【备战2013】高考数学 5年高考真题精选与最新模拟 专题09 直线和圆 理.doc
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1、【备战2013】高考数学 5年高考真题精选与最新模拟 专题09 直线和圆 理【2012高考真题精选】1(2012北京卷) 在直角坐标系xOy中,直线l过抛物线y24x的焦点F,且与该抛物线相交于A,B两点,其中点A在x轴上方,若直线l的倾斜角为60,则OAF的面积为_2(2012浙江卷) 定义:曲线C上的点到直线l的距离的最小值称为曲线C到直线l的距离已知曲线C1:yx2a到直线l:yx的距离等于曲线C2:x2(y4)22到直线l:yx的距离,则实数a_.3(2012北京卷) 已知曲线C:(5m)x2(m2)y28(mR)(1)若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,求m的取值范围;(2)设m4,曲线C
2、与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线ykx4与曲线C交于不同的两点M,N,直线y1与直线BM交于点G.求证:A,G,N三点共线【答案】解:(1)曲线C是焦点在x轴上的椭圆,当且仅当解得m0,且m1)当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程,判断曲线C为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标;(2)过原点且斜率为k的直线交曲线C于P,Q两点,其中P在第一象限,它在y轴上的射影为点N,直线QN交曲线C于另一点H.是否存在m,使得对任意的k0,都有PQPH?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由故存在m,使得在其对应的椭圆x21上,对任意的k0,都有PQPH.方法2:如图(2
3、)、(3),对任意x1(0,1),设P(x1,y1),H(x2,y2),则Q(x1,y1),N(0,y1)因为P,H两点在椭圆C上,所以两式相减可得m2(xx)(yy)0.依题意,由点P在第一象限可知,点H也在第一象限,且P,H不重合,故(x1x2)(x1x2)0.于是由式可得m2.又Q,N,H三点共线,所以kQNkQH,即.于是由式可得kPQkPH.而PQPH等价于kPQkPH1,即1,又m0,得m,故存在m,使得在其对应的椭圆x21上,对任意的k0,都有PQPH.8(2012课标全国卷) 设抛物线C:x22py(p0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,已知以F为圆心,FA为半径的圆F交l
4、于B,D两点(1)若BFD90,ABD的面积为4,求p的值及圆F的方程;(2)若A、B、F三点在同一直线m上,直线n与m平行,且n与C只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值【答案】解:(1)由已知可得BFD为等腰直角三角形,|BD|2p,圆F的半径|FA|p.由抛物线定义可知A到l的距离d|FA|p.因为ABD的面积为4,所以|BD|d4,即2pp4,解得p2(舍去),p2.所以F(0,1),圆F的方程为x2(y1)28.(2)因为A,B,F三点在同一直线m上,所以AB为圆F的直径,ADB90.由抛物线定义知|AD|FA|AB|,所以ABD30,m的斜率为或.当m的斜率为时,由已知可设n
5、:yxb,代入x22py得x2px2pb0.由于n与C只有一个公共点,故p28pb0.解得b.因为m的截距b1,3,所以坐标原点到m,n距离的比值为3.当m的斜率为时,由图形对称性可知,坐标原点到m,n距离的比值为3.9(2012广东卷) 在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:1(ab0)的离心率e,且椭圆C上的点到点Q(0,2)的距离的最大值为3.(1)求椭圆C的方程;(2)在椭圆C上,是否存在点M(m,n),使得直线l:mxny1与圆O:x2y21相交于不同的两点A、B,且OAB的面积最大?若存在,求出点M的坐标及对应的OAB的面积;若不存在,请说明理由上式等号成立当且仅当1m2m2(0,
6、3,因此当m,n时等号成立所以满足要求的点恰有四个,其坐标分别为,和,此时对应的诸三角形的面积均达到最大值.10(2012江苏卷) 在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2y28x150,若直线ykx2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是_【答案】【解析】本题考查用几何方法判定两圆的位置关系解题突破口为设出圆的圆心坐标圆C方程可化为(x4)2y21圆心坐标为(4,0),半径为1,由题意,直线ykx2上至少存在一点(x0,kx02),以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,因为两个圆有公共点,故2,整理得(k21)x2(84k)x160,此不等式有解的
7、条件是(84k)264(k21)0,解之得0k,故最大值为.11(2012陕西卷) 已知圆C:x2y24x0,l是过点P(3,0)的直线,则()Al与C相交 Bl与C相切Cl与C相离 D以上三个选项均有可能12(2012重庆卷) 对任意的实数k,直线ykx1与圆x2y22的位置关系一定是()A相离 B相切C相交但直线不过圆心 D相交且直线过圆心【答案】C【解析】圆x2y22的圆心为(0,0),半径为,因为圆心(0,0)到直线ykx1的距离d,因为01,所以直线与圆相交但不过圆心13(2012天津卷) 设m,nR,若直线(m1)x(n1)y20与圆(x1)2(y1)21相切,则mn的取值范围是(
8、)A1,1B(,11,)C22,22D(,2222,)【答案】D【解析】本题考查直线与圆相切条件、点到直线的距离公式及不等式的运用,考查运算求解能力及转化思想,偏难直线与圆相切,1,整理得mn(mn)1,由基本不等式得(mn)12,即(mn)24(mn)40,解之得mn22或mn22.14(2012重庆卷) 设平面点集A(x,y)(yx)y0,B,则AB所表示的平面图形的面积为()A. B.C. D.15(2012课标全国卷)设F1,F2是椭圆E:1(ab0)的左、右焦点,P为直线x上一点,F2PF1是底角为30的等腰三角形,则E的离心率为()A. B. C. D.【答案】C【解析】根据题意,
9、一定有PF1F230,且PF2x60,故直线PF2的倾斜角是,设直线xa与x轴的交点为M,则|PF2|2|F2M|,又|PF2|F1F2|,所以|F1F2|2|F2M|.所以2c2,即4c3a,故e.故选C.16(2012天津卷)设椭圆1(ab0)的左、右顶点分别为A,B,点P在椭圆上且异于A,B两点,O为坐标原点(1)若直线AP与BP的斜率之积为,求椭圆的离心率;(2)若|AP|OA|,证明直线OP的斜率k满足|k|.【答案】解:(1)设点P的坐标为(x0,y0)由题意,有1.由A(a,0),B(a,0),得kAP,kBP.由kAPkBP,可得xa22y,代入并整理得(a22b2)y0.由于
10、y00,故a22b2.于是e2,所以椭圆的离心率e.(2)证明:(方法一)依题意,直线OP的方程为ykx,设点P的坐标为(x0,y0)由条件得消去y0并整理得x.由|AP|OA|,A(a,0)及y0kx0,得(x0a)2k2xa2.整理得(1k2)x2ax00.而x00,于是x0,代入,整理得(1k2)24k224.由ab0,故(1k2)24k24,即k214,因此k23,所以|k|.(方法二)依题意,直线OP的方程为ykx,可设点P的坐标为(x0,kx0)由点P在椭圆上,有1.因为ab0,kx00,所以1,即(1k2)xa2.由|AP|OA|,A(a,0),得(x0a)2k2xa2,整理得(
11、1k2)x2ax00,于是x0,代入,得(1k2)a2,解得k23,所以|k|.17(2012陕西卷)已知椭圆C1:y21,椭圆C2以C1的长轴为短轴,且与C1有相同的离心率(1)求椭圆C2的方程;(2)设O为坐标原点,点A,B分别在椭圆C1和C2上,2,求直线AB的方程【答案】解:(1)由已知可设椭圆C2的方程为1(a2),其离心率为,故,则a4,故椭圆C2的方程为1.18(2012重庆卷)如图13,设椭圆的中心为原点O,长轴在x轴上,上顶点为A,左、右焦点分别为F1,F2,线段OF1,OF2的中点分别为B1,B2,且AB1B2是面积为4的直角三角形图13(1)求该椭圆的离心率和标准方程;(
12、2)过B1作直线l交椭圆于P,Q两点,使PB2QB2,求直线l的方程 19(2012辽宁卷)如图17,椭圆C0:1(ab0,a,b为常数),动圆C1:x2y2t,bt1a.点A1,A2分别为C0的左,右顶点C1与C0相交于A,B,C,D四点图17(1)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程;(2)设动圆C2:x2y2t与C0相交于A,B,C,D四点,其中bt2a,t1t2.若矩形ABCD与矩形ABCD的面积相等证明:tt为定值【答案】解:(1)设A(x1,y1),B(x1,y1),又知A1(a,0),A2(a,0),则直线A1A的方程为y(xa),直线A2B的方程为y(xa),由得y2(x2
13、a2)由点A(x1,y1)在椭圆C0上,故1.19(2012北京卷) 已知曲线C:(5m)x2(m2)y28(mR)(1)若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,求m的取值范围;(2)设m4,曲线C与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线ykx4与曲线C交于不同的两点M,N,直线y1与直线BM交于点G.求证:A,G,N三点共线因为直线AN和直线AG的斜率分别为kAN,kAG,所以kANkAGkk0,即kANkAG.故A,G,N三点共线20(2012广东卷)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:1(ab0)的离心率e,且椭圆C上的点到点Q(0,2)的距离的最大值为3.(1)求椭圆C的方程;(2)在
14、椭圆C上,是否存在点M(m,n),使得直线l:mxny1与圆O:x2y21相交于不同的两点A、B,且OAB的面积最大?若存在,求出点M的坐标及对应的OAB的面积;若不存在,请说明理由21(2012安徽卷)如图15,点F1(c,0),F2(c,0)分别是椭圆C:1(ab0)的左、右焦点,过点F1作x轴的垂线交椭圆C的上半部分于点P,过点F2作直线PF2的垂线交直线x于点Q.(1)如果点Q的坐标是(4,4),求此时椭圆C的方程;(2)证明:直线PQ与椭圆C只有一个交点图15即yxa.将上式代入椭圆方程得,x22cxc20.解得xc,y,所以直线PQ与椭圆C只有一个交点22(2012福建卷)如图14
15、,椭圆E:1(ab0)的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e,过F1的直线交椭圆于A、B两点,且ABF2的周长为8.(1)求椭圆E的方程;(2)设动直线l:ykxm与椭圆E有且只有一个公共点P,且与直线x4相交于点Q.试探究:在坐标平面内是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上设M(x1,0),则0对满足(*)式的m、k恒成立因为,(4x1,4km),由0,得4x1x30,整理,得(4x14)x4x130.(*)由于(*)式对满足(*)式的m,k恒成立,所以解得x11.故存在定点M(1,
16、0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.解法二:(1)同解法一(2)由得(4k23)x28kmx4m2120.因为动直线l与椭圆E有且只有一个公共点P(x0,y0),所以m0且0,即64k2m24(4k23)(4m212)0,化简得4k2m230.(*)此时x0,y0kx0m,所以P.由得Q(4,4km)假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上取k0,m,此时P(0,),Q(4,),以PQ为直径的圆为(x2)2(y)24,交x轴于点M1(1,0),M2(3,0);取k,m2,此时P,Q(4,0),以PQ为直径的圆为22,交x轴于点M3(1,0),M4(4,0)所以若符合条件的点
17、M存在,则M的坐标必为(1,0)以下证明M(1,0)就是满足条件的点:因为M的坐标为(1,0),所以,(3,4km),从而330,故恒有,即存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.23(2012湖北卷)设A是单位圆x2y21上的任意一点,l是过点A与x轴垂直的直线,D是直线l与x轴的交点,点M在直线l上,且满足|DM|m|DA|(m0,且m1)当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程,判断曲线C为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标;(2)过原点且斜率为k的直线交曲线C于P,Q两点,其中P在第一象限,它在y轴上的射影为点N,直线QN交曲线C于另一点H.是否存在m,使得
18、对任意的k0,都有PQPH?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由方法2:如图(2)、(3),对任意x1(0,1),设P(x1,y1),H(x2,y2),则Q(x1,y1),N(0,y1)因为P,H两点在椭圆C上,所以两式相减可得m2(xx)(yy)0.依题意,由点P在第一象限可知,点H也在第一象限,且P,H不重合,故(x1x2)(x1x2)0.于是由式可得m2.又Q,N,H三点共线,所以kQNkQH,即.于是由式可得kPQkPH.而PQPH等价于kPQkPH1,即1,又m0,得m,故存在m,使得在其对应的椭圆x21上,对任意的k0,都有PQPH.24(2012江西卷)椭圆1(ab0)的左、右
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