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第三章 圆锥曲线的方程
一、选择题
1.(5分)抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
2.(5分)已知双曲线(a>0)的右焦点与抛物线y2=8x焦点重合,则此双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
3.(5分)双曲线1中,被点P(2,1)平分的弦所在直线方程是( )
A.8x﹣9y=7 B.8x+9y=25 C.4x﹣9y=16 D.不存在
4.(5分)双曲线(n>1)的两焦点为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
5.(5分)已知双曲线上存在两点M,N关于直线y=x+m对称,且MN的中点在抛物线y2=9x上,则实数m的值为( )
A.4 B.﹣4 C.0或4 D.0或﹣4
6.(5分)已知椭圆y2=1的焦点为F1,F2,点M在该椭圆上,且 0,则点M到x轴的距离为(
A. B. C. D.
7.(5分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(﹣2,0)且斜率为的直线与C交于M,N两点,则 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
8.(5分)已知A,B是椭圆E:1(a>b>0)的左、右顶点,M是E上不同于A,B的任意一点,若直线AM,BM的斜率之积为,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(5分)若方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,那么实数k的取值可以是( )
A.2 B.1 C.0.5 D.0.3
10.(5分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l过F且与C交于A,B两点.若|AF|=3|BF|,则l的方程可以为( )
A. B.
C. D.
11.(5分)若方程所表示的曲线为C,则下列说法中正确的是( )
A.若1<t<5,则C为椭圆
B.若t<1,则C为双曲线
C.若C为双曲线,则焦距为4
D.若C为焦点在y轴上的椭圆,则3<t<5
12.(5分)已知椭圆的焦点为F,点A(﹣2,2)为椭圆C内一点.若椭圆C上存在一点P,使得|PA|+|PF|=8,则m的值可以为( )
A. B. C.24 D.25
三、填空题
13.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则正实数a的值为 .
14.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线及其准线l依次相交于G、M、N三点(其中M在G、N之间,且G在第一象限),若|GF|=4,|MN|=2|MF|,则p= .
15.(5分)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为.过F1的直线L交C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么C的方程为 .
16.(5分)设P是双曲线上一点,双曲线的一条渐近线方程为3x﹣2y=0,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=3,则|PF2|的值为 .
四、解答题
17.(10分)一辆卡车高3m,宽1.6m,欲通过断面为抛物线形的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为am,求使卡车通过隧道的a的最小整数值.
18.(12分)已知椭圆C:1(a>b>0)的长轴长是短轴长的两倍,焦距为2.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设不过原点O的直线l与椭圆C交于两点M、N,且直线OM、MN、ON的斜率依次满足kOM kON,求△OMN面积的取值范围.
19.(12分)已知直线l:y=2x+1,及两点A(﹣2,3)、B(1,6),点P在直线l上.
(1)若点P到A、B两点的距离相等,求点P的坐标;
(2)求|PA|+|PB|的最小值.
20.(12分)若双曲线1(a>0,b>0)的焦点坐标分别为(﹣2,0)和(2,0),且该双曲线经过点P(3,1).
(1)求双曲线的方程;
(2)若F是双曲线的右焦点,Q是双曲线上的一点,过点F,Q的直线l与y轴交于点M,且20,求直线l的斜率.
21.(12分)已知椭圆G:1(a>b>0)的离心率为,右焦点为(2,0),斜率为1的直线l与椭圆G交于A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(﹣3,2).
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)求△PAB的面积.
22.(12分)如图,椭圆C:1(a>b>0)的右焦点为F,右顶点、上顶点分别为点A、B,且|AB||BF|.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)若斜率为2的直线l过点(0,2),且l交椭圆C于P、Q两点,OP⊥OQ.求直线l的方程及椭圆C的方程.
第三章 圆锥曲线的方程
参考答案与试题解析
一、选择题
1.(5分)抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】由抛物线的标准方程利用抛物线的简单性质可求得答案.
【解答】解:∵y2=2px=8x,
∴p=4,
∴抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是4.
故选:B.
【点评】本题考查抛物线的标准方程与抛物线的简单性质,属于基础题.
2.(5分)已知双曲线(a>0)的右焦点与抛物线y2=8x焦点重合,则此双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出抛物线y2=8x的焦点坐标,由此得到双曲线 的一个焦点,从而求出a的值,进而得到该双曲线的渐近线方程
【解答】解:∵抛物线y2=8x的焦点是(2,0),∴c=2,a2=4﹣1=3,∴,∴,
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的性质和应用,解题时要抛物线的性质进行求解.
3.(5分)双曲线1中,被点P(2,1)平分的弦所在直线方程是( )
A.8x﹣9y=7 B.8x+9y=25 C.4x﹣9y=16 D.不存在
【答案】D
【分析】检验线直线方程为x=2,是否符合题意,然后设直线与双曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2),利用点差法求出直线方程后,代入检验所求直线与已知曲线是否相交
【解答】解:当直线的斜率k不存在时,直线方程为x=2,直线被双曲线所截线段的中点为(2,0),不符
设直线与双曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)
把A,B代入到曲线方程且相减可得,
由题意可得,x1+x2=4,y1+y2=2
∴
直线的方程为y﹣1(x﹣2)
联立可得28x2﹣112x+373=0,此时Δ<0即方程没有实数解
∴所求直线与已知曲线没有交点
故选:D.
【点评】本题主要考 查了点差法在求解直线与曲线相交关系中的应用,学生用“点差法”求出直线方程漏掉检验用“△”验证直线的存在性是导致本题出现错误的最直接的原因
4.(5分)双曲线(n>1)的两焦点为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
【答案】B
【分析】设F1、F2是双曲线的左右焦点,然后得到两个关于|PF1|与|PF2|的等式,再求出|PF1||PF2|=2,进一步得到△PF1F2的面积.
【解答】解:不妨设F1、F2是双曲线的左右焦点,P为右支上一点,
则|PF1|﹣|PF2|=2①,
又|PF1|+|PF2|=2②,
由①②解得|PF1|,|PF2|,
∴|PF1|2+|PF2|2=4n+4=|F1F2|2,
∴PF1⊥PF2,
又由①②分别平方后作差,得|PF1||PF2|=2,
∴△PF1F2的面积为|PF1||PF2|=1.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的应用,考查了学生对双曲线知识的熟练灵活应用,属于中档题.
5.(5分)已知双曲线上存在两点M,N关于直线y=x+m对称,且MN的中点在抛物线y2=9x上,则实数m的值为( )
A.4 B.﹣4 C.0或4 D.0或﹣4
【答案】D
【分析】根据双曲线上存在两点M,N关于直线y=x+m对称,求出MN中点P(,m),利用MN的中点在抛物线y2=9x上,即可求得实数m的值.
【解答】解:∵MN关于y=x+m对称∴MN垂直直线y=x+m,MN的斜率﹣1,MN中点P(x0,x0+m)在y=x+m上,且在MN上
设直线MN:y=﹣x+b,∵P在MN上,∴x0+m=﹣x0+b,∴b=2x0+m
由消元可得:2x2+2bx﹣b2﹣3=0
Δ=4b2﹣4×2(﹣b2﹣3)=12b2+12>0恒成立,
∴Mx+Nx=﹣b,∴x0,∴b
∴MN中点P(,m)
∵MN的中点在抛物线y2=9x上,
∴
∴m=0或m=﹣4
故选:D.
【点评】本题考查直线与双曲线的位置关系,考查对称性,考查抛物线的标准方程,解题的关键是确定MN中点P的坐标.
6.(5分)已知椭圆y2=1的焦点为F1,F2,点M在该椭圆上,且 0,则点M到x轴的距离为(
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得MF1⊥MF2,M在以F1F2为直径的圆上,求得圆方程和椭圆方程联立,解方程可得y,进而得到所求距离.
【解答】解: 0可得MF1⊥MF2,
M在以F1F2为直径的圆上,
可得圆的方程为x2+y2=3,
联立椭圆方程y2=1,解得y=±,
即点M到x轴的距离为,
故选:C.
【点评】本题考查向量垂直的条件,考查椭圆方程的运用,以及联立方程组,计算能力,属于基础题.
7.(5分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(﹣2,0)且斜率为的直线与C交于M,N两点,则 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】求出抛物线的焦点坐标,直线方程,求出M、N的坐标,然后求解向量的数量积即可.
【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),过点(﹣2,0)且斜率为的直线为:3y=2x+4,
联立直线与抛物线C:y2=4x,消去x可得:y2﹣6y+8=0,
解得y1=2,y2=4,不妨M(1,2),N(4,4),,.
则 (0,2) (3,4)=8.
故选:D.
【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,向量的数量积的应用,考查计算能力.
8.(5分)已知A,B是椭圆E:1(a>b>0)的左、右顶点,M是E上不同于A,B的任意一点,若直线AM,BM的斜率之积为,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设出M坐标,由直线AM,BM的斜率之积为得一关系式,再由点M在椭圆上变形可得另一关系式,联立后结合隐含条件求得E的离心率.
【解答】解:由题意方程可知,A(﹣a,0),B(a,0),
设M(x0,y0),∴,
则,整理得:,①
又,得,即,②
联立①②,得,即,解得e.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆的简单性质,考查了数学转化思想方法,是中档题.
二、多选题
9.(5分)若方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,那么实数k的取值可以是( )
A.2 B.1 C.0.5 D.0.3
【答案】CD
【分析】根据题意,将方程变形为1,由椭圆的标准方程的形式分析可得2,解可得k的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,若方程x2+ky2=2,即1表示焦点在y轴上的椭圆,
则有2,
解可得:0<k<1,
即实数k的取值范围是(0,1);
故选:CD.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,注意将椭圆的方程变形为标准方程.
10.(5分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l过F且与C交于A,B两点.若|AF|=3|BF|,则l的方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据题意,可得抛物线焦点为F(1,0),由此设直线l方程为y=k(x﹣1),与抛物线方程联解消去x,得y2﹣y﹣k=0.再设A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系和|AF|=3|BF|,建立关于y1、y2和k的方程组,解之可得k值,从而得到直线l的方程.
【解答】解:∵抛物线C方程为y2=4x,可得它的焦点为F(1,0),
∴设直线l方程为y=k(x﹣1),
由消去x,得y2﹣y﹣k=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
可得y1+y2,y1y2=﹣4,…(*)
∵|AF|=3|BF|,
∴y1+3y2=0,可得y1=﹣3y2,代入(*)得﹣2y2且﹣34,
消去y2得k2=3,解之得k=±,
∴直线l方程为y(x﹣1)或y(x﹣1),
故选:AD.
【点评】本题给出抛物线的焦点弦AB被焦点F分成1:3的两部分,求直线AB的方程,着重考查了抛物线的标准方程、简单几何性质和直线与圆锥曲线的位置关系等知识,属于中档题.
11.(5分)若方程所表示的曲线为C,则下列说法中正确的是( )
A.若1<t<5,则C为椭圆
B.若t<1,则C为双曲线
C.若C为双曲线,则焦距为4
D.若C为焦点在y轴上的椭圆,则3<t<5
【答案】BD
【分析】根据椭圆和双曲线的标准方程及简单的几何性质,逐项判定,即可求解,得到答案.
【解答】解:由题意,若方程表示椭圆,则满足,解得1<t<3或3<t<5,
对于A中,当t=3时,此时方程x2+y2=2表示圆,所以不正确;
对于D中,当方程表示焦点在y轴上椭圆,则满足,解得3<t<5,所以正确;
对于B中,当t<1时,5﹣t>0,t﹣1<0,此时表示焦点在x轴上的双曲线,所以正确;
对于C中,当t=0时,方程,此时双曲线的焦距为,所以不正确.
故选:BD.
【点评】本题考查了双曲线的性质,属于中档题.
12.(5分)已知椭圆的焦点为F,点A(﹣2,2)为椭圆C内一点.若椭圆C上存在一点P,使得|PA|+|PF|=8,则m的值可以为( )
A. B. C.24 D.25
【答案】BCD
【分析】由题意求得椭圆的焦点坐标,由椭圆的定义可得2a=|PF|+|PF'|,即|PF|=2a﹣|PF′|,可得|PA|﹣|PF'|=8﹣2a,运用三点共线取得最值,解不等式可得a的范围,得到m的范围,再由点A(﹣2,2)为椭圆C内一点可得m的范围.
【解答】解:椭圆是焦点在x轴上的椭圆,
则a2=m,b2=m﹣4,
∴c2.
可得右焦点F(2,0),左焦点F'(﹣2,0),
由椭圆的定义可得2a=|PF|+|PF'|,
即|PF|=2a﹣|PF′|,
可得|PA|﹣|PF'|=8﹣2a,
由||PA|﹣|PF'||≤|AF'|=2,
可得﹣2≤8﹣2a≤2,
解得3≤a≤5,即9≤a2≤25.
又点A(﹣2,2)在椭圆C内,
∴1,解得m<6﹣2或m>6+2.
∴m的取值范围是(6+2,25].
故选:BCD.
【点评】本题考查椭圆的定义和性质,主要是离心率的运用,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
三、填空题
13.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则正实数a的值为 .
【答案】见试题解答内容
【分析】先利用抛物线定义,计算抛物线方程和m的值,在求出双曲线的左焦点坐标和准线方程,最后利用两直线平行的充要条件列方程即可解得a的值
【解答】解:利用抛物线的定义,点M(1,m)到焦点的距离等于到准线x的距离,即15,解得p=8
∴抛物线的标准方程为y2=16x,令x=1,得m=4,即M(1,4)
∵双曲线,的左顶点为A(﹣a,0),渐近线方程为y=±x
依题意,AM的斜率为k0,
∴
解得正实数a的值为
故答案为
【点评】本题主要考查了抛物线的定义,抛物线的标准方程和双曲线的标准方程,双曲线的几何性质等基础知识,属基础题
14.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线及其准线l依次相交于G、M、N三点(其中M在G、N之间,且G在第一象限),若|GF|=4,|MN|=2|MF|,则p= 2 .
【答案】见试题解答内容
【分析】由已知|MN|=2|MF|可得MN所在直线的斜率,写出MN所在直线方程,与抛物线方程联立,求得G的横坐标,再由抛物线焦点弦长公式求解p.
【解答】解:如图,过M作MH⊥l交于H,
由|MN|=2|MF|,得|MN|=2|MH|,
∴MN所在直线斜率为,
MN所在直线方程为y(x),
联立,得12x2﹣20px+3p2=0.
解得:xGp,
则|GF|4,解得p=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查抛物线的简单性质,考查直线与抛物线位置关系的应用,是中档题.
15.(5分)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为.过F1的直线L交C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么C的方程为 1 .
【答案】见试题解答内容
【分析】依题意,可设椭圆C的方程为:1,由△ABF2的周长为16,可求得a,离心率为可求得c,利用a2﹣c2=b2可求得b2,从而可求得C的方程.
【解答】解:设椭圆C的方程为:1,
∵△ABF2的周长为16,
∴4a=16,
∴a=4,
又椭圆C的离心率e,
∴c=2,
∴b2=a2﹣c2=16﹣4=12.
∴椭圆C的方程为1.
故答案为:1.
【点评】本题考查椭圆的标准方程与椭圆的性质,考查方程思想,属于中档题.
16.(5分)设P是双曲线上一点,双曲线的一条渐近线方程为3x﹣2y=0,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=3,则|PF2|的值为 7 .
【答案】见试题解答内容
【分析】由双曲线的一条渐近线方程为3x﹣2y=0,求出a,由双曲线的定义求出|PF2|.
【解答】解:∵双曲线的一条渐近线方程为3x﹣2y=0,
∴可得,∴a=2.
∵|PF1|=3,
∴由双曲线的定义可得||PF2|﹣3|=4,∴|PF2|=7,
故答案为:7.
【点评】本题考查双曲线的定义和双曲线的标准方程,以及双曲线的简单性质的应用,由双曲线的方程、渐近线的方程求出a是解题的关键.
四、解答题
17.(10分)一辆卡车高3m,宽1.6m,欲通过断面为抛物线形的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为am,求使卡车通过隧道的a的最小整数值.
【答案】13.
【分析】建立直角坐标系,则由题意可得O、A、B、D的坐标,a>0,设抛物线的方程为 x2=﹣2py,把点B的坐标代入求得p的值,可得抛物线方程为 x2=﹣ay.把x=1代入抛物线方程求得y.要使卡车通过时,需a3,由此解得a的范围,可得a的最小正整数值.
【解答】解:以拱顶为原点,抛物线的对称轴为y轴,建系如图,
设拱口宽为AB,则根据题意可得:
O(0,0),A(a,a),B(a,a),
C(﹣1,a)、D(1,a),a>0.
设抛物线的方程为 x2=﹣2py,
则把点B的坐标代入可得pa,
∴抛物线方程为 x2=﹣ay,
把x=0.8代入抛物线方程可得y,
要使卡车通过时,需a3,又a>0,
∴a>12.21,
∴a的最小正整数为13.
【点评】本题主要考查抛物线的标准方程的应用,用坐标法解决几何问题,属于中档题.
18.(12分)已知椭圆C:1(a>b>0)的长轴长是短轴长的两倍,焦距为2.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设不过原点O的直线l与椭圆C交于两点M、N,且直线OM、MN、ON的斜率依次满足kOM kON,求△OMN面积的取值范围.
【答案】(I);(Ⅱ)(0,1).
【分析】(1)根据椭圆的几何性质结合a2=b2+c2解方程组,可以求出a,b的值;
(2)先利用待定系数法给出直线的方程,代入椭圆方程消去y得到关于x的一元二次方程,然后结合韦达定理,斜率公式把kOM kON表达出来,找到待定系数k,m的关系,然后将面积用k,m表示出来,再将刚才的k,m的关系代入,最终把面积表示成一个变量的函数的形式,通过求函数的最值最终解决问题.
【解答】解析:(1)由已知得,∴,所以C方程:.
(2)由题意可设直线l的方程为:y=kx+m(k≠0,m≠0)
联立,消去y并整理,得:(1+4k2)x2+8kmx+4(m2﹣1)=0,
则Δ=64k2m2﹣16(1+4k2)(m2﹣1)=16(4k2﹣m2+1)>0,
此时设M(x1,y1),N(x2,y2),∴,
于是,
又直线OM,MN,ON的斜率满足,
∴,所以,
由m≠0,得,又由Δ>0,得0<m2<2,
显然m2≠1,
设原点O到直线l的距离为d,则,
故由m得取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).
【点评】本题是直线与椭圆位置关系的综合题,一般是将直线方程代入椭圆,然后消元得到关于x(或y)的一元二次方程,借助于韦达定理完成用所设的参数表示所求的过度,最终利用方程或函数的思想解决问题.
19.(12分)已知直线l:y=2x+1,及两点A(﹣2,3)、B(1,6),点P在直线l上.
(1)若点P到A、B两点的距离相等,求点P的坐标;
(2)求|PA|+|PB|的最小值.
【答案】(1)P(1,3).
(2).
【分析】(1)线段AB的中点为,kAB1.可得线段AB的垂直平分线方程,再与直线l的方程联立即可得出.
(2)设点A(﹣2,3)关于直线l的对称点为A′(a,b),可得,解得a,b.可得|PA|+|PB|≥|A′B|.
【解答】解:(1)线段AB的中点为,kAB1.
∴线段AB的垂直平分线方程为:y(x),
化为:x+y﹣4=0.
联立,解得x=1,y=3.
∴P(1,3).
(2)设点A(﹣2,3)关于直线l的对称点为A′(a,b),
则,解得a,b.
则|PA|+|PB|≥|A′B|.
【点评】本题考查了直线方程、对称性、中点坐标公式、相互垂直的直线斜率之间的关系,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
20.(12分)若双曲线1(a>0,b>0)的焦点坐标分别为(﹣2,0)和(2,0),且该双曲线经过点P(3,1).
(1)求双曲线的方程;
(2)若F是双曲线的右焦点,Q是双曲线上的一点,过点F,Q的直线l与y轴交于点M,且20,求直线l的斜率.
【答案】(1)1.(2)±.
【分析】(1)利用双曲线的焦点坐标,结合双曲线经过的点列出方程组,求解a,b,得到双曲线的方程;
(2)求出过点F,Q的直线l的方程,求出点M的坐标,然后求解Q的坐标,代入双曲线方程,即可求直线l的斜率.
【解答】解:(1)依题意,得,解得a,b,
于是,所求双曲线的方程为1. (5分)
(2)∵点F的坐标为(2,0),∴可设直线l的方程为y=k(x﹣2),令x=0,得y=﹣2k,即M(0,﹣2k).
设Q(x0,y0),由20,
得(x0,y0+2k)+2(2x0,﹣y0)=(0,0),
即(4x0,2k﹣y0)=(0,0),故.
又Q是双曲线上的一点,∴,
即1,解得k2,∴k=±.
故直线l的斜率为±. (12分)
【点评】本题考查双曲线方程的求法,直线与双曲线的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
21.(12分)已知椭圆G:1(a>b>0)的离心率为,右焦点为(2,0),斜率为1的直线l与椭圆G交于A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(﹣3,2).
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)求△PAB的面积.
【答案】(Ⅰ).
(Ⅱ).
【分析】(Ⅰ)根据椭圆离心率为,右焦点为(,0),可知c,可求出a的值,再根据b2=a2﹣c2求出b的值,即可求出椭圆G的方程;
(Ⅱ)设出直线l的方程和点A,B的坐标,联立方程,消去y,根据等腰△PAB,求出直线l方程和点A,B的坐标,从而求出|AB|和点到直线的距离,求出三角形的高,进一步可求出△PAB的面积.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得,c,,
解得a,又b2=a2﹣c2=4,
所以椭圆G的方程为.
(Ⅱ)设直线l的方程为y=x+m,
由得4x2+6mx+3m2﹣12=0.①
设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)(x1<x2),AB的中点为E(x0,y0),
则x0,
y0=x0+m,
因为AB是等腰△PAB的底边,
所以PE⊥AB,
所以PE的斜率k,
解得m=2.
此时方程①为4x2+12x=0.
解得x1=﹣3,x2=0,
所以y1=﹣1,y2=2,
所以|AB|=3,此时,点P(﹣3,2).
到直线AB:y=x+2距离d,
所以△PAB的面积s|AB|d.
【点评】此题是个中档题.考查待定系数法求椭圆的方程和椭圆简单的几何性质,以及直线与椭圆的位置关系,同时也考查了学生观察、推理以及创造性地分析问题、解决问题的能力.
22.(12分)如图,椭圆C:1(a>b>0)的右焦点为F,右顶点、上顶点分别为点A、B,且|AB||BF|.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)若斜率为2的直线l过点(0,2),且l交椭圆C于P、Q两点,OP⊥OQ.求直线l的方程及椭圆C的方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)利用|AB||BF|,求出a,c的关系,即可求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)直线l的方程为y﹣2=2(x﹣0),即2x﹣y+2=0与椭圆C:联立,OP⊥OQ,可得,
利用韦达定理,即可求出椭圆C的方程.
【解答】解:(Ⅰ)由已知,
即,4a2+4b2=5a2,4a2+4(a2﹣c2)=5a2,∴.…(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a2=4b2,∴椭圆C:.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
直线l的方程为y﹣2=2(x﹣0),即2x﹣y+2=0.
由,
即17x2+32x+16﹣4b2=0.
.
,.…(9分)
∵OP⊥OQ,∴,
即x1x2+y1y2=0,x1x2+(2x1+2)(2x2+2)=0,5x1x2+4(x1+x2)+4=0.
从而,解得b=1,
∴椭圆C的方程为.…(13分)
【点评】本题考查椭圆方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理的运用,属于中档题.
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