高中数学圆锥曲线难题
高中数学圆锥曲线难题
一.选择题(共10小题)
1.已知椭圆+=1,过右焦点F作不垂直于x轴的弦交椭圆于B两点,AB的垂直平分线交x轴于N,则|NF|:
|AB|等于()
A.B.C.D.
2.设点P与正方体ABCD﹣A1B1C1D1的三条棱AD、BC、C1D1所在直线的距离相等,则点P的轨迹是()
A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
3.(2010?密云县一模)如图过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为()
A.
y2=x B.y2=9x C.
y2=x
D.y2=3x
4.(2011?海珠区一模)一圆形纸片的圆心为原点O,点Q是圆外的一定点,A是圆周上一点,把纸片折叠使点A 与点Q重合,然后展开纸片,折痕CD与OA交于P点,当点A运动时P的轨迹是()
A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.圆
5.(2012?模拟)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A、B在抛物线上,且,弦AB的中点M在其准线上的射影为N,则的最大值为()
A.B.C.1D.
6.(2014?二模)如图,在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,且AB=2AD,设∠DAB=θ,θ∈(0,),以A,B为焦点且过点D的双曲线的离心率为e1,以C,D为焦点且过点A的椭圆的离心率为e2,则()
A.随着角度θ的增大,e
1
增大,e1e2为定值
B.随着角度θ的增大,e
减小,e1e2为定值
1
C.随着角度θ的增大,e
增大,e1e2也增大
1
D.随着角度θ的增大,e
减小,e1e2也减小
1
7.(2014?三模)从(其中m,n∈{﹣1,2,3})所表示的圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)方程中
任取一个,则此方程是焦点在x轴上的双曲线方程的概率为()
A.B.C.D.
8.(2013?二模)抛物线y2=2px(p>0)的准线交x轴于点C,焦点为F.A、B是抛物线上的两点.己知A.B,C 三点共线,且|AF|、|AB|、|BF|成等差数列,直线AB的斜率为k,则有()
A.B.C.D.
9.(2014?和平区模拟)在抛物线y=x2+ax﹣5(a≠0)上取横坐标为x1=﹣4,x2=2的两点,经过两点引一条割线,有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x2+5y2=36相切,则抛物线顶点的坐标为()
A.(﹣2,﹣9)B.(0,﹣5)C.(2,﹣9)D.(1,6)
10.(2012?模拟)下列四个命题中不正确的是()
A.
若动点P与定点A(﹣4,0)、B(4,0)连线PA、PB的斜率之积为定值,则动点P的轨迹为双曲线的一部分
B.
设m,n∈R,常数a>0,定义运算“*”:m*n=(m+n)2﹣(m﹣n)2,若x≥0,则动点的轨迹是抛物线的一部分
C.已知两圆A:(x+1)2+y2=1、圆B:(x﹣1)2+y2=25,动圆M与圆A外切、与圆B切,则动圆的圆心M的轨迹是椭圆
D.已知A(7,0),B(﹣7,0),C(2,﹣12),椭圆过A,B两点且以C为其一个焦点,则椭圆的另一个焦点的轨迹为双曲线
二.解答题(共10小题)
11.(2008?)已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F1(﹣3,0),一条渐近线的方程是.
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)若以k(k≠0)为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,且线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求k的取值围.
12.(2013?)直线y=kx+m(m≠0)与椭圆相交于A,C两点,O是坐标原点.
(Ⅰ)当点B的坐标为(0,1),且四边形OABC为菱形时,求AC的长;
(Ⅱ)当点B在W上且不是W的顶点时,证明:四边形OABC不可能为菱形.
13.已知焦点在x轴上的双曲线C的两条渐近线过坐标原点,且两条渐近线与以点A(0,)为圆心,1为半径为圆相切,又知C的一个焦点与A关于直线y=x对称.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若Q是双曲线C上的任一点,F1、F2为双曲线C的左、右两个焦点,从F1引∠F1QF2的平分线的垂线,垂足为N,试求点N的轨迹方程.
14.(2011?)设λ>0,点A的坐标为(1,1),点B在抛物线y=x2上运动,点Q满足,经过点Q与x 轴垂直的直线交抛物线于点M,点P满足,求点P的轨迹方程.
15.(2013?南开区一模)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点,离心率等于.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若,,求证:λ1+λ2为定值.
16.(2013?)已知抛物线C的顶点为原点,其焦点F(0,c)(c>0)到直线l:x﹣y﹣2=0的距离为,设P
为直线l上的点,过点P作抛物线C的两条切线PA,PB,其中A,B为切点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)当点P(x0,y0)为直线l上的定点时,求直线AB的方程;
(3)当点P在直线l上移动时,求|AF|?|BF|的最小值.
17.(2008?)已知双曲线.
(1)求双曲线C的渐近线方程;
(2)已知点M的坐标为(0,1).设P是双曲线C上的点,Q是点P关于原点的对称点.记.求λ的
取值围;
(3)已知点D,E,M的坐标分别为(﹣2,﹣1),(2,﹣1),(0,1),P为双曲线C上在第一象限的点.记l为经过原点与点P的直线,s为△DEM截直线l所得线段的长.试将s表示为直线l的斜率k的函数.
18.(2011?三模)过抛物线y2=4x上一点A(1,2)作抛物线的切线,分别交x轴于点B,交y轴于点D,点C(异于点A)在抛物线上,点E在线段AC上,满足=λ1;点F在线段BC上,满足=λ2,且λ1+λ2=1,线段CD与EF交于点P.
(1)设,求λ;
(2)当点C在抛物线上移动时,求点P的轨迹方程.
(2013?)已知椭圆C:(a>b>0)的两个焦点分别为F1(﹣1,0),F2(1,0),且椭圆C经过点.19.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率:
(Ⅱ)设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M,N两点,点Q是线段MN上的点,且,求点Q的轨迹方程.
20.(2014?模拟)已知点A,B的坐标分别是(0,﹣1),(0,1),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积﹣.(1)求点M轨迹C的方程;
(2)若过点D(2,0)的直线l与(1)中的轨迹C交于不同的两点E、F(E在D、F之间),试求△ODE与△ODF
面积之比的取值围(O为坐标原点).
高中数学圆锥曲线难题
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.已知椭圆+=1,过右焦点F作不垂直于x轴的弦交椭圆于B两点,AB的垂直平分线交x轴于N,则|NF|:
|AB|等于()
A.B.C.D.
考点:椭圆的应用.
专题:计算题;压轴题.
分析:本题适合于特值法.不妨取直线的斜率为1.由此推导出|NF|:|AB|的值.
解答:
解:取直线的斜率为1.右焦点F(2,0).直线AB的方程为y=x﹣2.联立方程组,
把y=x﹣2代入整理得14x2﹣36x﹣9=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
∴AB中点坐标为(),则AB的中垂线方程为,
令y=0,得,∴点N的坐标().
∴|NF|=,|AB|==,
∴|NF|:|AB|=,
故选B.
点评:特值法是求解选择题和填空题的有效方法.
2.设点P与正方体ABCD﹣A1B1C1D1的三条棱AD、BC、C1D1所在直线的距离相等,则点P的轨迹是()
A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
考点:抛物线的定义.
专题:压轴题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:设AB的中点为E,CD的中点为F,过EF做一个平面EFMN与BC平行,M∈C
D1,N∈A1B1,故平面EFMN的点
1
到AD和BC的距离相等.PM为P到C1D1的距离.根据P到BC的距离等于P到点M的距离,可得点P的轨迹.
解答:解:由题意可得AD和BC平行且相等,设AB的中点为E,CD的中点为F,过EF做一个平面EFMN与BC平行,且M∈C1D1,N∈A1B1,则平面EFMN与AD也平行,故平面EFMN的点到AD和BC的距离相等.
由正方体的性质可得平面EFMN垂直于平面CDD1C1,故有 D1C1垂直于平面EFMN,
故PM为P到C1D1的距离.
由此可得P到BC的距离等于P到点M的距离,故点P的轨迹是抛物线,
故选D.
点评:本题主要考查抛物线的定义的应用,属于基础题.
3.(2010?密云县一模)如图过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为()
A.
y2=x B.y2=9x C.
y2=x
D.y2=3x
考点:抛物线的标准方程.
专题:计算题;压轴题;数形结合.
分析:分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,设|BF|=a,根据抛物线定义可知|BD|=a,进而推断出∠BCD的值,在直角三角形中求得a,进而根据BD∥FG,利用比例线段的性质可求得p,则抛物线方程可得.解答:解:如图分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,设|BF|=a,则由已知得:|BC|=2a,由定义得:|BD|=a,故∠BCD=30°,
在直角三角形ACE中,∵|AF|=3,|AC|=3+3a,
∴2|AE|=|AC|
∴3+3a=6,
从而得a=1,
∵BD∥FG,
∴=求得p=,
因此抛物线方程为y2=3x.
故选D.
点评:本题主要考查了抛物线的标准方程.考查了学生对抛物线的定义和基本知识的综合把握.
4.(2011?海珠区一模)一圆形纸片的圆心为原点O,点Q是圆外的一定点,A是圆周上一点,把纸片折叠使点A 与点Q重合,然后展开纸片,折痕CD与OA交于P点,当点A运动时P的轨迹是()
A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.圆
考点:双曲线的定义.
专题:计算题;压轴题;数形结合.
分析:根据CD是线段AQ的垂直平分线.可推断出|PA|=|PQ|,进而可知|PO|﹣|PQ|=|PO|﹣|PA|=|OA|结果为定值,进而根据双曲线的定义推断出点P的轨迹.
解答:解:由题意知,CD是线段AQ的垂直平分线
∴|PA|=|PQ|,
∴|PO|﹣|PQ|=|PO|﹣|PA|=|OA|(定值),
∴根据双曲线的定义可推断出点P轨迹是以Q、O两点为焦点的双曲线,
故选B.
点评:本题主要考查了双曲线的定义的应用,考查了学生对椭圆基础知识的理解和应用,属于基础题.5.(2012?模拟)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A、B在抛物线上,且,弦AB的中点M在其准线上的射影为N,则的最大值为()
A.B.C.1D.
考点:抛物线的简单性质.
专题:计算题;压轴题.
分析:设|AF|=a,|BF|=b,由抛物线定义,2|MN|=a+b.再由勾股定理可得|AB|2=a2+b2,进而根据基本不等式,求得|AB|的围,进而可得答案.
解答:解:设|AF|=a,|BF|=b,由抛物线定义,
得AF|=|AQ|,|BF|=|BP|
在梯形ABPQ中,∴2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b.
由勾股定理得,|AB|2=a2+b2配方得,|AB|2=(a+b)2﹣2ab,
又a b≤,
∴(a+b)2﹣2ab≥(a+b)2﹣
得到|AB|≥(a+b).
所以≤=,即的最大值为.
故选A.
点评:本题主要考查抛物线的应用和余弦定理的应用,考查了学生综合分析问题和解决问题的能力.6.(2014?二模)如图,在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,且AB=2AD,设∠DAB=θ,θ∈(0,),以A,B为焦点且过点D的双曲线的离心率为e1,以C,D为焦点且过点A的椭圆的离心率为e2,则()
A.随着角度θ的增大,e
增大,e1e2为定值
1
B.随着角度θ的增大,e
减小,e1e2为定值
1
C.随着角度θ的增大,e
增大,e1e2也增大
1
D.随着角度θ的增大,e
减小,e1e2也减小
1
考点:椭圆的简单性质.
专题:计算题;压轴题.
分析:
连接BD、AC,假设AD=t,根据余弦定理表示出BD,进而根据双曲线的性质可得到a的值,再由AB=2c,e=可表示出e1=,最后根据余弦函数的单调性可判断e1的单调性;同样表示出椭圆中的c'和a'表示出e2的关系式,最后令e1、e2相乘即可得到e1e2的关系.
解答:解:连接BD,AC设AD=t
则BD==
∴双曲线中a=
e1=
∵y=cosθ在(0,)上单调减,进而可知当θ增大时,y==减
小,即e1减小
∵AC=BD
∴椭圆中CD=2t(1﹣cosθ)=2c∴c'=t(1﹣cosθ)
AC+AD=+t,∴a'=(+t)
e2==
∴e1e2=×=1
故选B.
点评:本题主要考查椭圆和双曲线的离心率的表示,考查考生对圆锥曲线的性质的应用,圆锥曲线是高考的重点每年必考,平时要注意基础知识的积累和练习.
7.(2014?三模)从(其中m,n∈{﹣1,2,3})所表示的圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)方程中
任取一个,则此方程是焦点在x轴上的双曲线方程的概率为()
A.B.C.D.
考点:双曲线的标准方程;列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
专题:计算题;压轴题.
分析: m和n的所有可能取值共有3×3=9个,其中有两种不符合题意,故共有7种,可一一列举,从中数出能使方程是焦点在x轴上的双曲线的选法,即m和n都为正的选法数,最后由古典概型的概率计算公式即可得其概率
解答:解:设(m,n)表示m,n的取值组合,则取值的所有情况有(﹣1,﹣1),(2,﹣1),(2,2),(2,3),(3,﹣1),(3,2),(3,3)共7个,(注意(﹣1,2),(﹣1,3)不合题意)
其中能使方程是焦点在x轴上的双曲线的有:(2,2),(2,3),(3,2),(3,3)共4个
∴此方程是焦点在x轴上的双曲线方程的概率为
故选B
点评:本题考查了古典概型概率的求法,椭圆、双曲线、抛物线的标准方程,列举法计数的技巧,准确计数是解决本题的关键
8.(2013?二模)抛物线y2=2px(p>0)的准线交x轴于点C,焦点为F.A、B是抛物线上的两点.己知A.B,C 三点共线,且|AF|、|AB|、|BF|成等差数列,直线AB的斜率为k,则有()
A.B.C.D.
考点:椭圆的标准方程;等差数列的通项公式;直线的斜率.
专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:
根据抛物线方程求出点C(﹣,0),可得直线AB方程为y=k(x﹣),将其与抛物线方程消去y得到关于x的一元二次方程,由根与系数的关系得到x1+x2和x1x2关于p、k的式子,结合两点间的距离公式算出
|AB|=?.再利用抛物线的定义,得到|AF|+|BF|=x1+x2+p=+p,而|AF|、|AB|、|BF|成等差数列得出|AF|+|BF|=2|AB|,从而建立关于p、k的等式,化简整理得?=,即可解出,得到本题答案.
解答:
解:∵抛物线y2=2px的准线方程为x=﹣,
∴准线与x轴的交点C坐标为(﹣,0)
因此,得到直线AB方程为y=k(x﹣),与抛物线y2=2px消去y,
化简整理,得,
设A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系得
∴|AB|==?
=?=?
∵|AF|、|AB|、|BF|成等差数列,
∴|AF|+|BF|=2|AB|,
根据抛物线的定义得|AF|=x1+,|BF|=x2+,
因此,得到x1+x2+p=2?,即+p=2?,
化简得=,约去得?=
∴(1+k2)(1﹣k2)=,解之得k2=
故选:D
点评:本题给出抛物线准线交对称轴于点C,过点C的直线交抛物线于A、B两点,A、B与焦点F构成的三角形的三边成等差数列,求直线AB的斜率.着重考查了抛物线的定义与简单几何性质,直线与抛物线位置关系等知识点,属于中档题.
9.(2014?和平区模拟)在抛物线y=x2+ax﹣5(a≠0)上取横坐标为x1=﹣4,x2=2的两点,经过两点引一条割线,有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x2+5y2=36相切,则抛物线顶点的坐标为()
A.(﹣2,﹣9)B.(0,﹣5)C.(2,﹣9)D.(1,6)
考点:抛物线的应用.
专题:计算题;压轴题.
分析:求出两个点的坐标,利用两点连线的斜率公式求出割线的斜率;利用导数在切点处的值为切线的斜率求出切点坐标;利用直线方程的点斜式求出直线方程;利用直线与圆相切的条件求出a,求出抛物线的顶点坐标.解答:解:两点坐标为(﹣4,11﹣4a);(2,2a﹣1)
两点连线的斜率k=
对于y=x2+ax﹣5
y′=2x+a
∴2x+a=a﹣2解得x=﹣1
在抛物线上的切点为(﹣1,﹣a﹣4)
切线方程为(a﹣2)x﹣y﹣6=0
直线与圆相切,圆心(0,0)到直线的距离=圆半径
解得a=4或0(0舍去)
抛物线方程为y=x2+4x﹣5顶点坐标为(﹣2,﹣9)
故选A.
点评:本题考查两点连线的斜率公式、考查导数在切点处的值为切线的斜率、考查直线与圆相切的充要条件是圆心到直线的距离等于半径.
10.(2012?模拟)下列四个命题中不正确的是()
A.
若动点P与定点A(﹣4,0)、B(4,0)连线PA、PB的斜率之积为定值,则动点P的轨迹为双曲线的一部分
B.
设m,n∈R,常数a>0,定义运算“*”:m*n=(m+n)2﹣(m﹣n)2,若x≥0,则动点的轨迹是抛物线的一部分
C.已知两圆A:(x+1)2+y2=1、圆B:(x﹣1)2+y2=25,动圆M与圆A外切、与圆B切,则动圆的圆心M的轨迹是椭圆
D.已知A(7,0),B(﹣7,0),C(2,﹣12),椭圆过A,B两点且以C为其一个焦点,则椭圆的另一个焦点的轨迹为双曲线
考点:椭圆的定义;轨迹方程.
专题:证明题;压轴题.
分析:利用直译法,求A选项中动点P的轨迹方程,进而判断表示的曲线;利用新定义运算,利用直译法求选项B 中曲线的轨迹方程,进而判断轨迹图形;利用圆与圆的位置关系,利用定义法判断选项C中动点的轨迹;
利用椭圆定义,由定义法判断D中动点的轨迹即可
解答:
解:A:设P(x,y),因为直线PA、PB的斜率存在,所以x≠±4,直线PA、PB的斜率分别是k1=,k2=,∴×=,化简得9y2=4x2﹣64,
即(x≠±4),∴动点P的轨迹为双曲线的一部分,A正确;
B:∵m*n=(m+n)2﹣(m﹣n)2,∴==,设P(x,y),则y=,即y2=4ax(x≥0,y≥0),即动点的轨迹是抛物线的一部分,B正确;
C:由题意可知,动圆M与定圆A相外切与定圆B相切
∴MA=r+1,MB=5﹣r
∴MA+MB=6>AB=2
∴动圆圆心M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,C正确;
D设此椭圆的另一焦点的坐标D (x,y),
∵椭圆过A、B两点,则 CA+DA=CB+DB,
∴15+DA=13+DB,∴DB﹣DA=2<AB,
∴椭圆的另一焦点的轨迹是以A、B为焦点的双曲线一支,D错误
故选 D
点评:本题综合考查了求动点轨迹的两种方法:直译法和定义法,考查了圆、椭圆、抛物线、双曲线的定义,椭圆、双曲线、抛物线的标准方程,有一定难度
二.解答题(共10小题)
11.(2008?)已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F1(﹣3,0),一条渐近线的方程是.
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)若以k(k≠0)为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,且线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求k的取值围.
考点:双曲线的应用.
专题:计算题;压轴题.
分析:(1)设出双曲线方程,根据焦点坐标及渐近线方程求出待定系数,即得双曲线C的方程.(2)设出直线l的方程,代入双曲线C的方程,利用判别式及根与系数的关系求出MN的中点坐标,从而得到线段MN的垂直平分线方程,通过求出直平分线与坐标轴的交点,计算围城的三角形面积,由判别式大于0,求得k的取值围.
解答:
解:(Ⅰ)解:设双曲线C的方程为(a>0,b>0).
由题设得,解得,所以双曲线方程为.
(Ⅱ)解:设直线l的方程为y=kx+m(k≠0).
点M(x1,y1),N(x2,y2)的坐标满足方程组
将①式代入②式,得,整理得(5﹣4k2)x2﹣8kmx﹣4m2﹣20=0.
此方程有两个不等实根,于是5﹣4k2≠0,且△=(﹣8km)2+4(5﹣4k2)(4m2+20)>0.
整理得m2+5﹣4k2>0.③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标(x0,y0)满足,.从而线段MN的垂直平分线方程为.
此直线与x轴,y轴的交点坐标分别为,.
由题设可得.
整理得,k≠0.
将上式代入③式得,整理得(4k2﹣5)(4k2﹣|k|﹣5)>0,k≠0.
解得或.
所以k的取值围是.
点评:本小题主要考查双曲线的标准方程和几何性质、直线方程、两条直线垂直、线段的定比分点等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法,考查推理运算能力.
12.(2013?)直线y=kx+m(m≠0)与椭圆相交于A,C两点,O是坐标原点.
(Ⅰ)当点B的坐标为(0,1),且四边形OABC为菱形时,求AC的长;
(Ⅱ)当点B在W上且不是W的顶点时,证明:四边形OABC不可能为菱形.
考点:椭圆的简单性质;两点间的距离公式.
专题:压轴题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:
(I)先根据条件得出线段OB的垂直平分线方程为y=,从而A、C的坐标为(,),根据两点间的距离公式即可得出AC的长;
(II)欲证明四边形OABC不可能为菱形,只须证明若OA=OC,则A、C两点的横坐标相等或互为相反数.设
OA=OC=r,则A、C为圆x2+y2=r2与椭圆的交点,从而解得,则A、C两点的横坐
标相等或互为相反数.于是结论得证.
解答:解:(I)∵点B的坐标为(0,1),当四边形OABC为菱形时,AC⊥OB,而B(0,1),O(0,0),∴线段OB的垂直平分线为y=,
将y=代入椭圆方程得x=±,
因此A、C的坐标为(,),如图,
于是AC=2.
(II)欲证明四边形OABC不可能为菱形,利用反证法,假设四边形OABC为菱形,则有OA=OC,
设OA=OC=r,则A、C为圆x2+y2=r2与椭圆的交点,
故,x2=(r2﹣1),则A、C两点的横坐标相等或互为相反数.
从而得到点B是W的顶点.这与题设矛盾.
于是结论得证.
点评:本题主要考查了椭圆的简单性质,直线与椭圆的位置关系,考查等价转化思想,属于基础题.
13.已知焦点在x轴上的双曲线C的两条渐近线过坐标原点,且两条渐近线与以点A(0,)为圆心,1为半径为圆相切,又知C的一个焦点与A关于直线y=x对称.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若Q是双曲线C上的任一点,F1、F2为双曲线C的左、右两个焦点,从F1引∠F1QF2的平分线的垂线,垂足为N,试求点N的轨迹方程.
考点:双曲线的标准方程;轨迹方程;双曲线的简单性质.
专题:计算题;压轴题.
分析:
(1)设双曲线C的渐近线方程为y=kx,根据题意可得k=±1,所以双曲线C的方程为,C的一
个焦点与A关于直线y=x对称,可得双曲线的焦点坐标进而求出双曲线的标准方程.
(2)若Q在双曲线的右支上,则延长QF2到T,使|QT|=|OF1|;若Q在双曲线的左支上,则在QF2上取一点T,使|QT|=|QF1|,根据双曲线的定义|TF2|=2,再利用相关点代入法求出轨迹方程即可.
解答:解:(1)设双曲线C的渐近线方程为y=kx,即kx﹣y=0
∵该直线与圆相切,
∴双曲线C的两条渐近线方程为y=±x…(3分)
故设双曲线C的方程为,又∵双曲线C的一个焦点为
∴2a2=2,a2=1,∴双曲线C的方程为x2﹣y2=1…(6分)
(2)若Q在双曲线的右支上,则延长QF2到T,使|QT|=|OF1|
若Q在双曲线的左支上,则在QF2上取一点T,使|QT|=|QF1|…(8分)
根据双曲线的定义|TF2|=2,所以点T在以F2为圆心,2为半径的圆上,即点T的轨迹方程是
①…(10分)
由于点N是线段F1T的中点,设N(x,y),T(x T,y T)
则…(12分)
代入①并整理得点N的轨迹方程为…(14分)
点评:本题主要考查双曲线的有关性质与定义,以及求轨迹方程的方法(如相关点代入法).
14.(2011?)设λ>0,点A的坐标为(1,1),点B在抛物线y=x2上运动,点Q满足,经过点Q与x
轴垂直的直线交抛物线于点M,点P满足,求点P的轨迹方程.
考点:抛物线的应用;轨迹方程.
专题:综合题;压轴题.
分析:设出点的坐标,利用向量的坐标公式求出向量的坐标,代入已知条件中的向量关系得到各点的坐标关系;
表示出B点的坐标;将B的坐标代入抛物线方程求出p的轨迹方程.
解答:
解:由知Q,M,P三点在同一条垂直于x轴的直线上,故可设P(x,y),Q(x,y0),M(x,x2)则
x2﹣y0=λ(y﹣x2)即y0=(1+λ)x2﹣λy①
再设B(x1,y1)由得
将①代入②式得
又点B在抛物线y=x2
将③代入得(1+λ)2x2﹣λ(1+λ)y﹣λ=((1+λ)x﹣λ)2
整理得2λ(1+λ)x﹣λ(1+λ)y﹣λ(1+λ)=0因为λ>0所以2x﹣y﹣1=0
故所求的点P的轨迹方程:y=2x﹣1
点评:本题考查题中的向量关系提供点的坐标关系、求轨迹方程的重要方法:相关点法,即求出相关点的坐标,将相关点的坐标代入其满足的方程,求出动点的轨迹方程.
15.(2013?南开区一模)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点,离心率等于.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若,,求证:λ1+λ2为定值.
考点:椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题.
专题:综合题;压轴题.
分析:
(1)根据椭圆C的一个顶点恰好是抛物线的焦点,离心率等于.易求出a,b的值,得到椭圆C的方程.
(2)设A、B、M点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),设直线l的斜率为k,则直线l的方程是y=k(x ﹣2),然后采用“联立方程”+“设而不求”+“韦达定理”,结合已知中,,求出λ1+λ2值,即可得到结论.
解答:
解:(1)设椭圆C的方程为,则由题意知b=1.…(2分)
∴.∴a2=5.…(4分)
∴椭圆C的方程为.…(5分)
(2)设A、B、M点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),M(0,y0).
又易知F点的坐标为(2,0).…(6分)
显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是y=k(x﹣2).…(7分)
将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得(1+5k2)x2﹣20k2x+20k2﹣5=0.…(8分)
∴.…(9分)
又∵.(11分)
∴.…(12分)
点评: 本题考查的知识点是椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的综合问题,其中根据已知条件计算出椭圆的标准
方程是解答本题的关键.
16.(2013?)已知抛物线C 的顶点为原点,其焦点F (0,c )(c >0)到直线l :x ﹣y ﹣2=0的距离为,设P
为直线l 上的点,过点P 作抛物线C 的两条切线PA ,PB ,其中A ,B 为切点. (1)求抛物线C 的方程;
(2)当点P (x 0,y 0)为直线l 上的定点时,求直线AB 的方程; (3)当点P 在直线l 上移动时,求|AF|?|BF|的最小值.
考点:
抛物线的标准方程;利用导数研究曲线上某点切线方程;抛物线的简单性质. 专题:
压轴题;圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析:
(1)利用焦点到直线l :x ﹣y ﹣2=0的距离建立关于变量c 的方程,即可解得c ,从而得出抛物线C 的方程; (2)先设,,由(1)得到抛物线C 的方程求导数,得到切线PA ,PB 的斜
率,最后利用直线AB 的斜率的不同表示形式,即可得出直线AB 的方程; (3)根据抛物线的定义,有
,
,从而表示出|AF|?|BF|,再由(2)得x 1+x 2=2x 0,
x 1x 2=4y 0,x 0=y 0+2,将它表示成关于y 0的二次函数的形式,从而即可求出|AF|?|BF|的最小值. 解
答:
解:(1)焦点F (0,c )(c >0)到直线l :x ﹣y ﹣2=0的距离,解得c=1
所以抛物线C 的方程为x 2
=4y (2)设
,
由(1)得抛物线C 的方程为,,所以切线PA ,PB 的斜率分别为
,
所以PA :
①PB:
②
联立①②可得点P 的坐标为
,即
,
又因为切线PA 的斜率为,整理得
直线AB 的斜率
所以直线AB 的方程为 整理得
,即
因为点P (x 0,y 0)为直线l :x ﹣y ﹣2=0上的点,所以x 0﹣y 0﹣2=0,即y 0=x 0﹣2 所以直线AB 的方程为
(3)根据抛物线的定义,有,
所以
=
由(2)得x 1+x 2=2x 0,x 1x 2=4y 0,x 0=y 0+2 所以
=
所以当
时,|AF|?|BF|的最小值为
点评: 本题以抛物线为载体,考查抛物线的标准方程,考查利用导数研究曲线的切线方程,考查计算能力,有一定的综合性.
17.(2008?)已知双曲线.
(1)求双曲线C 的渐近线方程;
(2)已知点M 的坐标为(0,1).设P 是双曲线C 上的点,Q 是点P 关于原点的对称点.记
.求λ的
取值围;
(3)已知点D ,E ,M 的坐标分别为(﹣2,﹣1),(2,﹣1),(0,1),P 为双曲线C 上在第一象限的点.记l 为经过原点与点P 的直线,s 为△DEM 截直线l 所得线段的长.试将s 表示为直线l 的斜率k 的函数.
考点: 双曲线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题. 专题: 计算题;压轴题. 分析:
(1)在双曲线,把1换成0,就得到它的渐近线方程.
(2)设P 的坐标为(x 0,y 0),则Q 的坐标为(﹣x 0,﹣y 0),先求出,然后运用向量数量积的坐标
运算能够求出λ的取值围.
(3)根据P 为双曲线C 上第一象限的点,可知直线l 的斜率
再由题设条件根据k 的不同
取值围试将s 表示为直线l 的斜率k 的函数.
解答:
解:(1)在双曲线,把1换成0,
所求渐近线方程为
(2)设P 的坐标为(x 0,y 0),则Q 的坐标为(﹣x 0,﹣y 0),
=
∵
∴λ的取值围是(﹣∞,﹣1].
(3)若P 为双曲线C 上第一象限的点,
则直线l的斜率
由计算可得,当;
当
∴s表示为直线l的斜率k的函数是
点评:本题是直线与圆锥曲线的综合问题,解题要熟练掌握双曲线的性质和解题技巧.
18.(2011?三模)过抛物线y2=4x上一点A(1,2)作抛物线的切线,分别交x轴于点B,交y轴于点D,点C(异于点A)在抛物线上,点E在线段AC上,满足=λ1;点F在线段BC上,满足=λ2,且λ1+λ2=1,线段CD与EF交于点P.
(1)设,求λ;
(2)当点C在抛物线上移动时,求点P的轨迹方程.
考点:抛物线的简单性质;向量在几何中的应用.
专题:综合题;压轴题.
分析:
(1)设出过A点的切线方程,确定出D点,分别表示出,,根据λ1+λ2=1,求出λ的值.
(2)设C(x0,y0),P(x,y),用x0,y0表示出x,y,代入抛物线方程,进而确定P点的轨迹.
解答:解:(1)过点A的切线方程为y=x+1.…(1分)
切线交x轴于点B(﹣1,0),交y轴交于点D(0,1),则D是AB的中点.
所以.(1)…(3分)
由?=(1+λ)?.(2)
同理由=λ1,得=(1+λ1),(3)
=λ2,得=(1+λ2).(4)
将(2)、(3)、(4)式代入(1)得.