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文檔簡介
期中真題百練通關(guān)(95題15大壓軸題型)題型一:空間向量數(shù)量積及其應(yīng)用?題型九:橢圓的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程?題型二:空間位置關(guān)系的向量判斷?題型十:橢圓的基礎(chǔ)性質(zhì)應(yīng)用?題型三:空間角度的向量求法?題型十一:橢圓的離心率問題?題型四:空間距離的向量求法?題型十二:橢圓上的距離與焦點三角形問題?題型五:直線對稱與反射問題?題型十三:直線與橢圓的位置關(guān)系?題型六:直線與圓的位置關(guān)系?題型十四:橢圓中的弦長與中點弦問題?題型七:圓的切線與弦長問題?題型十五:橢圓中的綜合問題題型八:圓與圓的位置關(guān)系?題型一:空間向量數(shù)量積及其應(yīng)用?1.(24-25高二下·江蘇南京·期中)正方體的棱長為,空間中的動點滿足,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】建立空間直角坐標(biāo)系結(jié)合空間向量及向量模長公式計算求解得出球的方程,再應(yīng)用三角換元結(jié)合值域計算求解.【詳解】以為原點建立空間直角坐標(biāo)系,則,點,,因為,所以,化簡得:,表示以為球心,半徑為的球.設(shè),,,所以的取值范圍為,向量,故的范圍為.故選:C.2.(24-25高二上·上海靜安·期中)如圖,在一個的二面角的棱上,有兩個點,分別是在這個二面角的兩個半平面內(nèi)垂直于AB的線段,且,則CD的長為.【答案】【分析】由題設(shè),應(yīng)用向量數(shù)量積定義、運算律求線段長.【詳解】由題設(shè),,,所以,所以.故答案為:3.(24-25高二下·江蘇泰州·期中)如圖,線段平面,在平面內(nèi),,與平面成角,點與點在的同側(cè),已知,則的長為.【答案】【分析】由空間向量的線性運算可知,兩邊平方,再利用向量的數(shù)量積公式即可得解.【詳解】設(shè)平面于F,平面,,又與平面成角,,與的夾角為,又平面,平面,,又,,.故答案為:.4.(24-25高二下·江蘇揚州·期中)如圖,在空間四邊形OABC中,D為棱BC上一點,且滿足,E為線段AD的中點,設(shè).(1)試用向量表示向量;(2)若,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)空間向量的線性運算法,結(jié)合,即可求解;(2)由,得到,結(jié)合向量的數(shù)量積的運算公式,準(zhǔn)確計算,即可求解.【詳解】(1)解:因為,由向量的線性運算法則,可得:.(2)解:由,所以.5.(23-24高二上·北京延慶·期中)已知正三棱錐的底面的邊長為,是空間中任意一點,則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè)中點為,連接,設(shè)中點為,連接,,,利用轉(zhuǎn)化法求向量數(shù)量積的最值即可.【詳解】設(shè)中點為,連接,設(shè)中點為,連接,,,則,,當(dāng)與重合時,取最小值0,此時有最小值.故選:.題型二:空間位置關(guān)系的向量判斷?6.【多選】(23-24高二上·山西運城·期中)已知向量,,,則下列說法正確的是(
).A. B.C.是平面的一個法向量 D.【答案】ABC【分析】應(yīng)用空間向量數(shù)量積公式計算判斷A,B,應(yīng)用線面垂直判定定理結(jié)合法向量定義判斷C,應(yīng)用向量減法及模長公式計算判斷D.【詳解】對于A:因為,所以,A選項正確;對于B:,所以,B選項正確;對于C:因為,,平面,所以平面,所以是平面的一個法向量,C選項正確;對于D:因為,所以,D選項錯誤;故選:ABC.7.【多選】(22-23高一下·廣東深圳·期中)如圖,已知正方體的棱長為2,P是正方形(包括邊界)底面內(nèi)的一動點,則下列結(jié)論正確的有(
)
A.三棱錐的體積為定值B.存在點P,使得C.若,則P點在正方形內(nèi)的運動軌跡長度為D.若點P為的中點,點Q為的中點,過P,Q作平面平面,則平面截正方體所得截面的面積為【答案】ACD【分析】利用等體積法判斷A;建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量數(shù)量積判斷B;確定軌跡并求出長度判斷C;作出符合要求的正方體的截面并求出面積判斷D.【詳解】對于A,在正方體中,平面平面,則點P到平面距離為定值,的面積為定值,為定值,A正確;對于B,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則,
設(shè),,,不垂直,因此不存在點P,使,B錯誤;對于C,連接,平面,平面,則,而,又平面,則平面,又平面,則.同理得,又平面,則平面,由,得平面,又平面,因此點軌跡為平面與底面交線,即為線段,又,C正確;
對于D,取中點為,連接,平面,由平行于,平面,得,又,則平面,又取中點為,則,有四點共面,則平面平面.平面即為平面,設(shè)平面分別與交于,由平面平面,平面,平面,則,又都是中點,則是中點,同理是中點,于是平面截正方體所得截面為正六邊形,又正方體棱長為2,則,所以截面面積為,D正確.
故選:ACD8.(24-25高二下·江蘇鹽城·期中)已知平面的法向量為,,平面的法向量為,若,則(
)A.最大值為2 B.最大值為C.最小值為 D.最小值為2【答案】B【分析】根據(jù),可得,則,進(jìn)而可求出的關(guān)系及符號,再利用基本不等式即可得解.【詳解】因為,所以,則存在唯一實數(shù),使得,即,所以,所以,因為,所以,所以,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號,所以的最大值為.故選:B.9.【多選】(23-24高二上·海南??凇て谥校ǘ噙x)若長方體的底面是邊長為2的正方形,高為4,是的中點,則(
)A.B.平面平面C.三棱錐的體積為D.三棱錐的外接球的表面積為【答案】CD【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法判斷AB,利用等體積法求體積判斷C,再由三棱錐外接球即為長方體外接球求出半徑判斷D.【詳解】長方體的底面是邊長為2的正方形,高為4,是的中點,在A中,以為原點,為軸,為軸,為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,則,,,,,,∵,∴與不垂直,故A錯誤;在B中,,,,,,,,,,,設(shè)平面的法向量,則,取,得,設(shè)平面的法向量,則,取,得,∵,不共線,∴平面與平面相交,故B錯誤;在C中,三棱錐的體積為:,故C正確;在D中,三棱錐的外接球就是長方體的外接球,∴三棱錐的外接球半徑,∴三棱錐的外接球的表面積為,故D正確.故選:CD.10.【多選】(24-25高二上·廣東深圳·期中)給出下列命題,其中正確的命題是(
)A.若直線的方向向量為,平面的法向量為,則直線B.若對空間中任意一點,有,則四點共面C.兩個非零向量與任何一個向量都不能構(gòu)成空間的一個基底,則這兩個向量共線D.已知向量,則在上的投影向量為【答案】CD【分析】利用線面位置關(guān)系與向量的關(guān)系可判斷A選項;利用空間向量共面的基本定理可判斷B選項;利用空間向量基底的概念可判斷C選項;利用投影向量的定義可判斷D選項.【詳解】對于A項,由已知可得,所以或,故A項錯誤;對于B項,因為,所以四點不共面,故B項錯誤;對于C項,根據(jù)空間向量基底的概念,可知C項正確;對于D項,因為,所以,在上的投影向量為,故D項正確.故選:CD.題型三:空間角度的向量求法?11.【多選】(25-26高二上·全國·期中)如圖,在多面體中,平面,四邊形是正方形,且,,分別是線段的中點,是線段上的一個動點(不含端點),則下列說法正確的是(
)A.存在點,使得B.不存在點,使得異面直線與所成的角為C.當(dāng)點運動到中點時,平面的法向量可以為D.三棱錐體積的取值范圍為【答案】BCD【分析】以點為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,假設(shè)存在點使得,利用向量數(shù)量積為0求出可判斷A;假設(shè)存在點,使得異面直線與所成的角為,由向量夾角公式計算可判斷B;求出平面的法向量可判斷C;對于D,方法一
利用向量法求出點到平面距離,再求三棱錐的體積可判斷D;方法二
利用等體積可判斷D.【詳解】以為坐標(biāo)原點,以所在直線分別為軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則.對于A,假設(shè)存在點,使得,因為,,所以,解得,不合題意,故A錯誤;對于B,假設(shè)存在點,使得異面直線與所成的角為,因為,,所以,解得,不符合,則不存在點,使得異面直線與所成的角為,故B正確;對于C,當(dāng)點運動到中點時,,又,,所以,,設(shè)是平面的法向量,則,令,則,故C正確;對于D,方法一
因為,,所以,,則,設(shè)是平面的法向量,則,令,則,設(shè),則,則點到平面的距離,則三棱錐的體積為,因為,所以,故D正確.方法二設(shè),則,因為,,點到平面的距離,所以,因為,所以,故D正確.故選:BCD.12.【多選】(24-25高二下·四川廣安·期中)如圖,在正三棱柱中,,分別為,的中點,,則下列說法正確的是(
)
A.若,則異面直線和所成的角的余弦值為B.若,則點到平面的距離為C.存在,使得平面D.若三棱柱存在內(nèi)切球,則【答案】AB【分析】首先建立空間直角坐標(biāo)系,根據(jù)向量法判斷ABC,首先求等邊三角形內(nèi)切圓的半徑,再根據(jù)三棱柱存在內(nèi)切球,再計算.【詳解】如圖,以點為原點,向量為軸的正方向,再作,若,,,,,,,,故A正確;,設(shè)平面的一個法向量為,則,令,得,所以平面的一個法向量為,且,所以點到平面的距離為,故B正確;
C.設(shè),則,,,所以不存在,使得平面,故C錯誤;D.等邊三角形的內(nèi)切圓的半徑為,若三棱柱存在內(nèi)切球,則,故D錯誤.故選:AB13.(24-25高三下·云南·期中)如圖,在六面體中,平面平面,,.(1)求證:平面;(2)若平面,,,求直線與平面所成角的正弦值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)設(shè),中點分別為,,由面面平行性質(zhì)定理證明,再證明,,由此證明,由平行的傳遞性證明,再由線面平行判定定理證明結(jié)論;(2)結(jié)論空間直角坐標(biāo)系,求直線的方向向量與平面的法向量,結(jié)合向量夾角公式求結(jié)論.【詳解】(1)設(shè),中點分別為,,連接,;由于平面平面,平面平面,平面平面,所以,又是的中點,則,由于,所以,,所以四邊形是平行四邊形,所以,同理,可得又,所以.
所以確定平面,又平面平面,平面平面,所以,由于是的中位線,則,所以,而平面,平面,所以平面.(2)在中,因為,,,所以,則.由于平面,所以以為原點,、、分別軸、軸、軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則,,,,所以,,,設(shè)平面的一個法向量為,
,所以,取,則,所以為平面的一個法向量.
設(shè)直線與平面所成角為,則,所以直線與平面所成角的正弦值為.14.(24-25高二下·黑龍江哈爾濱·期中)如圖1,等腰梯形是由三個邊長為2的等邊三角形拼成,現(xiàn)將沿翻折至,使得,如圖2所示.(1)求證:;(2)求直線與平面所成角的正弦值;(3)試問在內(nèi)是否存在一點,使得平面?若存在,求的長度;若不存在,請說明理由.【答案】(1)證明見解析;(2);(3)不存在,理由見解析;【分析】(1)根據(jù)全等三角形性質(zhì),利用線面垂直判定定理可證明平面,再由線面垂直性質(zhì)可得;(2)利用空間向量,求出平面法向量以及直線的方向向量,根據(jù)線面角與空間向量之間的關(guān)系即可求得結(jié)果;(2)設(shè),利用向量法能求出點的坐標(biāo),從而求出的長度.【詳解】(1)在圖1連接交于點,在圖2中,知、都是等邊三角形,得,,又,平面,可得平面;又直線平面,所以.(2)因為,,則在中,由,由余弦定理得,作,垂足為,連接,得,,如圖,以的中點為原點,,,分別為軸正方向,建立空間直角坐標(biāo)系,則,,,,因此,設(shè)平面的法向量為,則,解得,令,則;即向量,設(shè)直線與平面所成角為,則,直線與平面所成角的正弦值為,(3)假設(shè)在內(nèi)存在點,使得平面成立,,設(shè),,,,由,得,解得,不滿足題意,所以不存在使得平面成立;15.(24-25高二下·天津·期中)在如圖所示的幾何體中,四邊形是菱形,,四邊形是矩形,平面,,,點E為的中點.(1)求證平面;(2)求平面與平面夾角的余弦值;(3)在直線上存在動點P,使得直線與平面所成角的余弦值為求線段的長.【答案】(1)證明見解析(2)(3)【分析】(1)通過線線平行證明線面平行即可;(2)建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量求解夾角問題;(3)設(shè),利用線面角的余弦值求出正弦值,利用空間向量建立等式求出,再利用空間兩點間的距離公式進(jìn)行求解.【詳解】(1)設(shè)與交于點,連接四邊形是菱形,是矩形,所以且,且,則且,四邊形是平行四邊形,則是的中點.是的中點,,平面,平面,平面.(2)連接,由四邊形是菱形,,為正三角形,又是的中點,得,即,平面,、平面,,,以為原點,所在的直線分別為軸,軸,軸建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示則,,,,,得,,,設(shè)平面的一個法向量為則令,得,,平面的一個法向量為,令,得,,,得,平面與平面所成角的余弦值為;(3)設(shè),且,由(2)知平面的法向量為,設(shè)直線與平面的所成角為,則,所以,解得或,或.16.(24-25高二下·甘肅慶陽·期中)如圖,在直三棱柱中,側(cè)面與側(cè)面都是邊長為1的正方形,,與交于點D.(1)求證:平面;(2)求直線與平面所成角的正弦值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)題意,證得,由,證得平面,得到,再利用線面垂直的判定定理,即可證得⊥平面;(2)以為坐標(biāo)原點,建立空間直角坐標(biāo)系,求得向量和平面的法向量,結(jié)合向量的夾角公式,即可求解.【詳解】(1)證明:因為四邊形是正方形,所以.又因為四邊形是正方形,所以,因為,且,平面,所以平面,又因為平面,所以,因為,且平面,所以平面.(2)解:由四邊形和是正方形且,可得,,兩兩垂直,以為坐標(biāo)原點,以,,所在直線為軸,軸和軸建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示,則,,,,可得,,,設(shè)平面的法向量為,則,取,可得,所以,設(shè)直線與平面所成角為θ,則,所以直線與平面所成角的正弦值為.17.(24-25高二下·廣東佛山·期中)如圖,將圓沿直徑折成直二面角,已知三棱錐的頂點在半圓周上,,在另外的半圓周上,.(1)若,求證:;(2)若,,直線與平面所成的角為,求三棱錐的體積.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)由題意得到平面,推出,再結(jié)合可求證;(2)以為坐標(biāo)原點,,所在直線為,軸,過點作平面的垂線作為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,由直線與平面所成的角為,確定的坐標(biāo),求得,即可求解.【詳解】(1)由題意知平面平面,平面平面,,且平面,故平面,又平面,故;又,且,,平面,故平面,而平面,故;(2)以為坐標(biāo)原點,,所在直線為,軸,過點作平面的垂線作為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,如圖:由于,,則,,設(shè),,則,則,,,設(shè)平面的一個法向量為,則,即,令,則可得,由于直線與平面所成的角為,故,解得,結(jié)合,則,所以,所以,又平面,所以.18.(24-25高二下·云南曲靖·期中)如圖,在四棱錐中,,,,平面平面平面.(1)證明:;(2)若,,,求直線與平面所成角的正弦值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)分別取,的中點,,連接、、,則可證,由空間垂直關(guān)系轉(zhuǎn)化可證,從而可證;(2)在平面內(nèi)過作,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,利用向量法可求直線與平面所成角的正弦值.【詳解】(1)證明:分別取,的中點,,連接,,,如圖,則,,四邊形為平行四邊形,,由,得,又平面平面,平面平面,平面,平面,則平面,平面,,又為的中點,.(2)由(1)知,平面,平面,得,而,,,平面,則平面,又,則平面,在平面內(nèi)過作,則,直線,,兩兩垂直,以點為原點,直線,,分別為,,軸建立空間直角坐標(biāo)系,由,,,得,而,解得,則,,,,,,,設(shè)平面的法向量為,則即取,則,,則平面的一個法向量為,設(shè)直線與平面所成的角為,則,直線與平面所成角的正弦值為.19.(24-25高二下·江蘇南京·期中)如圖,在三棱柱中,是的中點,、均為邊長為的正三角形,且.(1)求證:平面平面;(2)求直線與平面所成角的正弦值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)取的中點,連接、,推導(dǎo)出平面,再利用面面垂直的判定定理可證得結(jié)論成立;(2)以點為坐標(biāo)原點,、、所在直線分別為、、軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量法可求得直線與平面所成角的正弦值.【詳解】(1)如圖,取的中點,連接、,因為、均為邊長為的正三角形,所以,,且,同理可得,又因為,故,所以,又因為,、平面,所以平面.又因為平面,所以平面平面.(2)因為平面,,以點為坐標(biāo)原點,、、所在直線分別為、、軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則、、、、、,由得,,,,設(shè)是平面的一個法向量,則,令,則,設(shè)直線與平面所成角為,則,所以直線與平面所成角的正弦值為.20.(24-25高二下·江蘇南京·期中)如圖1,是底邊為2的等腰三角形,且,為等腰直角三角形,,將沿翻折到的位置,且點不在平面內(nèi)(如圖2),點為線段的中點.(1)證明:;(2)當(dāng)平面平面時,求直線與平面所成角的余弦值;(3)若直線與所成角的余弦值為時,設(shè)平面與平面的夾角為,求的值.【答案】(1)證明見解析;(2);(3).【分析】(1)取中點為,連接,,易得,,再由線面垂直的判定和性質(zhì),即可證;(2)根據(jù)已知構(gòu)建合適的空間直角坐標(biāo)系,求出直線與平面的方向向量和法向量,最后應(yīng)用向量法求夾角余弦值;(3)構(gòu)建合適的空間直角坐標(biāo)系,設(shè),則,應(yīng)用異面直線夾角的向量求法及已知列方程求得,即可得.【詳解】(1)取中點為,連接,,,,,,又,、平面,平面,又平面,.(2)平面平面,平面平面,,平面,平面,易知,,兩兩互相垂直,以為原點,以為基底,建立空間直角坐標(biāo)系,,,,,,,,,設(shè)平面的法向量為,則,取,得,,設(shè)直線與平面所成角為,則,又,直線與平面所成角的余弦值為.(3)以為原點,以為軸,為軸,垂直于平面所在直線為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,為等腰三角形,,,則,,,設(shè),則,則,,故,或(舍),又,.21.(24-25高二下·云南·期中)如圖,平面且為的中點.(1)過點N作一個平面,使與平面平行,并說明理由;(2)求平面與平面所成銳二面角的余弦值.【答案】(1)答案見解析(2).【分析】(1)由中位線定理以及平行四邊形的性質(zhì),可得線線平行,根據(jù)線面平行的判定以及面面平行的判定,可得答案;(2)由題意建立空間直角坐標(biāo)系,求得平面的法向量,根據(jù)面面角的向量公式,可得答案.【詳解】(1)取中點記為M,連接,如下圖:平面即為平面,下面證明平面平面.因為分別為的中點,所以,由,則,由,則,因為平面,平面,所以平面,同理可得平面,因為,平面,所以平面平面.(2)過A作于點E,則,以A為原點,建立空間直角坐標(biāo)系,如下圖:則,,平面的法向量為,設(shè)平面的法向量為,則,令,則,所以平面的法向量為,所以,故平面與平面所成銳二面角的余弦值為.22.(23-24高二上·吉林長春·期中)如圖甲,在矩形中,,為線段的中點,沿直線折起,使得,點為的中點,連接、,如圖乙.(1)求證:平面;(2)線段上是否存在一點、使得平面與平面所成的角為?若不存在,說明理由:若存在,求出點的位置.【答案】(1)證明見解析(2)存在,點是線段的中點【分析】(1)取線段的中點可得,由余弦定理求出,根據(jù)勾股定理逆定理可得,結(jié)合以及線面垂直的判定定理即可得證;(2)以為原點,分別為軸,軸,軸,建立空間直角坐標(biāo)系,求出平面的法向量,設(shè)的坐標(biāo)為,,可求出平面的法向量,利用二面角的向量求法可得.【詳解】(1)取線段的中點,連接,
在中,,,在中,,由余弦定理可得:,,在中,,,因為,,,平面,所以平面;(2)過作的平行線,以為原點,分別為軸,軸,軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
,平面的法向量,在平面直角坐標(biāo)系中,直線的方程為,設(shè)的坐標(biāo)為,,則,設(shè)平面的法向量為,,所以,令,則,由已知,解之得:或9(舍去),所以點是線段的中點.題型四:空間距離的向量求法?23.(24-25高二下·江蘇南京·期中)如圖,在四棱錐中,平面平面,M為棱PC的中點.(1)證明:平面;(2)若(i)求二面角的正弦值;(ii)在線段上是否存在點Q,使得點Q到平面的距離是?若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【答案】(1)證明見解析(2)(i);(ii)存在,【分析】(1)先證明四邊形是平行四邊形,得出線線平行,再應(yīng)用線面平行判定定理證明;(2)(i)先應(yīng)用面面垂直性質(zhì)定理得出平面,建系得出平面和平面的法向量即可得出面面角余弦,最后同角三角函數(shù)關(guān)系求解正弦;(ii)設(shè)再應(yīng)用點到平面距離即可計算求參.【詳解】(1)取PD的中點N,連接AN,MN,如圖所示:為棱PC的中點,四邊形ABMN是平行四邊形,又平面,平面,
平面.(2)平面平面,平面平面,平面,平面,又平面ABCD,又以點D為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸建立直角坐標(biāo)系,如圖,則為棱PC的中點,(i)設(shè)平面的一個法向量為則令則平面的一個法向量為根據(jù)圖形得二面角為鈍角,則二面角的余弦值為,所以二面角的正弦值為.(ii)假設(shè)在線段上存在點Q,使得點Q到平面的距離是,設(shè)則由(i)知平面的一個法向量為點Q到平面的距離是24.(24-25高二下·福建福州·期中)如圖,在梯形中,,,,現(xiàn)將所在平面沿對角線翻折,使點翻折至點,且成直二面角.(1)證明:平面平面;(2)若異面直線與所成角的余弦值為,求平面與平面所成角的余弦值;(3)在(2)的條件下,求點到平面的距離.【答案】(1)證明見解析(2)(3)【分析】(1)取的中點E,連接,利用平面幾何知識證明,再利用面面垂直的性質(zhì)定理證明平面,即可得證;(2)取的中點O,連接,以點O為坐標(biāo)原點,建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示,設(shè),利用向量求異面直線與所成角,列方程求出,進(jìn)而通過向量法求出平面與平面夾角的余弦值;(3)根據(jù)點到平面的距離計算可得.【詳解】(1)取的中點,連接,因為,,,則,,故四邊形為平行四邊形,所以,則,所以,又,故,故,即,又平面平面,且平面平面,平面,故平面,又平面,故平面平面;(2)取的中點,連接,則,所以,且,則兩兩互相垂直,故以點O為坐標(biāo)原點,建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示,設(shè),則,,,故,所以,因為異面直線與所成角的余弦值為,所以,解得(負(fù)值已舍去),故,設(shè)平面的法向量為,,,令,則,可得,由(1)可知平面的一個法向量為,,所以平面與平面的夾角的余弦值.(3)因為,平面的法向量為,所以點到平面的距離.25.(24-25高二下·甘肅定西·期中)如圖,在四棱錐中,底面是矩形,,,.以的中心為球心,為直徑的球面交于點,交于點.(1)求該球體的體積.(2)求直線與平面所成的角的大?。?3)求點到平面的距離.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)根據(jù)球的體積公式計算即可;(2)以為坐標(biāo)原點,建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè),得到的坐標(biāo),利用,求出的值,再求出平面的一個法向量,設(shè)直線與平面所成角為,利用公式計算即可;(3)設(shè),得到的坐標(biāo),利用,求出的值,設(shè)點到平面的距離為,再根據(jù)公式計算即可.【詳解】(1)球的直徑,球的半徑,;(2)以為坐標(biāo)原點,以,,所在的直線分別為,,軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,,,,,,則,,,,.設(shè)(),,,,是以為直徑的圓上一點,,,解得或(舍),.設(shè)平面的一個法向量,則,得,令,則,,設(shè)直線與平面所成角為,,直線與平面所成角為;(3)設(shè),,,由,可得,解得,,設(shè)點到平面的距離為,.26.(24-25高二下·安徽淮南·期中)如圖,在四棱錐中.底面為矩形,側(cè)棱底面,,是的中點.(1)求證:平面;(2)求平面與平面夾角的余弦值;(3)若,且點到平面的距離為,求的值.【答案】(1)證明見解析(2);(3).【分析】(1)連結(jié),交于點,連結(jié),證明,再由線面平行的判定定理證明即可;(2)以向量為軸的正方向建立空間直角坐標(biāo)系,求平面和平面的法向量即可求解面面角的余弦值;(3)由(2)可得,再由求解即可.【詳解】(1)如圖,連結(jié),交于點,連結(jié),因為點是的中點,底面為矩形,所以點是的中點,所以,因為平面,平面,所以平面;(2)如圖,以向量為軸的正方向建立空間直角坐標(biāo)系,,,,則,,設(shè)平面的法向量,則,令,,,所以平面的法向量,且平面的一個法向量為,設(shè)平面和平面的夾角為,則,所以平面和平面的夾角的余弦值為.(3)由(2)可得,,,,,,平面的法向量,故,設(shè)點與平面的距離為,則,解得.27.【多選】(24-25高二下·江蘇常州·期中)如圖,八面體的每個面都是正三角形,若四邊形是邊長為4的正方形,則(
)A.異面直線和所成的角為B.平面和平面有相同的法向量C.異面直線和的距離為D.二面角的余弦值為【答案】ABC【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,運用坐標(biāo)法計算異面直線所成角、平面法向量及二面角可判斷A項、B項、D項;在線段任取一點,在線段任取一點,設(shè),根據(jù)空間向量坐標(biāo)運算可得設(shè),當(dāng)時,即為異面直線和的距離,從而求得的值,求解,即可得判斷C項.【詳解】連接、交于點,連接,,因為四邊形為正方形,則,又因為八面體的每個面都是正三角形,所以,,三點共線,且面,所以以為原點,分別以,,所在直線為軸、軸、軸建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示,則,對于A:,設(shè)異面直線與所成角為,則,所以,即異面直線與所成角大小為,故A正確;對于B:,設(shè)面的一個法向量為,則,取,則,,則,因為設(shè)面的一個法向量為,則,取,則,,則,所以平面和平面有相同的法向量,故B正確;對于C:在線段任取一點,在線段任取一點,鏈接則可設(shè),因為,所以,則當(dāng)時,即為異面直線和的距離,所以,則,所以,故異面直線和的距離為,故C正確;對于D:因為,設(shè)面的一個法向量為,則,取,則,,則,所以,又因為面與所成的二面角的平面角為鈍角,所以二面角的平面角的余弦值為,故D錯誤;故選:ABC.題型五:直線對稱與反射問題?28.(24-25高二上·云南玉溪·期中)一光線過點,經(jīng)傾斜角為的且過的直線反射后過點,則反射后的光線不會經(jīng)過下列哪個點(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用點斜式求得直線,再利用點關(guān)于直線對稱求得點關(guān)于直線的對稱點,進(jìn)而利用兩點式求得反射光線的方程,再逐一分析判斷各選項即可得解.【詳解】傾斜角為的且過的直線的方程為,即,設(shè)點關(guān)于直線的對稱點,則,即,解得,即,于是反射后的光線所在的直線方程為,即,對于A:時,;對于B:時,;對于C:時,;對于D:時,.故選:D29.(24-25高二上·浙江臺州·期中)已知,.(1)若直線l過點,且點A,B到l的距離相等,求直線l的方程;(2)在y軸上存在一點P,使得的值最小,求出點P的坐標(biāo).【答案】(1)和(2)【分析】(1)易知當(dāng)直線l過線段AB中點時,l的方程為;當(dāng)直線l與線段AB平行時,利用直線的點斜式方程計算即可求解;(2)易知點關(guān)于y軸對稱的點為,當(dāng)且僅當(dāng),P,B三點共線時,利用直線的兩點式方程求出直線的方程,即可求解.【詳解】(1)當(dāng)直線l過線段AB中點時,則線段AB的中點C的坐標(biāo)為,∵直線l過點,且點A,B到l的距離相等,∴直線l的方程為,當(dāng)直線l與線段AB平行時,則,得直線l的方程為:,即,∴綜上所知:所求的直線l的方程為和;(2)點關(guān)于y軸對稱的點為,則,當(dāng)且僅當(dāng),P,B三點共線時,的最小值為5.由兩點式可知,直線的方程為,化簡,得,當(dāng)時,,所以點P的坐標(biāo)為.30.(24-25高二上·福建泉州·期中)已知直線:,:,直線與交于點(1)求過點且與垂直的直線的方程;(2)點是直線上異于的一點,若為的角平分線,求點所在的直線的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)求出,再寫出點斜式方程即可;(2)取點,求出其關(guān)于直線的對稱點坐標(biāo),再利用點斜式方程即可.【詳解】(1)令,則,解得,則,因為直線的斜率,則,則直線的方程為,即.(2)取點,設(shè)其關(guān)于直線的對稱點,則,解得.則點所在的直線的方程,即.
31.(24-25高二上·吉林長春·期中)已知為直線上的一點,則的最小值為(
)A. B. C.4 D.3【答案】D【分析】利用兩點的距離公式結(jié)合“將軍飲馬”模型計算最值即可.【詳解】如圖,為點到原點和到點的距離之和,即.設(shè)關(guān)于直線對稱的點為,則,解得,即,則,當(dāng)三點共線時,取到最小值,且最小值為.故選:D.32.(24-25高三上·廣東·期中)已知點,,,,平面上僅在線段,,所在位置分別放置一個雙面鏡.現(xiàn)有一道光束沿向量的方向從線段上某點(不含端點)射入,若光束恰好依次在,,各反射一次后從線段上某點射出,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】設(shè)初始入射點設(shè),確定入射點和反射點的坐標(biāo)從而利用直線的點斜式方程得入射與反射直線,利用點在線段,,,上從而可得對應(yīng)坐標(biāo)范圍,建立的不等關(guān)系,根據(jù)的范圍得的取值范圍即可.【詳解】設(shè)線段上的入射點為,依次在,,上的反射點為,最后射出的點為設(shè)關(guān)于對稱的點為,關(guān)于對稱的點為,設(shè),且,則,由可得,所以直線,由對稱性可得,所以直線,則,所以直線,故,所以,故,則由題可得(*),又,所以,,所以所以不等式組(*)解得,因為,函數(shù)在上均為增函數(shù),所以,故的取值范圍是.故選:C.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查直線方程的應(yīng)用,涉及光線入射及反射問題,設(shè)關(guān)鍵的入射點坐標(biāo),利用直線方程的對稱性、入射點及反射點的坐標(biāo)關(guān)系,從而建立不等關(guān)系求解參數(shù)范圍.33.(24-25高二上·湖北武漢·期中)已知點,直線.(1)求過點,且與直線平行的直線的方程;(2)光線通過點,經(jīng)直線反射,其反射光線通過點,求反射光線所在直線的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)平行設(shè)出直線方程,再根據(jù)點在線上求參即可;(2)設(shè)點關(guān)于直線的對稱點為,再根據(jù)斜率及中點在直線上求出,最后應(yīng)用兩點式寫出直線方程.【詳解】(1)因為直線與直線平行,直線的方程為,故可設(shè)直線的方程為,因為點在直線上,所以,所以,所以直線的方程為(2)設(shè)點關(guān)于直線的對稱點為.由題意得,解得,所以點的坐標(biāo)為,所以反射光線所在直線斜率為,直線方程為.34.(24-25高二上·四川·期中)在等腰直角三角形中,,點是邊上異于、的一點,光線從點出發(fā),經(jīng)、反射后又回到原點,光線經(jīng)過的重心.(若、、、分別是三角形的重心和三個頂點,且分別為、、、,則有.(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,請求的重心的坐標(biāo);(2)求點的坐標(biāo);(3)求的周長.【答案】(1)答案見解析(2)(3)【分析】(1)以為坐標(biāo)原點,、所在直線分別為、軸建立平面直角坐標(biāo)系,寫出三個頂點的坐標(biāo),即可求出該三角形重心的坐標(biāo);(2)設(shè),求出點直線、的對稱點、的坐標(biāo),根據(jù)、、、共線且光線經(jīng)過的重心,結(jié)合斜率公式可得出關(guān)于的等式,結(jié)合求出的值,即可得出點的坐標(biāo);(3)由對稱性可知,,可得出的周長為,結(jié)合兩點間的距離公式求解即可.【詳解】(1)在等腰直角三角形中,,則,以為坐標(biāo)原點,、所在直線分別為、軸建立平面直角坐標(biāo)系,則、、,故的重心的坐標(biāo)為,即;(2)設(shè),關(guān)于直線、的對稱點分別設(shè)為、,則,設(shè),直線的方程為,則,解得,即,由光的反射原理可知、、、共線,且光線經(jīng)過的重心,故,解得或(舍去),故.(3)由(2)可得、,由題意可知,,故的周長.35.【多選】(23-24高二上·山西太原·期中)已知直線,則下列說法正確的是(
)A.直線與相交于點B.直線和軸圍成的三角形的面積為C.直線關(guān)于原點O對稱的直線方程為D.直線關(guān)于直線對稱的直線方程為【答案】AC【分析】通過聯(lián)立方程組求得交點坐標(biāo),結(jié)合三角形的面積、對稱性等知識對選項進(jìn)行分析,從而確定正確答案.【詳解】由解得,所以交點坐標(biāo)為,A選項正確.直線與軸的交點為,與軸的交點為,直線過原點,由圖可知,直線和軸圍成的三角形的面積為,所以B選項錯誤.由上述分析可知,直線關(guān)于原點O對稱的直線過點,所以直線關(guān)于原點O對稱的直線方程為,所以C選項正確.點關(guān)于直線的對稱點是;點關(guān)于直線的對稱點是,所以直線關(guān)于直線對稱的直線方程為,即,所以D選項錯誤.故選:AC36.(22-23高二上·四川成都·期中)已知直線?的方程為?,點?的坐標(biāo)為?.(1)若直線與?關(guān)于點?對稱,求?的方程;(2)若點?與?關(guān)于直線?對稱,求?的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【分析】(1)由直線與直線互相平行,且點到兩直線距離相等,列方程即可求解;(2)由直線垂直平分線段,列方程組即可求解.【詳解】(1)易知直線與直線互相平行,設(shè)的方程為?,點到兩直線距離相等,有?,即?,或?(舍去),故?的方程為?.(2)設(shè)點?的坐標(biāo)為?,直線,且的中點在直線上,而直線的斜率為,,故有?,解得,?故?的坐標(biāo)為.37.(23-24高二上·陜西西安·期中)設(shè)直線,直線,則關(guān)于對稱的直線方程為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】設(shè)所求直線上任一點,關(guān)于直線的對稱點,利用軸對稱的性質(zhì)列出方程組解出,由點在直線上,代入方程可得答案.【詳解】設(shè)所求直線上任一點,關(guān)于直線的對稱點,則,解得,∵點在直線上,即,∴,化簡得,即為所求直線方程.故選:B.38.(24-25高二上·安徽合肥·期中)2023年暑期檔動畫電影《長安三萬里》重新點燃了人們對唐詩的熱情,出塞詩是唐代漢族詩歌的主要題材,是唐詩當(dāng)中思想性最深刻,想象力最豐富,藝術(shù)性最強的一部分,唐代詩人李頎的邊塞詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”.詩中隱含著一個有趣的數(shù)學(xué)問題——“將軍飲馬”,即將軍在觀望烽火之后從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬后再回軍營,怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)將軍的出發(fā)點是,軍營所在位置為,河岸線所在直線的方程為.(1)求將軍從出發(fā)點到河邊飲馬,再回到軍營(“將軍飲馬”)的最短總路程;(2)設(shè)“將軍飲馬”路程最短時的飲馬點為,在△中,求邊中線所在的直線方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)點關(guān)于直線對稱可得對稱點,即可根據(jù)兩點距離公式求解,(2)根據(jù)兩直線的方程可得交點,即可根據(jù)中點坐標(biāo)可得,進(jìn)而根據(jù)兩點坐標(biāo)求解直線方程.【詳解】(1)由題意可知在的同側(cè),設(shè)點關(guān)于直線的對稱點為三點共線滿足題意,點為使得總路程最短的“最佳飲水點”,則,解得,即,此時“將軍飲馬”走過的總路程為.
(2)由(1)知,故直線方程為,故直線的方程是,聯(lián)立,解得,即將軍在河邊飲馬的地點的坐標(biāo)為,邊的中點,則,即,∴直線斜率,∴直線的方程為,整理得.∴△中邊中線所在的直線方程為.題型六:直線與圓的位置關(guān)系?39.【多選】(23-24高二上·吉林長春·期中)已知圓.直線,則(
)A.直線在軸上的截距為1B.圓上的點到直線的最大距離為C.直線與圓有2個交點D.過作圓的切線方程為【答案】AC【分析】對于A,令驗算即可;對于C,比較圓心到直線的距離與半徑即可判斷;對于B,由C選項分析即可驗算;對于D,考慮切線方程斜率不存在也滿足即可排除D.【詳解】A.當(dāng)時,,直線在y軸上的截距為1,故A正確;C.圓心到直線的距離,所以直線與圓相交,所以直線與圓有2個交點,故C正確;B.根據(jù)C可知,圓上的點到直線的最大距離為,故B錯誤;D.過作圓的切線方程,若切線方程斜率不存在,則直線方程為,圓心到直線的距離為1,等于半徑1,故也是圓的一條切線方程,故D錯誤.故選:AC.40.【多選】(24-25高二下·云南昭通·期中)已知直線,圓,則下列說法正確的有(
)A.若,則l與圓C相切B.若l與圓C相交,則或C.圓C可能關(guān)于l對稱D.若,則l被圓C截得的弦長為4【答案】ABD【分析】由題意可得直線所過定點以及圓心與半徑,對于A,利用圓的切線性質(zhì)以及點到直線距離公式,可得其正誤;對于B,根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系,利用點到直線距離公式,建立不等式,可得其正誤;對于C,將圓心代入直線方程,檢驗可得其正誤;對于D,利用園內(nèi)弦長公式,根據(jù)點到直線距離公式,可得其正誤.【詳解】直線l過定點,圓,所以圓心為,半徑為.對于A,若,則圓心到直線的距離為,所以l與圓C相切,故A正確;對于B,依題意,由圓心到直線的距離為,解得或,故B正確;對于C,將代入到l的方程,得不成立,故l不能經(jīng)過圓心C,則圓C不可能關(guān)于l對稱,故C錯誤;對于D,若,圓心到直線的距離為,則弦長為,故D正確.故選:ABD.41.(24-25高二下·貴州遵義·期中)已知點滿足,點,則的最大值為(
)A.3 B. C. D.6【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)解析式,分析出點的運動軌跡,判斷線段最大值時點所在位置,求出長度.【詳解】因為,變形得,所以軌跡是以為圓心,以為半徑的圓的上半部分,如圖所示,則當(dāng)與點重合時線段長度最大,可知當(dāng)與點重合時,,在中根據(jù)勾股定理可知.故選:C.42.【多選】(24-25高二下·廣東惠州·期中)已知直線,則下列說法錯誤的是(
)A.直線l的縱截距是1 B.點在直線l上,則C.直線l與圓相切 D.直線l與直線間的距離為【答案】AC【分析】令即可判斷;將點代入直線方程即可判斷;根據(jù)圓心到直線的距離與半徑比較即可判斷;根據(jù)平行線的距離公式即可判斷.【詳解】因為直線,當(dāng)時,,所以直線l的縱截距是,故錯誤;因為點在直線l上,所以,故正確;因為直線,即,所以圓心到直線的距離為,所以直線l與圓不相切,故錯誤;因為直線,即,所以直線與直線平行,所以兩直線的距離為,故正確.故選:.題型七:圓的切線與弦長問題?43.(24-25高二上·廣東·期中)已知圓:,直線過點.(1)若在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求的方程;(2)若與圓相切,求的方程;(3)若與圓相交于,兩點,且(其中為圓的圓心)為直角三角形,求的方程.【答案】(1)或.(2)(3)或.【分析】(1)按直線過原點,不過原點分兩類求解;(2)確定在圓上,軸,易得切線方程;(3)確定直線斜率存在,由直角三角形可得圓心到直線的距離,設(shè)出直線方程,由點到直線距離公式求得參數(shù)得直線方程.【詳解】(1)若經(jīng)過原點,設(shè)方程為,由得,則的方程為.若不經(jīng)過原點,則可設(shè)的方程為,因為過點,所以,解得,所以的方程為,即.故的方程為或.(2)由圓:,可得圓心,半徑為2.因為點在圓上,軸,所以直線的方程為.(3)因為為直角三角形,且,所以,則圓心到的距離為.由題意易得的斜率一定存在,所以可設(shè)的方程為,即.由,解得或,故的方程為或.44.(24-25高二上·江蘇常州·期中)已知和為圓上兩點.(1)求圓的方程;(2)過點向圓作切線,求切線的方程;(3)若過的直線交于另一點,若的面積最大,求此時的方程.【答案】(1)(2)或(3)或【分析】(1)將點、的坐標(biāo)代入圓的方程,可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個未知數(shù)的值,即可得出圓的方程;(2)對直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,在直線的斜率不存在時,直接檢驗即可;在直線的斜率存在時,設(shè)出直線的方程,利用圓心到直線的距離等于圓的半徑,求出參數(shù)值,綜合可得出直線的方程;(3)分析可知,當(dāng)時,的面積最大,求出圓心到直線的距離,然后對直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,在直線的斜率不存在時,直接檢驗即可;在直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,利用點到直線的距離公式求出的值,由此可得出直線的方程.【詳解】(1)由題意可得,解得,故圓的方程為.(2)圓的圓心為,半徑為,若直線的斜率不存在,則直線的方程為,此時,圓心到直線的距離為,合乎題意;若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,即,由題意可得,解得,此時,直線的方程為,即.綜上所述,直線的方程為或.(3)因為,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,此時,是等腰直角三角形,且,則圓心到直線的距離為,當(dāng)直線的斜率不存在時,直線的方程為,此時圓心到直線的距離為,不合乎題意,
所以,直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,即,由題意可得,整理得,解得或,因此,直線的方程為或,即直線的方程為或.45.(24-25高二上·遼寧沈陽·期中)已知圓關(guān)于直線對稱,且經(jīng)過點和.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求過點且與圓相切的直線方程;(3)過點的直線與圓交于兩點,若(為坐標(biāo)原點),求直線的方程.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)圓心在直線上,且在的垂直平分線上,聯(lián)立兩直線方程求得圓心,半徑,即可得圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)由題意點在圓上,求出,則得切線斜率,由點斜式方程求出切線方程;(3)由題意可知直線的斜率一定存在,故可設(shè)直線,與圓的方程聯(lián)立,根據(jù)韋達(dá)定理,結(jié)合數(shù)量積的運算求出即可.【詳解】(1)因為圓關(guān)于直線對稱,所以圓心在直線上,因為圓經(jīng)過點,所以圓心在的垂直平分線上,因為,中點為,所以的垂直平分線方程為,即,則,所以圓心為,半徑,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)因為,所以點在圓上,又,則切線斜率為,所以切線方程為,即為,所以過點且與圓相切的直線方程為.(3)由題意可知直線的斜率一定存在,故可設(shè)直線,設(shè),則,則,故,,因為,則,解得或(舍去),所以直線的方程為.46.(24-25高二下·上?!て谥校┻^點與圓相切的兩條直線的夾角為,則.【答案】/0.96【分析】根據(jù)圓的切線的求解方法可求得切線斜率,利用直線夾角公式可求得,再結(jié)合同角三角函數(shù)關(guān)系可求得結(jié)果.【詳解】由得:,則圓心為,半徑;則過點作圓的切線,切線斜率必存在,可設(shè)切線方程為:,即,圓心到切線的距離,解得:,,,又,.故答案為:.47.【多選】(24-25高二上·四川樂山·期中)設(shè)圓,直線,為上的動點,過點作圓的兩條切線、,切點分別為、,則下列說法中正確的有(
)A.圓上恰有兩個點到直線的距離為1 B.四邊形面積的最小值為C.存在點使 D.直線過定點(0,0)【答案】ABD【分析】根據(jù)圓心到直線距離判斷A,切線長公式即可求解B,C,設(shè)出點的坐標(biāo),求出以為直徑的圓的方程,利用兩圓的方程相減得到公共弦的方程,將代入直線的方程恒成立,可得答案.【詳解】圓心到直線的距離為,因為圓的半徑為,所以,所以圓上恰有兩個點到直線的距離為1,所以A正確;,因為圓的半徑為,根據(jù)切線長公式可得,當(dāng)時取等號,所以的取值范圍為,因為,所以四邊形面積等于,四邊形面積的最小值為,故B正確;因為,所以,在直角三角形中,,所以,設(shè),因為,整理得,方程無解,所以不存在點使,故C不正確;對于D,設(shè),則,,以為直徑的圓的圓心為,半徑為,所以以為直徑的圓的方程為,化簡得,所以為圓與以為直徑的圓的公共弦,聯(lián)立可得,兩式相減可得:,即直線的方程為,即,故直線過定點,故D正確;故選:ABD48.【多選】(24-25高二上·廣東·階段練習(xí))已知圓是直線上一動點,過點P作直線PA,PB分別與圓C相切于點A,B,則(
)A.圓C上恰有1個點到直線l的距離為B.|PA|的最小值是C.|AB|存在最大值D.|AB|的最小值是【答案】ABD【分析】求出圓心到直線的距離判斷A;利用切線長定理計算判斷B;利用四邊形面積求得,借助的范圍求解判斷CD.【詳解】圓的圓心,半徑,對于A,點到直線的距離,點到直線的距離的最小值為,因此圓C上恰有1個點到直線l的距離為,A正確;對于B,,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,B正確;對于CD,由垂直平分得,,則,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,D正確,C錯誤.故選:ABD49.(23-24高二下·廣西南寧·期中)若直線與圓交于兩點,且直線不過圓心,則當(dāng)?shù)闹荛L最小時,的面積為(
)A. B.2 C.4 D.【答案】B【分析】由直線方程可得直線恒過定點,由圓的幾何性質(zhì)可得當(dāng)時,周長最小,由此可求的值,即而得出圓心到直線的距離及弦長,求出面積即可.【詳解】由可得,故圓心,半徑,直線的方程可化為,所以直線恒過定點,因為所以點在圓內(nèi),由圓的性質(zhì)可得當(dāng)時,最小,周長最小,又,所以,此時,即直線,所以圓心到直線的距離,所以,所以,故選:B50.(24-25高二上·廣東廣州·期中)已知圓心為的圓經(jīng)過點和,且圓心在直線上.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及過點的切線方程;(2)直線與圓相交于兩點,且,求實數(shù)的值.【答案】(1),或;(2)或【分析】(1)由圓心所在的直線設(shè)出圓心坐標(biāo),再利用兩點間距離公式求解;按切線斜率存在與否分類,借助點到直線距離公式求出切線方程.(2)由(1)的結(jié)論及已知求出圓心到直線的距離,再利用點到直線距離公式求出參數(shù)值.【詳解】(1)由圓心在直線上,設(shè)圓心,由,得,解得,因此圓心,半徑,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,當(dāng)切線斜率不存在時,圓心到直線的距離為半徑3,則直線是符合題意的切線;當(dāng)切線斜率存在時,設(shè)切線方程為,即,,解得,直線方程為,所以切線方程為或.(2)由(1)知,圓的圓心,半徑,由,得圓心到直線的距離,則,即,則,解得或,所以實數(shù)的值為或.51.(24-25高二下·上?!るA段練習(xí))已知圓心為的圓經(jīng)過點和,且圓心在直線上.(1)求圓的方程;(2)若過定點的直線被圓所截得的弦長為6,求直線的方程.【答案】(1)(2)或.【分析】(1)先求出線段的垂直平分線方程,然后與直線聯(lián)立方程組可求出圓心的坐標(biāo),從而可求出圓的半徑,進(jìn)而可求出圓的方程;(2)先求出圓心到直線的距離,然后判斷出直線的斜率存在,設(shè)直線為,再利用點到直線的距離公式列方程求出,從而可求出直線的方程.【詳解】(1)由題意得線段的中點坐標(biāo)為,直線的斜率為,所以線段的垂直平分線方程為,即,由,得,即,所以圓的半徑為,所以圓的方程為;(2)因為直線被圓所截得的弦長為6,所以圓心到直線的距離為,當(dāng)直線的斜率不存在時,直線為,則圓心到直線的距離為3,不合題意,所以直線的斜率存在,設(shè)直線為,即,則,化簡整理得,解得或,所以直線為或.52.(24-25高二上·福建福州·期中)已知圓過點、且圓心在直線上.(1)求圓的方程;(2)過點的直線被圓截得的弦長為,求直線的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)設(shè)圓心為,根據(jù),結(jié)合兩點間的距離公式,求出的值,可求出圓的半徑,進(jìn)而可得出圓的方程;(2)求出圓心到直線的距離,對直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,在直線的斜率不存在時,直接檢驗即可;在直線的斜率存在時,設(shè)出直線的方程,利用點到直線的距離公式求出參數(shù)值,綜合可得出直線的方程.【詳解】(1)根據(jù)題意,設(shè)圓心為,由,可得,解得,所以,圓心為,半徑為,因此,圓的方程為.(2)設(shè)圓心到直線的距離為,直線與圓相交于點、,且,則,又因為直線經(jīng)過點,當(dāng)直線的斜率不存在時,則直線的方程為,點到的距離為,符合題意;當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,即,則,解得,此時直線的方程為,即.所以直線的方程為或.53.(24-25高二上·云南曲靖·期中)點在圓上運動,直線與圓交于、兩點,則面積的最大值是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】求出圓心到直線的距離,可求出點到直線距離的最大值,利用勾股定理求出,再利用三角形的面積公式可求得面積的最大值.【詳解】圓的圓心為,半徑為,圓心到直線的距離為,則,點到直線距離的最大值為,所以,面積的最大值為.故選:A.題型八:圓與圓的位置關(guān)系?54.【多選】(25-26高二上·全國·期中)已知圓和圓,則(
).A.圓的半徑為4B.y軸為圓與的公切線C.圓與公共弦所在的直線方程為D.圓與上共有3個點到直線的距離為1【答案】BC【分析】對于A項,將圓的方程化成標(biāo)準(zhǔn)式即得;對于B項,判斷圓心到直線的距離等于圓的半徑即得;對于C項,只需將兩圓方程相減化簡,即得公共弦直線方程;對于D項,需要結(jié)合圖像作出兩條和已知直線平行且距離等于1的直線,通過觀察分析即得.【詳解】對于A,圓化為標(biāo)準(zhǔn)方程為,則圓的半徑為2,故A錯誤.對于B,因為圓心到y(tǒng)軸的距離為1,等于圓的半徑,所以圓與y軸相切,同理圓心到y(tǒng)軸的距離等于圓的半徑,所以圓與y軸相切,故y軸為圓與的公切線,故B正確.對于C,將與左右分別相減,得圓與的公共弦所在的直線方程為,故C正確.對于D,如圖,因為直線同時經(jīng)過兩圓的圓心,依題意可作兩條與該直線平行且距離為1的直線與,其中與和圓都相切,各有一個公共點,與和圓都相交,各有兩個交點,故圓與上共有6個點到直線的距離為1,故D錯誤.故選:BC.55.【多選】(24-25高二下·山西·期中)定義:表示點到曲線上任意一點的距離的最小值.已知是圓上的動點,圓,則的取值可能是(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】ABC【分析】理解新定義,結(jié)合圖像即可求解.【詳解】易知兩圓的位置關(guān)系為內(nèi)含,記為坐標(biāo)原點,圓的半徑為1,結(jié)合圖像易知,則.符合條件的有ABC,故選:ABC56.(24-25高二下·江西景德鎮(zhèn)·期中)已知圓,直線,則下列錯誤的是()A.直線l與圓C不可能相切B.當(dāng)時,圓C上恰有三個點到直線l距離等于1C.直線l與直線垂直D.若圓C與圓恰有三條公切線,則【答案】B【分析】對于A項,求出直線經(jīng)過的定點坐標(biāo),判斷該點與圓的關(guān)系,即可判斷;對于B項,代入,得出直線的方程,求出圓心到直線的距離,即可得出答案;對于C項,根據(jù)兩直線的系數(shù)計算即可得出;對于D項,根據(jù)已知可知兩圓外切,根據(jù)已知求出兩圓圓心、半徑,列出方程,求解即可得出答案.【詳解】對于A項,整理直線可得出,解方程組可得,直線過定點.圓的圓心為,半徑為,則,所以點在圓內(nèi),即直線過圓內(nèi)一定點,所以,直線l與圓C一定相交,不可能相切.故A正確;對于B項,當(dāng)時,直線化為.此時有圓心到直線的距離,且,因此圓C上只有兩個點到直線l的距離等于1.故B錯誤;對于C項,因為,所以直線l與直線垂直.故C正確;對于D項,要使圓C與圓恰有三條公切線,則應(yīng)滿足兩圓外切.圓可化為,圓心為,半徑為.因為兩圓外切,所以有,即,整理可得,化簡可得,解得.故D項正確.故選:B57.【多選】(24-25高二上·河北唐山·期中)已知圓與圓交于兩點,則(
)A.圓與圓有兩條公切線B.直線的方程為C.D.線段的垂直平分線的方程為【答案】ABD【分析】根據(jù)圓的方程確定圓心和半徑,進(jìn)而判斷圓的位置關(guān)系確定切線條數(shù),兩圓方程作差求相交弦方程,應(yīng)用幾何法求相交弦長,垂直關(guān)系求斜率并應(yīng)用點斜式求直線方程.【詳解】由,則圓心,半徑,由,則圓心,半徑,所以,即,故兩圓相交,所以圓與圓有兩條公切線,A對;兩圓作差有,整理得,B對;由到的距離,則,C錯;由B知,則線段的垂直平分線的斜率,故線段的垂直平分線的方程為,D對.故選:ABD58.(24-25高二上·內(nèi)蒙古呼和浩特·期中)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若圓:上存在點P,且點P關(guān)于直線的對稱點Q在圓:上,則r的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先設(shè)出點P坐標(biāo)為,根據(jù)題意表示出點Q坐標(biāo)為;再根據(jù)點在圓上列出方程組,得出點P的幾何意義是表示圓和圓的交點;最后利用兩點間距離公式和兩圓的位置關(guān)系列出關(guān)于r的不等式,求解即可.【詳解】設(shè)點P坐標(biāo)為,點Q坐標(biāo)為.因為點P和點Q關(guān)于直線對稱,所以,整理得:,即點Q坐標(biāo)為.因為點P在圓:上,點Q在圓:上,所以,即.則是方程組的解,則圓和圓的位置關(guān)系是相切或者相交.又因為圓的圓心坐標(biāo)為圓,半徑為;圓的圓心坐標(biāo)為圓,半徑為,所以兩圓的圓心間距離為,則由兩圓的位置關(guān)系可得:,解得:.故選:C.題型九:橢圓的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程?59.(22-23高二上·上海普陀·期末)如圖,已知是橢圓的左焦點,為橢圓的下頂點,點是橢圓上任意一點,以為直徑作圓,射線與圓交于點,則的取值范圍為.
【答案】【分析】由題意求得點軌跡,根據(jù)軌跡判斷計算的取值范圍.【詳解】設(shè)為橢圓的右焦點,連接,如圖所示:
、分別為、的中點,,為直徑,,,所以點軌跡是以為圓心為半徑的圓,在圓內(nèi),且,所以,,,即的取值范圍為.故答案為:.60.(24-25高二上·河南·期中)設(shè)為橢圓上一動點,分別為橢圓的左?右焦點,,則的最小值為(
)A.8 B.7 C.6 D.4【答案】B【分析】利用橢圓的定義式,將轉(zhuǎn)化為,結(jié)合圖形分析判斷得出的最小值,即得的最小值.【詳解】如圖,連接,因,則,由圖知,當(dāng)三點共線,且點在之間時,的值最小,最小值為,此時,的最小值為.故選:B.61.(24-25高二上·河北張家口·期中)已知動圓過點,并且在圓內(nèi)部與其相切,則動圓圓心的軌跡方程為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】設(shè)動圓圓心為,半徑為,根據(jù)兩圓位置關(guān)系得到,再利用橢圓的定義,即可求解.【詳解】設(shè)動圓圓心為,半徑為因為圓的圓心為,半徑為,由題有,又動圓過點,得,即,則到兩定點的距離之和為,由橢圓的定義可知,點在以為焦點,長軸長為的橢圓上,因為,得到,所以動圓圓心的軌跡方程為,故選:C.62.(22-23高二上·北京·期中)數(shù)學(xué)家華羅庚曾說:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微”.事實上,很多代數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為幾何問題加以解決,例如,與相關(guān)的代數(shù)問題,可以轉(zhuǎn)化為點與點之間距離的幾何問題.結(jié)合上述觀點,可求得方程的解是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)拋物線的定義可得答案.【詳解】因為,所以可以轉(zhuǎn)化為到的距離,同理,可以轉(zhuǎn)化為到的距離,因為,所以到兩定點和的距離之和為,所以在以點和為焦點的橢圓上,設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,則,,即,又,所以,所以橢圓的方程為:,由,得,解得,.故選:D.題型十:橢圓的基礎(chǔ)性質(zhì)應(yīng)用?63.【多選】(24-25高二上·江蘇南通·期中)已知橢圓的左、右焦點分別為,,過點的直線與橢圓相交于、兩點,則(
)A.B.當(dāng),,不共線時,的周長為C.存在,使得D.【答案】BD【分析】由橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程求得,由橢圓性質(zhì)判斷A,由橢圓定義判斷B,由以為直徑的圓與橢圓有沒有公共點,判斷C,由焦點弦長最長是長軸,最短的是通徑,從而可判斷D.【詳解】由題意,,,因此,A錯;當(dāng),,不共線時,的周長為,B正確;由于,因此以為直徑的圓與橢圓沒有公共點,從而橢圓上不存在點,使得,C錯;,,D正確,故選:BD.64.【多選】(24-25高二上·湖南永州·期中)已知是橢圓上的動點,是圓上的動點,則(
)A.橢圓的焦距為 B.橢圓的離心率為C.的最大值為3 D.的最小值為【答案】BC【分析】根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),可判斷A和B;設(shè)橢圓上一點,求得,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可求最值,進(jìn)而判斷C和D.【詳解】對于AB,由橢圓,可得,所以,所以橢圓的焦距,離心率為,故A不正確,B正確;對于CD,由圓,得圓心,半徑,設(shè)橢圓上任意一點,則,令,其圖象是開口向上的拋物線,且對稱軸為,當(dāng)時,可得,所以;當(dāng)時,可得,所以,則的最小值為,故C正確,D不正確.故選:BC.65.(22-23高二上·北京海淀·期中)已知曲線C的方程為,則下列說法正確的是.①曲線C關(guān)于坐標(biāo)原點對稱;
②y的取值范圍是;③曲線C是一個橢圓;
④曲線C圍成區(qū)域的面積小于橢圓圍成區(qū)域的面積.【答案】①②④【分析】①在曲線C上任取一個點,找到它關(guān)于原點對稱的點,判斷是否也在曲線C上即可.②把用表示,借助的范圍即可得y的取值范圍.③分析曲線C的圖形是兩個拋物線的部分組成的即可.④在第一象限內(nèi),分析橢圓的圖形與曲線C的圖形的位置關(guān)系即可判斷.【詳解】曲線C的方程為,可變?yōu)?①設(shè)點,滿足,則點關(guān)于原點對稱的點為,因為,所以點也在曲線C上,即曲線C關(guān)于坐標(biāo)原點對稱.故①正確.②因為,所以,則y的取值范圍是.故②正確.③時,曲線C的方程可化為,其中,時,曲線C的方程可化為,其中,所以曲線C的圖形是兩個拋物線的部分組成的,不是橢圓.故③不正確.④當(dāng)時,,設(shè),則,,當(dāng)且僅當(dāng)或時等號成立,所以在第一象限內(nèi),橢圓的圖形在曲線C的上方.根據(jù)曲線C和橢圓的對稱性可得橢圓的圖形在曲線C的外部(四個頂點都在曲線C上),所以曲線C圍成區(qū)域的面積小于橢圓圍成區(qū)域的面積.故④正確.故答案為:①②④.題型十一:橢圓的離心率問題?66.(2025·山東·期中)已知橢圓的左、右焦點分別為,上頂點為,過作的垂線與在第一象限內(nèi)交于點,且.設(shè)的離心率為,則(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先根據(jù)橢圓定義和已知線段關(guān)系求出相關(guān)線段長度,再通過三角函數(shù)關(guān)系求出,最后利用余弦定理建立關(guān)于橢圓離心率的方程并求解.【詳解】如圖,連接,設(shè)與交于點M.由,可設(shè),則,其中,由橢圓的定義,得,從而,又因為,所以,在中,設(shè),則為銳角,所以,即,由余弦定理,得,即,解得.故選:C.67.(24-25高二下·上海寶山·期中)國家體育場“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)鳥瞰圖如圖所示,內(nèi)外兩圈的鋼骨架是離心率相同的橢圓,若由外層橢圓長軸一端點和短軸一端點分別向內(nèi)層橢圓引切線、(如圖),且兩切線斜率之積等于,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】設(shè)內(nèi)層橢圓方程為,則外層橢圓方程為(),分別列出過、和、的切線方程,聯(lián)立切線和內(nèi)層橢圓,由分別轉(zhuǎn)化出、的表達(dá)式,結(jié)合可求與的關(guān)系式,齊次化可求離心率.【詳解】設(shè)內(nèi)層橢圓方程為,因為內(nèi)、外層橢圓離心率相同,所以外層橢圓方程可設(shè)成,設(shè)切線方程為,與聯(lián)立得,,由,化簡得:,設(shè)切線方程為,同理可求得,所以,,所以,因此.故選:B.68.(2025·廣東·期中)設(shè)橢圓的右焦點為.為上一點,的半徑為,過作軸的垂線,交于兩點,在的左側(cè).記的離心率為,點軌跡的離心率為,點軌跡的離心率為,則(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】先設(shè)點,應(yīng)用兩點間距離公式得出,再分類討論得出離心率大小關(guān)系.【詳解】設(shè),故,故帶入有,同理得,由有,故,,故,故答案為:D.69.(24-25高二上·浙江·期中)已知橢圓的兩個焦點為,設(shè)過點組平行于的直線交于點Q.若,則該橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】首先求得,由,可得,從而得到關(guān)于,的齊次式方程,解得即可.【詳解】由題意,,,過點組平行于的直線方程為,聯(lián)立,可得,則,,由,可得,即,即,即,整理得,兩邊同時除以,可得,又,可得,則.故選:C.70.(24-25高二下·云南·期中)已知橢圓,為橢圓的半焦距長,過左焦點作直線與圓:相切于點,與橢圓在第一象限的交點為,且,則橢圓的離心率為.【答案】/【分析】由題意利用直線與圓相切可得,再由余弦定理計算得出,利用橢圓的定義即可得出離心率.【詳解】設(shè)橢圓右焦點為,連接,如下圖所示:由圓:可知圓心,半徑,顯然,且,因此可得,所以,可得,可得,又,由余弦定理可得,解得,再由橢圓的定義可得,即,因此離心率.故答案為:71.(24-25高二下·陜西安康·期中)已知橢圓的左,右焦點分別為,,E的離心率為,過作斜率為的直線交于A,B兩點,則外接圓的半徑為【答案】/【分析】由題意可得的離心率,不妨記點在軸上方,再根據(jù)過的斜率為,余弦定理求解,求解半徑.【詳解】由題意可得的離心率為,不妨記點在軸上方,則,由可知,解得,,故可知點到直線的距離,設(shè),則,由余弦定理知,即,解得,故,所以,故,設(shè)則故,即,解得,故,,在中,利用正弦定理得,代入數(shù)據(jù)得.故答案為:;.72.(23-24高二上·貴州安順·期中)已知橢圓和圓,過橢圓C上一點P引圓O的兩條切線,切點分別為A,B.若橢圓上存在點P,使得,則橢圓C的離心率e的取值范圍是【答案】【分析】由已知及圓的性質(zhì),得四邊形是正方形,得,由得橢圓的離心率的取值范圍.【詳解】由,得,又是圓的切線,由圓的性質(zhì),得四邊形是正方形,則,因此,橢圓離心率,所以橢圓C的離心率e的取值范圍是.故答案為:73.(24-25高二上·江蘇·期中)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點,定義為“曼哈頓距離”.若,則點的軌跡所圍成圖形的面積為,若橢圓上有且僅有8個點滿足,則橢圓的離心率的取值范圍是【答案】【分析】根據(jù)“曼哈頓距離”列方程,結(jié)合絕對值的知識求得點的軌跡所圍成圖形的面積.根據(jù)已知條件列不等式,求得的范圍,進(jìn)而求得離心率的取值范圍.【詳解】設(shè),則,若,則;若,則;若,則;若,則,由此畫出點的軌跡如下圖所示(正方形),由圖可知點的軌跡所圍成圖形的面積為.橢圓,對應(yīng),,要使橢圓上有且僅有8個點滿足,根據(jù)對稱性,由方程組有兩個解,且,所以,整理得,,解得,所以.故答案為:【點睛】解新定義題型的步驟:(1)理解“新定義”——明確“新定義”的條件、原理、方法、步驟和結(jié)論.(2)重視“舉例”,利用“舉例”檢驗是否理解和正確運用“新定義”;歸納“舉例”提供的解題方法.歸納“舉例”提供的分類情況.(3)類比新定義中的概念、原理、方法,解決題中需要解決的問題.74.(24-25高二上·安徽蕪湖·期中)加斯帕爾?蒙日是18~19世紀(jì)法國著名的幾何學(xué)家,他在研究時發(fā)現(xiàn):橢圓的任意兩條互相垂直的切線的交點都在同一個圓上,其圓心是橢圓的中心,這個圓被稱為“蒙日圓”.已知橢圓,若直線上存在點,過可作的兩條互相垂直的切線,則橢圓離心率的取值范圍是.【答案】【分析】首先通過橢圓的四條特殊切線可知道蒙日圓的半徑,問題轉(zhuǎn)化為直線與蒙日圓有交點問題,根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系列式即可求解.【詳解】由橢圓方程可知蒙日圓半徑為,所以蒙日圓方程為,∵點在橢圓的蒙日圓上,又因為點在直線上,∴直線和蒙日圓有公共點.∴圓心到直線的距離不大于半徑,即,所以,所以橢圓離心率,所以.故答案為:.題型十二:橢圓上的距離與焦點三角形問題?75.【多選】(24-25高三上·遼寧大連·期中)已知橢圓的左右兩個焦點分別為、,左右兩個頂點分別為、,P點是橢圓上任意一點(與不重合),,則下列命題中,正確的命題是(
)A. B.的最大面積為C.存在點P,使得 D.的周長最大值是【答案】ABD【分析】設(shè),表示出和,利用橢圓方程化簡即可判斷AC;結(jié)合圖形求解可判斷B;利用橢圓定義將的周長轉(zhuǎn)化為,結(jié)合圖形求解可判斷D.【詳解】對A,由題知,,則,設(shè),,則,A正確;對B,易知當(dāng)點為短軸端點時,的面積最大,最大值為,B正確;對C,,則,C錯誤;對D,由橢圓定義可知,,所以,又,所以,當(dāng)三點共線,且在線段上時,等號成立,D正確.故選:ABD76.【多選】(24-25高二上·湖南永州·期中)已知點是橢圓:上一點,,是橢圓的左、右焦點,且的面積為4,則下列說法正確的是(
)A.點的縱坐標(biāo)為 B.C.的周長為 D.的內(nèi)切圓半徑為【答案】BC【分析】此題先算出橢圓的基本量,運用三角形面積公式即得;再利用點的坐標(biāo)易于求得的邊長,運用勾股定理逆定理即得;根據(jù)橢圓的定義式可得的周長;最后利用面積相等即得內(nèi)切圓半徑.【詳解】依題意,不妨設(shè)點,由可得故,則的面積為解得:,對于A選項,由上分析知點的縱坐標(biāo)為,故A項錯誤;對于B選項,由知,此時點為橢圓短軸頂點,故,又由知,故B項正確;對于C選項,因點在橢圓上,故有于是的周長為故C項正確;對于D選項,設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,則由三角形面積相等可得:,解之得:故D項錯誤.故選:BC.77.(24-25高二上·天津·期中)設(shè)是橢圓上的一點,,是該橢圓的兩個焦點,且,則的面積為,內(nèi)切圓半徑為.【答案】/【分析】利用橢圓的定義及余弦定理求出,即可求出的面積,再由等面積法求出內(nèi)切圓的半徑.【詳解】由橢圓方程可得,,則,,,在中,,即,解得,,設(shè)內(nèi)切圓半徑為,的周長為,所以,解得.故答案為:;.【點睛】78.(24-25高一下·浙江·期中)已知橢圓的左、右焦點分別為是上在第二象限內(nèi)的一點,且,則直線的斜率為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)橢圓的定義和條件求解焦半徑,再結(jié)合幾何關(guān)系,即可求解.【詳解】由條件可知,,得,,且所以,且,設(shè)直線的傾斜角為,則,所以直線的斜率為.故選:B79.(24-25高二上·遼寧撫順·期中)已知圓,橢圓的左、右焦點分別為,,為坐標(biāo)原點,為橢圓上一點,直線與圓交于點,,若,則.【答案】6【分析】利用求出,然后將轉(zhuǎn)化為求解即可.【詳解】設(shè),由于,而,則,所以,.故答案為:680.【多選】(25-26高二上·全國·期中)橢圓的兩個焦點分別為,則下列說法正確的是(
)A.若為上一點,則面積的最大值為B.過點的直線與橢圓交于A,B兩點,則的周長為8C.若直線與恒有公共點,則的取值范圍為D.若上存在點,使得,則的取值范圍為【答案】ACD【分析】當(dāng)為橢圓上頂點或下頂點時,面積最大,計算可判斷A;根據(jù)橢圓的定義結(jié)合焦點所在的位置分析可判斷B;因為直線過定點,可知定點在橢圓內(nèi)部或橢圓邊界上,列式計算可判斷C;分析可知當(dāng)位于短軸頂點時,最大,此時,分類討論焦點所在位置分析求解可判斷D.【詳解】選項正誤原因A√若,則,則,由題意,當(dāng)為橢圓上頂點或下頂點時,面積最大,此時.B×由橢圓的定義可得的周長為,但焦點不一定在軸上,若橢圓焦點在軸上,則的周長為4m.C√因為直線過定點,直線與恒有公共點,所以點在橢圓內(nèi)部或橢圓邊界上,則,即.又因為且,所以的取值范圍為.D√若,則.當(dāng)位于短軸端點時,最大,此時(O為坐標(biāo)原點),可知,即,當(dāng)焦點在軸,即時,得,解得,當(dāng)焦點在軸,即時,得,解得.綜上所述,的取值范圍為.
故選:ACD題型十三:直線與橢圓的位置關(guān)系?81.(24-25高二下·福建廈門·期中)已知橢圓的左、右焦點分別為,離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若橢圓的左、右頂點分別為,過點作斜率不為0的直線,與交于兩個不同的點.若,求直線的方程.【答案】(1)(2)或.【分析】(1)根據(jù)橢圓的參數(shù)關(guān)系,和離心率定義,求出橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)對于直線斜率不為0,和斜率存在,取用不同的直線設(shè)法,選用不同的方程聯(lián)立,根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)表示,和韋達(dá)定理求出直線斜率,求出方程.【詳解】(1)由題意可知,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)解法一:因為直線的斜率存不為0,所以設(shè)直線的方程為,設(shè),聯(lián)立方程組,消去整理可得,因為,所以,,又,,且,故,于是,化簡得,解得,所以直線的方程為:,即或;解法二:當(dāng)斜率不存在時,直線與橢圓交于,可得,則,不符合條件,所以直線的斜率存在且不為0,所以設(shè)直線的方程為,設(shè),聯(lián)立方程組,
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