【金版优课】高中数学人教A版选修1-1课时作业:第2章习题课3(含答案解析)

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习题课(3)
一、选择题
1.[2014·人大附中月考]以双曲线x 216-y 29
=1的右顶点为焦点的抛物线的标准方程为( )
A. y 2=16x
B. y 2=-16x
C. y 2=8x
D. y 2=-8x
解析:本题主要考查双曲线、抛物线的标准方程及其几何性质.因为双曲线x 216-y 29=1的右顶点为(4,0),即抛物线的焦点坐标为(4,0),所以抛物线的标准方程为y 2=16x ,故选A. 答案:A
2.若抛物线y 2=2px (p >0)上三个点的纵坐标的平方成等差数列,那么这三个点到抛物线焦点F 的距离的关系是( )
A .成等差数列
B .既成等差数列又成等比数列
C .成等比数列
D .既不成等比数列也不成等差数列
解析:设三点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),
则y 21=2px 1,y 22=2px 2,y 23=2px 3,
因为2y 22=y 21+y 23,所以x 1+x 3=2x 2,
即|P 1F |-p 2+|P 3F |-p 2=2⎝
⎛⎭⎫|P 2F |-p 2, 所以|P 1F |+|P 3F |=2|P 2F |.
答案:A
3.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点F ,且和y 轴交于点A ,若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为( )
A .y 2=±4x
B .y 2=±8x
C .y 2=4x
D .y 2=8x
解析:y 2=ax 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫a 4,0,过焦点且斜率为2的直线方程为y =2⎝⎛⎭
⎫x -a 4,令x =0得y =-a 2.∴12×|a |4×|a |2
=4,∴a 2=64,∴a =±8. 答案:B
4.设直线l 1:y =2x ,直线l 2经过点P (2,1),抛物线C :y 2=4x ,已知l 1、l 2与C 共有三个交点,则满足条件的直线l 2的条数为( )
A .1
B .2
C .3
D .4
解析:∵点P (2,1)在抛物线内部,且直线l 1与抛物线C 相交于A ,B 两点,∴过点P 的直线l 2在过点A 或点B 或与x 轴平行时符合题意.∴满足条件的直线l 2共有3条.
答案:C
5.过抛物线y 2=ax (a >0)的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若PF 与FQ 的长
分别为p 、q ,则1p +1q
等于( ) A .2a
B.12a C .4a D. 4a
解析:可采用特殊值法,设PQ 过焦点F ⎝⎛⎭⎫a 4,0且垂直于x 轴,则|PF |=p =x p +a 4=a 4+a 4
=a 2
, |QF |=q =a 2,∴1p +1q =2a +2a =4a
. 答案:D
6.[2014·河北省衡水中学期中考试]已知抛物线y =x 2-1上一定点B (-1,0)和两个动点P ,Q ,当BP ⊥PQ 时,点Q 的横坐标的取值范围是( )
A. (-∞,-3)∪[1,+∞)
B. [-3,1]
C. [1,+∞)
D. (-∞,-3]∪[1,+∞)
解析:本题主要考查直线垂直的条件和直线与抛物线的位置关系.设P (t ,t 2-1),Q (s ,
s 2-1),∵BP ⊥PQ ,∴t 2-1t +1·s 2--t 2-
s -t =-1,即t 2+(s -1)t -s +1=0,∵t ∈R ,
P ,Q 是抛物线上两个不同的点,∴必须有Δ=(s -1)2+4(s -1)≥0,即s 2+2s -3≥0,解得s ≤-3或s ≥1.∴点Q 的横坐标的取值范围是(-∞,-3]∪[1,+∞),故选D.
答案:D
二、填空题
7.抛物线y =ax 2的准线方程为y =1,则实数a 的值是__________.
解析:抛物线y =ax 2化为x 2=1a
y , 由于其准线方程为y =1,故a <0,且|14a
|=1,
解得a =-14
. 答案:-14
8.[2014·四川省绵阳南山中学月考]抛物线y 2=2x 上的两点A 、B 到焦点的距离之和是5,则线段AB 的中点到y 轴的距离是________.
解析:本题主要考查抛物线的定义和基本性质的应用.抛物线y 2=2x 的焦点为F (12
,0),准线方程为x =-12,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则|AF |+|BF |=x 1+12+x 2+12
=5,解得x 1+x 2=4,故线段AB 的中点横坐标为2.故线段AB 的中点到y 轴的距离是2.
答案:2
9.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,P A ⊥l ,A 为垂足,如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=__________.
解析:∵直线AF 的斜率为-3,
∴∠P AF =60°.
又|P A |=|PF |,
∴△P AF 为正三角形,作FM ⊥P A ,则M 为P A 中点,MA =p ,∴P A =2p .
∴|PF |=|AP |=2p =8.
答案:8
三、解答题
10.(1)求过点(-p 2,0)(p >0)且与直线x =p 2
相切的动圆圆心M 的轨迹方程; (2)平面上动点M 到定点F (0,3)的距离比M 到直线y =-1的距离大2,求动点M 满足的方程,并画出相应的草图.
解:(1)根据抛物线的定义知,
圆心M 的轨迹是以点(-p 2
,0)为焦点, 直线x =p 2
为准线的抛物线, 其方程为y 2=-2px (p >0).
(2)因为动点M 到定点F (0,3)的距离比点M 到直线y =-1的距离大2,
所以动点M 到定点F (0,3)的距离等于点M 到直线y =-3的距离,
由抛物线的定义得动点M 的轨迹是以定点F (0,3)为焦点,
定直线y =-3为准线的抛物线,
故动点M 的轨迹方程为x 2=12y ,
草图如上图所示.
11.已知点A (0,4),B (0,-2),动点P (x ,y )满足P A →·PB →-y 2+8=0.
(1)求动点P 的轨迹方程;
(2)设(1)中所求轨迹与直线y =x +2交于C ,D 两点,求证:OC ⊥OD (O 为原点).
解:(1)由题意可知,P A →=(-x,4-y ),PB →=(-x ,-2-y ),
∴x 2+(4-y )(-2-y )-y 2+8=0,
∴x 2=2y 为所求动点P 的轨迹方程.
(2)由⎩⎪⎨⎪⎧
y =x +2x 2=2y ,整理得x 2-2x -4=0, ∴x 1+x 2=2,x 1x 2=-4,
∵k
OC ·k OD =y 1x 1·y 2x 2=x 1+x 2+x 1x 2 =x 1x 2+2x 1+x 2+4x 1x 2
=-4+4+4-4
=-1,
∴OC ⊥OD .
12.[2014·江西师大附中期中考试]已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点P 是抛物线上的一点,且其纵坐标为4,|PF |=4.
(1)求抛物线的方程;
(2)设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(y i ≤0,i =1,2)是抛物线上的两点,∠APB 的角平分线与x 轴垂直,求直线AB 的斜率;
(3)在(2)的条件下,若直线AB 过点(1,-1),求弦AB 的长.
解:(1)设P (x 0,4),因为|PF |=4,由抛物线的定义得x 0+p 2
=4, 又42=2px 0,所以x 0=8p ,因此8p +p 2
=4,
解得p =4,
所以抛物线的方程为y 2=8x .
(2)由(1)知点P 的坐标为(2,4),因为∠APB 的角平分线与x 轴垂直,所以P A ,PB 的倾斜角互补,即P A ,PB 的斜率互为相反数.
设直线P A 的斜率为k ,则P A :y -4=k (x -2),由题意知k ≠0,
把x =y k +2-4k 代入抛物线方程得y 2-8k y -16+32k
=0,该方程的解为4,y 1, 由根与系数之间的关系得y 1+4=8k ,即y 1=8k -4.因为PB 的斜率为-k ,所以y 2=8-k
-4,
所以k AB =y 2-y 1x 2-x 1=8y 2+y 1
=-1. (3)结合(2)可得AB :y =-x ,
代入抛物线方程得A (0,0),B (8,-8),故|AB |=8 2.。