高二年级第一学期解析几何章节月考试题(部分)解析。
一、填空题。
8.与双曲线有相同焦点,且经过点的双曲线的标准方程是。
解:在双曲线中,于是双曲线的左、右焦点分别为、
据此可设所求双曲线的方程为。
则由其过点,有。
又。联立、,得,故所求双曲线的方程为。
10.椭圆上的点到其一个焦点的距离的最小值为5,最大值为15,则椭圆的方程为。
解:不妨设所求椭圆的方程为()
设是该椭圆上任意一点,是其一个焦点。
令,则。又,于是当,即点为椭圆的右顶点时,取得最小值,且;
当,即点为椭圆的左顶点时,取得最大值,且。
因而由题意,有。
故所求椭圆的方程为。
注:由本题可见,椭圆的右(左)顶点到右(左)焦点的距离最小,到左(右)焦点的距离最大。以后在遇到相关问题时,这个结论可以直接用。
补充练习】若抛物线()上的动点到其焦点的距离的最小值为1,则抛物线的方程为。
解: 抛物线的焦点为,准线方程为。设。则。
又点在抛物线上。
于是。又,当且仅当时,取得最小值,且。
于是有。故。
注:由本题可见,抛物线的顶点到其焦点的距离最小。以后在遇到相关问题时,这个结论可以直接用。
12.过点且与双曲线有一个公共点的直线方程为。
解:显然,点在双曲线外。
1)当所求直线的斜率不存在时,显然,过点且与双曲线有一个公共点的直线方程为。
2)当所求直线的斜率存在时,不妨设其斜率为。
则由其过点可知,所求直线的方程为,即。
联立,得()
ⅰ)若,则。
当时,由()式,有无解,不满足题意,舍去。
当时,由()式,有。
而此时所求直线的方程为。
将代入中,得。
即此时所求直线与双曲线的唯一公共点为,满足题意。
于是当时,所求直线的方程为。
ⅱ)若,即,则对()式,由所求直线与双曲线仅有一个公共点,有。
而这显然与矛盾,舍去。
于是当时,所求直线不存在。
故所求直线的方程为或。
补充练习1】过点且与双曲线有一个公共点的直线方程为。
解:显然,点在双曲线外。
由题意知,所求直线的斜率是存在的,不妨设为。
则由其过点可知,所求直线的方程为,即。
联立,得()
ⅰ)若,则。
当时,由()式,有。
而此时所求直线的方程为。
将代入中,得。
即此时所求直线与双曲线的唯一公共点为,满足题意。
当时,由()式,有。
而此时所求直线的方程为。
将代入中,得。
即此时所求直线与双曲线的唯一公共点为,满足题意。
于是当时,所求直线的方程为。
ⅱ)若,即,则对()式,由所求直线与双曲线仅有一个公共点,有。
即,满足题意
于是当时,所求直线的方程为。
故所求直线的方程为或。
补充练习2】过点且与抛物线有一个公共点的直线方程为。
解:显然,点在抛物线外。
1)当所求直线的斜率不存在时,显然,过点且与抛物线有一个公共点的直线方程为。
2)当所求直线的斜率存在时,不妨设其斜率为。
则由其过点可知,所求直线的方程为,即。
联立,得()
ⅰ)若,则由()式,有。
而此时所求直线的方程为。
即此时所求直线与抛物线的唯一公共点为,满足题意。
于是当时,所求直线的方程为。
ⅱ)若,则对()式,由所求直线与抛物线仅有一个公共点,有。
满足题意 于是当时,所求直线的方程为。
故所求直线的方程为或或。
13.设,,若,则的取值范围为。
解:(法一)曲线,,即,表示圆心为,半径的下半圆周(不包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,,即下半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:,与直线:有公共点。
故,即的取值范围为。
法二)对于曲线:,即下半圆周,令,则点,是曲线上的点。
曲线:,与直线:有公共点。
方程在上有解。
于是有。又。
于是。故,即的取值范围为。
注:(1)当曲线:与直线:有且仅有一个公共点时,可求得的取值范围为。解法如下:
曲线,,即,表示圆心为,半径的下半圆周(不包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即下半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:与直线:有且仅有一个公共点。
故或,即的取值范围为。
2)当曲线:与直线:有两个公共点时,可求得的取值范围为。解法如下:
曲线,,即,表示圆心为,半径的下半圆周(不包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即下半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:与直线:有两个公共点。
故,即的取值范围为。
补充练习1】若直线:与曲线:有公共点,则的取值范围为。
解:(法一)曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又直线:与曲线:有公共点。
故,即的取值范围为。
法二)对于曲线:,即上半圆周,令,则点,是曲线上的点。
直线:与曲线:,即上半圆周,有公共点。
方程在上有解。
于是有。又。
于是。故,即的取值范围为。
注:(1)当直线:与曲线:有且仅有一个公共点时,可求得的取值范围为。解法如下:
曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又直线:与曲线:有且仅有一个公共点。
故或,即的取值范围为。
2)当直线:与曲线:有两个公共点时,可求得的取值范围为。解法如下:
曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又直线:与曲线:有两个公共点。
故,即的取值范围为。
补充练习2】已知曲线:与直线:有两个交点,则的取值范围为。
解:曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:与直线:有两个交点。
故,即的取值范围为。
注:(1)当曲线:与直线:有交点时,可求得的取值范围为。解法如下:
法一)曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:与直线:有交点。
故,即的取值范围为。
法二)对于曲线:,即上半圆周,令,即,则点,是曲线上的点。
直线:与曲线:,即上半圆周,有公共点。
方程在上有解。
于是有。又。
于是。故,即的取值范围为。
2)当曲线:与直线:有且仅有一个交点时,可求得的取值范围为。解法如下:
曲线:,即,表示圆心为,半径的上半圆周(包含两个端点,)
直线:,即,可以看作是由直线上下平移个单位得到的(具体而言,当时,由直线向上平移个单位得到;当时,由直线向下平移个单位得到)
当直线:过点时,有。
当直线:过点时,有。
当直线:与曲线:,即上半圆周,相切时,圆心到直线:的距离。
又曲线:与直线:有且仅有一个交点。
故并且,即的取值范围为。
14.设点在对应法则下变换为,当点在直线上移动时,点的轨迹方程为。
解:设。则由题意知,于是有。
又点在直线上。
于是有,即。
故点的轨迹方程为。
补充练习】已知点在的边所在的直线上,且满足:()则在平面直角坐标系中,动点的轨迹方程为。
解:设。则由题意知,于是有。
又、、三点共线,且有。
于是有,即。
故点的轨迹方程为。
二、选择题。
15.命题:“曲线上任一点的坐标都是方程的解”是正确的,则下列命题中正确的是()
a. 曲线是方程的曲线。
b. 方程的每一组解对应的点都在曲线上。
c. 不满足方程的点不在曲线上。
d. 方程是曲线的方程。
解:本题考察曲线与方程的关系。无论方程是曲线的方程,还是曲线是方程的曲线,都必须同时满足两个条件:
①曲线上任一点的坐标都是方程的解;②以方程的解为坐标的点都在曲线上。由此可见,a、d错误。对于b,由于不能得出曲线是方程的曲线,因此“方程的每一组解对应的点都在曲线上”这种说法不正确。
故b错误。对于c,曲线上任一点的坐标都是方程的解表明,曲线上任一点都满足方程,因此不满足方程的点都不在曲线上。故c正确。
事实上,原命题与c互为逆否命题。根据互为逆否命题的等价性,若原命题成立,则逆否命题也成立;若原命题不成立,则逆否命题也不成立。
17.关于曲线:,下列说法中不正确的是()
a. 曲线关于原点对称。
b. 曲线关于直线对称。
c. 曲线是封闭的,且封闭图形的面积大于。
d. 曲线与曲线:有四个交点,这四个交点构成的图形是正方形。
解:对于a:设是曲线:上任意一点。
则。设点为点关于坐标原点的对称点。
则。点也在曲线:上。
故曲线关于原点对称。
对于b:设是曲线:上任意一点。
则。设点为点关于直线,即的对称点。
则。点也在曲线:上。
故曲线关于直线对称。
对于c:设是曲线:上任意一点。
则。于是有,故曲线:不是封闭图形(是封闭图形的话,、的取值范围是有限区间)
对于d:显然,曲线:与曲线:都关于坐标原点、轴、轴对称,并且它们有四个交点,分别为,而这四个交点恰好是一个正方形的四个顶点。
故这四个顶点构成的图形是正方形。
注:证明:点关于直线的对称点为。
证:设,为点关于直线的对称点。
于是,故,即点关于直线的对称点为。
18.点在直线:上,若存在过点的直线交抛物线于、两点,且,则称点为“好点”,那么下列结论中正确的是。
a. 直线上不存在好点。
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