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第八章
(本卷满分150分,考试用时120分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共计50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.直线经过A(2,1),B(1,m2)(m∈R)两点,那么直线l的倾斜角α的取值范围是
A.≤α<π B.<α<π或0≤α≤
C.0≤α≤ D.≤α<或<α<π
【解析】 直线AB的斜率k==1-m2≤1,又直线l的倾斜角为α,则有tan α≤1,即tan α<0或0≤tan α≤1,所以<α<π或0≤α≤,故选B.
【答案】 B
2.(2011·安庆模拟)在平面直角坐标系中,与点A(1,1)的距离为1,且与点B(-2,-3)的距离为6的直线条数为
A.0 B.1
C.2 D.无数条
【解析】 ∵|AB|=5,
∴以A为圆心,半径为1的圆(x-1)2+(y-1)2=1与以B为圆心,半径为6的圆(x+2)2+(y+3)2=36内切.
∴与A距离为1,与B距离为6的直线只有过两圆切点并与两圆都相切的一条直线.
【答案】 B
3.已知三条直线x-y=0,x+y-1=0,mx+y+3=0不能构成三角形,则m的取值集合是
A.{1,-1} B.{1,-1,-7}
C.{1,-1,7} D.
【解析】 三条直线不能构成三角形的情况有:一是其中两条互相平行,二是三条直线交于一点,∴有两条平行时m=±1.
过同一点时,由得,
代入mx+y+3=0得m=-7,
∴m=±1或m=-7.
【答案】 B
4.(2010·广东)若圆心在x轴上、半径为的圆O位于y轴左侧,且与直线x+2y=0相切,则圆O的方程是
A.(x-)2+y2=5 B.(x+)2+y2=5
C.(x-5)2+y2=5 D.(x+5)2+y2=5
【解析】 设圆O的方程为(x-a)2+y2=5(a<0),
则O到直线x+2y=0的距离
d===,
∴a=-5.
∴圆O的方程是(x+5)2+y2=5.
【答案】 D
5.双曲线-=1的焦点坐标是
A.(1,0),(-1,0) B.(0,1),(0,-1)
C.(,0),(-,0) D.(0,),(0,-)
【解析】 c2=a2+b2=2+1,∴c=.
∴焦点为(,0),(-,0),选C.
【答案】 C
6.(2010·杭州模拟题)若圆x2+y2-4x-4y-10=0上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2,则直线l的倾斜角的取值范围是
A. B.
C. D.
【解析】 圆x2+y2-4x-4y-10=0整理为(x-2)2+(y-2)2=(3)2,∴圆心坐标为(2,2),半径为3.要求圆上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2,则圆心到直线的距离应小于等于,∴≤,∴2+4+1≤0,∴-2-≤≤-2+.
∵k=-,∴2-≤k≤2+,直线l的倾斜角的取值范围是,选B.
【答案】 B
7.直线y=kx+1(k∈R)与椭圆+=1恒有公共点,则m的取值范围是
A.[1,5)∪(5,+∞) B.(0,5)
C.[1,+∞) D.(1,5)
【解析】 由直线y=kx+1知,直线过定点(0,1),要使对任意k,直线与椭圆有公共点,则点(0,1)在椭圆上或椭圆内部,∴m≥1,又m≠5.选A.
【答案】 A
8.(2011·诸城模拟)双曲线-=1的渐近线与圆(x-3)2+y2=r2(r>0)相切,则r等于
A. B.2
C.3 D.6
【解析】 双曲线渐近线为y=±x,
圆(x-3)2+y2=r2的圆心为(3,0).
∵圆与渐近线相切,
∴=r,∴r=.
【答案】 A
9.(2010·揭阳模拟)已知a>b>0,e1,e2分别为圆锥曲线+=1和-=1的离心率,则lg e1+lg e2的值
A.大于0且小于1 B.大于1
C.小于0 D.等于0
【解析】 由题意,得e1=,
e2=(a>b>0),
∴e1e2== <1,
∴lg e1+lg e2=lg(e1e2)=lg<0.
【答案】 C
10.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,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=,·=48,则抛物线的方程为
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=16x D.y2=4x
【解析】 由=及||=||知在Rt△ACB中,∠CBF=30°,|DF|=+=p,
∴AC=2p,BC=2p,AB=4p,
·=4p·2p·cos 30°=48,
∴p=2.
抛物线方程为y2=4x.
【答案】 B
二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共计25分.把正确答案填在题中的横线上)
11.(2010·全国Ⅱ改编)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与C相交于A、B两点.若=3,则k=________.
【解析】 由e== =得
a=2b,a=c,b=.
由得(3+12k2)y2+6cky-k2c2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=.①
y1y2=.②
由=3得y1=-3y2.③
联立①②③得k=.
【答案】
12.两圆(x+1)2+(y-1)2=r2和(x-2)2+(y+2)2=R2相交于P、Q两点,若点P坐标为(1,2),则点Q的坐标为________.
【解析】 ∵两圆的圆心分别为(-1,1),(2,-2),
∴两圆连心线的方程为y=-x.
∵两圆的连心线垂直平分公共弦,
∴P(1,2),Q关于直线y=-x对称,
∴Q(-2,-1).
【答案】 (-2,-1)
13.(2011·广东六校联考)已知椭圆C的中心在坐标原点,椭圆的两个焦点分别为(-4,0)和(4,0),且经过点(5,0),则该椭圆的方程为________.
【解析】 由题意,c=4,且椭圆焦点在x轴上,
∵椭圆过点(5,0).∴a=5,
∴b==3.∴椭圆方程为+=1.
【答案】 +=1
14.若抛物线y2=2px的焦点与双曲线x2-=1的右焦点重合,则p的值为________.
【解析】 双曲线x2-=1的右焦点为(2,0),
由题意,=2,∴p=4.
【答案】 4
15.(2010·江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线-=1上一点M的横坐标是3,则点M到此双曲线的右焦点的距离为__________.
【解析】 解法一 x=3代入-=1,y=±,不妨设M(3,),右焦点F(4,0),∴|MF|==4.
解法二 由双曲线第二定义知,M到右焦点F的距离与M到右准线x==1的距离比为离心率e==2,∴=2,|MF|=4.
【答案】 4
三、解答题(本大题共6小题,共75分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
16.(12分)(2010·六安模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知圆心在直线y=x+4上,半径为2的圆C经过原点O.
(1)求圆C的方程;
(2)求经过点(0,2)且被圆C所截得弦长为4的直线方程.
【解析】 (1)设圆心C(a,a+4),则圆的方程为:
(x-a)2+(y-a-4)2=8,
代入原点得a2+(a+4)2=8,解得a=-2,
故圆C的方程为:(x+2)2+(y-2)2=8.
(2)①当直线斜率不存在时,直线方程为x=0,
由,得,
弦长为|y1-y2|=4满足题意.
②当直线斜率存在时,设直线方程为y=kx+2,
由,得(1+k2)x2+4x-4=0,
Δ=16+16(1+k2)>0,
由题意得=,
即4k2=4k2+4,方程无解.
综上可知,直线方程为x=0.
【答案】 (1)(x+2)2+(y-2)2=8 (2)x=0
17.(12分)中心在原点,一个焦点为F1(0,)的椭圆截直线y=3x-2所得的弦的中点的横坐标为,求椭圆的方程.
【解析】 设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),由F1(0,)得a2-b2=50.把直线方程y=3x-2代入椭圆方程整理得(a2+9b2)x2-12b2x+b2(4-a2)=0.设弦的两个端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则由根与系数的关系得x1+x2=,又AB的中点的横坐标为,∴==,∴a2=3b2,与方程a2-b2=50联立可解出a2=75,b2=25.故椭圆的方程为+=1.
【答案】 +=1
18.(12分)(2010·株洲模拟)已知一椭圆经过点(2,-3)且与椭圆9x2+4y2=36有共同的焦点.
(1)求椭圆方程;
(2)若P为椭圆上一点,P、F1、F2是一个直角三角形的顶点,且|PF1|>|PF2|,求|PF1|∶|PF2|的值.
【解析】 (1)∵9x2+4y2=36,∴a=3,b=2,c=,与之有共同焦点的椭圆可设为+=1(m>0),代入(2,-3)点,解得m=10或m=-2(舍),
故所求方程为+=1.
(2)①若∠PF2F1=90°,则|PF2|===,
∴|PF1|=2a-|PF2|=2-=,
于是|PF1|∶|PF2|=2.
②若∠F1PF2=90°,
则,
令|PF1|=p,|PF2|=q,得
⇒p2+(2-p)2=20.
∵Δ<0,∴无解,即这样的三角形不存在.
综合①②知|PF1|∶|PF2|=2.
【答案】 (1)+=1 (2)2
19.(12分)(2010·课标全国)设F1,F2分别是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过F1斜率为1的直线l与E相交于A、B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.
(1)求E的离心率;
(2)设点P(0,-1)满足|PA|=|PB|,求E的方程.
【解析】 (1)由椭圆定义知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=a.l的方程为y=x+c,其中c=.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点坐标满足方程组化简得(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2-b2)=0,
则x1+x2=,x1x2=.
因为直线AB的斜率为1,
所以|AB|=|x2-x1|=,
得a=,故a2=2b2.
所以E的离心率e===.
(2)设AB的中点为N(x0,y0),由(1)知x0===-c,y0=x0+c=.
由|PA|=|PB|得kPN=-1.
即=-1,得c=3,从而a=3,b=3.故椭圆E的方程为+=1.
【答案】 (1) (2)+=1
20.(13分)如图,已知直线l与抛物线x2=4y相切于点P(2,1),且与x轴交于点A,O为坐标原点,定点B的坐标为(2,0).
(1)若动点M满足·+||=0,求点M的轨迹C;
(2)若过点B的直线l′(斜率不为零)与(1)中轨迹C交于不同的两点E、F(E在B、F之间),试求△OBE与△OBF面积之比的取值范围.
【解析】 (1)由x2=4y得y=x2,∴y′=x.
∴直线l的斜率为y′|x=2=1,
故l的方程为y=x-1,∴A(1,0).
设M(x,y),则=(1,0),=(x-2,y),
=(x-1,y),
由·+||=0得
1×(x-2)+y×0+=0.
整理,得+y2=1.
(2)由l′的斜率存在且不为0,
设l′方程为x=my+2①
将①代入x2+2y2=2,并整理得,
(m2+2)y2+4my+2=0,由Δ>0得m2>2.
设E(x1,y1),F(x2,y2),
∴②
令λ=,则λ=③
联立②,③得,消去y2得:
==,
又m2>2,∴∈(0,1),∴∈(4,8).
即.
又∵0<λ<1,解得3-2<λ<1.
【答案】 (1)+y2=1 (2)3-2<λ<1
21. (14分)(2010·江西)如图,已知抛物线C1:x2+by=b2经过椭圆C2:+=1(a>b>0)的两个焦点.
(1)求椭圆C2的离心率;
(2)设点Q(3,b),又M,N为C1与C2不在y轴上的两个交点,若△QMN的重心在抛物线C1上,求C1和C2的方程.
【解析】 (1)因为抛物线C1经过椭圆C2的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0),
所以c2+b×0=b2,即c2=b2.
又a2=b2+c2=2c2,所以椭圆C2的离心率e=.
(2)由(1)可知a2=2b2,椭圆C2的方程为
+=1.
联立抛物线C1的方程x2+by=b2得:2y2-by-b2=0,
解得:y=-或y=b(舍去),
所以x=±b,
即M,N.
所以△QMN的重心坐标为(1,0).
因为重心在C1上 ,所以12+b×0=b2,得b=1.
所以a2=2.
所以抛物线C1的方程为x2+y=1,
椭圆C2的方程为+y2=1.
【答案】 (1) (2)x2+y=1 +y2=1
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