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突破训练(二十七)
1.(2018·济南模拟)已知点P(-2,1)在椭圆C:=1(a>0)上,动点A,B都在椭圆上,且直线AB不经过原点O,直线OP经过弦AB的中点.
+
(1)求椭圆C的方程和直线AB的斜率;
(2)求△PAB面积的最大值.
[解] (1)将P(-2,1)代入=1.
+=1,a2=8.故椭圆方程为+=1,得+
当直线AB斜率不存在时不合题意,故设直线AB:y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为M(x0,y0),
由得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-8=0,
x0=,
,y0=kx0+m=(x1+x2)=-
直线OP经过弦AB的中点,则kOM=kOP,,
=-
.
,即直线AB的斜率为,∴k==-
(2)当k=时,由Δ=64-16m2>0得-2<m<2,x1+x2=-2m,x1x2=2m2-4,
|AB|=,
=2 |x1-x2|=
点P到直线AB:y=,
x+m的距离d=
△PAB的面积S=|AB|·d=|m-2|
=.
设f(m)=-(m-2)3(m+2)(-2<m<2),
则f′(m)=-[3(m-2)2(m+2)+(m-2)3]=-4(m-2)2·(m+1),
求得f(m)max=f(-1)=27,所以Smax=.=3
2.(2018·东北三校联考)已知椭圆C:.
,且过焦点的弦中最短的弦的长度为=1(a>b>0)的焦距为2+
(1)求该椭圆C的方程.
(2)经过椭圆右焦点F2的直线和该椭圆交于A,B两点,点P在椭圆上,O为原点,若,求直线的方程.
+=
[解] (1)由题意得,在椭圆中c=,所以a2-b2=2.①
过焦点的弦中垂直于x轴的弦最短,易得该直线与椭圆的交点的纵坐标为±.
由弦的长度为.②=,即=得
由①②式得a2=3,b2=1,
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)椭圆C的方程为+y2=1,设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),
因为y2.
y1+x2,y3=x1+,所以x3=+=
又因为点P在椭圆上,
所以22+=+y
=++
==1,
++
所以x1x2+3y1y2=0.
①当直线斜率为0时,其方程为y=0,
此时不妨设A(,0),不满足x1x2+3y1y2=0,不符合题意,舍去.
,0),B(-
②当直线斜率不为0时,设直线方程为x=my+,
由my
-1=0,
消去x,得(m2+3)y2+2
所以
所以x1x2+3y1y2=(my1++2=0,
m×+m(y1+y2)+2+3y1y2=(m2+3)×)+3y1y2=m2y1y2+)(my2+
化简,得m2-4m2+3=0,解得m2=1,所以直线方程为x=±y+.
综上,直线方程为x-y-=0.=0或x+y-
3.(2018·西安模拟)如图,点F是抛物线Γ:x2=2py(p>0)的焦点,点A是抛物线上的定点,且=(2,0),点B,C是抛物线上的动点,直线AB,AC的斜率分别为k1,k2.
(1)求抛物线Γ的方程;
(2)若k2-k1=2,点D是B,C处切线的交点,记△BCD的面积为S,证明S是定值.
[解] (1)设A(x0,y0),可知F=(2,0),
=,故
∴代入x2=2py(p>0),得4=p2,即p=2,
∴抛物线Γ的方程为x2=4y.
(2)证明:如图,过D作y轴的平行线交BC于点E,并设B,
,C
由(1)得A(-2,1),
∴k2-k1=,又k2-k1=2,
=-
∴=2,即x2-x1=8.
又x2=4y即y=x,
x2,有y′=
∴kBD=,
,kCD=
∴直线DB:y=.
x-,直线CD:y=x-
∴联立解得
又∵直线BC的方程为y-(x-x1),
=
将xD代入,得yE=.
∴△BCD的面积为S=×8=32(定值).××(x2-x1)=××(yE-yD)×(x2-x1)=ED·(x2-x1)=
4.(2018·郑州质检)已知椭圆x2+2y2=m(m>0),以椭圆内一点M(2,1)为中点作弦AB,设线段AB的中垂线与椭圆相交于C,D两点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)试判断是否存在这样的m,使得A,B,C,D在同一个圆上,并说明理由.
[解] (1)将方程化成椭圆的标准方程.
=,故e==,c= =1(m>0),则a=+
(2)由题意,设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),直线AB的斜率存在,设为k,则直线AB的方程为y=k(x-2)+1,代入x2+2y2=m(m>0),消去y,得(1+2k2)x2+4k(1-2k)x+2(2k-1)2-m=0(m>0).所以x1+x2=.由弦长公式,可得
,故CD的中点N为得3y2+2y+1-m=0,y3+y4=-=4,即k=-1,此时,由Δ>0,得m>6.则直线AB的方程为x+y-3=0