[解析] (1)设S(x,y)为曲线Γ上任意一点,
依题意,点S到F(0,1)的距离与它到直线y=-1的距离相等, 所以曲线Γ是以点F(0,1)为焦点,直线y=-1为准线的抛物线, 所以曲线Γ的方程为x=4y.
(2)当点P在曲线Γ上运动时,线段AB的长度不变,证明如下: 12
由(1)知抛物线Γ的方程为y=x,
412
设P(x0,y0),(x0≠0),则y0=x0,
4
11
由y′=x,得切线l的斜率k=y′|x=x0=x0,
221
所以切线l的方程为y-y0=x0(x-x0),
2112
即y=x0x-x0.
2411??y=x0x-x20
4由?2
??y=011??y=x0x-x20
4由?2
??y=3
2
2
1
,得A(x0,0).
2
16
,得M(x0+,3),
2x0
13
又N(0,3),所以圆心C(x0+,3),
4x0113
半径r=|MN|=|x0+|,
24x0|AB|=|AC|-r =
11313222
[x0-?x0+?]+3-?x0+? 24x04x0
2
=6.
所以点P在曲线Γ上运动时,线段AB的长度不变.
[点评] 本小题主要考查抛物线的定义与性质、圆的性质、直线与圆锥曲线的位置关系等,考查运算求解能力、推理论证能力,考查数形结合思想、函数与方程思想、特殊与一般思想、化归与转化思想.本题第(1)问也可用直接法求解.
(理)已知动点M(x,y)到直线l:x=4的距离是它到点N(1,0)的距离的2倍. (1)求动点M的轨迹C的方程;
(2)过点P(0,3)的直线m与轨迹C交于A、B两点,若A是PB的中点,求直线m的斜率.
[解析] (1)设M到直线l的距离为d,根据题意,d=2|MN|,由此得|4-x|=2?x-1?+y,
化简得+=1,
43
所以,动点M的轨迹方程为+=1.
43
(2)由题意,设直线m的方程为y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2).将y=kx+3代入+
4
22x2y2
x2y2
x2
y2
3
=1中,有(3+4k)x+24kx+24=0,
22
其中,△=(24k)-4324(3+4k)=96(2k-3)>0, 24k由根与系数的关系得,x1+x2=-2,①
3+4k2
2
2
x1x2=
24
2.② 3+4k又因为A是PB的中点,故x2=2x1,③ 将③代入①,②,得
x1=-
8k12-8k212223
2,x1=2,可得(2)=2,且k>, 3+4k3+4k3+4k3+4k2
3333解得k=-或k=,所以,直线m的斜率为-或.
2222
x2y2
22.(文)已知双曲线C:2-2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为3,
ab直线y=2与C的两个交点间的距离为6
(1)求a、b;
(2)设过F2的直线l与C的左、右两支分别交于A、B两点,且|AF1|=|BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
ca2+b222[解析] (1)由题设知=3,即2=9,故b=8a.
aa所以C的方程为8x-y=8a. 将y=2代入上式,求得x=±由题设知,212
2
2
2
a2+.
12
a2+=6,解得a2=1.
所以a=1,b=22.
(2)由(1)知,F1(-3,0),F2(3,0),C的方程为 8x-y=8 ①
由题意可设l的方程为y=k(x-3),|k|<22,代入①并化简得, (k-8)x-6kx+9k+8=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2),则
6k9k+8
x1≤-1,x2≥1,x1+x2=2,x12x2=2.
k-8k-8
于是|AF1|=?x1+3?+y1=?x1+3?+8x1-8=-(3x1+1), |BF1|=?x2+3?+y2=?x2+3?+8x2-8=3x2+1. 由|AF1|=|BF1|得,-(3x1+1)=3x2+1, 26k2
即x1+x2=-,故2=-,
3k-834192
解得k=,从而x12x2=-.
59
由于|AF2|=?x1-3?+y1=?x1-3?+8x1-8=1-3x1, |BF2|=?x2-3?+y2=?x2-3?+8x2-8=3x2-1. 故|AB|=|AF2|-|BF2|=2-3(x1+x2)=4, |AF2|2|BF2|=3(x1+x2)-9x1x2-1=16.
因而|AF2|2|BF2|=|AB|,所以|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
22
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
x2y2
(理)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)经过点(1,e),
ab其中e为椭圆的离心率.F1、F2是椭圆的两焦点,M为椭圆短轴端点且△MF1F2为等腰直角三角形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设不经过原点的直线l与椭圆C相交于A、B两点,第一象限内的点P(1,m)在椭圆上,直线OP平分线段AB,求:当△PAB的面积取得最大值时直线l的方程.
x2y2
[解析] (1)∵椭圆2+2=1经过(1,e),
ab
e
∴2+2=1,
1
2
ab2
c1c2
又e=,∴2+22=1,解之得b=1,
aaabx22
∴椭圆方程为2+y=1.
a又△MF1F2为等腰直角三角形,∴b=c=1,a=2, 故椭圆方程为+y=1.
2
(2)由(1)可知椭圆的方程为+y=1,
2故P(1,
2
), 2
x2
2
x2
2
由题意,当直线l垂直于x轴时显然不合题意.
设不经过原点的直线l的方程y=kx+t(t≠0)交椭圆C于A(x1,y1),B(x2,y2),
x??+y2=1,由?2??y=kx+t.
2
2
消去y得(1+2k)x+4ktx+2t-2=0,
222
Δ=(4kt)-4(1+2k)2(2t-2)=16k-8t+8>0, 4kt2t∴x1+x2=-2,y1+y2=k(x1+x2)+2t=2,
1+2k1+2k2t-2
x1x2=2,
1+2k直线OP方程为y=∴
2
x且OP平分线段AB, 2
2
2222
2t2-4kt2
3. 2=2,解得k=-1+2k21+2k2
2
2
∴|AB|=1+k2?x1+x2?-4x1x2 =?1+k??4-2t?,
|2-t|又∵点P到直线l的距离d==h, 21+k1122
∴S△PAB=|AB|h=?2-t??4-2t?.
22设f(t)=(2-t)(4-2t) =-2t+42t-82t+8,
由直线l与椭圆C相交于A、B两点可得-2 4 3 2 2 2 2 求导可得t=- 227 时f(t)在(-2,2)上有最大值,此时S△PAB取得最大值, 22 22 x-. 22 此时直线l的方程y=-