高中数学 2.1.2第2课时课后练习同步导学 新人教A版选修1-1
人教A版高中数学选修新课标同步导学第课时课后练习(1)
第3章 3.2 第2课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.已知三条直线l 1,l 2,l 3的一个方向向量分别为a =(4,-1,0),b =(1,4,5),c =(-3,12,-9),则( )A .l 1⊥l 2,但l 1与l 3不垂直B .l 1⊥l 3,但l 1与l 2不垂直C .l 2⊥l 3,但l 2与l 1不垂直D .l 1,l 2,l 3两两互相垂直解析: ∵a ·b =(4,-1,0)·(1,4,5)=4-4+0=0, a ·c =(4,-1,0)·( -3,12,-9)=-12-12=-24≠0. b ·c =(1,4,5)·(-3,12,-9)=-3+48-45=0, ∴a ⊥b ,a 与c 不垂直,b ⊥c . ∴l 1⊥l 2,l 2⊥l 3,但l 1不垂直于l 3. 答案: A2.已知直线l 1的方向向量a =(2,4,x ),直线l 2的方向向量b =(2,y,2),若|a |=6,且a ⊥b ,则x +y 的值是( )A .-3或1B .3或-1C .-3D .1解析: |a |=22+42+x 2=6, ∴x =±4, 又∵a ⊥b ,∴a ·b =2×2+4y +2x =0, ∴y =-1-12x ,∴当x =4时,y =-3, 当x =-4时,y =1, ∴x +y =1或-3. 答案: A3.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,若E 为A 1C 1的中点,则直线CE 垂直于( ) A .AC B .BD C .A 1DD .A 1A 解析: 如图,以D 为坐标原点,DA ,DC ,DD 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系Dxyz .设正方体的棱长为2,则C (0,2,0),A 1(2,0,2),D (0,0,0),E (1,1,2),A (2,0,0),B (2,2,0)CE →=(1,-1,2),AC →=(-2,2,0)DB →=(2,2,0),A 1D →=(2,0,2),AA 1→=(0,0,2).CE →·AC →=-2-2+0=-4≠0,∴CE 与AC 不垂直,CE →·DB →=1×2+(-1)×2+2×0=0, ∴CE ⊥BD .故选B. 答案: B4.已知平面α内有一个点A (2,-1,2),α的一个法向量为n =(3,1,2),则下列点P 中,在平面α内的是( )A .(1,-1,1) B.⎝⎛⎭⎫1,3,32 C.⎝⎛⎭⎫1,-3,32 D.⎝⎛⎭⎫-1,3,-32 解析: 要判断点P 是否在平面内,只需判断向量P A →与平面的法向量n 是否垂直,即P A →·n 是否为0即可,因此,要对各个选项进行逐个检验.对于选项A ,P A →=(1,0,1),则P A →·n =(1,0,1)·(3,1,2) =5≠0,故排除A ;对于选项B ,P A →=⎝⎛⎭⎫1,-4,12, 则P A →·n =⎝⎛⎭⎫1,-4,12·(3,1,2)=0,故B 正确, 同理可排除C ,D.故选B. 答案: B二、填空题(每小题5分,共10分)5.如图所示,在空间四边形ABCD 中,AB =BC ,CD =DA ,E ,F ,G 分别是CD ,DA 和AC 的中点,则平面BEF 与平面BDG 的位置关系是________.解析: 由AB =BC ,G 是AC 中点得 BG ⊥AC由CD =DA ,G 是AC 中点得DG ⊥AC ∴AC ⊥平面GBD又EF ∥AC ,∴EF ⊥平面GBD ∴平面BEF ⊥平面BDG 答案: 垂直6.已知正四棱锥(如图),在向量P A →-PB →+PC →-PD →,P A →+PC →,PB →+PD →,P A →+PB →+PC →+PD →中,不能作为底面ABCD 的法向量的向量是________.解析: P A →-PB →+PC →-PD →=BA →+PC →-PD →=PD →-PD →=0, 而P A →+PC →=2PO →,又PO →⊥面ABCD 知可以,同样PB →+PD →也可以,P A →+PB →+PC →+PD →=4PO →当然也可以. 答案: P A →-PB →+PC →-PD →三、解答题(每小题10分,共20分)7.已知三棱锥P -ABC 中,P A ⊥平面ABC ,AB ⊥AC ,P A =AC =12AB ,N 为AB 上一点,AB =4AN ,M ,S 分别为PB ,BC 的中点.证明:CM ⊥SN .证明: 设P A =1,以A 为原点,AB ,AC ,AP 所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系如图.则P (0,0,1),C (0,1,0),B (2,0,0),M ⎝⎛⎭⎫1,0,12,N ⎝⎛⎭⎫12,0,0,S ⎝⎛⎭⎫1,12,0. (1)CM →=⎝⎛⎭⎫1,-1,12, SN →=⎝⎛⎭⎫-12,-12,0, 因为CM →·SN →=-12+12+0=0,所以CM ⊥SN .8.如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,AB ⊥AD ,AC ⊥CD ,∠ABC =60°,P A =AB =BC ,E 是PC 的中点.(1)证明:CD ⊥AE ; (2)证明:PD ⊥平面ABE .证明: 以A 为原点,AB 、AD 、AP 所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,设P A =AB =BC =1,则AC =1,CD =33,AD =23=233 A (0,0,0);B (1,0,0);C ⎝⎛⎭⎫12,32,0;D ⎝⎛⎭⎫0,233,0P (0,0,1);E ⎝⎛⎭⎫14,34,12;CD →=⎝⎛⎭⎫-12,36,0;PD →=⎝⎛⎭⎫0,233,-1 (1)∵CD →·AE →=⎝⎛⎭⎫-12,36,0⎝⎛⎭⎫14,34,12=-18+324=0∴CD →⊥AE →(2)∵PD →·AB →=0PD →·AE →=⎝⎛⎭⎫0,233,-1⎝⎛⎭⎫14,34,12=0∴PD ⊥AB ,PD ⊥AE 又AB ∩AE =A ∴PD ⊥平面ABE .尖子生题库☆☆☆9.(10分)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 是棱BC 的中点,试在棱CC 1上求一点P ,使得平面A 1B 1P ⊥平面C 1DE .解析: 如图,以D 为坐标原点,以DA ,DC ,DD 1为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系.设正方体的棱长为1,则E ⎝⎛⎭⎫12,1,0,A 1(1,0,1),B 1(1,1,1),C 1(0,1,1),C (0,1,0). 设CP →=λCC 1→=λ(0,0,1)=(0,0,λ),DE →=⎝⎛⎭⎫12,1,0,DC 1→=(0,1,1). 设n =(x ,y ,z )为平面C 1DE 的法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧ n ·DE →=0n ·DC 1→=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧12x +y =0y +z =0.令x =2,得y =-1,z =1,∴n =(2,-1,1).A 1B 1→=(0,1,0),B 1P →=CP →-CB 1→=(0,0,λ)-(1,0,1)=(-1,0,λ-1). 设m =(x ′,y ′,z ′)是平面A 1B 1P 的法向量, 则⎩⎨⎧m ·A 1B 1→=0m ·B 1P =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧y ′=0-x ′+(λ-1)z ′=0.令z ′=1,则x ′=λ-1, ∴m =(λ-1,0,1),要使平面A 1B 1P ⊥平面C 1DE ,只须使n ·m =0, ∴2(λ-1)+1=0.∴λ=12.∴点P 为CC 1的中点时,平面A 1B 1P ⊥平面C 1DE .。
人教a版高中数学选修21全册同步练习及单元检测含答案
答案: 一元二次方程 ax2+ bx+ c=0( a≠0) 此方程有两个不相等的实数根
假
三、解答题 ( 每小题 10 分,共 20 分 )
7.指出下列命题的条件 p 和结论 q: (1) 若 x+ y 是有理数,则 x, y 都是有理数;
(2) 如果一个函数的图象是一条直线,那么这个函数为一次函数.
1
1
∴ a+1≥1且 a≤ 2,即 0≤ a≤ 2.
1 ∴满足条件的 a 的取值范围为 0, 2 .
4 8.求证: 0≤ a< 是不等式
ax2- ax+1- a>0 对一切实数
x 都成立的充要条件.
5
4 证明: 充分性:∵ 0<a< ,
5 ∴ Δ=a2- 4a(1 -a) = 5a2- 4a= a(5 a-4)<0 , 则 ax2- ax+ 1- a>0 对一切实数 x 都成立. 而当 a= 0 时,不等式 ax2-ax+ 1- a>0 可变成 1>0.
x 都成立的充要条件.
尖子生题库 ☆☆☆ 9. (10 分 ) 已知条件 p: A= { x|2 a≤ x≤ a2+ 1} ,条件 q: B={ x| x2- 3( a+ 1) x+2(3 a+ 1) ≤0} .若 p 是 q 的充分条件,求实数 a 的取值范围. 解析: 先化简 B, B= { x|( x- 2)[ x- (3 a+1)] ≤0} ,
答案: (1)(2)(3)
x 6.设集合 A= x| x-1<0 ,B= { x|0< x<3} ,那么“ m∈ A”是“ m∈ B”的 ________条件.
x
解析:
A=
x|
<0 x- 1
最新人教A版高中数学选修2-1 2章整合课时同步练习 习题(含解析)
2章整合(考试时间90分钟,满分120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出地四个选项中,只有一项是符合题目要求地)1.以x24-y212=-1地焦点为顶点,顶点为焦点地椭圆方程为( )A.x216+y212=1 B.x212+y216=1C.x216+y24=1 D.x24+y216=1解析:双曲线x24-y212=-1地焦点坐标为(0,±4),顶点坐标为(0,±23),故所求椭圆地焦点在y轴上,a=4,c=23,∴b2=4,所求方程为x24+y216=1,故选D.答案: D2.设P是椭圆x2169+y2144=1上一点,F1、F2是椭圆地焦点,若|PF1|等于4,则|PF2|等于( ) A.22 B.21C.20 D.13解析:由椭圆地定义知,|PF1|+|PF2|=26,又∵|PF1|=4,∴|PF2|=26-4=22.答案: A3.双曲线方程为x2-2y2=1,则它地右焦点坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,0B.⎝ ⎛⎭⎪⎫52,0 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫62,0 D .(3,0)解析: 将双曲线方程化为标准方程为x 2-y212=1,∴a 2=1,b 2=12,∴c 2=a 2+b 2=32,∴c =62,故右焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫62,0.答案: C4.若抛物线x 2=2py 地焦点与椭圆x23+y24=1地下焦点重合,则p 地值为( )A .4B .2C .-4D .-2解析: 椭圆x23+y24=1地下焦点为(0,-1),∴p2=-1,即p =-2. 答案: D5.若k ∈R ,则k >3是方程x2k -3-y2k +3=1表示双曲线地( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件解析: 方程x2k -3-y2k +3=1表示双曲线地条件是(k -3)(k +3)>0,即k >3或k <-3.故k >3是方程x2k -3-y2k +3=1表示双曲线地充分不必要条件.故选A. 答案: A6.已知F 1、F 2是椭圆地两个焦点,满足MF 1→·MF 2→=0地点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率地取值范围是( )A .(0,1)B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12C.⎝⎛⎭⎪⎫0,22D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1 解析: 由MF1→·MF 2→=0可知点M 在以线段F 1F 2为直径地圆上,要使点M 总在椭圆内部,只需c <b ,即c 2<b 2,c 2<a 2-c 2,2c 2<a 2,故离心率e =c a <22.因为0<e <1,所以0<e <22.即椭圆离心率地取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫0,22.故选C.答案: C7.已知抛物线C :y 2=4x 地焦点为F ,直线y =2x -4与C 交于A ,B 两点,则cos ∠AFB =( )A.45 B.35 C .-35D .-45解析 方法一:由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -4,y 2=4x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =4.令B (1,-2),A (4,4),又F (1,0), ∴由两点间距离公式得|BF |=2,|AF |=5,|AB |=3 5.∴cos ∠AFB =|BF |2+|AF |2-|AB |22|BF |·|AF |=4+25-452×2×5=-45.方法二:由方法一得A (4,4),B (1,-2),F (1,0),∴FA →=(3,4),FB →=(0,-2),∴|FA→|=32+42=5,|FB→|=2.∴cos∠AFB=FA,→·FB→|F A→|·|F B→|=3×0+4×-25×2=-45.答案: D8.F1、F2是椭圆x29+y27=1地两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则△AF1F2地面积为( )A.7 B.72C.74D.752解析:|F1F2|=22,|AF1|+|AF2|=6,|AF2|=6-|AF1|.|AF2|2=|AF1|2+|F1F2|2-2|AF1|·|F1F2|cos 45°=|AF1|2-4|AF1|+8(6-|AF1|)2=|AF1|2-4|AF1|+8,∴|AF1|=72 .S=12×72×22×22=72.答案: B9.已知点M(-3,0)、N(3,0)、B(1,0),动圆C与直线MN切于点B,过M、N与圆C相切地两直线相交于点P,则P点地轨迹方程为( )A.x2-y28=1(x>1) B.x2-y28=1(x<-1)C.x2+y28=1(x>0) D.x2-y210=1(x>1)解析:设圆与直线PM、PN分别相切于E、F,则|PE|=|PF|,|ME|=|MB|,|NB|=|NF|.∴|PM|-|PN|=|PE|+|ME|-(|PF|+|NF|)=|MB|-|NB|=4-2=2<|MN|.所以点P地轨迹是以M(-3,0),N(3,0)为焦点地双曲线地一支,且a=1,∴c=3,b2=8,∴所以双曲线方程是x2-y28=1(x>1).答案: A10.设直线l过双曲线C地一个焦点,且与C 地一条对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|为C 地实轴长地2倍,则C 地离心率为( )A. 2B. 3 C .2D .3解析: 设双曲线地标准方程为x 2a 2-y2b 2=1(a >0,b >0),由于直线l 过双曲线地焦点且与对称轴垂直,因此直线l 地方程为l :x =c 或x =-c ,代入x 2a 2-y2b2=1得y 2=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2a 2-1=b 4a2,∴y =±b 2a ,故|AB |=2b 2a ,依题意2b 2a =4a ,∴b2a2=2,∴c 2-a 2a2=e 2-1=2.∴e= 3.答案: B二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)11.若双曲线地渐近线方程为y=±13x,它地一个焦点是(10,0),则双曲线地标准方程是________.解析:由双曲线地渐近线方程为y=±13x,知b a =13,它地一个焦点是(10,0),知a2+b2=10,因此a=3,b=1,故双曲线地方程是x29-y2=1.答案:x29-y2=112.若过椭圆x216+y24=1内一点(2,1)地弦被该点平分,则该弦所在直线地方程是________.解析:设直线方程为y-1=k(x-2),与双曲线方程联立得(1+4k2)x2+(-16k2+8k)x+16k2-16k-12=0,设交点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=16k2-8k1+4k2=4,解得k=-12,所以直线方程为x+2y-4=0. 答案:x+2y-4=013.如图,F 1,F 2分别为椭圆x2a2+y 2b2=1地左、右焦点,点P 在椭圆上,△POF 2是面积为3地正三角形,则b 2地值是________.解析: ∵△POF 2是面积为3地正三角形, ∴12c 2sin 60°=3, ∴c 2=4, ∴P (1,3), ∴⎩⎪⎨⎪⎧1a 2+3b2=1,a 2=b 2+4,解之得b 2=2 3.答案: 2 314.已知抛物线y 2=4x ,过点P (4,0)地直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y21+y22地最小值是________.解析:显然x1,x2≥0,又y21+y22=4(x1+x2)≥8x1x2,当且仅当x1=x2=4时取等号,所以最小值为32.答案:32三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答时应写出必要地文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本小题满分12分)已知双曲线与椭圆x2 9+y2 25=1共焦点,它们地离心率之和为145,求双曲线方程.解析:由椭圆方程可得椭圆地焦点为F(0,±4),离心率e=45,所以双曲线地焦点为F(0,±4),离心率为2,从而c=4,a=2,b=2 3.所以双曲线方程为y24-x212=1.16.(本小题满分12分)设椭圆地中心在原点,焦点在x轴上,离心率e=32.已知点P⎝⎛⎭⎪⎫0,32到这个椭圆上地点地最远距离为7,求这个椭圆地方程.解析:设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),M(x,y )为椭圆上地点,由c a =32得a =2b .|PM |2=x2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322=-3⎝⎛⎭⎪⎫y +122+4b 2+3(-b ≤y ≤b ),若b <12,则当y =-b 时,|PM |2最大,即⎝⎛⎭⎪⎫b +322=7,则b =7-32>12,故舍去.若b ≥12时,则当y =-12时,|PM |2最大,即4b2+3=7,解得b 2=1.∴所求方程为x24+y 2=1.17.(本小题满分12分)设λ>0,点A地坐标为(1,1),点B在抛物线y=x2上运动,点Q满足BQ→=λQA→,经过点Q与x轴垂直地直线交抛物线于点M,点P满足QM→=λMP→,求点P地轨迹方程.解析:由QM→=λMP→知Q、M、P三点在同一条垂直于x轴地直线上,故可设P(x,y),Q(x,y0),M(x,x2),则x2-y0=λ(y-x2),即y0=(1+λ)x2-λy.①再设B(x1,y1),由BQ→=λQA→,即(x-x1,y0-y1)=λ(1-x,1-y0),解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1+λx -λ,y 1=1+λy 0-λ.②将①式代入②式,消去y 0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1+λx -λ,y 1=1+λ2x 2-λ1+λy -λ.③又点B 在抛物线y =x 2上,所以y 1=x 21, 再将③式代入y 1=x 21,得(1+λ)2x 2-λ(1+λ)y -λ=[(1+λ)x -λ]2,(1+λ)2x 2-λ(1+λ)y -λ=(1+λ)2x 2-2λ(1+λ)x +λ2,2λ(1+λ)x -λ(1+λ)y -λ(1+λ)=0.因为λ>0,两边同除以λ(1+λ),得2x-y -1=0.故所求点P地轨迹方程为y=2x-1.18.(本小题满分14分)已知椭圆地长轴长为2a,焦点是F1(-3,0)、F2(3,0),点F1到直线x=-a23地距离为33,过点F2且倾斜角为锐角地直线l与椭圆交于A、B两点,使得|F2B|=3|F2A|.(1)求椭圆地方程;(2)求直线l地方程.解析:(1)∵F1到直线x=-a23地距离为33,∴-3+a23=33.∴a 2=4.而c =3,∴b 2=a 2-c 2=1.∵椭圆地焦点在x 轴上,∴所求椭圆地方程为x 24+y 2=1. (2)设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2). ∵|F 2B |=3|F 2A |, ∴⎩⎪⎨⎪⎧3=x 2+3x 11+3,0=y 2+3y 11+3,⎩⎪⎨⎪⎧ x 2=43-3x 1,y 2=-3y 1. ∵A 、B 在椭圆x 24+y 2=1上,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 214+y 21=1,43-3x 124+-3y 12=1. ∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 1=1033,y 1=233取正值.∴l 地斜率为233-01033-3= 2. ∴l 地方程为y =2(x -3), 即2x -y -6=0.。
高中数学2.2双曲线2.2.2双曲线的简单几何性质第2课时双曲线几何性质的应用学案含解析新人教A版选修1_1
第2课时 双曲线几何性质的应用学习目标 1.了解直线与双曲线的位置关系.2.了解与直线、双曲线有关的弦长、中点等问题.知识点一 直线与双曲线的位置关系思考 直线与圆(椭圆)有且只有一个公共点,则直线与圆(椭圆)相切,那么,直线与双曲线相切,能用这个方法判断吗? 答案 不能.梳理 设直线l :y =kx +m (m ≠0),①双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),②把①代入②得(b 2-a 2k 2)x 2-2a 2mkx -a 2m 2-a 2b 2=0.(1)当b 2-a 2k 2=0,即k =±b a时,直线l 与双曲线C 的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.(2)当b 2-a 2k 2≠0,即k ≠±b a时,Δ=(-2a 2mk )2-4(b 2-a 2k 2)(-a 2m 2-a 2b 2). Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时称直线与双曲线相交; Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时称直线与双曲线相切; Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时称直线与双曲线相离. 知识点二 弦长公式若斜率为k (k ≠0)的直线与双曲线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则|AB |=+k2x 1+x 22-4x 1x 2]=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2y 1+y 22-4y 1y 2].1.若直线与双曲线交于一点,则直线与双曲线相切.( × ) 2.直线l :y =x 与双曲线C :2x 2-y 2=2有两个公共点.( √ )类型一 直线与双曲线的位置关系例1 已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为233,且过点(6,1).(1)求双曲线C 的方程;(2)若直线l :y =kx +2与双曲线C 恒有两个不同的交点A ,B ,求k 的取值范围. 考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系 解 (1)由e =233,可得c 2a 2=43,所以a 2=3b 2,故双曲线方程可化为x 23b 2-y 2b2=1.将点P (6,1)代入双曲线C 的方程, 解得b 2=1,所以双曲线C 的方程为x 23-y 2=1.(2)联立直线与双曲线方程,⎩⎨⎧y =kx +2,x 2-3y 2-3=0,消去y ,得(1-3k 2)x 2-62kx -9=0.由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=72k 2--3k2-,1-3k 2≠0,解得-1<k <1且k ≠±33. 所以k 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-1,-33∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33∪⎝ ⎛⎭⎪⎫33,1. 反思与感悟 (1)解决直线与双曲线的公共点问题,不仅要考虑判别式,更要注意二次项系数为0时,直线与渐近线平行的特殊情况.(2)双曲线与直线只有一个公共点的题目,应分两种情况讨论:双曲线与直线相切或直线与双曲线的渐近线平行.(3)注意对直线l 的斜率是否存在进行讨论.跟踪训练1 已知双曲线x 2-y 24=1,过点P (1,1)的直线l 与双曲线只有一个公共点,求直线l 的斜率k .考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系 解 当直线l 的斜率不存在时, 直线l :x =1与双曲线相切,符合题意. 当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y =k (x -1)+1, 代入双曲线方程,得(4-k 2)x 2-(2k -2k 2)x -k 2+2k -5=0. 当4-k 2=0时,k =±2,直线l 与双曲线的渐近线平行,l 与双曲线只有一个公共点; 当4-k 2≠0时,令Δ=0,得k =52.综上,k =52或k =±2或k 不存在.类型二 弦长公式及中点弦问题 例2 双曲线的方程是x 24-y 2=1.(1)直线l 的倾斜角为π4,被双曲线截得的弦长为8311,求直线l 的方程;(2)过点P (3,1)作直线l ′,使其被双曲线截得的弦恰被P 点平分,求直线l ′的方程. 考点 直线与双曲线的位置关系 题点 弦长及弦中点问题解 (1)设直线l 的方程为y =x +m ,代入双曲线方程,得3x 2+8mx +4(m 2+1)=0, Δ=(8m )2-4×3×4(m 2+1)=16(m 2-3)>0, ∴m 2>3.设直线l 与双曲线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点, 则x 1+x 2=-83m ,x 1x 2=m 2+3.由弦长公式|AB |=1+k 2|x 1-x 2|,得 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-83m 2-m 2+3=8311, ∴42×m 2-33=8311,即m =±5,满足m 2>3,∴直线l 的方程为y =x ±5.(2)设直线l ′与双曲线交于A ′(x 3,y 3),B ′(x 4,y 4)两点, 点P (3,1)为A ′B ′的中点,则x 3+x 4=6,y 3+y 4=2. 由x 23-4y 23=4,x 24-4y 24=4,两式相减得(x 3+x 4)(x 3-x 4)-4(y 3+y 4)(y 3-y 4)=0, ∴y 3-y 4x 3-x 4=34,∴l ′的方程为y -1=34(x -3),即3x -4y -5=0.把此方程代入双曲线方程,整理得5y 2-10y +114=0,满足Δ>0,∴所求直线l ′的方程为3x -4y -5=0.反思与感悟 (1)使用弦长公式时,一般可以利用根与系数的关系,解决此类问题,一定不要忽略直线与双曲线相交这个条件,得到的k 要保证满足相交,即验证Δ>0.(2)与弦中点有关的问题主要用点差法.跟踪训练2 设双曲线的顶点是椭圆x 23+y 24=1的焦点,该双曲线又与直线15x -3y +6=0交于A ,B 两点,且OA ⊥OB (O 为坐标原点). (1)求此双曲线的方程; (2)求|AB |.考点 直线与双曲线的位置关系 题点 弦长及弦中点问题解 (1)已知椭圆的焦点为(0,±1), 即是双曲线的顶点,因此设双曲线方程为y 2-mx 2=1(m >0),① 又直线15x -3y =-6,②A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是方程①②组成的方程组的两个解.由⎩⎨⎧y 2-mx 2=1,15x -3y =-6,得⎝ ⎛⎭⎪⎫53-m x 2+4153x +3=0, 当m =53时,显然不满足题意.当m ≠53时,则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-415353-m ,x 1x 2=353-m ,又OA ⊥OB ,∴OA →·OB →=0,∴x 1x 2+y 1y 2=0,∴x 1x 2+y 1y 2=83x 1x 2+2153(x 1+x 2)+4=0,∴83×353-m +2153×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-415353-m +4=0,∴m =13,经验证,此时Δ>0.∴双曲线的方程为y 2-x 23=1.(2)∵⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-15,x 1x 2=94,∴|AB |=1+k 2×x 1+x 22-4x 1x 2=1+⎝⎛⎭⎪⎫1532×-152-4×94=4.类型三 由直线与双曲线相交求参数的取值范围(值)例3 已知中心在坐标原点的双曲线C 的右焦点为(2,0),右顶点为(3,0). (1)求双曲线C 的方程;(2)若直线l :y =kx +2与双曲线C 恒有两个不同的交点A ,B ,且OA →·OB →>2(其中O 为原点),求k 的取值范围.考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系解 (1)设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由已知得a =3,c =2,所以b =1.故所求双曲线方程为x 23-y 2=1.(2)将y =kx +2代入x 23-y 2=1,可得(1-3k 2)x 2-62kx -9=0. 由直线l 与双曲线交于不同的两点,得⎩⎨⎧1-3k 2≠0,Δ=-62k2+-3k2=-k2,故k 2≠13且k 2<1.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=62k 1-3k 2,x 1x 2=-91-3k 2,由OA →·OB →>2,得x 1x 2+y 1y 2>2. 又因为y 1y 2=(kx 1+2)(kx 2+2)=k 2x 1x 2+2k (x 1+x 2)+2=-9k 21-3k 2+12k21-3k2+2=3k 21-3k2+2. 所以-91-3k 2+3k 21-3k 2+2>2,所以3k 2-91-3k 2>0.又因为k 2≠13且k 2<1,所以13<k 2<1.所以k 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫k ⎪⎪⎪-1<k <-33或33<k <1. 反思与感悟 当与直线有关时,常常联立直线与双曲线的方程,消元后利用一元二次方程的判别式、根与系数的关系构造相关数量关系式求解. 跟踪训练3 已知双曲线C :x 2-y 2=1及直线l :y =kx -1. (1)若l 与C 有两个不同的交点,求实数k 的取值范围;(2)若l 与C 交于A ,B 两点,O 是坐标原点,且△AOB 的面积为2,求实数k 的值. 考点 直线与双曲线的位置关系题点 直线与双曲线相交弦长与三角形面积 解 (1)双曲线C 与直线l 有两个不同的交点,则方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2-y 2=1,y =kx -1有两个不同的实数根,整理得(1-k 2)x 2+2kx -2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,Δ=4k 2+-k2,解得-2<k <2且k ≠±1.∴当双曲线C 与直线l 有两个不同的交点时,k 的取值范围是(-2,-1)∪(-1,1)∪(1,2).(2)设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 直线l 与y 轴交于点D (0,-1).由(1)知,C 与l 联立的方程为(1-k 2)x 2+2kx -2=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2k1-k 2,x 1x 2=-21-k 2.当A ,B 在双曲线上的一支上且|x 1|>|x 2|时,S △OAB =S △OAD -S △OBD=12(|x 1|-|x 2|) =12|x 1-x 2|; 当A ,B 在双曲线的两支上且x 1>x 2时,S △OAB =S △ODA +S △OBD=12(|x 1|+|x 2|) =12|x 1-x 2|. ∴S △OAB =12|x 1-x 2|=2,∴(x 1-x 2)2=(22)2, 即⎝⎛⎭⎪⎫-2k 1-k 22+81-k 2=8,解得k =0或k =±62. 又∵-2<k <2且k ≠±1, ∴当k =0或k =±62时,△AOB 的面积为 2.1.若直线y =kx 与双曲线4x 2-y 2=16相交,则实数k 的取值范围是( ) A .-2<k <2B .-1<k <1C .0<k <2D .-2<k <0考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系 答案 A解析 易知k ≠±2,将y =kx 代入4x 2-y 2=16得关于x 的一元二次方程(4-k 2)x 2-16=0,由Δ>0可得-2<k <2.2.“直线与双曲线有唯一交点”是“直线与双曲线相切”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系 答案 B3.直线y =x -1被双曲线2x 2-y 2=3所截得的弦的中点坐标是( ) A .(1,2) B .(-2,-1) C .(-1,-2)D .(2,1)考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的位置关系 答案 C解析 将y =x -1代入2x 2-y 2=3,得x 2+2x -4=0,由此可得弦的中点的横坐标为x 1+x 22=-22=-1,将x =-1代入直线方程y =x -1得y =-2,故选C. 4.过点A (3,-1)且被A 点平分的双曲线x 24-y 2=1的弦所在的直线方程是________.考点 直线与双曲线的位置关系 题点 直线与双曲线的其他问题 答案 3x +4y -5=0解析 易知所求直线的斜率存在,设为k ,设该直线的方程为y +1=k (x -3),代入x 24-y 2=1,消去y 得关于x 的一元二次方程(1-4k 2)x 2+(24k 2+8k )x -36k 2-24k -8=0, ∴-24k 2+8k 1-4k 2=6,∴k =-34,此时Δ>0,符合题意,∴所求直线方程为3x +4y -5=0.5.过双曲线x 2-y 22=1的右焦点F 作直线l 交双曲线于A ,B 两点,若|AB |=4,则满足条件的直线l 有________条.考点 直线与双曲线的位置关系题点 直线与双曲线相交弦长与三角形面积 答案 3解析 当直线l 交双曲线于左右两支时,因为2a =2,而|AB |=4,故可有两条.若直线l 交双曲线于同支,当直线l 垂直于x 轴时,|AB |=4,故只有一条,所以满足条件的直线有3条.双曲线的综合问题常涉及其离心率、渐近线、范围等,与向量、三角函数、不等式等知识交汇考查综合运用数学知识的能力.(1)当与向量知识结合时,注意运用向量的坐标运算,将向量间的关系,转化为点的坐标问题,再根据根与系数的关系,将所求问题与条件建立关系求解.(2)当与直线有关时,常常联立直线与双曲线的方程,消元后利用一元二次方程的判别式、根与系数的关系构造相关关系求解.一、选择题1.双曲线C 与椭圆x 29+y 24=1有相同的焦距,一条渐近线的方程为x -2y =0,则双曲线C 的标准方程为( ) A.x 24-y 2=1 B.x 24-y 2=1或y 2-x 24=1 C .x 2-y 24=1或y 2-x 24=1D .y 2-x 24=1 考点 双曲线性质的应用题点 双曲线与椭圆结合的有关问题 答案 B2.设直线l 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为( ) A.2B.3C .2D .3 考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线的离心率答案 B解析 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0).∵直线l 过双曲线的焦点且与对称轴垂直, ∴直线l 的方程为x =c 或x =-c ,代入x 2a 2-y 2b 2=1,得y 2=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2a 2-1=b 4a 2, ∴y =±b 2a ,故|AB |=2b 2a .依题意2b2a=4a ,∴b 2a 2=2,∴c 2-a 2a2=e 2-1=2,∴e = 3. 3.双曲线y 2b 2-x 2a 2=1(a >b >0)的一条渐近线与椭圆x 2a 2+y 2b2=1交于点M ,N ,则|MN |等于( )A .a +b B.2aC.a 2+b 2 D.a 2-b 2考点 双曲线性质的应用题点 双曲线与椭圆结合的有关问题 答案 C解析 双曲线y 2b 2-x 2a 2=1的一条渐近线方程为y =ba x ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =ba x ,x 2a 2+y 2b 2=1,得x =±22a . 所以|MN |=1+b 2a 2|x 2-x 1|=a 2+b 2a 2·2a=a 2+b 24.已知F 1,F 2分别为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,|PF 1|=2|PF 2|,则cos∠F 1PF 2等于( ) A.14B.35C.34D.45 考点 双曲线的定义 题点 双曲线的焦点三角形 答案 C解析 由双曲线定义知,|PF 1|-|PF 2|=22, 又|PF 1|=2|PF 2|,∴|PF 2|=22,|PF 1|=4 2.|F 1F 2|=2c =2 a 2+b 2=4.∴cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=32+8-162×22×42=2416×2=34. 5.已知双曲线方程为x 2-y 24=1,过P (1,0)的直线l 与双曲线只有一个公共点,则l 的条数为( )A .4B .3C .2D .1 考点 直线与双曲线的位置关系题点 直线与双曲线的位置关系答案 B解析 由双曲线x 2-y 24=1的渐近线方程为y =±2x ,点P (1,0)是双曲线的右顶点,则直线x =1与双曲线只有一个公共点,过点P (1,0)且平行于渐近线y =±2x 时,直线l 与双曲线只有一个公共点,有2条,故满足题意的直线共3条. 6.已知双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交双曲线于A ,B 两点,若AB 的中点坐标为N (-12,-15),则E 的方程为( )A.x 23-y 26=1 B.x 26-y 23=1 C.x 24-y 25=1 D.x 25-y 24=1 考点 直线与双曲线的位置关系题点 弦长及弦中点问题答案 C解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 21a 2-y 21b 2=1,x 22a 2-y 22b2=1, 两式相减可得x 1+x 2x 1-x 2a 2=y 1+y 2y 1-y 2b 2.∵线段AB 的中点坐标为N (-12,-15), ∴-x 1-x 2a 2=-y 1-y 2b 2. ∴y 1-y 2x 1-x 2=4b 25a 2.∵直线的斜率为-15-12-3=1, ∴4b 25a 2=1. ∵右焦点为F (3,0),∴a 2+b 2=9,解得a 2=4,b 2=5,∴E 的方程为x 24-y 25=1. 7.已知M (x 0,y 0)是双曲线C :x 22-y 2=1上的一点,F 1,F 2是C 的两个焦点.若MF 1→·MF 2→<0,则y 0的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-36,36 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-223,223 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,233 考点 双曲线的几何性质题点 双曲线范围的应用答案 A解析 由题意知a 2=2,b 2=1, 所以c 2=3,不妨设F 1(-3,0),F 2(3,0),所以MF 1→=(-3-x 0,-y 0),MF 2→=(3-x 0,-y 0),所以MF 1→·MF 2→=x 20-3+y 20=3y 20-1<0,所以-33<y 0<33. 8.如图,已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,过F 1的直线l 与双曲线的左、右两支分别交于点B ,A ,若△ABF 2为等边三角形,则双曲线的离心率为( ) A.7B .4 C.233 D. 3考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线的离心率答案 A解析 因为△ABF 2为等边三角形,不妨设|AB |=|BF 2|=|AF 2|=m ,A 为双曲线上一点,|F 1A |-|F 2A |=|F 1A |-|AB |=|F 1B |=2a ,B 为双曲线上一点,则|BF 2|-|BF 1|=2a ,|BF 2|=4a ,|F 1F 2|=2c ,由∠ABF 2=60°,得∠F 1BF 2=120°,在△F 1BF 2中,由用余弦定理,得4c 2=4a 2+16a 2-2·2a ·4a ·cos120°,得c 2=7a 2,则e 2=7,即e =7.二、填空题 9.双曲线x 2a 2-y 29=1的离心率e =54,则其两条渐近线方程为________. 考点 双曲线性质的应用题点 以离心率或渐近线为条件的简单问题答案 y =±34x 解析 双曲线x 2a 2-y 29=1,∴b =3, 又双曲线的离心率e =c a =1+b 2a 2=1+9a 2=54, 解得a =4, ∴双曲线的两条渐近线方程为y =±b a x =±34x .10.双曲线x 29-y 216=1的右顶点为A ,右焦点为F ,过点F 平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B ,则△AFB 的面积为________.考点 双曲线的定义题点 双曲线的焦点三角形答案 3215 解析 双曲线右顶点A (3,0),右焦点F (5,0),双曲线一条渐近线的斜率是43,则直线FB 的方程是y =43(x -5),与双曲线方程联立解得点B 的纵坐标为-3215,故△AFB 的面积为12×|AF ||y B |=12×2×3215=3215. 11.若双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)与直线y =2x 无交点,则离心率e 的取值范围是________. 考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线离心率的取值范围答案 (1,5]解析 由题意可得,双曲线的渐近线的斜率ba≤2,所以e =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2≤ 5. 又e >1,则离心率e 的取值范围是(1,5].12.过P (8,3)作双曲线9x 2-16y 2=144的弦AB ,且P 为弦AB 的中点,那么直线AB 的方程为________.考点 直线与双曲线的位置关系题点 弦长及弦中点问题答案 3x -2y -18=0解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由P (8,3)为弦AB 的中点,可得x 1+x 2=16,y 1+y 2=6,又9x 21-16y 21=144,9x 22-16y 22=144,两式相减,可得9(x 1+x 2)(x 1-x 2)-16(y 1+y 2)(y 1-y 2)=0,即为9(x 1-x 2)-6(y 1-y 2)=0,可得k AB =y1-y 2x 1-x 2=32,则直线AB 的方程为y -3=32(x -8),即3x -2y -18=0.三、解答题13.已知双曲线的渐近线方程为y =±2x ,且双曲线过点(-3,42).(1)求双曲线的方程;(2)若直线4x -y -6=0与双曲线相交于A ,B 两点,求|AB |的值.考点 直线与双曲线的位置关系题点 直线与双曲线的位置关系解 (1)双曲线的渐近线方程为y =±2x ,则设双曲线的方程为x 2-y24=λ(λ≠0),把(-3,42)代入方程,得9-324=λ,解得λ=1,∴双曲线的方程为x 2-y 24=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧4x -y -6=0,x 2-y24=1,整理得3x 2-12x +10=0,由根与系数的关系,得x 1+x 2=4,x 1x 2=103, 由弦长公式可知|AB |=+k 2x 1+x 22-4x 1x 2] =+⎝ ⎛⎭⎪⎫42-4×103=21023, ∴|AB |的值为21023. 四、探究与拓展 14.过双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 作一条与其渐近线平行的直线l ,交C 于点P .若点P 的横坐标为2a ,求双曲线C 的离心率. 考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线的离心率解 如图所示,不妨设与渐近线平行的直线l 的斜率为b a , 又直线l 过右焦点F (c,0),则直线l 的方程为y =b a(x -c ).因为点P 的横坐标为2a ,代入双曲线方程得4a 2a 2-y 2b2=1, 化简得y =-3b 或y =3b (点P 在x 轴下方,故舍去), 故点P 的坐标为(2a ,-3b ),代入直线方程得-3b =b a (2a -c ),化简可得离心率e =c a =2+ 3.15.直线y =ax +1与双曲线3x 2-y 2=1相交于A ,B 两点.(1)求线段AB 的长;(2)当a 为何值时,以AB 为直径的圆经过坐标原点? 考点 直线与双曲线的位置关系题点 弦长及弦中点问题解 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =ax +1,3x 2-y 2=1,消去y , 得(3-a 2)x 2-2ax -2=0.由题意可得3-a 2≠0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2a3-a 2,x 1x 2=-23-a 2.(1)|AB |=x 1-x 22+y 1-y 22=+a 2x 1+x 22-4x 1x 2] =+a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 3-a 22+83-a 2=2+a 2-a 2|3-a 2|.(2)由题意知,OA ⊥OB ,则OA →·OB →=0.即x 1x 2+y 1y 2=0,∴x 1x 2+(ax 1+1)(ax 2+1)=0,即(1+a 2)x 1x 2+a (x 1+x 2)+1=0,∴(1+a 2)·-23-a 2+a ·2a3-a 2+1=0,解得a =±1.经检验当a =±1时,以AB 为直径的圆经过坐标原点.。
2022高中数学 2-1.2第2课时课后练习同步导学 北师大版选修1-1
第2章第2课时本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!一、选择题每小题5分,共20分1.已知焦点在轴上,长、短半轴之和为10,焦距为4错误!,则椭圆的方程为+错误!=1 +错误!=1+错误!=1 +错误!=1解析:由题意知a+b=10,c=2错误!,所以c2=a2-b2=20,所以a=6,b=轴上,所以椭圆方程为错误!+错误!=1答案: A2.椭圆的一个顶点与两个焦点构成等边三角形,则此椭圆的离心率是解析:∵椭圆的一个顶点与两个焦点构成等边三角形,∴a=2c,错误!=错误!答案: D3.已知椭圆错误!+错误!=1与椭圆错误!+错误!=1有相同的长轴,椭圆错误!+错误!=1的短轴长与椭圆错误!+错误!=1的短轴长相等,则A.a2=25,b2=16 B.a2=9,b2=25C.a2=25,b2=9或a2=9,b2=25 D.a2=25,b2=9解析:由错误!+错误!=1得长轴长为10,由错误!+错误!=1得短轴长为6,由题意知,焦点在轴上,∴a2=25,b2=9答案: D4.已知椭圆错误!+错误!=1的左、右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上.若P、F1、F2是一个直角三角形的三个顶点,则点P到轴的距离为B.3解析:由于∠F1PF2的最大值为锐角,故F1或F2为直角顶点,故P点纵坐标的绝对值||,即为P点到轴的距离,令=错误!代入得=±错误!答案: D二、填空题每小题5分,共10分5.以坐标轴为对称轴,长、短半轴长之和为10,焦距为4错误!的椭圆方程为________.解析:由题意知a+b=10,c=2错误!又a2=b2+c2,解之,得a2=36,b2=16因为方程与椭圆在坐标系里的位置有关,所以椭圆的标准方程为错误!+错误!=1或错误!+错误!=1答案:错误!+错误!=1或错误!+错误!=16.在△ABC中,∠A=90°、tan B=错误!,若以A、B为焦点的椭圆经过点C,则该圆的离心率e=________解析:设|AC|=3,|AB|=4又∵∠A=90°,∴|BC|=5,由椭圆定义:|AC|+|BC|=2a=8,那么2c=|AB|=4,∴e=错误!=错误!=错误!答案:错误!三、解答题每小题10分,共20分7.已知F1、F2是椭圆错误!+错误!=1a>b>0的两个焦点,过F2作椭圆的弦AB,若△AF1B 的周长为16,椭圆的离心率为e=错误!,求此椭圆方程.解析:由题意可得错误!a=4,c=2错误!,∴b2=16-12=4所求椭圆方程为错误!+错误!=18.“神舟五号”宇宙飞船的运行轨道是以地心为一个焦点的椭圆,设地球半径为R,若其近地点、远地点离地面的距离分别大约是错误!R、错误!R,求“神舟五号”宇宙飞船运行的轨道方程.解析:以运行轨道的中心为原点,长轴所在直线为轴建立坐标系,且令地心F2为椭圆的右焦点,则a+c=错误!R+Ra-c=错误!R+R∴a=错误!R,c=错误!R∴b2=错误!R2即轨道方程为错误!+错误!=1错误!☆☆☆9.10分如图所示,已知椭圆的中心在原点,它在轴上的一个焦点F与短轴的两个端点B1、B2的连线互相垂直,且这个焦点与较近的长轴的端点A的距离为错误!-错误!,求这个椭圆的方程.解析:设椭圆方程为错误!+错误!=1a>b>0.由椭圆的对称性知,|B1F|=|B2F|,又B1F⊥B2F,因此△B1FB2为等腰直角三角形.于是|OB2|=|OF|,即b=c又|FA|=错误!-错误!,即a-c=错误!-错误!,又a2=b2+c2,将以上三式联立,得方程组错误!解得错误!所求椭圆方程是错误!+错误!=1。
人教A版高中数学选修2-2 1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数运算法则1同步练习习题(含答案解析)
选修2-2 1.2.2 第1课时 基本初等函数的导数公式及导数运算法则一、选择题1.曲线y =13x 3-2在点⎝⎛⎭⎪⎫-1,-73处切线的倾斜角为( ) A .30°B .45°C .135°D .60° [答案] B[解析] y ′|x =-1=1,∴倾斜角为45°.2.设f (x )=13x 2-1x x ,则f ′(1)等于( ) A .-16B.56 C .-76D.76[答案] B3.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( )A .4x -y -3=0B .x +4y -5=0C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0[答案] A[解析] ∵直线l 的斜率为4,而y ′=4x 3,由y ′=4得x =1而x =1时,y =x 4=1,故直线l 的方程为:y -1=4(x -1)即4x -y -3=0.4.已知f (x )=ax 3+9x 2+6x -7,若f ′(-1)=4,则a 的值等于( )A.193 B.163 C.103 D.133 [答案] B[解析] ∵f ′(x )=3ax 2+18x +6,∴由f ′(-1)=4得,3a -18+6=4,即a =163. ∴选B.5.已知物体的运动方程是s =14t 4-4t 3+16t 2(t 表示时间,s 表示位移),则瞬时速度为0的时刻是( )A .0秒、2秒或4秒B .0秒、2秒或16秒C .2秒、8秒或16秒D .0秒、4秒或8秒 [答案] D[解析] 显然瞬时速度v =s ′=t 3-12t 2+32t =t (t 2-12t +32),令v =0可得t =0,4,8.故选D.6.(2010·新课标全国卷文,4)曲线y =x 3-2x +1在点(1,0)处的切线方程为( )A .y =x -1B .y =-x -1C .y =2x -2D .y =-2x -2 [答案] A[解析] 本题考查了导数的几何意义,切线方程的求法,在解题时应首先验证点是否在曲线上,然后通过求导得出切线的斜率,题目定位于简单题.由题可知,点(1,0)在曲线y =x 3-2x +1上,求导可得y ′=3x 2-2,所以在点(1,0)处的切线的斜率k =1,切线过点(1,0),根据直线的点斜式可得过点(1,0)的曲线y =x 3-2x +1的切线方程为y =x -1,故选A.7.若函数f (x )=e x sin x ,则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为( )A.π2B .0C .钝角D .锐角[答案] C [解析] y ′|x =4=(e x sin x +e x cos x )|x =4=e 4(sin4+cos4)=2e 4sin(4+π4)<0,故倾斜角为钝角,选C.8.曲线y =x sin x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2处的切线与x 轴、直线x =π所围成的三角形的面积为 ( )A.π22B .π2C .2π2D.12(2+π)2 [答案] A[解析] 曲线y =x sin x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2处的切线方程为y =-x ,所围成的三角形的面积为π22. 9.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N ,则f 2011(x )等于( )A .sin xB .-sin xC .cos xD .-cos x[答案] D [解析] f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x )=(sin x )′=cos x ,f 2(x )=f 1′(x )=(cos x )′=-sin x ,f 3(x )=f 2′(x )=(-sin x )′=-cos x ,f 4(x )=f 3′(x )=(-cos x )′=sin x ,∴4为最小正周期,∴f 2011(x )=f 3(x )=-cos x .故选D.10.f (x )与g (x )是定义在R 上的两个可导函数,若f (x )、g (x )满足f ′(x )=g ′(x ),则f (x )与g (x )满足( )A .f (x )=g (x )B .f (x )-g (x )为常数C .f (x )=g (x )=0D .f (x )+g (x )为常数 [答案] B[解析] 令F (x )=f (x )-g (x ),则F ′(x )=f ′(x )-g ′(x )=0,∴F (x )为常数.二、填空题11.设f (x )=ax 2-b sin x ,且f ′(0)=1,f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=12,则a =________,b =________. [答案] 0 -1[解析] f ′(x )=2ax -b cos x ,由条件知⎩⎪⎨⎪⎧ -b cos0=12π3a -b cos π3=12,∴⎩⎪⎨⎪⎧ b =-1a =0. 12.设f (x )=x 3-3x 2-9x +1,则不等式f ′(x )<0的解集为________. [答案] (-1,3) [解析] f ′(x )=3x 2-6x -9,由f ′(x )<0得3x 2-6x -9<0,∴x 2-2x -3<0,∴-1<x <3.13.曲线y =cos x 在点P ⎝⎛⎭⎪⎫π3,12处的切线的斜率为______. [答案] -32 [解析] ∵y ′=(cos x )′=-sin x ,∴切线斜率k =y ′|x =π3=-sin π3=-32. 14.已知函数f (x )=ax +b e x图象上在点P (-1,2)处的切线与直线y =-3x 平行,则函数f (x )的解析式是____________.[答案] f (x )=-52x -12e x +1[解析] 由题意可知,f ′(x )|x =-1=-3,∴a +b e -1=-3,又f (-1)=2,∴-a +b e -1=2,解之得a =-52,b =-12e , 故f (x )=-52x -12e x +1. 三、解答题15.求下列函数的导数:(1)y =x (x 2+1x +1x 3);(2)y =(x +1)(1x-1); (3)y =sin 4x 4+cos 4x 4;(4)y =1+x 1-x +1-x 1+x. [解析] (1)∵y =x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3=x 3+1+1x2, ∴y ′=3x 2-2x3;(3)∵y =sin 4x 4+cos 4x4 =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x 4+cos 2x 42-2sin 2x 4cos 2x4 =1-12sin 2x 2=1-12·1-cos x 2=34+14cos x , ∴y ′=-14sin x ; (4)∵y =1+x 1-x +1-x 1+x =(1+x )21-x +(1-x )21-x =2+2x 1-x =41-x -2, ∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫41-x -2′=-4(1-x )′(1-x )2=4(1-x )2. 16.已知两条曲线y =sin x 、y =cos x ,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.[解析] 由于y =sin x 、y =cos x ,设两条曲线的一个公共点为P (x 0,y 0), ∴两条曲线在P (x 0,y 0)处的斜率分别为若使两条切线互相垂直,必须cos x 0·(-sin x 0)=-1,即sin x 0·cos x 0=1,也就是sin2x 0=2,这是不可能的,∴两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.17.已知曲线C 1:y =x 2与C 2:y =-(x -2)2.直线l 与C 1、C 2都相切,求直线l 的方程.[解析] 设l 与C 1相切于点P (x 1,x 21),与C 2相切于点Q (x 2,-(x 2-2)2). 对于C 1:y ′=2x ,则与C 1相切于点P 的切线方程为y -x 21=2x 1(x -x 1),即y =2x 1x -x 21.① 对于C 2:y ′=-2(x -2),与C 2相切于点Q 的切线方程为y +(x 2-2)2=-2(x 2-2)(x -x 2), 即y =-2(x 2-2)x +x 22-4.② ∵两切线重合,∴2x 1=-2(x 2-2)且-x 21=x 22-4,解得x 1=0,x 2=2或x 1=2,x 2=0.∴直线l 的方程为y =0或y =4x -4.18.求满足下列条件的函数f (x ):(1)f (x )是三次函数,且f (0)=3,f ′(0)=0,f ′(1)=-3,f ′(2)=0;(2)f ′(x )是一次函数,x 2f ′(x )-(2x -1)f (x )=1.[解析] (1)设f (x )=ax 3+bx 2+cx +d (a ≠0)则f ′(x )=3ax 2+2bx +c由f (0)=3,可知d =3,由f ′(0)=0可知c =0,由f ′(1)=-3,f ′(2)=0可建立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(1)=3a +2b =-3f ′(2)=12a +4b =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1b =-3, 所以f (x )=x 3-3x 2+3.(2)由f ′(x )是一次函数可知f (x )是二次函数,则可设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0) f ′(x )=2ax +b ,把f (x )和f ′(x )代入方程,得x 2(2ax +b )-(2x -1)(ax 2+bx +c )=1整理得(a -b )x 2+(b -2c )x +c =1若想对任意x 方程都成立,则需 ⎩⎪⎨⎪⎧ a -b =0b -2c =0c =1解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2b =2c =1, 所以f (x )=2x 2+2x +1.。
(人教版)数学高中选修1-1同步练习 (全书完整版)
(人教版)高中数学选修1-1(全册)同步练习汇总►基础梳理1.命题的定义.一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.♨思考:如何判断一个语句是不是命题? 答案:判断一个语句是不是命题,就是要看它是否符合“是陈述句”和“可以判断真假”这两个条件.2.命题的结构.本章中我们只讨论“若p ,则q ”这种形式的命题.我们把这种形式的命题中的p 叫做命题的条件,把q 叫做命题的结论.►自测自评1.下列语句是命题的是①(填序号). ①π2是无限不循环小数 ②3x ≤5③什么是“温室效应”? ④明天给我买本《金版学案》解析:选项①,“π2是无限不循环小数”是陈述句,并且它是真的,所以是命题;选项②,因为无法判断“3x ≤5”的真假,所以选项②不是命题;选项③是疑问句,选项④是祈使句,故都不是命题.2.语句“若a >b ,则a +c >b +c ”(C ) A .不是命题 B .是假命题 C .是真命题 D .不能判断真假3.把命题“垂直于同一平面的两条直线互相平行”改成“若p ,则q ”的形式:若两条直线垂直于同一个平面,则这两条直线互相平行.1.下列语句是命题的是(B )①72+1≠50 ②5-x =0 ③存在x ∈R ,使x 2-4>0 ④平行于同一条直线的两条直线平行吗?A .①②B .①③C .②④D .③④2.下列命题中是真命题的是(B ) A.3是有理数 B .22是实数C .e 是有理数D .{x |x 是小数}R3.下面是关于四棱柱的四个命题: ①若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;②若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;③若四个侧面两两相等,则该四棱柱为直四棱柱;④若四棱柱的四条体对角线两两相等,则该四棱柱为直四棱柱.其中,真命题的序号是________. 答案:②④4.将下列命题改写成“若p ,则q ”的形式,并判断其真假. (1)正n 边形(n ≥3)的n 个内角全相等; (2)方程x 2-x +1=0有两个实根; (3)菱形的对角线互相垂直; (4)偶函数的图象关于y 轴对称.答案:(1)若n (n ≥3)边形是正多边形,则它的n 个内角全相等.真命题. (2)若一个方程是x 2-x +1=0,则它有两个实根.假命题. (3)若一个四边形是菱形,则它的对角线互相垂直.真命题. (4)若一个函数是偶函数,则它的图象关于y 轴对称.真命题.1.下列语句中,是命题的个数是(B )①求证:3是无理数 ②-5∈Z ③5是无理数 ④x 2-4x +7≥0.A .1个B .2个C .3个D .4个 2.下列四个命题中是真命题的为(C ) A .若sin A =sin B ,则∠A =∠B B .若lg x 2=0,则x =1C .若a >b ,且ab >0,则1a <1bD .若b 2=ac ,则a 、b 、c 成等比数列 3.下列说法正确的是(D )A .命题“直角相等”的条件和结论分别是“直角”和“相等”B .语句“最高气温30 ℃时我就开空调”不是命题C .命题“对角线互相垂直的四边形是菱形”是真命题D .语句“当a >4时,方程x 2-4x +a =0有实根”是假命题 解析:A 写成“若p 则q ”的形式,B 是命题,C 假命题. 4.(2013·肇庆二模)对于平面α和直线m ,n ,下列命题中假命题的个数是(D )①若m ⊥α,m ⊥n ,则n ∥α ②若m ∥α,n ∥α,则m ∥n ③若m ∥α,n ⊂a ,则m ∥n ④若m ∥n ,n ∥α,则m ∥αA .1个B .2个C .3个D .4个5.设A 、B 、C 、D 是空间四个不同的点,在下列命题中,不正确的是(C ) A .若AC 与BD 共面,则AD 与BC 共面B .若AC 与BD 是异面直线,则AD 与BC 是异面直线 C .若AB =AC ,DB =DC ,则AD =BC D .若AB =AC ,DB =DC ,则AD ⊥BC 6.(2013·广州二模)对于任意向量a 、b 、c ,下列命题中正确的是(D ) A .|a ·b |=|a ||b | B .|a +b |=|a |+|b | C .(a ·b )c =a (b ·c ) D .a ·a =|a |27.命题“末位数字是0或5的整数,能被5整除”,条件p :________________________________________________________________________;结论q :________________________________________________________________________;是________命题(填“真”或“假”). 解析:“末位数字是0或5的整数,能被5整除”改写成“若p ,则q ”的形式为:若一个整数的末位数是0或5,则这个数能被5整除,为真命题.答案:一个整数的末位数是0或5 这个数能被5整除 真8.命题“ax 2-2ax -3>0不成立”是真命题,则实数a 的取值范围是________.解析:ax 2-2ax -3≤0恒成立,当a =0时,-3≤0成立;当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ=4a 2+12a ≤0, 得-3≤a <0.∴-3≤a ≤0. 答案:[-3,0]9.下面是关于四棱柱的四个命题: ①若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;②若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;③若四个侧面两两全等,则该四棱柱为直四棱柱;④若四棱柱的四条体对角线两两相等,则四棱柱为直四棱柱.其中,真命题的序号是________. 答案:②④10.已知定义在R 上的偶函数f (x )满足条件:f (x +1)=-f (x ),且在[-1,0]上是增函数,给出下面关于f (x )的命题:①f (x )是周期函数;②f (x )的图象关于直线x =-1对称;③f (0)≤f (1);④f (2)=f (0);⑤f (x )在[1,2]上是减函数.其中正确的命题序号是________. 答案:①②④11.将下列命题改成“若p ,则q ”的形式,并判断其真假. (1)正n 边形(n ≥3)的n 个内角全相等; (2)方程x 2-x +1=0有两个实根; (3)菱形的对角线互相垂直; (4)偶函数的图象关于y 轴对称.答案:(1)若n (n ≥3)边形是正多边形,则它的n 个内角全相等.真命题. (2)若一个方程是x 2-x +1=0,则它有两个实根.假命题. (3)若一个四边形是菱形,则它的对角线互相垂直.真命题. (4)若一个函数是偶函数,则它的图象关于y 轴对称.真命题.12.已知p :x 2+mx +1=0有两个不等的负根,q :4x 2+4(m -2)x +1=0无实根.若p ,q 一真一假,求m 的取值范围.解析:当p 为真命题时, ⎩⎪⎨⎪⎧Δ=m 2-4>0,x 1+x 2=-m <0,x 1·x 2=1>0,∴m >2.当q 为真命题时,Δ=42(m -2)2-16<0, ∴1<m <3.若p 、q 一真一假,则, p 真q 假或p 假q 真, ①若p 真q 假, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m >2,m ≤1或m ≥3, ∴m ≥3.②若p 假q 真,∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≤2,1<m <3, ∴1<m ≤2.综上m 的取值范围是(1,2]∪[3,+∞). 13.已知集合A ={x |x 2-4mx +2m +6=0},B ={x |x <0},若命题“A ∩B =∅”是假命题,求实数m 的取值范围.解析:因为A ∩B =∅是假命题,所以A ∩B ≠∅. 设全集U ={m |Δ=(-4m )2-4(2m +6)≥0},则U =⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |m ≤-1或m ≥32. 假设方程x 2-4mx +2m +6=0的两根x 1,x 2都非负,则有⎩⎪⎨⎪⎧m ∈U ,x 1+x 2≥0,x 1x 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ∈U ,4m ≥0,2m +6≥0,解得m ≥32.又集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |m ≥32在全集U 中的补集是{m |m ≤-1},所以实数m 的取值范围是{m |m ≤-1}.►体验高考1.给定下列四个命题:①若一个平面内的两条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行; ②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直; ③垂直于同一直线的两条直线相互平行;④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直.其中,是真命题的是(D ) A .①和② B .②和③ C .③和④ D .②和④解析:①中没有强调这两条直线是相交的. ③中这两条直线也可以相交或是异面. 2.设a ,b 为正实数,现有下列命题: ①若a 2-b 2=1,则a -b <1;②若1b -1a=1,则a -b <1;③若|a -b |=1,则|a -b |<1; ④若|a 3-b 3|=1,则|a -b |<1.其中真命题有____________(写出所有真命题的序号). 答案:①④►基础梳理1.四种命题的概念.(1)一般地,对于两个命题,如果一个命题的条件和结论分别是另一个命题的结论和条件,那么我们把这样的两个命题叫做互逆命题.其中一个命题叫做原命题,另一个叫做原命题的逆命题.(2)如果一个命题的条件和结论恰好是另一个命题的条件的否定和结论的否定,我们把这样的两个命题叫做互否命题.如果把其中一个命题叫做原命题,那么另一个叫做原命题的否命题.(3)如果一个命题的条件和结论恰好是另一个命题的结论的否定和条件的否定,我们把这样的两个命题叫做互为逆否命题.如果把其中一个命题叫做原命题,那么另一个叫做原命题的逆否命题.2.四种命题的相互关系.3.四种命题的真假性.由于逆命题和否命题也是互为逆否命题,因此四种命题的真假性之间的关系如下:(1)两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性.(2)两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.,►自测自评1.命题“若函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内是减函数,则log a2<0”的逆否命题是(A)A.若log a2≥0,则函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内不是减函数B.若log a2<0,则函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内不是减函数C.若log a2≥0,则函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内是减函数D.若log a2<0,则函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内是减函数2.在原命题及其逆命题、否命题、逆否命题这四个命题中,真命题的个数可以是(D) A.1或2或3或4B.1或3C.0或4D.0或2或43.若命题p的逆命题为q,命题q的否命题为r,则p是r的逆否命题.解析:设p为:“若m,则n”,则q为:“若n,则m”,所以r为:“若綈n,则綈m”.故p是r的逆否命题.1.“若x,y∈R且(x-1)2+(y-1)2=0,则x,y全为1”的否命题是(B)A.若x,y∈R且(x-1)2+(y-1)2≠0,则x,y全不为1B.若x,y∈R且(x-1)2+(y-1)2≠0,则x,y不全为1C.若x,y∈R且x,y全为1,则(x-1)2+(y-1)2=0D.若x,y∈R且xy≠1,则(x-1)2+(y-1)2=02.下列命题中,不是真命题的是(D)A.“若b2-4ac>0,则二次方程ax2+bx+c=0有实根”的逆否命题B.“四边相等的四边形是正方形”的逆命题C.“x2=9,则x=3”的否命题D.“内错角相等”的逆命题3.命题“a,b是实数,若|a-1|+|b-1|=0,则a=b=1”,用反证法证明时反设为:________________________________________________________________________.答案:若a≠1或b≠14.已知命题:“已知a,b,c,d是实数,若a=b,c=d,则a+c=b+d.”写出其逆命题、否命题、逆否命题,并判断真假.答案:逆命题:已知,a,b,c,d是实数,若a+c=b+d,则a=b,c=d.假命题.否命题:已知,a,b,c,d是实数,若a≠b或c≠d,则a+c≠b+d.假命题.逆否命题:已知,a,b,c,d是实数,若a+c≠b+d,则a≠b或c≠d.真命题.5.已知函数y=f(x)是R上的增函数,对a,b∈R,若f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)成立,证明a+b≥0.证明:原命题的逆否命题为:a,b∈R,若a+b<0,则f(a)+f(b)<f(-a)+f(-b).以下证明其逆否命题:若a+b<0,则a<-b,b<-a,又因为y=f(x)是R上的增函数,所以f(a)<f(-b),f(b)<f(-a),所以f(a)+f(b)<f(-a)+f(-b),即逆否命题为真命题.又因为原命题和逆否命题有相同的真假性,所以求证成立.1.否定结论“至多有两个解”的说法中,正确的是(C)A.有一个解B.有两个解C.至少有三个解D.至少有两个解2.下列说法中正确的是(D)A.一个命题的逆命题为真,则它的逆否命题一定为真B.“a>b”与“a+c>b+c”不等价C.“a2+b2=0,则a,b全为0”的逆否命题是“若a,b全不为0,则a2+b2≠0”D.一个命题的否命题为真,则它的逆命题一定为真解析:否命题和逆命题是互为逆否命题,有着一致的真假性.3.已知原命题“若两个三角形全等,则这两个三角形面积相等”,那么它的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数是(B)A.0个B.1个C.2个D.3个4.有下列四个命题:①“若x+y=0,则x、y互为相反数”的逆命题;②“若a>b,则a2>b2”的逆否命题;③“若x≤-3,则x2+x-6>0”的否命题;④“若ab是无理数,则a、b是无理数”的逆命题.其中真命题的个数是(B)A.0个B.1个C.2个D.3个5.命题“若c>0,则函数f(x)=x2+x-c有两个零点”的逆否命题的是:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________,则c ≤0.答案:若函数f (x )=x 2+x -c 没有两个零点6.若命题p 的否命题是q ,命题q 的逆命题是r ,则r 是p 的逆命题的________. 解析:本题主要考查四种命题的相互关系.显然,r 与p 互为逆否命题. 答案:否命题 7.(x -1)(x +2)=0的否定形式是________________________________________________________________________.答案:(x -1)(x +2)≠0 8.命题“若a >b ,则2a >2b -1”的否命题为________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 答案:若a ≤b ,则2a ≤2b -1 9.有下列五个命题:①“若a 2+b 2=0,则ab =0”的逆否命题; ②“若a >b ,则ac >bc ”的逆命题③“若a <b <0,则1a >1b”的逆否命题;④“若1a <1b <0,则ab <b 2”的逆否命题;⑤“若b a >ab,则a <b <0”的逆命题其中假命题有________.解析:①逆否命题为“若ab ≠0,则a 2+b 2≠0”,这是一个真命题. ②逆命题为“若ac >bc ,则a >b ”,这是一个假命题. ③原命题是一个真命题,所以逆否命题也为真命题.④若1a <1b<0,则b <a <0,则ab >b 2故原命题为真命题,所以逆否命题也为真命题.⑤逆命题为“若a <b <0,则b a >ab”.若a <b <0,则⎩⎪⎨⎪⎧-a >-b >0,1b <1a<0,则⎩⎪⎨⎪⎧-a >-b >0,-1b >-1a >0,故a b >b a . 故这是一个假命题. 答案:②⑤10.若a ,b ,c 均为实数,且a =x 2-2y +π2,b =y 2-2z +π3,c =z 2-2x +π6,求证:a ,b ,c 中至少有一个大于0.证明(用反证法):假设a ,b ,c 都不大于0,即a ≤0,b ≤0,c ≤0,则a +b +c ≤0,而a +b +c =⎝⎛⎭⎫x 2-2y +π2+⎝⎛⎭⎫y 2-2z +π3+⎝⎛⎭⎫z 2-2x +π6=(x 2-2x )+(y 2-2y )+(z 2-2z )+π =(x -1)2+(y -1)2+(z -1)2+π-3,显然a +b +c >0,这与假设a +b +c ≤0相矛盾. 因此a ,b ,c 中至少有一个大于0.►体验高考1.给出命题:若函数y =f (x )是幂函数,则函数y =f (x )的图象不过第四象限,在它的逆命题、否命题、逆否命题三个命题中,真命题的个数是(C )A .3个B .2个C .1个D .0个解析:本小题主要考查四种命题的真假,易知原命题是真命题,则其逆否命题也是真命题,而逆命题、否命题是假命题,故它的逆命题、否命题、逆否命题三个命题中,真命题有一个,选C.2.已知a ,b ,c ∈R ,命题“若a +b +c =3,则a 2+b 2+c 2≥3”的否命题是(A ) A .若a +b +c ≠3,则a 2+b 2+c 2<3 B .若a +b +c =3,则a 2+b 2+c 2<3 C .若a +b +c ≠3,则a 2+b 2+c 2≥3 D .若a 2+b 2+c 2≥3,则a +b +c =33.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是(B ) A .若一个数是负数,则它的平方不是正数 B .若一个数的平方是正数,则它是负数 C .若一个数不是负数,则它的平方不是正数 D .若一个数的平方不是正数,则它不是负数 4.命题“若p 则q ”的逆命题是(A )A .若q 则pB .若綈p 则綈qC .若綈q 则綈pD .若p 则綈q5.命题“若a =π4,则tan α=1”的逆否命题是(C )A .若α≠π4,则tan α≠1B .若α=π4,则tan α≠1C .若tan α≠1,则α≠π4D .若tan α≠1,则α=π4►基础梳理1.充分条件和必要条件. 一般地,“若p ,则q ”为真命题,是指由p 通过推理可以得出q .这时,我们就说,由p 可推出q ,记作p ⇒q ,并且说p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件.2.充要条件.一般地,如果既有p ⇒q ,又有q ⇒p ,就记作p ⇔q ,此时我们说,p 是q 的充分必要条件,简称充要条件.显然,如果p 是q 的充要条件,那么q 也是p 的充要条件.概括地说,如果p ⇔q ,那么p 与q 互为充要条件.♨思考:如何从集合与集合之间的关系上理解充分条件、必要条件和充要条件?答案:对于集合A ={x |p (x )},B ={x |q (x )},分别是使命题p 和q 为真命题的对象所组成的集合.,►自测自评1.已知集合A ,B ,则“A ⊆B ”是“A ∩B =A ”的(C ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件 2.“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直”的(C ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件3.若a ∈R ,则“a =2”是“(a -1)(a -2)=0”的充分不必要条件. 解析:由a =2能得到(a -1)(a -2)=0,但由(a -1)·(a -2)=0得到a =1或a =2,而不是a =2,所以a =2是(a -1)(a -2)=0的充分不必要条件.1.在△ABC 中,“A >30°”是“sin A >12”的(B )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:当A =170°时,sin 170°=sin 10°<12,所以“过不去”;但是在△ABC 中,sinA >12⇒30°<A <150°⇒A >30°,即“回得来”. 2.(2014·湛江一模)“x >2”是“(x -1)2>1”的(B ) A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 3.“b 2=ac ”是“ a ,b ,c 成等比数列”的________条件.解析:因为当a =b =c =0时,“b 2=ac ”成立,但是a ,b ,c 不成等比数列; 但是“a ,b ,c 成等比数列”必定有“b 2=ac ”. 答案:必要不充分4.求不等式ax 2+2x +1>0恒成立的充要条件. 解析:当a =0时,2x +1>0不恒成立. 当a ≠0时,ax 2+2x +1>0恒成立 ⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=4-4a <0⇔a >1. ∴不等式ax 2+2x +1>0恒成立的充要条件是a >1.5.已知p :x 2-2(a -1)x +a (a -2)≥0,q :2x 2-3x -2≥0,若p 是q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.解析:令M ={x |2x -3x -2≥0} ={x |(2x +1)(x -2)≥0}⇒⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤-12或x ≥2 N ={x |x 2-2(a -1)x +a (a -2)≥0}={x |(x -a )[x -(a -2)]≥0}⇒{x |x ≤a -2或x ≥a },已知q ⇒p 且p ⇒/ q ,得M ?N .所以⎩⎪⎨⎪⎧a -2≥-12,a <2或⎩⎪⎨⎪⎧a -2>-12,a ≤2⇔32≤a <2或32<a ≤2⇔32≤a ≤2.即所求a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤32,2.1.(2013·深圳二模)设x ,y ∈R ,则“x ≥1且y ≥2”是“x +y ≥3”的(A ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件 2.“直线与平面α内无数条直线垂直”是“直线与平面α垂直”的(B ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件3.若等比数列{a n }的公比为q ,则“q >1”是“a n +1>a n (n ∈N )”的(D ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件解析:可以借助反例说明:①如数列:-1,-2,-4,-8,…公比为2,但不是增数列;②如数列:-1,-12,-14,-18,…是增数列,但是公比为12<1.4.(2013·东莞二模)已知p :直线l 1:x -y -1=0与直线l 2:x +ay -2=0平行,q :a =-1,则p 是q 的(A )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分又不必要条件5.已知直线a 、b 和平面α,则a ∥b 的一个必要不充分条件是(D )A .a ∥α,b ∥αB .a ⊥α,b ⊥αC .a ∥α,b ⊂αD .a 、b 与平面α成等角6.圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点的充要条件是(B ) A .k ∈(-2, 2) B .k ∈(-3, 3)C .k ∈(-∞,-2)∪(2,+∞)D .k ∈(-∞,-3)∪(3,+∞)解析:本小题主要考查直线和圆的位置关系.依题意知圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点⇔d =21+k 2>1⇔k ∈(-3,3).7.已知命题p :不等式x 2+1≤a 的解集为∅,命题q :f (x )=a x (a >0且a ≠1)是减函数,则p 是q 的____________________.解析:命题p 相当于命题:a <1,命题q 相当于:0<a <1.所以,p 是q 的必要不充分条件.答案:必要不充分条件8.已知条件p :x 2+x -2>0,条件q :x >a ,若q 是p 的充分不必要条件,则a 的取值范围是________.解析:令A ={x |x 2+x -2>0}={x |x >1或x <-2},B ={x |x >a },∵p 是q 的充分不必要条件,∴B ?A ,∴a ≥1.答案:a ≥19.指出下列各组命题中,p 是q 的什么条件. (1)在△ABC 中,p :∠A >∠B ,q :BC >AC ; (2)p :a =3,q :(a +2)(a -3)=0;(3)p :a <b ,q :ab<1.答案:(1)充要条件 (2)充分不必要条件(3)既不充分也不必要条件10.是否存在实数p ,使4x +p <0是x 2-x -2>0的充分条件?如果存在,求出p 的取值范围;如果不存在,请说明理由.解析:由x 2-x -2>0,解得x >2或x <-1, 令A ={x |x >2或x <-1},由4x +p <0,得B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-p 4.当B ⊆A 时,即-p4≤-1.即p ≥4,此时x <-p4≤-1⇒x 2-x -2>0,∴当p ≥4时,4x +p <0是x 2-x -2>0的充分条件.11.已知p :-2≤-1- x -13≤2,q :x 2-2x +1-m 2≤0(m >0),且綈p 是綈q 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.分析:(1)用集合的观点考察问题,先写出綈p 和綈q ,然后,由綈q ⇒綈p ,但綈p ⇒/綈q 来求m 的取值范围;(2)将綈p 是綈q 的必要不充分条件转化为p 是q 的充分不必要条件再求解. 解析:方法一 由x 2-2x +1-m 2≤0, 得1-m ≤x ≤1+m ,∴綈q :A ={x |x >1+m ,或x <1-m ,m >0}.由-2≤1-x -13≤2,得-2≤x ≤10,∴綈p :B ={x |x >10,或x <-2}.∵綈p 是綈q 的必要不充分条件,结合数轴∴A ?B ⇔⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1-m ≤-2,解得m ≥9.1+m ≥10.方法二 ∴綈p 是綈q 的必要不充分条件,∴綈q ⇒綈p ,且綈p ⇒/ 綈q .∴p ⇒q ,且q ⇒/ p ,即p 是q 的充分不必要条件. 结合数轴∵p :C ={x |-2≤x ≤10},q :D ={x |1-m ≤x ≤1+m ,m >0}∴C ?D ,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+m ≥10,1-m ≤-2,∴m ≥9.所以实数m 的取值范围是{m |m ≥9}.12.求证:关于x 的一元二次不等式ax 2-ax +1>0对于一切实数x 都成立的充要条件是0<a <4.证明:ax 2-ax +1>0(a ≠0)恒成立 ⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=a 2-4a <0⇔0<a <4. ►体验高考 1.(2014·安徽卷)“x <0”是“ln(x +1)<0”的(B ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:由ln(x +1)<0得-1<x <0,故选B. 2.(2014·广东卷)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,则“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的(C )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:a ≤b ⇔2R sin A ≤2R sin B ⇔sin A ≤sin B . 3.(2014·浙江卷)设四边形ABCD 的两条对角线为AC 、BD ,则“四边形ABCD 为菱形”是“AC ⊥BD ”的(A )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 4.(2014·北京卷)设a 、b 是实数,则“a >b ”是“a 2>b 2”的(D ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 5.(2013·福建卷)设点P (x ,y ),则“x =2且y =-1”是“点P 在直线l :x +y -1=0上”的(A )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:若x =2且y =-1,则x +y -1=0;反之,若x +y -1=0,x ,y 有无数组解,如x =3,y =-2等,不一定有x =2且y =-1,故选A.6.设x ∈R ,则“x >12”是“2x 2+x -1>0”的(A )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件►基础梳理 1.且(and ).(1)定义:一般地,用联结词“且”把命题p 和命题q 联结起来,就得到一个新命题,记作p ∧q .读作“p 且q ”.(2)当p ,q 两个命题都为真命题时,p ∧q 就为真命题;当p ,q 两个命题中只要有一个命题为假命题时,p ∧q 就为假命题.2.或(or ).(1)定义:一般地,用联结词“或”把命题p 和命题q 联结起来,就得到一个新命题,记作p ∨q .读作“p 或q ”.(2)当p ,q 两个命题中,只要有一个命题为真命题时, p ∨q 就为真命题;当p ,q 两个命题都为假命题时,p ∨q 就为假命题.3.非(not ). (1)定义:一般地,对一个命题p 全盘否定,就得到一个新命题,记作綈p .读作“非p ”或“p 的否定”.(2)若p 为真命题时,则綈p 必为假命题;若p 为假命题,则綈p 为真命题.4.复合命题真值表.复合命题的真假可通过真值表加以判断:p q 非p p 或q p 且q 真 真 假 真 真真假假真假假真真真假假假真假假联结词,后确定被联结的简单命题);(2)判断各个简单命题的真假;(3)结合真值表推断复合命题的真假.5.复合命题的否定.(1)命题的否定:“綈p”是命题“p”的否定,命题“綈p”与命题“p”的真假正好相反.(2)命题(p∧q)的否定:命题(p∧q)的否定是“綈p∨綈q”.(3)命题(p∨q)的否定:命题(p∨q)的否定是“綈p∧綈q”.6.常用词语及其否定.原词语等于大于(>)小于(<)是都是否定词语不等于不大于(≤)不小于(≥)不是不都是原词语至多有一个至少有一个至多有n个否定词语至少有两个一个也没有至少有n+1个原词语任意的任意两个所有的能否定词语某个某两个某些不能1.命题:“不等式(x-2)(x-3)<0的解为2<x<3”,使用的逻辑联结词的情况是(B)A.没有使用逻辑联结词B.使用了逻辑联结词“且”C.使用了逻辑联结词“或”D.使用了逻辑联结词“非”2.命题p与非p(C)A.可能都是真命题B.可能都是假命题C.一个是真命题,另一个是假命题D.只有p是真命题3.若命题p:2是偶数,命题q:2是3的约数,则下列命题中为真的是(C)A.非pB.p且qC.p或qD.非p且非q4.若xy=0,则x=0或y=0;若xy≠0,则x≠0且y≠0(填“且”或“或”).1.以下判断正确的是(B)A.若p是真命题,则“p∧q”一定是真命题B.命题“p∧q”是真命题,则命题p一定是真命题C.命题“p∧q”是假命题时,命题p一定是假命题D.命题p是假命题时,命题“p∧q”不一定是假命题2.若p、q是两个简单命题,且“p∨q”的否定是真命题,则必有(B)A.p真q真B.p假q假C.p真q假D.p假q真3.若命题p :不等式ax +b >0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >-b a .命题q :不等式(x -a )(x -b )<0的解集为{x |a <x <b }.则“p ∧q ”,“p ∨q ”,“綈p ”形式的复合命题中的真命题是________. 答案:綈p4.分别写出由下列命题构成的“p ∨q ”,“p ∧q ”,“綈p ”形式的命题,并判断真假. (1)p :3是无理数,q :3>1;(2)p :平行四边形对角线互相平分,q :平行四边形的对角线互相垂直. 解析:(1)p ∧q :3是无理数且3>1;真命题. p ∨q :3是无理数或3>1;真命题.綈p :3不是无理数;假命题.(2)p ∧q :平行四边形的对角线互相平分且垂直;假命题. p ∨q :平行四边形的对角线互相平分或互相垂直;真命题. 綈p :平行四边形的对角线不互相平分;假命题.5.(1)已知命题p :2x 2-3x +1≤0和命题q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,若綈p 是綈q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围;(2)已知命题s :方程x 2+(m -3)x +m =0的一根在(0,1)内,另一根在(2,3)内.命题t :函数f (x )=ln(mx 2-2x +1)的定义域为全体实数.若s ∨t 为真命题,求实数m 的取值范围.解析:(1)对于命题p :2x 2-3x +1≤0,解得12≤x ≤1.对于命题q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,解得a ≤x ≤a +1,∵綈p 是綈q 的必要不充分条件,∴綈q ⇒綈p 且綈pD /⇒綈q ,得p ⇒q 且q ⇒/ p .所以⎩⎪⎨⎪⎧a ≤12a +1≥1解得⎩⎪⎨⎪⎧a ≤12a ≥0即0≤9 ≤12所以实数的取值范围是0≤a ≤12.(2)对于命题s :方程x 2+(m -3)x +m =0的一根在(0.1)内,另一根在(2,3)内, 设g (x )=x 2+(m -3)x +m ,则 ⎩⎪⎨⎪⎧g (0)>0,g (1)<0,g (2)<0,g (3)>0, 即⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1+m -3+m <0,4+2m -6+m <0,9+3m -9+m >0.解得0<m <23.对于命题t :函数f (x )=ln(mx 2-2x +1)的定义域为全体实数,则有⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=4-4m <0,解得m >1.又s ∨t 为真命题,即s 为真命题或t 为真命题.故所求实数m 的取值范围为0<m <23或m >1.1.已知命题p :∅⊆{0},q :{1}∈{1,2},由它们构成的“p ∨q ”,“p ∧q ”和“綈p ”形式的命题中,真命题有(B )A .0个B .1个C .2个D .3个2.命题p :a 2+b 2<0(a ,b ∈R );命题q :a 2+b 2≥0(a ,b ∈R ),下列结论中正确的是(A ) A .“p ∨q ”为真 B .“p ∧q ”为真 C .“綈p ”为假 D .“綈q ”为真 3.如果命题“p 且q ”是假命题,“非p ”是真命题,那么(D ) A .命题p 一定是真命题 B .命题q 一定是真命题 C .命题q 一定是假命题D .命题q 可能是真命题也可能是假命题解析:因为“非p ”是真命题,所以命题p 为假,所以无论q 是真或是假“p 且q ”都是假命题.所以应选D.4.如果命题“綈p ∨綈q ”是假命题,则在下列各结论中,正确的为(A ) ①命题“p ∧q ”是真命题;②命题“p ∧q ”是假命题; ③命题“p ∨q ”是真命题;④命题“p ∨q ”是假命题. A .①③ B .②④ C .②③ D .①④ 5.(2013·汕头一模)设α、β为两个不同的平面,m 、n 为两条不同的直线,m ⊂α,n ⊂β,有两个命题:p :若α∥β,则m ∥n ;q :若n ⊥α,则α⊥β,那么(D )A .“p 或q ”是假命题B .“p 且q ”是真命题C .“非p 或q ”是假命题D .“非p 且q ”是真命题解析:由已知得,p 是假命题,q 是真命题,则非p 是真命题,故“p 或q ”是真命题,A 错;“p 且q ”是假命题,B 错;“非p 或q ”是真命题,C 错;“非p 且q ”为真命题,D 正确.6.(2013·江门一模)设命题p :函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向左平移π6个单位得到的曲线关于y 轴对称;命题q :函数y =|3x -1|在[-1,+∞)上是增函数,则下列判断错误的是(D ) A .p 为假 B .綈q 为真 C .p ∧q 为假 D .p ∨q 为真解析:函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向左平移π6个单位得到的图象的函数解析式为y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+π3=sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3,它是非奇非偶函数,它的图象不关于y 轴对称,故p 是假命题;函数y =|3x -1|,由图象可知在(0,+∞)上是增函数,在(-∞,0)上是减函数,故q 也是假命题.綈q 为真命题,p ∧q 为假命题,p ∨q 也是假命题,故D 是不正确的.7.命题p :菱形的对角线互相垂直,则p 的否命题是________________________________________________________________________, 綈p 是________________________________________________________________________.答案:不是菱形的四边形,其对角线不互相垂直 菱形的对角线不互相垂直 8.已知命题p :(x +2)(x -6)≤0,命题q :-3≤x ≤7,若“p 或q ”为真命题,“p 且q ”为假命题,则实数x 的取值范围为________.解析:由题条件可知p 与q 一真一假,p 为真命题时,x 满足-2≤x ≤6,∴满足条件的x 的范围是[-3,-2)∪(6,7].答案:[-3,-2)∪(6,7]9.设有两个命题.命题p :不等式x 2-(a +1)x +1≤0的解集是∅;命题q :函数f (x )=(a +1)x 在定义域内是增函数.如果p ∧q 为假命题,p ∨q 为真命题,求a 的取值范围.解析:对于p :因为不等式x 2-(a +1)x +1≤0的解集是∅,所以Δ=[-(a +1)]2-4<0. 解这个不等式得:-3<a <1.对于q :f (x )=(a +1)x 在定义域内是增函数, 则有a +1>1,所以a >0.又p ∧q 为假命题,p ∨q 为真命题. 所以p 、q 必是一真一假.当p 真q 假时有-3<a ≤0,当p 假q 真时有a ≥1. 综上所述,a 的取值范围是(-3,0]∪[1,+∞).10.设p :函数f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫ax 2-x +14a 的定义域为R ;q :关于x 的不等式3x -9x <a 对一切正实数均成立.如果“p ∨q ”为真,且“p ∧q ”为假,求实数a 的取值范围解析:若p 为真,即ax 2-x +14a >0恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0,有⎩⎪⎨⎪⎧a >0,1-a 2<0,∴a >1. 令y =3x -9x=-⎝⎛⎭⎫3x -122+14,由x >0得3x >1,∴y =3x -9x 的值域是(-∞,0).∴若q 为真,则a ≥0.由“p ∨q ”为真,且“p ∧q ”为假,知p ,q 一真一假. 当p 真q 假时,a 不存在;当p 假q 真时,0≤a ≤1. 综上,a 的取值范围是[0,1]. ►体验高考 1(2014·湖南卷)已知命题p :若x >y ,则-x <-y ;命题q :若x >y ,则x 2>y 2.在命题:①p ∧q ;②p ∨q ;③p ∧(綈q );④(綈p )∨q 中,真命题是(C ) A .①③ B .①④ C .②③ D .②④ 2.(2013·湖北卷)在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次.设命题p 是“甲降落在指定范围”,q 是“乙降落在指定范围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为(A )A .(綈p )∨(綈q )B .p ∨(綈q )C .(綈p )∧(綈q )D .p ∨q解析:命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”包含以下三种情况:“甲、乙均没有降落在指定范围”“甲降落在指定范围,乙没有降落在指定范围”“乙降落在指定范围,甲没有降落在指定范围”.选A.或者,命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”等价于命题“甲、乙均降在指定范围”的否命题,即“p ∧q ”的否定.选A.3.设命题p :函数y =sin 2x 的最小正周期为π2;命题q :函数y =cos x 的图象关于直线x =π2对称.则下列判断正确的是(C )A .p 为真B .綈q 为假C .p ∨q 为假D .p ∧q 为真。
2022高中数学 2.3.2第2课时课后练习同步导学 新人教A版选修1-1
第2章 2.3.2 第2课时本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!一、选择题每小题5分,共20分1.直线=+2与抛物线2=8只有一个公共点,则的值为A.1 B.1或3C.0 D.1或0解析:由错误!得错误!2-+2=0,=0时,方程有一解,≠0时,Δ=1-4×错误!×2=0,∴=1答案: D2.抛物线2=4的焦点为F,准线为,经过F且斜率为错误!的直线与抛物线在轴上方的部分相交于点A,AK⊥,垂足为K,且△AKF的面积是A.4 B.3错误!C.4错误!D.8解析:A点坐标为3,2错误!,|AK|=3+1=4,|AF|=4,∠KAF=60°,∴S△AKF=错误!×|AK||AF|in 60°=错误!×4×4×错误!=4错误!答案: C3.设抛物线2=8的焦点为F,准线为,,m,则A-2,m,F2,0,AF =错误!=-错误!,∴m=4错误!|错误!,0的直线与抛物线相交于A、B两点,与抛物线的准线相交于C,|BF|=2,则△BCF与△ACF的面积之比错误!=解析:由题知错误!=错误!=错误!=错误!又|BF|=B+错误!=2⇒B=错误!⇒B=-错误!由A、B、M三点共线有错误!=错误!,即错误!=错误!,故A=2,错误!=错误!=错误!=错误!答案: A二、填空题每小题5分,共10分5.直线=-1被抛物线2=4截得线段的中点坐标是________.解析:由错误!得2-4-4=0,∴1+2=4,1+2=1+2+2=6,∴中点坐标为3,2.答案:3,26.直线=+b交抛物线=错误!2于A、B两点,O为抛物线的顶点,且OA⊥OB,则b的值为________.解析:由错误!,得2-2-2b=0,Δ=-22+8b>0设直线与抛物线的两交点为A1,1,B2,2.由根与系数的关系,得1+2=2,12=-2b,于是12=错误!122=b2,由OA⊥OB知12+12=0,故b2-2b=0,解得b=2或b=0不合题意,舍去.b=2适合Δ>0答案: 2三、解答题每小题10分,共20分7.设过抛物线2=2,MQ为AB的中垂线,AB的斜率为1,则MQ:=-+5设AB:=-错误!联立方程组错误!得2-3+错误!=0,∴1+2=3①联立方程组错误!,得2=5+错误!,则1+2=5+错误!②联立①②,解得=2,∴抛物线方程为2=48.已知抛物线2=-与直线=+1相交于A、B两点.1求证:OA⊥OB;2当△AOB的面积等于错误!时,求的值.解析:1证明:如图所示,方程组错误!消去,得2+-=0,设A1,1,B2,2,由根与系数的关系知12=-11+2=-错误!因为A,B在抛物线2=-上,所以错误!=-1,错误!=-2,错误!错误!=12因为OA·OB=错误!·错误!=错误!=错误!=-1,所以OA⊥OB2设直线AB与轴交于点N,显然≠0,所以点N的坐标为-1,0.因为S△OAB=S△OAN+S△OBN=错误!|ON||1|+错误!|ON||2|=错误!|ON|·|1-2|,所以S△OAB=错误!×1×错误!=错误!错误!因为S△OAB=错误!,所以错误!=错误!错误!,解得=±错误!尖子生题库☆☆☆9.10分已知抛物线C:2=2>0过点A1,-2.1求抛物线C的方程,并求其准线方程;2是否存在平行于OAO为坐标原点的直线,使得直线与抛物线C有公共点,且直线OA与的距离等于错误!若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.解析:1将1,-2代入2=2,得-22=2·1,∴=2,故所求的抛物线方程为2=4,其准线方程为=-1;2假设存在符合题意的直线,其方程为=-2+t,由错误!得2+2-2t=0,因为直线与抛物线C有公共点,所以Δ=4+8t≥0,解得t≥-错误!另一方面,由直线OA与直线的距离等于错误!可得错误!=错误!,∴t=±1,由于-1∉错误!,1∈错误!,所以符合题意的直线存在,其方程为=-2+1。
2012高中数学 2.2.2第2课时课后练习同步导学 新人教A版选修1-1
第2章 2.2.2 第2课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.已知椭圆x 23m 2+y 25n 2=1和双曲线x 22m 2-y 23n2=1有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程是( )A .x =±152y B .y =±152x C .x =±34y D .y =±34x 解析: 由双曲线方程判断出公共焦点在x 轴上,且椭圆焦点为(±3m 2-5n 2,0),双曲线焦点为(±2m 2+3n 2,0),故3m 2-5n 2=2m 2+3n 2.于是m 2=8n 2,又双曲线的渐近线方程为y =±6·|n |2|m |x , 由m 2=8n 2,得|m |=22|n |,得y =±34x . 答案: D2.如图,ax -y +b =0和bx 2+ay 2=ab (ab ≠0)所表示的曲线只可能是( )解析: ax -y +b =0可化为y =ax +b ,bx 2+ay 2=ab 可化为x 2a +y 2b=1.若ab >0,则A 中曲线错误,B 中曲线不存在. 若ab <0,则D 中曲线错误,故选C. 答案: C3.双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,过F 1作倾斜角为30°的直线交双曲线右支于M 点,若MF 2垂直于x 轴,则双曲线的离心率为( )A. 6B. 3C. 2D.33解析: |MF 2|=|F 1F 2|tan 30°=233c ,又|MF 2|=b 2a ,∴b 2a =233c ,两边同除以a 得e 2-1=233e ,即3e 2-23e -3=0. 又e >1,∴e = 3. 故选B. 答案: B4.已知双曲线x 22-y 2b2=1(b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,其一条渐近线方程为y =x ,点P (3,y 0)在双曲线上,则PF 1→·PF 2→=( )A .-12B .-2C .0D .4解析: 由渐近线方程为y =x 知双曲线是等轴双曲线,∴双曲线方程是x 2-y 2=2,于是两焦点坐标分别是(-2,0)和(2,0),且P (3,1)或P (3,-1).不妨设P (3,1),则PF 1→=(-2-3,-1).PF 2→=(2-3,-1),∴PF 1→·PF 2→=(-2-3,-1)·(2-3,-1) =-(2+3)(2-3)+1=0. 答案: C二、填空题(每小题5分,共10分)5.过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点作圆x 2+y 2=a 2的两条切线,切点分别为A ,B ,若∠AOB =120°(O 是坐标原点),则双曲线C 的离心率为________.解析: ∵∠AOB =120°⇒∠AOF =60°⇒∠AFO =30°⇒c =2a ,∴e =c a=2. 答案: 26.已知双曲线x 212-y 24=1的右焦点为F ,若过点F 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此直线斜率的取值范围是________.解析: 由题意知F (4,0),双曲线的两条渐近线方程为y =±33x ,当过F 点的直线与渐近线平行时,满足与右支只有一个交点,画出图形,通过图形可知,-33≤k ≤33. 答案: ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 三、解答题(每小题10分,共20分)7.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过F 作直线PF 垂直于该双曲线的一条渐近线l 于P ⎝⎛⎭⎪⎫33,63,求双曲线的方程. 解析: 设F (c,0),由条件知渐近线l 的方程为l :y =bax , ∵PF :y =-a b(x -c ),解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =b ax y =-abx -c得P (a 2c ,abc).又知点P ⎝⎛⎭⎪⎫33,63, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2c =33①ab c =63 ②又PF 与渐近线y =bax 垂直,∴k PF =-a b,即6333-c =-a b=-12③由③得c = 3.由①②得b =2a ,c =3a 2, ∴a =1,b = 2.∴双曲线方程为x 2-y 22=1.8.已知双曲线3x 2-y 2=3,直线l 过右焦点F 2,且倾斜角为45°,与双曲线交于A 、B 两点,试问A 、B 两点是否位于双曲线的同一支上?并求弦AB 的长.解析: ∵a =1,b =3,c =2,又直线l 过点F 2(2,0),且斜率k =tan 45°=1, ∴l 的方程为y =x -2,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -23x 2-y 2=3消去y 并整理得2x 2+4x -7=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), ∵x 1·x 2=-72<0,∴A 、B 两点分别位于双曲线的左、右两支上. ∵x 1+x 2=-2,x 1·x 2=-72,∴|AB |=1+12|x 1-x 2|=2·x 1+x 22-4x 1x 2=2·-22-4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-72=6.尖子生题库☆☆☆9.(10分)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),若双曲线上存在一点P ,使sin ∠PF 1F 2sin ∠PF 2F 1=ac,求双曲线的离心率的范围.解析: 根据已知,点P 不是双曲线的顶点,否则sin ∠PF 1F 2sin ∠PF 2F 1=ac 无意义.因为在△PF 1F 2中,由正弦定理得|PF 2|sin ∠PF 1F 2=|PF 1|sin ∠PF 2F 1.又由已知,得a |PF 2|=c|PF 1|,即|PF 1|=c a|PF 2|,且点P 在双曲线的右支上. 由双曲线的定义,知|PF 1|-|PF 2|=2a ,则ca|PF2|-|PF2|=2a,即|PF2|=2a2c-a.由双曲线的几何性质,知|PF2|>c-a,则2a2c-a>c-a,即c2-2ac-a2<0,所以e2-2e-1<0,解得-2+1<e<2+1.又e>1,故双曲线的离心率e∈(1,2+1).。
人教A版高中数学选修新课标同步导学第课时课后练习(1)(1)(1)
第2章 2.3.2 第1课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分) 1.双曲线x 25-y 24=1的( )A .实轴长为25,虚轴长为4,渐近线方程为y =±255x ,离心率e =355B .实轴长为25,虚轴长为4,渐近线方程为y =±55x ,离心率e =95C .实轴长为25,虚轴长为4,渐近线方程为y =±25x ,离心率e =65D .实轴长为25,虚轴长为8,渐近线方程为y =±52x ,离心率e =65答案: A2.已知双曲线x 22-y 2b 2=1(b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,其一条渐近线方程为y =x ,点P (3,y 0)在该双曲线上,则PF 1→·PF 2→=( )A .-12B .-2C .0D .4解析: 因为渐近线方程为y =x ,∴b =2, ∴双曲线方程为x 2-y 2=2, 所以点P 的坐标为(3,±1),又易知F 1(-2,0),F 2(2,0),不妨取P (3,1). ∴PF 1→·PF 2→=(-2-3,-1)·(2-3,-1)=0. 答案: C3.双曲线的渐近线为y =±34x ,则双曲线的离心率是( )A.54 B .2 C.54或53D.52或153解析: 若双曲线焦点在x 轴上, ∴b a =34,∴e =1+b 2a2=1+916=2516=54. 若双曲线的焦点在y 轴上, ∴a b =34,b a =43. ∴e =1+b 2a2=1+169=259=53. 答案: C4.已知双曲线x 216-y 2b 2=1的实轴的一个端点为A 1,虚轴的一个端点为B 1,且|A 1B 1|=5,则双曲线的方程是( )A.x 216-y 225=1 B.x 216-y 225=-1 C.x 216-y 29=1 D.x 216-y 29=-1 解析: 由题意知a =4.又∵|A 1B 1|=5, ∴c =5,∴b =c 2-a 2=25-16=3. ∴双曲线方程为x 216-y 29=1.答案: C二、填空题(每小题5分,共10分)5.双曲线与椭圆4x 2+y 2=64有公共的焦点,它们的离心率互为倒数,则双曲线方程为________.解析: 椭圆4x 2+y 2=64,即x 216+y 264=1, 焦点为(0,±43),离心率为32, 所以双曲线的焦点在y 轴上,c =43,e =23, 所以a =6,b =c 2-a 2=23, 所以双曲线方程为y 236-x 212=1.答案: y 236-x 212=16.若双曲线x 24-y 2b 2=1(b >0)的渐近线方程为y =±12x ,则b 等于________.解析: 双曲线的渐近线方程为y =±b2x∴b =1. 答案: 1三、解答题(每小题10分,共20分) 7.求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)虚轴长为12,离心率为54;(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y =±32x ;(3)过点M (2,-2)与x 22-y 2=1有公共渐近线.解析: (1)设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).由题意知2b =12,c a =54且c 2=a 2+b 2,∴b =6,c =10,a =8,∴标准方程为x 264-y 236=1或y 264-x 236=1.(2)当焦点在x 轴上时,由b a =32且a =3,∴b =92.∴所求双曲线方程为x 29-4y 281=1.当焦点在y 轴上时,由a b =32且a =3,∴b =2.所求双曲线方程为y 29-x 24=1.综上,双曲线方程为x 29-4y 281=1或y 29-x 24=1.(3)设与双曲线x 22-y 2=1有公共渐近线的双曲线的方程为x 22-y 2=λ,将点(2,-2)代入得λ=222-(-2)2=-2,∴双曲线的标准方程为y 22-x 24=1.8.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >1,b >0)的焦距为2c ,直线l 过点(a,0)和(0,b ),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l 的距离之和s ≥45c ,求双曲线离心率e 的取值范围.解析: 由题意知直线l 的方程为x a +yb =1,即bx +ay -ab =0.则|b -ab |a 2+b 2+|-b -ab |a 2+b 2≥45c , 整理得5ab ≥2c 2.又∵c 2=a 2+b 2,∴5ab ≥2a 2+2b 2.∴12≤b a ≤2. e =c a =1+⎝⎛⎭⎫b a 2∴52≤e ≤ 5.尖子生题库☆☆☆9.(10分)过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点F (22,0)作双曲线的一条渐近线的垂线,与该渐近线交于点P ,且O F →·F P →=-6,求双曲线的方程.解析: 方法一:设双曲线的一条渐近线方程为y =ba x ,则过F 且与其垂直的直线方程为y =-ab(x -22).由⎩⎨⎧y =b ax ,y =-ab (x -22)可得点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 222,ab 22. ∴FP →=⎝⎛⎭⎫a 222-22,ab 22,OF →·FP →=(22,0)·⎝⎛⎭⎫a 222-22,ab 22=-6.解得a 2=2,∴b 2=c 2-a 2=(22)2-2=6, ∴双曲线方程为x 22-y 26=1.方法二:设双曲线的一条渐近线方程为y =ba x ,∵点P 在双曲线的渐近线上,故设其坐标为⎝⎛⎭⎫x ,b a x ∴F P →=⎝⎛⎭⎫x -22,b a x ,O F →=(22,0). 由O F →·F P →=-6得22(x -22)=-6,即x =22. 又由O P →·F P →=0,得x (x -22)+⎝⎛⎭⎫b a x 2=0, 代入x =22,得⎝⎛⎭⎫b a 2=3. 而a 2+b 2=(22)2=8, ∴a 2=2,b 2=6.∴双曲线方程为x 22-y 26=1.。
人教A版高中数学选修新课标同步导学第课时课后练习(1)
第1章 1.2.2 第1课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分) 1.若A m 3=6C m 4,则m =( ) A .9 B .8 C .7D .6解析: 由已知得m (m -1)(m -2) =6×m (m -1)(m -2)(m -3)4!,解得m =7,选C. 答案: C2.若C n +17-C n 7=C n 8,则n 等于( ) A .15 B .14 C .13D .12 解析: C n +17-C n 7=C n 8,即C n +17=C n 7+C n 8=C n +18 ∴n +1=7+8,即n =14. 答案: B 3.下列问题①从1,3,5,9中任取两个数相加,所得不同的和;②平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段的条数; ③从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加不同的两项活动. 其中是组合问题的有( ) A .0个 B .1个 C .2个D .3个解析: ①②为组合问题,③为排列问题. 答案: C4.下面四组元素,不是相同组合的是( ) A .a ,b ,c ——b ,c ,a B .a ,b ,c ——a ,c ,b C .a ,c ,d ——d ,a ,c D .a ,b ,c ——a ,b ,d答案: D二、填空题(每小题5分,共10分)5.对所有满足1≤m <n ≤5的自然数m ,n ,方程x 2+C n m y 2=1所表示的不同椭圆的个数为________.解析: ∵1≤m <n ≤5,∴C n m 可以是C 21,C 31,C 32,C 41,C 42,C 43,C 51,C 52,C 53,C 54,其中C 31=C 32,C 41=C 43,C 51=C 54,C 52=C 53,所以x 2+C n m y 2=1能表示的不同椭圆有6个.答案: 66.计算:C 105×C 50-C 100100=________.解析: C 105×C 50-C 100100=10×9×8×7×65×4×3×2×1×1-1=251.答案: 251三、解答题(每小题10分,共20分)7.从5个不同元素a ,b ,c ,d ,e 中取出2个,共有多少种不同的组合?解析: 要想列出所有组合,先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个地标出来.如图所示.由此可得所有的组合:ab ,ac ,ad ,ae ,bc ,bd ,be ,cd ,ce ,de ,故共有10种.8.要从12人中选出5人去参加一项活动,按下列要求,有多少种不同选法? (1)A ,B ,C 三人必须入选; (2)A ,B ,C 三人不能入选; (3)A ,B ,C 三人只有一人入选.解析: (1)只需再从A ,B ,C 之外的9人中选择2人,所以有方法C 92=36(种). (2)由于A ,B ,C 三人都不能入选,所以只能从余下的9人中选择5人,即有选法C 95=126(种).(3)可分两步:先从A ,B ,C 三人中选出一人,有C 31种选法;再从其余的9人中选择4人,有C 94种选法.所以共有选法C 31C 94=378(种).尖子生题库☆☆☆9.(10分)从含有甲的4n 个不同元素中取出n 个元素,试证明其中含甲的组合数恰为不含甲的组合数的13.证明: 因为含有甲的组合数为M =C 4n -1n -1. 不含有甲的组合数为N =C 4n -1n .而C4n-1n-1C4n-1n=(4n-1)!(n-1)!(3n)!(4n-1)!n!(3n-1)!=13.即MN=13,所以M=13N.。
人教A版高中数学选修新课标同步导学课后练习(2)
第2章 2.1.2(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.与点A (-1,0)和点B (1,0)连线的斜率之和为-1的动点P 的轨迹方程是( ) A .x 2+y 2=3 B .x 2+2xy =1(x ≠±1) C .y =1-x 2D .x 2+y 2=9(x ≠0)解析: 设P (x ,y ),∵k P A +k PB =-1, ∴y -0x -(-1)+y -0x -1=-1,整理得x 2+2xy =1(x ≠±1).答案: B2.已知两点M (-2,0)、N (2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|M N →|·|M P →|+M N →·N P →=0,则动点P (x ,y )的轨迹方程为( )A .y 2=-8xB .y 2=8xC .y 2=4xD .y 2=-4x解析: 由|M N →|·|M P →|+M N →·N P →,得4×[x -(-2)]2+(y -0)2+(4,0)·(x -2,y -0)=0, ∴y 2=-8x . 答案: A3.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|P A |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于( )A .πB .4πC .8πD .9π 解析: 设P (x ,y ),由|P A |=2|PB |得 (x +2)2+y 2=2(x -1)2+y 2, 整理得x 2-4x +y 2=0 即(x -2)2+y 2=4.所以点P 的轨迹是以(2,0)为圆心,以2为半径的圆, 故S =4π. 答案: B4.已知A (-1,0),B (1,0),且MA →·M B →=0,则动点M 的轨迹方程是( )A .x 2+y 2=1B .x 2+y 2=2C .x 2+y 2=1(x ≠±1)D .x 2+y 2=2(x ≠±2)解析: 设动点M (x ,y ),则MA →=(-1-x ,-y ), M B →=(1-x ,-y ).由MA →·M B →=0,得(-1-x )(1-x )+(-y )2=0, 即x 2+y 2=1.故选A. 答案: A二、填空题(每小题5分,共10分)5.已知点A (0,-1),当点B 在曲线y =2x 2+1上运动时,线段AB 的中点M 的轨迹方程是________.解析: 设点B (x 0,y 0),则y 0=2x 20+1.① 设线段AB 中点为M (x ,y ),则x =x 02,y =y 0-12,即x 0=2x ,y 0=2y +1,代入①式,得 2y +1=2·(2x )2+1.即y =4x 2为线段AB 中点的轨迹方程. 答案: y =4x 26.已知动圆P 与定圆C :(x +2)2+y 2=1相外切,又与定直线l :x =1相切,那么动圆的圆心P 的轨迹方程是________.解析: 设P (x ,y ),动圆P 在直线x =1的左侧, 其半径等于1-x ,则|PC |=1-x +1, 即(x +2)2+y 2=2-x , 整理得y 2=-8x . 答案: y 2=-8x三、解答题(每小题10分,共20分)7.设过点P (x ,y )的直线分别与x 轴的正半轴和y 轴的正半轴交于A ,B 两点,点Q 与点P 关于y 轴对称,O 为坐标原点,若B P →=2P A →,且O Q →·A B →=1.求P 点的轨迹方程.解析: 由B P →=2P A →,P (x ,y )可得B (0,3y ),A ⎝⎛⎭⎫32x ,0,∴A B →=⎝⎛⎭⎫-32x ,3y .∵Q 与P 关于y 轴对称, ∴Q (-x ,y ),且OQ →=(-x ,y ).由O Q →·A B →=1得32x 2+3y 2=1(x >0,y >0).8.过点P 1(1,5)作一条直线交x 轴于点A ,过点P 2(2,7)作直线P 1A 的垂线,交y 轴于点B ,点M 在线段AB 上,且BM ∶MA =1∶2,求动点M 的轨迹方程.解析: 如图所示,设过P 2的直线方程为y -7=k (x -2)(k ≠0),则过P 1的直线方程为y -5=-1k (x -1),所以A (5k +1,0),B (0,-2k +7).① 设M (x ,y ),则由BM ∶MA =1∶2, 得⎩⎨⎧x =5k +13,y =-4k +143,②消去k ,整理得12x +15y -74=0. 故点M 的轨迹方程为12x +15y -74=0.③尖子生题库☆☆☆9.(10分)已知圆C :x 2+(y -3)2=9,过原点作圆C 的弦OP ,求OP 中点Q 的轨迹方程.(分别用直接法、定义法、代入法求解)解析: 方法一(直接法):如图,因为Q 是OP 的中点, 所以∠OQC =90°.设Q (x ,y ),由题意,得|OQ |2+|QC |2=|OC |2, 即x 2+y 2+[x 2+(y -3)2]=9, 所以x 2+⎝⎛⎭⎫y -322=94(去掉原点). 方法二(定义法):如图所示,因为Q 是OP 的中点,所以∠OQC =90°,则Q 在以OC 为直径的圆上,故Q 点的轨迹方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -322=94(去掉原点).方法三(代入法):设P (x 1,y 1),Q (x ,y ),由题意,得⎩⎨⎧x =x 12y =y12,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=2xy 1=2y ,又因为x 21+(y 1-3)2=9,所以4x 2+4⎝⎛⎭⎫y -322=9, 即x 2+⎝⎛⎭⎫y -322=94(去掉原点).。
人教A版高中数学选修2-1 1.2课时同步练习 习题(含解析)
第1章 1.2一、选择题(每小题5分,共20分)1.“|x |=|y |”是“x =y ”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析: |x |=|y |⇒x =y 或x =-y ,但x =y ⇒|x |=|y |.故|x |=|y |是x =y 的必要不充分条件.答案: B2.“x =2k π+π4(k ∈Z)”是“tan x =1”成立的( ) A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析: 当x =2k π+π4时,tan x =1,而tan x =1得x =k π+π4, 所以“x =2k π+π4”是“tan x =1”成立的充分不必要条件.故选A. 答案: A3.设x ,y ∈R ,则“x ≥2且y ≥2”是“x 2+y 2≥4”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析: ∵x ≥2且y ≥2,∴x 2+y 2≥4,∴x ≥2且y ≥2是x 2+y 2≥4的充分条件;而x 2+y 2≥4不一定得出x ≥2且y ≥2,例如当x ≤-2且y ≤-2时,x 2+y 2≥4亦成立,故x ≥2且y ≥2不是x 2+y 2≥4的必要条件.答案: A4.设A 是B 的充分不必要条件,C 是B 的必要不充分条件,D 是C 的充要条件,则D 是A 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件 解析: 由题意得:故D 是A 的必要不充分条件答案: B二、填空题(每小题5分,共10分)5.下列命题中是假命题的是________.(填序号)(1)x >2且y >3是x +y >5的充要条件(2)A ∩B ≠∅是A B 的充分条件(3)b 2-4ac <0是ax 2+bx +c <0的解集为R 的充要条件(4)三角形的三边满足勾股定理的充要条件是此三角形为直角三角形解析: (1)因x >2且y >3⇒x +y >5, x +y >5⇒/ x >2且y >3,故x >2且y >3是x +y >5的充分不必要条件.(2)因A ∩B ≠∅⇒/ A B, A B ⇒A ∩B ≠∅.故A ∩B ≠∅是A B 的必要不充分条件.(3)因b 2-4ac <0⇒/ ax 2+bx +c <0的解集为R , ax 2+bx +c <0的解集为R ⇒a <0且b 2-4ac <0,故b 2-4ac <0是ax 2+bx +c <0的解集为R 的既不必要也不充分条件.(4)三角形的三边满足勾股定理的充要条件是此三角形为直角三角形.答案: (1)(2)(3)6.设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x x -1<0,B ={x |0<x <3},那么“m ∈A ”是“m ∈B ”的________条件. 解析: A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x x -1<0={x |0<x <1}. m ∈A ⇒m ∈B ,m ∈B ⇒/ m ∈A .∴“m ∈A ”是“m ∈B ”的充分不必要条件.答案: 充分不必要三、解答题(每小题10分,共20分)7.已知p :12≤x ≤1,q :a ≤x ≤a +1,若p 的必要不充分条件是q ,求实数a 的取值范围. 解析: q 是p 的必要不充分条件,则p ⇒q 但q ⇒/p .∵p :12≤x ≤1,q :a ≤x ≤a +1. ∴a +1≥1且a ≤12,即0≤a ≤12. ∴满足条件的a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12. 8.求证:0≤a <45是不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立的充要条件. 证明: 充分性:∵0<a <45, ∴Δ=a 2-4a (1-a )=5a 2-4a =a (5a -4)<0,则ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立.而当a =0时,不等式ax 2-ax +1-a >0可变成1>0.显然当a =0时,不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立.必要性:∵ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立,∴a =0或⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ=a 2-4a -a解得0≤a <45. 故0≤a <45是不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立的充要条件. 尖子生题库☆☆☆9.(10分)已知条件p :A ={x |2a ≤x ≤a 2+1},条件q :B ={x |x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0}.若p 是q 的充分条件,求实数a 的取值范围.解析: 先化简B ,B ={x |(x -2)[x -(3a +1)]≤0},①当a ≥13时,B ={x |2≤x ≤3a +1}; ②当a <13时,B ={x |3a +1≤x ≤2}. 因为p 是q 的充分条件,所以A ⊆B ,从而有⎩⎪⎨⎪⎧ a ≥13a 2+1≤3a +12a ≥2,解得1≤a ≤3.或⎩⎪⎨⎪⎧ a <13a 2+1≤22a ≥3a +1,解得a =-1.综上,所求a 的取值范围是{a |1≤a ≤3或a =-1}.。
人教A版高中数学选修新课标同步导学第课时课后练习(1)(1)
第1章 1.1 第2课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.设A、B是两个非空集合,定义A*B={(a,b)|a∈A,b∈B},若P={0,1,2},Q={1,2,3,4},则P*Q中元素的个数是()A.4B.7C.12 D.16解析:确定P*Q中的元素需分步:第一步,确定a有3种选法;第二步,确定b有4种选法;∴共有3×4=12(个)元素.答案: C2.用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为()A.324 B.328C.360 D.648解析:分两类,第一类,0在末位时,百位有9种排法,十位有8种排法,故共有9×8=72(个).第二类,0不在末位,也不能在首位,此时末位只能排2,4,6,8中的一个,共4种排法,百位有8种排法,十位有8种排法,共有4×8×8=256(个).综上共有72+256=328(个).答案: B3.一植物园参观路径如图所示,若要全部参观并且路线不重复,则不同的参观路线种数共有()A.6种B.8种C.36种D.48种解析:如图,在A点可以先参观区域1,也可先参观区域2或3,共有3种不同选法.每种选法又有2×2×2×2=16种不同路线,∴共有3×16=48种不同参观路线.答案: D4.将1,2,3填入3×3的方格中,要求每行、每列都没有重复数字,如图是一种填法,则不同的填写方法共有()A.6种B.12种C.24种D.48种解析:假设第一行为1,2,3,则第二行第一列可为2或3,此时,其他剩余的空格都只有一种填法,又第一行有3×2×1=6种填法.故不同填写方法共有6×2=12种.答案: B二、填空题(每小题5分,共10分)5.在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A、B两种作物,每种作物种植一垄.为有利于作物生长,要求A、B两种作物的间隔不小于6垄,则不同的种植方法共有________种.解析:分两步:第一步,先选垄,如图,共有6种选法.第二步,种植A、B两种作物,有2种选法.因此,由分步乘法计数原理,不同的选垄种植方法有6×2=12(种).答案:126.某班一天上午排语、数、外、体四门课,其中体育课不能排一、四节,则不同排法的种数为________.解析:先排体育课,有2种排法;再排其他三门课,有3×2×1=6种排法,故共有2×6=12种不同的排法.答案:12三、解答题(每小题10分,共20分)7.如图有4个编号为1、2、3、4的小三角形,要在每一个小三角形中涂上红、黄、蓝、白、黑五种颜色中的一种,并且相邻的小三角形颜色不同,共有多少种不同的涂色方法?解析:分为两类:第一类,若1、3同色,则1有5种涂法,2有4种涂法,3有1种涂法(与1相同),4有4种涂法.故N1=5×4×1×4=80.第二类,若1、3不同色,则1有5种涂法,2有4种涂法,3有3种涂法,4有3种涂法.故N2=5×4×3×3=180.综上可知不同的涂法共有N=N1+N2=80+180=260种.8.7名同学中,有5名会下象棋,有4名会下围棋.现从这7人中选2人分别参加象棋和围棋比赛,共有多少种不同的选法?解析:由题意知既会象棋又会围棋的“多面手”有5+4-7=2人.方法一:第一类,先从会下象棋但不会下围棋的3人中选1人,再从会下围棋的4人中选1人,共有3×4=12(种)选法.第二类,先从既会下象棋又会下围棋的2人中选1人,再从会下围棋的剩余3人中选1人下围棋,有2×3=6(种)选法,由分类加法计数原理得N=12+6=18(种).方法二:第一类,“多面手”不参加,从只会下象棋的3人中选1人,从只会下围棋的2人中选1人,共有3×2=6(种)选法.第二类,“多面手”中有一人参加象棋有2种选法,再从只会下围棋的2人中选1人,共有2×2=4(种)选法.第三类,“多面手”中有一人参加围棋有2种选法,再从只会下象棋的3人中选1人,共有2×3=6(种)选法.第四类,“多面手”都参加,有2种选法,故N=6+4+6+2=18(种).尖子生题库☆☆☆9.(10分)电视台在“欢乐大本营”节目中拿出两个信箱,其中存放着先后两次竞猜中成绩优秀的观众来信,甲信箱中有30封,乙信箱中有20封,现由主持人抽奖确定幸运观众,若先确定一名幸运之星,再从两信箱中各确定一名幸运伙伴,有多少种不同的结果?解析:抽奖过程分三步完成,考虑到幸运之星可分别出现在两个信箱中,故可分两种情形考虑.分两大类:(1)幸运之星在甲箱中抽,先定幸运之星,再在两箱中各定一名幸运伙伴有30×29×20=17 400(种)结果;(2)幸运之星在乙箱中抽,同理有20×19×30=11 400(种)结果.因此共有不同结果17 400+11 400=28 800(种).。
人教A版高中数学选修新课标同步导学、课后练习
第1章 1.1.2、3(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.命题“若f(x)是奇函数,则f(-x)是奇函数”的否命题是()A.若f(x)是偶函数,则f(-x)是偶函数B.若f(x)不是奇函数,则f(-x)不是奇函数C.若f(-x)是奇函数,则f(x)是奇函数D.若f(-x)不是奇函数,则f(x)不是奇函数答案: B2.已知原命题:“菱形的对角线互相垂直”,则它的逆命题、否命题、逆否命题的真假判断正确的是()A.逆命题、否命题、逆否命题都为真B.逆命题为真,否命题、逆否命题为假C.逆命题为假,否命题、逆否命题为真D.逆命题、否命题为假,逆否命题为真解析:因为原命题“菱形的对角线互相垂直”是真命题,所以它的逆否命题为真;其逆命题:“对角线互相垂直的四边形是菱形”显然是假命题,所以原命题的否命题也是假命题.答案: D3.已知下列四个命题,其中是真命题的有()①命题“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;②“相似三角形的周长相等”的否命题;③命题“若m≤1,则x2-2x+m=0有实根”的逆否命题;④“若A∪B=B,则A⊇B”的逆否命题.A.①②③B.②③C.①③D.②④解析:①命题:“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题是“若x,y互为相反数,则x+y=0”,是真命题;②“相似三角形的周长相等”的否命题是:“若两个三角形不相似,则它们的周长不相等”是假命题;③命题:“若m≤1,则x2-2x+m=0有实根”的逆否命题是:“若x2-2x+m=0无实根,则m>1”,是真命题.④若A∪B=B,则A⊆B,原命题为假命题,所以逆否命题为假命题.故选C.答案: C4.若命题p的逆命题是q,命题p的逆否命题是r,则q是r的()A.逆命题B.否命题C.逆否命题D.以上都不正确解析:原命题p逆命题q逆否命题r否命题可知q是r的否命题.答案: B二、填空题(每小题5分,共10分)5.命题“ax2-2ax-3>0不成立”是真命题,则实数a的取值范围是________.解析:命题“ax2-2ax-3>0不成立”亦即“ax2-2ax-3≤0恒成立”.当a=0时,-3<0,不等式ax2-2ax-3≤0恒成立.当a<0时,Δ=(-2a)2-4a×(-3)≤0,即-3≤a<0.综上,-3≤a≤0.答案:[-3,0]6.给出下列命题:①命题“若b2-4ac<0,则方程ax2+bx+c=0(a≠0)无实根”的否命题;②命题“△ABC中,AB=BC=CA,那么△ABC为等边三角形”的逆命题;③命题“若a>b>0,则3a>3b>0”的逆否命题;④“若m>1,则mx2-2(m+1)x+(m-3)>0的解集为R”的逆命题.其中真命题的序号为________.解析:①否命题:若b2-4ac≥0,则方程ax2+bx+c=0(a≠0)有实根,真命题;②逆命题:若△ABC为等边三角形,则AB=BC=CA,真命题;③因为命题“若a>b>0,则3a>3b>0”是真命题,故其逆否命题为真命题;④逆命题:若mx2-2(m+1)x+(m-3)>0的解集为R,则m>1,假命题.所以应填①②③.答案:①②③三、解答题(每小题10分,共20分)7.若a,b,c∈R,写出命题“若ac<0,则ax2+bx+c=0有两个相异实根”的逆命题、否命题和逆否命题.解析:逆命题:若ax2+bx+c=0(a,b,c∈R)有两个相异实根,则ac<0,为假命题;否命题:若ac≥0,则ax2+bx+c=0(a,b,c∈R)至多有一个实根,为假命题;逆否命题:若ax 2+bx +c =0(a ,b ,c ∈R)至多有一个实数,则ac ≥0,为真命题.8.已知p :{x |x 2-2x -80≤0},q :{x |x 2-2x +1-m 2≤0}(m >0),如果“若p ,则q ”为真,且“若q ,则p ”为假,求实数m 的取值范围.解析: p :M ={x |x 2-2x -80≤0}={x |-8≤x ≤10},q :N ={x |x 2-2x +1-m 2≤0}={x |1-m ≤x ≤1+m ,m >0},∵“若p ,则q ”为真,且“若q ,则p ”为假,∴M N , ∴⎩⎪⎨⎪⎧ m >01-m ≤-81+m >10或⎩⎪⎨⎪⎧ m >01-m <-81+m ≥10⇔⎩⎪⎨⎪⎧ m >0m ≥9m >9或⎩⎪⎨⎪⎧ m >0m >9m ≥9⇔m >9 即所求m 的取值范围是{m |m >9}.尖子生题库☆☆☆9.(10分)已知命题甲:关于x 的不等式x 2+(a -1)x +a 2≤0的解集为∅;命题乙:函数y =(2a 2-a )x 为增函数,当甲、乙有且只有一个是真命题时,求实数a 的取值范围.解析: 当甲为真命题时,记集合A ={a |(a -1)2-4a 2<0}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪a <-1或a >13, 当乙为真命题时,记集合B ={a |2a 2-a >1}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪ a <-12或a >1. ∴当甲真乙假时,集合M =A ∩(∁R B )=⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪ 13<a ≤1 当甲假乙真时,集合N =(∁R A )∩B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪-1≤a <-12. ∴当甲、乙有且只有一个是真命题时,实数a 的取值范围是M ∪N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪-1≤a <-12或13<a ≤1.。
高中数学 2.3.2第2课时课后练习同步导学 新人教A版选修1-1
第2章 2.3.2 第2课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 只有一个公共点,则k 的值为( ) A .1 B .1或3 C .0D .1或0解析: 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2y 2=8x 得k8y 2-y +2=0,k =0时,方程有一解,k ≠0时,Δ=1-4×k8×2=0,∴k =1. 答案: D2.抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,经过F 且斜率为3的直线与抛物线在x 轴上方的部分相交于点A ,AK ⊥l ,垂足为K ,且△AKF 的面积是( )A .4B .3 3C .4 3D .8解析: A 点坐标为(3,23),|AK |=3+1=4,|AF |=4,∠KAF =60°,∴S △AKF =12×|AK ||AF |sin 60°=12×4×4×32=4 3.答案: C3.设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足,如果直线AF 的斜率为-3,则|PF |=( )A .4 3B .8C .8 3D .16解析: 设P (m 28,m ),则A (-2,m ),F (2,0),k AF =0-m2--=-3,∴m =4 3.|PF |=x +2=6+2=8.答案: B4.设抛物线y 2=2x 的焦点为F ,过点M (3,0)的直线与抛物线相交于A 、B 两点,与抛物线的准线相交于C ,|BF |=2,则△BCF 与△ACF 的面积之比S △BCFS △ACF=( ) A.45 B.23 C.47D.12解析: 由题知S △BCF S △ACF =BCAC =x B +12x A +12=2x B +12x A +1.又|BF |=x B +12=2⇒x B =32⇒y B =- 3.由A 、B 、M 三点共线有y M -y A x M -x A =y M -y Bx M -x B, 即0-2x A 3-x A=0+33-32,故x A =2,S △BCF S △ACF =2x B +12x A +1=3+14+1=45. 答案: A二、填空题(每小题5分,共10分)5.直线y =x -1被抛物线y 2=4x 截得线段的中点坐标是________.解析: 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1y 2=4x 得y 2-4y -4=0,∴y 1+y 2=4,x 1+x 2=y 1+y 2+2=6, ∴中点坐标为(3,2). 答案: (3,2)6.直线y =x +b 交抛物线y =12x 2于A 、B 两点,O 为抛物线的顶点,且OA ⊥OB ,则b 的值为________.解析: 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b y =12x 2,得x 2-2x -2b =0,Δ=(-2)2+8b >0.设直线与抛物线的两交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由根与系数的关系,得x 1+x 2=2,x 1x 2=-2b , 于是y 1y 2=14(x 1x 2)2=b 2,由OA ⊥OB 知x 1x 2+y 1y 2=0,故b 2-2b =0,解得b =2或b =0(不合题意,舍去).b =2适合Δ>0.答案: 2三、解答题(每小题10分,共20分)7.设过抛物线y 2=2px 的焦点且倾斜角为π4的直线交抛物线于A 、B 两点,若弦AB 的中垂线恰好过点Q (5,0),求抛物线的方程.解析: 弦AB 中点为M ,MQ 为AB 的中垂线,AB 的斜率为1,则l MQ :y =-x +5.设l AB :y =x -p2.联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2,y 2=2px .得x 2-3px +p 24=0, ∴x 1+x 2=3p .①联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +5y =x -p2,得2x =5+p2,则x 1+x 2=5+p2② 联立①②,解得p =2, ∴抛物线方程为y 2=4x .8.已知抛物线y 2=-x 与直线y =k (x +1)相交于A 、B 两点. (1)求证:OA ⊥OB ;(2)当△AOB 的面积等于10时,求k 的值. 解析: (1)证明:如图所示,方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=-x ,y =k x +,消去x ,得ky 2+y -k =0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由根与系数的关系知y 1y 2=-1.y 1+y 2=-1k.因为A ,B 在抛物线y 2=-x 上, 所以y 21=-x 1,y 22=-x 2,y 21y 22=x 1x 2. 因为k OA ·k OB =y 1x 1·y 2x 2=y 1y 2x 1x 2=1y 1y 2=-1,所以OA ⊥OB .(2)设直线AB 与x 轴交于点N ,显然k ≠0, 所以点N 的坐标为(-1,0).因为S △OAB =S △OAN +S △OBN =12|ON ||y 1|+12|ON ||y 2|=12|ON |·|y 1-y 2|, 所以S △OAB =12×1×y 1+y 22-4y 1y 2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 2+4. 因为S △OAB =10,所以10=121k 2+4,解得k =±16. 尖子生题库☆☆☆9.(10分)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2). (1)求抛物线C 的方程,并求其准线方程;(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与抛物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.解析: (1)将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ·1, ∴p =2,故所求的抛物线方程为y 2=4x , 其准线方程为x =-1;(2)假设存在符合题意的直线l ,其方程为y =-2x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x y =-2x +t 得y 2+2y -2t =0,因为直线l 与抛物线C 有公共点, 所以Δ=4+8t ≥0,解得t ≥-12.另一方面,由直线OA 与直线l 的距离等于55可得|t |5=55, ∴t =±1,由于-1∉⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞,1∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞,所以符合题意的直线l 存在,其方程为y =-2x +1.。
新课标同步导学数学人教A选修112.1.2第2课时课后练习
第2章 2.1.1 第2课时(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.点A (a,1)在椭圆x 24+y 22=1的内部,则a 的取值范围是( )A .-2<a <2B .a <-2或a > 2C .-2<a <2D .-1<a <1解析: 由点A 在椭圆内部得a 24+122<1∴-2<a < 2 故选A. 答案: A2.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A .相切B .相交C .相离D .不确定 解析: 直线y =kx -k +1恒过定点(1,1). 又∵129+124<1,∴点(1,1)在椭圆x 29+y 24=1内部.∴直线y =kx -k +1与椭圆相交.故选B. 答案: B3.已知以F 1(-2,0),F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( )A .3 2B .2 6C .27D .4 2解析: 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由⎩⎨⎧b 2x 2+a 2y 2-a 2b 2=0,x +3y +4=0,得(a 2+3b 2)y 2+83b 2y +16b 2-a 2b 2=0, 由题意得Δ=(83b 2)2-4(a 2+3b 2)(16b 2-a 2b 2)=0 且a 2-b 2=4,可得a 2=7,∴2a =27.答案: C4.过椭圆x 225+y 29=1的右焦点且倾斜角为45°的弦AB 的长为( )A .5B .6 C.9017D .7解析: 椭圆的右焦点为(4,0),直线的斜率为k =1, ∴直线AB 的方程为y =x -4,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -4x 225+y 29=1得9x 2+25(x -4)2=225, 由弦长公式易求|AB |=9017. 答案: C二、填空题(每小题5分,共10分)5.直线y =a 与椭圆x 23+y 24=1恒有两个不同的交点,则a 的取值范围是________.解析: 由x 23+y 24=1得-2≤y ≤2,∴-2<a <2. 答案: (-2,2)6.若倾斜角为π4的直线交椭圆x 24+y 2=1于A ,B 两点,则线段AB 的中点的轨迹方程是________________.解析: 设中点坐标为(x ,y ),直线方程为y =x +b ,代入椭圆方程得5x 2+8bx +4(b 2-1)=0,则⎩⎨⎧x =x 1+x 22=-45b ,y =b5,得x +4y =0.由Δ>0得-5<b <5, 故-455<x <455.答案: x +4y =0⎝⎛⎭⎫-455<x <455 三、解答题(每小题10分,共20分)7.已知椭圆x 22+y 2=1,右焦点为F ,直线l 经过点F ,与椭圆交于点A ,B ,且|AB |=423.(1)求直线l 的方程;(2)求△OAB 的面积.解析: (1)F 为(1,0),直线l 的斜率存在, 设直线l 的方程为y =k (x -1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1)x 22+y 2=1得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-2=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-21+2k 2,|AB |=(1+k 2)(x 1-x 2)2=1+k 2×(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+k 2×⎝⎛⎭⎫4k 21+2k 22-4(2k 2-2)1+2k 2=423∴k =±1,∴直线l 的方程为x +y -1=0或x -y -1=0. (2)S △OAB =12|OF |×|y 1-y 2|=12×1×k 2[(x 1-1)-(x 2-1)]2 =12×1×k 2(x 1-x 2)2 =12×k 2×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫4k 21+2k 22-4×2k 2-21+2k 2=12×1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫41+22-4×01+2=238.设F 1,F 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 2的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60°,F 1到直线l 的距离为2 3.(1)求椭圆C 的焦距;(2)如果AF 2→=2F 2B →,求椭圆C 的方程.解析: (1)设椭圆C 的焦距为2c ,由已知可得F 1到直线l 的距离3c =23,故c =2. 所以椭圆C 的焦距为4. (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由题意知y 1<0,y 2>0, 直线l 的方程为y =3(x -2).联立⎩⎪⎨⎪⎧y =3(x -2)x 2a 2+y 2b 2=1,得(3a 2+b 2)y 2+43b 2y -3b 4=0.解得y 1=-3b 2(2+2a )3a 2+b 2,y 2=-3b 2(2-2a )3a 2+b 2.因为AF 2→=2F 2B →,所以-y 1=2y 2.即3b 2(2+2a )3a 2+b 2=2·-3b 2(2-2a )3a 2+b 2,得a =3.而a 2-b 2=4,所以b = 5. 故椭圆C 的方程为x 29+y 25=1.尖子生题库☆☆☆9.(10分)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2.点P (a ,b )满足|PF 2|=|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率e .(2)设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点.若直线PF 2与圆(x +1)2+(y -3)2=16相交于M ,N 两点,且|MN |=58|AB |,求椭圆的方程.解析: (1)设F 1(-c,0),F 2(c,0)(c >0),因为|PF 2|=|F 1F 2|,所以(a -c )2+b 2=2c .整理得2⎝⎛⎭⎫c a 2+c a -1=0,得c a =-1(舍),或c a =12.所以e =12. (2)由(1)知a =2c ,b =3c ,可得椭圆方程为3x 2+4y 2=12c 2,直线PF 2的方程为y =3(x -c ).A ,B 两点的坐标满足方程组⎩⎨⎧3x 2+4y 2=12c 2,y =3(x -c ).消去y 并整理,得5x 2-8cx =0.解得x 1=0,x 2=85c .得方程组的解为⎩⎨⎧x 1=0,y 1=-3c ,⎩⎨⎧x 2=85c ,y 2=335c .不妨设A ⎝⎛⎭⎫85c ,335c ,B (0,-3c ),所以|AB |=⎝⎛⎭⎫85c 2+⎝⎛⎭⎫335c +3c 2=165c . 于是|MN |=58|AB |=2c .圆心(-1,3)到直线PF 2的距离 d =|-3-3-3c |2=3|2+c |2.因为d 2+⎝⎛⎭⎫|MN |22=42,所以34(2+c )2+c 2=16. 整理得7c 2+12c -52=0.得c =-267(舍),或c =2.所以椭圆方程为x 216+y 212=1.。
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第2章 2.1.1 第2课时
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.点A (a,1)在椭圆x 24+y 2
2=1的内部,则a 的取值范围是( )
A .-2<a < 2
B .a <-2或a > 2
C .-2<a <2
D .-1<a <1
解析: 由点A 在椭圆内部得a 24+12
2<1
∴-2<a < 2 故选A. 答案: A
2.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 2
4=1的位置关系为( )
A .相切
B .相交
C .相离
D .不确定 解析: 直线y =kx -k +1恒过定点(1,1). 又∵12
9+12
4<1,∴点(1,1)在椭圆x 2
9+y
2
4=1内部.
∴直线y =kx -k +1与椭圆相交.故选B. 答案: B
3.已知以F 1(-2,0),F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( )
A .3 2
B .2 6
C .27
D .4 2
解析: 设椭圆方程为x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0).
由⎩⎨
⎧
b 2x 2+a 2y 2-a 2b 2
=0,x +3y +4=0,
得(a 2
+3b 2
)y 2
+83b 2
y +16b 2
-a 2b 2
=0,
由题意得Δ=(83b 2)2
-4(a 2
+3b 2
)(16b 2
-a 2b 2
)=0 且a 2
-b 2
=4,可得a 2=7,∴2a =27.
答案: C
4.过椭圆x 225+y 2
9=1的右焦点且倾斜角为45°的弦AB 的长为( )
A .5
B .6 C.9017
D .7
解析: 椭圆的右焦点为(4,0),直线的斜率为k =1, ∴直线AB 的方程为y =x -4,
由⎩⎪⎨⎪⎧
y =x -4x 225+y
29
=1得9x 2+25(x -4)2
=225,
由弦长公式易求|AB |=9017.
答案: C
二、填空题(每小题5分,共10分)
5.直线y =a 与椭圆x 23+y 2
4=1恒有两个不同的交点,则a 的取值范围是________.
解析: 由x 23+y 2
4=1得-2≤y ≤2,
∴-2<a <2. 答案: (-2,2)
6.若倾斜角为π4的直线交椭圆x 2
4+y 2
=1于A ,B 两点,则线段AB 的中点的轨迹方程是
________________.
解析: 设中点坐标为(x ,y ),直线方程为y =x +b ,代入椭圆方程得5x 2
+8bx +4(b 2
-1)=0,
则⎩⎪⎨⎪⎧
x =x 1
+x 2
2=-4
5b ,y =b
5,
得x +4y =0.
由Δ>0得-5<b <5, 故-455<x <4
5
5.
答案: x +4y =0⎝ ⎛⎭⎪⎫-4
55<x <455
三、解答题(每小题10分,共20分)
7.已知椭圆x 2
2+y 2
=1,右焦点为F ,直线l 经过点F ,与椭圆交于点A ,B ,且|AB |=423.
(1)求直线l 的方程; (2)求△OAB 的面积.
解析: (1)F 为(1,0),直线l 的斜率存在, 设直线l 的方程为y =k (x -1)
由⎩⎪⎨⎪⎧
y =k x -1x 2
2
+y 2
=1得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2
-2=0,
设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2
-21+2k 2,
|AB |=
1+k 2
x 1-x 2
2
=1+k 2
×
x 1+x 2
2
-4x 1x 2
=1+k 2
×⎝ ⎛⎭
⎪⎫4k 21+2k 22-42k 2
-21+2k 2
=42
3
∴k =±1,∴直线l 的方程为x +y -1=0或x -y -1=0. (2)S △OAB =1
2|OF |×|y 1-y 2|
=12×1×k 2[x 1-1-x 2-1]2 =12×1×k 2x 1-x 2
2
=12×k 2
×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝
⎛⎭⎪⎫4k 2
1+2k 22-4×2k 2
-21+2k 2
=12
×1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭
⎪⎫41+22-4×01+2=23
8.设F 1,F 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 2的直线l 与椭圆C 相交
于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60°,F 1到直线l 的距离为2 3.
(1)求椭圆C 的焦距;
(2)如果AF 2→=2F 2B →
,求椭圆C 的方程.
解析: (1)设椭圆C 的焦距为2c ,由已知可得F 1到直线l 的距离3c =23,故c =2. 所以椭圆C 的焦距为4. (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由题意知y 1<0,y 2>0,
直线l 的方程为y =3(x -2).
联立⎩⎪⎨⎪⎧
y =3x -2x 2a 2+y 2
b
2=1,得(3a 2+b 2)y 2+43b 2y -3b 4
=0.
解得y 1=-3b 2
2+2a 3a 2+b 2,y 2=-3b 2
2-2a 3a 2+b 2
. 因为AF 2→=2F 2B →
,所以-y 1=2y 2.
即3b 2
2+2a 3a 2+b 2=2·-3b 2
2-2a 3a 2+b 2
,得a =3. 而a 2
-b 2=4,所以b = 5. 故椭圆C 的方程为x 29+y 2
5=1.
尖子生题库☆☆☆
9.(10分)设椭圆x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2.点P (a ,b )满足|PF 2|=
|F 1F 2|.
(1)求椭圆的离心率e .
(2)设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点.若直线PF 2与圆(x +1)2
+(y -3)2
=16相交于M ,
N 两点,且|MN |=5
8
|AB |,求椭圆的方程.
解析: (1)设F 1(-c,0),F 2(c,0)(c >0),因为|PF 2|=|F 1F 2|,所以
a -c
2
+b 2
=2c .
整理得2⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2+c
a
-1=0,得c a =-1(舍),或c a =12.所以e =12.
(2)由(1)知a =2c ,b =3c ,可得椭圆方程为3x 2
+4y 2
=12c 2
,直线PF 2的方程为y =3(x -c ).
A ,
B 两点的坐标满足方程组⎩⎨
⎧
3x 2+4y 2=12c 2
,
y =3x -c .
消去y 并整理,得5x 2
-8cx =0.解得x 1
=0,x 2=8
5
c .得方程组的解为
⎩⎨
⎧
x 1=0,y 1=-3c ,
⎩⎪⎨⎪⎧
x 2=85c ,y 2
=335c .
不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫
85
c ,335c ,B (0,-3c ),
所以|AB |=
⎝ ⎛⎭⎪⎫85c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫33
5c +3c 2=165
c . 于是|MN |=5
8
|AB |=2c .
圆心(-1,3)到直线PF 2的距离
d =
|-3-3-3c |2=3|2+c |
2
.
因为d 2
+⎝
⎛⎭
⎪⎫|MN |22=42,所以34(2+c )2+c 2=16. 整理得7c 2
+12c -52=0.得c =-267(舍),或c =2.
所以椭圆方程为x 216+y 2
12
=1.。