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  • 2021-06-16 发布

人教版高中数学选修4-4评估验收卷(二)word版含解析

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评估验收卷(二) (时间:120 分钟 满分:150 分) 一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 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.下列点不在直线 x=-1- 2 2 t, y=2+ 2 2 t (t 为参数)上的是( ) A.(-1,2) B.(2,-1) C.(3,-2) D.(-3,2) 解析:直线 l 的普通方程为 x+y-1=0,因此点(-3,2)的坐标 不适合方程 x+y-1=0. 答案:D 2.直线 x=1+1 2t, y=-3 3+ 3 2 t (t 为参数)和圆 x2+y2=16 交于 A,B 两 点,则 AB 的中点坐标为( )[来源:学.科.网] A.(3,-3) B.(- 3,3) C.( 3,3) D.(3,- 3) 解析:把 x=1+1 2t, y= 3(-3+1 2t)(t 为参数)代入 x2+y2=16 中,得 1 +t+1 4t2+3 9-3t+1 4t2 =16, 即 t2-8t+12=0. 设 A,B 对应的参数分别为 t1,t2,则 t1+t2=8, 所以 AB 的中点对应的参数 t=t1+t2 2 =4. 所以 x=1+1 2 ×4=3, y=-3 3+ 3 2 ×4=- 3, 即 AB 的中点坐标为(3,- 3). 答案:D 3.已知某曲线的参数方程是 x=1 2 a+1 a , y=1 2 a-1 a (其中 a 是参数),则 该曲线是( ) A.线段 B.圆 C.双曲线 D.圆的一部分 解析:消参可得 x2-y2=1, 又|x|=1 2 |a+1 a|≥1,当且仅当 a=1 a 时“=”成立,所以 x≤-1 或 x≥1,该曲线为双曲线. 答案:C 4.设 r>0,那么直线 xcos θ+ysin θ=r 与圆 x=rcos φ, y=rsin φ (φ是参 数)的位置关系是( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.视 r 的大小而定 解析:易知圆的圆心在原点,半径是 r,则圆心(0,0)到直线的 距离为 d= |0+0-r| cos2θ+sin2θ =r,恰好等于圆的半径,所以直线和圆相 切. 答案:B 5.直线 l 的参数方程为 x=a+t, y=b+t (t 为参数),l 上的点 P1 对应的 参数是 t1,则点 P1 与点 P(a,b)之间的距离是( ) A.|t1| B.2|t1| C. 2|t1| D. 2 2 |t1| 解析:点 P1 与点 P 之间的距离为 (a+t1-a)2+(b+t1-b)2= t21+t21= 2|t1|.[来源:学|科|网 Z|X|X|K] 答案:C 6.已知圆的渐开线 x=r(cos φ+φsin φ), y=r(sin φ-φcos φ) (φ为参数)上有一点 的坐标为(3,0),则渐开线对应的基圆的面积为( ) A.π B.3π C.4π D.9π 解析:把已知点(3,0)代入参数方程得 3=r(cos φ+φsin φ), ① 0=r(sin φ-φcos φ), ② 由②可得φ=0,则把φ=0 代入①得 r=3,所以基圆的面积为 9π. 答案:D 7.已知圆 C 的参数方程为 x=-1+cos α, y=1+sin α (α为参数),当圆心 C 到直线 kx+y+4=0 的距离最大时,k 的值为( ) A.1 3 B.1 5 C.-1 3 D.-1 5 解析:圆 C 的普通方程为(x+1)2+(y-1)2=1, 所以圆心 C(-1,1).直线 kx+y+4=0 过定点 A(0,-4),故 当 CA 与直线 kx+y+4=0 垂直时,圆心 C 到直线的距离最大,因为 kCA=-5,所以-k=1 5 ,所以 k=-1 5. 答案:D 8.曲线 x=-2+5t, y=1-2t (t 为参数)与坐标轴的交点是( ) A. 0,2 5 、 1 2 ,0 B. 0,1 5 、 1 2 ,0 C.(0,-4)、(8,0) D. 0,5 9 、(8,0) 解析:当 x=0 时,t=2 5 ,而 y=1-2t,即 y=1 5 , 故曲线与 y 轴的交点为 0,1 5 ; 当 y=0 时,t=1 2 ,而 x=-2+5t,即 x=1 2 ,故曲线与 x 轴的交 点为 1 2 ,0 .[来源:Z§xx§k.Com] 答案:B 9.以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建 立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线 l 的参数方 程是 x=t+1, y=t-3 (t 为参数),圆 C 的极坐标方程是ρ=4cos θ,则直线 l 被圆 C 截得的弦长为( ) A. 14 B.2 14 C. 2 D.2 2 解析:由题意得,直线 l 的普通方程为 y=x-4, 圆 C 的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4, 圆心到直线 l 的距离 d=|2-0-4| 2 = 2, 直线 l 被圆 C 截得的弦长为 2 22-( 2)2=2 2.[来源:学科网] 答案:D 10.若点 P(3,m)在以点 F 为焦点的抛物线 x=4t2, y=4t (t 为参数) 上,则|PF|等于( ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:消参得抛物线的普通方程为 y2=4x,所以其焦点 F(1,0), 准线方程为 x=-1, 由抛物线的定义,得|PF|=3-(-1)=4. 答案:C 11.已知在平面直角坐标系 xOy 中,点 P(x,y)是椭圆x2 2 +y2 3 =1 上的一个动点,则 S=x+y 的取值范围为( ) A.[ 5,5] B.[- 5,5] C.[-5,- 5] D.[- 5, 5] 解析:因椭圆x2 2 +y2 3 =1 的参数方程为 x= 2cos φ, y= 3sin φ (φ为参数), 故可设动点 P 的坐标为( 2cos φ, 3sin φ),因此 S=x+y= 2cos φ + 3sin φ= 5( 2 5cos φ+ 3 5sin φ)= 5sin(φ+γ),其中 tan γ= 6 3 ,所 以 S 的取值范围是[- 5, 5 ],故选 D. 答案:D 12.已知直线 l 的参数方程是 x=1+1 2t, y= 3 2 t (t 为参数),以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆 C 的极坐标方程为ρ =2cos θ+4sin θ,则直线 l 被圆所截得的弦长为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:由题意知,直线 l 的普通方程为 3x-y- 3=0, 由极坐标与直角坐标的关系知, 圆 C 的标准方程为(x-1)2+(y-2)2=5.设直线 l 与圆 C 交于 A、 B 两点,AB 的中点为 M,则在 Rt△AMC 中, |AC|= 5,|CM|=| 3-2- 3| 3+1 =1, 所以|AM|= 5-1=2, 所以|AB|=2|AM|=4.故截得的弦长为 4. 答案:D 二、填空题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.把答案填 在题中横线上) 13.曲线 C: x=2cos θ, y=3sin θ (θ为参数)上的点到其焦点的距离的最 小值为________. 解析:曲线 C 的普通方程为x2 4 +y2 9 =1,所以 a=3,b=2,c= a2-b2= 5,所以椭圆 C 上的点到焦点的距离的最小值为 3- 5. 答案:3- 5 14 . 在 直 角 坐 标 系 Oxy 中 , 已 知 曲 线 C 的 参 数 方 程 是 x=cos θ, y=sin θ+1(θ为参数),若以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极 坐标系,则曲线 C 的极坐标方程为____________________. 解析:由题意知曲线 C:x2+(y-1)2=1, 即 x2+y2-2y=0,由 x2+y2=ρ2,y=ρsin θ得 ρ2-2ρsin θ=0,化简得ρ=2sin θ. 答案:ρ=2sin θ 15.在圆的摆线上有一点(π,0),那么在满足条件的摆线的参数 方程中,使圆的半径最大的摆线上 ,参数φ=π 4 对应的点的坐标为 __________________. 解析:摆线方程为 x=r(φ-sin φ), y=r(1-cos φ) (φ为参数), 将点(π,0)代入可得 π=r(φ-sin φ), 0=r(1-cos φ) 得 cos φ=1,则φ=2kπ,k∈Z. 故 r= π 2kπ = 1 2k(k∈Z),又 r>0,所以 k∈N*, 当 k=1 时,r 最大为1 2 , 再把φ=π 4 代入摆线方程得 x=1 2 π 4 -sin π 4 , y=1 2 1-cos π 4 , 故 x=π-2 2 8 , y=2- 2 4 . 答案: π-2 2 8 ,2- 2 4 16.在直角坐标系 Oxy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴 建立极坐标系,设点 A,B 分别在曲线 C1: x=3+cos θ, y=4+sin θ (θ为参数) 和曲线 C2:ρ=1 上,则|AB|的最小值为________. 解析:因为 C1:(x-3)2+(y-4)2=1,C2:x2+y2=1, 所以两圆圆心之间的距离为 d= 32+42=5. 因为 A 在曲线 C1 上,B 在曲线 C2 上, 所以|AB|min=5-2=3. 答案:3 三、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 某 圆 的 极 坐 标 方 程 为 ρ2 - 4 2ρcos θ-π 4 +6=0. (1)求圆的直角坐标方程和一个参数方程; (2)设 P(x,y)为圆上任意点,求 xy 的最大值,最小值. 解:(1)圆的极坐标方程可化为ρ2-4ρcos θ-4ρsin θ+6=0,化 为直角坐标方程为 x2+y2-4x-4y+6=0,变为标准方程为(x-2)2 +(y-2)2=2,圆心为(2,2),半径为 2. 故其一个参数方程为 x=2+ 2cos θ, y=2+ 2sin θ (θ为参数). (2)由(1)可得 xy=(2+ 2cos θ)(2+ 2sin θ)= 4+2 2(sin θ+cos θ)+2sin θcos θ. 令 sin θ+cos θ=t,t∈[- 2, 2], 则 2sin θcos θ=t2-1, 则 xy=t2+2 2t+3=(t+ 2)2+1,t∈[- 2, 2], 故当 t=- 2时,xy 取得最小值 1, 当 t= 2时,xy 取得最大值 9. 18.(本小题满分 12 分)在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参 数方程为 x=2+2t, y=1-t (t 为参数),椭圆 C 的参数方程为 x=2cos θ, y=sin θ (θ 为参数),试在椭圆上求一点 P,使得点 P 到直线 l 的距离最小. 解:直线 l 的普通方程为 x+2y-4=0,设 P(2cos θ,sin θ), 则点 P 到直线 l 的距离为 d=|2cos θ+2sin θ-4| 5 = 1 5 4-2 2sin θ+π 4 , 所以当 sin θ+π 4 =1 时,d 有最小值. 此时 sin θ=sin θ+π 4 -π 4 = sin θ+π 4 cosπ 4 -cos θ+π 4 sinπ 4 = 2 2 . cos θ=cos θ+π 4 -π 4 = cos θ+π 4 cosπ 4 +sin θ+π 4 sinπ 4 = 2 2 . 所以点 P 的坐标为 2, 2 2 , 故所求点的坐标为 2, 2 2 . 19.(本小题满分 12 分)已知曲线 C:x2 4 +y2 9 =1,直线l:x=2+t, y=2-2t (t 为参数).[来源:学§科§网 Z§X§X§K] (1)写出曲线 C 的参数方程,直线 l 的普通方程; (2)过曲线 C 上任意一点 P 作与 l 夹角为 30°的直线,交 l 于点 A, 求|PA|的最大值与最小值. 解:(1)曲线 C 的参数方程为 x=2cos θ, y=3sin θ (θ为参数). 直线 l 的普通方程为 2x+y-6=0. (2)曲线 C 上任意一点 P(2cos θ,3sin θ)到 l 的距离为 d= 5 5 |4cos θ+3sin θ-6|, 则|PA|= d sin 30°=2 5 5 |5sin(θ+α)-6|, 其中α为锐角,且 tan α=4 3. 当 sin(θ+α)=-1 时,|PA|取得最大值,最大值为22 5 5 . 当 sin(θ+α)=1 时,|PA|取得最小值,最小值为2 5 5 . 20.(本小题满分 12 分)已知曲线 C 的极坐标方程是ρ=2sin θ, 设直线 l 的参数方程是 x=-3 5t+2, y=4 5t (t 为参数). (1)将曲线 C 的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)设直线 l 与 x 轴的交点是 M,N 是曲线 C 上一动点,求|MN| 的最大值. 解:(1)曲线 C 的极坐标方程可化为ρ2=2ρsin θ. 又 x2+y2=ρ2,y=ρsin θ, 所以曲线 C 的直角坐标方程为 x2+y2-2y=0. (2)将直线 l 的参数方程化为普通方程, 得 y=-4 3(x-2). 令 y=0,得 x=2,即 M 点的直角坐标为(2,0). 因为曲线 C 为圆,圆心 C 的直角坐标为(0,1), 半径 r=1,则|MC|= 5. 所以|MN|≤|MC|+r= 5+1. 故|MN|的最大值为 5+1. 21.(本小题满分 12 分)已知直线 l: x=m+tcos α, y=tsin α (t 为参数) 经过椭圆 C: x=2cos φ, y= 3sin φ (φ为参数)的左焦点 F. (1)求 m 的值; (2)设直线 l 与椭圆 C 交于 A,B 两点,求|FA|·|FB|的最大值,最 小值. 解:(1)椭圆的参数方程化为普通方程为x2 4 +y2 3 =1, 则 F 的坐标为(-1,0), 又直线 l 过点(m,0),故 m=-1. (2)把 x=m+tcos α,y=tsin α代入椭圆 C 的普通方程,化简得 (3cos2α+4sin2α)t2-6tcos α-9=0, 设点 A,B 在直线参数方程中对应的参数分别为 t1,t2, 则|FA|·|FB|=|t1·t2|= 9 3cos2α+4sin2α = 9 3+sin2α , 故当 sin α=0 时,|FA|·|FB|取最大值 3,当 sin α=1 时,|FA|·|FB| 取最小值9 4. 22.(本小题满分 12 分)在平面直角坐标系中,已知两圆 C1:(x -1)2+y2=25 和 C2:(x+1)2+y2=1,动圆在 C1 内部且和圆 C 1 相内 切并和圆 C2 相外切,动圆圆心的轨迹为 E. (1)求 E 的标准方程; (2)点 P 为 E 上一动点,点 Q 为坐标原点,曲线 E 的右焦点为 F, 求|PO|2+|PF|2 的最小值. 解:(1)设动圆圆心 D(x,y),半径为 r, 由题意|DC1|=5-r,|DC2|=1+r, 所以|DC1|+|DC2|=6>|C1C2|=2, 所以 D 点的轨迹是以 C1,C2 为焦点的椭圆. 其中 2a=6,c=1, 所以 a=3,b2=a2-c2=8, 故 D 点的轨迹方程为x2 9 +y2 8 =1. (2)易知 F(1,0),由点 P 在 E 上,设 P(3cos θ,2 2sin θ),θ∈[0, 2π). 则|PF|2=(3cos θ-1)2+(2 2sin θ)2= 9cos2θ-6cosθ+1+8sin2θ=cos2θ-6cos θ+9. |PO|2=(3cos θ)2+(2 2sin θ)2=cos2θ+8, 故|PF|2+|PO|2=2cos2θ-6cos θ+17= 2 cos θ-3 2 2+25 2 , 因为 cos θ∈[-1,1],当 cos θ=1 时,|PF|2+|PO|2 取最小值为 13.