高考数学圆锥曲线试题 ..pdf
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1、高考数学圆锥曲线试题重庆文(12)已知以F1(2,0),F2(2,0)为焦点的椭圆与直线x 3y 4 0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为(A)3 2(B)2 6(C)2 7(D)4 2(21)(本小题满分 12 分,()小问 4 分,()小问 8 分)如题(21)图,倾斜角为a 的直线经过抛物线y28x的焦点 F,且与抛物线交于A、B两点。题(21)图()求抛物线的焦点F 的坐标及准线 l 的方程;()若a 为锐角,作线段AB 的垂直平分线 m 交 x 轴于点 P,证明|FP|-|FP|cos2a 为定值,并求此定值。(21)(本小题 12 分)()解:设抛物线的标准方程为y2 2px,则2
2、p 8,从而p 4.p因此焦点F(,0)的坐标为(2,0).2p。2从而所求准线 l 的方程为x 2。又准线方程的一般式为x 答(21)图()解法一:如图(21)图作 ACl,BDl,垂足为 C、D,则由抛物线的定义知|FA|=|FC|,|FB|=|BD|.记 A、B 的横坐标分别为 xxxz,则|FA|AC|xxppp4,|FA|cosa|FA|cosa 4解得|FA|2221 cosa4。1 cosa类似地有|FB|4|FB|cosa,解得|FB|记直线 m 与 AB 的交点为 E,则|FA|FB|11 444cosa|FE|FA|AE|FA|(|FA|FB|)2221 cosa1 cos
3、asin2a|FE|4所以|FP|。cosasin2a故|FP|FP|cos2a 4sin2a(1 cos2a)4 2sin2asin2a 8。解法二:设A(xA,yA),B(xB,yB),直线 AB 的斜率为k tan a,则直线方程为y k(x 2)。k(k2 2)k2将此式代入y8x,得k x 4(k 2)x 4k 0,故xA xB记直线 m 与 AB 的交点为E(xE,yE),则xA xB2(k2 2)xE,22k4yE k(xE 2),k22222。412k2 4.x 故直线 m 的方程为y 2kkk令 y=0,得 P 的横坐标xP|FP|xP 2 4(k21)k22k2 4k4si
4、na422 4故。4 2sin2asin2a0从而|FP|FP|cos2a 重庆理sin2a(1 cos2a)8为定值。(16)过双曲线x y 4的右焦点 F 作倾斜角为105的直线,交双曲线于PQ 两点,则|FP|FQ|的值为_.(22)(本小题满分 12 分)如图,中心在原点O 的椭圆的右焦点为 F(3,0),右准线 l 的方程为:x=12。(1)求椭圆的方程;(2)在椭圆上任取三个不同点P1,P2,P3,使P1FP2 P2FP3 P3FP1,证明22111为定值,并求此定值。|FP|FP2|FP3|1|浙江文YP2P1lOFP3Xx2y2(10)已知双曲线221(a 0,b 0)的左、右
5、焦点分别为 F1、F2,P 是准线ab上一点,且 P F1P F2,P F1P F24ab,则双曲线的离心率是(A)2(B)3(C)2(D)3x2 y21交于 A、B 两点,记AOB(21)(本题 15 分)如图,直线 ykxb 与椭圆4的面积为 S(I)求在 k0,0b1 的条件下,S 的最大值;()当AB2,S1 时,求直线 AB 的方程yAOxB(21)本题主要考查椭圆的几何性质、椭圆与直线的位置关系等基础知识,考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力满分15 分(I)解:设点 A 的坐标为(x1,b),点 B 的坐标为(x2,b),x2 y21,解得x1,2 2 1b2由4所以S 1b
6、|x1 x2|2b 1b2 b21b212当且仅当b 2时,S 取到最大值 12y kxb()解:由x2得2 y 1 4(4k21)x28kbx4b24 0 16(4k2b21)AB1k|x1 x2|1k2216(4k2b21)24k212S1所以b2 k21|AB|又因为 O 到 AB 的距离d|b|1k242代入并整理,得4k 4k 1 02解得,k 123,b,代入式检验,022故直线 AB 的方程是y 浙江理26262626或y 或y 或y xxxx22222222x2y2(9)已知双曲线221(a 0,b 0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是准线上一ab点,且PF1 PF2,PF1
7、PF24ab,则双曲线的离心率是()2天津文323x2y2(7)设双曲线221(a 0,b 0)的离心率为3,且它的一条准线与抛物线aby2 4x的准线重合,则此双曲线的方程为()x2y211224x2y214896x22y2133x2y2136(22)(本小题满分 14 分)x2y2设 椭 圆221(a b 0)的 左、右 焦 点分 别 为F,F2,A是 椭 圆 上 的 一点,1ab1AF2 F1F2,原点O到直线AF1的距离为OF13()证明a 2b;()求t(0,b)使得下述命题成立:设圆x2 y2t2上任意点M(x0,y0)处的切线交椭圆于Q1,Q2两点,则OQ1OQ2(22)本小题主
8、要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、两条直线垂直、圆的方程等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法及推理、运算能力满分 14分()证法一:由题设AF2 F0),不妨设点A(c,y),其中,0),F2(c,1F2及F1(cc2y2y 0,由于点A在椭圆上,有221,aba2b2y221,a2bb2b2解得y,从而得到Ac,aab2(xc),整理得直线AF2的方程为y 2acb2x2acyb2c 0由题设,原点O到直线AF1的距离为1OF1,即3cb2c,4223b 4a c22222将c a b代入原式并化简得a 2b,即a 2bb2证法二:同证法一,得到点A的坐标为c,a
9、H,易知F1BCF1F2A,故过点O作OB AF1,垂足为yHABOOF1F2AF1AF1O1OF1,所以3F2x由椭圆定义得AF1 AF2 2a,又BO F2A1F2A,3F1A2a F2Ab2b2aa,即a 2b解得F2A,而F2A,得2aa2()解法一:圆x y t上的任意点M(x0,y0)处的切线方程为x0 x y0y t2当t(0,b)时,圆x2 y2t2上的任意点都在椭圆内,故此圆在点A处的切线必交椭圆于两个不同的点Q1和Q2,因此点Q1(x1,y1),Q2(x2,y2)的坐标是方程组2x0 x y0y t的解当y0 0时,由式得222x 2y 2b222t2 x0 xy y0t2
10、 x0 x 22代入式,得x 2 2b,即y0222(2x0 y0)x24t2x0 x2t42b2y0 0,224t2x02t42b2y0于是x1 x2,x1x222222x0 y02x0 y0t2 x0 x1t2 x1x2y1y2y0y1142t x0t2(x1 x2)x0 x1x22y04224t2x01 4222t 2b y02t x0t x02222y02x0 y02x0 y02t42b2x0222x0 y0若OQ1OQ2,则22222t42b2y0t42b2x03t42b2(x0 y0)x1x2 y1y2 02222222x0 y02x0 y02x0 y02222所以,3t42b2(
11、x0 y0)0由x0 y0t2,得3t42b2t2 0在区间(0,b)内此方程的解为t 6b36b3当y0 0时,必有x0 0,同理求得在区间(0,b)内的解为t 另一方面,当t 6b时,可推出x1x2 y1y2 0,从而OQ1OQ23综上所述,t 6b(0,b)使得所述命题成立3天津理22(本小题满分 14 分)x2y2设 椭 圆221(a b 0)的 左、右 焦 点分 别 为F,F2,A是 椭 圆 上 的 一点,1ab1AF2 F1F2,原点O到直线AF1的距离为OF13()证明a 2b;()设Q1,Q2为椭圆上的两个动点,OQ1OQ2,过原点O作直线Q1Q2的垂线OD,垂足为D,求点D的
12、轨迹方程22 本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、求曲线的方程等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法及推理、运算能力满分14 分()证法一:由题设AF2 F0),不妨设点A(c,y),其中,0),F2(c,1F2及F1(cc2y2a2b2y221y 0由于点A在椭圆上,有221,即aba2bb2b2解得y,从而得到Ac,aab2(xc),整理得b2x2acyb2c 0直线AF1的方程为y 2ac1cb2c由题设,原点O到直线AF1的距离为OF1,即,42233b 4a c将c2 a2b2代入上式并化简得a2 2b2,即a 2bb2证法二:同证法一,得到点A的坐标
13、为c,aB,易知F1BOF1F2A,故过点O作OB AF1,垂足为由椭圆定义得AF1 AF2 2a,又BO 所以BOOF1F2AF1A1OF1,31,3F1A2a F2AF2AF2AyBAb2b2aa,即a 2b解得F2A,而F2A,得2aa2()解法一:设点D的坐标为(x0,y0)当y0 0时,由OD QQ12知,直线Q1Q2的斜率为F1OF2xx0,所以直线Q1Q2的方程为y02x0 x0 x0y (x x0)y0,或y kx m,其中k ,m y0y0y0y0点Q1(x1,y1),Q2(x2,y2)的坐标满足方程组将式代入式,得x 2(kxm)2b,整理得(12k)x 4kmx2m 2b
14、 0,2222222y kxm,222x 2y 2b 2m22b4km于是x1 x2,x1x21 2k212k2由式得y1y2(kx1m)(kx2m)k2x1x2km(x1 x2)k22m22b24kmm22b2k22 kkm m 2212k12k12k23m22b22b2k2 0,由OQ1OQ2知x1x2 y1y2 0将式和式代入得12k23m2 2b2(1k2)2x0 x02222将k ,m y0代入上式,整理得x0 y0b3y0y0当y0 0时,直线Q1Q2的方程为x x0,Q1(x1,y1),Q2(x2,y2)的坐标满足方程组x x0,222x 2y 2b 22b2 x0所以x1 x2
15、 x0,y1,2 222b2 x0 0,由OQ1OQ2知x1x2 y1y2 0,即x 2202解得x022b322b32222综上,点D的轨迹方程为x y b322这时,点D的坐标仍满足x0 y0解法二:设点D的坐标为(x0,y0),直线OD的方程为y0 x x0y 0,由OD QQ12,22垂足为D,可知直线Q1Q2的方程为x0 x y0y x0 y022记m x0(显 然m 0),点Q1(x1,y1),Q2(x2,y2)的 坐 标 满 足 方 程 组 y0 x0 x y0y m,222x 2y 2b 由式得y0y m x0 x222222由式得y0 x 2y0y 2y0b2222将式代入式
16、得y0 x 2(m x0 x)2 2y0b222整理得(2x0 y0)x24mx0 x2m22b2y0 0,22m22b2y0于是x1x2222x0 y0由式得x0 x m y0y222222由式得x0 x 2x0y 2x0b2222将式代入式得(m y0y)22x0y 2x0b,222整理得(2x0 y0)y22my0y m22b2x0 0,2m22b2x0于是y1y2222x0 y0222m22b2y0m22b2x0由OQ1OQ2知x1x2 y1y2 0将式和式代入得 0,22222x0 y02x0 y0223m22b2(x0 y0)02222将m x0代入上式,得x0 y0 y022所以
17、,点D的轨迹方程为x y 22b322b3四川文x2y2(5)如果双曲线1 上一点 P 到双曲线右焦点的距离是 2,那么点 P 到 y 轴的距离42是4 62 6(B)(C)2 6(D)2 333(10)已知抛物线 y-x2+3 上存在关于直线 x+y=0 对称的相异两点 A、B,则|AB|等于(A)A.3B.4C.32D.42解析:选 C设直线AB的方程为y x b,由y x23 x2 xb3 0 x1 x2 1,进而可求出AB的中点y xb11112M(,b),又由M(,b)在直线x y 0上可求出b 1,x x2 0,2222由弦长公式可求出AB 11系自本题起运算量增大(21)(本小题
18、满分 12 分)2124(2)3 2本题考查直线与圆锥曲线的位置关x2 y21的左、右焦点.求 F1、F2分别是椭圆4()若 r 是第一象限内该数轴上的一点,PF1 PF2 225,求点 P 的作标;4()设过定点 M(0,2)的直线 l 与椭圆交于同的两点 A、B,且ADB 为锐角(其中 O为作标原点),求直线l的斜率k的取值范围.解析:本题主要考查直线、椭圆、平面向量的数量积等基础知识,以及综合运用数学知识解决问题及推理计算能力()易知a 2,b 1,c 3F1(3,0),F2(3,0)设P(x,y)(x 0,y 0)则x25PF1PF2(3 x,y)(3 x,y)x y 3,又 y21,
19、4422722x y x 1x2134联立2,解得,P(1,)3322x y21y y 42 4()显然x 0不满足题设条件可设l的方程为y kx 2,设A(x1,y1),B(x2,y2)x2 y21联立 4 x24(kx2)2 4(14k2)x216kx12 0y kx2x1x21216kx x ,121 4k21 4k222由 (16k)4(14k)12 016k23(14k2)0,4k23 0,得k234又AOB为锐角 cosAOB 0 OAOB 0,OAOB x1x2 y1y20又y1y2(kx12)(kx22)k2x1x22k(x1 x2)4x1x2 y1y2(1k2)x1x22k(
20、x1 x2)4(1 k2)1216k2k()414k214k212(1k2)2k 16k414k214k24(4k2)014k21 k2 44333 k2 4,k的取值范围是(2,)(,2)422综可知四川理x2 y21的左、右焦点.20)(本小题满分 12 分)设F1、F2分别是椭圆4()若P是该椭圆上的一个动点,求PF2的最大值和最小值;1PF()设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.(20)本题主要考察直线、椭圆、平面向量的数量积等基础知识,以及综合应用数学知识解决问题及推理计算能力。解:()解法一:易知a
21、 2,b 1,c 3所以F1 3,0,F2 3,0,设Px,y,则PF1PF2 3 x,y,x213 x,y x y 3 x 133x28442222因为x2,2,故当x 0,即点P为椭圆短轴端点时,PF1PF2有最小值1当x 2,即点P为椭圆长轴端点时,PF1PF2有最大值解法二:易知a 2,b 1,c 3,所以F1 3,0,F2 23,0,设Px,y,则22PF1PF2 PF1 PF2cosF1PF2 PF1 PF2PF1 PF2 F1F22 PF1 PF22212x3 y x3 y212 x2 y23(以下同解法一)2()显然直线x 0不满足题设条件,可设直线l:y kx2,Ax1,y2
22、,Bx2,y2,y kx2212y联立x2,消去,整理得:k x 4kx3 024 y 1 4x1 x2 4k1k24,x1x231k24由 4k4k 0023312得:或k k 3 4k 3 0224又0 A0B 90 cosA0B 0 OAOB 0OAOB x1x2 y1y208k2k214 又y1y2kx12kx22 k x1x22kx1x24111222k k k 44423k2k21 0,即k2 42 k 211k2k2443故由、得2 k 上海理33或 k 222x2y21,则以双曲线中心为焦点,以双曲线左焦点为顶点的抛物线方8、已知双曲线45程为_x2y2y2x221、已知半椭圆
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