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专题 26 圆锥曲线巧设直线必刷 100 题
方法提示:
在圆锥曲线联立与设线的问题当中,设直线的方法比较多.常见有几下几种类型:
①
当题干中直接或者隐含直线过定点 时,可设点斜式
局限性:局限性:不能表示垂直于 轴的直线,需要单独讨论.
②
当题干中含有过 轴上一定点 时,或者在解题步骤中需要 或 ,需要消掉 ,保留 时,设
会简化解题步骤和计算量.
局限性:不能表示垂直于 轴的直线,需要单独讨论.
③ ,当题干中含有过 轴上一定点 时,或者在解题步骤中需要 或 ,需要消掉 ,保
留 时,设 会简化解题步骤和计算量.
局限性: 不能表示平行于 轴的直线,需要单独讨论.
一、单选题
1.已知直线 与抛物线 相交于 、 两点,若 的中点为 ,且抛物线 上
存在点 ,使得 ( 为坐标原点),则 的值为( )
A.4 B.2 C.1 D.
【答案】B
【分析】
联立直线与抛物线可求出中点 的坐标,由题干条件可得出 ,从而求出 点坐标,又点 在
抛物线上,代入抛物线方程可求出 值.
【详解】解:设 ,联立 得: ,解得: ,因
为 为 的中点,所以 ,
又因为 ,所以有 ,即 ,点 在抛物线上,代入可得
,解得: .
故选:B.
2.已知弦 经过抛物线 的焦点 ,设 , ,则下列说法中错误的是(
)
A.当 与 轴垂直时, 最小
B.
C.以弦 为直径的圆与直线 相离
D.
【答案】C
【分析】
根据抛物线焦点弦的性质依次判断各个选项即可得到结果.
【详解】
与 轴垂直时, 为抛物线的通径,是最短的焦点弦,即 最小,A正确;
设 方程为 ,由 得: ,
, ,D正确;, ,
,B正确;
中点到 的距离为 ,
以 为直径的圆与准线 相切,C错误.
故选:C.
3.过点 的直线与抛物线 交于A,B两点,若线段AB中点的横坐标为2,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
设直线方程为 ,联立方程组根据线段AB中点的横坐标为2,求得 ,结合根与系数的关系和
弦长公式,即可求解.
【详解】
设直线方程为 , , ,
联立方程组 ,整理得 ,
因为直线与抛物线交于 两点,所以 ,解得 ,
因为线段 中点的横坐标为2,可得 ,所以 或 (舍),
所以 ,可得 ,
则 .
故选:C.
4.若直线y=kx+2与双曲线x2﹣y2=6的右支交于不同的两点,则k的取值范围是( )A. , B.
C. D.
【答案】D
【分析】
根据双曲线的方程求得渐近线方程,把直线与双曲线方程联立消去 ,利用判别式大于0和 联立求
得 的范围.
【详解】
由 消去y,整理得 ,
的两根为x,x,
1 2
∵直线y=kx+2与双曲线x2﹣y2=6的右支交于不同的两点,
∴ ,∴k<﹣1,
∴ .
故选:D.
5.已知过抛物线C:y2=4x的焦点F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,Q为AB的中点,P为C上
一点,则|PF|+|PQ|的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】
设直线AB的方程为x= y+1,联立 ,得到AB的中点坐标,然后过P作PH垂直准线于点
H,再利用抛物线的定义,由 三点共线时求得最小值求解.【详解】
如图所示:
由题意,得F(1,0),故直线AB的方程为x= y+1,
联立 ,得 ,
设A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
则 ,x+x= (y+y)+2=14,
1 2 1 2
所以Q(7,2 ),
过P作PH垂直准线于点H,
由抛物线的定义得:|PF|+|PQ|=|PH|+|PQ|≥|QH|=7+1=8,
当 三点共线时,等号成立,
所以|PF|+|PQ|的最小值为8,
故选:D.
6.已知抛物线y2=4x,直线l与抛物线交于A、B两点,若线段AB中点的纵坐标为2,则直线AB的斜率
为( )
A.2 B. C. D.1
【答案】D
【分析】
设直线l的方程为x=my+n,A(x,y),B(x,y),联立直线与抛物线的方程,由韦达定理及直线斜
1 1 2 2
率公式即可求解.【详解】
设直线l的方程为x=my+n,A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
联立直线l与抛物线方程 ,化简可得,y2﹣4my﹣4n=0,
由韦达定理可得,y+y=4m,
1 2
∵ ,
∴4m=4,即m=1,
∴直线l的方程为y=x﹣n,
∴k=1.
故选:D
7.已知直线 与抛物线 交于 两点(点 在第一象限,点 在第四象限),与 轴交于点
,若线段 的中点的横坐标为3,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
设 ,直线方程为 ,然后抛物线标准方程与直线方程联立消 ,得一个关
于 一元二次方程,又由线段 的中点的横坐标为3,得 ,转化为 ,由此即可确定
的取值范围.
【详解】
解:设 ,直线方程为 ,
联立 ,消去 ,得 ,所以 ,
所以 ,因为 、 中点横坐标为3,所以 ,
故 ,又 ,所以 的取值范围为 .
故选:A.
8.平面直角坐标系 中,已知直线l与抛物线 交于A、B两点, 、 的斜率分别为 和 ,
满足 ,F是抛物线的焦点,则 的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
设直线 .设 ,用“设而不求法”表示出 得到 ,从而得到
的面积 ,由 即可求出最小值.
【详解】
因为直线l与抛物线 交于A、B两点,所以可设直线 .
设 ,则有 ,消去x得: ,
所以 .
由 得: ,即 ,所以 ,即 .
即直线l与x轴交于 .
又抛物线 的焦点 ,所以 .
所以 的面积 .因为 ,所以 ,
当m=0时,即直线 的斜率不存在时,取等号,
此时 的面积的最小值: .
故选:D
9.已知抛物线 , 和 分别为抛物线上的两个动点,若 ( 为坐标原点),弦
恒过定点 ,则抛物线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】
设直线 的方程为 ,设 、 ,将直线 的方程与抛物线的方程联立,列出韦
达定理,分析可得 ,利用平面向量数量积的坐标运算结合韦达定理求出 的值,即可得出抛物
线的标准方程.
【详解】
若直线 与 轴重合,此时直线 与抛物线 只有一个交点,不合乎题意.
设点 、 ,设直线 的方程为 ,
联立 ,消去 可得 ,
,所以, ,因为 ,则 ,解得 .
因此,抛物线的方程为 .
故选:B.
10.已知点F为抛物线 的焦点,过点F的直线l交抛物线C于A,B两点,若 ,则
( )
A.9 B. C. D.
【答案】D
【分析】
设直线l的方程为 ,联立直线l与抛物线方程化简可得 ,设 , ,
由此可得 ,结合 可求A,B的坐标,再由焦点弦公式求|AB|.
【详解】
因为焦点 ,设直线l的方程为 ,代入抛物线方程,得 .设 ,
,由韦达定理得 .因为 ,所以 ,所以 .解得 ,
或 , ,所以 , ,所以 .故选D.
11.已知抛物线 的焦点为F,经过点F的直线与抛物线C交于A、B两点,若AB的中点
为 ,则线段AB的长为( )
A. B.4 C.5 D.4或5
【答案】D【分析】
设 ,由题意得到 ,设直线AB方程为 ,联立方程组得到
,根据 均为抛物线上的点,得到 ,两式相加得出关于 的方程,求得 的值,结
合焦点弦的性质,即可求解.
【详解】
设 ,
因为 中点坐标为 ,可得 , ,
因为直线AB过焦点 ,可设直线AB方程为 ,
联立直线AB与抛物线方程 ,整理得 ,则 ,
因为 均为抛物线上的点,可得 ,
两式相加得 ,
即 ,解得 或 ,
因为 ,可得 或 .
故选:D.
12.已知点 为抛物线 的焦点,过点 的直 线交抛物线 于 两点,且
,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设 , : ,联立抛物线方程,应用韦达定理有 ,由向量的数量关
系得 ,即可求 ,进而求 ,最后应用抛物线焦点弦的性质知 即可求 .
【详解】
焦点 ,设直线 为 ,代入抛物线方程得 .
设 ,由韦达定理得: ①.
由 ,即 ,有 ②
∴由①②得: 或 ,即 ,
,化简得 ,
或 (舍).
故选:B.
13.已知过 的直线与抛物线 交于 , 两点, 为弦 的中点, 为坐标原点,
直线 与抛物线的另一个交点为 ,则两点 、 纵坐标的比值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
首先设出直线 ,与抛物线方程联立,利用韦达定理求得中点 的坐标,并求出直线
的方程,与抛物线联立,求得点 的纵坐标,即可求得 的范围.
【详解】设直线 ,代入 得 ,
, ,
,
直线 ,代入 得 ,
.
故选:A
14.椭圆 上到直线 距离最近的点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
设与直线 平行且与椭圆相切的直线 的方程为: ,与椭圆的方程联立化为关于 的一元
二次方程,令 ,进而解出点的坐标.
【详解】
解:设与直线 平行且与椭圆 相切的直线 的方程为: ,
由 ,化为 .(*)
,化为 ,解得 .
∵直线 在椭圆的下方,故直线 系中靠近 的直线 ,
取 ,代入 可得: ,解得 .故选:A.
15.过拋物线 : 焦点F的直线与抛物线相交于A,B两点, ,O为坐标原点,
且△ 的面积为 ,则抛物线C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
由题意设 为 ,联立抛物线结合韦达定理求得 , ,再由线段的数量关系
求 ,最后由 列方程求p,写出抛物线方程即可.
【详解】
由题设,令 为 ,联立抛物线方程并整理得 ,
∴若 ,则 , ,又 易得 ,
∴ ,则 ,即 ,
∴ ,
又 ,而 ,
∴ ,即 ,又 ,则 ,故 .
故选:D
16.已知抛物线 的焦点 到其准线的距离为2,过点 的直线 与抛物线 交于 ,
两点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.9
【答案】B【分析】
根据抛物线的定义求得 ,进而求得抛物线方程.设出直线 的方程,并与抛物线方程联立,化简写出根与
系数关系,结合基本不等式求得 的最小值.
【详解】
因为抛物线 的焦点 到其准线的距离为2,
所以 ,抛物线 的方程为 .设直线 的方程为 ,
将此方程代入 ,整理得 .
设 , ,则 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时等号成立.
故选:B.
17.设F为椭圆 的右焦点,过点 的直线与椭圆C交于 两点,设直线 的斜率分
别为 , ,则 为( )
A.1 B.-1 C.4 D.-4
【答案】B
【分析】
设出直线 的方程,代入椭圆方程后写出根与系数关系,计算 ,由此求得 为定值 .【详解】
,
设 ,由图可知直线 的斜率存在且不为 .
设直线 ,
代入椭圆方程并化简得: .
所以 .
故
.
又 均不为0,故 ,即 为定值 .
故选:B
18.设抛物线 : 的焦点为 ,点 是抛物线 上一点,且 .设直线 与抛物
线 交于 、 两点,若 ( 为坐标原点).则直线 过定点( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
先结合抛物线的定义求得抛物线方程,设出直线 的方程并与抛物线方程联立,化简写出根与系数关系,
由 列方程,化简求得 ,由此求得直线 过定点 .
【详解】
∵ 是抛物线 上一点,且 .∴ ,
解得 ,即抛物线 的方程为 .依题意可知直线 的斜率不为 ,设直线 的方程为 , , ,
由 消去 得 ,则 , .
因为 ,所以 ,即 .
化简得 .由 得 ,所以直线 的方程为 ,
所以直线 经过定点 .
故选:C
19.过椭圆 的焦点 的弦中最短弦长是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由过椭圆焦点的最短弦所在直线不垂直y轴,设出其方程并与椭圆方程联立求出直线被椭圆所截弦长即可
推理作答.
【详解】
显然过椭圆焦点 的最短弦所在直线l不垂直y轴,设l的方程为:x=my+c,
由 消去x并整理得: ,
设直线l与椭圆交于点 ,则有 ,
则有
,当且仅当 时取“=”,于是,当 ,即直线l垂直于x轴时, ,
所以过椭圆 的焦点 的最短弦是与焦点所在坐标轴垂直的弦,最短弦长是 .
故选:A
20.已知F是椭圆 的一个焦点,AB为过椭圆中心的一条弦,则 ABF面积的最大值为(
△
)
A.6 B.15 C.20 D.12
【答案】D
【分析】
由直线AB不垂直y轴,设出直线AB方程,联立直线AB与椭圆方程,求出弦AB长,即可列式推理作答.
【详解】
显然直线AB不垂直y轴,椭圆中心为原点O,设直线AB的方程为:x=my,
由 消去y得: ,设 ,
由椭圆对称性,不妨令 ,焦点 ,
ABF的面积 ,当且仅当 时取“=”,
△
所以 ABF面积的最大值为12.
故选△:D
21.过双曲线 的右焦点 作倾斜角为 的直线交双曲线右支于 , 两点,若
,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【分析】
设直线方程为: ,将直线方程与双曲线方程联立消 ,根据 ,可得 ,利用韦达定理可得 ,整理即可求解.
【详解】
过右焦点 的直线的倾斜角 ,
不妨设直线方程为: ,
联立方程 ,
得 ,
设 , , ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 ,因为 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 .
故选:D
22.若过点 的直线 与抛物线 有且只有一个公共点,则这样的直线 的共有( )
A.一条 B.两条 C.三条 D.四条【答案】C
【分析】
过点 的直线l与抛物线 有且只有一个交点,则需分直线与抛物线对称轴平行、直线与抛物线相
切两种情况讨论,特别要注意直线的斜率是否存在.
【详解】
解:(1)当过点 的直线斜率不存在时,显然 与抛物线 有且只有一个交点,
(2)①当过点 且直线与抛物线 的对称轴平行,即斜率为0时,显然 与抛物线 有
且只有一个交点,
②当直线过点 且斜率存在且斜率不为0,与抛物线相切时,直线与抛物线只有一个交点,设直线方程
为 ,代入到抛物线方程 ,消 得: ,
由已知有 ,则 ,解得: ,即直线方程为 ,
综上可得:过点 的直线l与抛物线 有且只有一个交点的直线l共有3条,
故选:C.
23.如图,在抛物线 的准线上任取一点 (异于准线与x轴的交点),连接 并延长交抛物线于
点 ,过点 作平行于 轴的直线交抛物线于点 ,则直线 与 轴的交点坐标为( )
A.与点 位置有关 B.
C. D.【答案】D
【分析】
根据抛物线的标准方程求出准线方程,设出 点坐标,可得直线 的方程,与抛物线方程联立可得交点
点坐标,然后求出 坐标,再求出直线 的方程,令 即可求出答案.
【详解】
抛物线 的准线方程为 ,设 , ,则直线 的方程为 ,
由 得 ,令 ,可得 ,
所以直线 的斜率为 .所以直线 的方程为 ,
令 ,解得 ,所以直线 与 轴的交点坐标为 .
故选:D
24.已知抛物线C:y2=8ax(a>0)的焦点F与双曲线D: 的一个焦点重合,过点F的直线与
抛物线C交于点A,B,则|AF|+2|BF|的最小值为( )
A.3+4 B.6+4 C.7 D.10
【答案】B
【详解】
依题意得,2a= ,即2a2-a-1=0,解得a=1或 (负值舍去),
∴F(2,0),设A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
则|AF|=x+2= +2.
1
设直线AB的方程为x=my+2(m≠0),
由 得y2-8my-16=0,
∴yy=-16.
1 2从而|AF|+2|BF|=
=6+ ≥6+ ,
当且仅当 =2 时取等号.
故选:B.
25.已知 为坐标原点, 、 分别是椭圆 的左、右顶点, 是椭圆 上不同于 、 的动
点,直线 、 分别与 轴交于点 、 .则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
设动点 , ,由椭圆方程可得 、 的坐标,求出 , 所在直线方程,可得 与 的坐标,求
得 ,再由动点 在椭圆 上,得 ,则 的值可
求.
【详解】
设动点 , ,由椭圆方程可得 , ,
则 , ,
所以直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
由此可得 , ,
所以 .
因为动点 在椭圆 上,所以 ,所以 ,
则 .
故选:B.
26.已知点 为抛物线 的焦点,过点 的直线 线交抛物线 于 两点,且
,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
设直线方程,与抛物线联立得出韦达定理,再结合向量的等式以及弦长 即可求解.
【详解】
解:由焦点 ,设直线 为 ,
代入抛物线方程得 .
设 , ,由韦达定理得: ①.
由 ,即 ,有 ②
∴由①②得: , 或 , ,
即 , ,
所以 ,
化简得 ,
所以 或 (舍).
故选:B.27.已知椭圆 : 上有一动点 (异于顶点),点 、 分别在 、 轴上,使得 为 的中点,
若 轴上一点 ,满足 ,则 的最小值为( )
A.3 B. C. D.5
【答案】B
【分析】
设 且 ,可得 ,由点在椭圆上有 ,进而求 坐标,由题设易知
,最后利用基本不等式求最值,注意等号成立条件.
【详解】
令 且 ,则 ,又 在椭圆上,
∴ ,则 ,
此时直线 为 ,故 ,
由 ,即 是 垂直平分线,则 .
综上, ,
当 时, ,当且仅当 时等号成立,当 时, ,当且仅当 时等号成立,
∴ 的最小值为 .
故选:B
28.已知椭圆 ,P为E的长轴上任意一点,过点P作斜率为 的直线l与E交于M,N两点,
则 的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【分析】
设出点 和直线l的方程,联立直线和椭圆方程得出韦达定理,结合两点距离公式和韦达定理化简
即可求解.
【详解】
设 ,直线l的方程为 ,将直线方程代入椭圆方程并化简
得到 ,进而有 ,
所以
.
故选:B.
29.已知直线 过抛物线 ( )的焦点 ,与抛物线交于 , 两点.若直线 的斜率为 ,
,以 为直径的圆与 轴交于 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C【分析】
依题意表示出焦点 的坐标,从而得到直线 的方程,联立直线与抛物线方程,消元列出韦达定理,根据
抛物线焦点弦公式求出 ,即可得到抛物线方程,设 的中点为 ,即可求出 的坐标,从而求出圆的
方程,令 ,即可求出圆与 轴的交点的横坐标,即可求出 ;
【详解】
解:抛物线 ( )的焦点 ,则直线 为 ,则 ,消去 得
,即 ,所以 , ,所以 ,
所以 ,所以抛物线方程为 ,直线 ,所以 ,设 的中点为 ,则
, ,即 ,所以圆 的方程为 ,令 ,解
得 , ,所以 ;
故选:C
30.已知抛物线 : 和圆 : ,过 点作直线 与上述两曲线自左而右依次交于点 ,, , ,则 的最小值为( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】D
【分析】
由题可设直线 的方程为 ,设 ,利用韦达定理可得 ,再结合抛物线的定
义可得 ,然后利用基本不等式即得.
【详解】
由抛物线 : 可知焦点为 ,
设直线 的方程为 ,
由 ,得 ,
设 ,则 ,
由抛物线的定义可知
∴ ,
∴ ,
当且仅当 时取等号.
故选:D31.已知斜率为 的直线 经过抛物线 的焦点 ,并与抛物线交于 , 两点,且 ,则
的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】
根据抛物线方程写出焦点坐标,利用直线点斜式方程写出直线 的方程,将直线与抛物线方程联立,化简
整理,求得 ,利用焦点弦长公式,结合题中条件得到关于 的等量关系,求得结果.
【详解】
抛物线 的焦点 ,
根据题意,直线 的方程为 ,
与抛物线方程 联立得 ,
整理得 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
故选:C.
32.两个长轴在 轴上、中心在坐标原点且离心率相同的椭圆.若 , 分别为外层椭圆的左顶点和上顶
点,分别向内层椭圆作切线 , ,切点分别为 , ,且两切线斜率之积等于 ,则椭圆的离心
率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设内椭圆方程为 ,外椭圆为 ,切线 的方程为 ,
联立 ,根据直线 为椭圆的切线,由△ ,得到 ,同理得到
,然后由两切线斜率之积等于 求解.
【详解】
解:设内椭圆方程为 ,外椭圆为 ,
切线 的方程为 ,
联立 ,
消去 可得: ,
因为直线 为椭圆的切线,所以△ ,
化简可得: ,
设直线 的方程为: ,同理可得 ,
因为两切线斜率之积等于 ,所以 ,
所以椭圆的离心率为 .
故选:B.
33.过点(1,2)且与双曲线 没有交点的直线l斜率的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.[﹣2,2] D.[﹣2,+∞)
【答案】B
【分析】设直线l的方程为y﹣2=k(x﹣1),与双曲线方程联立方程组,由方程组无解(相应方程无解)得结论.
【详解】
解:由题意l的斜率存在,设直线l的方程为y﹣2=k(x﹣1),
与双曲线方程联立 ,
消去y,并整理得(4﹣k2)x2+2(k2﹣2k)x﹣k2+4k﹣8=0,
若4﹣k2=0,即k=±2,
当k=2时,方程即为﹣4=0,方程无解,直线l与双曲线无交点,符合题意;
当k=﹣2是,方程即为16x﹣20=0,方程有一个解,此时直线l与双曲线有一个交点,不符合题意;
若4﹣k2≠0,∵过点P(1,2)直线l与双曲线没有交点,
∴△=[2(k2﹣2k)]2﹣4(4﹣k2)(﹣k2+4k﹣8)=64(﹣k+2)<0,
解得k>2.
综上所述,直线l斜率的取值范围是[2,+∞).
故选:B.
34.已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线交 于 , 两点,则 的中点 到 的准线 的
距离的最小值为( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】
设出直线 的方程 ,联立后利用弦长公式表达出 ,求出 长度的最小值,再利用抛物线的
定义来进行转化,得到 的中点 到 的准线 的距离为 的一半,进而求出点 到 的准线 的距离
的最小值.
【详解】
如图,分别过点 , , 作准线的垂线,垂足分别为 , , ,
则
设直线 的方程为 , , , , .
联立 ,整理得 ,
则 , .
.
故选:B.
35.已知F是抛物线C: 的焦点,O为坐标原点,过F的直线交C于A,B两点,则三角形OAB
面积的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【分析】
利用韦达定理得到 ,由 的范围可得答案.
【详解】
由 得 ,设
由已知直线 的斜率存在设为 ,所以直线 ,
联立 得 ,
,
当 时,三角形 面积的最小值为 ,
故选:D.
36.已知抛物线 ,过点 的直线交抛物线于A,B两点,F为抛物线的焦点,若 ,O
为坐标原点,则四边形 的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由抛物线定义将A到焦点的距离转化为A到准线的距离,求出A的横坐标,进而得到纵坐标,设出直线
AB,代入抛物线方程利用根与系数的关系求出|y-y|,进而求出面积.
1 2
【详解】
抛物线 的准线方程为 ,设 , ,由抛物线的定义可知,
,由抛物线的对称性,不妨令 ,设直线 的方程为 ,由
得 , ,∴ ,四边形 的面积
,
故选:A.
37.对正整数 ,设抛物线 ,过点 任作直线 交抛物线于 , 两点,则数列的前 项和公式是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
设直线 的方程为 , , ,联立直线与抛物线的方程得
,利用向量的数量积结合韦达定理求得 ,利用等差数列求和公式
即可得解.
【详解】
设过点 任作直线 的方程为 ,设 , ,
联立 ,整理得 ,
由韦达定理得: ,
则
,
故 ,
故数列 的前 项和 ,
故选:A.
38.已知 , 是椭圆 : 的两个焦点,左顶点为A,过点 的直线交椭圆 于 , 两点,
若 则 ( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由题可知直线 的斜率不为0,可设直线方程为 ,联立椭圆方程利用韦达定理及条件可求出点
,即得.
【详解】
由题可知 ,根据题意可知直线 的斜率不为0,可设直线方程为 ,
,不妨设 ,如图,
由 得, ,
∴ ,
由 可得 ,∴
∴ 解得∴
∴ ,即 ,
∴ .
故选:A.
39.设A,B分别是双曲线x2- =1的左、右顶点,设过P 的直线PA,PB与双曲线分别交于点
M,N,直线MN交x轴于点Q,过Q的直线交双曲线的右支于S,T两点,且 =2 ,则△BST的面积
为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
分别设直线PA和PB的方程,联立与双曲线的方程可得M,N的坐标,进而利用三点共线斜率相等,化简
可得Q(2,0),再联立过Q的直线与双曲线的方程,设S(x,y),T(x,y),根据 =2 与S = |BQ|
1 1 2 2 △BST
·|y-y|求解即可
1 2
【详解】
双曲线x2- =1的左、右顶点分别为A(-1,0),B(1,0),又P ,
∴直线PA的方程为x= -1,PB的方程为x=- +1,
联立 可得 y2- =0,解得y=0或y= ,将y= 代入x= -1可得x= ,即有M ,
联立 可得 y2- y=0,
解得y=0或y= ,将y= 代入x=- +1,可得x= ,
即N
设Q(s,0),由M,N,Q三点共线,可得k =k ,
MN QN
即有 = ,
将M,N的坐标代入化简可得 = ,
解得s=2,即Q(2,0),
设过Q的直线方程为x=my+2,
联立 得(3m2-1)y2+12my+9=0,
设S(x,y),T(x,y),可得y+y=- ,yy= ,
1 1 2 2 1 2 1 2
Δ=144m2-36(3m2-1)>0恒成立,
又 =2 ,∴y=-2y,∴-2· = ,
1 2
解得m2= ,
可得S = |BQ|·|y-y|= |y-y|=
△BST 1 2 1 2
= · =3· =故选:A.
40.已知斜率不为0的直线 过椭圆 的左焦点 且交椭圆于 , 两点, 轴上的点 满足
,则 的取值范围为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】B
【分析】
设直线 的方程并联立椭圆方程求解,得到 的斜率为参数的关于 的二次方程,再根据韦达定理,写出弦
长 ,求出 中点坐标和 的垂直平分线的方程,求出点 的坐标,写出 和 ,最后根据
的斜率范围求出 的取值范围.
【详解】
解:很明显点 为线段 的垂直平分线与 轴的交点,
设直线 , , , , ,
联立直线方程与椭圆方程,可得 ,
因此 ,
所以线段 的中点坐标为 ,
,
的垂直平分线的方程为 ,
当 时, ,则 ,
因此 ,
所以,
故选:B.
第II卷(非选择题)
二、填空题
41.已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与抛物线在第一象限内交于点 , , 为坐
标原点.若 ,则 的面积为___________.
【答案】
【分析】
设 , ,根据 可得 , ,设出直线 的方程,代入抛物线方程,
利用韦达定理可求出 ,进而可求出 的面积.
【详解】
由 , 知: 为 的中点,设 , ,
则 , ,
设直线 的方程为 ,代入抛物线方程 ,
整理得 ,
由直线 与抛物线 有两个不同的交点,知 ,得 ,
由韦达定理得 ,所以 ,因为 ,所以 ,
所以 .
故答案为:
42.已知直线l分别切抛物线 ( )和圆 于点A,B(A,B不重合),点F为抛物线的焦点,当 取得最小值时, ___________.
【答案】
【分析】
设 ,首先求出直线 的方程为 ,再利用点到直线的距离公式可得 ,求出 ,
再由焦半径公式即可求解.
【详解】
设 , ,所以 ,
所以 ,
所以直线 的方程为 ,则 ,
把 代入,可解得 ,
∴ ,当且仅当 时等号成立,所以 .
故答案为:
43.抛物线C:y2=4 ,直线 绕 旋转,若直线 与抛物线C有两个交点.则直线 的斜率k的取值范
围是_________________
【答案】 ,
【分析】
由题意可知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,联立抛物线方程,运用判别式大于零,从
而可求得答案
【详解】
由题意可知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,代入抛物线方程得
,化简得, ,
因为直线 与抛物线C有两个交点,
所以 ,且 ,
即 ,且 ,
解得 ,且 ,
所以直线 的斜率k的取值范围是 ,
故答案为:
44.已知点 在椭圆 : ( )上,左顶点为 ,点 , 分别为椭圆 的左、右焦点,
的最大值和最小值分别为4和 .直线 点 ,且与 平行,过 , 两点作 的垂线,垂足
分别为 , ,当矩形 的面积为 时,则直线 的斜率是______.
【答案】
【分析】
由已知求得a,b,从而求得椭圆的方程,再设直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联
立直线 与椭圆的方程,求得弦长AP,点A到直线 的距离,由矩形的面积公式建立方程可求得m的值,
从而得出直线 的斜率.
【详解】
解:因为 ,又 ,所以 ,
解得 ,所以椭圆的方程为 ,则 ,
设直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立 得 ,所以 ,而点A到直线 的距离为 ,
所以矩形 的面积为 ,解得 ,
所以直线 的方程为 ,所以直线 的斜率为 ,
故答案为: .
45.已知斜率为1的直线l经过椭圆 的一个焦点,与椭圆交于A,B两点.直线l,l 分别过点
1 2
A,B,且与x轴平行,在直线l,l 上分别取点M,N(M,N分别在点A,B的右侧),分别作∠ABN和
1 2
∠BAM的角平分线相交于点P,则 PAB的面积为___________.
【答案】
【分析】
解方程组 求出点 的坐标,从而求出|AB|= ,再求出点 到 的距离即得解.
【详解】
解:不妨假设直线l过左焦点(﹣1,0),则直线方程为y=x+1.
联立 ,解得 或 ,
则A(0,1), ,则|AB|= .
则l 的方程为y=1,l 的方程为 ;
1 2
设P点到l,l,l 的距离分别为d,d,d,由角平分定理得d=d=d,
1 2 1 2 1 2
又 ,所以 .所以△PAB的面积为 .
故答案为: .
46.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,M为C上的动点,直线MF与C的另一交点为A,M关于点P
(12,4)的对称点为B,当|MA|+|AB|的值最小时,直线AM的方程为 __.
【答案】
【分析】
根据抛物线的定义|MA|+|AB|=2|NG|+2|NP|=2(|NG|+|NP|),由于点P到准线的距离为13,所以|NG|+|NP|
≥13,当且仅当G,N,P三点共线,且N在G,P之间时,等号成立,进而可得点N的纵坐标为y =4,,
N
设出直线MA的方程为x=my+1,与抛物线联立即可求出参数m,进而得到结果.
【详解】
解:设N为MA的中点,连接NP,分别过点M,N,A作抛物线准线的垂线,垂足分别为D,G,E,
则|AB|=2|NP|,
由抛物线的定义知,|MA|=|MF|+|AF|=|MD|+|AE|=2|NG|,
∴|MA|+|AB|=2|NG|+2|NP|=2(|NG|+|NP|),
∵点P到准线的距离为13,
∴|NG|+|NP|≥13,当且仅当G,N,P三点共线,且N在G,P之间时,等号成立,
此时,点N的纵坐标为y =4,
N
∵直线MA过点F(1,0),
∴设直线MA的方程为x=my+1,
设M(x,y),A(x,y),
1 1 2 2
联立 ,得y2﹣4my﹣4=0,
∴y+y=4m=2y =8,∴m=2,
1 2 N
∴直线MA的方程为x=2y+1,即 .故答案为: .
47.已知点 在抛物线 : 上,过点 的直线 交抛物线 于 , 两点,若
,则直线 的倾斜角为________.
【答案】 或
【分析】
设直线 方程为: , , ,用坐标表示 ,可得 ,将直线 与抛
物线联立,结合韦达定理,可解得 ,即 ,结合 ,即得解.
【详解】
因为点在抛物线 : 上,
所以 ,得 ,所以 ,
设过点 的直线方程为: ,
所以 ,所以 ,
设 , ,
所以 , ,又因为 ,所以 ,
所以 ,
则直线斜率 ,
由 ,所以 或 .
故答案为: 或 .
48.点 、 分别为椭圆 的左、右顶点,直线 与椭圆相交于 、 两点,记直线 、
的斜率分别为 、 ,则 的最小值为___________
【答案】
【分析】
设 、 ,联立 ,由韦达定理可得 , ,设直线 的斜率为 ,求得
, ,从而可将 用k表示,求出 ,再结合基本不等式即可得出答案.
【详解】
解:设 、 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
由韦达定理可得 , ,
设直线 的斜率为 ,则 , ,所以, , ,
而
,
因此, ,
当且仅当 时,等号成立,因此, 的最小值为 .
故答案为: .
49.已知椭圆 ,一组平行直线的斜率为 ,经计算当这些平行线与椭圆相交时,被椭圆截得的
线段的中点在定直线l上,则直线l的方程为___________.
【答案】
【分析】
设这组平行直线的方程为 ,并与椭圆方程联立,化简写出根与系数关系、判别式,求得中点坐
标,由此求得定直线 的方程.
【详解】
设这组平行直线的方程为 ,联立 ,
整理得 ,,解得 .
且 , ,
所以这组平行直线与椭圆交点的中点坐标为 ,
, ,
所以这些点均在 上.
故答案为: .
50.已知直线 与抛物线 交于 , 两点.且线段 的中点在直线 上,若 ( 为
坐标原点),则 的面积为_______________________.
【答案】
【分析】
由点差法求出 ,设直线方程为 ,联立抛物线方程和 求出 ,可得直线过 ,
再由 结合韦达定理即可求解.
【详解】
设 , 是 中点,则满足 ,两式作差得 ,即
,又 ,故 ,设过 直线方程为 ,联立 可
得 , ,又 ,即 ,解得 或1,
因为 异号,故 ,则 ,直线方程为 ,则直线过 ,
,
故答案为:
51.已知直线 与抛物线 交于 , 两点.且线段 的中点在直线 上,若 ( 为
坐标原点),则 的面积为______.
【答案】
【分析】
设出直线 的方程 ,与抛物线方程联立,消元,写韦达;根据题意求出 的值;然后求
弦长 和原点到直线 的距离,从而可求出 的面积.
【详解】
由题意知:直线 的斜率不为0,所以设直线 的方程为 ,
由 ,消 得 ,
设 ,则 , ,
因为线段 的中点在直线 上,所以 ,即 ,
因为 ,
所以
,解得 或 (舍),
所以 ,直线 的方程为 ,所以 ,
原点 到直线 的距离为 ,
所以 的面积为 .
故答案为: .
52.已知抛物线C:y2=4x,过焦点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,若线段AF,BF的中点在y轴
上的射影分别为P,Q,且|PQ|=4,则直线l的方程为__________.
【答案】
【分析】
设 , ,过点A,B分别作y轴的垂线,垂足为 , ,由 可得 ,
设直线 ,联立 ,利用韦达定理可得 , ,从而可求的m的值,即可得出答
案.
【详解】
解:设 , ,过点A,B分别作y轴的垂线,垂足为 , ,
由 可得 ,所以 ,
设直线 ,
联立 ,消去x得 ,
由韦达定理可得 , ,
所以 ,解得 ,
所以直线l的方程为 .故答案为: .
53.已知抛物线C: 的焦点为F,过点F斜率为k的直线l与C交于M, N两点,若O为坐标原
点, OMN的重心为点G ,则k=__________.
【答案】
【分析】
设 的中点坐标为 ,根据三角形重心性质 ,得到 ,再设过焦点的直线 的方程为
, 与抛物线方程联立,然后利用韦达定理求解.
【详解】
焦点坐标为 ,设直线 的方程为 , 的中点坐标为 ,
由三角形重心性质得, ,
解得 ,
联立方程 得
则 ,
解得 , 时G 不合题意,故答案为:
54.如图,过点 作直线 、 与抛物线 相交,其中 与 交于 、 两点, 与 交于
、 两点,直线 过E的焦点F,若 、 的斜率为 , 满足 ,则实数 的值为_______.
【答案】
【分析】
设直线 的方程为 ,设直线 的方程为 ,设点 、 、 、
,设直线 的方程为 ,将直线 、 、 的方程均与抛物线的方程联立,列出韦达定
理,利用直线的斜率公式结合已知条件可求得实数 的值.
【详解】
设直线 的方程为 ,设直线 的方程为 ,
设点 、 、 、 ,
联立 ,可得 ,所以, , ,
同理可得 , ,
易知点 ,设直线 的方程为 ,联立 ,可得 ,所以, , ,
, ,
因为 ,则 ,解得 .
故答案为: .
55.已知点P为直线l:x=-2上任意一点,过点P作抛物线y2=2px(p>0)的两条切线,切点分别为
A(x,y),B(x,y),若xx 为定值,则该定值为____.
1 1 2 2 1 2
【答案】4
【分析】
假设切线方程x=my-my+x,然后与抛物线方程联立然后使用Δ=0,得到m= ,同时联立两条切线
1 1
方程并化简可得 ,结合抛物线方程计算即可.
【详解】
解析 设过A(x,y)的切线方程为x=my-my+x.
1 1 1 1
由 得y2-2pmy+2pmy-2px=0,
1 1
∴Δ=4p2m2-4×2p(my-x)=0,
1 1
解得m= .
因此切线方程为yy=px+px,
1 1
同理,过B(x,y)的切线方程为yy=px+px,
2 2 2 2
又两切线的交点P在直线l:x=-2上,
故设P(-2,t),则消去t得 .
从而 ,
化简得(xx-4)(x-x)=0,
1 2 2 1
又x-x 不恒为0,故xx-4=0恒成立.
2 1 1 2
故xx 为定值4.
1 2
故答案为:4
56.已知抛物线 : ,过焦点 作倾斜角为 的直线与 交于 , 两点, , 在 的准线上
的投影分别为 , 两点,则 __________.
【答案】
【分析】
设 ,则 ,将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理即得.
【详解】
由抛物线 : 可知则焦点坐标为 ,
∴过焦点 且斜率为 的直线方程为 ,化简可得 ,
设 ,则 ,
由 可得 ,
所以
则故答案为:
57.已知椭圆 ,过椭圆在第二象限上的任意一点 作椭圆的切线与 轴相交于 点, 是
坐标原点,过点 作 ,垂足为 ,则 的取值范围是 ______________
【答案】
【分析】
设出点P的坐标,求出切线PQ方程,进而求得点Q坐标,再借助数量积及对勾函数单调性即可得解.
【详解】
设 ,则有 ,即 ,
显然切线PQ斜率存在,设PQ的方程: ,
由 消去y并整理得: ,
因此, ,化简整理得: ,
即 ,亦即 ,解得 ,
则直线PQ方程为: ,当 时, ,即点 ,
,又 ,则 ,令 , ,函数 在 上单调递增,
则 ,即 ,于是得 ,
所以 的取值范围是 .
故答案为:
58.已知椭圆C: =1,直线l过椭圆C的左焦点F且交椭圆于A,B两点,AB的中垂线交x轴于
M点,则 的取值范围为__.
【答案】
【分析】
由椭圆的方程得到左焦点 (i)当直线l的斜率为0时,直接计算求得 ;(ii)当直线l
的斜率不存在时,可知与已知矛盾;(iii)当直线的斜率不为0时,设直线l的方程为 ,联立方
程,利用韦达定理判别式得到中点坐标,弦长,根据直线垂直的关系可以得到中垂线方程,求得 坐标,
得到 ,进而得到 关于 的函数表达式,进而利用函数的性质求得取值范围.综合可得 的取
值范围.
【详解】
解:由椭圆的方程: =1,可得左焦点 ,
(i)当直线l的斜率为0时,则直线l为x轴,AB的中垂线为y轴,这时M与原点O重合,这时
,|FM|=c=1,所以 ,
(ii)当直线l的斜率不存在时,AB的中垂线为x轴,舍去,
(iii)当直线的斜率不为0时,设直线l的方程为 ,
由于直线 的斜率存在,所以 .设A,B的坐标分别为(x,y),(x,y),
1 1 2 2
联立直线与椭圆的方程: ,整理可得: ,
,
∴y+y= ,yy= ,
1 2 1 2
则弦长|AB|= ,
,
所以AB的中点坐标 ,
所以直线AB的中垂线方程为: ,
令y=0,可得 ,所以 ,
所以 ,
所以
综上所述 的取值范围是 ,
故答案为: .
59.抛物线 的焦点 到准线的距离为2,过点 的直线与 交于 , 两点, 的准线
与 轴的交点为 ,若 的面积为 ,则 ___________.【答案】2或
【分析】
先求出抛物线的标准方程,再设出直线 方程 ,与抛物线联立,求出弦长 ,求出点M到直
线 的距离为d,表达出 的面积,求出m的值(注意分两种情况),再分别求出 与 的长,
求出结果
【详解】
抛物线 化为标准形式为:
∵抛物线的焦点 到准线的距离为2
∴ ,即
∴抛物线方程为 ,焦点
∵过点 的直线与 交于A, 两点
∴设直线 方程为:
与抛物线方程联立得:
设 , ,不妨假设A点在x轴上方,B点在x轴下方.
则 ,
则
设点M到直线 的距离为d
则
∴
解得:
∴当 时, ,
解得:
此时:
∴ ,
∴ 2
当 时, ,
解得:
此时:
∴ ,
∴
故答案为:2或
60.已知斜率不为0的直线 过椭圆 : 的左焦点 且交椭圆于 两点, 轴上的点 满足
,则 的取值范围是___________.
【答案】
【分析】设出直线方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理分别求得 和 的表达式,即可求出范围.
【详解】
由题可得点 为线段 的垂直平分线与 轴的交点,
因为 ,可设直线 方程为 ,设 ,
联立方程 可得 ,则 ,
所以线段 的中点坐标为 ,
,
的垂直平分线方程为 ,
当 时, ,即 ,
所以 ,
则 .
故答案为: .
三、解答题61.己知抛物线C: y2=2px (p>0),过抛物线的焦点F且垂直于x轴的直线交抛物线于不同的两点A,B,
且
(1)求抛物线C的方程;
(2)若不经过坐标原点O的直线 与抛物线C相交于不同的两点M,N, 且满足 .证明直线 过x
轴上一定点Q,并求出点Q的坐标.
【答案】
(1)
(2)证明见解析,
【分析】
(1)由题意可得直线AB方程,进而可得 ,可求得p值,即可得答案.
(2)设直线l的方程为 , , ,联立直线与抛物线,根据韦达定理,可
得 , 表达式,根据 ,可得 ,代入计算,即可求得n值,分析即可得答案.
(1)
由己知A,B两点所在的直线方程为
则 ,故 .
抛物线C的方程为 .
(2)
由题意,直线l不与y轴垂直,设直线l的方程为 , , ,
联立 ,消去x,得 .
, , ,
, ,又 , ,
,
解得
或n=4.
而 ,
此时
直线l的方程为 ,
故直线l过定点 .
62.设抛物线 的焦点为 ,过焦点 作直线 交抛物线 于 , 两点.
(1)若 ,求直线 的方程;
(2)若点 的坐标为 ,直线 , 分别与抛物线 的准线相交于 , 两点,求证: .
【答案】
(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1)设过焦点的直线 方程,代入抛物线方程,运用韦达定理及焦点弦长公式可得解.
(2)用 , 两点的坐标表示 , 两点的坐标,再结合第(1)问证明 即可.
(1)
设 , ,直线 方程为: ,代入 ,得 ,
则 , ,
所以 , ,
,则 , , ,故直线 的方程为:
(2)
设 ,
则 ,故直线 的方程为 .
令 ,得 ,
所以点 ,同理可得,点 .
则 ,
所以
由(1)可得, ,
所以 ,所以 .
63.设抛物线 的焦点为 ,过焦点 作直线 交抛物线 于 , 两点.
(1)若 ,求直线 的方程;
(2)设 为抛物线 上异于 , 的任意一点,直线 , 分别与抛物线 的准线相交于 ,
两点,求证:以线段 为直径的圆经过 轴上的定点.
【答案】
(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设出过焦点的直线,再和抛物线联立,最后运用抛物线的定义及韦达定理可求出直线方程;
(2)求出直线 , 分别与抛物线 的准线相交于 , 两点的坐标,然后根据向量数量积为零建立
方程求解即可.
(1)
由已知,得
设直线 的方程为 ,代入 ,得 .
设 , ,则 , .
则 ,解得 ,
所以直线 的方程为 .
(2)
证明:设 ,
则 ,故直线 的方程为 .
令 ,得 ,所以点 .
同理可得,点 .
设以线段 为直径的圆与 轴的交点为
则 , .
由题意,知 ,则 ,即 .
由(1)可得 ,所以
解得 或 ,
故以线段 为直径的圆经过 轴上的两个定点 和 .
64.在平面直角坐标系 中,点 ,点 ,点P是平面内一动点,且直线 的斜率与直线
的斜率之积为 ,记点P的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过点 的直线l与C交于A,B两点,则在x轴上是否存在定点D,使得 的值为定值?若
存在,求出点D的坐标和该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)曲线C表示中心为坐标原点,以 为焦点的椭圆(不含左、右顶点)
(2)存在点 ,使得 为定值
【分析】
(1)由 直接化简即可求解;
(2)当直线斜率为0时,与曲线无交点,当斜率不为0时,设直线l的方程为 ,
联立直线与曲线方程,结合韦达定理表示出 ,将 整体代换为关于 的表达式,
利用比例关系化简可求.
(1)
设点 ,由题意得 ,整理得 ,
所以曲线C表示中心为坐标原点,以 为焦点的椭圆(不含左、右顶点);
(2)
由(1)可知,曲线C与x轴无公共点,所以当直线l斜率为0时,与曲线C无交点.所以设直线l的方程为 ,
由 得 ,
由于点 在曲线C内部,所以 恒成立,
则 .
假设在x轴上存在定点 ,使得 的值为定值,则有
.
要使上式为定值,则 ,解得 ,
此时 ,
所以,存在点 ,使得 为定值 .
65.已知抛物线 , 点 是抛物线 上的点.
(1)求抛物线的方程及 的值;
(2)直线 与抛物线交于 两点, ,且 ,求 的最小值并证
明直线 过定点.
【答案】
(1) ;
(2)最小值为 ,证明见解析
【分析】
(1)将点代入抛物线方程,解得答案.(2)联立方程,根据韦达定理得到根与系数的关系,根据 得到 ,再利用均值不等式
解得最值,得到直线的定点.
(1)
依题意,点 坐标满足方程 ,∴抛物线的方程为 .
(2)
设直线l的方程为 ,联立方程组 ,消去x得,
.
,解得 或2(舍)
,当 ,即 , 时等号成立.
∴t=3或t=-1(舍)
所以 的最小值为 ,直线l:x=my+3恒过定点(3,0).
66.已知 是抛物线 ( )的焦点,过点 且斜率为 的直线与抛物线 交于 ,
两点,若 .
(1)求抛物线的标准方程;
(2)动直线 垂直于线段 ,且与抛物线 交于 , 两点,当四边形 面积为 时,求直线 的
方程.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)设 , ,直线 方程与抛物线方程联立消元后应用韦达定理,计算 交代入韦达定理的结论可求得 值,得抛物线方程;
(2)设出直线 的方程,由直线方程与抛物线方程联立,应用韦达定理求得弦长,然后由四边形面积可得
参数值,得直线方程.
(1)
根据已知条件可知直线 的方程为 .联立 消去 并整理得 ,
设 , ,则 , ,
所以 ,
.
因为 ,所以
,
整理得 ,解得 或 (舍去),
所以抛物线 的标准方程为 .
(2)
因为直线 与线段 垂直,所以直线 的斜率为 .设直线 的方程为 ,
由弦长公式得 ,由(1)可知, , ,所以
.联立 消去 并整理得 ,
设 , ,则 , ,
由弦长公式得 ,所以四边形 的面积 ,
解得 ,所以直线 的方程为 .
67.椭圆的两个焦点坐标分别为F (- ,0)和F ( ,0),且椭圆过点 .
1 2
(1)求椭圆方程;
(2)过点 作不与y轴垂直的直线l交该椭圆于M,N两点,A为椭圆的左顶点,试判断∠MAN的
大小是否为定值,并说明理由.
【答案】
(1)
(2)为定值 ,理由见解析
【分析】
(1)设出椭圆的标准方程,采用待定系数法和椭圆关系式即可求解;
(2)设 ,联立直线与椭圆方程得出韦达定理,通过求 为定值可判断 .
(1)
由题意设椭圆方程为 ,
将c= ,a2=b2+c2,代入椭圆方程得 ,
又因为椭圆过点 ,得 ,
解得b2=1,所以a2=4.所以椭圆的方程为 ;
(2)设直线MN的方程为 ,联立直线MN和椭圆的方程
得 ,
设M(x,y),N(x,y),A(-2,0),yy= ,y+y= ,
1 1 2 2 1 2 1 2
则 =
,所以∠MAN= .
68.已知椭圆 和抛物线 ,点F为 的右焦点,点H为 的焦点.
(1)过点F作 的切线,切点为P, 求抛物线 的方程;
(2)过点H的直线l交 于P,Q两点,点M满足 ,(O为坐标原点),且点M在线段
上,记 的面积为 的面积为 ,求 的取值范围.
【答案】
(1)
(2)
【分析】设直线 的方程为: ,联立 可得: .求出 的坐标,然后
求解 ,推出抛物线方程;
设点 ,直线 方程为: ,联立 可得: .利用韦达定理,
结合又 ,求出 的纵坐标的范围然后求解三角形的面积的比值,推出结果即可.
(1)
由题可知: 设直线 的方程为: ,
联立 可得: .
则△ ,故 且 ,即点 ,
故 ,所以 ,抛物线 的方程: ;
(2)
设点 ,直线 方程为: ,
联立 可得: .
故 ,从而 ,
又 ,则 ,
从而 ,且 ,则 ,
从而 ,
,由此可得 .
69.已知椭圆 的方程为: ( ),离心率为 ,椭圆上的动点 到右焦点 距离的最
大值为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过右焦点 作不平行于 轴的直线 交椭圆于 、 两点,点 关于 轴对称点为 ,求证:直线
过定点.
【答案】
(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1) 由题意知, ,再由 得到各个参数值,进而得到方程;(2)将直线和椭圆方程联立,
直线 方程为: ,化简得到 ,再由直线方程化简得到
,代入韦达定理即可得到结果.
(1)
由题意知, , , ,
(2)
,设 : ,与 ,联立得设 , , , ,
直线 方程为: ,
即
: , 过定点 .
70.已知双曲线 的两个焦点分别为 , ,动点 满足 .
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)若轨迹 上存在两点 , 满足 ( , 分别为直线 , 的斜率),求直线
的斜率的取值范围.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)由题设知: ,结合椭圆的定义写出轨迹 的方程;
(2)设 : , ,联立椭圆方程并应用韦达定理可得 ,
,根据 可得 ,由 有 ,即可求直线 的斜率的取值
范围.
(1)由题设,若 ,
∴ ,即动点 的轨迹是以 为焦点,长轴长为4的椭圆,
∴动点 的轨迹 的方程为 .
(2)
由题设,设直线 : , ,
∴ .
联立轨迹 可得: ,则 ,
∴ , ,
,则 ,即 ,
∵ ,且 ,
∴ 且 ,可得 或 .
71.已知椭圆: 的离心率 ,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线 与椭圆相交于不同的两点 ,已知点 的坐标为 且 ,求直线 的倾斜角.
【答案】
(1)
(2) 或
【分析】
(1)结合已知条件分别求出 , 即可求解;(2)首先设出直线 的方程,然后联立椭圆标准方程求出 点坐标,结合两点间距离公式求出斜率,进而即可得到答案.
(1)
不妨设所求椭圆的焦距为 ,
因为离心率 ,所以 ①,
因为椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4,所以 ,即 ②,
又因为 ③,
所以联立①②③可得, , ,
故椭圆的标准方程为: .
(2)
由(1)结论可知, 的坐标为 ,
设直线 的方程为: , ,
由 可得, ,
,
从而 ,即 , ,
故 点坐标为 ,
由两点间距离公式可知, ,解得 ,
故直线 的倾斜角为 或 .
72.设 分别是平面直角坐标系中 轴正方向上的单位向量,若向量 , ,
且 ,其中 .
(1)求动点 的轨迹 的方程;(2)过点 作直线 与轨迹 交于 , 两点,设 ,是否存在直线 ,使得四边形
是矩形?若存在,求出直线 的方程;若不存在,试说明理由.
【答案】
(1)
(2)存在,
【分析】
通过 ,得到 点M的轨迹为以 为焦点, 的椭圆,应用椭圆的定义得到其轨迹方程;
首先判断直线的斜率是否存在,通过联立方程组 ,得到 ,结合
,得到四边形为平行四边形,若要成为矩形,需有 ,运算化简即可得结果.
(1)
由题意得 , ,
, ,
设 , ,则动点M满足 ,
由椭圆的定义可知动点M的轨迹是以 , 为焦点的椭圆,
设椭圆 的方程为 ,则 , ,
,
故轨迹 的方程为
(2)
存在满足条件的直线 .设直线 的方程为 ,由方程组 ,消去 ,整理得:
则 恒成立,即直线 与椭圆 恒有两个不同的交点,
设交点为 , ,则 ①, ②
由 得 ,即 ,∴四边形OAPB为平行四边形
若存在直线 使四边形OAPB为矩形,则 ,
即 ③
将①、②代入③式得: ,解得 ,
所以直线 的方程为 ,此时四边形OAPB为矩形.
73.已知抛物线 上的一点 到焦点 的距离等于3.
(1)求抛物线 的方程;
(2)若过点 的直线 与抛物线 相交于 , 两点, .求直线 的斜率.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)(1)根据 到焦点的距离为3,利用抛物线的定义求解;
(2)设 的方程为 .联立 ,根据 ,利用弦长公式求解.
(1)
抛物线的准线方程为 ,到焦点的距离为 ,
.
抛物线方程为 .
(2)
设 的方程为 .
联立方程组 ,得 .
设 , , , ,则 , .
.
. ,
.
74.已知点 皆为曲线C上点,P为曲线C上异于A,B的任意一点,且满足直线PA的斜
率与直线PB的斜率之积为 .
(1)求曲线C的方程;
(2)若曲线 的右焦点为 ,过 的直线 与曲线 交于 ,求证:直线 与直线 斜率之和
为定值.
【答案】
(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设 ,代入 ,化简即可求出曲线 的方程
(2)椭圆与直线联立,运用韦达定理即可
(1)
设 为曲线 上异于A,B的任意一点,因为
所以 .
所以 即 .
所以
又 皆为曲线 上的点
所以曲线 的方程为 .
(2)
设直线 的方程为
联立 ,得
所以 ,即 ①
因为焦点 ,所以
②
把①式代入②式得
直线 与直线 斜率之和为定值075.已知椭圆C: , ,且椭圆C右焦点为 ,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过 的直线l交椭圆C于A,B两点,若 ,求直线l的方程.
【答案】
(1)
(2) 或
【分析】
(1)结合 , , 求解即可得答案;
(2)根据题意设直线l的方程为 ,进而与椭圆联立方程得 ,再结合
得 ,进一步求解得 即可得答案.
(1)
解:∵ , ,
∴ 解得 , .
∴椭圆C的方程为:
(2)
解:易知直线l的斜率存在且不为零.
设 , ,直线l的方程为: .联立: ,可得 .
其中
由韦达定理有:
又∵ ,可得
代入韦达定理有 ,可得
解得, .
∴直线l的方程为: 或 .
76.已知点 皆为曲线C上点,P为曲线C上异于M,N的任意一点,且满足直线PM的
斜率与直线PN的斜率之积为 .
(1)求曲线C的方程;
(2)若曲线上点 ,经过曲线C右焦点 的直线 与曲线C交于 , (异于 )两点,与直线
交于点 ,设 , , 的斜率分别为 , , ,求证: .
【答案】
(1)
(2)证明见解析【分析】
(1)设 ,依题意得 ,化简即可求解;
(2)设设直线 的方程为: ,由 得 ,设 ,由斜
率公式与根与系数的关系求解即可
(1)
设 ,依题意得 ,
整理得 ,
所以曲线C的方程为 ;
(2)
由题意可知 ,不妨设 ,
椭圆的右焦点 ,由题意可设直线 的方程为: ,
由直线 与直线 交于点 ,可知 ,
由 得 ,设 ,
则 ,
又由题意可得: ,
, ,
因为,
所以
77.已知双曲线 的离心率为2,且过点 .
(1)求C的方程;
(2)若斜率为 的直线l与C交于P,Q两点,且与x轴交于点M,若Q为PM的中点,求l的方程.
【答案】
(1)
(2) (或 )
【分析】
(1)由离心率可得 ,再将点A的坐标代入方程可得 ,解方程组即可求解.
(2)设 , , ,由题意可得 ,设l的方程为 ,将直线方程与椭
圆方程联立消去 ,利用韦达定理即可求解;将直线与椭圆方程联立消去 ,利用韦达定理也可求解.
(1)
因为 ,所以 ,即 .
将点A的坐标代入 ,得 ,
解得 ,故C的方程为 .
(2)
设 , , ,因为Q为PM的中点,所以 .
因为直线l的斜率为 ,所以可设l的方程为 ,
联立 得 ,
,
由韦达定理可得 , .
因为 ,所以 ,解得 ,
,解得 ,
即 ,故l的方程为 .
在第(2)问中,若未写判别式大于0,
但写到“由 ,得l与C必有两个不同的交点”,
另外本问还可以通过联立方程消去y求解,其过程如下:
设 , ,l的方程为 ,
联立 得 ,
,
由韦达定理可得 , .
因为Q为PM的中点,所以 ,则 ,,解得 , ,
,解得 ,
即 ,故l的方程为 (或 ).
78.已知椭圆 的长轴长是 ,以其短轴为直径的圆过椭圆的焦点
(1)求椭圆E的方程;
(2)过椭圆E左焦点作不与坐标轴垂直的直线,交椭圆于M,N两点,线段 的垂直平分线与y轴负半
轴交于点Q,若点Q的纵坐标的最大值是 ,求 的最小值;
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)结合题意可得 ,解方程组,进而可求出结果,
(2)设出直线的方程,与椭圆的方程联立,结合韦达定理表示出点Q的纵坐标,进而求出 的范围,从
而结合弦长公式即可求出结果.
(1)
由题意可得 ,解得 ,所以椭圆E的方程为 ;
(2)
椭圆E左焦点为 ,设过椭圆E左焦点的直线为 ( 存在且不为0),
,则 ,设 ,
则 ,且
所以 的中点为 ,
因此线段 的垂直平分线为 ,令 ,则 的纵坐标为 ,因为与 轴
交于负半轴,所以 ,又因为点Q的纵坐标的最大值是 ,所以 ,即 ,
而
当 时, ;
79.已知抛物线C: 的焦点到其准线的距离为2,(1)求抛物线C的标准方程;
(2)直线l过点 与抛物线交于不同的两点A,B.点A关于y轴的对称点为 ,连接 .求证:
直线 过y轴上一定点,并求出此定点坐标.
【答案】
(1)
(2)直线 过定点
【分析】
(1)依题意表示出焦点坐标与准线方程,即可求 ,从而得解;
(2)设直线 的方程为 ,又设 , , , ,则 , ,联立直线与抛物线方程,
利用韦达定理以及判别式,求出直线的斜率,推出直线方程,利用直线系求解即可.
(1)
抛物线 的焦点坐标为 ,准线方程为 ,所以 ,即 ,所以抛物
线方程为 ;
(2)
设直线 的方程为 ,又设 , , , ,则 , ,
由 得 ,则△ , , ,
所以 ,
于是直线 的方程为 ,
所以, ,当 时, ,
所以直线 过定点 .
80.已知椭圆 的左、右顶点分别为A,B,右焦点为F,直线 .(1)若椭圆W的左顶点A关于直线 的对称点在直线 上,求m的值;
(2)过F的直线 与椭圆W相交于不同的两点C,D(不与点A,B重合),直线 与直线 相交于点
M,求证:A,D,M三点共线.
【答案】
(1)
(2)证明见解析.
【分析】
(1)设点A关于直线对称的点为 ,根据题意可得 的中点 在直线上且 ,列出方程组,
解方程组即可;
(2)对直线斜率是否存在分类讨论,当直线CD斜率k不存在时,求出点A、M、C、D坐标,
利用 可证得A、D、M三点共线;当直线CD斜率存在时,设直线
: , ,与椭圆方程联立方程组,消y得到关于x的一元二次方程,
将 表示为含有k的算式,得出 即可.
(1)
由题意知,
直线 的斜率存在,且斜率为 ,
设点A关于直线 对称的点为 ,则 ,
所以线段 的中点 在直线 上,又 , ,
有 ,解得 或 ,
所以 ;
(2)
已知 ,当直线 的斜率不存在时, :x=1,此时 ,
有 ,所以直线 ,当 时, ,所以 ,
所以 ,所以 ,
即A、D、M三点共线;
当直线 的斜率存在时,设直线 : ,
则 ,得 ,
,
设 ,则 ,
直线BC的方程为 ,令 ,得 ,
所以直线AD、AM的斜率分别为 ,
,
上式的分子
,
所以 ,即A、D、M三点共线.
综上,A、D、M三点共线.81.已知抛物线 : 上有一点 .
(1)求抛物线 的标准方程及其准线方程;
(2)过点 的直线交抛物线C于A,B两点, 为坐标原点,记直线OA,OB的斜率分别为 , ,
求证: 为定值.
【答案】
(1)抛物线 : ,准线方程为:
(2)证明见解析
【分析】
(1)根据抛物线C所过的点即可求出C的方程及其准线方程.
(2)设出直线AB方程,与抛物线C的方程联立,借助韦达定理即可计算作答.
(1)
因抛物线 : 过点 ,则有 ,解得 ,
所以抛物线 的标准方程是: ,准线方程为: .
(2)
依题意,过点 的直线AB不垂直于y轴,设直线AB方程为 ,
由 消去x并整理得: ,设 ,则 , ,
于是得 ,
所以 为定值 .
82.已知椭圆 的左右顶点分别为A,B,点P为椭圆上异于A,B的任意一点.
(1)证明:直线PA与直线PB的斜率乘积为定值;
(2)设 ,过点Q作与 轴不重合的任意直线交椭圆E于M,N两点.问:是否存在实数 ,使得以MN为直径的圆恒过定点B?若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)证明见解析
(2)存在;
【分析】
(1)结合斜率的计算公式化简整理即可求出结果;
(2)直线MN的方程为 与椭圆联立,进而结合韦达定理即可求出结果.
(1)
;设 ,且 ,则
所以
(2)
设 ,直线MN的方程为 ;
联立 及 ,得 ,
所以 , (*)
若以MN为直径的圆过点B,则 ,即
将 带入整理得 ;
带入(*),化简整理得5 ,解得 ,或 (舍)
,满足 ,故存在 ,使得以MN为直径的圆过恒过定点B;
83.已知抛物线 的焦点为 ,且 为圆 的圆心.过 点的直线 交抛物线与
圆分别为 , , , (从上到下).(1)求抛物线方程并证明 是定值;
(2)若 , 的面积比是 ,求直线 的方程.
【答案】
(1) ,证明见解析
(2)
【分析】
(1)根据 ,结合韦达定理即可获解
(2) ,再结合焦点弦公式即可获解
(1)
由题知, 故 ,
抛物线方程为 ,
设直线 的方程为 , , , , ,
,得 ,
, ,
,(2)
,
由(1)知 ,可求得 , ,
故
的方程为 ,即
84.如图,已知椭圆C: ,点 , 为其左右焦点,过点 作直线 与椭圆C交于A、B两点,
点M为线段AB的中点.
(1)若直线 的斜率为2,求直线OM的斜率;
(2)若 ,求 的面积.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)结合已知条件利用点差法即可求解;(2)联立直线 和椭圆方程,利用韦达定理和已知条件求出 ,然后
利用 和 表示出 的面积即可求解.
(1)由题意,不妨设 , , ,从而 , ,
故 ,由两式相减可得到, ,
化简整理可得, ,
因为直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
所以 ,解得 ,
即直线OM的斜率为 .
(2)
由椭圆C: 易知, , ,
由题意,不妨设直线 的方程: ,
由 可得, , 恒成立,
由韦达定理可知, , ,
因为 , , , ,
所以 ,
即 ,解得 ,
因为 , ,
所以 的面积 ,
因为 ,所以 的面积为 .
85.已知椭圆 经过点 ,且椭圆E的离心率 .
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)当直线l(斜率不为0)经过点F,且与椭圆E交于A、B两点时,问x轴上是否存在定点P,使得x
轴平分 ?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)
(2) 轴上存在点 ,使得 轴平分
【分析】
(1)由题意得 ,求出 即可求解;
(2)假设存在点 ,使得 轴平分 ,然后把角度问题转化为斜率问题是本题的关键,列出等式,
利用韦达定理化简得到结果.
(1)
由题意可知:
,解得 ,
∴椭圆 的标准方程为: ;
(2)
轴上存在点 ,使得 轴平分 ;理由如下:假设 轴上存在点 ,使得 轴平分
设直线 : ,与 联立可得:
设 ,
则 ,
由题意得:
∴
即
化简得:
把 , 代入,得:
化简得:
∵直线 的斜率变化,且斜率不为0
∴
∴
∴ 轴上存在点 ,使得 轴平分
86.若抛物线 的交点为F,过F作直线l与抛物线 交于A,B两点,分别以线段AF,BF为直
径作圆 和圆 .
(1)证明:圆 和圆 均与y轴相切;
(2)设圆 与y轴相切于点D,圆 与y相切于点E,求 的值,并求 面积的最小值.【答案】
(1)证明见解析
(2) ,最小值
【分析】
(1)过点 , 分别作 轴的垂线,分别记垂足为 , ,
利用抛物线的定义判断出 ,即可证明圆 与 轴相切,同理可得圆 与 轴相切于点 ;
(2)设 , , , ,
设直线 的方程为 ,将直线 与抛物线 联立,
判断出 ,表示出 面积 利用基本不等式求出 的面积的最小值.
(1)
过点 , 分别作 轴的垂线,分别记垂足为 , ,
因为 为线段 中点,故 ,
故圆 与 轴相切,同理可得圆 与 轴相切于点 ;
(2)
设 , ,
由(1)可知点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,
设直线 的方程为 ,将直线 与抛物线 联立,
消去 得 ,即 ,故 ,
故 ,故 ,故 ,则 面积
又因为 ,所以 ,当且仅当 ,
即 或 时, 的面积取得最小值 .
87.已知椭圆 : 的离心率为 ,且点 为椭圆 上一点.
(1)求椭圆 的方程.
(2)已知 ,直线 : 交椭圆 于A,B两点,证明:直线PA斜率与直线PB斜率之
积为定值.
【答案】
(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1)根据条件可得 , ,解出即可;
(2)设 , ,联立直线与椭圆的方程消元,然后韦达定理得到 , ,然后由
算出答案即可.
(1)
由题意, , ,
解得 , ,因此椭圆 的方程为 ;
(2)
证明:直线 的方程为 ,
设 , ,直线PA的斜率为 ,直线PB的斜率为 .
由 消去 ,得 ,
易知 ,得 , ,
所以直线PA斜率与直线PB斜率之积为定值.
88.已知抛物线C: ,直线l过抛物线焦点F,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点M的纵坐
标为1.
(1)求直线l的方程;
(2)求 (O为坐标原点)的面积 .
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)设出直线方程,与抛物线联立,根据中点纵坐标即可建立关系求解;(2)利用弦长公式求出 ,再求出点 到直线距离,即可求出面积.
(1)
由题可得 ,易知直线斜率不为0,可设直线方程为 ,
联立方程组 ,可得 ,
设 ,则 ,
则 ,解得 ,
所以直线方程为 ,即 ;
(2)
因为 ,
点 到直线的距离为 ,
所以 .
89.有一种画椭圆的工具如图1所示,定点O是滑槽AB的中点,短杆OP绕O转动,长杆PQ通过P处铰
链与OP连接,PQ上的栓子D可沿滑槽AB滑动,且 , .当栓子D在滑槽AB内作往
复运动时,带动P绕O转动一周(D不动时,P也不动),Q处的笔尖画出的曲线记为C.以O为原点,
AB所在的直线为x轴,建立如图2所示的平面直角坐标系.(1)求曲线C的方程;
(2)在平面直角坐标系xOy中,过点 的动直线l与曲线C交于E、F两点,是否存在异于点M的
定点N,使得MN平分 ?若存在,求点N坐标;若不存在,说明理由.
【答案】
(1)
(2)存在 ,使得MN平分
【分析】
(1)利用待定系数法设 : ,求出 的值即可求解;
(2)先猜出定点的坐标为 ,当直线 斜率存在且不为0时,设直线方程 为: ,
,则 ,求解即可
(1)
由题意可知:曲线 是中心在坐标原点,焦点在 轴的椭圆,
设 : ,
则 ,
所以曲线C的方程为 ;
(2)
假设存在异于点 的定点N,使得MN平分 ;当直线 与 轴平行时,设直线与椭圆相交于两点为 ,
由对称性知:若定点N存在,则点N一定在 轴上,设 ,
当直线 与 轴平行时,设直线与椭圆相交于两点为 ,MN平分 也成立;
当直线 斜率存在且不为0时,设直线方程 为: , ,
联立 ,得 ,
, ,
所以 ,
又 ,
又
,
所以 ,
因为 不恒为0,
所以 ,即 , ,综上可知:存在 ,使得MN平分
90.已知椭圆 : 的右焦点 和上顶点 在直线 上,过椭圆右焦点的
直线交椭圆于 , 两点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)求 面积的最大值.
【答案】
(1) ;
(2) .
【分析】
(1)由已知可得椭圆的右焦点为 ,上顶点为 , 可得 ,可求椭圆标准方程.
(2)设 ,直线 的方程为 ,并与椭圆方程联立利用韦达定理得到 ,
又 ,求得 的最大值,即可得结果.
(1)
椭圆 : 的右焦点 和上顶点 在直线 上,
椭圆的右焦点为 ,上顶点为 ,
故 ,
∴所求椭圆标准方程为 .
(2)
设 ,
直线 的方程为联立 得: ,
,
即
,
,
,
令 ,
函数 在 上为增函数,
故当 ,即 时, ,
此时三角形 的面积取得最大值为 .
91.如图,椭圆 : 的离心率为 , , 分别是其左、右焦点,过 的直线 交椭
圆于点 , , 是椭圆上不与 , 重合的动点, 是坐标原点.(1)若 是△ 的外心, ,求 的值;
(2)若 是△ 的重心,求 的取值范围.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)由椭圆和圆的对称性得 轴,再由 得出 的关系式,得离心率.
(2)设 ,直线 方程为 ,代入椭圆方程后应用韦达定理得 ,由
直线方程得 ,利用重心坐标公式得 ,此坐标代入椭圆方程,设 换元,注意利用
转换,得关于 的二次方程需有正数解.从而得 的范围.
(1)
由椭圆与圆的对称性知, 轴, 是椭圆内接矩形的三个顶点,
则 , , 或 .
又 ,所以 , , (舍去负值),
所以 ;
(2)
设 ,直线 方程为 ,
由 得 ,
, ,,
是 的重心, , ,
所以 , ,
在椭圆上,则 ,
设 ,则
,由 得
,该方程在 上有解,
若 ,方程为 ,无正数解;
, ,
所以 或 ,
解得 .
综上, .
92.已知 的上顶点到右顶点的距离为 ,离心率为 ,过椭圆左焦点 作不与x轴重合的
直线与椭圆C相交于M、N两点,直线m的方程为: ,过点M作ME垂直于直线m于点E
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(i)求证:线段EN必过定点 ,并求 的值
(ii)点O为坐标原点,求△OEN面积的最大值
【答案】
(1)
(2)(i)证明见解析, ;(ii)【分析】
(1)根据椭圆的几何性质和离心率,列出方程组,即可求出 ,从而得出椭圆 的标准方程;
(2)(i)设直线 方程: , , , , , ,联立直线与椭圆方程,利用
韦达定理求解直线 方程,然后得到定点坐标;(ii)由题可得 ,然后利用函数的
单调性求解最大值即可.
(1)
(1)由题可知: ,所以 , ,
故椭圆的标准方程为 .
(2)
(i)由题意知 ,
设直线 方程: ,
设 , , ,
联立方程得 ,得 ,
所以 , ,
所以 ,又 ,
所以直线 方程为: ,
令 ,则
,所以直线 过定点 , .
(ii)由(i)中 ,所以 ,又易知 ,
所以 ,
令 , , ,
则 ,
又因为 在 上单调递增,所以 在 上单调递减,
所以 时 ,
所以 .
93.在直角坐标系 中,椭圆 ( )的左右焦点分别为 和 ,若 为椭圆上动点,
直线 与椭圆交于另一点 ,若三角形 的周长为为 ,且点 在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线 、 与直线 分别交于点 、 ,记直线 和直线 的斜率分别为 和 ,若
,试求直线 的斜率.
【答案】
(1)
(2)【分析】
(1)由椭圆定义求出 ,再代入点 求出 即可求出方程;
(2)设出直线 方程,与椭圆联立,利用韦达定理化简计算可求解.
(1)
由已知和椭圆的定义知:三角形 的周长 ,故 ,
所以椭圆的方程为 ,又点 在椭圆上,故 ,解得 ,
所以椭圆的标准方程为 ;
(2)
由已知可得直线 的斜率不为 ,故可设直线 的方程为 ,
设 , ,
联立方程组 ,消去 得:
故有 , ,故 , ,
直线 的方程为 ,解得与直线 的交点 ,
同理解得 ,故 , ,
.
故 ,解得 .所以直线 的斜率 .
94.如图,一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面(椭圆绕其对称轴旋转一周形成的曲面)的一部分.
过对称轴的截口BAC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点 上,片门位于该椭圆的另一个焦点
上.椭圆有光学性质:从一个焦点出发的光线,经过椭圆面反射后经过另一个焦点,即椭圆上任意一点P
处的切线与直线 、 的夹角相等.已知 ,垂足为 , , ,以 所在
直线为x轴,线段 的垂直平分线为y轴,建立如图的平面直角坐标系.
(1)求截口BAC所在椭圆C的方程;
(2)点P为椭圆C上除长轴端点和短轴端点外的任意一点.
①是否存在m,使得P到 和P到直线 的距离之比为定值,如果存在,求出的m值,如果不存在,请
说明理由;
②若 的角平分线PQ交y轴于点Q,设直线PQ的斜率为k,直线 、 的斜率分别为 , ,
请问 是否为定值,若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
【答案】
(1) .
(2)①存在 ②是定值【分析】
(1)设所求椭圆方程为 ,由椭圆的性质求得 , ,可得椭圆的方程;
(2)①存在, 设椭圆上的点 ,直接计算 ,即可探索出存在m;
②由(1)得椭圆的方程为 ,设椭圆上的点 ,有 ,证明椭圆
在点 处的切线方程为 , 再由右光学性质得直线 ,由此可求得定值.
(1)
设所求椭圆方程为 ,
则 ,
由椭圆的性质: ,所以 ,
,
所以椭圆的方程为 .
(2)
由椭圆的方程为 ,则 .
①存在直线 ,使得P到 和P到直线 的距离之比为定值.
设椭圆上的点 ,则 ,P到直线 的距离 ,
所以 ,
所以,当 时, (定值).
即存在 ,使得P到 和P到直线 的距离之比为定值 .
②设椭圆上的点 ,则 ,
又椭圆 在点 处的切线方程为 ,
证明如下:对于椭圆 ,
当 , ,则 ,
所以椭圆 在 处的切线方程为 ,
又由 ,可以整理切线方程为: ,
即切线方程为 ,即 ,也即 .
所以椭圆 在点 处的切线方程为 ,
同理可证:当 ,椭圆 在点 处的切线方程为 ,
综述:椭圆 在点 处的切线方程为 ,
所以在点 处的切线 的斜率为 ,
又由光学性质可知:直线 ,所以 ,则 .
所以 ,,
那么 .
95.已知抛物线 ,直线 经过点 ,并与抛物线交于 , 两点.
(1)证明:在 轴上存在一个定点 ,使得 ;
(2)若直线 , 分别交 轴于 , 两点,设 的面积为 , 的面积为 ,求 的
最小值.
【答案】
(1)证明见解析
(2)
【分析】
(1)设 ,联立方程组求得 ,由题意得到 ,代入抛物线
方程得到 ,整理得到 ,根据 和 ,即可求解.
(2)由 ,得到 ,写出 和 的方程,求得
,得到 ,分直线 的斜率不存在和存在,结合韦达定理得到,利用换元法和函数的单调性,即可求解.
(1)
解:设 ,直线 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,可得 ,
由 ,可得 ,即 ,
因为 ,可得 ,
整理得 ,即 ,
又因为 ,所以 ,
当 时,此时直线方程为 ,此时 关于 轴对称,显然 ;
当 时,解得 ,此时点 ,能使得 ,
综上可得,在 轴上存在一点 ,使得 .
(2)
解:由 ,
又由 ,则 ,
又由直线 的方程为 ,令 ,可得 ,
同理可得 ,所以 ,
两式相加可得 ,即 ,
当直线 的斜率不存在时,此时 ,可得 ,且 ,
此时 ;当直线 的斜率存在时,此时 ,
则
,
又由 ,整理得 ,可得 ,
代入上式,可得 ,
所以 ,
令 ,可得 ,
令 ,则 ,所以 ,
又因为函数 在 上为单调递增函数,
所以 ,
综上可得,面积 的最小值为 .
96.已知点 是抛物线 : 的焦点, 为坐标原点,过点 的直线 交抛物线与 ,
两点.
(1)求抛物线 的方程;(2)求 的值;
(3)如图,过点 的直线 交抛物线于 , 两点(点 , 在 轴的同侧, ),且 ,直线
与直线 的交点为 ,记 , 的面积分别为 , ,求 的取值范围.
【答案】
(1)
(2)
(3)
【分析】
(1)根据题意得到 ,从而得到抛物线 : .
(2)首先设直线 的方程为 ,与抛物线 联立得 ,再利用韦达定理求解.
(3)设 , , , ,再利用韦达定理和 求解
即可.
(1)
因为抛物线 : ,焦点 ,
所以 ,解得 ,所以抛物线 : .
(2)
设直线 的方程为 ,
与抛物线 联立得: ,
由韦达定理得 , ,所以 ,
所以
(3)
设 , , , ,
因为 ,
所以直线 : ,即 。
同理:直线 : 。
联立 ,解得 。
设直线 的方程为: , , ,
联立 。
因为 ,解得 , , ,
因为 ,
所以
,化简得: 。所以 。
因为 ,
,
所以
97.已知椭圆 的左顶点为 ,右焦点为 ,过点 作斜率为 的直线与 相交于
, ,且以 为直径的圆过点 ,其中 为坐标原点.
(1)求椭圆的离心率 ;
(2)若 ,过点 作与直线 平行的直线 , 与椭圆 相交于 , 两点.
①求 的值;
②点 满足 ,直线 与椭圆的另一个交点为 ,求 的值.
【答案】
(1)
(2)① ;②
【分析】
(1)根据给定条件用a表示出点B的坐标,再代入椭圆方程计算即得.
(2)①由(1)中信息求出椭圆C及直线l的方程,联立椭圆C与直线l的方程借助韦达定理计算得解;②设 ,用 及点P,Q坐标表示出点N的坐标,结合点P,Q,N都在椭圆上及①的结论计算作答.
(1)
依题意,如图, , , , , ,则 ,
而点B在椭圆 上,于是得: ,整理得 ,即 , ,
所以椭圆的离心率 .
(2)
①由(1)及 得, ,椭圆 的方程为 ,而直线 与直线 平行,
则直线 的方程为 , , ,由 消去x得: ,显然
于是得 , ,
所以 .
②因 ,由①得 ,设 , ,
则 , , ,
,即 ,解得 ,而 , , 都在椭圆上,即 , , , ,
整理得: ,
由①可知 ,则有 ,解得 ,
所以 的值是 .
98.已知抛物线 ,过点 作直线 、 ,满足 与抛物线恰有一个公共点 , 交抛
物线于 、 两点.
(1)若 ,求直线 的方程;
(2)若直线 与抛物线和相切于点 ,且 、 的斜率之和为0,直线 、 分别交 轴于点 、 ,求线
段 长度的最大值.
【答案】
(1) 或 或 .
(2)
【分析】
(1)由题设有 ,设 为 ,讨论 、 并根据直线与抛物线交点个数确定k值,
即可写出直线方程.
(2)设直线 为 ,则 为 ,联立抛物线,由直线与抛物线的关系及 求k的
范围,再应用韦达定理求 、 及 点纵坐标,进而写出直线 、 方程,求 、 横坐标,结
合二次函数的性质求 长度的最大值.
(1)
由题设,抛物线为 ,且 的斜率一定存在,令 为 ,∴ ,当 时显然满足题设,此时 ,
若 ,则 ,可得 或 ,
综上, 为 或 或 .
(2)
由题设,显然 的斜率存在且不可能为0,设 为 ,则 为 ,
∵ 与抛物线和相切于点 ,联立方程并整理得 ,
∴ ,可得 ,易知 ,
联立 与抛物线可得: ,则 ,
∴ , ,且 ,
∵ 在抛物线上,故 , ,则 ,
∴直线 : ,则 ,同理 ,
∴ ,又 ,
故当 时, .
99.已知 是抛物线 的焦点,点 是抛物线上横坐标为2的点,且 .(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 交抛物线 于 两点,若 ,且弦 的中点在圆 上,求实数 的
取值范围.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)根据抛物线的定义,将点P到焦点的距离转化为到准线的距离,进而求得答案;
(2)设出直线l,并代入抛物线方程化简,通过根与系数的关系得到 和线段的中点公式,进而将中点
坐标代入圆的方程,然后将所得式子化简,最后通过函数求值域的方法求得答案.
(1)
抛物线的渐近线为 ,由抛物线的定义可知, ,则抛物线的方程为: .
(2)
设直线 的方程为 , , .将直线 的方程与抛物线的方程联立,得
,于是 , , ,
且 ,化简得 ①.设弦 的中点为 ,则 ,将点 的坐标代入圆的方程,得 ,且
,
由①代入消元,消去 ,得 .
令 ,则 ,于是 ,解得 或 .
若当 时,由对勾函数性质可知,函数 在 上单调递增,所以 随 单调递
增(增+增),故 .
若当 时,令 ,
则 .
因为 ,所以 ,即 单调递减,故 .
综上所述,实数 的取值范围为 .
100.已知椭圆 的左右顶点分别为A,B,点P为椭圆上异于A,B的任意一点.
(1)证明:直线PA与直线PB的斜率乘积为定值;
(2)设 ,过点Q作与 轴不重合的任意直线交椭圆E于M,N两点.问:是否存在实数 ,
使得以MN为直径的圆恒过定点A?若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)证明见解析
(2)存在,
【分析】(1)设出点P的坐标,进而代入椭圆方程,再求出两条直线斜率的乘积,最后得到答案;
(2)设出点 的坐标,根据以MN为直径的圆过点A,得到 ,设出直线 的方程并代入
椭圆方程,然后利用根与系数的关系求得答案.
(1)
,设 ,且 ,则 ,所以
.
(2)
设 ,根据题意,设直线MN的方程为 ,
联立 及 ,得 ,
,
, (*)
若以MN为直径的圆过点A,则 ,即
将 , 带入整理得: ;
带入(*),化简整理得5 ,解得 ,或 (舍)满足 ,故存在
,使得以MN为直径的圆过恒过定点A.