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题型:简答题
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简答题

已知抛物线y2=2px(p>0),点P(m,n)为抛物线上任意一点,其中m≥0.

(1)判断抛物线与正比例函数的交点个数;

(2)定义:凡是与圆锥曲线有关的圆都称为该圆锥曲线的伴随圆,如抛物线的内切圆就是最常见的一种伴随圆.此外还有以焦点弦为直径的圆,以及以焦点弦为弦且过顶点的圆等.同类的伴随圆构成一个圆系,圆系中有无数多个圆.求证:抛物线内切圆系方程为:(x-p-m)2+y2=p2+2pm(其中m为参数且m≥0);

(3)请研究抛物线以焦点弦为直径的伴随圆,推导出其圆系方程,并写出一个关于它的正确命题.

正确答案

解:(1)设正比例方程为y=kx(k≠0),联立

得到

因此抛物线与正比例函数有两个交点.(2分)

(2)

所以过点P的切线斜率为

所以过改点的法线斜率为

从而相应的法线方程为

因为抛物线关于x轴对称,

所以有其内切圆的圆心必在x轴上,令y=0得x=p+m,设内切圆的半径为R,

则R2=(p+m-m)2+(0-n)2=p2+n2=p2+2pm

从而抛物线内切圆系方程为:(x-p-m)2+y2=p2+2pm(其中m为参数且m≥0)(6分)

(3)探究结论:抛物线以其焦点弦为直径的伴随圆系的方程为(k为参数且k≥0)(8分)

证明:设焦点弦AB所在直线方程为,与抛物线方成联立便可以得到

设A(x1,y1),B(x2,y2),

设伴随圆圆心为(m,n),则

设伴随圆半径为R

所以伴随圆系方程为(11分)

命题:抛物线y2=2px(p>0)以焦点弦为直径的伴随圆的圆心轨迹为抛物线.(13分)

解析

解:(1)设正比例方程为y=kx(k≠0),联立

得到

因此抛物线与正比例函数有两个交点.(2分)

(2)

所以过点P的切线斜率为

所以过改点的法线斜率为

从而相应的法线方程为

因为抛物线关于x轴对称,

所以有其内切圆的圆心必在x轴上,令y=0得x=p+m,设内切圆的半径为R,

则R2=(p+m-m)2+(0-n)2=p2+n2=p2+2pm

从而抛物线内切圆系方程为:(x-p-m)2+y2=p2+2pm(其中m为参数且m≥0)(6分)

(3)探究结论:抛物线以其焦点弦为直径的伴随圆系的方程为(k为参数且k≥0)(8分)

证明:设焦点弦AB所在直线方程为,与抛物线方成联立便可以得到

设A(x1,y1),B(x2,y2),

设伴随圆圆心为(m,n),则

设伴随圆半径为R

所以伴随圆系方程为(11分)

命题:抛物线y2=2px(p>0)以焦点弦为直径的伴随圆的圆心轨迹为抛物线.(13分)

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题型:简答题
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简答题

如图,等边三角形OAB的边长为,且其三个顶点均在抛物线E:x2=2py(p>0)上.

(1)求抛物线E的方程;

(2)设动直线l与抛物线E相切于点P,与直线y=-1相较于点Q.证明以PQ为直径的圆恒过y轴上某定点.

正确答案

解:(1)依题意,|OB|=8,∠BOy=30°,

设B(x,y),则x=|OB|sin30°=4,y=|OB|cos30°=12

∵B(4,12)在x2=2py(p>0)上,∴

∴p=2,

∴抛物线E的方程为x2=4y;

(2)由(1)知,

设P(x0,y0),则x0≠0.l:

,∴

取x0=2,此时P(2,1),Q(0,-1),以PQ为直径的圆为(x-1)2+y2=2,交y轴于点M1(0,1)或M2(0,-1)

取x0=1,此时P(1,),Q(-,-1),以PQ为直径的圆为(x+2+(y+2=2,交y轴于点M3(0,1)或M4(0,-

故若满足条件的点M存在,只能是M(0,1),证明如下

=2y0-2-2y0+2=0

故以PQ为直径的圆恒过y轴上的定点M(0,1).

解析

解:(1)依题意,|OB|=8,∠BOy=30°,

设B(x,y),则x=|OB|sin30°=4,y=|OB|cos30°=12

∵B(4,12)在x2=2py(p>0)上,∴

∴p=2,

∴抛物线E的方程为x2=4y;

(2)由(1)知,

设P(x0,y0),则x0≠0.l:

,∴

取x0=2,此时P(2,1),Q(0,-1),以PQ为直径的圆为(x-1)2+y2=2,交y轴于点M1(0,1)或M2(0,-1)

取x0=1,此时P(1,),Q(-,-1),以PQ为直径的圆为(x+2+(y+2=2,交y轴于点M3(0,1)或M4(0,-

故若满足条件的点M存在,只能是M(0,1),证明如下

=2y0-2-2y0+2=0

故以PQ为直径的圆恒过y轴上的定点M(0,1).

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题型:简答题
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简答题

在四边形ABCD中,已知A(0,0),D(0,4),点B在x轴上,BC∥AD,且对角线AC⊥BD.

(Ⅰ)求点C的轨迹方程;

(Ⅱ)若点P是直线y=2x-5上任意一点,过点P作点C的轨迹的两切线PE、PF,E、F为切点,M为EF的中点.求证:PM⊥x轴;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,直线EF是否恒过一定点?若是,请求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)如图,设点C的坐标为(x,y)(x≠0,y≠0),

∴x•(-x)+y•4=0,即

∴所求的轨迹T是除去顶点的抛物线(3分)

(Ⅱ)对函数求导得,

设切点坐标为,则过该切点的切线的斜率是

该切线方程是

又设点P的坐标为(t,2t-5),

∵切线过点P,

∴有

化简,得x02-2tx0+8t-20=0.(6分)

设A、B两点的坐标分别为

则x1、x2为方程x2-2tx+8t-20=0的两根,x1+x2=2t,x1x2=8t-20.

因此,当t=0时,直线PM与y轴重合,当t≠0时,直线PM与y轴平行(9分)

(Ⅲ)∵=

∴点M的坐标为

又∵

∴直线AB的方程为:,即t(x-4)+10-2y=0.(*)

∵当x=4,y=5时,方程(*)恒成立,

∴对任意实数t,直线AB恒过定点,定点坐标为(4,5).(14分)

解析

解:(Ⅰ)如图,设点C的坐标为(x,y)(x≠0,y≠0),

∴x•(-x)+y•4=0,即

∴所求的轨迹T是除去顶点的抛物线(3分)

(Ⅱ)对函数求导得,

设切点坐标为,则过该切点的切线的斜率是

该切线方程是

又设点P的坐标为(t,2t-5),

∵切线过点P,

∴有

化简,得x02-2tx0+8t-20=0.(6分)

设A、B两点的坐标分别为

则x1、x2为方程x2-2tx+8t-20=0的两根,x1+x2=2t,x1x2=8t-20.

因此,当t=0时,直线PM与y轴重合,当t≠0时,直线PM与y轴平行(9分)

(Ⅲ)∵=

∴点M的坐标为

又∵

∴直线AB的方程为:,即t(x-4)+10-2y=0.(*)

∵当x=4,y=5时,方程(*)恒成立,

∴对任意实数t,直线AB恒过定点,定点坐标为(4,5).(14分)

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简答题

已知椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点().

(Ⅰ)求椭圆E的方程;

(Ⅱ)设直线l:y=kx+t 与圆C:x2+y2=R2(1<R<2)相切于点A,且l与椭圆E只有一个公共点B.

①求证:k2=

②当R为何值时,丨AB丨取得最大值?并求出最大值.

正确答案

解:(Ⅰ)∵椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点(),

∴a=2,b=1,

∴椭圆E的方程为…(4分)

(Ⅱ) 证明:①由直线l与圆C:x2+y2=R2(1<R<2)相切于A,得R=

即 t2=R2(1+k2)…(5分)

又∵l与椭圆E只有一个公共点B,

得(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0,

∵直线与椭圆C只有一个公共点

∴△=(8kt)2-4(+4k2)(4t2-4)=0

∴t2=1+4k2

由①②,得k2=…(8分)

②解:设B(x0,y0),由k2=得t2=  

由韦达定理,x02=

∵B(x0,y0)点在椭圆上,

∴y02=1-x02=

∴|OB|2=x02+y02=5-,…(10分)

在直角三角形OAB中,|AB|2=|OB|2-|OA|2=5-(),

≥4,当且仅当R=∈(1,2)时取等号,

∴|AB|2≤5-4=1,

∴AB的最大值为1.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)∵椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点(),

∴a=2,b=1,

∴椭圆E的方程为…(4分)

(Ⅱ) 证明:①由直线l与圆C:x2+y2=R2(1<R<2)相切于A,得R=

即 t2=R2(1+k2)…(5分)

又∵l与椭圆E只有一个公共点B,

得(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0,

∵直线与椭圆C只有一个公共点

∴△=(8kt)2-4(+4k2)(4t2-4)=0

∴t2=1+4k2

由①②,得k2=…(8分)

②解:设B(x0,y0),由k2=得t2=  

由韦达定理,x02=

∵B(x0,y0)点在椭圆上,

∴y02=1-x02=

∴|OB|2=x02+y02=5-,…(10分)

在直角三角形OAB中,|AB|2=|OB|2-|OA|2=5-(),

≥4,当且仅当R=∈(1,2)时取等号,

∴|AB|2≤5-4=1,

∴AB的最大值为1.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆的左右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,过F2的直线l1与C1交于A,B两点,且△ABF1的周长为,l1的倾斜角为α.

(I)当l1垂直于x轴时,

①求椭圆C1的方程;

②求证:对于∀α∈[0,π),总有

(II)在(I)的条件下,设直线l2与椭圆交于C,D两点,且OC⊥OD,过O作l2的垂线交l2于E,求E的轨迹方程C2,并比较C2与C1通径所在直线的位置关系.

正确答案

解:(I)①由题意可得,

当斜率不存在时,l1:x=c

②当时,设l1:y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2

由焦半径公式可得,

成立

时,由题意成立

故对于∀α∈[0,π),总有

(II)当斜率存在时,设l2:y=tx+b,C(x3,y3),D(x4,y4

△>0⇒2t2-b2+1>0

原点O到l2的距离为为定值

故E的轨迹方程为

当斜率不存在时,解得均在E上

综上可得,E的轨迹方程C2

C1通径所在的方程为x=±1

故两者相离.

解析

解:(I)①由题意可得,

当斜率不存在时,l1:x=c

②当时,设l1:y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2

由焦半径公式可得,

成立

时,由题意成立

故对于∀α∈[0,π),总有

(II)当斜率存在时,设l2:y=tx+b,C(x3,y3),D(x4,y4

△>0⇒2t2-b2+1>0

原点O到l2的距离为为定值

故E的轨迹方程为

当斜率不存在时,解得均在E上

综上可得,E的轨迹方程C2

C1通径所在的方程为x=±1

故两者相离.

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线的综合问题

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