走向高考高三数学二轮专题复习专题综合检测五Word有详解答案
专题综合检测五
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;在每小题给出四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(文)(2013·泗县双语中学模拟)若直线2tx+3y+2=0与直线x+6ty-2=0平行,则实数t等于( )
A.或- B.
C.- D.
[答案] B
[解析] 由条件知,=≠,∴t=.
(理)(2013·吉大附中二模)若曲线y=2x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则切线l的方程为( )
A.x+4y+3=0 B.x+4y-9=0
C.4x-y+3=0 D.4x-y-2=0
[答案] D
[解析] y′=4x,直线x+4y-8=0的斜率k=-,令4x=4得x=1,
∴切点(1,2),∴切线l:y-2=4(x-1),
即4x-y-2=0,故选D.
2.(2013·眉山二诊)抛物线y=4x2的焦点坐标是( )
A.(1,0) B.(0,1)
C.(0,) D.(0,)
[答案] C
[解析] y=4x2化为x2=y,∴2p=,∴p=,
∴焦点F(0,).
3.(文)(2013·北京理,6)若双曲线-=1的离心率为,则其渐近线方程为( )
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
[答案] B
[解析] 本题考查双曲线的离心率及渐近线方程等几何性质.
因为离心率e=,所以c=a,∴b2=c2-a2=2a2,∴b=a,因为双曲线的焦点在x轴上,所以渐近线方程为y=±x.选B.
(理)(2013·北京文,7)双曲线x2-=1的离心率大于的充分必要条件是( )
A.m> B.m≥1
C.m>1 D.m>2
[答案] C
[解析] 双曲线离心率e=>,
所以m>1,选C.
4.(2013·天津理,5)已知双曲线-=1(a>0,b
>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A、B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,则p=( )
A.1 B.
C.2 D.3
[答案] C
[解析] ∵e==2,∴b2=c2-a2=3a2,∴=,双曲线的两条渐近线方程为y=±x,不妨设A(-,),B(-,-),则AB=p,又三角形的高为,则S△AOB=××p=,∴p2=4,又p>0,∴p=2.
5.(2013·哈六中二模)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l与抛物线在第一象限的交点为A,直线l与抛物线的准线的交点为B,点A在抛物线的准线上的射影为C,若=,·=36,则抛物线的方程为( )
A.y2=6x B.y2=3x
C.y2=12x D.y2=2x
[答案] D
[解析] ∵F(,0),设A(x0,y0),y0>0,则C(-,y0),B(p-x0,-y0),由条件知p-x0=-,∴x0=,∴y=2p·=3p2,∴y0=p,∴B(-,-p),A(,p),C(-,p),∴·=(2p,2p)·(0,2p)=12p2=36,∴p=,
∴抛物线方程为y2=2x.
6.(2013·江西八校联考)若圆锥曲线C是椭圆或双曲线,其中心为坐标原点,对称轴为坐标轴,且过A(-2,2),B(,-),则( )
A.曲线C可为椭圆,也可为双曲线
B.曲线C一定是双曲线
C.曲线C一定是椭圆
D.这样的曲线C不存在
[答案] B
[解析] 设曲线为mx2+ny2=1,∵A、B在曲线C上,
∴∴
∴曲线方程为x2-=1,故选B.
7.(2013·江西师大附中、鹰潭一中模拟)已知等边△ABC中,D、E分别是CA、CB的中点,以A、B为焦点且过D、E的椭圆和双曲线的离心率分别为e1、e2,则下列关于e1、e2的关系式不正确的是( )
A.e2+e1=2 B.e2-e1=2
C.e2e1=2 D.>2
[答案] A
[解析] 设正三角形的边长为2,椭圆的长半轴、短半轴、半焦距长分别为a、b、c,双曲线的实半轴、虚半轴、半焦距长分别为a′、b′、c′,则2c′=2c=|AB|=2,∴c′=c=1,2a=|DB|+|DA|=+1,2a′=|DB|-|DA|=-1,∴e1===-1,e2==
eq r(3)+1,故选A.
8.(2013·苍南求知中学月考)过双曲线M:x2-=1的左顶点A作斜率为2的直线l,若l与双曲线M的两条渐近线分别相交于点B、C,且=2,则双曲线M的离心率是( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 由条件知A(-1,0),∴l:y=2(x+1),双曲线渐近线方程为y=±bx,∵=2,∴B在A,C之间,∴由得B(-,),
由得C(,),
再由=2得b=4,∴e=.
9.(2013·天津和平区质检)若抛物线y2=2px上恒有关于直线x+y-1=0对称的两点A、B,则p的取值范围是( )
A.(-,0) B.(0,)
C.(0,) D.(-∞,0)∪(,+∞)
[答案] C
[解析] 设直线AB:y=x+b,代入y2=2px中消去x得,y2-2py+2pb=0,∴y1+y2=2p,x1+x2=y1+y2-2b=2p-2b
,由条件知线段AB的中点(,),
即(p-b,p)在直线x+y-1=0上,∴b=2p-1,Δ=4p2-8pb=4p2-8p(2p-1)=-12p2+8p>0,∴0
0),代入y2=4x中消去x得,y2=-4,由Δ=-16=0及k>0得k=1,∴PA:y=x+1,P(1,2),|PA|=2,|PB|=2,
∴==.
[点评] 也可以不用判别式法,用导数法求解.
(理)(2013·北京东城区模拟)已知点A(2,1),抛物线y2=4x的焦点是F,若抛物线上存在一点P,使得|PA|+|PF|最小,则P点的坐标为( )
A.(2,1) B.(1,1)
C.(,1) D.(,1)
[答案] D
[解析] 过P作PB与准线垂直,垂足为B,则|PF|=|PB|,∴P点在抛物线弧内,∴当P、A、B共线时,|PA|+|PF|取最小值,此时yP=yA=1,∴xP=,
即P(,1).
11.(文)(2013·保定二模)双曲线-=1(b>a>0)与圆x2+y2=(c-)2无交点,c2=a2+b2,则双曲线的离心率e的取值范围是( )
A.(1,) B.(,)
C.(,2) D.(,2)
[答案] B
[解析] 由条件知c-1,∴1a,∴c2-a2>a2,∴e>,∴0,b>0)的右焦点为F,O为坐标原点,以OF为直径的圆与双曲线的一条渐近线相交于O,A两点,若△AOF的面积为b2,则双曲线的离心率等于( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] ∵A在以OF为直径的圆上,∴AO⊥AF,
∴AF:y=-(x-c)与y=x联立解得x=,y=,∵△AOF的面积为b2,
∴·c·=b2,∴e=.
12.(2013·大兴区质检)抛物线y=x2(-2≤x≤2)绕y轴旋转一周形成一个如图所示的旋转体,在此旋转体内水平放入一个正方体,使正方体的一个面恰好与旋转体的开口面平齐,则此正方体的棱长是( )
A.1 B.2
C.2 D.4
[答案] B
[解析] 当x=2时,y=4,
设正方体的棱长为a,由题意知(a,4-a)在抛物线y=x2上,∴4-a=a2,∴a=2.
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分,将答案填写在题中横线上.)
13.(2013·天津六校联考)已知直线ax+by=1(其中a,b为非零实数)与圆x2+y2=1相交于A,B两点,O为坐标原点,且△AOB为直角三角形,则+的最小值为________.
[答案] 4
[解析] ∵△AOB为等腰直角三角形,⊙O的半径为1,∴O到直线ax+by-1=0的距离为,即=,∴2a2+b2=2,∴+=(+)()=2++≥4,等号在=,
即b2=2a2=1时成立,∴所求最小值为4.
14.(文)(2013·黄埔区模拟)已知点P(2,-3)是双曲线-=1(a>0,b>0)上一点,双曲线两个焦点间的距离等于2,则该双曲线方程是________.
[答案] x2-=1
[解析] 由条件知,
解之得,a2=1,b2=3,∴双曲线的方程为x2-=1.
(理)(2013·天津十二区县联考)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率e=,它的一条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线交点的纵坐标为6,则正数p的值为________.
[答案] 4
[解析] 由条件知=,·=6,
由=得=10,∴=3,∴p=4.
15.(文)(2013·西城区模拟)抛物线y2=2x的准线方程是________;该抛物线的焦点为F,点M(x0,y0)在此抛物线上,且|MF|=,则x0=________.
[答案] x=- 2
[解析] 由2p=2得p=1,∴准线方程为x=-;
∵|MF|=x0-(-)=,∴x0=2.
(理)(2013·苍南求知中学月考)过抛物线y2=4x的焦点F作一条倾斜角为α,长度不超过8的弦,弦所在的直线与圆x2+y2=有公共点,则α的取值范围是________.
[答案] [,]∪[,]
[解析] F(1,0),直线AB:y=tanα(x-1),由条件知,圆心(0,0)到直线AB的距离d=≤,∴-≤tanα≤.(1)
将y=k(x-1)代入y2=4x中消去y得,[来源:Zxxk.Com]
k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1+x2=,y1+y2=k(x1+x2-2)=,
∴AB的中点坐标为P(,),
∵|AB|≤8,∴P到准线的距离+1≤4,
∴|k|≥1,∴|tanα|≥1,(2)
由(1)(2)得≤α≤或≤α≤.
16.(文)已知椭圆+=1(a>b>0),A(2,0)为长轴的一个端点,弦BC过椭圆的中心O,且·=0,|-|=2|-|,则椭圆的方程为________.
[答案] +y2=1
[解析] ∵|-|=2|-|,
∴||=2||,
又·=0,∴⊥.
∴△AOC为等腰直角三角形.
∵||=2,∴点C的坐标为(1,1)或(1,-1),
∵点C在椭圆上,
∴+=1,又a2=4,
∴b2=,故所求椭圆方程为+y2=1.
(理)(2013·湖南理,14)设F1,F2是双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两个焦点,P是C上一点,若|PF1|+|PF2|=6a,且△PF1F2的最小内角为30°,则C的离心率为________.
[答案]
[解析] 设点P在C的右支上,F1为左焦点,F2为右焦点,则|PF1|-|PF2|=2a,又已知|PF1|+|PF2|=6a,∴|PF1|=4a,|PF2|=2a,又在双曲线中c>a,
∴|F1F2|>|PF2|,故在△PF1F2中,最小内角为∠PF1F2=30°,
在△PF1F2中,由余弦定理得,
|PF2|2=|PF1|2+|F1F2|2-2|PF1|·|F1F2|cos30°,
即4a2=16a2+4c2-2×4a×2c×,
∴3a2+c2-2ac=0,
两边同除以a2得,e2-2e+3=0,
∴e=.
三、解答题(本大题共6小题,共74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12分)(2013·重庆一中月考)(1)已知直线l1:mx+2y+1=0与直线l2:2x-4m2y-3=0垂直,求直线l1的方程;(结果要求用一般式)
(2)若直线l1:mx+2y+1=0被圆C:x2+y2-2x+2y-2=0所截得的线段长为2,求直线l1的方程.(结果要求用一般式)
[解析] (1)∵l1⊥l2⇒m·2+2·(-4m2)=0⇒m=0或m=,所以直线l1的方程为:2y+1=0或x+8y+4=0.
(2)由圆的方程得:(x-1)2+(y+1)2=4,所以圆心为C(1,-1),半径r=2,由题意知,()2+3=4⇒(m-1)2=m2+4⇒m=-,
∴l1的方程为:-x+2y+1=0,即l1:3x-4y-2=0.
18.(本小题满分12分)(文)
如图,直角三角形ABC的顶点坐标A(-2,0),直角顶点B(0,-2),顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求BC边所在直线方程;
(2)M为直角三角形ABC外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M相切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
[解析] (1)∵kAB=-,AB⊥BC,∴kCB=,
∴BC边所在直线方程为y=x-2.
(2)在BC边所在直线方程中,令y=0,得C(4,0),
∴圆心M(1,0).又∵|AM|=3,
∴外接圆的方程为(x-1)2+y2=9.
(3)∵P(-1,0),M(1,0),
圆N过点P(-1,0),∴PN是该圆的半径.
又∵动圆N与圆M内切,
∴|MN|=3-|PN|,即|MN|+|PN|=3,
∴点N的轨迹是以M、P为焦点,长轴长为3的椭圆.
∴a=,c=1,b==,
∴轨迹方程为+=1.
(理)
在平面直角坐标系xOy中,过定点C(2,0)作直线与抛物线y2=4x相交于A、B两点,如图,设动点A(x1,y1)、B(x2,y2).
(1)求证:y1y2为定值;
(2)若点D是点C关于坐标原点O的对称点,求△ADB面积的最小值.
(3)求证:直线l:x=1被以AC为直径的圆截得的弦长恒为定值.
[解析] (1)当直线AB垂直于x轴时,y1=2,y2=-2,因此y1y2=-8.
当直线AB不垂直于x轴时,
设直线AB的方程为y=k(x-2),
由,得ky2-4y-8k=0,∴y1y2=-8.
因此有y1y2=-8为定值.
(2)∵C(2,0),∴C点关于原点的对称点D(-2,0),
∴DC=4,S△ADB=DC·|y1-y2|.
当直线AB垂直于x轴时,S△ADB=×4×4=8;
当直线AB不垂直于x轴时,
由(1)知y1+y2=,因此
|y1-y2|==>4,
∴S△ADB=×4×|y1-y2|>8.
综上,△ADB面积的最小值为8.
(3)AC中点E(,),
AC=,
因此以AC为直径的圆的半径
r=AC==,
AC中点E到直线x=1的距离d=|-1|=,
∴所截弦长为2=2
=2(定值).
19.(本小题满分12分)(文)(2013·江西八校联考)在平面直角坐标系xOy上取两点A1(-2,0)、A2(2,0),再取两个动点N1(0,m)、N2(0,n),且mn=3.
(1)求直线A1N1与A2N2交点的轨迹M的方程;
(2)过点O作两条互相垂直的射线,与曲线M分别交于A、B两点.证明点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值.
[解析] (1)依题意知直线A1N1的方程为:
y=(x+2),①
直线A2N2的方程为:y=-(x-2),②
设Q(x,y)是直线A1N1与A2N2的交点,
①×②得y2=-(x2-4).③
将mn=3代入③整理得+=1,
∵N1、N2不与原点重合,
∴点A1(-2,0)、A2(2,0)不在轨迹M上,
∴轨迹M的方程为+=1(y≠0).
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),若直线AB的方程为y=kx+m,与椭圆
+=1联立消去y并化简得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
由根与系数的关系得:
x1+x2=-,
x1x2=.
∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0,
∴x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0.
即:(k2+1)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
∴(k2+1)-+m2=0,
整理得7m2=12(k2+1),
所以O到直线AB的距离:
d===.
若直线AB的方程为x=t,易得O到直线AB的距离也为.
故点O到直线AB的距离为定值.
∵OA⊥OB,∴OA2+OB2=AB2≥2OA·OB,
当且仅当OA=OB时取“=”号.
由直角三角形面积公式得:
d·AB=OA·OB,
∵OA·OB≤,∴d·AB≤,
∴AB≥2d=,
即当OA=OB时,弦AB的长度的最小值是.
(理)(2013·苍南求知中学月考)已知点M是圆C:x2+y2=2上的一点,且MH⊥x轴,H为垂足,点N满足=,记动点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)若AB是曲线E的长为2的动弦,O为坐标原点,求△AOB面积S的最大值.
[解析] (1)设N(x,y),M(x′,y′),则由已知得,x′=x,y′=y,
代入x2+y2=2得,x2+2y2=2.
所以曲线E的方程为+y2=1.
(2)因为线段AB的长等于椭圆短轴的长,要使三点A、O、B能构成三角形,则弦AB不能与x轴垂直,故可设直线AB的方程为y=kx+m,
由消去y并整理得,
(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
又Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)>0,
所以x1+x2=-,x1x2=,
因为|AB|=2,
所以=2,
即(1+k2)[(x2+x1)2-4x1x2]=4,
所以(1+k2)[(-)2-]=4,
即m2=,
因为k2≥0,所以≤m2<1.
又点O到直线AB的距离h=,
因为S=|AB|·h=h,
所以S2=h2==.
令S2=u,1+k2=t,则t≥1,∴1+2k2=2t-1,
∴S2=,即u=,u′=≤0,
∴u=在[1,+∞)上单调递减,
∴t=1时,umax=,
即S2≤,∴00,b>0)的离心率e=,过点A(0,-b)和点B(a,0)的直线与原点的距离为.
(1)求双曲线方程;
(2)直线y=kx+m(k≠0)与该双曲线交于不同两点C、D,且C、D两点都在以A为圆心的同一个圆上,求m的取值范围.
[解析] (1)∵e=,∴=,
直线AB方程为:-=1,即bx-ay-ab=0,
∴=,∴ab=,
又c2=a2+b2,∴a=,b=1,
∴双曲线方程为:-y2=1.
(2)联立消去y可得(1-3k2)x2-6kmx-3m2-3=0,
由1-3k2≠0及Δ=36k2m2-4(1-3k2)(-3m2-3)>0,
得m2+1>3k2,且3k2≠1,
设C(x1,y1),D(x2,y2),CD中点E(x0,y0),
∴x1+x2=,∴x0=,y0=,
由题意知AE垂直平分CD,
∴kAE·k=-1,即·k=-1,∴3k2=4m+1,
代入m2+1>3k2得m2+1>4m+1,∴m<0或m>4,
这时3k2≠1,又∵4m+1=k2>0,∴m>-,
∴m的取值范围是(-,0)∪(4,+∞).
21.(本小题满分12分)(文)(2013·全国大纲理,21)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为3,直线y=2与C的两个交点间的距离为
(1)求a、b;
(2)设过F2的直线l与C的左、右两支分别交于A、B两点,且|AF1|=|BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
[解析] (1)由题设知=3,即=9,故b2=8a2.
所以C的方程为8x2-y2=8a2.
将y=2代入上式,求得x=±.
由题设知,2=,解得a2=1.
所以a=1,b=2.
(2)由(1)知,F1(-3,0),F2(3,0),C的方程为
8x2-y2=8 ①
由题意可设l的方程为y=k(x-3),|k|<2,代入①并化简得,
(k2-8)x2-6k2x+9k2+8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
x1≤-1,x2≥1,x1+x2=,x1·x2=.
于是|AF1|===-(3x1+1),
|BF1|===3x2+1.
由|AF1|=|BF1|得,-(3x1+1)=3x2+1,
即x1+x2=-,故=-,
解得k2=,从而x1·x2=-.
由于|AF2|===1-3x1,
|BF2|===3x2-1.
故|AB|=|AF2|-|BF2|=2-3(x1+x2)=4,
|AF2|·|BF2|=3(x1+x2)-9x1x2-1=16.
因而|AF2|·|BF2|=|AB|2,所以|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
(理)已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点F作两条斜率存在且互相垂直的直线l1、l2,设l1与轨迹C相交于点A、B,l2与轨迹C相交于点D、E,求·的最小值.
[解析]
(1)设动点P的坐标为(x,y),由题意有
-|x|=1.
化简得y2=2x+2|x|.
当x≥0时,y2=4x;
当x<0时,y=0.
所以,动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)和y=0(x<0).
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为0,设为k,则l1的方程为y=k(x-1).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1、x2是上述方程的两个实根,于是x1+x2=2+,x1x2=1.
因为l1⊥l2,所以l2的斜率为-.
设D(x3,y3),E(x4,y4),则同理可得
x3+x4=2+4k2,x3x4=1.
故·=(+)·(+)
=·+·+·+·
=||·||+||·||
=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)(x4+1)
=x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1
=1+(2+)+1+1+(2+4k2)+1
=8+4(k2+)≥8+4×2=16.
当且仅当k2=,即k=±1时,·取最小值16.
22.(本小题满分14分)(文)(2013·德阳市二诊)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)经过点(1,e),其中e为椭圆的离心率.F1、F2是椭圆的两焦点,M为椭圆短轴端点且△MF1F2为等腰直角三角形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设不经过原点的直线l与椭圆C相交于A,B两点,第一象限内的点P(1,m)在椭圆上,直线OP平分线段AB,求:当△PAB的面积取得最大值时直线l的方程.
[解析] (1)∵椭圆+=1经过(1,e),
∴+=1,
又e=,∴+=1,解之得b2=1,
∴椭圆方程为+y2=1.
又△MF1F2为等腰直角三角形,
∴b=c=1,a=,
故椭圆方程为+y2=1.
(2)由(1)可知椭圆的方程为+y2=1,
故P(1,),
由题意,当直线l垂直于x轴时显然不合题意.
设不经过原点的直线l的方程y=kx+t(t≠0)交椭圆C于A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,
Δ=(4kt)2-4(1+2k2)·(2t2-2)=16k2-8t2+8>0,
∴x1+x2=-,y1+y2=k(x1+x2)+2t=,
x1x2=,
直线OP方程为y=x且OP平分线段AB,
∴=×,解得k=-.
∴|AB|=·
=,
又∵点P到直线l的距离d==h,
∴S△PAB=|AB|h=.
设f(t)=(-t)2(4-2t2)
=-2t4+4t3-8t+8,
由直线l与椭圆C相交于A、B两点可得-b
>0)的左、右焦点,M,N分别为其短轴的两个端点,且四边形MF1NF2的周长为4,设过F1的直线l与E相交于A,B两点,且|AB|=.
(1)求|AF2|·|BF2|的最大值;
(2)若直线l的倾斜角为45°,求△ABF2的面积.
[解析] (1)因为四边形MF1NF2为菱形,又其周长为4,故a=1.
由椭圆定义知|AF2|+|AB|+|BF2|=4a=4,
又因为|AB|=,所以|AF2|+|BF2|=,
所以|AF2|·|BF2|≤()2=,
当且仅当|AF2|=|BF2|=时,等号成立.
(此时AB⊥x轴,故可得A点坐标为(-,),代入椭圆E的方程x2+=1,
得b=<1,即当且仅当b=时|AF2|=|BF2|=),
所以|AF2|·|BF2|的最大值为.
(2)因为直线l的倾斜角为45°,所以可设l的方程为y=x+c,其中c=,
由(1)知椭圆E的方程为x2+=1.
所以,设A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B两点坐标满足方程组
化简得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0,
则x1+x2=,x1x2=,
因为直线l的斜率为1,所以|AB|=|x1-x2|,
即=|x1-x2|,所以=(x1+x2)2-4x1x2,
=-,得b2=,b=,
所以c=,l的方程为:y=x+,
F2到l的距离d=1,
所以S△ABC=|AB|×1=××1=.
一、选择题
1.(文)(2012·浙江台州调研)“a=2”是“直线ax+2y=0平行于直线x+y=1”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
[答案] C
[解析] 若a=2,则直线ax+2y=0平行于直线x+y=1,反之也成立,即“a=2”是“直线ax+2y=0平行于直线x+y=1”的充要条件,故应选C.
(理)若直线l1:x-ay+1=0与直线l2:(a+4)x+(2a-1)y-5=0互相垂直,则直线l1的倾斜角为( )
A.45° B.135°
C.60° D.45°或135°
[答案] D
[解析] ∵l1⊥l2,∴1×(a+4)-a(2a-1)=0,
∴a=-1或2,
∴l1的方程为x+y+1=0或3x-3y+5=0,
∴l1的倾斜角为135°或45°.
2.(文)已知圆O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,则过点M(3,0)的最短弦所在的直线方程是( )
A.x+y-3=0 B.x-y-3=0
C.2x-y-6=0 D.2x+y-6=0
[答案] A
[解析] 圆O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,即(x-4)2+(y-1)2=7,
圆心O(4,1),设过点M(3,0)的最短弦所在的直线为l,∵kOM=1,∴kl=-1,
∴l的方程为:y=-1·(x-3),即x+y-3=0.
(理)(2012·北京海淀期末)已知动圆C经过点F(0,1)并且与直线y=-1相切,若直线3x-4y+20=0与圆C有公共点,则圆C的面积( )
A.有最大值为π B.有最小值为π
C.有最大值为4π D.有最小值为4π
[答案] D
[解析] 如图所示,由圆C经过点F(0,1),并且与直线y=-1相切,可得点C的轨迹为抛物线x2=4y,显然以抛物线x2=4y上任一点为圆心可作出任意大的圆与直线3x-4y+20=0相交,且此圆可无限大,即圆C的面积不存在最大值,设圆C与3x-4y+20=0相切于点A,其圆心为(x0,y0),则由AC=PC可得d==y0+1(点C在直线3x-4y+20=0的右方),即=x+1,解得x0=-2或x0=(舍去),当x0=-2时,圆心C面积为(-2,1),此时圆C的半径为2,即可得圆C的面积的最小值为4π,故应选D.
3.(2013·山东文,11)抛物线C1:y=x2(p>0)的焦点与双曲线C2:-y2=1的右焦点的连线交C1于第一象限的点M.若C1在点M处的切线平行于C2的一条渐近线,则p=( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 抛物线焦点A(0,),双曲线右焦点为B(2,0),双曲线渐近线方程为y=±x,直线AB方程为px+4y-2p=0,由得M点横坐标为xM=,
又y′=x,∴xM=,
即=,即=+p,
又p>0,平方可解得p=.
4.(文)以双曲线-=1的离心率为半径,右焦点为圆心的圆与双曲线的一条渐近线相切,则m的值为( )
A. B.
C.1 D.
[答案] D
[解析] 以双曲线-=1的离心率为半径,右焦点为圆心的圆与双曲线的一条渐近线相切,
∴=,解得m=,故选D.
(理)(2012·山东文,11)已知双曲线C1:-=1(a>0,b>0)的离心率为2.若抛物线C2:x2=2py(p>0)的焦点到双曲线C1的渐近线的距离为2,则抛物线C2的方程为( )
A.x2=y B.x2=y
C.x2=8y D.x2=16y
[答案] D
[解析] 本题考查双曲线离心率、抛物线方程等.
由双曲线离心率为2知=4,即b2=3a2,
∴b=a,∴双曲线的渐近线方程y=±x,
由抛物线焦点F(0,)到双曲线渐近距离为2知,
=2,∴p=8,∴抛物线方程为x2=16y.
5.“-30),方程表示的曲线为抛物线的一部分.
8.抛物线C的顶点为原点,焦点在x轴上,直线x-y=0与抛物线C交于A、B两点,若P(1,1)为线段AB的中点,则抛物线C的方程为( )
A.y=2x2 B.y2=2x
C.x2=2y D.y2=-2x
[答案] B
[解析] 设A(x1,y1),B(x2,y2),抛物线方程为y2=2px,则,两式相减可得2p=×(y1+y2)=kAB×2=2,即可得p=1,∴抛物线C的方程为y2=2x,故应选B.
9.(2012·河南桐柏实验中学期末)半径不等的两定圆O1、O2没有公共点,且圆心不重合,动圆O与定圆O1和定圆O2都内切,则圆心O的轨迹是( )
A.双曲线的一支 B.椭圆
C.双曲线的一支或椭圆 D.双曲线或椭圆
[答案] C
[解析] 设⊙O1,⊙O2,⊙O的半径分别为r1,r2,R,且r1>r2>0,当⊙O1与⊙O2外离时,由条件知⊙O1与⊙O2都内切于⊙O,∴|OO1|=R-r1,|OO2|=R-r2,∴|OO2|-|OO1|=r1-r2,0r2,∴r1-r2>|O1O2|,∴点O的轨迹为以O1、O2为焦点的椭圆,故选C.
10.(文)(2013·吉大附中二模)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点A在双曲线上,且AF2⊥x轴,若=,则双曲线的离心率等于( )
A.2 B.3 C. D.
[答案] A
[解析] 设|AF2|=3x,则|AF1|=5x,
∴|F1F2|=4x,∴c=2x,
由双曲线的定义知,2a=|AF1|-|AF2|=2x,
∴a=x,∴e==2.
(理)(2013·德阳市二诊)已知P点是x2+y2=a2+b2与双曲线C:-=1(a>0,b>0)在第一角限内的交点,F1、F2分别是C的左、右焦点,且满足|PF1|=3|PF2|,则双曲线的离心率e为( )
A.2 B.
C. D.
[答案] C
[解析] 设|PF2|=x,则|PF1|=3x,
∴|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2=10x2=4c2,
∴c=x,
由双曲线的定义知,2a=|PF1|-|PF2|=2x,
∴a=x,∴e==,故选C.
11.(文)过原点O作直线l交椭圆+=1(a>b>0)于点A、B,椭圆的右焦点为F2,离心率为e.若以AB为直径的圆过点F2,且sin∠ABF2=e,则e=( )
A. B.
C. D.
[答案] B
[解析] 记椭圆的左焦点为F1,依题意得|AB|=2c,四边形AF1BF2为矩形,sin∠ABF2===e,|AF2|=2ce,|AF1|2=(2a-|AF2|)2=(2a-2ce)2,|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2,(2a-2ce)2+(2ce)2=(2c)2,由此解得e=,选B.
(理)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率是,过椭圆上一点M作直线MA、MB分别交椭圆于A、B两点,且斜率分别为k1、k2,若点A、B关于原点对称,则k1·k2的值为( )
A. B.-
C. D.-
[答案] D
[解析] 设点M(x,y),A(x1,y1),B(-x1,-y1),则y2=b2-,y=b2-,所以k1·k2=·==-=-1=e2-1=-,即k1·k2的值为-.
12.(文)(2013·辽宁文,11)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点为F,C与过原点的直线相交于A、B两点,连接AF,BF.若|AB|=10,|BF|=8,cos∠ABF=,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
[答案] B
[解析] 如图,由余弦定理|AF|2=|BF|2+|AB|2-2|BF|·|AB|cos∠
ABF=64+100-160×=36,即|AF|=6,
又|OF|2=|BF|2+|OB|2-2|OB||BF|cos∠ABF=64+25-80×=25,即|OF|=5,由椭圆的对称性知:
|AF|+|BF|=2a=14,∴a=7,|OF|=5=c,所以e=,故选B.
(理)(2013·北京理,7)直线l过抛物线C:x2=4y的焦点且与y轴垂直,则l与C所围成的图形的面积等于( )
A. B.2
C. D.
[答案] C
[解析] 依题意,l的方程为y=1,它与抛物线相交弦的长为4,所求的面积S=4-2dx=4-2(|)=.选C.
二、填空题
13.(2013·天津六校联考)如下图,ABCD
是边长为4的正方形,动点P在以AB为直径的圆弧APB上,则·的取值范围是________.
[答案] [16,32]
[解析] 设AB的中点为O,则由条件知=,
+=2,0≤·≤8,·=0,
∴·=(+)·(+)
=·+·+·+·
=·(+)+||2
=·2+16∈[16,32].
14.(文)已知双曲线-=1(a>0,b>0)与抛物线y2=8x有公共焦点,且双曲线上的点到坐标原点的最短距离为1,则该双曲线的离心率为________.
[答案] 2
[解析] ∵抛物线y2=8x的焦点为(2,0),∴双曲线-=1(a>0,b>0)中c=2,
又a=1,∴e==2.
(理)过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点作一条渐近线的垂线,垂足恰好落在曲线+=1上,则双曲线的离心率为________.
[答案]
[解析] 不妨设双曲线的一个焦点为(c,0),(c>0),一条渐近线方程为y=x,由得垂足的坐标为(,),把此点坐标代入方程+=1,得+=1,化简,并由c2=a2+b2得a=b,∴e==.
15.(2013·福建理,14)椭圆Γ:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,焦距为2c,若直线y=(x+c)与椭圆Γ的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于________.
[答案] -1
[解析] 本题考查了椭圆离心率的求解.
如图,由题意易知F1M⊥F2M且|MF1|=c,|MF2|=c,∴2a=(+1)c,∴==-1.
16.设抛物线x2=4y的焦点为F,经过点P(1,4)的直线l与抛物线相交于A、B两点,且点P恰为AB的中点,则||+||=________.
[答案] 10
[解析] 设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知x1+x2=2,且x=4y1,x=4y2,两式相减整理得,==,所以直线AB的方程为x-2y+7=0,将x=2y-7代入x2=4y整理得4y2-32y+49=0,所以y1+y2=8,又由抛物线定义得||+||=y1+y2+2=10.
三、解答题
17.(文)(2012·河北郑口中学模拟)椭圆C:+=1(a>b>0)过点P(,1),且离心率为,F为椭圆的右焦点,M、N两点在椭圆C上,且=,定点A(-4,0).
(1)求椭圆C的方程;
(2)求证:⊥.
[解析] (1)由椭圆离心率为e==,即
=,可得=.
又椭圆C过点P(,1),∴+=1.
解得a2=6,b2=2,∴椭圆C的方程为+=1.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),又F(2,0),
∴=(2-x1,-y1),=(x2-2,y2),
∵=,∴,∴,
由M、N在椭圆上得,+=1,+=1,两式相减得:(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0,
∴x1=x2,∴=(x2-x1,y2-y1)=(0,-2y1),=(6,0),∴·=0,∴⊥.
(理)已知F1、F2是椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆上位于第一象限内的一点,点B也在椭圆上,且满足+=0(O为坐标原点),·=0.若椭圆的离心率等于.
(1)求直线AB的方程;
(2)若△ABF2面积等于4,求椭圆的方程.
[解析] (1)由+=0知,直线AB经过原点,
又由·=0,知AF2⊥F1F2.
因为椭圆的离心率等于,所以=,b2=a2,
故椭圆方程可以写为x2+2y2=a2.
设点A的坐标为(c,y),代入方程x2+2y2=a2,得y=a,
所以点A的坐标为(a,a),
故直线AB的斜率k=,
因此直线AB的方程为y=x.
(2)连接AF1、BF1,由椭圆的对称性可知
S△ABF2=S△ABF1=S△AF1F2,
所以·2c·a=4,解得a2=16,b2=16-8=8,
故椭圆方程为+=1.
18.(2013·泗县双语中学模拟)已知方程x2+y2-2x-4y+m=0.
(1)若此方程表示圆,求实数m的取值范围;
(2)若(1)中的圆与直线x+2y-4=0相交于M、N两点,且坐标原点O在以MN为直径的圆的外部,求实数m的取值范围.
[解析] (1)∵x2+y2-2x-4y+m=0表示圆,
∴(-2)2+(-4)2-4m>0,∴m<5.
(2)由消去x得,5y2-16y+m+8=0,
由Δ=162-20(m+8)=96-20m>0得,m<.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=,y1y2=,
于是x1x2=(4-2y1)(4-2y2)=16-8(y1+y2)+4y1y2=16-8×+4×=,
∵O在以MN为直径的圆的外部,∴·>0,
∴x1x2+y1y2>0,∴+>0,∴m>,
综上知,m∈(,).
19.(2013·陕西文,20)已知动点M(x,y)到直线l:x=4的距离是它到点N(1,0)的距离的2倍.
(1)求动点M的轨迹C的方程;
(2)过点P(0,3)的直线m与轨迹C交于A、B两点,若A是PB的中点,求直线m的斜率.
[解析] (1)设M到直线l的距离为d,根据题意,d=2|MN|,由此得|4-x|=2,
化简得+=1,
所以,动点M的轨迹方程为+=1.
(2)由题意,设直线m的方程为y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2).
将y=kx+3代入+=1中,有(3+4k2)x2+24kx+24=0,
其中,△=(24k)2-4×24(3+4k2)=96(2k2-3)>0,
由根与系数的关系得,x1+x2=-,①
x1x2=.②[来源:Zxxk.Com]
又因为A是PB的中点,故x2=2x1,③
将③代入①,②,得
x1=-,x=,可得()2=,且k2>,
解得k=-或k=,所以,直线m的斜率为-或.
20.曲线C是中心在原点,焦点在x轴上的双曲线,已知它的一个焦点F的坐标为(2,0),一条渐近线的方程为y=x,过焦点F作直线交曲线C的右支于P、Q两点,R是弦PQ的中点.
(1)求曲线C的方程;
(2)当点P在曲线C右支上运动时,求点R到y轴距离的最小值.
[解析] (1)设所求双曲线C的方程为-=1,(a>0,b>0)
由题意得:解得
所以,所求曲线C的方程为x2-=1.
(2)若弦PQ所在直线斜率k存在,则设其方程为y=k(x-2)
由,
消去y得(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0,
设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
则解得k2>3,
此时点R到y轴的距离|xR|=||==2+,
而当弦PQ所在直线的斜率不存在时,点R到y轴的距离为2,
所以,点R到y轴距离的最小值为2.
21.(文)(2013·北京西城区模拟)如图,已知椭圆+=1的左焦点为F,过点F的直线交椭圆于A,B两点,线段AB的中点为G,AB的中垂线与x轴和y轴分别交于D,E两点.
(1)若点G的横坐标为-,求直线AB的斜率;
(2)记△GFD的面积为S1,△OED(O为原点)的面积为S2.试问:是否存在直线AB,使得S1=S2?说明你的理由.
[解析] (1)依题意,直线AB的斜率存在,设其方程为y=k(x+1).
将其代入+=1中消去y整理得,(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),∴x1+x2=.
故点G的横坐标为=.
依题意得,=-,
解之得k=±.[来源:Z§xx§k.Com]
(2)假设存在直线AB,使得S1=S2,显然直线AB不能与x轴,y
轴垂直.
由(1)可得G(,).
∵DG⊥AB,∴×k=-1,
解得xD=,∴D(,0).
∵△GFD∽△OED,
∴S1=S2⇔|GD|=|OD|.
∴=.
整理得8k2+9=0.
因为此方程无解,所以不存在直线AB,使得S1=S2.
(理)(2013·吉大附中二模)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,且与抛物线y2=4x有共同的一个焦点,椭圆C的左顶点为A
,右顶点为B,点P是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AP、BP与直线y=3分别交于G,H两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求线段GH的长度的最小值;
(3)在线段GH的长度取得最小值时,椭圆C上是否存在一点T,使得△TPA的面积为1,若存在求出点T的坐标,若不存在,说明理由.
[解析] (1)由已知得,抛物线的焦点为(,0),则
c=,又b=1,由a2-b2=c2,可得a2=4.
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)直线AP的斜率k显然存在,且k>0,故可设直线AP的方程为y=k(x+2),从而G(-2,3).
由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.
设P(x1,y1),则(-2)x1=,
所以x1=,从而y1=.
即P(,),
又B(2,0),则直线PB的斜率为-.
由得
所以H(-12k+2,3).
故|GH|=|-2+12k-2|=|+12k-4|.
又k>0,+12k≥2=12.
当且仅当=12k,即k=时等号成立.
所以当k=时,线段GH的长度取最小值8.
(3)由(2)可知,当GH的长度取最小值时,k=.
则直线AP的方程为x-2y+2=0,此时P(0,1),|AP|=.
若椭圆C上存在点T,使得△TPA的面积等于1,则点T到直线AP的距离等于,
所以T在平行于AP且与AP距离等于的直线l上.
设直线l:y=x+t.
则由得x2+2tx+2t2-2=0.
Δ=4t2-8(t2-1)≥0.即t2≤2.
由平行线间的距离公式,得=,
解得t=0或t=2(舍去).
可求得T(,)或T(-,-).
22.(文)(2013·天津和平区质检)已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,它的一个顶点恰好是抛物线x2=4y的焦点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若A、B是椭圆C上关于x轴对称的任意两点,设P
(-4,0),连接PA交椭圆C于另一点E,求证:直线BE与x轴相交于定点M;
(3)设O为坐标原点,在(2)的条件下,过点M的直线交椭圆C于S、T两点,求·的取值范围.
[解析] (1)设椭圆C的标准方程为+=1(a>b>0),
抛物线x2=4y的焦点为(0,),
依题意,解得.
∴椭圆C的标准方程为+=1.
(2)证明:由题意可知直线PA的斜率存在,设直线PA的方程为y=k(x+4).
由消去y得,
(4k2+3)x2+32k2x+64k2-12=0.①
设点A(x1,y1),E(x2,y2),则B(x1,-y1),
直线BE的方程为y-y2=(x-x2).
令y=0,得x=x2-.
将y1=k(x1+4),y2=k(x2+4)代入上式并整理,
得x=.②
由①得x1+x2=-,x1x2=,将其代入②,整理得x==-1.
∴直线BE与x轴相交于定点M(-1,0).
(3)当过点M的直线ST的斜率存在时,
设直线ST的方程为y=m(x+1),且S(xS,yS),T(xT,yT)在椭圆C上,
由,得(4m2+3)x2+8m2x+4m2-12=0,
则Δ=(8m2)2-4(4m2+3)(4m2-12)=144(m2+1)>0.
故有xS+xT=-,xSxT=,从而
ySyT=m2(xS+1)(xT+1)
=m2[(xS+xT)+xSxT+1]=-.
∴·=xSxT+ySyT
=-=--.
由m2≥0,得·∈[-4,-).
当过点M的直线ST的斜率不存在时,
直线ST的方程为x=-1,S(-1,),T(-1,-),此时·=-,
∴·的取值范围是[-4,-].
(理)(2013·江西八校联考)设椭圆C1:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,下顶点为A,线段OA的中点为B(O为坐标原点),如图.若抛物线C2:y=x2-1与y轴的交点为B,且经过F1,F2点.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设M(0,-),N为抛物线C2上的一动点,过点N作抛物线C2的切线交椭圆C1于P、Q两点,求△MPQ面积的最大值.
[解析] (1)由题意可知B(0,-1),则A(0,-2),故b=2.
令y=0得x2-1=0即x=±1,则F1(-1,0),F2(1,0),故c=1.
所以a2=b2+c2=5,
于是椭圆C1的方程为:+=1.
(2)设N(t,t2-1),由于y′=2x知直线PQ的方程为:
y-(t2-1)=2t(x-t).
即y=2tx-t2-1.
代入椭圆方程整理得:4(1+5t2)x2-20t(t2+1)x+5(t2+1)2
-20=0,
Δ=400t2(t2+1)2-80(1+5t2)[(t2+1)2-4]
=80(-t4+18t2+3),
x1+x2=,x1x2=,
故|PQ|=|x1-x2|
=·
=.
设点M到直线PQ的距离为d,则
d==.
所以,△MPQ的面积S=|PQ|·d
= ·
==
≤=.
当t=±3时取到“=”,经检验此时Δ>0,满足题意.
综上可知,△MPQ的面积的最大值为.