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1、第7讲解析几何一、单项选择题1. (2022全国高考真题(理)双曲线。的两个焦点为。鸟,以C的实轴为直径的圆记为3D,过作。的切线与C的两支交于M, N两点,且cosN那么C的离心率为()A.立B. -C.巫D.叵2222【答案】C【解析】【分析】 依题意不妨设双曲线焦点在“轴,设过6作圆。的切线切点为G,可判断N在双曲线的右 支,设NFEN = 0 ,即可求出sina, sin/,cos,在6耳修中由 sin4;EN = sin(a + /)求出sinNKN,再由正弦定理求出|N|,加周,最后根据双曲线 的定义得到乃=3a,即可得解:【详解】 解:依题意不妨设双曲线焦点在工轴,设过片作圆。的
2、切线切点为G,3所以OG_LN”,因为cosNNg=m。,所以N在双曲线的右支,所以|凶=% 耳| = c, |GK| = b, FNF,=a, /用耳N = ,由 cos/6N居=3, BP cos a =-, 那么 sina=, sin = , cos P =, 555cc在 aF【FN 中,sin Z.FF2N = sn(7ra= sin(a+/?), 万 .n 4 b 3 a 3a + 4b =sin a cos p + cos asinp= x + x =5 c 5 c 5c由正弦定理得急二篇:sin界;N5c2所以|附(sin/%N = ,x笠竺二2卢,|n周哼sin,吾吟乂.|-
3、|N正中 T =中所以双曲线的离心率e =433当切线为/时,因为乜/所以设方程为尸丁+3)。到/的距离535解得”“所以,的方程为k-尹+ “当切线为?时,设直线方程为匕+)- =0,其中 0,攵0)的渐近线为y = ,即x土(U0)的离心率为e,写出满足 a b条件直线),=2x与C无公共点”的e的一个值.【答案】2 (满足le有皆可)【解析】【分析】根据题干信息,只需双曲线渐近线y = 2%中00力0),所以。的渐近线方程为丁 = 2二 a b-a结合渐近线的特点,只需0gw2,即5,可满足条件“直线y = 2x与。无公共点”所以 e = = J1 + 与 l,所以le4有,故答案为:2
4、 (满足leK6皆可)13. (2022全国高考真题(文)设点M在直线2x+y-l = 0匕点(3,0)和(0,1)均在0M上,那么OM的方程为.【答案】(x-l)2+(y + l)2=5【解析】【分析】设出点M的坐标,利用(3.0)和(0,1)均在OM I-.,求得圆心及半径,即可得圆的方程.【详解】解:点M在直线2x+yl=0上,设点M为(。,1 -2a),又因为点(3,0)和(0,1)均在0M上,:.点M到两点的距离相等且为半径R,:.- 3)2 + (I 24)2 =击2 + (一2幻2 = R ,,一6。+ 9 + 4/-4。+ 1=52,解得。=1,A A/(l,-l), R =
5、BOM 的方程为(x-l)2+(y+l)2=5.故答案为:(x-l)2+(y + l)2=514. (2022全国高考真题(文)过四点(0,0),(4,0),(T,1),(4,2)中的三点的一个圆的方程为【答案】(x2+(y-3)2=13 或(工一2)2+(),-1)2=5或.)+(),?)=竺或 +(y-l)2 =5;F = 0假设过(0,0),(4,2), (TJ),贝1 + 1-D+E+尸=016 + 4 + 4O + 2E+产=0,解得314E =3Q 1 4所以圆的方程为), =(),厂 16 r =5D 5E = -21 + 1-O+E+尸=0假设过),(4,0),(4,2),那么
6、16 + 4Q+F = 0,解得,16 + 4 + 4D + 2E+F = 0所以圆的方程为f+丁一9-2y弋=0,即65 .=或9故答案为:(1_2+(),3)2=3或。=2)2+(),_)2=5或卜_目 .卜一8 x5J四、解答题15. (2022.全国.高考真题)双曲线C J-g = l(a0)的右焦点为尸(2,0),渐近线方程为5 = 石1. (I)求C的方程;过产的直线与C的两条渐近线分别交于A, B两点,点P(N,y),Q(0%)在。上,且-v,x2 0, X 0.过P且斜率为G的直线与过Q且斜率为8的直线交于点M.从下面中选取两个作为条件,证明另外一个成立:M在A4 上;PQ/A
7、B.|M4|=|M8|.注:假设选择不同的组合分别解答,那么按第个解答计分.【答案】/工=13(2)见解析【解析】【分析】(1)利用焦点坐标求得,的值,利用渐近线方程求得/的关系,进而利用“仇c的平方关 系求得入。的值,得到双曲线的方程;(2)先分析得到直线AB的斜率存在且不为零,设直线A8的斜率为&.办由等价分析得到% + 6o=由直线9和。加的斜率得到直线方程,结合双曲线的方程,两点间距离公式得到直线PQ的斜率?=也,由PQ/A8等价转化为0 =3/,由”在 y()直线月3上等价于口0= %2(%-2),然后选择两个作为条件一个作为结论,进行证明即可.(1)右焦点为尸(2,0), c =
8、2,渐近线方程为),= VL,,=6, =岛, c2 = a2 + b2 = 4a2 = 4, /. a = 1 , /. b = & .C的方程为:/_ = ;3(2)由得直线PQ的斜率存在且不为零,直线A8的斜率不为零,假设选由推或选由推:由成立可知直线A8的斜率存在旦不为零;假设选推,那么M为线段43的中点,假假设直线A8的斜率不存在,那么由双曲线的对称性 可知M在x轴上,即为焦点此时由对称性可知/、Q关于4轴对称,与从而=天,已 知不符;总之,直线A8的斜率存在且不为零.设直线AB的斜率为h直线A3方程为y =忆-2)、那么条件也在A4上,等价于%=女(与一2)。心0=公(不)一2);
9、两渐近线的方程合并为3/ _ / = 0联立消去y并化简整理得:(公-3卜2-4k2x+4k2 =0设A(孙丹),氏生乂),线段中点为N(4,%),那么4 =幺手=恐,2)= 岛,设例(九,%).那么条件I AM| =忸凹等价于(% 七)2 + ( No - /=(% -兀+ ( % - 乂 )2 ,移项并利用平方差公式整理得:(巧一七)2% - (七 + w)+ ( % - ”) 2 % - (8 + 乂 ) = 0 ,2x0-(x3+x4) +-(g +),4) = 0,即 + M为 _ 券,)=0,巧一入4Hn , 8k2即天+ 。=3一7;k -3由题意知直线尸M的斜率为-石,直线QM
10、的斜率为6,由 y -% = -6(% -%),% -% =石(W一%),y -2 =(% + W -2%),所以直线PQ的斜率机=二匹=,X)-x,x -x2直线 PM :y = -/5(x-x0) + y0,BP y = %+6%)-Gx,代入双曲线的方程3/ ),2一3 = 0,即(岛+),)(岛一),)=3中,得:(为+品)2氐-屈+瓜0)=3,条件PQ/AB等价于m = ko ky0= 3x0,综上所述:条件用在人B上,等价于处。=A2(天2);条件如/瓜夕等价于竹小?与;条件|= |8M|等价于X。+砥=黑 ;选推:0 7,2由解得:/=+ ky= 4/ = 万一-,成立;选推:由
11、解得:/=等,领=史,60=3%, .成立;选推:机=5(3-2),,成立.16. (2022全国高考真题)点42,1)在双曲线0:二一_二=1(。1)上,直线/交C于 cr a-P,。两点,直线AP,A。的斜率之和为0.求/的斜率;(2)假设tan/PAQ = 2&,求尸42的面积.【答案】(1)1;竽.【解析】【分析】(1 )由点42,1)在双曲线上可求出a ,易知直.线/的斜率存在,设/:),=丘+ /,以牛)。(毛,),再根据3P+原户=。,即可解出/的斜率:(2)根据直线AP,AQ的斜率之和为。可知直线AP,AQ的倾斜角互补,再根据tan ZPAQ = 2应即可求出直线AP, AQ的
12、斜率,再分别联立直线AQ与双曲线方程求出 点RQ的坐标,即可得到直线PQ的方程以及PQ的长,由点到直线的距离公式求出点A到 直线P。的距离,即可得出丛口的面积.(1)丫2V*41因为点A(2J)在双曲线C:当一一二=1(1)上,所以r一厂一 二1,解得6=2,即双曲cr a- -a a-线 C:三-y2 =i2易知直线/的斜率存在,设/:,= +?,尸(看,旦卜。(孙先),联立y = kx + m2厂 2 iT-v =可得,(I - 2k1)X2 - 4/7v - 2m2 -2 = 0所以,x1 + x2 =-4tnk 后If_2nr+2 2k2 = 16nrk2 +4(2w2 + 2)(2公
13、一 1) 0n P -1 + 2/ 0 .所以由左” + %种=。可得, + M = ,X2 2 Aj - Z即(芭-2)(Ax2 +nz-l)+(x, -2)(例+?-1) = 0,即 2咫度 +(?一1一24)(内 4-j)4(m-l)=0,所以2人次二 +(12&“一诟口卜4(-1) = 0,化简得,8&2+钦一4 + 46(& + 1) = 0,即仕+ 1)(22-1+加)=0,所以左=-1或m=1一2匕当7 = 1-2后时,直线/:),=+?= (工-2) + 1过点4(2,1),与题意不符,舍去, 故=T.(2)不妨设直线P4P8的倾斜角为a/(av/?),因为心产+女护=。,所以
14、夕+夕=兀,因为 tan/R4Q = 2&,所以 tan(7? - a) = 2应,即 tan 2a =-20, 即 y/2 tan2 a - tan a - V2 = 0 解得 tan (X = /2,于是,直线PA:y = &(x-2) + l,直线尸丛 y = &(x2)+l,尹+ 2(1-2&b+104& = 0,y = /2(x-2)+联立/可得,“、.2 一 i因为方程有一个根为2,所以J-4二,) =逑20, 33r=ixHi7TT4g10 +4/_ _425同理可得,玄=,% =-033所以PQ:x+* = 0,归。邛, JJ点A到直线PQ的距离d = I 3| = 242 ,
15、V2 故PAQ的面积为22 =3底. 2 33917. (2022全国高考真题(理)设抛物线。:),2 = 2由0)的焦点为凡点。(,0),过尸的直线交C于M, N两点.当直线M。垂直于x轴时,|Mr| = 3.求C的方程;设直线MRN。与C的另一个交点分别为4, B,记直线MMA8的倾斜角分别为点夕.当取得最大值时,求直线A8的方程.【答案】V=4x;(2)AB:x = 42y + 4.【解析】【分析】(1)由抛物线的定义可得阿叩 + g 即可得解;(2)设点的坐标及直线MN:x = ,世+ 1,由韦达定理及斜率公式可得金川=238,再由差角的正切公式及基本不等式可得38=正,设直线A8:4
16、 = 0y + ,结合韦达定理可解. fD 2(1)抛物线的准线为工=-日,当MO与x轴垂直时,点用的横坐标为p,止匕时|MF|= + 曰 = 3,所以 =2,所以抛物线。的方程为丁 =4x;(2)/ 2(2,A .,为,B .,居,直线MN:x = /,y + l ,x = my +1由0 ,可得)2-4m/一4 = ,A0,y,y2=-4, y =4xk Jf 4J-北4由斜率公式可得3一_及_凹+ %,八L_.一乃+北,4444直线V。: x = 士心 y + 2 ,代入抛物线方程可得)3 /GT),-8 = 0 ,XY,,为二-8,所以为=2乃,同理可得典=2片,.44 k“z所以 k
17、,、B = -7- = T77r =%” 2(x+%)2又因为直线例M A6的倾斜角分别为冬夕,rriu ,“ Kn tana所以砥8 = tan夕=寸=亍,假设要使。一月最大,那么e(0,1/tan a-tan/?k _ G,贝ij1a11一夕)=下/羡而=下出=了匚7_第= = 7, 当且仅当! = 2左即左=交时,等号成立, k2所以当二一夕最大时,k、B =专,设直线4B:x=/i),+ ,代入抛物线方程可得V -4夜),-4 = 0, 0,内必=-4 = 4)1%=-16,所以九=4,所以直线AB:x = Oy + 4.【点睛】关键点点睛:解决此题的关键是利用抛物线方程对斜率进行化简
18、,利用韦达定理得出坐标间 的关系.18. (2022全国高考真题(文)椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且 过 A(0,-2),B(|,-l)两点.(I)求七的方程:设过点尸(1,-2)的直线交石于忆N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T, 点”满足加=用.证明:直线HN过定点.【答案】卜上(2) (0,-2)【解析】 【分析】(I)将给定点代入设出的方程求解即可: (2)设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.解:设椭圆E的方程为尔2+=1,过A(0,-2),8不一1 ,4n = 19-解得旭=!, =: ? + = 1344所以椭圆月的方程为
19、:+ = 1. 43(2)394(0,-2),(-,-1),所以 A8:y + 2 = -x, 23假设过点P(L-2)的直线斜率不存在,直线工=1.代入工+工=1, 34可得M(l,平),N(l,手),代入AB方程y = gx 2,可得 T(V6 + 3,半),由疝=而得至U ”(2+ 5,半).求得HN方程: ),=(2-孚-2,过点3-2).假设过点次”2)的直线斜率存在,设依=),-伏+ 2) = 0,M(xp%),N,力).kx-y-(k + 2) = 0联立X2 y2,得(322 + 4)X2 - 6女(2 + k)x + 3k(k + 4) = 0,+ = 134可得_6(2 +
20、 () “2 - 3+43-4 +),+)2一8(2 + 口3A2+4-24 A:且切2+占)1咫(*)2. (2022.全国高考真题(理)椭圆=1(方0)的左顶点为A,点P,。均在C上,且关于y轴对称.假设直线AP,AQ的斜率之积为9,那么C的离心率为()A.且B.也C. yD. 12223【答案】A【解析】【分析】设尸(2),那么。(-),根据斜率公式结合题意可得y2=再根据 +算=1,将戈用阳表示,整理,再结合离心率公式即可得解.【详解】解:A(a,0),设P(4,y),那么Q(f,y),故 k.p , k,、Q唔+%” 5中,联立2 ,可得 +6-&*).y=-x-22I 3可求得此时
21、“N:y-h=/T*(x_%2),3y +6-X1 -x2将(0,-2),代入整理得2a +再)-6(y + 丫2)+ 百必+/司 -3yly2 12 = 0 , 将(水)代入,得24 +12公 + 96 + 484-2软-48-48& + 24公一36/ -48 = 0, 显然成立,综上,可得直线”N过定点(0,-2).【点睛】求定点、定值问题常见的方法有两种:从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;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.所以椭圆C的离心率e = 5 =/J =理应选:A.3. (2022全国高考真题(文)设尸为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在。
22、上,点8(3,0),假设|AF| = |四,那么圈=()C. 3A. 2【答案】B【解析】【分析】 根据抛物线上的点到焦点和准线的距离相等,从而求得点A的横坐标,进而求得点A坐标, 即可得到答案.【详解】 由题意得,F(l,0),那么|A尸|=忸尸| = 2,即点A到准线x = -1的距离为2,所以点A的横坐标为T + 2 = 1,不妨设点A在“轴上方,代入得,A(l,2),所以|A8| =+(0-2)2 = 2/2 .应选:B4. (2022全国高考真题(文)椭圆 =的离心率为:,4,4分别a b3为C的左、右顶点,8为。的上顶点.假设瓯砒 = -1,那么C的方程为()A. + - = 1B
23、. i- = 1C. F - = 1D. + y = 118 169 8322 -【答案】B【解析】【分析】根据离心率及瓯魏=-1,解得关于的等量关系式,即可得解.【详解】解:因为离心率e = = Jl-乂 =L 解得4=:, b =大0: a V a2 3 a,99A,A?分别为c的左右顶点,那么A (-。,0),4 (o),B为上顶点,所以B(O,b).所以瓯= (a,b),M = (a,b),因为瓯 M =-lQ所以_/+=_,将从=1/代入,解得片=9,从=8,故椭圆的方程为+=1.应选:B.二、多项选择题5. (2022全国高考真题)己知O为坐标原点,过抛物线。:/=2工(0)焦点尸
24、的直线与。交于A, 8两点,其中4在第一象限,点M(p,0),假设IAFRAMI,那么()A.直线A4的斜率为26B. OB=OFC. AB4OFD. NQ4M + NO8MV180。【答案】ACD【解析】【分析】由|A可=|AM|及抛物线方程求得A(子,警),再由斜率公式即可判断A选项;表示出直线48的方程.,联立抛物线求得以匕-血),即可求出|。可判断B选项;由抛物线的定义求出|A8|=著即可判断C选项;由丽.而0, M4.血()求得N4O8, 为钝角即可判断D选项.【详解】对手A,易得吗,0),由|A目= |AM|可得点A在产M的垂直平分线上,那么A点横坐标为+ /? q2 / _ 3p
25、,24限p代入抛物线可得尸=2-半=12,那么a(2,圆),那么直线48的斜率为小=2424242A正确;1 p对于B,由斜率为2#可得直线A8的方程为X =束)+彳,联立抛物线方程得 设8(0,),那么在+y=,那么)=-显,代入抛物线得(_华=2f,解得凡春那么鸣一字,对于C,由抛物线定义知:|AB卜子 + + =等2 = 4|OF|, C正确;对于D,冰而=(平,华Y,一华)=弓+华.,华一学0,那么ZA03为4233432(3)4钝角, 又丽丽=(冬).(号,一争=一升留卜季卜率卜竽0)上,过 点3。-1)的直线交C于P, Q两点,那么()A. C的准线为y = -1B.直线AB与。相
26、切C. |OP| |OQ|OAD. I3P BQBAl【答案】BCD【解析】【分析】求出抛物线方程可判断A,联立A8与抛物线的方程求交点可判断B,利用距离公式及弦长 公式可判断c、D.【详解】将点A的代入抛物线方程得l = 2p,所以抛物线方程为工2 =),,故准线方程为)=-!,A错4误;心8=宅 = 2,所以直线/W的方程为) =2”一1, 1-0y = 2x - 1联立 2,可得f_2x+l=0,解得x = l,故B正确;x = y设过的直线为/,假设直线/与y轴重合,那么直线/与抛物线c只有一个交点,所以,直线/的斜率存在,设其方程为丁二米-1,尸即凹),。(芍2),联立 o ,得X?
27、-收+1=0,x- = yA = &2-4()所以.x+x2=k ,所以%2或&一2,月力=(中2)2 = 1,xx2 = 1又 | O尸 |= Jx; + 4=Jy +),; ,=瓜+,所以I OP | IOQ |=血丁2(1 +凹)0 +旨2)=8I X优=|段 2 =| 04,故C正确;因为|BP|= J1+&2 |xj, |4Q|= J1+22 区|,所以|在卜|8。|=(1 + 22)|不5=1+公5,而|班=5,故D正确.应选:BCD三、填空题V2 V27.(2022.全国.高考真题汨知椭圆。:+二=1(0)(的上顶点为4,两个焦点为, a- b外,离心率为过K且垂直于A鸟的直线与
28、C交于。,E两点,1。臼=6,那么“U%的周长是.【答案】13【解析】【分析】利用离心率得到椭圆的方程为二+三二1,即3/+4V-12c? =0,根据离心率得到直线 4r 3c的斜率,进而利用直线的垂直关系得到直线。石的斜率,写出直线的方程:X = Gy-C,代入椭圆方程B.d+dyLQ=。,整理化简得到:13y2-6/5c),-9c2=0,利用弦1313长公式求得。=?,得 = 2c = ;,根据对称性将fADE的周长转化为巴力石的周长,利 84用椭圆的定义得到周长为4 = 13.【详解】,椭圆的离心率为e = =:,二- 02=3。2,.椭圆的方程为 a 2二 十二=1,即3/+4),2_
29、122=0,不妨设左焦点为尸I,右焦点为尸2,如下图,:4cL 3cAF2=a,。6=c, a = 2c,乙460 二 (, J八46名为正三角形,二过大且垂直于AFt的直线与C交于。,E两点,。石为线段八用的垂直平分线,.直线。的斜率为正,斜率倒 3数为G,直线DE的方程:X = G-C,代入椭圆方程犷+4),2-1*=0,整理化简得到:13y2-6 辰),-%2=0,判另IJ式A=(6百c)2+4xl3x9c2 =62xI6xc,2 ,,|C* J(百) Ef | = 2x* = 2x6x4q=6,1313, 俗 4 = 2。=-,84TOE为线段AK的垂直平分线,根据对称性,AD = D
30、% =的周长等于 死。:的周长,利用椭圆的定义得到鸟。七周长为DF2 + EF2+DE =|DF21+| EF21+|。用+|E用=|叫+| DF2+明+| EF = 2a + 2a = 4a = 3.故答案为:13.8. (2022全国高考真题)设点4-2,3),8(0,),假设直线A3关于),=。对称的直线与圆(X + 3)2 + (y + 2)2 = 1有公共点,那么的取值范围是.【答案】层【解析】【分析】首先求出点A关于)=4对称点A的坐标,即可得到直线/的方程,根据圆心到直线的距离 小于等于半径得到不等式,解得即可;【详解】解:A(-2,3)关于y = a对称的点的坐标为4(-22/
31、-3), 8(0,)在直线=。上,所以所在直线即为直线/,所以直线/为y =+ %即(a-3)x+2y-2a = 0;一2圆C:(x+3y+(y+2)2=l,圆心C(3,-2),半径r = l,依题意圆心到直线/的距离d =卜3卜/-3)-4-247(-3)2+221即(5-5aW(a-3)2+22,解得:工:,即aw-1 3故答案为: J 49. (2022全国高考真题)直线/与椭圆+=1在第一象限交于A, B两点,,与x轴, 63y轴分别交于M, N两点,且|MAHNB|,|MN|=2x/L那么/的方程为.【答案】工+友),-20 = 0【解析】【分析】 令A8的中点为E,设人与可),*孙
32、必),利用点差法得到镰4=-;,设直线AB-.y = kx + m, k(),求出M、N的坐标,再根据|冽求出攵、?,即可得解;【详解】解:令A8的中点为E,因为|M4|=|N,所以|M|=|NE),设A(%,y),8&,乃),那么式 + = 1,立+迂=1, 6363所以r即()产明()一文。所以 9+即%/38=一1,设直线 48:y = + /,k(),(X7J(X+X2)22令4 = ()得y = /,令,=0得工=_7,即M k40 , n(0m),所以 -招 J2 k ,/m即,-=-,解得也或公交(舍去), 212222k又|MN|=2G,即|MN|=J?2+(&=2尻,解得m=2或6=一2 (舍去),所以直线48:),= 一等x + 2,即x +夜),-20 =。;10. (2022全国高考真题)写出与圆f + y2=l和(x-3)2 + (y-4)2=16都相切的一条直线的 方程.3 S 725【答案】尸-r+3或y=3目或片-1【解析】【分析】先判断两圆位置关系,分情况讨论即可.【详解】圆/+ ,2 = 1的圆心为。(0,0),半径为1,圆*-3)2+(-4-=16的圆心储为(3,4),半径为4,两圆圆心距为库方 = 5,等于两圆半径之和,故两圆外切,如图,