_2014——2017竞赛中的解析几何问题_解析几何试题集萃

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解析几何竞赛题选

解析几何竞赛题选

25.[决赛试题](13 分)已知两直线的方程: L : x = y = z , L ' : x = y = z − b 。(1)问: 1a 1
参数 a, b 满足什么条件时, L 与 L ' 是异面直线?(2)当 L 与 L ' 不重合时,求 L ' 绕 L 旋转 所生成的旋转面 π 的方程,并指出曲面 π 的类型。
=
(1 a
, 0, −
1)× c
(0,1, 0)
=
(1 c
, 0,
1 ). a
若π
平行于l2 ,则λ
=

1 a
.在直线l2上取点M
(a,
0, 0),则M 到平面π的距离
即为l1与l2的距离2d,即
(2d )2 =
22
,⇒ 1 = 1 + 1 + 1 .
1 a2
+
1 b2
+
1 c2
d 2 a2 b2 c2
t 可以是任意的,所以,这时, π 的方程为:
⎧ x+y+z=b

⎨ ⎪⎩
x
2
+
y2
+
z2

5 6
b2

π 的类型: a = 1 且 b ≠ 0 时, L 与 L ' 平行,π 是一柱面; a ≠ 1且 b = 0 时, L 与 L ' 相交, π 是一锥面( a = −2 时 π 是平面);当 a ≠ 1且 b ≠ 0 时,π 是单叶双曲面( a = −2 时,π 是
+ +
(z (z
+ 1) 2 −1)2

近五年全国卷解析几何(小题)分析及解题规律总结

近五年全国卷解析几何(小题)分析及解题规律总结

FM 的延长线交 y 轴于点 N 。若 M 为 FN 的中点,则 FN

【解析】 y2 8x 则 p 4 ,焦点为 F 2,0 ,准线 l : x 2,
如图, M 为 F 、 N 中点, 故易知线段 BM 为梯形 AFMC 中位线,
ly
∵ CN 2 , AF 4 ,
∴MB=3 又由定义,MB=MF
直线 l1 , l2 ,直线 l1 与 C 交于 A 、 B 两点,直线 l2 与 C 交于 D ,E 两点,
AB DE 的最小值为()A.1616
B.14C.12 D.10
设 AB 倾斜角为 .作 AK1 垂直准线, AK2 垂直 x 轴


AF AK1
cos AF
GF AK1 (几何关系) (抛物线特性)
1 2 5 sin 1 5 cos
5
5
2 ( 2 5 )2 ( 5 )2 sin( )
5
5
2 sin( ) ≤ 3
解决椭圆的离心率的求值及范围问题其关键就是确立一
个关于 a,b, c 的方程或不等式,再根据 a,b, c 的关系消掉 b 得到 a, c 的关系式,建立关于 a,b, c 的方程或不等式,要充分利用椭
22 2
结合 b =c -a 转化为 a,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别
2
除以 a 或 a 转化为关于 e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得
e(e 的取值范围)。3 结合定义和正余弦定理。
考点三:椭圆的定义和简单性质
【2017
课标
3,理
10】已知椭圆
C
x2 a2

y2 b2

解析几何定点问题通关50题(含答案)

解析几何定点问题通关50题(含答案)

解析几何定点问题通关50题(含答案)解析几何定点问题通关50题(含答案)1. 直线,当变动时,所有直线都经过定点A. B. C. D.2. 直线,当变动时,所有直线都通过定点A. B. C. D.3. 直线经过一定点,则该定点的坐标是A. B. C. D.4. 已知过定点的直线与曲线相交于,两点,为坐标原点,当的面积最大时,直线的倾斜角为A. B. C. D.5. 下列四个命题:①经过定点的直线都可以用方程表示;②经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示;③不经过原点的直线都可以用方程表示;④经过定点的直线都可以用方程表示.其中真命题的个数是A. B. C. D.6. 已知圆,点为直线上一动点,过点向圆引两条切线,,,为切点,则直线经过定点A. B. C. D.7. 若直线与直线关于点对称,则直线恒过定点A. B. C. D.8. 已知直线,则当变化时,所有直线都通过定点A. B. C. D.9. 直线恒过一定点,则此定点为.10. 若直线:与直线关于点对称,则直线恒过定点.11. 直线,恒过定点.12. 若不论取何值,直线:恒过定点,则这个定点的坐标为.13. 已知直线,则直线恒过定点.14. 动直线经过的定点坐标为,若直线和圆恒有公共点,则半径的最小值是.15. 直线经过的定点坐标为,经过此定点且与垂直的直线方程是.16. 已知直线上有一点,则它与两定点,的距离之差的最大值为.17. 若直线与直线关于点对称,则直线恒过定点.18. 如果直线和函数的图象恒过同一个定点,且该定点始终落在圆的内部或圆上,那么的取值范围是.19. 左、右焦点分别为,的椭圆经过点,为椭圆上一点,的重心为,内心为,.(1)求椭圆的方程;(2)为直线上一点,过点作椭圆的两条切线,,,为切点,问直线是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.20. 已知椭圆:经过点,且离心率等于.(1)求椭圆的方程;(2)过点作直线,交椭圆于,两点,且满足,试判断直线是否过定点,若过定点求出点坐标,若不过定点请说明理由.21. 已知椭圆的两个焦点为,.其短轴长是,原点到过点和两点的直线的距离为.(1)求椭圆的方程;(2)若点是定直线上的两个动点,且,证明以为直径的圆过定点,并求定点的坐标.22. 已知椭圆的离心率,直线与圆相切.(1)求椭圆的方程;(2)已知定点,若直线与椭圆相交于,两点,试判断是否存在实数,使得以为直径的圆过定点?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.23. 在平面直角坐标系中,已知椭圆:的离心率为.且过点.(1)求椭圆的方徎;(2)动点在直线:上,过作直线交椭圆于,两点,使得,再过作直线,直线是否恒过定点,若是,请求出该定点的坐标;若否,请说明理由.24. 椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆短轴上的一个顶点,的延长线与椭圆相交于.的周长为,.(1)求椭圆的方程;(2)过椭圆的左顶点作椭圆的两条互相垂直的弦,,试问直线是否恒过定点?若是,求出此定点的坐标;若不是,请说明理由.25. 已知过点的直线与直线:垂直.(1)若,且点在函数的图象上,求直线的一般式方程;(2)若点在直线上,判断直线是否经过定点?若是,求出该定点的坐标;否则,请说明理由.26. 已知直线恒过定点,圆经过点和点,且圆心在直线上.(1)求定点的坐标;(2)求圆的方程;(3)已知点为圆直径的一个端点,若另一个端点为点,问:在轴上是否存在一点,使得为直角三角形,若存在,求出的值,若不存在,请说明理由.27. 已知抛物线,直线.(1)若曲线上存在一点,它到的距离与到坐标原点的距离相等,求的坐标;(2)过直线上任一点作抛物线的两条切线,切点记为,,求证:直线过定点.28. 已知圆,直线.(1)求证:直线恒过定点;(2)(判断直线被圆截得的弦长何时最长,何时最短?并求截得的弦长最短时,求的值以及最短长度.29. 已知抛物线的焦点为,为上异于原点的任意一点,过点的直线交于另一点,交轴的正半轴于点,且有.当点的横坐标为时,为正三角形.(1)求的方程;(2)若直线,且和有且只有一个公共点,试问直线是否过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.。

2014全国数学竞赛预赛试题分类:解析几何

2014全国数学竞赛预赛试题分类:解析几何

2014数学预赛试题分类:解析几何天津1.在平面直角坐标系中,方程22sin()10x x xy ++=所表示的图形是( )( A).直线 (B ).抛物线 (C )一个点 (D ).以上都不对天津5.直线l 在平面π上.直线m 平行于平面π,并与直线l 异面.动点P 在平面π上,且到l 和π的距离相等.则P 点的轨迹是( ) ( A ).直线 (B ).椭圆 (C ).抛物线 (D ).双曲线天津13.设A,B 是椭圆2212x y +=上两个动点,O 是坐标原点,且0OA OB ⋅=.又设P 点在AB 上,且OP AB ⊥.求||OP 的值.河北12、过点P (1,2)作倾斜角互补的相异直线PA 、PB 分别于抛物线x y 42=交于A 、B 两点。

(1)求线段AB 的中点M 的轨迹;(2)若P 在AB 的上方,求△PAB 面积的最大值。

山西3、若△OAB 的垂心恰是抛物线y 2=4x 的焦点,其中O 是原点,A ,B 在抛物线上,则△OAB 的面积S= 。

山西11、如图,A 、B 是椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的长轴端点,P 是椭圆上异于A 、B 的点,自A 、B分别作1l ⊥PA ,2l ⊥PB ,1l 、2l 相交于点M. 当动点P 在椭圆上移动时,求点M 的轨迹方程。

辽宁4.ABC △的三个内角为A ,B ,C ,若sin 3cos 7πtan 12cos 3sin A A A A+=+,则sin 22cos B C +的最大值为( ) A .12 B .1 C .32D .2 辽宁10.如图所示,在ABC △中,25cos 5C =,0AH BC ⋅=,()0AB CA CB ⋅+=,则过点C ,以A ,H 为两焦点的双曲线的离心率为 .辽宁12.抛物线21y ax bx =++的参数a ,b 满足2384a ab b +=,则当a ,b 变动时,抛物线的顶点(,)s t 的轨迹方程为 .辽宁16.(本小题满分25分)已知抛物线2:2(0)C y px p =>,直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,连结A 及抛物线顶点O 的直线交准线于'B ,连结B 及O 的直线交准线于'A ,并且'AA 与'BB 都平行于x 轴. (1)证明:直线l 过定点;(2)求四边形''ABB A 的面积的最小值.吉林13、山东13、设点O 为椭圆的中心,点A 为椭圆上异于顶点的任意一点,过点A 作长轴的垂线,垂足为M ,连结AO 并延长交椭圆于另一点B ,连结BM 并延长交椭圆于点C ,问是否存在椭圆,使得BA ⊥CA?福建1.已知直线1l :260ax y ++=,2l :2(1)10x a y a +-+-=,若12l l ⊥,则a = 。

2014全国高考数学解析几何大题汇编答案

2014全国高考数学解析几何大题汇编答案

2014全国高考数学解析几何大题汇编1.[2014·江西卷] 如图1-7所示,已知双曲线C :x 2a 2-y 2=1(a >0)的右焦点为F ,点A ,B 分别在C 的两条渐近线上,AF ⊥x 轴,AB ⊥OB ,BF ∥OA (O 为坐标原点).图1-7(1)求双曲线C 的方程;(2)过C 上一点P (x 0,y 0)(y 0≠0)的直线l :x 0x a 2-y 0y =1与直线AF 相交于点M ,与直线x =32相交于点N .证明:当点P在C 上移动时,|MF ||NF |恒为定值,并求此定值.1.解:(1)设F (c ,0),因为b =1,所以c =a 2+1.由题意,直线OB 的方程为y =-1a x ,直线BF 的方程为y =1a (x-c ),所以B ⎝⎛⎭⎫c 2,-c 2a .又直线OA 的方程为y =1a x ,则A ⎝⎛⎭⎫c ,c a ,所以k AB =c a -⎝⎛⎭⎫-c 2a c -c 2=3a.又因为AB ⊥OB ,所以3a ·⎝⎛⎭⎫-1a =-1,解得a 2=3,故双曲线C 的方程为x 23-y 2=1.(2)由(1)知a =3,则直线l 的方程为x 0x3-y 0y =1(y 0≠0),即y =x 0x -33y 0(y 0≠0).因为直线AF 的方程为x =2,所以直线l 与AF 的交点为M ⎝⎛⎭⎫2,2x 0-33y 0,直线l 与直线x =32的交点为N 32,32x 0-33y 0,则|MF |2|NF |2=(2x 0-3)2(3y 0)214+⎝⎛⎭⎫32x 0-32(3y 0)2=(2x 0-3)29y 204+94(x 0-2)2=43·(2x 0-3)23y 20+3(x 0-2)2.又P (x 0,y 0)是C 上一点,则x 203-y 20=1, 代入上式得|MF |2|NF |2=43·(2x 0-3)2x 20-3+3(x 0-2)2=43·(2x 0-3)24x 20-12x 0+9=43,所以|MF ||NF |=23=233,为定值. 2.[2014·四川卷] 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的焦距为4,其短轴的两个端点与长轴的一个端点构成正三角形.(1)求椭圆C 的标准方程.(2)设F 为椭圆C 的左焦点,T 为直线x =-3上任意一点,过F 作TF 的垂线交椭圆C 于点P ,Q . ①证明:OT 平分线段PQ (其中O 为坐标原点);②当|TF ||PQ |最小时,求点T 的坐标.2.解:(1)由已知可得⎩⎨⎧a 2+b 2=2b ,2c =2a 2-b 2=4,解得a 2=6,b 2=2,所以椭圆C 的标准方程是x 26+y 22=1. (2)①证明:由(1)可得,F 的坐标是(-2,0),设T 点的坐标为(-3,m ),则直线TF 的斜率k TF =m -0-3-(-2)=-m .当m ≠0时,直线PQ 的斜率k PQ =1m .直线PQ 的方程是x =my -2.当m =0时,直线PQ 的方程是x =-2,也符合x =my -2的形式.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将直线PQ 的方程与椭圆C 的方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧x =my -2,x 26+y 22=1.消去x ,得(m 2+3)y 2-4my -2=0,其判别式Δ=16m 2+8(m 2+3)>0.所以y 1+y 2=4mm 2+3,y 1y 2=-2m 2+3, x 1+x 2=m (y 1+y 2)-4=-12m 2+3.设M 为PQ 的中点,则M 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-6m 2+3,2m m 2+3.所以直线OM 的斜率k OM =-m 3,又直线OT 的斜率k OT =-m3,所以点M 在直线OT 上,因此OT 平分线段PQ .②由①可得,|TF |=m 2+1,|PQ |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(m 2+1)[(y 1+y 2)2-4y 1y 2]=(m 2+1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫4m m 2+32-4·-2m 2+3=24(m 2+1)m 2+3.所以|TF ||PQ |=124·(m 2+3)2m 2+1=124⎝⎛⎭⎫m 2+1+4m 2+1+4≥124(4+4)=33. 当且仅当m 2+1=4m 2+1,即m =±1时,等号成立,此时|TF ||PQ |取得最小值.故当|TF ||PQ |最小时,T 点的坐标是(-3,1)或(-3,-1).3.[2014·全国卷] 已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,直线y =4与y 轴的交点为P ,与C 的交点为Q ,且|QF |=54|PQ |.(1)求C 的方程;(2)过F 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,若AB 的垂直平分线l ′与C 相交于M ,N 两点,且A ,M ,B ,N 四点在同一圆上,求l 的方程.3.解:(1)设Q (x 0,4),代入y 2=2px ,得x 0=8p ,所以|PQ |=8p ,|QF |=p 2+x 0=p 2+8p .由题设得p 2+8p =54×8p,解得p =-2(舍去)或p =2,所以C 的方程为y 2=4x .(2)依题意知l 与坐标轴不垂直,故可设l 的方程为x =my +1(m ≠0).代入y 2=4x ,得y 2-4my -4=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4.故线段的AB 的中点为D (2m 2+1,2m ), |AB |=m 2+1|y 1-y 2|=4(m 2+1).又直线l ′的斜率为-m ,所以l ′的方程为x =-1my +2m 2+3.将上式代入y 2=4x ,并整理得y 2+4m y -4(2m 2+3)=0.设M (x 3,y 3),N (x 4,y 4),则y 3+y 4=-4m ,y 3y 4=-4(2m 2+3).故线段MN 的中点为E ⎝⎛⎭⎫2m2+2m 2+3,-2m ,|MN |=1+1m 2|y 3-y 4|=4(m 2+1)2m 2+1m 2.由于线段MN 垂直平分线段AB ,故A ,M ,B ,N 四点在同一圆上等价于|AE |=|BE |=12|MN |,从而14|AB |2+|DE |2=14|MN |2,即4(m 2+1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2m +2m 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2m 2+22=4(m 2+1)2(2m 2+1)m 4,化简得m 2-1=0,解得m =1或m =-1,故所求直线l 的方程为x -y -1=0或x +y -1=0.4.[2014·北京卷] 已知椭圆C :x 2+2y 2=4.(1)求椭圆C 的离心率;(2)设O 为原点,若点A 在椭圆C 上,点B 在直线y =2上,且OA ⊥OB ,试判断直线AB 与圆x 2+y 2=2的位置关系,并证明你的结论.4.解:(1)由题意,椭圆C 的标准方程为x 24+y 22=1.所以a 2=4,b 2=2,从而c 2=a 2-b 2=2.因此a =2,c = 2.故椭圆C 的离心率e =c a =22.(2)直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.证明如下:设点A ,B 的坐标分别为(x 0,y 0),(t ,2),其中x 0≠0.因为OA ⊥OB ,所以OA →·OB →=0,即tx 0+2y 0=0,解得t =-2y 0x 0.当x 0=t 时,y 0=-t 22,代入椭圆C 的方程,得t =±2,故直线AB 的方程为x =±2.圆心O 到直线AB 的距离d =2,此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.当x 0≠t 时,直线AB 的方程为y -2=y 0-2x 0-t (x -t ),即(y 0-2)x -(x 0-t )y +2x 0-ty 0=0.圆心O 到直线AB 的距离d =|2x 0-ty 0|(y 0-2)2+(x 0-t )2.又x 20+2y 2=4,t =-2y 0x 0,故 d =⎪⎪⎪⎪2x 0+2y 20x 0x 20+y 20+4y 20x 20+4=⎪⎪⎪⎪4+x 20x 0x 40+8x 20+162x 20= 2.此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.5.[2014·重庆卷] 如图1-4所示,设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,|F 1F 2||DF 1|=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求椭圆的标准方程; (2)设圆心在y 轴上的圆与椭圆在x 轴的上方有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点,求圆的半径.5.解:(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c 2=a 2-b 2.由|F 1F 1||DF 1|=22得|DF 1|=|F 1F 2|22=22c .从而S △DF 1F 2=12|DF 1||F 1F 2|=22c 2=22,故c =1.从而|DF 1|=22,由DF 1⊥F 1F 2得|DF 2|2=|DF 1|2+|F 1F 2|2=92,因此|DF 2|=322,所以2a =|DF 1|+|DF 2|=22,故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图所示,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.y 1=y 2,|P 1P 2|=2|x 1|.由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1→=(x 1+1,y 1),F 2P 2=(-x 1-1,y 1).再由F 1P 1⊥F 2P 2得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0,解得x 1=-43或x 1=0. 当x 1=0时,P 1,P 2重合,此时题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .由F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2,知CP 1⊥CP 2.又|CP 1|=|CP 2|,故圆C 的半径|CP 1|=22|P 1P 2|=2|x 1|=423.6.[2014·湖南卷] 如图1-7,O 为坐标原点,椭圆C 1:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为e 1;双曲线C 2:x 2a 2-y 2b 2=1的左、右焦点分别为F 3,F 4,离心率为e 2.已知e 1e 2=32,且|F 2F 4|=3-1.(1)求C 1,C 2的方程;(2)过F 1作C 1的不垂直于y 轴的弦AB ,M 为AB 的中点.当直线OM 与C 2交于P ,Q 两点时,求四边形APBQ 面积的最小值.6.解: (1)因为e 1e 2=32,所以a 2-b 2a ·a 2+b 2a =32,即a 4-b 4=34a 4,因此a 2=2b 2,从而F 2(b ,0),F 4(3b ,0),于是3b -b =|F 2F 4|=3-1,所以b =1,a 2=2.故C 1,C 2的方程分别为x 22+y 2=1,x 22-y 2=1.(2)因AB 不垂直于y 轴,且过点F 1(-1,0),故可设直线AB 的方程为x =my -1,由⎩⎪⎨⎪⎧x =my -1,x 22+y 2=1得(m 2+2)y 2-2my -1=0.易知此方程的判别式大于0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1,y 2是上述方程的两个实根,所以y 1+y 2=2mm 2+2,y 1y 2=-1m 2+2.因此x 1+x 2=m (y 1+y 2)-2=-4m 2+2,于是AB 的中点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2m 2+2,m m 2+2,故直线PQ 的斜率为-m 2,PQ 的方程为y =-m 2x ,即mx +2y =0.由⎩⎨⎧y =-m 2x ,x22-y 2=1得(2-m 2)x 2=4,所以2-m 2>0,且x 2=42-m 2,y 2=m 22-m 2,从而|PQ |=2x 2+y 2=2m 2+42-m 2.设点A 到直线PQ 的距离为d ,则点B 到直线PQ 的距离也为d ,所以2d =|mx 1+2y 1|+|mx 2+2y 2|m 2+4.因为点A ,B 在直线mx +2y =0的异侧,所以(mx 1+2y 1)(mx 2+2y 2)<0,于是|mx 1+2y 1|+|mx 2+2y 2|=|mx 1+2y 1-mx 2-2y 2|,从而2d =(m 2+2)|y 1-y 2|m 2+4.又因为|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=22·1+m 2m 2+2,所以2d =22·1+m 2m 2+4.故四边形APBQ 的面积S =12|PQ |·2d =22·1+m 22-m 2=22·-1+32-m 2.而0<2-m 2≤2,故当m =0时,S 取最小值2.综上所述,四边形APBQ 面积的最小值为2. 7.[2014·辽宁卷] 圆x 2+y 2=4的切线与x 轴正半轴,y 轴正半轴围成—个三角形,当该三角形面积最小时,切点为P (如图1-6所示).双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1过点P 且离心率为 3.(1)求C 1的方程;(2)椭圆C 2过点P 且与C 1有相同的焦点,直线l 过C 2的右焦点且与C 2交于A ,B 两点.若以线段AB 为直径的圆过点P ,求l 的方程.7.解:(1)设切点坐标为(x 0,y 0)(x 0>0,y 0>0),则切线斜率为-x 0y 0,切线方程为y -y 0=-x 0y 0(x -x 0),即x 0x +y 0y =4,此时两个坐标轴的正半轴与切线的交点分别为⎝⎛⎭⎫4x 0,0,⎝⎛⎭⎫0,4y 0.故其围成的三角形的面积S =12·4x 0·4y 0=8x 0y 0.由x 20+y 20=4≥2x 0y 0知,当且仅当x 0=y 0=2时x 0y 0有最大值2,此时S 有最小值4,因此点P 的坐标为(2,2).由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2a 2-2b 2=1,a 2+b 2=3a 2,解得a 2=1,b 2=2,故C 1的方程为x 2-y 22=1.(2)由(1)知C 2的焦点坐标为(-3,0),(3,0),由此可设C 2的方程为x 23+b 21+y 2b 21=1,其中b 1>0.由P (2,2)在C 2上,得23+b 21+2b 21=1,解得b 21=3,因此C 2的方程为x 26+y 23=1.显然,l 不是直线y =0. 设直线l 的方程为x =my +3,点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +3,x 26+y 23=1,得(m 2+2)y 2+2 3my -3=0.又y 1,y 2是方程的根,因此⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=-2 3mm 2+2, ①y 1y 2=-3m 2+2,②由x 1=my 1+3,x 2=my 2+3,得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=m (y 1+y 2)+2 3=4 3m 2+2, ③x 1x 2=m 2y 1y 2+3m (y 1+y 2)+3=6-6m2m 2+2. ④因为AP →=(2-x 1,2-y 1),BP →=(2-x 2,2-y 2),由题意知AP →·BP →=0,所以x 1x 2-2(x 1+x 2)+y 1y 2-2(y 1+y 2)+4=0,⑤将①②③④代入⑤式整理得2m 2-2 6m +4 6-11=0,解得m =3 62-1或m =-62+1.因此直线l 的方程为x -(3 62-1)y -3=0或x +(62-1)y -3=0.8.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 已知点A (0,-2),椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点.(1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点,当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.8.解:(1)设F (c ,0),由条件知,2c =233,得c = 3.又c a =32,所以a =2,b 2=a 2-c 2=1.故E 的方程为x 24+y 2=1.(2)当l ⊥x 轴时不合题意,故可设l :y =kx -2,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2).将y =kx -2代入x 24+y 2=1得(1+4k 2)x 2-16kx+12=0,当Δ=16(4k 2-3)>0,即k 2>34时,x 1,2=8k ±24k 2-34k 2+1,从而|PQ |=k 2+1|x 1-x 2|=4k 2+1·4k 2-34k 2+1.又点O 到直线l 的距离d =2k 2+1.所以△OPQ 的面积S △OPQ =12d ·|PQ |=44k 2-34k 2+1.设4k 2-3=t ,则t >0,S △OPQ =4tt 2+4=4t +4t .因为t +4t ≥4,当且仅当t =2,即k =±72时等号成立,满足Δ>0,所以,当△OPQ 的面积最大时,k =±72,l 的方程为y =72x -2或y =-72x -2. 9.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x轴垂直,直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率;(2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且|MN |=5|F 1N |,求a ,b .9.解:(1)根据c =a 2-b 2及题设知M ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,2b 2=3ac .将b 2=a 2-c 2代入2b 2=3ac ,解得c a =12,c a=-2(舍去).故C 的离心率为12.(2)由题意知,原点O 为F 1F 2的中点,MF 2∥y 轴,所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点,故b 2a=4,即b 2=4a .①由|MN |=5|F 1N |得|DF 1|=2|F 1N |.设N (x 1,y 1),由题意知y 1<0,则⎩⎪⎨⎪⎧2(-c -x 1)=c ,-2y 1=2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-32c ,y 1=-1.代入C 的方程,得9c 24a 2+1b 2=1.②将①及c =a 2-b 2代入②得9(a 2-4a )4a 2+14a =1,解得a =7,b 2=4a =28,故a =7,b =27.10.[2014·陕西卷] 如图1-5所示,曲线C 由上半椭圆C 1:y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0,y ≥0)和部分抛物线C 2:y =-x 2+1(y ≤0)连接而成,C 1与C 2的公共点为A ,B ,其中C 1的离心率为32. (1)求a ,b 的值;(2)过点B 的直线l 与C 1,C 2分别交于点P ,Q (均异于点A ,B ),若AP ⊥AQ ,求直线l 的方程.图1-510.解:(1)在C 1,C 2的方程中,令y =0,可得b =1,且A (-1,0),B (1,0)是上半椭圆C 1的左、右顶点. 设C 1的半焦距为c ,由c a =32及a 2-c 2=b 2=1得a =2,∴a =2,b =1.(2)方法一:由(1)知,上半椭圆C 1的方程为y 24+x 2=1(y ≥0).易知,直线l 与x 轴不重合也不垂直,设其方程为y =k (x -1)(k ≠0),代入C 1的方程,整理得(k 2+4)x 2-2k 2x +k 2-4=0.(*)设点P 的坐标为(x P ,y P ), ∵直线l 过点B ,∴x =1是方程(*)的一个根.由求根公式,得x P =k 2-4k 2+4,从而y P =-8kk 2+4,∴点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2-4k 2+4,-8k k 2+4.同理,由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1)(k ≠0),y =-x 2+1(y ≤0),得点Q 的坐标为(-k -1,-k 2-2k ). ∴AP →=2k k 2+4(k ,-4),AQ →=-k (1,k +2).∵AP ⊥AQ ,∴AP ·AQ =0,即-2k 2k 2+4[k -4(k +2)]=0,∵k ≠0,∴k -4(k +2)=0,解得k =-83.经检验,k =-83符合题意,故直线l 的方程为y =-83(x -1).方法二:若设直线l 的方程为x =my +1(m ≠0),比照方法一给分.11.[2014·天津卷] 设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,右顶点为A ,上顶点为B .已知|AB |=32|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率;(2)设P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点F 1,经过原点O 的直线l与该圆相切,求直线l 的斜率.11.解:(1)设椭圆右焦点F 2的坐标为(c ,0).由|AB |=32|F 1F 2|,可得a 2+b 2=3c 2.又b 2=a 2-c 2,则c 2a 2=12,所以椭圆的离心率e =22. (2)由(1)知a 2=2c 2,b 2=c 2.故椭圆方程为x 22c 2+y 2c2=1.设P (x 0,y 0).由F 1(-c ,0),B (0,c ),有F 1P →=(x 0+c ,y 0),F 1B →=(c ,c ).由已知,有F 1P →·F 1B →=0,即(x 0+c )c +y 0c =0.又c ≠0,故有x 0+y 0+c =0.①又因为点P 在椭圆上,所以x 202c 2+y 20c 2=1.②由①和②可得3x 20+4cx 0=0.而点P 不是椭圆的顶点,故x 0=-43c .代入①得y 0=c 3,即点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-4c 3,c 3.设圆的圆心为T (x 1,y 1),则x 1=-43c +02=-23c ,y 1=c3+c 2=23c ,进而圆的半径r =(x 1-0)2+(y 1-c )2=53c .设直线l 的斜率为k ,依题意,直线l 的方程为y =kx .由l 与圆相切,可得|kx 1-y 1|k 2+1=r ,即⎪⎪⎪⎪k ⎝⎛⎭⎫-2c 3-2c 3k 2+1=53c ,整理得k 2-8k +1=0,解得k =4±15,所以直线l 的斜率为4+15或4-15. 12.[2014·浙江卷] 如图1-6,设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),动直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,且点P 在第一象限.(1)已知直线l 的斜率为k ,用a ,b ,k 表示点P 的坐标;(2)若过原点O 的直线l 1与l 垂直,证明:点P 到直线l的距离的最大值为a -b .12.解:(1)设直线l 的方程为y =kx +m (k <0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2a 2+y 2b 2=1,消去y 得(b 2+a 2k 2)x 2+2a 2kmx +a 2m 2-a 2b 2=0.由于l 与C 只有一个公共点,故Δ=0,即b 2-m 2+a 2k 2=0,解得点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-a 2km b 2+a 2k 2,b 2m b 2+a 2k 2. 又点P 在第一象限,故点P 的坐标为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2k b 2+a 2k2,b 2m b 2+a 2k 2.(2)由于直线l 1过原点O 且与l 垂直,故直线l 1的方程为x +ky =0,所以点P 到直线l 1的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-a 2k b 2+a 2k2+b 2k b 2+a 2k 21+k 2,整理得d =a 2-b 2b 2+a 2+a 2k 2+b 2k2.因为a 2k 2+b 2k 2≥2ab ,所以a 2-b 2b 2+a 2+a 2k 2+b 2k2≤a 2-b 2b 2+a 2+2ab =a -b ,当且仅当k 2=b a 时等号成立. 所以,点P 到直线l 1的距离的最大值为a -b .13.[2014·福建卷] 已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别为l 1:y =2x ,l 2:y =-2x .(1)求双曲线E 的离心率.(2)如图1-6,O 为坐标原点,动直线l 分别交直线l 1,l 2于A ,B 两点(A ,B 分别在第一、四象限),且△OAB 的面积恒为8.试探究:是否存在总与直线l 有且只有一个公共点的双曲线E ?若存在,求出双曲线E 的方程;若不存在,说明理由.图1-613.解:方法一:(1)因为双曲线E 的渐近线分别为y =2x ,y =-2x ,所以ba =2,所以c 2-a 2a =2,故c =5a ,从而双曲线E 的离心率e =c a = 5.(2)由(1)知,双曲线E 的方程为x 2a 2-y 24a2=1.设直线l 与x 轴相交于点C .当l ⊥x 轴时,若直线l 与双曲线E 有且只有一个公共点,则|OC |=a ,|AB |=4a .又因为△OAB的面积为8,所以12|OC |·|AB |=8,因此12a ·4a =8,解得a =2,此时双曲线E 的方程为x 24-y 216=1.若存在满足条件的双曲线E ,则E 的方程只能为x 24-y 216=1.以下证明:当直线l 不与x 轴垂直时,双曲线E :x 24-y 216=1也满足条件.设直线l 的方程为y =kx +m ,依题意,得k >2或k <-2,则C ⎝⎛⎭⎫-mk ,0.记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,y =2x 得y 1=2m 2-k ,同理得y 2=2m 2+k .由S △OAB =12|OC |·|y 1-y 2|,得12⎪⎪⎪⎪-m k ·⎪⎪⎪⎪2m 2-k -2m 2+k =8,即m 2=4||4-k 2=4(k 2-4).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24-y 216=1得(4-k 2)x 2-2kmx -m 2-16=0. 因为4-k 2<0,所以Δ=4k 2m 2+4(4-k 2)(m 2+16)=-16(4k 2-m 2-16).又因为m 2=4(k 2-4),所以Δ=0,即l 与双曲线E 有且只有一个公共点.因此,存在总与l 有且只有一个公共点的双曲线E ,且E 的方程为x 24-y 216=1.方法二:(1)同方法一.(2)由(1)知,双曲线E 的方程为x 2a 2-y 24a2=1.设直线l 的方程为x =my +t ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).依题意得-12<m <12.由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +t ,y =2x得y 1=2t1-2m , 同理得y 2=-2t 1+2m .设直线l 与x 轴相交于点C ,则C (t ,0).由S △OAB =12|OC |·|y 1-y 2|=8,得12|t |·⎪⎪⎪⎪2t 1-2m +2t 1+2m =8.所以t 2=4|1-4m 2|=4(1-4m 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +t ,x 2a 2-y 24a 2=1得(4m 2-1)y 2+8mty +4(t 2-a 2)=0.因为4m 2-1<0,直线l 与双曲线E 有且只有一个公共点当且仅当Δ=64m 2t 2-16(4m 2-1)(t 2-a 2)=0,即4m 2a 2+t 2-a 2=0, 即4m 2a 2+4(1-4m 2)-a 2=0,即(1-4m 2)(a 2-4)=0,所以a 2=4, 因此,存在总与l 有且只有一个公共点的双曲线E ,且E 的方程为x 24-y 216=1.方法三:(1)同方法一.(2)当直线l 不与x 轴垂直时,设直线l 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).依题意得k >2或k <-2.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,4x 2-y 2=0得(4-k 2)x 2-2kmx -m 2=0,因为4-k 2<0,Δ>0,所以x 1x 2=-m 24-k 2,又因为△OAB 的面积为8,所以12 |OA |·|OB |· sin ∠AOB =8,又易知sin ∠AOB =45,所以25x 21+y 21·x 22+y 22=8,化简得x 1x 2=4. 所以-m 24-k2=4,即m 2=4(k 2-4).由(1)得双曲线E 的方程为x 2a 2-y 24a 2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2a 2-y 24a 2=1得(4-k 2)x 2-2kmx -m 2-4a 2=0.因为4-k 2<0,直线l 与双曲线E 有且只有一个公共点当且仅当Δ=4k 2m 2+4(4-k 2)(m 2+4a 2)=0, 即(k 2-4)(a 2-4)=0,所以a 2=4,所以双曲线E 的方程为x 24-y 216=1.当l ⊥x 轴时,由△OAB 的面积等于8可得l :x =2,又易知l :x =2与双曲线E :x 24-y 216=1有且只有一个公共点.综上所述,存在总与l 有且只有一个公共点的双曲线E ,且E 的方程为x 24-y 216=1.14.[2014·安徽卷] 如图1-4,已知两条抛物线E 1:y 2=2p 1x (p 1>0)和E 2:y 2=2p 2x (p 2>0),过原点O 的两条直线l 1和l 2,l 1与E 1,E 2分别交于A 1,A 2两点,l 2与E 1,E 2分别交于B 1,B 2两点.图1-4(1)证明:A 1B 1∥A 2B 2;(2)过O 作直线l (异于l 1,l 2)与E 1,E 2分别交于C 1,C 2两点,记△A 1B 1C 1与△A 2B 2C 2的面积分别为S 1与S 2,求S 1S 2的值.14.解:(1)证明:设直线l 1,l 2的方程分别为y =k 1x ,y =k 2x (k 1,k 2≠0),则由⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1x ,y 2=2p 1x , 得A 1⎝⎛⎭⎫2p 1k 21,2p 1k 1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1x ,y 2=2p 2x ,得A 2⎝⎛⎭⎫2p 2k 21,2p 2k 1.同理可得B 1⎝⎛⎭⎫2p 1k 22,2p 1k 2,B 2⎝⎛⎭⎫2p 2k 22,2p 2k 2.所以A 1B 1→=⎝⎛⎭⎫2p 1k 22-2p 1k 21,2p 1k 2-2p 1k 1=2p 1⎝⎛⎭⎫1k 22-1k 21,1k 2-1k 1, A 2B 2→=⎝⎛⎭⎫2p 2k 22-2p 2k 21,2p 2k 2-2p 2k 1=2p 2⎝⎛⎭⎫1k 22-1k 21,1k 2-1k 1.故A 1B 1→=p 1p 2A 2B 2→,所以A 1B 1∥A 2B 2 (2)由(1)知A 1B 1∥A 2B 2,同理可得B 1C 1∥B 2C 2,C 1A 1∥C 2A 2,所以△A 1B 1C 1∽△A 2B 2C 2,因此S 1S 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|A 1B 1→||A 2B 2→|2.又由(1)中的A 1B 1→=p 1p 2|A 2B 2→|知,|A 1B 1→||A 2B 2→|=p 1p 2,故S 1S 2=p 21p 22.15.[2014·湖北卷] 在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点F (1,0)的距离比它到y 轴的距离多1.记点M 的轨迹为C . (1)求轨迹C 的方程;(2)设斜率为k 的直线l 过定点P (-2,1),求直线l 与轨迹C 恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k 的相应取值范围.15.解:(1)设点M (x ,y ),依题意得|MF |=|x |+1,即(x -1)2+y 2=|x |+1,化简整理得y 2=2(|x |+x ).故点M 的轨迹C 的方程为y 2=⎩⎪⎨⎪⎧4x ,x ≥0,0,x <0.(2)在点M 的轨迹C 中,记C 1:y 2=4x ,C 2:y =0(x <0).依题意,可设直线l 的方程为y -1=k (x +2).由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k (x +2),y 2=4x ,可得ky 2-4y +4(2k +1)=0.①当k =0时,y =1.把y =1代入轨迹C 的方程,得x =14.故此时直线l :y =1与轨迹C 恰好有一个公共点⎝⎛⎭⎫14,1.当k ≠0时,方程①的判别式Δ=-16(2k 2+k -1).② 设直线l 与x 轴的交点为(x 0,0),则由y -1=k (x +2),令y =0,得x 0=-2k +1k.③(i)若⎩⎪⎨⎪⎧Δ<0,x 0<0,由②③解得k <-1或k >12.即当k ∈(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫12,+∞时,直线l 与C 1没有公共点,与C 2有一个公共点.故此时直线l 与轨迹C 恰好有一个公共点.(ii)若⎩⎪⎨⎪⎧Δ=0,x 0<0,或⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 0≥0,由②③解得k ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12或-12≤k <0.即当k ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12时,直线l 与C 1只有一个公共点.当k ∈⎣⎡⎭⎫-12,0时,直线l 与C 1有两个公共点,与C 2没有公共点.故当k ∈⎣⎡⎭⎫-12,0∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12时,直线l 与轨迹C 恰好有两个公共点. (iii)若⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 0<0,由②③解得-1<k <-12或0<k <12.即当k ∈⎝⎛⎭⎫-1,-12∪⎝⎛⎭⎫0,12时,直线l 与C 1有两个公共点,与C 2有一个公共点,故此时直线l 与轨迹C 恰好有三个公共点.综上可知,当k ∈()-∞,-1∪⎝⎛⎭⎫12,+∞∪{0}时,直线l 与轨迹C 恰好有一个公共点;当k ∈⎣⎡⎭⎫-12,0∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12时,直线l 与轨迹C 恰好有两个公共点;当k ∈⎝⎛⎭⎫-1,-12∪⎝⎛⎭⎫0,12时,直线l 与轨迹C 恰好有三个公共点.16.[2014·山东卷] 已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 为C 上异于原点的任意一点,过点A 的直线l 交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D ,且有|F A |=|FD |.当点A 的横坐标为3时,△ADF 为正三角形. (1)求C 的方程.(2)若直线l 1∥l ,且l 1和C 有且只有一个公共点E .①证明直线AE 过定点,并求出定点坐标.②△ABE 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.16.解:(1)由题意知F ⎝⎛⎭⎫p 2,0.设D (t ,0)(t >0),则FD 的中点为⎝⎛⎭⎫p +2t 4,0.因为|F A |=|FD |,由抛物线的定义知3+p 2=⎪⎪⎪⎪t -p 2,解得t =3+p 或t =-3(舍去).由p +2t 4=3,解得p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)①证明:由(1)知F (1,0).设A (x 0,y 0)(x 0y 0≠0),D (x D ,0)(x D >0).因为|F A |=|FD |,则|x D -1|=x 0+1, 由x D >0得x D =x 0+2,故D (x 0+2,0).故直线AB 的斜率k AB =-y 02.因为直线l 1和直线AB 平行,设直线l 1的方程为y =-y 02x +b ,代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8b y 0=0,由题意Δ=64y 20+32b y 0=0,得b =-2y 0.设E (x E ,y E ),则y E =-4y 0,x E =4y 20.当y 20≠4时,k AE =y E -y 0x E -x 0=-4y 0+y04y 20-y 204=4y 0y 20-4,可得直线AE 的方程为y -y 0=4y 0y 20-4(x -x 0),由y 20=4x 0,整理可得y =4y 0y 20-4(x -1),直线AE 恒过点F (1,0).当y 20=4时,直线AE 的方程为x =1,过点F (1,0).所以直线AE 过定点F (1,0).②由①知,直线AE 过焦点F (1,0),所以|AE |=|AF |+|FE |=(x 0+1)+⎝⎛⎭⎫1x 0+1=x 0+1x 0+2.设直线AE 的方程为x =my +1,因为点A (x 0,y 0)在直线AE 上,故m =x 0-1y 0.设B (x 1,y 1).直线AB 的方程为y -y 0=-y 02(x -x 0),由y 0≠0,得x =-2y 0y +2+x 0.代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8-4x 0=0,所以y 0+y 1=-8y 0,可求得y 1=-y 0-8y 0,x 1=4x 0+x 0+4.所以点B 到直线AE 的距离为d =⎪⎪⎪⎪4x 0+x 0+4+m ⎝⎛⎭⎫y 0+8y 0-11+m 2=4(x 0+1)x 0=4⎝⎛⎭⎫x 0+1x 0, 则△ABE 的面积S =12×4⎝⎛⎭⎫x 0+1x 0x 0+1x 0+2≥16,当且仅当1x 0=x 0,即x 0=1时,等号成立.所以△ABE 的面积的最小值为16.。

高中数学竞赛专题讲座之五:解析几何_2_

高中数学竞赛专题讲座之五:解析几何_2_

高中数学竞赛专题讲座之五: 《解析几何》各类竞赛试题选讲一、选择题1.(04湖南)湖南)已知曲线已知曲线C :x x y 22--=与直线0:=-+m y x l 有两个交点,则m 的取值范围是(C) A .)2,12(-- B .)12,2(--C .)12,0[-D .)12,0(-2.(05全国)方程13cos 2cos 3sin 2sin 22=-+-y x 表示的曲线是表示的曲线是( )A .焦点在x 轴上的椭圆轴上的椭圆B .焦点在x 轴上的双曲线轴上的双曲线C .焦点在y 轴上的椭圆轴上的椭圆D .焦点在y 轴上的双曲线轴上的双曲线3.(06浙江)已知两点A (1,2), B (3,1) 到直线L 的距离分别是25,2-,则满足条件的直线L 共有(共有( C )条. A .1 B .2 C .3 D .4 解: 由,5=AB 分别以A ,B 为圆心,2,5为半径作两个圆,则两圆外切,有三条共切线。

正确答案为C. 4.(06安徽)过原点O 引抛物线224y x ax a =++的切线,当a 变化时,两个切点分别在抛物线(线( )上)上A .2213,22y x y x == B .2235,22y x y x ==C .22,3y x y x ==D .223,5y x y x ==5.若在抛物线)0(2>=a ax y 的上方可作一个半径为r 的圆与抛物线相切于原点O ,且该圆与抛物线没有别的公共点,则r 的最大值是(A ) A .a 21 B .a1C .aD .a 26.(06江苏)已知抛物线y 2=2px ,o 是坐标原点,F 是焦点,P 是抛物线上的点,使得△POF 是直角三角形,则这样的点P 共有(B) A .0个B .2个C .4个D .6个7.(06全国)如图3,从双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点F 引圆222x y a +=的切线,切点为T .延长FT 交双曲线右支于P 点.若M 为线段FP 的中点,O 为坐为坐 标原点,则||||MO MT -与b a -的大小关系为(的大小关系为( ) A .||||MO MT b a ->-B .||||MO MT b a -=-C .||||MO MT b a -<-D .不确定.不确定8.(05四川)双曲线12222=-b y a x 的左焦点为1F ,顶点为21,A A ,P 是该双曲线右支上任意一点,则分别以线段211,A A PF 为直径的两圆一定为直径的两圆一定 ( )A .相交.相交B .内切.内切C .外切.外切D .相离.相离解:设双曲线的另一个焦点为2F ,线段1PF 的中点为C ,在△PF F 21中,C 为1PF 的中点,O 为21F F 的中点,从而|)||(|21||212112A A PF PF OC -==,从而以线段211,A A PF 为直径的两圆一定内切. 9.点A 是直线x y l 3:=上一点,且在第一象限,点B 的坐标为(3,2),直线AB 交x 轴正半轴于点C ,那么三角形AOC 面积的最小值是(A )10.(02湖南)已知A (-7,0),B (7,0),C (2,-12)三点,若椭圆的一个焦点为C ,且过A 、B 两点,此椭圆的另一个焦点的轨迹为(两点,此椭圆的另一个焦点的轨迹为( )(奥析263) A .双曲线.双曲线 B .椭圆.椭圆 C .椭圆的一部分.椭圆的一部分 D .双曲线的一部分.双曲线的一部分11.(03全国)过抛物线)2(82+=x y 的焦点F 作倾斜角为60O的直线。

解析几何练习题及答案

解析几何练习题及答案

解析几何一、选择题1.已知两点A (-3,3),B (3,-1),则直线AB 的斜率是()A.3B.-3C.33D.-33解析:斜率k =-1-33--3=-33,故选D.答案:D2.已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是()A.1B.-1C.-2或-1D.-2或1解析:①当a =0时,y =2不合题意.②a ≠0,x =0时,y =2+a .y =0时,x =a +2a,则a +2a=a +2,得a =1或a =-2.故选D.答案:D3.两直线3x +y -3=0与6x +my +1=0平行,则它们之间的距离为()A.4B.21313C.51326D.71020解析:把3x +y -3=0转化为6x +2y -6=0,由两直线平行知m =2,则d =|1--6|62+22=71020.故选D.4.(2014皖南八校联考)直线2x -y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是()A.x +2y -1=0B.2x +y -1=0C.2x +y -5=0D.x +2y -5=0解析:由题意可知,直线2x -y +1=0与直线x =1的交点为(1,3),直线2x -y +1=0的倾斜角与所求直线的倾斜角互补,因此它们的斜率互为相反数,直线2x -y +1=0的斜率为2,故所求直线的斜率为-2,所以所求直线的方程是y -3=-2(x -1),即2x +y -5=0.故选C.答案:C5.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值围是()A.π6,D.π3,π2解析:由题意,可作直线2x +3y -6=0的图象,如图所示,则直线与x 轴、y 轴交点分别为A (3,0),B (0,2),又直线l 过定点(0,-3),由题知直线l 与线段AB 相交(交点不含端点),从图中可以看出,直线l B.答案:B6.(2014一模)过点A (2,3)且垂直于直线2x +y -5=0的直线方程为()A.x -2y +4=0B.2x +y -7=0C.x -2y +3=0D.x -2y +5=0解析:直线2x +y -5=0的斜率为k =-2,∴所求直线的斜率为k ′=12,∴方程为y -3=12(x -2),即x -2y +4=0.答案:A7.过点(2,1)且在x 轴上截距与在y 轴上截距之和为6的直线方程为____________.解析:由题意知截距均不为零.设直线方程为x a +yb =1,b =6,+1b=1,=3=3=4=2.故所求直线方程为x +y -3=0或x +2y -4=0.答案:x +y -3=0或x +2y -4=08.(2014质检)若过点A (-2,m ),B (m,4)的直线与直线2x +y +2=0平行,则m 的值为________.解析:∵过点A ,B 的直线平行于直线2x +y +2=0,∴k AB =4-m m +2=-2,解得m =-8.答案:-89.若过点P (1-a,1+a )与Q (3,2a )的直线的倾斜角为钝角,则实数a 的取值围是________.解析:由直线PQ 的倾斜角为钝角,可知其斜率k <0,即2a -1+a 3-1-a <0,化简得a -1a +2<0,∴-2<a <1.答案:(-2,1)10.已知k ∈R ,则直线kx +(1-k )y +3=0经过的定点坐标是________.解析:令k =0,得y +3=0,令k =1,得x +3=0.+3=0,+3=0,=-3,=-3,所以定点坐标为(-3,-3).答案:(-3,-3)三、解答题11.已知两直线l 1:x +y sin α-1=0和l 2:2x sin α+y +1=0,试求α的值,使(1)l 1∥l 2;(2)l 1⊥l 2.解:(1)法一当sin α=0时,直线l 1的斜率不存在,l 2的斜率为0,显然l 1不平行于l 2.当sin α≠0时,k 1=-1sin α,k 2=-2sin α.要使l 1∥l 2,需-1sin α=-2sin α,即sin α=±22,∴α=k π±π4,k ∈Z .故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.法二由l 1∥l 22α-1=0,α≠0,∴sin α=±22,∴α=k π±π4,k ∈Z .故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.(2)∵l 1⊥l 2,∴2sin α+sin α=0,即sin α=0.∴α=k π,k ∈Z .故当α=k π,k ∈Z 时,l 1⊥l 2.12.设直线l 1:y =k 1x +1,l 2:y =k 2x -1,其中实数k 1,k 2满足k 1k 2+2=0.(1)证明l 1与l 2相交;(2)证明l 1与l 2的交点在椭圆2x 2+y 2=1上.证明:(1)假设l 1与l 2不相交,则l 1∥l 2即k 1=k 2,代入k 1k 2+2=0,得k 21+2=0,这与k 1为实数的事实相矛盾,从而k 1≠k 2,即l 1与l 2相交.(2)法一=k 1x +1,=k 2x -1解得交点P而2x 2+y 2=8+k 22+k 21+2k 1k 2k 22+k 21-2k 1k 2=k 21+k 22+4k 21+k 22+4=1.即P (x ,y )在椭圆2x 2+y 2=1上.即l 1与l 2的交点在椭圆2x 2+y 2=1上.法二交点P 的坐标(x ,y-1=k 1x ,+1=k 2x ,故知x ≠0.1=y -1x,2=y +1x.代入k 1k 2+2=0,得y -1x ·y +1x+2=0,整理后,得2x 2+y 2=1.所以交点P 在椭圆2x 2+y 2=1上.第八篇第2节一、选择题1.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为()A.x 2+(y -2)2=1B.x 2+(y +2)2=1C.(x -1)2+(y -3)2=1D.x 2+(y -3)2=1解析:由题意,设圆心(0,t ),则12+t -22=1,得t =2,所以圆的方程为x 2+(y -2)2=1,故选A.答案:A2.(2014模拟)动点P 到点A (8,0)的距离是到点B (2,0)的距离的2倍,则动点P 的轨迹方程为()A.x 2+y 2=32B.x 2+y 2=16C.(x -1)2+y 2=16D.x 2+(y -1)2=16解析:设P (x ,y ),则由题意可得2x -22+y 2=x -82+y 2,化简整理得x 2+y 2=16,故选B.答案:B3.(2012年高考卷)已知圆C :x 2+y 2-4x =0,l 是过点P (3,0)的直线,则()A.l 与C 相交B.l 与C 相切C.l 与C 相离D.以上三个选项均有可能解析:x 2+y 2-4x =0是以(2,0)为圆心,以2为半径的圆,而点P (3,0)到圆心的距离为d =3-22+0-02=1<2,点P (3,0)恒在圆,过点P (3,0)不管怎么样画直线,都与圆相交.故选A.答案:A4.(2012年高考卷)将圆x 2+y 2-2x -4y +1=0平分的直线是()A.x +y -1=0B.x +y +3=0C.x -y +1=0D.x -y +3=0解析:由题知圆心在直线上,因为圆心是(1,2),所以将圆心坐标代入各选项验证知选项C 符合,故选C.答案:C5.(2013年高考卷)垂直于直线y =x +1且与圆x 2+y 2=1相切于第一象限的直线方程是()A.x +y -2=0B.x +y +1=0C.x +y -1=0D.x +y +2=0解析:与直线y =x +1垂直的直线方程可设为x +y +b =0,由x +y +b =0与圆x 2+y 2=1相切,可得|b |12+12=1,故b =± 2.因为直线与圆相切于第一象限,故结合图形分析知b =-2,则直线方程为x +y -2=0.故选A.答案:A6.(2012年高考卷)直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A 、B 两点,则弦AB 的长度等于()A.25B.23C.3D.1解析:因为圆心到直线x +3y -2=0的距离d =|0+3×0-2|12+32=1,半径r =2,所以弦长|AB |=222-12=2 3.故选B.答案:B 二、填空题7.(2013年高考卷)直线y =2x +3被圆x 2+y 2-6x -8y =0所截得的弦长等于________.解析:圆的方程可化为(x -3)2+(y -4)2=25,故圆心为(3,4),半径r =5.又直线方程为2x -y +3=0,∴圆心到直线的距离为d =|2×3-4+3|4+1=5,∴弦长为2×25-5=220=4 5.答案:458.已知直线l :x -y +4=0与圆C :(x -1)2+(y -1)2=2,则圆C 上各点到l 的距离的最小值为________.解析:因为圆C 的圆心(1,1)到直线l 的距离为d =|1-1+4|12+-12=22,又圆半径r = 2.所以圆C 上各点到直线l 的距离的最小值为d -r = 2.答案:29.已知圆C 的圆心在直线3x -y =0上,半径为1且与直线4x -3y =0相切,则圆C 的标准方程是________.解析:∵圆C 的圆心在直线3x -y =0上,∴设圆心C (m,3m ).又圆C 的半径为1,且与4x -3y =0相切,∴|4m -9m |5=1,∴m =±1,∴圆C 的标准方程为(x -1)2+(y -3)2=1或(x +1)2+(y +3)2=1.答案:(x -1)2+(y -3)2=1或(x +1)2+(y +3)2=110.圆(x -2)2+(y -3)2=1关于直线l :x +y -3=0对称的圆的方程为________.解析:已知圆的圆心为(2,3),半径为1.则对称圆的圆心与(2,3)关于直线l 对称,由数形结合得,对称圆的圆心为(0,1),半径为1,故方程为x 2+(y -1)2=1.答案:x 2+(y -1)2=1三、解答题11.已知圆C :x 2+(y -2)2=5,直线l :mx -y +1=0.(1)求证:对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点;(2)若圆C 与直线相交于点A 和点B ,求弦AB 的中点M 的轨迹方程.(1)证明:法一直线方程与圆的方程联立,消去y 得(m 2+1)x 2-2mx -4=0,∵Δ=4m 2+16(m 2+1)=20m 2+16>0,∴对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点.法二直线l :mx -y +1恒过定点(0,1),且点(0,1)在圆C :x 2+(y -2)2=5部,∴对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点.(2)解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x ,y ),由方程(m 2+1)x 2-2mx -4=0,得x 1+x 2=2mm 2+1,∴x =mm 2+1.当x =0时m =0,点M (0,1),当x ≠0时,由mx -y +1=0,得m =y -1x,代入x =m m 2+1,得+1=y -1x,化简得x 2=14.经验证(0,1)也符合,∴弦AB 的中点M 的轨迹方程为x 2=14.12.已知圆C :x 2+y 2-8y +12=0,直线l :ax +y +2a =0.(1)当a 为何值时,直线l 与圆C 相切;(2)当直线l 与圆C 相交于A 、B 两点,且|AB |=22时,求直线l 的方程.解:将圆C 的方程x 2+y 2-8y +12=0配方得标准方程为x 2+(y -4)2=4,则此圆的圆心为(0,4),半径为2.(1)若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |a 2+1=2.解得a =-34.(2)过圆心C 作CD ⊥AB ,则根据题意和圆的性质,|=|4+2a |a 2+1,|2+|DA |2=22,|=12|AB |=2,解得a =-7,或a =-1.故所求直线方程为7x -y +14=0或x -y +2=0.第八篇第3节一、选择题1.设P 是椭圆x225+y216=1上的点.若F 1、F 2是椭圆的两个焦点,则|PF 1|+|PF 2|等于()A.4B.5C.8D.10解析:由方程知a =5,根据椭圆定义,|PF 1|+|PF 2|=2a =10.故选D.答案:D2.(2014二模)P 为椭圆x24+y23=1上一点,F 1,F 2为该椭圆的两个焦点,若∠F 1PF 2=60°,则PF 1→·PF 2→等于()A.3B.3C.23D.2解析:由椭圆方程知a =2,b =3,c =1,1|+|PF 2|=4,1|2+|PF 2|2-4=2|PF 1||PF 2|cos 60°∴|PF 1||PF 2|=4.∴PF 1→·PF 2→=|PF 1→||PF 2→|cos 60°=4×12=2.答案:D3.(2012年高考卷)椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别是A 、B ,左、右焦点分别是F 1,F 2.若|AF 1|,|F 1F 2|,|F 1B |成等比数列,则此椭圆的离心率为()A.14B.55C.12D.5-2解析:本题考查椭圆的性质与等比数列的综合运用.由椭圆的性质可知|AF 1|=a -c ,|F 1F 2|=2c ,|F 1B |=a +c ,又|AF 1|,|F 1F 2|,|F 1B |成等比数列,故(a -c )(a +c )=(2c )2,可得e =c a =55.故应选B.答案:B4.(2013年高考卷)已知椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|BF |=8,cos∠ABF =45,则C 的离心率为()A.35B.57C.45D.67解析:|AF |2=|AB |2+|BF |2-2|AB ||BF |cos∠ABF =100+64-2×10×8×45=36,则|AF |=6,∠AFB =90°,半焦距c =|FO |=12|AB |=5,设椭圆右焦点F 2,连结AF 2,由对称性知|AF 2|=|FB |=8,2a =|AF 2|+|AF |=6+8=14,即a =7,则e =c a =57.故选B.答案:B5.已知椭圆E :x2m +y24=1,对于任意实数k ,下列直线被椭圆E 截得的弦长与l :y =kx+1被椭圆E 截得的弦长不可能相等的是()A.kx +y +k =0B.kx -y -1=0C.kx +y -k =0D.kx +y -2=0解析:取k =1时,l :y =x +1.选项A 中直线:y =-x -1与l 关于x 轴对称,截得弦长相等.选项B 中直线:y =x -1与l 关于原点对称,所截弦长相等.选项C 中直线:y =-x +1与l 关于y 轴对称,截得弦长相等.排除选项A、B、C,故选D.答案:D6.(2014省实验中学第二次诊断)已知椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),若椭圆上存在点P ,使asin∠PF 1F 2=csin∠PF 2F 1,则该椭圆的离心率的取值围为()A.(0,2-1)D.(2-1,1)解析:由题意知点P 不在x 轴上,在△PF 1F 2中,由正弦定理得|PF 2|sin∠PF 1F 2=|PF 1|sin∠PF 2F 1,所以由a sin∠PF 1F 2=csin∠PF 2F 1可得a|PF 2|=c |PF 1|,即|PF 1||PF 2|=c a =e ,所以|PF 1|=e |PF 2|.由椭圆定义可知|PF 1|+|PF 2|=2a ,所以e |PF 2|+|PF 2|=2a ,解得|PF 2|=2a e +1.由于a -c <|PF 2|<a +c ,所以有a -c <2ae +1<a +c ,即1-e <2e +1<1+e ,1-e 1+e<2,1+e2,解得2-1<e .又0<e <1,∴2-1<e <1.故选D.答案:D 二、填空题7.设F 1、F 2分别是椭圆x225+y216=1的左、右焦点,P 为椭圆上一点,M 是F 1P 的中点,|OM |=3,则P 点到椭圆左焦点距离为________.解析:∵|OM |=3,∴|PF 2|=6,又|PF 1|+|PF 2|=10,∴|PF 1|=4.答案:48.椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,过F 2作倾斜角为120°的直线与椭圆的一个交点为M ,若MF 1垂直于x 轴,则椭圆的离心率为________.解析:不妨设|F 1F 2|=1,∵直线MF 2的倾斜角为120°,∴∠MF 2F 1=60°.∴|MF 2|=2,|MF 1|=3,2a =|MF 1|+|MF 2|=2+3,2c =|F 1F 2|=1.∴e =ca=2- 3.答案:2-39.(2014模拟)过点(3,-5),且与椭圆y225+x29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________________.解析:由题意可设椭圆方程为y225-m+x29-m=1(m <9),代入点(3,-5),得525-m +39-m=1,解得m =5或m =21(舍去),∴椭圆的标准方程为y220+x24=1.答案:y220+x24=110.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.解析:1|+|PF 2|=2a ,1|2+|PF 2|2=4c 2,∴(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,即4a 2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,∴|PF 1||PF 2|=2b 2,∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|=b 2=9,∴b =3.答案:3三、解答题11.(2012年高考卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 1:x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-1,0),且点P (0,1)在C 1上.(1)求椭圆C 1的方程;(2)设直线l 同时与椭圆C 1和抛物线C 2:y 2=4x 相切,求直线l 的方程.解:(1)由椭圆C 1的左焦点为F 1(-1,0),且点P (0,1)在C 12-b 2=1,=1,2=2,2=1.故椭圆C 1的方程为x22+y 2=1.(2)由题意分析,直线l 斜率存在且不为0,设其方程为y =kx +b ,由直线l 与抛物线C 2=kx +b ,2=4x ,消y 得k 2x 2+(2bk -4)x +b 2=0,Δ1=(2bk -4)2-4k 2b 2=0,化简得kb =1.①由直线l 与椭圆C 1kx +b ,y 2=1,消y 得(2k 2+1)x 2+4bkx +2b 2-2=0,Δ2=(4bk )2-4(2k 2+1)(2b 2-2)=0,化简得2k 2=b 2-1.②=1,k 2=b 2-1,解得b 4-b 2-2=0,∴b 2=2或b 2=-1(舍去),∴b =2时,k =22,b =-2时,k =-22.即直线l 的方程为y =22x +2或y =-22x - 2.12.(2014海淀三模)已知椭圆C :x2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的四个顶点恰好是一边长为2,一角为60°的菱形的四个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线y =kx 交椭圆C 于A ,B 两点,在直线l :x +y -3=0上存在点P ,使得△PAB 为等边三角形,求k 的值.解:(1)因为椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的四个顶点恰好是一边长为2,一角为60°的菱形的四个顶点.所以a =3,b =1,椭圆C 的方程为x23+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1),则B (-x 1,-y 1),当直线AB 的斜率为0时,AB 的垂直平分线就是y 轴,y 轴与直线l :x +y -3=0的交点为P (0,3),又因为|AB |=23,|PO |=3,所以∠PAO =60°,所以△PAB 是等边三角形,所以直线AB 的方程为y =0,当直线AB 的斜率存在且不为0时,则直线AB 的方程为y =kx ,y 2=1,kx ,化简得(3k 2+1)x 2=3,所以|x 1|=33k 2+1,则|AO |=1+k233k 2+1=3k 2+33k 2+1.设AB 的垂直平分线为y =-1kx ,它与直线l :x +y -3=0的交点记为P (x 0,y 0),=-x +3,=-1k x ,0=3k k -1,0=-3k -1.则|PO |=9k 2+9k -12,因为△PAB 为等边三角形,所以应有|PO |=3|AO |,代入得9k 2+9k -12=33k 2+33k 2+1,解得k =0(舍去),k =-1.综上,k =0或k =-1.第八篇第4节一、选择题1.设P 是双曲线x216-y220=1上一点,F 1,F 2分别是双曲线左右两个焦点,若|PF 1|=9,则|PF 2|等于()A.1B.17C.1或17D.以上答案均不对解析:由双曲线定义||PF 1|-|PF 2||=8,又|PF 1|=9,∴|PF 2|=1或17,但应注意双曲线的右顶点到右焦点距离最小为c -a =6-4=2>1,∴|PF 2|=17.故选B.答案:B2.(2013年高考卷)已知0<θ<π4,则双曲线C 1:x 2sin 2θ-y 2cos 2θ=1与C 2:y 2cos 2θ-x2sin 2θ=1的()A.实轴长相等B.虚轴长相等C.离心率相等D.焦距相等解析:双曲线C 1的半焦距c 1=sin 2θ+cos 2θ=1,双曲线C 2的半焦距c 2=cos 2θ+sin 2θ=1,故选D.答案:D3.(2012年高考卷)已知双曲线C :x 2a 2-y2b2=1的焦距为10,点P (2,1)在C 的渐近线上,则C 的方程为()A.x220-y25=1B.x25-y220=1C.x280-y220=1D.x220-y280=1解析:由焦距为10,知2c =10,c =5.将P (2,1)代入y =bax 得a =2b .a 2+b 2=c 2,5b 2=25,b 2=5,a 2=4b 2=20,所以方程为x220-y25=1.故选A.答案:A4.已知F 1、F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,|PF 1|=2|PF 2|,则cos ∠F 1PF 2等于()A.14B.35C.34D.45解析:∵c 2=2+2=4,∴c =2,2c =|F 1F 2|=4,由题可知|PF 1|-|PF 2|=2a =22,|PF 1|=2|PF 2|,∴|PF 2|=22,|PF 1|=42,由余弦定理可知cos∠F 1PF 2=422+222-422×42×22=34.故选C.答案:C5.设椭圆C 1的离心率为513,焦点在x 轴上且长轴长为26,若曲线C 2上的点到椭圆C 1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 2的标准方程为()A.x242-y232=1B.x2132-y252=1C.x232-y242=1D.x2132-y2122=1解析:在椭圆C 1中,因为e =513,2a =26,即a =13,所以椭圆的焦距2c =10,则椭圆两焦点为(-5,0),(5,0),根据题意,可知曲线C 2为双曲线,根据双曲线的定义可知,双曲线C 2中的2a 2=8,焦距与椭圆的焦距相同,即2c 2=10,可知b 2=3,所以双曲线的标准方程为x242-y232=1.故选A.答案:A6.(2014八中模拟)若双曲线x29-y216=1渐近线上的一个动点P 总在平面区域(x -m )2+y 2≥16,则实数m 的取值围是()A.[-3,3]B.(-∞,-3]∪[3,+∞)C.[-5,5]D.(-∞,-5]∪[5,+∞)解析:因为双曲线x 29-y 216=1渐近线4x ±3y =0上的一个动点P 总在平面区域(x -m )2+y 2≥16,即直线与圆相离或相切,所以d =|4m |5≥4,解得m ≥5或m ≤-5,故实数m 的取值围是(-∞,-5]∪[5,+∞).选D.答案:D 二、填空题7.(2013年高考卷)已知F 为双曲线C :x29-y216=1的左焦点,P ,Q 为C 上的点.若PQ的长等于虚轴长的2倍,点A (5,0)在线段PQ 上,则△PQF 的周长为________.解析:由题知,双曲线中a =3,b =4,c =5,则|PQ |=16,又因为|PF |-|PA |=6,|QF |-|QA |=6,所以|PF |+|QF |-|PQ |=12,|PF |+|QF |=28,则△PQF 的周长为44.答案:448.已知双曲线C :x 2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)的离心率e =2,且它的一个顶点到较近焦点的距离为1,则双曲线C 的方程为________.解析:双曲线中,顶点与较近焦点距离为c -a =1,又e =ca=2,两式联立得a =1,c =2,∴b 2=c 2-a 2=4-1=3,∴方程为x 2-y23=1.答案:x 2-y23=19.(2014市第三次质检)已知点P 是双曲线x2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)和圆x 2+y 2=a 2+b 2的一个交点,F 1,F 2是该双曲线的两个焦点,∠PF 2F 1=2∠PF 1F 2,则该双曲线的离心率为________.解析:依题意得,线段F 1F 2是圆x 2+y 2=a 2+b 2的一条直径,故∠F 1PF 2=90°,∠PF 1F 2=30°,设|PF 2|=m ,则有|F 1F 2|=2m ,|PF 1|=3m ,该双曲线的离心率等于|F 1F 2|||PF 1|-|PF 2||=2m3m -m =3+1.答案:3+110.(2013年高考卷)设F 1,F 2是双曲线C :x2a 2-y2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点.若在C 上存在一点P ,使PF 1⊥PF 2,且∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为________.解析:设点P 在双曲线右支上,由题意,在Rt△F 1PF 2中,|F 1F 2|=2c ,∠PF 1F 2=30°,得|PF 2|=c ,|PF 1|=3c ,根据双曲线的定义:|PF 1|-|PF 2|=2a ,(3-1)c =2a ,e =ca =23-1=3+1.答案:3+1三、解答题11.已知双曲线x 2-y22=1,过点P (1,1)能否作一条直线l ,与双曲线交于A 、B 两点,且点P 是线段AB 的中点?解:法一设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在双曲线上,且线段AB 的中点为(x 0,y 0),若直线l 的斜率不存在,显然不符合题意.设经过点P 的直线l 的方程为y -1=k (x -1),即y =kx +1-k .=kx+1-k,2-y22=1,得(2-k2)x2-2k(1-k)x-(1-k)2-2=0(2-k2≠0).①∴x=x1+x22=k1-k2-k2.由题意,得k1-k2-k2=1,解得k=2.当k=2时,方程①成为2x2-4x+3=0.Δ=16-24=-8<0,方程①没有实数解.∴不能作一条直线l与双曲线交于A,B两点,且点P(1,1)是线段AB的中点.法二设A(x1,y1),B(x2,y2),若直线l的斜率不存在,即x1=x2不符合题意,所以由题得x21-y212=1,x22-y222=1,两式相减得(x1+x2)(x1-x2)-y1+y2y1-y22=0,即2-y1-y2x1-x2=0,即直线l斜率k=2,得直线l方程y-1=2(x-1),即y=2x-1,=2x-1,2-y22=1得2x2-4x+3=0,Δ=16-24=-8<0,即直线y=2x-1与双曲线无交点,即所求直线不合题意,所以过点P(1,1)的直线l不存在.12.(2014质检)中心在原点,焦点在x 轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F 1,F 2,且|F 1F 2|=213,椭圆的长半轴长与双曲线实半轴长之差为4,离心率之比为3∶7.(1)求这两曲线方程;(2)若P 为这两曲线的一个交点,求cos∠F 1PF 2的值.解:(1)由已知c =13,设椭圆长、短半轴长分别为a 、b ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为m 、n ,-m =4,·13a=3·13m,解得a =7,m =3.∴b =6,n =2.∴椭圆方程为x249+y236=1,双曲线方程为x29-y24=1.(2)不妨设F 1、F 2分别为左、右焦点,P 是第一象限的一个交点,则|PF 1|+|PF 2|=14,|PF 1|-|PF 2|=6,∴|PF 1|=10,|PF 2|=4.又|F 1F 2|=213,∴cos∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=102+42-21322×10×4=45.第八篇第5节一、选择题1.(2014模拟)抛物线y =2x 2的焦点坐标为()B.(1,0)解析:抛物线y =2x 2,即其标准方程为x 2=12y C.答案:C2.抛物线的焦点为椭圆x24+y29=1的下焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为()A.x 2=-45y B.y 2=-45x C.x 2=-413yD.y 2=-413x解析:由椭圆方程知,a 2=9,b 2=4,焦点在y 轴上,下焦点坐标为(0,-c ),其中c =a 2-b 2=5,∴抛物线焦点坐标为(0,-5),∴抛物线方程为x 2=-45y .故选A.答案:A3.已知抛物线y 2=2px ,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是()A.相离B.相交C.相切D.不确定解析:如图所示,设抛物线焦点弦为AB ,中点为M ,准线为l ,A 1、B 1分别为A 、B 在直线l 上的射影,则|AA 1|=|AF |,|BB 1|=|BF |,于是M 到l 的距离d =12(|AA 1|+|BB 1|)=12(|AF |+|BF |)=12|AB |,故圆与抛物线准线相切.故选C.答案:C4.(2014高三统一考试)已知F 是抛物线y 2=4x 的焦点,过点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,且|AF |=3|BF |,则线段AB 的中点到该抛物线准线的距离为()A.53B.83C.103D.10解析:设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),其中x 1>0,x 2>0,过A ,B 两点的直线方程为x =my +1,将x =my +1与y 2=4x 联立得y 2-4my -4=0,y 1y 2=-4,1+1=3x 2+1,1x 2=y 214·y 224=y 1y 2216=1,解得x 1=3,x 2=13,故线段AB 的中点到该抛物线的准线x =-1的距离等于x 1+x 22+1=83.故选B.答案:B5.已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为()A.34B.1C.54D.74解析:∵|AF |+|BF |=x A +x B +12=3,∴x A +x B =52.∴线段AB 的中点到y 轴的距离为x A +x B 2=54.故选C.答案:C6.设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值围是()A.(0,2)B.[0,2]C.(2,+∞)D.[2,+∞)解析:∵x 2=8y ,∴焦点F 的坐标为(0,2),准线方程为y =-2.由抛物线的定义知|MF |=y 0+2.以F 为圆心、|FM |为半径的圆的标准方程为x 2+(y -2)2=(y 0+2)2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交,又圆心F 到准线的距离为4,故4<y 0+2,∴y 0>2.故选C.答案:C 二、填空题7.动直线l 的倾斜角为60°,且与抛物线x 2=2py (p >0)交于A ,B 两点,若A ,B 两点的横坐标之和为3,则抛物线的方程为________.解析:设直线l 的方程为y =3x +b ,=3x +b ,2=2py消去y ,得x 2=2p (3x +b ),即x 2-23px -2pb =0,∴x 1+x 2=23p =3,∴p =32,则抛物线的方程为x 2=3y .答案:x 2=3y8.以抛物线x 2=16y 的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.解析:抛物线的焦点为F (0,4),准线为y =-4,则圆心为(0,4),半径r =8.所以,圆的方程为x 2+(y -4)2=64.答案:x 2+(y -4)2=649.(2012年高考卷)在直角坐标系xOy 中,直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与该抛物线相交于A ,B 两点,其中点A 在x 轴上方,若直线l 的倾斜角为60°,则△OAF 的面积为________.解析:∵抛物线y 2=4x ,∴焦点F 的坐标为(1,0).又∵直线l 倾斜角为60°,∴直线斜率为3,∴直线方程为y =3(x -1).联立方程y =3x -1,y 2=4x ,解得x 1=13,y 1=-233,或x 2=3,y 2=23,由已知得A 的坐标为(3,23),∴S △OAF =12|OF |·|y A |=12×1×23= 3.答案:310.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 72,4,则|PA |+|PM |的最小值是________.解析:设点M 在抛物线的准线上的射影为M ′.由已知可得抛物线的准线方程为x =-12,焦点F 坐标为12,0.求|PA |+|PM |的最小值,可先求|PA |+|PM ′|的最小值.由抛物线的定义可知,|PM ′|=|PF |,所以|PA |+|PF |=|PA |+|PM ′|,当点A 、P 、F 在一条直线上时,|PA |+|PF |有最小值|AF |=5,所以|PA |+|PM ′|≥5,又因为|PM ′|=|PM |+12,所以|PA |+|PM |≥5-12=92.答案:92三、解答题11.若抛物线y =2x 2上的两点A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)关于直线l :y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,数m 的值.解:法一如图所示,连接AB ,∵A 、B 两点关于直线l 对称,∴AB ⊥l ,且AB 中点M (x 0,y 0)在直线l 上.可设l AB :y =-x +n ,=-x +n ,=2x 2,得2x 2+x -n =0,∴x 1+x 2=-12,x 1x 2=-n2由x 1x 2=-12,得n =1.又x 0=x 1+x 22=-14,y 0=-x 0+n =14+1=54,即点M -14,由点M 在直线l 上,得54=-14+m ,∴m =32.法二∵A 、B 两点在抛物线y =2x 2上.1=2x 21,2=2x 22,∴y 1-y 2=2(x 1+x 2)(x 1-x 2).设AB 中点M (x 0,y 0),则x 1+x 2=2x 0,k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4x 0.又AB ⊥l ,∴k AB =-1,从而x 0=-14.又点M 在l 上,∴y 0=x 0+m =m -14,即-14,m∴AB 的方程是y 即y =-x +m -12,代入y =2x 2,得2x 2+x x 1x 2=-m -122=-12,∴m =3212.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值.解:(1)直线AB 的方程是y y 2=2px 联立,从而有4x 2-5px +p 2=0,所以x 1+x 2=5p4.由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =9,所以p =4,从而抛物线方程是y 2=8x .(2)由p =4知4x 2-5px +p 2=0可化为x 2-5x +4=0,从而x 1=1,x 2=4,y 1=-22,y 2=42,从而A (1,-22),B (4,42).设OC →=(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22),即C (4λ+1,42λ-22),所以[22(2λ-1)]2=8(4λ+1),即(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.。

历年全国高中数学联赛《解析几何》专题真题汇编

历年全国高中数学联赛《解析几何》专题真题汇编

历年全国高中数学联赛《解析几何》专题真题汇编1、已知点A 为双曲线x 2-y 2=1的左顶点,点B 和点C 在双曲线的右分支上,△ABC 是等边三角形,则△ABC 的面积是 ( C )(A) 33 (B) 233 (C) 33 (D) 633、若实数x, y 满足(x+5)2+(y12)2=142,则x 2+y 2的最小值为( )(A) 2 (B) 1 (C) 3 (D)2 【答案】B【解析】利用圆的知识结合数形结合分析解答,22x y +表示圆上的点(x,y )到原点的距离。

4、直线134=+yx 椭圆191622=+y x 相交于A ,B 两点,该圆上点P ,使得⊿PAB 面积等于3,这样的点P 共有( )(A) 1个 (B) 2个 (C) 3个 (D) 4个【答案】B5、设a ,b ∈R ,ab ≠0,那么直线ax -y +b=0和曲线bx 2+ay 2=ab 的图形是( )【答案】B6、过抛物线y 2=8(x +2)的焦点F 作倾斜角为60°的直线,若此直线与抛物线交于A 、B 两点,弦AB 的中垂线与x 轴交于点P ,则线段PF 的长等于( ) (A)163 (B) 83 (C) 1633 (D) 8 3 【答案】A【解析】抛物线的焦点为原点(0,0),弦AB 所在直线方程为y=3x ,弦的中点yxO Ox yO xyyx O A. B. C.D.在y=pk =43上,即AB中点为(43,43),中垂线方程为y=-33(x-43)+43,令y=0,得点P的坐标为163.∴PF=163.选A.7、已知M={(x,y)|x2+2y2=3},N={(x,y)|y=mx+b}.若对于所有的m∈R,均有M∩N≠∅,则b的取值范围是( )A.[-62,62] B.(-62,62) C.(-233,233] D.[-233,233] 【答案】A【解析】点(0,b)在椭圆内或椭圆上,⇒2b2≤3,⇒b∈[-62,62].选A.8、方程13cos2cos3sin2sin22=-+-yx表示的曲线是()A.焦点在x轴上的椭圆B.焦点在x轴上的双曲线C.焦点在y轴上的椭圆D.焦点在y轴上的双曲线【答案】C9、设圆O1和圆O2是两个定圆,动圆P与这两个定圆都相切,则圆P的圆心轨迹不可能是()【答案】A【解析】设圆O1和圆O2的半径分别是r1、r2,|O1O2|=2c,则一般地,圆P的圆心轨迹是焦点为O1、O2,且离心率分别是212rrc+和||221rrc-的圆锥曲线(当r1=r2时,O1O2的中垂线是轨迹的一部份,当c=0时,轨迹是两个同心圆)。

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| F1F2 | 2, A 为 的右顶点,直线 l 过点 A 且垂直于 x 轴,P 为直线 l 上一动点,若 F1PF2

的最大值为
,则此时点 P
的坐标为____________.
4
(2017 辽宁)13.已知椭圆 C : x2 y2 1 的上顶点为 M ,下顶点为 N ,T (t, 2) ( t 0 ) 4
且 OAOB 2 .
(1)求线段 AB 的中点 M 的轨迹.
(2)设点 P(2, 0) 关于直线 AB 的对称点为 Q ,证明:直线 MQ 过定点.
(2017 河北)2.已知 x, y R, 2x2 3y2 12 ,则| x 2 y | 的最大值为___________.
(2017 河北)5.双曲线 C : x2 y2 2 的右焦点为 F , P 为其左支上任意一点,点 A 的坐
_____________.
(2017 甘肃)15.设向量 i, j 为平面直角坐标系中 x, y 轴正方向上的单位向量,若向量



a (x 2)i y j,b (x 2)i y j, 且| a | | b | 2 .
(I)求满足条件的点 P(x, y) 的轨迹方程. (II)设 A(1, 0), F (2, 0) ,问是否存在常数 0, 使得 PFA PAF 恒成立?证明你
素的个数为______.
( 2017 陕 西 ) 8. 设 x y 0, 若 存 在 实 数 a,b 满 足 0 a x, 0 b y , 则
(x a)2 ( y b)2 x2 +b2 y2 a2 ,则 x 的最大值为___________. y
(2017 陕西)14.已知抛物线 E : y x2 的焦点为 F , 过 y 轴正半轴上一点 M 的直线 l 与抛物
于 1 的弦, AB 的垂直平分线与椭圆交于两点 C , D ,设 CD 的中点为 F , CD 交 AB 于
点E.
(1)求证:
CD
2

AB
2

4
EF
2

(2)求证:四点 A , B , C , D 共圆.
(2017
x2 新疆)10.已知椭圆 a2

y2 b2
1(a
b
0) 的离心率为 1 , 椭圆短轴的上、下端点分 2
天津)9.设 F
x2
是椭圆
a2

y2 b2
1(a
b

0) 的左焦点, A 是该椭圆上位于第一象限
的一点.过 A 作圆 x2 y2 b2 的切线,切点为 P ,则| AF | | AP | ___________.
(2017 天津)13.设直线 l1 : y 3x, l2 : y 3x, 点 A 和点 B 分别在直线 l1 和 l2 上运动,
(I)求证: EF AB .
(2)设
AF


FB
,当


[1
,
1
]
,求
ABE
的面积
S
的最小值.
32
x2 y2 (2017 四川)4.已知 F1, F2 是椭圆 E : a2 b2 1(a b 0) 的左、右焦点,该椭圆上存在
两点 A, B ,使得 F1A 3F2B ,则该椭圆的离心率的取值范围为______________.
2014——2017 全国高中数学联赛各地预赛中的解析几何试题集萃
(2017 天津)3.将曲线 y log2 x 沿 x 轴正方向移动 1 个单位,再沿 y 轴负方向移动 2 个单 位,得到曲线 C ,则与 C 关于直线 x y 0 对称的曲线的方程为_____________.
(2017
( 2017
x2 江苏 ) 12. 在平 面直 角坐 标系 xOy 中 , 设 椭圆 E : a2
y2 b2
1(a b 0) , 直 线
l : x y 3a 0 ,若椭圆 E 的离心率为
3 ,原点 O 到直线 l 的距离为 3 2 .
2
(1)求椭圆 E 与直线 l 的方程.
的结论.
x2 (2017 江苏)4.在平面直角坐标系 xOy 中,设 F1, F2 分别是双曲线 a2

y2 b2
1(a

0, b

0)
的左、右焦点, P 是双曲线右支上一点, M 是 PF2 的中点,且 OM PF2 , 3PF1 4PF2 ,
则双曲线的离心率为_____________.
62
交椭圆于 P, Q 两点( k 0 ).若 PQ 的中点为 N, O 为原点,直线 ON 交直线 x 3 于点 M .
(I)求 MFQ 的大小;
| PQ |
(II)求
的最大值.
| MF |
(2017 湖南)16.如图所示, AB 是椭圆 mx2 ny2 1( m n 0 , m n )的斜率等
9 10 点, A 为 C 的右顶点,P 为 C 上位于第一象限内的动点,则四边形 OAPF 的面积的最大值
为___________.
(2017 全国)11.设复数 z1, z2 满足 Re(z1) 0, Re(z2 ) 0, 且 Re(z12 ) Re(z22 ) 2 (其中 Re(z) 表示复数 z 的实部). (1)求 Re(z1z2 ) 的最小值. (2)求| z1 2 | | z2 2 | | z1 z2 | 的最小值. (2017 内蒙古)9.过抛物线 y2 2 px( p 0) 的焦点 F 作弦 BC ,若 BC 的中垂线交 BC 于 M ,交 x 轴于 N ,求证:| MN |2 | FC | | FB | . ( 2017 上 海 ) 7. 在 平 面 直 角 坐 标 系 xOy 中 , 已 知 点 A(0,3), B(2,3) 及 圆
别为 A, B ,以 A 为圆心,椭圆的长半轴长为半径的圆与椭圆交于 C, D 两点,CD 的中点的
横坐标为 6 3 3 .
(1)求椭圆的方程;
(2)直线 l 过椭圆的右焦点 F 且不垂直于 x 轴,l 与椭圆交于 M , N 两点,设点 N 关于 x 轴
的对称点为 N ' .问直线 MN ' 是否经过定点?若经过定点,求出这个定点,否则说明理由. (2017 全国)3.在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 的方程为 x2 y2 1, F 是 C 的上焦
(2017
年福建)6.已知 P 为双曲线 C :
x2 4
y2 12
1上一点, F1 、 F2 为双曲线 C 的左、
右焦点, M 、 I 分别为 △PF1F2 的重心、内心,若 M I x 轴,则△PF1F2 内切圆的半径


x2 y2
2
(2017
年福建)12.已知椭圆 C

a2

b2
1( a b 0 )过点 P(2 ,1) ,且离心率为
上一点,ME, NE 的延长线分别交抛物线于点 P, Q .若 MN , PQ 的斜率 k1, k2 满足 k1 3k2 , 则实数 m 的值为__________.
(2017 湖北)12.过抛物线 y2 2x 的焦点 F 的直线 l 交抛物线 A, B 两点,抛物线在 A, B 两
点处的切线交于点 E.
x2 y2
(2017 甘肃)10.已知双曲线 a2
b2
1(a 0,b 0) ,A1, A2 是实轴的顶点,F
是右焦点,
B(0,b) 是 虚轴 的端 点. 若线 段 BF 上 (不含 端点 )存 在不同的 两点 Pi (i 1, 2) , 使 得
Pi A1A2 (i 1, 2) 构成以 A1A2 为斜边的直角三角形,则双曲线的离心率的取值范围为
2

过点 P 作两条互相垂直的直线分别交椭圆于 A 、 B 两点( A 、 B 与点 P 不重合)。求证: 直线 AB 过定点,并求该定点的坐标。
(2017 江西)4.若椭圆的一个顶点关于它的一个焦点的对称点恰好在其准线上,则椭圆的离 心率为_______.
(2017 湖北)9.过抛物线 y2 4x 的焦点 F 的直线交抛物线于 M , N 两点, E(m, 0) 为 x 轴
2
(2017 年山东)13.已知椭圆经过点 P( 6 , 1 ) ,离心率为 2 ,动点 M (2, t)(t 0) .
22
2
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求以 OM 为直径且被直线 3x 4 y 5 0 解得的弦长为 2 的圆的方程.
(3)设 F 是椭圆的右焦点,过点 F 作 OM 的垂线与以 OM 为直径的圆交于点 N ,证明线 段 ON 的长为定值,并求出这个定值.
b
0) ,圆 O : x2

y2

a2

y
轴正半
轴于点 B, 过点 B 的直线与椭圆 E 相切,且与圆 O 交于另一点 A, 若 AOB 60 ,则椭圆 E
的离心率为___________.
(2017 陕西)7.设集合 A {n | n N *}, B {y | y x 4 5 x2 },则集合 A B 中元 3
标为 (1,1) ,则 AFP 周长的最小值为___________.
(2017 河北)13.设椭圆 x2 y2 1的两条互相垂直的切线的交点轨迹为 C .曲线 C 的两条 54
切线 PA, PB 的交点为 P ,且与 C 分别切于 A, B 两点,求 PA PB 的最小值.
(2017 四川)9.若 则| x y | 的最小值为___________. 84
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