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1、2022高考數(shù)學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題8 解析幾何 第2講 綜合大題部分真題押題精練 理
1. (2017·高考全國卷Ⅰ)已知橢圓C:+=1(a>b>0),四點P1(1,1),P2(0,1),P3,P4中恰有三點在橢圓C上.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線l不經(jīng)過P2點且與C相交于A,B兩點.若直線P2A與直線P2B的斜率的和為-1,證明:l過定點.
解析:(1)由于P3,P4兩點關(guān)于y軸對稱,
故由題設(shè)知C經(jīng)過P3,P4兩點.
又由+>+知,C不經(jīng)過點P1,
所以點P2在C上.因此解得
故橢圓C的方程為+y2=1.
(2)證明:設(shè)直線P2A與直線P2B的斜率分別為k1,
2、k2.
如果l與x軸垂直,設(shè)l:x=t,由題設(shè)知t≠0,且|t|<2,
可得A,B的坐標(biāo)分別為,.
則k1+k2=-=-1,得t=2,不符合題設(shè).從而可設(shè)l:y=kx+m(m≠1).
將y=kx+m代入+y2=1得
(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.
由題設(shè)可知Δ=16(4k2-m2+1)>0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=-,x1x2=.
而k1+k2=+=+
=.
由題設(shè)k1+k2=-1,
故(2k+1)x1x2+(m-1)(x1+x2)=0.
即(2k+1)·+(m-1)·=0.
解得k=-.
當(dāng)且僅當(dāng)m>-1時,Δ>0
3、,于是l:y=-x+m,
即y+1=-(x-2),
所以l過定點(2,-1).
2.(2017·高考全國卷Ⅲ)已知拋物線C:y2=2x,過點(2,0)的直線l交C于A,B兩點,圓M是以線段AB為直徑的圓.
(1)證明:坐標(biāo)原點O在圓M上;
(2)設(shè)圓M過點P(4,-2),求直線l與圓M的方程.
解析:(1)證明:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),l:x=my+2,
由可得y2-2my-4=0,則y1y2=-4.
又x1=,x2=,故x1x2==4.
因此OA的斜率與OB的斜率之積為·==-1,所以O(shè)A⊥OB,故坐標(biāo)原點O在圓M上.
(2)由(1)可得y1+y2=2m,x
4、1+x2=m(y1+y2)+4=2m2+4,
故圓心M的坐標(biāo)為(m2+2,m),圓M的半徑
r=.
由于圓M過點P(4,-2),因此·=0,
故(x1-4)(x2-4)+(y1+2)(y2+2)=0,
即x1x2-4(x1+x2)+y1y2+2(y1+y2)+20=0.
由(1)可知y1y2=-4,x1x2=4,
所以2m2-m-1=0,解得m=1或m=-.
當(dāng)m=1時,直線l的方程為x-y-2=0,圓心M的坐標(biāo)為(3,1),圓M的半徑為,
圓M的方程為(x-3)2+(y-1)2=10.
當(dāng)m=-時,直線l的方程為2x+y-4=0,圓心M的坐標(biāo)為,
圓M的半徑為,
圓M
5、的方程為2+2=.
3.(2017·高考全國卷Ⅱ)設(shè)O為坐標(biāo)原點,動點M在橢圓C:+y2=1上,過M作x軸的垂線,垂足為N,點P滿足= .
(1)求點P的軌跡方程;
(2)設(shè)點Q在直線x=-3上,且·=1.證明:過點P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點F.
解析:(1)設(shè)P(x,y),M(x0,y0),則N(x0,0),=(x-x0,y),=(0,y0).
由= 得x0=x,y0=y(tǒng).
因為M(x0,y0)在C上,所以+=1.
因此點P的軌跡方程為x2+y2=2.
(2)證明:由題意知F(-1,0).設(shè)Q(-3,t),P(m,n),則
=(-3,t),=(-1-m,-n),·=
6、3+3m-tn,
=(m,n),=(-3-m,t-n).
由·=1得-3m-m2+tn-n2=1,
又由(1)知m2+n2=2,
故3+3m-tn=0.
所以·=0,即⊥.
又過點P存在唯一直線垂直于OQ,
所以過點P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點F.
1. 已知動圓M恒過點(0,1),且與直線y=-1相切.
(1)求圓心M的軌跡方程;
(2)動直線l過點P(0,-2),且與點M的軌跡交于A,B兩點,點C與點B關(guān)于y軸對稱,求證:直線AC恒過定點.
解析:(1)由題意得點M與點(0,1)的距離始終等于點M與直線y=-1的距離,由拋物線定義知圓心M的軌跡為以點(0,1
7、)為焦點,直線y=-1為準線的拋物線,則=1,p=2.
∴圓心M的軌跡方程為x2=4y.
(2)證明:由題意知直線l的斜率存在,設(shè)直線l:y=kx-2,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則C(-x2,y2),
由得x2-4kx+8=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=8.
kAC===,直線AC的方程為y-y1=(x-x1).
即y=y(tǒng)1+(x-x1)=x-+=x+,
∵x1x2=8,∴y=x+=x+2,
則直線AC恒過點(0,2).
2.已知橢圓E:+=1(a>b>0),過點(0,1)且離心率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)直線l:y=x+m與橢圓E交于A,C
8、兩點,以AC為對角線作正方形ABCD,記直線l與x軸的交點為N,問B,N兩點間的距離是否為定值?如果是,求出定值;如果不是,請說明理由.
解析:(1)由題意可知,橢圓的焦點在x軸上,橢圓過點(0,1),則b=1.
由橢圓的離心率e== =,解得a=2,
所以橢圓E的標(biāo)準方程為+y2=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),C(x2,y2),線段AC的中點為M(x0,y0).
由整理得x2+2mx+2m2-2=0.
由Δ=(2m)2-4(2m2-2)=8-4m2>0,
解得-
9、點為M(-m,m).
則|AC|= ×= ×
=.
l與x軸的交點為N(-2m,0),
所以|MN|= = ,
所以|BN|2=|BM|2+|MN|2=|AC|2+|MN|2=.
故B,N兩點間的距離為定值.
3. 已知矩形EFCD,|EF|=2,|FC|=,以EF的中點O為原點,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy.
(1)求以E,F(xiàn)為焦點,且過C,D兩點的橢圓的標(biāo)準方程;
(2)在(1)的條件下,過點F作直線l與橢圓交于不同的兩點A,B,設(shè)=λ,點T的坐標(biāo)為(2,0),若λ∈[-2,-1],求|+|的取值范圍.
解析:(1)由題意得E(-1,0),F(xiàn)(1,0),C(1,)
10、,
設(shè)所求橢圓的標(biāo)準方程為+=1(a>b>0),
則2a=|CE|+|CF|=2>2,
所以a=,所以b2=a2-c2=1,
故橢圓的標(biāo)準方程為+y2=1.
(2)易知直線l的斜率不為0,故可設(shè)直線l的方程為x=ky+1,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由得,(k2+2)y2+2ky-1=0.
由根與系數(shù)的關(guān)系,得y1+y2=-, ①
y1y2=-, ②
因為=λ,所以=λ且λ<0,
將①的平方除以②,得++2=-,
所以λ++2=-,
由λ∈[-2,-1],得-≤λ+≤-2,
所以-≤λ++2≤0,
即-≤-≤0,解得k2≤,
即0≤k2≤.
因為=(x1-2,y1),=(x2-2,y2),
所以+=(x1+x2-4,y1+y2),
又y1+y2=-,x1+x2-4=k(y1+y2)-2=-.
故|+|2=(x1+x2-4)2+(y1+y2)2
=+
=
=16-+.
令t=,因為0≤k2≤,
所以≤≤,即≤t≤,
則|+|2=16-28t+8t2=8(t-)2-,
因為≤t≤,
所以|+|2∈[4,],
所以|+|∈[2,].
即|+|的取值范圍為[2,].