2019年备战高考数学全国各地真题精练(2016-2018)
第8章 第9节 第一课时 直线与圆锥曲线的位置关系
(学生版)
备战基础·零风险
1.理解数形结合的思想,掌握直线与圆锥曲线的位置关系.
直线与圆锥曲线的位置关系
判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(也可以消去x)得到一个关于变量x(或变量y)的一元方程.
即消去y后得 .
(1)当a≠0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为Δ,则Δ>0?直线与圆锥曲线C ;
Δ=0?直线与圆锥曲线C ;
Δ<0?直线与圆锥曲线C .
(2)当a=0,b≠0时,即得到一个一次方程,则直线l与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行.
备战方法·巧解题
规律
方法
1.在解决直线与抛物线的位置关系时,要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况;
2.将直线与圆锥曲线的两个方程联立成方程组,然后判断方程组是否有解,有几个解,这是直线与圆锥曲线位置关系的判断方法中最常用的方法,注意:在没有给出直线方程时,要对是否有斜率不存在的直线的情况进行讨论,避免漏解.
备战练习·固基石
一、单选题
1.已知椭圆T: =1(a>b>0)的离心率为 ,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与T相交于A,B两点,若 =3 ,则k=(?? )
A.?1?????????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?2
2.已知正三角形AOB的顶点A,B在抛物线上,O为坐标原点,则(?????)
A.????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????D.?
3.已知F为抛物线y2=x的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧, ? =2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO面积之和的最小值是(?? )
A.?2???????????????????????????????????????B.?3???????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????????D.?
4.若双曲线 的一条渐近线的倾斜角是直线l:x﹣2y+1=0倾斜角的两倍,则双曲线的离心率为(?? )
A.??????????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?
5.点P是抛物线y2=4x上一动点,则点P到点A(0,﹣1)的距离与到直线x=﹣1的距离和的最小值是(?? )
A.?????????????????????????????????????????B.?????????????????????????????????????????C.?2????????????????????????????????????????D.?
6.将抛物线y2=4x按向量 =(1,2)平移后与直线x﹣2y+m=0相切,则m的值为(?? )
A.?﹣1??????????????????????????????????????????B.?7??????????????????????????????????????????C.?9??????????????????????????????????????????D.?1
7.直线与双曲线仅有一个公共点,则实数k的值为? (? )
A.?1????????????????????????????????????B.?-1????????????????????????????????????C.?1或-1????????????????????????????????????D.?1或-1或0
8.如果椭圆 的弦被点 平分,则这条弦所在的直线方程是(??? )
A.??????B.????????????C.??????????????????D.?
9.直线y=x+3与曲线 的交点个数为(?? )
A.?4个???????????????????????????????????????B.?1个???????????????????????????????????????C.?2个???????????????????????????????????????D.?3个
10.若抛物线y2=ax上恒有关于直线x+y-1=0对称的两点A,B,则a的取值范围是( )
A.??????????????????????B.??????????????????????C.??????????????????????D.?
11.若不论k为何值,直线y=k(x-2)+b与曲线x2-y2=1总有公共点,则b的取值范围是( )
A.??????????????????????????????B.??????????????????????????????C.?(-2,2)?????????????????????????????D.?[-2,2]
12.已知倾斜角为的直线l过椭圆的右焦点,则l被椭圆所截的弦长是 (???)
A.? ???????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????????C.? ???????????????????????????????????????D.?
二、填空题
13.如图,已知椭圆C:=1(0<m<4)的左顶点为A,点N的坐标为(1,0).若椭圆C上存在点M(点M异于点A),使得点A关于点M对称的点P满足PO=PN,则实数m的最大值为________?
14.过椭圆+=1内一点M(2,1)引一条弦,使得弦被M点平分,则此弦所在的直线方程为________
15.椭圆4x2+9y2=144内有一点P(3,2)过点P的弦恰好以P为中点,那么这弦所在直线的方程为________?
16.已知抛物线x2=2y,过点P(0,1)的直线与抛物线相交于A(x1 , y1)B(x2 , y2)两点,则y1+y2的最小值是________.
17.椭圆 上的点到直线 的最大距离是________.
18.椭圆+y2=1上的点到直线x﹣y+3=0的距离的最小值是________?
19.在直角坐标系 中,已知直线 与椭圆 : ? 相切,且椭圆 的右焦点 关于直线 的对称点 在椭圆 上,则△ 的面积为________.
三、解答题
20.图1是一段半圆柱形水渠的直观图,其横断面如图2所示,其中C为半圆弧 的中点,坝宽AB为2米.
(1)当渠中水深CD为0.4米时,求水面的宽度;
(2)若把这条水渠改挖(不准填土)成横断面为等腰梯形的水渠,且使渠的底面与地面平行,则当改挖后的水渠底宽为多少时,所挖出的土量最少?
21.在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C: =1,以平面直角坐标系xOy的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l:ρ(cosθ﹣2sinθ)=6.(Ⅰ)写出直线l的直角坐标方程和曲线C的参数方程;(Ⅱ)在曲线C上求一点P,使点P到直线l的距离最大,并求出此最大值.
22.已知直线l的方程为x=﹣2,且直线l与x轴交于点M,圆O:x2+y2=1与x轴交于A,B两点(如图).
(1)过M点的直线l1交圆于P、Q两点,且圆弧PQ恰为圆周的 ,求直线l1的方程;
(2)求以l为准线,中心在原点,且与圆O恰有两个公共点的椭圆方程.
23.已知椭圆C1:(a>b>0)的一个顶点为B(0,1),过焦点且垂直于长轴的弦长为 , 直线l交椭圆C1于M,N两点.
(Ⅰ) 求椭圆C1的方程;
(Ⅱ)若△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,求直线l的方程;
(Ⅲ)直线l与椭圆C2:+=λ(λ∈R,λ>1)交于P,Q两点(如图),求证|PM|=|NQ|.
24.设椭圆M: (a>b>0)的离心率与双曲线x2﹣y2=1的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y= x+m交椭圆M于A,B两点,P(1, )为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值.
25.已知圆C过点M(0,﹣2),N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)问是否存在满足以下两个条件的直线l:①斜率为1;②直线被圆C截得的弦为AB,以AB为直径的圆C1过原点.若存在这样的直线,请求出其方程;若不存在,说明理由.
备战真题·勇闯天涯
一、单选题
1.(2017?新课标Ⅱ)过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为 的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为(??? )
A.??????????????????????????????????????B.?2 ?????????????????????????????????????C.?2 ?????????????????????????????????????D.?3
2.(2017?新课标Ⅰ卷)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1 , l2 , 直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.?16?????????????????????????????????????????B.?14?????????????????????????????????????????C.?12?????????????????????????????????????????D.?10
二、填空题
3.(2018?浙江)已知点P(0,1),椭圆 +y2=m(m>1)上两点A , B满足 =2 ,则当m=________时,点B横坐标的绝对值最大.
4.(2018?北京)已知直线l过点(1,0)且垂直于x轴,若l被抛物线 截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为________.
5.(2016?江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆 =1(a>b>0)的右焦点,直线 与椭圆交于B , C两点,且∠BFC=90° ,则该椭圆的离心率是________.
三、解答题
6.(2018?浙江)如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A , B满足PA , PB的中点均在C上. (Ⅰ)设AB中点为M , 证明:PM垂直于y轴;(Ⅱ)若P是半椭圆x2+ =1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
7.(2018?天津)设椭圆 (a>b>0)的左焦点为F , 上顶点为B.已知椭圆的离心率为 ,点A的坐标为 ,且 .(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l: 与椭圆在第一象限的交点为P , 且l与直线AB交于点Q.若 (O为原点),求k的值.
8.(2018?上海)设常数t>2,在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线 : ,l与x轴交于点A,与 交于点B,P、Q分别是曲线 与线段AB上的动点。
(1)用t表示点B到点F的距离;
(2)设t=3, ,线段OQ的中点在直线FP上,求△AQP的面积;
(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在 上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由。
9.(2018?北京)已知抛物线C: ?=2px经过点p(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M , 直线PB交y轴于N.(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O为原点, ? , ,求证: + 为定值.
10.(2018?北京)已知椭圆 的离心率为 ,焦距2 .斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A , B.(Ⅰ)求椭圆M的方程;(Ⅱ)若 ,求 的最大值;(Ⅲ)设 ,直线PA与椭圆M的另一个交点为C , 直线PB与椭圆M的另一个交点为D.若C,D和点 共线,求k.
11.(2017?上海)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆Γ: =1,A为Γ的上顶点,P为Γ上异于上、下顶点的动点,M为x正半轴上的动点.
(1)若P在第一象限,且|OP|= ,求P的坐标;
(2)设P( ),若以A、P、M为顶点的三角形是直角三角形,求M的横坐标;
(3)若|MA|=|MP|,直线AQ与Γ交于另一点C,且 , ,求直线AQ的方程.
12.(2017?天津)已知椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F(﹣c,0),右顶点为A,点E的坐标为(0,c),△EFA的面积为 .(14分)(I)求椭圆的离心率;(II)设点Q在线段AE上,|FQ|= c,延长线段FQ与椭圆交于点P,点M,N在x轴上,PM∥QN,且直线PM与直线QN间的距离为c,四边形PQNM的面积为3c.(i)求直线FP的斜率;(ii)求椭圆的方程.
13.(2017?山东)在平面直角坐标系xOy中,椭圆E: =1(a>b>0)的离心率为 ,焦距为2.(14分)(Ⅰ)求椭圆E的方程.(Ⅱ)如图,该直线l:y=k1x﹣ 交椭圆E于A,B两点,C是椭圆E上的一点,直线OC的斜率为k2 , 且看k1k2= ,M是线段OC延长线上一点,且|MC|:|AB|=2:3,⊙M的半径为|MC|,OS,OT是⊙M的两条切线,切点分别为S,T,求∠SOT的最大值,并求取得最大值时直线l的斜率.
14.(2017?新课标Ⅲ)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C与A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆.(Ⅰ)证明:坐标原点O在圆M上;(Ⅱ)设圆M过点P(4,﹣2),求直线l与圆M的方程.
15.(2017?新课标Ⅲ)在直角坐标系xOy中,曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,点C的坐标为(0,1),当m变化时,解答下列问题:(12分)
(1)能否出现AC⊥BC的情况?说明理由;
(2)证明过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.
16.(2017·天津)设椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为 .已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为 .(Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;(Ⅱ)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为 ,求直线AP的方程.
17.(2017·山东)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C: =1(a>b>0)的离心率为 ,椭圆C截直线y=1所得线段的长度为2 . (Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)动直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点,交y轴于点M.点N是M关于O的对称点,⊙N的半径为|NO|.设D为AB的中点,DE,DF与⊙N分别相切于点E,F,求∠EDF的最小值.
18.(2017?北京卷)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点(0, )作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作x轴的垂线分别与直线OP、ON交于点A,B,其中O为原点.(14分)
(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:A为线段BM的中点.
19.(2017?江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 离心率为 ,两准线之间的距离为8.点P在椭圆E上,且位于第一象限,过点F1作直线PF1的垂线l1 , 过点F2作直线PF2的垂线l2 . (Ⅰ)求椭圆E的标准方程;(Ⅱ)若直线l1 , l2的交点Q在椭圆E上,求点P的坐标.
20.(2016?上海)双曲线 的左、右焦点分别为F1、F2,直线l过F2且与双曲线交于A、B两点.
(1)若l的倾斜角为 ?, 是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)设 ,若l的斜率存在,且|AB|=4,求l的斜率.
21.(2016?山东)已知椭圆C: =1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),且M是线段PN的中点,过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,延长QM交C于点B.①设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,证明 为定值;②求直线AB的斜率的最小值.
22.(2016?全国)已知椭圆E: 的焦点在 轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(1)当t=4, 时,求△AMN的面积;
(2)当 时,求k的取值范围.
23.(2016?北京)已知椭圆C: ?(a>b>0)的离心率为 ?,A(a,0),B(0,b),O(0,0),△OAB的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P的椭圆C上一点,直线PA与Y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N。求证:lANl ?lBMl为定值。
24.(2016?全国)已知A是椭圆E: =1的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E与A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(1)当|AM|=|AN|时,求△AMN的面积
(2)当2|AM|=|AN|时,证明: <k<2.
25.(2016?四川)已知椭圆E: =1(a>b>0)的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点P( , )在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设不过原点O且斜率为 的直线l与椭圆E交于不同的两点A,B,线段AB的中点为M,直线OM与椭圆E交于C,D,证明:︳MA︳?︳MB︳=︳MC︳?︳MD︳
26.(2016?上海)双曲线x2﹣ =1(b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 直线l过F2且与双曲线交于A,B两点.
(1)直线l的倾斜角为 ,△F1AB是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)设b= ,若l的斜率存在,且( )? =0,求l的斜率.
27.(2016?四川)已知椭圆E: =1(a>b>0)的两个焦点与短轴的一个端点是直角三角形的3个顶点,直线l:y=﹣x+3与椭圆E有且只有一个公共点T.
(1)求椭圆E的方程及点T的坐标;
(2)设O是坐标原点,直线l′平行于OT,与椭圆E交于不同的两点A、B,且与直线l交于点P.证明:存在常数λ,使得|PT|2=λ|PA|?|PB|,并求λ的值.
2019年备战高考数学全国各地真题精练(2016-2018)
第8章 第9节 第一课时 直线与圆锥曲线的位置关系
(教师版)
备战基础·零风险
1.理解数形结合的思想,掌握直线与圆锥曲线的位置关系.
直线与圆锥曲线的位置关系
判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(也可以消去x)得到一个关于变量x(或变量y)的一元方程.
即消去y后得ax2+bx+c=0.
(1)当a≠0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为Δ,则Δ>0?直线与圆锥曲线C相交;
Δ=0?直线与圆锥曲线C相切;
Δ<0?直线与圆锥曲线C无公共点.
(2)当a=0,b≠0时,即得到一个一次方程,则直线l与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行.
备战方法·巧解题
规律
方法
1.在解决直线与抛物线的位置关系时,要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况;
2.将直线与圆锥曲线的两个方程联立成方程组,然后判断方程组是否有解,有几个解,这是直线与圆锥曲线位置关系的判断方法中最常用的方法,注意:在没有给出直线方程时,要对是否有斜率不存在的直线的情况进行讨论,避免漏解.
备战练习·固基石
一、单选题
1.已知椭圆T: =1(a>b>0)的离心率为 ,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与T相交于A,B两点,若 =3 ,则k=(?? )
A.?1?????????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?2
【答案】B
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:A(x1 , y1),B(x2 , y2), ∵ =3 ,∴y1=﹣3y2 , ∵ ,设 ,b=t,∴x2+4y2﹣4t2=0①,设直线AB方程为 ,代入①中消去x,可得 ,∴ , ,解得 , 故选B【分析】设A(x1 , y1),B(x2 , y2),根据 =3 求得y1和y2关系根据离心率设 ,b=t,代入椭圆方程与直线方程联立,消去x,根据韦达定理表示出y1+y2和y1y2 , 进而根据y1和y2关系求得k.
2.已知正三角形AOB的顶点A,B在抛物线上,O为坐标原点,则(?????)
A.????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????D.?
【答案】C
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】根据抛物线的对称性,可知直线OA:, 联立, 解得A(),B(),∴, , ∴,故选C
3.已知F为抛物线y2=x的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧, ? =2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO面积之和的最小值是(?? )
A.?2???????????????????????????????????????B.?3???????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????????D.?
【答案】B
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:设直线AB的方程为:x=ty+m,点A(x1 , y1),B(x2 , y2), 直线AB与x轴的交点为M(m,0),由 ?y2﹣ty﹣m=0,根据韦达定理有y1?y2=﹣m,∵ ? =2,∴x1?x2+y1?y2=2,结合 及 ,得 ,∵点A,B位于x轴的两侧,∴y1?y2=﹣2,故m=2.不妨令点A在x轴上方,则y1>0,又 ,∴S△ABO+S△AFO= = ×2×(y1﹣y2)+ × y1 , = .当且仅当 ,即 时,取“=”号,∴△ABO与△AFO面积之和的最小值是3,故选B. 【分析】可先设直线方程和点的坐标,联立直线与抛物线的方程得到一个一元二次方程,再利用韦达定理及 ? =2消元,最后将面积之和表示出来,探求最值问题.
4.若双曲线 的一条渐近线的倾斜角是直线l:x﹣2y+1=0倾斜角的两倍,则双曲线的离心率为(?? )
A.??????????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?
【答案】A
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:由题意,tanα= ,tan2α= = ,∴ = ,∴e= = ,故选A.【分析】由题意,tanα= ,tan2α= = ,得出 = ,利用e= 得出结论.
5.点P是抛物线y2=4x上一动点,则点P到点A(0,﹣1)的距离与到直线x=﹣1的距离和的最小值是(?? )
A.?????????????????????????????????????????B.?????????????????????????????????????????C.?2????????????????????????????????????????D.?
【答案】D
【考点】直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:设A(0,﹣1),由y2=4x得p=2, =1,所以焦点为F(1,0),准线x=﹣1, 过P作PN 垂直直线x=﹣1,根据抛物线的定义,抛物线上一点到定直线的距离等于到焦点的距离,所以有|PN|=|PF|,连接F、A,有|FA|≤|PA|+|PF|,所以P为AF与抛物线的交点,点P到点A(0,﹣1)的距离与点P到直线x=﹣1的距离之和的最小值为|FA|= ,故选:D.【分析】设A(0,﹣1),先求出焦点及准线方程,过P作PN 垂直直线x=﹣1,有|PN|=|PF|,连接F、A,有|FA|≤|PA|+|PF|,从而只求|FA|.
6.将抛物线y2=4x按向量 =(1,2)平移后与直线x﹣2y+m=0相切,则m的值为(?? )
A.?﹣1??????????????????????????????????????????B.?7??????????????????????????????????????????C.?9??????????????????????????????????????????D.?1
【答案】B
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:将抛物线y2=4x按向量 =(1,2)平移后, 得(y﹣2)2=4(x﹣1),即y2﹣4y﹣4x+8=0,联立 ,得y2﹣12y+4m+8=0,由已知得△=(﹣12)2﹣4(4m+8)=0,解得m=7.故选:B.【分析】将抛物线y2=4x按向量 =(1,2)平移后,得(y﹣2)2=4(x﹣1),联立 ,得y2﹣12y+4m+8=0,由已知得△=(﹣12)2﹣4(4m+8)=0,由此能求出结果.
7.直线与双曲线仅有一个公共点,则实数k的值为? (? )
A.?1????????????????????????????????????B.?-1????????????????????????????????????C.?1或-1????????????????????????????????????D.?1或-1或0
【答案】C
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】由得:, 当, 此时方程只有一根,所以直线与双曲线仅有一个公共点;当时,要满足题意需, 此时无解。所以直线与双曲线仅有一个公共点,则实数的值为1或-1。选C【点评】在判断直线与双曲线的位置关系时,一般的方法是联立,组成方程组,消元,判断方程解的个数。一定要注意讨论二次项系数是否为0的情况。
8.如果椭圆 的弦被点 平分,则这条弦所在的直线方程是(??? )
A.???????????B.???????????C.?????????D.?
【答案】D
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】设弦与椭圆的交点为: , ,由题意可知: ,两式作差可得: ,则: ,设直线的斜率为 ,由题意可得: ,解得: .则直线方程为: ,整理为一般式即: .故答案为:D.【分析】利用点差法结合中点坐标公式,可得直线斜率k,从而求出弦所在的直线方程.
9.直线y=x+3与曲线 的交点个数为(?? )
A.?4个???????????????????????????????????????B.?1个???????????????????????????????????????C.?2个???????????????????????????????????????D.?3个
【答案】D
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:当x>0时,曲线 方程化为 ,把直线y=x+3代入得,5x=24, 所以当x>0时,直线y=x+3与曲线 的交点个数为1个.当x≤0,曲线 方程化为 ,把直线y=x+3代入得,13x2+24x=0,所以当x≤0时,直线y=x+3与曲线 的交点个数为2个.所以,直线y=x+3与曲线 的交点个数共3个.故选D.【分析】先判断曲线 形状,当x>0时,是焦点在y轴上双曲线右半部分,当x≤0时,是椭圆y轴左侧部分,再让直线方程分别与两种曲线方程联立,根据方程组的解判断.
10.若抛物线y2=ax上恒有关于直线x+y-1=0对称的两点A,B,则a的取值范围是( )
A.??????????????????????B.??????????????????????C.??????????????????????D.?
【答案】C
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】设A(, ),B(, ),因为点A和B在抛物线上,所以有=a①=a②①-②得,? =a(? ).整理得, 因为A,B关于直线x+y-1=0对称,所以=1,即=1.所以+=a.设AB的中点为M(x0,y0),则y0=. 又M在直线x+y-1=0上,所以x0=1?y0=1? . 则M(1?, ).因为M在抛物线内部,所以<0.即<0,解得0<a<. 故选C.【分析】中档题,“点差法”是解决与弦中点有关问题的常用方法,解答的关键是由AB中点在抛物线内部得到关于a的不等式.
11.若不论k为何值,直线y=k(x-2)+b与曲线x2-y2=1总有公共点,则b的取值范围是( )
A.??????????????????????????????B.??????????????????????????????C.?(-2,2)?????????????????????????????D.?[-2,2]
【答案】B
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】把y=k(x-2)+b代入x2-y2=1得x2-[k(x-2)+b]2=1,△=4k2(b-2k)2+4(1-k2)[(b-2k)2+1]=4(1-k2)+4(b-2k)2=4[3k2-4bk+b2+1]=4[3(k2-k+)-+1]不论k取何值,△≥0,则1-b2≥0,∴≤1,∴b2≤3,则-≤b≤, 故选B。【分析】常见题型,联立方程组,整理得一元二次方程,运用根的判别式求参数的范围,是常规解法.
12.已知倾斜角为的直线l过椭圆的右焦点,则l被椭圆所截的弦长是 (???)
A.? ???????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????????C.? ???????????????????????????????????????D.?
【答案】D
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】设直线方程为, 代入椭圆右焦点, 可得, 设直线及椭圆两交点分别为, 联立方程,可得, 即, 则, , 由弦长公式可知被椭圆所截的弦长为.故选D.
二、填空题
13.如图,已知椭圆C:=1(0<m<4)的左顶点为A,点N的坐标为(1,0).若椭圆C上存在点M(点M异于点A),使得点A关于点M对称的点P满足PO=PN,则实数m的最大值为________?
【答案】
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:依题意,M是线段AP的中点,A(﹣2,0),
设M(x0 , y0),则 =1①,由题意知﹣2<x0<2.
因为M是线段AP的中点,所以P(2x0+2,2y0).
因为PO=PN,N的坐标为(1,0).
所以
整理可得:2x02+2y02=1,②
由①②消去y0 , 整理可得m=
利用二次函数的图象和性质可得:当x0=0时,m的最大值是 .
故答案为: .
【分析】设M(x0 , y0),则=1,因为PO=PN,所以可得:2x02+2y02=1.两式联立,表示出m,利用二次函数的图象和性质即可得出结论.
14.过椭圆+=1内一点M(2,1)引一条弦,使得弦被M点平分,则此弦所在的直线方程为________
【答案】x+2y﹣4=0
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】设直线与椭圆交于点A,B,设A(x1 , y1),B(x2 , y2)由题意可得 , 两式相减可得 由中点坐标公式可得, ?∴所求的直线的方程为y﹣1=﹣(x﹣2)即x+2y﹣4=0故答案为x+2y﹣4=0【分析】设A(x1 , y1),B(x2 , y2),由题意可得, 两式相减,结合中点坐标公式可求直线的斜率,进而可求直线方程。
15.椭圆4x2+9y2=144内有一点P(3,2)过点P的弦恰好以P为中点,那么这弦所在直线的方程为________?
【答案】2x+3y﹣12=0
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:设以P(3,2)为中点椭圆的弦与椭圆交于E(x1 , y1),F(x2 , y2),∵P(3,2)为EF中点,∴x1+x2=6,y1+y2=4,把E(x1 , y1),F(x2 , y2)分别代入椭圆4x2+9y2=144,得, ∴4(x1+x2)(x1﹣x2)+9(y1+y2)(y1﹣y2)=0,∴24(x1﹣x2)+36(y1﹣y2)=0,∴k=∴以P(3,2)为中点椭圆的弦所在的直线方程为:y﹣2=﹣(x﹣3),整理,得2x+3y﹣12=0.故答案为:2x+3y﹣12=0.【分析】设以P(3,2)为中点椭圆的弦与椭圆交于E(x1 , y1),F(x2 , y2),P(3,2)为EF中点,x1+x2=6,y1+y2=4,再利用点差法求出这弦所在直线的方程.
16.已知抛物线x2=2y,过点P(0,1)的直线与抛物线相交于A(x1 , y1)B(x2 , y2)两点,则y1+y2的最小值是________.
【答案】2
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:设过点P(0,1)的直线方程为: y=kx+1,联立方程组 ,整理,得x2﹣2kx﹣1=0,∴△=4k2+4>0,∴x1+x2=2k,x1?x2=﹣1,∵y1=kx1+1,y2=kx2+1∴y1+y2=k(x1+x2)+2=2k2+2,∴当k=0时,y1+y2的最小值2.故答案为:2.【分析】先根据点P设直线方程与抛物线方程联立消去y,根据韦达定理求得x1+x2=2k,然后,求解得到y1+y2=2k2+2,从而确定其最小值.
17.椭圆 上的点到直线 的最大距离是________.
【答案】
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:∵椭圆方程为 ,∴可设椭圆上的任意一点P坐标为(4cosα,2sinα)∴P到直线 的距离d= = ∵ ∴ ∴d的最大值为 【分析】利用椭圆的参数方程来解,根据椭圆的标准方程,得到椭圆的参数方程,所以可设椭圆上的任意一点坐标为(4cosα,2sinα),代入点到直线的距离公式,化简为一角一函数.再根据正弦函数的有界性求出最大值即可.
18.椭圆+y2=1上的点到直线x﹣y+3=0的距离的最小值是________?
【答案】
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】设与直线x﹣y+3=0平行的直线方程为:x﹣y+c=0,与椭圆方程联立,消元可得5x2+8cx+4c2﹣4=0令△=64c2﹣20(4c2﹣4)=0,可得c=± , ∴两条平行线间的距离为=2或 , ∴椭圆+y2=1上的点到直线x﹣y+3=0的距离的最小值是: . 故答案为: . 【分析】设与直线x﹣y+3=0平行的直线方程为:x﹣y+c=0,与椭圆方程联立,消元,令△=0,可得c的值,求出两条平行线间的距离,即可求得椭圆+y2=1一点P到直线x﹣y+3=0的距离最小值.
19.在直角坐标系 中,已知直线 与椭圆 : ? 相切,且椭圆 的右焦点 关于直线 的对称点 在椭圆 上,则△ 的面积为________.
【答案】1
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】
在RT△ODF中, ,∴ ,∴ ,
又 ,即
设 ,则 ,
,得到:
由 ,解得: , ,
∴S=1故答案为:1
【分析】根据题意由椭圆的定义以及性质得到b=c,再结合椭圆里a、b、c的关系求出a的值。联立直线与椭圆的方程消元得到关于y的方程利用相切的性质,Δ = 0求解出m、OD、EF的值从而求出三角形面积的值。
三、解答题
20.图1是一段半圆柱形水渠的直观图,其横断面如图2所示,其中C为半圆弧 的中点,坝宽AB为2米.
(1)当渠中水深CD为0.4米时,求水面的宽度;
(2)若把这条水渠改挖(不准填土)成横断面为等腰梯形的水渠,且使渠的底面与地面平行,则当改挖后的水渠底宽为多少时,所挖出的土量最少?
【答案】(1)解:以AB所在直线为x轴,AB的中垂线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系xoy, ∵AB=2米,∴半圆的半径为1米,则半圆的方程为x2+y2=1,(﹣1≤x≤1,y≤0),∵水深CD=0.4米,∴OD=0.6米,在Rt△ODM,DM= = =0.8(米),∴MN=2DM=1.6米,∴水面的宽度为1.6米(2)解:为使挖掉的土最少,等腰梯形的两腰必须与半圆相切, 设切点为P(cosθ,sinθ),(﹣ <θ<0)为圆弧BC上的一点,过P作半圆的切线得如图所示的直角梯形OCFE,得切线EF的方程为xcosθ+ysinθ=1,令y=0,得E( ,0),令y=﹣1,得F( ,﹣1),设直线梯形OCFE的面积为S,则S=(CF+OE)?OC=( + )×1= ,(﹣ <θ<0),S′= = ,令S′=0,解得θ=﹣ ,当﹣ 时,S′<0,函数单调递减;当﹣ <θ<0时,S′>0,函数单调递增.∴ 时,面积S取得最小值,最小值为 ,此时CF= = ,即当渠底宽为 米时,所挖的土最少.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)以AB所在直线为x轴,AB的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系xoy,推导出半圆的半径为1米,求出半圆的方程、OD、DM,由此能求出水面的宽度.(2)为使挖掉的土最少,等腰梯形的两腰必须与半圆相切,由此利用切线方程、导数性质能求出当渠底宽为 米时,所挖的土最少.
21.在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C: =1,以平面直角坐标系xOy的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l:ρ(cosθ﹣2sinθ)=6.(Ⅰ)写出直线l的直角坐标方程和曲线C的参数方程;(Ⅱ)在曲线C上求一点P,使点P到直线l的距离最大,并求出此最大值.
【答案】解:(I)直线l:ρ(cosθ﹣2sinθ)=6,由互化公式可得直角坐标方程:x﹣2y﹣6=0.由曲线C: =1,可得C的参数方程: (θ为参数).(II)设点P ,θ∈[0,π).则点P到直线l的距离d= = ≤ =2 ,当且仅当 =﹣1时取等号.此时点P ,dmax=2
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(I)直线l:ρ(cosθ﹣2sinθ)=6,由互化公式可得直角坐标方程.由曲线C: =1,利用平方关系可得可得C的参数方程.(II)设点P ,θ∈[0,π).则点P到直线l的距离d= = ,利用余弦函数的单调性即可得出.
22.已知直线l的方程为x=﹣2,且直线l与x轴交于点M,圆O:x2+y2=1与x轴交于A,B两点(如图).
(1)过M点的直线l1交圆于P、Q两点,且圆弧PQ恰为圆周的 ,求直线l1的方程;
(2)求以l为准线,中心在原点,且与圆O恰有两个公共点的椭圆方程.
【答案】(1)解:∵圆孤PQ为圆周的 ,∴ ,∴O点到直线l1的距离为 .设l1的方程为y=k(x+2),∴ ,∴ ,∴l1的方程为 (2)解:设椭圆方程为 ,半焦距为c,则 ,∵椭圆与圆O恰有两个不同的公共点,则b=1.∴b2+c2=2c,∴c=1,∴a2=b2+c2=2.∴所求椭圆方程为
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由圆孤PQ为圆周的 可求得O点到直线l1的距离为 ,从而设l1的方程为y=k(x+2),由点到直线的距离公式求直线方程即可;(2)设椭圆方程为 ,从而可得 ,由椭圆与圆O恰有两个不同的公共点可得b=1,从而求椭圆方程.
23.已知椭圆C1:(a>b>0)的一个顶点为B(0,1),过焦点且垂直于长轴的弦长为 , 直线l交椭圆C1于M,N两点.
(Ⅰ) 求椭圆C1的方程;
(Ⅱ)若△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,求直线l的方程;
(Ⅲ)直线l与椭圆C2:+=λ(λ∈R,λ>1)交于P,Q两点(如图),求证|PM|=|NQ|.
【答案】解:(Ⅰ)由题意,椭圆的焦点在x轴上,
可得,∴a=,b=1,c==1,
∴椭圆C1的方程为+y2=1;
(Ⅱ)设M(x1 , y1),N(x2 , y2),又F(1,0),
则△BMN的重心为(,),
由题意可得x1+x2=3,y1+y2=﹣1,
设直线l:y=kx+t,代入椭圆C1的方程,可得
(1+2k2)x2+4ktx+2t2﹣2=0,
即有x1+x2=﹣,
即4kt=﹣3(1+2k2),
又k(x1+x2)+2t=﹣1,即有+2t=﹣1,
解得k=,t=﹣,
代入判别式(4kt)2﹣4(1+2k2)(2t2﹣2)>0成立,
即有直线l的方程为y=x﹣;
(Ⅲ)证明:设直线l:y=kx+t,代入椭圆C1的方程,可得
(1+2k2)x2+4ktx+2t2﹣2=0,
设M(x1 , y1),N(x2 , y2),
即有x1+x2=﹣,
则有MN的中点的横坐标为﹣;
设直线l:y=kx+t,代入椭圆C2:+y2=λ的方程,可得
(1+2k2)x2+4ktx+2t2﹣2λ=0,
设P(x3 , y3),Q(x4 , y4),
即有x3+x4=﹣,
则有PQ的中点的横坐标为﹣.
即有MN和PQ的中点重合,
即有|PM|=|NQ|.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(I)由题意,椭圆的焦点在x轴上,利用椭圆的顶点为B(0,1),过焦点且垂直长轴的弦长为 , 建立方程组,从而可求椭圆的几何量,即可求椭圆C1的方程;
(Ⅱ)设M(x1 , y1),N(x2 , y2),又F(1,0),求得△BMN的重心,再由直线方程和椭圆方程联立,运用韦达定理,解方程即可得到直线方程;
(Ⅲ)设直线l:y=kx+t,分别代入椭圆C1 , C2的方程,运用韦达定理,结合中点坐标公式,可得MN和PQ的中点重合,即可得证.
24.设椭圆M: (a>b>0)的离心率与双曲线x2﹣y2=1的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y= x+m交椭圆M于A,B两点,P(1, )为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值.
【答案】(1)解:双曲线的离心率为 , 由题意可得椭圆的离心率 ,由2a=4,b2=a2﹣c2 , 得a=2, , ,故椭圆M的方程为 (2)解:联立方程 ,得 , 由 ,得 .且 ,所以 ,= .又P到直线AB的距离为 ,所以 = .当且仅当 时取等号,所以
【考点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)求得双曲线的离心率,由题意可得椭圆的离心率,求得a,b,即可得到椭圆方程;(2)联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,由三角形的面积公式,结合基本不等式,即可得到最大值.
25.已知圆C过点M(0,﹣2),N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)问是否存在满足以下两个条件的直线l:①斜率为1;②直线被圆C截得的弦为AB,以AB为直径的圆C1过原点.若存在这样的直线,请求出其方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)解:设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0 则 解得D=﹣6,E=4,F=4∴圆C方程为x2+y2﹣6x+4y+4=0(2)解:设直线存在,其方程为y=x+b,它与圆C的交点设为A(x1 , y1)、B(x2 , y2), 则由 得2x2+2(b﹣1)x+b2+4b+4=0(*)∴ ∴y1y2=(x1+b)(x2+b)= ,∵AB为直径,∴,∠AOB=90°,∴OA2+OB2=AB2 , ∴ 得x1x2+y1y2=0,∴ ,即b2+4b+4+b(1﹣b)+b2=0,b2+5b+4=0,∴b=﹣1或b=﹣4容易验证b=﹣1或b=﹣4时方程(*)有实根.故存在这样的直线l有两条,其方程是y=x﹣1或y=x﹣4.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,利用点在圆上,圆心在直线上,列出方程组,解得D,E,F,即可求得圆C方程.(2)设直线存在,其方程为y=x+b,它与圆C的交点设为A(x1 , y1)、B(x2 , y2),利用直线与圆的方程联立方程组,利用韦达定理,推出x1x2 , y1y2 , 利用垂直关系得到 ,求得b=﹣1或b=﹣4时方程(*)有实根.说明存在这样的直线l有两条,即可.
备战真题·勇闯天涯
一、单选题
1.(2017?新课标Ⅱ)过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为 的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为(??? )
A.??????????????????????????????????????B.?2 ?????????????????????????????????????C.?2 ?????????????????????????????????????D.?3
【答案】C
【考点】直线的点斜式方程,点到直线的距离公式,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为 的直线:y= (x﹣1),过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为 的直线交C于点M(M在x轴上方),l可知: ,解得M(3,2 ).可得N(﹣1,2 ),NF的方程为:y=﹣ (x﹣1),即 ,则M到直线NF的距离为: =2 .故选:C.【分析】利用已知条件求出M的坐标,求出N的坐标,利用点到直线的距离公式求解即可.
2.(2017?新课标Ⅰ卷)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1 , l2 , 直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.?16?????????????????????????????????????????B.?14?????????????????????????????????????????C.?12?????????????????????????????????????????D.?10
【答案】A
【考点】抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】解:如图,l1⊥l2 , 直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,要使|AB|+|DE|最小,则A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1,又直线l2过点(1,0),则直线l2的方程为y=x﹣1,联立方程组 ,则y2﹣4y﹣4=0,∴y1+y2=4,y1y2=﹣4,∴|DE|= ?|y1﹣y2|= × =8,∴|AB|+|DE|的最小值为2|DE|=16,故选:A 【分析】根据题意可判断当A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1,|AB|+|DE|最小,根据弦长公式计算即可.
二、填空题
3.(2018?浙江)已知点P(0,1),椭圆 +y2=m(m>1)上两点A , B满足 =2 ,则当m=________时,点B横坐标的绝对值最大.
【答案】5
【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】详解:设 ,由 得 因为A,B在椭圆上,所以 ? ,与 对应相减得 ,当且仅当 时取最大值.【分析】设点的坐标:A(x1 , y1),B(x2 , y2),运用向量共线的坐标表示,以及点满足椭圆方程,求得y1 , y2 , 点B横坐标表示成m的函数,
运用二次函数的最值求法,可得所求最大值和m的值.
4.(2018?北京)已知直线l过点(1,0)且垂直于x轴,若l被抛物线 截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为________.
【答案】(1,0)
【考点】抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:当x=1时,y2=4a y= ,∴ ,∴a=1,则焦点为(1,0)【分析】先根据题意求出弦长,再求焦点即可。
5.(2016?江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆 =1(a>b>0)的右焦点,直线 与椭圆交于B , C两点,且∠BFC=90° ,则该椭圆的离心率是________.
【答案】
【考点】两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【解答】由题意得 ,直线 与椭圆方程联立可得 , ,由 可得 , , ,则 ,由 可得 ,则 【分析】设右焦点F(c,0),将y= 代入椭圆方程求得B,C的坐标,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合离心率公式,计算即可得到所求值
三、解答题
6.(2018?浙江)如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A , B满足PA , PB的中点均在C上. (Ⅰ)设AB中点为M , 证明:PM垂直于y轴;(Ⅱ)若P是半椭圆x2+ =1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
【答案】解:(Ⅰ)设 , , .因为 , 的中点在抛物线上,所以 , 为方程 即 的两个不同的实数根.所以 .因此, 垂直于 轴.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知 所以 , .因此, 的面积 .因为 ,所以 .因此, 面积的取值范围是
【考点】抛物线的标准方程,抛物线的简单性质,抛物线的应用,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(Ⅰ)设出点的坐标,运用中点坐标公式可得M的坐标,由中点在抛物线上,代入化简整理,由韦达定理即可得到结论;(Ⅱ)先表示出△PAB面积,再由配方和换元法,可得面积S关于新元的三次函数,运用单调性可得所求范围.
7.(2018?天津)设椭圆 (a>b>0)的左焦点为F , 上顶点为B.已知椭圆的离心率为 ,点A的坐标为 ,且 .(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l: 与椭圆在第一象限的交点为P , 且l与直线AB交于点Q.若 (O为原点),求k的值.
【答案】解:解:(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,则 ,又 。由 ,从而ab=6.∴a=3.b=2.即椭圆方程为: 。(Ⅱ)设 ,由已知 。故 ,又 从而 ∴ 又 ,又 。 ,又 ,∴ 。
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)由椭圆几何性质,得到a,b。(Ⅱ)由已知条件得到P,Q纵坐标关系,联立方程组,将P,Q纵坐标分别用k表示。
8.(2018?上海)设常数t>2,在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线 : ,l与x轴交于点A,与 交于点B,P、Q分别是曲线 与线段AB上的动点。
(1)用t表示点B到点F的距离;
(2)设t=3, ,线段OQ的中点在直线FP上,求△AQP的面积;
(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在 上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由。
【答案】(1)由题意可知如图 故设 (2)由题中几何关系可知 ,又M为OQ中点,故 。又由几何关系可知t=3, 有 ,则 故 又QO直线斜率 ,PF⊥OQ,则PF直线斜率K2=- 则 ,联立曲线 可知 ,即 。(3)存在;假设存在,则设E t=8时,P ,其中m∈[0,4];Q(8,n),其中n∈[0,8];且s[0,4],则在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ中, ,即 又n∈[0,8],解得m∈(0,2)故 =(6,n)= 得到方程组: ,解得 (舍)或 ,故 所以 ;当 时,以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,并有点E在 上。
【考点】两点间距离公式的应用,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】本题主要考查圆锥曲线中的椭圆问题,⑴涉及的是点到点的距离公式,运用公式解答即可;⑵涉及面积最值问题,面积问题往往需要进行等效转换,转换为弦长或者点到直线距离问题,是作为距离的问题的加深;⑶考查存在性问题,存在性问题往往涉及到运动问题,对于运动问题应当注意抓住变量。
9.(2018?北京)已知抛物线C: ?=2px经过点p(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M , 直线PB交y轴于N.(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O为原点, ? , ,求证: + 为定值.
【答案】(Ⅰ) ,所以抛物线方程 设 因为有两个交点,∴ ∴ (Ⅱ) , ∴ 令x=0, ∴ (定值)
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】待定系数法求出P,联立方程组 求出k范围;(2)设而不求,先化简 得到M,N两点间系数关系,再转化为 , , , 关系,代入韦达定理,即可求出值.
10.(2018?北京)已知椭圆 的离心率为 ,焦距2 .斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A , B.(Ⅰ)求椭圆M的方程;(Ⅱ)若 ,求 的最大值;(Ⅲ)设 ,直线PA与椭圆M的另一个交点为C , 直线PB与椭圆M的另一个交点为D.若C,D和点 共线,求k.
【答案】解:(Ⅰ) ; ∴椭圆方程 (Ⅱ)l:y=x+m, 当m=0时, (Ⅲ)设 ∴ 代入上式得 则 即 同理 因为C、D和 共线,所以
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)利用待定系数法,求ab.(2)联立方程组,弦长公式可求;(3)联立方程组,均用 表示, 表示,得到关系,则得到k.
11.(2017?上海)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆Γ: =1,A为Γ的上顶点,P为Γ上异于上、下顶点的动点,M为x正半轴上的动点.
(1)若P在第一象限,且|OP|= ,求P的坐标;
(2)设P( ),若以A、P、M为顶点的三角形是直角三角形,求M的横坐标;
(3)若|MA|=|MP|,直线AQ与Γ交于另一点C,且 , ,求直线AQ的方程.
【答案】(1)解:设P(x,y)(x>0,y>0),∵椭圆Γ: =1,A为Γ的上顶点,P为Γ上异于上、下顶点的动点,P在第一象限,且|OP|= ,∴联立 ,解得P( , ) (2)解:设M(x0 , 0),A(0,1),P( ),若∠P=90°,则 ? ,即(x0﹣ ,﹣ )?(﹣ , )=0,∴(﹣ )x0+ ﹣ =0,解得x0= .如图,若∠M=90°,则 ? =0,即(﹣x0 , 1)?( ﹣x0 , )=0,∴ =0,解得x0=1或x0= ,若∠A=90°,则M点在x轴负半轴,不合题意.∴点M的横坐标为 ,或1,或 (3)解:设C(2cosα,sinα),∵ ,A(0,1),∴Q(4cosα,2sinα﹣1),又设P(2cosβ,sinβ),M(x0 , 0),∵|MA|=|MP|,∴x02+1=(2cosβ﹣x0)2+(sinβ)2 , 整理得:x0= cosβ,∵ =(4cosα﹣2cosβ,2sinα﹣sinβ﹣1), =(﹣ cosβ,﹣sinβ), ,∴4cosα﹣2cosβ=﹣5cosβ,且2sinα﹣sinβ﹣1=﹣4sinβ,∴cosβ=﹣ cosα,且sinα= (1﹣2sinα),以上两式平方相加,整理得3(sinα)2+sinα﹣2=0,∴sinα= ,或sinα=﹣1(舍去),此时,直线AC的斜率kAC=﹣ = ?(负值已舍去),如图. ∴直线AQ为y= x+1.
【考点】椭圆的应用,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)设P(x,y)(x>0,y>0),联立 ,能求出P点坐标.(2)设M(x0 , 0),A(0,1),P( ),由∠P=90°,求出x0= ;由∠M=90°,求出x0=1或x0= ;由∠A=90°,则M点在x轴负半轴,不合题意.由此能求出点M的横坐标.(3)设C(2cosα,sinα),推导出Q(4cosα,2sinα﹣1),设P(2cosβ,sinβ),M(x0 , 0)推导出x0= cosβ,从而 4cosα﹣2cosβ=﹣5cosβ,且2sinα﹣sinβ﹣1=﹣4sinβ,cosβ=﹣ cosα,且sinα= (1﹣2sinα),由此能求出直线AQ.
12.(2017?天津)已知椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F(﹣c,0),右顶点为A,点E的坐标为(0,c),△EFA的面积为 .(14分)(I)求椭圆的离心率;(II)设点Q在线段AE上,|FQ|= c,延长线段FQ与椭圆交于点P,点M,N在x轴上,PM∥QN,且直线PM与直线QN间的距离为c,四边形PQNM的面积为3c.(i)求直线FP的斜率;(ii)求椭圆的方程.
【答案】解:(Ⅰ)设椭圆的离心率为e.由已知,可得 .又由b2=a2﹣c2 , 可得2c2+ac﹣a2=0,即2e2+e﹣1=0.又因为0<e<1,解得 .所以,椭圆的离心率为 ;(Ⅱ)(ⅰ)依题意,设直线FP的方程为x=my﹣c(m>0),则直线FP的斜率为 .由(Ⅰ)知a=2c,可得直线AE的方程为 ,即x+2y﹣2c=0,与直线FP的方程联立,可解得 ,即点Q的坐标为 .由已知|FQ|= ,有 ,整理得3m2﹣4m=0,所以 ,即直线FP的斜率为 .(ii)解:由a=2c,可得 ,故椭圆方程可以表示为 .由(i)得直线FP的方程为3x﹣4y+3c=0,与椭圆方程联立 消去y,整理得7x2+6cx﹣13c2=0,解得 (舍去),或x=c.因此可得点 ,进而可得 ,所以 .由已知,线段PQ的长即为PM与QN这两条平行直线间的距离,故直线PM和QN都垂直于直线FP.因为QN⊥FP,所以 ,所以?÷FQN的面积为 ,同理?÷FPM的面积等于 ,由四边形PQNM的面积为3c,得 ,整理得c2=2c,又由c>0,得c=2.所以,椭圆的方程为 .
【考点】直线的一般式方程,椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(Ⅰ)设椭圆的离心率为e.通过 .转化求解椭圆的离心率.(Ⅱ)(ⅰ)依题意,设直线FP的方程为x=my﹣c(m>0),则直线FP的斜率为 .通过a=2c,可得直线AE的方程为 ,求解点Q的坐标为 .利用|FQ|= ,求出m,然后求解直线FP的斜率.(ii)求出椭圆方程的表达式你,求出直线FP的方程为3x﹣4y+3c=0,与椭圆方程联立通过 ,结合直线PM和QN都垂直于直线FP.结合四边形PQNM的面积为3c,求解c,然后求椭圆的方程.
13.(2017?山东)在平面直角坐标系xOy中,椭圆E: =1(a>b>0)的离心率为 ,焦距为2.(14分)(Ⅰ)求椭圆E的方程.(Ⅱ)如图,该直线l:y=k1x﹣ 交椭圆E于A,B两点,C是椭圆E上的一点,直线OC的斜率为k2 , 且看k1k2= ,M是线段OC延长线上一点,且|MC|:|AB|=2:3,⊙M的半径为|MC|,OS,OT是⊙M的两条切线,切点分别为S,T,求∠SOT的最大值,并求取得最大值时直线l的斜率.
【答案】解:(Ⅰ)由题意知, ,解得a= ,b=1.∴椭圆E的方程为 ;(Ⅱ)设A(x1 , y1),B(x2 , y2),联立 ,得 .由题意得△= >0. , .∴|AB|= .由题意可知圆M的半径r为r= .由题意设知, ,∴ .因此直线OC的方程为 .联立 ,得 .因此,|OC|= .由题意可知,sin = .而 = .令t= ,则t>1, ∈(0,1),因此, = ≥1.当且仅当 ,即t=2时等式成立,此时 .∴ ,因此 .∴∠SOT的最大值为 .综上所述:∠SOT的最大值为 ,取得最大值时直线l的斜率为 .
【考点】函数的值域,椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,椭圆的应用,直线与圆锥曲线的关系,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)由题意得关于a,b,c的方程组,求解方程组得a,b的值,则椭圆方程可求;(Ⅱ)设A(x1 , y1),B(x2 , y2),联立直线方程与椭圆方程,利用根与系数的关系求得A,B的横坐标的和与积,由弦长公式求得|AB|,由题意可知圆M的半径r,则r= .由题意设知 .得到直线OC的方程,与椭圆方程联立,求得C点坐标,可得|OC|,由题意可知,sin = .转化为关于k1的函数,换元后利用配方法求得∠SOT的最大值为 ,取得最大值时直线l的斜率为 .
14.(2017?新课标Ⅲ)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C与A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆.(Ⅰ)证明:坐标原点O在圆M上;(Ⅱ)设圆M过点P(4,﹣2),求直线l与圆M的方程.
【答案】解:方法一:证明:(Ⅰ)当直线l的斜率不存在时,则A(2,2),B(2,﹣2),则 =(2,2), =(2,﹣2),则 ? =0,∴ ⊥ ,则坐标原点O在圆M上;当直线l的斜率存在,设直线l的方程y=k(x﹣2),设A(x1 , y1),B(x2 , y2), ,整理得:k2x2﹣(4k2+2)x+4k2=0,则x1x2=4,4x1x2=y12y22=(y1y2)2 , 由y1y2<0,则y1y2=﹣4,由 ? =x1x2+y1y2=0,则 ⊥ ,则坐标原点O在圆M上,综上可知:坐标原点O在圆M上;方法二:设直线l的方程x=my+2, ,整理得:y2﹣2my﹣4=0,设A(x1 , y1),B(x2 , y2),则y1y2=﹣4,则(y1y2)2=4x1x2 , 则x1x2=4,则 ? =x1x2+y1y2=0,则 ⊥ ,则坐标原点O在圆M上,∴坐标原点O在圆M上;(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:x1x2=4,x1+x2= ,y1+y2= ,y1y2=﹣4,圆M过点P(4,﹣2),则 =(4﹣x1 , ﹣2﹣y1), =(4﹣x2 , ﹣2﹣y2),由 ? =0,则(4﹣x1)(4﹣x2)+(﹣2﹣y1)(﹣2﹣y2)=0,整理得:k2+k﹣2=0,解得:k=﹣2,k=1,当k=﹣2时,直线l的方程为y=﹣2x+4,则x1+x2= ,y1+y2=﹣1,则M( ,﹣ ),半径为r=丨MP丨= = ,∴圆M的方程(x﹣ )2+(y+ )2= .当直线斜率k=1时,直线l的方程为y=x﹣2,同理求得M(3,1),则半径为r=丨MP丨= ,∴圆M的方程为(x﹣3)2+(y﹣1)2=10,综上可知:直线l的方程为y=﹣2x+4,圆M的方程(x﹣ )2+(y+ )2= 或直线l的方程为y=x﹣2,圆M的方程为(x﹣3)2+(y﹣1)2=10.
【考点】直线的点斜式方程,直线的斜截式方程,圆的标准方程,点与圆的位置关系,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(Ⅰ)方法一:分类讨论,当直线斜率不存在时,求得A和B的坐标,由 ? =0,则坐标原点O在圆M上;当直线l斜率存在,代入抛物线方程,利用韦达定理及向量数量积的可得 ? =0,则坐标原点O在圆M上;方法二:设直线l的方程x=my+2,代入椭圆方程,利用韦达定理及向量数量积的坐标运算,即可求得 ? =0,则坐标原点O在圆M上;(Ⅱ)由题意可知: ? =0,根据向量数量积的坐标运算,即可求得k的值,求得M点坐标,则半径r=丨MP丨,即可求得圆的方程.
15.(2017?新课标Ⅲ)在直角坐标系xOy中,曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,点C的坐标为(0,1),当m变化时,解答下列问题:(12分)
(1)能否出现AC⊥BC的情况?说明理由;
(2)证明过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.
【答案】(1)解:曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,可设A(x1 , 0),B(x2 , 0),由韦达定理可得x1x2=﹣2,若AC⊥BC,则kAC?kBC=﹣1,即有 ? =﹣1,即为x1x2=﹣1这与x1x2=﹣2矛盾,故不出现AC⊥BC的情况;(2)证明:设过A、B、C三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0),由题意可得y=0时,x2+Dx+F=0与x2+mx﹣2=0等价,可得D=m,F=﹣2,圆的方程即为x2+y2+mx+Ey﹣2=0,由圆过C(0,1),可得0+1+0+E﹣2=0,可得E=1,则圆的方程即为x2+y2+mx+y﹣2=0,再令x=0,可得y2+y﹣2=0,解得y=1或﹣2.即有圆与y轴的交点为(0,1),(0,﹣2),则过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值3.
【考点】两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系,圆的一般方程,直线与圆锥曲线的综合问题,圆与圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1.)设曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A(x1 , 0),B(x2 , 0),运用韦达定理,再假设AC⊥BC,运用直线的斜率之积为﹣1,即可判断是否存在这样的情况;(2.)设过A、B、C三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0),由题意可得D=m,F=﹣2,代入(0,1),可得E=1,再令x=0,即可得到圆在y轴的交点,进而得到弦长为定值.
16.(2017·天津)设椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为 .已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为 .(Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;(Ⅱ)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为 ,求直线AP的方程.
【答案】(Ⅰ)解:设F的坐标为(﹣c,0).依题意可得 ,解得a=1,c= ,p=2,于是b2=a2﹣c2= .所以,椭圆的方程为x2+ =1,抛物线的方程为y2=4x.(Ⅱ)解:直线l的方程为x=﹣1,设直线AP的方程为x=my+1(m≠0),联立方程组 ,解得点P(﹣1,﹣ ),故Q(﹣1, ).联立方程组 ,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0,或y=﹣ .∴B( , ).∴直线BQ的方程为( ﹣ )(x+1)﹣( )(y﹣ )=0,令y=0,解得x= ,故D( ,0).∴|AD|=1﹣ = .又∵△APD的面积为 ,∴ × = ,整理得3m2﹣2 |m|+2=0,解得|m|= ,∴m=± .∴直线AP的方程为3x+ y﹣3=0,或3x﹣ y﹣3=0.
【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系,圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)根据椭圆和抛物线的定义、性质列方程组求出a,b,p即可得出方程;(Ⅱ)设AP方程为x=my+1,联立方程组得出B,P,Q三点坐标,从而得出直线BQ的方程,解出D点坐标,根据三角形的面积列方程解出m即可得出答案.
17.(2017·山东)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C: =1(a>b>0)的离心率为 ,椭圆C截直线y=1所得线段的长度为2 . (Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)动直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点,交y轴于点M.点N是M关于O的对称点,⊙N的半径为|NO|.设D为AB的中点,DE,DF与⊙N分别相切于点E,F,求∠EDF的最小值.
【答案】解:(Ⅰ)∵椭圆C的离心率为 ,∴ = ,a2=2b2 , ∵椭圆C截直线y=1所得线段的长度为2 ,∴椭圆C过点( ,1),∴ + =1,∴b2=2,a2=4,∴椭圆C的方程为 + =1.(Ⅱ)设A,B的横坐标为x1 , x2 , 则A(x1 , kx1+m),B(x2 , kx2+m),D( , +m),联立 可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣4=0,∴x1+x2=﹣ ,∴D(﹣ , ),∵M(0,m),则N(0,﹣m),∴⊙N的半径为|m|,|DN|= = ,设∠EDF=α,∴sin = = = = ,令y= ,则y′= ,当k=0时,sin 取得最小值,最小值为 .∴∠EDF的最小值是60°.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值,两点间距离公式的应用,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题,圆与圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)首先根据题中信息可得椭圆C过点( ,1),然后结合离心率可得椭圆方程;(Ⅱ)可将题目所求角度的最小值转化为求角度正弦的最小值,结合题目信息可求得D、N坐标及⊙N半径,进而将DN长度表示出来,可求∠EDF最小值.
18.(2017?北京卷)已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1).过点(0, )作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作x轴的垂线分别与直线OP、ON交于点A,B,其中O为原点.(14分)
(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:A为线段BM的中点.
【答案】(1)解:(1)∵y2=2px过点P(1,1),∴1=2p,解得p= ,∴y2=x,∴焦点坐标为( ,0),准线为x=﹣ ,(2)(2)证明:设过点(0, )的直线方程为y=kx+ ,M(x1 , y1),N(x2 , y2),∴直线OP为y=x,直线ON为:y= x,由题意知A(x1 , x1),B(x1 , ),由 ,可得k2x2+(k﹣1)x+ =0,∴x1+x2= ,x1x2= ∴y1+ =kx1+ + =2kx1+ =2kx1+ = ∴A为线段BM的中点.
【考点】抛物线的简单性质,抛物线的应用,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1.)根据抛物线过点P(1,1).代值求出p,即可求出抛物线C的方程,焦点坐标和准线方程;(2.)设过点(0, )的直线方程为y=kx+ ,M(x1 , y1),N(x2 , y2),根据韦达定理得到x1+x2= ,x1x2= ,根据中点的定义即可证明.
19.(2017?江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 离心率为 ,两准线之间的距离为8.点P在椭圆E上,且位于第一象限,过点F1作直线PF1的垂线l1 , 过点F2作直线PF2的垂线l2 . (Ⅰ)求椭圆E的标准方程;(Ⅱ)若直线l1 , l2的交点Q在椭圆E上,求点P的坐标.
【答案】解:(Ⅰ)由题意可知:椭圆的离心率e= = ,则a=2c,①椭圆的准线方程x=± ,由2× =8,②由①②解得:a=2,c=1,则b2=a2﹣c2=3,∴椭圆的标准方程: ;(Ⅱ)设P(x0 , y0),则直线PF2的斜率 = ,则直线l2的斜率k2=﹣ ,直线l2的方程y=﹣ (x﹣1),直线PF1的斜率 = ,则直线l2的斜率k2=﹣ ,直线l2的方程y=﹣ (x+1),联立 ,解得: ,则Q(﹣x0 , ),由Q在椭圆上,则y0= ,则y02=x02﹣1,则 ,解得: ,则 ,∴P( , )或P(﹣ , )或P( ,﹣ )或P(﹣ ,﹣ ).
【考点】直线的点斜式方程,两条直线的交点坐标,椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(Ⅰ)由椭圆的离心率公式求得a=2c,由椭圆的准线方程x=± ,则2× =8,即可求得a和c的值,则b2=a2﹣c2=3,即可求得椭圆方程;(Ⅱ)设P点坐标,分别求得直线PF2的斜率及直线PF1的斜率,则即可求得l2及l1的斜率及方程,联立求得Q点坐标,由Q在椭圆方程,求得y02=x02﹣1,联立即可求得P点坐标;
20.(2016?上海)双曲线 的左、右焦点分别为F1、F2,直线l过F2且与双曲线交于A、B两点.
(1)若l的倾斜角为 ?, 是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)设 ,若l的斜率存在,且|AB|=4,求l的斜率.
【答案】(1)解:设 .由题意, , , ,因为 是等边三角形,所以 ,即 ,解得 .故双曲线的渐近线方程为 (2)解:由已知, .设 , ,直线 .由 ,得 .因为 与双曲线交于两点,所以 ,且 .由 , ,得 ,故 ,解得 ,故 的斜率为 .
【考点】双曲线的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)设 .根据 是等边三角形,得到 ,解得 .(2)设 , ,直线 与双曲线方程联立,得到一元二次方程,根据 与双曲线交于两点,可得 ,且 .由|AB|=4得出 的方程求解.
21.(2016?山东)已知椭圆C: =1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),且M是线段PN的中点,过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,延长QM交C于点B.①设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,证明 为定值;②求直线AB的斜率的最小值.
【答案】(1)解:椭圆C: =1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2 .可得a=2,c= ,b= ,可得椭圆C的方程: ;(2)解:过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),设N(﹣t,0)t>0,M是线段PN的中点,则P(t,2m),过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,Q(t,﹣2m),①证明:设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,k= = ,k′= =﹣ , = =﹣3.为定值;②由题意可得 ,m2=4﹣ t2 , QM的方程为:y=﹣3kx+m,PN的方程为:y=kx+m,联立 ,可得:x2+2(kx+m)2=4,即:(1+2k2)x2+4mkx+2m2﹣4=0可得xB= ,yB= +m,同理解得xA= ,yA= ,xB﹣xA= ﹣ = ,yB﹣yA= +m﹣( )= ,kAB= = = ,由m>0,x0>0,可知k>0,所以6k+ ,当且仅当k= 时取等号.此时 ,即m= ,符号题意.所以,直线AB的斜率的最小值为: .
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)利用已知条件求出椭圆的几何量,即可求解椭圆C的方程;(2)①设出N的坐标,求出PQ坐标,求出直线的斜率,即可推出结果②求出直线PM,QM的方程,然后求解B,A坐标,利用AB的斜率求解最小值.;本题考查椭圆方程的综合应用,椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力.
22.(2016?全国)已知椭圆E: 的焦点在 轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(1)当t=4, 时,求△AMN的面积;
(2)当 时,求k的取值范围.
【答案】(1)解:当 时,椭圆E的方程为 ,A点坐标为 ,则直线AM的方程为 .联立 并整理得, 解得 或 ,则 因为 ,所以 因为 , ,所以 ,整理得 , 无实根,所以 .所以 的面积为 (2)解:直线AM的方程为 ,联立 并整理得, 解得 或 ,所以 所以 因为 所以 ,整理得, .因为椭圆E的焦点在x轴,所以 ,即 ,整理得 解得
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)求出t=4时,椭圆方程和顶点A,设出直线AM的方程,代入椭圆方程,求交点M,运用弦长公式求得|AM|,由垂直的条件可得|AN|,再由|AM|=|AN|,解得k=1,运用三角形的面积公式可得△AMN的面积;(2)直线AM的方程为y=k(x+ ),代入椭圆方程,求得交点M,可得|AM|,|AN|,再由2|AM|=|AN|,求得t,再由椭圆的性质可得t>3,解不等式即可得到所求范围.
23.(2016?北京)已知椭圆C: ?(a>b>0)的离心率为 ?,A(a,0),B(0,b),O(0,0),△OAB的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P的椭圆C上一点,直线PA与Y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N。求证:lANl ?lBMl为定值。
【答案】(1)解:由已知, ,又 ,? 解得 ∴椭圆的方程为 (2)解:方法一:设椭圆上一点 ,则 .直线 : ,令 ,得 .∴ 直线 : ,令 ,得 .∴ 将 代入上式得 故 为定值.方法二:设椭圆 上一点 ,直线PA: ,令 ,得 .∴ 直线 : ,令 ,得 .∴ 故 为定值
【考点】椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)运用椭圆的离心率公式和三角形的面积公式,结合a,b,c的关系,解方程可得a=2,b=1,进而得到椭圆方程;(2)方法一、设椭圆上点P(x0 , y0),可得x02+4y02=4,求出直线PA的方程,令x=0,求得y,|BM|;求出直线PB的方程,令y=0,可得x,|AN|,化简整理,即可得到|AN|?|BM|为定值4.方法二、设P(2cosθ,sinθ),(0≤θ<2π),求出直线PA的方程,令x=0,求得y,|BM|;求出直线PB的方程,令y=0,可得x,|AN|,运用同角的平方关系,化简整理,即可得到|AN|?|BM|为定值4.
24.(2016?全国)已知A是椭圆E: =1的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E与A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(1)当|AM|=|AN|时,求△AMN的面积
(2)当2|AM|=|AN|时,证明: <k<2.
【答案】(1)由椭圆E的方程: =1知,其左顶点A(﹣2,0),∵|AM|=|AN|,且MA⊥NA,∴△AMN为等腰直角三角形, ∴MN⊥x轴,设M的纵坐标为a,则M(a﹣2,a),∵点M在E上,∴3(a﹣2)2+4a2=12,整理得:7a2﹣12a=0,∴a= 或a=0(舍),∴S△AMN= a×2a=a2= (2)设直线lAM的方程为:y=k(x+2),直线lAN的方程为:y=﹣ (x+2),由 消去y得:(3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,∴xM﹣2=﹣ ,∴xM=2﹣ = ,∴|AM|= |xM﹣(﹣2)|= ? = ∵k>0,∴|AN|= = ,又∵2|AM|=|AN|,∴ = ,整理得:4k3﹣6k2+3k﹣8=0,设f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8,则f′(k)=12k2﹣12k+3=3(2k﹣1)2≥0,∴f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8为(0,+∞)的增函数,又f( )=4×3 ﹣6×3+3 ﹣8=15 ﹣26= ﹣ <0,f(2)=4×8﹣6×4+3×2﹣8=6>0,∴ <k<2.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)依题意知椭圆E的左顶点A(﹣2,0),由|AM|=|AN|,且MA⊥NA,可知△AMN为等腰直角三角形,设M(a﹣2,a),利用点M在E上,可得3(a﹣2)2+4a2=12,解得:a= ,从而可求△AMN的面积;(II)设直线lAM的方程为:y=k(x+2),直线lAN的方程为:y=﹣ (x+2),联立 消去y,得(3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,利用韦达定理及弦长公式可分别求得|AM|= |xM﹣(﹣2)|= ,|AN|= = , 结合2|AM|=|AN|,可得 = ,整理后,构造函数f(k)=4k3﹣6k2+3k﹣8,利用导数法可判断其单调性,再结合零点存在定理即可证得结论成立.;本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,常用的方法就是联立方程求出交点的横坐标或者纵坐标的关系,通过这两个关系的变形去求解,考查构造函数思想与导数法判断函数单调性,再结合零点存在定理确定参数范围,是难题.
25.(2016?四川)已知椭圆E: =1(a>b>0)的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点P( , )在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设不过原点O且斜率为 的直线l与椭圆E交于不同的两点A,B,线段AB的中点为M,直线OM与椭圆E交于C,D,证明:︳MA︳?︳MB︳=︳MC︳?︳MD︳
【答案】(1)解:如图,由题意可得 ,解得a2=4,b2=1,∴椭圆E的方程为 (2)证明: 设AB所在直线方程为 ,联立 ,得x2+2mx+2m2﹣2=0.∴△=4m2﹣4(2m2﹣2)=8﹣4m2>0,即 .设A(x1 , y1),B(x2 , y2),M(x0 , y0),则 , ,|AB|= .∴x0=﹣m, ,即M( ),则OM所在直线方程为 ,联立 ,得 或 .∴C(﹣ , ),D( ,﹣ ).则︳MC︳?︳MD︳= = = .而︳MA︳?︳MB︳= (10﹣5m2)= .∴︳MA︳?︳MB︳=︳MC︳?︳MD︳.
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)由题意可得a=2b,再把已知点的坐标代入椭圆方程,结合隐含条件求得a,b得答案;(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,求出弦长及AB中点坐标,得到OM所在直线方程,再与椭圆方程联立,求出C,D的坐标,把︳MA︳?︳MB︳化为? ,再由两点间的距离公式求得︳MC︳?︳MD︳的值得答案;本题考查椭圆的标准方程,考查了直线与圆锥曲线位置关系的应用,训练了弦长公式的应用,考查数学转化思想方法,训练了计算能力,是中档题.
26.(2016?上海)双曲线x2﹣ =1(b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 直线l过F2且与双曲线交于A,B两点.
(1)直线l的倾斜角为 ,△F1AB是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)设b= ,若l的斜率存在,且( )? =0,求l的斜率.
【答案】(1)解:双曲线x2﹣ =1(b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , a=1,c2=1+b2 , 直线l过F2且与双曲线交于A,B两点,直线l的倾斜角为 ,△F1AB是等边三角形,可得:A(c,b2),可得: ,3b4=4a2+b2 , 即3b4﹣b2﹣4=0,b>0,解得b2= .所求双曲线方程为:x2﹣ =1(2)解:b= ,双曲线x2﹣ =1,可得F1(﹣2,0),F2(2,0).设A(x1 , y1),B(x2 , y2),直线的斜率为:k= ,直线l的方程为:y=k(x﹣2),由题意可得: ,消去y可得:(3﹣k2)x2+4k2x﹣4k2﹣3=0,可得x1+x2=﹣ ,则y1+y2=k(x1+x2﹣4)= . =(x1+2,y1), =(x2+2,y2),( )? =0可得:(x1+x2+4,y1+y2)?(x1﹣x2 , y1﹣y2)=0,可得: =k, ,可得:k2=1,解得k=±1.l的斜率为:±1
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)利用直线的倾斜角,求出AB,利用三角形是正三角形,求解b,即可得到双曲线方程.(2)求出左焦点的坐标,设出直线方程,推出A、B坐标,利用向量的数量积为0,即可求值直线的斜率.本题考查双曲线与直线的位置关系的综合应用,平方差法以及直线与双曲线方程联立求解方法,考查计算能力,转化思想的应用.
27.(2016?四川)已知椭圆E: =1(a>b>0)的两个焦点与短轴的一个端点是直角三角形的3个顶点,直线l:y=﹣x+3与椭圆E有且只有一个公共点T.
(1)求椭圆E的方程及点T的坐标;
(2)设O是坐标原点,直线l′平行于OT,与椭圆E交于不同的两点A、B,且与直线l交于点P.证明:存在常数λ,使得|PT|2=λ|PA|?|PB|,并求λ的值.
【答案】(1)解:设短轴一端点为C(0,b),左右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),其中c>0,则c2+b2=a2;由题意,△F1F2C为直角三角形,∴ ,解得b=c= a,∴椭圆E的方程为 =1;代人直线l:y=﹣x+3,可得3x2﹣12x+18﹣2b2=0,又直线l与椭圆E只有一个交点,则△=122﹣4×3(18﹣2b2)=0,解得b2=3,∴椭圆E的方程为 =1;由b2=3,解得x=2,则y=﹣x+3=1,所以点T的坐标为(2,1)(2)证明:设P(x0 , 3﹣x0)在l上,由kOT= ,l′平行OT,得l′的参数方程为 ,代人椭圆E中,得 +2 =6,整理得2t2+4t+ ﹣4x0+4=0;设两根为tA , tB , 则有tA?tB= ;而|PT|2= =2 ,|PA|= =| tA|,|PB|= =| tB|,且|PT|2=λ|PA|?|PB|,∴λ= = = ,即存在满足题意的λ值.
【考点】椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据椭圆的短轴端点C与左右焦点F1、F2构成等腰直角三角形,结合直线l与椭圆E只有一个交点,利用判别式△=0,即可求出椭圆E的方程和点T的坐标;(2)设出点P的坐标,根据l′∥OT写出l′的参数方程,代人椭圆E的方程中,整理得出方程,再根据参数的几何意义求出|PT|2、|PA|和|PB|,由|PT|2=λ|PA|?|PB|求出λ的值.本题考查了椭圆的几何性质的应用问题,也考查了直线与椭圆方程的综合应用问题,考查了参数方程的应用问题,是难题.