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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

已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,短轴长为4

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)P(2,n),Q(2,-n)是椭圆C上两个定点,A、B是椭圆C上位于直线PQ两侧的动点.

①若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;

②当A、B两点在椭圆上运动,且满足∠APQ=∠BPQ时,直线AB的斜率是否为定值,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)设C方程为

由已知b=2,离心率 …(3分)

得a=4,所以,椭圆C的方程为…(4分)

(Ⅱ)①由(Ⅰ)可求得点P、Q的坐标为P(2,3).Q(2,-3),则|PQ|=6,

设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为,代入

得x2+tx+t2-12=0 由△>0,解得-4<t<4,由根与系数的关系得

四边形APBQ的面积…(6分)

故,当t=0时,…(7分)

②∠APQ=∠BPQ时,PA、PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,

则PB的斜率为-k,PA的直线方程为y-3=k(x-2)与

联立解得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0,x1+2=.…(9分)

同理PB的直线方程y-3=-k(x-2),可得x2+2=

所以…(11分)

==

所以直线AB的斜率为定…(13分)

解析

解:(Ⅰ)设C方程为

由已知b=2,离心率 …(3分)

得a=4,所以,椭圆C的方程为…(4分)

(Ⅱ)①由(Ⅰ)可求得点P、Q的坐标为P(2,3).Q(2,-3),则|PQ|=6,

设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为,代入

得x2+tx+t2-12=0 由△>0,解得-4<t<4,由根与系数的关系得

四边形APBQ的面积…(6分)

故,当t=0时,…(7分)

②∠APQ=∠BPQ时,PA、PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,

则PB的斜率为-k,PA的直线方程为y-3=k(x-2)与

联立解得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0,x1+2=.…(9分)

同理PB的直线方程y-3=-k(x-2),可得x2+2=

所以…(11分)

==

所以直线AB的斜率为定…(13分)

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简答题

已知椭圆E:+=1过点A(-1,0)和点B(1,0),其中一个焦点与抛物线y=x2的焦点重合,C为E上异于顶点的任一点.

(Ⅰ)求椭圆E的方程;

(Ⅱ)若椭圆E所在平面上的两点M,G同时满足:①++=;②||=||=||.试问直线MG的斜率是否为定值,若为定值求出该定值;若不为定值,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)由y=x2,得

∴抛物线的焦点坐标为

由题意知m2=1,

∴椭圆E的方程为

(Ⅱ)设C(x0,y0),

++=可知G为△ABC的重心,

由||=||=||知M为△ABC的外心,

故设M(0,y1),

由||=||,得

整理得:

∴y0=3y1

则M().

∴kMG=0.

即直线MG的斜率是定值0.

解析

解:(Ⅰ)由y=x2,得

∴抛物线的焦点坐标为

由题意知m2=1,

∴椭圆E的方程为

(Ⅱ)设C(x0,y0),

++=可知G为△ABC的重心,

由||=||=||知M为△ABC的外心,

故设M(0,y1),

由||=||,得

整理得:

∴y0=3y1

则M().

∴kMG=0.

即直线MG的斜率是定值0.

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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.

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题型: 单选题
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单选题

直线x=ky+3与双曲线只有一个公共点,则k的值有(  )

A1个

B2个

C3个

D无数多个

正确答案

C

解析

解:x=ky+3代入双曲线,可化为(4k2-9)y2+24ky=0.

①当4k2-9=0时,可得k=±,此时直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线有且只有一个交点,满足题意;

②当4k2-9≠0时,由直线与双曲线有且只有一个公共点,可得△=(24k)2-0=0,解得k=0.此时满足条件.

综上可得:k=±,0.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

椭圆的一个焦点F与抛物线y2=4x的焦点重合,且截抛物线的准线所得弦长为,倾斜角为45°的直线l过点F.

(Ⅰ)求该椭圆的方程;

(Ⅱ)设椭圆的另一个焦点为F1,问抛物线y2=4x上是否存在一点M,使得M与F1关于直线l对称,若存在,求出点M的坐标,若不存在,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,(2分)

∴a2-b2=1  ①(3分)

又椭圆截抛物线的准线x=-1所得弦长为,∴得上交点为

  ②(4分)

由①代入②得2b4-b2-1=0,解得b2=1或(舍去),

从而a2=b2+1=2

∴该椭圆的方程为     (6分)

(Ⅱ)∵倾斜角为45°的直线l过点F,

∴直线l的方程为y=x-1,(7分)

由(Ⅰ)知椭圆的另一个焦点为F1(-1,0),设M(x0,y0)与F1关于直线l对称,(8分)

则得 (10分)  

解得,即M(1,-2)

又M(1,-2)满足y2=4x,故点M在抛物线上.   (11分)

所以抛物线y2=4x上存在一点M(1,-2),使得M与F1关于直线l对称.(12分)

解析

解:(Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1,(2分)

∴a2-b2=1  ①(3分)

又椭圆截抛物线的准线x=-1所得弦长为,∴得上交点为

  ②(4分)

由①代入②得2b4-b2-1=0,解得b2=1或(舍去),

从而a2=b2+1=2

∴该椭圆的方程为     (6分)

(Ⅱ)∵倾斜角为45°的直线l过点F,

∴直线l的方程为y=x-1,(7分)

由(Ⅰ)知椭圆的另一个焦点为F1(-1,0),设M(x0,y0)与F1关于直线l对称,(8分)

则得 (10分)  

解得,即M(1,-2)

又M(1,-2)满足y2=4x,故点M在抛物线上.   (11分)

所以抛物线y2=4x上存在一点M(1,-2),使得M与F1关于直线l对称.(12分)

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题型: 单选题
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单选题

过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,抛物线准线与x轴交于C点,若∠CBF=90°,则|AF|-|BF|的值为(  )

A

Bp

C

D2p

正确答案

D

解析

解:假设k存在,设AB方程为:y=k(x-),

与抛物线y2=2px(p>0)联立得k2(x2-px+)=2px,

即k2x2-(k2+2)px+=0

设两交点为A(x2,y2),B(x1,y1),

∵∠CBF=90°,∴(x1-)(x1+)+y12=0,

∴x12+y12=,∴x12+2px1-=0(x1>0),∴x1=

∵x1x2=,∴x2=

∴|AF|-|BF|=(x2+)-(x1+)=2p,

故选D.

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线

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