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- 2021-06-30 发布
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第八章单元质量检测
时间:90分钟 分值:100分
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.已知两条直线y=ax-2和3x-(a+2)y+1=0互相平行,则a等于( )
A.1或-3 B.-1或3
C.1或3 D.-1或-3
解析:因为直线y=ax-2的斜率存在且为a,所以-(a+2)≠0,所以3x-(a+2)y+1=0的斜截式方程为y=x+,由两直线平行,得=a且≠-2,解得a=1或a=-3.
答案:A
2.双曲线-=1的焦点坐标是( )
A.(1,0),(-1,0) B.(0,1),(0,-1)
C.(,0),(-,0) D.(0,),(0,-)
解析:c2=a2+b2=2+1=3,所以c=.由焦点在x轴上.所以焦点坐标为(,0),(-,0).
答案:C
3.在平面直角坐标系xOy中,直线3x+4y-5=0与圆x2+y2=4相交于A,B两点,则弦AB的长等于( )
A.3 B.2
C. D.1
解析:圆心到直线的距离d==1,弦AB的长l=2=2=2.
答案:B
4.已知圆C经过A(5,2),B(-1,4)两点,圆心在x轴上,则圆C的方程是( )
A.(x-2)2+y2=13 B.(x+2)2+y2=17
C.(x+1)2+y2=40 D.(x-1)2+y2=20
解析:设圆心坐标为C(a,0),则|AC|=|BC|,即=,解得a=1,所以半径r===2,所以圆C的方程是(x-1)2+y2=20.
答案:D
5.若椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,则双曲线-=1的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±2x
C.y=±4x D.y=±x
解析:由题意=,所以a2=4b2.
故双曲线的方程可化为-=1,
故其渐近线方程为y=±x.
答案:A
6.已知抛物线y2=8x的焦点F到双曲线C:-=1(a>0,b
>0)渐近线的距离为,点P是抛物线y2=8x上的一动点,P到双曲线C的上焦点F1(0,c)的距离与到直线x=-2的距离之和的最小值为3,则该双曲线的方程为( )
A.-=1 B.y2-=1
C.-x2=1 D.-=1
解析:由题意得,抛物线y2=8x的焦点F(2,0),
双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的方程为ax-by=0,
∵抛物线y2=8x的焦点F到双曲线C:-=1(a>0,b>0)渐近线的距离为,∴=,∴a=2b.
∵P到双曲线C的上焦点F1(0,c)的距离与到直线x=-2的距离之和的最小值为3,
∴|FF1|=3,∴c2+4=9,∴c=,
∵c2=a2+b2,a=2b,∴a=2,b=1.
∴双曲线的方程为-x2=1,故选C.
答案:C
7.过点P(1,1)作直线与双曲线x2-=1交于A,B两点,使点P为AB中点,则这样的直线( )
A.存在一条,且方程为2x-y-1=0
B.存在无数条
C.存在两条,方程为2x±(y+1)=0
D.不存在
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2,y1+y2=2,
则x-y=1,x-y=1,
两式相减得(x1-x2)(x1+x2)-(y1-y2)(y1+y2)=0,
所以x1-x2=(y1-y2),即kAB=2,
故所求直线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
联立可得2x2-4x+3=0,但此方程没有实数解,故这样的直线不存在.
答案:D
8.已知两圆C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,动圆在圆C1内部且和圆C1相内切,和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A.-=1 B.+=1
C.-=1 D.+=1
解析:设圆M的半径为r,则|MC1|+|MC2|=(13-r)+(3+r)=16,
∴M的轨迹是以C1、C2为焦点的椭圆,且2a=16,2c=8,故所求的轨迹方程为+=1.
答案:D
9.已知0<θ<,则双曲线C1:-=1与C2:-
=1的( )
A.实轴长相等 B.虚轴长相等
C.焦距相等 D.离心率相等
解析:对于双曲线C1:-=1,a=cos2θ,b=sin2θ,c=1;
对于双曲线C2:-=1,a=sin2θ,b=sin2θtan2θ,c=sin2θ+sin2θtan2θ=sin2θ(1+tan2θ)=
sin2θ==tan2θ.
∵只有当θ=kπ+(k∈Z)时,a=a或b=b或c=c,而0<θ<,∴A,B,C均错;设双曲线C1,C2的离心率分别为e1,e2,则e=,e==.
故e1=e2,即两双曲线的离心率相等.
答案:D
10.如图,F1,F2是椭圆C1:+y2=1与双曲线C2的公共焦点,A
,B分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是( )
A. B.
C. D.
解析:椭圆C1中,|AF1|+|AF2|=4,①
|F1F2|=2.
又因为四边形AF1BF2为矩形,所以∠F1AF2=90°.
所以|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2,②
由①②联立解得,|AF1|=2-,|AF2|=2+.
在双曲线C2中,2c=2,2a=|AF2|-|AF1|=2,故e===,故选D.
答案:D
二、填空题(每小题4分,共16分)
11.一条直线经过点A(-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形的面积为1,则此直线的方程为________.
解析:设所求直线的方程为+=1,
∵A(-2,2)在直线上,∴-+=1.①
又因直线与坐标轴围成的三角形面积为1,
∴|a|·|b|=1.②
由①②可得(1)或(2)
由(1)解得或方程组(2)无解.
故所求的直线方程为+=1或+=1,
即x+2y-2=0或2x+y+2=0为所求直线的方程.
答案:x+2y-2=0或2x+y+2=0
12.已知点M(1,0)是圆C:x2+y2-4x-2y=0内的一点,那么过点M的最短弦所在直线的方程是________.
解析:过点M的最短弦与CM垂直,圆C:x2+y2-4x-2y=0的圆心为C(2,1),∵kCM==1,∴最短弦所在直线的方程为y-0=-1(x-1),即x+y-1=0.
答案:x+y-1=0
13.已知点F为椭圆C:+y2=1的左焦点,点P为椭圆C上任意一点,点Q的坐标为(4,3),则|PQ|+|PF|取最大值时,点P的坐标为________.
解析:椭圆的左焦点为F(-1,0),右焦点为E(1,0),根据椭圆的定义,|PF|=2a-|PE|,∴|PF|+|PQ|=|PQ|+2a-|PE|=2a+(|PQ|-|PE|),
由三角形的性质,知|PQ|-|PE|≤|QE|,当P是QE延长线与椭圆的交点(0,-1)时,等号成立,故所求最大值为2a+|QE|=2+3=5.
答案:(0,-1)
14.已知曲线-=1(a·b≠0,且a≠b)与直线x+y-1=0相交于P
,Q两点,且·=0(O为原点),则-的值为________.
解析:将y=1-x代入-=1,得(b-a)x2+2ax-(a+ab)=0.设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=.·=x1x2+y1y2=x1x2+(1-x1)·(1-x2)=2x1x2-(x1+x2)+1,所以-+1=0,即2a+2ab-2a+a-b=0,即b-a=2ab,所以-=2.
答案:2
三、解答题(共4小题,共44分,解答应写出必要的文字说明、计算过程或证明步骤.)
15.(10分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,原点到过点A(a,0),B(0,-b)的直线的距离为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=kx+1(k≠0)交椭圆C于不同的两点E,F,且E,F都在以B为圆心的圆上,求k的值.
解:(1)因为=,a2-b2=c2,故a=2b,
因为原点到直线AB:-=1的距离d==,解得a=4,b=2,
故所求椭圆方程为+=1.
(2)由题意得(1+4k2)x2+8kx-12=0,
易得Δ>0,设E(x1,y1),F(x2,y2),
EF的中点是M(xM,yM),
则xM==,yM=kxM+1=,
所以kBM==-,
又因为k≠0,所以k2=,所以k=±.
16.(10分)过点Q(-2,)作圆O:x2+y2=r2(r>0)的切线,切点为D,且|QD|=4.
(1)求r的值;
(2)设P是圆O上位于第一象限内的任意一点,过点P作圆O的切线l,且l交x轴于点A,交y轴于点B,设=+,求||的最小值(O为坐标原点).
解:(1)圆O:x2+y2=r2(r>0)的圆心为O(0,0),
于是|QO|2=(-2)2+()2=25,
由题设知,△QDO是以D为直角顶点的直角三角形,
故有r=|OD|===3.
(2)设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),即bx+ay-ab=0,则A(a,0),B(0,b),∴=(a,b),
∴||=.
∵直线l与圆O相切,
∴=3⇒a2b2=9(a2+b2)≤2,
∴a2+b2≥36,∴||≥6,
当且仅当a=b=3时取到“=”.
∴||取得最小值为6.
17.(12分)如图,已知点E(m,0)(m>0)为抛物线y2=4x内一个定点,过E作斜率分别为k1,k2的两条直线交抛物线于点A,B,C,D,且M,N分别是AB,CD的中点.
(1)若m=1,k1k2=-1,求△EMN面积的最小值;
(2)若k1+k2=1,求证:直线MN过定点.
解:(1)当m=1时,E为抛物线y2=4x的焦点,
∵k1k2=-1,∴AB⊥CD.
设直线AB的方程为y=k1(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),
由得k1y2-4y-4k1=0,
y1+y2=,y1y2=-4.
∵M,∴M,
同理,点N(2k+1,-2k1),
∴S△EMN=|EM|·|EN|=·=2≥2=4,当且仅当k=,即k1=±1时,△EMN
的面积取得最小值4.
(2)设直线AB的方程为y=k1(x-m),A(x1,y1),B(x2,y2),由得k1y2-4y-4k1m=0,
y1+y2=,y1y2=-4m,
∵M,∴M,
同理,点N,∴kMN==k1k2.
∴直线MN的方程为
y-=k1k2,即y=k1k2(x-m)+2,
∴直线MN恒过定点(m,2).
18.(12分)(2014·山东卷)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,直线y=x被椭圆C截得的线段长为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过原点的直线与椭圆C交于A,B两点(A,B不是椭圆C的顶点).点D在椭圆C上,且AD⊥AB,直线BD与x轴、y轴分别交于M,N两点.
①设直线BD,AM的斜率分别为k1,k2,证明:存在常数λ使得k1=λk2,并求出λ的值;
②求△OMN面积的最大值.
解:(1)由题意知=,可得a2=4b2.
椭圆C的方程可简化为x2+4y2=a2.
将y=x代入可得x=±,
因此×=,可得a=2.因此b=1,
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)①设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2),则B(-x1,-y1).
因为直线AB的斜率kAB=,
又AB⊥AD,所以直线AD的斜率k=-.
设直线AD的方程为y=kx+m,由题意知k≠0,m≠0.
由可得(1+4k2)x2+8mkx+4m2-4=0.
所以x1+x2=-,
因此y1+y2=k(x1+x2)+2m=.
由题意知x1≠-x2,所以k1==-=.
所以直线BD的方程为y+y1=(x+x1).
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0),可得k2=-.
所以k1=-k2,即λ=-.
因此存在常数λ=-使得结论成立.
②直线BD的方程y+y1=(x+x1),
令x=0,得y=-y1,即N.
由①知M(3x1,0),可得△OMN的面积
S=×3|x1|×|y1|=|x1||y1|.
因为|x1||y1|≤+y=1.
当且仅当=|y1|=时等号成立,此时S取得最大值,所以△OMN面积的最大值为.