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- 2021-05-13 发布
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2012高考数学文最后冲刺【六大解答题】
解析几何
1..如图,在平面直角坐标系中。椭圆的右焦点为,右准线为。
(1)求到点和直线的距离相等的点的轨迹方程。
(2)过点作直线交椭圆于点,又直线交于点,若,求线段的长;
(3)已知点的坐标为,直线交直线于点,且和椭圆的一个交点为点,是否存在实数,使得,若存在,求出实数;若不存在,请说明理由。
解:(1)由椭圆方程为
可得,,,
,.
设,则由题意可知,
化简得点G的轨迹方程为. …………4分
(2)由题意可知,
故将代入,
可得,从而. ……………8分
(3)假设存在实数满足题意.
由已知得 ①
②
椭圆C: ③
由①②解得,.
由①③解得,. ………………………12分
∴,
.
故可得满足题意. ………………………16分
2.设A、B分别为椭圆的左、右顶点,椭圆长半轴长等于焦距,且是它的右准线,
(1) 求椭圆方程;
(2) 设P为右准线上不同于点(4,0)的任一点,若直线AP、BP分别与椭圆交于异于A、B两点M、N,证明:点B在以MN为直径的圆内.
解:(1)由 得
方程为……………………………………………………………………… 6分
(2)A(,0),B(2,0),令 M在椭圆上,,又M异于A、B点,,令 P、A、M三点共线,, …………… 10分
,,>0,…………………… 14分
B在以MN为直径的圆内
3.如图,已知椭圆的长轴为,过点的直线与轴垂直.直线所经过的定点恰好是椭圆的一个顶点,且椭圆的离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
B
(2)设是椭圆上异于、的任意一点,轴,为垂足,延长到点使得,连结延长交直线于点,为的中点.试判断直线与以为直径的圆的位置关系.
(1)将整理得
解方程组得直线所经过的定点(0,1),所以.
由离心率得.
所以椭圆的标准方程为.------------------------------------------4分
(2)设,则.
∵,∴.∴
∴点在以为圆心,2为半径的的圆上.即点在以为直径的圆上.……6分
又,∴直线的方程为.
令,得.又,为的中点,∴.……8分
∴,.
∴
.
∴.∴直线与圆相切.
4.已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,且经
过点,直线交椭圆于不同的两点A,B.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)求的取值范围;
(Ⅲ)若直线不过点M,试问是否为定值?并说明理由。
(Ⅰ),-------------------------2分
依题意设椭圆方程为:把点代入,得
椭圆方程为-------------------------------4分
(Ⅱ)把代入椭圆方程得:,
由△可得----------------------------------6分
(Ⅲ)设,A,B与M不重合,
,-------------------8分
,
为定值0.---- --------12分
5.已知椭圆的焦点,过作垂直于轴的直线被椭圆所截线段长为,过作直线l与椭圆交于A、B两点.
(I)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)是否存在实数使,若存在,求的值和直线的方程;若不存在,说明理由.
(Ⅰ)设椭圆方程为,由题意点在椭圆上,
所以+=1,解得………………5分
(Ⅱ)当直线斜率不存在时,易求,所以
由得,直线的方程为.………………7分
当直线斜率存在时,
所以,
由得
即
因为,所以
此时,直线的方程为
6.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线相切,过点P(4,0)且不垂直于x轴直线与椭圆C相交于A、B两点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)求的取值范围;
(3)若B点在于x轴的对称点是E,证明:直线AE与x轴相交于定点。
(1)解:由题意知,∴,即
又,∴
故椭圆的方程为
(2)解:由题意知直线AB的斜率存在,设直线PB的方程为
由得: 由得:
设A(x1,y1),B (x2,y2),则 ① ∴
∴ ∵,∴,∴
∴的取值范围是.
(3)证:∵B、E两点关于x轴对称,∴E(x2,-y2)
直线AE的方程为,令y = 0得: 又,∴
由将①代入得:x = 1,∴直线AE与x轴交于定点(1,0).
7.已知椭圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线是抛物线的一条切线.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点的动直线L交椭圆C于 A.B两点.问:是否存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过点T ? 若存在,求点T坐标;若不存在,说明理由。
解析:(Ⅰ)由
因直线相切,,∴,
………………2分
∵圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角
形,∴ 故所求椭圆方程为
(Ⅱ)当L与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程:
当L与x轴垂直时,以AB为直径的圆的方程:
由
即两圆公共点(0,1)
因此,所求的点T如果存在,只能是(0,1)
(ⅰ)当直线L斜率不存在时,以AB为直径的圆过点T(0,1)
(ⅱ)若直线L斜率存在时,可设直线L:
由
记点.
∴TA⊥TB,
综合(ⅰ)(ⅱ),以AB为直径的圆恒过点T(0,1).
8.设椭圆的两个焦点是,且椭圆C上的点到焦点F2的最短距离为
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆C交于不同的两点M、N,线段MN垂直平分线恒过点A(0,-1),求实数m的取值范围。
9.已知椭圆的短轴长等于焦距,椭圆C上的点到右焦点的最短距离为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点且斜率为的直线与交于、两点,是点关于轴的对称点,证明:三点共线.
(I)由题可知: …………2分
解得,
椭圆C的方程为…………………………4分
(II)设直线:,,,,,
由得.…………6分
所以,. ……………………8分
而
,,…………10分
∴三点共线
10.椭圆E的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为.点P(1,)、A、B在椭圆E上,且+=m(m∈R).
(1)求椭圆E的方程及直线AB的斜率;
(2)当m=-3时,证明原点O是△PAB的重心,并求直线AB的方程.
解:(1)由=及解得a2=4,b2=3,
椭圆方程为;…………………………………………………………2分
设A(x1,y1)、B(x2,y2), 由得
(x1+x2-2,y1+y2-3)=m(1,),即
又,,两式相减得
; ………………………6分
(2)由(1)知,点A(x1,y1)、B(x2,y2)的坐标满足,
点P的坐标为(1,), m=-3, 于是x1+x2+1=3+m=0,y1+y2+=3++=0,
因此△PAB的重心坐标为(0,0).即原点是△PAB的重心.
∵x1+x2=-1,y1+y2=-,∴AB中点坐标为(,),………………………10分
又,,两式相减得
;
∴直线AB的方程为y+=(x+),即x+2y+2=0.
11.已知抛物线,点关于轴的对称点为,直线过点交抛物线于两点.
(1)证明:直线的斜率互为相反数;
(2)求面积的最小值;
(3)当点的坐标为,且.根据(1)(2)推测并回答下列问题(不必说明理由):
①直线的斜率是否互为相反数? ②面积的最小值是多少?
(1)设直线的方程为.
由 可得 .
设,则.
∴
∴
.
又当垂直于轴时,点关于轴,显然.
综上,. ---------------- 5分
(2)=.
当垂直于轴时,.
∴面积的最小值等于. ------10分
(3)推测:①;
②面积的最小值为. ------- 13分
12.已知椭圆E:=1(a>b>o)的离心率e=,且经过点(,1),O为坐标原点。
(Ⅰ)求椭圆E的标准方程;
(Ⅱ)圆O是以椭圆E的长轴为直径的圆,M是直线
x=-4在x轴上方的一点,过M作圆O的两条切线,
切点分别为P、Q,当∠PMQ=60°时,求直线PQ的方程.
解:(1)椭圆的标准方程为:
(2)连接QM,OP,OQ,PQ和MO交于点A,
有题意可得M(-4,m),∵∠PMQ=600
∴∠OMP=300,∵,
∵m>0,∴m=4,∴M(-4,4)
∴直线OM的斜率,有MP=MQ,OP=OQ可知OM⊥PQ,
,设直线PQ的方程为y=x+n
∵∠OMP=300,∴∠POM=600,∴∠OPA=300,
,即O到直线PQ的距离为,
(负数舍去),∴PQ的方程为x-y+2=0
13.设抛物线C1:x 2=4 y的焦点为F,曲线C2与C1关于原点对称.
(Ⅰ) 求曲线C2的方程;
(Ⅱ) 曲线C2上是否存在一点P(异于原点),过点P作C1的两条切线PA,PB,切点A,B,满足| AB |是 | FA | 与 | FB | 的等差中项?若存在,求出点P
的坐标;若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)解;因为曲线与关于原点对称,又的方程,
所以方程为. …………5分
(Ⅱ)解:设,,,.
的导数为,则切线的方程,
又,得,
因点在切线上,故.
同理, .
所以直线经过两点,
即直线方程为,即,
代入得,则,,
所以 ,
由抛物线定义得,.
所以,
由题设知,,即,
解得,从而.
综上,存在点满足题意,点的坐标为
或 .
…………15分
14.在平面直角坐标系中,已知圆和圆,
(1)若直线过点,且被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(2)设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和
,它们分别与圆和圆相交,且直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标。
(1)设直线的方程为:,即
由垂径定理,得:圆心到直线的距离,
结合点到直线距离公式,得:
化简得:[]
求直线的方程为:或,即或
(2) 设点P坐标为,直线、的方程分别为:
,即:
因为直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,两圆半径相等。由垂径定理,得::圆心到直线与直线的距离相等。
故有:,
化简得:
关于的方程有无穷多解,有:
解之得:点P坐标为或。
(方法二)因为为数列中的项,
故为整数,又由(1)知:为奇数,所以
经检验,符合题意的正整数只有。
15.已知,椭圆C过点A,两个焦点为(-1,0),(1,0)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)E、F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值。
解:(Ⅰ)由题意,c=1,可设椭圆方程为,解得,(舍去)
所以椭圆方程为。 ……………4分
(Ⅱ)设直线AE方程为:,代入得
设,,因为点在椭圆上,所以
………8分
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以—K代K,可得
所以直线EF的斜率
即直线EF的斜率为定值,其值为。
16.已知双曲线:的左焦点为,左准线与轴的交点是圆的圆心,圆恰好经过坐标原点,设是圆上任意一点.
(Ⅰ)求圆的方程;
(Ⅱ)若直线与直线交于点,且为线段的中点,求直线被圆所截得的弦长;
(Ⅲ)在平面上是否存在定点,使得对圆上任意的点有?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由双曲线E:,得: ,,.……2分
又圆C过原点,所以圆C的方程为. ……………………4分
(Ⅱ)由题意,设,代入,得,…………5分
所以的斜率为,的方程为.………………6分
所以到的距离为, ……………………………………7分
直线FG被圆C截得的弦长为 ……………………………9分
(Ⅲ)设P(s,t),G(x0,y0),则由,得
整理得3(x02+y02)+(48+2s)x0+2ty0+144-s2-t2=0. ① ………………11分
又G(x0,y0)在圆C:(x+4)2+y2=16上,所以x02+y02+8x0=0 ②
②代入①,得(2s+24)x0+2ty0+144-s2-t2=0. ……………………………………13分
又由G(x0,y0)为圆C上任意一点可知,…………………………14分
解得:s= -12, t=0. …………………………………………………………………15分
所以在平面上存在一定点P,其坐标为(-12,0).
17. 椭圆:()的左、右焦点分别为、,右顶点为,为椭圆上任意一点.已知的最大值为,最小值为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线:与椭圆相交于、两点(、不是左右顶点),且以为直径的圆过点.求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
解析:(1) 是椭圆上任一点,且,
……………………2分
当时,有最小值;当或时, 有最大值.
, , .
椭圆方程为。……………………4分
(2) 设,,将代入椭圆方程得
.
………………6分
,,,
为直径的圆过点,,
或都满足,……………………9分
若直线恒过定点不合题意舍去,
若直线:恒过定点。
18. 已知抛物线的顶点是椭圆的中心,焦点与该椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知动直线过点,交抛物线于、两点.
若直线的斜率为1,求的长;
是否存在垂直于轴的直线被以为直径的圆所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出的方程;如果不存在,说明理由.
解:解:(1)由题意,可设抛物线方程为. …………1分
由,得. …………2分
抛物线的焦点为,. …………3分
抛物线D的方程为. …………4分
(2)设,. …………5分
直线的方程为:, …………6分
联立,整理得: …………7分
=.…………9分
19.已知圆C1的方程为,定直线l的方程为.动圆C与圆C1外切,且与直线l相切.
(Ⅰ)求动圆圆心C的轨迹M的方程;
(II)斜率为k的直线l与轨迹M相切于第一象限的点P,过点P作直线l的垂线恰好经过点A(0,6),并交轨迹M于异于点P的点Q,记为POQ(O为坐标原点)的面积,求的值.
解(Ⅰ)设动圆圆心C的坐标为,动圆半径为R,则
,且 ————2分
A
可得 .
由于圆C1在直线l的上方,所以动圆C的圆心C应该在直线l的上方,所以有,从而得,整理得,即为动圆圆心C的轨迹M的方程. ————5分
(II)如图示,设点P的坐标为,则切线的斜率为,可得直线PQ的斜率为,所以直线PQ的方程为
.由于该直线经过点A(0,6),所以有,得.因为点P在第一象限,所以,点P坐标为(4,2),直线PQ的方程为. —————9分
把直线PQ的方程与轨迹M的方程联立得,解得或4,可得点Q的坐标为.所以
20.已知椭圆经过点,它的焦距为,它的左、右顶点分别为,是该椭圆上的一个动点(非顶点),点 是点关于轴的对称点,直线相交于点.
(Ⅰ)求该椭圆的标准方程.(Ⅱ)求点的轨迹方程.
解:
(Ⅰ)由题意得:c=1, ① ②
····················3分
由①、②得 所以所求椭圆的标准方程为···········6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,设
所以
两式相乘得:
由于点在椭圆上,所以代入上式得
····················13分
21.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P(0,m),与椭圆C交于相异两点A、B,且.
(1)求椭圆方程;
(2)若,求m的取值范围.
(1)设C:+=1(a>b>0),设c>0,c2=a2-b2,由条件知a-c=,=,
∴a=1,b=c=,故C的方程为:y2+=1 5′
(2)由=λ,
∴λ+1=4,λ=3 或O点与P点重合= 7′
当O点与P点重合=时,m=0
当λ=3时,直线l与y轴相交,则斜率存在。
设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2)
得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0 (*)
x1+x2=, x1x2= 11′
∵=3 ∴-x1=3x2 ∴
消去x2,得3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3()2+4=0
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0 13′
m2=时,上式不成立;m2≠时,k2=,
因λ=3 ∴k≠0 ∴k2=>0,∴-12m2-2成立,所以(*)成立
即所求m的取值范围为(-1,-)∪(,1)∪{0}
22.设抛物线M方程为,其焦点为F,P((为直线与抛物线M的
一个交点,
(1)求抛物线的方程;
(2)过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,试问在抛物线M的准线上是否存在一点Q,使得QAB
为等边三角形,若存在求出Q点的坐标,若不存在请说明理由.
y
x
B
Q
O
F
A
解:(1) (舍去)
--5分
(2)若直线的斜率不存在,则Q只可能为,此时不是等边三角形,舍去,--7分
若直线的斜率存在,设直线的方程为(),设直线与抛物线的交点坐标为A()、B()
,
设存在,,设Q到直线的距离为
有题意可知:
---10分
由①可得:------③
③代入②得:,
化简得:----14分,
为所求点-----15分
23.已知点,点在轴上,点在轴的正半轴上,点在直线上,且满足.
(Ⅰ)当点在轴上移动时,求点的轨迹的方程;
(Ⅱ)设、为轨迹上两点,且>1, >0,,求实数,使,且.
解:(Ⅰ)设点,由得. …………2分
由,得,即. …………… 4分
又点在轴的正半轴上,∴.故点的轨迹的方程是
. …………………………………………………………6分
(Ⅱ)由题意可知为抛物线:的焦点,且、为过焦点的直线与抛物
线的两个交点,所以直线的斜率不为. ……………………………………7分
当直线斜率不存在时,得,不合题意; ……8分
当直线斜率存在且不为时,设,代入得
,
则,解得. …………9分
代入原方程得,由于,所以,由,
得,∴. ……………………………………………………12分
24.如图,在中,,以、为焦点的椭圆恰好过的中点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右顶点作直线与圆 相交于、两点,试探究点、能将圆分割成弧长比值为的两段弧吗?若能,求出直线的方程;若不能,请说明理由.
y
P
A
B
C
O
x
解(1)∵∴
∴∴
依椭圆的定义有:
∴, 又,∴
∴椭圆的标准方程为……………………………………………7分
(求出点p的坐标后,直接设椭圆的标准方程,将P点的坐标代入即可求出椭圆方程,
也可以给满分.)
椭圆的右顶点,圆圆心为,半径.
假设点、能将圆分割成弧长比值为的两段弧,
则,圆心到直线的距离
当直线斜率不存在时,的方程为,
此时圆心到直线的距离(符合)
当直线斜率存在时,设的方程为,即,
∴圆心到直线的距离,无解
综上:点M、N能将圆分割成弧长比值为的两段弧,此时方程为
x
A(4,2)
O
y
P
F
25.如图所示,是抛物线的焦点,点为抛物线内一定点,点为抛物线上一动点,的最小值为8.
(1)求抛物线方程;
(2)若为坐标原点,问是否存在定点,使过点的动直线与抛物线交于两点,且以为直径的圆恰过坐标原点, 若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
解:设抛物线的准线为,过作于,过作于,
B
x
A(4,2)
O
y
P
F
(1)由抛物线定义知
C
(折线段大于垂线段),当且仅当三点共线取等号.由题意知,即抛物线的方程为: 5分
(2)假设存在点,设过点的直线方程为,
显然,,设,,由以为直径的圆恰过坐标
原点有 ① 6分
把代人得
由韦达定理 ② 7分
又 ③
②代人③得 ④
②④代人①得
动直线方程为必过定点 10分
当不存在时,直线交抛物线于,仍然有,
综上:存在点满足条件 12分
注:若设直线BC的方程为可避免讨论.
26.已知椭圆上有一个顶点到两个焦点之间的距离分别为,。
(1)求椭圆的方程;
(2)如果直线与椭圆相交于,若,证明直线与直线的交点必在一条确定的双曲线上;
(3)过点作直线(与轴不垂直)与椭圆交于两点,与轴交于点,若,,证明:为定值。
解:(1)由已知
………………………3分
所以椭圆方程为。………………………5分
(2)依题意可设,且有
又
,将代入即得
所以直线与直线的交点必在双曲线上。……………………10分
(3)依题意,直线的斜率存在,故可设直线的方程为,……………11分
设、、,则两点坐标满足方程组
消去并整理,得,
所以, ① , ② ……………………13分
因为,所以,
即所以,又与轴不垂直,所以,
所以,同理。 …………………………14分
所以。
将①②代入上式可得。 …………………………16分
27.已知抛物线C:y=4x,F是C的焦点,过焦点F的直线l与C交于 A,B两点,O为坐标原点。
(1)求·的值;(2)设=,求△ABO的面积S的最小值;
(3)在(2)的条件下若S≤,求的取值范围。
⑴根据抛物线的方程可得焦点F(1,0),设直线l的方程为x=my+1,将其与C的方程联立,消去x可得-4my-4=0.
设A、B点的坐标分别为(,),(,)(﹥0﹥),则=-4.
因为=4,=4,所以==1,
故·=+=-3 ………………………………………………4分
(2)因为=,所以(1-,-)=(-1,)即 1-=-①
-=②
又=4③ =4④ ,由②③④消去,后,得到=,将其代入①,注意到﹥0,解得=。
从而可得=-,=2,故△OAB的面积S=·=
因为≧2恒成立,故△OAB的面积S的最小值是2………(8分).(3)由 ≦解之的≦≦
28. 已知抛物线的顶点是椭圆的中心,焦点与该椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知动直线过点,交抛物线于、两点.
若直线的斜率为1,求的长;
是否存在垂直于轴的直线被以为直径的圆所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出的方程;如果不存在,说明理由.
解:解:(1)由题意,可设抛物线方程为. …………1分
由,得. …………2分
抛物线的焦点为,. …………3分
抛物线D的方程为. …………4分
(2)设,. …………5分
直线的方程为:, …………6分
联立,整理得: …………7分
=.…………9分
(ⅱ) 设存在直线满足题意,则圆心,过作直线的垂线,垂足为,设直线与圆的一个交点为.可得: …………10分
…………11分
即=
=
== …………13分
当时, ,此时直线被以为直径的圆所截得的弦长恒为定值.
…………14分
因此存在直线满足题意 …………15分