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限时规范训练十六 圆锥曲线的定义、性质,直线与圆锥曲线
限时 40 分钟,实际用时
分值 80 分,实际得分
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分)
1.若实数 k 满足 0<k<9,则曲线x2
25
- y2
9-k
=1 与曲线 x2
25-k
-y2
9
=1 的( )
A.焦距相等 B.实半轴长相等
C.虚半轴长相等 D.离心率相等
解析:选 A.由 25+(9-k)=(25-k)+9,知两曲线的焦距相等.
2.(2017·宁夏银川质检)抛物线 y2=8x 的焦点到双曲线 x2-y2
3
=1 的渐近线的距离是( )
A.1
2
B. 3
2
C.1 D. 3
解析:选 D.由抛物线 y2=8x,有 2p=8⇒p=4,焦点坐标为(2,0),双曲线的渐近线方程为 y
=± 3x,不妨取其中一条 3x-y=0,由点到直线的距离公式,有 d=| 3×2-0|
3+1
= 3,故选
D.
3.已知双曲线 C:x2
a2-y2
b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为 y= 5
2
x,且与椭圆x2
12
+y2
3
=1
有公共焦点.则 C 的方程为( )
A.x2
8
-y2
10
=1 B.x2
4
-y2
5
=1
C.x2
5
-y2
4
=1 D.x2
4
-y2
3
=1
解析:选 B.∵双曲线的一条渐近线方程为 y= 5
2
x,则b
a
= 5
2
,
①
又∵椭圆x2
12
+y2
3
=1 与双曲线有公共焦点,易知 c=3,则 a2+b2=c2=9, ②
由①②解得 a=2,b= 5,则双曲线 C 的方程为x2
4
-y2
5
=1,故选 B.
4.已知抛物线 y2=2px 的焦点 F 与双曲线x2
7
-y2
9
=1 的右焦点重合,抛物线的准线与 x 轴的
交点为 K,点 A 在抛物线上且|AK|= 2|AF|,则△AFK 的面积为( )
A.4 B.8
C.16 D.32由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
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解析:选 D.因为抛物线 y2=2px 的焦点 F 与双曲线x2
7
-y2
9
=1 的右焦点(4,0)重合,所以 p=8.
设 A(m,n),
又|AK|= 2|AF|,所以 m+4=|n|,
又 n2=16m,解得 m=4,|n|=8,
所以△AFK 的面积为 S=1
2
×8×8=32.
5.(2017·安徽合肥模拟)已知双曲线 x2-y2
3
=1 的左顶点为 A1,右焦点为 F2,P 为双曲线右
支上一点,则PA1
→
·PF2
→
的最小值为( )
A.-2 B.-81
16
C.1 D.0
解析:选 A.设点 P(x,y),其中 x≥1.依题意得 A1(-1,0),F2(2,0),则有y2
3
=x2-1,y2=3(x2
-1),
PA1
→
·PF2
→
=(-1-x,-y)·(2-x,-y)
=(x+1)(x-2)+y2=x2+3(x2-1)-x-2
=4x2-x-5=4
x-1
8
2
-81
16
,其中 x≥1.
因此,当 x=1 时,PA1
→
·PF2
→
取得最小值-2,选 A.
6.(2017·浙江宁波模拟)点 A 是抛物线 C1:y2=2px(p>0)与双曲线 C2:x2
a2-y2
b2=1(a>0,b
>0)的一条渐近线的交点,若点 A 到抛物线 C1 的准线的距离为 p,则双曲线 C2 的离心率等于( )
A. 2 B. 3
C. 5 D. 6
解析:选 C.取双曲线的一条渐近线为 y=b
a
x,
联立
y2=2px,
y=b
a
x ⇒
x=2pa2
b2 ,
y=2pa
b
,
故 A
2pa2
b2 ,2pa
b .
因为点 A 到抛物线 C1 的准线的距离为 p.由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
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所以p
2
+2pa2
b2 =p,
所以a2
b2=1
4
.
所以双曲线 C2 的离心率 e=c
a
= a2+b2
a2 = 5.
7.(2017·山东德州一模)已知抛物线 y2=8x 与双曲线x2
a2-y2=1(a>0)的一个交点为 M,F 为
抛物线的焦点,若|MF|=5,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.5x±3y=0 B.3x±5y=0
C.4x±5y=0 D.5x±4y=0
解析:选 A.抛物线 y2=8x 的焦点为 F(2,0),准线方程为 x=-2,设 M(m,n),则由抛物线
的定义可得|MF|=m+2=5,解得 m=3,由 n2=24,可得 n=±2 6.将 M(3,±2 6)代入双曲线x2
a2
-y2=1(a>0),可得9
a2-24=1(a>0),解得 a=3
5
,故双曲线的渐近线方程为 y=±5
3
x,即 5x±3y
=0.故选 A.
8.(2016·高考全国卷Ⅲ)已知 O 为坐标原点,F 是椭圆 C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的左焦点,A,
B 分别为 C 的左,右顶点.P 为 C 上一点,且 PF⊥x 轴.过点 A 的直线 l 与线段 PF 交于点 M,与
y 轴交于点 E.若直线 BM 经过 OE 的中点,则 C 的离心率为( )
A.1
3
B.1
2
C.2
3
D.3
4
解析:选 A.由题意可知直线 AE 的斜率存在,设为 k,直线 AE 的方程为 y=k(x+a),令 x=
0 可得点 E 坐标为(0,ka),所以 OE 的中点 H 坐标为
0,ka
2 ,又右顶点 B(a,0),所以可得直线
BM 的斜率为-k
2
,可设其方程为 y=-k
2
x+k
2
a,联立
y=k x+a ,
y=-k
2
x+k
2
a, 可得点 M 横坐标为-a
3
,
又点 M 的横坐标和左焦点相同,所以-a
3
=-c,所以 e=1
3
.
9.已知双曲线的标准方程为x2
9
-y2
16
=1,F 为其右焦点,A1,A2 分别是实轴的左、右端点,设
P 为双曲线上不同于 A1,A2 的任意一点,直线 A1P,A2P 与直线 x=a 分别交于 M,N 两点,若FM
→
·FN
→
=0,则 a 的值为( )由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
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A.16
9
B.9
5
C.25
9
D.16
5
解析:选 B.∵双曲线x2
9
-y2
16
=1,右焦点 F(5,0),A1(-3,0),A2(3,0),设 P(x,y),M(a,
m),N(a,n),
∵P,A1,M 三点共线,∴ m
a+3
= y
x+3
,m=y a+3
x+3
,
∵P,A2,N 三点共线,∴ n
a-3
= y
x-3
,∴n=y a-3
x-3
.
∵x2
9
-y2
16
=1,∴x2-9
9
=y2
16
,∴ y2
x2-9
=16
9
.又FM
→
=
a-5,y a+3
x+3 ,FN
→
=
a-5,y a-3
x-3 ,
∴FM
→
·FN
→
=(a-5)2+y2 a2-9
x2-9
=(a-5)2+16 a2-9
9
,
∵FM
→
·FN
→
=0,∴(a-5)2+16 a2-9
9
=0,
∴25a2-90a+81=0,∴a=9
5
.故选 B.
10.(2017·山东东营模拟)设 F1,F2 是双曲线x2
a2-y2
b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲
线右支上存在一点 P,使PF1
→
·PF2
→
=0,且|PF1|= 3|PF2|,则该双曲线的离心率为( )
A. 2+1
2
B. 2+1
C. 3+1
2
D. 3+1
解析:选 C.因为双曲线右支上存在一点 P,使PF1
→
·PF2
→
=0,所以PF1
→
⊥PF2
→
,
因为|PF1|= 3|PF2|,
所以|F1F2|=2|PF2|=4c,即|PF2|=2c,
所以|PF1|-|PF2|= 3|PF2|-|PF2|
=( 3-1)|PF2|=2a,
因为|PF2|=2c,所以 2c( 3-1)=2a,
e=c
a
= 1
3-1
= 3+1
2
.
11.以抛物线 C 的顶点为圆心的圆交 C 于 A,B 两点,交 C 的准线于 D,E 两点.已知|AB|=由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
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4 2,|DE|=2 5,则 C 的焦点到准线的距离为( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:选 B.设抛物线方程为 y2=2px(p>0),圆的方程为 x2+y2=r2.
∵|AB|=4 2,|DE|=2 5,
抛物线的准线方程为 x=-p
2
,
∴不妨设 A
4
p
,2 2
,D
-p
2
, 5
.
∵点 A
4
p
,2 2
,D
-p
2
, 5
在圆 x2+y2=r2 上,
∴
16
p2 +8=r2,
p2
4
+5=r2,
∴16
p2 +8=p2
4
+5,∴p=4(负值舍去).
∴C 的焦点到准线的距离为 4.
12.(2017·高考全国卷Ⅰ)已知 F 为抛物线 C:y2=4x 的焦点,过 F 作两条互相垂直的直线
l1,l2,直线 l1 与 C 交于 A,B 两点,直线 l2 与 C 交于 D,E 两点,|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
解析:选 A.设 AB 倾斜角为θ,则|AB|= 2p
sin2θ
,
又 DE 与 AB 垂直,即 DE 的倾斜角为π
2
+θ,
|DE|=
2p
sin2
π
2
+θ = 2p
cos2θ
而 y2=4x,即 p=2.
∴|AB|+|DE|=2p
1
sin2θ
+ 1
cos2θ = 4
sin2θcos2θ
= 16
sin22θ
≥16,当θ=π
4
时取等号,
即|AB|+|DE|最小值为 16,故选 A.
二、填空题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分)
13.已知离心率 e= 5
2
的双曲线 C:x2
a2-y2
b2=1(a>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 C 的一条渐近线相交于 O,A 两点,若△AOF 的面积为 4,则 a 的值为
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解析:因为 e= 1+
b
a
2
= 5
2
,所以b
a
=1
2
,|AF|
|OA|
=b
a
=1
2
,设|AF|=m,|OA|=2m,由面积关
系得1
2
×m×2m=4,所以 m=2,由勾股定理,得 c= m2+ 2m 2=2 5,又c
a
= 5
2
,所以 a=4.
答案:4
14.设 F1,F2 分别是椭圆 E:x2+y2
b2=1(0<b<1)的左、右焦点,过点 F1 的直线交椭圆 E 于 A,
B 两点.若|AF1|=3|F1B|,AF2⊥x 轴,则椭圆 E 的方程为________.
解析:设 F1(-c,0),F2(c,0),其中 c= 1-b2,
则可设 A(c,b2),B(x0,y0),
由|AF1|=3|F1B|,可得(-2c,-b2)=3(x0+c,y0),
故
-2c=3x0+3c,
-b2=3y0,
即
x0=-5
3
c,
y0=-1
3
b2,
代入椭圆方程可得25 1-b2
9
+1
9
b2=1,
解得 b2=2
3
,故椭圆方程为 x2+3y2
2
=1.
答案:x2+3y2
2
=1
15.(2016·高考江苏卷)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,F 是椭圆x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的右
焦点,直线 y=b
2
与椭圆交于 B,C 两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是________.
解析:由已知条件易得 B
- 3
2
a,b
2 ,C
3
2
a,b
2 ,F(c,0),
∴BF
→
=
c+ 3
2
a,-b
2 ,CF
→
=
c- 3
2
a,-b
2 ,
由∠BFC=90°,可得BF
→
·CF
→
=0,
所以
c- 3
2
a c+ 3
2
a
+
-b
2 2=0,由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
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即 c2-3
4
a2+1
4
b2=0,
即 4c2-3a2+(a2-c2)=0,亦即 3c2=2a2,
所以c2
a2=2
3
,则 e=c
a
= 6
3
.
答案: 6
3
16.(2017·山东潍坊模拟)抛物线 y2=2px(p>0)的焦点为 F,已知点 A,B 为抛物线上的两
个动点,且满足∠AFB=120°.过弦 AB 的中点 M 作抛物线准线的垂线 MN,垂足为 N,则|AB|
|MN|
的最
小值为________.
解析:设 AF=a,BF=b,由余弦定理得
|AB|2=a2+b2-2abcos 120°=a2+b2+ab=(a+b)2-ab≥(a+b)2-
a+b
2
2
=3
4
(a+b)2,
因为a+b
2
=AF+BF
2
=MN,
所以|AB|2≥3
4
|2MN|2,所以|AB|
|MN|
≥ 3,所以最小值为 3.
答案: 3