2010-2017新课标全国卷分类汇编(解读几何)1.(2017课标全国Ⅰ,理10)已知F 为抛物线C :24y x =的交点,过F 作两条互相垂直1l ,2l ,直线1l 与C 交于A 、B 两点,直线2l 与C 交于D ,E 两点,AB DE +的最小值为()A .16B .14C .12D .10【答案】A【解析】设AB 倾斜角为θ.作1AK 垂直准线,2AK 垂直x 轴易知11cos 22⎧⎪⋅+=⎪⎪=⎨⎪⎛⎫⎪=--= ⎪⎪⎝⎭⎩AF GF AK AK AF P P GP Pθ(几何关系)(抛物线特性)cos AF P AF θ⋅+=∴同理1cos PAF θ=-,1cos P BF θ=+,∴22221cos sin P PAB θθ==-又DE 与AB 垂直,即DE 的倾斜角为π2θ+2222πcos sin 2P PDE θθ==⎛⎫+ ⎪⎝⎭,而24y x =,即2P =.∴22112sin cos AB DE P θθ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭2222sin cos 4sin cos θθθθ+=224sin cos θθ=241sin 24=θ21616sin 2θ=≥,当π4θ=取等号,即AB DE +最小值为16,故选A2.(2017课标全国Ⅰ,理15)已知双曲线2222:x y C a b-,(0a >,0b >)的右顶点为A ,以A 为圆心,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线交于M ,N 两点,若60MAN ∠=︒,则C 的离心率为_______.【解析】如图,OA a =,AN AM b ==∵60MAN ∠=︒,∴AP =,OP =∴tan AP OP θ==又∵tan b aθ=b a =,解得223a b =∴e ==3.(2017课标全国Ⅰ,理20)(12分)已知椭圆C :22221x y a b+=()0a b >>,四点()111P ,,()201P ,,31P ⎛- ⎝⎭,41P ⎛ ⎝⎭中恰有三点在椭圆C 上.(1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过2P 点且与C 相交于A 、B 两点,若直线2P A 与直线2P B 的斜率的和为1-,证明:l 过定点.【解析】(1)根据椭圆对称性,必过3P 、4P 又4P 横坐标为1,椭圆必不过1P ,所以过234P P P ,,三点 将()23011P P ⎛- ⎝⎭,,代入椭圆方程得222113141b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得24a =,21b = ∴椭圆C 的方程为:2214x y +=.(2)①当斜率不存在时,设()():A A l x m A m y B m y =-,,,,221121A A P A P B y y k k m m m----+=+==- 得2m =,此时l 过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足. ②当斜率存在时,设()1l y kx b b =+≠∶,()()1122A x y B x y ,,,联立22440y kx bx y =+⎧⎨+-=⎩,整理得()222148440k x kbx b +++-=122814kb x x k -+=+,21224414b x x k -⋅=+,则22121211P A P By y k k x x --+=+()()21212112x kx b x x kx b x x x +-++-=222228888144414kb k kb kbk b k --++=-+()()()811411k b b b -==-+-,又1b ≠21b k ⇒=--,此时64k ∆=-,存在k 使得0∆>成立.∴直线l 的方程为21y kx k =--当2x =时,1y =-,所以l 过定点()21-,.4.(2017课标全国Ⅱ,理9)若双曲线)00(1:2222>>=-b a by a x C ,的一条渐近线被圆4)2(22=+-y x 所截得的弦长为2,则C 的离心率为A .2B .3C .2D .332 【答案】A【解读】由几何关系可得,双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的渐近线方程为0bx ay ±=,圆心()2,0到渐近线距离为d =,则点()2,0到直线0b x a y +=的距离为2bd c=== 即2224()3c a c -=,整理可得224c a =,双曲线的离心率2e ===.故选A . 【考点】 双曲线的离心率;直线与圆的位置关系,点到直线的距离公式【名师点睛】双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:①求出a ,c ,代入公式ce a=;②只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=c 2-a 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).5.(2017课标全国Ⅱ,理16)已知F 是抛物线x y C 8:2=的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则=FN . 【答案】6 【解读】试卷分析:如图所示,不妨设点M 位于第一象限,设抛物线的准线与x 轴交于点F',作MB l ⊥与点B ,NA l ⊥与点A ,由抛物线的解读式可得准线方程为2x =-,则2,4A N F F '==,在直角梯形ANFF'中,中位线'32AN FF BM +==,由抛物线的定义有:3MF MB ==,结合题意,有3MN MF ==,故336FN FM NM =+=+=.【考点】抛物线的定义、梯形中位线在解读几何中的应用.【名师点睛】抛物线的定义是解决抛物线问题的基础,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化.如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题.因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题,可以优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线的距离,这样就可以使问题简单化.6.(2017课标全国Ⅱ,理20)(12分)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆12:22=+y x C 上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足= (1)求点P 的轨迹方程; (2)设点Q 在直线3-=x 上,且1=⋅. 证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .解:(1)设)(y x P ,,则)22(y x M ,,将点M 代入C 中得12222=+y x ,所以点P 的轨迹方程为222=+y x .(2)由题可知)01(,-F ,设)()3(n m P t Q ,,,-,则)1( )3(n m t ---=-=,,,, )3( )(n t m n m ---==,,,.由1=⋅得1322=-+--n tn m m ,由(1)有222=+n m ,则有033=-+tn m ,所以033 =-+=⋅tn m ,即过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .7.(2017课标全国Ⅲ,理1)已知集合A={}22(,)1x y x y +=│,B={}(,)x y y x =│,则A ⋂B 中元素的个数为A .3B .2C .1D .0【答案】B【解读】A 表示圆221x y +=上所有点的集合,B 表示直线y x =上所有点的集合,故AB 表示两直线与圆的交点,由图可知交点的个数为2,即AB 元素的个数为2,故选B.8.(2017课标全国Ⅲ,理5)已知双曲线C 22221x y a b -= (a >0,b >0)的一条渐近线方程为y x =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则C 的方程为A. 221810x y -=B. 22145x y -=C. 22154x y -=D. 22143x y -=【答案】B【解读】∵双曲线的一条渐近线方程为y,则b a =① 又∵椭圆221123x y +=与双曲线有公共焦点,易知3c =,则2229a b c +==②由①②解得2,a b =C 的方程为22145x y -=,故选B. 9.(2017课标全国Ⅲ,理10)已知椭圆C :22221x y a b+=,(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为D.13【答案】A【解读】∵以12A A 为直径为圆与直线20bx ay ab -+=相切,∴圆心到直线距离d 等于半径,∴d a ==又∵0,0a b >>,则上式可化简为223a b = ∵222b ac =-,可得()2223a a c=-,即2223c a =∴c e a == A10.(2017课标全国Ⅲ,理12)在矩形ABCD 中,1AB =,2AD =,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP AB AD λμ=+,则λμ+的最大值为() A .3B.D .2【答案】A【解读】由题意,画出右图.设BD 与C 切于点E ,连接CE . 以A 为原点,AD 为x 轴正半轴, AB 为y 轴正半轴建立直角坐标系, 则C 点坐标为(2,1). ∵||1CD =,||2BC =.∴BD = ∵BD 切C 于点E . ∴CE ⊥BD .∴CE 是Rt BCD △中斜边BD 上的高.()A O Dxy BP gCE12||||22||||||BCDBC CDSECBD BD⋅⋅⋅====△即C.∵P在C上.∴P点的轨迹方程为224(2)(1)5x y-+-=.设P点坐标00(,)x y,可以设出P点坐标满足的参数方程如下:21xyθθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩而00(,)AP x y=,(0,1)AB =,(2,0)AD =.∵(0,1)(2,0)(2,)AP AB ADλμλμμλ=+=+=∴112xμθ==+,1yλθ==+.两式相加得:112)2sin()3λμθθθϕθϕ+=+++=++=++≤(其中sinϕcosϕ=)当且仅当π2π2kθϕ=+-,k∈Z时,λμ+取得最大值3.11.(2017课标全国Ⅲ,理20)(12分)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C与A,B 两点,圆M是以线段AB为直径的圆.(1)证明:坐标原点O在圆M上;(2)设圆M过点P(4,-2),求直线l与圆M的方程.解:(1)设()()11222A x,y,B x,y,l:x my=+由222x myy x=+⎧⎨=⎩可得212240则4y my,y y--==-又()22212121212==故=224y yy yx,x,x x=4因此OA 的斜率与OB 的斜率之积为1212-4==-14y y x x 所以OA ⊥OB故坐标原点O 在圆M 上.(2)由(1)可得()2121212+=2+=++4=24y y m,x x m y y m + 故圆心M 的坐标为()2+2,m m ,圆M 的半径r =由于圆M 过点P (4,-2),因此0AP BP =,故()()()()121244220x x y y --+++= 即()()121212124+2200x x x x y y y y -++++= 由(1)可得1212=-4,=4y y x x ,所以2210m m --=,解得11或2m m ==-.当m=1时,直线l 的方程为x-y-2=0,圆心M 的坐标为(3,1),圆M ,圆M 的方程为()()223110x y -+-=当12m =-时,直线l 的方程为240x y +-=,圆心M 的坐标为91,-42⎛⎫ ⎪⎝⎭,圆M 的半径为4,圆M 的方程为229185++4216x y ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭12.(2016课标全国Ⅰ,理5)已知方程132222=--+nm y n m x 表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是(A ))3,1(-(B ))3,1(-(C ))3,0((D ))3,0(【解读】:222213x y m n m n-=+-表示双曲线,则()()2230m n m n +->,∴223m n m -<<由双曲线性质知:()()222234c m n m n m =++-=,其中c 是半焦距,∴焦距2224c m =⋅=,解得1m =∴13n -<<,故选A .13.(2016课标全国Ⅰ,理10)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于B A ,两点,交C 的准线于ED ,两点,已知24=AB ,52=DE ,则C 的焦点到准线的距离为|||M N MN y y =- (A )2 (B )4 (C )6 (D )8【解读】:以开口向右的抛物线为例来解答,其他开口同理设抛物线为22y px =()0p >,设圆的方程为222x y r +=,如图:设(0A x ,2pD ⎛- ⎝,点(0A x 在抛物线22y px =上,∴082px =……①;点2pD ⎛- ⎝在圆222x y r +=上,∴2252p r ⎛⎫+= ⎪⎝⎭……②;点(0A x 在圆222x y r +=上,∴2208x r +=……③;联立①②③解得:4p =, 焦点到准线的距离为4p =.故选B .14.(2016课标全国Ⅰ,理20)(本小题满分12分)设圆015222=-++x y x 的圆心为A ,直线l 过点)0,1(B 且与x 轴不重合,l 交圆A 于D C ,两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .(Ⅰ)证明EB EA +为定值,并写出点E 的轨迹方程;(Ⅱ)设点E 的轨迹为曲线两点,求四边形MPNQ【解读】:⑴圆A 整理为(x BE AC Q ∥,则C =∠EBD D ∴=∠∠,则EB ⑵221:143x yC +=;设:l x 联立1l C 与椭圆:24x x =⎧⎪⎨⎪⎩圆心A 到PQ 距离d ==F所以||PQ==,()2212111||||2234MPNQmS MN PQm+⎡∴=⋅=⋅==⎣+15.(2016课标全国Ⅱ,理4)圆2228130x y x y+--+=的圆心到直线10ax y+-=的距离为1,则a=()(A)43-(B)34-(C(D)216.(2016课标全国Ⅱ,理11)已知12,F F是双曲线2222:1x yEa b-=的左,右焦点,点M在E上,1MF与x轴垂直,211sin3MF F∠=,则E的离心率为()(A(B)32(C(D)217.(2016课标全国Ⅱ,理20)(本小题满分12分)已知椭圆:E 2213x y t +=的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为(0)k k >的直线交E 于,A M 两点,点N 在E 上,MA NA ⊥.(Ⅰ)当4,||||t AM AN ==时,求AMN ∆的面积;(Ⅱ)当2AM AN =时,求k 的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解读】试卷分析:(Ⅰ)先求直线的方程,再求点的纵坐标,最后求的面积;(Ⅱ)设,,将直线的方程与椭圆方程组成方程组,消去,用表示,从而表示,同理用表示,再由求.试卷解读:(I )设,则由题意知,当时,的方程为,.由已知及椭圆的对称性知,直线的倾斜角为.因此直线的方程为. 将代入得.解得或,所以.因此的面积.(II )由题意,,.将直线的方程代入得. 由得,故.由题设,直线的方程为,故同理可得,由得,即.当时上式不成立,因此.等价于,即.由此得,或,解得.因此的取值范围是.考点:椭圆的性质,直线与椭圆的位置关系.18.(2016课标全国Ⅲ,理11)已知O为坐标原点,F是椭圆C:22221(0)x ya ba b+=>>的左焦点,,A B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF x⊥轴.过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为()(A)13(B)12(C)23(D)34【答案】A考点:椭圆方程与几何性质.【思路点拨】求解椭圆的离心率问题主要有三种方法:(1)直接求得,a c 的值,进而求得e 的值;(2)建立,,a b c 的齐次等式,求得ba 或转化为关于e 的等式求解;(3)通过特殊值或特殊位置,求出e .19.(2016课标全国Ⅲ,理16)已知直线l :30mx y m ++=与圆2212x y +=交于,A B 两点,过,A B 分别做l 的垂线与x 轴交于,C D 两点,若AB =||CD =__________________.【答案】4考点:直线与圆的位置关系.【技巧点拨】解决直线与圆的综合问题时,一方面,要注意运用解读几何的基本思想方法(即几何问题代数化),把它转化为代数问题;另一方面,由于直线与圆和平面几何联系得非常紧密,因此,准确地作出图形,并充分挖掘几何图形中所隐含的条件,利用几何知识使问题较为简捷地得到解决.20.(2016课标全国Ⅲ,理20)(本小题满分12分)已知抛物线C :22y x =的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线12,l l 分别交C 于,A B 两点,交C 的准线于P Q ,两点.(I )若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明AR FQ ;(II )若PQF ∆的面积是ABF ∆的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.【答案】(Ⅰ)见解读;(Ⅱ)21y x =-.试卷解读:由题设)0,21(F .设b y l a y l ==:,:21,则0≠ab ,且)2,21(),,21(),,21(),,2(),0,2(22b a R b Q a P b b B a A +---.记过B A ,两点的直线为l ,则l 的方程为0)(2=++-ab y b a x . .....3分(Ⅰ)由于F 在线段AB 上,故01=+ab . 记AR 的斜率为1k ,FQ 的斜率为2k ,则222111k b a aba ab a b a a b a k =-=-==--=+-=,所以AR FQ . ......5分(Ⅱ)设l 与x 轴的交点为)0,(1x D ,则2,2121211b a S x a b FD a b S PQF ABF -=--=-=∆∆. 由题设可得221211b a x a b -=--,所以01=x (舍去),11=x . 设满足条件的AB 的中点为),(y x E . 当AB 与x 轴不垂直时,由DE ABk k =可得)1(12≠-=+x x yb a .而y ba =+2,所以)1(12≠-=x x y .当AB 与x 轴垂直时,E 与D 重合,所以,所求轨迹方程为12-=x y . ....12分考点:1、抛物线定义与几何性质;2、直线与抛物线位置关系;3、轨迹求法.【方法归纳】(1)解读几何中平行问题的证明主要是通过证明两条直线的斜率相等或转化为利用向量证明;(2)求轨迹的方法在高考中最常考的是直接法与代入法(相关点法),利用代入法求解时必须找准主动点与从动点.21.(2015课标全国Ⅰ,理5)已知00(,)M x y 是双曲线22:12x C y -=上的一点,12,F F 是C 的两个焦点,若120MF MF ⋅<,则0y 的取值范围是(A)((B)( (C)((D)( 答案:A解读:由条件知F1(-,0),F2(,0),=(--x0,-y0),=(-x0,-y0),-3<0.①又=1,=2+2.代入①得,∴-<y0<22.(2015课标全国Ⅰ,理14)一个圆经过椭圆221164x y+=的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上,则该圆的规范方程为答案:+y2=解读:由条件知圆经过椭圆的三个顶点分别为(4,0),(0,2),(0,-2),设圆心为(a,0)(a>0),所以=4-a,解得a=,故圆心为,此时半径r=4-,因此该圆的规范方程是+y2=23.(2015课标全国Ⅰ,理20)在直角坐标系xOy中,曲线2:4xC y=与直线:(0)l y kx a a=+>交于,M N两点。