2026年高考数学一轮复习 圆锥曲线综合(含解析)

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名称 2026年高考数学一轮复习 圆锥曲线综合(含解析)
格式 docx
文件大小 938.8KB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2025-09-28 08:54:59

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高考数学一轮复习 圆锥曲线综合
一.选择题(共8小题)
1.(2025 泰州模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),点P(x,y)是平面内的一个动点,若以PF为直径的圆与圆D:x2+y2=1相切,记点P的轨迹为曲线C,过曲线C上一点Q作直线l分别与直线相交,交点为M、N,且交点分别在第一象限和第四象限.若,则△MON面积的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
2.(2025春 资中县校级期中)已知四边形ABCD满足,且.设平面内有一点P满足,点P的轨迹分别与CB、CD交于E、F两点.线段AB上有一动点G,AD上有一动点H,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
3.(2025 望城区校级一模)如图,某简单组合体由圆柱与一个半球黏合而成,已知圆柱底面半径为2,高为4,A是圆柱下底面圆周上的一个定点,P是半球面上的一个动点,且,则点P的轨迹的长度为(  )
A. B. C. D.
4.(2025 张家口二模)在锐角三角形PMN中,|MN|=2,PQ⊥MN,垂足为Q,2|QM| |QN|=|MN|2﹣|PQ|2,则点P的轨迹为(  )
A.长轴长为2,离心率为的椭圆的一部分
B.长轴长为,离心率为的椭圆的一部分
C.实轴长为2,离心率为的双曲线的一部分
D.实轴长为,离心率为的双曲线的一部分
5.(2025春 雁塔区校级期中)设双曲线E:的左、右焦点分别为F1,F2,以坐标原点O为圆心、|OF2|为半径的圆与E的渐近线在第一象限的交点为M,直线MF1与E的左支交于点N,若|MN|=2|NF1|,则E的离心率为(  )
A. B. C. D.
6.(2025春 普陀区校级期中)在平面上,若曲线Γ具有如下性质:存在点M,使得对于任意点P∈Γ,都有Q∈Γ使得|PM| |QM|=1.则称这条曲线为“自相关曲线”.判断下列两个命题的真假(  )
①所有椭圆都是“自相关曲线”.
②存在是“自相关曲线”的双曲线.
A.①假命题;②真命题 B.①真命题;②假命题
C.①真命题;②真命题 D.①假命题;②假命题
7.(2025春 普陀区校级期中)在平面直角坐标系中,当P(x,y)不是原点时,定义P的“伴随点”是;当P是原点时,定义P的“伴随点”是它自身;定义曲线C上所有点的“伴随点”构成的曲线C′为曲线C的“伴随曲线”.则下列命题中,真命题的序号是(  )
①若点A的“伴随点”是点A′,则点A′的“伴随点”是点A;
②圆心在坐标原点O的单位圆的“伴随曲线”是它自身;
③若曲线C关于x轴对称,则其“伴随曲线”C′关于y轴对称.
A.② B.③ C.①② D.②③
8.(2025 沙坪坝区校级模拟)已知抛物线的焦点为F,双曲线经过F且与抛物线C1交于A,B两点,若△AOB为等腰直角三角形,其中O为坐标原点,则双曲线C2的渐近线方程为(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 聊城二模)笛卡尔叶形线是一种非常优美且具有丰富几何性质的代数曲线,它的形状如图所示,其标准方程为:x3+y3=3axy(a>0),其中a是参数.已知某笛卡尔叶形线过点,点P(x0,y0)(x0>0,y0>0)是该曲线上的一点,则(  )
A.当时,y0取到最大值
B.x0的取值范围是
C.直线x+y=3是曲线的一条切线
D.若x+y=t是曲线的渐近线,则t=﹣1
(多选)10.(2025 天河区模拟)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,点M为CC1的中点,点P为底面A1B1C1D1上的动点(包括边界),则(  )
A.满足MP∥平面BDA1的点P的轨迹长度为
B.满足的点P的轨迹长度小于
C.存在点P满足∠APM=90°
D.存在点P满足PA+PM=4
(多选)11.(2025 揭阳模拟)已知曲线C:一条不过原点的动直线l与x,y轴分别交于A,B两点,则下列结论正确的是(  )
A.曲线C有4条对称轴
B.曲线C形成封闭图形的面积大于4﹣π
C.当|AB|时,线段AB中点的轨迹与曲线C相切
D.当|OA|+|OB|=1时,直线l与曲线C相切
(多选)12.(2025 永州三模)已知平面内动点P(x,y)到定点F(0,2)的距离与到定直线l:y=4的距离之和等于6,其轨迹为曲线C,则下列结论正确的是(  )
A.若y≤4,则点P的轨迹是以F(0,2)为焦点的抛物线的一部分
B.P点横坐标的取值范围是
C.若过点F的直线与曲线C的y≥4部分图象和y<4部分图象分别交于A,D,则AF=2DF
D.对给定的点T(﹣2,t)(t∈R),用m(t)表示|PF|+|PT|的最小值,则m(t)的最小值为
三.填空题(共4小题)
13.(2025 日照二模)已知⊙O:x2+y2=16与x轴相交于C,D两点,点,以AB为直径的圆与⊙O内切,则△BCD面积的最大值为     .
14.(2025春 宝山区期中)曲线C为到两定点M(﹣2,0)、N(2,0)距离乘积为常数16的动点P的轨迹.以下结论正确的编号为     .
①曲线C一定经过原点;
②曲线C关于x轴对称,但不关于y轴对称;
③△MPN的面积不大于8;
④曲线C在一个面积为64的矩形范围内.
15.(2024秋 延庆区期末)已知曲线C:4y2﹣x|x|=4,点,下面有四个结论:
①曲线C关于x轴对称;
②曲线C与y轴围成的封闭图形的面积大于2;
③曲线C上任意点P满足|PF|≥2;
④曲线C与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0,(m∈R)的交点个数可以是0个、2个、3个、4个.
其中,所有正确结论的序号是     .
16.(2025 通州区模拟)已知点P(x,y)是曲线C:x2+y2=1+|xy|上任意一点,有以下四个结论:
①曲线C既是中心对称图形又是轴对称图形;
②﹣1≤x≤1,﹣1≤y≤1;
③点P到坐标原点距离的最大值为;
④曲线C所围成封闭区域的面积大于4.
其中正确结论的序号是     .
四.解答题(共4小题)
17.(2025 汕头二模)已知矩形ABCD中,AB=4,AD=2.如图,以矩形的中心为坐标原点,分别平行于AB、AD的直线为x、y轴建立平面直角坐标系.设y轴分别交AB、DC于点E、F,点P为平面上的动点,且直线PE、PF的斜率的积为.
(1)证明点P不在矩形ABCD的外部;
(2)现将矩形折叠,使A点落在线段DC上,设折痕所在直线l的斜率为k.
①求直线l的方程;
②重新展平矩形ABCD,当折痕的长最大时,求折痕被点P的轨迹所截得的弦长.
18.(2025 江西模拟)在直角坐标平面内,设P是圆O:x2+y2=4上的动点,过P作x轴的垂线,垂足为Q,点M满足,动点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点N(3,0)的动直线l交C于A,B两点,求△AOB面积的最大值.
19.(2025 江苏模拟)在平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:1(a>0),离心率为,点P是C1上任意一点.抛物线C2:x2=2y.
(1)求C1的方程;
(2)过点P作C1的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于A,B两点,求证:平行四边形PAOB的面积为定值;
(3)PC,PD是C2的两条切线,C,D是切点,求△PCD面积的最小值.
20.(2025春 云岩区校级期中)若双曲线的一个焦点是F(2,0),且离心率为2.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设过焦点F的直线l与双曲线C的右支相交于A,B两点(不重合),
①求直线l的倾斜角的取值范围;
②在x轴上是否存在定点M,使得直线MA和MB的斜率之积为常数,若存在,求出M的坐标,若不存在,请说明理由.
高考数学一轮复习 圆锥曲线综合
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025 泰州模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),点P(x,y)是平面内的一个动点,若以PF为直径的圆与圆D:x2+y2=1相切,记点P的轨迹为曲线C,过曲线C上一点Q作直线l分别与直线相交,交点为M、N,且交点分别在第一象限和第四象限.若,则△MON面积的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
【考点】轨迹方程.
【专题】对应思想;综合法;平面向量及应用;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】根据给定条件,求出点P的轨迹方程,再设出点M,N的坐标,并表示出点Q,将三角形面积表示为λ的函数,借助对勾函数的性质求出范围.
【解答】解:由题,如图,
依题意,以PF为直径的圆的圆心为,而点F在圆D外,且圆D圆心(0,0),半径1,
由两圆相切,得,整理得,
设,,
由得,
而点Q在上,则,
整理得,直线,的倾斜角为,
则,
△MON的面积,
对勾函数在,1]上单调递减,在[1,4]上单调递增,
则,
因此,所以△MON面积的取值范围为.
故选:D.
【点评】本题考查了平面向量与圆锥曲线的综合应用,属于中档题.
2.(2025春 资中县校级期中)已知四边形ABCD满足,且.设平面内有一点P满足,点P的轨迹分别与CB、CD交于E、F两点.线段AB上有一动点G,AD上有一动点H,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
【考点】轨迹方程.
【专题】数形结合;定义法;平面向量及应用;直线与圆;运算求解.
【答案】B
【分析】根据数量积的运算律得到,即可得到平行四边形ABCD为正方形,建立平面直角坐标系,求出P点的轨迹方程,即可求出E、F的坐标,再作E关于x轴对称的点为E′,作F关于y轴对称的点为F′,即可求出最小值.
【解答】解:因为||=||,所以2 2 ,
所以 0,所以⊥,又||=||=2,
所以平行四边形ABCD为正方形,
建立平面直角坐标系,如图所示:
则A(0,0),B(2,0),D(0,2),
所以(2,0),(0,2),
设P(x,y),则(x,y),
因为λ(λ),
所以,
所以,所以,即点P在上,
令x=2,可得y,所以E(2,),
令y=2,可得x,所以F(,2),
作E关于x轴对称的点为E′(2,),作F关于y轴对称的点为F′(,2),
则,
所以,当且仅当F′、H、G、E′四点共线时取等号,
所以的最小值为.
故选:B.
【点评】本题考查了平面向量的运算问题,也考查了点的轨迹方程应用问题,是中档题.
3.(2025 望城区校级一模)如图,某简单组合体由圆柱与一个半球黏合而成,已知圆柱底面半径为2,高为4,A是圆柱下底面圆周上的一个定点,P是半球面上的一个动点,且,则点P的轨迹的长度为(  )
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】D
【分析】由题意分析出P在半球面形成的轨迹为圆周,再由三点共线及勾股定理解出r,最后按照圆的周长求得即可.
【解答】解:
由于,因此P在半球面形成的轨迹为圆周,
如图:记圆柱上顶面圆心为M,点P的轨迹所在圆的圆心为N,则A,M,N共线,
AN⊥PN,设|PN|=r,|MN|=d,
在△ANP和△MNP中使用勾股定理有,
解得,于是点P的轨迹的长度.
故选:D.
【点评】本题主要考查点的轨迹的判断,考查计算能力,属于中档题.
4.(2025 张家口二模)在锐角三角形PMN中,|MN|=2,PQ⊥MN,垂足为Q,2|QM| |QN|=|MN|2﹣|PQ|2,则点P的轨迹为(  )
A.长轴长为2,离心率为的椭圆的一部分
B.长轴长为,离心率为的椭圆的一部分
C.实轴长为2,离心率为的双曲线的一部分
D.实轴长为,离心率为的双曲线的一部分
【考点】圆锥曲线的轨迹问题.
【专题】方程思想;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】D
【分析】建立平面直角坐标系,写出相关点的坐标,结合题意即可求解动点P的轨迹方程.
【解答】解:以MN所在直线为x轴,MN的垂直平分线为y轴,MN的中点为坐标原点,建立平面直角坐标系,
不妨令M(﹣1,0),N(1,0),设P(x,y),则Q(x,0),
因为△PMN是锐角三角形,所以x∈(﹣1,1),
则|QM|=1+x,|QN|=1﹣x,|PQ|=|y|,
因为2|QM| |QN|=|MN|2﹣|PQ|2,所以2(1+x)(1﹣x)=4﹣y2,即2﹣2x2=4﹣y2,
整理得(﹣1<x<1),其为双曲线的一部分,
且双曲线的实轴长为,离心率为,
故点P的轨迹为实轴长为,离心率为的双曲线的一部分.
故选:D.
【点评】本题考查了求解动点的轨迹方程,考查了方程思想及转化思想,属于中档题.
5.(2025春 雁塔区校级期中)设双曲线E:的左、右焦点分别为F1,F2,以坐标原点O为圆心、|OF2|为半径的圆与E的渐近线在第一象限的交点为M,直线MF1与E的左支交于点N,若|MN|=2|NF1|,则E的离心率为(  )
A. B. C. D.
【考点】圆与圆锥曲线的综合;求双曲线的离心率.
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维.
【答案】B
【分析】易得M(a,b),再由,得到,然后由点N在E上,代入双曲线方程求解.
【解答】解:如图所示:
设E的焦距为2c,M(x0,y0),x0>0,y0>0,由题知|OM|=c,
又点M在E的渐近线上,所以,可得M(a,b).
因为|MN|=2|NF1|,所以,
设N(x,y),则,得,
又点N在E上,所以,得(a﹣2c)2=10a2,
得4c2﹣4ac﹣9a2=0,则,
所以E的离心率.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的综合应用,属于中档题.
6.(2025春 普陀区校级期中)在平面上,若曲线Γ具有如下性质:存在点M,使得对于任意点P∈Γ,都有Q∈Γ使得|PM| |QM|=1.则称这条曲线为“自相关曲线”.判断下列两个命题的真假(  )
①所有椭圆都是“自相关曲线”.
②存在是“自相关曲线”的双曲线.
A.①假命题;②真命题 B.①真命题;②假命题
C.①真命题;②真命题 D.①假命题;②假命题
【考点】曲线与方程.
【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】B
【分析】由新定义求解曲线上任一点P到定点M距离的取值范围A,当任意x∈A,都有时,曲线满足定义,结合椭圆与双曲线的性质判断.
【解答】解:对于①,不妨设椭圆方程为,M(m,0),
则椭圆上一点P到M距离为,
当m>a时,对称轴,可得|PM|∈[m﹣a,m+a],
总存在m使得(m﹣a)(m+a)=1,此时满足题意,故任意椭圆都是“自相关曲线”,故①正确,
对于②,对于给定的双曲线和点P,显然|PM|存在最小值,
而M横坐标趋近于无穷大时,|PM|趋近于无穷大,|PM|∈[m,+∞),
故不满足题意,不存在双曲线是“自相关曲线”,故②错误.
故选:B.
【点评】本题考查曲线与方程的关系,关键在于新定义的理解,转化为求曲线上任一点到定点M距离的取值范围,再结合椭圆与双曲线的性质判断即可,属于中档题.
7.(2025春 普陀区校级期中)在平面直角坐标系中,当P(x,y)不是原点时,定义P的“伴随点”是;当P是原点时,定义P的“伴随点”是它自身;定义曲线C上所有点的“伴随点”构成的曲线C′为曲线C的“伴随曲线”.则下列命题中,真命题的序号是(  )
①若点A的“伴随点”是点A′,则点A′的“伴随点”是点A;
②圆心在坐标原点O的单位圆的“伴随曲线”是它自身;
③若曲线C关于x轴对称,则其“伴随曲线”C′关于y轴对称.
A.② B.③ C.①② D.②③
【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】D
【分析】利用“伴随点”的定义可判断①;
在圆x2+y2=1上任取一点A(x,y),推导出其“伴随点”A仍在该圆上,可判断②;
在曲线C上取两点A(x,y)、B(x,﹣y),推导出这两点的“伴随点”在曲线C上,可判断③.
【解答】解:对于①,取点A(x,y),若点A不是原点,则A′(,),
设点A′的“伴随点”为M(m,n),则,

即点A′的伴随点为M(﹣x,﹣y),①错;
对于②,在圆x2+y2=1上任取一点A(x,y),
则点A的伴随点为A′(,),即点A′(y,﹣x),
因为y2+(﹣x)2=1,即点A′在圆x2+y2=1上,
所以圆心在坐标原点O的单位圆的“伴随点曲线”是它自身,②对;
对于③,在曲线C上取两点A(x,y)、B(x,﹣y),这两点关于x轴对称,
点A的“伴随点”为A′(,),点B的“伴随点”为,
点A′、B′都在“伴随曲线”C′上,且点A′、B′关于y轴对称,故曲线C′关于y轴对称,③对.
故选:D.
【点评】本题考查曲线与方程,属于中档题.
8.(2025 沙坪坝区校级模拟)已知抛物线的焦点为F,双曲线经过F且与抛物线C1交于A,B两点,若△AOB为等腰直角三角形,其中O为坐标原点,则双曲线C2的渐近线方程为(  )
A. B. C. D.
【考点】圆锥曲线的综合;求双曲线的渐近线方程.
【专题】计算题;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】C
【分析】求解p与a的关系,设出B的坐标,结合已知条件,求解B的坐标,代入双曲线方程,求解a,b的关系,得到双曲线的渐近线方程.
【解答】解:抛物线的焦点为F(0,),双曲线经过F,可得p=2a,
与抛物线C1交于A,B两点,若△AOB为等腰直角三角形,其中O为坐标原点,可设B(m,m),B的坐标代入抛物线方程,
可得m=2p,所以B(2p,2p)代入双曲线方程,可得,可得,
,所以双曲线的渐近线方程为:y=±.
故选:C.
【点评】本题考查圆锥曲线的综合应用,双曲线的渐近线方程的求法,是中档题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 聊城二模)笛卡尔叶形线是一种非常优美且具有丰富几何性质的代数曲线,它的形状如图所示,其标准方程为:x3+y3=3axy(a>0),其中a是参数.已知某笛卡尔叶形线过点,点P(x0,y0)(x0>0,y0>0)是该曲线上的一点,则(  )
A.当时,y0取到最大值
B.x0的取值范围是
C.直线x+y=3是曲线的一条切线
D.若x+y=t是曲线的渐近线,则t=﹣1
【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】BCD
【分析】由笛卡尔叶形线过点,得曲线方程为x3+y3=3xy,设y0的最大值为m>0,则曲线与y=m在第一象限只有一个交点,构造函数f(x)=x3﹣3mx+m3x>0,根据导数结合函数只有1个零点即可判断A;
同理即可判断B;
若直线x+y=3是曲线的一条切线,则x+y=3与曲线在第一象限只有一个交点,联立方程组即可判断C;
根据极限思想即可判断D.
【解答】解:由笛卡尔叶形线过点得,,解得a=1,
所以x3+y3=3xy,
对于A,设y0的最大值为m>0,
则曲线与y=m在第一象限只有一个交点,联立得x3+m3=3xm,
设f(x)=x3﹣3mx+m3,x>0,
令f'(x)=3x2﹣3m=0,解得x=m,
当x∈(0,m)时,f′(x)<0,则f(x)在(0,m)单调递减,
当x∈(m,+∞)时,f'(x)>0,则f(y)在(m,+∞)单调递增,又f(0)=m3>0,
所以必满足f(m)=0,
即f(m)=m3m mm3=﹣2mm3=m(﹣2+m)=0,解得m=2,
所以y0的最大值为,此时x0=m(2),故A错误;
对于B,设x0的最大值为t>0,则曲线与x=t在第一象限只有一个交点,
联立得t3+y3=3ty,
与A同理得,,所以x0的取值范围是,故B正确;
对于C,若直线x+y=3是曲线的一条切线,则x+y=3与曲线在第一象限只有一个交点,
联立得x3+(3﹣x)3=3x(3﹣x),
整理得4x2﹣12x+9=(2x﹣3)2=0,所以方程有2个相等的实数根,
所以x+y=3与曲线在第一象限只有一个交点,故C正确;
对于D,因为曲线过(0,0),所以x=0不是曲线渐近线,
设曲线的渐近线为y=mx+b(m≠0),
代入曲线方程得(m3+1)x3+(3m2b﹣3m)x2+(3b2m﹣3b)x+b3=0,
同时除以x3≠0得,,
当x→∞时,,此时m=﹣1,
则上式为(3b+3)(3m﹣3b)0 (3b+3)+(﹣3﹣3b)0,
当x→∞,,→0,此时b=﹣1,
所以曲线的渐近线为y=﹣x﹣1,即x+y=﹣1,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查曲线与方程,属于中档题.
(多选)10.(2025 天河区模拟)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,点M为CC1的中点,点P为底面A1B1C1D1上的动点(包括边界),则(  )
A.满足MP∥平面BDA1的点P的轨迹长度为
B.满足的点P的轨迹长度小于
C.存在点P满足∠APM=90°
D.存在点P满足PA+PM=4
【考点】轨迹方程.
【专题】数形结合;向量法;立体几何;逻辑思维.
【答案】AC
【分析】建立空间直角坐标系,根据线面平行的判定、点的轨迹方程、向量垂直的数量积表示以及最短距离问题对各选项逐一分析.
【解答】解:以A为原点建立如图所示空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(2,0,0),D(0,2,0),A1(0,0,2),M(2,2,1),
设P(x,y,2),其中0≤x≤2,0≤y≤2,
对于A,(﹣2,2,0),(﹣2,0,2),(x﹣2,y﹣2,1),
易知平面BDA1的法向量(1,1,1),若MP∥平面BDA1,则 0,即x+y﹣3=0,
故点P轨迹为连接C1D1和B1C1的中点的线段,长度为,故A正确;
对于B,时,(x﹣2)2+(y﹣2)2+1=6,
则点M轨迹是底面A1B1C1D1上以为C1圆心,以为半径的圆弧,圆心角为90°,
故P的轨迹长度为,故B错误;
对于C,(x,y,2),令 0,得x(x﹣2)+y(y﹣2)+2=0,
即(x﹣1)2+(y﹣1)2=0,解得x=1,y=1,故存在点P(1,1,2)满足∠APM=90°,C正确;
对于D,点M关于平面A1B1C1D1的对称点M'(2,2,3),则PA+PM≥AM',
因为4,所以不存在点P满足PA+PM=4,故D错误.
故选:AC.
【点评】本题主要考查线面平行的判定、动点的轨迹问题、向量垂直的判定以及最短距离问题,属于中档题.
(多选)11.(2025 揭阳模拟)已知曲线C:一条不过原点的动直线l与x,y轴分别交于A,B两点,则下列结论正确的是(  )
A.曲线C有4条对称轴
B.曲线C形成封闭图形的面积大于4﹣π
C.当|AB|时,线段AB中点的轨迹与曲线C相切
D.当|OA|+|OB|=1时,直线l与曲线C相切
【考点】曲线与方程;轨迹方程.
【专题】计算题;分析法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】ACD
【分析】选项A:通过分析方程的对称性,判断对称轴数量.选项B:计算曲线在第一象限的积分面积,再乘以4,与4﹣π 比较.选项C:利用动直线与坐标轴交点坐标,求出中点轨迹方程,分析与曲线C的相切条件.选项D:通过直线方程与曲线方程联立,结合几何条件判断相切性.
【解答】解:选项A:曲线C关于x轴、y轴、直线y=x和y=﹣x对称.
将x替换为﹣x或y替换为﹣y,方程不变;交换x和y的位置,方程形式不变.
因此,曲线C有4条对称轴,选项A正确;
选项B:计算曲线C的面积.在第一象限内,方程为,解为.
积分计算第一象限面积:,
总面积为四倍第一象限面积,即,由于 4﹣π≈0.8584,显然,选项B错误.
选项C:当时,线段AB的中点轨迹方程为.
该圆与曲线C在点 (±0.25,±0.25)处相切.在第一象限点(0.25,0.25),
曲线C的切线斜率为﹣1,与圆在此点的切线斜率相同,选项C正确.
选项D:当|OA|+|OB|=1时,直线方程为,其中|a|+|b|=1.通过代数验证,
无论a和b的符号如何,直线与曲线C均相切.例如,当a=b=0.5时,
直线x+y=0.5在点(0.25,0.25)处与曲线相切,选项D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查曲线与方程,属于中档题.
(多选)12.(2025 永州三模)已知平面内动点P(x,y)到定点F(0,2)的距离与到定直线l:y=4的距离之和等于6,其轨迹为曲线C,则下列结论正确的是(  )
A.若y≤4,则点P的轨迹是以F(0,2)为焦点的抛物线的一部分
B.P点横坐标的取值范围是
C.若过点F的直线与曲线C的y≥4部分图象和y<4部分图象分别交于A,D,则AF=2DF
D.对给定的点T(﹣2,t)(t∈R),用m(t)表示|PF|+|PT|的最小值,则m(t)的最小值为
【考点】轨迹方程.
【专题】数形结合;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维;运算求解.
【答案】ACD
【分析】根据已知确定动点P(x,y)满足的方程为整理可得轨迹为曲线C:x2=48﹣4y﹣12|y﹣4|,根据曲线C分析,当y≤4时,即可判断A;讨论y≤4,y>4时,确定x2的范围,从而可得P点横坐标的取值范围,即可判断B;确定曲线C的端点,从而得直线MF,NF的斜率,设直线AD的方程为y=kx+2,从而得k的范围,从而联立直线与曲线C,得A,D的横坐标,从而确定AF,DF关系,即可判断C;确定直线x=﹣2与曲线C的交点E,G的坐标,分别讨论,,,结合三角形三边关系即可得|PF|+|PT|最值情况,从而判断D.
【解答】解:由于平面内动点P(x,y)到定点F(0,2)的距离与到定直线l:y=4的距离之和等于6,
则|PF|+|y﹣4|=6,所以,
整理得轨迹为曲线C:x2=48﹣4y﹣12|y﹣4|;
对于A,若y≤4,则轨迹为曲线C化简得x2=8y,0≤y≤4,
则点P的轨迹是以F(0,2)为焦点的抛物线的一部分,故A正确;
对于B,若y≤4,则曲线C为x2=8y≥0,可得0≤y≤4,则x2∈[0,32],
若y>4,则轨迹为曲线C化简得x2=96﹣16y≥0,可得4<y≤6,x2∈[0,32),
综上,x2∈[0,32],解得,
所以P点横坐标的取值范围是,故B不正确;
对于C,由选项B,可得曲线C的图象如图所示,
设曲线的左右端点为,,又F(0,2),
所以,,
设直线AD的方程为y=kx+2,则kFM≤k≤kFN,即,
联立,
解得,
联立,
解得,
当 时,则,,
所以xA=﹣2xD,故|AF|=2|DF|,
当时,则,
所以xA=﹣2xD,故|AF|=2|DF|,
综上,|AF|=2|DF|恒成立,故C正确;
对于D,设直线x=﹣2与曲线C的交点为E,G,
当x=﹣2时,代入曲线C中可得或,则,,
当时,如图,
|PF|+|PT|≥|FT|≥|EF|,则m(t);
当时,如图,
|PF|+|PT|≥|FT|≥|GF|,则 m(t);
当时,如图,
因为|EF|>|GF|,则|PF|+|PT|>|GF|,所以;
综上,m(t)的最小值为.
故选:ACD.
【点评】本题主要考查动点轨迹方程以及抛物线与直线的综合,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2025 日照二模)已知⊙O:x2+y2=16与x轴相交于C,D两点,点,以AB为直径的圆与⊙O内切,则△BCD面积的最大值为  8  .
【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】8.
【分析】由两圆内切可以判定得到B的轨迹方程为椭圆,根据椭圆的性质即可确定S△BCD最大值.
【解答】解:因为⊙O:x2+y2=16与x轴相交于C,D两点,点,
又以AB为直径的圆与⊙O内切,
所以作出示意图如下:
设以AB为直径的圆的圆心为E,,
因为两圆内切,所以,
又OE为△ABF的中位线,所以,
所以,
所以B的轨迹为以A,F为焦点的椭圆,
2a=8 a=4,,
显然当B为椭圆短轴顶点即(0,±2)时,S△BCD的面积最大,
最大值为.
故答案为:8.
【点评】本题考查圆的几何性质及应用,属中档题.
14.(2025春 宝山区期中)曲线C为到两定点M(﹣2,0)、N(2,0)距离乘积为常数16的动点P的轨迹.以下结论正确的编号为  ③④  .
①曲线C一定经过原点;
②曲线C关于x轴对称,但不关于y轴对称;
③△MPN的面积不大于8;
④曲线C在一个面积为64的矩形范围内.
【考点】轨迹方程.
【专题】动点型;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维.
【答案】③④.
【分析】求出动点轨迹方程,由方程确定轨迹的性质,判断各结论.
【解答】解:设P(x,y),则,
对于①,原点(0,0)代入方程,得2×2≠16,所以曲线C一定不经过原点,故①错误;
对于②,以﹣y代替y,可得成立,
以﹣x代替x,可得成立,
即曲线C关于x、y轴对称,故②错误;
对于③,显然P、M、N三点不共线,
设|PM|=a,|PN|=b,∠MPN=θ,则ab=16,
由余弦定理得,
当且仅当a=b=4时等号成立,则θ为锐角,所以,
则△MPN的面积为,故③正确;
对于④,,
可得﹣16≤x2﹣4≤16,得x2≤20,解得,
由③知,得,即,
曲线C在一个面积为的矩形内,故④正确.
故答案为:③④.
【点评】本题考查轨迹方程,考查曲线的性质,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
15.(2024秋 延庆区期末)已知曲线C:4y2﹣x|x|=4,点,下面有四个结论:
①曲线C关于x轴对称;
②曲线C与y轴围成的封闭图形的面积大于2;
③曲线C上任意点P满足|PF|≥2;
④曲线C与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0,(m∈R)的交点个数可以是0个、2个、3个、4个.
其中,所有正确结论的序号是  ①②④  .
【考点】曲线与方程;命题的真假判断与应用.
【专题】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】见试题解答内容
【分析】根据点对称即可判断①;根据椭圆的几何性质可判断②;根据双曲线和椭圆上的点到的距离可做出判断③;由直线与曲线的关系可判断④.
【解答】解:对于①:因为点(x,y),(x,﹣y)均在C上,
所以曲线C关于x轴对称,故①正确;
对于②:当x≤0,x2+4y2=4,
此时曲线是焦点为,长轴长为4的椭圆的左半部分,
当x≥0时,曲线C的方程可化为,
对应的曲线为以为焦点的,实轴长为2的双曲线位于y轴右侧的部分,
所以封闭图形面积大于△ABD的面积,
因为△ABD面积为,
所以曲线C与y轴围成的封闭图形的面积大于2,故②正确;
对于③:当x≤0时,曲线的方程可化为,
此时,
当x=0时,|PF|min=2,
当x>0时,,
此时,
当时,,
综上所述,曲线C上任意点P满足,故③错误;
对于④:方程可化为(x﹣m)2﹣4y2=0,
代入4y2﹣x|x|=4中,
可得(x﹣m)2﹣x|x|=4,
当x>0时,2mx=m2﹣4,
当m=0时,该方程无解,
当m≠0时,
解得,
当m>2或﹣2<m<0时,
解得,
当0<m<2或m<﹣2时,
解得,
当m=±2时,,
所以当m>2或﹣2<m<0时,方程(x﹣m)2﹣x|x|=4有一个正根,
当0<m<2或m<﹣2时,方程(x﹣m)2﹣x|x|=4没有正根,
所以当m>2或﹣2<m<0时,曲线4y2﹣x|x|=4(x>0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0有两个交点,
当0≤m≤2或m≤﹣2时,曲线4y2﹣x|x|=4(x>0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0没有交点,
当x≤0时,(x﹣m)2﹣x|x|=4可化为2x2﹣2mx+m2﹣4=0,
即,
当时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的根为(舍去),
当时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的根为,
当时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0没有解,
当m=2时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的根为x=2(舍去)或x=0,
当m=﹣2时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的根为x=﹣2或x=0,
当时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的两个根为(舍去),(舍去),
当﹣2<m<2时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0两个根为(舍去),(舍去),
当时,方程2x2﹣2mx+m2﹣4=0的两个根为,,
所以当或m>2时,曲线4y2﹣x|x|=4(x≤0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0没有交点,
当时,曲线4y2﹣x|x|=4(x≤0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0有四个交点,
当﹣2<m≤2或时,曲线4y2﹣x|x|=4(x≤0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0有两个交点,
当m=﹣2时,曲线4y2﹣x|x|=4(x≤0)与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0有三个交点,
综上所述,曲线C与曲线(x﹣2y﹣m)(x+2y﹣m)=0,(m∈R)的交点个数可以是0个、2个、3个、4个,故④正确.
故答案为:①②④.
【点评】本题考查轨迹方程,考查了逻辑推理、分类讨论、数形结合和运算能力,属于难题.
16.(2025 通州区模拟)已知点P(x,y)是曲线C:x2+y2=1+|xy|上任意一点,有以下四个结论:
①曲线C既是中心对称图形又是轴对称图形;
②﹣1≤x≤1,﹣1≤y≤1;
③点P到坐标原点距离的最大值为;
④曲线C所围成封闭区域的面积大于4.
其中正确结论的序号是  ①③④  .
【考点】曲线与方程.
【专题】计算题;整体思想;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】①③④.
【分析】选项①,用 (﹣x,﹣y)代替(x,y)验证;选项②,根据题中条件,得出x2+y2的范围,即可判断②;选项③,由x2+y2≥2|xy| |xy|≤1,要使得x,y均为整数,则x,y只能为0,1,再列举来判断③;选项④,根据题意,可分析x∈(0,1),y>0时的情况,确定第一象限部分图象应在y=1,x=1与坐标轴围成的正方形外部,对应的面积一定大于1,根据对称性,即可判定④.
【解答】解:将(﹣x,﹣y)代入(﹣x)2+(﹣y)2=1+|(﹣x)(﹣y)|,整理得x2+y2=1+|xy|,所以是中心对称图形,
将y替换为﹣y,方程变为x2+(﹣y)2=1+|x(﹣y)|,即x2+y2=1+|xy|,与原方程一致,故关于x轴对称;同理,关于y轴对称,故①正确;
结论②:﹣1≤x≤1,﹣1≤y≤1,反例:当x=0.5时,代入方程解得|y|≈1.151>1,因此y的取值范围可能超过1,结论②错误;
点P到原点的距离平方为x2+y2=1+|xy|≥2|xy| |xy|≤1,可知当x=y=1时,|xy|取得最大值1,距离为,因此结论③正确.
故③正确;
令x∈(0,1),y>0可得y2﹣xy+x2﹣1=0,令f(y)=y2﹣xy+x2﹣1,因为Δ=4﹣3x2>0所以函数有两个零点,
又因为f(0)<0,f(1)=x2﹣x<0所以两个零点一个小于0,一个大于1,即曲线C上当x∈(0,1)时y>1,
同理当y∈(0,1)时x>1,即第一象限部分图象应在y=1,x=1 与坐标轴围成的正方形外部,
所以第一象限内的面积应大于1;由图象的对称性可得,曲线C所围成的区域的面积应大于4,故④正确.
故选:①③④.
【点评】本题考查曲线与方程,属于中档题.
四.解答题(共4小题)
17.(2025 汕头二模)已知矩形ABCD中,AB=4,AD=2.如图,以矩形的中心为坐标原点,分别平行于AB、AD的直线为x、y轴建立平面直角坐标系.设y轴分别交AB、DC于点E、F,点P为平面上的动点,且直线PE、PF的斜率的积为.
(1)证明点P不在矩形ABCD的外部;
(2)现将矩形折叠,使A点落在线段DC上,设折痕所在直线l的斜率为k.
①求直线l的方程;
②重新展平矩形ABCD,当折痕的长最大时,求折痕被点P的轨迹所截得的弦长.
【考点】轨迹方程.
【专题】数形结合;分类讨论;综合法;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1)证明详见解析;
(2)①y=kx+k(k+2)(﹣2≤k≤0);
②.
【分析】(1)根据所建直角坐标系以及直线PE、PF的斜率的积为,可求出点P轨迹方程,根据方程中x、y的范围可证明;
(2)①设折叠后A点落在线段DC上的点为G(t,1),分k=0和k≠0进行讨论,k≠0时,利用A与G关于折痕所在的直线对称,可得点G坐标,以及线段AG中点坐标,可求出折痕所在的直线方程;②同样分k=0和k≠0进行讨论,其中k≠0时又分为:(i)若折痕所在的直线分别与边AD、BC相交,(ii)若折痕所在的直线分别与边AD、AB相交,(iii)若折痕所在的直线分别与边CD、AB相交三种情形,比较后得出折痕最长时所在直线方程,再求出其与(1)中点P轨迹交出的弦长.
【解答】解:(1)设P(x,y),由题设知 E(0,﹣1)、F(0,1),
从而,整理得,
所以点P的轨迹为椭圆(去掉上下顶点),
其范围是﹣2≤x≤2,﹣1<y<1,故点P不可能在矩形外部;
(2)①设折叠后A点落在线段DC上的点为G(t,1)(﹣2≤t≤2),
若k≠0,由A与G关于折痕所在的直线对称,有kAG k=﹣1,即,
所以G(﹣2k﹣2,1)(﹣2≤k<0),AG中点坐标为(﹣k﹣2,0),
从而折痕所在的直线方程y=k[x﹣(﹣k﹣2)],即y=kx+k(k+2)(﹣2≤k<0);
若k=0,则折痕所在直线方程为y=0,也符合上述方程;
故折痕所在的直线方程y=kx+k(k+2)(﹣2≤k≤0);
②当 k=0 时,折痕的长为4;
当k≠0时,(i)若折痕所在的直线分别与边AD、BC相交,
则交点坐标为N(﹣2,k2),M(2,k2+4k),
此时,且;
(ii)若折痕所在的直线分别与边AD、AB相交,
则交点坐标为N(﹣2,k2),,
此时,,记,

令f'(k)=0 得,
k∈[﹣1,)时,f'(k)<0,f(k)递增,k∈[,﹣2)时,f'(k)>0,f(k)递减,
所以;
(iii)若折痕所在的直线分别与边CD、AB相交,
则交点坐标为,,
此时,﹣2≤k<﹣1,;
综上所述,当且仅当时,,
即折痕长的最大值为,
由,得(1+4k2)x2+8k2(k+2)x+4k2(k+2)2﹣4=0,
所以,,
故弦长d.
【点评】本题主要考查轨迹方程、直线方程以及求直线与椭圆相交所得弦长,属于较难题.
18.(2025 江西模拟)在直角坐标平面内,设P是圆O:x2+y2=4上的动点,过P作x轴的垂线,垂足为Q,点M满足,动点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点N(3,0)的动直线l交C于A,B两点,求△AOB面积的最大值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;轨迹方程.
【专题】转化思想;转化法;立体几何;运算求解.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)设M(x,y),P(x0,y0),借助构造方程组,求出,代入,整理计算即可;
(2)依题意,知道直线AB不垂直于y轴,设其方程为x=my+3,直曲联立,借助韦达定理和三角形面积公式得,令,变形,结合基本不等式计算即可.
【解答】解:(1)设M(x,y),P(x0,y0),
则,过P作x轴的垂线,垂足为Q,则Q(x0,0),
因为,则,
则,整理得,代入中得,
整理得,
所以曲线C的方程为.
(2)依题意知道,直线AB不垂直于y轴,
则设其方程为x=my+3,
由消去x,得,
并整理得(3m2+4)y2+18my+15=0,
Δ=182m2﹣60(3m2+4)=48(3m2﹣5)>0,
解得,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,,
则,
令,则t>0,且,
当且仅当,即t=3时取等号,
所以△AOB面积的最大值为.
【点评】本题考查椭圆、圆的方程的应用,属于中档题.
19.(2025 江苏模拟)在平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:1(a>0),离心率为,点P是C1上任意一点.抛物线C2:x2=2y.
(1)求C1的方程;
(2)过点P作C1的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于A,B两点,求证:平行四边形PAOB的面积为定值;
(3)PC,PD是C2的两条切线,C,D是切点,求△PCD面积的最小值.
【考点】圆锥曲线的综合;抛物线的定点及定值问题;根据abc及其关系式求双曲线的标准方程.
【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);
(2)证明过程见解析;
(3).
【分析】(1)根据题目所给信息以及a,b,c之间的关系,列出等式求解即可;
(2)设出直线AP的方程,将直线方程与渐近线方程联立,求出A点的坐标和|OA|,同理得到B点坐标和|OB|,再代入面积公式中求证即可;
(3)推出直线CD的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理、弦长公式、点到直线的距离公式以及三角形面积公式求解即可.
【解答】解:(1)设双曲线的焦半距为c,
此时c2=a2+1,
因为双曲线的离心率为,
所以,
解得,
则双曲线C1的方程为;
(2)证明:设P(x0,y0),OA为渐近线,OB为渐近线,
直线AP的方程为,
联立,
解得,
所以,
同理得
所以OB,
因为直线OA的斜率,
所以∠AOx=30°,
所以∠AOB=2∠AOx=60°,
则平行四边形PAOB的面积S=|OA| |OB| sin∠AOB,
因为点P在双曲线C上,
所以,
即,
则平行四边形PAOB的面积为;
(3)设P(x0,y0),C(x1,y1),D(x2,y2),
因为,
可得y′=x,
所以直线PC的方程为y﹣y1=x1(x﹣x1),
因为P(x0,y0)在直线PC上,
所以y0﹣y1=x1(x0﹣x1)=x0x1﹣2y1,
解得y0+y1=x0x1,
同理得y0+y2=x0x2,
所以C(x1,y1),D(x2,y2)均满足方程y0+y=x0x,
则直线CD的方程为x0x=y+y0,
联立,消去y并整理得x2﹣2x0x+2y0=0,
由韦达定理得x1+x2=2x0,x1x2=2y0,
所以,
因为P到直线CD的距离,
所以△PCD面积,
因为,
所以,
当P为时,T取得最小值,最小值为.
故△PCD面积最小值为.
【点评】本题考查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.
20.(2025春 云岩区校级期中)若双曲线的一个焦点是F(2,0),且离心率为2.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设过焦点F的直线l与双曲线C的右支相交于A,B两点(不重合),
①求直线l的倾斜角的取值范围;
②在x轴上是否存在定点M,使得直线MA和MB的斜率之积为常数,若存在,求出M的坐标,若不存在,请说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;双曲线的几何特征.
【专题】综合题;分类讨论;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
(2)①;
②存在,M的坐标为(±1,0).
【分析】(1)由题意,根据焦点坐标,离心率公式以及a,b,c之间的关系,列出等式再进行求解即可;
(2)①对直线斜率是否存在进行讨论,联立直线与双曲线方程,利用判别式条件与两交点都在右支上,结合韦达定理转化为斜率的不等关系求解斜率范围,进而可得所求倾斜角的范围;
②利用韦达定理,将条件“直线MA和MB的斜率之积为常数”,转化为不受参数k的影响恒为常数,待定系数求解方程组即可.
【解答】解:(1)因为的一个焦点是F(2,0),且离心率为2,
所以c=2,,
又c2=a2+b2,
解得a2=1,b2=3,
则双曲线C的方程为;
(2)①(i)当直线l斜率存在时,
不妨设直线l的方程为y=k(x﹣2),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去y并整理得(3﹣k2)x2+4k2x﹣4k2﹣3=0,
此时Δ=16k4﹣4(3﹣k2)(﹣4k2﹣3)=36k2+36>0
易知,
解得或,
此时直线l的倾斜角的范围为;
(ii)当直线l斜率不存在时,直线l的倾斜角为.
综上可知,直线l的倾斜角的范围为;
②(i)当直线l斜率存在时,
不妨设直线MA和MB的斜率之积kMA kMB=t,M(m,0),
由(2)①得,
因为y1=k(x1﹣2),y2=k(x2﹣2)
所以,
此时4k2﹣tm2=0,
即4k2﹣tm2=0,
整理得(4mt﹣4t﹣tm2﹣9)k2+3t(m2﹣1)=0,
上对于任意的都成立,
所以,
解得或,
即当M坐标为(1,0)时,kMA kMB=﹣9;
当M坐标为(﹣1,0)时,kMA kMB=﹣1;
(ii)当直线l斜率不存在时,
可得A(2,3),B(2,﹣3),
当M坐标为(1,0)时,kMA kMB=﹣9;
当M坐标为(﹣1,0)时,kMA kMB=﹣1,
综上所述,存在点M(±1,0),使得直线MA和MB的斜率之积为常数.
【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、分类讨论、转化思想和运算能力.
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