2023年高考真题和模拟题数学分项汇编(全国通用)专题10+圆锥曲线
展开专题10 圆锥曲线-
(新课标全国Ⅰ卷)1.设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,因此,而,所以.
故选:A
(新课标全国Ⅰ卷)2.已知双曲线的左、右焦点分别为.点在上,点在轴上,,则的离心率为________.
【答案】/
【详解】方法一:
依题意,设,则,
在中,,则,故或(舍去),
所以,,则,
故,
所以在中,,整理得,
故.
方法二:
依题意,得,令,
因为,所以,则,
又,所以,则,
又点在上,则,整理得,则,
所以,即,
整理得,则,解得或,
又,所以或(舍去),故.
故答案为:.
(新课标全国Ⅰ卷)3.在直角坐标系中,点到轴的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)已知矩形有三个顶点在上,证明:矩形的周长大于.
【答案】(1)
(2)见解析
【详解】(1)设,则,两边同平方化简得,
故.
(2)法一:设矩形的三个顶点在上,且,易知矩形四条边所在直线的斜率均存在,且不为0,
则,令,
同理令,且,则,
设矩形周长为,由对称性不妨设,,
则.,易知
则令,
令,解得,
当时,,此时单调递减,
当,,此时单调递增,
则,
故,即.
当时,,且,即时等号成立,矛盾,故,
得证.
法二:不妨设在上,且,
依题意可设,易知直线,的斜率均存在且不为0,
则设,的斜率分别为和,由对称性,不妨设,
直线的方程为,
则联立得,
,则
则,
同理,
令,则,设,
则,令,解得,
当时,,此时单调递减,
当,,此时单调递增,
则,
,
但,此处取等条件为,与最终取等时不一致,故.
法三:为了计算方便,我们将抛物线向下移动个单位得抛物线,
矩形变换为矩形,则问题等价于矩形的周长大于.
设 , 根据对称性不妨设 .
则 , 由于 , 则 .
由于 , 且 介于 之间,
则 . 令 ,
,则,从而
故
①当时,
②当 时,由于,从而,
从而又,
故,由此
,
当且仅当时等号成立,故,故矩形周长大于.
(新课标全国Ⅱ卷)4.已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,若面积是面积的2倍,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】将直线与椭圆联立,消去可得,
因为直线与椭圆相交于点,则,解得,
设到的距离到距离,易知,
则,,
,解得或(舍去),
故选:C.
(新课标全国Ⅱ卷)5.设O为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则( ).
A. B.
C.以MN为直径的圆与l相切 D.为等腰三角形
【答案】AC
【详解】A选项:直线过点,所以抛物线的焦点,
所以,则A选项正确,且抛物线的方程为.
B选项:设,
由消去并化简得,
解得,所以,B选项错误.
C选项:设的中点为,到直线的距离分别为,
因为,
即到直线的距离等于的一半,所以以为直径的圆与直线相切,C选项正确.
D选项:直线,即,
到直线的距离为,
所以三角形的面积为,
由上述分析可知,
所以,
所以三角形不是等腰三角形,D选项错误.
故选:AC.
(新课标全国Ⅱ卷)6.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析.
【详解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
(2)由(1)可得,设,
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
与联立可得,且,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
(全国乙卷数学(文)(理))7.设A,B为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,则的中点,
可得,
因为在双曲线上,则,两式相减得,
所以.
对于选项A: 可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故A错误;
对于选项B:可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项C:可得,则
由双曲线方程可得,则为双曲线的渐近线,
所以直线AB与双曲线没有交点,故C错误;
对于选项D:,则,
联立方程,消去y得,
此时,故直线AB与双曲线有交两个交点,故D正确;
故选:D.
(全国乙卷数学(文)(理))8.已知点在抛物线C:上,则A到C的准线的距离为______.
【答案】
【详解】由题意可得:,则,抛物线的方程为,
准线方程为,点到的准线的距离为.
故答案为:.
(全国乙卷数学(文)(理))9.已知椭圆的离心率是,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【详解】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆方程为.
(2)由题意可知:直线的斜率存在,设,
联立方程,消去y得:,
则,解得,
可得,
因为,则直线,
令,解得,即,
同理可得,
则
,
所以线段的中点是定点.
(全国甲卷数学(文))10.设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【详解】方法一:因为,所以,
从而,所以.
故选:B.
方法二:
因为,所以,由椭圆方程可知,,
所以,又,平方得:
,所以.
故选:B.
(全国甲卷数学(文)(理))11.已知双曲线的离心率为,其中一条渐近线与圆交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,则,
解得,
所以双曲线的一条渐近线不妨取,
则圆心到渐近线的距离,
所以弦长.
故选:D
(全国甲卷数学(文)(理))12.已知直线与抛物线交于两点,且.
(1)求;
(2)设C的焦点为F,M,N为C上两点,,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设,
由可得,,所以,
所以,
即,因为,解得:.
(2)因为,显然直线的斜率不可能为零,
设直线:,,
由可得,,所以,,
,
因为,所以,
即,
亦即,
将代入得,
,,
所以,且,解得或.
设点到直线的距离为,所以,
,
所以的面积,
而或,所以,
当时,的面积.
(全国甲卷数学(理))13.己知椭圆,为两个焦点,O为原点,P为椭圆上一点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】方法一:设,所以,
由,解得:,
由椭圆方程可知,,
所以,,解得:,
即,因此.
故选:B.
方法二:因为①,,
即②,联立①②,
解得:,
而,所以,
即.
故选:B.
方法三:因为①,,
即②,联立①②,解得:,
由中线定理可知,,易知,解得:.
故选:B.
(新高考天津卷)14.双曲线的左、右焦点分别为.过作其中一条渐近线的垂线,垂足为.已知,直线的斜率为,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】如图,
因为,不妨设渐近线方程为,即,
所以,
所以.
设,则,所以,所以.
因为,所以,所以,所以,
所以,
因为,
所以,
所以,解得,
所以双曲线的方程为
故选:D
(新高考天津卷)15.过原点的一条直线与圆相切,交曲线于点,若,则的值为_________.
【答案】
【详解】易知圆和曲线关于轴对称,不妨设切线方程为,,
所以,解得:,由解得:或,
所以,解得:.
当时,同理可得.
故答案为:.
(新高考天津卷)16.设椭圆的左右顶点分别为,右焦点为,已知.
(1)求椭圆方程及其离心率;
(2)已知点是椭圆上一动点(不与端点重合),直线交轴于点,若三角形的面积是三角形面积的二倍,求直线的方程.
【答案】(1)椭圆的方程为,离心率为.
(2).
【详解】(1)如图,
由题意得,解得,所以,
所以椭圆的方程为,离心率为.
(2)由题意得,直线斜率存在,由椭圆的方程为可得,
设直线的方程为,
联立方程组,消去整理得:,
由韦达定理得,所以,
所以,.
所以,,,
所以,
所以,即,
解得,所以直线的方程为.
一、单选题
1.(2023·河北沧州·校考模拟预测)已知双曲线,为原点,分别为该双曲线的左,右顶点分别为该双曲线的左、右焦点,第二象限内的点在双曲线的渐近线上,为的平分线,且线段的长为焦距的一半,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【详解】因为为的平分线,所以,
又因为,所以,
设,因为点在渐近线上,所以,
因为,所以,所以,所以,
又点在第二象限内,所以,,所以点的坐标为,
所以,所以,所以,
所以,可得,
故选:C.
2.(2022·湖南常德·常德市一中校考二模)已知双曲线的离心率e是它的一条渐近线斜率的2倍,则e=( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【详解】由题意可知,,即,
则,解得:,
所以双曲线的离心率.
故选:C
3.(2023·四川广安·四川省广安友谊中学校考模拟预测)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1000多年的历史,为宣传和推广这一传统工艺,广安市文化宫于春分时节开展油纸伞文化艺术节.活动中将油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞的伞沿是一个半径为3的圆,圆心到伞柄底端距离为3,阳光照射油纸伞在地面形成了一个椭圆形影子(春分时,广安的阳光与地面夹角为),若伞柄底端正好位于该椭圆的焦点位置,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,伞的伞沿与地面接触点B是椭圆长轴的一个端点,伞沿在地面上最远的投影点A是椭圆长轴的另一个端点,
对应的伞沿为C,O为伞的圆心,F为伞柄底端,即椭圆的左焦点,设椭圆的长半轴长为,半焦距为,
由,得,,
在中,,则,
,
由正弦定理得,,解得,则,
所以该椭圆的离心率.
故选:C.
4.(2023·河南·校联考模拟预测)已知直线与椭圆交于两点,若点恰为弦的中点,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依题意,直线的斜率为,设,则,且,
由两式相减得:,于是,
解得,此时椭圆,显然点在椭圆内,符合要求,
所以椭圆的离心率.
故选:A
5.(2023·四川成都·四川省成都列五中学校考三模)若抛物线上的点P到焦点的距离为8,到轴的距离为6,则抛物线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由抛物线定义可得:,解得,所以抛物线的标准方程为.
故选:C
6.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)已知抛物线的焦点和椭圆的一个焦点重合,且抛物线的准线截椭圆的弦长为3,则椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】抛物线的焦点为,准线为,
设椭圆的方程为,椭圆中,,当时, ,故
又,所以,故椭圆方程为,
故选:B
二、多选题
7.(2023·广东佛山·统考模拟预测)已知双曲线:上、下焦点分别为,,虚轴长为,是双曲线上支上任意一点,的最小值为.设,,是直线上的动点,直线,分别与E的上支交于点,,设直线,的斜率分别为,.下列说法中正确的是( )
A.双曲线的方程为 B.
C.以为直径的圆经过点 D.当时,平行于轴
【答案】ACD
【详解】由题知,,,,解得,所以双曲线方程为,A正确;
由A知,,,设,则,,
所以,B错;
由上述知,直线方程为,直线方程为,
联立,得,因点是异于的上支点,
所以,代入直线方程得,即,
联立,得,因点是异于的上支点,
所以,代入直线方程得,即,
则,,
所以,即,所以以为直径的圆经过点,C正确;
当时,即,,所以代入坐标得,
所以平行于轴,D正确.
故选:ACD
8.(2023·广东东莞·校考三模)已知抛物线,为坐标原点,点为直线上一点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,,则( )
A.抛物线的准线方程为 B.直线一定过抛物线的焦点
C.线段长的最小值为 D.
【答案】ACD
【详解】由抛物线可知,焦点坐标为,准线方程为,故选项A正确;
设,显然直线存在斜率且不为零,设为,方程为,
与抛物线方程联立,得,
因为是该抛物线的切线,所以,即,
且的纵坐标为:,代入抛物线方程中可得的横坐标为:,
设直线存在斜率且不为零,设为,
同理可得:,且的纵坐标为:,横坐标为,
显然、是方程的两个不等实根,所以,
因为,
所以,因此选项D正确;
由上可知:的斜率为,
直线的方程为:,即,
又,所以,
所以,即,
所以直线AB一定过,显然该点不是抛物线的焦点,因此选项B不正确,
由题意知,直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为,,,
由得,所以,,
所以
,当且仅当时等号成立,故选项C正确;
故选:ACD
三、解答题
9.(2023·河北沧州·校考模拟预测)已知椭圆过点,点与关于原点对称,椭圆上的点满足直线与直线的斜率之积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆相交于两点,已知点,点与关于原点对称,讨论:直线的斜率与直线的斜率之和是否为定值?如果是,求出此定值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,0
【详解】(1)因为椭圆过点,所以,
设满足,则,
又,
则,
所以椭圆的方程.
(2)直线,代入椭圆,可得,
由于直线交椭圆于两点,所以,整理得.
设,由于点与关于原点对称,所以,
于是有,
,
又,
于是有
故直线的斜率与直线的斜率之和为0.
10.(2023·广东佛山·统考模拟预测)在平面直角坐标系中,点为坐标原点,,,为线段上异于的一动点,点满足.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)点是曲线上两点,且在轴上方,满足,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),,,
,
点轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,
设椭圆方程为,则,,,
点的轨迹的方程为:.
(2)连接,延长交椭圆于点,连接,
由椭圆对称性可知:,又,四边形为平行四边形,
,,且三点共线
四边形的面积,
设直线,,
由得:,
,,
,
又,点到直线的距离即为点到直线的距离,
点到直线的距离,,
设,则,,,
又,当,即时,四边形面积取得最大值,最大值为.
11.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)已知点,动点满足直线与的斜率之积为.记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程,并说明是什么曲线;
(2)设为曲线上的两动点,直线的斜率为,直线的斜率为,且.
①求证:直线恒过一定点;
②设的面积为,求的最大值.
【答案】(1),曲线为中心在坐标原点,焦点在轴上的椭圆,不含左、右顶点.
(2)①证明见解析;②最大值为.
【详解】(1)由题意,得,
化简得,
所以曲线为中心在坐标原点,焦点在轴上的椭圆,不含左、右顶点.
(2)如图,
①证明:设.
因为若直线的斜率为0,则点关于轴对称,必有,不合题意,
所以直线的斜率必不为0.
设直线的方程为.
由得,
所以,且
因为点是曲线上一点,
所以由题意可知,
所以,即
因为
所以,此时,
故直线恒过轴上一定点.
②由①可得,,
所以
当且仅当即时等号成立,
所以的最大值为.
12.(2023·宁夏石嘴山·平罗中学校考模拟预测)已知椭圆的离心率为,且椭圆上任意一点到椭圆两个焦点的距离之和为.直线交椭圆于不同的两点,
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆左焦点为,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由已知有,解得,则椭圆的方程为.
(2) 消去,整理得,解得,,
如图
则,,则,
直线的方程为,到直线的距离.
所以的面积为.
13.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知双曲线的离心率为,为右支上的动点,过作两渐近线的垂线,垂足分别为,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)若双曲线的左顶点为,过的直线与双曲线交于,两点,直线,与轴分别交于,两点,设,的斜率分别为,,求的值.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)解:因为双曲线的离心率为,所以,可得,
设,则,即,
又双曲线的渐近线方程为,
所以,
又由于,则,故双曲线方程为.
(2)解:设直线,其中,,,
联立方程组,整理得,
由于,且,
所以,.
因为直线的方程为,
所以的坐标为,同理可得的坐标为,
因为,,
所以
,
即为定值.
14.(2023·山东聊城·统考三模)已知椭圆:的左、右顶点分别为,,左焦点为,点在上,轴,且直线的斜率为.
(1)求的方程;
(2)(异于点)是线段上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为,直线与直线相交于点,问:是否为定值?若是,求出此定值,若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值是2
【详解】(1)设,
因为点在上,直线的斜率为,椭圆的左焦点为,
则由题意得,
解得,,,
所以的方程为.
(2)由(1)知,,
设,,,其中,,
由题意设:,与联立消得,
则,,
因为直线与直线相交于点,且与的另一交点为,
所以,,即,,
所以
,
所以,即点在直线上,
又轴,,所以,
即为定值2.
15.(2023·河南·校联考模拟预测)已知双曲线的一条渐近线方程为,且双曲线经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点且斜率不为0的直线与交于两点(与点不重合),直线分别与直线交于点,求的值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)由题意可知,
解得,
所以双曲线的方程为.
(2)设直线的方程为,代入中,
可得,设,
则.
直线的方程为,
令,得点的纵坐标为,
直线的方程为,
令,得点的纵坐标为,
因为,
所以,即.
16.(2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模)已知双曲线的离心率为2.
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)若双曲线的右焦点为,若直线与的左,右两支分别交于两点,过作的垂线,垂足为,试判断直线是否过定点,若是,求出定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1);
(2)直线是否过定点,证明见解析.
【详解】(1)由双曲线的离心率为2,
所以,所以,
所以双曲线的渐近线方程为.
(2)由题意可得直线的斜率不为0,设直线的方程,
因为直线与双曲线的左右两支分别交于点,
则,
联立,得,
设,
则,直线的方程,
令,得
,
所以直线过定点.
17.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)已知抛物线C:,过的直线与C相交于A,B两点,其中O为坐标原点.
(1)证明:直线OA,OB的斜率之积为定值;
(2)若线段AB的垂直平分线交y轴于M,且,求直线AB的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
【详解】(1)设,设直线AB:x=my+1.
联立化简可得:
由韦达定理可得:;
所以,
所以直线OA,OB的斜率之积为定值.
(2)设线段AB的中点N,设.
则,解得,
所以,即;
所以;
又线段AB的中点N,可得,所以.
因为,所以,所以.
所以,解得;
所以直线AB的方程为:或.
四、双空题
18.(2023·广东佛山·统考模拟预测)设抛物线的焦点为,准线与轴交于点,到的距离为,过的直线与抛物线依次交于两点(点在两点之间),则______;设交轴于点,交准线于点,则______.
【答案】 /
【详解】
到准线的距离为,,
抛物线为,准线,,,
由题意可设直线,,
由得:,,解得:或,
,,
;
设,则,
直线,直线,,,
.
故答案为:;.
五、填空题
19.(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线的准线与轴的交点为,过焦点的直线分别与抛物线交于两点(点在第一象限),,直线的倾斜角为锐角,且满足,则___________.
【答案】12
【详解】如图,过点作轴于点,由抛物线的定义可知点到准线的距离,故,
同理,则,故,,则,
可得,则,所以.
故答案为:12.
20.(2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模)已知为坐标原点,直线过抛物线的焦点,与抛物线及其准线依次交于三点(其中点在之间),若.则的面积是______.
【答案】/
【详解】过点作垂直于准线,垂足为,过点作垂直于准线,垂足为,设准线与轴相交于点,如图,
则,
在中,,所以,所以,
故在中,,所以,则.
又轴,,所以,
又抛物线,则,所以,
所以抛物线,点.
因为,所以直线的斜率,则直线,
与抛物线方程联立,消并化简得,
易得,设点,则,
则,
又直线,可化为,
则点到直线的距离,
所以.
故选:B.
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