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专题31 圆锥曲线中的定直线问题-备战2024年新高考数学之圆锥曲线专项高分突破(新高考专用)
展开一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知抛物线,直线l过点M(2,1),且与抛物线交于A,B两点,|AM|=|BM|,则直线l的方程是
A.B.
C.D.
【解析】设,,则,.
∴,即.
∵直线过点,且,∴,
∴,即.∴直线的方程为,即.故选:B.
2.已知双曲线的离心率为3,斜率为的直线分别交F的左右两支于A,B两点,直线分别交F的左、右两支于C,D两点,,交于点E,点E恒在直线l上,若直线l的斜率存在,则直线的方程为( )
A.B.C.D.
【解析】由题得,
设的中点的中点,
则,得,
所以,所以①,同理得②,
因为,则E,M,N三点共线,所以,将①②代入得,即,因为直线l的斜率存在,所以,
所以,即点E在直线上.故选:A.
3.设点为抛物线的焦点,,,三点在抛物线上,且四边形为平行四边形,若对角线(点在第一象限),则对角线所在的直线方程为
A.B.
C.D.
【解析】如图所示,
设点的坐标为,则,所以,点的坐标为.
所以线段的中点的坐标为.
设,.有,,且.
所以,所以,所以.
对角线所在的直线方程为,即.故选:B.
4.如图,已知点在焦点为的椭圆上运动,则与的边相切,且与边的延长线相切的圆的圆心一定在( )
A.一条直线上B.一个圆上C.一个椭圆上D.一条抛物线上
【解析】如图,
设圆与分别相切于,由切线定理得:,
因为在椭圆上,定值,
为定值,
,∴切点
∴圆心在过垂直于椭圆所在轴的直线.故选:A.
5.已知椭圆的左焦点为,点在椭圆上且位于第一象限,为坐标原点,若线段的中点满足,则直线的方程为( )
A.B.C.D.
【解析】设椭圆的右焦点为,(),,,
分别是和的中点,,由已知可得,,
,即,由得,
, 直线的方程为,即.故选:D.
6.若点A,F分别是椭圆的左顶点和左焦点,过点F的直线交椭圆于M,N两点,记直线的斜率为,其满足,则直线的斜率为
A.B.C.D.
【解析】点A,F分别是椭圆的左顶点和左焦点,
所以椭圆的左焦点坐标为 ,左顶点坐标为 ,
由题意可知,直线MN的斜率一定存在,因为直线MN过椭圆左焦点,所以MN的直线方程可设为 , ,
联立直线方程与椭圆方程,化简得
所以 ,因为 ,
代入,可得
将代入
通过解方程可得 ,所以选B
7.已知点为双曲线上任意一点,、为其左、右焦点,为坐标原点.过点向双曲线两渐近线作垂线,设垂足分别为、,则下列所述错误的是( )
A.为定值
B.、、、四点一定共圆
C.的最小值为
D.存在点满足、、三点共线时,、、三点也共线
【解析】设,点到渐近线的距离为,
同理,则,
∵,即,∴(定值),故A正确;
∵,∴和均为直角三角形,,两点在以为直径的圆上,故B正确;
由双曲线的对称性可知,其中,
∵∴成立,故C正确;
如图利用双曲线的对称性,不妨设直线垂直一条渐近线,垂足为;直线垂直另一条渐近线且交双曲线于点,易知直线与直线的交点始终落在轴上,故D不正确.
故选:D.
8.已知O为坐标原点,M为抛物线C:上一点,直线l:与C交于A,B两点,过A,B作C的切线交于点P,则下列结论中正确结论的个数是( )
(1);(2)若点,且直线AM与BM倾斜角互补,则;
(3)点P在定直线上;(4)设点,则的最小值为3.
A.1B.2C.3D.4
【解析】对于(1),设,由,得,
由,所以,
所以
,所以(1)正确,
对于(2),因为,直线AM与BM倾斜角互补,
所以,
所以,所以,
所以,且,
所以,且,解得,所以(2)正确,
对于(3),设点在轴上方,在轴下方,设,
轴上方的抛物线方程为,轴下方的抛物线方程为,
此时在点处的切线的斜率为,在点处的切线的斜率为,
所以在点处的切线方程为,在点处的切线方程为,
方程化简为,,
两式相除化简得,所以(3)正确,
对于(4),设,由于,所以,
当时,取得最小值,所以(4)错误,
故选:C
二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或者多项是符合题目要求的.
9.已知斜率为的直线交抛物线于、两点,下列说法正确的是( )
A.为定值
B.线段的中点在一条定直线上
C.为定值(、分别为直线、的斜率)
D.为定值(为抛物线的焦点)
【解析】若,则直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,则,
设直线的方程为,联立可得,
,
对于A选项,不一定是定值,A错;
对于B选项,设线段的中点为,则,
为定值,故线段的中点在定直线上,B对;
对于C选项,为定值,C对;
对于D选项,不一定为定值,D错.
故选:BC.
10.已知O为抛物线的顶点,直线l交抛物线于M,N两点,过点M,N分别向准线作垂线,垂足分别为P,Q,则下列说法正确的是( )
A.若直线l过焦点F,则N,O,P三点不共线
B.若直线l过焦点F,则
C.若直线l过焦点F,则抛物线C在M,N处的两条切线的交点在某定直线上
D.若,则直线l恒过点
【解析】设直线,联立方程,得
设,,则。
选项A,若直线l过焦点F,则。,,
又,,,三点共线,A错;
选项B,由抛物线的定义和平行线的性质知:
,
又,,所以B对;
选项C,设与抛物线相切的切线方程为,则化简得.
由,可得,即,所以与抛物线相切的切线方程为,
将点坐标代入方程可得,则,
所以过的切线方程为.
同理,过的切线方程为,联立,得:
抛物线在点M,N处的切线的交点在定直线上,所以C对;
选项D,因为,,
将韦达定理代入得:.所以直线l恒过点,所以D对.
故选:BCD.
11.如图所示,抛物线,为过焦点的弦,过,分别作抛物线的切线,两切线交于点,设,,,则下列结论正确的是( ).
A.若的斜率为1,则
B.若的斜率为1,则
C.点恒在平行于轴的直线上
D.的值随着斜率的变化而变化
【解析】由得,所以焦点坐标,
对A,直线的方程为,由得,所以,
所以;故A错误.
因为,所以,则直线、的斜率斜率分别为、,
所以,,
由解得即.
由题意知,直线的斜率存在,可设直线的方程为,
由消去 得,所以,,故D错误.
又,故C正确.
对B,当的斜率为1时,,故 ,故D正确.
故选:BC.
12.椭圆的左、右焦点分别为,,为坐标原点,则以下说法正确的是( )
A.过点的直线与椭圆交于两点,则的周长为8
B.椭圆上不存在点,使得
C.直线与椭圆恒有公共点
D.为椭圆上一点,为圆上一点,则点,的最大距离为3
【解析】对于A选项:由椭圆的定义:
的周长为:,故A正确;
对于B选项:设,则,,,
,,,
,解得
椭圆上存在点,使得,故B错误;
对于C选项:直线恒过定点
,故该定点在椭圆内,过该定点的直线和椭圆一定有交点,故C正确;
对于D选项:设,则P点到圆的圆心的距离
,故,,故D正确.
故选:ACD
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.已知抛物线,焦点是,为抛物线上一动点,以为直径的圆与定直线相切,则直线的方程为 .
【解析】易知为抛物线的焦点,设点,由抛物线的定义可得,
线段的中点为,
所以,圆心到轴的距离恒等于半径,所以定直线的方程为.
14.经过抛物线的焦点的直线交此抛物线于,两点,抛物线在,两点处的切线相交于点,则点必定在直线 上.(写出此直线的方程)
【解析】抛物线中,焦点为,设直线方程为,代入抛物线整理得,设,,则,.
由得,∴过点切线斜率为,切线方程为,即,同理过点切线方程为,两式相除得,整理得,解得,所以点在准线上.
15.如图,A、B为椭圆的两个顶点,过椭圆的右焦点F作轴的垂线与其交于点C,若AB∥OC(O为坐标原点),则直线AB的斜率为 .
【解析】由题意,椭圆,过椭圆的右焦点F作轴的垂线与其交于点C,
可得,又由,可得,整理得,即,
又由,所以直线的斜率为.
16.已知椭圆,一组平行直线的斜率为,经计算当这些平行线与椭圆相交时,被椭圆截得的线段的中点在定直线l上,则直线l的方程为 .
【解析】设这组平行直线的方程为,联立,
整理得,,解得.
且,,
所以这组平行直线与椭圆交点的中点坐标为,
,,所以这些点均在上.
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知点,,动点满足直线与的斜率之积为,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线与曲线交于两点,直线与相交于.求证:点在定直线上.
【解析】(1),,,整理可得:,
又,曲线的方程为:.
(2)
由题意知:直线斜率不为,则可设,设,
则直线,直线,
由得:,
由得:,则,即,
,,,
,解得:,
即点在定直线上.
18.在平面直角坐标系中,已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴是坐标轴,右支与x轴的交点为,其中一条渐近线的倾斜角为.
(1)求C的标准方程;
(2)过点作直线l与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,在线段上取一点E满足,证明:点E在一条定直线上.
【解析】(1)根据题意,设双曲线的方程为,由题知,,可得;
所以双曲线方程为.
(2)易知为双曲线的右焦点,如下图所示:
由题知直线l斜率存在,根据对称性,不妨设斜率为,故直线的方程为,
代入双曲线方程得,设,,
由韦达定理有,,且,,
设,点E在线段上,所以
由可得
化简得,代入和并化简可得,
即存在点E满足条件,并且在定直线上.
19.已知抛物线,过点的两条直线、分别交于、两点和、两点.当的斜率为时,.
(1)求的标准方程;
(2)设为直线与的交点,证明:点在定直线上.
【解析】(1)当直线的斜率为时,直线的方程为,设点、,
联立可得,
,因为,可得,
由韦达定理可得,,
,
整理可得,解得或(舍去),因此,抛物线的方程为.
(2)证明:当直线与轴重合时,直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
所以,直线不与轴重合,同理可知直线也不与轴重合,
设直线的方程为,联立可得,
则可得,设点、,由韦达定理可得,
设直线的方程为,设点、,同理可得,
直线的方程为,即,
化简可得,同理可知,直线的方程为,
因为点在抛物线的对称轴上,由抛物线的对称性可知,
交点必在垂直于轴的直线上,所以只需证明点的横坐标为定值即可,
由,消去,
因为直线与相交,则,
解得
,
所以,点的横坐标为,因此,直线与的交点必在定直线上.
20.已知抛物线:上一点到其焦点的距离为3,,为抛物线上异于原点的两点.延长,分别交抛物线于点,,直线,相交于点.
(1)若,求四边形面积的最小值;
(2)证明:点在定直线上.
【解析】(1)由抛物线定义可知,,解得,即抛物线方程为,
由题意,设,,直线的方程,
由,消去得,恒成立,
由韦达定理可知:,,故,
因为,所以直线的方程为,
于是,则
当且仅当,即时等号成立,所以四边形面积的最小值为32;
(2)设,,,因为,,,都在上,
所以,,因为,,三点共线,所以有,
即,整理得:,
同理,因为,,三点共线,可得,
即,解得:,
由(1)可知,,代入上式可得:,
得,即点在定直线上.
21.已知椭圆:,为椭圆的右焦点,三点,,中恰有两点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点为椭圆的左右端点,过点作直线交椭圆于,两点(不同于),求证:直线与直线的交点在定直线上运动,并求出该直线的方程.
【解析】(1)因为为椭圆的右焦点,所以①,
由对称性得,点,在椭圆上,代入得②,
联立①②解得,,,所以椭圆的标准方程为:.
(2)由条件知直线与直线不重合,故直线的斜率不为0,
设直线的方程为,联立,可得,
设,,,则,,,
由(1)可得,,
由共线得:③,
由共线得:④,
由③÷④消去并整理得,,
即,所以,
综上所述,直线与直线的交点在定直线上运动.
22.椭圆E的方程为,左、右顶点分别为,,点P为椭圆E上的点,且在第一象限,直线l过点P
(1)若直线l分别交x,y轴于C,D两点,若,求的长;
(2)若直线l过点,且交椭圆E于另一点Q(异于点A,B),记直线与直线交于点M,试问点M是否在一条定直线上?若是,求出该定直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)设,则①,②,
由①②可得,,即,
(2)依题可设直线l的方程为,,,.
联立方程组,整理得,
,则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立方程组,得,
因为,
,
,由,得,得.
所以.
故点M在定直线上.
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专题30 圆锥曲线中的定值问题-备战2024年新高考数学之圆锥曲线专项高分突破(新高考专用): 这是一份专题30 圆锥曲线中的定值问题-备战2024年新高考数学之圆锥曲线专项高分突破(新高考专用),文件包含专题30圆锥曲线中的定值问题原卷版docx、专题30圆锥曲线中的定值问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。
专题29 圆锥曲线中的定点问题-备战2024年新高考数学之圆锥曲线专项高分突破(新高考专用): 这是一份专题29 圆锥曲线中的定点问题-备战2024年新高考数学之圆锥曲线专项高分突破(新高考专用),文件包含专题29圆锥曲线中的定点问题原卷版docx、专题29圆锥曲线中的定点问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。