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- 2021-06-09 发布
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第二章单元质量评估(一)
时限: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,只有一项是符合要求的)
1.若椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶
点是(-10,0),则焦点坐标为( D )
A.(±13,0) B.(0,±10)
C.(0,±13) D.(0,± 69)
解析:由题意知椭圆的焦点在 y 轴上,且 a=13,b=10,则 c=
a2-b2= 69,故焦点坐标为(0,± 69).
2.已知焦点在 y 轴上的椭圆x2
9
+ y2
m+9
=1 的离心率为1
2
,则 m=
( A )
A.3 B.3 或-9
4 C.-9
4 D.6 3-9
解析:根据题意,1
2
= m
m+9
,解得 m=3.
3.若△ABC 的两个顶点坐标为 A(-4,0),B(4,0),△ABC 的周长
为 18,则顶点 C 的轨迹方程为( A )
A.x2
25
+y2
9
=1(y≠0) B.x2
9
+y2
25
=1(y≠0)
C.x2
16
+y2
9
=1(y≠0) D.x2
9
+y2
16
=1(y≠0)
解析:由题意得|CA|+|CB|=10>|AB|,所以顶点 C 的轨迹是以 A,
B 为焦点,且 a=5 的椭圆.又因为 A,B,C 三点不共线,所以顶点
C 的轨迹方程为x2
25
+y2
9
=1(y≠0).
4.若双曲线x2
a2-y2
b2=1 的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲
线的离心率为( D )
A. 7
3 B.5
4 C.4
3 D.5
3
解析:由已知可得双曲线的渐近线方程为 y=±b
ax,点(3,-4)
在渐近线上,∴b
a
=4
3
,又 a2+b2=c2,∴c2=a2+16
9 a2=25
9 a2,
∴e=c
a
=5
3.
5.双曲线x2
m
-y2
n
=1(mn≠0)的离心率为 2,有一个焦点与抛物线
y2=4x 的焦点重合,则 mn 的值为( A )
A. 3
16 B.3
8 C.16
3 D.8
3
解析:抛物线 y2=4x 的焦点 F(1,0),故双曲线x2
m
-y2
n
=1 中,m>0,
n>0 且 m+n=c2=1 ①,又 e= c
m
= m+n
m
=2 ②,联立方程①
②,解得 m=1
4
,n=3
4.故 mn= 3
16.
6.已知 F1,F2 为椭圆x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的两个焦点,过 F2 作椭
圆的弦 AB,若△AF1B 的周长为 16,椭圆的离心率 e= 3
2
,则椭圆的
方程是( D )
A.x2
4
+y2
3
=1 B.x2
16
+y2
3
=1 C.x2
16
+y2
12
=1 D.x2
16
+y2
4
=1
解析:由椭圆的定义知|AF1|+|BF1|+|AB|=4a=16,∴a=4.又 e
=c
a
= 3
2
,∴c=2 3,∴b2=42-(2 3)2=4,
∴椭圆的方程为x2
16
+y2
4
=1.
7.已知 F 是抛物线 y=1
4x2 的焦点,P 是该抛物线上的动点,则
线段 PF 中点的轨迹方程是( A )
A.x2=2y-1 B.x2=2y- 1
16 C.x2=y-1
2 D.x2=2y-2
解析:焦点为 F(0,1),设 P(p,q),则 p2=4q.设 Q(x,y)是线段
PF 的中点,则 x=p
2
,y=q+1
2
,即 p=2x,q=2y-1,代入 p2=4q
得,(2x)2=4(2y-1),即 x2=2y-1.
8.已知 A,B 为双曲线 E 的左、右顶点,点 M 在 E 上,△ABM
为等腰三角形,且顶角为 120°,则 E 的离心率为( D )
A. 5 B.2 C. 3 D. 2
解析:
设双曲线方程为x2
a2-y2
b2=1(a>0,b>0),不妨设点 M 在双曲线的
右支上,如图所示,|AB|=|BM|=2a,∠MBA=120°,过点 M 作 MH
⊥x 轴于点 H,则∠MBH=60°,|BH|=a,|MH|= 3a,所以 M(2a,
3a).将点 M 的坐标代入双曲线方程x2
a2-y2
b2=1,得 a=b,所以 e= 2.
9.椭圆 4x2+9y2=144 内有一点 P(3,2),设某条弦过点 P,且以
P 为中点,那么这条弦所在直线的方程为( B )
A.3x+2y-12=0 B.2x+3y-12=0
C.4x+9y-144=0 D.9x+4y-144=0
解析:设满足题意的直线与椭圆交于 A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则 4x21+9y21=144,
4x22+9y22=144.
两式相减得 4(x21-x22)+9(y21-y22)=0,即y1-y2
x1-x2
=-4x1+x2
9y1+y2
=-2
3.
由此可得所求的直线方程为 y-2=-2
3(x-3),即 2x+3y-12=
0.
10.已知椭圆 C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的离心率为 3
2
,双曲线 x2-
y2=1 的渐近线与椭圆 C 有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形
的面积为 16,则椭圆 C 的方程为( D )
A.x2
8
+y2
2
=1 B.x2
12
+y2
6
=1 C.x2
16
+y2
4
=1 D.x2
20
+y2
5
=1
解析:因为椭圆的离心率为 3
2
,所以 e=c
a
= 3
2
,c2=3
4a2=a2-
b2,所以 b2=1
4a2,即 a2=4b2.双曲线的渐近线方程为 y=±x,代入椭
圆方程得x2
a2+x2
b2=1,即 x2
4b2+x2
b2=5x2
4b2=1,所以 x2=4
5b2,x=± 2
5b.所
以 y=± 2
5b.则在第一象限,双曲线的渐近线与椭圆 C 的交点坐标为
2
5b, 2
5b ,所以四边形的面积为 4× 2
5b× 2
5b=16
5 b2=16,所以 b2
=5,所以椭圆 C 的方程为x2
20
+y2
5
=1,故选 D.
11.设 O 是坐标原点,F 是抛物线 y2=2px(p>0)的焦点,A 是抛
物线上的一点,FA→与 x 轴正向的夹角为 60°,则|OA→ |=( B )
A.21
4 p B. 21
2 p C. 13
6 p D.13
36p
解析:易知 F
p
2
,0 .设 A(x0,y0),则FA→= x0-p
2
,y0 .x 轴方向上
的单位向量为 i=(1,0),
由夹角为 60°,得 cos60°= FA→·i
|FA→||i|
=
x0-p
2
x0-p
2 2+y20
,
将 y20=2px0 代入上式并化简,得
x0-p
2
x0+p
2
=1
2
,解得 x0=3p
2
,y20=3p2.
故|OA→ |2=x20+y20=9p2
4
+3p2=21p2
4
,|OA→ |= 21p
2 .
12.已知 F 为抛物线 y2=x 的焦点,点 A,B 在该抛物线上且位
于 x 轴的两侧,OA→ ·OB→ =2(其中 O 为坐标原点),则△ABO 与△AFO
面积之和的最小值是( B )
A.2 B.3 C.17 2
8 D. 10
解析:设 AB 所在直线方程为 x=my+t.
由 x=my+t,
y2=x, 消去 x,得 y2-my-t=0.
设 A(y21,y1),B(y22,y2)(不妨令 y1>0,y2<0),故 y1+y2=m,y1y2
=-t.
而OA→ ·OB→ =y21y22+y1y2=2.
解得 y1y2=-2 或 y1y2=1(舍去).
所以-t=-2,即 t=2.
所以直线 AB 过定点 M(2,0).
而 S△ABO=S△AMO+S△BMO=1
2|OM||y1-y2|=y1-y2,
S△AFO=1
2|OF|×y1=1
2
×1
4y1=1
8y1,故 S△ABO+S△AFO=y1-y2+1
8y1
=9
8y1-y2.
由 9
8y1-y2=9
8y1+(-y2)≥2 9
8y1×-y2=2 9
8
×2=3,
得 S△ABO+S△AFO 的最小值为 3,故选 B.
二、填空题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分,请把答案
填写在题中横线上)
13.已知以原点 O 为中心,F( 5,0)为右焦点的双曲线 C 的离
心率 e= 5
2
,则双曲线 C 的标准方程为x2
4
-y2=1,渐近线方程为 x-
2y=0 和 x+2y=0.
解析:设双曲线 C 的标准方程为x2
a2-y2
b2=1(a>0,b>0),则由题意
知 c= 5,又 e=c
a
= 5
2
,因此 a=2,b= c2-a2=1.故双曲线 C 的标
准方程为x2
4
-y2=1,双曲线 C 的渐近线方程为 y=±1
2x,即 x-2y=0
和 x+2y=0.
14.如图,过直线 y=2 与抛物线 x2=8y 的两个交点,并且与抛
物线的准线相切的圆的方程为 x2+(y-2)2=16.
解析:依题意,抛物线 x2=8y 的焦点(0,2)即为圆心,准线 y=-
2 与圆相切,圆心到切线的距离等于半径,所以半径为 2-(-2)=4,
故圆的方程为 x2+(y-2)2=16.
15.已知椭圆x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)与双曲线x2
m2-y2
n2=1(m>0,n>0)有
相同的焦点(-c,0)和(c,0),若 c 是 a 与 m 的等比中项,n2 是 2m2 与 c2
的等差中项,则椭圆的离心率是1
2.
解析:由题意,得
c2=am,
2n2=2m2+c2,
c2=m2+n2,
消去 m,n 得 4c2=a2,故
椭圆的离心率 e=c
a
=1
2.
16.已知椭圆 C 的中心在坐标原点,对称轴为坐标轴,其一个
焦点与抛物线 y2=8x 的焦点重合;过点 M(1,1)且斜率为-1
2
的直线交
椭圆 C 于 A,B 两点,且 M 是线段 AB 的中点,则椭圆 C 的方程为x2
8
+y2
4
=1.
解析:焦点坐标为(2,0).
设椭圆 方程为 x2
a2 + y2
a2-4
=1,设 A(x1 ,y1) ,B(x2 ,y2),则
x21
a2+ y21
a2-4
=1, ①
x22
a2+ y22
a2-4
=1, ②
②-①得,x2+x1x2-x1
a2
=-y2+y1y2-y1
a2-4 . ③
∵y2+y1
x2+x1
=1,y2-y1
x2-x1
=-1
2
,∴代入③式解得 a2=8.
∴b2=a2-c2=4,∴所求椭圆方程为:x2
8
+y2
4
=1.
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.(10 分)已知椭圆的一个顶点为 A(0,-1),焦点在 x 轴上,
若右焦点到直线 x-y+2 2=0 的距离为 3,求椭圆的标准方程.
解:依题意,设椭圆的方程为x2
a2+y2=1.
设右焦点为(c,0),则|c+2 2|
2
=3,∴c= 2,a2=b2+c2=3,∴
椭圆方程为x2
3
+y2=1.
18.(12 分)抛物线 y=-x2
2
与过点 M(0,-1)的直线 l 相交于 A,
B 两点,O 为坐标原点,若直线 OA 和 OB 的斜率之和为 1,求直线 l
的方程.
解:设直线方程为 y=kx-1,A(x1,y1),B(x2,y2),由
y=kx-1,
y=-x2
2
,
得 x2+2kx-2=0,
∴Δ=(2k)2-4×(-2)=4k2+8>0,∴x1+x2=-2k,x1x2=-2,
又 1=y1
x1
+y2
x2
=kx1-1
x1
+kx2-1
x2
=2k-x1+x2
x1x2
=2k-k=k,即 k=1,
故所求直线方程为 y=x-1.
19.(12 分)设 F1,F2 分别是椭圆 C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的左、右
焦点,M 是 C 上一点且 MF2 与 x 轴垂直.直线 MF1 与 C 的另一个交
点为 N.
(1)若直线 MN 的斜率为3
4
,求 C 的离心率;
(2)若直线 MN 在 y 轴上的截距为 2,且|MN|=5|F1N|,求 a,b.
解:(1)根据 c= a2-b2及题设知 M c,b2
a ,
b2
a
2c
=3
4
,2b2=3ac.
将 b2=a2-c2 代入 2b2=3ac,解得c
a
=1
2
,c
a
=-2(舍去).
故 C 的离心率为1
2.
(2)由题意,原点 O 为 F1F2 的中点,MF2∥y 轴,所以直线 MF1
与 y 轴的交点 D(0,2)是线段 MF1 的中点,故b2
a
=4,
即 b2=4a. ①
由|MN|=5|F1N|得|DF1|=2|F1N|,
设 N(x1 , y1) , 由 题 意 知 y1<0 , 则 2-c-x1=c,
-2y1=2, 即
x1=-3
2c,
y1=-1,
代入 C 的方程,得9c2
4a2+ 1
b2=1. ②
将①及 c= a2-b2代入②得9a2-4a
4a2
+ 1
4a
=1.
解得 a=7,b2=4a=28,故 a=7,b=2 7.
20.(12 分)已知椭圆 C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的离心率为 2
2
,点(2,
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.
解:(1)由题意,得 a2-b2
a
= 2
2
,又点(2, 2)在 C 上,所以 4
a2+
2
b2=1,两方程联立,可解得 a2=8,b2=4.
所以 C 的方程为x2
8
+y2
4
=1.
(2)证明: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x2
8
+y2
4
=1,得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-8=0.
故 xM=x1+x2
2
= -2kb
2k2+1
,yM=kxM+b= b
2k2+1.
所以直线 OM 的斜率 kOM=yM
xM
=- 1
2k
,所以 kOM·k=-1
2.
故直线 OM 的斜率与直线 l 的斜率的乘积为定值.
21.(12 分)设抛物线 y2=4ax(a>0)的焦点为 A,以点 B(a+4,0)为
圆心,|AB|为半径,在 x 轴上方作半圆,设抛物线与半圆交于不同的
两点 M,N,P 为线段 MN 的中点.
(1)求|AM|+|AN|的值;
(2)试问:是否存在实数 a,恰使|AM|,|AP|,|AN|成等差数列?若
存在,求出 a 的值;若不存在,请说明理由.
解:
(1)如图所示,设 M,N,P 在抛物线的准线上的射影分别为 M1,
N1,P1,则由抛物线的定义,得|AM|+|AN|=|MM1|+|NN1|=xM+xN+
2a.
因为抛物线 y2=4ax(a>0)的焦点为 A,所以点 A 的坐标为(a,0).又
B(a+4,0),所以|AB|=4.
所以圆的方程为[x-(a+4)]2+y2=16,将 y2=4ax 代入,化简得
x2-2(4-a)x+a2+8a=0,所以 xM+xN=2(4-a),故|AM|+|AN|=8.
(2)假设存在满足条件的实数 a,则 2|AP|=|AM|+|AN|.
因为|AM|+|AN|=|MM1|+|NN1|=2|PP1|,所以|AP|=|PP1|.
由抛物线的定义知:点 P 必在抛物线上,这与点 P 是弦 MN 的
中点矛盾.因此,不存在满足条件的实数 a.
22.(12 分)设椭圆 E:x2
a2+ y2
1-a2
=1 的焦点在 x 轴上.
(1)若椭圆 E 的焦距为 1,求椭圆 E 的方程;
(2)设 F1,F2 分别是椭圆 E 的左、右焦点,P 为椭圆 E 上的第一
象限内的点,直线 F2P 交 y 轴于点 Q,并且 F1P⊥F1Q,证明:当 a
变化时,点 P 在某定直线上.
解:(1)因为 a2>1-a2,2c=1,a2=1-a2+c2,则 a2=5
8
,1-a2=3
8
,
所以椭圆 E 的方程为8x2
5
+8y2
3
=1.
(2)证明:设 F1(-c,0),F2(c,0),P(x,y),Q(0,m),则F2P→ =(x
-c,y),QF2
→ =(c,-m),F1P→ =(x+c,y),F1Q→ =(c,m).
由F2P→ ∥QF2
→ ,F1P→ ⊥F1Q→ ,得 mc-x=yc,
cx+c+my=0, 所以(x-c)(x+
c)=y2,即 x2-y2=c2.
由椭圆 E 的方程可知,c2=a2-(1-a2)=2a2-1,所以 x2-y2=
2a2-1,即 y2=x2-2a2+1.
将上式代入椭圆 E 的方程,得x2
a2+x2-2a2+1
1-a2
=1,解得 x2=a4.
因为点 P 是第一象限内的点,所以 x=a2,y=1-a2.
故点 P 在定直线 x+y=1 上.
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