2017届高三上学期期末考试数学试题分类汇编-圆锥曲线
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2017届高三上学期期末考试数学试题分类汇编圆锥曲线一、填空、选择题1、(宝山区2017届高三上学期期末)椭圆5cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)的焦距为2、(崇明县2017届高三第一次模拟)抛物线2y x =上一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标为 .3、(虹口区2017届高三一模)点(20,40)M ,抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,若对于抛物线上的任意点P ,PM PF +的最小值为41,则p 的值等于 .4、(黄浦区2017届高三上学期期终调研)在直角坐标平面内,点,A B 的坐标分别为(1,0),(1,0)-,则满足tan tan PAB PBA ∠⋅∠=(m m 为非零常数)的点P 的轨迹方程是( )A .221(0)y x y m -=≠ B .221y x m -= C .221(0)y x y m +=≠D .221y x m+= 5、(静安区2017届向三上学期期质量检测)已知椭圆1C ,抛物线2C 焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 顶点均为原点O ,从每条曲线上各取两个点,将其坐标记录于表中,则1C 的左焦点到2C 的准线之间的距离为 【 】A .12-;B .31-;C .1;D .2.6、(闵行区2017届高三上学期质量调研)已知,x y 满足曲线方程2212x y+=,则22x y +的取值范围是____________.7、(浦东新区2017届高三上学期教学质量检测)过双曲线222:14x y C a -=的右焦点F 作一条垂直于x 轴的垂线交双曲线C 的两条渐近线于两点A B 、,O 为坐标原点,则OAB ∆的面积的最小值为____________.x3 2-42y 23-4-228、(普陀区2017届高三上学期质量调研)设∈k R ,若1222=--k x k y 表示焦点在y 轴上的双曲线,则半焦距的取值范围是 .9、(青浦区2017届高三上学期期末质量调研)等轴双曲线222x y a -=与抛物线216y x =的准线交于A B 、两点,且43AB =,则该双曲线的实轴长等于 .10、(松江区2017届高三上学期期末质量监控)设(,)P x y 是曲线22:1259x y C +=上的点,12(4,0),(4,0)F F -,则12||||PF PF +的最大值= ▲ .11、(徐汇区2017届高三上学期学习能力诊断)已知抛物线C 的顶点在平面直角坐标系原点,焦点在x 轴上,若C 经过点(1,3)M ,则其焦点到准线的距离为____________.12、(杨浦区2017届高三上学期期末等级考质量调研)若双曲线的一条渐近线为20x y +=,且双曲线与抛物线2y x =的准线仅有一个公共点,则此双曲线的标准方程为_________.13、(奉贤区2017届高三上学期期末)若抛物线px y 22=的焦点与椭圆1522=+y x 的右焦点重合,则p =____________.14、(金山区2017届高三上学期期末)点(1,0)到双曲线2214x y -=的渐近线的距离是二、解答题1、(宝山区2017届高三上学期期末)已知椭圆C 的长轴长为26,左焦点的坐标为(2,0)-; (1)求C 的标准方程;(2)设与x 轴不垂直的直线l 过C 的右焦点,并与C 交于A 、B 两点,且||6AB =, 试求直线l 的倾斜角;2、(崇明县2017届高三第一次模拟) 已知点1F 、2F 为双曲线222:1y C x b-=(0)b >的左、右焦点,过2F 作垂直于x 轴的直线,在x 轴上方交双曲线C 于点M ,且1230MF F ∠=︒. (1)求双曲线C 的方程;(2)过双曲线C 上任意一点P 作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为1P 、2P ,求12PP PP ⋅ 的值.3、(虹口区2017届高三一模)椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>过点(2,0)M ,且右焦点为(1,0)F ,过F 的直线l 与椭圆C 相交于A 、B 两点.设点(4,3)P ,记PA 、PB 的斜率分别为1k 和2k .(1)求椭圆C 的方程;(2)如果直线l 的斜率等于1-,求出12k k ⋅的值;(3)探讨12k k +是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,求出12k k +的取值范围.4、(黄浦区2017届高三上学期期终调研)已知双曲线C 以12(2,0)(2,0)F F -、为焦点,且过点(7 12)P ,.(1)求双曲线C 与其渐近线的方程;(2)若斜率为1的直线l 与双曲线C 相交于,A B 两点,且OA OB ⊥(O 为坐标原点).求直线l 的方程.5、(静安区2017届向三上学期期质量检测)设双曲线C :22123x y -=, 12,F F 为其左右两个焦点.(1) 设O 为坐标原点,M 为双曲线C 右支上任意一点,求M F OM 1⋅的取值范围;(2) 若动点P 与双曲线C 的两个焦点12,F F 的距离之和为定值,且12cos F PF ∠的最小值为19-,求动点P 的轨迹方程.6、(闵行区2017届高三上学期质量调研)如图,椭圆2214y x +=的左、右顶点分别为A 、B ,双曲线Γ以A 、B 为顶点,焦距为25.点P 是Γ上在第一象限内的动点,直线AP 与椭圆相交于另一点Q ,线段AQ 的中点为M ,记直线AP 的斜率为k ,O 为坐标原点. (1)求双曲线Γ的方程;(2)求点M 的纵坐标M y 的取值范围;(3)是否存在定直线l ,使得直线BP 与直线OM 关于直线l 对称?若存在,求直线l 的方程;若不存在,请说明理由.7、(浦东新区2017届高三上学期教学质量检测)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12F F 、,过2F 的一条直线交椭圆于P Q 、两点,若12PF F ∆的周长为442+,且长轴长与短轴长之比为2:1. (1)求椭圆C 的方程;(2)若12F P F Q PQ +=,求直线PQ 的方程.8、(普陀区2017届高三上学期质量调研)已知椭圆Γ:12222=+by a x (0>>b a )的左、右两个焦点分别为1F 、2F ,P 是椭圆上位于第一象限内的点,x PQ ⊥轴,垂足为Q ,且621=F F ,935arccos 21=∠F PF ,△21F PF 的面积为23. (1)求椭圆Γ的方程;(2)若M 是椭圆上的动点,求MQ 的最大值, 并求出MQ 取得最大值时M 的坐标.9、(青浦区2017届高三上学期期末质量调研)如图,12,F F 分别是椭圆2222C :1(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点,且焦距为22,动弦AB 平行于x 轴,且114F A F B +=. (1)求椭圆C 的方程;(2)若点P 是椭圆C 上异于点A 、B 的任意一点,且直线PA 、PB 分别与y 轴交于点M 、N ,若2MF 、2NF 的斜率分别为1k 、2k ,求证:12k k ⋅是定值.10、(松江区2017届高三上学期期末质量监控)已知双曲线2222:1x y C a b-=经过点(2,3),两条渐近线的夹角为60︒,直线l 交双曲线于A 、B 两点. (1)求双曲线C 的方程;(2)若l 过原点,P 为双曲线上异于A 、B 的一点,且直线PA 、PB 的斜率PA k 、PB k 均存在,求证:PA PB k k ⋅为定值;(3)若l 过双曲线的右焦点1F ,是否存在x 轴上的点(, 0)M m ,使得直线l 绕点1F 无论怎样转动,都有0MA MB ⋅=成立?若存在,求出M 的坐标;若不存在,请说明理由.11、(徐汇区2017届高三上学期学习能力诊断)如图:双曲线Γ:2213x y -=的左、右焦点分别为12,F F ,过2F 作直线l 交y 轴于点Q .(1)当直线l 平行于Γ的一条渐近线时,求点1F 到直线l 的距离;(2)当直线l 的斜率为1时,在Γ的右支上...是否存在点P ,满足110F P FQ ⋅=?若存在, 求出P 点的坐标;若不存在,说明理由;(3)若直线l 与Γ交于不同两点A B 、,且Γ上存在一点M ,满足40OA OB OM ++=(其中O 为坐标原点),求直线l 的方程.12、(杨浦区2017届高三上学期期末等级考质量调研)如图所示,椭圆C :2214x y +=,左右焦点分别记作1F 、2F ,过1F 、2F 分别作直线1l 、2l 交椭圆于AB 、CD ,且1l ⫽2l . (1)当直线1l 的斜率1k 与直线BC 的斜率2k 都存在时,求证:12k k ⋅为定值; (2)求四边形ABCD 面积的最大值.13、(奉贤区2017届高三上学期期末)过双曲线1422=-y x 的右支上的一点P 作一直线l 与两渐近线交于A 、B 两点,其中P 是AB 的中点. (1)求双曲线的渐近线方程; (2)当()2,0x P ,求直线l 的方程; (3)求证:OA OB ⋅是一个定值.参考答案:一、填空、选择题1、解析:消去参数θ得:2212516x y +=,所以,c =2516-=3,所以,焦距为2c =6。
2、343、42或224、C5、B6、1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭7、88、【解析】若1222=--k x k y 表示焦点在y 轴上的双曲线,可得,可得k >2,半焦距c==.则半焦距的取值范围是:(,+∞).故答案为:(,+∞). 9、4 10、10 11、92 12、221641y x -= 13、4 14、55二、解答题 1、2、解:(1)设2,F M 的坐标分别为220(1,0),(1,)b b y ++因为点M 在双曲线上,所以220211y b b+-=,所以22||MF b =...........2分12Rt MF F 中,因为1230MF F ∠=︒,所以21||2MF b =,...........5分由双曲线定义,得:211||||2MF MF b -==...........5分所以双曲线的方程为:2212y x -=...........6分 (2)由(1)知,双曲线的两条渐近线分别为12:20,:20l x y l x y -=+=.......8分 设11(,)P x y ,则P 到两条渐近线的距离分别为111|2|||3x y PP -=,112|2|||3x y PP +=.......10分设两条渐近线的夹角为θ,则两个向量夹角也为θ,其中1cos 3θ=..........12分 又点P 在双曲线2212y x -=上,所以221122x y -=所以12122||||cos 9PP PP PP PP θ⋅=⋅= ..................................14分 3、解:(1)2a = ,又1c =,∴223b a c =-=,∴椭圆方程为22143x y +=…4分 (2)直线:1l y x =-+,设11(,)A x y 、22(,)B x y ,由221143y x x y =-+⎧⎪⎨+=⎪⎩消y 得27880x x --=,有1287x x +=,1287x x ⋅=-.………………7分 12121212121212121233222()4144444()162y y x x x x x x k k x x x x x x x x ------+++⋅=⋅=⋅==-----++………………9分 (3)当直线AB 的斜率不存在时,不妨设3(1,)2A ,3(1,)2B -, 则13312412k -==-,13332412k +==-,故122k k +=.…………11分 当直线AB 的斜率存在时,设其为k ,则直线AB :(1)y k x =-,设11(,)A x y ,22(,)B x y .由22(1)143y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩消y 得2222(43)8(412)0k x k x k +-+-=,有2122843k x x k +=+,212241243k x x k -⋅=+.………………13分 12121212121212121233332(53)()8(3)44444()16y y kx k kx k kx x k x x k k k x x x x x x x x -------+++++=+=+=-----++222222222241282(53)8(3)72(1)43432412836(1)4164343k k k k k k k k k k k k k -⋅-+⋅+++++===-+-⋅+++……………16分4、解:(1)设双曲线C 的方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>,半焦距为c ,则2c =,2222122|||||||912512|2a PF PF =-=+-+=,1a =, ……………2分 所以2223b c a =-=,故双曲线C 的方程为2213y x -=. ……………………………4分 双曲线C 的渐近线方程为3y x =±. ……………………………6分(2)设直线l 的方程为y x t =+,将其代入方程2213y x -=,可得222230x tx t ---= (*) ……………………………8分22248(3)12240t t t ∆=++=+>, 若设1122(,),(,)A x y B x y ,则12,x x 是方程(*)的两个根,所以212123,2t x x t x x ++==-,又由OA OB ⊥,可知12120x x y y +=, ……………………………11分即1212()()0x x x t x t +++=, 可得212122()0x x t x x t +++=, 故222(3)0t t t -++=+,解得3t =±,所以直线l 方程为3y x =±. …………………………14分 5、(1)设(),M x y ,2x ≥,左焦点1(5,0)F -,1(,)(5,)OM FM x y x y ⋅=⋅+222235532x x x y x x =++=++-……………………………4分 25532x x =+- (2x ≥)对称轴525x =-≤ )1210,OM F M ⎡⋅∈++∞⎣……………………………3分(2)由椭圆定义得:P 点轨迹为椭圆22221x y a b+=,1225F F =,122PF PF a +=2221212121212204220cos 22PF PF a PF PF F PF PF PF PF PF +--⋅-∠==⋅⋅21242012a PF PF -=-⋅……………………………4分由基本不等式得121222a PF PF PF PF =+≥⋅, 当且仅当12PF PF =时等号成立212PF PF a ⋅≤221224201cos 1929a F PF a a -⇒∠≥-=-⇒=,24b = 所求动点P 的轨迹方程为22194x y +=……………………………3分 6、[解](1)设双曲线Γ的方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>,双曲线的焦距为2c ;………2分依题意可得()1,0A -,()1,0B ,1,5a c ==;222514b c a ∴=-=-=∴双曲线Γ的方程为2214y x -= …………………………4分 (2) 由题意可知,直线,,AP BP OM 的斜率皆存在,且不为零. 设点()11,P x y 、()22,Q x y ,直线AP 的方程为()1y k x =+ (02k <<)联立方程组()22114y k x y x ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩ 整理,得()22224240k x k x k +++-=, ………6分 解得,1x =-或2244k x k -=+,22244k x k -∴=+,得22248,44k k Q k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,2224,44k kM k k⎛⎫- ⎪++⎝⎭, ………8分 因为02k <<, 24444M k y k k k==++在()0,2上是增函数,所以()0,1M y ∈………10分 (或者244414442M k y k k k k k==≤=++⋅,当且仅当2k =时取等号,所以()0,1M y ∈)(3)方法一:由题(2)知直线OM 的方程为:4y x k=-………………12分 同理,解方程组()22114y k x y x ⎧=+⎪⎨-=⎪⎩,可得21244k x k +=-, 得点P 的坐标为22248,44k k k k ⎛⎫+ ⎪--⎝⎭直线BP 的斜率1141BP y k x k==- 直线BP 的方程为:()41y x k=-, …………………………14分 联立直线BP 与直线OM 的方程,解得12x =, 因为直线BP 与OM 的斜率互为相反数,所以直线BP 与OM 关于直线12x =对称. …………………………16分 方法二:由()11,P x y 在双曲线上可得:111411y yx x ⋅=+- 所以4AP BP k k ⋅= …………………………12分 同理4AQ BQ k k ⋅=-,即4AP OM k k ⋅=-, …………………………14分 因此0OM BP k k +=设直线OM :y k x '=,则直线BP :()1y k x '=--,解得12x =因为直线BP 与OM 的斜率互为相反数,所以直线BP 与OM 关于直线12x =对称. …………………………16分 7、解:(1)由条件可知:22442a c +=+,:2:1a b =,∵222a b c =+,解得:22,2,2a b c ===,……………………………4分所以椭圆C 的方程为22184x y +=…………………………6分 (2)设直线2PF 的方程为:()()11222,,,,x ty P x y Q x y =+;因为1212F P F Q FO OP F O OQ OP OQ +=+++=+,所以OP OQ PQ +=,所以OP OQ ⊥,所以12120x x y y +=…………………………9分()222212440842x y t y ty x ty ⎧+=⎪⇒++-=⎨⎪=+⎩, 12122244,22t y y y y t t --+==++……………………………11分 ()()2412121212121x x y y t y y t y y ++=+++解得:212,22t t ==±………………………………………13分 所以直线PQ 的方程为2220x y ±-=…………………………………14分8、【解】(1)在△21F PF 中,由935arccos21=∠F PF 得935cos 21=∠F PF 96sin 21=∠F PF 因为△21F PF 的面积为23,621=F F ,所以23sin 2121121=∠⋅⋅F PF PF F F . 解得331=PF ……2分在△21F PF 中,由余弦定理得,212112212122c o s 2F PF F F PF F F PF PF ∠⋅⋅-+=,所以322=PF ,故32=PF ,于是34221=+=PF PF a ,故32=a ……4分,由于3=c ,所以3=b ,故椭圆Γ的方程为131222=+y x (2)设()00,y x P ,根据题意可知2321021=⋅⋅y F F ,故20±=y ,由于00>y ,所以20=y ……7分,将20=y 代入椭圆方程得,1321220=+x ,解得20±=x ,由于00>x ,所以20=x ,故Q 的坐标为()0,2……8分 令()y x M ,,则131222=+y x ,所以4322x y -=()2222y x MQ +-=74432+-=x x 3538432+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=x ,其中3232≤≤-x ……11分,所以当32-=x 时,2MQ 的最大值为3816+,故MQ 的最大值为()132+…13分,此时点M 的坐标为()0,32-. 9、解:因为焦距22,所以2222c c =⇒=,由椭圆的对称性及已知得12F A F B =,又因为114F A F B +=,所以124F B F B +=,因此24,2a a ==, 于是2b =,因此椭圆方程为22142x y +=; (2)设0011(,),(,)B x y P x y ,则00(,)A x y -直线PA 的方程为101110()y y y y x x x x --=-+,令0x =得100110x y x yy x x +=+,故100110(0,)x y x y M x x ++;直线PB 的方程为101110()y y y y x x x x --=--,令0x =得100110x y x yy x x -=-,故100110(0,)x y x y N x x --;所以10011001121010,2()2()x y x y x y x y k k x x x x +-=-=-+-,因此2222100112221012)x y x y k k x x -⋅=⋅-; 因为,A B 在椭圆C 上,所以222201102,2,22x x y y =-=- 所以2222100112221011(2)(2)12212x x x x k k x x ---⋅=⋅=- 10、解:(1)由题意得 224913a b b a ⎧-=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩……………2分解得 2213a b ⎧=⎨=⎩ ……………3分∴双曲线C 的方程为221.3y x -=……………4分 (2)证明:设A 点坐标为00(,)A x y ,则由对称性知B 点坐标为00(,)B x y --…………5分设(,)P x y ,则2200022000PA PBy y y y y y k k x x x x x x -+-⋅=⋅=-+-……………7分 2200221313y x y x ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩得2222003()y y x x -=- ……………8分 所以22223PA PB y y k k x x -⋅==-……………10分 (3)当直线l 的斜率存在时,设直线l 方程为(2)y k x =-,与双曲线方程联立消y 得0344)3(2222=++--k x k x k ,∴2300k ⎧-≠⎨∆>⎩ 得 23k ≠ 且2122212243433k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪-⎨+⎪⋅=⎪-⎩……………12分 设11(,)A x y 、22(,)Bx y ∵1212()()MA MB x m x m y y ⋅=--+212122222121222222222()()(2)(2)(1)(2)()4(1)(43)4(2)433x m x m k x x k x x k m x x m kk k k k m m kk k =--+--=+-+++++++=-++--2223(45)3m k m k -+=+- ……………………14分 假设存在实数m ,使得0MA MB ⋅=,故得2223(1)(45)0m k m m -+--=对任意的23k ≠恒成立,∴2210450m m m ⎧-=⎪⎨--=⎪⎩,解得 1.m =-∴当1m =-时,0MP MQ ⋅=.当直线l 的斜率不存在时,由(2,3),(2,3)P Q -及(1,0)M -知结论也成立综上,存在1m =-,使得0MA MB ⋅=. …………………………………16分11、解:(1)易得1(2,0)F -,2(2,0)F ,Γ的渐近线方程为33y x =±,由对称性, 不妨设3:(2)3l y x =-,即320x y --=,------------------2分 所以,1(2,0)F -到l 的距离|22|213d --==+.-----------------------------4分(2)当直线l 的斜率为1时,l 的方程为2y x =-,------------------------5分 因此,(0,2)Q -, -----------------------------6分又1(2,0)F -,故1(2,2)FQ =-, 设Γ右支上的点P 的坐标为(,),(0)x y x >,则1(2,)F P x y =+ , 由110F P FQ ⋅=,得2(2)20x y +-=,-----------------------8分又2213x y -=,联立消去y 得2212150x x ++=,由根与系数的关系知,此方程无正根,因此,在双曲线Γ的右支上不存在点P ,满足110F P FQ ⋅=. --------------------10分 (3)设1122(,),(,) A x y B x y ,则1212(,)44x x y y M ----, ----------------11分 由M 点在曲线上,故212212()4()134x x y y -----=(*)设:(2) l y k x =-联立l 与Γ的方程,得2222(13)121230k x k x k -+--=---------------------------12分 由于l 与Γ交于不同两点,所以,33k ≠±. 所以,21221213k x x k-+=-, 因此,12121224(2)(2)()413ky y k x k x k x x k k -+=-+-=+-=-. ------------14分从而(*)即为22222124()3()481313k k k k ---=--, 解得22k =±. 即直线l 的方程为220x y ±-= . -------------------------------------------16分12、证明:(1)设11()A x y ,,22()B x y ,, 根据对称性,有11()C x y --,因为11()A x y ,,22()B x y ,都在椭圆C 上所以221114x y +=,222214x y += (2分) 二式相减,2222121204x x y y -+-=所以22212121122221212114y y y y y y k k x x x x x x -+-⋅=⋅==--+-为定值(4分) xyDCBF 2F 1OA(2)(Ⅰ)当1l 的倾角为0︒时,1l 与2l 重合,舍(6分)(Ⅱ)当1l 的倾角不为0︒时,由对称性得四边形ABCD 为平行四边形1(30)F -, 设直线1l 的方程为3x my =-代入2214x y +=,得22(4)2310m y my +--= (8分) 显然0∆>,122234m y y m +=+,12214y y m -⋅=+ 所以221222221323113||()4232244(4)OABm m S y y m m m -+=⋅⋅-=⋅-⋅=⋅+++△ (10分) 设21m t +=,所以21m t =-,(1)t ∈+∞,,所以22221119(4)69126m t m t t t t+==+++++≤(12分) 当且仅当9t t=即2m =±时等号成立。