内容正文:
第三章 圆锥曲线 章末总结及测试
考点一 定义
1.(2024·陕西商洛)已知椭圆的长轴长为20,离心率为,左、右焦点为,若上的点满足,则的面积是( )
A. B. C. D.
2.(2024·山东日照·一模)过双曲线的右支上一点P,分别向和作切线,切点分别为M,N,则的最小值为( )
A.28 B.29 C.30 D.32
3(23-24高三上·云南昆明·阶段练习)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点P在双曲线C上,O为坐标原点,若,则的面积为( )
A. B.1 C.2 D.3
4(2024·江西宜春 )(多选)设椭圆C:的左、右焦点分别为,,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有( )
A. B.
C.的面积为2 D.的内切圆半径为
5.(23-24高二上·江苏泰州·期末)(多选)下列结论正确的是( )
A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为
D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1
6.(23-24 河北秦皇岛·开学考试)(多选)为抛物线上的动点,动点到点的距离为(F是的焦点),则( )
A.的最小值为 B.最小值为
C.最小值为 D.最小值为
考点二 标准方程
1.(2024安徽·期中)与椭圆有相同焦点,且过点的椭圆的方程是( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·辽宁营口·期末)过点且与椭圆有相同焦点的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
3.(2024·广东珠海·期末)已知双曲线:与椭圆:有相同的焦点,且一条渐近线方程为:,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三下·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二·上海·随堂练习)已知抛物线C:的焦点与椭圆的右焦点重合,顶点为椭圆的中心,则抛物线C的标准方程为 .
考点三 离心率
1.(23-24高二上·江西赣州·期中)中国刺绣作为一项传统手工技艺,是中国传统文化的一个重要组成部分.某个椭圆形的刺绣艺术品的尺寸如图所示,则这个椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2024·湖北武汉 )已知椭圆C: ()的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25 湖北武汉·开学考试)已知双曲线的右顶点为,若以点为圆心,以为半径的圆与的一条渐近线交于两点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知,分别为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,点B是双曲线上位于第二象限的点.直线与双曲线交于另一点A,,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
考点四 直线与曲线的位置关系
1.(2024·湖南衡阳)已知直线与椭圆相切,则的值为( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全国·专题练习)已知双曲线,过点作直线,使与有且只有一个公共点,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
3(23-24高三下·四川绵阳·阶段练习)过双曲线:左焦点为和点直线与双曲线的交点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.(2024·全国·模拟预测)在区间内随机抽取一个实数,则事件“直线与双曲线的两个交点分别在双曲线左、右两支上”发生的概率为( )
A.1 B. C. D.
5.(2024·江苏宿迁 )已知抛物线,点,则“”是“过且与仅有一个公共点的直线有3条”的( )
A.充分条件 B.必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
考点五 弦长
1.(2023高二上·江苏·专题练习)设直线与椭圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·全国·单元测试)已知椭圆的左、右焦点分别为,直线与交于点两点,若面积是的2倍,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25 河南·开学考试)已知是双曲线的左焦点,过点的直线与交于两点(点在的同一支上),且,则( )
A.6 B.8 C. D.
4.(2024·河北·模拟预测)点为等轴双曲线的焦点,过作轴的垂线与的两渐近线分别交于两点,则的面积为( )
A. B.4 C. D.8
5.(2023·陕西西安·模拟预测)双曲线的焦点弦长为的弦有( )
A.8条 B.4条 C.2条 D.1条
6.(23-24高二上·北京通州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与C交于,两点,若面积是面积的2倍,则m等于( )
A.6 B. C. D.
7.(23-24高二下·浙江杭州·期中)设抛物线的焦点为,为抛物线上一点且在第一象限,,若将直线绕点逆时针旋转得到直线,且直线与抛物线交于两点,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·四川成都·期末)抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲面叫抛物面,用于加热水和水壶食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面的反射后,集中于它的焦点.已知一束平行反射镜于轴的入射光线与抛物线 的交点为,则反射光线所在直线被抛物线截得的弦长为 ( )
A. B. C. D.
考点六 点差法
1.(2024·陕西安康 )已知椭圆,过点作倾斜角为的直线与交于,两点,当为线段的中点时,直线(为坐标原点)的斜率为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全国·专题练习)椭圆上的两点A,B关于直线对称,则弦的中点坐标为( )
A. B. C. D.
3.(2024·陕西宝鸡 )已知直线与双曲线交于两点,点是弦的中点,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.3
4.(2024北京)已知双曲线方程,则以为中点的弦所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
5(2024河南·阶段练习)已知斜率为的直线与双曲线相交于A,B两点,O为坐标原点,AB的中点为P,若直线OP的斜率为,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.3
6.(2024湖北·阶段练习)已知斜率为的直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,的中点为,若直线的斜率为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
考点七 轨迹方程
1.(23-24高二下·湖南长沙·阶段练习)平面直角坐标系中,等边的边长为,M为BC中点,B,C分别在射线,上运动,记M的轨迹为,则( )
A.为部分圆 B.为部分线段
C.为部分抛物线 D.为部分椭圆
2(23-24高二下·湖北黄冈·阶段练习)已知三角形的周长为,且,,则顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)已知点为圆上的动点,点,延长至,使得,线段的垂直平分线交直线于点,记的轨迹为.则的方程为 .
4.(2024高三·全国·专题练习)已知点与点,是动点,且直线与的斜率之积等于求动点的轨迹方程 ;
5 .(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点、,的内切圆与直线相切于点,记点M的轨迹为C.求C的方程 .
考点八 实际应用
1.(2024·重庆 )如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点变轨进入以月球球心为一个焦点的椭圆轨道I绕月飞行,之后卫星在点第二次变轨进入仍以为一个焦点的椭圆轨道II绕月飞行,最终卫星在点第三次变轨进入以为圆心的圆形轨道III绕月飞行,若用和分别表示椭圆轨道I和II的焦距,用和分别表示椭圆轨道I和II的长轴的长,则( )
A. B.
C. D.
2.(22-23高二上·安徽芜湖·阶段练习)1970年4月24日,我国发射了自己的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,从此我国开始了人造卫星的新篇章.人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒规律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a,2c,下列结论错误的是( )
A.卫星向径的取值范围是
B.卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间
C.卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越扁
D.卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小
3(2024湖北荆州 )某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其它两观测点晚.已知各观测点到该中心的距离是.则该巨响发生在接报中心的( )处.(假定当时声音传播的速度为3,相关各点均在同一平面上)
A.西偏北方向,距离 B.东偏南方向,距离
C.西偏北方向,距离 D.东偏南方向,距离
4.(23-24高三上·江西·期末)阿波罗尼斯(约公元前262年~约公元前190年),古希腊著名数学家﹐主要著作有《圆锥曲线论》、《论切触》等.尤其《圆锥曲线论》是一部经典巨著,代表了希腊几何的最高水平,此书集前人之大成,进一步提出了许多新的性质.其中也包括圆锥曲线的光学性质,光线从双曲线的一个焦点发出,通过双曲线的反射,反射光线的反向延长线经过其另一个焦点.已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,其离心率,从发出的光线经过双曲线C的右支上一点E的反射,反射光线为EP,若反射光线与入射光线垂直,则( )
A. B. C. D.
5.(22-23高二上·浙江嘉兴·期中)从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图①,一个光学装置由有公共焦点、的椭圆与双曲线构成,现一光线从左焦点发出,依次经与反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的去掉,如图②,此光线从点发出,经两次反射后又回到了点,历时秒:若,则的长轴长与的实轴长之比为( )
A. B. C. D.
6(2024·新疆·一模)从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点. 如图①,一个光学装置由有公共焦点的椭圆T与双曲线S构成,现一光线从左焦点发出,依次经S与T反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的S 去掉,如图②,此光线从点发出,经T两次反射后又回到了点历时秒.已知,则T的离心率与S的离心率之比 .
一、单选题
1.(23-24高二下·广西桂林·期中)已知椭圆的两个焦点为上有一点,则的周长为( )
A. B.20 C. D.16
2.(23-24高二上·江西赣州·期中)以椭圆的焦点为焦点,离心率的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知椭圆,则“”是“椭圆C的离心率为”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(2024·陕西铜川·模拟预测)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点P是C的右支上的一点,C在点P处的切线与C的渐近线交于M,N两点,O为坐标原点,给出下列四个结论:
①直线的斜率的取值范围是;
②点P到C的两条渐近线的距离之积为;
③;
④.
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(24-25高二·上海·随堂练习)阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二下·安徽亳州·期末)设分别是离心率为的椭圆的左、右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且,则( )
A. B. C. D.
7.(2024·四川内江·模拟预测)已知双曲线C的方程为,过点作直线与双曲线左右两支分别交于点M,N.若,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二下·安徽·期末)关于椭圆有如下结论:“过椭圆上一点作该椭圆的切线,切线方程为.”设椭圆:的左焦点为F,右顶点为A,过F且垂直于x轴的直线与C的一个交点为M,过M作椭圆的切线,若切线与直线的倾斜角互补,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高二下·上海·期末)已知曲线C:,下列结论中正确的有( )
A.若,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若,则C是圆,其半径为
C.若,则C是双曲线,其渐近线方程为
D.若,,则C是两条直线
10.(23-24 江苏无锡 )设椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为A、B,点P是椭圆C上的动点,则下列结论正确的是( )
A.离心率
B.面积的最大值为1
C.以线段为直径的圆与直线相切
D.动点P到点的距离的最小值为
11.(江苏省南通市名校联盟2025届新高三暑期学习(全国普通高考调研模拟测试)数学试题)已知抛物线Γ:的焦点为F,P为Γ上一动点.过F且斜率大于0的直线与Γ交于不同的两点A,B,且满足,.则下列说法错误的是( )
A.直线AB的倾斜角大于60°
B.若,则
C.点P可能在第一象限
D.直线PB的横截距不可能是
三、填空题
12.(24-25高二·上海·课堂例题)已知点,直线,若动点P到l的距离等于,则点P的轨迹是 .
13.(24-25高二·上海·随堂练习)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为椭圆C上一点,的最小值为1,且的周长为34,则椭圆C的标准方程为 .
14.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,点P在线段AB上(不包括端点),O为坐标原点,直线OP与椭圆相交于M,N两点,点M在第一象限,则的最大值为 .
四、解答题
15.(24-25高二下·上海·期末)已知点,,动点满足直线与的斜率之积为.记的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明是什么曲线;
(2)写出曲线的两条性质;
(3)过坐标原点的直线交于,两点,点在第一象限,轴,垂足为,连接并延长交于点.证明:是直角三角形.
16.(2024高三·全国·专题练习)已知直线:交椭圆:于A,B两点,为椭圆上一点.
(1)证明;
(2)求的最大值.
17.(23-24 河南郑州·阶段练习)已知双曲线的右焦点为,双曲线的上焦点为,直线,且既是的渐近线也是的渐近线.
(1)求的方程;
(2)过作与轴不垂直的直线与的右支交于点,若点在轴上,且,求证:为定值,并求出该定值.
18.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)已知动点到直线的距离比它到定点的距离多1
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与相交于A,B两点,且,求直线的方程.
19.(2024·陕西铜川 )已知椭圆C:的右顶点为,离心率为,过点的直线l与C交于M,N两点.
(1)若C的上顶点为B,直线BM,BN的斜率分别为,,求的值;
(2)过点M且垂直于x轴的直线交直线AN于点Q,证明:线段MQ的中点在定直线上.
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第三章 圆锥曲线 章末总结及测试
考点一 定义
1.(2024·陕西商洛)已知椭圆的长轴长为20,离心率为,左、右焦点为,若上的点满足,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知,,解得椭圆,
的左、右焦点为,若上的点满足,
由椭圆定义得①.
由余弦定理得②,联立①②,
得,
的面积是.
故选:A.
2.(2024·山东日照·一模)过双曲线的右支上一点P,分别向和作切线,切点分别为M,N,则的最小值为( )
A.28 B.29 C.30 D.32
【答案】C
【解析】由双曲线方程可知:,
可知双曲线方程的左、右焦点分别为,,
圆的圆心为(即),半径为;
圆的圆心为(即),半径为.
连接,,,,则,
可得
,
当且仅当P为双曲线的右顶点时,取得等号,即的最小值为30.
故选:C.
3(23-24高三上·云南昆明·阶段练习)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点P在双曲线C上,O为坐标原点,若,则的面积为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】因为双曲线C:,所以,
因为,所以,所以,
由双曲线的定义知:,
两边同时平方得:,
所以,故.
故选:D
4(2024·江西宜春 )(多选)设椭圆C:的左、右焦点分别为,,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有( )
A. B.
C.的面积为2 D.的内切圆半径为
【答案】ACD
【解析】法1:由题意得,,则,.
由对称性可设(,),,,,
由,解得,又,,
所以,,
所以.
由椭圆的定义得,
在中,由余弦定理,得,
即,
解得,故A正确;
,故B错误;
的面积为,故C正确;
设的内切圆半径为r,由的面积相等,得,
即,解得,故D正确.
故选:ACD.
法2:设,,.易知,,
由极化恒等式,得,故B错误;
由中线长定理得,由椭圆定义得,
所以,所以,
所以,故A正确;
由,得,所以,故C正确;
设的内切圆半径为r,由的面积相等,得,
即,解得,故D正确.
故选:ACD.
5.(23-24高二上·江苏泰州·期末)(多选)下列结论正确的是( )
A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为
D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1
【答案】AC
【解析】对于A:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为,正确;
对于B:椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为,B错误;
对于C:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为,C正确;
对于D:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为或,D错误.
故选:AC.
6.(23-24 河北秦皇岛·开学考试)(多选)为抛物线上的动点,动点到点的距离为(F是的焦点),则( )
A.的最小值为 B.最小值为
C.最小值为 D.最小值为
【答案】BCD
【解析】抛物线焦点坐标为,
动点到距离为
设点为,则
整理得,,即,
点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
设点为,则点到距离
时,最小为,
最小值为,故A错误.
点为,最小为最小值为1,
最小为,故B正确.
等于点到直线的距离,
最小值为到直线的距离减去,即,故C正确.
到的距离为
最小值为到的距离与和的最小值,
即到的距离最小值,
设为
则到距离为
当时,最小值为2,
最小值为2,
得最小值为,故D正确.
故选:BCD
考点二 标准方程
1.(2024安徽·期中)与椭圆有相同焦点,且过点的椭圆的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】椭圆方程化为标准形式,设要求解的椭圆方程为:,将点代入得,解得:,所以,C正确.
故选:C
2.(22-23高二上·辽宁营口·期末)过点且与椭圆有相同焦点的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】椭圆的标准方程为,故,可得焦点坐标为.
设双曲线的方程为,
故,解得,
故双曲线的标准方程为.
故选:A.
3.(2024·广东珠海·期末)已知双曲线:与椭圆:有相同的焦点,且一条渐近线方程为:,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵双曲线:的一条渐近线方程为:
∴设双曲线:
∵双曲线与椭圆有相同的焦点
∴,解得:
∴双曲线的方程为.
故选:B.
4.(23-24高三下·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,设抛物线的方程为,
可得焦点坐标,准线方程为,
设焦点关于准线的对称点为,可得,解得,
因为点关于其准线的对称点为,可得,解得,
所以抛物线的方程为.
故选:A.
5.(24-25高二·上海·随堂练习)已知抛物线C:的焦点与椭圆的右焦点重合,顶点为椭圆的中心,则抛物线C的标准方程为 .
【答案】
【解析】椭圆的右焦点坐标为,由题意可知抛物线的焦点坐标为,
所以抛物线C的标准方程为.故答案为:.
考点三 离心率
1.(23-24高二上·江西赣州·期中)中国刺绣作为一项传统手工技艺,是中国传统文化的一个重要组成部分.某个椭圆形的刺绣艺术品的尺寸如图所示,则这个椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】以椭圆的对称中心作为坐标原点建立平面直角坐标系,则可得,
所以,
所以,
所以该椭圆的离心率,
故选:A.
2.(2024·湖北武汉 )已知椭圆C: ()的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,取弦的中点D,连接,则,即,因为,
所以,因为O为的中点,所以D是的中点,所以,
因为,所以OD垂直平分弦,因为,,
所以,所以,
由椭圆定义可得,,
所以,解得,,
所以离心率为,
故选:A.
3.(24-25 湖北武汉·开学考试)已知双曲线的右顶点为,若以点为圆心,以为半径的圆与的一条渐近线交于两点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】不妨设该圆与渐近线分别交于、点,
则,故,则,
设,则,
则有,
,
即有,则有,即,
故,即,
即,即,
故有,即,故,即.
故选:B.
4.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知,分别为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,点B是双曲线上位于第二象限的点.直线与双曲线交于另一点A,,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,,,
因为,则,则,解得
又因为,,则为的中点,所以,
则,在直角三角形中,,
即,化简得,
将代入上式得,
则,
化简得,两边同除得,
解得或1(舍去),则.
故选:A.
考点四 直线与曲线的位置关系
1.(2024·湖南衡阳)已知直线与椭圆相切,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意,联立,得,
化解得,
因为直线与椭圆相切,
所以,
化简整理得,所以.
故选:C.
2.(2024高三·全国·专题练习)已知双曲线,过点作直线,使与有且只有一个公共点,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【解析】易知双曲线的焦点,顶点,渐近线为,
由可得该点在双曲线右顶点上方,
易得过点与双曲线有且只有一个公共点的直线中,
有两条和双曲线的渐近线分别平行的直线(图1),
有两条双曲线右支的切线(图2),共4条.
故选:D.
3(23-24高三下·四川绵阳·阶段练习)过双曲线:左焦点为和点直线与双曲线的交点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】由题意得双曲线:左焦点为,
则直线l的斜率为,
故直线l的方程为,而双曲线的渐近线方程为,
故直线l与平行,且l过双曲线的左焦点,
故直线与双曲线的交点个数是1,
故选:B
4.(2024·全国·模拟预测)在区间内随机抽取一个实数,则事件“直线与双曲线的两个交点分别在双曲线左、右两支上”发生的概率为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】联立方程组,整理得,
因为直线与双曲线的左右两支有两个交点,则方程有异号的两实数根,
所以,解得,
又因为实数为区间内的实数,由几何概型的概率计算公式得所求概率为.
故选:C.
5.(2024·江苏宿迁 )已知抛物线,点,则“”是“过且与仅有一个公共点的直线有3条”的( )
A.充分条件 B.必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】过且与抛物线仅有一个公共点的直线有3条,
则当直线的斜率不存在时符合题意,此时直线为;
当直线的斜率存在时,设直线为,
则,消去整理得,
即有两个不同的解,
所以即,解得或,
所以 “”是“过且与抛物线仅有一个公共点的直线有3条”的充分条件.
故选:A.
考点五 弦长
1.(2023高二上·江苏·专题练习)设直线与椭圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】联立直线与椭圆方程,
消可得:,,
设,
则,,根据弦长公式有:
.
故选:B.
2.(23-24高二上·全国·单元测试)已知椭圆的左、右焦点分别为,直线与交于点两点,若面积是的2倍,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设直线与轴的交点为,则.
所以,.
因为所以.
由得,即 ,.
所以,解得 或.
因为与有两个交点,
联立 消得,
则,解得.
所以.
故选:C.
3.(24-25 河南·开学考试)已知是双曲线的左焦点,过点的直线与交于两点(点在的同一支上),且,则( )
A.6 B.8 C. D.
【答案】D
【解析】
由可得.根据对称性,不妨设过点的直线为,
联立可得.
设,则.①
由,则,又所以.②
由①②可得,所以,
解得或(舍),,
所以.
故选:D.
4.(2024·河北·模拟预测)点为等轴双曲线的焦点,过作轴的垂线与的两渐近线分别交于两点,则的面积为( )
A. B.4 C. D.8
【答案】B
【解析】设双曲线为:,
因为,解得:,
所以双曲线为:,则双曲线的渐近线为:,
所以,解得:,则,
所以为等腰直角三角形,
所以的面积为.
故选:B.
5.(2023·陕西西安·模拟预测)双曲线的焦点弦长为的弦有( )
A.8条 B.4条 C.2条 D.1条
【答案】B
【解析】由,可得其通径为,
注意到左右顶点的距离为,
所以过一个焦点,可作满足题意与双曲线交于两支的弦有两条,交于一支的情况不存在,
结合双曲线的对称性,该双曲线满足题意的焦点弦共有4条.
故选:B.
6.(23-24高二上·北京通州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与C交于,两点,若面积是面积的2倍,则m等于( )
A.6 B. C. D.
【答案】D
【解析】
易得,故,设,,
直线与轴交点,面积为,面积为,
由题意得面积是面积的2倍,则,
化简得,结合,
故,解得,即,故,解得.
故选:D.
7.(23-24高二下·浙江杭州·期中)设抛物线的焦点为,为抛物线上一点且在第一象限,,若将直线绕点逆时针旋转得到直线,且直线与抛物线交于两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,
设,
则,所以,则,
故,
所以,
则直线的倾斜角,
所以直线的斜率,
所以直线的方程为,
联立,消得,
,
设,
则,
所以.
故选:A.
8.(23-24高二下·四川成都·期末)抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲面叫抛物面,用于加热水和水壶食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面的反射后,集中于它的焦点.已知一束平行反射镜于轴的入射光线与抛物线 的交点为,则反射光线所在直线被抛物线截得的弦长为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为点在抛物线上,
所以,解得,
所以抛物线方程为.
故抛物线的焦点为,
又因为反射光线经过点及焦点,
所以反射光线的方程为,
联立抛物线方程得,解得或,
故反射光线与抛物线的交点为,
由两点距离公式得.
所以反射光线所在直线被抛物线截得的弦长为.
故选:C.
考点六 点差法
1.(2024·陕西安康 )已知椭圆,过点作倾斜角为的直线与交于,两点,当为线段的中点时,直线(为坐标原点)的斜率为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,所以,
两式相减得,即,
又,所以,整理得,
又,,所以,所以,
所以椭圆的离心率.
故选:D.
2.(2024高三·全国·专题练习)椭圆上的两点A,B关于直线对称,则弦的中点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,,的中点为,则,
由点在椭圆上得,两式相减得,
整理得,
由,,即,
将代入,解得,,
所以.
故选:D.
3.(2024·陕西宝鸡 )已知直线与双曲线交于两点,点是弦的中点,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】A
【解析】设,则,且,
所以,整理得到:,
因为是弦的中点,
所以,所以即
所以,
故选:A.
4.(2024北京)已知双曲线方程,则以为中点的弦所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设直线交双曲线于点、,则,
由已知得,两式作差得,
所以,,即直线的斜率为,
故直线的斜率为,即.经检验满足题意
故选:B.
5(2024河南·阶段练习)已知斜率为的直线与双曲线相交于A,B两点,O为坐标原点,AB的中点为P,若直线OP的斜率为,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】C
【解析】设,,,则,
两式相减得,所以.
因为,,所以.
因为,,
所以,,故.
故选:C
6.(2024湖北·阶段练习)已知斜率为的直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,的中点为,若直线的斜率为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设、、,则,
两式相减得,所以.
因为, ,所以.
因为,,所以,故,
故.
故选:A.
考点七 轨迹方程
1.(23-24高二下·湖南长沙·阶段练习)平面直角坐标系中,等边的边长为,M为BC中点,B,C分别在射线,上运动,记M的轨迹为,则( )
A.为部分圆 B.为部分线段
C.为部分抛物线 D.为部分椭圆
【答案】D
【解析】如图,
由题意不妨设,则,
而,即,
又,
所以,即,
因为,所以,即为部分椭圆.
故选:D.
2(23-24高二下·湖北黄冈·阶段练习)已知三角形的周长为,且,,则顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为、,所以,
又因为的周长为,得,
由椭圆的定义可知:顶点的轨迹是一个以为焦点的椭圆的一部分,
且椭圆中,
,,即,
椭圆方程为,
因为时,三点共线,不能构成三角形.
顶点的轨迹方程为,
故选:C.
3.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)已知点为圆上的动点,点,延长至,使得,线段的垂直平分线交直线于点,记的轨迹为.则的方程为 .
【答案】
【解析】连接,如下图所示:
因为为的中点,所以,
由垂直平分线的性质可知:,
所以,
所以的轨迹是以为焦点且实轴长为的双曲线,
所以,所以,
所以轨迹方程为,
故答案为:.
4.(2024高三·全国·专题练习)已知点与点,是动点,且直线与的斜率之积等于求动点的轨迹方程 ;
【答案】
【解析】设点的坐标为,
因为,
所以,化简得.
故动点的轨迹方程为.
5 .(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点、,的内切圆与直线相切于点,记点M的轨迹为C.求C的方程 .
【答案】
【解析】因为点、,的内切圆与直线相切于点,
所以,
因此根据双曲线的定义可知,点的轨迹为以,为焦点的双曲线的右支,
设点的轨迹C的方程为,焦距为,
所以,,
所以,,,
所以点的轨迹方程C为.
考点八 实际应用
1.(2024·重庆 )如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点变轨进入以月球球心为一个焦点的椭圆轨道I绕月飞行,之后卫星在点第二次变轨进入仍以为一个焦点的椭圆轨道II绕月飞行,最终卫星在点第三次变轨进入以为圆心的圆形轨道III绕月飞行,若用和分别表示椭圆轨道I和II的焦距,用和分别表示椭圆轨道I和II的长轴的长,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图可知,,,,A不正确;
,,;B不正确;
由,可知,C不正确;
,可得,故,
即,,,即,D正确,
故选:D.
2.(22-23高二上·安徽芜湖·阶段练习)1970年4月24日,我国发射了自己的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,从此我国开始了人造卫星的新篇章.人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒规律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a,2c,下列结论错误的是( )
A.卫星向径的取值范围是
B.卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间
C.卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越扁
D.卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小
【答案】C
【解析】由题意可得卫星的向径是椭圆上的点到右焦点的距离,所以最小值为,最大值为,所以A正确;
根据在相同时间内扫过的面积相等,卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间,故B正确;
卫星向径的最小值与最大值的比值为越大,则越小,椭圆越圆,故C错误.
因为运行速度是变化的,速度的变化,所以卫星运行速度在近地点时向径越小,在远地点时向径越大,卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间,内扫过的面积相等,则向径越大,速度越小,
所以卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小,故D正确;
故选:C.
3(2024湖北荆州 )某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其它两观测点晚.已知各观测点到该中心的距离是.则该巨响发生在接报中心的( )处.(假定当时声音传播的速度为3,相关各点均在同一平面上)
A.西偏北方向,距离 B.东偏南方向,距离
C.西偏北方向,距离 D.东偏南方向,距离
【答案】A
【解析】如图,以接报中心为原点,正东、正北方向为轴、轴正向,建立直角坐标系.
设、、分别是西、东、北观测点,则,,,
设为巨响为生点,由、同时听到巨响声,得,故在的垂直平分线上,的方程为,因点比点晚听到爆炸声,
故由双曲线定义知点在以、为焦点的双曲线上,依题意得,,,
故双曲线方程为,将代入上式,得,,, ,即
故 .
故巨响发生在接报中心的西偏北距中心处.
故选:A
4.(23-24高三上·江西·期末)阿波罗尼斯(约公元前262年~约公元前190年),古希腊著名数学家﹐主要著作有《圆锥曲线论》、《论切触》等.尤其《圆锥曲线论》是一部经典巨著,代表了希腊几何的最高水平,此书集前人之大成,进一步提出了许多新的性质.其中也包括圆锥曲线的光学性质,光线从双曲线的一个焦点发出,通过双曲线的反射,反射光线的反向延长线经过其另一个焦点.已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,其离心率,从发出的光线经过双曲线C的右支上一点E的反射,反射光线为EP,若反射光线与入射光线垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,,由题意知,,,
所以,,,所以,
又,所以,解得,
所以.
故选:B.
5.(22-23高二上·浙江嘉兴·期中)从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图①,一个光学装置由有公共焦点、的椭圆与双曲线构成,现一光线从左焦点发出,依次经与反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的去掉,如图②,此光线从点发出,经两次反射后又回到了点,历时秒:若,则的长轴长与的实轴长之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设椭圆方程为,双曲线方程为,
由图①可得,
其中,故上面两式相减得,
由图②可得,
故,
由题意得,即,
即,解得,
故的长轴长与的实轴长之比为.
故选:C
6(2024·新疆·一模)从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点. 如图①,一个光学装置由有公共焦点的椭圆T与双曲线S构成,现一光线从左焦点发出,依次经S与T反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的S 去掉,如图②,此光线从点发出,经T两次反射后又回到了点历时秒.已知,则T的离心率与S的离心率之比 .
【答案】/0.5
【解析】由得,
由椭圆定义可得,
由椭圆和双曲线定义得,,
故
,
故,解得,
设椭圆T与双曲线S的公共焦点为,
故,所以
故答案为:
一、单选题
1.(23-24高二下·广西桂林·期中)已知椭圆的两个焦点为上有一点,则的周长为( )
A. B.20 C. D.16
【答案】B
【解析】因为,,所以,
故的周长为.
故选:B.
2.(23-24高二上·江西赣州·期中)以椭圆的焦点为焦点,离心率的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】椭圆化为标准方程为,
焦点为,
双曲线的半焦距,
离心率,
,
,
双曲线的标准方程为.
故选:A.
3.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知椭圆,则“”是“椭圆C的离心率为”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由椭圆的方程,可得:
当时,可得,此时椭圆的离心率为,
由,可得,解得;
当时,可得,此时椭圆的离心率为,
由,可得,解得,所以
所以是椭圆C的离心率为的充分不必要条件.
故选:A.
4.(2024·陕西铜川·模拟预测)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点P是C的右支上的一点,C在点P处的切线与C的渐近线交于M,N两点,O为坐标原点,给出下列四个结论:
①直线的斜率的取值范围是;
②点P到C的两条渐近线的距离之积为;
③;
④.
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】由题意知,,设,又点P在C上,所以,
所以,所以直线的斜率,
所以,令,,
所以
所以,即直线的斜率的取值范围是,故①正确;
C的渐近线方程为,所以点P到C的两条渐近线的距离之积为.故②错误;
,故③正确;
当时,显然C在点P处的切线的斜率存在,设点P处的切线方程为,
由得,
所以得,,
解得,
所以C在点P处的切线方程为,即.
当时,C在点P处的切线方程为,所以点P处的切线方程为.
由,解得,
由解得
又,,
所以点P是线段MN的中点,所以,故④正确.
故选:C.
5.(24-25高二·上海·随堂练习)阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设椭圆的标准方程为,则椭圆的面积为,又,
联立解得.所以椭圆的标准方程为.
故选:D.
6.(23-24高二下·安徽亳州·期末)设分别是离心率为的椭圆的左、右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以.设,则.
在中,.
在中,,
所以,整理得,.
于是.
故选:D.
7.(2024·四川内江·模拟预测)已知双曲线C的方程为,过点作直线与双曲线左右两支分别交于点M,N.若,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设,直线的斜率为,则直线的方程为,
联立,
则①, ②
因为,则③,
①③联立解得,代入②得,
则直线的方程为或,
故答案为:C
8.(23-24高二下·安徽·期末)关于椭圆有如下结论:“过椭圆上一点作该椭圆的切线,切线方程为.”设椭圆:的左焦点为F,右顶点为A,过F且垂直于x轴的直线与C的一个交点为M,过M作椭圆的切线,若切线与直线的倾斜角互补,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知:,
令代入椭圆方程可得,不妨设,
则切线,即,
可知直线的斜率,切线的斜率,
由题意可知:,即.
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高二下·上海·期末)已知曲线C:,下列结论中正确的有( )
A.若,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若,则C是圆,其半径为
C.若,则C是双曲线,其渐近线方程为
D.若,,则C是两条直线
【答案】ACD
【解析】对于A,若,则可化为,∴,∴,即曲线C表示焦点在y轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则可化为,此时曲线C表示圆心在原点,半径为的圆,故B不正确;
对于C,若,则可化为,此时曲线C表示双曲线,由可得,故C正确;
对于D,若,,则可化为,,此时曲线C表示平行于x轴的两条直线,故D正确.
故选:ACD.
10.(23-24 江苏无锡 )设椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为A、B,点P是椭圆C上的动点,则下列结论正确的是( )
A.离心率
B.面积的最大值为1
C.以线段为直径的圆与直线相切
D.动点P到点的距离的最小值为
【答案】BD
【解析】对于选项A,由已知得,,则,即,故A错;
对于选项B,由已知得,要使的面积最大,当底边上的高最大即可,
高的最大值即为1,则的面积最大值为,故B正确;
对于选项C,以线段为直径的圆的方程为,
则该圆的圆心到直线的距离为,
即以线段为直径的圆与直线相交,故C错;
对于选项D,设点,则
又,故时取得最小值为,故D正确.
故选:BD.
11.(江苏省南通市名校联盟2025届新高三暑期学习(全国普通高考调研模拟测试)数学试题)已知抛物线Γ:的焦点为F,P为Γ上一动点.过F且斜率大于0的直线与Γ交于不同的两点A,B,且满足,.则下列说法错误的是( )
A.直线AB的倾斜角大于60°
B.若,则
C.点P可能在第一象限
D.直线PB的横截距不可能是
【答案】AC
【解析】抛物线Γ:的焦点为,
直线过F且斜率大于0,设直线方程为,,
联立,化简得,
由韦达定理,
设,,
,
代入韦达定理得,
又点不在直线上,则,即只有,
当,即时,有实数解,
且存在点,
又,则点在第四象限,故C错误.
设直线的斜率为,则,直线的倾斜角小于等于,故A错误.
若,则,,
代入,解得,
,
所以,即,故B正确.
取,则直线的直线方程为,
联立,化简得,
方程其中一个根为点纵坐标,则另一根为,
若另一根为点纵坐标,则,此时,
代入方程无解,所以与无法垂直,
则不存在这样过的直线,即直线的横截距不可能是,故D正确.
故选:AC.
三、填空题
12.(24-25高二·上海·课堂例题)已知点,直线,若动点P到l的距离等于,则点P的轨迹是 .
【答案】抛物线
【解析】因为,可知,
且抛物线的定义:动点到定点距离等于到定直线距离,
所以点P的轨迹是抛物线.
故答案为:抛物线.
13.(24-25高二·上海·随堂练习)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为椭圆C上一点,的最小值为1,且的周长为34,则椭圆C的标准方程为 .
【答案】
【解析】令椭圆的半焦距为,由的最小值为1,得,
由的周长为34,得,解得,,由,得,
所以椭圆C的标准方程为.
故答案为:
14.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,点P在线段AB上(不包括端点),O为坐标原点,直线OP与椭圆相交于M,N两点,点M在第一象限,则的最大值为 .
【答案】
【解析】
设
直线的斜率为,则直线的方程为:,
联立方程得,
则,所以,
因为椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,
所以,则直线的方程为,
因为点P在线段AB上,直线OP与椭圆相交于M,N两点,所以,
因为点M在第一象限,所以,,,则
所以,,
,
由,整理得,,
当时,
故答案为:
四、解答题
15.(24-25高二下·上海·期末)已知点,,动点满足直线与的斜率之积为.记的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明是什么曲线;
(2)写出曲线的两条性质;
(3)过坐标原点的直线交于,两点,点在第一象限,轴,垂足为,连接并延长交于点.证明:是直角三角形.
【答案】(1),为中心在坐标原点,焦点在轴上的椭圆,不含左右顶点;
(2)答案见解析
(3)证明见解析
【解析】(1)依题意可得,
化简得,
∴为中心在坐标原点,焦点在轴上的椭圆,不含左右顶点;
(2)曲线的上下顶点为,曲线上点到中心的距离的取值范围为等;
(3)设直线的斜率为,则其方程为.
由,解得.
记,则,,.
于是直线的斜率为,方程为.
由得①,
设,则和是方程①的解,故,由此得.
从而直线的斜率为,∴,即是直角三角形.
16.(2024高三·全国·专题练习)已知直线:交椭圆:于A,B两点,为椭圆上一点.
(1)证明;
(2)求的最大值.
【答案】(1)证明见解析 ;
(2)32.
【解析】(1)
联立直线与椭圆方程,,得,
设,,∴,,
∵
,
∴
(2)设为点到直线的距离,则,
由弦长公式得
.
由三角形面积得,
设,则,
由于,
∴,当,即时,等号成立,
∴的最大值为32.
17.(23-24 河南郑州·阶段练习)已知双曲线的右焦点为,双曲线的上焦点为,直线,且既是的渐近线也是的渐近线.
(1)求的方程;
(2)过作与轴不垂直的直线与的右支交于点,若点在轴上,且,求证:为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,.
【解析】(1)双曲线的渐近线方程为,
由题意得直线的斜率为负,又直线,则的方程为,
故直线的斜率为,
所以,,,
又,所以,
所以,,的方程为;
(2)证明:由(1)知,设直线的方程为(且),
与联立得,
设,,中点为,
则,,,
设,由得点在线段的垂直平分线上,
所以,,
,
所以,
所以为定值.
18.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)已知动点到直线的距离比它到定点的距离多1
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与相交于A,B两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)因为动点到直线的距离比它到定点
所以动点到直线的距离等于它到定点
则动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
故Γ的方程为;
(2)设直线的方程为,,,
联立,消去x并整理得,
此时,由韦达定理得,,
又因,所以,则,
代入,得,
解之得
当时,直线l的方程为;与只有一个交点所以不符合
当时,直线l的方程.
故直线l的方程为.
19.(2024·陕西铜川 )已知椭圆C:的右顶点为,离心率为,过点的直线l与C交于M,N两点.
(1)若C的上顶点为B,直线BM,BN的斜率分别为,,求的值;
(2)过点M且垂直于x轴的直线交直线AN于点Q,证明:线段MQ的中点在定直线上.
【答案】(1)-3
(2)证明见解析
【解析】(1)由题意知,
解得,,,
所以C的方程为,
显然直线l的斜率存在,设直线l的方程为:,,,
由,得,
由方程的判别式,可得,
所以,,
易得,所以,,
所以
,
(2)证明:设线段MQ的中点为,又,,
所以,,即,又A,N,Q三点共线,
所以,即,
所以,又,
又
所以
,
所以,即线段MQ的中点在定直线上.
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