北京市2016届高三数学一轮复习专题突破训练圆锥曲线文
北京市部分区2016届高三上学期期中期末考试数学文分类汇编:圆锥曲线 含答案
北京市部分区2016届高三上学期期末考试数学理试题分类汇编圆锥曲线一、选择题1、(朝阳区2016届高三上学期期末)设斜率为2的直线l 过抛物线2(0)y ax a =≠的焦点F ,且与y 轴交于点A ,若OAF ∆(O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线方程为 A.24yx=± B 。
24y x= C 。
28yx=± D 。
28y x =2、(大兴区2016届高三上学期期末)抛物线2y x =的准线方程是(A ) 14y =- (B)12y =-(C ) 14x =-(D )12x =-3、(丰台区2016届高三上学期期末)如图,在圆224xy +=上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足。
当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是椭圆,那么这个椭圆的离心率是 (A )12(B )14((D4、(海淀区2016届高三上学期期末)已知点(5,0)A ,抛物线2:4C yx=的焦点为F ,点P 在抛物线C 上,若点F 恰好在PA 的 垂直平分线上,则PA 的长度为A 。
2B. C. 3 D 。
45、(延庆区2016届高三3月一模)已知双曲线的离心率53e =,且焦点到渐近线的距离为4,则该双曲线实轴长为( )A 。
6B 。
5 C 。
4 D 。
3参考答案1、C2、A3、D4、D5、A二、填空题 1、(昌平区2016届高三上学期期末)若双曲线22149x y -=的左支上一点P 到右焦点的距离是6,则点P 到左焦点的距离为 。
2、(朝阳区2016届高三上学期期末)双曲线2213y x -=的渐近线方程为 . 3、(大兴区2016届高三上学期期末)双曲线2213y x -=的焦点到渐近线的距离等于 4、(东城区2016届高三上学期期末)双曲线221169x y -=的离心率是_________。
5、(海淀区2016届高三上学期期末)已知双曲线2221(0)y x b b-=>的一条渐近线通过点(1,2), 则___,b = 其离心率为__. 6、(顺义区2016届高三上学期期末)过椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的焦点垂直于x 轴的弦长为a 。
高三数学一轮复习必备:圆锥曲线方程及性质
~高三数学(人教版A 版)第一轮复习资料第33讲 圆锥曲线方程及性质一.【课标要求】1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2.经历从具体情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义、标准方程、几何图形及简单性质;3.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道双曲线的有关性质二.【命题走向】本讲内容是圆锥曲线的基础内容,也是高考重点考查的内容,在每年的高考试卷中一般有2~3道客观题,难度上易、中、难三档题都有,主要考查的内容是圆锥曲线的概念和性质,从近十年高考试题看主要考察圆锥曲线的概念和性质。
圆锥曲线在高考试题中占有稳定的较大的比例,且选择题、填空题和解答题都涉及到,客观题主要考察圆锥曲线的基本概念、标准方程及几何性质等基础知识和处理有关问题的基本技能、基本方法对于本讲内容来讲,预测:(1)1至2道考察圆锥曲线概念和性质客观题,主要是求值问题;(2)可能会考察圆锥曲线在实际问题里面的应用,结合三种形式的圆锥曲线的定义。
三.【要点精讲】1.椭圆(1)椭圆概念平面内与两个定点1F 、2F 的距离的和等于常数(大于21||F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫椭圆的焦距。
若M 为椭圆上任意一点,则有21||||2MF MF a +=椭圆的标准方程为:22221x y a b +=(0a b >>)(焦点在x 轴上)或12222=+bx a y (0a b >>)(焦点在y 轴上)。
注:①以上方程中,a b 的大小0a b >>,其中222c a b =-; ②在22221x y a b +=和22221y x a b+=两个方程中都有0a b >>的条件,要分清焦点的位置,只要看2x 和2y 的分母的大小。
例如椭圆221x y m n+=(0m >,0n >,m n ≠)当m n >时表示焦点在x 轴上的椭圆;当m n <时表示焦点在y 轴上的椭圆(2)椭圆的性质①范围:由标准方程22221x y a b+=知||x a ≤,||y b ≤,说明椭圆位于直线x a =±,y b =±所围成的矩形里;②对称性:在曲线方程里,若以y -代替y 方程不变,所以若点(,)x y 在曲线上时,点(,)x y -也在曲线上,所以曲线关于x 轴对称,同理,以x -代替x 方程不变,则曲线关于y 轴对称。
北京历年高考文科圆锥曲线解答题汇总(2008年—2016年)
x2 y 2 1 相交于 A , C 两点, O 是坐标原 4
7. (2014 年北京第 19 题) 已知椭圆 C: x 2 y 4 .
2 2
(Ⅰ)求椭圆 C 的离心率; (Ⅱ)设 O 为原点,若点 A 在直线 y 2 ,点 B 在椭圆 C 上,且 OA OB ,求线段 AB 长 度的最小值. 8.(2015 年北京第 20 题)
北京历年高考文科数学圆锥曲线解答题汇总
说明:本人根据正规出版图书整理校对了北京 2008 年至 2016 年高考文科数学解析几何大 题,纠正了网上的高考试题中的个别错误,供北京考生及教师参考。 整理人:初、高中数学教师朱春光 1.(2008 年北京第 19 题) 已知 △ABC 的顶点 A ,B 在椭圆 x 2 3 y 2 4 上, C 在直线 l:y x 2 上,且 AB / /l . (Ⅰ)当 AB 边通过坐标原点 O 时,求 AB 的长及 △ABC 的面积; (Ⅱ)当 ABC 90 ,且斜边 AC 的长最大时,求 AB 所在直线的方程.
6 ,直线 y=t 与 3
6 x2 y 2 已知椭圆 G : 2 2 1(a b 0) 的离心率为 ,右焦点为( 2 2 ,0) ,斜率为 1 3 a b
的直线 l 与椭圆 G 交于 A、B 两点,以 AB 为底边作等腰三角形,顶点为 P(-3,2). (I)求椭圆 G 的方程; (II)求△PAB 的面积. 5. (2012 年北京第 19 题) 已知椭圆 C :
2 2
已知椭圆 C : x 3 y 3 , 过点 D 1, 0 且不过点 E 2,1 的直线与椭圆 C 交于 A, B 两
点,直线 AE 与直线 x 3 交于点 M . (Ⅰ)求椭圆 C 的离心率; (Ⅱ)若 AB 垂直于 x 轴,求直线 BM 的斜率; (Ⅲ)试判断直线 BM 与直线 DE 的位置关系,并说明理由. 9.(2016 年北京第 19 题) 已知椭圆 C:
高考数学一轮复习专题训练—圆锥曲线的定值问题
圆锥曲线的定值问题题型一 长度或距离为定值【例1】 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的上顶点A 与左、右焦点F 1,F 2构成一个面积为1的直角三角形. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与椭圆C 相切,求证:点F 1,F 2到直线l 的距离之积为定值.(1)解 ∵椭圆C 的上顶点A 与左、右焦点F 1,F 2构成一个面积为1的直角三角形,∴⎩⎪⎨⎪⎧b =c ,bc =1, ∴b =c =1, ∴a 2=b 2+c 2=2,∴椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)证明 ①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =±2, 点F 1,F 2到直线l 的距离之积为(2-1)(2+1)=1. ②当直线l 的斜率存在时,设其方程为y =kx +m , 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 22+y 2=1得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0,Δ=(4km )2-4(1+2k 2)(2m 2-2)=-8(m 2-2k 2-1)=0, ∴m 2=1+2k 2,点F 1到直线l :y =kx +m 的距离d 1=|-k +m |k 2+1,点F 2到直线l :y =kx +m 的距离d 2=|k +m |k 2+1.∴d 1d 2=|-k +m |k 2+1·|k +m |k 2+1=|m 2-k 2|k 2+1=|2k 2+1-k 2|k 2+1=1.综上,可知当直线l 与椭圆C 相切时,点F 1,F 2到直线l 的距离之积为定值1.感悟升华 圆锥曲线中的定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的.定值问题同证明问题类似,在求定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定值显现.【训练1】 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M ,N 分别是C 1,C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值. 证明 当直线ON 垂直于x 轴时,|ON |=1,|OM |=22,则O 到直线MN 的距离为33, 当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为y =kx ⎝⎛⎭⎫显然|k |>22,则直线OM 的方程为y =-1kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,4x 2+y 2=1,得⎩⎨⎧x 2=14+k 2,y 2=k24+k 2,所以|ON |2=1+k 24+k 2,同理|OM |2=1+k 22k 2-1, 设O 到直线MN 的距离为d ,因为(|OM |2+|ON |2)d 2=|OM |2|ON |2, 所以1d 2=1|OM |2+1|ON |2=3k 2+3k 2+1=3,即d =33.综上,O 到直线MN 的距离是定值. 题型二 斜率或其表达式为定值【例2】 (2020·兰州诊断)如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点A (0,-1)且离心率为22.(1)求椭圆E 的方程;(2)经过点(1,1),且斜率为k 的直线与椭圆E 交于不同的两点P ,Q (均异于点A ),证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为定值.(1)解 由题设知c a =22,b =1,结合a 2=b 2+c 2,解得a =2,所以椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)证明 由题设知,直线PQ 的方程为y =k (x -1)+1(k ≠2),代入x 22+y 2=1,得(1+2k 2)x 2-4k (k -1)x +2k (k -2)=0, 由已知Δ>0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), x 1x 2≠0,则x 1+x 2=4k (k -1)1+2k 2,x 1x 2=2k (k -2)1+2k 2, 从而直线AP ,AQ 的斜率之和为k AP +k AQ =y 1+1x 1+y 2+1x 2=kx 1+2-k x 1+kx 2+2-kx 2=2k +(2-k )⎝⎛⎭⎫1x 1+1x 2=2k +(2-k )x 1+x 2x 1x 2=2k +(2-k )4k (k -1)2k (k -2)=2k -2(k -1)=2(即为定值).【训练2】 (2021·大同模拟)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ,B ,已知|AB |=4,且点⎝⎛⎭⎫e ,345在椭圆上,其中e 是椭圆的离心率.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆C 上异于A ,B 的点,与x 轴垂直的直线l 分别交直线AP ,BP 于点M ,N ,求证:直线AN 与直线BM 的斜率之积是定值. (1)解 ∵|AB |=4,∴2a =4,∴a =2, 又点⎝⎛⎭⎫e ,354在椭圆上,∴e 24+4516b2=1, 又b 2+c 2=a 2=4,联立方程组解得b 2=3, ∴椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)证明 设点P 的坐标为(s ,t ),点M ,N 的横坐标为m (m ≠±2), 则直线AP 的方程为y =t s +2(x +2),故M ⎝⎛⎭⎫m ,ts +2(m +2),故直线BM 的斜率k 1=t (m +2)(s +2)(m -2),同理可得直线AN 的斜率k 2=t (m -2)(s -2)(m +2),故k 1k 2=t (m +2)(s +2)(m -2)×t (m -2)(s -2)(m +2)=t 2s 2-4,又点P 在椭圆上,∴s 24+t 23=1,∴t 2=-34(s 2-4),∴k 1k 2=-34(s 2-4)s 2-4=-34.即直线AN 与直线BM 的斜率之积为定值.题型三 几何图形面积为定值【例3】 (2021·昆明诊断)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e ,点(1,e )在椭圆E上,点A (a,0),B (0,b ),△AOB 的面积为32,O 为坐标原点.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线l 交椭圆E 于M ,N 两点,直线OM 的斜率为k 1,直线ON 的斜率为k 2,且k 1k 2=-19,证明:△OMN 的面积是定值,并求此定值.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧1a 2+e 2b 2=1,e =ca ,c 2=a 2-b 2,得b =1.又S △AOB =12ab =32,得a =3.所以椭圆E 的标准方程为x 29+y 2=1.(2)当直线l 的斜率不存在时,设直线l :x =t (-3<t <3且t ≠0), 由⎩⎪⎨⎪⎧x 29+y 2=1,x =t ,得y 2=1-t 29,则k 1k 2=1-t 29t×-1-t 29t=-1-t 29t 2=-19,解得t 2=92.所以S △OMN =12×2×1-t 29×|t |=32.当直线l 的斜率存在时,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线l :y =kx +m (m ≠0), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 29+y 2=1消去y 并整理,得(9k 2+1)x 2+18kmx +9m 2-9=0. Δ=(18km )2-4(9k 2+1)(9m 2-9)=36(9k 2-m 2+1)>0, x 1+x 2=-18km9k 2+1,x 1x 2=9m 2-99k 2+1,k 1k 2=y 1x 1×y 2x 2=(kx 1+m )(kx 2+m )x 1x 2=-9k 2+m 29m 2-9=-19, 化简得9k 2+1=2m 2,满足Δ>0.|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+k 2·⎝⎛⎭⎫-18km 9k 2+12-4·9m 2-99k 2+1=61+k 2·9k 2-m 2+19k 2+1.又原点O 到直线l 的距离d =|m |1+k 2, 所以S △OMN =12×|MN |×d=31+k 2·9k 2-m 2+19k 2+1×|m |1+k 2=3|m |2m 2-m 22m 2=32.综上可知,△OMN 的面积为定值32.感悟升华 探求圆锥曲线中几何图形的面积的定值问题,一般用直接求解法,即可先利用三角形面积公式(如果是其他凸多边形,可分割成若干个三角形分别求解)把要探求的几何图形的面积表示出来,然后利用题中的条件得到几何图形的面积表达式中的相关量之间的关系式,把这个关系式代入几何图形的面积表达式中,化简即可.【训练3】 已知点F (0,2),过点P (0,-2)且与y 轴垂直的直线为l 1,l 2⊥x 轴,交l 1于点N ,直线l 垂直平分FN ,交l 2于点M . (1)求点M 的轨迹方程;(2)记点M 的轨迹为曲线E ,直线AB 与曲线E 交于不同两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 2-1=x 1+m 2(m 为常数),直线l ′与AB 平行,且与曲线E 相切,切点为C ,试问△ABC 的面积是否为定值.若为定值,求出△ABC 的面积;若不是定值,说明理由.解 (1)由题意得|FM |=|MN |,即动点M 到点F (0,2)的距离和到直线y =-2的距离相等,所以点M 的轨迹是以F (0,2)为焦点,直线y =-2为准线的抛物线,根据抛物线定义可知点M 的轨迹方程为x 2=8y .(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,设其方程为y =kx +b ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,x 2=8y 消去x 整理得x 2-8kx -8b =0.则x 1+x 2=8k ,x 1·x 2=-8b .设AB 的中点为Q ,则点Q 的坐标为(4k,4k 2+b ).由条件设切线方程为y =kx +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +t ,x 2=8y 消去y 整理得x 2-8kx -8t =0.∵直线与抛物线相切,∴Δ=64k 2+32t =0,∴t =-2k 2, ∴切点C 的横坐标为4k ,∴点C 的坐标为(4k,2k 2). ∴CQ ⊥x 轴,∵x 2-x 1=m 2+1, ∴(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4(-8b ) =64k 2+32b =(m 2+1)2,∴b =(m 2+1)2-64k 232.∴S △ABC =12|CQ |·|x 2-x 1|=12·(2k 2+b )·(x 2-x 1)=(m 2+1)364,∵m 为常数,∴△ABC 的面积为定值.1.(2021·洛阳高三统考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0),其焦点为F ,O 为坐标原点,直线l 与抛物线C 相交于不同的两点A ,B ,M 为AB 的中点. (1)若p =2,M 的坐标为(1,1),求直线l 的方程.(2)若直线l 过焦点F ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,求证:2|MN |2|FN |为定值.(1)解 由题意知直线l 的斜率存在且不为0, 故设直线l 的方程为x -1=t (y -1) 即x =ty +1-t ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +1-t ,y 2=4x ,得y 2-4ty -4+4t =0, ∴Δ=16t 2+16-16t =16(t 2-t +1)>0,y 1+y 2=4t , ∴4t =2,即t =12.∴直线l 的方程为2x -y -1=0.(2)证明 ∵抛物线C :y 2=2px (p >0),∴焦点F 的坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0. 由题意知直线l 的斜率存在且不为0,∵直线l 过焦点F ,故设直线l 的方程为x =ty +p2(t ≠0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +p 2y 2=2px,得y 2-2pty -p 2=0, ∴y 1+y 2=2pt ,Δ=4p 2t 2+4p 2>0. ∴x 1+x 2=t (y 1+y 2)+p =2pt 2+p , ∴M ⎝⎛⎭⎫pt 2+p2,pt .∴MN 的方程为y -pt =-t ⎝⎛⎭⎫x -pt 2-p2. 令y =0,解得x =pt 2+3p2,N ⎝⎛⎭⎫pt 2+3p 2,0, ∴|MN |2=p 2+p 2t 2,|FN |=pt 2+3p 2-p2=pt 2+p , ∴2|MN |2|FN |=2(p 2+p 2t 2)pt 2+p=2p ,为定值.2.(2020·新高考山东卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且过点A (2,1).(1)求C 的方程;(2)点M ,N 在C 上,且AM ⊥AN ,AD ⊥MN ,D 为垂足.证明:存在定点Q ,使得|DQ |为定值.(1)解 由题设得4a 2+1b 2=1, a 2-b 2a 2=12,解得a 2=6,b 2=3. 所以C 的方程为x 26+y 23=1.(2)证明 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2). 若直线MN 与x 轴不垂直,设直线MN 的方程为y =kx +m ,代入x 26+y 23=1,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-6=0. 于是x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-61+2k 2.①由AM ⊥AN ,得AM →·AN →=0, 故(x 1-2)(x 2-2)+(y 1-1)(y 2-1)=0,整理得(k 2+1)x 1x 2+(km -k -2)(x 1+x 2)+(m -1)2+4=0. 将①代入上式,可得(k 2+1)2m 2-61+2k 2-(km -k -2)4km1+2k 2+(m -1)2+4=0, 整理得(2k +3m +1)(2k +m -1)=0. 因为A (2,1)不在直线MN 上,所以2k +m -1≠0,所以2k +3m +1=0,k ≠1. 所以直线MN 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -23-13(k ≠1). 所以直线MN 过点P ⎝⎛⎭⎫23,-13. 若直线MN 与x 轴垂直,可得N (x 1,-y 1).由AM →·AN →=0,得(x 1-2)(x 1-2)+(y 1-1)(-y 1-1)=0.又x 216+y 213=1,所以3x 21-8x 1+4=0. 解得x 1=2(舍去),或x 1=23.此时直线MN 过点P ⎝⎛⎭⎫23,-13. 令Q 为AP 的中点,即Q ⎝⎛⎭⎫43,13.若D 与P 不重合,则由题设知AP 是Rt △ADP 的斜边, 故|DQ |=12|AP |=223.若D 与P 重合,则|DQ |=12|AP |.综上,存在点Q ⎝⎛⎭⎫43,13,使得|DQ |为定值.。
北京市2016届高中三年级数学一轮复习 专题突破训练 圆锥曲线 理
北京市2016届高三数学理一轮复习专题突破训练圆锥曲线一、选择、填空题1、(2015年北京高考)已知双曲线()01222>=-a y ax 的一条渐近线为03=+y x ,则=a.2、(2014年北京高考)设双曲线C 经过点()2,2,且与2214y x -=具有相同渐近线,则C 的方程为________; 渐近线方程为________.3、(2013年北京高考)若双曲线22221x y a b-=,则其渐近线方程为( ).A .y =±2x B.y =C .12y x =±D.2y x =± 4、(朝阳区2015届高三一模)已知点A(1,y 0 )( y 0> 0) 为抛物线 y 2= 2px ( p > 0)上一点.若点A 到该抛物线焦点的距离为 3,则y 0 =AB . 2C .D . 45、(东城区2015届高三二模)若双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>截抛物线24y x =的准线所得线段长为b ,则a =6、(房山区2015届高三一模)双曲线221x my -=的实轴长是虚轴长的2倍,则m =( )A .4B .2C .12D .147、(丰台区2015届高三一模)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线方程是y =,它的一个焦点坐标为(2,0),则双曲线的方程为(A)22126x y -= (B)22162x y -= (C)2213y x -= (D) 2213x y -= 8、(海淀区2015届高三二模)若双曲线M 上存在四个点,,,A B C D ,使得四边形ABCD 是正方形,则双曲线M 的离心率的取值范围是 9、(石景山区2015届高三一模)如果双曲线的离心率215+=e ,则称此双曲线为黄金双曲线.有以下几个命题:①双曲线115222=--y x 是黄金双曲线; ②双曲线115222=+-x y 是黄金双曲线;③在双曲线22221x y a b-=中, F 1为左焦点, A 2为右顶点, B 1(0,b ),若∠F 1 B 1 A 290=︒,则该双曲线是黄金双曲线;④在双曲线22221x y a b-=中,过焦点F 2作实轴的垂线交双曲线于M 、N 两点,O 为坐标原点,若∠MON 120=︒,则该双曲线是黄金双曲线. 其中正确命题的序号为( )A .①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④10、(西城区2015届高三一模)已知双曲线()222210x y a b a b=>>0-,的一个焦点是抛物线 y 2= 8x的焦点,且双曲线C 的离心率为2,那么双曲线C 的方程为 .11、(东城区示范校2015届高三上学期综合能力测试)双曲线()301362222<<=--m my m x 的焦距为A. 6B. 12C. 36D. 22362m -12、(昌平区2015届高三上学期期末)已知双曲线221(0)y x m m-=>的离心率是2,则________,m =以该双曲线的右焦点为圆心且与其渐近线相切的圆的方程是13、(朝阳区2015届高三上学期期末)双曲线22:C x y λ-=(0λ>)的离心率是 ;渐近线方程是14、(东城区2015届高三上学期期末)若抛物线22(0)y px p =>的焦点到其准线的距离为1,则该抛物线的方程为15、(海淀区2015届高三上学期期末)若双曲线221y x m-=的一条渐近线的倾斜角为60︒, 则m =二、解答题1、(2015年北京高考)已知椭圆C : ()012222>>=+b a by a x 的离心率为22,点()1,0P 和点()()0,≠m n m A 都在椭圆C 上,直线PA 交x 轴于点M .(Ⅰ)求椭圆C 的方程,并求点M 的坐标(用m n 表示);(Ⅱ)设O 为原点,点B 与点A 关于x 轴对称,直线PB 交x 轴于点N .问:y 轴上是否存在点Q ,使得ONQ OQM ∠=∠?若存在,求点Q 的坐标;若不存在,说明理由.2、(2014年北京高考)已知椭圆22:24C x y +=,(1)求椭圆C 的离心率. (2)设O 为原点,若点A 在椭圆C 上,点B 在直线2y =上,且OA OB ⊥,求直线AB 与圆222x y +=的位置关系,并证明你的结论.3、(2013年北京高考)已知A ,B ,C 是椭圆W :24x +y 2=1上的三个点,O 是坐标原点.(1)当点B 是W 的右顶点,且四边形OABC 为菱形时,求此菱形的面积;(2)当点B 不是W 的顶点时,判断四边形OABC 是否可能为菱形,并说明理由.4、(朝阳区2015届高三一模)已知椭圆C :()22221x y a b a b+=>>0的一个焦点为F (2,0),离心率为3。
2016届高三数学一轮复习优题精练:圆锥曲线
江苏省2016年高考优题精练圆锥曲线一、填空题1、(2015年江苏高考)在平面直角坐标系xoy 中,P 为双曲线221x y -=右支上的一个动点,若P 到直线10x y -+=的距离大于c 恒成立,则c 的最大值为_____________。
2、(2013年江苏高考)双曲线191622=-y x 的两条渐近线的方程为 。
3、(2013年江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为)0,0(12222>>=+b a b y a x ,右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B ,设原点到直线BF 的距离为1d ,F 到l 的距离为2d ,若126d d =,则椭圆C 的离心率为 。
4、(2015届南京、盐城市高三二模)在平面直角坐标系xoy 中,已知抛物线C :yx42=的焦点为F ,定点)0,22(A ,若射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与抛物线C 的准线相交于点N ,则FM :MN=5、(苏锡常镇四市2015届高三教学情况调研(二))已知双曲线22221(,0)x y a b a b-=>的离心率等于2,它的焦点到渐近线的距离等于1,则该双曲线的方程为 ▲6、(泰州市2015届高三第二次模拟考试)已知双曲线2214x y m -=的渐近线方程为2y x =±,则m = ▲ 7、(盐城市2015届高三第三次模拟考试)若抛物线28y x =的焦点F 与双曲线2213x y n-=的一个焦点重合,则n 的值为 ▲8、(2015届江苏南京高三9月调研)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±3x ,则该双曲线的离心率为 ▲9、(2015届江苏苏州高三9月调研)已知双曲线2215x y m -=的右焦点与抛物线212y x =的焦点相同,则此双曲线的渐近线方程为 ▲10、(南京市、盐城市2015届高三)若双曲线222(0)x y a a -=>的右焦点与抛物线24y x =的焦点重合,则a = ▲ .11、(南通市2015届高三)在平面直角坐标系xOy 中,以直线2y x =±为渐近线,且经过抛物线24y x =焦点的双曲线的方程是12、(苏州市2015届高三上期末)以抛物线24y x =的焦点为顶点,顶点为中心,离心率为2的双曲线标准方程为13、(泰州市2015届高三上期末)双曲线12222=-by a x 的右焦点到渐近线的距离是其到左顶点距离的一半,则双曲线的离心率e = ▲14、(苏锡常镇四市2014届高三5月调研(二))在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线2219x y m-=的一个焦点为(5,0),则实数m = ▲ 15、(南京、盐城市2014届高三第二次模拟(淮安三模))在平面直角坐标系xOy 中,双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=4x 的准线相交于A ,B 两点.若△AOB的面积为2,则双曲线的离心率为 ▲ 二、解答题1、(2015年江苏高考)如图,在平面直角坐标系xoy 中,已知椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的离心率为2,且右焦点F 到左准线l 的距离为3。
高三数学一轮复习章节练习:34圆锥曲线与方程
高三数学章节训练题34《圆锥曲线与方程》时量:60分钟 满分:80分 班级: 姓名: 计分:个人目标:□优秀(70’~80’) □良好(60’~69’) □合格(50’~59’) 一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,满分30分) 1.若椭圆经过原点,且焦点为12(1,0),(3,0)F F ,则其离心率为 ( )A .34 B .23 C .12 D .142.设过点()y x P ,的直线分别与x 轴的正半轴和y 轴的正半轴交于A 、B 两点,点Q 与点P 关于y 轴对称,O 为坐标原点,若2=,且1=⋅AB OQ ,则P 点的轨迹方程是( )A .()0,0123322>>=+y x y x B .()0,0123322>>=-y x y x C .()0,0132322>>=-y x y xD .()0,0132322>>=+y x y x 3.已知双曲线9322=-y x ,则双曲线右支上的点P 到右焦点的距离与点P 到右准线的距离之比等于( )A .2B .332 C . 2 D .4 4.与y 轴相切且和半圆224(02)x y x +=≤≤内切的动圆圆心的轨迹方程是( )A .24(1)(01)y x x =--<≤ B .24(1)(01)y x x =-<≤ C .24(1)(01)y x x =+<≤D . 22(1)(01)y x x =--<≤5.直线2y k =与曲线2222918k x y kx += (,)k R ∈≠且k 0的公共点的个数为( )A . 1B . 2C . 3D . 46.曲线221(6)106x y m m m+=<--与曲线221(59)59x y m m m +=<<--的 ( ) A .焦距相等 B .离心率相等 C .焦点相同 D .准线相同 二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,满分20分)7.椭圆221123x y +=的两个焦点为12,F F ,点P 在椭圆上.如果线段1PF 的中点在y 轴上,那么1||PF 是2||PF 的______________倍.8.如图把椭圆2212516x y +=的长轴AB 分成8等 分,过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于P 1,P 2,…,P 7七个点,F 是椭圆的焦点,则|P 1F|+|P 2F|+…+|P 7F|= . 9.已知两点(5,0),(5,0)M N -,给出下列直线方程:①530x y -=;②53520x y --=;③40x y --=.则在直线上存在点P 满足||||6M P P N =+的所有直线方程是_______.(只填序号)10.以下四个关于圆锥曲线的命题中: ①设A 、B 为两个定点,k 为非零常数,k PB PA =+||||,则动点P 的轨迹为椭圆;②过定圆C 上一定点A 作圆的动点弦AB ,O 为坐标原点,若1(),2OP OA OB =+则动点P 的轨迹为椭圆;③到定直线c a x 2-=和定点)0,(c F -的距离之比为)0(>>a c ca的点的轨迹是双曲线的左半支;④方程02722=+-x x 的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率; 其中真命题的序号为 (写出所有真命题的 三、解答题:(本大题共2小题,满分30分)11.(本小题满分14分)已知抛物线28y x =,是否存在过点(1,1)Q 的弦AB ,使AB 恰被Q平分.若存在,请求AB 所在直线的方程;若不存在,请说明理由.12.(本小题满分16分)设,x y R ∈,,i j为直角坐标平面内,x y 轴正方向上的单位向量,若向量(2)a xi y j =++ ,(2)b xi y j =+- ,且||||8a b +=. (1)求点(,)M x y 的轨迹C 的方程;(2)过点(0,3)作直线l 与曲线C 交于,A B 两点,设OP OA OB =+,是否存在这样的直线l ,使得四边形OAPB 是矩形?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,试说明理由.高三数学章节训练题34《圆锥曲线与方程》答案一、 选择题1、C2、D3、C4、A5、D6、A 2.D .由PABP 2=及,A B分别在x 轴的正半轴和y 轴的正半轴上知,3(,0),2A x (0,3)B y ,3(,3)2AB x y =- ,由点Q 与点P 关于y 轴对称知,(,)Q x y -,OQ =(,)x y -,则2233(,3)(,)31(0,0)22OQ AB x y x y x y x y ⋅=-⋅-=+=>>二、填空题7.7倍.由已知椭圆的方程得123,(3,0),(3,0)a b c F F ===-.由于焦点12F F 和关于y 轴对称,所以2PF 必垂直于x 轴.所以21||222P PF PF ===,所以21||7||PF PF =. 8.35. 设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),…,P 7(x 7,y 7),所以根据对称关系x 1+x 2+…+x 7=0,于是 |P 1F|+|P 2F|+…+|P 7F|=a+ex 1+a+ex 2+…+a+ex 7=7a+e(x 1+x 2+…+x 7)= 7a=35,所以应填35.9.②③. 由||||6MP PN -=可知点P 在双曲线221916x y -=的右支上,故只要判断直线与双曲线右支的交点个数.因为双曲线的渐近线方程为43y x =±,直线①过原点且斜率5433>,所以直线①与双曲线无交点;直线②与直线①平行,且在y 轴上的截距为523-故与双曲线的右支有两个交点;直线③的斜率413<,故与双曲线的右支有一个交点.10.④三、解答题11.假设存在这样的直线,则直线的斜率一定存在,设为k ,点1122(,),(,)A x y B x y 在抛物线上,所以21122288y x y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩,两式作差得,121212()()8()y y y y x x +-=-,即121212()()8y y y y x x -+=-,解得4k =,故直线方程为14(1)y x -=-,即43y x =-.经验证,直线符合条件.12.(1)由||||8a b+=,84=>,设12(0,2),(0,2)F F -则动点M 满足1212||||84||M F M F F F +=>=,所以点M 在椭圆上,且椭圆的4,2,a c b ===所以轨迹C 的方程为2211612y x +=.(2)设直线的斜率为k ,则直线方程为3y kx =+,联立方程组22311612y kx y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y得:22(43)18210k x kx ++-=,22(18)84(43)0k k ∆=++>恒成立,设1122(,),(,)A x y B x y ,则1212221821,4343k x x x x k k+=-=++.由AP OB = ,所以四边形OAPB 为平行四边形.若存在直线l ,使四边形OAPB 为矩形,则OA OB ⊥,即212121212(1)3()90OA OB x x y y k x x k x x ⋅=+=++++= ,解得4k =±,所以直线l的方程为34y x =±+,此时四边形OAPB 为矩形.。
高考数学一轮复习《圆锥曲线》练习题(含答案)
高考数学一轮复习《圆锥曲线》练习题(含答案)一、单选题1.双曲线2228x y -=的渐近线方程是( ) A .12y x =±B .2y x =±C .2y x =±D .22y x =±2.已知双曲线()2222100x y a b a b-=>>,的左右焦点分别为()()1200F c F c -,,,,若直线2y x =与双曲线的一个交点P 的横坐标恰好为c ,则双曲线的离心率为( ) A .5B .2C .21+D .21-3.如图,在体积为3的三棱锥P-ABC 中,P A ,PB ,PC 两两垂直,1AP =,若点M 是侧面CBP 内一动点,且满足AM BC ⊥,则点M 的轨迹长度的最大值为( )A .3B .6C .23D .324.抛物线22y x =的焦点坐标为( ).A .1,02⎛⎫⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .10,8⎛⎫ ⎪⎝⎭D .10,8⎛⎫- ⎪⎝⎭5.设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线相交于A ,B ,点A 在第一象限,且|AF |﹣|BF |32=,则AF BF =( ) A .32B .2C .3D .46.已知抛物线M :24y x =的焦点为F ,O 是坐标原点,斜率为()0k k >的直线l 交抛物线M 于A ,B 两点,且点A ,B 分别位于第一、四象限,交抛物线的准线l '于点C .若2ACFABFSS=,2BF =,则AOBS=( )A .33-B .33+C .2D .231+7.若双曲线的中心为坐标原点,焦点在y 轴上,其离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为( ) A .3y x =±B .33y x =±C .4y x =±D .14y x =±8.已知双曲线E 的左、右焦点分别为12,F F ,O 为坐标原点.若点P 在E 上,2OP OQ =-,22PF OF =,1132QF OF =,则E 的离心率为A .2B .2C .5D .31+9.设1F ,2F 是离心率为5的双曲线222124x y a -=的两个焦点,P 是双曲线上的一点,且1234PF PF =,则12PF F △的面积等于A .42B .83C .24D .4810.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,直线20l :x y '-+=,动点M 在C 上运动,记点M 到直线l 与l ′的距离分别为d 1,d 2,O 为坐标原点,则当d 1+d 2最小时,cos ∠MFO =( ) A .22B .23C .24D .2611.如图,已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,,M N 分别是棱1,AA BC 上的动点,若2MN =,则线段MN 的中点P 的轨迹是( )A .一条线段B .一段圆弧C .一部分球面D .两条平行线段12.已知拋物线21:2(0)C y px p =>的焦点F 为椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,且1C与2C 的公共弦经过F ,则椭圆的离心率为( )A 1B C D二、填空题13.已知点(3,2)在椭圆221(0,0)x y m n m n+=>>上,则点(-3,3)与椭圆的位置关系是__________.14.过点且渐近线与双曲线22:12x C y -=的渐近线相同的双曲线方程为______.15.焦点在y 轴上的双曲线221y mx -=,则m 的值为___________.16.已知过抛物线C :y 2=8x 焦点的直线交抛物线于A ,B 两点,过点A 作抛物线准线的垂线,垂足为M ,AB BM =,则A 点的横坐标为___.三、解答题17.求经过点(3,1)A -,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程.18.已知椭圆C :22143x y +=,过椭圆右焦点的直线l 与椭圆交于M ,N 两点,求MN 的取值范围.19.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率12e =,且椭圆C 经过点31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程.(2)不过点P 的直线:2l y kx =+与椭圆C 交于A ,B 两点,记直线P A ,PB 的斜率分别为1k ,2k ,试判断12k k +是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.20.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆221:195x y C +=与()222206:136x y b C b =<<+的离心率相等.椭圆1C 的右焦点为F ,过点F 的直线与椭圆1C 交于A ,B 两点,射线OB 与椭圆2C 交于点C ,椭圆2C 的右顶点为D .(1)求椭圆2C 的标准方程;(2)若ABO 10,求直线AB 的方程; (3)若2AF BF =,求证:四边形AOCD 是平行四边形.21.已知(0,2),(3,1)A B 是椭圆2222:1(0)x y G a b a b+=>>上的两点.(1)求椭圆G 的离心率;(2)已知直线l 过点B ,且与椭圆G 交于另一点C (不同于点A ),若以BC 为直径的圆经过点A ,求直线l 的方程.22.已知椭圆C 的离心率2e =()10,1B -,()20,1B . (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2x =相交于点Q .问在x 轴上是否存在定点N ,使得以PQ 为直径的圆恒过定点N ,若存在,求出N 点坐标;若不存在,说明理由.23.已知点P 在圆22:4O x y +=上运动,PQ x ⊥轴,垂足为Q ,点A 满足12AQ PQ =. (1)求点A 的轨迹E 的方程;(2)过点30,2⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与曲线E 交于,M N 两点,记OMN ∆的面积为S ,求S 的最大值.24.已知抛物线1C :()220x py p =>的焦点为F ,圆2C :()()22284x y +++=,过y 轴上点G 且与y 轴不垂直的直线l 与抛物线1C 交于A 、B 两点,B 关于y 轴的对称点为D ,O 为坐标原点,连接2GC 交x 轴于点E ,且点E 、F 分别是2GC 、OG 的中点. (1)求抛物线1C 的方程; (2)证明:直线AD 与圆2C 相交参考答案1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.B8.D9.C10.A11.B12.A 13.点在椭圆外 14.22163x y -=15.4 16.417.设所求的等轴双曲线的方程为:()220x y λλ-=≠,将(3,1)A -代入得:()2231λ--=,即=8λ, 所以等轴双曲线的标准方程:22188x y -=18.解:由椭圆C :22143x y +=知,2a =,b =1c =,所以椭圆C 的右焦点为()1,0F .当直线l 的斜率不存在时,223b MN a==. 当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为(1)y k x =-,将其代入椭圆C 的方程得()22223484120kxk x k +-+-=.设()11,M x y ,()22,N x y ,则2122834k x x k +=+,212241234k x x k -=+, 所以=MN ()222121333434+==+++k k k因为20k ≥,所以(]3,4MN ∈. 综上,MN 的取值范围是[]3,4. 19.(1)因为12c e a ==,所以2a c =,所以222234b a c a =-=.因为椭圆C 过31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,所以221914a b +=,所以24a =,23b =,故椭圆C 的标准方程为22143x y +=. (2)因为直线l 不过31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,且直线P A ,PB 的斜率存在,所以72k ≠且12k ≠.设()11,A x y ,()22,B x y ,联立方程组222143y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()22341640k x kx +++=, 则1221634k x x k +=-+,122434x x k =+. 由()()221616340k k ∆=-+>,得214k >且72k ≠.因为()()12121212121212121273377272222211111kx x k x x y y kx kx k k x x x x x x x x ⎛⎫++++++++ ⎪⎝⎭+=+=+=+++++++, 所以2221222271682712482134343416416713434k k k k k k k k k k k k k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭-+-++++===-+-+++, 即12k k +为定值,且123k k +=.20.(1)由题意知,椭圆1C 的长轴长126a =,短轴长12b =124c ==, 椭圆2C 的长轴长2212a =,短轴长2b ,焦距22c =.因为椭圆1C 与2C 的离心相等,所以1212c c a a =,即23= 因为06b <<,所以220b =,所以椭圆2C 的标准方程为2213620x y +=.(2)因为椭圆1C 右焦点为()2,0F ,且A ,O ,B 三点不共线, 设直线AB 的方程为2x my =+,联立22195x y +=,消x 得()225920250m y my ++-=.设()11,A x y ,()22,B x y ,()22(20)100590m m ∆=++>,所以1,2y ==, 即1212222025,5959m y y y y m m -+=-=++. 因为121212111||||||222ABOAOFBOFSS SOF y OFy O y y y F y =+=+=-=-==, 化简得4259m=,所以m =, 所以直线AB 的方程为2x y =+,即5100x ±-=. (3)因为2AF BF =,所以2AF FB =.因为()()1122,,,,(2,0)A x y B x y F ,所以()()11222,22,x y x y --=-,所以121262,2.x x y y =-⎧⎨=-⎩ 因为()()1122,,,A x y B x y 在椭圆22195x y +=上, 所以221122221,951,95x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,所以()222222226241,951,95x y x y ⎧-+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩消2y ,得2218x =. 代入2222195x y +=,由对称性不妨设120,0y y ><,所以2y =从而得,113,4x y ==即321,,48A B ⎛⎛ ⎝⎭⎝⎭.所以OC k =,直线OC的方程为y x =, 联立2213620x y +=,得244116x =.由题知0x >,所以21,4x y ==21,4C ⎛ ⎝⎭.又(6,0)D,所以OA CD k k ==又因为,OA CD 不共线,所以//OA CD ,又AD OC k k ==,且,OC AD 不共线,所以//OC AD . 所以四边形AOCD 是平行四边形. 21.解:(1)由已知2b =, 由点(3,1)B 在椭圆G 上可得29114a +=,解得212,a a ==所以2228,c a b c =-== 所以椭圆G的离心率是c e a ==; (2)当直线l 过点B 且斜率不存在时,可得点(3,1)C -,不满足条件; 设直线BC 的方程为1(3)y k x -=-),点(),C C C x y ,由22131124y kx kx y =+-⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222316(13)3(13)120k x k k x k ++-+--=,显然0∆>,此方程两个根是点B 和点C 的横坐标, 所以223(13)12331C k x k --=+,即22(13)431C k x k --=+,所以2236131C k k y k --+=+,因为以BC 为直径的圆经过点A , 所以AB AC ⊥,即0AB AC ⋅=,2222963961(3,1),3131k k k k AB AC k k ⎛⎫-----⋅=-⋅ ⎪++⎝⎭2236128031k k k --==+, 即(32)(31)0k k -+=, 123k ,213k =-, 当213k =-时,即直线AB ,与已知点C 不同于点A 矛盾,所以123BC k k ==, 所以直线BC 的方程为213y x =-. 22.(1)由题意可设椭圆为22221x y a b+=由题意可得c e a ==1b =,可得a =所以椭圆的方程为:2212x y +=.(2)联立2222y kx m x y =+⎧⎨+=⎩,整理可得:()222124220k x kmx m +++-=, 由题意可得()()222216412220k m k m ∆=-+-=,可得2212m k =+;可得()242212P km k x m k -==-+,1P P y kx m m =+=,即21,k P m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭. 联立2y kx mx =+⎧⎨=⎩,可得2Q x =,2Q y k m =+,即()2,2Q k m +,设在x 轴上存在()0,0N x .由0PN QN ⋅=,可得()0021,2,20k x x k m m m ⎛⎫+-⋅---= ⎪⎝⎭,可得200242210k k k x x m m m ⎛⎫+--++= ⎪⎝⎭, 即()200022110kx x x m-++-=, 可得20002101x x x ⎧-+=⎨=⎩,可得01x =,即定点()1,0N .23.(1)设(,)A x y ,11(,)P x y , ∵12AQ PQ =,∴A 为PQ 的中点, ∴11,2,x x y y =⎧⎨=⎩∴22(2)4x y +=,即2214x y +=.∴点A 的轨迹E 的方程2214x y +=.(2)显然直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为32y kx =+,将直线方程代入椭圆方程中得22(14)1250k x kx +++=, ∴222251444(14)56420016k k k k ∆=-⨯+=->⇒>. 设1122(,),(,)M x y N x y ,∴12133||224OMN POM PON S S S x x ∆∆∆=-=⨯⨯-=令2914()4t k t =+>,则214k t -=,∴3344OMN S S ∆====∵914049t t >⇒<<,∴129t =时,34143OMN S ∆≤⨯=,∴S 的最大值1.24.(1)设点()0,0E x ,()00,G y ,因为圆2C :()()22284x y +++=,所以圆心()22,8C --,因为点E 是2GC 的中点,所以00202820x y -+=⎧⎨-+=⨯⎩,解得0018x y =-⎧⎨=⎩,则点()0,8G ,因为点F 是OG 的中点, 所以()0,4F ,则42p=,解得8p =, 故抛物线的方程为216x y =.(2)因为B 关于y 轴的对称点为D , 所以设()11,B x y ,()22,A x y ,()11,D x y -,设直线AB 的方程为8y kx -=,即80kx y -+=,联立28016kx y x y-+=⎧⎨=⎩,消去x 得()22161640y k y -++=,则1264y y =, 设直线AD 的方程为y mx n =+,联立216y mx n x y=+⎧⎨=⎩,消去x 得()2221620y m n y n -++=,则212y y n =, 故264n =,易知0n <,则8n =-,直线AD 的方程为8y mx =-,必过定点()0,8-, 而圆2C :()()22284x y +++=正好与y 轴交于定点()0,8-, 且过点()0,8-的所有直线中,只有与y 轴重合的直线才能与圆2C :()()22284x y +++=相切,直线AD 显然不可能是y 轴,因此,直线AD 与圆2C 相交.。
高三数学高考一轮复习系列教案第八章 圆锥曲线 大纲版
第八章圆锥曲线知识结构高考能力要求1.掌握椭圆的定义、标准方程、简单的几何性质、了解椭圆的参数方程.2.掌握双曲线的定义、标准方程、简单的几何性质.3.掌握抛物线的定义、标准方程、简单的几何性质.4.了解圆锥曲线的初步应用.高考热点分析圆锥曲线是高中数学的一个重要内容,它的基本特点是数形兼备,兼容并包,可与代数、三角、几何知识相沟通,历来是高考的重点内容。
纵观近几年高考试题中对圆锥曲线的考查,基本上是两个客观题,一个主观题,分值21分~24分,占15%左右,并且主要体现出以下几个特点:1.圆锥曲线的基本问题,主要考查以下内容:①圆锥曲线的两种定义、标准方程及a、b、c、e、p 五个参数的求解.②圆锥曲线的几何性质的应用.2、求动点轨迹方程或轨迹图形在高考中出现的频率较高,此类问题的解决需掌握四种基本方法:直译法、定义法、相关点法、参数法.3.有关直线与圆锥曲线位置关系问题,是高考的重热点问题,这类问题常涉及圆锥曲线的性质和直线的基本知识以及线段中点、弦长等,分析这类问题时,往往要利用数形结合思想和“设而不求”的方法、对称的方法及韦达定理,多以解答题的形式出现.4.求与圆锥曲线有关的参数或参数范围问题,是高考命题的一大热点,这类问题综合性较大,运算技巧要求较高;尤其是与平面向量、平面几何、函数、不等式的综合,特别近年出现的解析几何与平面向量结合的问题,是常考常新的试题,将是今后高考命题的一个趋势.高考复习建议1.圆锥曲线的定义、标准方程及几何性质是本章的基本内容.复习中对基本概念的理解要深,对公式的掌握要活,充分重视定义在解题中的地位和作用,重视知识间的内在联系.椭圆、双曲线、抛物线它们都可以看成是平面截圆锥所得的截线,其本质是统一的.因此这三种曲线可统一为“一个动点P到定点F和定直线l的距离之比是一个常数e的轨迹”,当0<e<1、e=1、e>1时,分别表示椭圆、抛物线和双曲线.复习中有必要将椭圆、抛物线和双曲线的定义,标准方程及几何性质进行归类、比较,把握它们之间的本质联系,要学会在知识网络交汇处思考问题、解决问题.2.计算能力的考查已引起高考命题者的重视,这一章的复习要注意突破“运算关”,要寻求合理有效的解题途径与方法.3.加强直线与圆锥曲线的位置关系问题的复习,注重数形结合思想和设而不求法与弦长公式及韦达定理的运用.4.重视圆锥曲线与平面向量、函数、方程、不等式、三角、平面几何的联系,重视数学思想方法的训练,达到优化解题思维、简化解题过程的目的.8.1 椭圆知识要点1.椭圆的两种定义(1) 平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于21F F )的点的轨迹叫椭圆,这两个定点叫做椭圆的 , 之间的距离叫做焦距.注:①当2a =|F 1F 2|时,P 点的轨迹是 .②当2a <|F 1F 2|时,P 点的轨迹不存在.(2) 椭圆的第二定义:到 的距离与到 的距离之比是常数e ,且∈e 的点的轨迹叫椭圆.定点F 是椭圆的 ,定直线l 是 ,常数e 是 .2.椭圆的标准方程(1) 焦点在x 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是:12222=+b y a x ,其中( > >0,且=2a ) (2) 焦点在y 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是12222=+bx ay ,其中a ,b 满足: .3.椭圆的几何性质(对12222=+by a x ,a > b >0进行讨论)(1) 范围: ≤ x ≤ , ≤ y ≤ (2) 对称性:对称轴方程为 ;对称中心为 .(3) 顶点坐标: ,焦点坐标: ,长半轴长: ,短半轴长: ;准线方程: .(4) 离心率:=e ( 与 的比),∈e ,e 越接近1,椭圆越 ;e 越接近0,椭圆越接近于 .(5) 焦半径公式:设21,F F 分别为椭圆的左、右焦点,),(00y x P 是椭圆上一点,则=1PF ,122PF a PF -== .(6) 椭圆的参数方程为 . 4.焦点三角形应注意以下关系: (1) 定义:r 1+r 2=2a(2) 余弦定理:21r +22r -2r 1r 2cos θ=(2c )2(3) 面积:21F PF S ∆=21r 1r 2 sin θ=21·2c | y 0 |(其中P(00,y x )为椭圆上一点,|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2,∠F 1PF 2=θ)例题讲练【例1】 中心在原点,一个焦点为F 1(0,52)的椭圆被直线y =3x -2截得的弦的中点的横坐标为21,求此椭圆的方程.【例2】 已知点P(3, 4)是椭圆2222b y a x +=1 (a >b >0) 上的一点,F 1、F 2是它的两焦点,若PF 1⊥PF 2,求:(1) 椭圆的方程; (2) △PF 1F 2的面积.【例3】如图,射线OA 、OB 分别与x 轴、 y 轴所成的角均为︒30;已知线段PQ 的长度为2,并且保持线段的端点),(11y x P 在射线OA 上运动,点),(22y x Q 在射线OB 上运动(1) 试求动点),(21x x M 的轨迹C 的方程(2) 求轨迹C 上的动点N 到直线03=--y x 的距离的最大值和最小值.【例4】 (2005年全国卷I )已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,+与=(3, -1)共线.(1) 求椭圆的离心率;(2) 设M 是椭圆上任意一点,且=μλ+(λ、μ∈R),证明22μλ+为定值.小结归纳 1.在解题中要充分利用椭圆的两种定义,灵活处理焦半径,熟悉和掌握a 、b 、c 、e 关系及几何意义,能够减少运算量,提高解题速度,达到事半功倍之效.2.由给定条件求椭圆方程,常用待定系数法.步骤是:定型——确定曲线形状;定位——确定焦点位置;定量——由条件求a 、b 、c ,当焦点位置不明确时,方程可能有两种形式,要防止遗漏.3.解与椭圆的焦半径、焦点弦有关的问题时,一般要从椭圆的定义入手考虑;椭圆的焦半径的取值范围是],[c a c a +-.4.“设而不求”,“点差法”等方法,是简化解题过程的常用技巧,要认真领会.5.解析几何与代数向量的结合,是近年来高考的热点,在2005年的考题中足以说明了这一点,应引起重视.基础训练题 一、选择题1. 动点M 到定点)0,4(1-F 和)0,4(2F 的距离的和为8,则动点M 的轨迹为 ( ) A .椭圆 B .线段 C .无图形 D .两条射线2. (2005年全国高考试题III) 设椭圆的两个焦点分别为F 1、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是 ( )A .22 B .212- C .2-2D .2-13. (2004年高考湖南卷)F 1、F 2是椭圆C :14822=+y x 的焦点,在C 上满足PF 1⊥PF 2的点P 的个数为( ) A .2个 B .4个 C .无数个 D .不确定4. 椭圆171622=+y x 的左、右焦点为F 1、F 2,一直线过F 1交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为 ( ) A .32 B .16 C .8 D .45. 已知点P 在椭圆(x -2)2+2y 2=1上,则xy的最小值为( )A .36-B .26-C .6-D .66-6. 我们把离心率等于黄金比215-的椭圆称为“优美椭圆”,设)0(12222>>=+b a by a x 是优美椭圆,F 、A 分别是它的左焦点和右顶点,B 是它的短轴的一个端点,则ABF ∠等于 ( ) A .︒60 B .︒75 C .︒90 D .︒120二、填空题 7. 椭圆400162522=+y x 的顶点坐标为 和 ,焦点坐标为 ,焦距为 ,长轴长为 ,短轴长为 ,离心率为 ,准线方程为 .8. 设F 是椭圆16722=+y x 的右焦点,且椭圆上至少有21个不同的点P i (i =1,2, ),使得|FP 1|、|FP 2|、|FP 3|…组成公差为d 的等差数列,则d 的取值范围是 . 9. 设1F ,2F 是椭圆14322=+y x 的两个焦点,P 是椭圆上一点,且121=-PF PF ,则得=∠21PF F . 10.若椭圆2222)1(-+m y m x =1的准线平行于x 轴则m 的取值范围是 .三、解答题11.根据下列条件求椭圆的标准方程(1) 和椭圆1202422=+y x 共准线,且离心率为21.(2) 已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为534和532,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点.12.椭圆14922=+y x 的焦点为21,F F ,点P 为其上的动点,当∠21PF F 为钝角时,求点P 横坐标的取值范围.13.(2005年高考湖南卷)已知椭圆C :12222=+by a x (a >0,b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,离心率为e .直线l :y =ex +a 与x 轴,y 轴分别交于点A 、B 、M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P 是点F 1关于直线l 的对称点,设=λ. (Ⅰ)证明:λ=1-e 2;(Ⅱ)若λ=43,△MF 1F 2的周长为6,写出椭圆C 的方程;(Ⅲ)确定λ的值,使得△PF 1F 2是等腰三角形.提高训练题14.(2006年高考湖南卷)已知C 1:13422=+y x ,抛物线C 2:(y -m )2=2px (p >0),且C 1、C 2的公共弦AB 过椭圆C 1的右焦点.(Ⅰ)当AB ⊥x 轴时,求p 、m 的值,并判断抛物线C 2的焦点是否在直线AB 上;(Ⅱ)若p =34,且抛物线C 2的焦点在直线AB 上,求m 的值及直线AB 的方程.15.(成都市2006届毕业班摸底测试)设向量i =(1, 0),j =(0, 1),=(x +m )i +y j ,=(x -m )i +y j ,且||+||=6,0< m < 3,x >0,y ∈R . ( I )求动点P(x ,y )的轨迹方程;( II ) 已知点A(-1, 0),设直线y =31(x -2)与点P 的轨迹交于B 、C 两点,问是否存在实数m ,使得AC AB ⋅=31?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.8.2 双 曲 线知识要点 1.双曲线的两种定义(1) 平面内与两定点F 1,F 2的 常数(小于 )的点的轨迹叫做双曲线.注:①当2a =|F 1F 2|时,p 点的轨迹是 .②2a >|F 1F 2|时,p 点轨迹不存在.(2) 平面内动点P 到一个定点F 和一条定直线l (F 不在 上)的距离的比是常数e ,当∈e 时动点P 的轨迹是双曲线.设P 到1F 的对应准线的距离为d ,到2F 对应的准线的距离为2d ,则e d PF d PF ==22112.双曲线的标准方程 (1) 标准方程:12222=-b y a x ,焦点在 轴上;12222=-bx ay ,焦点在 轴上.其中:a 0,b 0,=2a .(2) 双曲线的标准方程的统一形式:)0(122<=+nm ny mx3.双曲线的几何性质(对0,0,122>>=-b a b y a x 进行讨论)(1) 范围:∈x ,∈y .(2) 对称性:对称轴方程为 ;对称中心为 .(3) 顶点坐标为 ,焦点坐标为 ,实轴长为 ,虚轴长为 ,准线方程为 ,渐近线方程为 .(4) 离心率e = ,且∈e ,e 越大,双曲线开口越 ,e 越小,双曲线开口越 ,焦准距P = .(5) 焦半径公式,设F 1,F 2分别是双曲线的左、右焦点,若),(00y x P 是双曲线右支上任意一点,=1PF ,=2PF ,若),(00y x P 是双曲线左支上任意一点,=1PF ,=2PF . (6) 具有相同渐近线x aby ±=的双曲线系方程为 (7) 的双曲线叫等轴双曲线,等轴双曲线的渐近线为 ,离心率为 .(8) 12222=-b y a x 的共轭双曲线方程为 .例题讲练【例1】 根据下列条件,写出双曲线的标准方程 (1) 中心在原点,一个顶点是(0,6),且离心率是1.5.(2) 与双曲线x 2-2y 2=2有公共渐近线,且过点M(2,-2).【例2】 (04年高考湖北卷)直线l :y =kx +1与双曲线C :2x 2-y 2=1的右支交于不同的两点A 、B .(1)求实数k 的取值范围;(2)是否存在实数k ,使得以线段AB 为直径的圆经过双曲线C 的右焦点F ?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由.【例3】 在双曲线1121322-=-y x 的一支上有不同的三点A(x 1,y 1),B(x 2,6),C(x 3,y 3)与焦点F(0,5)的距离成等差数列.(1)求y 1+y 3;(2)求证:线段AC 的垂直平分线经过某一定点,并求出这个定点的坐标.【例4】 (2004年高考全国卷II )设双曲线C :)0(1222>=-a y a x 与直线l :x +y =1相交于两个不同的点.(1) 求双曲线C 的离心率e 的取值范围;(2) 设直线l 与y 的交点为P ,且=125,求a的值.小结归纳1.复习双曲线要与椭圆进行类比,尤其要注意它们之间的区别,如a 、b 、c 、e 的关系.2.双曲线的渐近线的探求是一个热点.①已知双曲线方程求渐近线方程;②求已知渐近线方程的双曲线方程.3.求双曲线的方程,经常要列方程组,因此,方程思想贯穿解析几何的始终,要注意定型(确定曲线形状)、定位(曲线的位置)、定量(曲条件求参数).4.求双曲线的方程的常用方法: (1) 定义法.(2) 待定系数法.涉及到直线与圆锥曲线的交点问题,经常是“设而不求”.5.例2的第(1)问是数材P 132第13题的引申,因此高考第一轮复习要紧扣教材.6.对于直线与双曲线的位置关系,要注意“数形转化”“数形结合”,既可以转化为方程组的解的个数来确定,又可以把直线与双曲线的渐近线进行比较,从“形”的角度来判断.基础训练题 一、选择题1. A 、B 是平面内两定点,动点P 到A 、B 两点的距离的差是常数,则P 的轨迹是 ( ) A .双曲线 B .椭圆 C .双曲线的一支 D .不能确定2. (04年高考湖南卷)如果双曲线1121322=-y x 上一点p 到右焦点的距离等于13,那么点p 到右焦线的距离是 ( )A .513 B .13 C .5D .1353. 已知双曲线的渐近线方程是2xy ±=,焦点在坐标轴上且焦距是10,则此双曲线的方程为 ( )A .152022=-y x B .152022±=-y x C .120522=-y xD .120522±=-y x4. (2005年高考湖南卷)已知双曲线12222=-by a x (a >0,b >0)的右焦点为F ,右焦线与一条渐近线交于点A ,△OAF 的面积为22a ,(0为原点)则两条渐近线的夹角为( ) A .30° B .45° C .60°D .90°5. 已知双曲线14922=-y x ,则过点A(3,1)且与双曲线仅有唯一的公共点的直线有 ( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条6. (2005年江苏高考最后冲刺题) 设双曲线16x 2-9y 2=144的右焦点为F 2,M 是双曲线上任意一点,点A 的坐标为(9,2),则|MA|+53|MF 2|的最小值为( )A .9B .536C .542D .554二、填空题7. 中心在原点,坐标轴为对称轴,实轴与虚轴长之差为2,离心率为45的双曲线方程为 .8. (2004年高考·吉林、四川)设中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆与双曲线12222=-y x 有公共焦点,且它们的离心率互为倒数,则椭圆方程为 .9. (2006年高考湖南卷)过双曲线M :1222=-b y x 的左顶点A 作斜率为1的直线l ,若l 与双曲线M 的两条渐近线分别相交于点B 、C ,且|AB|=|BC|,则双曲线M 的离心率是 .10.可以证明函数x bax y +=(b ≠0)的图象是双曲线,试问双曲线C :xx y 33+=的离心率e 等于 .三、解答题11.(1) 已知双曲线的渐近线方程为032=±yx ,且过点(2,-6),求双曲线的方程;(2) 已知双曲线的右准线为x =4,右焦点为F(10,0),离心率为e =2,求双曲线的方程. 12.ABC ∆中,固定底边BC ,让顶点A 移动,已知4=BC ,且A B C sin 21sin sin =-,求顶点A 的轨迹方程.13.双曲线12222=-by a x )0,0(>>b a 的右支上存在与右焦点和左准线等距离的点,求离心率e 的取值范围.提高训练题 14.已知动点p 与双曲线13222=-y x 的两个焦点F 1、F 2的距离之和为定值,且cos ∠F 1PF 2的最小值为-91.(1) 求动点p 的轨迹方程;(2) 若已知点D(0,3),点M 、N 在动点p 的轨迹上且λ=,求实数λ的取值范围.15.(2005年武汉市高三调考)已知等轴双曲线C :)0(222>=-a a y x 上一定点P(00,y x )及曲线C 点上两个动点A 、B ,满足0=⋅PB PA(1) M 、N 分别为PA 、PB 中点,求证:0=⋅ON OM (O 为坐标原点);(2) 求|AB|的最小值及此时A 点坐标.抛 物 线 1.抛物线定义:离 的点的轨迹叫抛物线,焦点, 叫做抛物线的准线2.抛物线的标准方程和焦点坐标及准线方程① px y 22=,焦点为 ,准线为 . ② px y 22-=,焦点为 ,准线为 . ③ py x 22=,焦点为 ,准线为 . ④ py x 22-=,焦点为 ,准线为 . 3.抛物线的几何性质:对)0(22>=p px y 进行讨论. ① 点的范围: 、 . ② 对称性:抛物线关于 轴对称. ③ 离心率=e .④ 焦半径公式:设F 是抛物线的焦点,),(o o y x P 是抛物线上一点,则=PF .⑤ 焦点弦长公式:设AB 是过抛物线焦点的一条弦(焦点弦)i) 若),(11y x A ,),(22y x B ,则AB = ,21y y .ii) 若AB 所在直线的倾斜角为θ()0≠θ则AB = .特别地,当θ2π=时,AB 为抛物线的通径,且AB = .iii) S △AOB = (表示成P 与θ的关系式).iv) ||1||1BF AF +为定值,且等于 . 例题讲练【例1】 已知抛物线顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点),3(n A -到焦点的距离为5,求抛物线的方程和n 的值.【例2】 已知抛物线C :x y 42=的焦点为F ,过点F 的直线l 与C 相交于A 、B .(1) 若316=AB ,求直线l 的方程.(2) 求AB 的最小值.【例3】 若A(3,2),F 为抛物线x y 22=的焦点,P 为抛物线上任意一点,求PA PF +的最小值及取得最小值时的P 的坐标.【例4】 (05全国卷(Ⅲ))设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),两点在抛物线y =2x 2上,l 是AB 的垂直平分线.(1)当且仅当x 1+x 2取何值时,直线l 经过抛物线的焦点F ?证明你的结论?(2)当直线l 的斜率为2时,求在y 轴上的截距的取值范围.小结归纳 1.求抛物线方程要注意顶点位置和开口方向,以便准确设出方程,然后用待定系数法.2.利用好抛物线定义,进行求线段和的最小值问题的转化.3.涉及抛物线的弦的中点和弦长等问题要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算.4、解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,应注意焦点弦的几何性质.基础训练题 一、选择题1. 过抛物线)0(22>=P px y 的焦点作直线交抛物线于),(11y x A ,),(22y x B 两点,若P x x 321=+,则AB等于( )A .2PB .4PC .6PD .8P2. 已知动点),(y x P 满足22)2()1(5-+-y x =|1243|++y x ,则P 点的轨迹是 ( )A .两条相交直线B .抛物线C .双曲线D .椭圆3. 已知抛物线212:x y C =与抛物线2C 关于直线x y -=对称,则2C 的准线方程是( )A .81-=x B .21=xC .81=x D .21-=x4. (2005年高考上海卷)过抛物线y 2=4x 的焦点作一条直线与抛物线相交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线 ( ) A .有且仅有一条 B .有且仅有两条 C .有无数条 D .不存在5. (2003年新课程卷)抛物线2ax y =的准线方程是2=y ,则a 的值为 ( )A .81B .81-C .8D .8-6. (04年高考湖北卷)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是 ( ) A .2x -y +3=0 B .2x -y -3=0 C .2x -y +1=0 D .2x -y -1=0二、填空题7. 点M 与点F(4,0)的距离比它到连线l :x +5=0的距了小1,则点M 的轨迹方程为 . 8. 某桥的桥洞是抛物线,桥下水面宽16米,当水面上涨2米后达警戒水位,水面宽变为12米,此时桥洞顶部距水面高度为 米(精确到0.1米). 9. 过点(3,3)的直线与抛物线y 2=3x 只有一个公共点,则这样的直线的条数为 .10.一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x 2)200(2≤≤=y y ,在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r 的取值范围是三、解答题11.求顶点在原点,对称轴是x 轴,并且顶点与焦点的距离等于6的抛物线方程.12.正方形ABCD 中,一条边AB 在直线y =x +4上,另外两顶点C 、D 在抛物线y 2=x 上,求正方形的面积.13.设A 和B 为抛物线y 2=4px (p >0)上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB ,OM ⊥AB ,求点M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?提高训练题 14.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,试问:以AB 为直径的圆与抛物线的准线是相交、相切还是相离?若把抛物线改为椭圆12222=+b y a x 或双曲线12222=-b y a x ,结果又如何呢?15.(2004年高考上海卷)如图,直线x y 21=与抛物线4812-=x y 交于A 、B 两点,线段AB 的垂直平分线与直线5-=y 交于Q 点. (1) 求点Q 的坐标;(2) 当P 为抛物线上位于线段AB(含点A 、B)下方的动点时,求OPQ ∆面积的最大值.8.4 直线与圆锥曲线的位置关系知识要点 1.直线与圆锥曲线的位置关系,常用研究方法是将曲线方程与直线方程联立,由所得方程组的解的个数来决定,一般地,消元后所得一元二次方程的判别式记为△,△>0时,有两个公共点,△=0时,有一个公共点,△<0时,没有公共点.但当直线方程与曲线方程联立的方程组只有一组解(即直线与曲线只有一个交点)时,直线与曲线未必相切,在判定此类情形时,应注意数形结合.(对于双曲线,重点注意与渐近线平行的直线,对于抛物线,重点注意与对称轴平行的直线)2.直线与圆锥曲线的交点间的线段叫做圆锥曲线的弦.设弦AB 端点的坐标为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),直线AB 的斜率为k ,则:|AB |=————————或:—————————.利用这个公式求弦长时,要注意结合韦达定理. 当弦过圆锥曲线的焦点时,可用焦半径进行运算. 3.中点弦问题:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)是椭圆12222=+b y a x 上不同的两点,且x 1≠x 2,x 1+x 2≠0,M(x 0,y 0)为AB 的中点,则 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+11222222221221b y ax b y a x 两式相减可得2221212121ab x x y y x x y y -=++⋅--即 .对于双曲线、抛物线,可得类似的结论.例题讲练 【例1】 直线y =ax +1与双曲线3x 2-y 2=1相交于A 、B 两点.(1) 当a 为何值时,A 、B 两点在双曲线的同一支上?当a 为何值时,A 、B 两点分别在双曲线的两支上?(2) 当a 为何值时,以AB 为直径的圆过原点?x【例2】 已知双曲线方程2x 2-y 2=2.(1) 求以A(2,1)为中点的双曲线的弦所在直线方程; (2) 过点B(1,1)能否作直线l ,使l 与所给双曲线交于Q 1、Q 2两点,且点B 是弦Q 1Q 2的中点?这样的直线l 如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.【例3】 在抛物线y 2=4x 上恒有两点关于直线y =kx +3对称,求k 的取值范围.【例4】 (2006届苏州市高三调研测试)已知椭圆222y ax +=1(a 为常数,且a >1),向量m =(1, t ) (t >0),过点A(-a , 0)且以为方向向量的直线与椭圆交于点B ,直线BO 交椭圆于点C (O 为坐标原点).(1) 求t 表示△ABC 的面积S( t );(2) 若a =2,t ∈[21, 1],求S( t )的最大值.小结归纳1.判断直线与圆锥曲线的位置关系时,注意数形结合;用判别式的方法时,若所得方程二次项的系数有参数,则需考虑二次项系数为零的情况.2.涉及中点弦的问题有两种常用方法:一是“设而不求”的方法,利用端点在曲线上,坐标满足方程,作差构造出中点坐标和斜率的关系,它能简化计算;二是利用韦达定理及中点坐标公式.对于存在性问题,还需用判别式进一步检验.3.对称问题,要注意两点:垂直和中点.基础训练题 一、选择题1. 曲线x 2+4y 2+D x +2E y +F =0与x 轴有两个交点,且这两个交点在原点的两侧的充要条件是 ( ) A .D ≠0,E =0,F >0 B .E =0,F <0 C .D 2-F >0 D .F <0 2. 若椭圆193622=+y x 的弦被点(4,2)平分,则此弦所在直线的斜率为 ( ) A .2 B .-2C .31D .-213. 经过抛物线)0(22>=p px y 的所有焦点弦中,弦长的最小值为 ( ) A .p B .2p C .4p D .不确定4. 过双曲线1222=-y x 的右焦点作直线l ,交双曲线于A 、B 两点,若∣AB ∣=4,则这样的直线l 有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条5. (华师大二附中2005年模拟试卷2) 直线l :y =kx +1(k ≠0)椭圆E :1422=+y m x ,若直线l 被椭圆E 所截弦长为d ,则下列直线中被椭圆E 截得的弦长不是d 的是 ( ) A .kx +y +1=0 B .kx -y -1=0 C .kx +y -1=0 D .kx +y =06. 椭圆mx 2+ny 2=1与直线y =1-x 交于M 、N 两点,过两点O 与线段MN 之中点的直线的斜率为22,则xnm的值是 ( )A .22B .332 C .229D .2732二、填空题7. 已知直线x -y =2与抛物线y 2-4x 交于A 、B 两点,那么线段AB 的中点坐标是 .8. 对任意实数k ,直线y =kx +b 与椭圆⎩⎨⎧==θθs i n 4c o s 2y x (0≤θ<2π)恒有公共点,则b 的取值范围是 .9. 已知抛物线y 2=4x 的一条弦AB ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 所在直线与y 轴交点坐标为(0,2),则2111y y += .10.若直线mx +ny -3=0与圆x 2+y 2=3没有公共点,则m 、n 的关系式为___________;以(m ,n )为点P 的坐标,过点P 的一条直线与椭圆13722=+y x 的公共点有____个.三、解答题 11.已知直线l 交椭圆162022y x +=1于M 、N 两点,B(0,4)是椭圆的一个顶点,若△BMN 的重心恰是椭圆的右焦点,求直线l 的方程.12.已知直线y =(a +1)x -1与曲线y 2=ax 恰有一个公共点,求实数a 的值.13.(05重庆)已知椭圆C 1的方程为1422=+y x ,双曲线C 2的左、右焦点分别为C 1的左、右顶点,而C 2的左、右顶点分别是C 1的左、右焦点. (1)求双曲线C 2的方程;(2)若直线l :y =kx +2与椭圆C 1及双曲线C 2恒有两个不同的交点,且l 与C 2的两个交点A 和B 的满足6<⋅(其中O 为原点),求k 的取值范围. 提高训练题14.已知椭圆的一个顶点为A(0,-1),焦点在x 轴上,若右焦点到直线022=+-y x 的距离为3. ⑴ 求椭圆的方程;⑵ 设椭圆与直线y =kx +m (k ≠0)相交于不同的两点M 、N ,当AN AM =时,求m 的取值范围.15.(04湖南)过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P(0,m )(m >0),作直线与抛物线交于A 、B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点. (Ⅰ)设点P 分有向线段所成的比为λ,证明:)(λ-⊥;(Ⅱ)设直线AB 的方程是x -2y +12=0,过A 、B 两点的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.8.5 轨迹方程知识要点1.直接法求轨迹的一般步骤:建系设标,列式表标,化简作答(除杂).2.求曲线轨迹方程,常用的方法有:直接法、定义法、代入法(相关点法、转移法)、参数法、交轨法等.例题讲练【例1】一动圆与圆x2+y2+6x+5=0外切,同时与圆x2+y2-6x-91=0内切,求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线.【例2】已知抛物线过点N(1,-1),且准线为l:x =-3,求抛物线顶点M的轨迹.【例3】已知直线l与椭圆12223=+byax(a>b>0)有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴交于R、S,求以线段SR 为对角线的矩形ORPS的顶点P的轨迹方程.【例4】已知点H(0,-3),点P在x轴上,点Q 在y轴正半轴上,点M在直线PQ上,且满足PMHP⋅=0,MQPM23-=.(1) 当点P在x轴上移动时,求动点M的轨迹曲线C 的方程;(2) 过定点A(a,b)的直线与曲线C相交于两点S、R,求证:抛物线S、R两点处的切线的交点B恒在一条直线上.小结归纳1.直接法求轨迹方程关键在于利用已知条件,找出动点满足的等量关系,这个等量关系有的可直接利用已知条件,有的需要转化后才能用.2.回归定义是解决圆锥曲线轨迹问题的有效途径.3.所求动点依赖于已知曲线上的动点的运动而运动,常用代入法求轨迹.4.参数法求轨迹关键在于如何选择好参数,建立起x ,y 的参数方程,以便消参,选择n 个参数,要建立n +1个方程,消参时,要注意等价性.5.求轨迹比求轨迹方程多一个步骤,求轨迹最后须说明轨迹的形状、大小、位置、方向.基础训练题 一、选择题1. 已知椭圆的焦点是F 1、F 2,P 是椭圆上的一个动点,如果延长F 1P 到Q ,使得| PQ |=| PF 2 |,那么动点Q 的轨迹是 ( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线的一支 D .抛物线2. 动点P 与定点)0,1(,)0,1(B A -的连结的斜率之积为1-,则P 点的轨迹方程是( ) A .x 2+y 2=1 B .x 2+y 2=1)1(±≠x C .x 2+y 2=1)0(≠x D .21x y -=3. 已知动点P(x 、y )满足1022)2()1(-+-y x =|3x +4y+2|,则动点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .无法确定4. 设P 为椭圆12222=+by a x 上一点,过右焦点F 2作∠F 1PF 2的外角平分线的垂线,垂足为Q ,则点Q 的轨迹是( ) A .直线 B .抛物线 C .圆 D .双曲线 5. 设P 为双曲线12222=-b y a x 上一点, 过右焦点F 2作∠F 1PF 2的内角平分线的垂线,垂足为Q ,则点Q 的轨迹是 ( ) A .圆 B .抛物线 C .直线 D .椭圆 6. 已知点P(x ,y )在以原点为圆心,半径为1的圆上运动,则点(x +y ,xy )的轨迹是 ( ) A .半圆 B .抛物线的一部分 C .椭圆 D .双曲线的一支二、填空题7. 长为2a 的线段AB 的两个端点分别在x 轴、y 轴上滑动,则AB 中点的轨迹方程为 .8. 经过定点M(1,2),以y 轴为准线,离心率为21的椭圆左顶点的轨迹方程 . 9. 已知抛物线)(12R m mx x y ∈-+-=,当m 变化时抛物线焦点的轨迹方程为 . 10.(04北京)在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,P 是侧面BB 1C 1C 内一动点,若P 到直线BC 与到直线C 1D 1的距离相等,则动点P 的轨迹是 .三、解答题 11.以动点P 为圆心的圆与圆A :(x +5)2+y 2=49及圆B :(x -5)2+y 2=1都外切,求动点P 的轨迹.12.已知双曲线2222ny m x -=1(m >0,n >0)的顶点为A 1、A 2,与y 轴平行的直线l 交双曲线于点P 、Q. (1) 求直线A 1P 与A 2Q 交点M 的轨迹方程; (2) 当m ≠n 时,求所得圆锥曲线的焦点坐标、准线方程和离心率.13.设直线l :y =kx +1与椭圆C :ax 2+y 2=2(a >1)交于A 、B 两点,以OA 、OB 为邻边作平行四边形OAPB (O 为坐标原点).(1)若k =1,且四边形OAPB 为矩形,求a 的值; (2)若a =2,当k 变化时,(k ∈R),求点P 的轨迹方程.提高训练题14.设椭圆方程为1422=+y x ,过点M(0,1)的直线l 交椭圆于点A 、B ,O 是坐标原点,点P 满足)(21OB OA OP +=,点N 的坐标为)21,21(,当l 绕点M 旋转时,求:(1) 动点P 的轨迹方程; (2) ||NP 的最小值与最大值.A1。
高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 解答题专项突破(五)圆锥曲线的综合问题创新教学案(含解析)新
解答题专项突破(五) 圆锥曲线的综合问题圆锥曲线是平面解析几何的核心内容,每年高考必有一道解答题,常以求圆锥曲线的标准方程、研究直线与圆锥曲线的位置关系为主,涉及题型有定点、定值、最值、X 围、探索性问题等,此类命题起点较低,但在第(2)问中一般都有较为复杂的运算,对考生解决问题的能力要求较高,通常以压轴题的形式呈现.热点题型1 圆锥曲线中的定点问题典例1(2019·高考)抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1). (1)求抛物线C 的方程及其准线方程.(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B .求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.解题思路 (1)根据抛物线C 过点(2,-1),列方程求p ,得抛物线C 的方程,进而得出其准线方程.(2)设直线l 的方程,与抛物线C 的方程联立,用根与系数的关系推出关于M ,N 两点坐标的等量关系,设所求定点坐标为(0,n ),利用DA →·DB →=0列方程式求n的值.规X 解答 (1)由抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1),得22=-2p (-1),解得p =2.所以抛物线C 的方程为x 2=-4y ,其准线方程为y =1. (2)证明:抛物线C 的焦点为F (0,-1). 设直线l 的方程为y =kx -1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -1,x 2=-4y ,得x 2+4kx -4=0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),那么x 1x 2=-4. 直线OM 的方程为y =y 1x 1x .令y =-1,得点A 的横坐标x A =-x 1y 1.同理得点B 的横坐标x B =-x 2y 2.设点D (0,n ),那么DA→=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 1y 1,-1-n , DB→=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2y 2,-1-n , DA →·DB→=x 1x 2y 1y2+(n +1)2 =x 1x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 214⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 224+(n +1)2 =16x 1x 2+(n +1)2 =-4+(n +1)2.令DA →·DB →=0,即-4+(n +1)2=0,得n =1或n =-3. 综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,-3).典例2(2019·某某模拟)Q 为圆x 2+y 2=1上一动点,Q 在x 轴,y 轴上的射影分别为点A ,B ,动点P 满足BA→=AP →,记动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-35的直线与曲线C 交于M ,N 两点,判断以MN 为直径的圆是否过定点?假设是,求出定点的坐标;假设不是,请说明理由.解题思路 (1)设Q (x 0,y 0),P (x ,y ),利用所给条件建立两点坐标之间的关系,利用Q 在圆上可得x ,y 的方程,即为所求.(2)设定点为H ,及直线l 的方程,与椭圆方程联立,利用根与系数的关系,及HM →·HN→=0,得出恒等式,求得定点的坐标. 规X 解答 (1)设Q (x 0,y 0),P (x ,y ),那么x 20+y 20=1,由BA →=AP →,得⎩⎨⎧x 0=x2,y 0=-y ,代入x 20+y 20=1,得x 24+y 2=1,故曲线C 的方程为x 24+y 2=1.(2)假设存在满足条件的定点,由对称性可知,该定点在y 轴上,设定点为H (0,m ),当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx -35, 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -35,x 24+y 2=1,得(1+4k 2)x 2-245kx -6425=0,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), 那么x 1+x 2=24k 51+4k 2,x 1x 2=-64251+4k 2,∴y 1+y 2=k (x 1+x 2)-65=-651+4k2,y 1y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫kx 1-35⎝ ⎛⎭⎪⎫kx 2-35=k 2x 1x 2-35k (x 1+x 2)+925=9-100k 2251+4k 2, ∵HM →=(x 1,y 1-m ),HN →=(x 2,y 2-m ), ∴HM →·HN →=x 1x 2+y 1y 2-m (y 1+y 2)+m 2=100m 2-1k 2+25m 2+30m -55251+4k2=0,∵对任意的k 恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧100m 2-1=0,25m 2+30m -55=0,解得m =1,即定点为H (0,1),当直线l 的斜率不存在时,以MN 为直径的圆也过定点(0,1). 综上,以MN 为直径的圆过定点(0,1). 热点题型2 圆锥曲线中的定值问题典例1 如图,在平面直角坐标系xOy 中,点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,直线l :x =-12,点P 在直线l 上移动,R 是线段FP 与y 轴的交点,RQ ⊥FP ,PQ ⊥l .(1)求动点Q 的轨迹C 的方程;(2)设圆M 过A (1,0),且圆心M 在曲线C 上,TS 是圆M 在y 轴上截得的弦,当M 运动时,弦长|TS |是否为定值?请说明理由.解题思路 (1)R 是线段FP 的中点,且RQ ⊥FP →RQ 是线段PF 的垂直平分线→|PQ |=|QF |→点Q 的轨迹是以F 为焦点,l 为准线的抛物线→确定焦准距,根据抛物线的焦点坐标,求出抛物线的方程.(2)①求|TS |的依据:a =2r 2-d 2,其中a 为弦长,r 为圆的半径,d 为圆心到弦所在直线的距离.②策略:设曲线C 上点M (x 0,y 0),用相关公式求r ,d ;用x 0,y 0满足的等量关系消元.规X 解答 (1)依题意知,点R 是线段FP 的中点, 且RQ ⊥FP ,∴RQ 是线段FP 的垂直平分线. ∵点Q 在线段FP 的垂直平分线上, ∴|PQ |=|QF |,又|PQ |是点Q 到直线l 的距离,故动点Q 的轨迹是以F 为焦点,l 为准线的抛物线,其方程为y 2=2x (x >0). (2)弦长|TS |为定值.理由如下:取曲线C 上点M (x 0,y 0),M 到y 轴的距离为d =|x 0|=x 0,圆的半径r =|MA |=x 0-12+y 20, 那么|TS |=2r 2-d 2=2y 20-2x 0+1,∵点M 在曲线C 上, ∴x 0=y 202,∴|TS |=2y 20-y 20+1=2,是定值.典例2(2019·某某三模)给定椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),称圆心在原点O ,半径为a2+b2的圆为椭圆C的“准圆〞.假设椭圆C的一个焦点为F(2,0),其短轴上的一个端点到F的距离为 3.(1)求椭圆C的方程和其“准圆〞方程;(2)假设点P是椭圆C的“准圆〞上的动点,过点P作椭圆的切线l1,l2交“准圆〞于点M,N.证明:l1⊥l2,且线段MN的长为定值.解题思路(1)根据椭圆的几何性质求a,c,再用b2=a2-c2求b,可得椭圆C 的方程,进而可依据定义写出其“准圆〞方程.(2)分以下两种情况讨论:①l1,l2中有一条斜率不存在;②l1,l2斜率存在.对于①,易知切点为椭圆的顶点;对于②,可设出过P与椭圆相切的直线,并与椭圆方程联立后消元,由Δ=0推出关于椭圆切线斜率的方程,利用根与系数的关系进行证明.规X解答(1)∵椭圆C的一个焦点为F(2,0),其短轴上的一个端点到F的距离为 3.∴c=2,a=3,∴b=a2-c2=1,∴椭圆方程为x23+y2=1,∴“准圆〞方程为x2+y2=4.(2)证明:①当直线l1,l2中有一条斜率不存在时,不妨设直线l1斜率不存在,那么l1:x=±3,当l1:x=3时,l1与“准圆〞交于点(3,1),(3,-1),此时l2为y=1(或y=-1),显然直线l1,l2垂直;同理可证当l 1:x =-3时,直线l 1,l 2垂直. ②当l 1,l 2斜率存在时,设点P (x 0,y 0),其中x 20+y 20=4.设经过点P (x 0,y 0)与椭圆相切的直线为 y =t (x -x 0)+y 0,∴由⎩⎨⎧y =t x -x 0+y 0,x 23+y 2=1,得(1+3t 2)x 2+6t (y 0-tx 0)x +3(y 0-tx 0)2-3=0.由Δ=0化简整理,得(3-x 20)t 2+2x 0y 0t +1-y 20=0,∵x 20+y 20=4,∴有(3-x 20)t 2+2x 0y 0t +(x 20-3)=0.设l 1,l 2的斜率分别为t 1,t 2,∵l 1,l 2与椭圆相切,∴t 1,t 2满足上述方程(3-x 20)t 2+2x 0y 0t +(x 20-3)=0,∴t 1·t 2=-1,即l 1,l 2垂直. 综合①②知,l 1⊥l 2.∵l 1,l 2经过点P (x 0,y 0),又分别交其“准圆〞于点M ,N ,且l 1,l 2垂直. ∴线段MN 为“准圆〞x 2+y 2=4的直径,|MN |=4, ∴线段MN 的长为定值.热点题型3 圆锥曲线中的证明问题典例1抛物线C :x 2=2py (p >0),过焦点F 的直线交C 于A ,B 两点,D 是抛物线的准线l 与y 轴的交点.(1)假设AB ∥l ,且△ABD 的面积为1,求抛物线的方程;(2)设M 为AB 的中点,过M 作l 的垂线,垂足为N .证明:直线AN 与抛物线相切.解题思路 (1)判断△ABD 的形状,求|FD |,|AB |.由△ABD 的面积为1,列方程求p ,得抛物线的方程.(2)将直线AB 的方程与抛物线C 的方程联立,消去y 并整理,结合根与系数的关系用k ,p 表示M ,N 的坐标.求k AN :①斜率公式,②导数的几何意义,两个角度求斜率相等,证明相切.规X 解答 (1)∵AB ∥l ,∴△ABD 为等腰三角形,且FD ⊥AB ,又|FD |=p ,|AB |=2p .∴S △ABD =p 2=1.∴p =1,故抛物线C 的方程为x 2=2y .(2)证明:显然直线AB 的斜率存在,设其方程为y =kx +p 2,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1,x 212p ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,x 222p .由⎩⎨⎧y =kx +p 2,x 2=2py消去y 整理得,x 2-2kpx -p 2=0.∴x 1+x 2=2kp ,x 1x 2=-p 2. ∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫kp ,k 2p +p 2,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫kp ,-p 2.∴k AN =x 212p +p 2x 1-kp=x 212p +p 2x 1-x 1+x 22=x 21+p 22px 1-x 22=x 21-x 1x 22p x 1-x 22=x 1p .又x 2=2py ,∴y ′=xp .∴抛物线x 2=2py 在点A 处的切线的斜率k ′=x 1p . ∴直线AN 与抛物线相切.典例2(2019·某某二模)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :x 2a 2+y 2=1(1<a <5)上,该椭圆的左顶点A 到直线x -y +5=0的距离为322.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)假设线段MN 平行于y 轴,满足(ON →-2OM →)·MN →=0,动点P 在直线x =23上,满足ON →·NP→=2.证明:过点N 且垂直于OP 的直线过椭圆C 的右焦点F . 解题思路 (1)根据椭圆的左顶点A 到直线x -y +5=0的距离为322,列关于a 的等量关系求解,得椭圆C 的方程.(2)设出M ,N ,P 的坐标(注意M 与N 的横坐标相同,P 的横坐标).先用(ON →-2OM →)·MN →=0和ON →·NP →=2推出坐标之间的关系,再利用这些等量关系证明NF →·OP→=0. 规X 解答 (1)设左顶点A 的坐标为(-a,0), ∵|-a +5|2=322,∴|a -5|=3,解得a =2或a =8(舍去), ∴椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1.(2)证明:由题意,设M (x 0,y 0),N (x 0,y 1),P (23,t ),且y 1≠y 0,由(ON →-2OM →)·MN →=0,可得(x 0-2x 0,y 1-2y 0)·(0,y 1-y 0)=0,整理可得y 1=2y 0,由ON →·NP →=2,可得(x 0,2y 0)·(23-x 0,t -2y 0)=2,整理,得23x 0+2y 0t =x 20+4y 20+2=6,由(1)可得F (3,0), ∴NF →=(3-x 0,-2y 0), ∴NF →·OP →=(3-x 0,-2y 0)·(23,t )=6-23x 0-2y 0t =0, ∴NF ⊥OP ,故过点N 且垂直于OP 的直线过椭圆C 的右焦点F . 热点题型4 圆锥曲线中的最值与X 围问题典例1(2019·某某二模)设F 为抛物线C :y 2=2px 的焦点,A 是C 上一点,F A 的延长线交y 轴于点B ,A 为FB 的中点,且|FB |=3.(1)求抛物线C 的方程;(2)过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于M ,N 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,求四边形MDNE 面积的最小值.解题思路(1)由题意画出图形,结合条件列式求得p ,那么抛物线C 的方程可求.(2)由直线l 1的斜率存在且不为0,设其方程为y =k (x -1),与抛物线方程联立,求出|MN |,同理可求|DE |⎝ ⎛⎭⎪⎫实际上,在|MN |的表达式中用-1k 代替k 即可,可得四边形MDNE 的面积表达式,再利用基本不等式求最值.规X 解答 (1)如图,∵A 为FB 的中点,∴A 到y 轴的距离为p4, ∴|AF |=p 4+p 2=3p 4=|FB |2=32,解得p =2. ∴抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)由直线l 1的斜率存在且不为0, 设其方程为y =k (x -1). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,y 2=4x ,得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.∵Δ>0,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),∴x 1+x 2=2+4k 2,那么|MN |=x 1+x 2+2=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2; 同理设D (x 3,y 3),E (x 4,y 4),∴x 3+x 4=2+4k 2, 那么|DE |=x 3+x 4+2=4(1+k 2).∴四边形MDNE 的面积S =12|MN |·|DE |=8⎝ ⎛⎭⎪⎫2+k 2+1k 2≥32.当且仅当k =±1时,四边形MDNE 的面积取得最小值32.典例2 如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右顶点为A (2,0),左、右焦点分别为F 1,F 2,过点A 且斜率为12的直线与y 轴交于点P ,与椭圆交于另一个点B ,且点B 在x 轴上的射影恰好为点F 1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点P 且斜率大于12的直线与椭圆交于M ,N 两点(|PM |>|PN |),假设S △P AM ∶S △PBN =λ,某某数λ的取值X 围.解题思路 (1)求点B 的坐标→根据k AB =12列方程→由题意得a =2,a 2=b 2+c 2,解方程组求a ,b ,c ,写出椭圆C 的标准方程.(2)S △P AM ∶S △PBN =λ――→面积公式PM →与PN →的关系→点M ,N 坐标之间的关系→直线MN 的方程与椭圆C 的方程联立,消去y 整理→用根与系数的关系得出点M ,N 的坐标之间的关系式→推出λ与k 的关系,并根据k >12求X 围,找到λ所满足的不等式,求出λ的取值X 围.规X 解答 (1)因为BF 1⊥x 轴,所以点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,-b 2a ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b 2a a +c=12,a 2=b 2+c2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3,c =1,所以椭圆C 的标准方程是x 24+y 23=1. (2)因为S △P AM S △PBN=12|P A |·|PM |·sin ∠APM12|PB |·|PN |·sin ∠BPN=2·|PM |1·|PN |=λ⇒|PM ||PN |=λ2(λ>2), 所以PM→=-λ2PN →. 由(1)可知P (0,-1),设直线MN :y =kx -1⎝ ⎛⎭⎪⎫k >12,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),联立方程,得⎩⎨⎧y =kx -1,x 24+y 23=1,化简得,(4k 2+3)x 2-8kx -8=0.得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8k 4k 2+3,x 1x 2=-84k 2+3.(*)又PM →=(x 1,y 1+1),PN →=(x 2,y 2+1), 有x 1=-λ2x 2,将x 1=-λ2x 2代入(*)可得,2-λ2λ=16k 24k 2+3.因为k >12,所以16k 24k 2+3=163k 2+4∈(1,4),那么1<2-λ2λ<4且λ>2⇒4<λ<4+2 3.综上所述,实数λ的取值X 围为(4,4+23). 热点题型5 圆锥曲线中的探索性问题典例1(2019·某某一模)抛物线E :y 2=4x ,圆C :(x -3)2+y 2=1.(1)假设过抛物线E的焦点F的直线l与圆C相切,求直线l的方程;(2)在(1)的条件下,假设直线l交抛物线E于A,B两点,x轴上是否存在点M(t,0)使∠AMO=∠BMO(O为坐标原点)?假设存在,求出点M的坐标;假设不存在,请说明理由.解题思路(1)求得抛物线的焦点,设出直线l的方程,运用直线l和圆C相切的条件:d=r,解方程可得所求直线方程.(2)设出A,B的坐标,联立直线l的方程和抛物线E的方程,运用根与系数的关系和直线的斜率公式,依据∠AMO=∠BMO,即k AM+k BM=0列方程化简整理,解方程可得t,即得点M的坐标,从而得到结论.规X解答(1)由题意,得抛物线的焦点F(1,0),当直线l的斜率不存在时,过F的直线不可能与圆C相切,所以直线l的斜率存在.设直线l的斜率为k,方程为y=k(x-1),即kx-y-k=0,由圆心(3,0)到直线l的距离为d=|3k-k|1+k2=2|k|1+k2,当直线l与圆C相切时,d=r=1,解得k=±3 3,即直线l的方程为y=±33(x-1).(2)由(1),当直线l的方程为y=33(x-1)时,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立抛物线E的方程可得x2-14x+1=0,那么x 1+x 2=14,x 1x 2=1,x 轴上假设存在点M (t,0)使∠AMO =∠BMO , 即有k AM +k BM =0, 得y 1x 1-t+y 2x 2-t =0, 即y 1(x 2-t )+y 2(x 1-t )=0, 由y 1=33(x 1-1),y 2=33(x 2-1), 可得2x 1x 2-(x 1+x 2)-(x 1+x 2-2)t =0,即2-14-12t =0,即t =-1,M (-1,0)符合题意;当直线l 的方程为y =-33(x -1)时,由对称性可得M (-1,0)也符合条件. 所以存在定点M (-1,0)使∠AMO =∠BMO .典例2(2019·某某模拟)点A (0,-1),B (0,1),P 为椭圆C :x 22+y 2=1上异于点A ,B 的任意一点.(1)求证:直线P A ,PB 的斜率之积为-12;(2)是否存在过点Q (-2,0)的直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ,N ,使得|BM |=|BN |?假设存在,求出直线l 的方程;假设不存在,请说明理由.解题思路(1)设点P (x ,y )(x ≠0),代入椭圆方程,由直线的斜率公式,即可得证. (2)假设存在直线l 满足题意.显然当直线斜率不存在时,直线与椭圆C 不相交,讨论直线的斜率是否为0,联立直线方程和椭圆方程,运用根与系数的关系和两直线垂直的条件:由|BM |=|BN |想到在△BMN 中,边MN 所在直线的斜率与MN边上的中线所在直线的斜率之积为-1,可得所求直线方程.规X 解答 (1)证明:设点P (x ,y )(x ≠0), 那么x 22+y 2=1,即y 2=1-x 22, ∴k P A ·k PB =y +1x ·y -1x =y 2-1x 2 =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 22-1x 2=-12,故得证.(2)假设存在直线l 满足题意.显然当直线斜率不存在时,直线与椭圆C 不相交.①当直线l 的斜率k ≠0时,设直线l 为y =k (x +2),联立椭圆方程x 2+2y 2=2,化简得(1+2k 2)x 2+8k 2x +8k 2-2=0, 由Δ=64k 4-4(1+2k 2)(8k 2-2)>0, 解得-22<k <22(k ≠0), 设点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),那么⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-8k 21+2k 2,x 1x 2=8k 2-21+2k2,∴y 1+y 2=k (x 1+x 2)+4k =k ·-8k 21+2k 2+4k =4k 1+2k 2, 取MN 的中点H ,即H ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22,那么y1+y22-1x1+x22·k=-1,即2k1+2k2-1-4k21+2k2·k=-1,化简得2k2+2k+1=0,无实数解,故舍去.②当k=0时,M,N为椭圆C的左、右顶点,显然满足|BM|=|BN|,此时直线l的方程为y=0.综上可知,存在直线l满足题意,此时直线l的方程为y=0.。
高考数学一轮复习专题03 圆锥曲线面积问题(解析版)
F 2F 1OyxBA解析几何专题三:圆锥曲线面积问题一、知识储备 1、三角形面积问题直线AB 方程:y kx m =+ 0021kx y md PH k-+==+00002211122'2'1ABP kx y m kx y mS AB d k A A k ∆-+∆-+∆=⋅=+⋅=+2、焦点三角形的面积直线AB 过焦点21,F ABF ∆的面积为 112121212'ABF c S F F y y c y y A ∆∆=⋅-=-= 2222222222222224()11||S =||d 22AOB a b a A b B C C AB A B a A b B A B∆+-=+++2222222222()C ab a A b B C a A b B+-=+注意:'A 为联立消去x 后关于y 的一元二次方程的二次项系数3、平行四边形的面积直线AB 为1y kx m =+,直线CD 为2y kx m =+ 1221m m d CH k-==+222222121212''11()41()41'''B C AB k x x k x x x x k k A A A ∆=+-=++-=+--⋅=+1212221''1ABCDm m m m SAB d k A A k -∆-∆=⋅=+⋅=+注意:'A 为直线与椭圆联立后消去y 后的一元二次方程的系数. 4、范围问题首选均值不等式,其实用二次函数,最后选导数CDHOyxBA均值不等式 222(,)a b ab a b R +≥∈变式:2,);()(,)2a b a b a b R ab a b R ++++≥∈≤∈ 作用:当两个正数的积为定值时求出这两个正数的和的最小值; 当两个正数的和为定值时求出这两个正数的积的最大值 注意:应用均值不等式求解最值时,应注意“一正二定三相等” 圆锥曲线经常用到的均值不等式形式列举: (1)2226464t S t t t==++(注意分0,0,0t t t =><三种情况讨论)(2)224222121212333196123696k AB t k k k=+=+≤+++⨯+++ 当且仅当2219k k =时,等号成立 (3)222002200259342593464925y x PQ x y =+⋅+⋅≥+= 当且仅当22002200259259925y x x y ⋅=⋅时等号成立. (4)2282m m S -+===当且仅当228m m =-+时,等号成立(5)2221121k m m S -++==≤=当且仅当221212k m +=时等号成立. 二、例题讲解1.(2022·广东高三月考)已知椭圆G :()222210x y a b a b +=>>,且过点()3,1.(1)求椭圆G 的方程;(2)斜率为1的直线l 与椭圆G 交于A 、B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为()3,2P -,求PAB ∆的面积.【答案】(1)221124x y +=;(2)92.【分析】(1)根据椭圆离心率、及所过的点,结合椭圆参数关系求参数,写出椭圆方程.(2)设1122(,),(,)A x y B x y ,AB :y x b =+,其线段AB 中垂线为1y x =--,联立椭圆方程并应用韦达定理求12x x +、12x x ,进而可得12y y +,由AB 中点在中垂线上代入求参数b ,进而求||AB 、P 到AB 的距离,即可求△PAB 的面积. 【详解】(1)由题意,22222911a b a b c c e a ⎧==⎪⎪⎪+⎨==+⎪⎪⎪⎩,解得22124a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩,故椭圆G 的方程221124x y+=.(2)令AB 为y x b =+,则AB 中垂线方程为(3)21y x x =-++=--, 联立AB 与椭圆方程得:223()12x x b ++=,整理得22463120x bx b ++-=, 若1122(,),(,)A x y B x y ,则1232b x x +=-,2123124b x x -=, △121222by y x x b +=++=,又1212(,)22x x y y ++在AB 中垂线上,△3144b b-=,可得2b =,即123x x +=-,120x x =,△||AB == 又()3,2P -到AB的距离d △19||PABSAB d =⋅=. 2.(2022·全国高三模拟预测)已知双曲线C :22221x ya b -=()0,0a b >>的左、右焦点分别为1F ,2F ,虚轴上、下两个端点分别为2B ,1B ,右顶点为A ,且双曲线过点,22213B F B A ac a ⋅=-.(1)求双曲线1C 的标准方程;(2)设以点1F 为圆心,半径为2的圆为2C ,已知过2F 的两条相互垂直的直线1l ,2l ,直线1l 与双曲线交于P ,Q 两点,直线2l 与圆2C 相交于M ,N 两点,记PMN ∆,QMN ∆的面积分别为1S ,2S ,求12S S +的取值范围.【答案】(1)2213y x -=;(2)[)12,+∞.【分析】(1)由22213B F B A ac a ⋅=-得223a b =,由双曲线过点得22231a b -=,两个方程联立求出a 和b ,可得双曲线1C 的标准方程;(2)设直线1l :2x my =+,根据垂直关系得直线2l :()2y m x =--,求出弦长||MN 和||PQ ,求出121||||2S S MN PQ +=,再根据参数的范围可求出结果. 【详解】(1)由双曲线的方程可知(),0A a ,()10,B b -,()20,B b ,()2,0F c , 则()22,B F c b =-,()1,B A a b =.因为22213B F B A ac a ⋅=-,所以223ac b ac a -=-,即223a b =.①又双曲线过点,所以22231a b -=.② 由①②解得1a =,b = 所以双曲线1C 的标准方程为2213y x -=. (2)设直线1l :2x my =+,()11,P x y ,()22,Q x y , 则由21l l ⊥,得直线2l :()2y m x =--,即20mx y m +-=. 因为圆心()12,0F -到直线MN的距离d ==所以MN =2d <,故2103m ≤<. 联立221,32,y x x my ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩消去x 得()22311290m y my -++=, ()222144363136(1)0m m m ∆=--=+>,则1221231m y y m +=--,122931y y m =-,所以()22126113m PQ y m +=-=-,则1212S S PQ MN +=⋅=, 又2103m ≤<,所以[)1212,S S +∈+∞. 即12S S +的取值范围为[)12,+∞. 【点睛】关键点点睛:设直线1l :2x my =+,用m 表示||MN 和||PQ 是本题的解题关键.3.(2022·浙江高三开学考试)如图,已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为()1,0F ,D 为x 轴上位于F 右侧的点,点A 为抛物线C在第一象限上的一点,且AF DF =,分别延长线段AF 、AD 交抛物线C 于M 、N .(1)若AM MN ⊥,求直线AF 的斜率; (2)求三角形AMN 面积的最小值. 【答案】(1(2)16.【分析】(1)由抛物线的焦点坐标求出p 的值,可得出抛物线C 的方程,设点()2,2A t t ,可知0t >,求出M 、N 的纵坐标,利用斜率公式结合已知条件得出1AM MN k k ⋅=-,可得出关于t 的方程,解出正数t 的值,进而可求得直线AF 的斜率;(2)求出点M 、N 的坐标,求得AM 以及点N 到直线AM 的距离d ,可求得AMN 的面积关于t 的表达式,利用基本不等式可求得AMN 面积的最小值. 【详解】(1)()1,0F ,则12p=,得2p =,所以,抛物线C 的方程为24y x =, 设()2,2A t t ,点A 为抛物线C 在第一象限上的一点,故0t >,设点(),0D d ,由AF DF =得211t d +=-,则22d t =+,得()22,0D t +,所以,221AMt k t =-,直线AM 的方程为2112t x y t-=+, 联立224112y xt x y t ⎧=⎪⎨-=+⎪⎩,得222240t y y t ---=,所以,42M A y y t -==-, 进一步得()2222AN AD tk k t t t ===--+,直线AN 的方程为212x y t t=-++, 联立22124x y t t y x⎧=-++⎪⎨⎪=⎩,得()224420y y t t +-+=,4N A y y t ∴+=-,则42N y t t=--,又AM MN ⊥,22224414444A M M N A M M N AM MN A M M N A M M N A M M Ny y y y y y y y k k y y y y x x x x y y y y ----∴⋅=⋅=⋅=⋅=---++--, 代入得44122422t tt t t⋅=-----,化简得:42230t t --=, 又0t >,t ∴=(3,A,AF k ∴==(2)由(1)知224,2N t t t t ⎛⎫⎛⎫+-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,212,M t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭, ()222221122A M t AM x x t tt+=++=++=,直线AM 的方程2112t x y t-=+即为()22120tx t y t ---= 所以点N 到直线AM 的距离为()()()222221211t t d tt t++==+,()332331122216AMN t S t t t +⎛⎛⎫==+≥= ⎪ ⎝⎭⎝△, 当且仅当1t =时,S 取到最小值16. 【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.1.(2022·江苏南京·高三月考)已知抛物线1G :24y x =与椭圆2G :22221x y a b+=(0a b >>)有公共的焦点,2G 的左、右焦点分别为1F ,2F ,该椭圆的离心率为12. (1)求椭圆2G 的方程;(2)如图,若直线l 与x 轴,椭圆2G 顺次交于P ,Q ,R (P 点在椭圆左顶点的左侧),且1PFQ ∠与1PF R ∠互补,求1F QR ∆面积S 的最大值.【答案】(1)22143x y +=.(2【分析】(1)由已知条件推导出1c =,结合12e =和隐含条件222a b c =+,即可求出椭圆标准方程; (2)设1(Q x ,1)y ,2(R x ,2)y ,(1,0)F -,1PFQ ∠与1PF R ∠互补,可得110QF RF k k +=,根据已知条件,结合韦达定理、点到距离公式和均值不等式,即可求解. 【详解】解:(1)由题意可得,抛物线的焦点为(1,0),∴椭圆的半焦距1c =,又椭圆的离心率为12,∴12c e a ==,即2a =, 222a b c =+,222413b a c ∴=-=-=,即b =∴椭圆2C 的方程为22143x y +=. (2)设1(Q x ,1)y ,2(R x ,2)y ,(1,0)F -,1PFQ ∠与1PF R ∠互补,∴110QF RF k k +=, ∴1212011y yx x +=++,化简整理,可得1222110x y y x y y +++=①, 设直线PQ 为(0)x my n m =+≠,联立直线与椭圆方程22143x my n x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,化简整理,可得222(34)63120m y mny n +++-=,∆222224364(34)(312)0b ac m n m n =-=-+->,可得2234n m <+②,由韦达定理,可得21212226312,3434mn n y y y y m m -+=-=++③, 将11x my n =+,22x my n =+代入①,可得12122(1)()0my y n y y +++=④, 再将③代入④,可得2226(4)6(1)3434m n mn n m m -+=++,解得4n =-,PQ ∴的方程为4x my =-,由点(1,0)F -到直线PQ的距离d =,11||2F QRSQR d =⋅= 由②可得,23416m +>,即24m >,设()f m =24m t -=,0t >,()f t ∴= 由均值不等式可知,25625692996t t t t+⋅=, 当且仅当2569t t =时,即163t =,等号成立,当2569t t+取最小值时,()f t 取最大值,即1FQR 面积S 最大,∴()18max f t =, ∴△1FQR 面积S2.(2022·重庆市第十一中学校高三月考)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为点与右焦点的连线构成正三角形. (△)求椭圆C 的标准方程;(△)设过点(0,2)P -的动直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,当OMN ∆的面积最大时,求l 的方程. 【答案】(△)2214x y +=;(△)2y -或2y =-. 【分析】(△)由题意知,c =c a =222b a c =-,即可求得椭圆的方程; (△)设直线:2l y kx =-,()11,M x y ,()22,N x y ,联立22214y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()221416120k x kx +-+=,利用韦达定理,弦长公式结合OMN的面积公式得到OMNS =,利用换元结合基本不等式求解. 【详解】(△)由题意知,c =cos 6c a π==, 2a ∴=,2221b a c =-=所以椭圆的方程为2214x y +=.(△)当l x ⊥轴时不合题意,由题意设直线:2l y kx =-,()11,M x y ,()22,N x y . 联立22214y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()221416120k x kx +-+=. 当()216430k ∆=->,即234k >,且1221614k x x k +=-+,1221214x x k =+.从而12||MN x-=.又点O 到直线MN的距离d =所以OMN 的面积1||2OMNSd MN =⋅=t ,则0t >,24444OMNt St t t==++.因为44t t +≥,当且仅当2t =,即2k =±时等号成立,且满足0∆>. 所以,当OMN 的面积最大时,直线l的方程为2y x =-或2y x =-. 【点睛】思路点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.3.(2022·全国高三月考)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别是()1F和)2F ,点Р在椭圆E 上,且12PF F △的周长是4+ (1)求椭圆E 的标准方程;(2)已知、、A B C 为椭圆E 上三点,若有0OA OB OC ++=,求ABC ∆的面积. 【答案】(1)2214x y +=;(2【分析】(1)根据题设条件和椭圆的定义得到12124PF PF F F ++=+124PF PF +=,得到2a =,进而求得21b =,即可求得椭圆的方程;()2当直线AB 斜率存在时,设AB 方程为:y kx m =+,联立方程组求得1212,x x x x +,根据0OA OB OC ++=,求得2282(,)1414km m C k k -++,结合点到直线的距离公式和面积公式,求得3332ABCOABS S=⋅=;当直线AB 斜率不存在时,得到直线AB 方程为1x =±,求得332ABCABOS S==. 【详解】(1)由题意,双曲线2222:1xy E a b+=的焦点()1F 和)2F ,可得12F F =因为12PF F △的周长是4+12124PF PF F F ++=+所以124PF PF +=,即24a =,可得2a =,又由222431b a c =-=-=, 所以椭圆E 的方程是2214x y +=.()2当直线AB 斜率存在时,设AB 方程为:y kx m =+,()()()112233,,,,,A x y B x y C x y ,联立方程组2214x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,整理得2221484()40k x kmx m +++-=,则22212122284416(41)0,,1414km m k m x x x x k k -∆=-+>+=-=++ 由0OA OB OC ++=,可得12312300x x x y y y ++=⎧⎨++=⎩,又由122814kmx x k +=-+,可得()12121222214m y y kx m kx m k x x m k +=+++=++=+ 所以332282,1414km m x y k k ==-++, 将()33,x y 代入椭圆方程可得222282441414km m k k ⎛⎫⎛⎫+-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,整理得22414m k =+, 又O 到直线AB的距离为d =则()2112OABSk =⋅+= 又由0OA OB OC ++=,可得点O 为ABC 的重心,所以3332ABCOABS S=⋅=; 当直线AB 斜率不存在时,根据坐标关系可得,直线AB 方程为1x =±,可得AB112ABOS ==所以13312ABC ABOSS==⨯综上可得:ABC S △. 【点睛】直线与圆锥曲线的综合问题的求解策略:对于直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用问题,通常联立直线方程与圆锥曲线方程,应用一元二次方程根与系数的关系,以及弦长公式等进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力.4.(2022·榆林市第十中学高三月考(理))已知1F ,2F 分别是椭圆()2222:10x yE a b a b+=>>的左,右焦点,126F F =,当P 在E 上且1PF 垂直x 轴时,217PF PF =.(1)求E 的标准方程;(2)A 为E 的左顶点,B 为E 的上顶点,M 是E 上第四象限内一点,AM 与y 轴交于点C ,BM 与x 轴交于点D .(i )证明:四边形ABDC 的面积是定值. (ii )求CDM 的面积的最大值.【答案】(1)221123x y +=;(2)(i )证明见解析;(ii )())max 31CDM S =△.【分析】(1)由通径长公式得21b PF a=,结合椭圆定义可得,a b 关系,再由3c =求得,a b ,得椭圆方程;(2)(i )由题意知()A -,(B ,设(),M m n ,()0,C t ,(),0D s ,由三点共线把,s t 用,m n 表示,然后计算四边形面积可得结论;(ii )由(i )只要ABM 面积最大即可,求出椭圆的与AB 平行的切线方程,切点即为M (注意有两个切点,需要确定其中一个),从而得面积最大值. 【详解】解:(1)由题意知21b PF a=,212PF PF a +=,217PF PF =,则182PF a =,得2a b =,又3c =,222a b c =+,解得2a b == 所以E 的标准方程是221123x y +=.(2)(i )由题意知()A -,(B ,设(),M m n ,()0,C t ,(),0D s ,因为A ,C ,M 三点共线,则AC AM λ=,解得t =B ,D ,M 三点共线,则BD BM μ=,解得s =,AD s =+BC t =,221123m n +=,66AD BC st ⋅--+==6612m n +==. 162ABDC S AD BC =⋅=. (ii )因为CDM ABM ABDC S S S =-四边形△△, 所以当ABM S △最大时,CDMS 最大.1:2AB l y x =AB 平行的直线()1:02l y x p p =+<, 与221123x y +=联立,消y 得222260x px p ++-=,()2244260pp ∆=--=,解得p =p =(舍去),两平行线AB l ,l间的距离25d =,())max1312ABM S AB d =⋅=△,则())max 31CDM S =△.5.(2022·山西祁县中学高三月考(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知(1,0)F ,动点P 到直线6x =的距离等于2||2PF +.动点P 的轨迹记为曲线C . (1)求曲线C 的方程;(2)已知(2,0)A ,过点F 的动直线l 与曲线C 交于B ,D 两点,记AOB ∆和AOD ∆的面积分别为1S 和2S ,求12S S +的最大值.【答案】(1)221123x y +=;(2)3.【分析】(1)设点P (x ,y ),再根据动点P 到直线x =6的距离等于2|PF |+2列出方程化简即可;(2)设直线l 的方程为x =my +1,联立直线与(1)中所得的椭圆方程,得出韦达定理,再得出S 1+S 2=12|OA ||y 1-y 2|关于m 的表达式,换元求解最值即可 【详解】(1)设点P (x ,y ),当6x ≥时,P 到直线x =6的距离显然小于PF ,故不满足题意; 故()62,6x x -=<,即4x -=整理得3x 2+4y 2=12,即24x +23y =1.故曲线C 的方程为24x +23y =1.(2)由题意可知直线l 的斜率不为0,则可设直线l 的方程为x =my +1,B (x 1,y 1),D (x 2,y 2).联立221143x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,, 整理得(3m 2+4)y 2+6my -9=0,Δ>0显然成立, 所以y 1+y 2=-2634m m +,y 1y 2=-2934m +, 所以|y 1-y 2|故S 1+S 2=12|OA ||y 1|+12|OA ||y 2|=12|OA ||y 1-y2|.设t t ≥1,则m 2=t 2-1,则S 1+S 2=21231tt +=1213t t+. 因为t ≥1,所以3t +1t≥4(当且仅当t =1时,等号成立).故S 1+S 2=1213t t+≤3, 即S 1+S 2的最大值为3.6.(2022·西藏拉萨中学高三月考(理))(1)一动圆过定点(1,0)A ,且与定圆22:(1)16C x y ++=相切,求动圆圆心的轨迹E 的方程.(2)直线l 经过点A 且不与x 轴重合,l 与轨迹E 相交于P 、Q 两点,求CPQ ∆的面积的最大值.【答案】(1)22143x y +=;(2)3. 【分析】(1)设动圆圆心为(),M x y ,半径为R .由与定圆22:(1)16C x y ++=相切,且点A 的圆C 内,由||44||MC R MA =-=-,即||||4MC MA +=,利用椭圆的定义求解;(2)设l 的方程为:1x my -=,代入22143x y +=,由121||2CPQSCA y y =⋅-,结合韦达定理求解. 【详解】(1)设动圆圆心为(),M x y ,半径为R .定圆C 的圆心(1,0)C -,半径为4. 点A 的圆C 内.||44||||||4MC R MA MC MA ∴=-=-∴+=,且4AC > ,∴轨迹E 是以C 、A 为焦点,长轴长为4的椭圆,所以椭圆方程为:22143x y +=. (2)设l 的方程为:1x my -=,代入22143x y +=, 得()2234690m y my ++-=,设()()1122,,P x y Q x y ⋅, 则122634m y y m -+=+,122934y y m -=+,121||2CPQSCA y y =⋅-,=令21(1)t m t =+,则1212CPQS=1()9f t t t=+在[1,)+∞为增函数1t ∴=,即0m =时,CPQ S △取最大值3.7.(2022·山东高三模拟预测)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点F 与抛物线28y x =的焦点重合,一条渐近线的倾斜角为30o . (1)求双曲线C 的方程;(2)经过点F 的直线与双曲线的右支交与,A B 两点,与y 轴交与P 点,点P 关于原点的对称点为点Q ,求证:QABS>【答案】(1)2213x y -=;(2)证明见解析.【分析】(1)由题意可得2c =,o tan 30b a ==222c a b =+可求出22,a b ,从而可求出双曲线C 的方程; (2)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为:()2y k x =-,可得()02P k -,,()02Q k ,,将直线方程与双曲线方程联立方程组,消去y ,利用根与系数的关系,从而可表示出()()2222248131QABk k Sk +=-,再由直线与双曲线的右支交与,A B 两点,可得231k >,则2310t k =->,代入上式化简可求得结果 【详解】解:(1)由题意得2c =,o tan 30b a ==222c a b =+ 解得2231a b ==,所以双曲线C 的方程为:2213x y -=(2)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为:()2y k x =-,得()02P k -,,()02Q k ,, 设()11A x y ,,()22B x y ,,联立()22132x y y k x ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩,整理可得()222231121230k x k x k --++=21221231k x x k +=-,212212331k x x k +⋅=- 所以1212QABQPB QPASSSPQ x x =-=-122k x x =- 所以()()2222221212224123124443131QABk k Sk x x x x k k k ⎡⎤+⎛⎫⎡⎤⎢⎥=+-=- ⎪⎣⎦--⎢⎥⎝⎭⎣⎦2()()222248131k k k+=-直线与双曲线右支有两个交点,所以22121222121230,03131k k x x x x k k ++=>⋅=>-- 所以231k >,设2310t k =->,()2221111645334813QABt t St t t ++⎛⎫⋅+⎪⎛⎫⎝⎭==++ ⎪⎝⎭2641564251633383643t ⎛⎫=+->⨯-=⎪⎝⎭所以QAB S >【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线方程的求法,考查直线与双曲线的位置关系,解题的关键是将直线方程与双曲线方程联立后,利用根与系数的有关系,从而可表示出()()2222248131QABk k S k+=-,再结合231k >,换元后求其最小值即可,考查计算能力,属于中档题 8.(2022·全国高三专题练习)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的两个焦点分别为()12,0F -,()22,0F,点(P 在双曲线C 上.(1)求双曲线C 的方程;(2)记O 为坐标原点,过点()0,2Q 的直线l 与双曲线C 交于不同的两点A ,B ,若OAB ∆的面积为求直线l 的方程.【答案】(1)22122x y -=;(2)2y =+和2y =+. 【分析】(1)根据焦点坐标,可得2c =,所以224a b +=,代入双曲线方程,可得()222221044x y a a a-=<<-,将P 点坐标代入,即可求得a 值,即可得答案;(2)设直线l 的方程为2y kx =+,与双曲线C 联立,可得关于x 的一元二次方程,利用韦达定理,可得1212,x x x x +的表达式,代入弦长公式,即可求得AB ,根据点到直线的距离公式,可求得原点到直线l 的距离d ,代入面积公式,结合题意,即可求得k 的值,即可得答案. 【详解】(1)依题意,2c =,所以224a b +=,则双曲线C 的方程为()222221044x y a a a-=<<-,将点P 代入上式,得22252314a a -=-, 解得250a =(舍去)或22a =, 故所求双曲线的方程为22122x y -=.(2)依题意,可设直线l 的方程为2y kx =+,代入双曲线C 的方程并整理,得()221460k x kx ---=.因为直线l 与双曲线C 交于不同的两点,A B ,所以()22210(4)2410k k k ⎧-≠⎪⎨-+->⎪⎩,解得1k k ≠±⎧⎪⎨<⎪⎩(*) 设()()1122,,,A x y B x y ,则12122246,11k x x x x k k +==---,所以||AB =又原点O 到直线l 的距离d =所以11||22OABSd AB =⋅==.又OABS=1=,所以4220k k --=,解得k =(*).故满足条件的直线l 有两条,其方程分别为2y =+和2y =+. 【点睛】解题的关键是熟练掌握弦长公式、点到直线的距离公式等知识,并灵活应用,易错点为:解得k 值,需检验是否满足判别式0∆>的条件,考查计算化简的能力,属中档题.9.(2022·全国高三专题练习)已知双曲线22:1164x y C -=的左、右焦点分别为1F ,2F . (1)求与双曲线C 有共同渐近线且过点()2,3的双曲线标准方程; (2)若P 是双曲线C 上一点,且12150F PF ∠=︒,求12F PF △的面积.【答案】(1)221832y x -=;(2)8-【分析】(1)根据题意,设所求双曲线方程为22(0)164x y k k -=≠,代入点()2,3,求得k 值,即可得答案; (2)不妨设P 在C 的右支上,根据双曲线定义,可得1228PF PF a -==,根据方程可得12F F 的值,在12F PF △中,利用余弦定理可得12PF PF 的值,代入面积公式,即可求得答案. 【详解】(1)因为所求双曲线与22:1164x y C -=共渐近线,所以设该双曲线方程为22(0)164x y k k -=≠, 又该双曲线过点()2,3, 所以49164k -=,解得k =-2, 所以所求双曲线方程为:221832y x -=(2)不妨设P 在C 的右支上,则1228PF PF a -==,122F F c == 在12F PF △中,2222121212121212()280cos15022PF PF F F PF PF PF PF PF PF PF PF +--+-︒===解得1232PF PF =- 所以12F PF △的面积1212111sin (328222F P S F PF PF ∠==⨯-⨯=-【点睛】解题的关键是:掌握共渐近线的双曲线方程的设法,即与22221x y a b-=共渐近线的方程可设为:2222(0)x y k k a b -=≠;与22221x y a b -=共焦点的方程可设为:22221x y a b λλ-=+-,再代入点求解即可,考查分析计算的能力,属中档题.10.(2022·浙江高三开学考试)已知抛物线T :()22y px p N +=∈和椭圆C :2215x y +=,过抛物线T 的焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,线段AB 的中垂线交椭圆C 于M ,N 两点.(1)若F 恰是椭圆C 的焦点,求p 的值;(2)若MN 恰好被AB 平分,求OAB 面积的最大值. 【答案】(1)4p =;(2【分析】(1)根据椭圆方程求出椭圆的焦点坐标,再根据F 恰是椭圆C 的焦点,即可得出答案;(2)设直线l :2p x my =+,()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y M x y N x y ,联立222p x my y px⎧=+⎪⎨⎪=⎩,求得AB 的中点坐标,根据因为MN 恰好被AB 平分,则直线MN 的斜率等于m -,再根据点差法求得直线MN 的斜率,求得2m ,根据由AB 的中点在椭圆内,求得p 的最大值,从而可求得OAB 面积的最大值. 【详解】解:(1)在椭圆中,2224c a b =-=,所以2c =, 因为F 恰是椭圆C 的焦点, 所以22p=,所以4p =; (2)设直线l :2px my =+,()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y M x y N x y , 联立222p x my y px ⎧=+⎪⎨⎪=⎩,得2220y mpy p --=, 则212122,y y mp y y p +=⋅=-,则2122x x m p p +=+,故AB 的中点坐标为2,2p m p mp ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,又因为MN 恰好被AB 平分,则2342x x m p p +=+,342y y mp +=,直线MN 的斜率等于m -,将M 、N 的坐标代入椭圆方程得:223315x y +=,224415x y +=, 两式相减得:()()()()3434343405x x x x y y y y +-++-=, 故234342110y y m x x m-+=--, 即直线MN 的斜率等于22110m m+-, 所以22110m m m+-=-,解得218m =, 由AB 的中点在椭圆内,得2222()15p m p mp ⎛⎫+ ⎪⎝⎭+<,解得26413p <, 因为p Z ∈,所以p 的最大值是2,12y y -== 则OAB面积212122p S y y p =⨯-==≤, 所以,当2p =时,OAB . 11.(2022·普宁市第二中学高三月考)在平面直角坐标系xOy 中,原点为O ,抛物线C 的方程为24x y =,线段AB 是抛物线C 的一条动弦.(1)求抛物线C 的准线方程;(2)求=4OA OB ⋅-,求证:直线AB 恒过定点;(3)过抛物线的焦点F 作互相垂直的两条直线1l 、2l ,1l 与抛物线交于P 、Q 两点,2l 与抛物线交于C 、D 两点,M 、N 分别是线段PQ 、CD 的中点,求FMN 面积的最小值.【答案】(1)准线方程:1y =-;(2)直线AB 恒过定点()0,2,证明见解析;(3)4.【分析】(1)由焦点在y 轴正半轴上,且2p =,即可得准线方程;(2)设直线AB 方程为y kx b =+,与抛物线方程联立由韦达定理和向量数量积的坐标运算,解方程可得b 的值,即可得所过的定点;(3)设1l 的方程为1y kx =+,()33,P x y ,()44,Q x y ,与抛物线方程联立,运用韦达定理和中点坐标公式求M 、N 两点坐标,由两点间距离公式求FM 、FN 的长,再计算12FMN SFM FN ,由基本不等式求最值即可求解.【详解】 (1)由24x y =可得:2p =,焦点为()0,1F ,所以准线方程:1y =-,(2)设直线AB 方程为y kx b =+,()11,A x y ,()22,B x y由24y kx b x y=+⎧⎨=⎩得2440x kx b --=, 所以124x x k +=,124x x b =-,222121212124416x x OA OB x x y y x x b b ⋅=+=+=-+=-, 即2440b b -+=,解得:2b =所以直线2y kx =+过定点()0,2(3)()0,1F ,由题意知直线1l 、2l 的斜率都存在且不为0,设直线1l 的方程为1y kx =+,()33,P x y ,()44,Q x y ,则直线2l 的方程为11y x k=-+, 由241x y y kx ⎧=⎨=+⎩得2440x kx --=, 所以344x x k +=,344x x =-,所以()34122M x x x k =+=,2121M M y kx k =+=+,所以()22,21M k k + 用1k -替换k 可得2N x k =-,221N y k =+,所以222,1N k k⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,所以12FMN S FM FN ====224≥=⨯=,当且仅当221k k =即1k =±时,等号成立, 所以FMN 的面积取最小值4.【点睛】方法点睛:解决圆锥曲线中的范围或最值问题时,若题目的条件和结论能体现出明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下几个方面考虑:①利用判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;②利用已知参数的范围,求出新参数的范围,解题的关键是建立两个参数之间的等量关系;③利用基本不等式求出参数的取值范围;④利用函数值域的求法,确定参数的取值范围.。
高考数学(圆锥曲线)第一轮复习
高考数学(圆锥曲线)第一轮复习资料知识小结一.椭圆第一种定义:平面内与两个定点F 1、F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距.第二种定义:平面内一个动点到一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是小于1的正常数,这个动点的轨迹叫椭圆,定点是椭圆的焦点,定直线叫做椭圆的准线.3.椭圆的标准方程:(1))0(12222>>=+b a b y a x ,焦点:F 1(-c,0),F 2(c,0),其中c=22b a -.(2))0(12222>>=+b a ay b x ,焦点:F 1(0,-c),F 2(0,c),其中c=22b a -.4.椭圆的参数方程:⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x ,(参数θ是椭圆上任意一点的离心率).5.椭圆的几何性质:以标准方程)0(12222>>=+b a by a x 为例:①范围:|x|≤a,|y|≤b;②对称性:对称轴x=0,y=0,对称中心为O(0,0);③顶点A(a,0),A′(-a,0),B(0,b),B′(0,-b);长轴|AA′|=2a,短轴|BB′|=2b;④离心率:e=a c,0<e<1;⑤准线x=±ca 2;⑥焦半径:|PF 1|=a+ex,|PF 2|=a-ex,其中P(x,y)是椭圆上任意一点.二.双曲线1.双曲线的定义(1)双曲线的第一定义:平面内与两定点F 1、F 2的距离差的绝对值等于常数2a(0<2a<|F 1F 2|)的点的轨迹叫双曲线.两定点F 1、F 2是焦点,两焦点间的距离|F 1F 2|是焦距,用2c 表示.常数用2a 表示.(2)双曲线的第二定义:若点M 到一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是一个常数e(e>1) 2.双曲线的标准方程(1)焦点在x 轴上:)0,0(12222>>=-b a by a x ,焦点坐标为F 1(-c,0),F 2(c,0),22b a c +=.(2)焦点在y 轴上: )0,0(12222>>=-b a bx a y ,焦点坐标为F 1(0,-c),F 2(0,c).22b a c +=.3.双曲线简单几何性质:以标准方程)0,0(12222>>=-b a by a x 为例.(1)范围:|x|≥a;即x ≥a,x ≤-a.(2)对称性:对称轴为x=0,y=0;对称中心为O(0,0).(3)顶点:A 1(-a,0),A 2(a,0)为双曲线的两个顶点;线段A 1A 2叫双曲线的实轴,B 1B 2叫双曲线的虚轴,其中B 1(0,b),B 2(0,b).|A 1A 2|=2a,|B 1B 2|=2b.(4)渐近线:双曲线渐近线的方程为y=ab±x;(5)准线:x=ca 2±;(6)离心率:e=ac,e>1. 4.等轴双曲线:x 2-y 2=±a 2,实轴长等于虚轴长,其渐近线方程为y=±x,离心率e=2三.抛物线1.抛物线的定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线,定点不在定直线上.2.开口向右、向左、向上、向下的抛物线及其标准方程的异同点:相同点:(1)原点在抛物线上;(2)对称轴为坐标轴;p 值的意义表示焦点到准线的距离;(3)p>0为常数;(4)p 值等于一次项系数绝对值的一半;(5)准线与对称轴垂直,垂足与焦点关于原点对称,它们与原点的距离等于一次项系数的绝对值的1/4,即2p/4=p/2. 不同点:四.直线与圆锥曲线的位置关系1.关于直线与圆锥曲线的交点问题:一般方法是用解方程组的方法求其交点的坐标.2.判断直线与圆锥曲线交点个数问题:即判断方程组解的个数.3.直线与圆锥曲线位置关系的判定:通法是消去一个未知数若得到的是关于另一未知数的一元二次方程,可用根的判别式∆来判断,注意直线与圆锥曲线相切必有一个公共点,对圆与椭圆来说反之亦对,但对双曲线和抛物线来说直线与其有一公共点,可能是相交的位置关系.4.直线与圆锥曲线相交的弦长计算:(1)连结圆锥曲线上两点的线段称为圆锥曲线的弦;(2)易求出弦端点坐标时用距离公式求弦长;(3)一般情况下,解由直线方程和圆锥曲线方程组成的方程组,得到关于x(或y)的一元二次方程,利用方程组的解与端点坐标的关系,结合韦达定理得到弦长公式:|AB|=]4))[(1(212212x x x x k -++.5.关于相交弦的中点问题:涉及到弦的中点时,常结合韦达定理.6.曲线关于直线对称问题:注意两点关于直线对称的条件:(1)两点连线与该直线垂直;(2)中点在此直线上.7.弦长公式1212||||AB x x y y =-=- 8.焦点弦长:||PF e d=(点P 是圆锥曲线上的任意一点,F 是焦点,d 是P 到相应于焦点F 的准线的距离,e 是离心率)五.轨迹问题1.常见的轨迹:(1)在平面内,到两定点的距离相等的点的轨迹是连接两定点的线段的垂直平分线.(2)平面内到角的两边距离相等的点的轨迹是这个角的平分线.(3)平面内到定点的距离等于定长的点的轨迹是以定点为圆心的圆.(4)平面内到定点的距离与到定直线的距离之比等于常数的点的轨迹是圆锥曲线.当常数大于1时表示双曲线;当常数等于1时,表示抛物线;当常数大于0而小于1时表示椭圆.定点和定直线分别是圆锥曲线的焦点和相应的准线.(5)平面内到定直线的距离等于某一定值的点的轨迹是与这条直线平行的两条直线.2.求动点的轨迹的步骤:(1)建立坐标系,设动点坐标M(x,y);(2)列出动点M(x,y)满足的条件等式;(3)化简方程;(4)验证(可以省略);(5)说明方程的轨迹图形,最后“补漏”和“去掉增多”的点.3.求动点轨迹的常用方法:直接法;定义法;代入法(相关点法);参数法. 4.相关点法(代入法):对于两个动点00(,),(,)P x y Q x y ,点P 在已知曲线上运动导致点Q 运动形成轨迹时,只需根据条件找到这两个点的坐标之间的等量关系并化为00(,)(,)x f x y y g x y =⎧⎨=⎩然后将其代入已知曲线的方程即得到点Q 的轨迹方程.5.参数法(交规法):当动点P 的坐标,x y 之间的直接关系不易建立时,可适当地选取中间变量t ,并用t 表示动点P 的坐标,x y ,从而动点轨迹的参数方程()()x f t y g t =⎧⎨=⎩消去参数t ,便可得到动点P 的的轨迹的普通方程,但要注意方程的等价性,即有t 的范围确定出,x y 的范围.六.圆锥曲线的应用 1.相关点法(代入法):对于两个动点00(,),(,)P x y Q x y ,点P 在已知曲线上运动导致点Q 运动形成轨迹时,只需根据条件找到这两个点的坐标之间的等量关系并化为00(,)(,)x f x y y g x y =⎧⎨=⎩然后将其代入已知曲线的方程即得到点Q 的轨迹方程.2.参数法(交规法):当动点P 的坐标,x y 之间的直接关系不易建立时,可适当地选取中间变量t ,并用t 表示动点P 的坐标,x y ,从而动点轨迹的参数方程()()x f t y g t =⎧⎨=⎩消去参数t ,便可得到动点P 的的轨迹的普通方程,但要注意方程的等价性,即有t 的范围确定出,x y 的范围.试题选讲1.椭圆12222=+by a x (a>b>0)的两焦点为F 1F 2,连接点F1,F 2为边作正三角形,若椭圆恰1-2.已知N (3,1),点A 、B 分别在直线y=x 和y =0上,则△ABN 的周长的最小值是3.一个动圆的圆心在抛物线28y x =上,且动圆恒与直线20x +=相切,则此动圆必经过点______(2,0)________4.抛物线顶点在原点,焦点在y 轴上,其上一点(,1)M m 到焦点的距离为5,则此抛物线的方程为 216x =5.椭圆22221(0)x y a b ab +=>>那么双曲线22221x y ab -=的离心率为6.已知椭圆的焦点是12,,F F P 是椭圆上的一个动点,如果延长1F P 到Q ,使得2PQ PF =,那么动点Q 的轨迹是 圆7.椭圆221123x y +=的焦点是12,F F ,点P 在椭圆上,如果线段1F P 的中点在y 轴上,那么12:PF PF = 7:18.过点(0,1)M 且与抛物线2:4C y x =仅有一个公共点的直线方程是 0,1x y ==及1y x =+9.函数()()1x 1x x 21x f 2≤≤---=的图象为C,则C 与x 轴围成的封闭图形的面积为______2-2π______.10.若椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点分别为21,F F ,抛物线bx y 42=的焦点为M ,若||2||21M F M F =,则此椭圆的离心率为10103101011.已知双曲线)0(122>=-m my x 的右顶点为A ,而B 、C 是双曲线右支上两点,若三角形ABC 为等边三角形,则m 的取值范围是 ),3(+∞ 。
北京市2016届高三数学一轮复习专题突破训练导数及其应用文
北京市2016届高三数学文一轮复习专题突破训练导数及其应用1、(2015年北京高考)设函数()2ln 2x f x k x =-,0k >. (Ⅰ)求()f x 的单调区间和极值;(Ⅱ)证明:若()f x 存在零点,则()f x 在区间(上仅有一个零点.2、(2014年北京高考)已知函数3()23f x x x =-. (Ⅰ)求()f x 在区间[2,1]-上的最大值;(Ⅱ)若过点(1,)P t 存在3条直线与曲线()y f x =相切,求t 的取值范围;(Ⅲ)问过点(1,2),(2,10),(0,2)A B C -分别存在几条直线与曲线()y f x =相切?(只需写出结论)3、(2013年北京高考)已知函数f (x )=x 2+x sin x +cos x .(1)若曲线y =f (x )在点(a ,f (a ))处与直线y =b 相切,求a 与b 的值; (2)若曲线y =f (x )与直线y =b 有两个不同交点,求b 的取值范围.4、(昌平区2015届高三上期末)已知函数() 1.x x f x e xe =--(I )求函数()f x 的最大值; (Ⅱ)设()(),f x g x x= 其中1,0x x >-≠且,证明: ()g x <1.5、(朝阳区2015届高三一模)已知函数()()e xa f x x x=+,a ∈R . (Ⅰ)当0a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程; (Ⅱ)当1a =-时,求证:()f x 在(0,)+∞上为增函数;(Ⅲ)若()f x 在区间(0,1)上有且只有一个极值点,求a 的取值范围.6、(东城区2015届高三二模)已知函数325()2f x x x ax b =+++ ,327()ln 2g x x x x b =+++,(a ,b 为常数).(Ⅰ)若()g x 在1x =处的切线过点(0,5)-,求b 的值;(Ⅱ)设函数()f x 的导函数为()f x ',若关于x 的方程()()f x x xf x '-=有唯一解,求实数b 的取值范围;(Ⅲ)令()()()F x f x g x =-,若函数()F x 存在极值,且所有极值之和大于5ln 2+,求实数a 的取值范围.7、(房山区2015届高三一模)已知函数()ln 1f x x ax =-+,a 是常数,∈a R . (Ⅰ)求曲线)(x f y =在点(1,(1))P f 处的切线l 的方程; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;(III )证明:函数()f x )1(≠x 的图象在直线l 的下方.8、(丰台区2015届高三一模)已知函数1()ln ()f x a x a R x=+∈. (Ⅰ)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(Ⅱ)如果函数()()2g x f x x =-在(0,)+∞上单调递减,求a 的取值范围; (Ⅲ)当0a >时,讨论函数()y f x =零点的个数.9、(丰台区2015届高三二模)已知函数2()e xf x x =.(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)证明:1x ∀,2(,0]x ∈-∞,1224()()ef x f x -≤; (Ⅲ)写出集合{()0}x f x b ∈-=R (b 为常数且b ∈R )中元素的个数(只需写出结论).10、(海淀区2015届高三一模)已知函数1()ln (0)f x a x a x=+≠. (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若存在两条直线1y ax b =+,212()y ax b b b =+≠都是曲线()y f x =的切线,求实数a 的取值范围;(Ⅲ)若{}()0(0,1)x f x ≤⊆,求实数a 的取值范围.11、(海淀区2015届高三二模)已知函数()ln 2f x a x x =-+,其中0a ≠. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)若对任意的1[1,e]x ∈,总存在2[1,e]x ∈,使得12()()4f x f x +=,求实数a 值.12、(石景山区2015(Ⅰ)若函数()f x 在定义域内单调递增,求实数a 的取值范围;x 在[1,4]上恰有两个不等的实根,求实数b 的取值范围;(Ⅲ)设各项为正数的数列{}n a 满足111,ln 2(*)n n n a a a a n N +==++∈,求证:21nn a ≤-.13、(西城区2015届高三二模)已知函数21()1x f x ax -=+,其中a ∈R .(Ⅰ)当14a =-时,求函数()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线方程;(Ⅱ)当0a >时,证明:存在实数0m >,使得对任意的x ,都有()m f x m -≤≤成立; (Ⅲ)当2a =时,是否存在实数k ,使得关于x 的方程()()f x k x a =-仅有负实数解?当12a =-时的情形又如何?(只需写出结论)14、已知函数()=ln +1,f x x ax a R -∈是常数.(Ⅰ)求函数=()y f x 的图象在点(1,(1))P f 处的切线l 的方程; (Ⅱ)证明函数=()(1)y f x x ≠的图象在直线l 的下方; (Ⅲ)若函数=()y f x 有零点,求实数a 的取值范围.15、已知函数3211()()32f x x a x a a =-+∈R . (Ⅰ)若1,a =求函数()[0,2]f x 在上的最大值;(Ⅱ)若对任意(0,+)x ∈∞,有()0f x >恒成立,求a 的取值范围.参考答案 1、所以,()f x 的单调递减区间是,单调递增区间是)+∞;()f x 在x =(1ln )2k k f -=.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,()f x 在区间(0,)+∞上的最小值为(1ln )2k k f -=. 因为()f x 存在零点,所以(1ln )02k k -≤,从而k e ≥.当k e =时,()f x 在区间(1上单调递减,且0f =,所以x =()f x 在区间(1上的唯一零点.当k e >时,()f x 在区间上单调递减,且1(1)02f =>,02e kf -=<,所以()f x 在区间(1上仅有一个零点.综上可知,若()f x 存在零点,则()f x 在区间(1上仅有一个零点. 2、解:(Ⅰ) 由()323f x x x =-得()263f x x '=-.令()0f x '=,得x =或x =.因为()210f -=-,f ⎛= ⎝⎭()11f f ==-⎝⎭所以()f x 在区间[]21-,上的最大值为f ⎛= ⎝⎭(Ⅱ) 设过点()1P t ,的直线与曲线()y f x =相切于点()00x y ,, 则300023y x x =-,且切线斜率为2063k x =-, 所以切线方程为()20063y y x -=-()0x x -,因此()()2000631t y x x -=-- .整理得32004630x x t -++=.设()32463g x x x t =-++,则“过点()1P t ,存在3条直线与曲线()y f x =相切”等价于“()g x 有3个不同零点”. ()()21212121g x x x x x '=-=-.()g x 与()g x '的情况如下:)所以,(0)3g t =+是()g x 的极大值,(1)1g t =+是()g x 的极小值.当(0)30g t =+≤,即3t -≤时,此时()g x 在区间(]1-∞,和(1)+∞,上分别至多有1个零点,所以()g x 至多有2个零点.当(1)10g t =+≥,即1t -≥时,此时()g x 在区间(0)-∞,和[)0+∞,上分别至多有1个零点,所以()g x 至多有2个零点.当()00g >且()10g <,即31t -<<-时,因为()()1702110g t g t -=-<=+>,,所以()g x分别在区间[)10-,,[)01,和[)12,上恰有1个零点.由于()g x 在区间()0-∞,和()1+∞,上单调,所以()g x 分别在区间()0-∞,和[)1-∞,上恰有1个零点. 综上可知,当过点()1P t ,存在3条直线与曲线()y f x =相切时,t 的取值范围是()31--, . (Ⅲ) 过点()12A -, 存在3条直线与曲线()y f x =相切;过点()210B ,存在2条直线与曲线()y f x =相切; 过点()02C ,存在1条直线与曲线()y f x =相切.: 3、解:由f (x )=x 2+x sin x +cos x ,得 f ′(x )=x (2+cos x ).(1)因为曲线y =f (x )在点(a ,f (a ))处与直线y =b 相切,所以f ′(a )=a (2+cos a )=0,b =f (a ).解得a =0,b =f (0)=1. (2)令f ′(x )=0,得x =0. f (x )与f ′(x )的情况如下:所以函数f (x )在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增,f (0)=1是f (x )的最小值.当b ≤1时,曲线y =f (x )与直线y =b 最多只有一个交点;当b >1时,f (-2b )=f (2b )≥4b 2-2b -1>4b -2b -1>b ,f (0)=1<b , 所以存在x 1∈(-2b ,0),x 2∈(0,2b ),使得f (x 1)=f (x 2)=b .由于函数f (x )在区间(-∞,0)和(0,+∞)上均单调,所以当b >1时,曲线y =f (x )与直线y =b 有且仅有两个不同交点.综上可知,如果曲线y =f (x )与直线y =b 有两个不同交点,那么b 的取值范围是(1,+∞). 4、解:(Ⅰ)'(),x f x xe =- …………………2分 当(,0)x ∈-∞时,f '(x )>0,f (x )单调递增; …………………4分 当(0,)x ∈+∞时,f '(x )<0,f (x )单调递减. …………………6分所以f (x )的最大值为f (0)=0.…………………7分(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当0x >时,()0,()0 1.f x g x <<< …………………9分 当10x -<<时,()1g x <等价于().f x x > 设()()h x f x x =-,则'()1x h x xe =--.当(1,0)x ∈-时,01,01,x x e <-<<<则01,x xe <-<从而当(1,0)x ∈-时,'()0h x <,()h x 在(1,0)-单调递减.…………………12分 当(1,0)x ∈-时,()(0)0,h x h >= 即()(0)0,()f x x h f x x ->=>所以, 故g (x )<1. 综上,总有g (x )<1.…………………14分5、解:函数()f x 定义域为{0}x x ≠,322()e xx x ax a f x x ++-'=.(Ⅰ)当0a =时,()e x f x x =⋅,()f x '=(1)e x x +. 所以(1)e,(1)2e f f '==.所以曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是e 2e(1)y x -=-,即2e e =0x y --. ……… 3分(Ⅱ) 当1a =-时,()f x '=3221e xx x x x+-+. 设()g x =321x x x +-+,则2()321(31)(1)g x x x x x '=+-=-+.令()(31)(1)0g x x x '=-+>得,13x >或1x <-,注意到0x >,所以13x >. 令()(31)(1)0g x x x '=-+<得,注意到0x >,得103x <<.所以函数()g x 在1(0,)3上是减函数,在1(,)3+∞上是增函数.所以函数()g x 在13x =时取得最小值,且122()0327g =>. 所以()g x 在(0,)+∞上恒大于零.于是,当(0,)x ∈+∞,()f x '=3221e 0xx x x x+-+>恒成立. 所以当1a =-时,函数()f x 在()0,+∞上为增函数. ……… 7分(Ⅱ)问另一方法提示:当1a =-时,()f x '=3221e xx x x x+-+. 由于3210x x x +-+>在()0,+∞上成立,即可证明函数()f x 在()0,+∞上为增函数.(Ⅲ)(Ⅱ)322()e ()xx x ax af x x ++-'=. 设()h x =32x x ax a ++-,2()32h x x x a '=++.(1) 当0a >时,()0h x '>在(0,)+∞上恒成立,即函数()h x 在(0,)+∞上为增函数.而(0)0h a =-<,(1)20h =>,则函数()h x 在区间()0,1上有且只有一个零点0x ,使0()0f x '=,且在0(0,)x 上,()0f x ¢<,在()0,1x 上,()0f x ¢>,故0x 为函数()f x 在区间()0,1上唯一的极小值点; (2)当0a =时,当x Î()0,1时,2()320h x x x '=+>成立,函数()h x 在区间()0,1上为增函数,又此时(0)0h =,所以函数()0h x >在区间()0,1恒成立,即()0f x ¢>, 故函数()f x 在区间()0,1为单调递增函数,所以()f x 在区间()0,1上无极值; (3)当0a <时,()h x =3232(1)x x ax a x x a x ++-=++-.当()0,1x ∈时,总有()0h x >成立,即()0f x '>成立,故函数()f x 在区间()0,1上为单调递增函数,所以()f x 在区间()0,1上无极值.综上所述0a >. ……… 13分 6、解:(Ⅰ)设()g x 在1x =处的切线方程为5y kx =-,因为21()37,(1)11g x x x g x''=++=, 所以11k =,故切线方程为115y x =-.当1x =时,6y =,将(1,6) 代入327()ln 2g x x x x b =+++, 得32b =. …………………………3分 (Ⅱ)()2'35f x x x a =++,由题意得方程3232535x x ax b x x ax x +++=+++有唯一解,(Ⅲ)2()ln ,F x ax x x =--所以221'()x ax F x x-+=-.因为()F x 存在极值,所以221'()0x ax F x x -+=-=在),0(+∞上有根,即方程0122=+-ax x在),0(+∞上有根,则有2=80a ∆-≥.显然当=0∆时,()F x 无极值,不合题意; 所以方程必有两个不等正根.记方程0122=+-ax x 的两根为21,x x ,则12121022x x a x x ⎧=>⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,,2212121212()()()()(ln ln )F x F x a x x x x x x +=+-+-+21ln 14222-+-=a a >15ln 2- ,解得162>a ,满足0∆>. 又1202ax x +=>,即0a >, 故所求a 的取值范围是),4(+∞. …………………………14分7、解:(Ⅰ)1()=f x a x'- …………………2分 (1)=+1f a -,=(1)=1l k f a '-,所以切线 l 的方程为(1)=(1)l y f k x --,即=(1)y a x -. …………………4分(Ⅱ))(x f 定义域为()+∞,01()=f x a x'-x ax -=1 (1)当0=a 时,()01>='xx f ,)(x f 在()+∞,0为增函数 (2)当0≠a 时, 令01=-x ax 得,0=x 或ax 1= ①当0<a 时,)(x f 在()+∞,0为增函数②当0>a 时,)(x f 在⎪⎭⎫ ⎝⎛a 1,0上是增数,在⎪⎭⎫⎝⎛+∞,1a 是减函数 …………………9分 (Ⅲ)令()=()(1-)=ln +1>0F x f x a x x x x --,,则11()=1=(1)()=0=1.F x x F x x x x''--, 解得 (1)<0F ,所以>0x ∀且1x ≠,()<0F x ,()<(1)f x a x -,即函数=()(1)y f x x ≠的图像在直线 l 的下方. ……………13分 8、解:(Ⅰ)当2a =时,1()2ln f x x x=+,(1)1f =, 所以221()f x x x'=-,(1)1f '=. 所以切线方程为y x =. ……………………3分(Ⅱ)因为()()2g x f x x =-在(0,)+∞上单调递减,等价于21()20a g x x x '=--≤在(0,)+∞恒成立, 变形得12a x x≤+ (0)x >恒成立,而12x x +≥=(当且仅当12x x =,即x =时,等号成立).所以a ≤ ……………………8分(Ⅲ)21()ax f x x-'=. 令()0f x '=,得1x =.所以min ()=()f x f a=ln(1ln )a a a a a+=-. (ⅰ)当0a e <<时,min ()0f x >,所以()f x 在定义域内无零点;(ⅱ)当a e =时,min ()0f x =,所以()f x 在定义域内有唯一的零点; (ⅲ)当a e >时,min ()0f x <,① 因为(1)10f =>,所以()f x 在增区间1(,)a+∞内有唯一零点; ② 21()(2ln )f a a a a =-, 设()2ln h a a a =-,则2()1h a a'=-, 因为a e >,所以()0h a '>,即()h a 在(,)e +∞上单调递增, 所以()()0h a h e >>,即21()0f a >,所以()f x 在减区间1(0,)a内有唯一的零点. 所以a e >时()f x 在定义域内有两个零点.综上所述:当0a e <<时,()f x 在定义域内无零点; 当a e =时,()f x 在定义域内有唯一的零点;当a e >时,()f x 在定义域内有两个零点. ……………………13分 (若用其他方法解题,请酌情给分)9、解:(Ⅰ)()(2)xf x x x e '=+.令()(2)0x f x x x e '=+=,则12x =-,20x =.所以函数()f x 的单调递减区间为(2,0)-,单调递增区间为 (,2)-∞-,(0,)+∞.……………………4分(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知()f x 的单调递增区间为(,2)-∞-,单调递减区间为(2,0)-,所以当(,0]x ∈-∞时,()=f x 最大值24(2)f e -=. 因为当(,2]x ∈-∞-时,()0f x >,(0)0f =,所以当(,0]x ∈-∞时,()=f x 最小值(0)0f =.所以()f x 最大值-()=f x 最小值24e . 所以对1x ∀,2(,0]x ∈-∞,都有12()()f x f x -≤()f x 最大值-()=f x 最小值24e. ……………………10分(Ⅲ)当0b <时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为0;当0b =或24b e >时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为1; 当24b e=时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为2; 当240b e<<时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为3. ……………………13分10、解:(Ⅰ)2211'()(0)a ax f x x x x x -=-=>. ………………1分 当0a <时,'()0f x <,则函数()f x 的单调递减区间是(0,)+∞. ………………2分 当0a >时,令'()0f x =,得1x a=.当x 变化时,'()f x ,()f x 的变化情况如下:所以 ()f x 的单调递减区间是(0,)a ,单调递增区间是(,)a+∞. ………………4分(Ⅱ)因为 存在两条直线1y ax b =+,212()y ax b b b =+≠都是曲线()y f x =的切线,所以 '()f x a =至少有两个不等的正实根. ………………5分 令21ax a x-=得210ax ax -+=,记其两个实根分别为12,x x . 则 21240,10.a a x x a ⎧∆=->⎪⎨=>⎪⎩解得4a >. ………………7分 当4a >时,曲线()y f x =在点1122(,()),(,())x f x x f x 处的切线分别为11()y ax f x ax =+-,22()y ax f x ax =+-.令()()(0)F x f x ax x =->.由'()'()0F x f x a =-=得12,x x x x ==(不妨设12x x <),且当12x x x <<时,'()0F x >,即()F x 在12[,]x x 上是单调函数. 所以 12()()F x F x ≠.所以 11()y ax f x ax =+-,22()y ax f x ax =+-是曲线()y f x =的两条不同的切线. 所以 实数a 的取值范围为(4,)+∞. ………………9分 (Ⅲ)当0a <时,函数()f x 是(0,)+∞内的减函数.因为 1111111(e)ln(e )1e 10eeaaaaaf a ----=+=-+=-<,而1e(0,1)a-∉,不符合题意. ………………11分当0a >时,由(Ⅰ)知:()f x 的最小值是()1()ln 1ln f a a a a a a=-+=⋅-. (ⅰ)若1()0f a >,即0e a <<时,{|()0}(0,1)x f x ≤=∅⊆,所以,0e a <<符合题意.(ⅱ)若1()0f a=,即e a =时,1{|()0}{}(0,1)ex f x ≤=⊆.所以,e a =符合题意.(ⅲ)若1()0f a <,即e a >时,有101a<<. 因为 (1)10f =>,函数()f x 在1(,)a+∞内是增函数, 所以 当1x ≥时,()0f x >.又因为 函数()f x 的定义域为(0,)+∞, 所以 {}()0(0,1)x f x ≤⊆. 所以 e a >符合题意.综上所述,实数a 的取值范围为{|0}a a >. ……………… 14分11、解:(Ⅰ)'()1,0.a a x f x x x x-=-=> ………………2分当0a <时,对(0,)x ∀∈+∞,'()0f x <,所以 ()f x 的单调递减区间为(0,)+∞;………………4分当0a >时,令'()0f x =,得x a =.因为 (0,)x a ∈时,'()0f x >;(,)x a ∈+∞时,'()0f x <.所以 ()f x 的单调递增区间为(0,)a ,单调递减区间为(,)a +∞. ………………6分 (Ⅱ)用max min (),()f x f x 分别表示函数()f x 在[1,e]上的最大值,最小值. 当1a ≤且0a ≠时,由(Ⅰ)知:在[1,e]上,()f x 是减函数. 所以 max ()(1)1f x f ==.因为 对任意的1[1,e]x ∈,2[1,e]x ∈, 12()()2(1)24f x f x f +≤=<,所以对任意的1[1,e]x ∈,不存在2[1,e]x ∈,使得12()()4f x f x +=. ………………8分 当1e a <<时,由(Ⅰ)知:在[1,]a 上,()f x 是增函数,在[,e]a 上,()f x 是减函数. 所以 max ()()ln 2f x f a a a a ==-+. 因为 对11x =,2[1,e]x ∀∈,2(1)()(1)()1ln 2(ln 1)33f f x f f a a a a a a +≤+=+-+=-+<,所以 对11[1,e]x =∈,不存在2[1,e]x ∈,使得12()()4f x f x +=. ………………10分 当e a ≥时,令()4()([1,e])g x f x x =-∈.由(Ⅰ)知:在[1,e]上,()f x 是增函数,进而知()g x 是减函数. 所以 min ()(1)1f x f ==,max ()(e)e 2f x f a ==-+,max ()(1)4(1)g x g f ==-,min ()(e)4(e)g x g f ==-.因为 对任意的1[1,e]x ∈,总存在2[1,e]x ∈,使得12()()4f x f x +=,即12()()f x g x =,所以 (1)(e),(e)(1),f g f g ≥⎧⎨≤⎩即(1)(e)4,(e)(1) 4.f f f f +≥⎧⎨+≤⎩所以 (1)(e)e 34f f a +=-+=,解得e 1a =+. ………………13分综上所述,实数a 的值为e 1+.12、(Ⅰ)函数的定义域为(0,)+∞,221()(0)ax x f x x x+-'=->, ……………2分 依题意()0f x '≥在(0)x >时恒成立,则22121(1)1x a x x-≤=--在(0)x >时恒成立, 当1x =时,21(1)1x--取最小值1-,(,1]a ∴∈-∞-. ………… 4分 (Ⅱ)已知条件等价于方程213ln 042x x x b -+-=在[1,4]上有两个不同的实根, 设213()ln ,[1,4]42g x x x x x =-+∈, xx x x g 2)1)(2()(--=',[1,2)x ∈时,0)(<'x g ,(2,4]x ∈时,0)(>'x g,22ln )2()(min -==g x g 22ln 2)4(,45)1(-=-=g g , ………… 6分由0)4ln 43(412ln 243)4()1(<-=-=-g g ,得)4()1(g g < 则]45,22(ln --∈b ……………8分 (Ⅲ)先证:当0x >时,ln 1x x ≤-. 令1()ln 1()xh x x x h x x-'=-+=,,可证(0,1)x ∈时()h x 单调递增,(1,)x ∈+∞时()h x 单调递减,1x =时0)(max =x h .所以0x >时,ln 1x x ≤-. ……………9分 用以上结论,由,0>n a 可得1ln -≤n n a a .12212ln 1+=++-≤++=∴+n n n n n n a a a a a a ,故),1(211+≤++n n a a ……10分所以当2≥n 时,,21101≤++<-n n a a 211021≤++<--n n a a ,…,,211012≤++<a a相乘得112110-≤++<n n a a . ………12分又,11=a 故n n a 21≤+,即12-≤nn a . ……………13分【注:若有其它解法,请酌情给分.】13、(Ⅰ)解:当14a =-时,函数21()114xf x x -=-, 求导,得22222224(1)3()114(1)4(1)44x x x f x x x -+----'==--, ………………2分因为(1)0f =,(1)43f '=-, ………………3分 所以函数()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线方程为4340x y +-=.………………4分 (Ⅱ)证明:当0a >时,21()1xf x ax-=+的定义域为R . 求导,得22221()(1)ax ax f x ax --'=+, ………………5分令()0f x '=,解得110x =<,211x =+>, ………………6分当x 变化时,()f x '与()f x 的变化情况如下表:………………8分 所以函数()f x 在1(,)x -∞,2(,)x +∞上单调递增,在12(,)x x 上单调递减.又因为(1)0f =,当1x <时,21()01x f x ax-=>+;当1x >时,21()01x f x ax-=<+,所以当1x ≤时,10()()f x f x ≤≤;当1x >时,2()()0f x f x <≤.记12max{()|,()|}||M f x f x =,其中12max{()|,()|}||f x f x 为两数1()||f x , 2()||f x 中最大的数,综上,当0a >时,存在实数[,)m M ∈+∞,使得对任意的实数x ,不等式()m f x m -≤≤恒成立. ………………10分(Ⅲ)解:当12a =-与2a =时,不存在实数k ,使得关于实数x 的方程()()f x k x a =-仅有负实数解. 14、 (Ⅰ)1()=f x a x'- …………………2分 (1)=+1f a -,=(1)=1l k f a '-,所以切线 l 的方程为(1)=(1)l y f k x --,即=(1)y a x -. …………………4分(Ⅱ)令()=()(1-)=ln +1>0F x f x a x x x x --,,则11()=1=(1)()=0=1.F x x F x x x ''--, 解得(1)<0F ,所以>0x ∀且1x ≠,()<0F x ,()<(1)f x a x -,即函数=()(1)y f x x ≠的图像在直线 l 的下方. …………………9分 (Ⅲ)=()y f x 有零点,即()=ln +1=0f x x ax -有解,ln +1=x a x. 令 ln +1()=x g x x ,22ln +11(ln +1)ln ()=()==x x xg x x x x-''-, 解()=0g x '得=1x . 11分 则()g x 在(0,1)上单调递增,在(1,+)∞上单调递减, 当=1x 时,()g x 的最大值为(1)=1g ,所以1a ≤. …………………13分 15、解:(I )当1a =时,311()32f x x x =-+,2'()1f x x =- .............1分 令12'()01, 1.f x x x ==-=,得..................................2分 列表:∴当[0,2]x ∈时,()f x 最大值为()26f =. ………………………7分(Ⅱ)22'()()(),f x x a x a x a =-=-+令12'()0,,.f x x a x a ==-=得 ① 若0,)()0,()a a f x f x '<<∴在(0,-上,单调递减.)()0,()a f x f x '∞>∴在(-,+上,单调递增.所以,()f x 在x a =-时取得最小值()332121()3232a f a a a a a -=-++=+, 因为()2221210,0,()03232a a f a a a <+>-=+<所以.0,0,+()0.a x f x <∈∞>所以当时对任意(),不成立…………………..9分② 若20,()0,()0+a f x x f x '==≥∞所以在(,)上是增函数, 所以当=0()(0)0.a f x f >=时,有……………………………………..10分 ③若0,)()0,()a a f x f x '><在(0,上,所以单调递减.)()0,()a f x f x '∞>在(,+上,所以单调递增.所以,()f x 在x a =取得最小值()332121()3232a f a a a a a =-+=--,令()222121()0,0,0,03232f a a a a a a =-->>-<<<由得,0,()0.a x f x <<>>所以当0对任意都成立综上,a 的取值范围是[0.………………………………13分。
高三数学一轮复习圆锥曲线综合问题
直线与圆锥曲线的位置关系 [典题导入]
(2014· 长春三校调研)在直角坐标系 xOy 中, 点
1 M2,-2 ,
点 F 为抛物线 C:y=mx2(m>0)的焦点,线段 MF 恰被抛物线 C 平分. (1)求 m 的值; (2)过点 M 作直线 l 交抛物线 C 于 A、B 两点,设直线 FA、FM、 FB 的斜率分别为 k1、k2、k3,问 k1、k2、k3 能否成公差不为零的 等差数列?若能,求直线 l 的方程;若不能,请说明理由.
解析
(1)设 A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
[跟踪训练] 2. (2013· 新课标全国卷Ⅱ高考)平面直角坐标系 xOy 中, 过椭圆 M: x2 y2 + =1(a>b>0)右焦点的直线 x+y- 3=0 交 M 于 A,B a2 b2 1 两点,P 为 AB 的中点,且 OP 的斜率为 . 2 (1)求 M 的方程; (2)C,D 为 M 上两点,若四边形 ACBD 的对角线 CD⊥AB,求 四边形 ACBD 面积的最大值.
2 .在利用代数法解决最值与范围问题时常从 以下五个方面考虑: (1) 利用判别式来构造不等关系,从而确定参 数的取值范围; (2) 利用已知参数的范围,求新参数的范围, 解这类问题的核心是在两个参数之间建立等量 关系; (3) 利用隐含或已知的不等关系建立不等式, 从而求出参数的取值范围; (4)利用基本不等式求出参数的取值范围; (5) 利用函数的值域的求法,确定参数的取值 范围.
所以当且仅当 m=1- 7时,u(m)取到最大值. 故当且仅当 m=1- 7时,S 取到最大值. 综上,所求直线 l 的方程为 3x+2y+2 7-2=0.
北京市高三数学一轮复习单元训练 圆锥曲线与方程
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分.考试时间120分钟.第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.双曲线192522=-y x 的渐近线方程为( )A .3x ±4y =0B . 4x ±3y =0C . 3x ±5y =0D .5x ±3y =0【答案】C2.在同一坐标系中,方程22221a x b y +=与20ax by +=(a >b>0)的曲线大致是( )【答案】D3.知F 是椭圆12222=+by a x (a >b>0)的左焦点, P 是椭圆上的一点, PF ⊥x 轴, OP ∥AB(O 为原点), 则该椭圆的离心率是( )A .22 B .42 C .21 D .23 【答案】A4.P 是椭圆14522=+y x 上的一点,1F 和2F 是焦点,若∠F 1PF 2=30°,则△F 1PF 2的面积等于( ) A .3316 B .)32(4- C .)32(16+ D . 16【答案】B5.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线均和圆22:650C x y x +-+=相切,且双曲线的右焦点为圆C 的圆心,则该双曲线的方程为( ) A .22145x y -=B .22154x y -=C .22136x y -=D .22163x y -=【答案】B6.已知F 是椭圆12222=+by a x (a >b>0)的左焦点, P 是椭圆上的一点, PF ⊥x 轴, OP ∥AB(O 为原点), 则该椭圆的离心率是( )A .22 B .42 C .21 D .23 【答案】A7.经过原点且与抛物线23(1)4y x =+-只有一个公共点的直线有多少条?( ) A . 0 B . 1C . 2D . 3【答案】D8.若点O 和点(2,0)F -分别是双曲线2221(a>0)axy -=的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的一点,并且P 点与右焦点'F 的连线垂直x 轴,则线段OP 的长为( )A .313B .339C .37D .321【答案】A9.若双曲线22221(0)x y a b a b-=>>的左右焦点分别为1F 、2F ,线段1F 2F 被抛物线22y bx=的焦点分成7:5的两段,则此双曲线的离心率为( ) A .98B 637C 32D 310【答案】C10.已知双曲线22122x y -=的准线过椭圆22214x y b +=的焦点,则直线2y kx =+与椭圆至多有一个交点的充要条件是( )A . 11,22K ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦B . 11,,22K ⎛⎤⎡⎫∈-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭C . 22K ⎡∈⎢⎣D . 22,,2K ⎛⎡⎫∈-∞+∞ ⎪⎢ ⎪⎝⎣⎭【答案】A11.若方程15222=-+-ky k x 表示双曲线,则实数k 的取值范围是( )A . 2<k<5B . k>5C . k<2或k>5D . 以上答案均不对【答案】C12.若抛物线px y 22=的焦点与双曲线1322=-y x 的右焦点重合,则p 的值为( )A . -4B . 4C . -2D . 2【答案】A第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)13.已知P 为椭圆221259x y += 上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=900,则△F 1PF 2的面积为___________; 【答案】914.已知P 是双曲线)0(1y 4x 222>=-b b 上一点,F 1、F 2是左右焦点,⊿P F 1F 2的三边长成等差数列,且∠F 1 P F 2=120°,则双曲线的离心率等于 【答案】27 15.抛物线C: y 2=4x 上一点Q 到点B(4,1)与到焦点F 的距离和最小,则点Q 的坐标为 。
【备战2016】(北京版)高考数学分项汇编 专题09 圆锥曲线(含解析)文
【备战2016】(北京版)高考数学分项汇编 专题09 圆锥曲线(含解析)文1. 【2008高考北京文第3题】“双曲线的方程为221916x y -=”是“双曲线的准线方程为95x =±”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件2. 【2013高考北京文第7题】双曲线x 2-2y m=1( ).A .m >12B .m ≥1C .m >1D .m >23. 【2011高考北京文第8题】4. 【2007高考北京文第4题】椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的焦点为1F ,2F ,两条准线与x 轴的交点分别为M N ,,若12MN F F ≤2,则该椭圆离心率的取值范围是( )A.102⎛⎤ ⎥⎝⎦,B.0⎛⎝⎦C.112⎡⎫⎪⎢⎣⎭,D.1⎫⎪⎪⎣⎭5. 【2005高考北京文第9题】抛物线y 2=4x 的准线方程是 ;焦点坐标是 .6. 【2013高考北京文第9题】若抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),则p =__________;准线方程为__________.7. 【2009高考北京文第13题】椭圆22192x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,若1||4PF =,则2||PF = ;12F PF ∠的大小为 .8. 【2010高考北京文第13题】已知双曲线22221x ya b-=的离心率为2,焦点与椭圆221259x y+=的焦点相同,那么双曲线的焦点坐标为__________;渐近线方程为__________.9. 【2014高考北京文第10题】设双曲线C的两个焦点为(),),一个顶点式()1,0,则C的方程为 .考点:本小题主要考查双曲线的方程的求解、,,a b c的关系式,考查分析问题与解决问题的能力.10. 【2011高考北京文第10题】已知双曲线2221(0)yx bb-=>的一条渐近线的方程为2y x=,则b= .11. 【2005高考北京文第20题】(本小题共14分)如图,直线l1:y=kx(k>0)与直线l2:y=-kx之间的阴影区域(不含边界)记为W,其左半部分记为W1,右半部分记为W2.(I)分别用不等式组表示W1和W2;(II)若区域W中的动点P(x,y)到l1,l2的距离之积等于d2,求点P的轨迹C的方程;(III)设不过原点O的直线l与(II)中的曲线C相交于M1,M2两点,且与l1,l2分别交于M3,M4两点.求证△OM1M2的重心与△OM3M4的重心重合.12【2006高考北京文第19题】椭圆C : 12222=+by a x (a >b >0)的两个焦点为F 1、F 2,点P 在椭圆C 上,且PF 1⊥F 1F 2,|PF 1|=34,|PF 2|=314. (1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 过圆x 2+y 2+4x -2y =0的圆心M ,交椭圆C 于A 、B 两点,且A 、B 关于点M 对称,求直线l 的方程.13.【2007高考北京文第19题】(本小题共14分)如图,矩形ABCD 的两条对角线相交于点(20)M ,,AB 边所在直线的方程为360x y --=点(11)T -,在AD 边所在直线上.(I )求AD 边所在直线的方程; (II )求矩形ABCD 外接圆的方程;(III )若动圆P 过点(20)N -,,且与矩形ABCD 的外接圆外切,求动圆P 的圆心的轨迹方程.14.【2011高考北京文第19题】(本小题共14分) 已知椭圆2222:1(0)x y G a b a b+=>>右焦点为。
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北京市2016届高三数学文一轮复习专题突破训练圆锥曲线一、填空、选择题1、(2015年北京高考)已知()2,0是双曲线2221y x b-=(0b >)的一个焦点,则b = .2、(2014年北京高考)设双曲线C 的两个焦点为(),),一个顶点式()1,0,则C 的方程为 .3、(2013年北京高考)若抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),则p =________;准线方程为________.4、(昌平区2015届高三上期末)双曲线13:22=-y x C 的离心率是_________;若抛物线mx y 22=与双曲线C 有相同的焦点,则=m _____________.5、(朝阳区2015届高三一模)若抛物线22(0)y px p =>的焦点与双曲线222x y -=的右焦点重合,则p 的值为A .2 C .4 D .6、(东城区2015届高三二模)已知抛物线22y x =上一点P (,2)m ,则m = ,点P 到抛物线的焦点F 的距离为 .7、(房山区2015届高三一模)双曲线22194x y -=的渐近线方程是( )A .23y x =±B .49y x =±C .32y x =±D .94y x =± 8、(丰台区2015届高三一模)双曲线22126x y -=的渐近线方程为 9、(丰台区2015届高三二模)设O 是坐标原点,F 是抛物线2y x =的焦点,A 是抛物线上的一点,FA 与x 轴正向的夹角为6π,则||AF =(A)12(B) 34(C) 1(D) 210、(海淀区2015届高三一模)抛物线2=4x y 的焦点到准线的距离为( ) (A )12(B ) 1 (C )2 (D )411、(海淀区2015届高三二模)以坐标原点为顶点,(1,0)-为焦点的抛物线的方程为12、(西城区2015届高三二模)抛物线24C y x =:的准线l 的方程是____;以C 的焦点为圆心,且与直线l 相切的圆的方程是____.13、已知抛物线22y px =的焦点F 到其准线的距离是8,抛物线的准线与x 轴的交点为K ,点A 在抛物线上且|||AK AF =,则AFK ∆的面积为 ( )A .32B .16C .8D .414、点P 是抛物线24y x =上一点,P 到该抛物线焦点的距离为4,则点P 的横坐标为( ) A .2B .3C .4D .515、已知直线1:4360l x y -+=和直线2:1l x =-,抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 的距离之和的最小值是 ( )A B .2C .115D .3二、解答题1、(2015年北京高考)已知椭圆C :2233x y +=,过点()D 1,0且不过点()2,1E 的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线3x =交于点M . (Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;(Ⅲ)试判断直线BM 与直线D E 的位置关系,并说明理由.2、(2014年北京高考)已知椭圆C :2224x y +=. (Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)设O 为原点,若点A 在直线2y =,点B 在椭圆C 上,且OA OB ⊥,求线段AB 长度的最小值.3、(2013年北京高考)直线y =kx +m (m ≠0)与椭圆W :x 24+y 2=1相交于A ,C 两点,O 是坐标原点.(1)当点B 的坐标为(0,1),且四边形OABC 为菱形时,求AC 的长;(2)当点B 在W 上且不是W 的顶点时,证明:四边形OABC 不可能为菱形.4、(昌平区2015届高三上期末)已知椭圆C :22221(0)y x a b a b +=>>,其四个顶点组成的菱形的面积是O 为坐标原点,若点A 在直线2=x 上,点B 在椭圆C 上,且OA OB ⊥.(I ) 求椭圆C 的方程; (II )求线段AB 长度的最小值; (III )试判断直线AB 与圆222x y +=的位置关系,并证明你的结论.5、(朝阳区2015届高三一模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的两个焦点分别为12(2,0),(2,0)F F -2F 的直线l (斜率不为0)与椭圆C 交于,A B 两点,线段AB 的中点为D ,O 为坐标原点,直线OD 交椭圆于,M N 两点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)当四边形12MF NF 为矩形时,求直线l 的方程.6、(东城区2015届高三二模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>上的左、右顶点分别为A ,B ,1F 为左焦点,且12AF =,又椭圆C 过点.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)点P 和Q 分别在椭圆C 和圆22+16x y =上(点,A B 除外),设直线PB ,QB 的斜率分别为1k ,2k ,若1234k k =,证明:A ,P ,Q 三点共线.7、(房山区2015届高三一模)已知椭圆W :12222=+by a x )0(>>b a 的离心率为21,Q 是椭圆上的任意一点,且点Q 到椭圆左右焦点1F ,2F 的距离和为4. (Ⅰ)求椭圆W 的标准方程;(Ⅱ)经过点()1,0且互相垂直的直线1l 、2l 分别与椭圆交于A 、B 和C 、D 两点(A 、B 、C 、D 都不与椭圆的顶点重合),E 、F 分别是线段AB 、CD 的中点,O 为坐标原点,若OE k 、OFk 分别是直线OE 、OF 的斜率,求证:OE OF k k ⋅为定值.8、(丰台区2015届高三一模)已知椭圆C :2236x y +=的右焦点为F .(Ⅰ)求点F 的坐标和椭圆C 的离心率;(Ⅱ)直线l :y kx m =+(0)k ≠过点F ,且与椭圆C 交于P ,Q 两点,如果点P 关于x 轴的对称点为P ',判断直线P Q '是否经过x 轴上的定点,如果经过,求出该定点坐标;如果不经过,说明理由.9、(丰台区2015届高三二模)已知椭圆C :22221x y a b+=(0)a b >>的右焦点为F ,上下两个顶点与点F 恰好是正三角形的三个顶点.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)过原点O 的直线l 与椭圆交于A ,B 两点,如果△FAB 为直角三角形,求直线l 的方程.10、(海淀区2015届高三一模)已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>过点(0,1)A -,且离心率e =(Ⅰ)求椭圆M 的方程;(Ⅱ)若椭圆M 上存在点,B C 关于直线1y kx =-对称,求k 的所有取值构成的集合S ,并证明对于k S ∀∈,BC 的中点恒在一条定直线上.11、(海淀区2015届高三二模)已知椭圆22:14x C y +=,点D 为椭圆C 的左顶点. 对于正常数λ,如果存在过点00(,0)(22)M x x -<<的直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,使得AOB AOD S S λ∆∆=,则称点M 为椭圆C 的“λ分点”.(Ⅰ)判断点1,0M ()是否为椭圆C 的“1分点”,并说明理由; (Ⅱ)证明:点10M (,)不是椭圆C 的“2分点”;(Ⅲ)如果点M 为椭圆C 的“2分点”,写出0x 的取值范围. (直接写出结果)12、(石景山区2015届高三一模)如图,已知椭圆C短轴的右端点为B , M (1,0)为线段OB 的中点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过点M 任意作一条直线与椭圆C 相交于两点P ,Q 试问在x 轴上是否存在定点N ,使得∠PNM =∠QNM ? 若存在,求出点N 的坐标;若不存在,说明理由.13、(西城区2015届高三二模)设1F ,2F 分别为椭圆2222 + 1(0)x y E a b a b=>>:的左、右焦点,点A 为椭圆E 的左顶点,点B 为椭圆E 的上顶点,且||2AB =. (Ⅰ)若椭圆E3E 的方程;(Ⅱ)设P 为椭圆E 上一点,且在第一象限内,直线2F P 与y 轴相交于点Q . 若以PQ 为直径的圆经过点1F ,证明:点P 在直线20x y +-=上.14、已知椭圆M :2221(0)3x y a a +=>的一个焦点为(1,0)F -,左右顶点分别为A ,B .经过点F 的直线l 与椭圆M 交于C ,D 两点. (Ⅰ)求椭圆方程;(Ⅱ)当直线l 的倾斜角为45时,求线段CD 的长;(Ⅲ)记ABD ∆与ABC ∆的面积分别为1S 和2S ,求12||S S -的最大值.15、已知椭圆的中心在原点O ,短半轴的端点到其右焦点()2,0F过焦点F 作直线l ,交椭圆于,A B 两点.(Ⅰ)求这个椭圆的标准方程;(Ⅱ)若椭圆上有一点C ,使四边形AOBC 恰好为平行四边形,求直线l 的斜率.参考答案一、填空、选择题1、【解析】试题分析:由题意知2,1c a ==,2223b c a =-=,所以b =2、【答案】122=-y x 【解析】由题意知:1,2==a c ,所以1222=-=a c b ,又因为双曲线的焦点在x 轴上,所以C的方程为122=-y x .3、2 x =-1 [解析] ∵抛物线y 2=2px 的焦点坐标为(1,0),∴p2=1,解得p =2,∴准线方程为x =-1.4、332; 4± 5、C 6、2,527、A8、y = 9、C 10、C 11、24y x =-12、1x =-, 22(1)4x y -+= 13、 【答案】A解:由题意知8p =,所以抛物线方程为216y x =,焦点(4,0)F ,准线方程4x =-,即(4,0)K -,设2(,)16y A y ,过A 做AM 垂直于准线于M,由抛物线的定义可知AM AF =,所以AK AF ==,即AM MK =,所以2(4)16y y --=,整理得216640y y -+=,即2(8)0y -=,所以8y =,所以11883222AFK S KF y ∆==⨯⨯=,选A. 14、 【答案】B解:抛物线的准线为1x =-,根据抛物线的对应可知,P 到该抛物线焦点的距离等于P 到该准线的距离,即(1)4x --=,所以3x =,即点P 的横坐标为3,选B. 15、【答案】B解:因为抛物线的方程为24y x =,所以焦点坐标(1,0)F ,准线方程为1x =-。
所以设P 到准线的距离为PB ,则PB PF =。
P 到直线1:4360l x y -+=的距离为PA ,所以P A P B P A P F FD +=+≥,其中FD 为焦点到直线4360x y -+=的距离,所以1025FD ===,所以距离之和最小值是2,选B.二、解答题1、【答案】(1)3(2)1;(3)直线BM 与直线DE 平行. 【解析】试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程及其几何性质、直线的斜率、两直线的位置关系等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,先将椭圆方程化为标准方程,得到a ,b ,c 的值,再利用ce a=计算离心率;第二问,由直线AB 的特殊位置,设出A ,B 点坐标,设出直线AE 的方程,由于直线AE 与x=3相交于M 点,所以得到M 点坐标,利用点B 、点M 的坐标,求直线BM 的斜率;第三问,分直线AB 的斜率存在和不存在两种情况进行讨论,第一种情况,直接分析即可得出结论,第二种情况,先设出直线AB 和直线AE 的方程,将椭圆方程与直线AB 的方程联立,消参,得到12x x +和12x x ,代入到1BM k -中,只需计算出等于0即可证明BM DE k k =,即两直线平行.试题解析:(Ⅰ)椭圆C 的标准方程为2213x y +=.所以a =1b =,c =所以椭圆C的离心率c e a ==. (Ⅱ)因为AB 过点(1,0)D 且垂直于x 轴,所以可设1(1,)A y ,1(1,)B y -. 直线AE 的方程为11(1)(2)y y x -=--. 令3x =,得1(3,2)M y -. 所以直线BM 的斜率112131BM y y k -+==-.(Ⅲ)直线BM 与直线DE 平行.证明如下:当直线AB 的斜率不存在时,由(Ⅱ)可知1BM k =. 又因为直线DE 的斜率10121DE k -==-,所以//BM DE . 当直线AB 的斜率存在时,设其方程为(1)(1)y k x k =-≠. 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则直线AE 的方程为1111(2)2y y x x --=--.令3x =,得点1113(3,)2y x M x +--.由2233(1)x y y k x ⎧+=⎨=-⎩,得2222(13)6330k x k x k +-+-=. 所以2122613k x x k +=+,21223313k x x k-=+.2、解:(Ⅰ)由题意,椭圆C 的标准方程为22142x y +=.所以24a =,22b =,从而2222c a b =-=. 因此2a =,c =C的离心率c e a ==. (Ⅱ)设点A ,B 的坐标分别为()2t ,,()00x y ,,其中00x ≠. 因为OA OB ⊥, 所以0OA OB ⋅=, 即0020tx y +=,解得02y t x =-. 又22024x y +=,所以()()222002AB x t y =-+-()22000022y x y x ⎛⎫=++- ⎪⎝⎭22202044y x y x =+++()2202224442x x x x --=+++ ()22002084042x x x =++<≤. 因为()22002084042x x x +<≥≤,且当204x =时等号成立,所以28AB ≥. 故线段AB长度的最小值为3、解:(1)因为四边形OABC 为菱形,所以AC 与OB 相互垂直平分.所以可设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,12,代入椭圆方程得t 24+14=1,即t =± 3.所以|AC |=2 3.(2)证明:假设四边形OABC 为菱形.因为点B 不是W 的顶点,且AC ⊥OB ,所以k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=4,y =kx +m 消y 并整理得 (1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-4=0. 设A (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则 x 1+x 22=-4km 1+4k 2,y 1+y 22=k ·x 1+x 22+m =m1+4k2. 所以AC 的中点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4km 1+4k 2,m 1+4k 2. 因为M 为AC 和OB 的交点,且m ≠0,k ≠0,所以直线OB 的斜率为-14k.因为k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-14k ≠-1,所以AC 与OB 不垂直. 所以OABC 不是菱形,与假设矛盾.所以当点B 不是W 的顶点时,四边形OABC 不可能是菱形.4、解:(I)由题意22c e a ab ⎧==⎪⎨⎪=⎩,解得224,2a b ==.故椭圆C 的标准方程为22142y x +=. ……………3分(II )设点A ,B 的坐标分别为00(2,),(,)t x y ,其中00≠y ,因为OA OB ⊥,所以0OA OB ⋅=uu r uu u r,即0020+=x ty , ……………4分解得02=-x t y ,又220024+=x y , 所以22200||(2)()=-+-AB x y t=2200002(2)()-++x x y y =2220002044+++x x y y=2220002042(4)42--+++y y y y =2200284(04)2++<≤y y y ,……………5分因为22002084(04)2+≥<≤y y y ,当且仅当204=y 时等号成立,所以2||8AB ≥,故线段AB长度的最小值为……………7分 (III )直线AB 与圆222x y +=相切. ……………8分 证明如下:设点A,B 的坐标分别为00(,)x y ,(2,)t ,其中00y ≠.因为OA OB ⊥,所以0OA OB ⋅=,即0020x ty +=,解得02x t y =-. ……………9分 直线AB 的方程为00(2)2y ty t x x --=--, 即0000()(2)20y t x x y y tx ----+=, ……………10分 圆心O 到直线AB的距离d =, ……………11分由220024y x +=,02x t y =-,故d ===,所以 直线AB 与圆222x y +=相切. ……………13分 5、解:(Ⅰ)由题意可得2222,,c c a a b c =⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩解得a =b =故椭圆的方程为22162x y +=. ……… 5分 (Ⅱ)由题意可知直线l 斜率存在,设其方程为(2)y k x =-,点11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)M x y ,33(,)N x y --,由221,62(2),x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩得2222(13)121260k x k x k +-+-=, 所以21221213k x x k+=+. 因为121224(4)13ky y k x x k -+=+-=+,所以AB 中点22262(,)1313k kD k k -++. 因此直线OD 方程为30x ky +=()0k ¹.由2230,1,62x ky x y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩解得232213y k =+,333x ky =-. 因为四边形12MF NF 为矩形,所以220F M F N ⋅=, 即3333(2,)(2,)0x y x y -⋅---=. 所以223340x y --=.所以222(91)4013k k +-=+.解得3k =±.故直线l的方程为2)3y x =±-. ……… 14分 6、解:(Ⅰ)由已知可得2a c -=,b =22212b a c =-=,解得4a =.故所求椭圆C 的方程为2211612x y +=. …………………………5分 (Ⅱ)由(Ⅰ)知(4,0)A -,(4,0)B .设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,所以2111121114416PA y y y k k x x x ⋅=⋅=+--. 因为11(,)P x y 在椭圆C 上,所以221111612x y +=,即22113124y x =-. 所以2112131234164PA x k k x -⋅==--. 又因为1234k k =, 所以21PA k k ⋅=-. (1)由已知点22(,)Q x y 在圆2216x y +=上,AB 为圆的直径, 所以QA QB ⊥.所以21QA k k ⋅=-. (2) 由(1)(2)可得PA QA k k =. 因为直线PA ,QA 有共同点A ,所以A ,P ,Q 三点共线. …………………………14分7、解:(Ⅰ)∵点Q 到椭圆左右焦点的距离和为4. ∴24a =,2a =.又12c e a ==,∴1c =,2223b a c =-=. ∴椭圆W 的标准方程为:22143x y +=…………………5分 (Ⅱ)∵直线1l 、2l 经过点(0,1)且互相垂直,又A 、B 、C 、D 都不与椭圆的顶点重合 ∴设1l :1y kx =+,2l :11y x k=-+;点11(,)A x y 、22(,)B x y 、(,)E E E x y 、(,)F F F x y 由221143y kx x y=+⎧⎪⎨+=⎪⎩得22(34)880k x kx ++-= ∵点(0,1)在椭圆内,∴△0>∴122834kx x k +=-+,∴1224234E x x kx k+==-+,23134E E y kx k =+=+ ∴34E OE E y k x k==- 同理33144()F OF Fy kk x K ==-=-∴916OE OF k k ⋅=-…………………14分8、解: (Ⅰ)因为椭圆C :22162x y +=所以焦点(2,0)F,离心率e =……………………4分(Ⅱ)直线l :y kx m =+(0)k ≠过点F ,所以2m k =-,所以l :(2)y k x =-.由2236(2)x y y k x ⎧+=⎨=-⎩,得2222(31)121260.k x k x k +-+-=(依题意 0∆>). 设 11(,)P x y ,22(,)Q x y ,则21221231k x x k +=+,2122126.31k x x k -=+ . 因为点P 关于x 轴的对称点为P ',则11(,)P x y '-.所以,直线P Q '的方程可以设为211121()y y y y x x x x ++=--,令0y =,2111211211212x y x y x y x y x x y y y y -+=+=++211212(2)(2)(4)kx x kx x k x x -+-=+-12121222()(4)x x x x x x -+=+-2222221261222313112(4)31k k k k k k --++=-+ 3=. 所以直线P Q '过x 轴上定点(3,0). ……………………14分9、解:(Ⅰ)因为椭圆C的右焦点为F,则c =因为上下两个顶点与F 恰好是正三角形的三个顶点,所以1b =,2a =.所以椭圆C 的标准方程为2214x y +=. ……………………4分 (Ⅱ)依题意,当△FAB 为直角三角形时,显然直线l 斜率存在,可设直线l 方程为y kx =,设11(,)A x y ,22(,)B x y . (ⅰ)当FA FB ⊥时,11()FA x y =,22()FB x y =.2244y kx x y =⎧⎨+=⎩,消y 得22(41)40k x +-=. 所以120x x +=,122441x x k =-+.212121212((1))3FA FB x x y y k x x x x ⋅=+=+++224(1)3041k k -=+⋅+=+.解得4k =±. ……………………9分 此时直线l的方程为y x =. (ⅱ)当FA 与FB 不垂直时,根据椭圆的对称性,不妨设2FAB π∠=.也就是点A 既在椭圆上,又在以OF 为直径的圆上.所以22112221114(x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得1x =,1y =所以11y k x == 此时直线l的方程为y x =. 综上所述,直线l的方程为y x =或y =. ……………………14分 10、解:(Ⅰ)因为 椭圆M 过点(0,1)A -,所以 1b =. ………………1分 因为222 2c e a b c a ===+, 所以 2a =.所以 椭圆M 的方程为22 1.4x y += ………………3分(Ⅱ)方法一: 依题意得0k ≠.因为 椭圆M 上存在点,B C 关于直线1y kx =-对称,所以 直线BC 与直线1y kx =-垂直,且线段BC 的中点在直线1y kx =-上. 设直线BC 的方程为11221,(,),(,)y x t B x y C x y k=-+. 由221,44y x t k x y ⎧=-+⎪⎨⎪+=⎩得 22222(4)8440k x ktx k t k +-+-=. ………………5分由2222222222644(4)(44)16(4)0k t k k t k k k t k ∆=-+-=-+>, 得22240k t k --<.(*) 因为 12284ktx x k +=+, ………………7分所以 BC 的中点坐标为2224(,)44kt k tk k ++.又线段BC 的中点在直线1y kx =-上,所以 2224144k t ktk k k =-++.所以 22314k t k =+. ………………9分代入(*),得2k <-或2k >.所以 {|S k k k =<>或. ………………11分 因为 22143k t k =+,所以 对于k S ∀∈,线段BC 中点的纵坐标恒为13,即线段BC 的中点总在直线13y =上. ………………13分方法二:因为 点(0,1)A -在直线1y kx =-上,且,B C 关于直线1y kx =-对称, 所以 AB AC =,且0k ≠.设1122(,),(,)B x y C x y (12y y ≠),BC 的中点为000(,)(0)x y x ≠.则22221122(1)(1)x y x y ++=++. ………………6分 又,B C 在椭圆M 上,所以 2222112244,44x y x y =-=-.所以 2222112244(1)44(1)y y y y -++=-++. 化简,得 2212123()2()y y y y -=-. 所以 120123y y y +==. ………………9分 又因为 BC 的中点在直线1y kx =-上,所以 001y kx =-. 所以 043x k=. 由221,413x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩可得x =±所以4033k <<,或4033k -<<,即2k <-,或2k >. 所以{|S k k k =<>或. ………………12分 所以 对于k S ∀∈,线段BC 中点的纵坐标恒为13,即线段BC 的中点总在直线13y =上. ………………13分11、(Ⅰ)解:点10M (,)是椭圆C 的“1分点”,理由如下: ………………1分当直线l 的方程为1x =时,由2114y +=可得(1,A B .(不妨假设点A 在x 轴的上方) 所以1=12AOB S ∆⨯,1=22AOD S ∆⨯所以AOB AOD S S ∆∆=,即点10M (,)是椭圆C 的“1分点”. ………………4分(Ⅱ)证明:假设点M 为椭圆C 的“2分点”,则存在过点M 的直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,使得2AOB AOD S S ∆∆=.显然直线l 不与y 轴垂直,设:1l x my =+,1122(,),(,)A x y B x y .由221,41x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得 22(4)230m y my ++-=. 所以 12224m y y m -+=+, ① 12234y y m -=+. ② ………………6分 因为 2AOB AOD S S ∆∆=,所以 12111(||||)22||22y y y +=⋅⋅,即21||3||y y =. ………………8分由②可知120y y <,所以213y y =-. ③将③代入①中得 124my m =+, ④ 将③代入②中得21214y m =+, ⑤将④代入⑤中得 2214m m =+,无解. 所以 点10M (,)不是椭圆C 的“2分点”. ………………10分(Ⅲ)0x 的取值范围为(2,1)(1,2)--. ………………14分12、(Ⅰ)由题意知, 2b = …………………1分由e =a = …………………3分 椭圆方程为22148x y +=. …………………4分 (Ⅱ)若存在满足条件的点N ,坐标为(t ,0),其中t 为常数. 由题意直线PQ 的斜率不为0,直线PQ 的方程可设为:1x my =+,()m R ∈ …………………5分 设1122(,),(,)P x y Q x y ,联立221,148x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去x 得:22(12)460m y my ++-=, …………………7分221624(12)0m m ∆=++>恒成立,所以12122246,1212m y +y =y y =m m --++ ……8分 由PNM QNM ∠=∠知:+0PN QN k k = …………………9分1212,PN QN y yk k x t x t==--, 即12120y y x t x t +=--,即121211y y my t my t=-+-+-, …………………10分 展开整理得12122(1)()0my y t y y +-+=,即222(6)4(1)0,1212m m t m m ---+=++ …………………12分即(4)0m t -=,又m 不恒为0,=4t ∴.故满足条件的点N 存在,坐标为(40),……14分 13、(Ⅰ)解:设c由题意,得224a b +=,且c a = ………………2分解得a =1b =,c =………………4分所以椭圆E 的方程为2213x y +=. ………………5分(Ⅱ)解:由题意,得224a b +=,所以椭圆E 的方程为222214x y a a +=-,则1(,0)F c -,2(,0)F c,c =. 设00(,)P x y ,由题意,知0x c ≠,则直线1F P 的斜率10F P y k x c=+, ………………6分 直线2F P 的斜率200F P y k x c=-, 所以直线2F P 的方程为00()y y x c x c=--, 当0x =时,00y cy x c -=-,即点00(0,)Q y c x c--, 所以直线1F Q 的斜率为1F Q y k c x =-, ………………8分 因为以PQ 为直径的圆经过点1F , 所以11PF FQ ⊥.所以1100001F P F Q y yk k x c c x ⨯=⨯=-+-, ………………10分 化简,得22200(24)y x a =--, ○1 又因为P 为椭圆E 上一点,且在第一象限内,所以22002214x y a a +=-,00x >,00y >, ○2由○1○2,解得202a x =,20122y a =-, ………………12分所以002x y +=,即点P 在直线20x y +-=上. ………………14分14、解:(I )因为(1,0)F -为椭圆的焦点,所以1,c =又23,b =所以24,a =所以椭圆方程为22143x y += ………………3分(Ⅱ)因为直线的倾斜角为45,所以直线的斜率为1,所以直线方程为1y x =+,和椭圆方程联立得到221431x y y x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消掉y ,得到27880x x +-= ………………5分 所以121288288,,77x x x x ∆=+=-=所以1224||||7CD x x =-= ………………7分(Ⅲ)当直线l 无斜率时,直线方程为1x =-, 此时33(1,),(1,)22D C ---, ,ABD ABC ∆∆面积相等,12||0S S -= ………………8分当直线l 斜率存在(显然0k ≠)时,设直线方程为(1)(0)y k x k =+≠,设1122(,),(,)C x y D x y 和椭圆方程联立得到22143(1)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消掉y 得2222(34)84120k x k x k+++-=显然0∆>,方程有根,且221212228412,3434k k x x x x k k -+=-=++ ………………10分此时122121|||2||||||2||S S y y y y -=-=+212|(1)(1)|k x k x =+++21212||2|()2|34k k x x k k =++=+ ………………12分因为0k ≠,上式1234||||k k =≤==+k = 所以12||S S -………………14分15、解: (Ⅰ)由已知,可设椭圆方程为()222210x y a b a b+=>>,…………………… 1分 则a =2c =. …………………………………………2分所以b == …………………………………3分所以 椭圆方程为221106x y +=. …………………………………………4分 (Ⅱ)若直线l x ⊥轴,则平行四边形AOBC 中,点C 与点O 关于直线l 对称,此时点C 坐标为()2,0c .因为2c a > ,所以点C 在椭圆外,所以直线l 与x 轴不垂直. …………………………………………6分于是,设直线l 的方程为()2y k x =-,点()11,A x y ,()22,B x y , …7分 则()221,1062,x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩整理得,()2222352020300k x k x k +-+-= … 8分21222035k x x k+=+, ………………………………………… 9分 所以 1221235k y y k+=-+. ……………………………………… 10分 因为 四边形AOBC 为平行四边形, 所以 OA OB OC +=, ……………………………………… 11分所以 点C 的坐标为2222012,3535k k kk ⎛⎫- ⎪++⎝⎭, ……………………………12分 所以 22222201235351106k k k k ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭+=, ……………………………13分 解得21k =,所以1k =±. ………………………………14分。