(Ⅲ)在平面上是否存在定点P,使得对圆C上任意的点G有
的坐标;若不存在,请说明理由.
GFGP?1?若存在,求出点P2x2y2解:(Ⅰ)由双曲线E:??1,得l: x??4,C(?4,0),F(?6,0).……2分
2412又圆C过原点,所以圆C的方程为(x?4)2?y2?16. ……………………4分 (Ⅱ)由题意,设G(?5,yG),代入(x?4)2?y2?16,得yG??15,…………5分 所以FG的斜率为k??15,FG的方程为y??15(x?6).………………6分 所以C(?4,0)到FG的距离为d?15, ……………………………………7分 22直线FG被圆C截得的弦长为216?(152)?7 ……………………………9分
2|GF|1(x0?6)2?y01 (Ⅲ)设P(s,t),G(x0,y0),则由?,得|GP|2(x0?s)2?(y0?t)22整理得3(x0+y0)+(48+2s)x0+2ty0+144-s-t=0. ① ………………11分 2222
又G(x0,y0)在圆C:(x+4)+y=16上,所以x0+y0+8x0=0 ②
22
②代入①,得(2s+24)x0+2ty0+144-s-t=0. ……………………………………13分
?2s?24?0又由G(x0,y0)为圆C上任意一点可知,?2t?0…………………………14分
??144?s2?t2?0?2222
解得:s= -12, t=0. …………………………………………………………………15分 所以在平面上存在一定点P,其坐标为(-12,0).
x2y2A,P为17. 椭圆C:2?2?1(a?b?0)的左、右焦点分别为F1、F2,右顶点为
ab23椭圆C上任意一点.已知PF1?PF2的最大值为,最小值为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:y?kx?m与椭圆C相交于M、N两点(M、N不是左右顶点),且以MN为直径的圆过点A.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标. 解析:(1)
P是椭圆上任一点,?|PF1|?|PF2|?2a且a?c?|PF1|?a?c,
y?PF1?PF2?|PF1||PF2|cos?F1PF2
1?[|PF1|2?|PF2|2?4c2] 21?[|PF1|2?(|2a?|PF1|)2?4c2] 2?(|PF1|?a)2?a2?2c2……………………2分
当|PF1|?a时,y有最小值a?2c;当|PF2|?a?c或a?c时, y有最大值a?c.
2222?a2?4?a2?c2?3222b?a?c?3. , , ??2?22c?1??a?2c?2x2y2?1。……………………4分Xkb1.com ?椭圆方程为?43(2) 设M(x1,y1),N(x2,y2),将y?kx?m代入椭圆方程得
(4k2?3)x2?8kmx?4m2?12?0.
?8km4m2?12?x1?x2?2,x1x2?………………6分
4k?34k2?3y1?kx1?m,y2?kx2?m,y1y2?k2x1x2?(km?2)(x1?x2)?m2,
MN为直径的圆过点A?AM?AN?0,?7m2?16km?4k2?0,
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2?m??k或m??2k都满足??0,……………………9分
7若m??2k直线l恒过定点(2,0)不合题意舍去,
222k直线l:y?k(x?)恒过定点(,0)。 777x2y2??1的中心,焦点与该椭圆的右焦点重合. 18. 已知抛物线D的顶点是椭圆43若m??(1)求抛物线D的方程;
(2)已知动直线l过点P?4,0?,交抛物线D于A、B两点.
?i?若直线l的斜率为1,求AB的长;
?ii?是否存在垂直于x轴的直线m被以AP为直径的圆M所截得的弦长恒为定值?如
果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
解:解:(1)由题意,可设抛物线方程为y?2px?p?0?. …………1分
2由a2?b2?4?3?1,得c?1. …………2分
?抛物线的焦点为?1,0?,?p?2. …………3分 ?抛物线D的方程为y2?4x. …………4分
(2)设A?x1,y1?,B?x2,y2?. …………5分
?i?直线l的方程为:y?x?4, …………6分
?y?x?4联立?2,整理得:x2?12x?16?0 …………7分
?y?4x?AB=(1?1)2[?x1?x2??4x1x2?410.…………9分
2
19.已知圆C1的方程为x?(y?2)?1,定直线l的方程为y??1.动圆C与圆C1外切,且与直线l相切.
(Ⅰ)求动圆圆心C的轨迹M的方程;新课标第一网
(II)斜率为k的直线l与轨迹M相切于第一象限的点P,过点P作直线l的垂线恰好经过点A(0,6),并交轨迹M于异于点P的点Q,记S为?POQ(O为坐标原点)的面积,求S的值.
解(Ⅰ)设动圆圆心C的坐标为(x,y),动圆半径为R,则 |CC1|?22x2?(y?2)2?R?1,且|y?1|?R ————2分
22 可得 x?(y?2)?|y?1|?1.
y 由于圆C1在直线l的上方,所以动圆C的圆心C应该在直线
22l的上方,所以有y?1?0,从而得x?(y?2)?y?2,整
Q A F P 理得x?8y,即为动圆圆心C的轨迹M的方程. ————5分
2O B A x x02),则切线的斜率为(II)如图示,设点P的坐标为(x0,8x0x0244,可得直线PQ的斜率为?,所以直线PQ的方程为y???(x?x0).由于该直4x08x0x02?4,得x02?16.因为点P在第一象限,所以x0?4,线经过点A(0,6),所以有6?8点P坐标为(4,2),直线PQ的方程为x?y?6?0. —————9分
把直线PQ的方程与轨迹M的方程联立得x?8x?48?0,解得x??12或4,可得点Q的坐标为(?12,18).所以
21|OA||xP?xQ|?48 23x2y220.已知椭圆2?2?1(a?b?0)经过点M(,6),它的焦距为2,它的左、右顶点
2ab分别为A1,A2,P,点P2 是点P1是该椭圆上的一个动点(非顶点)1关于x轴的对称点,直线A1P1与A2P2相交于点E. (Ⅰ)求该椭圆的标准方程.(Ⅱ)求点E的轨迹方程.
S? 解:
(Ⅰ)由题意得:c=1,
96??1 ① a2?b2?1 ② 224ab····················3分
x2y2??1·由①、②得a?9,b?8 所以所求椭圆的标准方程为··········6分 9822(Ⅱ)由(Ⅰ)知A1??3,0?,A2?3,0?,设P1?x0,y0?,则P2?x0,-y0? 所以P1A1方程为:y?y0y?x?3?,P2A2的方程为:y?-0?x-3? x0?3x0?3y02两式相乘得:y??2x2?9? ?x0?92x02y02y028由于点P在椭圆上,所以代入上式得 ??1???x,y??10098x02?99x2y2??1····················13分 98
21.椭圆C的中心为坐标原点O,焦点在y轴上,离心率e =
2
,椭圆上的点到焦点的最短2
距离为1-
2
, 直线l与y轴交于点P(0,m),与椭圆C交于相异两点A、B,且2
AP =?PB.
(1)求椭圆方程;
yT(2)若AOFBlx第18题图,求m的取值范围.
y2x22c2222
(1)设C:2+2=1(a>b>0),设c>0,c=a-b,由条件知a-c=,=,
ab2a2
2x2
∴a=1,b=c=,故C的方程为:y+=1 5′
21
2→→
(2)由AP =λPB ,OA+?OB = 4OP
→→
∴λ+1=4,λ=3 或O点与P点重合OP =0 7′ →→
当O点与P点重合OP =0 时,m=0
当λ=3时,直线l与y轴相交,则斜率存在。 设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2)
?y=kx+m?
?2
2
??2x+y=1
2
2
得(k+2)x+2kmx+(m-1)=0
2
2
2
2
222
Δ=(2km)-4(k+2)(m-1)=4(k-2m+2)>0 (*) -2kmm-1x1+x2=2, x1x2=2 11′
k+2k+2
??x1+x2=-2x2→
∵AP=3PB ∴-x1=3x2 ∴?2
??x1x2=-3x2
22
2
-2km2m-1
消去x2,得3(x1+x2)+4x1x2=0,∴3(2)+42=0
k+2k+2整理得4km+2m-k-2=0 13′ 112-2mm=时,上式不成立;m2≠时,k2=2,
444m-1
2
2
22
2
2
2-2m11
因λ=3 ∴k≠0 ∴k=2>0,∴-1 4m-122 2 2 容易验证k>2m-2成立,所以(*)成立 11 即所求m的取值范围为(-1,-)∪(,1)∪{0} 22 222.设抛物线M方程为y?2px(p?0),其焦点为F,P(a,b)(a?0)为直线y?x与 22 抛物线M的