备战2021高考 专题18 解析几何综合(教师版含解析)
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1、专题专题 18 解析几何综合解析几何综合 1(2020 届湖南省怀化市高三第一次模拟)若抛物线 2 :2(0)C ypx p的焦点为F,O是坐标原点,M 为抛物线上的一点,向量FM与x轴正方向的夹角为 60 ,且OFM的面积为 3. (1)求抛物线C的方程; (2)若抛物线C的准线与x轴交于点A,点N在抛物线C上,求当 | | NA NF 取得最大值时,直线AN的方程. 【答案】(1) 2 4yx;(2) 1yx 或1yx 【解析】 (1)设M的坐标为 ,M x y,(如图) 因为向量FM与x轴正方向的夹角为 60 ,0 2 p F , 所以2 2 p MFx , 根据抛物线定义得: 2 p
2、MFx, 即2 22 pp xx ,解得: 3 2 p x 即2MFp, 则 2 11 sin2sin12 22 3 2 03 4 OMF p SOF MFOFMpp , 解得:2p 即抛物线C的方程为: 2 4yx; (2) 设N的坐标为 ,N a b,1,0A ,则 22 22 1,1NAabNFab , 因为点N在抛物线C: 2 4yx上,即有: 2 4ba, 所以 22 22 11461NAabaaaa , 2 22 121NFabaa , 因此 22 2 2 6161 21 2 | 1 | | aaaaNA NFaa aa 2 444 1112 1 2122 2 a a a a a
3、当且仅当 1 a a 即1a 时等号成立, 此时1, 2N,1,0A , 所以直线AN的方程为: 1yx 或1yx 2(2020 届陕西省汉中市高三质检)如图,椭圆 22 22 10 xy ab ab 的长轴长为4,点A、B、C为椭 圆上的三个点,A为椭圆的右端点,BC过中心O,且2BCAB,3 ABC S (1)求椭圆的标准方程; (2)设P、Q是椭圆上位于直线AC同侧的两个动点(异于A、C ), 且满足 PBCQBA , 试讨论直线BP 与直线BQ斜率之间的关系,并求证直线PQ的斜率为定值. 【答案】(1) 22 1 43 xy ;(2)详见解析. 【解析】 (1)利用题中条件先得出a的值
4、, 然后利用条件2BCAB, 3 ABC S结合椭圆的对称性得到点B的坐标, 然后将点B的坐标代入椭圆方程求出b的值,从而确定椭圆的方程;(2)将条件PBC QBA 得到直线BP与BQ的斜率直线的关系(互为相反数),然后设直线BP的方程为 3 1 2 yk x, 将此直线的方程与椭圆方程联立, 求出点P的坐标, 注意到直线BP与BQ的斜率之间的关系得到点Q的坐 标,最后再用斜率公式证明直线PQ的斜率为定值. (1)2BCAB, 13 22 OABABC SS , 又AOB是等腰三角形,所以 3 1, 2 B , 把B点代入椭圆方程 22 2 1 4 xy b ,求得 2 3b , 所以椭圆方程
5、为 22 1 43 xy ; (2)由题易得直线BP、BQ斜率均存在, 又PBCQBA ,所以 BPBQ kk , 设直线 3 :1 2 BP yk x代入椭圆方程 22 1 43 xy , 化简得 222 3 34841230 2 kxk kxkk , 其一解为1,另一解为 2 2 4123 34 P kk x k , 可求 2 2 1263 342 P kk y k , 用k代入得 2 2 4123 34 Q kk x k , 2 2 1263 342 Q kk y k , 1 2 PQ PQ PQ yy k xx 为定值. 3 (2020 届四川省泸州市高三二诊)抛物线 C: y22px
6、(p0)的焦点为 F, 点 P 在 C 上, 若 PFx 轴, 且POF(O 为坐标原点)的面积为 1. (1)求抛物线 C 的方程; (2)若 C 上的两动点 A,B(A,B 在 x 轴异侧)满足 32OA OB ,且|FA|+|FB|AB|+2,求|AB|的值. 【答案】(1) 2 4yx.(2)480 【解析】 (1)由题知 P 点的横坐标为 2 p ,代入抛物线方程得,y22p 2 p ,解得 yp 或p, 所以 P( 2 p ,p)或( 2 p ,p),POF 面积为 1 22 p p1,解得 p2, 所以抛物线 C 方程为 y24x,SOFP 2 1 224 pp p. (2)设直
7、线 AB 方程为 xmy+n,A(x1,y1),B(x2,y2) 联立抛物线方程得 y22my2n0,y1+y22m,y1y22n, |AB| 2222 1212 1()4148myyy ymmn 因为|FA|+|FB|AB|+2,所以 x1+1+x2+1|AB|+2,即 x1+x2|AB|, my1+n+my2+n|AB|,m(y1+y2)+2n|AB|,2m2+2n|AB| 由得 2m2+2n 22 148mmn ,化简得 m2n22n, 因为OAOB 32,所以 x1x2+y1y232,所以 22 12 44 yy y1y232, (y1y2)2+16y1y216 320,(2n)2+1
8、6(2n)16 320,n28n1280, 解得 n8(舍)或 16, 所以|AB|2m2+2n2(n22n)+2n2n22n480. 4 (2020 届陕西省咸阳市高三第二次模拟)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 过点 3 1, 2 , 且其离心率为 1 2 , 过坐标原点O作两条互相垂直的射线与椭圆C分别相交于M,N两点. (1)求椭圆C的方程; (2)是否存在圆心在原点的定圆与直线MN总相切?若存在,求定圆的方程;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) 22 1 43 xy (2)存在;定圆 22 12 7 xy 【解析】 (1)椭圆C经过点 3 1, 2 , 22
9、19 1 4ab ,又 1 2 c a ,解之得 2 4a , 2 3b . 所以椭圆C的方程为 22 1 43 xy ; (2)当直线MN的斜率不存在时,由对称性,设 00 ,M x x, 00 ,N xx. M,N在椭圆C上, 22 00 1 43 xx , 2 0 12 7 x . O到直线MN的距离为 0 2 21 7 dx ,所以 22 12 7 xy. 当直线MN的斜率存在时,设MN的方程为y kxm , 由 22 1 43 ykxm xy 得 222 3484120kxkmxm. 设 11 ,M x y, 22 ,N x y,则 12 2 8 34 km xx k , 2 12
10、2 412 34 m x x k . OMON, 1212 0 x xy y, 22 12121212 10 x xkxmkxmkx xkm xxm. 222 22 22 4128 10 3434 mk m km kk ,即 22 7121mk. O到直线MN的距离为 2 |122 21 77 1 m d k , 故存在定圆 22 12 7 xy与直线MN总相切. 5(2020 届山西省太原市高三模拟)椭圆E的焦点为 1( 1,0) F 和 2(1,0) F,过 2 F的直线 1 l交E于,A B两点, 过A作与y轴垂直的直线 2 l,又知点(2,0)H,直线BH记为 3 l, 2 l与 3
11、l交于点C设 22 AFF B ,已知 当2时, 1 |ABBF ()求椭圆E的方程; ()求证:无论如何变化,点C的横坐标是定值,并求出这个定值 【答案】() 22 1 32 xy ;()定值为 3 【解析】 ()设椭圆的方程为 22 22 1 xy ab ,其中 22 1ba,由已知,当2时,不妨设 2 |BFm, 则 2 | 2AFm,又 1 |ABBF,所以 1 3BFm,由椭圆的定义得24am, 从而 12 | | 2AFAFm,此时点 A 在 y 轴上,不妨设(0, )Ab, 从而由已知条件 22 2AFF B可得(1 0,0)2(1,) BB bxy,解得 3 , 22 BB b
12、 xy, 故 3 (,) 2 2 b B,代入椭圆方程,解得 2 3a ,所以 22 12ba , 故所求椭圆方程为 22 1 32 xy . ()设直线 AB 的方程为 1xmy, 1122 ( ,), (,)A x yB xy,将1xmy代入椭圆 22 236xy中,得 22 2(1)36myy,即 22 23440mymy , 1212 22 44 , 2323 m yyy y mm ,所以 12 12 yy m y y , 由已知,(2,0)H,直线 BH 的斜率 222 1 12 22 1 21 1 BH yyy ky yy xmy y , 所以直线 BH 的方程为 1( 2)yy
13、x,而直线 2 l的方程为 1 yy,代入 1( 2)yy x, 解得3x ,故点C的横坐标是定值 3. 6(2020 届江西省九江市高三第二次模拟)过点 (1,0)A 的动直线 l 与 y 轴交于点(0, )Tt,过点 T 且垂直于 l 的直线 l 与直线2yt相交于点 M. (1)求 M 的轨迹方程; (2)设 M 位于第一象限,以 AM 为直径的圆 O 与 y 轴相交于点 N,且30NMA,求AM的值. 【答案】(1) 2 4yx(2)4 【解析】 (1) (1,0)A ,(0, )Tt,当0t 时,M 的坐标为(0,0) 当0t 时, 0 1 0 l t kt , 11 l l k k
14、t , l 的方程为 1 yxt t 由2yt得 2 xt, 2,2 M tt 验证当0t 时,也满足 2,2 M tt M 的坐标满足方程 2 4yx,即 M 的轨迹方程为 2 4yx (2)作 1 O Oy轴于 1 O, 1 MMy轴于 1 M,则 11 1 2 O OMMOA 又 A 为抛物线 2 4yx的焦点, 1 1 2 O OMA,故圆 O 与 y 轴相切于点 N 30NMA,60NOA,3 AM k,直线 AM 的方程为3(1)yx 联立 2 3(1) 4 yx yx ,消去 y 整理得 2 31030 xx ,解得3x 或 1 3 x (舍),即 0 3x A 为抛物线 2 4
15、yx的焦点, 0 14AMx 7(2020 届湖南省衡阳市高三一模)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 的离心率为 2 2 ,左右焦点分别为 1 F、 2 F,A为椭圆上一点, 1 AF与y轴交于点B, 2 |ABF B, 2 | 4 OB . (1)求椭圆C的方程; (2)设直线 1: 1lxmy与椭圆C相交于M、N两点,过M作与y轴垂直的直线 2 l,点K坐标为 3 ,0 2 , 试问直线NK与直线 2 l交点的横坐标是否为定值,请说明理由. 【答案】(1) 2 2 1 2 x y(2)横坐标为定值 2,详见解析 【解析】 (1)连接 2 AF,由题意得 21 |ABF
16、BFB, 所以BO为 12 F AF的中位线,又因为 12 BOFF, 所以 212 AFFF,且 2 2 2 2| 2 b AFOB a , 又 2 2 c e a , 222 abc,得 2 2a , 2 1b , 故所求椭圆方程为 2 2 1 2 x y. (2)设 11 ,M x y, 22 ,N x y由 2 2 1 1 2 xmy x y 得 22 2210mymy 1212 22 21 , 22 m yyy y mm 直线NK的方程: 2 2 3 3 2 2 y yx x , 令 1 yy,则有 12122 1222 222 313 1 2 3222 22 2 m yxymyy
17、yyy m x yyy 2 22 2 2 22 2 mm y mm y NK与 2 l交点的横坐标为定值 2. 8 (2020 届湖南省常德市高三模拟)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab , 1( 1,0) F 为其左焦点, 3 1, 2 P 在 椭圆C上. (1)求椭圆C的方程; (2)若AB、是椭圆C上不同的两点,以AB为直径的圆过原点O,求| |AB的最大值. 【答案】(1) 22 1 43 xy ;(2)7 【解析】 (1)设椭圆的右焦点为 2(1,0) F,根据椭圆的定义: 12 24PFPFa, 2a又1c, 3b ,椭圆C的方程为 22 1 43 xy . (2
18、)当直线AB的斜率不存在时,由对称性可知 45AOxBOx, 不妨设 00 ,A x y,则 22 00 1 43 xy , 0 2 21 7 x ,此时 4 |21 7 AB . 当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y kxm , 11 ,A x y, 22 ,B x y, 联立 22 1 43 xy ykxm ,得 222 4384120kxkmxm , 由 2222 644 434120k mkm ,得 22 430km, * 由韦达定理得 12 2 8 43 km xx k , 2 12 2 412 43 m x x k , 因为以AB为直径的圆过原点O, 所以 0OA OB ,
19、 即 22 22 12121212 2 71212 10 34 mk x xy ykx xkm xxm k , 即 2 2 1212 7 k m ,满足 *式. 设AB的中点是 00 ,P x y,则 12 0 2 4 234 xxkm x k , 0 22 43 3434 kmm ykm kk , 2222 22 222 2 21692169 1212 43 | 2| 2 3434347 34 kmkk kmm ABOP kkkk , 22 2 1691212 2 2 7 347 kk k ,当且仅当 22 1691212kk时等号成立,即 3 2 k , 又因为 4 217 7 ,所以|A
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