三年(2021-2023年)全国Ⅰ卷高考数学真题分类汇编:平面解析几何(含答案解析)
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1、三年(全国卷)高考数学真题分类汇编:平面解析几何一选择题(共4小题)1(2023新高考)过点(0,2)与圆x2+y24x10相切的两条直线的夹角为,则sin()A1BCD2(2023新高考)设椭圆C1:+y21(a1),C2:+y21的离心率分别为e1,e2若e2e1,则a()ABCD3(2021新高考)已知F1,F2是椭圆C:+1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|MF2|的最大值为()A13B12C9D64(2021浙江)已知a,bR,ab0,函数f(x)ax2+b(xR)若f(st),f(s),f(s+t)成等比数列,则平面上点(s,t)的轨迹是()A直线和圆B直线和椭圆C直线和双曲线D
2、直线和抛物线(多选)5(2022新高考)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x22py(p0)上,过点B(0,1)的直线交C于P,Q两点,则()AC的准线为y1B直线AB与C相切C|OP|OQ|OA|2D|BP|BQ|BA|2(多选)6(2021新高考)已知点P在圆(x5)2+(y5)216上,点A(4,0),B(0,2),则()A点P到直线AB的距离小于10B点P到直线AB的距离大于2C当PBA最小时,|PB|3D当PBA最大时,|PB|3二填空题(共6小题)7(2023新高考)已知双曲线C:1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2点A在C上,点B在y轴上,则C的离心率为 8(2
3、022新高考)已知椭圆C:+1(ab0),C的上顶点为A,两个焦点为F1,F2,离心率为过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|6,则ADE的周长是 9(2022新高考)写出与圆x2+y21和(x3)2+(y4)216都相切的一条直线的方程 10(2021新高考)已知O为坐标原点,抛物线C:y22px(p0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直,Q为x轴上一点,且PQOP若|FQ|6,则C的准线方程为 11(2022浙江)已知双曲线1(a0,b0)的左焦点为F,过F且斜率为的直线交双曲线于点A(x1,y1),交双曲线的渐近线于点B(x2,y2)且x10x2若|FB|3|FA|
4、,则双曲线的离心率是 12(2021浙江)已知椭圆+1(ab0),焦点F1(c,0),F2(c,0)(c0)若过F1的直线和圆(xc)2+y2c2相切,与椭圆的第一象限交于点P,且PF2x轴,则该直线的斜率是 ,椭圆的离心率是 三解答题(共5小题)13(2023新高考)在直角坐标系xOy中,点P到x轴的距离等于点P到点(0,)的距离,记动点P的轨迹为W(1)求W的方程;(2)已知矩形ABCD有三个顶点在W上,证明:矩形ABCD的周长大于314(2022新高考)已知点A(2,1)在双曲线C:1(a1)上,直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为0(1)求l的斜率;(2)若tanPAQ2
5、,求PAQ的面积15(2021新高考)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(,0),F2(,0),点M满足|MF1|MF2|2记M的轨迹为C(1)求C的方程;(2)设点T在直线x上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|TB|TP|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和16(2022浙江)如图,已知椭圆+y21设A,B是椭圆上异于P(0,1)的两点,且点Q(0,)在线段AB上,直线PA,PB分别交直线yx+3于C,D两点()求点P到椭圆上点的距离的最大值;()求|CD|的最小值17(2021浙江)如图,已知F是抛物线y22px(p0)的焦点,M是抛物线的准线与x轴的交
6、点,且|MF|2()求抛物线的方程:()设过点F的直线交抛物线于A,B两点,若斜率为2的直线l与直线MA,MB,AB,x轴依次交于点P,Q,R,N,且满足|RN|2|PN|QN|,求直线l在x轴上截距的取值范围参考答案与试题解析一选择题(共4小题)1(2023新高考)过点(0,2)与圆x2+y24x10相切的两条直线的夹角为,则sin()A1BCD【考点】圆的切线方程;两直线的夹角与到角问题【专题】数形结合;定义法;三角函数的求值;直线与圆;数学运算【答案】B【分析】圆的方程化为(x2)2+y25,求出圆心和半径,利用直角三角形求出sin,再计算cos和sin的值【解答】解:圆x2+y24x1
7、0可化为(x2)2+y25,则圆心C(2,0),半径为r;设P(0,2),切线为PA、PB,则PC2,PAC中,sin,所以cos,所以sin2sincos2故选:B2(2023新高考)设椭圆C1:+y21(a1),C2:+y21的离心率分别为e1,e2若e2e1,则a()ABCD【考点】椭圆的性质【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算【答案】A【分析】利用椭圆C2:+y21的方程可求其离心率e2,进而可求e1,可求a【解答】解:由椭圆C2:+y21可得a22,b21,c2,椭圆C2的离心率为e2,e2e1,e1,44()4(1),a或a(舍去)故选:A3(20
8、21新高考)已知F1,F2是椭圆C:+1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|MF2|的最大值为()A13B12C9D6【考点】椭圆的性质;基本不等式及其应用【专题】计算题;转化思想;综合法;不等式的解法及应用;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑推理;数学运算【答案】C【分析】利用椭圆的定义,结合基本不等式,转化求解即可【解答】解:F1,F2是椭圆C:+1的两个焦点,点M在C上,|MF1|+|MF2|6,所以|MF1|MF2|9,当且仅当|MF1|MF2|3时,取等号,所以|MF1|MF2|的最大值为9故选:C4(2021浙江)已知a,bR,ab0,函数f(x)ax2+b(xR)若f(st),f(
9、s),f(s+t)成等比数列,则平面上点(s,t)的轨迹是()A直线和圆B直线和椭圆C直线和双曲线D直线和抛物线【考点】圆锥曲线的轨迹问题【专题】函数思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑推理;数学运算【答案】C【分析】利用等比中项的定义得到f(s)2f(st)f(s+t),代入解析式中整理化简,可得t2(at22as2+2b)0,分两种情况分别求解轨迹方程,由此判断轨迹即可【解答】解:函数f(x)ax2+b,因为f(st),f(s),f(s+t)成等比数列,则f2(s)f(st)f(s+t),即(as2+b)2a(st)2+ba(s+t)2+b,即a2s4+2abs2+b2a2(st
10、)2(s+t)2+ab(st)2+ab(s+t)2+b2,整理可得a2t42a2s2t2+2abt20,因为a0,故at42as2t2+2bt20,即t2(at22as2+2b)0,所以t0或at22as2+2b0,当t0时,点(s,t)的轨迹是直线;当at22as2+2b0,即,因为ab0,故点(s,t)的轨迹是双曲线综上所述,平面上点(s,t)的轨迹是直线或双曲线故选:C(多选)5(2022新高考)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x22py(p0)上,过点B(0,1)的直线交C于P,Q两点,则()AC的准线为y1B直线AB与C相切C|OP|OQ|OA|2D|BP|BQ|BA|2
11、【考点】直线与抛物线的综合;抛物线的性质【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算【答案】BCD【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为ykx1(k2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两根之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD【解答】解:点A(1,1)在抛物线C:x22py(p0)上,2p1,解得,抛物线C的方程为x2y,准线方程为,选项A错误;由于A(1,1),B(0,1),则,直线AB的方程为y2x1,联立,可得x22x+10,解得
12、x1,故直线AB与抛物线C相切,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为ykx1(k2),与抛物线在第一象限交于P(x1,y1),Q(x2,y2),联立,消去y并整理可得x2kx+10,则x1+x2k,x1x21,由于等号在x1x2y1y21时才能取到,故等号不成立,选项C正确;,选项D正确故选:BCD(多选)6(2021新高考)已知点P在圆(x5)2+(y5)216上,点A(4,0),B(0,2),则()A点P到直线AB的距离小于10B点P到直线AB的距离大于2C当PBA最小时,|PB|3D当PBA最大时,|PB|3【考点】直线与圆的位置关系【专题】数形结合;转化思想;
13、数形结合法;转化法;直线与圆;直观想象;数学运算【答案】ACD【分析】求出过AB的直线方程,再求出圆心到直线AB的距离,得到圆上的点P到直线AB的距离范围,判断A与B;画出图形,由图可知,当过B的直线与圆相切时,满足PBA最小或最大,求出圆心与B点间的距离,再由勾股定理求得|PB|判断C与D【解答】解:A(4,0),B(0,2),过A、B的直线方程为,即x+2y40,圆(x5)2+(y5)216的圆心坐标为(5,5),圆心到直线x+2y40的距离d4,点P到直线AB的距离的范围为,5,1,10,点P到直线AB的距离小于10,但不一定大于2,故A正确,B错误;如图,当过B的直线与圆相切时,满足P
14、BA最小或最大(P点位于P1时PBA最小,位于P2时PBA最大),此时|BC|,|PB|,故CD正确故选:ACD二填空题(共6小题)7(2023新高考)已知双曲线C:1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2点A在C上,点B在y轴上,则C的离心率为 【考点】双曲线的性质【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算【答案】见试题解答内容【分析】(法一)设F1(c,0),F2(c,0),B(0,n),根据题意可得点A的坐标,进一步得到,再由,可得n24c2结合点A在双曲线上,可得解;(法二)易知,设,F1AF2,解三角形可知5c29a2,进而得解【解答】解:(法一)如图,设F1
15、(c,0),F2(c,0),B(0,n),设A(x,y),则,又,则,可得,又,且,则,化简得n24c2又点A在C上,则,整理可得,代n24c2,可得,即,解得或(舍去),故(法二)由,得,设,由对称性可得,则,设F1AF2,则,所以,解得ta,所以,在AF1F2 中,由余弦定理可得,即5c29a2,则故答案为:【点评】本题考查双曲线的性质,考查运算求解能力,属于中档题8(2022新高考)已知椭圆C:+1(ab0),C的上顶点为A,两个焦点为F1,F2,离心率为过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|6,则ADE的周长是 13【考点】直线与椭圆的综合【专题】转化思想;转化法;圆锥
16、曲线的定义、性质与方程;数学运算【答案】13【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,即可求解【解答】解:椭圆C:+1(ab0)的离心率为,不妨可设椭圆C:,a2c,C的上顶点为A,两个焦点为F1,F2,AF1F2为等边三角形,过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,由等腰三角形的性质可得,|AD|DF2|,|AE|EF2|,设直线DE方程为y,D(x1,y1),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13x2+8cx32c20,由韦达定理可得,|DE|,解得c,ADE的周长等价于|DE|+|DF2|+|EF2|4a8c故答案为:139
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