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专题05+解析几何-备战2022年高考数学之学会解题全国名校精华分项版【长郡中学】
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这是一份专题05+解析几何-备战2022年高考数学之学会解题全国名校精华分项版【长郡中学】,文件包含专题05解析几何解析版docx、专题05解析几何原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共51页, 欢迎下载使用。
专题05 解析几何
一、单选题
1. 【2020届湖南省长沙市长郡中学高三下学期第四次适应性考试】已知双曲线的离心率为,抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,其准线与双曲线交于点,点在轴上.若最大,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
因为双曲线的离心率为,即,
又,所以,即,
因此抛物线的准线方程为,
联立,
设,由可得,
结合下图可知,当点运动到,即三点共线时,最大,
设此时,则有,即,
因此,
故选:D.
2. 【湖南省长沙市长郡中学2019-2020学年高三下学期2月质量检测】已知双曲线的离心率为,则双曲线的焦距是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为双曲线的离心率,所以,解得,
则双曲线的焦距.故选:D.
3. 【湖南省长沙市长郡中学2019-2020学年高三下学期2月质量检测】已知椭圆的左、右焦点分别为、,右顶点为,上顶点为,以线段为直径的圆交线段的延长线于点,若且线段的长为,则该椭圆方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
设椭圆的半焦距为,因为点在以线段为直径的圆上,所以.
又因为,所以.
又因为,所以是等腰直角三角形,于是也是等腰直角三角形,
,,,
得,解得,,得,
所以椭圆方程为.
故选:D.
4. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期入学摸底】已知椭圆C:的右焦点F,点P在椭圆C上,点Q在圆E:(x+3)2+(y-4)2=4上,且圆E上的所有点均在椭圆C外,若|PQ|-|PF|的最小值为2-6,且椭圆C的长轴长恰与圆E的直径长相等,则椭圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为圆E:(x+3)2+(y-4)2=4的半径为2,所以,
设椭圆的左焦点为,由椭圆的定义可得,
所以,
所以,当且仅当四点共线时,等号成立,
又|PQ|-|PF|的最小值为2-6,所以,即,
所以,解得或(舍).
所以,
所以椭圆C的标准方程为.
故选:C.
5. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(三)】如图,过抛物线的焦点作直线交抛物线于、两点,点是线段的中点,过作轴的垂线交抛物线于点,记,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设、,直线:(斜率显然不为0).
,得,显然成立,
,
点是线段的中点,所以,所以,
所以,
,
,
所以.
故选:B.
6. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(五)】已知圆的一条切线与双曲线没有公共点,则双曲线的离心率的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,圆心到直线的距离,∴,
∵圆的一条切线与双曲线C:没有交点,
∴,∴,∵双曲线的离心率,∴双曲线的离心率的取值范围是,故选B.
7. 【湖南省长沙市长郡中学2020届高三下学期第一次高考模拟】过抛物线C:x2=4y的准线上任意一点P作抛物线的切线PA,PB,切点分别为A,B,则A点到准线的距离与B点到准线的距离之和的最小值是( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】D
【解析】设抛物线C:x2=4y的准线上任意一点.
点P作抛物线的切线PA,PB,设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),
由A,B是抛物线上的点知,
x2=4y⇒,
所以切线PA的方程为:,
切线PB方程为,
因为点在切线PA,PB上,
所以⇒直线AB的方程为mx=2(y﹣1).
故直线AB过定点(0,1),(即AB恒过抛物线焦点),
则A点到准线的距离与B点到准线的距离之和为AB,
数形结合知当AB为通径时最小,最小值是2p=4.
故选:D.
8. 【湖南省长沙市长郡中学2020届高三下学期高考模拟卷(二)】已知圆与抛物线交于两点,与抛物线的准线交于两点,若四边形是矩形,则等于
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由题意可得,抛物线的准线方程为.画出图形如图所示.
在中,当时,则有.①
由得,代入消去整理得.②
结合题意可得点的纵坐标相等,故①②中的相等,
由①②两式消去得,
整理得,
解得或(舍去),
∴.
故选C.
9. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷二】是抛物线上一点,若点到抛物线的焦点距离为6,则抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】抛物线的准线方程为
其上一点到抛物线的焦点距离为6,则
解得,即抛物线的准线方程为
故选:A
10. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷一】已知抛物线:的焦点为,过点的直线交于,两点,的重心为点,则点到直线的距离的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,抛物线为,可令直线为,若,,
∴联立直线与抛物线得且,则,
∴,又的重心为点,即,
∴,则到直线的距离,
∴当时,.
故选:C.
11. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期二模】设,是双曲线的两个焦点,为坐标原点,点在的左支上,且,则的面积为( )
A. B. C.8 D.
【答案】C
【解析】由,
所以,
可得,
不妨设,,所以,
所以点在以为直径的圆上,
即是以为直角顶点的直角三角形,
故,即.
又.
所以,
解得,
所以.
故选:C
12. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期一模】圆的圆心到直线的距离为1,则
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】由配方得,所以圆心为,因为圆的圆心到直线的距离为1,所以,解得,故选A.
13. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期月考(六)】已知双曲线的一条渐近线与圆相交于,两点,若,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】C
【解析】设双曲线的一条渐近线方程为:,
又由已知圆的方程可得圆心为,,半径,
设圆心到渐近线的距离为,则,
所以,即,所以,
故选:C.
14. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期二模】已知、是双曲线(,)的左、右焦点,关于双曲线的一条渐近线的对称点为,且点在抛物线上,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】由题意关于双曲线的一条渐近线的对称点为,且到渐近线的距离为b,
∴中,,,又,所以,
∴,∴,又点在抛物线上,
∴的长度为抛物线中抛物线的焦点到抛物线的准线的距离,
∴由抛物线的定义得到:,
∴,∴,
∴.
故选:D.
15. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期三模】已知双曲线C: ,以C的焦点为圆心,3为半径的圆与C的渐近线相交,则双曲线C的离心率的取值范围是( )
A.(1,) B.(1,)
C.( ,) D.(1,)
【答案】B
【解析】由题可知双曲线的其中一条渐近线为,即,
又该圆的圆心为,故圆心到渐近线的距离为,
则由题可得,即,
又,则,解得,即
则,又,
故离心率的取值范围是.
故选:B.
16. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期月考(七)】如图,已知双曲线的左、右焦点分别为,,过右焦点作平行于一条渐近线的直线交双曲线于点,若的内切圆半径为,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设双曲线的左、右焦点分别为,,
设双曲线的一条渐近线方程为,
可得直线的方程为,与双曲线联立,
可得,,
设,,
由三角形的等面积法可得,
化简可得,①
由双曲线的定义可得,②
在三角形中,为直线的倾斜角),
由,,可得,
可得,③
由①②③化简可得,
即为,
可得,则.
故选:A.
二、多选题
1. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷二】已知双曲线:的左、右焦点分别为,,两条渐近线的夹角正切值为,直线:与双曲线的右支交于,两点,设的内心为,则( )
A.双曲线的标准方程为 B.满足的直线有2条
C. D.与的面积的比值的取值范围是
【答案】ACD
【解析】A选项,设双曲线的一条渐近线的倾斜角为,,因为,所以,从而,解得或(舍去),所以,又,所以,,所以双曲线的标准方程为,故A正确;B选项,直线的方程,即,则直线恒过右焦点,又过焦点的弦最短为,所以满足的直线只有1条,B错误;
C选项,由双曲线的定义可知,,即,因此是的内切圆在边上的切点,因此,C正确;
D选项,由题知
,因为,所以,D正确.
2. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷一】曲线为四叶玫瑰线,它是一个几何亏格为零的代数曲线,这种曲线在苜蓿叶型立交桥的布局中有非常广泛的应用,首蓿叶型立交桥有两层,将所有原来需要穿越相交道路的转向都由环形匝道来实现,即让左转车辆行驶环道后自右侧切向汇入高速公路,四条环形匝道就形成了苜蓿叶的形状.给出下列结论正确的是( )
A.曲线C只有两条对称轴
B.曲线C经过5个整点(即横、纵坐标均为整数的点)
C.曲线C上任意一点到标原点O的距离都不超过2
D.曲线C上的任一点作两坐标轴的垂线与两坐标轴围成的矩形面积最大值为2
【答案】CD
【解析】根据图形可得,曲线C有四条对称轴,,;即A错;
由可得;即圆与曲线相切于点,,,,
内切于圆;
故曲线C上任意一点到坐标原点O的距离的最大值为,即C正确;
又圆位于第一象限的整点只有,但,所以曲线C在第一象限不过整点,根据对称性可得,曲线C在二三四象限也不过整点;
又显然在曲线上,所以曲线只过一个整点,故B错;
设曲线C上的任一点的坐标为,则过该点作两坐标轴的垂线与两坐标轴围成的矩形面积;由可得,当且仅当时,等号成立,所以,即D正确.
故选:CD.
3. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期考前冲刺卷】已知,分别为双曲线:的左、右焦点,的一条渐近线的方程为,且到的距离为,点为在第一象限上的点,点的坐标为,为的平分线.则下列正确的是( )
A.双曲线的方程为 B.
C. D.点到轴的距离为
【答案】ABD
【解析】到的距离为,,解得,
又渐近线方程为,则,结合可解得,
则双曲线的方程为,故A正确;
为的平分线,,
又,,故B正确;
由双曲线定义可得,则可得,
则在中,,
则,
则,故C错误;
在中,,
设点到轴的距离为,则,
即,解得,故D正确.
故选:ABD.
4. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期一模】数学中的很多符号具有简洁、对称的美感,是形成一些常见的漂亮图案的基石,也是许多艺术家设计作品的主要几何元素.如我们熟悉的符号,我们把形状类似的曲线称为“曲线”.在平面直角坐标系中,把到定点,距离之积等于的点的轨迹称为“曲线”C.已知点是“曲线”C上一点,下列说法中正确的有( )
A.“曲线”C关于原点O中心对称;
B.
C.“曲线”C上满足的点P有两个;
D.的最大值为.
【答案】ABD
【解析】对A中,设动点,可得C的轨迹方程为,
把关于原点对称的点代入轨迹方程,显然成立;
对B中,因为,故,
又,所以,
即,故,故B正确;
对C中,若,则在的中垂线即y轴上.
故此时,代入,
可得,即,仅有一个,故C错误;
对D中,因为,故,
,
因为,,故.
即,所以.
又,当且仅当P,,共线时取等号.
故,即,解得,故D正确.
故选:ABD.
5. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期三模】已知抛物线的焦点为,过点的直线交抛物线于两点,以线段为直径的圆交轴于两点,设线段的中点为,则下列说法正确的是( )
A.若抛物线上的点到点的距离为,则抛物线的方程为
B.以AB为直径的圆与准线相切
C.线段AB长度的最小值是
D.的取值范围为
【答案】BCD
【解析】
由题意,抛物线的焦点为,准线方程为,
对于A中,由抛物线上的点到点的距离为,抛物线的定义,可得,
解得,所以抛物线的方程为,所以A不正确;
对于B中,分别过点,作准线的垂线,垂足分别为,如图所示,
则线段的中点为到准线的距离为
根据抛物线的定义,可得,所以,
所以,即圆心到准线的距离等于圆的半径,
即以AB为直径的圆与准线相切,所以B正确;
设,由抛物线的定义,可得,
当直线的斜率不存在时,可设直线的方程为,
联立方程组,解得,此时
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
联立方程组,整理得,
可得,所以,
综上可得,线段AB长度的最小值是,所以C正确;
设直线的方程为,联立方程组,整理得,
可得,
则,则
则点到的距离为,
所以,
所以,所以D正确.
故选:BCD.
6. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期月考(七)】已知抛物线的焦点为,准线为,过点的直线与抛物线交于两点,,点在上的射影为,则( )
A.的最小值为
B.已知曲线上的两点,到点的距离之和为,则线段的中点横坐标是4
C.设,则
D.过与抛物线有且仅有一个公共点的直线至多有条
【答案】ABC
【解析】由题意知,,抛物线的焦点,准线方程为,
对于A,当轴时,取得最小值为,所以A正确;
对于B,曲线上的两点,到点的距离之和为,所以点,的横坐标之和为,则线段的中点横坐标为4,所以B正确;
对于C,设,则,当且仅当三点共线时取等号,所以C正确;
对于D,当直线过点且与轴平行时,直线与抛物线有且只有一个公共点,过点且与抛物线相切的直线有两条,此时直线与抛物线有且只有一个公共点,所以过点与抛物线有且只有一个公共点的直线有3条,所以D错误,
故选:ABC
三、填空题
1. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期入学摸底】已知点、关于坐标原点对称,,以为圆心的圆过、两点,且与直线相切.若存在定点,使得当运动时,为定值,则点的坐标为_______.
【答案】
【解析】为圆的一条直径,是弦的中点,所以,圆心在线段的中垂线上,
设点的坐标为,则,
圆与直线相切,则,,整理得,
所以,点的轨迹是以为焦点,以直线为准线的抛物线,
,
当为定值时,则点与点重合,即点的坐标为.
因此,存在定点,使得当点运动时,为定值.
故答案为:.
2. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(三)】已知直线与双曲线有两个交点,则双曲线的离心率的取值范围是________.
【答案】
【解析】
双曲线的渐近线方程为,
若直线与双曲线有两个交点,
则,
即,即,
所以,,即,
故答案为:.
3. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(五)】已知直线与圆相交于A、B两点,O为坐标原点,且的面积为,则实数m=______.
【答案】
【解析】,,,,
∴圆心O到直线的距离,即,.
故答案为:
4. 【湖南省长沙市长郡中学2020届高三下学期第一次高考模拟】已知一簇双曲线En:x2﹣y2=()2(n∈N*,且n≤2020),设双曲线En的左、右焦点分别为F、F,Pn是双曲线En右支上一动点,三角形PnF的内切圆Gn与x轴切于点An(an,0),则a1+a2+…a2020=_____.
【答案】
【解析】
如图所示,
设Pn,与圆Gn分别切于点Bn,.
根据内切圆的性质可得:,
又点Pn是双曲线En右支上一动点,
∴,
∴.
∴.
可得:an.
可得:a1+a2+…a2020.
故答案为:.
5. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷二】已知椭圆的左焦点是点,过原点倾斜角为的直线与椭圆相交于,两点,若,则椭圆的离心率是________.
【答案】
【解析】
解:设右焦点为,由题意可得直线的方程为:,设,,
连接,,因为,
所以四边形为平行四边形,则,
所以,
整理得到即,
故,
所以可得,代入直线的方程可得,
将的坐标代入椭圆的方程可得:,
整理可得:,即,
解得:,由椭圆的离心率,
所以,
故答案为:.
6. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期月考(六)】已知两条抛物线C:y2=2x,E:y2=2px(p>0且p≠1),M为C上一点(异于原点O),直线OM与E的另一个交点为N.若过M的直线l与E相交于A,B两点,且△ABN的面积是△ABO面积的3倍,则p=_____
【答案】4
【解析】设,则直线OM的方程为,即,代入y2=2px(p>0且p≠1),
可得,即,
由题意可得显然直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为,
即,显然,否则AB过原点,不符合题意,
所以O到直线AB的距离,N到直线AB的距离
因为
所以,因为
所以,解得
故答案为:4.
7. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期月考(七)】2021年是中国传统的“牛”年,可以在平面坐标系中用抛物线与圆勾勒出牛的形象.已知抛物线:的焦点为,圆:与抛物线在第一象限的交点为,直线:与抛物线的交点为,直线与圆在第一象限的交点为,则______;周长的取值范围为______.
【答案】2
【解析】如图所示:
由,解得,
∴
由,解得,
所以
由,解得,
所以,
由抛物线的定义得:
∴,
∴周长,
,
.
,
故答案为:2,.
四、解答题
1. 【2020届湖南省长沙市长郡中学高三下学期第四次适应性考试】已知椭圆的右焦点,,,是椭圆上任意三点,,关于原点对称且满足.
(1)求椭圆的方程.
(2)若斜率为的直线与圆:相切,与椭圆相交于不同的两点、,求时,求的取值范围.
【答案】(1); (2).
【解析】(1)由题可设,,,
所以两式相减得,
.即,
所以,又,,所以,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设直线方程为,交椭圆于点,.
联立方程
,得,
,.
所以
=,
因为直线与圆相切,所以,
即,代入,得.
所以
因为,所以,
化简得,或(舍).
所以或,
故k的取值范围为.
2. 【湖南省长沙市长郡中学2019-2020学年高三下学期2月质量检测】已知抛物线:的焦点为,抛物线上的点到准线的最小距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点作互相垂直的两条直线,,与抛物线交于,两点,与抛物线交于,两点,,分别为弦,的中点,求的最小值.
【答案】(1);(2)32.
【解析】
(1)因为抛物线上的点到准线的最小距离为2,所以,解得,
故抛物线的方程为.
(2)焦点为,,所以两直线,的斜率都存在且均不为0.
设直线的斜率为,则直线的斜率为,
故直线的方程为,联立方程组
消去,整理得.
设点.,则.
因为为弦的中点,所以.
由,得,故点.
同理可得.
故,.
所以,当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为32.
3. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期入学摸底】已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F且垂直于x轴的直线交抛物线C于D,E两点,且|DE|=4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设直线l过点A(2,0)且与抛物线C交于P,Q两点,点R在抛物线C上,点N在x轴上,,直线PR交x轴于点B,且点B在点A的右侧,记△APN的面积为S1,△RNB的面积为S2,求的最小值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由已知可得,焦点,
将代入抛物线的方程,可得,则,
则p=2,
则方程为.
(2)如图,
设,
令,则,
因为直线PQ过点A(2,0),则直线PQ的方程为,
将其与联立并消除x,则,
有根与系数的关系可得,即,得,
连接,,
N为的重心,
,
,
,
,
则直线PR的方程为,
令y=0,可得,即,
因为点B在点A的右侧,,即,
,
令则m>0,
则,
,
当且仅当,即时取等号,故的最小值是.
4. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(三)】已知椭圆的离心率,为椭圆上一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知为椭圆的右焦点,过点的直线交椭圆(异于椭圆顶点)于、两点,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1);(2)是,.
【解析】
(1)由已知,解得
所以椭圆的方程为
(2)由(1)可知
依题意可知直线的斜率不为,故可设直线的方程为
由,消去
整理得
设,
则,
不妨设,,,
同理
所以
即.
5. 【湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高三上学期月考(五)】已知椭圆的一个焦点与抛物线的焦点重合,且离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)不过原点的直线与椭圆C交于M,N两点,若三直线OM.、ON的斜率与,,点成等比数列,求直线的斜率及的值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意得,,得,
又得,
∴椭圆C的方程为.
(2)设直线的方程为,,,,
由,得,
∴,.
由题设知
∴,∴,
∵,∴,,
此时,,
则
故直线的斜率为,.
6. 【湖南省长沙市长郡中学2020届高三下学期第一次高考模拟】已知椭圆的离心率为,且与抛物线交于两点,△(为坐标原点)的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图,点为椭圆上一动点(非长轴端点),为左,右焦点,的延长线与椭圆交于点,的延长线与椭圆交于点,求△面积的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)椭圆与抛物线交于两点,
可设,
∵的面积为,
∴,解得,
∴,
由己知得解得,
∴椭圆的方程为.
(2)①当直线的斜率不存在时,不妨取,故;
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,
联立方程化简得,
则,
,
,
点到直线的距离,
因为是线段的中点,所以点到直线的距离为,
∴
∵,又,所以等号不成立.
∴
综上,面积的最大值为.
7. 【湖南省长沙市长郡中学2020届高三下学期高考模拟卷(二)】已知抛物线的焦点为椭圆的右焦点,C的准线与E交于P,Q两点,且.
(1)求E的方程;
(2)过E的左顶点A作直线l交E于另一点B,且BO(O为坐标原点)的延长线交E于点M,若直线AM的斜率为1,求l的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为抛物线的焦点为,
由题意,可得:椭圆的两焦点为,
又抛物线的准线与交于,两点,且,将代入椭圆方程得,所以,则,即①,
又②,根据①②解得:,,
因此椭圆的方程为;
(2)由(1)得的左顶点为,设直线的方程为,,
由得,所以,
因此,所以,
则,
又因为(为坐标原点)的延长线交于点,
则与关于原点对称,所以,
因为直线的斜率为1,
所以,解得:,
因此,直线的方程为:.
8. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期保温卷一】设,为双曲线的左、右顶点,直线过右焦点且与双曲线的右支交于,两点,当直线垂直于轴时,为等腰直角三角形.
(1)求双曲线的离心率;
(2)已知直线,分别交直线于两点,当直线的倾斜角变化时,以为直径的圆是否过定点,若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)2;(2)以为直径的圆过定点,.
【解析】
(1)由轴时, 为等腰直角三角形,可得,所以,
即,故,结合,解得.
故双曲线的离心率为2.
(2)因为,所以双曲线,
显然直线l的斜率不为0,设直线,,,
联立直线与双曲线的方程得,化简得,
根据根与系数的关系,得,①
所以,②
,③
设直线,直线,
令,可得,
设是以为直径的圆上的任意一点,则,
则以为直径的圆的方程为,
由对称性可得,若存在定点,则一定在轴上,令,可得,
即,
将①②③代入,可得,即,
解得或,
所以以为直径的圆过定点,.
9. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期二模】设点为圆上的动点,过点作轴的垂线,垂足为.点满足.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)过直线上的点作圆的两条切线,设切点分别为,,若直线与(1)中的曲线交于两点,.分别记,的面积为,,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)设点,由得,由于点在圆上,所以,即点的轨迹方程为.
(2)如图所示,设点,,,则,的方程为
,,
又点在、的上,则有:
①,
②,
由①、②知的方程为:.
设点,,则圆心到的距离,则;
又由,得,
于是,,,
于是.
设,则,于是.
设,,于是.
设,,令,得,
得在上单调递增,故,所以的范围为,即的取值范围.
10. .【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期一模】已知椭圆的上顶点到右顶点的距离为,离心率为,过椭圆的左焦点作不与轴重合的直线与椭圆相交于两点,过点作直线的垂线,为垂足.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)①已知直线过定点,求定点的坐标;②点为坐标原点,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)①直线过定点;②.
【解析】(1)由题意得:,解得:,,.
故椭圆的标准方程为 .
(2)①由(1)知:,
设直线方程:,,,,,
联立方程得:,
,,,
又,直线方程为:,
令,则,
直线过定点.
②由①中知:,
又,
所以,
令,,则
令,
在单调递减,当时,,
即面积的最大值为.
11. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期月考(六)】已知椭圆的焦距为,且过点.
(1)求C的方程;
(2)若直线l与C有且只有一个公共点,l与圆x2+y2=6交于A,B两点,直线OA,OB的斜率分别记为k1,k2.试判断k1∙k2是否为定值,若是,求出该定值;否则,请说明理由.
【答案】(1);(2)k1k2为定值.
【解析】
(1)由题意,得,
解得.
∴椭圆C的方程为.
(2)k1k2为定值
理由如下:
①当过点P的直线斜率不存在时,直线的方程为x=±2;
当x=2时,,则,
当时,,则.
②当过P的直线斜率存在时,设其方程为,
联立,得
由题意,得,
联立,得
则
所以
综上,为定值.
12. 【湖南省长沙市长郡中学2021届高三下学期月考(七)】已知椭圆过点,,其上顶点到直线的距离为2,过点的直线与,轴的交点分别为、,且.
(1)证明:为定值;
(2)如上图所示,若,关于原点对称,,关于原点对称,且,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】(1)其上顶点到直线的距离为2,
,解得.
又椭圆过点,
,解得.
∴椭圆的标准方程为:.
点在椭圆上,.
设经过点的直线方程为:,
可得,.
,即.
为定值.
(2)由(1)得直线斜率为,
方程为,
即,,
联立解得,
,
点到直线的距离为,
当且仅当,即时,等号成立,
,
四边形面积的最大值为.
13. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期二模】已知斜率为的直线交椭圆于,两点,的垂直平分线与椭圆交于,两点,点是线段的中点.
(1)若,求直线的方程以及的取值范围;
(2)不管怎么变化,都有,,,四点共圆,求的取值范围.
【答案】(1),;(2).
【解析】设,.
(1)当时,直线的方程为,
将方程代入得:.①
由,解得,此时的方程为.
将代入①,得.
由,解得.
(2)设直线的方程为,
将方程代入得:.②
由题意,即.
,
同理得,
所以中点的横坐标,
点到的距离为,
由,,,四点共圆,
即,③
不管怎么变化,都有,,,四点共圆,即上式恒成立,所以,解得,
此时③式成立.代入②,由得.
所以的取值范围为.
14. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期三模】已知椭圆的离心率为,椭圆的短轴顶点到焦点的距离为.
(1)求该椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于两点,且,求证:直线与某个定圆相切,并求出定圆的方程.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【解析】(1)椭圆的短轴顶点到焦点的距离为,,
椭圆的离心率,,,
椭圆的标准方程:;
(2)证明:,,则,
⑴当直线的斜率不存在时,设,
代入椭圆方程得:,不妨令,,
由得:,解得:,
此时,与圆相切;
⑵当直线的斜率存在时,设,,,
联立得:,
则,化简得:…①
由韦达定理得:,,
则,
由,即可得:,
整理得:,满足①式,,即原点到直线距离为,
直线与圆相切;
综上所述:直线与圆相切.
15. 【湖南师范大学附属中学2021届高三下学期月考(七)】已知椭圆 的离心率为,以原点为圆心,椭圆的长半轴长为半径的圆与直线相切.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)已知点为动直线与椭圆的两个交点,问:在轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,试求出点的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【解析】:(Ⅰ)由,得,即,①
又以原点为圆心,椭圆的长半轴长为半径的圆为,
且圆与直线相切,
所以,代入①得,
则.
所以椭圆的方程为.
(Ⅱ)由得,且
设,则,
根据题意,假设轴上存在定点,使得为定值,则有
要使上式为定值,即与无关,则应,
即,此时为定值,定点为.
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