(时间90分钟,满分120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,满分50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2011·山东高考)已知a,b,c∈R,命题“若a+b+c=3,则a2+b2+c2≥3”的否命题是 ( )
A.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2<3
B.若a+b+c=3,则a2+b2+c2<3
C.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2≥3
D.若a2+b2+c2≥3,则a+b+c=3
解析:a+b+c=3的否定是a+b+c≠3,a2+b2+c2≥3的否定是a2+b2+c2<3.
答案:A
2.给出命题p:3>1,q:4∈{2,3},则在下列三个命题:“p∧q”“p∨q”“綈p”中,真命题的个数为 ( )
A.0 B.3
C.2 D.1
解析:因为p真q假,所以“p∧q”为假,“p∨q”为真,“綈p”为假.
答案:D
3.已知a,b是实数,则“a>0且b>0”是“a+b>0且ab>0”的 ( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:由a>0且b>0可得a+b>0,ab>0.
由a+b>0有a,b至少有一个为正.由ab>0可得a,b同号.
两者同时成立,则必有a>0,b>0.
答案:C
4.(2011·天津高考)设x,y∈R,则“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的 ( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:因为x≥2且y≥2?x2+y2≥4,所以充分性满足.反之,不成立,如x=y=,满足x2+y2≥4,但不满足x≥2且y≥2,所以x≥2且y≥2是x2+y2≥4的充分而不必要条件.
答案:A
5.全称命题“?x∈R,x2+5x=4”的否定是 ( )
A.?x0∈R,x+5x0=4
B.?x∈R,x2+5x≠4
C.?x0∈R,x+5x0≠4
D.以上都不正确
解析:全称命题的否定为特称命题.
答案:C
6.已知命题p:若不等式x2+x+m>0恒成立,则m>;命题q:在△ABC中,A>B是sin A>sin B的充要条件, 则 ( )
A.p假q真 B.“p且q”为真
C.“p或q”为假 D.綈p假綈q真
解析:易判断出命题p为真命题,命题q为真命题,所以綈p为假,綈q为假.结合各选项知B正确.
答案:B
7.已知命题p:若x2+y2=0,则x,y全为0;命题q:若a>b,则<.现给出下列四个命题:①p∧q,②p∨q,③綈p,④綈q,其中真命题的个数为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:p真q假,∴p∨q真,綈q真,故②④正确.
答案:B
8.(2012·吉林高二检测)平面向量a,b共线的充要条件是 ( )
A.a,b方向相同
B.a,b两向量中至少有一个为零向量
C.?λ∈R,b=λa
D.存在不全为零的实数λ1,λ2,λ1a+λ2b=0
解析:a∥b a,b方向相同,所以A不正确;同理B不正确;当a=0,b≠0时,b=λa不成立,而此时,a,b共线,所以C不正确;根据共线向量定理知D正确.
答案:D
9.命题“若C=90°,则△ABC是直角三角形”与它的逆命题、否命题、逆否命题这4个命题中,真命题的个数是 ( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:原命题是真命题.其逆命题为“若△ABC是直角三角形,则C=90°”.这是一个假命题,因为当△ABC为直角三角形时,也可能A或B为直角.这样,否命题是假命题,逆否命题是真命题.因此,真命题的个数是2.
答案:C
10.(2012·福建高考)下列命题中,真命题是( )
A.?x0∈R,ex0≤0
B.?x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=-1
D.a>1,b>1是ab>1的充分条件
解析:因为?x∈R,ex>0,故排除A;取x=2,则2x=x2,故排除B;取a=b=0,则a+b=0,但不能得到=-1,故排除C;D是真命题.
答案:D
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填写在题中的横线上)
11.命题 “若ab=0,则a=0,或b=0”的否命题是________.
解析:据否命题的定义知,命题 “若ab=0,则a=0,或b=0”的否命题是 “若ab≠0,则a≠0,且b≠0”.
答案:若ab≠0,则a≠0,且b≠0
12.给定下列命题:
①若k>0,则方程x2+2x-k=0有实数根;
②“若a>b,则a+c>b+c”的否命题;
③“菱形的对角线垂直”的逆命题;
④“若x>0,则x+>0”的否命题.
其中真命题的序号是________.
解析①:∵Δ=4-4(-k)=4+4k>0,
∴是真命题.
②否命题“若a≤b,则a+c≤b+c”是真命题.
③逆命题“对角线垂直的四边形是菱形”是假命题.
④逆命题“若x+>0,则x>0”是真命题,故否命题是真命题.
答案:①②④
13.已知p:-4
0,若綈p是綈q的充分条件,则实数a的取值范围是________.
解析:p:a-4q:2q是p的充分条件,即q?p,
∴∴-1≤a≤6.
答案:[-1,6]
14.若“x∈[2,5]或x∈{x|x<1或x>4}”是假命题,则x的范围是________.
解析:由x∈[2,5]或x∈{x|x<1或x>4}得x<1或x≥2.
∵此命题是假命题,
∴1≤x<2.
答案:[1,2)
三、解答题(本大题共4小题,满分50分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)写出命题“若x2+7x-8=0,则x=-8或x=1”的逆命题、否命题、逆否命题,并分别判断它们的真假.
解:逆命题:若x=-8或x=1,则x2+7x-8=0.
逆命题为真.
否命题:若x2+7x-8≠0,则x≠-8且x≠1.
否命题为真.
逆否命题:若x≠-8且x≠1,则x2+7x-8≠0.
逆否命题为真.
16.(本小题满分12分)判断下列命题是全称命题还是特称命题,并判断其真假.
(1)对数函数都是单调函数;
(2)至少有一个整数,它既能被11整除,又能被9整除;
(3)?x∈{x|x>0},x+≥2;
(4)?x0∈Z,log2x0>2.
解:(1)本题隐含了全称量词“所有的”,其实命题应为“所有的对数函数都是单调函数”,是全称命题,且为真命题;
(2)命题中含有存在量词“至少有一个”,因此是特称命题,真命题;
(3)命题中含有全称量词“?”,是全称命题,真命题;
(4)命题中含有存在量词“?”,是特称命题,真命题.
17.(本小题满分12分)已知p:2x2-9x+a<0,q:且綈q是綈p的必要条件,求实数a的取值范围.
解:由得即2∴q:2设A={x|2x2-9x+a<0},B={x|2∵綈p?綈q,∴q?p.∴B?A.
设f(x)=2x2-9x+a,
要使B?A,则方程f(x)=0的两根分别在区间(-∞,2],[3,+∞)内,
∴即
解得a≤9.故所求实数a的取值范围是{a|a≤9}.
18.(本小题满分14分)已知p:对任意实数x都有ax2+ax+1>0成立;q:关于x的方程x2-x+a=0有实数根.如果p∧q为假命题,p∨q为真命题,求实数a的取值范围.
解:若P:对任意实数x都有ax2+ax+1>0成立为真,则“a=0”,或“a>0且a2-4a<0”.
解得0≤a<4.
若q:关于x的方程x2-x+a=0有实数根为真,则Δ=1-4a≥0,得a≤.
因为p∧q为假命题,p∨q为真命题,
故p,q有且仅有一个为真命题,
则或
解得a<0或∴a的取值范围是(-∞,0)∪(,4).
(时间90分钟,总分120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,满分50分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.与向量a=(1,-3,2)平行的一个向量的坐标是 ( )
A.(,1,1) B.(-1,-3,2)
C.(-,,-1) D.(,-3,-2)
解析:由题意a∥b(b≠0)?a=λb,
a=(1,-3,2)=-2(-,,-1).
答案:C
2.设l1的方向向量为a=(1,2,-2),l2的方向向量为b=(-2,3,m),若l1⊥l2,则m等于 ( )
A.1 B.2
C. D.3
解析:∵l1⊥l2,∴a·b=0,代入可得m=2.
答案:B
3.若向量a=(1,x,0),b=(2,-1,2),a,b夹角的余弦值为,则x等于( )
A.1 B.-1
C.1或7 D.-1或-7
解析:cos〈a,b〉===,
平方并整理得x2-8x+7=0,
解得x=1或x=7.由2-x>0,
得x<2,故x=1.
答案:A
4.如图,空间四边形OABC中,M,N分别是OA,BC的中点,点G在线段MN上,且MG=GN.设=x+y+z,则x,y,z的值分别为
( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
解析:∵MG=GN,∴=.∴=+=+(-)=+=×+[(+)]=++.
答案:D
5.已知空间三点A(1,1,1),B(-1,0,4),C(2,-2,3),则与的夹角θ是( )
A. B.
C. D.
解析:=(-1,0,4)-(1,1,1)=(-2,-1,3),
=(1,1,1)-(2,-2,3)=(-1,3,-2),
||==,
||==,
·=2-3-6=-7,
∴cos〈,〉===-,
∴〈,〉=.
答案:D
6.若直线l的方向向量为a=(1,0,2),平面α的法向量为u=(-2,0,-4),则( )
A.l∥α B.l⊥α
C.l?α D.l与α斜交
解析:a=-(-2,0,-4)=-u,
∴a∥u,∴l⊥α.
答案:B
7.如图所示,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为A1B和AC上的点,A1M=AN=a,则MN与平面BB1C1C的位置关系是 ( )
A.相交 B.平行
C.垂直 D.不能确定
解析:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
||=|AC|=a,
∴=,=.
∴=++=-++=--+++=+=+.
∴,,共面.
又MN?平面BB1C1C,
∴MN∥平面BB1C1C.
答案:B
8.已知空间四边形ABCD的每条边和对角线的长都等于a,点E,F分别是BC,AD的中点,则·的值为 ( )
A.a2 B.a2
C.a2 D.a2
解析:如图,=(+),=,·
=(·+·)
=(a2cos 60°+a2cos 60°)=a2.
答案:C
9.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面是边长为2的正方形,高为4,则点A1到截面AB1D1的距离为 ( )
A. B.
C. D.
解析:取,,分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,可求得平面AB1D1的法向量为n=(2,-2,1).由在n上的射影可得A1到平面AB1D1的距离为d==.
答案:C
10.三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC为正三角形,侧棱长等于底面边长,A1在底面的射影是△ABC的中心,则AB1与底面ABC所成角的正弦值等于 ( )
A. B.
C. D.
解析:如图,设A1在底面ABC内的射影为O,以O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系.
设△ABC边长为1,
则A(,0,0),B1(-,,),
∴=(-,,).
平面ABC的法向量n=(0,0,1),则AB1与底面ABC所成角α的正弦值为
sin α=|cos〈,n〉|==.
答案:B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填在题中的横线上)
11.平面α的法向量为m=(1,0,-1),平面β的法向量为n=(0,-1,1),则平面α与平面β所成二面角的大小为________.
解析:cos〈m,n〉===-,
∴〈m,n〉=120°,即平面α与β所成二面角的大小为60°或120°.
答案:60°或120°
12.已知a=(2,-1,2),b=(2,2,1),则以a,b为邻边的平行四边形的面积为________.
解析:|a|==3,|b|=3,∴|a|=|b|,
∴四边形为菱形.
又a+b=(4,1,3),a-b=(0,-3,1),
∴|a+b|=,|a-b|=,
∴S=|a-b|·|a+b|=.
答案:
13.若A(0,2,),B(1,-1,),C(-2,1,)是平面α内的三点.设平面α的法向量a=(2,y,z),则a=________.
解析:=(1,-3,-),=(-2,-1,-),
∴∴
解得y=3,z=-4,
∴a=(2,3,-4).
答案:(2,3,-4)
14.如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=1,EF∥BC且AE=2EB,G为BC的中点,K为AF的中点.沿EF将矩形折成120°的二面角A-EF-B,此时KG的长为________.
解析:如图,过K作KM⊥EF,垂足M为EF的中点,则向量与的夹角为120°,〈,〉=60°.
又=+=+,
∴=++2·=1+1+2×1×1×cos 60°=3.
∴||=.
答案:
三、解答题(本大题共4小题,满分50分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)已知向量a=(1,-3,2),b=(-2,1,1),点A(-3,-1,4),B(-2,-2,2).
(1)求|2a+b|;
(2)在直线AB上,是否存在一点E,使得⊥b?(O为原点)
解:(1)2a+b=(2,-6,4)+(-2,1,1)=(0,-5,5),故|2a+b|==5.
(2) =+=+t=(-3,-1,4)+t(1,-1,-2)=(-3+t,-1-t,4-2t).若⊥b,则·b=0,所以-2(-3+t)+(-1-t)+(4-2t)=0,解得t=,因此存在点E,使得⊥b,此时E点坐标为E(-,-,).
16.(本小题满分12分)在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是DD1、BD的中点,G在棱CD上,且CG=CD,建立合适的空间直角坐标系.
(1)求证EF⊥B1C;
(2)求EF与C1G的夹角的余弦值.
解:如图,建立空间直角坐标系,则B1(1,0,1),C(1,1,0),
E(0,1,),F(,,0),
G(,1,0),C1(1,1,1).
(1) =(,-,-),
=(0,1,-1),
∴·=0,∴EF⊥B1C.
(2) =(-,0,-1),
cos〈,〉=
==.
17.(本小题满分12分)(2011·新课标全国卷)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底面ABCD.
(1)证明:PA⊥BD;
(2)若PD=AD,求二面角A-PB-C的余弦值.
解:(1)因为∠DAB=60°,AB=2AD,所以由余弦定理得BD=AD.
从而BD2+AD2=AB2,故BD⊥AD.
又PD⊥底面ABCD,所以BD⊥PD.
所以BD⊥平面PAD.故PA⊥BD.
(2)如图,以D为坐标原点,AD的长为单位长,射线DA为x轴的正半轴建立空间直角坐标系Dxyz,则
A(1,0,0),B(0,,0),C(-1,,0),P(0,0,1).
=(-1,,0),=(0,,-1),=(-1,0,0).
设平面PAB的法向量为n=(x,y,z),
则
即
因此可取n=(,1,).
设平面PBC的法向量为m,则
可取m=(0,-1,-),则cos〈m,n〉==-.
故二面角A-PB-C的余弦值为-.
18.(本小题满分14分)(2012·北京高考)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=6,D、E分别为AC、AB上的点,且DE∥BC,DE=2,将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1C⊥CD,如图2.
(1)求证:A1C⊥平面BCDE;
(2)若M是A1D的中点,求CM与平面A1BE所成角的大小;
(3)线段BC上是否存在一点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直?说明理由.说明理由。
解:(1)因为AC⊥BC,DE∥BC,
所以DE⊥AC.
所以ED⊥A1D,DE⊥CD,所以DE⊥平面A1DC.
所以DE⊥A1C.
又因为A1C⊥CD.
所以A1C⊥平面BCDE.
(2)如图,以C为坐标原点,建立空间直角坐标系C-xyz,则A1(0,0,2),D(0,2,0),M(0,1,),B(3,0,0),E(2,2,0).
设平面A1BE的法向量为n=(x,y,z),则
n=0,n·BE=0.
又=(3,0,-2),BE=(-1,2,0),
所以
令y=1,则x=2,z=.
所以n=(2,1,).
设CM与平面A1BE所成的角为θ.
因为=(0,1,),所以sin θ=|cos〈n,CM)|=||==.
所以CM与平面A1BE所成角的大小为.
(3)线段BC上不存在点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直,理由如下:假设这样的点P存在,设其坐标为(p,0,0),其中p∈[0,3].
设平面A1DP的法向量为m=(x,y,z),则
m· (=0,m·=0.
又=(0,2,-2),=(p,-2,0),
所以
令x=2,则y=p,z=.
所以m=(2,p,).
平面A1DP⊥平面A1BE,当且仅当m·n=0,
即4+p+p=0.
解得p=-2,与p∈[0,3]矛盾.
所以线段BC上不存在点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直.
(时间90分钟,总分120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,满分50分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.“1A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:当方程+=1表示椭圆时,必有所以1答案:B
2.(2011·广东高考)设圆C与圆x2+(y-3)2=1外切,与直线y=0相切,则C的圆心轨迹为 ( )
A.抛物线 B.双曲线
C.椭圆 D.圆
解析:由题意知,圆C的圆心到点(0,3)的距离比到直线y=0的距离大1,即圆C的圆心到点(0,3)的距离与到直线y=-1的距离相等.根据抛物线的定义可知,所求轨迹是一条抛物线.
答案:A
3.若双曲线C:x2-=1(b>0)的顶点到渐近线的距离为,则双曲线的离心率e=
( )
A.2 B.
C.3 D.
解析:由双曲线方程知a=1,∴c=,
∴一条渐近线的方程为y=bx,即bx-y=0.
∴=,解得b=1,
∴c=,∴e==.
答案:B
4.中心在原点,实轴在x轴上,一个焦点为直线3x-4y+12=0与坐标轴的交点的等轴双曲线方程是 ( )
A.x2-y2=8 B.x2-y2=4
C.y2-x2=8 D.y2-x2=4
解析:由双曲线的实轴在x轴上知其焦点在x轴上,直线3x-4y+12=0与x轴的交点坐标为(-4,0),故双曲线的一个焦点为(-4,0),即c=4.由c2=2a2,得a2=8,所以双曲线方程为x2-y2=8.
答案:A
5.已知F1为椭圆的左焦点,A,B分别为椭圆的右顶点和上顶点,P为椭圆上的点,且PF1⊥F1A,PO∥AB(O为椭圆中心),则椭圆的离心率为 ( )
A. B.
C. D.
解析:设椭圆方程为+=1(a>b>0),F1(-c,0),c2=a2-b2,
则P(-c,b),即P(-c,).
∵AB∥PO,∴kAB=kOP,即-=.∴b=c.
又a==c,∴e==.
答案:C
6.已知动圆M过定点B(-4,0),且和定圆(x-4)2+y2=16相切,则动圆圆心M的轨迹方程为 ( )
A.-=1(x>0) B.-=1(x<0)
C.-=1 D.-=1
解析:设动圆M的半径为r,依题意有|MB|=r.另设A(4,0),则有|MA|=r±4,即|MA|-|MB|=±4.亦即动圆圆心M到两定点A、B的距离之差的绝对值等于常数4.又4<|AB|,所以动点M的轨迹为双曲线,且c=4,2a=4,∴a=2,a2=4,b2=c2-a2=12,故轨迹方程是-=1.
答案:C
7.双曲线-y2=1(n>1)的左、右两焦点分别为F1,F2,P在双曲线上,且满足|PF1|+|PF2|=2,则△PF1F2的面积为 ( )
A. B.1
C.2 D.4
解析:不妨设|PF1|>|PF2|,
则|PF1|-|PF2|=2.
由|PF1|+|PF2|=2,
解得|PF1|=+,|PF2|=-,
|F1F2|=2,
所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,所以∠F1PF2=90°.
所以=|PF1|·|PF2|=1.
答案:B
8.已知点P是抛物线y2=2x上的动点,点P在y轴上的射影是M,定点A的坐标为(,4),则|PA|+|PM|的最小值是 ( )
A. B.4
C. D.5
解析:如图,设点P到抛物线y2=2x准线的距离为|PN|,抛物线焦点为F(,0),则|PA|+|PM|=|PN|+|PA|-.连接AF交抛物线于点P,此时|PN|+|PA|=|PF|+|PA|=|AF|取最小值5,所以|PA|+|PM|的最小值是.
答案:C
9.(2011·山东高考)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线均和圆C:x2+y2-6x+5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为 ( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:圆心的坐标是(3,0),圆的半径是2,双曲线的渐近线方程是bx±ay=0,c=3.根据已知得=2,即=2,解得b=2,则a2=c2-b2=5,故所求的双曲线方程是-=1.
答案:A
10.(2012·新课标全国卷)等轴双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,C与抛物线y2=16x的准线交于A,B两点,|AB|=4,则C的实轴长为( )
A. B.2
C.4 D.8
解析:抛物线y2=16x的准线方程是x=-4,所以点A(-4,2)在等轴双曲线C:x2-y2=a2(a>0)上,将点A的坐标代入得a=2,所以C的实轴长为4.
答案:C
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填写在题中的横线上)
11.已知F1,F2为椭圆+=1的两个焦点,过F1的直线交椭圆于A,B两点,若|F2A|+|F2B|=12,则|AB|=________.
解析:由椭圆的定义得|AF1|+|AF2|=2a=10,
|BF1|+|BF2|=2a=10,
∴|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=20.
又∵|F2A|+|F2B|=12,
∴|AB|=|AF1|+|BF1|=8.
答案:8
12.已知两点M(-2,0),N(2,0),点P为坐标平面内的动点,满足||·||+·=0,则动点P(x,y)的轨迹方程为________.
解析:设点P的坐标为(x,y),
则=(4,0),=(x+2,y),=(x-2,y).
∴||=4,||=,
·=4(x-2).
根据已知条件得4=4(2-x),
整理得y2=-8x.
∴点P的轨迹方程为y2=-8x.
答案:y2=-8x
13.设圆过双曲线-=1的一个顶点和一个焦点,圆心在此双曲线上,则圆心到双曲线中心的距离为________.
解析:设圆心坐标为O′(x0,y0),过圆心O′向x轴作垂线,交x轴于H.
由题意可知,点H为一顶点与焦点的中点,
∴x0==4.代入-=1中,
得y=,
∴|OO′|== =.
答案:
14.已知二次曲线+=1,当m∈[-2,-1]时,该曲线的离心率的取值范围是________.
解析:∵m∈[-2,-1],
∴曲线方程化为-=1,曲线为双曲线,
∴e=.∵m∈[-2,-1],
∴≤e≤.
答案:[,]
三、解答题(本大题共4小题,满分50分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)一个椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上,焦距为2.一双曲线和该椭圆有公共焦点,且双曲线的半实轴长比椭圆的半长轴长小4,双曲线离心率与椭圆离心率之比为7∶3,求椭圆和双曲线的方程.
解:①焦点在x轴上,椭圆为+=1(a>b>0),
且c=.
设双曲线为-=1(m>0,n>0),m=a-4.
∵=,∴=,解得a=7,m=3.
∵椭圆和双曲线的半焦距为,
∴b2=36,n2=4.
∴椭圆方程为+=1,
双曲线方程为-=1.
②焦点在y轴上,椭圆方程为+=1,
双曲线方程为-=1.
16.(本小题满分12分)已知抛物线方程为y2=2x,在y轴上截距为2的直线l与抛物线交于M、N两点,O为坐标原点.若OM⊥ON,求直线l的方程.
解:设直线l的方程为y=kx+2,
由消去x得ky2-2y+4=0.
∵直线l与抛物线相交,
∴?k<且k≠0.
设M(x1,y1) ,N(x2,y2),则y1y2=,
从而x1x2=·=.
∵OM⊥ON,∴x1x2+y1y2=0,
即+=0,解得k=-1符合题意,
∴直线l的方程为y=-x+2.
17.(本小题满分12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(1,-2).
(1)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(2)是否存在平行于OA(O为坐标原点)的直线l,使得直线l与抛物线C有公共点,且直线OA与l的距离等于?若存在,求直线l的方程;若不存在,说明理由.
解:(1)将(1,-2)代入y2=2px,得(-2)2=2p·1,所以p=2.
故所求抛物线C的方程为y2=4x,
其准线方程为x=-1.
(2)假设存在符合题意的直线l,
其方程为y=-2x+t.
由得y2+2y-2t=0.
因为直线l与抛物线C有公共点,所以Δ=4+8t≥0,解得t≥-.
由直线OA与l的距离d=可得=,
解得t=±1.
因为-1?[-,+∞),1∈[-,+∞),
所以符合题意的直线l存在,其方程为2x+y-1=0.
18.(本小题满分14分)(2012·福建高考)如图,椭圆E:+=1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e=.过F1的直线交椭圆于A、B两点,且△ABF2的周长为8.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆E有且只有一个公共点P,且与直线x=4相交于点Q,试探究:在坐标平面内是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
解:法一 (1)因为|AB|+|AF2|+|BF2|=8,
即|AF1|+|F1B|+|AF2|+|BF2|=8,
又|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|=2a,
所以4a=8,a=2.
又因为e=,即=,所以c=1,
所以b==.
故椭圆E的方程是+=1.
(2)由
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
因为动直线l与椭圆E有且只有一个公共点P(x0,y0),所以m≠0且Δ=0,
即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,
化简得4k2-m2+3=0.(*)
此时x0=-=-,y0=kx0+m=,所以P(-,).
由得Q(4,4k+m).
假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上.
设M(x1,0),则·=0对满足(*)式的m,k恒成立.
因为=(--x1,),=(4-x1,4k+m),
所以-+-4x1+x++3=0,
整理,得(4x1-4)+x-4x1+3=0.(**)
由于(**)式对满足(*)式的m,k恒成立,
所以解得x1=1.
故存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.
法二(1)同法一.
(2)由
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
因为动直线l与椭圆E有且只有一个公共点
P(x0,y0),
所以m≠0且Δ=0,
即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,
化简得4k2-m2+3=0.(*)
此时x0=-=-,y0=kx0+m=,
所以P(-,).
由得Q(4,4k+m).
假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上.
取k=0,m=,此时P(0,),Q(4,),
以PQ为直径的圆为(x-2)2+(y-)2=4,
交x轴于点M1(1,0),M2(3,0);
取k=-,m=2,此时P(1,),Q(4,0),
以PQ为直径的圆为(x-)2+(y-)2=,
交x轴于点M3(1,0),M4(4,0).
所以若符合条件的点M存在,则M的坐标必为(1,0).
以下证明M(1,0)就是满足条件的点:
因为M的坐标为(1,0),
所以=(--1,),=(3,4k+m),
从而·=--3++3=0,
故恒有⊥,即存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.