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专题 9.8 解析几何综合练
题号 一 二 三 四 总分
得分
练习建议用时:120分钟 满分:150分
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题绐岀的
四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2023年重庆市普通高中学业水平合格性考试模拟(一)数学试题)已知圆C的一条
直径的两个端点是分别是 和 ,则圆的标准方程是( )
A.
B.
C.
【答案】C
【分析】根据条件求出圆心与半径写出圆的方程.
【详解】因为圆C的一条直径的两个端点是分别是 和 ,
所以圆心为 ,直径为 ,
所以圆的标准方程是 .
故选:C.
2.(2021秋·高三课时练习)已知圆 与圆 关于直线 对称,则
圆 的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设所求圆的圆心 ,根据点关于直线的对称得到关于 的方程,解出即可.
【详解】将圆 化成标准形式得 ,
所以已知圆的圆心为 ,半径 ,
因为圆 与圆 关于直线 对称,
所以圆 的圆心 与点 关于直线 对称,半径也为1,
设 可得 ,解得 ,所以 ,圆 的方程是 ,
故选:B
3.(2021秋·高三课时练习)直线mx+ny+3=0在y轴上的截距为-3,而且它的斜率是直线
的斜率的相反数,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【分析】根据已知表示出直线mx+ny+3=0的截距以及斜率,即可得出答案.
【详解】因为直线mx+ny+3=0在y轴上的截距为-3,
所以,0-3n+3=0,解得 .
因为直线 的斜率为 ,
由已知可得,直线mx+ny+3=0的斜率为 ,即 .
所以 .
故选:D.
4.(2023秋·河南平顶山·高三统考期末)已知双曲线C: 的焦点到渐近线
的距离为 ,直线l与C相交于A,B两点,若线段 的中点为 ,则直线l的斜率
为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【分析】先利用题目条件求出双曲线的标准方程,然后利用点差法即可求出直线 的斜率.
【详解】因为双曲线的标准方程为 ,
所以它的一个焦点为 ,一条渐近线方程为 ,
所以焦点到渐近线的距离 ,化简得 ,解得 ,
所以双曲线的标准方程为 ,
设 ,所以 ①, ②,
①-②得, ,
化简得 ③,因为线段 的中点为 ,所以 ,
代入③,整理得 ,
显然 ,所以直线 的斜率 .
故选:B
5.(2023·河南开封·校考模拟预测)已知椭圆 , , 分别是 的
左顶点和上顶点, 是 的左焦点,若 ,则 的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆的性质结合锐角三角函数,在 和 在求出 ,
的正切值,由两角差的正切公式求出 的正切值,结合题目条件得 , 的关系,
即求出椭圆的离心率.
【详解】由题意作出图形,如下图所示:
可知: , , ,
在 中可得: ,
在 中可得: ,
所以
化简得:
因为 ,所以 ①,又 ,所以①整理可得: ,
即 ,解得 ,
又 ,所以 ,
故选:C.
6.(2023春·上海宝山·高三上海交大附中校考阶段练习)已知抛物线 上一
点 到其焦点的距离为5,双曲线 的左顶点为A,若双曲线的一条
渐近线与直线AM平行,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由 得抛物线方程, 在抛物线上求得 坐标,再根据双曲线一条渐近线
与直线 平行可得答案.
【详解】根据题意,抛物线 上一点 到其焦点的距离为5,
则点 到抛物线的准线 的距离也为5,即 ,解得 ,
所以抛物线的方程为 ,则 ,所以 ,即M的坐标为 ,
又双曲线 的左顶点 ,一条渐近线为 ,
而 ,由双曲线的一条渐近线与直线 平行,则有 ,解得 .
故选:A
7.(2021秋·广东深圳·高三深圳中学校考期中)已知双曲线C的离心率为 ,焦点为
,点A在C上,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线离心率可得 ,根据双曲线定义推出 ,利用
余弦定理即可求得答案.
【详解】由题意双曲线C的离心率为 ,焦点为F、F,点A在C上,
1 2故不妨设 为左、右焦点,由 可知A在双曲线右支上,
则 ,故 ,
由于双曲线C的离心率为 ,则 ,即 ,
在 中,
,
故选:B
8.(2023·安徽六安·安徽省舒城中学校考模拟预测)已知椭圆 的左右焦点分别
为 与 ,点 在直线 : 上. 当 取最大值时,比 的值为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由米勒最大张角定理确定P点位置,利用正弦定理计算即可.
【详解】补充:米勒最大张角定理,已知点AB是∠MON的边ON上两定点,点P为边
OM上一动点,则当且仅当三角形ABP的外接圆与边OM相切于点P时,∠APB最大.
证明:如下图所示,当三角形ABP的外接圆与边OM相切于点P时(圆心为Q),取OM上
任一点 ,连接 交圆Q于C,显然∠APB=∠ACB≥∠ ,当且仅当
重合时∠ 取得最大值.
如图所示,由题意易得 ,根据米勒最大张角定理可知:当 的外接圆与直
线 相切于P时,此时夹角 最大,设其圆心 ,则 ,解之得 或
,由圆的性质知: ,
显然 时 ,张角最大为60°,
而此时 则 .
故选:D
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选
项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的
得0分
9.(浙江省新阵地教育联盟2022-2023学年高二下学期第一次联考数学试题)已知圆的方
程为 ,下列结论正确的是( )
A.该圆的面积为 B.点 在该圆内
C.该圆与圆 相离 D.直线 与该圆相切
【答案】BD
【分析】首先将圆的方程写为标准方程,得出圆心坐标和半径,对于A,根据圆的面积公
式即可判断;对于B,将点 代入 ,判断与 的大小,即可得出结论;对
于C,求出两圆心之间的距离,判断是否大于两圆半径之和;对于D,根据点到直线的距
离公式,求出圆心到直线的距离是否等于半径,即可判断.
【详解】 ,可知圆心为 ,半径 ;
对于A:由圆的半径 ,得该圆的面积为 ,故A错误;
对于B:因为 ,所以点 在该圆内,故B正确;
对于C:圆 的圆心为 ,半径为1,因为两圆心距离为 ,且 ,所以两圆相交,故C错误;
对于D:圆心 到直线 的距离 ,
所以直线 与该圆相切,故D正确,
故选:BD.
10.(2021秋·广东深圳·高三深圳中学校考期中)定义:以双曲线的实轴为虚轴,虚轴为
实轴的双曲线与原双曲线互为共轭双曲线,以下关于共轭双曲线的结论正确的有( )
A.与 共轭的双曲线是
B.互为共轭的双曲线渐近线不相同
C.互为共轭的双曲线的离心率为 ,则
D.互为共轭的双曲线的4个焦点在同一圆上
【答案】CD
【分析】根据共轭双曲线的定义可判断A;分别求得互为共轭的双曲线的渐近线判断B;
根据双曲线离心率定义可得 ,即 ,即可结合基本不等式推得
,判断C;求得四个焦点坐标,即可判断D.
【详解】对于A,根据共轭双曲线的定义可知,与 共轭的双曲线是
,A错误;
对于B, 的渐近线方程为 ,
的渐近线方程也为 ,二者相同,B错误;
对于C,由题意可得 ,
故 ,
由于 ,故 ,即 ,
当且仅当 时等号成立,C正确;
对于D, 的焦点坐标为 ,其共轭双曲线 的焦点坐标为 ,
显然这4个焦点在以原点为圆心, 为半径的圆上,D正确,
故选:CD
11.(2023秋·广东·高三华南师大附中校考期末)已知曲线 ,则( )
A.若 ,则曲线C是圆,其半径为2
B.若 ,则曲线C是椭圆,其焦点在y轴上
C.若线C过点 ,则C是双曲线
D.若 ,则曲线C不表示任何图形
【答案】BC
【分析】对于A,曲线 可化为 ,表示圆,可求半径,判断A;
对于B, 时,曲线 可化为 , 可判断表示椭圆,判断B;
对于C,将点 , ,代入曲线 : ,求得曲线方程,
判断C; 对于D,可举特例进行说明,判断D.
【详解】对于A, 时,曲线 可化为 ,其半径为 ,故A错误;
对于B, 时,曲线 可化为 表示的是椭圆,而 ,
所以其焦点在 轴上,故B正确;
对于C,将点 , ,代入曲线 : ,
有 , ,所以曲线 是双曲线,故C正确;
对于D,若 , ,满足条件,此时曲线 : ,表示两条直线,
故D错误,
故选: .
12.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,已知正方形ABCD四边所在直线
与x轴的交点分别为 ,则正方形ABCD四边所在直线中过点 的直线的斜率可以是( )
A.2 B. C. D.
【答案】ABD
【分析】假设 所在的直线过点 ,分类讨论 所在的直线所过的点,结合图象分
析运算.
【详解】因为选项斜率均为正值,不妨假设 所在的直线过点 ,
设直线 的倾斜角为 ,斜率为 ,
①若 所在的直线过点 ,如图,可得 ,
因为 ,即 ,则 ;
②若 所在的直线过点 ,如图,可得 ,
因为 ,即 ,则 ;
③若 所在的直线过点 ,如图,可得 ,
因为 ,即 ,则 ;综上所述: 的可能值为 .
故选:ABD.
【点睛】关键点睛:假设 所在的直线过点 ,分类讨论 所在的直线所过的点,
数形结合处理问题.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共计20分.
13.(2022秋·高三课时练习)已知实数 满足 ,则直线 过定点
_____.
【答案】
【分析】根据题意化简直线方程为 ,联立方程组 ,即可求
解.
【详解】由实数 满足 ,可得 ,
代入直线方程 ,可得 ,
联立方程组 ,解得 ,
所以直线 过定点 .
故答案为: .
14.(2023春·江西景德镇·高一景德镇一中校考期中)如图,一个光学装置由有公共焦点
的椭圆C与双曲线 构成,一光线从左焦点 发出,依次经过 与C的反射,又回
到点 .,历时m秒;若将装置中的 去掉,则该光线从点 发出,经过C两次反射后又
回到点 历时n秒,若 的离心率为C的离心率的4倍,则 _____________.【答案】 /0.375
【分析】由离心率比求得长半轴与实半轴的比,根据椭圆与双曲线的定义求两种装置中光
线路程之比即得.
【详解】设椭圆长轴长为 ,双曲线实轴长为 ,焦距 ,
由 ,
依次经过 与C的反射,又回到点F,则有 , ,
1
两式相减得 ,
将装置中的 去掉,则有 ,
所以
故答案为: .
15.(2023春·贵州遵义·高二遵义市南白中学校考阶段练习)已知抛物线
的焦点为 ,直线 过 与 交于A,B两点,过点A,B分别作抛物线
准线的垂线,垂足分别为 , ,则 的大小为____.
【答案】 /
【分析】联立直线 与抛物线 的方程,利用设而不求的方法求得 ,进而得到
的大小.
【详解】抛物线 的焦点为 ,
设直线 的方程为 ,
令 ,则 ,又 ,整理得 ,
则 ,
又 , ,
则 ,则
故答案为:
16.(2023春·上海徐汇·高三上海市徐汇中学校考期中)已知圆的方程为
,该圆过点 的最长弦和最短弦分别为 和 ,则四边形
的面积为______.
【答案】
【分析】根据给定条件,求出过定点的圆的最长、最短弦长,再求出四边形面积作答.
【详解】依题意,圆 的圆心 ,半径 ,
点 与圆心 的距离 ,
则点 在圆内,过点 及圆心的直线与圆相交,得最长弦长 ,
当 时, 最短,过 的最短的弦长
,
所以四边形 的面积 .
故答案为:
四、解答题:本题共6小题,共计70分.解答时应写出文字说明、证明过程
或演算步骤.
17.(2022秋·高二课时练习)已知两直线(1)若直线 与 可组成三角形,求实数 满足的条件;
(2)设 ,若直线 过 与 的交点 ,且点 到直线 的距离等于1,求直线 的方程.
【答案】(1) 且 且
(2) 或
【分析】(1)先求得 的交点 ,根据三线不共点和任意两直线不平行,列出不等
式,即可求解;
(2)根据题意,当直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,结合点到直线的
距离公式,列出方程求得 的值;当直线 的斜率不存在,直线 的方程为 ,验证符
合题意,进而得到答案.
【详解】(1)解:由方程组 ,解得 ,所以 的交点为 ,
①当直线 过 与 的交点 时,不能构成三角形,
所以 ,解得 ;
②当直线 分别与 平行时,不能构成三角形,
则 , ,
所以 且 .
综上可得,实数 满足的条件 且 且 .
(2)解:若直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,即 ,
因为点 到直线 的距离为1,可得 ,解得 ,
即所求直线 的方程为 ;
若直线 的斜率不存在,即直线 的方程为 ,
因为点 到直线 的距离为1,所以直线 也满足题意
故所求的直线 的方程为 或 .
18.(2023·全国·高三对口高考)已知抛物线 的焦点为F,过点 的直线l
与C相交于A、B两点,点A关于x轴的对称点为D.
(1)证明:点F在直线 上;
(2)设 ,求 的内切圆M的方程.
【答案】(1)证明见解析.(2)圆M的方程为: .
【分析】(1)利用斜率相等即可证得结果;
(2)利用向量数量积和内切圆的性质即可求得结果.
【详解】(1)设 , ,已知点A关于x轴的对称点为D,
则点D的坐标为 ,由 ,可得
整理可得 ,即 .
则 ,
由 ,可知点F在直线 上.
(2)由 ,可得 ,即可得 ,
由于A,B在抛物线上, ,所以 ,
不妨设A,B在x轴上方,则 ,可知AB的直线方程为 ,
而 ,故 ,
则DB的直线方程为 ,由于x轴是 的角平分线,可知内切圆的圆心必
然在x轴上,
故设圆心坐标为 ,由于角平分线上的点到角的两边距离相等,
则 ,解得 或 (舍),则可得 ,
的内切圆M的方程为 .19.(2022秋·高三课时练习)已知点N(1,2),过点N的直线交双曲线 于A,B
两点,且 .
(1)求直线AB的方程;
(2)若过点N的直线交双曲线于C,D两点,且 ,那么A,B,C,D四点是否共
圆?为什么?
【答案】(1)y=x+1
(2)四点共圆,原因见解析
【分析】(1)设直线 的方程为 ,代入双曲线方程,设 ,
,根据 得 是 的中点,利用韦达定理求出 可得直线 的
方程为;
(2)直线 的方程代入双曲线方程解得 可得 , 坐标,根据 得 垂直
,求出 所在直线方程代入双曲线方程,令 , 及 中点
,根据韦达定理得弦长 及 , 可
得 四点共圆.
【详解】(1)由题意知直线 的斜率存在,
设直线 : ,代入 ,
得 (*),
设 , ,则 是方程(*)的两根,
∴ 且 ,
∵ ,∴ 是 的中点,∴ ,∴ ,解得 ,
∴直线 的方程为 ;
(2)共圆,理由如下,
将 代入方程(*)得 ,解得 或 ,
∴ , ,∵ ,∴ 垂直 ,
∴ 所在直线方程为 ,即 ,
代入双曲线方程整理得 ,
令 , 及 中点 ,则 , ,
∴ , ,即 ,
,
所以 , ,
即 到 的距离相等,∴ 四点共圆.
20.(2023春·上海黄浦·高三上海市大同中学校考期中)已知 是椭圆 上一
个动点, 是椭圆的左焦点,若 的最大值和最小值分别为 和 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2) 是 轴正半轴上的一点,求 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出方程组,解之即可求解;(2)设 ,根据两点间距离公式和二次函数的图像与性质即可求解.
【详解】(1)由题意可得 ,解得 ,
所以椭圆的标准方程为 .
(2)设 ,
则
当 时,
当 时, ,
所以 .
21.(2023秋·贵州铜仁·高三统考期末)在平面直角坐标系 中,已知圆
.设圆 与 轴相切,与圆 外切,且圆心 在直线
上.
(1)求圆 的标准方程;
(2)设垂直于 的直线 与圆 相交于 , 两点,且 ,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2) 或 .
【分析】(1)由题意求出圆 ,圆 的圆心和半径,由两圆外切,可得 ,即
可求出答案.
(2)由 ,可求出圆心O 到直线l的距离,再由点到直线的距离公式代入求解即
1
可.
【详解】(1)圆 : ,则圆 的标准方程为 ,
即圆 的圆心坐标为 ,半径为 ,
因为圆 与x轴相切,与圆O 外切,则圆心 , ,
1
则圆 的半径为 ,
则 ,解得 ,
即圆 的标准方程为 ;
(2)由(1)知O(﹣6,1),则 ,
2
所以直线l的斜率为 ,
设直线l的方程为 ,
因为 ,则圆心O 到直线l的距离 ,
1
所以 ,解得 或 ,
所以直线l的方程为 或 .
22.(2021秋·广东深圳·高三深圳中学校考期中)已知椭圆 的右焦
点是 ,过点F的直线交椭圆C于A,B两点,若线段AB中点Q的坐标为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知 是椭圆C的下顶点,如果直线y=kx+1(k≠0)交椭圆C于不同的两点M,
N,且M,N都在以P为圆心的圆上,求k的值;
(3)过点 作一条非水平直线交椭圆C于R、S两点,若A,B为椭圆的左右顶点,记
直线AR、BS的斜率分别为k、k,则 是否为定值,若是,求出该定值,若不是,请说
1 2
明理由.
【答案】(1)
(2)(3) 为定值 ,理由见解析.
【分析】(1)由点差法可得 结合 ,解方程组可得 、 的值,从而可
得椭圆C的方程;
(2)依题意可知点P在线段MN的垂直平分线上,则可得线段MN的垂直平分线方程为
,再由线段MN的中点 在此直线上,代入解方程即可求得k的值;
(3)设直线 的方程为 ,联立椭圆方程可得 ,
,则 ,代入计算即可得结果.
【详解】(1)设 , ,直线AB的斜率显然存在,则 ,
因为线段AB中点Q的坐标为 ,所以 , ,
直线AB的斜率 ,
A,B两点在椭圆椭圆C上,
所以 , ,两式相减得
,
即 ,
所以 ,整理得 ,①
又 且 ,②
由①②可解得 , ,
所以椭圆C的方程为 .
(2)由 得 ,
则 , , ,
设M,N中点为 ,则 , ,
因为M,N都在以P为圆心的圆上,所以 ,则点P在线段MN的垂直平分线上,
依题意 ,所以线段MN的垂直平分线方程为 ,
M,N中点为 在此直线上,
所以有 ,即 ,解得 .
所以k的值为 .
(3)依题意有 , , ,
设直线 的方程为 ,
由 得 ,
则 , ,
,
所以 为定值 .