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文档简介
题号猜押04上海卷高考数学第20题(解答题)
溯源
考点3年考题考情分析
由直线与圆的位置关系求参数、椭圆中存在定点满足某条件问
2025年第20题题、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中向量点乘问
题
由双曲线的离心率求参数的取值范围、双曲线中向量点乘问题、
解析几何2024年第20题
判断点和双曲线的位置关系
抛物线定义的理解、求直线与椭圆的交点坐标、抛物线中的参
2023年第20题
数范围问题、直线与抛物线交点相关问题
预测
1.通常位于解答题中后部(如第19或20题),分值在18分,是区分考生数学能力(尤其是运算能力和
思维韧性)的关键题目。
2.不会单纯沦为“暴力计算”题。题目将保留鲜明的几何背景(如圆锥曲线的光学性质、三角形特征等),
要求考生先用几何眼光分析,再选择合适的代数工具(方程、向量、参数)进行转化和求解。
3.对韦达定理的应用将不再停留在套用层面,而是要求能灵活进行复杂的代数式变形和整体处理,这是简
化运算的核心技巧。
4.向量作为沟通几何与代数的天然工具,在上海卷解析几何中应用频繁,可能以向量形式给出条件(如数
量积、共线),或要求用向量方法证明几何结论。
备考核心
1.熟练掌握椭圆、双曲线、抛物线的标准方程、几何性质、参数方程。理解圆与直线、圆锥曲线与直线的
位置关系判别(判别式法、几何法)。将向量、三角函数、不等式、函数最值等知识与解析几何建立联系。
2.重点掌握:(1)求轨迹方程的几种方法(直译法、定义法、相关点法、参数法);(2)处理定点、定
值、最值问题的通用思路(设参→联立→韦达→表达目标→化简论证)(3)探索性问题的解题规
范。
3.解答题步骤要完整。从“设”、“列”到“化”、“得”,每一步变形要有依据。对使用韦达定理、判
别式等要写出前提条件。最终结论要明确。
考点1椭圆的综合问题
3
【典例1】(2026·上海长宁·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为F11,0,F21,0,且经过点P1,.
2
(1)求该椭圆的离心率;
(2)点Q为椭圆上一点,且位于第三象限,若PQF2的面积为3,求点Q的坐标;
(3)A,B,C,D是椭圆上不重合的四个点,AB与CD相交于点F1,且ABCD0,求ABCD的取值范
围.
x2y2
【解】(1)设椭圆的标准方程为1,a0,b0,由已知可得c1,
a2b2
319
因为点P1,在椭圆上,所以1,
2a24b2
又a2b21,所以a24,b23,
x2y2
所以椭圆方程为1,
43
c1
所以e;
a2
533
(2)①PF,直线PF的解析式为yx,
22244
12
因为PQF的面积为3,所以PF边上的高为,
225
39
过Q做PF的平行线,则直线QR的解析式为yx,
244
x2y2
1
43
联立方程组,
39
yx
44
11
x1x
117
解得:3或,
y115
2y1
14
31115
所以点Q的坐标为1,或,;
2714
(3)①若AB或CD垂直于x轴,则ABCD7,
②若AB和CD不垂直于x轴,
设直线AB的解析式为ykx1,点Ax1,y1,Bx2,y2,
x2y2
1
联立方程组43,得34k2x28k2x4k2120,
ykx1
8k24k212
从而xx,xx,
1234k21234k2
2
8k24k21212k1
2,
AB1k2422
34k34k34k
12k21
同理CD,
43k2
2242
12k112k184k2k11
ABCD224271,
212
34k43k12k25k1212k25
k2
1248
因为12k22549,所以ABCD7,
k27
48
综上,ABCD的取值范围是,7.
7
x2y22
【变式1】已知椭圆E:1(ab0)的离心率为,且过点(2,1).圆O:x2y22的切线l与椭圆
a2b22
E相交于A,B两点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)直线OA,OB的斜率存在为k1,k2,直线l的斜率存在为k,若kk1k2,求直线l的方程;
(3)直线OA,OB与圆O:x2y22的另一个交点分别为C,D,求△OAB与OCD的面积之和的取值范围.
41
c2
【解】(1)由e可得a2b,又椭圆过点(2,1),则有221,
a2ab
将两方程联立,解得a6,b3,
x2y2
故椭圆E的方程为1;
63
(2)依题意,设l:ykxm,因直线l:ykxm与圆O:x2y22相切,
|m|
故有:2,整理得,m22(k21),①
k21
ykxm
222
由x2y2消去y,整理得,(2k1)x4kmx2m60,
1
63
4km
xx
122k21
显然0,设A(x,y),B(x,y),则,
11222m26
xx
122k21
222222
22k(2m6)4km2m6k
则y1y2(kx1m)(kx2m)kx1x2mk(x1x2)mm,
2k212k212k21
yym26k22k21m26k224k2
于是kk12,将①式代入得,,
12222k1k221
x1x22k12m62m64k2
即OAOB恒成立,则kk1k21,代入①式,可得,m2,
故直线l的方程为yx2;
(3)当直线l的斜率不存在时,l:x2,利用对称性,可取l:x2,
代入椭圆方程得A(2,2),B(2,-2),
11
此时△OAB与OCD的面积之和S222(2)23;
22
4km
xx
122k21
当直线l的斜率存在为k时,l:ykxm,仿上可得,,
2m26
xx
122k21
16k2m24(2m26)
则|AB|1k2(xx)24xx1k2
1212(2k21)22k21
8(6k2m23)4k214k45k21
1k2221k222,
(2k21)2(2k21)24k44k21
于是,△OAB与OCD的面积之和为:
114k45k21
SSS|AB|2(2)221,
OABOCD224k44k21
k21
即S21421211
21.
4k4k14k4
k2
212
因k20,4k244,当且仅当k时等号成立,
k22
1
130,
此时S21121,又21则S3,
4424k24
k
3
即3S21.
2
3
综上所述,△OAB与OCD的面积之和的取值范围为[3,21].
2
x2y2
【变式2】(2026·上海浦东模拟)已知椭圆C:1,F1、F2分别为左、右焦点,直线l过F2交椭圆
84
于A、B两点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)当F1AB90,且点A在x轴上方时,求A、B两点的坐标;
yySS
(3)若直线AF1交轴于M,直线BF1交轴于N,是否存在直线l,使得F1ABF1MN?若存在,求出直线l的
方程;若不存在,请说明理由.
【解】(1)由椭圆方程知,a22,b2,
所以ca2b22,
c22
所以离心率e.
a222
(2)F12,0,F22,0,设Ax1,y1,且y10.
所以AF1x12,y1,AF2x12,y1,
22
F1AB90F1AF290,AF1AF2x14y10,
222
x1y12x1
又A在椭圆上,满足1,即y141,
848
2
2x1
x14410,解得x10,即A0,2.
8
所以直线AB:yx2,
8
yx2x
3x0
联立x2y2,解得或,
12y2
84y
3
82
所以B,;
33
(3)设Ax1,y1,Bx2,y2,M0,y3,N0,y4,
直线l:xmy2,
xmy2
22
联立x2y2,得m2y4my40.
1
84
4m4
则yy,yy.
12m2212m22
y2y
11
直线AF1的方程:yx2,令x0得M纵坐标y3;
x12x12
y2y
22
直线BF1的方程:yx2,令x0得N的纵坐标y4.
x22x22
11
则SFFyy2yy,SFOyyyy.
F1AB2121212F1MN213434
SS
若F1ABF1MN,即2y1y2y3y4,
2y12y22y12y28y1y2
y3y42y1y2,
x12x22my14my24my14my24
2
my14my244,my1y24my1y2164,
4m24m
代入根与系数的关系,得4m164,解得m3.
m22m22
存在直线x3y20或x3y20满足题意.
考点2双曲线的综合问题
x2y2
【典例2】(2025·上海长宁·二模)已知双曲线:1的左、右焦点分别为F1,F2,点A是其左顶点,
a2b2
点P是双曲线上一点,且位于第一象限,若双曲线的离心率e2,b23.
(1)求双曲线的方程;
(2)若三角形APF2是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)直线PF2不垂直于x轴,且与曲线的另一个交点为Q,若PF1Q是锐角,求直线PF2的斜率的取值范围.
c
【解】(1)设半焦距为c,则1即c2a,而b23,故c2a212,
a
x2y2
故a2,c4,故双曲线的方程为:1.
412
(2)由(1)得F24,0,A2,0,
因为P在第一象限,故设Pm,n,其中m2,n0,
因为三角形APF2是等腰三角形,故APPF2或AF2PF2或AF2PA,
24
若APPF,则P在AF的中垂线上,则m12,舍;
222
若AF2PF2,则AF2ac6,故PF26,
m2n2
1m4
故412,解得,故P4,6.
22n6
m4n36
m2n2
1351
412m
222
若AF2PA,同理有m2n36,,
31025
m2n
2
35131025
故P,,
22
35131025
综上,P4,6或P,.
22
(3)
设直线PF2:yk(x4),设Px1,y1,Qx2,y2,
而F14,0,故PF14x1,y1,QF14x2,y2,
因为PF1Q是锐角,故x14x24y1y20,
2
所以x14x24kx14x240,
222
整理得到1kx1x244kx1x21616k0,
yk(x4)
2222
由22可得3kx8kx16k120,
3xy12
4222
故3k20且Δ64k43k16k12144k1440,
8k216k212
且xx,xx,因为点P在第一象限,所以k3或k0,
123k2123k2
16k2128k2
又1k244k21616k20,
3k23k2
97k237
整理得:0,故k0或k3或k3.
3k27
y2
【变式1】(2026·上海金山·月考)已知双曲线x21的右焦点为F,右顶点为A,过焦点F的直线与
3
1
的右支交于P,Q两点,直线AP,AQ分别与直线x交于M,N两点,记△APQ的面积为S1,AMN的
2
面积为S2.
(1)求双曲线的离心率;
(2)求证:kAPkAQ为定值;
S
(3)求1的取值范围.
S2
c
【解】(1)由题意得a1,c132,∴e2.
a
(2)证明:由题意知A(1,0),F(2,0),
设直线PQ的方程为xmy2(m0),P(x1,y1),Q(x2,y2)
xmy2
联立方程组2,得22,
2y(3m1)y12my90
x1
3
11
因为过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,故3,0m2.
m3
12m9
则yy,yy,
123m21123m21
9
yyyy2
则kk12123m19;
APAQx1x1m2yymyy19m212m2
1212121
3m213m21
33
当直线PQ斜率不存在时,P(2,3),Q(2,3),kk9,
APAQ2121
故kAPkAQ为定值.
11
(3)由题意可得SAFyyyy,
1212212
y11y11y1
直线AP的方程为y(x1),则yM,
x112x112my11
y21y21y2
直线AQ的方程为y(x1),则yN,
x212x212my21
111y1y21y1y2
则S2yMyN2.
228my11my218my1y2m(y1y2)1
S4
12
所以4my1y2m(y1y2)12,
S23m1
4
21224
由于0m.即03m1,03m11,故2,
33m1
当直线PQ斜率不存在时,P(2,3),Q(2,3),直线AP方程为y3(x1),
1
16
1313S12
直线AQ方程为y3(x1),可得M,,N,,4,
2222S11
23
22
S
综上1的取值范围为[4,).
S2
x2y2
【变式2】(2026·上海普陀·二模)设F1,F2分别是双曲线:1(a0,b0)的左、右两焦点,过点F2
a2b2
的直线l:xmyt0m,tR与的右支交于M,N两点,过点(﹣2,3),且它的虚轴的端点与焦点
的距离为7.
(1)求双曲线的方程;
(2)当MF1F2F1时,求实数m的值;
1
(3)设点M关于坐标原点O的对称点为P,当MFFN时,求PMN面积S的值.
222
△
【解】(1)因为双曲线过点(﹣2,3),且它的虚轴的端点与焦点的距离为7,
49
2
221a1
可得:ab,解得:,
2
222b3
bab7
y2
所以双曲线的方程为x21.
3
(2)因为直线l:xmyt0,且过点F2(2,0),
则2m0t0,解得:t2,
由MF1F2F1得:三角形F1MF2为等腰三角形,
2
所以等腰三角形底边MF上的高的大小为2MF12,
F1MF22MF115
2
又因为点F1到直线l:xmy20的距离等于等腰三角形F1MF2底边上的高,
202
则d15,
m21
2115
化简得:m,即m.
1515
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
y2
x21
由直线与双曲线联立得:3,
xmy20
化简得:3m21y212my90,
12m9
由韦达定理得:yy,yy,
1213m21213m2
112m9
又MFFN,即y2y,则y,2y2,
22221113m2113m2
2
12m921
即2,则m,
13m213m235
又点M关于坐标原点O的对称点为P,则:
22
212m912m1935.
S2SOMN2y1y22y1y24y1y224
13m213m213m24
935
则所求的PMN面积为.
4
△
考点3抛物线的综合问题
2
【典例3】(2026·浙江杭州·二模)已知抛物线:y2pxp0的焦点F到准线l的距离为2,点Dp,0,
过F的直线交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线,垂足分别为A1,B1,直线A1D,B1D与直线AB分
别交于点M,N.
(1)求的方程;
11
(2)记M,N的纵坐标分别为yM,yN,当1时,求直线AB的斜率;
yMyN
k1
(3)设E为x轴上一点,记k1,k2分别为直线ME,ND的斜率.若为定值,求点E的坐标.
k2
【解】(1)由题意知p2,所以抛物线方程为y24x.
(2)
由题意可设直线AB的方程为xmy1,Ax1,y1,Bx2,y2,则A11,y1,B11,y2,D2,0.
y24x,
所以,得y24my40,
xmy1
所以y1y24m,y1y24.
y
所以直线AD的方程为:y1x2,与直线AB的方程xmy1联立消去x,
13
y1y2
解得yM,同理yN.
my13my23
11my3my33y1y2
所以122mm1.所以m1.
yMyNy1y2y1y2
1
所以直线AB的斜率为1.
m
(3)设Et,0,
ymy
1212
kyx2my3my33y
因为1MN121.
kxtymy1y22tmyy33ty
2MN1t122
my13my23
因为y1y24m,y1y24.
k3y3y
所以111,
k22tm433t4my13t3y1m8t4
1k11
当t时,2为定值.所以E,0.
2k22
【变式1】(2025·上海嘉定·一模)如图,在平面直角坐标系中,O为原点,已知抛物线:yx2的焦点为F,
点A的坐标为1,2.
(1)若点E在上,且OE2,求点E的坐标;
(2)若P是上的任意一点,求APPF的最小值;
(3)过点A的动直线与抛物线交于B、C两点,过点B、C分别作的切线,切线交点为D,求证:点D的
轨迹是一条直线.
【解】(1)由题设,令E(x,x2),则OEx2x42,即x4x22(x22)(x21)0,
所以x21x1,故E(1,1)或E(1,1);
1
(2)若PG垂直抛物线的准线y于G,由抛物线的定义知|PG||PF|,
4
所以APPFAPPGAG,当且仅当A,P,G三点共线时取等号,
19
又AG抛物线的准线时,|AG|最小为2(),
44
9
所以APPF的最小值为;
4
(3)由题设,直线BC的斜率一定存在,设BC:y2k(x1),B(x1,y1),C(x2,y2),
而y2x,则过B的切线斜率为2x1,对应切线为yy12x1(xx1),即yx1(2xx1),
同理过C的切线为yy22x2(xx2),即yx2(2xx2),
yx1(2xx1)2222
联立,可得2x1xx12x2xx2,整理得2x(x1x2)x1x2,
yx2(2xx2)
xx
由题意xx,则x12,yxx,
12D2D12
y2k(x1)
222
联立2,得xkxk20,且k4(k2)(k2)40,
yx
k
所以xxk,xxk2则x,yk2,
1212D2D
显然点D在直线y2x2,即2xy20上,得证.
【变式2】已知F是抛物线C:x22pyp0的焦点,C在点A2,1处的切线交y轴于点G,过点G的直
线与C交于B,D两点.
(1)求C的方程;
(2)比较|GA|2与GBGD的大小,并说明理由;
(3)过点F的直线与C交于P,Q两点,T0,2,线段PT,QT的延长线分别交C于点M,N,试判断直线MN
是否过定点,如果是,请求出该定点的坐标,如果不是,请说明理由.
【解】(1)(1)已知点A2,1在C:x22pyp0上,
所以222p1,即42p,解得p2,
所以C的方程为x24y.
111
(2)抛物线方程可化为yx2,则yx,当x2时,切线斜率ky21,
421x22
由点斜式可得过点A2,1的切线方程为y11x2,即yx1,
令x0,可得y1,所以G0,1.
由A2,1,G0,1,可得GA(20)2(11)222,所以|GA|28.
如图(1),设直线BD的方程为yk2x1,Bx1,y1,Dx2,y2,
yk2x1,222
联立得2得x4k2x40,Δ16k2160k21,
x4y,
所以x1x24k2,x1x24.
因为2222,
GBx1k2x11k2x1,GD1k2x2
222
所以GBGD1k2x1x241k28|GA|,
所以|GA|2GBGD.
(3)易知F0,1.由题意知直线PQ的斜率必存在,故设直线PQ:ymx1,Px3,y3,Qx4,y4,
ymx1,
y2
联立得2消去得x4mx40,所以x3x44m,x3x44.
x4y,
y324y32
直线PM的方程为yx2,将x24y代入,得x2x80,
x3x3
8x216816
M
由xMx38xM,yM2,所以M,2,
x34x3x3x3
816
同理可得N,2.
x4x4
22
161616x3x4
x2x2x2x22xx24m
所以直线MN的斜率k4343342m,
MN888xx
34x3x44
xx
43x3x4
168
由直线的点斜式方程可得直线MN:y22mx,
x3x3
168
将x3x44m,x3x44代入y22mx,
x3x3
16m164xx4xx
3434
得y2mx22mx22mx4,
x3x3x3x3
所以直线MN过定点0,4.
考点4圆锥曲线的轨迹问题
2
【典例4】已知抛物线C:y22px,斜率为的直线l交抛物线于M,N两点,且M1,2.
3
(1)求抛物线C的方程;
(2)若动点P在抛物线C上,F为抛物线的焦点,线段PF的中点为Q,求点Q的轨迹方程;
(3)试探究:抛物线C上是否存在点P使得PMPN?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
【解】(1)已知点M1,2在抛物线y22px上
2
代入得22p142pp2.
所以抛物线方程为y24x
(2)易知抛物线焦点为F1,0,
设动点Px0,y0,中点的坐标为Qx,y
2
显然y04x0;
x1y0
且x0x2x1,y0y2y
2020
2
2y42x1y22x1;
即点Q的轨迹方程为y22x1;
2
(3)设点Px0,y0在抛物线上,则y04x0
2
直线l的方程为yx12,如下图:
3
2
yx12x11x216
联立3,解得,;
2y12y28
y4x
所以N16,8,
因此PM1x0,2y0,PN16x0,8y0
依题意可得PMPN01x016x02y08y00.
222
y0y0
可得136y00
44
42
整理可得y052y096y00,即y0y02y08y060,
解得y00或y02或y06或y08;
显然当y02或y08时,与M,N重合,不合题意;
所以存在P0,0,9,6,满足题意.
【变式1】已知平面直角坐标系中定点A4,2,B3,0,O为坐标原点.动点M满足BM2OM,记M
的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)求线段AM中点P的轨迹方程.
【解】(1)设Mx,y,由BM2OM,B3,0,
2
可得x3y22x2y2,
两边同时平方,整理可得x2y22x30,
2
即x1y24,
2
故曲线C的方程是x1y24;
(2)设Px,y,
因为A4,2,所以由中点坐标公式可得M2x4,2y2,
2
将点M坐标代入x1y24
2
2232
得到2x412y24,化简可得xy11,
2
2
32
即点P的轨迹方程为xy11.
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