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      2024年高考数学试题分类汇编 专题10 圆锥曲线

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      2024年高考数学试题分类汇编 专题10 圆锥曲线

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      这是一份2024年高考数学试题分类汇编 专题10 圆锥曲线,共48页。
      A.()B.()
      C.()D.()
      【答案】A
      【分析】设点,由题意,根据中点的坐标表示可得,代入圆的方程即可求解.
      【详解】设点,则,
      因为为的中点,所以,即,
      又在圆上,
      所以,即,
      即点的轨迹方程为.
      故选:A
      2.(全国甲卷数学(理))已知双曲线的上、下焦点分别为,点在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
      A.4B.3C.2D.
      【答案】C
      【分析】由焦点坐标可得焦距,结合双曲线定义计算可得,即可得离心率.
      【详解】由题意,、、,
      则,,,
      则,则.
      故选:C.
      3.(新高考天津卷)双曲线的左、右焦点分别为是双曲线右支上一点,且直线的斜率为2.是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( )
      A.B.C.D.
      【答案】C
      【分析】可利用三边斜率问题与正弦定理,转化出三边比例,设,由面积公式求出,由勾股定理得出,结合第一定义再求出.
      【详解】如下图:由题可知,点必落在第四象限,,设,
      ,由,求得,
      因为,所以,求得,即,
      ,由正弦定理可得:,
      则由得,
      由得,
      则,
      由双曲线第一定义可得:,,
      所以双曲线的方程为.
      故选:C
      4.(新课标全国Ⅰ卷)(多选)造型可以做成美丽的丝带,将其看作图中曲线C的一部分.已知C过坐标原点O.且C上的点满足横坐标大于,到点的距离与到定直线的距离之积为4,则( )
      A.B.点在C上
      C.C在第一象限的点的纵坐标的最大值为1D.当点在C上时,
      【答案】ABD
      【分析】根据题设将原点代入曲线方程后可求,故可判断A的正误,结合曲线方程可判断B的正误,利用特例法可判断C的正误,将曲线方程化简后结合不等式的性质可判断D的正误.
      【详解】对于A:设曲线上的动点,则且,
      因为曲线过坐标原点,故,解得,故A正确.
      对于B:又曲线方程为,而,
      故.
      当时,,
      故在曲线上,故B正确.
      对于C:由曲线的方程可得,取,
      则,而,故此时,
      故在第一象限内点的纵坐标的最大值大于1,故C错误.
      对于D:当点在曲线上时,由C的分析可得,
      故,故D正确.
      故选:ABD.
      【点睛】思路点睛:根据曲线方程讨论曲线的性质,一般需要将曲线方程变形化简后结合不等式的性质等来处理.
      5.(新课标全国Ⅱ卷)(多选)抛物线C:的准线为l,P为C上的动点,过P作的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
      A.l与相切
      B.当P,A,B三点共线时,
      C.当时,
      D.满足的点有且仅有2个
      【答案】ABD
      【分析】A选项,抛物线准线为,根据圆心到准线的距离来判断;B选项,三点共线时,先求出的坐标,进而得出切线长;C选项,根据先算出的坐标,然后验证是否成立;D选项,根据抛物线的定义,,于是问题转化成的点的存在性问题,此时考察的中垂线和抛物线的交点个数即可,亦可直接设点坐标进行求解.
      【详解】A选项,抛物线的准线为,
      的圆心到直线的距离显然是,等于圆的半径,
      故准线和相切,A选项正确;
      B选项,三点共线时,即,则的纵坐标,
      由,得到,故,
      此时切线长,B选项正确;
      C选项,当时,,此时,故或,
      当时,,,,
      不满足;
      当时,,,,
      不满足;
      于是不成立,C选项错误;
      D选项,方法一:利用抛物线定义转化
      根据抛物线的定义,,这里,
      于是时点的存在性问题转化成时点的存在性问题,
      ,中点,中垂线的斜率为,
      于是的中垂线方程为:,与抛物线联立可得,
      ,即的中垂线和抛物线有两个交点,
      即存在两个点,使得,D选项正确.
      方法二:(设点直接求解)
      设,由可得,又,又,
      根据两点间的距离公式,,整理得,
      ,则关于的方程有两个解,
      即存在两个这样的点,D选项正确.
      故选:ABD
      6.(新课标全国Ⅰ卷)设双曲线的左右焦点分别为,过作平行于轴的直线交C于A,B两点,若,则C的离心率为 .
      【答案】
      【分析】由题意画出双曲线大致图象,求出,结合双曲线第一定义求出,即可得到的值,从而求出离心率.
      【详解】由题可知三点横坐标相等,设在第一象限,将代入
      得,即,故,,
      又,得,解得,代入得,
      故,即,所以.
      故答案为:
      7.(新高考北京卷)已知抛物线,则焦点坐标为 .
      【答案】
      【分析】形如的抛物线的焦点坐标为,由此即可得解.
      【详解】由题意抛物线的标准方程为,所以其焦点坐标为.
      故答案为:.
      8.(新高考北京卷)已知双曲线,则过且和双曲线只有一个交点的直线的斜率为 .
      【答案】
      【分析】首先说明直线斜率存在,然后设出方程,联立双曲线方程,根据交点个数与方程根的情况列式即可求解.
      【详解】联立与,解得,这表明满足题意的直线斜率一定存在,
      设所求直线斜率为,则过点且斜率为的直线方程为,
      联立,化简并整理得:,
      由题意得或,
      解得或无解,即,经检验,符合题意.
      故答案为:.
      9.(新高考天津卷)的圆心与抛物线的焦点重合,为两曲线的交点,则原点到直线的距离为 .
      【答案】/
      【分析】先求出圆心坐标,从而可求焦准距,再联立圆和抛物线方程,求及的方程,从而可求原点到直线的距离.
      【详解】圆的圆心为,故即,
      由可得,故或(舍),
      故,故直线即或,
      故原点到直线的距离为,
      故答案为:
      10.(新高考上海卷)已知抛物线上有一点到准线的距离为9,那么点到轴的距离为 .
      【答案】
      【分析】根据抛物线的定义知,将其再代入抛物线方程即可.
      【详解】由知抛物线的准线方程为,设点,由题意得,解得,
      代入抛物线方程,得,解得,
      则点到轴的距离为.
      故答案为:.
      11.(新课标全国Ⅰ卷)已知和为椭圆上两点.
      (1)求C的离心率;
      (2)若过P的直线交C于另一点B,且的面积为9,求的方程.
      【答案】(1)
      (2)直线的方程为或.
      【分析】(1)代入两点得到关于的方程,解出即可;
      (2)方法一:以为底,求出三角形的高,即点到直线的距离,再利用平行线距离公式得到平移后的直线方程,联立椭圆方程得到点坐标,则得到直线的方程;方法二:同法一得到点到直线的距离,再设,根据点到直线距离和点在椭圆上得到方程组,解出即可;法三:同法一得到点到直线的距离,利用椭圆的参数方程即可求解;法四:首先验证直线斜率不存在的情况,再设直线,联立椭圆方程,得到点坐标,再利用点到直线距离公式即可;法五:首先考虑直线斜率不存在的情况,再设,利用弦长公式和点到直线的距离公式即可得到答案;法六:设线法与法五一致,利用水平宽乘铅锤高乘表达面积即可.
      【详解】(1)由题意得,解得,
      所以.
      (2)法一:,则直线的方程为,即,
      ,由(1)知,
      设点到直线的距离为,则,
      则将直线沿着与垂直的方向平移单位即可,
      此时该平行线与椭圆的交点即为点,
      设该平行线的方程为:,
      则,解得或,
      当时,联立,解得或,
      即或,
      当时,此时,直线的方程为,即,
      当时,此时,直线的方程为,即,
      当时,联立得,
      ,此时该直线与椭圆无交点.
      综上直线的方程为或.
      法二:同法一得到直线的方程为,
      点到直线的距离,
      设,则,解得或,
      即或,以下同法一.
      法三:同法一得到直线的方程为,
      点到直线的距离,
      设,其中,则有,
      联立,解得或,
      即或,以下同法一;
      法四:当直线的斜率不存在时,此时,
      ,符合题意,此时,直线的方程为,即,
      当线的斜率存在时,设直线的方程为,
      联立椭圆方程有,则,其中,即,
      解得或,,,
      令,则,则
      同法一得到直线的方程为,
      点到直线的距离,
      则,解得,
      此时,则得到此时,直线的方程为,即,
      综上直线的方程为或.
      法五:当的斜率不存在时,到距离,
      此时不满足条件.
      当的斜率存在时,设,令,
      ,消可得,
      ,且,即,

      到直线距离,
      或,均满足题意,或,即或.
      法六:当的斜率不存在时,到距离,
      此时不满足条件.
      当直线斜率存在时,设,
      设与轴的交点为,令,则,
      联立,则有,

      其中,且,
      则,
      则,解的或,经代入判别式验证均满足题意.
      则直线为或,即或.
      12.(新课标全国Ⅱ卷)已知双曲线,点在上,为常数,.按照如下方式依次构造点,过作斜率为的直线与的左支交于点,令为关于轴的对称点,记的坐标为.
      (1)若,求;
      (2)证明:数列是公比为的等比数列;
      (3)设为的面积,证明:对任意的正整数,.
      【答案】(1),
      (2)证明见解析
      (3)证明见解析
      【分析】(1)直接根据题目中的构造方式计算出的坐标即可;
      (2)根据等比数列的定义即可验证结论;
      (3)思路一:使用平面向量数量积和等比数列工具,证明的取值为与无关的定值即可.思路二:使用等差数列工具,证明的取值为与无关的定值即可.
      【详解】(1)
      由已知有,故的方程为.
      当时,过且斜率为的直线为,与联立得到.
      解得或,所以该直线与的不同于的交点为,该点显然在的左支上.
      故,从而,.
      (2)由于过且斜率为的直线为,与联立,得到方程.
      展开即得,由于已经是直线和的公共点,故方程必有一根.
      从而根据韦达定理,另一根,相应的.
      所以该直线与的不同于的交点为,而注意到的横坐标亦可通过韦达定理表示为,故一定在的左支上.
      所以.
      这就得到,.
      所以
      .
      再由,就知道,所以数列是公比为的等比数列.
      (3)方法一:先证明一个结论:对平面上三个点,若,,则.(若在同一条直线上,约定)
      证明:
      .
      证毕,回到原题.
      由于上一小问已经得到,,
      故.
      再由,就知道,所以数列是公比为的等比数列.
      所以对任意的正整数,都有
      .
      而又有,,
      故利用前面已经证明的结论即得
      .
      这就表明的取值是与无关的定值,所以.
      方法二:由于上一小问已经得到,,
      故.
      再由,就知道,所以数列是公比为的等比数列.
      所以对任意的正整数,都有
      .
      这就得到,
      以及.
      两式相减,即得.
      移项得到.
      故.
      而,.
      所以和平行,这就得到,即.
      【点睛】关键点点睛:本题的关键在于将解析几何和数列知识的结合,需要综合运用多方面知识方可得解.
      13.(全国甲卷数学(理)(文))设椭圆的右焦点为,点在上,且轴.
      (1)求的方程;
      (2)过点的直线与交于两点,为线段的中点,直线交直线于点,证明:轴.
      【答案】(1)
      (2)证明见解析
      【分析】(1)设,根据的坐标及轴可求基本量,故可求椭圆方程.
      (2)设,,,联立直线方程和椭圆方程,用的坐标表示,结合韦达定理化简前者可得,故可证轴.
      【详解】(1)设,由题设有且,故,故,故,
      故椭圆方程为.
      (2)直线的斜率必定存在,设,,,
      由可得,
      故,故,
      又,
      而,故直线,故,
      所以

      故,即轴.
      【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
      (1)设直线方程,设交点坐标为;
      (2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
      (3)列出韦达定理;
      (4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
      (5)代入韦达定理求解.
      14.(新高考北京卷)已知椭圆方程C:,焦点和短轴端点构成边长为2的正方形,过的直线l与椭圆交于A,B,,连接AC交椭圆于D.
      (1)求椭圆方程和离心率;
      (2)若直线BD的斜率为0,求t.
      【答案】(1)
      (2)
      【分析】(1)由题意得,进一步得,由此即可得解;
      (2)说明直线斜率存在,设,,联立椭圆方程,由韦达定理有,而,令,即可得解.
      【详解】(1)由题意,从而,
      所以椭圆方程为,离心率为;
      (2)显然直线斜率存在,否则重合,直线斜率不存在与题意不符,
      同样直线斜率不为0,否则直线与椭圆无交点,矛盾,
      从而设,,
      联立,化简并整理得,
      由题意,即应满足,
      所以,
      若直线斜率为0,由椭圆的对称性可设,
      所以,在直线方程中令,
      得,
      所以,
      此时应满足,即应满足或,
      综上所述,满足题意,此时或.
      15.(新高考天津卷)已知椭圆椭圆的离心率.左顶点为,下顶点为是线段的中点,其中.
      (1)求椭圆方程.
      (2)过点的动直线与椭圆有两个交点.在轴上是否存在点使得恒成立.若存在求出这个点纵坐标的取值范围,若不存在请说明理由.
      【答案】(1)
      (2)存在,使得恒成立.
      【分析】(1)根据椭圆的离心率和三角形的面积可求基本量,从而可得椭圆的标准方程.
      (2)设该直线方程为:,, 联立直线方程和椭圆方程并消元,结合韦达定理和向量数量积的坐标运算可用表示,再根据可求的范围.
      【详解】(1)因为椭圆的离心率为,故,,其中为半焦距,
      所以,故,
      故,所以,,故椭圆方程为:.
      (2)
      若过点的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为:,
      设,
      由可得,
      故且
      而,


      因为恒成立,故,解得.
      若过点的动直线的斜率不存在,则或,
      此时需,两者结合可得.
      综上,存在,使得恒成立.
      【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表示过程中需要借助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.
      16.(新高考上海卷)已知双曲线左右顶点分别为,过点的直线交双曲线于两点.
      (1)若离心率时,求的值.
      (2)若为等腰三角形时,且点在第一象限,求点的坐标.
      (3)连接并延长,交双曲线于点,若,求的取值范围.
      【答案】(1)
      (2)
      (3)
      【分析】(1)根据离心率公式计算即可;
      (2)分三角形三边分别为底讨论即可;
      (3)设直线,联立双曲线方程得到韦达定理式,再代入计算向量数量积的等式计算即可.
      【详解】(1)由题意得,则,.
      (2)当时,双曲线,其中,,
      因为为等腰三角形,则
      ①当以为底时,显然点在直线上,这与点在第一象限矛盾,故舍去;
      ②当以为底时,,
      设,则 , 联立解得或或,
      因为点在第一象限,显然以上均不合题意,舍去;
      (或者由双曲线性质知,矛盾,舍去);
      ③当以为底时,,设,其中,
      则有,解得,即.
      综上所述:.
      (3)由题知,
      当直线的斜率为0时,此时,不合题意,则,
      则设直线,
      设点,根据延长线交双曲线于点,
      根据双曲线对称性知,
      联立有,
      显然二次项系数,
      其中,
      ①,②,

      则,因为在直线上,
      则,,
      即,即,
      将①②代入有,

      化简得,
      所以 , 代入到 , 得 , 所以 ,
      且,解得,又因为,则,
      综上知,,.
      【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是采用设线法,为了方便运算可设,将其与双曲线方程联立得到韦达定理式,再写出相关向量,代入计算,要注意排除联立后的方程得二次项系数不为0.
      一、单选题
      1.(2024·河北·三模)已知双曲线:,圆与圆的公共弦所在的直线是的一条渐近线,则的离心率为( )
      A.B.2C.D.
      【答案】C
      【分析】两圆的方程相减可得双曲线的一条渐近线方程,据此可求双曲线的离心率.
      【详解】因为,,所以两圆方程相减可得,
      由题意知的一条渐近线为,即,
      双曲线的离心率.
      故选:C.
      2.(2024·湖南·三模)已知点,点,动点M满足直线AM,BM的斜率之积为4,则动点M的轨迹方程为( )
      A.B.
      C.D.
      【答案】D
      【分析】根据两点斜率公式即可列等量关系化简求解即可.
      【详解】设动点
      由于,,根据直线与的斜率之积为.
      整理得,化简得:.
      故选:D
      3.(2024·福建·二模)双曲线,左、右顶点分别为A,B,O为坐标原点,如图,已知动直线l与双曲线C左、右两支分别交于P,Q两点,与其两条渐近线分别交于R,S两点,则下列命题正确的是( )
      A.存在直线l,使得
      B.当且仅当直线l平行于x轴时,
      C.存在过的直线l,使得取到最大值
      D.若直线l的方程为,则双曲线C的离心率为
      【答案】D
      【分析】根据与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点可对A项判断;设直线分别与双曲线联立,渐近线联立,分别求出和坐标,从而可对B、C项判断;根据,求出,从而可对D项判断.
      【详解】解:对于A项:与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点,故A项错误;
      对于B项:设直线,与双曲线联立,得:
      ,其中,
      设,由根与系数关系得:,
      所以线段PQ中点,
      将直线,与渐近线联立得点S坐标为,
      将直线与渐近线联立得点R坐标为,
      所以线段RS中点,
      所以线段PQ与线段RS的中点重合.所以,对任意的直线l,都有,故B项不正确;
      对于C项:因为为定值,当k越来越接近渐近线的斜率时,趋向于无穷,
      所以会趋向于无穷,不可能有最大值,故C项错误;
      对于D项:联立直线l与渐近线,解得,
      联立直线l与渐近线,解得由题可知,,
      ,解得,所以,故D项正确.
      故选:D.
      【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的三种方法:
      ①定义法:通过已知条件列出方程组,求得得值,根据离心率的定义求解离心率;
      ②齐次式法:由已知条件得出关于的二元齐次方程,然后转化为关于的一元二次方程求解;
      ③特殊值法:通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
      4.(2024·河南·二模)已知双曲线的左,右焦点分别为为坐标原点,焦距为,点在双曲线上,,且的面积为,则双曲线的离心率为( )
      A.2B.C.D.4
      【答案】C
      【分析】依题意可得为直角三角形,且,设,,利用双曲线的定义及勾股定理求出,再由的面积为求出,最后由焦距求出,即可求出离心率.
      【详解】因为的面积为,所以的面积为.
      又,所以,所以为直角三角形,且.
      设,,所以,
      所以,
      所以,又,所以.
      焦距为,所以,则,
      所以,则离心率.

      故选:C.
      5.(2024·山东·二模)设抛物线的焦点为,过抛物线上点作准线的垂线,设垂足为,若,则( )
      A.B.C.D.
      【答案】A
      【分析】由题意得,结合正切定义以及可得,进一步即可求解.
      【详解】如图所示:
      设 为准线与轴的交点,
      因为,且,所以,
      因为,所以,
      而在中,,
      所以.
      故选:A.
      二、多选题
      6.(2024·江西·三模)已知,,,动点满足与的斜率之积为,动点的轨迹记为,过点的直线交于,两点,且,的中点为,则( )
      A.的轨迹方程为
      B.的最小值为1
      C.若为坐标原点,则面积的最大值为
      D.若线段的垂直平分线交轴于点,则点的横坐标是点的横坐标的倍
      【答案】BCD
      【分析】根据求轨迹方程的方法即可求得选项A,结合椭圆的性质即可判断选项B,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,即可求出的面积,利用导数可判断选项C,利用中点坐标公式及直线与直线的关系,即可求出点和点的横坐标,从而判断选项D.
      【详解】对于选项A,设,因为,,所以,化简得,故A错误;
      对于选项B,因为,则,,则,
      所以为椭圆的右焦点,则,故B正确;
      对于选项C,设的方程 ,代入椭圆方程,得,
      设,则,,
      所以,
      令,则,
      令,则,在为增函数,,,
      所以,当且仅当时即等号成立,故C正确;
      对于选项D,因为,,,
      所以,则,
      设,则,则,
      所以,则点的横坐标是点的横坐标的倍,故D正确.
      故选:BCD.
      【点睛】关键点点睛:本题求解的关键有两个:一是利用面积公式得出面积表达式,结合导数得出最值;二是根据垂直平分得出点之间的关系.
      7.(2024·江苏·二模)双曲线具有光学性质:从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图,双曲线的左、右焦点分别为,从发出的两条光线经过的右支上的两点反射后,分别经过点和,其中共线,则( )
      A.若直线的斜率存在,则的取值范围为
      B.当点的坐标为时,光线由经过点到达点所经过的路程为6
      C.当时,的面积为12
      D.当时,
      【答案】ABD
      【分析】根据双曲线的渐近线的斜率,可得判定A正确;根据双曲线的定义,求得由经过点到达点所经过的路程,可判定B正确;根据向量的数量积的运算,得到,得到,设,列出方程,求得,进而可判定C错误;在直角中,结合,可判定D正确.
      【详解】如图所示,过点分别作的两条渐近线的平行线,则的斜率分别为和,
      对于A中,由图可知,当点均在的右支时,或,所以A正确;
      对于B中,光线由经过点到达点所经过的路程为
      ,所以B正确;
      对于C中,由,得,即,所以,
      设,则,
      因为,所以,整理得,
      解得或(舍去),所以,,
      所以的面积,所以C错误;
      对于D项,在直角中,,
      所以,所以D正确.
      故选:ABD.
      8.(2024·湖北·二模)抛物线的焦点为,为其上一动点,当运动到时,,直线与抛物线相交于两点,下列结论正确的是( )
      A.抛物线的方程为:
      B.抛物线的准线方程为:
      C.当直线过焦点时,以AF为直径的圆与轴相切
      D.
      【答案】BC
      【分析】根据焦半径即可求解A,根据准线方程即可求解B,求解圆心和半径即可判断C,设出直线方程,与抛物线方程联立,韦达定理,利用焦半径公式求出,即可判断D.
      【详解】对于A:当运动到时,,故,即抛物线为,故A错误;
      对于B:由,故抛物线的准线方程为:,故B正确;
      对于C:当直线过焦点时,设为,则,
      故以为直径的圆的半径为,又,故以为直径的圆的圆心坐标为,
      圆心到轴的距离与该圆半径相等,即该圆与轴相切,故C正确;
      对于D:由题意直线斜率存在,设的方程为,联立,
      整理得,,即,
      所以,
      所以,,
      所以,
      不能确定什么时候最小,则D错误.
      故选:BC
      9.(2024·浙江·三模)如图,平面直角坐标系上的一条动直线l和x,y轴的非负半轴交于A,B两点,若恒成立,则l始终和曲线C:相切,关于曲线C的说法正确的有( )
      A.曲线C关于直线和都对称
      B.曲线C上的点到和到直线的距离相等
      C.曲线C上任意一点到原点距离的取值范围是
      D.曲线C和坐标轴围成的曲边三角形面积小于
      【答案】BCD
      【分析】根据方程与图形,进行距离和面积的相关计算,逐项判断即可.
      【详解】对于A,曲线C:中,,所以不关于直线对称,故错误;
      对于B,设C上一点,则,而,故正确;
      对于C,,,
      所以,所以曲线C上任意一点到原点距离的取值范围是,故正确;
      对于D,到点的距离,
      故曲线C位于圆的左下部分四分之一圆弧的下方,故围成面积小于.
      故选:BCD.
      10.(2024·河南·三模)已知椭圆经过点,且离心率为.记在处的切线为,平行于OP的直线与交于A,B两点,则( )
      A.C的方程
      B.直线OP与的斜率之积为-1
      C.直线OP,l与坐标轴围成的三角形是等腰三角形
      D.直线PA,PB与坐标轴围成的三角形是等腰三角形
      【答案】ACD
      【分析】根据题干列出方程组,解方程组可判断A;根据直线与椭圆相切的可求出直线的方程即可判断B,C;通过计算可判断D.
      【详解】椭圆方程为:,故A正确;
      如图,因为点在第一象限,取椭圆方程的右半部分得:,则,
      所以,所以,故B错误;
      ,则为等腰三角形,故C正确;
      ,消可得,
      与坐标轴围成的三角形是等腰三角形,故D正确.
      故选:D
      11.(2024·广东·二模)用一个不垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,当圆锥的轴与截面所成的角不同时,可以得到不同的截口曲线,也即圆锥曲线.探究发现:当圆锥轴截面的顶角为时,若截面与轴所成的角为,则截口曲线的离心率.例如,当时,,由此知截口曲线是抛物线.如图,圆锥中,、分别为、的中点,、为底面的两条直径,且、,.现用平面(不过圆锥顶点)截该圆锥,则( )

      A.若,则截口曲线为圆
      B.若与所成的角为,则截口曲线为椭圆或椭圆的一部分
      C.若,则截口曲线为抛物线的一部分
      D.若截口曲线是离心率为的双曲线的一部分,则
      【答案】BCD
      【分析】根据情境,由题可知,再对每个选项,求出过点的平面与旋转轴所成角的余弦,即的值,代入求值,从而利用离心率的范围判断截口曲线类型即可.
      【详解】对于A,由题意知过MN的平面与底面不平行,则截口曲线不为圆,故A错误;
      对于B,与所成的角为,所以,
      因为,所以,即,
      所以,所以平面截该圆锥得的截口曲线为椭圆或椭圆的一部分,
      故B正确;
      对于C,因为平面,平面,所以,
      因为,,SOD,
      所以平面SOD,又因为平面SOD,所以
      又为、的中点,所以,
      平面MAB,
      所以平面MAB,所以与SO所成的角为,
      所以,,故C正确;
      对于D, 截口曲线是离心率为的双曲线的一部分,
      则,
      所以平面,故平面不经过原点O,故D正确.
      故选:BCD.

      【点睛】关键点睛:本题解决的关键是理解截口曲线(圆锥曲线)的离心率的定义,根据情境,由题可知,再对每个选项,求出过点的平面与旋转轴所成角的余弦,即的值,代入求值,从而利用离心率的范围判断截口曲线类型即可.
      三、填空题
      12.(2024·河北·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距为6,点,直线与交于A,B两点,且为AB中点,则的周长为 .
      【答案】
      【分析】设A,B两点坐标分别为,利用点差法可得,结合,即可求得a的值,再结合的周长为4a,即得答案.
      【详解】由题意知,
      设A,B两点坐标分别为,
      两式相减得,
      由题意为AB中点,
      则,代入整理得.
      即由题意知,
      因此,所以,由焦距为6,解得.
      由椭圆定义知的周长为.
      故答案为:
      13.(2024·山东·三模)已知双曲线的一个焦点为为坐标原点,点在双曲线上运动,以为直径的圆过点,且恒成立,则的离心率的取值范围为 .
      【答案】/
      【分析】先根据题意得到,即,再联立直线方程和双曲线方程利用韦达定理化简得到,再结合等面积法和向量运算,即可求解离心率.
      【详解】设,直线:,
      因为以为直径的圆过点,所以,即,
      联立,整理得,
      且,
      ,,
      则,
      所以
      整理得,
      即由到直线:的距离,
      又,
      即,
      而,
      因为,即,
      所以,
      又,
      所以.
      故答案为:
      【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线的离心率,难点是联立方程后的化简过程,对计算的要求较高,其中利用等面积法转化为关键.
      14.(2024·湖南·三模)如图所示,已知双曲线的右焦点F,过点F作直线l交双曲线C于两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G,,且三点共线(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .

      【答案】
      【分析】利用双曲线的几何定义,设就可以来研究各焦半径的长度,再利用两个勾股定理就可以求出离心率.
      【详解】

      设另一个焦点,连接,设则
      再根据双曲线的定义可知:
      由双曲线的对称性可知,是的中点,也是的中点,
      所以四边形是平行四边形,又因为,所以可得,
      所以由勾股定理得:,
      化简得:,
      再由勾股定理得:,
      代入得:,
      故答案为:.
      15.(2024·湖南·三模)已知椭圆的离心率为,过的左焦点且斜率为1的直线与交于两点.若,则的焦距为 .
      【答案】
      【分析】根据题意,得到椭圆的方程为,由的方程为,联立方程组,求得,结合弦长公式,列出方程求得的值,即可求解.
      【详解】由椭圆的离心率为,可得,则,
      所以椭圆的方程为,即,
      由直线过椭圆的右焦点且斜率为,可得的方程为,
      联立方程组,整理得,
      则,
      设,则,
      所以,
      解得,所以椭圆的焦距为.
      故答案为:.
      16.(2024·河北·三模)若双曲线C:的左、右焦点为,,P是其右支上的动点.若存在P,使得,,依次成等比数列,则t的取值范围为 .
      【答案】
      【分析】根据题意,设,由双曲线定义可得,则问题转化为在上有解,求出二次函数的值域得解.
      【详解】由题意可知,,,,且,,
      设,则,所以在上有解,
      又在上单调递增,所以,
      所以,且,解得.
      故答案为:.
      四、解答题
      17.(2024·江西·一模)已知双曲线的离心率为2,顶点到渐近线的距离为.
      (1)求的方程;
      (2)若直线交于两点,为坐标原点,且的面积为,求的值.
      【答案】(1)
      (2)或
      【分析】(1)由离心率及顶点到渐近线的距离列方程即可求;
      (2)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理及弦长公式,点到直线距离公式求解面积即可.
      【详解】(1)记的半焦距为,由题得的离心率,①
      由对称性不妨设的顶点为,渐近线方程为,则,②
      又,③
      联立①②③解得,,,
      所以的方程为.
      (2)设,
      由得,
      所以,
      解得,且,
      所以,,
      所以.
      又点到直线的距离,
      所以的面积,
      解得或,符合式,
      所以或.
      18.(2024·山东·一模)已知抛物线:经过点.
      (1)求抛物线的方程;
      (2)设直线与的交点为,,直线与倾斜角互补.
      (i)求的值;
      (ii)若,求面积的最大值.
      【答案】(1)
      (2)(i);(ii).
      【分析】(1)把点坐标代入抛物线方程,可求的值.
      (2)(i)把直线方程代入抛物线方程,消去,得到关于的一元二次方程,利用一元二次方程根与系数的关系,得到和,把直线与倾斜角互补,转化成,可求的值;(ii)先求弦长,再求到直线的距离,可表示出的面积,再结合基本不等式可求面积的最大值.
      【详解】(1)由题意可知,,所以 ,
      所以 抛物线的方程为.
      (2)(i)如图:
      设,将直线的方程代入得:
      ,所以,
      因为直线与倾斜角互补,
      所以,
      即,
      所以,
      即,所以.
      (ii)由(i)可知,所以,
      则,
      因为,所以,即,
      又点到直线的距离为,
      所以,
      因为,
      所以,当且仅当,即时,等号成立,
      所以面积最大值为 .
      19.(2024·山东·三模)已知椭圆的左焦点为,上顶点为,离心率,直线FB过点.
      (1)求椭圆的标准方程;
      (2)过点的直线与椭圆相交于M,N两点(M、N都不在坐标轴上),若,求直线的方程.
      【答案】(1);
      (2).
      【分析】(1)根据给定条件,求出即得椭圆的标准方程.
      (2)根据给定条件,借助倾斜角的关系可得,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理结合斜率的坐标公式求解即得.
      【详解】(1)令,由,得,则直线的斜率,
      由直线过点,得直线的方程为,因此,
      所以椭圆的标准方程为.
      (2)设,直线的倾斜角为,
      直线的倾斜角为,由直线的斜率知直线的倾斜角为,
      于是,即有,显然均不等于,
      则,即直线的斜率满足,
      由题设知,直线的斜率不为0,设直线的方程为,
      由,消去x并整理得,,显然,
      设,则,
      由,得,即,
      则,整理得,
      即,于是,而,解得,,
      所以直线的方程为,即.
      【点睛】关键点点睛:本题第2问,由,结合直线倾斜角及斜率的意义求得是解题之关键.
      20.(2024·重庆·三模)已知为圆上一个动点,MN垂直轴,垂足为N,O为坐标原点,的重心为.
      (1)求点的轨迹方程;
      (2)记(1)中的轨迹为曲线,直线与曲线相交于A、B两点,点,若点恰好是的垂心,求直线的方程.
      【答案】(1)
      (2)
      【分析】(1)设,根据为的重心,得,代入,化简即可求解.
      (2)根据垂心的概念求得,设直线方程,与椭圆联立韦达定理,利用得,将韦达定理代入化简即可求解.
      【详解】(1)设,则,因为的重心,
      故有:,解得,代入,化简得,
      又,故,所以的轨迹方程为.
      (2)因为的垂心,故有,
      又,所以,故设直线的方程为,
      与联立消去得:,
      由得,
      设,则,
      由,得,所以,
      所以,
      所以,化简得,
      解得(舍去)或(满足),故直线的方程为.
      21.(2024·湖南·二模)已知椭圆中心在原点,左焦点为,其四个顶点的连线围成的四边形面积为.
      (1)求椭圆的标准方程;
      (2)过椭圆的左焦点作斜率存在的两直线、分别交椭圆于、、、,且,线段、的中点分别为、.求四边形面积的最小值.
      【答案】(1)
      (2)
      【分析】(1)由题可知椭圆的焦点在轴上,标准方程可设为,由椭圆的性质可得四边形面积为,由焦点坐标可知,联立方程即可求出、
      (2)由点斜式设出直线、的方程,联立直线与椭圆的方程,写出判别式和韦达定理,由弦长公式得到,同理可得,四边形面积为,而、,利用和进行转化,即可求出面积的最小值.
      【详解】(1)根据题意可知椭圆的焦点在轴上,设椭圆的标准方程为,
      椭圆四个顶点的连线围成的四边形是菱形,两条对角线互相垂直,而两条对角线长分别为,,
      由已知得,即,
      因为左焦点为,所以,可得,
      联立,解得,
      故椭圆的标准方程为.
      (2)作出椭圆的图象,如下图所示:
      根据题意可知直线、的斜率存在,且,
      所以两直线、的斜率存在且不为0,
      因此设直线AB、CD的斜率分别为、,
      又,设直线方程为,直线方程为,
      设、、、的坐标分别为、、、,
      设四边形面积为.
      联立,得,

      因为、是该方程两根,由韦达定理可得,
      由弦长公式可得,
      则,
      同理可得,.
      因为、分别是线段、的中点,且,
      所以,,,

      所以,
      当且仅当,即时,等号成立.
      故四边形面积的最小值为.
      22.(2024·福建·三模)平面直角坐标系中,动点在圆上,动点(异于原点)在轴上,且,记的中点的轨迹为.
      (1)求的方程;
      (2)过点的动直线与交于A,B两点.问:是否存在定点,使得为定值,其中分别为直线NA,NB的斜率.若存在,求出的坐标,若不存在,说明理由.
      【答案】(1)
      (2)存在,或或
      【分析】(1)设点,,由题意可得代入即可得结果;
      (2)方法一: 设l的方程:,联立方程,结合韦达定理可得,由题意可得,分析求解即可;方法二:设的方程:,联立方程,结合二次式的零点式分析可得,由题意可得,分析求解即可.
      【详解】(1)设点,,
      因为,则,
      由M为PO中点得,则,
      代入,得.
      所以动点M的轨迹的方程为.
      (2)方法一:存在N满足题意,证明如下:
      依题意直线l的斜率存在且不为0,
      设l的方程:,,,,
      联立方程,消去y得,
      则,,
      直线方程化为,
      联立方程,消去x得,
      则,
      可得.

      依题意直线NA,NB与坐标轴不平行,且为定值,
      可得,
      由,整理得,
      由,整理得,
      解得得或,
      代入,解得或或,
      所以或或满足题意;
      方法二:存在满足题意,证明如下:
      依题意直线的斜率存在且不为0,
      设的方程:,,,,
      联立方程,消去y得.
      因为为上式的两根,
      则,
      直线方程化为.
      联立方程,消去x得,
      因为为上式的两根,
      则.(2)
      由题意可得:

      依题意直线NA,NB与坐标轴不平行,且为定值,
      可得,
      由,整理得,
      由,整理得,
      解得得或,
      代入,解得或或,
      所以或或满足题意.
      【点睛】方法点睛:存在性问题求解的思路及策略
      (1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在.
      (2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论;
      ②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;
      ③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.

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