高考真题分类汇编理数专题5解析几何解析版

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高考真题分类汇编理数专题5解析几何解析版

‎2017年高考真题分类汇编(理数):专题5 解析几何 ‎13、(2017·天津)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 . (Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程; (Ⅱ)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. ‎ ‎14、(2017•北京卷)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点(0, )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.(14分) ‎ ‎(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. ‎ ‎15、(2017•新课标Ⅱ)设O为坐标原点,动点M在椭圆C: +y2=1上,过M做x轴的垂线,垂足为N,点P满足 = . (Ⅰ)求点P的轨迹方程; (Ⅱ)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. ‎ ‎16、(2017•山东)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.(14分) (Ⅰ)求椭圆E的方程. (Ⅱ)如图,该直线l:y=k1x﹣ 交椭圆E于A,B两点,C是椭圆E上的一点,直线OC的斜率为k2 , 且看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. ‎ ‎17、(2017•浙江)如图,已知抛物线x2=y,点A(﹣ , ),B( , ),抛物线上的点P(x,y)(﹣ <x< ),过点B作直线AP的垂线,垂足为Q. (Ⅰ)求直线AP斜率的取值范围; (Ⅱ)求|PA|•|PQ|的最大值. ‎ ‎18、(2017•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 离心率为 ,两准线之间的距离为8.点P在椭圆E上,且位于第一象限,过点F1作直线PF1的垂线l1 , 过点F2作直线PF2的垂线l2 . (Ⅰ)求椭圆E的标准方程; (Ⅱ)若直线l1 , l2的交点Q在椭圆E上,求点P的坐标. ‎ ‎19、(2017•新课标Ⅰ卷)已知椭圆C: + =1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )中恰有三点在椭圆C上.(12分) ‎ ‎(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. ‎ ‎20、(2017•新课标Ⅲ)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C与A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆. (Ⅰ)证明:坐标原点O在圆M上; (Ⅱ)设圆M过点P(4,﹣2),求直线l与圆M的方程. ‎ 答案解析部分 一、单选题 ‎1、【答案】B 【考点】椭圆的简单性质 【解析】【解答】解:椭圆 + =1,可得a=3,b=2,则c= = , 所以椭圆的离心率为: = . 故选:B. 【分析】直接利用椭圆的简单性质求解即可. ‎ ‎2、【答案】B 【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,双曲线的标准方程,双曲线的简单性质 【解析】【解答】解:椭圆 + =1的焦点坐标(±3,0), 则双曲线的焦点坐标为(±3,0),可得c=3, 双曲线C: ﹣ =1 (a>0,b>0)的一条渐近线方程为y= x, 可得 ,即 ,可得 = ,解得a=2,b= , 所求的双曲线方程为: ﹣ =1. 故选:B. 【分析】求出椭圆的焦点坐标,得到双曲线的焦点坐标,利用双曲线的渐近线方程,求出双曲线实半轴与虚半轴的长,即可得到双曲线方程. ‎ ‎3、【答案】B 【考点】斜率的计算公式,两条直线平行的判定,双曲线的简单性质 【解析】【解答】解:设双曲线的左焦点F(﹣c,0),离心率e= = ,c= a, 则双曲线为等轴双曲线,即a=b, 双曲线的渐近线方程为y=± x=±x, 则经过F和P(0,4)两点的直线的斜率k= = , 则 =1,c=4,则a=b=2 , ∴双曲线的标准方程: ; 故选B. ‎ ‎【分析】由双曲线的离心率为 ,则双曲线为等轴双曲线,即渐近线方程为y=±x,根据直线的斜率公式,即可求得c的值,求得a和b的值,即可求得双曲线方程. ‎ ‎4、【答案】A 【考点】抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题 【解析】【解答】解:如图,l1⊥l2 , 直线l1与C交于A、B两点, 直线l2与C交于D、E两点, 要使|AB|+|DE|最小, 则A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1, 又直线l2过点(1,0), 则直线l2的方程为y=x﹣1, 联立方程组 ,则y2﹣4y﹣4=0, ∴y1+y2=4,y1y2=﹣4, ∴|DE|= •|y1﹣y2|= × =8, ∴|AB|+|DE|的最小值为2|DE|=16, 故选:A 【分析】根据题意可判断当A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1,|AB|+|DE|最小,根据弦长公式计算即可. ‎ ‎5、【答案】A 【考点】直线与圆相交的性质,双曲线的简单性质,圆与圆锥曲线的综合 【解析】【解答】解:双曲线C: ﹣ =1(a>0,b>0)的一条渐近线不妨为:bx+ay=0, 圆(x﹣2)2+y2=4的圆心(2,0),半径为:2, ‎ 双曲线C: ﹣ =1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x﹣2)2+y2=4所截得的弦长为2, 可得圆心到直线的距离为: = , 解得: ,可得e2=4,即e=2. 故选:A. 【分析】通过圆的圆心与双曲线的渐近线的距离,列出关系式,然后求解双曲线的离心率即可. ‎ ‎6、【答案】A 【考点】圆的标准方程,直线与圆的位置关系,椭圆的简单性质 【解析】【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. 【分析】以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,可得原点到直线的距离 =a,化简即可得出. ‎ 二、填空题 ‎7、【答案】2 【考点】双曲线的标准方程,双曲线的简单性质 【解析】【解答】解:双曲线x2﹣ =1(m>0)的离心率为 , 可得: , 解得m=2. 故答案为:2. 【分析】利用双曲线的离心率,列出方程求和求解m 即可. ‎ ‎8、【答案】[-5 ,1] 【考点】平面向量数量积的运算,直线和圆的方程的应用 【解析】【解答】解:根据题意,设P(x0 , y0),则有x02+y02=50, =(﹣12﹣x0 , ﹣y0)•(﹣x0 , 6﹣y0)=(12+x0)x0﹣y0(6﹣y0)=12x0+6y+x02+y02≤20, 化为:12x0+6y0+30≤0, 即2x0+y0+5≤0,表示直线2x+y+5≤0以及直线下方的区域, 联立 ,解可得x0=﹣5或x0=1, 结合图形分析可得:点P的横坐标x0的取值范围是[﹣5 ,1], ‎ 故答案为:[﹣5 ,1]. 【分析】根据题意,设P(x0 , y0),由数量积的坐标计算公式化简变形可得2x0+y0+5≤0,分析可得其表示表示直线2x+y+5≤0以及直线下方的区域,联立直线与圆的方程可得交点的横坐标,结合图形分析可得答案. ‎ ‎9、【答案】2   【考点】双曲线的简单性质 【解析】【解答】解:双曲线 ﹣y2=1的右准线:x= ,双曲线渐近线方程为:y= x, 所以P( , ),Q( ,﹣ ),F1(﹣2,0).F2(2,0). 则四边形F1PF2Q的面积是: =2 . 故答案为:2 . 【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. ‎ ‎10、【答案】 【考点】双曲线的简单性质 【解析】【解答】解:双曲线C: ﹣ =1(a>0,b>0)的右顶点为A(a,0), 以A为圆心,b为半径做圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点. 若∠MAN=60°,可得A到渐近线bx+ay=0的距离为:bcos30°= , 可得: = ,即 ,可得离心率为:e= . 故答案为: . 【分析】利用已知条件,转化求解A到渐近线的距离,推出a,c的关系,然后求解双曲线的离心率即可. ‎ ‎11、【答案】6 【考点】抛物线的简单性质 ‎ ‎【解析】【解答】解:抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点, 可知M的横坐标为:1,则M的纵坐标为: , |FN|=2|FM|=2 =6. 故答案为:6. 【分析】求出抛物线的焦点坐标,推出M坐标,然后求解即可. ‎ ‎12、【答案】y=± x 【考点】抛物线的标准方程,抛物线的简单性质,双曲线的标准方程,双曲线的简单性质,圆锥曲线的综合 【解析】【解答】解:把x2=2py(p>0)代入双曲线 =1(a>0,b>0), 可得:a2y2﹣2pb2y+a2b2=0, ∴yA+yB= , ∵|AF|+|BF|=4|OF|,∴yA+yB+2× =4× , ∴ =p, ∴ = . ∴该双曲线的渐近线方程为:y=± x. 故答案为:y=± x. 【分析】把x2=2py(p>0)代入双曲线 =1(a>0,b>0),可得:a2y2﹣2pb2y+a2b2=0,利用根与系数的关系、抛物线的定义及其性质即可得出. ‎ 三、解答题 ‎13、【答案】(Ⅰ)解:设F的坐标为(﹣c,0). 依题意可得 , 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. (Ⅱ)解:直线l的方程为x=﹣1,设直线AP的方程为x=my+1(m≠0), 联立方程组 ,解得点P(﹣1,﹣ ),故Q(﹣1, ). ‎ 联立方程组 ,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0,或y=﹣ . ∴B( , ). ∴直线BQ的方程为( ﹣ )(x+1)﹣( )(y﹣ )=0, 令y=0,解得x= ,故D( ,0). ∴|AD|=1﹣ = . 又∵△APD的面积为 ,∴ × = , 整理得3m2﹣2 |m|+2=0,解得|m|= ,∴m=± . ∴直线AP的方程为3x+ y﹣3=0,或3x﹣ y﹣3=0. 【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系,圆锥曲线的综合 【解析】【分析】(Ⅰ)根据椭圆和抛物线的定义、性质列方程组求出a,b,p即可得出方程;(Ⅱ)设AP方程为x=my+1,联立方程组得出B,P,Q三点坐标,从而得出直线BQ的方程,解出D点坐标,根据三角形的面积列方程解出m即可得出答案. ‎ ‎14、【答案】(1)解:(1)∵y2=2px过点P(1,1), ∴1=2p, 解得p= , ∴y2=x, ∴焦点坐标为( ,0),准线为x=﹣ , (2)(2)证明:设过点(0, )的直线方程为 y=kx+ ,M(x1 , y1),N(x2 , y2), ∴直线OP为y=x,直线ON为:y= x, 由题意知A(x1 , x1),B(x1 , ), 由 ,可得k2x2+(k﹣1)x+ =0, ∴x1+x2= ,x1x2= ∴y1+ =kx1+ + =2kx1+ =2kx1+ = ‎ ‎∴A为线段BM的中点. 【考点】抛物线的简单性质,抛物线的应用,直线与圆锥曲线的综合问题 【解析】【分析】(1.)根据抛物线过点P(1,1).代值求出p,即可求出抛物线C的方程,焦点坐标和准线方程; (2.)设过点(0, )的直线方程为y=kx+ ,M(x1 , y1),N(x2 , y2),根据韦达定理得到x1+x2= ,x1x2= ,根据中点的定义即可证明. ‎ ‎15、【答案】解:(Ⅰ)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,y= y0 , 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; (Ⅱ)证明:设Q(﹣3,m),P( cosα, sinα),(0≤α<2π), • =1,可得( cosα, sinα)•(﹣3﹣ cosα,m﹣ sinα)=1, 即为﹣3 cosα﹣2cos2α+ msinα﹣2sin2α=1, 解得m= , 即有Q(﹣3, ), 椭圆 +y2=1的左焦点F(﹣1,0), 由kOQ=﹣ , ‎ kPF= , 由kOQ•kPF=﹣1, 可得过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F. 【考点】数量积的坐标表达式,同角三角函数间的基本关系,斜率的计算公式,两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系,轨迹方程 【解析】【分析】(Ⅰ)设M(x0 , y0),由题意可得N(x0 , 0),设P(x,y),运用向量的坐标运算,结合M满足椭圆方程,化简整理可得P的轨迹方程; (Ⅱ)设Q(﹣3,m),P( cosα, sinα),(0≤α<2π),运用向量的数量积的坐标表示,可得m,即有Q的坐标,求得椭圆的左焦点坐标,求得OQ,PF的斜率,由两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,即可得证. ‎ ‎16、【答案】解:(Ⅰ)由题意知, ,解得a= ,b=1. ∴椭圆E的方程为 ; (Ⅱ)设A(x1 , y1),B(x2 , y2), 联立 ,得 . 由题意得△= >0. , . ∴|AB|= . 由题意可知圆M的半径r为 r= . 由题意设知, ,∴ . 因此直线OC的方程为 . ‎ 联立 ,得 . 因此,|OC|= . 由题意可知,sin = . 而 = . 令t= ,则t>1, ∈(0,1), 因此, = ≥1. 当且仅当 ,即t=2时等式成立,此时 . ∴ ,因此 . ∴∠SOT的最大值为 . 综上所述:∠SOT的最大值为 ,取得最大值时直线l的斜率为 . 【考点】函数的值域,椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,椭圆的应用,直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题 【解析】【分析】(Ⅰ)由题意得关于a,b,c的方程组,求解方程组得a,b的值,则椭圆方程可求; (Ⅱ)设A(x1 , y1),B(x2 , y2),联立直线方程与椭圆方程,利用根与系数的关系求得A,B的横坐标的和与积,由弦长公式求得|AB|,由题意可知圆M的半径r,则r= .由题意设知 .得到直线OC的方程,与椭圆方程联立,求得C点坐标,可得|OC|,由题意可知,‎ sin = .转化为关于k1的函数,换元后利用配方法求得∠SOT的最大值为 ,取得最大值时直线l的斜率为 . ‎ ‎17、【答案】解:(Ⅰ)由题可知P(x,x2),﹣ <x< , 所以kAP= =x﹣ ∈(﹣1,1), 故直线AP斜率的取值范围是:(﹣1,1); (Ⅱ)由(I)知P(x,x2),﹣ <x< , 所以 =(﹣ ﹣x, ﹣x2), 设直线AP的斜率为k,则AP:y=kx+ k+ ,BP:y=﹣ x+ + , 联立直线AP、BP方程可知Q( , ), 故 =( , ), 又因为 =(﹣1﹣k,﹣k2﹣k), 故﹣|PA|•|PQ|= • = + =(1+k)3(k﹣1), 所以|PA|•|PQ|=(1+k)3(1﹣k), 令f(x)=(1+x)3(1﹣x),﹣1<x<1, 则f′(x)=(1+x)2(2﹣4x)=﹣2(1+x)2(2x﹣1), 由于当﹣1<x<﹣ 时f′(x)>0,当 <x<1时f′(x)<0, 故f(x)max=f( )= ,即|PA|•|PQ|的最大值为 . 【考点】利用导数求闭区间上函数的最值,平面向量数量积的运算,斜率的计算公式,抛物线的应用,圆锥曲线的综合 【解析】【分析】(Ⅰ)通过点P在抛物线上可设P(x,x2),利用斜率公式结合﹣ <x< 可得结论; (Ⅱ)通过(I)知P(x,x2)、﹣ <x< ,设直线AP的斜率为k,联立直线AP、BP方程可知Q点坐标,进而可用k表示出 、 ,计算可知|PA|•|PQ|=(1+k)3(1﹣k),通过令f(x)=(1+x)3(1﹣x),﹣1<x<1,求导结合单调性可得结论. ‎ ‎18、【答案】解:(Ⅰ)由题意可知:椭圆的离心率e= = ,则a=2c,① 椭圆的准线方程x=± ,由2× =8,② ‎ 由①②解得:a=2,c=1, 则b2=a2﹣c2=3, ∴椭圆的标准方程: ; (Ⅱ)设P(x0 , y0),则直线PF2的斜率 = , 则直线l2的斜率k2=﹣ ,直线l2的方程y=﹣ (x﹣1), 直线PF1的斜率 = , 则直线l2的斜率k2=﹣ ,直线l2的方程y=﹣ (x+1), 联立 ,解得: ,则Q(﹣x0 , ), 由Q在椭圆上,则y0= ,则y02=x02﹣1, 则 ,解得: ,则 , ∴P( , )或P(﹣ , )或P( ,﹣ )或P(﹣ ,﹣ ). 【考点】直线的点斜式方程,两条直线的交点坐标,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系 【解析】【分析】(Ⅰ)由椭圆的离心率公式求得a=2c,由椭圆的准线方程x=± ,则2× =8,即可求得a和c的值,则b2=a2﹣c2=3,即可求得椭圆方程; (Ⅱ)设P点坐标,分别求得直线PF2的斜率及直线PF1的斜率,则即可求得l2及l1的斜率及方程,联立求得Q点坐标,由Q在椭圆方程,求得y02=x02﹣1,联立即可求得P点坐标; ‎ ‎19、【答案】(1)解:根据椭圆的对称性,P3(﹣1, ),P4(1, )两点必在椭圆C上, 又P4的横坐标为1,∴椭圆必不过P1(1,1), ∴P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )三点在椭圆C上. 把P2(0,1),P3(﹣1, )代入椭圆C,得: ,解得a2=4,b2=1, ∴椭圆C的方程为 =1. (2)证明:①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA), ∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1, ∴ = = =﹣1, 解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足. ②当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),A(x1 , y1),B(x2 , y2), 联立 ,整理,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0, ,x1x2= , 则 = = = = =﹣1,又b≠1, ∴b=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立, ∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1, 当x=2时,y=﹣1, ∴l过定点(2,﹣1). 【考点】直线的斜截式方程,椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,圆锥曲线的综合 【解析】【分析】(1.)根据椭圆的对称性,得到P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )三点在椭圆C上.把P2(0,1),P3(﹣1, )代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,由此能求出椭圆C的方程. (2.)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),联立 ,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1). ‎ ‎20、【答案】解:方法一:证明:(Ⅰ)当直线l的斜率不存在时,则A(2,2),B(2,﹣2), 则 =(2,2), =(2,﹣2),则 • =0, ‎ ‎∴ ⊥ , 则坐标原点O在圆M上; 当直线l的斜率存在,设直线l的方程y=k(x﹣2),设A(x1 , y1),B(x2 , y2), ,整理得:k2x2﹣(4k2+2)x+4k2=0, 则x1x2=4,4x1x2=y12y22=(y1y2)2 , 由y1y2<0, 则y1y2=﹣4, 由 • =x1x2+y1y2=0, 则 ⊥ ,则坐标原点O在圆M上, 综上可知:坐标原点O在圆M上; 方法二:设直线l的方程x=my+2, ,整理得:y2﹣2my﹣4=0,设A(x1 , y1),B(x2 , y2), 则y1y2=﹣4, 则(y1y2)2=4x1x2 , 则x1x2=4,则 • =x1x2+y1y2=0, 则 ⊥ ,则坐标原点O在圆M上, ∴坐标原点O在圆M上; (Ⅱ)由(Ⅰ)可知:x1x2=4,x1+x2= ,y1+y2= ,y1y2=﹣4, 圆M过点P(4,﹣2),则 =(4﹣x1 , ﹣2﹣y1), =(4﹣x2 , ﹣2﹣y2), 由 • =0,则(4﹣x1)(4﹣x2)+(﹣2﹣y1)(﹣2﹣y2)=0, 整理得:k2+k﹣2=0,解得:k=﹣2,k=1, 当k=﹣2时,直线l的方程为y=﹣2x+4, 则x1+x2= ,y1+y2=﹣1, 则M( ,﹣ ),半径为r=丨MP丨= = , ∴圆M的方程(x﹣ )2+(y+ )2= . 当直线斜率k=1时,直线l的方程为y=x﹣2, 同理求得M(3,1),则半径为r=丨MP丨= , ∴圆M的方程为(x﹣3)2+(y﹣1)2=10, 综上可知:直线l的方程为y=﹣2x+4,圆M的方程(x﹣ )2+(y+ )2= 或直线l的方程为y=x﹣2,圆M的方程为(x﹣3)2+(y﹣1)2=10. 【考点】直线的点斜式方程,直线的斜截式方程,圆的标准方程,点与圆的位置关系,直线与圆锥曲线的关系 【解析】【分析】(Ⅰ)方法一:分类讨论,当直线斜率不存在时,求得A和B的坐标,由 • =0,则坐标原点O在圆M上;当直线l斜率存在,代入抛物线方程,利用韦达定理及向量数量积的可得 ‎ ‎• =0,则坐标原点O在圆M上; 方法二:设直线l的方程x=my+2,代入椭圆方程,利用韦达定理及向量数量积的坐标运算,即可求得 • =0,则坐标原点O在圆M上; (Ⅱ)由题意可知: • =0,根据向量数量积的坐标运算,即可求得k的值,求得M点坐标,则半径r=丨MP丨,即可求得圆的方程. ‎
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