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题型:简答题
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简答题

已知圆Mx2+y2-2tx-6t-10=0,椭圆C:(a>b>0),若椭圆C与x轴的交点A(5,y0)到其右准线的距离为;点A在圆M外,且圆M上的点和点A的最大距离与最小距离之差为2.

(1)求圆M的方程和椭圆C的方程;

(2)设点P为椭圆C上任意一点,自点P向圆M引切线,切点分别为A、B,请试着去求的取值范围;

(3)设直线系M:xcosθ+(y-3)sinθ=1(θ∈R);求证:直线系M中的任意一条直线l恒与定圆相切,并直接写出三边都在直线系M中的直线上的所有可能的等腰直角三角形的面积.

正确答案

(1)解:由题意可知a=5,且,把a=5代入解得c=3,所以b2=a2-c2=16,

所以椭圆C的方程为

由x2+y2-2tx-6t-10=0,得(x-t)2+y2=t2+6t+10,所以该圆的圆心在x轴上,

因点A在圆M外,且圆M上的点和点A的最大距离与最小距离之差为2,即圆的半径等于1,

所以t2+6t+10=1,解得t=-3,

所以圆M的方程为(x+3)2+y2=1;

(2)解:如图,

因为圆M的圆心位于椭圆的左焦点上,且圆在椭圆内部,

所以椭圆的左顶点到圆M的圆心距离最近,则点P位于椭圆左顶点时最小,且∠APB最大,则最小.当P位于椭圆右顶点时最大,且∠APB最小,则最大.

当P位于椭圆左顶点时,由图可知两条切线长为,两切线夹角为60°,余弦值为.当P位于椭圆右顶点时,由图可知两条切线长为,两切线夹角一半的正弦值为,两切线夹角余弦值为

所以的最小值为=.最大值为

所以的取值范围是

(3)证明:因为xcosθ+(y-3)sinθ=1,所以点P(0,3)到M中每条直线的距离d=

即M为圆C:x2+(y-3)2=1的全体切线组成的集合,所以直线系M中的任意一条直线l恒与定圆

C:x2+(y-3)2=1相切.

三边都在直线系M中的直线上的所有可能的等腰直角三角形的情况有三种,一种是三角形外切于圆,另外两种是

圆在三角形外部.

如图,

等腰直角三角形ABC的腰AB=2+,其面积S=

等腰直角三角形ADE的腰AD=2-,其面积S=

等腰直角三角形GHC的腰GC=,其面积S=

解析

(1)解:由题意可知a=5,且,把a=5代入解得c=3,所以b2=a2-c2=16,

所以椭圆C的方程为

由x2+y2-2tx-6t-10=0,得(x-t)2+y2=t2+6t+10,所以该圆的圆心在x轴上,

因点A在圆M外,且圆M上的点和点A的最大距离与最小距离之差为2,即圆的半径等于1,

所以t2+6t+10=1,解得t=-3,

所以圆M的方程为(x+3)2+y2=1;

(2)解:如图,

因为圆M的圆心位于椭圆的左焦点上,且圆在椭圆内部,

所以椭圆的左顶点到圆M的圆心距离最近,则点P位于椭圆左顶点时最小,且∠APB最大,则最小.当P位于椭圆右顶点时最大,且∠APB最小,则最大.

当P位于椭圆左顶点时,由图可知两条切线长为,两切线夹角为60°,余弦值为.当P位于椭圆右顶点时,由图可知两条切线长为,两切线夹角一半的正弦值为,两切线夹角余弦值为

所以的最小值为=.最大值为

所以的取值范围是

(3)证明:因为xcosθ+(y-3)sinθ=1,所以点P(0,3)到M中每条直线的距离d=

即M为圆C:x2+(y-3)2=1的全体切线组成的集合,所以直线系M中的任意一条直线l恒与定圆

C:x2+(y-3)2=1相切.

三边都在直线系M中的直线上的所有可能的等腰直角三角形的情况有三种,一种是三角形外切于圆,另外两种是

圆在三角形外部.

如图,

等腰直角三角形ABC的腰AB=2+,其面积S=

等腰直角三角形ADE的腰AD=2-,其面积S=

等腰直角三角形GHC的腰GC=,其面积S=

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题型:简答题
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简答题

椭圆的中心是原点O,短轴长为,左焦点为F(-c,0)(c>0),相应的准线l与x轴交于点A,且点F分的比为3,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)若PF⊥QF,求直线PQ的方程;

(Ⅲ)设(λ>1),点Q关于x轴的对称点为Q′,求证:

正确答案

解:(I)由题意可得2b=2

∵a2=b2+c2

∴椭圆的方程为

(II)设PQ:y=k(x+4),P(x1,y1),Q(x2,y2),F(-1,0)

∵PF⊥QF∴(x1+1)(x2+1)+y1y2=0∴(x1+1)(x2+1)+k2 (x1+4)(x2+4)=0

∴(1+k2)x1x2+(1+4k2)(x1+x2)+(1+16k2)=0

联立,消去y得(3+4k2)x2+32k2x+64k2-12=0

∴x1x2=,x1+x2=

代入化简得8k2=1∴k=±

∴直线PQ的方程为y=(x+4)或y=(x+4).

(III)如图所示,

又|QN|=2|QF|,|PM|=2|PF|

又|FQ′|=|FQ|∴

又∠PP1F=∠Q′Q1F=90°

∴P、F、Q三点共线且点F在线段PQ′上,反向.

=

解析

解:(I)由题意可得2b=2

∵a2=b2+c2

∴椭圆的方程为

(II)设PQ:y=k(x+4),P(x1,y1),Q(x2,y2),F(-1,0)

∵PF⊥QF∴(x1+1)(x2+1)+y1y2=0∴(x1+1)(x2+1)+k2 (x1+4)(x2+4)=0

∴(1+k2)x1x2+(1+4k2)(x1+x2)+(1+16k2)=0

联立,消去y得(3+4k2)x2+32k2x+64k2-12=0

∴x1x2=,x1+x2=

代入化简得8k2=1∴k=±

∴直线PQ的方程为y=(x+4)或y=(x+4).

(III)如图所示,

又|QN|=2|QF|,|PM|=2|PF|

又|FQ′|=|FQ|∴

又∠PP1F=∠Q′Q1F=90°

∴P、F、Q三点共线且点F在线段PQ′上,反向.

=

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题型:填空题
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填空题

已知抛物线y2=8x与椭圆有公共焦点F,且椭圆过点D(-).

(1)求椭圆方程;

(2)点A、B是椭圆的上下顶点,点C为右顶点,记过点A、B、C的圆为⊙M,过点D作⊙M的切线l,求直线l的方程;

(3)过点A作互相垂直的两条直线分别交椭圆于点P、Q,则直线PQ是否经过定点,若是,求出该点坐标,若不经过,说明理由.

正确答案

解析

解:(1)抛物线y2=8x的焦点F(2,0),

∵抛物线y2=8x与椭圆有公共焦点F,∴c=2,

又椭圆过点D(-),∴,得a2=8,b2=4

∴所求椭圆方程为

(2)由题意,A(0,2),B(0,-2),C(2,0),则

设M(m,0),由|MA|=|MC|,可得m2+4=(-m)2,∴m=,m2+4=

∴⊙M:(x-2+y2=

直线l斜率不存在时,x=-

直线l斜率存在时,设为y-=k(x+

∴d==,解得k=

∴直线l为x=-x-12y-10=0;

(3)显然,两直线斜率存在,设AP:y=k′x+2

代入椭圆方程,得(1+2k′2)x2+8k′x=0,解得x=或x=0

∴点P(

同理得Q(

直线PQ:y-=(x-)             

令x=0,得y=-=-

∴直线PQ过定点(0,-).

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题型:简答题
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简答题

如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,直线l:y=x与椭圆E相交于A,B两点,AB=,C,D是椭圆E上异于A,B两点,且直线AC,BD相交于点M,直线AD,BC相交于点N.

(1)求a,b的值;

(2)求证:直线MN的斜率为定值.

正确答案

解:(1)因为e==,即c2=a2,即a2-b2=a2,则a2=2b2

故椭圆方程为+=1.

由题意,不妨设点A在第一象限,点B在第三象限,

解得A(b,b);

又AB=4,所以OA=2,即b2+b2=20,解得b2=12;

故a=2,b=2

(2)证明:由(1)知,椭圆E的方程为

从而A(4,2),B(-4,-2);

①当CA,CB,DA,DB斜率都存在时,

设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2,C(x0,y0),

显然k1≠k2

所以kCB=-; 同理kDB=-

于是直线AD的方程为y-2=k2(x-4),直线BC的方程为y+2=-(x+4);

从而点N的坐标为

用k2代k1,k1代k2得点M的坐标为

即直线MN的斜率为定值-1;

②当CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时,

根据题设要求,至多有一条直线斜率不存在,

故不妨设直线CA的斜率不存在,从而C(4,-2);

仍然设DA的斜率为k2,由①知kDB=-

此时CA:x=4,DB:y+2=-=-(x+4),它们交点M(4,);

BC:y=-2,AD:y-2=k2(x-4),它们交点N(,-2),

从而kMN=-1也成立;

由①②可知,直线MN的斜率为定值-1.

解析

解:(1)因为e==,即c2=a2,即a2-b2=a2,则a2=2b2

故椭圆方程为+=1.

由题意,不妨设点A在第一象限,点B在第三象限,

解得A(b,b);

又AB=4,所以OA=2,即b2+b2=20,解得b2=12;

故a=2,b=2

(2)证明:由(1)知,椭圆E的方程为

从而A(4,2),B(-4,-2);

①当CA,CB,DA,DB斜率都存在时,

设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2,C(x0,y0),

显然k1≠k2

所以kCB=-; 同理kDB=-

于是直线AD的方程为y-2=k2(x-4),直线BC的方程为y+2=-(x+4);

从而点N的坐标为

用k2代k1,k1代k2得点M的坐标为

即直线MN的斜率为定值-1;

②当CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时,

根据题设要求,至多有一条直线斜率不存在,

故不妨设直线CA的斜率不存在,从而C(4,-2);

仍然设DA的斜率为k2,由①知kDB=-

此时CA:x=4,DB:y+2=-=-(x+4),它们交点M(4,);

BC:y=-2,AD:y-2=k2(x-4),它们交点N(,-2),

从而kMN=-1也成立;

由①②可知,直线MN的斜率为定值-1.

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题型:简答题
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简答题

如图,已知抛物线y2=4x的焦点为F.过点P(2,0)的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,直线AF,BF分别与抛物线交于点M、N.

(Ⅰ)求y1y2的值;

(Ⅱ)设直线AB的斜率为k,求证:直线MN的斜率为2k.

正确答案

(Ⅰ)解:设过P的直线方程为x=my+2,代入y2=4x,消去x得y2-4my-8=0,

∴y1y2=-8

(Ⅱ)证明:设M(x3,y3),N(x4,y4

设AM直线为x=ty+1,联立y2=4x,消去x得y2-4ty-4=0,∴y1y3=-4,得

同理得

又∵=1,∴

同理得

解析

(Ⅰ)解:设过P的直线方程为x=my+2,代入y2=4x,消去x得y2-4my-8=0,

∴y1y2=-8

(Ⅱ)证明:设M(x3,y3),N(x4,y4

设AM直线为x=ty+1,联立y2=4x,消去x得y2-4ty-4=0,∴y1y3=-4,得

同理得

又∵=1,∴

同理得

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线的综合问题

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