18.(2009湖北卷理)(本小題滿分14分)(注意:在試題卷上作答無效)
過拋物線
的對稱軸上一點(diǎn)
的直線與拋物線相交于M、N兩點(diǎn),自M、N向直線
作垂線,垂足分別為
、
。
(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),求證:
⊥
;
(Ⅱ)記![]()
、
、
的面積分別為
、
、
,是否存在
,使得對任意的
,都有
成立。若存在,求出
的值;若不存在,說明理由。
20題。本小題主要考察拋物線的定義和幾何性質(zhì)等平面解析幾何的基礎(chǔ)知識,考查綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行推理運(yùn)算的能力。(14分)
解:依題意,可設(shè)直線MN的方程為
,則有21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
![]()
由
消去x可得
從而有
①
于是
、
又由
,
可得
、
(Ⅰ)如圖1,當(dāng)
時(shí),點(diǎn)
即為拋物線的焦點(diǎn),
為其準(zhǔn)線![]()
此時(shí)
①可得![]()
證法1:![]()
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
證法2:![]()
![]()
![]()
![]()
(Ⅱ)存在
,使得對任意的
,都有
成立,證明如下:
證法1:記直線
與x軸的交點(diǎn)為
,則
。于是有
![]()
將①、②、③代入上式化簡可得
![]()
上式恒成立,即對任意
成立
證法2:如圖2,連接
,則由
可得
,所以直線
經(jīng)過原點(diǎn)O,
同理可證直線
也經(jīng)過原點(diǎn)O
又
設(shè)
則
![]()
17.(2009天津卷文)(本小題滿分14分)
已知橢圓
(
)的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為
,過點(diǎn)
的直線與橢圓相交于點(diǎn)A,B兩點(diǎn),且![]()
(Ⅰ求橢圓的離心率
(Ⅱ)直線AB的斜率;
(Ⅲ)設(shè)點(diǎn)C與點(diǎn)A關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱,直線
上有一點(diǎn)H(m,n)(
)在
的外接圓上,求
的值。
[答案](1)
(2)
(3)![]()
[解析]
(1)解:由
,得
,從而
,整理得
,故離心率![]()
(2)解:由(1)知,
,所以橢圓的方程可以寫為![]()
設(shè)直線AB的方程為
即![]()
由已知設(shè)
則它們的坐標(biāo)滿足方程組
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
消去y整理,得![]()
依題意,![]()
而
,有題設(shè)知,點(diǎn)B為線段AE的中點(diǎn),所以![]()
聯(lián)立三式,解得
,將結(jié)果代入韋達(dá)定理中解得![]()
(3)由(2)知,
,當(dāng)
時(shí),得A
由已知得![]()
線段
的垂直平分線l的方程為
直線l與x軸的交點(diǎn)
是
的外接圓的圓心,因此外接圓的方程為![]()
直線
的方程為
,于是點(diǎn)
滿足方程組
由
,解得
,故![]()
當(dāng)
時(shí),同理可得![]()
[考點(diǎn)定位]本小題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),直線方程,圓的方程等基礎(chǔ)知識?疾橛么鷶(shù)方法研究圓錐曲線的性質(zhì)和數(shù)形結(jié)合的思想,考查運(yùn)算能力和推理能力。
16.(2009江西卷理)(本小題滿分12分)
已知點(diǎn)
為雙曲線
(
為正常數(shù))上任一點(diǎn),
為雙曲線的右焦點(diǎn),過
作右準(zhǔn)線的垂線,垂足為
,連接
并延長交
軸于
. 21世紀(jì)教育網(wǎng)
(1) 求線段![]()
的中點(diǎn)
的軌跡
的方程;
(2) 設(shè)軌跡
與
軸交于
兩點(diǎn),在
上任取一點(diǎn)
,直線
分別交
軸于
兩點(diǎn).求證:以
為直徑的圓過兩定點(diǎn).
解: (1) 由已知得
,則直線
的方程為:
,
令
得
,即
,
設(shè)
,則
,即
代入
得:
,
即
的軌跡
的方程為
. 21世紀(jì)教育網(wǎng)
(2) 在
中令
得
,則不妨設(shè)
,
于是直線
的方程為:
,
直線
的方程為:
,
則
,
則以
為直徑的圓的方程為: ![]()
,
令
得:
,而
在
上,則
,
于是
,即以
為直徑的圓過兩定點(diǎn)
.
15.(2009江西卷文)(本小題滿分14分)
如圖,已知圓![]()
是橢圓
的內(nèi)接△
的內(nèi)切圓, 其中
為橢圓的左頂點(diǎn).
(1)求圓
的半徑
;
(2)過點(diǎn)
作圓
的兩條切線交橢圓于
兩點(diǎn),
|
|
解: (1)設(shè)![]()
,過圓心
作
于
,
交長軸于![]()
由
得
,
即
(1)
而點(diǎn)![]()
在橢圓上,
(2)
由(1)、 (2)式得
,解得
或
(舍去)
(2) 設(shè)過點(diǎn)
與圓
相切的直線方程為:
(3)
則
,即
(4)
解得![]()
將(3)代入
得
,則異于零的解為![]()
設(shè)
,
,則![]()
則直線
的斜率為:![]()
于是直線
的方程為:
即![]()
則圓心
到直線
的距離
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
故結(jié)論成立.
14.(2009安徽卷文)(本小題滿分12分)
已知橢圓
(a>b>0)的離心率為
,以原點(diǎn)為圓心。橢圓短半軸長半徑的
圓與直線y=x+2相切,
(Ⅰ)求a與b;21世紀(jì)教育網(wǎng)
(Ⅱ)設(shè)該橢圓的左,右焦點(diǎn)分別為
和
,直線
過
且與x軸垂直,動(dòng)直線
與y軸垂直,
交
與點(diǎn)p..求線段P
垂直平分線與
的交點(diǎn)M的軌跡方程,并指明曲線類型。
[思路](1)由橢圓
建立a、b等量關(guān)系,再根據(jù)直線與橢圓相切求出a、b.
(2)依據(jù)幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程可求得,這之中的消參就很重要了。
[解析](1)由于
∴
∴
又
∴b2=2,a2=3因此,
. 21世紀(jì)教育網(wǎng)
(2)由(1)知F1,F(xiàn)2兩點(diǎn)分別為(-1,0),(1,0),由題意可設(shè)P(1,t).(t≠0).那么線段PF1中點(diǎn)為
,設(shè)M(x、y)是所求軌跡上的任意點(diǎn).由于
則
消去參數(shù)t得![]()
,其軌跡為拋物線(除原點(diǎn))
13.(2009安徽卷理)(本小題滿分13分)21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
點(diǎn)
在橢圓
上,
直線
與直線
垂直,O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線OP的傾斜角為
,直線
的傾斜角為
.
(I)證明: 點(diǎn)
是橢圓
與直線
的唯一交點(diǎn);
(II)證明:
構(gòu)成等比數(shù)列.
解:本小題主要考查直線和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和參數(shù)方程,直線和曲線的幾何性質(zhì),等比數(shù)列等基礎(chǔ)知識。考查綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力。本小題滿分13分。
解:(I)(方法一)由
得
代入橢圓
,
得
.
將
代入上式,得
從而![]()
因此,方程組
有唯一解
,即直線
與橢圓有唯一交點(diǎn)P.
(方法二)顯然P是橢圓與
的交點(diǎn),若Q
是橢圓與
的交點(diǎn),代入
的方程
,得![]()
即
故P與Q重合。
(方法三)在第一象限內(nèi),由
可得![]()
橢圓在點(diǎn)P處的切線斜率![]()
切線方程為
即
。
因此,
就是橢圓在點(diǎn)P處的切線。21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
根據(jù)橢圓切線的性質(zhì),P是橢圓與直線
的唯一交點(diǎn)。
(II)![]()
的斜率為![]()
的斜率為![]()
由此得![]()
構(gòu)成等比數(shù)列。
12.(2009廣東卷理)(本小題滿分14分)
已知曲線
與直線
交于兩點(diǎn)
和
,且
.記曲線
在點(diǎn)
和點(diǎn)
之間那一段
與線段
所圍成的平面區(qū)域(含邊界)為
.設(shè)點(diǎn)
是
上的任一點(diǎn),且點(diǎn)
與點(diǎn)
和點(diǎn)
均不重合.
(1)若點(diǎn)
是線段
的中點(diǎn),試求線段
的中點(diǎn)
的軌跡方程;
(2)若曲線
與
有公共點(diǎn),試求
的最小值.
解:(1)聯(lián)立
與
得
,則
中點(diǎn)
,設(shè)線段
的中點(diǎn)
坐標(biāo)為
,則
,即
,又點(diǎn)
在曲線
上,
∴
化簡可得
,又點(diǎn)
是
上的任一點(diǎn),且不與點(diǎn)
和點(diǎn)
重合,則
,即
,∴中點(diǎn)
的軌跡方程為
(
).
![]()
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
(2)曲線
,
即圓
:
,其圓心坐標(biāo)為
,半徑![]()
由圖可知,當(dāng)
時(shí),曲線
與點(diǎn)
有公共點(diǎn);
當(dāng)
時(shí),要使曲線
與點(diǎn)
有公共點(diǎn),只需圓心
到直線
的距離
,得
,則
的最小值為
.
11.(2009全國卷Ⅱ文)(本小題滿分12分)
|
|
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)C上是否存在點(diǎn)P,使得當(dāng)l繞F轉(zhuǎn)到某一位置時(shí),有
成立?
若存在,求出所有的P的坐標(biāo)與l的方程;若不存在,說明理由。
解析:本題考查解析幾何與平面向量知識綜合運(yùn)用能力,第一問直接運(yùn)用點(diǎn)到直線的距離公式以及橢圓有關(guān)關(guān)系式計(jì)算,第二問利用向量坐標(biāo)關(guān)系及方程的思想,借助根與系數(shù)關(guān)系解決問題,注意特殊情況的處理。
解:(Ⅰ)設(shè)
當(dāng)
的斜率為1時(shí),其方程為
到
的距離為
![]()
故
,
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
由 ![]()
得
,
=![]()
(Ⅱ)C上存在點(diǎn)
,使得當(dāng)
繞
轉(zhuǎn)到某一位置時(shí),有
成立。
由 (Ⅰ)知C的方程為
+
=6.
設(shè)![]()
(ⅰ) ![]()
C
成立的充要條件是
, 且![]()
整理得 ![]()
![]()
故
、
將
![]()
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
于是
,
=
,
![]()
代入①解得,
,此時(shí)![]()
于是
=
,
即
21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
因此, 當(dāng)
時(shí),
,
;
當(dāng)
時(shí),
,
。
(ⅱ)當(dāng)
垂直于
軸時(shí),由
知,C上不存在點(diǎn)P使
成立。
綜上,C上存在點(diǎn)
使
成立,此時(shí)
的方程為
.
10.(2009江蘇卷)(本小題滿分16分)
在平面直角坐標(biāo)系
中,已知圓
和圓
.
(1)若直線
過點(diǎn)
,且被圓
截得的弦長為
,求直線
的方程;
(2)設(shè)P為平面上的點(diǎn),滿足:存在過點(diǎn)P的無窮多對互相垂直的直線
和
,它們分別與圓
和圓
相交,且直線
被圓
截得的弦長與直線
被圓
截得的弦長相等,試求所有滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)。
[解析] 本小題主要考查直線與圓的方程、點(diǎn)到直線的距離公式,考查數(shù)學(xué)運(yùn)算求解能力、綜合分析問題的能力。滿分16分。
(1)設(shè)直線
的方程為:
,即![]()
由垂徑定理,得:圓心
到直線
的距離
,
結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式,得:
化簡得:![]()
求直線
的方程為:
或
,即
或![]()
(2) 設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為
,直線
、
的方程分別為:21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
,即:![]()
因?yàn)橹本
被圓
截得的弦長與直線
被圓
截得的弦長相等,兩圓半徑相等。由垂徑定理,得::圓心
到直線
與
直線
的距離相等。
故有:
,
化簡得:![]()
關(guān)于
的方程有無窮多解,有:
21世紀(jì)教育網(wǎng)
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解之得:點(diǎn)P坐標(biāo)為
或
。
9. (2009山東卷文)(本小題滿分14分)
設(shè)
,在平面直角坐標(biāo)系中,已知向量
,向量
,
,動(dòng)點(diǎn)
的軌跡為E.
(1)求軌跡E的方程,并說明該方程所表示曲線的形狀; 21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
(2)已知
,證明:存在圓心在原點(diǎn)的圓,使得該圓的任意一條切線與軌跡E恒有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,且
(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),并求出該圓的方程;
(3)已知
,設(shè)直線
與圓C:
(1<R<2)相切于A1,且
與軌跡E只有一個(gè)公共點(diǎn)B1,當(dāng)R為何值時(shí),|A1B1|取得最大值?并求最大值.
解:(1)因?yàn)?sub>
,
,
,
所以
, 即
. 21世紀(jì)教育網(wǎng)
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當(dāng)m=0時(shí),方程表示兩直線,方程為
;
當(dāng)
時(shí), 方程表示的是圓
當(dāng)
且
時(shí),方程表示的是橢圓;
當(dāng)
時(shí),方程表示的是雙曲線.
(2).當(dāng)
時(shí), 軌跡E的方程為
,設(shè)圓心在原點(diǎn)的圓的一條切線為
,解方程組
得
,即
,
要使切線與軌跡E恒有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,
則使△=
,
即
,即
, 且![]()
,
要使
, 需使
,即
,
所以
, 即
且
, 即
恒成立.
所以又因?yàn)橹本
為圓心在原點(diǎn)的圓的一條切線,
所以圓的半徑為
,
,
所求的圓為
.
當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),切線為
,與
交于點(diǎn)
或
也滿足
.
綜上, 存在圓心在原點(diǎn)的圓
,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,且
.
(3)當(dāng)
時(shí),軌跡E的方程為
,設(shè)直線
的方程為
,因?yàn)橹本
與圓C:
(1<R<2)相切于A1,
由(2)知
, 即
①,
因?yàn)?sub>
與軌跡E只有一個(gè)公共點(diǎn)B1,
由(2)知
得
,
即
有唯一解
則△=
,
即
, ②
由①②得
, 此時(shí)A,B重合為B1(x1,y1)點(diǎn), 21世紀(jì)教育網(wǎng)
![]()
由
中
,所以,
,
B1(x1,y1)點(diǎn)在橢圓上,所以
,所以
,
在直角三角形OA1B1中,
因?yàn)?sub>
當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí)取等號,所以
,即
當(dāng)
時(shí)|A1B1|取得最大值,最大值為1.
[命題立意]:本題主要考查了直線與圓的方程和位置關(guān)系,以及直線與橢圓的位置關(guān)系,可以通過解方程組法研究有沒有交點(diǎn)問題,有幾個(gè)交點(diǎn)的問題.
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