圆锥曲线综合应用习题(2)

2019-01-12 12:01

16.已知动圆过定点?1,0?,且与直线x??1相切.

(1) 求动圆的圆心轨迹C的方程;

(2) 是否存在直线l,使l过点(0,1),并与轨迹C交于P,Q两点,且满足

????????OP?OQ?0?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.

17.已知M(4,0),N(1,0)若动点P满足MNMP?6|NP| (1)求动点P的轨迹方C的方程;

(2)设Q是曲线C上任意一点,求Q到直线l:x?2y?12?0的距离的最小值.

18.已知抛物线x=2py(p>0),过动点M(0,a),且斜率为1的直线L与该抛物线交于不同两点A、B,|AB|≤2p,

(1)求a的取值范围;

(2)若p=2,a=3,求直线L与抛物线所围成的区域的面积;

19.如图,直角梯形ABCD中,∠DAB?90?,AD∥BC,AB=2,AD=

椭圆F以A、B为焦点且过点D,

(Ⅰ)建立适当的直角坐标系,求椭圆的方程;

D A

231,BC= 221(Ⅱ)若点E满足EC?AB,是否存在斜率

2k?0的直线l与椭圆F交于M、N两点,且

C B

|ME|?|NE|,若存在,求K的取值范围;若不存在,说明理由。

20.已知P?x0,y0?是函数f(x)?lnx图象上一点,过点P的切线与x轴交于B,过点P作

x轴的垂线,垂足为A .

(1)求点B坐标;

(2)若x0??0, 1?,求?PAB的面积S的最大值,并求此时x0的值.

参考答案

1.解(1)已知双曲线实半轴a1=4,虚半轴b1=25,半焦距c1=16?20?6, ∴椭圆的长半轴a2=c1=6,椭圆的半焦距c2=a1=4,椭圆的短半轴b2=62?42?20,

x2y2??1 ∴所求的椭圆方程为

3620(2)由已知A(?6,0),F(4,0),设点P的坐标为(x,y),则

AP?(x?6,y),FP?(x?4,y),由已知得 ?x2y2??1? 3620??(x?6)(x?4)?y2?0?32则2x?9x?18?0,解之得x?或x??6,

235?35?3,所以点P的坐标为?,由于y>0,所以只能取x?,于是y?3?9分

22?22?m?6(3)直线AP:x?3y?6?0,设点M是(m,0),则点M到直线AP的距离是,

2m?6于是?m?6,

2又∵点M在椭圆的长轴上,即 ?6?m?6?m?2 ∴当m?2时,椭圆上的点到M(2,0)的距离

5x249d?(x?2)?y?x?4x?4?20??(x?)2?15

9929

又?6?x?6 ∴当x?时,d取最小值15

2

22222.解:(1)由23?1|OF|?|FP|?sin?,得|OF|?|FP|?43,由cos??OF?FP?tsin?,

2sin?|OF|?|FP|43

得tan??43.…………………………………………………………………3分

t?4?t?43?1?tan??3???[0,?] ∴夹角?的取值范围是(

??,) 43………………………………………………………………6分

(2)设P(x0,y0),则FP(x0?c,y0),OF?(c,0).

?????????OF?FP?(x0?c,y0)?(c,0)?(x0?c)c?t?(3?1)c2 ?1???43S?OFP?|OF|?|y0|?23?y0??2c?x0?3c

…………………………………………………………………………………………8分

????4324322?|OP|?x0?y0?(3c)2?()?23c??26………………10分

cc∴当且仅当3c?43,即c?2时,|OP|取最小值26,此时,OP?(23,?23) c?OM?3(23,23)?(0,1)?(2,3) 33或OM?3(23,?23)?(0,1)?(2,?1) …………12分 椭圆长轴

2a?(2?2)2?(3?0)2?(2?2)2?(3?0)2?8?a?4,b2?12

或2a?(2?2)2?(?1?0)2?(2?2)2?(?1?0)2?1?17?a?1?1721?17

,b?22x2y2??1.或x2?y2?1 …………14分 故所求椭圆方程为

16129?171?17223.(1)解: 依题意,可设直线AB的方程为y=k(x-1)+3, 代入3x2+y2=λ, 整理得(k2+3)x2

-2k(k-3)x+(k-3)2-λ=0 ①

设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1,x2是方程①的两个不同的根,∴△=4[λ(k2+3)-3(k-3)2]>0.② 且x2+x1=

2k(k-3)x1+x2, 由N(1,3)是线段AB的中点, 得 =1 , ∴k(k-3)=k2+3 22k+3

解得k=-1, 代入②得λ>12, 即λ的取值范围是(12, +∞), ∴

直线AB的方程为y-3=-(x-1),即x+y-4=0

(2)∵CD垂直平分AB, 直线CD的方程为y-3=x-1, 即x-y+2=0,代入椭圆方程, 整理得 4x2+4x+4-λ=0 ③ 又设C(x3,y3),D(x4,y4),CD的中点C(x0,y0), 则x3,x4是方程③的两根, 11313

∴x3+x4=-1, 且x0= (x3+x4)=-, y0 =x0+2 = , 即M(-, )

22222(3)由弦长公式可得|CD|=

11+(--)2|x1-x2|=

k

2(λ-3) ④

将直线AB的方程x+y-4=0,代入椭圆方程得4x2-8x+16-λ=0 ⑤

同理可得|AB|= 1+k2·|x1-x2|= 2(λ-12) ⑥

∵当λ>12时, 2(λ-3)> 2(λ-12) , ∴ |AB|<|CD|, 假设存在λ>12, 使得A、B、C、D四点共圆, 则CD必为圆的直径, 点M为圆心, 点M到直线AB的距离为 13|-+-4|22|x0+y0-4|32

d= = = .. ⑦于是由④、⑥、⑦式和勾股定理可得.

222

λ-3AB9 λ-12CD

|MA|2=|MB|2=d2+ ||2 = + = = ||2. 故当λ>12时, A、B、C、D四点

22222CD

均在以M为圆心, || 为半径的圆上.

2

→→

4.解: (Ⅰ)∵ OP·OQ=0,则x1x2+y1y2=0, ……………………1分

又P、Q在抛物线上, ∴y12=2px1,y22=2px2,

y12y22 ∴ · +y1y2=0, y1y2=-4p2, 2p2p

∴ |y1y2|=4p2, ……………………3分 又|y1y2|=4,∴4p2=4,p=1. ……………………4分 (Ⅱ)设E(a,0),直线PQ方程为x=my+a ,

?x=my+a联立方程组 ?2 , ……………………5分

?y=2px

消去x得y2-2pmy-2pa=0 , ……………………6分 ∴ y1y2=-2pa , ① ……………………7分 设F(b,0),R(x3,y3),同理可知:

y1y3=-2pb , ② ……………………8分 由①、②可得

y3b

= , ③ ……………………9分 y2a

→→

若 TR=3TQ,设T(c,0),则有

(x3-c,y3-0)=3(x2-c,y2-0),

y3

∴ y3=3y2 即 =3, ④ ……………………10分

y2

将④代入③,得 b=3a. ……………………11分 →→又由(Ⅰ)知,OP·OQ=0 ,

∴ y1y2=-4p2,代入①, 得-2pa=-4 p2 ∴ a=2p, ……………………13分 ∴ b=6p,

→→

故,在x轴上,存在异于E的一点F(6p,0),使得 TR=3TQ. ………………14分 注:若设直线PQ的方程为y=kx+b,不影响解答结果.

5.解: (Ⅰ)设M(x,y)……………………………………………………………………………1分

因为kAM?kBM??2,所以22yy???2?x??1?……………………………………..3分 x?1x?1化简得:2x?y?2?x??1?. ……………………………………………………………..4分 (Ⅱ) 设C(x1,y1),D(x2,y2) 当直线l⊥x轴时,直线l的方程为x?1,则21616C(,),D(,?),其中点不是N,不合题意…………………………………………6分 2222设直线l的方程为y?1?k(x?)

12


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