第3章圆锥曲线综合测试-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
2024-11-20
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内容正文:
第3章圆锥曲线综合测试
(满分150分)
一.选择题(共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.已知椭圆C:=1(a>b>0),F1,F2为椭圆的左右焦点,A为椭圆上一点,连接AF1并延长交椭圆于另一点B,若|AF2|=|AF1|,|BF2|=3|BF1|,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
2.记抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(4,m)为抛物线上一点,|AF|=6,直线AF与抛物线另一交点为B,则=( )
A. B. C.2 D.3
3.设F1,F2是双曲线的左、右焦点,点A是双曲线C右支上一点,若△AF1F2的内切圆M的半径为a(M为圆心),且∃λ∈R,使得,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
4.已知焦点在x轴上的椭圆的长轴长为,则其离心率为( )
A. B. C. D.
5.已知F1,F2分别为椭圆E:=1的左、右焦点,P是椭圆E上一动点,G点是三角形PF1F2的重心,则点G的轨迹方程为( )
A.x2+9y2=1 B.x2+9y2=1(y≠0)
C. D.
6.已知右焦点为F的椭圆E:上的三点A,B,C满足直线AB过坐标原点,若BF⊥AC于点F,且|BF|=4|CF|,则E的离心率是( )
A. B. C. D.
7.中国结是一种传统的民间手工艺术,带有浓厚的中华民族文化特色,它有着复杂奇妙的曲线.用数学的眼光思考可以还原成单纯的二维线条,其中的“∞”形对应着数学曲线中的双纽线.在xOy平面上,把到两个定点F1(﹣a,0),F2(a,0)距离之积等于a2(a>0)的动点轨迹称为双纽线C,P是曲线C上的一个动点.则下列结论正确的个数是( )
①曲线C关于原点对称
②曲线C上满足|PF1|=|PF2|的P有且只有一个
③动点P到定点F1,F2距离之和的最小值为2a
④若直线y=kx与曲线C只有一个交点,则实数k的取值范围为(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
8.已知椭圆,过点P(2,1)且斜率为﹣1的直线与C相交于A,B两点,若P恰好是AB的中点,则椭圆C上一点M到焦点F的距离的最小值为( )
A.6 B. C. D.
二.多选题(共3小题,每小题6分,共18分。在每题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。)
(多选)9.设椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,双曲线的渐近线的斜率小于,则e1和e2的取值范围( )
A. B.0<e1<1
C. D.e2>1
(多选)10.以下四个关于圆锥曲线的命题中,正确的是( )
A.设A,B为两个定点,k为非零常数,||+||=k,则动点P的轨迹为双曲线
B.曲线+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则<t<4
C.方程2x2﹣5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
D.双曲线﹣=1与椭圆+y2=1有相同的焦点
(多选)11.如图,已知椭圆的左、右顶点分别是A1,A2,上顶点为B1,点C是椭圆上任意一异于顶点的点,连接A1C交直线x=2于点P,连接A2C交OP于点M(O是坐标原点),则下列结论正确的是( )
A.为定值
B.
C.当四边形OA2CB1的面积最大时,直线OC的斜率为1
D.点M的纵坐标没有最大值
三.填空题(共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知点,抛物线C:y2=4x的焦点为F,线段AF与抛物线C交于点M,则|MF|= .
13.已知椭圆中心在原点,长轴长为4,以双曲线的顶点为焦点,则椭圆的标准方程为 .
14.已知Q为抛物线C:y2=4x上的动点,动点M满足到点A(2,0)的距离与到点F(F是C的焦点)的距离之比为,则|QM|+|QF|的最小值是 .
四.解答题(共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。)
15.设椭圆,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,A是C上一点,且AF1与x轴垂直,直线AF2与C的另一个交点为B.
(1)若直线AB的倾斜角为,求椭圆C的离心率;
(2)若直线AB在y轴上的截距为1,且|AB|=3|F2B|,求a,b.
16.已知椭圆C:的焦距为2,点在椭圆C上,A、B分别为椭圆的左、右顶点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P是椭圆C上第二象限内的点,点Q在直线上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面积.
17.已知椭圆上有两个不同点A,B关于直线对称.
(1)记直线l与线段AB的交点为P.
(i)求证:kAB•kOP为定值;
(ii)求P的坐标(用m来表示).
(2)求△OAB面积的最大值(O为坐标原点).
18.已知椭圆C:(a>b>0)的一个焦点为F,其短轴长是焦距的倍,点A为椭圆上任意一点,且|AF|的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,且与直线x=4相交于点Q.问:x轴上是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过定点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
19.已知椭圆的左右顶点分别为A、B,R是椭圆C上异于A、B的动点,满足,当R为上顶点时,△ABR的面积为8.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点M(﹣6,﹣2)的直线与椭圆C交于不同的两点D,E(D,E与A、B不重合),直线AD,AE分别与直线x=﹣6交于P,Q两点,求|MP|•|MQ|的值.
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第3章圆锥曲线综合测试
一.选择题(共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.已知椭圆C:=1(a>b>0),F1,F2为椭圆的左右焦点,A为椭圆上一点,连接AF1并延长交椭圆于另一点B,若|AF2|=|AF1|,|BF2|=3|BF1|,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】法(i)根据题意和椭圆的定义可得△AF1F2和△ABF2的各边边长,再结合余弦定理列方程,求解即可;
法(ii)求出sin∠OAF1==e,在△ABF2中,由等腰三角形可得cos∠BAF2的值,由二倍角公式,可得离心率的大小.
【解答】解:如图所示:
由题意得|AF2|=|AF1|,又|AF1|+|AF2|=2a,则|AF2|=|AF1|=a,
因为|BF2|=3|BF1|,|BF1|+|BF2|=2a,
则,,故,
法(i)在△AF1F2中,由余弦定理得,
在△ABF2中,由余弦定理得,
所以,
化简得,即,
解得,即椭圆的离心率为.
法(ii)可得|AB|=|BF2|,
sin∠OAF1==e,在△ABF2中,可得cos∠BAF2===,
而∠BAF2=2∠OAF1,
所以1﹣2e2=,解得e=.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的性质的应用及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
2.记抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A(4,m)为抛物线上一点,|AF|=6,直线AF与抛物线另一交点为B,则=( )
A. B. C.2 D.3
【分析】根据已知条件,结合抛物线的定义,求出p,再求出m,联立直线AB方程与抛物线方程,求出两个交点的横坐标,再结合抛物线定义,即可求解.
【解答】解:A(4,m)为抛物线上一点,|AF|=6,
则,解得p=4,
A(4,m)为抛物线上一点,
则2×4×4=m2,解得m=,
由对称性,不妨取m=,
A(4,4),F(2,0),
故,
直线AF的方程为y=,
联立,化简整理可得,x2﹣5x+4=0,解得x1=4或x2=1,
故xB=1,
所以|BF|=,
故=.
故选:C.
【点评】本题主要考查抛物线的性质,考查转化能力,属于中档题.
3.设F1,F2是双曲线的左、右焦点,点A是双曲线C右支上一点,若△AF1F2的内切圆M的半径为a(M为圆心),且∃λ∈R,使得,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【分析】设M的纵坐标为a,A的坐标为(m,n),(m,n>0),由向量共线的坐标表示可求出A点的纵坐标,利用△AF1F2的面积利用“算两次”的方法得到|AF1|与|AF2|的关系,结合定义可求出|AF1|=3c+a,|AF2|=3c﹣a,根据勾股定理结合几何关于得到A点的横坐标,再把A点坐标代入双曲线方程即可求出离心率.
【解答】解:设M的纵坐标为a,A的坐标为(m,n),(m,n>0),
F1(﹣c,0),F2(c,0),
由,可得a﹣n+3a=0,即n=4a,
由=•2c•4a=a(|AF1|+|AF2|+2c),
即|AF1|+|AF2|=6c,
又|AF1|﹣|AF2|=2a,
所以|AF1|=3c+a,|AF2|=3c﹣a,
过A点作直线F1F2的垂线,垂足为H,
则|AH|2=|AF1|2﹣|HF1|2=|AF2|2﹣|F2H|2,
即(3c+a)2﹣(m+c)2=(3c﹣a)2﹣(c﹣m)2,解得m=3a,
即A(3a,4a),将其坐标代入双曲线方程,
可得﹣=1,即有b2=2a2,
则e====.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的定义、方程和性质,以及向量共线的坐标表示,三角形的面积公式,考查逻辑推理能力和计算能力,属于中档题.
4.已知焦点在x轴上的椭圆的长轴长为,则其离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】根据椭圆的定义求出长轴a,再根据a2=b2+c2算出c即可.
【解答】解:椭圆的长轴长为,即,
得,又b2=4,
∴,
∴椭圆C的离心率.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆离心率的求法,是基础题.
5.已知F1,F2分别为椭圆E:=1的左、右焦点,P是椭圆E上一动点,G点是三角形PF1F2的重心,则点G的轨迹方程为( )
A.x2+9y2=1 B.x2+9y2=1(y≠0)
C. D.
【分析】根据三角形的重心坐标公式及“相关点“法即可求解.
【解答】解:设G(x,y),(y≠0),设P为(m,n),
又易知F1(﹣,0),F2(,0),
∴根据三角形的重心坐标公式可得:
,∴,∴P(3x,3y),
又P在椭圆E:=1上,
∴,(y≠0),
即x2+9y2=1(y≠0),
∴G的轨迹方程为x2+9y2=1(y≠0),
故选:B.
【点评】本题考查“相关点“法求轨迹方程,三角形的重心坐标公式,属基础题.
6.已知右焦点为F的椭圆E:上的三点A,B,C满足直线AB过坐标原点,若BF⊥AC于点F,且|BF|=4|CF|,则E的离心率是( )
A. B. C. D.
【分析】设出左焦点F′以及|CF|,利用椭圆定义表示出相关线段的长度,然后分别在直角△ACF′,△AFF′中运用勾股定理,最后得到a,c的关系式可求结果.
【解答】解:设椭圆的左焦点为F′,连接AF′,BF′,CF′,
因为O点平分FF′,AB,所以四边形FAF′B为平行四边形,
又因为BF⊥AC,所以四边形FAF′B为矩形,
设|CF|=m(m>0),则|BF|=|AF′|=4m,|BF′|=|AF|=2a﹣4m,|CF′|=2a﹣m,
在直角△ACF′中,|AF′|2+|AC|2=|CF′|2,所以(4m)2+(2a﹣3m)2=(2a﹣m)2,
整理可得am=3m2,所以,
在直角△AFF′中,|AF′|2+|AF|2=|FF′|2,所以,
所以,所以.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的几何特征,属于中档题.
7.中国结是一种传统的民间手工艺术,带有浓厚的中华民族文化特色,它有着复杂奇妙的曲线.用数学的眼光思考可以还原成单纯的二维线条,其中的“∞”形对应着数学曲线中的双纽线.在xOy平面上,把到两个定点F1(﹣a,0),F2(a,0)距离之积等于a2(a>0)的动点轨迹称为双纽线C,P是曲线C上的一个动点.则下列结论正确的个数是( )
①曲线C关于原点对称
②曲线C上满足|PF1|=|PF2|的P有且只有一个
③动点P到定点F1,F2距离之和的最小值为2a
④若直线y=kx与曲线C只有一个交点,则实数k的取值范围为(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据题意求得曲线C的轨迹方程,对于①,利用(﹣x,﹣y)替换方程中的(x,y)即可判断;对于②,由|PF1|=|PF2|推得x=0,代入曲线C方程求解即可判断;对于③利用基本不等式即可判断;对于④,先判断得直线y=kx与曲线C必有一个公共点,再将y=kx代入曲线C方程得到无非零解方程,从而得以判断.
【解答】解:设P(x,y),则根据双纽线的定义有,
故,即曲线C的轨迹方程为(x2+y2)2=2a2(x2﹣y2).
用(﹣x,﹣y)替换方程中的(x,y),原方程不变,∴曲线C关于原点中心对称,故①正确;
若曲线C上点P满足|PF1|=|PF2|,则点P在F1F2的垂直平分线,即y轴上,故x=0,
代入曲线C方程得y4=﹣2a2y2,解得y=0,所以这样的点仅有一个,故②正确;
∵,当且仅当|PF1|=|PF2|时,等号成立,
∴(|PF1|+|PF2|)min=2a,故③正确;
由题意知直线y=kx与曲线C一定有公共点(0,0),若直线y=kx与曲线C只有一个交点,
将y=kx代入曲线C方程中,方程x4(1+k2)2=2a2x2(1﹣k2)无非零解,则1﹣k2≤0,解得k≤﹣1或k≥1,
故④正确.
故选:D.
【点评】本题解决的关键是利用平面轨迹方程的求法求得曲线C的轨迹方程为(x2+y2)2=2a2(x2﹣y2),考查运算求解能力,是中档题.
8.已知椭圆,过点P(2,1)且斜率为﹣1的直线与C相交于A,B两点,若P恰好是AB的中点,则椭圆C上一点M到焦点F的距离的最小值为( )
A.6 B. C. D.
【分析】先设出A,B的坐标,再分别代入椭圆,两式相减,再根据过点P这一已知条件求出b即可求出c,即可求解.
【解答】解:设A(x1,y1),b(x2,y2),则,.
两式相减得+=0.
又因为x1+x2=4,y1+y2=2,
所以kAB====﹣1.
所以b2=36,
所以c2=72﹣36=36,
所以c=6,因此椭圆上一点M到焦点F的距离最小值为a﹣c=6﹣6.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆焦点弦,属于中档题.
二.多选题(共3小题,每小题6分,共18分。在每题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。)
(多选)9.设椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,双曲线的渐近线的斜率小于,则e1和e2的取值范围( )
A. B.0<e1<1
C. D.e2>1
【分析】易得,再利用离心率公式进行求解即可.
【解答】解:因为双曲线的渐近线的斜率小于,
所以,
因为0<e1<1,
所以,
解得,
因为e2>0,
所以,
解得.
故选:AC.
【点评】本题考查求椭圆和双曲线的离心率,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
(多选)10.以下四个关于圆锥曲线的命题中,正确的是( )
A.设A,B为两个定点,k为非零常数,||+||=k,则动点P的轨迹为双曲线
B.曲线+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则<t<4
C.方程2x2﹣5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
D.双曲线﹣=1与椭圆+y2=1有相同的焦点
【分析】根据椭圆与双曲线的几何性质,即可分别求解.
【解答】解:对A选项,∵A,B为两个定点,k为非零常数,||+||=k,
∴动点P的轨迹不满足双曲线的定义,∴A选项错误;
对B选项,∵曲线+=1表示焦点在y轴上的椭圆,
∴t﹣1>4﹣t>0,∴<t<4,∴B选项正确;
对C选项,∵方程2x2﹣5x+2=0的两根分别为,2,可分别作为椭圆和双曲线的离心率,∴C选项正确;
对D选项,∵双曲线﹣=1与椭圆+y2=1的焦点均为(,0),∴D选项正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查椭圆与双曲线的几何性质,属基础题.
(多选)11.如图,已知椭圆的左、右顶点分别是A1,A2,上顶点为B1,点C是椭圆上任意一异于顶点的点,连接A1C交直线x=2于点P,连接A2C交OP于点M(O是坐标原点),则下列结论正确的是( )
A.为定值
B.
C.当四边形OA2CB1的面积最大时,直线OC的斜率为1
D.点M的纵坐标没有最大值
【分析】根据给定的椭圆方程,设点,结合斜率坐标公式计算判断AB;取点C在第一象限,求出面积最大时的斜率判断C;表示出M点纵坐标后利用基本不等式即可判断D.
【解答】解:依题意,A1(﹣2,0),A2(2,0),设,
对于A,,A正确;
对于B,直线A1C的方程为,它与直线x=2的交点,
因此,B正确;
对于C,不妨令,四边形OA2CB1的面积
=,当且仅当时取等号,此时点,
直线OC的斜率为,C错误;
对于D,设A1P:y=kx,则OP:y=2kx,,
联立,解得,
要确定点M的纵坐标的最大值,不妨令k>0,
则,当且仅当时等号成立,D错误.
故选:AB.
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.
三.填空题(共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知点,抛物线C:y2=4x的焦点为F,线段AF与抛物线C交于点M,则|MF|= .
【分析】将线段AF的方程与抛物线的方程联立,求出点M的坐标,然后利用抛物线的定义可求得|MF|的值.
【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),点,
根据截距式可得线段AF的方程为,
联立,解得,即点,
由抛物线的定义可得.
故答案为:.
【点评】本题考查抛物线的性质,属于中档题.
13.已知椭圆中心在原点,长轴长为4,以双曲线的顶点为焦点,则椭圆的标准方程为 .
【分析】双曲线的顶点为,可得椭圆的焦半径为,由长轴定义及椭圆的标准方程即可求解.
【解答】解:易知双曲线的顶点为,
所以椭圆的焦点在x轴上,
设所求椭圆的方程为,
因为该椭圆长轴长为4,
所以2a=4,
解得a=2,
因为该椭圆以双曲线的顶点为焦点,
所以,
此时b2=a2﹣c2=2,
则所求椭圆的标准方程为.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
14.已知Q为抛物线C:y2=4x上的动点,动点M满足到点A(2,0)的距离与到点F(F是C的焦点)的距离之比为,则|QM|+|QF|的最小值是 .
【分析】根据题意得到点M的轨迹,然后将|QM|+|QF|的最小值转化为的最小值,根据垂线段最短得到当S,Q,B三点共线时,|QM|+|QF|最小,然后求最小值即可.
【解答】解:由题意可得F(1,0),|QF|等于点Q到准线x=﹣1的距离,
如图,过点Q作QS垂直准线于点S,
则|QF|=|QS|,设动点M(x,y),
则,整理得(x﹣3)2+y2=2,
所以点M的轨迹为以B(3,0)为圆心,半径为的圆,
所以,所以当S,Q,M,B四点共线时,|QM|+|QF|最小,
故.
故答案为:.
【点评】本题考查抛物线的几何性质,化归转化思想,属中档题.
四.解答题(共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。)
15.设椭圆,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,A是C上一点,且AF1与x轴垂直,直线AF2与C的另一个交点为B.
(1)若直线AB的倾斜角为,求椭圆C的离心率;
(2)若直线AB在y轴上的截距为1,且|AB|=3|F2B|,求a,b.
【分析】(1)由题意可得点A的纵坐标,再由△AF2F1为以AF2为斜边的等腰直角三角形,可得离心率的值;
(2)由题意可得点B的坐标,且b2=2a,将点B的坐标代入椭圆的方程,可得a,b的值.
【解答】解:因为AF1⊥x轴,设A(﹣c,y0),设点A在第二象限,
将点A的坐标代入,解得y0=,
(1)若直线AB的倾斜角为,可得∠AF2F1=,
所以△AF2F1为以AF2为斜边的等腰直角三角形,
所以,
即a2﹣c2=2ac,
可得e2+2e﹣1=0,
解得(舍去)或,
所以椭圆C的离心率为;
(2)因为直线AB在y轴上的截距为1,设直线AB与y轴交于点H,
又因为AF1⊥x轴,O为F1F2的中点,所以OH为△AF1F2的中位线,
所以,即b2=2a,
所以c2=a2﹣2a,①
又|AB|=3|BF2|,可得|AF2|=2|BF2|,且|F2H|=|BF2|,
根据相似比得B(2c,﹣1),将点B(2c,﹣1)的坐标代入椭圆方程得,②
将①代入②可得+=1,解得a=,
所以b==.
即a,b的值分别为:,.
【点评】本题考查椭圆的性质的应用及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
16.已知椭圆C:的焦距为2,点在椭圆C上,A、B分别为椭圆的左、右顶点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P是椭圆C上第二象限内的点,点Q在直线上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面积.
【分析】(1)由题意,根据焦距和点得到方程组,求出a2=4,b2=3,得到椭圆方程;
(2)设P(x,y),,根据垂直关系和相等关系得到方程组,求出,结合P是椭圆上第二象限内一点,求出,进而得到,从而求出三角形面积.
【解答】解:(1)因为椭圆C的焦距为2,
所以c=1,
此时b2=a2﹣1,①
因为点在椭圆C上,
所以,②
联立①②,解得a2=4,b2=3,
则椭圆C的方程为;
(2)易知A(﹣2,0),B(2,0),
不妨设P(x,y),,显然t≠0,x<0,y>0,
因为BP⊥BQ,
此时点P满足,③
因为|BP|=|BQ|,
所以,④
联立③④,可得,
解得,
因为点P在第二象限,且满足,
解得,
此时x=﹣1,
则,
将,x=﹣1,代入③中,
解得t=3,
所以,
因为A(﹣2,0),
所以,
易知直线AP方程为3x﹣2y+6=0,
此时点Q到直线AP的距离,
故.
【点评】本题考查椭圆的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
17.已知椭圆上有两个不同点A,B关于直线对称.
(1)记直线l与线段AB的交点为P.
(i)求证:kAB•kOP为定值;
(ii)求P的坐标(用m来表示).
(2)求△OAB面积的最大值(O为坐标原点).
【分析】(1)(i)由题意,设出A,B,P的坐标,根据A,B两点均在椭圆上以及斜率公式再求证即可;
(ii)结合(i)中信息以及斜率公式再求解即可;
(2)设出直线AB的方程,将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式、点到直线的距离公式以及三角形面积公式求解即可.
【解答】解:(1)(i)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
此时,
因为A,B两点均在椭圆上,
所以,
两式相减得,
即;
(ii)易知m≠0,
因为,
由(1)知,
所以,
即,
因为P在直线l上,
所以,
又,
解得,
即;
(2)设直线AB的直线方程为,
联立,消去y并整理得(3m2+4)x2﹣8mbx+(4m2b2﹣12m2)=0,
由韦达定理得,,
所以,
又点O到直线AB的距离,
所以
==
≤2•=,
当且仅当3m2+4﹣m2b2=m2b2时,等号成立.
故△OAB面积的最大值为.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
18.已知椭圆C:(a>b>0)的一个焦点为F,其短轴长是焦距的倍,点A为椭圆上任意一点,且|AF|的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,且与直线x=4相交于点Q.问:x轴上是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过定点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)由题可得方程组,解得a、b、c,即可求出椭圆方程;
(2)联立,消元,根据题意可得m≠0且Δ=0,从而可求得k,m的关系式及点P的坐标,再求出点Q的坐标,假设在x轴上存在定点M满足条件,设M(x1,0),则,从而可得出结论.
【解答】解:(1)由题可得:,解得:(负值已舍去),
所以椭圆C的方程为:;
(2)如图,
联立,化简得(4k2+3)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
因为动直线l:y=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,设P(x0,y0),
所以m≠0且Δ=64k2m2﹣4(4k2+3)(4m2﹣12)=0,即4k2﹣m2+3=0①,
此时,,即,
联立,可得Q(4,4k+m),
假设在x轴上存在定点M满足条件,设M(x1,0),
则对①式中的m,k恒成立,
又,,
所以,
即,
由于②式对满足①式的m,k恒成立,
所以,解得:x1=1,
故存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.
【点评】本题考查了椭圆的性质及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
19.已知椭圆的左右顶点分别为A、B,R是椭圆C上异于A、B的动点,满足,当R为上顶点时,△ABR的面积为8.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点M(﹣6,﹣2)的直线与椭圆C交于不同的两点D,E(D,E与A、B不重合),直线AD,AE分别与直线x=﹣6交于P,Q两点,求|MP|•|MQ|的值.
【分析】(1)根据给定条件,取椭圆上顶点列式求出a,b即可得解.
(2)设出直线DE的方程,与椭圆方程联立,借助韦达定理计算即得.
【解答】解:(1)已知椭圆的左右顶点分别为A、B,R是椭圆C上异于A、B的动点,
不妨设椭圆上顶点R0(0,b),
此时,
因为△ABR0的面积为8,
所以,
联立解得a=4,b=2,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)依题意,直线DE的斜率存在,设斜率为k,
又点M(﹣6,﹣2),则直线DE的方程为y=k(x+6)﹣2,设D(x1,y1),E(x2,y2),
由,消去y并整理得(4k2+1)x2+(48k2﹣16k)x+144k2﹣96k=0,
Δ=(48k2﹣16k)2﹣4(4k2+1)(144k2﹣96k)>0,
则,
直线AD的方程为 ,
令x=﹣6,得点P的纵坐标,
则,
同理得,
所以
=.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了直线与椭圆的位置关系,属中档题.
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