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2020年高考精选资料--圆锥曲线问题

2020-07-28 来源:乌哈旅游


x2y2

1.若双曲线2-=1的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则该双曲线的实轴

a3长为( )

A.1 B.2 C.3 D.6 答案 B

x2y23解析 双曲线2-=1的渐近线方程为y=±x,即3x±ay=0,圆(x-2)2+y2=4的圆心为

a3aC(2,0),半径为r=2,如图,由圆的弦长公式得弦心距|CD|=22-12=3,另一方面,圆心|3×2-a×0|x2y223

C(2,0)到双曲线2-=1的渐近线3x-ay=0的距离为d==,所以

a33+a23+a223

=3,解得a2=1,即a=1,该双曲线的实轴长为2a=2. 2

3+a

→→

2.设坐标原点为O,抛物线y2=2x与过焦点的直线交于A、B两点,则OA·OB等于( ) 33

A. B.- C.3 D.-3 44答案 B

解析 方法一 (特殊值法)

111

,0,过F且垂直于x轴的直线交抛物线于A(,1),B(,-1), 抛物线的焦点为F2221113→→

,1·,-1=-1=-. ∴OA·OB=2244方法二 设A(x1,y1),B(x2,y2), →→

则OA·OB=x1x2+y1y2.

由抛物线的过焦点的弦的性质知: p21

x1x2==,y1y2=-p2=-1.

443→→1

∴OA·OB=-1=-.

44

x2y2

3.已知F1,F2是双曲线2-2=1(a>0,b>0)的两焦点,以线段F1F2为边作正三角形MF1F2,

ab若边MF1的中点P在双曲线上,则双曲线的离心率是( ) A.4+23 C.3+1

2

B.3-1 D.3+1

答案 D

解析 因为MF1的中点P在双曲线上,|PF2|-|PF1|=2a, △MF1F2为正三角形,边长都是2c,所以3c-c=2a,

c2

所以e===3+1,故选D.

a3-1

x2y2x2y2

4.已知双曲线2-2=1 (a>0,b>0)和椭圆+=1有相同的焦点,且双曲线的离心率是椭圆

ab169离心率的两倍,则双曲线的方程为____________. x2y2

答案 -=1

43

x2y2

解析 由题意得,双曲线2-2=1 (a>0,b>0)的焦点坐标为(7,0),(-7,0),c=7;

ab且双曲线的离心率为2×

77c

==⇒a=2,b2=c2-a2=3, 42a

x2y2

双曲线的方程为-=1.

43

x2y2

5.已知椭圆2+2=1 (a>b>0)与抛物线y2=2px (p>0)有相同的焦点F,P,Q是椭圆与抛物线

abx2y2

的交点,若PQ经过焦点F,则椭圆2+2=1 (a>b>0)的离心率为____________.

ab答案

2-1

p

解析 因为抛物线y2=2px (p>0)的焦点F为2,0,设椭圆另一焦点为E. p

当x=时代入抛物线方程得y=±p,

2

p

又因为PQ经过焦点F,所以P2,p且PF⊥OF. 所以|PE|=

pp

+2+p2=2p, 22

|PF|=p,|EF|=p.

2c

故2a= 2p+p,2c=p,e==2-1.

2a

题型一 求圆锥曲线的标准方程

x2y2

例1 (2015·天津)已知双曲线2-2=1(a>0,b>0 )的一个焦点为F(2,0),且双曲线的渐近

ab线与圆(x-2)2+y2=3相切,则双曲线的方程为( ) x2y2

A.-=1 913x22

C.-y=1 3答案 D

x2y2

解析 双曲线2-2=1的一个焦点为F(2,0),

ab则a2+b2=4,①

b

双曲线的渐近线方程为y=±x,

a由题意得

2b

=3,② a2+b2

x2y2

B.-=1 139D.x2-

y2

=1 3

联立①②解得b=3,a=1, 所求双曲线的方程为

x2-

y2

=1,选D. 3

思维升华 求圆锥曲线的标准方程是高考的必考题型,主要利用圆锥曲线的定义、几何性质,解得标准方程中的参数,从而求得方程.

(2014·课标全国Ⅰ)已知点A(0,-2),椭圆

x2y2323E:2+2=1(a>b>0)的离心率为,F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为,O为坐

ab23标原点.

(1)求E的方程;

(2)设过点A的动直线l与E相交于P,Q两点,当△OPQ的面积最大时,求l的方程. 223解 (1)设F(c,0),由条件知,=,得c=3.

c3c3又=,所以a=2,b2=a2-c2=1. a2x22

故E的方程为+y=1.

4(2)当l⊥x轴时不合题意,

故设l:y=kx-2,P(x1,y1),Q(x2,y2), x22

将y=kx-2代入+y=1得

4(1+4k2)x2-16kx+12=0. 3

当Δ=16(4k2-3)>0,即k2>时,

48k±24k2-3x1,2=.

4k2+1从而|PQ|=

k2+1|x1-x2|=

4k2+1·4k2-3

.

4k2+1

2

, k2+1

又点O到直线PQ的距离d=44k2-31

所以△OPQ的面积S△OPQ=d|PQ|=.

24k2+1

4t4

设4k2-3=t,则t>0,S△OPQ=2=.

4t+4

t+t4

因为t+≥4,当且仅当t=2,

t即k=±

7时等号成立, 2

且满足Δ>0,

所以,当△OPQ的面积最大时,l的方程为y=题型二 圆锥曲线的几何性质

x2y2

例2 (1)(2015·湖南)若双曲线2-2=1的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率

ab为( ) A.

7545 B. C. D. 3433

77

x-2或y=-x-2. 22

x2y2

(2)(2014·重庆)设F1,F2分别为双曲线2-2=1(a>0,b>0)的左,右焦点,双曲线上存在一点

ab9

P使得|PF1|+|PF2|=3b,|PF1|·|PF2|=ab,则该双曲线的离心率为( )

4459

A. B. C. D.3 334答案 (1)D (2)B

b3b

解析 (1)由条件知y=-x过点(3,-4),∴=4,

aa即3b=4a,∴9b2=16a2,∴9c2-9a2=16a2, 5

∴25a2=9c2,∴e=.故选D.

3

(2)不妨设P为双曲线右支上一点,|PF1|=r1,|PF2|=r2.根据双曲线的定义,得r1-r2=2a, 3b+2a3b-2a

又r1+r2=3b,故r1=,r2=.

22

3b+2a3b-2a99b4c

又r1·r2=ab,所以·=ab,解得=(负值舍去),故e==

4224a3ab2+1a

45

2+1=,故选B. 33

a2+b2

=a2

思维升华 圆锥曲线的几何性质是高考考查的重点,求离心率、准线、双曲线的渐近线,是常考题型,解决这类问题的关键是熟练掌握各性质的定义,及相关参数间的联系.掌握一些常用的结论及变形技巧,有助于提高运算能力.

(2014·北京)已知椭圆C:x2+2y2=4.

(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y=2上,且OA⊥OB,试判断直线AB与圆x2+y2=2的位置关系,并证明你的结论. x2y2

解 (1)由题意,椭圆C的标准方程为+=1,

42所以a2=4,b2=2,从而c2=a2-b2=2. 因此a=2,c=2.

c2故椭圆C的离心率e==.

a2

(2)直线AB与圆x2+y2=2相切.证明如下: 设点A,B的坐标分别为(x0,y0),(t,2),其中x0≠0. →→

因为OA⊥OB,所以OA·OB=0, 2y0

即tx0+2y0=0,解得t=-.

x0

t2

当x0=t时,y0=-,代入椭圆C的方程,得t=±2,

2故直线AB的方程为x=±2, 圆心O到直线AB的距离d=2. 此时直线AB与圆x2+y2=2相切.

y0-2

当x0≠t时,直线AB的方程为y-2=(x-t).

x0-t即(y0-2)x-(x0-t)y+2x0-ty0=0. 圆心O到直线AB的距离 d=.

y0-22+[-x0-t]2

|2x0-ty0|

2y0

2

又x2, 0+2y0=4,t=-x0

故d=

= 24y02x20+y0+2+4x0

2x0+2y0x0

2

2

4+x0x02x40+8x0+162x20

=2.

此时直线AB与圆x2+y2=2相切. 题型三 最值问题

例3 (2014·山东)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有|FA|=|FD|.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形. (1)求C的方程;

(2)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E, ①证明直线AE过定点,并求出定点坐标;

②△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由. p

解 (1)由题意知F(,0).

2

p+2t

设D(t,0)(t>0),则FD的中点为(,0).

4因为|FA|=|FD|,

pp

t-, 由抛物线的定义知3+=22解得t=3+p或t=-3(舍去). 由

p+2t

=3,解得p=2. 4

所以抛物线C的方程为y2=4x. (2)①由(1)知F(1,0).

设A(x0,y0)(x0y0≠0),D(xD,0)(xD>0). 因为|FA|=|FD|,则|xD-1|=x0+1, 由xD>0得xD=x0+2,故D(x0+2,0), y0

故直线AB的斜率kAB=-.

2因为直线l1和直线AB平行, y0

设直线l1的方程为y=-x+b,

288b

代入抛物线方程得y2+y-=0,

y0y06432b2

由题意Δ=2+=0,得b=-.

y0y0y0

44

设E(xE,yE),则yE=-,xE=2.

y0y0

4

+y

y004y0yE-y0

2

当y0≠4时,kAE==-, 2=24y0xE-x0y0-4

-y240可得直线AE的方程为y-y0=由y20=4x0,

4y0

整理可得y=2(x-1),

y0-4直线AE恒过点F(1,0).

当y20=4时,直线AE的方程为x=1,过点F(1,0), 所以直线AE过定点F(1,0). ②由①知直线AE过焦点F(1,0), 1所以|AE|=|AF|+|FE|=(x0+1)+x+1

0

4y0

(x-x0). y20-4

1

=x0++2.

x0

设直线AE的方程为x=my+1.

x0-1

因为点A(x0,y0)在直线AE上,故m=.

y0

y0

设B(x1,y1).直线AB的方程为y-y0=-(x-x0),

22

由于y0≠0,可得x=-y+2+x0,

y08

代入抛物线方程得y2+y-8-4x0=0,

y08

所以y0+y1=-,

y0

84

可求得y1=-y0-,x1=+x0+4.

y0x0所以点B到直线AE的距离为

d==

4+x0+4+my0+8-1

y0x0

1+m2

14x0+1

=4x0+.

x0x0

则△ABE的面积

111x+x0++2≥16, 0S=×4x02x0

1

当且仅当=x0,即x0=1时等号成立.

x0所以△ABE的面积的最小值为16.

思维升华 圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是代数法,从代数的角度考虑,通过建立函数、不等式等模型,利用二次函数法和均值不等式法、换元法、导数法等方法求最值;二是几何法,从圆锥曲线的几何性质的角度考虑,根据圆锥曲线几何意义求最值.

(2015·课标全国Ⅰ)已知F是双曲线C:x2

y2

-=1的右焦点,P是C的左支上一点,A(0,66).当△APF周长最小时,该三角形的面积8为________. 答案 126

解析 设左焦点为F1,|PF|-|PF1|=2a=2,

∴|PF|=2+|PF1|,△APF的周长为|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+2+|PF1|,△APF周长最小xy

即为|AP|+|PF1|最小,当A、P、F1三点共线时最小,过AF1的直线方程为+=1.与x2

-366y2

-=1联立,解得P点坐标为(-2,26),此时S=SVF1FSVF1PF=126. 8题型四 定值、定点问题

例4 (2015·课标全国 Ⅱ)已知椭圆C:9x2+y2=m2(m>0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M. (1)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值;

m

,m,延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,(2)若l过点3求此时l的斜率;若不能,说明理由. (1)证明 设直线l:y=kx+b(k≠0,b≠0), A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).

x1+x2-kb

将y=kx+b代入9x2+y2=m2得(k2+9)x2+2kbx+b2-m2=0,故xM==2,yM=kxM

2k+9+b=

9b

. k2+9

yM9

于是直线OM的斜率kOM==-,即kOM·k=-9.

xMk所以直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值. (2)解 四边形OAPB能为平行四边形.

m

,m,所以l不过原点且与C有两个交点的充要条件是k>0,k≠3. 因为直线l过点39

由(1)得OM的方程为y=-x.

k设点P的横坐标为xP,

9y=-kx,k2m2±km2

由得xP=2,即xP=. 2+99k+813k9x2+y2=m2mm3-k

,m代入l的方程得b=将点, 33kk-3m

因此xM=2.

3k+9

四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分,即xP=2xM. kk-3m±km

于是=2×,

3k2+93k2+9解得k1=4-7,k2=4+7.

因为ki>0,ki≠3,i=1,2,所以当l的斜率为4-7或4+7时,四边形OAPB为平行四边形.

思维升华 求定点及定值问题常见的方法有两种: (1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.

(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.

x2y23

椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率e= ,

ab2

a+b=3.

(1)求椭圆C的方程;

(2)如图所示,A、B、D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线DP交x轴于点N,直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m.证明:2m-k为定值.

(1)解 因为e=所以a=

3c

=, 2a

21c,b=c. 33

代入a+b=3得,c=3,a=2,b=1. x22

故椭圆C的方程为+y=1.

4

1

(2)证明 因为B(2,0),点P不为椭圆顶点,则可设直线BP的方程为y=k(x-2)(k≠0,k≠±),

2

8k2-24kx22①代入+y=1,解得P2,-2.

44k+14k+11

直线AD的方程为y=x+1.②

2①与②联立解得M

4k+2,4k.

2k-12k-1

8k2-24k由D(0,1),P2,-2,N(x,0)三点共线知

4k+14k+1-

4k

-14k2+10-14k-2,0.

=,解得N2k+18k2-2x-0-04k2+1

4k

-02k-1

所以MN的斜率为m= 4k+24k-2

2k-12k+1=

4k2k+12k+1

=. 22422k+1-22k-1

2k+11

则2m-k=-k=(定值).

22题型五 探索性问题

例5 (2015·广东)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的两点A,B. (1)求圆C1的圆心坐标;

(2)求线段AB的中点M的轨迹C的方程;

(3)是否存在实数k,使得直线L:y=k(x-4)与曲线C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.

解 (1)圆C1:x2+y2-6x+5=0化为(x-3)2+y2=4,∴圆C1的圆心坐标为(3,0). (2)设M(x,y),

∵A,B为过原点的直线l与圆C1的交点,且M为AB的中点, ∴由圆的性质知:MC1⊥MO, →→

∴MC1·MO=0.

→→

又∵MC1=(3-x,-y),MO=(-x,-y), ∴由向量的数量积公式得x2-3x+y2=0. 易知直线l的斜率存在, ∴设直线l的方程为y=mx,

当直线l与圆C1相切时,d=25解得m=±.

5

|3m-0|

=2, m2+1

把相切时直线l的方程代入圆C1的方程, 5

化简得9x2-30x+25=0,解得x=.

3

当直线l经过圆C1的圆心时,M的坐标为(3,0). 又∵直线l与圆C1交于A,B两点,M为AB的中点, 5

5

∴点M的轨迹C的方程为x2-3x+y2=0,其中3

(3)由题意知直线L表示过定点(4,0),斜率为k的直线,把直线L的方程代入轨迹C的方程x255

-3x+y2=0,其中335

记f(x)=(k2+1)x2-(3+8k2)x+16k2,其中3若直线L与曲线C只有一个交点,令f(x)=0.

93

当Δ=0时,解得k2=,即k=±,此时方程可化为25x2-120x+144=0,即(5x-12)2=0,

1641253

,3,∴k=±满足条件. 解得x=∈534当Δ>0时,

55

①若x=3是方程的解,则f(3)=0⇒k=0⇒另一根为x=0<,故在区间3,3上有且仅有一3个根,满足题意.

5525645645,3②若x=是方程的解,则f=0⇒k=±⇒另外一根为x=,<≤3,故在区间333723323上有且仅有一根,满足题意.

555

,3上有且仅有一个根,只需f·f(3)<0③若x=3和x=均不是方程的解,则方程在区间33352525

⇒-25253

≤k≤或k=±. 774

思维升华 (1)探索性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线

或参数)不存在.

(2)反证法与验证法也是求解探索性问题常用的方法.

(2014·湖南)如图,O为坐

x2y2y2x223

标原点,双曲线C1:2-2=1(a1>0,b1>0)和椭圆C2:2+2=1(a2>b2>0)均过点P(,1),

a1b1a2b23

且以C1的两个顶点和C2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.

(1)求C1,C2的方程;

→→→

(2)是否存在直线l,使得l与C1交于A,B两点,与C2只有一个公共点,且|OA+OB|=|AB|?证明你的结论.

解 (1)设C2的焦距为2c2,由题意知,2c2=2,2a1=2. 从而a1=1,c2=1.

23y2

2因为点P(,1)在双曲线x-2=1上,

3b12321

所以()-2=1.故b21=3. 3b1由椭圆的定义知 2a2= =23.

22于是a2=3,b22=a2-c2=2.

232

+1-12+ 3232+1+12 3

故C1,C2的方程分别为 x2-

y2y2x2

=1,+=1. 332

(2)不存在符合题设条件的直线.

①若直线l垂直于x轴,因为l与C2只有一个公共点,

所以直线l的方程为x=2或x=-2. 当x=2时,易知A(2,3),B(2,-3), →→→

所以|OA+OB|=22,|AB|=23. →→→

此时,|OA+OB|≠|AB|.

→→→

当x=-2时,同理可知,|OA+OB|≠|AB|. ②若直线l不垂直于x轴,设l的方程为y=kx+m. y=kx+m,

由2y2得(3-k2)x2-2kmx-m2-3=0. x-3=1

当l与C1相交于A,B两点时,设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1,x2是上述方程的两个实根, m2+32km从而x1+x2=,xx=.

3-k212k2-3于是

y1y2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=

3k2-3m2

.

k2-3

y=kx+m,

由y2x2得(2k2+3)x2+4kmx+2m2-6=0. 3+2=1

因为直线l与C2只有一个公共点,所以上述方程的判别式Δ=16k2m2-8(2k2+3)(m2-3)=0. 化简,得2k2=m2-3, →→

因此OA·OB=x1x2+y1y2

m2+33k2-3m2-k2-3=2+2=2≠0, k-3k-3k-3

→→→→→→→→于是OA2+OB2+2OA·OB≠OA2+OB2-2OA·OB, →→→→即|OA+OB|2≠|OA-OB|2, →→→故|OA+OB|≠|AB|.

综合①②可知,不存在符合题设条件的直线.

(时间:80分钟)

3x23x2y2

1.若直线l:y=-过双曲线2-2=1(a>0,b>0)的一个焦点,且与双曲线的一条渐近

33ab线平行.

(1)求双曲线的方程;

(2)若过点B(0,b)且与x轴不平行的直线和双曲线相交于不同的两点M,N,MN的垂直平分线为m,求直线m在y轴上的截距的取值范围. b3

解 (1)由题意,可得c=2,=,

a3所以a2=3b2,且a2+b2=c2=4, 解得a=3,b=1.

x22

故双曲线的方程为-y=1.

3

(2)由(1)知B(0,1),依题意可设过点B的直线方程为 y=kx+1(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2). y=kx+1,

由x22得(1-3k2)x2-6kx-6=0, 3-y=1,所以x1+x2=

6k

, 1-3k2

21

Δ=36k2+24(1-3k2)=12(2-3k2)>0⇒033设MN的中点为Q(x0,y0),

x1+x23k1

则x0==,y=kx+1=, 00

21-3k21-3k2

故直线m的方程为y-14

即y=-x+.

k1-3k2

3k11x-=-, k1-3k21-3k2

4

所以直线m在y轴上的截距为,

1-3k221

由033得1-3k2∈(-1,0)∪(0,1),

4

所以∈(-∞,-4)∪(4,+∞).

1-3k2

故直线m在y轴上的截距的取值范围为(-∞,-4)∪(4,+∞).

2.在平面直角坐标系xOy中,直线l与抛物线y2=4x相交于不同的A,B两点. →→

(1)如果直线l过抛物线的焦点,求OA·OB的值;

→→

(2)如果OA·OB=-4,证明:直线l必过一定点,并求出该定点. 解 (1)由题意:抛物线焦点为(1,0), 设l:x=ty+1,代入抛物线y2=4x, 消去x得y2-4ty-4=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则y1+y2=4t,y1y2=-4,

→→

∴OA·OB=x1x2+y1y2=(ty1+1)(ty2+1)+y1y2 =t2y1y2+t(y1+y2)+1+y1y2 =-4t2+4t2+1-4=-3.

(2)设l:x=ty+b,代入抛物线y2=4x,

消去x得y2-4ty-4b=0,设A(x1,y1),B(x2,y2), 则y1+y2=4t,y1y2=-4b.

→→

∴OA·OB=x1x2+y1y2=(ty1+b)(ty2+b)+y1y2 =t2y1y2+bt(y1+y2)+b2+y1y2 =-4bt2+4bt2+b2-4b=b2-4b.

令b2-4b=-4,∴b2-4b+4=0,∴b=2, ∴直线l过定点(2,0).

→→

∴若OA·OB=-4,则直线l必过一定点(2,0).

x2y2x2y2

3.已知椭圆C:2+2=1 (a>b>0)与双曲线+=1 (1ab4-v1-v右顶点B任意作直线l,设直线l交抛物线y2=2x于P、Q两点,且OP⊥OQ.

(1)求椭圆C的方程;

(2)在椭圆C上,是否存在点R(m,n)使得直线l:mx+ny=1与圆O:x2+y2=1相交于不同的两点M、N,且△OMN的面积最大?若存在,求出点R的坐标及对应的△OMN的面积;若不存在,请说明理由.

解 (1)∵1设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2=2t,y1y2=-2a, ∵OP⊥OQ,∴x1x2+y1y2=a2-2a=0, x22

∴a=2,b=1,∴椭圆C的方程为+y=1.

4

11

(2)在△MON中,S△OMN=|OM||ON|sin∠MON=sin∠MON.

2211

当∠MON=90°时,sin∠MON有最大值,

22此时点O到直线l的距离为d=∴m2+n2=2.又∵m2+4n2=4,

22m+n=2,422=,n2=, 联立2解得m

33m+4n2=4,

12

=, m2+n22

此时点R的坐标为

1236236或-,△MON的面积为. ,±,±23333

4.已知抛物线C:y2=2px(p>0),点A,B在抛物线C上.

(1)若直线AB过点(2p,0),且|AB|=4p,求过A,B,O(O为坐标原点)三点的圆的方程; π

(2)设直线OA,OB的倾斜角分别为α,β且α+β=,问直线AB是否会过某一定点?若是,

4求出这一定点的坐标;若不是,请说明理由.

解 (1)易知直线x=2p与抛物线y2=2px的两个交点的坐标分别是M(2p,2p),N(2p,-2p),弦长|MN|=4p(p>0).又|AB|=4p,且直线AB过点(2p,0),所以△AOB是直角三角形,所以过A,B,O三点的圆的方程是(x-2p)2+y2=4p2.

y1y2

,y1,B,y2,直线AB的方程为x=my+b,设直线与抛物线相交. (2)设点A2p2p

x=my+b,

由方程组2

y=2px,

2

2

消去x,得y2-2mpy-2pb=0,

所以y1+y2=2mp,y1y2=-2pb. tan α+tan βπ

故tan =tan(α+β)=

41-tan αtan βy1y2+

x1x2x2y1+x1y22py1+y2===,

y1y2x1x2-y1y2y1y2-4p21-x1x22p·2mp2mp

即1==-, 2

-2pb-4pb+2p所以b=-2p-2mp,

所以直线AB的方程为x=my-2p-2mp,

即x+2p=m(y-2p),所以直线AB过定点(-2p,2p).

5.已知平面上的动点R(x,y)及两定点A(-2,0),B(2,0),直线RA,RB的斜率分别为k1,k2,3

且k1k2=-,设动点R的轨迹为曲线C.

4(1)求曲线C的方程;

(2)四边形MNPQ的四个顶点均在曲线C上,且MQ∥NP,MQ⊥x,若直线MN和直线QP交于点S(4,0).

问:四边形MNPQ两条对角线的交点是否为定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.

yy

解 (1)由题意知x≠±2,且k1=,k2=,

x+2x-2则

yy3

·=-,

4x+2x-2

x2y2

整理得,曲线C的方程为+=1(y≠0).

43(2)设MP与x轴交于D(t,0),

则直线MP的方程为x=my+t(m≠0), 记M(x1,y1),P(x2,y2),

由对称性知Q(x1,-y1),N(x2,-y2),

223x+4y=12,由消去x得: x=my+t

(3m2+4)y2+6mty+3t2-12=0,

6mt由根与系数的关系得:y1+y2=-2,

3m+4

3t2-12-y2y1

y1·y2=2,由M,N,S三点共线知kMS=kNS,即=,所以y1(my2+t-4)+y2(my1

3m+4x1-4x2-4+t-4)=0,整理得2my1y2+(t-4)(y1+y2)=0,

2m3t2-12-6mtt-4所以=0,

3m2+4

即24m(t-1)=0,t=1,所以直线MP过定点D(1,0),同理可得直线NQ也过定点D(1,0),即四边形MNPQ两条对角线的交点是定点,且定点坐标为(1,0).

3x2y2

6.已知直线l:y=x+1,圆O:x+y=,直线l被圆截得的弦长与椭圆C:2+2=1(a>b>0)

2ab2

2

的短轴长相等,椭圆的离心率e=(1)求椭圆C的方程;

2. 21

0,-的直线l′交椭圆于A,(2)过点MB两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,3使得无论l′如何转动,以AB为直径的圆恒过定点T?若存在,求出点T坐标;若不存在,请说明理由.

解 (1)圆O(0,0)到直线y=x+1的距离d=2

31-=2,依题意2=2b,b=1. 22

2cb21=,=1-e2==, 2aa2a12=,则直线l被圆截得的弦长为2r2-d2=22

又椭圆的离心率e=

x22

则a=2,椭圆C的方程为+y=1.

2

(2)设存在定点T(x0,y0),使得以AB为直径的圆恒过定点T,且A(x1,y1),B(x2,y2),当直线AB的斜率不存在时,易知A(0,1),B(0,-1),则圆T1的方程为x2+y2=1.

4114,-1,-,-,当直线AB的斜率为0时,即l′的方程为y=-,代入椭圆方程可得AB33333116

y+2=. 即圆T2的方程为x2+39由T1及T2的方程可知T(0,1).

下面证明,当直线AB的斜率存在且不为0时也符合. 1

设直线AB的方程为y=kx-,

3

联立1

y=kx-,3

x22

+y=1,2

416

消去y,得(2k2+1)x2-kx-=0.

391664

由Δ=k2+(1+2k2)>0,

99

-164k

则x1+x2=,xx=.

31+2k21291+2k2→→

此时,TA=(x1,y1-1),TB=(x2,y2-1) 44→→

kx1-kx2- TA·TB=x1x2+33416

=(k2+1)x1x2-k(x1+x2)+

39-16k2+116k216

=-+=0. 22

92k+192k+19

即当k存在且不为0时,以AB为直径的圆也过点T(0,1). 综上所述,存在定点T,其坐标为(0,1).

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