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2022版高考数学一轮复习 练案56 第八章 解析几何 第八讲 曲线与方程新人教版
2022版高考数学一轮复习 练案56 第八章 解析几何 第八讲 曲线与方程新人教版
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第八讲 曲线与方程
A组基础巩固
一、单选题
1.(2021·河北“五个一名校联盟”联考)“直线l与曲线C只有一个交点”是“直线l与曲线C相切”的( D )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
[解析] 若直线l与曲线C只有一个交点,直线l与曲线C不一定相切,比如当直线l与双曲线的渐近线平行时,直线l与该双曲线只有一个交点,但不是相切;反之,若直线l与曲线C相切,直线l与曲线C也不一定只有一个交点.
2.(2021·百师联盟联考)方程x4+y4=4(x2+y2)所表示曲线的大致形状为( A )
[解析] 令x=0,解得y=±2,令y=0,解得x=±2,故排除C、D选项;易知该函数图象不是圆,排除B选项,又因为(0,0)点满足条件,故选A.
3.(此题为更换后新题)(2021·山东青岛黄岛区期末)已知相距1400 m的A,B两个哨所,听到炮弹爆炸声的时间相差3 s,已知声速是340 m/s,则炮弹爆炸点在 上.( D )
A.圆 B.椭圆
C.抛物线 D.双曲线
[解析] 设炮弹爆炸点为P,则||PA|-|PB||=1020<1400=|AB|,∴点P在以A、B为焦点的双曲线上,故选D.
3.(此题为发现的重题,更换新题见上题)(2021·重庆一中月考)已知点F,直线l:x=-,点B是l上的动点.若过B垂直于y轴的直线与线段BF的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹是( D )
A.双曲线 B.椭圆
C.圆 D.抛物线
[解析] 连接MF,由中垂线性质知|MB|=|MF|,
即M到定点F的距离与它到直线x=-距离相等.
∴点M的轨迹是抛物线,∴D正确.
4.(2021·江西省萍乡市模拟)已知动圆C经过点A(2,0),且截y轴所得的弦长为4,则圆心C的轨迹是( D )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
[解析] 设圆心C(x,y),弦为BD,过点C作CE⊥y轴,垂足为E,则|BE|=2,∴|CA|2=|BC|2=|BE|2+|CE|2,∴(x-2)2+y2=22+x2,化为y2=4x,y2=4x为抛物线.
5.(2021·四川雅安调研)设动点P在直线x=1上,O为坐标原点,以OP为直角边、点O为直角顶点作等腰Rt△OPQ,则动点Q的轨迹是( B )
A.圆 B.两条平行直线
C.抛物线 D.双曲线
[解析] 设P(1,a),Q(x,y).以点O为直角顶点作等腰直角三角形OPQ,=-1,x=-ay,∵|OP|=|OQ|,∴1+a2=x2+y2=a2y2+y2=(a2+1)y2,而a2+1>0,∴y2=1,∴y=1或y=-1,∴动点Q的轨迹是两条平行于x轴的直线.
6.若曲线C上存在点M,使M到平面内两点A(-5,0),B(5,0)距离之差的绝对值为8,则称曲线C为“好曲线”,以下曲线不是“好曲线”的是( B )
A.x+y=5 B.x2+y2=9
C.+=1 D.x2=16y
[解析] M点的轨迹是双曲线 -=1,依题意,是“好曲线”的曲线与M点的轨迹必有公共点.四个选项中,只有圆x2+y2=9与M点的轨迹没有公共点,其他三个曲线与M点的轨迹都有公共点,所以圆x2+y2=9不是“好曲线”.
7.(2021·浙江台州六校期中联考)若平面上两点A(-2,0),B(1,0),则l:y=k(x-1)上满足|PA|=2|PB|的点P的个数为( C )
A.0 B.1
C.2 D.与实数k的取值有关
[解析] 设P(x,y),则由题意知=2,化简得x2+y2-4x=0,即(x-2)2+y2=4,显然直线l过定点H(1,0),且H在圆(x-2)2+y2=4内,∴直线上满足|PA|=2|PB|的点P有2个,故选 C.
8.已知F是抛物线y=x2的焦点,P是该抛物线上的动点,则线段PF中点的轨迹方程是( A )
A.x2=2y-1 B.x2=2y-
C.x2=y- D.x2=2y-2
[解析] 把抛物线方程y=x2化成标准形式x2=4y,可得焦点F(0,1),
设P(x0,y0),PF的中点为M(x,y).
由中点坐标公式得,∴
又∵P(x0,y0)在抛物线y=x2上,
∴2y-1=(2x)2,即x2=2y-1,故选A.
9.设A1、A2是椭圆+=1的长轴两个端点,P1、P2是垂直于A1A2的弦的端点,则直线A1P1与A2P2交点P的轨迹方程为( C )
A.+=1 B.+=1
C.-=1 D.-=1
[解析] 解法1:设交点P(x,y),A1(-3,0),A2(3,0),
P1(x0,y0),P2(x0,-y0),
∵A1、P1、P共线,∴=,
∵A2、P2、P共线,∴=.
解x0=,y0=,代入得+=1,即-=1,
答案:
C.
解法2:设P1、P2两点的横坐标为x=3cos θ,
又A1(-3,0),A2(3,0),
P1(3cosθ,2sin θ),P2(3cos θ,-2sin θ),
故直线A1P1和A2P2方程分别为
y=(x+3),y=(x-3).
设交点P(x,y),则y2=(x2-9),
即-=1.
二、多选题
10.当α∈时,方程x2sin α+y2cos α=1表示的轨迹可以是( ACD )
A.两条直线 B.圆
C.椭圆 D.双曲线
[解析] 当α∈时,sin α∈,∈(1,),cos α∈,∈(,+∞),
>>0.
方程x2sin α+y2cos α=1可化为+=1,
表示焦点在y轴上的椭圆.
当α=时,sin α=1,cos α=0,方程x2sin α+y2cos α=1化为x2=1,x=±1,表示两条直线.
当α∈时,
sin α∈,∈(1,),
cos α∈,∈(-∞,-),
方程x2sin α+y2cos α=1可化为-=1,
表示焦点在x轴上的双曲线.
所以曲线不可能表示圆,故选A、C、D.
11.(2021·湖南益阳调研)已知双曲线C:-=1过点(3,),则下列结论正确的是( AC )
A.C的焦距为4
B.C的离心率为
C.C的渐近线方程为y=±x
D.直线2x-y-1=0与C有两个公共点
[解析] 由题意知-=1,∴m=1,∴c==2,∴焦距2c=4,A正确;e===,B错;显然C正确;由得9y2-2y+11=0,由Δ=(2)2-4×9×11<0知直线2x-y-1=0与C没有公共点,故D错.∴选AC.
三、填空题
12.已知圆的方程为x2+y2=4,若抛物线过点A(-1,0),B(1,0)且以圆的切线为准线,则抛物线的焦点轨迹方程是 +=1(y≠0) .
[解析] 设抛物线焦点为F,过A,B,O作准线的垂线AA1,BB1,OO1,则|AA1|+|BB1|=2|OO1|=4,由抛物线定义得|AA1|+|BB1|=|FA|+|FB|,∴|FA|+|FB|=4,故F点的轨迹是以A,B为焦点,长轴长为4的椭圆(去掉长轴两端点),所以抛物线的焦点轨迹方程为+=1(y≠0).
13.过抛物线y2=4x的焦点作直线与其交于M、N两点,作平行四边形MONP,则点P的轨迹方程为 y2=4(x-2) .
[解析] 设直线方程为y=k(x-1),点M(x1,y1),N(x2,y2),P(x,y),由=,得(x1,y1)=(x-x2,y-y2).
得x1+x2=x,y1+y2=y.
由联立得x=x1+x2=.
y=y1+y2=,消去参数k,得y2=4(x-2).
14.已知线段PQ的长为1,若P、Q分别在椭圆+y2=1和x轴上运动,则线段PQ的中点M的轨迹方程是 +4y2=1 .
[解析] 设M(x,y),P(2cos θ,sin θ),
由|PQ|=1可得Q(3cos θ,0)或Q(cos θ,0),
(ⅰ)当Q(3cos θ,0)时,x=,y=,
消去θ得x2+4y2=1,
(ⅱ)当Q(cos θ,0)时,x=,y=,
消去θ得x2+4y2=1,
∴动点P的轨迹方程为+4y2=1.
15.已知长度为4的线段AB的两个端点A,B分别在x轴和y轴上运动,动点P满足=3,记动点P的轨迹方程为曲线C.则曲线C的方程为 +y2=1 .
[解析] (1)设P(x,y),A(m,0),B(0,n),
∵=3,
∴(x,y-n)=3(m-x,-y)=(3m-3x,-3y),
即,∴.
又|AB|=4,∴m2+n2=16.从而+16y2=16.
∴曲线C的方程为+y2=1.
四、解答题
16.(2021·河北张家口、衡水、邢台联考)在平面直角坐标系xOy中,已知F(2,0),M(-2,3),动点P满足|·|=||.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点D(1,0)作直线AB交C于A,B两点,若△AFD的面积是△BFD的面积的2倍,求|AB|.
[解析] (1)设P(x,y),则=(x+2,y-3),
=(2,0),=(2-x,-y).
由|·|=||,得|x+2|=.
化简得y2=8x,
即动点P的轨迹C的方程为y2=8x.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知
S△AFD=FD·|y1|,S△BFD=FD·|y2|,
因为S△AFD=2S△BFD,所以|y1|=|2y2|,易知y1y2<0,
所以y1=-2y2. ①
设直线AB的方程为x=my+1,
联立消去x,
得y2-8my-8=0,则Δ=64m2+32>0,
y1+y2=8m,②
y1y2=-8,③
由①②③解得m=±,所以
|AB|=|y1-y2|=|24m|=×6=.
B组能力提升
1.(2021·上海静安区二模)方程2x2-9xy+8y2=0的曲线C所满足的性质为( A )
①不经过第二、四象限;②关于x轴对称;③关于原点对称;④关于直线y=x对称.
A.①③ B.②③
C.①④ D.①②
[解析] 由题意,2x2-9xy+8y2=0化为:9xy=2x2+8y2≥0,说明x,y同号或同时为0,所以图形不经过第二、四象限;①正确.-y换y,方程发生改变,所以图形不关于x轴对称,所以②不正确;以-x代替x,以-y代替y,方程不变,所以③正确;方程2x2-9xy+8y2=0,x,y互换,方程化为:8x2-9xy+2y2=0,方程已经改变;所以④不正确;故选A.
2.(2021·怀化调研)已知F1,F2分别为椭圆C:+=1的左、右焦点,点P是椭圆C上的动点,则△PF1F2的重心G的轨迹方程为( C )
A.+=1(y≠0) B.+y2=1(y≠0)
C.+3y2=1(y≠0) D.x2+y2=1(y≠0)
[解析] 由题意知F1(-1,0),F2(1,0),
设P(2cos θ,sin θ),G(x,y),
则,消去θ得+3y2=1,
又G、F1、F2不共线,∴y≠0.
∴重心G的轨迹方程为+3y2=1(y≠0),故选 C.
3.△ABC的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC的内切圆圆心在直线x=3上,则顶点C的轨迹方程是( C )
A.-=1 B.-=1
C.-=1(x>3) D.-=1(x>4)
[解析] 如图,|AD|=|AE|=8,
|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=8-2=6.
根据双曲线定义,所求轨迹是以A、B为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为-=1(x>3).
4.已知A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C为一个焦点作过A,B的椭圆,椭圆的另一个焦点F的轨迹方程是( A )
A.y2-=1(y≤-1) B.y2-=1
C.y2-=-1 D.x2-=1
[解析] 显然|AC|=13,|BC|=15,又|AF|+|AC|=|BF|+|BC|,∴|AF|-|BF|=2.∴F的轨迹是以A、B为焦点的双曲线的下支,故选A.
5.如图,斜线段AB与平面α所成的角为60°,B为斜足,平面α上的动点P满足∠PAB=30°,则点P的轨迹是( C )
A.直线 B.抛物线
C.椭圆 D.双曲线的一支
[解析]
可构造如图所示的圆锥.母线与中轴线夹角为30°,然后用平面α去截,使直线AB与平面α的夹角为60°,则截口为P的轨迹图形,由圆锥曲线的定义可知,P的轨迹为椭圆,故选 C.
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