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1、 2023年高三年级第一次调研考试 数学(文科) 求动点的轨迹方程的常用的方法:定义法 (也称待定系数法)若动点运动的几何条件符合某已知曲线的定义,可以设出其标准方程,然后用待定系数法求解. 直接法 根据动点所满足的几何条件,直接写出坐标所满足的代数式方程.代入法 (也称相关点法或坐标转移法) 所求动点M的运动依赖一条已知曲线上的一个动点M0的运动, 将M0的坐标用M的坐标表示,代入已知曲线的方程,即为所求.参数法 动点所的运动依赖于某一参数(角度、斜率、坐标等)的变化,可建立相应的参数方程,再化为普通方程.此外还有交轨法、几何法、整体法等.20.(本小题满分14分)如图,两条过原点O的直线l
2、1,l2分别于x轴、y轴成300的角,已知线段PQ的长度为2,且点P(x1,y1)在直线l1上运动,点Q(x2,y2)在直线l2上运动()求动点M(x1,x2)的轨迹C的方程; ()设过点定点T(0,2) 的直线l与()中轨迹C交于不同的两点A、B,且AOB为锐角,求直线l的斜率k的取值范围解:()由已知得直线l1l2,l1:, l2: 2分yQxO300Pl1l2300点P(x1,y1)在直线l1上运动,点Q(x2,y2)在直线l2上运动,所以,3分由|PQ|=2,得(x12+y12)+ (x22+ y22)=4,即 5分动点M(x1,x2)的轨迹C的方程为. 6分 ()直线l的方程为y=k
3、x+2,将其代入,化简得(1+3k2)x2+12kx+9=0,7分设A(x1, y1),B(x2, y2),=(12k)236(1+3k2)0,k21,且xyABTO9分AOB为锐角, 10分即x1x2+y1y20,x1x2+(kx1+2)(kx2+2)0, (1+k2) x1x2+2k(x1+x2) +40将代入上式,化简得,12分由k21且,得. 14分2009年深圳市高三年级第一次调研考试 数学(理科) 2009.3 20.(本题满分14分)在四边形ABCD中,已知A(0,0),D(0,4),点B在x轴上, BCAD,且对角线ACBD() 求点C的轨迹T的方程;()若点C是直线y=2x5
4、上任意一点,过点P作点C的轨迹T的两切线PA、PB,A、B为切点,M为AB的中点求证:PMy轴或PM与y轴重合; () 在()的条件下,直线AB是否恒过一定点?若是,请求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由ABCDOxy解:()如图,设点C的坐标为(x,y)(x0,y0),则B(x,0), ,x (x)+4y=0,即 (x0)所求的轨迹T是除去顶点的抛物线. 3分(解法一) ()对函数求导得,设切点坐标为,则过该切点的切线的斜率是,该切线方程是 又设点P的坐标为(t,2t5),切线过点P,有,化简,得x022tx0+8t20=0. 6分设A、B两点的坐标分别为、,则x1、x2为方程x22tx+
5、8t20=0的两根,x1+x2=2t,x1x2=8t20.因此,当t=0时,直线PM与y轴重合,当t0时,直线PM与y轴平行 9分() 点M的坐标为 又直线AB的方程为:,即t(x4)+102y=0(*)当x=4,y=5时,方程(*)恒成立, 对任意实数t,直线AB恒过定点,定点坐标为(4,5) 14分(解法二)()设点P的坐标为(t,2t5),利用切点弦直线方程的结论可得出直线AB的方程为,即. 7分 由 得x22tx+8t20=0.x1+x2=2t,x1x2=8t20.因此,当t=0时,直线PM与y轴重合,当t0时,直线PM与y轴平行. 9分() 由()得知直线AB的方程为,即t(x4)+
6、102y=0后面解法同解法一.2009年广州市普通高中毕业班综合测试(一) 数学(文科) 2009.3.16 19. (本小题满分14分)设A(x1,x2)、B(x2,y2)是抛物线x2=4y上不同的两点,且该抛物线在点A、B处的两条切线相交于点C,并且满足.(1)求证:x1x2=4;(2)判断抛物线x2=4y的准线与经过A、B、C三点的圆的位置关系,并说明理由.(1)证明:由x2=4y得,则,抛物线x2=4y在点A(x1,x2)、B(x2,y2)处的切线的斜率分别为, 2分, 4分抛物线x2=4y在点A(x1,x2)、B(x2,y2)处两切线互相垂直,x1x2=4. 6分(1)解法1: ,经
7、过A、B、C三点的圆的圆心为线段AB的中点D,圆心D, 8分抛物线x2=4y的准线方程为y=1, 点D到直线y=1的距离为, 10分经过A、B、C三点的圆的半径,由于x12=4y1,x22=4y2,且x1x2=4,则,即12分d=r,抛物线x2=4y准线与经过A、B、C三点的圆相切. 14分解法2:由(1)知抛物线x2=4y在点A(x1,y1)处的切线的斜率为,又x12=4y1,切线AC所在直线方程为:,即 8分 同理可得切线BC所在直线方程为 由,得点C的横坐标,纵坐标yC=1,即. 10分,经过A、B、C三点的圆的圆心为线段AB的中点D,圆心D,抛物线x2=4y的准线方程为y=1, 点D到
8、直线y=1的距离为, 12分 经过A、B、C三点的圆的半径r=|CD|=,d=r,抛物线x2=4y准线与经过A、B、C三点的圆相切. 14分 2009年广州市普通高中毕业班综合测试(一) 数学(理科) 2009.3.16 20 (本小题满分14分)已知动圆C过点A(2,0),且与圆M:(x2)2+x2=64相内切.(1)求动圆C的圆心的轨迹方程;(2)设直线l: y=kx+m(其中k,mZ)与(1)所求轨迹交于不同两点B,D,与双曲线交于不同两点E,F,问是否存在直线l,使得向量,若存在,指出这样的直线有多少条?若不存在,请说明理由.(本题主要考查圆、椭圆、直线等基础知识和数学探究,考查数形结
9、合、类与整的数学思想方法,以及推理论证能力、运算求解能力和创新意识)解:(1)圆M:(x2)2+x2=64,圆心M的坐标为(2,0),半径R=8. |AM|=4|AM|,3分 圆心CD的轨迹是中心在原点,以A,M两点为焦点,长轴长为8的椭圆,设其方程为(ab0),则a=4,c=2,b2=a2c2=12,所求动圆C的圆心的轨迹方程为. 5分(1) 由消去y 化简整(2) 理得:(3+4k2)x2+8kmx+4m248=0,设B(x1,y1),D(x2,y2),则.1=(8km)24(3+4k2) (4m248)0. 7分由消去y 化简整理得:(3k2)x22kmxm212=0设E(x3,y3),
10、F(x4,y4),则x3+x4=.2=(2km)2+4(34k2) (m2+ 12)0. 9分, (x4x2 )+ (x3x1) =0,即x1+x2= x3+x4,2km=0或,解得k=0或m=0, 11分当k=0时,由、得,mZ,m的值为3,2,1,0,1,2,3;当m=0时,由、得,kZ,k=1,0,1.满足条件的直线共有9条. 14分2009年深圳市高三年级第二次调研考试数学(文科) 2009.521.(本题满分14分)如图,已知椭圆C:(a1)的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M:x2+y26x2y+7=0相切()求椭圆C的方程; ()若不过点A的动直线l与椭圆C相交于P、Q两点,
11、且,求证:直线l过定点,并求出该定点N的坐标解:()将圆M的一般方程x2+y26x2y+7=0化为标准方程(x3)2+(x1)2=3,圆M的圆心为M(3,1),半径. 1分由A(0,1),F(c,0)得直线,即x+cyc=0, 2分 由直线AF与圆M相切,得,或(舍去). 4分 当时,a2=c2+1=3,故椭圆C的方程为C: 5分()(解法一)由,知APAQ,从而直线AP与坐标轴不垂直, 6分由A(0,1)可设直线AP的方程为y=kx+1,直线AQ的方程为.7分 将y=kx+1代入椭圆C的方程FAlyPxQO并整理得: (1+3k2)x2+6kx=0,解得x=0或,因此P的坐标为,即. 9分将
12、上式中的k换成,得Q. 10分 直线l的方程为. 11分化简得直线l的方程为, 13分 因此直线l过定点N. 14分(解法二)若直线l存在斜率,则可设直线l的方程为:y=kx+m (A(0,1) l,m1), 1分 代入椭圆C的方程,并整理得: (1+3k2)x2+6mkx+3(m21) =0 6分由l与椭圆C相交于P(x1,kx1+m)、Q(x2,kx2+m)两点,则x1,x2是上述关于x的方程两个不相等的实数解,从而= (6mk)24(1+3k2) 3(m21) =12(3k2+1m2)0,8分 由得,x1x2+(kx1+m1) (kx2+m1)=(1+k2) x1x2+ k(m1)( x
13、1+x2)+(m1)2=0, 整理得:2m2m1=0,(2m+1)(m1)=0,由题设m1知. 此时=9(4k2+1)0,因此直线l过定点N. 12分若直线l不存在斜率,则可设直线l的方程为:x=m (A(0,1) l,m0),将x=m代入椭圆C的方程并整理得: ,当m23时,y20,直线l与椭圆C不相交于两点,这与直线l与椭圆C相交于P、Q两点产生矛盾!当0 m22.3分 动点N的轨迹是以点C(1,0),D(1,0)为焦点的长轴为的椭圆.轨迹E的方程为 5分() 解法一线段AB的长等于椭圆短轴的长,要使三点A、O、B能构成三角形,则弦AB不能与x轴垂直,故可设直线AB的方程为y=kx+b,由
14、,消去y,并整理,得(1+2k2)x2+4kbx+2b22=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则, 8分|AB|=2,(1+k2)(x1+x2)24x1x2=4, 11分1+k21,. 12分又点O到直线AB的距离,S2=h2=2b2(1b2), 13分 ,.14分解法二:线段AB的长等于椭圆短轴的长,要使三点A、O、B能构成三角形,则弦AB不能与x轴垂直,故可设直线AB的方程为y=kx+b,由,消去y,并整理,得(1+2k2)x2+4kbx+2b22=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则, 8分|AB|=2,(1+k2)(x1+x2)24x1x2=4, 11分 又点O到直线A
15、B的距离,S2=h2, 13分设,则,. 14分(注:上述两种解法用均值不等式求解可参照此标准给分)2009年广州市普通高中毕业班综合测试(二)数学(文科) 2009.419. (本小题满分14分)已知椭圆C:(ab0)的离心率为0.5,且经过点P (1,1.5).(1)求椭圆C的方程;(2)设F是椭圆C的左焦点,判断以PF为直径的圆与椭圆长轴为直径的圆的位置关系,并说明理由.(本小题主要考查椭圆、圆的方程和圆与圆的位置关系等基础知识,考查数形结合思想,以及运算求解能力)解:(1)椭圆C:(ab0)的离心率为0.5,且经过点P (1,1.5). 即 2分解得a2=4,b2=4.椭圆C的方程为.
16、 6分(2)a2=4,b2=4,c2=a2b2=1.椭圆C的左焦点坐标为(1,0). 8分以椭圆C的长轴为直径的圆的方程为x2+y2=4,圆心坐标是(0,0),半径为2,10分以PF为直径的圆的圆的方程为,圆心坐标是(0,),半径为, 12分两圆心之间的距离为,故以PF为直径的圆与椭圆长轴为直径的圆内切. 14分2009年广州市普通高中毕业班综合测试(二)数学(理科) 2009.421.(本小题满分14分)已知双曲线C:(ab0)的离心率为,左、右焦点分别为F1、F2,在双曲线C上有一点M,使MF1MF2,且MF1F2的面积为1.(1)求双曲线C的方程;(2)过点P(3,1)的动直线 l与双曲
17、线C的左、右两支分别交于两点A、B,在线段AB 上取异于A、B的点Q,满足. 证明:点Q总在某定直线上. (本小题主要考查双曲线、解方程和直线与圆锥曲线的位置关系等知识,考查化归与转化、数形结合的数学思想方法,以及抽象概括能力、推理论证能力和运算求解能力)(1) 解:双曲线(ab0)的离心率为,即a2=3b2. MF1MF2,且MF1F2的面积为1,即|MF1|MF2|=2 |MF1|MF2|=2a, |MF1|22|MF1|MF2|+|MF2|2=4a2 |F1 F2|24=4a24 (a2+b2)4=4 a2,b2=1 将代入,得a2=3双曲线C的方程为 (2)解法1:设点Q,A,B的坐标
18、分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2),且x1x23,又设直线的倾斜角为,分别过点P,Q,A,B作x轴的垂线,垂足分别为P1,Q1,A1,B1,则 ,|AP|QB|=|AQ|PB|,(3x) (x2x)(xx1) (3x2),即6(x1+x2)x=3(x1+x2)2x1x2 设直线l的方程为y1=k(x3), 将代入中整理,得(13k2)x26k(13k)x3(13k2)+1=0. 依题意x1,x2是上述方程的两个根,且13k20, 将代入整理,得x2=k(x3) . 由、消去k得x2=y1,这就是点Q所在的直线方程.点Q(x,y)总在定直线xy1=0上. 解法2:设点Q,A,B的坐
19、标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2),且x1x23,|AP|QB|=|AQ|PB|,即,即6(x1+x2)x=3(x1+x2)2x1x2. 以下同解法1.解法3:设点Q,A,B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2),由题设知|AP|,|PB|,|AQ|,|QB|均不为零,记 过点P的直线l与双曲线C的左、右两支相交于两点A,B,0且1 A,P,B,Q四点共线, 即PBAQxy 由消去,得 6(x1+x2)x=3(x1+x2)2x1x2. 以下同解法1.解法4:设点Q,A,B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2),由题设知|AP|,|PB|,|AQ|,|QB|均不为零,记 过点P的直线与双曲线C的左、右两支分别相交于两点A,B,0且1 A,P,B,Q四点共线,设,则1+2=0 即 点A(x1,y1),B(x2,y2),在双曲线C上,其中i=1,21,2是方程的两个根.即1,2是方程(x23y23) 2+6(xy1) +3=0的两个根 1+2=0,且x23y230,即xy1=0点Q(x,y)总在定直线xy1=0上 第 32 页