第三章 范围:§3.2~§3.3(同步练习,含解析)高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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第三章 范围:§3.2~§3.3(同步练习,含解析)高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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范围:§3.2~§3.3
[分值:90分]
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.抛物线y=x2的准线方程为(  )
A.y=- B.y=-
C.y=- D.y=-
2.若方程+=1表示的图形是双曲线,则实数m的取值范围是(  )
A.(-2,4)
B.(-2,1)∪(1,4)
C.(-∞,-2)∪(4,+∞)
D.m∈R,且m {-2,1,4}
3.(2025·全国Ⅰ卷)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为(  )
A. B.2 C. D.2
4.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点是F,点M(x0,2)在抛物线C上,若|MF|=4,则x0等于(  )
A.±4 B.±2 C.±8 D.±2
5.用于加热水和食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面(抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲面叫抛物面)的反射后,集中于它的焦点.用一过抛物线对称轴的平面截抛物面,将所截得的抛物线C放在平面直角坐标系中,对称轴与x轴重合,顶点与原点重合,如图,若抛物线C的方程为y2=8x,平行于x轴的光线从点M(12,2)射出,经过C上的点A反射后,再从C上的另一点B射出,则|MB|等于(  )
A.6 B.8 C.2 D.29
6.★★设点M是抛物线x2=8y的焦点,点F是双曲线Γ:x2-=1的左焦点,点Q是Γ上在第一象限内的一动点,则下列结论中正确的是(  )
A.|QF|-|QM|的最大值是5
B.|QF|+|QM|的最小值是5
C.|QF|-|QM|的最大值是7
D.|QF|+|QM|的最小值是7
二、多项选择题(每小题6分,共18分)
7.已知双曲线C:-y2=1的焦点在x轴上,且实轴长是虚轴长的3倍,则下列说法正确的是(  )
A.双曲线C的实轴长为6
B.双曲线C的虚轴长为2
C.双曲线C的焦距为2
D.双曲线C的离心率为
8.已知双曲线C:x2-=1,则下列说法正确的是(  )
A.双曲线C与圆+y2=1有3个公共点
B.双曲线C的离心率与椭圆+=1的离心率的乘积为1
C.双曲线C与双曲线-x2=1有相同的渐近线
D.双曲线C的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点相同
9.★★抛物线y2=4x的焦点为F,过焦点且倾斜角为θ的直线交抛物线于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则下列结论正确的是(  )
A.x1x2=2
B.y1y2=-4
C.若θ=则|AB|=
D.+=1
三、填空题(每小题5分,共15分)
10.已知双曲线过点P(1,6),它的一条渐近线方程为y=-3x,则该双曲线的标准方程为        .
11.一个动圆与定圆F:(x-3)2+y2=4外切,且与直线l:x=-1相切,则动圆圆心的轨迹方程为        .
12.(2024·新课标Ⅰ卷)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则C的离心率为    .
四、解答题(共27分)
13.(13分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为实轴长为2.
(1)求双曲线C的方程;(5分)
(2)若直线y=x+m被双曲线C截得的弦长为4求实数m的值.(8分)
14.★★(14分)已知直线l:x-y+1=0与抛物线C:x2=2py(p>0)交于A,B两点,|AB|=8.
(1)求p;(7分)
(2)设抛物线C的焦点为F,过点F且与l垂直的直线与抛物线C交于E,G两点,求四边形AEBG的面积.(7分)
范围:§3.2~§3.3
[分值:90分]
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.抛物线y=x2的准线方程为(  )
A.y=- B.y=-
C.y=- D.y=-
答案 C
解析 由题意可得抛物线的标准方程为x2=y,
所以抛物线y=x2的准线方程为y=-.
2.若方程+=1表示的图形是双曲线,则实数m的取值范围是(  )
A.(-2,4)
B.(-2,1)∪(1,4)
C.(-∞,-2)∪(4,+∞)
D.m∈R,且m {-2,1,4}
答案 C
解析 依题意有(2+m)(4-m)<0,
所以(2+m)(m-4)>0,解得m<-2或m>4.
3.(2025·全国Ⅰ卷)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为(  )
A. B.2 C. D.2
答案 D
解析 设双曲线的实轴长、虚轴长、焦距分别为2a,2b,2c,
由题意知b=a,
于是c2=a2+b2=a2+7a2=8a2,则c=2a,
即e==2.
4.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点是F,点M(x0,2)在抛物线C上,若|MF|=4,则x0等于(  )
A.±4 B.±2 C.±8 D.±2
答案 A
解析 ∵|MF|=4,∴|MF|=+yM=+2=4,得p=4,
∴抛物线C的方程为x2=8y,
再将点M(x0,2)代入x2=8y,得x0=±4.
5.用于加热水和食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面(抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲面叫抛物面)的反射后,集中于它的焦点.用一过抛物线对称轴的平面截抛物面,将所截得的抛物线C放在平面直角坐标系中,对称轴与x轴重合,顶点与原点重合,如图,若抛物线C的方程为y2=8x,平行于x轴的光线从点M(12,2)射出,经过C上的点A反射后,再从C上的另一点B射出,则|MB|等于(  )
A.6 B.8 C.2 D.29
答案 C
解析 由M(12,2),可得点A的纵坐标为2,设A(m,2),则4=8m,解得m=由题意知反射光线经过抛物线y2=8x的焦点(2,0),所以直线AB的方程为y-0=(x-2),
整理可得y=-(x-2),由消去y整理得2x2-17x+8=0,解得x1=x2=8,则y2=-(x2-2)=-8,所以B(8,-8),
所以|MB|==2.
6.★★设点M是抛物线x2=8y的焦点,点F是双曲线Γ:x2-=1的左焦点,点Q是Γ上在第一象限内的一动点,则下列结论中正确的是(  )
A.|QF|-|QM|的最大值是5
B.|QF|+|QM|的最小值是5
C.|QF|-|QM|的最大值是7
D.|QF|+|QM|的最小值是7
答案 D
解析 如图,由点M是抛物线x2=8y的焦点,故M(0,2),
由双曲线Γ:x2-=1知,a=1,b=2,c==
故F(-0),右焦点F'(0),
所以kFM==2,又双曲线的渐近线方程为y=±2x,
所以直线FM与双曲线右支无交点,故|QF|-|QM|<|FM|==5,故A,C错误;
由双曲线的定义知,|QF|=2a+|QF'|=2+|QF'|,
所以|QF|+|QM|=2+|QF'|+|QM|≥2+|MF'|=2+=7,
记线段MF'与双曲线交于点N,当且仅当点Q运动到点N,即M,Q,F'三点共线时,|QF|+|QM|有最小值7,故B错误,D正确.
二、多项选择题(每小题6分,共18分)
7.已知双曲线C:-y2=1的焦点在x轴上,且实轴长是虚轴长的3倍,则下列说法正确的是(  )
A.双曲线C的实轴长为6
B.双曲线C的虚轴长为2
C.双曲线C的焦距为2
D.双曲线C的离心率为
答案 AB
解析 由题设2a=3×2b=6b a=3b,而b=1,故a=3,则m=a2=9,
则c==双曲线C的实轴长为2a=6,虚轴长为2b=2,焦距为2c=2离心率为故A,B正确,C,D错误.
8.已知双曲线C:x2-=1,则下列说法正确的是(  )
A.双曲线C与圆+y2=1有3个公共点
B.双曲线C的离心率与椭圆+=1的离心率的乘积为1
C.双曲线C与双曲线-x2=1有相同的渐近线
D.双曲线C的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点相同
答案 BCD
解析 由已知得双曲线C中,
a=1,b=
c==2,
所以双曲线C的焦点为(±2,0),
顶点为(±1,0),作图可知A不正确;
渐近线方程为y=±x=±x,
离心率为=2.
椭圆+=1的离心率为=2×=1,故B正确;
双曲线-x2=1的渐近线方程为y=±x,故C正确;
抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0),故D正确.
9.★★抛物线y2=4x的焦点为F,过焦点且倾斜角为θ的直线交抛物线于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则下列结论正确的是(  )
A.x1x2=2
B.y1y2=-4
C.若θ=则|AB|=
D.+=1
答案 BCD
解析 对于选项A,B,抛物线y2=4x的焦点F的坐标为(1,0),
由题意可设直线AB的方程为x=ty+1,
联立
消去x,得y2-4ty-4=0,所以y1+y2=4t,y1y2=-4,
故x1x2==1,故A错误,B正确;
对于选项C,若θ=则t=y1+y2=
则|AB|==×=故C正确;
对于选项D,由抛物线的定义知,|AF|=x1+1,|BF|=x2+1,
又x1+x2=t(y1+y2)+2=4t2+2,
所以+=+===1,故D正确.
三、填空题(每小题5分,共15分)
10.已知双曲线过点P(1,6),它的一条渐近线方程为y=-3x,则该双曲线的标准方程为        .
答案 -=1
解析 设双曲线的方程为-=1(mn>0),将P(1,6)代入方程得-=1, ①
又其一条渐近线方程为y=-3x,
而双曲线的渐近线方程为y=±x,即-=-3, ②
联立①②得
故双曲线的标准方程为-=1.
11.一个动圆与定圆F:(x-3)2+y2=4外切,且与直线l:x=-1相切,则动圆圆心的轨迹方程为        .
答案 y2=12x
解析 方法一 由题意知,动圆圆心到定圆F的圆心F(3,0)的距离与到直线x=-3的距离相等,所以动圆圆心的轨迹为以F(3,0)为焦点,x=-3为准线的抛物线,其轨迹方程为y2=12x.
方法二 定圆F:(x-3)2+y2=4的圆心为F(3,0),半径为2,设动圆圆心点P的坐标为(x,y),动圆的半径为r,d为动圆圆心到直线x=-1的距离,即r,则根据两圆外切及直线与圆相切的性质可得,|PF|-2=r,d=r,
所以-2=x+1,化简得y2=12x.
所以动圆圆心的轨迹方程为y2=12x.
12.(2024·新课标Ⅰ卷)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则C的离心率为    .
答案 
解析 |F1A|=13,|AF2|=|AB|=5,
且AF2⊥F1F2,
|F1F2|==12.
由双曲线定义可得2a=|F1A|-|AF2|=8,
2c=|F1F2|=12,化简得a=4,c=6,
则C的离心率e==.
四、解答题(共27分)
13.(13分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为实轴长为2.
(1)求双曲线C的方程;(5分)
(2)若直线y=x+m被双曲线C截得的弦长为4求实数m的值.(8分)
解 (1)由条件可知
所以
所以双曲线C的方程为x2-=1.
(2)联立
得x2-2mx-m2-2=0,
设直线y=x+m与双曲线C交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
Δ=4m2-4(-m2-2)=8m2+8>0恒成立,
x1+x2=2m,x1x2=-m2-2,
|AB|=×
=×
=×=4
解得m=±1.
14.★★(14分)已知直线l:x-y+1=0与抛物线C:x2=2py(p>0)交于A,B两点,|AB|=8.
(1)求p;(7分)
(2)设抛物线C的焦点为F,过点F且与l垂直的直线与抛物线C交于E,G两点,求四边形AEBG的面积.(7分)
解 (1)设A(xA,yA),B(xB,yB),
由可得x2-2px-2p=0,
易得Δ=4p2+8p>0,
所以xA+xB=2p,xAxB=-2p,
则|AB|==2=8,即p2+2p-8=0,因为p>0,所以p=2.
(2)由题意可得抛物线C的焦点为F(0,1),直线EG的方程为x+y-1=0.
联立
化简可得x2+4x-4=0,则Δ=16+16>0,
设E(x1,y1),G(x2,y2),
则x1+x2=-4,y1+y2=2-(x1+x2)=6,
则|EG|=y1+y2+p=8,因为AB⊥EG,
所以S四边形AEBG=|AB|·|EG|=×8×8=32.

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