2019年高考数学真题分类汇编专题17:平面解析几何(综合题)
一、解答题
1.(2019?江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: 的焦点为F1(–1、0),F2(1,0).过F2作x轴的垂线l , 在x轴的上方,l与圆F2: 交于点A , 与椭圆C交于点D.连结AF1并延长交圆F2于点B , 连结BF2交椭圆C于点E , 连结DF1 . 已知DF1= .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)求点E的坐标.
2.(2019?浙江)如图,已知点F(1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点.过点F的直线交抛物线A,B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F右侧,记△AFG,△CQG的面积分别为S1 , S2.
(1)求P的值及抛物线的准线方程.
(2)求 的最小值及此时点G点坐标.
3.(2019?天津)设椭圆 的左焦点为 ,左顶点为 ,顶点为B.已知 ( 为原点).
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设经过点 且斜率为 的直线 与椭圆在 轴上方的交点为 ,圆 同时与 轴和直线 相切,圆心 在直线 上,且 ,求椭圆的方程.
4.(2019?天津)设椭圆 的左焦点为 ,上顶点为 .已知椭圆的短轴长为4,离心率为 .
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设点 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点 为直线 与 轴的交点,点 在 轴的负半轴上.若 ( 为原点),且 ,求直线 的斜率.
5.(2019?全国Ⅲ)已知曲线C:y= ,D为直线y= 上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A , B.
(1)证明:直线AB过定点:
(2)若以E(0, )为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程.
6.(2019?卷Ⅱ)已知 是椭圆C: ? 的两个焦点, 为 上的点, 为坐标原点。
(1)若 为等边三角形,求 的离心率;
(2)如果存在点P,使得 ,且 的面积等于16,求 的值和a的取值范围。
7.(2019?卷Ⅱ)已知点A(?2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为? .记M的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连结QE并延长交C于点G.
(i)证明: 是直角三角形;
(ii)求 面积的最大值.
8.(2019?北京)已知椭圆C: 的右焦点为(1.0),且经过点A(0,1).
(I)求椭圆C的方程;
(II)设O为原点,直线l:y=kx+t(t≠±1)与椭圆C交于两个不同点P,Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N,|OM|·|ON|=2,求证:直线l经过定点.
9.(2019?北京)已知抛物线C:x2=-2py经过点(2,-1).
(I)求抛物线C的方程及其准线方程;
(II)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
10.(2019?卷Ⅰ)已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切。
(1)若A在直线x+y=0上,求⊙ M的半径。
(2)是否存在定点P,使得当A运动时,|MA|-|MP|为定值?并说明理由。
11.(2019?卷Ⅰ)已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为 的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P。
(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程:
(2)若 ,求|AB|。
答案解析部分
一、解答题
1.【答案】 (1)解:设椭圆C的焦距为2c.
因为F1(-1,0),F2(1,0),所以F1F2=2,c=1.
又因为DF1= ,AF2⊥x轴,所以DF2= ,
因此2a=DF1+DF2=4,从而a=2.
由b2=a2-c2 , 得b2=3.
因此,椭圆C的标准方程为 (2)解:解法一:
由(1)知,椭圆C: ,a=2,
因为AF2⊥x轴,所以点A的横坐标为1.
将x=1代入圆F2的方程(x-1) 2+y2=16,解得y=±4.
因为点A在x轴上方,所以A(1,4).
又F1(-1,0),所以直线AF1:y=2x+2.
由 ,得 ,
解得 或 .
将 代入 ,得???? ,
因此 .又F2(1,0),所以直线BF2: .
由 ,得 ,解得 或 .
又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以 .
将 代入 ,得 .因此 .
解法二:
由(1)知,椭圆C: .如图,连结EF1.
因为BF2=2a , EF1+EF2=2a , 所以EF1=EB ,
从而∠BF1E=∠B.
因为F2A=F2B , 所以∠A=∠B ,
所以∠A=∠BF1E , 从而EF1∥F2A.
因为AF2⊥x轴,所以EF1⊥x轴.
因为F1(-1,0),由 ,得 .
又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以 .
因此 .
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】 (1) 利用焦距求出c的值,再利用DF1= ,AF2⊥x轴,结合勾股定理和椭圆的定义得出a的值,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式求出b的值,从而求出椭圆的标准方程。(2)利用两种方法求出点E的坐标,利用椭圆的标准方程求出 的值和焦点 坐标,再利用 的值求出圆F2: 的标准方程,再利用过F2作x轴的垂线l , 求出直线l的方程,再利用直线l与圆F2: 交于点A , 联立二者方程求出交点A的坐标,再利用直线l与椭圆C交于点D , 联立二者方程求出交点D的坐标,连结AF1并延长交圆F2于点B , 从而求出交点B的坐标,连结BF2交椭圆C于点E , 再利用两点距离公式或角之间的关系式,从而求出交点E的坐标。
2.【答案】 (1)由题意得 ,即p=2.
所以,抛物线的准线方程为x=?1.
(2)设 ,重心 .令 ,则 .
由于直线AB过F , 故直线AB方程为 ,代入 ,得
,
故 ,即 ,所以 .
又由于 及重心G在x轴上,故 ,得 .
所以,直线AC方程为 ,得 .
由于Q在焦点F的右侧,故 .从而
.
令 ,则m>0,
.
当 时, 取得最小值 ,此时G(2,0).
【考点】抛物线的应用,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据焦点坐标求出p,即可得到抛物线的准线方程;(2)设出相应点的坐标及直线方程,将直线方程与抛物线方程联立,根据韦达定理,结合换元法,即可求出相应的最小值.
3.【答案】 解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为 ,由已知有 ,又由 ,消去 得 ,解得 .
所以,椭圆的离心率为 .
(Ⅱ)由(Ⅰ)知, , ?,故椭圆方程为 .由题意, ,则直线 的方程为 .点P的坐标满足 ,消去 并化简,得到 ,解得 ,代入到 的方程,解得 .因为点 在 轴上方,所以 .由圆心 在直线 上,可设 .因为 ,且由(Ⅰ)知 ,故 ,解得 .因为圆 与 轴相切,所以圆的半径为2,又由圆 与 相切,得 ,可得 .
所以,椭圆的方程为
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)由 |得, ,又 ,即可求椭圆的离心率;
(Ⅱ)点斜式设出直线 的方程,由离心率的值设出椭圆的方程,将这两个方程联立方程组,应用根与系数的关系,用 表示出点P,再由圆心 在直线 上,设 ,由 ,列出关于等式 ,求出 ,再由圆 与 轴相切求出 ,即可求出椭圆的方程.
4.【答案】 解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为 ,依题意, ,又 ,可得 , .
所以,椭圆的方程为 .
(Ⅱ)由题意,设 .设直线 的斜率为 ,又 ,则直线 的方程为 ,与椭圆方程联立 整理得 ,可得 ,代入 得 ,进而直线 的斜率 .在 中,令 ,得 .由题意得 ,所以直线 的斜率为 .由 ,得 ,化简得 ,从而 .
所以,直线 的斜率为 或
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】本题主要考查直线与圆锥曲线方程和圆锥曲线的性质。
(Ⅰ)由椭圆的短轴长,离心率,即可求 ,进而求得椭圆的方程;
(Ⅱ)由已知条件写出直线 的点斜式,把直线 的方程跟椭圆的方程联立,用 表示出P点的坐标,进而求出 ,在通过已知条件求出 ,由 ,得出 求出 的值,进而得出直线 的斜率。
5.【答案】 (1)解:设 ,则 .
由于 ,所以切线DA的斜率为 ,故 ?.
整理得 ?
设 ,同理可得 .
故直线AB的方程为 .
所以直线AB过定点 .(2)由(1)得直线AB的方程为 .
由 ,可得 .
于是 .
设M为线段AB的中点,则 .
由于 ,而 , 与向量 平行,所以 .解得t=0或 .
当 =0时, =2,所求圆的方程为 ;
当 时, , 所求圆的方程为 .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)先求导,分别得到切线DA和DB的方程,可得直线AB的方程,即可证明直线AB过定点;(2)由(1)中直线AB的方程与抛物线方程联立,由 与向量 平行列式,解出t的值,即可求出该圆的方程.
6.【答案】 (1)解:连结 ,由 为等边三角形可知在 中, , , ,于是 ,故 的离心率是 .(2)由题意可知,满足条件的点 存在当且仅当 , , ,即 ,①
,②
,③
由②③及 得 ,又由①知 ,故 .
由②③得 ,所以 ,从而 故 .
当 , 时,存在满足条件的点P.
所以 , 的取值范围为 .
【考点】圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1)首先设出椭圆的坐标,再由等边三角形可得出边之间的关系,利用勾股定理再结合解三角形的知识即可求出离心率的值。(2)结合已知求出三角形面积公式的代数式,结合椭圆的定义以及直角三角形的边的关系,求出b的值再由椭圆的几何意义进而求出a的取值范围即可。
7.【答案】 (1)解:由题设得 ,化简得 ,所以C为中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)(i)设直线PQ的斜率为k , 则其方程为 .
由 得 .
记 ,则 .
于是直线 的斜率为 ,方程为 .
由 得
.①
设 ,则 和 是方程①的解,故 ,由此得 .
从而直线 的斜率为 .
所以 ,即 是直角三角形.
(ii)由(i)得 , ,
所以△PQG的面积 .
设t=k+ ,则由k>0得t≥2,当且仅当k=1时取等号.
因为 在[2,+∞)单调递减,所以当t=2,即k=1时,S取得最大值,最大值为 .
因此,△PQG面积的最大值为 .
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据AM,BM斜率之积为 ,列出等式,即可得到曲线C为焦点在x轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)(i)设出PQ解析式,联立PQ解析式与曲线C,得到P、Q两点坐标,即可得到E点坐标,根据Q、E两点坐标得到QE的解析式,联立QE与曲线C,可得G点坐标,再根据G、P点坐标,得到PG斜率。化简可得 ,得证 为直角三角形。
(ii)由(i)知, ,所以, ,由(i)分别求出, , 化简S可得关于K的函数表达式,考虑K的取值范围,即可得出S的最大值。
8.【答案】 解:(I)根据焦点为(1,0),可知c=1,
根据椭圆经过(0,1)可知b=1,故 ,
所以椭圆的方程为 ;
(II)设 ,
则直线 ,直线 ,
解得 ,
故 ,
将直线y=kx+t与椭圆方程联立,
得 ,
故 ,所以 ,
故 ,
解得t=0,故直线方程为y=kx,一定经过原点(0,0).
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(I)根据焦点坐标和A点坐标,求出a和b,即可得到椭圆的标准方程;
(II)设出P和Q的坐标,表示出M和N的坐标,将直线方程与椭圆方程联立,结合韦达定理,表示OM与ON,根据 ,解得t=0,即可确定直线恒过定点(0,0).
9.【答案】 解:(I)将(2,-1)代入抛物线方程,
得 ,解得p=2,故抛物线方程为 ,其准线方程为y=1;
(II)过焦点(0,-1)作直线l,由于直线与抛物线有两个交点,故直线l的斜率存在,
设l:y=kx-1, ,
将直线方程与抛物线方程联立,得 ,
由韦达定理 ,
则 ,
令y=-1,则 ,
设以AB为直径的圆上点P(a,b),则 ,
,
整理得 ,
令a=0,则 ,所以b=1或b=-3,
即以AB为直径的圆经过y轴的两个定点(0,1)和(0,-3).
【考点】抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(I)将点的坐标代入,即可求出抛物线的方程和准线;
(II)将直线方程与抛物线方程联立,表示点的坐标,结合圆的特点,求出圆的方程,即可求出相应定点坐标.
10.【答案】 (1)解:因为 过点 ,所以圆心M在AB的垂直平分线上.由已知A在直线 上,且 关于坐标原点O对称,所以M在直线 上,故可设 .
因为 与直线x+2=0相切,所以 的半径为 .
由已知得 ,又 ,故可得 ,解得 或 .
故 的半径 或 .
(2)存在定点 ,使得 为定值.
理由如下:
设 ,由已知得 的半径为 .
由于 ,故可得 ,化简得M的轨迹方程为 .
因为曲线 是以点 为焦点,以直线 为准线的抛物线,所以 .
因为 ,所以存在满足条件的定点P.
【考点】圆的标准方程,圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1)因为 过点 ,利用垂直平分线的性质推出圆心M在AB的垂直平分线上,再由点A在直线 上,结合点与点关于点对称的性质和求解方法推出点M在直线 上,故可设 ,再利用直线与圆相切的位置关系的判断方法求出 的半径与 的关系式,再由已知得 ,结合两向量垂直,用勾股定理求出 的值,从而求出 的半径。(2)设 ,由已知得 的半径为
再由两向量垂直,用勾股定理求出点M的轨迹方程 ,从而判断出点M的轨迹为抛物线,因为曲线 是以点 为焦点,以直线 为准线的抛物线,再利用抛物线的定义得出 因为 ,所以存在满足条件的定点 使得 为定值。
11.【答案】 (1)解:设直线 的方程为:
的方程为: (2)解: ,
由 得: 联立上式得
【考点】抛物线的标准方程,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)由抛物线求出焦点坐标,再利用斜截式设出斜率为 的直线l的方程,再利用直线l与抛物线的交点为A,B,联立二者方程求出交点坐标,再利用抛物线的定义求出b的值,再利用斜率和b的值求出直线 的方程。(2)利用斜截式设出斜率为 的直线l的方程,再利用直线l与x轴的交点为P,联立二者方程求出交点P的坐标,再由共线定理的坐标表示求出b的值和交点A,B的纵坐标,再利用直线的斜率结合韦达定理与交点坐标的关系式,用弦长公式求出弦长AB的值。