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高考解答题专项训练(五) 直线与圆锥曲线
1.(2019·湖南湘东五校联考)已知椭圆C的中心在原点,离心率等于y的焦点.
,它的一个短轴端点恰好是抛物线x2=8
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,已知P(2,3),Q(2,-3)是椭圆上的两点,A,B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点.
①若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;
②当A,B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值?请说明理由.
解:(1)设椭圆C的方程为.
=1(a>b>0),则b=2+
由,a2=c2+b2,得a=4,
=
∴椭圆C的方程为=1.
+
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
①设直线AB的方程为y=x+t,
代入=1,得x2+tx+t2-12=0,
+
由Δ>0,解得-4<t<4,
由一元二次方程根与系数的关系得
x1+x2=-t,x1x2=t2-12,
∴|x1-x2|=.
==
∴四边形APBQ的面积S=.
×6×|x1-x2|=3
∴当t=0时,S取得最大值,且Smax=12.
②若∠APQ=∠BPQ,则直线 PA,PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,
则直线PB的斜率为-k,直线PA的方程为
y-3=k(x-2),
由
得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0,
∴x1+2=,
将k换成-k可得x2+2=,
=
∴x1+x2=,
,x1-x2=
∴kAB==
=,
=
∴直线AB的斜率为定值.
2.(2019·石家庄摸底)已知椭圆C:.
,点A是椭圆上任意一点,△AF1F2的周长为4+2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为+
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点Q(-4,0)任作一动直线l交椭圆C于M,N两点,记M,则当直线l转动时,点R在某一定直线上运动,求该定直线的方程.
=-λ,若在线段MN上取一点R,使得M=λ
解:(1)因为△AF1F2的周长为4+2,
所以2a+2c=4+2.
,即a+c=2+
又椭圆的离心率e=,
=
所以a=2, c=,所以b2=a2-c2=1.
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由题意可知,直线l的斜率必存在.
故可设直线l的方程为y=k(x+4),M(x1,y1),N(x2,y2),
由消去y,得(1+4k2)x2+32k2x+64k2-4=0,
由根与系数的关系,得x1+x2=,
,x1x2=
由M,得(-4-x1,-y1)=λ(4+x2,y2),
=λ Q
所以-4-x1=λ(x2+4),所以λ=-.
设点R的坐标为(x0,y0),
由M,得(x0-x1,y0-y1)=
=-λ
-λ(x2-x0,y2-y0),
所以x0-x1=-λ(x2-x0),
解得x0=.
==
而2x1x2+4(x1+x2)=2×,
=-+4×
(x1+x2)+8=,
+8=
所以x0=-1.
故点R在定直线x=-1上 .
3.(2019·广西柳州摸底)已知抛物线C的顶点在原点,焦点在x轴上,且抛物线上有一点P(4,m)到焦点的距离为5.
(1)求该抛物线C的方程;
(2)已知抛物线上一点M(t,4),过点M作抛物线的两条弦MD和ME,且MD⊥ME,判断直线DE是否过定点?并说明理由.
解:(1)由题意设抛物线方程为y2=2px(p>0),其准线方程为x=-,
∵P(4,m)到焦点的距离等于P到其准线的距离,
∴4+=5,∴p=2.
∴抛物线C的方程为y2=4x.
(2)由(1)可得点M(4,4),
可得直线DE的斜率不为0,
设直线DE的方程为x=my+t,
联立得y2-4my-4t=0,
则Δ=16m2+16t>0.(*)
设D(x1,y1),E(x2,y2),
则y1+y2=4m,y1y2=-4t.
∵M=(x1-4,y1-4)·(x2-4,y2-4)
·M
=x1x2-4(x1+x2)+16+y1y2-4(y1+y2)+16
=-(y1+y2)2+3y1y2-4(y1+y2)+32
+16+y1y2-4(y1+y2)+16=-4·
=t2-16m2-12t+32-16m=0,
即t2-12t+32=16m2+16m,
得(t-6)2=4(2m+1)2,
∴t-6=±2(2m+1),即t=4m+8或t=-4m+4,
代入(*)式检验知t=4m+8满足Δ>0,
∴直线DE的方程为x=my+4m+8=m(y+4)+8.
∴直线过定点(8,-4).
4.(2019·广州综合测试)已知圆(x+).
-G)⊥(G+G,0),点G在线段MP上,且满足(G)2+y2=16的圆心为M,点P是圆M上的动点,点N(
(1)求点G的轨迹C的方程;
(2)过点T(4,0)作斜率不为0的直线l与(1)中的轨迹C交于A,B两点,点A关于x轴的对称点为