2019年备战高考数学全国各地真题精练(2016-2018)
第8章 第9节 第三课时 定点、定值、探索性问题
(学生版)
备战基础·零风险
1.理解数形结合的思想.
2.了解圆锥曲线的简单应用.
圆锥曲线的弦长
(1)圆锥曲线的弦长
直线与圆锥曲线相交有两个交点时,这条直线上以这两个交点为端点的线段叫做圆锥曲线的弦(就是连接圆锥曲线上任意两点所得的线段),线段的长就是弦长.
(2)圆锥曲线的弦长的计算
设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|= = = (抛物线的焦点弦长|AB|= = ,θ为弦AB所在直线的倾斜角).
圆锥曲线的中点弦问题
遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆+=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k= ;在双曲线-=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k= ;在抛物线y2=2px(p>0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率 .
备战方法·巧解题
规律
方法
1.(1)定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思想是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关.在这类试题中选择消元的方向是非常关键的.
(2)由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜式:y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式:y=kx+m,则直线必过定点(0,m).
2.点弦问题,可以利用“点差法”,但不要忘记验证Δ>0或说明中点在曲线内部
直线与圆锥曲线的弦长问题,较少单独考查弦长的求解,一般是已知弦长的信息求参数或直线的方程.解此类题的关键是设出交点的坐标,利用根与系数的关系得到弦长,将已知弦长的信息代入求解.
3. 求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
小结
1.涉及弦长的问题时,应熟练地利用根与系数的关系,设而不求计算弦长;涉及垂直关系往往也是利用根与
系数的关系设而不求简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑利用圆锥曲线的定义求解.
2.关于圆锥曲线的中点弦问题
直线与圆锥曲线相交所得弦中点问题,是解析几何的内容之一,也是高考的一个热点问题.这类问题一般有以下三种类型:(1)求中点弦所在直线方程问题;(2)求弦中点的轨迹方程问题;(3)弦长为定值时,弦中点的坐标问题.其解法有代点相减法、设而不求法、参数法、待定系数法及中心对称变换法等.
3.圆锥曲线综合问题要四重视:
(1)重视定义在解题中的作用;(2)重视平面几何知识在解题中的作用;(3)重视根与系数的关系在解题中的作用;(4)重视曲线的几何特征与方程的代数特征在解题中的作用.
圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
圆锥曲线中定值问题的特点及两大解法
(1)特点:待证几何量不受动点或动线的影响而有固定的值.
(2)两大解法:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.②引进变量法:其解题流程为
解决探究性、存在性问题的常用方法
(1)解决是否存在常数的问题时,应首先假设存在,看是否能求出符合条件的参数值,如果推出矛盾就不存在,否则就存在.
(2)解决是否存在点的问题时,可依据条件,直接探究其结果;也可以举特例,然后再证明.
(3)解决是否存在直线的问题时,可依据条件寻找适合条件的直线方程,联立方程消元得出一元二次方程,利用判别式得出是否有解.
(4)解决是否存在最值问题时,可依据条件,得出函数解析式,依据解析式判定其最值是否存在,然后得出结论.
备战练习·固基石
一、解答题
1.已知倾斜角为 的直线经过抛物线 : 的焦点 ,与抛物线 相交于 、 两点,且 .(Ⅰ)求抛物线 的方程;(Ⅱ)过点 的两条直线 、 分别交抛物线 于点 、 和 、 ,线段 和 的中点分别为 、 .如果直线 与 的倾斜角互余,求证:直线 经过一定点.
2.已知圆 : 与定点 , 为圆 上的动点,点 在线段 上,且满足 .(Ⅰ)求点 的轨迹 的方程;(Ⅱ)设曲线 与 轴正半轴交点为 ,不经过点 的直线 与曲线 相交于不同两点 , ,若 .证明:直线 过定点.
3.已知直线l的方程为y=x+2,点P是抛物线y2=4x上到直线l距离最小的点,点A是抛物线上异于点P的点,直线AP与直线l交于点Q,过点Q与x轴平行的直线与抛物线y2=4x交于点B. (Ⅰ)求点P的坐标;(Ⅱ)证明直线AB恒过定点,并求这个定点的坐标.
4.已知椭圆C: =1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1、A2 , 上、下顶点分别为B2、B1 , O为坐标原点,四边形A1B1A2B2的面积为4,且该四边形内切圆的方程为x2+y2= .(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若M、N是椭圆C上的两个不同的动点,直线OM、ON的斜率之积等于﹣ ,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.
5.在直角坐标系xOy中,设圆的方程为(x+2 )2+y2=48,F1是圆心,F2(2 ,0)是圆内一点,E为圆周上任一点,线EF2的垂直平分线EF1的连线交于P点,设动点P的轨迹为曲线C.(Ⅰ)求曲线C的方程;(Ⅱ)设直线l(与x轴不重合)与曲线C交于A、B两点,与x轴交于点M.(i)是否存在定点M,使得 + 为定值,若存在,求出点M坐标及定值;若不存在,请说明理由;(ii)在满足(i)的条件下,连接并延长AO交曲线C于点Q,试求△ABQ面积的最大值.
6.已知右焦点为F的椭圆C: + =1(a>b>0)过点M(1, ),直线x=a与抛物线L:x2= y交于点N,且 = ,其中O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆C交于A、B两点.①若直线l与x轴垂直,过点P(4,0)的直线PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴相交于定点;②已知D为椭圆C的左顶点,若l与直线DM平行,判断直线MA,MB是否关于直线FM对称,并说明理由.
7.已知椭圆 的上顶点为点 ,右焦点为 .延长 交椭圆 于点 ,且满足 .
(1)试求椭圆 的标准方程;
(2)过点 作与 轴不重合的直线 和椭圆 交于 两点,设椭圆 的左顶点为点 ,且直线 分别与直线 交于 两点,记直线 的斜率分别为 ,则 与 之积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,试说明理由.
8.如图,矩形 中, ?且 , 交 于点 .
(1)若点 的轨迹是曲线 的一部分,曲线 关于 轴、 轴、原点都对称,求曲线 的轨迹方程;
(2)过点 作曲线 的两条互相垂直的弦 ,四边形 的面积为 ,探究 是否为定值?若是,求出此定值,若不是,请说明理由.
9.已知抛物线 : ,斜率为 且过点 的直线 与 交于 , 两点,且 ,其中 为坐标原点.
(1)求抛物线 的方程;
(2)设点 ,记直线 , 的斜率分别为 , ,证明: 为定值.
10.已知椭圆 的左、右焦点分别为 短轴两个端点为 且四边形 是边长为 的正方形.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若 分别是椭圆长轴的左、右端点,动点 满足 ,连接 ,交椭圆于点 .证明: 为定值.
11.已知抛物线 的焦点为 ,直线 与抛物线 交于 , 两点.
(1)若直线 过焦点 ,且与圆 交于 , (其中 , 在 轴同侧)两点,求证: 是定值;
(2)设抛物线 在点 和点 处的切线交于点 ,试问在 轴上是否存在点 ,使得四边形 为菱形?若存在,求出此时直线 的斜率和点 的坐标;若不存在,请说明理由.
12.在平面直角坐标系中,点 到点 的距离之和为4.
(1)试求点A的M的方程.
(2)若斜率为 的直线l与轨迹M交于C,D两点, 为轨迹M上不同于C,D的一点,记直线PC的斜率为 ,直线PD的斜率为 ,试问 是否为定值.若是,求出该定值;若不同,请说出理由.
13.已知点 是抛物线 上一点,且 到 的焦点的距离为 .
(1)求抛物线 在点 处的切线方程;
(2)若 是 上一动点,且 不在直线 上,过 作直线 垂直于 轴且交 于点 ,过 作 的垂线,垂足为 .证明: 为定值,并求该定值.
14.已知椭圆 ? ,直线 不过原点O且不平行于坐标轴, 与 有两个交点A、B , 线段AB的中点为M.
(1)若 ,点K在椭圆 上, 、 分别为椭圆的两个焦点,求 的范围;
(2)证明:直线 的斜率与 的斜率的乘积为定值;
(3)若 过点 ,射线OM与 交于点P , 四边形 能否为平行四边形?若能,求此时 的斜率;若不能,说明理由.
15.已知椭圆 ,三点 中恰有二点在椭圆 上,且离心率为 。
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 为椭圆 上任一点, 为椭圆 的左右顶点, 为 中点,求证:直线 与直线 它们的斜率之积为定值;
(3)若椭圆 的右焦点为 ,过 的直线 与椭圆 交于 ,求证:直线 与直线 斜率之和为定值。
16.设椭圆C: 的一个顶点与抛物线 的焦点重合, 分别是椭圆的左、右焦点,且离心率 ,过椭圆右焦点 的直线l与椭圆C交于 两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若 ,求直线l的方程;
(3)若 是椭圆C经过原点O的弦, ,求证: 为定值.
17.已知动点 与 , 两点连线的斜率之积为 ,点 的轨迹为曲线 ,过点 的直线交曲线 于 , 两点.
(1)求曲线 的方程;
(2)若直线 , 的斜率分别为 , ,试判断 是否为定值?若是,求出这个值;若不是,请说明理由.
18.已知 、 分别是离心率为 的椭圆 : 的左、右焦点,点 是椭圆 上异于其左、右顶点的任意一点,过右焦点 作 的外角平分线 的垂线 ,交 于点 ,且 ( 为坐标原点).
(1)求椭圆 的方程;
(2)若点 在圆 上,且在第一象限,过 作圆 的切线交椭圆于 、 两点,问: 的周长是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.
19.已知椭圆 : ?( )的离心率为 , , 分别是它的左、右焦点,且存在直线 ,使 , 关于 的对称点恰好是圆 : ( , )的一条直径的两个端点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设直线 与抛物线 相交于 、 两点,射线 、 与椭圆 分别相交于 、 .试探究:是否存在数集 ,当且仅当 时,总存在 ,使点 在以线段 为直径的圆内?若存在,求出数集 ;若不存在,请说明理由.
20.已知直线 过椭圆 的右焦点 ,抛物线 的焦点为椭圆 的上顶点,且 交椭圆 于 两点,点 在直线 上的射影依次为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 交 轴于点 ,且 ,当 变化时,证明: 为定值;
(3)当 变化时,直线 与 是否相交于定点?若是,请求出定点的坐标,并给予证明;否则,说明理由.
备战真题·勇闯天涯
解答题
1.(2016?北京)已知椭圆C: =1过点A(2,0),B(0,1)两点.
(1)求椭圆C的方程及离心率;
(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:四边形ABNM的面积为定值.
2.(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.
3.(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.
4.(2017?新课标Ⅰ卷)已知椭圆C: + =1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )中恰有三点在椭圆C上.(12分)
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
5.(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.
6.(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。
7.(2016?全国)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连结ON并延长交C于点H.
(1)求 ;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其它公共点?说明理由.
2019年备战高考数学全国各地真题精练(2016-2018)
第8章 第9节 第三课时 定点、定值、探索性问题
(教师版)
备战基础·零风险
1.理解数形结合的思想.
2.了解圆锥曲线的简单应用.
圆锥曲线的弦长
(1)圆锥曲线的弦长
直线与圆锥曲线相交有两个交点时,这条直线上以这两个交点为端点的线段叫做圆锥曲线的弦(就是连接圆锥曲线上任意两点所得的线段),线段的长就是弦长.
(2)圆锥曲线的弦长的计算
设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|==|x1-x2|= ·|y1-y2|(抛物线的焦点弦长|AB|=x1+x2+p=,θ为弦AB所在直线的倾斜角).
圆锥曲线的中点弦问题
遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆+=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=-;在双曲线-=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=;在抛物线y2=2px(p>0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=.
备战方法·巧解题
规律
方法
1.(1)定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思想是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关.在这类试题中选择消元的方向是非常关键的.
(2)由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜式:y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式:y=kx+m,则直线必过定点(0,m).
2.点弦问题,可以利用“点差法”,但不要忘记验证Δ>0或说明中点在曲线内部
直线与圆锥曲线的弦长问题,较少单独考查弦长的求解,一般是已知弦长的信息求参数或直线的方程.解此类题的关键是设出交点的坐标,利用根与系数的关系得到弦长,将已知弦长的信息代入求解.
3. 求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
小结
1.涉及弦长的问题时,应熟练地利用根与系数的关系,设而不求计算弦长;涉及垂直关系往往也是利用根与
系数的关系设而不求简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑利用圆锥曲线的定义求解.
2.关于圆锥曲线的中点弦问题
直线与圆锥曲线相交所得弦中点问题,是解析几何的内容之一,也是高考的一个热点问题.这类问题一般有以下三种类型:(1)求中点弦所在直线方程问题;(2)求弦中点的轨迹方程问题;(3)弦长为定值时,弦中点的坐标问题.其解法有代点相减法、设而不求法、参数法、待定系数法及中心对称变换法等.
3.圆锥曲线综合问题要四重视:
(1)重视定义在解题中的作用;(2)重视平面几何知识在解题中的作用;(3)重视根与系数的关系在解题中的作用;(4)重视曲线的几何特征与方程的代数特征在解题中的作用.
圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
圆锥曲线中定值问题的特点及两大解法
(1)特点:待证几何量不受动点或动线的影响而有固定的值.
(2)两大解法:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.②引进变量法:其解题流程为
解决探究性、存在性问题的常用方法
(1)解决是否存在常数的问题时,应首先假设存在,看是否能求出符合条件的参数值,如果推出矛盾就不存在,否则就存在.
(2)解决是否存在点的问题时,可依据条件,直接探究其结果;也可以举特例,然后再证明.
(3)解决是否存在直线的问题时,可依据条件寻找适合条件的直线方程,联立方程消元得出一元二次方程,利用判别式得出是否有解.
(4)解决是否存在最值问题时,可依据条件,得出函数解析式,依据解析式判定其最值是否存在,然后得出结论.
备战练习·固基石
一、解答题
1.已知倾斜角为 的直线经过抛物线 : 的焦点 ,与抛物线 相交于 、 两点,且 .(Ⅰ)求抛物线 的方程;(Ⅱ)过点 的两条直线 、 分别交抛物线 于点 、 和 、 ,线段 和 的中点分别为 、 .如果直线 与 的倾斜角互余,求证:直线 经过一定点.
【答案】解:(Ⅰ)由题意可设直线 的方程为 ,由 消去y整理得 ,设令 , ,则 ,由抛物线的定义得 ,∴ ,∴ .∴抛物线的方程为 .(Ⅱ)设直线 、 的倾斜角分别为 、 ,直线 的斜率为 ,则 .∵直线 与 的倾斜角互余,∴ ? ,∴直线 的斜率为 .∴直线 的方程为 ,即 ,由 消去x整理得 ,∴ ,∴ ,∴点 ,以 代替点M坐标中的 ,可得点 ,∴ ? .∴直线 的方程为 ,即 ,显然当 , .∴直线 经过定点 .
【考点】抛物线的标准方程,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(Ⅰ)根据抛物线的性质和根与系数的关系,即可求出,(Ⅱ)于是直线CD的方程为y-8=k(x-12),联立方程组利用根与系数的关系和中点坐标公式求出M,N的坐标,得出直线MN的方程,即可得出结论.
2.已知圆 : 与定点 , 为圆 上的动点,点 在线段 上,且满足 .(Ⅰ)求点 的轨迹 的方程;(Ⅱ)设曲线 与 轴正半轴交点为 ,不经过点 的直线 与曲线 相交于不同两点 , ,若 .证明:直线 过定点.
【答案】解:(Ⅰ)由已知 ,则 ,则点 的轨迹 是以 为焦点的椭圆,可设 的方程为: ,由已知可得 ,则点 的轨迹 的方程为: .(Ⅱ)①如果 与 轴垂直,设 ,由题知 ,可得 ,又 ,则 ?? 得 或 舍去,则 ②如果 与 轴不垂直,可设 ,将 代入 得 ?? 由题设可知 设 则 又 ,由 ,故 ,得 即 ,则 解得 或 (舍去) 时,满足 ,于是 即 ,恒过定点 又 ,也过点 综上可知,直线 恒过定点 ,故得证.
【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,椭圆的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)根据题目的条件和椭圆的定义即可判断出点Q的轨迹C是以M、N为焦点的椭圆,从而可求出点Q的轨迹;(Ⅱ)分两种情况讨论:l与x轴垂直和l与x轴不垂直,结合向量垂直的条件和联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理和向量数量积的坐标表示,即可得证.
3.已知直线l的方程为y=x+2,点P是抛物线y2=4x上到直线l距离最小的点,点A是抛物线上异于点P的点,直线AP与直线l交于点Q,过点Q与x轴平行的直线与抛物线y2=4x交于点B. (Ⅰ)求点P的坐标;(Ⅱ)证明直线AB恒过定点,并求这个定点的坐标.
【答案】解:(Ⅰ)设点P的坐标为(x0 , y0),则 ,所以,点P到直线l的距离 .当且仅当y0=2时等号成立,此时P点坐标为(1,2).(Ⅱ)设点A的坐标为 ,显然y1≠2.当y1=﹣2时,A点坐标为(1,﹣2),直线AP的方程为x=1;可得B( ,3),直线AB:y=4x﹣6;当y1≠﹣2时,直线AP的方程为 ,化简得4x﹣(y1+2)y+2y1=0;综上,直线AP的方程为4x﹣(y1+2)y+2y1=0.与直线l的方程y=x+2联立,可得点Q的纵坐标为 .因为,BQ∥x轴,所以B点的纵坐标为 .因此,B点的坐标为 .当 ,即 时,直线AB的斜率 .所以直线AB的方程为 ,整理得 .当x=2,y=2时,上式对任意y1恒成立,此时,直线AB恒过定点(2,2),也在y=4x﹣6上,当 时,直线AB的方程为x=2,仍过定点(2,2),故符合题意的直线AB恒过定点(2,2)
【考点】抛物线的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)利用点到直线的距离公式,求出最小值,然后求点P的坐标;(Ⅱ)设点A的坐标为 ,显然y1≠2.通过当y1=﹣2时,求出直线AP的方程为x=1;当y1≠﹣2时,求出直线AP的方程,然后求出Q的坐标,求出B点的坐标,解出直线AB的斜率,推出AB的方程,判断直线AB恒过定点推出结果.
4.已知椭圆C: =1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1、A2 , 上、下顶点分别为B2、B1 , O为坐标原点,四边形A1B1A2B2的面积为4,且该四边形内切圆的方程为x2+y2= .(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若M、N是椭圆C上的两个不同的动点,直线OM、ON的斜率之积等于﹣ ,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)∵四边形A1B1A2B2的面积为4,又可知四边形A1B1A2B2为菱形,∴ ,即ab=2? ①由题意可得直线A2B2方程为: ,即bx+ay﹣ab=0,∵四边形A1B1A2B2内切圆方程为 ,∴圆心O到直线A2B2的距离为 ,即 ②由①②解得:a=2,b=1,∴椭圆C的方程为: (Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1 , y1),N(x2 , y2),由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0∵直线l与椭圆C相交于M,N两个不同的点,∴△=64m2k2﹣16(1+4k2)(m2﹣1)>0得:1+4k2﹣m2>0③由韦达定理: ∵直线OM,ON的斜率之积等于 ,∴ ,∴ ,∴2m2=4k2+1满足③…(9分)∴ ,又O到直线MN的距离为 , ,所以△OMN的面积 若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称设M(x1 , y1),N(x1 , ﹣y1),则 , ,又∵M在椭圆上, ,∴ ,所以△OMN的面积S= = =1.综上可知,△OMN的面积为定值1
【考点】椭圆的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)利用四边形A1B1A2B2为菱形,求出ab=2,圆心O到直线A2B2的距离为 ,列出方程,求出a,b,即可得到椭圆方程.(Ⅱ)若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+m,M(x1 , y1),N(x2 , y2),由 得:(1+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣1)=0,利用韦达定理以及判别式,通过直线OM,ON的斜率之积等于 ,求出三角形的面积,若直线MN的斜率不存在,M,N关于x轴对称,设M(x1 , y1),N(x1 , ﹣y1),求解三角形的面积即可.
5.在直角坐标系xOy中,设圆的方程为(x+2 )2+y2=48,F1是圆心,F2(2 ,0)是圆内一点,E为圆周上任一点,线EF2的垂直平分线EF1的连线交于P点,设动点P的轨迹为曲线C.(Ⅰ)求曲线C的方程;(Ⅱ)设直线l(与x轴不重合)与曲线C交于A、B两点,与x轴交于点M.(i)是否存在定点M,使得 + 为定值,若存在,求出点M坐标及定值;若不存在,请说明理由;(ii)在满足(i)的条件下,连接并延长AO交曲线C于点Q,试求△ABQ面积的最大值.
【答案】解:(Ⅰ)∵圆的方程为(x+2 )2+y2=48的圆心F1为(﹣2 ,0),半径为4 .依题意点P满足 ,且4 >丨F1F2丨,故点P的轨迹为以F1、F2为焦点,长轴为4 的椭圆∴曲线C的方程: . (Ⅱ)(i)设M(t,0),设直线l的方程:x=my+t,A(x1 , y1),B(x2 , y2),联立 ,整理得:(m2+3)y2+2mty+t2﹣12=0,y1+y2=﹣ ,y1y2= , = , = ,则 + = = ,当2t2+24=72﹣6t2 , 即t2=6时, + =1,此时M的坐标为(± ,0),综上,存在点M(± ,0),使得 + =1,(ii)由(i)可知:t2=6,则丨AB丨= 丨y1﹣y2丨= ,原点O直线AB的距离d= ,S△ABQ=4× × = ,令 =μ∈[ ,+∞),则S△ABQ= = ≤ =4 ,当且仅当t= ,即m=0取最大值,∴△ABQ面积的最大值4
【考点】椭圆的应用
【解析】【分析】(Ⅰ)由足 ,且4 >丨F1F2丨,则点P的轨迹为以F1、F2为焦点,长轴为4 的椭圆,即可求得椭圆方程;(Ⅱ)(i)设直线l的方程,代入椭圆方程,由 + = ,利用韦达定理可知2t2+24=72﹣6t2 , 即可求得t的值, + =1;(ii)利用弦长公式,求得丨AB丨,利用点到直线距离公式,换元,即可求得△ABQ面积的最大值.
6.已知右焦点为F的椭圆C: + =1(a>b>0)过点M(1, ),直线x=a与抛物线L:x2= y交于点N,且 = ,其中O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆C交于A、B两点.①若直线l与x轴垂直,过点P(4,0)的直线PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴相交于定点;②已知D为椭圆C的左顶点,若l与直线DM平行,判断直线MA,MB是否关于直线FM对称,并说明理由.
【答案】(1)解:设N(a,y0),连接MN,由 = ,则OMNF为平行四边形,则y0= ,将M(1, )代入抛物线方程:解得:a=2,将M(1, )代入椭圆方程: ,解得:b2=3,∴椭圆的标准方程: (2)解:①证明:由题意,直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为y=k(x﹣4),B(x1 , y1),E(x2 , y2),则A(x1 , ﹣y1), ,整理得:(3+4k2)x2﹣32k2x+64k2﹣12=0,x1+x2= ,x1x2= ,①则直线AE的方程为:y﹣y2= (x﹣x2),令y=0,x=x2﹣ ,由y1=k(x1﹣4),y2=k(x2﹣4),∴x= ,∴x=1,∴直线AE与x轴相交于定点(1,0);②由题意可知,直线MF的方程为x=1,则kOM= ,设直线l:y= x+n,(n≠1),设A(x3 , y3),B(x4 , y4), ,整理得:x2+nx+n2﹣3=0,△=n2﹣4×(n2﹣3)=12﹣3n2>0,即b∈(﹣2,2),且n≠1,x3+x4=﹣n,x3x4=n2﹣3,则kMA+kMB= + = + =1+ + =1+ =1﹣ =0,直线MA,MB关于直线x=1对称
【考点】椭圆的应用
【解析】【分析】(1)将由 = ,即可求得N点坐标,将M代入抛物线方程,即可求得a,代入椭圆方程,即可求得b的值,即可求得椭圆方程;(2)①设直线PB的方程,设B,E点坐标,将直线PB代入椭圆方程,求得直线AE的方程,利用韦达定理即可求得x的值,直线AE与x轴相交于定点(1,0);②设直线l的方程,代入椭圆方程,由△>0,即可求得n的取值范围,利用直线的斜率公式及韦达定理kMA+kMB=0,则直线MA,MB关于直线x=1对称.
7.已知椭圆 的上顶点为点 ,右焦点为 .延长 交椭圆 于点 ,且满足 .
(1)试求椭圆 的标准方程;
(2)过点 作与 轴不重合的直线 和椭圆 交于 两点,设椭圆 的左顶点为点 ,且直线 分别与直线 交于 两点,记直线 的斜率分别为 ,则 与 之积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,试说明理由.
【答案】(1)解:椭圆 的上顶点为 ,右焦点 ,点 的坐标为 .∵ ,可得 ,又 , ,∴ 代入 可得 ,又 ,解得 , ,即椭圆 的标准方程为 .(2)解:设 , , , , .由题意可设直线 的方程为 ,联立 消去 ,得 ,∴ 根据 三点共线,可得 ,∴ .同理可得 ,∴ 的坐标分别为 , ,∴ .∴ 与 之积为定值,且该定值是
【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】【分析】(1)由已知条件推导出关于参数a,b,c的方程组,由此能求出椭圆C的方程.(2)设直线l'的方程为x=my+1,与椭圆方程联立,得关于y的二次方程,设A(x1 , y1),B(x2 , y2),由此利用三点共线、韦达定理,结合已知条件能求出直线的斜率之积为定值.
8.如图,矩形 中, ?且 , 交 于点 .
(1)若点 的轨迹是曲线 的一部分,曲线 关于 轴、 轴、原点都对称,求曲线 的轨迹方程;
(2)过点 作曲线 的两条互相垂直的弦 ,四边形 的面积为 ,探究 是否为定值?若是,求出此定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)解:设 ,由 ,求得 ,∵ ,∴ ,∴ ,整理得 .可知点 的轨迹为第二象限的 椭圆,由对称性可知曲线 的轨迹方程为 .(2)解:设 ,当直线 斜率存在且不为零时,设直线 的斜率为 ,把 代入椭圆方程,化简整理得 . , .∴ .∵ ,∴把 换成 ,即得 .∴ , , ,∴ .当直线 斜率不存在或为零时, .∴ 为定值 .
【考点】平面向量的坐标运算,斜率的计算公式,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由向量的线性运算以及斜率的坐标表示代入 Q 点的坐标,即可得到x、y的代数式即为 轨迹在第二象限的 椭圆再由椭圆的对称性即可得到椭圆的方程。(2)首先根据点斜式设出直线的方程,联立直线与椭圆的方程消元得到关于x的一元二次方程,结合韦达定理求出x1+x2、x1x2的代数式并把上式带入到弦长公式中,由两条直线垂直斜率之积等于-1整理化简上式,然后再把上式带入到三角形的面积公式中,整理化简|EF|+|GH/即可求出当直线的斜率存在时的代数式的定值。
9.已知抛物线 : ,斜率为 且过点 的直线 与 交于 , 两点,且 ,其中 为坐标原点.
(1)求抛物线 的方程;
(2)设点 ,记直线 , 的斜率分别为 , ,证明: 为定值.
【答案】(1)解:直线 的方程为 ,联立方程组 得 ,设 , ,所以 , ,又 ,所以 ,从而抛物线 的方程为 (2)解:因为 , ,所以 , ,因此 ? ,又 , ,所以 ,即 为定值
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】第一问,由于直线与抛物线有两个交点,所以首先验证直线斜率不存在时是否满足条件,其次用直线与圆锥曲线的关系的通用解法,得到A、B两点的坐标关系,再用求出参数p就可得抛物线方程。第二问,用斜率公式表示出、?,再借用第一问 可以求解。
10.已知椭圆 的左、右焦点分别为 短轴两个端点为 且四边形 是边长为 的正方形.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若 分别是椭圆长轴的左、右端点,动点 满足 ,连接 ,交椭圆于点 .证明: 为定值.
【答案】解:(I) , ,∴ ,∴椭圆方程为 .(Ⅱ) , ,设 , ,则 , ,直线 ,即 ,代入椭圆 得 ,∵ ,∴ , ,∴ ,∴ (定值)
【考点】椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,椭圆的应用
【解析】【分析】(1)根据题目中所给的条件的特点,关键是利用椭圆的几何性质求出a、b的值,写出椭圆的标准方程即可.(2)设出点M的坐标后写出直线CM的方程,并把它和椭圆的方程联立,解方程组可求P的坐标,进而得到向量OM、OP的坐标,计算它们的数量积,即可证明出定值.
11.已知抛物线 的焦点为 ,直线 与抛物线 交于 , 两点.
(1)若直线 过焦点 ,且与圆 交于 , (其中 , 在 轴同侧)两点,求证: 是定值;
(2)设抛物线 在点 和点 处的切线交于点 ,试问在 轴上是否存在点 ,使得四边形 为菱形?若存在,求出此时直线 的斜率和点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:抛物线 的焦点 ,设 ,联立 与 有 ,则 ,且 , .若直线 过焦点 ,则 ,则 , .由条件可知圆 圆心为 ,半径为1,由抛物线的定义有 ,则 , , ? ,(或 )即 为定值,定值为1.(2)解:当直线 的斜率为0,且 时 为菱形.理由如下:由 有 ,则 ,则抛物线 在 处的切线为 ,即 ……①同理抛物线 在 处的切线为 ……②联立①②解得 ,代入①式解得 ,即 .又 ,所以 ,即 的中点为 .则有 轴.若 为菱形,则 ,所以 ,此时 , ,则 .
【考点】抛物线的定义,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)根据题意联立直线和抛物线的方程消元得到关于x的一元二次方程,结合韦达定理求出 x1 + x2 = 4 k , x1 ? x1 的代数式,再根据直线l过焦点F则a=1,由已知条件结合圆的标准方程求出圆心坐标以及半径,再利用抛物线的定义联立上式求出|AD|?|BE|的代数式整理即可得出结果。(2)根据题意求出抛物线方程的导函数即为抛物线 C 在 A 处的切线的方程,同理可求出抛物线 C 在 B 处的切线的方程,联立两式解出A B 的中点坐标结合P R ⊥ A B求出 k = 0,即可求出点P的坐标。
12.在平面直角坐标系中,点 到点 的距离之和为4.
(1)试求点A的M的方程.
(2)若斜率为 的直线l与轨迹M交于C,D两点, 为轨迹M上不同于C,D的一点,记直线PC的斜率为 ,直线PD的斜率为 ,试问 是否为定值.若是,求出该定值;若不同,请说出理由.
【答案】(1)解:由题知 则 ,故由椭圆的定义知点A的轨迹M是椭圆,且a=2,c=1,则 所以轨迹M的方程为 (2)解: 为定值0,理由如下:设直线l的方程为 联立 得 ,当 ,即 时,直线l与椭圆M有两个交点.且 ,因为 所以 = =0所以 为定值.
【考点】椭圆的定义,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由椭圆的定义知点A的轨迹M是椭圆,易得其标准方程.(2)先设直线方程,由根与系数关系可以得出k1+k2为定值.
13.已知点 是抛物线 上一点,且 到 的焦点的距离为 .
(1)求抛物线 在点 处的切线方程;
(2)若 是 上一动点,且 不在直线 上,过 作直线 垂直于 轴且交 于点 ,过 作 的垂线,垂足为 .证明: 为定值,并求该定值.
【答案】(1)解:依题意得 ∴ .∵ ,∴ ,故 的方程为 .由 得 , ,∴ ,又 ,∴所示切线的方程为 ,即 .(2)解:设 ( ,且 ),则 的横坐标为 , .(法一)由题可知 ,与 联立可得, ,所以 ,则 为定值.(法二)∵ , ,∴ ∴ 为定值.
【考点】导数的几何意义,抛物线的定义
【解析】【分析】利用点在曲线上则坐标满足方程,以及抛物线的定义求出和p.(1)利用“切点处的导数就是切线的斜率”求出切线斜率,再用点斜式写出直线方程。(2)用恰当的方法表示出线段的长度
14.已知椭圆 ? ,直线 不过原点O且不平行于坐标轴, 与 有两个交点A、B , 线段AB的中点为M.
(1)若 ,点K在椭圆 上, 、 分别为椭圆的两个焦点,求 的范围;
(2)证明:直线 的斜率与 的斜率的乘积为定值;
(3)若 过点 ,射线OM与 交于点P , 四边形 能否为平行四边形?若能,求此时 的斜率;若不能,说明理由.
【答案】(1)解:椭圆 ,两个焦点 、 ,设 所以 由于 ,所以 , ?由椭圆性质可知 ,所以 (2)证明:设直线 ( ), , , ,所以 为方程 的两根,化简得 ,所以 , . ,所以直线 的斜率与 的斜率的乘积等于 为定值.(3)解:∵直线 过点 ,∴ 不过原点且与 有两个交点的充要条件是 , .设 ?设直线 ( ),即 .由(2)的结论可知 ,代入椭圆方程 得 ?由(2)的过程得中点 ,若四边形 为平行四边形,那么M也是OP的中点,所以 ,得 ,解得 所以当 的斜率为 或 时,四边形 为平行四边形
【考点】椭圆的简单性质,直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)设P(cosα,3sinα),用α表示,即可得出结论;
(2)设直线l方程为y=kx+b,联立方程组,根据韦达定理求出M点坐标得出结论;(3)设直线l斜率为k,求出P点坐标,令M为OP的中点得出k的值.
15.已知椭圆 ,三点 中恰有二点在椭圆 上,且离心率为 。
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 为椭圆 上任一点, 为椭圆 的左右顶点, 为 中点,求证:直线 与直线 它们的斜率之积为定值;
(3)若椭圆 的右焦点为 ,过 的直线 与椭圆 交于 ,求证:直线 与直线 斜率之和为定值。
【答案】(1)解:由椭圆性质得: 在椭圆上, 得: (2)解:设 为椭圆上任一点, , 得: ? (3)解:设直线 : ,设 联立得: , ?代入得,
【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】【分析】(1)根据椭圆的简单性质以及离心率的定义即可求出椭圆的方程,(2)根据斜率公式即可证明,(3)设直线l:y=k(x-4),现椭圆方程联立后消去y,利用根与系数的关系和斜率公式即可证明.
16.设椭圆C: 的一个顶点与抛物线 的焦点重合, 分别是椭圆的左、右焦点,且离心率 ,过椭圆右焦点 的直线l与椭圆C交于 两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若 ,求直线l的方程;
(3)若 是椭圆C经过原点O的弦, ,求证: 为定值.
【答案】(1)解:椭圆的顶点为(0, ),即b= ,e= = ,∴a=2,∴椭圆的标准方程为 + =1(2)解:由题可知,直线l与椭圆必相交.①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.②当斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),且M(x1 , y1),N(x2 , y2).由 得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,x1+x2= ,x1x2= , =x1x2+y1y2=x1x2+k2[x1x2-(x1+x2)+1]= +k2 = =-2,解得k=± ,故直线l的方程为y= ?(x-1)或y=- ?(x-1)(3)证明:设M(x1 , y1),N(x2 , y2),A(x3 , y3),B(x4 , y4),由(2)可得|MN|= ?|x1-x2|= = = ,由 消去y并整理得x2= ,|AB|= ?|x3-x4|=4 ,∴ = =4,为定值
【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】【分析】(Ⅰ)根据椭圆的简单性质 , 即可求出椭圆的标准方程.(Ⅱ)分两张情况讨论:①当直线斜率不存在时,经检验不合题意;②设存在直线l为y=k(x-1)(k≠0),与椭圆方程联立,利用韦达定理,结合向量条件,即可求得直线l的方程;(Ⅲ)利用弦长公式,以及根与系数的关系,求出|MN|与|AB|的长,从而可证结论
17.已知动点 与 , 两点连线的斜率之积为 ,点 的轨迹为曲线 ,过点 的直线交曲线 于 , 两点.
(1)求曲线 的方程;
(2)若直线 , 的斜率分别为 , ,试判断 是否为定值?若是,求出这个值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)解:设点 ,由题知, ,
整理,得曲线 : ,即为所求.
(2)解:由题意,知直线 的斜率不为0,故可设 : , , ,
设直线 的斜率为 ,由题知, , ,
由 ,消去 ,得 ,所以 ,
所以 ? .
又因为点 在椭圆上,所以 ,所以 ,为定值.
【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)设出P的坐标为(x,y)然后结合题目所给条件得到y关于x的方程,进而得到轨迹方程,得出答案。(2)由题目已知条件可以设出直线MN的方程为:x=my+1,然后结合第一问所求的轨迹方程,代入,得到关于y的一元二次方程,表示出直线NB和直线MB的斜率乘积,表示出直线MA和直线MB的斜率乘积,然后求比值就可以得到答案。
18.已知 、 分别是离心率为 的椭圆 : 的左、右焦点,点 是椭圆 上异于其左、右顶点的任意一点,过右焦点 作 的外角平分线 的垂线 ,交 于点 ,且 ( 为坐标原点).
(1)求椭圆 的方程;
(2)若点 在圆 上,且在第一象限,过 作圆 的切线交椭圆于 、 两点,问: 的周长是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.
【答案】(1)解:延长 交直线 于点 ,∵ 为 的外角平分线的垂线,∴ , 为 的中点,∴ ,由椭圆的离心率 ,得 , ,∴椭圆的方程为 .(2)解:由题意,设 的方程为 ( , ),∵直线 与圆 相切,∴ ,即 ,由 得 ,设 , ( ),则 , , ,又 ,∴ ,同理 ,∴ ,∴ ,即 的周长为定值6.
【考点】椭圆的标准方程,椭圆的应用
【解析】【分析】(1)延长 F 2 Q 交直线 F 1 P 于点 R ,利用 为 的外角平分线的垂线,可得 , 为 的中点,结合椭圆的定义求出a,结合离心率公式求出b,即可得出椭圆的方程;(2)由题意,设 A B 的方程为 y = k x + m ( k < 0 , m > 0 ),利用直线 A B 与圆 x 2 + y 2 = 8 相切,求出m与k的关系,再将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式,即可得出结论。
19.已知椭圆 : ?( )的离心率为 , , 分别是它的左、右焦点,且存在直线 ,使 , 关于 的对称点恰好是圆 : ( , )的一条直径的两个端点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设直线 与抛物线 相交于 、 两点,射线 、 与椭圆 分别相交于 、 .试探究:是否存在数集 ,当且仅当 时,总存在 ,使点 在以线段 为直径的圆内?若存在,求出数集 ;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:将圆 的方程配方得: ,所以其圆心为 ,半径为2,由题设知,椭圆的焦距 等于圆 的直径,所以 ,又 ,所以 ,从而 ,故椭圆 的方程为 (2)解:因为 关于 的对称点恰好是圆 的一条直径的两个端点,所以直线 是线段 的垂直平分线( 是坐标原点),故 方程为 ,与 ,联立得: ,由其判别式 得 ①.设 , ,则 , ,从而 , .因为 的坐标为 ,所以 , ,注意到 与 同向, 与 同向,所以点 在以线段 为直径的圆内 ,所以 即 代入整理得 ②当且仅当 即 时,总存在 ,使②成立.又当 时,由韦达定理知方程 的两根均为正数,故使②成立的 ,从而满足①.故存在数集 ,当且仅当 时,总存在 使点 在以线段 为直径的圆内.
【考点】圆的标准方程,椭圆的标准方程,抛物线的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由圆的标准方程得到圆心坐标与半径,由题设知,椭圆的焦距 2 c 等于圆 C 的直径,求出c,再由离心率求出a,b,得到椭圆的方程;(2)由已知得直线 l 是线段 O C 的垂直平分线,得到其方程,代入抛物线方程中,得到关于y的二次方程,由韦达定理得到两根和与积,再由点 F1在以线段 M N 为直径的圆内,得到向量的数量积小于0,代入整理得到关于m与p的不等式,由关于m的二次不等式的判别式在于0,求出p的范围,即为数集D.
20.已知直线 过椭圆 的右焦点 ,抛物线 的焦点为椭圆 的上顶点,且 交椭圆 于 两点,点 在直线 上的射影依次为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 交 轴于点 ,且 ,当 变化时,证明: 为定值;
(3)当 变化时,直线 与 是否相交于定点?若是,请求出定点的坐标,并给予证明;否则,说明理由.
【答案】(1)解:∵ 过椭圆 的右焦点 ,
∴右焦点 ,即 ,
又∵ 的焦点 为椭圆 的上顶点,
∴ ,即 ,
∴椭圆 的方程 ;
(2)解:由 得, ,
设 ,则 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
综上所述,当 变化时, 的值为定值 ;
(3)证明:当 时,直线 轴,则 为矩形,易知 与 是相交于点 ,猜想 与 相交于点 ,证明如下:
∵ ,
∵ ,
∴ ,即 三点共线.
同理可得 三点共线,
则猜想成立,即当 变化时, 与 相交于定点 .
【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示,椭圆的简单性质,抛物线的简单性质,直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由题意可得c 2 = 1,b 2 = 3,即可得出椭圆 C 的方程;(2)将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理和平面向量共线的坐标表示可得λ 1 + λ 2 为定值;(3)由m = 0易知 A E 与 B D 是相交于点 N ( , 0 ),故只需证明当 m 变化时, A E 与 B D 相交于定点 N ( , 0 )即可 .
备战真题·勇闯天涯
一、解答题
1.(2016?北京)已知椭圆C: =1过点A(2,0),B(0,1)两点.
(1)求椭圆C的方程及离心率;
(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:四边形ABNM的面积为定值.
【答案】(1)解:∵椭圆C: =1过点A(2,0),B(0,1)两点,∴a=2,b=1,则 = ,∴椭圆C的方程为 ,离心率为e= (2)证明:如图, 设P(x0 , y0),则 ,PA所在直线方程为 ,取x=0,得 ; ,PB所在直线方程为 ,取y=0,得 .∴|AN|= ,|BM|=1﹣ .∴ = = = = = .∴四边形ABNM的面积为定值2.
【考点】椭圆的标准方程
【解析】【分析】(1)由题意可得a=2,b=1,则 ,则椭圆C的方程可求,离心率为e= ;(2)设P(x0 , y0),求出PA、PB所在直线方程,得到M,N的坐标,求得|AN|,|BM|.由 ,结合P在椭圆上求得四边形ABNM的面积为定值2.;本题考查椭圆的标准方程,考查了椭圆的简单性质,考查计算能力与推理论证能力,是中档题.
2.(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.
3.(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.
4.(2017?新课标Ⅰ卷)已知椭圆C: + =1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )中恰有三点在椭圆C上.(12分)
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
【答案】(1)解:根据椭圆的对称性,P3(﹣1, ),P4(1, )两点必在椭圆C上,又P4的横坐标为1,∴椭圆必不过P1(1,1),∴P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )三点在椭圆C上.把P2(0,1),P3(﹣1, )代入椭圆C,得: ,解得a2=4,b2=1,∴椭圆C的方程为 =1.(2)证明:①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA),∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,∴ = = =﹣1,解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.②当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),A(x1 , y1),B(x2 , y2),联立 ,整理,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0, ,x1x2= ,则 = = = = =﹣1,又b≠1,∴b=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立,∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1,当x=2时,y=﹣1,∴l过定点(2,﹣1).
【考点】直线的斜截式方程,椭圆的标准方程,椭圆的简单性质,圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1.)根据椭圆的对称性,得到P2(0,1),P3(﹣1, ),P4(1, )三点在椭圆C上.把P2(0,1),P3(﹣1, )代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,由此能求出椭圆C的方程.(2.)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),联立 ,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1).
5.(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.
6.(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.
7.(2016?全国)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连结ON并延长交C于点H.
(1)求 ;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其它公共点?说明理由.
【答案】(1)解:将直线l与抛物线方程联立,解得P( ,t),∵M关于点P的对称点为N,∴ = , =t,∴N( ,t),∴ON的方程为y= x,与抛物线方程联立,解得H( ,2t)∴ = =2;(2)解:由(1)知kMH= ,∴直线MH的方程为y= x+t,与抛物线方程联立,消去x可得y2﹣4ty+4t2=0,∴△=16t2﹣4×4t2=0,∴直线MH与C除点H外没有其它公共点.
【考点】抛物线的简单性质
【解析】【分析】(Ⅰ)求出P,N,H的坐标,利用 = ,求 ;(2)直线MH的方程为y= x+t,与抛物线方程联立,消去x可得y2﹣4ty+4t2=0,利用判别式可得结论.;本题考查直线与抛物线的位置关系,考查学生的计算能力,正确联立方程是关键.