由CD垂直平分AB,得直线CD的方程为y=-(x-1)+2 即y=3-x
代入双曲线方程,整理得x2+16x-11=0 ② 记C(x3,y3),D(x4,y4),CD的中点为M(x0,y0),则x3、x4是方程②的两个根,所以x3+x4=-6,x3x4=-11.
从而x0=
1(x3+x4)=-3,y0=3-x0=6. 2|CD|=
(x3?x4)2?(y3?y4)2?2(x3?x4)2
?2[(x3?x4)2?4x3x4]?410.
∴|MC|=|MD|=
1|CD|?210. 2(x2?x1)2?(y0?y1)2?4?36?210.
又|MA|=|MB|=
即A、B、C、D四点到点M的距离相等,所以A、B、C、D四点共圆. 73.解:设点C(x,y),则|CA|-|CB|=±2,
x2y2根据双曲线的定义,可知点C的轨迹是双曲线2?2=1.
ab由2a=2,2c=|AB|=2
3,得a2=1,b2=2
2y故点C的轨迹方程是x2-=1
2?2y2?1?x?由?,得x2+4x-6=0. 2?y?x?2?∵Δ>0,∴直线与双曲线有两个交点. 设D(x1,y1)、E(x2,y2),则x1+x2=-4,x1x2=-6 故|DE|=
(x1?x2)2?(y1?y2)2?2(x1?x2)2?4x1x2?45.
74.解:(Ⅰ)设y=x-a,∴(x-a)2=2px
图8—19
x2-2ax+a2-2px=0 x2-(2a+2p)x+a2=0 |AB|=
24(a?p)2?4a2≤2p
∴4ap+2p2≤p2,4ap≤-p2 又∵p>0,∴a≤-
p(如图8—19) 4(Ⅱ)∵AB中点x=a+p y1+y2=x1+x2-2a y1+y2=2p ∴y=p
∴过N的直线l:y-p=-(x-a-p)+p=x-a-px=a+2p N到AB的距离为:
|a?2p?a|2p ?22222p22ap?p??2p2ap?p2 ∴S=22当a有最大值时,S有最大值
p22p2?2p22S?2pp????2p2
222275.解法一:由已知|PF1|+|PF2|=6,|F1F2|=2根据直角的不同位置,分两种情况:
若∠PF2F1为直角,则|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2 即|PF1|2=(6-|PF1|)2+20, 得|PF1|=
5,
|PF1|7414,|PF2|=,故?;
33|PF2|2若∠F1PF2为直角,则|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,
即20=|PF1|2+(6-|PF1|)2, 得|PF1|=4,|PF2|=2,故
|PF1|=2.
|PF2|解法二:由椭圆的对称性不妨设P(x,y)(x>0,y>0),则由已知可得F1(-0),F2(
5,
5,0).
45,)
3根据直角的不同位置,分两种情况:若∠PF2F1为直角,则P(
于是|PF1|=
|PF1|7414,|PF2|=,故?
33|PF2|2?x2y2??1??94若∠F1PF2为直角,则?
?y?y??1??x?5x?5解得x?35453545,即P(), ,y?,5555于是|PF1|=4,|PF2|=2,故
|PF1|=2.
|PF2|p)(如图8—20) 276.解法一:设直线方程为y=k(x?A(x1,y1),B(x2,y2),C(?p,y2) 2图8—20 p?y?k(x?)22py??p2?0 ∴?2,y?k2?y?2px?∴y1y2??p,kOA2y1y22p ?,kOC??py1x1?2又∵y12=2px1 ∴kOC=
y1=kOA x1即k也是直线OA的斜率,所以AC经过原点O. 当k不存在时,AB⊥x轴,同理可得kOA=kOC 解法二:如图8—21,过A作AD⊥l,D为垂足, 则:AD∥EF∥BC
连结AC与EF相交于点N, 则
|EN||CN||BF||NF||AF| ??,?|AD||AC||AB||BC||AB|图8—21 由抛物线的定义可知:|AF|=|AD|,|BF|=|BC| ∴|EN|=
|AD|?|BF||AF|?|BC|=|NF|. ?|AB||AB|评述:该题的解答既可采用常规的坐标法,借助代数推理进行,又可采用圆锥曲线的几
何性质,借助平面几何的方法进行推理.解题思路宽,而且几何方法较之解析法比较快捷便当.从审题与思维深度上看,几何法的采用,源于思维的深刻.
77.解:(1)设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),点Q的坐标为Q(x,y).
当x1≠x2时,设直线斜率为k,则l的方程为y=k(x-a)+b.
yy由已知x1+1=1 ①,x22+2=1 ②
222
22y1=k(x1-a)+b ③,y2=k(x2-a)+b ④ ①-②得(x1+x2)(x1-x2)+
1(y1+y2)(y1-y2)=0. ⑤ 2③+④得y1+y2=k(x1+x2)-2ka+2b ⑥ 由⑤、⑥及x?x1?x2y?y2, ,k?12x1?x2得点Q的坐标满足方程2x2+y2-2ax-by=0 ⑦
当x1=x2时,k不存在,此时l平行于y轴,因此AB的中点Q一定落在x轴,即Q的坐标为(a,0),显然点Q的坐标满足方程⑦
综上所述,点Q的坐标满足方程2x2+y2-2ax-by=0. 设方程⑦所表示的曲线为l.
?2x2?y2?2ax?by?0?2则由?得(2a2+b2)x2-4ax+2-b2=0. y2?1?x??22b22b因为Δ=8b(a+-1),由已知a+≤1 222
2
2b所以当a2+=1时,Δ=0,曲线l与椭圆C有且只有一个交点P(a,b);
2b2当a+<1时,Δ<0,曲线l与椭圆C没有交点.
22
因为(0,0)在椭圆C内,又在曲线l上,所以曲线l在椭圆C内. 故点Q的轨迹方程为2x2+y2-2ax-by=0;
?x?0(2)由?2,得曲线l与y轴交于点(0,0)、(0,b); 2?2x?y?2ax?by?0由??x?0?2x?y?2ax?by?022,得曲线l与x轴交于点(0,0)、(a,0);
当a=0,b=0,即点P(a,b)为原点时,(a,0)、(0,b)与(0,0)重合,曲线l与
x轴只有一个交点(0,0);
当a=0且0<|b|≤
2时,即点P(a,b)不在椭圆C外且在除去原点的y轴上时,点
(a,0)与(0,0)重合,曲线l与坐标轴有两个交点(0,b)与(0,0);
同理,当b=0且0<|a|≤1时,即点P(a,b)不在椭圆C外且在除去原点的x轴上时,
曲线l与坐标轴有两个交点(a,0)与(0,0);
当0<|a|<1且0<|b|<
2(1?a2)时,即点P(a,b)在椭圆C内且不在坐标轴上时,
曲线l与坐标轴有三个交点(a,0)、(0,b)与(0,0).
评述:本题考查求点的轨迹方程,点与椭圆的位置关系,直线与椭圆相交等知识,考查分类讨论的思想方法,以及综合运用知识解题的能力,此题运算量大,涉及知识点较多,需要较高的运算能力和逻辑推理能力.
78.证法一:依题设得椭圆的半焦距c=1,右焦点为F(1,0),右准线方程为x=2,点E的坐标为(2,0),EF的中点为N(
3,0). 2若AB垂直于x轴,则A(1,y1),B(1,-y1),C(2,-y1), ∴AC中点为N(
3,0),即AC过EF中点N. 2若AB不垂直于x轴,由直线AB过点F,且由BC∥x轴知点B不在x轴上,故直线AB的方程为y=k(x-1),k≠0.
x22
记A(x1,y1)和B(x2,y2),则(2,y2)且x1,x2满足二次方程+k(x-1)2=1,
2即(1+2k2)x2-4k2x+2(k2-1)=0
4k22(k2?1)∴x1?x2?. ,x1x2?221?2k1?2k又x12=2-2y12<2,得x1-
3≠0,故直线AN、CN的斜率分别为 2k1?y1x1?32?2k(x1?1)y,k2?2?2k(x2?1).
32x1?32?2∴k1-k2=2k2
(x1?1)?(x2?1)(2x1?3)
2x1?3∵(x1-1)-(x2-1)(2x1-3)=3(x1+x2)-2x1x2-4 =
1222
[12k-4(k-1)-4(1+2k)]=0, 21?2k∴k1-k2=0,即k1=k2. 故A、C、N三点共线.
所以,直线AC经过线段EF的中点N.
证法二:如图8—22,记直线AC与x轴的交点为点N,过点A作AD⊥l,点D是垂足,因为点F是椭圆的右焦点,直线l是右准线, BC∥x轴,即BC⊥l,根据椭圆几何性质,得
图8—22