2014年高考数学大题--圆锥曲线大题答案
2014年高考数学理科圆锥曲线大题专项训练
1.(本小题满分12分)
已知圆C:(x1)2y28,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在
CM上,且满足AM2AP,NPAM0,点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
[来源学科网ZXXK]
(2)若直线ykxk21与(1)中所求点N的轨迹E交于不同两点F、H,O是坐
32
标原点,且OFOH,求△FOH的面积的取值范围.
34
答案.解析:解:(1)2,NPAM0
所以NP为线段AM的垂直平分线,NANM
NCNANCNM222CA
所以动点N的轨迹是以C1,0,A1,0为焦点的椭圆,
且长轴长为2a22,焦距2c2,所以a
2,
c1,b21
x2
y21. 曲线E的方程为2
x22
y1
(2)设F(x1,y1)H(x2,y2),则由2,
ykxk21
消去y得(2k1)x4kk1x2k0,8k0(k0)
2
2
2
2
2
4kk212k2
,x1x22 x1x2
2k212k1
OFOHx1x2y1y2x1x2(kx1kx2(k21)x1x2x1x2)k21(k21)2k24k2(k21)k212k12
222k12k12k1
2k213232k14
1
k21,2
|FH|22k1
又点O到直线FH的距离d1,
[来源学科网]
1
Sd|FH| 令
t2k2121
t[2,3],k2(t1),
2
[来源学科网ZXXK]
S
111
2t3,2
9t4
2
,S 43
22
2.(本小题满分12分)如图,抛物线C1:x4y,C2:x2pyp0,点Mx0,y0在
抛物线C2上,过M作C1的切线,切点为A,B(M为原点O时,A,B重合于O
)
1
x01,切线MA.的斜率为-。
2
(I)求p的值;
(II)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨迹方程。
A,B重合于O时,中点为
O.
1
答案.解:因为抛物线C1:x4y上任意一点(x,y)的切线斜率为y
2
x
,且切线MA的2
11,所以A点坐标为(-1,)。故切线MA的方程为 2411
y(x1).
24
斜率为-因为点
M(1y0)在切线MA及抛物线C2上,于是
y0(2)12132
, ① 44
2
y0. ② 由①②得p=2.
x12x22
(II)设N(x,y),A(x1),B(x2),x1x2,由N为线AB中点知
44
x
x1x2
. ③ 2
x12x22
y . ④
8
切线MA、MB的方程为
x1x12y(xx1) 24 ⑤
x2x22 y ⑥ (xx2)
24
由⑤⑥得MA,MB的交点M(x0,y0)的坐标为 x0
x1x2xx
. ,y012
24
2
原M(x0,y0)在C2上,即x04y0,所以
x12x22
x1x2. ⑦
6
由③④⑦得 x
2
4
y,x0. 3
2
当x1x2时,A,B重合与原点O,AB 中点N为O,坐标满足x
4y. 3
因此AB中点N的轨迹方程为 x
2
4y. 3
22
3.(13分)已知椭圆x
a
在椭圆上. +y=1(a>b>0),点
P2b
2
(1)求椭圆的离心率;
(2)设A为椭圆的左顶点,O为坐标原点.若点Q在椭圆上且满足|AQ|=|AO|,求直线OQ的斜率的值.
在椭圆上,故a+a=1,可得b=5. 答案.(1)解:因为点
P2225a2ba8
222
2
于是e=ab=1-b=3,所以椭圆的离心率
.
2
2
2
a2a
8(2)解:设直线OQ的斜率为k,则其方程为y=kx,设点Q的坐标为(x0,y0).
y0kx0,
由条件得2消去y0并整理得
x0y02
221,
bax02=
a2b2.①
k2a2b2
2
2
2
2
由|AQ|=|AO|,A(-a,0)及y0=kx0,得(x0+a)+kx02=a,整理得(1+k)x02+2ax0=0,而x0≠0,故
2
222
x0=2a,代入①,整理得(1+k)=4k·a+4.
1k2b
2
2
222422
由(1)知a=8,故(1+k)=32k+4,即5k-22k-15=0,可得k=5.
b
2
55
所以直线OQ的斜率
4.(本小题满分14分)
平面内与两定点A1(a,0),A2(a,0)(a0)连续的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加上A1、A2两点所成的曲线C可以是圆、椭圆成双曲线. (Ⅰ)求曲线C的方程,并讨论C的形状与m值得关系;
(Ⅱ)当m1时,对应的曲线为C1;对给定的m(1,0)U(0,),对应的曲线为
C2,设F1、F2是C2的两个焦点。试问:在C1撒谎个,是否存在点N,使得△
F1NF2的面积S|m|a2。若存在,求tanF1NF2的值;若不存在,请说明理
由。
答案.本小题主要考查曲线与方程、圆锥曲线等基础知识,同时考查推理运算的能力,以及
分类与整合和数形结合的思想。(满分14分) 解:(I)设动点为M,其坐标为(x,y),
当xa时,由条件可得kMA1kMA2
即mxyma(xa),
2
2
2
yyy2
2m, 2
xaxaxa
又A1(a,0),A2(A,0)的坐标满足mxyma, 故依题意,曲线C的方程为mxyma.
2
2
2
222
x2y2
1,C是焦点在y轴上的椭圆; 当m1时,曲线C的方程为2
ama2
当m1时,曲线C的方程为xya,C是圆心在原点的圆;
2
2
2
x2y2
1,C是焦点在x轴上的椭圆; 当1m0时,曲线C的方程为22
amax2y2
1,C是焦点在x轴上的双曲线。 当m0时,曲线C的方程为2
ama2
(II)由(I)知,当m=-1时,C1的方程为xya; 当m(1,0)(0,)时,
C2
的两个焦点分别为F1(F2( 对于给定的m(1,0)(0,),
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222
2
C1上存在点N(x0,y0)(y00)使得S|m|a的充要条件是
22
x0y0a2,y00,
12
2y0||m|a.2
① ②
由①得0|y0|
a,由②得|y0|
当0
1a,即m0,
2
或0m
时, 存在点N,使S=|m|a2;
1a,即-1
2时, 或m
不存在满足条件的点N,
11当m0,2时,
2
由NF1(x0y0),NF2(x0,y0),
2222
可得NF1NF2x0(1m)ay0ma,
令|NF1|r1,|NF2|r2,F1NF2,
ma22
则由NF1NF2r1r2cosma,可得r1r2,
cos1ma2sin1
ma2tan, 从而Sr1r2sin
22cos2
于是由S|m|a, 可得
2
122|m|matan|m|a2,即tan.2m
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综上可得:
2
当m时,在C1上,存在点N,使得S|m|a,且tanF1NF22;
当m2
时,在C1上,存在点N,使得S|m|a,且tanF1NF22;
)时,在C1上,不存在满足条件的点N。当m([来源学科网]
5.(本小题满分16分)
已知ABC的三个顶点A(1,0),B(1,0),C(3,2),其外接圆为H.
(1)若直线l过点C,且被H截得的弦长为2,求直线l的方程;
(2)对于线段BH上的任意一点P,若在以C为圆心的圆上都存在不同的两点M,N,使得点M是线段PN的中点,求C的半径r的取值范围.
答案.(1)线段AB的垂直平分线方程为x0,线段BC的垂直平分线方程为xy30,
所以ABC外接圆圆心H
(0,3), 圆
H
的方程为
x2(y3)210. …………………………………………………………4分
设圆心H到直线l的距离为d,因为直线l被圆H截得的弦长为2,所
以d.3
当直线l垂直于x轴时,显然符合题意,即x3为所求;…………………………………
6分
当直线l不垂直于x轴时,设直线方程为y2k(x3),则
3,解得k
4
, 3
综上,直线的方程为l
4x3y60. ……………………………………………8分
(2)直线BH的方程为3xy30,设P(m,n)(0≤m≤1),N(x,y),
因为点M是线段PN的中点,所以M(
x3或
mxny
又M,N都在半径为r的圆C上, ,),
22
2
所以
(x2yr3
mxny2(22
)
2
2
(
2
3r)
即
(
222
(x3)(y2)r,
…………………10分 222
(xm6)(yn4)4r.
因为该关于x,y的方程组有解,即以(3,2)为圆心,r为半径的圆与以(6m,4n)为
圆心,
2r
为
半
径
的
圆
有
公
共
点
,
所
以
(2rr)2≤(36m)2(24n)2≤(r2r)2,…………12分
1]]成立. 又3mn-12m10≤9r2对m[0,30,所以r2≤10m2-
3232
12m10在[0,而fm10m2-1]上的值域为[,10],所以r2≤且10≤9r2.……
55
15分
1]成立,即又线段BH与圆C无公共点,所以(m3)2(33m2)2r2对m[0,
r2
32
. 5
故
圆C的半径
r的取值范围为
. ……………………………………………16分 6.(本小题满分10分)
已知点A(1,0),F(1,0),动点P满足APAF2|FP|. (1)求动点P的轨迹C的方程; (2)在直线l:过点Q作轨迹C的两条切线,切点分别为M,N.问:y2x2上取一点Q,
是否存在点Q,使得直线MN//l?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
答案.(1)设P(x,y),则AP(x1,y),FP(x1,y),AF(2,0),
由APAF2|FP|,得2(x1)y24x.
故动点P的轨迹C的方程
y24x. …………………………………………………………5分
(2)直线l方程为y2(x1),设Q(x0,y0),M(x1,y1) ,N(x2,y2).
过点M的切线方程设为xx1m(yy1),代入y24x,得y24my4my1y120,
y
由16m216my14y120,得m1,所以过点M的切线方程为
2
y1y2(xx1),……7分
同理过点N的切线方程为y2y2(xx2).所以直线MN的方程为y0y2(x0x),………9分
2
又MN//l,所以2,得y01,而y02(x01),
y0
故点Q的坐标为
1
(,1). ……………………………………………………………………10分 2
7.(本小题满分13分)
x2y2
已知椭圆C:221(ab0)的右焦点为F(1,0),设左顶点为A,上顶点
ab
为B,且OFFBABBF,如图. (Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若F(1,0),过F的直线l交椭圆于M,N两点, 试确定FMFN的取值范围.
x
答案.(13分)【答案解析】(Ⅰ)由已知,A(a,0),B(0,b),F(1,0),则
由得:解得a2, b2a10 ∵b2a21 ∴a2a20,
x2y2
1 ……4分 ∴a4,b3 所以椭圆C:43
2
2
(Ⅱ)①若直线l斜率不存在,则l:x1,此时M(1,),N(1,),FMFN=
②若直线l斜率存在,设l:yk(x1),M(x1,y1),N(x2,y2),则
3
2329; 4
yk(x1)2222由x2消去y得:(4k3)x8kx4k120 y2
1348k24k212∴x1x2,x1x2 22
4k34k3
2
∴FMFN(x11,y1)(x21,y2)(1k)[x1x2(x1x2)1]=
9
14
1k2
119
∴ ∴ 13443FMFN22
41k1k
9
综上,的取值范围为[3,]. ……13分
4
∵k0 ∴0
2
8.已知椭圆C
两焦点坐标分别为F1(
,F
2,且经过点P). (Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)已知点A(0,1),直线l与椭圆C交于两点M,N.若△AMN是以A为直角顶点的
等腰直角三角形,试求直线l的方程.
12
x2y2
答案.解:(Ⅰ)设椭圆标准方程为221(ab0).依题意
ab
2aPF1PF2又c
4,所以a2.
b2a2c21.
x2
y21. ……………… 5分 于是椭圆C的标准方程为4
(Ⅱ)依题意,显然直线l斜率存在.设直线l的方程为ykxm,则
x22
y1222由4得(4k1)x8kmx4m40. ykxm
因为64km4(4k1)(4m4)0,得4km10. ……………… ①
2
2
2
2
22
8km
xx124k21
设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN中点为Q(x0,y0),则 2
xx4m4
124k21
于是x0
4kmm
. ,ykxm00
4k214k21
因为AMAN,线段MN中点为Q,所以AQMN. (1)当x00,即k0且m0时,
y01
k1,整理得3m4k21. ………………② x0
因为AMAN,AM(x1,y11),AN(x2,y21),
22
所以AMANx1x2(y11)(y21)(1k)x1x2k(m1)(x1x2)m2m1
4m248km
(1k)2k(m1)(2)m22m10,
4k14k1
2
整理得5m2m30,解得m当m1时,由②不合题意舍去. 由①②知,m
2
3
或m1. 5
3
时,k.
5
(2)当x00时,
(ⅰ)若k0时,直线l的方程为y
m,代入椭圆方程中得x
设M(
m),Nm),依题意,若△AMN为等腰直角三角形,则
AQQN.
即m,解得m1或m
即此时直线l的方程为y
3
.m1不合题意舍去, 5
3. 5
(ⅱ)若k0且m0时,即直线l过原点.依椭圆的对称性有Q(0,0),则依题意不能有
AQMN,即此时不满足△AMN为等腰直角三角形.
综上,直线l的方程为y
3
5y3
05y30. ………………14分 5
x2y29.(12分).已知椭圆C:221(ab
0),以原点为圆心,椭圆
ab的短半轴长为半径的圆与直线xy0相切. (Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过点M(2,0)的直线与椭圆C相交于两点A,B,设P为椭圆上一点,且满足
OAOBtOP(O为坐标原点)
时,求实数t的取值范围.
10.(本小题满分12分)
如图,过抛物线x4y的对称轴上任一点P(O,m)(m>O) 作直线与抛物线交于A,B两点,点Q是点P关手原点的对 称点.
2
(I)APPB,证明:QPQAQB);
(Ⅱ)设直线AB的方程是x- 2y+12=0,过A,B两点的 圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.
11.(本小题满分13分)
x2y2
已知椭圆C:321(ab0)的右焦点为F
,离心率为,过点F且与石轴
2ab
,O为坐标原点.
(I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设经过点M(0,2)作直线A B交椭圆C于A、B两点,求△AOB面积的最大
值;
(Ⅲ)设椭圆的上顶点为N,是否存在直线l交椭圆于P,Q两点,使点F为△PQN的
垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
答案.(本题满分13分) 解:(Ⅰ)设F(c,0),则
c2
,知a2c. a2
过点F且与x轴垂直的直线方程为xc,代入椭圆方程,有
(c)2y22yb. 1 ,解得
2a2b2
于是2b
2,解得b1.
222
又acb,从而a
2,c1.
x2
y21. …………………………………………(4分) 所以椭圆C的方程为2
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意可设直线AB的方程为ykx2.
ykx2,22由x2消去y并整理,得2k1x8kx60. 2
y1,2
由(8k)24(2k1)0,得k由韦达定理,得x1x2
2
2
2
3. 2
8k6
. ,xx1222
2k12k1
2,
AB 点O到直线AB的距离为d
k2
SAOB
18(2k23)2
|AB|d(x1x2)4x1x2. 2(2k21)2
2
设t2k3,由k于是SAOB
3
,知t0. 28t8
. 2
16(t4)
t8
t
2
由t
21672
.当且仅当t4,k时等号成立. 8,得SAOB2t2
2
.…………………………………………(8分) 2
所以△AOB面积的最大值为
(Ⅲ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F为△PQN的垂心. 设P(x1,y1),Q(x2,y2),因为N(0,1),F(1,0),所以kNF1. 由NFPQ,知kPQ1.设直线l的方程为yxm, 由
yxm,22
3x4mx2m20. 得22
x2y2,
2
2m224m由0,得m3,且x1x2,x1x2.
33
由题意,有0.
因为(x1,y11),(x21,y2),
所以x1(x21)y2(y11)0,即x1(x21)(x2m)(x1m1)0, 所以2x1x2(x1x2)(m1)mm0.
2
2m224
于是2m(m1)m2m0.
33
解得m
4
或m1. 3
经检验,当m1时,△PQN不存在,故舍去m1. 当m
44
时,所求直线l存在,且直线l的方程为yx.……………(13分) 33
12.(本小题满分12分)
x2y21xy
设椭圆C:221(ab0)的离心率e,右焦点到直线1的距离
2ababd
21
,O为坐标原点。 7
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆C分别交于A,B两点,证明点O到直线AB的距离为定值. 并求出定值
13.(本小题共14分)
x2y21
已知椭圆G:221(ab0)的离心率为,过椭圆G右焦点F的直线
2abm:x1与椭圆G交于点M(点M在第一象限).
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)已知A为椭圆G的左顶点,平行于AM的直线l与椭圆相交于B,C两点.判断直线
MB,MC是否关于直线m对称,并说明理由. 答案.(本小题共14分) 解:(Ⅰ)---------------------------------------1分 由
由
题
意
得
c1
,
c1
可得a2, ------------------------------------------2分 a2
所以b2a2c23, -------------------------------------------3分
x2y2
所以椭圆的方程为1. ---------------------------------------------4分
43
(Ⅱ)由题意可得点A(2,0),M(1,), ------------------------------------------6分 所以由题意可设直线l:y设B(x1,y1),C(x2,y2),
3
2
1
xn,n1.------------------------------------------7分 2
x2y2
1,43由得x2nxn230. y1xn2
由题意可得n24(n23)123n20,即n(2,2)且n1. -------------------------8分
x1x2n,x1x2n23.-------------------------------------9分
因为kMBkMC
33
y2-----------------------------------10分
x11x21y1
1313x1nx2n
1n1n1x11x21x11x21 1
(n1)(x1x22)x1x2(x1x2)1
(n1)(n2)
0, ---------------------------------13分
n2n2
所以直线MB,MC关于直线m对称. ---------------------------------14分 1
3x2y2
14.在平面直角坐标系xOy中,已知过点(1,)的椭圆C:221(ab0)的右焦点为
2ab
F(1,0),过焦点F且与x轴不重合的直线与椭圆C交于A,B两点,点B关于坐标原点的
对称点为P,直线PA,PB分别交椭圆C的右准线l于M,N两点. (1)求椭圆C的标准方程;
8(2)若点B
的坐标为(,试求直线PA的方程;
5(3)记M,N两点的纵坐标分别为yM,yN,试问yMyN是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由
.
15.(本小题满分12分)
已知圆C:(x1)2y28,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在
CM上,且满足AM2AP,NPAM0,点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
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(2)若直线ykxk21与(1)中所求点N的轨迹E交于不同两点F、H,O是坐
32
标原点,且OFOH,求△FOH的面积的取值范围.
34
答案.解析:解:(1)2,0
所以NP为线段AM的垂直平分线,NANM
NCNANCNM222CA
所以动点N的轨迹是以C1,0,A1,0为焦点的椭圆,
且长轴长为2a22,焦距2c2,所以a
2,
c1,b21
x2
y21. 曲线E的方程为2
x22
y1
(2)设F(x1,y1)H(x2,y2),则由2,
ykxk21
消去y得(2k1)x4kk1x2k0,8k0(k0)
2
2
2
2
2
4kk212k2
,x1x22 x1x2 2
2k12k1
OFOHx1x2y1y2x1x2(kx1kx2(k21)x1x2x1x2)k21(k21)2k24k2(k21)k212k12
222k12k12k1
2k213232k14
1
k21,2
|FH|22k1
又点O到直线FH的距离d1,
[来源学科网]
1
Sd|FH| 令
t2k2121
t[2,3],k2(t1),
2
[来源学科网ZXXK]
S
111
2t3,2
9t4
16.(本小题满分16分)
2
,S 43
在平面直角坐标系xOy中,椭圆E:为
xy
21(ab0)的右准线2ab
2
2
直线l,动直线
ykxm(k0,m0)交椭圆于
A,B两点,线段AB的中点为M,射线OM分别交椭圆及直线l于P,Q两点,如图.若A,B两点分别是椭圆E的右顶点,上顶点时,点1
Q的纵坐标为(其中e为椭圆的
e
(第18题)
离心率)
,且OQ. (1)求椭圆E的标准方程;
(2)如果OP是OM,OQ的等比中项,那么
是,请说明理由.
答案. 解:当A,B两点分别是椭圆E的右顶点和上顶点时,则
m
是否为常数?若是,求出该常数;若不k
ab
A(a,0),B(0,b),M(,).
22
1ba1
∵Q(,),∴由O,M,Q三点共线,得2,化简,得b1.………2分
aace
c
2
a2
∵OQ
,∴c
2a.
2
a2b2c2,
a25,
由b1, 解得2 …………………………………………4分
c4.
2a,
x2
(1)椭圆E的标准方程为y21. …………………………………………6分
5x2
(2)把ykxm(k0,m0),代入y21,得
5
(5k21)x210mkx5m250. ……………………………………………8分
当△0,5k2m210时,xM从而点M(
5mkm
,, yM22
5k15k1
5mkm
,). ……………………………………………10分 5k215k21
1
x. 5k
所以直线OM的方程y
1yx,25k25k2
由2 得xP2. ……………………………………………12分
5k1xy21,
5
∵OP是OM,OQ的等比中项,∴OP2OMOQ, 从而xP2xMxQ
25mk
. ……………………………………………14分
2(5k21)
25k225mkm
由2,得,从而m2k2,满足△0. ……………15分
5k12(5k21)k
∴
m
为常数2. ………………………………………………………………16分 k
17.(本小题满分16分)
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
1
,短轴长为4。 2
(Ⅱ)P(2,n),Q(2,n)是椭圆C上两个定点,A、B是椭圆C上位于直线PQ两侧的动点。
① 若直线AB的斜率为
1
,求四边形APBQ面积的最大值; 2
② 当A、B两点在椭圆上运动,且满足∠APQ=∠BPQ时,直线AB的斜率是否为定
值,说明理由。
18题
x2y2
答案. 解:(Ⅰ)设C方程为221(ab0)
ab
由已知b=23 离心率e
c12
,ab2c2 得a4 a2
x2y2
1 所以,椭圆C的方程为
1612
(Ⅱ)①由(Ⅰ)可求得占P、Q的坐标为P(2,3) ,Q(2,3),则|PQ|6,
x2y21
1 设Ax1,y1,B(x2,y2),直线AB的方程为yxt,代人
16122
得xtxt120 由△>0,解得4t4,由根与系数的关系得
2
2
x1x2t
四边形APBQ的面积 2
xxt1212
S
1
6x1x23483t2 2
故,当t0,Smax12
②∠APQ=∠BPQ时,PA、PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,
则PB的斜率为k,
x2y2
1联立解得
PA的直线方程为y3k(x2)与
1612
(34k2)x28(32k)kx4(32k)2480,
x12
8(2k3)k
2
34k
8(2k3)k
2
34k
同理PB的直线方程y3k(x2),可得x22
16k21248k
所以x1x2 ,xx1222
34k34kkAB
y1y2k(x12)3k(x22)3
x1x2x1x2
16k312k12k16k3
2k(x1x2)4k24k134k 48kx1x248k234k2
所以直线AB的斜率为定值
sj.fjjy.org
1 2
18. (本小题满分12分)
x2y2已知椭圆C:221(ab
0),以原点为圆心,椭圆的短半轴
ab长为半径的圆与直线xy0相切. (1).求椭圆C的方程;
(2).若过点M(2,0)的直线与椭圆C相交于两点A,B,设P为椭圆上一点,且满足
OAOBtOP(O
为坐标原点),当|PAPB|时,求实数t取值范围.
19.(本题满分13分)
抛物线P:x2py上一点Q(m,2)到抛物线P的焦点的距离为3,A,B,C,D为抛物线的
四个不同的点,其中A、D关于y轴对称,D(x0,y0),B(x1,y1), C(x2,y2),
2
x0x1x0x2 ,直线BC平行于抛物线P的以D为切点的切线.
(Ⅰ)求p的值;
(Ⅱ)证明:CADBAD;
(Ⅲ)D到直线AB、AC的距离分别为m、n
,且mn积为48,求直线BC的方程.
答案.【解答】(Ⅰ)|QF|=3=2+
,ABC的面
p
, p=2. 2
222
x0x0x12x2
(Ⅱ)抛物线方程为x4y,A(x0,), D(x0,), B(x1,) ,C(x2,),
4444
2
2
x12x2
x1x2x0,xx2x, 120x1x242
y
x
,kBC2
kAC
222
x0x2x12x0
xxxx
20,kAB10, x2x04x1x04
x2x0x1x0x1x22x0
0, 444
所以直线AC和直线AB的倾斜角互补, BADCAD. (Ⅲ)设BADCAD,则m=n=|AD|sin, kACkABsin
2,(0.), 224
lAC
22x0x0
:yxx0 即yxx0,
44
2
x02
:yx0, x0与抛物线方程x24y联立得:x24x4x0x0
4
把lAC
2
x0x24x0x0,x2x04,同理可得x1x04,
x0x04x0,x02,
SABC
112
|AB||AC|2(42x0)2(2x04)4(x04)48, 22
x04 ,B(0,0),lBC:y2x.
20.(本小题满分13分)
x2y2
已知椭圆C:221(ab
0),短轴一个端到右焦点的距离为
ab
(1)求椭圆C的方程:
(2)设直线l与椭圆C交于A、B两点,坐标原点O到直线l
的距离为
面积的最大值。
,求△AOB2
21.(本小题满分13分)
x2y21
已知椭圆C:221(ab0)的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的
2ab
圆与直线xy0相切,直线l:xmy4与椭圆C相交于A、B两点. (1)求椭圆C的方程;(2)求OAOB的取值范围;
答案.(本小题满分13分)
c2a2b21c14222
(Ⅰ)由题意知e,∴e2,即ab
2
4a23aa
2
y2x22
b3 故椭圆的方程为又ba4,1……………4分
43l:xmy4
(Ⅱ)解:由x2y2得:(3m24)y224my360 …………………………6分
134
由0(24m)2436(3m24)0m24
24m36
设A(x1,y1),B (x2,y2),则y1y22………………8分 ,y1y22
3m43m412m21001162
∴OAOBx1x2y1y2(m1)y1y24my1y216 ……10分 4
3m243m24
13
∵m24∴3m2416, ∴OAOB(4)
4
13
∴OAOB的取值范围是(4).………………………………………………… 13分
4
22、在直角坐标系xOy上取两个定点A1(2,0),A2(2,0), 再取两个动点N1(0,m)、N2(0,n)且mn3.
(Ⅰ)求直线A1N1与A2N2交点的轨迹M的方程;
(II)已知F2(1,0),设直线l:ykxm与(I)中的轨迹M交于P、Q两点,直线F2P、
F2Q 的倾斜角分别为、,且,求证:直线l过定点,并求该定点的
坐标.
8km
xx2134k2,且kkx1m,kkx2m ………7分 2F2PF2Q
4m12x1x211x1x2
234k
kxmkx2m
0 ……8分 由已知,得kF2PkF2Q0, 1
x11x21
化简,得2
kxx(mk)(xx)2m0
23.(本小题满分13分)
如图,矩形ABCD中,|AB|=22,|BC|=2.E,F,G,H分别是矩形四条边的中点,→→→→分别以HF,EG所在的直线为x轴,y轴建立平面直角坐标系,已知OR=λOF,CR′=λCF,其中0<λ<1.
x22
(Ⅰ)求证:直线ER与GR′的交点M在椭圆Γ:+y=1上;
2
(Ⅱ)若点N是直线l:y=x+2上且不在坐标轴上的任意一点,F1、F2分别为椭圆Γ的左、右焦点,直线NF1和NF2与椭圆Γ的交点分别为P、Q和S、T.是否存在点N,使得直线OP、OQ、OS、OT的斜率kOP、kOQ、kOS、kOT满足kOP+kOQ+kOS+kOT=0?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
答案.(本小题满分13分)
解:(Ⅰ)由已知,得F(2,0),C2,1).
→→→→
由OR=λOF,CR′=λCF,得R2λ,0),R′(2,1-λ). 又E(0,-1),G(0,1),则
1
直线ER的方程为y=-1, ①
2λ直线GR′的方程为y=-
λ
x+1. ② 2
2
2λ1-λ
由①②,得M,).
1+λ1+λ22λ21+λ1-λ224λ2+(1-λ2)2(1+λ2)2∵+(==1,
21+λ(1+λ)(1+λ)x22
∴直线ER与GR′的交点M在椭圆Γ:y=1上.…………………………5分
2(Ⅱ)假设满足条件的点N(x0,y0)存在,则
y0
直线NF1的方程为y=k1(x+1),其中k1=
x0+1y直线NF2的方程为y=k2(x-1),其中k2=
x0-1
y=k(x+1),21
222
由x消去y并化简,得(2k21+1)x+4k1x+2k1-2=0. 2
2y=1.2k24k21-2设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-x1x2
2k1+12k1+1∵OP,OQ的斜率存在,∴x1≠0,x2≠0,∴k21≠1. x1+x2yyk1(x1+1)k1(x2+1)
∴kOP+kOQ=+2k1+k1·
x1x2x1x2x1x2
4k22k=k1(2-=-.
2k1-2k1-1
同理可得kOS+kOT=-
2k. k2-1
2
k1k2kk2-k1+k1k2-k2
∴kOP+kOQ+kOS+kOT=-)=-2·k1-1k2-1(k1-1)(k2-1)
2(k1+k2)(k1k2-1)=-. (k1-1)(k2-1)
2(k1+k2)(k1k2-1)
∵kOP+kOQ+kOS+kOT=0,∴-0,即(k1+k2)(k1k2-1)=0. (k1-1)(k2-1)由点N不在坐标轴上,知k1+k2≠0, yy∴k1k2=1,即1. ③
x0+1x0-1又y0=x0+2, ④ 53
解③④,得x0=-,y0
44
53
故满足条件的点N存在,其坐标为(-).………………………………13分
44
24.(本小题满分12分)
设抛物线C:y2px(p0)的焦点为F,准线为l,M∈C,以M为圆心的圆M与l, 相切于点Q,Q
,E(5,0)是圆M与x轴除F外的另一个交点
(I)求抛物线C与圆M的方程:
( II)已知直线n:yk(x1)(k0),n与C交于A,B两点,n与l交于点D,且
2
FAFD, 求△ABQ的面积.