高中数学圆锥曲线方程试卷2(考点详解版)(3)

2019-03-02 23:38

2.如图,在平面直角坐标系中,己知椭圆=1和圆x+y=4,过椭圆左顶点A的两条

22

直线分别交椭圆与圆于点B,E和点C,F,若AC⊥AF,直线BE和CF在x轴上的截距分

别为s,t,求证:s+t为定值.

【分析】设直线AB的方程为:y=k(x+2),由于AB⊥AE,可得直线AE的方程为:y=﹣(x+2).分别与椭圆方程联立可得点B,E的坐标,可得直线BE的方程,即可解得.由于AC⊥AF,可得CF必然经过原点,可得t=0. 【解答】证明:设直线AB的方程为:y=k(x+2),∵AB⊥AE,∴直线AE的方程为:y=﹣(x+2).

联立

,解得xB=,yB=

同理可得:xE=,yE=

∴直线BE的方程为:y+=,

令y=0,解得s=﹣.

∵AC⊥AF,∴CF必然经过原点,∴t=0. ∴s+t=﹣为定值.

【点评】本题考查了直线与椭圆相交问题、圆的性质、相互垂直的直线斜率之间的关系,考查了推理能力与计算能力,属于难题. 3.设椭圆

+y=1的右顶点为A,过椭圆长轴所在直线上的一个定点M(m,0)(不同于

2

A)任作一条直线与椭圆相交于P、Q两点,直线AP、AQ的斜率分别记为k1,、k2. (1)当PQ⊥x轴时,求

第11页(共55页)

(2)求证:k1?k2等于定值.

【分析】(1)解:当PQ⊥x轴时,﹣2<m<2,把x=m代入椭圆方程可得:

+y=1,解

2

得y.再利用数量积运算性质即可得出. (2)设直线PQ的方程为:ty=x﹣m,(﹣2≤m<2).P(x1,y1),Q(x2,y2).与椭圆方程

222

联立可得:(t+4)y+2tmy+m﹣4=0,利用斜率计算公式及其根与系数的关系代入k1?k2=

,即可证明.

【解答】(1)解:当PQ⊥x轴时,﹣2<m<2,把x=m代入椭圆方程可得:+y=1,解

2

得y=±.

不妨设P,Q.A(2,0).

则=?=(m﹣2)﹣

2

=.

(2)证明:设直线PQ的方程为:ty=x﹣m,(﹣2≤m<2).P(x1,y1),Q(x2,y2). 联立

,化为:(t+4)y+2tmy+m﹣4=0,

2

2

2

y1+y2=﹣,y1y2=

第12页(共55页)

k1?k2=

==

=.

由于上式与斜率无关系,因此是定值.

【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、向量数量积运算性质、斜率计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

4.已知椭圆C:

+

=1(a>b>0)经过点(0,1),且圆x+y=a被直线x﹣y﹣

2

2

2

=0

截得的弦长为2

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)已知k≠0,动直线y=k(x﹣1)与椭圆C的两个交点分别为A,B,问:在x轴上是否存在定点M,使得理由.

【分析】(1)椭圆C:

+

=1(a>b>0)经过点(0,1),代入解得b=1.由于圆x+y=a

2

2

2

2

为定值?若存在,试求出点M的坐标和定值;若不存在,请说明

被直线x﹣y﹣=0截得的弦长为2,可得2=2,解得a.即可得出.

2

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0).直线方程与椭圆方程联立化为:(1+2k)x﹣4kx+2k﹣2=0,利用根与系数的关系代入+y1y2=m+

2

2

2

2

=(x1﹣m)(x2﹣m)

,令1﹣4m=﹣4,即可得出.

【解答】解:(1)∵椭圆C:

2

2

2

+=1(a>b>0)经过点(0,1),∴=1,解得b=1.

2

∵圆x+y=a被直线x﹣y﹣∴椭圆C的标准方程为

=0截得的弦长为2,∴2=1.

=2,解得a=2.

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0). 联立

,化为:(1+2k)x﹣4kx+2k﹣2=0,

2

2

2

2

∴x1+x2=

,x1x2=

第13页(共55页)

2

=(x1﹣m)(x2﹣m)+y1y2

2

2

2

=(k+1)x1x2﹣(m+k)(x1+x2)+m+k =

2

+m+k=m+

222

令1﹣4m=﹣4,即m=时,点M

=m﹣2=﹣为定值.

【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与

系数的关系、向量数量积运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

5.已知椭圆C:

(a>b>0)过点(1,

),它的两个短轴端点与右焦点构成等边

三角形,点A在椭圆C上运动,点B在直线l:y=m(m>0)上,且∠AOB=90°(其中O

为原点).

(Ⅰ)求椭圆C的方程:

(Ⅱ)若点O到直线AB的距离为定值,求m的值及|AB|的最小值. 【分析】(I)由题意可得:

=1,c=

b,与a=b+c联立,解出即可得出;

2

2

2

(II)取A(2,0),则B(0,m),m>0,此时原点到直线AB的距离d=.取A(,

),同理可得:此时原点到直线AB的距离d=.利用=,m>0,

解得m=.可得直线l的方程.设B(t,),A(2cosθ,sinθ).θ=0时,可得|AB|=

x,可得:B

.θ≠0,

时,设直线AO的方程为:y=xtanθ,则OB的方程为:y=﹣(

).利用两点之间的距离公式可得|AB|,利用三角函数求值、基本不

等式的性质即可得出. 【解答】解:(I)由题意可得:c=

=1,c=

b,与a=b+c联立,解得a=2,b=1,

2

2

2

∴椭圆C的方程为:

(II)取A(2,0),则B(0,m),m>0,此时原点到直线AB的距离d=

第14页(共55页)

取A(,),直线OB的方程为:y=﹣2x,则B(,m),此时原点到直线

AB的距离d==.

∴d==,m>0,解得m=.

∴直线l的方程为:y=设B(t,θ=0时,|AB|=θ≠0,(∴|AB|=

),A(2cosθ,sinθ),

=

x,可得:B

时,设直线AO的方程为:y=xtanθ,则OB的方程为:y=﹣

).

=

=

2

令cosθ=t∈(0,1),则|AB|=≥=2,当且仅当t=时取等号.

∴|AB|的最小值为2.

【点评】本题考查了椭圆的定义标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、点到直线的距离公式、三角函数求值、基本不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

6.已知椭圆C:

+

=1(a>b>0)的右顶点为A,左焦点为F,离心率为

,过点F

的直线l交椭圆C于M、N两点,当l垂直于x轴时,△AMN的面积为.

(1)求椭圆C的方程;

(2)若直线x=﹣2上存在点P,使得△PMN为等边三角形,求直线l的方程. 【分析】(1)把x=﹣c代入椭圆方程可得:

2

,解得y,可得|MN|=

2

2

2

利用△AMN的面积联立解出即可得出.

=,化为:2b(a+c)=(2+a),与,a=b+c

第15页(共55页)


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