2021年高考数学经典例题八平面解析几何【含答案】.pdf
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1、专题八平面解析几何一、单选题1.历史上第一个研究圆锥曲线的是梅纳库莫斯(公元前3 7 5年一3 2 5年),大 约1 0 0年后,阿波罗尼奥更详尽、系统地研究了圆锥曲线,并且他还进一步研究了这些圆锥曲线的光学性质,比如:从抛物线的焦点发出的光线或声波在经过抛物线反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴;反之,平行于抛物线对称轴的光线,经抛物线反射后,反射光线经过抛物线的焦点.设抛物线:一束平行于抛物线对称轴的光线经过(5,2),被抛物线反射后,又射到抛物线上的。点,则。点的坐标为()A.IT B,与用 C.H D,假D求出入射光线与抛物线的交点坐标,再根据抛物线的光学性质,利用斜率相等列式可解得结
2、果.【详解】设从点6 2)沿平行于抛物线对称轴的方向射出的直线与抛物线交于点P,易 知 力=2,将 卜 尸,丁 尸)代入抛物线方程得%=%即0(4,2),设焦点为F,则后I设。(力/),由P,尸,。三点共线,2-0 _ -0T T-r有彳坨化简得叫一四。-2 =。,解 得2耳或 为=2(舍),即1 6 4 “故选:D2.在平面内,A,6是两个定点,C是动点,若 就 而=1,则点。的轨迹为()A.圆 B.椭圆 C.抛物线 D.直线A首先建立平面直角坐标系,然后结合数量积的定义求解其轨迹方程即可.【详解】设=2 (a ),以4 6中点为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系,则.0),8(a,0)C
3、(x,y),可得 AC=(x+a,yyBC=x-a,y)从而:AC BC=(x +)(x-Q)+y 2结合题意可得:整理可得:x 2+y 2=a-+i,即点,的轨迹是以4?中点为圆心,J/+1为半径的圆.故选:A.3.设0为坐标原点,直线=2与抛物线G V=2p x(p 0)交于0,两点,若OD1OE,则C的焦点坐标为()A.4 )B,1 2 J c.(1,0)口.(2,0)7 1ZDOx=ZEOx=-根据题中所给的条件。1结合抛物线的对称性,可知 4,从而可以确定出点0的坐标,代入方程求得夕的值,进而求得其焦点坐标,得到结果.【详解】因为直线=2与抛物线V=2 P x(p 0)交于E,D两点
4、,且0。1 0 E ,T TZDOx=ZEOx=根据抛物线的对称性可以确定 4,所以 *,/人.(-,0)代入抛物线方程4 =4,求得夕=1,所以其焦点坐标为2故选:B.4.设抛物线的顶点为,焦点为产,准线为人 尸是抛物线上异于。的一点,过P作于。,则线段尸。的垂直平分线().A.经过点c.平行于直线。尸B.经过点产D.垂直于直线。尸B依据题意不妨作出焦点在x轴上的开口向右的抛物线,根据垂直平分线的定义和抛物线的定义可知,线段的垂直平分线经过点尸,即求解.【详解】如图所示:因为线段/的垂直平分线上的点到/,。的距离相等,又点尸在抛物线上,根据定义可知,|尸。|=|尸尸|,所以线段尸。的垂直平分
5、线经过点尸.故选:B.2 25.设。为坐标原点,直线工=与双曲线 fb2 的 两 条 渐 近 线 分 别 交 于 两 点,若 OD E的面积为8,则C的焦距的最小值为()A.4 B.8 C.1 6 D.32B2 2LC:7-=l(6 f 0,ft0)y =-x因为 ,可得双曲线的渐近线方程是。,与直线工二 联立方程求得。,E两点坐标,即 可 求 得 根 据A0 E的面积为8,可得a b值,根据2c=2,+,结合均值不等式,即可求得答案.【详解】x2 v2C -=1(。0,b 0).,a b,by =-x二双曲线的渐近线方程是。X2 y2C*z-r-=1(7 0,/0);直 线x=a与双曲线 a
6、 b-的两条渐近线分别交于,E两点不妨设。为在第一象限,E在第四象限x=a h 卜=。y=-x j,联 立I a,解得故。(a,b)x=a 0,b 0):双曲线。&其焦距为 2c=2 la2+b 2y12ab=2V16=8当且仅当a=2播 取等号C的焦距的最小值:8故选:B.6.已知/+/一2一2-2 =,直线/:2x+y+2=0,P为/上的动点,过 点 尸 作 的 切 线P4PB,切点为4 B ,当1尸 川/8|最小时,直 线 的 方 程 为()A 2 x-y-=0 B 2x+y-l=0 c 2x-y+l=0 D 2x+y+l=0D由题意可判断直线与圆相离,根据圆的知识可知,四点4尸,8,/
7、共圆,且根据|尸|网=4S.皿=4眼|可知,当 直 线 卬J J时,隰最小,求出以MP为直径的圆的方程,根据圆系的知识即可求出直线的方程.【详解】d2xl+l+2|庄 2圆的方程可化为(”一1)+&-1)=4,点/到 直 线/的 距 离 为 M +f,所以直线/与圆相离.依圆的知识可知,四点4尸,伉“四点共圆,且N 8J.A/P,所以PMAB=4SPAM=P A M =AP 而陷二77;当 直 线 近 口 时,眼 儿 火,回 1,此时“卜网最小.1 1X+2 2,由姐、-1=*-1)即,1 1V=X4-2 22f+2=0 解得,x=-ly=0所以以其尸为直径的圆的方程为(x l)(x+l)+y
8、&l)=0,B P (-1,1)六个整点,结论正确.2 2 一 /X-+由f+y =l+|x|y得,2,解得所以曲线C上任意一点到原点的距离都不超过血.结论正确.如图所示,易知(1 8(1,),。(1,1,),(,1),1 3S ABCD xlxl+lxl=一四边形N8CZ)的面积 2 2,很 明 显“心形”区域的面积大于-s c。,即“心形”区域的面积大于3,说法错误.故选C.9.已知点0(0,0),4(-2,0),B(2,0).设点?满足|必|阳|=2,且尸为函数尸3,4 一/图像上的点,则1 0|=()V 2 2A.F4 WB.5C.D.MD根据题意可知,点。既在双曲线的一支上,又在函数
9、丁 =3牛的图象上,即可求出点P的坐标,得到口目的值.【详 解】因 为|P 4 1-|P 8|=2 0)即双曲线的右支方程为 3 ,而点尸还在函数y=314-x?的图象上,所以,由y=3yl4-x2x2=l(x 0)V 1 3x=-23百,解得产衿=而故选:D.,2X1 0.设 双 曲 线C的 方 程 为ay2R=l(a 0,b 0),过 抛 物 线 产 二4 的 焦 点 和 点(0 1)的直线为/.若C的一 条渐近线与/平行,另一条渐近线与/垂直,则双曲线C的 方 程 为(Y y 2-1B.4二/=A,卜卜C.4 -D.x2-y2=12)D由抛物线的焦点(1 )可求得 直 线/的方程为“+石
10、-1,即得直线的斜率为-6,再根据双曲线的渐近线的y=x -b=b x-=1方程为。,可得 a,a 即 可 求 出 见 ,得到双曲线的方程.【详 解】由题可知,抛物线的焦点为(1 ),所以直线 的 方 程 为 即 直 线 的 斜 率 为-6,y=+x-b=-6 x =-1 ,又双曲线的渐近线的方程为。,所以 a,a,因为解得a=,b=故选:D.1 1.第 2 4 届冬季奥林匹克运动会,将在2 0 2 2 年 2月 4日在中华人民共和国北京市和张家口市联合举行.这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,北京成为奥运史上第一个举办夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市.同时中国也成为第一个实现奥运
11、“全满贯”(先后举办奥运会、残奥会、青奥会、冬奥会、冬残奥会)国家.根据规划,国家体育场(鸟巢)成为北京冬奥会开、闭幕式的场馆.国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆,若由外层椭圆长轴一端点_9_A和短轴一端点8分别向内层椭圆引切线Z C,BD(如图),且两切线斜率之积等于16,则椭圆的离心 率 为()-I-=l(a b 0)-2 -2=K 加1)分别设内外层椭圆方程为/F、(加。)一 (mb?,进而设切线4 C、BD令别为夕=占。+皿)、,=左2 +/或 联立方程组整理并结合A =0 求勺、与 关 于 仇 6、勿的关系式,再结合已知得到a、3 的齐次方程
12、求离心率即可.【详解】2 2下 +与=1(。6 0)若内层椭圆方程为。b,由离心率相同,可设外层椭圆方程为-+V =1(2 1)(ma)mb),.4(一 加。,0),8(0,力),设切线4。为 =尢(+皿),切线5。为夕=左2%+力y =kt(x +ma)+J 1,./整理得(4%+/)x +2 加/A;x+/将-=0 A(2ma3k)2-4(a22+b2)(m2a4k f -a2b2)=0 整理得左一/_/,y =k2x +m b5+=1 片=1(/_)同理,b,可得 a,故选:B.二、多选题 2 2 i1 2.已知曲线:加 工 +n y=1.()A.若心力0,则 C 是椭圆,其焦点在y轴上
13、B.若炉n 0,则 C 是圆,其半径为五C.若做K 0,则 C 是双曲线,其渐近线方程为D.若炉0,0,则,是两条直线A C D结合选项进行逐项分析求解,7 时表示椭圆,?=时表示圆,?时表示两条直线.【详解】-.-11 1对于A,若加则加x?+沙 2=1 可 化 为 机 1 1-,所以加,即曲线C表示焦点在歹轴上的椭圆,故A正确;2 2 12 2 1 X+y=一对于B,若加=,则 蛆+y=1可化为,y/n此时曲线C表示圆心在原点,半 径 为 的圆,故B不正确;2 2土+匕=11 1对于C,若加”0,则=1可化为 z n,此时曲线C表示双曲线,2 2 n y=x由掰 +ny=可得 v n,故c
14、正确;22 y2对于D,若加=0,0,则掰 +町 1)上两点4 6满 足 万=2而,则当犷 时,点6横坐标的绝对值最大.5设/(占,乂),3(%/2),由 方=2而 得 一%=2&,1-必=2(必一1),;.一 乂 =2 8一3,-+y f=7 ,-=-+=m,因为4夕在椭圆上,所 以4-4.等+(2 乃-3)2 .菅+他一/=:+y l =m y2=+m,x 1 =-(m2-1 0 m+9)01 0设/(须,必),8(%2,%),则 2 3过48分别作准线x =-l的垂线,设垂足分别为C,0如图所示.1 AB|=|AF+BF)A C +BD=XX+X2+=X+X2+2=故31 6.已知直线x
15、-3+8=和圆f+V=弁(尸0)相交于48两 点.若|4 8|=6,贝的值为5根据圆的方程得到圆心坐标和半径,由点到直线的距离公式可求出圆心到直线的距离”,进而利用弦长公式|/8|=2 2-2,即可求得r.【详解】d,=8 _ =4,因为圆心()到直线X一 岛+8=的距离 V 1 +3 ,由|/8|=2,-2 可得 6=2 2-4 2 ,解得 r=5.故5.片-己=1_ r1 7.已知双曲线4 3 的左、右焦点分别为耳,%P为双曲线上一点,且S,和2=V 3,则NFPF2乃T利用双曲线的定义、余弦定理、三角形的面积公式列方程组,化简求得【详解】依题意a=2,b=K,c=近,设I尸用=见|尸&=
16、,不妨设加,|耳用=2C=2V7设4尸&=6 0,根据双曲线的定义、余弦定理、三角形的面积公式得m-n=4(2/1)=m2+2mn cos 0mn sin。=G12=1628=nr+n-2mn cos 0mn sin 0=2y/3nr+2-2m n=1628=m2+A?-2mn cos 0mn sin 0=2百28=2mn 4-16-2mncos02V3mn=-sin。12=2?(l-c o s。)2月mn=-sin。12=2.粉 0-cose)G sin e+co s蚱l2 s in,+卜 L s in,+?兀J =5162C 冗 c 兀 710。肛一。+一 由于 6 6 6,C 7 5 7
17、八 2万 /E-DE-2乃0+-,0-NFPF2=所以 6 6 3,所以 32 不故3X2 v2_-77=l(a 0,/?0)1 8.已知双曲线G或&的左、右焦点分别为大,石,过大的直线与C的两条渐近线分别交于4 6 两 点.若 与 =叫 8 书 8 =0,则 c 的离心率为.2.如图,由 A =AB,得FXA=AB,又0工=O F2,得。八是三角形耳玛台的中位线,即 典/OA,BF2=2OA,由=0 ,得 F、B F2B,O A 片4 则=06 有 N A O B =Z A O F,又 0 A 与 0 B 都是渐近线,得/8 0月=/用 又Z B O F2+Z A O B +Z A O Ft
18、=得N B O F 2=乙4招=N B O 4 =60。,,又渐近线OB的斜率为一勺所以该双曲线的离心率为四、双空题1 9.已知双曲线 6 3 ,则。的 右 焦 点 的 坐 标 为;C 的焦点到其渐近线的距离是(3,。)V 3根据双曲线的标准方程可得出双曲线C的右焦点坐标,并求得双曲线的渐近线方程,利用点到直线的距离公式可求得双曲线的焦点到渐近线的距离.【详解】在双曲线C中,a=瓜,6=百,则。=小/+6 2=3,则双曲线c的右焦点坐标为*,),丫 =&双曲线C的渐近线方程为-2,即x后y=,所以,双曲线c的焦点到其渐近线的距离为J r+2故(3,。);62 0.设 直 线/号=.+6()与圆
19、/+/=1和圆(彳-4)2+必=1均相切,则=.庐73 2 G T由直线与两圆相切建立关于4,6的方程组,解方程组即可.【详解】22叫二 1设G:X +广=1,。2 :(-4)-+/=1 ,由题意,到直线的距离等于半径,即G+F ,|40+6|I-:=1J V+1 2 ,所以仍|=|4左+6 ,所以=(舍)或者b=_2左,.V3,2百解得k=9b=-33.73,273故 丁 一 亍五、解答题2 1.已知抛物线一旷=2px(p0)经过点(1,2)(1)求抛物线C的方程及其准线方程;(2)设过点9 )的直线/与抛物线C交于A,8两点,若 凝=2篇,用 夕 轴.垂 足 为N,求证:以 N为直径的圆恒
20、过定点.(1)抛物线C的方程为y=4 x,其准线方程为x =-l;(2)证明见解析.(1)代入点的坐标可得夕=2,可得抛物线的标准方程和准线方程;(2)设直线 的方程并代入抛物线方程,根据韦达定理求出用的坐标,进而得N的坐标,设 以 为 直径的圆恒经过点(x。,/),利用DM D N =O恒成立可解得结果.【详解】(1)由抛物线/=2 px经过点,2),得4 =2 p,即。=2所以抛物线0的方程为/=4 x,其准线方程为x =7.(2)证明:由题意知,直线/的斜率不为0,设直线/的方程为 =町+2.将x =w +2代 入/=4 x,消去x得/_ 4町 8=0,显然 =1 6加2+3 2 0,设
21、,(石,必),(马,%),则乂+%=4机,y,y2=-8.一5,是线段力3的中点,设“%,%),3 空/叫%)+4.+2 ”中3则 2 2 ,2 ,/(2阳2+2,2加),又轴,所以垂足N的坐标为N(0,2)设以M N为直径的圆恒经过点(X。/。),则丽=(2+2-/,2加一%),D N =(-x0,2m-y0),由 丽.丽=0,得-工0(2,+2-/)+(2加-%)一=0,即 G -2%)加2 _ 4%?+片+/一 2%=0 ,因为对任意的实数加,式要恒成立,4 2XQ=0,6 0)口 口 口2 3.已知椭圆 a b 的两个焦点分别为与,,2,过点/的直线/与椭圆C交于,N两点(点M位于x轴
22、上方),,孙 玛 的 周长分别为8,6.(1)求椭圆的方程:回=加 2 V 3(2)若|脑门,且3 一 4,设直线/的倾斜角为8,求s i n。的取值范围.(1)根据椭圆的定义可得AM N,孙 月 的周长分别为4 a,2 +2 c,结合/=+,2可得答案MF MF(2)根据题意设出直线 的方程与椭圆方程联立,写出韦达定理,由1的打,得出密 1,得出,N的纵坐标M,%的关系,从而可求出答案.【详解】(1)设椭圆的半焦距为J因为A M7%,其周月 的周长分别为8,6,4。=8 2 2Q+2 c=6 c=1所以根据椭圆的定义得匕=+1,解 得 历=6.2 2J J所以椭圆C的方程为4 3 .回=加
23、2 m 阿 闾,所以直线/的斜率存在.根据题意,可设直线1的方程为y=k(x+D(左y-左(x+1)x2 y2 _社 丁 +5 出土 X 殂。+4%2 2-6 -9%2=0联乂 1-3,消去X,得,,则A =14 4 左 z Qz+i)。6k 9k2设(X Q|),N(X2,%),贝 广+3 +4/,yy2 3 +4 k2 ,l il 2 3 1 1 _ m er2 3)又-|-N-|-=m _m ,r|-:-,且3 一 4,则旧 M-mm _设T T 二 ,4G2,3),则诙=2即,所以必=4,把代人得乂必并结合可得-3 6 a2 _ _ 9k z(1 4)20+4左 2 y 3+4 左 2
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