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题型:简答题
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简答题

在△ABC中,A点的坐标为(0,3),BC边的长为2,且BC在x轴上的区间[-3,3]上滑动.

(1)求△ABC的外心P的轨迹方程;

(2)设直线l:y=x+b与P的轨迹交于E、F点,原点O到直线l的距离为d,求的最大值,并求此时b的值.

正确答案

解:(1)A(0,3),设B,C的坐标分别为B(t,0),C(t-2,0)(-1≤t≤3),

  则线段BC的中垂线方程为x=t-1,①

  AB中点(),AB斜率为- (t≠0),

  所以线段AB的中垂线方程为

  由①②消去t得:x2=6y-8(-2≤x≤2且x≠-1)③

   当x=-1时,t=0时,三角形外心P为(-1,3/2),适合③;

  所以P点的轨迹为x2=6y-8(-2≤x≤2);

(2)将y=x+b代入x2=6y-8得9y2+6(b-1)y+b2+8=0.

由y2=6y-8及-2≤x≤2,得≤x≤2.

所以方程①在区间[,2]有两个实根.

设f(x)=9y2+6(b-1)y+b2+8,则方程③在[,2]上有两个不等实根的充要条件是

解之得:-4≤b≤-3,

∵|y1-y2|===

∴由弦长公式,得|EF|==

又原点到直线的距离为d=

=

∵-4≤b≤-3,

∴当,即b=-4时,

解析

解:(1)A(0,3),设B,C的坐标分别为B(t,0),C(t-2,0)(-1≤t≤3),

  则线段BC的中垂线方程为x=t-1,①

  AB中点(),AB斜率为- (t≠0),

  所以线段AB的中垂线方程为

  由①②消去t得:x2=6y-8(-2≤x≤2且x≠-1)③

   当x=-1时,t=0时,三角形外心P为(-1,3/2),适合③;

  所以P点的轨迹为x2=6y-8(-2≤x≤2);

(2)将y=x+b代入x2=6y-8得9y2+6(b-1)y+b2+8=0.

由y2=6y-8及-2≤x≤2,得≤x≤2.

所以方程①在区间[,2]有两个实根.

设f(x)=9y2+6(b-1)y+b2+8,则方程③在[,2]上有两个不等实根的充要条件是

解之得:-4≤b≤-3,

∵|y1-y2|===

∴由弦长公式,得|EF|==

又原点到直线的距离为d=

=

∵-4≤b≤-3,

∴当,即b=-4时,

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆的中心在坐标原点O,长轴长为,离心率,过右焦点F的直线l交椭圆于P,Q两点.

(1)求椭圆的方程;

(2)当直线l的斜率为1时,求△POQ的面积;

(3)若以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形,求满足该条件的直线l的方程.

正确答案

解:(1)由已知,椭圆方程可设为

∵长轴长为,离心率

所求椭圆方程为

(2)因为直线l过椭圆右焦点F(1,0),且斜率为1,所以直线l的方程为y=x-1.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

得3y2+2y-1=0,解得

(3)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,此时∠POQ小于90°,OP,OQ为邻边的平行四边形不可能是矩形.

当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1).

可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.

∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1)

因为以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形

得k2=2,

∴所求直线的方程为

解析

解:(1)由已知,椭圆方程可设为

∵长轴长为,离心率

所求椭圆方程为

(2)因为直线l过椭圆右焦点F(1,0),且斜率为1,所以直线l的方程为y=x-1.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

得3y2+2y-1=0,解得

(3)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,此时∠POQ小于90°,OP,OQ为邻边的平行四边形不可能是矩形.

当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1).

可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.

∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1)

因为以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形

得k2=2,

∴所求直线的方程为

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简答题

设椭圆C:的右、右焦点分别为F1、F2,上顶点为A,过A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于Q点,且2+=0.

(1)求椭圆C的离心率;

(2)若过A、Q、F2三点的圆恰好与直线x-y-3=0相切,求椭圆C的方程;

(3)在(2)的条件下,过右焦点F2的直线交椭圆于M、N两点,点P(4,0),求△PMN面积的最大值.

正确答案

解:(1)设Q(x0,0).∵F2(c,0),A(0,b),∴=(-c,b),=(x0,-b)

,∴-cx0-b2=0,故 x0=-

又∵2+=0,∴F1为F2Q的中点,故-2c=-+c,即,b2=3c2=a2-c2,∴e==

(2)∵e==,∴a=2c,b=c,则F2(c,0),Q(-3c,0),A(0,c)

∴△AQF2的外接圆圆心(-c,0),半径r=|F2Q|=a=2c

=2c,解得c=1,∴a=2,b=

椭圆C的方程为

(3)设直线MN:x=my+1,代入,得,(3m2+4)y2+6my-9=0

设M(x1,y1),n(x2,y2),∴y1+y2=-,y1y2=-

|y1-y2|==

∴S△PMN=|PF2|•|y1-y2|=

=λ≥

∴S△PMN===

∴△PMN面积的最大值为,此时,m=0

解析

解:(1)设Q(x0,0).∵F2(c,0),A(0,b),∴=(-c,b),=(x0,-b)

,∴-cx0-b2=0,故 x0=-

又∵2+=0,∴F1为F2Q的中点,故-2c=-+c,即,b2=3c2=a2-c2,∴e==

(2)∵e==,∴a=2c,b=c,则F2(c,0),Q(-3c,0),A(0,c)

∴△AQF2的外接圆圆心(-c,0),半径r=|F2Q|=a=2c

=2c,解得c=1,∴a=2,b=

椭圆C的方程为

(3)设直线MN:x=my+1,代入,得,(3m2+4)y2+6my-9=0

设M(x1,y1),n(x2,y2),∴y1+y2=-,y1y2=-

|y1-y2|==

∴S△PMN=|PF2|•|y1-y2|=

=λ≥

∴S△PMN===

∴△PMN面积的最大值为,此时,m=0

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题型:简答题
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简答题

如图,已知椭圆C:+y2=1(a>1)的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)不过点A的动直线l与椭圆C相交于PQ两点,且=0.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.

正确答案

(Ⅰ)解:将圆M的一般方程x2+y2-6x-2y+7=0化为标准方程(x-3)2+(y-1)2=3,

圆M的圆心为M(3,1),半径r=

由A(0,1),F(c,0)(c=),得直线AF:+y=1,即x+cy-c=0,

由直线AF与圆M相切,得=,∴c2=2

∴a2=c2+1=3,∴椭圆C的方程为C:+y2=1;

(Ⅱ)证明:∵=0,∴AP⊥AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,

由A(0,1)可设直线AP的方程为y=kx+1,则直线AQ的方程为y=-

将y=kx+1代入椭圆C的方程,整理得:(1+3k2)x2+6kx=0,

解得x=0或x=-,因此P的坐标为(-,-+1),

即P(-

将上式中的k换成-,得Q(

∴直线l的斜率为=

直线l的方程为y=(x-)+

化简得直线l的方程为y=x-,因此直线l过定点N(0,-).

解析

(Ⅰ)解:将圆M的一般方程x2+y2-6x-2y+7=0化为标准方程(x-3)2+(y-1)2=3,

圆M的圆心为M(3,1),半径r=

由A(0,1),F(c,0)(c=),得直线AF:+y=1,即x+cy-c=0,

由直线AF与圆M相切,得=,∴c2=2

∴a2=c2+1=3,∴椭圆C的方程为C:+y2=1;

(Ⅱ)证明:∵=0,∴AP⊥AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,

由A(0,1)可设直线AP的方程为y=kx+1,则直线AQ的方程为y=-

将y=kx+1代入椭圆C的方程,整理得:(1+3k2)x2+6kx=0,

解得x=0或x=-,因此P的坐标为(-,-+1),

即P(-

将上式中的k换成-,得Q(

∴直线l的斜率为=

直线l的方程为y=(x-)+

化简得直线l的方程为y=x-,因此直线l过定点N(0,-).

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题型:简答题
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简答题

已知F1、F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,且离心率为,点A(-)在椭圆C上.

(1)求椭圆C的方程;

(2)是否存在斜率为k的直线l与椭圆C交于不同的两点M、N,使直线F2M与F2N的倾斜角互补,且直线l是否恒过定点,若存在,求出该定点的坐标;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)∵F1、F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,

且离心率为,点A(-)在椭圆C上.

,解得a2=2,b2=1.

∴椭圆C的方程为.…(6分)

(2)由题意知直线MN存在斜率,其方程为y=kx+m,

消去y,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

△=(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)>0,

设M(,…(8分)

又kF2M=

由已知直线F2M与F2N的倾斜角互补,

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,

整理得m=-2k.…(10分)

直线MN的方程为y=k(x-2),

因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0).…(12分)

解析

解:(1)∵F1、F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,

且离心率为,点A(-)在椭圆C上.

,解得a2=2,b2=1.

∴椭圆C的方程为.…(6分)

(2)由题意知直线MN存在斜率,其方程为y=kx+m,

消去y,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

△=(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)>0,

设M(,…(8分)

又kF2M=

由已知直线F2M与F2N的倾斜角互补,

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,

整理得m=-2k.…(10分)

直线MN的方程为y=k(x-2),

因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0).…(12分)

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简答题

已知M(-2,0),N(2,0)两点,动点P在y轴上的射影为H,且使分别是公比为2的等比数列的第三、四项.

(1)求动点P的轨迹C的方程;

(2)已知过点N的直线l交曲线C于x轴下方两个不同的点A、B,设R为AB的中点,若过点R与定点Q(0,-2)的直线交x轴于点D(x0,0),求x0的取值范围.

正确答案

解:(1)M(-2,0),N(2,0),设动点P的坐标为(x,y),所以H(0,y),

所以,…(3分)…(5分),

由条件,得y2-x2=4,又因为是等比,所以x2≠0,

所以,所求动点的轨迹方程y2-x2=4(x≠0).…(7分)

(2)设直线l的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),

联立方程组得,

,…(10分)

,…(12分)

直线RQ的方程为

.…(15分)

解析

解:(1)M(-2,0),N(2,0),设动点P的坐标为(x,y),所以H(0,y),

所以,…(3分)…(5分),

由条件,得y2-x2=4,又因为是等比,所以x2≠0,

所以,所求动点的轨迹方程y2-x2=4(x≠0).…(7分)

(2)设直线l的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),

联立方程组得,

,…(10分)

,…(12分)

直线RQ的方程为

.…(15分)

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简答题

如图,已知点F为抛物线C1:y2=4x的焦点,过点F任作两条互相垂直的直线l1,l2,分别交抛物线C1于A,C,B,D四点,E,G分别为AC,BD的中点.

(Ⅰ)直线EG是否过定点?若过,求出该定点;若不过,说明理由;

(Ⅱ)设直线EG交抛物线C1于M,N两点,试求|MN|的最小值.

正确答案

解:(Ⅰ)直线EG过定点(3,0),设A(x1,y1),C(x2,y2),

直线AC的方程为x=my+1,代入抛物线C1的方程,得y2-4my-4=0,

则x1+x2=4m,x1x2=4m2+2,

∴AC的中点坐标为E(2m2+1,2m),

由AC⊥BD,得BD的中点坐标为G(+1,-),

令2m2+1=+1,得m2=1,此时2m2+1=+1=3,

故直线过点H(3,0),

当m2≠1时,kHE=

同理kHG=

∴kHE=kHG

∴E,H,G三点共线,

故直线过定点H(3,0);

(Ⅱ)设M(,yM),N(,yN),直线EG的方程为x=ty+3,代入抛物线方程可得y2-4ty-12=0,

∴yM+yN=4t,yMyN=-12,

∴|MN|2=(-2+(yM-yN2=16(t2+3)(t2+1)≥48,

∴|MN|

当t=0,即直线EG垂直于x轴时,|MN|取得最小值4

解析

解:(Ⅰ)直线EG过定点(3,0),设A(x1,y1),C(x2,y2),

直线AC的方程为x=my+1,代入抛物线C1的方程,得y2-4my-4=0,

则x1+x2=4m,x1x2=4m2+2,

∴AC的中点坐标为E(2m2+1,2m),

由AC⊥BD,得BD的中点坐标为G(+1,-),

令2m2+1=+1,得m2=1,此时2m2+1=+1=3,

故直线过点H(3,0),

当m2≠1时,kHE=

同理kHG=

∴kHE=kHG

∴E,H,G三点共线,

故直线过定点H(3,0);

(Ⅱ)设M(,yM),N(,yN),直线EG的方程为x=ty+3,代入抛物线方程可得y2-4ty-12=0,

∴yM+yN=4t,yMyN=-12,

∴|MN|2=(-2+(yM-yN2=16(t2+3)(t2+1)≥48,

∴|MN|

当t=0,即直线EG垂直于x轴时,|MN|取得最小值4

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简答题

如图,O为坐标原点,点F为抛物线C1:x2=2py(p>0)的焦点,且抛物线C1上点P处的切线与圆C2:x2+y2=1相切于点Q.

(Ⅰ)当直线PQ的方程为x-y-=0时,求抛物线C1的方程;

(Ⅱ)当正数p变化时,记S1,S2分别为△FPQ,△FOQ的面积,求的最小值.

正确答案

解:(Ⅰ)设点P(x0),由x2=2py(p>0)得,y=,求导y′=

因为直线PQ的斜率为1,所以=1且x0--=0,解得p=2

所以抛物线C1 的方程为

(Ⅱ)因为点P处的切线方程为:y-=(x-x0),即2x0x-2py-=0,

根据切线与圆切,得d=r,即=1,化简得

由方程组,解得Q(),

所以|PQ|=|xP-xQ|==

点F(0,)到切线PQ的距离是d==

所以=××=

=

而由知,4p2=,得|x0|>2,

所以===

==+3≥2+3,当且仅当时取“=”号,即,此时,p=

所以的最小值为2+3.

解析

解:(Ⅰ)设点P(x0),由x2=2py(p>0)得,y=,求导y′=

因为直线PQ的斜率为1,所以=1且x0--=0,解得p=2

所以抛物线C1 的方程为

(Ⅱ)因为点P处的切线方程为:y-=(x-x0),即2x0x-2py-=0,

根据切线与圆切,得d=r,即=1,化简得

由方程组,解得Q(),

所以|PQ|=|xP-xQ|==

点F(0,)到切线PQ的距离是d==

所以=××=

=

而由知,4p2=,得|x0|>2,

所以===

==+3≥2+3,当且仅当时取“=”号,即,此时,p=

所以的最小值为2+3.

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简答题

如图,已知椭圆C的方程为=1(a>b>0),双曲线=1的两条渐近线为l1,l2.过椭圆C的右焦点F作直线l,使l⊥l1,又l与l2交于点P,设l与椭圆C的两个交点由上至下依次为A,B.

(Ⅰ)若l1与l2的夹角为60°,且双曲线的焦距为4,求椭圆C的方程;

(Ⅱ)求的最大值.

正确答案

解:(Ⅰ)因为双曲线方程为

所以双曲线的渐近线方程为y=

因为两渐近线的夹角为60°且,所以∠POF=30°.

所以. 所以a=

因为c=2,所以a2+b2=4,所以a=,b=1.

所以椭圆C的方程为.…(4分)

(Ⅱ)因为l⊥l1,所以直线l的方程为y=,其中c=.…(5分)

直线l2的方程为y=,联立直线l与l2的方程,解得点P().…(6分)

=λ,则=.…(7分)

因为点F(c,0),设点A(x0,y0),则有(x0-c,y0)=λ().

解得,y0=.…(8分)

因为点A(x0,y0)在椭圆上,

所以+=1.

即(c2+λa222a4=(1+λ)2a2c2

等式两边同除以a4,得(e2+λ)22=e2(1+λ)2,e∈(0,1),

所以=-(2-e2+)+3≤=3-2=(2.…(10分)

所以当2-e2=,即e=时,λ取得最大值

的最大值为.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)因为双曲线方程为

所以双曲线的渐近线方程为y=

因为两渐近线的夹角为60°且,所以∠POF=30°.

所以. 所以a=

因为c=2,所以a2+b2=4,所以a=,b=1.

所以椭圆C的方程为.…(4分)

(Ⅱ)因为l⊥l1,所以直线l的方程为y=,其中c=.…(5分)

直线l2的方程为y=,联立直线l与l2的方程,解得点P().…(6分)

=λ,则=.…(7分)

因为点F(c,0),设点A(x0,y0),则有(x0-c,y0)=λ().

解得,y0=.…(8分)

因为点A(x0,y0)在椭圆上,

所以+=1.

即(c2+λa222a4=(1+λ)2a2c2

等式两边同除以a4,得(e2+λ)22=e2(1+λ)2,e∈(0,1),

所以=-(2-e2+)+3≤=3-2=(2.…(10分)

所以当2-e2=,即e=时,λ取得最大值

的最大值为.…(12分)

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简答题

在复平面上,点P(x,y)所对应的复数p=x+yi(i为虚数单位),z=a+bi(a、b∈R)是某给定复数,复数q=p•z所对应的点为Q(x′,y′),我们称点P经过变换z成为了点Q,记作Q=z(P).

(1)给出z=1+2i,且z(P)=Q(8,1),求点P的坐标;

(2)给出z=3+4i,若P在椭圆+=1上运动,Q=z(P),求|OQ|的取值范围;

(3)已知P在双曲线x2-y2=1上运动,试问是否存在z,使得Q=z(P)在双曲线y=上运动?若存在,请求出z;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)根据题意,有8+i=(1+2i)•p

∴p=,∴点P的坐标为(2,-3)

(2)∵P在椭圆上运动,∴|p|=|OP|∈[2,3]

又|z|=5,∴|OQ|=|q|=|pz|∈[10,15]

(3)不存在.

假设存在z=a+bi(a,b∈R),使得Q=z(P)在曲线上运动.

在直线y=3x+1上取点P1(0,1),所以q1=z•p1=-b+ai,对应的Q1(-b,a)在曲线上,所以-b=,即ab=-1.

再取点P2),所以,对应的点Q1()在曲线上,所以

即ab=9.

二者矛盾,所以不存在满足条件的z.

解析

解:(1)根据题意,有8+i=(1+2i)•p

∴p=,∴点P的坐标为(2,-3)

(2)∵P在椭圆上运动,∴|p|=|OP|∈[2,3]

又|z|=5,∴|OQ|=|q|=|pz|∈[10,15]

(3)不存在.

假设存在z=a+bi(a,b∈R),使得Q=z(P)在曲线上运动.

在直线y=3x+1上取点P1(0,1),所以q1=z•p1=-b+ai,对应的Q1(-b,a)在曲线上,所以-b=,即ab=-1.

再取点P2),所以,对应的点Q1()在曲线上,所以

即ab=9.

二者矛盾,所以不存在满足条件的z.

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线

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