2022年高考数学解析几何综合练应用三:圆锥曲线的综合之中点弦问题专练(解析版).pdf
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1、备战2022年高考数学解析几何综合练应用三:圆锥曲线的综合之中点弦问题专练(解析版)一、单选题2 21.已知椭圆C:二+马=1(4 6 0)的左焦点为尸,过点尸的直线x-y +6 =o与椭圆c相交于不同a bL的两点A,B,若P为线段A 8的中点,。为坐标原点,直线。P的 斜 率 为 则 椭 圆C的方程为(),x2 y2.o x2 2 1 c f 2 X2 y2.A.-1-=1 B +y=1 C.-1-=1 D -1-=13 2 4-4 2 6 3【答案】D【分析】求得尸的坐标,利用点差法建立。力的关系式,由此求得“力,进而求得椭圆方程.【详解】直线x-y +0 =0过点尸,令y=0则x =-
2、G,所以网-6,0),即c =6.设A a,x),8(”,,),则M +g _=i,M+=i,两式相减并化简得一4=上 土&.21二匹,a b-a b-a x+x2 x,-x2所以卜=5 =卜2=2,c2=a2 b2=b2=3,b=6,a=/6 ,所以椭圆C的方程为+4 =1.6 3故选:D2.已知直线/与抛物线y2=4x交于A,B两点(点A在第一象限,点8在第四象限),与x轴交于点M(叽0),若线段A B的中点的横坐标为3,则,的取值范围是()A.(0,3 B.(7,3 C.(0,6 D.(1,6【答案】A【分析】设A(XM),B(X2,%),直线方程为X=+,(5 0),然后抛物线标准方程
3、与直线方程联立消x,得一个关于y一元二次方程,又由线段A 8的中点的横坐标为3,得玉+=6,转化为?=3-2/,由此即可确定m的取值范围.【详解】解:设&芭,),8(,2),直线方程为x =(y+m(m 0),x =t y +m c联立 2,消去工,得y 2-4 9-4机=0,所以+%=,y=4x所以%+%=%+),2)+2?=4产 +2”,因为A、8中点横坐标为3,所以西+=6,故机=3-2/4 3,又?0,所以切的取值范围为(0,3.故选:A.3.斜率为的直线/与抛物线V=4x相交于A,8 两点,与 圆(x-5)2+产=9 相切于点时,且 M 为线段A B的中点,则=()A工2石 Q 4非
4、A.-B.5 5C.土 逑 D.土 也5 5【答案】A【分析】利用“点差法”,求出直线斜率,再利用直线与圆相切的垂直性质,即可求解.【详解】设 A(x i,yi),B(X2,V 2),M(x o,yo),则+y J9得%=土方水=2 =j=土 挛,故选A%+V 5 54.已知双曲线的中心在原点且一个焦点为F(行,0),直线y=-x+l与其相交于M,N 两点,若 M N中点的横坐标为-3,则此双曲线的方 程 是()看上13 4【答案】A【分析】设双曲线的方程 为*-方=1,知区,X),N(,%),运用点差法,以及中点坐标公式和直线的斜率公式,可得。,6的方程,结合。,b,c 的关系,解方程可得“
5、,b,进而得到所求双曲线的方程.【详解】2 2解:设双曲线的方程为9。,/,。),由题意可得。2+加=/=7,设用(为,%),N(X2,%),可得M-器=】,鼻A,a b cr b两式相减可得(%w)(x+为)=(y-%)(乂 十%)b2由题意可得MN的中点坐标为(-3,4),出线MN的斜率为-1,则与=9.gA W4a xx2 x-x2-3 3由解得a=百,b=2,所以双曲线的方程为5-=1.3 4故选:A.5.过抛物线J=2 p x(p 0)的焦点厂作直线交抛物线于M,N两 点(M,N的横坐标不相等),弦MN的垂直平分线交X 轴于点H,若|M N|=4 0,则|用=()A.14B.16C.
6、18D.20【答案】D【分 析】利用点差法,得到弦所在直线的斜率与弦中点纵坐标的关系式,再结合抛物线的定义即求.【详 解】设N5,%),弦MM的中点为“(%,%),矶 4,0),则4=2 2百丸=2p5所以 Z=2 p,所 以()(i)=2p,x xx-x2则&MN2p 2P p-=-=X+%2%所 以 弦MN的垂直平分线为y-%=Xf).令y=0,则X=%+/?,所 以I可=%+勺又|AV|=XX+X2+p=2Xg+p=40,所 以I”日=20.故选:D.2,6.已知双曲线G:-菅=1(。0/0),若 存 在 斜 率 为1的直线与G的左、右两支分别交于点?,Q,且 线 段PQ的中点在圆g:V
7、+(y-2)2=g上,则G的 离 心 率 的 最 小 值 为()A.72 B./3 C.2 D.75【答 案】B【分 析】根据点差法化简后可 得&=与,利用中点在圆上,代入根据方程有解,利用判别式建立不等关系,化简%a即可求出离心率的取值范围.【详 解】设尸(石,凶),。(孙必),贝 再 智=1,鸟一耳=1a2 b2 a2 b12 2 2 2一得 近 二 五-里 卢=0a b化简得3 =?.%!-X2 X j+x2 a因为直线斜率为1,所以心金,X)+x2 a设为P,。中点,则Ax=4,其中0a 2 2)A因为M在圆上,则与2+(%-2)-=:代入可得(/+/)乂 -4b4y0+=0,方程有解
8、可得 =1 6/-4(a4+b4)bi0,即 5b44a4+4b2 _ 2 2解得咨_22,即斗大3,a a所以,故选:B【点睛】,2关键点点睛:点差法做差后,利用中点及直线的斜率化简可 得=F,代入圆的方程消元后根据一元二与 a次方程有解,利用判别式得出离心率的范围,属于难题.2 27.已知圆M:(x+”?y+y 2 =后(加o)在椭圆c:-y+万=1卜/6 0)的内部,点A为 C 上一动点.过A作圆M 的一条切线,交 C 于另一点8,切点为。,当。为 A 8的中点时,直 线 的 斜 率 为-2a,则 C 的离心率为()A 1A 2R x/2 Rlx A/3 u sfb2 2 4【答案】C【
9、分析】当点。为A 8中点时,由点差法可得心B 再由AB与圆M 相切可得心屋3 =-1,可解出d-怎8=孝;设 E 为C 的左顶点,连接,则 NOME=2 4 0 0 0,根据正切的二倍角公式可解得tan/D O M 考,即得 出 =-多将 如 邛 和 如 =-4代入=二 =-5 得/=(,然后解出离心率 e=,11 r=-a2 2【详解】设A(X1,yJ,fi(x,y2),(%,%),则2%=入+,2y0=yt+y2.国+1 1将A,B的坐标分别代入C 的方程,得“,匕,五+&=1L2 b2两式相减,得,(X:宕)=一乒();一 ),所以?一%平+%-9,即厘匹。”(西一%2)(玉 +元2)a
10、(X j-X2)XQ a当。为 A 8的中点时,勺仍=一2五,则砥夕=一=,故 止&=坐.%4 再-电 4如图,设 E 为C 的左顶点,连接0。,则 M =2NZTA/,所以tan NOME=tan2NDOW2 tan Z.D0M.fT m 日 r-r-正 1=-1 小八1,=2A/2,整理得 y/2 tan/DOM +tan/DOM -/2=0,解得 tan Z.DOM=-或1-tan-ZDOM2tan Z D OM=-V2(舍去),则无.。=-tan NOOM=-=&,所以乂=一与,所以&=1,故2 x0 4 I 2 J 矿 a-4C 的离心率6=故选:C.【点睛】本题考查椭圆离心率的计算
11、,难度较大,解答的关键在于根据题目条件解出心3和心”,然后运用点差法得出砥心”=-4 而得出“,匕的关系求解离心率,其中难点在于根据3M得到tanNQME,运用二倍角公a式解出tan 2 D OM从而得出kon.2 28.已知椭圆 +g =l(b 0)的右焦点和上顶点分另1|为点F(c。c)和点A,直线/:6 x-5 y-28=0交椭圆于P,。两点,若尸恰好为AAPQ的重心,则椭圆的离心率为()A应 n 6A.-B.2 3石 n 2石5 5【答案】C【分析】由题设F(c,O),A(O,利用尸为AAPQ的重心,求出线段P。的中点为将2 代入直线方程得9 c+y-2 8 =0,再利用点差法可得2?
12、=5反,结合/=层+2,可求出。,c,进而求出离心率.【详解】由题设厂(。,0),4(0 力),(不芳),0(毛,),则线段PQ的中点为以知),由三角形重心的性质知府=2 而,即(G-)=2(为一c,%),解得:x0=y,y0=-|即8 但,一 勺 代 入直线/:6 x-5 y-2 8 =0,得9 c+及-2 8 =0.0)的点的轨迹是圆;若动点M(x,y)满足J(x 7+(y +2)2 =|2 x-y-4|,则动点M的轨迹是双曲线;若过点C(l,l)的直线/交椭圆+=1于不同的两点A,B,且C是A B的中点,则直线/的方程是3x+4y-7=0.其中真命题个数为()A.1 B.2 C.3 D.
13、4【答案】B【分析】对于:设动点P(x,y),宜接求出P的轨迹方程即可验证;对于:利用儿何法求出|网+|时|的最小值即可验证:对于:当2=1时,平面内到两定点距离之比等于常数1的点的轨迹是直线,即可验证;对于:利用双曲线的定义,进行判断;对于:用 点差法 求出直线方程进行验证即可.【详解】对于:设动点尸(x,y),由题意可得:则=1,即J。T:*。一一=,整理化简得:3,一4x +4/=0,d 2|x-2|2即求出的轨迹方程为:3-4x+4y 2=o.故错误;对于:设P到抛物线的准线的距离为,则 =|P M|+g,由抛物线的定义得,d=|%,所以PM =d-=P F ,所以|P A|+|P M
14、|=|R4|+|P F|;,如图示,当P运动到。点时,P、A、尸三点共线,归山+|尸必=忸山+归尸卜3最小,此时|P A|+|P M =|硝 一g =J,一g j+(6-0)2 =;=6,故正确;对于:当a=1时,平面内到两定点距离之比等于常数1的点的轨迹是直线,故错误;对于:“若动点M(X,y)满足J(x-1)2 +(),+2)2 =|2 x-y -4 ,则动点M的轨迹是双曲线”显然不正确,因为不满足双曲线的定义,故不正确;对于:当直线/的斜率不存在时,直线/:41,A8的中点为(1,0),不符合题意:设直线/的斜率为我,设 天不凶),8优,%),贝 必=止2t.X)Xi因为4 8在椭圆 三
15、+=1上,所以,4 3A=2 1 =3 w+药与一办 4 y 2 f-2竺32%一3十I V4K4两式相减得:号一干所以因为C(l,l)是A8的中点,所 以 专L =l,丐2L=I,所以=一了若j=一.,所以直线/的方程是3 x+4y-7=0.故正确.故选:B1 0.过椭圆(+1 =1的右焦点心并垂直于x轴的直线与椭圆的一个交点为8,椭圆上不同的两点A(不,y),C(x?,%),满足条件:|g A|,|尸/|,1 6 c l成等差数歹U,则弦AC的中垂线在y轴上的截距的范围是(【答案】C【分析】利用焦半径公式得药+=8,设A C 中点”(4,%),利用点差法可求得心,进而求得弦A C 的中垂线
16、方程,求得其在V 轴上的截距,利用“(4,%)在椭圆“内”,可求得结果.【详解】1 Q因为|入川,|刃9|,|耳。成等差数列,.优 A|+怩C|=2 因B|=不,利用焦半径公式得:优 小 5-白,优=5-/2,代入可得%+9=8J D设 A C 中点(4,%),椭圆上不同的两点4 冷乂),。*2,%),1 2 5 9,两式作差可得上二&一工29 X +X,9 4_ _ _ Z-b-_ _,A C _ _ 2 5 y +y2 2 5%所以弦A C 的中垂线的方程为:-%=攀。-4),当X=O 时,y=-等,此即A C 的中垂线在y 轴上的截距,.加(4,%)在椭圆“内”,屿+史 1,2 5 99
17、-59-5_ _ 1 6 1 6 y0 1 6-T-9-()条件,在用点差法 时,要检验直线与圆锥曲线是否相交.(2)用“点差法”求解弦中点问题的解题步骤:设 点,设出弦的两端点的坐标;代 入:将两端点的坐标代入曲线方程;作 差:将两式相减,再用平方差公式展开;整 理:转化为斜率和中点坐标的关系式,然后求解.=1-22132%一3+1122一12二、填空题H.是 圆(x+2 y+(y-l)2=|的一条直径,若椭圆 +=经 过A,8两 点,则A B直线方程为.【答 案】x-2 y+4 =0【分 析】根据圆的性质可知A8中点为(-2,1),在 椭 圆 中 利 用 点 差 法 可 求 得,由直线点斜
18、式可整理得到所求直线方程.【详 解】Q A B 是 圆(x+2 y+(y I)?*的直径,A B 中点为(-2,1),设A(X,yJ,B(x,y2),则 两 式 作 差 得.,+/)(力 一七)()1+力)()1一%)1 2 3.“壮 匹.立 上 xL占F 4 y+/4 2 2 1.4 5所在直线方程为:y l =g(x+2),即 x-2 y+4 =0.故答案为:x-2 y+4 =0.1 2.过 点M(2,0)的 直 线 机 与 椭 圆 与+产=1交 于P,P 2两 点,线段尸山2的 中 点 为P,设直 线 机 的 斜率为ki(A#0),直 线。尸 的斜率为A 2,则 花A 2的值为.【答 案
19、】【分 析】联立直线/与椭圆方程,表 示 出P点的坐标,表示出直线0 P的斜率,从而求出仁川2的值.【详解】设直线/的方程为:y=K(x+2),片&,y),(孙 力)由整理得:(1 +2婷)/+8婷x+8婷一 1 =0,匚 匚 I、I 8ZJ 8左J 1所以g=K 4k所 以 乂 +必=&I(办+2)+勺(马+2)=匕a +4)=+左,所以P(4媾-2 k,1 +2 婷1+2 4-2k、,h=一5所以总=一;Vj Z/V|乙1 +27故答案为:,1 3.直 线/:-y-(。+5)=0(。是 参 数)与 抛 物 线/:y =*+1)2的相交弦是A 3,则 弦A 3的中点轨迹方程是.【答 案】y=
20、2x2-7(-2 x =2x2-7(-2 4 x 4 4)2 21 4.已知直线/:版-2 1 =()与椭圆0:二+4 =1(“6 0)交于4、6两点,与圆 C,:(x-2)2+(y-l)2=i 交a b于C、O两点.若存在左-2,-1,使 得/=丽,则椭圆G的 离 心 率 的 取 值 范 围 是.(5-【答案】0彳 _【分析】求得直线恒过定点,该定点刚好为圆心,则CO为直径,又由条件可知圆心也为A8的中点,设A、B点的坐标,并运用点差法和直线的斜率公式、中点坐标公式,即可得到所求离心率的取值范围.【详解】直线/:h-y-2 A+l =0,即 为-2)+l-y=0,可得直线恒过定点(2,1),
21、圆C?:(x-2 +(y_ l =1的圆心为(2,1),半径为1,且C,。为直径的端点,由 刀=丽,可得AB的中点为(2,1),设8(七,为),则+=1,4+4=1.两式相减可得&+.)(西 一-)+(、+%)0、一%)=0,a b-ar a b由 Xi+”4,乂 +%=2,可得 3 =、_%=-等,由-2 V Z W-1,即有 14M“x、-X a-2 a11 5.已知椭圆,+,=l(a b 0)的离心率为乎,三角形A 6 C 的三个顶点都在椭圆上,设它的三条边AB.B C、A C 的中点分别为。、E、F,且三条边所在直线的斜率分别为七,k2,k3(业2依#).若直线O D、O E、。尸的斜
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