2022年高考数学三轮复习《第13讲 解析几何》解答压轴题(含答案解析)
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1、第13讲 解析几何解答压轴题1(内蒙古赤峰市高三月考(文)已知椭圆的离心率,其左,右集点为,过点的直线与椭圆交于两点的周长为(1)求椭圆的标准方程:(2)过右焦点的直线互相垂直,且分别交椭圆于和四点,求的最小值【答案】(1);(2)最小值为【分析】(1)利用椭圆离心率,的周长为,求出,即可得到椭圆的方程(2)分类讨论直线的斜率存在与否,当其中一条直线斜率为0一条直线斜率不存在,可利用椭圆性质求出;当两条直线斜率均存在,设出直线方程,与椭圆联立,利用弦长公式求出,再利用二次函数的值域求法与不等式的性质求得结果【详解】(1)由椭圆的定义知,的周长为,由,即,得,故椭圆的方程为:(2)由(1)得,椭
2、圆右焦点为,设,当直线的斜率为0,直线的斜率不存在时, 直线,此时;直线,此时;当直线的斜率为0,直线的斜率不存在时,;当直线,的斜率都存在,设直线的方程为,则直线的方程为联立,整理得恒成立,则同理可得则令,则当时,则所以综上可知,的最小值为【点睛】思路点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题2(河南新乡市高三二模(理)已知椭圆的左、右顶点分别为,为上不同于,的动点,直线,的斜率,满足,的最小值为-4(1)求的方程;(
3、2)为坐标原点,过的两条直线,满足,且,分别交于,和,试判断四边形的面积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由 【答案】(1);(2)是定值,【分析】(1)由,设,可得,结合已知列方程求参数a、b、c,写出椭圆方程即可;(2)由椭圆对称性知:,设,的斜率分别为,由题设知,讨论直线的斜率,联立直线与椭圆方程,应用根与系数关系确定是否为定值【详解】(1)设,则,故,又,由题意知:,解得,椭圆的方程为(2)根据椭圆的对称性,可知,四边形为平行四边形,所以设,的斜率分别为,则,又,即当的斜率不存在时,由,得,结合,解得,当的斜率存在时,设直线的方程为,联立方程组得,得,则,即,整理得:由直线过
4、,将代入,整理得综上,四边形的面积为定值,且为【点睛】关键点点睛:(1)应用两点斜率公式、向量数量积的坐标表示,求,关于椭圆参数的代数式,结合已知条件列方程求参数,写出椭圆方程;(2)利用椭圆的对称性,由直线与椭圆的位置关系,讨论直线斜率的存在性,结合直线与椭圆方程及根与系数关系,求四边形的面积并判断是否为定值3(天津滨海新区高三月考)已知椭圆过点,、分别为椭圆C的左、右焦点,且(1)求椭圆C的方程;(2)过P点的直线与椭圆C有且只有一个公共点,直线平行于OP(O为原点),且与椭圆C交于A、B两点,与直线交于点M(M介于A、B两点之间)(i)当面积最大时,求的方程;(ii)求证:【答案】(1)
5、;(2)(i);(ii)证明见解析【分析】(1)根据条件求出,即可写出椭圆方程;(2)(i)设直线的方程为,联立椭圆方程,表示出,可求出最大时的值,即可得出的方程;(ii)要证明结论,只需证明,即证直线为的平分线,转化成证明:【详解】(1)设,则, ,又在椭圆上,故,又,解得,故所求椭圆的方程为(2)(i)由于,设的方程为,由,消去整理得,由韦达定理可得:,则,又点到的距离,所以当且仅当,即时,等号成立又介于、两点之间,故故直线的方程为:(ii)要证结论成立,只须证明,由角平分线性质即证:直线为的平分线,转化成证明:由于因此结论成立【点睛】本题考查椭圆方程的求法,考查弦长公式,考查点到直线的距
6、离公式,考查椭圆中三角形面积利用基本不等式求最值问题,考查了学生的逻辑推理能力与运算能力,属于难题4(山东泰安市高三月考)已知椭圆过点,分别为椭圆C的左、右焦点且(1)求椭圆C的方程;(2)过P点的直线与椭圆C有且只有一个公共点,直线平行于OP(O为原点),且与椭圆C交于两点A、B,与直线交于点M(M介于A、B两点之间)(i)当面积最大时,求的方程;(ii)求证:,并判断,的斜率是否可以按某种顺序构成等比数列【答案】(1);(2)(i);(ii)证明见解析,不可能构成等比数列【分析】(1)设,求出的坐标,根据,求出把点代入椭圆方程,结合,求出,即得椭圆C的方程;(2)(i)设方程为,把直线的方
7、程代入椭圆方程,由韦达定理、弦长公式求出由点到直线的距离公式求出点P到的距离,则,根据基本不等式求面积的最大值,即求的方程;(ii)要证结论成立,只须证明,即证直线为的平分线,转化成证明又与C有一个公共点,即为椭圆的切线,可求,又由题意,四个数按某种顺序成等比数列,推出矛盾,故不可能构成等比数列【详解】(1)设,则,又在椭圆上,故,又,解得,故所求方程为(2)(i)由于,设方程为,由,消y整理得,则又点P到的距离,当且仅当,即时,等号成立故直线AB的方程为:()要证结论成立,只须证明:,由角平分线性质即证:直线为的平分线,转化成证明:因为因此结论成立又与C有一个公共点,即为椭圆的切线,由得令,
8、则,所以,所以,故所研究的4条直线的斜率分别为,若这四个数成等比数列,且其公比记为q,则应有或,或因为不成立,所以,而当时,此时直线PB与重合,不合题意,故,PA,PB的斜率无论怎样排序都不可能构成等比数列【点睛】本题考查椭圆的方程,考查弦长公式、点到直线的距离公式、基本不等式和等比数列等知识,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,综合性强,属于难题5(浙江绍兴市高三一模)已知抛物线和椭圆如图,经过抛物线焦点F的直线l分别交抛物线和椭圆于A,B,C,D四点,抛物线在点A,B处的切线交于点P(1)求点P的纵坐标;(2)设M为线段的中点,交于点Q,交于点T记的面积分别为(i)求证:Q为线段的中点;(i
9、i)若,求直线l的方程【答案】(1);(2)(i)证明见解析;(ii)或【分析】(1)假设点坐标并得到直线l的方程,同时得到点A,B处的切线方程,然后得到点P的坐标,根据直线l与抛物线联立方程,使用韦达定理可知结果(2)(i)得到的坐标,然后根据中点坐标公式可得结果; (ii)依据,得到,然后利用弦长公式计算,最后根据等式进行计算即可【详解】(1)解:设点,直线l的方程为,可知抛物线在点A,B处的切线的斜率分别为抛物线在点A,B处的切线方程分别为,联立方程组,解得点P的坐标为由,得,所以,所以点P的坐标为,即点P的纵坐标为(2)(i)证明:由(1)得,因为,所以,点Q是线段的中点(ii)解:因
10、为M,Q分别为线段的中点,所以所以,所以,所以设点C,D的横坐标分别为,由,得,所以,所以由(1)得所以,设,则,所以在上单调递减因为,所以,所以,即,经检验,符合条件,所以直线l的方程为或【点睛】思路点睛:第(1)问,假设直线l的方程并与抛物线方程联立,使用韦达定理;得到在A,B处切线方程并联立得到点P坐标;计算即可第(2)问,得到面积的比值;利用弦长公式得到;计算得到6(江苏盐城市高三二模)已知直线交抛物线于两点(1)设直线与轴的交点为若,求实数的值;(2)若点在抛物线上,且关于直线对称,求证:四点共圆【答案】(1);(2)证明见解析【分析】(1)设,直线方程代入抛物线方程后由判别式得的范
11、围,由韦达定理得,再由向量的数乘可得0,结合韦达定理可得值;(2)设,由对称性得,再由在抛物线上,代入变形得与的关系,然后计算,得,同理,得证四点共圆【详解】解:由得设,则因为直线与相交,所以得(1)由,得,所以,解得从而,因为所以解得(2)设,因为两点关于直线对称,则解得又于是解得又点在抛物线上,于是因为所以,于是因此,同理于是点在以为直径的圆上,即四点共圆【点睛】方法点睛:本题考查直线与抛物线相交问题,解题方法是设而不求的思想方法,如设交点坐标为,直线方程代入抛物线方程后应用韦达定理可得,再利用向量的线性运算求得关系,从而可求得值7(内蒙古赤峰市高三月考(理)已知椭圆的离心率为,且过点(1
12、)求椭圆的标准方程;(2)过椭圆右焦点的直线相互垂直,且分别交椭圆于和四点,求的最小值【答案】(1);(2)【分析】(1)设椭圆的标准方程为,将点代入方程,由,结合即可求解(2)当直线的斜率为时,分别求出,可得;当直线的斜率不存在时,求出;当直线的斜率存在且不为时,直线的方程可设为,可得直线的方程为,分别将直线与椭圆联立,利用弦长公式求出,可得,令,构造函数即可求解【详解】解:(1)由题意可设椭圆的标准方程为由,即再由可得将点代入椭圆方程,可得由可解得故椭圆的方程为(2)由(2)知,椭圆右焦点为,设当直线的斜率为时,直线,可得所以当直线的斜率不存在时,直线的斜率为当直线的斜率存在且不为时,直线
13、的方程可设为,则直线的方程为整理得恒成立,则而 联立直线与椭圆方程可得则令令当时,则所以,综上,当时,的最小值为【点睛】关键点点睛:本题考查了直线与椭圆的位置关系,弦长公式,解题的关键是利用弦长公式以及韦达定理得出,考查了数学运算以及分类讨论的思想8(全国大联考(理)已知抛物线的焦点为,过点且垂直于轴的直线与交于两点,(点为坐标原点)的面积为2(1)求抛物线的方程;(2)若过点的两直线,的倾斜角互补,直线与抛物线交于两点,直线与抛物线交于两点,与的面积相等,求实数的取值范围【答案】(1);(2)【分析】(1)由焦点,求得点的坐标,然后根据的面积为2求解;(2)设直线,联立方程可得,结合韦达定理
14、,利用弦长公式求得,以及焦点到直线的距离,求得,将用替换,得到,由,可得与a的关系,然后再结合判别式大于零求解【详解】(1)因为焦点,所以点的坐标分别为,所以,故故抛物线的方程为(2)由题意可知直线的斜率存在,且不为0,设直线点,联立方程可得,消去,可得则因为,所以,焦点到直线的距离,所以设直线,与抛物线方程联立可得,将用替换,可得由可得,即,两边平方并化简可得,所以,解得又由且得或,可知,所以,即,所以,所以实数的取值范围是【点睛】方法点睛:(1)解决直线与曲线的位置关系的相关问题,往往先把直线方程与曲线方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题涉及弦中点的问题常常用
15、“点差法”解决,往往会更简单(2)解决直线与曲线的弦长时,往往设直线与曲线的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则 (k为直线斜率)注意:利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式大于零9(江西八校4月联考(理)已知椭圆:左焦点,点在椭圆外部,点为椭圆上一动点,且的周长最大值为(1)求椭圆的标准方程;(2)点为椭圆上关于原点对称的两个点,为左顶点,若直线分别与轴交于两点,试判断以为直径的圆是否过定点如果是请求出定点坐标,如果不过定点,请说明理由【答案】(1);(2)是,定点为和【分析】(1)的三边有一边已经确定,问题转化为,何时另外两边之和最大,结合椭
16、圆的定义,以及三角形两边之差小于第三边即可确定思路;(2)分直线斜率存在与不存在分别研究,不存在容易得出定点,存在时,可以设出斜率,再联立椭圆方程,求出坐标,最后求出以为直径的圆的方程,方程里面含有,再令即可【详解】(1)设右焦点为,则即点为与椭圆的交点时,周长最大 所以所以椭圆的标准方程为(2)由(1)知,设,则当直线斜率存在时,设其方程为联立得令,得同理得设中点为,则所以以为直径的圆得方程为即即令,得所以过点和,且为定点当直线斜率不存在时,容易知道此时所以以为直径的圆是以原点为圆心,为半径的圆,显然也过定点 和综上,此圆过定点和【点睛】方法点睛:对于过定点的问题,可以先通过特殊情况得到定点
17、,再去证明一般得情况10(天津南开区高三一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,右顶点为点,点的坐标为,延长线段交椭圆于点,轴(1)求椭圆的离心率;(2)设抛物线的焦点为,为抛物线上一点,直线交椭圆于,两点,若,求椭圆的标准方程【答案】(1),(2)【分析】(1)由题意可得为的中点,从而有,则有,得,进而可求出椭圆的离心率;(2)由抛物线的定义可得,从而可求得点或,当时,可得直线的方程,与椭圆方程联立方程组,消去,再利用根与系数的关系得,从而把表示出来,列方程得,求出,进而可求出椭圆的方程【详解】解:(1)由题意得在中有,因为为中点,则为的中点,因为的坐标为,所以,令,得,则题意得,所以,得,所以离
18、心率(2)因为抛物线,所以,准线方程为,设,因为,所以,代入中得,当时,则直线的方程为,因为,所以,则椭圆方程为,即,由,得,则,所以,所以,得,当时,同理可得,综上,所以椭圆方程为【点睛】关键点点睛:此题考查抛物线的定义的应用,考查椭圆方程的求法,考查直线与椭圆的位置关系,解题的关键是由已知条件求出点B的坐标,求出直线BF的方程,再与椭圆方程联立方程组,然后利用根与系数的关系,再由列方程求出,从而可求出椭圆方程,考查计算能力,属于较难题11(四川成都市高三二模(文)已知椭圆:经过点,其长半轴长为2()求椭圆C的方程;()设经过点的直线与椭圆相交于,两点,点关于轴的对称点为,直线与轴相交于点,
19、求与的面积分别为,求的最大值【答案】();()【分析】()由长轴长知,结合椭圆过A点,求a、b,写出椭圆方程;()由题意设直线的方程为,联立椭圆方程结合韦达定理得,进而写出直线的方程并求坐标,而,再通过基本不等式求其最值【详解】()由已知,得椭圆的方程为椭圆经过点,解得椭圆的方程为()由题意,知直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,由,消去,得,为点关于轴的对称点,直线的方程为,即令,则当且仅当,即时,取得最大值【点睛】关键点点睛:()根据椭圆过定点及长轴长,求椭圆标准方程;()设直线方程、,联立椭圆方程结合韦达定理求、纵坐标数量关系:,应用对称性得坐标进而求G点,写关于参数的函数,应用基本
20、不等式求的范围12(浙江温州市高三二模)如图,过点和点的两条平行线和分别交抛物线于和(其中在轴的上方),交轴于点(1)求证:点、点的纵坐标乘积为定值;(2)分别记和的面积为和,当时,求直线的方程【答案】(1)证明见解析; (2)【分析】(1)设直线,联立方程组,结合根与系数的关系,即可求解;(2)联立方程组,求得,根据,化简整理得,分别联立,和,求得的值,结合直线的点斜式方程,即可求解【详解】(1)设,设直线,由,可得,所以,所以点、的纵坐标乘积为定值(2)由(1)直线,联立方程组,可得,所以,可得,即,因为且代入上式,整理得,又由,联立可得,又因为,代入可得,又由,代入可得,即,所以,可得直
21、线的方程为,即【点睛】直线与圆锥曲线的综合问题的求解策略:对于直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用问题,通常联立直线方程与圆锥曲线方程,应用一元二次方程根与系数的关系,以及弦长公式等进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力13(四川成都市高三二模(理)已知椭圆:经过点,其长半轴长为2()求椭圆C的方程;()设经过点的直线与椭圆相交于,两点,点关于轴的对称点为,直线与轴相交于点,求的面积的取值范围【答案】();()【分析】()由长轴长知,结合椭圆过A点,求a、b,写出椭圆方程;()由题意设直线的方程为,联立椭圆方程结合韦达定理得,进而
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