平面解析几何-2021年高考真题和模拟题数学(文)分项汇编(全国通用)(解析版).pdf
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1、专题0 5平面解析几何:2021年高考真题21.(2 02 1全国高考真题(文)设8是椭圆。:+丁 =1的上顶点,点P在C上,则归目的最大值为()A.-B.J 6 C.7 5 D.22【答案】A【分析】设点尸(事,均),由依题意可知,5(0,1),至+y;=l,再根据两点间的距离公式得到|P8,然后消元,即可利用二次函数的性质求出最大值.2【详解】设点尸(事,均),因为5(0,1),今+乂=1,所以附=5(1一 洲 +收 一1)-=-4 _ 2%+6 =-4(%+;+T,4,4而一 所以当先=时,归却的最大值为g.故选:A.【点睛】本题解题关键是熟悉椭圆的简单几何性质,由两点间的距离公式,并利
2、用消元思想以及二次函数的性质即可解出.易错点是容易误认为短轴的相对端点是椭圆上到上定点B最远的点,或者认为是椭圆的长轴的端点到短轴的端点距离最大,这些认识是错误的,要注意将距离的平方表示为二次函数后,自变量的取值范围是一个闭区间,而不是全体实数上求最值.2.(2 02 1全国高考真题)抛物线y 2=2 px(p 0)的焦点到直线y =x+l的距离为0,则 =()A.1 B.2 C.2 7 2 D.4【答案】B【分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得。的值.【详解】抛物线的焦点坐标为(),其到自线x-y+1 =0的距离:d=2-0+1_ 2 _ _ _ _ _ _V T+T
3、=3 解得:p=2(p=-6舍去).故选:B.3.2 2.(2021.北京高考真题)双曲线C:W-.=1过点(、5,6),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为()A.公 一 二=1 B.-/=1 C.X2_2=1 D.垦 一 丁=13 3 3 3【答案】A【分析】分析可得 匕=耳,再将点(、后,班)代入双曲线的方程,求出。的值,即可得出双曲线的标准方程.2 2【详解】.e=2,则c=2a,h=Jc2-a2=A z-则双曲线的方程为餐 一 二=1,a a 3a“将点(V2,V3)的坐标代入双曲线的方程可得标-白=5 =1,解得。=1故b=6,2因此,双曲线的方程为炉 匕=.3故选:A.4.(20
4、21.北京高考真题)已知圆C:尤2+y2=4,直线/:y=Ax+m,当%变化时,/截得圆C弦长的最小值为2,则()A.2 B.y/2 C.y/3 D.y/5【答案】c【分析】先求得圆心到直线距离,即可表示出弦长,根据弦长最小值得出”?【详解】由题可得圆心为(0,0),半径为2,m则圆心到直线的距离d=-=,V F +1则弦长为2、4 二 一,V F+i则M=0时,弦长取得最小值为2,4-根2=2,解得加=G.故选:c.5.(2 02 1.全国高考真题)己知 片,鸟 是椭圆C:、+?=1的两个焦点,点M在。上,贝用.pV里|的最大值为()A.13 B.12 C.9 D.6【答案】C【分析】本题通
5、过利用椭圆定义得到|用+|儿明|=2。=6,借助基本不等式MF-MF 0/0)的右焦点与抛物线y 2=2 p x(p 0)的焦a 厅点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B 两 点,交双曲线的渐近线于C、。两点,若|。|=应|4例.则双曲线的离心率为()A.0 B.7 3 C.2 D.3【答案】A【分析】设公共焦点为(C,O),进而可得准线为 彳=-。,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得a2=-c2,再由双曲线离心率公式即可得解.22 2【详解】设双曲线马-与=1(。0,6 0)与抛物线丁=2 p x(p 0)的公共焦点为(c,0),a h则抛物线V=2 p x(p 0)的准线为x =-
6、c,c2令尤=-C,则 二a,21,解得y =士 幺,所以恒 却=-又因为双曲线的渐近线方程为y =%,所以|8|=a a所 以 之=处 生,即c=,所 以/=C a a 2所以双曲线的离心率e=J E.a故选:A.2 28.(2 0 2 1全国高三其他 模 拟(文)已知双曲线-二4 51的左、右焦点分别为片,点尸口卷),则PF2的平分线的方程为()A.3 x-2 y 4 =0B.3 x-4 y +4 =0C.4 x-6 y+3 =0 D.2 x-6 y+9 =()【答案】A【分析】先依题意判断尸入,片工,设/片尸鸟的平分线交x轴于M,设N M P 8=6,计算1 2 2t a n 2 6 =
7、t a n/6尸耳=(,求得t a n 6 =,即得角平分线所在直线尸M的斜率,再根据点斜式写直线方程即可.【详解】如图,依题意知耳(一3,0),6(3,0),而 点尸在双曲线上,故鸟,|国=/因 周=6.设/耳 尸鸟的平分线交X轴于M,设NMP 6=e,则/耳P玛=2 6 e 0微-t a n 2 e=t a n N f;P G =?=?口“2 t a n。1 2有1 5,即匚 荷 拓=行2 1 3化简解得t a n 6 =一,故/R P F)的平分线所在直线P M的斜率&=t a n Z P M F2=-=-3t a n 夕 25 3所以/4P6的平分线的方程为了一耳=/(工一3),即3
8、x 2 y 4 =0.故选:A.9.(2 0 2 1全国高考真题)已知直线/:依+外 产=。与圆。:2 +、2=产,点A(a,则下列说法正确的 是()A.若点A在圆C上,则直线/与圆C相 切B.若点A在圆C内,则直线/与圆C相离C.若点A在圆C外,则直线/与圆C相 离D.若点A在直线/上,则直线/与圆C相切【答案】A B D【分析】转化点与圆、点 与 直 线 的 位 置 关 系 为 的 大 小 关 系,结合点到直线的距离及直线与圆的位置关系即可得解.详解】圆心c(),o)到直线/的距离d=1,Ja2+b2若点A(a,)在圆C上,则所以ja2+h2则直线/与圆C相切,故A正确;若点A(a,A)在
9、圆C内,则所以d=:”,7 a+/7则直线/与圆C相离,故B正确:2若点A(a,A)在圆C外,则。2+/,所以sla2+b2则直线/与圆C相交,故C错误;若点A(a,Z?)在直线/上,贝4力+人?一,_ Q g p 2 +b2-r2 所以d=V2+b=r,直线/与圆C相切,故D正确.故选:A B D.1 0.(2 0 2 1全国高考真题)已知点P在圆(x 5+(y 5=1 6上,点4(4,0)、B(0,2),则()A.点p到直线A8的距离小于1 0B.点 尸 到 直 线 的 距 离 大 于2C.当 NPB A 最小时,|P5|=3 /5D.当N P 8 A最大时,|P四=3夜【答案】A C D
10、【分析】计算出圆心到直线AB的距离,可得出点P到直线AB的距离的取值范围,可判断A B选项的正误;分析可知,当N P 8 A最大或最小时,PB与圆M相切,利用勾股定理可判断C D选项的正误.【详解】圆(x 5)2+(y 5)2 =1 6的圆心为M(5,5),半径为4,直线A8的方程 为:+=1,即x +2 y -4 =0,圆心M到直线AB的距离为F1 2X54|=J 1 =辿 4 ,7 12+22 石 5所以,点P到直线A3的距离的最小值为142,最大值为工 幽+4 轴交于点A,与圆月+(),-1)2=1 相切于点8,则|如-【答案】百【分析】设直线AB的方程为y=x +b,则点A(0,8),
11、利用直线AB与圆X?+(),-炉=1 相切求出匕的值,求出|A C|,利用勾股定理可求得|A .【详解】设直线AB的方程为 =6 x+b,则点A(0,Z?),由于直线AB与圆相切,且圆心为C(0,l),半径为1,则 吐=1,解得匕=一1 或%=3,2所以|A C|=2,因为忸。=1,故|A B|=J|A C 一 忸=也.故答案为:61 2.(2 0 2 1 全国高考真题)已知函数/(幻=.一 1|小(),函数/(X)的图象在点A(%J(%)和点8(%2,/(%2)的两条切线互相垂直,且分别交y轴于M,N两点,则 步 取值范围是.【答案】(0,1)【分析】结合导数的几何意义可得%+=0,结合直线
12、方程及两点间距离公式可得|4 0|=5方 卜卜N|=J l+e2*2.冈,化简即可得解.z x I|l-x,x 0 ,/、-e x 0 e”,x0所以点 A(%,1-e)和点 Bx2,eX2-1),kAM=-eX,kBN=*,所以一e*eX1=-I,%+x2=0,所以 AM:y-l+eXi=-ex(x-x ,M +1),所以 124Ml=J +e2x-I%1|同理忸N =J l+*2 .同.所以 MM e+e2xj_ ll+e2-_ l l+e2 _所以两处在 后k V T T T L ()故答案为:(0,1)【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件再+工2=0,消去一个
13、变量后,运算即可得解.13.(2021北京高考真题)已知抛物线。:;/=以,焦点为尸,点M为抛物线C上的点,且|根|=6,则M的 横 坐 标 是;作MN_Lx轴于N,则S/M N=【答案】5 46【分析】根据焦半径公式可求M的横坐标,求出纵坐标后可求S-MN.【详解】因为抛物线的方程为丁=4 8,故p=2且 网1,0).因为|Mq=6,与+=6,解得/=5,故 坨=2石,所以=;x(5-l)x2后=4石,故答案为:5,4 /5.14.(2 0 2 1全国高考真题)已知。为坐标原点,抛物线C:2=2双2 0)的焦点为尸,P为。上一点,PF与x轴垂直,。为x轴上一点,且P Q _ L Q P,若忻
14、。=6,则。的 准 线 方 程 为.3【答案】%=-2【分析】先用坐标表示P,Q,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得P,即得结果.【详解】抛物线C:y2=2 p x(P 0)的焦点厂为C上一点,PF与x轴垂直,所以P的横坐标为“,代入抛物线方程求得P的纵坐标为土P,2不妨设P(g p),因为Q为轴上一点,且P Q-L O P,所以Q在F的右侧,又|网2 1=6,UUH.Q(6 +5,0),.P Q =(6,-p)因为PQLOP,所 以 而.而=5x6/=o.Q 夕 0,/.p =3,3所以C的准线方程为了二一一23故答案为:x=.2【点睛】利用向量数量积处理垂直关系是本题关键.2 215.(2
15、 0 2 1全国高考真题(文)已知耳,鸟 为椭圆C:工+匕=1的两个焦点,P,。为C上关于坐标原16 4点对称的两点,且|P Q|=|耳 闾,则四边形P FiQF2的面积为.【答案】8【分析】根 据 已 知 可 得,尸 乙,设|列=九|尸乙|=,利用勾股定理结合加+=8,求出如?,四边形P G Q 6面积 等 于,即可求解.【详解】因为P,Q为。上关于坐标原点对称的两点,且12。1=1 6 1,所 以 四 边 形 为 矩 形,设|0 6|=加,|P F21=,则/+=8,m2 +2 =4 8 ,所以 6 4 =(加+/A-n r+2m n +n2=4 8 +2m n ,m n=8,即四边形P
16、耳Q8 面积等于8.故答案为:8.2 216.(2 0 2 1全国高考真题(文)双 曲 线 上-汇=1 的右焦点到直线x +2 y -8 =0的距离为4 5【答案】亚【分析】先求出右焦点坐标,再利用点到直线的距离公式求解.【详解】由已知1,0 =5=3,所以双曲线的右焦点为(3,0),所以右焦点(3,0)到直线x+2 y 8 0的距离为 五一=4=心 故答案为:y52 217.(2 0 2 1.全国高考真题)已知双曲线二3 =l(a 0 力 0)的离心率为2,【答案】y=y/3x【分析】由双曲线离心率公式可得=3,再由渐近线方程即可得解.2 2【详解】因为双曲线T 六=1(。0,。0)的离心率
17、为2,所以6 =,=归=2,所 吟=3,所以该双曲线的渐近线方程为丁=2%=6 犬.a故答案为:y=y/3x.则该双曲线的渐近线方程为【点睛】本题考查了双曲线离心率的应用及渐近线的求解,考查了运算求解能力,属于基础题.18.(2 0 2 1浙江高考真题)已知椭圆二+二=1(。/,(),焦点片(_ c,0),K(c,0)(c 0),若过目的a b直线和圆(x +y 2 =c 2相切,与椭圆在第一象限交于点P,且P _ L x轴,则该直线的斜率是,椭圆的离心率是.答案毡 且5 52【分析】不妨假设c =2,根据图形可知,s i n/P 4心 二 ,再根据同角三角函数基本关系即可求出Z =t a n
18、 N P E=石;再根据椭圆的定义求出。,即可求得离心率.如图所示:不妨假设c =2,设切点为B,s i n Z P E1F2-s i n A BF.A-7 7=,t an N P F、F、=-J-=I 石2 1 闺 4|3 月,5所以左=垣,由左,闺 闾=2 c =4,所以归 周=如 叵,俨 用=必5,于是5|也|5 52 a=|制+|用=4石,即Q =2逐,所以6 =3=且.a 2 j5 5故答案为:.5 5r21 9.(2 02 1天津高考真题)已知椭圆 j+ay1=l(a 0)的右焦点为F,上顶点为B,离 心 率 为 竽且忸目=石.(1)求椭圆的方程;(2)直线/与椭圆有唯一的公共点M
19、 ,与 轴的正半轴交于点N,过N与BE垂直的直线交x轴于点P.若 MPIIBF,求直线/的方程.【答案】(1)y+y2=l;(2)x-y+6=0.【分析】(1)求出。的值,结合。的值可得出6的值,进而可得出椭圆的方程;(2)设点加(毛,%),分析出直线/的 方 程 为 管+%y=l,求出点尸的坐标,根据MP/8F可得出%.=须 一 求出与、%的值,即可得出直线/的方程.【详解】易 知点尸(c,()、B(0,b),故师=后寿=a =,因为椭圆的离心率为e =述,故c=2,匕=后W=i,a 5因此,椭圆的方程 为 三+V=1;5 -2(2)设点M(X o,%)为椭圆 曰+2 =1上一点,先证明直线
20、M N的方程 为 警+为y=1,号+%=1联立,消去V并整理得2-2%+片=0,八=4片一4片=(),%2 .+y=11 521f 1)在直线M N的方程中,令 =0,可得y=一,由题意可 知%0,即点N 0,为I y0J直线5尸的斜率为即=一2c1 4 1,所以,直线PN的方程为y=2 x+,2%11)在直线PN的方程中,令y=0,可得=一 丁,即点P -,02,o I 2yo)%=2%_ _ _ 1 _ ,因为MPMBF,则=即 上J _ _ 2/凡+1-一5,整理可得(%+5%)2 =,为十2 yo所以,入()=一 5%,因为 +y:=6 y;=1,,%,故%=近 ,%=一 豆55 6
21、6所以,直线/的方程为Y&X +且y=l,即X y+迷=0.6 6【点睛】结论点睛:在利用椭圆的切线方程时,一般利用以下方法进行直线:(1)设切线方程为y=+与椭圆方程联立,由 =()进行求解;2 2(2)椭 圆*+表 =1在其上一点(毛,为)的切线方程为等+胃=1,再应用此方程时,首先应证明直2 2线警+誓=1与椭圆+A=1相切.a2 b2 a2 b22 22 0.(2 02 1全国高考真题)已知椭圆C的方程为L铲=1(a 6 0),右焦点为尸(血,(),且离心率为T(1)求椭圆c的方程;(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线N与 曲 线/+产=加*0)相切.证明:乂,N,F三点共线的充要条件
22、是|MN|=出.【答案】(1)+y2=l;(2)证明见解析.3【分析】(1)由离心率公式可得4 =百,进而可得/,即可得解;(2)必要性:由三点共线及直线与圆相切可得直线方程,联立直线与椭圆方程可证|MV|=6;充分性:设直 线1 W:y =Ax+(0),当直线M N的斜率不存在时,直 线MN:x=l,不合题意;当 直 线M N的斜率存在时,设(玉,yj,N(w,%),必要性:若M,N,尸三点共线,可设直线MN:y=Z(x血)即人:-y-左=(),由直线M N与 曲 线f+V=i(x0)相切可得=1,解 得 =1,联 立 y=(x-V 2)x2 ,可 得4/6 0X+3=O,所 以 +=+y2
23、=1I 33723-,X,x7=2 1-4所以|M N -V 1 +1 -J(X +工2)-4 X 1 *2 -G,所以必要性成立;充分性:设直 线1 W:y =Ax+Z?,(妨0)相切可得=1,所 以 从=/2+1,a+i联 立 y=kx+bx2 2 可 得(1 +3%2卜2+6妨x+3 6 2-3 =0,丁)=所以-1 +3二 1 2 1 +3%2所以阿N|=J l+/.J(7+X2)2 4%马=ll+k26kb Y43b2-31 +30 ,+3 左 2,信3化简得3(炉一 1)2=(),所以4=土 1,k=(lc=-i所以二 垃或J5所以直线或,=一+J5所以直线MN过点F(a,0),M
24、,N,尸三点共线,充分性成立;所以M,N,F三点共线的充要条件是|M N|=6.【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是直线方程与椭圆方程联立及韦达定理的应用,注意运算的准确性是解题的重中之重.2 221.(20 21 北京高考真题)已知椭圆:=+=1(.人0)过点人(0,-2),以四个顶点围成的四边形面a b积为(1)求椭圆E的标准方程;(2)过点P(0,-3)的直线/斜率为k,交椭圆E于不同的两点8,C,直线A B,4 c交尸-3于点M、N,直线 AC交产-3于点N,若|P M+|P N W 1 5,求 A的取值范围.【答案】上+匕=1;(2)-3,-l)u(l,3.5 4【分析】(1)根据椭
25、圆所过的点及四个顶点围成的四边形的面积可求。为,从而可求椭圆的标准方程.(2)设 8(/乂),。(,必),求出直线A B,AC的方程后可得M,N的横坐标,从 而 可 得+联立直线BC的方程和椭圆的方程,结合韦达定理化简1 P M i+|P N|,从而可求j f c 的范围,注意判别式的要求.【详解】(1)因为椭圆过4(0,2),故8 =2,因为四个顶点围成的四边形的面积为4逐,故;又2ax2b=4卮 即。=6,2 2故椭圆的标准方程为:土+上=1.5 4(2)设 3(%,y),c(w,%),因为直线B C的斜率存在,故无 述2 w 0,y+2 c M故直线 A 8:y=Ux-2,令 y=-3,
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