内容正文:
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.D
2.A
3.【答案】
【分析】
由题可得直线斜率为2,则,建立方程可求得,进而求解即可.
【详解】
由题意,直线的斜率为2,
则,解得,即,
则圆的半径长为.
故答案为:.
4.【答案】或
【分析】
根据直线与圆相交,圆心到直线的距离与半径的关系,即可求解.
【详解】
圆的一条直径的两个端点分别在两坐标轴上,该圆一定过原点,半径为,
又圆心为,故圆的方程为
圆心到直线的距离为即,解得或.
故答案为:-1或-11
5.【答案】2
【分析】
先根据两点间距离公式得出,再计算出圆心到直线的距离,根据弦长公式列等式求解即可.
【详解】
因为直线与轴交于,与轴交于,所以,所以,
圆的半径为,圆心到直线的距离为,
故,解得;
故答案为:2.
6.【答案】
【详解】
由,得,
所以圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,
因为,所以,解得,
所以圆C的面积.
7.【答案】
【分析】
利用弦长公式和点到直线距离公式列方程求解即可.
【详解】
根据题意,圆,
即,其圆心为,半径,
若,则圆心到直线即的距离,
又由圆心到直线的距离,
则有,解可得:.
故答案为:.
8.【答案】
【分析】
根据抛物线方程先确定其焦点坐标,由两直线的位置关系得出方程,再由直线与圆的位置关系、弦长公式计算即可.
【详解】
由抛物线知其焦点,
又与直线垂直,则的斜率为,
所以的方程为,即,
整理圆的方程为,
即圆心为,半径为,
根据点到直线的距离公式得圆心到的距离,
所以该圆与相交所得的弦长为.
故答案为:.
9.【答案】
【分析】
根据圆的方程得到圆心坐标和半径,由点到直线的距离公式可求出圆心到直线的距离,进而利用弦长公式,即可求得.
【详解】
因为圆心到直线的距离,
由可得,解得.
故答案为:.
10.【答案】4
【分析】
根据直线和圆的位置关系先求出圆的半径及圆心到直线的距离,再结合求解弦长.
【详解】
因为圆与直线相切,
所以圆的半径为,
而圆心到直线的距离为,
所以圆被直线截得的弦长为.
故答案为:4.
11.【答案】或
【分析】
由点到直线的距离公式可得圆心到直线的距离,然后结合弦长,由勾股定理列出方程代入计算,即可得到结果.
【详解】
圆,圆心,半径,
圆心到直线的距离为,
由垂径定理知,,
则,即,解得,
所以,即,
于是有,解得或.
所以m的值为或.
故答案为:或
考点02 椭圆及其性质
1.B
2.【答案】(1); (2).
【分析】
(1)由题可得 ,即得;
(2)设,利用韦达定理法可得,进而可得直线,的方程,可得点代入椭圆方程,即得.
(1) 小问详解:
由题可得,解得,
所以椭圆的标准方程为;
(2) 小问详解:
由题可设,
由 ,可得,
∴,即,
所以,即,
当轴时,则,,,
此时,,不合题意,
当与不垂直时,,
∴,
由上可得,所以,
解得,又,
所以,
综上,的值为.
3.【答案】(1),离心率为. (2),.
【分析】
(1)根据已知条件可得:,进而求得,由此即可求解方程及离心率;
(2)设直线的方程为,,,联立椭圆方程,由韦达定理可得:,,表示出直线的方程为,令即可求解的值,最后根据求解的取值范围.
(1) 小问详解:
由题意,从而,
所以椭圆方程为,离心率为.
(2) 小问详解:
直线斜率不为0,否则直线与椭圆无交点,矛盾,
设直线的方程为,,,
联立 化简并整理得,
由题意得,即,应满足,
所以,,
若直线斜率为0,由椭圆的对称性可设,
所以直线的方程为,令,
得
,所以,
此时应满足 即应满足,或,
综上所述,满足题意,此时.
4.【答案】(1), (2)
三点共线,证明如下:
由题意可知直线的斜率存在,
设直线的方程为 ,
由 得,
设,,则,,,
∵,,
∴
,
∴,∴三点共线.
【分析】
(1)根据条件可得,,计算的值,即可得到椭圆方程和离心率.
(2)设直线方程,与椭圆方程联立,表示,,利用即可证明结论.
(1) 小问详解:
由题意得,,,所以,
所以椭圆的方程为,离心率 .
(2) 小问详解:
略
考点03 双曲线及其性质
1.A
2.D
3.C
4.D
5.A
6.B
7.D
8.C
9.B
10.【答案】2
【分析】
利用抛物线与双曲线的定义与性质得出 ,根据勾股定理从而确定的坐标,利用点在双曲线上构造齐次方程计算即可.
【详解】
根据题意可设,双曲线的半焦距为,,则,
过作轴的垂线,过作的垂线,垂足为,显然直线为抛物线的准线,
则,
由双曲线的定义及已知条件可知 ,则 ,
由勾股定理可知,
易知,即,
整理得,
∴,即离心率为.
故答案为:2
考点04 抛物线及其性质
1.A
2.【答案】
【分析】
根据题意,首先解出抛物线的方程,联立方程组,解出交点的坐标,再求出直线的方程,最后由点到直线的距离公式,即可得到答案.
【详解】
圆心与的焦点重合,
由 可得
由点斜式方程可得:
即:,原点到的距离.
故答案为:.
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.【答案】(1)
(2)
设的方程为,,,,.
联立方程 ,
整理得,
,
即,
则,,
,
整理得,
则或,
若,则,则过点,不符合题意,
故,即的斜率为定值.
【分析】
(1)将点的坐标代入椭圆方程,并与离心率联立求出;
(2)设直线的方程,与椭圆方程联立,运用韦达定理,再根据条件即可证明.
(1) 小问详解:
由题可知 ,解得,,
故的方程为;
(2) 小问详解:
略
2.【答案】(1) (2)
【分析】
(1)由条件易得,进而可求解;
(2)通过和,结合直线方程、椭圆方程求得坐标,通过向量数量积的坐标表示,列出等式求解.
(1) 小问详解:
,
由条件可知,又,
可得:,
所以.
(2) 小问详解:
由(1)可知:,
椭圆方程为,设,
当时,直线,,
设夹角为,则,
由,
所以,所以,
所以,
当时,设
联立椭圆方程: ,化简整理得:
,
由,整理得到:,
,,
故,
又,
所以,
由垂直关系易知直线的方程为,
联立 ,得 ,
所以,
所以
由
,解得:,
所以,
所以,
综上
3.【答案】(1) (2)① 设:,,,则:,
联立 ,故,,,
故,由代替m,得,
当,即时,:,过点.
当,即时,,:,
令,,直线MN恒过点.
当,经验证直线MN过点.
综上,直线MN恒过点.
②
【分析】
(1)根据题意有,,即可求解;
(2)① 设直线:的方程,联立与椭圆方程消元后,利用韦达定理可求得点的坐标,继而可得点坐标,考虑直线斜率情况,得到其方程,即可求解;② 根据,表示出的面积后,换元法转化函数,利用单调性即可求得最大值.
(1) 小问详解:
依题意有,,解得,
所以椭圆的方程为.
(2) 小问详解:
① 略
②,
令,,
∵在上单调递减,
∴,当且仅当,时取等号.
故面积的最大值为.
4.【答案】(1) (2)
由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为,
由 ,得,①
设点,则,直线的方程为,
令得,
将代入整理得,②
由① 得,
代入② 整理得,
所以直线与轴相交于定点.
【分析】
(1)由已知可求得,进而可求得椭圆的标准方程;
(2)设直线的方程为,联立直线与椭圆方程,设点,求得直线的方程,令,结合根与系数的关系计算可求得定点.
(1) 小问详解:
因为椭圆上任意一点到它的两个焦点的距离之和为4,
所以,解得,
又因为椭圆的离心率为,所以,解得,
故,则椭圆的标准方程为;
(2) 小问详解:
略
5.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)1.
【分析】
(Ⅰ)由题意得到关于a,b的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程;
(Ⅱ)首先联立直线与椭圆的方程,然后由直线MA,NA的方程确定点P,Q的纵坐标,将线段长度的比值转化为纵坐标比值的问题,进一步结合韦达定理可证得,从而可得两线段长度的比值.
【详解】
(Ⅰ)设椭圆方程为:,由题意可得:
,解得: ,
故椭圆方程为:.
(Ⅱ)[方法一]:
设,,直线的方程为:,
与椭圆方程联立可得:,
即:,
则:.
直线MA的方程为:,
令可得:,
同理可得:.
很明显,且,注意到,
,
而
,
故.
从而.
[方法二]【最优解】:几何含义法
① 当直线l与x轴重合,不妨设,由平面几何知识得,所以.
② 当直线l不与x轴重合时,设直线,由题意,直线l不过和点,所以.设,联立 得.由题意知,所以.且.
由题意知直线的斜率存在..
当时,
.
同理,.所以.
因为,所以.
【详解】【整体点评】
方法一直接设直线的方程为:,联立方程消去y,利用韦达定理化简求解;方法二先对斜率为零的情况进行特例研究,在斜率不为零的情况下设直线方程为,联立方程消去x,直接利用韦达定理求得P,Q的纵坐标,运算更为简洁,应为最优解法.
6.【答案】(1) (2) (3)存在,且点
【分析】
(1)由已知条件可得出关于、的方程组,解出、的值,即可得出椭圆的方程;
(2)设点、,则,利用点差法可得出,结合点在直线上,可得出,代入可得出的值;
(3)假设在轴上存在点满足题设条件,设点、,将直线的方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,利用平面向量数量积的坐标运算结合为定值,可得出 ,求出的值,即可得出结果.
(1) 小问详解:
由题意可得 ,可得 ,因此椭圆方程为,即.
(2) 小问详解:
设点、,则,
因为 ,这两个等式作差可得,
即,
由题意可知,直线的方程为,
线段的中点在直线上,所以,,可得,
所以,故,故直线的斜率为.
(3) 小问详解:
在轴上存在点,使是与无关的常数.
证明:假设在轴上存在点,使是与无关的常数,
因为直线过点且斜率为,所以,直线的方程为,
由 得.
设、,则,,
因为,,
所以
设常数为,则,
整理得对任意的恒成立,
,解得,
即在轴上存在点,使是与无关的常数.
7.【答案】(1) (2)(i)证明:记,由题意知.
设直线的方程为,代入椭圆得:.
则有,①
设与的斜率分别为,则
所以.
(ii).
【分析】
(1)根据即可求解椭圆标准方程;
(2)(i)设与的斜率分别为,将问题转化为证明即可;
(ii)设满足,化简可得:,因为直线和直线的交点为,则点都在以为直径的圆上,因为都在以为直径的圆上,故,所以是的角平分线,则,利用三角形面积公式化简即可求解.
(1) 小问详解:
由题知,,又,解得.
故椭圆的方程为.
(2) 小问详解:
(i)略
(ii)设满足,则
②
将代入② ,并化简得
,③
将(2)中① 代入③ 得:,
即.
又因为直线和直线的交点为.
故满足的点都在以为直径的圆上.
因为都在以为直径的圆上,
故,所以是的角平分线.
则,
所以,
即.
所以,解得,
所以.
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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.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知直线与圆 相切,则( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)过点的直线与圆:交于,两点,当弦取最大值时,直线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
3.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知圆心为,直线与圆相切于点,则圆的半径长为 .
4.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知圆的圆心为,且有一条直径的两个端点分别在两坐标轴上,若直线与交于两点,,则实数 .
5.(25-26学年高三上·天津咸水沽第一中学·期中),与x轴交于点A,与y轴交于点B,与交于C、D两点,,则 .
6.(25-26学年·天津河北区·期中)设直线与圆相交于A,B两点,若,则圆C的面积为
7.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知直线与圆C:相交于A,B两点,且,则实数 .
8.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知直线过抛物线的焦点且与直线垂直,则圆与直线相交所得的弦长为 .
9.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知直线和圆相交于,两点.若,则的值为 .
10.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知圆的圆心为,且与直线相切,则圆被直线截得的弦长为 .
11.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)设m为实数,直线和圆相交于P,Q两点,若,则实数m的值为 .
考点02 椭圆及其性质
1.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知分别为椭圆的左、右焦点,点在椭圆的外部为轴上一点,线段与椭圆交于点内切圆的直径为,则椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知椭圆的右顶点,且点在椭圆上,,分别是椭圆的左右焦点,过点作斜率为的直线交椭圆于另一点,直线交椭圆于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,求的值.
3.(25-26学年·天津河北区·期中)已知椭圆:,以椭圆的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点作斜率为的直线与椭圆交于不同的两点,,过点的直线与椭圆的另一个交点为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若直线的斜率为0,求的值和的取值范围.
4.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知椭圆 过点 ,其右焦点为 .
(1)求椭圆 的方程和离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,关于轴对称的点为,判断三点是否共线,并加以证明.
考点03 双曲线及其性质
1.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)已知双曲线的两个焦点分别为,,过右焦点作直线l,交右支于A,B两点,以AB为直径的圆过,若,则双曲线C的离心率的平方为( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26学年高三上·天津咸水沽第一中学·期中)设双曲线的左焦点为,为坐标原点,为双曲线右支上的一点,,在上的投影向量的模为,则双曲线的离心率为( )
A. 3
B.
C. 5
D.
3.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知抛物线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,抛物线的准线与坐标轴交于点,若为直角三角形,则双曲线的离心率为( )
A.
B. 2
C.
D.
4.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)双曲线的左右焦点分别为,过且斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若,则双曲线的离心率是( )
A.
B.
C.
D.
5.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知,分别是双曲线的左、右焦点,也是抛物线的焦点,点P是双曲线E与抛物线C的一个公共点,若,则双曲线E的离心率为( )
A.
B. 2
C.
D.
6.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知双曲线的右焦点为,抛物线与双曲线的一条渐近线交于点.为坐标原点,若为正三角形,则双曲线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
7.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)若双曲线的离心率为2.抛物线的焦点为,抛物线的准线交双曲线于两点.若为等边三角形,则双曲线的焦距为( )
A. 2
B. 4
C.
D.
8.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知为坐标原点,双曲线的右焦点为,左顶点为,过作的一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A.
B.
C. 2
D.
9.(25-26学年·天津河北区·期中)已知双曲线的左右焦点分别为,是双曲线的左顶点,点在过且斜率为的直线上,为等腰三角形,,则的离心率为( )
A.
B. 2
C. 3
D. 4
10.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)双曲线的左、右焦点分别为,以右焦点为焦点的抛物线与双曲线交于第一象限的点,若,则双曲线的离心率 .
考点04 抛物线及其性质
1.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知抛物线 的焦点与双曲线 的右焦点重合,抛物线的准线与轴的交点为,点在抛物线上,且 则的面积为( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知圆的圆心与抛物线的焦点重合,两曲线在第一象限的交点为,则原点到直线的距离为 .
考点05 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(25-26学年高三上·天津咸水沽第一中学·期中)已知是椭圆上的一点,且的离心率为,斜率存在且不过点的直线与相交于,两点,直线与直线的斜率之积为
(1)求椭圆的方程.
(2)证明:的斜率为定值.
2.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为和,上顶点为,直线的斜率为.
(1)求椭圆离心率;
(2)已知直线与椭圆相切于点,过作垂直于直线,交直线于点,若,求线段的长.
3.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知椭圆E:过点,且焦距为.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过点作两条互相垂直的弦AB,CD,设弦AB,CD的中点分别为M,N.
①证明:直线MN必过定点;
②若弦AB,CD的斜率均存在,求面积的最大值.
4.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知椭圆上任意一点到它的两个焦点的距离之和为4,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)A,B是椭圆上关于x轴对称的两点,设,连接DB交椭圆于另一点E,证明直线AE 恒过x轴上的定点P.
5.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知椭圆过点,且.
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)过点的直线l交椭圆C于点,直线分别交直线于点.求的值.
6.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知椭圆过点,长轴长为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于不同的两点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)若线段中点的横坐标是,求直线的斜率;
(3)在轴上是否存在点,使是与无关的常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
7.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)已知是椭圆的右焦点,过作直线交椭圆于两点,其中在轴上方.当轴时,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设,
(i)求证:;
(ii)设点在椭圆上,点是的外接圆与椭圆的另一个交点(异于),若平分,且,求的值.
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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.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知直线与圆 相切,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】
利用直线和圆相切,由圆心到直线距离等于半径列方程可得结果.
【详解】
将圆化为标准方程,
可得圆心,半径,
依题意可知圆心到直线的距离为,
又,解得.
故选:D
2.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)过点的直线与圆:交于,两点,当弦取最大值时,直线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】
要使过点的直线被圆所截得的弦取最大值时,则直线过圆心,然后根据直线的两点式方程写出答案即可
【详解】
圆:化为
所以圆心坐标
要使过点的直线被圆所截得的弦取最大值时,则直线过圆心
由直线方程的两点式得: ,即
故选:A
3.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知圆心为,直线与圆相切于点,则圆的半径长为 .
【答案】
【分析】
由题可得直线斜率为2,则,建立方程可求得,进而求解即可.
【详解】
由题意,直线的斜率为2,
则,解得,即,
则圆的半径长为.
故答案为:.
4.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知圆的圆心为,且有一条直径的两个端点分别在两坐标轴上,若直线与交于两点,,则实数 .
【答案】或
【分析】
根据直线与圆相交,圆心到直线的距离与半径的关系,即可求解.
【详解】
圆的一条直径的两个端点分别在两坐标轴上,该圆一定过原点,半径为,
又圆心为,故圆的方程为
圆心到直线的距离为即,解得或.
故答案为:-1或-11
5.(25-26学年高三上·天津咸水沽第一中学·期中),与x轴交于点A,与y轴交于点B,与交于C、D两点,,则 .
【答案】2
【分析】
先根据两点间距离公式得出,再计算出圆心到直线的距离,根据弦长公式列等式求解即可.
【详解】
因为直线与轴交于,与轴交于,所以,所以,
圆的半径为,圆心到直线的距离为,
故,解得;
故答案为:2.
6.(25-26学年·天津河北区·期中)设直线与圆相交于A,B两点,若,则圆C的面积为
【答案】
【详解】
由,得,
所以圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,
因为,所以,解得,
所以圆C的面积.
7.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知直线与圆C:相交于A,B两点,且,则实数 .
【答案】
【分析】
利用弦长公式和点到直线距离公式列方程求解即可.
【详解】
根据题意,圆,
即,其圆心为,半径,
若,则圆心到直线即的距离,
又由圆心到直线的距离,
则有,解可得:.
故答案为:.
8.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知直线过抛物线的焦点且与直线垂直,则圆与直线相交所得的弦长为 .
【答案】
【分析】
根据抛物线方程先确定其焦点坐标,由两直线的位置关系得出方程,再由直线与圆的位置关系、弦长公式计算即可.
【详解】
由抛物线知其焦点,
又与直线垂直,则的斜率为,
所以的方程为,即,
整理圆的方程为,
即圆心为,半径为,
根据点到直线的距离公式得圆心到的距离,
所以该圆与相交所得的弦长为.
故答案为:.
9.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知直线和圆相交于,两点.若,则的值为 .
【答案】
【分析】
根据圆的方程得到圆心坐标和半径,由点到直线的距离公式可求出圆心到直线的距离,进而利用弦长公式,即可求得.
【详解】
因为圆心到直线的距离,
由可得,解得.
故答案为:.
10.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知圆的圆心为,且与直线相切,则圆被直线截得的弦长为 .
【答案】4
【分析】
根据直线和圆的位置关系先求出圆的半径及圆心到直线的距离,再结合求解弦长.
【详解】
因为圆与直线相切,
所以圆的半径为,
而圆心到直线的距离为,
所以圆被直线截得的弦长为.
故答案为:4.
11.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)设m为实数,直线和圆相交于P,Q两点,若,则实数m的值为 .
【答案】或
【分析】
由点到直线的距离公式可得圆心到直线的距离,然后结合弦长,由勾股定理列出方程代入计算,即可得到结果.
【详解】
圆,圆心,半径,
圆心到直线的距离为,
由垂径定理知,,
则,即,解得,
所以,即,
于是有,解得或.
所以m的值为或.
故答案为:或
考点02 椭圆及其性质
1.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知分别为椭圆的左、右焦点,点在椭圆的外部为轴上一点,线段与椭圆交于点内切圆的直径为,则椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】
利用切线长定理可得出,再由椭圆定义可求出,结合勾股定理可得出关于的齐次等式,即可求出该椭圆的离心率的值.
【详解】
设的内切圆分别切该三角形三边于点,如图所示.
由切线长定理可得,
则
.
因为,所以,
由圆的几何性质可得,故四边形为正方形,
且其边长为.
由对称性可知,由椭圆定义可得,①
又因为,所以,②
联立① ② 可得.
由勾股定理可得,即,
整理可得,即,
即,整理可得,
因此,.
故选:B.
2.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知椭圆的右顶点,且点在椭圆上,,分别是椭圆的左右焦点,过点作斜率为的直线交椭圆于另一点,直线交椭圆于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,求的值.
【答案】(1); (2).
【分析】
(1)由题可得 ,即得;
(2)设,利用韦达定理法可得,进而可得直线,的方程,可得点代入椭圆方程,即得.
(1) 小问详解:
由题可得 ,解得,
所以椭圆的标准方程为;
(2) 小问详解:
由题可设,
由 ,可得,
∴,即,
所以,即,
当轴时,则,,,
此时,,不合题意,
当与不垂直时,,
∴,
由上可得,所以,
解得,又,
所以,
综上,的值为.
3.(25-26学年·天津河北区·期中)已知椭圆:,以椭圆的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点作斜率为的直线与椭圆交于不同的两点,,过点的直线与椭圆的另一个交点为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若直线的斜率为0,求的值和的取值范围.
【答案】(1),离心率为. (2),.
【分析】
(1)根据已知条件可得:,进而求得,由此即可求解方程及离心率;
(2)设直线的方程为,,,联立椭圆方程,由韦达定理可得:,,表示出直线的方程为,令即可求解的值,最后根据求解的取值范围.
(1) 小问详解:
由题意,从而,
所以椭圆方程为,离心率为.
(2) 小问详解:
直线斜率不为0,否则直线与椭圆无交点,矛盾,
设直线的方程为,,,
联立 化简并整理得,
由题意得,即,应满足,
所以,,
若直线斜率为0,由椭圆的对称性可设,
所以直线的方程为,令,
得
,所以,
此时应满足 即应满足,或,
综上所述,满足题意,此时.
4.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知椭圆 过点 ,其右焦点为 .
(1)求椭圆 的方程和离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,关于轴对称的点为,判断三点是否共线,并加以证明.
【答案】(1), (2)
三点共线,证明如下:
由题意可知直线的斜率存在,
设直线的方程为 ,
由 得,
设,,则,,,
∵,,
∴
,
∴,∴三点共线.
【分析】
(1)根据条件可得,,计算的值,即可得到椭圆方程和离心率.
(2)设直线方程,与椭圆方程联立,表示,,利用即可证明结论.
(1) 小问详解:
由题意得,,,所以,
所以椭圆的方程为,离心率 .
(2) 小问详解:
略
考点03 双曲线及其性质
1.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)已知双曲线的两个焦点分别为,,过右焦点作直线l,交右支于A,B两点,以AB为直径的圆过,若,则双曲线C的离心率的平方为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】
结合题意与双曲线定义得到,,再结合余弦定理建立齐次方程求解离心率即可.
【详解】
因为,所以,即,
令,得到,,
由双曲线定义得,,
因为以AB为直径的圆过,所以,
故,得到,
整理得,解得,
则,,
在中,由余弦定理得,
得,
整理得,则,故A正确.
故选:A
2.(25-26学年高三上·天津咸水沽第一中学·期中)设双曲线的左焦点为,为坐标原点,为双曲线右支上的一点,,在上的投影向量的模为,则双曲线的离心率为( )
A. 3
B.
C. 5
D.
【答案】D
【分析】
取M为的中点,为右焦点,根据条件得,由在上的投影向量的模为,得,利用双曲线的定义可得结果.
【详解】
取M为的中点,为右焦点,因为,
所以,所以,所以,
因为在上的投影向量的模为,所以,
所以,所以,所以,
因为,所以,所以.
故选:D.
.
3.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知抛物线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,抛物线的准线与坐标轴交于点,若为直角三角形,则双曲线的离心率为( )
A.
B. 2
C.
D.
【答案】C
【分析】
写出双曲线的渐近线方程,联立抛物线方程求得,两点的坐标,根据抛物线及双曲线渐近线的对称性及为直角三角形,求得的关系,从而得到双曲线的离心率.
【详解】
由题可知,双曲线的两条渐近线为,
记抛物线与的交点为,与的交点为.
由 得,;由 得,.
由抛物线及双曲线渐近线的对称性知,,且垂直于轴,记垂足为N.
因为为直角三角形,所以.
所以,化简得,即,所以.
所以双曲线的离心率.
故选:C.
4.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)双曲线的左右焦点分别为,过且斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若,则双曲线的离心率是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】
过点作,垂足为,则,设,则,由直线的斜率为,得出,在中由余弦定理即可求解.
【详解】
过点作,垂足为,则,如图所示,
设,则,
所以,
所以,则,
因为直线的斜率为,所以,则,
在中,,
在中,,
由余弦定理得,,
整理得,,
故选:D.
5.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知,分别是双曲线的左、右焦点,也是抛物线的焦点,点P是双曲线E与抛物线C的一个公共点,若,则双曲线E的离心率为( )
A.
B. 2
C.
D.
【答案】A
【分析】
作于,由抛物线的定义和双曲线的定义,结合已知把,,用表示,然后由勾股定理列式,得的齐次式,从而可求得.
【详解】
由题意,即,设,则,
又,,所以,
,,
作于,如图,则,,,
由得,
化简得,所以,解得(舍去),
故选:A.
6.(25-26学年高三上·天津汇文中学·期中)已知双曲线的右焦点为,抛物线与双曲线的一条渐近线交于点.为坐标原点,若为正三角形,则双曲线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】
根据为正三角形表示点坐标,然后分别带入抛物线和渐近线方程中,解方程即可得到双曲线方程.
【详解】
设,,为第一象限的点,
由题意得双曲线渐近线方程为,
因为为正三角形,所以,则 ,解得 ,
所以双曲线方程为.
故选:B.
7.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)若双曲线的离心率为2.抛物线的焦点为,抛物线的准线交双曲线于两点.若为等边三角形,则双曲线的焦距为( )
A. 2
B. 4
C.
D.
【答案】D
【分析】
由题可得代入双曲线,即可得解.
【详解】
抛物线的准线交双曲线于两点.设,
,到准线距离为,
为等边三角形,
代入双曲线,可得,
解得,
故选:D.
8.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知为坐标原点,双曲线的右焦点为,左顶点为,过作的一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A.
B.
C. 2
D.
【答案】C
【分析】
由点到线的距离公式可得,由勾股定理可得,从而得,在中,由余弦定理可得 ,则有,即可得,最后根据离心率公式计算即可.
【详解】
由题意得,,双曲线的渐近线方程为,
如图,不妨设点在直线上,
即点在直线上,
则,
在直角中,,
所以,
故,
在中,,
所以,
所以,
故双曲线的离心率.
故选:C.
9.(25-26学年·天津河北区·期中)已知双曲线的左右焦点分别为,是双曲线的左顶点,点在过且斜率为的直线上,为等腰三角形,,则的离心率为( )
A.
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】B
【分析】
结合双曲线的图形,过作轴,根据题设条件分别表示出,,然后利用斜率公式得到关于的等式,进而即可求解.
【详解】
如图,过作轴,交轴于点,
因为,所以,所以;
因为为等腰三角形,所以,所以;
因为是双曲线的左顶点,所以,所以,
因为点在过且斜率为的直线上,所以直线的斜率为,即;
在中,;
所以,即,即,所以的离心率为.
故选:B.
10.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)双曲线的左、右焦点分别为,以右焦点为焦点的抛物线与双曲线交于第一象限的点,若,则双曲线的离心率 .
【答案】2
【分析】
利用抛物线与双曲线的定义与性质得出 ,根据勾股定理从而确定的坐标,利用点在双曲线上构造齐次方程计算即可.
【详解】
根据题意可设,双曲线的半焦距为,,则,
过作轴的垂线,过作的垂线,垂足为,显然直线为抛物线的准线,
则,
由双曲线的定义及已知条件可知 ,则 ,
由勾股定理可知,
易知,即,
整理得,
∴,即离心率为.
故答案为:2
考点04 抛物线及其性质
1.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知抛物线 的焦点与双曲线 的右焦点重合,抛物线的准线与轴的交点为,点在抛物线上,且 则的面积为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】
先根据双曲线的性质求出抛物线的参数,进而得到抛物线方程,再利用抛物线的定义和已知条件求出点的坐标,最后计算的面积.
【详解】
双曲线的右焦点为,即为抛物线 的焦点,
所以,解得,抛物线方程为,其准线方程为,
因此准线与轴的交点的坐标为;焦点的坐标为,
设点,因为在抛物线上,所以,
则 ,又,且,
代入得:,化简得,
结合,代入展开并整理:,
将代入,得,因此点坐标为或,
则,点到轴(所在直线)的距离为,
则.
故选:A.
2.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知圆的圆心与抛物线的焦点重合,两曲线在第一象限的交点为,则原点到直线的距离为 .
【答案】
【分析】
根据题意,首先解出抛物线的方程,联立方程组,解出交点的坐标,再求出直线的方程,最后由点到直线的距离公式,即可得到答案.
【详解】
圆心与的焦点重合,
由 可得
由点斜式方程可得:
即:,原点到的距离.
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·天津咸水沽第一中学·期中)已知是椭圆上的一点,且的离心率为,斜率存在且不过点的直线与相交于,两点,直线与直线的斜率之积为
(1)求椭圆的方程.
(2)证明:的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)
设的方程为,,,,.
联立方程 ,
整理得,
,
即,
则,,
,
整理得,
则或,
若,则,则过点,不符合题意,
故,即的斜率为定值.
【分析】
(1)将点的坐标代入椭圆方程,并与离心率联立求出;
(2)设直线的方程,与椭圆方程联立,运用韦达定理,再根据条件即可证明.
(1) 小问详解:
由题可知 ,解得,,
故的方程为;
(2) 小问详解:
略
2.(5-26学年高三上·天津第二十中学·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为和,上顶点为,直线的斜率为.
(1)求椭圆离心率;
(2)已知直线与椭圆相切于点,过作垂直于直线,交直线于点,若,求线段的长.
【答案】(1) (2)
【分析】
(1)由条件易得,进而可求解;
(2)通过和,结合直线方程、椭圆方程求得坐标,通过向量数量积的坐标表示,列出等式求解.
(1) 小问详解:
,
由条件可知,又,
可得:,
所以.
(2) 小问详解:
由(1)可知:,
椭圆方程为,设,
当时,直线,,
设夹角为,则,
由,
所以,所以,
所以,
当时,设
联立椭圆方程: ,化简整理得:
,
由,整理得到:,
,,
故,
又,
所以,
由垂直关系易知直线的方程为,
联立 ,得 ,
所以,
所以
由
,解得:,
所以,
所以,
综上
3.(25-26学年高三上·天津第五十五中学·期中)已知椭圆E:过点,且焦距为.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过点作两条互相垂直的弦AB,CD,设弦AB,CD的中点分别为M,N.
①证明:直线MN必过定点;
②若弦AB,CD的斜率均存在,求面积的最大值.
【答案】(1) (2)① 设:,,,则:,
联立 ,故,,,
故,由代替m,得,
当,即时,:,过点.
当,即时,,:,
令,,直线MN恒过点.
当,经验证直线MN过点.
综上,直线MN恒过点.
②
【分析】
(1)根据题意有,,即可求解;
(2)① 设直线:的方程,联立与椭圆方程消元后,利用韦达定理可求得点的坐标,继而可得点坐标,考虑直线斜率情况,得到其方程,即可求解;② 根据,表示出的面积后,换元法转化函数,利用单调性即可求得最大值.
(1) 小问详解:
依题意有,,解得,
所以椭圆的方程为.
(2) 小问详解:
① 略
②,
令,,
∵在上单调递减,
∴,当且仅当,时取等号.
故面积的最大值为.
4.(25-26学年高三上·天津红桥·期中)已知椭圆上任意一点到它的两个焦点的距离之和为4,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)A,B是椭圆上关于x轴对称的两点,设,连接DB交椭圆于另一点E,证明直线AE 恒过x轴上的定点P.
【答案】(1) (2)
由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为,
由 ,得,①
设点,则,直线的方程为,
令得,
将代入整理得,②
由① 得,
代入② 整理得,
所以直线与轴相交于定点.
【分析】
(1)由已知可求得,进而可求得椭圆的标准方程;
(2)设直线的方程为,联立直线与椭圆方程,设点,求得直线的方程,令,结合根与系数的关系计算可求得定点.
(1) 小问详解:
因为椭圆上任意一点到它的两个焦点的距离之和为4,
所以,解得,
又因为椭圆的离心率为,所以,解得,
故,则椭圆的标准方程为;
(2) 小问详解:
略
5.(25-26学年高三上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)已知椭圆过点,且.
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)过点的直线l交椭圆C于点,直线分别交直线于点.求的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)1.
【分析】
(Ⅰ)由题意得到关于a,b的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程;
(Ⅱ)首先联立直线与椭圆的方程,然后由直线MA,NA的方程确定点P,Q的纵坐标,将线段长度的比值转化为纵坐标比值的问题,进一步结合韦达定理可证得,从而可得两线段长度的比值.
【详解】
(Ⅰ)设椭圆方程为:,由题意可得:
,解得: ,
故椭圆方程为:.
(Ⅱ)[方法一]:
设,,直线的方程为:,
与椭圆方程联立可得:,
即:,
则:.
直线MA的方程为:,
令可得:,
同理可得:.
很明显,且,注意到,
,
而
,
故.
从而.
[方法二]【最优解】:几何含义法
① 当直线l与x轴重合,不妨设,由平面几何知识得,所以.
② 当直线l不与x轴重合时,设直线,由题意,直线l不过和点,所以.设,联立 得.由题意知,所以.且.
由题意知直线的斜率存在..
当时,
.
同理,.所以.
因为,所以.
【详解】【整体点评】
方法一直接设直线的方程为:,联立方程消去y,利用韦达定理化简求解;方法二先对斜率为零的情况进行特例研究,在斜率不为零的情况下设直线方程为,联立方程消去x,直接利用韦达定理求得P,Q的纵坐标,运算更为简洁,应为最优解法.
6.(25-26学年高三上·天津第五十四中学·期中)已知椭圆过点,长轴长为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于不同的两点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)若线段中点的横坐标是,求直线的斜率;
(3)在轴上是否存在点,使是与无关的常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2) (3)存在,且点
【分析】
(1)由已知条件可得出关于、的方程组,解出、的值,即可得出椭圆的方程;
(2)设点、,则,利用点差法可得出,结合点在直线上,可得出,代入可得出的值;
(3)假设在轴上存在点满足题设条件,设点、,将直线的方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,利用平面向量数量积的坐标运算结合为定值,可得出 ,求出的值,即可得出结果.
(1) 小问详解:
由题意可得 ,可得 ,因此椭圆方程为,即.
(2) 小问详解:
设点、,则,
因为 ,这两个等式作差可得,
即,
由题意可知,直线的方程为,
线段的中点在直线上,所以,,可得,
所以,故,故直线的斜率为.
(3) 小问详解:
在轴上存在点,使是与无关的常数.
证明:假设在轴上存在点,使是与无关的常数,
因为直线过点且斜率为,所以,直线的方程为,
由 得.
设、,则,,
因为,,
所以
设常数为,则,
整理得对任意的恒成立,
,解得,
即在轴上存在点,使是与无关的常数.
7.(25-26学年高三上·天津第一0二中学·期中)已知是椭圆的右焦点,过作直线交椭圆于两点,其中在轴上方.当轴时,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设,
(i)求证:;
(ii)设点在椭圆上,点是的外接圆与椭圆的另一个交点(异于),若平分,且,求的值.
【答案】(1) (2)(i)证明:记,由题意知.
设直线的方程为,代入椭圆得:.
则有,①
设与的斜率分别为,则
所以.
(ii).
【分析】
(1)根据即可求解椭圆标准方程;
(2)(i)设与的斜率分别为,将问题转化为证明即可;
(ii)设满足,化简可得:,因为直线和直线的交点为,则点都在以为直径的圆上,因为都在以为直径的圆上,故,所以是的角平分线,则,利用三角形面积公式化简即可求解.
(1) 小问详解:
由题知,,又,解得.
故椭圆的方程为.
(2) 小问详解:
(i)略
(ii)设满足,则
②
将代入② ,并化简得
,③
将(2)中① 代入③ 得:,
即.
又因为直线和直线的交点为.
故满足的点都在以为直径的圆上.
因为都在以为直径的圆上,
故,所以是的角平分线.
则,
所以,
即.
所以,解得,
所以.
试卷第1页,共3页
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