2013年高考数学圆锥曲线典型问题(2)

2019-01-19 13:44

2x22y22x2A.??12y2C.x2y2x22575 B.75?25?125?75?1 D.y275?25?1 7x24 斜率为1的直线l与椭圆

+y2=1相交于A、B两点,则|AB|的最大值为( ) A 2 B 455 C 4108105 D 5

8 抛物线y=ax2与直线y=kx+b(k≠0)交于A、B两点,且此两点的横坐标分别为x1,x2,直线与x轴交点的横坐标是x3,则恒有( )

A x3=x1+x2 B x1x2=x1x3+x2x3 C x1+x2+x3=0 D x1x2+x2x3+x3x1=0

9 已知A、B、C三点在曲线y=x上,其横坐标依次为1,m,4(1<m<4),当△ABC的面积

最大时,m等于( )

A952 D 3

B

4 C 32 10 设u,v∈R,且|u|≤2,v>0,则(u-v)2+(2?u2?9)2v的最小值为( )

A 4

B 2

C 8

D 22

11 直线l的方程为y=x+3,在l上任取一点P,若过点P且以双曲线12x2-4y2=3的焦点作椭圆的焦点,那么具有最短长轴的椭圆方程为_________

12 在抛物线y2=16x内,通过点(2,1)且在此点被平分的弦所在直线的方程是_________

13 A是椭圆长轴的一个端点,O是椭圆的中心,若椭圆上存在一点P,使∠OPA=

?2,则椭圆

离心率的范围是_________

14 已知抛物线y=x2-1上一定点B(-1,0)和两个动点P、Q,当P在抛物线上运动时,BP⊥PQ,则Q点的横坐标的取值范围是_________

15 已知抛物线y2=2px(p>0),过动点M(a,0)且斜率为1的直线yBl与该抛

物线交于不同的两点A、B,且|AB|≤2p

(1)求a的取值范围

(2)若线段AB的垂直平分线交x轴于点N,求△NAB面积的最oNx大值 16 已知直线y=kx-1与双曲线x2-y2=1的左支交于A、B两A点,若另一条直线l经过点P(-2,0)及线段AB的中点Q,求直线l在y轴上的截距b的取值范围 17 如图,弧ADB为半圆,AB为半圆直径,O为半圆圆D心,

且OD⊥AB,Q为线段OD的中点,已知|AB|=4,曲线C过Q点,动点P在曲线C上运动且保持|PA|+|PB|的值不变 Q(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程;

(2)过D点的直线l与曲线C相交于不同的两点M、N,且AOBM在

D、N之间,设

DM=λ,求λ的取值范围DN 已知圆C21)2

x218 1的方程为(x-2)+(y-=20y23,椭圆C2的方程为a2?b2=1(a>b>0),C2的离

心率为

22,如果C1与C2相交于A、B两点,且线段AB恰为圆C1的直径,求直线AB的方程和椭圆C2的方程

19.P、Q、M、N四点都在椭圆x2?y2?1上,F为椭圆在y轴正半轴上的焦点.已知????与???FQ?共线,????MF?与???FN?共线,且???PF?????MF??2PF?0.求四边形PMQN的面积的最小值和最大值.

参考答案:

1.B 提示:依题意有2c?13?2a2c,∴ca?33.

2.D 提示:依题意M到点F的距离与到直线x=-4的距离相等地,则M的轨迹方程为y2=16x.

3.C 提示:连接PF,则d1+d2=|PM|+|PF|≥|MF|,知d1+d2的最小值为|MF|,当且仅当M、P、F三点共线时,等号成立,而直线MF的方程为y?4(x?1),与y232=2x联立可得x=2,y=2.

4.C 提示:依题意准线方程为y=

p2,且pp2-(-3)=5,∴2=2,故选C. 5.B 提示:M=a+c,m=a-c,∴12(M?m)=a,应选B.

6.C 提示 由题意,可设椭圆方程为 y2x222

y2x22?a?b2 =1,且a=50+b,即方程为50?b2b2=1 将

直线3x-y-2=0代入,整理成关于x的二次方程 由x1+x2=1可求得b2=25,a2=75

C 提示 弦长|AB|=2?4?5?t27≤410 答案55 C

?y?ax28 D 提示 解方程组?y?kx?b,得ax2-kx-b=0,可知x1+x2=k,x1x2=-b,xb?aa3=-k,代入验证即

可 答案 B

9 B 提示 由题意知A(1,1),B(m,m),C(4,2) 直线AC所在方程为x-3y+2=0,

点B到该直线的距离为d=|m?3m?2|10

S1?ABC?2|AB|?d?12?10?|m?3m?2|10?11312|m?3m?2|?2|(m?2)2?4|∵m∈(1,4),∴当m?3时,S9△ABC有最大值,此时m= 答案24 B

10 C 提示 考虑式子的几何意义,转化为求圆x2+y2=2上的点与双曲线xy=9上的点的距离的最小值 选C

x2y211.5?4 =1 提示 所求椭圆的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),2a=|PF1|+|PF2| 欲使2a最小,只需在直线l上找一点P 使|PF1|+|PF2|最小,利用对称性可解

12. 8x-y-15=0 提示 设所求直线与y2=16x相交于点A、B,且A(x1,y1),B(x2,y2),代入抛物线方程得y12=16x1,y22=16x2,两式相减得,(y1+y2)(y1-y2)=16(x1-x2)

y1?y2?16?kAB=8 故所求直线方程为y=8x-15xx?y

1?2y12132 21 提示 设椭圆方程为x2a?y2<e<2b2=1(a>b>0),以OA为直径的圆: x2-ax+y2

=0,两式联立消y得a2?b2x2-ax+b2=0222

a2 即ex-ax+b=0,该方程有一解x2,一解为a,由韦达

定理xa2=

-a,0<x2

<a,即0<a-a<a?2<e<1e2e22 14 (-∞,-3]∪[1,+∞) 提示 设P(t,t2-1),Q(s,s2-1),∵BP⊥PQ,

∴t2?1(s2?1)?(t?1?t2?1)s?t=-1,即t2+(s-1)t-s+1=0, ∵t∈R,∴必须有Δ=(s-1)2+4(s-1)≥0 即s2+2s-3≥0,解得s≤-3或s≥1

15 解 (1)设直线l的方程为 y=x-a,代入抛物线方程得(x-a)2=2px,即x2-2(a+p)x+a2=0

∴|AB|=2?4(a?p)2?4a2≤2p ∴4ap+2p2≤p2,即4ap≤-p2

,又∵p>0,∴a≤-p4

(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),AB的中点 C(x,y), 由(1)知,y1=x1-a,y2=x2-a,x1+x2=2a+2p,

则有x=x1?x2?a?p,yy?y2x1?x2?2a=p2?12?2 ∴线段AB的垂直平分线的方程为y-p=-(x-a-p),

从而N点坐标为(a+2p,0),点N到AB的距离为|a?2p?a|2?2p

从而S△NAB=

12?2?4(a?p)2?4a2?2p?2p2ap?p2 当a有最大值-p4时,S有最大值为2p2

16 解 设A(x?y?kx?11,y1),B(x222

,y2) 由??x2?y2?1,得(1-k)x+2kx-2=0, 又∵直线AB与双曲线左支交于A、B两点,

?1?k2??0???(2k)2?8(1?k2)?0故有???x1?x2??2k?0解得-2<k<-1

?1?k2??x??21x21?k2?0设Q(xx0,y0),则x0?1?x22?k?1?k2,y0?kx10?1?k2?11l的斜率为y0?0k2?1x??10?2k2k2?k?2k2?1?2?l的方程为y?12k2?k?2(x?2).

令x?0,则b?22k2?k?2,又k?(?2,?1)?2k2?k?2?(?1,2?2),即b?2?2或b??2.17 解 (1)以AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,O为原点,建立平面直角坐标系,?∵|PA|+|PB|=|QA|+|QB|=222?12?25>|AB|=4

∴曲线C为以原点为中心,A、B为焦点的椭圆

设其长半轴为a,短半轴为b,半焦距为c,则2a=25,∴a=5,c=2,b=1

∴曲线C的方程为x2+y2

=15

(2)设直线l的方程为y=kx+2,代入x2+y2

=1,得(1+5k2)x2+20kx+15=05

Δ=(20k)2-4315(1+5k2)>0,得k2>35 由图可知

DMDN?x1x=λ 2y?D?20k?x1?x2??1?5k2由韦达定理得N?

???x1?x152?1?5k2x2将xx1=λx2代入得

1ox?2M??(1??)2x2400k2??(1?5k2)215,两式相除得????x22?1?5k2(1??)2??400k28015(1?5k2)?3(5?1 k2)?k2?35,?0?151208016k2?3,?5?k2?5?3,即4?3(1?3

k2?5)?4?(1??)2??163,???DM1DN?0,?解得3???3

① ???x1x?DM,M在D、N中间,∴λ<1 ②

2DN

又∵当k不存在时,显然λ=

DM?1 (此时直线l与y轴重合)DN3 2x2 解 由e=y2182,可设椭圆方程为2b2?b2=1,

又设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=4,y1+y2=2,

22222222又x12b?y1xyx?xy?y2b2?1,2212122b2?b2=1,两式相减,得2b2?b2=0, 即(xy1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=01?y2 化简得

x?x=-1,故

12y直线AB的方程为y=-x+3,

A代入椭圆方程得3x2-12x+18-2b2=0 有Δ=24b2-72>0,

oxB

又|AB|=2(x21?x2)?4x1x2?203, 得2?24b2?72209?3,解得b2=8 x2故所求椭圆方程为16?y28=1 19.解:如图,由条件知MN和PQ是椭圆的两条弦,相交于焦点F(0,1),且PQ⊥MN,直线PQ、NM中至少有一条存在斜率,不妨设PQ的斜率为K,又PQ过点F(0,1),故PQ的方程为y=kx+1

将此式代入椭圆方程得(2+k2)x2+2kx-1=0

设P、Q两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则

x?k?2k2?2?k?2k2?21?2?k2,x2?2?k2 y从而|PQ|?(x8(1?k2)22221?x2)?(y1?y2)?M (2?k2)2

Q 2亦即|PQ|?22(1?k)F 2?k2 P (1)当k≠0时,MN的斜率为-

1,同上可推得O kN x22(?1?(12|MN|?k1

))2?(?1k)24(1?k2)(1?1 故四边形面积S?12)4(2?k2?12)2|PQ||MN|?kk (2?k2)(2?1?2k2)5?2k2?k2令u=k2?14(2?u)1k2得S?5?2u?2(1?5?2u) ∵u=k2?1k2≥2

当k=±1时u=2,S=16169且S是以u为自变量的增函数,∴

9?S?2 ②当k=0时,MN为椭圆长轴,|MN|=22,|PQ|=2.∴S=12|PQ||MN|=2

综合①②知四边形PMQN的最大值为2,最小值为169.

【挑战自我】

已知椭圆x22a2?y?1(a>1),直线l过点A(-a,0)和点B(a,ta)交椭圆于M,直线MO交

椭圆于点N.

(1)用a,t表示△AMN的面积S;(2)若t∈[1,2],a为定值,求S的最大值. 解:(1)由于直线AB的方程为tx-2y+at=0, 23由??tx?2y?at?0??4a4ta??x2?a2y2?a2得M???tata4?ta?,由椭圆的对称性知?4?22,22?????t2a3?4a14ta4ta4a2N4ta?|t|?4?t2a2,?4?t2a2??, ∴ S=?2?a?|4?t2a2?4?t2a2|?4?t2a2. (2)∵t∈[1,2],S=?4a2t4a24?t2a2?4

t?a2t记f(t)?4t?a2t,t?[1,2],∵f`(t)?a2?4242t2,由f`(t)?a?t2?0,得t?a,∵a>1,∴

当1?2a?2即1<a≤2时,f(t)在[1,2]上有唯一的极值点t?2a,

∴这时f(t)min?4a 当

2a?1即a>2时,f`(t)?a2?4t2?0,这说明f(t)在[1,2]上是增函数,所以 f(t))?4?a2min?(1

?1?a?2因此,Smin??a?4a2??4?a2a?2.

【答案及点拨】

演变1:以O为原点,∠P1OP2的角平分线为x轴建立如图的直角坐标系

设双曲线方程为x2y2a2?b2=1(a>0,b>0)

yP1由e2

=c2b13a2?1?(a)2?(2)2,得ba?32 ∴两渐近线OP1、OP2方程分别为y=3x和y=-3oPx22x

P2

设点P1(x1,

32xPP1),2(x2,-32x2)(x1>0,x2>0),则由点P分P1P2所成的比λ=1PPP=2,得P点坐标为2(x1?2x2(x21?2x2)(x1?2x3,x1?2x22),又点P在双曲线x24y222)a2?9a2=1上,所以9a2?9a2=1, 即(x1+2x2)2-(x1-2x2)2=9a2,整理得8x1x2=9a2 ①

又|OP291|?x1?4x213292131?2x1,|OP|?x2?4x2?2x23sinP2tanP2?1OP2?1Ox21?tan2P??12 1Ox1?9134?S11131227?P1OP2?2|OP1|?|OP2|?sinP1OP2?2?4x1x2?13?4,即x1x2=

92 ②

由①、②得a2

=4,b2

=9,故双曲线方程为x2?y249=1 演变2:设A(xa2 41,y1),B(x2,y2),A到双曲线的左准线x= ─c= ─5的距离

d=|x|1+

45|=x|AF1+

415,由双曲线的定义,

d=e=52,∴|AF5451|=2(x1+5)=2x1+2, 同理,|BF51|=

2x5552+2,∴|F1A|2|F1B|=(2x1+2)(2x2+2)=4x1x2+5(x1+x2)+4 (1)

双曲线的右焦点为F2(5,0),

(1)当直线的斜率存在时设直线AB的方程为:y=k(x─5),

?由?y?k(x?5)?x2消去y得 (1─4k2)x2+85k2x─20k2─4=0,

?2?4?y?1∴x85k220k2?41+x2=4k2?1, x1x2= ─4k2?1, 代入(1)整理得 2|F40k21A|2|F1B|=4k2?1?25k2?565k2?565(k?14)?8544k2?1+4=4k2?1+4=4k2?1+4=814+854(4k2?1) ∴|F1A|2|F811B|>

4; (2)当直线AB垂直于x轴时,容易算出|AF12|=|BF2|=2, ∴|AF11|=|BF1|=2a+

2=9812(双曲线的第一定义), ∴|F1A|2|F1B|=4 由(1), (2)得:当直线AB垂直于x轴时|FA|2|F8111B| 取最大值4 演变3:⑴抛物线的顶点为(4,0),准线方程为x?9254?4?4,

设椭圆的方程为x2y2a225a2?b2?1?a?b?0?,则有c=4,又c?4, ∴a2?25,b2?9 ∴椭圆的方程为

x2y225?9?1 ⑵设椭圆内切圆的圆心为Q,则

S?F1PF2?S?QPF1?S?QPF2?S?QF1F2?12?57?PF1?PF2?F1F2??5

设点P到x轴的距离为h,则

12?4?h?5 ∴h?1054?2. ⑶设点P的坐标为(x0,y0),由椭圆的第二定义得: PF1?a?ex0?5?45xPF?ex40,2?a0?5?5x0 由∠F1PF2为钝角知:PF21?PF22?F1F22

∴?57?x?57即为所求. 404x24:(Ⅰ)设双曲线方程为y2演变a2?b2?1 (a?0,b?0).

由已知得a?3,c?2,再由a2?b2?22,得b2?1.

故双曲线C的方程为x23?y2?1.

(Ⅱ)将y?kx?2代入x23?y2?1得 (1?3k2)x2?62kx?9?0. 由直线l与双曲线交于不同的两点得???1?3k2?0,????(62k)2?36(1?3k2)?36(1?k2)?0.

即k2?13且k2?1. ① 设A(xA,yA),B(xB,yB),则 x62k?9????????A?xB?1?3k2,xAxB?1?3k2,由OA?OB?2得xAxB?yAyB?2, 而xAxB?yAyB?xAxB?(kxA?2)(kxB?2)?(k2?1)xAxB?2k(xA?xB)?2

?(k2?1)?962k3k2?71?3k2?2k1?3k2?2?3k2?1.

于是3k2?7?3k2?913k2?1?2,即3k2?1?0,解此不等式得3?k2?3. ② 由①、②得

13?k2?1. 故k的取值范围为(?1,?33)?(33,1). 演变5:(Ⅰ)证法一:设点P的坐标为(x,y).由P(x,y)在椭圆上,得

|F?c)2?y2?(x?c)2?b2?b221P|?(xa2x

?(a?cax)2.由x?a,知a?cax??c?a?0,所以 |Fc1P|?a?ax.

证法二:设点P的坐标为(x,y).记|F1P|?r1,|F2P|?r2,

则r1?(x?c)2?y2,r2?(x?c)2?y2.

由rr221?2?2a,r1?r2?4cx,得|F1P|?r1?a?cax.


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