(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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.抛物线y=-x2的准线方程是( )
A.x= B.y=2
C.y= D.y=-2
【解析】 将y=-x2化为标准形式为x2=-8y,故准线方程为y=2.
【答案】 B
2.(2015·安徽高考)下列双曲线中,渐近线方程为y=±2x的是( )
A.x2-=1 B.-y2=1
C.x2-=1 D.-y2=1
【解析】 法一 由渐近线方程为y=±2x,可得=±x,所以双曲线的标准方程可以为x2-=1.
法二 A中的渐近线方程为y=±2x;B中的渐近线方程为y=±x;C中的渐近线方程为y=±x;D中的渐近线方程为y=±x.故选A.
【答案】 A
3.(2015·湖南高考)若双曲线-=1的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【解析】 由双曲线的渐近线过点(3,-4)知=,
∴=.
又b2=c2-a2,∴=,
即e2-1=,∴e2=,∴e=.
【答案】 D
4.抛物线y2=x关于直线x-y=0对称的抛物线的焦点坐标是( ) 【导学号:26160065】
A.(1,0) B.
C.(0,1) D.
【解析】 ∵y2=x的焦点坐标为,
∴关于直线y=x对称后抛物线的焦点为.
【答案】 B
5.设F1,F2是双曲线-y2=1的两个焦点,P在双曲线上,当△F1PF2的面积为2时,·的值为( )
A.2 B.3
C.4 D.6
【解析】 设P(x0,y0),又F1(-2,0),F2(2,0),
∴=(-2-x0,-y0),=(2-x0,-y0).|F1F2|=4.
S△PF1F2=|F1F2|·|y0|=2,
∴|y0|=1.又-y=1,
∴x=3(y+1)=6,∴·=x+y-4=6+1-4=3.
【答案】 B
6.(2016·泰安高二检测)有一个正三角形的两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,另一个顶点在原点,则该三角形的边长是( )
A.2p B.4p
C.6p D.8p
【解析】 设A、B在y2=2px上,另一个顶点为O,则A、B关于x轴对称,则∠AOx=30°,则OA的方程为y=x.由得y=2p,∴△AOB的边长为4p.
【答案】 B
7.已知|A|=3,A,B分别在y轴和x轴上运动,O为原点,O=O+O,则动点P的轨迹方程是( )
A.+y2=1 B.x2+=1
C.+y2=1 D.x2+=1
【解析】 设P(x,y),A(0,y0),B(x0,0),由已知得(x,y)=(0,y0)+(x0,0),即x=x0,y=y0,所以x0=x,y0=3y.因为|A|=3,所以x+y=9,即2+(3y)2=9,化简整理得动点P的轨迹方程是+y2=1.
【答案】 A
8.AB为过椭圆+=1(a>b>0)的中心的弦F1为一个焦点,则△ABF1的最大面积是(c为半焦距)( )
A.ac B.ab
C.bc D.b2
【解析】 △ABF1的面积为c·|yA|,因此当|yA|最大,
即|yA|=b时,面积最大.故选C.
【答案】 C
9.若F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则△AF1F2的面积为( )
A.7 B.
C. D.
【解析】 |F1F2|=2,|AF1|+|AF2|=6,
则|AF2|=6-|AF1|,
|AF2|2=|AF1|2+|F1F2|2-2|AF1|·|F1F2|cos 45°
=|AF1|2-4|AF1|+8,
即(6-|AF1|)2=|AF1|2-4|AF1|+8,
解得|AF1|=,
所以S=××2×=.
【答案】 B
10.(2015·重庆高考)设双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点是F,左、右顶点分别是A1,A2,过F作A1A2的垂线与双曲线交于B,C两点.若A1B⊥A2C,则该双曲线的渐近线的斜率为( )
A.± B.±
C.±1 D.±
【解析】 由题设易知A1(-a,0),A2(a,0),B,C.
∵A1B⊥A2C,
∴·=-1,整理得a=b.
∵渐近线方程为y=±x,即y=±x,
∴渐近线的斜率为±1.
【答案】 C
11.过抛物线y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.若|AF|=3,则△AOB的面积是( )
A.3 B.2
C. D.
【解析】 如图所示,由题意知,抛物线的焦点F的坐标为(1,0),又|AF|=3,由抛物线定义知:点A到准线x=-1的距离为3,
∴点A的横坐标为2.
将x=2代入y2=4x得y2=8,由图知点A的纵坐标y=2,
∴A(2,2),
∴直线AF的方程为y=2(x-1).
联立直线与抛物线的方程
解之得或
由图知B,
∴S△AOB=|OF|·|yA-yB|=×1×|2+|=.
【答案】 D
12.已知椭圆C1:+=1(a>b>0)与双曲线C2:x2-=1有公共的焦点,C2的一条渐近线与以C1的长轴为直径的圆相交于A,B两点.若C1恰好将线段AB三等分,则( )
A.a2= B.a2=13
C.b2= D.b2=2
【解析】 由题意,知a2=b2+5,因此椭圆方程为(a2-5)x2+a2y2+5a2-a4=0,双曲线的一条渐近线方程为y=2x,联立方程消去y,得(5a2-5)x2+5a2-a4=0,∴直线截椭圆的弦长d=×2=a,解得a2=,b2=,故选C.
【答案】 C
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,将答案填在题中的横线上)
13.(2015·北京高考)已知(2,0)是双曲线x2-=1(b>0)的一个焦点,则b=________.
【解析】 由题意得,双曲线焦点在x轴上,且c=2.根据双曲线的标准方程,可知a2=1.又c2=a2+b2,所以b2=3.又b>0,所以b=.
【答案】
14.设F1,F2为曲线C1:+=1的焦点,P是曲线C2:-y2=1与C1的一个交点,则△PF1F2的面积为________.
【解析】 由题意知|F1F2|=2=4,设P点坐标为(x,y).
由得
则S△PF1F2=|F1F2|·|y|=×4×=.
【答案】
15.如图1,已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点恰好是椭圆+=1的右焦点F,且两条曲线的交点连线也经过焦点F,则该椭圆的离心率为________.
图1
【解析】 由条件知,c=,
∴其中一个交点坐标为(c,2c),
∴+=1,∴e4-6e2+1=0,
解得e2=3±2,∴e=±(±1).
又0
16.(2015·上海高考)已知双曲线C1、C2的顶点重合,C1的方程为-y2=1,若C2的一条渐近线的斜率是C1的一条渐近线的斜率的2倍,则C2的方程为________.
【解析】 因为C1的方程为-y2=1,所以C1的一条渐近线的斜率k1=,所以C2的一条渐近线的斜率k2=1,因为双曲线C1、C2的顶点重合,即焦点都在x轴上,
设C2的方程为-=1(a>0,b>0),
所以a=b=2,所以C2的方程为-=1.
【答案】 -=1
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知双曲线与椭圆有共同的焦点F1(0,-5),F2(0,5),点P(3,4)是双曲线的渐近线与椭圆的一个交点,求双曲线与椭圆的方程.
【解】 由共同的焦点F1(0,-5),F2(0,5),可设椭圆方程为+=1,双曲线方程为-=1(b>0).
点P(3,4)在椭圆上,则+=1,得a2=40,
双曲线过点P(3,4)的渐近线方程为y=x,即4=×3,得b2=16.
所以椭圆方程为+=1,双曲线方程为-=1.
18.(本小题满分12分)(2016·厦门高二检测)已知直线l:y=x+m与抛物线y2=8x交于A,B两点,
(1)若|AB|=10,求m的值;
(2)若OA⊥OB,求m的值.
【解】 设A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)⇒x2+(2m-8)x+m2=0
⇒
|AB|=|x1-x2|= =10,
得m=,∵m<2,∴m=.
(2)∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0.
x1x2+(x1+m)(x2+m)=0,
2x1x2+m(x1+x2)+m2=0,
2m2+m(8-2m)+m2=0,
m2+8m=0,m=0或m=-8.
经检验m=-8.
19.(本小题满分12分)已知双曲线过点P,它的渐近线方程为y=±x.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设F1和F2为该双曲线的左、右焦点,点P在此双曲线上,且|PF1|·|PF2|=41,求∠F1PF2的余弦值.
【解】 (1)由渐近线方程知,双曲线中心在原点,且渐近线上横坐标为-3的点P′的纵坐标的绝对值为4.
∵4>4,∴双曲线的焦点在x轴上,设方程为-=1.
∵双曲线过点P(-3,4),
∴-=1.①
又=,②
由①②,得a2=9,b2=16,
∴所求的双曲线方程为-=1.
(2)设|PF1|=d1,|PF2|=d2,
则d1·d2=41.又由双曲线的几何性质知,|d1-d2|=2a=6.
由余弦定理,得cos∠F1PF2=
==.
20.(本小题满分12分)(2015·安徽高考)设椭圆E的方程为+=1(a>b>0),点O为坐标原点,点A的坐标为(a,0),点B的坐标为(0,b),点M在线段AB上,满足|BM|=2|MA|,直线OM的斜率为.
(1)求E的离心率e;
(2)设点C的坐标为(0,-b),N为线段AC的中点,证明:MN⊥AB. 【导学号:26160066】
【解】 (1)由题设条件知,点M的坐标为,
又kOM=,从而=.
进而a=b,c==2b,故e==.
(2)证明:由N是AC的中点知,点N的坐标为,可得=.
又=(-a,b),
从而有·=-a2+b2=(5b2-a2).
由(1)的计算结果可知a2=5b2,
所以·=0,故MN⊥AB.
21.(本小题满分12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点F及点A(0,b),原点O到直线FA的距离为b.
(1)求椭圆C的离心率e;
(2)若点F关于直线l:2x+y=0的对称点P在圆O:x2+y2=4上,求椭圆C的方程及点P的坐标.
【解】 (1)由点F(-ae,0),点A(0,b),及b=a,得直线FA的方程为+=1,即x-ey+ae=0.
因为原点O到直线FA的距离为
b=ae,
所以·a=ae,
解得e=.
(2)设椭圆C的左焦点F关于直线l:2x+y=0的对称点为P(x0,y0),则有
解得x0=a,y0=a.
因为P在圆x2+y2=4上,所以2+2=4.
所以a2=8,b2=(1-e2)a2=4.
故椭圆C的方程为+=1,
点P的坐标为.
22.(本小题满分12分)(2016·郑州高二检测)已知经过点A(-4,0)的动直线l与抛物线G:x2=2py(p>0)相交于B,C,当直线l的斜率是时,A=A.
(1)求抛物线G的方程;
(2)设线段BC的垂直平分线在y轴上的截距为b,求b的取值范围.
【解】 (1)设B(x1,y1),C(x2,y2),由已知,当kl=时,l的方程为y=(x+4),即x=2y-4.
由得2y2-(8+p)y+8=0,
所以又因为A=A,
所以y2=y1或y1=4y2.
由p>0得:y1=4,y2=1,p=2,即抛物线方程为x2=4y.
(2)设l:y=k(x+4),BC中点坐标为(x0,y0),
由
得x2-4kx-16k=0.①
所以x0==2k,y0=k(x0+4)=2k2+4k.
所以BC的中垂线方程为
y-2k2-4k=-(x-2k),
所以BC的中垂线在y轴上的截距为b=2k2+4k+2=2(k+1)2,
对于方程①由Δ=16k2+64k>0得k>0或k<-4.所以b∈(2,+∞).