内容正文:
[规范答题] 平面解析几何
第一部分 专题突破
专题五 平面解析几何
(本题满分17分)(2025·全国一卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,|AB|=.
(1)求C的方程;
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅰ)设P(m,n),求R的坐标(用m,n表示);
(ⅱ)设O为坐标原点,Q是C上的动点,直线OR的斜率是直线OP的斜率的3倍,求|PQ|的最大值.
[思路分析] (1)根据题意列出a,b,c的关系式,解方程求出a,b,c,即可得到椭圆的标准方程.
(2)(ⅰ)设R(x0,y0),根据斜率相等以及题目条件列式,化简即可求出.
(ⅱ) 根据斜率关系可得到点P的轨迹为圆(除去两点),再根据点与圆的最值求法直接运算即可解出.
标准答案
解:(1)由题可知,A(0,-b),B(a,0),
所以
解得a2=9,b2=1,c2=8,[1] 2分
故椭圆的标准方程为+y2=1.[2] 3分
标准答案
解:(2) (ⅰ)设R(x0,y0),易知m≠0,因为A(0,-1),
所以kAP=,故=,且mx0>0.
因为|AR||AP|=3,
所以·=3,[3] 7分
即x0m=3,解得x0=,
所以y0=-1,
所以点R的坐标为(,-1).[4] 8分
标准答案
(ⅱ)由(ⅰ)可知kOR==,kOP=.[5] 10分
因为kOR=3kOP,可得=,
化简得m2+n2+8n-2=0,
即m2+(n+4)2=18(m≠0),[6] 12分
所以点P在以N(0,-4)为圆心,3为半径的圆上(除去两个点),
|PQ|max为点Q到圆心N的距离加上半径. [7] 13分
标准答案
设Q(xQ,yQ),则+=1,[8] 14分
|QN|2=+(yQ+4)2=9-9++8yQ+16
=-8+8yQ+25
=-8(yQ-)2+27≤27,
当且仅当yQ=时取等号, [9] 16分
故|PQ|max=+3=3(+). [10] 17分
评分要求
[1]将点A,B代入求出a,b
[2]写出椭圆的标准方程
[3]根据|AR||AP|=3得到x0,y0的表达式
[4]联立方程组解出点R的坐标
评分要求
[5]利用斜率公式计算斜率
[6]由斜率之间的关系得到m,n的关系
[7]根据几何意义得到如何计算|PQ|max
[8] 设Q(xQ,yQ),代入椭圆的方程
[9]利用两点间的距离公式得到|QN|的最大值
[10]计算|PQ|的最大值
自我评价
(17分)(2025·浙江杭州模拟)已知双曲线C:-=1的左顶点A(-1,0),渐近线方程为y=±x,直线l经过点B(-1,2),与C交于不与点A重合的两点P,Q.
(1)求双曲线C的方程;
解:由双曲线的左顶点A(-1,0),则a=1,
由双曲线的渐近线y=±x,则=,即b=,
所以双曲线C:x2-=1. 3分
自我评价
(2)求直线AP,AQ的斜率之和;
解:设P(x1,y1),Q(x2,y2),由B(-1,2),已知直线斜率存在,则直线方程可设为y=k(x+1)+2,
设直线AP的斜率为k1,直线AQ的斜率为k2,
联立消去y可得(3-k2)x2-(2k2+4k)x-(k2+4k+7)=0,
由Δ>0,则x1+x2=,x1x2=-. 7分
自我评价
又因为k1=,k2=,所以k1+k1=+=
=
==-3,所以直线AP,AQ的斜率之和为
-3. 10分
自我评价
(3)设在射线AQ上的点R满足∠APQ=∠ARP,求直线PR斜率的最大值.
自我评价
解:设PR:y=t(x+1)+r(r≠0),AQ:y=k2(x+1),AP:y=k1(x+1),
联立
解得P(,),
同理可得Q(,). 12分
自我评价
联立解得P(,),同理可得R(,),
所以|AP|2=,|AQ|·|AR|=, 14分
因为∠APQ=∠ARP,所以AP为△PQR外接圆的切线,且|AP|2=|AQ|·|AR|,
所以=,由k1≠k2,k1+k2=-3,
则化简可得t=≤-,
自我评价
当时取等号,
所以直线PR的斜率的最大值为-. 17分
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