所以x02=0时取等号,所以O点到l距离的最小值为2. 7.(2011?大纲版)已知O为坐标原点,F为椭圆C:﹣
的直线l与C交于A、B两点,点P满足
.
在y轴正半轴上的焦点,过F且斜率为
(Ⅰ)证明:点P在C上;
(Ⅱ)设点P关于点O的对称点为Q,证明:A、P、B、Q四点在同一圆上.
【解答】证明:(Ⅰ)设A(x1,y1),B(x2,y2) 椭圆C:
①,则直线AB的方程为:y=﹣
x﹣1=0,
则y1+y2=﹣
(x1+x2)+2=1 =(x2,y2),
=(p1,p2);
+
)=(﹣
,﹣1)
x+1 ②
联立方程可得4x2﹣2则x1+x2=
,x1×x2=﹣
,
设P(p1,p2),则有:∴
+
=(x1,y1),
,1);
=(x1+x2,y1+y2)=(=(p1,p2)=﹣(
∴p的坐标为(﹣,﹣1)代入①方程成立,所以点P在C上.
(Ⅱ)设点P关于点O的对称点为Q,证明:A、P、B、Q四点在同一圆上. 设线段AB的中点坐标为(
,
),即(
,), (x﹣
),即y=
x+;③
则过线段AB的中点且垂直于AB的直线方程为:y﹣=
∵P关于点O的对称点为Q,故0(0.0)为线段PQ的中点, 则过线段PQ的中点且垂直于PQ的直线方程为:y=﹣③④联立方程组,解之得:x=﹣③④的交点就是圆心O1(﹣r2=|O1P|2=(﹣
x④;
,y=
,),
))2+(﹣1﹣)2=
6
﹣(﹣
故过P Q两点圆的方程为:(x+把y=﹣
)2+(y﹣)2=
,y1+y2=1
…⑤,
x+1 …②代入⑤,有x1+x2=
∴A,B也是在圆⑤上的.∴A、P、B、Q四点在同一圆上. 8.(2012?大纲版)已知抛物线C:y=(x+1)2与圆且在A处两曲线的切线为同一直线l. (Ⅰ)求r;
(Ⅱ)设m,n是异于l且与C及M都相切的两条直线,m,n的交点为D,求D到l的距离. 【解答】解:(Ⅰ)设A(x0,(x0+1)2),
∵y=(x+1)2,y′=2(x+1)∴l的斜率为k=2(x0+1)
当x0=1时,不合题意,所以x0≠1,圆心M(1,),MA的斜率
.
(r>0)有一个公共点A,
∵l⊥MA,∴2(x0+1)×=﹣1,∴x0=0,∴A(0,1),∴r=|MA|=;
(Ⅱ)设(t,(t+1)2)为C上一点,则在该点处的切线方程为y﹣(t+1)2=2(t+1)(x﹣t), 即y=2(t+1)x﹣t2+1
若该直线与圆M相切,则圆心M到该切线的距离为
∴
,
∴t2(t2﹣4t﹣6)=0,∴t0=0,或t1=2+
,t2=2﹣
抛物线C在点(ti,(ti+1)2)(i=0,1,2)处的切线分别为l,m,n,其方程分别为 y=2x+1①,y=2(t1+1)x﹣②﹣③:x=代入②可得:y=﹣1
∴D(2,﹣1),∴D到l的距离为
②,y=2(t2+1)x﹣
③
9.(2012?新课标)设抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A∈C,已知以F为圆心,FA为半径的圆F交l于B,D两点; (1)若∠BFD=90°,△ABD的面积为
,求p的值及圆F的方程;
(2)若A,B,F三点在同一直线m上,直线n与m平行,且n与C只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值.
【解答】解:(1)由对称性知:△BFD是等腰直角△,斜边|BD|=2p
7
点A到准线l的距离∵△ABD的面积S△ABD=
,∴
,
=
,解得p=2,所以F坐标为(0,1),
∴圆F的方程为x2+(y﹣1)2=8. (2)由题设
,则
,
∵A,B,F三点在同一直线m上,
又AB为圆F的直径,故A,B关于点F对称. 由点A,B关于点F对称得:
得:,直线
切点
,
直线
坐标原点到m,n距离的比值为10.(2013?大纲版)已知双曲线C:直线y=2与C的两个交点间的距离为(I)求a,b;
.
.
=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为3,
(II)设过F2的直线l与C的左、右两支分别相交于A、B两点,且|AF1|=|BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
【解答】解:(I)由题设知=3,即所以C的方程为8x2﹣y2=8a2 将y=2代入上式,并求得x=±由题设知,2
=
,
=9,故b2=8a2
,解得a2=1,所以a=1,b=2
(II)由(I)知,F1(﹣3,0),F2(3,0),C的方程为8x2﹣y2=8 ① 由题意,可设l的方程为y=k(x﹣3),|k|<2
代入①并化简得(k2﹣8)x2﹣6k2x+9k2+8=0
,
,于是
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1≤﹣1,x2≥1,x1+x2=|AF1|=
=﹣(3x1+1),
8
|BF1|=
|AF1|=|BF1|得﹣(3x1+1)=3x2+1,即故
=
,解得
,从而
=3x2+1,
=﹣
由于|AF2|=|BF2|=
=1﹣3x1, =3x2﹣1,
故|AB|=|AF2|﹣|BF2|=2﹣3(x1+x2)=4,|AF2||BF2|=3(x1+x2)﹣9x1x2﹣1=16 因而|AF2||BF2|=|AB|2,所以|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列
11.(2013?新课标Ⅰ)已知圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x﹣1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并与圆N内切,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|. 【解答】解:(I)由圆M:(x+1)2+y2=1,可知圆心M(﹣1,0);圆N:(x﹣1)2+y2=9,圆心N(1,0),半径3.设动圆的半径为R,
∵动圆P与圆M外切并与圆N内切,∴|PM|+|PN|=R+1+(3﹣R)=4,
而|NM|=2,由椭圆的定义可知:动点P的轨迹是以M,N为焦点,4为长轴长的椭圆, ∴a=2,c=1,b2=a2﹣c2=3. ∴曲线C的方程为
(x≠﹣2).
(II)设曲线C上任意一点P(x,y),
由于|PM|﹣|PN|=2R﹣2≤3﹣1=2,所以R≤2,当且仅当⊙P的圆心为(2,0)R=2时,其半径最大,其方程为(x﹣2)2+y2=4.
①l的倾斜角为90°,则l与y轴重合,可得|AB|=
.
②若l的倾斜角不为90°,由于⊙M的半径1≠R,可知l与x轴不平行, 设l与x轴的交点为Q,则由l于M相切可得:
,可得Q(﹣4,0),所以可设l:y=k(x+4), ,解得
.
当时,联立
,得到7x2+8x﹣8=0.
9
∴,.∴|AB|=时,也有|AB|=
=
.综上可知:|AB|=
或
.
=
由于对称性可知:当
12.(2013?新课标Ⅱ)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:x+y﹣
=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.
(a>b>0)右焦点的直线
(Ⅰ)求M的方程
(Ⅱ)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD面积的最大值. 【解答】解:(Ⅰ)把右焦点(c,0)代入直线x+y﹣
=0得c+0﹣
=0,解得c=
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点P(x0,y0), 则
,
,相减得
,
∴,
∴,又=,∴
,即a2=2b2.
联立得,解得, ∴M的方程为.
(Ⅱ)∵CD⊥AB,∴可设直线CD的方程为y=x+t, 联立
,消去y得到3x2+4tx+2t2﹣6=0,
∵直线CD与椭圆有两个不同的交点,
∴△=16t2﹣12(2t2﹣6)=72﹣8t2>0,解﹣3<t<3(*). 设C(x3,y3),D(x4,y4),∴∴|CD|=
=
,
.
=
.
联立
得到3x2﹣4
x=0,解得x=0或,
∴交点为A(0,
),B,
10