2025年高考数学高频易错考前冲刺:圆锥曲线综合
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋 献县期末)已知定点A(a,0),B(﹣a,0)(a≠0),动点P满足kPA kPB=λ(﹣1<λ<0),则动点P的轨迹是( )
A.椭圆的一部分 B.双曲线的一支
C.抛物线的一部分 D.直线
2.(2024秋 遂宁期末)已知点集Ω1={(x,y)|x+y+|x﹣y|=2},分别表示曲线Γ1,Γ2,若Γ1,Γ2有四个公共点,则a的取值范围( )
A. B.
C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
3.(2024秋 浦东新区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,动点P(x,y)到两个定点F1(0,﹣1),F2(0,1)的距离之积等于4,则下列命题中正确的个数是( )
①曲线C关于x轴对称;
②x的最大值为2;
③|PF1|+|PF2|的最小值为;
④|OP|的最大值为.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(2024秋 湖南期末)已知圆与,动圆M与圆C1内切,且与圆C2外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2024秋 惠州期末)如图所示的试验装置中,两个正方形框架ABCD、ABEF的边长都是1,且它们所在的平面互相垂直.长度为1的金属杆端点N在对角线BF上移动,另一个端点M在正方形ABCD内(含边界)移动,且始终保持MN⊥AB,则端点M的轨迹长度为( )
A. B. C.1 D.
6.(2025 沈阳一模)已知平面直角坐标系中不同的三点A(0,5),B(x,0),C(0,y),圆心在y轴上的圆E经过A,B,C三点,设点M的坐标为(x,y),则M点的轨迹方程为( )
A.x2=5y(y≠0) B.y2=5x(x≠0)
C.y2=﹣5x(x≠0) D.x2=﹣5y(y≠0)
7.(2024秋 蒙阴县校级期末)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点A、B的距离之比为定值λ(λ≠1)的点所形成的图形是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系xOy中,A(﹣2,0),B(4,0).点P满足,设点P所构成的曲线为C,下列结论不正确的是( )
A.C的方程为(x+4)2+y2=16
B.在C上存在点D,使得D到点(1,1)的距离为3
C.在C上存在点M,使得|MO|=2|MA|
D.C上的点到直线3x﹣4y﹣13=0的最小距离为1
8.(2024秋 丰台区期末)已知圆C:(x+1)2+y2=16及点A(1,0),在圆C上任取一点P,连接CP,将点P折叠到点A,记CP与折痕l的交点为M(如图).当点P在圆C上运动时,点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 株洲一模)在平面直角坐标系中,已知定点F(4,0)和定直线l:x=﹣4,若到点F与直线l的距离之和等于10的点的轨迹记为曲线C.给出下列四个结论,其中正确是( )
A.曲线C关于y轴对称
B.若点M(x0,y0)在曲线C上,则2≤|MF|≤10
C.若点M(x0,y0)在曲线C上,则|x0|≤5
D.若点M(x0,y0)在曲线C上,则|y0|≤6
(多选)10.(2024秋 榆阳区校级期末)在平面直角坐标系中,曲线C:x2+y2=2|x|+2|y|是一条形状优美的曲线,对于此曲线,下列说法正确的有( )
A.曲线C围成的图形有4条对称轴
B.曲线C围成的图形的周长是
C.曲线C上任意两点间的距离最大值是
D.若T(a,b)是曲线C上任意一点,则|4a+3b﹣18|的最小值是
(多选)11.(2024秋 张家口期末)圆锥曲线过焦点的弦称为焦点弦,垂直于椭圆的长轴(双曲线的实轴、抛物线的对称轴)的焦点弦称为通径.若点F是椭圆、抛物线y2=2px(p>0)和双曲线的焦点,且椭圆、抛物线和双曲线的通径长l1,l2,l3恰好成等差数列,则( )
A.p=2
B.l1,l2,l3可以是直角三角形三条边的长
C.双曲线的离心率
D.点F到双曲线渐近线的距离为
(多选)12.(2024秋 宝安区期末)若直线y=kx(k∈R)与圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1交于不同的两点A、B,O为坐标原点,则( )
A.当k=2时,
B.的取值范围为[﹣1,1]
C.|OA| |OB|=1
D.线段AB中点的轨迹长度小于
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 丰台区期末)已知方程y(y﹣x)=2所表示的曲线为C.给出以下四个结论:
①曲线C与y轴有两个不同交点;
②曲线C关于原点对称;
③x轴及直线y=x为曲线C的两条渐近线;
④若曲线C与圆x2+y2=r2(r>0)有公共点,则r的最小值为.
其中,所有正确结论的序号是 .
14.(2024秋 船营区校级期末)已知椭圆的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,过点P(﹣1,2)且斜率为的直线交椭圆C于M,N两点,若点P是线段MN的中点,则椭圆C的方程为 .
15.(2024秋 浦东新区校级期末)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为,M,N为体对角线BD1的三等分点,动点P在三角形ACB1内,且三角形PMN的面积,则点P的轨迹长度为 .
16.(2024秋 松原期末)已知两定点M(4,0),N(1,0),动点P满足 6||,则动点P的轨迹方程为 .
四.解答题(共4小题)
17.(2024秋 淮安期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(﹣2,0),F2(2,0),||PF1|﹣|PF2||=2,点P的轨迹为曲线C,过点F1的直线l与曲线C交于A,B两点(A,B两点均在y轴左侧).
(1)求曲线C的方程;
(2)若点A在x轴上方,且,求直线l的方程;
(3)过点A作x轴的平行线m,直线m与直线BF2交于点M,线段AM的中点为N,若直线l与直线NF2交于点Q,求证:点Q恒在一条定直线上.
18.(2024秋 站前区校级期末)已知F1(﹣2,0),F2(2,0),动点P满足|PF1|﹣|PF2|=2.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设在P点处曲线C的切线为l:y=kx+m,若M,N为l上两点,且满足0,0,
(i)证明:N点在定直线上,并求出定直线方程;
(ii)是否存在点P使tan∠PNF2 tan∠PF2M=2成立,若存在,求出P点横坐标;若不存在,请说明理由.
19.(2024秋 酒泉期末)(1)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,求证y1y2=﹣p2,x1x2;
(2)若方程1表示双曲线,求m的取值范围,并说明该方程表示的双曲线有共同的焦点;
(3)求到两个定点A,B的距离之比为定值λ(λ>0)的点的轨迹方程,并指出轨迹表示什么曲线.
20.(2024秋 长沙县校级期末)设x,y∈R,向量,分别为平面直角坐标内x,y轴正方向上的单位向量,若向量(xy),(x)y,且||+||=4.
(Ⅰ)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设椭圆E:1,曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,试证:△OAB的面积为定值.
2025年高考数学高频易错考前冲刺:圆锥曲线综合
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A B B B A D C A
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋 献县期末)已知定点A(a,0),B(﹣a,0)(a≠0),动点P满足kPA kPB=λ(﹣1<λ<0),则动点P的轨迹是( )
A.椭圆的一部分 B.双曲线的一支
C.抛物线的一部分 D.直线
【考点】轨迹方程.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】A
【分析】根据五步求曲法及椭圆的几何性质,即可求解.
【解答】解:设P(x,y),A(a,0),B(﹣a,0)(a≠0),动点P满足kPA kPB=λ,
所以,x≠±a,
化简可得动点P的轨迹方程为:,﹣1<λ<0,
所以动点P的轨迹是以AB为长轴的椭圆,除去长轴的两顶点.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
2.(2024秋 遂宁期末)已知点集Ω1={(x,y)|x+y+|x﹣y|=2},分别表示曲线Γ1,Γ2,若Γ1,Γ2有四个公共点,则a的取值范围( )
A. B.
C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
【考点】曲线与方程.
【专题】方程思想;定义法;函数的性质及应用;逻辑思维.
【答案】B
【分析】化简曲线Γ1,Γ2的方程,分析可知a≠0,数形结合可知点E(1,1)在曲线Γ2外,且点(1,0)在曲线Γ2内,可得出关于实数a的不等式组,解之即可.
【解答】解:对于曲线Γ1,当x≥y时,该曲线的方程可化为2=x+y+x﹣y=2x,即x=1,
当x≤y时,该曲线的方程可化为x+y+y﹣x=2y=2,即y=1.
曲线Γ2的方程即为(ax+y)2+(ax﹣y)2=2a2x2+2y2=4,即为a2x2+y2=2,
当a=0时,曲线Γ2的方程为y,此时,两曲线只有一个公共点,不合乎题意,
所以,a≠0,如下图所示:
由图可知,只需点E(1,1)在曲线Γ2外,且点(1,0)在曲线Γ2内,
所以,解得或,
因此,实数a的取值范围是.
故选:B.
【点评】本题考查曲线与方程的综合应用,属于中档题.
3.(2024秋 浦东新区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,动点P(x,y)到两个定点F1(0,﹣1),F2(0,1)的距离之积等于4,则下列命题中正确的个数是( )
①曲线C关于x轴对称;
②x的最大值为2;
③|PF1|+|PF2|的最小值为;
④|OP|的最大值为.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【考点】曲线与方程.
【专题】方程思想;定义法;函数的性质及应用;逻辑思维.
【答案】B
【分析】利用直接法可得轨迹方程,再根据曲线的对称性可判断①;
由基本不等式可判断③;
化简轨迹方程可得,即,由x2≥0,可得0≤y2≤5,利用换元法结合二次函数性质可判断②④.
【解答】解:由已知|,
代入点(x,﹣y),则4成立,①正确;则,当且仅当|PF1|=|PF2|,
即点时,等号成立,③错误;
化简,可得(x2+y2+1)2=16+4y2,
即,
,
即y4﹣2y2﹣15≤0,解得﹣3≤y2≤5,即0≤y2≤5,
设,则t∈[2,3],y2=t2﹣4,
所以x2=2y2﹣1=﹣t2+2t+3=﹣(t﹣1)2+4∈[0,3],即x,②错误;
且,即,
即,④正确.
综上所述正确的个数为2个.
故选:B.
【点评】本题考查曲线与方程的综合应用,属于中档题.
4.(2024秋 湖南期末)已知圆与,动圆M与圆C1内切,且与圆C2外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【考点】轨迹方程.
【专题】转化思想;综合法;直线与圆;运算求解.
【答案】B
【分析】由条件可得|MC1|+|MC2|=14,结合椭圆的定义判断点M的轨迹形状及位置,利用待定系数法求其方程.
【解答】解:圆心C1(4,0),半径R1=12,C2(﹣4,0),半径R2=2,
设动圆的半径为r,
由动圆M与圆C1内切,且与圆C2外切,得|MC1|=12﹣r,|MC2|=2+r,
则|MC1|+|MC2|=14>8=|C1C2|,因此点M的轨迹为以C1,C2为焦点,长轴长2a=14的椭圆,
而焦距2c=8,即a=7,c=4,则短半轴长,
所以动圆圆心M的轨迹方程为.
故选:B.
【点评】本题主要考查两圆的位置关系以及轨迹方程的求解,考查计算能力,属于中档题.
5.(2024秋 惠州期末)如图所示的试验装置中,两个正方形框架ABCD、ABEF的边长都是1,且它们所在的平面互相垂直.长度为1的金属杆端点N在对角线BF上移动,另一个端点M在正方形ABCD内(含边界)移动,且始终保持MN⊥AB,则端点M的轨迹长度为( )
A. B. C.1 D.
【考点】轨迹方程.
【专题】转化思想;综合法;立体几何;运算求解.
【答案】A
【分析】过M作MH⊥AB于点H,连接HN,易得AB⊥平面MNH,且MH⊥平面ABEF,从而可得AB⊥HN,MH⊥HN,建系设点,利用圆的几何性质,即可求解.
【解答】解:过M作MH⊥AB于点H,连接HN,
则根据题意易得AB⊥平面MNH,且MH⊥平面ABEF,
∴AB⊥HN,MH⊥HN,
分别以BA,BE,BC所在直线为坐标轴,建系如图:
设N(x,x,0),则M(x,0,z),B(0,0,0),
∴|MN|2=x2+z2=1,
即|MB|2=1,∴|MB|=1,
∴端点M的轨迹为以B为圆心,1为半径的四分之一圆弧,
∴端点M的轨迹长度为.
故选:A.
【点评】本题考查动点轨迹问题的求解,属中档题.
6.(2025 沈阳一模)已知平面直角坐标系中不同的三点A(0,5),B(x,0),C(0,y),圆心在y轴上的圆E经过A,B,C三点,设点M的坐标为(x,y),则M点的轨迹方程为( )
A.x2=5y(y≠0) B.y2=5x(x≠0)
C.y2=﹣5x(x≠0) D.x2=﹣5y(y≠0)
【考点】轨迹方程.
【专题】整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】D
【分析】由已知得线段AC是动圆的直径,故AB⊥CB,即,再利用向量数量积的坐标运算求解即可.
【解答】解:由已知得线段AC是动圆的直径,
故AB⊥CB,
所以,
因为A(0,5),B(x,0),C(0,y),
所以(x,﹣5),(x,﹣y),
所以x2+5y=0,
可得x2=﹣5y,
又B,C不重合,所以原点除外,
所以M点的轨迹方程为x2=﹣5y(y≠0).
故选:D.
【点评】本题主要考查了动点轨迹方程,属于中档题.
7.(2024秋 蒙阴县校级期末)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点A、B的距离之比为定值λ(λ≠1)的点所形成的图形是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系xOy中,A(﹣2,0),B(4,0).点P满足,设点P所构成的曲线为C,下列结论不正确的是( )
A.C的方程为(x+4)2+y2=16
B.在C上存在点D,使得D到点(1,1)的距离为3
C.在C上存在点M,使得|MO|=2|MA|
D.C上的点到直线3x﹣4y﹣13=0的最小距离为1
【考点】轨迹方程.
【专题】方程思想;综合法;直线与圆;运算求解.
【答案】C
【分析】对A:设点P(x,y),由两点的距离公式代入化简判断;对B:根据两点间的距离公式求得点(1,1)到圆上的点的距离的取值范围,由此分析判断;对C:设点M(x,y),求点M的轨迹方程,结合两圆的位置关系分析判断;对D:结合点到直线的距离公式求得C上的点到直线3x﹣4y﹣13=0的最小距离,由此分析判断.
【解答】解:对A:设点P(x,y),由A(﹣2,0),B(4,0),|PB|=2|PA|,
可得2,两边平方可得x2+y2﹣8x+16=4(x2+y2+4x+4),
整理得(x+4)2+y2=16,故A正确;
对B:(x+4)2+y2=16的圆心C1(﹣4,0),半径为r1=4,
∵点(1,1)到圆心C1(﹣4,0)的距离,
则圆上一点到点(1,1)的距离的取值范围为,
而,故在C上存在点D,使得D到点(1,1)的距离为3,故B正确;
对C:设点M(x,y),∵|MO|=2|MA|,则,整理得,
∴点M的轨迹方程为,是以为圆心,半径的圆,
又,则两圆内含,没有公共点,
∴在C上不存在点M,使得|MO|=2|MA|,C不正确;
对D:由点到直线的距离公式,可得圆心C1(﹣4,0)到直线3x﹣4y﹣13=0的距离为,
∴C上的点到直线3x﹣4y﹣13=0的最小距离为d2﹣r1=1,故D正确.
故选:C.
【点评】本题考查圆的方程和性质,以及直线和圆的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
8.(2024秋 丰台区期末)已知圆C:(x+1)2+y2=16及点A(1,0),在圆C上任取一点P,连接CP,将点P折叠到点A,记CP与折痕l的交点为M(如图).当点P在圆C上运动时,点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【考点】轨迹方程.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义,即可求解.
【解答】解:根据题意可得|MA|+|MC|=|MP|+|MC|=|CP|=4>|CA|=2,
∴点M的轨迹为以C,A为焦点的椭圆,且2a=4,2c=2,
∴a=2,c=1,∴b,
∴点M的轨迹方程为.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的定义的应用,属基础题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 株洲一模)在平面直角坐标系中,已知定点F(4,0)和定直线l:x=﹣4,若到点F与直线l的距离之和等于10的点的轨迹记为曲线C.给出下列四个结论,其中正确是( )
A.曲线C关于y轴对称
B.若点M(x0,y0)在曲线C上,则2≤|MF|≤10
C.若点M(x0,y0)在曲线C上,则|x0|≤5
D.若点M(x0,y0)在曲线C上,则|y0|≤6
【考点】轨迹方程.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】CD
【分析】根据题意求出动点的轨迹方程,分类讨论,得到方程,画出图象,数形结合,即可求解.
【解答】解:在平面直角坐标系中,已知定点F(4,0)和定直线l:x=﹣4,若到点F与直线l的距离之和等于10的点的轨迹记为曲线C,
设动点P(x,y),根据点P到点F与直线l的距离之和等于10,
所以|PF|+|x+4|=10,即,
化简得,当x≥﹣4时,y2=﹣4(x﹣5),
当x<﹣4时,y2=36(x+5),图象如下,
选项A,根据图象得,曲线C不关于y轴对称,故A错误;
选项B,若点M(x0,y0)在曲线C上,则|x0|≤5,
所以0≤|x0+4|≤9,由|MF|+|x+4|=10,得|MF|=10﹣|x+4|,
所以1≤|MF|≤10,故B错误;选项C,若点在曲线上M(x0,y0),则|x0|≤5,C正确;
选项D,若点在曲线上M(x0,y0),
当x0≥﹣4时,,得,故|y0|≤6,
当x0<﹣4时,,得,故|y0|≤6,
所以|y0|≤6,D正确,故CD正确.
故选:CD.
【点评】本题考查动点轨迹问题的求解,属中档题.
(多选)10.(2024秋 榆阳区校级期末)在平面直角坐标系中,曲线C:x2+y2=2|x|+2|y|是一条形状优美的曲线,对于此曲线,下列说法正确的有( )
A.曲线C围成的图形有4条对称轴
B.曲线C围成的图形的周长是
C.曲线C上任意两点间的距离最大值是
D.若T(a,b)是曲线C上任意一点,则|4a+3b﹣18|的最小值是
【考点】曲线与方程.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】ACD
【分析】分类讨论去掉绝对值可得曲线C的四段关系式,从而作出曲线C的图象,由曲线C图象判断各选项即可.
【解答】解:因为曲线C的方程为x2+y2=2|x|+2|y|
当x≥0,y≥0时,曲线C的方程可化为(x﹣1)2+(y﹣1)2=2;
当x≤0,y≥0时,曲线C的方程可化为(x+1)2+(y﹣1)2=2;
当x≥0,y≤0时,曲线C的方程可化为(x﹣1)2+(y+1)2=2;
当x≤0,y≤0时,曲线C的方程可化为(x+1)2+(y+1)2=2,
则曲线图象如下所示:
对于选项A:由图可知曲线C围成的图形有4条对称轴,故选项A正确;
对于选项B:易知曲线C由4个半圆组成,
其周长为,故选项B错误;
对于选项C:由图可知曲线C上任意两点间的最大距离为,故选项C正确;
对于选项D:易知T(a,b)到直线4x+3y﹣18=0的距离,
点(1,1)到直线4x+3y﹣18=0的距离为,
由圆的性质得曲线C上一点到直线4x+3y﹣18=0的距离最小为,
所以|4a+3b﹣18|的最小值为,故选项D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查曲线与方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
(多选)11.(2024秋 张家口期末)圆锥曲线过焦点的弦称为焦点弦,垂直于椭圆的长轴(双曲线的实轴、抛物线的对称轴)的焦点弦称为通径.若点F是椭圆、抛物线y2=2px(p>0)和双曲线的焦点,且椭圆、抛物线和双曲线的通径长l1,l2,l3恰好成等差数列,则( )
A.p=2
B.l1,l2,l3可以是直角三角形三条边的长
C.双曲线的离心率
D.点F到双曲线渐近线的距离为
【考点】圆锥曲线的综合.
【专题】方程思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】ABC
【分析】由题意可得l1=3,,l2=4,由l1,l2,l3恰好成等差数列可得l3=5,可判断AB;再由,又因为1=a2+b2,求出a可判断C;由点F到双曲线渐近线的距离为b可判断D.
【解答】解:对于A,由点F是椭圆的焦点,所以F(1,0),
又因为点F为抛物线y2=2p x(p>0)和双曲线的焦点,
所以p=2,1=a2+b2,故A正确;
对于B,令x=1可得,所以,
所以椭圆的通径为3,所以l1=3,
令x=1,可得,
则,
所以,所以,
因为p=2,所以y2=4x,令x=1,可得y=±2,所以l2=4,
因为椭圆,抛物线和双曲线的通径长l1,l2,l3恰好成等差数列,
所以2l2=l1+l3,所以,即,l3=5,
因为,
所以l1,l2,l3可以是直角三角形三边的长,故B正确;
对于C:因为.而1=a2+b2,
所以2a2+5a﹣2=0,
因为a>0,解得,
,故C正确;
对于D,点F(c,0)到双曲线渐近线bx﹣ay=0的距离为,
又因为,,
所以,故D错误.
故选:ABC.
【点评】本题考查圆锥曲线的方程与性质的应用,属于中档题.
(多选)12.(2024秋 宝安区期末)若直线y=kx(k∈R)与圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1交于不同的两点A、B,O为坐标原点,则( )
A.当k=2时,
B.的取值范围为[﹣1,1]
C.|OA| |OB|=1
D.线段AB中点的轨迹长度小于
【考点】轨迹方程;直线与圆的位置关系.
【专题】转化思想;综合法;直线与圆;运算求解.
【答案】ACD
【分析】根据圆的几何性质,直线与圆的位置关系,针对各个选项分别求解即可.
【解答】解:∵直线y=kx(k∈R)与圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1交于不同的两点A、B,O为坐标原点,
∴圆心C为(1,1),半径r=1,
当k=2时,直线方程为2x﹣y=0,∴圆心C到直线:2x﹣y=0的距离为d,
∴|AB|,∴A选项正确;
∵r2cos,cos,,又,∈(0,π],
∴∈[﹣1,1),∴B选项错误;
设AB中点为M,则|OA| |OB|=(|OM|)(|OM|)
=|OM|2﹣(r2﹣|CM|2)=|OM|2+|CM|2﹣r2
=|OC|2﹣r2=2﹣1=1,∴C选项正确;
∵OM⊥CM,又|CO|,
∴线段AB的中点M在以AB为直径的圆的一部分,
而AB为直径的圆的周长为,
∴线段AB中点的轨迹长度小于,∴D选项正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,属中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 丰台区期末)已知方程y(y﹣x)=2所表示的曲线为C.给出以下四个结论:
①曲线C与y轴有两个不同交点;
②曲线C关于原点对称;
③x轴及直线y=x为曲线C的两条渐近线;
④若曲线C与圆x2+y2=r2(r>0)有公共点,则r的最小值为.
其中,所有正确结论的序号是 ①②③ .
【考点】曲线与方程.
【专题】方程思想;定义法;直线与圆;逻辑思维.
【答案】①②③.
【分析】对于①,令x=0,求解即可判断;
对于②,用﹣x代替x,﹣y代替y,判断方程的表达式是否一样即可;
对于③,将方程进行变形得,当y=0时方程没有意义,故可判断故y=0是曲线C的另一条渐近线,又y→∞时,x→y,故y=x为曲线C的一条渐近线;
对于④,联立及x2+y2=r2(r>0),消去x并整理得,转化为函数图象有交点即可求解r的范围.
【解答】解:对于①,令x=0,得y2=2,即,所以曲线C与y轴有两个不同交点,故①正确;
对于②,在曲线方程y(y﹣x)=2中,用﹣x代替x,﹣y代替y,得(﹣y)[(﹣y)﹣(﹣x)]=2,
即y(y﹣x)=2,所以曲线C关于原点对称,故②正确;
对于③,因为方程y(y﹣x)=2,所以y≠x,所以,
当y→∞时,x→y,故y=x为曲线C的一条渐近线;
又y=0时,没有意义,故y=0是曲线C的另一条渐近线,即x轴为曲线C的另一条渐近线,
故x轴及直线y=x为曲线C的两条渐近线,故③正确;
对于④,联立及x2+y2=r2(r>0),消去x并整理得,
因为,当且仅当2,即y2=2时等号成立,
若曲线C与圆x2+y2=r2(r>0)有公共点,则,所以,
所以的最小值为,故④错误.
综上,正确结论的序号是①②③.
故答案为:①②③.
【点评】本题考查曲线与方程的综合应用,属于中档题.
14.(2024秋 船营区校级期末)已知椭圆的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,过点P(﹣1,2)且斜率为的直线交椭圆C于M,N两点,若点P是线段MN的中点,则椭圆C的方程为 .
【考点】圆锥曲线的综合;椭圆的弦及弦长.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】由抛物线方程确定椭圆的焦点坐标,再由点差法确定a2与b2的关系,列出关于a,b,c的方程组,解方程组即可求解椭圆C的方程.
【解答】解:抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0),所以椭圆C的右焦点坐标为(2,0),
设椭圆的半焦距为c,则c=2.
设M(x1,y1),(x2,y2),因为点M,N在椭圆C上,
所以,两式相减得,
即,
因为点P(﹣1,2)是MN的中点,且直线MN的斜率为,
所以x1+x2=﹣2,y1+y2=4,,
所以,则,解得,
所以椭圆C的方程为.
故答案为:.
【点评】本题考查了直线与椭圆的综合,考查了方程思想,属于中档题.
15.(2024秋 浦东新区校级期末)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为,M,N为体对角线BD1的三等分点,动点P在三角形ACB1内,且三角形PMN的面积,则点P的轨迹长度为 .
【考点】轨迹方程.
【专题】计算题;转化思想;综合法;立体几何;运算求解.
【答案】.
【分析】先通过位置关系的证明说明N在平面ACB1为,然后根据已知条件求解出PN的长度,根据PN的长度确定出P在平面ACB1内的轨迹形状,由此求解出对应的轨迹长度.
【解答】解:如图所示:连接BC1交B1C于点O,
∵四边形BCC1B1是正方形,∴BC1⊥B1C,
∵D1C1⊥平面BCC1B1,B1C 平面BCC1B1,
∴D1C1⊥B1C,又BC1⊥B1C,且BC1∩D1C1=C1,
∴B1C⊥平面BC1D1,又D1B 平面BC1D1,
∴B1C⊥D1B,
同理可知B1A⊥D1B,
又∵B1C 平面ACB1,B1A 平面ACB1,B1C∩B1A=B1,
∴D1B⊥平面ACB1,
又根据题意可知,棱长为D1BAB=3,,∴ΔACB1为正三角形,∴∠B1AC=60°,
∴,设B到平面ACB1的距离为h,
∵,∴,
∴S△ACB1 h=S△ACB BB1,即,
∴h=1D1B,∴h=BN,
∴N为D1E与平面ACB1的交点,由题意可知D1B﹣平面ACB1∴MN⊥PN,
∴,∴PN,
如图所示:在正三角形ACB1中,高AO=ACsin60°,
∴内切圆的半径,且,
取B1C的两个三等分点E,F,连接EN,FN,
∴NE∥AB1,NF∥AC,∴△NEF是以PN长度为边长的正三角形,
∴P的轨迹是以N为圆心,半径等于的圆,∴圆的周长为,
∴在△ACB1内部的轨迹是三段圆弧,每一段圆弧的圆心角为60°,
∴对应的轨迹长度是圆周长的一半为.
故答案为:.
【点评】本题考查线面垂直的判定定理,等体积法思想的应用,轨迹长度的求解,数形结合思想,化归转化思想,属中档题.
16.(2024秋 松原期末)已知两定点M(4,0),N(1,0),动点P满足 6||,则动点P的轨迹方程为 .
【考点】轨迹方程.
【专题】综合题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】设出P(x,y),可得向量(x﹣4,y),(﹣3,0),(x﹣1,y),根据 6||,利用数量积公式和两点间的距离公式建立关于x,y的方程,化简即可得到动点P的轨迹方程.
【解答】解:设动点P(x,y),(x﹣4,y),(﹣3,0),(x﹣1,y),
由 6||,得﹣3(x﹣4)=6,平方化简得3x2+4y2=12,即.
∴点P的轨迹方程为.
故答案为:.
【点评】本题考查了轨迹方程,考查了平面数量积的运算,是基础题.
四.解答题(共4小题)
17.(2024秋 淮安期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(﹣2,0),F2(2,0),||PF1|﹣|PF2||=2,点P的轨迹为曲线C,过点F1的直线l与曲线C交于A,B两点(A,B两点均在y轴左侧).
(1)求曲线C的方程;
(2)若点A在x轴上方,且,求直线l的方程;
(3)过点A作x轴的平行线m,直线m与直线BF2交于点M,线段AM的中点为N,若直线l与直线NF2交于点Q,求证:点Q恒在一条定直线上.
【考点】轨迹方程;双曲线与平面向量.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
(2)xy﹣2;
(3)证明过程见解析.
【分析】(1)由题意,根据双曲线的定义以及a,b,c之间的关系,列出等式求解即可;
(2)设出直线l的方程,将直线方程与双曲线方程联立,利用韦达定理以及向量的坐标运算求解即可;
(3)先求出M,N两点的坐标,结合(2)中信息求解即可.
【解答】解:(1)易知点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线,
设曲线C方程为(a>0,b>0),
此时c=2,,
解得,b=1,c=2,
则曲线C方程为;
(2)设直线l的方程为x=my﹣2,A(x1,y1),B(x2,y2)(y1>0),
联立,消去x并整理得(m2﹣3)y2﹣4my+1=0,
此时Δ=16m2﹣4(m2﹣3)>0,
由韦达定理得,,
因为,
所以y2=﹣5y1
解得(舍去)或,
则直线l方程为xy﹣2;
(3)证明:直线,
令y=y1,
解得,
即M,
N,
直线,
设Q(x,y),
此时直线l的方程为x=my﹣2,
所以,
由(2)知,,
所以,
解得.
故点Q恒在定直线上.
【点评】本题考查双曲线的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
18.(2024秋 站前区校级期末)已知F1(﹣2,0),F2(2,0),动点P满足|PF1|﹣|PF2|=2.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设在P点处曲线C的切线为l:y=kx+m,若M,N为l上两点,且满足0,0,
(i)证明:N点在定直线上,并求出定直线方程;
(ii)是否存在点P使tan∠PNF2 tan∠PF2M=2成立,若存在,求出P点横坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】轨迹方程;双曲线的定义.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
(2)(i)证明过程见解析;
(ii)存在点P使tan∠PNF2 tan∠PF2M=2成立,P点横坐标为4,理由见解析.
【分析】(1)由双曲线的定义可求得双曲线的方程;
(2)(i)联立直线方程与双曲线方程,消去y,可得(1﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣2=0,由题意可得m2=2k2﹣2(k≠±1),进而可求得,结合PF2⊥NF2,可得直线NF2的方程为y=﹣(k+m)(x﹣2),与直线l的方程联立可得N点在定直线上;
(ii)设直线l的倾斜角为α,且tanα=k,tan∠NF2O=k+m,tan∠PNF2,结合已知可得k,m的方程,可求得点P的横坐标.
【解答】解:(1)因为|PF1|﹣|PF2|=24=|F1F2|,
所以点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线中靠近F2点的一支,
且,
解得,
则b2=c2﹣a2=2,
故双曲线的方程为;
(2)(i)证明:联立,消去y并整理得(1﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣2=0,
因为直线l与曲线C相切,
所以,
解得,
因为(1﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣2=0,
所以0,
解得,
此时,
即,
所以,
因为0,
所以PF2⊥NF2,
此时(k+m),
所以直线NF2的方程为y=﹣(k+m)(x﹣2),
联立,
解得x=1;
所以N点在定直线上,该定直线方程为x=1;
(ii)存在点P使tan∠PNF2 tan∠PF2M=2成立,P点横坐标为4,理由如下:
设直线l的倾斜角为α,且tanα=k,
因为0,
所以MF2⊥OF2,且PF2⊥NF2,
所以∠PF2M=∠NF2O,∠PNF2=∠NF2O+α,
由(i)知N(1,k+m),
所以tan∠NF2Ok+m,
则tan∠PNF2=tan(∠NF2O+α),
所以tan∠PNF2 tan∠PF2M=2,
可得,
整理得4k2+5km+m2﹣2=0,
因为m2=2k2﹣2(k≠±1),
所以2m2+4+5km+2k2﹣2﹣2=0,
即(2m+k)(m+2k)=0,
解得或(舍去).
故P点横坐标为4.
【点评】本题考查轨迹方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
19.(2024秋 酒泉期末)(1)已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,求证y1y2=﹣p2,x1x2;
(2)若方程1表示双曲线,求m的取值范围,并说明该方程表示的双曲线有共同的焦点;
(3)求到两个定点A,B的距离之比为定值λ(λ>0)的点的轨迹方程,并指出轨迹表示什么曲线.
【考点】圆锥曲线的综合;轨迹方程;求双曲线的渐近线方程.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1)证明过程见解析;
(2)答案见解析;
(3)答案见解析.
【分析】(1)由题意,设出过抛物线焦点F的直线方程,将直线方程将抛物线方程联立,利用韦达定理即可得证;
(2)若方程表示双曲线,可得(9﹣m)(4﹣m)<0,求出4<m<9,结合a,b,c之间的关系,求出双曲线的焦点坐标,进而可知
该方程表示的双曲线有共同的焦点;
(3)以B为原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,设P(x,y)是平面上任意一点,可得|PA|=λ|PB|,利用两点间的距离公式得到轨迹方程,分别讨论当λ=1和λ≠1这两种情况,进而可解.
【解答】解:(1)证明:易知抛物线的焦点,
设过焦点F的直线方程为,
联立,消去x并整理得y2﹣2pty﹣p2=0,
由韦达定理得,
所以;
(2)若方程表示双曲线,
此时(9﹣m)(4﹣m)<0,
解得4<m<9,
所以当4<m<9时方程表示双曲线,
双曲线方程表示为,
易知双曲线焦点在x轴上,且c2=9﹣m+m﹣4=5,
所以,
即双曲线焦点坐标为,,
焦点显然与m取值无关,
则该方程表示的双曲线有共同的焦点;
(3)以B为原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,
此时A(a,0),B(0,0),
其中a=|AB|>0,
设P(x,y)是平面上任意一点,
可得,
即|PA|=λ|PB|,
由两点间距离公式得(x﹣a)2+y2=λ(x2+y2)
整理得(1﹣λ2)x2+(1﹣λ2)y2﹣2ax+a2=0,
当λ=1时,轨迹方程为,
其表示线段AB的垂直平分线;
当λ≠1时,轨迹方程为,
即,
其表示圆的方程.
则λ≠1时轨迹是圆.
【点评】本题考查轨迹方程以及双曲线的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
20.(2024秋 长沙县校级期末)设x,y∈R,向量,分别为平面直角坐标内x,y轴正方向上的单位向量,若向量(xy),(x)y,且||+||=4.
(Ⅰ)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设椭圆E:1,曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,试证:△OAB的面积为定值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;椭圆的几何特征.
【专题】综合题;对应思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1)1;
(2)证明过程见解析.
【分析】(1)由题意,根据平面向量的坐标运算、模的几何意义以及椭圆的定义再进行求解即可;
(2)根据曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,将直线y=kx+m分别与曲线C和椭圆E的方程联立,利用韦达定理、根的判别式、点到直线的距离公式以及三角形面积公式进行求解即可.
【解答】解:(1)因为,,
所以,
其表示点M(x,y)与点的距离|MF1|.
而,
其表示点M(x,y)与点的距离|MF2|,
又,
所以|MF1|+|MF2|=4,
则点M(x,y)的轨迹C是以,为焦点的椭圆,且长轴长为2a=4,,
可得,
则点M(x,y)的轨迹C的方程1;
(2)证明:直线y=kx+m为曲线C的切线,
联立,消去y并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
此时Δ=64k2m2﹣4(1+4k2)(4m2﹣4)=0,
即1+4k2=m2,
因为曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,
联立,消去y并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0,
不妨设A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理得,,
此时,
因为1+4k2=m2,
所以,
易知y1=kx1+m,y2=kx2+m,
所以|y1﹣y2|=k|x1﹣x2|,
则|,
又△OAB中边AB上的高h即为点O到直线y=kx+m的距离,
所以,
因为1+4k2=m2,
此时S△OAB|AB|2,
故△OAB的面积为定值,定值为.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力.
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