x ? y ? x ? 2 y ?
2 2
1 ?0 4
B. x ? y ? x ? 2 y ? 1 ? 0
2 2
1
C. x 2 ? y 2 ? x ? 2 y ? 1 ? 0 8.双曲线的虚轴长为 4,离心率 e ?
D. x ? y ? x ? 2 y ?
2 2
1 ?0 4
6 , F1 、 F2 分别是它的左、右焦点,若过 F1 的直线与双曲线的右 2
)
支交于 A、B 两点,且 | AB | 是 | AF2 | 的等差中项,则 | AB | 等于( A. 8 2 B. 4 2
2
C. 2 2
D.8.
9.(理)已知椭圆 x ? 取值范围是( ) A. 0 ? a ?
1 2 y ? a 2 (a>0)与 A(2,1),B(4,3)为端点的线段没有公共点,则 a 的 2
3 2 2 a? 82 2
B. 0 ? a ?
3 2 82 或a ? 2 2
C. a ?
3 2 或 2
D.
3 2 82 ?a? 2 2
)
(文)抛物线 ( x ? 2) 2 ? 2( y ? m ? 2) 的焦点在 x 轴上,则实数 m 的值为( A.0 B.
3 2
C.2
D.3
10. 已知双曲线中心在原点且一个焦点为 F ( 7 ,0) ,直线 y ? x ? 1 与其相交于 M , N 两点, MN 中点横坐 标为 ?
2 ,则此双曲线的方程是( 3
(B)
)
x2 y2 ? ?1 (A) 3 4
x2 y2 ? ?1 4 3
x2 y2 ? ?1 (C) 5 2
0
x2 y2 ? ?1 (D) 2 5
)
11.将抛物线 y ? x 2 ? 4 x ? 3 绕其顶点顺时针旋转 90 ,则抛物线方程为( (A) ( y ? 1) 2 ? 2 ? x (B) ( y ? 1) 2 ? x ? 2 (C) ( y ? 1) 2 ? 2 ? x (D) ( y ? 1) 2 ? x ? 2
12.若直线 m x ? ny ? 4 和⊙O∶ x ? y ? 4 没有交点,则过 (m, n) 的直线与椭圆
2 2
x2 y2 ? ? 1 的交点个数 9 4
(
) A.至多一个 B.2 个 C.1 个 二、填空题(每小题 4 分,共 16 分) 13.椭圆
D.0 个
1 x2 y2 ? ? 1 的离心率为 ,则 a=________. 2 loga 8 9
2 2 14.已知直线 y ? x ? 1 与椭圆 mx ? ny ? 1 (m ? n ? 0) 相交于 A,B 两点,若弦 AB 的中点的横坐标等
2
1 x2 y 2 于 ? ,则双曲线 2 ? 2 ? 1 的两条渐近线的夹角的正切值等于________. 3 m n
15.长为 l ( 0<l<1 ) 的线段 AB 的两个端点在抛物线 y ? x 2 上滑动,则线段 AB 中点 M 到 x 轴距离的最小 值是________. 16.某宇宙飞船的运行轨道是以地球中心 F 为焦点的椭圆,测得近地点 A 距离地面 m(km) ,远地点 B 距 离地面 n(km) ,地球半径为 R(km) ,关于这个椭圆有以下四种说法: ①焦距长为 n ? m ;②短轴长为 (m ? R)(n ? R) ;③离心率 e ?
n?m ;④若以 AB 方向为 x 轴正方 m ? n ? 2R ?(m ? R)(n ? R) 向,F 为坐标原点,则与 F 对应的准线方程为 x ? ? ,其中正确的序号为________. (n ? m)
三、解答题(共 44 分) 17.(本小题 10 分)已知椭圆的一个顶点为 A(0,-1),焦点在 x 轴上.若右焦点到直线 x ? y ? 2 2 ? 0 的距离为 3. (1)求椭圆的方程; (2)设椭圆与直线 y ? kx ? m (k ? 0) 相交于不同的两点 M、N.当 AM ? AN 时,求 m 的取值范围.
18.(本小题 10 分)双曲线 离心率 e 的取值范围.
x2 y2 ? ? 1 (a ? 0, b ? 0) 的右支上存在与右焦点和左准线等距离的点,求 a2 b2
3
19.(本小题 12 分)如图,直线 l 与抛物线 y 2 ? x 交于 A( x1 , y1 ) , B( x 2 , y 2 ) 两点,与 x 轴相交于点 M , 且 y1 y 2 ? ?1 . (1)求证: M 点的坐标为 (1,0) ; (2)求证: OA ? OB ; (3)求 ?AOB 的面积的最小值. y
A O B M
x
20.(本小题 12 分)已知椭圆方程为 x ?
2
y2 ? 1 ,射线 y ? 2 2 x (x≥0)与椭圆的交点为 M,过 M 作 8
倾斜角互补的两条直线,分别与椭圆交于 A、B 两点(异于 M). (1)求证直线 AB 的斜率为定值; (2)求△ AMB 面积的最大值.
21. (本小题满分 10 分) 已知直线 l 与圆 x 2 ? y 2 ? 2 x ? 0 相切于点 T, 且与双曲线 x 2 ? y 2 ? 1 相交于 A、 B 两点.若 T 是线段 AB 的中点,求直线 l 的方程.
x2 y2 6 22.(10 分)已知椭圆 2 ? 2 (a>b>0)的离心率 e ? ,过点 A(0,?b) 和 B(a,0) 的直线与原点的 a b 3
距离为
3 . 2
(1)求椭圆的方程. (2)已知定点 E (?1,0) ,若直线 y ? kx ? 2 (k ? 0) 与椭圆交于 C、D 两点.问:是否存在 k 的值,使以 CD 为直径的圆过 E 点?请说明理由.
4
圆锥曲线单元检测答案
1. A 2.B 3 D 4 理 C 文 A 5 D 6 A 7 D 8A 9 理 B 文 B 10 D 11 B 12 B 13. 4 2 或 9 6 14.
4 3
15.
l2 4
16.①③④
17.(1)依题意可设椭圆方程为
x2 ? y 2 ? 1 ,则右焦点 F( a 2 ? 1,0 )由题设 a2
2
a2 ?1 ? 2 2 2
?3
解得 a ? 3
故所求椭圆的方程为
x2 ? y2 ? 1 . 3
x2 ? y 2 ? 1 ………………………………………………4 分. 3
? y ? kx ? m (2)设 P 为弦 MN 的中点,由 ? ? x2 2 ? ? y ?1 ?3
得 (3k 2 ? 1) x 2 ? 6mkx? 3(m 2 ? 1) ? 0
由于直线与椭圆有两个交点,? ? ? 0, 即 m ? 3k ? 1
2 2
①………………6 分
? xp ?
xM ? x N 3m k ?? 2 2 3k ? 1
从而 y p ? kx p ? m ?
m 3k 2 ? 1
? k Ap ?
?
yp ?1 xp
??
m ? 3k 2 ? 1 3mk
又 AM ? AN ,? AP ? MN ,则
2
m ? 3k 2 ? 1 1 ?? 3m k k
即 2m ? 3k ? 1
2
②…………………………8 分 由②得
把②代入①得 2m ? m m 的取范围是(
解得 0 ? m ? 2
k2 ?
2m ? 1 1 ? 0 解得 m ? 3 2
.故所求
1 ,2 )……………………………………10 分 2
18.设 M ( x0, y 0 ) 是双曲线右支上满足条件的点,且它到右焦点 F2 的距离等于它到左准线的距离 MN2 , 即 MF2 ? MN ,由双曲线定义可知
MF1 MN
?e
?
MF1 MF2
? e ……5 分
由焦点半径公式得 而 x0 ? a
ex0 ? a ?e ex0 ? a
a(1 ? e) ?a e2 ? e
? x0 ?
即
a (1 ? e) …………………………7 分 e2 ? e
?
e 2 ? 2e ? 1 ? 0
解 得 1? 2 ? e ?
2 ?1
但
e ?1
?1 ? e ? 2 ? 1 ……………………………………10 分
19. (1 ) 设 M 点的坐标为 ( x0 ,0) , 直线 l 方程为 x ? my ? x0 , 代入 y 2 ? x 得
y 2 ? my ? x0 ? 0
①
y1 , y2 是此方程的两根,
5
∴ x0 ? ? y1 y2 ? 1 ,即 M 点的坐标为(1, 0). (2 ) ∵ y1 y 2 ? ?1 ∴ x1 x2 ? y1 y2 ? y1 y2 ? y1 y2 ? y1 y2 ( y1 y2 ? 1) ? 0 ∴ OA ? OB . (3)由方程①, y1 ? y 2 ? m , y1 y 2 ? ?1 , 且 | OM |? x0 ? 1, 于是 S ?AOB ?
2 2
1 1 1 m 2 ? 4 ≥ 1, ( y1 ? y 2 ) 2 ? 4 y1 y 2 = | OM || y1 ? y 2 |? 2 2 2 ∴ 当 m ? 0 时, ?AOB 的面积取最小值 1.
20.解析: (1)∵ 斜率 k 存在,不妨设 k>0,求出 M (
2 2 ,2).直线 MA 方程为 y ? 2 ? k ( x ? ), 2 2
直线 AB 方程为 y ? 2 ? ?k ( x ?
2 ). 2
2 k 2 ? 4k 2 . ? 2 k ?8 2
2 分别与椭圆方程联立,可解出 x A ? 2k2 ? 4k ? 2 , xB ? k ?8 2
∴
y A ? y B k ( x A ? xB ) ? ?2 2. ∴ x A ? xB x A ? xB
k AB ? 2 2 (定值).
y2 ? 1 联立,消去 y 得 16x 2 ? 4 2mx (2)设直线 AB 方程为 y ? 2 2 x ? m ,与 x ? 8
2
? (m2 ? 8) ? 0 .
由 ? ? 0 得 ? 4 ? m ? 4 ,且 m ? 0 ,点 M 到 AB 的距离为 d ? 设 ?AMB 的面积为 S . ∴
|m| . 3
1 1 2 1 16 2 | AB | 2 d 2 ? m (16 ? m 2 ) ? ?( ) ? 2 . 4 32 32 2 当 m ? ?2 2 时,得 Smax ? 2 . S2 ?
21.解:直线 l 与 x 轴不平行,设 l 的方程为 x ? ky ? a 代入双曲线方程 整理得
(k 2 ? 1) y 2 ? 2kay ? a 2 ? 1 ? 0
yT ? y A ? yB ak ?? 2 2 k ?1
……………………3 分
而 k ?1 ? 0
2
,于是
从而 xT ? ky T ? a ? ?
a ak a , ) ……5 分 即 T( 2 k ?1 1? k 1? k 2
2
? 点 T 在圆上
由圆心 O ?(?1,0)
ak 2 a 2 2a ?( ) ?( ) ? ?0 2 2 1? k 1? k 1? k 2
. O ?T ? l 得 kO?T ? kl ? ?1
即k ? a ? 2
2
①
2
则 k ?0
或 k ? 2a ? 1
6
当 k ? 0 时,由①得 a ? ?2,
? l 的方程为 x ? ?2 ;
2 当 k ? 2a ? 1 时,由①得 a ? 1 K ? ? 3,?l 的方程为 x ? ? 3 y ? 1 . 故所求直线 l 的方程为 x ? ?2
或 x ? ? 3 y ? 1 …………………………10 分 22.解:(1)直线 AB 方程为: bx ? ay ? ab ? 0 .
?c 6 , ? ? 3 ?a 依题意 ? 3 ? ab ? 2 2 ? 2 ? a ?b
∴ 椭圆方程为
解得
?a ? 3 , ? ?b ? 1
x2 ? y2 ? 1 . 3
(2)假若存在这样的 k 值,由 ? ∴
? y ? kx ? 2, ?x ? 3 y ? 3 ? 0
2 2
得 (1 ? 3k 2 ) x ? 12kx ? 9 ? 0 .
2
? ? (12k )2 ? 36(1 ? 3k 2 ) ? 0 .
①
12k ? x1 ? x2 ? ? , ? ? 1 ? 3k 2 设 C ( x1 , y1 ) 、 D( x2 , y 2 ) ,则 ? ?x ? x ? 9 1 2 ? 1 ? 3k 2 ?
而 y1 ? y2 ? (kx1 ? 2)(kx2 ? 2) ? k 2 x1 x2 ? 2k ( x1 ? x2 ) ? 4 . 要 使 以 CD 为直径的圆过 点 E ( -1 , 0 ),当且仅 当 CE ⊥ DE 时,则
②
y1 ? y2 ? ?1 , 即 x1 ? 1 x2 ? 1
y1 y2 ? ( x1 ? 1)(x2 ? 1) ? 0 .
∴
(k 2 ? 1) x1 x2 ? 2(k ? 1)(x1 ? x2 ) ? 5 ? 0 .
7 7 .经验证, k ? ,使①成立. 6 6
③
将②式代入③整理解得 k ? 综上可知,存在 k ?
7 ,使得以 CD 为直径的圆过点 E. 6
7