5.(福建省莆田四中2008届5月份第二次模拟考试,理科,21)
已知
为坐标原点,点
、
的坐标分别为
,点
、
满足
|
|
,
(![]()
),过点
且垂直于
的直线交线段
于点
,
设点
的轨迹为
.
(1)求轨迹
的方程;
(2)设直线的
:
与轨迹
交于不同的两点
、
,对点
和向量
,求![]()
取最大值时直线
的方程.
[解析](1)由椭圆的定义易得点
的轨迹
的方程;(2)设出
、
两点的坐标后转化成向量的坐标运算,进而由不等式放缩得到![]()
取最大值时k的值,即得到直线
的方程.
[答案](1)∵=(+),∴N为AF的中点
∴||=||∴||+||=||+||>||
∴点M的轨迹C是以E、F为焦点的椭圆
∵长半轴a=,半焦距c=
∴b2=a2-c2=1
∴点M的轨迹C的方程为+y2=1
(2)将y=k(x+1)(k≠0)代入椭圆C:+y2=1中,整理得
(1+3k2)x2+6k2x+3k2-3=0
设R(x3,y3)、S(x4,y4)
则x3+x4=-,x3x4=
所以y3y4=k2(x3+1)(x4+1)=k2(x3+x4+x3x4+1)=-
∴
=(x3-1)(x4-1)+y3y4-3-9k2
=x3x4-(x3+x4)+1+y3y4-3-9k2=++1--3-9k2
=-3-9k2=-[+3(1+3k2)]≤-2×4=-
当且仅当=3(1+3k2),即k2=∈(0,1)时等号成立
此时,直线l的方程为y=±(x+1)
4.(广东省实验中学2008届高三第三次模拟考试,理科,20)
已知抛物线x2=-y,直线L:(m+1)y+(3-m)x+m+1=0 (m∈R且m≠-1)与抛物线交于A,B两
点.
(1) 当m=0时,试用x,y的不等式组表示由直线L和抛物线围成的封闭图形所在平面区域(包边界) ,并求该区域的面积.
(2)求证:对任意不为零的实数m,抛物线的顶点都在以线段AB为直径的圆C上;并求圆
C的圆心的轨迹方程.
(3)将抛物线x2=-y的图像按向量
=(4,16)移动后得到函数y=f(x)的图像,若
问是否存在实数m,使得y=f(x)的图象与y=g(x)的图象有且只有两个不同的交点?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
[解析](1)所要表示的平面区域包括边界,要注意不等式取等号,由定积分即可求出相应
的面积,计算时可以整体代入;
(2)证明抛物线的顶点在以线段AB为直径的圆C上,即证明
,圆C的圆心的
轨迹可由中点坐标公式利用“代入法”求得;
(3)构造函数
,因为
,所以y=f(x)的图
象与y=g(x)的图象有且只有两个不同的交点问题就可以转化为函数
有两个正零点的
问题,要对
的单调性进行讨论,从而求出使得
由两个正零点的
的取值范围.
[答案]![]()
(3)依题意,f(x)=-x2+8x,令![]()
因为x>0,要使函数f(x)与函数g(x)有且仅有2个不同的交点,则函数
的图象与x轴的正半轴有且只有两个不同的交点
![]()
当x∈(0,1)时,
是增函数;
当x∈(1,3)时,
是减函数
当x∈(3,+∞)时,
是增函数
当x=1或x=3时,![]()
∴![]()
![]()
又因为当x→0时,![]()
当![]()
所以要使
有且仅有两个不同的正根,必须且只须
![]()
即![]()
∴m=7或![]()
∴当m=7或
时,函数f(x)与g(x)的图象有且只有两个不同交点.
3.(宁夏银川一中2008届高三年级第五次月考测试,理科,21)
已知直线
相交于A、B两点.
(1)若椭圆的离心率为
,焦距为2,求线段AB的长;
(2)若向量
互相垂直(其中O为坐标原点),当椭圆的离心率
时,求椭圆的长轴长的最大值.
[解析](1)由已知条件易求椭圆的标准方程,再由弦长公式即可求得线段AB的长;(2)由向量
互相垂直可以设
从而转化成坐标运算,求出
的关系,进而用离心率
表示
,再由
,求出
的范围即求出长轴长的最大值.
[答案](1)
,
,
联立![]()
则![]()
,
(2)设
,
![]()
由
,
![]()
,
![]()
,
由此得![]()
故长轴长的最大值为![]()
2.(山东省烟台市2008届高三5月适应性练习,理科,21)
如图,在平面直角坐标系中,N为圆A
上的一动点,点B(1,0),点M
是BN中点,点P在线段AN上,且![]()
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)试判断以PB为直径的圆与圆
的位置关系,并说明理由。
[解析](1)由垂直平分线的性质和椭圆定义易求;(2)设出
,由中点坐标公式可得以PB为直径的圆的圆心
,进而求出半径
又圆
的圆心为
(0,0),半径
比较圆心距
与
的大小关系即可.
[答案](1)由点M是BN中点,又![]()
可知PM垂直平分BN,所以![]()
所以|PA|+|PB|=4
由椭圆定义知,点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.
设椭圆方程为![]()
由![]()
可知动点P的轨迹方程为
(2)解:设点![]()
![]()
![]()
即以PB为直径的圆的圆心为
,
半径为
又圆
的圆心为
(0,0),半径![]()
又![]()
![]()
![]()
![]()
故
即两圆相切.
1.(山东省潍坊市2008届高三5月教学质量检测,理科,21)
已知实数m>1,定点A(-m,0),B(m,0),S为一动点,点S与A,B两点连线斜率之积
为![]()
(1)求动点S的轨迹C的方程,并指出它是哪一种曲线;
(2)当
时,问t取何值时,直线
与曲线C有且只有一个交
点?
(3)在(2)的条件下,证明:直线l上横坐标小于2的点P到点(1,0)的距离与到直线x=2的距离之比的最小值等于曲线C的离心率.
[解析](1)由题易得动点S的轨迹C为椭圆,注意要除去x轴上的两项点;(2)联立直线与椭圆方程,由
即可求得
值,注意
;(3)由两点间的距离公式和点到直线的距离公式表示出两距离之比,转化成求关于
的函数
的最小值问题,利用导函数即可解之.
[答案](1)设
.
由题意得
∵m>1,∴轨迹C是中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆(除去x轴上的两项点),其中长轴长为2
,短轴长为2.
(2)当m=
时,曲线C的方程为![]()
由
令![]()
此时直线l与曲线C有且只有一个公共点.
(3)直线l方程为2x-y+3=0.
设点
表示P到点(1,0)的距离,d2表示P到直线x=2的距离,
则![]()
令![]()
则![]()
令
![]()
∴
的最小值等于椭圆的离心率.
7.(2008年广东卷,文科,20)
设
,椭圆方程为
,抛物线方程为
.如图所示,过点
作
轴的平行线,与抛物线在第一象限的交点为
,已知抛物线在点
的切线经过椭圆的右焦点
.
(1)求满足条件的椭圆方程和抛物线方程;
(2)设
分别是椭圆长轴的左、右端点,试探究在抛物线上是否存在点
,使得
为直角三角形?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标).
![]()
[解析](1)由已知可求出G点的坐标,从而求出抛物线在点
的切线方程,进而求出
点的坐标,由椭圆方程也可以求出
点的坐标,从而求出
,得出椭圆方程和抛物线方程;(2)以
为直角和以
为直角的直角三角形显然各一个,以
为直角的直角三角形是否存在可以转化成
对应的方程是否有解的问题,从而可以求出满足条件的P点的个数.
[答案](1)由
得
,
当
得
,
G点的坐标为
,
,
,
过点G的切线方程为
即
,
令
得
,
点的坐标为
,由椭圆方程得
点的坐标为
,
即
,即椭圆和抛物线的方程分别为
和
;
(2)
过
作
轴的垂线与抛物线只有一个交点
,
以
为直角的
只有一个,
同理
以
为直角的
只有一个。
若以
为直角,设
点坐标为
,
、
两点的坐标分别为
和
,
。
关于
的二次方程有一大于零的解,
有两解,即以
为直角的
有两个,因此抛物线上存在四个点使得
为直角三角形。
6.(2008年山东卷,文科,22)
已知曲线
所围成的封闭图形的面积为
,
曲线
的内切圆半径为
.记
为以曲线
与坐标轴的交点为顶点的椭圆.
(Ⅰ)求椭圆
的标准方程;
(Ⅱ)设
是过椭圆
中心的任意弦,
是线段
的垂直平分线.
是
上异于椭圆中心的点.
(1)若
(
为坐标原点),当点
在椭圆
上运动时,
求点
的轨迹方程;
(2)若
是
与椭圆
的交点,求
的面积的最小值.
[解析](Ⅰ)由三角形面积公式和点到直线的距离公式可得关于a,b的方程组,
曲线
与坐标轴的交点为椭圆的顶点,显然
为焦点在x轴的椭圆;
(Ⅱ)(1)设出
的方程
,
,
,联立直线与椭圆得到方程组后,由
可得
的轨迹方程,注意
或不存在时所得方程仍然成立;(2)由直线
的方程:
和椭圆方程联立后表示出
由不等式放缩即可求出最小值.
[答案](Ⅰ)由题意得
又
,解得
,
.
因此所求椭圆的标准方程为
.
(Ⅱ)(1)假设
所在的直线斜率存在且不为零,设
所在直线方程为
,
.
解方程组
得
,
,
所以
.
设
,由题意知
,
所以
,即
,
因为
是
的垂直平分线,所以直线
的方程为
,即
,
因此
,
又
,所以
,故
.
又当
或不存在时,上式仍然成立.
综上所述,
的轨迹方程为
.
(2)当
存在且
时,由(1)得
,
,
由
解得
,
,
所以
,
,
.
解法一:由于![]()
![]()
![]()
![]()
,
当且仅当
时等号成立,即
时等号成立,
此时
面积的最小值是
.
当
,
.
当
不存在时,
.
综上所述,
的面积的最小值为
.
解法二:因为![]()
,
又
,
,
当且仅当
时等号成立,即
时等号成立,
此时
面积的最小值是
.
当
,
.
当
不存在时,
.
综上所述,
的面积的最小值为
.
5. (2008年辽宁卷,文科,21)
在平面直角坐标系
中,点P到两点
,
的距离之和等于4,设点P的轨迹为
.
(Ⅰ)写出C的方程;
(Ⅱ)设直线
与C交于A,B两点.k为何值时![]()
![]()
?此时
的值是多少?
[解析](Ⅰ)由椭圆的定义易得,(Ⅱ)设出A,B两点的坐标后由一元二次方程根与系数关系求出
,再由向量的坐标运算求出k值,最后由弦长公式可以求出
的值.
[答案](Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以
为焦点,
长半轴为2的椭圆.它的短半轴
,
故曲线C的方程为
. 4分
(Ⅱ)设
,其坐标满足
消去y并整理得
,
故
. 6分
,即
.而
,
于是
.
所以
时,
,故
. 8分
当
时,
,
.
,
而![]()
,
所以
.
4.(2008年湖南卷,文科,19)
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是
,且两条准线间的距离为
.
(I)求椭圆的方程;
(II)若存在过点A(1,0)的直线
,使点F关于直线
的对称点在椭圆上,
求
的取值范围.
[解析](I)椭圆方程由a,b,c的关系易得,(II)设出直线
的方程,求出点F关于直线
的对称点,代入椭圆方程解关于
的不等式组即得
的取值范围.
[答案](I)设椭圆的方程为![]()
由条件知
且
所以![]()
![]()
故椭圆的方程是![]()
(II)依题意, 直线
的斜率存在且不为0,记为
,则直线
的方程是![]()
设点
关于直线
的对称点为
则
解得![]()
因为点
在椭圆上,所以
即
![]()
设
则![]()
因为
所以
于是,
当且仅当![]()
上述方程存在正实根,即直线
存在.
解
得
所以![]()
即
的取值范围是![]()
3.(2007年山东卷,理科,21)
已知椭圆
的中心在坐标原点,焦点在
轴上,椭圆
上的点到焦点距离的最大值为
,最小值为
.
(Ⅰ)求椭圆
的标准方程;
(Ⅱ)若直线
与椭圆
相交于
,
两点(
不是左右顶点),且以
为直径的圆过椭圆
的右顶点,求证:直线
过定点,并求出该定点的坐标.
[解析](Ⅰ)由已知易求出a,c的值,即得椭圆方程,(Ⅱ)由待定系数法设出直线方程,联立椭圆方程后由
可以得到关于k和m的方程,求出满足
的k和m的关系式后即可得到过定点的直线方程.
[答案](I)由题意设椭圆的标准方程为![]()
,![]()
![]()
(II)设
,由
得
,
,
.
![]()
![]()
以AB为直径的圆过椭圆的右顶点![]()
,
,
,
,
,解得
,且满足
.
当
时,
,直线过定点
与已知矛盾;
当
时,
,直线过定点![]()
综上可知,直线
过定点,定点坐标为![]()
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