北师版高中数学选择性必修第一册章末质量检测(二)圆锥曲线测试卷(含答案)
展开
这是一份北师版高中数学选择性必修第一册章末质量检测(二)圆锥曲线测试卷(含答案),共11页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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.双曲线eq \f(x2,12)-eq \f(y2,b2)=1(b>0)的一条渐线为eq \r(2)x+eq \r(3)y=0,则b=( )
A.3 B.2
C.eq \r(3) D.2eq \r(2)
2.抛物线y=4ax2的准线方程是( )
A.y=a B.y=-a
C.y=eq \f(1,16a) D.y=-eq \f(1,16a)
3.中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的.它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美,现有一椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的焦距为( )
A.8eq \r(3) B.2eq \r(3)
C.4eq \r(3) D.4
4.已知双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的焦距为2eq \r(5),且双曲线的一条渐近线与直线2x+y=0垂直,则双曲线的方程为( )
A.eq \f(x2,4)-y2=1 B.x2-eq \f(y2,4)=1
C.eq \f(x2,20)-eq \f(3y2,5)=1 D.eq \f(3x2,5)-eq \f(y2,20)=1
5.已知椭圆M:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),过M的右焦点F(3,0)作直线交椭圆于A,B两点,若AB中点坐标为(2,1),则椭圆M的方程为( )
A.eq \f(x2,9)+eq \f(y2,6)=1 B.eq \f(x2,4)+y2=1
C.eq \f(x2,12)+eq \f(y2,3)=1 D.eq \f(x2,18)+eq \f(y2,9)=1
6.曲线eq \f(x2,16)+eq \f(y2,25)=1与曲线eq \f(x2,16-k)+eq \f(y2,25-k)=1(k0)的焦点为F,其准线与双曲线eq \f(x2,4)-eq \f(y2,2)=1的渐近线相交于A、B两点,若△ABF的周长为4eq \r(2),则p=( )
A.2 B.2eq \r(2)
C.8 D.4
8.已知点A是抛物线x2=4y的对称轴与准线的交点,点B为抛物线的焦点,点P在抛物线上且满足|PA|=m|PB|,当m取最大值时,点P恰好在以A,B为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.eq \f(-\r(2)+1,2) B.eq \r(2)+1
C.eq \f(\r(5)-1,2) D.eq \r(5)-1
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.双曲线C:eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=λ(λ≠0),当λ变化时,以下说法不正确的是( )
A.焦点坐标不变 B.顶点坐标不变
C.渐近线不变 D.离心率不变
10.已知F1,F2是椭圆C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,P是椭圆C上一点.下列说法中正确的是( )
A.a=eq \r(2)b时,满足∠F1PF2=90°的点P有2个
B.a>eq \r(2)b时,满足∠F1PF2=90°的点P有4个
C.△PF1F2的周长小于4a
D.△PF1F2的面积小于等于eq \f(a2,2)
11.已知双曲线C过点(3,eq \r(2))且渐近线为y=±eq \f(\r(3),3)x,则下列结论正确的是( )
A.双曲线C的方程为eq \f(x2,3)-y2=1
B.双曲线C的离心率为eq \f(\r(6),3)
C.曲线y=ex+2-1经过C的一个焦点
D.直线x-2y-1=0与C有两个公共点
12.已知斜率为eq \r(3)的直线l经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线C交于点A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若|AB|=8,则以下结论正确的是( )
A.eq \f(1,|AF|)+eq \f(1,|BF|)=1 B.|AF|=6
C.|BD|=2|BF| D.F为AD中点
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
13.已知双曲线eq \f(x2,9)-eq \f(y2,a)=1的右焦点为(eq \r(13),0),则该双曲线的渐近线方程为________.
14.过椭圆eq \f(x2,16)+eq \f(y2,9)=1的焦点F的弦中最短弦长是________.
15.椭圆eq \f(y2,25)+eq \f(x2,9)=1与双曲线eq \f(y2,15)-x2=1有公共点P,则点P与双曲线两焦点连线构成的三角形的面积为________.
16.如图,过抛物线y2=4x的焦点F作直线,与抛物线及其准线分别交于A,B,C三点,若eq \(FC,\s\up6(→))=3eq \(FB,\s\up6(→)),则直线AB的方程________.|AB|=________.
四、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)
焦点分别为(0,5eq \r(2))和(0,-5eq \r(2))的椭圆截直线y=3x-2所得弦的中点的横坐标为eq \f(1,2),求此椭圆的方程.
18.(本小题满分12分)
已知顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线C过点(1,2).
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)斜率为k的直线l与抛物线C交于A、B两点,点M(3,eq \r(2))是线段AB的中点,求直线l的方程,并求线段AB的长.
19.(本小题满分12分)
如图,已知椭圆C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点F,A(2,0)是椭圆的右顶点,过F且垂直于x轴的直线交椭圆于P,Q两点,且|PQ|=3.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点A的直线l与椭圆交于另一点B,垂直于l的直线l′与直线l交于点M,与y轴交于点N,若FB⊥FN且|MO|=|MA|,求直线l的方程.
20.(本小题满分12分)
已知椭圆C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的离心率为eq \f(\r(2),2),点(2,eq \r(2))在C上.
(1)求C的方程;
(2)直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.证明:直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值.
21.(本小题满分12分)
已知抛物线E:x2=2py(p>0)的焦点为F,点M是直线y=x与抛物线E在第一象限内的交点,且|MF|=5.
(1)求抛物线E的方程.
(2)直线l与抛物线E相交于两点A,B,过点A,B分别作AA1⊥x轴于A1,BB1⊥x轴于B1,原点O到直线l的距离为1.求eq \f(1,|AA1|)+eq \f(1,|BB1|)的最大值.
22.(本小题满分12分)
已知椭圆C1:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),F为左焦点,A为上顶点,B(2,0)为右顶点,若eq \r(7)|eq \(AF,\s\up6(→))|=2|eq \(AB,\s\up6(→))|,抛物线C2的顶点在坐标原点,焦点为F.
(1)求C1的标准方程;
(2)是否存在过F点的直线,与C1和C2交点分别是P,Q和M,N,使得S△OPQ=eq \f(1,2)S△OMN?如果存在,求出直线的方程;如果不存在,请说明理由.
参考答案与解析
1.解析:双曲线的焦点在x轴,a=2 eq \r(3) ,渐近线方程是y=± eq \f(b,a) x,而已知一条渐近线为 eq \r(2) x+ eq \r(3) y=0,k=- eq \f(\r(2),\r(3)) =- eq \f(\r(6),3) ,所以 eq \f(b,2\r(3)) = eq \f(\r(6),3) , 解得b=2 eq \r(2) .故选D.
答案:D
2.解析:抛物线方程y=4ax2化为标准方程为:x2= eq \f(1,4a) y,
所以其准线方程为y=- eq \f(1,16a) ,故选D.
答案:D
3.解析:因为椭圆的2a=8,2b=4,所以a=4,b=2,
因为a2=b2+c2,所以c2=12⇒c=2 eq \r(3) ,则2c=4 eq \r(3) .故选C.
答案:C
4.解析:由题可知c= eq \r(5) ,-2× eq \f(b,a) =-1,由a2+b2=c2
故解得a2=4,b2=1
故选A.
答案:A
5.解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点P(2,1),所以kAB=kPF= eq \f(0-1,3-2) =-1,
又因为 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b2x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) +a2y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) =a2b2,b2x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) +a2y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) =a2b2)) ,所以b2(x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) -x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) )=-a2(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) -y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ),
所以 eq \f(y1-y2,x1-x2) · eq \f(y1+y2,x1+x2) =- eq \f(b2,a2) , eq \f(y1-y2,x1-x2) =kAB=-1, eq \f(y1+y2,x1+x2) = eq \f(2×1,2×2) = eq \f(1,2) ,
所以 eq \f(b2,a2) = eq \f(1,2) 且c=3,所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a2=18,b2=9)) ,所以椭圆方程为: eq \f(x2,18) + eq \f(y2,9) =1.
故选D.
答案:D
6.解析:由曲线 eq \f(x2,16) + eq \f(y2,25) =1,可得曲线表示焦点在y轴上的椭圆,且c= eq \r(a2-b2) = eq \r(25-16) =3,所以焦距为2c=6,
由曲线 eq \f(x2,16-k) + eq \f(y2,25-k) =1(k0)的准线方程为x=- eq \f(p,2) ,
则A(- eq \f(p,2) , eq \f(\r(2),4) p),B(- eq \f(p,2) ,- eq \f(\r(2),4) p),∴|AB|= eq \f(\r(2),2) p,
|FA|=|FB|= eq \r(p2+(\f(\r(2),4)p)2) = eq \f(3\r(2),4) p,
又∵△ABF的周长为4 eq \r(2) ,
∴|FA|+|FB|+|AB|= eq \f(3\r(2),4) p+ eq \f(3\r(2),4) p+ eq \f(\r(2),2) p=4 eq \r(2) ,
∴p=2.
故选A.
答案:A
8.
解析:如图所示,PN⊥准线,故|PN|=|BP|
因为|PA|=m|PB|,所以 eq \f(1,m) = eq \f(|PB|,|PA|) ,
sin ∠PAN= eq \f(|PN|,|PA|) = eq \f(|PB|,|PA|) = eq \f(1,m)
当m取最大值时,sin ∠PAN取得最小值.
当且仅当PA与抛物线相切于点P时取得.
设直线PA的方程为y=kx-1,代入x2=4y,可得
x2=4(kx-1),
即x2-4kx+4=0
∴Δ=16k2-16=0
∴k=±1
∴P(2,1)
∴双曲线的实轴长为|PA|-|PB|=2( eq \r(2) -1)
∴双曲线的离心率为 eq \f(1,\r(2)-1) = eq \r(2) +1.
故选B.
答案:B
9.解析:当λ由正数变成负数,则焦点由在x轴转为在y轴,故A错误.顶点坐标和离心率都会随λ改变而改变,故B,D错误.该双曲线渐近线方程为y=± eq \f(4,3) x,不会随λ的改变而改变,故选ABD.
答案:ABD
10.解析:对于AB,椭圆中使得∠F1PF2最大的点P位于短轴的两个端点,易得AB均正确;对于C,△F1PF2的周长为2a+2c0,所以直线和曲线有两个公共点,所以该选项正确.
故选ACD.
答案:ACD
12.
解析:根据题意作出其图象,过A,B分别作准线的垂线,垂足分别为A1,B1如右图
直线l的斜率为 eq \r(3) ,即∠xFA=60°,则∠FDA1=30°,设BD=x,
则Rt△DBB1,Rt△DAA1中,可得|BB1|= eq \f(x,2) ,|AA1|=4+ eq \f(x,2)
所以|BB1|=|BF|= eq \f(x,2) ,|AA1|=|AF|=4+ eq \f(x,2)
|AB|=|AF|+|BF|=4+ eq \f(x,2) + eq \f(x,2) =4+x=8,解得x=4
所以|BF|=2,|AF|=6,所以B正确.
所以 eq \f(1,|AF|) + eq \f(1,|BF|) = eq \f(1,6) + eq \f(1,2) ≠1,所以A不正确.
所以|BD|=4,满足|BD|=4=2|BF|,所以C正确.
而|DF|=|BD|+|BF|=4+2=6=|AF|,所以D正确.
故选BCD.
答案:BCD
13.解析:由已知得c= eq \r(13) ,9+a=13,∴a=4,则双曲线方程为 eq \f(x2,9) - eq \f(y2,4) =1,其渐近线方程为y=± eq \f(2,3) x.
答案:y=± eq \f(2,3) x
14.解析:由方程知a2=16,b2=9,所以c= eq \r(7) ,因为在过焦点的弦中,当弦与长轴垂直时,弦长最短,所以设弦的端点为A(x1,y1),B(x1,y2),则x1= eq \r(7) ,代入方程可得y=± eq \f(9,4) ,所以弦长l=|y1-y2|= eq \f(9,2) .
答案: eq \f(9,2)
15.解析:由已知得椭圆与双曲线具有共同的焦点F1(0,4)和F2(0,-4),又由椭圆与双曲线的定义,得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(|PF1|+|PF2|=10,,||PF1|-|PF2||=2\r(15),))
所以|PF1|=5+ eq \r(15) ,|PF2|=5- eq \r(15) ,或|PF1|=5- eq \r(15) ,|PF2|=5+ eq \r(15) .
在△PF1F2中,由余弦定理,得
cs ∠F1PF2= eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|) = eq \f((5+\r(15))2+(5-\r(15))2-82,2×(5+\r(15))(5-\r(15))) = eq \f(4,5) ,
所以sin ∠F1PF2= eq \f(3,5) .
因此△PF1F2的面积S= eq \f(1,2) |PF1|·|PF2|sin ∠F1PF2
= eq \f(1,2) ×(5+ eq \r(15) )×(5- eq \r(15) )× eq \f(3,5) =3.
答案:3
16.解析:由题意得F(1,0),准线方程为x=-1,
过点B作准线的垂线,垂足为E,则|BE|=|FB|,
∵ eq \(FC,\s\up6(→)) =3 eq \(FB,\s\up6(→)) ,
∴|BC|=2|BE|,
由勾股定理得:|CE|= eq \r(3) |BE|,
∴直线AB的斜率k= eq \r(3) ,
所以直线AB的方程为y= eq \r(3) (x-1),
由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y2=4x,y=\r(3)(x-1))) 及图象可得:A(3,2 eq \r(3) ),
B( eq \f(1,3) ,- eq \f(2,3) eq \r(3) ),
∴|AB|= eq \r((3-\f(1,3))2+(\f(8,3)\r(3))2) = eq \f(16,3) .
答案:y= eq \r(3) (x-1) eq \f(16,3)
17.解析:设椭圆的方程为 eq \f(y2,a2) + eq \f(x2,b2) =1(a>b>0),且a2-b2=(5 eq \r(2) )2=50 ①
由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(y2,a2)+\f(x2,b2)=1,,y=3x-2,)) 消去y,得(a2+9b2)x2-12b2x+4b2-a2b2=0.
设弦两端点的横坐标分别为x1,x2,则x1+x2= eq \f(12b2,a2+9b2) .
∵ eq \f(x1+x2,2) = eq \f(1,2) ,∴ eq \f(6b2,a2+9b2) = eq \f(1,2) ,即a2=3b2 ②
由①②得a2=75,b2=25,
∴椭圆的方程为 eq \f(y2,75) + eq \f(x2,25) =1.
18.解析:(1)由题意知,抛物线开口向右,设方程为y2=2px(p>0).
∵(1,2)在抛物线上,∴2p=4,p=2,∴抛物线C的方程为y2=4x.
(2)由题意,设直线l的方程为:y=k(x-3)+ eq \r(2) ,联立y2=4x,消y得
k2x2+[2( eq \r(2) -3k)k-4]x+( eq \r(2) -3k)2=0.
由已知,k≠0,
Δ=[2( eq \r(2) -3k)k-4]2-4k2( eq \r(2) -3k)2=48k2-16 eq \r(2) k+16.①
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2= eq \f(4-2(\r(2)-3k)k,k2) ,x1x2= eq \f((\r(2)-3k)2,k2)
∵M(3, eq \r(2) )为AB的中点,∴x1+x2= eq \f(4-2(\r(2)-3k)k,k2) =6,
解得k= eq \r(2) ,代入①式检验,得Δ=80>0,符合题意.
∴直线l的方程为: eq \r(2) x-y-2 eq \r(2) =0.
此时,x1+x2=6,x1x2=4,
∵|AB|= eq \r((x1-x2)2+(y1-y2)2) = eq \r(1+k2) eq \r((x1-x2)2)
= eq \r(1+k2) eq \r((x1+x2)2-4x1x2) ,
∴|AB|= eq \r(1+2) eq \r(62-4×4) =2 eq \r(15) .
∴直线l的方程为: eq \r(2) x-y-2 eq \r(2) =0,线段AB的长为2 eq \r(15) .
19.解析:(1)由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(|PQ|=\f(2b2,a)=3,a=2)) 得: eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=2,,b=\r(3),))
所以椭圆方程为 eq \f(x2,4) + eq \f(y2,3) =1,
(2)由于直线l过点A,可设l方程为:x=my+2,由题意可知m≠0,与直线PQ∶x=1联立,得M(1,- eq \f(1,m) ),直线MN与直线l垂直,可得直线MN方程为:
y=-m(x-1)- eq \f(1,m) =-mx+m- eq \f(1,m)
令x=0,得N(0,m- eq \f(1,m) ),设B(my0+2,y0),FB⊥FN,
所以 eq \(FB,\s\up6(→)) · eq \(FN,\s\up6(→)) =0,即y0=-m ①
由B点在椭圆上,代入椭圆方程得: eq \f((my0+2)2,4) + eq \f(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,3) =1 ②
联立①②,得m=± eq \f(2\r(6),3) ,
所以直线l方程为:x=± eq \f(2\r(6),3) y+2.
20.解析:(1)由题意,得 eq \f(\r(a2-b2),a) = eq \f(\r(2),2) ①,又点(2, eq \r(2) )在C上,所以 eq \f(4,a2) + eq \f(2,b2) =1 ②,
联立①②,可解得a2=8,b2=4.
所以C的方程为 eq \f(x2,8) + eq \f(y2,4) =1.
(2)由题意知,直线l的斜率存在.设直线l:y=kx+b(k≠0,b≠0),
A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
将y=kx+b代入 eq \f(x2,8) + eq \f(y2,4) =1.得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-8=0.
故xM= eq \f(x1+x2,2) = eq \f(-2kb,2k2+1) ,yM=k·xM+b= eq \f(b,2k2+1) .
所以直线OM的斜率kOM= eq \f(yM,xM) =- eq \f(1,2k) ,所以kOM·k=- eq \f(1,2) .
故直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值.
21.解析:(1)设M(x,y)(x>0),联立方程组: eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=x,x2=2py))
解得:y=2p,
抛物线中,准线方程:y=- eq \f(p,2) ,到焦点距离等于到准线的距离,|MF|=5,∴2p-(- eq \f(p,2) )=5,
解得:p=2,
所以抛物线方程为:x2=4y;
(2)由题意可得直线l的斜率一定存在,
设l的方程为:y=kx+b,b>0,
原点O到直线l的距离为1得:1= eq \f(b,\r(1+k2)) ⇒k2=b2-1,
A(x,y),y>0,B(x′,y′),y′>0,
联立方程组: eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=kx+b,x2=4y)) 得:x2-4kx-4b=0,
Δ=16k2+16b>0,
即k2+b>0且x+x′=4k,xx′=-4b,
∴y+y′=k(x+x′)+2b=4k2+2b=4b2+2b-4,yy′= eq \f(x2x′2,16) =b2,
而 eq \f(1,|AA1|) + eq \f(1,|BB1|) = eq \f(1,y) + eq \f(1,y′) = eq \f(y+y′,yy′) = eq \f(4b2+2b-4,b2) =-4( eq \f(1,b) )2+ eq \f(2,b) +4,
当 eq \f(1,b) = eq \f(1,4) 时最大且为: eq \f(17,4) ,
即 eq \f(1,|AA1|) + eq \f(1,|BB1|) 的最大值为: eq \f(17,4) .
22.解析:(1)依题意可知 eq \r(7) | eq \(AF,\s\up6(→)) |=2| eq \(AB,\s\up6(→)) |,即 eq \r(7) a=2 eq \r(a2+b2) ,由右顶点为B(2,0)得a=2,解得b2=3,所以C1的标准方程为 eq \f(x2,4) + eq \f(y2,3) =1.
(2)依题意可知C2的方程为y2=-4x,假设存在符合题意的直线,
设直线方程为x=ky-1,
P(x1,y1),Q(x2,y2),M(x3,y3),N(x4,y4),
联立方程组 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=ky-1,3x2+4y2=12)) ,得(3k2+4)y2-6ky-9=0,
由韦达定理得y1+y2= eq \f(6k,3k2+4) ,y1y2= eq \f(-9,3k2+4) ,则|y1-y2|= eq \f(12\r(k2+1),3k2+4) ,
联立方程组 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=ky-1,y2=-4x)) ,得y2+4ky-4=0,由韦达定理得y3+y4=-4k,y3y4=-4,所以|y3-y4|=4 eq \r(k2+1) ,
若S△OPQ= eq \f(1,2) S△OMN,则|y1-y2|= eq \f(1,2) |y3-y4|,即 eq \f(12\r(k2+1),3k2+4) =2 eq \r(k2+1) ,解得k=± eq \f(\r(6),3) ,
所以存在符合题意的直线方程为x+ eq \f(\r(6),3) y+1=0或x- eq \f(\r(6),3) y+1=0.
相关试卷
这是一份高中数学第七章 统计案例本章综合与测试同步训练题,共11页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
这是一份高中数学北师大版 (2019)选择性必修 第一册第六章 概率本章综合与测试课时训练,共9页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
这是一份高中数学北师大版 (2019)选择性必修 第一册第五章 计数原理本章综合与测试当堂达标检测题,共7页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。