2023届高考数学专项练习圆锥曲线模型含答案.pdf
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1、圆锥曲线专题01离心率问题21五组秒杀公式模型 2第组秒杀公式2第组秒杀公式6第组秒杀公式10第组秒杀公式12第组秒杀公式142建立 f(a,b,c)=0模型171 f(a,b,c)=0型(明显)172 f(a,b,c)=0型(隐含)213离心率范围(最值)模型274椭圆(双曲线)+圆(抛物线)模型 351椭圆(双曲线)+圆(抛物线)求范围型 352椭圆(双曲线)+圆(抛物线)求值型38专题02共焦点椭圆、双曲线模型 44|MF1|=a+m,|PF2|=a-m;442sin2e21+2cos2e22=146专题03圆锥曲线模型 501椭圆模型 502双曲线模型 553抛物线模型 614含两种曲
2、线模型 75专题04最值模型 831几何法解决的最值模型 832代数法解决的最值模型 90专题05范围问题模型 971用函数思想解决的模型 972用建立不等关系解决的的模型98专题06标准方程(轨迹)的模型1021椭圆的标准方程 1022抛物线的标准方程 1073双曲线标准方程的模型 1094动点的轨迹方程 112专题07定点模型(定点问题-确定方程)1161已知核心方程(显性)之直线过定点模型1162 已知核心方程(隐性)和未知核心方程直线过定点模型125题型一已知核心方程(隐性)125题型二未知核心方程1283圆过定点模型 134专题08定值问题-巧妙消参 1461斜率型定值型问题 146
3、题型一斜率问题146题型二斜率之和问题151题型三斜率之积问题154题型四斜率综合问题1592距离型定值型问题 1623面积型定值型问题 177题型一三角形面积问题177题型二两三角形面积的和差积商问题184题型三四边形面积问题1874数量积、角度及参数型定值问题 190题型一数量积型定值问题190题型二角度型定值问题197题型三参数型定值问题200专题09取值范围模型 2031斜率型取值范围模型 2032参数及点的坐标(横或纵)型取值范围模型2133长度和距离型取值范围模型 2254面积与数量积型取值范围模型 235专题10最值问题-构造函数2461单变量型三角形面积最值问题 2462双变量
4、型三角形面积最值问题 2543 三角形面积型最值逆向与三角形面积运算型最值问题2614 距离型、参数型、数量积型及四边形面积型最值问题269专题11证明关系型问题2841证明数量关系型问题 2842证明位置关系型问题 297专题12探索性问题-肯定结论3081探究是否存在常数型问题 3082探究是否存在点型问题 3163探究是否存在直线型问题 32812023届高考数学专项练习届高考数学专项练习专题专题0101离心率问题离心率问题1五组秒杀公式模型第组秒杀公式第组秒杀公式(1)e椭圆=ca=1-ba2;(2)e双曲线=ca=1+ba2=1+k2=1+tan2(其中与k为渐近线的倾斜角与斜率)例
5、例 1 1 (1)已知双曲线 C:x2a2-y2b2=1(a 0,b 0)的两条渐近线的夹角为 60,则双曲线 C 的离心率为()A2 B3 C3 或2 33D2 33或2答案答案 D 解析解析秒杀 两条渐近线的夹角为 60,一条渐近线的倾斜角为 30,斜率为33 e=1+k2=2 33或一条渐近线的倾斜角为60,斜率为3e=1+k2=2故选D通法 两条渐近线的夹角为 60,且两条渐近线关于坐标轴对称,ba=tan 30=33或ba=tan 60=3由ba=33,得b2a2=c2-a2a2=e2-1=13,e=2 33(舍负);由ba=3,得b2a2=c2-a2a2=e2-1=3,e=2(舍负
6、)故选D(2)双曲线E:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的渐近线方程为y=7x,则E的离心率为()A2B2 147C2 2 D2 3答案答案C解析解析秒杀渐近线的斜率为 7e=1+k2=2 2通法由题意,双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的渐近线方程为y=7x,即ba=7,所以双曲线的离心率为e=ca=a2+b2a2=1+ba2=2 2,故选(3)(2019全国)双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的一条渐近线的倾斜角为 130,则C的离心率为()A2sin 40B2cos 40C.1sin50D.1cos50答案答案 D D 解析解析秒杀由题意可得-ba=tan 130
7、,所以 e=1+b2a2=1+tan2130=1+sin2130cos2130=1|cos130|=1cos50故选D(4)(2017全国)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为()A63B33C23D13答案答案A解析解析秒杀由题意知以A1A2为直径的圆的圆心为(0,0),半径为a又直线bx-ay+2ab=0与圆相切,圆心到直线的距离d=2aba2+b2=a,解得a=3b,ba=13,e=1-ba2=1-132=63故选A(5)(2019全国)已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a
8、0,b0)的左,右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点若F1A=AB,F1BF2B=0,则C的离心率为_2答案答案2解析解析秒杀由F1A=AB,得A为F1B的中点又O为F1F2的中点,OABF2又F1BF2B=0,F1BF2=90 OF2=OB,OBF2=OF2B又 F1OA=BOF2,F1OA=OF2B,BOF2=OF2B=OBF2,OBF2为等边三角形一条渐近线的倾斜角为60,斜率为3e=1+k2=2通法一:由F1A=AB,得 A 为 F1B 的中点又 O 为 F1F2的中点,OA BF2又F1BF2B=0,F1BF2=90 OF2=OB,OBF2=OF2B
9、又 F1OA=BOF2,F1OA=OF2B,BOF2=OF2B=OBF2,OBF2为等边三角形如图所示,不妨设B为c2,-32c点B在直线y=-bax上,ba=3,离心率e=ca=2通法二:F1BF2B=0,F1BF2=90在RtF1BF2中,O为F1F2的中点,|OF2|=|OB|=c如图,作BHx轴于H,由l1为双曲线的渐近线,可得|BH|OH|=ba,且|BH|2+|OH|2=|OB|2=c2,|BH|=b,|OH|=a,B(a,-b),F2(c,0)又F1A=AB,A为F1B的中点OAF2B,ba=bc-a,c=2a,离心率e=ca=2【对点训练】【对点训练】1已知F1,F2分别是双曲
10、线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点,过点F1,F2分别作x轴的垂线,交渐近线于点M,N,且点M,N在x轴的同侧,若四边形MNF2F1为正方形,则该双曲线的离心率为()A2 B3 C2D51答案答案D解析解析秒杀由题意,e=1+k2=5通法不妨设点M,N在x轴的上方,把x=c代入渐近线的方程y=bax,得y=bca因为四边形MNF2F1为正方形,所以bca=2c,所以b=2a,由此可得c=5a所以该双曲线的离心率e=ca=5故选D2已知双曲线x2a2-y2b2=1(a 0,b 0)的一条渐近线与直线 x+3y+1=0 垂直,则双曲线的离心率等于()A6 B2 33C10 D32答
11、案答案C解析解析秒杀由于双曲线的一条渐近线与直线x+3y+1=0垂直,则双曲线的渐近线方程为y=3x,e=1+k2=10通法由于双曲线的一条渐近线与直线 x+3y+1=0垂直,则双曲线的渐近线方程为 y=3x,可得ba=3,可得b2=9a2,即c2-a2=9a2,亦即c2=10a2,故离心率为e=ca=103已知F为双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的一个焦点,其关于双曲线C的一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则双曲线C的离心率为()A2 B3 C2D53答案答案C解析解析秒杀依题意,设双曲线的渐近线y=bax的倾斜角为,则由双曲线的对称性得3=3,=3,e=1+k2=2选C通法
12、依题意,设双曲线的渐近线y=bax的倾斜角为,则由双曲线的对称性得3=,=3,ba=tan3=3,双曲线C的离心率e=1+ba2=2,选C4双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的一个焦点为F,过点F作双曲线C的一条渐近线的垂线,垂足为A,且交y轴于B,若A为BF的中点,则双曲线的离心率为()A2 B3 C2D624答案答案A解析解析秒杀由题易知双曲线C的一条渐近线与x轴的夹角为4,e=1+k2=2故选A通法由题易知双曲线 C 的一条渐近线与 x 轴的夹角为4,故双曲线 C 的离心率 e=cos4-1=2故选A5(2019天津)已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l若l与双曲线x2a
13、2-y2b2=1(a0,b0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A2 B3 C2D55答案答案D解析解析秒杀由题设知k=2,e=1+k2=5故选D通法由已知易得,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线l:x=-1,所以|OF|=1又双曲线的两条渐近线的方程为y=bax,不妨设点A-1,ba,B-1,-ba,所以|AB|=2ba=4|OF|=4,所以ba=2,即b=2a,所以b2=4a2又双曲线方程中c2=a2+b2,所以c2=5a2,所以e=ca=56已知F是双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左焦点,过点F作垂直于x轴的
14、直线交该双曲线的一条渐近线于点M,若|FM|=2a,记该双曲线的离心率为e,则e2=()A1+172B1+174C2+52D2+546答案答案A解析解析秒杀由题意得,e=1+4e2,e4-e2-4=0,解得e2=1+172,故选A通法由题意得,F(-c,0),该双曲线的一条渐近线为y=-bax,将x=-c代入y=-bax得y=bca,bca=2a,即bc=2a2,4a4=b2c2=c2(c2-a2),e4-e2-4=0,解得e2=1+172,故选A7(2017全国)若双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为()A2B3
15、 C2 D2 337答案答案A解析解析秒杀设双曲线的一条渐近线方程为y=bax,化成一般式bx-ay=0,圆心(2,0)到直线的距离为22-12=|2b|a2+b2,解得ba=3,e=1+ba2=28过双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右顶点A作斜率为-1的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B,C,若A,B,C三点的横坐标成等比数列,则双曲线的离心率为()A3B)5C10D138答案答案C解析解析秒杀双曲线渐近线方程为y=bax,与直线y=-(x-a)联立由-bax=-x+a,得x=a2a-b,由bax=-x+a,得x=a2a+b根据题意,若a2a-ba=a2a+b2,得a
16、(a-b)=(a+b)2,此式不可4能,若a2a+ba=a2a-b2,则 a(a+b)=(a-b)2,解得 b=3a双曲线的离心率 e=1+ba2=10故选C9设F1,F2是双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左,右焦点,O是坐标原点,点P在双曲线C的右支上且|F1F2|=2|OP|,PF1F2的面积为a2,则双曲线的离心率是()A5 B2 C4D29答案答案B解析解析秒杀由|F1F2|=2|OP|可知|OP|=c,所以PF1F2为直角三角形,可知a2=b21tan2a2=b2,e=1+ba2=2通法由|F1F2|=2|OP|可知|OP|=c,所以 PF1F2为直角三角形,且 PF1
17、PF2由 SPF1F2=a2可知|PF1|PF2|=2a2,又|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2(|PF1|-|PF2|)2=-2|PF1|PF2|+|F1F2|2,即4a2=-4a2+4c2,e2=c2a2=84=2,又e1,e=2,故选B10设椭圆C:x2a2+y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,点E(0,t)(0t0,b0)的两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点若|OA|,|AB|,|OB|成等差数列,且AF 与FB 反向,则该双曲线的离心率为()A52B3 C5 D5211答案答案C解析解析秒杀设实轴长为2a,
18、虚轴长为2b,令AOF=,则由题意知tan=ba,在AOB中,AOB=180-2,tanAOB=-tan2=|AB|OA|,|OA|,|AB|,|OB|成等差数列,设|OA|=m-d,|AB|=m,|OB|=m+d,OA BF,(m-d)2+m2=(m+d)2,整理得 d=14m,-tan2=-2tan1-tan2=|AB|OA|=m34m=43,解得ba=2或ba=-12(舍去),e=1+ba2=512已知F为双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右焦点,过原点的直线l与双曲线交于M,N两点,且MF NF=0,MNF的面积为ab,则该双曲线的离心率为_12答案答案2 解析解析秒杀因为M
19、F NF=0,所以MF NF 设双曲线的左焦点为F,则由双曲线的对称性知四边形FMFN为矩形,则有|MF|=|NF|,|MN|=2c不妨设点N在双曲线右支上,由双曲线的定义知,|NF|-|NF|=2a,所以|MF|-|NF|=2a因为SMNF=12|MF|NF|=ab,所以|MF|NF|=2ab在RtMNF中,|MF|2+|NF|2=|MN|2,即(|MF|-|NF|)2+2|MF|NF|=|MN|2,所以(2a)2+22ab=(2c)2,把c2=a2+b2代入,并整理,得ba=1,所以e=ca=1+ba2=25第组秒杀公式第组秒杀公式(1)e椭圆=ca=2c2a=|F1F2|PF1|+|PF
20、2|=sinF1PF2sinF1F2P+sinF2F1P(2)e双曲线=ca=2c2a=|F1F2|PF1|-|PF2|=sinF1PF2|sinF1F2P-sinF2F1P|例例 2 2 (6)设椭圆 C:x2a2+y2b2=1(a b 0)的左、右焦点分别为 F1,F2,P 是 C 上的点,PF2 F1F2,PF1F2=30,则C的离心率为()A36B13C12D33答案答案D解析解析秒杀在RtPF2F1中,令|PF2|=1,PF1F2=30,|PF1|=2,|F1F2|=3e=2c2a=|F1F2|PF1|+|PF2|=33通法如图,在RtPF2F1中,PF1F2=30,|F1F2|=2
21、c,|PF1|=2ccos30=4 3c3,|PF2|=2ctan 30=2 3c3|PF1|+|PF2|=2a,即4 3c3+2 3c3=2a,可得3c=ae=ca=33(7)(2018全国)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1PF2,且PF2F1=60,则C的离心率为()A1-32B2-3 C3-12D3-1答案答案 D 解析解析秒杀 e=ca=2c2a=|F1F2|PF2|+|PF1|=sinF1PF2sinPF1F2+sinPF2F1=sin90sin30+sin603-1故选D通法由题设知 F1PF2=90,PF2F1=60,|F1F2|=2c,所以|PF2|=
22、c,|PF1|=3c由椭圆的定义得|PF1|+|PF2|=2a,即3c+c=2a,所以(3+1)c=2a,故椭圆C的离心率e=ca=23+1=3-1故选D(8)已知 F1,F2分别是双曲线 E:x2a2-y2b2=1(a 0,b 0)的左、右焦点,点 M 在 E 上,MF1与 x 轴垂直,sinMF2F1=13,则E的离心率为()A2 B32C3 D2答案答案A解析解析秒杀作出示意图,如图,离心率e=ca=2c2a=|F1F2|MF2|-|MF1|=sinF1MF2sinMF1F2-sinMF2F1=2 231-13=2故选A6通法因为MF1与x轴垂直,所以|MF1|=b2a又sinMF2F1
23、=13,所以|MF1|MF2|=13,即|MF2|=3|MF1|由双曲线的定义,得2a=|MF2|-|MF1|=2|MF1|=2b2a,所以b2=a2,所以c2=b2+a2=2a2,所以离心率e=ca=2故选A(9)点P是椭圆上任意一点,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,F1PF2的最大值是60,则椭圆的离心率e=_答案答案12解析解析秒杀e=ca=2c2a=|F1F2|PF2|+|PF1|=12通法如图所示,当点 P与点B重合时,F1PF2取得最大值60,此时|OF1|=c,|PF1|=|PF2|=2c由椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=4c=2a,所以椭圆的离心率e=ca=12(10)
24、椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)的左焦点为F,若F关于直线3x+y=0的对称点A是椭圆C上的点,则椭圆C的离心率为_答案答案3-1解析解析秒杀设F为椭圆的右焦点,则AFAF,AFF=3,|AF|=3|AF|,|FF|=2|AF|,因此椭圆C的离心率为2c2a=|FF|AF|+|AF|=23+1=3-1(11)(2018北京)已知椭圆M:x2a2+y2b2=1(ab0),双曲线N:x2m2-y2n2=1若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M的离心率为 _;双曲线N的离心率为_答案答案3-12解析解析秒杀双曲线N的离心率e1=1+tan2
25、60=2椭圆M的离心率e2=sinFDCsinDFC+sinDCF=sin90sin30+sin60=3-1通法一:如图,双曲线N的渐近线方程为y=nmx,nm=tan 60=3,双曲线N的离心率e1满足e21=1+n2m2=4,e1=2由y=3x,x2a2+y2b2=1,得x2=a2b23a2+b2设D点的横坐标为x,由正六边形的性质得|ED|=2x=c,4x2=c24a2b23a2+b2=a2-b2,得3a4-6a2b2-b4=0,3-6b2a2-b2a22=0,解得b2a2=2 3-3椭圆M的离心率e22=1-b2a2=4-2 3e2=3-17通法二:双曲线N的渐近线方程为y=nmx,则
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