高考数学总复习专题七解析几何7.3解析几何压轴题精选刷题练理
高中数学解析几何复习 题集附答案
高中数学解析几何复习题集附答案高中数学解析几何复习题集附答案一、直线的方程在解析几何中,我们经常需要求解直线的方程。
直线的一般方程可以表示为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数,且A和B不同时为0。
下面我们通过一些例题来复习直线的方程的求解方法。
例题1:已知直线L1经过点(2,3)和(4,1),求直线L1的方程。
解析:首先我们可以求出直线L1的斜率k。
直线L1的斜率可以通过两个已知点的坐标计算出来:k = (y2 - y1) / (x2 - x1) = (1 - 3) / (4 - 2) = -1接下来,我们可以使用点斜式的形式来表示直线L1的方程:y - y1 = k(x - x1)将已知点(2,3)代入方程中,得到:y - 3 = -1(x - 2)化简得到直线L1的方程为:y = -x + 5因此,直线L1的方程为y = -x + 5。
例题2:已知直线L2过点(3,-2)且与直线L1: 2x - 3y + 4 = 0 平行,求直线L2的方程。
解析:由于直线L2与直线L1平行,所以它们具有相同的斜率。
直线L1的斜率为:k = 2 / (-3) = -2/3因此,直线L2的斜率也为-2/3。
再结合已知直线L2过点(3,-2),我们可以使用点斜式来表示直线L2的方程:y - y1 = k(x - x1)将已知点(3,-2)代入方程中,得到:y - (-2) = (-2/3)(x - 3)化简得到直线L2的方程为:3y + 2x + 10 = 0因此,直线L2的方程为3y + 2x + 10 = 0。
二、直线和平面的交点在解析几何中,我们经常需要求解直线和平面的交点。
我们可以通过直线的方程和平面的方程来求解交点的坐标。
下面我们通过一些例题来复习直线和平面交点的求解方法。
例题3:已知直线L3的方程为2x - y + 3z - 7 = 0,平面Q的方程为x + y - z + 4 = 0,求直线L3与平面Q的交点坐标。
高考数学-解析几何-专题练习及答案解析版
高考数学解析几何专题练习解析版82页1.已知双曲线的方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>, 过左焦点F 1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 .32+C . 31+D . 322. 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. 19422=+y x B. 14922=+y x C. 113422=+y x D. 141322=+y x3.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, 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 .30o B . 45o C .60o D .120o5.已知曲线C 的极坐标方程ρ=2θ2cos ,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(π B .)6,2(π C .)611,2(π D .)67,2(π7.曲线的参数方程为⎩⎨⎧-=+=12322t y t 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 .54 B .45C .254 D .4259. 圆06422=+-+y x y x 的圆心坐标和半径分别为( )A.)3,2(-、13B.)3,2(-、13C.)3,2(--、13D.)3,2(-、1310.椭圆12222=+by 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.1222=+y x B. 13222=+y x C.12222=+y x D.13222=+y x 11.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(12222>>=+b a b y a x , 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 , 021≠k 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)43 13.设P 为双曲线11222=-y x 上的一点, F 1、F 2是该双曲线的两个焦点, 若2:3:21=PF 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2212516x y +=上,若A 点坐标为(3,0),||1AM =u u u u r ,且0PM AM ⋅=u u u u r u u u u r则||PM u u u u r 的最小值是( )A .2B .3C .2D .3 16.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 a b+=>>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3AF FB =u u u r u u u r, 则k =( )(A )1 (B (C (D )2 18.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 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 .[6π, 3π) B .(6π, 2π) C .(3π, 2π) D .[6π, 2π] 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 .32- D . 23- 22.已知点()()0,0,1,1O A -, 若F 为双曲线221x y -=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 .)1,1 B .C .(D .)+∞23.若b a ,满足12=+b a , 则直线03=++b y ax 过定点( ).A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,61 B .⎪⎭⎫ ⎝⎛-61,21 C .⎪⎭⎫ ⎝⎛61,21 .D ⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,6124.双曲线1922=-y x 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 a x 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=x27.抛物线x y 122=上与焦点的距离等于6的点横坐标是( )A .1B .2 C.3 D.428.已知圆22:260C x y x 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 =29.F 1、F 2是双曲线C :x 2- 22y b=1的两个焦点, P 是C 上一点, 且△F 1PF 2是等腰直角三角形, 则双曲线C 的离心率为 A .12 B .22C .32 D .3230.圆01222=--+x y x 关于直线032=+-y x 对称的圆的方程是( ) A.21)2()3(22=-++y x B.21)2()3(22=++-y x C.2)2()3(22=-++y xD.2)2()3(22=++-y x31.如图, 轴截面为边长为34等边三角形的圆锥, 过底面圆周上任一点作一平面α, 且α与底面所成二面角为6π, 已知α与圆锥侧面交线的曲线为椭圆, 则此椭圆的离心率为( )(A )43 (B )23 (C )33 (D ) 22 32.已知直线(2)(0)y k x k =+>与抛物线C :28y x =相交于A.B 两点, F 为C 的焦点,若2FA FB=, 则k =( )A. 13B. 2C. 23D. 2233.已知椭圆23)0(1:2222的离心率为>>=+b a by a x C , 过右焦点F 且斜率为)0(>k k 的直线与B A C ,相交于两点, 若3=, 则=k ( ) A. 1 B .2 C . 3 D .234.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的准线为l , 过(1,0)M 且斜率为3的直线与l 相交于点A , 与C 的一个交点为B .若AM MB =u u u u r u u u r, 则P 的值为( )(A )1 (B )2 (C )3 (D )435.若动圆与圆(x -2)2+y 2=1外切, 又与直线x +1=0相切, 则动圆圆心的轨迹方程是 ( ) A.y 2=8x B.y 2=-8x C.y 2=4x D.y 2=-4x36.若R k ∈, 则方程12322=+++k y k x 表示焦点在x 轴上的双曲线的充要条件是( )A .23-<<-kB .3-<kC .3-<k 或2->kD .2->k 37.点(-1, 2)关于直线y =x -1的对称点的坐标是 (A )(3, 2) (B )(-3, -2) (C )(-3, 2) (D )(3, -2) 38.设圆422=+y x 的一条切线与x 轴、y 轴分别交于点B A 、, 则AB 的最小值为( )A 、4B 、24C 、6D 、839.圆220x y ax by +++=与直线220(0)ax by a b +=+≠的位置关系是 ( ) A .直线与圆相交但不过圆心. B . 相切. C .直线与圆相交且过圆心. D . 相离40.椭圆的长轴为A1A2, B 为短轴的一个端点, 若∠A1BA2=120°, 则椭圆的离心率为A .36B .21C .33D .2341.已知圆C 与圆(x -1)2+y 2=1关于直线y =-x 对称, 则圆C 的方程为( ) A .(x +1)2+y 2=1 B .x 2+y 2=1 C .x 2+(y +1)2=1 D .x 2+(y -1)2=142.已知直线l 经过坐标原点, 且与圆22430x y x +-+=相切, 切点在第四象限, 则直线l 的方程为( )A.3y x = B .3y x =- C .3y x =D .3y x =- 43.当曲线214y x =+-与直线240kx y k --+=有两个相异的交点时, 实数k 的取值范围是 ( ) A .5(0,)12 B .13(,]34 C .53(,]124 D .5(,)12+∞ 44.已知F 1、F 2分别是双曲线22221x y a b-=的左、右焦点,P 为双曲线右支上的任意一点且212||8||PF a PF =, 则双曲线离心率的取值范围是( ) A. (1,2]B. [2 +∞)C. (1,3]D. [3,+∞)45.已知P 是圆22(3)(3)1x y -+-=上或圆内的任意一点, O 为坐标原点,1(,0)2OA =u u u r , 则OA OP ⋅u u u r u u u r 的最小值为( )A .12B .32C .1D .246.已知0AB >且0BC <, 则直线0Ax By C ++=一定不经过( )(A )第一象限 (B )第二象限 (C )第三象限 (D )第四象限47.[2012·课标全国卷]等轴双曲线C 的中心在原点, 焦点在x 轴上, C 与抛物线y 2=16x 的准线交于A , B 两点, |AB|=43, 则C 的实轴长为( )A.2B.22C.4D.8 48.双曲线具有光学性质:“从双曲线的一个焦点发出的光线经过双曲线反射后, 反射光线的反向延长线都汇聚到双曲线的另一个焦点。
高中数学解析几何小题压轴题题库题(适用培优)
解析几何压轴小题题库一、单选题1.中,,,,中,,则的取值范围是( ) A.B.C.D.2.是双曲线的左、右焦点,直线l为双曲线C的一条渐近线,关于直线l的对称点为,且点在以F2为圆心、以半虚轴长b为半径的圆上,则双曲线C的离心率为A.B.C.2D.3.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上不与左右顶点重合的任意一点,,分别为的内心、重心,当轴时,椭圆的离心率为( )A.B.C.D.4.设,分别是椭圆的左、右焦点,直线l过交椭圆C于A,B两点,交y轴于C点,若满足且,则椭圆的离心率为A.B.C.D.5.若点A,F分别是椭圆的左顶点和左焦点,过点F的直线交椭圆于M,N两点,记直线的斜率为,其满足,则直线的斜率为A.B.C.D.6.已知点,是椭圆上的动点,且,则的取值范围是( ) A.B.C.D.7.过抛物线焦点的直线与抛物线交于,两点,与圆交于,两点,若有三条直线满足,则的取值范围为( )A .B .C .D .8.设点M (x 0,1),若在圆O :x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN =45°,则x 0的取值范围是( )A .[]0,1B .[]1,1- C .⎡⎢⎣⎦ D .⎡⎢⎣⎦9.过双曲线的左焦点作直线与双曲线交于,两点,使得,若这样的直线有且仅有两条,则离心率的取值范围是( )A .B .C .D .10.已知直线 ,直线,其中,.则直线与的交点位于第一象限的概率为( ) A .B .C .D .11.已知正方体,空间一动点P 满足,且,则点P 的轨迹为A .直线B .圆C .椭圆D .抛物线12.已知直线l :x-y+3=0和点A (0,1),抛物线y=x 2上一动点P 到直线l 和点A 的距离之和的最小值是( ) A .2 B .C .D .13.已知实数满足,,则的最大值为( ) A .B .2C .D .414.已知双曲线的左、右焦点分别为,圆与双曲线在第一象限内的交点为M,若.则该双曲线的离心率为A.2B.3C.D.15.设不等式组所表示的平面区域为,其面积为.①若,则的值唯一;②若,则的值有2个;③若为三角形,则;④若为五边形,则.以上命题中,真命题的个数是( ) A.B.C.D.16.过双曲线的焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,D为虚轴上的一个端点,且为钝角三角形,则此双曲线离心率的取值范围为A.B.C.D.17.过原点的一条直线与椭圆=1(a>b>0)交于A,B两点,以线段AB为直径的圆过该椭圆的右焦点F2,若∠ABF2∈[],则该椭圆离心率的取值范围为( )A.B.C.D.18.已知抛物线的焦点为F,过F点的直线交抛物线于不同的两点A、B,且,点A关于轴的对称点为,线段的中垂线交轴于点D,则D点的坐标为A.(2,0)B.(3,0)C.(4,0)D.(5,0)19.在平面直角坐标系中,过双曲线上的一点作两条渐近线的平行线,与两条渐近线的交点分别为,,若平行四边形的面积为3,则该双曲线的离心率为()A.B.C.D.20.在坐标平面内,与点距离为2,且与点距离为1的直线共有( )条A.4B.3C.2D.121.已知圆,直线,若直线上存在点,过点引圆的两条切线,使得,则实数的取值范围是( )A.B.[,]C.D.)22.已知双曲线的一个焦点恰为圆Ω:的圆心,且双曲线C的渐近线方程为.点P在双曲线C的右支上,,分别为双曲线C的左、右焦点,则当取得最小值时,=( )A.2B.4C.6D.823.已知是双曲线的右焦点,过点作垂直于轴的直线交于双曲线于两点,分别为双曲线的左、右顶点,连接交轴于点,连接并延长交于点,且为线段的中点,则双曲线的离心率为( )A.B.C.D.24.设F为双曲线E:的右焦点,过E的右顶点作x轴的垂线与E的渐近线相交于A,B 两点,O为坐标原点,四边形OAFB为菱形,圆与E在第一象限的交点是P,且,则双曲线E的方程是A.B.C.D.25.已知抛物线:与圆:交于,,,四点.若轴,且线段恰为圆的一条直径,则点的横坐标为( )A.B.3C.D.626.在圆锥中,已知高,底面圆的半径为4,为母线的中点;根据圆锥曲线的定义,下列四个图中的截面边界曲线分别为圆、椭圆、双曲线及抛物线,下面四个命题,正确的个数为( )①圆的面积为;②椭圆的长轴为;③双曲线两渐近线的夹角为;④抛物线中焦点到准线的距离为.A.1个B.2个C.3个D.4个27.已知F为抛物线的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,其中O为坐标原点,则与面积之和的最小值是A.B.3C.D.28.已知,是椭圆的左右焦点,点M的坐标为,则的角平分线所在直线的斜率为A.B.C.D.29.双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与圆相切,与的左、右两支分别交于点,若,则的离心率为( )A.B.C.D.30.已知是抛物线的焦点,过点的直线与抛物线交于不同的两点,与圆交于不同的两点(如图),则的值是( )A.B.2C.1D.31.已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于,两点,则的面积的最小值为( )A.B.C.D.32.已知双曲线C:,过左焦点的直线l的倾斜角满足,若直线l分别与双曲线的两条渐近线相交于A,B两点,且线段AB的垂直平分线恰好经过双曲线的右焦点,则该双曲线的离心率为( )A.B.C.D.33.在平面直角坐标系中,圆经过点,,且与轴正半轴相切,若圆上存在点,使得直线与直线关于轴对称,则的最小值为( )A.B.C.D.34.已知A,B分别是双曲线C:的左、右顶点,P为C上一点,且P在第一象限.记直线PA,PB 的斜率分别为k1,k2,当2k1+k2取得最小值时,△PAB的重心坐标为( )A.B.C.D.35.如图所示,,是椭圆C:的短轴端点,点M在椭圆上运动,且点M不与,重合,点N满足,,则A.B.C.D.36.若三次函数()的图象上存在相互平行且距离为的两条切线,则称这两条切线为一组“距离为的友好切线组”.已知,则函数的图象上“距离为4的友好切线组”有( )组?A.0B.1C.2D.337.已知是双曲线:上的一点,半焦距为,若(其中为坐标原点),则的取值范围是( )A.B.C.D.38.我们把焦点相同,且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”,已知、是一对相关曲线的焦点,是椭圆和双曲线在第一象限的交点,当时,这一对相关曲线中双曲线的离心率是( )A.B.C.D.239.已知双曲线,过原点作一条倾斜角为直线分别交双曲线左、右两支P,Q两点,以线段PQ为直径的圆过右焦点F,则双曲线离心率为A.B.C.2D.40.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,以为边作一个等边三角形,若点在抛物线的准线上,则( )A.B.C.D.41.已知,,为圆上的动点,,过点作与垂直的直线交直线于点,则的横坐标范围是( )A.B.C.D.42.已知是双曲线上一点,是左焦点,是右支上一点, 与的内切圆切于点,则的最小值为 ( )A.B.C.D.43.已知直线过抛物线:的焦点,交于两点,交的准线于点。
(通用版)高考数学复习专题七解析几何7.3解析几何(压轴题)练习理
(通用版)高考数学复习专题七解析几何7.3解析几何(压轴题)练习理7.3 解析几何(压轴题)命题角度1曲线与轨迹问题高考真题体验·对方向1.(2017全国Ⅱ·20)设O为坐标原点,动点M在椭圆C:+y2=1上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足.(1)求点P的轨迹方程;(2)设点Q在直线x=-3上,且=1.证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.(1)解设P(x,y),M(x0,y0),则N(x0,0),=(x-x0,y),=(0,y0).由得x0=x,y0=y.因为M(x0,y0)在C上,所以=1.因此点P的轨迹方程为x2+y2=2.(2)证明由题意知F(-1,0).设Q(-3,t),P(m,n),则=(-3,t),=(-1-m,-n),=3+3m-tn,=(m,n),=(-3-m,t-n).由=1得-3m-m2+tn-n2=1.又由(1)知m2+n2=2,故3+3m-tn=0.所以=0,即.又过点P存在唯一直线垂直于OQ,所以过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.2.(2016全国Ⅲ·20)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B 两点,交C的准线于P,Q两点.(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明:AR∥FQ;(2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.(1)证明由题知F.设l1:y=a,l2:y=b,则ab≠0,且A,B,P,Q,R.记过A,B两点的直线为l,则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.由于F在线段AB上,故1+ab=0.记AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则k1==-b=k2.所以AR∥FQ.(2)解设l与x轴的交点为D(x1,0),则S△ABF=|b-a||FD|=|b-a|,S△PQF=.由题设可得|b-a|,所以x1=0(舍去),x1=1.设满足条件的AB的中点为E(x,y).当AB与x轴不垂直时,由k AB=k DE可得(x≠1).而=y,所以y2=x-1(x≠1).当AB与x轴垂直时,E与D重合.所以所求轨迹方程为y2=x-1.典题演练提能·刷高分1.(2019西南名校联盟重庆第八中学高三5月月考六)设抛物线C1的方程为x2=4y,点M(x0,y0)(x0≠0)在抛物线C2:x2=-y上,过M作抛物线C1的切线,切点分别为A,B,圆N是以线段AB为直径的圆.(1)若点M的坐标为(2,-4),求此时圆N的半径长;(2)当M在x2=-y上运动时,求圆心N的轨迹方程.解(1)设N(x,y),A x1,,B x2,,x1≠x2,切线MA,MB的方程分别为y=(x-x1)+,y=(x-x2)+,得MA,MB的交点M(x0,y0)的坐标为x0==2,y0==-4.又k AB==1,|AB|==4,∴r=|AB|=2.(2)∵N为线段AB的中点,∴x=,y=.点M在C2上,即=-y0.由(1)得2=-,则2=-.∴x2=-,x≠0,即x2=y(x≠0).∴圆心N的轨迹方程为x2=y(x≠0).2.已知A(-2,0),B(2,0),直线PA的斜率为k1,直线PB的斜率为k2,且k1k2=-.(1)求点P的轨迹C的方程;(2)设F1(-1,0),F2(1,0),连接PF1并延长,与轨迹C交于另一点Q,点R是PF2中点,O是坐标原点,记△QF1O与△PF1R的面积之和为S,求S的最大值.解(1)设P(x,y),∵A(-2,0),B(2,0),∴k1=,k2=,又k1k2=-,∴=-,∴=1(x≠±2),∴轨迹C的方程为=1(x≠±2).(2)由O,R分别为F1F2,PF2的中点,故OR∥PF1,故△PF1R与△PF1O同底等高,故,S==S△PQO,当直线PQ的斜率不存在时,其方程为x=-1,此时S△PQO=×1×;当直线PQ的斜率存在时,设其方程为y=k(x+1),设P(x1,y1),Q(x2,y2),显然直线PQ不与x轴重合,即k≠0;联立解得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,Δ=144(k2+1)>0,故|PQ|=|x1-x2|=,点O到直线PQ的距离d=,S=|PQ|d=6,令u=3+4k2∈(3,+∞),故S=6,故S的最大值为.3.已知圆C:(x+1)2+y2=8,过D(1,0)且与圆C相切的动圆圆心为P.(1)求点P的轨迹E的方程;(2)设过点C的直线l1交曲线E于Q,S两点,过点D的直线l2交曲线E于R,T两点,且l1⊥l2,垂足为W(Q,R,S,T为不同的四个点).①设W(x0,y0),证明:<1;②求四边形QRST的面积的最小值.(1)解设动圆半径为r,由于D在圆内,圆P与圆C内切,则|PC|=2-r,|PD|=r,|PC|+|PD|=2>|CD|=2,由椭圆定义可知,点P的轨迹E是椭圆,a=,c=1,b==1,E的方程为+y2=1.(2)①证明由已知条件可知,垂足W在以CD为直径的圆周上,则有=1,又因Q,R,S,T为不同的四个点,<1.②解若l1或l2的斜率不存在,四边形QRST的面积为2.若两条直线的斜率都存在,设l1的斜率为k,则l1的方程为y=k(x+1),解方程组得(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,则|QS|=2,同理得|RT|=2,∴S QSRT=|QS|·|RT|=,当且仅当2k2+1=k2+2,即k=±1时等号成立.综上所述,当k=±1时,四边形QRST的面积取得最小值.4.设点A为圆C:x2+y2=4上的动点,点A在x轴上的投影为Q,动点M满足2,动点M的轨迹为E.(1)求E的方程;(2)设E与y轴正半轴的交点为B,过点B的直线l的斜率为k(k≠0),l与E交于另一点P.若以点B 为圆心,以线段BP长为半径的圆与E有4个公共点,求k的取值范围.解(1)设点M(x,y),A(x1,y1),则Q(x1,0),因为2,所以2(x1-x,-y)=(0,-y1),所以解得由于点A在圆C:x2+y2=4上,所以x2+4y2=4,所以点M的轨迹E的方程为+y2=1.(2)由(1)知,E的方程为+y2=1,因为直线l:y=kx+1(k≠0).由得(1+4k2)x2+8kx=0.设B(x1,y1),P(x2,y2),因此x1=0,x2=-,|BP|=|x1-x2|=,则点P的轨迹方程为x2+(y-1)2=,。
高考解析几何压轴题精选(含答案)
高考解析几何压轴题精选(含答案)1. 设抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,点(0,2)A .若线段FA的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为_____________。
(3分) 2 .已知m >1,直线2:02m l x my --=,椭圆222:1x C y m+=,1,2F F 分别为椭圆C 的左、右焦点. (Ⅰ)当直线l 过右焦点2F 时,求直线l 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,12AF F V ,12BF F V 的重心分别为,G H .若原点O 在以线段GH 为直径的圆内,求实数m 的取值范围.(6分)3已知以原点O 为中心,)5,0F 为右焦点的双曲线C 的离心率52e =。
(I ) 求双曲线C 的标准方程及其渐近线方程; (II ) 如题(20)图,已知过点()11,M x y 的直线111:44l x x y y +=与过点()22,N x y (其中2xx≠)的直线222:44lx x y y +=的交点E 在双曲线C 上,直线MN 与两条渐近线分别交与G 、H 两点,求OGH ∆的面积。
(8分)4.如图,已知椭圆22221(0)xy a b ab +=>>的离心率为22,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点12,F F 为顶点的三角形的周长为4(21)+.一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P 为该双曲线上异于顶点的任一点,直线1PF 和2PF 与椭圆的交点分别为B A 、和C D 、.(Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;(Ⅱ)设直线1PF 、2PF 的斜率分别为1k 、2k ,证明12·1k k =;(Ⅲ)是否存在常数λ,使得·AB CD AB CDλ+=恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.(7分)5.在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F 。
高考解析几何压轴题精选(含答案)之欧阳家百创编
1. 设抛物线22(0)ypx p =>的焦点为F ,点(0,2)A .若线段FA 的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为_____________。
(3分)欧阳家百(2021.03.07)2 .已知m >1,直线2:02m l x my --=,椭圆222:1x C y m +=,1,2F F 分别为椭圆C 的左、右焦点. (Ⅰ)当直线l 过右焦点2F 时,求直线l 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,12AF F ,12BF F 的重心分别为,G H .若原点O 在以线段GH 为直径的圆内,求实数m 的取值范围.(6分)3已知以原点O 为中心,)5,0F 为右焦点的双曲线C 的离心率5e =(I )求双曲线C 的标准方程及其渐近线方程;(II )如题(20)图,已知过点()11,M x y 的直线111:44l x x y y +=与过点()22,N x y (其中2x x ≠)的直线222:44l x x y y +=的交点E 在双曲线C 上,直线MN 与两条渐近线分别交与G 、H 两点,求OGH ∆的面积。
(8分)4.如图,已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为22,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点12,F F 为顶点的三角形的周长为4(21)+.一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P 为该双曲线上异于顶点的任一点,直线1PF 和2PF 与椭圆的交点分别为B A 、和C D 、.(Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;(Ⅱ)设直线1PF 、2PF 的斜率分别为1k 、2k ,证明12·1k k =;(Ⅲ)是否存在常数λ,使得·AB CD AB CD λ+=恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.(7分)5.在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F 。
高考解析几何压轴题精选(含答案)之欧阳文创编
1. 设抛物线22(0)ypx p =>的焦点为F ,点(0,2)A .若线段FA 的中点B 在抛物线上,则B 到该抛物线准线的距离为_____________。
(3分)时间:2021.03.12创作:欧阳文2 .已知m >1,直线2:02m l x my --=,椭圆222:1x C y m +=,1,2F F 分别为椭圆C 的左、右焦点. (Ⅰ)当直线l 过右焦点2F 时,求直线l 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,12AF F ,12BF F 的重心分别为,G H .若原点O 在以线段GH 为直径的圆内,求实数m 的取值范围.(6分) 3已知以原点O 为中心,)5,0F 为右焦点的双曲线C 的离心率5e =(I )求双曲线C 的标准方程及其渐近线方程;(II )如题(20)图,已知过点()11,M x y 的直线111:44l x x y y +=与过点()22,N x y (其中2x x ≠)的直线222:44l x x y y +=的交点E在双曲线C 上,直线MN 与两条渐近线分别交与G 、H 两点,求OGH ∆的面积。
(8分)4.如图,已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为22,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点12,F F 为顶点的三角形的周长为4(21)+.一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P 为该双曲线上异于顶点的任一点,直线1PF 和2PF 与椭圆的交点分别为B A 、和C D 、.(Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;(Ⅱ)设直线1PF 、2PF 的斜率分别为1k 、2k ,证明12·1k k =;(Ⅲ)是否存在常数λ,使得·AB CD AB CDλ+=恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.(7分)5.在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F 。
高考数学压轴专题2020-2021备战高考《平面解析几何》技巧及练习题附答案解析
【最新】数学《平面解析几何》期末复习知识要点一、选择题1.设P 为椭圆C :22x y 173+=上一动点,1F ,2F 分别为左、右焦点,延长1FP 至点Q ,使得2PQ PF =,则动点Q 的轨迹方程为( )A .22(x 2)y 28-+=B .22(x 2)y 7++=C .22(x 2)y 28++=D .22(x 2)y 7-+= 【答案】C 【解析】 【分析】推导出12PF PF 2a +==2PQ PF =,从而11PFPQ FQ +==Q 的轨迹为圆,由此能求出动点Q 的轨迹方程. 【详解】P Q 为椭圆C :22x y 173+=上一动点,1F ,2F 分别为左、右焦点, 延长1FP 至点Q ,使得2PQ PF =,12PF PF 2a ∴+==2PQ PF =,11PF PQ FQ ∴+==,Q ∴的轨迹是以()1F 2,0-为圆心,为半径的圆, ∴动点Q 的轨迹方程为22(x 2)y 28++=.故选:C . 【点睛】本题考查动点的轨迹方程的求法,考查椭圆的定义、圆的标准方程等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.2.已知椭圆C :2212x y +=的右焦点为F ,直线l :2x =,点∈A l ,线段AF 交椭圆C 于点B ,若3FA FB =u u u v u u u v,则AF u u u v =( )A B .2C D .3【答案】A 【解析】 【分析】设点()2,A n ,()00,B x y ,易知F (1,0),根据3FA FB =u u u v u u u v,得043x =,013y n =,根据点B 在椭圆上,求得n=1,进而可求得2AF =u u u v【详解】 根据题意作图:设点()2,A n ,()00,B x y .由椭圆C :2212x y += ,知22a =,21b =,21c =,即1c =,所以右焦点F (1,0).由3FA FB =u u u v u u u v,得()()001,31,n x y =-. 所以()0131x =-,且03n y =. 所以043x =,013y n =. 将x 0,y 0代入2212x y +=,得221411233n ⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.解得21n =, 所以()2212112AF n u u u v =-+=+=故选A 【点睛】本题考查了椭圆的简单性质,考查了向量的模的求法,考查了向量在解析几何中的应用;正确表达出各点的坐标是解答本题的关键.3.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 .22B 22-C .22D 22+【答案】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P ⎫⎪⎪⎝⎭,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 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.4.已知双曲线2222:1(0)x y E a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,P 是双曲线E 上的一点,且212||PF PF =.若直线2PF 与双曲线E 的渐近线交于点M ,且M 为2PF 的中点,则双曲线E 的渐近线方程为( )A .13y x =±B .12y x =±C .2y x =±D .3y x =±【答案】C 【解析】 【分析】由双曲线定义得24PF a =,12PF a =,OM 是12PF F △的中位线,可得OM a =,在2OMF △中,利用余弦定理即可建立,a c 关系,从而得到渐近线的斜率.【详解】根据题意,点P 一定在左支上.由212PF PF =及212PF PF a -=,得12PF a =,24PF a =, 再结合M 为2PF 的中点,得122PF MF a ==,又因为OM 是12PF F △的中位线,又OM a =,且1//OM PF , 从而直线1PF 与双曲线的左支只有一个交点.在2OMF △中22224cos 2a c aMOF ac+-∠=.——① 由2tan b MOF a ∠=,得2cos aMOF c∠=. ——② 由①②,解得225c a=,即2b a =,则渐近线方程为2y x =±.故选:C. 【点睛】本题考查求双曲线渐近线方程,涉及到双曲线的定义、焦点三角形等知识,是一道中档题.5.已知点(,)P x y 是直线240x y -+=上一动点,直线,PA PB 是圆22:20C x y y ++=的两条切线,,A B 为切点,C 为圆心,则四边形PACB 面积的最小值是( ) A .2 BC.D .4【答案】A 【解析】圆22:20C x y y ++=即22(y 1)1x ++=,表示以C (0,-1)为圆心,以1为半径的圆。
2020高考理科数学冲刺专题七 解析几何
专题七 解析几何 重难小题保分练1.(2019陕西宝鸡二模)设D 为椭圆x 2+y 25=1上任意一点,A(0,-2),B(0,2),延长AD至点P,使得|PD|=|BD|,则点P 的轨迹方程为( )A .x 2+(y -2)2=20B .x 2+(y +2)2=20C .x 2+(y -2)2=5D .x 2+(y +2)2=51.B 解析:由椭圆方程x 2+y 25=1,得a 2=5,b 2=1,∴c =a 2-b 2=2,则A (0,-2),B (0,2)为椭圆两焦点,∴|DA |+|DB |=2a =2 5.∵|PD |=|BD |,∴|P A |=|PD |+|DA |=|BD |+|DA |=2 5.∴点P 的轨迹是以A 为圆心,以25为半径的圆,其方程为x 2+(y +2)2=20.故选B.2.(2019江西九江一模)若直线l :x -y -1=0与抛物线y 2=4x 相交于A,B 两点,则|AB|=( )A .4B .6C .7D .82.D 解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x -y -1=0,y 2=4x ,得x 2-6x +1=0,则x 1+x 2=6.又直线l :x -y -1=0经过y 2=4x 的焦点(1,0),则|AB |=x 1+x 2+p =6+2=8.故选D.3.(2019广东肇庆三模)已知双曲线C :x 2a 2-y2b2=1的右顶点为A,右焦点为F,O 是坐标原点,过A 且与x 轴垂直的直线交双曲线的渐近线于M,N 两点.若四边形OMFN 是菱形,则C 的离心率为( )A .2B . 2C. 3 D .123.A 解析:由四边形OMFN 是菱形,可得c =2a ,所以e =2.故选A.4.(2019陕西榆林三模)已知抛物线y 2=2px(p >0)交双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线于A,B 两点(异于坐标原点O).若双曲线的离心率为5,△AOB 的面积为32,则抛物线的焦点为( )A .(2,0)B .(4,0)C .(6,0)D .(8,0)4.B 解析:由双曲线的离心率为5,可得ca =5,可得b =2a ,所以渐近线方程为2x ±y=0.由抛物线y 2=2px 与2x ±y =0可得x =p 2,y =±p .因为△AOB 的面积为32,所以12×p2×2p=32,解得p =8,所以抛物线的焦点坐标为(4,0).故选B.5.(2019广东广州仲元中学等七校联合体冲刺)已知椭圆、双曲线均是以直角三角形ABC的斜边AC 的两端点为焦点的曲线,且都过B 点,它们的离心率分别为e 1,e 2,则1e 21+1e 22=( )A .32 B .2 C .52D .3 5.B 解析:设A (-c ,0),C (c ,0),B 为第一象限内的点,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),双曲线的方程为x 2m 2-y2n2=1(m ,n >0),|AB |=s ,|CB |=t ,可得s +t =2a ,s -t =2m ,解得s =a+m ,t =a -m .在直角三角形ABC 中,可得4c 2=s 2+t 2=2a 2+2m 2,则a 2c 2+m 2c 2=2,即1e 21+1e 22=2.故选B.6.(2019湖北黄冈模拟)抛物线y 2=8x 的焦点为F,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)是抛物线上的两个动点,若x 1+x 2+4=233|AB|,则∠AFB 的最大值为( )A .π3B .3π4C .5π6D .2π36.D 解析:因为x 1+x 2+4=233|AB |,|AF |+|BF |=x 1+x 2+4,所以|AF |+|BF |=233|AB |.在△AFB 中,由余弦定理得cos ∠AFB =|AF |2+|BF |2-|AB |22|AF |·|BF |=(|AF |+|BF |)2-2|AF |·|BF |-|AB |22|AF |·|BF |=43|AB |2-|AB |22|AF |·|BF |-1=13|AB |22|AF |·|BF |-1.又由|AF |+|BF |=233|AB |≥2|AF |·|BF |,得|AF |·|BF |≤13|AB |2.所以cos ∠AFB ≥|AF |·|BF |2|AF |·|BF |-1=-12,∴∠AFB 的最大值为2π3.故选D.7.平面直角坐标系xOy 中,已知MN 是⊙C:(x -1)2+(y -2)2=2的一条弦,且CM⊥CN ,P 是MN 的中点.当弦MN 在圆C 上运动时,直线l :x -3y -5=0上存在两点A,B,使得∠APB≥π2恒成立,则线段AB 长度的最小值是________.7.210+2 解析:因为P 为MN 的中点,所以CP ⊥MN .又因为CM ⊥CN ,所以三角形CMN 为等腰直角三角形,所以CP =1,即点P 在以C 为圆心,以1为半径的圆上,点P 所在圆的方程为(x -1)2+(y -2)2=1.要使得∠APB ≥π2恒成立,则点P 所在的圆在以AB 为直径的圆的内部,而AB 在直线l :x -3y -5=0上,C 到直线l :x -3y -5=0的距离d =|1-3×2-5|12+32=10.所以以AB 为直径的圆的半径的最小值为r =10+1,所以AB 的最小值为2r =210+2.8.(2019山西运城一模)已知双曲线x 2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1且垂于x 轴的直线与该双曲线的左支交于A,B 两点,AF 2,BF 2分别交y 轴于P,Q 两点.若△PQF 2的周长为8,则ab 取得最大值时,该双曲线的离心率是________.8.233解析:由△PQF 2的周长为8,PQ 为三角形ABF 2的中位线,可得△ABF 2的周长为16, |AF 2|+|BF 2|+|AB |=16.∵|AF 2|+|BF 2|-|AB |=4a ,|AB |=2b 2a ,∴4b 2a=16-4a ,∴b 2=a (4-a ).令y =a 2b 2=a 3(4-a ),则y ′=4a 2(3-a ),当0<a <3时,y ′>0;当a >3时,y ′<0,∴a=3时,y =a 2b 2取得最大值,此时ab 取得最大值,且b =3,∴c =9+3=23,∴e =c a =233.9.(2019安徽合肥三模)已知直线l :x -3y -a =0与圆C :(x -3)2+(y +3)2=4交于点M,N,点P 在圆C 上,且∠MPN=π3,则实数a 的值等于( )A .2或10B .4或8C .6±2 2D .6±2 39.B 解析:由∠MPN =π3可得∠MCN =2∠MPN =2π3.在△MCN 中,CM =CN =2,∠CMN =∠CNM =π6,可得点C (3,-3)到直线MN ,即直线l :x -3y -a =0的距离为2sinπ6=1.所以|3-3×(-3)-a |1+3=1,解得a =4或8.故选B.10.(2019广西桂林、崇左一模)如图,F 是抛物线C :y 2=2px(p >0)的焦点,直线l 过点F 且与抛物线及其准线交于A,B,C 三点.若|BC|=3|BF|,|AB|=9,则抛物线C 的标准方程是( )A .y 2=2xB .y 2=4xC .y 2=8xD .y 2=16x10.C 解析:设|BF |=t (t ≠0),则|AF |=9-t ,|BC |=3t .设准线与x 轴的交点为P ,|FP |=p ,A ,B 在准线上的射影分别为D ,E .由抛物线的定义可得|BE |=|BF |=t ,|AD |=|AF |=9-t .在△CPF 中,|BE ||PF | =|BC ||CF |,即t p =34;在△ACD 中,|BE ||AD |=|BC ||AC |,即t 9-t =3t9+3t,解得t =3,可得p =4,则抛物线的方程为y 2=8x .故选C.11.( 2019四川凉山州二诊)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F,过点F 分别作两条直线l 1,l 2,直线l 1与抛物线C 交于A,B 两点,直线l 2与抛物线C 交于D,E 两点.若l 1与l 2的斜率的平方和为1,则|AB|+|DE|的最小值为( )A .16B .20C .24D .3211.C 解析:抛物线C :y 2=4x 的焦点F (1,0),设直线l 1:y =k 1(x -1),直线l 2:y =k 2(x-1).由题意可知,k 21+k 22=1.联立⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1(x -1),y 2=4x ,整理得k 21x 2-(2k 21+4)x +k 21=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 21+4k 21=2+4k 21.设D (x 3,y 3),E (x 4,y 4),同理可得x 3+x 4=2+4k 22.由抛物线的性质可得|AB |=x 1+x 2+p =4+4k 21,|DE |=x 3+x 4+p =4+4k 22,所以|AB |+|DE |=8+4k 21+4k 22=8+4(k 21+k 22)k 21k 22=8+4k 21k 22≥8+4(k 21+k 222)2=24,当且仅当k 21=k 22=12时,上式“=”成立.所以|AB |+|DE |的最小值为24.故选C.12.(2019四川华文大教育联盟二模)如图,已知椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),P 是椭圆C 上一点,O 为坐标原点.若∠F 1PF 2=60°,且|PO|=223a,则椭圆C 的离心率是( )A .22B .32C .63 D .2312.C 解析:由题意可得|PF 1|2=c 2+(223a )2-2c ×223a cos ∠POF 1①,|PF 2|2=c 2+(223a )2-2c ×223a cos ∠POF 2②,4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos 60°③.①+②代入③可得|PF 1|·|PF 2|=169a 2-2c 2.由|PF 1|+|PF 2|=2a ,|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|=4a 2,整理可得2c 2+169a 2+2(169a 2-2c 2)=4a 2,可得c 2=23a 2,解得c 2a 2=23.又由e =c a ∈(0,1),可得e =63.故选C.13.(2019安徽马鞍山二模)已知M,N 为椭圆x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)上关于长轴对称的两点,A,B 分别为椭圆的左、右顶点,设k 1,k 2分别为直线MA,NB 的斜率,则|k 1+4k 2|的最小值为( )A .2bB .3baD. 4b a D .5b a13.C 解析:设M (x 0,y 0),y 0>0,则N (x 0,-y 0),y 2=b 2(a 2-x 20)a 2.由A (-a ,0),B (a ,0),则k 1=y 0x 0+a ,k 2=-y 0x 0-a =y 0a -x 0,∴|k 1+4k 2|=|y 0x 0+a +4y 0a -x 0|≥|2y 0x 0+a ·4y 0-x 0+a|=|4y 20a 2-x 20|=|4×b a |=4b a ,∴|k 1+4k 2|的最小值为4ba .故选C.14.(2019陕西宝鸡三模)双曲线x 2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,渐近线分别为l 1,l 2,过点F 1且与l 1垂直的直线分别交l 1,l 2于P,Q 两点.若满足OF 1→+OQ →=2OP →,则双曲线的渐近线方程为( )A .y =±xB .y =±2xC .y =±3xD .y =±2x14.C 解析:∵双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,∴F 1(-c ,0),F 2(c ,0),双曲线的两条渐近线方程为y =-b a x ,y =b ax .∵OF 1→+OQ →=2OP →,∴点P 是线段F 1Q 的中点,且PF 1⊥OP ,∴∠POF 1=∠POQ =∠QOF 2=x3.∴k OQ = 3.∴双曲线的渐近线方程为y =±3x .故选C.15.(2019安徽黄山二模)已知椭圆C :x 24+y 2=1,以原点O 为圆心,椭圆C 的短轴长为直径作圆O,以左顶点A 为圆心,椭圆C 的长轴长为直径作圆A,则圆O 与圆A 的公共弦长为________.15.152 解析:椭圆C :x 24+y 2=1,以原点O 为圆心,椭圆C 的短轴长为直径作圆O ,则圆心O (0,0),半径为1,圆O 的方程为x 2+y 2=1;以左顶点A 为圆心,椭圆C 的长轴长为直径作圆A ,圆心A (-2,0),半径为2,圆A 的方程为(x +2)2+y 2=4,所以两个圆的公共弦所在的直线方程为x =-14 ,公共弦长为21-(14)2=152.16.(2019安徽巢湖一模)如图,P 为椭圆x 24+y 23=1上一个动点,过点P 作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A,B,则当四边形PACB 面积最大时,PA →·PB →的值为________.B 能力提升练16.569 解析:连接PC ,设∠APC =θ,由切线性质可得|P A |=|PB |,四边形P ACB 的面积S=12|P A |×1×2=|P A |,当四边形P ACB 面积最大时,|P A |最大,|P A |=|PC |2-1,结合椭圆性质可得当点P 在椭圆左顶点时,|PC |最大,此时|P A |=|PC |2-1=22,则sin θ=13,P A →·PB →的值为|P A |2cos 2θ=8×(1-19×2)=569.压轴大题突破练(1)1.(2019山东济宁二模)已知拋物线y 2=8x 的焦点为F,过点F 的直线与该抛物线交于A,B 两点,且16≤|AB|≤24,O 为坐标原点.记直线OA,OB 的斜率分别为k 1,k 2,则1k 1+1k 2的取值范围是( )A .[-2,-2]∪[2,2]B .[-2,-1]∪[1,2]C .[-2,-1]∪[1,2]D .[-2,2]1.B 解析:由题意可知拋物线y 2=8x 的焦点F 的坐标为(2,0).过点F 的直线与该抛物线交于A ,B 两点,则可设直线AB 的方程为x =my +2,A (y 218,y 1),B (y 228,y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +2,y 2=8x ,得y 2-8my -16=0,则y 1+y 2=8m ,y 1y 2=-16,所以1k 1+1k 2=y 18+y 28=m ,|AB |=(1+m 2)(y 1-y 2)2=(1+m 2)[(y 1+y 2)2-4y 1y 2]=8(1+m 2).又因为16≤|AB |≤24,即16≤8(1+m 2)≤24,解得-2≤m ≤-1或1≤m ≤2,所以1k 1+1k 2的取值范围是[-2,-1]∪[1,2].故选B.2.(2019河北唐山三模)设双曲线C :x 2a 2-y2b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线的夹角为α,且cos α=13,则双曲线C 的离心率为( )A .52 B .62 C .72D .2 2.B 解析:∵a >b >0,∴渐近线y =bax 的斜率小于1,又两条渐近线的夹角为α,cos α=13,则cos 2α2=23,sin 2α2=13,tan 2α2=12,即c 2-a 2a 2=12,∴e 2=32,∴e =62.故选B.3.(2019广东湛江二模)设椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的右焦点为F,经过原点O 的直线与椭圆C 相交于点A,B.若|AF|=2,|BF|=4,椭圆C 的离心率为73,则△AFB 的面积是( )A . 5B .2 5C .2 3D . 33.C 解析:设椭圆的左焦点为F ′,由椭圆的对称性可知|AF ′|=|BF |=4,∴|AF ′|+|AF |=2+4=6=2a ,∴a =3.又e =73,∴c =7.由余弦定理可得cos ∠F AF ′=16+4-282×4×2=-12,故sin ∠F AF ′=32. ∴S △AFB =S △AFF ′=12|AF ′||AF |sin ∠F AF ′=12×4×2×32=2 3.故选C.4.(2019四川成都双流中学一模)已知M 是抛物线x 2=4y 上一点,F 为其焦点,C 为圆(x +1)2+(y -2)2=1的圆心,则|MF|+|MC|的最小值为( )A .2B .3C .4D .54.B 解析:设抛物线x 2=4y 的准线方程为l :y =-1,C 为圆(x +1)2+(y -2)2=1的圆心,所以C 的坐标为(-1,2).过M 作l 的垂线,垂足为E .根据抛物线的定义可知|MF |=|ME |,所以|MF |+|MC |的最小值就转化为|ME |+|MC |的最小值.由平面几何的知识可知,当C ,M ,E 在一条直线上时,CE ⊥l ,|ME |+|MC |有最小值,最小值为CE =2-(-1)=3.故选B.5.(2019河南郑州三模)已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)与双曲线C 2:x 2-y 29=1有公共焦点,C 2的一条渐近线与以C 1的长轴为直径的圆相交于A,B 两点,若C 1恰好将线段AB 三等分,则( )A .a 2=878 B .a 2=12C .b 2=98D .b 2=15.C 解析:双曲线C 2:x 2-y 29=1的焦点坐标为(±10 ,0),∴a 2-b 2=10.取C 2的一条渐近线y =3x ,设与椭圆相交于点M ,N .联立⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,x 2a 2+y 2b 2=1,解得x 2M =a 2b 29a 2+b 2,y 2M =9a 2b 29a 2+b 2,∴|MN |2=4(x 2M +y 2M )=40a 2b 29a 2+b 2.∵C 2的一条渐近线与以C 1的长轴为直径的圆相交于A ,B 两点,且C 1恰好将线段AB 三等分,∴40a 2b 29a 2+b 2=19×(2a )2,与a 2-b 2=10联立,解得a 2=898 ,b 2=98.故选C.6.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为53且经过点Q(2,253),其中F 1,F 2为椭圆的左、右焦点.(1)求椭圆的方程;(2)从椭圆的第一象限部分上一点P 向圆x 2+y 2=1引切线PA,PB,切点分别为A,B,△PF 1F 2的面积等于15,求直线AB 的方程.6.解:(1)由题意可得c a =53,4a 2+209b2=1,a 2=b 2+c 2.联立解得a =3,b =2,c = 5.∴椭圆的方程为x 29+y 24=1.(2)由题意可知椭圆的焦点分别为F 1(-5,0),F 2(5,0). ∵三角形PF 1F 2的面积等于15,点P 在第一象限, ∴12×25×y P =15,解得y P = 3. ∴x 2P 9+34=1,解得x P =32.∴P (32,3) . 以OP 为直径的圆的方程为x (x -32)+y (y -3)=0,与x 2+y 2=1相减可得3x +23y -2=0. ∴直线AB 的方程为3x +23y -2=0.7.(2019辽宁省实验中学等五校高三期末)已知抛物线C 的方程y 2=2px(p>0),焦点为F,已知点P 在C 上,且点P 到点F 的距离比它到y 轴的距离大1.(1)试求出抛物线C 的方程.(2)若抛物线C 上存在两动点M,N(M,N 在x 轴两侧),满足OM⊥ON(O 为坐标原点),过点F作直线交C 于A,B 两点.若AB∥MN ,线段MN 上是否存在定点E,使得|EM|·|EN||AB|=4恒成立?若存在,请求出点E 的坐标;若不存在,请说明理由.7.解:(1)因为点P 到点F 的距离比它到y 轴的距离大1,由题意和抛物线定义得p2=1,即p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)存在定点E (4,0)满足题意.①当直线MN 的斜率不存在时,设N (n 24,n ),n >0,由题意可得,n24=n ⇒n =4或n =0(舍去),则N (4,4),M (4,-4).由直线AB 过点F 且平行于MN ,可得|AB |=4.设E (4,m ),则由|EM |·|EN ||AB |=4,可得(m +4)(4-m )4=4,解得m =0,所以E (4,0),满足题意.②当直线MN 的斜率存在时,由题意可知k MN ≠0.设M (y 214,y 1),N (y 224,y 2)(y 2>0>y 1).由OM ⊥ON ,得y 1y 2=-16.直线MN 的斜率k =4y 1+y 2,所以直线MN 的方程为y -y 1=4y 1+y 2(x -y 214),整理可得y =4y 1+y 2(x -4).由题意,得直线AB 的方程为y =k (x -1),与C 的方程联立得ky 2-4y -4k =0.设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),则y A +y B =4k,y A y B =-4.所以|AB |=1+1k 2·|y A -y B |=4(1+1k2).若点E 存在,设点E 坐标为(x 0,y 0),则|EM |·|EN |=1+1k 2(y 0-y 1)1+1k 2(y 2-y 0)=(1+1k2)·[-y 1y 2-y 20+(y 1+y 2)y 0]=(1+1k 2)(16-y 20+4y 0k). 当|EM |·|EN ||AB |=4时,16-y 20+4y 0k=16,解得y 0=0或y 0=4k(舍去),则点E 为(4,0).经检验,此点在线段MN 上且满足题意. 综上所述,定点E 为(4,0).8.(2019辽宁丹东二模)已知椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P是椭圆C 上的一点,若PF 1⊥PF 2,|F 1F 2|=2,△F 1PF 2的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)过F 2的直线l 与C 交于A,B 两点,设O 为坐标原点,若OE →=OA →+OB →,求四边形AOBE 面积的最大值.8.解:(1)由题设|PF 1|2+|PF 2|2=4,12|PF 1||PF 2|=1,∴a =|PF 1|+|PF 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1||PF 2|2= 2.又c =1,∴b =a 2-c 2=1.∴椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)由题设知AB 不平行于x 轴,故设直线AB :x =my +1.联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,x 22+y 2=1,得(m 2+2)y 2+2my -1=0,则Δ=8(m 2+1)>0,解得y 1,2=-m ±2(m 2+1)m 2+2.∵OE →=OA →+OB →,∴四边形AOBE 为平行四边形.平行四边形AOBE 的面积S =2S △AOB =|y 1-y 2|=22(m 2+1)m 2+2=22m 2+1+1m 2+1.∵m 2+1+1m 2+1≥2,当且仅当m =0时取等号, ∴四边形AOBE 面积的最大值为 2.9.(2019重庆沙坪坝区高三模拟)如图,C,D 是离心率为12的椭圆的左、右顶点,F 1,F 2是该椭圆的左、右焦点,A,B 是直线x =-4上两个动点,连接AD 和BD,它们分别与椭圆交于E,F两点,且线段EF 恰好过椭圆的左焦点F 1.当EF⊥CD 时,点E 恰为线段AD 的中点.(1)求椭圆的方程.(2)求证:以AB 为直径的圆始终与直线EF 相切.9.(1)解:∵当EF ⊥CD 时,点E 恰为线段AD 的中点,∴a +c =4-c .又e =c a =12,联立解得c =1,a =2,b =3,∴椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)证明:设EF 的方程为x =my -1,E (x 1,y 1),F (x 2,y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,x =my -1,化为(3m 2+4)y 2-6my -9=0,∴Δ=36m 2+36(3m 2+4)>0,∴y 1+y 2=6m3m 2+4,y 1y 2=-93m 2+4.又设A (-4,y A ),由A ,E ,D 三点共线得y A =-6y 1x 1-2=-6y 1my 1-3,同理可得y B =-6y 2my 2-3.∴y A +y B =-6y 1my 1-3+-6y 2my 2-3=-62my 1y 2-3(y 1+y 2)m 2y 1y 2-3m (y 1+y 2)+9=-6×2m ·-93m 2+4-3·6m 3m 2+4m 2·-93m 2+4-3m ·6m3m 2+4+9=6m .∴|y A -y B |=|-6y 1my 1-3--6y 2my 2-3|=18·|y 1-y 2|m 2y 1y 2-3m (y 1+y 2)+9=18·(6m 3m 2+4)2-4·-93m 2+4m 2·-93m 2+4-3m ·6m3m 2+4+9=6m 2+1.设线段AB 的中点为M ,则M 的坐标为(-4,y A +y B2),即(-4,3m ),∴点M 到直线EF 的距离d =|-4-3m 2+1|1+m 2=3m 2+1=12|y A -y B|=12|AB |.故以AB 为直径的圆始终与直线EF 相切.10.(2019江苏苏州三模)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点D(1,32),右焦点为F(1,0),右顶点为A.过点F 的直线交椭圆于B,C 两点,直线BA 和CA 分别交直线l :x =m(m >2)于P,Q 两点.(1)求椭圆的方程;(2)若FP⊥FQ ,求m 的值.10.解:(1)由题意得1a 2+94b 2=1,a 2-b 2=1,解得a 2=4,b 2=3,所以椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)设B (x 0,y 0),则直线BC 的方程为y =y 0x 0-1(x -1),与椭圆E :x 24+y23=1联立,得方程组⎩⎨⎧y =y 0x 0-1(x -1),x 24+y23=1,解得x =x 0,y =y 0或x =8-5x 05-2x 0,y =-3y 05-2x 0,所以C (8-5x 05-2x 0,-3y 05-2x 0),k AB k AC=y 0x 0-2·-3y 05-2x 08-5x 05-2x 0-2=y 0x 0-2·3y 0x 0+2=3y 20x 20-4=9(1-x 24)x 20-4=-94.显然k AB =k AP ,k AC =k AQ ,所以k AP k AQ =-94.设Q (m ,y 1),则k FQ =y 1m -1=y 1m -2·m -2m -1=m -2m -1k AQ,同理k FP =m -2m -1k AP,所以k FP ·k FQ =(m -2m -1)2k AP k AQ =-94(m -2m -1)2=-1.又m >2,所以m -2m -1=23,所以m =4.压轴大题突破练(2)1.(2019山东临沂、枣庄二模)已知双曲线E :x 2a 2-y2b2=1(a>0,b>0)的右顶点为A,抛物线C :y 2=12ax 的焦点为 F .若在E 的渐近线上存在点P 使得PA⊥FP ,则E 的离心率的取值范围是( )A .(1,2)B .(1,233]C .(2,+∞)D .[233,+∞) 1.B 解析:双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右顶点A (a ,0),抛物线C :y 2=12ax 的焦点为F (3a ,0),双曲线的渐近线方程为y =±b a x ,可设P (m ,b a m ),则AP →=(m -a ,b am ),FP →=(m -3a ,b a m ).由P A ⊥FP ,可得AP →·FP →=0,即(m -a )(m -3a )+b 2a 2m 2=0,整理得(1+b 2a2)m 2-4ma +3a 2=0.由题意可得Δ=16a 2-4(1+b 2a 2)·3a 2≥0,即a 2≥3b 2=3(c 2-a 2),则3c 2≤4a 2,所以e =ca≤233.由e >1,可得1<e ≤233.故选B.2.(2019福建厦门一中二模)已知抛物线x 2=4y,斜率为-12的直线交抛物线于A,B 两点.若以线段AB 为直径的圆与抛物线的准线切于点P,则点P 到直线AB 的距离为( )A .52B . 5C .2 2D .2 5 2.B 解析:设直线AB 的方程为y =-12x +b ,代入抛物线方程x 2=4y ,得x 2+2x -4b=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-2,x 1x 2=-4b ,y 1+y 2=-12x 1+b -12x 2+b =1+2b ,所以|AB |=1+14·4+16b =5+20b .因为以线段AB 为直径的圆与抛物线的准线切于点P ,所以y 1+y 22+1=5+20b 2,即1+2b 2+1=5+20b 2,则 b 2-2b +1=0,解得b =1,所以直线AB的方程为y =-12x +1,P (-1,-1),所以点P 到直线AB :x +2y -2=0的距离为|-1-2-2|5=5.故选B. 3.(2019山东青岛二中高三模块考试)已知抛物线y 2=2px(p>0)的焦点为F,O 为坐标原点.设M 为抛物线上的动点,则|MO||MF|的最大值为( )A . 3B .1C .33 D .2333.D 解析:设抛物线上点M (m ,n )(m >0),则n 2=2pm ,可得|MO |=m 2+n 2=m 2+2pm .由抛物线的定义得|MF |=m +p 2,所以|MO ||MF |=m 2+2pm m +p 2=m 2+2pm m 2+pm +p24=1+pm -p 24m 2+pm +p 24. 令pm -p 24=t ,t >-p 24,则m =t p +p 4,所以|MO ||MF |=1+t t 2p 2+3t 2+9p 216=1+1t p 2+32+9p 216t≤1+13=233,当且仅当t p 2=9p 216t ,即t =3p 24时,等号成立.故选D.4.(2019福建福州二模)已知O 为坐标原点,过双曲线x 2a 2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点F 作一条直线,与圆x 2+y 2=a 2相切于点T,与双曲线右支交于点P,M 为线段FP 的中点.若该双曲线的离心率为3,则|MF|-|OM||TF|=( )A .24 B .22C . 2D .2 4.B 解析:如图所示,设F ′是双曲线的右焦点,连接PF ′.点M ,O 分别为线段PF ,FF ′的中点,由三角形的中位线定理可得|OM |=12|PF ′|=12(|PF |-2a )=12|PF |-a =|MF |-a .连接OT ,由PT 是圆的切线,得OT ⊥FT .在Rt △FOT 中,|OF |=c ,|OT |=a ,所以|FT |=|OF |2-|OT |2=b ,可得|MF |-|OM ||TF |=a b .双曲线的离心率为3,可得c =3a ,即b =c 2-a 2=2a ,可得ab=22.故选B.5.(2019安徽黄山三模)已知P 是圆C :(x -2)2+(y +2)2=1上一动点,过点P 作抛物线 x 2=8y 的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB 斜率的最大值为( )A .14B .34C .38D .125.B 解析:根据题意,P A ,PB 的斜率都存在,分别设为k 1,k 2,其切点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).设P (m ,n ),过点P 的抛物线的切线方程为y =k (x -m )+n ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -m )+n ,x 2=8y ,整理可得x 2-8kx +8km -8n =0,则Δ=64k 2-32km +32n =0,即2k 2-km +n =0,且k 1+k 2=m 2,k 1k 2=n 2.又由x 2=8y ,得y =18x 2,则y ′=14x ,所以x 1=4k 1,x 2=4k 2.又由x 2=8y ,则y 1=2k 21,y 2=2k 22,则k AB =y 2-y 1x 2-x 1=2k 22-2k 214k 2-4k 1=k 2+k 12=m 4.因为P 是圆C :(x -2)2+(y +2)2=1上一动点,所以1≤m ≤3,则k AB =m 4≤34,即直线AB 的斜率最大值为34.故选B.6.(2019广东珠海二模)椭圆T 的中心在原点,左焦点F 1(-1,0),长轴长为2 2. (1)求椭圆T 的标准方程;(2)过左焦点F 1的直线交曲线T 于A,B 两点,过右焦点F 2的直线交曲线T 于C,D 两点,凸四边形ABCD 为菱形,求直线AB 的方程.6.解:(1)设椭圆T 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),焦距为2c .由题意可知c =1,2a =22,故b =a 2-c 2=1,所以椭圆T 的方程为x 22+y 2=1.(2)由椭圆的对称性可知菱形ABCD 的中心为原点O ,则OA ⊥OB . 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2+y 1y 2=0.当直线AB 的斜率不存在时,直线AB 的方程为x =-1,代入椭圆方程可得x 1=x 2=-1,y 1=22,y 2=-22,显然x 1x 2+y 1y 2≠0,不符合题意.所以直线AB 的斜率存在. 设AB 的斜率为k ,则直线AB 的方程为y =k (x +1), 代入椭圆方程得(1+2k 2)x 2+4k 2x +2k 2-2=0,所以x 1x 2=2k 2-21+2k 2,x 1+x 2=-4k 21+2k 2,则y 1y 2=k 2(x 1+1)(x 2+1)=k 2(x 1x 2+x 1+x 2+1)=-k 21+2k 2,所以2k 2-21+2k 2+-k 21+2k 2=0,解得k =±2.所以直线AB 的方程是y =2(x +1)或y =- 2 (x +1).7.(2019青海西宁四中、五中、十四中三校联考)椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1(-1,0),F 2(1,0),椭圆过点(1,32).(1)求椭圆C 的方程.(2)若A,B 为椭圆的左、右顶点,P(x 0,y 0)(y 0≠0)为椭圆上一动点,设直线AP,BP 分别交直线l :x =6于点M,N,判断以线段MN 为直径的圆是否经过定点.若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,说明理由.7.解:(1)由已知c =1,∴a 2=b 2+1.①∵椭圆过点(1,32),∴1a 2+94b2=1.②联立①②得a 2=4,b 2=3,∴椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)设P (x 0,y 0),已知A (-2,0),B (2,0).∵y 0≠0,∴x 0≠±2,∴AP ,BP 的斜率都存在,∴k AP =y 0x 0+2,k BP =y 0x 0-2,∴k AP ·k BP =y 20x 20-4.③∵x 204+y 203=1,∴y 20=3(1-x 204).④ 将④代入③得k AP ·k BP =3(1-x 204)x 20-4=-34. 设AP 的方程为y =k (x +2),∴BP 的方程为y =-34k(x -2),∴M (6,8k ),N (6,-3k).由对称性可知,若存在定点,则该定点必在x 轴上.设该定点为T (t ,0),则TM →⊥TN →,∴TM →·TN →=(6-t ,8k )·(6-t ,-3k)=(6-t )2+(-24)=0,∴(6-t )2=24,∴t =6±26,∴存在定点(6+26,0)或(6-26,0),以线段MN 为直径的圆恒过该定点.(2019广西柳州高三一模)如图,已知椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点A 为椭圆C 上任意一点,A 关于原点O 的对称点为B,有|AF 1|+|BF 1|=4,且∠F 1AF 2的最大值为π3.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若A′是A 关于x 轴的对称点,设点N(4,0),连接NA 与椭圆C 相交于点E,直线A′E 与x 轴相交于点M,试求|NF 1|·|MF 2|的值.8.解:(1)由椭圆的对称性可知|BF 1|=|AF 2|, ∴|AF 1|+|BF 1|=|AF 1|+|AF 2|=4, 故2a =4,即a =2.又当A 为椭圆的短轴顶点时,∠F 1AF 2取得最大值,∴b =3c , 又b 2+c 2=a 2=4,∴a =2,b =3,c =1.∴椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)设直线AN 的方程为y =k (x -4),代入椭圆方程x 24+y 23=1得(3+4k 2)x 2-32k 2x +64k 2-12=0.设A (x 1,y 1),E (x 2,y 2),则x 1+x 2=32k 23+4k 2,x 1x 2=64k 2-123+4k 2.∵A ′(x 1,-y 1),∴直线A ′E 的方程为y +y 1y 2+y 1=x -x 1x 2-x 1.令y =0,可得x =y 1(x 2-x 1)y 2+y 1+x 1=x 1y 2+x 2y 1y 1+y 2=x 1k (x 2-4)+x 2k (x 1-4)k (x 1-4)+k (x 2-4)=2kx 1x 2-4k (x 1+x 2)k (x 1+x 2)-8k=2·64k 2-123+4k 2-4·32k 23+4k 232k 23+4k 2-8=1.∴M (1,0),∴|MF 2|=0,∴|MF 1|·|MF 2|=0.9.(2019河南郑州高三二模)椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,A 为椭圆上一动点(异于左、右顶点),若△AF 1F 2的周长为4+23,且面积的最大值为 3.(1)求椭圆C 的方程;(2)设A,B 是椭圆C 上两动点,线段AB 的中点为P,OA,OB 的斜率分别为k 1,k 2(O 为坐标原点),且k 1k 2=-14,求|OP|的取值范围.9.解:(1)由椭圆的定义可得2(a +c )=4+23,所以a +c =2+ 3.①当A 在上(或下)顶点时,△AF 1F 2的面积取得最大值,即最大值为bc = 3.② 由①②及a 2=c 2+b 2联立求得a =2,b =1,c =3,可得椭圆方程为x 24+y 2=1,(2)当直线AB 的斜率k 不存在时,直线OA 的方程为y =12x 或y =-12x ,此时不妨取A (2,22),B (2,-22),P (2,0),则|OP |= 2.当直线AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y =kx +m ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2+4y 2=4,消去y 得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, Δ=64k 2m 2-4(4k 2+1)(4m 2-4)=16(4k 2-m 2+1).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.∵k 1k 2=-14,∴4y 1y 2+x 1x 2=0,∴4(kx 1+m )(kx 2+m )+x 1x 2=(1+4k 2)x 1x 2+4km (x 1+x 2)+4m 2=4m 2-4-32k 2m 21+4k2+4m 2=0.整理得2m 2=4k 2+1,∴m 2≥12,Δ=16m 2>0.设P (x 0,y 0),x 0=x 1+x 22=-2k m ,y 0=kx 0+m =12m ,∴|OP |2=x 20+y 20=4k 2m 2+14m 2=2-34m 2∈[12,2).∴|OP |的取值范围为[22,2).综上,|OP |的取值范围为[22,2].(2019河北衡水桃城区高三一模)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F,△ABC 的三个顶点都在抛物线上,且FB →+FC →=FA →.(1)求证:B,C 两点的纵坐标之积为定值.(2)设λ=AB →·AC →,求λ的取值范围.10.(1)证明:设A (y 204,y 0),B (y 214,y 1),C (y 224,y 2),F (1,0),∴F A →=(y 204-1,y 0),FB →=(y 214-1,y 1),FC →=(y 224-1,y 2).∵FB →+FC →=F A →,∴y 214-1+y 224-1=y 204-1,y 1+y 2=y 0,∴y 21+y 22=y 20+4,(y 1+y 2)2=y 20, ∴y 20+4+2y 1y 2=y 20,∴y 1y 2=-2,即B ,C 两点的纵坐标之积为定值.(2)解:由FB →+FC →=F A →得四边形ABFC 为平行四边形,故λ=AB →·AC →=CF →·BF →=(1-y 214)(1-y 224)+(-y 1)(-y 2)=1-(y 214+y 224)+y 21y 2216+y 1y 2=1-y 20+44+416-2=-14y 20-74≤-74,故λ的取值范围是(-∞,-74].[70分] 解答题标准练(一)1.(2019·广州模拟)已知{a n }是等差数列,且lg a 1=0,lg a 4=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1,a k ,a 6是等比数列{b n }的前3项,求k 的值及数列{a n +b n }的前n 项和. 解 (1)数列{a n }是等差数列,设公差为d , 且lg a 1=0,lg a 4=1.则⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 1+3d =10, 解得d =3,所以a n =1+3(n -1)=3n -2.(2)若a 1,a k ,a 6是等比数列{b n }的前3项, 则a 2k =a 1·a 6, 根据等差数列的通项公式得到a k =3k -2,代入上式解得k =2;a 1,a 2,a 6是等比数列{b n }的前3项,a 1=1,a 2=4, 所以等比数列{b n }的公比为q =4. 由等比数列的通项公式得到b n =4n -1. 则a n +b n =3n -2+4n -1,故S n =(1+1)+(4+41)+…+(3n -2+4n -1) =n (3n -1)2+4n -14-1=32n 2-12n +13(4n -1). 2.(2019·马鞍山质检)如图,半圆柱O ′O 中,平面ABB ′A ′过上、下底面的圆心O ′,O ,点C ,D分别在半圆弧AB ,A ′B ′上,且»¼.AC B'D =(1)求证:CD∥平面ABB′A′;(2)若2AC=AB=AA′,求二面角C-AD-B的余弦值.»AB的中点M,(1)证明如图,取∵OO′⊥平面ABC,∴OA,OM,OO′两两垂直,以O为坐标原点,OA,OM,OO′所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,连接OC,设OA=1,AA′=t,∠AOC=θ(0<θ<π),则A(1,0,0),B(-1,0,0),C(cos θ,sin θ,0),D(-cos θ,sin θ,t),于是CD→=(-2cos θ,0,t),而平面ABB′A′的一个法向量为OM→=(0,1,0),由于CD →·OM →=0,CD ⊄平面ABB ′A ′, 所以CD ∥平面ABB ′A ′.(2)解 设OA =1,∵2AC =AB =AA ′,则C ⎝⎛⎭⎫12,32,0,D ⎝⎛⎭⎫-12,32,2,CD →=(-1,0,2),AC →=⎝⎛⎭⎫-12,32,0,BD →=⎝⎛⎭⎫12,32,2,设平面CAD 的法向量n 1=(x 1,y 1,z 1),则⎩⎨⎧CD →·n 1=-x 1+2z 1=0,AC →·n 1=-12x 1+32y 1=0,不妨设x 1=23,得n 1=(23,2,3), 设平面BAD 的法向量n 2=(x 2,y 2,z 2), 则⎩⎨⎧BD →·n 2=12x 2+32y 2+2z 2=0,BA→·n 2=2x 2=0,不妨设y 2=4,得n 2=(0,4,-3), 所以cos 〈n 1,n 2〉=n 1·n 2|n 1|·|n 2|=519·19=519, 又由图可知,二面角C -AD -B 为锐角, 故二面角C -AD -B 的余弦值为519.3.(2019·武邑调研)已知定点N (5,0),动点P 是圆M :(x +5)2+y 2=36上的任意一点,线段NP 的垂直平分线与半径MP 相交于点Q .(1)求|QM |+|QN |的值,并求动点Q 的轨迹C 的方程;(2)若圆x 2+y 2=4的切线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求△AOB 面积的最大值. 解 (1)由已知条件得|QN |=|QP |,又|QM |+|QP |=6,∴|QM |+|QN |=6>25,为定值.根据椭圆定义得,动点Q 的轨迹是以点M ,N 为焦点的椭圆. 且2a =6,即a =3,c =5,则b =2,∴动点Q 的轨迹C 的方程为x 29+y 24=1.(2)由题可知直线l 不可能与x 轴平行, 则可设切线方程为x =ty +m , 由直线与圆相切,得|m |1+t 2=2,∴m 2=4(1+t 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +m ,x 29+y 24=1,消去x 得(4t 2+9)y 2+8tmy +4m 2-36=0, Δ=(8tm )2-4(4t 2+9)(4m 2-36) =144(4t 2-m 2+9)=144×5>0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∴y 1+y 2=-8tm4t 2+9,y 1y 2=4m 2-364t 2+9.∴|AB |=1+t 2|y 1-y 2| =1+t 2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2 =1+t 2·1254t 2+9=12541+t 2+51+t 2≤12545=3, 当且仅当41+t 2=51+t 2,即t 2=14时等号成立.此时|m |=5,|AB |max =3,又∵S △AOB =12×2×|AB |=|AB |≤3,∴当|m |=5,|t |=12时,△AOB 的面积最大,最大值为3.4.(2019·山东师范大学附属中学模拟)某读书协会共有1 200人,现收集了该协会20名成员每周的课外阅读时间(分钟),其中某一周的数据记录如下:75,60,35,100,90,50,85,170,65,70,125,75,70,85,155,110,75,130,80,100.对这20个数据按组距30进行分组,并统计整理,绘制了如下尚不完整的统计图表:阅读时间分组统计表(设阅读时间为x 分钟).(1)写出m ,n 的值,请估计该读书协会中人均每周的课外阅读时长,以及该读书协会中一周阅读时长不少于90分钟的人数;(2)该读书协会拟发展新成员5人,记新成员中每周阅读时长在[60,90)之间的人数为X ,以上述统计数据为参考,求X 的分布列和期望;(3)以这20人为样本完成下面的2×2列联表,并回答能否有90%的把握认为“每周至少阅读120分钟与性别有关”?附:K 2=n (ad -bc )2(a +c )(b +d )(a +b )(c +d ).解 (1)m =4,n =2,该读书协会中人均每周的课外阅读时长为45×220+75×1020+105×420+135×220+165×220=93(分钟),由样本估计总体,一周阅读时长不少于90分钟的人数为 1 200×4+2+220=480.(2)X ~B ⎝⎛⎭⎫5,12, 由题意知,X 的可能取值为0,1,2,3,4,5.且P (X =0)=C 05⎝⎛⎭⎫125=132,P (X =1)=C 15⎝⎛⎭⎫125=532, P (X =2)=C 25⎝⎛⎭⎫125=1032=516, P (X =3)=C 35⎝⎛⎭⎫125=1032=516, P (X =4)=C 45⎝⎛⎭⎫125=532,P (X =5)=C 55⎝⎛⎭⎫125=132, 所以X 的分布列如下:E (X )=5×12=2.5.(3)2×2列联表如下:k =20(3×8-1×8)24×16×11×9≈0.808<2.706,所以没有90%的把握认为“每周至少阅读120分钟与性别有关”.5.设函数f (x )=(x +1)ln x -a (x -1)(a ∈R ). (1)当a =1时,求f (x )的单调区间;(2)若f (x )≥0对任意x ∈[1,+∞)恒成立,求实数a 的取值范围; (3)当θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时,试比较12ln(tan θ)与tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4的大小,并说明理由. 解 (1)当a =1时,f (x )=(x +1)ln x -(x -1),f ′(x )=ln x +1x,设g (x )=ln x +1x (x >0),则g ′(x )=x -1x 2,当x ∈(0,1)时,g ′(x )<0,g (x )单调递减, 当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )单调递增, g (x )min =g (1)=1>0,∴f ′(x )>0.故f (x )在区间(0,+∞)上单调递增, 无单调递减区间.(2)f ′(x )=ln x +1x +1-a =g (x )+1-a ,由(1)可知g (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 则g (x )≥g (1)=1,即f ′(x )在区间[1,+∞)上单调递增,且f ′(1)=2-a , ①当a ≤2时,f ′(x )≥0, f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, ∴f (x )≥f (1)=0满足条件;②当a >2时,设h (x )=ln x +1x +1-a (x ≥1),则h ′(x )=1x -1x 2=x -1x 2≥0(x ≥1),∴h (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 且h (1)=2-a <0,h (e a )=1+e -a >0, ∴∃x 0∈[1,e a ],使得h (x 0)=0, ∴当x ∈[1,x 0)时,h (x )<0,f (x )单调递减, 即当x ∈[1,x 0)时,f (x )≤f (1)=0,不满足题意. 综上所述,实数a 的取值范围为(-∞,2]. (3)由(2)可知,取a =2,当x >1时,f (x )=(x +1)ln x -2(x -1)>0,即12ln x >x -1x +1, 当0<x <1时,1x >1,∴12ln 1x >1x -11x +1⇔ln x 2<x -1x +1, 又∵tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4=tan θ-1tan θ+1,∴当0<θ<π4时,0<tan θ<1,12ln(tan θ)<tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4; 当θ=π4时,tan θ=1,12ln(tan θ)=tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4; 当π4<θ<π2时,tan θ>1, 12ln(tan θ)>tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4. 综上,当θ∈⎝⎛⎭⎫0,π4时,12ln(tan θ)<tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4; 当θ=π4时,12ln(tan θ)=tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4; 当θ∈⎝⎛⎭⎫π4,π2时,12ln(tan θ)>tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4. 6.在极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为ρ=6sin θ,点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎫2,π4,以极点为坐标原点,极轴为x 轴正半轴,建立平面直角坐标系. (1)求曲线C 的直角坐标方程和点P 的直角坐标;(2)过点P 的直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,若|P A |=2|PB |,求|AB |的值. 解 (1)由ρ=6sin θ,得ρ2=6ρsin θ, 又x =ρcos θ,y =ρsin θ, ∴x 2+y 2=6y ,即曲线C 的直角坐标方程为x 2+(y -3)2=9, 点P 的直角坐标为(1,1).(2)设过点P 的直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos θ,y =1+t sin θ(t 为参数), 将其代入x 2+y 2=6y ,得t 2+2(cos θ-2sin θ)t -4=0, 设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2, ∴t 1t 2=-4,∵|P A |=2|PB |,∴t 1=-2t 2,∴t 1=22,t 2=-2或t 1=-22,t 2=2, ∴|AB |=|t 1-t 2|=3 2.7.已知函数f (x )=|x -1|+|x -2|. (1)解不等式:f (x )≤x +3;(2)若不等式|m |·f (x )≥|m +2|-|3m -2|对任意m ∈R 恒成立,求x 的取值范围.解 (1)①由⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,2x -3≤x +3,得2≤x ≤6;②由⎩⎪⎨⎪⎧1<x <2,x -1+2-x ≤x +3,得1<x <2;③由⎩⎪⎨⎪⎧x ≤1,3-2x ≤x +3,得0≤x ≤1.由①②③可得x ∈[0,6]. (2)①当m =0时,0≥0,∴x ∈R ; ②当m ≠0时,即f (x )≥⎪⎪⎪⎪2m +1-⎪⎪⎪⎪2m -3对∀m ∈R ,m ≠0恒成立, ⎪⎪⎪⎪2m +1-⎪⎪⎪⎪2m -3≤⎪⎪⎪⎪⎝⎛⎭⎫2m +1-⎝⎛⎭⎫2m -3=4, ∴f (x )=|x -1|+|x -2|≥4, 当x ≥2时,2x -3≥4,解得x ≥72;当1<x <2时,x -1+2-x ≥4,解得x ∈∅; 当x ≤1时,3-2x ≥4,解得x ≤-12,综上,x 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪⎣⎡⎭⎫72,+∞.数学的核心素养引领复习一、数学抽象、直观想象素养1 数学抽象例1 (2019·全国Ⅱ)设函数f (x )的定义域为R ,满足f (x +1)=2f (x ),且当x ∈(0,1]时,f (x )=x (x -1).若对任意x ∈(-∞,m ],都有f (x )≥-89,则m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤-∞,94 B.⎝⎛⎦⎤-∞,73 C.⎝⎛⎦⎤-∞,52 D.⎝⎛⎦⎤-∞,83 答案 B解析 当-1<x ≤0时,0<x +1≤1,则f (x )=12 f (x +1)=12(x +1)x ;当1<x ≤2时,0<x -1≤1,则f (x )=2f (x -1)=2(x -1)(x -2);当2<x ≤3时,0<x -2≤1,则f (x )=2f (x -1)=22f (x -2)=22(x -2)(x -3),…,由此可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧…,12(x +1)x ,-1<x ≤0,x (x -1),0<x ≤1,2(x -1)(x -2),1<x ≤2,22(x -2)(x -3),2<x ≤3,由此作出函数f (x )的图象,如图所示.由图可知当2<x ≤3时,令22(x -2)·(x -3)=-89,整理,得(3x -7)(3x -8)=0,解得x =73或x =83,将这两个值标注在图中.要使对任意x ∈(-∞,m ]都有f (x )≥-89,必有m ≤73,即实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,73,故选B.。
解析几何小题压轴练-高考数学重点专题冲刺演练(学生版)
解析几何小题压轴练-新高考数学复习分层训练(新高考通用)一、单选题1.(2023·辽宁盘锦·盘锦市高级中学校考一模)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线上,且∠F 1PF 2=60°,PF 2的延长线交双曲线于点Q ,若双曲线的离心率为e =72,则PQ F 1Q=()A.23B.813C.815D.122.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的左,右焦点分别为F 1,F 2,点F 2与抛物线C 2:y 2=2px p >0 的焦点重合,点P 为C 1与C 2的一个交点,若△PF 1F 2的内切圆圆心的横坐标为4,C 2的准线与C 1交于A ,B 两点,且AB =92,则C 1的离心率为()A.94B.54C.95D.743.(2023·江苏南通·海安高级中学校考一模)双曲线C :x 2-y 2=4的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 2作垂直于x 轴的直线交双曲线于A ,B 两点,△AF 1F 2,△BF 1F 2,△F 1AB 的内切圆圆心分别为O 1,O 2,O 3,则△O 1O 2O 3的面积是()A.62-8B.62-4C.8-42D.6-424.(2023·湖南永州·统考二模)如图,F 1,F 2为双曲线的左右焦点,过F 2的直线交双曲线于B ,D 两点,且F 2D =3F 2B ,E 为线段DF 1的中点,若对于线段DF 1上的任意点P ,都有PF 1 ⋅PB ≥EF 1 ⋅EB 成立,则双曲线的离心率是()A.2B.3C.2D.55.(2023·河北·河北衡水中学校考模拟预测)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的两焦点为F 1,F 2,x 轴上方两点A ,B 在椭圆上,AF 1与BF 2平行,AF 2交BF 1于P .过P 且倾斜角为αα≠0 的直线从上到下依次交椭圆于S ,T .若PS =βPT ,则“α为定值”是“β为定值”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不必要也不充分条件6.(2023·江苏南通·二模)已知F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点P 在双曲线上,PF 1⊥PF 2,圆O :x 2+y 2=94(a 2+b 2),直线PF 1与圆O 相交于A ,B 两点,直线PF 2与圆O 相交于M ,N 两点.若四边形AMBN 的面积为9b 2,则C 的离心率为()A.54B.85C.52D.21057.(2023·浙江金华·浙江金华第一中学校考模拟预测)如图,已知椭圆C 1和双曲线C 2具有相同的焦点F 1-c ,0 ,F 2c ,0 ,A 、B 、C 、D 是它们的公共点,且都在圆x 2+y 2=c 2上,直线AB 与x 轴交于点P ,直线CP 与双曲线C 2交于点Q ,记直线AC 、AQ 的斜率分别为k 1、k 2,若椭圆C 1的离心率为155,则k 1⋅k 2的值为()A.2B.52C.3D.4二、多选题1.(2023·广东·统考一模)已知拋物线E :y 2=8x 的焦点为F ,点F 与点C 关于原点对称,过点C 的直线l 与抛物线E 交于A ,B 两点(点A 和点C 在点B 的两侧),则下列命题正确的是()A.若BF 为△ACF 的中线,则AF =2BFB.若BF 为∠AFC 的角平分线,则AF =6C.存在直线l ,使得AC =2AFD.对于任意直线l ,都有AF +BF >2CF2.(2023·广东深圳·深圳中学校联考模拟预测)已知P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 是椭圆x 24+9y 24=1上两个不同点,且满足x 1x 2+9y 1y 2=-2,则下列说法正确的是()A.2x 1+3y 1-3 +2x 2+3y 2-3 的最大值为6+25B.2x 1+3y 1-3 +2x 2+3y 2-3 的最小值为3-5C.x 1-3y 1+5 +x 2-3y 2+5 的最大值为25+2105D.x 1-3y 1+5 +x 2-3y 2+5 的最小值为10-223.(2023·浙江金华·浙江金华第一中学校考模拟预测)设F 1,F 2为椭圆x 24+y 23=1的左,右焦点,直线l过F 1交椭圆于A ,B 两点,则以下说法正确的是()A.△ABF 2的周长为定值8B.△ABF 2的面积最大值为23C.AF 1 2+AF 2 2的最小值为8D.存在直线l 使得△ABF 2的重心为16,144.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)已知抛物线C :y 2=2px p >0 的焦点为F ,直线l 与C 交于A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 两点,其中点A 在第一象限,点M 是AB 的中点,作MN 垂直于准线,垂足为N ,则下列结论正确的是()A.若直线l 经过焦点F ,且OA ⋅OB=-12,则p =2B.若AF =3FB ,则直线l 的倾斜角为π3C.若以AB 为直径的圆M 经过焦点F ,则ABMN的最小值为2D.若以AB 为直径作圆M ,则圆M 与准线相切5.(2023·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F ,斜率为34的直线l 1过点F 交C 于A ,B 两点,且点B 的横坐标为4,直线l 2过点B 交C 于另一点M (异于点A ),交C 的准线于点D ,直线AM 交准线于点E ,准线交y 轴于点N ,则()A.C 的方程为x 2=4yB.AB =254C.BD <AED.ND ⋅NE =46.(2023·山东青岛·统考一模)已知A 、B 是平面直角坐标系xOy 中的两点,若OA =λOB λ∈R ,OA⋅OB=r 2r >0 ,则称B 是A 关于圆x 2+y 2=r 2的对称点.下面说法正确的是()A.点1,1 关于圆x 2+y 2=4的对称点是-2,-2B.圆x 2+y 2=4上的任意一点A 关于圆x 2+y 2=4的对称点就是A 自身C.圆x 2+y -b 2=b 2b >0 上不同于原点O 的点M 关于圆x 2+y 2=1的对称点N 的轨迹方程是y =12bD.若定点E 不在圆C :x 2+y 2=4上,其关于圆C 的对称点为D ,A 为圆C 上任意一点,则ADAE为定值7.(2023·山东济宁·统考一模)已知F 1,F 2是椭圆C 1:x 2a 12+y 2a 22=1(a 1>b 1>0)与双曲线C 2:x 2a 22-y 2a 22=1(a 2>0,b 2>0)的公共焦点,e 1,e 2分别是C 1与C 2的离心率,且P 是C 1与C 2的一个公共点,满足PF 1⋅PF 2=0,则下列结论中正确的是()A.a 12+b 12=a 22-b 22 B.1e 21+1e 22=2C.1e 1+3e 2的最大值为22 D.3e 1+1e 2的最大值为228.(2023·山东济南·一模)在平面直角坐标系xOy 中,由直线x =-4上任一点P 向椭圆x 24+y 23=1作切线,切点分别为A ,B ,点A 在x 轴的上方,则()A.∠APB 恒为锐角B.当AB 垂直于x 轴时,直线AP 的斜率为12C.|AP |的最小值为4D.存在点P ,使得(PA +PO )⋅OA=09.(2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测)已知AB ,CD 是经过抛物线y 2=2x 焦点F 的互相垂直的两条弦,若AB 的倾斜角为锐角,C ,A 两点在x 轴上方,则下列结论中一定成立的是()A.AB 2+CD 2最小值为32B.设P x ,y 为抛物线上任意一点,则x +x -322+y -2 2的最小值为5C.若直线CD 的斜率为-3,则AF ⋅BF =4D.OA ⋅OB +OC ⋅OD =-3210.(2023·湖南·模拟预测)已知F 1,F 2分别为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,C 的一条渐近线l 的方程为y =3x ,且F 1到l 的距离为33,点P 为C 在第一象限上的点,点Q 的坐标为2,0 ,PQ 为∠F 1PF 2的平分线.则下列正确的是()A.双曲线的方程为x 29-y 227=1B.PF 1=3 PF 2C.OP =36D.点P 到x 轴的距离为315211.(2023·湖南·模拟预测)已知椭圆:Γ:x 2a2+y 23=1(a >3)的左、右焦点分别为F 1、F 2,右顶点为A ,点M 为椭圆Γ上一点,点I 是△MF 1F 2的内心,延长MI 交线段F 1F 2于N ,抛物线y 2=158(a +c )x (其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆Γ交于B ,C 两点,若四边形ABF 1C 是菱形,则下列结论正确的是()A.|BC |=352 B.椭圆Γ的离心率是32C.1MF 1 +4MF 2的最小值为94 D.|IN ||MI |的值为12三、填空题1.(2023·广东揭阳·校考模拟预测)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点为F 1,F 2,P 是双曲线上一点,且∠F 1PF 2=π3.若ΔF 1PF 2的外接圆和内切圆的半径分别为R ,r ,且R =4r ,则双曲线的离心率为.2.(2023·浙江·校联考三模)已知椭圆E :x 24+y 2=1,椭圆的左右焦点分别为F 1,F 2,点A (m ,n )为椭圆上一点且m >0,n >0,过A 作椭圆E 的切线l ,并分别交x =2、x =-2于C 、D 点.连接CF 1、DF 2,CF 1与DF 2交于点E ,并连接AE .若直线l ,AE 的斜率之和为32,则点A 坐标为.3.(2023·辽宁葫芦岛·统考一模)已知双曲线M :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P为双曲线右支上的一点,Q 为△F 1F 2P 的内心,且2QF 1 +3QF 2 =4PQ,则M 的离心率为.4.(2023·辽宁·校联考一模)过双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 焦点F 的直线与C 的两条渐近线的交点分分别为M 、N ,当MF +3FN =0时,FN =b .则C 的离心率为.5.(2023·河北邢台·校联考模拟预测)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,经过F 的直线l ,l 与C 的对称轴不垂直,l 交C 于A ,B 两点,点M 在C 的准线上,若△ABM 为等腰直角三角形,则AB =.6.(2023·福建泉州·统考三模)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,C 的渐近线与圆x 2+y 2=a 2在第一象限的交点为M ,线段MF 2与C 交于点N ,O 为坐标原点.若MF 1⎳ON ,则C 的离心率为.7.(2023·山东枣庄·统考二模)已知点A 1,2 在抛物线y 2=2px 上,过点A 作圆x -2 2+y 2=2的两条切线分别交抛物线于B ,C 两点,则直线BC 的方程为.8.(2023·湖北·宜昌市一中校联考模拟预测)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率e ≠22,C 的左右焦点分别为F 1,F 2,点A 在椭圆C 上满足∠F 1AF 2=π2.∠F 1AF 2的角平分线交椭圆于另一点B ,交y轴于点D .已知AB =2BD,则e =.9.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)设F 为双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,A ,B 分别为双曲线E 的左右顶点,点P 为双曲线E 上异于A ,B 的动点,直线l :x =t 使得过F 作直线AP 的垂线交直线l 于点Q 时总有B ,P ,Q 三点共线,则ta 的最大值为.10.(2023·湖南株洲·统考一模)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的左右焦点为F 1,F 2,过F 1的直线交椭圆C 于P ,Q 两点,若PF 1 =43F 1Q ,且PF 2 =F 1F 2,则椭圆C 的离心率为.11.(2023·湖南常德·统考一模)在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =2,BC =1,点P 为长方体表面上的动点,且PA ⋅PB=0,当CP 最小时,△ABP 的面积为.12.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)在平面直角坐标系中,椭圆E 以两坐标轴为对称轴,左,右顶点分别为A ,B ,点P 为第一象限内椭圆上的一点,P 关于x 轴的对称点为Q ,过P 作椭圆的切线l ,若l ⊥AP ,且△APQ 的垂心恰好为坐标原点O ,记椭圆E 的离心率为e ,则e 2的值为.。
高考数学压轴专题2020-2021备战高考《平面解析几何》知识点总复习含解析
新数学复习题《平面解析几何》专题解析一、选择题1.已知点M 是抛物线24x y =上的一动点,F 为抛物线的焦点,A 是圆C :22(1)(4)1x y -+-=上一动点,则||||MA MF +的最小值为( )A .3B .4C .5D .6【答案】B【解析】【分析】根据抛物线定义和三角形三边关系可知当,,M A P 三点共线时,MA MF +的值最小,根据圆的性质可知最小值为CP r -;根据抛物线方程和圆的方程可求得CP ,从而得到所求的最值.【详解】如图所示,利用抛物线的定义知:MP MF =当,,M A P 三点共线时,MA MF +的值最小,且最小值为1CP r CP -=- Q 抛物线的准线方程:1y =-,()1,4C415CP ∴=+= ()min 514MA MF ∴+=-=本题正确选项:B【点睛】本题考查线段距离之和的最值的求解,涉及到抛物线定义、圆的性质的应用,关键是能够找到取得最值时的点的位置,从而利用抛物线和圆的性质来进行求解.2.已知直线:2l y x b =+被抛物线2:2(0)C y px p =>截得的弦长为5,直线l 经过2:2(0)C y px p =>的焦点,M 为C 上的一个动点,若点N 的坐标为()4,0,则MN 的最小值为( )A .3B 3C .2D .22【答案】A【解析】【分析】联立直线与抛物线方程利用弦长公式列方程,结合直线过抛物线的焦点,解方程可得2p =,再利用两点的距离公式,结合二次函数配方法即可得结果.【详解】由22224(42)02y x b x b p x b y px=+⎧⇒+-+=⎨=⎩, 121222,24b p b x x x x +=-=-, 因为直线:2l y x b =+被抛物线2:2(0)C y px p =>截得的弦长为5,125x =-,所以()22222512424b p b ⎡⎤-⎛⎫=+-⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ (1) 又直线l 经过C 的焦点, 则,22b p b p -=∴=- (2) 由(1)(2)解得2p =,故抛物线方程为24y x =.设()20000,,4M x y y x ∴=.则()()()2222200000||444212MN x y x x x =-+=-+=-+,故当02x =时,min ||MN =故选:A.【点睛】本题主要考查直线与抛物线的位置关系,考查了弦长公式以及配方法的应用,意在考查综合应用所学知识解答问题的能力,属于中档题.3.设D 为椭圆2215y x +=上任意一点,A (0,-2),B (0,2),延长AD 至点P ,使得|PD|=|BD|,则点P 的轨迹方程为( )A .x 2+(y -2)2=20B .x 2+(y -2)2=5C .x 2+(y +2)2=20D .x 2+(y +2)2=5【答案】C【解析】【分析】由题意得PA PD DA DB DA =+=+=,从而得到点P 的轨迹是以点A 为圆心,半径为【详解】 由题意得PA PD DA DB DA =+=+,又点D 为椭圆2215y x +=上任意一点,且()()0,2,0,2A B -为椭圆的两个焦点,∴DB DA +=,∴PA =∴点P 的轨迹是以点A 为圆心,半径为∴点P 的轨迹方程为()22220x y ++=.故选C .【点睛】本题考查圆的方程的求法和椭圆的定义,解题的关键是根据椭圆的定义得到PA =然后再根据圆的定义得到所求轨迹,进而求出其方程.考查对基础知识的理解和运用,属于基础题.4.已知双曲线2222:1(0)x y E a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,P 是双曲线E 上的一点,且212||PF PF =.若直线2PF 与双曲线E 的渐近线交于点M ,且M 为2PF 的中点,则双曲线E 的渐近线方程为( )A .13y x =± B .12y x =± C .2y x =± D .3y x =±【答案】C【解析】【分析】 由双曲线定义得24PF a =,12PF a =,OM 是12PF F △的中位线,可得OM a =,在2OMF △中,利用余弦定理即可建立,a c 关系,从而得到渐近线的斜率.【详解】根据题意,点P 一定在左支上. 由212PF PF =及212PF PF a -=,得12PF a =,24PF a =,再结合M 为2PF 的中点,得122PF MF a ==,又因为OM 是12PF F △的中位线,又OM a =,且1//OM PF ,从而直线1PF 与双曲线的左支只有一个交点.在2OMF △中22224cos 2a c a MOF ac+-∠=.——① 由2tan b MOF a ∠=,得2cos a MOF c∠=. ——② 由①②,解得225c a=,即2b a =,则渐近线方程为2y x =±.故选:C.【点睛】本题考查求双曲线渐近线方程,涉及到双曲线的定义、焦点三角形等知识,是一道中档题.5.已知直线()0y kx k =≠与双曲线()222210,0x y a b a b-=>>交于,A B 两点,以AB 为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F ,若ABF ∆的面积为24a ,则双曲线的离心率为 A .2B .3C .2D .5【答案】D【解析】【分析】通过双曲线和圆的对称性,将ABF ∆的面积转化为FBF ∆'的面积;利用焦点三角形面积公式可以建立a 与b 的关系,从而推导出离心率.【详解】由题意可得图像如下图所示:F '为双曲线的左焦点AB Q 为圆的直径 90AFB ∴∠=o根据双曲线、圆的对称性可知:四边形AFBF '为矩形12ABF AFBF FBF S S S ''∆∆∴== 又2224tan 45FBF b S b a ∆'===o ,可得:225c a = 25e ∴= 5e ⇒=本题正确选项:D【点睛】本题考查双曲线的离心率求解,离心率问题的求解关键在于构造出关于,a c 的齐次方程,从而配凑出离心率的形式.6.已知椭圆221259x y +=上一点M 到椭圆的一个焦点的距离等于4,那么点M 到另一个焦点的距离等于( )A .1B .3C .6D .10【答案】C【解析】由椭圆方程可得225210a a =∴= ,由椭圆定义可得点M 到另一焦点的距离等于6.故选C .7.如图,12,F F 是双曲线221:13y C x -=与椭圆2C 的公共焦点,点A 是1C ,2C 在第一象限的公共点,若112F A F F =,则2C 的离心率是( )A .13B .15C .23D .25【答案】C 【解析】由221:13y C x -=知2c =,1124F A F F == ∵122F A F A -=∴22F A = ∵由椭圆得定义知1226a F A F A =+=∴23,3c a e a === 故选C8.过双曲线()2222100x y a b a b-=>>,的右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A B ,两点,OAB ∆13bc ,则双曲线的离心率为( ) A 13B 13 C 22 D 22 【答案】D【解析】【分析】令x c =,代入双曲线方程可得2b y a=±,由三角形的面积公式,可得,a b 的关系,由离心率公式计算可得所求值.【详解】右焦点设为F ,其坐标为(),0c令x c =,代入双曲线方程可得2b y a=±=±OAB V 的面积为2122b c a ⋅⋅= b a ⇒=可得c e a ==== 本题正确选项:D【点睛】本题考查双曲线的对称性、考查双曲线的离心率和渐近线方程,属于中档题.9.已知抛物线2:6C x y =的焦点为F 直线l 与抛物线C 交于,A B 两点,若AB 中点的纵坐标为5,则||||AF BF +=( )A .8B .11C .13D .16 【答案】C【解析】【分析】设点A 、B 的坐标,利用线段AB 中点纵坐标公式和抛物线的定义,求得12y y +的值,即可得结果;【详解】抛物线2:6C x y =中p =3,设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由抛物线定义可得:|AF |+|BF |=y 1+ y 2+p =y 1+ y 2+3,又线段AB 中点M 的横坐标为122y y +=5, ∴12y y +=10,∴|AF |+|BF |=13;故选:C .【点睛】本题考查了抛物线的定义的应用及中点坐标公式,是中档题. 10.已知平面向量,,a b c r r r 满足()()2,21a b a b a c b c ==⋅=-⋅-=r r r r r r r r ,则b c -r r 的最小值为( )A B C .2-D 【答案】A【解析】【分析】根据题意,易知a r 与b r 的夹角为60︒,设(=1a r ,()20b =,r ,(),c x y =r ,由()()21a c b c -⋅-=r r r r ,可得221202x y x +-+=,所以原问题等价于,圆221202x y x +-+=上一动点与点()20,之间距离的最小值, 利用圆心和点()20,的距离与半径的差,即可求出结果.【详解】因为2a b a b ==⋅=r r r r ,所以a r 与b r 的夹角为60︒,设(=1a r ,()20b =,r ,(),c x y =r ,因为()()21a c b c -⋅-=r r r r ,所以221202x y x +-+=,又b c -=r r所以原问题等价于,圆221202x y x +-+=上一动点与点()20,之间距离的最小值,又圆221202x y x +-+=的圆心坐标为1⎛ ⎝⎭,所以点()20,与圆221202x y x +-+=上一动点距离的最小值为=. 故选:A.【点睛】本题考查向量的模的最值的求法,考查向量的数量积的坐标表示,考查学生的转换思想和运算能力,属于中档题.11.已知抛物线2:4C y x =,过其焦点F 的直线l 交抛物线C 于,A B 两点,若3AF FB =uu u r uu r ,则AOF V 的面积(O 为坐标原点)为( )A B C D .【答案】B【解析】【分析】首先过A 作111AA A B ⊥,过B 作111BB A B ⊥(11A B 为准线),1BM AA ⊥,易得30ABM ∠=o ,60AFH ∠=o .根据直线AF :3(1)y x =-与抛物线联立得到12103x x +=,根据焦点弦性质得到163AB =,结合已知即可得到sin 6023AH AF ==o ,再计算AOF S V 即可.【详解】如图所示:过A 作111AA A B ⊥,过B 作111BB A B ⊥(11A B 为准线),1BM AA ⊥.因为3AF BF =uuu r uu u r ,设BF k =,则3AF k =,11BB A M k ==.所以2AM k =.在RT ABM V 中,12AM AB =,所以30ABM ∠=o . 则60AFH ∠=o . (1,0)F ,直线AF 为3(1)y x =-.223(1)310304y x x x y x⎧=-⎪⇒-+=⎨=⎪⎩,12103x x +=. 所以121016233AB x x p =++=+=,344AF AB ==. 在RT AFH V 中,sin 6023AH AF ==o所以112332AOF S =⨯⨯=V 故选:B【点睛】本题主要考查抛物线的几何性质,同时考查焦点弦的性质,属于中档题.12.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左右焦点分别为1F ,2F ,M 为双曲线上一点,若121cos 4F MF ∠=,122MF MF =,则此双曲线渐近线方程为( ) A.y =B.y x = C .y x =± D .2y x =±【答案】A【解析】【分析】 因为M 为双曲线上一点,可得122MF MF a -=,在12F MF ∆使用余弦定理,结合已知条件即可求得答案.【详解】Q 双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左右焦点分别为1F ,2F ,M 为双曲线上一点 ∴ 121222MF MF a MF MF ⎧-=⎪⎨=⎪⎩,解得:14MF a =,22MF a = 在12F MF ∆中,根据余弦定理可得:∴ 12121222122c 2os F F MF MF M MF MF F F ∠=+-⋅⋅可得:2221(2)(4)(2)2424c a a a a =+-⋅⋅⋅化简可得:2c a =由双曲线性质可得:22222243b c a a a a =-=-=可得:b = Q 双曲线渐近线方程为:b y x a=± 则双曲线渐近线方程为: y =故选:A.【点睛】本题考查了求双曲线渐近线方程问题,解题关键是掌握双曲线的基本知识,数形结合,考查分析能力和计算能力,属于中档题.13.过双曲线22134x y -=的左焦点1F 引圆223x y +=的切线,切点为T ,延长1F T 交双曲线右支于P 点,M 为线段1F P 的中点,O 为坐标原点,则MO MT -=( ) A .1 B.2 C.1+D .2【答案】B【解析】【分析】根据三角形的中位线性质,双曲线的定义,及圆的切线性质,即可得到结论.【详解】由图象可得()1111||MO MT MO MF TF MO MF TF -=--=-+=()(22211112322322PF PF OF OT -+-=⋅-+= 故选:B.【点睛】 本题考查圆与双曲线的综合,解题的关键是正确运用双曲线的定义,三角形的中位线性质.14.已知12F F 分别为双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点,P 为双曲线上一点,2PF 与x 轴垂直,1230PF F ∠=︒,且焦距为3 ) A .3y x =B .2y x =C .2y x =±D .3y x =±【答案】B【解析】【分析】先求出c 的值,再求出点P 的坐标,可得22b PF a =,再由已知求得1PF ,然后根据双曲线的定义可得b a的值,则答案可求. 【详解】 解:由题意,223c = 解得3c =,∵()2,0F c ,设(),P c y , ∴22221x y a b -=,解得2b y a =±,∴22b PF a=,∵1230PF F ∠=︒,∴21222b PF PF a==,由双曲线定义可得:2122b PF PF a a-==,则222a b =,即2ba=. ∴双曲线的渐近线方程为2y x =±. 故选:B .【点睛】本题考查双曲线渐近线方程的求解,难度一般.求解双曲线的渐近线方程,可通过找到,,a b c 中任意两个量的倍数关系进行求解.15.双曲线定位法是通过测定待定点到至少三个已知点的两个距离差所进行的一种无线电定位.通过船(待定点)接收到三个发射台的电磁波的时间差计算出距离差,两个距离差即可形成两条位置双曲线,两者相交便可确定船位.我们来看一种简单的“特殊”状况;如图所示,已知三个发射台分别为A ,B ,C 且刚好三点共线,已知34AB =海里,20AC =海里,现以AB 的中点为原点,AB 所在直线为x 轴建系.现根据船P 接收到C 点与A 点发出的电磁波的时间差计算出距离差,得知船P 在双曲线()222713664x y --=的左支上,根据船P 接收到A 台和B 台电磁波的时间差,计算出船P 到B 发射台的距离比到A 发射台的距离远30海里,则点P 的坐标(单位:海里)为( )A.90,7⎛±⎝⎭B.135,7⎛⎝⎭C .3217,3⎛⎫±⎪⎝⎭D.(45,±【答案】B 【解析】 【分析】设由船P 到B 台和到A 台的距离差确定的双曲线方程为()22221x y x a a b-=≥,根据双曲线的定义得出15a =,再得出由船P 到B 台和到A 台的距离差所确定的双曲线为()2211522564x y x -=>,与双曲线()222713664x y --=联立,即可得出点P 坐标. 【详解】设由船P 到B 台和到A 台的距离差确定的双曲线方程为()22221x y x a a b-=≥由于船P 到B 台和到A 台的距离差为30海里,故15a =,又=17c ,故8b =故由船P 到B 台和到A 台的距离差所确定的双曲线为()2211522564x y x -=>联立()()()222227121366411522564x y x x y x ⎧--=<⎪⎪⎨⎪-=>⎪⎩,解得135,77P ⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭ 故选:B 【点睛】本题主要考查了双曲线的应用,属于中档题.16.在复平面内,虚数z 对应的点为A ,其共轭复数z 对应的点为B ,若点A 与B 分别在24y x =与y x =-上,且都不与原点O 重合,则OA OB ⋅=u u u v u u u v( )A .-16B .0C .16D .32【答案】B 【解析】 【分析】先求出(4,4)OA =u u u r ,(4,4)OB =-u u u r,再利用平面向量的数量积求解.【详解】∵在复平面内,z 与z 对应的点关于x 轴对称,∴z 对应的点是24y x =与y x =-的交点.由24y x y x⎧=⎨=-⎩得(4,4)-或(0,0)(舍),即44z i =-, 则44z i =+,(4,4)OA =u u u r ,(4,4)OB =-u u u r, ∴444(4)0OA OB ⋅=⨯+⨯-=u u u r u u u r.故选B 【点睛】本题主要考查共轭复数和数量积的坐标运算,考查直线和抛物线的交点的求法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.17.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过2F 且斜率为247的直线与双曲线在第一象限的交点为A ,若()21210F F F A F A +⋅=u u u u v u u u u v u u u v,则此双曲线的标准方程可能为( )A .22143x y -=B .22134x y -=C .221169x y -=D .221916x y -=【答案】D 【解析】 【分析】先由()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r 得到1222F F F A c ==,根据2AF 的斜率为247,求出217cos 25AF F ∠=-,结合余弦定理,与双曲线的定义,得到c a ,求出ab ,进而可得出结果. 【详解】由()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r,可知1222F F F A c ==,又2AF 的斜率为247,所以易得217cos 25AF F ∠=-, 在12AF F ∆中,由余弦定理得1165AF c =, 由双曲线的定义得16225c c a -=, 所以53c e a ==,则:3:4a b =, 所以此双曲线的标准方程可能为221916x y -=.故选D 【点睛】本题考查双曲线的标准方程,熟记双曲线的几何性质与标准方程即可,属于常考题型.18.若函数1()ln (0,0)a a f x x a b b b+=-->>的图象在x =1处的切线与圆x 2+y 2=1相切,则a +b 的最大值是( ) A .4 B .2 C .2 D . 【答案】D 【解析】()1ln (0,0)a a f x x a b b b+=-->>,所以()'a f x bx =-,则f ′(1)=-ab为切线的斜率, 切点为(1,-1a b+), 所以切线方程为y +1a b +=-ab(x -1), 整理得ax +by +1=0.因为切线与圆相切,所以22a b+=1,即a 2+b 2=1.由基本不等式得a 2+b 2=1≥2ab , 所以(a +b )2=a 2+b 2+2ab =1+2ab ≤2, 所以a +b ≤,即a +b 的最大值为.故选D.点睛:求曲线的切线方程是导数的重要应用之一,用导数求切线方程的关键在于求出切点00(,)P x y 及斜率,其求法为:设00(,)P x y 是曲线()y f x =上的一点,则以P 的切点的切线方程为:000'()()y y f x x x -=-.若曲线()y f x =在点00(,())P x f x 的切线平行于y 轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为0x x =.19.已知P 是双曲线2221(0)8x y a a -=>上一点,12,F F 为左、右焦点,且19PF =,则“4a =”是“217PF =”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】化简得到229PF a =+或292PF a =-,故当4a =时,217PF =或21PF =;当217PF =时,4a =,得到答案.【详解】P 是双曲线2221(0)8x y a a -=>上一点,12,F F 为左、右焦点,且19PF =, 则229PF a =+或292PF a =-,当4a =时,217PF =或21PF =;当217PF =时,4a =. 故“4a =”是“217PF =”的必要不充分条件. 故选:B . 【点睛】本题考查了必要不充分条件,意在考查学生的推断能力.20.如图,设椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的右顶点为A ,右焦点为F ,B 为椭圆在第二象限上的点,直线BO 交椭圆E 于点C ,若直线BF 平分线段AC 于M ,则椭圆E 的离心率是( ) A .12B .23C .13D .14【答案】C 【解析】如图,设AC 中点为M ,连接OM ,则OM 为△ABC 的中位线, 于是△OFM ∽△AFB ,且OF OM 1FAAB2==, 即c c a -=12可得e=c a =13. 故答案为13. 点睛:解决椭圆和双曲线的离心率的求值及范围问题其关键就是确立一个关于a ,b ,c 的方程或不等式,再根据a ,b ,c 的关系消掉b 得到a ,c 的关系式,建立关于a ,b ,c 的方程或不等式,要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等.。
近年高考数学二轮复习专题七解析几何专题对点练257.1~7.3组合练文(2021年整理)
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专题对点练25 7.1~7.3组合练(限时90分钟,满分100分)一、选择题(共9小题,满分45分)1。
直线x-3y+3=0与圆(x—1)2+(y—3)2=10相交所得弦长为()A.B.C.4D。
32.圆x2+y2—2x—8y+13=0的圆心到直线ax+y—1=0的距离为1,则a=()A.-B.-C.D.23。
圆x2+y2—4x-4y—10=0上的点到直线x+y—8=0的最大距离与最小距离的差是()A。
18 B.6C。
5D.44。
已知直线l:mx+y—1=0(m∈R)是圆C:x2+y2-4x+2y+1=0的对称轴,过点A(-2,m)作圆C的一条切线,切点为B,则|AB|为()A.4B.2C。
4D.35。
若直线2x+y—4=0,x+ky—3=0与两坐标轴围成的四边形有外接圆,则此四边形的面积为()A.B。
C。
D.56.已知点P(x,y)是直线kx=y+4(k〉0)上一动点,PA,PB是圆C:x2+y2—2y=0的两条切线,A,B为切点,若四边形PACB面积的最小值是2,则k的值是()A.B.C.2 D.27.(2018全国Ⅲ,文10)已知双曲线C:=1(a〉0,b>0)的离心率为,则点(4,0)到C的渐近线的距离为()A.B.2C.D.28.已知双曲线=1(a〉0,b〉0)的右焦点为F,点A在双曲线的渐近线上,△OAF是边长为2的等边三角形(O为原点),则双曲线的方程为()A.=1 B。
(解析几何压轴题)(30题)2021高考数学考点必杀500题(新高考) (解析版)
解析几何压轴题 (30题)(新高考)1.(2020·江苏苏州市·吴江中学高三其他模拟)(本题满分14分)已知椭圆2221+=+x y mm m 的右焦点为F ,右准线为l ,且直线y x =与l 相交于A 点.(Ⅰ)若⊙C 经过O 、F 、A 三点,求⊙C 的方程;(Ⅱ)当m 变化时, 求证:⊙C 经过除原点O 外的另一个定点B ; (Ⅲ)若5⋅<AF AB 时,求椭圆离心率e 的范围. 【答案】(Ⅰ)22(2)0x y mx m y +--+=;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)0e <<. 【详解】(Ⅰ)22222,,a m m b m c m =+=∴=,即c m =,(,0)F m ∴,准线1x m =+,(1,1)A m m ∴++ ……………………………(2分)设⊙C 的方程为220x y Dx Ey F ++++=,将O 、F 、A 三点坐标代入得:200220F m Dm m D E =⎧⎪+=⎨⎪+++=⎩,解得02F D m E m=⎧⎪=-⎨⎪=--⎩ ……………………(4分) ∴⊙C 的方程为22(2)0xy mx m y +--+= ……………………………(5分)(Ⅱ)设点B 坐标为(,)p q ,则22(2)0p q mp m q +--+=,整理得:222()0p q q m p q +--+=对任意实数m 都成立 ……………………(7分)∴22020p q p q q +=⎧⎨+-=⎩,解得00p q =⎧⎨=⎩或11p q =-⎧⎨=⎩, 故当m 变化时,⊙C 经过除原点O 外的另外一个定点B (1,1)-……………(9分) (Ⅲ)由B (1,1)-、(,0)F m 、(1,1)A m m ++得(1,1)AFm =---,(2,)AB m m =---∴2225AF AB m m ⋅=++<,解得31m -<< ………………………(10分)又200m m m ⎧+>⎨>⎩,∴01m <<又椭圆的离心率e ===(01m <<)…………(12分) ∴椭圆的离心率的范围是02e <<………………………………(14分)2.(2017·四川成都市·成都七中高三一模(文))如图,椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线交椭圆于A ,B 两点.当直线AB 经过椭圆的一个顶点时,其倾斜角恰为60︒.(Ⅰ)求该椭圆的离心率;(Ⅱ)设线段AB 的中点为G ,AB 的中垂线与x 轴和y 轴分别交于,D E 两点.记GFD 的面积为1S ,OED (O 为原点)的面积为2S ,求12S S 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)12e =;(Ⅱ)(9,)+∞. 【解析】(Ⅰ)解:依题意,当直线AB 经过椭圆的顶点(0,)b 时,其倾斜角为60︒1分 则tan 603bc︒== 2分 将3b c =代入222a b c =+, 解得2a c =. 3分 所以椭圆的离心率为12c e a ==. 4分 (Ⅱ)解:由(Ⅰ),椭圆的方程可设为2222143x y c c+=. 5分设11(,)A x y ,22(,)B x y .依题意,直线AB 不能与,x y 轴垂直,故设直线AB 的方程为()y k x c =+,将其代入2223412x y c +=得222222(43)84120k x ck x k c c +++-=. 7分则2122843ck x x k -+=+,121226(2)43ck y y k x x c k +=++=+, 22243(,)4343ck ckG k k -++. 8分 因为GD AB ⊥,所以2223431443Dckk k ck x k +⨯=---+,2243D ck x k -=+. 9分因为 △GFD ∽△OED ,所以2222222212222243()()||434343||()43ck ck ck S GD k k k ck S OD k ---++++==-+11分 222242222242(3)(3)99999()ck ck c k c k ck c k k ++===+>. 13分所以12S S 的取值范围是(9,)+∞. 14分 3.(2021·江西上饶市·高三三模(理))已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的两个顶点在直线12x y +=上,直线l 经过椭圆的右焦点F ,与椭圆交于A 、B两点,点P ⎛ ⎝⎭(P 不在直线l 上) (1)求椭圆的标准方程;(2)直线l 与2x =交于点M ,设PA ,PB ,PM 的斜率分别为123,,k k k .试问:是否存在常数λ使得123k k k λ+=?若存在,请求出λ的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2212x y +=;(2)存在,2λ=.【详解】(1)直线12x y +=与坐标轴的交点为,1a b ∴==故椭圆的标准方程为2212x y +=(2)设()()1122,,,A x y B x y ,直线:(1)AB y k x =-,则(2,)M k .由22222(1)2(1)2012y k x x k x x y =-⎧⎪⇒+--=⎨+=⎪⎩,即()222124220k k x k +-+-=, 22121222422,1212k k x x x x k k -∴+==++,()()12121212121122221111y y k x k x k k x x x x --∴+=+=+----()22122212121222422111222222421121211212k x x k k k k k k x x x x x x k k-⎫+-+=-+=-=-⎪----++⎝⎭-+++22221k k -=-⨯=-又32122k kk -==--123222k k k k ⎛⎫∴+=-= ⎪ ⎪⎝⎭故存在常数2λ=使得1232k k k +=4.(2021·湖南高三三模)已知椭圆221169x y +=,A 是椭圆的右顶点,B 是椭圆的上顶点,直线():0l y kx b k =+>与椭圆交于M 、N 两点,且M 点位于第一象限.(1)若0b =,证明:直线AM 和AN 的斜率之积为定值;(2)若34k =,求四边形AMBN 的面积的最大值.【答案】(1)证明见解析;(2) 【详解】(1)证明:设11(,)M x y ,则11(,)N x y --, ∵(4,0)A ,(0,3)B ,∴114AM y k x =-+,114AN y k x =+,∵11(,)M x y 在椭圆上,∴22119(16)16y x =- ∴22112211169916161616AM ANy x k k x x -⋅==⋅=---为定值. (2)设3:4l y x b =+,依题意:0k >,M 点在第一象限,∴33b -<<. 联立:22341169y x b x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得:229128720x bx b ++-=, ∴1243bx x +=-,212889x x b ⋅=-,设A 到l 的距离为1d ,B 到l 的距离为2d ,∴1|124|44|3|(3)555b d b b +==⋅+=+,2|124|44|3|(3)555b d b b -+==⋅-=-, ∴12245d d +=.又∵2212121295516||1||()4325216449MN x x x x x x b =+⋅-=+-=-+≤ (当0b =时取等号), ∴121124||()52122225AMBN S MN d d =⋅+≤⋅⋅=. ∴四边形AMBN 的面积的最大值为1225.(2021·全国高三专题练习(理))如图,A ,B ,M ,N 为抛物线22y x =上四个不同的点,直线AB 与直线MN 相交于点()1,0,直线AN 过点()2,0.(1)记A ,B 的纵坐标分别为A y ,B y ,求A B y y 的值;(2)记直线AN ,BM 的斜率分别为1k ,2k ,是否存在实数λ,使得21k k λ=?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)2A B y y ⋅=-;(2)存在,2λ=.【详解】(1)设直线AB 的方程为1x my =+,代入22y x =得2220y my --=,则2A B y y ⋅=-.(2)由(1)同理得2M N y y ⋅=-设直线AN 的方程为2x ny =+,代入22y x =得2240y ny --=,则4A N y y ⋅=-又122222N A N A N A N A N A y y y y k y y x x y y --===-+-,同理22M B k y y =+则212222A NA N A NB M A Ny y y y y y k k y y y y λ++=====--+-+ ∴存在实数2λ=,使得212k k =成立.6.(2021·云南高三其他模拟(文))已知焦点为F 的抛物线()2:20C y px p =>经过圆()()()222:440D x y r r -+-=>的圆心,点E 是抛物线C 与圆D 在第一象限的一个公共点,且2EF =.(1)分别求p 与r 的值;(2)点M 与点E 关于原点O 对称,点A ,B 是异于点O 的抛物线C 上的两点,且M ,A ,B 三点共线,直线EA ,EB 分别与x 轴交于点P ,Q ,问:PF QF ⋅是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,试说明理由.【答案】(1)2p =,r =;(2)为定值,2. 【详解】(1)由已知得抛物线C 过点()44D ,, 所以1624p =⨯,所以2p =. 即抛物线C 的方程为24y x =.设点()()000,0E x y y >,则012EF x =+=, 所以01x =,于是得02y ==,即()1,2E ,将点E 的坐标代入圆D 的方程,得()()222142413r =-+-=,所以r =.(2)设点()11,A x y ,()22,B x y ,由已知得()1,2M --, 由题意直线AB 斜率存在且不为0,设直线AB 的方程为()()120y k x k =+-≠,由()24,12,y x y k x ⎧=⎪⎨=+-⎪⎩得24480ky y k -+-=, 由0∆>,得2210k k --<,即11k << 因为A ,B 异于原点O , 所以2k ≠,则124y y k+=,1284y y k =-.因为点A ,B 在抛物线C 上,所以2114y x =,2224y x =,则1111212241214EA y y k x y y --===-+-,2222412EBy k x y -==-+. 因为EF x ⊥轴,所以 ||||4||||||||||EA EB EA EB EF EF PF QF k k k k ⋅=⋅=⋅ ()()()121212|22||24|44y y y y y y +++++==88|44|24k k -++==, 所以||||PF QF ⋅的值为定值2.7.(2021·天津高三一模)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的短半轴长为1,离心率为2. (1)求C 的方程;(2)设C 的上、下顶点分别为B 、D ,动点P (横坐标不为0)在直线2y =上,直线PB 交C 于点M ,记直线DM ,DP 的斜率分别为1k ,2k ,求12k k ⋅的值. 【答案】(1)2214x y +=(2)34-【详解】(1)依题意可知1b =,c a =2212a a ⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭,解得24a =, 所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)依题意可知(0,1)B ,(0,1)D -, 设00(,)M x y ,则001DB y k x -=,直线BD :0011y y x x -=+,令2y =,得001x x y =-,即00(,2)1x P y -, 0101DMy k k x +==,020003(1)2101DP y k k x x y -+===--,所以00120013(1)y y k k x x +-⋅=⋅2203(1)y x -=20203()344x x ⨯-==-. 8.(2021·全国高三专题练习(文))已知抛物线1C 的顶点为坐标原点O ,焦点为圆222:4C x y +=与圆()223:31C x y +-=的公共点.(1)求1C 的方程; (2)直线1:34l y x =+与1C 交于A ,B 两点,点P 在1C 上,且P 在AOB 这一段曲线上运动(P 异于端点A 与B ),求PAB △面积的取值范围. 【答案】(1)28x y =;(2)1250,8⎛⎤⎥⎝⎦. 【详解】(1)联立()22224,31,x y x y ⎧+=⎪⎨+-=⎪⎩得0,2.x y =⎧⎨=⎩因此1C 的焦点为()0,2,设抛物线()21:20C x py p =>,则22p=, 则4p =,故1C 的方程为28x y =.(2)联立28,13,4x y y x ⎧=⎪⎨=+⎪⎩得6,92x y =⎧⎪⎨=⎪⎩或4,2,x y =-⎧⎨=⎩ 不妨假设96,2A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,()4,2B -,则()64AB =--=.设()00,P x y ,则046x -<<,P 到直线l的距离d ===因为当46x -<<时,函数()2125y x =--的值域为[)25,0-,所以0<≤111250228PABS d AB <=⨯⨯≤=△, 故PAB △面积的取值范围是1250,8⎛⎤⎥⎝⎦. 9.(2021·全国高三专题练习(文))已知椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点分别是1F ,2F ,上、下顶点分别是1B ,2B ,离心率12e =,短轴长为23. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)过2F 的直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ,N ,若12MN B F ⊥,试求1F MN △内切圆的面积.【答案】(1)22143x y +=;(2)36169π. 【详解】(1)由题意得12223c a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩,又222a b c =+,解得24a =,23b =,所以椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)由()10,3B ,()21,0F ,知12B F 的斜率为3-,因12MN B F ⊥,故MN 的斜率为33, 则直线l 的方程为()313y x =-,即31x y =+, 联立221,4331,x y x y ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩可得:2136390y y +-=,设()11,M x y ,()22,N x y ,则126313y y +=-,12913y y =-,则1F MN △的面积()212121224413S c y y y y y y =⋅-=+-=, 由1F MN △的周长48L a ==,及12S LR =,得内切圆2613S R L ==, 所以1F MN △的内切圆面积为236ππ169R =. 10.(2021·黑龙江大庆市·高三一模(理))已知焦点在x 轴上的椭圆C :222210)x ya b a b+=>>(,短轴长为23,椭圆左顶点到左焦点的距离为1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)如图,已知点2(,0)3P ,点A 是椭圆的右顶点,直线l 与椭圆C 交于不同的两点 ,E F ,,E F 两点都在x 轴上方,且APE OPF ∠=∠.证明直线l 过定点,并求出该定点坐标.【答案】(1)22143x y +=;(2)证明见解析,(6,0).【详解】(1)由22221b a c a c b ⎧=⎪-=⎨⎪-=⎩得21b a c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)当直线l 斜率不存在时,直线l 与椭圆C 交于不同的两点分布在x 轴两侧,不合题意. 所以直线l 斜率存在,设直线l 的方程为y kx m =+. 设11(,)E x y 、22(,)F x y ,由22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得222(34)84120k x kmx m +++-=, 所以122834km x x k -+=+,212241234m x x k-=+. 因为APE OPF ∠=∠, 所以0PE PF k k +=,即121202233y y x x +=--,整理得1212242()()033m kx x m k x x +-+-= 化简得6m k =-,所以直线l 的方程为6(6)y kx k k x =-=-, 所以直线l 过定点(6,0).11.(2021·辽宁高三其他模拟(理))已知圆()22:11F x y -+=,动点()(),0M x y x ≥,线段FM 与圆F 交于点I ,MH y ⊥轴,垂足为H ,||||MI MH =,设动点M 形成的轨迹为曲线C . (Ⅰ)求曲线C 的轨迹方程,并证明斜率为2-的一组平行直线与曲线C 相交形成的弦的中点在一条直线上; (Ⅱ)曲线C 上存在关于直线:230l x y --=对称的相异两点A 和B ,求线段AB 的中点D 的坐标.【答案】(Ⅰ)24y x =,证明见解析; (Ⅱ)()1,1-.【详解】(Ⅰ)||1||||1MI MF MH +==+,∴点M 的轨迹C 为以F 为焦点,1x =-为准线的抛物线,曲线C 的方程为24y x =,设点()()111222,,,A x y A x y 为其中任意一条斜率为2-的直线与曲线C 的两个交点,设线段12 A A 的中点为(),E x y ,则21122244y x y x ⎧=⎨=⎩,则()()()1212124y y y y x x -+=-,121242A A k y y ∴==-+,1222y y y ∴+=-=, 1y,所以这组斜率为2-的平行直线与曲线C 相交形成的弦的中点在直线1y =-上;(Ⅱ)设点()()3344,,,A x y B x y ,则23324444y x y x ⎧=⎨=⎩,则()()()3434344y y y y x x -+=-,344AB k y y ∴=+,又,A B 关于直线l 对称,2AB k ∴=-,即34 2y y +=-,3412y y +∴=-, 又,A B 的中点一定在直线l 上,343423122x x y y ++∴=⨯+=, ∴线段AB 的中点D 坐标为()1,1-.12.(2021·湖南长沙市·长沙一中高三一模)已知抛物线()2:20C y px p =>的准线为l ,过抛物线上一点B 向x轴作垂线,垂足恰好为抛物线C 的焦点F ,且4BF =. (Ⅰ)求抛物线C 的方程;(Ⅱ)设l 与x 轴的交点为A ,过x 轴上的一个定点()1,0的直线m 与抛物线C 交于,D E 两点.记直线,AD AE 的斜率分别为12,k k ,若1213k k +=,求直线m 的方程. 【答案】(Ⅰ)28y x =;(Ⅱ)4340x y --=. 【详解】(Ⅰ)由题意,42p B ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 代入22y px =, 得216p =,4p =,∴抛物线C 的方程为28y x =.(Ⅱ)当直线m 的斜率不存在时,120k k +=与题意不符,所以直线的斜率一定存在,设直线m 的方程为()1y k x =-代入到28y x =中,()2222280k x k x k -++=,设()11,D x y ,()22,E x y ,则21222122281k x x k k x x k ⎧++=⎪⎪⎨⎪==⎪⎩, 12121222y yk k x x +=+++ ()()12121122k x k x x x --=+++()()()1212122422k x x x x x x ++-⎡⎤⎣⎦=++ 2819163k k ==+43k ∴=,所以直线m 的方程为4340x y --=. 13.(2021·全国高三专题练习(文))已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>左、右焦点分别为1F 、2F .设P 是椭圆C 上一点,满足2PF ⊥x 轴,212PF =. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)过1F 且倾斜角为45°的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求AOB 的面积.【答案】(1)2214x y +=;(2【详解】(1)由条件可知222212c ab a a bc ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得:2a =,1b =,c =所以椭圆C 的标准方程是2214x y +=;(2)设直线:l x y =-()11,A x y ,()22,B x y ,直线l 与椭圆方程联立2214x y x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,得2510y --=,12y y +=1215y y -=,11212AOBSOF y y =⨯⨯-==14.(2021·全国高三专题练习)已知椭圆Γ:()22211y x a a+=>与抛物线C :()220x py p =>有相同的焦点F ,抛物线C 的准线交椭圆于A ,B 两点,且1AB =. (1)求椭圆Γ与抛物线C 的方程;(2)O 为坐标原点,过焦点F 的直线l 交椭圆Γ于M ,N 两点,求OMN 面积的最大值.【答案】(1)椭圆Γ的方程为:2214y x +=,抛物线C 的方程为:2x =;(2)最大值为1.【详解】(1)因为1AB =,所以不妨设A 的坐标为1(,)22p --,B 的坐标为1(,)22p -, 所以有:2222114414p a p a ⎧+=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,∴24a=,p = ∴椭圆Γ的方程为:2214y x +=,抛物线C 的方程为:2x =;(2)由(1)可知:F 的坐标为:,设直线l的方程为:y kx =+O 到MN 的距离为d,则d ==,联立2214y kx y x ⎧=⎪⎨+=⎪⎩可得:()22410k x ++-=,则()22414k k MN +==+,1OMNS==≤=,当且仅当22k =时取等号,故OMN 面积的最大值为1.15.(2021·广东佛山市·高三一模)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>右焦点为()1,0F ,且过点()2,0A -.(1)求C 的方程;(2)点P 、Q 分别在C 和直线4x =上,//OQ AP ,M 为AP 的中点,求证:直线OM 与直线QF 的交点在某定曲线上.【答案】(1)22143x y +=;(2)证明见解析.【详解】(1)依题意知()2,0A -为椭圆C 的左顶点,故2a =, 又()1,0F 为C 的右焦点,所以221a b -=.于是23b =,b =所以C 的方程为22143x y +=.(2)设00()2),(P x y x ≠±,则002,22x y M -⎛⎫⎪⎝⎭, 直线AP 的斜率002y k x =+, 又//OQ AP ,所以直线OQ 的方程为002y y x x =+, 令4x =得0044,2y Q x ⎛⎫⎪+⎝⎭, 002,22x y OM -⎛⎫= ⎪⎝⎭,0043,2y FQ x ⎛⎫= ⎪+⎝⎭,2220000003(2)23(4)4(*)222(2)x y x y OM FQ x x --+⋅=+=++,又P 在C 上,所以2200143x y +=,即22003412x y +=,代入(*)得0OM FQ ⋅=,所以OM QF ⊥.故直线OM 与QF 的交点在以OF 为直径的圆上,且该圆方程为221124x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭.即直线OM 与直线QF 的交点在某定曲线221124x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭上.16.(2020·福建宁德市·高三其他模拟)已知椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的右焦点是(1,0)F ,点P 是椭圆E上一点,且||PF 的最大值为2b . (1)求椭圆方程;(2)过椭圆右顶点A 的直线l 与椭圆交于B ,与y 轴交于C .设FAB 和FAC 的面积分别为1S 和2S ,求12S S ⋅的取值范围.【答案】(1)22143x y +=;(2)2130,2S S ⎛⎫⋅∈ ⎪⎝⎭.【详解】(1)因为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的焦点为(1,0)F ,所以1c =,又2a c b +=,222a b c =+,所以24a =,23b =,即椭圆方程为22143x y +=.(2)由题可知直线l 的斜率存在且不为0,设直线l 的解析式为2x my =+, 则C 点为2(0,)m-, 由221432x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,可得:22(34)120m y my ++=, 解得:21243B my m=-+, 故11||||2B S FA y =,21||||2C S FA y =, 由此可得:212216||||434B C S S FA y y m ⋅=⋅⋅⋅=+,所以2130,2S S ⎛⎫⋅∈ ⎪⎝⎭.17.(2021·四川高三三模(理))已知椭圆C :22221x y a b+=()0a b >>的两个焦点与短轴的两个顶点围成一个正方形,且()2,1P 在椭圆上. (1)求椭圆的方程;(2)A ,B 是椭圆上异于P 的两点,设直线PA ,PB 斜率分别为1k ,2k ,点()8,3Q 到直线AB 的距离为d ,若121k k +=,求以d 的最大值为直径的圆的面积.【答案】(1)22163x y +=;(2)25π. 【详解】(1)由题意知b c =,a =∴设椭圆的方程为222212x y b b+=()0b >∵点()2,1P 在椭圆上, ∴224112b b+=,23b =, ∴椭圆方程为22163x y +=(2)当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y kx m =+,()12,A x y ,()22,B x y由22163y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()222214260k x kmx m +++-=,()22863k m ∆=-+122421km x x k +=-+,21222621m x x k -⋅=+ ∵直线PA 、PB 的斜率分别为1k ,2k ,且121k k += ∴121211122y y x x --+=--,即()()121212121220y x x y x x y y x x +++-+-= ∴()()()1212211240k x x m k x x m -++-+-=∴()()2222642112402121m kmk m k m k k --⋅-+-⋅-=++ ∴()()3210m k m ++-=, ∴3m =-或12m k =-当12m k =-时,直线AB 的方程为()21y k x =-+恒过()2,1P ,不合题意 当3m =-时,由()28660k ∆=->,得1k >或1k <-当直线AB 的斜率不存在,直线AB 过()0,3C-时,不妨设(0,A,(B121k k +=+= ∴当直线AB 恒过定点过()0,3C -,则()8,3Q 到直线AB 的距离为10d QC ≤=,当AB CD ⊥时等号成立,此时,1413CD k k =-=-<- ∴以d 的最大值为直径的圆的面积210π25π2S ⎛⎫== ⎪⎝⎭.18.(2021·四川高三三模(文))已知O 为坐标原点,,A B 分别为椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的右顶点和上顶点,AOB 的面积为1,椭圆C的离心率为2. (1)求,a b 的值;(2)若与AB 垂直的直线交椭圆C 于,M N 两点,且OM ON ⊥,求AMN 的面积. 【答案】(1)2a =,1b =;(2或17. 【详解】(1)由椭圆方程知:(),0A a ,()0,B b ,112AOBSab ∴==,由222112ab c e a a b c ⎧=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩得:2a =,1b =.(2)由(1)知:椭圆C 的方程为2214x y +=,()2,0A ,()0,1B ;101022AB k -==--,2MN k ∴=,可设直线MN 方程为2y x m =+, 由22214y x m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得:221716440x mx m ++-=, 则()2225668440m m ∆=-->,解得:m <<设()11,M x y ,()22,N x y ,121617m x x ∴+=-,2124417m x x -=,()()()221212121216224217m y y x m x m x x m x x m -∴=++=+++=, OM ON ⊥,12120OM ON x x y y ∴⋅=+=,即22441601717m m --+=,解得:2m =±,此时17MN ==; 当2m =时,直线MN :22y x =+,即220x y -+=,则点A 到直线MN 的距离5d ==,1122AMNSMN d ∴=⋅==; 当2m =-时,直线MN :22y x =-,即220x y --=,则点A 到直线MN 的距离5d ==,1122AMNSMN d ∴=⋅==综上所述:AMN . 19.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟(理))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,过点2F 的直线l 交椭圆C 于,P Q 两点.(1)若1F PQ 的周长为8,12F PF △C 的标准方程;(2)设,A B 分别为椭圆的左、右顶点,直线PA ,QB 的斜率分别为1221,,k k k k λ=,若()3,4λ∈,求椭圆C 的离心率的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2)13,25⎛⎫⎪⎝⎭. 【详解】(1)由椭圆定义得:11||48PF QF PQ a ++==,所以2a =, 又当点P 位于短轴端点时,12F PF △的面积最大,此时12122F PF S b c ∆=⨯⨯=bc =又222a b c =+,解得①1b c ==时,椭圆的标准方程为22143x y +=,②1,b c ==2214x y +=.(2)设(,0)A a -,(,0)b a ,()11,P x y ,()22,Q x y 由题意知直线斜率不为0,且过(,0)c ,设:l x my c =+,联立22221x my c x y a b =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()22222222220b m a y mcb y b c b a +++-=,所以()212222222122222mcb y y b m a b c a y y b m a ⎧-+=⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩(*),且121212,y y k k x a x a ==+-, 由题知21k k λ=,则有()()()()2121212211212121()()y x a y my c a k my y c a y k y x a y my c a my y c a y λ+++++====-+-+-, 将(*)代入整理得:21212221212()()mcb my y c a y b m a my y c a y λ⎛⎫-++- ⎪+⎝⎭==+-()()()222212222221222()2()()mb c a c a mcb c a y b m a mb c a c a y b m a -++--++-+-+()()()2222212222221222()2()()mb c a c a mc c a c a y b m a mb c a c a y b m a⎡⎤-++-⎣⎦-++==-+-+()()222122222212222()()()ca mb mc c a c a y b m amb c a c a y b m a ⎡⎤-++⎣⎦-++-+-+()()()222122222221222()()()ca m a c c a yb m am a c c a c a y b m a-+-++==--+-+()()221221()11()m a c c a y a c a c ea c a c em a c c a y +--+++==---+--所以12111e λλλ-==-++,(3,4)λ∈ 所以13,25e ⎛⎫∈⎪⎝⎭20.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟(文))定义:由椭圆的两个焦点和短轴的一个端点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”.若两个椭圆的“特征三角形”是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,并将“特征三角形”的相似比称为椭圆的相似比.已知椭圆221:142x y C +=,椭圆2C 与1C 是“相似椭圆”,已知椭圆2C 的短半轴长为b .(1)写出椭圆2C 的方程(用b 表示);(2)若椭圆2C 的焦点在x 轴上,且2C 上存在两点M ,N 关于直线21y x =+对称,求实数b 的取值范围.【答案】(1)222212x y b b +=或222212y x b b +=;(2))+∞.【详解】(1)由椭圆2C 与1C 是相似椭圆,得224221a b ==,∴椭圆2C 的方程为222212x y b b +=或222212y x b b +=.(2)由题设知:椭圆2C 为222212x y b b+=,设()11,M x y ,()22,N x y ,M ,N 的中点为E ,1:2MN l y x m =-+. ∴联立MN l 与椭圆2C 的方程,整理得()2223440x mx m b-+-=,∴0∆>,即2223b m >且12423E mx x x +==, 23E m x ∴=,1223E E my x m =-+=,由22,33m m E ⎛⎫⎪⎝⎭在直线21y x =+,得32m =-,于是222332b m >=,∴b 的取值范围为)+∞. 21.(2021·四川德阳市·高三三模(文))已知平面上的动点(),E x y 及两定点()2,0A -,()2,0B ,直线EA 、EB 的斜率分别为1k 、2k ,且1234k k =-,设动点E 的轨迹为曲线R . (1)求曲线R 的方程;(2)过点()1,0P -的直线l 与曲线R 交于C 、D 两点.记ABD △与ABC 的面积分别为1S 和2S ,求12S S -的最大值.【答案】(1)()221043x y y +=≠;(2【详解】(1)由题意知2x ≠±,且12yk x =+,22y k x =-则3224y y x x ⋅=-+- 整理得,曲线R 的方程为()221043x y y +=≠.(2)当直线l 的斜率不存在时,直线方程为1x =- 此时ABD △与ABC 面积相等,120S S -=当直线l 的斜率存在时,设直线方程为()()10y k x k =+≠()11,C x y 、()22,D x y 联立方程,得()221431x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩消去y ,得:()22223484120kxk x k +++-=0∆>,且2122834k x x k +=-+,212241234k x x k-=+ 此时()()1221212122211S S y y y y k x k x -=-=+=+++()212122234kk x x k k =++=+因为0k ≠,上式234k k=≤+==当且仅当k =) 所以12S S -22.(2021·天津高三其他模拟)已知椭圆()2222:10y x C a b a b +=>>的离心率为e =其左右顶点分别为,A B ,下焦点为F,若ABFS.(1)求椭圆C 的方程;(2)若点P 为椭圆C 上的动点,且在第一象限运动,直线AP 的斜率为k ,且与y 轴交于点M ,过点M 与AP 垂直的直线交x 轴于点N ,若直线PN 的斜率为25k -,求k 值.【详解】(1)由题可知:122ABFSbc =⋅=2bc e ==,22221bc a cb ac a b c⎧=⎧⎪=⎪⎪∴=⇒=⎨⎨⎪⎪=⎩=+⎪⎩, ∴椭圆方程为2214y x +=; (2)()1,0,AP A k k -=,设直线():(1),0,AP l y k x M k =+∴,联立方程()222222(1)424014y k x k x k x k y x =+⎧⎪⇒+++-=⎨+=⎪⎩, 222224,44A P A P k k x x x x k k --∴+=⋅=++, ()22248,144p p p k kx y k x k k -∴=∴=+=++,22248,44k k P k k ⎛⎫-∴ ⎪++⎝⎭,MN AP ⊥,设直线1:,MN l y x k k=-+令0y =,解得2N x k =,()2,0N k ∴, 2222824454PNk k k k k k k +==---+,即425240k k +-=,解得23k =或28k =-(舍), P 在第一象限,k ∴=23.(2021·全国高三其他模拟)已知双曲线C :()22221,0x y a b a b-=>>的一条渐近线与直线0l :0x -=垂直,且双曲线C 的右焦点F 到直线0l 的距离为1. (1)求双曲线C 的标准方程;(2)记C 的左、右顶点分别为1A ,2A ,过点F 的直线l 与双曲线C 的右支交于M ,N 点,且直线1A M 与直线2A N交于点Q ,求证:1AQ QF =.【详解】(1)由题知双曲线C 的渐近线方程为by x a =±, ∵双曲线的一条渐近线与直线0l:0x -=垂直,∴ba=b =.设(),0F c ,12c==,∴2c =. ∵222c a b =+,∴22244a b a =+=, ∴21a =,23b =,故双曲线C 的标准方程为2213y x -=.(2)由(1)可得()2,0F ,()11,0A -,()21,0A . ①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为2x =,结合双曲线C 的方程可得3=±y , 若()2,3M ,()2,3N -,则直线1A M 的方程为1y x =+,直线2A N 的方程为33y x =-+, 由直线1A M 与直线2A N 的方程可得13,22Q ⎛⎫⎪⎝⎭,∴点Q 在直线12x =上,又1A F 的垂直平分线为直线12x =,∴1AQ QF =. 若()2,3M -,()2,3N ,则直线1A M 的方程为1y x =--,直线2A N 的方程为33y x =-, 由直线1A M 与直线2A N 的方程可得13,22Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭,∴点Q 在直线12x =上,又1A F 的垂直平分线为直线12x =,∴1AQ QF =. ②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为()2y k x =-,()11,M x y ,()22,N x y , 由题可知0k ≠,联立,得()22213y k x y x =-⎧⎪⎨-=⎪⎩,消去y 可得()222234430k x k x k -+--=,由直线l 与双曲线C 有两个交点,得23k ≠,212243k x x k +=-,2122433k x x k +=-.∵直线1A M 的方程为()1111y y x x =++,直线2A N 的方程为()2211yy x x =--,∵()()21121111y x x x y x ++=--,两边同时平方得()()2222122121111y x x x y x ++⎛⎫= ⎪-⎝⎭-, 又221113y x -=,222213y x -=,∴()()()()()()222221212222121231111311x x y x y x x x -++=---()()()()21121111x x x x ++=--()()1212121211x x x x x x x x +++=-++22222222434133434133k k k k k kk k +++--=+-+-- 22222243434343k k k k k k +++-=+-+- 9=,∴2191x x +⎛⎫= ⎪-⎝⎭,解得12x =或2x =. 由题易知()()211101y x y x +<-,当2x =时,101x x +>-,矛盾,舍去,故12Q x =,即点Q 在直线12x =上, 又1A F 的垂直平分线为直线12x =,∴1AQ QF =. 24.(2021·河南郑州市·高三三模(文))椭圆()222210,0x y a b a b +=>>经过点()0,1.若斜率为k的直线l 与椭圆交于不同的两点E 、G . (1)求椭圆的标准方程;(2)设()2,0P -,直线PE 与椭圆的另一点交点为M ,直线PG 与椭圆的另一个交点为N .若M 、N 和点71,44Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭共线,求k .【答案】(1)2213x y +=;(2)1k =.【详解】(1)因为椭圆()222210,0x y a b a b +=>>经过点()0,1,所以b =1,222213b e a =-= ,即2213b a =,解得a所以椭圆的方程是2213x y +=.(2)设()()11223344,,,,(,),(,)E x y G x y M x y N x y ,则221133x y +=,①222233x y +=,② 又()2,0P -,所以设1112PE y k k x ==+,直线PE 的方程为()12y k x =+, 由()122213y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩消去y 可得()222211113121230k x k x k +++-=, 则2113211213k x x k +=-+,即2131211213k x x k =--+, 又1112y k x =+,所以13171247x x x --=+,13147y y x =+,即1111712(,)4747x y M x x --++,同理可得2222712(,)4747x y N x x --++,又因为71,44Q ⎛⎫-⎪⎝⎭,由Q 、M 、N 三点共线, 可得121212124747712712471144777444y y x x x x x x --++=----++++,化简得12121y y x x -=-,即1k =. 25.(2021·浙江高三二模)如图,A 点在y 轴正半轴上,抛物线2y x =上有三个不同的点B ,C ,D ,使得四边形ABCD 是菱形,C 点在第四象限.(1)若B 点与坐标原点重合,求菱形ABCD 的面积; (2)求OA 的最小值.【答案】(1)63(51)25++【详解】(1)设点A (0,2a ),因四边形ABCD 是菱形且B 点与坐标原点,则CD ⊥x 轴且|CD |=2a , 由抛物线对称性知C (a 2,-a ),D (a 2,a ),由|AB |=|BC |得2222()a a a =+3a =所以菱形ABCD 的边|AB |=3h =a 2=3,其面积为||333S AB h =⋅==(2)设点B (s 2,s ),D (t 2,t ),则线段BD 中点坐标为22(,)22s t s t++,而线段AC 与BD 有相同中点,点A 在y 轴上,则点2222(,)C s t s t +-+,22(0,)A s t s t ++,因AC ⊥BD ,即0AC BD ⋅=,222222(,2),(,)AC s t s t s t BD t s t s =+---+=--,222222()()(2)()0s t t s s t s t t s +-+---+-=,而t ≠s ,则22222()()s t s t s t s t +++=++令222s t m +=,则221m s t m +=-,而222()2()s t s t +<+,m>0,有12m + 322222||11m m m OA s t s t m m m +=+++=+=--,令32(),(12)1m mf m m m +=>+-,22342222222(31)(1)2()41(25)(25)()(1)(1)m m m m m m m m m f m m m +--+-----+'==-- ()025f m m '=⇒=+1225,()0m f m '+<<+<,25,()0m f m '>+>,所以()f m 在(12,25)++上单调递减,在(25,)++∞上单调递增,25m =+时,()f m 取最小值2(35)25(51)25(51)25(25)512(51)f +++++++===++. 26.(2021·四川广元市·高三三模(理))已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为F .(1)若点(),1C p 3(2)点(),1C p ,若线段CF 的中垂线交抛物线于A ,B 两点,求三角形ABF 面积的最小值. 【答案】(1)2y =;(2)4. 【详解】(1)抛物线的准线方程是2p x =-,焦点坐标为,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2p p ∴+=0p >,p ∴=∴抛物线的方程为2y =(2)由题意知线段CF 的中点坐标为31,42p M ⎛⎫⎪⎝⎭,1022CF k p p p -==-, 2AB pk ∴=-∴直线AB 的方程为13224p p y x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭设()11,A x y ,()22,B x y由2213224y pxp p y x ⎧=⎪⎨⎛⎫-=-- ⎪⎪⎝⎭⎩,得2234202p y y +--= 124y y ∴+=-,212322y y p =--)2124||p AB y p+∴=-==又||CF ==2411||||228ABFp SAB CF p+∴=⨯⨯==令2(0)t p t =>,则3(4)()t f t t +=,222(4)(2)()t t f t t+-'= ∴当02t <<时,()0f t '<,()f t 递减,当2t >时,()0f t '>,()f t 递增, ∴当2t =即p =ABFS △取得最小值,最小值为84=.27.(2021·河南郑州市·高三三模(理))已知抛物线2:4C x y =和圆()22:11E x y ++=,过抛物线上一点()00,P x y ,作圆E 的两条切线,分别与x 轴交于A 、B 两点.(1)若切线PB 与抛物线C 也相切,求直线PB 的斜率; (2)若02y ≥,求△PAB 面积的最小值. 【答案】(1)3±;(2)最小值为2.【详解】(1)由题意,可设切线PB 的方程为y kx m =+,代入抛物线的方程得2440x kx m --=, 由相切的条件得:216160k m ∆=+=,即20k m +=,由直线与圆相切可得圆心到直线距离1d ==,即222k m m =+,∴230m m +=,可得3m =-或0m =,∵当0m =时,有PB 的方程为0y =,此时(0,0)P 与圆E 的有且仅有一条切线, ∴3m =-,舍去0m =,故23k =,即3k =±.(2)设切线方程为00()y y k x x -=-,即000kx y y kx -+-=,圆心到直线距离1d ==,整理得222000000(1)(22)20k x x y x k y y --+++=,而220004(2)0x y y ∆=++>(02y ≥),设P A ,PB 斜率分别为12,k k ,则20000012122200222+,,11x y x y y k k k k x x ++=⋅=-- 令y =0,得000012,A B y yx x x x k k =-=-,0000120000121212000|||()()|||||y y y y k k AB x x y y k k k k k k -=---=-=⋅==00011||22PABSAB y y =⋅== 令222(6)(),2(2)y y y f y y y +=≥+,2232(4+18()0(2)y y y f y y +'=>+),则()f y 在[2,)+∞上单调递增,即min ()(2) 4.f y f ==∴PABS的最小值为2.28.(2021·浙江高三三模)如图,已知抛物线C :214y x =,点()()000,1A x y y ≥为抛物线上一点,过点A 的圆G 与y 轴相切于点()0,M t ,且与抛物线C 在点A 处有相同切线,8OM NO =,过点N 的直线l 交抛物线于点E ,F ,直线AE ,AF 的斜率分别为1k ,2k ,满足120k k +=.(1)求抛物线C 的焦点坐标和准线方程; (2)求点A 到直线l 的距离的最小值.【答案】(1)焦点坐标()0,1,准线方程1y =-;(2)232416. 【详解】(1)抛物线的标准方程为24x y =,所以其焦点坐标()0,1,准线方程1y =-;(2)已知204x y =,则点A 处的切线方程:20024x x y x =-,因为过点A 的圆G 与y 轴相切于点()0,M t ,且与抛物线C 在点A 处有相同切线所以()202222004124x t x t x x x t t t ⎧-⎪⋅=-⎪⎪-⎨⎪⎛⎫⎪-+-= ⎪⎪⎝⎭⎩,化简得:224200030216x t t x x +--=.由0t >得:)242000200042202x x x t y y y t -+==-++> 设()11,E x y ,()22,F x y ,则由120k k +=得:1020044x x x x +++=,即0122x x x -=+, 所以021212EF x y y k x x -==--,由8OM NO =得0,8t N ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 所以,直线l :028x ty x =--,则023y d +==23=[)01,y ∈+∞上单调递增所以,当01y =时,min 416d =, 此时,直线l 与抛物线相交.29.(2021·宁夏银川市·银川一中高三三模(理))已知椭圆C 的中心为坐标原点O ,焦点在y 轴上,离心率e =,椭圆上的点到焦点的最短距离为1. 直线l 与y 轴交于点()0,P m ,与椭圆C 交于相异两点A 、B ,且3AP PB =.(1)求椭圆C 的方程; (2)求m 的取值范围.【答案】(1)22112x y +=; (2)11(1,)(,1)22--. 【详解】(1)设椭圆的方程为2222:1(0)C bb x a a y +>>=,因为椭圆C 的离心率e =,椭圆上的点到焦点的最短距离为1-, 可得2c e a ==且12a c -=-,解得1,2a c ==, 则22212b ac =-=,所以椭圆的方程为22112x y +=. (2)由题意,直线l 的斜率显然存在,设:l y kx m =+,与椭圆C 交点为1122(,),(,)A x y B x y ,联立方程组2221y kx m x y =+⎧⎨+=⎩,整理得222(2)2(1)0k x kmx m +++-=, 所以22222(2)4(2)(1)4(22)0km k m k m ∆=-+-=-+>,且212122221,22km m x x x x k k --+==++, 因为3AP PB =,所以123x x -=,可得122212223x x x x x x +=-⎧⎨=-⎩, 消去2x 得212123()40x x x x ++=,即2222213()4022km m k k --⨯+⨯=++, 整理得22224220k m m k +--=,即222(41)22m k m -=-, 当214m =时上式不成立, 当214m ≠时,可得2222241m k m -=-, 由3AP PB =,可得0k ≠,所以22222041m k m -=>-,解得112m -<<-或112m <<, 经验证此时2222k m >-成立,即0∆>成立,所以实数m 的取值范围为11(1,)(,1)22--. 30.(2021·山东济宁市·高三二模)己知抛物线()2:20C x py p =>,过点()0,T p 作两条互相垂直的直线1l 和2l ,1l 交抛物线C 于A ,B 两点,2l 交抛物线C 于E 、F 两点,当点A 的横坐标为1时,抛物线C 在点A 处的切线斜率为12. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)已知O 为坐标原点,线段AB 的中点为M ,线段EF 的中点为N ,求OMN 面积的最小值.【答案】(1)2=4x y ;(2)8.【详解】(1)因为()220x py p =>可化为22x y p =,所以x y p '=. 因为当A 点的横坐标为1时,抛物线C 在A 点处的切线斜率为12, 所以112p =,所以2p =, 所以,抛物线C 的标准方程为2=4x y .(2)由(1)知点T 坐标为()0,2,由题意可知,直线1l 和2l 斜率都存在且均不为0,设直线1l 方程为2y kx =+,由224y kx x y=+⎧⎨=⎩联立消去y 并整理得,2480x kx --=, ()2243216320k k ∆=-+=+>, 设()11,A x y ,()22,B x y ,则124x x k +-,128x x ⋅=-, 所以,()21212444y y k x x k +=++=+, 因为M 为AB 中点,所以()22,22M k k +, 因为12l l ⊥,N 为EF 中点,所以222,2N k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭, 所以,直线MN 的方程为()()()22222221222222k k y k x k k x k k k k⎛⎫+-+ ⎪⎛⎫⎝⎭-+=⋅-=-⋅- ⎪⎝⎭+ 整理得14y k x k ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 所以,直线MN 恒过定点()0,4. 所以OMN面积1211424=4()482S k k k k k k ⎛⎫=⨯⨯--=++≥⋅= ⎪⎝⎭, 当且仅当1kk即1k =±时,OMN 面积取得最小值为8.。
2023高考数学解析几何复习 题集附答案
2023高考数学解析几何复习题集附答案2023高考数学解析几何复习题集附答案*本文为2023年高考数学解析几何复习题集,共附带答案。
以下按照题目类型分类,分别给出题目和答案。
一、点、线、面的位置关系1. 已知点A(2,3)和B(-1,4),求向量AB的坐标。
解析:向量AB的坐标表示为<XB - XA, YB - YA>,其中XA和YA分别是点A的横纵坐标,XB和YB分别是点B的横纵坐标。
代入数据,得到向量AB的坐标为<-3, 1>。
2. 已知直线L的方程为2x - 3y + 6 = 0,求过点(1,2)且垂直于直线L 的直线方程。
解析:由于垂直于直线L的直线斜率的乘积为-1,所以我们需要知道直线L的斜率,即L的系数比例。
将L的方程转化为斜截式方程y = mx + b的形式,其中m为斜率,b为截距。
将2x - 3y + 6 = 0转化为y = mx + b形式得到 y = (2/3)x - 2。
斜率m 为2/3,垂直于L的直线的斜率为-3/2(斜率的乘积为-1)。
过点(1,2)且斜率为-3/2的直线方程为y - 2 = -3/2(x - 1)。
二、直线与圆的位置关系1. 已知直线L的方程为2x - 3y + 6 = 0,圆C的方程为x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0,判断直线L和圆C的位置关系。
解析:我们可以通过求直线L的斜率与圆C的判别式(D)的符号来判断直线和圆的位置关系。
首先,将L的方程转化为斜截式方程y = mx + b的形式,其中m为斜率,b为截距。
将2x - 3y + 6 = 0转化为y = mx + b形式得到 y = (2/3)x - 2。
斜率m 为2/3。
将圆C的方程中的项进行配方,并移项得到(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25。
判别式D为 D = (m^2 + 1)r^2 - (2mb + 2a)r + (b^2 + a^2 - r^2)其中,a、b分别为直线L和圆心的横纵坐标,r为圆的半径。
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7.3 解析几何(压轴题)命题角度1曲线与轨迹问题 高考真题体验·对方向1.(2017全国Ⅱ·20)设O为坐标原点,动点M在椭圆C:+y2=1上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足.(1)求点P的轨迹方程;(2)设点Q在直线x=-3上,且=1.证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.P(x,y),M(x0,y0),则N(x0,0),=(x-x0,y),=(0,y0).由得x0=x,y0=y.因为M(x0,y0)在C上,所以=1.因此点P的轨迹方程为x2+y2=2.F(-1,0).设Q(-3,t),P(m,n),则=(-3,t),=(-1-m,-n),=3+3m-tn,=(m,n),=(-3-m,t-n).由=1得-3m-m2+tn-n2=1.又由(1)知m2+n2=2,故3+3m-tn=0.所以=0,即.又过点P存在唯一直线垂直于OQ,所以过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.2.(2016全国Ⅲ·20)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C 于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明:AR∥FQ;(2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.F.设l1:y=a,l2:y=b,则ab≠0,且A,B,P,Q,R.记过A,B两点的直线为l,则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.由于F在线段AB上,故1+ab=0.记AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则k1==-b=k2.所以AR∥FQ.l与x轴的交点为D(x1,0),则S△ABF=|b-a||FD|=|b-a|,S△PQF=.由题设可得|b-a|,所以x1=0(舍去),x1=1.设满足条件的AB的中点为E(x,y).当AB与x轴不垂直时,由k AB=k DE可得(x≠1).而=y,所以y2=x-1(x≠1).当AB与x轴垂直时,E与D重合.所以所求轨迹方程为y2=x-1.新题演练提能·刷高分1.(2018山西太原二模)已知以点C(0,1)为圆心的动圆C与y轴负半轴交于点A,其弦AB的中点D恰好落在x轴上.(1)求点B的轨迹E的方程;(2)过直线y=-1上一点P作曲线E的两条切线,切点分别为M,N.求证:直线MN过定点.B(x,y),则AB的中点D,y>0.∵C(0,1),则,在☉C中,∵DC⊥DB,∴=0,∴-+y=0,即x2=4y(y>0).∴点B的轨迹E的方程为x2=4y(y>0).E的方程为x2=4y,设点P(t,-1),M(x1,y1),N(x2,y2).∵y=,∴y'=,∴过点M、N的切线方程分别为y-y1=(x-x1),y-y2=(x-x2).由4y1=,4y2=,上述切线方程可化为2(y+y1)=x1x,2(y+y2)=x2x.∵点P在这两条切线上,∴2(y1-1)=tx1,2(y2-1)=tx2,即直线MN的方程为2(y-1)=tx,故直线2(y-1)=tx过定点C(0,1).2.(2018广西梧州3月适应性测试)已知A(-2,0),B(2,0),直线PA的斜率为k1,直线PB的斜率为k2,且k1k2=-.(1)求点P的轨迹C的方程;(2)设F1(-1,0),F2(1,0),连接PF1并延长,与轨迹C交于另一点Q,点R是PF2中点,O是坐标原点,记△QF1O与△PF1R的面积之和为S,求S的最大值.设P(x,y),∵A(-2,0),B(2,0),∴k1=,k2=,又k1k2=-,∴=-,∴=1(x≠±2),∴轨迹C的方程为=1(x≠±2).(2)由O,R分别为F1F2,PF2的中点,故OR∥PF1,故△PF1R与△PF1O同底等高,故,S==S△PQO,当直线PQ的斜率不存在时,其方程为x=-1,此时S△PQO=×1×;当直线PQ的斜率存在时,设其方程为y=k(x+1),设P(x1,y1),Q(x2,y2),显然直线PQ不与x轴重合,即k≠0;联立解得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,Δ=144(k2+1)>0,故|PQ|=|x1-x2|=,点O到直线PQ的距离d=,S=|PQ|d=6,令u=3+4k2∈(3,+∞),故S=6,故S的最大值为.3.(2018甘肃兰州一模)已知圆C:(x+1)2+y2=8,过D(1,0)且与圆C相切的动圆圆心为P.(1)求点P的轨迹E的方程;(2)设过点C的直线l1交曲线E于Q,S两点,过点D的直线l2交曲线E于R,T两点,且l1⊥l2,垂足为W(Q,R,S,T为不同的四个点).①设W(x0,y0),证明:<1;②求四边形QRST的面积的最小值.r,由于D在圆内,圆P与圆C内切,则|PC|=2-r,|PD|=r,|PC|+|PD|=2>|CD|=2,由椭圆定义可知,点P的轨迹E是椭圆,a=,c=1,b==1,E的方程为+y2=1.(2),垂足W在以CD为直径的圆周上,则有=1,又因Q,R,S,T为不同的四个点,<1.l1或l2的斜率不存在,四边形QRST的面积为2.若两条直线的斜率都存在,设l1的斜率为k,则l1的方程为y=k(x+1),解方程组得(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,则|QS|=2,同理得|RT|=2,∴S QSRT=|QS|·|RT|=,当且仅当2k2+1=k2+2,即k=±1时等号成立.综上所述,当k=±1时,四边形QRST的面积取得最小值.4.(2018福建福州3月质检)设点A为圆C:x2+y2=4上的动点,点A在x轴上的投影为Q,动点M满足2,动点M的轨迹为E.(1)求E的方程;(2)设E与y轴正半轴的交点为B,过点B的直线l的斜率为k(k≠0),l与E交于另一点P.若以点B为圆心,以线段BP长为半径的圆与E有4个公共点,求k的取值范围.设点M(x,y),A(x1,y1),则Q(x1,0),因为2,所以2(x1-x,-y)=(0,-y1),所以解得由于点A在圆C:x2+y2=4上,所以x2+4y2=4,所以点M的轨迹E的方程为+y2=1.(2)由(1)知,E的方程为+y2=1,因为直线l:y=kx+1(k≠0).由得(1+4k2)x2+8kx=0.设B(x1,y1),P(x2,y2),因此x1=0,x2=-,|BP|=|x1-x2|=,则点P的轨迹方程为x2+(y-1)2=,由得3y2+2y-5+=0(-1≤y≤1),(*)依题意得,(*)式关于y的方程在(-1,1)有两个不同的实数解,设f(x)=3x2+2x-5+(-1<x<1),因为函数f(x)的对称轴为x=-,要使函数f(x)的图象在(-1,1)与x轴有两个不同的交点,则整理得即所以解得k∈,所以k的取值范围为.命题角度2直线与圆锥曲线的位置关系 高考真题体验·对方向1.(2018全国Ⅰ·19)设椭圆C:+y2=1的右焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.F(1,0),l的方程为x=1.由已知可得,点A的坐标为.所以AM的方程为y=-x+或y=x-.l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,所以∠OMA=∠OMB.当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),则x1<,x2<,直线MA,MB的斜率之和为k MA+k MB=,由y1=kx1-k,y2=kx2-k得k MA+k MB=.将y=k(x-1)代入+y2=1得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,所以,x1+x2=,x1x2=.则2kx1x2-3k(x1+x2)+4k==0.从而k MA+k MB=0,故MA,MB的倾斜角互补,所以∠OMA=∠OMB.综上,∠OMA=∠OMB.2.(2018全国Ⅱ·19)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.(1)求l的方程.(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0).设A(x1,y1),B(x2,y2).由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=.由题设知=8,解得k=-1(舍去),k=1.因此l的方程为y=x-1.(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5.设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则解得因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.3.(2018全国Ⅲ·20)已知斜率为k的直线l与椭圆C:=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).(1)证明:k<-;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且=0.证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差.A(x1,y1),B(x2,y2),则=1,=1.两式相减,并由=k得·k=0.由题设知=1,=m,于是k=-.①由题设得0<m<,故k<-.F(1,0).设P(x3,y3),则(x3-1,y3)+(x1-1,y1)+(x2-1,y2)=(0,0).由(1)及题设得x3=3-(x1+x2)=1,y3=-(y1+y2)=-2m<0.又点P在C上,所以m=,从而P,||=.于是||===2-.同理||=2-.所以||+||=4-(x1+x2)=3.故2||=||+||,则||,||,||成等差数列,设该数列的公差为d,则2|d|=|||-|||=|x1-x2|=.②将m=代入①得k=-1.所以l的方程为y=-x+,代入C的方程,并整理得7x2-14x+=0.故x1+x2=2,x1x2=,代入②解得|d|=.所以该数列的公差为或-.4.(2017全国Ⅲ·20)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C于A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆.(1)证明:坐标原点O在圆M上;(2)设圆M过点P(4,-2),求直线l与圆M的方程.A(x1,y1),B(x2,y2),l:x=my+2.由可得y2-2my-4=0,则y1y2=-4.又x1=,x2=,故x1x2= =4.因此OA的斜率与OB的斜率之积为=-1,所以OA⊥OB.故坐标原点O在圆M上.(1)可得y1+y2=2m,x1+x2=m(y1+y2)+4=2m2+4.故圆心M的坐标为(m2+2,m),圆M的半径r=.由于圆M过点P(4,-2),因此=0,故(x1-4)(x2-4)+(y1+2)(y2+2)=0,即x1x2-4(x1+x2)+y1y2+2(y1+y2)+20=0.由(1)可得y1y2=-4,x1x2=4.所以2m2-m-1=0,解得m=1或m=-.当m=1时,直线l的方程为x-y-2=0,圆心M的坐标为(3,1),圆M的半径为,圆M的方程为(x-3)2+(y-1)2=10.当m=-时,直线l的方程为2x+y-4=0,圆心M的坐标为,圆M的半径为,圆M的方程为.5.(2017北京·18)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作x轴的垂线分别与直线OP,ON交于点A,B,其中O为原点.(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;(2)求证:A为线段BM的中点.C:y2=2px过点P(1,1),得p=.所以抛物线C的方程为y2=x.抛物线C的焦点坐标为,准线方程为x=-.,设直线l的方程为y=kx+(k≠0),l与抛物线C的交点为M(x1,y1),N(x2,y2).由得4k2x2+(4k-4)x+1=0.则x1+x2=,x1x2=.因为点P的坐标为(1,1),所以直线OP的方程为y=x,点A的坐标为(x1,x1),直线ON的方程为y=x,点B的坐标为.因为y1+-2x1=====0,所以y1+=2x1.故A为线段BM的中点.6.(2017天津·19)设椭圆=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为,已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为.(1)求椭圆的方程和抛物线的方程;(2)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于点A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为,求直线AP的方程.设F的坐标为(-c,0).依题意,=a,a-c=,解得a=1,c=,p=2,于是b2=a2-c2=.所以,椭圆的方程为x2+=1,抛物线的方程为y2=4x.(2)设直线AP的方程为x=my+1(m≠0),与直线l的方程x=-1联立,可得点P,故Q.将x=my+1与x2+=1联立,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0或y=.由点B异于点A,可得点B.由Q,可得直线BQ的方程为(x+1)-=0,令y=0,解得x=,故D.所以|AD|=1-.又因为△APD的面积为,故,整理得3m2-2|m|+2=0,解得|m|=,所以m=±.所以,直线AP的方程为3x+y-3=0或3x-y-3=0.新题演练提能·刷高分1.(2018河北唐山一模)已知椭圆Γ:=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为A,长轴长为2 ,B为直线l:x=-3上的动点,M(m,0),AM⊥BM.当AB⊥l时,M与F重合.(1)求椭圆Γ的方程;(2)若直线BM交椭圆Γ于P,Q两点,若AP⊥AQ,求m的值.依题意得A(0,b),F(-c,0),当AB⊥l时,B(-3,b),由AF⊥BF,得k AF·k BF==-1,又b2+c2=6,解得c=2,b=.所以,椭圆Γ的方程为=1.(2)由(1)得A(0,),依题意,显然m≠0,所以=-,又AM⊥BM,所以k BM=,所以直线BM的方程为y=(x-m),设P(x1,y1),Q(x2,y2).联立有(2+3m2)x2-6m3x+3m4-12=0,x1+x2=,x1x2=.|PM|·|QM|=|(x1-m)(x2-m)|=|x1x2-m(x1+x2)+m2|==,|AM|2=2+m2,由AP⊥AQ得,|AM|2=|PM|·|QM|,所以=1,解得m=±1.2.(2018河南郑州一模)已知圆C:x2+y2+2x-2y+1=0和抛物线E:y2=2px(p>0),圆心C到抛物线焦点F的距离为.(1)求抛物线E的方程;(2)不过原点的动直线l交抛物线于A,B两点,且满足OA⊥OB.设点M为圆C上任意一动点,求当动点M到直线l的距离最大时的直线l的方程.C:x2+y2+2x-2y+1=0可化为(x+1)2+(y-1)2=1,则圆心C为(-1,1).∵F,0,∴|CF|=,解得p=6.∴抛物线的方程为y2=12x.(2)设直线l为x=my+t(t≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).联立可得y2-12my-12t=0.∴y1+y2=12m,y1y2=-12t.∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0,即(m2+1)y1y2+mt(y1+y2)+t2=0.整理可得t2-12t=0,∵t≠0,∴t=12.∴直线l的方程为x=my+12,故直线l过定点P(12,0).∴当CN⊥l时,即动点M经过圆心C(-1,1)时到动直线l的距离取得最大值.k MP=k CP==-,∴m=,此时直线l的方程为x=y+12,即为13x-y-156=0.3.(2018甘肃第一次诊断性考试)椭圆E:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作垂直于x轴的直线l与椭圆E在第一象限交于点P,若|PF1|=5,且3a=b2.(1)求椭圆E的方程;(2)A,B是椭圆C上位于直线l两侧的两点.若直线AB过点(1,-1),且∠APF2=∠BPF2,求直线AB 的方程.由题意可得|PF2|==3,因为|PF1|=5,由椭圆的定义得a=4,所以b2=12,所以椭圆E的方程为=1.(2)易知点P的坐标为(2,3).因为∠APF2=∠BPF2,所以直线PA,PB的斜率之和为0.设直线PA的斜率为k,则直线PB的斜率为-k,设A(x1,y1),B(x2,y2),则直线PA的方程为y-3=k(x-2),由可得(3+4k2)x2+8k(3-2k)x+4(3-2k)2-48=0,∴x1+2=.同理,直线PB的方程为y-3=-k(x-2),可得x2+2=,∴x1+x2=,x1-x2=,k AB=,∴满足条件的直线AB的方程为y+1=(x-1),即为x-2y-3=0.命题角度3圆锥曲线的最值、范围问题 高考真题体验·对方向1.(2017山东·21)在平面直角坐标系xOy中,椭圆E:=1(a>b>0)的离心率为,焦距为2.(1)求椭圆E的方程.(2)如图,动直线l:y=k1x-交椭圆E于A,B两点,C是椭圆E上一点,直线OC的斜率为k2,且k1k2=,M是线段OC延长线上一点,且|MC|∶|AB|=2∶3,☉M的半径为|MC|,OS,OT是☉M的两条切线,切点分别为S,T,求∠SOT的最大值并求取得最大值时直线l的斜率.由题意知e=,2c=2,所以a=,b=1,因此椭圆E的方程为+y2=1.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程得(4+2)x2-4k1x-1=0,由题意知Δ>0,且x1+x2=,x1x2=-.所以|AB|=|x1-x2|=.由题意可知圆M的半径r为r=|AB|=.由题设知k1k2=,所以k2=,因此直线OC的方程为y=x.联立方程得x2=,y2=,因此|OC|=.由题意可知sin=,而=,令t=1+2,则t>1,∈(0,1),因此=≥1,当且仅当,即t=2时等号成立,此时k1=±,所以sin ,因此.所以∠SOT最大值为.综上所述:∠SOT的最大值为,取得最大值时直线l的斜率为k1=±.2.(2016全国Ⅱ·20)已知椭圆E:=1的焦点在x轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.(1)当t=4,|AM|=|AN|时,求△AMN的面积;(2)当2|AM|=|AN|时,求k的取值范围.设M(x1,y1),则由题意知y1>0.当t=4时,E的方程为=1,A(-2,0).由已知及椭圆的对称性知,直线AM的倾斜角为.因此直线AM的方程为y=x+2.将x=y-2代入=1得7y2-12y=0.解得y=0或y=,所以y1=.因此△AMN的面积S△AMN=2×.(2)由题意t>3,k>0,A(-,0).将直线AM的方程y=k(x+)代入=1得(3+tk2)x2+2·tk2x+t2k2-3t=0.由x1·(-)=得x1=,故|AM|=|x1+.由题设,直线AN的方程为y=-(x+),故同理可得|AN|=.由2|AM|=|AN|得,即(k3-2)t=3k(2k-1).当k=时上式不成立,因此t=.t>3等价于<0,即<0.由此得解得<k<2.因此k的取值范围是(,2).3.(2016全国Ⅰ·20)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.(1)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;(2)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q 两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.因为|AD|=|AC|,EB∥AC,故∠EBD=∠ACD=∠ADC.所以|EB|=|ED|,故|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|.又圆A的标准方程为(x+1)2+y2=16,从而|AD|=4,所以|EA|+|EB|=4.由题设得A(-1,0),B(1,0),|AB|=2,由椭圆定义可得点E的轨迹方程为:=1(y≠0).(2)当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),由得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,则x1+x2=,x1x2=,所以|MN|=|x1-x2|=.过点B(1,0)且与l垂直的直线m:y=-(x-1),A到m的距离为,所以|PQ|=2=4.故四边形MPNQ的面积S=|MN||PQ|=12.可得当l与x轴不垂直时,四边形MPNQ面积的取值范围为(12,8).当l与x轴垂直时,其方程为x=1,|MN|=3,|PQ|=8,四边形MPNQ的面积为12.综上,四边形MPNQ面积的取值范围为[12,8).新题演练提能·刷高分1.(2018江西南昌一模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过焦点F的直线交C 于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,y1y2=-4.(1)求抛物线方程;(2)点B在准线l上的投影为E,D是C上一点,且AD⊥EF,求△ABD面积的最小值及此时直线AD的方程.依题意F,当直线AB的斜率不存在时,|y1y2|=-p2=-4,p=2.当直线AB的斜率存在时,设AB:y=k,由化简得y2-y-p2=0.由y1y2=-4,得p2=4,p=2,所以抛物线方程为y2=4x.(2)设D(x0,y0),B,则E(-1,t).又由y1y2=-4,可得A.因为k EF=-,AD⊥EF,所以k AD=,故直线AD:y+.由化简得y2-2ty-8-=0,所以y1+y0=2t,y1y0=-8-.所以|AD|=·|y1-y0|=.设点B到直线AD的距离为d,则d=.所以S△ABD=|AD|·d=≥16,当且仅当t4=16,即t=±2.当t=2时,直线AD的方程为x-y-3=0,当t=-2时,直线AD的方程为x+y-3=0.2.(2018山东济南一模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线C1:x2=4y,直线l与抛物线C1交于A,B两点.(1)若直线OA,OB的斜率之积为-,证明:直线l过定点;(2)若线段AB的中点M在曲线C2:y=4-x2(-2<x<2)上,求的最大值.A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m,由得x2-4kx-4m=0,Δ=16(k2+m)>0,x1+x2=4k,x1x2=-4m,k OA·k OB==-,由已知:k OA·k OB=-,所以m=1,所以直线l的方程为y=kx+1,所以直线l过定点(0,1).M(x0,y0),则x0==2k,y0=kx0+m=2k2+m,将M(x0,y0)代入C2:y=4-x2(-2<x<2),得2k2+m=4-(2k)2,∴m=4-3k2.∵-2<x0<2,∴-2<2k<2,∴-<k<.∵Δ=16(k2+m)=16(k2+4-3k2)=32(2-k2)>0,∴-<k<,故k的取值范围是k∈(-).|AB|=,将m=4-3k2代入,得|AB|=4≤4=6,当且仅当k2+1=2-k2,即k=±时取等号,所以|AB|的最大值为6.3.(2018山东青岛一模)已知O为坐标原点,点A,B在椭圆C:+y2=1上,点E-在圆D:x2+y2=r2(r>0)上,AB的中点为Q,满足O,E,Q三点共线.(1)求直线AB的斜率;(2)若直线AB与圆D相交于M,N两点,记△OAB的面积为S1,△OMN的面积为S2,求S=S1+S2的最大值.设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点Q(x0,y0).∵点A,B在椭圆C上,∴相减得+(y1-y2)(y1+y2)=0.∴k AB==-.∵x0=,y0=,∴k AB=-.∵E,∴k OE=-.∵O,E,Q三点共线,∴k OQ=k OE=-,∴k AB=-=1.(2)∵点E在圆D上,∴r2=.∴圆D的方程为x2+y2=.设直线AB的方程:y=x+m,由得3x2+4mx+2m2-2=0.由Δ>0得m2<3.x1+x2=-,x1x2=,则|AB|=.设O到直线AB的距离为d,d=,∴|MN|=2=2.∴S=S1+S2=|AB|·d+|MN|·d=×2|m|=,∴当m2=<3时,即m=±时,S max=.4.(2018广东珠海3月质检)已知抛物线C1:y2=2px(p>0),圆C2:x2+y2=4,直线l:y=kx+b与抛物线C1相切于点M,与圆C2相切于点N.(1)若直线l的斜率k=1,求直线l和抛物线C1的方程;(2)设F为抛物线C1的焦点,设△FMN,△FON的面积分别为S1,S2,若S1=λS2,求λ的取值范围.由题设知l:x-y+b=0,且b>0,由l与C2相切知,C2(0,0)到l的距离d==2,得b=2,∴l:x-y+2=0.将l与C1的方程联立消x得y2-2py+4p=0,其Δ=4p2-16p=0得p=4,∴C1:y2=8x.综上,l:x-y+2=0,C1:y2=8x.(2)不妨设k>0,根据对称性,k>0得到的结论与k<0得到的结论相同.此时b>0,又知p>0,设M(x1,y1),N(x2,y2),由消y得k2x2+2(kb-p)x+b2=0,其Δ=4(kb-p)2-4k2b2=0得p=2kb,从而解得M,由l与C2切于点N知C2(0,0)到l:kx-y+b=0的距离d==2,得b=2,则p=4k,故M.由得N,故|MN|=|x M-x N|=.F到l:kx-y+b=0的距离d0==2k2+2,∴S1=S△FMN=|MN|d0=,又S2=S△FON=|OF|·|y N|=2k,∴λ=(k2+1)=2k2++3≥2+3.当且仅当2k2=即k=时取等号,与上同理可得,k<0时亦是同上结论.综上,λ的取值范围是[3+2,+∞).命题角度4圆锥曲线的定值、定点问题 高考真题体验·对方向1.(2017全国Ⅰ·20)已知椭圆C:=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3,P4中恰有三点在椭圆C上.(1)求C的方程;(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点.P3,P4两点关于y轴对称,故由题设知C经过P3,P4两点.又由知,C不经过点P1,所以点P2在C上.因此解得故C的方程为+y2=1.P2A与直线P2B的斜率分别为k1,k2,如果l与x轴垂直,设l:x=t,由题设知t≠0,且|t|<2,可得A,B的坐标分别为.则k1+k2==-1,得t=2,不符合题设.从而可设l:y=kx+m(m≠1).将y=kx+m代入+y2=1得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.由题设可知Δ=16(4k2-m2+1)>0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=.而k1+k2===.由题设k1+k2=-1,故(2k+1)x1x2+(m-1)(x1+x2)=0.即(2k+1)·+(m-1)·=0.解得k=-.当且仅当m>-1时,Δ>0,于是l:y=-x+m,即y+1=-(x-2),所以l过定点(2,-1).2.(2016北京·19)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,A(a,0),B(0,b),O(0,0),△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:|AN|·|BM|为定值.解得a=2,b=1.所以椭圆C的方程为+y2=1.(1)知,A(2,0),B(0,1).设P(x0,y0),则+4=4.当x0≠0时,直线PA的方程为y=(x-2).令x=0,得y M=-,从而|BM|=|1-y M|=.直线PB的方程为y=x+1.令y=0,得x N=-,从而|AN|=|2-x N|=.所以|AN|·|BM|====4.当x0=0时,y0=-1,|BM|=2,|AN|=2,所以|AN|·|BM|=4.综上,|AN|·|BM|为定值.3.(2015全国Ⅱ·20)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,点(2,)在C上.(1)求C的方程;(2)直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.证明:直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值.=1,解得a2=8,b2=4.所以C的方程为=1.l:y=kx+b(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(x M,y M).将y=kx+b代入=1,得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-8=0.故x M=,y M=k·x M+b=.于是直线OM的斜率k OM==-,即k OM·k=-.所以直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值.新题演练提能·刷高分1.(2018福建厦门第一次质检)设O为坐标原点,椭圆C:=1(a>b>0)的左焦点为F,离心率为.直线l:y=kx+m(m>0)与C交于A,B两点,AF的中点为M,|OM|+|MF|=5.(1)求椭圆C的方程;(2)设点P(0,1),=-4,求证:直线l过定点,并求出定点的坐标.F1,则OM为△AFF1的中位线.∴OM=AF1,MF=AF,∴|OM|+|MF|==a=5,∵e=,∴c=2,∴b=,∴椭圆C的方程为=1.A(x1,y1),B(x2,y2),联立消去y,整理得(1+5k2)x2+10mkx+5m2-25=0.∴Δ>0,x1+x2=-,x1x2=,∴y1+y2=k(x1+x2)+2m=,y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2==.∵P(0,1),=-4,∴(x1,y1-1)·(x2,y2-1)=x1x2+y1y2-(y1+y2)+1=-4,∴+5=0,整理得3m2-m-10=0,解得m=2或m=-(舍去).∴直线l过定点(0,2).2.(2018安徽合肥第二次质检)已知点A(1,0)和动点B,以线段AB为直径的圆内切于圆O:x2+y2=4.(1)求动点B的轨迹方程;(2)已知点P(2,0),Q(2,-1),经过点Q的直线l与动点B的轨迹交于M,N两点,求证:直线PM与直线PN的斜率之和为定值.,设以线段AB为直径的圆的圆心为C,取A'(-1,0).依题意,圆C内切于圆O,设切点为D,则O,C,D三点共线,∵O为AA'的中点,C为AB中点,∴A'B=2OC.∴|BA'|+|BA|=2OC+2AC=2OC+2CD=2OD=4>|AA'|=2,∴动点B的轨迹是以A,A'为焦点,长轴长为4的椭圆,设其方程为=1(a>b>0),则2a=4,2c=2,∴a=2,c=1,∴b2=a2-c2=3,∴动点B的轨迹方程为=1.当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为x=2,此时直线l与椭圆=1相切,与题意不符.②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y+1=k(x-2).由消去y整理得(4k2+3)x2-(16k2+8k)x+16k2+16k-8=0.∵直线l与椭圆交于M,N两点,∴Δ=(16k2+8k)2-4(4k2+3)(16k2+16k-8)>0,解得k<.设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=,∴k PM+k PN==2k-=2k-=2k-=2k-=2k+3-2k=3(定值).3.(2018北京丰台期末)在平面直角坐标系xOy中,动点P到点F(1,0)的距离和它到直线x=-1的距离相等,记点P的轨迹为C.(1)求C的方程;(2)设点A在曲线C上,x轴上一点B(在点F右侧)满足|AF|=|FB|.平行于AB的直线与曲线C 相切于点D,试判断直线AD是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.因为动点P到点F(1,0)的距离和它到直线x=-1的距离相等,所以动点P的轨迹是以点F(1,0)为焦点,直线x=-1为准线的抛物线.设C的方程为y2=2px,则=1,即p=2.所以C的轨迹方程为y2=4x.(2)设A,m,则B+2,0,所以直线AB的斜率为k==-.设与AB平行,且与抛物线C相切的直线为y=-x+b,由得my2+8y-8b=0,由Δ=64+32mb=0得b=-,所以y D=-,所以点D,-.当,即m≠±2时,直线AD的方程为y-m=x-,整理得y=(x-1),所以直线AD过定点(1,0).当,即m=±2时,直线AD 的方程为x=1,过定点(1,0).综上所述,直线AD过定点(1,0).4.(2018四川德阳二诊)已知长度为3的线段AB的两个端点A,B分别在x轴和y轴上运动,动点P满足=2,设动点P的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)过点(4,0)且斜率不为零的直线l与曲线C交于M,N两点,在x轴上是否存在定点T,使得直线MT与NT的斜率之积为常数.若存在,求出定点T的坐标以及此常数;若不存在,请说明理由.设P(x,y),A(m,0),B(0,n),由于=2,所以(x,y-n)=2(m-x,-y)=(2m-2x,-2y),即所以又|AB|=3,所以m2+n2=18,从而+9y2=18.即曲线C的方程为=1.(2)由题意设直线l的方程为:x=my+4,M(x1,y1),N(x2,y2),由得(m2+4)y2+8my+8=0,所以故x1+x2=m(y1+y2)+8=,x1x2=m2y1y2+4m(y1+y2)+16=,假设存在定点T(t,0),使得直线MT与NT的斜率之积为常数,则k MT·k NT==.当t2-8=0,且t-4≠0时,k MT·k NT为常数,解得t=±2.显然当t=2时,常数为;当t=-2时,常数为,所以存在两个定点T1(2,0),T2(-2,0),使得直线MT与NT的斜率之积为常数,当定点为T1(2,0)时,常数为;当定点为T2(-2,0)时,常数为.命题角度5圆锥曲线的探究、存在性问题 高考真题体验·对方向1.(2015全国Ⅰ·20)在直角坐标系xOy中,曲线C:y=与直线l:y=kx+a(a>0)交于M,N两点.(1)当k=0时,分别求C在点M和N处的切线方程;(2)y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有∠OPM=∠OPN?说明理由.由题设可得M(2,a),N(-2,a),或M(-2,a),N(2,a).又y'=,故y=在x=2处的导数值为,C在点(2,a)处的切线方程为y-a=(x-2),即x-y-a=0.y=在x=-2处的导数值为-,C在点(-2,a)处的切线方程为y-a=-(x+2),即x+y+a=0.故所求切线方程为x-y-a=0和x+y+a=0.(2)存在符合题意的点,证明如下:设P(0,b)为符合题意的点,M(x1,y1),N(x2,y2),直线PM,PN的斜率分别为k1,k2.将y=kx+a代入C的方程得x2-4kx-4a=0.故x1+x2=4k,x1x2=-4a.从而k1+k2==.当b=-a时,有k1+k2=0,则直线PM的倾斜角与直线PN的倾斜角互补,故∠OPM=∠OPN,所以点P(0,-a)符合题意.2.(2015全国Ⅱ·20)已知椭圆C:9x2+y2=m2(m>0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.(1)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值;(2)若l过点,延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,求此时l的斜率;若不能,说明理由.l:y=kx+b(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(x M,y M).将y=kx+b代入9x2+y2=m2得(k2+9)x2+2kbx+b2-m2=0,故x M=,y M=kx M+b=.于是直线OM的斜率k OM==-,即k OM·k=-9.所以直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值.OAPB能为平行四边形.因为直线l过点,所以l不过原点且与C有两个交点的充要条件是k>0,k≠3.由(1)得OM的方程为y=-x.设点P的横坐标为x P.由,即x P=.将点的坐标代入l的方程得b=,因此x M= .四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分,即x P=2x M.于是=2×,解得k1=4-,k2=4+.因为k i>0,k i≠3,i=1,2,所以当l的斜率为4-或4+时,四边形OAPB为平行四边形.3.(2014山东·21)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有|FA|=|FD|.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形.(1)求C的方程;(2)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E,①证明直线AE过定点,并求出定点坐标;②△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.由题意知F,设D(t,0)(t>0),则FD的中点为.因为|FA|=|FD|,由抛物线的定义知3+,解得t=3+p或t=-3(舍去).由=3,解得p=2.所以抛物线C的方程为y2=4x.(2)①由(1)知F(1,0).设A(x0,y0)(x0y0≠0),D(x D,0)(x D>0),因为|FA|=|FD|,则|x D-1|=x0+1.由x D>0得x D=x0+2,故D(x0+2,0).故直线AB的斜率k AB=-.因为直线l1和直线AB平行,设直线l1的方程为y=-x+b,代入抛物线方程得y2+ y-=0,由题意Δ==0,得b=-.设E(x E,y E),则y E=-,x E=.当≠4时,k AE==-,可得直线AE的方程为y-y0=(x-x0),由=4x0,整理可得y=(x-1),直线AE恒过点F(1,0).当=4时,直线AE的方程为x=1,过点F(1,0).所以直线AE过定点F(1,0).②由①知直线AE过焦点F(1,0),所以|AE|=|AF|+|FE|=(x0+1)+=x0++2.设直线AE的方程为x=my+1,因为点A(x0,y0)在直线AE上,故m=.设B(x1,y1),直线AB的方程为y-y0=-(x-x0),由于y0≠0,可得x=-y+2+x0,代入抛物线方程得y2+y-8-4x0=0.所以y0+y1=-,可求得y1=-y0-,x1=+x0+4.所以点B到直线AE的距离为d===4.则△ABE的面积S=×4≥16,当且仅当=x0,即x0=1时等号成立.所以△ABE的面积的最小值为16.新题演练提能·刷高分1.(2018山西太原一模)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左顶点为A,右焦点为F2(2,0),点B(2,-)在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线y=kx(k≠0)与椭圆C交于E,F两点,直线AE,AF分别与y轴交于点M,N,在x轴上,是否存在点P,使得无论非零实数k怎样变化,总有∠MPN为直角?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.依题意,c=2.∵点B(2,-)在C上,∴=1.∵a2=b2+c2,∴a2=8,b2=4,∴椭圆方程为=1.(2)假设存在这样的点P,设P(x0,0),E(x1,y1),则F(-x1,-y1),联立消去y化简得(1+2k2)x2-8=0,解得x1=,y1=.∵A(-2,0),∴AE所在直线方程为y=·(x+2),∴M0,,同理可得N0,,=-x0,,=-x0,,由=0,得-4=0.∴x0=2或x0=-2.∴存在点P,使得无论非零实数k怎么变化,总有∠MPN为直角,点P坐标为(2,0)或(-2,0).2.(2018山东菏泽一模)已知抛物线E的顶点为平面直角坐标系xOy的坐标原点O,焦点为圆F:x2+y2-4x+3=0的圆心F.经过点F的直线l交抛物线E于A,D两点,交圆F于B,C两点,A,B 在第一象限,C,D在第四象限.(1)求抛物线E的方程;(2)是否存在直线l使2|BC|是|AB|与|CD|的等差中项?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.∵圆F的方程为(x-2)2+y2=1,∴圆心F的坐标为(2,0),半径r=1.根据题意设抛物线E的方程为y2=2px(p>0),∴=2,解得p=4.∴抛物线E的方程为y2=8x.(2)∵2|BC|是|AB|与|CD|的等差中项,|BC|=2r,∴|AB|+|CD|=4|BC|=4×2r=8.∴|AD|=|AB|+|BC|+|CD|=10r=10.讨论:若l垂直于x轴,则l的方程为x=2,代入y2=8x,解得y=±4.此时|AD|=8,不满足题意;若l不垂直于x轴,则设l的斜率为k(k≠0),此时l的方程为y=k(x-2),由得k2x2-(4k2+8)x+4k2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=.∵拋物线E的准线方程为x=-2,∴|AD|=|AF|+|DF|=(x1+2)+(x2+2)=x1+x2+4.∴+4=10,解得k=±2.当k=±2时,k2x2-(4k2+8)x+4k2=0化为x2-6x+4=0.∵(-6)2-4×1×4>0,∴x2-6x+4=0有两个不相等的实数根.∴k=±2满足题意.∴存在满足要求的直线l:2x-y-4=0或2x+y-4=0.3.(2018山西晋城一模)已知直线l1是抛物线C:x2=2py(p>0)的准线,直线l2:3x-4y-6=0,且l2与抛物线C没有公共点,动点P在抛物线C上,点P到直线l1和l2的距离之和的最小值等于2.(1)求抛物线C的方程;(2)点M在直线l1上运动,过点M作抛物线C的两条切线,切点分别为P1,P2,在平面内是否存在定点N,使得MN⊥P1P2恒成立?若存在,请求出定点N的坐标,若不存在,请说明理由.作PA,PB分别垂直l1和l2,垂足为A,B,抛物线C的焦点为F0,,由抛物线定义知|PA|=|PF|,所以d1+d2=|PA|+|PB|=|PF|+|PB|,易知d1+d2的最小值即为点F到直线l2的距离,故d==2,∴p=2,所以抛物线C的方程为x2=4y.(2)由(1)知直线l1的方程为y=-1,当点M在特殊位置(0,-1)时,易知两个切点P1,P2关于y 轴对称,故要使得MN⊥P1P2,点N必须在y轴上.故设M(m,-1),N(0,n),P1x1,,P2x2,,抛物线C的方程为y=x2,求导得y'=x,所以切线MP1的斜率k1=x1,直线MP1的方程为y-x1(x-x1),又点M在直线MP1上,所以-1-x1(m-x1),整理得-2mx1-4=0,同理可得-2mx2-4=0,故x1和x2是一元二次方程x2-2mx-4=0的两根,由韦达定理得=x2-x1,·(-m,n+1)=(x2-x1)[-4m+(n+1)(x2+x1)]=(x2-x1)[-4m+2m(n+1)]=m(x2-x1)(n-1),可见n=1时,=0恒成立,所以存在定点N(0,1),使得MN⊥P1P2恒成立.4.(2018河北衡水中学七调)如图,已知椭圆的离心率为,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1,F2为顶点的三角形的周长为4(+1).一双曲线的顶点是该椭圆的焦点,且双曲线的实轴长等于虚轴长,设P为该双曲线上异于顶点的任意一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A,B和C,D,且点A,C在x轴的同一侧.(1)求椭圆和双曲线的标准方程;(2)是否存在题设中的点P,使得||+||=?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.由题意知,椭圆离心率e=,即a=c,又2a+2c=4(+1),所以a=2,c=2,所以b2=a2-c2=4,所以椭圆的标准方程为=1.所以椭圆的焦点坐标为(±2,0).又双曲线为等轴双曲线,且顶点是该圆的焦点,所以该双曲线的标准方程为=1.(2)设P(x0,y0)(x0≠±2),则,因为点P在双曲线=1上,所以=1.设A(x1,y1),B(x2,y2),直线PF1的方程为y=k(x+2),所以直线PF2的方程为y=(x-2),联立得(2k2+1)x2+8k2x+8k2-8=0,所以x1+x2=-,x1·x2=,所以|AB|=.同理可得|CD|=.由题知||+||=|·| |·cos θ(θ=∠F1PF2),即cos θ=.因为=||||cos θ,即(-2-x0)(2-x0)+(-y0)(-y0)=,又因为=4,所以2(-4)=,所以=8,=4.即存在满足题意的点P,且点P的坐标为(±2,±2).。