第二章 直线与圆锥曲线的位置关系-高中数学选择必修第一册精选易错题练习(人教B版2019)
2024-06-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教B版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2.8 直线与圆锥曲线的位置关系 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 669 KB |
| 发布时间 | 2024-06-03 |
| 更新时间 | 2024-06-03 |
| 作者 | 晴风教辅 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-05-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45278200.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
精选易错题练习—【第二章】直线与圆锥曲线的位置关系
一.选择题(共25小题)
1.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的准线l与圆M:(x﹣1)2+(y﹣2)2=16相切,则p=( )
A.6 B.8 C.3 D.4
2.已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆=1有公共焦点,则C的方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线y=2x﹣4与C交于A,B两点,则cos∠AFB=( )
A. B. C. D.
4.若抛物线y2=2px的准线为圆x2+y2+4x=0的一条切线.则抛物线的方程为( )
A.y2=﹣16x B.y2=﹣8x C.y2=16x D.y2=8x
5.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是双曲线的一个焦点,则p=( )
A.2 B.4 C.8 D.16
6.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线y=x2+1相切,则该双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.
7.已知两点M(1,),N(﹣4,﹣),给出下列曲线方程:
①4x+2y﹣1=0;
②x2+y2=3;
③+y2=1;
④﹣y2=1.
在曲线上存在点P满足|MP|=|NP|的所有曲线方程是( )
A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④
8.等轴双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,C与抛物线y2=16x的准线交于点A和点B,|AB|=4,则C的实轴长为( )
A. B. C.4 D.8
9.给出下列曲线:
①4x+2y﹣1=0 ②x2+y2=3 ③④
其中与直线y=﹣2x﹣3有交点的所有曲线是( )
A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④
10.与椭圆C:+=1共焦点且过点(1,)的双曲线的标准方程为( )
A.x2﹣=1 B.y2﹣2x2=1
C.﹣=1 D.﹣x2=1
11.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与C相交于A,B两点,若=3,则k=( )
A.1 B. C. D.2
12.抛物线y=﹣x2上的点到直线4x+3y﹣8=0距离的最小值是( )
A. B. C. D.3
13.已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=( )
A.3 B.6 C.9 D.12
14.若双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x﹣2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为( )
A.2 B. C. D.
15.已知直线y=2(x﹣1)与抛物线C:y2=4x交于A,B两点,点M(﹣1,m),若•=0,则m=( )
A. B. C. D.0
16.已知双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,抛物线C2:y2=2px(p>0)的准线经过C1的左焦点.若抛物线C2的焦点到C1的渐近线的距离为2,则C2的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=20x D.y2=4x
17.圆M:(x﹣m)2+y2=4与双曲线C:(a>0,b>0)的两条渐近线相切于A、B两点,若|AB|=2,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
18.已知椭圆C1:的左,右焦点分别为F1,F2,抛物线的准线l过点F1,设P是直线l与椭圆C1的交点,Q是线段PF2与抛物线C2的一个交点,则|QF2|=( )
A. B. C. D.
19.已知双曲线=1(a、b均为正数)的两条渐近线与抛物线y2=8x的准线围成的三角形的面积为3,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
20.已知双曲线C的焦点在y轴上,离心率为,点P是抛物线y2=4x上的一动点,P到双曲线C的上焦点F1(0,c)的距离与到直线x=﹣1的距离之和的最小值为,则该双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
21.已知曲线Γ:,则以下判断错误的是( )
A.λ<0或λ>3时,曲线Γ一定表示双曲线
B.0<λ<3时,曲线Γ一定表示椭圆
C.当λ=﹣3时,曲线Γ表示等轴双曲线
D.曲线Γ不能表示抛物线
22.双曲线C:=1(a>0,b>0)的两条渐近线与圆x2+y2﹣2x+=0相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
23.设抛物线y2=4x的焦点为F,过点M(﹣1,0)的直线在第一象限交抛物线于A、B,使,则直线AB的斜率k=( )
A. B. C. D.
24.已知双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,双曲线C的一条渐近线与圆A:(x﹣a)2+y2=b2交于P,Q两点,若,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
25.若双曲线﹣y2=1(a>0)的一条渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相切,则双曲线的渐近线方程是( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±3x
二.填空题(共15小题)
26.若以双曲线﹣y2=1的右顶点为圆心的圆恰与双曲线的渐近线相切,则圆的标准方程是 .
27.若直线x﹣y=2与抛物线y2=4x交于A、B两点,则线段AB的中点坐标是 .
28.已知圆E:(x﹣1)2+y2=1的圆心与抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F重合,过点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,与圆E交于M,N两点(其中A点和M点在第一象限),则|AM|•|BN|= .
29.已知实数1,m,4构成一个等比数列,则圆锥曲线+y2=1的离心率为 .
30.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,如图AB是过F1且垂直于长轴的弦,则△ABF2的内切圆方程是 .
31.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,若抛物线C与圆O:x2+y2=12交于P,Q两点,且|PQ|=4,则△PFO的面积为(O为坐标原点) .
32.如图1,已知四面体A﹣BCD的所有棱长都为2,M,N分别为线段AB和CD的中点,直线MN垂直于水平地面,该四面体绕着直线MN旋转一圈得到的几何体如图2所示,若图2所示的几何体的正视图恰为双曲线E:=1(a>0,b>0)的一部分,则E的方程为 .
33.在平面直角坐标系xOy中,r>0,与抛物线C:y2=4x有且仅有两个公共点,直线l过圆心M且交抛物线C于A,B两点,则= .
34.若直线与曲线C:x2﹣y2=2有两个不同交点,则实数t的取值范围是 .
35.已知抛物线ny2=x(n>0)的准线与圆x2+y2﹣8x﹣4y﹣5=0相切,则n的值为 .
36.设F1,F2为椭圆C:+y2=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为直角三角形,则M的坐标为
37.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线l与圆x2+y2=a2相切于点T,且直线l与双曲线C的右支交于点P,若,则双曲线C的离心率为 .
38.在平面直角坐标系xOy中,点A、B在抛物线y2=4x上,满足•=﹣4,F是抛物线的焦点,则S△OFA•S△OFB= .
39.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),且与C交于A,B两点,则p= ,+= .
40.已知直线l:y=1与y轴交于点M,Q为直线l上异于点M的动点,记点Q的横坐标为n,若曲线上存在点N,使得∠MQN=45°,则n的取值范围是 .(用区间表示)
三.解答题(共10小题)
41.在直角坐标系xOy中,曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,点C的坐标为(0,1),当m变化时,解答下列问题:
(1)能否出现AC⊥BC的情况?说明理由;
(2)证明过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.
42.设抛物线的顶点在坐标原点,焦点F在y轴正半轴上,过点F的直线交抛物线于A,B两点,线段AB的长是8,AB的中点到x轴的距离是3.
(Ⅰ)求抛物线的标准方程;
(Ⅱ)在抛物线上是否存在不与原点重合的点P,使得过点P的直线交抛物线于另一点Q,满足PF⊥QF,且直线PQ与抛物线在点P处的切线垂直?并请说明理由.
43.已知抛物线C:y=ax2(a>0)的交点为F,直线x=2与x轴相交于点M,与曲线C相交于点N,且
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点F的直线l交抛物线C与A、B两点,AB的垂直平分线m与C相交于C、D两点,使,求直线l的方程.
44.椭圆曲线加密算法运用于区块链.
椭圆曲线C={(x,y)|y2=x3+ax+b,4a3+27b2≠0}.P∈C关于x轴的对称点记为.C在点P(x,y)(y≠0)处的切线是指曲线y=±在点P处的切线.定义“⊕”运算满足:①若P∈C,Q∈C,且直线PQ与C有第三个交点R,则P⊕Q=;②若P∈C,Q∈C,且PQ为C的切线,切点为P则P⊕Q=;③若P∈C,规定P⊕,且P⊕0°=0°⊕P=P.
(1)当4a3+27b2=0时,讨论函数h(x)=x3+ax+b零点的个数;
(2)已知“⊕”运算满足交换律、结合律,若P∈C,Q∈C,且PQ为C的切线,切点为P,证明:P⊕P=;
(3)已知P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,且直线PQ与C有第三个交点,求P⊕Q的坐标.
参考公式:m3﹣n3=(m﹣n)(m2+mn+n2)
45.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,F是x轴正半轴上的一个动点.以F为焦点、O为顶点作抛物线C.设P是第一象限内C上的一点,Q是x轴负半轴上一点,使得PQ为C的切线,且|PQ|=2.圆C1,C2均与直线OP相切于点P,且均与x轴相切.求点F的坐标,使圆C1与C2的面积之和取到最小值.
46.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的上顶点为(0,1),且离心率为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)证明:过椭圆C1:+=1(m>n>0)上一点Q(x0,y0)的切线方程为+=1;
(Ⅲ)过圆x2+y2=16上一点P向椭圆C引两条切线,切点分别为A,B,当直线AB分别与x轴、y轴交于M,N两点时,求|MN|的最小值.
47.设曲线C1:(a为正常数)与C2:y2=2(x+m)在x轴上方仅有一个公共点P.
(1)求实数m的取值范围(用a表示);
(2)O为原点,若C1与x轴的负半轴交于点A,当0<a<时,试求△OAP的面积的最大值(用a表示).
48.在平面直角坐标系xOy中,已知点M(﹣,0),直线l:x=﹣,动点P到点M的距离与到直线l的距离之比为.
(1)求动点P的轨迹E的方程;
(2)设曲线E与x轴交于A、B两点,过定点N(﹣1,0)的直线与曲线E交于C、D两点(与A、B不重合),证明:直线AC,BD的交点在定直线上.
49.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x﹣y+12=0相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设A(﹣4,0),过点R(3,0)作与x轴不重合的直线l交椭圆C于P,Q两点,连接AP,AQ分别交直线x=于M,N两点,若直线MR、NR的斜率分别为k1、k2,试问:k1k2是否为定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由.
50.椭圆的左、右焦点分别为F1(﹣c,0)、F2(c,0),过椭圆中心的弦PQ满足|PQ|=2,∠PF2Q=90°,且△PF2Q的面积为1.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l不经过点A(0,1),且与椭圆交于M,N两点,若以MN为直径的圆经过点A,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
精选易错题练习—【第二章】直线与圆锥曲线的位置关系
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.【答案】D
【分析】求出抛物线的准线方程,利用已知条件列出方程求解即可.
【解答】解:抛物线C:x2=2py(p>0)的准线l:y=﹣与圆M:(x﹣1)2+(y﹣2)2=16相切,
可得=4,解得p=4.
故选:D.
2.【答案】C
【分析】求出双曲线的渐近线方程可得=,①求出椭圆的焦点坐标,可得c=3,即a2+b2=9,②,解方程可得a,b的值,进而得到双曲线的方程.
【解答】解:双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,
可得=,①
椭圆=1的焦点为(±3,0),
可得c=3,即a2+b2=9,②
由①②可得a=2,b=,
则双曲线的方程为﹣=1.
故选:C.
3.【答案】D
【分析】根据已知中抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线y=2x﹣4与C交于A,B两点,我们可求出点A,B,F的坐标,进而求出向量,的坐标,进而利用求向量夹角余弦值的方法,即可得到答案.
【解答】解:∵抛物线C:y2=4x的焦点为F,
∴F点的坐标为(1,0)
又∵直线y=2x﹣4与C交于A,B两点,
则A,B两点坐标分别为(1,﹣2)(4,4),
则=(0,﹣2),=(3,4),
则cos∠AFB===﹣,
故选:D.
4.【答案】C
【分析】由题意得抛物线的准线方程为x=﹣,且已知圆的圆心为(﹣2,0),半径r=2.根据圆与抛物线的准线相切,利用点到直线的距离公式加以计算,算出p,即可得到该抛物线方程.
【解答】解:∵抛物线的方程为y2=2px(p>0),
∴抛物线的准线方程为x=﹣.
∵圆(x+2)2+y2=4的圆心为(﹣2,0),半径r=2.
∴由圆与抛物线的准线相切,可得圆心到直线x=﹣的距离等于半径,
即|﹣2+|=2,解之得p=8或0舍去.
当p=8时,抛物线方程为y2=16x;
故选:C.
5.【答案】D
【分析】利用已知条件,求出抛物线的焦点坐标,与双曲线的焦点坐标,列出方程求解即可.
【解答】解:抛物线y2=2px(p>0)的焦点是双曲线的一个焦点,
可得=,解得p=16,
故选:D.
6.【答案】C
【分析】先求出渐近线方程,代入抛物线方程,根据判别式等于0,找到a和b的关系,从而推断出a和c的关系,答案可得.
【解答】解:由题意,双曲线的一条渐近线方程为,
代入抛物线方程整理得ax2﹣bx+a=0,
因渐近线与抛物线相切,所以b2﹣4a2=0,
即,
故选:C.
7.【答案】D
【分析】要使这些曲线上存在点P满足|MP|=|NP|,需曲线与MN的垂直平分线相交.根据M,N的坐标求得MN垂直平分线的方程,分别于题设中的方程联立,看有无交点即可.
【解答】解:要使这些曲线上存在点P满足|MP|=|NP|,需曲线与MN的垂直平分线相交.
MN的中点坐标为(﹣,0),MN斜率为=
∴MN的垂直平分线为y=﹣2(x+),
∵①4x+2y﹣1=0与y=﹣2(x+),斜率相同,两直线平行,可知两直线无交点,进而可知①不符合题意.
②x2+y2=3与y=﹣2(x+),联立,消去y得5x2﹣12x+6=0,Δ=144﹣4×5×6>0,可知②中的曲线与MN的垂直平分线有交点,
③中的方程与y=﹣2(x+),联立,消去y得9x2﹣24x﹣16=0,Δ>0可知③中的曲线与MN的垂直平分线有交点,
④中的方程与y=﹣2(x+),联立,消去y得7x2﹣24x+20=0,Δ>0可知④中的曲线与MN的垂直平分线有交点,
故选:D.
8.【答案】C
【分析】设等轴双曲线C:x2﹣y2=a2(a>0),y2=16x的准线l:x=﹣4,由C与抛物线y2=16x的准线交于A,B两点,,能求出C的实轴长.
【解答】解:设等轴双曲线C:x2﹣y2=a2(a>0),
y2=16x的准线l:x=﹣4,
∵C与抛物线y2=16x的准线l:x=﹣4交于A,B两点,
∴A(﹣4,2),B(﹣4,﹣2),
将A点坐标代入双曲线方程得=4,
∴a=2,2a=4.
故选:C.
9.【答案】D
【分析】先看①中直线的斜率与直线y=﹣2x﹣3相等可判断两直线平行,不可能有交点.进而把直线方程与②③④中的曲线方程联立消去y,进而根据△大于0可判定与他们均有交点.
【解答】解:∵直线y=﹣2x﹣3和4x+2y﹣1=0 的斜率都是﹣2
∴两直线平行,不可能有交点.
把直线y=﹣2x﹣3与x2+y2=3联立消去y得5x2+12x+6=0,Δ=144﹣120>0,∴直线与②中的曲线有交点.
把直线y=﹣2x﹣3与联立消去y得9x2+24x+12=0,Δ=24×24﹣18×24>0,直线与③中的曲线有交点.
把直线y=﹣2x﹣3与联立消去y得7x2﹣24x﹣12=0,Δ=24×24+4×7×12>0,直线与④中的曲线有交点.
故选:D.
10.【答案】C
【分析】设双曲线的方程为,根据双曲线基本量的关系结合题意建立关于a、b的方程组,解之得a2=b2=2,即得该双曲线的标准方程.
【解答】解:设双曲线的方程为,根据题意得
,解之得a2=b2=2
∴该双曲线的标准方程为﹣=1
故选:C.
11.【答案】B
【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2),根据求得y1和y2关系根据离心率设,b=t,代入椭圆方程与直线方程联立,消去x,根据韦达定理表示出y1+y2和y1y2,进而根据y1和y2关系求得k.
【解答】解:A(x1,y1),B(x2,y2),
∵,∴y1=﹣3y2,
∵,设,b=t,
∴x2+4y2﹣4t2=0①,
设直线AB方程为,代入①中消去x,可得,
∴,,
解得,
故选:B.
12.【答案】B
【分析】设抛物线y=﹣x2上一点为(m,﹣m2),该点到直线4x+3y﹣8=0的距离为,由此能够得到所求距离的最小值.
【解答】解:设抛物线y=﹣x2上一点为(m,﹣m2),
该点到直线4x+3y﹣8=0的距离为:
=
=
∴当m=时,取得最小值为,
故选:B.
13.【答案】B
【分析】利用椭圆的离心率以及抛物线的焦点坐标,求出椭圆的半长轴,然后求解抛物线的准线方程,求出A,B坐标,即可求解所求结果.
【解答】解:椭圆E的中心在坐标原点,离心率为,E的右焦点(c,0)与抛物线C:y2=8x的焦点(2,0)重合,
可得c=2,a=4,b2=12,椭圆的标准方程为:,
抛物线的准线方程为:x=﹣2,
由,解得y=±3,所以A(﹣2,3),B(﹣2,﹣3).
|AB|=6.
故选:B.
14.【答案】A
【分析】通过圆的圆心与双曲线的渐近线的距离,列出关系式,然后求解双曲线的离心率即可.
【解答】解:双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线不妨为:bx+ay=0,
圆(x﹣2)2+y2=4的圆心(2,0),半径为:2,
双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x﹣2)2+y2=4所截得的弦长为2,
可得圆心到直线的距离为:=,
解得:,可得e2=4,即e=2.
故选:A.
15.【答案】B
【分析】直接利用直线方程与抛物线方程联立方程组求出AB坐标,通过数量积求解m即可.
【解答】解:由题意可得:,8x2﹣20x+8=0,解得x=2或x=,
则A(2,2)、B(,).
点M(﹣1,m),若•=0,
可得(3,2m)(,﹣)=0.
化简2m2﹣2m+1=0,解得m=.
故选:B.
16.【答案】D
【分析】求出双曲线的渐近线方程,抛物线的焦点F,运用点到直线的距离公式和离心率公式,即可得到p的方程,解得p,即可得到抛物线方程.
【解答】解:双曲线的渐近线方程为y=,
抛物线C2:y2=2px(p>0)的焦点F为(,0),
则F到渐近线的距离为d==2,双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,
即e==,
b==2a,
则有,
解得p=2,
则有抛物线的方程为y2=4x.
故选:D.
17.【答案】A
【分析】由题意可得|AB|=2,|MA|=2,MA⊥OA,可得∠AOM=30°,可得a,b的关系,进而求出离心率的值.
【解答】解:如图所示,|AB|=2,|MA|=2,MA⊥OA
所以∠AOM=30°,即渐近线与x轴的夹角为30°,所以tan30°==,
所以e===,
故选:A.
18.【答案】A
【分析】由椭圆方程求得焦点坐标,可得抛物线方程,作出图形,利用抛物线定义及三角形相似列式求解|QF2|的值.
【解答】解:由题意,F1(﹣2,0),则抛物线方程为y2=8x.
计算可得|PF1|=,|PF2|=2a﹣.
过Q作QM⊥直线l与M,由抛物线的定义知,|QF2|=|QM|.
∵,∴,
解得:|MQ|=12(3﹣2).
∴|QF2|=|MQ|=12(3﹣2).
故选:A.
19.【答案】A
【分析】由已知条件推导出A,B两点的纵坐标分别是y=和y=﹣,由△AOB的面积为3,即可求出双曲线的离心率.
【解答】解:∵双曲线=1(a>0,b>0),
∴双曲线的渐近线方程是y=±x,
又∵抛物线y2=8x的准线方程为x=﹣2,
∵双曲线=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=8x的准线分别交于A,B两点,
∴A,B两点的纵坐标分别是y=和y=﹣,
∵△AOB的面积为3,
∴×2×=3,
∴4b=3a,4c=5a,
∴e==.
故选:A.
20.【答案】B
【分析】求出抛物线的焦点坐标,准线方程,根据三角形两边之和不小于第三边,转化求解双曲线的a,b,得到双曲线方程.
【解答】解:设F为抛物线y2=4x的焦点,则F(1,0),抛物线y2=4x准线方程为x=﹣1,
因此P到双曲线C的上焦点F1(0,c)的距离与到直线x=﹣1的距离之和等于PF1+PF,
因为PF1+PF≥F1F,所以,即,
∴,又,∴a2=4,b2=3,
即双曲线的方程为.
故选:B.
21.【答案】B
【分析】通过λ的取值,判断曲线的形状,判断选项的正误即可.
【解答】解:对Γ:,当2λ(3﹣λ)<0,即λ<0或λ>3时,曲线Γ表示双曲线,
当λ=﹣3时,Γ:表示等轴双曲线,
因为无论λ取何值,曲线方程均只含x2,y2项与常数项,因此A,C,D正确;
当λ=1时,Γ:x2+y2=2表示圆,B错误,
故选:B.
22.【答案】C
【分析】写出双曲线的一条渐近线方程,再由圆的方程求得圆心坐标与半径,由点到直线的距离公式列式求解双曲线C的离心率.
【解答】解:取双曲线C:的一条渐近线方程为y=,
即bx﹣ay=0.
化圆为,
则圆心坐标为(1,0),半径为.
由题意可得:,即,
∴,则c2=5a2,得e=.
故选:C.
23.【答案】B
【分析】由题意可得直线AB的方程 y﹣0=k (x+1),k>0,代入抛物线y2=4x化简求得x1+x2 和x1•x2,进而得到y1+y2和y1•y2,由 ,解方程求得k的值.
【解答】解:抛物线y2=4x的焦点F(1,0),直线AB的方程 y﹣0=k (x+1),k>0.
代入抛物线y2=4x化简可得 k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,
∴x1+x2=,x1•x2=1.
∴y1+y2=k(x1+1)+k(x2+1)=+2k=,
y1•y2=k2(x1+x2+x1•x2+1)=4.
又 =(x1﹣1,y1)•(x2﹣1,y2)=x1•x2﹣(x1+x2)+1+y1•y2=8﹣,
∴k=,
故选:B.
24.【答案】C
【分析】设渐近线为y=x,P(x1,y1),Q(x2,y2),联立,得(a2+b2)x2﹣2a3x+a4﹣a2b2=0,结合韦达定理可得x1+x2,x1x2,再计算+=2,得=,化简即可得出答案.
【解答】解:设渐近线方程为y=x,
若渐近线与圆A:(x﹣a)2+y2=b2相交,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立,得(a2+b2)x2﹣2a3x+a4﹣a2b2=0,
所以c2x2﹣2a3x+a4﹣a2b2=0,
所以x1+x2=,x1x2=,
所以=(x1+c,y1),=(c,0),=(x2+c,y2),
又因为+=2,
所以x1+c+c=2(x2+c),
所以x1=2x2,
所以x1+x2=3x2=,
所以x2=,则x22=,
所以x1x2=2x22=,则x22=,
所以=,
化简得9c4﹣18a2c2+8a4=0,
所以9e2﹣18+=0,
所以9e4﹣18e2+8=0,
所以e2==,
所以e2=(舍)或e2=
又双曲线的离心率e>1,
所以e=,
故选:C.
25.【答案】A
【分析】求出圆的圆心与半径,双曲线的渐近线方程,然后求解渐近线方程即可.
【解答】解:圆x2+(y﹣2)2=1的圆心(0,2)与半径为:1,双曲线的渐近线方程为:x+ay=0,
双曲线﹣y2=1(a>0)的一条渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相切,
可得:=1,解得a=,
所以双曲线的渐近线方程为:y=±x.
故选:A.
二.填空题(共15小题)
26.【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意可得:双曲线﹣y2=1的右顶点为(2,0),并且渐近线方程为:,即可得到圆的圆心,再利用点到直线的距离公式可得圆的半径,进而得到答案.
【解答】解:由题可得:双曲线﹣y2=1的右顶点为(2,0),并且渐近线方程为:,
因为右顶点为圆的圆心,所以r=.
所以圆的标准方程是(x﹣2)2+y2=.
故答案为(x﹣2)2+y2=.
27.【答案】见试题解答内容
【分析】把直线与抛物线的方程联立,消去y得到一个关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系求出两根之和x1+x2,再根据y=x﹣2得到y1+y2,利用中点坐标公式整体代入即可求出线段AB的中点坐标.
【解答】解:把直线方程与抛物线方程联立得,
消去y得到x2﹣8x+4=0,利用根与系数的关系得到x1+x2=8,则y1+y2=x1+x2﹣4=4
中点坐标为(,)=(4,2)
故答案为:(4,2)
28.【答案】1.
【分析】求出抛物线y2=4x,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l:x=ty+1,代入抛物线方程,利用韦达定理,结合抛物线的定义知,|AF|=x+1,|BF|=x2+1,然后求解即可.
【解答】解:圆E:(x﹣1)2+y2=1的圆心(1,0)与抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F重合,
所以p=2,
抛物线方程为:y2=4x,
设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l:x=ty+1,
代入抛物线方程,得y2﹣4ty﹣4=0.所以y1y2=﹣4,
因为圆E的圆心为抛物线焦点F,
根据抛物线的定义知,|AF|=x+1,|BF|=x2+1,
故|AM|=x1,|BN|=x2,
所以.
因为y1y2=﹣4,所以|AM|•|BN|=1.
故答案为:1.
29.【答案】见试题解答内容
【分析】利用等比数列的性质求出m,然后利用椭圆以及双曲线的性质求出离心率即可.
【解答】解:实数1,m,4构成一个等比数列,可得m=±2,
m=2时,圆锥曲线+y2=1,它的离心率为:e==.
m=﹣2时,圆锥曲线y2﹣=1,它的离心率为:e==.
故答案为:或.
30.【答案】见试题解答内容
【分析】设△ABF2内切圆的半径为r,由椭圆的方程分析可得a、b、c的值,由勾股定理分析可得|AF2|2﹣|AF1|2=16,|AF1|+|AF2|=2a=2,解可得|AF1|与|AF2|的值,计算可得△ABF2的周长与面积,由内切圆的性质计算可得内切圆半径,进一步求得圆心坐标,则答案可求.
【解答】解:设△ABF2内切圆的半径为r,
椭圆的方程为,
其中a=,b=,c=,则|F1F2|=2c=4,
AB与x轴垂直,
则有|AF2|2﹣|AF1|2=16,|AF1|+|AF2|=2a=,
解得:|AF1|=,|AF2|=,
△ABF2的周长l=|AF2|+|BF2|+|AB|=,
其面积S=×|AB|×|F1F2|=,
由内切圆的性质可知,有r×=,解得r=.
∴圆心横坐标为﹣2+,即圆心坐标为(,0),
则△ABF2的内切圆方程是,
故答案为:.
31.【答案】.
【分析】求出P的坐标,代入抛物线方程,求解p,即可得到抛物线方程.
【解答】解:不妨设P在第一象限,则yP=2,代入x2+y2=12中,解得:xP=2,故P(2,2),
代入抛物线方程可得p=2,所以△PFO的面积为:=.
故答案为:.
32.【答案】见试题解答内容
【分析】通过补形,将该四面体放入正方体中,得正方体的棱长为2,对棱AC,BD的中点间的距离等于正方体的棱长2,故双曲线的实轴长为2,该双曲线过点P(,1),进而得双曲线的方程.
【解答】解:通过补形,将该四面体放入正方体中,使得四面体的棱恰好时正方体的面对角线,
易得正方体的棱长为2,对棱AC,BD的中点间的距离等于正方体的棱长2,
故双曲线的实轴长为2,该双曲线过点P(,1),
则,故双曲线的方程为x2﹣y2=1.
故答案为:x2﹣y2=1.
33.【答案】0.
【分析】根据给定条件,求出圆心M的坐标,设出直线1的方程,与抛物线方程联立求解作答.
【解答】解:因⊙M与抛物线C有且仅有两个公共点,而⊙M与抛物线C都关于x轴对称,
因此,两个公共点的横坐标相同,并且唯一,
由消去y并整理得:,且x≥0,
于是得,解得r=4,即点M(4,0),
显然直线l不垂直于y轴,设直线l的方程为x=ty+4,
由消去x并整理得:y2﹣4ty﹣16=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=4t,y1y2=﹣16,所以.
故答案为:0.
34.【答案】见试题解答内容
【分析】直线方程即y=tx+,代入曲线C:x2﹣y2=2化简可得 (1﹣t2)x2+2tx﹣8=0有两个不同的解,故有 ,由此求得 实数t的取值范围.
【解答】解:直线方程即 y=tx+,代入曲线C:x2﹣y2=2化简可得 (1﹣t2)x2+2tx﹣8=0.
由题意可得,此方程有两个不同的解,故有 ,即 .
∴实数t的取值范围是 (﹣2,﹣1)∪(﹣1,1)∪(1,2),
故答案为(﹣2,﹣1)∪(﹣1,1)∪(1,2).
35.【答案】见试题解答内容
【分析】由圆的方程求出圆心坐标和半径,再由圆心到抛物线的准线的距离等于圆的半径求得n.
【解答】解:由x2+y2﹣8x﹣4y﹣5=0,得
(x﹣4)2+(y﹣2)2=25,
∴圆x2+y2﹣8x﹣4y﹣5=0是以(4,2)为圆心,以5为半径的圆,
∵抛物线ny2=x的准线x=与圆x2+y2﹣8x﹣4y﹣5=0相切,
∴4﹣(﹣)=5,即n=.
故答案为:.
36.【答案】见试题解答内容
【分析】通过△MF1F2为直角三角形,判断直角顶点的位置,通过求解圆的方程与椭圆方程的方程组,推出然后求解M的坐标以及利用焦点的横坐标代入椭圆方程求解即可.
【解答】解:设F1,F2为椭圆C:+y2=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.
若△MF1F2为直角三角形,M为三角形的直角顶点时,M在以原点为圆心、为半径的圆上,
可得,因为M在第一象限,所以M的横坐标与纵坐标都大于0,
解得x=,y=.
所以M(,).
点F2为直角三角形的直角顶点时,椭圆的右焦点F2(,0),此时M(,)
故答案为:(,)或(,).
37.【答案】见试题解答内容
【分析】由题意可得|OF1|=c,|OT|=a,则|F1T|=b,由向量共线定理可得|TP|=2b,|F1P|=3b,运用双曲线的定义,作F2M∥OT,结合中位线定理和直角三角形的勾股定理可得2b=3a,再由离心率公式可得所求值.
【解答】解:由题意可得|OF1|=|OF2|=c,|OT|=a,则|F1T|==b,
若,则|TP|=2b,|F1P|=3b,
由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,|PF2|=3b﹣2a,
作F2M∥OT,可得|F2M|=2a,|TM|=b,则|PM|=b,
在直角三角形MPF2中,|MP|2+|MF2|2=|PF2|2,即b2+(2a)2=(3b﹣2a)2,
化为2b=3a,则e====.
故答案为:.
38.【答案】见试题解答内容
【分析】设l过A、B的方程为:x=ty+b代入抛物线y2=4x,消去x,通过•=﹣4,得到直线恒过的定点,判断出A、B的位置,然后求出结果即可.
【解答】解:设l过A、B的方程为:x=ty+b代入抛物线y2=4x,消去x得
y2﹣4ty﹣4b=0设A(x1,y1),B(x2,y2)
则y1+y2=4t,y1y2=﹣4b,
∴•=(ty1+b)(ty2+b)+y1y2
=t2y1y2+bt(y1+y2)+b2+y1y2
=﹣4bt2+4bt2+b2﹣4b=b2﹣4b
令b2﹣4b=﹣4,∴b2﹣4b+4=0∴b=2.
∴直线l过定点(2,0).
当x=2时,y=,此时|y1y2|取得最小值8,
∴S△OFA•S△OFB=|y1y2|==2.
故答案为:2.
39.【答案】见试题解答内容
【分析】本题先根据抛物线焦点坐标可得p的值,然后根据抛物线的定义和准线,可知|AF|=x1+1,|BF|=x2+1.再根据直线斜率存在与不存在两种情况进行分类讨论,联立直线与抛物线方程,利用韦达定理最终可得结果.
【解答】解:由题意,抛物线C的焦点F(1,0),
∴=1,故p=2.
∴抛物线C的方程为:y2=4x.
则可设A(x1,y1),B(x2,y2).
由抛物线的定义,可知:|AF|=x1+1,|BF|=x2+1.
①当斜率不存在时,x1=x2=1.
∴=+=+=1.
②当斜率存在时,设直线l斜率为k(k≠0),则直线方程为:y=k(x﹣1).
联立,
整理,得k2x2﹣2(k2+2)x+k2=0,
∴.
∴=+===1.
综合①②,可知:=1.
故答案为:2;1.
40.【答案】
【分析】由题意知,Q(n,1)(n≠0),设直线QN的方程为lQN:y=k(x﹣n)+1,然后分Q在第一象限和Q在第二象限,分别求出k的值,再联立直线lQN与椭圆的方程后,再根据Δ=0,解出n的值即可得解.
【解答】解:由题意知,Q(n,1),n≠0,
设直线QN的方程为lQN:y=k(x﹣n)+1,
若Q在第一象限,由∠MQN=45°,知k=1,
当lQN与椭圆相切时,n取得最大值,
联立,得3x2+4(1﹣n)x+2(n2﹣2n)=0,
∴Δ=16(1﹣n)2﹣24(n2﹣2n)=0,解得n=1+或n=1﹣(舍负);
若Q在第二象限,由∠MQN=45°,知k=﹣1,
当lQN与椭圆相切时,n取得最小值,
联立,得3x2﹣4(1+n)x+2(n2+2n)=0,
∴Δ=16(1+n)2﹣24(n2+2n)=0,解得n=﹣1﹣或n=﹣1+(舍正).
综上所述,.
故答案为:.
三.解答题(共10小题)
41.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)设曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A(x1,0),B(x2,0),运用韦达定理,再假设AC⊥BC,运用直线的斜率之积为﹣1,即可判断是否存在这样的情况;
(2)设过A、B、C三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0),由题意可得D=m,F=﹣2,代入(0,1),可得E=1,再令x=0,即可得到圆在y轴的交点,进而得到弦长为定值.
【解答】解:(1)曲线y=x2+mx﹣2与x轴交于A、B两点,
可设A(x1,0),B(x2,0),
由韦达定理可得x1x2=﹣2,
若AC⊥BC,则kAC•kBC=﹣1,
即有•=﹣1,
即为x1x2=﹣1这与x1x2=﹣2矛盾,
故不出现AC⊥BC的情况;
(2)证明:设过A、B、C三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0),
由题意可得y=0时,x2+Dx+F=0与x2+mx﹣2=0等价,
可得D=m,F=﹣2,
圆的方程即为x2+y2+mx+Ey﹣2=0,
由圆过C(0,1),可得0+1+0+E﹣2=0,可得E=1,
则圆的方程即为x2+y2+mx+y﹣2=0,
另解:设过A、B、C三点的圆在y轴上的交点为H(0,d),
令x=0,可得y2+y﹣2=0,
解得y=1或﹣2.
即有圆与y轴的交点为(0,1),(0,﹣2),
则过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值3.
42.【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)设抛物线的方程为x2=2py,由抛物线的定义和已知条件可得p的方程,解p可得;
(Ⅱ)设P(x1,y1),x1≠0,Q(x2,y2),由切线和垂直关系以及韦达定理可得y1的方程,解y1进而可得x1,可得符合题意的点P.
【解答】解:(Ⅰ)设抛物线的方程为x2=2py(p>0),
设A(xA,yA),B(xB,yB),
由抛物线定义可知yA+yB+p=8,
又AB中点到x轴的距离为3,
∴yA+yB=6,∴p=2,
∴抛物线的标准方程是x2=4y;
(Ⅱ)设P(x1,y1),x1≠0,Q(x2,y2),
则x2=4y在P处的切线方程是y=x﹣y1,
直线PQ:y=﹣x+2+y1代入x2=4y得x2+x﹣4(2+y1)=0,
由韦达定理可得x1+x2=﹣,x1x2=﹣8﹣4y1,
∴x2=﹣﹣x1,y2=+y1+4,
而=y12﹣2y1﹣﹣7=0,
整理可得y13﹣2y12﹣7y1﹣4=0,(y1>0),
变形可得y13+y12﹣3y12﹣7y1﹣4=0,
可得y12(y1+1)﹣3y12﹣7y1﹣4=0,
可得y12(y1+1)﹣(3y12+7y1+4)=0,
即y12(y1+1)﹣(y1+1)(3y1+4)=0,
可得(y1+1)(y12﹣3y1﹣4)=0,
可得(y1+1)(y1+1)(y1﹣4)=0
即(y1+1)2(y1﹣4)=0,
解得y1=4,故存在点P(±4,4)满足题意.
43.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)将抛物线转化成标准方程,求的焦点坐标,,根据抛物线的第二定义,即可求得丨MN丨=,求得N点坐标,代入抛物线方程即可求得a值,求得抛物线方程;
(2)设出直线l的方程,代入抛物线方程,根据韦达定理即弦长公式求得H点坐标、丨AB丨和丨AH丨,同理设出直线CD:y=﹣x+k2+,求得Q点坐标、丨CD丨和丨HQ丨2,在Rt△ACD中,丨AQ丨=丨CD丨,根据勾股定理丨AH丨2+丨HQ丨2=丨AQ丨2,即可求得k值,求得直线方程.
【解答】解:(1)由已知抛物线C:x2=y(a>0)的焦点F(0,),
由,得丨FN丨=丨MN丨=丨MN丨+,即丨MN丨=,
点N(2,4a),所以=4a(a>0)a=,
所以抛物线方程:x2=2y;
(2)设AB与CD相交于H,CD的中点为Q,
由题意可知直线m斜率存在且不为0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
设直线方程l:y=kx+,代入抛物线方程x2=2y,整理得:x2﹣2kx﹣1=0,
由韦达定理可知:x1+x2=2k,x1•x2=﹣1,
H(k,k2+),丨AB丨==2(2+k2),
丨AH丨=2+k2,
∴lCD:y=﹣x+k2+,与x2=2y联立得:x2+x﹣(2k2+3)=0,
设C(x3,y3),D(x4,y4),
由韦达定理可知:x1+x2=﹣,x1•x2=﹣(2k2+3),
求得Q(﹣,+k2+),
丨CD丨==,
在Rt△ACD中,丨AQ丨=丨CD丨,又丨AH丨2+丨HQ丨2=丨AQ丨2,
(1+k2)2+(k+)2+(+1)2=,
解得k=±1,
直线l的方程为y=±x+
44.【答案】(1)当b<0时,h(x)有2个零点;
当b>0时,h(x)有2个零点;
当a=0,b=0时,h(x)仅有一个零点;
(2)证明见解答.
(3)(()2﹣x1﹣x2,[()2﹣2x1﹣x2]+y1).
【分析】(1)利用函数的导数,判断函数的单调性,通过b的取值,判断函数的零点个数.
(2)利用新定义,结合已知条件转化证明求解即可.
(3)求出直线方程,代入曲线方程,转化求解交点坐标即可.
【解答】(1)解:由题设可知a≤0,有h′(x)=3x2+a,
若a=0,则b=0,则h(x)=x3,此时h(x)仅有一个零点;
若a<0,令h′(x)=0,解得 .
当 或 时,h′(x)>0,当 时,h′(x)<0,故h(x)在 上为单调递增;
在 上h(x)单调递减.
因为4a3+27b2=0.
若b<0,则,
此时.而,
故此时h(x)有2个零点;
若b>0,则 ,
此时 ,而 ,
故此时h(x)有2个零点;
综上,当b<0时,h(x)有2个零点;
当b>0时,h(x)有2个零点;
当a=0,b=0时,h(x)仅有一个零点;
(2)证明:因为P∈C,Q∈C,且PQ为C的切线,切点为P,所以P⊕Q=,
故P⊕(P⊕Q)=P⊕=0°,故(P⊕P)⊕Q)⊕=0°⊕=,
因为“⊕”运算满足交换律、结合律,
故((P⊕P)⊕Q)⊕=P⊕(P⊕(Q⊕))=P⊕(P⊕0°)=P⊕P,故P⊕P=.
(3)解:已知P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,直线PQ的斜率:λ=,
直线PQ与C有第三个交点为(x3,y3),则y3=λ(x3﹣x1)+y1,代入=+ax3+b,
可得=+ax3+b,而=+ax1+b,
故+ax1+b=+ax3+b,
整理可得:=﹣+a(x3﹣x1),
化为:,
同理可得:,
两式相减化简可得:=0,
=0,故,
可得x3=()2﹣x1﹣x2,
所以y3=[()2﹣2x1﹣x2]+y1,
因此P⊕Q的坐标为:(()2﹣x1﹣x2,[()2﹣2x1﹣x2]+y1).
45.【答案】(,0).
【分析】设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),点Q的坐标为(﹣a,0)(a>0),C1,C2的圆心分别为O1(x1,y1),O2(x2,y2),再设直线PQ的方程为x=my﹣a(m>0),将其与C的方程联立,由PQ与C相切,利用判别式等于0可得P点的坐标为(a,),结合|PQ|=2,可得4a2+2pa=4,由OP与圆C1,C2相切于P,则OP⊥O1O2,设C1,C2与x轴分别相切于点M、N,由射影定理结合4a2+2pa=4,得,再由O1、P、O2共线,得,令T=,则圆C1,C2的面积之和为πT,仅考虑T取到最小值的情况,利用换元法及基本不等式求得T的最小值,即可得到使T取得最小值时的F的坐标.
【解答】解:设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),
点Q的坐标为(﹣a,0)(a>0),
并设C1,C2的圆心分别为O1(x1,y1),O2(x2,y2).
设直线PQ的方程为x=my﹣a(m>0),将其与C的方程联立,
消去x可得y2﹣2pmy+2pa=0.
∵PQ与C相切于点P,则Δ=4p2m2﹣8pa=0,解得m=,
可得P点的坐标为(a,),
于是=.
由|PQ|=2,可得4a2+2pa=4.①
注意到OP与圆C1,C2相切于P,则OP⊥O1O2,
设C1,C2与x轴分别相切于点M、N,则OO1、OO2分别是∠POM、∠PON
的平分线,故∠O1OO2=90°,从而由射影定理知
=a2+2pa,
结合①,得.②
由O1、P、O2共线,可得,
化简得:,③
令T=,则圆C1,C2的面积之和为πT,
根据题意,仅考虑T取到最小值的情况.
根据②③可知,T=
=.
作代换t=1﹣a2,由于4t=4﹣4a2=2pa>0,∴t>0.
于是T==.
上式等号成立当且仅当t=,此时a=,
结合①得.
从而F的坐标为()=(,0).
46.【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)运用离心率公式和椭圆的a,b,c的关系,解得a,b,进而得到椭圆方程;
(Ⅱ)讨论直线的斜率不存在和存在,设出直线方程,联立椭圆方程,运用判别式为0,解得方程的一个跟,得到切点坐标和切线的斜率,进而得到切线方程;
(Ⅲ)设点P(xP,yP)为圆x2+y2=16上一点,求得切线PA,PB的方程,进而得到切点弦方程,再由两点的距离公式可得|MN|,结合基本不等式,即可得到最小值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得b=1,e==,
又a2﹣b2=c2,解得a=2,b=1,
即有椭圆C方程为+y2=1.
(Ⅱ)证明:当斜率存在时,设切线方程为y=kx+t,联立椭圆方程+=1,
可得n2x2+m2(kx+t)2=m2n2,化简可得:
(n2+m2k2)x2+2m2ktx+m2(t2﹣n2)=0,①
由题可得:Δ=4m4k2t2﹣4m2(n2+m2k2)(t2﹣n2)=0
化简可得:t2=m2k2+n2,①式只有一个根,记作x0,
x0=﹣=﹣,x0为切点的横坐标,
切点的纵坐标y0=kx0+t=,
所以=﹣,所以k=﹣,
所以切线方程为:y﹣y0=k(x﹣x0)
=﹣(x﹣x0),
化简得:+=1.
当切线斜率不存在时,切线为x=±m,也符合方程+=1,
综上+=1(m>n>0)上一点Q(x0,y0)的切线方程为+=1;
(Ⅲ)设点P(xP,yP)为圆x2+y2=16上一点,
PA,PB是椭圆+y2=1的切线,
切点A(x1,y1),B(x2,y2),过点A的椭圆的切线为+y1y=1,
过点B的椭圆的切线为+y2y=1.
由两切线都过P点,+y1yP=1,+y2yP=1
即有切点弦AB所在直线方程为+yyP=1.
M(0,),N(,0),
|MN|2=+=(+)•
=(17++)≥(17+2)=,
当且仅当=即xP2=,yP2=时取等,
则|MN|,即|MN|的最小值为.
47.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)联立方程,组成方程组,问题转化为方程x2+2a2x+2a2m﹣a2=0在x∈(﹣a,a)上有唯一解或等根,再讨论三种情况,可得实数m的取值范围;
(2)分类讨论,表示出△OAP的面积,比较两个面积的大小关系,即可求得结论.
【解答】解:(1)由消去y得,x2+2a2x+2a2m﹣a2=0. ①
设f(x)=x2+2a2x+2a2m﹣a2,问题(1)转化为方程①在x∈(﹣a,a)上有唯一解或等根.
只须讨论以下三种情况:
1°Δ=0得m=,此时xp=﹣a2,当且仅当﹣a<﹣a2<a,即0<a<1时适合;
2°f(a)•f(﹣a)<0当且仅当﹣a<m<a;
3°f(﹣a)=0得m=a,此时 xp=a﹣2a2,当且仅当﹣a<a﹣2a2<a,即0<a<1时适合.
f(a)=0得m=﹣a,此时 xp=﹣a﹣2a2,由于﹣a﹣2a2<﹣a,从而m≠﹣a.
综上可知,当0<a<1时,m=或﹣a<m≤a;当a≥1时,﹣a<m<a.
(2)△OAP的面积S=ayp.
∵0<a<,∴﹣a<m≤a时,,由唯一性得xp=.
显然当m=a时,xp取值最小.
由于xp>0,从而取值最大,此时yp=2,∴S=a.
当m=时,xp=﹣a2,yp=,此时S=a.
下面比较a与a的大小:
令a=a,得a=.
故当0<a≤时,,此时Smax=.
当<a<时,,此时Smax=a.…(20分)
48.【答案】(1).(2)证明详见解析.
【分析】(1)根据已知条件,可推得,化简整理,即可求解.
(2)设过点N(﹣1,0)的直线方程为x=my﹣1,将直线代入椭圆E的方程,化简整理可得,(m2+4)y2﹣2my﹣3=0,结合韦达定理可得,y1+y2=,y1y2= ①,再联立直线AC和BD的方程,即可求证.
【解答】解:(1)设P(x,y),
∵点M(﹣,0),直线l:x=﹣,动点P到点M的距离与到直线l的距离之比为,
∴,化简整理可得,,
故点P的轨迹E是椭圆,方程为.
(2)证明:由题意知,直线的斜率不为0,
设过点N(﹣1,0)的直线方程为x=my﹣1,
代入椭圆E的方程,化简整理可得,(m2+4)y2﹣2my﹣3=0,
∵Δ=4m2+12(m2+4)=16(m2+3)>0,
∴设C(x1,y1),D(x2,y2),(x1,x2≠±2),
由韦达定理可得,y1+y2=,y1y2= ①,
由(1)得A(﹣2,0),B(2,0),
则直线AC的方程为y=,直线BD的方程为y=,
联立两直线方程,消去y可得,x=2• ②,
将x1=my1﹣1,x2=my2﹣1代入②,整理可得x=2• ③,
将①式代入③,整理可得,x=,即直线AC与直线BD的交点的横坐标恒等于﹣4,
故直线AC,BD的交点恒在定直线x=﹣4上.
49.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)运用椭圆的离心率公式和直线与圆相切的条件,解方程可得a,b的值,进而得到椭圆方程;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线PQ的方程为x=my+3,代入椭圆方程,运用韦达定理和三点共线斜率相等,运用直线的斜率公式,化简整理,即可得到定值.
【解答】解:(1)由题意得e==,a2﹣b2=c2,
以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x﹣y+12=0相切,可得
d==b,解得a=4,b=2,c=2,
故椭圆C的方程为+=1;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
直线PQ的方程为x=my+3,代入椭圆方程3x2+4y2=48,
得(4+3m2)y2+18my﹣21=0,
∴y1+y2=﹣,y1y2=﹣,
由A,P,M三点共线可知,=,即yM=•;
同理可得yN=•.
所以k1k2=•==.
因为(x1+4)(x2+4)=(my1+7)(my2+7=m2y1y2+7m(y1+y2)+49,
所以k1k2=
==﹣.
即k1k2为定值﹣.
50.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用已知条件推出平行四边形PF1QF2为矩形,求出c,通过三角形的面积求解a,然后求解b,即可得到椭圆方程.
(2)利用,通过韦达定理求出m值,然后求解定点坐标.
【解答】解:(1)∠PF2Q=90°⇒平行四边形PF1QF2为矩形,
⇒|F1F2|=|PQ|=2⇒c=1,
又PF1+PF2=2a,得a2=2,b2=1,
椭圆方程:….(4分)
(2)解:设直线l:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),
则
….(6分)
以MN为直径的圆经过点A,
⇒3m2﹣2m﹣1=0….(10分)
又直线不经过A(0,1),所以m≠1,,
直线l:y=kx﹣,
直线经过定点…(12分)
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