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解析几何专项测试卷
考试时间:120分钟 满分:150分
一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要
求的.
1.(2023·全国·模拟预测)已知圆 ,圆 ,则同时与圆
和圆 相切的直线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.0条
【答案】B
【分析】根据圆的方程,明确圆心与半径,进而确定两圆的位置关系,可得答案.
【详解】由圆 ,则圆心 ,半径 ;
由圆 ,整理可得 ,则圆心 ,半径 ;
由 ,则两圆外切,同时与两圆相切的直线有3条.
故选:B.
2.(2023·全国·模拟预测)双曲线 的离心率为 ,且过点 ,则双曲线方程
为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】通过已知得出 与 的两个关系式,即可联立求解,代入双曲线方程即可得出答案.
【详解】 双曲线 的离心率为 ,
,,
,即 ,
双曲线 过点 ,
,
则由 与 联立解得: , ,
双曲线的方程为: ,
故选:B.
3.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)设圆 的方程为 ,则圆C围成
的圆盘在x轴上方的部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出直线与 轴的交点,并确定 的大小,再根据圆盘在x轴上方的部分由 个圆和三角形
组成,即可求解.
【详解】令 得, 解得 ,
设圆C与x轴相交的点为 ,则 ,
圆圆C的圆心 ,半径 ,
,
由余弦定理得 ,
因为 ,所以 ,三角形 的面积等于 ,
圆盘在x轴上方的部分由 个圆和三角形 组成,
所以圆盘在x轴上方的部分面积等于 ,
故选:A.
4.(2023·浙江·统考一模)设直线 与抛物线 交于A,B两点,M是线段AB的中点,则点
M的横坐标是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】直接联立直线方程与抛物线方程,消y整理得 ,利用韦达定理以及中点坐标公式即
可得解.
【详解】联立 ,消y整理得 ,
则 ,所以 .
故选:B.
5.(2023·四川绵阳·统考模拟预测)设双曲线 的右焦点为 ,以原点为圆心,
焦距为直径长的圆与双曲线 在 轴上方的交点分别为 , ,若 ,则该双曲线的渐近线方程
为( )A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的对称性结合双曲线的定义,利用点在 在圆上,结合勾股定理可求得
,即可得 ,从而可确定双曲线的渐近线方程.
【详解】解:如图,设双曲线的左焦点为 ,连接
由双曲线与圆的对称性可得 ,由由双曲线的定义可得 ,
所以 ,由点 在圆上,所以 ,即 ,
则 ,故 ,则 ,
所以双曲线的渐近线方程为 .
故选:B.
6.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线C: ,O为坐标原点,A,B是抛物线C上两点,记直线
OA,OB的斜率分别为 , ,且 ,直线AB与x轴的交点为P,直线OA、OB与抛物线C的准
线分别交于点M,N,则 PMN的面积的最小值为( )
△
A. B. C. D.【答案】D
【分析】设出A、B的坐标,由 解得 的值,再分别求出点M、点N的坐标,求得 的式
子,研究 恒过x轴上的定点可得点P的坐标,进而用方法1基本不等式或方法2函数思想求得三角形面
积的最小值.
【详解】设 , ,则 , ,
∴
∴ ,
∴设 : ,令 得: ,∴ ,
同理:
∴ ,
设 : ,
, , ,
又∵ ,
∴ ,解得: ,
∴ : 恒过点 ,
∴ 与x轴交点P的坐标为 ,即: ,
∴点P到准线 的距离为8+1=9.方法1: ,当且仅当 时取等号.
∴ ,
∴△PMN的面积的最小值为 .
方法2:
∵ ∴ ,当且仅当m=0时取得最小值.
∴ ,
∴△PMN的面积的最小值为 .
故选:D.
7.(2023·广西梧州·统考一模)如图所示,抛物线 , 为过焦点 的弦,过 分别作抛物
线的切线,两切线交于点 ,设 ,则:①若 的斜率为1,则 ;
②若 的斜率为1,则 ;③ ;④ .以上结论正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由题设直线 的方程为 ,与抛物线方程联立判断①,结合导数几何意义求得 处的切线方程,进而得 ,再依次讨论②③④即可得答案.
【详解】解:由 得 ,所以焦点坐标 ,
对①,直线 的方程为 ,由 得 ,
所以 ,所以 ,故①错误.
因为 ,所以 ,则直线 、 的斜率分别为 、 ,
所以 ,因为 ,所以 ,
所以, ,
由 ,解得 ,即 .
由题意知,直线 的斜率存在,可设直线 的方程为 ,
由 消去 得 ,
所以 , ,故④正确
所以 ,故③正确;
所以当 的斜率为1,则 ,②错误;
所以,正确的个数为2个.
故选:B
8.(2022·河南商丘·校联考模拟预测)已知双曲线 的离心率为 ,右焦点为 ,直线 均过点 且互相垂直, 与双曲线的右支交于 两点, 与双曲线的左支交于 点, 为坐标原
点,当 三点共线时, ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据题意作出图形,由双曲线的对称性及双曲线的定义,利用勾股定理建立方程求解可得.
【详解】设双曲线另一焦点为 ,连接 ,如图,
因为 三点共线, ,
所以由双曲线的对称性知,四边形 为矩形,
设 ,则 , ,
在 中, ,即 ,
又 ,解得 或 (舍去),
在 中, ,即 ,
解得 ,即 .
故选:B
二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或者多项是符
合题目要求的.9.(2022·吉林·东北师大附中校考模拟预测)设 是过抛物线 的焦点 的弦,若 ,
,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.以弦 为直径的圆与准线相切 D.
【答案】BCD
【分析】设 方程为 ,与抛物线方程联立得 , ,从而证明B正确;由
及基本不等式求得 的最小值,知A错误;
由 可证得 知D正确;
对选项C:根据圆心到直线的距离判断是圆与准线否相切.
【详解】抛物线 的焦点 ,
,
设直线 方程为 ,与抛物线 联立得 ,
所以 ,故B正确;
而 ,所以 ,当且仅当 时取得最小值,故A错误;
而 ,故 成立,所以D正
确;
对选项C:设 的中点为 ,分别过 作准线的垂线,垂足分别为 ,
则圆心 到准线的距离 ,
所以圆心到准线的距离等于半径,故以弦 为直径的圆与准线相切,C正确;
故选:BCD
10.(2023·全国·模拟预测)已知直线 交椭圆 于 , 两点, 是直线 上一点,
为坐标原点,则( )
A.椭圆 的离心率为
B.
C.
D.若 , 是椭圆 的左,右焦点,则
【答案】AD
【分析】根据椭圆方程求出 、 、 ,即可求出离心率,即可判断A,设 , ,联立直线
与椭圆方程,消元、列出韦达定理,根据弦长公式判断B,求出 ,根据数量积的坐标
表示判断C,设 关于直线 的对称点为 ,求出对称点的坐标,再根据 ,即可判断D.
【详解】解:因为椭圆 ,所以 , ,则 , ,
所以离心率 ,故A正确;
设 , ,由 ,消去 得 ,
显然 ,所以 , ,
所以 ,故B错误;
又 ,
所以 ,故C错误;
设 关于直线 的对称点为 ,
则 ,解得 ,即 ,
则 , ,当且仅当 , , 三点共线时取等号,
所以 的最大值为 ,即 ,故D正确,
故选:AD
11.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知椭圆 的左,右焦点分别为
,长轴长为4,点 在椭圆 外,点 在椭圆 上,则( )A.椭圆 的离心率的取值范围是
B.当椭圆 的离心率为 时, 的取值范围是
C.存在点 使得
D. 的最小值为2
【答案】ABC
【分析】根据点 在椭圆 外,即可求出 的取值范围,即可求出离心率的取值范围,从而判断
A;
根据离心率求出 ,则 ,即可判断B;
设上顶点 ,得到 ,即可判断C;
根据 利用基本不等式判断D.
【详解】由题意得 ,又点 在椭圆 外,则 ,解得 ,
所以椭圆 的离心率 ,即椭圆 的离心率的取值范围是 ,故A正确;
当 时, , ,所以 的取值范围是 ,即 ,故B正
确;
设椭圆的上顶点为 , , ,由于 ,
所以存在点 使得 ,故C正确;
,当且仅当 时,等号成立,
又 ,
所以 ,故D不正确.
故选:ABC
12.(2022·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)若曲线C的方程为 ,则( )
A.当 时,曲线C表示椭圆,离心率为
B.当 时,曲线C表示双曲线,渐近线方程为
C.当 时,曲线C表示圆,半径为1
D.当曲线C表示椭圆时,焦距的最大值为4
【答案】BC
【分析】根据方程研究曲线的性质,由方程确定曲线形状,然后求出椭圆的 得离心率,得焦距判断
AD,双曲线方程中只要把常数1改为0,化简即可得渐近线方程,判断B,由圆的标准方程判断C.
【详解】选项A, 时,曲线方程为 ,表示椭圆,其中 , ,则 ,
离心率为 ,A错;
选项B, 时曲线方程为 表示双曲线,渐近线方程为 ,即 ,B正确;
选项C, 时,曲线方程为 ,表示圆,半径为1,C正确;选项D,曲线C表示椭圆时, 或 ,
时, , , ,
时, , , ,
所以 ,即 ,无最大值.D错.
故选:BC.三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.(2022秋·陕西榆林·高二校考期中)双曲线 的渐近线方程为_________.
【答案】
【分析】由双曲线方程得 ,再计算渐近线方程.
【详解】由 ,得 ,故渐近线方程为 ,
故答案为:
14.(2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末)抛物线 的焦点为 , 为抛物线 上
一动点,定点 ,则 的最小值为___________.
【答案】7
【分析】过 作抛物线准线 的垂线, 为垂足,由于 ,因此当 三点共线时,
取得最小值,由此计算可得.
【详解】如图,直线 是抛物线的准线,方程为 ,焦点为 ,过 作 于 ,作过 作
于 ,
,易知当 三点共线,即 与 重合时, 取得最小值
.
故答案为:7.15.(2023秋·甘肃兰州·高二校考期末)已知双曲线 的一个焦点到一条渐近线的距离
为 ( 为双曲线的半焦距),则双曲线的离心率为___________.
【答案】
【分析】根据点到直线的距离公式可得:双曲线一个焦点到一条渐近线的距离 ,根据题意可得:
,再利用 即可求出离心率.
【详解】不妨设右焦点 ,双曲线 的渐近线方程为: ,由点到直线的
距离公式可得:焦点到渐近线的距离 ,
根据题意则有 ,又因为 ,所以 ,则 ,
故答案为: .
16.(2023秋·河南·高三校联考期末)在平面直角坐标系 中,已知双曲线 的右
焦点为 ,右顶点为 ,过 作其中一条渐近线的垂线,垂足为 .若 ,则双曲线 的离心率
为__________.
【答案】
【分析】通过线段的长度先证明出 为等边三角形,得出渐近线的倾斜角,进而得出离心率的取值.【详解】根据对称性,不妨取渐近线 ,根据点到直线的距离,则 到该渐近线的距离为:
,即 ,于是 ,依题意,由 可知,
,又 ,于是 ,故 为等边三角形,于是 ,故 ,
则双曲线的离心率 .
故答案为:2四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(2023·全国·模拟预测)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,一个焦点
到该渐近线的距离为1.
(1)求双曲线 的方程;
(2)若双曲线 的右顶点为 ,直线 与双曲线 相交于 两点 不是左右顶点),且
.求证:直线 过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析,定点坐标为
【分析】(1)由渐近线方程求出 ,根据焦点到渐近线距离列出方程,求出 ,从而求出
,得到双曲线方程;
(2) 与 联立,求出两根之和,两根之积,由 列出方程,求出
或 ,舍去不合要求的情况,求出直线过定点,定点坐标为 .
【详解】(1)因为渐近线方程为 ,所以 ,
焦点坐标 到渐近线 的距离为 ,解得: ,
因为 ,解得: ,
所以双曲线 的方程为 ;
(2)由题意得: ,与 联立得: ,
设 ,则 ,
,
,
化简得: ,
解得: 或 ,
当 时, 恒过点 ,
当 时, 恒过点 ,此时 中有一点与 重合,不合题意,舍去,
综上:直线 过定点,定点为 ,
【点睛】处理定点问题的思路:
(1)确定题目中的核心变量(此处设为 ),
(2)利用条件找到 与过定点的曲线 的联系,得到有关 与 的等式,
(3)所谓定点,是指存在一个特殊的点 ,使得无论 的值如何变化,等式恒成立,此时要将关于
与 的等式进行变形,直至找到 ,
①若等式的形式为整式,则考虑将含 的式子归为一组,变形为“ ”的形式,让括号中式子等于0,
求出定点;
②若等式的形式是分式,一方面可考虑让分子等于0,一方面考虑分子和分母为倍数关系,可消去 变为
常数.
18.(2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末)已知平面上一动点 到 的距离与到直线的距离之比为 .
(1)求动点 的轨迹方程 ;
(2)曲线 上的两点 , ,平面上点 ,连结 , 并延长,分别交曲线 于点
A,B,若 , ,问, 是否为定值,若是,请求出该定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2) 是定值, .
【分析】(1)设 ,根据已知可得 ,整理即可得到动点 的轨迹方程 ;
(2)当点 在 轴上时,以右端点为例,写出点的坐标,由已知求出 , 的值,即可得出 ;
当点 不在 轴上时,设直线 方程为 ,联立直线与椭圆方程得到 ,
由韦达定理得到 ,同理可得到 .根据向量关系,表示出 , ,根据斜率公式
推得 ,结合点 满足椭圆方程,化简即可得出结果.
【详解】(1)解:设 ,则 ,点 到直线 的距离 .
由已知可得 ,
整理可得 .所以,动点 的轨迹是椭圆,方程为 .
(2)解: 是定值, .
当点 在 轴上时,不妨设点 为椭圆右端点 ,由已知可得 , ,所以
, , , ,所以
, ,即 , ,所以
.
同理可得,当点 为椭圆左端点时, , ,所以 ;
当点 不在 轴上时,设 ,直线 方程为 ,直线 方程为 .
联立直线 方程与椭圆方程 ,整理可得 ,
根据韦达定理有 .
联立直线 方程与椭圆方程 ,整理可得 ,
根据韦达定理有 .
又 , , , ,
因为 , ,所以 ,所以 .
又 , ,所以 ,
所以 ,
又 ,所以 ,所以 .
综上所述, .
所以, 是定值, .
19.(2022秋·四川成都·高二四川省成都市新都一中校联考期末)已知动点M到点 的距离等于它到
直线 的距离,记动点M的轨迹为曲线C.
(1)求动点M的轨迹方程C;
(2)已知 ,过点 的直线l斜率存在且不为0,若l与曲线C有且只有一个公共点P,求
的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线定义可得轨迹方程;
(2)设过点 的直线l为 ,将其与抛物线方程联立,利用 可得 值与点P坐标,再得
直线AP与y轴交点,后可得 的面积
【详解】(1)根据抛物线定义得动点M的轨迹为曲线 ..
(2)设过点 的直线l为 ,将其与抛物线方程联立,得 ,消去 得: ①,
因l与C有且只有一个公共点,则 .
将 代入①得 ,解得 ,代入直线l可得
则直线AP方程为: ,则其与y轴交点为 ,则由图可得:
20.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)已知抛物线 : 和椭圆 :
有共同的焦点F
(1)求抛物线C的方程,并写出它的准线方程
(2)过F作直线 交抛物线C于P, Q两点,交椭圆E于M, N两点,证明:当且仅当 轴时, 取
得最小值
【答案】(1)抛物线方程为 ,准线为 .
(2)证明见解析【分析】(1)根据椭圆中“ ”的关系求出焦点,根据共焦点即可求解;
(2)利用韦达定理分别表示出 ,即可证明.
【详解】(1)根据椭圆 : 可得 ,所以 ,
则椭圆的右焦点 也为抛物线的焦点,所以 ,解得 ,
所以抛物线方程为 ,准线为 .
(2)由题可得,直线 的斜率不等于0,所以设 ,
设 ,
联立 整理得 ,
所以 ,
所以 ,
设 ,
联立 整理得 ,
所以 ,
所以
所以 ,所以 ,因为 为常数,
所以当 ,即 时, 取得最小值,
此时 的方程为 垂直于 轴,所以命题得证.
21.(2023·四川凉山·统考一模)已知 , 分别是椭圆 的上下顶点, ,点
在椭圆 上, 为坐标原点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)直线 与椭圆 交于 轴上方两点 , .若 ,试判断直线 是否过定点?若是,求出定点坐
标;若否,说明理由.
【答案】(1) ;
(2)是,直线 过定点 .
【分析】(1)由题可得 ,然后把点 代入椭圆方程可得 ,即得;
(2)设直线 ,联立椭圆方程,利用韦达定理法结合数量积的坐标表示可得 ,进而即得.
【详解】(1)因为 ,所以 ,
又点 在图像 上,
所以 ,所以 ,所以椭圆 的方程为 ;
(2)由题可设直线 : , 、 , ,
由 ,得 ,
则 ,
,
又 ,即 ,
所以 ,即 ,
,
解得 ,又 ,即 ,
所以 , ,
所以直线 过定点 .
22.(2023·吉林·长春十一高校联考模拟预测)已知抛物线C: ,过焦点F的直线l交抛物
线于M、N两点,交y轴于E点,当点M的横坐标为1时, .
(1)若直线l的斜率为1,求弦长 ;
(2) , ,试问: 是否为定值.若是,求出此定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2) 为定值 ,理由见解析
【分析】(1)点M的横坐标为1时且 可得 ,求出抛物线方程,直线l的方程于抛物线方程联立,
利用韦达定理和弦长公式可得答案;
(2)设 ,求出 、 的坐标,根据 , ,
求出 、 的坐标代入抛物线方程,可得 ,化简得
可得答案.
【详解】(1)当点M的横坐标为1时且 ,可得 ,所以 ,
抛物线方程为 , ,
则直线l的方程为 ,
由 得 ,
设 ,所以 ,
;
(2)由(1)知 , ,设 ,
则 , ,
因为 , ,
所以 , ,
可得 , ,分别代入抛物线方程可得, ,
,可得 ,
,
当 在第一象限 在第四象限时,
因为 与 反向,所以 ,
与 同向,所以 ,
当 在第一象限 在第四象限时,
因为 与 同向,所以 ,
与 反向,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 为定值 .