高中数学-圆锥曲线练习题及答案-历年高考试题精选(8)

2019-03-28 18:31

决战高考

y?kx?mm2m,), 得A点的坐标为(y?2x2?k2?ky?kx?m?m2m,). 由{ 得B点的坐标为(y??2x2?k2?k????????m1?2m1?(?),(?)), 由AP??PB得P点的坐标为(1??2?k2?k1??2?k2?ky24m2(1??)22?. 将P点坐标代入?x?1得244?k?设Q为直线AB与y轴的交点,则Q点的坐标为(0,m).

111S?AOB?S?AOQ?S?BOQ?|OQ|?|XA|?|OQ|?|x8|?m?(xA?xB)

2221mm14m211?)???(??)?1. =m(222?k2?k24?k2?以下同解答一.

29.(2017四川卷文)(本小题满分12分)

x2y22?1(a?b?0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率e?已知椭圆2?,右准线方程为x?2。

ab2(I)求椭圆的标准方程;

??????????226(II)过点F1的直线l与该椭圆交于M、N两点,且F2M?F2N?,求直线l的方程。

3?c2???2,解得a?2,c?1 【解析】(I)由已知得?a2?a?2??c 由{∴ b?a2?c2?1

x2∴ 所求椭圆的方程为?y2?1 …………………………………4分

2(II)由(I)得F1(?1,0)、F2(1,0)

?x??12?①若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x??1,由?x2得 y??22??y?1?222设M(?1,)、N(?1,?),

22??????????22)?(?2,?)?(?4,0)?4,这与已知相矛盾。 ∴ F2M?F2N?(?2,22②若直线l的斜率存在,设直线直线l的斜率为k,则直线l的方程为y?k(x?1),

设M(x1,y1)、N(x2,y2),

?y?k(x?1)?2222联立?x2,消元得(1?2k)x?4kx?2k?2?0 2??y?1?2?4k22k2?2,x1x2?∴ x1?x2?,w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 1?2k21?2k22k?x?2)?∴ y1?y2?k(x1, 221?2k??????????又∵F2M?(x1?1,y1),F2N?(x2?1,y2)

??????????∴ F2M?F?(1x?x2,2N2?决战高考

1y? )y2222????????????8k?2226?2k?22∴ F2M?F2N?(x1?x2?2)?(y1?y2)?? ???2?2?3?1?2k??1?2k?化简得40k4?23k2?17?0

17解得k2?1或k2??(舍去)

40∴ k??1

∴ 所求直线l的方程为y?x?1或y??x?1 …………………………………12分 30.(2017全国卷Ⅰ文)(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效) .........

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:(Ⅰ)将抛物线E:y2?x代入圆M:(x?4)2?y2?r2(r?0)的方程,消去

............(1) y2,整理得x2?7x?16?r2?0.

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 ?49?4(16?r2)?0?555??r??或r?∴?x1?x2?7?0即?。解这个方程组得?r?4 222???4?r?42?x1?x2?16?r?0?15r?(,4).

2(II) 设四个交点的坐标分别为A(x1,x1)、B(x1,?x1)、C(x2,?x2)、D(x2,x2)。

则由(I)根据韦达定理有x1?x2?7,x1x2?16?r2,r?(1则S??2?|x2?x1|(x1?x2)?|x2?x1|(x1?x2)

2?S2?[(x1?x2)2?4x1x2](x1?x2?2x1x2)?(7?216?r2)(4r2?15)

15,4) 2令16?r2?t,则S2?(7?2t)2(7?2t) 下面求S2的最大值。 方法1:由三次均值有:

1S2?(7?2t)2(7?2t)?(7?2t)(7?2t)(14?4t)

217?2t?7?2t?14?4t31283)??() ?(2323715,4)满足题意。 当且仅当7?2t?14?4t,即t?时取最大值。经检验此时r?(62法2:设四个交点的坐标分别为A(x1,x1)、B(x1,?x1)、C(x2,?x2)、D(x2,x2) 则直线AC、BD的方程分别为

?x2?x1y?x1?(x?x1),y?x2?x1解得点P的坐标为(x1x2,0)。 设t?1x1x2,由t?16?r2及(Ⅰ)得t?(0,)

4x1?x2?x1(x?x1)

x2?x1决战高考

1(2x1?2x2)|x1?x2| 2则S2?(x1?2x1x2?x2)[(x1?x2)2?4x1x2]将x1?x2?7,x1x2?t代入上式,并令f(t)?S2,等

7f(t)?(7?2t)2(7?2t)??8t3?28t2?98t?343(0?t?),

2∴f`(t)??24t2?56t?98??2(2t?7)(6t?7),

77令f`(t)?0得t?,或t??(舍去)

627777当0?t?时,f`(t)?0;当t?时f`(t)?0;当?t?时,f`(t)?0

666277故当且仅当t?时,f(t)有最大值,即四边形ABCD的面积最大,故所求的点P的坐标为(,0)。

66

31.(2017湖北卷文)(本小题满分13分)

如图,过抛物线y2=2PX(P>0)的焦点F的直线与抛物线相交于M、N两点,自M、N向准线L作垂

线,垂足分别为M1、N1 (Ⅰ)求证:FM1⊥FN1:

、2、

(Ⅱ)记△FMM1、、△FM1N1、△FN N1的面积分别为S1、S,S3,试判断S22=4S1S3是否成立,并证明你的结论。

本小题主要考查抛物线的概念,抛物线的几何性质等平面解析几何的基础知识,考查综合运用数学知识进行推理运算的能力(满分13分) (1) 证法1:由抛物线的定义得

MF?MM1,NF?NN1,

由于四边形ABCD为等腰梯形,因而其面积S???MFM1??MM1F,?NFN1??NN1F 2分 如图,设准线l与x的交点为F1

QMM1//NN1//FF1 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m ??F1FM1??MM1F,?F1FN1??NN1F 而?F1FM1??MFM1??F1FN1??N1FN?1800 即2?F1FM1?2?F1FN1?1800

??F1FM1??F1FN1?900 故FM1?FN1

pp证法2:依题意,焦点为F(,0),准线l的方程为x??

22设点M,N的坐标分别为M(x1,y1),N(x2,y2),直线MN的方程为x?my?pp,y1),N1(?,y2),FM1?(?p,y1),FN1?(?p,y2) 22p??x?my?由?2 得y2?2mpy?p2?0 ?y2?2px?M1(?p,则有 2于是,y1?y2?2mp,y1y2??p2 ???????????FM1?FN1?p2?y1y2?p2?p2?0,故FM1?FN1

2(Ⅱ)S2?4S1S3成立,证明如下:

证法1:设M(x1,y1),N(x2,y2),则由抛物线的定义得

决战高考

pp,|NN1|?|NF|?x2?,于是 2211pS1??|MM1|?|F1M1|?(x1?)|y1|

22211S2??|M1N2|?|FF1|?p|y1?y2| w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

2211pS3??|NN1|?|F1N1|?(x2?)|y2|

22211p1p2?S2?4S1S3?(p|y1?y2|)2?4?(x1?)|y1|?(x2?)|y2|

2222212pp22?p[(y1?y2)?4y1y2]?[x1x2?(x1?x2)?]|y1y2| 424p?x?my?1??y1?y2?2mp?12将?与?代入上式化简可得 2pyy??p?x?my?,?1222??2p2(m2p2?p2)?p2(m2p2?p2),此式恒成立。 |MM1|?|MF|?x1?2故S2?4S1S3成立。

证法2:如图,设直线MNM的倾角为?,|MF|?r1,|NF|?r2

则由抛物线的定义得|MM1|?|MF|?r1,|NN1|?|NF|?r3

?MM1//NN1//FF1,??FMM1??,?FNN1????111于是S1?r12sin?,S3?r22sin(???)?r22sin?

222在?FMM1和?FNN1中,由余弦定理可得

|FM1|2?2r12?2r12cos??2r12(1?cos?),|FN1|2?2r22?2r22cos??2r22(1?cos?)

1由(I)的结论,得S2?|FM1|?|FN1|

2112?S2?|FM1|2?|FN1|2??4r12?r22?(1?cos?)(1?cos?)?r12r22sin2??4S1S3

442即S2?4S1S3,得证。

32.(2017宁夏海南卷文)(本小题满分12分)

已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在x轴上,它的一个项点到两个 焦点的距离分别是7和1 (I) 求椭圆C的方程?

OP(II) 若P为椭圆C的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,?e

OM(e为椭圆C的离心率),求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。 (20)解:

(Ⅰ)设椭圆长半轴长及分别为a,c,由已知得 a?c?1,{ 解得a=4,c=3, w.w.w.k.s.5.u.c.o.m a?c?7.x2y2?1. 所以椭圆C的方程为?167(Ⅱ)设M(x,y),P(x,y1),其中x???4,4?.由已知得

决战高考

x2?y122?e. 22x?y3,故16(x2?y12)?9(x2?y2). ① 4112?x722, 由点P在椭圆C上得 y1?162代入①式并化简得9y?112,

而e?47(?4?x?4),轨迹是两条平行于x轴的线段. 333.(2017湖南卷理)(本小题满分13分)

在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当P点运动时,d恒等于点P的横坐标与18之和 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (Ⅰ)求点P的轨迹C;

(Ⅱ)设过点F的直线I与轨迹C相交于M,N两点,求线段MN长度的最大值。

解(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),则所以点M的轨迹方程为y??d?4(x?3)2?y2?3︳x-2︳

由题设

1当x>2时,由①得(x?3)2?y2?6?x,

2x2y2??1. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 化简得

3627当x?2时 由①得(3?x)2?y2?3?x,

化简得y2?12x

x2y2?1在直线x=2的右侧部分与抛物线故点P的轨迹C是椭圆C1:?3627C2:y2?12x在直线x=2的左侧部分(包括它与直线x=2的交点)所组成的曲线,参见图1

(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2与C1,C2的交点都是A(2,26), B(2,?26),直线AF,BF的斜率分别为kAF=?26,kBF=26. 当点P在C1上时,由②知

1PF?6?x. ④w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

2当点P在C2上时,由③知

PF?3?x ⑤

若直线l的斜率k存在,则直线l的方程为y?k(x?3) (i)当k≤kAF,或k≥kBF,即k≤-2

1,N(x2,y2)都在C 6时,直线I与轨迹C的两个交点M(x1,y1)

上,此时由④知

11∣MF∣= 6 - x1 ∣NF∣= 6 - x2

22111从而∣MN∣= ∣MF∣+ ∣NF∣= (6 - x1)+ (6 - x2)=12 - ( x1+x2)

222?y?k(x?3)?由?x2y2 得(3?4k2)x2?24k2x?36k2?108?0 则x1,y1是这个方程的两根,所以

?1???3627


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