高中数学圆锥曲线方程试卷2(考点详解版)(4)

2019-03-02 23:38

(2)设P(﹣2,t),M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点Q(x0,y0),F(﹣1,0).直线MN的斜率为0时,不满足题意.设直线MN的方程为:my=x+1,m=0时,MN⊥x轴,

22

可得△PMN不是等边三角形,舍去.m≠0时.与椭圆方程联立化为:(m+2)y﹣2my﹣1=0.利

23

用根与系数的关系及其中点坐标公式,及其PQ⊥MN,可得:t(m+2)=3m+2m.再利用|PQ|=

|MN|化简即可得出.

【解答】解:(1)把x=﹣c代入椭圆方程可得:,解得y=,

∴|MN|==(2+

,∴△AMN的面积a),与

2

2

2

==

×(a+c),化为:2b(a+c)

2

,a=b+c联立解得:c=b=1,

=1.

∴椭圆的标准方程为:

(2)设P(﹣2,t),M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点Q(x0,y0),F(﹣1,0). 直线MN的斜率为0时,不满足题意. 设直线MN的方程为:my=x+1, m=0时,MN⊥x轴, |MN|=m≠0时.

2

2

=,点F到直线x=﹣2的距离d=1,△PMN不是等边三角形,舍去.

联立,化为:(m+2)y﹣2my﹣1=0.

∴y1+y2=,y1y2=

∴y0=

=

,x0=my0﹣1=

∵PQ⊥MN,∴×=﹣1,化为:t(m+2)=3m+2m.

23

|PQ|==.

|MN|==.

第16页(共55页)

又|PQ|=|MN|,∴

2

2

化为:(tm+1)(2+m)=

2

3

(1+m)

2

与t(m+2)=3m+2m联立可得:m=,解得m=

∴直线MN的方程为:±y+=0.

【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交弦长问题、一元二次的根与系数的关系、斜率计算公式、等边三角形的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

7.已知椭圆C:

=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,过点F1的直线l交椭

圆于A、B两点,|AB|的最小值为3,且△ABF2的周长为8. (Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)点A关于x轴的对称点为A′,直线A′B交x轴于点M,求△ABM面积的取值范围. 【分析】(I)把x=﹣c代入椭圆的方程可得:解得y=最小值

=3.根据△ABF2的周长为8,可得4a=8.又

.当AB⊥x轴时,弦长|AB|取得

,联立解出即可得出.

(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),A′(x1,﹣y1).直线AB的方程为my=x+1,与椭圆方

22

程联立化为:(3m+4)y﹣6my﹣9=0,利用根与系数的关系可得:|AB|=

,直线A′B的方程为:y+y1=

=(x

﹣x1),令y=0,可得:xM=

=﹣4.M(﹣4,0).利用点到直线的距离公式可

得:点M到直线AB的距离d,利用S△ABM=与最值、不等式的性质即可得出.

【解答】解:(I)把x=﹣c代入椭圆的方程可得:y=

2

及其利用导数研究函数的单调性极值

,解得y=.

当AB⊥x轴时,弦长|AB|取得最小值∵△ABF2的周长为8,∴4a=8. 又

,联立解得a=2,b=

=3.

,c=1.

∴椭圆的方程为:=1.

(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),A′(x1,﹣y1).

第17页(共55页)

直线AB的方程为my=x+1,

2

2

联立,化为:(3m+4)y﹣6my﹣9=0,

∴y1+y2=,y1y2=

|AB|==

直线A′B的方程为:y+y1==(x﹣x1),

令y=0,可得:xM=∴M(﹣4,0). 点M到直线AB的距离d=

==﹣1=﹣4.

=.

∴S△ABM=

=×=18×=.(m>

2

0). 令

>1,g(t)=3t+,g′(t)=3﹣

=

>0,因此函数g(t)在(1,+∞)

上单调递增,∴g(t)>4. ∴S△ABM∈

∴△ABM面积的取值范围是

【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、一元二次方程的根与系数的关系、弦长公式、

点到直线的距离公式、不等式的性质、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

8.已知椭圆E:

+

=1(a>b>0)的焦距为2

,其上下顶点分别为C1,C2,点A(1,

0),B(3,2),AC1⊥AC2. (1)求椭圆E的方程及离心率;

第18页(共55页)

(2)点P的坐标为(m,n)(m≠3),过点A任意作直线l与椭圆E相交于点M,N两点,设直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列,探究m,n之间是否满足某种数量关系,若是,请给出m,n的关系式,并证明;若不是,请说明理由. 【分析】(1)由AC1⊥AC2,可得

?

=1﹣b=0,又2c=2

2

,a=b+c,即可得出.

222

(2)m,n之间满足数量关系m=n+1.下面给出证明:①当取M,N时,根据斜率计算公式、及其直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列即可证明.

②当直线MN的斜率不为0时,设直线MN的方程为:ty+1=x.M(x1,y1),N(x2,y2).与

22

椭圆方程联立化为:(t+3)y+2ty﹣2=0,根据斜率计算公式、及其直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列、根与系数的关系化简即可证明.

【解答】解:(1)∵AC1⊥AC2,C1(0,b),C2(0,﹣b),A(1,0), ∴∵2c=2

?

=1﹣b=0,∴b=1. ,解得c=

,∴a=b+c=3. =1. .

2

2

2

2

2

∴椭圆E的方程为离心率e==

=

(2)m,n之间满足数量关系m=n+1.下面给出证明: ①当取M

,N

时,kMB=

=,kBP=

+

,kNB=

∵直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列,∴2×,化为:m=n+1.

②当直线MN的斜率不为0时,设直线MN的方程为:ty+1=x.M(x1,y1),N(x2,y2). 联立

,化为:(t+3)y+2ty﹣2=0,

2

2

∴y1+y2=,y1y2=

kMB=,kBP=,kNB=

∵直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列, ∴2×

=

+

第19页(共55页)

由于

+

=

=

=2,

∴=1,化为:m=n+1.

【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、斜率计算公式、等差数列的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

9.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E的方程为

+

=1,直线l:y=x与椭圆E

相交于A,B两点,C,D是椭圆E上异于A,B两点,且直线AC,BD相交于点M,直线AD,BC相交于点N,求证:直线MN的斜率为定值.

【分析】联立,解得A(2,1),B(﹣2,﹣1).①当CA,CB,DA,DB斜

率都存在时,设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2,C(x0,y0),显然k1≠k2;可得:k1?kCB=﹣,kCB=﹣的方程为y+1=﹣

;同理kDB=﹣

,于是直线AD的方程为y﹣1=k2(x﹣2),直线BC

(x+2);联立解得:点N的坐标为

;用k2代k1,k1代k2得点M的坐标.可

得kMN=

=﹣1;即直线MN的斜率为定值﹣1;②当CA,CB,DA,DB中,

第20页(共55页)


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