解析几何大题训练4
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47. 已知椭圆E :()222210x y a b a b +=>>,其短轴为2.(1)求椭圆E 的方程;(2)设椭圆E 的右焦点为F ,过点()2,0G 作斜率不为0的直线交椭圆E 于M ,N 两点,设直线FM 和FN 的斜率为1k ,2k ,试判断12k k +是否为定值,若是定值,求出该定值;若不是定值,请说明理由.48. 如图,椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>⎛ ⎝⎭,P 为椭圆上的一动点.(1)求椭圆C 的方程;(2)设圆224:5O x y +=,过点P 作圆O 的两条切线1l ,2l ,两切线的斜率分别为1k ,2k . ①求12k k 的值;①若1l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,与圆O 切于点A ,与x 轴正半轴交于点B ,且满足OPA OQB S S =△△,求1l 的方程.49. 已知椭圆E :22221x y a b +=(a >b >0)的左、右焦点分別为12,F F ,离心率为e =左焦点1F 作直线1l 交椭圆E 于A ,B 两点,2ABF 的周长为8. (1)求椭圆E 的方程;(2)若直线2l :y =kx +m (km <0)与圆O :221x y +=相切,且与椭圆E 交于M ,N 两点,22MF NF +是否存在最小值?若存在,求出22MF NF +的最小值和此时直线2l 的方程.50. 已知动点M 与两个定点()0,0O ,()3,0A 的距离的比为12,动点M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的轨迹方程,并说明其形状;(2)过直线3x =上的动点()()3,0P p p ≠分别作C 的两条切线PQ 、PR (Q 、R 为切点),N 为弦QR 的中点,直线l :346x y +=分别与x 轴、y 轴交于点E 、F ,求NEF 的面积S的取值范围.51. 在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l :20x y ++=和圆O :221x y +=,P 是直线l 上一点,过点P 作圆C 的两条切线,切点分别为A ,B . (1)若PA PB ⊥,求点P 的坐标; (2)求线段PA 长的最小值;(3)设线段AB 的中点为Q ,是否存在点T ,使得线段TQ 长为定值?若存在,求出点T ;若不存在,请说明理由.52. 已知以1C 为圆心的圆221:1C x y +=.(1)若圆222:(1)(1)4C x y -+-=与圆1C 交于,M N 两点,求||MN 的值;(2)若直线:l y x m =+和圆1C 交于,P Q 两点,若132PC PQ ⋅=,求m 的值. 53. 已知圆()22:21M x y +-=,点P 是直线:20l x y +=上的一动点,过点P 作圆M 的切线P A ,PB ,切点为A ,B .(1)当切线P A P 的坐标;(2)若PAM △的外接圆为圆N ,试问:当P 运动时,圆N 是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,请说明理由; (3)求线段AB 长度的最小值.54. 已知圆22:2O x y +=,直线:2l y kx =-.(1)若直线l 与圆O 交于不同的两点,A B ,当90AOB ∠=︒时,求实数k 的值;(2)若1,k P =是直线l 上的动点,过P 作圆O 的两条切线PC 、PD ,切点为C 、D ,试探究:直CD 是否过定点.若存在,请求出定点的坐标;否则,说明理由.55. 在平面直角坐标系xOy中,(A,B ,C 是满足π3ACB ∠=的一个动点. (1)求ABC 垂心H 的轨迹方程;(2)记ABC 垂心H 的轨迹为Γ,若直线l :y kx m =+(0km ≠)与Γ交于D ,E 两点,与椭圆T :2221x y +=交于P ,Q 两点,且||2||DE PQ =,求证:||k > 56. 平面上一动点C的坐标为),sin θθ.(1)求点C 轨迹E 的方程;(2)过点()11,0F -的直线l 与曲线E 相交于不同的两点,M N ,线段MN 的中垂线与直线l 相交于点P ,与直线2x =-相交于点Q .当MN PQ =时,求直线l 的方程.答案及解析47.(1)2212x y +=;(2)是定值,该定值为0.【分析】(1)依题意求得,a b ,进而可得椭圆E 的方程;(2)设直线MN 的方程为()()20y k x k =-≠,与椭圆E 方程联立,利用韦达定理和斜率公式即可求得12k k +的值. 【详解】(1)由题意可知:22b =,1b =,椭圆的离心率c e a ==a =①椭圆E 的标准方程:2212x y +=;(2)设直线MN 的方程为()()20y k x k =-≠.22(2)12y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 整理得:()2222128820k x k x k +-+-=.设()11,M x y ,()22,N x y , 则2122812k x x k +=+,21228212k x x k -=+,()()()1212121212121212222211111k x k x y y x x k k k x x x x x x x x ⎡⎤--+-+=+=+=-⎢⎥-----++⎢⎥⎣⎦222222228242122208282111212k k k k k k k k k k ⎡⎤-⎢⎥⎛⎫-+=-=-=⎢⎥ ⎪--⎝⎭⎢⎥-+⎢⎥++⎣⎦. ①120k k +=为定值.【点睛】关键点点睛:第(2)问的关键点是:得出()12121212221x x k k k x x x x ⎡⎤+-+=-⎢⎥-++⎢⎥⎣⎦.48.(1)2214x y +=;(2)①14- ;①yy =+【分析】(1)根据已知条件结合222c a b =-列关于,a b 的方程,解方程即可求解;(2)①设()00,P x y ,切线:l 00()y y k x x -=-,利用圆心到切线的距离列方程,整理为关于k 的二次方程,计算两根之积结合点P 在椭圆上即可求12k k ;①由OPA OQB S S =△△可得PA BQ =,可转化为A B P Q x x x x +=+,设1l :y kx m =+,与椭圆联立可得P Q x x +,再求出A x 、B x ,即可求出k 的值,进而可得出m 的值,以及1l 的方程. 【详解】(1)因为22222234c a b e a a -===,所以2a b =,因为点⎛ ⎝⎭在椭圆上,所以221314a b +=即2213144b b +=, 解得:1b =,2a =,所以椭圆方程为:2214x y +=;(2)①设()00,P x y ,切线:l 00()y y k x x -=-即000kx y y kx -+-= 圆心()0,0O到切线的距离d r ==整理可得:2220000442055x k x y k y ⎛⎫--+-= ⎪⎝⎭,所以2020122200441451544455x y k k x x ⎛⎫-- ⎪-⎝⎭===---,①因为OPA OQB S S =△△所以PA BQ =,所以A P Q B x x x x -=-,所以A B P Q x x x x +=+, 设切线为1:l y kx m =+,由2244y kx m x y =+⎧⎨+=⎩可得:()222418440k x kmx m +++-= 所以2841P Q kmx x k -+=+, 令0y =可得B mx k=-,设(),A A A x kx m +, 则1A OA A kx m k x k +==-,所以21A km x k -=+, 所以228411P Q km m kmx x k k k --+==-+++, 整理可得:()()()2222814121k k k k +=++,所以221k =,解得:k =, 因为圆心()0,0O 到1:l y kx m =+距离d ,所以mm =,因为0B mx k=->,所以当k =m =k =时,m =;所以所求1l的方程为y =或y = 【点睛】思路点睛:圆锥曲线中解决定值、定点的方法(1)从特殊入手,求出定值、定点、定线,再证明定值、定点、定线与变量无关; (2)直接计算、推理,并在计算、推理的过程中消去变量是此类问题的特点,设而不求的方法、整体思想和消元思想的运用可以有效的简化运算.49.(1)2214x y +=;(2)最小值为2,0x =或0x +-=.【分析】(1)由椭圆定义结合已知求出a ,半焦距c 即可得解;(2)由直线2l 与圆O 相切得221m k =+,联立直线2l 与椭圆E 的方程消去y ,借助韦达定理表示出22MF NF +,利用函数思想方法即可作答. 【详解】(1)依题意,结合椭圆定义知2ABF 的周长为4a ,则有4a =8,即a =2,又椭圆的离心率为c e a =c =2221b a c =-=, 所以椭圆E 的方程为2214x y +=;(2)因直线2l :y =kx +m (km <0)与圆O :221x y +=1=,即221m k =+,设()()()112212,,,,2,2M x y N x y x x ≤≤,而点M 在椭圆E 上,则221114x y +=,即221114x y =-,又2F ,21|2|MF x =-=12x -,同理222NF x =,于是得)22124MF NF x x +=+, 由2214y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得:()222148440k x kmx m +++-=,显然Δ0>,则122814km x x k +=-+, 又km <0,且221m k =+,因此得1228||14km x x k +=+令2411t k =+≥,则12x x +=113t =,即t =3时等号成立,于是得22MF NF +存在最小值,且)221242MF NF x x +=+≥,22MF NF +的最小值为2,由2221413m k k ⎧=+⎨+=⎩,且km <0,解得k m ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或k m ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩. 所以所求直线2l的方程为y x =y x =0x =或0x +=.【点睛】关键点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)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. 50.(1)()2214x y ++=,曲线C 是以1,0为圆心,半径为2的圆;(2)5542⎡⎤⎢⎥⎣⎦,.【分析】(1)设出动点M 坐标,代入距离比关系式,化简方程可得;(2)先求切点弦方程,再根据切点弦过定点及弦中点性质得出N 点轨迹,然后求出动点N 到定直线EF 的距离最值,最后求出面积最值.切点弦方程的求法可用以下两种方法.法一:由两切点即为两圆公共点,利用两圆相交弦方程(两圆方程作差)求出切点弦方程;法二:先分别求过Q 、R 两点的切线方程,再代入点P 坐标,得到Q 、R 两点都适合的同一直线方程,即切点弦方程. 【详解】解:(1)设(),M x y ,由12MO MA =12=. 化简得22230x y x ++-=,即()2214x y ++=. 故曲线C 是以1,0为圆心,半径为2的圆.(2)法一(由两圆相交弦方程求切点弦方程):由题意知,PQ 、PR 与圆相切,Q 、R 为切点,则DQ PQ ⊥,DR PR ⊥,则D 、R 、P 、Q 四点共圆,Q 、R 在以DP 为直径的圆上(如图).设()1,0D -,又()()3,0P p p ≠,则DP 的中点为1,2p ⎛⎫⎪⎝⎭,DP .以线段DP 为直径的圆的方程为()22212p x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭⎝⎭, 整理得22230x y x py +---=①(也可用圆的直径式方程()()()()1300x x y y p +-+--=化简得. ) 又Q 、R 在C :22230x y x ++-=①上, 由两圆方程作差即①-①得:40x py +=. 所以,切点弦QR 所在直线的方程为40x py +=. 法二(求Q 、R 均满足的同一直线方程即切点弦方程): 设()1,0D -,()11,Q x y ,()22,R x y .由DQ PQ ⊥,可得Q 处的切线上任一点(,)T x y 满足0QT DQ ⋅=(如图), 即切线PQ 方程为()()()()1111100x x x y y y -++--=.整理得()221111110x x y y x y x ++---=.又22111230x y x ++-=,整理得()111130x x y y x +++-=.同理,可得R 处的切线PR 方程为()222130x x y y x +++-=. 又()3,P p 既在切线PQ 上,又在切线PR 上,所以()()11122231303130x py x x py x ⎧+++-=⎪⎨+++-=⎪⎩,整理得11224040x py x py +=⎧⎨+=⎩. 显然,()11,Q x y ,()22,R x y 的坐标都满足直线40x py +=的方程. 而两点确定一条直线,所以切点弦QR 所在直线的方程为40x py +=. 则QR 恒过坐标原点()0,0O .由()2240,14x py x y +=⎧⎪⎨++=⎪⎩消去x 并整理得()22168480p y py +--=. 设()11,Q x y ,()22,R x y ,则122816py y p +=+.点N 纵坐标1224216N y y py p +==+. 因为0p ≠,显然0N y ≠,所以点N 与点()1,0D -,()0,0O 均不重合.(或者由对称性可知,QR 的中点N 点在x 轴上当且仅当点P 在x 轴上,因为0p ≠,点P 不在x 轴上,则点N 也不在x 轴上,所以点N 与D 、O 均不重合.) 因为N 为弦QR 的中点,且()1,0D -为圆心,由圆的性质,可得DN QR ⊥,即DN ON ⊥(如图).所以点N 在以OD 为直径的圆上,圆心为1,02G ⎛⎫- ⎪⎝⎭,半径12r =.因为直线346x y +=分别与x 轴、y 轴交于点E 、F ,所以()2,0E ,30,2F ⎛⎫⎪⎝⎭,52EF =.又圆心1,02G ⎛⎫- ⎪⎝⎭到直线3460x y +-=的距离32d ==. 设NEF 的边EF 上的高为h ,则点N 到直线346x y +=的距离h 的最小值为31122d r -=-=; 点N 到直线346x y +=的距离h 的最大值为31222d r +=+=(如图).则S 的最小值min 1551224S =⨯⨯=,最大值max 1552222S =⨯⨯=.因此,NEF 的面积S 的取值范围是5542⎡⎤⎢⎥⎣⎦,.【点睛】设00(,)P x y 是圆锥曲线外一点,过点P 作曲线的两条切线,切点为A 、B 两点,则 A 、B 两点所在的直线方程为切点弦方程.常见圆锥曲线的切点弦方程有以下结论: 圆222()()x a y b r -+-=的切点弦方程:200()()()()x a x a y b y b r --+--=, 圆220x y Dx Ey F ++++=的切点弦方程: 0000022x x y yx x y y D E F ++++++= 椭圆22221x y a b+=的切点弦方程:00221x x y y a b +=;双曲线22221x y a b-=的切点弦方程:00221x x y y a b -=;抛物线22y px =的切点弦方程为:00()y y p x x =+.特别地,当00(,)P x y 为圆锥曲线上一点时,可看作两切线重合,两切点A 、B 重合,以上切点弦方程即曲线在P 处的切线方程.51.(1)()1,1P --;(2)1;(3)存在点11,44T ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,使得线段TQ 长为定值.理由见解析.【分析】(1)依题意可得四边形PAOB 为正方形,设(),2P x x --,利用平面直角坐标系上两点的距离公式得到方程,计算可得;(2)由221PA PO =-可知当线段PO 长最小时,线段PA 长最小,利用点到线的距离公式求出PO 的最小值,即可得解;(3)设()00,2P x x --,求出以OP 为直径的圆的方程,即可求出公共弦AB 所在直线方程,从而求出动点Q 的轨迹方程,即可得解; 【详解】解:(1)若PA PB ⊥,则四边形PAOB 为正方形, 则P①P 在直线20x y ++=上,设(),2P x x --,则OP =,解得1x =-,故()1,1P --.(2)由221PA PO =-可知当线段PO 长最小时,线段PA 长最小. 线段PO 长最小值即点O 到直线l的距离,故min PO ==所以min 1PA =.(3)设()00,2P x x --,则以OP 为直径的圆的方程为()2222000022224x x x x x y +----⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 化简得()220020x x x x y y -+++=,与221x y +=联立,可得AB 所在直线方程为()0021x x x y -+=,联立()002221,1,x x x y x y ⎧-+=⎨+=⎩得()222000002443024x x x x x x x ++----=, ①Q 的坐标为002200002,244244x x x x x x --++++⎛⎫⎪⎝⎭,可得Q 点轨迹为22111448x y ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,圆心11,44⎛⎫-- ⎪⎝⎭,半径R =.其中原点()0,0为极限点(也可以去掉).故存在点11,44T ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,使得线段TQ 长为定值.【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系、方程思想、数形结合方法、转化方法,考查运算求解能力和应用意识.52.(1;(2)m = 【分析】(1)由两个圆相交,可将两个圆的方程相减求得直线MN 的方程.利用圆心到直线的距离,结合垂径定理即可求得||MN 的值.(2)设()()1122,,,P x y Q x y ,利用向量的坐标运算表示出1,PC PQ .将直线方程与圆的方程联立,化简后由>0∆求得m 的取值范围,并表示出12x x +,12x x ,进而由直线方程表示出12y y .根据平面向量数量积的坐标运算,代入化简计算即可求得m 的值. 【详解】(1)直线MN 的方程为2222(1)(1)410x y x y -+----+=, 即2 2 10x y ++=;故圆1C 的圆心到2210x y ++=的距离d =故||MN == (2)设()()1122,,,P x y Q x y ,则()()1112121,,,PC x y PQ x x y y =--=--,由22,1,y x m x y =+⎧⎨+=⎩化简可得222210x mx m ++-=, 故()222481840,m m m ∆=--=->解得m < 12x x m +=-,2121,2m x x -=所以()()()212121212y y x m x m x x m x x m =++=+++,又()()2211121211212113,,2PC PQ x y x x y y x x y y x y ⋅=--⋅--=--++=, 又22111x y +=故121212x x y y +=-,故()21212122x x m x x m +++=-, 将12x x m +=-,2121,2m x x -=代入可得222112m m m --+=-,解得m =又因为m <所以2m =± 【点睛】本题考查了圆与圆的位置关系及公共弦长度的求法,直线与圆位置关系的综合应用,由韦达定理求参数的值,平面向量数量积的运算,综合性强,计算量大,属于难题.53.(1)()0,0P 或84,55P ⎛⎫- ⎪⎝⎭;(2)圆过定点()0,2,42,55⎛⎫- ⎪⎝⎭;(3)当25b =时,AB 有最小【分析】(1)设()2,P b b -,由MP b ,得出结果;(2)因为A 、P 、M 三点的圆N 以MP 为直径,所以圆N 的方程为()()222242224b b b x b y +-+⎛⎫++-=⎪⎝⎭,化简为()()222220x y b x y y -+++-=,由方程恒成立可知2222020x y x y y -+=⎧⎨+-=⎩,即可求得动圆所过的定点; (3)由圆M 和圆N 方程作差可得直线AB 方程,设点()0,2M 到直线AB 的距离d ,则AB =.【详解】(1)由题可知,圆M 的半径1r =,设()2,P b b -, 因为P A 是圆M 的一条切线,所以90MAP ∠=︒,所以2MP ==,解得0b =或45b =, 所以点P 的坐标为()0,0P 或84,55P ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(2)设()2,P b b -,因为90MAP ∠=︒, 所以经过A 、P 、M 三点的圆N 以MP 为直径, 其方程为()()222242224b b b x b y +-+⎛⎫++-=⎪⎝⎭, 即()()222220x y b x y y -+++-=,由2222020x y x y y -+=⎧⎨+-=⎩, 解得02x y =⎧⎨=⎩或4525x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以圆过定点()0,2,42,55⎛⎫- ⎪⎝⎭.(3)因为圆N 方程为()()222242224b b b x b y +-+⎛⎫++-=⎪⎝⎭, 即()222220x y bx b y b ++-++=①又圆22:430M x y y +-+=①①-①得圆M 方程与圆N 相交弦AB 所在直线方程为 ()22230bx b y b --+-=.点()0,2M 到直线AB的距离d =所以相交弦长AB == 所以当25b =时,AB【点睛】本题考查直线和圆的位置关系,考查定点问题和距离的最值问题,难度较难. 54.(1)k =(2)直线CD 过定点(1,1)- 【分析】(1)由已知结合垂径定理求得圆心到直线的距离,再由点到直线的距离公式列式求得k ; (2)解法1:设切点11(,)C x y ,22(,)D x y ,动点00(,)P x y ,求出两条切线方程,计算出直线CD 的方程,从而得到定点坐标;解法2:由题意可知,O 、P 、C 、D 四点共圆且在以OP为直径的圆上,求出公共弦所在直线方程,再由直线系方程求得定点坐标. 【详解】(1)2AOB π∠=,∴点O 到l 的距离2d r =,k = (2)解法1:设切点11(,)C x y ,22(,)D x y ,动点00(,)P x y ,则圆在点C 处的切线方程为 1111()()0y y y x x x -+-=,所以221111x x y y x y +=+,即112x x y y +=同理,圆在点D 处的切线方程为222x x y y += 又点00(,)P x y 是两条切线的交点, 10102x x y y ∴+=,20202x x y y +=,所以点()11,C x y ,()22,D x y 的坐标都适合方程002x x y y +=, 上述方程表示一条直线,而过C 、D 两点的直线是唯一的, 所以直线CD 的方程为:002x x y y +=. 设(,2)P t t -,则直线CD 的方程为(2)2tx t y +-=, 即()(22)0x y t y +-+=, ∴0220x y y +=⎧⎨+=⎩,解得11x y =⎧⎨=-⎩,故直线CD 过定点(1,1)-.解法2:由题意可知:O 、P 、C 、D 四点共圆且在以OP 为直径的圆上, 设(,2)P t t -,则此圆的方程为:()(2)0x x t y y t -+-+=, 即:22(2)0x tx y t y -+--=, 又C 、D 在圆22:2O x y +=上,两圆方程相减得():220CD l tx t y +--=, 即()(22)0x y t y +-+=, ∴0220x y y +=⎧⎨+=⎩,解得11x y =⎧⎨=-⎩,故直线CD 过定点(1,1)-. 【点睛】本题考查了直线与圆的相交问题,由弦长求直线斜率,只需结合弦长公式计算圆心到直线的距离,然后求得结果,在求直线恒过定点坐标时,一定要先表示出直线方程,然后在求解. 55.(1)22(1)4x y ++=(2y ≠-);(2)证明见解析. 【分析】(1)由题可求出顶点C 的轨迹方程,再利用相关点法可求垂心H 的轨迹方程;(2)利用弦长公式可求||DE ,再利用韦达定理法求||PQ ,由||2||DE PQ =得出2221m k ≥+,然后结合判别式大于零即可证. 【详解】设ABC 的外心为1O ,半径为R ,则有22sin ABR ACB==∠,所以1πcos 13OO R ==即1(0,1)O ,设(,)C x y ,()00,H x y ,有1O C R =,即有22(1)4x y +-=(0y ≠), 由CH AB ⊥,则有0x x =,由AH BC ⊥,则有(00(0AH BC x x y y ⋅=+=,所以有(220(3(1)12x x x y y y yy y---=-===-,则有()220014x y ++=(02y ≠-),所以ABC 垂心H 的轨迹方程为22(1)4x y ++=(2y ≠-); (2)记点(0,1)-到直线l 的距离为d ,则有d =所以||DE==,设()11,P x y,()22,Q x y,联立2221y kx mx y=+⎧⎨+=⎩,有()2222210k x kmx m+++-=,所以()224220k m∆=+->,||PQ==由||2||DE PQ=,可得()()()()()2222222222222418141(1)8412222k m k km mk k kk k++++-=-≤-+++++,所以()22222248(1)212m mk kk++≤+++,即有()()()22222224181(1)22k k mmk k+++≤+++,所以()()()22222222418122(1)22k k mm mk k+++--≥-++,即22222222222221(1)101222k k m k mm mk k k k⎛⎫-=-⇒-≥⇒≥+⎪+++⎝⎭又0∆>,可得2212km<+,所以222112kk+<+,解得22k>,故||k>56.(1)2212xy+=;(2)10x y±-=.【分析】(1)利用22sin cos1θθ+=求得点C的轨迹E的方程.(2)设直线l的方程为1x my=-,联立直线l的方程和曲线E的方程,化简写出根与系数关系,求得MN、PQ,由1PQMN=求得m的值,从而求得直线l的方程.【详解】 (1)设(),C x y ,则,sin x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即cos sin yθθ⎧=⎪⎨⎪=⎩, 所以2212x y +=,所以E 的方程为2212x y +=.(2)由题意知,直线l 的斜率不为0,设直线:1l x my =-,()()()1122,,,,,p p M x y N x y P x y .联立2221,1x y x my ⎧+=⎨=-⎩,消去x ,得()22+2210m y my --=,此时()281m ∆=+0>,且12222m y y m +=+,12212y y m =-+又由弦长公式得MN =整理得2212m MN m ++. 又122+=22p y y m y m =+,所以2212p p x my m -=-=+,所以222222p m PQ x m ++=+,所以1PQMN =, 所以21m =,即1m =±.综上,当1m =±,即直线l 的斜率为±1时,MN PQ =, 此时直线l 为10x y ±-=. 【点睛】求解直线和圆锥曲线相交所得弦长,往往采用设而不求,整体代入的方法来求解.。
解析几何复习题-数学试题(一)选择题1、从点P(m, 3)向圆(x + 2)2 + (y +2)2 = 1引切线, 则一条切线长的最小值为A.B.5 C.D.2、若曲线x2-y2 = a2与(x-1)2 + y2 = 1恰有三个不同的公共点, 则a的值为A.-1 B.0 C.1 D.不存在3、曲线有一条准线的方程是x = 9, 则a的值为A.B.C.D.4、参数方程所表示的曲线是A.椭圆的一部分B.双曲线的一部分C.抛物线的一部分, 且过点D.抛物线的一部分, 且过点5、过点(2, 3)作直线l, 使l与双曲线恰有一个公共点, 这样的直线l共有A.一条B.二条C.三条D.四条6、定义离心率为的椭圆为“优美椭圆”, 设(a > b > 0)为“优美椭圆”, F、A分别是它的左焦点和右顶点, B是它的短轴的一个端点, 则ÐABF为A.60° B.75° C.90° D.120°7、在圆x2 + y2 = 5x内, 过点有n条弦的长度成等差数列, 最小弦长为数列的首项a, 最大弦长为an, 若公差, 则n的取值集合为A.B.C.D.8、直线与圆x2 + y2 = 1在第一象限内有两个不同的交点, 则m的取值范围是A.1 < m < 2 B.C.D.9、极坐标方程表示的曲线是A.椭圆B.抛物线C.圆D.双曲线10、设a, b, c是ABC中ÐA, ÐB, ÐC所对边的边长, 则直线sinA·x + ay + c = 0与bx-sinB·y + sinC = 0的位置关系是A.平行B.重合C.垂直D.相交但不垂直(二)填空题11、有下列命题:(1)到两个定点的距离的和等于常数的点的轨迹是椭圆;(2)到两个定点的距离的和等于差的绝对值为常数的点的轨迹为双曲线;(3)到定直线和定点F(-c, 0)的距离之比为(c > a > 0)的点的轨迹为双曲线;(4)到定点。
高中数学专题复习《平面解析几何初步直线圆的方程等》单元过关检测经典荟萃,匠心巨制!独家原创,欢迎下载!注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 评卷人得分一、选择题1.1 .(2020年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理)试题(WORD 版))使得()13nx n N nx x +⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭的展开式中含有常数项的最小的为 ( )A .4B .5C .6D .72.在平面直角坐标系xOy 中,直线3450x y +-=与圆224x y +=相交于A 、B 两点,则弦AB 的长等于( ) A .33B .23C .3D .1(2020广东文)(解析几何)3.已知直线x=a (a>0)和圆(x -1)2+y 2=4相切,那么a 的值是( ) A .5 B .4C .3D .2(2020全国文3)4.设R n m ∈,,若直线02)1()1(=-+++y n x m 与圆1)1()1(22=-+-y x 相切,则m+n 的取值范围是(A )]31,31[+- (B )),31[]31,(+∞+⋃--∞(C )]222,222[+- (D )),222[]222,(+∞+⋃--∞5.下列说法正确的是 . [答]( ) (1)若直线l 的倾斜角为α,则0απ≤<;(2)若直线l 的一个方向向量为(,)d u v =,则直线l 的斜率v k u=; (3)若直线l 的方程为220(0)ax by c a b ++=+≠,则直线l 的一个法向量为(,)n a b =.A .(1)(2) B. (1)(3) C.(2)(3) D.(1)(2)(3)6.直线1:2l y k x ⎛⎫=+⎪⎝⎭与圆22:1C x y +=的位置关系为( ). A.相交或相切 B.相交或相离 C.相切 D.相交7.圆x 2+y 2+2x +6y +9=0与圆x 2+y 2-6x +2y +1=0的位置关系是 ( )A .相交B .相外切C .相离D .相内切8.圆224460x y x y +-++=截直线50x y --=所得弦长为( ) A、6 B、522C、1 D、59.已知点(1,2),(3,1)A B ,则线段AB 的垂直平分线的方程是( ) A 、425x y += B 、425x y -= C 、25x y += D 、25x y -=10. 直线l 过点(-1,2)且与直线垂直,则l 的方程是 A .3210x y +-= B.3270x y ++=C. 2350x y -+=D.2380x y -+=第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明评卷人得分二、填空题11.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C 与x 轴交于A (1,0),B (3,0)两点,且与直线x -y -3=0相切,则圆C 的半径为 ▲ . 解析:可设圆心为(2,b ),半径r =b 2+1,则|-1-b |2=b 2+1,解得b =1.故r =2.12. 已知从点(2,1)-发出的一束光线,经x 轴反射后,反射光线恰好平分 圆:222210x y x y +--+=的圆周,则反射光线所在的直线方程为 13.圆2240x y x +-=在点(1,3)P 处的切线方程为 ▲ .14.如果直线210mx y ++=与20x y +-=互相垂直,那么实数m = ▲ .15.两圆221:2220C x y x y +++-=与222:4210C x y x y +--+=的公切线有且仅有_____条。
解析几何大题及答案解析几何是数学中的一个重要分支,研究的是空间图形的性质和变换。
在高中数学中,解析几何是一个关键的考点,也是学生容易遇到的难点之一。
本文将解析几何中的几个大题进行解析,并给出详细的答案。
一、平面直角坐标系与向量1. 设平面上一直线的方程为3x-y+4=0,求该直线的斜率及与坐标轴的交点坐标。
答案:首先将直线的方程转化为斜截式的形式,即y=3x+4。
由此可得该直线的斜率为3。
与x轴的交点坐标可通过令y=0,解得x=-4/3;与y轴的交点坐标可通过令x=0,解得y=4。
因此,该直线与x轴的交点坐标为(-4/3,0),与y轴的交点坐标为(0,4)。
2. 已知平面内的向量a=(4,3),求向量2a的模和方向角。
答案:向量2a=(2*4,2*3)=(8,6)。
模可以通过向量的标准模公式计算:|2a|=√((8)^2+(6)^2)=√100=10。
方向角可以通过向量的方向角公式计算:tanθ=y/x=6/8=3/4,所以θ=arctan(3/4)。
因此,向量2a的模为10,方向角为arctan(3/4)。
二、直线的方程与位置关系1. 设直线L1过点A(1,3)且与直线L2:2x+3y-7=0相交于点B,求线段AB的中点坐标。
答案:首先求直线L1的方程,由过点A(1,3),设斜率为k,则直线L1的方程为y-3=k(x-1)。
将直线L2的方程与直线L1的方程联立,可求出点B的坐标。
解方程组得到B的坐标为(-1,3)。
线段AB的中点坐标可以通过两点坐标的平均值计算:((1+(-1))/2,(3+3)/2)=(0,3)。
因此,线段AB的中点坐标为(0,3)。
2. 设直线L1:x+2y-3=0与直线L2:2x-y-1=0相交于点A,直线L1与直线L3:2x+3y-4=0平行,求直线L3的方程。
答案:由直线L1与直线L2的方程可解得直线L1与直线L2的交点A的坐标为(1,1)。
由直线L1与直线L3平行可得其斜率相等,即2=3k,解得k=2/3。
21.(本小题满分12分)[2017皖南八校]如图,点()2,0A -,()2,0B 分别为椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左右顶点,,,P M N 为椭圆C 上非顶点的三点,直线,AP BP 的斜率分别为12,k k ,且1214k k =-,AP OM ∥,BP ON ∥.(1)求椭圆C 的方程;(2)判断OMN △的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.【答案】(1)22:14x C y +=;(2)定值1. 【解析】(1)221,11442,AP BPb k k b a a ⎫=⎪=-⇒⇒=⎬⎪=⎭g ,椭圆22:14x C y +=.(2)设直线MN 的方程为y kx t =+,()11,M x y ,()22,N x y ,()22222,4184401,4y kx t k x ktx t x y =+⎧⎪⇒+++-=⎨+=⎪⎩, 122841kt x x k +=-+,21224441t x x k -=+,()()1212121212121211404044y y k k y y x x kx t kx t x x x x ⋅=-⇒⋅=-⇒+=⇒+++=, ()()22121241440kx x kt x x t ++++=,()2222222448414402414141t ktk kt t t k k k ⎛⎫-+-+=⇒-= ⎪++⎝⎭,MN ====,d =,1S ===. ∴OMN △的面积为定值1.20.(本小题满分12分)[2017平安一中]上顶点B 是抛物线24x y =的焦点. (1)求椭圆M 的标准方程;(2)若P 、Q 是椭圆M 上的两个动点,且OP ⊥OQ (O 是坐标原点),由点O 作OR ⊥PQ 于R ,试求点R 的轨迹方程.【答案】(1【解析】(1① 又1b =······②所以椭圆M(2)(i )若直线PQ ∥x 轴,设直线:PQ y m =OP ⊥OQ (ii )若直线PQ 不平行x 轴,设直线:PQ x ty n =+()t R n R ∈∈,,联立椭圆M 的方程消x 得222(2)2(2)0t y tny n +++-=,设11()P x y ,,22()Q x y ,,OP ⊥OQ 得0OP OQ ⋅=u u u r u u u r ,即12120x x y y +=, 即1212()()0ty n ty n y y +++=······⑤又原点O 到直线PQ 所以动点R20.(本小题满分12分)[2017郑州一中]已知圆M :222()0x y r r +=>与直线1l :40x +=相切,设点A 为圆上一动点,AB x ⊥轴于B ,且动点N 满足2AB NB =u u u r u u u r ,设动点N 的轨迹为曲线C . (1)求曲线C 的方程;(2)直线l 与直线1l 垂直且与曲线C 交于P ,Q 两点,求OPQ △面积的最大值.【答案】(1)2214x y +=;(2)1. 【解析】(1)设动点()N x y ,,00()A x y ,,因为AB x ⊥轴于B ,所以0(0)B x ,, 设圆M 的方程为222:x y M r +=, 由题意得2r ==, 所以圆M 的方程为22:4x M y +=.由题意,2AB NB =u u u r u u u r,所以00(0)2()y x x y -=--,,, 所以,即002x xy y =⎧⎨=⎩,将(2)A x y ,代入圆22:4x M y +=,得动点N 的轨迹方程2214x y +=.(2)由题意设直线l :0x m +=,设直线l 与椭圆2214x y +=交于11()P x y ,,22()Q x y ,,联立方程2244y m x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,得2213440x m ++-=, 222192413(44)16(13)0m m m ∆=-⨯-=-+>,解得2 13m <,12x ==,又因为点O 到直线l 的距离||2m d =,122||PQ x x =-=。
1. 已知椭圆C :14522=+y x 的左右焦点分别为21,F F(1)若P 是椭圆上的一点,且∠︒=3021PF F ,求△的面积;(2)过椭圆的左焦点作一条倾斜角为45°的直线l 与椭圆交于A.B 两点,求AB 的长.2.已知点P 为圆A:8)1(22=++y x 的动点,点B (1,0),线段PB 的垂直平分线与半径PA 相交于点M ,记点M 的轨迹为C 。
(1)求曲线C 的方程;(2)当P 在第一象限,且322cos =∠BAP 时,求点M 的坐标3.已知椭圆E :)0(,12222>>=+b a by a x 的离心率为21,点A,B 分别为椭圆E 的左右顶点,点C 在E 上,且△ABC 面积的最大值为32, 求(1)椭圆E 的方程;(3)设F 为E 的左焦点,点D 在直线x=-4上,过F 作DF 的垂线交椭圆E 与M,N 两点。
证明:直线OD 平分线段MN 。
4. 已知椭圆)0(,12222>>=+b a by a x 的左右焦点分别为21,F F ,A为上顶点,P 为椭圆上任一点(与左右顶点不重合)。
(1)若21AF AF ⊥,求椭圆的离心率; (2)若P (-4,3),且021=∙PF PF ,求椭圆的方程;(3)若存在一点P 使∠21PF F 为钝角,求椭圆的离心率的取值范围。
21PF F5. 如图,A,B,C 是椭圆M :上的三点,其中A 是椭圆的右顶点,BC 过椭圆M 的中心,且满足AC ⊥BC,BC=2AC. (1) 求椭圆M 的离心率(2)若y 轴被△ABC 的外接圆所截得的弦长为9,求椭圆M 的方程。
6. 设椭圆C :)0(,1222>=+a y a x 的两个焦点)0,(),0,-(21c F c F (c>0),且椭圆C 与圆222c y x =+有公共点。
(1)求a 的取值范围;(2)若椭圆上的点到焦点的最短距离是2-3,求椭圆的方程。
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解析几何习题一、选择题(本大题共12个小题在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1. 平面上有两个定点A 、B 及动点P ,命题甲:“|P A |-|PB |是定值”,命题乙“点P 的轨迹是以A 、B 为焦点的双曲线”,则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件2. 如果双曲线经过点(6,3),且它的两条渐近线方程是y =±13x ,那么双曲线方程是( )A.x 236-y 29=1B.x 281-y 29=1C.x 29-y 2=1 D.x 218-y 23=1 3. 点(a ,b )关于直线x +y +1=0的对称点是( ) A .(-a -1,-b -1) B .(-b -1,-a -1) C .(-a ,-b ) D .(-b ,-a ) 4. 直线l 经过点A (1,2),在x 轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是( )A .-1<k <15B .k >1或k <12C .k >15或k <1D .k >12或k <-15. 椭圆x 29+y 24+k 1的离心率为45,则k 的值为( )A .-21B .21C .-1925或21 D.1925或216. 已知△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是( )A .2 3B .6C .4 3D .127. 已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线均和圆C :x 2+y 2-6x +5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C 的圆心,则该双曲线的方程为 ( ) A.x 25-y 24=1 B.x 24-y 25=1 C.x 23-y 26=1 D.x 26-y23=1 8. 设双曲线的一个焦点为F ,虚轴的一个端点为B ,如果直线FB 与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为( ).A. 2B. 3C.3+12D.5+129. 若不论k 为何值,直线y =k (x -2)+b 与曲线x 2-y 2=1总有公共点,则b 的取值范围是( )A .(-3,3)B .[-3,3]C .(-2,2)D .[-2,2] 10. 已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )A.172 B .3 C. 5 D.9211. 已知F (c,0)是椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的一个焦点,F 与椭圆上点的距离的最大值为m ,最小值为n ,则椭圆上与点F 的距离为m +n2的点是( )A .(c ,±b 2a )B .(c ,±ba) C .(0,±b ) D .不存在12. A (x 1,y 1),B ⎝⎛⎭⎫22,53,C (x 2,y 2)为椭圆x 29+y225=1上三点,若F (0,4)与三点A 、B 、C 的距离为等差数列,则y 1+y 2的值为( )A.43B.103C.163D.223 二、填空题(本大题共4小题,将正确的答案填在题中横线上)13. 设P 是双曲线x 2a 2-y29=1上一点,双曲线的一条渐近线方程为3x -2y =0,F 1、F 2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF 1|=3,则|PF 2|等于________.14. 平行线l 1:3x -2y -5=0与l 2:6x -4y +3=0之间的距离为________.15. 在Rt △ABC 中,AB =AC =1,如果一个椭圆通过A ,B 两点,它的一个焦点为点C ,另一个焦点在AB 上,则这个椭圆的离心率为________.16. 点P 是双曲线x 24-y 2=1上的一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点,则点M 的轨迹方程是________.三、解答题(本大题共5个小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17. 已知直线l 过点P (3,2),且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A 、B 两点,如右图所示,求△ABO 的面积的最小值及此时直线l 的方程.18. 已知椭圆4x 2+y 2=1及直线y =x +m .(1)当直线和椭圆有公共点时,求实数m 的取值范围. (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程.19. 已知直线y =-12x +2和椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)相交于A 、B 两点,M 为线段AB 的中点,若|AB |=25,直线OM 的斜率为12,求椭圆的方程.20. 在面积为1的△PMN 中,tan ∠PMN =12,tan ∠MNP =-2,建立适当的坐标系,求以M ,N 为焦点且过点P 的双曲线方程.21. 设抛物线C :y 2=4x ,F 为C 的焦点,过F 的直线L 与C 相交于A 、B 两点. (1)设L 的斜率为1,求|AB |的大小;(2)求证:OA →·OB →是一个定值.解析几何习题答案一、选择题1. 解析 当|PA |-|PB |=|AB |时,点P 的轨迹是一条射线,故甲⇒/ 乙,而乙⇒甲,故选B.2. 解析 设双曲线方程为⎝⎛⎭⎫13x +y ⎝⎛⎭⎫13x -y =λ将点(6,3)代入求出λ即可.答案C.3. 解析 设对称点为(x ′,y ′),则⎩⎨⎧y ′-bx ′-a-1 =-1,x ′+a 2+y ′+b2+1=0,解得:x ′=-b -1,y ′=-a -1. 答案 B4. 解析 设直线的斜率为k ,则直线方程为y -2=k (x -1),直线在x 轴上的截距为1-2k,令-3<1-2k<3,解不等式可得.也可以利用数形结合.答案 D5. 解析 若a 2=9,b 2=4+k ,则c = 5-k ,由c a =45即5-k 3=45,得k =-1925;若a 2=4+k ,b 2=9,则c = k -5,由c a =45,即k -54+k =45,解得k =21.答案 C6. 解析 由椭圆的定义知:|BA |+|BF |=|CA |+|CF |=2a ,∴周长为4a =43(F 是椭圆的另外一个焦点).答案 C7. 解析 圆心的坐标是(3,0),圆的半径是2,双曲线的渐近线方程是bx ±ay =0,根据已知得3b a 2+b 2=2,即3b 3=2,解得b =2,则a 2=5,故所求的双曲线方程是x 25-y 24=1.答案 A8. 解析 设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),F (c,0),B (0,b ),则k BF =-bc,双曲线的渐近线方程为y =±b a x ,∴-b c ·b a =-1,即b 2=ac ,c 2-a 2=ac ,∴e 2-e -1=0,解得e =1±52.又e >1,∴e =5+12. 答案 D9. 解析 由直线过点(2,b ),因为x =2时,y 2=x 2-1=3,所以y =±3,所以b ∈[-3,3]. 答案B10. 解析 由抛物线的定义知,点P 到该抛物线的距离等于点P 到其焦点的距离,因此点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和即为点P 到点(0,2)的距离与点P 到焦点的距离之和,显然,当P 、F 、(0,2)三点共线时,距离之和取得最小值,最小值等于 ⎝⎛⎭⎫0-122+2-0 2=172. 答案 A 11. 解析 在椭圆中,m +n 2=(a +c )+(a -c )2=a ,而a 2=b 2+c 2,所以短轴端点(0,±b )与F的距离为a .12.解析 |AF |a 2c -y 1=c a ,即|AF |=5-45y 1,|CF |a 2c-y 2=c a ,即|CF |=5-45y 2,|BF |=8+499=113.由题意知2|BF |=|AF |+|CF |,所以5-45y 1+5-45y 2=223,所以y 1+y 2=103答案] B二、填空题13.解析 由渐近线方程y =32x ,且b =3,得a =2,由双曲线的定义,得|PF 2|-|PF 1|=4,又|PF 1|=3,∴|PF 2|=7. 答案 714.解析 直线l 2变为:3x -2y +32=0,由平行线间的距离公式得:d =⎪⎪⎪⎪-5-3232+22=132.15.解析设另一个焦点为F ,如图所示,∵|AB |=|AC |=1,△ABC 为直角三角形,∴1+1+2=4a ,则a =2+24,设|FA |=x ,∴⎩⎨⎧x +1=2a ,1-x +2=2a ,∴x =22,∴1+⎝⎛⎭⎫222=4c 2,∴c =64,e =c a =6- 3. 答案 6- 3.16. 解析 设P (x 0,y 0),M (x ,y ),由中点坐标公式可得x 0=2x ,y 0=2y ,代入双曲线方程得(2x )24-(2y )21=1,即x 2-4y 2=1.[答案 x 2-4y 2=1 三、解答题(本大题共6个小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17. 解 设A (a,0),B (0,b ),(a >0,b >0),则直线l 的方程为x a +yb=1,∵l 过点P (3,2),∴3a +2b=1.∴1=3a +2b ≥2 6ab,即ab ≥24.∴S △ABO =12ab ≥12.当且仅当3a =2b,即a =6,b =4.△ABO 的面积最小,最小值为12.此时直线l 的方程为:x 6+y4=1.即2x +3y -12=0.18. 解 (1)联立⎩⎪⎨⎪⎧4x 2+y 2=1y =x +m ,得5x 2+2mx +m 2-1=0.因为直线与椭圆有公共点.所以Δ=4m 2-20(m 2-1)≥0,解得-52≤m ≤52.(2)设直线与椭圆交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由(1)知,5x 2+2mx +m 2-1=0,由韦达定理,得x 1+x 2=-2m 5,x 1x 2=15(m 2-1).所以|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=2(x 1-x 2)2=2[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2[4m 225-45(m 2-1)]=2510-8m 2, 所以当m =0时,|AB |最大,此时直线方程为y =x . 19. 解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0).则⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b2=1, ①x 22a 2+y22b 2=1, ②①-②得:y 2-y 1x 2-x 1=-b 2a 2x 1+x 2y 1+y 2.∴k AB =-b 2a 2×x 0y 0=-12.③又k OM =y 0x 0=12,④由③④得a 2=4b 2.由⎩⎨⎧y =-12x +2,x 24b 2+y 2b2=1得:x 2-4x +8-2b 2=0, ∴x 1+x 2=4,x 1·x 2=8-2b 2. ∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=52x 1+x 22-4x 1x 2 =5216-32+8b 2 =528b 2-16 =2 5.解得:b 2=4.故所求椭圆方程为:x 216+y 24=1.20. 解析 以MN 所在直线为x 轴,MN 的中垂线为y 轴建立直角坐标系,设P (x 0,y 0),M (-c,0),N (c,0)(y 0>0,c >0),如图所示,则有⎩⎪⎨⎪⎧ y 0x 0+c =12,y 0x 0-c =2,12×2c ×y 0=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=536,y 0=233,c =32,设双曲线的方程为x 2a 2-y 234-a 2=1,将P (536,233)代入,可得a 2=512,所以所求双曲线的方程为x 2512-y213=1.21. (1)解 ∵F (1,0),∴直线L 的方程为y =x -1,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,y 2=4x得x 2-6x +1=0,∴x 1+x 2=6,x 1x 2=1. ∴|AB |=x 2-x 12+y 2-y 12=2·x 1+x 22-4x 1x 2 =2·36-4=8.(2)证明 设直线L 的方程为x =ky +1, 由⎩⎪⎨⎪⎧x =ky +1,y 2=4x得y 2-4ky -4=0. ∴y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-4, OA →=(x 1,y 1),OB →=(x 2,y 2). ∵OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =(ky 1+1)(ky 2+1)+y 1y 2 =k 2y 1y 2+k (y 1+y 2)+1+y 1y 2=-4k 2+4k 2+1-4=-3. ∴OA →·OB →是一个定值.。
高考解析几何大题高考解析几何大题:1. 说明:本题涉及三角形的面积计算和相似三角形的性质。
要求:给定一个平面内的三角形ABC,点D、E分别位于边AC、BC上,且满足AD:DC = 1:2,BE:EC = 1:3。
已知△BED与△ABC相似,且其面积为8平方厘米,求△ABC的面积。
解析:根据已知条件可知,△ABC与△BED相似,则△ABC与△EDC也相似。
因此,设△ABC和△EDC的对应边长分别为a和3a。
根据相似三角形的性质,有:∴△ABC的面积 : △EDC的面积 = a² : (3a)² = 1 : 9。
已知△EDC的面积为8平方厘米,代入上述比例关系,得到:△ABC的面积 = 9 × 8 = 72(平方厘米)。
2. 说明:本题涉及平行线、相似三角形的性质和比例关系的运用。
要求:平面内给定一组平行线l、m和n,其中l与m的距离为d₁,l与n的距离为d₂,且d₁:d₂ = 5:9。
现有一个等腰直角三角形ABC,BC边上有一点P,该点到距离m的距离为h₁,到距离n的距离为h₂,求证:h₁:h₂ = 25:81。
解析:由于△ABC是等腰直角三角形,所以AD ⊥ BC,其中D为BC的中点。
假设直线l经过B点,与AD交于点E,则E为线段AD的中点。
根据相似三角形的性质,可得△ABE ∽△BCD。
因此,h₁:h₂ = AD:DC = AE:DB = 5:4。
又已知d₁:d₂ = 5:9。
由于△ABE ∽△BCD,所以BE:BC = AE:AD = 5:4。
由此可得:BE:BC = h₁:h₂ = d₁:d₂ × AE:AD = 5:9 × 5:4 = 25:81。
所以,h₁:h₂ = 25:81。
[必刷题]2024高三数学下册解析几何专项专题训练(含答案)试题部分一、选择题:1. 在直角坐标系中,点A(2,3)关于原点O的对称点坐标是()A. (2,3)B. (2,3)C. (2,3)D. (3,2)2. 已知直线l的斜率为1,且过点P(1,2),则直线l的方程为()A. x+y3=0B. xy+3=0C. x+y+3=0D. xy3=03. 圆C的方程为x^2+y^2=4,点D(3,0)在圆外,则直线CD的斜率为()A. 1B. 1C. 3D. 34. 下列关于椭圆的方程中,离心率最小的是()A. x^2/4 + y^2/9 = 1B. x^2/9 + y^2/4 = 1C. x^2/16 + y^2/25 = 1D. x^2/25 + y^2/16 = 15. 设双曲线x^2/a^2 y^2/b^2 = 1的渐近线方程为y=kx,则k 的值为()A. a/bB. b/aC. a/bD. b/a6. 在平面直角坐标系中,点A(1,2)到直线y=3x+1的距离为()A. 2B. 3C. 4D. 57. 已知抛物线y^2=8x的焦点坐标为()A. (2,0)B. (2,0)C. (0,2)D. (0,2)8. 若直线y=2x+3与圆(x1)^2+(y2)^2=16相交,则交点的个数为()A. 0B. 1C. 2D. 39. 在等轴双曲线x^2 y^2 = 1上,点P到原点的距离为2,则点P的坐标为()A. (1,1)B. (1,1)C. (1,1)D. (1,1)10. 已知点A(2,3)和点B(2,1),则线段AB的中点坐标为()A. (0,2)B. (0,4)C. (2,2)D. (2,4)二、判断题:1. 直线y=2x+1的斜率为2,截距为1。
()2. 两个圆的半径分别为1和2,圆心距为3,则这两个圆相交。
()3. 椭圆的离心率越大,其形状越接近圆。
()4. 抛物线的焦点到准线的距离等于其焦距的一半。
解析几何专题练习一、选择题 1.已知直线l 1:(k -3)x +(4-k)y +1=0与l 2:2(k -3)x -2y +3=0平行,则k 的值是A .1或3B .1或5C .3或5D .1或2 2.过点(2,4)作直线与抛物线y 2=8x 只有一个公共点,这样的直线有 A .1条 B .2条 C .3条 D .4条3.双曲线x 26-y 23=1的渐近线与圆(x -3)2+y 2=r 2(r >0)相切,则r =A. 3 B .2 C .3 D .6 4.“b a =”是“直线2+=x y 与圆()()222=-+-b x a x 相切”的 A .充分不必要条件 B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件5.椭圆31222yx+=1的一个焦点为F 1,点P 在椭圆上.如果线段PF 1的中点M在y 轴上,那么点M 的纵坐标是A .±43B .±23C .±22D .±43二、填空题 6.经过圆0222=++yx x 的圆心C ,且与直线x+y=0垂直的直线方程是___ .7.由直线2+=x y 上的点向圆()()22421x y -++= 引切线,则切线长的最小值为___. 8.若双曲线221x ky +=的离心率是2,则实数k 的值是______.9.已知圆C的参数方程为cos ,(1sin .x y ααα=⎧⎨=+⎩为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为sin 1ρθ=,则直线l 与圆C的交点的直角坐标为 .10.在平面直角坐标系中,如果x 与y 都是整数,就称点(,)x y 为整点,下列命题中正确的是__________(写出所有正确命题的编号).①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点=+不经过任何整点②如果k与b都是无理数,则直线y kx b③直线l经过无穷多个整点,当且仅当l经过两个不同的整点=+经过无穷多个整点的充分必要条件是:k与b都是有理数④直线y kx b⑤存在恰经过一个整点的直线三、解答题11.在△ABC中,已知点A(5,-2)、B(7,3),且边AC的中点M在y轴上,边BC的中点N在x轴上.(1)求点C的坐标;(2)求直线MN的方程.12.求过两点A(1,4)、B(3,2),且圆心在直线y=0上的圆的标准方程.并判断点M1(2,3),M2(2,4)与圆的位置关系.13.已知圆x2+y2-4ax+2ay+20(a-1)=0.(1)求证对任意实数a,该圆恒过一定点;(2)若该圆与圆x2+y2=4相切,求a的值.14.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5,过A作AB垂直于y轴,垂足为B,OB的中点为M.(1)求抛物线方程;(2)过M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标.15.已知双曲线的中心在原点,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10). (1)求双曲线方程;(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:MF 1⊥MF 2; (3)求△F 1MF 2的面积.16.已知直线l 过点P (1,1), 并与直线l 1:x -y+3=0和l 2:2x+y -6=0分别交于点A 、B ,若线段AB 被点P 平分,求: (1)直线l 的方程;(2)以O 为圆心且被l 截得的弦长为558的圆的方程.17.已知点A 的坐标为)4,4(-,直线l 的方程为3x +y -2=0,求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;… (2)直线l 关于点A 的对称直线l '的方程.18.已知圆221:(4)1Cx y -+=,圆222:(2)1C x y +-=,动点P到圆1C ,2C 上点的距离的最小值相等.】 (1)求点P 的轨迹方程;(2)点P 的轨迹上是否存在点Q ,使得点Q 到点(22,0)A -的距离减去点Q 到点(22,0)B 的距离的差为4,如果存在求出Q 点坐标,如果不存在说明理由.19.已知椭圆1C 、抛物线2C 的焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 的顶点均为原点O ,从每条曲线上取两个点,将其坐标记录于下表中:x3-2 42y32--422(1)求12C C 、的标准方程;(2)请问是否存在直线l 满足条件:①过2C 的焦点F ;②与1C 交不同两点,M N 、且满足OM ON ⊥?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.20.已知椭圆()22220y xC a b a b:+=1>>的离心率为63,过右顶点A 的直线l 与椭圆C 相交于A 、B 两点,且(13)B --,.(1)求椭圆C 和直线l 的方程;(2)记曲线C 在直线l 下方的部分与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .若曲线2222440xmx y y m -+++-=与D 有公共点,试求实数m 的最小值.参考答案一、选择题 1—5 CBAAA 二、填空题 6.x-y+1=0 7. 318.13-9. (1,1),(1,1)- 10. ①,③,⑤三、解答题11.解:(1)设点C(x ,y),由题意得5+x 2=0,3+y2=0,得x =-5,y =-3.故所求点C 的坐标是(-5,-3).(2)点M 的坐标是⎝⎛⎭⎪⎫0,-52,点N 的坐标是(1,0),直线MN 的方程是y -0-52-0=x -10-1, 即5x -2y -5=0.12. 解:根据圆的标准方程,只要求得圆心坐标和圆的半径即可.因为圆过A 、B 两点,所以圆心在线段AB 的垂直平分线上.由k AB =4-21-3=-1,AB 的中点为(2,3),故AB 的垂直平分线的方程为y -3=x -2, 即x -y +1=0.又圆心在直线y =0上, 因此圆心坐标是方程组 ⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0y =0的解,即圆心坐标为(-1,0). 半径r =-1-12+0-42=20, 所以得所求圆的标准方程为(x +1)2+y 2=20.因为M 1到圆心C(-1,0)的距离为2+12+3-02=18,|M 1C|<r ,所以M 1在圆C 内;而点M 2到圆心C 的距离|M 2C|=2+12+4-02=25>20,所以M 2在圆C 外.13. 解:(1)将圆的方程整理为(x 2+y 2-20)+a(-4x +2y +20)=0,令⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-20=0,-4x +2y +20=0可得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2,所以该圆恒过定点(4,-2).(2)圆的方程可化为(x -2a)2+(y +a)2=5a 2-20a +20=5(a -2)2,所以圆心为(2a ,a),半径为5|a -2|.若两圆外切,则2a -02+a -02=2+5|a -2|,即5|a|=2+5|a -2|,由此解得a =1+55.若两圆内切,则2a 2+a 2=|2-5|a -2||,即5|a|=|2-5|a -2||,由此解得a =1-55或a =1+55(舍去).综上所述,两圆相切时,a =1-55或a =1+55.14. 解:(1)抛物线y 2=2px 的准线x =-p 2,于是,4+p2=5,∴p =2.∴抛物线方程为y 2=4x.(2)∵点A 的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2).又∵F(1,0),∴k FA =43.又MN ⊥FA ,∴k MN =-34,则FA 的方程为y =43(x -1),MN 的方程为y -2=-34x ,解方程组),1(34),432(-=-=-x y x y 得.54),58(==y x ∴N )54,58(. 15. 解:(1)由e =2⇒ca=2⇒c 2=2a 2⇒a 2=b 2.设双曲线方程为x 2-y 2=λ, 将点(4,-10)代入得:λ=6, 故所求双曲线方程为x 2-y 2=6.(2)∵c 2=12,∴焦点坐标为(±23,0) 将M(3,m)代入x 2-y 2=6得:m 2=3.当m =3时,MF 1→=(-23-3,-3), MF2→=(23-3,-3)∴MF1→·MF 2→=(-3)2-(23)2+(-3)2=0, ∴MF 1⊥MF 2,当m =-3时,同理可证MF 1⊥MF 2.(3)S △F 1MF 2=12·|2c|·|m|=12·43·3=6.16. 解:(1)依题意可设A )n ,m (、)n 2,m 2(B --,则 ⎩⎨⎧=--+-=+-06)n 2()m 2(203n m , ⎩⎨⎧=+-=-023n m n m ,解得1m -=,2n =. 即)2,1(A -,又l 过点P )1,1(,易得AB 方程为03y 2x =-+.(2)设圆的半径为R ,则222)554(d R +=,其中d 为弦心距,53d=,可得5R 2=,故所求圆的方程为5yx22=+.17.解:(1)设点A ′的坐标为(x ′,y ′)。
一、单项选择题(以下四个选项中只有一个是正确答案,请将其代号填在后面横线上,选错或未选均不得分,每小题2分,共20分)1、当两向量a ,b 有等式a b a b +=-成立时,向量a ,b 满足的条件是 . A a ,b 同向 B a ,b 反向 C 2a =2b D a b ⊥2、已知向量a ,b不共线,若7ka b +与4a b +线性相关,则k 等于 .A 4B 7C 28D -283、当两平面523140x y z +++=与28100x my z +-+=垂直时,m 应为 .A 2B 7C 7-D 14 4、直线16:23x y L y z -=⎧⎨+=⎩与2158:121x y z L --+==-的夹角为 . A 6π B 4π C 3π D 2π5、直线23743x t y t z t =-+⎧⎪=--⎨⎪=⎩与平面422100x y z --+=位置关系是 .A 平行B 垂直C 相交D 直线在平面上6、空间两直线111111c c z b b y a a x -=-=-与222222c c z b b y a a x -=-=-(其中222111::::c b a c b a ≠)的位置关系是 .A 异面B 平行C 相交D 重合7、方程0222222=-+c z b y a x ()+∈R c b a ,,所表示的曲面是 . A 柱面 B 锥面 C 椭球面 D 双曲面8、二次曲线()0,=y x F 按其中心进行分类,二次曲线22224630x xy y x y -+--+=属于 . A 中心曲线 B 无心曲线 C 线心曲线 D 直线9、球面2220x y z Dx Ey Fz G ++++++=与xoy 面相切,则其系数必满足关系式 .A 224D F G +=B 224D E G +=C 224E F G +=D 224D G F +=10、曲面的参数方程为()()(),x a u v y b u v u v z uv =+⎧⎪=-⎨⎪=⎩为参数,则曲面是 .A 单叶双曲面B 双叶双曲面C 椭圆抛物面D 双曲抛物面二、填空题(请将正确答案写在题目后面的横线上,每小题2分,共20分) 1、已知三角形三顶点为()3,2,1A ,()1,2,3B ,()8,5,2C 则ABC ∆的面积是 . 2、若0a b c ++=,且5a =,2=b ,3c =,则()a b c +⋅= . 3、如果点(2,1,1)P --关于平面π的对称点为'(2,3,11)P -,那么π的方程是 .4、球面的一条直径的两端点是()0,0,0O ,()4,2,4-P ,则该球面的标准方程是 .5、平面014632=+-+z y x 的法式方程是 .6、点(3,4,1)P -到直线⎩⎨⎧=+=-00y x y x 的距离是是 .7、坐标原点O 关于平面0922=--+z y x 的对称点的坐标是 .8、与平面0932=--+z y x 平行且在Oz 轴上截距等于8的平面方程是 .9、曲线22125160x y z ⎧-=⎪⎨⎪=⎩绕y 轴旋转一周生成旋转曲面的方程是为 .10、线心二次曲线02364422=+-++-y x y xy x 的中心直线的方程为 . 三、计算题(请写出详细的解答过程,1、2小题7分,3小题6分,共20分)1、已知{1,0,0},{0,1,2},{2,2,1}a b c ==--=,求一单位向量m ,使得m c ⊥,且m 与,a b 共面.2、确定λ的值使两直线1111:12x y z L λ-+-==与2:11L x y z +=-=相交. 3、二次曲线2224260x axy y x y ++---=,当a 的值取何时为椭圆型曲线、双曲型曲线、抛物型曲线. 四、求方程. (请写出详细的解答过程,每小题8分,共40分)1、求通过直线1129:133x y z L ---==与平面3520x y z +--=的交点,并且与L 垂直的平面方程. 2、求通过点(2,1,0)P -,且又与直线12:213x y z L +-==-垂直相交的直线的方程. 3、试求通过点(0,3,1)P -且与xoy 平面的交线为22160x y z ⎧+=⎨=⎩的球面方程.4、已知圆柱面的准线是过点A ()0,0,1、B ()0,1,0、C ()1,0,0的圆,母线垂直于这三点所在的平面,求该圆柱面的方程.5、光线沿直线3010x y x z +-=⎧⎨+-=⎩投射到平面:10x y z ∏+++=上,求该光线的反射线所在的直线方程.一、单项选择题(以下四个选项中只有一个是正确答案,请将其代号填在后面横线上,选错或未选均不得分,每小题2分,共20分) 1、当两向量a ,b 有等式a b a b -=+成立时,向量a ,b 满足的条件是 . A a ,b 同向 B a ,b 反向 C 2a =2b D a b ⊥ 2、已知向量a ,b不共线,若9ka b +与5a b +线性相关,则k 等于 .A 9B 5C 45D -453、当两平面23140x y z +++=与39100x my z -+-+=垂直时,m 应为 .A 15B -15C 10D -104、直线11:112x y z L --==-与平面230x y z +--=的交角为 . A 6π B 4π C 3π D 2π5、直线2994x t y t z t =⎧⎪=-+⎨⎪=-⎩与平面347100x y z -+-=位置关系是 .A 平行B 垂直C 相交D 直线在平面上6、已知方程1222222=-+-+-k c z k b y k a x (其中222,,,0c b k a k c b a ≠<>>>)则当k 满足 时,方程表示一双叶双曲面A 2c k <B 22c k b >>C 22b k a >>D 2222b k c a k b <<<<或7、方程222000222()()()0x x y y z z a b c ---+-=()+∈R c b a ,,所表示的曲面是 . A 柱面 B 锥面 C 椭球面 D 双曲面8、二次曲线()0,=y x F 按其渐近方向进行分类,二次曲线0565222=+-+++y x y xy x 属于 . A 抛物型曲线 B 双曲型曲线 C 椭圆型曲线 D 圆柱型曲线9、若直线的方向角为,,,γβα则下列式子中正确的是 .A 2cos cos cos 222=++γβα B0cos cos cos 222=++γβα C 1sin sin sin 222=++γβα D2sin sin sin 222=++γβα 10、曲面的参数方程为sec cos sec sin 22tan x a y b z c αβππααβπβπα=⎧⎛⎫-<<⎪ ⎪=⎨ ⎪⎪-≤<=⎝⎭⎩,则曲面是 .A 椭球面B 单叶双曲面C 双叶双曲面D 抛物面二、填空题(请将正确答案写在题目后面的横线上,每小题2分,共20分)1、已知三角形三顶点为()3,2,1A ,()1,2,3B ,()8,5,2C 则ABC ∆的重心坐标是 .2、若0a b c ++=,且5a =,2=b ,3c =,则=⨯+⨯+⨯a c c b b a .3、如果点(1,2,3)P --关于平面π的对称点为'(1,4,9)P -,那么π的方程是 .4、球面的一条直径的两端点是()0,0,0O ,()6,2,8P --,则该球面的标准方程是 .5、自原点指向平面326350x y z -++=的单位法向量0n = .6、点(6,7,8)P -到直线00x z x z -=⎧⎨+=⎩的距离是是 .7、坐标原点O 关于平面22120x y z -+--=的对称点的坐标是 .8、与平面0932=--+z y x 平行且通过点()1,2,3的平面方程是 .9、曲线22125160x y z ⎧-=⎪⎨⎪=⎩绕x 轴旋转一周生成旋转曲面的方程是为 .10、中心二次曲线034864322=+--+-y x y xy x 的中心为 . 三、计算题(请写出详细的解答过程,1、2小题7分,3小题6分,共20分)1、若向量3a b +垂直向量75a b -,向量4a b -垂直向量72a b -,求向量a b 与的夹角.2、确定λ的值使两直线3260:4150x y z L x y z λ-+-=⎧⎨++-=⎩与x 轴相交.3、二次曲线222210x axy y x y ++---=,当a 的值取何时为椭圆型曲线、双曲型曲线、抛物型曲线. 四、求方程(请写出详细的解答过程,每小题8分,共40分)1、平面π过Ox 轴,且与平面0:0x y π+=的夹角为3π,求平面π的方程.2、求通过点(1,1,1)P ,且又与直线2:213x y z L +==-垂直相交的直线的方程.3、已知单叶双曲面的轴与三坐标轴重合,且通过椭圆0,141622==+z y x与点(4,M ,求(1)单叶双曲面的方程;(2)该单叶双曲面与平面032=+-z x 的交线对xoy 平面的射影柱面的方程.4、已知圆锥面的顶点在坐标原点O ,准线是过点A ()0,0,1、B ()0,1,0、C ()1,0,0的圆,且轴线垂直于这三点所在的平面,求该圆锥面的方程.5、设直线20:10x z L y z +=⎧⎨++=⎩与平面:10x y z ∏+++=的交点为P ,在平面∏上求过点P 且垂直于直线L 的直线方程.一、判断题(请将你认为正确的论述在题目后面的横线上写T ,错误写F ,每题1分共10分)1、共面的三个向量中一定有两向量是共线的.2、若0 =⨯b a ,0=⨯c a ,那么0 =⨯c b . 3、若c b c a ⨯=⨯且0 ≠c ,那么b a=. 4、对任意的三个向量a ,b ,c 均有()()c b a c b a ⨯⋅=⋅⨯. 5、对任意的向量a ,b均有()()22b a b a b a -=-⋅+. 6、对任意的向量a ,b ,c 均有()()c b a b a c b a ,,,,=++μλ. 7、由方程191636222=--z y x 所表示的图形是一个单叶双曲面.8、单叶双曲面与双曲抛物面统称为双曲面,它们都有一个对称中心.9、对于单叶双曲面上的点,两族直母线中各有一条直母线通过这点.10、二次曲线的渐近线与这二次曲线没有交点.二、单项选择题(以下四个选项中只有一个是正确答案,请将其代号填在后面横线上,选错或未选均不得分,每小题2分,共20分) 1、当两向量a ,b 有等式b a b a -=+成立时,向量a ,b 满足的条件是 . A a ,b 同向. B a ,b 反向. C a ,b 同向且b a ≥. D a ,b 反向且b a ≥. 2、已知向量a ,b 不共线,若b a k 5+与b a -3线性相关,则k 等于 .A 3.B 5.C 15.D 15-. 3、向量a ,b ,b a⨯共面的充要条件是 . A a ,b 同向. B a ,b 反向. C a ,b 共线. D a ,b垂直.4、当两平面01432=+-+z y x 与01042=+-+z my x 垂直时,m 应为 . A 2. B 7-. C 7. D 14.5、直线⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=-=23321t z t y t x 与平面01032=+-+z y x 位置关系是 .A 平行.B 垂直.C 相交 .D 直线在平面上.6、方程0222222=-+c z b y a x ()+∈R c b a ,,所表示的曲面是 . A 柱面. B 锥面. C 椭球面. D 双曲面.7、将椭圆⎪⎩⎪⎨⎧==+Γ01916:22z y x 绕其长轴旋转所得的旋转曲面的方程是 . A 116916222=++z y x . B 19916222=++z y x . C 11699222=++z y x . D 191622=+y x .8、二次曲线()0,=y x F 按其渐近方向进行分类,二次曲线0565222=+-+++y x y xy x 属于 . A 抛物型曲线. B 双曲型曲线. C 椭球型曲线. D 圆柱型曲线.9、二次曲线522=+y x 在点()1,2的切线方程是 . A 52=+y x . B 52=-y x . C 52=-y x . D 52=+y x .10、球面8222=++z y x 与曲面0222=-+z y x 的交线方程,在下列表示法中错误的是 . A ⎩⎨⎧=+=++z y x z y x 2822222. B ⎩⎨⎧==++28222z z y x . C ⎩⎨⎧=+=+242222z x y x . D ⎩⎨⎧==+2422z y x .三、填空题(请将正确答案写在题目后面的横线上,每小题2分,共20分)1、已知三角形三顶点为()3,2,1A ,()1,2,3B ,()8,5,2C 则ABC ∆的重心的坐标是 .2、若0 =++c b a ,且1=a ,2=b ,3=c ,则()=⋅+c b a .3、若()0,,≠c b a ,且0=⋅=⋅=⋅c r b r a r ,则r = . 4、球面的一条直径的两端点是()0,0,0O ,()4,2,4-P ,则该球面的标准方程是 .5、自原点到平面014632=+-+z y x 的距离p = .6、球心在原点且与平面01432=+-+z y x 相切的球面标准方程是 .7、坐标原点O 关于平面0922=--+z y x 的对称点的坐标是 .8、与0932=--+z y x 平行且在Oz 轴上截距等于5的平面方程是 .9、已知椭球面的轴与坐标轴重合,且通过椭圆⎪⎩⎪⎨⎧==+Γ01169:22z y x 与点⎪⎭⎫ ⎝⎛2,2,223,则该椭球面的方程为 .10、二次曲线05642222=+--+-y x y xy x 按其中心的分类,该二次曲线属于 . 四、计算题. (请写出详细的解答过程,每小题10分,共50分)1、已知直角坐标系内A ()1,0,1、B ()5,2,2、C ()6,4,3、D ()5,5,5四点坐标,判别它们是否共面?如果不共面,求以它们为顶点的四面体的体积和从顶点D 所引出的高的长.2、求通过直线⎩⎨⎧=+--=--+032032z y x z y x ,且与平面018=+-+z y x 垂直的平面方程.3、已知两直线:521:1z y x l ==,433221:2-=-=-z y x l ,判断两直线是否为异面直线?若为异面直线求两直线间的距离与它们的公垂线方程. 4、已知圆柱面的准线是过点A ()0,0,1、B ()0,1,0、C ()1,0,0的圆,母线垂直于这三点所在的平面,求该圆柱面的方程.5、求二次曲线0422222=+-+-y x y xy x 在点()1,2的切线方程.一、判断题(请将你认为正确的论述在题目后面的横线上写T ,错误写F ,每题1分共10分)1、一组共线向量一定是共面向量.2、若0=⋅b a,0 =⨯c a 且0 ≠a ,那么0=⋅c b . 3、若c b c a ⋅=⋅且0 ≠c ,那么b a=. 4、对任意的三个向量a ,b ,c 均有()()c b a c b a ⋅⋅=⋅⋅. 5、对任意的向量a ,b 均有22b a b a b a -=-⋅+. 6、对任意的向量a ,b ,c 均有()()c b a a c c b b a ,,2,,=+++. 7、由方程1963222=+-z y x 所表示的图形是一个双叶双曲面.8、椭圆抛物面与双曲抛物面统称为抛物面,它们都没有对称中心.9、对于双曲抛物面上,异族的任两条直母线必共面.10、二次曲线()0,=y x F 的非零特征根确定的主方向为二次曲线的渐近方向.二、单项选择题(以下四个选项中只有一个是正确答案,请将其代号填在后面横线上,选错或未选均不得分,每小题2分,共20分) 1、 当向量b a⊥时,下列等式成立的是 A b a b a -=+ B b a b a +=+ C b a b a -=+ D b a b a +=- 2、已知向量a ,b 不共线,若b a 52+与b k a -6线性无关,则k 不能等于 .A 2.B 6.C 15.D 15-. 3、对于非零向量a ,b,在何时()b a b a ⨯,,取得最大值 . A a ,b 同向. B a ,b 反向. C a ,b 共线. D a ,b垂直.4、当两平面01432=+-+z y x 与01062=+-+z my x 平行时,m 应为 . A 2. B 3 . C 4. D 6-.5、直线32231+=--=+z y x 与平面01032=+-+z y x 位置关系是 . A 平行. B 垂直. C 相交 . D 直线在平面上.6、方程()()()0321222222=+--+-c z b y a x ()+∈R c b a ,,所表示的曲面是 . A 柱面. B 锥面. C 椭球面. D 双曲面.7、二次曲线()0,=y x F ,其非渐近方向的个数有 .A 0个.B 1个.C 2个.D 无数多个.8、将双曲线⎪⎩⎪⎨⎧==-Γ01916:22z y x 绕实轴旋转所得的旋转曲面的方程是 .A 19916222=--z y x .B 116916222=+-z y x .C 19916222=+-z y x . D 191622=-y x9、二次曲线136422=+y x 在点()3,3的切线方程是 . A 1233=+y x . B 1233=-y x . C 1233=-y x . D 1233=-y x .10、二次曲线010*********=+-++-y x y xy x 按其渐近方向进行分类,该二次曲线属于 .A 双曲型曲线.B 抛物型曲线.C 椭球型曲线.D 圆柱型曲线.三、填空题(请将正确答案写在题目后面的横线上,每小题2分,共20分)1、已知三角形三顶点为()()3,2,1,,=i z y x P i i i i ,则321P P P∆的重心的坐标是 . 2、若0 =++c b a ,且1=a ,2=b ,3=c ,则=⨯+⨯+⨯a c c b b a . 3、若c b a ,,是两两相互垂直且成右手次序的三个向量,且1=a ,2=b ,3=c ,,则()b c a = .4、球面的方程是05442222=++--++z y x z y x ,则该球面的球心坐标是 ,半径是 .5、自原点指向平面014632=+-+z y x 的单位法向量0n = .6、两平行平面014632=+-+z y x 与07632=--+z y x 的距离p = .7、坐标原点关于平面0922=--+z y x 的对称点的坐标是 .8、与0932=--+z y x 平行且通过点()1,1,1的平面方程是 .9、二次曲线054222=+-++-y x y xy x 按其中心的分类,该二次曲线属于 . 10、抛物线px y 22=的主直径方程是 .四、计算题. (请写出详细的解答过程,每小题10分,共50分)1、已知直角坐标系内A ()1,1,1、B ()4,1,3-、C ()6,1,5、D ()5,2,4四点坐标,判别它们是否共面?如果不共面,求以它们为顶点的四面体的体积和从顶点所引出的高的长.2、设一平面与已知平面0332=--+z y x 平行,且与三个坐标平面围成的四面体的体积为6,试求该平面的方程.3、已知两直线:0111:1+=-=z y x l ,12111:2z y x l =-=-,判断两直线是否为异面直线?若为异面直线求两直线间的距离与它们的公垂线方程.4、已知圆锥面的顶点在坐标原点O ,准线是过点A ()0,0,1、B ()0,1,0、C ()1,0,0的圆,且轴线垂直于这三点所在的平面,求该圆锥面的方程.5、求二次曲线0183622=+++--y x y xy x 的渐近线.。
解析几何大题精选四套(答案)解析几何大题训练(一)1. (2011年高考江西卷) (本小题满分12分)已知过抛物线()022>=p px y 的焦点,斜率为22的直线交抛物线于()12,,A x y ()22,B x y (12x x <)两点,且9=AB .(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OB OA OC λ+=,求λ的值.2. (2011年高考福建卷)(本小题满分12分)如图,直线l :y=x+b 与抛物线C :x 2=4y 相切于点A 。
(1) 求实数b 的值;(11) 求以点A 为圆心,且与抛物线C 的准线相切的圆的方程.3. (2011年高考天津卷)(本小题满分13分) 设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,点(,)P a b 满足212||||PF F F =. (Ⅰ)求椭圆的离心率e ;(Ⅱ)设直线2PF 与椭圆相交于A,B 两点.若直线2PF 与圆22(1)(16x y ++-=相交于M,N 两点,且|MN|=58|AB|,求椭圆的方程.4.(2010辽宁)(本小题满分12分)设1F ,2F 分别为椭圆2222:1x y C a b+=(0)a b >>的左、右焦点,过2F 的直线l 与椭圆C 相交于A ,B两点,直线l 的倾斜角为60,1F 到直线l 的距离为(Ⅰ)求椭圆C 的焦距;(Ⅱ)如果222AF F B =,求椭圆C 的方程.解析几何大题训练(二)1.(2010辽宁)(本小题满分12分)设椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线与椭圆C 相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60o ,2AF FB =.(I)求椭圆C 的离心率; (II)如果|AB|=154,求椭圆C 的方程.2.(2010北京)(本小题共14分)已知椭圆C 的左、右焦点坐标分别是(,y=t 椭圆C 交与不同的两点M ,N ,以线段为直径作圆P,圆心为P 。
用心 爱心解析几何大题训练431已知点H (-3,0),点P 在y 轴上,点Q 在x 轴的正半轴上,点M 在直线PQ 上,且满足·=0,PM =-23MQ , (1)当点P 在y 轴上移动时,求点M 的轨迹C ;(2)过点T (-1,0)作直线l 与轨迹C 交于A 、B 两点,若在x 轴上存在一点E (x 0,0),使得△ABE 为等边三角形,求x 0的值.解:(1)设点M 的坐标为(x ,y ),由PM =-23MQ , 得P (0,-2y ),Q (3x,0),由·=0,得(3,-2y )(x ,23y )=0, 又得y 2=4x , 由点Q 在x 轴的正半轴上,得x >0,所以,动点M 的轨迹C 是以(0,0)为顶点,以(1,0)为焦点的抛物线,除去原点.(2)设直线l :y =k (x +1), 其中k ≠0,代入y 2=4x , 得k 2x 2+2(k 2-2)x +k 2=0,①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1,x 2是方程①的两个实根,∴x 1+x 2=-2)2(2k k 2-,x 1x 2=1,所以,线段AB 的中点坐标为(222k k -,k2),线段AB 的垂直平分线方程为y -k 2=-k1(x -222k k -), 令y =0,x 0=22k +1,所以点E 的坐标为(22k+1,0)因为△ABE 为正三角形,所以点E (22k +1,0)到直线AB 的距离等于23|AB |,而|AB |=221221)()(y y x x -+-=2214kk -·21k +, 所以,24132k k -=k k 212+,解得k =±23,得x 0=311. 32、如右图,已知⊙A :(x+2)2+y 2=425,⊙B:(x-2)2+y 2=41,动圆P 与⊙A 、⊙B 都相外切.(1)动圆圆心P 的轨迹方程;(2)若直线y=kx+1与(1)中的曲线有两个不同的交点P 1、用心 爱心 专心 115号编辑 2P 2,求k 的取值范围.(1)P 的轨迹是双曲线的右支,a=1,c=2,方程为:)1(1322≥=-x y x (2)联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-+=13122y x kx y 消y 得:042)3(22=++-kx x k 在[1,+∞]有两不同的解, 则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>++=>--=∆>-012)1(0)3(164132222k k f k k k k解得k 的范围是)3,213()3,2(-⋃--33.如图,1A 、2A 为圆221x y +=与x 轴的两个交点,12PP 为垂直于x 轴的弦,且11A P 与22A P 的交点为M 。
(1) 求动点M 的轨迹方程;(2) 记动点M 的轨迹为曲线E ,若过点()0,1A 的直线l 与曲线E 交于y 轴右边不同两点C 、B ,且2AC AB =,求直线l 的方程。
(1)由图可知()()121,0,1,0A A -。
设()()()111211,,,,,P x y P x y M x y -,则2211111111111x y yy x x y y x x ⎧⎪+=⎪⎪=⎨++⎪⎪-=⎪--⎩○2×○3可得22122111y y x x =---,由○1可得2221121,11y y x x =-∴=-, ()2211x y x ∴-=≠±。
(2)设直线l 的方程为()()1221,,,,,y kx B x y C x y =+则221,1.y kx x y =+⎧⎨-=⎩消去y 可得22(1)220k x kx ---=。
○1 ○3 ○2用心 爱心 专心 115号编辑 3直线l 交双曲线的右支于不同两点,210k -≠,∴()()221221222810,20,120.1k k k x x k x x k ⎧∆=-+->⎪⎪⎪+=>⎨-⎪⎪=->⎪-⎩解得1k <<-。
()()2211212,,12,1,2AC AB x y x y x x =∴-=-∴=。
∴1221223,122.1k x k x k ⎧=⎪⎪-⎨⎪=-⎪-⎩消去1x可得2292,21k k k =-=-(舍正),k ∴= ∴所求直线l的方程为1y x =+。
34.已知点A 和B ,动点C 到A 、B 的距离的差的绝对值为2. (1)求动点C 的轨迹方程;(2)若动点C 的轨迹与直线y=x -2交于D 、E 两点,求线段DE 的长.(3)试问:在动点C 的轨迹中是否存在被点M (1,1)平分的弦?若存在,求出弦所在的 直线方程;若不存在,请说明理由。
解: (1)设点C (x ,y ),则|CA|-|CB|=±2根据双曲线的定义,可知点C 的轨迹是双曲线,依题意,设其方程为:2222221,22,21,2x y a c a b a b-=====由得 1222=-∴y x C 的轨迹方程是点.064,212)2(222=-+⎪⎩⎪⎨⎧-==-x x x y y x 得由 ∵△>0,∴直线与双曲线有两个交点D 、E ,设D(x 1,y 1),E (x 2,y 2),则x 1+x 2=﹣4,x 1x 2=﹣6544)(2)()(||21221221221=-+=-+-=∴x x x x y y x x DE(3)假设存在,易知弦所在直线斜率存在,设弦所在的直线方程为)-(-11x k y =,弦两端点分别为11(,)P x y ,22(,)Q x y由 121122=+=y x x k y -)-(, 得032-)1-(2-)2-(222=++k k x k k x k212221-)-(k k k x x =+∴,用心 爱心 专心 115号编辑 4(1,1)M 是弦的MN 中点,22-)1-(2∴2=k k k ,即2=k 把2=k代入)32-)(2-(4-)]1-(2[222+-=∆k k k k k得0<Δ,即说明直线PQ 与双曲线不相交 故不存在被M (1,1)平分的弦35.已知定点(0,2),(0,2),(2,0)M N Q -,动点P 满足20()m PQ MP NP m R -⋅=∈(1)求动点P 的轨迹方程,并说明轨迹的形状;(2)当0m =时,求2MP NP +的取值范围。
(1)设动点(,)p x y ,则(,2),(,2)MP x y NP x y =-=+, 22222(2,),(2)(),4PQ x y PQ x y MP NP x y =--∴=-+-⋅=+-2222(2)4m x y x y ⎡⎤∴-+=+-⎣⎦,整理得:22(1)(1)4440m x m y mx m -+--++=若1m=,方程为2x =,表示过点(2,0)Q 平行于y 轴的直线,若1m ≠,方程为22222()()11m x y m m -+=--,表示以2(,0)1mm -为圆心,以21m -为半径的圆。
(2)当0m =时,方程化为224,2(3,32)x y MP NP x y +=+=- ,2MP NP ∴+=又22,2y MP NP -≤≤∴+的范围为[]4,8。
36.已知点A (0,1), x 、y ∈ R ,m ≥2,设i 、j 为直角坐标平面内x 、y 轴正方向上的单位向量,若向量p = (x +m )i + y j , q = (x -m ) i + y j ,且 | p | -| q | = 4.(1)求动点M (x , y )的轨迹方程,并指出方程所表示的曲线;(2)设直线l : y = 12x - 3与点M 的轨迹交于B 、C 两点,问是否存在实数m ,使得→ AB •→ AC = 92?若存在,求出m 的值;若不存在,试说明理由.解:(1)因 | p | = (x +m )2+y 2, | q | = (x -m )2+y 2,且 | p |-| q | = 4, 故点M (x , y )到定点F 1(-m , 0), F 2 (m , 0)的距离之差为4.∴ 当2m = 4即m = 2时,点M 的轨迹是一条射线,方程为y = 0 (x ≥2),当2m > 4即m > 2时,点M 的轨迹是以F 1 (-m ,0 ), F 2 (m , 0)为焦点,实轴长为4的双曲线的右支,方程为:x 24-y 2m 2-4= 1 (x ≥2). (2)当m =2时,显然不合题意;当m >2时,点M 的轨迹方程为 x 24-y 2m 2-4= 1 (x ≥2).用心 爱心 专心 115号编辑 5设B (x 1, y 1)、C (x 2, y 2) (x 1≥2, x 2≥2),则→ AB = (x 1, y 1-1), →AC = (x 2, y 2 -1), 又→ AB •→ AC = 92 得:x 1x 2 + (y 1-1) (y 2-1) = 92 .把y 1 = 12 x 1-3, y 2 = 12 x 2 -3代入上式整理得:5x 1x 2 - 8(x 1+x 2) +46 = 0 ① 由 ⎩⎪⎨⎪⎧ y = 12x -3 x 24-y2m -4= 1 消去y 得:(m 2 - 5 ) x 2 +12x - 4m 2-20 = 0 ②把x 1+x 2 = - 12m 2-5 , x 1x 2 = -4m 2-20m 2-5 代入①,并解得m 2= 9.当m 2= 9时,方程②为 x 2+3x -14 = 0, x 1x 2 = -14, 而x 1≥2, x 2≥2,因此满足条件的m 值不存在. 37.如图所示,点),0)(0,(>a a F 点P 在y 轴上运动,M 在x 轴上,N 为动点,且=+=⋅PM PN PFPM ,00(1)求点N 的轨迹C 的方程;(2)过点)0,(a F 的直线l (不与x 轴垂直)与曲线C 交于A ,B 两点,设点)0,(a K -,KB KA 与的夹角为θ,求证:.20πθ<<解:(1)设),,0(),0,(),,(00y P x M y x N 则).,(),,(),,(0000y y x PN y a PF y x PM -=-=-=由0,0200=+=⋅y ax 得 ①=+0,=-+)2,(00y y x x 得0,即⎪⎩⎪⎨⎧=-=⎩⎨⎧=-=+,2,,02,00000y y x x y y x x 即并代入①,得ax y 42=为所求.(2)设l 的方程为分得消去由10.044,),(,4).(222 =--⎩⎨⎧-==-=a y k ay x a x k y ax y a x k y设),,(),,(2211y x B y x A 则),,(),,(,42211221y a x KB y a x KA a y y +=+=-==-++⋅+=++++=⋅2222212222121221214)44()4()(a a a y a y a a y y y y a x x a x x用心 爱心 专心 115号编辑 6.024212|)|2(412)(41222122221=-⨯=->-+a a a y y a y y 20,0||cos πθθ<<∴>⋅=∴KB KA38. 已知焦点在x 轴上的椭圆221221(0),,4x y b F F b +=>是它的两个焦点.(Ⅰ)若椭圆上存在一点P ,使得120,PF PF ∙=试求b 的取值范围;(Ⅱ)若椭圆的离心率为12,经过右焦点2F 的直线l 与椭圆相交于A 、B 两点,且2220F A F B +=,求直线l 的方程.(Ⅰ)解法一:依题意得:02b<<,设00(,)P x y ,12(,0),(,0),(0)F c F c c ->由120PF PF ∙= 得222000x y c +-=,即222004x y b +=-,又2200214x y b +=, ∴22028164b x b -=-. ∵022,x -≤≤ ∴22816044b b -≤≤-∴综上可得:0b <≤解法二:设00(,)P x y ,12(,0),(,0),(0)F c F c c ->1020||,||PF a ex PF a ex =+=-,由120PF PF ∙= 得22200()()4a ex a ex c ++-=可得42222022221684a a b b x a b b --==--,下同解法一.注:若设上顶点为B ,根据1290F BF ︒∠≥得222(2)a a c +≤,即22224()a a b ≤- 因为2a =,所以0b <≤(Ⅱ)解法一:∵1,2,2c e a a ===∴21,3c b ==,用心 爱心 专心 115号编辑 7∴椭圆方程为22143x y +=,依题意可设直线l 的方程为(1)y k x =-由22143(1)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩ 得2222(34)84120k x k x k +-+-=设1122(,),(,)A x y B x y ,则221212228412,,3434k k x x x x k k -+==++∵2220F A F B +=,∴121223,20x x y y +=+= ∴122x x x ++=2228334k x k +=+,∴2229434k x k +=+,2124934k x k -=+ ∵212241234k x x k -=+,∴222222(94)(49)412(34)34k k k k k +--=++∴2k =±所以直线l的方程为1)2y x =±-(Ⅱ)解法二:∵1,2,2c e a a ===∴21,3c b ==, ∴椭圆方程为22143x y +=,设1122(,),(,)A x y B x y ,∵2220F A F B +=,∴121223,20x x y y +=+= 又222211221,14343x y x y +=+=,可解得227,4x y ==,即7(,4B所以2k =±用心 爱心 专心 115号编辑所以直线l 的方程为1)2y x =±-39.如图,直线2121:)21,0(1:21+=±≠≠-+=x y l k k k kx y l 与相交于点P.直线l 1与x 轴交于点P 1,过点P 1作x 轴的垂线交直线l 2于点Q 1,过点Q 1作y 轴的垂线交直线l 1于点P 2,过点P 2作x 轴的垂线交直线l 2于点Q 2,…,这样一直作下去,可得到一系列点P 1、Q 1、P 2、Q 2,…,点P n (n=1,2,…)的横坐标构成数列{}.n x(Ⅰ)证明*),1(2111N n x kx n n ∈-=-+; (Ⅱ)求数列{}n x 的通项公式;(Ⅲ)比较5||4||22122+PP k PP n 与的大小解:(Ⅰ)证明:设点P n 的坐标是),(n n y x ,由已知条件得点Q n 、P n+1的坐标分别是:).2121,(),2121,(1+++n n n n x x x x由P n+1在直线l 1上,得 .121211k kx x n n -+=++所以 ),1()1(211-=-+n n x k x 即 .*),1(2111N n x kx n n ∈-=-+ (Ⅱ)解:由题设知 ,011,1111≠-=--=k x k x 又由(Ⅰ)知 )1(2111-=-+n n x kx ,所以数列 }1{-n x 是首项为,11-x 公比为k21的等比数列.从而 .*,)21(21,)21(111N n kx k k x n n n n ∈⨯-=⨯-=--即 (Ⅲ)解:由⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=,2121,1x y k kx y 得点P 的坐标为(1,1).,)21(2)21(8)11(2)1(2||2222222-+⨯=--++-=n n n n n kk k kx x PP .945])10()111[(45||42222212+=+-+--=+k kk PP k (i )当2121,21||>-<>k k k 或即时,5||4212+PP k >1+9=10.而此时 .5||4||2.10218||2,1|21|021222+<=+⨯<<<PP k PP PP kn n 故所以 (ii )当)21,0()0,21(,21||0⋃-∈<<k k 即时,5||4212+PP k <1+9=10.而此时 .5||4||2.10218||2,1|21|21222+>=+⨯>>PP k PP PP kn n 故所以 40. 如图,已知圆C :222(1)(1)x y r r -+=>,设M 为圆C 与x 轴左用心 爱心 专心 115号编辑 9半轴的交点,过M 作圆C 的弦MN ,并使它的中点P 恰好落在y 轴上. (1)当r=2时, 求满足条件的P 点的坐标.(2)当(1,)r ∈+∞时,求N 的轨迹G 方程.(3)过点P (0,2)的直线l 与(2)中轨迹G 相交于两个不同的点M 、N ,若0CM CN ⋅>,求直线l 的斜率的取值范围。