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专题10 解析几何小题综合
一、单选题
1.(2023·浙江温州·统考三模)已知直线 ,若 ,则
( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据给定的条件,利用两直线的垂直关系列式计算作答.
【详解】因为直线 ,且 ,则 ,
所以 .
故选:B
2.(2023·浙江金华·统考模拟预测)双曲线 的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线方程,可直接写出渐近线方程.
【详解】双曲线 焦点在 轴上,
所以渐近线斜率为 ,
则其渐近线方程为: .
故选:C.
3.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)设抛物线 的焦点为 ,若点
在抛物线上,且 ,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.8【答案】C
【分析】由抛物线的定义求出p的值.
【详解】抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
点 在抛物线上,且 ,由抛物线的定义可知 ,则 .
故选:C
4.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)已知圆 ,圆心为
的圆分别与圆 相切.圆 的公切线(倾斜角为钝角)交圆 于
两点,则线段 的长度为( )
A. B. C.3 D.6
【答案】B
【分析】判断圆 与 需外切,求出 的方程,进而求得圆 的公切线方
程,再根据弦长的几何求法,即可求得答案.
【详解】如图,由已知 的圆心为 ,半径为 ,
设 的半径为 ,
由题意知圆 与 需外切,否则圆 无公切线或公切线(倾斜角为钝角)与圆
无交点;由题意知 ,即 ;
,即 ,
故圆 ,圆 ,
设圆 的公切线方程为 ,
则 ,解得 ,即 ,
故 到 的距离为 ,
故 ,
故选:B
5.(2023·浙江·校联考模拟预测)设抛物线 的焦点为 ,过点 作
直线与抛物线交于 两点且 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】联立直线和抛物线求出两根积,结合抛物线定义得出焦半径,最后求值即得.
【详解】
.
故选:B.
6.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测)设过原点且倾斜角为 的直线
与双曲线C: 的左,右支分别交于A、B两点,F是C的焦点,
若三角形 的面积大于 ,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先得出直线 的方程,与双曲线方程联立得出点 和 的坐标,并得出不
等式关系 ,再表示出 ,根据 大于 列出不等式,求解即
可.
【详解】不妨设 是双曲线 的左焦点,由题可知,直线 的方程为 ,
由 ,得 ,且 ,
所以 , ,
因为 ,且 大于
,所以 ,
所以 ,解得 ,
又因为 ,解得 ,
所以 ,
故选:D.
7.(2023·浙江·校联考二模)已知直线 和直线 ,拋物线
上一动点 到直线 直线 的距离之和的最小值是( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】B
【分析】根据抛物线的定义可得 ,结合图象分析求解.
【详解】由题意可得:拋物线 的焦点 ,准线 ,
设动点 直线 的距离分别为 ,点 到直线 的距离分别为 ,
则 ,可得 ,
当且仅当点 在点 到直线 的垂线上且 在 与 之间时,等号成立,
动点 到直线 直线 的距离之和的最小值是3.
故选:B.
8.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知点 是双曲线 右支上一
点, 分别是 的左、右焦点,若 的角平分线与直线 交于
点 ,且 ,则 的离心率为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,结合双曲线定义证明点 是 的内心,再借助三角形面
积公式求解作答.
【详解】作 的平分线交 的平分线于 ,过 作
轴,垂足分别为 ,如图,则点 为 的内心,有 ,设 ,
,则 ,
于是直线 与直线 重合,而 的角平分线与直线 交于点 ,即 与
重合,则点 为 的内心,
因此令 ,由 ,得
,
因此 ,即有 ,即 ,
所以双曲线 的离心率为 .
故选:B
9.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考二模)已知椭圆 的右焦点为 ,
过右焦点作倾斜角为 的直线交椭圆于 两点,且 ,则椭圆的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意写出直线方程,与椭圆方程联立,运用韦达定理与 构建出关于 、 、 的齐次方程,根据离心率公式即可解得.
【详解】设 , , ,过点 做倾斜角为 的直线斜率 ,
直线方程为 ,联立方程 ,
可得 ,
根据韦达定理: , ,
因为 ,即 ,所以 ,
所以 ,
即 ,所以 ,联立 ,
可得 , .
故选:C.
10.(2023·浙江金华·统考模拟预测)已知椭圆 为椭圆的右焦点,
曲线 交椭圆 于 两点,且 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直线 与椭圆的两个交点 且 ,其中 与 关于x轴对称,设直线为 代入椭圆,应用韦达定理结合
求参数a,即可求离心率.
【详解】由题设,椭圆右焦点 ,且曲线 恒过 ,不妨令 ,
对于直线 与椭圆的两个交点 ,其中 与 关于x轴对称,
所以 ,即 ,故 ,
令直线为 代入椭圆方程整理得: ,
则 , ,而 ,
,则 ,可得 (负值
舍),
所以 .
故选:A二、多选题
11.(2023·浙江·高三专题练习)若直线 与圆C: 相交于A,
B两点,则 的长度可能等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】CD
【分析】首先找到直线所过定点 ,根据直线所截圆的弦长公式求出弦长 的
取值范围,进而求出 的长度可能的取值.
【详解】已知直线 恒过点 ,圆 的圆心坐标为 ,
半径 .
当直线经过圆心时,所得弦长 最大, ;
当直线与 所在直线垂直时,所得弦长 最小, ,
因此可得: ,故 的长度可能等于4或5.
故选:CD
12.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知圆 是直线 上一点,
过点 作圆 的两条切线,切点分别为 ,则( )
A.直线 经过定点
B. 的最小值为
C.点 到直线 的距离的最大值为
D. 是锐角
【答案】AB
【分析】由两圆方程相减可得交点弦,即可可判断A,根据直线经过的定点即可求解
C,由勾股定理即可判断CD.
【详解】设 ,则以 为直径的圆的方程为,
化简得 ,与 联立,
可得 所在直线方程: ,即 ,
故可知恒过定点 A正确;
到过定点 的直线 距离的最大值为: ,
,故最小值为 .B正确,
当点 与定点 的连线与直线 垂直时,此时点 到直线
的距离最大,且最大值为 ,故C错误;
圆心 到 的距离为 ,
由于 ,在直角三角形 中,
当点 运动到正好 时,此时 最小, 的张角最大,
此时 ,
当点 位于其它点时均为锐角,故 ,不恒为锐角,D错误.
故选:AB13.(2023·浙江金华·统考模拟预测)已知拋物线 ,点 均在抛物线 上,
点 ,则( )
A.直线 的斜率可能为
B.线段 长度的最小值为
C.若 三点共线,则存在唯一的点 ,使得点 为线段 的中点
D.若 三点共线,则存在两个不同的点 ,使得点 为线段 的中点
【答案】BD
【分析】根据两点斜率公式,结合一元二次方程的根可判断A,由两点距离公式,结
合导数求单调性确定最值可判断B,根据中点坐标公式,由一元二次方程根的个数可
判断CD.
【详解】设 在抛物线上,且满足 ,
对于A,假如直线 的斜率可以为 ,则
由于 ,则该方程无解,所以直线 的斜率不可能为 ,故A错误,
对于B, ,记 ,
记 单调递增,
由于 ,因此 单调递增,
当 时, 单调递减,故当 时, 取最小
值5,
因此 的最小值为 ,故B正确,
对于C,若 三点共线, 为线段 的中点,则 ,将 代入抛物线方程中得
,
故 有两个不相等的实数根,所以满足条件的点 不唯一,故C错误,
D正确,
故选:BD
14.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测)已知椭圆为 ,设一个
点始终在此椭圆内运动,这个点从一个焦点出发沿直线,经椭圆壁反弹后沿直线经过
另一个焦点,再经椭圆壁反弹后沿直线回到这个焦点,称这个过程为一次“活动”,
记此点进行n次“活动”的总路程为 , ,则不可能的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据椭圆方程及一次“活动”的定义知 ,进而判断各项正误即可.
【详解】由题意知:一次“活动”的路程为 ,故n次“活动”的总路程为
,
所以 , , , ,
故A、C、D不可能,B对.
故选:ACD15.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)已知 、 分别是双曲线 的左、
右焦点,过点 作双曲线的切线交双曲线于点 ( 在第一象限),点 在
延长线上,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 为 的平分线 D. 的角平分线所在直线的倾斜
角为
【答案】ACD
【分析】先根据题意设出切线方程,与双曲线方程联立求出点 的坐标,然后即可求
出 , ,从而可以判断AB两项;再根据角平分线性质定理的逆定理可以
判断C项;最后根据条件求出 的角平分线所在直线的斜率即可求出倾斜角.
【详解】由题意知点 为切点,且切线 斜率大于零,
设切线 方程为 ,
联立 消 得 ,
由 得 ,所以切线 方程为 .
把 代入 ,解方程得将 代入切线方程得 ,所以 ,所以 ,故选项A正确.
因为 ,所以 ,故选项B错误.
因为 ,所以 ,
又因为 ,所以 ,
所以 为 的平分线,故选项C正确.
又因为 ,且 与 的角平分线所在直线垂直,
所以 的角平分线所在直线的斜率为 ,
所以 的角平分线所在直线的倾斜角为 ,故选项D正确.
故选:ACD.
16.(2023·浙江绍兴·统考二模)已知点 是椭圆 的左右焦
点,点 为椭圆 上一点,点 关于 平分线的对称点 也在椭圆 上,若
,则( )
A. 的周长为 B.
C. 平分线的斜率为 D.椭圆 的离心率为
【答案】ABD
【分析】由分析知点 为直线 与椭圆 的交点,故 的周长为 ,可判断A;设 ,由椭圆的定义和角平分线定理求出 , ,
可判断B;由余弦定理可判断D;点 在 轴上方,设直线 的倾斜角为 ,由两角
差的正切公式求出 可判断C.
【详解】点 关于 平分线的对称点 在直线 上,
又点 关于 平分线的对称点 也在椭圆 上,
所以点 为直线 与椭圆 的交点,故 的周长为 ,故A正确;
设 的平分线交 于点 ,设 ,
则 ,
所以 ,而 ,
设 则 ,于是 ,
所以 , , , , ,
所以 ,故B正确;
在 ,由余弦定理可得: ,
则 ,则 ,所以 ,故D正确;
不妨设点 在 轴上方,由题意可知,点 在椭圆的下顶点处,则 ,
, ,
设直线 的倾斜角为 ,则 ,由对称性知 平分线的斜率为 或 ,故C不正确.
故选:ABD.
17.(2023·浙江·校联考模拟预测)如图,已知抛物线 ,过抛物线焦点 的直
线 自上而下,分别交抛物线与圆 于 四点,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】由题知 ,设直线 为 , , ,联立方程
,消去 得 ,根据韦达定理可得 , ,
然后根据直线与抛物线的位置关系,焦点弦性质,均值不等式,求导逐个计算即可.
【详解】由抛物线方程可知 ,
设直线 为 , , ,联立方程 ,消去 得 ,
所以 , ,
由抛物线的定义可知 , ,
又点 是圆 的圆心,
所以 , ,
所以 ,选项A正确;
因为 ,
由上述可知 , ,当且仅当 时等号成立,
所以 ,选项B正确;
因为 ,
由上述可知 ,所以 ,
所以 ,其中 ,
令 ,则 ,
当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增,
所以 ,
所以 ,选项C错误;因为 ,
由上述可知 , ,当且仅当 ,即 , 时等
号成立,
所以 ,选项D错误;
故选:AB
18.(2023·浙江·校联考模拟预测)双曲线 的左、右焦点分别 ,具有
公共焦点的椭圆与双曲线在第一象限的交点为 ,双曲线和椭圆的离心率分别为
的内切圆的圆心为 ,过 作直线 的垂线,垂足为 ,则( )
A. 到 轴的距离为
B.点 的轨迹是双曲线
C.若 ,则
D.若 ,则
【答案】ACD
【分析】根据题意,利用切线长定理,再利用双曲线的定义求得 ,可判断A;
在等腰 中,利用中位线结合双曲线的定义可求出 ,可判断B;设
,由 ,即 ,由余弦定理
代入化简可得 ,再结合椭圆和双曲线的定义可判断C;由
,即 可判断D.
【详解】设圆 与 三边 的切点为 ,
,又 ,故 ,故 ,所以 到 轴的距离为 ,故A正确;
过 作直线 的垂线,垂足为 ,延长 交 于点 ,
因为 ,则 为 的中点且 ,于是
,
故点 的轨迹是在以 为圆心,半径为 的圆上,故B不正确;
设椭圆的长半轴长为 ,它们的半焦距为 ,并设 ,
根据椭圆和双曲线的定义可得: ,所以 ,
在 中,由余弦定理得: ,
即 ,
在 中,由余弦定理得: ,
即 ,由 ,
两式相加,则 ,又 ,所以 ,
所以 ,所以 ,即 ,故C正确;
,即 ,所以 ,即 ,故D正确.
故选:ACD.
19.(2023·浙江嘉兴·校考模拟预测)已知抛物线 : ,点 ,均在抛物线 上,点 ,则( )
A.直线 的斜率可能为
B.线段 长度的最小值为
C.若 , , 三点共线,则 是定值
D.若 , , 三点共线,则存在两组点对 ,使得点 为线段 的中点
【答案】BCD
【分析】根据两点斜率公式,结合一元二次方程的根可判断A,由两点距离公式,结
合导数求单调性确定最值可判断B,联立直线与抛物线方程,由根与系数的关系求解
可判断C,根据中点坐标公式,由一元二次方程根的个数可判断D.
【详解】设 在抛物线上,且满足 ,
对于A,假如直线 的斜率可以为 ,则
由于 ,则该方程无解,所以直线 的斜率不可能为 ,故A错误;
对于B, ,记 ,
记 单调递增,
由于 ,因此 时, 单调递增,
当 时, 单调递减,故当 时, 取最小
值5,
因此 的最小值为 ,故B正确;
对于C,若 三点共线,显然直线 与 轴不平行,设直线方程为 ,联立抛物线方程可得,
,当 时, ,
所以 ,故C正确;
对于D,若 三点共线, 为线段 的中点,则 ,将
代入抛物线方程中得
,
故有两个不相等的实数根,所以满足条件的点 有2个,即存在两组点对 ,故D
正确.
故选:BCD
20.(2023·浙江·校联考二模)设点 在圆 上,圆 方程为
,直线 方程为 .则( )
A.对任意实数 和点 ,直线 和圆 有公共点
B.对任意点 ,必存在实数 ,使得直线 与圆 相切
C.对任意实数 ,必存在点 ,使得直线 与圆 相切
D.对任意实数 和点 ,圆 和圆 上到直线 距离为1的点的个数相等
【答案】ACD
【分析】利用直线与圆的位置关系判断.
【详解】由题意 ,因此圆 一定过原点 ,而直线 总是过原点,A正确;
当圆 方程为 时,过原点且与圆 相切的直线是 轴, 不存在,B错
误;
对任意实数 ,作直线 的平行线与圆 相切,切点为 ,此时 到直线 的距
离为1,即直线 与圆 相切,C正确;
易知对任意实数 ,圆 上到直线 距离为1的点有两个,作与直线 平行且距离为1
的两条直线 和 ,(注意: 和 与圆 恒相切),
当直线 过 点时,直线 和 都与圆 相切,两个切点到直线 的距离为1,
当直线 不过 点时,直线 和 中一条与圆 相交,一条相离,两个交点与直线
距离为1,即只有2 个点,D正确.
故选:ACD.
21.(2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校联考阶段练习)已知
,过点 作直线 的垂线,垂足为 ,则( )
A.直线 过定点 B.点 到直线 的最大距离为
C. 的最大值为3 D. 的最小值为2
【答案】AC
【分析】由点斜式确定定点,由点 在以原点为圆心,直径为 的圆上,结合
圆的性质判断即可.
【详解】 可化为 ,则直线 过定点 ,故A正确;
因为直线 的斜率存在,所以点 与点 不重合,因为 ,所以点 在以原点为圆心,直径为 的圆上(去掉点B),
点 到直线 的距离为 ,由图可知, ,故B错误;
由图可知, ,即 ,故C正确,D错误;
故选:AC
22.(2023·浙江金华·统考模拟预测)如图,已知 是抛物线 的焦点,过点
和点 分别作两条斜率互为相反数的直线 ,交抛物线于 四点,且
线段 相交于点 ,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】A选项,设出直线 ,与 联立,得到两根之和,两根之积,同理得到 ,与双曲线方程联立,表达出 ,相加后得到
,A正确;B选项,在A选项的基础上,作出辅助线,找到角度相等,证
明相似,得到B正确;C选项,在B的基础上得到所以 ∽ ,
,C正确;D选项,在BC基础上,得到面积之比,得到D错误.
【详解】A选项,显然两直线的斜率均存在且不为0,
由题意得 ,设直线 ,与 联立得 ,
设 ,则 ,
设直线 ,与 联立得 ,
设 ,则 ,
则 , ,
则
,A正确;
B选项,延长 交 轴于点 ,延长 交 轴于点 ,
因为 ,所以 ,
因为直线 的斜率互为相反数,所以 ,
故 ,即 ,
又 ,所以 ∽ ,故 ,
所以 ,B正确;C选项,因为 ,且 ,所以 ∽ ,故
,C正确;
D选项,由BC选项可知 ,由于 与 不一定相等,
故D错误.
故选:ABC
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
23.(2023·浙江·校联考三模)已知椭圆 ,其右焦点为 ,以 为端点作
条射线交椭圆于 ,且每两条相邻射线的夹角相等,则( )
A.当 时,
B.当 时, 的面积的最小值为
C.当 时,
D.当 时,过 作椭圆的切线 ,且 交于点 交于点 ,
则 的斜率乘积为定值
【答案】AD
【分析】对于A,设 ,根据两点间的距离公式可得 ,同理求出, ,代入,根据两角和差公式可判断;
对于B,将 的面积分为3部分,设 ,可得
,结合选项A及基本不等式可判断;
对于C,取 可判断;
对于D,求出 的方程,可得 , ,根据斜率公式即可判断.
【详解】对于A,对于椭圆 ,其中 , 为
椭圆 上一点,又 ,
则
(*).
如图,
设 ,则 ,
代入(*)可得 ,解得 .
故对于 , ,所以 ,同理可得 , .
所以
,故A正确;
对于B, ,
设 ,则 .
由 ,
又 ,当且仅当 时等号成立,
所以 ,故B错误;
对于C,取 ,则 ,故C错误;
对于D,设椭圆上一点 ,则 ,即 ①,
设切线 : ,
∵切线 过点 ,∴ ,即 ②,
由 ,消去 ,整理得 ,
∵ 是椭圆的切线,∴ ,
∴ ③,
且由韦达定理,有 ④,③、④两式相乘,化简得 ,将②式代入,解得 ,
由①式,有 ,∴ ,
∴ 的方程为 ,结合①式,化简得 .
设 ,可知 的方程为 .
因为 交于点 ,所以切点弦 的方程为 .
因为弦 过 ,所以 ,同理可得 .
因为 ,所以 ,故 .
所以 ,故D正确.
故选:AD.
【点睛】总结点睛:
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.
24.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考二模)已知抛物线 的焦点为 ,
准线交 轴于点 ,过点 作倾斜角为 ( 为锐角)的直线交抛物线于 两点(其中点A在第一象限).如图,把平面 沿 轴折起,使平面 平面 ,
则以下选项正确的为( )
A.折叠前 的面积的最大值为
B.折叠前 平分
C.折叠后三棱锥 体积为定值
D.折叠后异面直线 所成角随 的增大而增大
【答案】BCD
【分析】对于A:利用弦长公式结合点到直线的距离运算求解;对于B:利用韦达定
理证明 ,即可得结果;对于C:根据面面垂直的性质结合锥体的体积公式
运算求解;对于D:根据题意利用 结合空间向量可得
,再根据复合函数单调性分析判断.
【详解】由题意可得:抛物线 的焦点为 ,准线 ,则 ,
设直线 ,
联立方程 ,消去x得 ,
可得 ,则 ,
对于选项A:因为 ,
点 到直线 的距离 ,
可得折叠前 的面积 ,
所以当 时,折叠前 的面积的最小值为 ,故A错误;
对于选项B:因为
,
即折叠前直线 关于x轴对称,所以折叠前 平分 ,故B正确;
对于选项C:因为平面 平面 ,则可知点A到平面 的距离即为点A到
x轴的距离 ,
的面积 ,
所以折叠后三棱锥体积 (定值),故C正确;
对于选项D:由抛物线的性质可知:
,
可得 ,
,
根据题中所给的空间直角坐标系,可得,
则 ,
可得
,
所以 ,
即折叠后异面直线 所成角的余弦值为 ,
因为 在 上单调递增,则 在 上单调递减,
且 在定义域内单调递增,则 在 上单调递减,
所以折叠后异面直线 所成角随 的增大而增大,故D增大;
故选:BCD.
【点睛】方法点睛:与圆锥曲线有关的最值问题的两种解法
(1)数形结合法:根据待求值的几何意义,充分利用平面图形的几何性质求解;
(2)构建函数法:先引入变量,构建以待求量为因变量的函数,再求其最值,常用基
本不等式或导数法求最值(注意:有时需先换元后再求最值).三、填空题
25.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知圆 和圆 ,
则过点 且与 都相切的直线方程为__________.(写出一条即可)
【答案】 或 (写出一条即可)
【分析】由直线与圆的位置关系通过几何法计算即可.
【详解】若过M的切线斜率不存在,即为 ,此时显然与两圆都相切;
若过M的切线斜率存在,不妨设为 ,则 到
的距离分别为 ,
即 .
综上过M与两圆都相切的直线为: 或
故答案为: 或 (写出一个即可)
26.(2023·浙江·高三专题练习)已知圆 ,若 被两坐标轴截
得的弦长相等,则 __________.
【答案】 /
【分析】 被两坐标轴截得的弦长相等,则圆心 到两坐标轴的距离相等,即圆心的
横纵坐标的绝对值相等可得答案.
【详解】圆的弦长为 ( 为圆的半径, 为圆心到弦的距离),
若 被两坐标轴截得的弦长相等,则圆心 到两坐标轴的距离相等,
即圆心的横纵坐标的绝对值相等,即 ,解得 .
故答案为: .
27.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测)点P圆 上,点 在直线 上,O坐标原点,且 ,则点 的横坐标的取值范围为
___________.
【答案】
【分析】设点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,由条件可得点 在以 为直
径的圆上,由条件列不等式可求点Q的横坐标的取值范围.
【详解】因为点 在直线 上,
故设点 的坐标为 ,设点 的坐标为 ,
则 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,
即点 在圆 上,
又点 在圆 上,
所以两圆有交点,
又圆 的圆心坐标为 ,半径为 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 或 ,所以点 的横坐标的取值范围为 .
故答案为: .
28.(2023·浙江绍兴·绍兴一中校考模拟预测)从点 射出两条光线的方程分别为:
和 ,经 轴反射后都与圆 相切,
则 __________.
【答案】
【分析】根据光学性质求出反射光线所在直线方程,再根据直线与圆相切列式,解方
程组可得结果.
【详解】依题意知 关于 轴的对称点 在反射光线所在直线上.
因为入射光线经 轴反射,所以反射光线所在直线的斜率与入射光线所在直线的斜率
互为相反数,
因为 的斜率为 ,所以与其对应的反射光线所在直线的斜率为 ,
所以与其对应的反射光线所在直线方程为 ,即 .
因为 的斜率为 ,所以与其对应的反射光线所在直线的斜率为 ,
所以与其对应的反射光线所在直线方程为 ,即 .
依题意有 ,且圆在 轴上方,所以 ,且 ,
若 ,即 ,则 ,得 或 ,
均不符合题意;
若 ,即 ,则 ,得 或
(舍去),则 .
则 .
故答案为: .29.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)已知圆 在椭圆
的内部, 为 上的一个动点,过 作 的一条切线,交
于另一点 ,切点为 ,若当 为 的中点时,直线 的倾斜角恰好为 ,则该
椭圆 的离心率 ___________.
【答案】
【分析】根据直线 的倾斜角结合圆的方程确定切点 的坐标为 或
,分别求解 方程,代入椭圆后,利用 为 的中点确定 关系,即
可求得椭圆离心率.
【详解】如图,
圆 的圆心为 ,半径
因为直线 的倾斜角为 ,所以直线 方程为 ,即
所以 ,解得 或 ,所以切点 的坐标为 或又直线 与圆相切,所以 ,则
①当 ,则直线 为 ,即 ,设
,
所以 , 恒成立
所以 ,因为 为 的中点,所以 ,即
所以椭圆 的离心率 ;
②当 ,则直线 为 ,即 ,设
,
所以 , 恒成立
所以 ,因为 为 的中点,所以 ,即
(舍);
综上,椭圆 的离心率 .
故答案为: .
30.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知椭圆 的上下顶点分别为 ,过点 的直线交椭圆于 两点,记 ,则 ___________.
【答案】3
【分析】设 ,直线斜率为 ,直线 : ,直线 :
,联立直线 和椭圆得到 , ,再把直线 ,
直线 分别与直线 联立求得 和 坐标,利用等式得到
和 ,两式相乘即可得出答案.
【详解】如图, ,
设 ,直线斜率为 ,
则直线 为 ,
联立 ,得 ,
则 , ,
设直线 : ,直线 : ,联立 ,得 ,
联立 ,得 ,
由 得 ,
解得 ,①
由 得 ,
解得 ,②
① ②得: ,
即 ,则 .
故答案为:
【点睛】关键点睛:本题考查解析几何,考查直线与椭圆相交问题,考查数学运算,
属于中档题.
31.(2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校联考阶段练习)考虑这样的等腰
三角形:它的三个顶点都在椭圆 : 上,且其中恰有两个顶点为椭圆 的顶
点.这样的等腰三角形有________个.
【答案】20
【分析】分别以椭圆顶点连线为等腰三角形的腰或底,进行分类讨论,得到答案.
【详解】不妨设 ,
如图1,连接 ,当 为等腰三角形的底时,作 的垂直平分线交椭圆于
两点,连接 ,则 为等腰三角形,满足题意,
同理当 为等腰三角形的底时,也可以各作出2个满足要求的等腰三角形,
共有8个;
如图2,当 为等腰三角形的腰时,以 为圆心, 为半径作圆,
则圆的方程为 ,
联立 ,解得 或 或 或 ,
即圆与椭圆相交于点 ,连接 ,
其中 满足要求, 三个顶点均为椭圆顶点,不合题意,
同理当 为等腰三角形的腰时,也可以各作出2个满足要求的等腰三角形,
共有8个;
如图③,以 为圆心, 为半径作圆,此时圆与椭圆相交于点 ,连接 ,此时 为等腰三角形,满足题意,共有2个,
如图4,以 为圆心, 为半径作圆,此时圆与椭圆相交于点 ,
连接 ,此时 为等腰三角形,满足题意,共有2个,
由椭圆性质可知, 为椭圆中的最长弦,所以不能作为等腰三角形的腰,而作为底
时,刚好等腰三角形的顶点为上顶点或下顶点,不合要求,
综上:满足要求的等腰三角形个数为8+8+2+2=20.
故答案为:20.
【点睛】方法点睛:两圆一线,是平面几何中等腰三角形存在性问题的通用解法,这
里以椭圆为背景进行考察,基本思路没有变化,但要注意两圆一线所得到的等腰三角
形有不满足要求的,要舍去.
32.(2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)已知椭圆 , 、 分别
是其左,右焦点,P为椭圆C上非长轴端点的任意一点,D是x轴上一点,使得 平分 .过点D作 、 的垂线,垂足分别为A、B.则 的最大值是
__________.
【答案】 /0.1875
【分析】利用三角形面积公式、余弦定理,结合椭圆的定义得
,再利用均值不等式求解作答.
【详解】设 ,依题意, , ,由
,
得 ,即
,
,
椭圆 中, ,
在 中,由余弦定理得 ,
即有 ,
则 ,因此
,当且仅当 时取等号,
所以 的最大值是 .
故答案为:
33.(2023·浙江·校联考三模)已知抛物线 ,过点 作直线
交 于 两点,且 ,则 点的横坐标为___________.
【答案】 /
【分析】设直线 的方程为 , ,联立抛物线与直线方程即
可得交点坐标关系,由 得 ,综合即可得 点的横坐标.
【详解】由题可设,直线 的方程为 ,
联立 得 , 恒成立,所以 ①,
②
又因为 ,结合图形可得 ③
联立①②③可得 , ,所以即 点的横坐标为 .
故答案为: .
34.(2023·浙江杭州·统考一模)已知点 ,直线 与圆: 交于 两
点,若 为等腰直角三角形,则直线 的方程为 ______ 写出一条即可
【答案】 (或 或 )
【分析】分 、 和 讨论即可得解.
【详解】由圆: ,得圆心 ,半径 ,
, 在圆 上,
若 ,可得 过圆心且 ,
又 , ,
直线 的方程为 ,即 ;
若 ,可得 过圆心且 ,
则 ,可得 的直线的方程为 ,联立圆方程 ,
解得 或 ,可得 的坐标为 或 ,
根据圆的对称性易知 ,
直线 的方程为 或 ,
即 或 ;
若 ,由 的等价性可知该情况与 一致;
综上:直线 方程为: 或 或 .
故答案为: (或 或 ).
35.(2023·浙江·高三专题练习)已知圆 与交于 两点.若存在 ,使得 ,则 的取值范围为
___________.
【答案】
【分析】根据圆与圆相交弦所在直线方程性质求得直线 的方程,利用直线与圆相交
弦长公式,求得 满足的等式关系,根据方程有解,即可得 的取值范围.
【详解】圆 的圆心 ,半径 ,圆 的圆
心 ,半径
若两圆相交,则 ,所以 ,即 ,
又两圆相交弦 所在直线方程为: 即
所以圆心 到直线 的距离 ,圆心 到直线
的距离 ,
则弦长 ,所以 ,则 ,所以
,
若存在 ,使得 ,则 ,即 ,所以 的取值范围为 .
故答案为: .
36.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知圆C的方程为 ,若直线
上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C相外切,则k的取值范围为__________.
【答案】
【分析】根据题意,由圆C的圆心到直线 的距离不大于两半径之和求解.
【详解】解:因为直线 上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的
圆与圆C相外切,
所以圆C的圆心到直线 的距离不大于两半径之和,
即 ,化简得 ,
解得 ,
故答案为:
37.(2023·浙江金华·统考模拟预测)已知 三点在圆 上,
的重心为坐标原点 ,则 周长的最大值为___________.
【答案】
【分析】根据已知条件发现 ,且 点到圆与 轴的正半轴交点的距离为4,正
好是 的关系,而三角形的重心是中线的三等分点,所以不妨认为圆与 轴的正半轴
交点是三角形的一个顶点,从而可知另两个顶点正好是圆的直径的两个端点,从而可
以得到三角形三边的关系,进而借助基本不等式求出结果.
【详解】由圆 得圆心 ,半径圆 ,
如图,不妨设点 在 轴的正半轴上,
由于 的重心为坐标原点 ,且 ,
所以 为圆 的直径,所以 ,所以
,当且仅当 时取等号,
所以 周长的最大值为 .
故答案为: .
38.(2023·浙江·高三专题练习)已知椭圆 的左、右焦点分别
为 .若 关于直线 的对称点 恰好在 上,且直线 与 的另一个交点为
,则 __________.
【答案】
【分析】由点的对称性求出点 坐标,和线段 、 ,从而发现 为直角,
再由椭圆标准定义找到 关系,并求出 、 的长度,最后在直角三角形
中,求出 的值.
【详解】
设 关于直线 的对称点 ,由 ,得 ,
可知 , ,又知 ,
所以 ,则 为直角,
由题意,点 恰好在 上,根据椭圆定义 ,得 ,
,设 ,则 ,
在直角三角形 中, ,
解得 ,从而 , ,
所以 .
故答案为:
39.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知 , 为椭圆 的左、右焦点,O
为坐标原点,直线l是曲线C的切线, , 分别为 , 在切线l上的射影,则
面积的最大值为__________.
【答案】 /4.5
【分析】取切点为P,利用椭圆的光学性质设 ,由直角三角形三
边关系可得 , ,根据三角形面积公式及三角函数的性质计
算即可.【详解】详解:如图,延长 至 ,使得 ,
由题意可知: ,故 , , 三点共线,
因为 为 斜边上的中线,故 .
取切点P,连接 , ,作 .
由椭圆的光学性质可设 ,
,
同理可得 ,
由上分析可得 , 时取得最大值.
故答案为:
40.(2023·浙江·统考二模)已知点A,B为椭圆 上的两个动点,点O为
坐标原点,直线 与 的斜率之积为 ,x轴上存在关于原点对称的两点M,N,
使得对于线段 上的任意点P,都有 的最小值为定值,则此定值为
__________.【答案】 /
【分析】考虑 的斜率存在时,设出直线方程,与椭圆 联立,得到两根
之和,两根之积,根据斜率之积为 得到 为 的切线,考虑 的斜率
不存在时,也满足要求,利用椭圆定义和几何性质得到最小值,即定值.
【详解】当 的斜率存在时,设为 ,
与 联立得 ,
设 ,则 ,
则
由题意得 ,化简得 ,①
因为x轴上存在关于原点对称的两点M,N,使得对于线段 上的任意点P,都有
的最小值为定值,
所以直线 为某一个椭圆 的一条切线,
联立 与 ,得 ,
由 得 ,②,
比较①②得 ,解得 ,
故直线 为椭圆 的切线,
当直线 的斜率不存在时,设 ,则 ,由 可得, ,
联立可得 ,
此时直线 的方程为 ,为椭圆 的切线,
由椭圆定义和几何性质可知 ,当且仅当 为切点, 为
的焦点时,等号成立,
故此定值为 .
故答案为:
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.