内容正文:
解答题
1.(2023·深圳模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(2,0).
(1)求抛物线的标准方程;
(2)抛物线C在x轴上方一点A的横坐标为2,过点A作两条倾斜角互补的直线,与曲线C的另一个交点分别为B,C,求证:直线BC的斜率为定值.
解:(1)∵抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(2,0),
∴=2,解得p=4,
故抛物线C的标准方程为:y2=8x;
(2)∵点A的横坐标为2,即y2=8×2,解得y=±4,
故A点的坐标为(2,4),设B(x1,y1),C(x2,y2),
由已知设AB:m(y-4)=x-2,即x=my-4m+2,
代入抛物线的方程得y2=8(my-4m+2),即y2-8my+32m-16=0,
则y1+4=8m,故y1=8m-4,
所以x1=my1-4m+2=m(8m-4)-4m+2=8m2-8m+2,
即B(8m2-8m+2,8m-4),
设AC:-m(y-4)=x-2,即x=-my+4m+2,
同理可得y2=-8m-4,则x2=-my2+4m+2=-m(-8m-4)+4m+2=8m2+8m+2,
即C(8m2+8m+2,-8m-4),
直线BC的斜率kBC===-1,
所以直线BC的斜率为定值.
2.(2023·全国乙卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点A(-2,0)在C上.
(1)求C的方程;
(2)过点(-2,3)的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M,N,证明:线段MN的中点为定点.
解:(1)由题意可得,
解得,
所以椭圆方程为+=1.
(2)由题意可知:直线PQ的斜率存在,设PQ:
y=k(x+2)+3,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立方程,消去y得:(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16(k2+3k)=0,
则Δ=64k2(2k+3)2-64(4k2+9)(k2+3k)=-1 728k>0,解得k<0,
可得x1+x2=-,
x1x2=,
因为A(-2,0),则直线AP的方程为:
y=(x+2),
令x=0,解得y=,即M,
同理可得N,
则=+
=
=
===3,
所以线段MN的中点是定点(0,3).
3.(2023·温州二模)已知点F1,F2分别是双曲线C1:x2-y2=2的左右焦点,过F2的直线交双曲线右支于P,A两点,点P在第一象限.
(1)求点P横坐标的取值范围;
(2)线段PF1交圆C2:(x+2)2+y2=8于点B,记△PF2B,△AF2F1,△PAF1的面积分别为S1,S2,S,求+的最小值.
解:(1)由双曲线C1:x2-y2=2,即-=1可得焦点F2(2,0),
设P(x1,y1),A(x2,y2),=λ,则λ>0,
根据向量定比分点公式:,
将P,A坐标代入双曲线得:
⇒,
两式相减得:(x1-λx2)(x1+λx2)=2(1-λ2)⇒(x1-λx2)·2(1+λ)=2(1+λ)(1-λ)
则有:x1-λx2=1-λ,再结合x1+λx2=2(1+λ),解得x1=+>,
故x1∈.
(2)由-=1可得e==,
∵P(x1,y1)在-=1上,则有y=x-b2
|PF1|=,将y=x-b2代入,
|PF1|==
====ex1+a,
根据双曲线的定义|PF1|-|PF2|=2a,|PF2|=ex1-a,
显然|PB|=|PF1|-2=|PF2|,
==·=·=·=·=,==λ+1,
则+=+λ+1=λ++2≥2+2,当且仅当λ=时取等号,
故+的最小值为2+2.
4.(2023·张家界模拟)已知曲线C的方程:-=1(x>0),倾斜角为α的直线l过点F2(3,0),且与曲线C相交于A,B两点.
(1)α=90°时,求三角形ABO的面积;
(2)在x轴上是否存在定点M,使直线l与曲线C有两个交点A、B的情况下,总有∠OMA=∠OMB?如果存在,求出定点M;如果不存在,请说明理由.
解:(1)由-=1(x>0)可知曲线是以F1(-3,0),F2(3,0)为焦点,实轴长为4的双曲线的右支,
过焦点F2(3,0),倾斜角为90°的直线l方程为x=3,当x=3时y=±,
所以S△AOB=×3×5=.
(2)当α≠90°时,设直线l的方程为:y=k(x-3),联立方程,
整理得(5-4k2)x2+24k2x-36k2-20=0,
因为直线l与曲线C有两个交点,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以,解得k<-或k>,
由∠OMA=∠OMB得x轴平分∠AMB,所以kAM+kBM=0,
y1=k(x1-3),y2=k(x2-3),
则x2y1+x1y2=2kx1x2-3k(x1+x2),y1+y2=k(x1+x2-6),
假设在x轴上存在定点M(m,0),则kAM=,kBM=,
kAM+kBM=+