十年高考真题(2013-2022)与优质模拟题汇编(新高考卷与全国专题14平面解析几何解答题(解析版).pdf
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1、大数据之十年高考真题(2013-2022)与优质模拟题(新高考卷与新课标理科卷)专题14平面解析几何解答题真题汇总1.【2022年全国甲卷理科2 0 1 设抛物线C:y2=2p x(p 0)的焦点为F,点D(p,O),过尸的直线交C 于N 两 点.当直线A/D 垂直于x 轴时,|M r|=3.(1)求 C 的方程;(2)设直线M D,N D 与 C 的另一个交点分别为4 B,记直线M N,4 B的倾斜角分别为a/.当a -取得最大值时,求直线Z8的方程.【答案】y2=4 x;(2M B:x=V 2y+4.【解析】(1)抛 物 线 的 准 线 为 当 MD与 x 轴垂直时,点 M 的横坐标为p,
2、此时|M F|=p +=3,所以p =2,所以抛物线C 的方程为V=4 x;出 设 做 4,丫 1),/7序 丫 2),4 序 丫 3),8(1/4),直线“:%=m y +1,x =m y+1_,D o由 y2 _ 4%可得y?_ 4 m y _ 4 =0,A 0,y1y2=由斜率公式可得AMN=汽 手=急,kA B=转=总,44 4-4-直线M :x=2 二 y+2,代入抛物线方程可得y2 一生出攵y-8 =0,yi yi 0,y1y3=-8,所以、3 =2丫 2,同理可得以=2yi,所以的月=-_ =-1=皿71 人 A B 为+必 2(yi+y2)2又因为直线MN、Z 夕的倾斜角分别为
3、a 邛,所以的B=ta n/?=等=詈,若要使a 6 最大,则夕6(05),FQ、_ ta na-ta n/?_ k _ _ 1 1 _ V 2设=2k 4 8 =2k 0,则 a n(a )i+ta na ta n0 l+2k2-+2k 9 f iT 7 4,k 2 尿 2k当且仅当沪2k 即k 时,等号成立,所以当a一夕最大时,kA B=y.设直线A B:x=V y+n,代入抛物线方程可得y2 一 4V2y _ 4 n=0,y3 y4 =_ 4 n=4 yl y2=一 1 6,所以几=4,所以直线4 8:%=&y +4.2.2022年全国乙卷理科20】已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为x
4、轴、y 轴,且过4(0,-2),B 俱,一 1)两点.(1)求 E的方程;(2)设过点P(l,-2)的直线交E于N两点,过/且 平 行 于 x 轴的直线与线段N8交于点7,点 4满足M T =T H.证明:直线 N过定点.【答案】(1 4+=14 3(2)(0,-2)【解析】(1)解:设椭圆 的方程为7nx2+ny2=1,过4(0,-2),8(|,-1),Wl Jh(m4 n+=n 1=l解得m=1,n=1,14所以椭圆E的方程为:+-=1.4 3(2)4(0,-2),呜-1),所以A B:y+2=|x,若过点P(l,-2)的直线斜率不存在,直线久=1.代入二+叱=1,3 4可得M(l,竺),
5、N(l,-等),代入4 8方程y=9 x-2,可得3 3 3T(V 6 +3,竽),由 祈=77?得到H(2乃+5,苧).求得H N方程:y=(2-)%-2,过点(0,-2).若过点P(l,-2)的直线斜率存在,设k x-y-(k +2)=0,M(x1,y1),/V(x2,y2).(kx y (k +2)=0联立,+f t,得(3 k 2+4)/-6 k(2+k)x+3 k(k +4)=0,可得%1+x2Xi%2=_ 6k(2+k)-3k2+43k(4+k)3k2+4y i +y 2=-8(2+k)3k2+44(4+4k-2A2)y 2 y 2=3k2 工一且X 02+=2(*)y=乃y =l
6、 x-2,可得 T(争 +3,%),(3%+6 -x1(月).可求得此时HN:y-y2=右,二二。一犯),将(0,-2),代入整理得 2(/+%2)-6d+y2)+xty2+冷力-3 yl y2-12=0,将(*)代入,得 24 k 4-12k2+96 +4 8 k -24/-4 8-4 8/1)上,直 线/交 C 于 P,0 两点,直线4 P,4 Q 的斜率之和为0.求/的斜率;若 ta n/P A Q =2&,求A P A Q 的面积.【答案】(1)一1;(2喈.【解析】(1)因为点4(2,1)在双曲线*:/,三=1(Q 1)上,所以,-7 三 二 1,解得a?=2,即双曲线C:5 y?=
7、1易知直线/的斜率存在,设y=k +?n,P(%i,y D,Q(%2,y2),Iy =kx +mx2 7 Y 可得,(1 2依)%2 47nk%2 2 2=0,y-y =1所以,+&=-=2丁+2,A =16 m2k2+4(2 m2+2)(2 k2-l)0=m2-l +2k2 0.c t K x Z A C -1所以由的p +攵 8 P =。可得,+即(%i 2)(f c x2+m 1)+(小2)(f c x j +m-1)=0,即 2kx i 0 4-(m 1 2k)(x1+x2)4(m 1)=0,所以 2 k x +(m -1-2 f c)(-怒)-4(m-l)=0,化简得,8k2+4 k
8、 4 +4 m(f c +1)=0,即(/c +l)(2 f c 1+m)=0,所以k=-1 或m=1-2 f c,当?n=l-2 k 时,直线=/ex+m=k(%-2)+1 过点4(2,1),与题意不符,舍去,故 k=一 1.(2)不妨设直线P4PB 的倾斜角为a,A 3 V 位,因为服p+ksp=。,所以a+/?=m因为 tanZ-PAQ=2/2 所以 tan(j5-a)=2后,即 tan2a=-2V2,即夜tan2a tana 一 四=0,解得 tana=V2,于是,直线P4:y=/(-2)+1,直线P8:y=-/(宛 一 2)+1,y=V2(x 2)+1 q联立x2 9 可得,x2 4
9、-2(1-2V2)x+10-4V2=0,-=1 2I 2)因为方程有一个根为2,所 以 孙=甘 名 丫=容,同理可得,XQ=&,y Q=二 零.所以PQ:x+y _|=0,PQ=y,点4 到直线PQ的距离d=W=逑,y12 3故4 PAQ的面积为 x 弓x 苧=竽4.【2022年新高考2 卷 21】已知双曲线C:捻一3=Ma 0,d 0)的右焦点为尸(2,0),渐近线方程为y=伍.(1)求 C 的方程;(2)过尸的直线与C 的两条渐近线分别交于4,8 两点,点P(Xi,yi),Q(%2,y2)在。上,且Xi 到。,、1 0.过P 且斜率为-次的直线与过。且斜率为次的直线交于点 从下面中选取两个
10、作为条件,证明另外一个成立:河在AB上;PQ|AB;MA=MB.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.【答案】(1比2-1=1(2)见解析【解析】(1)右焦点为F(2,0),,c=2.渐近线方程为丫=百方,=,c2=a2+b2=4a2=4,Q=1,b=V3,C 的方程为:%2 Y=1;(2)由已知得直线PQ的斜率存在旦不为零,直线AB的斜率不为零,若选由推或选由推:由成立可知直线4 B的斜率存在且不为零;若选推,则M为线段4 B的中点,假若直线A B的斜率不存在,则由双曲线的对称性可知M在%轴上,即为焦点F,此时由对称性可知P、Q关于x轴对称,与 从 而 打=2,己知不符;总之,直
11、线4 B的斜率存在且不为零.设直线4 8的斜率为k,直线4 B方程为y =k(x -2),则条件M在4 B上,等价于y o =k(x()-2)=ky0=k2(x0-2);两 渐 近 线 的 方 程 合 并 为-y 2 =0,联立消去y并化简整理得:3)x2-4k2%+4 1 =0设4。3,丫3),8(%3,丫4),线段中点为可。地为;),则7 =,y w =k(XN-2)=设0,%),则条件 14 M l =|B M|等价于(X。一 町)2 +(y0-y3)2=(x0-x4)2+仇 -y j,移项并利用平方差公式整理得:(叼-%4)2X0-(%3 +*4)+(7 3 -、4)2、0 -佻 +y
12、4)=0 2x0-(x3+*4)+T Z T 2 y o (7 3 +、4)=O,B P xo-xN+k(y0-yN)=0,“3兀4即&+ky0=黑;由题意知直线PM的斜率为-V 3,直线QM的斜率为我,由乃-y0=-V 3(xx-x0),y2-y0=V 3(X2-x0),y i -y i=-V 3(X i +x2-2x0),所以直线P Q的斜率m=上*=一题+xz二2x。)Xl-X2 Xi-X2直线P M:y =-V 3(x -%0)+y。,即y =y o +V 3 x0-V 3 x,代入双曲线的方程 3%2 一 y 2 -3 =o,B P(V 3 x +y)(V 3 x -y)=3 中,得
13、:(y()+V 3 x0)2 V 3 x -(y0+V 3 x0)=3,解得p的横坐标:/=嘉(舄 菰+即+8出),同理:X 2 =一嘉(五T瓯+y。一百x。),.X1-x2=导 制 +y0),x1+x2-2x0=-展 均-x0.条件P Q 4 8等价于m=f c kyQ=3 x0综上所述:条件M在4 8 上,等价于k y。=12(%0 一 2);条件P Q 4 8 等价于比必=3%0;条件|4 M|=|B M|等价于与+ky0=黑;选推:由解得:x0=菖 p 二通+ky 0=4 x0=要 二.成立;选推:由解得:x0=ky o=段,*.ky0=3%0 成立;选推:由解得:的=/,ky0=/,
14、;.%0-2=岛,.ky0=k2(x0-2),.成立.5.【2 0 2 1 年全国甲卷理科2 0】抛物线C 的顶点为坐标原点O.焦点在x 轴上,直线/:x =l 交 C 于 P,Q两点,S OP 1 OQ.已知点M(2,0),且0 M与/相切.(1)求 C,0 M 的方程;(2)设A,4,&是 C上的三个点,直线4 遇2,4 遇3 均与OM 相切.判断直线色 也 与。M 的位置关系,并说明理由.【答案】(1)抛物线C:y 2 =x,。时方程为。一2)2 +/=1;(2)相 切,理由见解析(1)依 题 意 设 抛 物 线=2p x(p 0),P(l,y0),Q(l,-y0),v O P 1 O
15、Q,O P-O Q=1-yo=1-2p=0,2p=1,所以抛物线C 的方程为y 2 =x,乂(0,2),。“与 苫=1 相切,所以半径为1,所以O M 的方程为(无 一 2 产+必=1;(2 )设4(*2,月),4(*3,旷 3)若4 遇2 斜率不存在,则4 遇2 方程为X =1 或x =3,若4 送2 方程为x =1.根据对称性不妨设4 式1,1),则过冬 与圆M 相切的另一条直线方程为y =1,此时该直线与抛物线只有一个交点,即不存在心,不合题意;若4遇2方程为X=3,根据对称性不妨设4式3,6),4(3,-V 3),则过久 与圆M相切的直线4遇3为y-百=弓0-3),又 做1血=?F =
16、v+v v=y -y3=,xi-x y i+门 vs+y 3 Jx3=0,4 3(0,0),此时直线4送3,4 A关于无轴对称,所以直线/A与圆M相切;若直线4 1 4 2,4送3,4 2 4斜率均存在,则 心 也=焉,心 也=六,方=六 所以直线A/方程为y-y i =五之(万一必),整理得*-(y i +y2)y +y,2 =o-同理直线/hA的方程为x -(%+%)y+y,3 =o直线4 2 4 3的方程为X-(7 2 +旷3)丁+及丁3 =o,4通2与圆M相切,二总 嚼=1整理得(%-l)y|+2yly2 +3-*=0,A iA 与圆M相切,同理卬彳-l)y1+2yly3 +3-%=0
17、所以丁2,为 为方程C y彳-l)y2+2 y l y +3 -y|=。的两根,.2 y l 3 y?及+y 3 =一 行,旷2,为=布,M到直线出 北 的距离为:2+y2y3yji+(y2+y3)21 +(-2月)2_ 必+1|=X 1+1 _ 1J(y i-t)z+4 y i y,+1,所以直线7 1 2 4 3与圆M相切;综上若直线4送2,&43与圆M相切,则直线4公 与圆M相切.6.2 0 2 1年新高考1卷2 1】在平面直角坐标系x O y中,已知点尸式-7 1 7,0)、尸2(旧,0)1“尸1|-|M&I=2,点M的轨迹为C.(1)求C的方程;(2)设点T在直线x =5上,过T的两
18、条直线分别交C于A、B两点和P,Q两点,且|7 4|-|7 B|=|7 P|7 Q|,求直线4B 的斜率与直线PQ的斜率之和.【答案】(1)x2-=l(x 1):(2)0.16因为IMFj-MF2=2 0,b 0),则2a=2,可得a=l,b=V17-a2=4-所以,轨迹C的方程为二 一廿=l(x 2 1);16(2)设点T(g t),若过点71 的直线的斜率不存在,此时该直线与曲线C无公共点,不妨直线AB的方程为y-t=k i C x-i),即y=klX+联立 =4I*+t 5自,消去y并整理可得(舷16)x2+%(2t ki)x+(t-ifc j2+16=0,16x2-y2=16 2设点4
19、 Q i,y。、B(x2,y2)则打 洱 M/由韦达定理可得%+尤2=专 驾,”2=常:吗所以,TA TB=(l+k l).|x1-i|-|x2-1|=(l+好)(石 小 一 空 +=(产 罂 产,设直线PQ的斜率为电,同理可得|TP|TQ|=丁+#)?.),2 lo因为|7川,|TB|=|TP|7 Q|,即器:好),整 理 可 得 暇=好,即 -fc2)(i+丸 2)=0,显然峪k2 于 0,故。+k2=0.因此,直线4B与直线PQ的斜率之和为0.7.【2021年全国乙卷理科21】已知抛物线。:必=2py(p 0)的焦点为F,且F与圆M:7+4尸=1上点的距离的最小值为4.(1)求p;(2)
20、若点P在M上,P 4P B 是C的两条切线,4,B是切点,求APAB面积的最大值.【答案】(1)p=2;(2)20V5.(1)抛物线C的焦点为尸(0段),FM=1+4,所以,尸与圆M:7+(y+4)2=1上点的距离的最小值为+4-1=4,解得p=2:(2)抛物线C的方程为/=4 y,即y=9,对该函数求导得y=a设点4(*i,%)、B(x2,y2)P(Xo J o),直线P 4 的方程为y -力=-*i),即y =当 一%,即Xi%2 月 2 y =0,同理可知,直线P B 的方程为QX-2 y 2 -2 y =0,由于点P 为这两条直线的公共点,则-i-2 y o =o所以,点4、8的坐标满
21、足方程0 工一 2 y -2 y o =0,所以,直线4 B 的方程为项)比 一 2 y -2 y o =0,xox 一 2 y 2 y o =0联立 x2,可得冗2 -2x0 x+4 y 0 =0,丁 =了由韦达定理可得工i +尤 2 =2&,xtx2=4 y0,所以,|砌=J 1 +(即.J(X+&)2 _ 4 x 6 2 =F+(即.1 4 就 一 1 6 y o =.+4)(就一 4 y),j 岛-4 y()|点P 到直线A 8 的距离为d=一料+4所以,S&PA B =T AB,d=T J(就+4)(琢-4 y o),=I(xo -4,0”,-4 y0=1 -(y0+4-4y0=-羽
22、-12y0-1 5 =-(y0+6)2+2 1,由已知可得一5 W y()W-3,所以,当y()=-5时,P 4 B 的面积取最大值:x 2 0 2 =2 0 遍.8.(2 0 2 1 年新高考2卷 2 0 已知椭圆C的方程为+,=l(a b 0),右焦点为F(M,0),且离心率为苧.(1)求椭圆C的方程;(2)设,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线/+产=。2(%0)相 切.证明:M,N,尸三点共线的充要条件是|M N|=V3.【答案】(1)-+y2=1;(2)证明见解析.3 J(1)由题意,椭圆半焦距c=四 且e=丑,所以a=6,a 32又万 2=02 2 =1,所以椭圆方程为三+y 2
23、=1;(2)由(1)得,曲线为/+y 2 =1(*0),当直线MN的斜率不存在时,直线MN:x=l,不合题意;当直线MN的斜率存在时,设M(Xi,y D,N(*2,y 2),必要性:若 A A N,尸三点共线,可设直线MN:y =九(K 四)即k x y -=0,由直线MN与曲线/+y 2 =0)相切可得 笔 詈=1,解得上=1,y=(x -V2)0联立 x2 2 _ 可得4%2 6 企 +3 =0,所以%1 +也=九 2 =1三+y -所以|M N|=V 1 T 1 -J(%1 +无 2)2 _ 4 T.5=V3,所以必要性成立;充分性:设直线MMy=/u r+b,(k b 0)相切可得喘*
24、=1,所以严=1+1,y =k x 4-b联立 直+2=可得(1 +3 k2)x2+6 kbx+3 b2-3 =0,3 +y -所以1 +工 2 =6kb _ 3b2-3l+3fc2,X1 X1=I+3fc2,所以|M N|=Vl+k2-,(3 +皿)2 -4%i -2 =V1 +)2-4 -=行 中 播=百化简得3(土 2 一1)2 =0,所以九=1,所以%)1 或t 卷,所以直线M N:y =x 鱼或旷=x +&,所以直线MN过点尸(鱼,0),M,N,尸三点共线,充分性成立:所以A/,N,尸三点共线的充要条件是|M N|=6.9.【2 0 2 0 年全国1 卷理科2 0】已知/、8分别为椭
25、圆氏+y 2 =i (a 1)的左、右顶点,6为 的上顶点,A G GB =S,P为直线6上的动点,必 与 E的另一交点为C,P B与E的另一交点、为D.(1)求 E的方程;(2)证明:直线C。过定点.【答案】(1)5+V =1;(2)证明详见解析.【解析】(1)依据题意作出如下图象:A G =(a,1),=(1):.A G GB=a2-1 =8 /.a2=9 椭圆方程为:9+y=1(2)证明:设P(6,y 0),则直线4 P 的方程为:y =gy(x +3),即:y =(x +3)(日+必=1联立直线A P 的方程与椭圆方程可得:1 9 ,整理得:卜=+3)(y0 z +9)/+6y 0 2
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