解析几何历年高考真题试卷--带详细答案
解析几何高考真题
一、单选题(共11题;共22分)
1.(2020·新课标Ⅲ·理)设双曲线C :
x 2
a 2
?y 2
b 2=1 (a>0,b>0)的左、右焦点分别为F 1 , F 2 , 离心率为 √5 .P 是C 上一点,且F 1P ⊥F 2P .若△PF 1F 2的面积为4,则a=( ) A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
2.(2020·新课标Ⅲ·理)设O 为坐标原点,直线x=2与抛物线C :y 2=2px(p>0)交于D ,E 两点,若OD ⊥OE ,则C 的焦点坐标为( )
A. ( 14 ,0)
B. ( 1
2 ,0) C. (1,0) D. (2,0) 3.(2020·新课标Ⅱ·理)设O 为坐标原点,直线 x =a 与双曲线 C:
x 2a
2?
y 2b 2
=1(a >0,b >0) 的两条渐近
线分别交于 D,E 两点,若 △ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( ) A. 4 B. 8 C. 16 D. 32 4.(2020·天津)设双曲线 C 的方程为
x 2a 2
?y 2
b 2=1(a >0,b >0) ,
过抛物线 y 2=4x 的焦点和点 (0,b) 的直线为l .若C 的一条渐近线与 l 平行,另一条渐近线与l 垂直,则双曲线C 的方程为( ) A.
x 24
?
y 24
=1 B. x 2?
y 24
=1 C.
x 24
?y 2=1 D. x 2?y 2=1
5.(2019·天津)已知抛物线 的焦点为F ,准线为l.若与双曲线
x 2a
2?
y 2b 2
=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. √2 B. √3 C. 2 D. √5
6.(2020·北京)设抛物线的顶点为O ,焦点为F ,准线为l .P 是抛物线上异于O 的一点,过P 作 PQ ⊥l 于Q ,则线段 FQ 的垂直平分线( ).
A. 经过点O
B. 经过点P
C. 平行于直线 OP
D. 垂直于直线 OP
7.(2019·天津)已知抛物线 y 2
=4x 的焦点为 F ,准线为 l ,若 l 与双曲线 x 2
a ?y 2
b =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. √2
B. √3
C. 2
D. √5 8.(2019·全国Ⅲ卷理)双曲线 C:
x 24
?
y 22
=1 的右焦点为F,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若
|PO|=|PF|,则△PFO 的面积为( )
A. 3√24
B. 3√22
C. 2√2
D. 3√2
9.已知椭圆E:
x 2a 2
+y 2
b 2=1(a >b >0)的右焦点为F .短轴的一个端点为M ,直线l:3x-4y=0交椭圆E 于A,B
两点.若|AF+BF|=4,点M 到直线l 的距离不小于4
5 , 则椭圆E 的离心率的取值范围是( )
A. (0,√32
] B. (0,34] C. [√32
.1) D. [3
4,1)
10.将离心率为e 1的双曲线c 1的实半轴长a 和虚半轴长b (a ≠b )同时增加m (m >0)个单位长度,得到离心率为e 2的双曲线c 2 , 则( )
A. 对任意的a,b , e 1>e 2
B. 当a >b 时,e 1>e 2;当a
C. 对任意的a,b , e 1 D. 当a >b 时,e 1 11.将离心率为e 1的双曲线c 1的实半轴长a 和虚半轴长b (a ≠b )同时增加(m >0)个单位长度,得到离心率为e 2的双曲线c 2 , 则( ) A. 对任意的a,b,e 1>e 2 B. 当a >b 时,e 1>e 2;当a C. 对任意的a,b,e 1 D. 当a >b 时,e 1 二、填空题(共5题;共6分) 12.(2020·新课标Ⅰ·理)已知F 为双曲线 C: x 2a 2? y 2b 2 =1(a >0,b >0) 的右焦点,A 为C 的右顶点,B 为C 上的点,且BF 垂直于x 轴.若AB 的斜率为3,则C 的离心率为________. 13.(2019·江苏)在平面直角坐标系 xOy 中,P 是曲线 y =x +4 x (x >0) 上的一个动点,则点P 到直线x +y =0的距离的最小值是________. 14.(2019·浙江)已知椭圆 x 29 + y 25 =1 的左焦点为F ,点P 在椭圆且在x 轴上方,若线段PF 的中点在以 原点O 为圆心,|OF|为半径的圆上,则直线PF 的斜率是________ 15.(2018·北京)已知椭圆 M: x 2a 2 + y 2b 2 =1(a >b >0) ,双曲线 N: x 2m 2 ? y 2n 2 =1 . 若双曲线N 的两条渐近线 与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为________;双曲线N 的离心率为________ 16.(2017·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,双曲线 x 23 ﹣y 2=1的右准线与它的两条渐近线分别交于点P , Q ,其焦点是F 1 , F 2 , 则四边形F 1PF 2Q 的面积是________. 三、解答题(共9题;共85分) 17.(2020·新课标Ⅲ·理)已知椭圆 C:x 225 + y 2m 2 =1(0 √15 4 ,A ,B 分别为C 的左、右 顶点. (1)求C 的方程; (2)若点P 在C 上,点Q 在直线 x =6 上,且 |BP|=|BQ| , BP ⊥BQ ,求 △APQ 的面积. 18.(2020·新课标Ⅱ·文)已知椭圆C 1: x 2a 2 +y 2 b 2=1 (a>b>0)的右焦点F 与抛物线C 2的焦点重合,C 1的中心与C 2的顶点重合.过F 且与x 轴重直的直线交C 1于A ,B 两点,交C 2于C ,D 两点,且|CD|= 4 3 |AB|. (1)求C 1的离心率; (2)若C 1的四个顶点到C 2的准线距离之和为12,求C 1与C 2的标准方程. 19.(2020·新课标Ⅰ·理)已知A 、B 分别为椭圆E : x 2a 2 +y 2=1 (a>1)的左、右顶点,G 为E 的上顶点, AG ????? ?GB ????? =8 ,P 为直线x=6上的动点,PA 与E 的另一交点为C ,PB 与E 的另一交点为D . (1)求E 的方程; (2)证明:直线CD 过定点. 20.(2020·新高考Ⅱ)已知椭圆C : x 2a 2 +y 2 b 2=1(a >b >0) 过点M (2,3),点A 为其左顶点,且AM 的 斜率为 1 2 , (1)求C 的方程; (2)点N 为椭圆上任意一点,求△AMN 的面积的最大值. 21.(2019·天津)设椭圆x2 a2+y2 b2 =1(a>b>0)的左焦点为F,左顶点为A,顶点为B.已知√3|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3 4 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. 22.(2019·全国Ⅲ卷文)已知曲线C:y= x2 2,D为直线y= ?1 2 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(0,5 2 )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. 23.(2019·全国Ⅲ卷理)已知曲线C: y=x2 2,D为直线y=- 1 2 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(0,5 2 )为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积. 24.(2019·全国Ⅱ卷文)已知F1,F2是椭圆C:x2 a2+y2 b2 =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。 25.(2019·全国Ⅱ卷理)已知点A(?2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为?1 2 .记M的轨迹为曲线C. (1)求C的方程,并说明C是什么曲线; (2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连结QE并延长交C 于点G. (i)证明:△PQG是直角三角形; (ii)求△PQG面积的最大值. 答案解析部分 一、单选题 1.【答案】A 【解析】【解答】∵c a =√5,∴c=√5a,根据双曲线的定义可得||PF1|?|PF2||=2a, S△PF 1F2=1 2 |PF1|?|PF2|=4,即|PF1|?|PF2|=8, ∵F1P⊥F2P,∴|PF1|2+|PF2|2=(2c)2, ∴(|PF1|?|PF2|)2+2|PF1|?|PF2|=4c2,即a2?5a2+4=0,解得a=1, 故答案为:A. 【分析】根据双曲线的定义,三角形面积公式,勾股定理,结合离心率公式,即可得出答案. 2.【答案】B 【解析】【解答】因为直线x=2与抛物线y2=2px(p>0)交于C,D两点,且OD⊥OE, 根据抛物线的对称性可以确定∠DOx=∠COx=π 4 ,所以C(2,2), 代入抛物线方程4=4p,求得p=1,所以其焦点坐标为(1 2 ,0), 故答案为:B. 【分析】根据题中所给的条件OD⊥OE,结合抛物线的对称性,可知∠COx=∠COx=π 4 ,从而可以确定出点D的坐标,代入方程求得P的值,进而求得其焦点坐标,得到结果. 3.【答案】B 【解析】【解答】∵C:x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0) ∴双曲线的渐近线方程是y=±b a x ∵直线x=a与双曲线C:x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于D,E两点 不妨设D为在第一象限,E在第四象限 联立{x=a y=b a x,解得{ x=a y=b 故D(a,b) 联立{x=a y=?b a x,解得{ x=a y=?b 故E(a,?b) ∴|ED|=2b ∴△ODE面积为:S△ODE=1 2 a×2b=ab=8 ∵双曲线C:x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0) ∴其焦距为2c=2√a2+b2≥2√2ab=2√16=8当且仅当a=b=2√2取等号 ∴C的焦距的最小值:8 故答案为:B. 【分析】因为C:x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0),可得双曲线的渐近线方程是y=±b a x,与直线x=a联立 方程求得D,E两点坐标,即可求得|ED|,根据△ODE的面积为8,可得ab值,根据2c=2√a2+b2,结合均值不等式,即可求得答案. 4.【答案】D 【解析】【解答】由题可知,抛物线的焦点为(1,0),所以直线l的方程为x+y b =1,即直线的斜率为?b, 又双曲线的渐近线的方程为y=±b a x,所以?b=?b a ,?b×b a =?1,因为a>0,b>0,解得a= 1,b=1. 故答案为:D. 【分析】由抛物线的焦点(1,0)可求得直线l的方程为x+y b =1,即得直线的斜率为-b,再根据双曲 线的渐近线的方程为y=±b a x,可得?b=?b a ,?b×b a =?1即可求出a,b,得到双曲线的方程. 5.【答案】D 【解析】【解答】抛物线的准线l:x=?1∵抛物线的准线为F, ∴|OF|=1 ∵抛物线的准线与双曲线x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于A,B两点,且 |AB|=4|OF|=4, ∴A(?1,2),B(?1,?2), 将A点坐标代入双曲线渐近线方程得b a =2, ∴b2=4a2, ∴4a2=c2?a2, 即5a2=c2, ∴e=c a =√5. 故答案为:D. 【分析】求出抛物线的准线方程,双曲线的渐近线方程,而得出A、B的坐标,|AB|=4|OF|得出弦长|AB|的值,将A点坐标代入双曲线渐近线方程结合a,b,c的关系式得出出a,c的关系,即可求得离心率。 6.【答案】B 【解析】【解答】如图所示: . 因为线段FQ的垂直平分线上的点到F,Q的距离相等,又点P在抛物线上,根据定义可知,|PQ|= |PF|,所以线段FQ的垂直平分线经过点P. 故答案为:B. 【分析】依据题意不妨作出焦点在x轴上的开口向右的抛物线,根据垂直平分线的定义和抛物线的定义可知,线段FQ的垂直平分线经过点P,即求解. 7.【答案】D 【解析】【解答】抛物线y2=4x的准线l:x=?1 ∵抛物线y2=4x的准线为F, ∴|OF|=1 ∵抛物线y2=4x的准线与双曲线x2 a2?y2 b2 =1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于A,B两点,且 |AB|=4|OF|=4, ∴A(?1,2),B(?1,?2), 将A点坐标代入双曲线渐近线方程得b a =2, ∴b2=4a2, ∴4a2=c2?a2, 即5a2=c2, ∴e=c a =√5. 故答案为:D. 【分析】求出抛物线的准线方程,双曲线的渐近线方程,而得出A、B的坐标,|AB|=4|OF|得出弦长|AB|的值,将A点坐标代入双曲线渐近线方程结合a,b,c的关系式得出出a,c的关系,即可求得离心率。 8.【答案】A 【解析】【解答】解:∵双曲线C:x2 4?y2 2 =1,则a=2,b=√2,∴c=√6,F(√6,0),渐近线方 程为y=±√2 2x , 设P在渐进线y=√2 2x 上,过P作PM⊥OF,如图: ∵|PO|=|PF|,∴△POF是等腰三角形,∴M(√6 2,0),代入渐进线方程y=√2 2x 中,可得|PM|=√3 2 , ∴S △PFO =1 2 |OF|·|PM|=3√2 4 , 故答案为:A. 【分析】由已知得到F(√6,0),过P作PM⊥OF,由|PO|=|PF|,得到△POF是等腰三角形,求出|PM|=√3 2 ,即可求出△PFO的面积. 9.【答案】A 【解析】【解答】设左焦点为F,连接AF1,BF1.则四边形BF1AF是平行四边形,故|AF1|=|BF|,所以 |AF|+|AF1|=4=2a,所以a=2,设M(0,b),则4b 5≥4 5 ,故b≥1,从而a2?c2≥1,0 以椭圆E的离心率的取值范围是(0,√3 2 ],故选A。 【分析】本题考查椭圆的简单几何性质,将|AF+BF|=4转化为|AF|+|AF1|=4=2a,进而确定a 的值,是本题关键所在,体现了椭圆的对称性和椭圆概念的重要性,属于难题.求离心率取值范围就是利 用代数方法或平面几何知识寻找椭圆中基本量a,b,c满足的不等量关系,以确定c a 的取值范围.10.【答案】D 【解析】【解答】依题意,e 1=√a2+b2 a =√1+(b a ) 2 ,e 2 =√(a+m)2+(b+m)2 a+m =√1+(b+m a+m ) 2 ,因为b a ?b+m a+m = ab+bm?ab?am a(a+m)=m(b?a) a(a+m) ,由于m>0,a>0,b>0,所以当a>b时,0 a <1,0 a+m <1,b a a+m ,(b a ) 2 < (b+m a+m ) 2 ,所以e1 a >1,b+m a+m >1,而b a >b+m a+m ,所以(b a ) 2 >(b+m a+m ) 2 ,所以e1>e2。所以当a>b时, e1 【分析】分类讨论思想是一种重要的数学思想方法.分类讨论的时应做到:分类不重不漏;标准要统一,层次要分明;能不分类的要尽量避免或尽量推迟,决不无原则地讨论. 11.【答案】D 【解析】【解答】不妨设双曲线c 1的焦点在x 轴上,即其方程为:x 2a 2? y 2b 2 =1,则双曲线c 2的方程为:x 2 (a+m )2? y 2 (b+m )2 =1 , 所以e 1=√a 2+b 2 a =√1+b 2a 2,e 2= √(a+m )2+(b+m )2 a+m =√1+(b+m )2 (a+m )2,当a >b 时,b+m a+m ?b a = (b+m )a?b (a+m ) (a+m )a =(a?b )m (a+m )a >0所以 b+m a+m >b a ,所以(b+m a+m )2 >(b a )2 ,所以e 2>e 1;当a a+m ?b a =(b+m )a? b (a+m ) (a+m )a =(a?b )m (a+m )a <0,所以 b+m a+m a ,所以(b+m a+m )2 <(b a )2 ,所以e 2 【分析】将双曲线的离心率的计算与初中学习的溶液浓度问题联系在一起,突显了数学在实际问题中实用性和重要性,充分体现了分类讨论的数学思想方法在解题中的应用,能较好的考查学生思维的严密性和缜密性. 二、填空题 12.【答案】 2 【解析】【解答】依题可得, |BF| |AF|=3 ,而 |BF|= b 2a , |AF|=c ?a ,即 b 2 a c?a =3 ,变形得 c 2?a 2 = 3ac ?3a 2 ,化简可得, e 2?3e +2=0 ,解得 e =2 或 e =1 (舍去). 故答案为: 2 . 【分析】根据双曲线的几何性质可知, |BF|=b 2a , |AF|=c ?a ,即可根据斜率列出等式求解即可. 13.【答案】 4 【解析】【解答】 ∵P 是曲线 y =x +4x (x >0) 上的一个动点, ∴ 设 P(x,x +4 x ),x >0 ,设P 到直线x +y =0的距离为 d, 利用点到直线的距离公式,得: d =|x+x+4x | 22 = |2x+4x |√2 ,又 ∵x >0,∴d = 2x+4x √2 =√2x + 2√2 x , 利用均值不等式,得: d =√2x +2√2x ≥2×√x =2×√4=4, ∴d 最小值=4,∴ 点P 到直线x +y =0的距离的最小值是4。 【分析】利用P 是曲线 y =x +4 x (x >0) 上的一个动点设出动点P 的坐标,再利用点到直线的距离公式结合均值不等式求最值的方法求出点P 到直线x +y =0的距离的最小值。 14.【答案】√15 【解析】【解答】解:设P (m ,n ),则 m 29 + n 25 =1 (1) 根据椭圆的方程,得F (-2,0),故PF 的中点为( m?22 ,n 2 ), 根据中点在以原点O 为圆心,|OF|为半径的圆上,得 ( m?22 )2 +(n 2)2=4 (2) 将(1)和(2)联立得 m =?32 ,n =√15 2 , 故直线PF的斜率为 √15 2 ?0 ?3 2 ?(?2) =√15. 故答案为. 【分析】根据椭圆的方程F的坐标,设出P,结合题意,求出P点坐标,即可得到PF的斜率. 15.【答案】√3?1;2 【解析】【解答】解:图中A (c 2,√3 2 c),设椭圆焦距为2c, 又|AF2|=C?|AF1|=√3c。 ∴c+√3c=2a?c a = √3+1 =√3?1, 又n m =√3?n=√3m, ∴m2+n2=4m2,即双曲线离心率为2m m =2 故答案为:√3?1,2. 【分析】从椭圆的半焦距c出发,先分析正六边形,再由椭圆的定义得到a,c之间关系,求出椭圆离心率,再由A点坐标得到渐近线,得到m,n的关系,从而得到双曲线离心率。 16.【答案】2 √3 【解析】【解答】解:双曲线x2 3﹣y2=1的右准线:x= 3 2 ,双曲线渐近线方程为:y= √3 3 x, 所以P(3 2,√3 2 ),Q(3 2 ,﹣√3 2 ),F1(﹣2,0).F2(2,0). 则四边形F1PF2Q的面积是:1 2 ×4×√3=2 √3. 故答案为:2 √3. 【分析】求出双曲线的准线方程和渐近线方程,得到P,Q坐标,求出焦点坐标,然后求解四边形的面积.三、解答题 17.【答案】(1)解:∵C:x2 25+y2 m2 =1(0 ∴a=5,b=m, 根据离心率e=c a =√1?(b a )2=√1?(m 5 )2=√15 4 , 解得m=5 4或m=?5 4 (舍), ∴C的方程为:x 2 25+y2 (5 4 )2 =1, 即x2 25+16y2 25 =1 (2)解:∵点P在C上,点Q在直线x=6上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设x=6与x轴交点为N 根据题意画出图形,如图 ∵|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,∠PMB=∠QNB=90°, 又∵∠PBM+∠QBN=90°,∠BQN+∠QBN=90°, ∴∠PBM=∠BQN, 根据三角形全等条件“ AAS”, 可得:△PMB?△BNQ, ∵x2 25+16y2 25 =1, ∴B(5,0), ∴|PM|=|BN|=6?5=1,设P点为(x P,y P), 可得P点纵坐标为y P=1,将其代入x2 25+16y2 25 =1, 可得:x P2 25+16 25 =1, 解得:x P=3或x P=?3,∴P点为(3,1)或(?3,1),①当P点为(3,1)时, 故|MB|=5?3=2, ∵△PMB?△BNQ, ∴|MB|=|NQ|=2, 可得:Q点为(6,2), 画出图象,如图 ∵A(?5,0), Q(6,2), 可求得直线AQ的直线方程为:2x?11y+10=0, 根据点到直线距离公式可得P到直线AQ的距离为:d= √22+112= √125 =√5 5 , 根据两点间距离公式可得:|AQ|=√(6+5)2+(2?0)2=5√5, ∴△APQ面积为:1 2×5√5×√5 5 =5 2 ; ②当P点为(?3,1)时, 故|MB|=5+3=8, ∵△PMB?△BNQ, ∴|MB|=|NQ|=8, 可得:Q点为(6,8), 画出图象,如图 ∵A(?5,0), Q(6,8), 可求得直线AQ的直线方程为:8x?11y+40=0, 根据点到直线距离公式可得P到直线AQ的距离为:d= 22= √185 = √185 , 根据两点间距离公式可得:|AQ|=√(6+5)2+(8?0)2=√185, ∴△APQ面积为:1 2×√185× 185 =5 2 , 综上所述,△APQ面积为:5 2 . 【解析】【分析】(1)因为 C: x 2 25 +y 2 m 2=1(0 18.【答案】 (1)解:因为椭圆 C 1 的右焦点坐标为: F(c,0) ,所以抛物线 C 2 的方程为 y 2=4cx ,其中 c =√a 2?b 2 . 不妨设 A,C 在第一象限,因为椭圆 C 1 的方程为: x 2 a 2 +y 2 b 2=1 , 所以当 x = c 时,有 c 2a 2 +y 2 b 2 =1?y =±b 2 a ,因此 A,B 的纵坐标分别为 b 2a , ?b 2 a ; 又因为抛物线 C 2 的方程为 y 2=4cx ,所以当 x =c 时,有 y 2=4c ?c ?y =±2c , 所以 C,D 的纵坐标分别为 2c , ?2c ,故 |AB|=2b 2a , |CD|=4c . 由 |CD|=4 3|AB| 得 4c =8b 23a ,即 3?c a =2?2(c a )2 ,解得 c a =?2 (舍去), c a =1 2 . 所以 C 1 的离心率为 1 2 . (2)解:由(1)知 a =2c , b =√3c ,故 C 1: x 24c 2 + y 23c 2 =1 , 所以 C 1 的四个顶点坐标分别为 ΔABC , (?2c,0) , (0,√3c) , (0,?√3c) , C 2 的准线为 x =?c . 由已知得 3c +c +c +c =12 ,即 c =2 . 所以 C 1 的标准方程为 x 216 + y 212 =1 , C 2 的标准方程为 y 2=8x . 【解析】【分析】(1)根据题意求出 C 2 的方程,结合椭圆和抛物线的对称性不妨设 A,C 在第一象限,运用代入法求出 A,B,C,D 点的纵坐标,根据 |CD|=4 3|AB| ,结合椭圆离心率的公式进行求解即可;(2)由(1)可以得到椭圆的标准方程,确定椭圆的四个顶点坐标,再确定抛物线的准线方程,最后结合已知进行求解即可; 19.【答案】 (1)解:依据题意作出如下图象: 由椭圆方程 E: x 2a 2 +y 2=1(a >1) 可得: A(?a,0) , B(a,0) , G(0,1) ∴AG ????? =(a,1) , GB ????? =(a,?1) ∴AG ????? ?GB ????? =a 2?1=8 , ∴a 2=9 ∴ 椭圆方程为: x 29 +y 2=1 (2)证明:设 P(6,y 0) , 则直线 AP 的方程为: y =y 0?0 6?(?3)(x +3) ,即: y = y 09 (x +3) 联立直线 AP 的方程与椭圆方程可得: {x 29 +y 2=1 y =y 0 9 (x +3) ,整理得: (y 0 2 +9)x 2+6y 0 2 x +9y 0 2 ?81=0 ,解得: x =?3 或 x =?3y 02+27y 0 2+9 将 x = ?3y 02+27y 0 +9 代入直线 y = y 09 (x +3) 可得: y =6y 0 y 2+9 所以点 C 的坐标为 (?3y 02+27y 0 2+9 , 6y 0y 0 2+9 ) . 同理可得:点 D 的坐标为 (3y 2?3y 0 2+1 ,?2y 0 y 2+1 ) ∴ 直线 CD 的方程为: y ?(?2y 0 y 0 +1 )= 6y 0y 02+9?(?2y 0 y 02+1) ?3y 02+27y 02+9? 3y 02?3 y 02+1 (x ? 3y 02?3y 0 +1 ) , 整理可得: y +2y 0 y 2+1= 8y 0(y 02+3)6(9?y 0 4) (x ? 3y 02?3 y 0 2+1)=8y 6(3?y 2)(x ? 3y 02?3y 0 2+1 ) 整理得: y =4y 0 3(3?y 2) x + 2y 0y 0 2?3 = 4y 03(3?y 0 2)(x ?3 2 ) 故直线 CD 过定点 (3 2,0) 【解析】【分析】(1)由已知可得: A(?a,0) , B(a,0) , G(0,1) ,即可求得 AG ????? ?GB ????? =a 2?1 ,结合已知即可求得: a 2=9 ,问题得解.(2)设 P(6,y 0) ,可得直线 AP 的方程为: y =y 09 (x +3) , 联立直线 AP 的方程与椭圆方程即可求得点 C 的坐标为 (?3y 02+27y 0 2+9 ,6y 0 y 2+9 ) ,同理可得点 D 的坐标为 (3y 0 2?3y 2+1 ,?2y 0 y 2+1) ,即可表示出直线 CD 的方程,整理直线 CD 的方程可得: y =4y 0 3(3?y 0 2)(x ?3 2) ,命 题得证. 20.【答案】 (1)解:由题意可知直线AM 的方程为: y ?3=1 2(x ?2) ,即 x ?2y =?4 . 当y=0时,解得 x =?4 ,所以a=4, 椭圆 C: x 2 a 2 +y 2 b 2=1(a >b >0) 过点M(2,3),可得 4 16+9 b 2=1 , 解得b 2=12. 所以C 的方程: x 2 16 +y 2 12=1 . (2)解:设与直线AM 平行的直线方程为: x ?2y =m , 如图所示,当直线与椭圆相切时,与AM距离比较远的直线与椭圆的切点为N,此时△AMN的面积取得最大值. 联立直线方程x?2y=m与椭圆方程x2 16+y2 12 =1, 可得:3(m+2y)2+4y2=48, 化简可得:16y2+12my+3m2?48=0, 所以Δ=144m2?4×16(3m2?48)=0,即m2=64,解得m=±8,与AM距离比较远的直线方程:x?2y=8, 直线AM方程为:x?2y=?4, 点N到直线AM的距离即两平行线之间的距离, 利用平行线之间的距离公式可得:d= √1+4=12√5 5 , 由两点之间距离公式可得|AM|=√(2+4)2+32=3√5. 所以△AMN的面积的最大值:1 2×3√5×12√5 5 =18. 【解析】【分析】(1)由题意分别求得a,b的值即可确定椭圆方程;(2)首先利用几何关系找到三角形面积最大时点N的位置,然后联立直线方程与椭圆方程,结合判别式确定点N到直线AM的距离即可求得三角形面积的最大值. 21.【答案】解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由已知有√3a=2b,又由a2=b2+c2,消去b得 a2=(√3 2a)+c2,解得c a =1 2 . 所以,椭圆的离心率为1 2 . (Ⅱ)由(Ⅰ)知,a=2c,b=√3c,故椭圆方程为x2 4c2+y2 3c2 =1.由题意,F(?c,0),则直线l的 方程为y=3 4(x+c).点P的坐标满足{ x2 4c2 +y2 3c2 =1 y=3 4 (x+c) ,消去并化简,得到7x2+6x?13c2=0,解 得x1=c,x2=?13c 7,代入到l的方程,解得y1=3 2 c,y2=?9 14 c.因为点p在x轴上方,所以 P(c,32c) .由圆心 C 在直线 x =4 上,可设 C(4,t) .因为 OC ∥AP ,且由(Ⅰ)知 A(?2c,0) ,故 t 4 = 32 c c+2c ,解得 t =2 .因为圆 C 与 x 轴相切,所以圆的半径为2,又由圆 C 与 l 相切,得 |34 (4+c)?2|√1+(4 )=2 , 可得 c =2 . 所以,椭圆的方程为 x 216 + y 212 =1 【解析】【分析】(Ⅰ)由 √3|OA|=2|OB| |得, √3a =2b ,又 a 2=b 2+c 2 ,即可求椭圆的离心率; (Ⅱ)点斜式设出直线 l 的方程,由离心率的值设出椭圆的方程,将这两个方程联立方程组,应用根与系数的关系,用 c 表示出点P,再由圆心 C 在直线 x =4 上,设 C(4,t) ,由 OC ∥AP ,列出关于等式 t 4= 3 2 c c+2c ,求出 t ,再由圆 C 与 x 轴相切求出 c ,即可求出椭圆的方程. 22.【答案】 (1)解:设 D(t,?1 2), A(x 1,y 1) ,则 x 12=2y 1 . 由于 y ′=x ,所以切线DA 的斜率为 x 1 ,故 y 1+ 12 x 1?t =x 1 . 整理得 2tx 1?2 y 1+1=0. 设 B(x 2,y 2) ,同理可得 2tx 2?2 y 2+1=0 . 故直线AB 的方程为 2tx ?2y +1=0 . 所以直线AB 过定点 (0,1 2) . (2)由(1)得直线AB 的方程为 y =tx +1 2 . 由 {y =tx +1 2 y =x 2 2 ,可得 x 2?2tx ?1=0 . 于是 x 1+x 2=2t,y 1+y 2=t(x 1+x 2)+1=2t 2+1 . 设M 为线段AB 的中点,则 M(t,t 2+1 2) . 由于 EM ?????? ⊥AB ????? ,而 EM ?????? =(t,t 2?2) , AB ????? 与向量 (1, t ) 平行,所以 t +(t 2?2)t =0 .解得t =0或 t =±1 . 当 t =0时,|EM ?????? |=2,所求圆的方程为 x 2+(y ?52 )2=4 ; 当 t =±1 时,|EM ?????? |=√2 , 所求圆的方程为 x 2+(y ?5 2 )2=2 . 【解析】【分析】(1)先求导,分别得到切线DA 和DB 的方程,可得直线AB 的方程,即可证明直线AB 过定点;(2)由(1)中直线AB 的方程与抛物线方程联立,由 AB ????? 与向量 (1, t ) 平行列式,解出t 的值,即可求出该圆的方程. 23.【答案】 (1)解:设 D(t,?1 2), A(x 1,y 1) ,则 x 12=2y 1 . 由于 y ′=x ,所以切线DA 的斜率为 x 1 ,故 y 1+ 12 x 1?t =x 1 . 整理得 2tx 1?2 y 1+1=0. 设 B(x 2,y 2) ,同理可得 2tx 2?2 y 2+1=0 . 故直线AB 的方程为 2tx ?2y +1=0 . 所以直线AB 过定点 (0,1 2) . (2)由(1)得直线AB 的方程为 y =tx +1 2 . 由 {y =tx +1 2 y = x 2 2 ,可得 x 2?2tx ?1=0 . 于是 x 1+x 2=2t, x 1x 2=?1, y 1+y 2=t(x 1+x 2)+1=2t 2 +1 , |AB|=√1+t 2|x 1?x 2|=√1+t 2×√(x 1+x 2)2?4x 1x 2=2(t 2+1) . 设 d 1,d 2 分别为点D , E 到直线AB 的距离,则 d 1=√t 2+1, d 2=√t 2+1 . 因此,四边形ADBE 的面积 S =1 2|AB|(d 1+d 2)=(t 2+3)√t 2+1 . 设M 为线段AB 的中点,则 M(t,t 2+1 2) . 由于 EM ?????? ⊥AB ????? ,而 EM ?????? =(t,t 2?2) , AB ????? 与向量 (1, t ) 平行,所以 t +(t 2?2)t =0 .解得t =0或 t =±1 . 当 t =0时,S =3;当 t =±1 时, S =4√2 . 因此,四边形ADBE 的面积为3或 4√2 . 【解析】【分析】(1)先求导,分别得到切线DA 和DB 的方程,可得直线AB 的方程,即可证明直线AB 过定点;(2)由(1)中直线AB 的方程与抛物线方程联立,利用弦长公式和点到直线的距离公式,分别得到|AB|与点D ,E 到直线AB 的距离,由 AB ????? 与向量 (1, t ) 平行列式,即可求出四边形ADBE 的面积. 24.【答案】 (1)解:连结 PF 1 ,由 △POF 2 为等边三角形可知在 △F 1PF 2 中, ∠F 1PF 2=90° , |PF 2|=c , |PF 1|=√3c ,于是 2a =|PF 1|+|PF 2|=(√3+1)c ,故 C 的离心率是 e =c a =√3?1 . (2)由题意可知,满足条件的点 P(x,y) 存在当且仅当 1 2|y|?2c =16 , y x+c ?y x?c =?1 , x 2a 2+ y 2b 2 =1 , 即 c |y |=16 ,① x 2+y 2=c 2 ,② x 2 a 2 +y 2 b 2=1 ,③ 由②③及 a 2=b 2+ c 2 得 y 2=b 4 c 2 ,又由①知 y 2= 162c 2 ,故 b =4 . 由②③得 x 2 =a 2 c 2(c 2?b 2) ,所以 c 2≥b 2 ,从而 a 2=b 2+c 2≥2b 2=32, 故 a ≥4√2 . 当 b =4 , a ≥4√2 时,存在满足条件的点P. 所以 b =4 , a 的取值范围为 [4√2,+∞) . 【解析】【分析】(1)首先设出椭圆的坐标,再由等边三角形可得出边之间的关系,利用勾股定理再结合解三角形的知识即可求出离心率的值。(2)结合已知求出三角形面积公式的代数式,结合椭圆的定义以及直角三角形的边的关系,求出b 的值再由椭圆的几何意义进而求出a 的取值范围即可。 25.【答案】 (1)解:由题设得 y x+2?y x?2=?1 2 ,化简得 x 24 + y 22 =1(|x|≠2) ,所以C 为中心在坐标原 点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点. (2)(i )设直线PQ 的斜率为k , 则其方程为 y =kx(k >0) . 由 { y =kx x 2 4+ y 22=1 得 x =√1+2k 2 . 记 u =√1+2k 2 ,则 P(u,uk),Q(?u,?uk),E(u,0) . 于是直线 QG 的斜率为 k 2 ,方程为 y =k 2(x ?u) . 由 {y =k 2 (x ?u), x 24 +y 2 2=1 得 (2+k 2)x 2?2uk 2x +k 2u 2?8=0 .① 设 G(x G ,y G ) ,则 ?u 和 x G 是方程①的解,故 x G =u(3k 2+2)2+k 2 ,由此得 y G = uk 32+k 2 . 从而直线 PG 的斜率为 uk 3 2+k 2?uk u(3k 2+2) 2+k 2 ?u =?1 k . 所以 PQ ⊥PG ,即 △PQG 是直角三角形. (ii )由(i )得 |PQ|=2u√1+k 2 , |PG|=2uk√k 2 +12+k 2 , 所以△PQG 的面积 S =1 2|PQ‖PG|=8k(1+k 2) (1+2k 2)(2+k 2)= 8(1k +k) 1+2(1 k +k)2 . 设t =k + 1 k ,则由k >0得t ≥2,当且仅当k =1时取等号. 因为 S =8t 1+2t 2 在[2,+∞)单调递减,所以当t =2,即k =1时,S 取得最大值,最大值为 169 . 因此,△PQG 面积的最大值为 169 . 【解析】【分析】(1)根据AM ,BM 斜率之积为 ?1 2 ,列出等式,即可得到曲线C 为焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)(i )设出PQ 解析式,联立PQ 解析式与曲线C ,得到P 、Q 两点坐标,即可得到E 点坐标,根据Q 、E 两点坐标得到QE 的解析式,联立QE 与曲线C ,可得G 点坐标,再根据G 、P 点坐标,得到PG 斜率。化简可得 k PQ ·k PG =?1 ,得证 ΔPQG 为直角三角形。 (ii )由(i )知, PG ⊥PQ ,所以, S △PQG =1 2|PQ ||PG | ,由(i )分别求出, |PQ | , |PG | 化简S 可得关于K 的函数表达式,考虑K 的取值范围,即可得出S 的最大值。 解析几何题库 一、选择题 1.已知圆C 与直线x -y =0 及x -y -4=0都相切,圆心在直线x +y =0上,则圆C 的方程为 A.2 2(1)(1)2x y ++-= B. 22(1)(1)2x y -++= C.2 2(1) (1)2x y -+-= D. 22(1)(1)2x y +++= 【解析】圆心在x +y =0上,排除C 、D,再结合图象,或者验证A 、B 中圆心到两直线的距离等于半径2即可. 【答案】B 2.直线 1y x =+与圆221x y +=的位置关系为( ) A .相切 B .相交但直线不过圆心 C .直线过圆心 D .相离 【解析】圆心(0,0)为到直线1y x =+,即10x y -+= 的距离2d = = ,而012 < <,选B 。 【答案】B 3.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为( ) A .2 2(2)1x y +-= B .2 2(2)1x y ++= C .2 2(1) (3)1x y -+-= D .2 2(3)1x y +-= 解法1(直接法):设圆心坐标为(0,)b 1=,解得2b =,故圆的方程为22(2)1x y +-=。 解法2(数形结合法):由作图根据点(1,2)到圆心的距离为1易知圆心为(0,2),故圆的方程为2 2(2)1x y +-= 解法3(验证法):将点(1,2)代入四个选择支,排除B ,D ,又由于圆心在y 轴上,排除C 。 【答案】A 4.点P (4,-2)与圆2 24x y +=上任一点连续的中点轨迹方程是 ( ) A.2 2(2)(1)1x y -++= B.2 2(2) (1)4x y -++= C.2 2(4) (2)4x y ++-= D.2 2(2) (1)1x y ++-= 【解析】设圆上任一点为Q (s ,t ),PQ 的中点为A (x ,y ),解得:? ??+=-=224 2y t x s ,代入圆方程,得(2x -4)2 +(2y +2)2 =4,整理,得:2 2(2) (1)1x y -++= 【答案】A 5.已知直线12:(3)(4)10,:2(3)230,l k x k y l k x y -+-+=--+=与平行,则k 得值是( ) A. 1或3 B.1或5 C.3或5 D.1或2 椭圆专题练习 1.【2017浙江,2】椭圆22 194 x y +=的离心率是 A . 13 B . 5 C . 23 D . 59 2.【2017课标3,理10】已知椭圆C :22 221x y a b +=,(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2, 且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为 A . 6 3 B . 33 C . 23 D . 13 3.【2016高考浙江理数】已知椭圆C 1:22x m +y 2=1(m >1)与双曲线C 2:22x n –y 2 =1(n >0)的焦点重合, e 1,e 2分别为C 1,C 2的离心率,则() A .m >n 且e 1e 2>1 B .m >n 且e 1e 2<1 C .m 解析几何练习题 一、选择题:(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的.) 1.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是( ) A.x-2y-1=0 B.x-2y+1=0 C.2x+y-2=0 D.x+2y-1=0 2.若直线210ay -=与直线(31)10a x y -+-=平行,则实数a 等于( ) A 、12 B 、12 - C 、13 D 、13 - 3.若直线,直线与关于直线对称,则直线的斜率为 ( ) A . B . C . D . 4.在等腰三角形AOB 中,AO =AB ,点O(0,0),A(1,3),点B 在x 轴的正半轴上,则直线AB 的方程为( ) A .y -1=3(x -3) B .y -1=-3(x -3) C .y -3=3(x -1) D .y -3=-3(x -1) 5.直线对称的直线方程是 ( ) A . B . C . D . 6.若直线与直线关于点对称,则直线恒过定点( ) 32:1+=x y l 2l 1l x y -=2l 2 1 2 1-22-02032=+-=+-y x y x 关于直线032=+-y x 032=--y x 210x y ++=210x y +-=()1:4l y k x =-2l )1,2(2l A . B . C . D . 7.已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y 轴上的截距为3 1,则m ,n 的值分别为 A.4和3 B.-4和3 C.- 4和-3 D.4和-3 8.直线x-y+1=0与圆(x+1)2+y 2=1的位置关系是( ) A 相切 B 直线过圆心 C .直线不过圆心但与圆相交 D .相离 9.圆x 2+y 2-2y -1=0关于直线x -2y -3=0对称的圆方程是( ) A.(x -2)2 +(y+3)2 =1 2 B.(x -2)2+(y+3)2=2 C.(x +2)2 +(y -3)2 =1 2 D.(x +2)2+(y -3)2=2 10.已知点在直线上移动,当取得最小值时,过点引圆的切线,则此切线段的长度为( ) A . B . C . D . 11.经过点(2,3)P -作圆22(1)25x y ++=的弦AB ,使点P 为弦AB 的中点,则 弦AB 所在直线方程为( ) A .50x y --= B .50x y -+= C .50x y ++= D .50x y +-= 0,40,22,44,2(,)P x y 23x y +=24x y +(,)P x y 22111()()242 x y -++ =2 321 22 第一章 矢量与坐标 §1.3 数量乘矢量 4、 设→→→+=b a AB 5,→→→+-=b a BC 82,)(3→ →→-=b a CD ,证明:A 、B 、D 三点共线. 证明 ∵→ → → → → → → → → → =+=-++-=+=AB b a b a b a CD BC BD 5)(382 ∴→ AB 与→ BD 共线,又∵B 为公共点,从而A 、B 、D 三点共线. 6、 设L 、M 、N 分别是ΔABC 的三边BC 、CA 、AB 的中点,证明:三中线矢量AL , BM , 可 以构成一个三角形. 证明: )(21 AC AB AL += Θ )(21 += )(2 1 CB CA CN += 0)(2 1 =+++++=++∴ 7.、设L 、M 、N 是△ABC 的三边的中点,O 是任意一点,证明 ++=OL +OM +ON . [证明] +=Θ MB OM OB += NC ON OC += )(OM +++++=++∴ =)(CN BM AL ON OM OL ++-++ 由上题结论知:0=++ ON OM OL OC OB OA ++=++∴ 从而三中线矢量CN BM AL ,,构成一个三角形。 8.、如图1-5,设M 是平行四边形ABCD 的中心,O 是任意一点,证明 OA +OB ++OD =4OM . [证明]:因为OM = 21 (OA +), OM =2 1 (OB +), 所以 2OM =2 1 (OA +OB +OC +) 所以 OA +OB ++OD =4OM . 10、 用矢量法证明梯形两腰中点连续平行于上、下两底边且等于它们长度和的一半. 图1-5 椭圆专题练习 1.【2017,2】椭圆22 194 x y +=的离心率是 A . 13 B . 5 C . 23 D . 59 2.【2017课标3,理10】已知椭圆C :22 221x y a b +=,(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2, 且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为 A . 6 B . 3 C . 2 D . 13 3.【2016高考理数】已知椭圆C 1:22x m +y 2=1(m >1)与双曲线C 2:22x n –y 2 =1(n >0)的焦点重合, e 1,e 2分别为C 1,C 2的离心率,则() A .m >n 且e 1e 2>1 B .m >n 且e 1e 2<1 C .m 西南大学 数学与统计学院 2012级 一、填空题(共7题,2分/空,共20分) 1.四点(0,0,0)O ,(1,0,0)A ,(0,1,1)B ,(0,0,1)C 组成的四面体的体积是___1 6___. 2.已知向量(1,1,1)a → =,)3,2,1(=→b ,(0,0,1)c →=,则→ →→??c b a )(=__(-2,-1,0)____. 3.点)1,0,1(到直线???=-=03z x y x 的距离是 4.点)2,0,1(到平面321x y z ++=的距离是 5.曲线C:220 1 x y z z x ?+-=?=+?对xoy 坐标面的射影柱面是___2210x x y -+-=____, 对yoz 坐标面的射影柱面是__22(1)0z y z -+-=_________,对xoz 坐标面的射影柱面是____10z x --=__________. 6.曲线C:220 x y z ?=?=?绕x 轴旋转后产生的曲面方程是__4224()x y z =+_____,曲线 C 绕y 轴旋转后产生的曲面方程是___222x z y +=_______________. 7.椭球面125 492 22=++z y x 的体积是_____40π____________. 二、计算题(共4题,第1题10分,第2题15分,第3题20分, 第4题10分,共55分) 1. 过点(,,)P a b c 作3个坐标平面的射影点,求过这3个射影点的平面方程.这里 ,,a b c 是3个非零实数. 解: 设点(,,)P a b c 在平面0z =上的射影点为1(,,0)M a b ,在平面0x =上的射影点为2(0,,)M a b ,在平面0y =上的射影点为3(,0,)M a c ,则12(,0,)M M a c =-, 13(0,,)M M b c =- 专业资料 1. 设抛物线y2 2 px( p 0) 的焦点为F,点 A(0, 2) .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l : x my m20 ,椭圆 C : x 2 y21, F1,F2分别为椭圆C的左、 2m2 右焦点 . (Ⅰ)当直线l过右焦点 F2时,求直线l的方程;(Ⅱ)设直线 l 与椭圆 C 交于A, B两点,V AF1F2,V BF1F2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,F5,0 为右焦点的双曲线 C 的离心率e 5 。2 (I)求双曲线C的标准方程及其渐近线方程;(I I )如题(20)图,已知过点M x1, y1 的直线 l1 : x1 x 4 y1 y 4 与过点 N x2 , y2(其中 x2x )的直 线 l2 : x2 x 4 y2 y 4 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x2y21(a> b>0) 的离心率为2 ,以该椭圆上的点和椭圆的左、右 a2b22 焦点 F1 , F2为顶点的三角形的周长为4( 2 1) .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PF1和 PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D. (Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;(Ⅱ)设直线PF1、 PF2的斜率分别为 k1、 k2,证明 k1·k2 1 ;(Ⅲ)是否存在常数,使得 A B C D A·B C恒D成立?若存在,求的值;若不存在,请说明理由. ( 7 分) 5. 在平面直角坐标系 x2y2 xoy 中,如图,已知椭圆1解析几何试题库完整
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