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第三章 圆锥曲线的方程 单元综合测试卷-2022-2023学年高二数学新教材同步配套教学讲义(人教A版2019选择性必修第一册)
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第三章 圆锥曲线的方程 单元综合测试卷一、选择题:本题共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.若椭圆经过点,且焦点分别为和,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由于椭圆经过点,且焦点分别为和,所以椭圆的焦点在轴上,且,所以椭圆的离心率为.故选:C2.双曲线的左右焦点分别为,,点P在双曲线C上且,则等于( )A.14 B.26 C.14或26 D.16或24【答案】C【解析】由双曲线的方程可得,故.因为,故,解得或26.故选:C.3.方程表示椭圆,则的取值范围是( )A. B.或C. D.【答案】B【解析】因为方程表示椭圆,所以,解得且,则的取值范围是或.故选:B.4.已知矩形ABCD的四个顶点都在椭圆上,边AD和BC分别经过椭圆的左、右焦点,且,则该椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】由椭圆的方程可得当时,所以,因为,所以,所以,所以,解得或(舍)故选:B5.已知抛物线的焦点为,直线不过点且与交于,两点(点在轴上方),与轴负半轴交于点,若,,则直线的斜率为( )A. B. C. D.【答案】D【解析】由题可得,设,,因为,,∴,解得,所以,即,所以直线的斜率为.故选:D.6.在抛物线上有三点A,B,C,F为其焦点,且F为ABC的重心,则( )A.6 B.8 C.9 D.12【答案】D【解析】由题意得:F为ABC的重心故设点A,B,C的坐标分别为,,抛物线 ,F为其焦点故选:D7.设点P为椭圆上一点,,分别为C的左、右焦点,且,则的面积为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】设,根据椭圆的定义以及余弦定理得,整理得,即,所以的面积为.故选:C8.已知是双曲线的两条渐近线,直线l经过T的右焦点F,且,l交T于点M,交于点Q,若,则双曲线T的离心率e的取值范围为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】不妨设的方程为,设的方程为,,因为,所以直线l的方程为:,由,即,由,即,因为,所以由,故选:B二、选择题:本题共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。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.已知双曲线C过点且渐近线为,则下列结论正确的是( )A.C的方程为B.C的离心率为C.直线与C只有一个公共点D.直线与C有两个公共点【答案】AC【解析】渐近线,设双曲线的方程为,代入得,所以双曲线的方程为,A选项正确.,离心率,B选项错误.直线与双曲线的渐近线平行,所以与双曲线只有一个公共点,C选项正确.,消去并化简得,所以,即直线与C只有一个公共点, D选项错误.故选:AC10.已知椭圆的上下焦点分别为,左右顶点分别为,是该椭圆上的动点,则下列结论正确的是( )A.该椭圆的长轴长为B.使为直角三角形的点共有6个C.若点的纵坐标为1,则的长度为D.若点是异于,的点,则直线与的斜率之积为-2【答案】BCD【解析】A.由椭圆方程知,则椭圆的长轴长为.故选项A不正确.B.当轴时,满足为直角三角形,此时点有2个;轴时,满足为直角三角形,此时点有2个;又因为,满足为直角三角形,此时点可以为左右顶点.所以使为直角三角形的点共有6个. 故选项B正确.C.若点的纵坐标为1, 则,则的长度为.故选项C正确.D.设点,则,则直线与的斜率之积.故选项D正确.故选:BCD11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线:的焦点为,准线为.设与轴的交点为,为抛物线上异于的任意一点,在上的射影为,的外角平分线交轴于点,过作交于,过作交线段的延长线于,则( )A. B. C. D.【答案】ABD【解析】对A,由抛物线的定义可知,故A正确;对B,因为是的外角平分线,所以,又,所以,所以,所以,故B正确;对C,若,则有,从而有,所以,此时为定点,与为抛物线上异于的任意一点矛盾,故C不正确;对D,因为四边形是矩形,所以,又,所以,故D正确.故选:ABD.12.已知,同时为椭圆:()与双曲线:(,)的左右焦点,设椭圆与双曲线在第一象限内交于点,椭圆与双曲线的离心率分别为,,为坐标原点,则下列结论正确的是( )A.B.若,则C.若,则D.若,则的取值范围是【答案】BCD【解析】因为,同时为椭圆:()与双曲线:(,)的左右焦点,可设,所以,.对于A:因为,,所以.故A错误;对于B:由椭圆的定义可知:;由双曲线的定义可知:.联立解得:,.由余弦定理可得:.因为,所以,整理化简得:.因为,所以,即.因为,所以.代入可得:,整理得:.故B正确;对于C:因为,所以.由等腰三角形的性质可得:,.因为,所以,即为直角三角形.所以,即,整理得:.所以.故C正确;对于D:因为,所以..令,则.因为,所以.又解得:;由解得:.所以.由对勾函数的性质可得:在上单调递增,所以,所以.故D正确.故选:BCD三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.已知,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线E的左、右两支分别交于A,B两点,若,则的面积为__________.【答案】【解析】如图,因为,所以.设,,得,由,得所以,则,由,得,又 ,所以,,,故的面形.故答案为:14.设点P是曲线上的动点,点,满足|PF|+|PA|=4,则点P的坐标为 __.【答案】【解析】因曲线是双曲线y2﹣x2=1在x轴上方的部分,故是双曲线的下焦点,则双曲线的上焦点为,由|PF|+|PA|=4,又∴,∴,又,故P,A,共线,又的直线方程为,联立,解得:,,故点P的坐标为.故答案为:.15.如图抛物线型拱桥,当拱桥的顶点距离水面3米时,水面宽12米,则水面上升1米后,水面宽度为___________米.【答案】【解析】如图建立直角坐标系,设抛物线方程为,将A(6,-3)代入,得,∴,代入B得,故水面宽为米,故答案为:.16.已知椭圆,圆,椭圆的左,右焦点分别为,.直线交椭圆于点,交圆于、两点.若,则______.【答案】【解析】由题意可知,,由椭圆的定义知,, 如图所示在中,由余弦定理得,在中,由余弦定理得,因为,所以,联立①②③,得,即,于是有,所以,由圆,得圆的半径为,因为两点在圆上,所以,所以,,又因为,所以,即,解得.故答案为:.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。17.(10分)求满足下列条件的曲线标准方程:(1)两焦点分别为,,且经过点的椭圆标准方程;(2)与双曲线有相同渐近线,且焦距为的双曲线标准方程.【解析】(1)设所求椭圆的标准方程为两焦点分别为,,又椭圆过点,,又,,所以椭圆的标准方程为.(2)方法一:(i),若焦点在轴上,设所求双曲线方程为,因为与双曲线有相同渐近线,所以 ,设该双曲线的焦距为,又因为焦距 所以,所以,联立 解得则双曲线方程为,(ii),若焦点在轴上,设所求双曲线方程为,因为与双曲线有相同渐近线,所以 ,设该双曲线的焦距为,又因为焦距 所以,所以,联立 解得则双曲线方程为,双曲线的标准方程为:或方法二:设与双曲线有相同渐近线的双曲线方程为:()焦距为,,双曲线的标准方程为:或18.(12分)已知抛物线上第一象限的一点到其焦点的距离为2.(1)求抛物线C的方程和点坐标;(2)过点的直线l交抛物线C于A、B,若的角平分线与y轴垂直,求弦AB的长.【解析】(1)由可得:p=2,故抛物线方程为:,当y=1时,,又因为x>0,所以x=2,所以点坐标为(2,1);(2)由题意可得直线l的斜率存在,设直线方程为,,,由,得,所以,,,因为的角平分线与y轴垂直,所以,所以,即,即,所以,,,所以.19.(12分)已知椭圆的中心在原点,一个焦点为,且长轴长与短轴长的比是.(1)求椭圆的方程;(2)设点,点是椭圆上任意一点,求的最大值.【解析】(1)由题意得,解得,所以椭圆方程为.(2)设,则,即,因为的对称轴为,所以在为减函数,所以当时,的最大值为的最大值为.20.(12分)已知双曲线C:(,),第一象限内的点P在C上,双曲线的左、右焦点分别记为,,且,,O为坐标原点.(1)求双曲线C的离心率;(2)若的面积为2,求点P的坐标.【解析】(1)∵,,∴,,∵,∴,化为:,∴,,即双曲线C的离心率为.(2)由题意可得:,,又,解得,,,所以,双曲线方程为,把代入双曲线方程,得:,,解得.∴.21.(12分)已知椭圆的离心率为,且过点(1)求椭圆C的标准方程;(2)若直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0,求直线l的斜率【解析】(1)因为椭圆的离心率为,且过点,所以,解得,所以椭圆C的标准方程为;(2)设直线,,,联立方程,整理得,即,,,即,,即,整理得,所以或,若,则直线过点,不合题意,所以直线的斜率为22.(12分)已知椭圆的焦距为2,点在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)点P为椭圆C上异于顶点的任意一点,点M、N分别与点P关于原点、y轴对称.连接MN与x轴交于点E,并延长PE交椭圆C于点Q.试问:是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【解析】(1)由已知,,所以,解得,椭圆方程为;(2)设,,则,,所以,,直线方程为,代入椭圆方程得,显然是此方程的一个解,另一解为,而,即为点的横纵坐标,,所以.所以为定值.
第三章 圆锥曲线的方程 单元综合测试卷一、选择题:本题共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.若椭圆经过点,且焦点分别为和,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由于椭圆经过点,且焦点分别为和,所以椭圆的焦点在轴上,且,所以椭圆的离心率为.故选:C2.双曲线的左右焦点分别为,,点P在双曲线C上且,则等于( )A.14 B.26 C.14或26 D.16或24【答案】C【解析】由双曲线的方程可得,故.因为,故,解得或26.故选:C.3.方程表示椭圆,则的取值范围是( )A. B.或C. D.【答案】B【解析】因为方程表示椭圆,所以,解得且,则的取值范围是或.故选:B.4.已知矩形ABCD的四个顶点都在椭圆上,边AD和BC分别经过椭圆的左、右焦点,且,则该椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】由椭圆的方程可得当时,所以,因为,所以,所以,所以,解得或(舍)故选:B5.已知抛物线的焦点为,直线不过点且与交于,两点(点在轴上方),与轴负半轴交于点,若,,则直线的斜率为( )A. B. C. D.【答案】D【解析】由题可得,设,,因为,,∴,解得,所以,即,所以直线的斜率为.故选:D.6.在抛物线上有三点A,B,C,F为其焦点,且F为ABC的重心,则( )A.6 B.8 C.9 D.12【答案】D【解析】由题意得:F为ABC的重心故设点A,B,C的坐标分别为,,抛物线 ,F为其焦点故选:D7.设点P为椭圆上一点,,分别为C的左、右焦点,且,则的面积为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】设,根据椭圆的定义以及余弦定理得,整理得,即,所以的面积为.故选:C8.已知是双曲线的两条渐近线,直线l经过T的右焦点F,且,l交T于点M,交于点Q,若,则双曲线T的离心率e的取值范围为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】不妨设的方程为,设的方程为,,因为,所以直线l的方程为:,由,即,由,即,因为,所以由,故选:B二、选择题:本题共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。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.已知双曲线C过点且渐近线为,则下列结论正确的是( )A.C的方程为B.C的离心率为C.直线与C只有一个公共点D.直线与C有两个公共点【答案】AC【解析】渐近线,设双曲线的方程为,代入得,所以双曲线的方程为,A选项正确.,离心率,B选项错误.直线与双曲线的渐近线平行,所以与双曲线只有一个公共点,C选项正确.,消去并化简得,所以,即直线与C只有一个公共点, D选项错误.故选:AC10.已知椭圆的上下焦点分别为,左右顶点分别为,是该椭圆上的动点,则下列结论正确的是( )A.该椭圆的长轴长为B.使为直角三角形的点共有6个C.若点的纵坐标为1,则的长度为D.若点是异于,的点,则直线与的斜率之积为-2【答案】BCD【解析】A.由椭圆方程知,则椭圆的长轴长为.故选项A不正确.B.当轴时,满足为直角三角形,此时点有2个;轴时,满足为直角三角形,此时点有2个;又因为,满足为直角三角形,此时点可以为左右顶点.所以使为直角三角形的点共有6个. 故选项B正确.C.若点的纵坐标为1, 则,则的长度为.故选项C正确.D.设点,则,则直线与的斜率之积.故选项D正确.故选:BCD11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线:的焦点为,准线为.设与轴的交点为,为抛物线上异于的任意一点,在上的射影为,的外角平分线交轴于点,过作交于,过作交线段的延长线于,则( )A. B. C. D.【答案】ABD【解析】对A,由抛物线的定义可知,故A正确;对B,因为是的外角平分线,所以,又,所以,所以,所以,故B正确;对C,若,则有,从而有,所以,此时为定点,与为抛物线上异于的任意一点矛盾,故C不正确;对D,因为四边形是矩形,所以,又,所以,故D正确.故选:ABD.12.已知,同时为椭圆:()与双曲线:(,)的左右焦点,设椭圆与双曲线在第一象限内交于点,椭圆与双曲线的离心率分别为,,为坐标原点,则下列结论正确的是( )A.B.若,则C.若,则D.若,则的取值范围是【答案】BCD【解析】因为,同时为椭圆:()与双曲线:(,)的左右焦点,可设,所以,.对于A:因为,,所以.故A错误;对于B:由椭圆的定义可知:;由双曲线的定义可知:.联立解得:,.由余弦定理可得:.因为,所以,整理化简得:.因为,所以,即.因为,所以.代入可得:,整理得:.故B正确;对于C:因为,所以.由等腰三角形的性质可得:,.因为,所以,即为直角三角形.所以,即,整理得:.所以.故C正确;对于D:因为,所以..令,则.因为,所以.又解得:;由解得:.所以.由对勾函数的性质可得:在上单调递增,所以,所以.故D正确.故选:BCD三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.已知,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线E的左、右两支分别交于A,B两点,若,则的面积为__________.【答案】【解析】如图,因为,所以.设,,得,由,得所以,则,由,得,又 ,所以,,,故的面形.故答案为:14.设点P是曲线上的动点,点,满足|PF|+|PA|=4,则点P的坐标为 __.【答案】【解析】因曲线是双曲线y2﹣x2=1在x轴上方的部分,故是双曲线的下焦点,则双曲线的上焦点为,由|PF|+|PA|=4,又∴,∴,又,故P,A,共线,又的直线方程为,联立,解得:,,故点P的坐标为.故答案为:.15.如图抛物线型拱桥,当拱桥的顶点距离水面3米时,水面宽12米,则水面上升1米后,水面宽度为___________米.【答案】【解析】如图建立直角坐标系,设抛物线方程为,将A(6,-3)代入,得,∴,代入B得,故水面宽为米,故答案为:.16.已知椭圆,圆,椭圆的左,右焦点分别为,.直线交椭圆于点,交圆于、两点.若,则______.【答案】【解析】由题意可知,,由椭圆的定义知,, 如图所示在中,由余弦定理得,在中,由余弦定理得,因为,所以,联立①②③,得,即,于是有,所以,由圆,得圆的半径为,因为两点在圆上,所以,所以,,又因为,所以,即,解得.故答案为:.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。17.(10分)求满足下列条件的曲线标准方程:(1)两焦点分别为,,且经过点的椭圆标准方程;(2)与双曲线有相同渐近线,且焦距为的双曲线标准方程.【解析】(1)设所求椭圆的标准方程为两焦点分别为,,又椭圆过点,,又,,所以椭圆的标准方程为.(2)方法一:(i),若焦点在轴上,设所求双曲线方程为,因为与双曲线有相同渐近线,所以 ,设该双曲线的焦距为,又因为焦距 所以,所以,联立 解得则双曲线方程为,(ii),若焦点在轴上,设所求双曲线方程为,因为与双曲线有相同渐近线,所以 ,设该双曲线的焦距为,又因为焦距 所以,所以,联立 解得则双曲线方程为,双曲线的标准方程为:或方法二:设与双曲线有相同渐近线的双曲线方程为:()焦距为,,双曲线的标准方程为:或18.(12分)已知抛物线上第一象限的一点到其焦点的距离为2.(1)求抛物线C的方程和点坐标;(2)过点的直线l交抛物线C于A、B,若的角平分线与y轴垂直,求弦AB的长.【解析】(1)由可得:p=2,故抛物线方程为:,当y=1时,,又因为x>0,所以x=2,所以点坐标为(2,1);(2)由题意可得直线l的斜率存在,设直线方程为,,,由,得,所以,,,因为的角平分线与y轴垂直,所以,所以,即,即,所以,,,所以.19.(12分)已知椭圆的中心在原点,一个焦点为,且长轴长与短轴长的比是.(1)求椭圆的方程;(2)设点,点是椭圆上任意一点,求的最大值.【解析】(1)由题意得,解得,所以椭圆方程为.(2)设,则,即,因为的对称轴为,所以在为减函数,所以当时,的最大值为的最大值为.20.(12分)已知双曲线C:(,),第一象限内的点P在C上,双曲线的左、右焦点分别记为,,且,,O为坐标原点.(1)求双曲线C的离心率;(2)若的面积为2,求点P的坐标.【解析】(1)∵,,∴,,∵,∴,化为:,∴,,即双曲线C的离心率为.(2)由题意可得:,,又,解得,,,所以,双曲线方程为,把代入双曲线方程,得:,,解得.∴.21.(12分)已知椭圆的离心率为,且过点(1)求椭圆C的标准方程;(2)若直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0,求直线l的斜率【解析】(1)因为椭圆的离心率为,且过点,所以,解得,所以椭圆C的标准方程为;(2)设直线,,,联立方程,整理得,即,,,即,,即,整理得,所以或,若,则直线过点,不合题意,所以直线的斜率为22.(12分)已知椭圆的焦距为2,点在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)点P为椭圆C上异于顶点的任意一点,点M、N分别与点P关于原点、y轴对称.连接MN与x轴交于点E,并延长PE交椭圆C于点Q.试问:是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【解析】(1)由已知,,所以,解得,椭圆方程为;(2)设,,则,,所以,,直线方程为,代入椭圆方程得,显然是此方程的一个解,另一解为,而,即为点的横纵坐标,,所以.所以为定值.
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