2019高考數(shù)學二輪復習 第一部分 壓軸專題一 解析幾何 第1講 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系練習 文
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1、第1講 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系 A組 小題提速練 一、選擇題 1.若直線l1:(a-1)x+y-1=0和直線l2:3x+ay+2=0垂直,則實數(shù)a的值為( ) A. B. C. D. 解析:由已知得3(a-1)+a=0,解得a=,故選D. 答案:D 2.“ab=4”是“直線2x+ay-1=0與直線bx+2y-2=0平行”的( ) A.充分必要條件 B.充分而不必要條件 C.必要而不充分條件 D.既不充分也不必要條件 解析:因為兩條直線平行,所以斜率相等,即-=-,可得ab=4,又當a=1,b=4時,滿足ab=4,但是兩直線重合,故選C
2、. 答案:C 3.當a為任意實數(shù)時,直線(a-1)x-y+a+1=0恒過定點C,則以C為圓心,為半徑的圓的方程為( ) A.x2+y2-2x+4y=0 B.x2+y2+2x+4y=0 C.x2+y2+2x-4y=0 D.x2+y2-2x-4y=0 解析:由(a-1)x-y+a+1=0得(x+1)a-(x+y-1)=0,由x+1=0且x+y-1=0,解得x=-1,y=2,即該直線恒過點(-1,2),∴所求圓的方程為(x+1)2+(y-2)2=5,即x2+y2+2x-4y=0. 答案:C 4.(2018·北京西城區(qū)模擬)與直線x+y-2=0和曲線x2+y2-12x-12y+54
3、=0都相切的半徑最小的圓的標準方程是( ) A.(x+2)2+(y-2)2=2 B.(x-2)2+(y+2)2=2 C.(x+2)2+(y+2)2=2 D.(x-2)2+(y-2)2=2 解析:由題意知,曲線為(x-6)2+(y-6)2=18,過圓心(6,6)作直線x+y-2=0的垂線,垂線方程為y=x,則所求的最小圓的圓心必在直線y=x上,又(6,6)到直線x+y-2=0的距離d==5,故最小圓的半徑為,圓心坐標為(2,2),所以標準方程為(x-2)2+(y-2)2=2. 答案:D 5.一束光線從圓C的圓心C(-1,1)出發(fā),經(jīng)x軸反射到圓C1:(x-2)2+(y-3)2=1
4、上的最短路程剛好是圓C的直徑,則圓C的方程為( ) A.(x+1)2+(y-1)2=4 B.(x+1)2+(y-1)2=5 C.(x+1)2+(y-1)2=16 D.(x+1)2+(y-1)2=25 解析:圓C1的圓心C1的坐標為(2,3),半徑為r1=1.點C(-1,1)關(guān)于x軸的對稱點C′的坐標為(-1,-1).因為C′在反射線上,所以最短路程為|C′C1|-r1,即-1=4.故圓C的半徑為r=×4=2,所以圓C的方程為(x+1)2+(y-1)2=4,故選A. 答案:A 6.圓(x+2)2+y2=4與圓(x-2)2+(y-1)2=9的位置關(guān)系為( ) A.內(nèi)切 B.相
5、交 C.外切 D.相離 解析:兩圓的圓心距離為,兩圓的半徑之差為1、半徑之和為5,而1<<5,所以兩圓相交. 答案:B 7.圓x2+y2-4x-4y-10=0上的點到直線x+y-14=0的最大距離與最小距離的差是( ) A.30 B.18 C.6 D.5 解析:由圓x2+y2-4x-4y-10=0知圓心坐標為(2,2),半徑為3,則圓上的點到直線x+y-14=0的最大距離為+3=8,最小距離為-3=2,故最大距離與最小距離的差為6. 答案:C 8.在平面直角坐標系xOy中,設(shè)直線y=-x+2與圓x2+y2=r2(r>0)交于A,B兩點,O為坐標原點.若圓上一點C滿足=
6、+,則r=( ) A.2 B. C.2 D. 解析:已知=+,兩邊平方化簡得·=-r2,所以cos ∠AOB=-,所以cos=,圓心O(0,0)到直線的距離為=,所以=,解得r=. 答案:B 9.已知直線l過圓x2+(y-3)2=4的圓心,且與直線x+y+1=0垂直,則直線l的方程為( ) A.x+y-2=0 B.x-y+2=0 C.x+y-3=0 D.x-y+3=0 解析:由已知得,圓心為(0,3),所求直線的斜率為1,由直線方程的斜截式得y=x+3,即x-y+3=0,故選D. 答案:D 10.已知直線x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩
7、點A,B.O是坐標原點,且有|+|≥||,那么k的取值范圍是( ) A.(,+∞) B.[,+∞) C.[,2) D.[,2) 解析:當|+|=||時,O,A,B三點為等腰三角形的三個頂點,其中OA=OB,∠AOB=120°,從而圓心O到直線x+y-k=0(k>0)的距離為1,此時k=;當k>時,|+|>||,又直線與圓x2+y2=4有兩個不同的交點,故k<2.綜上,k的取值范圍為[,2). 答案:C 11.(2018·唐山一中調(diào)研)點P(4,-2)與圓x2+y2=4上任一點連線的中點的軌跡方程是( ) A.(x-2)2+(y+1)2=1 B.(x-2)2+(y+1)2=
8、4 C.(x+4)2+(y-2)2=4 D.(x+2)2+(y-1)2=1 解析:設(shè)圓上任意一點為(x1,y1),中點為(x,y),則,即,代入x2+y2=4,得(2x-4)2+(2y+2)2=4,化簡得(x-2)2+(y+1)2=1. 答案:A 12.已知圓x2+y2-4ax+2by+b2=0(a>0,b>0)關(guān)于直線x-y-1=0對稱,則ab的最大值是( ) A. B. C. D. 解析:由圓x2+y2-4ax+2by+b2=0(a>0,b>0)關(guān)于直線x-y-1=0對稱,可得圓心(2a,-b)在直線x-y-1=0上,故有2a+b-1=0,即2a+b=1≥2 ,解
9、得ab≤,故ab的最大值為,故選B. 答案:B 二、填空題 13.已知圓C的圓心在x軸的正半軸上,點M(0,)在圓C上,且圓心到直線2x-y=0的距離為,則圓C的方程為________. 解析:設(shè)圓心為(a,0)(a>0),則圓心到直線2x-y=0的距離d==,得a=2,半徑r==3,所以圓C的方程為(x-2)2+y2=9. 答案:(x-2)2+y2=9 14.點P(1,2)和圓C:x2+y2+2kx+2y+k2=0上的點的距離的最小值是________. 解析:圓的方程化為標準式為(x+k)2+(y+1)2=1. ∴圓心C(-k,-1),半徑r=1. 易知點P(1,2)在圓
10、外. ∴點P到圓心C的距離為: |PC|==≥3. ∴|PC|min=3. ∴點P和圓C上點的最小距離dmin=|PC|min-r=3-1=2. 答案:2 15.過點M(1,2)的直線l與圓C:(x-3)2+(y-4)2=25交于A,B兩點,C為圓心,當∠ACB最小時,直線l的方程是________. 解析:驗證得M(1,2)在圓內(nèi),當∠ACB最小時,直線l與CM垂直,又圓心為(3,4),則kCM==1,則kl=-1,故直線l的方程為y-2=-(x-1),整理得x+y-3=0. 答案:x+y-3=0 B組 大題規(guī)范練 1.若橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1、F
11、2,線段F1F2被拋物線y2=2bx的焦點F內(nèi)分成了3∶1的兩段. (1)求橢圓的離心率; (2)如圖,過點C(-1,0)的直線l交橢圓于不同兩點A,B,且=2,當△AOB的面積最大時,求直線l和橢圓的方程. 解析:(1)由題意知c+=3,∴b=c,a2=2b2,e===. (2)設(shè)直線l:x=ky-1,A(x1,y1),B(x2,y2), ∵=2,∴(-1-x1,-y1)=2(x2+1,y2), 即2y2+y1=0,?、? 由(1)知a2=2b2,∴橢圓方程為x2+2y2=2b2. 由消去x得(k2+2)y2-2ky+1-2b2=0, ∴y1+y2=,?、? y1y2=,?、?/p>
12、 由①②知y2=-,y1=. ∵S△AOB=|y1|+|y2|=|y1-y2|, ∴S=3·=3·≤3·=, 當且僅當|k|2=2,即k=±時取等號,此時直線的方程為x=y(tǒng)-1或x=-y-1. 又當|k|2=2時,y1y2=· =-=-1, ∴由y1y2=得b2=, ∴橢圓方程為+=1. 2.(2018·貴州興義八中月考)已知點M(,)在橢圓C:+=1(a>b>0)上,且橢圓的離心率為. (1)求橢圓C的方程; (2)若斜率為1的直線l與橢圓C交于A、B兩點,以AB為底邊作等腰三角形,頂點為P(-3,2),求△PAB的面積. 解析:(1)由已知得 解得 故橢圓C的方
13、程為+=1. (2)設(shè)直線l的方程為y=x+m,A(x1,y1), B(x2,y2),AB的中點為D(x0,y0). 由消去y, 整理得4x2+6mx+3m2-12=0, 則x0==-m,y0=x0+m=m, 即D. 因為AB是等腰三角形PAB的底邊,所以PD⊥AB, 即PD的斜率k==-1,解得m=2. 此時x1+x2=-3,x1x2=0,則|AB|=|x1-x2|=·=3,又點P到直線l:x-y+2=0的距離為d=, 所以△PAB的面積為S=|AB|·d=. 3.已知P是圓C:x2+y2=4上的動點,P在x軸上的射影為P′,點M滿足=′,當P在圓C上運動時,點M形成的
14、軌跡為曲線E. (1)求曲線E的方程; (2)經(jīng)過點A(0,2)的直線l與曲線E相交于點C,D,并且=,求直線l的方程. 解析:(1)如圖,設(shè)M(x,y),則P(x,2y)在圓C:x2+y2=4上. 所以x2+4y2=4,即曲線E的方程為+y2=1. (2)經(jīng)檢驗,當直線l⊥x軸時,題目條件不成立,所以直線l的斜率存在(如圖). 設(shè)直線l:y=kx+2,C(x1,y1),D(x2,y2), 則聯(lián)立?(1+4k2)x2+16kx+12=0. Δ=(16k)2-4(1+4k2)·12>0,得k2>. x1+x2=-,?、? x1x2=.?、? 又由=,得x1=x2, 將
15、它代入①,②得k2=1,k=±1(滿足k2>). 所以直線l的斜率為k=±1. 所以直線l的方程為y=±x+2. 4.已知拋物線C的頂點為坐標原點,焦點F(1,0),其準線與x軸的交點為K,過點K的直線l與C交于A,B兩點,點A關(guān)于x軸的對稱點為D. (1)證明:點F在直線BD上; (2)設(shè)·=,求△BDK內(nèi)切圓M的方程. 解析:(1)證明:由題設(shè)可知K(-1,0),拋物線的方程為y2=4x,則可設(shè)直線l的方程為x=my-1, A(x1,y1),B(x2,y2),D(x1,-y1), 故整理得y2-4my+4=0,故 則直線BD的方程為 y-y2=(x-x2), 即y-y
16、2=,
令y=0,得x==1,
所以F(1,0)在直線BD上.
(2)由(1)可知
所以x1+x2=(my1-1)+(my2-1)=4m2-2,
x1x2=(my1-1)(my2-1)=1,
又=(x1-1,y1),=(x2-1,y2),
故·=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+5=8-4m2,
則8-4m2=,∴m=±,
故直線l的方程為3x+4y+3=0或3x-4y+3=0,
y2-y1=±
=±=±,
故直線BD的方程為3x+y-3=0或
3x-y-3=0,
又KF為∠BKD的平分線,
故可設(shè)圓心M(t,0)(-1 17、M(t,0)到直線l及BD的距離分別為,,
由=,得t=或t=9(舍去).
故圓M的半徑為r==,
所以圓M的方程為2+y2=.
(二)
A組 小題提速練
一、選擇題
1.橢圓+=1的離心率是( )
A. B.
C. D.
解析:∵橢圓方程為+=1,
∴a=3,b=2,c===.
∴e==.
故選B.
答案:B
2.已知F為雙曲線C:x2-my2=3m(m>0)的一個焦點,則點F到C的一條漸近線的距離為( )
A. B.3
C.m D.3m
解析:雙曲線方程為-=1,焦點F到一條漸近線的距離為b=.選A.
答案:A
3 18、.已知雙曲線-=1(a>0)的離心率為2,則a=( )
A.2 B.
C. D.1
解析:因為雙曲線的方程為-=1,所以e2=1+=4,因此a2=1,a=1.選D.
答案:D
4.等軸雙曲線C的中心在原點,焦點在x軸上,C與拋物線y2=16x的準線交于A,B兩點,|AB|=4,則C的實軸長為( )
A. B.2
C.4 D.8
解析:拋物線y2=16x的準線方程是x=-4,所以點A(-4,2)在等軸雙曲線C:x2-y2=a2(a>0)上,將點A的坐標代入得a=2,所以C的實軸長為4.
答案:C
5.已知圓(x+2)2+y2=36的圓心為M,設(shè)A為圓上任一點,N 19、(2,0),線段AN的垂直平分線交MA于點P,則動點P的軌跡是( )
A.圓 B.橢圓
C.雙曲線 D.拋物線
解析:點P在線段AN的垂直平分線上,
故|PA|=|PN|.又AM是圓的半徑,
∴|PM|+|PN|=|PM|+|PA|=|AM|=6>|MN|,
由橢圓定義知,點P的軌跡是橢圓.
答案:B
6.下列雙曲線中,焦點在y軸上且漸近線方程為y=±2x的是( )
A.x2-=1 B.-y2=1
C.-x2=1 D.y2-=1
解析:A、B選項中雙曲線的焦點在x軸上,C、D選項中雙曲線的焦點在y軸上,又令-x2=0,得y=±2x,令y2-=0,得y=±x,故 20、選C.
答案:C
7.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的焦距為2,且雙曲線的一條漸近線與直線2x+y=0垂直,則雙曲線的方程為( )
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
解析:由題意得c=,=,則a=2,b=1,所以雙曲線的方程為-y2=1.
答案:A
8.已知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的焦距為10,點P(2,1)在C的一條漸近線上,則C的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:依題意,解得,
∴雙曲線C的方程為-=1.
答案:A
9.已知 21、雙曲線C:-=1的離心率e=,且其右焦點為F2(5,0),則雙曲線C的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:由題意得e==,又右焦點為F2(5,0),a2+b2=c2,所以a2=16,b2=9,故雙曲線C的方程為-=1.
答案:C
10.在同一平面直角坐標系中,方程a2x2+b2y2=1與ax+by2=0(a>b>0)表示的曲線大致是( )
解析:將方程a2x2+b2y2=1變形為+=1,∵a>b>0,∴<,∴橢圓焦點在y軸上.將方程ax+by2=0變形為y2=-x,∵a>b>0,∴-<0,
∴拋物線焦點在x軸負半軸上,開口向左.故選 22、D.
答案:D
11.(2017·高考天津卷)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點為F,點A在雙曲線的漸近線上,△OAF是邊長為2的等邊三角形(O為原點),則雙曲線的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D.x2-=1
解析:根據(jù)題意畫出草圖如圖所示
.
由△AOF是邊長為2的等邊三角形得到∠AOF=60°,c=|OF|=2.
又點A在雙曲線的漸近線y=x上,∴=tan 60°=.
又a2+b2=4,∴a=1,b=,
∴雙曲線的方程為x2-=1.
故選D.
答案:D
12.已知雙曲線-=1(b>0),以原點為圓心,雙曲線的實半軸長為半 23、徑長的圓與雙曲線的兩條漸近線相交于A,B,C,D四點,四邊形ABCD的面積為2b,則雙曲線的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:根據(jù)圓和雙曲線的對稱性,可知四邊形ABCD為矩形.雙曲線的漸近線方程為y=±x,圓的方程為x2+y2=4,不妨設(shè)交點A在第一象限,由y=x,x2+y2=4得xA=,yA=,故四邊形ABCD的面積為4xAyA==2b,解得b2=12,故所求的雙曲線方程為-=1,選D.
答案:D
二、填空題
13.若橢圓的方程為+=1,且此橢圓的焦距為4,則實數(shù)a=________.
解析:由橢圓的焦距為4得c=2,當2
24、橢圓的焦點在x軸上,則10-a-(a-2)=4,解得a=4;當60,b>0)的 25、一個焦點,且雙曲線的離心率為2,則該雙曲線的方程為____________.
解析:由拋物線y2=8x可知準線方程為x=-2,所以雙曲線的左焦點為(-2,0),即c=2;又因為雙曲線的離心率為2,所以e==2,故a=1,由a2+b2=c2知b2=3,所以該雙曲線的方程為x2-=1.
答案:x2-=1
16.已知雙曲線E:-=1(a>0,b>0).矩形ABCD的四個頂點在E上,AB,CD的中點為E的兩個焦點,且2|AB|=3|BC|,則E的離心率是________.
解析:由已知得|AB|=|CD|=,|BC|=|AD|=|F1F2|=2c.
因為2|AB|=3|BC|,所以=6c,2 26、b2=3ac,=3e,2(e2-1)=3e,2e2-3e-2=0,解得e=2,或e=-(舍去).
答案:2
B組 大題規(guī)范練
1.過雙曲線-=1的右焦點F2,傾斜角為30°的直線交雙曲線于A,B兩點,O為坐標原點,F(xiàn)1為左焦點.
(1)求|AB|;
(2)求△AOB的面積.
解析:(1)由題意得a2=3,b2=6,
∴c2=9,∴F2(3,0).
直線方程為y=(x-3),
∴由得2x2-2=6.
即5x2+6x-27=0,∴x=-3或x=.
∴則A,B(-3,-2)
∴|AB|==.
(2)由(1)得直線方程為x-3y-3=0,
∴(0,0)到直線的距離d==,
27、
∴S△AOB=|AB|d=××=.
2.已知對稱中心在原點的橢圓的一個焦點與圓x2+y2-2x=0的圓心重合,且橢圓過點(,1).
(1)求橢圓的標準方程;
(2)過點P(0,1)的直線與該橢圓交于A、B兩點,O為坐標原點,若=2,求△AOB的面積.
解析:(1)設(shè)橢圓的方程為+=1(a>b>0),c為半焦距,由c=得a2-b2=2,①
∵橢圓過點(,1),∴+=1,②
由①②解得a2=4,b2=2,
即所求橢圓的標準方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由=2,有
設(shè)直線方程為y=kx+1,代入橢圓方程整理得(2k2+1)x2+4kx-2=0, 28、
解得x=,設(shè)x1=,x2=,
則-=2·,解得k2=,
所以△AOB的面積S=|OP|·|x1-x2|=·==.
3.已知橢圓Γ:+=1(a>b>0)經(jīng)過點M,且離心率為.
(1)求橢圓Γ的方程;
(2)設(shè)點M在x軸上的射影為點N,過點N的直線l與橢圓Γ相交于A,B兩點,且+3 =0,求直線l的方程.
解析:(1)由已知可得+=1,
=,
解得a=2,b=1,
所以橢圓Γ的方程為+y2=1.
(2)由已知N的坐標為(,0),
當直線l斜率為0時,直線l為x軸,易知+3 =0不成立.
當直線l斜率不為0時,設(shè)直線l的方程為x=my+,代入+y2=1,
整理得(4+m 29、2)y2+2my-1=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則
y1+y2=,①
y1y2=,②
由+3 =0,得y2=-3y1,③
由①②③解得m=±.
所以直線l的方程為x=±y+,
即y=±(x-).
4.如圖所示,拋物線y2=4x的焦點為F,動點T(-1,m),過F作TF的垂線交拋物線于P,Q兩點,弦PQ的中點為N.
(1)證明:線段NT平行于x軸(或在x軸上);
(2)若m>0且|NF|=|TF|,求m的值及點N的坐標.
解析:(1)證明:易知拋物線的焦點為F(1,0),準線方程為x=-1,動點T(-1,m)在準線上,則kTF=-.
當m=0時,T為拋物 30、線準線與x軸的交點,這時PQ為拋物線的通徑,點N與焦點F重合,顯然線段NT在x軸上.
當m≠0時,由條件知kPQ=,
所以直線PQ的方程為y=(x-1),
聯(lián)立
得x2-(2+m2)x+1=0,
Δ=[-(2+m2)]2-4=m2(4+m2)>0,
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
可知x1+x2=2+m2,
y1+y2=(x1+x2-2)=2m.
所以弦PQ的中點N.
又T(-1,m),
所以kNT=0,則NT平行于x軸.
綜上可知,線段NT平行于x軸(或在x軸上).
(2)已知|NF|=|TF|,
在△TFN中,tan∠NTF==1?∠NTF=45°,
設(shè)A是準線與x軸的交點,則△TFA是等腰直角三角形,所以|TA|=|AF|=2,
又動點T(-1,m),其中m>0,則m=2.
因為∠NTF=45°,所以kPQ=tan 45°=1,
又焦點F(1,0),可得直線PQ的方程為y=x-1.
由m=2,得T(-1,2),
由(1)知線段NT平行于x軸,
設(shè)N(x0,y0),則y0=2,代入y=x-1,
得x0=3,所以N(3,2).
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