2013年高考真题理科数学解析分类汇编10 圆锥曲线(3)

2019-01-12 16:39

C2:|y|?|x|?1,P是平面上一点,若存在过点P的直线与C1,C2都有公共点,则称P为“C1

—C2型点”.

(1)在正确证明C1的左焦点是“C1—C2型点”时,要使用一条过该焦点的直线,试写出一条这样的直线的方程(不要求验证);

(2)设直线y?kx与C2有公共点,求证|k|?1,进而证明原点不是“C1—C2型点”; (3)求证:圆x2?y2?1内的点都不是“C1—C2型点”. 22),与2【解答】:(1)C1的左焦点为F(?3,0),过F的直线x??3与C1交于(?3,?C2交于(?3,?(3?1)),故C1的左焦点为“C1-C2型点”,且直线可以为

x??3;

(2)直线y?kx与C2有交点,则

?y?kx?(|k|?1)|x|?1,若方程组有解,则必须|k|?1; ?|y|?|x|?1?直线y?kx与C2有交点,则

?y?kx1222?(1?2k)x?2,若方程组有解,则必须 k??22x?2y?22?故直线y?kx至多与曲线C1和C2中的一条有交点,即原点不是“C1-C2型点”。 (3)显然过圆x2?y2?1内一点的直线l若与曲线C1有交点,则斜率必存在; 2根据对称性,不妨设直线l斜率存在且与曲线C2交于点(t,t?1)(t?0),则

l:y?(t?1)?k(x?t)?kx?y?(1?t?kt)?0

直线l与圆x2?y2?化简得,(1?t?tk)2?|1?t?kt|21?内部有交点,故 222k?112。。。。。。。。。。。① (k?1)。

2若直线l与曲线C1有交点,则

?y?kx?kt?t?112?222?(k?)x?2k(1?t?kt)x?(1?t?kt)?1?0 ?x22?y?1??2

1??4k2(1?t?kt)2?4(k2?)[(1?t?kt)2?1]?0?(1?t?kt)2?2(k2?1)

2化简得,(1?t?kt)?2(k?1)。。。。。②

2212(k?1)?k2?1 21但此时,因为t?0,[1?t(1?k)]2?1,(k2?1)?1,即①式不成立;

21当k2?时,①式也不成立

21综上,直线l若与圆x2?y2?内有交点,则不可能同时与曲线C1和C2有交点,

21即圆x2?y2?内的点都不是“C1-C2型点” .

2由①②得,2(k2?1)?(1?t?tk)2?28.山东(22)(本小题满分13分)

x2y23 椭圆C:2?2?1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,离心率为 ,过F1且2ab垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为l.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1、PF2,设∠F1PF2的角平分线 PM交C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过点p作斜率为k的直线l,使得l与椭圆C有且只有一个公共点, 设直线PF1,PF2的斜率分别为k1,k2,若k≠0,试证明这个定值.

11为定值,并求出?kk1kk2c32b2?1,a2?b2?c2,解得a2?4,b2?1 解答:(1)由已知得,?,a2ax2?y2?1 所以椭圆方程为:4??????????????????????????????????????PF1?PMPF2?PMPF1?PMPF2?PM?????=??????????,????=?????,设P(x0,y0)其中(2)由题意可知:????|PF1||PM||PF2||PM||PF1||PF2|2232?16)?3x0?12x0,因为x0x0?4,将向量坐标代入并化简得:m(4x0?4,

所以m?333x0,而x0?(?2,2),所以m?(?,) 422(3)由题意可知,l为椭圆的在p点处的切线,由导数法可求得,切线方程为: y0y0xx0x11,k2?,代入中得: ??y0y?1,所以k??0,而k1?4y0kkkk4x?3x?312

x?3x0?311???4(0?)??8为定值. kk1kk2x0x0

29.安徽(18)(本小题满分12分)

x2y2?1的焦点在x轴上 设椭圆E:2?2a1?a(Ⅰ)若椭圆E的焦距为1,求椭圆E的方程;

(Ⅱ)设F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,P为椭圆E上的第一象限内的点,直线F2P交y轴与点Q,并且F1P?F1Q,证明:当a变化时,点p在某定直线上。

8x28x2??1. 【答案】 (Ⅰ) 53(Ⅱ) x?y?1?0 【解析】 (Ⅰ)

58x28x2?a?1?a,2c?1,a?1?a?c?a?,椭圆方程为:??1.

853222222(x?c,y),QF2?(c,?m). (Ⅱ) 设F1(?c,0),F2(c,0),P(x,y),Q(0,m),则F2P?由1?a?0?a?(0,1)?x?(0,1),y?(0,1).

2?m(c?x)?ycF1P?(x?c,y),F1Q?(c,m).由F2P//QF2,F1P?F1Q得: ?c(x?c)?my?0??x2y2?1?2?2a1?a??2222?(x?c)(x?c)?y?x?y?c.联立?x2?y2?c2解得

?222a?1?a?c???2x22y222?2??1?x?(y?1).?x?(0,1),y?(0,1)?x?1?y 222x?y?11?x?y所以动点P过定直线x?y?1?0. 30.[新课标I](20)(本小题满分12分)

已知圆M:(x?1)?y?1,圆N:(x?1)?y?9,动圆P与M外切并且与圆N内切,

2222

圆心P的轨迹为曲线 C. (Ⅰ)求C的方程;

(Ⅱ)l是与圆P,圆M都相切的一条直线,l与曲线C交于A,B两点,当圆P的半径最长时,求|AB|. 【命题意图】

【解析】由已知得圆M的圆心为M(-1,0),半径r1=1,圆N的圆心为N(1,0),半径r2=3. 设动圆P的圆心为P(x,y),半径为R.

(Ⅰ)∵圆P与圆M外切且与圆N内切,∴|PM|+|PN|=(R?r1)?(r2?R)=r1?r2=4, 由椭圆的定义可知,曲线C是以M,N为左右焦点,场半轴长为2,短半轴长为3的椭圆(左

x2y2??1(x??2). 顶点除外),其方程为43(Ⅱ)对于曲线C上任意一点P(x,y),由于|PM|-|PN|=2R?2≤2,∴R≤2, 当且仅当圆P的圆心为(2,0)时,R=2.

∴当圆P的半径最长时,其方程为(x?2)?y?4, 当l的倾斜角为900时,则l与y轴重合,可得|AB|=23. 当l的倾斜角不为900时,由r1≠R知l不平行x轴,设l与x轴的交点为Q,则

22|QP|R=,

|QM|r12. 4可求得Q(-4,0),∴设l:y?k(x?4),由l于圆M相切得|3k|1?k2?1,解得k??x2y222?1(x??2)并整理得7x2?8x?8?0,解得x?2代入?当k=时,将y?4434x1,2=

?4?62182,∴|AB|=1?k|x1?x2|=. 77218时,由图形的对称性可知|AB|=, 47当k=-

综上,|AB|=

18或|AB|=23. 7231.[湖南] 21.(本小题满分13分)

过抛物线E:x?2py(p?0)的焦点F作斜率分别为k1,k2的两条不同的直线l1,l2,且

k1?k2?2,l1与E相交于点A,B,l2与E相交于点C,D。以AB,CD为直径的圆M,圆N

(M,N为圆心)的公共弦所在的直线记为l。

?????????2(I)若k1?0,k2?0,证明;FM?FN?2P;

(II)若点M到直线l的距离的最小值为

275,求抛物线E的方程。 5【答案】 (Ⅰ) 见下 (Ⅱ)x?16y 【解析】 (Ⅰ) F(0,p ).设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),M(x12,y12),N(x34,y34),2p直线l1方程:y?k1x?,与抛物线E方程联立,化简整理得:?x2?2pk1x?p2?0

2x?xp22?x1?x2?2k1p,x1?x2??p2?0?x12?12?k1p,y12?k1p??FM?(k1p,?k1p)22x?xp22同理,?x34?12?k2p,y34?k2p??FN?(k2p,?k2p).

22?FM?FN?k1k2p2?k1k2p2?p2k1k2(k1k2?1)

?k1?0,k2?0,k1?k2,2?k1?k2?2k1k2?k1k2?1,?FM?FN?p2k1k2(k1k2?1)?p2?1?(1?1)?2p2所以,FM?FN?2p2成立. (证毕) (Ⅱ)

221pp1p22设圆M、N的半径分别为r1,r2?r1?[(?y1)?(?y2)]?[p?2(k1p?)]?k1p?p,22222

?r1?k1p?p,同理2r1?k2p?p,

22设圆M、N的半径分别为r1,r2.则M、N的方程分别为(x?x12)2?(y?y12)2?r12,

(x?x34)2?(y?y34)2?r2,直线l的方程为:

2(x34?x12)x?2(y34?y12)y?x12?x34?y12?y34-r1?r2?0.

?2p(k2?k1)x?2p(k2?k1)y?(x12?x34)(x12?x34)?(y12?y34)(y12?y34)?(r2-r1)(r2?r1)?0

2222222222222222222?2p(k2?k1)x?2p(k2?k1)y?2p2(k1?k2)?p2(k1?k2)(k1?k2?1)?p2(k2?k1)(k1?k2?2)?0?x?2y?p?p(k1?k2?1)?p(k1?k2?2)?0?x?2y?0

2222112(?)2?(?)?1x?2y122k?k1?17p744点M(x12,y12)到直线l的距离d?|12|?p?|1|?p???55558552


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