内容正文:
圆锥曲线与方程专题训练-2025年高考数学一轮复习
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•清苑区期中)已知双曲线的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=1相切,则a的值是( )
A. B. C.1 D.
2.(2024秋•盐都区校级期中)已知焦点在x轴上的椭圆的长轴长为,则其离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2024•雨花区校级模拟)已知点A(x0,y0)是抛物线y2=2px(p>0)上一点,且它在第一象限内,焦点为F,O坐标原点,若|AF|=,|AO|=2,则此抛物线的准线方程为( )
A.x=﹣4 B.x=﹣3 C.x=﹣2 D.x=﹣1
4.(2024春•滁州期末)双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,右支上一点P满足PF1⊥PF2,直线l平分∠F1PF2,过点F1,F2作直线l的垂线,垂足分别为A,B.设O为坐标原点,则△OAB的面积为( )
A. B. C.10 D.
5.(2024秋•靖远县校级期中)抛物线y2=8x上的点到其准线的距离与到直线y=2x+3的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(2024秋•西宁期中)已知过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F作斜率为的直线l,l与C的一个交点A位于第四象限,且l与C的准线交于点B,若|BF|=8,则|AF|=( )
A. B.2 C. D.3
7.(2024•江西模拟)已知椭圆的上顶点为P,离心率为,过其左焦点倾斜角为30°的直线l交椭圆E于A,B两点,若△PAB的周长为16,则E的方程为( )
A. B.
C. D.
8.(2024秋•青羊区校级期中)设F为抛物线Γ:y2=4x的焦点,过F且倾斜角为60°的直线交曲线Γ于A,B两点(B在第一象限,A在第四象限),O为坐标原点,过A作Γ的准线的垂线,垂足为M,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2024秋•盐城期中)曲线,下列结论正确的有( )
A.若曲线C表示椭圆,则﹣2<k<2且k不等于0
B.若曲线C表示双曲线,则焦距是定值
C.若,则短轴长为
D.若k=3,则渐近线为
(多选)10.(2024秋•新疆期中)已知椭圆C:=1,则( )
A.椭圆C的长轴长为
B.椭圆C的一个焦点为
C.椭圆C的短半轴长为6
D.椭圆C的离心率为
(多选)11.(2024•鲤城区模拟)已知双曲线C:的一条渐近线方程为,上、下焦点分别为F1,F2,则( )
A.C的方程为
B.C的离心率为2
C.若点A(x0,y0)为双曲线C上支上的任意一点,P(2,0),则|PA|+|AF2|的最小值为
D.若点为双曲线C上支上的一点,则△MF1F2的内切圆面积为2π
三.填空题(共3小题)
12.(2024秋•杭州期中)已知椭圆的左、右焦点到直线l:x﹣y﹣4=0的距离之和为,则E离心率取值范围是 .
13.(2024•浦东新区校级三模)过抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点F的直线交E于点A,B,交E的准线l于点C,AD⊥l,点D为垂足.若F是AC的中点,且|AF|=3,则|AB|= .
14.(2024•西藏模拟)设双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,A为左顶点,过点F1的直线与双曲线C的左、右两支分别交于点N,M(点M在第一象限).若,则双曲线C的离心率e= ,cos∠F1MF2= .
四.解答题(共5小题)
15.(2024秋•盐都区校级期中)已知焦点在x轴上的双曲线C过点,其焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知直线l:x=my+1与双曲线C的右支交于A,B两点,点E与点A关于x轴对称,求证:直线BE过定点,并求出定点的坐标.
16.(2024秋•杭州期中)在直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在抛物线C上,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为.
(1)求C的方程;
(2)若点(﹣1,1)关于直线y=kx对称的点在C上,求k的值.
17.(2023秋•朝阳区期末)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的左顶点为A,上顶点为B,原点O到直线AB的距离为,△AOB的面积为1.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过点P(﹣2,1)的直线l与椭圆E交于不同的两点C,D,过点C作x轴的垂线分别与直线AD,AB交于点M,N.判断点N是否为线段CM的中点,说明理由.
18.(2024秋•徐汇区校级期中)如图,已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,点在双曲线C上,A、B为双曲线C的左、右顶点,P为双曲线C右支上的动点,直线AP和直线x=1交于点N,直线NB交双曲线C的右支于点Q.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若点P在第一象限,且满足,求△PQN的面积;
(3)探究直线PQ是否过定点,若过定点,求出该定点坐标,并说明理由.
19.(2024秋•虹口区校级期中)如图所示,由椭圆C1:=1(a>b>0)和椭圆C2:=1(b>t>0)组合而成的曲线Γ,由图形特点,这里称曲线Γ为“猫眼曲线”.特别地,若两个椭圆的离心率相等,则称其为“优美猫眼曲线”.
(1)已知猫眼曲线Γ满足a,b,t成等比数列,试判断该曲线是否为“优美猫眼曲线”;
(2)在曲线Γ中,若a=2,b=,t=1,斜率为k(k≠0)的直线l不经过坐标原点,且l与椭圆C1相交所得弦的中点为M,与椭圆C2相交所得弦的中点为N,证明:直线OM,ON的斜率之比为定值;
(3)在(2)的条件下,若直线l的斜率k=,且l与椭圆C2相切,与椭圆C1相交于A,B两点,Q为椭圆C1上异于A,B的任意一点,求△ABQ面积的最大值.
圆锥曲线与方程专题训练-2025年高考数学一轮复习
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•清苑区期中)已知双曲线的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=1相切,则a的值是( )
A. B. C.1 D.
【解答】解:双曲线的渐近线方程为,
圆(x﹣2)2+y2=1的圆心为(2,0),半径为1.
由渐近线与圆(x﹣2)2+y2=1相切,可得.
故选:A.
2.(2024秋•盐都区校级期中)已知焦点在x轴上的椭圆的长轴长为,则其离心率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:椭圆的长轴长为,即,
得,又b2=4,
∴,
∴椭圆C的离心率.
故选:D.
3.(2024•雨花区校级模拟)已知点A(x0,y0)是抛物线y2=2px(p>0)上一点,且它在第一象限内,焦点为F,O坐标原点,若|AF|=,|AO|=2,则此抛物线的准线方程为( )
A.x=﹣4 B.x=﹣3 C.x=﹣2 D.x=﹣1
【解答】解:因为x0+=,所以x0=p,y0=p.
又|AO|=2,
因为p2+(p)2=12,
所以p=2,准线方程为x=﹣1.
故选:D.
4.(2024春•滁州期末)双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,右支上一点P满足PF1⊥PF2,直线l平分∠F1PF2,过点F1,F2作直线l的垂线,垂足分别为A,B.设O为坐标原点,则△OAB的面积为( )
A. B. C.10 D.
【解答】解:由双曲线 的离心率为,
得e=,
解得a2=20,
设直线F1A交PF2的延长线于Q,直线F2B交PF1于N,
则PA⊥F1Q,PB⊥F2N,
由PA平分∠F1PF2,且∠F1PF2=90°,
所以∠PF1Q=∠PQF1=∠PF2N=∠PNF2=45°,
则,
,
因为A,B分别为线段F1Q,F2N的中点,而O是F1F2的中点,
于是OA∥PQ,OB∥PF1,∠OAB=∠APQ=45°=∠APF1=∠OBA,
即∠AOB=90°,
,
所以△OAB的面积为.
故选:C.
5.(2024秋•靖远县校级期中)抛物线y2=8x上的点到其准线的距离与到直线y=2x+3的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【解答】解:已知抛物线的方程为y2=8x,
则其焦点坐标为F(2,0),准线方程为x=﹣2,
设抛物线上的点M到其准线的距离为|MM′|,点M到直线y=2x+3的距离为|MN|,
由抛物线的定义可知|MM′|=|MF|,
则|MM′|+|MN|=|MF|+|MN|,
其最小值为焦点F(2,0)到直线y=2x+3的距离,
结合点到直线的距离公式可得:=,
即抛物线y2=8x上的点到其准线的距离与到直线y=2x+3的距离之和的最小值为.
故选:D.
6.(2024秋•西宁期中)已知过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F作斜率为的直线l,l与C的一个交点A位于第四象限,且l与C的准线交于点B,若|BF|=8,则|AF|=( )
A. B.2 C. D.3
【解答】解:已知过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F作斜率为的直线l,l与C的一个交点A位于第四象限,且l与C的准线交于点B,且|BF|=8,
如图,过点A作准线的垂线,垂足为D,
则|AD|=|AF|,,
所以,
设|AD|=|AF|=m,
则|AB|=3m,
所以|BF|=m+3m=8,
解得|AF|=m=2.
故选:B.
7.(2024•江西模拟)已知椭圆的上顶点为P,离心率为,过其左焦点倾斜角为30°的直线l交椭圆E于A,B两点,若△PAB的周长为16,则E的方程为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:因为椭圆的离心率e==,可得a=2c,
所以a2=4c2,即b2+c2=4c2,可得b=c,
则点P(0,c),右焦点F2(c,0),所以==﹣,
由题意可得直线AB的斜率k=tan30°=,
所以k•=﹣1,即PF2⊥AB,
由题意设直线AB的方程为y=(x+c),
直线PF2的方程为y=﹣x+c,
设直线AB与直线PF2的交点为M,
联立,可得x=,y=c,
则M(,c),可得M为PF2的中点,所以直线AB为线段PF2的中垂线,
即|PA|=|AF2|,|PB|=|BF2|,
△PAB的周长为|PA|+|PB|+|AB|=|AF2|+|AB|+|BF2|=4a=16,可得a=4,
所以c=a=2,b=c=2,
所以椭圆的方程为:+=1.
故选:C.
8.(2024秋•青羊区校级期中)设F为抛物线Γ:y2=4x的焦点,过F且倾斜角为60°的直线交曲线Γ于A,B两点(B在第一象限,A在第四象限),O为坐标原点,过A作Γ的准线的垂线,垂足为M,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
【解答】解:已知F为抛物线Γ:y2=4x的焦点,
则F(1,0),Γ:y2=4x的准线方程为x=﹣1,
过F且倾斜角为60°的直线方程为,
联立,
消y可得:3x2﹣10x+3=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),x2>x1,
则,
故,
故,
故,
又,
则,
故.
故选:D.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2024秋•盐城期中)曲线,下列结论正确的有( )
A.若曲线C表示椭圆,则﹣2<k<2且k不等于0
B.若曲线C表示双曲线,则焦距是定值
C.若,则短轴长为
D.若k=3,则渐近线为
【解答】解:对于A,曲线,
曲线C表示椭圆,
则,解得﹣2<k<2且k不等于0,故A正确;
对于B,曲线C表示双曲线,
则c2=2+k+k﹣2=2k,c=,
故2c不为定值,故B错误;
对于C,,
则曲线C:,
故,解得b=,
所以短轴长为,故C正确;
对于D,若k=3,
则曲线C:,
故a=,b=1,
所以渐近线为,故D正确.
故选:ACD.
(多选)10.(2024秋•新疆期中)已知椭圆C:=1,则( )
A.椭圆C的长轴长为
B.椭圆C的一个焦点为
C.椭圆C的短半轴长为6
D.椭圆C的离心率为
【解答】解:椭圆C的焦点在y轴上,,
则椭圆C的长轴长为,焦点坐标为,
短半轴长为3,离心率.
故选:AD.
(多选)11.(2024•鲤城区模拟)已知双曲线C:的一条渐近线方程为,上、下焦点分别为F1,F2,则( )
A.C的方程为
B.C的离心率为2
C.若点A(x0,y0)为双曲线C上支上的任意一点,P(2,0),则|PA|+|AF2|的最小值为
D.若点为双曲线C上支上的一点,则△MF1F2的内切圆面积为2π
【解答】解:由于双曲线的渐近线方程为y=±ax,
所以,
故双曲线C的方程为3y2﹣x2=1,故A错误;
由,b2=1,
则得,
所以的离心率为2,故B正确;
由于|PA|+|AF2|=|PA|+|AF1|+2a≥,故C正确;
由点 为双曲线上支上的一点可得△MF1F2的面积为且,
故△MF1F2的周长,
由于△MF1F2的内切圆r满足,所以,
故△MF1F2的内切圆面积为,故D错误.
故选:BC.
三.填空题(共3小题)
12.(2024秋•杭州期中)已知椭圆的左、右焦点到直线l:x﹣y﹣4=0的距离之和为,则E离心率取值范围是 .
【解答】解:椭圆左右焦点坐标分别为(,0)、(,0),
由题意可得:,
即,
由绝对值的几何意义可知,在数轴上到﹣4与4的距离和为8,
故,整理得48≤b2<64,
∴.
故答案为:.
13.(2024•浦东新区校级三模)过抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点F的直线交E于点A,B,交E的准线l于点C,AD⊥l,点D为垂足.若F是AC的中点,且|AF|=3,则|AB|= 4 .
【解答】解:可设A在第一象限,且为A(m,n),n2=2pm,m>0,n>0,
由F(,0),F是AC的中点,可得C(p﹣m,﹣n),
而C在抛物线的准线l:x=﹣上,可得p﹣m=﹣,
又|AF|=m+=3,
解得p=,m=,n==,
即有A(,),F(,0),
直线AB的斜率为=,
即有直线AB的方程为y=(x﹣),
代入抛物线方程y2=3x,可得3(x2﹣x+)=3x,
解得x=或,
则|AB|=•|﹣|=4.
故答案为:4.
14.(2024•西藏模拟)设双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,A为左顶点,过点F1的直线与双曲线C的左、右两支分别交于点N,M(点M在第一象限).若,则双曲线C的离心率e= 2 ,cos∠F1MF2= .
【解答】解:如图,
由题意,知A(﹣a,0),设双曲线C的焦距为2c,则F1(﹣c,0),F2(c,0).
由,得MF2∥NA,且|MF2|=4|NA|,
所以|F2A|=3|AF1|,|MN|=3|NF1|,所以c+a=3(c﹣a),即c=2a,
所以双曲线C的离心率.
连接NF2,设|MF2|=m,
则.
在△F1NF2和△F1MF2中,由余弦定理的推论,
得,
化简整理,得,
所以在△F1MF2中,由余弦定理的推论,
得.
故答案为:2;.
四.解答题(共5小题)
15.(2024秋•盐都区校级期中)已知焦点在x轴上的双曲线C过点,其焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知直线l:x=my+1与双曲线C的右支交于A,B两点,点E与点A关于x轴对称,求证:直线BE过定点,并求出定点的坐标.
【解答】解:(1)由焦点在x轴上的双曲线C,可设双曲线的方程为﹣=1(a>0,b>0),
由双曲线过点,可得﹣=1,
由焦点(±c,0)到渐近线bx±ay=0的距离为1,
可得==b=1,
即有=1+=,解得a=2,
故双曲线方程为.
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),y2>y1,则E(x1,﹣y1),
将直线l与双曲线联立可得,消去x可得(m2﹣4)y2+2my﹣3=0,
根据韦达定理可知,
所以,
则,
x1=my1+1,x2=my2+1,所以,
解得,,
直线BE方程为,
将已知代入,
化简可得,所以直线BE过定点,定点为(4,0).
16.(2024秋•杭州期中)在直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在抛物线C上,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为.
(1)求C的方程;
(2)若点(﹣1,1)关于直线y=kx对称的点在C上,求k的值.
【解答】解:(1)在直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在抛物线C上,若△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为.
则其半径为,
且△OFM外接圆的圆心一定在OF的垂直平分线上,
其中焦点,准线方程为,
所以圆心的横坐标为,则圆心到准线的距离为,
即,
所以C的方程为y2=x.
(2)设点(﹣1,1)关于直线y=kx对称的点为(a,b),
则两点连线的中点坐标在直线y=kx上,
即,
化简可得b=k(a﹣1)﹣1①,
由对称性又可知,(﹣1,1)和(a,b)所在直线与y=kx垂直,
则②,
联立①②可得,,
解得,
所以,
又因为(a,b)在抛物线y2=x上,
则b2=a,
即,
即k4+4k2﹣4k3+1﹣2(k2﹣2k)=(k2+1)(k2+2k﹣1),
即3k3﹣k2﹣k﹣1=0,
所以(3k2+2k+1)(k﹣1)=0,
所以k﹣1=0,
即k=1.
17.(2023秋•朝阳区期末)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的左顶点为A,上顶点为B,原点O到直线AB的距离为,△AOB的面积为1.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过点P(﹣2,1)的直线l与椭圆E交于不同的两点C,D,过点C作x轴的垂线分别与直线AD,AB交于点M,N.判断点N是否为线段CM的中点,说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)易知,
因为△AOB的面积为1,
所以,
因为点O到直线AB的距离为,
所以=1,
此时,
解得,
则椭圆E的方程为;
(Ⅱ)易知直线l的斜率存在,
不妨设直线l的方程为y﹣1=k(x+2),
即y=k(x+2)+1,
联立,消去y并整理得(1+4k2)x2+(16k2+8k)x+16k2+16k=0,
此时Δ=(16k2+8k)2﹣4(1+4k2)(16k2+16k)=﹣64k>0,
解得k<0,
不妨设C(x1,y1),D(x2,y2),
由韦达定理得,
因为直线AD的方程为,
令x=x1,
解得,
直线AB的方程为,
令x=x1,
解得,
要证点N为线段CM的中点,
需证,
即证,
因为=
=2k+=2k+
=2k+=2k+1﹣2k=1.
所以点N为线段CM的中点.
18.(2024秋•徐汇区校级期中)如图,已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,点在双曲线C上,A、B为双曲线C的左、右顶点,P为双曲线C右支上的动点,直线AP和直线x=1交于点N,直线NB交双曲线C的右支于点Q.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若点P在第一象限,且满足,求△PQN的面积;
(3)探究直线PQ是否过定点,若过定点,求出该定点坐标,并说明理由.
【解答】解:(1)因为双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
点在双曲线C上,
所以,解得:,
所以双曲线C的方程为:;
(2)由(1)知,A(﹣2,0),点N在直线x=1上,又,即N是线段AP的中点,
所以P点横坐标为4,又点P在第一象限,
代入双曲线得P(4,6),所以N(1,3),又B(2,0),
所以直线NB的方程为:3x+y﹣6=0,
联立,解得:,
所以Q(4,﹣6),又P(4,6),N(1,3),
则△PQN的面积;
(3)直线PQ过定点(4,0),理由如下:
当直线PQ的斜率不为0时,设直线PQ的方程为x=my+n,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立,整理得(3m2﹣1)y2+6mny+3n2﹣12=0,
则Δ=36m2n2﹣4(3m2﹣1)(3n2﹣12)>0,即12m2+n2﹣4>0,
所以,,
直线,所以,
又N,B,Q三点共线,
所以kBQ=kNB,即,
即y2(x1+2)+3y1(x2﹣2)=0,
即y2(my1+n+2)+3y1(my2+n﹣2)=0,
因为(3n2﹣12)(y1+y2)=﹣6mny1y2,
所以,
代入上式得(n﹣2)(n﹣4)y1﹣(n﹣4)(n+2)y2=0,
所以n=4,所以PQ过定点(4,0),
显然,当直线PQ的斜率为零时,直线PQ过点(4,0),
综上,直线PQ过定点(4,0).
19.(2024秋•虹口区校级期中)如图所示,由椭圆C1:=1(a>b>0)和椭圆C2:=1(b>t>0)组合而成的曲线Γ,由图形特点,这里称曲线Γ为“猫眼曲线”.特别地,若两个椭圆的离心率相等,则称其为“优美猫眼曲线”.
(1)已知猫眼曲线Γ满足a,b,t成等比数列,试判断该曲线是否为“优美猫眼曲线”;
(2)在曲线Γ中,若a=2,b=,t=1,斜率为k(k≠0)的直线l不经过坐标原点,且l与椭圆C1相交所得弦的中点为M,与椭圆C2相交所得弦的中点为N,证明:直线OM,ON的斜率之比为定值;
(3)在(2)的条件下,若直线l的斜率k=,且l与椭圆C2相切,与椭圆C1相交于A,B两点,Q为椭圆C1上异于A,B的任意一点,求△ABQ面积的最大值.
【解答】解:(1)因为a,b,t成等比数列,
所以,
此时椭圆C2的离心率,
所以椭圆C1的离心率,
因为,
所以e1=e2,
则该曲线是“优美猫眼曲线”;
(2)证明:设直线l的方程为y=kx+m,
联立,消去y并整理得(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣4=0,
此时,
所以,
则M,
所以,
同理得,
所以为定值;
(3)设直线l的方程为,
联立,消去y并整理得,
因为直线l与椭圆C2相切,
所以Δ=8m2﹣16(m2﹣2)=0,
解得m=±2,
不妨取m=2,
此时直线l的方程,
联立,消去y并整理得,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理得,,
所以,
设,
设点Q到直线的距离为d,
则(tanφ=2,,
当,
即时,d取得最大值,最大值为.
则△ABQ面积最大值S=.
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