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- 2021-06-16 发布
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第09章 三年高考真题与高考等值卷( 平面解析几何 )(文科数学)
1.直线与方程
(1)在平面直角坐标系中,结合具体图形,确定直线位置的几何要素.
(2)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式.
(3)能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.
(4)掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),
了解斜截式与一次函数的关系.
(5)能用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标.
(6)掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.
2.圆与方程
(1)掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程.
(2)能根据给定直线、圆的方程判断直线与圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系.
(3)能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.
(4)初步了解用代数方法处理几何问题的思想.
3.圆锥曲线
(1)了解圆锥曲线的实际背景,了解圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
(2)掌握椭圆、抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单性质.
(3)了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质.
(4)了解圆锥曲线的简单应用.
(5)理解数形结合的思想.
4.曲线与方程了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系.
1.【2019年天津文科06】已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O
为原点),则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【解答】解:∵抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.
∴F(1,0),准线l的方程为x=﹣1,
∵l与双曲线1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),
∴|AB|,|OF|=1,∴,∴b=2a,
∴c,
∴双曲线的离心率为e.
故选:D.
2.【2019年新课标3文科10】已知F是双曲线C:1的一个焦点,点P在C上,O为坐标原点.若|OP|=|OF|,则△OPF的面积为( )
A. B. C. D.
【解答】解:如图,不妨设F为双曲线C:1的右焦点,P为第一象限点.
由双曲线方程可得,a2=4,b2=5,则,
则以O为圆心,以3为半径的圆的方程为x2+y2=9.
联立,解得P(,).
∴sin∠POF.
则.
故选:B.
3.【2019年新课标2文科09】若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆1的一个焦点,则p=( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【解答】解:由题意可得:3p﹣p=()2,解得p=8.
故选:D.
4.【2019年新课标2文科12】设F为双曲线C:1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【解答】解:如图,
由题意,把x代入x2+y2=a2,得PQ,
再由|PQ|=|OF|,得,即2a2=c2,
∴,解得e.
故选:A.
5.【2019年新课标1文科10】双曲线C:1(a>0,b>0)的一条渐近线的倾斜角为130°,则C的离心率为( )
A.2sin40° B.2cos40° C. D.
【解答】解:双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线方程为y,
由双曲线的一条渐近线的倾斜角为130°,得,
则,
∴,
得,
∴e.
故选:D.
6.【2019年新课标1文科12】已知椭圆C的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为( )
A.y2=1 B.1
C.1 D.1
【解答】解:∵|AF2|=2|BF2|,∴|AB|=3|BF2|,
又|AB|=|BF1|,∴|BF1|=3|BF2|,
又|BF1|+|BF2|=2a,∴|BF2|,
∴|AF2|=a,|BF1|a,
在Rt△AF2O中,cos∠AF2O,
在△BF1F2中,由余弦定理可得cos∠BF2F1,
根据cos∠AF2O+cos∠BF2F1=0,可得0,解得a2=3,∴a.
b2=a2﹣c2=3﹣1=2.
所以椭圆C的方程为:1.
故选:B.
7.【2019年北京文科05】已知双曲线y2=1(a>0)的离心率是,则a=( )
A. B.4 C.2 D.
【解答】解:由双曲线y2=1(a>0),得b2=1,
又e,得,即,
解得,a.
故选:D.
8.【2018年新课标2文科06】双曲线1(a>0,b>0)的离心率为,则其渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x
【解答】解:∵双曲线的离心率为e,
则,
即双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,
故选:A.
9.【2018年新课标2文科11】已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为( )
A.1 B.2 C. D.1
【解答】解:F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,可得椭圆的焦点坐标F2(c,0),
所以P(c,c).可得:,可得,可得e4﹣8e2+4=0,e∈(0,1),
解得e.
故选:D.
10.【2018年新课标1文科04】已知椭圆C:1的一个焦点为(2,0),则C
的离心率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:椭圆C:1的一个焦点为(2,0),
可得a2﹣4=4,解得a=2,
∵c=2,
∴e.
故选:C.
11.【2018年新课标3文科08】直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,点P在圆(x﹣2)2+y2=2上,则△ABP面积的取值范围是( )
A.[2,6] B.[4,8] C.[,3] D.[2,3]
【解答】解:∵直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,
∴令x=0,得y=﹣2,令y=0,得x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(0,﹣2),|AB|2,
∵点P在圆(x﹣2)2+y2=2上,∴设P(2,),
∴点P到直线x+y+2=0的距离:
d,
∵sin()∈[﹣1,1],∴d∈[],
∴△ABP面积的取值范围是:
[,]=[2,6].
故选:A.
12.【2018年新课标3文科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.2 C. D.2
【解答】解:双曲线C:1(a>0,b>0)的离心率为,
可得,即:,解得a=b,
双曲线C:1(a>b>0)的渐近线方程为:y=±x,
点(4,0)到C的渐近线的距离为:2.
故选:D.
13.【2018年天津文科07】已知双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为( )
A.1 B.1
C.1 D.1
【解答】解:由题意可得图象如图,CD是双曲线的一条渐近线
y,即bx﹣ay=0,F(c,0),
AC⊥CD,BD⊥CD,FE⊥CD,ACDB是梯形,
F是AB的中点,EF3,
EFb,
所以b=3,双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,可得,
可得:,解得a.
则双曲线的方程为:1.
故选:A.
14.【2017年新课标1文科05】已知F是双曲线C:x21的右焦点,P是C上一点,且PF
与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为( )
A. B. C. D.
【解答】解:由双曲线C:x21的右焦点F(2,0),
PF与x轴垂直,设(2,y),y>0,则y=3,
则P(2,3),
∴AP⊥PF,则丨AP丨=1,丨PF丨=3,
∴△APF的面积S丨AP丨×丨PF丨,
同理当y<0时,则△APF的面积S,
故选:D.
15.【2017年新课标2文科12】过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为的直线:y(x﹣1),
过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l
可知:,解得M(3,2).
可得N(﹣1,2),NF的方程为:y(x﹣1),即,
则M到直线NF的距离为:2.
故选:C.
16.【2017年新课标1文科12】设A,B是椭圆C:1长轴的两个端点,若C上存在点M满足∠AMB=120°,则m的取值范围是( )
A.(0,1]∪[9,+∞) B.(0,]∪[9,+∞) C.(0,1]∪[4,+∞) D.(0,]∪[4,+∞)
【解答】解:假设椭圆的焦点在x轴上,则0<m<3时,
设椭圆的方程为:(a>b>0),设A(﹣a,0),B(a,0),M(x,y),y>0,
则a2﹣x2,
∠MAB=α,∠MBA=β,∠AMB=γ,tanα,tanβ,
则tanγ=tan[π﹣(α+β)]=﹣tan(α+β),
∴tanγ,当y最大时,即y=b时,∠AMB取最大值,
∴M位于短轴的端点时,∠AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足∠AMB=120°,
∠AMB≥120°,∠AMO≥60°,tan∠AMOtan60°,
解得:0<m≤1;
当椭圆的焦点在y轴上时,m>3,
当M位于短轴的端点时,∠AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足∠AMB=120°,
∠AMB≥120°,∠AMO≥60°,tan∠AMOtan60°,解得:m≥9,
∴m的取值范围是(0,1]∪[9,+∞)
故选A.
故选:A.
17.【2017年新课标2文科05】若a>1,则双曲线y2=1的离心率的取值范围是( )
A.(,+∞) B.(,2) C.(1,) D.(1,2)
【解答】解:a>1,则双曲线y2=1的离心率为:∈(1,).
故选:C.
18.【2017年新课标3文科11】已知椭圆C:1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,
∴原点到直线的距离a,化为:a2=3b2.
∴椭圆C的离心率e.
故选:A.
19.【2017年天津文科05】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. B.
C. D.
【解答】解: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),
可得c=2,,即,,
解得a=1,b,双曲线的焦点坐标在x轴,所得双曲线方程为:.
故选:D.
20.【2019年新课标3文科15】设F1,F2为椭圆C:1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为 .
【解答】解:设M(m,n),m,n>0,椭圆C:1的a=6,b=2,c=4,
e,
由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,
△MF1F2为等腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c,
即有6m=8,即m=3,n;
6m=8,即m=﹣3<0,舍去.
可得M(3,).
故答案为:(3,).
21.【2019年北京文科11】设抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l,则以F为圆心,且与l相切的圆的方程为 .
【解答】解:如图,
抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),
∵所求圆的圆心F,且与准线x=﹣1相切,∴圆的半径为2.
则所求圆的方程为(x﹣1)2+y2=4.
故答案为:(x﹣1)2+y2=4.
22.【2018年新课标1文科15】直线y=x+1与圆x2+y2+2y﹣3=0交于A,B两点,则|AB|= .
【解答】解:圆x2+y2+2y﹣3=0的圆心(0,﹣1),半径为:2,
圆心到直线的距离为:,
所以|AB|=22.
故答案为:2.
23.【2018年北京文科10】已知直线l过点(1,0)且垂直于x轴.若l被抛物线y2=4ax截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为 .
【解答】解:∵直线l过点(1,0)且垂直于x轴,
∴x=1,
代入到y2=4ax,可得y2=4a,显然a>0,
∴y=±2,
∵l被抛物线y2=4ax截得的线段长为4,
∴44,
解得a=1,
∴y2=4x,
∴抛物线的焦点坐标为(1,0),
故答案为:(1,0)
24.【2018年北京文科12】若双曲线1(a>0)的离心率为,则a= .
【解答】解:双曲线1(a>0)的离心率为,
可得:,解得a=4.
故答案为:4.
25.【2018年天津文科12】在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为 .
【解答】解:【方法一】根据题意画出图形如图所示,
结合图形知经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆,
其圆心为(1,0),半径为1,
则该圆的方程为(x﹣1)2+y2=1.
【方法二】设该圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则,
解得D=﹣2,E=F=0;
∴所求圆的方程为x2+y2﹣2x=0.
故答案为:(x﹣1)2+y2=1(或x2+y2﹣2x=0).
26.【2017年新课标3文科14】双曲线(a>0)的一条渐近线方程为yx,则a= .
【解答】解:双曲线(a>0)的一条渐近线方程为yx,
可得,解得a=5.
故答案为:5.
27.【2017年北京文科10】若双曲线x21的离心率为,则实数m= .
【解答】解:双曲线x21(m>0)的离心率为,
可得:,
解得m=2.
故答案为:2.
28.【2017年天津文科12】设抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.已知点C在l上,以C为圆心的圆与y轴的正半轴相切于点A.若∠FAC=120°,则圆的方程为 .
【解答】解:设抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线l:x=﹣1,∵点C在l上,以C为圆心的圆与y轴的正半轴相切与点A,
∵∠FAC=120°,∴∠FAO=30°,∴OA,
∴OA,∴A(0,),如图所示:
∴C(﹣1,),圆的半径为CA=1,故要求的圆的标准方程为 ,
故答案为:(x+1)21.
29.【2019年天津文科19】设椭圆1(a>b>0)的左焦点为F,左顶点为A,上顶点为B.已知|OA|=2|OB|(O为原点).
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设经过点F且斜率为的直线l与椭圆在x轴上方的交点为P,圆C同时与x轴和直线l相切,圆心C在直线x=4上,且OC∥AP.求椭圆的方程.
【解答】解:(Ⅰ)|OA|=2|OB|,即为a=2b,
可得e;
(Ⅱ)ba,ca,
即a=2c,bc,
可得椭圆方程为1,
设直线FP的方程为y(x+c),
代入椭圆方程可得7x2+6cx﹣13c2=0,
解得x=c或x,
代入直线PF方程可得y或y(舍去),
可得P(c,),
圆心C在直线x=4上,且OC∥AP,可设C(4,t),
可得,解得t=2,
即有C(4,2),可得圆的半径为2,
由直线FP和圆C相切的条件为d=r,
可得2,解得c=2,
可得a=4,b=2,
可得椭圆方程为1.
30.【2019年新课标3文科21】已知曲线C:y,D为直线y上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.
(1)证明:直线AB过定点.
(2)若以E(0,)为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程.
【解答】(1)证明:设D(t,),A(x1,y1),则,
由于y′=x,∴切线DA的斜率为x1,故,
整理得:2tx1﹣2y1+1=0.
设B(x2,y2),同理可得2tx2﹣2y2+1=0.
故直线AB的方程为2tx﹣2y+1=0.
∴直线AB过定点(0,);
(2)解:由(1)得直线AB的方程y=tx.
由,可得x2﹣2tx﹣1=0.
于是.
设M为线段AB的中点,则M(t,),
由于,而,与向量(1,t)平行,
∴t+(t2﹣2)t=0,解得t=0或t=±1.
当t=0时,||=2,所求圆的方程为;
当t=±1时,||,所求圆的方程为.
31.【2019年新课标2文科20】已知F1,F2是椭圆C:1(a>b>0)的两个焦点,P为C上的点,O为坐标原点.
(1)若△POF2为等边三角形,求C的离心率;
(2)如果存在点P,使得PF1⊥PF2,且△F1PF2的面积等于16,求b的值和a的取值范围.
【解答】解:(1)连接PF1,由△POF2为等边三角形可知在△F1PF2中,
∠F1PF2=90°,|PF2|=c,|PF1|c,于是2a=|PF1|+|PF2|=(1)c,
故曲线C的离心率e1.
(2)由题意可知,满足条件的点P(x,y)存在当且仅当:|y|•2c=16,
•1,1,
即c|y|=16,①
x2+y2=c2,②
1,③
由②③及a2=b2+c2得y2,又由①知y2,故b=4,
由②③得x2(c2﹣b2),所以c2≥b2,从而a2=b2+c2≥2b2=32,故a≥4,
当b=4,a≥4时,存在满足条件的点P.
所以b=4,a的取值范围为[4,+∞).
32.【2019年新课标1文科21】已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.
(1)若A在直线x+y=0上,求⊙M的半径;
(2)是否存在定点P,使得当A运动时,|MA|﹣|MP|为定值?并说明理由.
【解答】解:∵⊙M故点A,B且A在直线x+y=0上,
∴点M在线段AB的中垂线x﹣y=0上,
设⊙M的方程为:(x﹣a)2+(y﹣a)2=R2(R>0),则
圆心M(a,a)到直线x+y=0的距离d,
又|AB|=4,∴在Rt△OMB中,
d2+(|AB|)2=R2,
即①
又∵⊙M与x=﹣2相切,∴|a+2|=R②
由①②解得或,
∴⊙M的半径为2或6;
(2)∵线段为⊙M的一条弦,∴圆心M在线段AB的中垂线上,
设点M的坐标为(x,y),则|OM|2+|OA|2=|MA|2,
∵⊙M与直线x+2=0相切,∴|MA|=|x+2|,
∴|x+2|2=|OM|2+|OA|2=x2+y2+4,
∴y2=4x,
∴M的轨迹是以F(1,0)为焦点x=﹣1为准线的抛物线,
∴|MA|﹣|MP|=|x+2|﹣|MP|
=|x+1|﹣|MP|+1=|MF|﹣|MP|+1,
∴当|MA|﹣|MP|为定值时,则点P与点F重合,即P的坐标为(1,0),
∴存在定点P(1,0)使得当A运动时,|MA|﹣|MP|为定值.
33.【2019年北京文科19】已知椭圆C:1的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设O为原点,直线l:y=kx+t(t≠±1)与椭圆C交于两个不同点P、Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N.若|OM|•|ON|=2,求证:直线l经过定点.
【解答】解:(Ⅰ)椭圆C:1的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1).
可得b=c=1,a,
则椭圆方程为y2=1;
(Ⅱ)证明:y=kx+t与椭圆方程x2+2y2=2联立,可得(1+2k2)x2+4ktx+2t2﹣2=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
△=16k2t2﹣4(1+2k2)(2t2﹣2)>0,x1+x2,x1x2,
AP的方程为yx+1,令y=0,可得y,即M(,0);
AQ的方程为yx+1,令y=0,可得y.即N(,0).
(1﹣y1)(1﹣y2)=1+y1y2﹣(y1+y2)=1+(kx1+t)(kx2+t)﹣(kx1+kx2+2t)
=(1+t2﹣2t)+k2•(kt﹣k)•(),
|OM|•|ON|=2,即为|•|=2,
即有|t2﹣1|=(t﹣1)2,由t≠±1,解得t=0,满足△>0,
即有直线l方程为y=kx,恒过原点(0,0).
34.【2018年新课标2文科20】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.
【解答】解:(1)方法一:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),
设直线AB的方程为:y=k(x﹣1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,整理得:k2x2﹣2(k2+2)x+k2=0,则x1+x2,x1x2=1,
由|AB|=x1+x2+p2=8,解得:k2=1,则k=1,
∴直线l的方程y=x﹣1;
方法二:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),设直线AB的倾斜角为θ,由抛物线的弦长公式|AB|8,解得:sin2θ,
∴θ,则直线的斜率k=1,
∴直线l的方程y=x﹣1;
(2)由(1)可得AB的中点坐标为D(3,2),则直线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:或,
因此,所求圆的方程为(x﹣3)2+(y﹣2)2=16或(x﹣11)2+(y+6)2=144.
35.【2018年新课标1文科20】设抛物线C:y2=2x,点A(2,0),B(﹣2,0),过点A的直线l与C交于M,N两点.
(1)当l与x轴垂直时,求直线BM的方程;
(2)证明:∠ABM=∠ABN.
【解答】解:(1)当l与x轴垂直时,x=2,代入抛物线解得y=±2,
所以M(2,2)或M(2,﹣2),
直线BM的方程:yx+1,或:yx﹣1.
(2)证明:设直线l的方程为l:x=ty+2,M(x1,y1),N(x2,y2),
联立直线l与抛物线方程得,消x得y2﹣2ty﹣4=0,
即y1+y2=2t,y1y2=﹣4,
则有kBN+kBM0,
所以直线BN与BM的倾斜角互补,
∴∠ABM=∠ABN.
36.【2018年新课标3文科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,证明:2||=||+||.
【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵线段AB的中点为M(1,m),
∴x1+x2=2,y1+y2=2m
将A,B代入椭圆C:1中,可得
,
两式相减可得,3(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,
即6(x1﹣x2)+8m(y1﹣y2)=0,
∴k
点M(1,m)在椭圆内,即,
解得0<m
∴k.
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),
可得x1+x2=2
∵,F(1,0),∴x1﹣1+x2﹣1+x3﹣1=0,
∴x3=1
由椭圆的焦半径公式得则|FA|=a﹣ex1=2x1,|FB|=2x2,|FP|=2x3.
则|FA|+|FB|=4,
∴|FA|+|FB|=2|FP|,
37.【2018年北京文科20】已知椭圆M:1(a>b>0)的离心率为,焦距为2.斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)若k=1,求|AB|的最大值;
(Ⅲ)设P(﹣2,0),直线PA与椭圆M的另一个交点为C,直线PB与椭圆M
的另一个交点为D.若C,D和点Q(,)共线,求k.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知:2c=2,则c,椭圆的离心率e,则a,
b2=a2﹣c2=1,
∴椭圆的标准方程:;
(Ⅱ)设直线AB的方程为:y=x+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,整理得:4x2+6mx+3m2﹣3=0,△=(6m)2﹣4×4×3(m2﹣1)>0,整理得:m2<4,
x1+x2,x1x2,
∴|AB|,
∴当m=0时,|AB|取最大值,最大值为;
(Ⅲ)设直线PA的斜率kPA,直线PA的方程为:y(x+2),
联立,消去y整理得:(x12+4x1+4+3y12)x2+12y12x+(12y12﹣3x12﹣12x1﹣12)=0,
由代入上式得,整理得:(4x1+7)x2+(12﹣4x12)x﹣(7x12+12x1)=0,
x1•xC,xC,则yC(2),
则C(,),同理可得:D(,),
由Q(,),则(,),(,),
由与共线,则,
整理得:y2﹣x2=y1﹣x1,则直线AB的斜率k1,
∴k的值为1.
38.【2018年天津文科19】设椭圆1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,|AB|.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,1与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.
【解答】解:(1)设椭圆的焦距为2c,
由已知可得,又a2=b2+c2,
解得a=3,b=2,
∴椭圆的方程为:,
(Ⅱ)设点P(x1,y1),M(x2,y2),(x2>x1>0).则Q(﹣x1,﹣y1).
∵△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,∴|PM|=2|PQ|,从而x2﹣x1=2[x1﹣(﹣x1)],
∴x2=5x1,
易知直线AB的方程为:2x+3y=6.
由,可得0.
由,可得,
⇒,⇒18k2+25k+8=0,解得k或k.
由0.可得k,故k,
39.【2017年新课标2文科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.
【解答】解:(1)设M(x0,y0),由题意可得N(x0,0),
设P(x,y),由点P满足.
可得(x﹣x0,y)(0,y0),
可得x﹣x0=0,yy0,
即有x0=x,y0,
代入椭圆方程y2=1,可得1,
即有点P的轨迹方程为圆x2+y2=2;
(2)证明:设Q(﹣3,m),P(cosα,sinα),(0≤α<2π),
•1,可得(cosα,sinα)•(﹣3cosα,msinα)=1,
即为﹣3cosα﹣2cos2αmsinα﹣2sin2α=1,
当α=0时,上式不成立,则0<α<2π,
解得m,
即有Q(﹣3,),
椭圆y2=1的左焦点F(﹣1,0),
由•(﹣1cosα,sinα)•(﹣3,)
=3+3cosα﹣3(1cosα)=0.
可得过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.
另解:设Q(﹣3,t),P(m,n),由•1,
可得(m,n)•(﹣3﹣m,t﹣n)=﹣3m﹣m2+nt﹣n2=1,
又P在圆x2+y2=2上,可得m2+n2=2,
即有nt=3+3m,
又椭圆的左焦点F(﹣1,0),
•(﹣1﹣m,﹣n)•(﹣3,t)=3+3m﹣nt
=3+3m﹣3﹣3m=0,
则⊥,
可得过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.
40.【2017年新课标1文科20】设A,B为曲线C:y上两点,A与B的横坐标之和为4.
(1)求直线AB的斜率;
(2)设M为曲线C上一点,C在M处的切线与直线AB平行,且AM⊥BM,求直线AB的方程.
【解答】解:(1)设A(x1,),B(x2,)为曲线C:y上两点,
则直线AB的斜率为k(x1+x2)4=1;
(2)设直线AB的方程为y=x+t,代入曲线C:y,
可得x2﹣4x﹣4t=0,即有x1+x2=4,x1x2=﹣4t,
再由y的导数为y′x,
设M(m,),可得M处切线的斜率为m,
由C在M处的切线与直线AB平行,可得m=1,
解得m=2,即M(2,1),
由AM⊥BM可得,kAM•kBM=﹣1,
即为•1,
化为x1x2+2(x1+x2)+20=0,
即为﹣4t+8+20=0,
解得t=7.
则直线AB的方程为y=x+7.
41.【2017年新课标3文科20】在直角坐标系xOy中,曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,点C的坐标为(0,1),当m变化时,解答下列问题:
(1)能否出现AC⊥BC的情况?说明理由;
(2)证明过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.
【解答】解:(1)曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,
可设A(x1,0),B(x2,0),
由韦达定理可得x1x2=﹣2,
若AC⊥BC,则kAC•kBC=﹣1,
即有•1,
即为x1x2=﹣1这与x1x2=﹣2矛盾,
故不出现AC⊥BC的情况;
(2)证明:设过A、B、C三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0),
由题意可得y=0时,x2+Dx+F=0与x2+mx﹣2=0等价,
可得D=m,F=﹣2,
圆的方程即为x2+y2+mx+Ey﹣2=0,
由圆过C(0,1),可得0+1+0+E﹣2=0,可得E=1,
则圆的方程即为x2+y2+mx+y﹣2=0,
另解:设过A、B、C三点的圆在y轴上的交点为H(0,d),
则由相交弦定理可得|OA|•|OB|=|OC|•|OH|,
即有2=|OH|,
再令x=0,可得y2+y﹣2=0,
解得y=1或﹣2.
即有圆与y轴的交点为(0,1),(0,﹣2),
则过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值3.
42.【2017年北京文科19】已知椭圆C的两个顶点分别为A(﹣2,0),B(2,0),焦点在x轴上,离心率为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)点D为x轴上一点,过D作x轴的垂线交椭圆C于不同的两点M,N,过D作AM的垂线交BN于点E.求证:△BDE与△BDN的面积之比为4:5.
【解答】解:(Ⅰ)由椭圆的焦点在x轴上,设椭圆方程:(a>b>0),
则a=2,e,则c,
b2=a2﹣c2=1,
∴椭圆C的方程;
(Ⅱ)证明:设D(x0,0),(﹣2<x0<2),M(x0,y0),N(x0,﹣y0),y0>0,
则直线AM的斜率kAM,直线DE的斜率kDE,
直线DE的方程:y(x﹣x0),
直线BN的斜率kBN,直线BN的方程y(x﹣2),
,解得:,
过E做EH⊥x轴,△BHE∽△BDN,
则|EH|,
则,
∴:△BDE与△BDN的面积之比为4:5.
43.【2017年天津文科20】已知椭圆1(a>b>0)的左焦点为F(﹣c,0),右顶点为A,点E的坐标为(0,c),△EFA的面积为.
(I)求椭圆的离心率;
(II)设点Q在线段AE上,|FQ|c,延长线段FQ与椭圆交于点P,点M,N在x轴上,PM∥QN,且直线PM与直线QN间的距离为c,四边形PQNM的面积为3c.
(i)求直线FP的斜率;
(ii)求椭圆的方程.
【解答】解:(Ⅰ)设椭圆的离心率为e.由已知,可得.又由b2=a2﹣c2,可得2c2+ac﹣a2=0,即2e2+e﹣1=0.又因为0<e<1,解得.
所以,椭圆的离心率为;
(Ⅱ)(ⅰ)依题意,设直线FP的方程为x=my﹣c(m>0),则直线FP的斜率为.
由(Ⅰ)知a=2c,可得直线AE的方程为,即x+2y﹣2c=0,与直线FP
的方程联立,可解得,即点Q的坐标为.
由已知|FQ|,有,整理得3m2﹣4m=0,所以,即直线FP的斜率为.
(ii)解:由a=2c,可得,故椭圆方程可以表示为.
由(i)得直线FP的方程为3x﹣4y+3c=0,与椭圆方程联立消去y,整理得7x2+6cx﹣13c2=0,解得(舍去),或x=c.因此可得点,进而可得,所以.由已知,线段PQ的长即为PM与QN这两条平行直线间的距离,故直线PM和QN都垂直于直线FP.
因为QN⊥FP,所以,所以¡÷FQN的面积为,同理¡÷FPM的面积等于,由四边形PQNM的面积为3c,得,整理得c2=2c,又由c>0,得c=2.
所以,椭圆的方程为.
1、椭圆的定义、标准方程、几何性质通常以小题形式考查,直线与椭圆的位置关系主要出现在解答题中.题型主要以选择、填空题为主,一般为中档题,椭圆方程的求解经常出现在解答题的第一问.
2、主要侧重双曲线的方程以及以双曲线方程为载体,研究参数a,b,c及与渐近线有关的问题,其中离心率和渐近线是重点.以选择、填空题为主,难度为中低档.一般不再考查与双曲线相关的解答题,解题时应熟练掌握基础内容及双曲线方程的求法,能灵活应用双曲线的几何性质.
3、抛物线的方程、几何性质及与抛物线相关的综合问题是命题的热点.题型既有小巧灵活的选择、填空题,又有综合性较强的解答题.
1.已知双曲线的中心在原点,焦点在坐标轴上,一条渐近线方程为,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【解析】
,当焦点位于横轴时,,而,所以
当焦点位于纵轴时,故本题选D.
2.己知椭圆直线过左焦点且倾斜角为,以椭圆的长轴为直径的圆截所得的弦长等于椭圆的焦距,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由题意知,椭圆左焦点为,长轴长为,焦距为
设直线方程为:,即
则以椭圆长轴为直径的圆的圆心为,半径为
圆心到直线的距离
,整理得:
椭圆的离心率为
本题正确选项:
3.表示的曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
可看作动点到点的距离
可看作动点到点的距离
则表示动点到和的距离之差为
符合双曲线的定义,且双曲线焦点在轴上
又动点到的距离大于到的距离,所以动点轨迹为双曲线的下半支
则:,
曲线方程为:
本题正确选项:
4.嫦娥四号月球探测器于2018年12月8日搭载长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射.12日下午4点43分左右,嫦娥四号顺利进入了以月球球心为一个焦点的椭圆形轨道,如图中轨道③所示,其近月点与月球表面距离为公里,远月点与月球表面距离为公里.已知月球的直径为公里,则该椭圆形轨道的离心率约为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
如下图,F为月球的球心,月球半径为:×3476=1738,
依题意,|AF|=100+1738=1838,
|BF|=400+1738=2138.
2a=1838+2138,
a=1988,
a+c=2138,
c=2138-1988=150,
椭圆的离心率为:,
选B.
5.若直线与圆相交于,两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
圆C: ,∵ ∴圆心C到直线的距离为1,则 ,解m=
故选:A
6.已知抛物线,过焦点的直线与此抛物线交于,两点,点在第一象限,过点作抛物线准线的垂线,垂足为,直线的斜率为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由题意,抛物线的焦点为,准线方程为,
设,则,
因为直线的斜率为,所以,所以,
所以,
所以的面积为,故选A.
7.已知F为抛物线y2=4x的焦点,过点F且斜率为1的直线交抛物线于A,B两点,则||FA|﹣|FB||的值等于( )
A. B.8 C. D.4
【答案】C
【解析】
F(1,0),故直线AB的方程为y=x﹣1,联立方程组,可得x2﹣6x+1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系可知x1+x2=6,x1x2=1.
由抛物线的定义可知:|FA|=x1+1,|FB|=x2+1,
∴||FA|﹣|FB||=|x1﹣x2|=.
故选:C.
8.已知是关于的方程的两个不等实根,则经过两点的直线与椭圆公共点的个数是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【解析】
因为是关于的方程的两个不等实根
所以,
且,
直线的斜率
直线的方程为
即
整理得
故直线恒过点,而该点在椭圆内部,
所以直线和椭圆相交,即公共点有2个。
故选A.
9.圆与直线相交于,两点,则弦_______.
【答案】
【解析】
由题得圆心到直线的距离为,
所以|AB|=.
故答案为:
10.已知点在以为焦点的椭圆上,点为该椭圆所在平面内的一点,且满足以下两个条件:①;②,则该椭圆的离心率为__________.
【答案】
【解析】
依据题意作出图形如下:
因为为的中点,所以
又,所以与原点重合.
设,则,
由椭圆定义可得:
所以,
在及中,由余弦定理可得:
整理得:
所以
11.已知双曲线的右顶点为,以为圆心,半焦距为半径作圆,圆与双曲线的一条渐近线交于两点.若,则的离心率为________.
【答案】
【解析】
设双曲线C的渐近线方程为,点到渐近线的距离为
则
化简为
即 解得
故的离心率为
12.已知,抛物线的焦点为与抛物线在第一象限的交点为,且,则________.
【答案】1
【解析】
由题意,抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
联立方程组,可得,
根据抛物线的定义可得,解得.
13.在平面直角坐标系中,两动圆均过定点,它们的圆心分别为,且与轴正半轴分别交于点,若,则_________ .
【答案】2
【解析】
因为r1=|1﹣a1|,则y12=1﹣2a1,
同理可得y22=1﹣2a2,
又因为,
则(1﹣2a1)(1﹣2a2)=1,
即2a1a2=a1+a2,
则2,
故答案为:2.
14.圆与曲线相交于四点,为坐标原点,则__________.
【答案】.
【解析】
∵圆的圆心为M(-3,2),
∴圆关于M(-3,2)中心对称,
又曲线,关于(-3,2)中心对称,
∴圆与曲线的交点关于(-3,2)中心对称,
不妨设关于(-3,2)中心对称,则,
∴,
故答案为.
15.抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.现有抛物线,如图一平行于轴的光线射向抛物线,经两次反射后沿平行轴方向射出,若两平行光线间的最小距离为4,则该抛物线的方程为__________.
【答案】
【解析】
由抛物线的光学性质可得:必过抛物线的焦点,
当直线斜率存在时,设的方程为,
由得:,整理得,
所以,
所以;
当直线斜率不存在时,易得;
综上,当直线轴垂直时,弦长最短,
又因为两平行光线间的最小距离为4,最小时,两平行线间的距离最小;
因此,所求方程为.
故答案为
16.过椭圆的左焦点的直线过的上端点,且与椭圆相交于另一个点,若,则的离心率为______.
【答案】
【解析】
由题意可得,由可得,
点A在椭圆上,则:,
整理可得:.
17.已知,分别为椭圆的左,右焦点,点在椭圆上,且的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点的直线交椭圆于,两点,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)由椭圆经过点,且的面积为,得
,且,即.
又,解得,.
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)知,.设,.
若直线的斜率不存在,可得点的坐标为,
则.
当直线的斜率存在时,设,代入椭圆方程得.
则恒成立.
所以,.
所以
.
又,则.
综上可知,的取值范围为.
18.设椭圆的一个顶点与抛物线的焦点重合,,分别是椭圆的左、右焦点,离心率,过椭圆右焦点的直线与椭圆交于,两点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在直线,使得,若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)设点是一个动点,若直线的斜率存在,且为中点,,求实数的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)答案见解析;(Ⅲ).
【解析】
(Ⅰ)抛物线的焦点坐标为,故,
结合可得:,故椭圆方程为:.
(Ⅱ)很明显直线的斜率存在,设,
假设存在满足题意的直线方程:,
与椭圆方程联立可得:,
则,
则:
,
结合题意和韦达定理有:,
解得:,即存在满足题意的直线方程:.
(Ⅲ)设,设直线AB的方程为,
由于:,
两式作差整理变形可得:,
即:. ①
又 ②
③
①×②可得: ④
④代入③可得: ⑤
④⑤代入①整理可得:,
,据此可得:,
从而.
19.已知椭圆C:的焦距为,且C过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设、分别是椭圆C的下顶点和上顶点,P是椭圆上异于、的任意一点,过点P作轴于M,N为线段PM的中点,直线与直线交于点D,E为线段的中点,O为坐标原点,则是否为定值,若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)见解析
【解析】
(1)由题意各焦距为,∴,又∵椭圆过点,
∴代入椭圆方程得,∵,解得,,
故所求椭圆C的方程是;
(2)证明:设,,则,,
∵点P在椭圆C上,,即,
又,∴直线的方程为,
令,得,∴,
又,E为线段的中点,∴,
∴,,
因
.
∴,即.
20.已知离心率为的椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,且点到的准线的距离为2.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于两点,与交于两点,且(为坐标原点),求面积的最大值.
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)因为点到的准线的距离为2,所以,,
由解得
所以的方程为
(2)解法一.由(1)知抛物线的方程为.
要使直线与抛物线交于两点,则直线的斜率不为0,可设的方程为,
由得
所以,得.
设 则
所以,
因为,所以,
所以,所以,
所以直线的方程为,
所以直线过椭圆的右顶点,
不妨设 ,,且,
所以,
当且仅当时,.
21.已知是椭圆的左、右顶点,为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上一点(点在第一象限),线段与圆相切于点,且点为线段的中点.
(1)求线段的长;
(2)求椭圆的离心率;
(3)设直线交椭圆于两点(其中点在第一象限),过点作的平行线交椭圆于点,交于点,求.
【答案】(1)2b; (2); (3).
【解析】
(1)连接OQ,,如图,OQ为△的中位线,由题意知OQ=b,则=2b.
(2)由椭圆的定义结合(1)可得,,
则,得,解得,
则,故椭圆的离心率为.
(3)由(2)可知,设直线OQ的方程为x=2y,椭圆方程设为,(t>0),
由得25y2=,得到,,
又点作的平行线的方程设为x=2y-3t,
由得4(2y-3t)2=,即25-48ty=0,
解得y=0或y=,即D(),又B(3t,0)
∴直线BD的方程为y=,与联立,解得,
由三角形的面积公式得==.
22.已知抛物线的焦点为,是上一点,且.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与抛物线相交于两点,分别过点两点作抛物线的切线,两条切线相交于点,点关于直线的对称点,判断四边形是否存在外接圆,如果存在,求出外接圆面积的最小值;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)见解析
【解析】
(1)解:根据题意知,①
因为,所以②
联立①②解得.
所以抛物线的方程为.
(2)四边形存在外接圆.
设直线方程为,代入中,得,
设点,则,
且
所以,
因为,即,所以.
因此,切线的斜率为,切线的斜率为,
由于,所以,即是直角三角形,
所以的外接圆的圆心为线段的中点,线段是圆的直径,
所以点一定在的外接圆上,即四边形存在外接圆.
又因为,所以当时,线段最短,最短长度为4,
此时圆的面积最小,最小面积为.