高三数学解析几何训练试题_题型归纳
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高考数学《解析几何》专项训练一、单选题1.已知直线l 过点A (a ,0)且斜率为1,若圆224x y +=上恰有3个点到l 的距离为1,则a 的值为( )A .B .±C .2±D .2.已知双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>,过右焦点F 的直线与两条渐近线分别交于A ,B ,且AB BF =uu u r uu u r,则直线AB 的斜率为( ) A .13-或13B .16-或16C .2D .163.已知点P 是圆()()22:3cos sin 1C x y θθ--+-=上任意一点,则点P 到直线1x y +=距离的最大值为( )AB .C 1D 2+4.若过点(4,0)A 的直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为( )A .⎡⎣B .(C .33⎡-⎢⎣⎦D .33⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭5.已知抛物线C :22x py =的焦点为F ,定点()M ,若直线FM 与抛物线C 相交于A ,B 两点(点B 在F ,M 中间),且与抛物线C 的准线交于点N ,若7BN BF =,则AF 的长为( )A .78B .1C .76D6.已知双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>的两个焦点分别为1F ,2F ,以12F F 为直径的圆交双曲线C 于P ,Q ,M ,N 四点,且四边形PQMN 为正方形,则双曲线C 的离心率为( )A .2-BC .2D7.已知抛物线C :22(0)y px p =>的焦点F ,点00(2p M x x ⎛⎫>⎪⎝⎭是抛物线上一点,以M 为圆心的圆与直线2p x =交于A 、B 两点(A 在B 的上方),若5sin 7MFA ∠=,则抛物线C 的方程为( )A .24y x =B .28y x =C .212y x =D .216y x =8.已知离心率为2的椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 且斜率为1的直线与椭圆E 在第一象限内的交点为A ,则2F 到直线1F A ,y 轴的距离之比为( )A .5B .35C .2D二、多选题9.已知点A 是直线:0l x y +=上一定点,点P 、Q 是圆221x y +=上的动点,若PAQ ∠的最大值为90o ,则点A 的坐标可以是( )A .(B .()1C .)D .)1,110.已知抛物线2:2C y px =()0p >的焦点为F ,F ,直线l 与抛物线C交于点A 、B 两点(点A 在第一象限),与抛物线的准线交于点D ,若8AF =,则以下结论正确的是( ) A .4p = B .DF FA =uuu r uu rC .2BD BF = D .4BF =三、填空题11.已知圆C 经过(5,1),(1,3)A B 两点,圆心在x 轴上,则C 的方程为__________.12.已知圆()2239x y -+=与直线y x m =+交于A 、B 两点,过A 、B 分别作x 轴的垂线,且与x轴分别交于C 、D 两点,若CD =m =_____.13.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的焦距为4,()2,3A 为C 上一点,则C 的渐近线方程为__________.14.已知抛物线()220y px p =>,F 为其焦点,l 为其准线,过F 任作一条直线交抛物线于,A B 两点,1A 、1B 分别为A 、B 在l 上的射影,M 为11A B 的中点,给出下列命题: (1)11A F B F ⊥;(2)AM BM ⊥;(3)1//A F BM ;(4)1A F 与AM 的交点的y 轴上;(5)1AB 与1A B 交于原点. 其中真命题的序号为_________.四、解答题15.已知圆22:(2)1M x y ++=,圆22:(2)49N x y -+=,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C . (1)求曲线C 的方程;(2)设不经过点(0,Q 的直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,直线QA 与直线QB 的斜率均存在且斜率之和为-2,证明:直线l 过定点.16.已知椭圆方程为22163x y +=.(1)设椭圆的左右焦点分别为1F 、2F ,点P 在椭圆上运动,求1122PF PF PF PF +⋅u u u r u u u u r的值;(2)设直线l 和圆222x y +=相切,和椭圆交于A 、B 两点,O 为原点,线段OA 、OB 分别和圆222x y +=交于C 、D 两点,设AOB ∆、COD ∆的面积分别为1S 、2S ,求12S S 的取值范围.参考答案1.D 【解析】 【分析】因为圆224x y +=上恰有3个点到l 的距离为1,所以与直线l 平行且距离为1的两条直线,一条与圆相交,一条与圆相切,即圆心到直线l 的距离为1,根据点到直线的距离公式即可求出a 的值. 【详解】直线l 的方程为:y x a =-即0x y a --=.因为圆224x y +=上恰有3个点到l 的距离为1,所以与直线l 平行且距离为1的两条直线,一条与圆相交,一条与圆相切,而圆的半径为2,即圆心到直线l 的距离为1.1=,解得a =故选:D . 【点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系的应用,以及点到直线的距离公式的应用,解题关键是将圆上存在3个点到l 的距离为1转化为两条直线与圆的位置关系,意在考查学生的转化能力与数学运算能力,属于中档题. 2.B 【解析】 【分析】根据双曲线的离心率求出渐近线方程,根据AB BF =u u u r u u u r,得到B 为AF 中点,得到B 与A 的坐标关系,代入到渐近线方程中,求出A 点坐标,从而得到AB 的斜率,得到答案. 【详解】因为双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>,又222c e a =22514b a =+=,所以12b a =,所以双曲线渐近线为12y x =± 当点A 在直线12y x =-上,点B 在直线12y x =上时, 设(),A A Ax y (),B B B x y ,由(c,0)F 及B 是AF 中点可知22A B A B x c x y y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,分别代入直线方程,得121222A A A A y x y x c ⎧=-⎪⎪⎨+⎪=⋅⎪⎩,解得24A Ac x c y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以,24c c A ⎛⎫-⎪⎝⎭, 所以直线AB 的斜率AB AFk k =42cc c =--16=-,由双曲线的对称性得,16k =也成立. 故选:B. 【点睛】本题考查求双曲线渐近线方程,坐标转化法求点的坐标,属于中档题. 3.D 【解析】 【分析】计算出圆心C 到直线10x y +-=距离的最大值,再加上圆C 的半径可得出点P 到直线10x y +-=的距离的最大值. 【详解】圆C 的圆心坐标为()3cos ,sin θθ+,半径为1,点C 到直线10x y +-=的距离为sin 14d πθ⎛⎫===++≤+ ⎪⎝⎭因此,点P 到直线1x y +=距离的最大值为12122++=+. 故选:D. 【点睛】本题考查圆上一点到直线距离的最值问题,当直线与圆相离时,圆心到直线的距离为d ,圆的半径为r ,则圆上一点到直线的距离的最大值为d r +,最小值为d r -,解题时要熟悉这个结论的应用,属于中等题. 4.D 【解析】设直线方程为(4)y k x =-,即40kx y k --=,直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,圆心到直线的距离小于等于半径22411k k d k -=≤+,得222141,3k k k ≤+≤,选择C 另外,数形结合画出图形也可以判断C 正确. 5.C 【解析】 【分析】由题意画出图形,求出AB 的斜率,得到AB 的方程,求得p ,可得抛物线方程,联立直线方程与抛物线方程,求解A 的坐标,再由抛物线定义求解AF 的长. 【详解】解:如图,过B 作'BB 垂直于准线,垂足为'B ,则'BF BB =,由7BN BF =,得7'BN BB =,可得1sin 7BNB '∠=, 3cos 7BNB '∴∠=-,tan 43BNB '∠=又()23,0M ,AB ∴的方程为2343y x =-, 取0x =,得12y =,即10,2F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则1p =,∴抛物线方程为22x y =. 联立223432y x x y ⎧=-⎪⎨⎪=⎩,解得23A y =.12172326A AF y ∴=+=+=. 故选:C . 【点睛】本题考查抛物线的简单性质,考查直线与抛物线位置关系的应用,考查计算能力,是中档题. 6.D 【解析】 【分析】设P 、Q 、M 、N 分别为第一、二、三、四象限内的点,根据对称性可得出22,22P c ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,将点P 的坐标代入双曲线C 的方程,即可求出双曲线C 的离心率. 【详解】设双曲线C 的焦距为()20c c >,设P 、Q 、M 、N 分别为第一、二、三、四象限内的点, 由双曲线的对称性可知,点P 、Q 关于y 轴对称,P 、M 关于原点对称,P 、N 关于x 轴对称,由于四边形PQMN 为正方形,则直线PM 的倾斜角为4π,可得,22P c ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭, 将点P 的坐标代入双曲线C 的方程得2222122c c a b -=,即()22222122c c a c a -=-, 设该双曲线的离心率为()1e e >,则()2221221e e e -=-,整理得42420e e -+=,解得22e =,因此,双曲线C 故选:D. 【点睛】本题考查双曲线离心率的计算,解题的关键就是求出双曲线上关键点的坐标,考查计算能力,属于中等题. 7.C 【解析】 【分析】根据抛物线的定义,表示出MF ,再表示出MD ,利用5sin 7MFA ∠=,得到0x 和p 之间的关系,将M 点坐标,代入到抛物线中,从而解出p 的值,得到答案.【详解】抛物线C :22(0)y px p =>, 其焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程2p x =-,因为点(002p M x x ⎛⎫> ⎪⎝⎭是抛物线上一点, 所以02p MF x =+AB所在直线2p x =, 设MD AB ⊥于D ,则02p MD x =-, 因为5sin 7MFA ∠=,所以57 MD MF=,即5272pxpx-=+整理得03x p=所以()3,66M p将M点代入到抛物线方程,得()26623p p=⨯,0p>解得6p=,所以抛物线方程为212y x=故选:C.【点睛】本题考查抛物线的定义,直线与圆的位置关系,求抛物线的标准方程,属于中档题.8.A【解析】【分析】结合椭圆性质,得到a,b,c的关系,设2AF x=,用x表示112,AF F F,结合余弦定理,用c表示x,结合三角形面积公式,即可。
高三数学总复习专题10 解析几何方法点拨1.圆锥曲线中的最值 (1)椭圆中的最值12,F F 为椭圆()222210+=>>x y a b a b的左、右焦点,P 为椭圆上的任意一点,B 为短轴的一个端点,O 为坐标原点,则有: ①[],∈OP b a ; ②[]1,∈-+PF a c a c ;③2212,⎡⎤⋅∈⎣⎦PF PF b a ;④1212∠≤∠F PF F BF . (2)双曲线中的最值12,F F 为双曲线()222210,0-=>>x y a b a b的左、右焦点,P 为双曲线上的任一点,O 为坐标原点,则有:①≥OP a ;②1≥-PF c a . (3)抛物线中的最值点P 为抛物线()220=>y px p 上的任一点,F 为焦点,则有: ①2≥pPF ;②(),A m n 为一定点,则+PA PF 有最小值. 2.定点、定值问题(1)由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜式:()00-=-y y k x x ,则直线必过定点()00,x y ;若得到了直线方程的斜截式:=+y kx m ,则直线必过定点()0,m . (2)解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值. 3.圆锥曲线中范围、最值的求解策略(1)数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出临界位置后数形结合求解. (2)构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解.(3)构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域. 4.定点问题的l 过定点问题的解法:设动直线方程(斜率存在)为=+y kx t 由题设条件将t 用k 表示为=t mk ,得()=+y k x m ,故动直线过定点(),0-m .(2)动曲线C 过定点问题的解法:引入参变量建立曲线C 的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.(3)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意. 5.求解定值问题的两大途径(1)首先由特例得出一个值(此值一般就是定值)然后证明定值:即将问题转化为证明待证式与参数(某些变量)无关.(2)先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值. 6.解决探索创新问题的策略存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时,要分类讨论.(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件. (3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.经典试题汇编一、选择题.1.(陕西省渭南市临渭区2021届高三一模)若直线:3=-l y kx 与直线2360+-=x y 的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A .ππ,43⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .ππ,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .ππ,42⎛⎫⎪⎝⎭ D .ππ,32⎛⎫⎪⎝⎭2.(安徽省淮北市2020-2021学年高三一模)过圆2216+=x y 上的动点作圆22:4+=C x y 的两条切线,两个切点之间的线段称为切点弦,则圆C 内不在任何切点弦上的点形成的区域的面积为( ) A .πB .32πC .2πD .3π3.(山西省大同市天镇县实验中学2021-2022学年高三一模)圆222440+-+-=x y x y 与直线2140()---=∈R tx y t t 的位置关系为( ) A .相离B .相切C .相交D .以上都有可能4.(吉林省长春市2022届高三一模)已知圆22:(2)(3)2-+-=C x y ,直线l 过点(3,4)A 且与圆C 相切,若直线l 与两坐标轴交点分别为,M N ,则MN =( )A .B .6C .D .85.(河南省联考2021-2022学年高三一模)若点()2,1--P 为圆229+=x y 的弦AB 的中点,则弦AB 所在直线的方程为( )A .250++=x yB .250+-=x yC .250-+=x yD .250--=x y6.(四川省南充市2021-2022学年高三一模)若A ,B 是O :224+=x y 上两个动点,且2⋅=-OA OB ,A ,B 到直线l 40+-=y 的距离分别为1d ,2d ,则12+d d 的最大值是( ) A .3B .4C .5D .67.(湖南省长沙市雅礼中学2021届高三一模)过双曲线2214-=y x 的左焦点1F 作一条直线l 交双曲线左支于P ,Q 两点,若4=PQ ,2F 是双曲线的右焦点,则2△PF Q 的周长是( ) A .6B .8C .10D .128.(四川省成都市2020-2021学年高三一模)已知抛物线24=x y 的焦点为F ,过F的直线l 与抛物线相交于A ,B 两点,70,2⎛⎫⎪⎝-⎭P .若⊥PB AB ,则=AF ( )A .32B .2C .52D .39.(湖南省湘潭市2021-2022学年高三上学期一模)已知抛物2:2C y px =(0>p )的焦点为F ,点T 在C 上,且52=FT ,若点M 的坐标为()0,1,且⊥MF MT ,则C 的方程为( ) A .22=y x 或28=y x B .2=y x 或28=y x C .22=y x 或24=y xD .2=y x 或24=y x10.(河南省联考2021-2022学年高三一模)点F 为抛物线22=y px ()0>p 的焦点,l 为其准线,过F 的一条直线与抛物线交于A ,B 两点,与l 交于点C .已知点B 在线段CF 上,若BF ,AF ,BC 按照某种排序可以组成一个等差数列,则AFBF的值为( ) A .32或3B .2或4C .32或4D .2或311.(贵州省遵义市2021届高三一模)双曲线221927-=x y 上一点P 到右焦点2F 距离为6,1F 为左焦点,则12∠F PF 的角平分线与x 轴交点坐标为( )A .()1,0-B .()0,0C .()1,0D .()2,012.(吉林省长春市2022届高三一模)已知P 是抛物线24=y x 上的一动点,F 是抛物线的焦点,点(3,1)A ,则||||+PA PF 的最小值为( )A .3B .C .4D .13.(多选)(湖南省湘潭市2021-2022学年高三一模)已知双曲线2222:1-=x y C a b(0>a ,0>b )的左,右焦点为1F ,2F ,右顶点为A ,则下列结论中,正确的有( )A .若=a b ,则CB .若以1F 为圆心,b 为半径作圆1F ,则圆1F 与C 的渐近线相切C .若P 为C 上不与顶点重合的一点,则12△PF F 的内切圆圆心的横坐标=x aD .若M 为直线2=a x c(=c 0的一点,则当M 的纵坐标为时,2MAF 外接圆的面积最小 14.(江西省赣州市2021届高三3月一模)已知M 、N 是双曲线()2222:10,0-=>>x y C a b a b上关于原点对称的两点,P 是C 上异于M 、N 的动点,设直线PM 、PN 的斜率分别为1k 、2k .若直线12=y x 与曲线C 没有公共点,当双曲线C 的离心率取得最大值时,且123≤≤k ,则2k 的取值范围是( ) A .11,128⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .11,812⎡⎤--⎢⎥⎣⎦ C .11,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .11,23⎡⎤--⎢⎥⎣⎦15.(四川省成都市2021-2022学年高三一模)已知双曲线()222210,0-=>>x y a b a b的一条渐近线方程为=y ,则该双曲线的离心率为( )A B C .2D .316.(四川省成都市2020-2021学年高三一模)已知平行于x 轴的一条直线与双曲线()222210,0-=>>x y a b a b 相交于P ,Q 两点,4=PQ a ,π3∠=PQO (O 为坐标原点),则该双曲线的离心率为( )A B C D17.(甘肃省嘉谷关市第一中学2020-2021学年高三一模)已知双曲线22221(0,0)-=>>y x a b a b与抛物线2=x 共焦点F ,过点F 作一条渐近线的垂线,垂足为M ,若三角形OMF 的面积为2,则双曲线的离心率为( )AB .16C D .4或4318.(四川省乐山市高中2022届一模)已知双曲线()222210,0-=>>x y a b a b,过原点的直线与双曲线交于A ,B 两点,以线段AB 为直径的圆恰好过双曲线的右焦点F ,若ABF 的面积为22a ,则双曲线的离心率为( )AB C D .219.(四川省达州市2021-2022学年高三一模)双曲线()222210,0-=>>x y a b a b的左顶点为A ,右焦点(),0F c ,若直线=x c 与该双曲线交于B 、C 两点,ABC 为等腰直角三角形,则该双曲线离心率为( )A .2BCD .320.(陕西省汉中市2022届高三一模)已知F 是椭圆2222:1(0)+=>>x y C a b a b 的右焦点,点P 在椭圆C 上,线段PF 与圆22239⎛⎫-+= ⎪⎝⎭c b x y 相切于点Q ,且2=PQ QF ,则椭圆C 的离心率等于( )A B .23C .2D .1221.(广西柳州市2022届高三一模)已知1F ,2F 分别为双曲线C :22221-=x y a b()0,0>>a b 的左,右焦点,以12F F 为直径的圆与双曲线C 的右支在第一象限交于A 点,直线2AF 与双曲线C 的右支交于B 点,点2F 恰好为线段AB 的三等分点(靠近点A ),则双曲线C 的离心率等于( )A B C .3D .12+ 二、填空题.22.(贵州省遵义市2021届高三一模)直线1=-+y kx k 与圆224+=x y 交于,A B 两点,则AB 最小值为________.23.(湖南省长沙市雅礼中学2021届高三一模)若抛物线22=y px 上一点()02,P y 到其准线的距离为4,则抛物线的标准方程为___________.24.(四川省成都市第七中学2021-2022学年高三一模)已知12,F F 为双曲线22:1169-=x y C 的两个焦点,,P Q 为C 上关于坐标原点对称的两点,且12=PQ F F ,则四边形12PF QF 的面积为________.25.(四川省达州市2021-2022学年高三一模)设直线()y kx k =∈R 交椭圆221164+=x y 于A ,B 两点,将x 轴下方半平面沿着x 轴翻折与x 轴上方半平面成直二面角,则AB 的取值范围是___________.26.(四川省成都市2021-2022学年高三一模)已知斜率为13-且不经过坐标原点O的直线与椭圆22+197x y =相交于A ,B 两点,M 为线段AB 的中点,则直线OM 的斜率为________. 三、解答题.27.(四川省成都市第七中学2021-2022学年高三一模)已知两圆221:(2)54C x y -+=,222:(2)6C x y ++=,动圆M 在圆1C 内部且和圆1C 内切,和圆2C 外切.(1)求动圆圆心M 的轨迹C 的方程;(2)过点()3,0A 的直线与曲线C 交于,P Q 两点,P 关于x 轴的对称点为R ,求ARQ 面积的最大值.28.(四川省成都市2020-2021学年高三一模)已知椭圆()2222:10+=>>x y C a b a b的离心率为2,且直线1+=x ya b与圆222+=x y 相切. (1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 与椭圆C 相交于不同的两点A ﹐B ,M 为线段AB 的中点,O 为坐标原点,射线OM 与椭圆C 相交于点P ,且O 点在以AB 为直径的圆上.记AOM ,△BOP的面积分别为1S ,2S ,求12S S 的取值范围. 29.(陕西省汉中市2022届高三一模)已知椭圆2222:1(0)+=>>x y C a b a b 的离心率为12,左、右焦点分别为12,F F ,O 为坐标原点,点P 在椭圆C 上,且满足2122,3π=∠=PF F PF .(1)求椭圆C 的方程;(2)已知过点(1,0)且不与坐标轴垂直的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点,在x 轴上是否存在定点Q ,使得∠=∠MQO NQO ,若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.30.(四川省南充市2021-2022学年高三一模)已知椭圆()2222:10+=>>x y C a b a b的离心率为2,椭圆C 的下顶点和上顶点分别为1B ,2B ,且122=B B ,过点()0,2P 且斜率为k 的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的标准方程; (2)当1=k 时,求OMN 的面积;(3)求证:直线1B M 与直线2B N 的交点T 的纵坐标为定值.31.(江西省赣州市2021届高三3月一模)设离心率为12的椭圆2222:1(0)+=>>x y E a b a b 的左,右焦点分别为1F ,2F ,点P 在E 上,且满足1260∠=︒F PF ,12△PF F(1)求a ,b 的值;(2)设直线:2(0)=+>l y kx k 与E 交于M ,N 两点,点A 在x轴上,且满足0⋅+⋅=AM MN AN MN ,求点A 横坐标的取值范围.32.(广西柳州市2022届高三一模)已知椭圆C :22221+=x y a b()0>>a b 的左右焦点分别为1F ,2F ,过2F 且与x 轴垂直的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,AOB 的面积为﹐点P 为椭圆C 的下顶点,2=PF . (1)求椭圆C 的标准方程;(2)椭圆C 上有两点M ,N (异于椭圆顶点且MN 与x 轴不垂直).当OMN 的面积最大时,直线OM 与ON 的斜率之积是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由. 33.(湖南省湘潭市2021-2022学年高三一模)已知圆锥曲线E 上的点M 的坐标(),x y=.(1)说明E 是什么图形,并写出其标准方程;(2)若斜率为1的直线l 与E 交于y 轴右侧不同的两点A ,B ,点P 为()2,1. ①求直线l 在y 轴上的截距的取值范围; ②求证:∠APB 的平分线总垂直于x 轴.34.(四川省乐山市高中2022届一模)如图,从椭圆22221(0)+=>>x y a b a b上一点P 向x轴作垂线,垂足恰为左焦点1F .又点A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,点B 是椭圆与y轴正半轴的交点,且=OP AB k ,13=F A . (1)求椭圆的方程;(2)直线l 交椭圆于M 、Q 两点,判断是否存在直线l ,使点2F 恰为MQB △的重心?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.35.(安徽省淮北市2020-2021学年高三一模)已知椭圆2222:1(0)+=>>x y C a b a b的离心率为12,左顶点为A ,右焦点F ,3=AF .过F 且斜率存在的直线交椭圆于P ,N 两点,P 关于原点的对称点为M . (1)求椭圆C 的方程;(2)设直线AM ,AN 的斜率分别为1k ,2k ,是否存在常数λ,使得12λ=k k 恒成立?若存在,请求出λ的值;若不存在,请说明理由.36.(湖南省长沙市雅礼中学2021届高三一模)已知椭圆()222210:x y a b a bC +=>>,连接椭圆上任意两点的线段叫作椭圆的弦,过椭圆中心的弦叫做椭圆的直径.若椭圆的两直径的斜率之积为22-b a,则称这两直径为椭圆的共轭直径.特别地,若一条直径所在的斜率为0,另一条直径的斜率不存在时,也称这两直径为共轭直径.现已知椭圆22:143x y E +=.(1)已知点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭A ,31,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭B 为椭圆E 上两定点,求AB 的共轭直径的端点坐标;(2)过点()作直线l 与椭圆E 交于1A 、1B 两点,直线1A O 与椭圆E 的另一个交点为2A ,直线1B O 与椭圆E 的另一个交点为2B .当11A OB 的面积最大时,直径12A A 与直径12B B 是否共轭,请说明理由;(3)设CD 和MN 为椭圆E 的一对共轭直径,且线段CM 的中点为T .已知点P 满足:λ=OP OT ,若点P 在椭圆E 的外部,求λ的取值范围.参考答案一、选择题. 1CACCADDDADDC 13.【答案】ABD【解析】对于A 中,因为=a b ,所以222=a c ,故C的离心率==ce a所以A 正确; 对于B 中,因为()1,0-F c 到渐近线0-=bx ay的距离为==d b ,所以B 正确;对于C 中,设内切圆与12△PF F 的边1221,,F F F P F P 分别切于点1,,A B C , 设切点1A (,0)x ,当点P 在双曲线的右支上时,可得121212-=+--=-PF PF PC CF PB BF CF BF1112=-A F A F ()()22=+--==c x c x x a ,解得=x a ,当点P 在双曲线的左支上时,可得=-x a ,所以12△PF F 的内切圆圆心的横坐标=±x a ,所以C 不正确; 对于D 中,由正弦定理,可知2MAF 外接圆的半径为222sin =∠AF R AMF ,所以当2sin ∠AMF 最大时,R 最小,因为2<a a c,所以2∠AMF 为锐角,故2sin ∠AMF 最大,只需2tan ∠AMF 最大,由对称性,不妨设2,⎛⎫ ⎪⎝⎭a M t c (0>t ),设直线2=a x c 与x 轴的交点为N ,在直角2△NMF 中,可得222tan ==∠-a c NF NM NMF ct , 在直角△NMA 中,可得2tan =-=∠a a NA A NM NM c t,又由2222tan tan tan tan()1tan tan NMF NMAAMF NMF NMA NMF NMA∠-∠∠=∠-∠=∠⋅+∠222222()1c c a ab c a a a a c ct t a a c t a c c t tc t -==≤+-----⨯-+, 当且仅当()22-=ab c a t c t ,即=t 2tan ∠AMF 取最大值, 由双曲线的对称性可知,当=t 2tan ∠AMF 也取得最大值,所以D 正确,故选ABD . 14.【答案】A【解析】因为直线12=y x 与双曲线()2222:10,0-=>>x y C a b a b 没有公共点,所以双曲线C 的渐近线的斜率12=≤bk a ,而双曲线C的离心率====c e a 当双曲线C 的离心率取最大值时,b a 取得最大值12,即12=b a ,即2=a b ,则双曲线C 的方程为222214-=x y b b,设()11,M x y 、()11,--N x y 、()00,P x y ,则2211222200221414⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩x y b b x y b b , 两式相减得()()()()10101010224+-+-=x x x x y y y y b b ,即1010101014-+⋅=-+y y y y x x x x , 即1214⋅=k k , 又123≤≤k ,211,128⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦k ,故选A . 15.【答案】B【解析】双曲线22221-=x y a b 的渐近线方程为=±by x a,因为渐近线方程为=y ,所以=ba故可得====e B . 16.【答案】D【解析】如图,由题可知,△POQ 是等边三角形,4=PQ a ,()2,∴P a ,将点P 代入双曲线可得22224121-=a a a b ,可得224=b a,∴离心率===c e a D .17.【答案】C【解析】抛物线2=x 的交点坐标为(F ,又双曲线22221(0,0)-=>>y x a b a b与抛物线2=x 共焦点,∴双曲线的半焦距=c ,三角形OMF 的面积为2,且=OM a ,=MF b ,∴122=⋅ab ,即4=ab , 有22217+==a b c ,∴1=a 或4=a ,∴双曲线的离心率为=e ,故选C .18.【答案】B【解析】设双曲线的左焦点为'F ,连接'AF ,'BF , 因为以AB 为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点(),0F c , 所以⊥AF BF ,圆心为()0,0O ,半径为c , 根据双曲线的对称性可得四边形'AFBF 是矩形,设=AF m ,=BF n ,则222224122⎧⎪-=⎪+=⎨⎪⎪=⎩n m a n m c mn a ,由()2222-=+-n m m n mn ,可得222484-=c a a ,所以223=c a ,所以2223==c e a,所以=e ,故选B .19.【答案】A【解析】联立22222221=⎧⎪⎪-=⎨⎪=+⎪⎩x cxy a b c a b,可得2=±b y a ,则22=b BC a ,易知点B 、C 关于x 轴对称,且F 为线段BC 的中点,则=AB AC ,又因为ABC 为等腰直角三角形,所以2=BC AF ,即()222=+b c a a, 即()222+==-a c a b c a ,所以=-a c a ,可得2=c a , 因此,该双曲线的离心率为2==ce a,故选A . 20.【答案】A【解析】圆22239⎛⎫-+= ⎪⎝⎭c b x y 的圆心为,03⎛⎫ ⎪⎝⎭c A ,半径为3=b r . 设左焦点为1F ,连接1PF ,由于124,33==AF c AF c , 所以12==AF PQAF QF,所以1//AQ PF ,所以12,2==-PF b PF a b , 由于⊥AQ PF ,所以1⊥PF PF , 所以()()()22222224+-==-b a b c a b ,2320,3-==b b a a ,===c e a ,故选A .21.【答案】C【解析】设2=AF x ,则22=BF x ,由双曲线的定义可得1222=+=+AF AF a a x ,12222=+=+BF BF a a x , 因为点A 在以12F F 为直径的圆上,所以190∠=F AB ,所以22211+=AF AB BF ,即()()()2222322++=+a x x a x ,解得23=x a , 在12△AF F 中,1823=+=AF a x a ,223=AF a ,122=F F c , 由2221212+=AF AF F F 可得()22282233⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭a a c ,即22179=a c ,所以双曲线离心率为3===e ,故选C .二、填空题. 22.【答案】【解析】直线1=-+y kx k 过定点过()1,1M , 因为点()1,1M在圆的内部,且OM == 由圆中弦的性质知当直线与OM 垂直时,弦长最短, 此时结合垂径定理可得AB ==故答案为 23.【答案】28=y x【解析】抛物线的准线方程为2=-p x ,点()02,P y 到其准线的距离为22+p , 由题意可得242+=p,解得4=p , 故抛物线的标准方程为28=y x ,故答案为28=y x . 24.【答案】18【解析】由双曲线的对称性以及12=PQ F F 可知,四边形12PF QF 为矩形,所以1222212284100⎧-==⎪⎨+==⎪⎩PF PF a PF PF c ,解得1218=PF PF , 所以四边形12PF QF 的面积为1218=PFPF , 故答案为18.25.【答案】(⎤⎦【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,联立方程组221164=⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx x y ,可得22(14)160+-=k x , 可得1212216,014=-+=+x x x x k ,所以221221614==+x x k , 将椭圆x 轴下方半平面沿着x 轴翻折与x 轴上方半平面成直二面角, 分别作,⊥⊥BC x AD x 于点,C D ,如图所示, 则2222=++AB BC CD AD ,又由222222222211,====BC y k x AD y k x ,2222212*********64()2()414=-=+-=+-=+CD x x x x x x x x x x k, 所以222222221226414=++=+++AB BC CD AD k x k x k 2222232648(417)78(1)141414+⋅++===⋅++++k k k k k , 因为∈R k ,所以20≥k ,所以2411+≥k ,所以270741<≤+k ,所以2788(1)6414<⋅+≤+k ,即2864<≤AB,所以8<≤AB ,所以AB的取值范围是(⎤⎦,故答案为(⎤⎦.26.【答案】73【解析】设直线AB 的方程为13=-+y x b ,联立2213197⎧=-+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩y x b x y ,得221()3197-++=x b x ,即22869630-+-=x bx b ,由223632(963)0b b ∆=-->,得-<<b 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,00(,)M x y ,则120328+==x x b x ,0011373388=-+=-⨯+=b by x b b , 即37(,)88b bM ,则直线OM 的斜率为0073==y k x ,故答案为73.三、解答题.27.【答案】(1)2212420+=x y ;(2.【解析】(1)依题意,圆1C 的圆心()12,0C,半径1=r 圆2C 的圆心()22,0-C,半径2=r设圆M 的半径为r ,则有11=-MC r r ,22=+MC r r ,因此,1212124+=+=>=MC MC r r C C ,于是得点M 的轨迹是以12,C C为焦点,长轴长2=a 此时,焦距24=c ,短半轴长b 有22220=-=b a c ,所以动圆圆心M 的轨迹C 的方程为2212420+=x y .(2)显然直线PQ 不垂直于坐标轴,设直线PQ 的方程为3(0)=+≠x my m ,1122(,),(,)P x y Q x y ,由22356120=+⎧⎨+=⎩x my x y ,消去x 得22(56)30750++-=m x my , 则1226350+=-+m y y m ,1227556=-+y y m , 点P 关于x 轴的对称点11(,)-R x y ,1211|2|||2=⋅⋅-PQRSy x x ,111232=⋅⋅-APRS y x ,如图,显然1x 与2x 在3的两侧,即21-x x 与13-x 同号, 于是得()()()1211121133=-=---=⋅---AQRPQRAPRSSSy x x x y x x x121212275|||75|||3|||||||6565|||==⋅-==⋅==++≤m y x y my my y m m m , 当且仅当65||||=m m ,即=m 时取“=”,因此,当=m 时,max ()=AQR S,所以ARQ 面积的最大值4. 28.【答案】(1)22163+=x y;(2)⎣⎦.【解析】(1)∵椭圆的离心率为2,∴2=c a (c 为半焦距), ∵直线1+=xy ab与圆222+=x y=,又∵222+=c b a ,∴26=a ,23=b ,∴椭圆C 的方程为22163+=x y .(2)∵M 为线段AB 的中点,∴12==AOM BOP OMS S S S OP△△. (ⅰ)当直线l 的斜率不存在时,由⊥OA OB 及椭圆的对称性,不妨设OA 所在直线的方程为=y x ,得22=Ax .则22=Mx ,26=P x,∴123==OM S S OP ; (ⅱ)当直线l 的斜率存在时,设直线():0=+≠l y kx m m ,()11,A x y ,()22,B x y ,由22163=+⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx mx y ,消去y ,得()222214260++-=+k x kmx m , ∴()()()2222221682138630k m k m k m ∆=-+-=-+>,即22630-+>k m .∴122421+=-+kmx x k ,21222621-=+m x x k .∵点O 在以AB 为直径的圆上,∴0⋅=OA OB ,即12120+=x x y y , ∴()()221212121210+=++++=x x y y k x x km x x m ,∴()22222264102121-⎛⎫++-+= ⎪++⎝⎭m km k km m k k . 化简,得2222=+m k ,经检验满足0∆>成立, ∴线段AB 的中点222,2121⎛⎫-⎪++⎝⎭km m M k k , 当0=k 时,22=m,此时123==S S ; 当0≠k 时,射线OM 所在的直线方程为12=-y x k, 由2212163⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩y x k x y ,消去y ,得2221221=+P k x k ,22321=+P y k , ∴==M P OM y OP y ∴12==S S12,33⎛∈ ⎝⎭S S , 综上,12S S的取值范围为⎣⎦.29.【答案】(1)22143+=x y ;(2)存在,()4,0.【解析】(1)在12△PF F 中,1122,2=-=cPF a a ,所以,由余弦定理()224(22)4222=-+--c a a,解得2,==a b ,所以,椭圆方程为22143+=x y .(2)假设存在点(),0Q m 满足条件,设直线l 的方程为()10=+≠x ty t ,设()()1122,,,M x y N x y ,联立()22221,34690143=+⎧⎪++-=⎨+=⎪⎩x ty t y ty x y , 121212221269,,3434--+==+=+++--MQ NQy y t y y y y k K t t x m x m, 又因为∠=∠MQO NQO ,所以0+=MQ NQ K K ,即1212=--y y x m m x , 即()()1211-=-y m x y m x ,将11221,1=+=+x ty x ty 代入化简得()()121212-+=m y y ty y , 即()2261183434---=++t m tt t ,计算得4=m ,所以存在()4,0点使得∠=∠MQO NQO .30.【答案】(1)2212+=x y ;(2)面积不存在;(3)证明见解析.【解析】(1)因为122=B B ,所以22=b ,即1=b ,因为离心率为2,所以2=c a ,设=c m,则=a ,0>m , 又222=-c a b ,即2222=-m m b ,解得1=m 或1-(舍去),所以=a 1=b ,1=c ,所以椭圆的标准方程为2212+=x y .(2)由22122⎧+=⎪⎨⎪=+⎩x y y x ,得()222220++-=x x ,23860++=x x ,284360∆=-⨯⨯<,所以直线与椭圆无交点,故OMN 的面积不存在.(3)由题意知,直线l 的方程为2=+y kx ,设()11,M x y ,()22,N x y ,则22212=+⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx x y ,整理得()2221860+++=k x kx ,则()()22122122846120821621Δk k k x x k x x k ⎧=-⨯+>⎪⎪⎪+=-⎨+⎪⎪=⎪+⎩,因为直线和椭圆有两个交点,所以()()22824210k k ∆=-+>,则232>k ,设(),T m n ,因为1B ,T ,M 在同一条直线上,则111111313+++===+y kx n k m x x x , 因为2B ,T ,N 在同一条直线上,则222221111-+-===+y kx n k m x x x , 由于()21212283311213440621⎛⎫⋅- ⎪++-+⎝⎭+⋅=+=+=+k x x n n k k k m m x x k ,所以12=n , 则交点T 恒在一条直线12=y 上,故交点T 的纵坐标为定值12.31.【答案】(1)2=a,=b (2)6⎡⎫-⎪⎢⎪⎣⎭. 【解析】(1)设椭圆短轴的端点为B ,则21sin 2∠=OBF ,所以26π∠=OBF ,123π∠=F BF ,所以点P 即为点B,所以12122=⋅⋅==△PF F S c b bc ,又12=c a ,222=-a b c ,所以2=a,=b(2)设(,0)A m ,()11,M x y ,()22,N x y ,MN 的中点()00,H x y ,由2223412=+⎧⎨+=⎩y kx x y ,得()22431640+++=k x kx , 所以()()222(16)164348410k k k ∆=-+=->, 又0>k ,所以12>k ,所以1221643+=-+kx x k , 所以12028243+==-+x x k x k ,0026243=+=+y kx k ,即2286,4343⎛⎫- ⎪++⎝⎭k H k k , 因为()20⋅+⋅=+⋅=⋅=AM MN AN MN AM AN MN AH MN , 所以⊥AH MN ,所以226143843+=---+k k k mk ,得2223434=-=-++k m k k k , 因为12>k,所以34+≥k k,当且仅当=k =”号,所以⎡⎫∈⎪⎢⎪⎣⎭m , 故点A的横坐标的取值范围是6⎡⎫-⎪⎢⎪⎣⎭. 32.【答案】(1)22184+=x y ;(2)12-,理由见解析.【解析】(1)由题意可得:在2OPF Rt 中,22222+=OP OF PF ,即)222+=b c ,所以=b c ,椭圆C :22221+=x y a b 中,令=x c 可得2422221⎛⎫=-= ⎪⎝⎭c b y b a a,所以2=±b y a ,可得22=b AB a,所以22122=⋅⋅==AOBb bc Sc a a所以2=b c ,因为=b c ,222=+a b c,所以34====b b , 可得24=b ,所以2==c b ,2228=+=a b c ,所以椭圆C 的标准方程为22184+=x y .(2)设直线MN 的方程为=+y kx t ,()11,M x y ,()22,N x y ,由22184=+⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx tx y ,可得()222214280+++-=k x ktx t , ()()222216421280k t k t ∆=-+->,即2284<+t k ,122412-+=+ktx x k,21222812-=+t x x k , 所以()()()2212121212=++=+++y y kx t kx t k x x kt x x t()()22222222222228124812121212-+-=-+=++++k t k t k t t k k k k k,12=-=MN x==, 点()0,0O 到直线=+y kx t的距离=d所以OMN的面积为1122⋅==MN d222284212+-+≤=+t k t k, 当且仅当22284=-+t k t 即2224-=t k 时等号成立,2222222122222128128241122828282-+--+⋅==⨯===-+---OM ONy y t k k t k t t k k x x k t t t , 所以当OMN 的面积最大时,直线OM 与ON 的斜率之积是12-.33.【答案】(1)E是以(),)为焦点,长轴长为22163+=x y ;(2)①(3,-;②证明见解析. 【解析】(1)圆锥曲线E是以(),)为焦点,长轴长为的椭圆,其标准方程为22163+=x y .(2)①设直线l :=+y x m ,()11,A x y ,()22,B x y ,由22163⎧+=⎪⎨⎪=+⎩x y y x m ,消去y ,得2234260++-=x mx m , 由题意,有()()22122124432604032603m m mx x m x x ∆⎧=-⨯->⎪⎪⎪+=->⎨⎪⎪-=>⎪⎩,解得3-<<m , 所以直线l 在y轴上的截距的取值范围为(3,-.②因为点P 在椭圆上,若直线l 过点P ,即点A (或点B )与P 重合,则l 与E 的另一个交点为25,33⎛⎫--⎪⎝⎭,不合题意,所以点A (或点B )与P 不重合; 若AP 或BP 的斜率不存在,则直线l 过点()2,1-,此时,l 与E 只有一个交点, 所以AP 与BP 的斜率都存在,设直线AP 的斜率为1k ,直线BP 的斜率为2k , 因为A ,B 在轴的右侧,结合图象,可知,要证∠APB 的平分线总垂直于x 轴,只要证120=+k k , 因为11112-=-y k x ,22212-=-y k x ,也即证()()()()122112120--+--=y x y x ,而()()()()()()()()1221122112121212--+--=+--++--y x y x x m x x m x()()()2121241242344344033-⎛⎫=+-+-+=+---+= ⎪⎝⎭m m x x m x x m m m 成立, 故∠APB 的平分线总垂直于x 轴.34.【答案】(1)22143+=x y ;(2)存在,:80--=l y .【解析】(1)由题可知,(,0)A a ,(0,)B b ,2,⎛⎫- ⎪⎝⎭b P c a ,因为=OP AB k,则200--=---b b a c a,解得=b ,故有2223+=⎧⎪=⎨⎪+=⎩a cb bc a ,解得2=a,=b椭圆方程为22143+=x y .(2)法一:假设存在,易知直线l 的斜率存在, 设直线l 的方程为=+y kx m ,()11,M x y ,()22,Q x y ,联立22143=+⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx mx y ,得()2223484120+++-=k x kmx m , 则122212283441234⎧+=-⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩km x x k m x x k , 因为2F 为MQB △的重心,则121201303++⎧=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩x x y y,解得12123+=⎧⎪⎨+=⎪⎩x x y y则122128334⎧+=-=⎪+⎨⎪+++=⎩km x x k kx m kx m,化简得228334634⎧=-⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩km k m k,解得⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩k m ,所以直线:80--=l y .法二:设()11,M x y ,()22,Q x y ,因为2F 为MQB △的重心,则120130++⎧=⎪⎪=x x,解得12123+=⎧⎪⎨+=⎪⎩x x y y设MQ 的中点R,则3,2⎛ ⎝⎭R , 因为M ,Q 在椭圆22143+=x y 上,则22112222143143⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩x y x y ,两式相减得34⋅=-MQ OR k k,即=MQ k所以直线:80--=l y .35.【答案】(1)22143+=x y ,(2)3λ=.【解析】(1)因为离心率为12,所以12==c e a , 又3=AF ,所以3+=a c ,解得2=a ,1=c , 又222=-c a b ,所以23=b ,所以椭圆方程为22143+=x y .(2)由(1)知()1,0F ,()2,0-A ,设直线PN 的方程为1=+x my ,()11,P x y ,()22,N x y , 因为M 与P 关于原点对称,所以()11,--M x y , 所以1112=-y x k ,2222=+yk x , 若存在λ,使得12λ=k k 恒成立,所以121222λ=-+y yx x , 所以()()122122λ+=-y x y x ,两边同乘1y 得()()21221122λ+=-y x y y x ,又因为()11,P x y 在椭圆上,所以2211143+=x y ,所以()()2112113223144-+⎛⎫=-= ⎪⎝⎭x x x y ,所以()()()()112211322224λ-++=-x x x y y x ,当12≠x 时,则()()12213224λ-++=x x y y , 所以()21212136124λ--+-=x x x x y y ①; 当12=x 时,M 与A 重合,联立方程221143=+⎧⎪⎨+=⎪⎩x my x y ,消元得()2234690++-=m y my ,所以212212934634-⎧=⎪⎪+⎨-⎪+=⎪+⎩y y m m y y m ,所以()212128234+=++=+x x m y y m ,()222121212412134-=+++=+m x x m y y m y y m ,代入①得22221236489124343434λ-+--+-=+++m m m m , 整理得10836λ-=-,解得3λ=. 36.【答案】(1)2-⎭和2⎛ ⎝⎭;(2)直径12A A 与直径12B B 共轭,理由见解析;(3)λ>λ< 【解析】(1)由题设知32=AB k ,设所求直线方程为=y kx ,则34⋅=-AB k k ,则12=-k , 故共轭直径所在直线方程为12=-y x .联立椭圆与12=-y x ,即2212143⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩y x x y 可得23=x,=x故端点坐标为⎭和⎛ ⎝⎭.(2)由题设知,l 不与x 轴重合,故设l:=x my ()111,A x y 、()122,B x y ,联立方程()22223430143⎧=⎪⇒+--=⎨+=⎪⎩x my m y x y ,则12234+=+y y m ,122334-=+y y m ,2122121234-=+m x x m ,122223434=-=⋅=++S y mm 63=≤=,当且仅当2313+=m ,即223=m 时取等号, 此时121221222123312124-⋅===-=--A A B By y b k k x x m a,故直径12A A 与直径12B B 共轭. (3)设点()11,C x y ,()22,M x y ,当CD 不与坐标轴重合时,设CD l :=y kx ,则MN l :34=-y x k, 联立2222211221212,3434143=⎧⎪⇒==⎨+++=⎪⎩y kx k x y x y k k , 同理可得22221634=+k x k ,222934=+y k. 由椭圆的对称性,不妨设C 在第一象限,则M 必在第二象限或第四象限,则1=x1=y若M在第二象限,则2=x2=y ,从而 ⎪⎝⎭T ,则⎫⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭P .又P在椭圆外,则223412⎫⎪⎪+>⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 化简可得22λ>,即λ>λ<若M 在第四象限,同理可得22λ>,即λ>λ<当CD 与x 轴垂直或重合时,由椭圆的对称性,不妨取()2,0C,(M ,则λ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭P . 又P 在椭圆外,则2223341224λλλ+⋅>⇒>,即λ>λ<综上:λ>λ<。
高考解析几何大题题型归纳
高考解析几何大题主要分为以下几类:
1. 平面向量问题:涉及向量加减、点积(数量积)、叉积(向量积)及其性质,例如线段长度、平行四边形面积、点到直线距离等等。
2. 空间几何问题:涉及空间中点、线、面的位置关系、相交情况、垂直或平行关系、大小关系等问题,例如两平面夹角、直线与平面的交点、平面方程等。
3. 三角形问题:涉及三角形内部、外部、垂心、垂足、中线、中心、外心、内心等概念,例如三角形的外接圆、内切圆、垂心定理等。
4. 圆锥曲线问题:涉及圆、椭圆、抛物线、双曲线等曲线的定义、性质、焦点、方程、参数等问题,例如椭圆离心率、抛物线焦点、双曲线渐近线等。
5. 空间向量问题:涉及空间中平行六面体、四面体的体积、重心、外接球、内切球等问题。
以上是高考解析几何大题的主要题型归纳,但具体涉及哪些内容还是要根据题目的情况来确定的。
高考数学解析几何专题练习解析版82页1.一个顶点的坐标2,0,焦距的一半为3的椭圆的标准方程是()A.19422yxB.14922yxC.113422yxD.141322yx2.已知双曲线的方程为22221(0,0)x y a b ab,过左焦点F 1作斜率为3的直线交双曲线的右支于点P ,且y 轴平分线段F 1P ,则双曲线的离心率是( )A .3B .32C .31D .323.已知过抛物线y 2=2px (p>0)的焦点F 的直线x -my+m=0与抛物线交于A ,B 两点,且△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则m 6+ m 4的值为()A .1B . 2C .3D .44.若直线经过(0,1),(3,4)A B 两点,则直线AB 的倾斜角为A .30oB.45oC.60oD.120o5.已知曲线C 的极坐标方程ρ=22cos ,给定两点P(0,π/2),Q (-2,π),则有 ( )(A)P 在曲线C 上,Q 不在曲线C 上(B)P 、Q 都不在曲线C 上(C)P 不在曲线C 上,Q 在曲线C 上(D)P 、Q 都在曲线C 上6.点M 的直角坐标为)1,3(化为极坐标为()A .)65,2( B.)6,2( C .)611,2( D.)67,2(7.曲线的参数方程为12322tyt x (t 是参数),则曲线是()A 、线段B 、直线C 、圆D 、射线8.点(2,1)到直线3x-4y+2=0的距离是()A .54B .45C .254D .4259.圆06422y x yx的圆心坐标和半径分别为()A.)3,2(、13B.)3,2(、13 C.)3,2(、13 D.)3,2(、1310.椭圆12222by x的焦点为21,F F ,两条准线与x 轴的交点分别为M 、N ,若212F F MN,则该椭圆离心率取得最小值时的椭圆方程为( )A.1222yxB.13222yxC.12222yxD.13222yx11.过双曲线的右焦点F 作实轴所在直线的垂线,交双曲线于A ,B 两点,设双曲线的左顶点M ,若MAB 是直角三角形,则此双曲线的离心率e 的值为()A .32B .2C .2D .312.已知)0(12222baby ax ,N M ,是椭圆上关于原点对称的两点,P 是椭圆上任意一点且直线PN PM ,的斜率分别为21,k k ,021k k ,则21k k 的最小值为1,则椭圆的离心率为( ).(A)22 (B) 42 (C)23 (D)4313.设P 为双曲线11222yx上的一点,F 1、F 2是该双曲线的两个焦点,若2:3:21PF PF ,则△PF 1F 2的面积为()A .36B .12C .123D .2414.如果过点m P,2和4,m Q 的直线的斜率等于1,那么m 的值为( )A .4B .1C .1或3D .1或415.已知动点(,)P x y 在椭圆2212516xy 上,若A 点坐标为(3,0),||1AM ,且0PM AM 则||PM 的最小值是()A .2 B.3 C.2 D.316.直线l 与抛物线交于A,B 两点;线段AB 中点为,则直线l 的方程为A 、B 、、C 、D、17.已知椭圆2222:1(0)x y C a b ab>>的离心率为32,过右焦点F 且斜率为(0)k k >的直线与C 相交于A B 、两点.若3AFFB ,则k()(A )1(B )2(C )3(D )218.圆22(2)4x y与圆22(2)(1)9x y 的位置关系为( )A.内切B.相交C.外切D.相离19.已知点P 在定圆O 的圆内或圆周上,动圆C 过点P 与定圆O 相切,则动圆C 的圆心轨迹可能是()(A)圆或椭圆或双曲线(B)两条射线或圆或抛物线(C)两条射线或圆或椭圆(D)椭圆或双曲线或抛物线20.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是()A .[6,3) B.(6,2) C.(3,2) D.[6,2]21.直线l 与两直线1y 和70x y 分别交于,A B 两点,若线段AB 的中点为(1,1)M ,则直线l 的斜率为()A .23B .32 C .32D .2322.已知点0,0,1,1O A,若F 为双曲线221xy的右焦点,P 是该双曲线上且在第一象限的动点,则OA FP uu r uu r的取值范围为()A .21,1 B.21,2 C.1,2 D .2,23.若b a,满足12b a ,则直线03b yax过定点().A 21,61B .61,21C .61,21.D 21,6124.双曲线1922yx 的实轴长为 ( )A.4 B. 3 C. 2 D. 125.已知F 1、F 2分别是双曲线1by ax 2222(a>0,b>0)的左、右焦点,P 为双曲线上的一点,若9021PF F ,且21PF F 的三边长成等差数列,则双曲线的离心率是()A .2B.3C. 4D. 526.过A(1,1)、B(0,-1)两点的直线方程是()A.B.C. D.y=x 27.抛物线x y 122上与焦点的距离等于6的点横坐标是()A .1B.2C.3D.428.已知圆22:260C xyx y,则圆心P 及半径r 分别为()A 、圆心1,3P ,半径10r ;B 、圆心1,3P ,半径10r ;C 、圆心1,3P ,半径10r;D 、圆心1,3P ,半径10r。
压轴题06解析几何压轴题题型/考向一:直线与圆、直线与圆锥曲线题型/考向二:圆锥曲线的性质综合题型/考向三:圆锥曲线的综合应用一、直线与圆、直线与圆锥曲线热点一直线与圆、圆与圆的位置关系1.直线与圆的位置关系:相交、相切和相离.判断方法:(1)点线距离法(几何法).(2)判别式法:设圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),+By+C=0,x-a)2+(y-b)2=r2,消去y,得到关于x的一元二次方程,其根的判别式为Δ,则直线与圆相离⇔Δ<0,直线与圆相切⇔Δ=0,直线与圆相交⇔Δ>0.2.圆与圆的位置关系,即内含、内切、相交、外切、外离.热点二中点弦问题已知A(x1,y1),B(x2,y2)为圆锥曲线E上两点,AB的中点C(x0,y0),直线AB 的斜率为k.(1)若椭圆E的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),则k=-b2a2·x0y0;(2)若双曲线E的方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),则k=b2a2·x0y0;(3)若抛物线E的方程为y2=2px(p>0),则k=py0.热点三弦长问题已知A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k(k≠0),则|AB|=(x1-x2)2+(y1-y2)2=1+k2|x1-x2|=1+k2(x1+x2)2-4x1x2或|AB|=1+1k2|y1-y2|=1+1k2(y1+y2)2-4y1y2.热点四圆锥曲线的切线问题1.直线与圆锥曲线相切时,它们的方程组成的方程组消元后所得方程(二次项系数不为零)的判别式为零.2.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)在(x0,y0)处的切线方程为x0xa2+y0yb2=1;双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)在(x0,y0)处的切线方程为x0xa2-y0yb2=1;抛物线y2=2px(p>0)在(x0,y0)处的切线方程为y0y=p(x+x0).热点五直线与圆锥曲线位置关系的应用直线与圆锥曲线位置关系的判定方法(1)联立直线的方程与圆锥曲线的方程.(2)消元得到关于x或y的一元二次方程.(3)利用判别式Δ,判断直线与圆锥曲线的位置关系.二、圆锥曲线的性质综合热点一圆锥曲线的定义与标准方程1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|).(2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(0<2a<|F1F2|).(3)抛物线:|PF|=|PM|,l为抛物线的准线,点F不在定直线l上,PM⊥l于点M.2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”所谓“定型”,就是确定曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值.热点二椭圆、双曲线的几何性质1.求离心率通常有两种方法(1)椭圆的离心率e=ca=1-b2a2(0<e<1),双曲线的离心率e=ca=1+b2a2(e>1).(2)根据条件建立关于a,b,c的齐次式,消去b后,转化为关于e的方程或不等式,即可求得e的值或取值范围.2.与双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)共渐近线的双曲线方程为x2a2-y2b2=λ(λ≠0).热点三抛物线的几何性质抛物线的焦点弦的几个常见结论:设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),α是弦AB的倾斜角,则(1)x1x2=p24,y1y2=-p2.(2)|AB|=x1+x2+p=2psin2α.(3)1|FA|+1|FB|=2p.(4)以线段AB为直径的圆与准线x=-p2相切.三、圆锥曲线的综合应用求解范围、最值问题的常见方法(1)利用判别式来构造不等关系.(2)利用已知参数的范围,在两个参数之间建立函数关系.(3)利用隐含或已知的不等关系建立不等式.(4)利用基本不等式.○热○点○题○型一直线与圆、直线与圆锥曲线一、单选题1.过圆224x y +=上的动点作圆221x y +=的两条切线,则连接两切点线段的长为()A .2B .1C 32D 3【答案】D【详解】令点P 是圆224x y +=上的动点,过点P 作圆221x y +=的两条切线,切点分别为A ,B ,如图,则OA PA ⊥,而1||||12OA OP ==,于是260APB OPA ∠=∠= ,又||||3PB PA ==,因此PAB 为正三角形,||||3AB PA ==,所以连接两切点线段的长为3.故选:D2.过抛物线:()的焦点的直线交抛物线于,两点,若2AF BF AB ⋅=,则抛物线C 的标准方程是()A .28y x=B .26y x=C .24y x=D .22y x=3.若直线0x y a +-=与曲线A .[12,12]-+B .(1C .[2,12)+D .(1【答案】B4.已知抛物线22y px =的焦点为4x =A .4B .42C .8D .【答案】D5.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,过FC 交于A ,B 两点,D 为AB 的中点,且DM l ⊥于点M ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,四边形DMFN的面积为,则p =()A.B .4C.D.因为30DN DF DFN ⊥∠=︒,,故223DF DE p ==,FN6.已知圆22:4C x y +=,直线l经过点3,02P ⎛⎫⎪⎝⎭与圆C 相交于A ,B 两点,且满足关系OM =(O 为坐标原点)的点M 也在圆C 上,则直线l 的斜率为()A .1B .1±C .D .±故选:D.7.已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的上顶点为B ,斜率为32的直线l 交椭圆于M ,N 两点,若△BMN 的重心恰好为椭圆的右焦点F ,则椭圆的离心率为()A .22BC .12D8.已知双曲线()22:10,0C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,直线y =与C的左、右两支分别交于A ,B 两点,若四边形12AF BF 为矩形,则C 的离心率为()AB .3C1D 1+二、多选题9.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆()()()222:210C x y r r -+-=>,过原点O 的直线l 与圆C 交于A ,B 两点,则()A .当圆C 与y 轴相切,且直线l 的斜率为1时,2AB =B .当3r =时,存在l ,使得CA CB⊥C .若存在l ,使得ABC 的面积为4,则r 的最小值为D .若存在两条不同l ,使得2AB =,则r 的取值范围为()1,3故选:BC10.已知0mn ≠,曲线22122:1x y E m n +=,曲线22222:1x y E m n-=,直线:1x y l m n +=,则下列说法正确的是()A .当3n m =时,曲线1E 离心率为3B .当3n m =时,曲线2E 离心率为103C .直线l 与曲线2E 有且只有一个公共点D .存在正数m ,n ,使得曲线1E 截直线l11.已知抛物线:4C x y =,过焦点F 的直线l 与交于1122两点,1与F 关于原点对称,直线AB 和直线AE 的倾斜角分别是,αβ,则()A .cos tan 1αβ⋅>B .AEF BEF∠=∠C .90AEB ∠>︒D .π22βα-<【答案】BD【详解】作AD y ⊥轴于D ,作BC y ⊥轴于C ,则,DAF DAEαβ=∠=∠由()()1122,,,A x y B x y ,则()()120,,0,D y C y ,故选:BD.12.已知双曲线22:145x y C -=的左、右焦点分别为12,F F ,过点2F 的直线与双曲线C 的右支交于,A B 两点,且1AF AB ⊥,则下列结论正确的是()A .双曲线C 的渐近线方程为2y x =±B .若P 是双曲线C 上的动点,则满足25PF =的点P 共有两个C .12AF =D .1ABF 2○热○点○题○型二圆锥曲线的性质综合一、单选题1.设1F ,2F 分别是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点,过2F 的直线交双曲线右支于A ,B 两点,若1123AF BF =,且223AF BF =,则该双曲线的离心率为()A B .2C D .32.已知双曲线()22:10,0C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,12F F =P为C 上一点,1PF 的中点为Q ,2PF Q △为等边三角形,则双曲线C 的方程为().A .2212y x -=B .2212x y -=C .2222133x y -=D .223318y x -=A .6B .3或C .D .或4.已知双曲线221(0,0)a b a b-=>>的实轴为4,抛物线22(0)y px p =>的准线过双曲线的左顶点,抛物线与双曲线的一个交点为(4,)P m ,则双曲线的渐近线方程为()A .y x =B .y =C .23y x =±D .4y x =±故选:A5.2022年卡塔尔世界杯会徽(如图)正视图近似伯努利双纽线.在平面直角坐标系xOy中,把到定点()1,0F a -,()2,0F a 距离之积等于()20a a >的点的轨迹称为双纽线.已知点00(,)P x y 是双纽线C 上一点,有如下说法:①双纽线C 关于原点O 中心对称;②022a a y -≤≤;③双纽线C 上满足12PF PF =的点P 有两个;④PO .其中所有正确的说法为()A .①②B .①③C .①②③D .①②④6.如图所示,1F ,2F 是双曲线22:1(0,0)C a b a b-=>>的左、右焦点,双曲线C 的右支上存在一点B 满足12BF BF ⊥,1BF 与双曲线C 的左支的交点A 平分线段1BF ,则双曲线C 的离心率为()A .3B .C D7.已知椭圆1和双曲线2的焦点相同,记左、右焦点分别为1,2,椭圆和双曲线的离心率分别为1e ,2e ,设点P 为1C 与2C 在第一象限内的公共点,且满足12PF k PF =,若1211e e k =-,则k 的值为()A .3B .4C .5D .6个焦点射出的光线,经椭圆反射,其反射光线必经过椭圆的另一焦点.设椭圆()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,若从椭圆右焦点2F 发出的光线经过椭圆上的点A 和点B 反射后,满足AB AD ⊥,且3cos 5ABC ∠=,则该椭圆的离心率为().A .12B 22C D则113cos 5AB ABF BF ∠==,sin ABF ∠可设3AB k =,14AF k =,1BF =由1122AB AF BF AF BF AF ++=++二、多选题9.已知曲线E :221mx ny -=,则()A .当0mn >时,E 是双曲线,其渐近线方程为y =B .当0n m ->>时,E 是椭圆,其离心率为eC .当0m n =->时,E 是圆,其圆心为()0,0D .当0m ≠,0n =时,E是两条直线x =10.2022年卡塔尔世界杯会徽(如图)的正视图可以近似看成双纽线,在平面直角坐标系中,把到定点()1,0F a -和()2,0F a 距离之积等于()20a a >的点的轨迹称为双纽线,已知点()00,P x y 是双纽线C 上一点,则下列说法正确的是()A .若12F PF θ∠=,则12F PF △的面积为sin 2aθB .022a a y -≤≤C .双纽线C 关于原点O 对称D .双纽线上C 满足12PF PF =的点P 有三个【答案】BC11.已知椭圆()2:1039C b b+=<<的左、右焦点分别为1F 、2F ,点2M在椭圆内部,点N 在椭圆上,椭圆C 的离心率为e ,则以下说法正确的是()A .离心率e 的取值范围为0,3⎛ ⎝⎭B .存在点N ,使得124NF NF =C .当6e =时,1NF NM +的最大值为62+D .1211NF NF +的最小值为1如上图示,当且仅当2,,M N F12.已知P ,Q 是双曲线221x y a b-=上关于原点对称的两点,过点P 作PM x ⊥轴于点M ,MQ 交双曲线于点N ,设直线PQ 的斜率为k ,则下列说法正确的是()A .k 的取值范围是b bk a a-<<且0k ≠B .直线MN 的斜率为2kC .直线PN 的斜率为222b kaD .直线PN 与直线QN 的斜率之和的最小值为ba2222PN QNb k b k k ka a +=+≥,当且仅当但PN QN k k ≠,所以等号无法取得,选项○热○点○题○型三圆锥曲线的综合应用1.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>2倍,且右焦点为()1,0F .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线():2l y k x =+交椭圆C 于A ,B 两点,若线段AB 中点的横坐标为23-.求直线l 的方程.【详解】(1)由椭圆C 的长轴长是短轴长的2倍,可得2a b =.所以()2222bb c =+.又()1,0F ,所以()2221bb =+,解得1b =.所以2a =.所以椭圆C 的标准方程为2212x y +=.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,由()22122x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得()2222218820k x k x k +++-=.则2122821k x x k -+=+,21228221k x x k -=+.因为线段AB 中点的横坐标为23-,所以2122422213x x k k +-==-+.2.已知抛物线:2=2的焦点为(1,0),过的直线交抛物线于,两点,直线AO,BO分别与直线m:x=-2相交于M,N两点.(1)求抛物线C的方程;(2)求证:△ABO与△MNO的面积之比为定值.3.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的离心率为2,右焦点F 到其中一条渐近线的距离(1)求双曲线C 的标准方程;(2)(2)过右焦点F 作直线AB 交双曲线于,A B 两点,过点A 作直线1:2l x =的垂线,垂足为M ,求证直线MB 过定点.4.如图,平面直角坐标系中,直线l 与轴的正半轴及轴的负半轴分别相交于两点,与椭圆22:143x y E +=相交于,A M 两点(其中M 在第一象限),且,QP PM N = 与M关于x 轴对称,延长NP 交㮋圆于点B .(1)设直线,AM BN 的斜率分别为12,k k ,证明:12k k 为定值;(2)求直线AB 的斜率的最小值.5.已知双曲线C :221a b-=(0a >,0b >)的右焦点为F ,一条渐近线的倾斜角为60°,且C 上的点到F 的距离的最小值为1.(1)求C 的方程;(2)设点()0,0O ,()0,2M ,动直线l :y kx m =+与C 的右支相交于不同两点A ,B ,且AFM BFM ∠=∠,过点O 作OH l ⊥,H 为垂足,证明:动点H 在定圆上,并求该圆的方程.。
高三数学解析几何练习及答案解析高三数学解析几何练习及答案解析一、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.已知圆x2+y2+Dx+Ey=0的圆心在直线x+y=1上,则D 与E的关系是()A.D+E=2 B.D+E=1C.D+E=-1 D.D+E=-2[来X k b 1 . c o m解析D 依题意得,圆心-D2,-E2在直线x+y=1上,因此有-D2-E2=1,即D+E=-2.2.以线段AB:x+y-2=0(02)为直径的圆的方程为()A.(x+1)2+(y+1)2=2 B.(x-1)2+(y-1)2=2C.(x+1)2+(y+1)2=8 D.(x-1)2+(y-1)2=8解析B 直径的两端点为(0,2),(2,0),圆心为(1,1),半径为2,圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=2.3.已知F1、F2是椭圆x24+y2=1的两个焦点,P为椭圆上一动点,则使|PF1||PF2|取最大值的点P为()A.(-2,0) B.(0,1) C.(2,0) D.(0,1)和(0,-1)解析D 由椭圆定义,|PF1|+|PF2|=2a=4,|PF1||PF2||PF1|+|PF2|22=4,当且仅当|PF1|=|PF2|,即P(0,-1)或(0,1)时,取“=”.4.已知椭圆x216 +y225=1的焦点分别是F1、F2,P是椭圆上一点,若连接F1、F2、P三点恰好能构成直角三角形,则点P到y轴的距离是()A.165 B.3 C.163 D.253解析A 椭圆x216+y225=1的焦点分别为F1(0,-3)、F2(0,3),易得F1PF22,PF1F2=2或PF2F1=2,点P到y轴的距离d= |xp|,又|yp|=3,x2p16+y2p25=1,解得|xP|=165,故选A.5.若曲线y=x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为()A.4x+y+4=0 B.x-4y-4=0C.4x-y-12=0 D.4x-y-4=0解析 D 设切点为(x0,y0),则y|x=x0=2x0, 2x0=4,即x0=2,切点为(2,4),方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.6.“m0”是“方程mx2+ny2=1表示焦点在y轴上的椭圆”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 C 方程可化为x21m+y21n=1,若焦点在y轴上,则1n0,即m0.7.设双曲线x2a2-y2b2=1的一条渐近线与抛物线y=x2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为()A.54 B.5 C.52 D.5解析 D 双曲线的渐近线为y=bax,由对称性,只要与一条渐近线有一个公共点即可由y=x2+1,y=bax,得x2-bax+1=0.=b2a2-4=0,即b2=4a2,e=5.8.P为椭圆x24+y23=1上一点,F1、F2为该椭圆的两个焦点,若F1PF2=60,则PF1PF2=()A.3 B.3C.23 D.2解析D ∵S△PF1F2=b2tan602=3tan 30=3=12|PF1||PF2|sin 60,|PF1||PF2|=4,PF1PF2=412=2.9.设椭圆x2m2+y2n2=1(m0,n0)的右焦点与抛物线y2=8x 的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为()A.x212+y216=1B.x216+y212=1C.x248+y264=1D.x264+y248=1解析 B 抛物线的焦点为(2,0),由题意得c=2,cm=12,m=4,n2=12,方程为x216+y212=1.10.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.2 D.3解析B 设双曲线C的方程为x2a2-y2b2=1,焦点F(-c,0),将x=-c代入x2a2-y2b2=1可得y2=b4a2,|AB|=2b2a=22a,b2=2a2,c2=a2+b2=3a2,e=ca=3.11.已知抛物线y2=4x的准线过双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左顶点,且此双曲线的一条渐近线方程为y=2x,则双曲线的焦距为()A.5 B.25C.3 D.23解析B ∵抛物线y2=4x的准线x=-1过双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左顶点,a=1,双曲线的渐近线方程为y=bax=bx.∵双曲线的一条渐近线方程为y=2x,b=2,c=a2+b2=5,双曲线的焦距为25.12.已知抛物线y2=2px(p0)上一点M(1,m)(m0)到其焦点的距离为5,双曲线x2a-y2=1的`左顶点为 A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为()A.19B.14C.13D.12解析 A 由于M(1,m)在抛物线上,m2=2p,而M到抛物线的焦点的距离为5,根据抛物线的定义知点M到抛物线的准线x=-p2的距离也为5,1+p2=5,p=8,由此可以求得m=4,双曲线的左顶点为A(-a,0),kAM=41+a,而双曲线的渐近线方程为y=xa,根据题意得,41+a=1a,a=19.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)13.已知直线l1:ax-y+2a+1=0和l2:2x-(a-1)y+2=0(aR),则l1l2的充要条件是a=________.解析 l1l2a2a-1=-1,解得a=13.【答案】 1314.直线l:y=k(x+3)与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,|AB|=22,则实数k=________.解析∵|AB|=22,圆O半径为2,O到l的距离d=22-2=2.即|3k|k2+1=2,解得k= 147.【答案】 14715.过原点O作圆x2+y2-6x-8y+20=0的两条切线,设切点分别为P、Q,则线段PQ的长为________.解析如图,圆的方程可化为(x-3)2+(y-4)2=5,|OM|=5,|OQ|=25-5=25.在△OQM中,12|QA||OM|=12|OQ||QM|,|AQ|=2555=2,|PQ|=4.【答案】 416.在△ABC中,|BC|=4,△ABC的内切圆切BC于D点,且|BD|-|CD|=22,则顶点A的轨迹方程为________.解析以BC的中点为原点,中垂线为y轴建立如图所示的坐标系,E、F分别为两个切点.则|BE|=|BD|,|CD|=|CF|,|AE|=|AF|.|AB|-|AC|=22,点A的轨迹为以B,C为焦点的双曲线的右支(y0),且a=2,c=2,b=2,方程为x22-y22=1(x2).【答案】 x22-y22=1(x2)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.(10分)在平面直角坐标系中,已知圆心在直线y=x+4上,半径为22的圆C经过原点O.(1)求圆C的方程;(2)求经过点(0,2)且被圆C所截得弦长为4的直线方程.解析 (1)设圆心为(a,b),则b=a+4,a2+b2=22,解得a=-2,b=2,故圆的方程为(x+2)2+(y-2)2=8.(2)当斜率不存在时,x=0,与圆的两个交点为(0,4),(0,0),则弦长为4,符合题意;当斜率存在时,设直线为y-2=kx,则由题意得,8=4+-2k1+k22,无解.综上,直线方程为x=0.18.(12分)(2011合肥一模)椭圆的两个焦点坐标分别为F1(-3,0)和F2(3,0),且椭圆过点1,-32.(1)求椭圆方程;(2)过点-65,0作不与y轴垂直的直线l交该椭圆于M,N两点,A为椭圆的左顶点.试判断MAN的大小是否为定值,并说明理由.解析 (1)设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a0),由c=3,椭圆过点1,-32可得a2-b2=3,1a2+34b2=1,解得a2=4,b2=1,所以可得椭圆方程为x24+y2=1.(2)由题意可设直线MN的方程为:x=ky-65,联立直线MN和椭圆的方程:x=ky-65,x24+y2=1,化简得(k2+4)y2-125ky-6425=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1y2=-6425k2+4,y1+y2=12k5k2+4,又A(-2,0),则AMAN=(x1+2,y1)(x2+2,y2)=(k2+1)y1y2+45k(y1+y2)+1625=0,所以MAN=2.19.(12分)已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在x轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别为7和1.(1)求椭圆C的方程;(2)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,|OP||OM|=e(e为椭圆离心率),求点M的轨迹方程,并说明轨迹是曲线.解析 (1)设椭圆长半轴长及半焦距分别为a,c,由已知,得a-c=1,a+c=7,解得a=4,c=3.椭圆方程为x216+y27=1.(2)设M(x,y),P(x,y1),其中x[-4,4],由已知得x2+y21x2+y2=e2,而e=34,故16(x2+y21)=9(x2+y2),①由点P在椭圆C上,得y21=112-7x216,代入①式并化简,得9y2=112.点M的轨迹方程为y=473(-44),轨迹是两条平行于x轴的线段.20.(12分)给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d的最小值.解析设P(x0,y0)(x00),则y20=2x0,d=|PA|=x0-a2+y20=x0-a2+2x0=[x0+1-a]2+2a-1.∵a0,x00,(1)当01时,1-a0,此时有x0=0时,dmin=1-a2+2a-1=a;(2)当a1时,1-a0,此时有x0=a-1时,dmin=2a-1.21.(12分)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10),点M(3,m)在双曲线上.(1)求双曲线方程;(2)求证:点M在以F1F2为直径的圆上;(3)求△F1MF2的面积.解析(1)∵双曲线离心率e=2,设所求双曲线方程为x2-y2=(0),则由点(4,-10)在双曲线上,知=42-(-10)2=6,双曲线方程为x2-y2=6.(2)若点M(3,m)在双曲线上,则32-m2=6,m2=3,由双曲线x2-y2=6知F1(23,0),F2(-23,0),MF1MF2=(23-3,-m)(-23- 3,-m)=m2-3=0,MF1MF2,故点M在以F1F2为直径的圆上.(3)S△F1MF2=12|F1F2||m|=233=6.22.(12分)已知实数m1,定点A(-m,0),B(m,0),S为一动点,点 S与A,B两点连线斜率之积为-1m2.(1)求动点S的轨迹C的方程,并指出它是哪一种曲线;(2)当m=2时,问t取何值时,直线l:2x-y+t=0(t0)与曲线C 有且只有一个交点?(3)在(2)的条件下,证明:直线l上横坐标小于2的点P到点(1,0)的距离与到直线x=2的距离之比的最小值等于曲线C的离心率.解析 (1)设S(x,y),则kSA=y-0x+m,kSB=y-0x-m.由题意,得y2x2-m2=-1m2,即x2m2+y2=1(xm).∵m1,轨迹C是中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆(除去x轴上的两顶点),其中长轴长为2m,短轴长为2.(2)当m=2时,曲线C的方程为x22+y2=1(x2).由2x-y+t=0,x22+y2=1,消去y,得9x2+8tx+2t2-2=0.令=64t2-362(t2-1)=0,得t=3.∵t0,t=3.此时直线l与曲线C有且只有一个公共点.(3)由(2)知直线l的方程为2x-y+3=0,设点P(a,2a+3)(a2),d1表示P到点(1,0)的距离,d2表示P到直线x=2的距离,则d1=a-12+2a+32=5a2+10a+10,d2=2-a,d1d2=5a2+10a+102-a=5a2+2a+2a-22.令f(a)=a2+2a+2a-22,则f(a)=2a+2a-22-2a2+2a+2a-2a-24=-6a+8a-23.令f(a)=0,得a=-43.∵当a-43时,f(a)0;当-432时,f(a)0.f(a)在a=-43时取得最小值,即d1d2取得最小值,d1d2min=5f-43=22,又椭圆的离心率为22,d1d2的最小值等于椭圆的离心率.【高三数学解析几何练习及答案解析】。
高三数学解析几何习题集
一、直线与平面
1. 已知直线L1的方程为x + 2y - 3 = 0,点A(2, -1)在该直线上,求直线L1与直线L2:2x - y + 4 = 0的交点坐标。
2. 平面α过点A(1, -2, 3),且与直线L:x = 2 + 3t,y = -1 - t,z = 3t相交于点P(5, 1, -2),求平面α的方程。
3. 已知平面α与平面β垂直,平面α通过点A(1, 2, -1),平面β通过直线L:x = 2 - 4t,y = t,z = 3t,求平面β的方程。
二、曲线的方程
1. 曲线C为椭圆,已知其焦点F1(-3, 0),F2(3, 0),且顶点为(0, 2),求曲线C的方程。
2. 曲线C为双曲线,已知其离心率为2,焦点为F1(3, 0),F2(-3, 0),求曲线C的方程。
3. 曲线C为抛物线,已知其焦点为F(2, -1),过顶点V(0, 0),求曲线C的方程。
三、空间向量与坐标系
1. 已知向量AB = 2i + j - k,向量AC = i - 2j + 3k,求向量BC的坐标表示。
2. 平行四边形ABCD中,已知向量AB = 2i - 3j + 4k,向量AC = 3i + 4j - k,求向量BD的坐标表示。
3. 在XYZ坐标系中,已知A(2, -1, 3),B(-1, 2, -3),C(4, 3, -2),求三角形ABC的面积。
以上是高三数学解析几何习题集的部分题目,希望能对高三学生的数学学习有所帮助。
请自行努力解答,并核对答案,巩固知识理解和运用能力。
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1 / 21高考数学解析几何专题经典试题练习及解析1、已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为2,且过点A (2,1)(1)求C 的方程:(2)点M ,N 在C 上,且AM ⊥AN ,AD ⊥MN ,D 为垂足、证明:存在定点Q ,使得|DQ |为定值【解析】(1)由题意可得:22222411c aa b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得:2226,3a b c ===,故椭圆方程为:22163x y +=.(2)设点()()1122,,,M x y N x y .因为AM ⊥AN ,∴·0AM AN =,即()()()()121222110x x y y --+--=,① 当直线MN 的斜率存在时,设方程为y kx m =+,如图1. 代入椭圆方程消去y 并整理得:()22212k4260xkmx m +++-=,2121222426,1212km m x x x x k k-+=-=++ ②, 根据1122,y kx m y kx m =+=+,代入①整理可得:()()()()221212k1x 2140x km k x x m ++--++-+=将②代入,()()()22222264k 121401212m kmkm k m k k-⎛⎫++---+-+= ⎪++⎝⎭,2 / 21整理化简得()()231210k m k m +++-=,∵2,1A ()不在直线MN 上,∴210k m +-≠,∴23101k m k ++=≠,,于是MN 的方程为2133y k x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, 所以直线过定点直线过定点21,33E ⎛⎫-⎪⎝⎭. 当直线MN 的斜率不存在时,可得()11,N x y -,如图2.代入()()()()121222110x x y y --+--=得()2212210x y -+-=,结合2211163x y +=,解得()1122,3x x ==舍,此时直线MN 过点21,33E ⎛⎫-⎪⎝⎭,由于AE 为定值,且△ADE 为直角三角形,AE 为斜边,3 / 21所以AE 中点Q 满足QD 为定值(AE=). 由于()21,32,13,A E ⎛⎫-⎪⎝⎭,故由中点坐标公式可得41,33Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 故存在点41,33Q ⎛⎫⎪⎝⎭,使得|DQ|为定值. 2、已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的一个顶点为(0,3)A -,右焦点为F ,且||||OA OF =,其中O 为原点(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)已知点C 满足3OC OF =,点B 在椭圆上(B 异于椭圆的顶点),直线AB 与以C 为圆心的圆相切于点P ,且P 为线段AB 的中点、求直线AB 的方程、【答案】(Ⅰ)221189x y +=;(Ⅰ)132y x =-,或3y x =-、 【解析】(Ⅰ)椭圆()222210x y a b a b +=>>的一个顶点为()0,3A -,∴3b =,由OA OF=,得3c b ==,又由222a b c =+,得2228313a =+=,所以,椭圆的方程为221189x y +=;(Ⅱ)直线AB 与以C 为圆心的圆相切于点P ,所以CP AB ⊥,根据题意可知,直线AB 和直线CP 的斜率均存在,4 / 21设直线AB 的斜率为k ,则直线AB 的方程为3y kx ,即3y kx =-,2231189y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,可得()2221120k x kx +-=,解得0x =或21221k x k =+. 将21221k x k =+代入3y kx =-,得222126321213k y k k k k =⋅--=++, 所以,点B 的坐标为2221263,2121k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,因为P 为线段AB 的中点,点A 的坐标为()0,3-,所以点P 的坐标为2263,2121k k k -⎛⎫⎪++⎝⎭, 由3OC OF =,得点C 的坐标为()1,0,所以,直线CP 的斜率为222303216261121CPk k k k k k --+=-+-+=, 又因为CP AB ⊥,所以231261k k k ⋅=--+,整理得22310k k -+=,解得12k =或1k =. 所以,直线AB 的方程为132y x =-或3y x =-. 3、已知椭圆2222:1x y C a b+=过点(2,1)A --,且2a b =(Ⅰ)求椭圆C 的方程:5 / 21(Ⅱ)过点(4,0)B -的直线l 交椭圆C 于点,M N ,直线,MA NA 分别交直线4x =-于点,P Q 、求||||PB BQ 的值【解析】(1)设椭圆方程为:()222210x y a b a b+=>>,由题意可得:224112a ba b⎧+=⎪⎨⎪=⎩,解得:2282a b ⎧=⎨=⎩, 故椭圆方程为:22182x y +=.(2)设()11,M x y ,()22,N x y ,直线MN 的方程为:()4y k x =+,与椭圆方程22182x y +=联立可得:()222448x k x ++=,即:()()222241326480k x k x k +++-=,则:2212122232648,4141k k x x x x k k --+==++. 直线MA 的方程为:()111122y y x x ++=++, 令4x =-可得:()()()1111111141214122122222P k x k x y x y x x x x ++-++++=-⨯-=-⨯-=++++, 同理可得:()()222142Q k x y x -++=+.6 / 21很明显0P Q y y <,且:PQPB y PQy =,注意到: ()()()()()()()()122112121242424421212222P Q x x x x x x y y k k x x x x +++++⎛⎫+++=-++=-+⨯ ⎪++++⎝⎭, 而:()()()()()122112124242238x x x x x x x x +++++=+++⎡⎤⎣⎦2222648322384141k k k k ⎡⎤⎛⎫--=+⨯+⎢⎥ ⎪++⎝⎭⎣⎦()()()22226483328412041k k k k -+⨯-++=⨯=+,故0,P Q P Q y y y y +==-.从而1PQPB y BQy ==. 4、已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>过点M (2,3),点A 为其左顶点,且AM 的斜率为12,(1)求C 的方程;(2)点N 为椭圆上任意一点,求△AMN 的面积的最大值. 【解析】(1)由题意可知直线AM 的方程为:13(2)2y x -=-,即24-=-x y . 当y =0时,解得4x =-,所以a =4,椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>过点M (2,3),可得249116b +=, 解得b 2=12.7 / 21所以C 的方程:2211612x y +=.(2)设与直线AM 平行的直线方程为:2x y m -=,如图所示,当直线与椭圆相切时,与AM 距离比较远的直线与椭圆的切点为N ,此时△AMN 的面积取得最大值.联立直线方程2x y m -=与椭圆方程2211612x y +=,可得:()2232448m y y ++=,化简可得:2216123480y my m ++-=,所以()221444163480m m ∆=-⨯-=,即m 2=64,解得m =±8,与AM 距离比较远的直线方程:28x y -=, 直线AM 方程为:24-=-x y ,点N 到直线AM 的距离即两平行线之间的距离,利用平行线之间的距离公式可得:d==,由两点之间距离公式可得||AM==.所以△AMN的面积的最大值:11825⨯=.5、如下图已知椭圆221:12xC y+=,抛物线22:2(0)C y px p=>,点A是椭圆1C与抛物线2C的交点,过点A的直线l交椭圆1C于点B,交抛物线2C于M(B,M不同于A)(Ⅰ)若116=p,求抛物线2C的焦点坐标;(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值、【答案】(Ⅰ)1(,0)32;【解析】(Ⅰ)当116=p时,2C的方程为218y x=,故抛物线2C的焦点坐标为1(,0)32;(Ⅱ)设()()()112200,,,,,,:A x yB x y M x y I x y mλ=+,8/ 219 / 21由()22222222220x y y my m x y mλλλ⎧+=⇒+++-=⎨=+⎩, 1200022222,,222m m my y y x y m λλλλλλ--∴+===+=+++, 由M 在抛物线上,所以()222222244222m pm mp λλλλλ=⇒=+++, 又22222()220y pxy p y m y p y pm x y mλλλ⎧=⇒=+⇒--=⎨=+⎩, 012y y p λ∴+=,2101022x x y m y m p m λλλ∴+=+++=+,2122222mx p m λλ∴=+-+.由2222142,?22x y x px y px ⎧+=⎪⇒+=⎨⎪=⎩即2420x px +-=12x p ⇒==-222221822228162p p p m p p p λλλλλ+⇒-=+⋅=++≥+,18p ≥,21160p ≤,40p ≤, 所以,p,此时A . 法2:设直线:(0,0)l x my t m t =+≠≠,()00,A x y .10 / 21将直线l 的方程代入椭圆221:12x C y +=得:()2222220m y mty t +++-=,所以点M 的纵坐标为22M mty m =-+.将直线l 的方程代入抛物线22:2C y px =得:2220y pmy pt --=,所以02M y y pt =-,解得()2022p m y m+=,因此()220222p m xm+=,由220012x y +=解得22212242160m m p m m ⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以当m t ==p模拟试题1、在平面直角坐标系中,曲线Γ:0(),F x y =和函数21()4f x x =的图像关于点(1,2)对称. (1)函数21()4f x x =的图像和直线4y k x =⋅+交于A 、B两点,O 是坐标原点,求证:2AOB π∠=; (2)求曲线Γ的方程;(3)对于(2),依据课本章节《圆锥曲线》的抛物线的定义,求证:曲线Γ为抛物线.【解析】(1)设()()1122,,A B x y x y ,,由2144y x y kx ⎧=⎪⎨⎪=+⎩得24160x kx --=,则1212+4,16x x k x x =⋅=-, 又1212+OA OB x x y y ⋅=⋅⋅ ()()22112121222211++16+160441616x x x x x x x x =⋅⋅=⋅⋅=-⨯-=,11 / 21所以OA OB ⊥,所以2AOB π∠=;(2)设曲线Γ:0(),F x y =上任意一点(),P x y ,点P 关于点(1,2)对称的点()111,P x y ,则1124x xy y =-⎧⎨=-⎩,代入到214y x =中得()21424y x -=-, 所以曲线Γ的方程是2134y x x =-++;(3)设曲线Γ:0(),F x y =上任意一点(),P x y ,则满足2134y x x =-++,设点()2,3F ,直线:5l y =,则()()22223PFx y =-+-()()22222211233244x x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-+-++-=-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()2222251123544x x x x y ⎛⎫⎛⎫=-+=-++-= ⎪ ⎪⎝⎭-⎝⎭,所以曲线Γ:0(),F x y =上任意一点P 到点()2,3F 的距离与到直线:5l y =的距离相等,根据抛物线的定义得到曲线Γ为抛物线.2、点P 是直线2y =-上的动点,过点P 的直线1l 、2l 与抛物线2y x 相切,切点分别是A 、B .(1)证明:直线AB 过定点;(2)以AB 为直径的圆过点()2,1M ,求点P 的坐标及圆的方程. 【解析】(1)设点()11,A x y 、()22,B x y 、(),2P b -,对函数2yx 求导得2y x '=,所以,直线1l 的方程为()1112y y x x x -=-,即1120x x y y --=,同理可得直线2l 的方程为2220x x y y --=,12 / 21将点P 的坐标代入直线1l 、2l 的方程得1122220220bx y bx y -+=⎧⎨-+=⎩,所以,点A 、B 的坐标满足方程220bx y -+=,由于两点确定一条直线,所以,直线AB 的方程为220bx y -+=,该直线过定点()0,2; (2)设直线AB 的方程为()22y kx k b =+=,将直线AB 的方程与抛物线的方程联立得220x kx --=,则240k ∆=+>,由韦达定理得122x x =-,12x x k +=,因为()2,1M 在AB 为直径的圆上,所以0MA MB ⋅=,()()11112,12,1MA x y x kx =--=-+,同理()222,1MB x kx =-+,()()()()()()()21212121222111250MA MB x x kx kx k x x k x x ∴⋅=--+++=++-++=,即2230k k +-=,解得1k =或3k =-.当1k =时,1,22P ⎛⎫-⎪⎝⎭,直线AB 的方程为2y x =+,圆心为15,22⎛⎫⎪⎝⎭,半径2r ==,圆的标准方程为22159222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 当3k =-时,3,22P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,直线AB 的方程为32y x =-+,圆心为313,22⎛⎫- ⎪⎝⎭,半径r ==2231385222x y ⎛⎫⎛⎫++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 综上所述,当1k =时,1,22P ⎛⎫- ⎪⎝⎭,圆的标准方程为22159222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;13 / 21当3k =-时,3,22P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,圆的标准方程为2231385222x y ⎛⎫⎛⎫++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.3、设椭圆E 的方程为2212x y +=,斜率为1的动直线l 交椭圆E 于A 、B 两点,以线段AB 的中点C 为圆心,AB 为直径作圆S(1)求圆心C 的轨迹方程,并描述轨迹的图形; (2)若圆S 经过原点,求直线l 的方程;(3)证明:圆S 内含或内切于圆223x y +=.【答案】(1)圆心C的轨迹方程为1233y x x ⎛⎫=--<< ⎪ ⎪⎝⎭,轨迹为线段;(2)3y x =±;(3) 【解析】(1)设斜率为1的动直线l 的方程为y x t =+,联立椭圆方程2222x y +=,可得2234220x tx t ++-=,设()11,A x y 、()22,B x y ,则()2221612222480t t t ∆=--=->,即t <<由韦达定理得1243t x x +=-,212223t x x -=,则中点2,33t t C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,可得圆心C的轨迹方程为12y x x ⎛=-<< ⎝⎭,即轨迹为线段; (2)由(1)可得AB ===可得圆S 的方程为2222124339t t t x y -⎛⎫⎛⎫++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,若圆S 经过原点,可得()2243599t t -=,解得3t =±,14 / 21因此,直线l的方程为y x =±; (3)圆223x y +=的圆心设为()0,0O圆S 的圆心2,33t t S ⎛⎫-⎪⎝⎭由222225124133393933t t OS t ⎫⎛⎫--=--+=+-⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()03m m =<<,则2293m t -=,可得()2222941312033333m m OS m ⎫--=+-=--≤⎪⎪⎝⎭, 可得圆S 内含或内切于圆223x y +=.4、在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C 关于x 轴对称,顶点为坐标原点,且经过点()2,2 (1)求抛物线C 的标准方程;(2)过点()1,0Q 的直线交抛物线于M 、N 两点,P 点是直线:1l x =-上任意一点.证明:直线PM PQ PN 、、的斜率依次成等差数列.【解析】(1)由条件设抛物线为22y px =,而点()2,2在抛物线上,从而有2222p =⨯,得1p =,故抛物线方程为22y x =;(2)设点()1,P t -是直线l 上任意一点,15 / 21由条件知直线MN 的斜率不等于0,设:1MN x my =+交抛物线于()()1122,,M x y N x y 、,由212x my y x=+⎧⎨=⎩可得:2220y my --= 从而有12122,2y y m y y +==-1212112PM PN PQ y t y t tk k k x x --===-++,, 121211PM PN y t y tk k x x --+=+++ ()()()12122121222424my y tm y y tm y y m y y +-+-=+++222424tm t t m --==-+, 而2PQ k t =-,即证2PM PN PQ k k k +=. 即证直线PM ,PQ ,PN 的斜率成等差数列.5、已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的离心率是2,原点到直线1x y a b +=的距离等于3. (1)求椭圆C 的标准方程.(2)已知点()0,3Q ,若椭圆C 上总存在两个点,A B 关于直线y x m =+对称,且328QA QB ⋅<,求实数m 的取值范围【答案】(1)22142x y+=;(2)13⎛⎫⎪⎪⎝⎭,.【解析】(1)因为椭圆的离心率是2,原点到直线1x ya b+=的距离等于3,所以=⎪⎪⎨=,解得224,2a b==,所以椭圆C的标准方程为22142x y+=、(2)根据题意可设直线AB的方程为y x n=-+,联立22142y x nx y=-+⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得22342(2)0x nx n-+-=,由22(4)432(2)0n n=--⨯⨯->△,得26n<、设1122(),(,)A x x nB x x n-+-+,,则()21212224,33nnx x x x-+==又设AB的中点为00()M x x n-+,,则12002,233x x n nx x n+==-+=.由于点M在直线y x m=+上,所以233n nm=+,得3n m=-代入26n<,得296m<,所以m<<,因为1122(,3),(,3)QA x x n QB x x n=-+-=-+-,所以212122(3)()(3)QA QB x x n x x n⋅=--++-2224(2)4(3)3619(3)333n n n n nn---+=-+-=.由328QA QB⋅<,得2361928n n-+<,即13n-<<,所以133m-<-<,即113m-<<,16/ 2117 / 21所以113m m ⎧<<⎪⎪⎨⎪-<<⎪⎩,解得13m <<.实数m的取值范围为133⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,. 6、椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>F 与长轴垂直的直线与椭圆在第一象限相交于点M ,1||2MF =. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设椭圆C 的左顶点为A ,右顶点为B ,点P 是椭圆上的动点,且点P 与点A ,B 不重合,直线PA 与直线3x =相交于点S ,直线PB 与直线3x =相交于点T ,求证:以线段ST 为直径的圆恒过定点.【答案】(1)2214x y +=;(2)证明见解析. 【解析】(1)由题意,离心率为c e a ==,右焦点为(),0F c ,将x c =代入22221x y a b +=,可得2b y a=±;又过椭圆右焦点F 与长轴垂直的直线与椭圆在第一象限相交于点M ,1||2MF =,所以21||2b MF a ==,联立2212c a b a ⎧==⎪⎪⎨⎪=⎪⎩解得:2a =,1b =,18 / 21所以椭圆C 的标准方程为2214x y +=;(2)证明:由(1)知()2,0A -,()2,0B ,设直线AP 的斜率为k ,则直线AP 的方程为(2)y k x =+, 联立3x =得()3,5S k ;设()00,P x y 代入椭圆的方程有:()22000124x y x +=≠±整理得:()220144y x =--,故2020144y x =--, 又002y k x =+,002y k x '=-(k ,k '分别为直线PA ,PB 的斜率) 所以2020144y kk x '==--, 所以直线PB 的方程为:1(2)4y x k =--,联立3x =得13,4T k ⎛⎫ ⎪-⎝⎭, 所以以ST 为直径的圆的方程为:2225151(3)2828k k x y k k ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+--=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,令0y =,解得:3x =±, 所以以线段ST为直径的圆恒过定点3⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭. 7、已知定点()1,0M -,圆()22:116N x y -+=,点Q 为圆N 上动点,线段MQ 的垂直平分线交NQ 于19 / 21点P ,记P 的轨迹为曲线C (1)求曲线C 的方程;(2)过点M 与N 作平行直线1l 和2l ,分别交曲线C 于点A 、B 和点D 、E ,求四边形ABDE 面积的最大值.【答案】(1)22143x y +=;(2)6. 【解析】(1)由中垂线的性质得PM PQ =,42MP NP PQ NP MN ∴+=+=>=, 所以,动点P 的轨迹是以M 、N 为焦点,长轴长为4的椭圆,设曲线C 的方程为()222210x y a b a b +=>>,则2a =,b =,因此,曲线C 的方程为:22143x y +=;(2)由题意,可设2l 的方程为1x ty =+,联立方程得()2222134690431x y t y ty x ty ⎧+=⎪⇒++-=⎨⎪=+⎩, 设()11,D x y 、()22,E x y ,则由根与系数关系有122122634934t y y t y y t ⎧+=-⎪⎪+⎨⎪⋅=-⎪+⎩,所以()2212134t DE t +===+,20 / 21同理()2212134t AB t +=+,1l 与2l的距离为d =所以,四边形ABDE的面积为24S =,u =,则1u ≥,得224241313u S u u u==++,由双勾函数的单调性可知,函数13y u u=+在[)1,+∞上为增函数, 所以,函数2413S u u=+在[)1,+∞上为减函数, 当且仅当1u =,即0t =时,四边形ABDE 的面积取最大值为6.8、已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的左、右焦点分别为1F ,2F ,M 为椭圆上任意一点,当1260F MF ∠=︒时,12F MF △2b =(1)求椭圆C 的方程;(2)设O 为坐标原点,过椭圆C 内的一点()0,t 作斜率为k 的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,直线OA ,OB 的斜率分别为1k ,2k ,若对任意实数k ,存在实数m ,使得124k k mk +=,求实数m 的取值范围.【答案】(1)22143x y +=;(2)1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭. 【解析】(1)设1MF m =,2MF n =,则2m n a +=,在12MF F △中,1sin 602S mn =︒=4mn =, 由余弦定理可得2222cos604m n mn c +-︒=,即()2234m n mn c +-=,21 / 21代入计算可得223a c -=,23b ∴=,又2b =,2a ∴=,则椭圆C 的方程为22143x y +=; (2)设直线l 的方程为y kx t =+, 由22143y kx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()2223484120k x ktx t +++-=, 设()11,A x y ,()22,B x y , 则122834kt x x k +=-+,212241234t x x k-=+. ()212121221212122223t x x y y t t kt k k k k k k x x x x x x t ++=+=+++=+=--. 由124k k mk +=对任意k 成立,得()221223t m t =--, ()23212m t m -∴=, 又()0,t 在椭圆内部,203t ∴<<, 即()321032m m-<<,解得12m >. m ∴的取值范围是1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.。
高考解析几何大题题型归纳高考解析几何大题题型归纳一、三角形的性质与判定在高中数学中,三角形是一个重要的图形。
学生在高考中常常会遇到与三角形性质与判定相关的大题。
在这一题型中,常见的题目包括用三角形的边长、角度或者特殊性质来判断三角形的形状、大小或者其他性质。
二、直线与线段的相交问题直线和线段是解析几何题目中常见的图形。
学生在高考中常常会遇到关于直线和线段相交问题的大题。
在这一题型中,学生需要根据已知条件求解未知的角度、线段长度或者其他相关问题。
三、圆的性质与判定圆是解析几何题目中一个重要的图形。
学生在高考中经常会遇到与圆的性质与判定相关的大题。
在这一题型中,学生需要利用已知条件来判断圆的位置,或者通过已知条件求解未知物品与圆的关系。
四、平行线与垂直线的判定平行线与垂线也是高考解析几何题目中常见的考点。
在这一题型中,学生需要利用已知条件来判定两条线是否平行或者垂直,或者根据已知条件求解未知的线段长度或者角度。
五、多边形的性质与判定在解析几何题中,多边形也是一个重要的图形。
学生在高考中常常会遇到与多边形的性质与判定相关的大题。
在这一题型中,学生需要利用已知条件来判断多边形的形状、大小或者其他性质,或者求解未知的角度或者线段长度。
六、空间几何问题空间几何问题在高考中也是一个重要的考点。
在这一题型中,学生需要利用已知条件来求解空间中的角度、线段长度或者其他相关问题。
这类题目常常需要学生运用立体几何知识和空间想像力来进行推理和求解。
七、向量的应用在解析几何题目中,向量是一个重要的工具。
学生在高考中常常会遇到与向量的应用相关的大题。
在这一题型中,学生需要利用向量的性质来求解角度、线段长度或者其他相关问题。
总结:解析几何题目涉及到的题型很多,常见的包括三角形的性质与判定、直线与线段相交问题、圆的性质与判定、平行线与垂直线的判定、多边形的性质与判定、空间几何问题以及向量的应用等。
针对这些题型,学生在备考中应该重点复习相关知识,并且多进行一些练习题,以加深对题型的理解和应用能力。
解析几何解析几何型解答题,着重考查直线与圆锥曲线的位置关系,求解时除了运用设而不求,整体思维外,还要用到平面几何的基本知识和向量的基本方法,解题过程始终围绕如何简化运算展开;有些问题用常规方法解答,运算往往比较复杂,此时若能以形助数,运用平面几何以及向量的方法,则会大大简化解题过程. 函数与方程思想,在解析几何中也常用到.一、求标准方程、求值典例1:已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的两个焦点与短轴的一个端点的连线构成等边三角形,直线0122=-++y x 与以椭圆C 的右焦点为圆心,椭圆的长半轴长为半径的圆相切.(1)求椭圆C 的方程;(2)设点D C B ,,是椭圆上不同于椭圆顶点的三点,点B 与点D 关于原点O 对称.设直线OC OB CB CD ,,,的斜率分别为4321,,,k k k k ,且4321k k k k =.①求21k k 的值; ②求22OC OB +的值.典例2:已知抛物线)0(2:2>=p px y E 上一点)4,(0x M 到焦点F 的距离045x MF =. (1) 求E 的方程;(2) 过F 的直线l 与E 相交于B A ,两点,AB 的垂直平分线l '与E 相交于D C ,两点,若0=⋅AD AC ,求直线l 的方程.变式练习1: 已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x G 的两个焦点分别为21,F F ,其离心率为23,椭圆G 上一点M 满足021=⋅MF MF ,且21F MF∆的面积为1. (1)求椭圆G 的方程;(2)过椭圆G 长轴上的点)0,(t P 的直线l 与圆1:22=+y x O 相切于点Q (P 与Q 不重合),交椭圆G 于B A ,两点,若BP AQ =,求实数t 的值.二、定点、定值问题典例1:已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的离心率为23,),0,0(),,0(),0,(O b B a A OAB ∆的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N .求证:BM AN ⋅为定值.典例2:已知抛物线)0(2:2>=p px y E 的焦点为F ,过F 且垂直于x 轴的直线与抛物线E 交于T S ,两点,以)0,3(P 为圆心的圆过点T S ,,且 90=∠SPT .(1)求抛物线E 和圆P 的方程;(2)设M 是圆P 上一点,过点M 且垂直于FM 的直线l 交E 于B A ,两点,证明:FB FA ⊥.典例3:已知抛物线)0(2:2>=p px y C 过点)2,(m M ,其焦点为2,=MF F .(1)求抛物线C 的方程;(2)设E 为y 轴上异于原点的任意一点,过点E 作不经过原点的两条直线分别与抛物线C 和圆1)1(:22=+-y x F 相切,切点分别为B A ,,求证:直线AB 过定点.变式练习1: 已知焦距为32的椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左焦点为1F 、上顶点为D ,直线1DF 与椭圆C 的另一个交点为H ,且H F DF 117=.(1)求椭圆的方程;(2)点A 是椭圆C 的右顶点,过点)0,1(B 且斜率为)0(≠k k 的直线l 与椭圆C 相交于F E ,两点,直线AF AE ,分别交直线3=x 于N M ,两点,线段MN 的中点为P .记直线PB 的斜率为k ',求证:k k '⋅为定值.变式练习2: 已知椭圆)0(1:22221>>=+b a by a x C 的离心率为23,)1,2(-P 是1C 上一点. (1)求椭圆1C 的方程;(2)设Q B A ,,是P 分别关于两坐标轴及原点的对称点,平行于AB 的直线l 交1C 于异于Q P ,的两点D C ,.点C 关于原点的对称点为E .证明:直线PE PD ,与y 轴围成的三角形是等腰三角形.三、最值问题典例1:平面直角坐标系xOy 中,椭圆()012222>>=+b a by a x C :的离心率是23,抛物线y x E 2:2=的焦点F 是C 的一个顶点。
高三数学解析几何试题答案及解析1.过平面区域内一点作圆的两条切线,切点分别为,记,则当最小时的值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据题意可知,当点距离圆心越远时,越小,所以当点距离圆心最远时,即点落在处时角达到最小,此时,所以,故选C.【考点】圆的有关性质.2.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程已知曲线(为参数),(为参数).(1)化,的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;(2)若上的点对应的参数为,为上的动点,求中点到直线(为参数)距离的最小值.【答案】(1),,是以为圆心,半径为的圆;为中心在坐标原点,焦点在轴上,长半轴长是,短半轴长是的椭圆;(2)【解析】第一问将参数消掉,求得其普通方程,根据方程确定出曲线的类型,第二问根据确定出的坐标,利用中点坐标公式,确定出,将的方程消参,求得直线的普通方程,利用点到直线的距离公式,结合三角函数的最值,求得距离的最小值.试题解析:(1),是以为圆心,半径为的圆;为中心在坐标原点,焦点在轴上,长半轴长是,短半轴长是的椭圆(2)当时,,,故;为直线,到的距离当,时,取最小值【考点】参数方程向普通方程转化,中点坐标公式,点到直线的距离的最小值.3.(本小题满分12分)已知椭圆C:的离心率为,长轴长为8.。
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)若不垂直于坐标轴的直线经过点P(m,0),与椭圆C交于A,B两点,设点Q的坐标为(n,0),直线AQ,BQ的斜率之和为0,求的值。
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)直接由题意和椭圆的概念可列出方程组,进而可求出椭圆的标准方程;(Ⅱ)根据已知设出直线方程为(),并记,于是联立直线与椭圆的方程并整理可得一元二次方程,进而由韦达定理可得,再由已知直线AQ,BQ的斜率之和为0,可得方程,将上述求得的的值直接代入即可求出参数的值.试题解析:(Ⅰ)由题意①,②,又③,由①②③解得:,所以求椭圆的标准方程为;(Ⅱ)设直线方程为(),且,直线的斜率分别为,将代入得:,由韦达定理可得:.由得,,将代入,整理得:即将代入,整理可解得【考点】1、椭圆的标准方程;2、直线与椭圆的相交综合问题;4.(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲如图,是⊙的直径,是弧的中点,,垂足为,交于点.(1)求证:;(2)若,⊙的半径为6,求的长.【答案】(1)证明见解析;(2).【解析】第一问连结CO交BD于点M,根据弧的中点,结合三角形全等,从而证得结果,也可以延长CE 交圆O于点N,连接BN,根据角相等,证得结果,第二问根据圆中的直角三角形,利用勾股定理,求得结果.试题解析:(1)证法一:连接CO交BD于点M,如图1∵C为弧BD的中点,∴OC⊥BD又∵OC=OB,∴RtΔCEO≌RtΔBMO∴∠OCE=∠OBM又∵OC=OB,∴∠OCB=∠OBC∴∠FBC=∠FCB,∴CF=BF证法二:延长CE 交圆O于点N,连接BN,如图2∵AB是直径且CN⊥AB于点E.∴∠NCB=∠CNB又∵C为弧BD的中点∴∠CBD=∠CNB∴∠NCB=∠CBD即∠FCB=∠CBF∴CF=BF(2)∵O,M分别为AB,BD的中点∴OM=2OE∴EB=4在Rt△COE中,∴在Rt△CEB中,【考点】圆的性质.5.已知抛物线()的焦点与双曲线的右焦点重合,抛物线的准线与轴的交点为,点在抛物线上且,则点的横坐标为()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵双曲线,其右焦点坐标为.∴抛物线,准线为,∴,设,过点向准线作垂线,则,又,∴由得,从而,即,解得.故选B.【考点】圆锥曲线的性质.【思路点睛】根据双曲线得出其右焦点坐标,可知抛物线的焦点坐标,从而得到抛物线的方程和准线方程,进而可求得的坐标,设,过点向准线作垂线,则,根据及,进而可求得点坐标.6.抛物线y=2x2的焦点坐标是()A.(0,)B.(0,)C.(,0)D.(,0)【答案】B【解析】先将抛物线的方程化为标准形式,所以焦点坐标为().故选B.【考点】求抛物线的焦点.7.设是双曲线的两个焦点,P在双曲线上,若(c为半焦距),则双曲线的离心率为()A.B.C.2D.【答案】D【解析】由题意得,是直角三角形,由勾股定理得,∴,∴,∵,∴.故选:D.【考点】双曲线的简单性质.8.已知椭圆C: 的离心率为,且过点(1,).(1)求椭圆C的方程;(2)设与圆相切的直线交椭圆C与A,B两点,求面积的最大值,及取得最大值时直线的方程.【答案】(1);(2),.【解析】(1)利用题设条件可列出关于、、的方程组,从而可得、、的值.(2)因为直线与圆相切,所以欲求面积的最大值,只需求弦长的最大值,所以可求出弦长关于斜率的解析式,利用基本式可求得其最大值.试题解析:(1)由题意可得:.(2)①当不存在时,,②当存在时,设直线为,当且仅当即时等号成立,∴面积的最大值为,此时直线方程.【考点】求椭圆方程,直线与圆相切,弦长公式,基本不等式.【方法点睛】(1)对于直线的斜率,需要分类讨论斜率存在与不存在,这也是易忘易错之处.(2)注意到直线与圆相切,那么的高就是圆的半径,所以欲求面积的最大值,只需求弦长AB的最大值,也是本题的难点之一.(3)关于的化简,变形,进而结合基本不等式求解,是本题另一个难点.9.如图所示,一个酒杯的轴截面是一条抛物线的一部分,它的方程是:.在杯内放一个清洁球,要使清洁球能擦净酒杯的底部,则清洁球的最大半径为________.【答案】1【解析】球的截面大圆半径为,圆方程为,圆心为,设是抛物线上任意一点,由,由题意,最小值是与原点重合时取得,即时取得,因为,所以,,因此清洁球的最大半径为1.【考点】柱、锥、台、球的结构特征,圆的标准方程与一般方程,直线与抛物线的应用.【名师】本题考查圆与抛物线的位置关系,本题具有实际意义,从数学上讲,本题就是圆与抛物线切于抛物线的顶点处,从生活常识中可知,圆的半径很小时,圆一定与抛物线切于其顶点处,当圆半径很大时,圆不可能与抛物线切于顶点处,要满足题意,这个半径一定有最大值,从数学上来解,设圆心为,则抛物线上点到的距离的最小值在原点处取得,实质上本题转化为二次函数在上的最大值在自变量为0时取得,由此可得的最大值(范围).10.已知抛物线与圆的两个交点之间的距离为4.(1)求的值;(2)设过抛物线的焦点且斜率为的直线与抛物线交于两点,与圆交于两点,当时,求的取值范围.【答案】(1);(2)【解析】(1)利用圆与抛物线可求交点为,据此即可求出的值;(2)直线的方程为,分别于抛物线、圆的方程联立,求出,利用时,即可求的取值范围.试题解析:(1)由题意知交点坐标为代入抛物线解得(2)抛物线的焦点,设直线方程为与抛物线联立化简得设,则圆心到直线的距离为又,所以的取值范围为.【考点】1.抛物线的简单性质;2.直线与抛物线、圆的位置关系.11. 选修4-1:几何证明选讲 如图,⊙是的外接圆,平分交于,交的外接圆于.(1)求证:; (2)若,,,求的长. 【答案】(1)详见解析;(2). 【解析】(1)过作交于,连接,则可得,再利用条件可证明;(2)利用,可得对应线段成比例,即可建立关于的方程,从而求解.试题解析:(1)如图,过作交于,连接,∴①, 又∵平分,∴,又∵,∴,∴,∴,∴②,由①②知;(2)∵,又∵, ∵,∴,∴,∴,∴,∴.【考点】1.圆的基本性质;2.相似三角形的判定与性质.12. 已知椭圆C :的离心率为,点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,判断是否存在以原点O 为圆心的圆,满足此圆与l 相交两点P 1,P 2(两点均不在坐标轴上),且使得直线OP 1,OP 2的斜率之积为定值?若存在,求此圆的方程;若不存在,说明理由. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)当圆的方程为x 2+y 2=5时,圆与l 的交点P 1,P 2满足斜率之积k 1k 2为定值.【解析】(Ⅰ)利用离心率列出方程,通过点在椭圆上列出方程,求出a ,b 然后求出椭圆的方程.(Ⅱ)当直线l 的斜率不存在时,验证直线OP 1,OP 2的斜率之积.当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y=kx+m 与椭圆联立,利用直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点,推出m 2=4k 2+1,通过直线与圆的方程的方程组,设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),结合韦达定理,求解直线的斜率乘积,推出k 1•k 2为定值即可. 试题解析:(Ⅰ)解:由题意,得,a 2=b 2+c 2,又因为点在椭圆C 上, 所以,解得a=2,b=1,,所以椭圆C 的方程为.(Ⅱ)结论:存在符合条件的圆,且此圆的方程为x 2+y 2=5. 证明如下:假设存在符合条件的圆,并设此圆的方程为x 2+y 2=r 2(r >0). 当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y=kx+m . 由方程组得(4k 2+1)x 2+8kmx+4m 2﹣4=0,因为直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点, 所以,即m 2=4k 2+1. 由方程组得(k 2+1)x 2+2kmx+m 2﹣r 2=0,则.设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则,,设直线OP 1,OP 2的斜率分别为k 1,k 2, 所以,将m 2=4k 2+1代入上式,得.要使得k 1k 2为定值,则,即r 2=5,验证符合题意.所以当圆的方程为x 2+y 2=5时,圆与l 的交点P 1,P 2满足k 1k 2为定值.当直线l 的斜率不存在时,由题意知l 的方程为x=±2, 此时,圆x 2+y 2=5与l 的交点P 1,P 2也满足.综上,当圆的方程为x 2+y 2=5时,圆与l 的交点P 1,P 2满足斜率之积k 1k 2为定值.【考点】圆锥曲线的定值问题;椭圆的标准方程.13. 已知是双曲线的一条渐近线,是上的一点,是的两个焦点,若,则到轴的距离为A .B .C .D .【答案】C 【解析】,不妨设的方程为,设由.得,故到轴的距离为,故选C .【考点】1.双曲线的性质;2.向量的数量积.14. 已知圆:和抛物线,圆的切线与抛物线交于不同的两点.(1)当切线斜率为-1时,求线段的长;(2)设点和点关于直线对称,且,求直线的方程.【答案】(1);(2).【解析】试题解析:(1)圆的圆心为,,设,设的方程,利用直线是圆的切线,求得的值,从而可得到的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理及弦长公式,求出;(2)设直线的方程为,由直线是圆的切线,得到,解得此时直线的方程为;设直线的斜率不存在时,的方程为则得不成立,总上所述,存在满足条件其方程为.(1)因为圆,所以圆心为,半径.设,当直线的斜率为-1时,设的方程为.由,解得或,所以由消去得,所以弦长;(2)(i)当直线的斜率不存在时,因为直线是圆的切线,所以的方程为,与联立,则得,即,.不符合题意.(ii)当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.由题意知,得①,由,消去得.由直线l是圆的切线,得到,解得此时直线l的方程为;设直线l的斜率不存在时,l的方程为则得不成立,总上所述,存在满足条件其方程为.【考点】1、抛物线的简单性质;2、直线方程.【思路点睛】(1)本题主要考察抛物线简单的性质,得到的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理及弦长公式,求出;(2)将直线与抛物线联立,韦达定理,求出,点到直线的的距离公式,直线的方程的基础知识.主要考察学生的分析问题解决问题的能力,转化能力,计算能力.15.如图,点O为坐标原点,直线l经过抛物线C:y2=4x的焦点F.(Ⅰ)若点O到直线l的距离为,求直线l的方程;(Ⅱ)设点A是直线l与抛物线C在第一象限的交点.点B是以点F为圆心,|FA|为半径的圆与x轴负半轴的交点.试判断直线AB与抛物线C的位置关系,并给出证明.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)直线AB与抛物线相切,见解析【解析】法一:(Ⅰ)抛物线的焦点F(1,0),当直线l的斜率不存在时,即x=1不符合题意.当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:y=k(x﹣1),所以,由此能求出直线l 的方程.(Ⅱ)直线AB与抛物线相切.设A(x0,y),则.因为|BF|=|AF|=x+1,所以B(﹣x,0),由此能够证明直线AB与抛物线相切.法二:(Ⅰ)同解法一.(Ⅱ)直线AB与抛物线相切,设A(x0,y),则.设圆的方程为:由此能够证明直线AB与抛物线相切.解法一:(Ⅰ)抛物线的焦点F(1,0),…(1分)当直线l的斜率不存在时,即x=1不符合题意.…(2分)当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:y=k(x﹣1),即kx﹣y﹣k=0.…(3分)所以,,解得:.…(5分)故直线l的方程为:,即.…(6分)(Ⅱ)直线AB与抛物线相切,证明如下:…(7分)(法一):设A(x0,y),则.…(8分)因为|BF|=|AF|=x0+1,所以B(﹣x,0).…(9分)所以直线AB的方程为:,整理得: (1)把方程(1)代入y2=4x得:,…(10分),所以直线AB与抛物线相切.…(12分)解法二:(Ⅰ)同解法一.(Ⅱ)直线AB与抛物线相切,证明如下:…(7分)设A(x0,y),则.…(8分)设圆的方程为:,…(9分)当y=0时,得x=1±(x+1),因为点B在x轴负半轴,所以B(﹣x,0).…(9分)所以直线AB的方程为,整理得: (1)把方程(1)代入y2=4x得:,…(10分),所以直线AB与抛物线相切.…(12分)【考点】直线与圆锥曲线的关系;抛物线的标准方程.16.如图,中,以为直径的⊙分别交于点交于点.求证:(Ⅰ)过点平行于的直线是⊙的切线;(Ⅱ).【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析.【解析】(Ⅰ)连结,延长交于,利用圆内接四边形的性质证明三角形相似,再证明线线垂直;(Ⅱ)连续利用割线定理进行证明.试题解析:(Ⅰ)连结,延长交于,过点平行于的直线是,∵是直径,∴,∴,∵四点共圆,∴,又∵是圆内接四边形,∴,∴,而,∴∽, ∴,∴, ∴,∴是⊙的切线.(Ⅱ)∵,∴四点共圆,∴, 同理,两式相加【考点】圆内接四边形.17.双曲线的离心率为()A.B.C.D.【答案】C【解析】,故选C.【考点】双曲线的性质.18.已知圆内接中,为上一点,且为正三角形,点为的延长线上一点,为圆的切线.(Ⅰ)求的度数;(Ⅱ)求证:【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.【解析】对于(Ⅰ)可由与相似,并结合即可求出的度数;对于(Ⅱ)可先证明,再结合为等边三角形,进而可以证明所需结论.试题解析:证明:(Ⅰ)在与中,因为为圆的切线,所以,又公用,所以,因为为等边三角形,所以,(Ⅱ)因为为圆的切线,所以,因为为等边三角形,所以,所以,所以,所以,即,因为为等边三角形,所以,所以.【考点】几何证明.19.抛物线上的点P到它的焦点F的最短距离为________.【答案】1【解析】,根据焦半径公式.【考点】抛物线的几何性质.20.圆被直线分成两段圆弧,则较长弧长与较短弧长之比为()A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1【答案】C【解析】圆心到直线的距离为,半径为,则截圆的弦所对的劣弧的圆心角为,则较长弧长与较短弧长之比.故选C.【考点】直线与圆的位置关系.21.已知双曲线的一条渐近线与平行,且它的一个焦点在抛物线的准线上,则双曲线的方程为______.【答案】【解析】抛物线的准线为,由题意可得,设双曲线的一条渐近线与平行,由题意可得,即,解得,∴双曲线的标准方程为.所以答案应填:.【考点】1、双曲线的简单性质;2、抛物线的性质.【思路点睛】求出抛物线的准线方程,可得,根据双曲线的方程为,求出渐近线方程,由题意可得的方程,解方程可得或,进而得到双曲线的方程.正确运用双曲线的性质是解题的关键,本题考查双曲线的方程的求法、抛物线的准线方程和双曲线的渐近线方程,考查逻辑思维能力和计算能力,属于基础题.22.如图,已知椭圆,椭圆的长轴长为,离心率为.(1)求椭圆方程;(2)椭圆内接四边形的对角线交于原点,且,求四边形周长的最大值与最小值.【答案】(1);(2)最大值是,最小值是.【解析】(1)由题意得,利用离心率可得,利用的关系,即可求解椭圆的标准方程;(2)由题意得对称性可得四边形为平行四边形,运用向量的数量积的性质,可得,即有四边形为菱形,既有,讨论直线的斜率为,可得最大值;不为时,设出直线方程,与椭圆方程联立,运用两点间的距离公式,化简整理,再借助二次函数的性质,即可求得最小值.试题解析:(1)由题意可知,所以.又因为,所以,所以椭圆方程是.(2)由题意可设,则,因为所以,所以四边形是平行四边形.因为,所以,所以四边形是菱形.设直线的方程是,则直线的方程是,并且由椭圆的对称性不妨设,由,得,所以,所以由,得,所以,所以所以,所以令,则,令,因为,所以,即时,.,即时,.所以四边形周长的最大值是,最小值是.【考点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的位置关系的应用.【方法点晴】本题主要考查了椭圆的定义、标准方程及其简单的几何性质、直线与椭圆位置关系的综合应用,其中直线与椭圆方程联立相交问题转化为联立方程组求交点、数量积的运算性质、二次函数的最值是解答的关键,着重考查了学生的推理、运算能力和转化与化归思想的应用,试题运算量与思维量较大,需要平时注意总结和积累,属于难题.23.双曲线的两顶点为A1,A2,虚轴两端点为B1,B2,两焦点为F1,F2.若以A1A2为直径的圆内切于菱形F1B1F2B2,则双曲线的离心率是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由题意,直线的方程是,因为圆与直线相切,所以点到直线的距离等于半径,即,又,得,,,故选B.【考点】1、双曲线的性质;2、双曲线的离心率.【方法点晴】本题主要考查利用双曲线的简单性质求双曲线的离心率,属于中档题.求解与双曲线性质有关的问题时要结合图形进行分析,既使不画出图形,思考时也要联想到图形,当涉及顶点、焦点、实轴、虚轴、渐近线等双曲线的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系.求离心率问题应先将用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于的等式,从而求出的值.本题是利用点到直线的距离等于圆半径构造出关于的等式,最后解出的值.24.已知椭圆的两个焦点,,且椭圆过点,,且是椭圆上位于第一象限的点,且的面积.(1)求点的坐标;(2)过点的直线与椭圆相交于点,,直线,与轴相交于,两点,点,则是否为定值,如果是定值,求出这个定值,如果不是请说明理由.【答案】(1);(2)详见解析.【解析】(1)通过已知条件首先求得椭圆的标准方程,再结合三角形的面积计算公式,即可求得的坐标;(2)将直线的方程设出,联立直线方程与椭圆方程,通过计算说明是否为定值即可.试题解析:(1)∵椭圆过点,,∴,计算得,,∴椭圆的方程为.∵的面积,∴,∴,代入椭圆方程.∵,∴,∴;(2)法一:设直线的方程为,,,直线的方程为,可得,即,直线的方程为,可得,即.联立,消去,整理,得.由,可得,,,∴为定值,且.法二:设,,,,直线,,的斜率分别为,,,由,得,,可得,,,,由,令,得,即,同理得,即,则∴为定值,该定值为.【考点】1.椭圆的标准方程及其性质;2.直线与椭圆的位置关系;3.椭圆中的定值问题.【名师】求解定值问题的方法一般有两种:1.从特殊入手,求出定点、定值、定线,再证明定点、定值、定线与变量无关;2.直接计算、推理,并在计算、推理的过程中消去变量,从而得到定点、定值、定线.应注意到繁难的代数运算是此类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算.25.已知圆的方程为,定直线的方程为.动圆与圆外切,且与直线相切.(1)求动圆圆心的轨迹的方程;(2)直线与轨迹相切于第一象限的点,过点作直线的垂线恰好经过点,并交轨迹于异于点的点,记为(为坐标原点)的面积,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1)由圆与圆外切得圆心距为半径之和,即得,用坐标表示,化简得(2)按条件依次表示点的坐标及三角形面积:设点,则由导数几何意义得切线斜率,根据垂直关系得,再由直线方程过点得,即得点坐标为,直线的方程为,最后根据直线方程与抛物线方程解出点的坐标为,计算出三角形面积试题解析:解:(1)设动圆圆心的坐标为,动圆半径为,则,且,可得.由于圆在直线的上方,所以动圆的圆心应该在直线的上方,所以有,,整理得,即为动圆圆心的轨迹的方程.(2)设点的坐标为,则,,,所以直线的方程为.又,∴,∵点在第一象限,∴,点坐标为,直线的方程为.联立得,解得或4,∴点的坐标为.所以.【考点】直接法求轨迹方程,导数几何意义,直线与抛物线位置关系26.已知圆方程为:,直线过点,且与圆交于两点,若,则直线的方程是_______.【答案】或【解析】①当直线垂直于轴时,则此时直线方程为,与圆的两个交点坐标为和,其距离为满足题意.②若直线不垂直于轴,设其方程为,即,设圆心到此直线的距离为,则,得,∴,解得,故所求直线方程为.综上所述,所求直线方程为或.【考点】直线与圆位置关系27.已知双曲线的焦距为,且双曲线的一条渐近线与直线垂直,则双曲线的方程为A.B.C.D.【答案】A【解析】由题意,得又,所以所以双曲线的方程为,选A.【考点】双曲线【名师】求双曲线的标准方程的关注点:(1)确定双曲线的标准方程需要一个“定位”条件,两个“定量”条件,“定位”是指确定焦点在哪条坐标轴上,“定量”是指确定a,b的值,常用待定系数法.(2)利用待定系数法求双曲线的标准方程时应注意选择恰当的方程形式,以避免讨论.①若双曲线的焦点不能确定时,可设其方程为Ax2+By2=1(AB<0).②若已知渐近线方程为mx+ny=0,则双曲线方程可设为m2x2-n2y2=λ(λ≠0).28.选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,曲线的方程为,以原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.(1)写出的极坐标方程,并求与的交点的极坐标;(2)设是椭圆上的动点,求的面积的最大值.【答案】(1),;(2).【解析】(1)借助题设将建直角坐标化为极坐标求解;(2)借助题设条件参数方程建立目标函数求解.试题解析:(1)因为,所以的极坐标方程为,直线的直角坐标方程为,联立方程组,解得或,所以点的极坐标分别为.(2)因为是椭圆上的点,设点坐标为,则到直线的距离,所以,当时,取得最大值1.【考点】极坐标方程和参数方程等知识及运用.29.平面直角坐标系中,点、是方程表示的曲线上不同两点,且以为直径的圆过坐标原点,则到直线的距离为()A.2B.C.3D.【答案】D【解析】由题设可得,注意到,由椭圆的定义可知动点的轨迹是以焦点,长轴长为的椭圆,所以其标准方程为.因为是椭圆上点,且以为直径的圆过坐标原点,所以,设,将这两点坐标代入可得, ,所以.即也即,设原点到直线的距离为,则,即,应选D.【考点】椭圆的标准方程和参数方程.【易错点晴】本题以方程的形式为背景考查的是圆锥曲线的几何性质与运用.解答本题的难点是如何建立两个动点的坐标的形式,将两点之间的距离表示出来,以便求坐标原点到这条直线的距离.解答时充分利用题设条件,先运用椭圆的定义将其标准方程求出来,再将两动点的坐标巧妙地设为,这也是解答本题的关键之所在.进而将这两点的坐标代入椭圆的方程并进行化简求得的长度之间的关系.最后运用等积法求出了坐标原点到直线的距离.30.选修4-1:几何证明选讲如图, 圆是的外接圆,垂直平分并交圆于点, 直线与圆相切于点,与的延长线交于点.(1)求的大小;(2)若,求的长.【答案】(1);(2).【解析】(1)运用弦切角与三角形的内角和定理求解;(2)借助题设条件和切割线定理求解. 试题解析:(1)设,为圆的切线, ,由垂直平分并交圆于点,可得,,则,由,得,即的大小为.(2)为圆的切线,. 由(1)知,又,即.【考点】圆幂定理中切割线定理及运用.31.过抛物线的焦点的直线与双曲线的一条渐近线平行,并交抛物线于两点,若,且,则抛物线的方程为()A.B.C.D.【答案】A【解析】抛物线的焦点的坐标为,准线方程为,与双曲线的渐近线方程为,由于过抛物线的焦点的直线与双曲线的一条渐近线平行,并交抛物线于两点,且,所以可设直线方程为:,设,则,由可得,所以,由得或(舍去),所以抛物线方程为,故选A.【考点】1.直线与抛物线的位置关系;2.抛物线和双曲线的定义与性质.【名师】本题考查直线与抛物线的位置关系、抛物线和双曲线的定义与性质,属中档题;解决抛物线弦长相关问题时,要注意抛物线定义的应用,即将到焦点的距离转化为到准线的距离,通过解方程组求解相关问题即可。
25 高三数学训练题及解答(解析几何1)一、非解答题1 (10安徽文)过点(1, 0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是( )(A) x-2y-l=0(B)x-2y+l=0(C)2x+y-2=0(D) x+2y-l=0【解析】设直线方程为x —2y + c = 0,又经过(1,0),故c = —1,所求方程为x-2y-l = 0.【方法技巧】因为所求直线与与直线x-2y-2=0平行,所以设平行直线系方程为x-2y + c = 0 ,代入 此直线所过的点的坐标,得参数值,进而得直线方程.也可以用验证法,判断四个选项中方程哪一个 过点(1, 0)且与直线x-2y-2=0平行.2. (02全国)椭圆5x 2+ky 2=5的一个焦点是(0, 2),那么斤等于( )A. — 1B.lC. A /5D. —y/~525解:椭圆方程可化为:#+'=1•.•焦点(0, 2)在y 轴上,.•<2=—,b 2=l,£ kk又 c 2=a 2—Z?2=4, /. k= 1Y 2 y 23、 (98全国)椭圆—+ ^-=1的焦点为Fi 和尸2,点P 在椭圆上•如果线段PFi 的中点在y 轴上, 那么是卩砂的( ) A.7倍B.5倍C.4倍D.3倍解析:不妨设几7。
),兔(3, 0)由条件得P (3, ±亍,即阳盲 因此卩刊=7卩砂,故选A.4. (09江西)过椭圆l + £ = l (a 〉b 〉0)的左焦点耳作x 轴的垂线交椭圆于点P ,瑪为右焦点, a" b~则椭圆的离心率为(解:因P (-c,±—),再由ZF {PF 2=60°有竺= 2a,从而可得e = - = — ,故选Ba aa 32 25、(11辽宁理14文16)设椭圆—+ ^ = 1上一点P 到左准线的距离为10, F 是该椭圆的左焦点,解析:椭圆—+ = 1左准线为% = ,左焦点为(-3, 0), P (二土型),由已知M为PF25 16 3 3 3中点,M (—彳,土芈),所以\OM\= ^(-|)2+(±^-)2 =26(10上海文)圆C:x2 + y2-2x-4y + 4 = 0的圆心至Q直线3x + 4y + 4 = 0的距离d = ______ 。
高中数学解析几何基础复习题集附答案高中数学解析几何基础复习题集附答案在高中数学中,解析几何是一个非常重要的内容。
解析几何是指在直角坐标系中,通过代数的方法来研究几何问题。
掌握解析几何的基础知识对于学习高中数学以及应用数学都非常有帮助。
为了帮助大家进行复习,下面将提供一些高中数学解析几何基础题目,并附上详细的答案解析。
1. 已知直线L1:2x + 3y = 5和L2: y = 4x - 1,求两直线的交点坐标。
解析:首先将直线L1和L2的方程组合,得到2x + 3(4x - 1) = 5,化简得到14x - 3 = 5,继续化简得到14x = 8,x = 8/14 = 4/7。
代入L2的方程求y的值,得到y = 4(4/7) - 1 = 16/7 - 7/7 = 9/7。
所以两直线的交点坐标为(4/7, 9/7)。
2. 已知直线L:x + y = 4和曲线C:x^2 + y^2 = 5,求直线与曲线的交点坐标。
解析:将直线L的方程代入曲线C的方程中,得到(x + y)^2 + y^2 = 5,展开得到x^2 + y^2 + 2xy + y^2 = 5,化简得到x^2 + 2xy + 2y^2 = 5。
由于直线L与曲线C有交点,所以存在某个x和y满足这个方程。
观察方程的左边,可以发现它可以写成(x + y)^2 + y^2 = 5,也就是(x +y)^2 = 5 - y^2。
由于(x + y)^2必须大于等于0,所以5 - y^2必须大于等于0,解这个不等式得到-√5 ≤ y ≤ √5。
将y的取值范围代入方程(x +y)^2 = 5 - y^2,解得x = 4 - y。
因此,两直线的交点坐标为(x, y) = (4 - y, y),其中-√5 ≤ y ≤ √5。
3. 已知平面内三点A(1, 2),B(3, -4),C(-2, 3),判断是否共线。
解析:判断三点是否共线可以利用向量的共线条件。
设有两个向量AB和AC,若这两个向量共线,则存在一个实数k,使得AB = kAC。
xyo P A F 1F 2《解析几何》一、选择1.已知j i ,是y x ,轴正方向的单位向量,设a =j y i x +-)2(, b =j y i x ++)2(,且满足|a|+|b |=4.则点),(y x P 的轨迹是. ( ) (A)椭圆 (B)双曲线 (C)线段 (D)射线2、在直二面角AB αβ--中,PAB ∆在平面α内,四边形ABCD 在平面β内,且α⊥AD ,α⊥BC ,4=AD ,8=BC ,6=AB .若tan 2tan 1ADP BCP ∠=∠+,则动点P 在平面α内的轨迹是( ).椭圆的一部分 .线段 .双曲线的一部分.以上都不是3、已知抛物线m x 2=2(0)y nx n = <(0<m )与椭圆ny x 229+=1有一个相同的焦点,则动点),(n m 的轨 迹是( )A .椭圆的一部分 B .双曲线的一部分 C .抛物线的一部分 D .直线的一部分4、如图,在四棱锥P-ABCD 中,侧面PAD 为正三角形,底面为正方 形,侧面PAD 与底面ABCD 垂直,M 为底面内的一个动点, 且满足MP=MC ,则动点M 的轨迹为( ) A .椭圆B .抛物线 C .双曲线 D .直线5、已知抛物线24,y x =焦点为F ,ABC ∆三个顶点均在抛物线上,若0FA FB FC ++= 则FA FB FC ++=( ).8 .6 .3 .06、椭圆有这样的光学性质:从椭圆的一个焦点出发的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,今有一个水平放置的椭圆形台球盘,点A 、B 是它的焦点,长轴长为2a ,焦距为2c ,静放在点A 的小球(小球的半径不计),从点A 沿直线出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A 时,小球经过的路程是( )A .4a B .2()a c - C .2()a c + D .以上答案均有可能7、设F 1、F 2为椭圆两焦点,点P 是以F 1,F 2为直径的圆与椭圆的一个交点,若∠PF 1F 2=5∠PF 2F 1,则椭圆离心率为( ). A 、32 B 、36 C 、22D 、238、双曲线的虚轴长为4,离心率26=e ,F 1、F 2分别是它的左,右焦点,若过F 1的直线与双曲线的左支交于A 、B 两点,且|AB|是|AF 2|与|BF 2|的等差中项,则|AB|为 ( ) A 、28 B 、24C 、22D 、89、已知P 是以1F 、2F 为焦点的椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上一点,若021=⋅PF PF21tan 21=∠F PF ,则椭圆的离心率为 ( )(A )21 (B )32(C )31 (D )3510、方程|2|)1(2)1(222-+=+++y x y x 表示的曲线是( )A 、椭圆B 、双曲线C 、抛物线D 、不能确定11、如图3,从双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点F 引圆222x y a +=的切线,切点为T .延长FT 交双曲线右支于P 点.若M 为线段FP 的中点,O 为坐标原点,则||||MO MT -与b a -的大小关系为( )A .||||MO MT b a ->-B .||||MO MT b a -=-C .||||MO MT b a -<-D .不确定12、双曲线12222=-by a x 的左焦点为1F ,顶点为21,A A ,P 是该双曲线右支上任意一点,则分别以线段211,A A PF 为直径的两圆一定( )A .相交 B .内切 C .外切 D .相离13、已知两点A (1,2), B (3,1) 到直线L 的距离分别是25,2-,则满足条件的直线L 共有( )条.A .1B .2C .3D .414、若在抛物线)0(2>=a ax y 的上方可作一个半径为r 的圆与抛物线相切于原点O ,且该圆与抛物线没有别的公共点,则r 的最大值是( ) A .a 21 B .a1C .aD .a 2 二填空题 15、椭圆+=1的离心率e=,则m=___________。
解析几何专题高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计30分左右, 考查的知识点约为20个左右. 其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查直线, 圆, 圆锥曲线, 参数方程和极坐标系中的基础知识. 解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 求解有时还要用到平几的基本知识, 这点值得考生在复课时强化.例1 已知点T 是半圆O 的直径AB 上一点,AB=2、OT=t (0<t<1),以AB 为直腰作直角梯形B B A A '',使A A '垂直且等于AT ,使B B '垂直且等于BT ,B A ''交半圆于P 、Q 两点,建立如图所示的直角坐标系.(1)写出直线B A ''的方程; (2)计算出点P 、Q 的坐标;(3)证明:由点P 发出的光线,经AB 反射后,反射光线通过点Q.讲解: 通过读图, 看出'',B A 点的坐标.(1 ) 显然()t A -1,1', (),,‘t B +-11 于是 直线B A '' 的方程为1+-=tx y ;(2)由方程组⎩⎨⎧+-==+,1,122tx y y x解出 ),(10P 、),(2221112t t t tQ +-+;(3)tt k PT 1001-=--=,t t t t tt t t t k QT1111201122222=--=-+-+-=)(. 由直线PT 的斜率和直线QT 的斜率互为相反数知,由点P 发出的光线经点T 反射,反射光线通过点Q.需要注意的是, Q 点的坐标本质上是三角中的万能公式, 有趣吗?例2 已知直线l 与椭圆)0(12222>>=+b a by a x 有且仅有一个交点Q ,且与x 轴、y 轴分别交于R 、S ,求以线段SR 为对角线的矩形ORPS 的一个顶点P 的轨迹方程.讲解:从直线l 所处的位置, 设出直线l 的方程,由已知,直线l 不过椭圆的四个顶点,所以设直线l 的方程为).0(≠+=k m kx y 代入椭圆方程,222222b a y a x b =+ 得.)2(22222222b a m kmx x k a x b =+++ 化简后,得关于x 的一元二次方程.02)(222222222=-+++b a m a mx ka x b k a于是其判别式).(4))((4)2(222222222222222m b k a b a b a m a b k a m ka -+=-+-=∆ 由已知,得△=0.即.2222m b k a =+ ①在直线方程m kx y +=中,分别令y=0,x =0,求得).,0(),0,(m S kmR -令顶点P 的坐标为(x ,y ), 由已知,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=.,.,y m x y k m y k m x 解得 代入①式并整理,得 12222=+yb x a , 即为所求顶点P 的轨迹方程.方程12222=+yb xa 形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?例3已知双曲线12222=-by a x 的离心率332=e ,过),0(),0,(b B a A -的直线到原点的距离是.23(1)求双曲线的方程;(2)已知直线)0(5≠+=k kx y 交双曲线于不同的点C ,D 且C ,D 都在以B 为圆心的圆上,求k 的值. 讲解:∵(1),332=a c 原点到直线AB :1=-by a x 的距离.3,1.2322==∴==+=a b c abb a ab d .故所求双曲线方程为 .1322=-y x(2)把33522=-+=y x kx y 代入中消去y ,整理得 07830)31(22=---kx x k . 设CD y x D y x C ),,(),,(2211的中点是),(00y x E ,则.11,315531152002002210kx y k k kx y k k x x x BE-=+=-=+=⋅-=+= ,000=++∴k ky x即7,0,03153115222=∴≠=+-+-k k k kk k k 又 故所求k=±7.为了求出k 的值, 需要通过消元, 想法设法建构k 的方程.例4 已知椭圆C 的中心在原点,焦点F 1、F 2在x 轴上,点P 为椭圆上的一个动点,且∠F 1PF 2的最大值为90°,直线l 过左焦点F 1与椭圆交于A 、B 两点,△ABF 2的面积最大值为12. (1)求椭圆C 的离心率; (2)求椭圆C 的方程.讲解:(1)设 112212||,||,||2PF r PF r F F c ===对,21F PF ∆ 由余弦定理, 得1)2(2441244242)(24cos 22122212221221221212221121-+-≥--=--+=-+=∠r r c a r r c a r r c r r r r r r c r r PF F0212=-=e , 解出 .22=e(2)考虑直线l 的斜率的存在性,可分两种情况:i) 当k 存在时,设l 的方程为)(c x k y +=………………① 椭圆方程为),(),,(,122112222y x B y x A by a x =+由.22=e 得 2222,2c b c a ==.于是椭圆方程可转化为 222220x y c +-=………………②将①代入②,消去y 得 02)(22222=-++c c x k x ,整理为x 的一元二次方程,得 0)1(24)21(22222=-+++k c x ck x k . 则x 1、x 2是上述方程的两根.且221221122||k k c x x ++=-,2212221)1(22||1||k k c x x k AB ++=-+=,AB 边上的高,1||2sin ||22121k k c F BF F F h +⨯=∠=c kk k k c S 21||)211(2221222+++=.2141224412221||122224242422222c k k c k k k k c k k k c<++=+++=++=ii) 当k 不存在时,把直线c x -=代入椭圆方程得2,||,2y c AB S =±== 由①②知S 的最大值为22c 由题意得22c =12 所以2226b c == 2122=a故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为: .12621222=+y x下面给出本题的另一解法,请读者比较二者的优劣: 设过左焦点的直线方程为:c my x -=…………① (这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.)也可这样求解:椭圆的方程为:),(),,(,122112222y x B y x A by a x =+由.22=e 得:,,22222c b c a ==于是椭圆方程可化为:022222=-+c y x ……② 把①代入②并整理得:02)2(222=---c mcy y m于是21,y y 是上述方程的两根.21|||AB y y ==-2)2(441222222++++=m m c c m m2)1(2222++=m m c , AB 边上的高212mc h +=,从而222222)2(122122)1(2221||21++=+⨯++⨯==m m cm c m m c h AB S.221111222222c m m c ≤++++=当且仅当m=0取等号,即.22max c S =由题意知1222=c , 于是 212,26222===a c b .故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为: .12621222=+y x例 5 已知直线1+-=x y 与椭圆)0(12222>>=+b a by a x 相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线02:=-y x l 上.(1)求此椭圆的离心率;(2 )若椭圆的右焦点关于直线l 的对称点的在圆422=+y x 上,求此椭圆的方程.讲解:(1)设A 、B 两点的坐标分别为⎪⎩⎪⎨⎧=++-=11).,(),,(22222211b y ax x y y x B y x A ,则由 得 02)(2222222=-+-+b a a x a x b a ,根据韦达定理,得,22)(,2222212122221ba b x x y y b a a x x +=++-=++=+ ∴线段AB 的中点坐标为(222222,b a b b a a ++).由已知得2222222222222)(22,02c a c a b a ba b b a a =∴-==∴=+-+故椭圆的离心率为22=e . (2)由(1)知,c b =从而椭圆的右焦点坐标为),0,(b F 设)0,(b F 关于直线02:=-y x l 的对称点为,02221210),,(000000=⨯-+-=⋅--yb x b x y y x 且则解得 b y b x 545300==且 由已知得 4,4)54()53(,42222020=∴=+∴=+b b b y x故所求的椭圆方程为14822=+y x .例6 已知⊙M :x Q y x 是,1)2(22=-+轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点,(1)如果324||=AB ,求直线MQ 的方程; (2)求动弦AB 的中点P 的轨迹方程.讲解:(1)由324||=AB ,可得,31)322(1)2||(||||2222=-=-=AB MA MP 由射影定理,得,3|||,|||||2=⋅=MQ MQ MP MB 得 在Rt △MOQ 中,523||||||2222=-=-=MO MQ OQ ,故55-==a a 或,所以直线AB 方程是;0525205252=+-=-+y x y x 或(2)连接MB ,MQ ,设),0,(),,(a Q y x P 由 点M ,P ,Q 在一直线上,得(*),22xy a -=-由射影定理得|,|||||2MQ MP MB ⋅= 即(**),14)2(222=+⋅-+a y x 把(*)及(**)消去a ,并注意到2<y ,可得).2(161)47(22≠=-+y y x适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.例7 直线l 过抛物线)0(22≠=p px y 的焦点,且与抛物线相交于A ),(),(2211y x B y x 和两点. (1)求证:2214p x x =;(2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD ,直线l 不是CD 的垂直平分线.讲解: (1)易求得抛物线的焦点)0,2(P F .若l ⊥x 轴,则l 的方程为4,2221P x x P x ==显然.若l 不垂直于x 轴,可设)2(P x k y -=,代入抛物线方程整理得 4,04)21(221222P x x P x k P P x ==++-则. 综上可知 2214p x x =.(2)设d c d p d D c p c C ≠且),2(),,2(22,则CD 的垂直平分线l '的方程为)4(2222p d c x p d c d c y +-+-=+- 假设l '过F ,则)42(22022pd c p p d c d c +-+-=+-整理得0)2)((222=+++d c p d c 0≠p02222≠++∴d c p ,0=+∴dc .这时l '的方程为y=0,从而l '与抛物线px y 22=只相交于原点. 而l 与抛物线有两个不同的交点,因此l '与l 不重合,l 不是CD 的垂直平分线. 此题是课本题的深化,你能够找到它的原形吗?知识在记忆中积累,能力在联想中提升. 课本是高考试题的生长点,复课切忌忘掉课本!例8 某工程要将直线公路l 一侧的土石,通过公路上的两个道口A 和B ,沿着道路AP 、BP 运往公路另一侧的P 处,PA=100m ,PB=150m ,∠APB=60°,试说明怎样运土石最省工?讲解: 以直线l 为x 轴,线段AB 的中点为原点对立直角坐标系,则在l 一侧必存在经A 到P 和经B 到P 路程相等的点,设这样的点为M ,则 |MA|+|AP|=|MB|+|BP|, 即 |MA|-|MB|=|BP|-|AP|=50,750||=AB ,∴M 在双曲线1625252222=⨯-y x 的右支上. 故曲线右侧的土石层经道口B 沿BP 运往P 处,曲线左侧的土石层经道口A 沿AP 运往P 处,按这种方法运土石最省工.相关解析几何的实际应用性试题在高考中似乎还未涉及,其实在课本中还可找到典型的范例,你知道吗? 解析几何解答题在历年的高考中常考常新, 体现在重视能力立意, 强调思维空间, 是用活题考死知识的典范. 考题求解时考查了等价转化, 数形结合, 分类讨论, 函数与方程等数学思想, 以及定义法, 配方法, 待定系数法, 参数法, 判别式法等数学通法.习题:1. 双曲线的实轴长是 (A )2 (B) (C) 4x y 222-=82. 在极坐标系中,点到圆 的圆心的距离为 (A )2 (B) (C)(D)3. 若直线过圆的圆心,则a 的值为 (A ) 1 (B) 1 (C) 3 (D) 34. 直线(I )证明与相交;(II )证明与的交点在椭圆5. .已知椭圆G :,过点(m ,0)作圆的切线l 交椭圆G 于A ,B 两点。
高中解析几何试题及答案一、选择题(每题4分,共40分)1. 若点P(2,3)在直线l上,则直线l的方程不可能是()A. 2x-y+1=0B. x+2y-7=0C. 3x-2y+4=0D. 4x+3y-5=02. 已知圆C的方程为(x-1)^2+(y-2)^2=25,圆心C的坐标为()A. (1,2)B. (-1,-2)C. (3,-2)D. (-3,2)3. 直线2x+y-3=0与x轴的交点坐标为()A. (3/2, 0)B. (0, 3)C. (3, 0)D. (0, -3)4. 若直线l的倾斜角为45°,则直线l的斜率k为()A. 1B. -1C. 0D. 无法确定5. 已知点A(1,2),B(4,6),则线段AB的中点坐标为()A. (2,4)B. (3,4)C. (2.5,4)D. (3,3)6. 已知双曲线C的方程为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1,若双曲线C的渐近线方程为y=±(b/a)x,则双曲线C的离心率为()A. √(1+(b/a)^2)B. √(1-(b/a)^2)C. √(a^2+b^2)D. √(a^2-b^2)7. 已知抛物线C的方程为y^2=4x,若点P(1,2)在抛物线C上,则抛物线C的焦点坐标为()A. (1,0)B. (0,1)C. (1,1)D. (0,2)8. 已知椭圆C的方程为x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1,若椭圆C的离心率为e=√3/2,则椭圆C的长轴与短轴之比为()A. 2:1B. 1:2C. √3:1D. 1:√39. 若直线l的方程为y=kx+b,且直线l过点(1,2)和(2,3),则直线l的斜率k为()A. 1/2B. 1C. 3/2D. 210. 已知直线l1: x+y-1=0与直线l2: 2x-y+3=0平行,则直线l1与l2之间的距离为()A. √5B. 2√5C. √10D. 2√10二、填空题(每题4分,共20分)11. 已知直线l的方程为3x-4y+5=0,若点P(2,-1)在直线l上,则直线l与x轴的交点坐标为________。
高三复习:解析几何经典题型(附真题解析二级结论),提分
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超级干货来了,童鞋们!高中数学解析几何(题型、二级结论、高考真题解析),一定要吃透这一篇,以后就能轻松搞定解析几何这一难题了!
高中数学每个板块都有它重点考查的题型和考点,虽然我们高中三年要学习3002个重要知识点,但是核心考点,也就是每年必考的题型,也就只有475个,所以我们复习的时候一定要懂得抓住重点!
而且每个知识点都有相应的题型,解析几何也不例外,只要吃透这些典型的题型,那么即使题型再变,对于童鞋们来说,也不过是换汤不换药,自然而然就会解决此类难题!
今天给大家分享的这份资料,将解析几何的经典重点题型全部收录进来,并且还有二级结论以及高考真题+解析,共108页!把这些二级结论和题型吃透,相信同学们再遇到此类题型时,就能轻松解决了!。
解析几何专题1、(最值问题)【理科】设动点P 到点(10)A -,和(10)B ,的距离分别为1d 和2d ,2APB θ∠=,若212cos 1d d θ=.(Ⅰ)求动点P 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)过点B 作直线l 交轨迹C 于M N ,两点,交直线4x =于点E ,求||||EM EN 的最小值. 2.(本小题满分12分)(定点定值问题)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为22,其左、右焦点为F 1、F 2,点P 是坐标平面内一点,且1273||,.24OP PF PF =⋅=其中O 为坐标原点。
(I )求椭圆C 的方程;(Ⅱ)如图,过点S (0,13},且斜率为k 的动直线l 交椭圆于A 、B 两点,在y 轴上是否存在定点M ,使以AB 为直径的圆恒过这个点?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.3、 已知两定点())122,0,2,0F F -,满足条件212PF PF -=的点P 的轨迹是曲线E ,直线1y kx =-与曲线E 交于,A B 两点,(Ⅰ)求k 的取值范围;(Ⅱ)如果63AB =E 上存在点C ,使OA OB mOC +=,求m 的值和ABC ∆的面积S .4、已知抛物线2:W y ax =经过点A (2,1),过A 作倾斜角互补的两条不同的直线12,.L L (1)求抛物线W 的方程及其准线方程;(2)当直线L 1与抛物线W 相切时,求直线L 2与抛物线W 所围成封闭区域的面积; (3)设直线L 1、L 2分别交抛物线W 于B 、C 两点(均不与A 重合),若以BC 为直径的圆与抛物线的准线相切,求直线BC 的方程.5(存在性问题).(本小题13分)动点(),M x y 到定点()1,0F -的距离与到y 轴的距离之差为1. (I )求动点M 的轨迹C 的方程;(II )过点()3,0Q -的直线l 与曲线C 交于A B 、两点,问直线3x =上是否存在点P ,使得PAB∆是等边三角形?若存在,求出所有的点P ;若不存在,请说明理由.6.(本小题满分12分)椭圆M 的中心在坐标原点D ,左、右焦点F 1,F 2在x 轴上,抛物线N 的顶点也在原点D ,焦点为F 2,椭圆M 与抛物线N 的一个交点为A (3,26). (I )求椭圆M 与抛物线N 的方程;(Ⅱ)在抛物线N 位于椭圆内(不含边界)的一段曲线上,是否存在点B ,使得△AF 1B 的外接圆圆心在x 轴上?若存在,求出B 点坐标;若不存在,请说明理由.7、如图,已知椭圆Γ:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),Q 是椭圆外的一个动点,满足|→F 1Q |=2a .点P 是线段F 1Q 与该椭圆的交点,点M 在线段F 2Q 上,且满足→PM ·→MF 2=0,|→MF 2|≠0.(Ⅰ)求点M 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)设不过原点O 的直线l 与轨迹C 交于A ,B 两点,若直线OA ,AB ,OB 的斜率依次成等比数列,求△OAB 面积的取值范围;(Ⅲ)由(Ⅱ)求解的结果,试对椭圆Γ写出类似的命题.(只需写出类似的命题,不必说明理由)8(本小题满分13分) 已知双曲线W :2222`1(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,点(0,)N b ,右顶点是M ,且21MN MF ⋅=-,2120NMF ∠=︒.(Ⅰ)求双曲线的方程; (Ⅱ)过点(0,2)Q -的直线l 交双曲线W 的右支于A 、B 两个不同的点(B 在A 、Q 之间),若点(7,0)H 在以线段AB 为直径的圆的外部,试求△AQH 与△BQH 面积之比λ的取值范围.9、如图,已知抛物线2:4C y x =,过点(1,2)A 作抛物线C 的弦AP ,AQ . (Ⅰ)若AP AQ ⊥,证明直线PQ 过定点,并求出定点的坐标;(Ⅱ)假设直线PQ 过点(5,2)T -,请问是否存在以PQ 为底边的等腰三角形APQ ? 若存在,求出APQ ∆的个数?如果不存在,请说明理由.10、如图椭圆134:22=+y x C 的右顶点是A ,上下两个顶点分别为D B ,,四边形OANB 是矩形(O 为原点),点M E ,分别为线段AN OA ,(Ⅰ)证明:直线DE 与直线BM 的交点在椭圆C 上;(Ⅱ)若过点E 的直线交椭圆于S R ,两点,K为R 关于x 轴的对称点(E K R ,,不共线),问:直线KS 是否经过x 求这个定点的坐标,如果不是,说明理由.、1、解:(Ⅰ)在PAB ∆中 由余弦定理得2221212||2cos 2AB d d d d θ=+-,因为||2AB =, 221212121212cos 2(2cos 1)2cos 2d d d d d d d d d d θθθ=-=-=-,所以12||2d d AB +=>=,所以点P 的轨迹C 是以A .B 为焦点的椭圆,其方程为2212x y +=.(Ⅱ)易知直线l 的斜率存在,设其方程为(1)y k x =-,11(,)M x y ,22(,)N x y ,由221,2(1).x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩消去y 得 2222(12)4220k x k x k +-+-=,∆=)22)(21(416224-+-k k k 2880k =+>,所以21224,12k x x k +=+ 21222212k x x k-=+.1||)EM x ==-,2||)EN x ==-,||||EM EN 212(1)(4)(4)k x x =+--21212(1)[164()]k x x x x =+-++222221622(1)[16]1212k k k k k -=+-+++2221418(1)12k k k +=++=2252329212k k +++ 22592(12)7212k k=++++,令2121k t +=≥,则||||EM EN 15(9)72t t =++在[1,)+∞单调递增,所以||||EM EN 1(95)7142≥++=,1t =时取得最小值,此时0k =,所以||||EM EN 的最小值为14.2、解:(1)设00(,)P x y ,7||2OP =,220074x y ∴+= ① ……1分 又1234PF PF =,00003(,)(,)4c x y c x y ∴-----=,即2220034x c y -+=② ……2分 ①代入②得:1c =. 又12e a b =∴==故所求椭圆方程为2212x y += ……4分 (2)设直线1:3l y kx =-,代入2212x y +=,有22416(21)039k x kx +--=. 设1122(,)(,)A x y B x y 、,则121222416,3(21)9(21)k x x x x k k -+==++. ……6分 若y 轴上存在定点(0,)M m 满足题设,则11(,)MA x y m =-,22(,)MB x y m =-,21212121212()()()MA MB x x y m y m x x y y m y y m =+--=+-++21212121111()()()3333x x kx kx m kx kx m =+----+-+221212121(1)()()339m k x x k m x x m =+-+++++222218(1)(9615)9(21)m k m m k -++-=+由题意知,对任意实数k 都有0MA MB =恒成立, ……10分 即22218(1)(9615)0m k m m -++-=对k R ∈成立.2210,96150,m m m ⎧-=⎪∴⎨+-=⎪⎩解得1m =, ……11分 ∴在y 轴上存在定点(1,0)M,使以AB 为直径的圆恒过这个定点. ……12分3、解:(Ⅰ)由双曲线的定义可知,曲线E 是以())12,F F 为焦点的双曲线的左支,且1c a ==,易知1b =,故曲线E 的方程为()2210x y x -=<设()()1122,,,A x y B x y ,由题意建立方程组2211y kx x y =-⎧⎨-=⎩,消去y ,得()221220k x kx -+-=又已知直线与双曲线左支交于,A B 两点,有 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=--=+-+=∆≠-0120120)1(8)2(01221221222><>k x x k k x x k k k解得1k <<-(Ⅱ)∵ 12AB x x =-2122124)(1x x x x k -+⋅+===,依题意得=整理后得422855250k k -+=∴257k =或254k =,但1k<<- ∴k=,故直线AB 10x y ++=设()00,C x y ,由已知OA OB mOC +=,得()()()112200,,,x y x y mx my +=∴),(),(212100my y m x x y x ++=,()0m ≠ 12221kx x k +==--()21212222222811k y y k x x k k +=+-=-==-- ∴点8C m ⎫⎪⎪⎝⎭,将点C 的坐标代入曲线E 的方程,得2280641m m -=得4m =±,但当4m =-时,所得的点在双曲线的右支上,不合题意 ∴4m =, C 点的坐标为()2,C 到AB13=∴ABC ∆的面积1123S =⨯=4m =.4、(1)∵A (2,1)在y=ax 2上 ∴1=4a ,即a=1/4 ∴所求W 方程为y=1/4x 2,其准线方程为y=-1 ……2分(2)当直线L 1与抛物线W 相切时,由y ′|x=2=1可得L 1的斜率为1∴L 2的斜率为-1,又L 2过A (2,1)∴L 2方程为:y=-x+3代入y=1/4x 2得:x 2+4x-12=0⇒x 1=2,x 2=-6 ……4分∴S=226164(3)43x x dx --+-=⎰ ……6分 (3)不妨设AB 方程为y-1=k (x-2) (k>0) ……7分221(2)484014y k x x kx k y x -=-⎧⎪⇒-+-=⎨=⎪⎩⇒x=2或x=4k-2 ∴B (4k-2,4k 2-4k+1) ……8分 又AC 斜率为-k ,同理可得C (-4k-2 , 4k 2+4k+1) ∴k ……10分线段BC 中点为H (-2,4k 2+1),∵以BC 为直径的圆与准线y=-1相切,∴(4k 2+1)-(-1)k ∴k=2……11分 此时B (-2,),C (-2,)∴直线BC 方程为:y-()=-[x-(-2)]即x+y-1=0 5、(11x =+ …………2分当0x ≥时,0y =;当0x <时,24y x =- …………5分∴M 点的轨迹方程为20,04,0x y x x ≥⎧=⎨-<⎩…………6分(2)分析可知l 只能与抛物线24y x =-相交.设l 的方程为3x my =-,代入24y x =-的24120y my +-= …………7分设A ()11,x y B ()22,x y 则212124,12,1648y y m y y m +=-=-∆=+∴AB =…………8分AB 的中点()223,2M m m --- 由PAB ∆是等边三角形得:PM AB ⊥且32PM AB = ……………9分 令点P ()3,n 则261mn PM m-=+ ……………10分∴2222631164821262mn m m m n mm m ⎧-=++⎪⎪+⎨+⎪=-⎪+⎩,解得00m n =⎧⎨=⎩所以存在点P ()3,0使得PAB ∆是等边三角形. ……………13分6、解:(Ⅰ)依题意设椭圆M 的方程为22221x y a b +=(0a b >>),抛物线N 的方程为22y px =)0(>p ,∵点(3,26)A 在抛物线N 上,∴4,32)62(2=∴⨯=p p ,∴抛物线N 的方程为x y 82=,且2(2,0)F ,从而1(2,0)F -,……………………………(2分)∵点(3,26)A 在椭圆M 上,且椭圆的焦点为1(2,0)F -,2(2,0)F , ∴2222122||+||(32)(26)+(32)(26)12a AF AF ==++-+=,∴6a =,22232b a c =-=,∴椭圆M 的方程为2213632x y +=.………………………(5分) (Ⅱ)假设存在点B ,使得△B AF 1的外接圆圆心在x 轴上,设该圆心为G 0(,0)x , 则.||||||1GB GF GA ==………………………………………………………………………(7分) 由||||1GF GA =得2200(3)(26)2x x -+=+,解得02910x =, 所以外接圆方程为22222949()1010x y -+=.…………………………………………………(9分)联立222222949()10108(0)x y y x x ⎧-+=⎪⎨⎪=>⎩,解得2635x x ==-或(舍去). ∴(3,26)B -,(3,26)A 与(3,26)B -关于x 轴对称,∴点B 在椭圆上.…… (10分) 结合图象可知,在抛物线N 位于椭圆M 内的一段曲线上,除点(3,26)B -外, 不可能再有满足||||GB GA =的点.∴在抛物线N 位于椭圆M 内(不含边界)的一段曲线上,不存在满足题意的点B , 使得△B AF 1的外接圆圆心在x 轴上. ……………………………………………………(12分)7、解:(Ⅰ)设M (x ,y )为轨迹C 上的任意一点. 当|→PM |=0时,点(a ,0)和点(-a ,0)在轨迹C 上. 当|→PM |≠0且|→MF 2|≠0时,由→PM ·→MF 2=0,得→PM ⊥→MF 2. 又|→PQ |=|→PF 2|(如图),所以M 为线段F 2Q 的中点. 在△QF 1F 2中,|→OM |=12|→F 1Q |=a ,所以有x 2+y 2=a 2.综上所述,点M 的轨迹C 的方程是x 2+y 2=a 2.…………………………(4分) (Ⅱ)由题意可知,直线l 的斜率存在且不为0, 故可设直线l 的方程为y =kx +m (m ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2+y 2=a 2.消去y 并整理,得(1+k 2)x 2+2kmx +m 2-a 2=0,则△=4k 2m 2-4(1+k 2)(m 2-a 2)=4(k 2a 2+a 2-m 2)>0,且x 1+x 2=-2km 1+k 2,x 1x 2=m 2-a21+k2.∴y 1 y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2.∵直线OA ,AB ,OB 的斜率依次成等比数列,∴y 1x 1·y 2x 2=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2 x 1x 2=k 2,即-2k 2m 21+k2+m 2=0,又m ≠0,∴k 2=1,即k =±1.设点O 到直线l 的距离为d ,则d =|m |k 2+1,∴S △OAB =12|AB |d =121+k 2|x 1-x 2 |·|m |k 2+1=12|x 1-x 2 ||m |=12m 2(2a 2-m 2).由直线OA ,OB 的斜率存在,且△>0,得0<m 2<2a 2且m 2≠a 2, ∴0<m 2(2a 2-m 2)<m 2+(2a 2-m 2)2=a 2.故△OAB 面积的取值范围为(0,12a 2).……(10分)(Ⅲ)对椭圆Γ而言,有如下类似的命题:“设不过原点O 的直线l 与椭圆Γ交于A ,B 两点,若直线OA ,AB ,OB 的斜率依次成等比数列,则△OAB 面积的取值范围为(0,12ab ).”……………………………………………………………8、解(Ⅰ)由已知(,0)M a ,(0,)N b , 2(,0)F c ,22(,)(,0)1MN MF a b c a a ac ⋅=-⋅-=-=-, ∵2120NMF ∠=,则160NMF ∠=,∴b =,∴2c a =,解得1a =,b 22`13y x -=.4分(Ⅱ)直线l 的斜率存在且不为0,设直线l :2y kx =-,设11(,)A x y 、22(,)B x y , 由222,`13y kx y x =-⎧⎪⎨-=⎪⎩得22(3)470k x kx -+-=,则22212212230,1628(3)0,40,370,3k k k k x x k x x k ⎧-≠⎪∆=+->⎪⎪⎨+=>-⎪⎪⎪=>-⎩k < ① 6分∵点(7,0)H 在以线段AB 为直径的圆的外部,则0HA HB ⋅>,11221212(7,)(7,)(7)(7)HA HB x y x y x x y y ⋅=-⋅-=-⋅-+21212(1)(72)()53k x x k x x =+-+++22274(1)(72)5333k k k k k =+⋅-+⋅+--2222778285315903k k k k k +--+-=>-,解得2k >. ②由①、②得实数k的范围是2k <, 8分由已知||||AQH BQHS AQ S BQ λ∆∆==,∵B 在A 、Q 之间,则QA QB λ=,且1λ>, ∴1122(,2)(,2)x y x y λ+=+,则12x x λ=,∴222224(1),37,3k x k x k λλ⎧+=⎪⎪-⎨⎪=⎪-⎩则2222(1)16163(1)7373k k k λλ+=⋅=+--,∵2k <<,∴2(1)6447λλ+<<,解得177λ<<,又1λ>,∴17λ<<.故λ的取值范围是(1,7). 13分9、证明(Ⅰ)设直线PQ 的方程为x my n =+,点P 、Q 的坐标分别为11(,),P x y 22(,)Q x y .由24x my n y x=+⎧⎨=⎩消x ,得2440y my n --=. 由0>∆,得20m n +>,124,y y m +=124y y n ⋅=-.∵AP AQ ⊥,∴0AP AQ ⋅=,∴1212(1)(1)(2)(2)0x x y y --+--=.221212,44y y x x ==∴1212(2)(2)[(2)(2)16]0y y y y --+++=,∴12(2)(2)0y y --=或12(2)(2)160y y +++=.∴ 21n m =-或25n m =+,∵0>∆恒成立. ∴25n m =+.∴直线PQ 的方程为 5(2)x m y -=+ ,∴直线PQ 过定点(5,2)-.…………………(6分) (Ⅱ)假设存在以PQ 为底边的等腰三角形APQ ,由第(Ⅰ)问可知,将n 用25m +代换得 直线PQ 的方程为25x my m =++.设点P 、Q 的坐标分别为11(,),P x y 22(,)Q x y .由2254x my m y x=++⎧⎨=⎩消x ,得248200y my m ---=.∴ 124,y y m += 12820y y m ⋅=--.∵PQ 的中点坐标为1212(,)22x x y y ++,即221212(,)82y y y y ++, ∵221212()22258y y y y m m +-=++, ∴PQ 的中点坐标为2(225,2)m m m ++. 由已知得2222251m m m m -=-++-,即32310m m m ++-=. 设32()31g m m m m =++-,则2()3230g m m m '=++>, ()g m ∴在R 上是增函数.又(0)10,g =-<(1)40g =>,()g m ∴在(0,1)内有一个零点.函数()g m 在R 上有且只有一个零点,即方程32310m m m ++-=在R 上有唯一实根.所以满足条件的等腰三角形有且只有一个.……………………………………………………… (13分)10、解:(1)由题意,得)23,2(),0,1(),3,0(),3,0(),0,2(M E D B A -, 所以直线DE 的方程33-=x y ,直线BM 的方程为343+-=x y ,------2分 由⎪⎩⎪⎨⎧+-=-=34333x y x y ,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==53358y x ,所以直线DE 与直线BM 的交点坐标为)533,58(,---------------4分因为13)533(4)58(22=+,所以点)533,58(在椭圆134:22=+y x C 上.---------6分 (2)设RS 的方程为)1(-=x k y ,代入134:22=+y x C , 得01248)43(2222=-+-+k x k x k , 设),(),,(2211y x S y x R ,则),(11y x K -,2221222143124,438kk x x k k x x +-=+=+, 直线SK 的方程为)(212122x x x x y y y y --+=-, 令,0=y 得121221y y x y x y x ++=,将)1(11-=x k y ,)1(22-=x k y 代入上式得 (9设42)(2212121=-++-=x x x x x x x ,所以直线SK 经过x 轴上的点)0,4(.---------12分。
高三数学解析几何试题答案及解析1.如图,四边形ABCD内接于⊙,是⊙的直径,于点,平分.(Ⅰ)证明:是⊙的切线(Ⅱ)如果,求.【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)连结,证得∥,即可证得.(Ⅱ)证得∽根据相似比可求得.因为是⊙的直径,所以,从而可求得,根据切割线定理得,从而可得.试题解析:解:(Ⅰ)连结,则,所以,又,所以,所以∥.因为,所以.所以是⊙的切线.(Ⅱ)由(Ⅰ)可得∽,所以,即,则,所以,从而,所以.由切割线定理,得,所以,所以.【考点】1圆的切线; 2切割线定理.2.(本小题满分10分)选修4—1:几何证明选讲如图,为⊙的直径,直线与⊙相切于,垂直于,垂直于,垂直于,连接,.证明:(Ⅰ);(Ⅱ).【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)均见解析.【解析】(Ⅰ)由同弧上的圆周角等于弦切角可得,在直角三角形可证,从而可证结论成立.(Ⅱ)先证Rt△BCE≌Rt△BFE,得BC=BF.,再证Rt△ADE≌Rt△AFE,得AD=AF.由射影定理得EF2=AF·BF,可证结论成立.试题解析:(Ⅰ)由直线与⊙相切,得.由AB为⊙O的直径,得AE⊥EB,从而∠EAB+∠EBF=;又EF⊥AB,得∠FEB+∠EBF=,从而∠FEB=∠EAB. 故∠FEB=∠CEB.(Ⅱ)由BC⊥CE,EF⊥AB,∠FEB=∠CEB,BE是公共边,得Rt△BCE≌Rt△BFE,所以BC=BF.类似可证,Rt△ADE≌Rt△AFE,得AD=AF.又在Rt△AEB中,EF⊥AB,故EF2=AF·BF,所以EF2=AD·BC.【考点】1.圆的相关知识;2.三角形全等的判定与性质.3.已知是双曲线的左右焦点,若双曲线右支上存在一点与点关于直线对称,则该双曲线的离心率为()A.B.C.2D.【答案】A【解析】由题意过且垂直于的直线方程为,它与的交点坐标为,所以点的坐标为,因为点在双曲线上,,可得,所以选A.【考点】双曲线的性质的应用.4.(本小题满分10分)选修4—4:极坐标与参数方程在直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数).再以原点为极点,以正半轴为极轴建立极坐标系,并使得它与直角坐标系有相同的长度单位.在该极坐标系中圆的方程为.(1)求圆的直角坐标方程;(2)设圆与直线交于点、,若点的坐标为,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)利用公式可化圆的极坐标方程为直角坐标方程;(2)把直线参数方程化为普通方程,代入圆的方程可求出两点坐标,然后求得,这种方法计算量较大,也可利用参数方程中参数的几何意义,由于点就在直线上,可把直线化为以点为基点的标准参数方程,这样直线上点的参数的几何意义为.把此参数方程代入圆方程得,,于是有,易得.试题解析:(1)由极坐标与直角坐标互化公式得圆的直角坐标方程式为.(2)直线的普通方程为,点在直线上.的标准参数方程为代入圆方程得:设、对应的参数分别为、,则,于是=.【考点】极坐标方程与直角坐标方程的互化,直线参数方程的应用.5.在直角坐标系中,曲线的参数方程为,(为参数),以原点为极点,轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程与曲线的直角坐标方程;(2)设为曲线上的动点,求点到上点的距离的最小值.【答案】(1)曲线的普通方程为:,曲线的直角坐标方程为:;(2).【解析】(1)利用,即可将极坐标方程化为平面直角坐标系方程;消去参数即可将曲线的的参数方程化为普通方程;(2)设点P的坐标为,然后由点到直线的距离公式得到,最后运用三角函数求最值即可.试题解析:(1)由曲线:得即:曲线的普通方程为:由曲线:得:即:曲线的直角坐标方程为:(2)由(1)知椭圆与直线无公共点,椭圆上的点到直线的距离为所以当时,的最小值为.【考点】参数方程与普通方程的互化,极坐标方程与直角坐标方程的转化,点到直线的距离.6.一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.或B.或C.或D.或【答案】D【解析】点关于轴的对称点为,则设反射光线所在直线的方程为,因为反射光线与圆相切,∴圆心到直线的距离,解得或,故选D.【考点】1、直线与圆的位置关系;2、点到直线的距离;3、直线的方程.7.在平面直角坐标系xOy中,已知点,点B是圆上的点,点M为AB中点,若直线上存在点P,使得,则实数的取值范围为________.【答案】【解析】因为点M为AB中点,所以,即点M轨迹为以原点为圆心的单位圆,当PM为单位圆切线时,取最大值,即,从而,因此原点到直线距离不大于2,即【考点】直线与圆位置关系【名师】直线与圆位置关系解题策略1.与弦长有关的问题常用几何法,即利用弦心距、半径和弦长的一半构成直角三角形进行求解.2.利用圆心到直线的距离可判断直线与圆的位置关系,也可利用直线的方程与圆的方程联立后得到的一元二次方程的判别式来判断直线与圆的位置关系.3.与圆有关的范围问题,要注意充分利用圆的几何性质答题.8.设点在直线上运动,过点作圆的切线,切点为,则切线长的最小值是.【答案】2【解析】圆心到直线的距离,所以.【考点】1、圆的标准方程;2、点到直线的距离.9.已知椭圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线与以椭圆的右焦点为圆心,以椭圆的长半轴长为半径的圆相切.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设为椭圆上一点,若过点的直线与椭圆相交于不同的两点和,满足(为坐标原点),求实数的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)根据椭圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形可得,,再根据直线与圆相切可得的一个关系式,解方程组可得的值.(Ⅱ)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为,与椭圆方程联立消去整理为关于的一元二次方程,由题意可知其判别式大于0,从而可得的范围.再由韦达定理可得两根之和,两根之积.设,根据可得间的关系式.可解得.将其代入椭圆方程可得的关系式,根据的范围可得的范围.试题解析:解:(Ⅰ)由题意,以椭圆的右焦点为圆心,以椭圆的长半轴长为半径的圆的方程为,∴圆心到直线的距离(*)∵椭圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,∴,,代入(*)式得,∴,故所求椭圆方程为(2)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为,设,将直线方程代入椭圆方程得:,∴,∴.设,,则,由,当,直线为轴,点在椭圆上适合题意;当,得∴将上式代入椭圆方程得:,整理得:,由知,,所以,综上可得.【考点】1椭圆的方程;2直线与椭圆的位置关系问题.10.在平面直角坐标系中,设点为圆:上的任意一点,点,其中,则线段长度的最小值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】显然点是直线上的点,圆心,半径为,圆心到直线的距离为,所以长度的最小值为.故选A.【考点】点到直线的距离.【名师】本题表面上考查两点间距离,实质上由圆的几何性质知,与圆上的点有关的距离的最值问题都要与圆心联系起来,直线与圆相离时,圆心到直线的距离为,圆半径为,则圆上的点到直线的距离的最大值为,最小值为.另外动点问题,要注意的是动点必在某条曲线上,找到这条曲线后可借助曲线的性质分析、解决问题.11.(2015秋•上海月考)若直线l1的一个法向量=(1,1),若直线l2的一个方向向量=(1,﹣2),则l1与l2的夹角θ=.(用反三角函数表示)【答案】arccos【解析】利用向量的夹角公式,即可得出结论.解:由题意,cosθ=||=,∴θ=arccos.故答案为:arccos.【考点】两直线的夹角与到角问题;反三角函数的运用.12.(2015•宜昌校级一模)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的下顶点为P(0,﹣1),P到焦点的距离为.(Ⅰ)设Q是椭圆上的动点,求|PQ|的最大值;(Ⅱ)若直线l与圆O:x2+y2=1相切,并与椭圆C交于不同的两点A、B.当•=λ,且满足≤λ≤时,求△AOB面积S的取值范围.【答案】(Ⅰ)2;(Ⅱ)≤S△AOB≤..【解析】解:(Ⅰ)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的下顶点为P(0,﹣1),P到焦点的距离为∴b=1,a=2,∴椭圆的方程为设Q(x,y),|PQ|===(﹣1≤y≤1).∴当y=1时,|PQ|的最大值为2.(2)依题结合图形知的斜率不可能为零,设直线l的方程为x=my+n(m∈R).∵直线l即x﹣my﹣n=0与圆O:x2+y2=1相切,∴有:=1得n2=m2+1.又∵A(x1,y1),B(x2,y2),满足:消去整理得(m2+2)y2+2mny+n2﹣2=0,由韦达定理得y1+y2=﹣,y1y2=.其判别式△=8(m2﹣n2+2)=8,∵λ=•=x1x2+y1y2=(1+m2)y1y2+mn(y1+y2)+n2=.∴S△AOB=||||sin∠AOB=|x1y2﹣x2y1|=|n(y2﹣y1)|==•=•,∵≤λ≤,∴≤S△AOB≤.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.13.从圆外一点向这个圆作两条切线,则两切线夹角的余弦值为()A.B.C.D.0【答案】B【解析】圆的圆心为,半径为,从外一点向这个圆作两条切线,则点到圆心的距离等于,每条切线与的夹角的正切值等于,所以两切线夹角的正切值为,该角的余弦值等于,故选B.【考点】直线与圆的位置关系14.在平面直角坐标系中,已知直线与椭圆的一条准线的交点位于轴上,求实数的值.【答案】【解析】利用加减消元得直线普通方程:,利用平方关系消参数得椭圆普通方程,得准线:,因此,即试题解析:解:直线:,椭圆:,准线:由得,【考点】参数方程化普通方程15.(选修4—1:几何证明选讲)如图,为⊙的直径,直线与⊙相切于点,,,、为垂足,连接.若,,求的长.【答案】【解析】由弦切角定理得,从而可得,即,因此可得,即,,再由三角形相似得,解出试题解析:因为与相切于,所以,又因为为的直径,所以.又,所以,所以,所以又,,所以.所以,所以,又,所以.【考点】三角形相似16.已知圆与抛物线的准线相切,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】抛物线的准线为,将圆化为标准方程,圆心到直线的距离为.【考点】1.圆的方程;2.抛物线的方程.17.已知两点分别在轴和轴上运动,且,若动点满足.(Ⅰ)求出动点的轨迹对应曲线的标准方程;(Ⅱ)一条纵截距为的直线与曲线交于,两点,若以直径的圆恰过原点,求出直线方程;(Ⅲ)直线与曲线交于、两点,,试问:当变化时,是否存在一直线,使的面积为?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)不存在,理由见解析.【解析】(Ⅰ)由向量的坐标去算及可得到椭圆的标准方程;(Ⅱ)由题意知,直线斜率必存在,设直线为,联立椭圆方程,结合为直径求出的值,从而求得直线方程;(Ⅲ)联立直线与椭圆方程,以及三角形的面积公式得到,从而结合条件求出的值,进而作出判断.试题解析:(Ⅰ)因为,即所以,所以又因为,所以,即,即所以椭圆的标准方程为(Ⅱ)直线斜率必存在,且纵截距为,设直线为联立直线和椭圆方程,得:由,得设,则(1)以直径的圆恰过原点,所以,,即,也即,即将(1)式代入,得,即解得,满足(*)式,所以所以直线的方程为(Ⅲ)由方程组,得设,则所以因为直线过点,所以的面积,则不成立不存在直线满足题意【考点】1、平面向量的坐标运算;2、直线与椭圆的位置关系;3、轨迹方程;4、直线方程.【方法点睛】直接法是求轨迹方程最重要的方法之一,本题用的就是直接法.要注意“求轨迹方程”和“求轨迹”是两个不同概念,“求轨迹”除了首先要求求出方程,还要说明方程轨迹的形状,这就需要对各种基本曲线方程和它的形态的对应关系了如指掌.18.选修4-1:几何证明选讲如图所示,为的直径,为的中点,为的中点.(1)求证:;(2)求证:.【答案】(1);(2)详见解析【解析】(1)欲证,连接,因为为的中点及为的中点,可得,因为为圆的直径,所以,最后根据垂直于同一条直线的两直线平行即可证得结论;(2)欲证,转化为,再转化成比例式.最后只须证明即可.试题解析:证明:(1)连接,因为为的中点,所以.因为为的中点,所以.因为为圆的直径,所以,所以.(2)因为为的中点,所以,又,则.又因为,所以.所以,因此.【考点】与圆有关的比例线段.19.(2015秋•陕西校级期末)已知直线x﹣y+a=0与圆心为C的圆x2+y2+2x﹣4y﹣4=0相交于A,B两点,且AC⊥BC,求实数a的值.【答案】a=0或a=6.【解析】根据圆的标准方程,求出圆心和半径,根据点到直线的距离公式即可得到结论.解:圆的标准方程为(x+1)2+(y﹣2)2=9,圆心C(﹣1,2),半径r=3,∵AC⊥BC,∴圆心C到直线AB的距离d=,即d==,即|a﹣3|=3,解得a=0或a=6.【考点】直线与圆的位置关系.20.(2011•江苏模拟)已知⊙O:x2+y2=1和定点A(2,1),由⊙O外一点P(a,b)向⊙O引切线PQ,切点为Q,且满足|PQ|=|PA|.(1)求实数a,b间满足的等量关系;(2)求线段PQ长的最小值;(3)若以P为圆心所作的⊙P与⊙O有公共点,试求半径最小值时⊙P的方程.【答案】(1)2a+b﹣3=0.(2).(3)+=.【解析】(1)由勾股定理可得 PQ2=OP2﹣OQ2=PA2,即(a2+b2)﹣1=(a﹣2)2+(b﹣1)2,化简可得a,b间满足的等量关系.(2)由于 PQ==,利用二次函数的性质求出它的最小值.(3)设⊙P 的半径为R,可得|R﹣1|≤PO≤R+1.利用二次函数的性质求得OP=的最小值为,此时,求得b=﹣2a+3=,R取得最小值为﹣1,从而得到圆的标准方程.解:(1)连接OQ,∵切点为Q,PQ⊥OQ,由勾股定理可得 PQ2=OP2﹣OQ2.由已知PQ=PA,可得 PQ2=PA2,即(a2+b2)﹣1=(a﹣2)2+(b﹣1)2.化简可得 2a+b﹣3=0.(2)∵PQ====,故当a=时,线段PQ取得最小值为.(3)若以P为圆心所作的⊙P 的半径为R,由于⊙O的半径为1,∴|R﹣1|≤PO≤R+1.而OP===,故当a=时,PO取得最小值为,此时,b=﹣2a+3=,R取得最小值为﹣1.故半径最小时⊙P 的方程为+=.【考点】圆的标准方程;圆的切线方程.21.已知双曲线的一条渐近线过点,则,其离心率为.【答案】【解析】由题知:双曲线的渐近线为因为过点,所以所以【考点】双曲线22.选修4—1:几何证明选讲在中,,以为直径作圆交于点.(1)求线段的长度;(2)点为线段上一点,当点在什么位置时,直线ED与圆相切,并说明理由.【答案】(1);(2)是的中点,理由见解析.【解析】(1)由勾股定理易求得的长,可连结,由圆周角定理知,易知相似,可得的比例关系,即可求出的长;(2)当与相切时,由切线长定理知,则,那么和就是等角的余角,由此可证得,即是的中点,在证明时,可连结,证即可.试题解析:(1)解:连结,在直角三角形中,易知,所以,又因为,所以相似,所以, .(2)当点是的中点时, 直线与圆相切.证明如下:连接,因为是直角三角形斜边的中线,所以,所以,因为,所以,所以,所以直线与圆相切.【考点】相似三角形的判定;圆的切线定理的应用.23.已知椭圆()的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线相切.(1)求椭圆的方程;(2)设,过点作与轴不重合的直线交椭圆于,两点,连接,分别交直线于,两点,若直线、的斜率分别为、,试问:是否为定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由.【答案】(1) ;(2)为定值.【解析】(1)由离心率、直线与圆相切列出关于的等量关系即可求出的值,即得到椭圆的标准方程;(2)设出直线的方程为,以及,,由直线方程与椭圆方程联立,得到关于的一元二次方程,由韦达定理得到,,又,,三点共线可知,,由此求出;,用点的坐标表示,并用韦达定理代入,即可求出.试题解析: (1)由题意得,解得,故椭圆的方程为. (2)设,,直线的方程为,由,得.所以,,由,,三点共线可知,,所以;同理可得.所以.因为,所以.【考点】1.椭圆的定义与几何性质;2.直线与椭圆的位置关系.【名师】本题主要考查椭圆的定义及几何性质、直线与椭圆的位置关系,属难题;圆锥曲线中的定点问题或定值问题通常用的解法有:1.引进参数法:即引进动点的坐标或动直线中的系数表示变化量,再研究变化量何时与参数没有关系,找到定点或定值;2.特殊到一般:即根据动点或动直线的特殊情况探索出定点或定值,再证明该定点或定值与变量无关.24. 已知F 1、F 2分别是双曲线C :﹣=1的左、右焦点,若F 2关于渐近线的对称点恰落在以F 1为圆心,|OF 1|为半径的圆上,则双曲线C 的离心率为( ) A . B .3 C .D .2【答案】D【解析】求出F 2到渐近线的距离,利用F 2关于渐近线的对称点恰落在以F 1为圆心,|OF 1|为半径的圆上,可得直角三角形,即可求出双曲线的离心率. 解:由题意,F 1(﹣c ,0),F 2(c ,0),一条渐近线方程为,则F 2到渐近线的距离为=b .设F 2关于渐近线的对称点为M ,F 2M 与渐近线交于A ,∴|MF 2|=2b ,A 为F 2M 的中点 又0是F 1F 2的中点,∴OA ∥F 1M ,∴∠F 1MF 2为直角, ∴△MF 1F 2为直角三角形,∴由勾股定理得4c 2=c2+4b2∴3c2=4(c2﹣a2),∴c2=4a2,∴c=2a,∴e=2.故选D.【考点】双曲线的简单性质.25.已知AB为半圆O的直径,AB=4,C为半圆上一点,过点C作半圆的切线CD,过A点作AD⊥CD于D,交半圆于点E,DE=1(1)证明:AC平分∠BAD;(2)求BC的长.【答案】(1)证明见解析(2)2【解析】(1)推导出∠OAC=∠OCA,OC⊥CD,从而AD∥OC,由此能证明AC平分∠BAD.(2)由已知推导出BC=CE,连结CE,推导出△CDE∽△ACD,△ACD∽△ABC,由此能求出BC的长.证明:(1)∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA,∵CD是圆的切线,∴OC⊥CD,∵AD⊥CD,∴AD∥OC,∴∠DAC=∠OCA故∠DAC=∠OAC,即AC平分∠BAD.解:(2)由(1)得:,∴BC=CE,连结CE,则∠DCE=∠DAC=∠OAC,∴△CDE∽△ACD,△ACD∽△ABC∴,故.【考点】相似三角形的性质.26.如图,椭圆左、右焦点分别为,上顶点轴负半轴上有点,满足,且,若过三点的圆与直线相切.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若为椭圆上的点,且直线垂直于轴,直线与轴交于点,直线与交于点,求的面积的最大值.【答案】(Ⅰ) (Ⅱ)【解析】(Ⅰ)由题得,即的外接圆圆心为,半径,则由过三点的圆与直线相切可求得,进而得到,则椭圆的方程可求;(Ⅱ)首先证明点恒在椭圆上通过设、直线,利用三角形面积公式化简可知,通过联立直线与椭圆方程后由韦达定理、换元化简可知,,令求出的最大值进而即得结论.试题解析:(Ⅰ)由题得,即,的外接圆圆心为,半径,∵过三点的圆与直线相切,∴,解得:,∴所求椭圆方程为:.(Ⅱ)设,则,∴,与的方程分别为:.则,∵,∴点恒在椭圆上.设直线,则,记,,,令,则,∵函数在为增函数,∴当即时,函数有最小值4,即时,,又∵.故【考点】【名师】本题考查了椭圆离心率,方程的求法,以及直线与椭圆位置关系,属中档题.解题时注意设而不求思想的应用.以及基本不等式的综合应用,难点在于证明点恒在椭圆上27.抛物线y2=4x上任一点到定直线l:x=-1的距离与它到定点F的距离相等,则该定点F的坐标为.【答案】(1,0)【解析】因为,所以,可得,故焦点坐标为,即定点的坐标为(1,0).【考点】抛物线的的定义与运算.28.在平面直角坐标系中,已知抛物线上一点到准线的距离与到原点的距离相等,抛物线的焦点为.(1)求抛物线的方程;(2)若为抛物线上一点(异于原点),点处的切线交轴于点,过作准线的垂线,垂足为点.试判断四边形的形状,并证明你的结论.【答案】(1)(2)菱形.【解析】(1)利用抛物线定义化简条件“点到准线的距离为”得,即(2)先确定点处切线的斜率为,写出切线方程,求出点坐标,又,所以,再由抛物线的定义,得,所以四边形为菱形.试题解析:解:(1)由题意点到准线的距离为由抛物线的定义,点到准线的距离为所以,即点在线段的中垂线上,所以,所以抛物线的方程为由抛物线的对称性,设点在轴的上方,所以点处切线的斜率为所以点处切线的方程为令上式中,得所以点的坐标为,又,所以,所以,所以,又故四边形为平行四边形再由抛物线的定义,得,所以四边形为菱形.【考点】抛物线定义,直线与抛物线位置关系29.【选修4-1:几何证明选讲】如图,是圆的直径,弦的延长线相交于点,过作的延长线的垂线,垂足为,求证:.【答案】详见解析【解析】涉及线段乘积,一般利用三角形相似寻找条件:由△∽△,得,又四点共圆,由相交弦定理得.两式相减得结论试题解析:解:连接,因为为圆的直径,所以,又,则四点共圆,所以.又△∽△,所以,即,所以.【考点】三角形相似,四点共圆,相交弦定理30.已知双曲线(,)与直线有交点,则双曲线的离心率的范围是()A.B.C.D.【答案】C【解析】如图所示,双曲线的渐近线方程为,若双曲线(,)与直线有交点,应有,所以解得故选C.【考点】双曲线的简单几何性质.31.已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,如果直线与椭圆的交点在轴上的射影恰为椭圆的焦点,则椭圆的离心率等于 .【答案】【解析】设椭圆标准方程为,半焦距为,直线与椭圆在第一象限的交点的横坐标为,把代入椭圆标准方程解得,即交点坐标,∵交点在直线上,∴,即,解得.【考点】椭圆的标准方程及有关概念.【方法点晴】解答本题的关键是探求和构建椭圆中关于基本量的等量关系,即建构含的方程,然后通过解方程求出椭圆的离心率,从而使问题巧妙获解.解答本题的难点是如何理解交点在轴上的射影恰为椭圆的焦点,这是解答本题的重要突破口,也就是怎样确定出交点的坐标,其实本题中的这句话就是说交点的横坐标为,再将其代入直线求出其纵坐标,借助交点在椭圆上建立了方程,通过解方程从而使本题获解.32.【选修4-4,坐标系与参数方程】在直角坐标系中,直线的参数方程为(t为参数),在以O为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C的极坐标方程为(Ⅰ)求直线的普通方程与曲线C的直角坐标方程;(Ⅱ)若直线与轴的交点为P,直线与曲线C的交点为A,B,求的值.【答案】(1);;(2)3.【解析】本题主要考查参数方程、极坐标方程与直角坐标方程的转化、直线与圆的位置关系等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力. 第一问,利用,,转化方程;第二问,将直线方程与曲线方程联立,消参,得到关于的方程,利用两根之积得到结论.试题解析:(Ⅰ)直线的普通方程为,,曲线的直角坐标方程为.(Ⅱ)将直线的参数方程(为参数)代入曲线:,得到:,,.【考点】本题主要考查:1.极坐标方程,参数方程与直角方程的相互转化;2.直线与圆的位置关系.33.如图“月亮图”是由曲线与构成,曲线是以原点O为中心,为焦点的椭圆的一部分,曲线是以O为顶点,为焦点的抛物线的一部分,是两条曲线的一个交点.(Ⅰ)求曲线和的方程;(Ⅱ)过作一条与轴不垂直的直线,分别与曲线,依次交于B,C,D,E四点,若G为CD 的中点、H为BE的中点,问:是否为定值?若是求出该定值;若不是说明理由.【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)是,.【解析】(Ⅰ)设曲线所在抛物线的方程为,将代入可得的值,利用椭圆的定义,可得曲线所在的椭圆方程;(Ⅱ)先设出四点坐标,过作的与轴不垂直的直线方程,在分别与椭圆方程,抛物线方程联立,利用根与系数的关系,求的值,看结果是否为定值.试题解析:(Ⅰ)由题意得抛物线,设椭圆方程为,则,得,故椭圆方程为(Ⅱ)设,,,,把直线代入得,则,.同理将代入得:,,;为定值.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程;抛物线的标准方程.34.选修4-4:坐标系与参数方程平面直角坐标系中, 圆,曲线的参数方程为为参数), 在以原点, 为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中, 直线的极坐标方程为.(1)求圆的极坐标方程及曲线的普通方程;(2)设与圆相切于点,且在第三象限内交于点,求的面积.【答案】(1),;(2).【解析】(1)运用极坐标、参数方程与直角坐标的互化求解;(2)借助题设条件建立方程求三角形的底边和高,再用面积公式求解.试题解析:(1)把,代入,得,所以圆的极坐标方程为,由曲线的参数方程为为参数),消去,得曲线的普通方程为.(2)联立,得点的极坐标为,曲线的极坐标方程为,联立,可得,可得,点的极坐标为,所以,而点到直线的距离为的面积为.【考点】极坐标、参数方程与直角坐标方程的互化及有关知识的综合运用.35.已知为正实数,直线与圆相切,则的最小值是()A.2B.4C.6D.8【答案】B【解析】,∴当且仅当时取等号,选B.【考点】直线与圆相切,基本不等式求最值【易错点睛】在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.36.已知椭圆上的左、右顶点分别为,为左焦点,且,又椭圆过点.(1)求椭圆的方程;(2)点和分别在椭圆和圆上(点除外),设直线的斜率分别为,若,证明:三点共线.【答案】(1);(2)见解析【解析】(1),由椭圆过点可得,由椭圆中关系求出的值即可;(2)由(1)知,,设,由此可得,又因为,,由此可得,同理可得,所以,即可证三点共线.试题解析:(1)由已知可得,又,解得,故所求椭圆的方程为.(2)由(1)知,,设,。
高三数学解析几何训练试题_题型归纳一、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.已知圆x2+y2+Dx+Ey=0的圆心在直线x+y=1上,则D与E的关系是()A.D+E=2 B.D+E=1C.D+E=-1 D.D+E=-2[来X k b 1 . c o m解析D依题意得,圆心-D2,-E2在直线x+y=1上,因此有-D2-E2=1,即D+E =-2.2.以线段AB:x+y-2=0(02)为直径的圆的方程为()A.(x+1)2+(y+1)2=2 B.(x-1)2+(y-1)2=2C.(x+1)2+(y+1)2=8 D.(x-1)2+(y-1)2=8解析B直径的两端点为(0,2),(2,0),圆心为(1,1),半径为2,圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=2.3.已知F1、F2是椭圆x24+y2=1的两个焦点,P为椭圆上一动点,则使|PF1||PF2|取最大值的点P为()A.(-2,0) B.(0,1) C.(2,0) D.(0,1)和(0,-1)解析D由椭圆定义,|PF1|+|PF2|=2a=4,|PF1||PF2||PF1|+|PF2|22=4,当且仅当|PF1|=|PF2|,即P(0,-1)或(0,1)时,取“=”.4.已知椭圆x216 +y225=1的焦点分别是F1、F2,P是椭圆上一点,若连接F1、F2、P三点恰好能构成直角三角形,则点P到y轴的距离是()A.165 B.3 C.163 D.253解析A椭圆x216+y225=1的焦点分别为F1(0,-3)、F2(0,3),易得F1PF22,PF1F2=2或PF2F1=2,点P到y轴的距离d=|xp|,又|yp|=3,x2p16+y2p25=1,解得|xP|=165,故选A.5.若曲线y=x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为()A.4x+y+4=0 B.x-4y-4=0C.4x-y-12=0 D.4x-y-4=0解析D设切点为(x0,y0),则y|x=x0=2x0,2x0=4,即x0=2,切点为(2,4),方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.6.“m0”是“方程mx2+ny2=1表示焦点在y轴上的椭圆”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C方程可化为x21m+y21n=1,若焦点在y轴上,则1n0,即m0.7.设双曲线x2a2-y2b2=1的一条渐近线与抛物线y=x2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为()A.54 B.5 C.52 D.5解析D双曲线的渐近线为y=bax,由对称性,只要与一条渐近线有一个公共点即可由y=x2+1,y=bax,得x2-bax+1=0.=b2a2-4=0,即b2=4a2,e=5.8.P为椭圆x24+y23=1上一点,F1、F2为该椭圆的两个焦点,若F1PF2=60,则PF1PF2=()A.3 B.3C.23 D.2解析D∵S∵PF1F2=b2tan602=3tan 30=3=12|PF1||PF2|sin 60,|PF1||PF2|=4,PF1PF2=412=2.9.设椭圆x2m2+y2n2=1(m0,n0)的右焦点与抛物线y2=8x的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为()A.x212+y216=1B.x216+y212=1C.x248+y264=1D.x264+y248=1解析B抛物线的焦点为(2,0),由题意得c=2,cm=12,m=4,n2=12,方程为x216+y212=1.10.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.2 D.3解析B设双曲线C的方程为x2a2-y2b2=1,焦点F(-c,0),将x=-c代入x2a2-y2b2=1可得y2=b4a2,|AB|=2b2a=22a,b2=2a2,c2=a2+b2=3a2,e=ca=3.11.已知抛物线y2=4x的准线过双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左顶点,且此双曲线的一条渐近线方程为y=2x,则双曲线的焦距为()A.5 B.25C.3 D.23解析B∵抛物线y2=4x的准线x=-1过双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左顶点,a=1,双曲线的渐近线方程为y=bax=bx.∵双曲线的一条渐近线方程为y=2x,b=2,c=a2+b2=5,双曲线的焦距为25.12.已知抛物线y2=2px(p0)上一点M(1,m)(m0)到其焦点的距离为5,双曲线x2a-y2=1的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为()A.19B.14C.13D.12解析A由于M(1,m)在抛物线上,m2=2p,而M到抛物线的焦点的距离为5,根据抛物线的定义知点M到抛物线的准线x=-p2的距离也为5,1+p2=5,p=8,由此可以求得m=4,双曲线的左顶点为A(-a,0),kAM=41+a,而双曲线的渐近线方程为y=xa,根据题意得,41+a=1a,a=19.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)13.已知直线l1:ax-y+2a+1=0和l2:2x-(a-1)y+2=0(aR),则l1l2的充要条件是a =________.解析l1l2a2a-1=-1,解得a=13.【答案】1314.直线l:y=k(x+3)与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,|AB|=22,则实数k=________.解析∵|AB|=22,圆O半径为2,O到l的距离d=22-2=2.即|3k|k2+1=2,解得k=147.【答案】14715.过原点O作圆x2+y2-6x-8y+20=0的两条切线,设切点分别为P、Q,则线段PQ 的长为________.解析如图,圆的方程可化为(x-3)2+(y-4)2=5,|OM|=5,|OQ|=25-5=25.在∵OQM中,12|QA||OM|=12|OQ||QM|,|AQ|=2555=2,|PQ|=4.【答案】416.在∵ABC中,|BC|=4,∵ABC的内切圆切BC于D点,且|BD|-|CD|=22,则顶点A的轨迹方程为________.解析以BC的中点为原点,中垂线为y轴建立如图所示的坐标系,E、F分别为两个切点.则|BE|=|BD|,|CD|=|CF|,|AE|=|AF|.|AB|-|AC|=22,点A的轨迹为以B,C为焦点的双曲线的右支(y0),且a=2,c=2,b=2,方程为x22-y22=1(x2).【答案】x22-y22=1(x2)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.(10分)在平面直角坐标系中,已知圆心在直线y=x+4上,半径为22的圆C经过原点O.(1)求圆C的方程;(2)求经过点(0,2)且被圆C所截得弦长为4的直线方程.解析(1)设圆心为(a,b),则b=a+4,a2+b2=22,解得a=-2,b=2,故圆的方程为(x+2)2+(y-2)2=8.(2)当斜率不存在时,x=0,与圆的两个交点为(0,4),(0,0),则弦长为4,符合题意;当斜率存在时,设直线为y-2=kx,则由题意得,8=4+-2k1+k22,无解.综上,直线方程为x=0.18.(12分)(2011合肥一模)椭圆的两个焦点坐标分别为F1(-3,0)和F2(3,0),且椭圆过点1,-32.(1)求椭圆方程;(2)过点-65,0作不与y轴垂直的直线l交该椭圆于M,N两点,A为椭圆的左顶点.试判断MAN的大小是否为定值,并说明理由.解析(1)设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a0),由c=3,椭圆过点1,-32可得a2-b2=3,1a2+34b2=1,解得a2=4,b2=1,所以可得椭圆方程为x24+y2=1.(2)由题意可设直线MN的方程为:x=ky-65,联立直线MN和椭圆的方程:x=ky-65,x24+y2=1,化简得(k2+4)y2-125ky-6425=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1y2=-6425k2+4,y1+y2=12k5k2+4,又A(-2,0),则AMAN=(x1+2,y1)(x2+2,y2)=(k2+1)y1y2+45k(y1+y2)+1625=0,所以MAN=2.19.(12分)已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在x轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别为7和1.(1)求椭圆C的方程;(2)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,|OP||OM|=e(e为椭圆离心率),求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.解析(1)设椭圆长半轴长及半焦距分别为a,c,由已知,得a-c=1,a+c=7,解得a=4,c=3.椭圆方程为x216+y27=1.(2)设M(x,y),P(x,y1),其中x[-4,4],由已知得x2+y21x2+y2=e2,而e=34,故16(x2+y21)=9(x2+y2),①由点P在椭圆C上,得y21=112-7x216,代入①式并化简,得9y2=112.点M的轨迹方程为y=473(-44),轨迹是两条平行于x轴的线段.20.(12分)给定抛物线y2=2x,设A(a,0),a0,P是抛物线上的一点,且|PA|=d,试求d 的最小值.解析设P(x0,y0)(x00),则y20=2x0,d=|PA|=x0-a2+y20=x0-a2+2x0=[x0+1-a]2+2a-1.∵a0,x00,(1)当01时,1-a0,此时有x0=0时,dmin=1-a2+2a-1=a;(2)当a1时,1-a0,此时有x0=a-1时,dmin=2a-1.21.(12分)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10),点M(3,m)在双曲线上.(1)求双曲线方程;(2)求证:点M在以F1F2为直径的圆上;(3)求∵F1MF2的面积.解析(1)∵双曲线离心率e=2,设所求双曲线方程为x2-y2=(0),则由点(4,-10)在双曲线上,知=42-(-10)2=6,双曲线方程为x2-y2=6.(2)若点M(3,m)在双曲线上,则32-m2=6,m2=3,由双曲线x2-y2=6知F1(23,0),F2(-23,0),MF1MF2=(23-3,-m)(-23-3,-m)=m2-3=0,MF1MF2,故点M在以F1F2为直径的圆上.(3)S∵F1MF2=12|F1F2||m|=233=6.22.(12分)已知实数m1,定点A(-m,0),B(m,0),S为一动点,点S与A,B两点连线斜率之积为-1m2.(1)求动点S的轨迹C的方程,并指出它是哪一种曲线;(2)当m=2时,问t取何值时,直线l:2x-y+t=0(t0)与曲线C有且只有一个交点?(3)在(2)的条件下,证明:直线l上横坐标小于2的点P到点(1,0)的距离与到直线x=2的距离之比的最小值等于曲线C的离心率.解析(1)设S(x,y),则kSA=y-0x+m,kSB=y-0x-m.由题意,得y2x2-m2=-1m2,即x2m2+y2=1(xm).∵m1,轨迹C是中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆(除去x轴上的两顶点),其中长轴长为2m,短轴长为2.(2)当m=2时,曲线C的方程为x22+y2=1(x2).由2x-y+t=0,x22+y2=1,消去y,得9x2+8tx+2t2-2=0.令=64t2-362(t2-1)=0,得t=3.∵t0,t=3.此时直线l与曲线C有且只有一个公共点.(3)由(2)知直线l的方程为2x-y+3=0,设点P(a,2a+3)(a2),d1表示P到点(1,0)的距离,d2表示P到直线x=2的距离,则d1=a-12+2a+32=5a2+10a+10,d2=2-a,d1d2=5a2+10a+102-a=5a2+2a+2a-22.令f(a)=a2+2a+2a-22,则f(a)=2a+2a-22-2a2+2a+2a-2a-24=-6a+8a-23.令f(a)=0,得a=-43.∵当a-43时,f(a)0;当-432时,f(a)0.f(a)在a=-43时取得最小值,即d1d2取得最小值,d1d2min=5f-43=22,又椭圆的离心率为22,d1d2的最小值等于椭圆的离心率.。