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- 2021-05-14 发布
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2011年高考试题数学(理科)圆锥曲线
一、选择题:
1. (2011年高考山东卷理科8)已知双曲线的两条渐近线均和圆C:相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为
(A) (B) (C) (D)
【答案】A
【解析】由圆C:得:,因为双曲线的右焦点为圆C的圆心(3,0),所以c=3,又双曲线的两条渐近线均和圆C相切,所以,即,又因为c=3,所以b=2,即,所以该双曲线的方程为,故选A.
2. (2011年高考辽宁卷理科3)已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,,则线段AB的中点到y轴的距离为
A. B.1 C. D.
答案:C
解析:设A,B的横坐标分别是,由抛物线定义,得,故,,故线段AB的中点到轴的距离为
3. (2011年高考全国新课标卷理科7)设直线l过双曲线C的一个焦点,且与C的一条对称轴垂直,l与C交于 A,B两点,为C的实轴长的2倍,则C的离心率为
(A) (B) (C)2 (D)3
答案:B
解析:由题意知,为双曲线的通径,所以,,
又,故选B.
点评:本题考查双曲线标准方程和简单几何性质,通过通经与长轴的4倍的关系可以计算出离心率的关键的值,从而的离心率。
4.(2011年高考浙江卷理科8)已知椭圆与双曲线有公共的焦点,的一条渐近线与以的长轴为直径的圆相交于两点,若恰好将线段三等分,则
(A) (B) (C) (D)
【答案】 C
【解析】由恰好将线段AB三等分得,由
又
,故选C
5.(2011年高考安徽卷理科2)双曲线的实轴长是
(A)2 (B) (C) 4 (D) 4
【答案】A
【命题意图】本题考查双曲线的标准方程,考查双曲线的性质.属容易题.
【解析】可变形为,则,,.故选C.
6. (2011年高考湖南卷理科5)设双曲线的渐近线方程为,则的值为
A.4 B. 3 C. 2 D. 1
答案:C
解析:由双曲线方程可知渐近线方程为,故可知。
7.(2011年高考湖北卷理科4)将两个顶点在抛物线上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形的个数记为,则
A. B. C. D.
答案:C
x
y
O
F
A
B
C
D
解析:根据抛物线的对称性,正三角形的两个
顶点一定关于x轴对称,且过焦点的两条直线
倾斜角分别为和,这时过焦点的直线
与抛物线最多只有两个交点,如图所以正三角形
的个数记为,,所以选C.
8.(2011年高考陕西卷理科2)设抛物线的顶点在原点,准线方程为,则抛物线的方程是
(A) (B) (C) (D)
【答案】B金太阳新课标资源网
【解析】:设抛物线方程为,则准线方程为于是
9. (2011年高考四川卷理科10)在抛物线上取横坐标为,的两点,过这两点引一条割线,有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆相切,则抛物线顶点的坐标为( )
(A) (B) (C) (D)
答案:A
解析:由已知的割线的坐标
,设直线方程为,则又
10. (2011年高考全国卷理科10)已知抛物线C:的焦点为F,直线与C交于A,B两点.则=
(A) (B) (C) (D)
【答案】D
【解析】:,准线方程为,由
则,由抛物线的定义得
由余弦定理得 故选D
11.(2011年高考福建卷理科7)设圆锥曲线r的两个焦点分别为F1,F2,若曲线r上存在点P满足=4:3:2,则曲线r的离心率等于
A. B.或2 C.2 D.
【答案】A
二、填空题:
1.(2011年高考辽宁卷理科13)已知点(2,3)在双曲线C:(a>0,b>0)上,C的焦距为4,则它的离心率为_____________.
2.(2011年高考浙江卷理科17)设分别为椭圆的焦点,点在椭圆上,若;则点的坐标是 .
【答案】
【解析】设直线的反向延长线与椭圆交于点,又∵,由椭圆的对称性可得,设,,
又∵,,
∴解之得,∴点A的坐标为.
3. (2011年高考江西卷理科14)若椭圆的焦点在轴上,过点(1,)作圆的切线,切点分别为A,B,直线恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是
【答案】
【解析】因为一条切线为x=1,且直线恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,所以椭圆的右焦点为(1,0),即,设点P(1,),连结OP,则OP⊥AB,因为,所以,又因为直线AB过点(1,0),所以直线AB的方程为,因为点在直线AB上,所以,又因为,所以,故椭圆方程是.
解析:由椭圆的的定义知,,又因为离心率,
因此,所求椭圆方程为:;
点评:本题考查椭圆的定义、标准方程以及简单的几何性质。要注意把握.
5.(2011年高考重庆卷理科15)设圆位于抛物线与直线所组成的封闭区域(包含边界)内,则圆的半径能取到的最大值为
解析:。 为使圆的半径取到最大值,显然圆心应该在x轴上且与直线相切,设圆的半径为,则圆的方程为,将其与联立得:,令,并由,得:
6. (2011年高考四川卷理科14)双曲线
P到左准线的距离是 .
答案:16
解析:由双曲线第一定义,|PF1|-|PF2|=±16,因|PF2|=4,故|PF1|=20,(|PF1|=-12舍去),设P到左准线的距离是d,由第二定义,得,解得.
7. (2011年高考全国卷理科15)已知F1、F2分别为双曲线C: - =1的左、右焦点,点A∈C,点M的坐标为(2,0),AM为∠F1AF2∠的平分线.则|AF2| = .
【答案】6
【解析】:,由角平分线的性质得
又
8.(2011年高考北京卷理科14)曲线C是平面内与两个定点F1(-1,0)和F¬2(1,0)的距离的积等于常数的点的轨迹.给出下列三个结论:
① 曲线C过坐标原点;
② 曲线C关于坐标原点对称;
③若点P在曲线C上,则△FPF的面积大于a。
其中,所有正确结论的序号是 。
【答案】②③
9.(2011年高考上海卷理科3)设为常数,若点是双曲线的一个焦点,则 。
【答案】16
三、解答题:
1. (2011年高考山东卷理科22)(本小题满分14分)
已知动直线与椭圆C: 交于P、Q两不同点,且△OPQ的面积=,其中O为坐标原点.
(Ⅰ)证明和均为定值;
(Ⅱ)设线段PQ的中点为M,求的最大值;
(Ⅲ)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
【解析】(I)解:(1)当直线的斜率不存在时,P,Q两点关于x轴对称,
所以因为在椭圆上,因此 ①
又因为所以②;由①、②得
此时
(2)当直线的斜率存在时,设直线的方程为
由题意知m,将其代入,得,
其中即 …………(*)
又
所以
因为点O到直线的距离为所以
,又
整理得且符合(*)式,
此时
综上所述,结论成立。
(II)解法一:
(1)当直线的斜率存在时,由(I)知
因此
(2)当直线的斜率存在时,由(I)知
所以
所以,当且仅当时,等号成立.
综合(1)(2)得|OM|·|PQ|的最大值为
解法二:
因为
所以
即当且仅当时等号成立。
因此 |OM|·|PQ|的最大值为
(III)椭圆C上不存在三点D,E,G,使得
证明:假设存在,
由(I)得
因此D,E,G只能在这四点中选取三个不同点,
而这三点的两两连线中必有一条过原点,与矛盾,
所以椭圆C上不存在满足条件的三点D,E,G.
2.(2011年高考辽宁卷理科20)(本小题满分12分)
如图,已知椭圆C1的中心在原点O,长轴左、右端点M,N在x轴上,椭圆C2的短轴为MN,且C1,C2的离心率都为e,直线l⊥MN,l与C1交于两点,与C2交于两点,这四点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D.
(I)设,求与的比值;
(II)当e变化时,是否存在直线l,使得BO∥AN,并说明理由
解:(I)因为C1,C2的离心率相同,故依题意可设
设直线,分别与C1,C2的方程联立,求得
………………4分
当表示A,B的纵坐标,可知
………………6分
(II)t=0时的l不符合题意.时,BO//AN当且仅当BO的斜率kBO与AN的斜率kAN相等,即
解得
因为
所以当时,不存在直线l,使得BO//AN;
当时,存在直线l使得BO//AN.
2.(2011年高考安徽卷理科21)(本小题满分13分)
设,点的坐标为(1,1),点在抛物线上运动,点满足,经过点与轴垂直的直线交抛物线于点,点满足,求点的轨迹方程。
【命题意图】:本题考查直线和抛物线的方程,平面向量的概念,性质与运算,动点轨迹方程等基本知识,考查灵活运用知识探究问题和解决问题的能力,全面考核综合数学素养。
【解析】:由知Q,M,P三点在同一条垂直于x轴的直线上,故可设,,,则,即
①
再设,由,即,解得
②
将①代入②式,消去得
③
又点B在抛物线上,所以,再将③式代入得
,即
,即
,因为,等式两边同时约去得
这就是所求的点的轨迹方程。
【解题指导】:向量与解析几何相结合时,关键是找到表示向量的各点坐标,然后利用相关点代入法或根与系数关系解决问题,此外解析几何中的代数式计算量都是很大的,计算时应细致加耐心。
3. (2011年高考全国新课标卷理科20)(本小题满分12分)
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,-1),B点在直线y = -3上,M点满足MB//OA,
MA•AB = MB•BA,M点的轨迹为曲线C。
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)P为C上的动点,l为C在P点处得切线,求O点到l距离的最小值。
解析; (Ⅰ)设M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).
所以=(-x,-1-y), =(0,-3-y), =(x,-2).
再由题意可知(+)• =0, 即(-x,-4-2y)• (x,-2)=0.
所以曲线C的方程式为y=x-2.
(Ⅱ)设P(x,y)为曲线C:y=x-2上一点,因为y=x,所以的斜率为x
因此直线的方程为,即。
则o点到的距离.又,所以
当=0时取等号,所以o点到距离的最小值为2.
点评:此题考查曲线方程的求法、直线方程、点到直线的距离、用不等式求最值以及导数的应用等。要把握每一个环节的关键。
4. (2011年高考天津卷理科18)(本小题满分13分)
在平面直角坐标系中,点为动点,分别为椭圆的左右焦点.已知△为等腰三角形.
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设直线与椭圆相交于两点,是直线上的点,满足,求点的轨迹方程.
解:本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、平面向量等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质及数形结合的数学思想,考查解决问题能力与运算能力.满分13分.
(I)解:设
由题意,可得
即
整理得(舍),
或所以
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,可得椭圆方程为.直线方程为
,A,B两点的坐标满足方程组,消去y并整理,得,解得
,得方程组的解,,不妨设,,
设点的坐标为,则,.由得
,于是,由,即
,化简得,将代入
,得,所以,
因此,点的轨迹方程是.
5.(2011年高考浙江卷理科21)(本题满分15分)已知抛物线:,圆:的圆心为点M(Ⅰ)求点M到抛物线的准线的距离;
(Ⅱ)已知点P是抛物线上一点(异于原点),过点P作圆的两条切线,交抛物线于A,B两点,若过M,P两点的直线垂直于AB,求直线的方程
【解析】(Ⅰ)由得准线方程为,由得M,点M到抛物线的准线的距离为
(Ⅱ)设点 ,, 由题意得设过点的圆的切线方程为即① 则
即设,的斜率为()则是上述方
程的两个不相等的根,将代入①得
由于是方程的根故,所以,
,由得
解得点的坐标为
直线的方程为.
6. (2011年高考江西卷理科20)(本小题满分13分)
是双曲线E:上一点,M,N分别是双曲线E的左、右顶点,直线PM,PN的斜率之积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)过双曲线E的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于A,B两点,O为坐标原点,C为双曲线上一点,满足,求的值.
解:(1)已知双曲线E:,在双曲线上,M,N分别为双曲线E的左右顶点,所以,,直线PM,PN斜率之积为
而,比较得
(2)设过右焦点且斜率为1的直线L:,交双曲线E于A,B两点,则不妨设,又,点C在双曲线E上:
*(1)
又 联立直线L和双曲线E方程消去y得:
由韦达定理得:,代入(1)式得:
7. (2011年高考湖南卷理科21) (本小题满分13分)如图7,椭圆的离心率为,轴被曲线
截得的线段长等于的长半轴长.
求,的方程;
设与轴的交点为,过坐标原点的直线与相交于点,,直线,分别与相交于点,.
(ⅰ)证明: ;
(ⅱ)记,的面积分别为,问:是否存在直线,使得?请说明理由.
解:由题意知,从而,又,解得,故,的方程分别为,
(ⅰ)由题意知,直线的斜率存在,设为,则直线的方程为
由得
设,,则是上述方程的两个实根,于是
又点,所以
故即
(ii)设直线的斜率为,则直线的方程为,由解得或,则点的坐标为
又直线的斜率为 ,同理可得点B的坐标为.
于是
由得,
解得或,则点的坐标为;
又直线的斜率为,同理可得点的坐标
于是
因此
由题意知,,解得或
又由点的坐标可知,所以
故满足条件的直线存在,且有两条,其方程分别为和
评析:本大题主要考查抛物线、椭圆的标准方程的求法以及直线与抛物线、椭圆的位置关系,突出解析几何的基本思想和方法的考查:如数形结合思想、坐标化方法等.
8. (2011年高考广东卷理科19)设圆C与两圆中的一个内切,另一个外切.
(1)求C的圆心轨迹L的方程.
(2)已知点且P为L上动点,求
的最大值及此时点P的坐标.
【解析】(1)解:设C的圆心的坐标为,由题设条件知
化简得L的方程为
(2)解:过M,F的直线方程为,将其代入L的方程得
解得
因T1在线段MF外,T2在线段MF内,故
,若P不在直线MF上,在中有
故只在T1点取得最大值2。
9. (2011年高考湖北卷理科20)(本小题满分13分)
平面内与两定点连线的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加
上A1、A2两点所在所面的曲线C可以是圆、椭圆或双曲线.
(Ⅰ)求曲线C的方程,并讨论C的形状与m的位置关系;
(Ⅱ)当m=-1时,对应的曲线为C1:对给定的,对应的曲线为C2,
设F1、F2是C2的两个焦点,试问:在C1上,是否存在点N,使得△F1NF2的面
积,若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
解:本小题主要考查曲线与方程、圆锥曲线等基础知识,同时考查推理运算的能力,以及分类与整合和数形结合的思想。(满分14分)
解:(I)设动点为M,其坐标为,
当时,由条件可得
即,又的坐标满足
故依题意,曲线C的方程为
当曲线C的方程为是焦点在y轴上的椭圆;
当时,曲线C的方程为,C是圆心在原点的圆;
当时,曲线C的方程为,C是焦点在x轴上的椭圆;当时,曲线C的方程为,C是焦点在x轴上的双曲线.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当时,C1的方程为;
当时,
C2的两个焦点分别为,.
对于给定的,C1上存在点使得
的充要条件是
由①得,由②得,
当,即,或时,
存在点N,使:
当,即,或时,
不存大满足条件的点N.
当时,
由,,
可得
令,,
则由,可得,
从而,于是由,
可得,即,
综上可得:
当时,在C1上,存在点N,使得,且;
当时,在C1上,存在点N,使得,且;
当时,在C1上,不存在满足条件的点N.
10.(2011年高考陕西卷理科17)(本小题满分12分)
如图,设是圆珠笔上的动点,点D是在轴上的投影,M为D上一点,且
(Ⅰ)当的在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截线段的长度。
【解析】:(Ⅰ)设M的坐标为,的坐标为
由已知得在圆上,即C的方程为
(Ⅱ)过点(3,0)且斜率为 的直线方程为,设直线与C的交点为
,将直线方程代入C的方程,得,
即。
线段AB的长度为
注:求AB长度时,利用韦达定理或弦长公式求得正确结果,同样给分。
11.(2011年高考重庆卷理科20)(本小题满分12分,第一问4分,第二问8分)
如图(20),椭圆的中心为原点O,离心率,一条准线的方程为。
(Ⅰ)求该椭圆的标准方程。
(Ⅱ)设动点P满足,其中M,N是椭圆上的点。直线OM与ON的斜率之积为。问:是否存在两个定点,使得为定值。若存在,求的坐标;若不存在,说明理由。
解析:(Ⅰ)由,解得,
故椭圆的标准方程为
(Ⅱ)设,,则由得
,即,
因为点M,N在椭圆上,所以
故
,
设分别为直线OM,ON的斜率,由题意知,
,因此,
所以,
所以P点是椭圆上的点,设该椭圆的左右焦点为,则由椭圆的定义,为定值,又因,因此两焦点的坐标分别为
12.(2011年高考四川卷理科21) (本小题共l2分)
椭圆有两顶点A(-1,0)、B(1,0),过其焦点F(0,1)的直线l与椭圆交于C、D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.
(I)当|CD | = 时,求直线l的方程;
(II)当点P异于A、B两点时,求证:为定值.
解析:由已知可得椭圆方程为,设的方程为为的斜率.
则
,
的方程为.
13.(2011年高考全国卷理科21)已知O为坐标原点,F为椭圆在y轴正半轴上的焦点,过F且斜率为的直线与C交与A、B两点,点P满足
(Ⅰ)证明:点P在C上;(Ⅱ)设点P关于点O的对称点为Q,
证明:A、P、B、Q四点在同一圆上.
【解析】: (Ⅰ)证明:由,,
由
设
,,
,
,故点P在C上
(Ⅱ)法一:点P,P关于点O的对称点为Q,,
,即,同理即, A、P、B、Q四点在同一圆上.
法二:由已知有则的中垂线为:设、的中点为
∴
∴则的中垂线为:
则的中垂线与的中垂线的交点为∴
到直线的距离为
∴即
∴、、、四点在同一圆上。
N
M
P
A
x
y
B
C
N
M
P
A
x
y
B
C
N
M
P
A
x
y
B
C
14. (2011年高考江苏卷18)如图,在平面直角坐标系中,M、N分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k
(1)当直线PA平分线段MN,求k的值;
(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;
(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB
【解析】(1)因为、,
所以MN的中点坐标为(-1,),又因为直线PA平分线段MN,
所以k的值为
(2)因为k=2,所以直线AP的方程为,由得交点P()、A(),
因为PC⊥x轴,所以C(),所以直线AC的斜率为1,直线AB的方程为,所以
点P到直线AB的距离d==.
(3)法一:由题意设,
A、C、B三点共线,又因为点P、B在椭圆上,
,两式相减得:
法二:设,
A、C、B三点共线,又因为点A、B在椭圆上,
,两式相减得:,
,
15.(2011年高考北京卷理科19)(本小题共14分)
已知椭圆.过点(m,0)作圆的切线I交椭圆G于A,B两点.
(I)求椭圆G的焦点坐标和离心率;
(II)将表示为m的函数,并求的最大值.
解:(Ⅰ)由已知得
所以
所以椭圆G的焦点坐标为
离心率为
(Ⅱ)由题意知,.
当时,切线l的方程,点A、B的坐标分别为
此时
当m=-1时,同理可得
当时,设切线l的方程为
由
设A、B两点的坐标分别为,则
又由l与圆
所以
由于当时,
所以.
因为
且当时,|AB|=2,所以|AB|的最大值为2.
16.(2011年高考福建卷理科17)(本小题满分13分)
已知直线l:y=x+m,m∈R。
(I)若以点M(2,0)为圆心的圆与直线l相切与点P,且点P在y轴上,求该圆的方程;
(II)若直线l关于x轴对称的直线为,问直线与抛物线C:x2=4y是否相切?说明理由。
解析:本小题主要考查直线、圆、抛物线等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想、数形结
合思想、化归与转化思想、分类与整合思想。满分13分。
解法一:
(I)依题意,点P的坐标为(0,m)
因为,所以,
解得m=2,即点P的坐标为(0,2)
从而圆的半径
故所求圆的方程为
(II)∵直线关于轴对称的直线为,:,∈,
∴:,代入得,
==,
当<1时,>0,直线与抛物线C相交;
当=1时,=0,直线与抛物线C相切;
当>1时,<0,直线与抛物线C相离.
综上所述,当=1时,直线与抛物线C相切,当≠1时,直线与抛物线C不相切.
解法二:(I)设所求圆的半径为r,则圆的方程可设为
依题意,所求圆与直线相切于点P(0,m),
则
解得
所以所求圆的方程为
(II)同解法一。
17.(2011年高考事后卷理科23)(18分)已知平面上的线段及点,在上任取一点,线段长度的最小值称为点到线段的距离,记作。
(Ⅰ)求点到线段的距离;
(Ⅱ)设是长为2的线段,求点集所表示图形的面积;
(Ⅲ)写出到两条线段距离相等的点的集合,其中,是下列三组点中的一组。对于下列三组点只需选做一种,满分分别是①2分,②
6分,③8分;若选择了多于一种的情形,则按照序号较小的解答计分。
① 。
② 。
③ 。
解:⑴ 设是线段上一点,则
,当时,。
⑵ 设线段的端点分别为,以直线为轴,的中点为原点建立直角坐标系,
则,点集由如下曲线围成
,
其面积为。
⑶ ① 选择,
② 选择。
③ 选择。