第二章达标检测
时间:120分钟 分数:150分
一、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.抛物线y2=4x的焦点到双曲线x2-=1的渐近线的距离是( )
A.B.C.1 D.
2.抛物线y2+4x=0上的点P到直线x=2的距离等于4,则P到焦点F的距离|PF|等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.在平面直角坐标系xOy中,动点P关于x轴的对称点为Q,且·=2,则点P的轨迹方程为( )
A.x2+y2=2 B.x2-y2=2 C.x+y2=2 D.x-y2=2
4.“2
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆C上,线段PF1的中点在y轴上,若∠PF1F2=30°,则椭圆C的离心率为( )
A.B.C.D.
6.如图为一个抛物线形拱桥,当水面经过抛物线的焦点时,水面的宽度为36 m,则此时欲经过桥洞的一艘宽12 m的货船,其船体两侧的货物距离水面的最大高度应不超过( )
A.6 mB.6.5 mC.7.5 mD.8 m
7.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上异于长轴端点的一点,△MF1F2的内心为I,直线MI交x轴于点E.若=2,则椭圆C的离心率是( )
A.B.C.D.
8.已知中心在坐标原点的椭圆和双曲线有公共焦点(左、右焦点分别为F1,F2),它们在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|PF1|=10,椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,则e1e2的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.C.D.
二、选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求的.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9.已知曲线C的方程为-=1(k∈R),则下列结论正确的是( )
A.当k=8时,曲线C为椭圆,其焦距为4
B.当k=2时,曲线C为双曲线,其离心率为
C.存在实数k使得曲线C为焦点在y轴上的双曲线
D.当k=-3时,曲线C为双曲线,其渐近线与圆(x-4)2+y2=9相切
10.已知点P在双曲线C:-=1上,F1,F2是双曲线C的左、右焦点.若△PF1F2的面积为20,则下列说法正确的有( )
A.点P到x轴的距离为 B.|PF1|+|PF2|=
C.△PF1F2为钝角三角形 D.∠F1PF2=
11.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.若|AF|=8,则以下结论正确的是( )
A.p=4 B.=C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
12.设椭圆的方程为+=1,斜率为k的直线不经过原点O,而且与椭圆相交于A,B两点,M为线段AB的中点,下列结论正确的是( )
A.直线AB与OM垂直
B.若点M坐标为(1,1),则直线方程为2x+y-3=0
C.若直线方程为y=x+1,则点M坐标为
D.若直线方程为y=x+2,则|AB|=
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知椭圆C:x2+my2=1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m=________.
14.若抛物线y2=2px的焦点与双曲线-=1的右焦点重合,则实数p的值为________.
15.设抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,过焦点的直线交抛物线于A,B两点,分别过A,B作l的垂线,垂足为C,D,若|AF|=2|BF|,则三角形CDF的面积为________.
16.已知双曲线C:-=1的右焦点为F,过点F向双曲线的一条渐近线引垂线,垂足为M,交另一条渐近线于N,若2=,则双曲线的渐近线方程为________.
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题满分10分)已知椭圆的长轴长为10,两焦点F1,F2的坐标分别为(3,0)和(-3,0).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P为短轴的一个端点,求三角形F1PF2的面积.
18.(本小题满分12分)已知抛物线C:x2=2py(p>0)上一点M(m,4)到焦点的距离为5.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若过点M的双曲线-=1(a>0,b>0)的一个顶点为抛物线C的焦点,求该双曲线的渐近线方程.
19.(本小题满分12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,矩形ABCD的一边AB在x轴上,另一边CD在x轴上方,且AB=8,BC=6,其中A(-4,0),B(4,0).
(1)若A,B为椭圆的焦点,且椭圆经过C,D两点,求该椭圆的方程;
(2)若A,B为双曲线的焦点,且双曲线经过C,D两点,求双曲线的方程.
20.(本小题满分12分)已知双曲线的方程为2x2-y2=2.
(1)求以点A(2,1)为中点的双曲线的弦所在的直线方程;
(2)过点B(1,1)能否作直线l,使l与所给双曲线交于Q1,Q2两点,且点B是弦Q1Q2的中点?如果存在这样的直线l,求出它的方程;如果不存在,请说明理由.
21.(本小题满分12分)如图,设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,|F1F2|=4,长轴长为6,点A,B分别是椭圆C上位于x轴上方的两点,且满足=2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求直线AF1的方程;
(3)求四边形ABF2F1的面积.
22.(本小题满分12分)如图,设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,抛物线上的点A到y轴的距离等于|AF|-1.
(1)求p的值;
(2)若直线AF交抛物线于另一点B,过B与x轴平行的直线和过F与AB垂直的直线交于点N,AN与x轴交于点M.求M的横坐标的取值范围.
第二章达标检测
1.解析:抛物线y2=4x的焦点为(1,0),到双曲线x2-=1的渐近线x-y=0的距离为=,故选B.
答案:B
2.解析:抛物线y2+4x=0的准线为x=1,
因为抛物线y2+4x=0上的点P到直线x=2的距离等于4,
所以抛物线y2+4x=0上的P到准线x=1的距离为3,
根据抛物线的定义知,P到焦点F的距离|PF|=3.故选C.
答案:C
3.解析:设P(x,y),Q(x,-y),则·=(x,y)·(x,-y)=x2-y2=2,故选B.
答案:B
4.解析:若+=1表示椭圆,则有所以2
5.解析:设P的横坐标为x,F1(-c,0),
∵线段PF1的中点在y轴上,∴-c+x=0,∴x=c.
∴P与F2的横坐标相等,∴PF2⊥x轴,
∵∠PF1F2=30°,∴|PF2|=|PF1|,
∵|PF1|+|PF2|=2a,∴|PF2|=a,
tan∠PF1F2===,
∴=,∴e==.故选A.
答案:A
6.解析:根据题意,画出抛物线建立平面直角坐标系,如图所示:
设当水面的宽度为36m时与抛物线的交点分别为A,B.当水面的宽度为12m时与抛物线的交点为C,D,抛物线方程为x2=-2py(p>0).因为当水面经过抛物线的焦点时,宽度为36m,所以由抛物线性质可知2p=36,所以p=18,则抛物线方程为x2=-36y,则A(18,-9).当宽度为12m时,设C(6,a),代入抛物线方程可得62=-36a,解得a=-1,所以直线AB与直线CD的距离为h=(-1)-(-9)=8,即船体两侧的货物距离水面的最大高度应不超过8m.故选D.
答案:D
7.解析:连接IF1和IF2,由△MF1F2的内心为I,可得IF1为∠MF1F2的平分线,即有=,同理=,所以===2,所以==2,即e=,故选B.
答案:B
8.解析:设椭圆的长轴长为2a,双曲线的实轴长为2m,焦距为2c,则有得|PF2|=a-m.又|PF2|=|F1F2|=2c,所以a-m=2c.又由e1=,e2=,得a=,m=,从而有-=2c,得e2=,从而e1e2=e1·=.由e2>1,且e2=,可得
答案:B
9.解析:对于选项A:当k=8时,曲线C的方程为+=1,曲线C为椭圆,a2=62,b2=2,则c2=a2-b2=62-2=60,即c=2,所以其焦距为4,故A正确;对于选项B:当k=2时,曲线C的方程为-=1,曲线C为双曲线,a2=2,b2=4,则c2=a2+b2=6,即c=,所以其离心率为==,故B正确;对于选项C:若曲线C为焦点在y轴上的双曲线,则无解,所以不存在实数k,使得曲线C为焦点在y轴上的双曲线,故C错误;对于选项D:当k=-3时,曲线C的方程为-=1,曲线C为双曲线,a2=7,b2=9,则其渐近线方程为3x±y=0.又圆(x-4)2+y2=9的圆心坐标为(4,0),半径为3,所以圆心到渐近线的距离d==3,故D正确.故选ABD.
答案:ABD
10.解析:因为双曲线C:-=1,所以c==5.又因为S△PF1F2=·2c|yP|=×10·|yP|=20,所以|yP|=4,故A错误;将|yP|=4代入C:-=1得|xP|=.由双曲线的对称性,不妨取P的坐标为,可知|PF2|==.由双曲线定义可知|PF1|=|PF2|+2a=+8=,所以|PF1|+|PF2|=+=,故B正确;由双曲线的对称性,对于P,在△PF1F2中,|PF1|=>2c=10>|PF2|=,且cos∠PF2F1==-<0,则∠PF2F1为钝角,所以△PF1F2为钝角三角形,故C正确;由余弦定理得cos∠F1PF2==≠,所以∠F1PF2≠,故D错误.故选BC.
答案:BC
11.解析:如图所示,分别过点A,B作抛物线C的准线的垂线,垂足分别为点E,M,连接EF.设抛物线C的准线交x轴于点P,则|PF|=p.∵直线l的斜率为,∴其倾斜角为60°.∵AE∥x轴,∴∠EAF=60°,由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,则△AEF为等边三角形,∴∠EFP=∠AEF=60°,则∠PEF=30°,∴|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,故A正确;∵|AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,∴F为AD的中点,则=,故B正确;∠DAE=60°,∴∠ADE=30°,∴|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正确;∵|BD|=2|BF|,
∴|BF|=|DF|=|AF|=,故D错误.故选ABC.
答案:ABC
12.解析:依题意,设直线方程为y=kx+b(b≠0),当k=0时,直线AB与x轴平行,与OM垂直;当k≠0时,联立直线方程与椭圆方程得所以(k2+2)x2+2kbx+b2-4=0,Δ=4k2b2-4(k2+2)(b2-4)=8(2k2-b2+4)>0,
则有xA+xB=-,xAxB=.
所以yA+yB=k(xA+xB)+2b==.
故线段AB的中点M,即,
kOM=-=-≠-,直线AB与OM不垂直,A错误.
若M(1,1),则xA+xB=-=2,yA+yB==2,解得k=-2,b=3,故直线方程为y=-2x+3,B正确.
若y=x+1,则k=b=1,故=-=-,
==,C错误.
若y=x+2,则k=1,b=2,|AB|==×=,D正确.故选BD.
答案:BD
13.解析:因为椭圆C:x2+my2=1的焦点在y轴上,
所以其标准方程为+=1,其中a=,b=1,
若长轴长是短轴长的两倍,则a=2b,
则有=2,解得m=.
答案:
14.解析:∵双曲线的方程为-=1,
∴a2=4,b2=5,可得c==3,
因此双曲线-=1的右焦点为F(3,0),
∵抛物线y2=2px的焦点与双曲线的右焦点重合,
∴=3,解得p=6.
答案:6
15.解析:如图,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线l的方程为x=-1,设AB所在直线方程为y=k(x-1),设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程,得消去y,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1x2=1, ①
∵|AF|=2|BF|,∴x1+1=2(x2+1), ②
由①②,解得x1=2,x2=,或x1=-1,x2=-1(舍去),
∴y1=2,y2=-,
∴|CD|=y1-y2=3,
又|FG|=1+1=2,
∴S△CDF=×|CD|×|FG|=×3×2=3.
答案:3
16.解析:由题意,设右焦点为F(c,0),
设渐近线OM的方程为y=x,
则渐近线ON的方程为y=-x,
FM的方程为y=-(x-c),
由可得M的横坐标为,
由可得N的横坐标为.
由2=,可得2=-c,
即-c=,
由e=,可得-1=,
即e4-5e2+4=0,解得e2=4或e2=1(舍去),
所以e=2,所以c=2a,b=a,
所以渐近线方程为y=±x.
答案:y=±x
17.解析:(1)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),由题意可得所以,b==4,因此椭圆的标准方程为+=1.
(2)短轴的端点坐标为(0,4)和(0,-4),则S△F1PF2=×|F1F2|×b=×6×4=12.
18.解析:(1)由抛物线的定义可得4+=5,解得p=2,
故抛物线C的方程为x2=4y.
(2)把M(m,4)的坐标代入x2=4y,得m=±4,
即M点的坐标为(±4,4).
又抛物线x2=4y的焦点坐标为(0,1),则a=1,
所以双曲线的方程为y2-=1(b>0),
将点M(±4,4)的坐标代入双曲线的方程,得b2=,即b=,故双曲线的渐近线方程为y=±x.
19.解析:连接AC,则|AC|===10.
(1)∵A,B为椭圆的焦点,且椭圆经过C,D两点,
则根据椭圆的定义,得|CA|+|CB|=16=2a,∴a=8.
在椭圆中,b2=a2-c2=64-16=48,故椭圆的方程为+=1.
(2)∵A,B为双曲线的焦点,且双曲线经过C,D两点,
根据双曲线的定义,得|CA|-|CB|=4=2a,∴a=2.
在双曲线中,b2=c2-a2=16-4=12,故双曲线的方程为-=1.
20.解析:(1)设以点A(2,1)为中点的弦的两端点分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),则有x1+x2=4,y1+y2=2,x1≠x2.由点P1,P2在双曲线上,得2x-y=2,2x-y=2,两式相减,得2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.
则2×4(x1-x2)-2(y1-y2)=0,即=4,
故中点弦所在的直线方程为y-1=4(x-2),即4x-y-7=0.
(2)不能.理由如下:
假设直线l存在,可利用(1)中的方法求出l的方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
联立方程,得消去y,得2x2-4x+3=0,
根的判别式Δ=(-4)2-4×2×3=-8<0,所以方程无实根,因此直线l与双曲线无交点.
故满足条件的直线l不存在.
21.解析:(1)由题意知,解得所以b2=a2-c2=5,所以椭圆C的方程为+=1.
(2)如图,延长AF1交椭圆于点A1,由已知条件并结合椭圆的中心对称性知,=2.设A(x1,y1),A1(x2,y2),直线AA1的方程为y=k(x+2),代入椭圆方程并消去x,得y2-y-25=0(*),
则y1+y2= ①,
y1y2= ②.
由=2,得y1=-2y2 ③.
联立①②③,解得k2=3,
依题意舍去k=-,所以k=.
所以直线AF1的方程为y=(x+2).
(3)由(2)知,k=,代入方程(*),得32y2-20y-75=0,
则Δ=(-20)2-4×32×(-75)=10800.
由题易知,四边形ABF2F1为梯形,梯形的上、下底之和为
|AF1|+|BF2|=|AF1|+|F1A1|=|AA1|.
利用弦长公式易得|AA1|=·|y1-y2|=·=.
梯形的高即焦点F2到直线AF1的距离d==2.
所以四边形ABF2F1的面积S=××2=.
22.解析:
(1)由题意可得,抛物线上的点A到焦点F的距离等于点A到直线x=-1的距离,由抛物线的定义得=1,即p=2.
(2)由(1)得,抛物线方程为y2=4x,F(1,0),可设A(t2,2t),t≠0,t≠±1.
因为AF不垂直于y轴,可设直线AF:x=sy+1(s≠0),由消去x得y2-4sy-4=0,故y1y2=-4,所以B.
又直线AB的斜率为,所以直线FN的斜率为-.
从而得直线FN:y=-(x-1),直线BN:y=-,所以N.
设M(m,0),由A,M,N三点共线得=,
于是m=.所以m<0或m>2.
经检验,m<0或m>2满足题意.
综上,点M的横坐标的取值范围是(-∞,0)∪(2,+∞).
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