高三数学百所名校好题分项解析汇编之衡水中学专版(2020版)专题07 圆锥曲线(第02期)(解析版)
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这是一份高三数学百所名校好题分项解析汇编之衡水中学专版(2020版)专题07 圆锥曲线(第02期)(解析版),共53页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
高三数学百所名校好题分项解析汇编之衡水中学专版(2020版)
专题07 圆锥曲线
一、选择题
1. 【2020届河北省衡水中学高三年级上学期五调】已知,为椭圆的两个焦点,为椭圆短轴的一个端点,,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由椭圆定义可知:,,
则,
所以,
因为,即,
,即.
.
2. 【2020届河北省衡水中学高三上学期七调】已知双曲线的一条渐近线与轴所形成的锐角为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.或2
【答案】C
【解析】由题意可知双曲线的渐近线为,
又 渐近线与轴所形成的锐角为,
,
双曲线离心率.
故选:C.
3. 【2020届河北省衡水中学高三上学期七调】已知直线与直线相交于点,线段是圆的一条动弦,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得圆的圆心为,半径,
易知直线恒过点,直线恒过,且,
点的轨迹为,圆心为,半径为,
若点为弦的中点,位置关系如图:
.
连接,由易知.
,
.
故选:D.
4. 【2020届河北省衡水中学高三下学期一调】已知点,抛物线:的焦点为,射线与抛物线相交于点,与其准线相交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),点A坐标为(0,2),
∴抛物线的准线方程为l:x=﹣1,直线AF的斜率为k=﹣2,
过M作MP⊥l于P,根据抛物线物定义得|FM|=|PM|,
∵Rt△MPN中,tan∠NMP=﹣k=2,
∴2,可得|PN|=2|PM|,
得|MN||PM|,
因此可得|FM|:|MN|=|PM|:|MN|=1:.
故选C.
5. 【2020届河北省衡水中学高三下学期一调】已知双曲线的左、右顶点分别为,,为双曲线左支上一点,为等腰三角形且其外接圆的半径为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知等腰中,,设,则,其中必为锐角.
∵外接圆的半径为,
∴,
∴,,
∴.
设点P的坐标为,则,
故点P的坐标为.
由点P在双曲线上得,整理得,
∴.选C.
6. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考】已知抛物线()的焦点在直线上,则点到的准线的距离为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】C
【解析】在方程中,令,得,即,,则点到的准线的距离是.
故选:C.
7. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考】已知坐标平面中,点,分别为双曲线()的左、右焦点,点在双曲线的左支上,与双曲线的一条渐近线交于点,且为的中点,点为的外心,若、、三点共线,则双曲线的离心率为( )
A. B.3 C. D.5
【答案】C
【解析】不妨设点在第二象限,设,,
由为的中点,、、三点共线知直线垂直平分,则,
故有,且,解得,,
将,即,代入双曲线的方程可得,化简可得,即,当点在第三象限时,同理可得.
故选:C.
8. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考】已知椭圆的焦距为2,则的长轴长为( )
A.3 B.6 C.2 D.
【答案】B
【解析】根据题意得,,∴,∴长轴长为.
故选:B.
9. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考】已知点在双曲线的右支上,过点作轴的平行线交双曲线的一条渐近线于点(且点在第一象限),若点、到原点的距离的平方差恰好等于,则双曲线的离心率为( )
A.2或 B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】设点的纵坐标为,一条渐近线方程为:,
则易求得,,
故,
即,整理得,
两边都除以,得,解得或(舍去).
故选:B.
10. 【河北省衡水市2020届高三下学期3月第五次调研数学(理)】已知直线与双曲线交于两点,以为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点,若的面积为,则双曲线的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】由题意可得图像如下图所示:为双曲线的左焦点
为圆的直径
根据双曲线、圆的对称性可知:四边形为矩形
又,可得:
本题正确选项:
11. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】已知双曲线离心率,与椭圆有相同的焦点,则该双曲线渐近线方程是()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为椭圆,其焦点为和,
因为双曲线与椭圆有相同的焦点,
所以设双曲线的方程为,则其渐近线方程为,
且双曲线中
因为双曲线的离心率,所以,
又因双曲线中
所以,即,
所以双曲线的渐近线方程为
故选C项.
12. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】已知点P为双曲线右支上一点,点F1,F2分别为双曲线的左右焦点,点I是△PF1F2的内心(三角形内切圆的圆心),若恒有成立,则双曲线的离心率取值范围是( )
A.(1,) B.(1,2)
C.(1,2] D.(1,]
【答案】D
【解析】设的内切圆的半径为,则,
因为,所以,
由双曲线的定义可知,
所以,即,
又由,所以双曲线的离心率的取值范围是,
故选D.
13. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】在平面直角坐标系中,圆:,圆:,点,动点,分别在圆和圆上,且,为线段的中点,则的最小值为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】设,,,
由得,即,
由题意可知,MN为Rt△AMB斜边上的中线,所以,
则
又由,则,
可得,化简得,
∴点的轨迹是以为圆心、半径等于的圆C3,
∵M在圆C3内,∴ MN的最小值即是半径减去M到圆心的距离,
即,故选A.
14. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】已知AB是抛物线的一条焦点弦,,则AB中点C的横坐标是 ( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】设,C的横坐标为,则,
因为是抛物线的一条焦点弦,所以,
所以,故.
故选B
15. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】已知是双曲线的一个焦点,点在上,为坐标原点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设点,则①.
又,
②.
由①②得,
即,
,
故选B.
16. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】过三点,,的圆截直线所得弦长的最小值等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设圆心坐标P为(a,-2),则r2=,解得a=1,所以P(1,-2).又直线过定点Q(-2,0),当直线PQ与弦垂直时,弦长最短,根据圆内特征三角形可知弦长∴直线被圆截得的弦长为.
故选B.
17. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】设,其中,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,,
由表示两点与点的距离,
而点在抛物线上,抛物线的焦点,准线为,
则表示与的距离和与准线的距离的和加上1,
由抛物线的定义可得表示与的距离和加上1,
由图象可知三点共线时,且为曲线的垂线,此时取得最小值,
即为切点,设,
由,可得,
设,则递增,且,可得切点,
即有,则的最小值为,故选C.
18. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】与双曲线有共同的渐近线,且经过点的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是 ( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B
【解析】设双曲线方程为,
将点代入双曲线方程,
解得.
从而所求双曲线方程的焦点坐标为,一条渐近线方程为,
即4x-3y=0,
所以焦点到一条渐近线的距离是,
故选B.
19. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】已知椭圆的左焦点为,左、右顶点分别为,上顶点为.过作圆,其中圆心的坐标为.当时,椭圆离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示,
线段的垂直平分线为:,
线段的中点.
∵,
∴线段的垂直平分线的斜率.
∴线段的垂直平分线方程为:,
把代入上述方程可得:.
∵,
∴.
化为:,又,
解得.
∴.
故选:A.
20. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】设,其中,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,,
由表示两点与点的距离,
而点在抛物线上,抛物线的焦点,准线为,
则表示与的距离和与准线的距离的和加上1,
由抛物线的定义可得表示与的距离和加上1,
由图象可知三点共线时,且为曲线的垂线,此时取得最小值,
即为切点,设,
由,可得,
设,则递增,且,可得切点,
即有,则的最小值为,故选C.
21. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三第一次联合考试文科】已知双曲线的左,右焦点分别为F1,F2,若以F1F2为直径的圆和曲线C在第一象限交于点P,且△POF2恰好为正三角形,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】连接, 设,
则由题意可得是直角三角形,
由恰好为正三角形得,,
∴,∴,
,
.
故选:C.
22. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三第一次联合考试文科】已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上且异于长轴端点.点M,N在△PF1F2所围区域之外,且始终满足,,则|MN|的最大值为( )
A.6 B.8 C.12 D.14
【答案】A
【解析】设,的中点分别为,,
,,则,在分别以,为圆心的圆上,
∴直线与两圆的交点△所围区域之外)分别为,时,最大,
∴的最大值为,
故选:A.
23. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三上学期六调(文)】已知抛物线的焦点为,过点(-2,0)且斜率为的直线与抛物线相交于、两点,且满足,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题知,抛物线的准线为,
直线过定点,
如图,过、分别作于点.于点,
由,得,则为的中点,连接.
则,所以,
则点的横坐标为1,代入抛物线的方程,得点的坐标为,
把点的坐标代入直线,解得.
故选:D.
24. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第八次调研(文)】已知抛物线的焦点为,过直线上任一点引抛物线的两条切线,切点为,,则点到直线的距离( )
A.无最小值 B.无最大值
C.有最小值,最小值为1 D.有最大值,最大值为
【答案】D
【解析】设,,
可得,
以为切点的切线方程为:,即——①
同理可得,以为切点的切线方程为: ——②
设过直线上任一点为
代入①②得
所以直线的方程为,即,
又 ,即
过定点,
当时,到的距离的最大值为:.
当过点时,距离的最小值为
故选:D.
25. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第九次调研(理)】已知双曲线,点是直线上任意一点,若圆与双曲线的右支没有公共点,则双曲线的离心率取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,双曲线的一条渐近线方程为,即,
∵是直线上任意一点,
则直线与直线的距离,
∵圆与双曲线的右支没有公共点,则,
∴,即,又
故的取值范围为,
故选:B.
26. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第七次调研(文)】已知是双曲线的左、右焦点,若点关于双曲线渐近线的对称点满足(为坐标原点),则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示:
由对称性可得:为的中点,且,
所以,
因为,所以,
故而由几何性质可得,即,
故渐近线方程为,
故选B.
27. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期七调(理)】已知双曲线,为坐标原点,为的右焦点,过的直线与的两条渐近线的交点分别为.若为直角三角形,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【解析】不妨假设点在第一象限、点在第四象限,.则易知,,∴,在中,,,
∴.
故选C
28. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期七调(理)】已知抛物线上有三点,的斜率分别为3,6,,则的重心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设则,得,
同理,,三式相加得,
故与前三式联立,得,,,
则.故所求重心的坐标为,故选C.
29. 【河北省衡水中学2019届高三下学期2月月考(理)】已知抛物线的焦点为,为抛物线上异于顶点的一点,点的坐标为(其中满足)当最小时,恰好正三角形,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【解析】点的坐标为(其中满足),
可得在抛物线的开口之内,
设在准线上的射影为,
由抛物线的定义可得,
当三点共线时,取得最小值,
即有,,
恰好正三角形,可得,
,
解得,
故选:C.
30. 【河北省衡水中学2019届高三下学期四调(理)】已知双曲线,F是双曲线C的右焦点,A是双曲线C的右顶点,过F作x轴的垂线,交双曲线于M,N两点.若,则双曲线C的离心率为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】B
【解析】
由题意可知:,
解得tan∠MAF=3,
可得: ,可得c2+2a2-3ac=0,e2+2-3e=0,e>1,解得e=2.
故选:B.
31. 【河北省衡水中学2020届高三下学期3月月考(理)】抛物线方程为,动点的坐标为,若过点可以作直线与抛物线交于两点,且点是线段的中点,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,
由题得,
所以,
故选:A
32. 【河北省衡水中学2020届高三下学期3月月考(理)】双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,为双曲线左支上一点,且(为坐标原点),,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】如图,取的中点为,则,
由,得,即.
因为为的中位线,所以.
由,设,则,,
所以,,得的离心率为.
故选:D
二、填空题
1. 【2020届河北省衡水中学高三年级上学期五调】已知F为抛物线的焦点,点A、B在抛物线上位于x轴的两侧,且=12(其中O为坐标原点),若的面积是,则的面积是______
【答案】
【解析】设,且.由抛物线得,而.由①,由于在抛物线上,故②,由①②解得,所以.
2. 【2020届河北省衡水中学高三下学期一调】过曲线的左焦点作曲线的切线,设切点为,延长交曲线于点,其中有一个共同的焦点,若,则曲线的离心率为________.
【答案】
【解析】如图所示:
设双曲线的右焦点为,则的坐标为,
因为曲线与有一个共同的焦点,
所以,
因为O为的中点,M为的中点,
所以OM为的中位线,
所以,
因为,所以
又,
所以.设,
则由抛物线的定义可得,
过点作x轴的垂线,点到该垂线的距离为,
在中,由勾股定理即得,
即,
即,
解得.
故答案为:
3. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】已知抛物线E:的焦点为F,准线为l,过F的直线m与E交于A,B两点,过A作,垂足为M,AM的中点为N,若,则___________.
【答案】16
【解析】,为的中点,且,
,则直线的倾斜角为,斜率为.
由抛物线,得,则直线的方程为.
联立,得.
则,
.
故答案为:16.
4. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】已知,分别为椭圆的左、右焦点,且点A是椭圆C上一点,点M的坐标为,若为的角平分线,则___________.
【答案】
【解析】由题意可知:∠F1AM=∠MAF2,设A在y轴左侧,
∴3,
由|AF1|+|AF2|=2a=10,
A在y轴右侧时,|AF2|,
故答案为:.
5. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】已知直线经过抛物线的焦点,与抛物线交于、,且,点是弧(为原点)上一动点,以为圆心的圆与直线相切,当圆的面积最大时,圆的标准方程为_____.
【答案】
【解析】抛物线的标准方程为,抛物线的焦点坐标为,
直线的斜率,
所以,直线的方程为,即.
当点到直线的距离最大时,圆的面积最大,如下图所示:
设点,点在直线的下方,则,
点到直线的距离为,当时,取最大值,
此时,点的坐标为,因此,圆的标准方程为.
故答案为:.
6. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三上学期六调(文)】已知双曲线:的左右焦点分别为,,过的直线与圆相切于点,且直线与双曲线的右支交于点,若,则双曲线的离心率为______.
【答案】
【解析】
如图,由题可知,,则,
又,,,
又,
作,可得,,则
在,,即,
又,化简可得,同除以,得
解得
双曲线的离心率为
7. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第八次调研(文)】已知双曲线:(,)的左,右焦点为,,以为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限交于点,线段与双曲线的交点为的中点,则双曲线的离心率为______.
【答案】
【解析】 以为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限交于点,
解得: 故,
又 ,
,代入双曲线方程
可得:,化简可得
,又,
.
故答案为:.
8. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第七次调研(文)】已知点在抛物线的准线上,过点作抛物线的切线,若切点在第一象限,是抛物线的焦点,点在直线上,点在圆上,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】的准线方程为
点在准线上,则,
抛物线方程 ,焦点
对求导 ,设切点,则切线斜率
所以切线方程为 即
在切线上,代入切线方程得 或(舍去)
,故直线点斜式方程为 ,即
点 在直线上,点在圆上
由于圆心到直线的距离,所以的最小值是
故答案为:.
9. 【河北省衡水中学2019届高三下学期2月月考(理)】已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与交于(其中在轴上方)两点,且满足,若的离心率为,直线的倾斜角为,则实数的值是_____.
【答案】
【解析】如图,设准线为,作,,
设,
由双曲线的第二定义可得,则,
在中,∵°,∴,
∴,∴,
.
故答案为:
10. 【河北省衡水中学2019届高三下学期四调(理)】在直角坐标系中,椭圆C的方程为,左、右焦点分别为,,设Q为椭圆C上位于x轴上方的一点,且轴,M、N为椭圆C上不同于Q的两点,且,则直线的斜率为______.
【答案】
【解析】根据题意,作图如下:
椭圆C的方程为,可得.
故左焦点为,把代入椭圆方程可得:,
解得,取.
设直线,分别与x轴相交于点E,G,
设直线的方程为:,,.
联立,化为:.
.
化为:.
,,
由,得.
,
,
.
化为:.
.
整理得:
分解因式得:.
若,则不恒成立,
故,
解得.
则直线的斜率为.
故答案为:.
三、解答题
1. 【2020届河北省衡水中学高三年级上学期五调】已知椭圆C:过点,且离心率为
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过原点的直线与椭圆C交于P、Q两点,且在直线上存在点M,使得为等边三角形,求直线的方程.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)y=0或y=
【解析】(Ⅰ)由题解得a=,b=,c=,椭圆C的方程为
(Ⅱ)由题,当的斜率k=0时,此时PQ=4 直线与y轴的交点(0,满足题意;
当的斜率k0时,设直线与椭圆联立得=8,,设P(),则Q(),,又PQ的垂直平分线方程为由,解得,,, ∵为等边三角形即解得k=0(舍去),k=,直线的方程为y=
综上可知,直线的方程为y=0或y=
2. 【2020届河北省衡水中学高三上学期七调】已知椭圆的右焦点为,过的直线交椭圆于两点(直线与坐标轴不垂直),若的中点为,为坐标原点,直线交直线于.
(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求的最大值.
【答案】(1)见解析; (2).
【解析】(Ⅰ)联立可得.
设点的坐标为,点的坐标为,则
,.
于是有.
因为的中点为,所以.因此的斜率为.
因为直线交直线于,所以.故的斜率为,
即得.因此与垂直,.
(Ⅱ)设
.
令,则.
由于,故.
因此(当时取到最大值,也即).
综上所述,的最大值为.
3. 【2020届河北省衡水中学高三下学期一调】如图,为椭圆的左顶点,过的直线交抛物线于、两点,是的中点.
(1)求证:点的横坐标是定值,并求出该定值;
(2)若直线过点,且倾斜角和直线的倾斜角互补,交椭圆于、两点,求的值,使得的面积最大.
【答案】(1)证明见解析,定值1. (2)
【解析】(1),过的直线和抛物线交于两点,所以的斜率存在且不为0,设:,其中是斜率的倒数,设、,满足,即,且,因为是中点,所以,所以,,
所以,即点的横坐标为定值1.
(2)直线的倾斜角和直线的倾斜角互补,所以的斜率和的斜率互为相反数.设直线为,即,
联列方程得,
,所以;且,
∵点是中点,∴,
设到的距离,,
,令,
当且仅当,时取到,
所以,.
法二:因为点在抛物线上,不妨设,又是中点,则,代入抛物线方程得:,得:,∴为定值.
(2)∵直线的斜率,直线斜率,
∴直线的方程:,即,令代入椭圆方程整理得:
,设、,下同法一.
4. 【2020届河北省衡水中学高三下学期一调】设椭圆,过点的直线分别交于相异的两点,直线恒过点.
(1)证明:直线的斜率之和为;
(2)设直线分别与轴交于两点,点,求.
【答案】(1)证明见解析;(2)1
【解析】(1)证明:设直线为,
联立,得,
且,可得;,
设,
由韦达定理可得,,
设直线、的斜率分别为,
所以,
所以直线的斜率之和为
(2)设,
因为直线为,令,得,即,
同理,即,
因为,
所以
5. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考】已知椭圆()的离心率为,过椭圆的左焦点和上顶点的直线与圆相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于、两点,点与原点关于直线对称,试求四边形的面积的最大值.
【答案】(1);(2)2
【解析】(1)过椭圆的左焦点和上顶点的直线方程为,即,
又该直线与圆相切,,又离心率,,
,,
椭圆的方程为.
(2)由点与原点关于直线对称,得.
当直线的斜率不存在时,轴,四边形不存在,不合题意.
当直线的斜率存在时,设斜率为,则直线,设,,
将代入,得,
当,即时,,,
从而,
又点到直线的距离,
,
设,则,,
当且仅当,即时等号成立,且满足,
四边形的面积的最大值为2.
6. 【河北省衡水市2019届高三下学期五月大联考数学(文)】已知点是抛物线的焦点,若点在抛物线上,且以点为圆心,长为半径的圆与直线相切.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作直线,分别交抛物线于点,,若的平分线与轴平行,试探究:直线的斜率是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1);(2)定值-2
【解析】(1)根据题意,得解得,.∴抛物线的方程为.
(2),由的平分线与轴平行,可知直线,的斜率都存在,且不等于零,两斜率互为相反数.
设,,直线,.
由得,已知此方程的一个根为4,
∴,∴.同理,∴,.
∴,
∴.∴直线的斜率为定值.
7. 【河北省衡水市2020届高三下学期3月第五次调研数学(理)】已知椭圆,点和都在椭圆上,其中为椭圆的离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过原点的直线与椭圆交于两点,且在直线上存在点,使得是以为直角顶点的直角三角形,求实数的取值范围
【答案】(1); (2)或.
【解析】(1)由题设知,.由点在椭圆上,得.
解得,
又点在椭圆上,.
即,解得.
所以椭圆的方程是.
(2)设、,
由得
,,,
设,则
依题意,得
即
有解
化简得,或
8. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】已知点为抛物线的焦点,点在抛物线上,且.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)已知点,延长交抛物线于点,证明:以点为圆心且与直线相切的圆,必与直线相切.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析.
【解析】解法一:(Ⅰ)由抛物线的定义得.
因为,即,解得,所以抛物线的方程为.
(Ⅱ)因为点在抛物线上,
所以,由抛物线的对称性,不妨设.
由,可得直线的方程为.
由,得,
解得或,从而.
又,
所以,,
所以,从而,这表明点到直线,的距离相等,
故以为圆心且与直线相切的圆必与直线相切.
解法二:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)设以点为圆心且与直线相切的圆的半径为.
因为点在抛物线上,
所以,由抛物线的对称性,不妨设.
由,可得直线的方程为.
由,得,
解得或,从而.
又,故直线的方程为,
从而.
又直线的方程为,
所以点到直线的距离.
这表明以点为圆心且与直线相切的圆必与直线相切.
9. 【河北省衡水市衡水中学2019-2020学年高三上学期期中(文)】在平面直角坐标系中,已知椭圆的焦距为4,且过点.
(1)求椭圆的方程
(2)设椭圆的上顶点为,右焦点为,直线与椭圆交于、两点,问是否存在直线,使得为的垂心,若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)存在直线满足题设条件,详见解析
【解析】(1)由已知可得,
解得,,,所以椭圆的方程为.
(2)由已知可得,,∴.∵,
∴可设直线的方程为,代入椭圆方程整理,
得.设,
则,∵.
即
∵
即,∵
∴或.
由,得
又时,直线过点,不合要求,∴,
故存在直线满足题设条件.
10. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(理)】设椭圆的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于,两点,与直线交于点M,且点P,M均在第四象限.若的面积是面积的2倍,求的值
【答案】(1);(2).
【解析】(I)设椭圆的焦距为2c,由已知得,又由,可得.由,从而.
所以,椭圆的方程为.
(II)设点P的坐标为,点M的坐标为,由题意,,
点的坐标为.由的面积是面积的2倍,可得,
从而,即.
易知直线的方程为,由方程组消去y,可得.由方程组消去,可得.由,可得,两边平方,整理得,解得,或.
当时,,不合题意,舍去;当时,,,符合题意.
所以,的值为.
11. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】已知抛物线的方程,焦点为,已知点在上,且点到点的距离比它到轴的距离大1.
(1)试求出抛物线的方程;
(2)若抛物线上存在两动点(在对称轴两侧),满足(为坐标原点),过点作直线交于两点,若,线段上是否存在定点,使得恒成立?若存在,请求出的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)存在,且坐标为
【解析】(1)因为到点的距离比它到轴的距离大1,由题意和抛物线定义,,所以抛物线的方程为,
(2)由题意,,
设由,得,直线,
整理可得,
直线①若斜率存在,设斜率为,与联立得
,
,
若点存在,设点坐标为,
,
时,,
解得或(不是定点,舍去)
则点为经检验,此点满足,所以在线段上,
②若斜率不存在,则,
此时点满足题意,
综合上述,定点为.
12. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】椭圆的离心率是,过点P(0,1)做斜率为k的直线l,椭圆E与直线l交于A,B两点,当直线l垂直于y轴时.
(1)求椭圆E的方程;
(2)当k变化时,在x轴上是否存在点M(m,0),使得△AMB是以AB为底的等腰三角形,若存在求出m的取值范围,若不存在说明理由.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ)见解析。
【解析】(Ⅰ)因为椭圆的离心率为,
所以,整理得.
故椭圆的方程为.
由已知得椭圆过点,
所以,解得,
所以椭圆的方程为.
(Ⅱ)由题意得直线的方程为.
由消去整理得,
其中.
设,的中点
则,
所以
∴,
∴点C的坐标为.
假设在轴存在点,使得是以为底的等腰三角形,
则点为线段的垂直平分线与x轴的交点.
①当时,则过点且与垂直的直线方程,
令,则得.
若,则,
∴.
若,则,
∴.
②当时,则有.
综上可得.
所以存在点满足条件,且m的取值范围是.
13. 【河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试(文)】设抛物线的方程为,其中常数,是抛物线的焦点.
(1)若直线被抛物线所截得的弦长为6,求的值;
(2)设是点关于顶点的对称点,是抛物线上的动点,求的最大值;
(3)设,、是两条互相垂直,且均经过点的直线,与抛物线交于点、,与抛物线交于点、,若点满足,求点的轨迹方程.
【答案】(1);(2);(3).
【解析】(1)由可得,可得,解得;
(2)是点,关于顶点的对称点,可得,,
设过的直线为,,
联立抛物线方程可得,
由直线和抛物线相切可得△,解得,
可取,可得切线的倾斜角为,
由抛物线的定义可得,而的最小值为,
的最大值为;
(3)由,可得,设,,,,,,,,,
设,联立抛物线,可得,
即有,,
由两直线垂直的条件,可将换为,可得
,,
点满足,
可得,,,
即为①,
②,
联立①②式消元可得,
则的轨迹方程为
14. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三第一次联合考试文科】已知抛物线C:x2=2py(p>0),直线l交C于A,B两点,且A,B两点与原点不重合,点M(1,2)为线段AB的中点.
(1)若直线l的斜率为1,求抛物线C的方程;
(2)分别过A,B两点作抛物线C的切线,若两条切线交于点S,证明点S在一条定直线上.
【答案】(1)x2=2y(2)证明见解析
【解析】(1)设直线的方程为,代入抛物线,
可得,
设,,则,
点为线段的中点,可得,即,
则抛物线的方程为;
(2)证明:设,,点为线段的中点,
可得,,
由的导数为,可得抛物线在处的切线斜率为,切线方程为,
由,可得,①
同理可得,②
①②可得,
即为,即.
可得交点在一条定直线上.
15. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三上学期六调(文)】已知椭圆的左右顶点为A,B,点P,Q为椭圆上异于A,B的两点,直线与直线的斜率分别记为,且.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)设,的面积分别为,,判断是否为定值,若是求出这个定值,若不是请说明理由.
【答案】(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)为定值4,详见解析
【解析】(Ⅰ)设,∵,
则,
又,则,代入上式,得,
由已知:,则,
从而,即.
(Ⅱ)设直线的方程为:,
联立得:,
由,
由韦达定理:,,
由(1),则,
则,
即:,
所以:,
得:或,
当时,直线,不合题意,
当时,直线,过定点,
又,,
则,为定值.
16. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第八次调研(文)】已知椭圆:的两个焦点为,,焦距为,直线:与椭圆相交于,两点,为弦的中点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线:与椭圆相交于不同的两点,,,若(为坐标原点),求的取值范围.
【答案】(1)(2)或
【解析】(1) 焦距为,则,
设,,
为弦的中点,根据中点坐标公式可得:,,
又 将其,代入椭圆:
将两式作差可得:,
,
——①.
——②
由①②得:
椭圆的标准方程为.
(2) ,,三点共线,
根据三点共线性质可得: ,则
设,,则,
.
将直线和椭圆联立方程消掉.
可得:.
——①,
根据韦达定理:,,
代入,可得:,,
,即.
,,
——②,
代入①式得,即,
,
满足②式,
或.
17. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第九次调研(理)】如图,椭圆:的左右焦点分别为,离心率为,过抛物线:焦点的直线交抛物线于两点,当时,点在轴上的射影为,连接并延长分别交于两点,连接,与的面积分别记为,,设.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)求的取值范围.
【答案】(I) ,;(II) .
【解析】(Ⅰ)由抛物线定义可得,
∵点M在抛物线上,
∴,即 ①
又由,得
将上式代入①,得
解得
∴
,
所以曲线的方程为,曲线的方程为.
(Ⅱ)设直线的方程为,
由消去y整理得,
设,.
则,
设,,
则,
所以, ②
设直线的方程为 ,
由,解得,
所以,
由②可知,用代替,
可得,
由,解得,
所以,
用代替,可得
所以
,当且仅当时等号成立.
所以的取值范围为.
18. 【河北省衡水中学2019-2020学年高三下学期第七次调研(文)】已知椭圆:的右焦点为点的坐标为,为坐标原点,是等腰直角三角形.
(1)求椭圆的方程;
(2)经过点作直线交椭圆于两点,求面积的最大值;
(3)是否存在直线交椭圆于两点,使点为的垂心(垂心:三角形三边高线的交点)?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3).
【解析】(1)由是等腰直角三角形,可得,
故椭圆方程为;
(2)设过点的直线的方程为,的横坐标分别为,
将线的方程为代入椭圆方程,
消元可得,
∴,
,
,
令,则
令,则(当且仅当时取等号)
又面积,
∴△AOB面积的最大值为;
(3)假设存在直线交椭圆于两点,且使点为的垂心,
设,
因为,所以.
于是设直线的方程为,代入椭圆方程,
消元可得.
由,得,且,
由题意应有,所以,
所以.
整理得.
解得或.
经检验,当时,不存在,故舍去.
∴当时,所求直线存在,且直线l的方程
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