专题08 平面解析几何(解答题)(解析版).docx
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1、五年(2019-2023)年高考真题分项汇编专题08 平面解析几何(解答题)平面解析几何在高考中考查比例较大,一般是1+1+1模式或者是2+1+1模式。在选题中,解析几何解答题中难度一般较大,计算量比较大.主要知识点是考点01 椭圆及其性质考点02 双曲线及其性质考点03 抛物线及其性质考点01 椭圆及其性质1.(2020年新高考全国卷数学(海南)第21题)已知椭圆C:过点M(2,3),点A为其左顶点,且AM的斜率为 ,(1)求C的方程;(2)点N为椭圆上任意一点,求AMN的面积的最大值【答案】(1);(2)18解析:(1)由题意可知直线AM的方程为:,即当y=0时,解得,所以a=4,椭圆过点
2、M(2,3),可得,解得b2=12所以C的方程:(2)设与直线AM平行的直线方程为:,如图所示,当直线与椭圆相切时,与AM距离比较远的直线与椭圆的切点为N,此时AMN的面积取得最大值联立直线方程与椭圆方程,可得:,化简可得:,所以,即m2=64,解得m=8,与AM距离比较远的直线方程:,直线AM方程为:,点N到直线AM的距离即两平行线之间的距离,利用平行线之间的距离公式可得:,由两点之间距离公式可得所以AMN的面积的最大值:2.(2020江苏高考第18题)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上且在第一象限内,直线与椭圆相交于另一点(1)求的周长;(2)在轴上任取一点,直线与
3、椭圆的右准线相交于点,求的最小值;(3)设点在椭圆上,记与的面积分别为,若,求点的坐标【答案】【答案】(1);(2);(3)或【解析】(1)椭圆的方程为,由椭圆定义可得:的周长为(2)设,根据题意可得点在椭圆上,且在第一象限,,准线方程为,,当且仅当时取等号的最小值为(3)设,点到直线的距离为,直线的方程为,点到直线的距离为,,联立解得,或3.(2020年高考课标卷理科第20题)已知椭圆的离心率为,分别为的左、右顶点(1)求的方程;(2)若点在上,点在直线上,且,求的面积【答案】(1);(2)解析:(1),根据离心率,解得或(舍),的方程为:,即;(2)不妨设,在x轴上方点在上,点在直线上,且
4、,过点作轴垂线,交点为,设与轴交点为根据题意画出图形,如图,又,根据三角形全等条件“”,可得:,设点为,可得点纵坐标为,将其代入,可得:,解得:或,点为或,当点为时,故,可得:点为,画出图象,如图,,可求得直线的直线方程为:,根据点到直线距离公式可得到直线的距离为:,根据两点间距离公式可得:,面积为:;当点为时,故,可得:点为,画出图象,如图,,可求得直线的直线方程为:,根据点到直线距离公式可得到直线的距离为:,根据两点间距离公式可得:,面积为:,综上所述,面积为:5(2023年北京卷第19题)已知椭圆离心率为,A、C分别是E的上、下顶点,B,D分别是的左、右顶点,(1)求的方程;(2)设为第
5、一象限内E上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点求证:【答案】(1) (2)证明见解析解析:(1)依题意,得,则,又分别为椭圆上下顶点,所以,即,所以,即,则,所以椭圆的方程为(2)因为椭圆的方程为,所以,因为为第一象限上的动点,设,则, 易得,则直线的方程为,则直线的方程为,联立,解得,即,而,则直线的方程为,令,则,解得,即,又,则,所以,又,即,显然,与不重合,所以6.(2023年天津卷第18题)设椭圆的左右顶点分别为,右焦点为,已知(1)求椭圆方程及其离心率;(2)已知点是椭圆上一动点(不与端点重合),直线交轴于点,若三角形的面积是三角形面积的二倍,求直线的方程【答案】(1)椭圆
6、的方程为,离心率为 (2)解析:(1)如图, 由题意得,解得,所以,所以椭圆的方程为,离心率为(2)由题意得,直线斜率存在,由椭圆的方程为可得,设直线的方程为,联立方程组,消去整理得:,由韦达定理得,所以,所以,所以,,所以,所以,即,解得,所以直线的方程为7.(2022高考北京卷第19题)已知椭圆:的一个顶点为,焦距为(1)求椭圆E的方程;(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,当时,求k的值【答案】解析:(1)依题意可得,又,所以,所以椭圆方程为;(2)解:依题意过点的直线为,设、,不妨令,由,消去整理得,所以,解得,所以,直线的方程为
7、,令,解得,直线的方程为,令,解得,所以,所以,即即即整理得,解得8.(2022年浙江省高考数学试题第21题)如图,已知椭圆设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;(2)求的最小值【答案】解析:(1)设是椭圆上任意一点,则 ,当且仅当时取等号,故的最大值是(2)设直线,直线方程与椭圆联立,可得,设,所以,因为直线与直线交于,则,同理可得,则,当且仅当时取等号,故的最小值为9 .(2021高考北京第20题)已知椭圆一个顶 点,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为(1)求椭圆E的方程;(2)过点P(0,-3)的直线l斜率为k的直线与
8、椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与直线交y=-3交于点M,N,当|PM|+|PN|15时,求k的取值范围【答案】(1);(2)解析:(1)因为椭圆过,故,因为四个顶点围成的四边形的面积为,故,即,故椭圆的标准方程为:(2)设, 因为直线的斜率存在,故,故直线,令,则,同理直线,由可得,故,解得或又,故,所以又 故即,综上,或10.(2020天津高考第18题)已知椭圆的一个顶点为,右焦点为,且,其中为原点()求椭圆方程;()已知点满足,点在椭圆上(异于椭圆的顶点),直线与以为圆心的圆相切于点,且为线段的中点求直线的方程【答案】【答案】();(),或【解析】()椭圆的一个顶点为,由,
9、得,又由,得,所以,椭圆的方程为;()直线与以为圆心的圆相切于点,所以,根据题意可知,直线和直线的斜率均存在,设直线的斜率为,则直线的方程为,即,消去,可得,解得或将代入,得,所以,点的坐标为,因为为线段的中点,点的坐标为,所以点的坐标为,由,得点的坐标为,所以,直线的斜率为,又因为,所以,整理得,解得或所以,直线的方程为或11.(2019上海第20题)已知椭圆,为左、右焦点,直线过交椭圆于A、B两点.(1)若AB垂直于轴时,求;(2)当时,在轴上方时,求的坐标;(3)若直线交轴于M,直线交轴于N,是否存在直线,使,若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2),;(3)
10、或【解析】(1)依题意:,当ABx轴,则坐标, (2)法一(秒杀):焦点三角形面积公式:;又:,即所以A在短轴端点,即直线(即)方程为:,联立:,得.法二(常规):依题意:设坐标, (注意:用点更方便计算)则有:又A在椭圆上,满足:,即: ,解出:,B点坐标求解方法同法一,.(2) 设坐标,直线l:(k不存在时不满足题意)则:;联立方程:,韦达定理:由直线方程:得M纵坐标:;由直线方程:得N纵坐标:;若,即 ,代入韦达定理:得:,解出: 存在直线或满足题意.考点02 双曲线及其性质1(2023年新课标全国卷第21题)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为(1)求C的方程;(2)记C左
11、、右顶点分别为,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P证明:点在定直线上【答案】(1) (2)证明见解析解析:(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,则由可得,双曲线方程为(2)由(1)可得,设,显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,与联立可得,且,则, 直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得:,由可得,即,据此可得点在定直线上运动2.(2022新高考全国II卷第21题)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为(1)求C的方程;(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点在C上,且过P且斜率为的直线与过Q且斜率为的直线交于点M从下面中选取两个作
12、为条件,证明另外一个成立:M在上;注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分【答案】(1) (2)见解析解析:(1)右焦点为,,渐近线方程为, C的方程为:;(2)由已知得直线的斜率存在且不为零,直线的斜率不为零,若选由推或选由推:由成立可知直线的斜率存在且不为零;若选推,则为线段的中点,假若直线的斜率不存在,则由双曲线的对称性可知在轴上,即为焦点,此时由对称性可知、关于轴对称,与从而,已知不符;总之,直线的斜率存在且不为零设直线的斜率为,直线方程为,则条件在上,等价于;两渐近线方程合并为,联立消去y并化简整理得:设,线段中点,则,设, 则条件等价于,移项并利用平方差公式整理得:,,即,
13、即;由题意知直线的斜率为, 直线的斜率为,由,所以直线的斜率,直线,即,代入双曲线的方程,即中,得:,解得的横坐标:,同理:,, 条件等价于,综上所述:条件在上,等价于;条件等价于;条件等价于;选推:由解得:,成立;选推:由解得:,成立;选推:由解得:,成立3(2021年新高考卷第21题)在平面直角坐标系中,已知点、,点的轨迹为(1)求的方程;(2)设点在直线上,过两条直线分别交于、两点和,两点,且,求直线的斜率与直线的斜率之和【答案】解析:因为,所以,轨迹是以点、为左、右焦点的双曲线的右支,设轨迹的方程为,则,可得,所以,轨迹的方程为;(2)设点,若过点的直线的斜率不存在,此时该直线与曲线无
14、公共点,不妨直线的方程为,即,联立,消去并整理可得,设点、,则且由韦达定理可得,所以,设直线的斜率为,同理可得,因为,即,整理可得,即,显然,故因此,直线与直线的斜率之和为4.(2022新高考全国I卷第21题)已知点在双曲线上,直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0(1)求l斜率;(2)若,求的面积【答案】(1); (2)解析:(1)因为点在双曲线上,所以,解得,即双曲线易知直线l的斜率存在,设,联立可得,所以,所以由可得,即,即,所以,化简得,即,所以或,当时,直线过点,与题意不符,舍去,故(2)不妨设直线的倾斜角为,因为,所以,由(1)知,当均在双曲线左支时,所以,即,解得(负值舍去)
15、此时PA与双曲线的渐近线平行,与双曲线左支无交点,舍去;当均在双曲线右支时,因为,所以,即,即,解得(负值舍去),于是,直线,直线,联立可得,因为方程有一个根为,所以,同理可得, 所以,点到直线的距离, 故的面积为考点03 抛物线及其性质1.(2023年全国甲卷理科第20题)已知直线与抛物线交于两点,且(1)求;(2)设F为C的焦点,M,N为C上两点,求面积的最小值【答案】(1) (2)解析:(1)设,由可得,所以,所以,即,因为,解得:(2)因为,显然直线的斜率不可能为零,设直线:,由可得,所以,因为,所以,即,亦即,将代入得,所以,且,解得或设点到直线的距离为,所以,所以的面积,而或,所以
16、,当时,的面积2.(2021年高考浙江卷第21题)如图,已知F是抛物线的焦点,M是抛物线的准线与x轴的交点,且,(1)求抛物线的方程;(2)设过点F的直线交抛物线与AB两点,斜率为2的直线l与直线,x轴依次交于点P,Q,R,N,且,求直线l在x轴上截距的范围【答案】(1);(2)解析:(1)因为,故,故抛物线的方程为:(2)设,所以直线,由题设可得且由可得,故,因为,故,故又,由可得,同理,由可得,所以,整理得到,故,令,则且,故,故即,解得或或故直线在轴上的截距的范围为或或3.(2021年高考全国乙卷理科第21题)已知抛物线的焦点为,且与圆上点的距离的最小值为(1)求;(2)若点在上,是的两
17、条切线,是切点,求面积的最大值【答案】(1);(2)解析:(1)抛物线的焦点为,所以,与圆上点的距离的最小值为,解得;(2)抛物线的方程为,即,对该函数求导得,设点、,直线的方程为,即,即,同理可知,直线的方程为,由于点为这两条直线的公共点,则,所以,点、的坐标满足方程,所以,直线的方程为,联立,可得,由韦达定理可得,所以,点到直线的距离为,所以,由已知可得,所以,当时,的面积取最大值4.(2021年高考全国甲卷理科第20题)抛物线C的顶点为坐标原点O焦点在x轴上,直线l:交C于P,Q两点,且已知点,且与l相切(1)求C,的方程;(2)设是C上的三个点,直线,均与相切判断直线与的位置关系,并说
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