内容正文:
专题08 平面解析几何
5大高频考点概览
考点01 直线与圆
考点02 椭圆及其性质
考点03 双曲线及其性质
考点04 抛物线及其性质
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
考点01 直线与圆
1.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知直线,点和点,若,则实数的值为( )
A. 1
B.
C. 2
D.
【答案】B
【详解】求出直线的斜率,根据直线平行的斜率关系得出实数的值.
【详解】
,由于,则直线的斜率为
即,
故选:B
2.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知圆截直线所得弦的长度为1,那么k的值为( )
A.
B.
C. 1
D.
【答案】D
【分析】
根据点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,再根据勾股定理可求得结果.
【详解】
圆的圆心为,半径,
圆心到直线的距离,
由得,得,
又因为,所以.
故选:D
3.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)在平面直角坐标系中,直线上有且仅有一点,使,则直线被圆截得的弦长为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】
利用垂径定理直接求解即可.
【详解】
由题意知:坐标原点到直线的距离;
圆的圆心为,半径,被圆截得的弦长为.
故选:D.
4.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)直线与圆( )
A. 相离
B. 相切
C. 相交
D. 位置关系不确定
【答案】C
【分析】
求出直线所过的定点,再判断该定点与圆的位置关系即可.
【详解】
圆的圆心的坐标为,半径,
直线,由 ,解得 ,
即直线过定点,由,
则位于圆的内部,所以直线与圆相交.
故选:C
5.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】为单位圆上一点,而直线过点,则根据几何意义得的最大值为.
【详解】为单位圆上一点,而直线过点,
所以的最大值为,选C.
【点睛】与圆有关的最值问题主要表现在求几何图形的长度、面积的最值,求点到直线的距离的最值,求相关参数的最值等方面.解决此类问题的主要思路是利用圆的几何性质将问题转化.
6.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)在平面直角坐标系中,圆,直线和点.
(1)求圆心到直线的距离;
(2)动点在圆上,
①求的最大值与最小值;
②求的取值范围.(直接写出答案)
【答案】(1); (2)① 最大值8,最小值2;②.
【分析】
(1)将圆方程化为标准式得圆心坐标,用点到直线距离公式求距离;
(2)① 计算点到圆心的距离,结合圆的半径得的最值;
②设目标式为,转化为直线与圆有交点的问题,利用圆心到直线的距离不超过半径求范围.
(1) 小问详解:
圆的方程配方得,圆心,半径.
圆心到直线的距离.
(2) 小问详解:
① 点到圆心的距离.
的最大值为,最小值为.
②设,直线与圆有交点,
圆心到直线的距离不超过半径,即.
解得,即的取值范围为.
7.(25-26学年高三上·北京北京汇文中学·期中)圆与直线相切于点,则圆的半径为 ,直线的方程为 .
【答案】① ②
【分析】
① 根据点在圆上代入计算即可得到圆的半径;② 由条件可知直线与直线垂直,从而得到直线的斜率,利用点斜式求解即可.
【详解】
① 由条件可知点在圆上,即,解得:,
圆的方程,所以圆的半径;
设圆的圆心,
② 由条件可知直线与直线垂直,所以直线的斜率,
所以直线的方程,即.
故答案为:① ;②
8.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知曲线,点为曲线上任意一点,则下列说法正确的有 .
①曲线关于点对称;
②曲线所围成的图形面积小于3;
③点的纵坐标的取值范围为;
④线段长度的最小值为1.
【答案】③ ④
【分析】
根据对称性、面积、图象等知识进行分析,从而确定正确答案.
【详解】
① ,当时,,
当时,,,无解.
当时,,
解得或,所以曲线过点,
这两点不关于对称,所以① 错误.
③ ,对于,由于,所以,,,
当时,,,
所以无解.
当时,,
解得,所以点的纵坐标的取值范围为,③ 正确.
② ,由③ 可得,故曲线即为,
整理得,
当时,,
故关于的方程有一正一负两个解,
设,
则
,
,
而,故,
故在轴的右侧有曲线在直线的上方,在的下方,
而曲线关于轴对称,
故在轴的左侧有曲线在直线的上方,在的下方,
而直线、直线、直线、直线围成的平面区域即为四边形围成的平面区域,其面积为,
故曲线所围成的图形面积大于3,故② 错误.
④ ,设,其中,
,
由于,所以,
所以,所以,
所以线段长度的最小值为1,此时,所以④ 正确.
故答案为:③ ④
考点02 椭圆及其性质
1.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知P为椭圆上的动点,,且,则( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】C
【分析】
根据椭圆定义得,,再根据关系即可得到答案.
【详解】
P为椭圆上的动点,,且,
则P的轨迹是以为焦点的椭圆,
且,即,,所以,
故选:C.
2.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)若椭圆的短轴长为焦距的倍,则的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】
由题意得,又,利用离心率的公式即可求解.
【详解】
根据题意有,
所以.
故选:B.
3.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知椭圆的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点的直线交椭圆于两点,且(其中为坐标原点),求的面积.
【答案】(1); (2)
【分析】
(1)利用椭圆的短轴长与离心率,结合求出椭圆的基本参数,得到标准方程;
(2)设直线方程与椭圆联立,利用向量垂直的条件求出直线斜率,再通过弦长公式与点到直线的距离公式计算三角形面积.
(1) 小问详解:
由短轴长,得,故.
由离心率,得.
结合,代入得,解得.
故椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
设直线方程为,代入椭圆方程得.
设,,则,.
由,得,代入、,化简得,
解得,此时,
原点到直线的距离, 弦长.
故的面积为.
4.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)如图,已知圆柱的斜截面是一个椭圆,该椭圆的长轴为圆柱的轴截面对角线,短轴长等于圆柱的底面直径.将圆柱侧面沿母线展开,则椭圆曲线在展开图中恰好为一个周期的正弦曲线.若该段正弦曲线是函数图象的一部分,且其对应的椭圆曲线的离心率为,则 .
【答案】
【分析】
根据题意,结合正弦型函数的性质以及椭圆的几何性质,利用勾股定理列出方程,即可求解.
【详解】
设圆柱的底面直径为,由题意,椭圆曲线在展开图中恰好为函数图象的一部分,
可得,且,所以圆柱的底面直径,
则椭圆长轴长为,短轴长为,
因为离心率为,可得,所以,
所以,解得.
故答案为:
5.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知椭圆的长轴长为,且.
(1)求椭圆的方程和离心率;
(2)椭圆的左、右顶点分别为,,经过点的直线与椭圆相交于不同的两点,(不与点,重合).直线与直线相交于点,求证:,,三点共线.
【答案】(1),; (2)
设直线的方程为,如下图所示:
联立 ,消去得,
由韦达定理得,
直线的方程为,令,得,
要证三点共线,只需证,
因为,所以需证,即证,
将代入,化简得,
即,整理为,
代入韦达定理结果:左边,右边,等式成立,故三点共线.
【分析】
(1)椭圆的长轴长和、的关系求出椭圆方程和离心率;
(2)再利用直线与椭圆相交,通过联立方程求出相关点的坐标,进而证明三点共线.
(1) 小问详解:
已知椭圆长轴长为,得,
因为,所以,
因此,椭圆方程为,
由,得离心率;
(2) 小问详解:
略
6.(25-26学年高三上·北京第四中学·期中)已知椭圆的一个焦点为,椭圆的左右顶点分别为,,.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点,.若四边形的面积为,求直线的方程.
【答案】(1) (2)或.
【分析】
(1)由和即可求解;
(2)通过直线斜率存在和不存在,结合四边形的面积求解即可.
(1) 小问详解:
由题意可得:,
,所以,
所以,
即椭圆方程为;
(2) 小问详解:
当直线斜率不存在时,方程为,联立椭圆方程,
可得:,
四边形的面积为,舍去,
当直线斜率存在时,易知斜率不能为0,设直线方程为,
联立椭圆方程,消去可得:,
,
所以四边形的面积为,
即,
即:
解得,即,
所以直线的方程为:或.
7.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知椭圆的一个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点,线段的垂直平分线与轴交于点,当是直角三角形时,求直线的方程.
【答案】(1) (2)或
【分析】
(1)由题意求得,代入即可求解;
(2)由题意可得,分直线斜率不存在,直线斜率为,直线斜率存在三种情况,结合韦达定理列式计算可解.
(1) 小问详解:
由题意可得椭圆焦点在轴上,
因为椭圆的一个顶点为,所以,
因为离心率为,则,解得,
所以,
故椭圆的方程为;
(2) 小问详解:
由题意可知,若是直角三角形,则只能,即,
当直线斜率不存在时,直线方程为,
将代入计算可得,取,
此时线段的垂直平分线与轴交于点,
则,
因为,所以不是直角三角形,不符合题意舍去;
当直线斜率为时,此时线段在轴上,
由对称性可知,线段的垂直平分线为轴,故点位置不确定,不符合题意;
当直线斜率存在时,设直线方程为,,
直线与椭圆联立方程可得 ,得,
因为在椭圆内,所以直线与椭圆一定有两个交点,则,
则,,
,
,
线段的中点坐标为,
所以线段垂直平分线方程为,
令,则,即,
,
则,
即,
即,
化简可得,解得,
所以,即或.
8.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,上顶点为,的周长为,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)两条平行直线、不与坐标轴平行,已知与椭圆交于、两点,与椭圆交于、两点,、、、四点构成四边形,试问四边形是否有可能为等腰梯形,若可能,请求出一组满足要求的直线、,若不可能,请说明理由.
【答案】(1) (2)不可能,理由如下:
如下图所示:
若四边形为等腰梯形,则,
设直线、交于点,因为,所以,故,
从而,
分别取线段、的中点、,则,,
故、、三点共线,则,
不妨设直线的方程为,设点、,
联立 可得,
,可得,
由韦达定理可得,
故,故点,
设直线的方程为,同理可得点,
直线的斜率为,
因为,即与不垂直,
因此不存在满足题设条件的两条平行直线、,使得四边形为等腰梯形.
【分析】
(1)由椭圆的离心率和的周长可求得、的值,据此可得出的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)分别取线段、的中点、,若四边形为等腰梯形,则,设直线的方程为,设直线的方程为,将这两条直线方程分别与椭圆的方程联立,求出点、的坐标,求出直线的斜率,结合两直线垂直于斜率的关系可得出结论.
(1) 小问详解:
椭圆的离心率为,故,
的周长为,解得,,
故,所以椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
略
考点03 双曲线及其性质
1.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)若双曲线的一条渐近线方程为,则双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D. 2
【答案】C
【分析】
根据渐近线方程求出的值,再根据可求结果.
【详解】
因为渐近线方程为,所以,
所以.
故选:C.
2.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)双曲线的渐近线为,则的值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】
根据双曲线的渐近线方程可得出关于的等式,解之即可.
【详解】
在双曲线中,,则,,
故该双曲线的渐近线方程为,即,解得.
故选:A.
3.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)已知是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,,,则双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】
根据题意,利用双曲线的定义,求得,在中,利用余弦定理,列出方程,求得,结合离心率的定义,即可求解.
【详解】
由,根据双曲线的定义,可得,
因为,可得,且,
在中,由余弦定理得,
整理得,所以
又由双曲线的离心率,即双曲线的离心率为.
故选:B.
4.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)直线与双曲线没有公共点,双曲线离心率的一个值是 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】
根据双曲线渐近线方程以及直线过坐标原点可知, 若双曲线与直线没有公共点则,所以可求出离心率取值范围,即可求解.
【详解】
由双曲线方程,可得其渐近线方程为,
若双曲线与直线没有公共点,则需满足
所以离心率,
所以离心率可以取内的一个值.
故答案为:(答案不唯一)
5.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)双曲线的一条渐近线方程为 .
【答案】(或)
【分析】
根据题意,化简得到双曲线的标准方程,求得的值,结合双曲线的几何性质,即可求解.
【详解】
由双曲线,可得其标准方程为,
可得,即,
所以双曲线的渐近线方程为,即,
所以双曲线其中一条渐近线为(或)
故答案为:(或).
6.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知双曲线,若,则双曲线的渐近线方程为 ;若双曲线上存在四个点A,B,C,D使得四边形为正方形,则m的一个取值为 .
【答案】① ② (答案不唯一)
【分析】
第一空,根据双曲线的渐近线方程求解即可;第二空,分析可得,进而解不等式求解即可.
【详解】
当时,双曲线为,此时,
则双曲线的渐近线方程为.
双曲线,即,
其渐近线方程为,
要使双曲线上存在四个点满足四边形是正方形,
根据正方形的对称性可得正方形的对称中心在原点,且在第一象限内的顶点横纵坐标相等,
则,解得,可取.
故答案为:;(答案不唯一).
7.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)已知双曲线(,)的一条渐近线的倾斜角的范围是,则该双曲线的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】
求得双曲线的渐近线方程,由题意可得,再由离心率公式和的关系即可得到所求范围
【详解】
双曲线(,)的渐近线方程为,
因为一条渐近线的倾斜角的范围是,
所以,即,所以,
所以,即.
故答案为:.
考点04 抛物线及其性质
1.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知抛物线的焦点为,准线为为抛物线上一点,作于点,若为等边三角形,则点的横坐标为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】C
【分析】
利用抛物线的标准方程先确定F坐标,结合定义与正三角形的性质计算即可.
【详解】
由抛物线的定义可知,且,过作,
可知D为的中点,
则,即,所以点的横坐标为3.
故选:C
2.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)如图,设抛物线的焦点为,过轴上一点作直线交于,两点,若,,则( )
A. 4
B. 3
C.
D.
【答案】B
【分析】
根据抛物线的定义,可求两线段的长度之比.
【详解】
对抛物线,焦点,准线:.
如图:
过向准线作垂线,垂足为,交轴于,根据抛物线定义,得,所以;
过向准线作垂线,垂足为,交轴于,根据抛物线定义,得,所以.
所以,所以.
故选:B
3.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知抛物线和所围成封闭曲线,点在曲线上,给定点,则下列说法中正确的是( )
A. 存在,对所有点,均不存在使得
B. 任意,恰有三对不同的点,满足每对点关于点对称
C. 存在,曲线上恰有四个点满足到的距离等于
D. 任意,当点运动时,都满足
【答案】C
【分析】
首先确定两抛物线交点,根据抛物线对称轴为轴可确定A错误;设,,讨论在同一条抛物线上和分别在两条抛物线上的情况,可求得当时,不存在三对不同的点满足条件,知B错误;取即可验证得到C正确;取,,可验证得到D错误.
【详解】
由 ,得: 或 ,即两抛物线交点为和;
对于A,与图象均关于轴对称,点在轴上,
当关于轴对称时,,A错误;
对于B,若关于点对称,则可设,,
若均在上,则 ,解得:;
即当时,存在一组关于对称的点和;
若分别在和上,
不妨令在上,在上,
由 得:,则,
若,则,方程组无解,此时不存在关于对称的点;
当时,不存在三对不同的点,满足每对点关于点对称,B错误;
对于C,当时,到点的距离等于的点的轨迹为;
由 得: ,满足,
此时存在两点到点的距离等于;
由 得: ,满足,
此时存在两点到点的距离等于;
当时,曲线上恰有四个点满足到的距离等于,
即存在,曲线上恰有四个点满足到的距离等于,C正确;
对于D,当时,,取,,
此时,
此时不满足,D错误.
故选:C.
4.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)若抛物线上任意一点到点的距离与到直线的距离相等,则 .
【答案】
【分析】
直接由抛物线的定义求解即可.
【详解】
由抛物线的定义可得,解得.
故答案为:2.
5.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)已知抛物线:,则抛物线的准线方程为 .
【答案】
【分析】
根据抛物线的性质,求解抛物线的准线方程.
【详解】
由,则,所以其准线方程为.
故答案为:.
6.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)抛物线的准线l的方程为 .若点P是抛物线C上的动点,l与y轴交于点A,则(O是坐标原点)的最大值为 .
【答案】① ; ②
【分析】
由定义直接求准线方程;由导数法求出抛物线过点A的切线方程,即可求得切线倾斜角,此时取最大值.
【详解】
抛物线即的准线l的方程为;
l与y轴交于点A,则有,则当AP与抛物线相切时最大,
设切点为,,∴切线方程为,切线过点A,则,解得.
∴切线斜率为,即倾斜角为或,故的最大值为.
故答案为:;.
7.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知抛物线C的焦点F到准线的距离为2,点P是直线上的动点若点A在抛物线C上,且,过点A作直线的垂线,垂足为H,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】
利用直线求交点,利用弦长公式求线段长,通过代数运算可求最小值.
【详解】
由抛物线C的焦点F到准线的距离为2,可得抛物线方程为,
因为,可知,所以,不妨取,
设直线方程为:,则垂线方程为:,
联立解得:,所以, ,
则
,
当时,取到最小值,
故答案为:
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)已知椭圆的离心率为是椭圆上两点,直线与椭圆交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当时,是否存在使得?说明理由;
(3)记直线的斜率依次为,当且线段的中点在直线上时,试问是否为定值?说明理由.
【答案】(1); (2)
不存在直线与椭圆交于、两点,满足.
当时,设,
由 ,消去得,
,因此,
则,,
所以,
,
因为,所以,所以,无解,
所以不存在直线与椭圆交于、两点,满足. (3)
为定值.
设,
由 消去得,
,因此,
则,
所以线段的中点为,线段的中点在直线上时,
所以,所以;
所以
.
【分析】
(1)由椭圆C:的离心率为,且过点,列方程求出,,由此能求出椭圆的标准方程;
(2)当时,联立方程再应用弦长公式计算求解即可说明;
(3)联立方程组由此利用韦达定理,结合已知条件能求出,使得直线的斜率的积为定值.
(1) 小问详解:
椭圆的离心率为,且过点.
,解得,,
椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
略
(3) 小问详解:
略
2.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)已知椭圆经过点.
(1)求椭圆E的方程及离心率;
(2)设椭圆E的左顶点为A,直线与E相交于M,N两点,直线AM与直线相交于点Q.问:直线NQ是否经过x轴上的定点?若过定点,求出该点坐标;若不过定点,说明理由.
【答案】(1); (2)
【分析】
(1)由椭圆经过点,代入求得,得出以椭圆的方程,结合椭圆的几何性质,即可求解;
(2)联立方程组,得到,求得直线的方程,令,得到,在求得直线的方程为,令,化简得到,即可得到答案.
(1) 小问详解:
解:由椭圆经过点,可得,
即,解得,所以椭圆的方程为,
又由椭圆,可得,所以,
所以椭圆的离心率为.
(2) 小问详解:
解:联立方程组 ,整理得,
设,则且,
又由椭圆的左顶点为,则直线的方程为,
令,可得,即,
所以直线的斜率为,且,
所以直线的方程为,
令,则
,
所以直线恒过定点.
3.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知椭圆的焦点在x轴上,且经过点,左顶点为D,右焦点为F.
(1)求椭圆C的离心率和的面积;
(2)已知直线与椭圆C交于A,B两点,过点B作直线的垂线,垂足为G,判断是否存在常数t,使得直线经过y轴上的定点?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),的面积;(2)存在;.
【分析】
(1)根据点在椭圆上求出,进而求出,最后求出离心率及三角形的面积;(2)先根据两种特殊情况求出定点,从而可以获得,再证明实数时,使得直线经过y轴上定点.
【详解】
解:(1)依题意,,解得.
因为,即,
所以,,
所以离心率,
的面积.
(2)由已知,直线的方程为,
当时,
直线的方程为,交y轴于点;
当时,
直线的方程为,交y轴于点.
若直线经过y轴上定点,则,
即,直线交y轴于点.
下面证明存在实数,使得直线经过y轴上定点.
联立 消y整理,得,
设,.
则,.
设点,所以直线的方程:.
令,得
.
因为,
所以.
所以直线过定点.
综上,存在实数,使得直线经过y轴上定点.
【点睛】
求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
4.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)如图,,是椭圆:的两个顶点,,直线的斜率为,是椭圆长轴上的一个动点,设点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线:与,轴分别交于点,,与椭圆相交于,.证明:的面积等于的面积.
(3)在(2)的条件下证明:为定值.
【答案】(1) (2)证明:直线的方程为,即,将其代入,
消去,整理得.
设,.
∴,.
记的面积是,的面积是.
由题意,,
∵,
∴,
∵,.
∴的面积等于的面积; (3)证明:由(2)知,,,,
∴,
,
,
.
【分析】
(1)利用,直线的斜率为,建立方程组,即可求椭圆的方程;
(2)设出直线方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及三角形的面积公式,即可证得结论;
(3)由(2)直接利用两点间的距离公式结合根与系数的关系证明.
(1) 小问详解:
∵、是椭圆的两个顶点,且,直线的斜率为,
由,,得,
又,解得,,
∴椭圆的方程为;
(2) 小问详解:
略
(3) 小问详解:
略
5.(25-26学年高三上·北京北京汇文中学·期中)已知椭圆的左顶点为,两个焦点与短轴一个顶点构成等腰直角三角形,过点且与x轴不重合的直线l与椭圆交于M,N不同的两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当AM与MN垂直时,求AM的长;
(Ⅲ)若过点P且平行于AM的直线交直线于点Q,求证:直线NQ恒过定点.
【答案】(1);(2);(3)直线恒过定点,
设,,
由题意,设直线的方程为,
由 得,
显然,,则,,
因为直线与平行,所以,
则的直线方程为,
令,则,即 ,
,
直线的方程为,
令,得,
因为,故,
所以直线恒过定点.
【分析】
(1)由题意布列关于a,b的方程组,即可得到结果;
(2)由与垂直得,结合点在曲线上,可得M点坐标,结合两点间距离公式可得结果;
(3)设,,由题意,设直线的方程为,利用韦达定理即可得到结果.
【详解】
(1)因为,所以
因为两个焦点与短轴一个顶点构成等腰直角三角形,
所以 ,
又 ,
所以 ,
所以椭圆方程为 .
(2)方法一:
设,
, ,
,
,
, (舍)
所以.
方法二:
设,
因为与垂直,
所以点在以为直径的圆上,
又以为直径的圆的圆心为,半径为,方程为,
,
, (舍)
所以
方法三:
设直线的斜率为, ,其中
化简得
当时,
得 ,
显然直线存在斜率且斜率不为0.
因为与垂直,
所以 ,
得,, ,
所以
(3)略
【点睛】
圆锥曲线中定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;
(2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.
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专题08 平面解析几何
5大高频考点概览
考点01 直线与圆
考点02 椭圆及其性质
考点03 双曲线及其性质
考点04 抛物线及其性质
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
考点01 直线与圆
1.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知直线,点和点,若,则实数的值为( )
A. 1
B.
C. 2
D.
2.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知圆截直线所得弦的长度为1,那么k的值为( )
A.
B.
C. 1
D.
3.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)在平面直角坐标系中,直线上有且仅有一点,使,则直线被圆截得的弦长为( )
A.
B.
C.
D.
4.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)直线与圆( )
A. 相离
B. 相切
C. 相交
D. 位置关系不确定
5.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为
A.
B.
C.
D.
6.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)在平面直角坐标系中,圆,直线和点.
(1)求圆心到直线的距离;
(2)动点在圆上,
①求的最大值与最小值;
②求的取值范围.(直接写出答案)
7.(25-26学年高三上·北京北京汇文中学·期中)圆与直线相切于点,则圆的半径为 ,直线的方程为 .
8.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知曲线,点为曲线上任意一点,则下列说法正确的有 .
①曲线关于点对称;
②曲线所围成的图形面积小于3;
③点的纵坐标的取值范围为;
④线段长度的最小值为1.
考点02 椭圆及其性质
1.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知P为椭圆上的动点,,且,则( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
2.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)若椭圆的短轴长为焦距的倍,则的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
3.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知椭圆的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点的直线交椭圆于两点,且(其中为坐标原点),求的面积.
4.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)如图,已知圆柱的斜截面是一个椭圆,该椭圆的长轴为圆柱的轴截面对角线,短轴长等于圆柱的底面直径.将圆柱侧面沿母线展开,则椭圆曲线在展开图中恰好为一个周期的正弦曲线.若该段正弦曲线是函数图象的一部分,且其对应的椭圆曲线的离心率为,则 .
5.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知椭圆的长轴长为,且.
(1)求椭圆的方程和离心率;
(2)椭圆的左、右顶点分别为,,经过点的直线与椭圆相交于不同的两点,(不与点,重合).直线与直线相交于点,求证:,,三点共线.
6.(25-26学年高三上·北京第四中学·期中)已知椭圆的一个焦点为,椭圆的左右顶点分别为,,.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点,.若四边形的面积为,求直线的方程.
7.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知椭圆的一个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点,线段的垂直平分线与轴交于点,当是直角三角形时,求直线的方程.
8.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,上顶点为,的周长为,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)两条平行直线、不与坐标轴平行,已知与椭圆交于、两点,与椭圆交于、两点,、、、四点构成四边形,试问四边形是否有可能为等腰梯形,若可能,请求出一组满足要求的直线、,若不可能,请说明理由.
考点03 双曲线及其性质
1.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)若双曲线的一条渐近线方程为,则双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D. 2
2.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)双曲线的渐近线为,则的值为( )
A.
B.
C.
D.
3.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)已知是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,,,则双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
4.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)直线与双曲线没有公共点,双曲线离心率的一个值是 .
5.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)双曲线的一条渐近线方程为 .
6.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)已知双曲线,若,则双曲线的渐近线方程为 ;若双曲线上存在四个点A,B,C,D使得四边形为正方形,则m的一个取值为 .
7.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)已知双曲线(,)的一条渐近线的倾斜角的范围是,则该双曲线的离心率的取值范围是 .
考点04 抛物线及其性质
1.(25-26学年高三上·北京顺义牛栏山第一中学·期中)已知抛物线的焦点为,准线为为抛物线上一点,作于点,若为等边三角形,则点的横坐标为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
2.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)如图,设抛物线的焦点为,过轴上一点作直线交于,两点,若,,则( )
A. 4
B. 3
C.
D.
3.(25-26学年高三上·北京第五十五中学·期中)已知抛物线和所围成封闭曲线,点在曲线上,给定点,则下列说法中正确的是( )
A. 存在,对所有点,均不存在使得
B. 任意,恰有三对不同的点,满足每对点关于点对称
C. 存在,曲线上恰有四个点满足到的距离等于
D. 任意,当点运动时,都满足
4.(25-26学年高三上·北京第一六一中学·期中)若抛物线上任意一点到点的距离与到直线的距离相等,则 .
5.(25-26学年高三上·北京第一六六中学·期中)已知抛物线:,则抛物线的准线方程为 .
6.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)抛物线的准线l的方程为 .若点P是抛物线C上的动点,l与y轴交于点A,则(O是坐标原点)的最大值为 .
7.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知抛物线C的焦点F到准线的距离为2,点P是直线上的动点若点A在抛物线C上,且,过点A作直线的垂线,垂足为H,则的最小值为 .
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(25-26学年高三上·北京东直门中学·期中)已知椭圆的离心率为是椭圆上两点,直线与椭圆交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当时,是否存在使得?说明理由;
(3)记直线的斜率依次为,当且线段的中点在直线上时,试问是否为定值?说明理由.
2.(25-26学年高三上·北京第十四中学·期中)已知椭圆经过点.
(1)求椭圆E的方程及离心率;
(2)设椭圆E的左顶点为A,直线与E相交于M,N两点,直线AM与直线相交于点Q.问:直线NQ是否经过x轴上的定点?若过定点,求出该点坐标;若不过定点,说明理由.
3.(25-26学年高三上·北京第一七一中学·期中)已知椭圆的焦点在x轴上,且经过点,左顶点为D,右焦点为F.
(1)求椭圆C的离心率和的面积;
(2)已知直线与椭圆C交于A,B两点,过点B作直线的垂线,垂足为G,判断是否存在常数t,使得直线经过y轴上的定点?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
4.(25-26学年高三上·北京第八中学·期中)如图,,是椭圆:的两个顶点,,直线的斜率为,是椭圆长轴上的一个动点,设点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线:与,轴分别交于点,,与椭圆相交于,.证明:的面积等于的面积.
(3)在(2)的条件下证明:为定值.
5.(25-26学年高三上·北京北京汇文中学·期中)已知椭圆的左顶点为,两个焦点与短轴一个顶点构成等腰直角三角形,过点且与x轴不重合的直线l与椭圆交于M,N不同的两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当AM与MN垂直时,求AM的长;
(Ⅲ)若过点P且平行于AM的直线交直线于点Q,求证:直线NQ恒过定点.
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专题08 平面解析几何
考点01 直线与圆
考点02 椭圆及其性质
考点03 双曲线及其性质
考点04 抛物线及其性质
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
考点01 直线与圆
1.B
2.D
3.D
4.C
5.C
6.【答案】(1); (2)① 最大值8,最小值2;②.
【分析】
(1)将圆方程化为标准式得圆心坐标,用点到直线距离公式求距离;
(2)① 计算点到圆心的距离,结合圆的半径得的最值;
②设目标式为,转化为直线与圆有交点的问题,利用圆心到直线的距离不超过半径求范围.
(1) 小问详解:
圆的方程配方得,圆心,半径.
圆心到直线的距离.
(2) 小问详解:
① 点到圆心的距离.
的最大值为,最小值为.
②设,直线与圆有交点,
圆心到直线的距离不超过半径,即.
解得,即的取值范围为.
7.【答案】① ②
【分析】
① 根据点在圆上代入计算即可得到圆的半径;② 由条件可知直线与直线垂直,从而得到直线的斜率,利用点斜式求解即可.
【详解】
① 由条件可知点在圆上,即,解得:,
圆的方程,所以圆的半径;
设圆的圆心,
② 由条件可知直线与直线垂直,所以直线的斜率,
所以直线的方程,即.
故答案为:① ;②
8.【答案】③ ④
【分析】
根据对称性、面积、图象等知识进行分析,从而确定正确答案.
【详解】
① ,当时,,
当时,,,无解.
当时,,
解得或,所以曲线过点,
这两点不关于对称,所以① 错误.
③ ,对于,由于,所以,,,
当时,,,
所以无解.
当时,,
解得,所以点的纵坐标的取值范围为,③ 正确.
② ,由③ 可得,故曲线即为,
整理得,
当时,,
故关于的方程有一正一负两个解,
设,
则
,
,
而,故,
故在轴的右侧有曲线在直线的上方,在的下方,
而曲线关于轴对称,
故在轴的左侧有曲线在直线的上方,在的下方,
而直线、直线、直线、直线围成的平面区域即为四边形围成的平面区域,其面积为,
故曲线所围成的图形面积大于3,故② 错误.
④ ,设,其中,
,
由于,所以,
所以,所以,
所以线段长度的最小值为1,此时,所以④ 正确.
故答案为:③ ④
考点02 椭圆及其性质
1.C
2.B
3.【答案】(1); (2)
【分析】
(1)利用椭圆的短轴长与离心率,结合求出椭圆的基本参数,得到标准方程;
(2)设直线方程与椭圆联立,利用向量垂直的条件求出直线斜率,再通过弦长公式与点到直线的距离公式计算三角形面积.
(1) 小问详解:
由短轴长,得,故.
由离心率,得.
结合,代入得,解得.
故椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
设直线方程为,代入椭圆方程得.
设,,则,.
由,得,代入、,化简得,
解得,此时,
原点到直线的距离, 弦长.
故的面积为.
4.【答案】
【分析】
根据题意,结合正弦型函数的性质以及椭圆的几何性质,利用勾股定理列出方程,即可求解.
【详解】
设圆柱的底面直径为,由题意,椭圆曲线在展开图中恰好为函数图象的一部分,
可得,且,所以圆柱的底面直径,
则椭圆长轴长为,短轴长为,
因为离心率为,可得,所以,
所以,解得.
故答案为:
5.【答案】(1),; (2)
设直线的方程为,如下图所示:
联立 ,消去得,
由韦达定理得,
直线的方程为,令,得,
要证三点共线,只需证,
因为,所以需证,即证,
将代入,化简得,
即,整理为,
代入韦达定理结果:左边,右边,等式成立,故三点共线.
【分析】
(1)椭圆的长轴长和、的关系求出椭圆方程和离心率;
(2)再利用直线与椭圆相交,通过联立方程求出相关点的坐标,进而证明三点共线.
(1) 小问详解:
已知椭圆长轴长为,得,
因为,所以,
因此,椭圆方程为,
由,得离心率;
(2) 小问详解:
略
6.【答案】(1) (2)或.
【分析】
(1)由和即可求解;
(2)通过直线斜率存在和不存在,结合四边形的面积求解即可.
(1) 小问详解:
由题意可得:,
,所以,
所以,
即椭圆方程为;
(2) 小问详解:
当直线斜率不存在时,方程为,联立椭圆方程,
可得:,
四边形的面积为,舍去,
当直线斜率存在时,易知斜率不能为0,设直线方程为,
联立椭圆方程,消去可得:,
,
所以四边形的面积为,
即,
即:
解得,即,
所以直线的方程为:或.
7.【答案】(1) (2)或
【分析】
(1)由题意求得,代入即可求解;
(2)由题意可得,分直线斜率不存在,直线斜率为,直线斜率存在三种情况,结合韦达定理列式计算可解.
(1) 小问详解:
由题意可得椭圆焦点在轴上,
因为椭圆的一个顶点为,所以,
因为离心率为,则,解得,
所以,
故椭圆的方程为;
(2) 小问详解:
由题意可知,若是直角三角形,则只能,即,
当直线斜率不存在时,直线方程为,
将代入计算可得,取,
此时线段的垂直平分线与轴交于点,
则,
因为,所以不是直角三角形,不符合题意舍去;
当直线斜率为时,此时线段在轴上,
由对称性可知,线段的垂直平分线为轴,故点位置不确定,不符合题意;
当直线斜率存在时,设直线方程为,,
直线与椭圆联立方程可得 ,得,
因为在椭圆内,所以直线与椭圆一定有两个交点,则,
则,,
,
,
线段的中点坐标为,
所以线段垂直平分线方程为,
令,则,即,
,
则,
即,
即,
化简可得,解得,
所以,即或.
8.【答案】(1) (2)不可能,理由如下:
如下图所示:
若四边形为等腰梯形,则,
设直线、交于点,因为,所以,故,
从而,
分别取线段、的中点、,则,,
故、、三点共线,则,
不妨设直线的方程为,设点、,
联立 可得,
,可得,
由韦达定理可得,
故,故点,
设直线的方程为,同理可得点,
直线的斜率为,
因为,即与不垂直,
因此不存在满足题设条件的两条平行直线、,使得四边形为等腰梯形.
【分析】
(1)由椭圆的离心率和的周长可求得、的值,据此可得出的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)分别取线段、的中点、,若四边形为等腰梯形,则,设直线的方程为,设直线的方程为,将这两条直线方程分别与椭圆的方程联立,求出点、的坐标,求出直线的斜率,结合两直线垂直于斜率的关系可得出结论.
(1) 小问详解:
椭圆的离心率为,故,
的周长为,解得,,
故,所以椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
略
考点03 双曲线及其性质
1.C
2.A
3.B
4.【答案】(答案不唯一)
【分析】
根据双曲线渐近线方程以及直线过坐标原点可知, 若双曲线与直线没有公共点则,所以可求出离心率取值范围,即可求解.
【详解】
由双曲线方程,可得其渐近线方程为,
若双曲线与直线没有公共点,则需满足
所以离心率,
所以离心率可以取内的一个值.
故答案为:(答案不唯一)
5.【答案】(或)
【分析】
根据题意,化简得到双曲线的标准方程,求得的值,结合双曲线的几何性质,即可求解.
【详解】
由双曲线,可得其标准方程为,
可得,即,
所以双曲线的渐近线方程为,即,
所以双曲线其中一条渐近线为(或)
故答案为:(或).
6.【答案】① ② (答案不唯一)
【分析】
第一空,根据双曲线的渐近线方程求解即可;第二空,分析可得,进而解不等式求解即可.
【详解】
当时,双曲线为,此时,
则双曲线的渐近线方程为.
双曲线,即,
其渐近线方程为,
要使双曲线上存在四个点满足四边形是正方形,
根据正方形的对称性可得正方形的对称中心在原点,且在第一象限内的顶点横纵坐标相等,
则,解得,可取.
故答案为:;(答案不唯一).
7.【答案】
【分析】
求得双曲线的渐近线方程,由题意可得,再由离心率公式和的关系即可得到所求范围
【详解】
双曲线(,)的渐近线方程为,
因为一条渐近线的倾斜角的范围是,
所以,即,所以,
所以,即.
故答案为:.
考点04 抛物线及其性质
1.C
2.B
3.C
4.【答案】
【分析】
直接由抛物线的定义求解即可.
【详解】
由抛物线的定义可得,解得.
故答案为:2.
5.【答案】
【分析】
根据抛物线的性质,求解抛物线的准线方程.
【详解】
由,则,所以其准线方程为.
故答案为:.
6.【答案】① ; ②
【分析】
由定义直接求准线方程;由导数法求出抛物线过点A的切线方程,即可求得切线倾斜角,此时取最大值.
【详解】
抛物线即的准线l的方程为;
l与y轴交于点A,则有,则当AP与抛物线相切时最大,
设切点为,,∴切线方程为,切线过点A,则,解得.
∴切线斜率为,即倾斜角为或,故的最大值为.
故答案为:;.
7.【答案】6
【分析】
利用直线求交点,利用弦长公式求线段长,通过代数运算可求最小值.
【详解】
由抛物线C的焦点F到准线的距离为2,可得抛物线方程为,
因为,可知,所以,不妨取,
设直线方程为:,则垂线方程为:,
联立解得:,所以, ,
则
,
当时,取到最小值,
故答案为:
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.【答案】(1); (2)
不存在直线与椭圆交于、两点,满足.
当时,设,
由 ,消去得,
,因此,
则,,
所以,
,
因为,所以,所以,无解,
所以不存在直线与椭圆交于、两点,满足. (3)
为定值.
设,
由 消去得,
,因此,
则,
所以线段的中点为,线段的中点在直线上时,
所以,所以;
所以
.
【分析】
(1)由椭圆C:的离心率为,且过点,列方程求出,,由此能求出椭圆的标准方程;
(2)当时,联立方程再应用弦长公式计算求解即可说明;
(3)联立方程组由此利用韦达定理,结合已知条件能求出,使得直线的斜率的积为定值.
(1) 小问详解:
椭圆的离心率为,且过点.
,解得,,
椭圆的标准方程为.
(2) 小问详解:
略
(3) 小问详解:
略
2.【答案】(1); (2)
【分析】
(1)由椭圆经过点,代入求得,得出以椭圆的方程,结合椭圆的几何性质,即可求解;
(2)联立方程组,得到,求得直线的方程,令,得到,在求得直线的方程为,令,化简得到,即可得到答案.
(1) 小问详解:
解:由椭圆经过点,可得,
即,解得,所以椭圆的方程为,
又由椭圆,可得,所以,
所以椭圆的离心率为.
(2) 小问详解:
解:联立方程组 ,整理得,
设,则且,
又由椭圆的左顶点为,则直线的方程为,
令,可得,即,
所以直线的斜率为,且,
所以直线的方程为,
令,则
,
所以直线恒过定点.
3.【答案】(1),的面积;(2)存在;.
【分析】
(1)根据点在椭圆上求出,进而求出,最后求出离心率及三角形的面积;(2)先根据两种特殊情况求出定点,从而可以获得,再证明实数时,使得直线经过y轴上定点.
【详解】
解:(1)依题意,,解得.
因为,即,
所以,,
所以离心率,
的面积.
(2)由已知,直线的方程为,
当时,
直线的方程为,交y轴于点;
当时,
直线的方程为,交y轴于点.
若直线经过y轴上定点,则,
即,直线交y轴于点.
下面证明存在实数,使得直线经过y轴上定点.
联立 消y整理,得,
设,.
则,.
设点,所以直线的方程:.
令,得
.
因为,
所以.
所以直线过定点.
综上,存在实数,使得直线经过y轴上定点.
【点睛】
求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
4.【答案】(1) (2)证明:直线的方程为,即,将其代入,
消去,整理得.
设,.
∴,.
记的面积是,的面积是.
由题意,,
∵,
∴,
∵,.
∴的面积等于的面积; (3)证明:由(2)知,,,,
∴,
,
,
.
【分析】
(1)利用,直线的斜率为,建立方程组,即可求椭圆的方程;
(2)设出直线方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及三角形的面积公式,即可证得结论;
(3)由(2)直接利用两点间的距离公式结合根与系数的关系证明.
(1) 小问详解:
∵、是椭圆的两个顶点,且,直线的斜率为,
由,,得,
又,解得,,
∴椭圆的方程为;
(2) 小问详解:
略
(3) 小问详解:
略
5.【答案】(1);(2);(3)直线恒过定点,
设,,
由题意,设直线的方程为,
由 得,
显然,,则,,
因为直线与平行,所以,
则的直线方程为,
令,则,即 ,
,
直线的方程为,
令,得,
因为,故,
所以直线恒过定点.
【分析】
(1)由题意布列关于a,b的方程组,即可得到结果;
(2)由与垂直得,结合点在曲线上,可得M点坐标,结合两点间距离公式可得结果;
(3)设,,由题意,设直线的方程为,利用韦达定理即可得到结果.
【详解】
(1)因为,所以
因为两个焦点与短轴一个顶点构成等腰直角三角形,
所以 ,
又 ,
所以 ,
所以椭圆方程为 .
(2)方法一:
设,
, ,
,
,
, (舍)
所以.
方法二:
设,
因为与垂直,
所以点在以为直径的圆上,
又以为直径的圆的圆心为,半径为,方程为,
,
, (舍)
所以
方法三:
设直线的斜率为, ,其中
化简得
当时,
得 ,
显然直线存在斜率且斜率不为0.
因为与垂直,
所以 ,
得,, ,
所以
(3)略
【点睛】
圆锥曲线中定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;
(2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.
试卷第1页,共3页
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