∴|AB|==.
∴S四边形ACBD===
,满足(*).
,
∴当且仅当t=0时,四边形ACBD面积的最大值为∴四边形ACBD面积的最大值为
.
13.(2014?大纲版)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线y=4与y轴的交点为P,与C的交点为Q,且|QF|=|PQ|. (Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)过F的直线l与C相交于A、B两点,若AB的垂直平分线l′与C相交于M、N两点,且A、M、B、N四点在同一圆上,求l的方程.
【解答】解:(Ⅰ)设点Q的坐标为(x0,4),把点Q的坐标代入抛物线C:y2=2px(p>0), 可得x0=,∵点P(0,4),∴|PQ|=. 又|QF|=x0+=+,|QF|=|PQ|,
∴+=×,求得 p=2,或 p=﹣2(舍去).故C的方程为 y2=4x. (Ⅱ)由题意可得,直线l和坐标轴不垂直,y2=4x的焦点F(1,0),
设l的方程为 x=my+1(m≠0),代入抛物线方程可得y2﹣4my﹣4=0,显然判别式△=16m2+16>0,y1+y2=4m,y1?y2=﹣4.
∴AB的中点坐标为D(2m2+1,2m),弦长|AB|=
|y1﹣y2|=
=4(m2+1).
又直线l′的斜率为﹣m,∴直线l′的方程为 x=﹣y+2m2+3.
过F的直线l与C相交于A、B两点,若AB的垂直平分线l′与C相交于M、N两点, 把线l′的方程代入抛物线方程可得 y2+y﹣4(2m2+3)=0,∴y3+y4=
,y3?y4=﹣4(2m2+3).
11
故线段MN的中点E的坐标为(
+2m2+3,
),∴|MN|=
|y3﹣y4|=
,
∵MN垂直平分线段AB,故AMBN四点共圆等价于|AE|=|BE|=|MN|, ∴
+DE2=MN2,
+
=×
,化简可得 m2﹣1=0,
∴4(m2+1)2 +
∴m=±1,∴直线l的方程为 x﹣y﹣1=0,或 x+y﹣1=0. 14.(2014?新课标Ⅰ)已知点A(0,﹣2),椭圆E:焦点,直线AF的斜率为(Ⅰ)求E的方程;
(Ⅱ)设过点A的直线l与E相交于P,Q两点,当△OPQ的面积最大时,求l的方程. 【解答】解:(Ⅰ) 设F(c,0),由条件知所以a=2?,b2=a2﹣c2=1,故E的方程
,得
?又
,
,O为坐标原点.
+
=1(a>b>0)的离心率为
,F是椭圆的
.….(6分)
(Ⅱ)依题意当l⊥x轴不合题意,故设直线l:y=kx﹣2,设P(x1,y1),Q(x2,y2) 将y=kx﹣2代入
,得(1+4k2)x2﹣16kx+12=0,
时,
当△=16(4k2﹣3)>0,即
从而??
又点O到直线PQ的距离设
,则t>0,
,所以△OPQ的面积
,
=,
当且仅当t=2,k=±等号成立,且满足△>0,
x﹣2或y=﹣+
x﹣2.…(12分)
所以当△OPQ的面积最大时,l的方程为:y=15.(2014?新课标Ⅱ)设F1,F2分别是C:
=1(a>b>0)的左,右焦点,M是C上一点且MF2
与x轴垂直,直线MF1与C的另一个交点为N.
12
(1)若直线MN的斜率为,求C的离心率;
(2)若直线MN在y轴上的截距为2,且|MN|=5|F1N|,求a,b. 【解答】解:(1)∵M是C上一点且MF2与x轴垂直, ∴M的横坐标为c,当x=c时,y=
,即M(c,
),
若直线MN的斜率为,即tan∠MF1F2=即b2=
=a2﹣c2,即c2+
﹣a2=0,则
,
,即2e2+3e﹣2=0
解得e=或e=﹣2(舍去),即e=.
(Ⅱ)由题意,原点O是F1F2的中点,则直线MF1与y轴的交点D(0,2)是线段MF1的中点, 设M(c,y),(y>0),则∵OD是△MF1F2的中位线,∴
,即
,解得y=
,
=4,即b2=4a,
由|MN|=5|F1N|,则|MF1|=4|F1N|,解得|DF1|=2|F1N|,即
设N(x1,y1),由题意知y1<0,则(﹣c,﹣2)=2(x1+c,y1).即
,即
代入椭圆方程得
,将b2=4a代入得
,解得a=7,b=.
16.(2015?新课标Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线C:y=(Ⅰ)当k=0时,分別求C在点M和N处的切线方程.
(Ⅱ)y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有∠OPM=∠OPN?(说明理由)
与直线l:y=kx+a(a>0)交于M,N两点.
13
【解答】解:(I)联立,不妨取M,N,
由曲线C:y=可得:y′=,
=
,其切线方程为:y﹣a=
.
,化为
.
∴曲线C在M点处的切线斜率为
同理可得曲线C在点N处的切线方程为:
(II)存在符合条件的点(0,﹣a),下面给出证明:
设P(0,b)满足∠OPM=∠OPN.M(x1,y1),N(x2,y2),直线PM,PN的斜率分别为:k1,k2. 联立
,化为x2﹣4kx﹣4a=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=﹣4a.∴k1+k2=+==.
当b=﹣a时,k1+k2=0,直线PM,PN的倾斜角互补, ∴∠OPM=∠OPN.∴点P(0,﹣a)符合条件.
17.(2015?新课标Ⅱ)已知椭圆C:9x2+y2=m2(m>0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.
(1)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值;
(2)若l过点(,m),延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,求此时l的斜率;若不能,说明理由.
【解答】解:(1)设直线l:y=kx+b,(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM), 将y=kx+b代入9x2+y2=m2(m>0),得(k2+9)x2+2kbx+b2﹣m2=0, 则判别式△=4k2b2﹣4(k2+9)(b2﹣m2)>0, 则x1+x2=
,则xM=
=
,yM=kxM+b=
,
于是直线OM的斜率kOM==,即kOM?k=﹣9,
∴直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值. (2)四边形OAPB能为平行四边形.
∵直线l过点(,m),∴由判别式△=4k2b2﹣4(k2+9)(b2﹣m2)>0,即k2m2>9b2﹣9m2, ∵b=m﹣m,∴k2m2>9(m﹣m)2﹣9m2,即k2>k2﹣6k,即6k>0,则k>0,
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∴l不过原点且与C有两个交点的充要条件是k>0,k≠3, 由(1)知OM的方程为y=
x,设P的横坐标为xP,
由得
,即xP=,
将点(,m)的坐标代入l的方程得b=将y=
x,代入y=kx+
,得kx+
=
,即l的方程为y=kx+x ,解得xM=
,
,
四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分,即xP=2xM, 于是
=2×
,解得k1=4﹣
或k2=4+
,
∵ki>0,ki≠3,i=1,2, ∴当l的斜率为4﹣
或4+
时,四边形OAPB能为平行四边形.
18.(2016?新课标Ⅰ)设圆x2+y2+2x﹣15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E. (Ⅰ)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;
(Ⅱ)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)证明:圆x2+y2+2x﹣15=0即为(x+1)2+y2=16, 可得圆心A(﹣1,0),半径r=4,
由BE∥AC,可得∠C=∠EBD,由AC=AD,可得∠D=∠C,即为∠D=∠EBD,即有EB=ED, 则|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|=4,故E的轨迹为以A,B为焦点的椭圆, 且有2a=4,即a=2,c=1,b=
=
,则点E的轨迹方程为
+
=1(y≠0);
(Ⅱ)椭圆C1:
+=1,设直线l:x=my+1,
由PQ⊥l,设PQ:y=﹣m(x﹣1), 由
可得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2), 可得y1+y2=﹣
,y1y2=﹣
,
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