【高考押题卷】2025年高考数学高频易错题考前冲刺:圆锥曲线综合(含解析)

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【高考押题卷】2025年高考数学高频易错题考前冲刺:圆锥曲线综合(含解析)

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2025年高考数学高频易错考前冲刺:圆锥曲线综合
一.选择题(共8小题)
1.(2024 北京)若点P到直线x=﹣1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P的轨迹为(  )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
2.(2024 焦作一模)已知椭圆(a>b>0)与双曲线(m>0,n>0)有相同的焦点(﹣c,0)和(c,0),若c是a、m的等比中项,n2是2m2与c2的等差中项,则椭圆的离心率是(  )
A. B. C. D.
3.(2024 南城县校级期末)与曲线1共焦点,而与曲线1共渐近线的双曲线方程为(  )
A.1 B.1
C.1 D.1
4.(2024 都匀市校级期末)与椭圆1有公共焦点,且离心率e的双曲线的方程为(  )
A. B.
C. D.
5.(2024 全国卷Ⅰ)抛物线y=﹣x2上的点到直线4x+3y﹣8=0距离的最小值是(  )
A. B. C. D.3
6.(2024 上海)点P(4,﹣2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点轨迹方程是(  )
A.(x﹣2)2+(y+1)2=1 B.(x﹣2)2+(y+1)2=4
C.(x+4)2+(y﹣2)2=1 D.(x+2)2+(y﹣1)2=1
7.(2024 徐汇区校级三模)抛物线y2=4x的焦点为F,点P(x,y)为该抛物线上的动点,又点A(﹣1,0),则的最小值是(  )
A. B. C. D.
8.(2024 福建)设圆锥曲线r的两个焦点分别为F1,F2,若曲线r上存在点P满足|PF1|:|F1F2|:|PF2|=4:3:2,则曲线r的离心率等于(  )
A. B.或2 C.2 D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2024 济宁模拟)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交l于B,D两点.若∠ABD=90°,且△ABF的面积为9,则(  )
A.|BF|=3
B.△ABF是等边三角形
C.点F到准线的距离为3
D.抛物线C的方程为y2=6x
(多选)10.(2024 沧州模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与圆E:x2+y2﹣2x=0的圆心重合,直线l与C交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,且满足(其中O为坐标原点且A,B均不与O重合),则(  )
A.x1x2=16,y1y2=﹣16
B.直线l恒过定点(4,0)
C.A,B中点轨迹方程:y2=2x﹣4
D.△AOB面积的最小值为16
(多选)11.(2024 常熟市校级月考)如图,已知椭圆C1:y2=1,过抛物线C2:x2=4y焦点F的直线交抛物线于M,N两点,连接NO,MO并延长分别交C1于A,B两点,连接AB,△OMN与△OAB的面积分别记为S△OMN,S△OAB.则在下列命题中,正确的是(  )
A.若记直线NO,MO的斜率分别为k1,k2,则k1k2的大小是定值为
B.△OAB的面积S△OAB是定值1
C.线段OA,OB长度的平方和|OA|2+|OB|2是定值5
D.设λ,则λ≥2
(多选)12.(2022秋 沈阳期末)已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e1,椭圆C1的上顶点为P,且△PF1F2的面积为b2.双曲线C2和椭圆C1焦点相同,且双曲线C2的离心率为e2,M是椭圆C1与双曲线C2的一个公共点,若,则下列说法正确的是(  )
A. B.
C.2 D.
三.填空题(共4小题)
13.(2023 天津一模)已知双曲线(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A,B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,则p=   .
14.(2024 辽宁)已知P,Q为抛物线x2=2y上两点,点P,Q的横坐标为4,﹣2,过P,Q分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A的纵坐标为   .
15.(2024 四川)已知⊙O的方程是x2+y2﹣2=0,⊙O'的方程是x2+y2﹣8x+10=0,由动点P向⊙O和⊙O'所引的切线长相等,则动点P的轨迹方程是   .
16.(2024 陕西)如图,一横截面为等腰梯形的水渠,因泥沙沉积,导致水渠截面边界呈抛物线型(图中虚线所示),则原始的最大流量与当前最大流量的比值为   .
四.解答题(共4小题)
17.(2024 陕西)已知椭圆E:1(a>b>0)的半焦距为c,原点O到经过两点(c,0),(0,b)的直线的距离为c.
(Ⅰ)求椭圆E的离心率;
(Ⅱ)如图,AB是圆M:(x+2)2+(y﹣1)2的一条直径,若椭圆E经过A、B两点,求椭圆E的方程.
18.(2024 江西)如图,椭圆C:经过点P(1,),离心率e,直线l的方程为x=4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3.问:是否存在常数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由.
19.(2024 江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.
20.(2024 新课标Ⅱ)已知A是椭圆E:1的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(Ⅰ)当|AM|=|AN|时,求△AMN的面积.
(Ⅱ)当2|AM|=|AN|时,证明:k<2.
2025年高考数学高频易错考前冲刺:圆锥曲线综合
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024 北京)若点P到直线x=﹣1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P的轨迹为(  )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【考点】轨迹方程.
【答案】D
【分析】把直线x=﹣1向左平移一个单位变为x=﹣2,此时点P到直线x=﹣2的距离等于它到点(2,0)的距离,这就是抛物线的定义.
【解答】解:因为点P到直线x=﹣1的距离比它到点(2,0)的距离小1,
所以点P到直线x=﹣2的距离等于它到点(2,0)的距离,
因此点P的轨迹为抛物线.
故选:D.
【点评】本题考查抛物线的定义.
2.(2024 焦作一模)已知椭圆(a>b>0)与双曲线(m>0,n>0)有相同的焦点(﹣c,0)和(c,0),若c是a、m的等比中项,n2是2m2与c2的等差中项,则椭圆的离心率是(  )
A. B. C. D.
【考点】圆锥曲线的综合.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】D
【分析】根据是a、m的等比中项可得c2=am,根据椭圆与双曲线有相同的焦点可得a2﹣b2=m2+n2=c2,根据n2是2m2与c2的等差中项可得2n2=2m2+c2,联立方程即可求得a和c的关系,进而求得离心率e.
【解答】解:由题意:
∴,
∴,∴a2=4c2,
∴.
故选:D.
【点评】本题主要考查了椭圆的性质,属基础题.
3.(2024 南城县校级期末)与曲线1共焦点,而与曲线1共渐近线的双曲线方程为(  )
A.1 B.1
C.1 D.1
【考点】圆锥曲线的综合.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】A
【分析】根据椭圆方程先求出焦点坐标,再由渐近线相同设出双曲线方程为,根据c值列出方程求出λ的值即可.
【解答】解:由题意得,曲线1是焦点在y轴上的椭圆,且c5,
所以双曲线焦点的坐标是(0、5)、(0,﹣5),
因为双曲线与曲线1共渐近线,所以设双曲线方程为,
即,则﹣64λ﹣36λ=25,解得λ,
所以双曲线方程为,
故选:A.
【点评】本题考查渐近线相同的双曲线方程设法,以及椭圆、双曲线的基本量的关系,属于中档题.
4.(2024 都匀市校级期末)与椭圆1有公共焦点,且离心率e的双曲线的方程为(  )
A. B.
C. D.
【考点】圆锥曲线的综合.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学建模;运算求解.
【答案】B
【分析】先求出椭圆的焦点为(±5,0),由此得到与椭圆有公共焦点,且离心率的双曲线方程中,c=5,a=4,从而能求出双曲线方程.
【解答】解:∵椭圆的焦点为(±5,0),
∴与椭圆有公共焦点,且离心率的双曲线方程中,
c=5,a=4,b2=25﹣16=9,
∴所求的双曲线方程为:.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线方程的求法,是基础题.解题时要认真审题,仔细解答,注意椭圆的简单性质的应用.
5.(2024 全国卷Ⅰ)抛物线y=﹣x2上的点到直线4x+3y﹣8=0距离的最小值是(  )
A. B. C. D.3
【考点】直线与圆锥曲线的综合;抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】B
【分析】设抛物线y=﹣x2上一点为(m,﹣m2),该点到直线4x+3y﹣8=0的距离为,由此能够得到所求距离的最小值.
【解答】解:设抛物线y=﹣x2上一点为(m,﹣m2),
该点到直线4x+3y﹣8=0的距离为:
∴当m时,取得最小值为,
故选:B.
【点评】本题考查直线的抛物线的位置关系,解题时要注意公式的灵活运用.
6.(2024 上海)点P(4,﹣2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点轨迹方程是(  )
A.(x﹣2)2+(y+1)2=1 B.(x﹣2)2+(y+1)2=4
C.(x+4)2+(y﹣2)2=1 D.(x+2)2+(y﹣1)2=1
【考点】轨迹方程.
【专题】直线与圆.
【答案】A
【分析】设圆上任意一点为(x1,y1),中点为(x,y),则,由此能够轨迹方程.
【解答】解:设圆上任意一点为(x1,y1),中点为(x,y),

代入x2+y2=4得(2x﹣4)2+(2y+2)2=4,化简得(x﹣2)2+(y+1)2=1.
故选:A.
【点评】本题考查点的轨迹方程,解题时要仔细审题,注意公式的灵活运用.
7.(2024 徐汇区校级三模)抛物线y2=4x的焦点为F,点P(x,y)为该抛物线上的动点,又点A(﹣1,0),则的最小值是(  )
A. B. C. D.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;抛物线的焦点与准线.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】B
【分析】通过抛物线的定义,转化PF=PN,要使有最小值,只需∠APN最大即可,作出切线方程即可求出比值的最小值.
【解答】解:由题意可知,抛物线的准线方程为x=﹣1,A(﹣1,0),
过P作PN垂直直线x=﹣1于N,
由抛物线的定义可知PF=PN,连结PA,当PA是抛物线的切线时,有最小值,则∠APN最大,即∠PAF最大,就是直线PA的斜率最大,
设直线PA的方程为:y=k(x+1),所以,
解得:k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,
所以Δ=(2k2﹣4)2﹣4k4=0,解得k=±1,
所以∠NPA=45°,
cos∠NPA.
故选:B.
【点评】本题考查抛物线的基本性质,直线与抛物线的位置关系,转化思想的应用,题目新颖.
8.(2024 福建)设圆锥曲线r的两个焦点分别为F1,F2,若曲线r上存在点P满足|PF1|:|F1F2|:|PF2|=4:3:2,则曲线r的离心率等于(  )
A. B.或2 C.2 D.
【考点】圆锥曲线的共同特征.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】A
【分析】根据题意可设出|PF1|,|F1F2|和|PF2|,然后分曲线为椭圆和双曲线两种情况,分别利用定义表示出a和c,则离心率可得.
【解答】解:依题意设|PF1|=4t,|F1F2|=3t,|PF2|=2t,
若曲线为椭圆则2a=|PF1|+|PF2|=6t,ct
则e,
若曲线为双曲线则,2a=4t﹣2t=2t,a=t,ct
∴e
故选:A.
【点评】本题主要考查了圆锥曲线的共同特征.关键是利用圆锥曲线的定义来解决.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2024 济宁模拟)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交l于B,D两点.若∠ABD=90°,且△ABF的面积为9,则(  )
A.|BF|=3
B.△ABF是等边三角形
C.点F到准线的距离为3
D.抛物线C的方程为y2=6x
【考点】圆与圆锥曲线的综合.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】BCD
【分析】由题意可得AB垂直于准线,可得AF=BF,又有圆可得BF=AF=AB,可得三角形ABF为等边三角形,又有面积可得p的值,进而可得命题的真假.
【解答】解:因为|FA|为半径的圆交l于B,D两点,所以FA=FB,若∠ABD=90°,即AB⊥BD,⊥可得FA=AB,所以可得△ABF为等边三角形,所以B正确;
过F作FC⊥AB交于C,则C为AB的中点,C的横坐标为,B的横坐标为,所以A的横坐标为:,代入抛物线可得y2=3p2,|yA|,
△ABF的面积为9,即(xA﹣xB)|yA| ()9,解得:p=3,
所以抛物线的方程为:y2=6x,所以D正确
焦点坐标为:(,0),所以焦点到准线的距离为:2=3,所以C正确;
此时点A的横坐标:,所以BF=AF=AB6,所以A不正确,
故选:BCD.
【点评】考查抛物线的性质及圆的性质,属于中档题.
(多选)10.(2024 沧州模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与圆E:x2+y2﹣2x=0的圆心重合,直线l与C交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,且满足(其中O为坐标原点且A,B均不与O重合),则(  )
A.x1x2=16,y1y2=﹣16
B.直线l恒过定点(4,0)
C.A,B中点轨迹方程:y2=2x﹣4
D.△AOB面积的最小值为16
【考点】圆与圆锥曲线的综合.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维;运算求解.
【答案】ABD
【分析】求出圆心坐标得出抛物线焦点坐标,从而得出抛物线方程,直线AB的斜率不为0,设方程为x=ty+n,代入抛物线方程,应用韦达定理得出y1+y2,y1y2,由求得n,然后可得x1x2,并能得出直线l所过定点坐标,设AB中点为M(x,y),结合韦达定理的结论可求得中点轨迹方程,由两点间距离公式求得|AB|,再求得原点到直线l的距离d可得三角形面积,进而可求出其最小值.
【解答】解:圆E:x2+y2﹣2x=0可化为(x﹣1)2+y2=1,
所以E(1,0),半径r=1.
所以抛物线C的焦点为E(1,0),
所以p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.
由题意可知直线l的方程为x=ty+n,
联立直线l与抛物线C的方程可得:
y2﹣4ty﹣4n=0,
所以Δ=16t2+16n>0,即t2+n>0,
所以y1+y2=4t,y1y2=﹣4n,
所以x1x2+y1y2y1y2=n2﹣4n=0,
解得n=4或n=0(舍,否则直线l过原点),
所以y1y2=﹣16,x1x216,故A正确;
直线l的方程为x=ty+4,恒过定点(4,0),故B正确;
设AB的中点为M(x,y),
则y2t,x=ty+4=2t2+4,
消去参数t得:y2=2x﹣8,故C错误;
因为|AB||y1﹣y2|4,
原点O到直线AB的距离为d,
所以S△OAB|AB|×d=8,
所以当t=0时,S△OAB=16为最小值,故D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查直线与抛物线的位置关系,考查学生的逻辑思维能力和运算能力,属中档题.
(多选)11.(2024 常熟市校级月考)如图,已知椭圆C1:y2=1,过抛物线C2:x2=4y焦点F的直线交抛物线于M,N两点,连接NO,MO并延长分别交C1于A,B两点,连接AB,△OMN与△OAB的面积分别记为S△OMN,S△OAB.则在下列命题中,正确的是(  )
A.若记直线NO,MO的斜率分别为k1,k2,则k1k2的大小是定值为
B.△OAB的面积S△OAB是定值1
C.线段OA,OB长度的平方和|OA|2+|OB|2是定值5
D.设λ,则λ≥2
【考点】直线与圆锥曲线的综合.
【专题】方程思想;设而不求法;圆锥曲线中的最值与范围问题;运算求解.
【答案】ABCD
【分析】设直线MN斜率为k,联立方程组,利用根与系数的关系和斜率公式判断A;设直线OA方程为y=mx,联立方程组,求出A,B坐标,计算A到OB的距离,代入面积公式化简判断B;根据A,B的坐标和距离公式判断C;联立方程组,求出M,N的坐标,用m表示出三角形OMN的面积,借助基本不等式即可判断D.
【解答】解:F(0,1),设直线MN的方程为y=kx+1,M(x1,y1),N(x2,y2).
联立方程组,消元得:x2﹣4kx﹣4=0,∴x1+x2=4k,x1x2=﹣4,
∴y1y2=(kx1+1)(kx2+1)=k2x1x2+k(x1+x2)+1=1,
∴k1k2,故A正确;
设直线OA的方程为y=mx(m>0),则直线OB的方程为yx,
联立方程组,解得x2,不妨设A在第三象限,则A(,),
用替换m可得B(,),
∴A到OB的距离d,
又|OB|,
∴S△OAB 1,故B正确;
又|OA|2,|OB|2,
∴|OA|2+|OB|25,故C正确;
联立方程组,可得x(x﹣4m)=0,故N(4m,4m2),∴|ON|=4m,
替换m可得M(,),
∴M到直线OA的距离h,
∴SOMN |ON| h=2m(1)=2m2,当且仅当2m即m时取等号.
∴λSOMN≥2,故D正确.
故选:ABCD.
【点评】本题考查了直线与抛物线、直线与椭圆的位置关系,考查距离公式的应用,考查设而不求法的解题思路,属于中档题.
(多选)12.(2022秋 沈阳期末)已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e1,椭圆C1的上顶点为P,且△PF1F2的面积为b2.双曲线C2和椭圆C1焦点相同,且双曲线C2的离心率为e2,M是椭圆C1与双曲线C2的一个公共点,若,则下列说法正确的是(  )
A. B.
C.2 D.
【考点】圆锥曲线的综合;椭圆的几何特征.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】AC
【分析】由三角形的面积公式可得b=c,由椭圆的离心率公式可得e1,设双曲线的方程为1(m>0,n>0),M在第一象限,且|MF1|=s,|MF2|=t,运用椭圆和双曲线的定义,可得s,t,(用a,m表示),再在△MF1F2中,运用余弦定理,求得4,进而得到e2,检验即可得到结论.
【解答】解:由题意可得△PF1F2的面积为 b 2c=b2,
即有b=c,则e1,
设双曲线的方程为1(m>0,n>0),M在第一象限,且|MF1|=s,|MF2|=t,
由椭圆的定义可得s+t=2a,由双曲线的定义可得s﹣t=2m,
解得s=a+m,t=a﹣m,
在△MF1F2中,cos∠F1MF2,
则s2+t2﹣st=4c2,可得(a+m)2+(a﹣m)2﹣(a+m)(a﹣m)=a2+3m2=4c2,
则4,即有4,
由e1,可得e2,
则e1e2,,2,1,
所以选项AC正确;BD错误.
故选:AC.
【点评】本题考查椭圆和双曲线的定义、方程和性质,考查方程思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2023 天津一模)已知双曲线(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A,B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,则p= 2 .
【考点】圆锥曲线的综合.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】求出双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程与抛物线y2=2px(p>0)的准线方程,进而求出A,B两点的坐标,再由双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,列出方程,由此方程求出p的值.
【解答】解:∵双曲线(a>0,b>0),
∴双曲线的渐近线方程是y=±x
又抛物线y2=2px(p>0)的准线方程是x,
故A,B两点的纵坐标分别是y=±,
又由双曲线的离心率为2,所以,则,
A,B两点的纵坐标分别是y=±±,
又△AOB的面积为,x轴是角AOB的角平分线
∴,得p=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查圆锥曲线的共同特征,解题的关键是求出双曲线的渐近线方程,解出A,B两点的坐标,列出三角形的面积与离心率的关系也是本题的解题关键,有一定的运算量,做题时要严谨,防运算出错.
14.(2024 辽宁)已知P,Q为抛物线x2=2y上两点,点P,Q的横坐标为4,﹣2,过P,Q分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A的纵坐标为 ﹣4 .
【考点】直线与圆锥曲线的综合.
【专题】计算题;压轴题.
【答案】见试题解答内容
【分析】通过P,Q的横坐标求出纵坐标,通过二次函数的导数,推出切线方程,求出交点的坐标,即可得到点A的纵坐标.
【解答】解:因为点P,Q的横坐标分别为4,﹣2,
代入抛物线方程得P,Q的纵坐标分别为8,2.
由x2=2y,则y,所以y′=x,
过点P,Q的抛物线的切线的斜率分别为4,﹣2,
所以过点P,Q的抛物线的切线方程分别为y=4x﹣8,y=﹣2x﹣2
联立方程组解得x=1,y=﹣4
故点A的纵坐标为﹣4.
故答案为:﹣4.
【点评】本题主要考查利用导数求切线方程的方法,直线的方程、两条直线的交点的求法,属于中档题.
15.(2024 四川)已知⊙O的方程是x2+y2﹣2=0,⊙O'的方程是x2+y2﹣8x+10=0,由动点P向⊙O和⊙O'所引的切线长相等,则动点P的轨迹方程是 x .
【考点】轨迹方程.
【专题】压轴题.
【答案】见试题解答内容
【分析】首先由圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示出圆心(,),半径;
再由勾股定理分别表示出切线长|PA|、|PB|,然后建立方程,整理即可.
【解答】解:⊙O:圆心O(0,0),半径r;⊙O':圆心O'(4,0),半径r'.
设P(x,y),由切线长相等得x2+y2﹣2=x2+y2﹣8x+10,即.
所以动点P的轨迹方程是.
【点评】本题考查圆一般方程的圆心、半径的表示及勾股定理,同时考查方程的思想.
16.(2024 陕西)如图,一横截面为等腰梯形的水渠,因泥沙沉积,导致水渠截面边界呈抛物线型(图中虚线所示),则原始的最大流量与当前最大流量的比值为 1.2 .
【考点】直线与圆锥曲线的综合.
【专题】创新题型;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】建立直角坐标系,求出抛物线方程,然后利用定积分求出泥沙沉积的横截面面积,求出梯形面积,即可推出结果.
【解答】解:如图:建立平面直角坐标系,设抛物线方程为:y=ax2,因为抛物线经过(5,2),可得a,
所以抛物线方程:y,
横截面为等腰梯形的水渠,泥沙沉积的横截面的面积为:
22(),
等腰梯形的面积为:16,当前最大流量的横截面的面积16,
原始的最大流量与当前最大流量的比值为:1.2.
故答案为:1.2.
【点评】本题考查抛物线的求法,定积分的应用,考查分析问题解决问题的能力,合理建系是解题的关键.
四.解答题(共4小题)
17.(2024 陕西)已知椭圆E:1(a>b>0)的半焦距为c,原点O到经过两点(c,0),(0,b)的直线的距离为c.
(Ⅰ)求椭圆E的离心率;
(Ⅱ)如图,AB是圆M:(x+2)2+(y﹣1)2的一条直径,若椭圆E经过A、B两点,求椭圆E的方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;曲线与方程.
【专题】创新题型;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)求出经过点(0,b)和(c,0)的直线方程,运用点到直线的距离公式,结合离心率公式计算即可得到所求值;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2,①设出直线AB的方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,结合圆的直径和中点坐标公式,解方程可得b2=3,即可得到椭圆方程.
【解答】解:(Ⅰ)经过点(0,b)和(c,0)的直线方程为bx+cy﹣bc=0,
则原点到直线的距离为dc,即为a=2b,
e;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2,①
由题意可得圆心M(﹣2,1)是线段AB的中点,则|AB|,
易知AB与x轴不垂直,记其方程为y=k(x+2)+1,代入①可得
(1+4k2)x2+8k(1+2k)x+4(1+2k)2﹣4b2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2.x1x2,
由M为AB的中点,可得x1+x2=﹣4,得4,解得k,
从而x1x2=8﹣2b2,于是|AB| |x1﹣x2|
,解得b2=3,
则有椭圆E的方程为1.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率的求法和椭圆方程的运用,联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查直线和圆的位置关系,以及中点坐标公式和点到直线的距离公式的运用,属于中档题.
18.(2024 江西)如图,椭圆C:经过点P(1,),离心率e,直线l的方程为x=4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3.问:是否存在常数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;椭圆的标准方程.
【专题】压轴题;转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由题意将点P (1,)代入椭圆的方程,得到,再由离心率为e,将a,b用c表示出来代入方程,解得c,从而解得a,b,即可得到椭圆的标准方程;
(2)方法一:可先设出直线AB的方程为y=k(x﹣1),代入椭圆的方程并整理成关于x的一元二次方程,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用根与系数的关系求得x1+x2,,再求点M的坐标,分别表示出k1,k2,k3.比较k1+k2=λk3即可求得参数的值;
方法二:设B(x0,y0)(x0≠1),以之表示出直线FB的方程为,由此方程求得M的坐标,再与椭圆方程联立,求得A的坐标,由此表示出k1,k2,k3.比较k1+k2=λk3即可求得参数的值
【解答】解:(1)椭圆C:经过点P (1,),可得 ①
由离心率e得,即a=2c,则b2=3c2②,代入①解得c=1,a=2,b
故椭圆的方程为
(2)方法一:由题意可设AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x﹣1)③
代入椭圆方程并整理得(4k2+3)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
x1+x2, ④
在方程③中,令x=4得,M的坐标为(4,3k),
从而,,k
注意到A,F,B共线,则有k=kAF=kBF,即有k
所以k1+k2()
=2k ⑤
④代入⑤得k1+k2=2k2k﹣1
又k3=k,所以k1+k2=2k3
故存在常数λ=2符合题意
方法二:设B(x0,y0)(x0≠1),则直线FB的方程为
令x=4,求得M(4,)
从而直线PM的斜率为k3,
联立,得A(,),
则直线PA的斜率k1,直线PB的斜率为k2
所以k1+k222k3,
故存在常数λ=2符合题意
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,考查了分析转化的能力与探究的能力,考查了方程的思想,数形结合的思想,本题综合性较强,运算量大,极易出错,解答时要严谨运算,严密推理,方能碸解答出.
19.(2024 江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;椭圆的标准方程.
【专题】直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)运用离心率公式和准线方程,可得a,c的方程,解得a,c,再由a,b,c的关系,可得b,进而得到椭圆方程;
(2)讨论直线AB的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程.
【解答】解:(1)由题意可得,e,
且c3,解得c=1,a,
则b=1,即有椭圆方程为y2=1;
(2)当AB⊥x轴,AB,CP=3,PC≠2AB,不合题意;
当AB与x轴不垂直,设直线AB:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),
将AB方程代入椭圆方程可得(1+2k2)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0,由直线恒过点F,可得Δ>0,
则x1+x2,x1x2,y1+y2=k(x1+x2﹣2)=k(2),
则C(,),且|AB|
|x1﹣x2|

若k=0,则AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意;
则k≠0,故PC:y(x),P(﹣2,),
从而|PC|,
由|PC|=2|AB|,可得,解得k=±1,
此时AB的方程为y=x﹣1或y=﹣x+1.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.
20.(2024 新课标Ⅱ)已知A是椭圆E:1的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(Ⅰ)当|AM|=|AN|时,求△AMN的面积.
(Ⅱ)当2|AM|=|AN|时,证明:k<2.
【考点】直线与圆锥曲线的综合.
【专题】函数思想;综合法;构造法;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(I)依题意知椭圆E的左顶点A(﹣2,0),由|AM|=|AN|,且MA⊥NA,可知△AMN为等腰直角三角形,设M(a﹣2,a),利用点M在E上,可得3(a﹣2)2+4a2=12,解得:a,从而可求△AMN的面积;
(II)设直线lAM的方程为:y=k(x+2),直线lAN的方程为:y(x+2),联立消去y,得(3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,利用韦达定理及弦长公式可分别求得|AM||xM﹣(﹣2)|,|AN|,
结合2|AM|=|AN|,可得,整理后,构造函数f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8,利用导数法可判断其单调性,再结合零点存在定理即可证得结论成立.
【解答】解:(I)由椭圆E的方程:1知,其左顶点A(﹣2,0),
∵|AM|=|AN|,且MA⊥NA,∴△AMN为等腰直角三角形,
∴MN⊥x轴,设M的纵坐标为a,则M(a﹣2,a),
∵点M在E上,∴3(a﹣2)2+4a2=12,整理得:7a2﹣12a=0,∴a或a=0(舍),
∴S△AMNa×2a=a2;
(II)设直线lAM的方程为:y=k(x+2),直线lAN的方程为:y(x+2),由消去y得:(3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,∴xM﹣2,∴xM=2,
∴|AM||xM﹣(﹣2)|
∵k>0,
∴|AN|,
又∵2|AM|=|AN|,∴,
整理得:4k3﹣6k2+3k﹣8=0,
设f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8,
则f′(k)=12k2﹣12k+3=3(2k﹣1)2≥0,
∴f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8为(0,+∞)的增函数,
又f()=4×36×3+38=15260,f(2)=4×8﹣6×4+3×2﹣8=6>0,
∴k<2.
(II)法二:即m(m>0),则直线AM的方程为x=my﹣2,
与椭圆E的方程联立,可得()y ﹣my=0,
从而点M的纵坐标为,因此点N的纵坐标为,
因此由2|AM|=|AN|可得2 ,
整理得8m3﹣3m +6m﹣4=0,
设函数f(x)=8x3﹣3x +6x﹣4(x>0),
则其导函数f′(x)=24x ﹣6x+6>0,
因此函数f(x)单调递增,考虑到f()0,
而f()0,
因此函数f(x)有唯一零点且该零点在区间(,)上,进而可得m,
也即k<2.
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,常用的方法就是联立方程求出交点的横坐标或者纵坐标的关系,通过这两个关系的变形去求解,考查构造函数思想与导数法判断函数单调性,再结合零点存在定理确定参数范围,是难题.
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