人教版高中数学理科选修2-1同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:29【提高】《圆锥曲线与方程》全章复习与巩固(理)

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名称 人教版高中数学理科选修2-1同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:29【提高】《圆锥曲线与方程》全章复习与巩固(理)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-07-20 08:40:53

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《圆锥曲线与方程》全章复习与巩固
【学习目标】
(1)掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质。 (2)掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质. (3)掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质. (4)掌握直线与圆锥曲线的位置关系及综合应用.
【知识网络】
【要点梳理】
要点一:圆锥曲线的标准方程和几何性质
1.椭圆:
(1)椭圆概念
平面内与两个定点、的距离的和等于常数2(大于)的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离2c叫椭圆的焦距。若为椭圆上任意一点,则有。
椭圆的标准方程为:()(焦点在x轴上)或()(焦点在y轴上)。
要点诠释:
①上方程中的大小,其中;
②在和两个方程中都有的条件,要分清焦点的位置,只要看和的分母的大小。
例如椭圆(,,)当时表示焦点在轴上的椭圆;当时表示焦点在轴上的椭圆。
(2)椭圆的性质
①范围:由标准方程知,,说明椭圆位于直线,所围成的矩形里;
②对称性: 椭圆关于轴、轴和原点对称。这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心;
③顶点: ,,,是椭圆的四个顶点。
同时,线段、分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为和,和分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
④离心率:椭圆的焦距与长轴的比叫椭圆的离心率。
∵,∴,且越接近,就越接近,从而就越小,对应的椭圆越扁;反之,越接近于,就越接近于,从而越接近于,这时椭圆越接近于圆。当且仅当时,,两焦点重合,图形变为圆,方程为。
2.双曲线
(1)双曲线的概念
平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于常数(小于且不等于零)的点的轨迹叫做双曲线.
要点诠释:
①式中是差的绝对值,在条件下;时为双曲线的一支;时为双曲线的另一支(含的一支);
②当时,表示两条射线;
③当时,不表示任何图形;④两定点叫做双曲线的焦点,叫做焦距。
(2)双曲线的性质
①范围:从标准方程,看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线的外侧。即,即双曲线在两条直线的外侧。
②对称性:双曲线关于每个坐标轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双曲线的对称轴,原点是双曲线的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。
③顶点:双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。在双曲线的方程里,对称轴是轴,所以令得,因此双曲线和轴有两个交点,他们是双曲线的顶点。
令,没有实根,因此双曲线和y轴没有交点。
注意:双曲线的顶点只有两个,这是与椭圆不同的(椭圆有四个顶点),双曲线的顶点分别是实轴的两个端点。
实轴:线段叫做双曲线的实轴,它的长等于叫做双曲线的实半轴长。
虚轴:线段叫做双曲线的虚轴,它的长等于叫做双曲线的虚半轴长。
④渐近线: 渐近线方程:.
这两条直线即称为双曲线的渐近线。从图上看,双曲线的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。
3.抛物线
(1)抛物线的概念
平面内与一定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线
(定点F不在定直线l上)。定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线。
方程叫做抛物线的标准方程。
注意:它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,焦点坐标是F(,0),它的准线方程是 ;
(2)抛物线的性质
一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他几种形式:,,.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如下表:
标准方程
图形
焦点坐标
准线方程
范围
对称性




顶点
离心率
要点诠释:
(1)通径:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径;
(2)抛物线的几何性质的特点:有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;
(3)注意强调的几何意义:是焦点到准线的距离。
要点二:直线和圆锥曲线的位置关系
直线与圆锥曲线有三种位置关系:相交,相切,相离。
1.直线与圆锥曲线C的位置关系
判断直线与圆锥曲线C的位置关系时,将直线的方程代入曲线C的方程,消去y(也可消去x)得一个关于变量x(或y)的一元二次方程ax2+bx+c=0。
①当a≠0时,
若Δ>0,则与C相交;
若Δ=0,则与C相切;
若Δ<0,则有与C相离。
②当a=0时,即得到一个一次方程,若方程有解,则直线与C相交,此时只有一个公共点
若C为双曲线,则平行于双曲线的渐近线;
若C为抛物线,则平行于抛物线的对称轴。
2.直线被圆锥曲线截得的弦长公式:
斜率为k的直线被圆锥曲线截得弦AB,设,,则
弦长公式:
当时, 弦长公式还可以写成:
要点诠释:
(1)当直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时,直线和双曲线、抛物线可能相切,也可能相交。(2)利用弦长公式求弦长时,应注意应用韦达定理。
要点三: 有关圆锥曲线综合题类型
1.求圆锥曲线方程的方法
①定义法
定义法是指先分析、说明动点的轨迹满足某种特殊曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线等)的定义或特征,再求出该曲线的相关参量,从而得到轨迹方程.
一般求已知曲线类型的曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤:
定形——指的是二次曲线的焦点位置与对称轴的位置,如果位置不确定时,考虑是否多解。此时注意数形结合,在图形上标出已知条件,检查轴上的点、垂直于轴的直线的位置是否准确等。
定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪个坐标轴上时,可设方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0)
定量——由题设中的条件找到“式”中特定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小。此处注意n个未知数,列够n个独立的方程,并注意“点在线上”条件及韦达定理的使用。
②直接法
建系→设点→点满足的几何条件坐标化→整理化简成最简形式→证明(可省略,但必须删去增加的或者补上丢失的解)
③代入法
当题目中有多个动点时,将其他动点的坐标用所求动点的坐标来表示,再代入到其他动点要满足的条件或轨迹方程中,整理即得到动点的轨迹方程,称之代入法,也称相关点法、转移法.
④参数法
参数法是指先引入一个中间变量(参数),使所求动点的横、纵坐标间建立起联系,然后再从所求式子中消去参数,得到间的直接关系式,即得到所求轨迹方程.
常见的参数法有:
(1)点参数
利用点在某曲线上设点(常设“主动点”),以此点为参数,依次求出其他相关量,再列式求解。如x轴上一动点P,常设P(t,0);直线x-2y+1=0上一动点P。除设P(x1,y1)外,也可直接设P(2y,-1,y1)
(2)斜率为参数
当直线过某一定点P(x0,y0)时,常设此直线为y-y0=k(x-x0),即以k为参数,再按命题要求依次列式求解等。
(3)角参数
当研究有关转动的问题时,常设某一个角为参数,尤其是圆与椭圆上的动点问题。
要点诠释:
(1求轨迹方程的一般思路:
①若曲线的类型已确定,一般用待定系数法;
②若曲线的类型未确定,但曲线上动点的运动在题目中有明确的表述,一般采用直接法;
③若动点的变化依赖于另一相关点的变化,一般采用相关点法(代入转移法);
④若动点坐标之间的关系不易找出,一般可采用参数法。但应注意所列方程个数比参数个数要多一个,才可以消去参数。
(2求轨迹方程应注意的问题:
①求轨迹方程后一定要注意轨迹的纯粹性和完备性;以保证方程的解与曲线上的点具有一一对应的关系, 尤其是题中涉及三角形、斜率、参数方程中参数的限制, 往往使方程产生增根。
②要注意区别“轨迹”与“轨迹方程”是两个不同的概念。
2.直线与圆锥曲线相交 --- 弦的有关问题:
①韦达定理法:
因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
②设而不求法:
解析几何的运算中,常设一些量而并不解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB中点为M(x0,y0),将点A、B坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:(1)与直线相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0),
将两式作差可得:。
(2)与直线l相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0),将两式作差可得:
(3)y2=2px(p>0)与直线l相交于A、B设弦AB中点为M(x0,y0),同样设点作差可得2y0k=2p, 即y0k=p.
3.求取值范围或最值:
参数方法----将待求范围参数表示为另一个变量的函数,注意求函数的定义域。
方程与不等式组----n个未知数,列够n个独立方程或不等式,注意归纳总结列不等式的方法:
利用几何性质求参数范围;
利用不等式性质(结合几何性质)求参数范围.
【典型例题】
类型一:圆锥曲线的方程与性质
例1. 已知中,、、的对边分别为、、,若依次构成等差数列,且,,求顶点的轨迹方程.
【思路点拨】建立坐标系,再依据题中已知条件直接列出几何关系式子,再将其“翻译”成数学语言即可.
【解析】如右图,以直线为轴,线段的中点为原
点建立直角坐标系. 由题意,构成等差数列,

即,又,
的轨迹为椭圆的左半部分.在此椭圆中,,,故的轨迹方程为.
【总结升华】本题采用的是定义法,定义法是指先分析、说明动点的轨迹满足某种特殊曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线等)的定义或特征,再求出该曲线的相关参量,从而得到轨迹方程.
举一反三:
【变式1】已知圆的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程。
【答案】设动圆圆心P(x,y),动圆的半径为R,
由两圆外切的条件可得:,。

∴动圆圆心P的轨迹是以M1、M2为焦点的双曲线的右支,其中c=4,a=2,
∴b2=12,
故所求轨迹方程为。
【变式2】
设F1、F2是双曲线x2-y2=4的两焦点,Q是双曲线上任意一点,从F1引
∠F1QF2平分线的垂线,垂足为P,则点P的轨迹方程是      .
【答案】设O为F1F2的中点, 延长F1P交QF2于A,连接OP,
据题意知:△AQF1为等腰三角形
所以QF1=QA
∵|QF1-QF2|=4
∴|QA-QF2|=4
即AF2=4
∵OP为△F1F2A的中位线
∴OP=2
故点P的轨迹为以O为圆心,以2为半径的圆,
方程为:x2+y2=4
例2.过原点的直线与曲线y=x2-2x+2交于A,B两点,求弦AB中点的轨迹.
【思路点拨】AB的中点是受A,B两点的影响而运动的,而A,B的运动是由于直线的转动而导致的,因此可以选择直线的斜率k作为参数.
【解析】设AB的中点M(x,y), A(x1,y1), B(x2,y2),
依题意,直线的斜率必须存在,设为k, 又直线 过原点,
∴直线的方程为:y=kx,
将此式代入y=x2-2x+2
整理得:x2-(2+k)x +2=0
∴x1+x2=2+k,


由消去k,得。
又由于直线与曲线有两交点,故(1)式中的判别式Δ>0,
∴(2+k)2-8>0, 解得或
∵,∴或
∴所求的轨迹是抛物线y=2x2-2x(或)部分。
【总结升华】
①在处理涉及直线和二次曲线交点的轨迹问题时,直线的斜率是常用的参数,即“k参数”,此时要考虑直线的斜率不存在这一特殊情况.
②参数的选择多种多样,应视具体情况而定 常见的参数有k参数、点参数,也可以选有几何意义的量如角参数、参数a,b,c等。恰当选择参数,可以简化解题过程.
③解题时应先对动点的形成过程进行分析,确定参数,探求几何关系,建立参数方程.
④对参数方程化简以后,要重视检验工作,确定变量的范围.
举一反三:
【变式1】设双曲线的两个焦点分别是F1和F2, A 、B分别是双曲线两条渐近线上的动点, 且, 求线段AB中点的轨迹方程.
【答案】设A点在渐近线上, B点在渐近线上,
A(x1, y1), B(x2, y2),线段AB中点 M(x, y),
∵,

由=30,得,
∴, 化简得.
【变式2】以抛物线的弦AB为直径的圆经过原点O, 过点O作OM⊥AB, M为垂足, 求点M的轨迹方程.
【答案】设直线OA方程为, 代入得A点坐标为,
,∴,
同理可得B(),
∴直线AB方程为,
即: ①
直线OM方程为②
①②,得: ,
即为所求点M的轨迹方程.
【变式3】在圆x2+y2=4上,有一定点A(2,0)和两动点B,C(A,B,C按逆时针排列),当B,C两点保持∠BAC=时,求△ABC的重心的轨迹。
【答案】 连OB,OC,∵∠BAC=,∴∠BOC=
设B(2cosθ,2sinθ)(0<θ<),则C(2cos(θ+),2sin(θ+))
设重心G(x,y),则:
x=
y=
即: x=
y=
θ+
∴。(x<)

类型二:直线与圆锥曲线相交 --- 弦的有关问题:
例3.设直线过双曲线的一个焦点,交双曲线于A、B两点,O为坐标原点,若,求|AB|的值。
【思路点拨】直线与双曲线的弦长问题,可以考虑弦长公式,结合韦达定理进行求解。
【解析】当AB⊥x轴时,点A(2,3),B(2,-3),不满足条件。
则直线AB斜率存在,设为k,则直线AB的方程为y=k(x-2)。
代入双曲线方程,得
即。
设点,,
则当Δ>0时,,。
从而

∵,∴
∴,解得。
此时
∴,
故由焦点弦长公式,得:。
【总结升华】
处理涉及直线和二次曲线交点问题时,一般设出交点坐标,但不求交点坐标,而 是用韦达定理作整体运算(把x1+x2或x1x2看作一个整体),即所谓“设而不求”.
涉及直线与双曲线相交弦的问题,Δ>0是必不可少的条件。关于直线与双曲线的某一支的相交问题,不但要考虑Δ>0,同时要考虑方程根的取值范围。
举一反三:
【变式1】(2018 江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.
【思路点拨】(1)求椭圆标准方程,只需列两个独立条件即可:一是离心率为,二是右焦点F到左准线l的距离为3,解方程即得(2)因为直线AB过F,所以求直线AB的方程就是确定其斜率,本题关键就是根据PC=2AB列出关于斜率的等量关系,这有一定运算量.首先利用直线方程与椭圆方程联立方程组,解出AB两点坐标,利用两点间距离公式求出AB长,再根据中点坐标公式求出C点坐标,利用两直线交点求出P点坐标,再根据两点间距离公式求出PC长,利用PC=2AB解出直线AB斜率,写出直线AB方程.
【解析】 (1)由题意,得且,
解得,c=1,则b=1,
所以椭圆的标准方程为.
(2)当AB⊥x轴时,,又,不合题意.
当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),
将AB的方程代入椭圆方程,得,
则,C的坐标为,且

若k=0,则线段AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意.
从而k≠0,故直线PC的方程为,
则P点的坐标为,从而.
因为PC=2AB,所以,解得k=±1.
此时直线AB方程为y=x-1或y=-x+1.
【变式2】(2018 浙江理)如图,设椭圆.
(Ⅰ)求直线y=kx+1被椭圆截得的线段长(用a、k表示);
(Ⅱ)若任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点,求椭圆离心率的取值范围.
【答案】
(Ⅰ)设直线y=kx+1被椭圆截得的线段为AP,
由得,
故.
因此.
(Ⅱ)假设圆与椭圆的公共点有4个,由对称性可设y轴左侧的椭圆上有两个不同的点P,Q,
满足|AP|=|AQ|.
记直线AP,AQ的斜率分别为k1,k2,且k1,k2>0,k1≠k2.
由(Ⅰ)知,,
故,
所以,
由于k1≠k2,k1,k2>0得,
因此, ①
因为①式关于k1,k2的方程有解的充要条件是,
所以.
因此,任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点的充要条件为1≤a≤2,
由得,所求离心率的取值范围为,
【变式3】如图,和两点分别在射线OS、OT上移动,且,O为坐标原点,动点P满足。 
(1)求的值;
(2)求P点的轨迹C的方程,并说明它表示怎样的曲线?
(3)若直线l过点E(2,0)交(2)中曲线C于M、N两点,且,求的方程.
【解析】(1)由已知得

(2)设P点坐标为(x,y)(x>0),由得


∴ 消去m,n可得
,又因
∴ P点的轨迹方程为
它表示以坐标原点为中心,焦点在轴上,且实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支
(3)设直线l的方程为,将其代入C的方程得


易知(否则,直线l的斜率为,它与渐近线平行,不符合题意)

设,则
∵ l与C的两个交点在轴的右侧


∴ ,即
又由 同理可得
由得


由得
由得
消去得
解之得: ,满足
故所求直线l存在,其方程为:或
类型三:求取值范围或最值:
例4. (2018 天津)已知椭圆的左焦点为,离心率为,点M在椭圆上且位于第一象限,直线FM被圆截得的线段的长为c,.
(Ⅰ)求直线FM的斜率;
(Ⅱ)求椭圆的方程;
(Ⅲ)设动点P在椭圆上,若直线FP的斜率大于,求直线OP(O为原点)的斜率的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)
【解析】
(Ⅰ)解:由已知有,又由a2=b2+c2,可得a2=3c2,b2=2c2.
设直线FM的斜率为k(k>0),则直线FM的方程为y=k(x+c).
由已知,有,解得.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)得椭圆方程为,
直线FM的方程为,两个方程联立,消去y,
整理得,解得,或x=c.
因为点M在第一象限,可得M的坐标为.
由,解得c=1,
所以椭圆的方程为.
(Ⅲ)解:设点P的坐标为(x,y),直线FP的斜率为t,
得,即,与椭圆方程联立
,消去y,整理得.
又由已知,得,解得,或-1<x<0.
联立,整理可得.
①当时,有,因此m>0,于是
,得.
②当x∈(-1,0)时,有y=t(x+1)>0,因此m<0,于是
,得.
综上,直线OP的斜率的取值范围是.
举一反三:
【变式1】
(1)抛物线C:y2=4x上一点P到点A(3,4)与到准线的距离和最小,则点 P的坐标为______________
(2)抛物线C: y2=4x上一点Q到点B(4,1)与到焦点F的距离和最小,则点Q的坐标为 。
【答案】(1)(2,2)
连PF,当A、P、F三点共线时,最小,此时AF的方程为 即 y=2(x-1),代入y2=4x得P(2,2),(注:另一交点为(),它为直线AF与抛物线的另一交点,舍去)
(2)()
过Q作QR⊥l交于R,当B、Q、R三点共线时,最小,此时Q点的纵坐标为1,代入y2=4x得x=,∴Q()
【变式2】
设椭圆的右焦点为,直线与轴交于点,
若(其中为坐标原点).
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上的任一点,为圆的任意一条直径,求的最大值.
【答案】(1)由题设知:
由得:
解得,椭圆的方程为
(2)

从而将求的最大值转化为求的最大值
是椭圆上的任一点,设,则有
即 又,
当时,取最大值
∴的最大值为。
【变式3】
已知椭圆中心在原点,焦点在x轴上,一个顶点为A(0,-1)。若右焦点到直线的距离为3.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆与直线相交于不同的两点M、N.当时,求m的取值范围.
【答案】
(1)依题意可设椭圆方程为 ,则右焦点F
由题设 解得 故所求椭圆的方程为.
(2)设P为弦MN的中点,由 得 .
由于直线与椭圆有两个交点, 即 ①
,从而,
又,则,
即 ② 把②代入①得 解得
又由②得 解得. 故所求m的取范围是。
【巩固练习】
一、选择题
1.(2018 安徽卷)下列双曲线中,焦点在y轴上且渐近线方程为y=±2x的是( )
(A) (B) (C) (D)
2.若点P到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则P点的轨迹方程是 ( )
A、y2=-16x B、y2=-32x C、y2=16x D、y2=32x
3.(2018 浙江理)已知椭圆与双曲线的焦点重合,e1,e2分别为C1,C2的离心率,则( )
A.m>n且e1e2>1 B.m>n且e1e2<1
C.m<n且e1e2>1 D.m<n且e1e2<1
4. 设双曲线的一条渐近线与抛物线y=x+1 只有一个公共点,
则双曲线的离心率为( )
A. B. 5 C. D.
5.抛物线上的点到直线4x+3y-8=0距离的最小值是( )
A. B. C. D.3
6. 过双曲线的右顶点作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为.若,则双曲线的离心率是 ( ) w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B. C. D.
7.已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线于C相交于A、B两点,若。则k =
(A)1 (B) (C) (D)2
二、填空题
8.(2018 上海)若抛物线y2=2px的焦点与椭圆的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为   .
9.F是椭圆的右焦点,A(1,1)为椭圆内一定点,P为椭圆上一动点。的最小值为
10.抛物线与斜率为1且过焦点的直线交于A、B两点,则 ;
11. 在抛物线y2=16x内,通过点(2,1)且在此点被平分的弦所在直线的方程是________
三、解答题
12.△ABC中,A(3,0),BC在y轴上,且在[-3,3]间滑动,求△ABC外心的轨迹方程。
13.已知抛物线y2=2px(p>0),一条长为4p的弦AB的两个端点A、B在抛物线上滑动,求此动弦的中点Q到y轴的最小距离.
14. 如图,F是椭圆(a>b>0)的一个焦点,A,B是椭圆 的两个顶点,椭圆的离心率为.点C在x轴上,BC⊥BF,B,C,F三点确定的圆M恰好与直线l1:相切.
(Ⅰ)求椭圆的方程:
(Ⅱ)过点A的直线l2与圆M交于PQ两点,且,求直线l2的方程.
15.(2018 北京)已知椭圆C: x2+3y2=3,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)若AB垂直于x轴,求直线BM的斜率;
(Ⅲ)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.
16.(2018 山东理) 平面直角坐标系xOy中,椭圆的离心率是,抛物线的焦点F是C的一个顶点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设P是E上的动点,且位于第一象限,E在点P处的切线l与C交与不同的两点A,B,线段AB的中点为D,直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M.
(i)求证:点M在定直线上;(5分)
(ii)直线l与y轴交于点G,记△PFG的面积为S1,△PDM的面积为S2,求的最大值及取得最大值时点P的坐标.(6分)
【答案与解析】
1、【答案】 C
【解析】
由题意:选项中A,B焦点在x轴,排除
C项的渐近线方程为,即y=±2x,故选C.
2、【答案】C
【解析】 点P到F与到x+4=0等距离,P点轨迹为抛物线 p=8开口向右,则方程为y2=16x,选C
3、【答案】A
【解析】由题意知m2-1=n2+1,即m2=n2+2,,代入m2=n2+2,得m>n,(e1e2)2>1.故选A.
4. 【答案】D
【解析】双曲线的一条渐近线为,由方程组,消去y,得有唯一解,所以△=, 所以,,故选D.
5.【答案】A;
【解析】抛物线上的点到直线4x+3y-8=0距离
,故距离的最小值是.
6. 【答案】C
【解析】对于,则直线方程为,
直线与两渐近线的交点为B,C,,
则有,
因.
7. 【答案】B
【解析】,∵ ,∴ , ∵ ,设,,∴ ,直线AB方程为。代入消去,∴ ,∴ ,
,解得,
8、【答案】x=-2
【解析】由题意椭圆,故它的右焦点坐标是(2,0),
又y2=2px(p>0)的焦点与椭圆的右焦点重合,
故p=4,
∴抛物线的准线方程为x=-2.
故答案为:x=-2
9. 【答案】4-
【解析】设另一焦点为,则(-1,0)连A,P

当P是A的延长线与椭圆的交点时, 取得最小值为4-。
10.【答案】-3;
【解析】∵抛物线的焦点,∴直线:,
设点,,
由,得,
有,,
故.
11. 【答案】8x-y-15=0 ;
【解析】设所求直线与y2=16x相交于点A、B,且A(x1,y1),B(x2,y2),
代入抛物线方程得,
两式相减,得(y1+y2)(y1-y2)=16(x1-x2)

故所求直线方程为y=8x-15
12、【解析】设C在B的上方,设B(0,t), 则C(0,t+2),-3≤t≤1
设外心为M(x,y),因BC的中垂线为y=t+1 ①
AB中点为 , AB的中垂线为 ②
由①、②消去t得这就是点M的轨迹方程。
13.【解析】
设F为焦点,A(x1,y1), B(x2,y2) ,则,
其到y轴的距离为,所以要使中点Q到y轴的距离最小,只需最小即可,
由抛物线定义有,|AF|+|BF|≥|AB|,
所以 x1+x2+p≥|AB|, 即 x1+x2+p≥4p, ;
∴点Q到y轴的最小距离为。
14. 【解析】 (1)F(-c,0),B(0,),∵kBF=,kBC=-,
C(3c,0) 且圆M的方程为(x-c)2+y2=4c2,圆M与直线l1:x+u+3=0相切,
∴ ,解得c=1,∴所求的椭圆方程为
(2) 点A的坐标为(-2,0),圆M的方程为(x-1)2+y2=4,

过点A斜率不存在的直线与圆不相交,设直线l2的方程为y=k(x+2),
∵,又,∴cos=
∴∠PMQ=120°,圆心M到直线l2的距离d=,所以,∴k=
所求直线的方程为x×2+2=0.
15.(Ⅰ)椭圆C的标准方程为.
所以.
所以椭圆C的离心率.
(Ⅱ)因为AB过点D(1,0)且垂直于x轴,所以可设A(1,y1),B(1,-y1).
直线AE的方程为y-1=(1-y1)(x-2).
令x=3,得M(3,2-y1).
所以直线BM的斜率.
(Ⅲ)直线BM与直线DE平行.证明如下:
当直线AB的斜率不存在时,由(Ⅱ)可知kBM=1.
又因为直线DE的斜率,所以BM∥DE.
当直线AB的斜率存在时,设其方程为y=k(x-1)(k≠1).
设A(x1,y1),B(x2,y2),则直线AE的方程为.
令x=3,得点.
由,
得.
所以.
直线BM的斜率.
因为
所以kBM=1=kDE.
所以BM∥DE.
综上可知,直线BM与直线DE平行.
16.【解析】(Ⅰ)由题意知,可得:a=2b.
因为抛物线E的焦点为,所以,
所以椭圆C的方程为.
(Ⅱ)(i)设,由x2=2y可得y′=x,
所以直线l的斜率为m,
因此直线l的方程为,即.
设,联立方程
得,
由△>0,得,
因此,
将其代入,
因为,所以直线OD方程为.
联立方程,得点M的纵坐标为,
即点M在定直线上.
(ii)由(i)知直线l方程为,
令x=0得,所以,
又,
所以,
令t=2m2+1,则,
当,即t=2时,取得最大值,此时,满足△>0,
所以点P的坐标为,因此的最大值为,此时点P的坐标为.