高考數(shù)學(xué)大題精做專題10解析幾何中兩類曲線相結(jié)合問(wèn)題(第五篇)(原卷版+解析)_第1頁(yè)
高考數(shù)學(xué)大題精做專題10解析幾何中兩類曲線相結(jié)合問(wèn)題(第五篇)(原卷版+解析)_第2頁(yè)
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備戰(zhàn)2020年高考數(shù)學(xué)大題精做之解答題題型全覆蓋高端精品第五篇解析幾何專題10解析幾何中兩類曲線相結(jié)合問(wèn)題類型對(duì)應(yīng)典例圓與橢圓相結(jié)合問(wèn)題典例1圓與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例2橢圓與雙曲線相結(jié)合問(wèn)題典例3橢圓與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例4雙曲線與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例5【典例1】【湖南省湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)2020屆月考】已知橢圓:的右焦點(diǎn)為,離心率為,是橢圓上位于第一象限內(nèi)的任意一點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為,,圓:.(1)求橢圓和圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)作與圓相切于點(diǎn),使得點(diǎn),點(diǎn)在的兩側(cè).求四邊形面積的最大值.【典例2】【重慶市2019屆高三高考全真模擬】已知點(diǎn),直線,為直角坐標(biāo)平面上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)動(dòng)點(diǎn)作的垂線,垂足為點(diǎn),且滿足.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若直線與(1)中的軌跡相切于點(diǎn),,且與圓心為的圓,相交于,兩點(diǎn),當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).【典例3】【安徽省滁州市民辦高中2020屆月考】如圖,已知橢圓的離心率為,以該橢圓上的點(diǎn)和橢圓的左、右焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的周長(zhǎng)為.一等軸雙曲線的頂點(diǎn)是該橢圓的焦點(diǎn),設(shè)為該雙曲線上異于頂點(diǎn)的任一點(diǎn),直線和與橢圓的交點(diǎn)分別為和.(Ⅰ)求橢圓和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(Ⅱ)設(shè)直線、的斜率分別為、,證明;(Ⅲ)是否存在常數(shù),使得恒成立?若存在,求的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【典例4】【2020屆湖南省長(zhǎng)沙市高三上學(xué)期期末】已知橢圖:的右頂點(diǎn)與拋物線:的焦點(diǎn)重合,橢圓的離心率為,過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)且垂直于軸的直線截拋物線所得的弦長(zhǎng)為.(1)求橢圓和拋物線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為.當(dāng)直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),直線是否經(jīng)過(guò)一定點(diǎn)?請(qǐng)判斷并證明你的結(jié)論.【典例5】【湖北省黃石市2020屆高三模擬】已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F與雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)重合,過(guò)焦點(diǎn)F的直線l交拋物線于A,B兩點(diǎn).(1)求拋物線C的方程;(2)記拋物線C的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為N,試問(wèn)是否存在常數(shù)λ∈R,使得且都成立?若存在,求出實(shí)數(shù)λ的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【針對(duì)訓(xùn)練】1.【浙江省杭州市學(xué)軍中學(xué)2020屆月考】已知點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),為線段的中點(diǎn),為線段上點(diǎn),且,設(shè)動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線.(Ⅰ)求曲線的方程;(Ⅱ)直線與曲線相交于、兩點(diǎn),與圓相交于另一點(diǎn),且點(diǎn)、位于點(diǎn)的同側(cè),當(dāng)面積最大時(shí),求的值.2.【2020屆江西省贛州市石城中學(xué)高三上學(xué)期第一次月考】已知是拋物線的焦點(diǎn),恰好又是雙曲線的右焦點(diǎn),雙曲線過(guò)點(diǎn),且其離心率為.(1)求拋物線和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知直線過(guò)點(diǎn),且與拋物線交于,兩點(diǎn),以為直徑作圓,設(shè)圓與軸交于點(diǎn),,求的最大值.3.【上海市建平中學(xué)2019屆高三下學(xué)期3月月考】設(shè)是以為焦點(diǎn)的拋物線,是以直線與的漸近線,以為一個(gè)焦點(diǎn)的雙曲線.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若與在第一象限有兩個(gè)公共點(diǎn),求的取值范圍,并求的最大值;(3)是否存在正數(shù),使得此時(shí)的重心恰好在雙曲線的漸近線上?如果存在,求出的值;如果不存在,說(shuō)明理由.4.【2019年11月四川省攀枝花市一模】已知橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,且此拋物線的準(zhǔn)線被橢圓截得的弦長(zhǎng)為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)直線交橢圓于、兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,直線是線段的垂直平分線,試問(wèn)直線是否過(guò)定點(diǎn)?若是,請(qǐng)求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.5.【黑龍江省2020屆仿真模擬】設(shè)直線與拋物線交于,兩點(diǎn),與橢圓交于,兩點(diǎn),直線,,,(為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率分別為,,,,若.(1)是否存在實(shí)數(shù),滿足,并說(shuō)明理由;(2)求面積的最大值.6【廣東省廣州市2020屆高三模擬】已知雙曲線的焦點(diǎn)是橢圓:的頂點(diǎn),且橢圓與雙曲線的離心率互為倒數(shù).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn),在橢圓上,且,記直線在軸上的截距為,求的最大值.備戰(zhàn)2020年高考數(shù)學(xué)大題精做之解答題題型全覆蓋高端精品第五篇解析幾何專題10解析幾何中兩類曲線相結(jié)合問(wèn)題類型對(duì)應(yīng)典例圓與橢圓相結(jié)合問(wèn)題典例1圓與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例2橢圓與雙曲線相結(jié)合問(wèn)題典例3橢圓與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例4雙曲線與拋物線相結(jié)合問(wèn)題典例5【典例1】【湖南省湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)2020屆月考】已知橢圓:的右焦點(diǎn)為,離心率為,是橢圓上位于第一象限內(nèi)的任意一點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為,,圓:.(1)求橢圓和圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)作與圓相切于點(diǎn),使得點(diǎn),點(diǎn)在的兩側(cè).求四邊形面積的最大值.【思路引導(dǎo)】(1)設(shè)橢圓左焦點(diǎn)為,連接,,易知四邊形為平行四邊形,則,結(jié)合離心率為,可求得,即可求得橢圓和圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),代入橢圓方程可得到的關(guān)系式,然后分別求得的面積的表達(dá)式,即可得到四邊形面積的表達(dá)式,結(jié)合的關(guān)系式,求面積的最大值即可.【詳解】(1)設(shè)橢圓左焦點(diǎn)為,連接,,因?yàn)?,,所以四邊形為平行四邊形,所以,所以,又離心率為,所以,.故所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè),則,故.所以,所以,所以.又,,所以.故.由,得,即,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即,時(shí)等號(hào)成立.【典例2】【重慶市2019屆高三高考全真模擬】已知點(diǎn),直線,為直角坐標(biāo)平面上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)動(dòng)點(diǎn)作的垂線,垂足為點(diǎn),且滿足.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若直線與(1)中的軌跡相切于點(diǎn),,且與圓心為的圓,相交于,兩點(diǎn),當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).【思路引導(dǎo)】(1)設(shè),得到,根據(jù)題意得到點(diǎn)的軌跡方程;(2)根據(jù)題意表示出切線,并且當(dāng)時(shí),面積最大,得到圓心到的距離,構(gòu)造出關(guān)于,的關(guān)系式,求出點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】(1)設(shè),點(diǎn),直線,過(guò)動(dòng)點(diǎn)作的垂線,垂足為點(diǎn),.,整理,得動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程為.(2),所以求導(dǎo)得切點(diǎn),所以切線斜率所以切線為整理得,,,,,則時(shí),面積最大,此時(shí)圓心到直線的距離為.則有,解得,點(diǎn)的坐標(biāo)為.【典例3】【安徽省滁州市民辦高中2020屆月考】如圖,已知橢圓的離心率為,以該橢圓上的點(diǎn)和橢圓的左、右焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的周長(zhǎng)為.一等軸雙曲線的頂點(diǎn)是該橢圓的焦點(diǎn),設(shè)為該雙曲線上異于頂點(diǎn)的任一點(diǎn),直線和與橢圓的交點(diǎn)分別為和.(Ⅰ)求橢圓和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(Ⅱ)設(shè)直線、的斜率分別為、,證明;(Ⅲ)是否存在常數(shù),使得恒成立?若存在,求的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【思路引導(dǎo)】(1)設(shè)橢圓的半焦距為c,由題意知:,2a+2c=4(+1),所以a=2,c=2.又a2=b2+c2,因此b=2.故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1.由題意設(shè)等軸雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1(m>0),因?yàn)榈容S雙曲線的頂點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn),所以m=2,因此雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1.(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),則k1=,k2=.因?yàn)辄c(diǎn)P在雙曲線x2-y2=4上,所以x-y=4.因此k1·k2=·==1,即k1·k2=1.(3)由于PF1的方程為y=k1(x+2),將其代入橢圓方程得(2k+1)x2-8kx+8k-8=0,顯然2k+1≠0,顯然Δ>0.由韋達(dá)定理得x1+x2=,x1x2=.所以|AB|==.同理可得|CD|=.則,又k1·k2=1,所以.故|AB|+|CD|=|AB|·|CD|.因此存在λ=,使|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立.【典例4】【2020屆湖南省長(zhǎng)沙市高三上學(xué)期期末】已知橢圖:的右頂點(diǎn)與拋物線:的焦點(diǎn)重合,橢圓的離心率為,過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)且垂直于軸的直線截拋物線所得的弦長(zhǎng)為.(1)求橢圓和拋物線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為.當(dāng)直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),直線是否經(jīng)過(guò)一定點(diǎn)?請(qǐng)判斷并證明你的結(jié)論.【思路引導(dǎo)】(1)利用橢圓的頂點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)相同,橢圓的離心率,列出方程組,求出,,即可得到橢圓方程拋物線方程;(2)把直線方程與橢圓方程聯(lián)立可得根與系數(shù)的關(guān)系,設(shè),,,,,,求得直線的方程,化簡(jiǎn)整理,由直線恒過(guò)定點(diǎn)的求法,可得所求定點(diǎn).【詳解】解:(1)設(shè)橢圓的半焦距為,依題意,可得,則:,代入,得,即,所以,則有,.所以橢圓的方程為,拋物線的方程為.(2)依題意,當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)其方程為,聯(lián)立,得,設(shè),,則,由,解得或,且,,根據(jù)橢圓的對(duì)稱性可知,若直線過(guò)定點(diǎn),此定點(diǎn)必在軸上,設(shè)此定點(diǎn)為,因斜率,得,即,即,即,即,得,由的任意性可知.當(dāng)直線的斜率為0時(shí),直線的方程即為,也經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以當(dāng)或時(shí),直線恒過(guò)一定點(diǎn).【典例5】【湖北省黃石市2020屆高三模擬】已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F與雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)重合,過(guò)焦點(diǎn)F的直線l交拋物線于A,B兩點(diǎn).(1)求拋物線C的方程;(2)記拋物線C的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為N,試問(wèn)是否存在常數(shù)λ∈R,使得且都成立?若存在,求出實(shí)數(shù)λ的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【思路引導(dǎo)】(1)由雙曲線方程求出焦點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合題意可得p=2,即得拋物線方程;(2)依題意設(shè),聯(lián)立,消去,得.利用根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合,求得,再由求得的值,即可求得實(shí)數(shù)λ的值.【詳解】(1)由雙曲線,得,,則,即雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,0),(1,0),由拋物線C:y2=2px(p>0),且其焦點(diǎn)與雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)重合,可得,p=2.∴拋物線方程為y2=4x;(2)依題意,F(xiàn)(1,0),設(shè)l:x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立,消去x,得y2﹣4ty﹣4=0.∴,…①且x1=ty1+1,x2=ty2+1,又,則(1﹣x1,﹣y1)=λ(x2﹣1,y2),即y1=﹣λy2,代入①得,,消去y2得,,且N(﹣1,0),|NA|2+|NB|2=(x1+1)2+y12+(x2+1)2+y22=x12+x22+2(x1+x2)+2+y12+y2224t(y1+y2)+8,=(t2+1)(16t2+8)+4t?4t+8=16t4+40t2+16.由16t4+40t2+16,解得或(舍),∴,故λ=2或.【針對(duì)訓(xùn)練】1.【浙江省杭州市學(xué)軍中學(xué)2020屆月考】已知點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),為線段的中點(diǎn),為線段上點(diǎn),且,設(shè)動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線.(Ⅰ)求曲線的方程;(Ⅱ)直線與曲線相交于、兩點(diǎn),與圓相交于另一點(diǎn),且點(diǎn)、位于點(diǎn)的同側(cè),當(dāng)面積最大時(shí),求的值.【思路引導(dǎo)】(Ⅰ)根據(jù)中垂線的概念,可得,然后根據(jù)橢圓的定義,可得結(jié)果.(Ⅱ)根據(jù)面積最大,找到點(diǎn),得到直線方程,然后聯(lián)立橢圓的方程,計(jì)算,同時(shí)利用圓的弦長(zhǎng)公式計(jì)算,根據(jù),可得結(jié)果.【詳解】(Ⅰ)由題可知:圓圓心,半徑為又為線段的中點(diǎn),在上且所以為的中垂線,所以又所以點(diǎn)的軌跡為橢圓,設(shè)曲線的方程則由所以曲線的方程(Ⅱ)如圖假設(shè)點(diǎn)在軸上方,設(shè)點(diǎn)當(dāng)面積最大時(shí),則軸所以點(diǎn)則直線方程為:,即點(diǎn)到直線的距離為所以所以所以2.【2020屆江西省贛州市石城中學(xué)高三上學(xué)期第一次月考】已知是拋物線的焦點(diǎn),恰好又是雙曲線的右焦點(diǎn),雙曲線過(guò)點(diǎn),且其離心率為.(1)求拋物線和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知直線過(guò)點(diǎn),且與拋物線交于,兩點(diǎn),以為直徑作圓,設(shè)圓與軸交于點(diǎn),,求的最大值.【思路引導(dǎo)】(1)由雙曲線過(guò)點(diǎn),且其離心率為.可得,,,聯(lián)立解得:,,即可得出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.可得,解得.可得拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為:.此時(shí),.的方程為:.可得.②當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為:,由題意可得:.聯(lián)立化為:.設(shè),,,.利用根與系數(shù)的關(guān)系可得.設(shè)的半徑為,.過(guò)點(diǎn)作,垂足為.在中,,可得范圍,及其范圍,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)由雙曲線過(guò)點(diǎn),且其離心率為.,,,聯(lián)立解得:,.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.由,可得,解得.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為:.此時(shí),.的方程為:.可得,..②當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為:,由題意可得:.聯(lián)立,化為:.設(shè),,,.則,.,.設(shè)的半徑為,則.過(guò)點(diǎn)作,垂足為.在中,.,則.綜上可得:的最大值為.3.【上海市建平中學(xué)2019屆高三下學(xué)期3月月考】設(shè)是以為焦點(diǎn)的拋物線,是以直線與的漸近線,以為一個(gè)焦點(diǎn)的雙曲線.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若與在第一象限有兩個(gè)公共點(diǎn),求的取值范圍,并求的最大值;(3)是否存在正數(shù),使得此時(shí)的重心恰好在雙曲線的漸近線上?如果存在,求出的值;如果不存在,說(shuō)明理由.【思路引導(dǎo)】(1)可知焦點(diǎn)坐標(biāo)在軸上,可設(shè),再根據(jù)兩條漸近線與得出關(guān)系式,再由焦點(diǎn)是,結(jié)合即可求得雙曲線方程;(2)由與在第一象限內(nèi)有兩個(gè)公共點(diǎn)和,聯(lián)立雙曲線和拋物線方程,可得的取值范圍;設(shè),用坐標(biāo)表示,利用韋達(dá)定理及配方法,可得的最大值;(3)由(2)及重心公式可得的重心,,即,,假設(shè)恰好在雙曲線的漸近線上,代入漸近線方程,即可求得結(jié)論.【詳解】(1)由題可知焦點(diǎn)為,故焦點(diǎn)在軸上,設(shè)雙曲線的方程為是以直線與為漸近線,,,,雙曲線方程為;(2)拋物線的焦點(diǎn),,聯(lián)立雙曲線方程消得:,可得,與在第一象限內(nèi)有兩個(gè)公共點(diǎn)和,,設(shè),則將代入得,函數(shù)的對(duì)稱軸為,,時(shí),的最大值為9;(3)由(2)知的重心為,,,,假設(shè)恰好在雙曲線的漸近線上,代入可得,,或,,存在正數(shù),使得此時(shí)的重心恰好在雙曲線的漸近線上4.【2019年11月四川省攀枝花市一模】已知橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,且此拋物線的準(zhǔn)線被橢圓截得的弦長(zhǎng)為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)直線交橢圓于、兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,直線是線段的垂直平分線,試問(wèn)直線是否過(guò)定點(diǎn)?若是,請(qǐng)求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【思路引導(dǎo)】(1)由題意得出,由題意知點(diǎn)在橢圓上,由此得出關(guān)于、的方程組,求出、的值,即可得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)解法一:由題意可知,直線的斜率不為零,然后分直線的斜率存在且不為零和直線的斜率不存在兩種情況討論,在第一種情況下,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,由得出,并寫(xiě)出直線的方程,由此可得出直線所過(guò)定點(diǎn)的坐標(biāo);在第二種情況下可得出直線為軸,即可得出直線過(guò)定點(diǎn),由此得出結(jié)論;解法二:由題意可知,直線的斜率不為零,然后分直線的斜率存在且不為零和直線的斜率不存在兩種情況討論,在第一種情況下,由點(diǎn)差法可得出直線的斜率為,可寫(xiě)出直線的方程,即可得出直線所過(guò)定點(diǎn)的坐標(biāo);在第二種情況下可得出直線為軸,即可得出直線過(guò)定點(diǎn),由此得出結(jié)論.【詳解】(1)拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為.由于拋物線的準(zhǔn)線截橢圓所得弦長(zhǎng)為,則點(diǎn)在橢圓上,則有,解得,因此,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)法一:顯然點(diǎn)在橢圓內(nèi)部,故,且直線的斜率不為.當(dāng)直線的斜率存在且不為時(shí),易知,設(shè)直線的方程為,代入橢圓方程并化簡(jiǎn)得:.設(shè),,則,解得.因?yàn)橹本€是線段的垂直平分線,故直線的方程為,即,即.令,此時(shí),,于是直線過(guò)定點(diǎn);當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),易知,此時(shí)直線,故直線過(guò)定點(diǎn).綜上所述,直線過(guò)定點(diǎn);法二:顯然點(diǎn)在橢圓內(nèi)部,故,且直線的斜率不為.當(dāng)直線的斜率存在且不為時(shí),設(shè),,則有,,兩式相減得,由線段的中點(diǎn)為,則,,故直線的斜率,因?yàn)橹本€是線段的垂直平分線,故直線的方程為,即,即.令,此時(shí),,于是直線過(guò)定點(diǎn);當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),易知,此時(shí)直線,故直線過(guò)定點(diǎn)綜上所述,直線過(guò)定點(diǎn).5.【黑龍江省2020屆仿真模擬】設(shè)直線與拋物線交于,兩點(diǎn)

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