
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新高考数学三轮冲刺练习培优专题10 圆锥曲线压轴小题归类(2份,原卷版+解析版)
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这是一份新高考数学三轮冲刺练习培优专题10 圆锥曲线压轴小题归类(2份,原卷版+解析版),文件包含新高考数学三轮冲刺练习培优专题10圆锥曲线压轴小题归类原卷版doc、新高考数学三轮冲刺练习培优专题10圆锥曲线压轴小题归类解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共66页, 欢迎下载使用。
TOC \ "1-1" \h \u \l "_Tc30872" 重难点题型归纳 PAGEREF _Tc30872 \h 1
\l "_Tc9770" 【题型一】曲线与轨迹 PAGEREF _Tc9770 \h 1
\l "_Tc25537" 【题型二】 三曲线定义法 PAGEREF _Tc25537 \h 3
\l "_Tc26123" 【题型三】 双曲线渐近线 PAGEREF _Tc26123 \h 6
\l "_Tc17452" 【题型四】 三大曲线焦半径 PAGEREF _Tc17452 \h 9
\l "_Tc30776" 【题型五】三大曲线焦点弦 PAGEREF _Tc30776 \h 12
\l "_Tc14456" 【题型六】焦点三角形 PAGEREF _Tc14456 \h 14
\l "_Tc19320" 【题型七】中点弦 PAGEREF _Tc19320 \h 15
\l "_Tc7274" 【题型八】焦点圆 PAGEREF _Tc7274 \h 17
\l "_Tc15408" 【题型九】 双余弦定理 PAGEREF _Tc15408 \h 19
\l "_Tc21436" 【题型十】 双角度 PAGEREF _Tc21436 \h 22
\l "_Tc23666" 【题型十一】四心与曲线 PAGEREF _Tc23666 \h 24
\l "_Tc30832" 【题型十二】 切线 PAGEREF _Tc30832 \h 27
\l "_Tc21899" 【题型十三】 小题大做:坐标运算 PAGEREF _Tc21899 \h 30
\l "_Tc28840" 好题演练 PAGEREF _Tc28840 \h 33
重难点题型归纳
【题型一】曲线与轨迹
【典例分析】
若,则的最小值和最大值分别是( )
A.和B.和1C.和D.和1
【答案】A
【分析】
由题意可得原方程表示的曲线为个圆,作出图象,数形结合借助几何法可得答案.
【详解】
解:∵,
∴或,
即或,
即方程表示的曲线为个圆,如图:
当直线平移到与圆在左上方相切时,取得最大值,
即原点到直线的距离为1,即,解得,
又直线在轴上的截距为正,即,
∴,即,
当直线平移到经过圆上的点和时,取得最小值,
即点和在直线上,即,即,故选:A.
【变式演练】
1. 阿波罗尼斯(古希腊数学家,约公元前262-190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,它将圆锥曲线的性质网罗殆尽几乎使后人没有插足的余地.他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿氏圆现有,,,则当的面积最大时,它的内切圆的半径为______.
【答案】
【分析】
,,,即.根据阿波罗尼斯圆可得:点B的轨迹为圆, 以线段AC中点为原点,AC所在直线为x轴建立直角坐标系,求出B的轨迹方程,当面积最大时,边上的高为圆的半径4,进而求得的面积,根据内切圆的性质,计算可得半径,进而得出结论.
【详解】
∵,∴为非零常数,故点B的轨迹是圆.
以线段中点为原点,所在直线为x轴建立直角坐标系,则,,设,
∵,,
,整理得,
因此,当面积最大时,边上的高为圆的半径4.此时,,
设内切圆的半径为r,则,解得.
故答案为:
2. 方程|x-1|+|y-1|=1表示的曲线所围成的图形的面积是____.
【答案】2
【分析】
利用绝对值的定义,可得出曲线形状,然后可求面积.
【详解】
当时,方程为,当时,方程为,
当时,方程为,当时,方程为,
曲线是以为顶点的正方形,面积为.
【题型二】 三曲线定义法
【典例分析】
已知双曲线:的左右焦点分别为,,过的直线与圆相切于点,且直线与双曲线的右支交于点,若,则双曲线的离心率为______.
【答案】如图,由题可知,,则,
又,,,又,
作,可得,,则在,,即,又,化简可得,同除以,得
解得双曲线的离心率为
【变式演练】
1. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,P为椭圆C在第一象限内的一点,,直线与C的另一个交点为Q,O为坐标原点,则的面积为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】设,,在中,由余弦定理结合椭圆定义可得,根据面积相等,即可得P点纵坐标,进而得P点坐标,根据点坐标即可得直线方程,与椭圆联立可得点纵坐标,进而求得三角形面积.
【详解】解:因为,所以,
设,,在中,
由余弦定理得,
即,所以,
根据椭圆定义有:,所以,
所以,
因为,
因为P在第一象限,所以,代入椭圆中,得,
因为,所以,
所以直线,
联立,可得 ,
显然,则,因为,所以,
所以
.故选:C
2. 已知实数a,b,c成等差数列,记直线与曲线的相交弦中点为P,若点A,B分别是曲线与x轴上的动点,则的最小值是( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】B
【解析】由已知得,可得出直线过定点,设直线与曲线相交的一个交点为Q,设另一个交点为,设,由中点坐标可得出点,代入曲线上,得出P在抛物线上运动,由抛物线的定义及圆的性质可得出选项.
【详解】解:因为实数a,b,c成等差数列,所以,
则直线化为,即,由解得,
所以直线过定点,又点Q在曲线上,
所以直线与曲线相交的一个交点为Q,设另一个交点为,
设,则,又在曲线上,化简得,即P在抛物线上运动,
设抛物线的焦点为,设,,
曲线,得,
记圆心。所以。.故选B.
【题型三】 双曲线渐近线
【典例分析】
已知、分别为双曲线的两个焦点,双曲线上的点到原点的距离为,且,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】设为双曲线的下焦点,为双曲线的上焦点,绘出双曲线的图像,
如图,过点作于点,因为,所以,,
因为,所以,因为双曲线上的点到原点的距离为,即,且,
所以,,故,,
因为,所以,,将代入双曲线中,
即,化简得,,,,,解得或(舍去),,,
则该双曲线的渐近线方程为,故选:A.
【变式演练】
1. 已知、分别为双曲线的两个焦点,双曲线上的点到原点的距离为,且,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】本题首先可以结合题意绘出双曲线的图像,然后根据得出,根据双曲线的定义得出,再然后根据得出以及,根据得出,最后将点坐标代入双曲线中,通过化简即可得出结果.
【详解】设为双曲线的下焦点,为双曲线的上焦点,绘出双曲线的图像,
如图,过点作于点,
因为,
所以,,
因为,所以,
因为双曲线上的点到原点的距离为,即,且,
所以,,
故,,
因为,所以,,
将代入双曲线中,
即,化简得,,
,,,
解得或(舍去),,,
则该双曲线的渐近线方程为,故选:A.
2. .如图,已知分别为双曲线的左、右焦点,P为第一象限内一点,且满足,线段与双曲线C交于点Q,若,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由同起点的向量做加法想到平行四边形法则,从而取的中点E,由已知可知,由三线合一知三角形为等腰三角形,再由余弦的定义表示的余弦值,又由双曲线的定义表示,最后在中,由余弦定理构建方程,求得,将其代入渐近线方程,得答案.
【详解】取线段的中点E,连接,
因为,所以,
故三角形为等腰三角形,且.
在中,,
连接,又,点Q在双曲线C上,
所以由双曲线的定义可得,,故.
在中,由余弦定理得,
.
整理可得,所以,
故双曲线C的渐近线方程为.故选:B
【题型四】 三大曲线焦半径
【典例分析】
已知过抛物线的焦点,且斜率为的直线与抛物线交于两点,则____________.
【答案】
【详解】方法一:
方法二:抛物线的焦点的坐标为 斜率为且过焦点的直线方程为
联立抛物线方程,得,化简得 设两个交点坐标分别为
所以则
所以
【变式演练】
1. 已知双曲线的一条渐近线方程为,左焦点为,当点在双曲线右支上,点在圆上运动时,则的最小值为__________.
【答案】7解:由双曲线方程,得,所以渐近线方程为
比较方程,得所以双曲线方程为,点
记双曲线的右焦点为,且点在双曲线右支上,所以
所以由两点之间线段最短,得最小为
因为点在圆上运动所以最小为点F到圆心的距离减去半径2
所以所以的最小值为7故答案为:7.
2. 已知点是椭圆上非顶点的动点,分别是椭圆的左、右焦点,为坐标原点,若为的平分线上一点,且,则的取值范围为()
A.B.C.D.
【答案】D【详解】如图所示,不妨设点P在轴右边,因为为的平分线上一点,且,所以为的垂直平分线,故,由中位线定理可得。
设点,由焦半径公式得,,,,故,因为,所以,,,故选D。
【题型五】三大曲线焦点弦
【典例分析】
设,分别是椭圆的左、右焦点,直线l过交椭圆C于A,B两点,交y轴于C点,若满足且,则椭圆的离心率为
A.B.C.D.
【答案】A【详解】因为F1是椭圆的左焦点,直线过F1交y轴于C点
所以 ,即 因为,所以又因为
所以在三角形AF1F2中,,,,根据余弦定理可得
,代入得,化简得 所以离心率为 所以选A
【变式演练】
1. 双曲线,,方向向量为的直线过点且与双曲线交于两点,,,,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A【解析】
如图,由题意知D为BC的中点,且,所以.过点D作轴于,则.在中,,根据三角形的相似可得
,∴.又,∴,∴,
∴.故点D的坐标为.设,由点差法可得,即,∴. ∴.选A.
2. 已知椭圆: 的左、右焦点分别为,点在椭圆上, 且,则当时,椭圆的离心率的取值范围为______.
【答案】
因为,所以可设,由,得,即,因为在椭圆上,所以,即,即,即,即在区间上为增函数,所以,即椭圆的离心率的取值范围为.
【题型六】焦点三角形
【典例分析】
已知,分别是椭圆的左、右焦点,若在椭圆上存在点,使得的面积等于,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据给定条件用表示出,再结合椭圆定义并借助均值不等式计算作答.
【详解】依题意,,而,
则有,由椭圆定义知:,
当且仅当,即时取“=”,
于是有,则,又,即有,
所以椭圆的离心率的取值范围为.故选:A
【变式演练】
1. 已知椭圆C的方程为离心率,,分别为左焦点和右顶点,点在椭圆上,若为锐角,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】利用离心率先求出,然后把点参数化,得到,进而利用为锐角,得到,最后得到实数的取值范围
【详解】∵椭圆C的标准方程为,∴,
又∵椭圆C的离心率,∴,则,若点在椭圆上,
则,(为参数),则,,
若为锐角,则,
即,,又由时,与同向,,
故,,即实数的取值范围是
故答案为:
2.已知,分别是椭圆:的左右两个焦点,若在上存在点使,且满足,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】依题意可得、,再根据椭圆的定义得到,即可求出椭圆的离心率;
【详解】解:在中,且满足,所以,,所以、,所以,所以;
故选:B
【题型七】中点弦
【典例分析】
已知斜率为1的直线与椭圆相交于A、B两点,O为坐标原点,AB的中点为P,若直线OP的斜率为,则椭圆C的离心率为( ).
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】这是中点弦问题,注意斜率与椭圆a,b之间的关系.
【详解】如图:
依题意,假设斜率为1的直线方程为:,联立方程:
,解得:,代入得,
故P点坐标为,由题意,OP的斜率为,即,化简得:,,,;故选:B.
【变式演练】
1. 已知平行四边形内接于椭圆,且的斜率之积为,则椭圆的离心率为________.
【答案】##0.5
【分析】根据对称性设,,,根据得到,再求离心率即可.
【详解】由对称性,,关于原点对称,设,,,
,
故.故答案为:
2. 抛物线的焦点为,已知点为抛物线上的两个动点,且满足,过弦的中点作准线的垂线,垂足为,则的最大值为( )
A.1B.C.2D.
【答案】D如图所示,设| 连接 由抛物线定义,得| 在梯形 中, 由余弦定理得, 配方得 又 得到| 所以 ,即的最大值为
【题型八】焦点圆
【典例分析】
已知椭圆的左顶点和上顶点分别为,,左、右焦点分别是,,在线段上有且只有一个点满足,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题意可求得的方程,设出点坐标,代入的方程,由,得,结合椭圆的离心率的性质即可求得答案.
【详解】解:依题意,作图如下,,,,直线的方程为:,整理得:,设直线上的点,则,,,
,令,
则,由得:,于是,
,整理得:,又,,
,,又椭圆的离心率,,
椭圆的离心率为.故选:A.
【变式演练】
1. 设,分别是椭圆的左右焦点,为椭圆的下顶点,为过点,,的圆与椭圆的一个交点,且,则的值为__________.
【答案】【详解】设过三点的圆的圆心为 是通径的一半,
是圆中的一条弦,根据圆的对称性可知的坐标,
,整理得
整理得解得,舍去负根
2. 已知椭圆的左,右焦点分别为,,以坐标原点O为圆心,线段为直径的圆与椭圆C在第一象限相交于点A.若,则椭圆C的离心率的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据题意可得,且,再根据焦点三角形中的关系表达出离心率,结合函数的单调性求解即可
【详解】由题意,因为线段为直径的圆与椭圆C在第一象限相交于点A.
故半径,即 ,且.
又离心率,
因为,结合题意有,设,则,易得对勾函数在上单调递增,故在上单调递增,故,即
故答案为:
【题型九】 双余弦定理
【典例分析】
如图所示,为椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于B.D两点且,E为线段上靠近的四等分点.若对于线段上的任意点P,都有成立,则椭圆的离心率为________.
【答案】
【分析】取的中点Q,连EQ.PQ.根据向量的加法和减法转化,
同理,等价于,由点的任意性判断,得到,根据几何关系和椭圆定义得到边长,根据余弦定理建立方程求椭圆的离心率.
【详解】解:取的中点Q,连EQ.PQ.,
同理,恒成立等价于,因为点是线段上的任意一点,故,得到,设,则,,
由,得,,,在中,,
在中,又所以,解得.
故答案为:
【变式演练】
1. 椭圆的两个焦点为,,过的直线交椭圆于,两点,,,则椭圆的离心率为___________.
【答案】
【分析】设椭圆,设,运用椭圆的定义,可得,,即有,取的中点,连接,则,由勾股定理可得a,c的另一关系式,联立解得,,运用离心率公式计算即可得到答案.
【详解】设椭圆, ,,,如图示:
设,则,由椭圆的定义可得,
,即有,即,①取的中点,连接,则 ,
由,则,由勾股定理可得,
即为,②由①②解得,,则离心率,故答案为:
2. 设,分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交椭圆于两点,,若,则椭圆的离心率为___________.
【答案】
【分析】求椭圆的离心率,要列出关于的等量关系式,设,根据椭圆的定义以及,可以表示出三角形各边的长度,通过余弦定理得到各边关于的表达式,根据几何关系可以列出关于的等量关系式,从而求出离心率
【详解】设,则,,,.
,在中,由余弦定理得,,
,化简可得,而,故,
,,,,是等腰直角三角形,
,椭圆的离心率 ,故答案为:.
【题型十】 双角度
【典例分析】
如图,点F为椭圆的左焦点,直线分别与椭圆C交于A,B两点,且满足,O为坐标原点,若,则椭圆C的离心率________.
【答案】
【分析】根据题意,利用图中几何关系,再几何椭圆的定义,即可得解.
【详解】
由题知:令
连接,所以,且,
从而.故答案为:.
【变式演练】
1. 已知椭圆的两个焦点分别为,点为椭圆上一点,且,,则椭圆的离心率为 __.
【答案】
【分析】由题意得到,即,进而求得,结合,得到,即可求得椭圆的离心率.
【详解】因为,,则,所以,
且,所以,
又由,即,即,所以.故答案为:
2. .已知,为椭圆:的左、右顶点,点在上,在中,,,则椭圆的离心率为________.
【答案】
【分析】设,进而根据,求出m,n,然后将m,n代入椭圆方程进而得到a,b的关系,然后求出离心率.
【详解】根据椭圆的对称性不妨设点在x轴上方,设,
由,,
联立解得:,代入到椭圆方程得:,
所以.故答案为:.
【题型十一】四心与曲线
【典例分析】
已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上不与左右顶点重合的任意一点,,分别为的内心和重心,当轴时,椭圆的离心率为
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】结合图像,利用点坐标以及重心性质,得到G点坐标,再由题目条件轴,得到点横坐标,然后两次运用角平分线的相关性质得到的比值,再结合与相似,即可求得点纵坐标,也就是内切圆半径,再利用等面积法建立关于的关系式,从而求得椭圆离心率.
【详解】如图,令点在第一象限(由椭圆对称性,其他位置同理),连接,显然点在上,连接并延长交轴于点,连接并延长交轴于点,轴,过点作垂直于轴于点,
设点,,则,
因为为的重心,所以,因为轴,所以点横坐标也为,,
因为为的角平分线,则有,
又因为,所以可得,又由角平分线的性质可得,,而所以得,所以,,
所以,即,因为
即,解得,所以答案为A.
【变式演练】
1. 已知椭圆:的左、右焦点分别是,,是椭圆上的动点,和分别是的内心和重心,若与轴平行,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】连接PO,则三点共线,延长交轴于点,则由平行于轴得,从而可得,根据三角形内心的性质可得,从而可得离心率.
【详解】∵是的中点,G是的重心,∴三点共线,
延长交轴于点,则由平行于轴知,,
则,设内切圆半径为r,
则,
∴椭圆的离心率为.
故选:A﹒
2. 已知椭圆)的左、右焦点分别为和为C上一点,且的内心为,则椭圆C的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用角平分线定理可得,进而可得,结合条件即得.
【详解】连接,延长交轴于,则
,又,,
所以,故,即,又,所以,即.故选:D.
【题型十二】 切线
【典例分析】
已知圆在椭圆的内部,点为上一动点.过作圆的一条切线,交于另一点,切点为,当为的中点时,直线的斜率为,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】当点为中点时,由点差法可得,再由与圆相切可得,可解出;设为的左顶点,连接,则,根据正切的二倍角公式可解得,即得出,将和代入得,然后解出离心率.
【详解】设,,,则,.
将,的坐标分别代入的方程,得,
两式相减,得,
所以,即.
当为的中点时,,则,故.
如图,设为的左顶点,连接,则,所以,整理得,解得或(舍去),则,所以,所以,故的离心率.
故选:C.
【变式演练】
1. 两个长轴在x轴上、中心在坐标原点且离心率相同的椭圆.若A,B分别为外层椭圆的左顶点和上顶点,分别向内层椭圆作切线AC,BD,切点分别为C,D,且两切线斜率之积等于,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】法一,用判别式等于零求两条切线得斜率,因为它们相乘等于,可得,所以椭圆的离心率为;法二,用极点极线得方法得到两条切线得斜率,再根据条件即得.
【详解】法一:设内椭圆方程为,外椭圆为,
切线的方程为,
联立消去可得:,
因为直线为椭圆的切线,所以,
化简可得:,设直线的方程为:,同理可得,
因为两切线斜率之积等于,所以,所以椭圆的离心率为.
故选:B.
法二;设内层椭圆:,外层椭圆:.
设切点,,,,
切线:,切线:,
∴①,②,
又∵,即,即,即,
∴,同理,∴,∴,
将,代入椭圆中得:,经分析得:,
由①②可知,∴,∴,∴.
故选:B.
2. 已知椭圆,焦距为,以点O为圆心,b为半径作圆O,若过点作圆O的两条切线,切点分别为A,B,且,则椭圆C的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】在直角中,根据,列出方程得到,进而转化为,得出,即可求解.
【详解】由题意,可得,,,
故,在直角中,由,可得,
故,整理得,所以,即,所以,可得,解得.
即椭圆的离心率为.故选:B.
【题型十三】 小题大做:坐标运算
【典例分析】
已知点为椭圆:的上顶点,点,在椭圆上,满足且,若满足条件的△有且只有一个,则的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】设:取,联立椭圆结合求出A、B的点坐标,由及两点距离公式得到,根据题设且无其它k值,得到,进而求的范围,即可求离心率范围.
【详解】设直线:,则:,而,
不妨取,直线与椭圆联立,消去得,解得,
所以,则,因为,所以,整理得,,易知符合,
因为满足条件的△有且只有一个,
所以无之外的解,整理得,
所以,即,所以离心率.故选:B
【变式演练】
1. 已知椭圆内有一定点,过点P的两条直线,分别与椭圆交于A、C和B、D两点,且满足,,若变化时,直线CD的斜率总为,则椭圆的离心率为
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】设出四点的坐标,将两点坐标代入椭圆方程并化简,同理将两点坐标代入椭圆方程并化简,根据化简上述两个式子,由此求得的值,进而求得椭圆离心率.
【详解】设因为,且,所以,同理.将两点坐标代入椭圆方程并化简得,即,同理,由于,,所以,即,即,两式相加得,即,所以,所以,故选A.
2. 过原点的一条直线与椭圆=1(a>b>0)交于A,B两点,以线段AB为直径的圆过该椭圆的右焦点F2,若∠ABF2∈[],则该椭圆离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】以AB为直径的圆的圆周角∠ABF2∈[],故圆心角,所以当斜率存在时,斜率,然后将斜率转化为的关系式,求解离心率的取值范围;当斜率不存在时,易得,易解离心率的值,综上便可得出答案.
【详解】解:当过原点的直线斜率不存在时,因为以AB为直径的圆经过右焦点,所以有,此时;
当过原点的直线斜率存在时,设过原点的直线为,,因为∠ABF2∈[]
所以圆心角,所以,即,直线与椭圆联立方程组,解得,因为以AB为直径的圆经过右焦点,所以,以AB为直径的圆方程为,
所以有,即,
故,即,所以,解得
故得到综上:,故选B
好题演练
一、单选题
1.(2023春·湖北·高三宜昌市三峡高级中学校联考)椭圆的中心在坐标原点,,,,分别为椭圆的左、右、上、下顶点,为其右焦点,直线与直线交于点,若为钝角,则该椭圆的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据为钝角转化为,求出四点坐标,用数量积的坐标公式得到关于,的不等式,不等式两边同时除以得到关于离心率的不等式,解不等式即可得到离心率的取值范围.
【详解】如图,
设椭圆的标准方程为,.
由题意,得,,,
则,.
因为为向量与的夹角,且为钝角,
所以,所以.
又,所以,
两边同时除以得,解得或,
因为,所以.
故选:A.
2.(2023·全国·高三专题练习)如图,、是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于点若,,,则双曲线的离心率为( )
A.4B.C.D.
【答案】D
【分析】利用双曲线的定义及线段的关系建立方程,解出再利用双曲线离心率公式计算即可
【详解】因为,,,
所以,所以.
由双曲线的定义得:,
所以,
所以
在中,
所以.
故双曲线的离心率为.
故选:D.
3.(2023春·浙江杭州·高三杭师大附中校考)过抛物线的焦点作斜率分别为,的两条不同的直线,,且,与相交于点,与相交于点.分别以、为直径的圆、圆(为圆心)的公共弦记为,则点到直线的距离的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据抛物线的性质以及已知条件求出圆、圆的标准方程,然后联立求出公共弦所在的直线,最后利用点到直线的距离公式写出表达式,利用二次函数性质求最小值即可.
【详解】由题意知焦点,
设直线,联立得:,
设,
则,
由抛物线定义可得:,
由题知为的中点,所以,
所以,
所以圆的标准方程为:,
即,
同理可得圆的方程为:,
联立,
所以圆与圆的公共弦所在的直线的方程为:,
由题知,所以直线的方程为:,
所以点到直线的距离为:,
当时,取到最小值,故点到直线的距离的最小值为,
故选:A.
4.(2023·河南郑州·三模)已知,分别是双曲线:的左、右焦点,过的直线分别交双曲线左、右两支于A,B两点,点C在x轴上,,平分,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】因为,所以∽,设,则,设,则,.由角平分线的性质可得,由双曲线的定义可得,,再结合余弦定理可得,从而可求解.
【详解】
因为,则,所以∽,
设,则,设,则,.
因为平分,由角平分线定理可知,,
所以,所以,
由双曲线定义知,即,,①
又由得,
在中,由余弦定理知,
在中,由余弦定理知,
即,化简得,
把①代入上式得,解得.
故选:A.
5.(2023·河南郑州·模拟预测)设,为椭圆的左、右焦点,点A为椭圆的上顶点,点B在椭圆上且满足,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】由题设及椭圆对称性,若下顶点为,则直线必过下顶点,且,进而有,设,根据向量数量关系的坐标表示求坐标,再由点在椭圆上得到参数关系,即可求离心率.
【详解】由且A为椭圆的上顶点,则,,若下顶点为,
根据椭圆对称性知:直线必过下顶点,且,故不可能为下顶点,
所以,如上图有,而,若,
则,故,即在椭圆上,
所以,可得,而,则.
故答案为:D
6.(2023·天津河西·统考一模)已知抛物线,分别是双曲线的左、右焦点,抛物线的准线过双曲线的右焦点,与双曲线的渐近线交于点,若,则双曲线的标准方程为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由抛物线方程确定准线,即知,再由双曲线的渐近线为,令,结合已知有,进而求出双曲线参数,即可得方程.
【详解】由题设,抛物线准线为,则,,
双曲线的渐近线为,不妨令,
又,易知:△为等腰直角三角形,即,
所以,即,又,可得,
故双曲线为.故选:A
7.(2023·四川达州·统考二模)点均在抛物线上,若直线分别经过两定点,则经过定点,直线分别交轴于,为原点,记,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用条件,用表示出两点坐标,从而求出直线的方程,进而求出定定点,再根据条件得到,再利用柯西不等式即可求出结果.
【详解】如图,由题易知直线斜率均存在,
设直线方程为,,
由,消得,即,
由韦达定理得,所以,代入,得到,所以,
设直线方程为,,
由,消得,
即,由韦达定理得,
所以,又因为,所以,
代入,得到,所以,
所以直线的斜率为,
所以的方程为,
即
所以,即,
故直线过定点,令,得到,所以,
所以,,又因为,所以,
所以,,又,所以,
又由柯西不等式知,
当且仅当,即时,取等号,
所以,即,
故选:D.
【点睛】解决本题的关键在于,利用条件求出,两点,再利用点斜式表示出直线,进而求出定点.
8.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线的右焦点为F,过点F且斜率为的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于点D. 若,则双曲线的离心率取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据题意利用韦达定理求以及线段AB的中垂线的方程,进而可求点D和,结合运算求解即可.
【详解】设双曲线的右焦点为,则直线,
联立方程,消去y得:,
则可得,
则,
设线段的中点,则,
即,
且,线段的中垂线的斜率为,
则线段的中垂线所在直线方程为,
令,则,解得,
即,则,
由题意可得:,即,
整理得,则,
注意到双曲线的离心率,
∴双曲线的离心率取值范围是.
故选:A.
【点睛】方法定睛:双曲线离心率(离心率范围)的求法
求双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求的值(或范围).
二、多选题(
9.(2023·浙江金华·统考模拟预测)已知拋物线,点均在抛物线上,点,则( )
A.直线的斜率可能为
B.线段长度的最小值为
C.若三点共线,则存在唯一的点,使得点为线段的中点
D.若三点共线,则存在两个不同的点,使得点为线段的中点
【答案】BD
【分析】根据两点斜率公式,结合一元二次方程的根可判断A,由两点距离公式,结合导数求单调性确定最值可判断B,根据中点坐标公式,由一元二次方程根的个数可判断CD.
【详解】设在抛物线上,且满足 ,
对于A,假如直线的斜率可以为,则
由于,则该方程无解,所以直线的斜率不可能为,故A错误,
对于B, ,记,
记单调递增,
由于,因此 单调递增,
当时, 单调递减,故当时,取最小值5,
因此的最小值为,故B正确,
对于C,若三点共线,为线段的中点,则,
将代入抛物线方程中得,
故有两个不相等的实数根,所以满足条件的点不唯一,故C错误,D正确,
故选:BD
10.(2023·全国·高三专题练习)已知曲线,,则下列结论正确的是( )
A.曲线C可能是圆,也可能是直线
B.曲线C可能是焦点在轴上的椭圆
C.当曲线C表示椭圆时,则越大,椭圆越圆
D.当曲线C表示双曲线时,它的离心率有最小值,且最小值为
【答案】ABD
【分析】设,由的符号和取值结合对应方程的特点,结合条件逐项判断可得答案.
【详解】设,故曲线C的方程可表示为,
对A,当时,曲线C的方程为,可得,此时曲线C为两条直线;
当时,曲线C的方程为,此时曲线C是一个圆;故A正确;
对B,当时,,曲线C的方程为,此时曲线C为焦点在y轴上的椭圆,故B正确;
对C,当曲线C表示椭圆时,离心率为,则越大,椭圆越扁,故C错误;
对D,当时,,曲线C的方程为,此时曲线C为焦点在x轴上的双曲线,
此时离心率为,由,可得,
即它的离心率有最小值,且最小值为,故D正确.
故选:ABD.
11.(2023·浙江绍兴·统考二模)已知点是椭圆的左右焦点,点为椭圆上一点,点关于平分线的对称点也在椭圆上,若,则( )
A.的周长为B.
C.平分线的斜率为D.椭圆的离心率为
【答案】ABD
【分析】由分析知点为直线与椭圆的交点,故的周长为,可判断A;设,由椭圆的定义和角平分线定理求出,,可判断B;由余弦定理可判断D;点在轴上方,设直线的倾斜角为,由两角差的正切公式求出可判断C.
【详解】点关于平分线的对称点在直线上,
又点关于平分线的对称点也在椭圆上,
所以点为直线与椭圆的交点,故的周长为,故A正确;
设的平分线交于点,设,
则,
所以,而,
设则,于是,
所以,,,,,
所以,故B正确;
在,由余弦定理可得:,
则,则,所以,故D正确;
不妨设点在轴上方,由题意可知,点在椭圆的下顶点处,则,
,,
设直线的倾斜角为,则,
由对称性知平分线的斜率为或,故C不正确.
故选:ABD.
12.(2023·湖北·校联考三模)已知抛物线与圆相交于,线段恰为圆的直径,且直线过抛物线的焦点,则正确的结论是( )
A.或
B.圆与抛物线的准线相切
C.在抛物线上存在关于直线对称的两点
D.线段的垂直平分线与抛物线交于,则有
【答案】BD
【分析】选项B分别过作抛物线准线的垂线,垂足分别为画出图形,结合已知条件分析即可;选项A利用选项B分析的结论即可得选项;选项CD利用直线与抛物线的位置关系联立方程组,利用韦达定理及弦长公式及其他选择即可解决.
【详解】分别过作抛物线准线的垂线,垂足分别为
由于直线过焦点到准线的距离:
,
故以为直径的圆与抛物线的准线相切,故B正确.
由于以为直径的圆与抛物线的准线相切,有,
,故A不正确.
过焦点,,直线的方程是,
假设抛物线上存在两点,关于直线对称,
且设直线的方程是:,
代入中,得,
所以,
,
所以的中点为,又在直线上,
,
因为中,直线不存在.
C不正确.
对于D,直线的方程为:,
代入,得
由韦达定理得,.
,
,
故D正确.
故选:BD.
三.填空题
13.(广西2023届高三毕业班高考模拟测试数学试题)已知双曲线的左、右焦点分别是,双曲线上有两点满足,且,若四边形的周长与面积满足,则双曲线的离心率为________.
【答案】
【分析】由双曲线的对称性,得出题目中的图形关系,由双曲线的定义、余弦定理,结合题目中四边形的周长与面积关系进行求解即可.
【详解】
∵,∴,关于原点对称,直线过点,
如图,不妨设,,由双曲线的定义可知,,
两边平方得①,
在中,由余弦定理,
,
即②,
由双曲线的对称性知,,,
∴四边形的周长,
四边形的面积,
∵,∴,化简得③,
③代入①,得,③代入②,得,
∴,
∴双曲线的离心率.
故答案为:.
【点睛】解决椭圆与双曲线求解离心率问题,通常需要关注由题意所得的特殊图形,结合椭圆与双曲线的定义、余弦定理或勾股定理、三角形面积公式等进行求解.
14.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)已知圆在椭圆的内部,为上的一个动点,过作的一条切线,交于另一点,切点为,若当为的中点时,直线的倾斜角恰好为,则该椭圆的离心率___________.
【答案】
【分析】根据直线的倾斜角结合圆的方程确定切点的坐标为或,分别求解方程,代入椭圆后,利用为的中点确定关系,即可求得椭圆离心率.
【详解】如图,
圆的圆心为,半径
因为直线的倾斜角为,所以直线方程为,即
所以,解得或,所以切点的坐标为或
又直线与圆相切,所以,则
①当,则直线为,即,设,
所以,恒成立
所以,因为为的中点,所以,即
所以椭圆的离心率;
②当,则直线为,即,设,
所以,恒成立
所以,因为为的中点,所以,即(舍);
综上,椭圆的离心率.
故答案为:.
15.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线G的方程,其左、右焦点分别是,,已知点P坐标为,双曲线G上点,满足,则______.
【答案】8
【分析】设的内切圆与三边分别相切于,利用切线长相等求得内切圆圆心横坐标为,又由得在的平分线上,进而得到即为内心,应用双曲线的定义求得面积差即可.
【详解】
如图,设的内切圆与三边分别相切于,可得,又由双曲线定义可得,则,又,解得,则点横坐标为,即内切圆圆心横坐标为.
又,可得,化简得,即,
即是的平分线,由于,,可得即为的内心,且半径为2,则.
故答案为:8.
【点睛】本题关键点在于先利用切线长定理求得内切圆圆心横坐标为,再由得到在的平分线上,结合的横坐标为进而得到即为内心,利用双曲线定义及面积公式即可求解.
16.(2022·全国·高三专题练习)过点作抛物线的两条切线,切点分别为和,又直线经过抛物线的焦点,那么=______.
【答案】4
【分析】由题意,利用两种方法化简所求代数式,
方法一:设出过与抛物线的切线的点斜式方程,联立方程,由切点性质,则,可得方程,根据题意,结合韦达定理,可得,同样的思路,设出过焦点的直线,联立方程,结合韦达定理,可得,故可得第一种所求代数式的表示;
方法二:利用导数的几何意义,求切线斜率,可得,结合方法一中,可得第二种所求代数式的表示;
综上建立方程,求得的值,进而求得答案.
【详解】由题意,显然过点作抛物线的切线的斜率存在,设该斜率为,
则该切线方程为,即,
联立,消去可得,
由于切线与抛物线只有唯一交点,则,
整理可得,
由题意,可知为方程的两个根,则,
由题意,设直线的方程为,
联立可得,消去可得,由题意可知为该方程的两个根,则,
故,
由抛物线方程,可得函数与函数,则与
不妨设在第一象限,则,即,且,
由设在第一象限,则在第四象限,即,可得,且,故,
由,则,
综上可得,解得,故.
故答案为:.
【点睛】对于抛物线的焦点弦,要熟记直线与抛物线联立,消元选择消去一次项,根据韦达定理,可得两个交点坐标与之间的等量关系;
对于切线的斜率,利用导数的几何意义进行计算,要善于化简表达式,可用纵坐标表示,结合韦达定理,可得简化计算.
【技法指引】
(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;
(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;
(3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程;
(4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程;
(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
【技法指引】
(1)椭圆定义:动点P满足:| PF1|+| PF2|=2a,|F1F2|=2c且a> c (其中a>0,c0,且a,c为常数)
(2)双曲线定义:动点P满足:||PF1|-|PF2||=2a,|F1F2|=2c且a<c (其中a,c为常数且a>0,c>0).
(3)抛物线定义:|PF|=|PM|,点F不在直线l上,PM⊥l于M.
【技法指引】
与双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1有相同渐近线时,可设所求双曲线方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=λ (λ≠0).
【技法指引】
圆锥曲线焦半径统一结论,其中p为交点到准线的距离,对椭圆和双曲线而言
对于抛物线,则
常见抛物线的(为焦准距)
(1)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(2)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则;
(3)焦点在轴正半轴,抛物线上任意一点,则;
(4)焦点在轴负半轴,抛物线上任意一点,则.
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