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第五板块 大题增分练(一) 求值问题
1.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为x-y=0,且双曲线经过点A(2,2).
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点B(1,0)且斜率不为0的直线与C交于M,N两点(与点A不重合),直线AM,AN分别与直线x=1交于点P,Q,求的值.
解:(1)由题意可知-=1,=,
解得a=,b=2.
所以双曲线C的方程为-=1.
(2)设直线MN的方程为x=my+1,代入-=1中,可得(2m2-1)y2+4my-2=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则2m2-1≠0,Δ=32m2-8>0,
y1+y2=,y1y2=.
直线AM的方程为
y=(x-2)+2,
令x=1,得点P的纵坐标为yP=+2.
直线AN的方程为
y=(x-2)+2,令x=1,得点Q的纵坐标为yQ=+2.
因为+=
==-4,所以yP+yQ=0,即=1.
2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点F1与圆x2+y2+2x=0的圆心重合,过右焦点F2的直线与C交于A,B两点,△ABF1的周长为8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若C上存在M,N两点关于直线l:2kx-2y+3=0对称,且OM⊥ON(O为坐标原点),求k的值.
解:(1)由x2+y2+2x=0,得F1(-,0),
∴c=.根据椭圆定义,由△ABF1的周长为8,得4a=8,a=2.∴b2=a2-c2=1.
椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设线段MN的中点
Q(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2).
由直线l:kx-y+=0,
且l⊥MN,
设lMN:x=-ky+m,则联立
得(k2+4)y2-2kmy+m2-4=0,
则Δ=(2km)2-4(k2+4)(m2-4)=16(k2+4-m2),
y1+y2=,y1y2=,
x1x2=m2-km(y1+y2)+k2y1y2.
∵OM⊥ON,∴·=0,x1x2+y1y2=0,
即m2-km(y1+y2)+(k2+1)y1y2=0,
∴5m2=4(k2+1).①
由得+y-y=0,
即+·=0.∴·=.
∵=,=,∴=,
得2y0=-1.
∴=-1.②
联立①②,消去m得11k4-24k2-80=0,
∴k2=4,k=±2.∴或
经验证,满足Δ>0,∴k=±2.
3.如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0),F为其焦点,点A(2,y0)在C上,△OAF的面积为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点P(m,0)(m>0)作斜率为-1的直线l1交抛物线C于点M,N,直线MF交抛物线C于点Q,以Q为切点作抛物线C的切线l2,且l2∥l1,求△MNQ的面积.
解:(1)由题意可知,抛物线C的焦点F.
将A(2,y0)代入抛物线C的方程得y=4p.
又p>0,则|y0|=2.
因为△OAF的面积为××2==4,解得p=4,所以抛物线C的方程为y2=8x.
(2)由(1)可得抛物线C的方程为y2=8x,焦点F(2,0).
设直线l1:x=-y+m(m>0),M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x3,y3),
联立方程消去x得y2+8y-8m=0,
则Δ=64+32m>0,y1+y2=-8,y1y2=-8m.
因为点M(x1,y1)在抛物线上,
则y=8x1,即x1=.
所以直线MF的方程为
x=y+2=y+2=y+2.
联立方程消去x得y2+y-16=0,可得y1y3=-16,即y3=-,则x3=×+2=,即Q.
因为l2∥l1,可设l2:x=-y+n,
代入Q得=+n,即n=-,
所以l2:x=-y+-.
联立方程消去x得y2+8y+8=0.因为l2为抛物线C的切线,
则Δ=64-32=0,
整理得y-8y1+16=0,解得y1=4.
又因为y1+y2=-8,y1y2=-8m,y1y3=-16,
可得y2=-12,m=6,y3=-4,
即Q(2,-4),l1:x=-y+6.
可得|MN|=|4-(-12)|=16,
点Q(2,-4)到x+y-6=0的距离d==4.
所以△MNQ的面积S△MNQ=|MN|×d=×16×4=64.
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