
?五年2018-2022高考數(shù)學(xué)真題按知識(shí)點(diǎn)分類匯編23-平面解析幾何(圓錐曲線之拋物線)(含解析)
一、單選題
1.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)設(shè)F為拋物線的焦點(diǎn),點(diǎn)A在C上,點(diǎn),若,則(????)
A.2 B. C.3 D.
2.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),拋物線的準(zhǔn)線過(guò)雙曲線的左焦點(diǎn),與雙曲線的漸近線交于點(diǎn)A,若,則雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(????)
A. B.
C. D.
3.(2021·全國(guó)·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.(2021·天津·統(tǒng)考高考真題)已知雙曲線的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,拋物線的準(zhǔn)線交雙曲線于A,B兩點(diǎn),交雙曲線的漸近線于C、D兩點(diǎn),若.則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C.2 D.3
5.(2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知A為拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn),點(diǎn)A到C的焦點(diǎn)的距離為12,到y(tǒng)軸的距離為9,則p=(????)
A.2 B.3 C.6 D.9
6.(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為,焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為.是拋物線上異于的一點(diǎn),過(guò)作于,則線段的垂直平分線(????).
A.經(jīng)過(guò)點(diǎn) B.經(jīng)過(guò)點(diǎn)
C.平行于直線 D.垂直于直線
7.(2019·全國(guó)·高考真題)若拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),則p=
A.2 B.3
C.4 D.8
二、多選題
8.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,過(guò)點(diǎn)的直線交C于P,Q兩點(diǎn),則(????)
A.C的準(zhǔn)線為 B.直線AB與C相切
C. D.
9.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)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
10.(2021·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線:()的焦點(diǎn)為,為上一點(diǎn),與軸垂直,為軸上一點(diǎn),且,若,則的準(zhǔn)線方程為______.
11.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)與雙曲線的左焦點(diǎn)重合,若兩曲線相交于,兩點(diǎn),且線段的中點(diǎn)是點(diǎn),則該雙曲線的離心率等于______.
12.(2018·全國(guó)·高考真題)已知點(diǎn)和拋物線,過(guò)的焦點(diǎn)且斜率為的直線與交于,兩點(diǎn).若,則________.
13.(2019·北京·高考真題)設(shè)拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l.則以F為圓心,且與l相切的圓的方程為__________.
14.(2018·北京·高考真題)已知直線l過(guò)點(diǎn)(1,0)且垂直于?軸,若l被拋物線截得的線段長(zhǎng)為4,則拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為_________.
四、解答題
15.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,點(diǎn),過(guò)F的直線交C于M,N兩點(diǎn).當(dāng)直線MD垂直于x軸時(shí),.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線與C的另一個(gè)交點(diǎn)分別為A,B,記直線的傾斜角分別為.當(dāng)取得最大值時(shí),求直線AB的方程.
16.(2021·全國(guó)·高考真題)拋物線C的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O.焦點(diǎn)在x軸上,直線l:交C于P,Q兩點(diǎn),且.已知點(diǎn),且與l相切.
(1)求C,的方程;
(2)設(shè)是C上的三個(gè)點(diǎn),直線,均與相切.判斷直線與的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由.
17.(2021·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求C的方程;
(2)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P在C上,點(diǎn)Q滿足,求直線斜率的最大值.
18.(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖,已知F是拋物線的焦點(diǎn),M是拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),且,
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)F的直線交拋物線與A?B兩點(diǎn),斜率為2的直線l與直線,x軸依次交于點(diǎn)P,Q,R,N,且,求直線l在x軸上截距的范圍.
19.(2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知橢圓C1:(a>b>0)的右焦點(diǎn)F與拋物線C2的焦點(diǎn)重合,C1的中心與C2的頂點(diǎn)重合.過(guò)F且與x軸垂直的直線交C1于A,B兩點(diǎn),交C2于C,D兩點(diǎn),且|CD|=|AB|.
(1)求C1的離心率;
(2)設(shè)M是C1與C2的公共點(diǎn),若|MF|=5,求C1與C2的標(biāo)準(zhǔn)方程.
20.(2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知橢圓C1:(a>b>0)的右焦點(diǎn)F與拋物線C2的焦點(diǎn)重合,C1的中心與C2的頂點(diǎn)重合.過(guò)F且與x軸垂直的直線交C1于A,B兩點(diǎn),交C2于C,D兩點(diǎn),且|CD|=|AB|.
(1)求C1的離心率;
(2)若C1的四個(gè)頂點(diǎn)到C2的準(zhǔn)線距離之和為12,求C1與C2的標(biāo)準(zhǔn)方程.
21.(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖,已知橢圓,拋物線,點(diǎn)A是橢圓與拋物線的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A的直線l交橢圓于點(diǎn)B,交拋物線于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo);
(Ⅱ)若存在不過(guò)原點(diǎn)的直線l使M為線段AB的中點(diǎn),求p的最大值.
22.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),橢圓的頂點(diǎn)分別為,,,,其中點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn),如圖所示.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于,兩點(diǎn),且,求直線的方程.
23.(2019·全國(guó)·高考真題)已知拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn)為F,斜率為的直線l與C的交點(diǎn)為A,B,與x軸的交點(diǎn)為P.
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;
(2)若,求|AB|.
24.(2019·北京·高考真題)已知拋物線C:x2=?2py經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,?1).
(Ⅰ)求拋物線C的方程及其準(zhǔn)線方程;
(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),過(guò)拋物線C的焦點(diǎn)作斜率不為0的直線l交拋物線C于兩點(diǎn)M,N,直線y=?1分別交直線OM,ON于點(diǎn)A和點(diǎn)B.求證:以AB為直徑的圓經(jīng)過(guò)y軸上的兩個(gè)定點(diǎn).
25.(2018·北京·高考真題)已知拋物線C:=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,2).過(guò)點(diǎn)Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N.
(Ⅰ)求直線l的斜率的取值范圍;
(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),,,求證:為定值.
26.(2019·浙江·高考真題)如圖,已知點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交拋物線于兩點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,使得的重心在軸上,直線交軸于點(diǎn),且在點(diǎn)右側(cè).記的面積為.
(1)求的值及拋物線的準(zhǔn)線方程;
(2)求的最小值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
五、雙空題
27.(2021·北京·統(tǒng)考高考真題)已知拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)在拋物線上,垂直軸與于點(diǎn).若,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為_______; 的面積為_______.
參考答案:
1.B
【分析】根據(jù)拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)和準(zhǔn)線的距離相等,從而求得點(diǎn)的橫坐標(biāo),進(jìn)而求得點(diǎn)坐標(biāo),即可得到答案.
【詳解】由題意得,,則,
即點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為2,所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
不妨設(shè)點(diǎn)在軸上方,代入得,,
所以.
故選:B
2.C
【分析】由已知可得出的值,求出點(diǎn)的坐標(biāo),分析可得,由此可得出關(guān)于、、的方程組,解出這三個(gè)量的值,即可得出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,則,則、,
不妨設(shè)點(diǎn)為第二象限內(nèi)的點(diǎn),聯(lián)立,可得,即點(diǎn),
因?yàn)榍?,則為等腰直角三角形,
且,即,可得,
所以,,解得,因此,雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
故選:C.
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.A
【分析】設(shè)公共焦點(diǎn)為,進(jìn)而可得準(zhǔn)線為,代入雙曲線及漸近線方程,結(jié)合線段長(zhǎng)度比值可得,再由雙曲線離心率公式即可得解.
【詳解】設(shè)雙曲線與拋物線的公共焦點(diǎn)為,
則拋物線的準(zhǔn)線為,
令,則,解得,所以,
又因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為,所以,
所以,即,所以,
所以雙曲線的離心率.
故選:A.
5.C
【分析】利用拋物線的定義建立方程即可得到答案.
【詳解】設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,由拋物線的定義知,即,解得.
故選:C.
【點(diǎn)晴】本題主要考查利用拋物線的定義計(jì)算焦半徑,考查學(xué)生轉(zhuǎn)化與化歸思想,是一道容易題.
6.B
【分析】依據(jù)題意不妨作出焦點(diǎn)在軸上的開口向右的拋物線,根據(jù)垂直平分線的定義和拋物線的定義可知,線段的垂直平分線經(jīng)過(guò)點(diǎn),即求解.
【詳解】如圖所示:.
因?yàn)榫€段的垂直平分線上的點(diǎn)到的距離相等,又點(diǎn)在拋物線上,根據(jù)定義可知,,所以線段的垂直平分線經(jīng)過(guò)點(diǎn).
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題主要考查拋物線的定義的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
7.D
【分析】利用拋物線與橢圓有共同的焦點(diǎn)即可列出關(guān)于的方程,即可解出,或者利用檢驗(yàn)排除的方法,如時(shí),拋物線焦點(diǎn)為(1,0),橢圓焦點(diǎn)為(±2,0),排除A,同樣可排除B,C,故選D.
【詳解】因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),所以,解得,故選D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查拋物線與橢圓的幾何性質(zhì),滲透邏輯推理、運(yùn)算能力素養(yǎng).
8.BCD
【分析】求出拋物線方程可判斷A,聯(lián)立AB與拋物線的方程求交點(diǎn)可判斷B,利用距離公式及弦長(zhǎng)公式可判斷C、D.
【詳解】將點(diǎn)的代入拋物線方程得,所以拋物線方程為,故準(zhǔn)線方程為,A錯(cuò)誤;
,所以直線的方程為,
聯(lián)立,可得,解得,故B正確;
設(shè)過(guò)的直線為,若直線與軸重合,則直線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
所以,直線的斜率存在,設(shè)其方程為,,
聯(lián)立,得,
所以,所以或,,
又,,
所以,故C正確;
因?yàn)椋?br />
所以,而,故D正確.
故選:BCD
9.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(xiàng);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(xiàng);由拋物線的定義求出即可判斷C選項(xiàng);由,求得,為鈍角即可判斷D選項(xiàng).
【詳解】對(duì)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(duì)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(cuò)誤;
對(duì)于C,由拋物線定義知:,C正確;
對(duì)于D,,則為鈍角,
又,則為鈍角,
又,則,D正確.
故選:ACD.
10.
【分析】先用坐標(biāo)表示,再根據(jù)向量垂直坐標(biāo)表示列方程,解得,即得結(jié)果.
【詳解】拋物線: ()的焦點(diǎn),
∵P為上一點(diǎn),與軸垂直,
所以P的橫坐標(biāo)為,代入拋物線方程求得P的縱坐標(biāo)為,
不妨設(shè),
因?yàn)镼為軸上一點(diǎn),且,所以Q在F的右側(cè),
又,
因?yàn)?,所?
,
所以的準(zhǔn)線方程為
故答案為:.
【點(diǎn)睛】利用向量數(shù)量積處理垂直關(guān)系是本題關(guān)鍵.
11.
【分析】利用拋物線的性質(zhì),得到M的坐標(biāo),再帶入到雙曲線方程中,即可求解.
【詳解】由題意知:
拋物線方程為:
在拋物線上,所以
在雙曲線上,
,又,
故答案為:
12.2
【分析】方法一:利用點(diǎn)差法得到AB的斜率,結(jié)合拋物線定義可得結(jié)果.
【詳解】[方法一]:點(diǎn)差法
設(shè),則,所以
所以,
取AB中點(diǎn),分別過(guò)點(diǎn)A,B作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為
因?yàn)?,
因?yàn)闉锳B中點(diǎn),所以平行于x軸,
因?yàn)镸(-1,1),所以,則即.
故答案為:2.
[方法二]:【最優(yōu)解】焦點(diǎn)弦的性質(zhì)
記拋物線的焦點(diǎn)為F,因?yàn)?,則以為直徑的圓與準(zhǔn)線相切于點(diǎn)M,由拋物線的焦點(diǎn)弦性質(zhì)可知,所以.
[方法三]: 焦點(diǎn)弦性質(zhì)+韋達(dá)定理
記拋物線的焦點(diǎn)為F,因?yàn)椋瑒t以為直徑的圓與準(zhǔn)線相切于點(diǎn)M,記中點(diǎn)為N,則,設(shè),代入中,得,所以,得,所以.
[方法四]:【通性通法】暴力硬算
由題知拋物線的焦點(diǎn)為,設(shè)直線的方程為,代入中得,設(shè),則,同理有,由,即.又,所以,得.
[方法五]:距離公式+直角三角形的性質(zhì)
設(shè)直線為,與聯(lián)立得,則從而,可得的中點(diǎn),所以.
又由弦長(zhǎng)公式知.
由得,解得,所以.
[方法六]:焦點(diǎn)弦的性質(zhì)應(yīng)用
由題可知,線段為拋物線的焦點(diǎn)弦,,由于以拋物線的焦點(diǎn)弦為直徑的圓必與準(zhǔn)線相切,又點(diǎn)M恰為拋物線準(zhǔn)線上的點(diǎn),因此,以為直徑的圓必與準(zhǔn)線相切于點(diǎn)M.
過(guò)點(diǎn)M作平行于軸的直線交于點(diǎn)N,則N為圓心.
設(shè),則.
又因?yàn)?,所以?lián)立解得.將的值代入中求得.
因?yàn)閽佄锞€C的焦點(diǎn),所以.
【整體點(diǎn)評(píng)】方法一:根據(jù)點(diǎn)差法找出直線的斜率與兩點(diǎn)縱坐標(biāo)的關(guān)系,再根據(jù)拋物線定義求出中點(diǎn)坐標(biāo),從而解出;
方法二:直接根據(jù)焦點(diǎn)弦的性質(zhì)解出,是該題的最優(yōu)解;
方法三:根據(jù)焦點(diǎn)弦性質(zhì)可知,直線過(guò)點(diǎn),再根據(jù)韋達(dá)定理求出直線的斜率;
方法四:直接設(shè)出直線方程,聯(lián)立運(yùn)算,屬于解決直線與拋物線位置關(guān)系問(wèn)題的通性通法,思路直接,運(yùn)算復(fù)雜;
方法五:反設(shè)直線,再通過(guò)聯(lián)立,利用直角三角形的性質(zhì)求解,運(yùn)算較復(fù)雜;
方法六:利用焦點(diǎn)弦的性質(zhì)直接求出其中一點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)斜率公式求出.
13.(x-1)2+y2=4.
【分析】由拋物線方程可得焦點(diǎn)坐標(biāo),即圓心,焦點(diǎn)到準(zhǔn)線距離即半徑,進(jìn)而求得結(jié)果.
【詳解】拋物線y2=4x中,2p=4,p=2,
焦點(diǎn)F(1,0),準(zhǔn)線l的方程為x=-1,
以F為圓心,
且與l相切的圓的方程為 (x-1)2+y2=22,即為(x-1)2+y2=4.
【點(diǎn)睛】本題主要考查拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo),拋物線的準(zhǔn)線方程,直線與圓相切的充分必要條件等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.
14.
【詳解】分析:根據(jù)題干描述畫出相應(yīng)圖形,分析可得拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),將點(diǎn)坐標(biāo)代入可求參數(shù)的值,進(jìn)而可求焦點(diǎn)坐標(biāo).
詳細(xì):由題意可得,點(diǎn)在拋物線上,將代入中,
解得:,,
由拋物線方程可得:,
焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
點(diǎn)睛:此題考查拋物線的相關(guān)知識(shí),屬于易得分題,關(guān)鍵在于能夠結(jié)合拋物線的對(duì)稱性質(zhì),得到拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo),再者熟練準(zhǔn)確記憶拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)公式也是保證本題能夠得分的關(guān)鍵.
15.(1);
(2).
【分析】(1)由拋物線的定義可得,即可得解;
(2)法一:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)及直線,由韋達(dá)定理及斜率公式可得,再由差角的正切公式及基本不等式可得,設(shè)直線,結(jié)合韋達(dá)定理可解.
【詳解】(1)拋物線的準(zhǔn)線為,當(dāng)與x軸垂直時(shí),點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為p,
此時(shí),所以,
所以拋物線C的方程為;
(2)[方法一]:【最優(yōu)解】直線方程橫截式
設(shè),直線,
由可得,,
由斜率公式可得,,
直線,代入拋物線方程可得,
,所以,同理可得,
所以
又因?yàn)橹本€MN、AB的傾斜角分別為,所以,
若要使最大,則,設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,設(shè)直線,
代入拋物線方程可得,
,所以,
所以直線.
[方法二]:直線方程點(diǎn)斜式
由題可知,直線MN的斜率存在.
設(shè),直線
由 得:,,同理,.
直線MD:,代入拋物線方程可得:,同理,.
代入拋物線方程可得:,所以,同理可得,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使最大,則,
設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,設(shè)直線,
代入拋物線方程可得,,所以,所以直線.
[方法三]:三點(diǎn)共線
設(shè),
設(shè),若 P、M、N三點(diǎn)共線,由
所以,化簡(jiǎn)得,
反之,若,可得MN過(guò)定點(diǎn)
因此,由M、N、F三點(diǎn)共線,得,
??????由M、D、A三點(diǎn)共線,得,
??????由N、D、B三點(diǎn)共線,得,
則,AB過(guò)定點(diǎn)(4,0)
(下同方法一)若要使最大,則,
設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,所以直線.
【整體點(diǎn)評(píng)】(2)法一:利用直線方程橫截式,簡(jiǎn)化了聯(lián)立方程的運(yùn)算,通過(guò)尋找直線的斜率關(guān)系,由基本不等式即可求出直線AB的斜率,再根據(jù)韋達(dá)定理求出直線方程,是該題的最優(yōu)解,也是通性通法;
法二:常規(guī)設(shè)直線方程點(diǎn)斜式,解題過(guò)程同解法一;
法三:通過(guò)設(shè)點(diǎn)由三點(diǎn)共線尋找縱坐標(biāo)關(guān)系,快速找到直線過(guò)定點(diǎn),省去聯(lián)立過(guò)程,也不失為一種簡(jiǎn)化運(yùn)算的好方法.
16.(1)拋物線,方程為;(2)相切,理由見解析
【分析】(1)根據(jù)已知拋物線與相交,可得出拋物線開口向右,設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,再利用對(duì)稱性設(shè)出坐標(biāo),由,即可求出;由圓與直線相切,求出半徑,即可得出結(jié)論;
(2)方法一:先考慮斜率不存在,根據(jù)對(duì)稱性,即可得出結(jié)論;若斜率存在,由三點(diǎn)在拋物線上,將直線斜率分別用縱坐標(biāo)表示,再由與圓相切,得出與的關(guān)系,最后求出點(diǎn)到直線的距離,即可得出結(jié)論.
【詳解】(1)依題意設(shè)拋物線,
,
所以拋物線的方程為,
與相切,所以半徑為,
所以的方程為;
(2)[方法一]:設(shè)
若斜率不存在,則方程為或,
若方程為,根據(jù)對(duì)稱性不妨設(shè),
則過(guò)與圓相切的另一條直線方程為,
此時(shí)該直線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),即不存在,不合題意;
若方程為,根據(jù)對(duì)稱性不妨設(shè)
則過(guò)與圓相切的直線為,
又,
,此時(shí)直線關(guān)于軸對(duì)稱,
所以直線與圓相切;
若直線斜率均存在,
則,
所以直線方程為,
整理得,
同理直線的方程為,
直線的方程為,
與圓相切,
整理得,
與圓相切,同理
所以為方程的兩根,
,
到直線的距離為:
,
所以直線與圓相切;
綜上若直線與圓相切,則直線與圓相切.
[方法二]【最優(yōu)解】:設(shè).
當(dāng)時(shí),同解法1.
當(dāng)時(shí),直線的方程為,即.
由直線與相切得,化簡(jiǎn)得,
同理,由直線與相切得.
因?yàn)榉匠掏瑫r(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以的直線方程為,點(diǎn)M到直線距離為.
所以直線與相切.
綜上所述,若直線與相切,則直線與相切.
【整體點(diǎn)評(píng)】第二問(wèn)關(guān)鍵點(diǎn):過(guò)拋物線上的兩點(diǎn)直線斜率只需用其縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))表示,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為只與縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))有關(guān);法一是要充分利用的對(duì)稱性,抽象出與關(guān)系,把的關(guān)系轉(zhuǎn)化為用表示,法二是利用相切等條件得到的直線方程為,利用點(diǎn)到直線距離進(jìn)行證明,方法二更為簡(jiǎn)單,開拓學(xué)生思路
17.(1);(2)最大值為.
【分析】(1)由拋物線焦點(diǎn)與準(zhǔn)線的距離即可得解;
(2)設(shè),由平面向量的知識(shí)可得,進(jìn)而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.
【詳解】(1)拋物線的焦點(diǎn),準(zhǔn)線方程為,
由題意,該拋物線焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,
所以該拋物線的方程為;
(2)[方法一]:軌跡方程+基本不等式法
設(shè),則,
所以,
由在拋物線上可得,即,
據(jù)此整理可得點(diǎn)的軌跡方程為,
所以直線的斜率,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),因?yàn)椋?br />
此時(shí),當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立;
當(dāng)時(shí),;
綜上,直線的斜率的最大值為.
[方法二]:【最優(yōu)解】軌跡方程+數(shù)形結(jié)合法
同方法一得到點(diǎn)Q的軌跡方程為.
設(shè)直線的方程為,則當(dāng)直線與拋物線相切時(shí),其斜率k取到最值.聯(lián)立得,其判別式,解得,所以直線斜率的最大值為.
[方法三]:軌跡方程+換元求最值法
同方法一得點(diǎn)Q的軌跡方程為.
設(shè)直線的斜率為k,則.
令,則的對(duì)稱軸為,所以.故直線斜率的最大值為.
[方法四]:參數(shù)+基本不等式法
由題可設(shè).
因?yàn)?,所以?br />
于是,所以
則直線的斜率為.
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,所以直線斜率的最大值為.
【整體點(diǎn)評(píng)】方法一根據(jù)向量關(guān)系,利用代點(diǎn)法求得Q的軌跡方程,得到直線OQ的斜率關(guān)于的表達(dá)式,然后利用分類討論,結(jié)合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到點(diǎn)Q的軌跡方程,然后利用數(shù)形結(jié)合法,利用判別式求得直線OQ的斜率的最大值,為最優(yōu)解;
方法三同方法一求得Q的軌跡方程,得到直線的斜率k的平方關(guān)于的表達(dá)式,利用換元方法轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求得最大值,進(jìn)而得到直線斜率的最大值;
方法四利用參數(shù)法,由題可設(shè),求得x,y關(guān)于的參數(shù)表達(dá)式,得到直線的斜率關(guān)于的表達(dá)式,結(jié)合使用基本不等式,求得直線斜率的最大值.
18.(1);(2).
【分析】(1)求出的值后可求拋物線的方程.
(2)方法一:設(shè),,,聯(lián)立直線的方程和拋物線的方程后可得,求出直線的方程,聯(lián)立各直線方程可求出,根據(jù)題設(shè)條件可得,從而可求的范圍.
【詳解】(1)因?yàn)?,故,故拋物線的方程為:.
(2)[方法一]:通式通法
設(shè),,,
所以直線,由題設(shè)可得且.
由可得,故,
因?yàn)?,故,?
又,由可得,
同理,
由可得,
所以,
整理得到,
故,
令,則且,
故,
故即,
解得或或.
故直線在軸上的截距的范圍為或或.
[方法二]:利用焦點(diǎn)弦性質(zhì)
設(shè)直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為,由題設(shè)可得且.
由得,所以.
因?yàn)椋?br />
,.
由得.
同理.
由得.
因?yàn)椋?br />
所以即.
故.
令,則.
所以,解得或或.
故直線在x軸上的截距的范圍為.
[方法三]【最優(yōu)解】:
設(shè),
由三點(diǎn)共線得,即.
所以直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為.
設(shè)直線的方程為,
則.
所以.
故(其中).
所以.
因此直線在x軸上的截距為.
【整體點(diǎn)評(píng)】本題主要是處理共線的線段長(zhǎng)度問(wèn)題,主要方法是長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為坐標(biāo).
方法一:主要是用坐標(biāo)表示直線,利用弦長(zhǎng)公式將線段長(zhǎng)度關(guān)系轉(zhuǎn)為縱坐標(biāo)關(guān)系,再將所求構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.
方法二:利用焦點(diǎn)弦的性質(zhì)求得直線的斜率之和為0,再利用線段長(zhǎng)度關(guān)系即為縱坐標(biāo)關(guān)系,再將所求構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.
方法三:利用點(diǎn)在拋物線上,巧妙設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),借助于焦點(diǎn)弦的性質(zhì)求得點(diǎn)橫坐標(biāo)的關(guān)系,這樣有助于減少變?cè)?,再將所求?gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.
19.(1);(2),.
【分析】(1)求出、,利用可得出關(guān)于、的齊次等式,可解得橢圓的離心率的值;
(2)[方法四]由(1)可得出的方程為,聯(lián)立曲線與的方程,求出點(diǎn)的坐標(biāo),利用拋物線的定義結(jié)合可求得的值,進(jìn)而可得出與的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【詳解】(1),軸且與橢圓相交于、兩點(diǎn),
則直線的方程為,
聯(lián)立,解得,則,
拋物線的方程為,聯(lián)立,
解得,,
,即,,
即,即,
,解得,因此,橢圓的離心率為;
(2)[方法一]:橢圓的第二定義
由橢圓的第二定義知,則有,
所以,即.
又由,得.
從而,解得.
所以.
故橢圓與拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程分別是.
[方法二]:圓錐曲線統(tǒng)一的極坐標(biāo)公式
以為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系.
由(Ⅰ)知,又由圓錐曲線統(tǒng)一的極坐標(biāo)公式,得,由,得,兩式聯(lián)立解得.
故的標(biāo)準(zhǔn)方程為,的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
[方法三]:參數(shù)方程
由(1)知,橢圓的方程為,
所以的參數(shù)方程為x=2c?cosθ,y=3c?sinθ(為參數(shù)),
將它代入拋物線的方程并化簡(jiǎn)得,
解得或(舍去),
所以,即點(diǎn)M的坐標(biāo)為.
又,所以由拋物線焦半徑公式有,即,解得.
故的標(biāo)準(zhǔn)方程為,的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
[方法四]【最優(yōu)解】:利用韋達(dá)定理
由(1)知,,橢圓的方程為,
聯(lián)立,消去并整理得,
解得或(舍去),
由拋物線的定義可得,解得.
因此,曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:橢圓的第二定義是聯(lián)系準(zhǔn)線與離心率的重要工具,涉及離心率的問(wèn)題不妨考慮使用第二定義,很多時(shí)候會(huì)使得問(wèn)題簡(jiǎn)單明了.
方法二:圓錐曲線統(tǒng)一的極坐標(biāo)公式充分體現(xiàn)了圓錐曲線的統(tǒng)一特征,同時(shí)它也是解決圓錐曲線問(wèn)題的一個(gè)不錯(cuò)的思考方向.
方法三:參數(shù)方程是一種重要的數(shù)學(xué)工具,它將圓錐曲線的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的問(wèn)題,使得原來(lái)抽象的問(wèn)題更加具體化.
方法四:韋達(dá)定理是最常用的處理直線與圓錐曲線位置關(guān)系的方法,聯(lián)立方程之后充分利用韋達(dá)定理可以達(dá)到設(shè)而不求的效果.
20.(1);(2):,: .
【分析】(1)根據(jù)題意求出的方程,結(jié)合橢圓和拋物線的對(duì)稱性不妨設(shè)在第一象限,運(yùn)用代入法求出點(diǎn)的縱坐標(biāo),根據(jù),結(jié)合橢圓離心率的公式進(jìn)行求解即可;
(2)由(1)可以得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,確定橢圓的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo),再確定拋物線的準(zhǔn)線方程,最后結(jié)合已知進(jìn)行求解即可;
【詳解】解:(1)因?yàn)闄E圓的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為:,所以拋物線的方程為,其中.
不妨設(shè)在第一象限,因?yàn)闄E圓的方程為:,
所以當(dāng)時(shí),有,因此的縱坐標(biāo)分別為,;
又因?yàn)閽佄锞€的方程為,所以當(dāng)時(shí),有,
所以的縱坐標(biāo)分別為,,故,.
由得,即,解得(舍去),.
所以的離心率為.
(2)由(1)知,,故,所以的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為,,,,的準(zhǔn)線為.
由已知得,即.
所以的標(biāo)準(zhǔn)方程為,的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
【點(diǎn)睛】本題考查了求橢圓的離心率,考查了求橢圓和拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查了橢圓的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)以及拋物線的準(zhǔn)線方程,考查了數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.
21.(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)求出拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程,從而可得答案;
(Ⅱ)方法一使用韋達(dá)定理、中點(diǎn)公式和解方程法分別求得關(guān)于的表達(dá)式,得到關(guān)于的方程,利用基本不等式消去參數(shù),得到關(guān)于的不等式,求解得到的最大值;方法二利用韋達(dá)定理和中點(diǎn)公式求得的坐標(biāo)關(guān)于的表達(dá)式,根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,得到關(guān)于關(guān)于的函數(shù)表達(dá)式,利用基本不等式和二次函數(shù)的性質(zhì)得解,運(yùn)算簡(jiǎn)潔,為最優(yōu)解;方法三利用點(diǎn)差法得到.根據(jù)判別式大于零,得到不等式,通過(guò)解方程組求得,代入求解得到的最大值;方法四利用拋物線的參數(shù)方程設(shè)出點(diǎn)的參數(shù)坐標(biāo),利用斜率關(guān)系求得的坐標(biāo)關(guān)于的表達(dá)式.作換元,利用點(diǎn)A在橢圓上,得到,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求得的最大值
【詳解】(Ⅰ)當(dāng)時(shí),的方程為,故拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為;
(Ⅱ)[方法一]:韋達(dá)定理基本不等式法
設(shè),
由,
,
由在拋物線上,所以,
又,
,,
.
由即
,
所以,,,
所以,的最大值為,此時(shí).
[方法二]【最優(yōu)解】:
設(shè)直線,.
將直線的方程代入橢圓得:,
所以點(diǎn)的縱坐標(biāo)為.
將直線的方程代入拋物線得:,
所以,解得,因此,
由解得,
所以當(dāng)時(shí),取到最大值為.
[方法三] :點(diǎn)差和判別式法
設(shè),其中.
因?yàn)樗裕?br />
整理得,所以.
又,
所以,整理得.
因?yàn)榇嬖?,所以上述關(guān)于的二次方程有解,即判別式.????①
由得.
因此,將此式代入①式解得.
當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)M的坐標(biāo)為時(shí),p的最大值為.
[方法四]:參數(shù)法
設(shè),
由,得.
令,則,點(diǎn)A坐標(biāo)代入橢圓方程中,得.
所以,此時(shí)M坐標(biāo)為.
22.(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)拋物線的焦點(diǎn),求拋物線方程;(2)首先設(shè)出直線的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,并利用韋達(dá)定理表示,并利用,求直線的斜率,驗(yàn)證后,即可得到直線方程.
【詳解】解:(1)由橢圓可知,,
所以,,則,
因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)為,可設(shè)拋物線方程為,
所以,即.
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由橢圓可知,,
若直線無(wú)斜率,則其方程為,經(jīng)檢驗(yàn),不符合要求.
所以直線的斜率存在,設(shè)為,直線過(guò)點(diǎn),
則直線的方程為,
設(shè)點(diǎn),,
聯(lián)立方程組,
消去,得.①
因?yàn)橹本€與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),
所以,即,
解得,且.
由①可知,
所以,
則,
因?yàn)?,且?br />
所以,
解得或,
因?yàn)?,且?br />
所以不符合題意,舍去,
所以直線的方程為,
即.
23.(1);(2).
【分析】(1)設(shè)直線:,,;根據(jù)拋物線焦半徑公式可得;聯(lián)立直線方程與拋物線方程,利用韋達(dá)定理可構(gòu)造關(guān)于的方程,解方程求得結(jié)果;(2)設(shè)直線:;聯(lián)立直線方程與拋物線方程,得到韋達(dá)定理的形式;利用可得,結(jié)合韋達(dá)定理可求得;根據(jù)弦長(zhǎng)公式可求得結(jié)果.
【詳解】(1)設(shè)直線方程為:,,
由拋物線焦半徑公式可知:????
聯(lián)立得:
則????
,解得:
直線的方程為:,即:
(2)設(shè),則可設(shè)直線方程為:
聯(lián)立得:
則????
,
????????,????
則
【點(diǎn)睛】本題考查拋物線的幾何性質(zhì)、直線與拋物線的綜合應(yīng)用問(wèn)題,涉及到平面向量、弦長(zhǎng)公式的應(yīng)用.關(guān)鍵是能夠通過(guò)直線與拋物線方程的聯(lián)立,通過(guò)韋達(dá)定理構(gòu)造等量關(guān)系.
24.(Ⅰ) ,;
(Ⅱ)見解析.
【分析】(Ⅰ)由題意結(jié)合點(diǎn)的坐標(biāo)可得拋物線方程,進(jìn)一步可得準(zhǔn)線方程;
(Ⅱ)聯(lián)立準(zhǔn)線方程和拋物線方程,結(jié)合韋達(dá)定理可得圓心坐標(biāo)和圓的半徑,從而確定圓的方程,最后令x=0即可證得題中的結(jié)論.
【詳解】(Ⅰ)將點(diǎn)代入拋物線方程:可得:,
故拋物線方程為:,其準(zhǔn)線方程為:.
(Ⅱ)很明顯直線的斜率存在,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
設(shè)直線方程為,與拋物線方程聯(lián)立可得:.
故:.
設(shè),則,
直線的方程為,與聯(lián)立可得:,同理可得,
易知以AB為直徑的圓的圓心坐標(biāo)為:,圓的半徑為:,
且:,,
則圓的方程為:,
令整理可得:,解得:,
即以AB為直徑的圓經(jīng)過(guò)y軸上的兩個(gè)定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】本題主要考查拋物線方程的求解與準(zhǔn)線方程的確定,直線與拋物線的位置關(guān)系,圓的方程的求解及其應(yīng)用等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.
25.(1) 取值范圍是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1)
(2)證明過(guò)程見解析
【詳解】分析:(1)先確定p,再設(shè)直線方程,與拋物線聯(lián)立,根據(jù)判別式大于零解得直線l的斜率的取值范圍,最后根據(jù)PA,PB與y軸相交,舍去k=3,(2)先設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),與拋物線聯(lián)立,根據(jù)韋達(dá)定理可得,.再由,得,.利用直線PA,PB的方程分別得點(diǎn)M,N的縱坐標(biāo),代入化簡(jiǎn)可得結(jié)論.
詳解:解:(Ⅰ)因?yàn)閽佄锞€y2=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,2),
所以4=2p,解得p=2,所以拋物線的方程為y2=4x.
由題意可知直線l的斜率存在且不為0,
設(shè)直線l的方程為y=kx+1(k≠0).
由得.
依題意,解得k
這是一份24-平面解析幾何(直線與圓錐曲線的位置關(guān)系)-五年(2018-2022)高考數(shù)學(xué)真題按知識(shí)點(diǎn)分類匯編,共120頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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