直线与圆锥曲线测试题
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试卷第1页,共4页 2024-2025学年高二数学上学期第三次月考卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分) 注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡
皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 4.测试范围:空间向量与立体几何+直线与圆+圆锥曲线。 5.难度系数:0.65。 第一部分(选择题 共58分) 一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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310xy−+=的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.120° D.150° 2.已知抛物线
2:8Cyx=的焦点为F,点M在C上.若M到直线3x=−的距离为5,则||MF=( )
A.7 B.6 C.5 D.4 3.圆
2240xyx+−=在点()1,3P处的切线方程为( )
A.320xy+−= B.340xy+−= C.340xy−+= D.320xy−+=
4.在平行六面体
1111
ABCDABCD−中,M为AC与BD的交点,若11ABa=,11ADb=,1AAc=,则下列向
量中与1BM
相等的向量是( ).
A.
11
22abc−++
B.1122++abcC.1122−+abcD.
11
22−−+
abc试卷第2页,共4页
5.过点
(1,3)P−
且垂直于直线230xy−+=的直线方程为( )
A.
210xy+−= B.250xy+−= C.250xy+−= D.270xy−+=
6.已知三点A(1,0),B(0,
3 ),C(2,3
),则△ABC外接圆的圆心到原点的距离为()
A.
5
3B.213C.253D.
4
3
7.在正方体
(四十七) 直线与圆锥曲线[小题常考题点——准解快解]1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( )A .1B .2C .1或2D .0解析:选A 因为直线y =b a x +3与双曲线的渐近线y =ba x 平行,所以它与双曲线只有1个交点.2.已知直线y =22(x -1)与抛物线C :y 2=4x 交于A ,B 两点,点M (-1,m ),若MA ―→MA ―→·MB ―→=0,则m =( )A. 2B.22C.12D .0解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得A (2,22),B ⎝⎛⎭⎫12,-2,又∵M (-1,m )且MA ―→·MB ―→=0,∴2m 2-22m +1=0,解得m =22. 3.斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( )A .2 B.455 C.4105D.8105解析:选C 设A ,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y =x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =x +t 消去y ,得5x 2+8tx +4(t 2-1)=0.则x 1+x 2=-85t ,x 1x 2=4(t 2-1)5.∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2·⎝⎛⎭⎫-85t 2-4×4(t 2-1)5=425·5-t 2,故当t =0时,|AB |max =4105. 4.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4,若抛物线y =ax 2上的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于直线y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,则m的值为( )A.32B.52 C .2D .3解析:选A 由双曲线的定义知2a =4,得a =2,所以抛物线的方程为y =2x 2.因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在抛物线y =2x 2上,所以y 1=2x 21,y 2=2x 22,两式相减得y 1-y 2=2(x 1-x 2)(x 1+x 2),不妨设x 1<x 2,又A ,B 关于直线y =x +m 对称,所以y 1-y 2x 1-x 2=-1,故x 1+x 2=-12,而x 1x 2=-12,解得x 1=-1,x 2=12,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点为M (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-14,y 0=y 1+y 22=2x 21+2x 222=54,因为中点M 在直线y =x +m 上,所以54=-14+m ,解得m =32.5.已知倾斜角为60°的直线l 通过抛物线x 2=4y 的焦点,且与抛物线相交于A ,B 两点,则弦AB 的长为________.解析:直线l 的方程为y =3x +1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x +1,x 2=4y ,得y 2-14y +1=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=14,∴|AB |=y 1+y 2+p =14+2=16.答案:166.设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线与抛物线y =x 2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为________.解析:双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的一条渐近线为y =b a x ,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =b ax ,y =x 2+1,消去y ,得x 2-b a x +1=0有唯一解,所以Δ=⎝⎛⎭⎫b a 2-4=0,b a =2,所以e =ca =a 2+b 2a= 1+⎝⎛⎭⎫b a 2= 5.答案: 57.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA ―→·MB ―→=0,则k =________.解析:如图所示,设F 为焦点,易知F (2,0),取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA ―→·MB ―→=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AF |+|BF |)=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,由|MP |=|AP |,得∠GAM =∠AMP =∠MAP ,又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF ,所以∠AFM =∠AGM =90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1kMF=2.答案:2[大题常考题点——稳解全解]1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),离心率为63.过点F 2的直线l (斜率不为0)与椭圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为D ,O 为坐标原点,直线OD 交椭圆于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)当四边形MF 1NF 2为矩形时,求直线l 的方程. 解:(1)由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧c =2,c a =63,a 2=b 2+c 2,解得a =6,b = 2.故椭圆C 的方程为x 26+y 22=1.(2)由题意可知直线l 的斜率存在.设其方程为y =k (x -2),点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 3,y 3),N (-x 3,-y 3),由⎩⎪⎨⎪⎧x 26+y 22=1,y =k (x -2)得(1+3k 2)x 2-12k 2x +12k 2-6=0,所以x 1+x 2=12k 21+3k 2,则y 1+y 2=k (x 1+x 2-4)=-4k1+3k 2,所以AB 的中点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫6k 21+3k 2,-2k 1+3k 2,因此直线OD 的方程为x +3ky =0(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧x +3ky =0,x 26+y 22=1解得y 23=21+3k 2,x 3=-3ky 3.因为四边形MF 1NF 2为矩形,所以F 2M ―→·F 2N ―→=0,即(x 3-2,y 3)·(-x 3-2,-y 3)=0,所以4-x 23-y 23=0.所以4-2(9k 2+1)1+3k 2=0.解得k =±33.故直线l 的方程为3x -3y -23=0或3x +3y -23=0.2.已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆C 的离心率为12,其一个顶点是抛物线x 2=-43y 的焦点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切于点M ,求直线l 的方程和点M 的坐标.解:(1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由题意得b =3,c a =12,解得a =2,c =1.故椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)因为过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切,所以直线l 的斜率存在,故可设直线l 的方程为y =k (x -2)+1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k (x -2)+1,得(3+4k 2)x 2-8k (2k -1)x +16k 2-16k -8=0.① 因为直线l 与椭圆C 相切,所以Δ=[-8k (2k -1)]2-4(3+4k 2)(16k 2-16k -8)=0, 整理,得96(2k +1)=0,解得k =-12.所以直线l 的方程为y =-12(x -2)+1=-12x +2.将k =-12代入①式,可以解得M 点的横坐标为1,故切点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫1,32. 3.已知过点(2,0)的直线l 1交抛物线C :y 2=2px (p >0)于A ,B 两点,直线l 2:x =-2交x 轴于点Q .(1)设直线QA ,QB 的斜率分别为k 1,k 2,求k 1+k 2的值;(2)点P 为抛物线C 上异于A ,B 的任意一点,直线PA ,PB 交直线l 2于M ,N 两点,OM ―→·ON ―→=2,求抛物线C 的方程.解:(1)设直线l 1的方程为x =my +2,点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x =my +2,y 2=2px ,得y 2-2pmy -4p =0,则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-4p .k 1+k 2=y 1x 1+2+y 2x 2+2=y 1my 1+4+y 2my 2+4=2my 1y 2+4(y 1+y 2)(my 1+4)(my 2+4)=-8mp +8mp (my 1+4)(my 2+4)=0. (2)设点P (x 0,y 0),直线PA :y -y 1=y 1-y 0x 1-x 0(x -x 1),当x =-2时,y M =-4p +y 1y 0y 1+y 0,同理y N =-4p +y 2y 0y 2+y 0.因为OM ―→·ON ―→=2,所以4+y N y M =2,即-4p +y 2y 0y 2+y 0·-4p +y 1y 0y 1+y 0=16p 2-4py 0(y 2+y 1)+y 20y 1y 2y 2y 1+y 0(y 2+y 1)+y 2=16p 2-8p 2my 0-4py 20-4p +2pmy 0+y 20=-4p (-4p +2pmy 0+y 20)-4p +2pmy 0+y 2=-2, 故p =12,所以抛物线C 的方程为y 2=x .4.如图,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(0,3),离心率为12,左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0).(1)求椭圆的方程;(2)若直线l :y =-12x +m 与椭圆交于A ,B 两点,与以F 1F 2为直径的圆交于C ,D 两点,且满足|AB ||CD |=534,求直线l 的方程. 解:(1)由题设知⎩⎪⎨⎪⎧b =3,c a =12,b 2=a 2-c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3,c =1,∴椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)由题设,以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2+y 2=1, ∴圆心到直线l 的距离d =2|m |5.由d <1得|m |<52.(*) ∴|CD |=21-d 2=21-45m 2=255-4m 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =-12x +m ,x 24+y23=1,得x 2-mx +m 2-3=0,由根与系数的关系可得x 1+x 2=m ,x 1x 2=m 2-3. ∴|AB |= ⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫-122[m 2-4(m 2-3)] =1524-m 2.由|AB ||CD |=534得 4-m 25-4m 2=1,解得m =±33,均满足(*).∴直线l 的方程为y =-12x +33或y =-12x -33.。
直线与圆锥曲线综合测试 姓名 班级
1、 已知平面直角坐标系中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为
)0,3(-F ,右顶点为D(2,0),设点A )2
1,1(。
(1) 求该椭圆的标准方程;
(2) 若P 是椭圆上的动点,求线段PA 中点M 的轨迹方程;
(3) 过原点O 的直线交椭圆于点B,C ,求ABC ∆的面积的最大值。
2、 设F 是抛物线y x 42=的焦点,A,B 为抛物线上异于原点的两点,且满足0=⋅,延长AF ,BF 分别交抛物线于点C,D,求四边形ABCD 面积的最小值;
3、 已知抛物线)0(22>=p px y 上存在关于直线1=+y x 对称的两点,求实数
p 的取值范围;
4、已知中心在原点的双曲线C 的一个焦点是),0,3(1-F 一条渐进线的方程是025=-y x 。
(1)求双曲线C 的方程;
(2)若以)0(≠k k 为斜率的直线l 于双曲线C 相交于两个不同的点M,N,且线段MN 的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,281求k 的取值范围;。
第16讲直线与圆锥曲线的位置关系(3大考点+强化训练)[考情分析]直线与圆锥曲线的位置关系是高考的必考内容,涉及直线与圆锥曲线的相交、相切、弦长、面积以及中点弦等问题,难度中等.知识导图考点分类讲解考点一:弦长问题已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的斜率为k (k ≠0),则|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2,或|AB |=1+1k2|y 1-y 2|=1+1k2(y 1+y 2)2-4y 1y 2.易错提醒(1)设直线方程时,需考虑特殊直线,如直线的斜率不存在、斜率为0等.(2)涉及直线与圆锥曲线相交时,Δ>0易漏掉.(3)|AB |=x 1+x 2+p 是抛物线过焦点的弦的弦长公式,其他情况该公式不成立.【例1】(22-23高三·全国·对口高考)通过椭圆22143x y +=的焦点且垂直于x 轴的直线l 被椭圆截得的弦长等于()A .B .3CD .6【变式1】(23-24高三上·北京东城·期末)已知双曲线C :22142-=y x ,则双曲线C 的渐近线方程是;直线1x =与双曲线相交于M ,N 两点,则MN =.【变式2】(2024·内蒙古包头·一模)设抛物线2:4C y x =的焦点为F ,过F 且斜率为2的直线l 与C 交于P 、Q 两点,则PQ =.【变式3】(2024·全国·模拟预测)已知中心在坐标原点的椭圆 E 的一个焦点为),且过点()4,0,过原点O 作两条互相垂直的射线交椭圆于 A 、 B 两点,则弦长 AB 的取值范围为.考点二:面积问题规律方法圆锥曲线中求解三角形面积的方法(1)常规面积公式:S =12×底×高.(2)正弦面积公式:S =12ab sin C .(3)铅锤水平面面积公式:①过x 轴上的定点:S =12a |y 1-y 2|(a 为x 轴上定长);②过y 轴上的定点:S =12a |x 1-x 2|(a 为y 轴上定长).【例2】(23-24高三下·海南省直辖县级单位·开学考试)在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,过点F 且倾斜角为120°的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,其中点A 在第一象限,若8AB =,则OBF 的面积为()A B C D 【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知直线1y x =+与椭圆22221x ya b+=()0a b >>交于A ,B 两点,点A关于x 轴的对称点记为P ,且OBP 的面积为2,则椭圆恒过定点()A .⎛ ⎝⎭B .()1,1C .(D .【变式2】(23-24高三下·河北保定·开学考试)已知A 是左、右焦点分别为12,F F 的椭圆22:143x y E +=上异于左、右顶点的一点,C 是线段1AF 的中点,O 是坐标原点,过2F 作1AF 的平行线交直线CO 于B 点,则四边形12AF BF 的面积的最大值为()A .2B .34C D【变式3】(2024·山东泰安·一模)已知F 是双曲线22:18y C x -=的右焦点,P 是C 左支上一点,(A ,当APF 周长最小时,该三角形的面积为()A .B .C .D .考点三:中点弦问题已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为圆锥曲线E 上两点,AB 的中点C (x 0,y 0),直线AB 的斜率为k .若E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则k =-b 2a 2·x 0y 0;若E 的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则k =b 2a 2·x 0y 0;若E 的方程为y 2=2px (p >0),则k =py 0.规律方法处理中点弦问题常用的求解方法【例3】(23-24高三下·安徽·阶段练习)已知抛物线2:2(0)C y px p =>,过C 的焦点F 且倾斜角为π3的直线交C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为W ,4||3FW =,则p =()A .1B .2C .3D .4【变式1】(23-24高三下·全国·阶段练习)设直线()300x y m m -+=≠与双曲线22221(0)x y a b a b-=>>分别交于A B 、两点,若线段AB 的中点横坐标是45m ,则该双曲线的离心率是()AB C .2D【变式2】(22-23高二下·陕西榆林·期末)已知,A B 为双曲线2219y x -=上两点,且线段AB 的中点坐标为()1,4--,则直线AB 的斜率为.【变式3】(23-24高三下·内蒙古赤峰·开学考试)已知直线l 交抛物线2:28C x y =-于,M N 两点,且MN 的中点为()2,11--,则直线l 的斜率为()A .114-B .1114C .17D .17-强化训练一、单选题1.(23-24高三下·新疆·阶段练习)将抛物线21:2(0)C y px p =>绕原点O 顺时针旋转90︒得到抛物线2C ,若抛物线1C 与抛物线2C 交于异于原点O 的点B ,记抛物线1C 与2C 的焦点分别为M 、N ,且四边形OMBN 的面积为8,则p =()A .4B .2C .22D 22.(24-25高三上·内蒙古呼和浩特·开学考试)设A ,B 为双曲线221816x y -=上的两点,若线段AB 的中点为()1,2M ,则直线AB 的方程是()A .30x y +-=B .230x y +-=C .10x y -+=D .230x y -+=3.(2023高三·全国·专题练习)已知12,F F 分别为双曲线22:36C x y -=的左、右焦点,A 是双曲线C 右支上(顶点除外)任意一点,若12F AF ∠的角平分线与以1AF 为直径的圆交于点B ,则12BF F △的面积的最大值为()A .182B .183C .362D .34.(2023·四川资阳·三模)已知抛物线C :28y x =,过点()2,1P -的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,若AP BP =,则直线l 的斜率是()A .4-B .4C .14-D .145.(2023·湖北武汉·模拟预测)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,离心率为e .倾斜角为120︒的直线与C 交于,A B 两点,并且满足21AB AF BF e=-,则C 的离心率为()A .12B C D 6.(22-23高三上·江西·期末)如图,已知抛物线E :()220y px p =>的焦点为F ,过F 且斜率为1的直线交E 于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,其垂直平分线交x 轴于点C ,MN y ⊥轴于点N .若四边形OCMN 的面积等于8,则E 的方程为()A .22y x =B .24y x=C .2y =D .28y x=7.(2023·全国·模拟预测)已知双曲线22:13y C x -=,直线l 经过点(且与双曲线C 的右支交于,A B 两点.点P 为y 轴上一点且满足PA PB =,则22OP PA -=()A .0B .1C .2D .38.(2023·河南·模拟预测)已知直线l 与椭圆221:12x C y +=相切于点P ,与圆222:4C x y +=交于A ,B 两点,圆2C 在点A ,B 处的切线交于点Q ,O 为坐标原点,则OPQ △的面积的最大值为()AB .1C D .2二、多选题1.(23-24高三上·辽宁抚顺·期末)直线3x ty =+过抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点,且与C 交于M ,N 两点,则()A .3p =B .6p =C .MN 的最小值为6D .MN 的最小值为122.(2024·云南昭通·模拟预测)已知椭圆22:143x y C +=,直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,下列结论正确的是()A .椭圆的离心率为12B .椭圆的长轴长为2C .若直线l 的方程为1y x =+,则右焦点到lD .若直线l 过点()1,0,且与y 轴平行,则32AB =3.(2023·河北沧州·三模)已知1F ,2F 分别为双曲线()2222:10,0x yC a b a b-=>>的左、右焦点,P 为双曲线上第一象限内一点,且12π3F PF ∠=,12F F =1F 关于12F PF ∠的平分线的对称点Q 恰好在C 上,则()A .C 的实轴长为2B .C 的离心率为C .12F PF △的面积为D .12F PF ∠10y --=三、填空题1.(23-24高三上·河南周口·阶段练习)已知O 为坐标原点,过抛物线C :26y x =的焦点F 的直线与C 交于A ,B 两点,其中A 在第一象限,2OM OF =,若AF AM =,则AB =.2.(2023高三·全国·专题练习)过点(0,1)P 作斜率为1-的直线l 与椭圆22186x y +=相交于A ,B 两点,则线段AB 的中点坐标为.3.(2024·黑龙江·二模)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>其左、右焦点分别为12,F F ,过2F 作C 的一条渐近线的垂线并交C 于,M N 两点,若34MN =,则1△MNF 的周长为.四、解答题1.(2023·河南·三模)已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点在y 轴的正半轴上,圆22(1)1y x +-=经过抛物线C 的焦点.(1)求C 的方程;(2)若直线:40l mx y +-=与抛物线C 相交于,A B 两点,过,A B 两点分别作抛物线C 的切线,两条切线相交于点P ,求ABP 面积的最小值.2.(2023高三·全国·专题练习)已知倾斜角为3π4的直线l 与双曲线C :2214y x -=交于A ,B 两点,且线段AB 的中点的纵坐标为4,求直线l 的方程.3.(2023高三·全国·专题练习)椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的离心率为12,右顶点为A ,设点O 为坐标原点,点B 为椭圆E 上异于左、右顶点的动点,OABE 的标准方程;4.(2024·云南贵州·二模)已知椭圆C 的方程()222210x y a b a b+=>>,右焦点为()1,0F ,且离心率为12(1)求椭圆C 的方程;(2)设A B ,是椭圆C 的左、右顶点,过F 的直线l 交C 于D E ,两点(其中D 点在x 轴上方),求DBF 与AEF △的面积之比的取值范围.5.(2024·云南曲靖·一模)已知斜率为1的直线1l 交抛物线()2:20E x py p =>于A 、B 两点,线段AB 的中点Q 的横坐标为2.(1)求抛物线E 的方程;(2)设抛物线E 的焦点为F ,过点F 的直线2l 与抛物线E 交于M 、N 两点,分别在点M 、N 处作抛物线E 的切线,两条切线交于点P ,则PMN 的面积是否存在最小值?若存在,求出这个最小值及此时对应的直线2l 的方程;若不存在,请说明理由.。