阶段质量检测(六)
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一、选择题
1.(2020·沈阳三模)已知抛物线 x2=2py 上一点 A(m,1)到其焦点的距离为 p,则 p=
( )
A.2 B.-2 C.4 D.-4
A [依题意可知抛物线的准线方程为 y=-
p
2
,
∵抛物线 x2=2py(p>0)上一点 A(m,1)到其焦点的距离为 p,∴点 A 到准线的距离为 1+
p
2
=p,解得 p=2.故选 A. ]
2.(2020·朝阳区二模)圆心在直线 x-y=0 上且与 y 轴相切于点(0,1)的圆的方程是( )
A.(x-1)2+(y-1)2=1 B.(x+1)2+(y+1)2=1
C.(x-1)2+(y-1)2=2 D.(x+1)2+(y+1)2=2
A [根据题意,要求圆的圆心在直线 x-y=0 上,则设要求圆的圆心的坐标为(m,m),
又由要求圆与 y 轴相切于点(0,1),则圆心在直线 y=1 上,则 m=1,要求圆的半径 r=1,故
要求圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=1,故选 A.]
3.(2020·洛阳三模)已知直线 l1:xsin α+2y-1=0,直线 l2:x-ycos α+3=0,若
l1⊥l2,则 tan 2α=( )
A.-
2
3
B.-
4
3
C.
2
5
D.
4
5
B [直线 l1:xsin α+2y-1=0,直线 l2:x-ycos α+3=0,若 l1⊥l2,则 sin α-2cos
α=0,即 sin α=2cos α,所以 tan α=2,
所以 tan 2α=
2tan α
1-tan2α
=
2×2
1-22
=-
4
3
.故选 B.]
4.(2020·天津高考)设双曲线 C 的方程为
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0),过抛物线 y2=4x 的
焦点和点(0,b)的直线为 l.若 C 的一条渐近线与 l 平行,另一条渐近线与 l 垂直,则双曲线 C
的方程为( )
A.
x2
4
-
y2
4
=1 B.x2-
y2
4
=1
C.
x2
4
-y2=1 D.x2-y2=1
D [由题可知,抛物线的焦点为(1,0),所以直线 l 的方程为 x+
y
b
=1,即直线的斜率为
-b,
又双曲线的渐近线的方程为 y=±
b
a
x,所以-b=-
b
a
,
-b×
b
a
=-1,因为 a>0,b>0,解得 a=1,b=1.故选 D.]
5.(2020·湖南六校联考)设 m∈R,已知圆 C1:x2+y2=1 和圆 C2:x2+y2-6x-8y+
30-m=0,则“m>21”是“圆 C1 和圆 C2 相交”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
B [由已知圆 C2:(x-3)2+(y-4)2=m-5,
若圆 C1 和圆 C2 相交,则
|1- m-5|<|C1C2|= 32+42=5<1+ m-5,
解得 21<m<41,
“m>21”是“21<m<41”的必要而不充分条件.故选 B.]
6.(2020·泉州一模)已知椭圆 E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F1,F2,过
F2 的直线 2x+y-4=0 与 y 轴交于点 A,线段 AF2 与 E 交于点 B.若|AB|=|BF1|,则 E 的方
程为( )
A.
x2
40
+
y2
36
=1 B.
x2
20
+
y2
16
=1
C.
x2
10
+
y2
6
=1 D.
x2
5
+y2=1
D [由题可得 A(0,4),F2(2,0),所以 c=2,
又|AB|=|BF1|,所以
2a=|BF1|+|BF2|=|AF2|=2 5,得 a= 5,
∴b=1,
所以椭圆的方程为
x2
5
+y2=1.故选 D.]
7.(2020·全国卷Ⅱ)设 O 为坐标原点,直线 x=a 与双曲线 C:
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)
的两条渐近线分别交于 D,E 两点,若△ODE 的面积为 8,则 C 的焦距的最小值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
B [由题意知双曲线的渐近线方程为 y=±
b
a
x.因为 D,E 分别为直线 x=a 与双曲线 C 的
两条渐近线的交点,所以不妨设 D(a,b),E(a,-b),所以 S△ODE=
1
2
×a×|DE|=
1
2
×a×2b=
ab=8,所以 c2=a2+b2≥2ab=16,所以 c≥4,所以 2c≥8,所以 C 的焦距的最小值为 8,
故选 B.]
8.(2020·高密一中高三月考)某颗人造地球卫星的运行轨道是以地球的中心 F 为一个焦
点的椭圆,如图所示,已知它的近地点 A(离地面最近的点)距地面 m 千米,远地点 B(离地面
最远的点)距地面 n 千米,并且 F,A,B 三点在同一直线上,地球半径约为 R 千米,设该椭圆
的长轴长、短轴长、焦距分别为 2a,2b,2c,给出以下四个结论:
①a-c=m+R
②a+c=n+R
③2a=m+n
④b= m+R n+R
则上述结论正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
B [因为地球的中心是椭圆的一个焦点,
并且根据图象可得
m=a-c-R,
n=a+c-R,
(*)
∴a-c=m+R,故①正确;
a+c=n+R,故②正确;
(*)两式相加 m+n=2a-2R,可得
2a=m+n+2R,故③不正确;
由(*)可得
m+R=a-c
n+R=a+c
,
两式相乘可得(m+R)(n+R)=a2-c2.
∴b2=(m+R)(n+R)⇒b= m+R n+R ,故④正确.故选 B.]
二、填空题
9.圆 x2+y2-4=0 与圆 x2+y2-4x+4y-12=0 的公共弦长为 .
2 2 [由
x2+y2-4=0,
x2+y2-4x+4y-12=0,
得 x-y+2=0.
由于 x2+y2-4=0 的圆心为(0,0),半径 r=2,且圆心(0,0)到直线 x-y+2=0 的距离 d
=
|0-0+2|
2
= 2,所以公共弦长为 2 r2-d2=2 4-2=2 2.]
10.(2020·模拟)以椭圆 C:
x2
5
+
y2
4
=1 在 x 轴上的顶点和焦点分别为焦点和顶
点的双曲线方程为 ;此双曲线的渐近线方程为 .
x2-
y2
4
=1 2x+y=0 和 2x-y=0 [由椭圆 C:
x2
5
+
y2
4
=1 可知,
双曲线的焦点为(- 5,0),( 5,0),
双曲线顶点为(-1,0),(1,0),
∴a=1,c= 5,
∴b2=c2-a2=4,
故双曲线的方程为 x2-
y2
4
=1,
渐近线方程为 2x+y=0 和 2x-y=0.]
11.(2020·桂林模拟)设 F1,F2 是椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左、右焦点,P 为椭圆上一
个点,∠F1PF2=60°,|F1F2|为|PF1|与|PF2|的等比中项,则该椭圆的离心率为 .
1
2
[因为|F1F2|为|PF1|与|PF2|的等比中项,所以|F1F2|2=4c2=|PF1||PF2|,
在△F1PF2 中,由余弦定理知,
|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos∠F1PF2
=|PF1|2+|PF2|2-|PF1||PF2|=(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1||PF2|,即 4c2=4a2-12c2,
所以 4c2=a2,则离心率 e=
c
a
=
1
2
.]
12.设抛物线 C:y2=4x 的焦点为 F,过点(-2,0)且斜率为
2
3
的直线与 C 交于 M,N 两
点,则FM→ ·FN→ = .
8 [过点(-2,0)且斜率为
2
3
的直线的方程为 y=
2
3
(x+2),由
y=
2
3
x+2 ,
y2=4x,
得 x2
-5x+4=0,解得 x=1 或 x=4,所以
x=1,
y=2,
或
x=4,
y=4,
不妨设 M(1,2),N(4,4),易
知 F(1,0),所以FM→ =(0,2),FN→ =(3,4),所以FM→ ·FN→ =8.]
三、解答题
13.(2020·宁夏三模)已知抛物线 C:x2=2py(p>0)的焦点为 F,点 P(x0,3)为抛物线 C
上一点,且点 P 到焦点 F 的距离为 4,过 A(a,0)作抛物线 C 的切线 AN(斜率不为 0),切点为
N.
(1)求抛物线 C 的标准方程;
(2) 求证:以 FN 为直径的圆过点 A.
[解] (1)由题知,|PF|=yP+
p
2
,
∴4=3+
p
2
,解得 p=2,
∴抛物线 C 的标准方程为 x2=4y.
(2)设切线 AN 的方程为 y=k(x-a),k≠0,
联立
x2=4y
y=k x-a
,消去 y 可得
x2-4kx+4ka=0,
由题意得Δ=16k2-16ka=0,即 a=k,
∴切点 N(2a,a2),
又 F(0,1),∴AF→·AN→ =(-a,1)(a,a2)=0.
∴∠FAN=90°,故以 FN 为直径的圆过点 A.
14.(2020·全国卷Ⅱ)已知椭圆 C1:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右焦点 F 与抛物线 C2 的焦点
重合,C1 的中心与 C2 的顶点重合,过 F 且与 x 轴垂直的直线交 C1 于 A,B 两点,交 C2 于 C,
D 两点,且|CD|=
4
3
|AB|.
(1)求 C1 的离心率;
(2)设 M 是 C1 与 C2 的公共点,若|MF|=5,求 C1 与 C2 的标准方程.
[解] (1)由已知可设 C2 的方程为 y2=4cx,其中 c= a2-b2.
不妨设 A,C 在第一象限,由题设得 A,B 的纵坐标分别为
b2
a
,-
b2
a
;C,D 的纵坐标分
别为 2c,-2c,故|AB|=
2b2
a
,|CD|=4c.
由|CD|=
4
3
|AB|得 4c=
8b2
3a
,即 3×
c
a
=2-2
c
a
2
.
解得
c
a
=-2(舍去)或
c
a
=
1
2
.
所以 C1 的离心率为
1
2
.
(2)由(1)知 a=2c,b= 3c,故 C1:
x2
4c2
+
y2
3c2
=1.
设 M(x0,y0),则
x2
0
4c2
+
y2
0
3c2
=1,y2
0=4cx0,故
x2
0
4c2
+
4x0
3c
=1.①
由于 C2 的准线为 x=-c,所以|MF|=x0+c,而|MF|=5,故 x0=5-c,代入①得
5-c 2
4c2
+
4 5-c
3c
=1,即 c2-2c-3=0,解得 c=-1(舍去)或 c=3.
所以 C1 的标准方程为
x2
36
+
y2
27
=1,C2 的标准方程为 y2=12x.
15.(2020·成都模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,已知 A(-2,0),B(2,0),且|PA|+|PB|
=4 2,记动点 P 的轨迹为 C.
(1)求曲线 C 的方程;
(2)过点(2,0)的直线 l 与曲线 C 相交于 M,N 两点,试问在 x 轴上是否存在定点 Q,使得
∠MQO=∠NQO?若存在,求出点 Q 的坐标,若不存在,请说明理由.
[解] (1)由题意可知|PA|+|PB|=4 2>|AB|=4,
∴由椭圆的定义可得:动点 P 的轨迹 C 是以 A,B 为焦点的椭圆,其中 2a=4 2,2c=
4,
∴a=2 2,c=2,∴b2=a2-c2=4,
∴曲线 C 的方程为
x2
8
+
y2
4
=1.
(2)假设定点 Q 存在,设 Q(m,0),M(x1,y1),N(x2,y2),直线 l 的方程为 x=ty+2.
∵∠MQO=∠NQO,∴直线 MQ 与直线 NQ 的斜率互为相反数,即 kMQ+kNQ=0.
由
x=ty+2
x2
8
+
y2
4
=1 , 得(t2+2)y2+4ty-4=0,
∴y1+y2=-
4t
t2+2
,y1y2=
-4
t2+2
.
又 kMQ=
y1-0
x1-m
=
y1
ty1+2-m
,kNQ=
y2-0
x2-m
=
y2
ty2+2-m
,
∴
y1
ty1+2-m
+
y2
ty2+2-m
=0,
整理得 2ty1y2+(2-m)(y1+y2)=0,
∴2t×
-4
t2+2
+(2-m)
-
4t
t2+2 =0,解得 m=4.
所以存在定点 Q(4,0),使得∠MQO=∠NQO.
16.(2020·蚌埠三模)如图,设抛物线 C1:x2=4y 与抛物线 C2:y2=2px(p>0)在第一
象限的交点为 M
t,
t2
4 ,点 A,B 分别在抛物线 C2,C1 上,AM,BM 分别与 C1,C2 相切.
(1)当点 M 的纵坐标为 4 时,求抛物线 C2 的方程;
(2)若 t∈[1,2],求△MBA 面积的取值范围.
[解] (1)由条件,
t2
4
=4 且 t>0,解得 t=4,
即点 M(4,4),
代入抛物线 C2 的方程,得 8p=16,所以 p=2,
则抛物线 C2 的方程为 y2=4x.
(2)将点 M
t,
t2
4 代入抛物线 C2 的方程,得 p=
t3
32
.
设点 A(x1,y1),直线 AM 方程为 y=k1(x-t)+
t2
4
,
联立
y=k1 x-t +
t2
4
,
x2=4y,
消去 y,化简得 x2-4k1x+4k1t-t2=0,
则Δ=16k2
1-4(4k1t-t2)=0,解得 k1=
t
2
,
从而直线 AM 的斜率
y1-
t2
4
x1-t
=
y1-
t2
4
y2
1
2p
-t
=
y1-
t2
4
16y2
1
t3
-t
=
t3
4 4y1+t2
=
t
2
,
解得 y1=-
t2
8
,即点 A
t
4
,-
t2
8 .
设点 B(x2,y2),直线 BM 方程为 y=k2(x-t)+
t2
4
,
联立
y=k2 x-t +
t2
4
,
y2=2px,
消去 x,化简得 y2-
2p
k2
y-2p
t-
t2
4k2 =0,
则Δ=
4p2
k2
2
+8p
t-
t2
4k2 =0,
代入 p=
t3
32
,解得 k2=
t
8
,
从而直线 BM 的斜率为
y2-
t2
4
x2-t
=
x2
2
4
-
t2
4
x2-t
=
x2+t
4
=
t
8
,
解得 x2=-
t
2
,即点 B
-
t
2
,
t2
16 .
|MB|=
t+
t
2
2
+
t2
4
-
t2
16
2
=
3t
16
64+t2,
点 A
t
4
,-
t2
8 到直线 BM:y=
t
8
x+
t2
8
,即 tx-8y+t2=0 的距离为 d=
|t2
4
+t2+t2|
t2+64
=
9t2
4 t2+64
,
故△MBA 的面积为 S△MBA=
1
2
|MB|·d=
27t3
128
,
而 t∈[1,2],
所以△MBA 面积的取值范围是
27
128
,
27
16 .