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专题12 椭圆、双曲线、抛物线小题综合-备战2024年数学新高考一轮复习之专题知识归纳和题型技巧大综合
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冲刺秘籍
椭圆离心率
,
双曲线离心率
,
椭圆焦点三角形的面积公式(椭圆上一点与两焦点组成的三角形叫做焦点三角形)
双曲线焦点三角形面积公式:
抛物线(焦点在x轴上)焦点弦相关结论,直线A,B过抛物线(焦点在x轴上)焦点与抛物线交于A,B两点,设,有
冲刺训练
一、单选题
1.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)已知双曲线的离心率为,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用双曲线的离心率公式可得出关于的等式,解之即可.
【详解】由题意可知,双曲线的焦点在轴上,
故该双曲线的离心率为,解得.
故选:A.
2.(2023·江苏徐州·校考模拟预测)已知椭圆:的右焦点为,为坐标原点,点为椭圆上的两点,且,为中点,则的最小值为( )
A.B.1C.D.
【答案】D
【分析】由椭圆的方程可得右焦点的坐标,分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论,再由题意可得直线,的斜率之积,设直线的方程,与椭圆的方程联立,可得两根之和及两根之积,进而求出直线,的斜率之积,可得参数的关系,求出的中点的轨迹方程,进而求出的最小值.
【详解】由椭圆可得,,
所以,即,所以右焦点;
因为,所以,
当直线的斜率不存在时,设直线的方程,代入椭圆的方程可得,解得,
设,,
则,解得,
这时的中点在轴上,且的横坐标为,
这时的最小值为;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,设,,,,则的中点,,
联立,整理可得:,
△,即,
且,,所以,,
则,
可得,符合△,
可得的轨迹方程为,整理可得:,两式平方相加可得:,
即的轨迹方程为:,焦点在轴上的椭圆,所以,当为该椭圆的右顶点时,取等号,
综上所述:的最小值为,
故选:D.
3.(2023·福建福州·福州四中校考模拟预测)已知双曲线为左焦点,分别为左、左顶点,为右支上的点,且(为坐标原点).若直线与以线段为直径的圆相交,则的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】由题意可推出,设,由勾股定理可得,结合直线与以线段为直径的圆相交可得,由此结合的根的分布,列不等式即可求得答案.
【详解】设双曲线的右焦点为,则,
则,
为右支上的点,取的中点为B,连接,则,
设,则,则,
在中,,
即,
又直线与以线段为直径的圆相交,故,
设,则,
则需使,解得,
即双曲线离心率的范围为,
即的离心率的取值范围为,
故选:D
4.(2023·福建厦门·厦门一中校考一模)已知双曲线的左、右焦点分别为、,过作一条直线与双曲线右支交于、两点,坐标原点为,若,,则该双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】作出图形,分析可知为直角三角形,设,在中,利用勾股定理求出,然后在中,利用勾股定理可求出该双曲线的离心率的值.
【详解】如下图所示:
因为,则,,
所以,,
因为,则,
设,则,则,
由勾股定理可得,即,
整理可得,因为,解得,所以,,,
由勾股定理可得,即,整理可得,
因此,该双曲线的离心率为.
故选:B.
5.(2023·海南省直辖县级单位·文昌中学校考模拟预测)已知双曲线为坐标原点,为双曲线的两个焦点,点为双曲线上一点,若,则双曲线的方程可以为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义及勾股定理得出,再根据点在双曲线上求双曲线方程.
【详解】设为双曲线的下焦点,为双曲线的上焦点,
如图所示,过点作于点.
因为,所以,
因为,
所以,所以,
故,得.
因为,所以,故点,
将代入双曲线中,
即,化简得,
,
解得或(舍去),故B项正确.
故选:B.
6.(2023·重庆·统考模拟预测)已知,分别为双曲线C:的左、右焦点,点为双曲线C在第一象限的右支上一点,以A为切点作双曲线C的切线交x轴于点B,若,且,则双曲线C的离心率为( )
A.B.C.2D.
【答案】D
【分析】根据题意利用导数的几何意义求切线方程,进而可求得点,再结合双曲线的方程和定义求,利用余弦定理列式求解即可.
【详解】因为点A在第一象限,由,可得,
则,
点在双曲线上,则,即,
可得,
可得在点处的切线方程为,
令,解得,
又因为,则,
所以,
即点,
设双曲线C的半焦距为,则,,
因为,则,整理得,
则,
可得,
且点为双曲线C在第一象限的右支上一点,则,
可得,
在中,由余弦定理可得:,
即,整理得,
所以双曲线C的离心率.
故选:D.
【点睛】方法点睛:1.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e的值;
2.焦点三角形的作用
在焦点三角形中,可以将圆锥曲线的定义,三角形中边角关系,如正余弦定理、勾股定理结合起来.
7.(2023·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)设O为坐标原点,,是双曲线C:的左、右焦点,过作圆O:的一条切线,切点为T.线段交C于点P,若的面积为,且,则C的方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】由双曲线定义,的面积,直角△中的锐角三角函数和△中的正弦定理、余弦定理建立,,之间的关系方程,再求解即可.
【详解】
由圆的方程知,,
又,在直角△中,,
且.
在△中,则,故.
在△中,,
由正弦定理,,则,
∴由双曲线定义,,又,,则,
∴,即.
∵为直角,易知为钝角,由知,,
在△中,由余弦定理,,
∴,
∴,整理得,
∴.
又,将代入,解得.
∴双曲线C的方程:.
故选:A
【点睛】关键点点睛:建立起,,之间的关系,通过方程组进行求解.作为选择题,可以适当运用解题技巧:当得到,之间的第一个关系时,可通过将选项中的,依次代入检验,快速选出正确选项.
8.(2023·湖北恩施·校考模拟预测)已知,分别为双曲线C:的左右焦点,且到渐近线的距离为1,过的直线与C的左、右两支曲线分别交于两点,且,则下列说法正确的为( )
A.的面积为2B.双曲线C的离心率为
C.D.
【答案】D
【分析】利用已知条件求出b的值,对于A:利用勾股定理结合双曲线的定义求出的面积,对于B:利用双曲线的离心率公式运算求解;对于C:先求,再利用平面向量数量积的运算性质运算求解;对于D:根据双曲线的定义结合勾股定理求出,代值计算即可.
【详解】设双曲线C的半焦距为,
因为双曲线C的焦点在x轴上,且,
则其中一条渐近线方程为,即,且,
则到渐近线的距离,可得.
对于选项A:因为,且,
可得,解得,
所以的面积为,故A错误;
对于选项B:双曲线C的离心率为,故B错误;
对于选项C:因为,可得,
所以,故C错误;
对于选项D:设,则,
因为,即,解得,
所以,故D正确;
故选:D.
【点睛】方法点睛:1.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e的值.
2.焦点三角形的作用
在焦点三角形中,可以将圆锥曲线的定义,三角形中边角关系,如正余弦定理、勾股定理结合起来.
9.(2023·福建漳州·统考模拟预测)已知椭圆:的左、右焦点分别为、,以为圆心的圆与轴交于,两点,与轴正半轴交于点,线段与交于点.若与的焦距的比值为,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】先求出以为圆心的圆的方程,求出,,求出直线的方程后结合距离公式可求的坐标,代入椭圆方程后可求离心率.
【详解】
设椭圆的半焦距为,因为以为圆心的圆过,故该圆的半径为,
故其方程为:,
令,则,结合在轴正半轴上,故,
令,则或,故.
故,故直线.
设,
因为在轴的正半轴上,在轴的负半轴上,故,
而,
故,整理得到:,
故,故,
所以,故,
整理得到:,故,
故选:D.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中离心率的值或范围的计算,关键在于构建关于基本量的方程或方程组(不等式或不等式组),后者可通过点在椭圆上或判别式为零等合理构建.
10.(2023·江苏南京·南京市第一中学校考模拟预测)如图,已知是双曲线的左、右焦点,为双曲线上两点,满足,且,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义和性质分析可得,进而可得,结合勾股定理运算求解.
【详解】延长与双曲线交于点,
因为,根据对称性可知,
设,则,
可得,即,
所以,则,,
即,可知,
在中,由勾股定理得,
即,解得.
故选:D.
【点睛】方法点睛:1.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;
2.焦点三角形的作用
在焦点三角形中,可以将圆锥曲线的定义,三角形中边角关系,如正余弦定理、勾股定理结合起来.
二、多选题
11.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)抛物线有如下光学性质:从焦点发出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后,必过抛物线的焦点.已知平行于轴的光线从点射入,经过抛物线上的点反射,再经过上另一点反射后,沿直线射出,经过点,则( )
A.若的方程为,则
B.若的方程为,且,则
C.分别延长交于点,则点在的准线上
D.抛物线在点处的切线分别与直线,所成角相等
【答案】BCD
【分析】分别求出、的坐标,利用焦点弦公式求出弦长可判断选项A;利用角平分线的性质求点的坐标,判断选项B;联立方程组求点的坐标,可判断选项B;求出抛物线在处的切线方程及其斜率,再求出切线与直线及直线所成角的正切值,可判断选项D.
【详解】对于选项A、B:
若的方程为,则,又,
直线的斜率,直线的方程为:,
联立,得,
,,,
,所以A选项错误;
由,,得直线的方程为,直线的方程为,
若,则点在的平分线上,点到直线和到直线的距离相等,设,
则有,由,解得,所以,B选项正确;
对于选项C:抛物线,焦点坐标,准线方程,
设,,由,得, 即,由,得,
又直线的斜率,直线的方程为:,直线的方程为:,
分别延长交于点,由得,即点横坐标为-2,所以点在的准线上,C选项正确;
对于选项D:设抛物线在处的切线方程为:,
联立,得,
由,解得.
该切线与直线所成角的正切值为.
设该切线与直线所成角为,
则,
该切线与直线所成角的正切值与该切线与直线所成角的正切值相同,
即抛物线在点处的切线分别与直线、所成角相等,D选项正确.
故选:BCD.
12.(2023·广东佛山·统考模拟预测)已知双曲线:上、下焦点分别为,,虚轴长为,是双曲线上支上任意一点,的最小值为.设,,是直线上的动点,直线,分别与E的上支交于点,,设直线,的斜率分别为,.下列说法中正确的是( )
A.双曲线的方程为B.
C.以为直径的圆经过点D.当时,平行于轴
【答案】ACD
【分析】根据题意,得出,,即可求出双曲线标准方程判断A;设,表示出,,即可判断B;利用直线与双曲线相交得出坐标,即可判断C;利用,得出的值,即可判断D.
【详解】由题知,,,,解得,所以双曲线方程为,A正确;
由A知,,,设,则,,
所以,B错;
由上述知,直线方程为,直线方程为,
联立,得,因点是异于的上支点,
所以,代入直线方程得,即,
联立,得,因点是异于的上支点,
所以,代入直线方程得,即,
则,,
所以,即,所以以为直径的圆经过点,C正确;
当时,即,,所以代入坐标得,
所以平行于轴,D正确.
故选:ACD
13.(2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模)我国首先研制成功的“双曲线新闻灯”,如图,利用了双曲线的光学性质:,是双曲线的左、右焦点,从发出的光线射在双曲线右支上一点,经点反射后,反射光线的反向延长线过;当异于双曲线顶点时,双曲线在点处的切线平分.若双曲线的方程为,则下列结论正确的是( )
A.射线所在直线的斜率为,则
B.当时,
C.当过点时,光线由到再到所经过的路程为13
D.若点坐标为,直线与相切,则
【答案】ABD
【分析】A选项,根据直线与双曲线的交点位置可判断.
B选项,利用双曲线定义和勾股定理化简可得.
C选项,由双曲线定义可判断.
D选项,利用角平分线性质,结合双曲线的定义可得.
【详解】解:因为双曲线的方程为,所以,渐近线方程为,
选项A,因为直线与双曲线有两个交点,所以,即A正确;
选项B,由双曲线的定义知,,
若,则,
因为,
所以,
解得,即B正确;
选项C:,即C错误;
选项D,因为平分,由角分线定理知,,
所以,
又,
所以,解得,即D正确.
故选:ABD.
14.(2023·广东深圳·统考二模)如图,双曲线的左、右焦点分别为,过向圆作一条切线与渐近线和分别交于点(恰好为切点,且是渐近线与圆的交点),设双曲线的离心率为.当时,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.当点在第一象限时,
D.当点在第三象限时,
【答案】BC
【分析】依据题意确定切点不在双曲线上,根据勾股定理可计算,故可判断出不正确,正确;画出图象,根据图象观察可求出渐进性的斜率,进一步计算离心率即可判断出
【详解】因为且,所以,切点不在双曲线上,不正确,正确;
若,在中,,
当分别在一二象限时(如图1),,设的倾斜角为,
则;
当分别在二、三象限时(如图2),设的倾斜角为,
则,
正确,错误.
故选:
15.(2023·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测)如图,为坐标原点,分别为双曲线的左、右焦点,过双曲线右支上一点作双曲线的切线分别交两渐近线于两点,交轴于点,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.若存在点,使得,且,则双曲线的离心率为2或
【答案】AB
【分析】对于A,先证明双曲线上一点的切线方程为,与双曲线的渐近线进行联立,可得坐标,可得到,结合即可判断;对于B,由A选项可得点是线段的中点,即可判断;对于C,由即可判断;对于D,通过可得,则能算出,结合余弦定理即可求解
【详解】对于选项,先求双曲线上一点的切线方程,
不妨先探究双曲线在第一象限的部分(其他象限由对称性同理可得).
由得:,所以,
则在点的切线斜率为,
所以在点的切线方程为:,
又因为,所以在点的切线方程为:,
当为右顶点时,切线方程为,易得也满足,
不失一般性,设点是双曲线在第一象限的一点或双曲线的右顶点,是切线与渐近线在第一象限的交点,是切线与渐近线在第四象限的交点,双曲线的渐近线方程为,
联立,
所以点,同理可得:,
则,
又因为,所以,即:,故A项正确;
对于选项B,由A项知,,
所以点是线段的中点,所以,故B项正确;
对于选项,因为在点的切线方程为:,
令得,所以点,
则,
当点在顶点时,仍然满足,故C项错误;
对于选项D,因为,所以,
又因为,所以,解得:,
即:,代入得,
所以
,
,
因为,所以,
所以,
解得:或6,所以离心率为或,故D项错误.
故选:AB
【点睛】结论点睛:双曲线上一点的切线方程为,对椭圆、抛物线也有类似结论.
16.(2023·山东潍坊·三模)函数的图象是双曲线,且直线和是它的渐近线.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.,B.对称轴方程是
C.实轴长为D.离心率为
【答案】ABD
【分析】由基本不等式可判断A,由双曲线的性质判断B,C,D.
【详解】时,,当且仅当即时取等号,
时,,
当且仅当即时取等号,故A正确;
依题意,此双曲线两条渐近线为和,,
由双曲线的对称性,双曲线的渐近线关于双曲线的对称轴对称,
故得双曲线的两条对称轴方程为,故B正确;
由双曲线的性质,双曲线实轴的两个顶点为对称轴与双曲线的两个交点,则由得双曲线实轴的两个顶点分别为
,,
故此双曲线的实轴长即为,故C错误;
依题意,此双曲线两条渐近线和的夹角为,
则渐近线与对称轴的夹角为,由双曲线的性质有,
所以,解得,故D正确.
故选:ABD
17.(2023·山东泰安·统考模拟预测)已知抛物线,为坐标原点,为抛物线的焦点,准线与轴交于点,过点作不垂直于轴的直线与交于,两点.设为轴上一动点,为的中点,且,则( )
A.当时,直线的斜率为
B.
C.
D.若正三角形的三个顶点都在抛物线上,则的周长为
【答案】AC
【分析】设直线的方程为,联立方程,利用根与系数的关系及求k,可判断A,由点差法及垂直关系,抛物线的定义可得判断B,由可得平分,据此可判断C,根据正三角及抛物线的对称性求出DE坐标即可判断D.
【详解】如图,
对于选项A,设过焦点的直线的方程为,,,
由,得,∴,,
由可知,代入,得,,
由,得,∴,则,故A正确.
对于选项B,,设点的坐标为,则,.
由得,所以,则直线的斜率为.
因为,所以直线的斜率为,则直线的方程为.
令,则,所以点的坐标为,
则.
由抛物线的定义可知,,
所以,故B错误.
对于选项C,因为
,
所以直线与直线关于轴对称,即平分,
所以,则.
整理得,故C正确.
对于选项D,设,因三角形为正三角形,
则,
又,
则.
因,则.
则,则.
得的周长为,故D错误.
故选:AC
【点睛】方法点睛:处理抛物线中焦点弦问题,根据抛物线的定义,转化为坐标问题是常用方法之一,涉及处理中点弦问题,点差法是重要方法,恰当使用可快速得出直线斜率与中点的坐标关系,注意直线关于y轴对称可转化为直线倾斜角互补即直线斜率互为相反数.
18.(2023·广东汕头·金山中学校考三模)已知,分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上任意一点(不在轴上),外接圆的圆心为,半径为,内切圆的圆心为,半径为,直线交轴于点,为坐标原点,则( )
A.最大时,B.的最小值为2
C.椭圆的离心率等于D.的取值范围为
【答案】ABD
【分析】对于A,根据当在短轴的端点时,取得最大,且最大值为,再根据,代入进而即可求解;
对于B,根据,然后结合平面向量数量积的几何意义与基本不等式即可求解;
对于C,运用角平分线定理即可求解;
对于D,由正弦定理可得,再又结合A可得,从而得到,再根据题意得到,进而即可求解.
【详解】对于A,设,,则,且,
所以,
则当在短轴的端点时,取得最大,且最大值为,
又,
所以当最大时,,即,故A正确;
对于B,过点作,垂足为点G,
又点为外接圆的圆心,即为三条边的中垂线的交点,则点G为的中点,
由,
又,同理,
所以,
当且仅当时等号成立,即的最小值为2,故B正确;
对于C,由内切圆的圆心为,则,分别是,的角平分线,
则由角平分线定理可得,即,故C错误;
对于D,设,,,
由正弦定理可得,即,
则,即,
因为,
又结合A有,所以,即,所以,
又因为当在短轴的端点时,最大,此时,,
所以,即,所以,
故,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】本题考查了椭圆的定义以及几何性质,明确外心的位置和内角平分线性质,灵活运用正弦定理和等面积法是解答本题关键,考查了推理能力、运算求解能力,属于难题.
19.(2023·江苏镇江·江苏省镇江中学校考三模)已知抛物线的焦点为,准线为,直线与相交于两点,为的中点,则( )
A.若,则
B.若,则直线的斜率为
C.不可能是正三角形
D.当时,点到的距离的最小值为
【答案】ACD
【分析】利用联立求得点坐标,结合向量数量积的运算即可判断选项A;结合抛物线定义即可判断选项CD;设,,根据即可判断选项B.
【详解】对于A,代入,
解得,,
即,,
则,
所以,A正确;
对于C,如图,,
所以不可能是正三角形,C正确;
对于D,由题知,,
当共线时,取等号,
又点到的距离为,
所以点到的距离的最小值为,D正确.
对于B,当直线的斜率大于时,
根据上图再作,
因为,所以设,,
因为都在上,
所以,,
,,
所以,
则;
当直线的斜率小于时,同理可得.
综上,直线的斜率为,B错.
故选:ACD
【点睛】方法点睛:直线与抛物线的位置关系问题,从以下几个角度分析:
(1)抛物线定义的结合,来分析线段的相等关系;
(2)斜率与倾斜角正切值的联系;
(3)数形结合思想的应用.
20.(2023·山西运城·山西省运城中学校校考二模)已知是圆上不同的两点,椭圆的右顶点和上顶点分别为,直线分别是圆的两条切线,为椭圆的离心率.下列选项正确的有( )
A.直线与椭圆相交
B.直线与圆相交
C.若椭圆的焦距为两直线的斜率之积为,则
D.若两直线的斜率之积为,则
【答案】BCD
【分析】由时,点时,得到直线方程,联立方程组,结合,可判定A错误;由原点到直线的距离为,可判定B正确;设,根据题意求得,进而得到,结合离心率的定义,可判定C正确;不妨设,根据得到,求得,结合离心率的定义,求得,可判定D正确.
【详解】对于A中,当时,点的坐标可以为,
可得直线为,即,
由,整理得,此时,
所以直线与椭圆无交点,所以A错误;
对于B中,因为,所以,设原点到直线的距离为,
由点到直线的距离公式,可得,
所以直线与圆相交,所以B正确;
对于C中,椭圆的焦距为,可得,即,
不妨设,则直线,
由原点到直线的距离等于1,可得,解得,
同理可得,因为,即,
解得,又由,解得,
所以离心率,所以C正确;
对于D中,不妨设,则,,
所以,解得,
所以,
因为,可得,所以,所以D正确.
故选:BCD.
【点睛】解答圆锥曲线的最值与范围问题的方法与策略:
(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;
(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:(1)配方法;(2)基本不等式法;(3)单调性法;(4)三角换元法;(5)导数法等,要特别注意自变量的取值范围.
三、填空题
21.(2023·云南·校联考模拟预测)已知双曲线方程为,左焦点关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则该双曲线的离心率为 .
【答案】2
【分析】根据对称性求出渐近线的倾斜角,再根据渐近线的斜率得,再根据离心率公式可求出结果.
【详解】如图:设关于渐近线对称的点在渐近线上,
的中点在渐近线上,
则,又,
所以,
所以,所以.
故答案为:.
22.(2023·湖南长沙·周南中学校考二模)根据抛物线的光学性质,从抛物线的焦点发出的光,经抛物线反射后光线都平行于抛物线的轴,已知抛物线,若从点Q(3,2)发射平行于x轴的光射向抛物线的A点,经A点反射后交抛物线于B点,则 .
【答案】
【分析】由题意求出A点坐标,由于直线过焦点,利用点斜式方程求出直线方程,联立抛物线方程,由韦达定理求出点B坐标,利用两点间的距离求出即可.
【详解】由条件可知AQ与x轴平行,令,可得,故A点坐标为,
因为 经过抛物线焦点,所以 方程为,
整理得,联立,得,,所以,
又,所以,,
所以.
故答案为:.
23.(2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模)已知抛物线的焦点为,过作抛物线的切线,切点为,,则抛物线上的动点到直线的距离与到轴的距离之和的最小值为 .
【答案】
【分析】不妨设,根据焦半径公式求出,从而求出,再利用导数的几何意义求出切线的斜率,即可求出,从而求出抛物线方程,再求出焦点到直线的距离,即可得解.
【详解】根据抛物线的对称性,不妨设,由抛物线定义知,,,,或(舍去),
当时,,,,
解得或(舍去),抛物线的方程为,焦点,准线方程为,
焦点到直线的距离,
抛物线上的动点到直线的距离与到轴的距离之和的最小值为.
故答案为:
24.(2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模)已知为坐标原点,直线过抛物线的焦点,与抛物线及其准线依次交于三点(其中点在之间),若.则的面积是 .
【答案】/
【分析】依题意作出图形,利用抛物线的定义结合图形依次求得与,从而求得直线的方程,联立抛物线方程,利用抛物线焦半径公式与点线距离公式求得与,从而得解.
【详解】过点作垂直于准线,垂足为,过点作垂直于准线,垂足为,设准线与轴相交于点,如图,
则,
在中,,所以,所以,
故在中,,所以,则.
又轴,,所以,
又抛物线,则,所以,
所以抛物线,点.
因为,所以直线的斜率,则直线,
与抛物线方程联立,消并化简得,
易得,设点,则,
则,
又直线,可化为,
则点到直线的距离,
所以.
故选:B.
25.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)已知为双曲线上一点,以为切点的切线为,直线与双曲线的两条渐近线分别交于点,则(为坐标原点)的面积为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出双曲线渐近线方程,设出直线的方程,联立求出点的纵坐标,再利用直线与双曲线相切借助判别式求出三角形面积作答.
【详解】双曲线的渐近线为,直线与双曲线的两条渐近线分别交于点,
显然直线不垂直于y轴,设直线,,
由得点的纵坐标,由得点的纵坐标,
由消去x得,
于是,化简得,
直线与x轴交点的横坐标为,
所以的面积.
故答案为:
26.(2023·海南海口·校考模拟预测)设双曲线 E:的离心率为 ,直线过点和双曲线的一个焦点,若直线与圆的相切,则
【答案】
【分析】先设出直线的方程,由与圆的相切,可得关于的齐次式,进而可求.
【详解】不妨设直线过点和双曲线的右焦点,
则直线的方程为,即,
由直线与圆相切,可得,
整理得,,
又,
所以,即,
所以,即,
解得或,
又,所以,所以.
故答案为:
27.(2023·湖南长沙·长沙市实验中学校考三模)已知平面上两定点A、B,则所有满足(且)的点P的轨迹是一个圆心在直线AB上,半径为的圆.这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称作阿氏圆.已知棱长为3的正方体ABCD-A1B1C1D1表面上动点P满足,则点P的轨迹长度为 .
【答案】
【分析】以为原点建立平面直角坐标系,结合题意可得点在空间内的轨迹为以为球心,半径为2的球.再根据球的性质求解即可.
【详解】在图1中,以为原点建立平面直角坐标系如图2所示,
设阿氏圆圆心为,半径为,
因为,所以,所以,
设圆与交于点,由阿氏圆性质,知,
又,所以,
又,所以,解得,所以,
所以点在空间内的轨迹为以为球心,半径为2的球,
当点在面内部时,如图2所示,截面圆与分别交于点,
所以点在面内的轨迹为,
因为在中,,所以,
所以,所以点在面内部的轨迹长为,
同理,点在面内部的轨迹长为,
当点在面内部时,如图3所示,因为平面,
所以平面截球所得小圆是以为圆心,以长为半径的圆,
截面圆与分别交于点,且,
所以点在面内的轨迹为,且,
综上,点的轨迹长度为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求球与平面公共点轨迹长度时先求出平面截球所得圆面的半径,当截面为完整的圆时可直接求圆周长,当截面只是圆的一部分时先求圆心角的大小再计算弧长.
28.(2023·重庆巴南·统考一模)已知抛物线上存在两点(异于坐标原点),使得,直线AB与x轴交于M点,将直线AB绕着M点逆时针旋转与该抛物线交于C,D两点,则四边形ACBD面积的最小值为 .
【答案】
【分析】设直线的方程为,联立方程组,由条件证明,由此可得,再求,求四边形ACBD面积的解析式,求其最小值即可.
【详解】由已知直线的斜率存在,且不为,
故可设直线的方程为,
联立,
消得,,
方程的判别式,
设,则,
所以
因为,
所以,所以,
所以,
又异于坐标原点,所以,所以,
所以,
所以直线的方程为,
且
所以直线与轴的交点为,
所以点的坐标为,
所以直线的方程为,
联立,
消得,,
方程的判别式,
设,则,
所以,
由已知,
所以四边形ACBD面积,
设,则,,
所以,
由基本不等式可得,当且仅当时等号成立,此时,
设,可得,,
所以当时,即时,取最小值,最小值为,
所以四边形ACBD面积的最小值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
29.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)已知抛物线的焦点为,准线与轴的交点为,过点的直线与抛物线交于,两点,若,则 .
【答案】8
【分析】先设出直线的方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,表达出,,再由正弦定理得到,得到,代入两根之和,两根之积,列出方程,求出,进而求出,.
【详解】由题意得,,当直线的斜率为0时,与抛物线只有1个交点,不合要求,
故设直线的方程为,不妨设,
联立,可得,易得,
设,则,
则,
则,
,
由正弦定理得,,
因为,,
所以,,即,
又由焦半径公式可知,
则,即,
即,解得,
则,解得,
故,
当时,同理可得到.
故答案为:8
【点睛】方法点睛:解三角形中,当条件中有角平分线时,可利用正弦定理得到角平分线的性质,将角的关系转化为边的比例关系,再进行求解.
30.(2023·福建宁德·校考模拟预测)已知椭圆的右焦点是,直线交椭圆于两点﹐直线与椭圆的另一个交点为,若,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【分析】设椭圆的左焦点为,利用已知条件结合椭圆的对称性可得四边形为矩形,再利用勾股定理方程组求解即可.
【详解】设椭圆的左焦点为,连接,,,,
由直线交椭圆于两点﹐及,
结合椭圆的对称性可得,
所以,,均为直角三角形,所以四边形为矩形,
设,则,,,
所以在直角中,即①,
在直角中,即②,
由②解得,
将代入①得,即,
所以,
故答案为:
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