《(統(tǒng)考版)高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)13 解析幾何(含解析)(文)-人教版高三數(shù)學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(統(tǒng)考版)高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)13 解析幾何(含解析)(文)-人教版高三數(shù)學(xué)試題(8頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題限時(shí)集訓(xùn)(十三) 解析幾何
1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)拋物線C:y2=2x,點(diǎn)A(2,0),B(-2,0),過點(diǎn)A的直線l與C交于M,N兩點(diǎn).
(1)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),求直線BM的方程;
(2)證明:∠ABM=∠ABN.
[解] (1)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),l的方程為x=2,可得點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,2)或(2,-2).所以直線BM的方程為y=x+1或y=-x-1.
(2)證明:當(dāng)l與x軸垂直時(shí),AB為MN的垂直平分線,所以∠ABM=∠ABN.
當(dāng)l與x軸不垂直時(shí),設(shè)l的方程為y=k(x-2)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),則x1>0,x2>0.
由得ky2-2
2、y-4k=0,
可知y1+y2=,y1y2=-4.
直線BM,BN的斜率之和為
kBM+kBN=+=.①
將x1=+2,x2=+2及y1+y2,y1y2的表達(dá)式代入①式分子,可得
x2y1+x1y2+2(y1+y2)===0.
所以kBM+kBN=0,可知BM,BN的傾斜角互補(bǔ),所以∠ABM=∠ABN.
綜上,∠ABM=∠ABN.
2.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)M在橢圓C:+y2=1上,過M作x軸的垂線,垂足為N,點(diǎn)P滿足=.
(1)求點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)設(shè)點(diǎn)Q在直線x=-3上,且·=1.證明:過點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點(diǎn)F.
[解] (1)
3、設(shè)P(x,y),M(x0,y0),
則N(x0,0),=(x-x0,y),=(0,y0).
由=得x0=x,y0=y(tǒng).
因?yàn)镸(x0,y0)在C上,所以+=1.
因此點(diǎn)P的軌跡方程為x2+y2=2.
(2)證明:由題意知F(-1,0).
設(shè)Q(-3,t),P(m,n),則
=(-3,t),=(-1-m,-n),·=3+3m-tn,
=(m,n),=(-3-m,t-n).
由·=1得-3m-m2+tn-n2=1.
又由(1)知m2+n2=2,故3+3m-tn=0.
所以·=0,即⊥.
又過點(diǎn)P存在唯一直線垂直于OQ,所以過點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點(diǎn)F.
3.(
4、2018·全國(guó)卷Ⅲ)已知斜率為k的直線l與橢圓C:+=1交于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M(1,m)(m>0).
(1)證明:k<-;
(2)設(shè)F為C的右焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且++=0.證明:||,||,||成等差數(shù)列,并求該數(shù)列的公差.
[解] (1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則+=1,+=1.
兩式相減,并由=k得+·k=0.
由題設(shè)知=1,=m,于是k=-.①
由題設(shè)得0<m<,故k<-.
(2)由題意得F(1,0).設(shè)P(x3,y3),則(x3-1,y3)+(x1-1,y1)+(x2-1,y2)=(0,0).
由(1)及題設(shè)得x3=3-(x1+x2)=1,y
5、3=-(y1+y2)=-2m<0.
又點(diǎn)P在C上,所以m=,從而P,||=.
于是||===2-.
同理||=2-.
所以||+||=4-(x1+x2)=3.
故2||=||+||,即||,||,||成等差數(shù)列.
設(shè)該數(shù)列的公差為d,則
2|d|=|||-|||=|x1-x2|
=. ②
將m=代入①得k=-1.
所以l的方程為y=-x+,代入C的方程,并整理得7x2-14x+=0.
故x1+x2=2,x1x2=,代入②解得|d|=.
所以該數(shù)列的公差為或-.
4.(2019·全國(guó)卷Ⅰ)已知點(diǎn)A,B關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱,|AB|=4,⊙M過點(diǎn)A,B且與直線x+2=0相切
6、.
(1)若A在直線x+y=0上,求⊙M的半徑;
(2)是否存在定點(diǎn)P,使得當(dāng)A運(yùn)動(dòng)時(shí),|MA|-|MP|為定值?并說明理由.
[解] (1)因?yàn)椤袽過點(diǎn)A,B,所以圓心M在AB的垂直平分線上.由已知A在直線x+y=0上,且A,B關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱,所以M在直線y=x上,故可設(shè)M(a,a).
因?yàn)椤袽與直線x+2=0相切,
所以⊙M的半徑為r=|a+2|.
由已知得|AO|=2,又MO⊥AO,
故可得2a2+4=(a+2)2,解得a=0或a=4.
故⊙M的半徑r=2或r=6.
(2)存在定點(diǎn)P(1,0),使得|MA|-|MP|為定值.
理由如下:
設(shè)M(x,y),由已知得
7、⊙M的半徑為r=|x+2|,|AO|=2.
由于MO⊥AO,故可得x2+y2+4=(x+2)2,化簡(jiǎn)得M的軌跡方程為y2=4x.
因?yàn)榍€C:y2=4x是以點(diǎn)P(1,0)為焦點(diǎn),以直線x=-1為準(zhǔn)線的拋物線,所以|MP|=x+1.
因?yàn)閨MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1,
所以存在滿足條件的定點(diǎn)P.
1.(2020·德州一模)已知拋物線E:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,圓M的方程為:x2+y2-py=0,若直線x=4與x軸交于點(diǎn)R,與拋物線交于點(diǎn)Q,且|QF|=|RQ|.
(1)求出拋物線E和圓M的方程;
(2)過焦點(diǎn)F的直線l與拋物線E交于A,B兩
8、點(diǎn),與圓M交于C,D兩點(diǎn)(A,C在y軸同側(cè)),求證:|AC|·|DB|是定值.
[解] (1)設(shè)Q(4,y0),由|QF|=|RQ|,
得y0+=y(tǒng)0,即y0=2p.
將點(diǎn)(4,2p)代入拋物線方程,可得p=2.
∴拋物線E:x2=4y,圓M的方程為:x2+y2-2y=0.
(2)證明:拋物線E:x2=4y的焦點(diǎn)F(0,1),
設(shè)直線l的方程為y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2).
聯(lián)立得x2-4kx-4=0.
則Δ=16(k2+1)>0,且x1+x2=4k,x1x2=-4.
由圓的方程可得圓M的圓心坐標(biāo)為M(0,1),半徑為1,圓心就是焦點(diǎn).
由拋物線的定義可
9、知|AF|=y(tǒng)1+1,|BF|=y(tǒng)2+1.
則|AC|=|AF|-1=y(tǒng)1,|BD|=|BF|-1=y(tǒng)2,
|AC|·|BD|=y(tǒng)1y2=(kx1+1)(kx2+1)=k2x1x2+k(x1+x2)+1=-4k2+4k2+1=1.
即|AC|·|DB|是定值1.
2.(2020·株洲模擬)已知橢圓E:+=1(a>b>0)經(jīng)過點(diǎn)(0,-),離心率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)點(diǎn)A,F(xiàn)分別為橢圓的右頂點(diǎn)、右焦點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)F作直線交橢圓于C,D兩點(diǎn),求四邊形OCAD面積的最大值(O為坐標(biāo)原點(diǎn)).
[解] (1)∵離心率為,∴e==.
∵橢圓E:+=1(a>b>0)經(jīng)過點(diǎn)(0,-
10、),∴=1,即b2=3.
又a2=b2+c2,∴a2=4.
故橢圓E的方程為+=1.
(2)設(shè)直線CD的方程為x=my+1,C(x1,y1),D(x2,y2),
聯(lián)立消去x,得(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴y1+y2=-,y1y2=-,Δ=36m2-4(3m2+4)·(-9)=144(m2+1)>0,
∴S四邊形OCAD=S△OAD+S△OAC=|OA|·
|y2|+|OA|·|y1|=|OA|·|y1-y2|
=×2×=,
令t=≥1,則S==.
令f(t)=3t+,易知f′(t)=3-.
由f′(t)>0得t>,
由f′(t)<0得0<t<.
又t≥1,
11、∴f(t)在[1,+∞)上為增函數(shù),∴f(t)min=f(1)=4.
∴S≤=3.
即四邊形OCAD的面積的最大值為3.
3.(2020·石景山區(qū)一模)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F(1,0),離心率為.直線l過點(diǎn)F且不平行于坐標(biāo)軸,l與C有兩交點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M.
(1)求橢圓C的方程;
(2)證明:直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值;
(3)延長(zhǎng)線段OM與橢圓C交于點(diǎn)P,若四邊形OAPB為平行四邊形,求此時(shí)直線l的斜率.
[解] (1)由題意可知,c=1,e==,
∵a2=b2+c2,∴a=,b=1,
∴橢圓的方程為+y2=1.
(2)證明:設(shè)
12、直線l的方程為y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立消去y得,(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
則x1+x2=.
∵M(jìn)為線段AB的中點(diǎn),∴xM==,
yM=k(xM-1)=,
∴kOM==-,
∴kOM·kl=-×k=-為定值.
(3)若四邊形OAPB為平行四邊形,則+=,
∴xP=x1+x2=,yP=y(tǒng)1+y2=k(x1+x2)-2k=,
∵點(diǎn)P在橢圓上,∴+2×=2,
解得k2=,即k=±,
∴當(dāng)四邊形OAPB為平行四邊形時(shí),直線l的斜率為k=±.
4.(2020·漢中模擬)已知P(0,2)是橢圓C:+=1(a>b>0)
13、的一個(gè)頂點(diǎn),C的離心率e=.
(1)求橢圓的方程;
(2)過點(diǎn)P的兩條直線l1,l2分別與C相交于不同于P的A,B兩點(diǎn),若l1與l2的斜率之和為-4,則直線AB是否經(jīng)過定點(diǎn)?若過定點(diǎn),求出定點(diǎn)坐標(biāo);若不過定點(diǎn),請(qǐng)說明理由.
[解] (1)由題意知,解得
所以橢圓的方程為+=1.
(2)當(dāng)直線AB的斜率存在時(shí),設(shè)直線AB的方程為y=kx+t,A(x1,y1),B(x2,y2),由消去y并整理得(3k2+2)x2+6ktx+3t2-12=0,
則Δ=(6kt)2-4(3k2+2)(3t2-12)>0,即6k2-t2+4>0,
x1+x2=-,x1x2=.
由l1與l2的斜率之和為-4,可得+=-4,
又y1=kx1+t,y2=kx2+t,
所以+=+=2k+=2k+=-4,化簡(jiǎn)得t=-k-2(t=2舍去).
所以直線AB的方程為y=kx-k-2=k(x-1)-2,易知直線AB過定點(diǎn)(1,-2).
當(dāng)直線AB的斜率不存在時(shí),設(shè)其方程為x=m,A(m,y3),B(m,y4),
則+==-4,
易知y3,y4互為相反數(shù),所以y3+y4=0,所以m=1.可知直線x=1也可過定點(diǎn)(1,-2).
綜上可知,直線AB經(jīng)過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-2).