高考数学(理)真题 模拟新题分类汇编 解析几何费.pdf
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1、H H 单元单元解析几何解析几何H1H1直线的倾斜角与斜率、直线的方程x2y220H1H1,H5H5,H8H82013新课标全国卷 平面直角坐标系 xOy 中,过椭圆 M:221(abab10)右焦点的直线 xy 30 交 M 于 A,B 两点,P 为 AB 的中点,且 OP 的斜率为.2(1)求 M 的方程;(2)C,D 为 M 上两点,若四边形 ACBD 的对角线 CDAB,求四边形 ACBD 面积的最大值20解:(1)设 A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),则x2y2x2y2112221,221.2ababy2y11.x2x1b2(x2x1)y2y1由此可得21.a(y
2、2y1)x2x1y01因为 x1x22x0,y1y22y0,x02所以 a22b2.又由题意知,M 的右焦点为(3,0),故 a2b23.因此 a26,b23.x2y2所以 M 的方程为1.63xy 30,(2)由x2y21,63x433,x0,解得或y 3.3y3因此|AB|46.353由题意可设直线 CD 的方程为 yxnn0,x,y 满足约束条件xy3,若 z2xyya(x3).的最小值为 1,则 a()11A.B.C1D2429B解析 直线 ya(x3)过定点(3,0).画出可行域如图,易得 A(1,2a),B(3,0),C(1,2).作出直线 y2x,平移易知直线过 A 点时直线在
3、y 轴上的截距最小,即 2(2a)1答案为 B.8H2H22013湖南卷 在等腰直角三角形 ABC 中,ABAC4,点 P 是边 AB 上异于 A,B 的一点,光线从点 P 出发,经 BC,CA 反射后又回到点 P(如图 11 所示),若光线 QR 经过ABC的重心,则 AP 等于()1a.2H2H2两直线的位置关系与点到直线的距离图 11A2B184C.D.338D解析 不妨设 APm(0m4),建立坐标系,设 AB 为 x 轴,AC 为 y 轴,则 A(0,0),44B(4,0),C(0,4),Q(xQ,yQ),R(0,yR),P(m,0),可知ABC 的重心为 G3,3,根据反射性质,可
4、知 P 关于 y 轴的对称点 P1(m,0)在直线 QR 上,P 关于 xy4 的对称点 P2(4,4m)在直线y0 xm444,代入可得 3m24m0,即m 或 m0(舍),选RQ 上,则QR 的方程为,将G3334m4mD.12H2H2,E1E12013新课标全国卷 已知点 A(1,0),B(1,0),C(0,1),直线 yaxb(a0)将ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是()A(0,1)B.121,22C.11121,D.3,22312B解析 方法一:易得ABC 面积为 1,利用极限位置和特值法当a0 时,易得 b12111;当 a 时,易得 b;当 a1 时,易得 b
5、21.故选 B.2333xy1,方法二:(直接法)yaxbyabb,0,结合图形与 a0,yaxb 与 x 轴交于aa1b2a.12b1abb1 1a2a12(ab)2a(a1)0b2a0,012b12b,当 a0 时,极限位置易得 b1,故答案为 B.227H2H2,H4H42013重庆卷 已知圆 C1:(x2)2(y3)21,圆 C2:(x3)2(y4)29,M,N 分别是圆 C1,C2上的动点,P 为 x 轴上的动点,则|PM|PN|的最小值为()A524B.171C622D.177A解析 如图,作圆 C1关于 x 轴的对称圆 C1:(x2)2(y3)21,则|PM|PN|PN|PM|.
6、由图可知当 C2,N,P,M,C1在同一直线上时,|PM|PN|PN|PM|取得最小值,即为|C1C2|13524,故选 A.图 13H3H3圆的方程20H3H3,H10H10,H8H8,H5H52013新课标全国卷 已知圆 M:(x1)2y21,圆 N:(x1)2y29,动圆 P 与圆 M 外切并且与圆 N 内切,圆心 P 的轨迹为曲线 C.(1)求 C 的方程;(2)l 是与圆 P,圆 M 都相切的一条直线,l 与曲线 C 交于 A,B 两点,当圆 P 的半径最长时,求|AB|.20解:由已知得圆 M 的圆心为 M(1,0),半径 r11;圆 N 的圆心为 N(1,0),半径 r23.设圆
7、 P 的圆心为 P(x,y),半径为 R.(1)因为圆 P 与圆 M 外切并且与圆 N 内切,所以|PM|PN|(Rr1)(r2R)r1r24.由椭圆的定义可知,曲线C 是以 M,N 为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为 3的椭圆(左x2y2顶点除外),其方程为 1(x2)43(2)对于曲线 C 上任意一点 P(x,y),由于|PM|PN|2R22,所以 R2,当且仅当圆 P 的圆心为(2,0)时,R2,所以当圆 P 的半径最长时,其方程为(x2)2y24.若 l 的倾斜角为 90,则 l 与 y 轴重合,可得|AB|23.若 l 的倾斜角不为 90,由 r1R 知 l 不平行于 x 轴,设
8、 l 与 x 轴的交点为 Q,|QP|R|3k|则,可求得Q(4,0),所以可设l:yk(x4)由l 与圆 M 相切得1,解得2|QM|r11k222x2y2k.当 k时,将 yx 2代入1,44443462并整理得 7x28x80.解得 x1,2.7所以|AB|1k2|x2x1|当 k18.7218时,由图形的对称性可知|AB|.4718.7综上,|AB|23或|AB|21F2F2、F3F3、H3H3、H5H5,H8H82013重庆卷 如图 19 所示,椭圆的中心为原点O,长轴在 x 轴上,离心率 e2,过左焦点 F1作 x 轴的垂线交椭圆于 A,A两点,|AA|4.2(1)求该椭圆的标准方
9、程;(2)取垂直于 x 轴的直线与椭圆相交于不同的两点 P,P,过 P,P作圆心为 Q 的圆,使椭圆上的其余点均在圆 Q 外,若 PQPQ,求圆 Q 的标准方程图 19(c)2224221解:(1)由题意知点 A(c,2)在椭圆上,则1,从而 e 1.a2b2b224b222由 e得 b 8,从而 a 16.21e21e2x2y2故该椭圆的标准方程为1.168(2)由椭圆的对称性,可设 Q(x0,0)又设 M(x,y)是椭圆上任意一点,则|QM|2(xx0)2y2x22x20 xx081x1621(x2x0)2x208(x4,4)2设 P(x1,y1),由题意,P 是椭圆上到 Q 的距离最小的
10、点,因此,上式当 xx1时取得最小值又因 x1(4,4),所以上式当 x2x0时取得最小值,从而x12x0,且|QP|28x20.因为 PQPQ,且 P(x1,y1),所以QPQP(x1x0,y1)(x1x0,y1)0,即(x1x0)2y210.由椭圆方程及x2121x12x0得 x181160,446x12616解得 x1,x0,从而|QP|28x2.03233故这样的圆有两个,其标准方程分别为x26y216,x26y216.3333H4H4直线与圆、圆与圆的位置关系9H4H42013江西卷 过点(2,0)引直线 l 与曲线 y 1x2相交于 A,B 两点,O 为坐标原点,当AOB 的面积取
11、最大值时,直线l 的斜率等于()A.33B333D 3322C|k 2|9B解析 AB:yk(x 2),k0,圆心到直线的距离 d21,得1k0,k 1|AB|2 1d221k21,S|AB|d 2AOB21k2(1k2)k23,1k0)的焦点为 F,点 M 在 C 上,|MF|5.若以 MF 为直径的圆过点(0,2),则 C 的方程为()Ay24x 或 y28xBy22x 或 y28xCy24x 或 y216xDy22x 或 y216xpp11C解析 抛物线焦点为 F,0,由抛物线的定义,设 M5,22为(0,2)2p2p2p5 221,p52t22p210p160p2 或 p8.p2p5,
12、设 N 点坐标2因为圆过点 N(0,2),故 NFNM设pp5 t,则式可化为 t242t802图 15x2y221H4H4,H5H52013浙江卷 如图 15 所示,点 P(0,1)是椭圆 C1:221(ab0)的一个ab顶点,C1的长轴是圆 C2:x2y24 的直径l1,l2是过点 P 且互相垂直的两条直线,其中 l1交圆C2于 A,B 两点,l2交椭圆 C1于另一点 D.(1)求椭圆 C1的方程;(2)求ABD 面积取得最大值时直线 l1的方程b1,21解:(1)由题意得a2,x22所以椭圆 C 的方程为 y 1.4(2)设 A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0)由题意知直
13、线 l1的斜率存在,不妨设其为k,则直线 l1的方程为 ykx1.1又圆 C2:x2y24,故点 O 到直线 l1的距离 d2,k 1所以|AB|24d224k23.k21又 l2l1,故直线 l2的方程为 xkyk0.xkyk0,由2x 4y24.消去 y,整理得(4k2)x28kx0.8k故 x0,4k28k21所以|PD|.4k284k231设ABD 的面积为 S,则 S|AB|PD|,24k2所以 S324k231324k23324k2310 x1.2134k23161310,当且仅当 k时取等号132所以所求直线 l1的方程为 y7H2H2,H4H42013重庆卷 已知圆 C1:(x
14、2)2(y3)21,圆 C2:(x3)2(y4)29,M,N 分别是圆 C1,C2上的动点,P 为 x 轴上的动点,则|PM|PN|的最小值为()A524B.171C622D.177A解析 如图,作圆 C1关于 x 轴的对称圆 C1:(x2)2(y3)21,则|PM|PN|PN|PM|.由图可知当 C2,N,P,M,C1在同一直线上时,|PM|PN|PN|PM|取得最小值,即为|C1C2|13524,故选 A.图 13H5H5椭圆及其几何性质20H3H3,H10H10,H8H8,H5H52013新课标全国卷 已知圆 M:(x1)2y21,圆 N:(x1)2y29,动圆 P 与圆 M 外切并且与
15、圆 N 内切,圆心 P 的轨迹为曲线 C.(1)求 C 的方程;(2)l 是与圆 P,圆 M 都相切的一条直线,l 与曲线 C 交于 A,B 两点,当圆 P 的半径最长时,求|AB|.20解:由已知得圆 M 的圆心为 M(1,0),半径 r11;圆 N 的圆心为 N(1,0),半径 r23.设圆 P 的圆心为 P(x,y),半径为 R.(1)因为圆 P 与圆 M 外切并且与圆 N 内切,所以|PM|PN|(Rr1)(r2R)r1r24.由椭圆的定义可知,曲线C 是以 M,N 为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为 3的椭圆(左x2y2顶点除外),其方程为 1(x2)43(2)对于曲线 C 上任
16、意一点 P(x,y),由于|PM|PN|2R22,所以 R2,当且仅当圆 P 的圆心为(2,0)时,R2,所以当圆 P 的半径最长时,其方程为(x2)2y24.若 l 的倾斜角为 90,则 l 与 y 轴重合,可得|AB|23.若 l 的倾斜角不为 90,由 r1R 知 l 不平行于 x 轴,设 l 与 x 轴的交点为 Q,|QP|R|3k|则,可求得Q(4,0),所以可设l:yk(x4)由l 与圆 M 相切得1,解得|QM|r11k2222x2y2k.当 k时,将 yx 2代入1,44443462并整理得 7x28x80.解得 x1,2.7所以|AB|1k2|x2x1|当 k18.7218时
17、,由图形的对称性可知|AB|.4718.7综上,|AB|23或|AB|x2y210H5 2013新课标全国卷 已知椭圆 E:221(ab0)的右焦点为 F(3,0),过点 Fab的直线交 E 于 A,B 两点,若 AB 的中点坐标为(1,1),则 E 的方程为()x2y2x2y2A.1B.145363627x2y2x2y2C.1D.12718189x2y21121,2ab(x1x2)(x1x2)110 D解析 由题意知 kAB,设 A(x1,y1),B(x2,y2),则222a2x2y21a2b2(y1y2)(y1y2)0.b2x1x22,由 AB 的中点是(1,1)知y1y22,b2y1y2
18、1x2y222222,联立 a b 9,解得 a 18,b 9,故椭圆 E 的方程为1.ax1x22189x2y218H5H5、H8H8、H9H92013安徽卷 设椭圆 E:21 的焦点在 x 轴上a1a2(1)若椭圆 E 的焦距为 1,求椭圆 E 的方程;(2)设 F1,F2分别是椭圆 E 的左、右焦点,P 为椭圆 E 上第一象限内的点,直线F2P 交 y 轴于点Q,并且 F1PF1Q.证明:当 a 变化时,点 P 在某定直线上1518解:(1)因为焦距为 1,所以 2a21,解得 a2.488x28y2故椭圆 E 的方程为1.53(2)设 P(x0,y0),F1(c,0),F2(c,0),
19、其中 c 2a21.由题设知 x0c,y0则直线 F1P 的斜率 kF1P,x0cy0直线 F2P 的斜率 kF2P,x0c故直线 F2P 的方程为 yx0 时,yy0(xc)x0ccy0cy0,即点 Q 的坐标为 0,.cx0cx0y0因此,直线 F1Q 的斜率为 kF1Q.cx0由于 F1PF1Q,所以 kF1PkF1Qy0y01.x0ccx022化简得 y20 x0(2a 1)将代入椭圆 E 的方程,由于点P(x0,y0)在第一象限,解得x0a2,y01a2,即点P 在定直线 xy1 上x2y214H5H5,H8H82013福建卷 椭圆:221(ab0)的左、右焦点分别为 F1,F2,焦
20、距为 2c.ab若直线 y 3(xc)与椭圆 的一个交点 M 满足MF1F22MF2F1,则该椭圆的离心率等于_14.31解析 如图,MF1F2中,MF1F260,MF2F130,F1MF290,c2又|F1F2|2c,|MF1|c,|MF2|3c,2a|MF1|MF2|c 3c,得 e 31.a31x2y212H5H52013江苏卷 在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 的标准方程为221(a0,b0),ab右焦点为 F,右准线为 l,短轴的一个端点为 B.设原点到直线 BF 的距离为 d1,F 到 l 的距离为 d2.若 d2 6d1,则椭圆 C 的离心率为_3a2xy12.解析 由题意
21、知 F(c,0),l:x,不妨设B(0,b),则直线BF:1,即bxcy3ccbbc0.于是 d1|bc|bc,b2c2aa2c2b2a2d2 c.cccbbc,由 d2 6d1,得6ca化简得 6c4a2c2a40,即 6e4e210,11解得 e2 或 e2(舍去),32故 e20.33,故椭圆 C 的离心率为.33222图 173x2y21,离心率 eH5H5,H8H82013江西卷 如图 17 所示,椭圆 C:221(ab0)经过点 P2ab1,直线 l 的方程为 x4.2(1)求椭圆 C 的方程;(2)AB 是经过右焦点 F 的任一弦(不经过点 P),设直线 AB 与直线 l 相交于
22、点 M,记 PA,PB,PM 的斜率分别为 k1,k2,k3.问:是否存在常数,使得 k1k2k3?若存在,求 的值;若不存在,说明理由3191,在椭圆上得221,解:(1)由 P2a4b依题设知 a2c,则 b23c2,代入解得 c21,a24,b23.x2y2故椭圆 C 的方程为1.43(2)方法一:由题意可设 AB 的斜率为 k,则直线 AB 的方程为 yk(x1),代入椭圆方程 3x24y212 并整理,得(4k23)x28k2x4(k23)0.设 A(x1,y1),B(x2,y2),则有4(k23)8k2x1x22,x1x2,4k 34k23在方程中令 x4 得,M 的坐标为(4,3
23、k)333y1y23k2221从而 k1,k2,k3k,2x11x214133y1y222y1y2注意到 A,F,B 共线,则有 kkAFkBF,即有k,所以 k1k2x11x21x11x211y1y231x 1x 12x11x2121x1x2232k,2x1x2(x1x2)18k224k233代入得 k1k22k 2k1.24(k23)8k2214k234k 31又 k3k,所以 k1k22k3,故存在常数 2 符合题意2方法二:设 B(x0,y0)(x01),则直线 FB 的方程为:y3y0令 x4,求得 M4,x 1.0从而直线 PM 的斜率为 k32y0 x01,2(x01)y0(x1
24、)x01y0(x1),x015x08,3y0,联立22得 A2x052x05xy1,43y2y02x052y03则直线 PA的斜率为 k1,直线 PB 的斜率为 k2,2(x01)2(x01)2y02x052y032y0 x01所以 k1k22k3,2(x01)2(x01)x01故存在常数 2 符合题意x2219H5H5,H10H102013北京卷 已知 A,B,C 是椭圆 W:y 1 上的三个点,O 是坐标原点4(1)当点 B 是 W 的右顶点,且四边形OABC 为菱形时,求此菱形的面积;(2)当点 B 不是 W 的顶点时,判断四边形OABC 是否可能为菱形,并说明理由x2219解:(1)椭
25、圆 W:y 1 的右顶点 B 的坐标为(2,0)4因为四边形 OABC 为菱形,所以 AC 与 OB 相互垂直平分13所以可设 A(1,m),代入椭圆方程得 m21,即 m.42所以菱形 OABC 的面积是11|OB|AC|22|m|3.22(2)假设四边形 OABC 为菱形因为点 B 不是 W 的顶点,且直线 AC 不过原点,所以可设 AC 的方程为 ykxm(k0,m0)22x 4y 4,由消 y 并整理得ykxm(14k2)x28kmx4m240.设 A(x1,y1),C(x2,y2),则x1x2y1y2x1x24kmm,km.22214k214k24kmm所以 AC 的中点为 M14k
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