高考数学(真题+模拟新题分类汇编)解析几何.pdf
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1、解析几何H l 直线的倾斜角与斜率、直线的方程2 1.B 1 2,H1 2 0 1 3 新课标全国卷H 已知函数f(x)=x?ef.(1)求 f(x)的极小值和极大值;(2)当曲线y =f(x)的切线1 的斜率为负数时,求 1 在 x 轴上截距的取值范围.2 1.解:(l)f(x)的定义域为(-8,4-0 0).f(x)=-e I(x 2).当 x d(-8,0)或 XG(2,+8)时,f(x)0.所 以 f(x)在(-8,0),(2,+8)单调递减,在(0,2)单调递增.故当x =0时,f(x)取得极小值,极小值为f(0)=0;当 x=2 时,f(x)取得极大值,极大值为 f(2)=4 e-
2、2.(2)设切点为(t,f(t),则 1 的方程为y=f(t)(x t)+f (t).所 以 1 在 x 轴上的截距为m(t)(t)=t+t_2=t-+t_2+3.由已知和得tw(8,0)U(2,+8).令 h(x)=x+|(x W O),则当 x G (0,+8)时,h(x)的取值范围为 2 y/2,+此时,圆 P的半径r=#.故圆 P 的方程为 x2+(y-l)2=3 或 x2+(y+l)2=3.4.H2、H3 和 H4 2 0 1 3 重庆卷设 P是圆(x 3)?+(y+l)?=4 上的动点,Q 是直线x =一3 上的动点,则|P Q|的最小值为()A.6 B.4 C.3 D.24.B
3、解析 P Q 的最小值为圆心到直线距离减去半径.因为圆的圆心为(3,-1),半径为2,所以|P Q|的最小值d=3(3)2=4.H 3圆的方程1 4.H3 1 2 0 1 3 江西卷若 圆 C经过坐标原点和点(4,0),且与直线y =l 相切,则 圆 C的方程是.1 4.(x-2)?+(y+=Y 解析 r2=4+(rI)2,得 r=|,圆心为(2,一1).故圆 C的方程是(x 2)2+(y+=华.2 1.F 2,F 3、H3、H 5 和 H8 2 0 1 3 重庆卷如 图 1 5所示,椭圆的中心为原点0,长轴在 x 轴上,离心率e=乎,过左焦点以作x 轴的垂线交椭圆于A,A,两点,|A A,1
4、=4.(1)求该椭圆的标准方程;(2)取平行于y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,使椭网上的其余点均在圆Q 外.求A P P Q 的面积S 的最大值,并写出对应的圆Q 的标准方程.图 1 一5(c)2 22 42 1.解:由题意知点A(c,2)在椭圆上,则一 1 +记=1,从而e?+记=1.、历 4 b2由 e=Q 得 b=j 2-8,从而 a =*:2=1 6.2 1 e 1 e2 2故该椭圆的标准方程为2+=1.1 6 8(2)由椭圆的对称性,可设Q(x。,0),又设M(x,y)是椭圆上任意一点,则|QM 1 2=(x x o)2+y2=x22 x ox+
5、x o+8(1 =(x 2 x()2x o+8(x G 4,4 ).设 P(x”y i),由题意,P 是椭圆上到Q 的距离最小的点,因此,上式当x =x i时取最小值,又因为x 1 (4,4),所以上式当x=2 x o时取最小值,所以x i=2 x o,K QP 8 x o.由对称性知P (x i,-yO,故|P P,|=|2 y ,所以S=1|2 y i|x1-x 1|=1 x 2 =(4-x o)(x o-2)z+4.当 x 0=也 时,A P P Q 的面积S 取到最大值2此时对应的圆Q 的圆心坐标为Q(土0),半径此P|=d8 一晟 因此,这样的圆有两个,其标准方程分别为(x+炬 F+
6、y 2=6,(x 也 产+=6.4.H2、H3和 H4 20 1 3 重庆卷设 P是圆(x-3)2+(y+D?=4 上的动点,Q是直线x=一3 上的动点,则|P Q|的最小值为()A.6 B.4 C.3 D.24.B 解析 P Q|的最小值为圆心到直线距离减去半径.因为圆的圆心为(3,-1),半径为2,所以|P Q|的最小值d=3-(-3)-2=4.H 4直线与圆、圆与圆的位置关系6.H4 E 20 1 3 安 徽 卷 直 线 x+2 y-5+V 5 =0被 圆 x+y2-2x-4 y =0截得的弦长为A.1 B.2 C.4 D.4 季6.C 解析圆的标准方程是(x l)?+(y 2尸=5,圆
7、心(1,2)到直线x+2y 5+乖=0 的距离d=l,所以直线x+2y 5+m=0被圆xJ+y 2x 4 y=0 所截得的弦长1=2#-d。=4.7.H4 E 20 1 3 广东卷垂直于直线y=x+l 且与圆x2+y2=l 相切于第I象限的直线方程是()A.x+y 4=0 B.x+y+l=0C.x+y-l=0 D.x +y+*=07.A 解析设直线方程为y=x+m,且原点到此直线的距离是1,即 1=比,解得用=*.当 m=-/时,直线和圆切于第III象限,故舍去,选 A.1 4.H4 1 20 1 3 湖北卷已知圆 0:x2+y2=5,直线 1:x c o s 6 +y sin 9 =l(0
8、V 9 d,所以圆0上共有4个点到直线的距离为1,k=4.1 0.H4 E 20 1 3 江西卷如 图 1 3所示,已 知 1,12,圆心在L上、半 径为1 m的 圆 0在 t=0 时 与 h 相切于点A,圆。沿 L以 1 m/s的速度匀速向上移动,圆被直线L所截上方圆弧长记为X,令 y =c o s X,则 y与时间t(0 W t W l,单位:s)的函数y=f (t)的图像大致为()B 解析 如图,设N M 0 A=。,c o s a =1 t,c o s 2 a =2c o s2 a l=2t24 t +l,x =2a 1 =2 a ,y =c o s x =c o s 2 a =2t2
9、4 t +l,故选 B.20.H2,H4 20 1 3 新课标全国卷H 在平面直角坐标系x O y 中,已知圆P 在 x 轴上截得线段长为2 4,在 y 轴上截得线段长为2小.(1)求圆心P的轨迹方程;(2)若 P点到直线y=x的距离为 半,求圆P的方程.2 0.解:(1)设 P(x,y),圆 P的半径为r.由题设 y2+2 =r2,x2+3=r2.从而 y2+2 =x2+3.故 P点的轨迹方程为y2-x2=l.设 P (x o y o),由已知得|x o y o|啦_ I x o-y()I =1,又 P点在双曲线y 2 x 2=l上,从 而 得 2 2 .由x o-y o=L ,y o X
10、o=l 得X o =O,y o=1 1.此时,圆 P的半径r=#.山x o-y o=LyK=l 得X o =O,y o=h此时,圆 P的半径故圆P的方程为x2+(y 1 尸=3 或 x2+(y+l)2=3.1 3.H4 20 1 3 山东卷过点(3,1)作圆(x 2 +(y 2尸=4的弦,其中最短弦的长为1 3.2/解析设弦与圆的交点为A、B,最短弦长以(3,1)为中点,由垂径定理得(号j+(32)24(21 尸=4,解之得|A B|=2*.8.H4 1 20 1 3 陕西卷已知点M(a,b)在圆0:x2+y2=1 则直线a x+b y=l 与圆0的位置关系是()A.相 切 B.相 交 C.相
11、 离 D.不确定8.B 解析由题意点M(a,b)在圆x?+y 2=l外,则满足选+1?1,圆心到直线的距离d=V?+P+=5 相切,旦与直线a x-y+l=0 垂直,则 a=()1A.-B.11C.2 D.-5.C 解析设过点P(2,2)的圆的切线方程为y-2=k(x-2),由题意得乖,解之得k=-1.又 切线与直线a x-y+l=0 垂直,a=2.20.H4,E 8,B l 20 1 3 四川卷已知圆C的方程为/+(y 4 =4,点 0是坐标原点.直线 1:y =k x 与圆C交于M,N两点.(1)求 k的取值范围;9 11(2)设 Q(m,n)是线段MN匕的点,且市 1=不+=.请将n表示
12、为m的函数.2 0.解:(1)将 y=k x 代入 x?+(y 4/=4,得(l+k2)x2-8 k x +1 2=0.(*)由 A =(-8 k)2-4(l+k2)X 1 2 0,得 k?3.所以,k的取值范围是(-8,一4)u(#+8).因 为 M,N在直线1 上,可设点M,N的坐标分别为(x i,k x,),(x2,k x2),则|0 M|2=(l+k2)x h 0 N|2=(l+k2)x LX|0 Q|2=m2+n2=(l+k2)m2,二 _ _ _ _ _ _ 1,1田 0 Q|L 0 M|2十|0 N 得_2_=_ I_+_I _(1+k2)m2-(1+k2)x,(1+k2)x 7
13、2 11(x i+x 2)J2X IX2即常=/+孩=菽 -,8 k 1 2由(*)式可知,X+x 2 =+k X1X2=+k?所 以 作=春 因为点Q在直线y=k x 上,所以k 4 代 入.=就 百 中 并 化 简,得 5 nf.由.=病 二 及 k?3,可知(K m%?,即 m G(镉,0)U (0,小).根据题意,点 Q 在圆C 内,则 n 0,所以n=2 、15n)2+18 05于是,n与 m 的函数关系为n=15m:+国(mG (一木,0)U (0,4).13.H 4 2 0 13 浙江卷直 线 y =2 x +3 被 圆 x2+y2-6 x-8 y =0所截得的弦长等于13.4
14、4 解析圆的标准方程为(x 3)?+(y-4)2 =2 5,圆心到直线的距离为d =|2 X 3-4+3|=季,所以弦长为2 正一(小)&弧=4 4.4.H 2、H 3 和 H 412 0 13 重庆卷设 P 是圆(x 3)?+(y+l)?=4 上的动点,Q 是直线x=-3 上的动点,则|PQ|的最小值为()A.6 B.4 C.3 D.24.B 解析 PQ|的最小值为圆心到直线距离减去半 径.因为圆的圆心为(3,-1),半径为2,所以|PQ|的最小值d=3(3)2=4.H5 椭圆及其几何性质2 22 1.H 5,H 10 2 0 13 安徽卷 已知椭圆C:点十g=1 (a b 0)的焦距为4,
15、且过点P(低(1)求椭圆C 的方程;(2)设 Q(x o,y。)(x o y o W O)为椭圆C 上一点,过点Q 作 x 轴的垂线,垂足为E,取点A(0,2 联结A E,过点A作 A E 的垂线交x轴于点D,点 G是 点 D 关 于 y轴的对称点,作直线Q G,问这样作出的直线QG 是否与椭圆C-定有唯一的公共点?并说明理由.2 1.解:因为焦距为4,所以a b.又因为椭圆C 过点P(、但,乖),所以5+台1,故 a?=8,b?=4,X 2 V2从而椭圆c的方程为d+:=Lo 4由题意,E 点坐标为(x。,0),设 D(x ,0),则靠=(x 0,一2m),A D=(x ,-2 7 2).r
16、 r8再由 A D_ L A E 知,A E A D=O,即 X()XD+8 =0.由于 x o y o#O,故 x )=-.X o因为点G是点D 关于y 轴的对称点,所以G&,0,X o故直线QG 的斜率k o c=:-x o X o又因Q(x 0,y o)在椭圆C 上,所以煮+2 4=8.从而履=一守.2 y o故直线QG 的方程为y=-x-.z y o x o将代入椭圆C 方程,得(x j+2 y j)x -16x o x+64-16y o=O.再将代入,化简得X -2 x o x +x:=O,解得x =x。,y=y。,即直线QG 与椭圆C 一定有唯一的公共点.219.M2,H 5,H
17、10 2 0 13 北京 卷 直 线 y=k x+m(mW 0)与椭圆W:+/=1 相交于A,C两点,0是坐标原点.(1)当点B的坐标为(0,1),且四边形O A B C为菱形时,求 A C的长;(2)当点B在 W上且不是W的顶点时,证明:四边形O A B C不可能为菱形.19.解:(1)因为四边形O A B C为菱形,所以A C与 0 B 相互垂直平分.所以可设A(t,9,代入椭圆方程得9+3=i,即 t=,5.所以|A C|=2小.(2)证明:假设四边形O A B C为菱形.因为点B不是W的顶点,且 A CJ _ O B,所以k W O.x2+4y2=4,y=k x+m消 y 并整理得(l
18、+4k2)x +8 k mx+4m 4=0.设 A(xi,y i),C(X2,y z),则Xl+X224k m y i+y 2 x i+x2 1 mT+4?W=k -十 户 中 谈所以A C 的中点为M(-1+妹,因为M 为 A C和 O B 的交点,且 mW O,k W O,所以直线0 B 的斜率为一占.因为k (一器)?一1,所以A C 与 0 B 不垂直.所以O A B C不是菱形,与假设矛盾.所以当点B不是W的顶点时,四边形O A B C不可能是菱形.x NO,15.H 5 2 0 13 全 国 卷 若 x,y满足约束条件,x +3 y N 4,则 z=x +y 的最小值为、3 x +
19、yW 4,1 5.0 解析已知不等式组表示区域如图中的三角形A B C 及其内部,目标函数的儿何意义是直线y=x+z 在 y 轴上的截距,显然在点A取得最小值,点 A(l,1),故如山=一1 +1=0.8.H5 2 0 1 3 全国卷已知日(一1,0),F2(l,0)是椭圆C的两个焦点,过 F?且垂直于x轴的直线交C于 A,B两点,且|A B =3,则 C的 方 程 为()2 2 2A.y+y2=l B,d=l2 2 2 2C-4+f=1 D-5 +4 =12 21 28.C 解析设椭圆C的方程为与+卷=1 (a b 0),与直线x =l 联立得y=(c=l),a b a所以 2 b2=3 a
20、,即 2(a 2-l)=3 a,2 a-3 a-2=0,a 0,解得 a=2(负值舍去),所以 b?=3,2 2故所求椭圆方程为%*1.2 2X V1 5.H5,H8 2 0 1 3 福建卷椭 圆:F+=1 (a b 0)的左、右焦点分别为F,民,焦a b距 为 2 c.若直线y=#(x+c)与 椭 圆 r的一个交点M满足NM F F 2=2 NM F F”则该椭圆的离心率等于.1 5.3-1 解析如图,M F R 中,/M F F z=6 0 ,所以/M F B=3 0 ,/件 帆=9 0 .又|F E|=2 c,所以 N F=C,M F 2|=A/C.根据椭圆定义得 2 a=|M F/+|
21、M F 2|=C+5C,得 e=后f T9.H5 2 0 1 3 广东卷已知中心在原点的椭圆C的右焦点为F(l,0),离心率等于右 则C的 方 程 是()2 2 2 2x,y 八 x ,yAT+T=I B.丁+亍=13 4 4小2 2 2 2c-4+i=1 吟+*iX2 y2 C 19.D 解析设椭圆C的标准方程为F+S=l(a b 0),由题知c =l,一=5,解得a=2,a b a 2b2=a2c2=4 1=3,选 D.X 2 V21 2.H5 2 0 1 3 江苏卷在平面直角坐标系x Oy中,椭圆C的标准方程为F+=1 (a 0,a bb 0),右焦点为F,右准线为1,短轴的一个端点为B
22、.设原点到直线B F 的距离为d F到 1的距离为d2.若 d 2=/d”则椭圆C的离心率为.1 2.Y 解析由题意知F(c,0),1:x=三,不妨设B(0,b),则直线B F:-+J=1,3 c c b即 bx+c ybc =O.be|be-Jb2+c2 a于是d i =由 d 2=/d i,得化简得 6 c4+a2c2a4=0,即 6 e =0,解得 e2=1 c =一 (舍去),故 =噂,故椭圆c的离心率为Jo2 2/72 0.H5,H8 2 0 1 3 江西卷椭圆C:之+抬=1 (a b 0)的离心率e=,a+b=3.a b 2(1)求椭圆C的方程;(2)如 图 1 8 所示,A,B,
23、D是椭圆C的顶点,P 是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线D P交 x 轴于点N,直线A D 交 B P于点M,设 B P 的斜率为k,M N 的斜率为m.证 明:2 m-k 为定值.2 0.解:(1)因为 e=、C=,L a2 所以 a=诋 c,b=诟 c,代入 a+b=3 得c=a=2,b=l,2故椭圆C的方程为+y2=l.方 法 一:因 为 B(2,0),P 不 为 椭 圆 顶 点,则 直 线 BP 的 方 程 为 y=k(x -2)(kW 0,k W -J,代 入%/=1,解得 P倦W,一吊 片,直线A D 的方程为y=5+l.,4 k+2 4 k、与联立解得M五二7,而二7 .、乙 K
24、 1 /K 1J由D(,0,1)、,Pf层8 k不j-2p -亦4Hk、,N(x,0)三点共线知4 k-4 k2+l-1 0-18 k 2Z i?+T-x-0/4 k2 、,解得 Mik?;4 k所以M N的斜率为m=五 =2 k竿,2 k-1 2 k+l则 2 m-k=2 k;-k=g(定值).方法二:设 P(x o,yo)(x o W O,2),则 k=_直线A D 的方程为:y=g(x+2),直线B P的方程为:y=-%(x 2),直线D P的方程为:y-l=-x,令 y=0,由于yr l可得 1 二 号,0)X o yo _ 1 /y=g(x+2),联立:y=J(x-2),“S ./4
25、 yo+2 x o-4 4 yo )解得 M(2 yo _ x o+2 2 yo-x o+2,因此M N的斜率为4 yo2 yX o+2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _4 yo (yo-1)4 yo+2 x o 4 x o2 yo-x o+2 y。14yo-8 yo+4x oyo-x o+4_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4yo(y0-1)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ y0-14yo8 yo+4x oyo(44yo)+4 2yo+x o2.所以2m k =2(y0 1)2yo+x o2y。Xo22(y()1)(XQ2)yo(2yo+x()-2)(2yo
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