5、,代入y2=4x,得y0=±,所以P.由橢圓的焦點在x軸上,可設(shè)橢圓方程為+=1(a>b>0),則,
解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
答案:D
8.設(shè)F為雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的右焦點,過點F且斜率為-1的直線l與雙曲線C的兩條漸近線分別交于A,B兩點,若A為線段BF的中點,則雙曲線C的離心率e=( )
A. B.
C. D.
解析:由題意知,直線l的方程為y=-(x-c),解方程組,得A,解方程組,得B,因為A為線段BF的中點,所以=+c,即b=3a,所以e2===1+9=10,所以e=.
答案:A
9.已知拋物線y2=4x的焦點F與橢圓+=1(a>b>
6、0)的一個焦點重合,它們在第一象限內(nèi)的交點為P,且PF與x軸垂直,則橢圓的離心率為( )
A.- B.-1
C. D.
解析:由于拋物線y2=4x的焦點為F(1,0),結(jié)合題意得a2-b2=1?、?,又由題意知P點的坐標(biāo)為P(1,2),則+=1?、?由①②得a2=3+2,a=1+,e===-1,選B.
答案:B
10.已知橢圓+=1(a>b>0,a≥4)的一個焦點與拋物線y2=8x的焦點F重合,設(shè)拋物線的準(zhǔn)線與橢圓+=1相交于A,B兩點,則△ABF的面積的最小值為( )
A.4 B.6
C.8 D.12
解析:由題意知,拋物線y2=8x的焦點F(2,0),
7、準(zhǔn)線為x=-2,
所以c=2,a2-b2=4.
把x=-2代入橢圓方程+=1,
得y2=b2,
取A,B.
因為△ABF的面積為
S=×4×2b=4
==4a-,
S′=4+>0,
所以S為增函數(shù),因為a≥4,所以S≥12.
答案:D
二、填空題(每小題5分)
11.已知圓O:x2+y2=5,直線l:xcosθ+ysinθ=1(0<θ<).設(shè)圓O上到直線l的距離等于1的點的個數(shù)為k,則k=__________.
解析:圓心(0,0)到直線l的距離為1,又圓O的半徑為,所以圓上有4個點符合條件.
答案:4
12.直線x-ky+1=0與圓O:x2+y2=4相交于兩點A
8、、B,則動弦AB中點M的軌跡方程是______________.
解析:設(shè)動點M的坐標(biāo)為(x,y),易知直線恒過定點P(-1,0),由垂徑定理可得⊥,故·=x(x+1)+y2=0,即2+y2=.
答案:2+y2=
13.兩條互相垂直的直線2x+y+2=0和ax+4y-2=0的交點為P,若圓C過點P和點M(-3,2),且圓心C在直線y=x上,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為________________.
解析:由2x+y+2=0和ax+4y-2=0垂直得2a+4=0,故a=-2,代入直線方程,聯(lián)立解得交點坐標(biāo)為P(-1,0),易求得線段MP的垂直平分線l的方程為x-y+3=0.設(shè)圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(
9、x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),則圓心(a,b)為直線l和直線y=x的交點,聯(lián)立,解得圓心C的坐標(biāo)為(-6,-3),從而解得r2=34,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+6)2+(y+3)2=34.
答案:(x+6)2+(y+3)2=34
14.過拋物線x2=4y上一點M(x0,y0)(x0>0)作拋物線的切線與拋物線的準(zhǔn)線交于點N(x1,y1),則x0-x1的最小值為__________.
解析:由x2=4y,得y=x2,則y′=x,拋物線的準(zhǔn)線方程為y=-1.因為點M(x0,y0)是拋物線x2=4y上一點,所以y0=x,且過點M的拋物線的切線的斜率k=x0,切線方程為y-y0=x0
10、(x-x0),即y-x=x0(x-x0),令y=-1,得x1=x0-,所以x0-x1=x0+≥2,所以x0-x1的最小值為2.
答案:2
15.在平面直角坐標(biāo)系中,點P為橢圓+y2=1上的一個動點,則點P到直線x-y+6=0的最大距離為__________.
解析:通解:設(shè)直線x-y+a=0與橢圓相切,則方程組有唯一解,消去x,得4y2-2ay+a2-3=0,Δ=4a2-16(a2-3)=0,解得a=±2,所以直線x-y±2=0與橢圓相切,所以點P到直線x-y+6=0的最大距離為直線x-y-2=0與直線x-y+6=0間的距離,最大距離為=4.
優(yōu)解:設(shè)P(x,y),則+y2=1,且P(
11、x,y)到直線x-y+6=0的距離為d=.設(shè),
則d=
=
=
=≤=4,
所以點P到直線x-y+6=0的最大距離為4.
答案:4
三、解答題(第16,17,18,19題每題12分,第20題13分,第21題14分)
16.過平面內(nèi)M點的光線經(jīng)x軸反射后與圓C:x2+(y-2)2=2相切于A,B兩點.
(1)若M點的坐標(biāo)為(5,1),求反射光線所在直線的方程;
(2)若|AB|=,求動點M的軌跡方程.
解:(1)由光的反射原理知,反射光線所在直線必過點(5,-1),設(shè)反射光線所在直線的斜率為k,則此直線方程可以設(shè)為y+1=k(x-5),即kx-y-5k-1=0(*).
又
12、反射光線與圓C:x2+(y-2)2=2相切,所以=,
解得k=-1或-,代入(*)化簡整理,得反射光線所在直線的方程為x+y-4=0或7x+23y-12=0.
(2)設(shè)動點M的坐標(biāo)為(x,y)(y≥0),則反射光線所在直線必過點M關(guān)于x軸的對稱點Q(x,-y),設(shè)動弦AB的中點為P,則|AP|=,故|CP|==.
由射影定理|CP|·|CQ|=|AC|2,
得|CQ|==8,
即=8,
即x2+(y+2)2=128(y≥0).
17.已知直線l1:mx-y=0,l2:x+my-2m-2=0.
(1)證明:m取任意實數(shù)時,l1和l2的交點總在一個定圓C上;
(2)直線AB與(1
13、)中的圓C相交于A,B兩點,
①若弦AB被點P平分,求直線AB的方程.
②若直線AB經(jīng)過定點(2,3),求使△ABC的面積取得最大值時的直線AB的方程.
解:(1)設(shè)l1和l2的交點坐標(biāo)為(x,y),則有,
消去m得,x2+y2-2x-2y=0,
即(x-1)2+(y-1)2=2,
所以l1和l2的交點總在圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑為的圓上.
(2)①當(dāng)弦AB被點P平分時,CP⊥AB,
因為kCP==1,
所以kAB=-1,由點斜式方程,得直線AB的方程為y-=-,即x+y-1=0.
②當(dāng)直線AB的斜率不存在時,直線AB的方程為x=2,可求得|AB|=2,S△ABC=×2×
14、1=1;
當(dāng)直線AB的斜率存在時,設(shè)直線AB的方程為y-3=k(x-2),即kx-y+3-2k=0,
則圓心C到直線AB的距離d==,
又S△ABC=d×2
==,
當(dāng)d2=2=1,
即k=時,△ABC面積取得最大值1,
此時,直線AB的方程為y-3=(x-2),即3x-4y+6=0.
綜上所求直線AB的方程為x=2或3x-4y+6=0.
18.已知拋物線D的頂點是橢圓+=1的中心,焦點與橢圓的右焦點重合.
(1)求拋物線D的方程;
(2)已知動直線l過點P(4,0),交拋物線D于A,B兩點.是否存在垂直于x軸的直線m被以AP為直徑的圓M所截得的弦長恒為定值?如果存在,求
15、出m的方程;如果不存在,說明理由.
解:(1)由題意,可設(shè)拋物線D的方程為y2=2px(p>0).
由4-3=1,得拋物線的焦點為(1,0),∴p=2.∴拋物線D的方程為y2=4x.
(2)設(shè)A(x1,y1),假設(shè)存在直線m:x=a滿足題意,則圓心M,過M作直線x=a的垂線,垂足為E,設(shè)直線m與圓M的一個交點為G.
則|EG|2=|MG|2-|ME|2,
即|EG|2=|MA|2-|ME|2
=-2
=y(tǒng)+
+a(x1+4)-a2=x1-4x1+a(x1+4)-a2=(a-3)x1+4a-a2.
當(dāng)a=3時,|EG|2=3,此時直線m被以AP為直徑的圓M所截得的弦長恒為定值2
16、.
因此存在直線m:x=3滿足題意.
19.已知雙曲線G的中心在原點,它的漸近線與圓x2+y2-10x+20=0相切.過點P(-4,0)作斜率為的直線l,使得直線l和雙曲線G交于A,B兩點,和y軸交于點C,并且點P在線段AB上,|PA|·|PB|=|PC|2.
(1)求雙曲線G的方程;
(2)橢圓S的中心在原點,焦點在y軸上,它的短軸是G的實軸.如果S中垂直于l的平行弦的中點的軌跡恰好是G的漸近線截在S內(nèi)的部分,求橢圓S的方程.
解:(1)設(shè)雙曲線G的漸近線的方程為y=kx,
則由已知可得=,
所以k=±,即雙曲線G的漸近線的方程為y=±x.
設(shè)雙曲線G的方程為x2-4y2=m
17、,A(xA,yA),B(xB,yB).
由,得3x2-8x-16-4m=0,
則xA+xB=,xAxB=-.(*)
因為|PA|·|PB|=|PC|2,
P,A,B,C共線且P在線段AB上,
所以(xP-xA)(xB-xP)=(xP-xC)2,
整理得:4(xA+xB)+xAxB+32=0,
將(*)代入上式,解得:m=28.
所以雙曲線G的方程為-=1.
(2)由題可設(shè)橢圓S的方程為:+=1(a>2),
弦的兩個端點分別為M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中點為Q(x0,y0),
由,
得+=0,
因為=-4,
x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,
18、所以-=0,
所以S中垂直于l的平行弦的中點的軌跡為直線-=0截在橢圓S內(nèi)的部分.
又這個軌跡恰好是G的漸近線截在S內(nèi)的部分,所以=,
所以a2=56,橢圓S的方程為+=1.
20.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率e=,且過點.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過原點的直線與橢圓C交于A,B兩點(A,B不是橢圓C的頂點).點D在橢圓C上,且AD⊥AB,直線BD與x軸交于點M,在第一象限內(nèi)是否存在A點,使得AM與橢圓相切?若存在,求出A點的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:(1)由e=,得a=2b,把點代入橢圓方程可得:
+=1?b=1,
所以橢圓C的方程為+y2=1.
19、(2)假設(shè)存在A(x1,y1),(x1>0,y1>0),
則B(-x1,-y1),直線AB的斜率kAB=,
又AB⊥AD,所以直線AD的斜率k=-,
設(shè)直線AD的方程為y=kx+m,
D(x2,y2),
由題意知k≠0,m≠0,
由,
可得(1+4k2)x2+8mkx+4m2-4=0.
所以x1+x2=-,
因此y1+y2=k(x1+x2)+2m=,
由題意知,x1≠x2,所以kBD==-=,
所以直線BD的方程為y+y1=(x+x1),
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0),可得kAM=-.
設(shè)過點A的直線l:y=tx+p與橢圓相切,則把y=tx+p代入+y2
20、=1,
得(1+4t2)x2+8ptx+4p2-4=0有兩個相等實根,
所以Δ=(8pt)2-4×4(p2-1)(1+4t2)=0,
所以4t2=p2-1.
又方程的解為x1,即x1=-,y1=,所以t=-.
若AM是橢圓的切線,則-=-,即x=2y,
又因為+y=1,所以x=,y=,
所以x1=,y1=,所以在第一象限內(nèi)存在點A,使得AM與橢圓相切.
21.(20xx·浙江杭州一模)已知橢圓+=1(a>b>0),離心率e=,且過點.
(1)求橢圓方程;
(2)Rt△ABC以A(0,b)為直角頂點,邊AB,BC與橢圓交于B,C兩點,求△ABC面積的最大值.
解:(1)由e=,即=,
又a2-b2=c2,得a=3b,
把點代入橢圓方程可得+=1?b=1.
所以橢圓方程為+y2=1.
(2)由題意知AB,BC所在直線的斜率均存在,不妨設(shè)AB的方程為y=kx+1,
則AC的方程為y=-x+1.
由
得(1+9k2)x2+18kx=0?xB=,
將k用-代替,可得xC=,
從而有|AB|=·,
|AC|=·.
于是S△ABC=|AB||AC|=162×
=162×.
令t=k+≥2,
有S△ABC==≤,
當(dāng)且僅當(dāng)t=>2時取等號,
(S△ABC)max=.