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  • 2021-06-10 发布

高中数学人教a版选修1-1第二章圆锥曲线与方程学业分层测评8word版含答案

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学业分层测评 (建议用时:45分钟) [学业达标] 一、选择题 1.点 A(a,1)在椭圆 x2 4 + y2 2 =1的内部,则 a的取值范围是( ) A.- 2<a< 2 B.a<- 2或 a> 2 C.-2<a<2 D.-1<a<1 【解析】 ∵点 A(a,1)在椭圆 x2 4 + y2 2 =1内部, ∴ a2 4 + 1 2 <1.∴a2 4 < 1 2 . 则 a2<2,∴- 2<a< 2. 【答案】 A 2.已知直线 y=kx+1和椭圆 x2+2y2=1有公共点,则 k的取值范 围是( ) A.k<- 2 2 或 k> 2 2 B.- 2 2 <k< 2 2 C.k≤- 2 2 或 k≥ 2 2 D.- 2 2 ≤k≤ 2 2 【解析】 由 y=kx+1, x2+2y2=1, 得(2k2+1)x2+4kx+1=0. ∵直线与椭圆有公共点. ∴Δ=16k2-4(2k2+1)≥0, 则 k≥ 2 2 或 k≤- 2 2 . 【答案】 C 3.(2016·重庆高二检测)过椭圆 x2 4 + y2 3 =1 的一个焦点 F作垂直于 长轴的弦,则此弦长为( ) A.3 4 B.3 C.2 3 D.8 3 3 【解析】 因为 F(±1,0),所以过椭圆的焦点 F且垂直于长轴的弦 与椭圆的交点坐标为 ±1,±3 2 ,所以弦长为 3. 【答案】 B 4.直线 y=x+1 被椭圆 x2 4 + y2 2 =1 所截得线段的中点的坐标是 ( ) A. 2 3 , 5 3 B. 4 3 , 7 3 C. - 2 3 , 1 3 D. - 13 2 ,- 17 2 【解析】 联立方程 y=x+1, x2 4 + y2 2 =1, 消去 y,得 3x2+4x-2=0.设 交点 A(x1,y1),B(x2,y2),中点M(x0,y0). ∴x1+x2=- 4 3 ,x0= x1+x2 2 =- 2 3 ,y0=x0+1=1 3 , ∴中点坐标为 - 2 3 , 1 3 . 【答案】 C 5.经过椭圆 x2 2 +y2=1的右焦点作倾斜角为 45°的直线 l,交椭圆 于 A、B两点,O为坐标原点,则OA→ ·OB→=( ) 【导学号:26160041】 A.-3 B.- 1 3 C.- 1 3 或-3 D.±1 3 【解析】 椭圆右焦点为(1,0), 设 l:y=x-1,A(x1,y1),B(x2,y2), 把 y=x-1代入 x2 2 +y2=1, 得 3x2-4x=0. ∴A(0,-1),B 4 3 , 1 3 , ∴OA→ ·OB→=- 1 3 . 【答案】 B 二、填空题 6.直线 l过定点 A(-3,0),则过点 A的直线与椭圆 x2 9 + y2 4 =1的交 点个数为________. 【解析】 ∵A(-3,0)为椭圆长轴一个顶点, ∴当过点 A作椭圆切线时,直线与椭圆有一个公共点(即切点);当 过点 A作与椭圆相交的直线时,二者有两个交点,故填 1或 2. 【答案】 1或 2 7.已知动点 P(x,y)在椭圆 x2 25 + y2 16 =1上,若 A点坐标为(3,0),|AM→ | =1,且 PM→·AM→=0,则|PM→|的最小值是________. 【解析】 易知点 A(3,0)是椭圆的右焦点. ∵PM→·AM→=0, ∴AM→⊥PM→. ∴|PM→|2=|A P→|2-|AM→|2=|A P→|2-1, ∵椭圆右顶点到右焦点 A的距离最小,故|A P→|min=2, ∴|PM→|min= 3. 【答案】 3 8.过椭圆 x2 5 + y2 4 =1的右焦点作一条斜率为 2的直线与椭圆交于A, B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为________. 【解析】 由题意知,右焦点坐标为(1,0),直线的方程为 y=2(x -1),将其与 x2 5 + y2 4 =1联立,消去 y,得 3x2-5x=0. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 x1+x2=5 3 ,x1x2=0, 所以|AB|= 1+k2·|x1-x2|= 1+22· 5 3 2-4×0=5 5 3 . 设原点到直线的距离为 d,则 d= |2| 12+22 = 2 5 . 所以 S△OAB= 1 2 |AB|·d=1 2 × 5 5 3 × 2 5 = 5 3 . 【答案】 5 3 三、解答题 9.已知椭圆 x2 4 + y2 3 =1,直线 l:y=4x+1 2 ,若椭圆上存在两点 P、 Q关于直线 l对称,求直线 PQ的方程. 【解】 法一:设 P(x1,y1),Q(x2,y2), 则 kPQ=- 1 4 . 设 PQ所在直线方程为 y=- x 4 +b. 由 y=- x 4 +b, x2 4 + y2 3 =1, 消去 y,得 13x2-8bx+16b2-48=0. ∴Δ=(-8b)2-4×13×(16b2-48)>0. 解得 b2<13 4 ,x1+x2=8b 13 , 设 PQ中点为 M(x0,y0),则有 x0= x1+x2 2 = 4b 13 ,y0=- 1 4 ·4b 13 +b=12b 13 . ∵点M 4b 13 , 12b 13 在直线 y=4x+1 2 上, ∴ 12b 13 =4·4b 13 + 1 2 ,∴b=- 13 8 . 直线 PQ的方程为 y=- 1 4 x-13 8 , 即 2x+8y+13=0. 法二:设 P(x1,y1),Q(x2,y2), M(x0,y0)是 PQ的中点. 则有 3x21+4y21=12, 3x22+4y22=12, 两式相减,得 3(x1-x2)(x1+x2)+4(y1-y2)(y1+y2)=0. ∵x1≠x2,x1+x2=2x0,y1+y2=2y0, ∴ 3x0 4y0 =- y1-y2 x1-x2 =-kPQ. ∵kPQ=- 1 4 ,∴y0=3x0. 代入直线 y=4x+1 2 , 得 x0=- 1 2 ,y0=- 3 2 , 则直线 PQ的方程为 y+3 2 =- 1 4 x+1 2 , 即 2x+8y+13=0. 10.设 F1,F2分别是椭圆 E:x2+y2 b2 =1(0<b<1)的左、右焦点, 过 F1的直线 l与 E相交 A,B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列. (1)求|AB|; (2)若直线 l的斜率为 1,求 b的值. 【解】 (1)由椭圆定义知|AF2|+|AB|+|BF2|=4, 又 2|AB|=|AF2|+|BF2|,所以|AB|=4 3 . (2)直线 l的方程为 y=x+c,其中 c= 1-b2. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 A,B两点坐标满足方程组 y=x+c, x2+y2 b2 =1, 化简得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0. 则由根与系数的关系,得 x1+x2= -2c 1+b2 ,x1x2= 1-2b2 1+b2 . 因为直线 AB的斜率为 1, 所以|AB|= 2|x1-x2|, 即 4 3 = 2|x1-x2|. 所以(x1+x2)2-4x1x2=8 9 , 即 41-b2 1+b22 - 41-2b2 1+b2 = 8b4 1+b22 = 8 9 , 解得 b2=1 2 或 b2=- 1 4 (舍去), 又 b>0,∴b= 2 2 . [能力提升] 1.已知椭圆 x2 a2 + y2 b2 =1(a>b>0)的左焦点为 F,A(-a,0),B(0,b) 为椭圆的两个顶点,若点F到 AB的距离为 b 7 ,则椭圆的离心率为( ) A.7- 7 7 B.7-2 7 7 C.1 2 D.4 5 【解析】 直线 AB的方程是 x -a + y b =1,即 bx-ay+ab=0.因为 点 F的坐标为(-c,0),所以 |-bc+ab| a2+b2 = b 7 ,化简,得 8c2-14ac+5a2 =0,两端同除以 a2,得 8e2-14e+5=0,解得 e=1 2 e=5 4 舍去 . 【答案】 C 2.已知椭圆 C:x 2 2 +y2=1的右焦点为 F,直线 l:x=2,点 A∈l, 线段 AF交椭圆 C于点 B,若 F A→=3F B→,则|A F→|=( ) A. 2 B.2 C. 3 D.3 【解析】 设点 A(2,n),B(x0,y0). 由椭圆 C:x2 2 +y2=1知 a2=2,b2=1, ∴c2=1,即 c=1,∴右焦点 F(1,0). 由 F A→=3F B→,得(1,n)=3(x0-1,y0). ∴1=3(x0-1)且 n=3y0. ∴x0=4 3 ,y0=1 3 n. 将 x0,y0代入 x2 2 +y2=1,得 1 2 × 4 3 2+ 1 3 n 2=1.解得 n2=1, ∴|A F→|= 2-12+n2= 1+1= 2. 【答案】 A 3.若直线 y=kx+1 与曲线 x= 1-4y2有两个不同的交点,则 k 的取值范围是________. 【解析】 由 x= 1-4y2,得 x2+4y2=1(x≥0), 又∵直线 y=kx+1过定点(0,1), 故问题转化为过定点(0,1)的直线与椭圆在 y轴右侧的部分有两个 公共点,当直线与椭圆(右侧部分)相切时, k=- 3 2 ,则相交时 k<- 3 2 . 【答案】 -∞,- 3 2 4.设椭圆 C:x 2 a2 + y2 b2 =1(a>b>0)的右焦点为 F,过点 F的直线 l与 椭圆 C相交于 A,B两点,直线 l的倾斜角为 60°,A F→=2F B→. (1)求椭圆 C的离心率; 【导学号:26160042】 (2)如果|AB|=15 4 ,求椭圆 C的标准方程. 【解】 设 A(x1,y1),B(x2,y2),其中 y1<0,y2>0. (1)直线 l的方程为 y= 3(x-c), 其中 c= a2-b2. 联立,得 y= 3x-c, x2 a2 + y2 b2 =1, 消去 x,得(3a2+b2)y2+2 3b2cy-3b4=0. 解得 y1= - 3b2c+2a 3a2+b2 ,y2= - 3b2c-2a 3a2+b2 因为 A F→=2F B→,所以-y1=2y2, 即 3b2c+2a 3a2+b2 =2·- 3b2c-2a 3a2+b2 , 得离心率 e=c a = 2 3 . (2)因为|AB|= 1+1 3 |y2-y1|, 所以 2 3 ·4 3ab2 3a2+b2 = 15 4 . 由 c a = 2 3 ,得 b= 5 3 a,所以 5 4 a=15 4 ,所以 a=3,b= 5. 所以椭圆 C的标准方程为 x2 9 + y2 5 =1.