
?五年2018-2022高考數(shù)學(xué)真題按知識點(diǎn)分類匯編19-平面解析幾何(直線與方程)(含解析)
一、單選題
1.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)橢圓的左頂點(diǎn)為A,點(diǎn)P,Q均在C上,且關(guān)于y軸對稱.若直線的斜率之積為,則C的離心率為(????)
A. B. C. D.
2.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)圖1是中國古代建筑中的舉架結(jié)構(gòu),是桁,相鄰桁的水平距離稱為步,垂直距離稱為舉,圖2是某古代建筑屋頂截面的示意圖.其中是舉,是相等的步,相鄰桁的舉步之比分別為.已知成公差為0.1的等差數(shù)列,且直線的斜率為0.725,則(????)
A.0.75 B.0.8 C.0.85 D.0.9
3.(2021·全國·統(tǒng)考高考真題)拋物線的焦點(diǎn)到直線的距離為,則(????)
A.1 B.2 C. D.4
4.(2020·全國·統(tǒng)考高考真題)點(diǎn)(0,﹣1)到直線距離的最大值為(????)
A.1 B. C. D.2
5.(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)已知點(diǎn)O(0,0),A(–2,0),B(2,0).設(shè)點(diǎn)P滿足|PA|–|PB|=2,且P為函數(shù)y=圖像上的點(diǎn),則|OP|=(????)
A. B. C. D.
6.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)直線關(guān)于點(diǎn)對稱的直線方程是(????)
A. B.
C. D.
7.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)已知直線的圖像如圖所示,則角是(????)
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
8.(2018·全國·高考真題)已知雙曲線的離心率為,則點(diǎn)到的漸近線的距離為
A. B. C. D.
9.(2018·北京·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,記為點(diǎn)到直線的距離,當(dāng)、變化時,的最大值為
A. B.
C. D.
10.(2019·北京·高考真題)已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),則點(diǎn)(1,0)到直線l的距離是
A. B. C. D.
二、多選題
11.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),過拋物線焦點(diǎn)F的直線與C交于A,B兩點(diǎn),其中A在第一象限,點(diǎn),若,則(????)
A.直線的斜率為 B.
C. D.
三、填空題
12.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)設(shè)點(diǎn),若直線關(guān)于對稱的直線與圓有公共點(diǎn),則a的取值范圍是________.
13.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)設(shè)點(diǎn)M在直線上,點(diǎn)和均在上,則的方程為______________.
14.(2021·全國·統(tǒng)考高考真題)雙曲線的右焦點(diǎn)到直線的距離為________.
15.(2021·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù),函數(shù)的圖象在點(diǎn)和點(diǎn)的兩條切線互相垂直,且分別交y軸于M,N兩點(diǎn),則取值范圍是_______.
16.(2019·江蘇·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,P是曲線上的一個動點(diǎn),則點(diǎn)P到直線x+y=0的距離的最小值是_____.
四、解答題
17.(2018·全國·高考真題)設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為,過的直線與交于兩點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(1)當(dāng)與軸垂直時,求直線的方程;
(2)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.
18.(2018·全國·高考真題)設(shè)拋物線,點(diǎn),,過點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn).
(1)當(dāng)與軸垂直時,求直線的方程;
(2)證明:.
19.(2019·江蘇·高考真題)如圖,一個湖的邊界是圓心為O的圓,湖的一側(cè)有一條直線型公路l,湖上有橋AB(AB是圓O的直徑).規(guī)劃在公路l上選兩個點(diǎn)P、Q,并修建兩段直線型道路PB、QA.規(guī)劃要求:線段PB、QA上的所有點(diǎn)到點(diǎn)O的距離均不小于圓O的半徑.已知點(diǎn)A、B到直線l的距離分別為AC和BD(C、D為垂足),測得AB=10,AC=6,BD=12(單位:百米).
(1)若道路PB與橋AB垂直,求道路PB的長;
(2)在規(guī)劃要求下,P和Q中能否有一個點(diǎn)選在D處?并說明理由;
(3)對規(guī)劃要求下,若道路PB和QA的長度均為d(單位:百米).求當(dāng)d最小時,P、Q兩點(diǎn)間的距離.
五、雙空題
20.(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)已知雙曲線,則C的右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為_________;C的焦點(diǎn)到其漸近線的距離是_________.
參考答案:
1.A
【分析】設(shè),則,根據(jù)斜率公式結(jié)合題意可得,再根據(jù),將用表示,整理,再結(jié)合離心率公式即可得解.
【詳解】[方法一]:設(shè)而不求
設(shè),則
則由得:,
由,得,
所以,即,
所以橢圓的離心率,故選A.
[方法二]:第三定義
設(shè)右端點(diǎn)為B,連接PB,由橢圓的對稱性知:
故,
由橢圓第三定義得:,
故
所以橢圓的離心率,故選A.
2.D
【分析】設(shè),則可得關(guān)于的方程,求出其解后可得正確的選項.
【詳解】設(shè),則,
依題意,有,且,
所以,故,
故選:D
3.B
【分析】首先確定拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo),然后結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式可得的值.
【詳解】拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
其到直線的距離:,
解得:(舍去).
故選:B.
4.B
【分析】首先根據(jù)直線方程判斷出直線過定點(diǎn),設(shè),當(dāng)直線與垂直時,點(diǎn)到直線距離最大,即可求得結(jié)果.
【詳解】由可知直線過定點(diǎn),設(shè),
當(dāng)直線與垂直時,點(diǎn)到直線距離最大,
即為.
故選:B.
【點(diǎn)睛】該題考查的是有關(guān)解析幾何初步的問題,涉及到的知識點(diǎn)有直線過定點(diǎn)問題,利用幾何性質(zhì)是解題的關(guān)鍵,屬于基礎(chǔ)題.
5.D
【分析】根據(jù)題意可知,點(diǎn)既在雙曲線的一支上,又在函數(shù)的圖象上,即可求出點(diǎn)的坐標(biāo),得到的值.
【詳解】因為,所以點(diǎn)在以為焦點(diǎn),實軸長為,焦距為的雙曲線的右支上,由可得,,即雙曲線的右支方程為,而點(diǎn)還在函數(shù)的圖象上,所以,
由,解得,即.
故選:D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查雙曲線的定義的應(yīng)用,以及二次曲線的位置關(guān)系的應(yīng)用,意在考查學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
6.D
【分析】設(shè)對稱的直線方程上的一點(diǎn)的坐標(biāo)為,則其關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,代入已知直線即可求得結(jié)果.
【詳解】設(shè)對稱的直線方程上的一點(diǎn)的坐標(biāo)為,
則其關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,
因為點(diǎn)在直線上,
所以即.
故選:D.
7.D
【分析】本題可根據(jù)直線的斜率和截距得出、,即可得出結(jié)果.
【詳解】結(jié)合圖像易知,,,
則角是第四象限角,
故選:D.
8.D
【詳解】分析:由離心率計算出,得到漸近線方程,再由點(diǎn)到直線距離公式計算即可.
詳解:
所以雙曲線的漸近線方程為
所以點(diǎn)(4,0)到漸近線的距離
故選D
點(diǎn)睛:本題考查雙曲線的離心率,漸近線和點(diǎn)到直線距離公式,屬于中檔題.
9.C
【分析】為單位圓上一點(diǎn),而直線過點(diǎn),則根據(jù)幾何意義得的最大值為.
【詳解】為單位圓上一點(diǎn),而直線過點(diǎn),
所以的最大值為,選C.
【點(diǎn)睛】與圓有關(guān)的最值問題主要表現(xiàn)在求幾何圖形的長度、面積的最值,求點(diǎn)到直線的距離的最值,求相關(guān)參數(shù)的最值等方面.解決此類問題的主要思路是利用圓的幾何性質(zhì)將問題轉(zhuǎn)化.
10.D
【分析】首先將參數(shù)方程化為直角坐標(biāo)方程,然后利用點(diǎn)到直線距離公式求解距離即可.
【詳解】直線的普通方程為,即,點(diǎn)到直線的距離,故選D.
【點(diǎn)睛】本題考查直線參數(shù)方程與普通方程的轉(zhuǎn)化,點(diǎn)到直線的距離,屬于容易題,注重基礎(chǔ)知識?基本運(yùn)算能力的考查.
11.ACD
【分析】由及拋物線方程求得,再由斜率公式即可判斷A選項;表示出直線的方程,聯(lián)立拋物線求得,即可求出判斷B選項;由拋物線的定義求出即可判斷C選項;由,求得,為鈍角即可判斷D選項.
【詳解】對于A,易得,由可得點(diǎn)在的垂直平分線上,則點(diǎn)橫坐標(biāo)為,
代入拋物線可得,則,則直線的斜率為,A正確;
對于B,由斜率為可得直線的方程為,聯(lián)立拋物線方程得,
設(shè),則,則,代入拋物線得,解得,則,
則,B錯誤;
對于C,由拋物線定義知:,C正確;
對于D,,則為鈍角,
又,則為鈍角,
又,則,D正確.
故選:ACD.
12.
【分析】首先求出點(diǎn)關(guān)于對稱點(diǎn)的坐標(biāo),即可得到直線的方程,根據(jù)圓心到直線的距離小于等于半徑得到不等式,解得即可;
【詳解】解:關(guān)于對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,在直線上,
所以所在直線即為直線,所以直線為,即;
圓,圓心,半徑,
依題意圓心到直線的距離,
即,解得,即;
故答案為:
13.
【分析】設(shè)出點(diǎn)M的坐標(biāo),利用和均在上,求得圓心及半徑,即可得圓的方程.
【詳解】[方法一]:三點(diǎn)共圓
∵點(diǎn)M在直線上,
∴設(shè)點(diǎn)M為,又因為點(diǎn)和均在上,
∴點(diǎn)M到兩點(diǎn)的距離相等且為半徑R,
∴,
,解得,
∴,,
的方程為.
故答案為:
[方法二]:圓的幾何性質(zhì)
由題可知,M是以(3,0)和(0,1)為端點(diǎn)的線段垂直平分線 y=3x-4與直線的交點(diǎn)(1,-1)., 的方程為.
故答案為:
14.
【分析】先求出右焦點(diǎn)坐標(biāo),再利用點(diǎn)到直線的距離公式求解.
【詳解】由已知,,所以雙曲線的右焦點(diǎn)為,
所以右焦點(diǎn)到直線的距離為.
故答案為:
15.
【分析】結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得,結(jié)合直線方程及兩點(diǎn)間距離公式可得,,化簡即可得解.
【詳解】由題意,,則,
所以點(diǎn)和點(diǎn),,
所以,
所以,
所以,
同理,
所以.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:
解決本題的關(guān)鍵是利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義轉(zhuǎn)化條件,消去一個變量后,運(yùn)算即可得解.
16.4.
【分析】將原問題轉(zhuǎn)化為切點(diǎn)與直線之間的距離,然后利用導(dǎo)函數(shù)確定切點(diǎn)坐標(biāo)可得最小距離
【詳解】當(dāng)直線平移到與曲線相切位置時,切點(diǎn)Q即為點(diǎn)P到直線的距離最小.
由,得,,
即切點(diǎn),
則切點(diǎn)Q到直線的距離為,
故答案為.
【點(diǎn)睛】本題考查曲線上任意一點(diǎn)到已知直線的最小距離,滲透了直觀想象和數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).采取導(dǎo)數(shù)法和公式法,利用數(shù)形結(jié)合和轉(zhuǎn)化與化歸思想解題.
17.(1)的方程為或;(2)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)與軸垂直,且過點(diǎn),求得直線的方程為,代入橢圓方程求得點(diǎn)的坐標(biāo)為或,利用兩點(diǎn)式求得直線的方程;
(2)方法一:分直線與軸重合、與軸垂直、與軸不重合也不垂直三種情況證明,特殊情況比較簡單,也比較直觀,對于一般情況將角相等通過直線的斜率的關(guān)系來體現(xiàn),從而證得結(jié)果.
【詳解】(1)由已知得,的方程為.
由已知可得,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
所以的方程為或.
(2)[方法一]:【通性通法】分類+常規(guī)聯(lián)立
當(dāng)與軸重合時,.
當(dāng)與軸垂直時,為的垂直平分線,所以.
當(dāng)與軸不重合也不垂直時,設(shè)的方程為,,
則,直線、的斜率之和為.
由得.
將代入得.
所以,.
則.
從而,故、的傾斜角互補(bǔ),所以.
綜上,.
[方法二]:角平分線定義的應(yīng)用
當(dāng)直線l與x軸重合或垂直時,顯然有.當(dāng)直線l與x軸不垂直也不重合時,設(shè)直線l的方程為,交橢圓于,.
由得.
由韋達(dá)定理得.
點(diǎn)A關(guān)于x軸的對稱點(diǎn),則直線的方程為.
令,,則直線過點(diǎn)M,.
[方法三]:直線參數(shù)方程的應(yīng)用
設(shè)直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).(*)
將(*)式代入橢圓方程中,整理得.
則,.
又,則
,
即.所以.
[方法四]:【最優(yōu)解】橢圓第二定義的應(yīng)用
當(dāng)直線l與x軸重合時,.
當(dāng)直線l與x軸不重合時,如圖6,過點(diǎn)A,B分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為C,D,則有軸.
由橢圓的第二定義,有,,得,即.
由軸,有,即,于是,且.可得,即有.
[方法五]:角平分線定理逆定理+極坐標(biāo)方程的應(yīng)用
橢圓以右焦點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正方向為極軸,得.
設(shè).
.
所以,.
由角平分線定理的逆定理可知,命題得證.
[方法六]:角平分線定理的逆定理的應(yīng)用
設(shè)點(diǎn)O(也可選點(diǎn)F)到直線的距離分別為,根據(jù)角平分線定理的逆定理,要證,只需證.
當(dāng)直線l的斜率為0時,易得.
當(dāng)直線l的斜率不為0時,設(shè)直線l的方程為:.由方程組得恒成立,..
直線的方程為:.
因為點(diǎn)A在直線l上,所以,故.
同理,..
因為,所以,即.
綜上,.
[方法七]:【通性通法】分類+常規(guī)聯(lián)立
當(dāng)直線l與x軸重合或垂直時,顯然有.
當(dāng)直線l與x軸不垂直也不重合時,設(shè)直線l的方程為,交橢圓于,.
由得.
由韋達(dá)定理得.
所以,
故、的傾斜角互補(bǔ),所以.
[方法八]:定比點(diǎn)差法
設(shè),,
所以,
由作差可得,,所以,
,又,所以,,
故,、的傾斜角互補(bǔ),所以.
當(dāng)時,與軸垂直,為的垂直平分線,所以.
故.
【整體點(diǎn)評】(2)方法一:通過分類以及常規(guī)聯(lián)立,把角相等轉(zhuǎn)化為斜率和為零,再通過韋達(dá)定理即可實現(xiàn),是解決該類問題的通性通法;
方法二:根據(jù)角平分線的定義可知,利用點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)在直線上,證直線過點(diǎn)即可;
方法三:利用直線的參數(shù)方程證明斜率互為相反數(shù);
方法四:根據(jù)點(diǎn)M是橢圓的右準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),用橢圓的第二定義結(jié)合平面幾何知識證明,運(yùn)算量極小,是該題的最優(yōu)解;
方法五:利用橢圓的極坐標(biāo)方程以及角平分線定理的逆定理的應(yīng)用,也是不錯的方法選擇;
方法六:類比方法五,角平分線定理的逆定理的應(yīng)用;
方法七:常規(guī)聯(lián)立,同方法一,只是設(shè)直線的方程形式不一樣;
方法八:定比點(diǎn)差法的應(yīng)用.
18.(1)或;(2)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)題意可得直線的方程為,從而得出點(diǎn)的坐標(biāo)為或,利用兩點(diǎn)式求得直線的方程;
(2)方法一:設(shè)直線的方程為,點(diǎn)、,將直線的方程與拋物線的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,由斜率公式并結(jié)合韋達(dá)定理計算出直線、的斜率之和為零,從而得出所證結(jié)論成立.
【詳解】(1)當(dāng)與軸垂直時,的方程為,可得的坐標(biāo)為或.
所以直線的方程為或;
(2)[方法一]:【通性通法】韋達(dá)定理+斜率公式
設(shè)的方程為,、,
由,得,可知,.
直線、的斜率之和為
,
所以,可知、的傾斜角互補(bǔ),所以.
[方法2]:【最優(yōu)解】斜率公式+三點(diǎn)共線的坐標(biāo)表示
因為M,N在拋物線上,可設(shè),,故,.而A,M,N共線,故,即,化簡得.而M,N是不同的點(diǎn),故,可得.這樣.故.
【整體點(diǎn)評】(2)方法一:通過聯(lián)立方程得出根與系數(shù)的關(guān)系,再直接使用斜率公式化簡即可證出,是此題問題的通性通法;
方法二:通過設(shè)點(diǎn),根據(jù)三點(diǎn)共線的坐標(biāo)表示尋找關(guān)系,再利用斜率公式化簡證出,省略了聯(lián)立過程,適當(dāng)降低了運(yùn)算量,是此類問題的最優(yōu)解.
19.(1)15(百米);
(2)見解析;
(3)17+(百米).
【分析】解:解法一:
(1)過A作,垂足為E.利用幾何關(guān)系即可求得道路PB的長;
(2)分類討論P(yáng)和Q中能否有一個點(diǎn)選在D處即可.
(3)先討論點(diǎn)P的位置,然后再討論點(diǎn)Q的位置即可確定當(dāng)d最小時,P、Q兩點(diǎn)間的距離.
解法二:
(1)建立空間直角坐標(biāo)系,分別確定點(diǎn)P和點(diǎn)B的坐標(biāo),然后利用兩點(diǎn)之間距離公式可得道路PB的長;
(2)分類討論P(yáng)和Q中能否有一個點(diǎn)選在D處即可.
(3)先討論點(diǎn)P的位置,然后再討論點(diǎn)Q的位置即可確定當(dāng)d最小時,P、Q兩點(diǎn)間的距離.
【詳解】解法一:
(1)過A作,垂足為E.
由已知條件得,四邊形ACDE為矩形,.
因為PB⊥AB,
所以.
所以.
因此道路PB的長為15(百米).
(2)①若P在D處,由(1)可得E在圓上,則線段BE上的點(diǎn)(除B,E)到點(diǎn)O的距離均小于圓O的半徑,所以P選在D處不滿足規(guī)劃要求.
②若Q在D處,連結(jié)AD,由(1)知,
從而,所以∠BAD為銳角.
所以線段AD上存在點(diǎn)到點(diǎn)O的距離小于圓O的半徑.
因此,Q選在D處也不滿足規(guī)劃要求.
綜上,P和Q均不能選在D處.
(3)先討論點(diǎn)P的位置.
當(dāng)∠OBP90°時,在中,.
由上可知,d≥15.
再討論點(diǎn)Q的位置.
由(2)知,要使得QA≥15,點(diǎn)Q只有位于點(diǎn)C的右側(cè),才能符合規(guī)劃要求.當(dāng)QA=15時,.此時,線段QA上所有點(diǎn)到點(diǎn)O的距離均不小于圓O的半徑.
綜上,當(dāng)PB⊥AB,點(diǎn)Q位于點(diǎn)C右側(cè),且CQ=時,d最小,此時P,Q兩點(diǎn)間的距離PQ=PD+CD+CQ=17+.
因此,d最小時,P,Q兩點(diǎn)間的距離為17+(百米).
解法二:
(1)如圖,過O作OH⊥l,垂足為H.
以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),直線OH為y軸,建立平面直角坐標(biāo)系.
因為BD=12,AC=6,所以O(shè)H=9,直線l的方程為y=9,點(diǎn)A,B的縱坐標(biāo)分別為3,?3.
因為AB為圓O的直徑,AB=10,所以圓O的方程為x2+y2=25.
從而A(4,3),B(?4,?3),直線AB的斜率為.
因為PB⊥AB,所以直線PB的斜率為,
直線PB的方程為.
所以P(?13,9),.
因此道路PB的長為15(百米).
(2)①若P在D處,取線段BD上一點(diǎn)E(?4,0),則EO=4
這是一份23-平面解析幾何(圓錐曲線之拋物線)-五年(2018-2022)高考數(shù)學(xué)真題按知識點(diǎn)分類匯編,共39頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題,雙空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份22-平面解析幾何(圓錐曲線之雙曲線)-五年(2018-2022)高考數(shù)學(xué)真題按知識點(diǎn)分類匯編,共28頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題,雙空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份21-平面解析幾何(圓錐曲線之橢圓)-五年(2018-2022)高考數(shù)學(xué)真題按知識點(diǎn)分類匯編,共46頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題,雙空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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