2023届突破新高考数学圆锥曲线压轴题精选精练第5讲 利用正余弦定理和三角形的边长关系解决圆锥曲线问题含解析.pdf
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1、2023届突破新高考数学圆锥曲线压轴题精选精练届突破新高考数学圆锥曲线压轴题精选精练第第 5讲讲 利用正利用正余弦定理和三角形的边长关系解决圆锥曲线问题余弦定理和三角形的边长关系解决圆锥曲线问题一选择题(共一选择题(共 9 小题)小题)1 设双曲线的方程为22221(0,0)xyabab,若双曲线的渐近线被圆22:100M xyx所截得的两条弦长之和为 12,已知ABP的顶点A,B分别为双曲线的左、右焦点,顶点P在双曲线上,则|sin|sinsin|PAB的值等于()A35B73C53D72已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab的左右焦点分别为,2F,点P是双曲线C右支上一点,若122
2、|F FPF,1230PFF,则双曲线C的离心率为()A31B312C511FD5123 已知1F,2F为双曲线222:1(0)2xyCbb的左右焦点,点A为双曲线C右支上一点,1AF交左支于点B,2AF B是等腰直角三角形,22AF B,则双曲线C的离心率为()A4B2 3C2D34已知1F,2F分别是双曲线221169xy的左右焦点,P的右支上的一动点,则12122|2|PFPFPFPF 的取值范围是()A(2,4)B(2,52C(1,3D(0,525已知双曲线22221(0,0)xyabab的一条渐近线方程2yx,且点P为双曲线右支上一点,且1F,2F为双曲线左右焦点,12F F P的面
3、积为4 3,且1260FPF,则双曲线的实轴的长为()A1B2C4D4 36已知双曲线222:14xyCb的左右焦点分别为1F,2F,点P是双曲线C右支上一点,若122|F FPF,1230PFF,则1|PF的长为()A42 3B2(36)C2 38D2 367 已知点(4,0)A 和(2,2)BM是椭圆221259xy上一动点,则|MAMB的最大值()A102 2B25C92D92 28 已知AB为经过抛物线26yx焦点F的弦,C为抛物线的准线与x轴的交点,若弦AB的斜率为43,则ACB的正切值为()A409B821C1D不存在9设抛物线22yx的焦点为F,过点(3,0)M的直线与抛物线相交
4、于A,B两点,与抛物线的准线相交于点C,5|2BF,则BCF与ACF的面积之比(BCFACFSS)A12B23C34D45二填空题(共二填空题(共 8 小题)小题)10已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab的左右焦点分别为1F,2F,O为坐标原点,点M为双曲线右支上一点,若12|2|FFOM,21tan2MF F,则双曲线C的离心率的取值范围为11 设1F,2F分别是椭圆2212516xy的左右焦点,P为椭圆上任意一点,点M的坐标为(6,4),则1|PMPF的最大值为,最小值为12 设1F、2F分别是椭圆2212516xy的左,右焦点,P为椭圆上任一点,点M的坐标为(6,4),则1|P
5、MPF的最小值为13已知点(,0)F c为双曲线的22221(,0)xya bab右焦点,点P为双曲线左支上一点,线段PF与圆222()39cbxy相切于点Q,且2PQQF,则双曲线的离心率为14AB抛物线24yx的过焦点F的弦,O为坐标原点,则以AF为直径的圆与y轴有个公共点;抛物线准线与x轴交于点C,若135OFA,cosACB15设抛物线22yx的焦点为F,过点(3,0)M的直线与抛物线相交于A,B两点,与抛物线的准线相交于C,|2BF,则BCF与ACF的面积之比BCFACFSS16已知点(1,1)M 和抛物线2:4C yx,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点若90AMB,则k
6、 17已知点(1,1)M 和抛物线2:4C yx,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点,若AB以为直径的圆过M,则k 三解答题(共三解答题(共 1 小题)小题)18设椭圆2221(3)3xyaa的右焦点为F,右顶点为A,已知113|eOFOAFA,其中O为原点,e为椭圆的离心率(1)求椭圆的方程;(2)设过点A的直线l与椭圆交于(B B不在x轴上),垂直于l的直线与l交于点M,与y轴交于点H,若BFHF,且|MAMO,求直线l的斜率的取值范围第第 5 讲讲 利用正余弦定理和三角形的边长关系解决圆锥曲线问题利用正余弦定理和三角形的边长关系解决圆锥曲线问题参考答案与试题解析参考答案与试题解
7、析一选择题(共一选择题(共 9 小题)小题)1 设双曲线的方程为22221(0,0)xyabab,若双曲线的渐近线被圆22:100M xyx所截得的两条弦长之和为 12,已知ABP的顶点A,B分别为双曲线的左、右焦点,顶点P在双曲线上,则|sin|sinsin|PAB的值等于()A35B73C53D7【解答】解:双曲线的一条渐近线方程为byxa,双曲线的渐近线被圆22:100M xyx,即22(5)25xy所截得的两条弦长之和为 12,设圆心到直线的距离为d,则2594d,2254bab,即54bc,即45bc2229225acbc,35ac,|2APBPa,由正弦定理可得2sinsinsin
8、APPBABRBAP,sin2APBR,sin2BPAR,2sin2cPR,2|sin|252|sinsin|23|22cPcRBPAPABaRR,故选:C2已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab的左右焦点分别为1F,2F,点P是双曲线C右支上一点,若122|F FPF,1230PFF,则双曲线C的离心率为()A31B312C51D512【解答】解:在等腰三角形12PFF中,122|2F FPFc,1230PFF,可得221|442 22 cos1202 3PFccccc,由双曲线的定义可得12|2 322PFPFcca,即有131231cea故选:B3 已知1F,2F为双曲线222:
9、1(0)2xyCbb的左右焦点,点A为双曲线C右支上一点,1AF交左支于点B,2AF B是等腰直角三角形,22AF B,则双曲线C的离心率为()A4B2 3C2D3【解答】解:设2|AFm,1|BFn,2AF B是等腰直角三角形,22AF B,22|BFAFm,|2ABm,由12|22 2AFAFa,22 2mnm,由22|22 2BFBFa,2 2mn,由可得4m,42 2n,由余弦定理可得222121212|2|cos4FFAFAFAFAF,22224(2)2(2)2cmmamma2216(42 2)24(42 2)242,6c 632cea,故选:D4已知1F,2F分别是双曲线22116
10、9xy的左右焦点,P的右支上的一动点,则12122|2|PFPFPFPF 的取值范围是()A(2,4)B(2,52C(1,3D(0,52【解答】解:1F,2F分别是双曲线221169xy的左右焦点,216a,29b,得1695c,双曲线的焦距为210c,1(5,0)F,2(5,0)F,点P在双曲线上运动,1212|10PFPFF F,122|2|20PFPF,2212121212|2|cos,PFPFPFPFPFPFPF PF ,10PF,2180PF ,当1PF,2180PF 时,12|28minPFPFa,当1PF,20PF 时,12|PFPF ,12|8PFPF,12122|2|PFPF
11、PFPF 的取值范围是(0,52故选:D5已知双曲线22221(0,0)xyabab的一条渐近线方程2yx,且点P为双曲线右支上一点,且1F,2F为双曲线左右焦点,12F F P的面积为4 3,且1260FPF,则双曲线的实轴的长为()A1B2C4D4 3【解答】解:双曲线22221xyab的渐近线方程为byxa,由一条渐近线方程为2yx,可得2ba,由双曲线定义有12|2PFPFa,两边平方得2221212|2|4PFPFPFPFa由余弦定理,有222121212|2|cos60FFPFPFPFPF,即为2221212|4PFPFPFPFc由可得22212|444PFPFcab,12F F
12、P的面积为4 3,可得2212113|sin60434 3222PFPFbb,解得2b,1a,故选:B6已知双曲线222:14xyCb的左右焦点分别为1F,2F,点P是双曲线C右支上一点,若122|F FPF,1230PFF,则1|PF的长为()A42 3B2(36)C2 38D2 36【解答】解:双曲线222:14xyCb的2a,在等腰三角形12PFF中,122|2F FPFc,1230PFF,可得2211|442 22()2 32PFccccc,由双曲线的定义可得12|2 3224PFPFcca,解得13c ,则1|62 3PF,故选:D7 已知点(4,0)A 和(2,2)BM是椭圆221
13、259xy上一动点,则|MAMB的最大值()A102 2B25C92D92 2【解答】解:A为椭圆左焦点,设右焦点为(4,0)F,则由椭圆定义|210MAMFa,于是10|MAMBMBMF当M不在直线BF与椭圆交点上时,M、F、B三点构成三角形,于是|MBMFBF,而当M在直线BF与椭圆交点上时,在第三象限交点时有|MBMFBF,在第一象限交点时有|MBMFBF显然当M在直线BF与椭圆第一象限交点时|MAMB有最大值,其最大值为|10|10|102 10MAMBMBMFBF故选:A8 已知AB为经过抛物线26yx焦点F的弦,C为抛物线的准线与x轴的交点,若弦AB的斜率为43,则ACB的正切值为
14、()A409B821C1D不存在【解答】解:抛物线方程为226ypxx,3p焦点F坐标为3(2,0),准线l方程为32x C点坐标为3(2,0)直线AB经过点3(2F,0),AB的斜率为43,设点A的坐标为3(2x,4)3x,(0)x,代入抛物线方程可得,22161890 xpxp,可以解得,92x 或98x (舍去),443tan35xACFx,同理,可以解得,4tan5BCF,444055tantan2449155ACBACF故选:A9设抛物线22yx的焦点为F,过点(3,0)M的直线与抛物线相交于A,B两点,与抛物线的准线相交于点C,5|2BF,则BCF与ACF的面积之比(BCFACFS
15、S)A12B23C34D45【解答】解:抛物线方程为22yx,焦点F的坐标为1(2,0),准线方程为12x ,如图,设1(A x,1)y,2(B x,2)y,过A,B分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为E,N,则21|22BFx,22x,把22x 代入抛物线22yx,得,22y ,直线AB过点(3,0)M与(2,2)方程为260 xy,代入抛物线方程,解得,192x,91|522AE,在AEC中,/BNAE,12BCFACFBCBNSACAES,故选:A二填空题(共二填空题(共 8 小题)小题)10已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab的左右焦点分别为1F,2F,O为坐标原点,点M为双
16、曲线右支上一点,若12|2|FFOM,21tan2MF F,则双曲线C的离心率的取值范围为(1,5【解答】解:法一:12|2|FFOM,122FMF,222124|cMFMF,1212|tan|MFMF FMF,12|2MFMFa,221222222122222211221222|4|2|4(|)|MFMFMFMFMFceMFMFMFMFaMFMFMF,设12|2|MFtMF,则2221211212tetttt,115222tt,215e,15e 法二:12|2|FFOM,122FMF,令11|MFr,22|MFr,21MF F,tan2,12 sinrc,22 cosrc,1222(sinc
17、os)arrc,1sincose,22211152tan(sincos)1sin211tane,15e 故答案为:(1,511 设1F,2F分别是椭圆2212516xy的左右焦点,P为椭圆上任意一点,点M的坐标为(6,4),则1|PMPF的最大值为15,最小值为【解答】解:将M的坐标代入椭圆方程可得361125,即M在椭圆外,连结2PF、2MF,椭圆2212516xy的5a,4b,3c,1(3,0)F,2(3,0)F,由椭圆的定义可得,12|210PFPFa,222|(63)(40)5MF,由2211|(63)(40)97PMPFMF,22|PMPFMF,12212|2|10515PMPFPF
18、MFPFaMF,1|PMPF的最大值和最小值分别为 15 和97故答案为:15,9712 设1F、2F分别是椭圆2212516xy的左,右焦点,P为椭圆上任一点,点M的坐标为(6,4),则1|PMPF的最小值为5【解答】解:2(3,0)F12|210PFPFa,222|(63)45MF 1222|(10|)|10|105105PMPFPMPFPMPFMF,当且仅当三点M,2F,P共线时取等号故答案为:513已知点(,0)F c为双曲线的22221(,0)xya bab右焦点,点P为双曲线左支上一点,线段PF与圆222()39cbxy相切于点Q,且2PQQF,则双曲线的离心率为5【解答】解:根据
19、题意,设双曲线的左焦点为1F,连接1PF,设圆的圆心为C,圆的方程为222()39cbxy的圆心为(3c,0),半径3br,则有1|3|FFFC,若2PQQF,则1/PFQC,1|PFb,|2PFab;线段PF与圆222()39cbxy相切于点Q,则CQPF以及1PFPF,则有222(2)4babc,即2222(2)4()babab,即2ba,由双曲线的性质有5ca,则双曲线的离心率5cea;故答案为:514AB抛物线24yx的过焦点F的弦,O为坐标原点,则以AF为直径的圆与y轴有1个公共点;抛物线准线与x轴交于点C,若135OFA,cosACB【解答】解:抛物线24yx的焦点(1,0)F,准
20、线方程为1x ,设(,)A m n,由抛物线的定义可得|1AFm,设AF的中点为M,可得M到准线的距离为13(12)22mm,即有M到y轴的距离为3111|222mmAF,则以AF为直径的圆与y轴相切,可得与y轴有 1 个交点;由135OFA,可得直线AB的斜率为tan451,即有直线AB的方程为1yx,代入抛物线的方程,可得2610 xx,解得32 2x,即有(32 2A,2 22),(32 2B,22 2),(1,0)C,可得直线AC的斜率为122 22242 2k,直线BC的斜率为222 22242 2k,则ACFBCF,coscos2ACBACF,由sin2tancos2ACFACFA
21、CF,22sincos1ACFACF,解得6cos3ACF,则2261cos22cos12()133ACFACF 故答案为:1,1315设抛物线22yx的焦点为F,过点(3,0)M的直线与抛物线相交于A,B两点,与抛物线的准线相交于C,|2BF,则BCF与ACF的面积之比BCFACFSS45【解答】解:抛物线方程为22yx,焦点F的坐标为1(2,0),准线方程为12x 如图,设1(A x,1)y,2(B x,2)y,过A,B分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为E,N,则,221|222pBFxx,232x把232x 代入抛物线22yx,得,23y ,直线AB过点(3,0)M与3(2,3)方程为
22、33(3)302xy,代入抛物线方程,解得,12x 15|222AE,在AEC中,/BNAE,|245|52BCBNACAE,1|4215|2BCFACFBC hSSAC h故答案为4516已知点(1,1)M 和抛物线2:4C yx,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点若90AMB,则k 2【解答】解:抛物线2:4C yx的焦点(1,0)F,过A,B两点的直线方程为(1)yk x,联立24(1)yxyk x可得,22222(2)0k xkxk,设1(A x,1)y,2(B x,2)y,则212242kxxk,121x x,12124(2)yyk xxk,2212121212(1)(1)
23、()14y ykxxkx xxx,(1,1)M,1(1MAx,11)y,2(1MBx,21)y,90AMB,0MA MB 1212(1)(1)(1)(1)0 xxyy,整理可得,12121212()()20 x xxxy yyy,24412420kk,即2440kk,2k故答案为:217已知点(1,1)M 和抛物线2:4C yx,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A、B两点,若AB以为直径的圆过M,则k 2【解答】解:抛物线2:4C yx的焦点(1,0)F,过A,B两点的直线方程为(1)yk x,联立24(1)yxyk x,可得22222(2)0k xkxk,设1(A x,1)y,2(B x,
24、2)y,则212242kxxk,121x x,12124(2)yyk xxk,2212121212(1)(1)()14y ykxxkx xxx,(1,1)M,1(1MAx,11)y,2(1MBx,21)y,以AB为直径的圆过M,0MA MB ,1212(1)(1)(1)(1)0 xxyy,整理可得,12121212()()20 x xxxy yyy,24412420kk,即2440kk,解得2k 故答案为:2三解答题(共三解答题(共 1 小题)小题)18设椭圆2221(3)3xyaa的右焦点为F,右顶点为A,已知113|eOFOAFA,其中O为原点,e为椭圆的离心率(1)求椭圆的方程;(2)设
25、过点A的直线l与椭圆交于(B B不在x轴上),垂直于l的直线与l交于点M,与y轴交于点H,若BFHF,且|MAMO,求直线l的斜率的取值范围【解答】解:(1)设(,0)F c,由113|eOFOAFA得,113()ccaa ac,可得2223acc,又2223acb,可得21c,24a,椭圆方程为:22143xy;(2设直线l的方程为(2)yk x,0k,(BB x,)By,由方程组22143(2)xyyk x得,2222(43)1616120kxk xk,解得2x,或228643kxk,由题意可知228643Bkxk,进而得21243Bkyk,由(1)知,(1,0)F,设(0,)HHy,则(
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