圆锥曲线2
2008年高考数学试题分类汇编
圆锥曲线
一. 选择题:
x2y2
1.(福建卷11)又曲线221(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P
ab
为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为( B )
A.(1,3)
B.1,3
C.(3,+)
D.3,
2.(海南卷11)已知点P在抛物线y2 = 4x上,那么点P到点Q(2,-1)的距
离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P的坐标为( A )
1
,-1) 4
D. (1,-2)
A. (
1
B. (,1)
4
C. (1,2)
3.(湖北卷10)如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P轨进入以月球球心F为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后卫星在P点第二次变轨进入仍以F为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行,最终卫星在P点第三次变轨进入以F为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月飞
行,若用2c1和2c2分别表示椭轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用2a1和2a2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴的长,给出下列式子:
①a1c1a2c2; ②a1c1a2c2; ③c1a2a1c2; ④其中正确式子的序号是( B )
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
3ax2y2
4.(湖南卷8)若双曲线221(a>0,b>0)上横坐标为的点到右焦点
2ab
c1c
<2. a1a2
的距离大于它到左准线的距离,则双曲线离心率的取值范围是( B )
A.(1,2)
B.(2,+) C.(1,5)
D. (5,+)
5.(江西卷7)已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足MF1MF20的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( C )
1A.(0,1) B.(0,] C
.(0, D
.
222
6.(辽宁卷10)已知点P是抛物线y22x上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值为( A ) A
B.3 C
D.
9 2
x2y2
7.(全国二9)设a1,则双曲线2( B ) 1的离心率e的取值范围是
a(a1)2A
.
B
.
5) C.(2,
D
.(2
5
,焦点在X轴上且长轴长为26.若曲线13
C2上的点到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2的标准方程为A
8.(山东卷(10)设椭圆C1的离心率为
x2y2x2y2
(A)221 (B)221
13543x2y2x2y2
(C)221 (D)221
131234x2y2
9.(陕西卷8)双曲线221(a0,b0)的左、右焦点分别是F1,F2,
ab
过F1作倾斜角为30的直线交双曲线右支于M点,若MF2垂直于x轴,则双曲线的离心率为( B ) A
B
C
D
.
3
10.(四川卷12)已知抛物线C:y28x的焦点为F,准线与x轴的交点为K,点A在C
上且AK,则AFK的面积为( B )
(A)4 (B)8 (C)16 (D)32
x2y2
11.(天津卷(7)设椭圆221(m0,n0)的右焦点与抛物线y28x
mn
的焦点相同,离心率为
1
,则此椭圆的方程为B 2
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 (D)1 1 (B)1 (C)(A)
[**************]2x2y2
12.(浙江卷7)若双曲线221的两个焦点到一条准线的距离之比为3:2,
ab
则双曲线的离心率是( D )
(A)3 (B)5 (C)3 (D)5
13.(浙江卷10)如图,AB是平面a的斜线段,A为斜足,若点P在平面a内运动,使得△ABP的面积为定值,则动点P的轨迹是( B )
(A)圆 (B)椭圆 (C)一条直线 (D)两条平行直线
x2y2
14.(重庆卷(8)已知双曲线221(a>0,b>0)的一条渐近线为y=kx(k>
ab
0),离心率e
,则双曲线方程为( C )
x2y2
(A)2-2=1
a4ax2y2
(C)221
4bb
x2y2
(B)221
a5a
x2y2
(D)221
5bb
二. 填空题:
x2y2
1的右顶点为A,右焦点为F。过点F平行双1.(海南卷14)过双曲线
916
曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,则△AFB的面积为_______
32 15
x2y2
2.(湖南卷12)已知椭圆221(a>b>0)的右焦点为F,右准线为l,离心
ab
率e
=
1过顶点A(0,b)作AMl,垂足为M,则直线FM的斜率等于 .
25
x2y2
3.(江苏卷12)在平面直角坐标系中,椭圆221( ab0)的焦距为2,
ab
a2
以O为圆心,a为半径的圆,过点,0作圆的两切线互相垂直,则离心率
c
e
.
2
4.(江西卷15)过抛物线x22py(p0)的焦点F作倾角为30的直线,与抛物线分别交于A、B两点(A在y轴左侧),则
AF
1
3FB
5.(全国一14)已知抛物线yax21的焦点是坐标原点,则以抛物线与两坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为 .2 6.(全国一15)在△ABC中,ABBC,cosB
7
.若以A,B为焦点的椭18
3
圆经过点C,则该椭圆的离心率e .
8
7.(全国二15)已知F是抛物线C:y24x的焦点,过F且斜率为1的直线交C于A,B两点.设FAFB,则FA与FB的比值等于
.3
x2y2
1的两个焦点,过F1的直线交椭圆8.(浙江卷12)已知F1、F2为椭圆
259
于A、B两点若F2AF2B12,则AB=______________。8
三. 解答题:
1.(安徽卷22).(本小题满分13分)
x2y2
设椭圆C:221(ab
0)过点M
,且左焦点为F1(
ab
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当过点P(4,1)的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,
满足APQBAQPB,证明:点Q总在某定直线上
解 (1)由题意:
c22
x2y22122
1 221 ,解得a4,b2,所求椭圆方程为 42ab
222cab
(2)方法一
设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2)。
APAQ
由题设知AP,PB,AQ,QB均不为零,记,则0且1
PBQB
又A,P,B,Q四点共线,从而APPB,AQQB
x1x2
, 11xx2
x1, y
1
于是 4从而
2
x122x2y122y22
4x,(1) y,(2) 22
11
y1y2
1y1y2
1
又点A、B在椭圆C上,即
222
x12y124,(3) x22y24,(4)
(1)+(2)×2并结合(3),(4)得4s2y4 即点Q(x,y)总在定直线2xy20上 方法二
设点Q(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),由题设,PA,PB,AQ,QB均不为零。
PAPB且
AQQB
又 P,A,Q,B四点共线,可设PAAQ,PBBQ(0,1),于是
4x1y
,y1 (1) 114x1y
,y2 x2 (2) 11
x1
由于A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆C上,将(1),(2)分别代入C的方程x2y4, 整理得
2
2
(x22y24)24(2xy2)140 (3)
(x22y24)24(2xy2)140 (4)
xy2) 0(4)-(3) 得 8(2∵0,∴2xy20
即点Q(x,y)总在定直线2xy20上
2.(北京卷19).(本小题共14分)
已知菱形ABCD的顶点A,C在椭圆x23y24上,对角线BD所在直线的斜率为1. (Ⅰ)当直线BD过点(0,1)时,求直线AC的方程; (Ⅱ)当ABC60时,求菱形ABCD面积的最大值. 解:(Ⅰ)由题意得直线BD的方程为yx1. 因为四边形ABCD为菱形,所以ACBD. 于是可设直线AC的方程为yxn.
x23y24,22
由得4x6nx3n40. yxn
因为A,C在椭圆上,
所以12n64
0,解得2
n. 设A,C两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
3n3n24
则x1x2,x1x2,y1x1n,y2x2n.
24
所以y1y2
n
. 2
所以AC的中点坐标为
3nn
. 44
3nn
在直线yx1上, 44
由四边形ABCD为菱形可知,点所以
n3n
1,解得n2. 44
所以直线AC的方程为yx2,即xy20.
(Ⅱ)因为四边形ABCD为菱形,且ABC60, 所以ABBCCA.
所以菱形ABCD
的面积S
2
AC. 2
2
3n216
由(Ⅰ)可得AC(x1x2)(y1y2),
2
2
2
3n16)所以Sn.
所以当n0时,菱形ABCD
的面积取得最大值 3.(福建卷21)(本小题满分12分)
x2y2
如图、椭圆221(ab0)的一个焦点是F
ab
(1,0),O为坐标原点.
(Ⅰ)已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成
正三角形,求椭圆的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线l交椭圆于A、B两点.若直线l
绕点F任意转动,值有OAOBAB,求a的取值范围.
本小题主要考查直线与椭圆的位置关系、不等式的解法等基本知识,考查分类与整合思想,考查运算能力和综合解题能力.满分12分. 解法一:(Ⅰ)设M,N为短轴的两个三等分点,
因为△MNF为正三角形,
所以OF
2
2
2
, 即1
=
2b
,解得b 23
2
x2y2
1. ab14,因此,椭圆方程为43
2
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2). (ⅰ)当直线 AB与x轴重合时,
OAOB2a2,AB4a2(a21),因此,恒有OAOBAB.
(ⅱ)当直线AB不与x轴重合时,
2
2
2
222
x2y2
设直线AB的方程为:xmy1,代入221,
ab
整理得(a2b2m2)y22b2myb2a2b20,
2b2mb2a2b2
,y1y22 所以y1y22
ab2m2ab2m2
因为恒有OAOBAB,所以AOB恒为钝角.
2
2
2
即OAOB(x1,y1)(x2,y2)x1x2y1y20恒成立.
x1x2y1y2(my11)(my21)y1y2(m21)y1y2m(y1y2)1
(m21)(b2a2b2)2b2m2
21
a2b2m2ab2m2
2222222
mabbaba0.222
abm
又a2+b2m2>0,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2 a2 -a2b2+b2对mR恒成立.
当mR时,a2b2m2最小值为0,所以a2- a2b2+b2
因为a>0,b>0,所以a0, 解得a
a
舍去),即a
+). 综合(i)(ii),a
解法二:
(Ⅰ)同解法一, (Ⅱ)解:(i)当直线l垂直于x轴时,
1y2b2(a21)2x=1代入221,yA=1. 2
aba
因为恒有|OA|+|OB|
2
2
2
,2(1+yA2)1,即
a21
>1, a
解得a>
1
1
1或a. 222
(ii)当直线l不垂直于x轴时,设A(x1,y1), B(x2,y2).
x2y2
设直线AB的方程为y=k(x-1)代入221,
ab
得(b2+a2k2)x2-2a2k2x+ a2 k2- a2 b2=0,
222222
2akakab故x1+x2=,xx. 22222222bakbak
因为恒有|OA|2+|OB|2
所以x21+y21+ x22+ y22
x1x2+ y1y2= x1x2+k2(x1-1) (x2-1)=(1+k2) x1x2-k2(x1+x2)+ k2
a2k2a2b22a2k2(a2a2b2b2)k2a2b222
k2k=(1+k)2.
ba2k2ba2k2b2a2k2
2
由题意得(a2- a2 b2+b2)k2- a2 b2
①当a2- a2 b2+b2>0时,不合题意; ②当a2- a2 b2+
b2=0时,a=
1; 2
③当a2- a2 b2+b2
+1>0, 解得a2
a2,a,因此a
+). 综合(i)(
ii),a4.(广东卷18).(本小题满分14分)
x2y2
设b0,椭圆方程为221,抛物线方程为x28(yb).如图4所示,过点
2bbF(0,b2)作x轴的平行线,与抛物线在第一象限的交点为G,已知抛物线在点G的切
线经过椭圆的右焦点F1.
(1)求满足条件的椭圆方程和抛物线方程;
(2)设A,B分别是椭圆长轴的左、右端点,试探究在抛物线上是否存在点P,使得△ABP为直角三角形?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标). 【解析】(1)由x8(yb)得y
2
12
xb, 8
图4
当yb2得x4,G点的坐标为(4,b2),y'
1
x,y'|x41,过点G的切4
线方程为y(b2)x4即yxb2,令y0得x2b,F1点的坐标为
(2b,0),由椭圆方程得F1点的坐标为(b,0),
x2
2bb即b1,即椭圆和抛物线的方程分别为y21和x28(y1);
2
(2)过A作x轴的垂线与抛物线只有一个交点P,以PAB为直角的RtABP只有一个,
同理 以PBA为直角的RtABP只有一个。 若以APB为直角,设P点坐标为(x,
12
x1),A、B
两点的坐标分别为(
和8
,
11452PAPBx22(x21)2xx10。
8644
关于x的二次方程有一大于零的解,x有两解, 即以APB为直角的RtABP有两个,
因此抛物线上存在四个点使得ABP为直角三角形。 5.(湖北卷19).(本小题满分13分)
如图,在以点O为圆心,|AB|4为直径的半圆ADB中,
2
ODAB,P是半圆弧上一点,POB30,曲线C是
满足||MA||MB||为定值的动点M的轨迹,且曲线C过点P.
(Ⅰ)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程; (Ⅱ)设过点D的直线l与曲线C相交于不同的两点E、F. 若△OEF的面积不小于
...l斜率的取值范围.
本小题主要考查直线、圆和双曲线等平面解析几何的基础知识,考查轨迹方程的求法、不等式的解法以及综合解题能力.(满分13分)
(Ⅰ)解法1:以O为原点,AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,则A(-2,0),B(2,0),D(0,2),P(,1),依题意得
2222
|MA|-|MB|=|PA|-|PB|=(2)12)1=22<|AB|=
4.
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线. 设实平轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c, 则c=2,2a=22,∴a2=2,b2=c2-a2=2.
x2y2
1. ∴曲线C的方程为22
解法2:同解法1建立平面直角坐标系,则依题意可得|MA|-|MB|=|PA|-|PB|< |AB|=4.
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线.
x2y2
设双曲线的方程为221(a>0,b>0).
ab
2
)1221
则由 a解得a2=b2=2, b
a2b24
x
2y2
1. ∴曲线C的方程为22
(Ⅱ)解法1:依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理得(1-K2)x2-4kx-6=0.
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
2
k11-k0∴ 22
k(4k)46(1k)0
∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,). 设E(x,y),F(x2,y2),则由①式得x1+x2=
4k6
,xx,于是 122
1k1k
22
|EF|=(x1x2)(y1x2)(1k2)(x1x2)2
2
=k(x1x2)4x1x2k
22
223k2
k
2
.
而原点O到直线l的距离d=
2k
2
,
2
112223k22223kk. ∴S△DEF=dEF2222k2kk
若△OEF面积不小于22,即S△OEF22,则有
22k2
k2
22k4k220,解得2k2. ③
综合②、③知,直线l的斜率的取值范围为[-2,-1]∪(1-,1) ∪(1, 2).
解法2:依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理, 得(1-K2)x2-4kx-6=0.
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
2k11-k0∴ 22
k3(4k)46(1k)0
.∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,3). 设E(x1,y1),F(x2,y2),则由①式得 |x1-x2|=(x1x2)4x1x2
2
k
2
223k2
k
2
. ③
当E、F在同一去上时(如图1所示), S△OEF=SODFSODE
11
ODx1x2ODx1x2; 22
当E、F在不同支上时(如图2所示).
SOEFSODFS△ODE=
综上得S△OEF=
11
OD(x1x2)ODx1x2 22
1
ODx1x2,于是 2
由|OD|=2及③式,得S△OEF=
223k2
k
2
.
若△OEF面积不小于22,即SOEF22,则有
223k2
k2
22k4k20,解得2k2. ④
综合②、④知,直线l的斜率的取值范围为[-2,-1]∪(-1,1)∪(1,2).
6.(湖南卷20).(本小题满分13分)
若A、B是抛物线y2=4x上的不同两点,弦AB(不平行于y轴)的垂直平分线与 x轴相交于点P,则称弦AB是点P的一条“相关弦”.已知当x>2时,点P(x,0) 存在无穷多条“相关弦”.给定x0>2.
(I)证明:点P(x0,0)的所有“相关弦”的中点的横坐标相同; (II) 试问:点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中是否存在最大值?
若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,请说明理由. 解: (I)设AB为点P(x0,0)的任意一条“相关弦”,且点A、B的坐标分别是
(x1,y1)、(x2,y2)(x1x2),则y21=4x1, y22=4x2, 两式相减得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).因为x1x2,所以y1+y20. 设直线AB的斜率是k,弦AB的中点是M(xm, ym),则 k=
y1y242y
.从而AB的垂直平分线l的方程为 yymm(xxm).
x1x2y1y2ym2
ym
(x0xm). 2
又点P(x0,0)在直线l上,所以 ym
而ym0,于是xmx02.故点P(x0,0)的所有“相关弦”的中点的横坐标都是x0-2. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,弦AB所在直线的方程是yymk(xxm),代入y4x中, 整理得k2x22[k(ymkxm)2]x(ymkxm)20. (·)
2
(ymkxm)2
. 则x1、x2是方程(·)的两个实根,且x1x2
k2
设点P的“相关弦”AB的弦长为l,则
l2(x1x2)2(y1y2)2(1k2)(x1x2)2
22
(1k2)[(x1x2)24xx1]24(1k)(xmxx1)
2
4(1
42
)[xm2ym
(ym
2
xm)2ym
]
42ym
2
(4ym)(4xmym2)ym44ym(2xm1)16xm
224(xm1)2[ym22(xm1)]24(x01)[ym2(x03)].
2
22
因为0
记l2=g(t)=-[t-2(x0-3)]2+4(x0-1)2.
2若x0>3,则2(x0-3) (0, 4x0-8),所以当t=2(x0-3),即ym=2(x0-3)时,
l有最大值2(x0-1).
若2
当x0>3时,点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中存在最大值,且最大值 为2(x0-1);当2
7.(江西卷21).(本小题满分12分)
设点P(x0,y0)在直线xm(ym,0m1)上,过点P作双曲线xy1的两条切线PA、PB,切点为A、B,定点M((1)求证:三点A、M、B共线。
(2)过点A作直线xy0的垂线,垂足为N,试求AMN的重心G所在曲线方程.
222证明:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),由已知得到y1y20,且x1y121,x2y21,
2
2
1
,0). m
设切线PA的方程为:yy1k(xx1)由
yy1k(xx1)
得 22
xy1
(1k2)x22k(y1kx1)x(y1kx1)210
2222
从而4k2(yyk1kx1)4(1k)(1kx1)4(1
),解0
得k
x1
y1
因此PA的方程为:y1yx1x1 同理PB的方程为:y2yx2x1
又P(m,y0)在PA、PB上,所以y1y0mx11,y2y0mx21 即点A(x1,y1),B(x2,y2)都在直线y0ymx1上
又M(
1
,0)也在直线y0ymx1上,所以三点A、M、B共线 m
(2)垂线AN的方程为:yy1xx1, 由
yy1xx1xy1x1y1
,), 得垂足N(122xy0
设重心G(x,y)
3
9x3y11x1y1x(x)x113m24
所以 解得
1xy1y(y011)9y3x1
32y1
4
11122
由x1y121 可得(3x3y)(3x3y)2即(x)2y2为重心G所在
mm3m9
曲线方程
8.(辽宁卷20).(本小题满分12分)
在直角坐标系xOy中,点P
到两点(0
,(0的距离之和等于4,设点P的轨迹为
C,直线ykx1与C交于A,B两点.
(Ⅰ)写出C的方程;
(Ⅱ)若OAOB,求k的值;
(Ⅲ)若点A在第一象限,证明:当k>0时,恒有|OA|>|OB|.
本小题主要考查平面向量,椭圆的定义、标准方程及直线与椭圆位置关系等基础知识,考查综合运用解析几何知识解决问题的能力.满分12分. 解:
(Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C
是以(0(0为焦点,长半轴为2
的椭圆.它的短半轴b
2
1,
y2
1. ·故曲线C的方程为x························································································· 3分 4
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足
2y2
1,x
4
ykx1.
消去y并整理得(k24)x22kx30, 故x1x2
若OAOB,即x1x2y1y20.
而y1y2k2x1x2k(x1x2)1,
2k3
,xx. ·············································································· 5分 1222
k4k4
33k22k2
10, 于是x1x2y1y22
k4k24k24
2
化简得4k10,所以k
22
2222
(Ⅲ)OAOBx1y1(x2y2)
1. ··················································································· 8分 2
222
(x1x2)4(1x121x2)
3(x1x2)(x1x2)
6k(x1x2)
.
k24
3
知x20,从而x1x20.又k0, 2
k4
因为A在第一象限,故x10.由x1x2
22
故OAOB0,
即在题设条件下,恒有OAOB. ················································································· 12分
9.(全国一21).(本小题满分12分)
双曲线的中心为原点O,焦点在x轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F垂直于l1
ABOB成等差数列,且BF与FA同向. 的直线分别交l1,l2于A,B两点.已知OA(Ⅰ)求双曲线的离心率;
(Ⅱ)设AB被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程. 解:(Ⅰ)设OAmd,ABm,OBmd 由勾股定理可得:(md)m(md) 得:d
2
2
2
1bAB4
m,tanAOF,tanAOBtan2AOF 4aOA3
b
4,解得b1,
则离心率e 由倍角公式2
a23b
1a
2
ax2y2
(Ⅱ)过F直线方程为y(xc),与双曲线方程221联立
bab
将a
2b,c
代入,化简有
152xx21
0 4b2b
41x2
解得b3 将数值代入,有4x2y2
1。 故所求的双曲线方程为
369
10.(全国二21).(本小题满分12分)
0)B(01),是它的两个顶点,直线ykx(k0)与AB相交设椭圆中心在坐标原点,A(2,,
于点D,与椭圆相交于E、F两点.
(Ⅰ)若ED6DF,求k的值;
(Ⅱ)求四边形AEBF面积的最大值.
x2
y21, (Ⅰ)解:依题设得椭圆的方程为4
直线AB,EF的方程分别为x2y2,ykx(k0).················································ 2分 如图,设D(x0,kx0),E(x1,kx1),F(x2,kx2),其中x1x2, 且x1,x2满足方程(14k)x4,
故x2x1
2
2
.①
15
由ED6DF知x0x16(x2
x0),得x0(6x2x1)x2;
77由D在AB上知x02kx02,得x0所以
2
. 12k
2,
12k2
化简得24k25k60,
23或k. ············································································································ 6分 38
(Ⅱ)解法一:根据点到直线的距离公式和①式知,点E,F到AB
的距离分别为
解得k
h1
h2
····································································· 9分
又AB
AEBF的面积为
S
1
AB(h1
h2) 2
1
2
≤
当2k1,即当k
1
时,上式取等号.所以S
的最大值为 ······························· 12分 2
解法二:由题设,BO1,AO2.
设y1kx1,y2kx2,由①得x20,y2y10, 故四边形AEBF的面积为
SS△BEFS△AEF
····························································································································· 9分
x22y2 ·
当x22y2时,上式取等号.所以S
的最大值为 ·················································· 12分
11.(山东卷22) (本小题满分14分)
如图,设抛物线方程为x2=2py(p>0),M为 直线y=-2p上任意一点,过M引抛物线的切线,切点分别为A,B.
(Ⅰ)求证:A,M,B三点的横坐标成等差数列;
(Ⅱ)已知当M点的坐标为(2,-2p
)时,AB抛物线的方程;
(Ⅲ)是否存在点M,使得点C关于直线AB的对称点D在抛物线
x2
2py(p>0)上,其中,点C满足OCOAOB
(O为坐标
原点).若存在,求出所有适合题意的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)证明:由题意设A(x,x22
1x2
12p),B(x2,2p
),x1<x2,M(x0,2p).
2
2py得yx2
由xx2p
,则yp,
所以k1MA
xp,kx
MB2p
.
因此直线MA的方程为y2p
x1
p(xx0), 直线MB的方程为y2p
x2
p
(xx0). 2
所以x12p2px1p
(x1x0),
①
x222p2px
2p
(x2x0). ②
由①、②得
xx2
12
2x1x2x0, 因此 xxx2
12
02
,即2x0x1x2.
所以A、M、B三点的横坐标成等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,当x0=2时, 将其代入①、②并整理得:
x2
14x14p2
0,
2 x24x24p20,
所以 x1、x2是方程x24x4p20的两根,
因此x1x24,x1x24p2,
2
x2x12
2p2px1x2x0,
x2x12pp
又kAB
所以kAB
2. p
由弦长公式得
AB
又AB
所以p=1或p=2,
因此所求抛物线方程为x22y或x24y.
(Ⅲ)解:设D(x3,y3),由题意得C(x1+ x2, y1+ y2),
则CD的中点坐标为Q(
x1x2x3y1y2y3
,), 22
设直线AB的方程为yy1
x0
(xx1), p
x1x2y1y2
,)也在直线AB上, 22
由点Q在直线AB上,并注意到点( 代入得y3
x0
x3. p
2
若D(x3,y3)在抛物线上,则x32py32x0x3,
因此 x3=0或x3=2x0.
2
2x0
即D(0,0)或D(2x0,).
p
(1)当x0=0时,则x1x22x00,此时,点M(0,-2p)适合题意.
2
x12x2
2
x12x22p
,
2x04px0
2
x12x2
(2)当x00,对于D(0,0),此时C(2x0,),kCD
2p
又kAB
x0
,AB⊥CD, p
22
x0x12x2x12x21, 2
p4px04p
所以kABkCD
22
即x1x24p2,矛盾.
22
2x0x12x2
对于D(2x0,),因为C(2x0,),此时直线CD平行于y轴,
p2p
又kAB
x0
0, p
所以 直线AB与直线CD不垂直,与题设矛盾, 所以x00时,不存在符合题意的M点.
综上所述,仅存在一点M(0,-2p)适合题意.
12.(陕西卷20).(本小题满分12分)
已知抛物线C:y2x2,直线ykx2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N.
(Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅱ)是否存在实数k使NANB0,若存在,求k的值;若不存在,说明理由.
20.解法一:(Ⅰ)如图,设A(x1,2x12),B(x2,2x22),把ykx2代
2
入y2x得2xkx20,
2
k
由韦达定理得x1x2,x1x21,
2
kk2x1x2k
,N点的坐标为xNxM2448
.
k2k
设抛物线在点N处的切线l的方程为ymx,
84
mkk2
0, 将y2x代入上式得2xmx48
2
2
直线l与抛物线C相切,
mkk2
m8m22mkk2(mk)20,mk.
84
2
即l∥AB.
(Ⅱ)假设存在实数k,使NANB0,则NANB,又M是AB的中点,
1
|AB|. 2
111
由(Ⅰ)知yM(y1y2)(kx12kx22)[k(x1x2)4]
222|MN|
k21k2
42. 224
k2k2k216
MNx轴,|MN||yMyN|2.
488|x1x2| 又|AB|.
k216k2.
8
即存在k2,使NANB0.
2
解法二:(Ⅰ)如图,设A(x1,2x12),B(x2,2x2),把ykx2代入y2x得
2
k
2x2kx20.由韦达定理得x1x2,x1x21.
2kk2x1x2k
,N点的坐标为xNxM2448
2
.y2x,y4x,
抛物线在点N处的切线l的斜率为4
k
k,l∥AB. 4
(Ⅱ)假设存在实数k,使NANB0.
kk2kk222
由(Ⅰ)知NAx1,2x1,NBx2,2x2,则
4848kk2k22k2
NANBx1x22x12x2
4488
kk2k22k2
x1x24x1x2
441616
kkkk
x1x214x1x2
4444
kk2k2x1x2x1x214x1x2k(x1x2)
4164
kkk2kk2
114(1)k
421624
k23
13k2
164
0,
3k2
10,3k20,解得k2.
416
即存在k2,使NANB0.
13.(四川卷21).(本小题满分12分)
x2y2设椭圆221,ab0的左右焦点分别为F1,F
2,离心率el,
ablM,N是上的两个动点,FMF2N0
1
(Ⅰ)若F1MF2N,求a,b的值;
(Ⅱ)证明:当MN取最小值时,FMF2N与F1F2共线。 1
222【解】:由ab
c与e
a,得a22b2
c2
l
00
F12,,F22,,的方程为x
设M
,y1,N
,y2
a,y,FN,y则F1M12222
由FMF2N0得 1
3
y1y2a2<0 ①
2
(Ⅰ)由F1MF2N,得
②
③ 由①、②、③三式,消去y1,y2,并求得a24
故a2,b
2
y1y2y12y222y1y22y1y22y1y24y1y26a2
2
(Ⅱ)MN
当且仅当y1y2
或y2y1a时,MN
取最小值
222
此时,F1MF2N2a,y12a,y2,y1y2,02F1F2
故FMF2N与F1F2共线。 1
【点评】:此题重点考察椭圆中的基本量的关系,进而求椭圆待定常数,考察向量的综合应用; 【突破】:熟悉椭圆各基本量间的关系,数形结合,熟练地进行向量的坐标运算,设而不求消元的思想在圆锥曲线问题中的灵活应用。 14.(天津卷22)(本小题满分14分) 已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F13,0,一条渐近线的方程是x2y0. (Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)若以kk0为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,且线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为
81
,求k的取值范围. 2
(22)本小题主要考查双曲线的标准方程和几何性质、直线方程、两条直线垂直、线段的定比分点等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法,考查推理运算能力.满分14分.
x2y2
(Ⅰ)解:设双曲线C的方程为221(a0,b0).由题设得
ab
a2b292
x2y2a4
1. ,解得2,所以双曲线方程为b45b5
a
(Ⅱ)解:设直线l
的方程为ykxm(k0).点M(x1,y1),N(x2,y2)的坐
标满足方程组
ykxm
2
xy2
154
x2(kxm)2
1,整理得(54k2)x28kmx4m2200. 将①式代入②式,得45
2
此方程有两个一等实根,于是54k0,且(8km)4(54)(4k
2
2
2
m20)0
.整
理得m54k0. ③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标(x0,y0)满足
22
x1x24km5m
ykxm,. 00
254k254k2
5m14km
(x). 从而线段MN的垂直平分线方程为y22
54kk54k
9km9m
,0)(0,).由题设可得此直线与x轴,y轴的交点坐标分别为(,22
54k54kx0
19km9m81(54k2)22
||||.整理得m,k0. 254k254k22|k|
(54k2)2将上式代入③式得
54k20,整理得(4k25)(4k2|k|5)0,k0.
|k|
解得0|k|
5|k|.
4所以k
的取值范围是(,)(545
(,). 4
15.(浙江卷20)(本题15分)已知曲线C是到点P(
135
,)和到直线y距离相等288
的点的轨迹。是过点Q(-1,0)的直线,M是C上(不在上)的动点;A、B在上,MA,MBx轴(如图)。
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)求出直线的方程,使得
QB
2
QA
为常数。
本题主要考查求曲线的轨迹方程、两条直线的位置关系等基础知识,考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力.满分15分. (Ⅰ)解:设N(x,y)为C上的点,则
|NP|
N到直线y58的距离为y5
8
.
5y8.
化简,得曲线C的方程为y12
(x2
x). (Ⅱ)解法一:
设Mx2xx2,直线l:ykxk,则
B(x,
kxk),从而|QB|x1|.
在Rt△QMA中,因为
QM|2
(x1)2
x2|
14,
2
(x1)2
2kx|MA|2
1k2
.
所以|QA|2
|QM|2
|MA|2
(x1)2
4(1k2
)
(kx2)2
. |QA|
,
|QB|2|QA|x1
.
x2k
|QB|2
当k
2时,
|QA|
从而所求直线l方程为2xy20.
x2x
解法二:设Mx,直线l:ykxk,则B(x,kxk),从而
2
|QB|x1|.
过Q(1,0)垂直于l的直线l1:y因为|QA|
|MH|,所以|QA|
1
(x1). k
,
|QB|2(1kx1. |QA||k|xk|QB|2
当k
2时,
|QA|
从而所求直线l方程为2xy20.
2216.(重庆卷21)(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分.) 如图(21)图,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的两点,动点P满足:PMPN6.
(Ⅰ)求点P的轨迹方程;
PN=(Ⅱ)若PM2
,求点P的坐标.
1cosMPN
解:(Ⅰ)由椭圆的定义,点P的轨迹是以M、N为焦点,长轴长2a=6的椭圆. 因此半焦距c=2,长半轴a=3,从而短半轴
b
x2y2
1. 所以椭圆的方程为95
(Ⅱ)由PMPN
2
,得
1cosMPN
PMPNcosMPNPMPN2. ①
因为cosMPN1,P不为椭圆长轴顶点,故P、M、N构成三角形.在△PMN
中,MN4,由余弦定理有
MN
2
PMPN2PMPNcosMPN. ②
22
将①代入②,得
2
4PM
2
PN2(PMPN2).
2
x2
y21上. 故点P在以M、N
为焦点,实轴长为3
x2y2
1,所以 由(Ⅰ)知,点P的坐标又满足95
x225x9y45, 由方程组2
解得 2
x3y3.y2
即P点坐标为
.