内容正文:
专题限时集训(十一) 圆锥曲线中的最值、范围问题
1.(2019·浙江卷)如图,已知点F (1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点.
过点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧.记△AFG,△CQG的面积分别为S1,S2.
(1)求p的值及抛物线的准线方程;
(2)求的最小值及此时点G的坐标.
2.(2023·四川校联考模拟预测)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,A,B分别为椭圆的左、右顶点,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,点M是以AB为直径的圆上除去A,B的任意一点,直线AM交椭圆C于另一点N.当点N为椭圆C的短轴端点时,原点O到直线NF2的距离为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)求·的最小值.
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专题限时集训(十一) 圆锥曲线中的最值、范围问题
1.[解] (1)由抛物线的性质可得=1,
∴p=2,
∴抛物线的准线方程为x=-1.
(2)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),
重心G(xG,yG),
令yA=2t,t≠0,则xA=t2,
由于直线AB过F,故直线AB的方程为x=y+1,
代入y2=4x,得y2-y-4=0,
∴2tyB=-4,即yB=-,∴B.
又xG=(xA+xB+xC),yG=(yA+yB+yC),重心G在x轴上,
∴2t-+yC=0,
∴C,G,
∴直线AC的方程为y-2t=2t(x-t2),得Q(t2-1,0),
∵Q在焦点F的右侧,∴t2>2.
∴====2-,
令m=t2-2,则m>0,
∴=2-=2-≥2-=1+,
∴当m=时,取得最小值为1+,此时G(2,0).
2.[解] (1)由题意得=,当点N为椭圆C的短轴端点时,
不妨设N(0,b),故直线NF2的方程为=1,
故原点O到直线NF2的距离为=1,
又a2=b2+c2,解得a2=4,b2=2,
故椭圆C的标准方程为=1.
(2)点M是以AB为直径的圆上除去A,B的任意一点,
故直线AM与直线BM的斜率均存在.
设直线AM的方程为y=k(x+2),
由得
则M.
由得(1+2k2)x2+8k2x+8k2-4=0,Δ>0,
设N(x1,y1),则-2+x1=,
故x1=,y1=k=,
即N.
所以·=·==4-=4-≥4-=16-20,
当且仅当2k2=,即k2=时等号成立.
所以·的最小值为16-20.
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专题限时集训(十二) 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(2023·四川成都三模)已知斜率为的直线l与抛物线C:y2=4x相交于P,Q两点.
(1)求线段PQ中点纵坐标的值;
(2)已知点T(,0),直线TP,TQ分别与抛物线相交于M,N两点(异于P,Q).求证:直线MN恒过定点,并求出该定点的坐标.
2.在平面直角坐标系xOy中,P是圆E:x2+y2+2x-15=0上的动点,已知F (1,0),且线段PF的垂直平分线交PE于Q,设Q的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设直线l与C交于A,B两点,若M,且△ABM内切圆的圆心在直线FM上,证明:l的斜率恒为定值.
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专题限时集训(十二) 圆锥曲线中的定点、定值问题
1.[解] (1)设P(x1,y1),Q(x2,y2),其中x1≠x2,
由得=4x1-4x2,
化简得=,
∴=,即=,
∴线段PQ中点纵坐标的值为.
(2)证明:设,
,
∴kPM==,
∴直线PM的方程为y-y1=,
化简可得(y1+y3)y-4x-y1y3=0,
∵T(,0)在直线PM上,解得y1y3=-4,
同理,可得y2y4=-4,
∴kPQ====,
∴y3y4=-3(y3+y4),
又直线MN的方程为(y3+y4)y-4x-y3y4=0,
即(y3+y4)(y+3)-4x=0,
∴直线MN恒过定点(0,-3).
2.[解] (1)圆E的方程化为(x+1)2+y2=16,所以圆心E(-1,0),半径r=4.
因为Q在PF的垂直平分线上,所以|QF|=|QP|,
所以|QE|+|QF|=|QE|+|QP|=|EP|=4.
又因为|EF|=2,则|QE|+|QF|>2,
所以Q的轨迹是以E,F为焦点,长轴长为4的椭圆,
由2a=4,c=1,得b==.
所以C的方程为=1.
(2)证明:若直线l的斜率不存在,则AB∥FM,
此时△ABM的内切圆圆心不在FM上,不符合题意.
设l的方程为y=kx+m.
联立消y得=1,
整理得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,Δ>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1≠1,x2≠1,且x1+x2=-,
x1·x2=.
因为△ABM的内切圆圆