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2022年高考數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)圓錐曲線方程講解例題新人教版

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1、2022年高考數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)圓錐曲線方程講解例題 新人教版 說(shuō)明:本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩部分,請(qǐng)將第Ⅰ卷選擇題的答案填入題后括號(hào)內(nèi),第Ⅱ卷可在各題后直接作答.共100分,考試時(shí)間90分鐘. 一、選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分) 1.如果橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)將長(zhǎng)軸三等分,那么這個(gè)橢圓的兩條準(zhǔn)線間的距離是焦距的 A.4倍 B.9倍 C.12倍 D.18倍 解析:設(shè)兩條準(zhǔn)線間的距離是焦距的k倍,則=2ck,k=()2. 由已知得a=3c,∴k=()2=32=9. 答案:B 2.橢圓+=1上一點(diǎn)P到左焦點(diǎn)F1的距離為2,M是線段PF1的中點(diǎn),則

2、M到原點(diǎn)O的距離等于 A.2 B.4 C.6 D.8 解析:如圖,易知|OM|=|PF2|, 而|PF2|=2a-|PF1|=2×5-2=8,∴|OM|=4. 答案:B 3.AB為過(guò)橢圓+=1中心的弦,F(xiàn)(c,0)為橢圓的右焦點(diǎn),則△AFB面積的最大值是 A.b2 B.ab C.ac D.bc 解析:設(shè)A(x0,y0),B(-x0,-y0), S△ABF=S△OFB+S△OFA=c·|y0|+c·|-y0|=c·|y0|. ∵點(diǎn)A、B在橢圓+=1上, ∴|y0|的最大值為b. ∴S△ABF的最

3、大值為bc. 答案:D 4.函數(shù)y=的圖象是平面上到兩定點(diǎn)距離之差的絕對(duì)值等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡,則這兩個(gè)定點(diǎn)間的距離為 A.8 B.4 C.4 D.2 分析:本題主要考查雙曲線的定義. 解:函數(shù)y=的圖象是等軸雙曲線,e=,實(shí)軸所在的直線方程為x-y=0. 解方程組得或 即頂點(diǎn)為A1(,),A2(-,-). ∵e===,∴c=2. 根據(jù)雙曲線的定義,兩定點(diǎn)間的距離為2c=4. 答案:C 5.點(diǎn)P在橢圓7x2+4y2=28上,則點(diǎn)P到直線3x-2y-16=0的距離的最大值為 A. B. C. D. 解

4、析:化橢圓方程為參數(shù)方程(α為參數(shù)). ∴點(diǎn)P到直線3x-2y-16=0的距離為 d==. ∴dmax==. 答案:C 6.一動(dòng)圓與圓x2+y2=1外切,而與圓x2+y2-6x+8=0內(nèi)切,那么動(dòng)圓的圓心的軌跡是 A.雙曲線的一支 B.橢圓 C.拋物線 D.圓 解析:已知x2+y2=1的圓心為O(0,0),半徑為r1=1,圓x2+y2-6x+8=0的圓心為A(3,0),半徑為r2=1. 設(shè)動(dòng)圓的圓心為P,半徑為r, 則|PO|=1+r,|PA|=r-1. 則有|PO|-|PA|=2<|OA|=3, ∴軌跡為雙曲線的一支. 答案:A 7.過(guò)

5、原點(diǎn)的直線l與雙曲線-=-1有兩個(gè)交點(diǎn),則直線l的斜率的取值范圍是 A.(-,) B.(-∞,-)∪(,+∞) C.[-,] D.(-∞,-]∪[,+∞) 解析:雙曲線方程-=1,其漸近線的斜率k=±,當(dāng)直線l的斜率為±時(shí),直線與漸近線重合,直線l與雙曲線無(wú)交點(diǎn),排除C、D.又雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上,當(dāng) -

6、析:本題考查雙曲線的定義. 解:∵雙曲線的一條漸近線方程為3x-2y=0, ∴可求得a2=4. ∴雙曲線的方程為-=1,2a=4. 如圖,可知P點(diǎn)在左支上. 由雙曲線定義,|PF2|-|PF1|=4, ∴|PF2|=4+3=7. 答案:C 9.橢圓具有這樣的光學(xué)性質(zhì):從橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)出發(fā)的光線,經(jīng)橢圓反射后,反射光線經(jīng)過(guò)橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn).今有一個(gè)水平放置的橢圓形臺(tái)球盤,點(diǎn)A、B是它的焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為2a,焦距為2c,靜放在點(diǎn)A的小球(小球的半徑忽略不計(jì))從點(diǎn)A沿直線出發(fā),經(jīng)橢圓壁反射后第一次回到點(diǎn)A時(shí),小球經(jīng)過(guò)的路程是 A.4a B.2(a-c) C.2

7、(a+c) D.4a或2(a-c)或2(a+c) 分析:本題屬信息遷移題,考查學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)的能力. 解:設(shè)靠近A的長(zhǎng)軸端點(diǎn)為M,另一長(zhǎng)軸的端點(diǎn)為N.若小球沿AM方向運(yùn)動(dòng),則路程應(yīng)為2(a-c);若小球沿ANM方向運(yùn)動(dòng),則路程為2(a+c);若小球不沿AM與AN方向運(yùn)動(dòng),則路程應(yīng)為4a. 答案:D 10.橢圓a2x2+y2=a2(0

8、AP|2=1-+(y-a)2 =y2-2ay+a2+1. ∵0

9、. ∴方程為-=1(x>1). 答案:x2-=1(x>1) 12.點(diǎn)M到一個(gè)定點(diǎn)F(0,2)的距離和它到一條定直線y=8的距離之比是1∶2,則M點(diǎn)的軌跡方程是__________. 解析:根據(jù)橢圓第二定義可知,橢圓焦點(diǎn)為(0,2),y==8,e=. 由c=2,=8,得a=4,滿足e===. ∴橢圓方程為+=1. 答案: +=1 13.橢圓+ =1的焦點(diǎn)為F1、F2,點(diǎn)P為其上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)∠F1PF2為鈍角時(shí),點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍是__________. 解析:設(shè)P點(diǎn)橫坐標(biāo)為x0,則|PF1|=a+ex0=3+x0,|PF2|=a-ex0=3-x0.∠F1PF2為鈍角,當(dāng)且僅當(dāng)|

10、F1F2|2-|PF1|2-|PF2|2>0,解之即得-|AP|+|PN|). 答案:(2,) 三、解答題(本大題共5小題,共54分.解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明

11、過(guò)程或演算步驟) 15.(本小題滿分8分)設(shè)橢圓+=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F1(-2,0),左準(zhǔn)線l1與x軸交于點(diǎn)N(-3,0),過(guò)點(diǎn)N且傾斜角為30°的直線l交橢圓于A、B兩點(diǎn). (1)求直線l和橢圓的方程; (2)求證:點(diǎn)F1(-2,0)在以線段AB為直徑的圓上. (1)解:可知直線l:y=(x+3). 由c=2及=3,解得a2=6, ∴b2=6-22=2.∴橢圓方程為+=1. ① ② (2)證明:聯(lián)立方程組 將②代入①,整理得2x2+6x+3=0. 設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),則x1+x2=-3,x1x2=. 方法一:k·k=·=

12、===-1, ∴F1A⊥F1B,即∠AF1B=90°. ∴點(diǎn)F1(-2,0)在以線段AB為直徑的圓上. 方法二:·=(x1+2,y1)·(x2+2,y2)=(x1+2)(x2+2)+y1y2 =x1x2+2(x1+x2)+4+[x1x2+3(x1+x2)+9] =x1x2+3(x1+x2)+7=0, ∴F1A⊥F1B,則∠AF1B=90°. ∴點(diǎn)F1(-2,0)在以線段AB為直徑的圓上. 16.(本小題滿分10分)設(shè)F1、F2是雙曲線x2-y2=4的左、右兩個(gè)焦點(diǎn),P是雙曲線上任意一點(diǎn),過(guò)F1作∠F1PF2的平分線的垂線,垂足為M,求點(diǎn)M的軌跡方程. 解:如圖,F1(-2,0

13、)、F2(2,0)、M(x,y), 延長(zhǎng)F1M與PF2相交于點(diǎn)N,設(shè)N(x0,y0). 由已知可得M為F1N的中點(diǎn), ∴ 又|NF2|=|PN|-|PF2|=|PF1|-|PF2|=2a=4, ∴(x0-2)2+y02=16. ∴(2x+2-2)2+(2y)2=16.∴x2+y2=4. 評(píng)注:適當(dāng)運(yùn)用平面幾何知識(shí)把條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化,會(huì)給我們解題帶來(lái)方便. 17.(本小題滿分12分)如圖,某農(nóng)場(chǎng)在P處有一堆肥,今要把這堆肥料沿道路PA或PB送到莊稼地ABCD中去,已知PA=100 m,PB=150 m,∠APB=60°.能否在田地ABCD中確定一條界線,使位于界線一側(cè)的點(diǎn),沿道路

14、PA送肥較近;而另一側(cè)的點(diǎn),沿道路PB送肥較近?如果能,請(qǐng)說(shuō)出這條界線是一條什么曲線,并求出其方程. 解:設(shè)M是這種界線上的點(diǎn), 則必有|MA|+|PA|=|MB|+|PB|, 即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=50. ∴這種界線是以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線靠近B點(diǎn)的一支.建立以AB為x軸,AB中點(diǎn) O為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系,則曲線為-=1, 其中a=25,c=|AB|. ∴c=25,b2=c2-a2=3750. ∴所求曲線方程為-=1(x≥25,y≥0). 18.(本小題滿分12分)已知點(diǎn)F(1,0),直線l:x=2.設(shè)動(dòng)點(diǎn)P到直線l的距離為d,且|PF|=d,

15、≤d≤. (1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程; (2)若·=,求向量與的夾角. 解:(1)根據(jù)橢圓的第二定義知,點(diǎn)P的軌跡為橢圓.由條件知c=1,=2,∴a=. e===滿足|PF|=d. ∴P點(diǎn)的軌跡為+=1. 又d=-x,且≤d≤, ∴≤2-x≤.∴≤x≤. ∴軌跡方程為+y2=1(≤x≤). (2)由(1)可知,P點(diǎn)的軌跡方程為+y2=1(≤x≤),∴F(1,0)、P(x0,y0). =(1,0),=(x0,y0),=(1-x0,-y0). ∵·=,∴1-x0=. ∴x0=,y0=±. 又·=||·||·cosθ, ∴1·x0+0·y0=·1·cosθ. ∴cosθ=

16、===. ∴θ=arccos. 19.(本小題滿分12分)(1)求右焦點(diǎn)坐標(biāo)是(2,0),且經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-2,-)的橢圓C的標(biāo)準(zhǔn) 方程; (2)對(duì)(1)中的橢圓C,設(shè)斜率為1的直線l交橢圓C于A、B兩點(diǎn),AB的中點(diǎn)為M,證明:當(dāng)直線l平行移動(dòng)時(shí),動(dòng)點(diǎn)M在一條過(guò)原點(diǎn)的定直線上; (3)利用(2)所揭示的橢圓幾何性質(zhì),用作圖方法找出下面給定橢圓的中心,簡(jiǎn)要寫出作圖步驟,并在圖中標(biāo)出橢圓的中心. 解:(1)由題中條件,設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1,a>b>0, ∵右焦點(diǎn)為(2,0),∴a2=b2+4, 即橢圓的方程為+=1. ∵點(diǎn)(-2,-)在橢圓上,∴+=1. 解得b2=4或b2

17、=-2(舍), 由此得a2=8,即橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1. (2)設(shè)直線l的方程為y=x+m,與橢圓C的交點(diǎn)為A(x1,y1)、B(x2,y2), 則由得12x2+16mx+8m2-32=0, 即3x2+4mx+2m2-8=0. ∵Δ>0,∴m2<12,即-2<m<2. 則x1+x2=-,y1+y2=x1+m+x2+m=m, ∴AB中點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-m,). ∴線段AB的中點(diǎn)M在過(guò)原點(diǎn)的直線x+2y=0上. (3)如下圖,作兩條平行直線分別交橢圓于點(diǎn)A、B和點(diǎn)C、D,并分別取AB、CD的中點(diǎn)M、N,連結(jié)直線MN;又作兩條平行直線(與前兩條直線不平行)分別交橢圓于點(diǎn)A1、B1和點(diǎn)C1、D1,并分別取A1B1、C1D1的中點(diǎn)M1、N1,連結(jié)直線M1N1,那么直線MN和M1N1的交點(diǎn)O即為橢圓中心 .

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