09年——16年历年全国卷(全国卷、大纲卷、新课标)圆锥曲线汇总
1.(2009?全国卷Ⅰ)如图,已知抛物线E:y2=x与圆M:(x﹣4)2+y2=r2(r>0)相交于A、B、C、D四个点.
(Ⅰ)求r的取值范围;
(Ⅱ)当四边形ABCD的面积最大时,求对角线AC、BD的交点P的坐标.
【解答】解:(Ⅰ)将抛物线E:y2=x代入圆M:(x﹣4)2+y2=r2(r>0)的方程, 消去y2,整理得x2﹣7x+16﹣r2=0(1)
抛物线E:y2=x与圆M:(x﹣4)2+y2=r2(r>0)相交于A、B、C、D四个点的充要条件是: 方程(1)有两个不相等的正根
∴即.解这个方程组得,.
(II)设四个交点的坐标分别为
、
、
=
、
.
?(x﹣x1),y+
=
(x﹣x1),
则直线AC、BD的方程分别为y﹣解得点P的坐标为(
,0),
则由(I)根据韦达定理有x1+x2=7,x1x2=16﹣r2,则∴令
,则S2=(7+2t)2(7﹣2t)下面求S2的最大值.
由三次均值有:
当且仅当7+2t=14﹣4t,即
时取最大值.
1
经检验此时满足题意.故所求的点P的坐标为
的离心率为
,
.
,过右焦点F的直线l与C相交于
2.(2009?全国卷Ⅱ)已知椭圆
A、B两点,当l的斜率为1时,坐标原点O到l的距离为(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)C上是否存在点P,使得当l绕F转到某一位置时,有坐标与l的方程;若不存在,说明理由.
【解答】解:(I)设F(c,0),直线l:x﹣y﹣c=0, 由坐标原点O到l的距离为又
,∴
成立?若存在,求出所有的P的
,
则,解得c=1
(II)由(I)知椭圆的方程为
设A(x1,y1)、B(x2,y2) 由题意知l的斜率为一定不为0,故不妨设l:x=my+1 代入椭圆的方程中整理得(2m2+3)y2+4my﹣4=0,显然△>0. 由韦达定理有:假设存在点P,使点P在椭圆上,即
整理得2x12+3y12+2x22+3y22+4x1x2+6y1y2=6. 又A、B在椭圆上,即2x12+3y12=6,2x22+3y22=6、 故2x1x2+3y1y2+3=0②
将x1x2=(my1+1)(my2+1)=m2y1y2+m(y1+y2)+1及①代入②解得∴当当
3.(2010?大纲版Ⅰ)已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点K(﹣1,0)的直线l与C相交于A、B两
2
,,①
成立,则其充要条件为:点P的坐标为(x1+x2,y1+y2),
.
,x1+x2=,即;
点,点A关于x轴的对称点为D. (Ⅰ)证明:点F在直线BD上; (Ⅱ)设
,求△BDK的内切圆M的方程.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线C:y2=4x①的焦点为F(1,0), 设过点K(﹣1,0)的直线L:x=my﹣1, 代入①,整理得y2﹣4my+4=0,
设L与C 的交点A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=4, 点A关于X轴的对称点D为(x1,﹣y1). BD的斜率k1=
=
=
, BF的斜率k2=
.
要使点F在直线BD上需k1=k2,
需4(x2﹣1)=y2(y2﹣y1),需4x2=y22,上式成立,∴k1=k2, ∴点F在直线BD上. (Ⅱ)
=(x1﹣1,y1)(x2﹣1,y2)=(x1﹣1)(x2﹣1)+y1y2=(my1﹣2)(my2﹣2)+y1y2=
4(m2+1)﹣8m2+4=8﹣4m2=, ∴m2=∴k1=
,m=±. y2﹣y1=,BD:y=
(x﹣1).
=4
=
,
易知圆心M在x轴上,设为(a,0),M到x=y﹣1和到BD的距离相等, 即|a+1|×=|(
(a﹣1)|×
,
∴4|a+1|=5|a﹣1|,﹣1<a<1,解得a=.
∴半径r=,∴△BDK的内切圆M的方程为(x﹣)2+y2=. 4.(2010?大纲版Ⅱ)己知斜率为1的直线l与双曲线C:BD的中点为M(1,3). (Ⅰ)求C的离心率;
(Ⅱ)设C的右顶点为A,右焦点为F,|DF|?|BF|=17,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切. 【解答】解:(Ⅰ)由题设知,l的方程为:y=x+2,代入C的方程,并化简, 得(b2﹣a2)x2﹣4a2x﹣a2b2﹣4a2=0, 设B(x1,y1),D(x2,y2),则
相交于B、D两点,且
,
3
,①
由M(1,3)为BD的中点知故故
,即b2=3a2,② ,∴C的离心率
.
.
.
(Ⅱ)由①②知,C的方程为:3x2﹣y2=3a2,A(a,0),F(2a,0),故不妨设x1≤﹣a,x2≥a,
,
,
|BF|?|FD|=(a﹣2x1)(2x2﹣a)=﹣4x1x2+2a(x1+x2)﹣a2=5a2+4a+8. 又|BF|?|FD|=17,故5a2+4a+8=17. 解得a=1,或故
(舍去),
=6,
连接MA,则由A(1,0),M(1,3)知|MA|=3, 从而MA=MB=MD,且MA⊥x轴,
因此以M为圆心,MA为半径的圆经过A、B、D三点,且在点A处与x轴相切, 所以过A、B、D三点的圆与x轴相切.
5.(2010?新课标)设F1,F2分别是椭圆
与E相交于A,B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列. (1)求E的离心率;
(2)设点P(0,﹣1)满足|PA|=|PB|,求E的方程.
的左、右焦点,过F1斜率为1的直线?
【解答】解:(I)由椭圆定义知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,又2|AB|=|AF2|+|BF2|, 得
,l的方程为y=x+c,其中
.
4
设A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B两点坐标满足方程组
化简的(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2﹣b2)=0,则
因为直线AB斜率为1,|AB|=
|x1﹣x2|=
,得
,故a2=2b2
所以E的离心率
(II)设AB的中点为N(x0,y0),由(I)知
,.
由|PA|=|PB|,得kPN=﹣1,即
,
故椭圆E的方程为
.
得c=3,从而
6.(2011?新课标)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,﹣1),B点在直线y=﹣3上,M点满足∥
,
=
?
,M点的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)P为C上的动点,l为C在P点处的切线,求O点到l距离的最小值. 【解答】解:(Ⅰ)设M(x,y),由已知得B(x,﹣3),A(0,﹣1). 所
=(﹣x,﹣1﹣y),
)?
=(0,﹣3﹣y),
=(x,﹣2).
再由题意可知(=0,即(﹣x,﹣4﹣2y)?(x,﹣2)=0. ﹣2.
﹣2上一点,因为y′=x,所以l的斜率为x0,
所以曲线C的方程式为y=
(Ⅱ)设P(x0,y0)为曲线C:y=
因此直线l的方程为y﹣y0=x0(x﹣x0),即x0x﹣2y+2y0﹣x02=0. 则o点到l的距离d=
.又y0=
﹣2,
所以d==≥2,
5