高考数学解析几何专题汇编及详细答案

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解析几何专题汇编1.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,则C的渐近线方程为( )A .y =±14xB .y =±13xC .y =±12x D .y =±x解析:选C.由e =52,得c a =52,∴c =52a ,b =c 2-a 2=12a .而x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±b ax , ∴所求渐近线方程为y =±12x .2.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)O 为坐标原点,F 为抛物线C :y 2=42x 的焦点,P 为C 上一点,若|PF |=42,则△POF 的面积为( )A .2B .2 2C .2 3D .4解析:选C.设P (x 0,y 0),则|PF |=x 0+2=42, ∴x 0=32, ∴y 20=42x 0=42×32=24, ∴|y 0|=2 6.∵F (2,0),∴S △POF =12|OF |·|y 0|=12×2×26=2 3.3.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F的直线交E 于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为( )A.x 245+y 236=1B.x 236+y 227=1C.x 227+y 218=1D.x 218+y 29=1 解析:选D.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b 2=1, ①x 22a 2+y 22b 2=1. ②①-②得(x 1+x 2)(x 1-x 2)a 2=-(y 1-y 2)(y 1+y 2)b 2, ∴y 1-y 2x 1-x 2=-b 2(x 1+x 2)a 2(y 1+y 2). ∵x 1+x 2=2,y 1+y 2=-2,∴k AB =b 2a2.而k AB =0-(-1)3-1=12,∴b 2a 2=12,∴a 2=2b 2, ∴c 2=a 2-b 2=b 2=9,∴b =c =3,a =32,∴E 的方程为x 218+y 29=1.4.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的点, PF 2⊥F 1F 2,∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为( )A.36B.13C.12D.33 解析:选D.如图,由题意知s in 30°=|PF 2||PF 1|=12, m∴|PF 1|=2|PF 2|.又∵|PF 1|+|PF 2|=2a ,∴|PF 2|=2a3.∴tan 30°=|PF 2||F 1F 2|=2a32c =33.∴c a =33.故选D. 5.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线l 过F 且与C 交于A ,B 两点.若|AF |=3|BF |,则l 的方程为( )A .y =x -1或y =-x +1B .y =33(x -1)或y =-33(x -1)C .y =3(x -1)或y =-3(x -1)D .y =22(x -1)或y =-22(x -1)解析:选C.设直线AB 的倾斜角为θ,由题意知p =2,F (1,0),|AF ||BF |=3.又1|F A |+1|FB |=2p , ∴13|BF |+1|BF |=1, ∴|BF |=43,|AF |=4,∴|AB |=163.又由抛物线焦点弦公式:|AB |=2psin 2,∴163=4sin 2θ, ∴s in 2θ=34,∴s in θ=32,∴k =tan θ=±3.故选C.6.(2013·高考大纲全国卷)椭圆C :x 24+y 23=1的左、右顶点分别为A 1、A 2,点P 在C 上且直线P A 2斜率的取值范围是[-2,-1],那么直线P A 1斜率的取值范围是 ( )A .[12,34]B .[38,34]C .[12,1]D .[34,1]解析:选B.由题意可得A 1(-2,0),A 2(2,0),当P A 2的斜率为-2时,直线P A 2的方程为y=-2(x -2),代入椭圆方程,消去y 化简得19x 2-64x +52=0,解得x =2或x =2619.由点P在椭圆上得点P (2619,2419),此时直线P A 1的斜率k =38.同理,当直线P A 2的斜率为-1时,直线P A 2方程为y =-(x -2),代入椭圆方程,消去y 化简得7x 2-16x +4=0,解得x =2或x =27.由点P 在椭圆上得点P (27,127),此时直线P A 1的斜率k =34.数形结合可知,直线P A 1斜率的取值范围是[38,34].7.(2013·高考大纲全国卷)已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交C 于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为( )A.x 22+y 2=1B.x 23+y 22=1C.x 24+y 23=1D.x 25+y 24=1 解析:选C.由题意知椭圆焦点在x 轴上,且c =1,可设C 的方程为x 2a 2+y 2a 2-1=1(a >1),由过F 2且垂直于x 轴的直线被C 截得的弦长|AB |=3,知点(1,32)必在椭圆上,代入椭圆方程化简得4a 4-17a 2+4=0,所以a 2=4或a 2=14(舍去).故椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.8.(2013·高考大纲全国卷)已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A 、B 两点.若MA →·MB →=0,则k =( )A.12B.22C. 2 D .2解析:选D.抛物线C 的焦点为F (2,0),则直线方程为y =k (x -2),与抛物线方程联立,消去y 化简得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0.设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4+8k2,x 1x 2=4.所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4k =8k,y 1y 2=k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=-16.因为MA →·MB →=(x 1+2,y 1-2)·(x 2+2,y 2-2)=(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-2)(y 2-2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+y 1y 2-2(y 1+y 2)+8=0,将上面各个量代入,化简得k 2-4k +4=0,所以k =2. 9.(2013·高考山东卷)过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为 ( )A .2x +y -3=0B .2x -y -3=0C .4x -y -3=0D .4x +y -3=04解析:选A.设P (3,1),圆心C (1,0),切点为A 、B ,则P 、A 、C 、B 四点共圆,且PC 为圆的直径,∴四边形P ACB 的外接圆方程为(x -2)2+(y -12)2=54①,圆C :(x -1)2+y 2=1②,①-②得2x +y -3=0,此即为直线AB 的方程.10.(2013·高考山东卷)抛物线C 1:y =12p x 2(p >0)的焦点与双曲线C 2:x 23-y 2=1的右焦点的连线交C 1于第一象限的点M .若C 1在点M 处的切线平行于C 2的一条渐近线,则p =( )A.316B.38C.233 D.433解析:选D.∵双曲线C 2:x 23-y 2=1,∴右焦点为F (2,0),渐近线方程为y =±33x .抛物线C 1:y =12p x 2(p >0),焦点为F ′(0,p2).设M (x 0,y 0),则y 0=12p x 20.∵k MF ′=k FF ′,∴12p x 20-p 2x 0=p 2-2.①又∵y ′=1p x ,∴y ′|x =x 0=1p x 0=33.②由①②得p =433.11.(2013·高考浙江卷)如图,F 1,F 2是椭圆C 1:x 24+y 2=1与双曲线C 2的公共焦点,A ,B 分别是C 1,C 2在第二、四象限的公共点.若四边形AF 1BF 2为矩形,则C 2的离心率是( )A. 2B. 3C.32D.62解析:选D.由椭圆可知|AF 1|+|AF 2|=4,|F 1F 2|=2 3. 因为四边形AF 1BF 2为矩形, 所以|AF 1|2+|AF 2|2=|F 1F 2|2=12,所以2|AF 1||AF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)2-(|AF 1|2+|AF 2|2)=16-12=4,所以(|AF 2|-|AF 1|)2=|AF 1|2+|AF 2|2-2|AF 1||AF 2|=12-4=8,所以|AF 2|-|AF 1|=22, 因此对于双曲线有a =2,c =3,所以C 2的离心率e =c a =62.12.(2013·高考北京卷)直线l 过抛物线C :x 2=4y 的焦点且与y 轴垂直,则l 与C 所围成的图形的面积等于( )A.43 B .2 C.83 D.1623 解析:选C.∵抛物线方程为x 2=4y ,∴其焦点坐标为F (0,1),故直线l 的方程为y =1.如图所示,可知l 与C 围成的图形的面积等于矩形OABF 的面积与函数y =14x 2的图象和x 轴正半轴及直线x =2围成的图形的面积的差的2倍(图中阴影部分的2倍),即S =4-2⎠⎛02x 24d x =4-2·x 312⎪⎪⎪20=4-43=83. 13.(2013·高考天津卷)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y 2=2p x (p>0)的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则p =( )A .1 B.32C .2D .3解析:选C.由已知得c a =2,所以a 2+b 2a 2=4,解得ba =3,即渐近线方程为y =±3x .而抛物线准线方程为x =-p 2,于是A ⎝⎛⎭⎫-p 2,-3p 2,B ⎝⎛⎭⎫-p 2,3p 2,从而△AOB 的面积为12·3p·p 2=3,可得p =2.14.(2013·高考北京卷)双曲线x 2-y 2m=1的离心率大于2的充分必要条件是( ) A .m>12 B .m ≥1C .m>1D .m>2解析:选C.∵双曲线x 2-y2m=1的离心率e =1+m ,又∵e>2,∴1+m>2,∴m>1.15.(2013·高考福建卷)双曲线x 24-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于( )A .25 B.45 C .255 D.455解析:选C.双曲线的渐近线为直线y =±12x ,即x ±2y =0,顶点为(±2,0),∴所求距离为d=|±2±0|5=255.16.(2013·高考天津卷)已知过点P(2,2)的直线与圆(x -1)2+y 2=5相切,且与直线a x -y +1=0垂直,则a =( )A .-12B .1C .2D.12解析:选C.由题意知圆心为(1,0),由圆的切线与直线a x -y +1=0垂直,可设圆的切线方程为x +ay +c =0,由切线x +ay +c =0过点P(2,2),∴c =-2-2a ,∴|1-2-2a|1+a 2=5,解得a =2.17.(2013·高考福建卷)双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于( ) A .12 B.22 C .1 D. 2解析:选B.双曲线x 2-y 2=1的顶点坐标为(±1,0),渐近线为y =±x ,∴x ±y =0,∴顶点到渐近线的距离为d =|±1±0|2=22.18.(2013·高考湖南卷)在等腰直角三角形ABC 中,AB =AC =4,点P 是边AB 上异于A ,B 的一点.光线从点P 出发,经BC ,CA 发射后又回到点P(如图).若光线QR 经过△ABC 的重心,则AP 等于( )A .2B .1C .83 D.43 解析:选D.分别以AB ,AC 所在直线为x 轴,y 轴,A 为原点建立如图所示的平面直角坐标系.因为AB =AC =4,故B(4,0),C(0,4).设P(t,0)为线段AB 上的点,点P 关于AC 的对称点P ′(-t,0).点P 关于直线BC 的对称点为M(4,4-t).由光的反射定理知,点P ′,M 一定在直线RQ 上.又△ABC 的重心坐标为G(43,43),由题意知点G 在线段RQ 上,即P ′,G ,M 三点共线.∵P ′G →=(43+t ,43),MP ′→=(-4-t ,t -4),P ′G →∥MP ′→,∴(43+t)(-4+t)-43(-4-t)=0,解得t =43, 即|AP →|=43.19.(2013·高考辽宁卷)已知点O(0,0),A(0,b),B(a ,a 3).若△OAB 为直角三角形,则必有( )A .b =a 3B .b =a 3+1aC .(b -a 3)(b -a 3-1a)=0D .|b -a 3|+|b -a 3-1a|=0解析:选C.若以O 为直角顶点,则B 在x 轴上,则a 必为0,此时O ,B 重合,不符合题意;若∠A =π2,则b =a 3≠0.若∠B =π2,根据斜率关系可知a 2·a 3-b a=-1, 所以a(a 3-b)=-1,即b -a 3-1a=0.以上两种情况皆有可能,故只有C 满足条件. 20.(2013·高考陕西卷)已知点M(a ,b)在圆O :x 2+y 2=1外, 则直线a x +by =1与圆O 的位置关系是( )A .相切B .相交C .相离D .不确定解析:选B.由题意知点在圆外,则a 2+b 2>1,圆心到直线的距离d =1a 2+b2<1,故直线与圆相交.21.(2013·高考江西卷)过点(2,0)引直线l 与曲线y =1-x 2相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,当△AOB 的面积取最大值时,直线l 的斜率等于( )A .33B .-33C .±33D .- 3解析:选B.由于y =1-x 2,即x 2+y 2=1(y ≥0),直线l 与x 2+y 2=1(y ≥0)交于A ,B 两点,如图所示,S △AOB =12·s in ∠AOB ≤12,且当∠AOB =90°时,S △AOB 取得最大值,此时AB =2,点O 到直线l 的距离为22,则∠OCB =30°,所以直线l 的倾斜角为150°,则斜率为-33.22.(2013·高考湖北卷)已知0<θ<π4,则双曲线C 1:x 2cos 2θ-y 2sin 2θ=1与C 2:y 2sin 2θ-x 2sin 2θtan 2θ=1的( )A .实轴长相等B .虚轴长相等C .焦距相等D .离心率相等解析:选D.双曲线C 1的焦点在x 轴上,a =co s θ,b =s in θ,c =1,因此离心率e 1=1cos θ;双曲线C 2的焦点在y 轴上,由于0<θ<π4,所以a =s in θ,b =s in θtan θ,c =sin 2θ+sin 2θtan 2θ,因此离心率e 2=sin 2θ+sin 2θtan 2θsin θ=sin θ1+tan 2θsin θ=1cos θ.故两条双曲线的实轴长、虚轴长、焦距都不相等,离心率相等.23.(2013·高考江西卷)已知点A(2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM|∶|MN|=( )A .2∶ 5B .1∶2C . 1∶ 5D .1∶3 解析:选C.如图所示,由抛物线定义知|MF|=|MH|,所以|MF|∶|MN|=|MH|∶|MN|.由于△MHN ∽△FOA ,则|MH||HN|=|OF||OA|=12,则|MH|∶|MN|=1∶5, 即|MF|∶|MN|=1∶ 5.24.(2013·高考湖北卷)已知0<θ<π4,则双曲线C 1:x 2sin 2θ-y 2cos 2θ=1与C 2:y 2cos 2θ-x 2sin 2θ=1的( )A .实轴长相等B .虚轴长相等C .离心率相等D .焦距相等 解析:选D.双曲线C 1和C 2的实半轴长分别是s in θ和co s θ,虚半轴长分别是co s θ和s in θ,则半焦距c 都等于1,故选D.25.(2013·高考四川卷)抛物线y 2=8x 的焦点到直线x -3y =0的距离是( ) A .2 3 B .2 C . 3 D .1解析:选D.抛物线y 2=8x 的焦点为F(2,0),则d =|2-3×0|12+(-3)2=1.故选D. 26.(2013·高考四川卷)从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP(O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是( )A .24 B.12 C .22 D.32解析:选C.设P(-c ,y 0),代入椭圆方程求得y 0,从而求得k OP ,由k OP =k AB 及e =ca可得离心率e.由题意设P(-c ,y 0),将P(-c ,y 0)代入x 2a 2+y 2b 2=1,得c 2a 2+y 20b 2=1,则y 20=b 2⎝⎛⎭⎫1-c 2a 2=b 2·a 2-c 2a2=b 4a2. ∴y 0=b 2a 或y 0=-b 2a (舍去),∴P ⎝⎛⎭⎫-c ,b 2a ,∴k OP =-b 2ac.∵A(a,0),B(0,b),∴k AB =b -00-a =-ba .又∵AB ∥OP ,∴k AB =k OP ,∴-b a =-b 2ac,∴b =c.∴e =c a =c b 2+c2=c 2c 2=22.故选C.27.(2013·高考四川卷)抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是( )A .12 B.32 C .1 D. 3解析:选B.由题意可得抛物线的焦点坐标为(1,0),双曲线的渐近线方程为3x -y =0或3x +y =0,则焦点到渐近线的距离d 1=|3×1-0|(3)2+(-1)2=32 或d 2=|3×1+0|(3)2+12=32. 28.(2013·高考重庆卷)已知圆C 1:(x -2)2+(y -3)2=1,圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=9,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则|PM|+|PN|的最小值为( )A .52-4 B.17-1 C .6-2 2 D.17解析:选A.设P(x ,0),设C 1(2,3)关于x 轴的对称点为C 1′(2,-3),那么|PC 1|+|PC 2|=|PC 1′|+|PC 2|≥|C ′1C 2|=(2-3)2+(-3-4)2=5 2.而|PM|=|PC 1|-1,|PN|=|PC 2|-3, ∴|PM|+|PN|=|PC 1|+|PC 2|-4≥52-4. 29.(2013·高考重庆卷)设P 是圆(x -3)2+(y +1)2=4上的动点,Q 是直线x =-3上的动点,则|PQ|的最小值为( )A .6B .4C .3D .2 解析:选B.如图,圆心M(3,-1)与定直线x =-3的最短距离为|MQ|=3-(-3)=6,又圆的半径为2,故所求最短距离为6-2=4.30.(2013·高考广东卷)垂直于直线y =x +1且与圆x 2+y 2=1相切于第一象限的直线方程是( )A .x +y -2=0B .x +y +1=0C .x +y -1=0D .x +y +2=0解析:选A.与直线y =x +1垂直的直线方程可设为x +y +b =0,由x +y +b =0与圆x 2+y 2=1相切,可得|b|12+12=1,故b =±2.因为直线与圆相切于第一象限,故结合图形分析知b =-2,故直线方程为x +y -2=0,故选A.31.(2013·高考广东卷)已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为F(3,0),离心率等于32,则C 的方程是( )A .x 24-y 25=1 B.x 24-y 25=1 C .x 22-y 25=1 D.x 22-y 25=1 解析:选B.右焦点为F(3,0)说明两层含义:双曲线的焦点在x 轴上;c =3.又离心率为ca=32,故a =2,b 2=c 2-a 2=32-22=5,故C 的方程为x 24-y25=1,故选B. 32.(2013·高考广东卷)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F(1,0),离心率等于12,则C的方程是( )A .x 23+y 24=1 B.x 24+y 23=1 C .x 24+y 22=1 D.x 24+y 23=1 解析:选D.右焦点为F(1,0)说明两层含义:椭圆的焦点在x 轴上;c =1.又离心率为c a =12,故a =2,b 2=a 2-c 2=4-1=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1,故选D.33.(2013·高考安徽卷)直线x +2y -5+5=0被圆x 2+y 2-2x -4y =0截得的弦长为( )A .1B .2C .4D .4 6 解析:选C.圆的方程可化为C :(x -1)2+(y -2)2=5,其圆心为C(1,2),半径R = 5.如图所示,取弦AB 的中点P ,连接CP ,则CP ⊥AB ,圆心C 到直线AB 的距离d =|CP|=|1+4-5+5|12+22=1.在Rt △ACP 中,|AP|=R 2-d 2=2,故直线被圆截得的弦长|AB|=4. 34.(2013·高考山东卷)过点(3,1)作圆(x -2)2+(y -2)2=4的弦,其中最短弦的长为________.解析:设A(3,1),易知圆心C(2,2),半径r =2,当弦过点A(3,1)且与CA 垂直时为最短弦.|CA|=(2-3)2+(2-1)2= 2.∴半弦长=r 2-|CA|2=4-2= 2. ∴最短弦长为2 2. 答案:2 2 35.(2013·高考安徽卷)已知直线y =a 交抛物线y =x 2于A ,B 两点,若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则a 的取值范围为________.解析:设C(x ,x 2),由题意可取A(-a ,a),B(a ,a), 则CA →=(-a -x ,a -x 2),CB →=(a -x ,a -x 2),由于∠ACB =π2,所以CA →·CB →=(-a -x )(a -x )+(a -x 2)2=0,整理得x 4+(1-2a)x 2+a 2-a =0, 即y 2+(1-2a)y +a 2-a =0,所以⎩⎪⎨⎪⎧-(1-2a )≥0,a 2-a ≥0,(1-2a )2-4(a 2-a )>0,解得a ≥1.答案:[1,+∞)36.(2013·高考江苏卷)双曲线x 216-y 29=1的两条渐近线的方程为________.解析:由双曲线方程可知a =4,b =3,所以两条渐近线方程为y =±34x .答案:y =±34x37.(2013·高考江苏卷)在平面直角坐标系x Oy 中,椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0),右焦点为F,右准线为l ,短轴的一个端点为B.设原点到直线BF 的距离为d 1,F 到l 的距离为d 2,若d 2=6d 1,则椭圆C 的离心率为________.解析:依题意,d 2=a 2c -c =b 2c .又BF =c 2+b 2=a ,所以d 1=bca.由已知可得b 2c =6·bca,所以6c 2=ab ,即6c 4=a 2(a 2-c 2),整理可得a 2=3c 2,所以离心率e =c a =33.答案:3338.(2013·高考浙江卷) 直线y =2x +3被圆x 2+y 2-6x -8y =0所截得的弦长等于________.解析:圆的方程可化为(x -3)2+(y -4)2=25,故圆心为(3,4),半径r =5.又直线方程为2x-y +3=0,所以圆心到直线的距离为d =|2×3-4+3|4+1=5,所以弦长为2r 2-d 2=2×25-5=220=4 5.答案:4 5 39.(2013·高考北京卷)若抛物线y 2=2p x 的焦点坐标为(1,0),则p =________;准线方程为________.解析:∵ 抛物线y 2=2p x 的焦点坐标为(p2,0),∴准线方程为x =-p2.又抛物线焦点坐标为(1,0),故p =2,准线方程为x =-1. 答案:2;x =-1 40.(2013·高考浙江卷)设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过点P(-1,0)的直线l 交抛物线C 于A ,B 两点,点Q 为线段AB 的中点.若|FQ|=2,则直线l 的斜率等于________.答案:±141.(2013·高考天津卷)已知抛物线y 2=8x 的准线过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)的一个焦点,且双曲线的离心率为2,则该双曲线的方程为________.解析:由题意可知抛物线的准线方程为x =-2,∴双曲线的半焦距c =2.又双曲线的离心率为2,∴a =1,b =3,∴双曲线的方程为x 2-y 23=1. 答案:x 2-y23=142.(2013·高考福建卷)椭圆Γ:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c.若直线y =3(x +c)与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.解析:已知F 1(-c,0),F 2(c,0),直线y =3(x +c)过点F 1,且斜率为3, ∴倾斜角∠MF 1F 2=60°.∵∠MF 2F 1=12∠MF 1F 2=30°,∴∠F 1MF 2=90°,∴|MF 1|=c ,|MF 2|=3c. 由椭圆定义知|MF 1|+|MF 2|=c +3c =2a ,∴离心率e =c a =21+3=3-1.答案:3-143.(2013·高考辽宁卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左焦点为F ,椭圆C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF.若|AB|=10,|AF|=6,co s ∠ABF =45,则椭圆C 的离心率e =________.解析:设椭圆的右焦点为F 1,因为直线过原点,所以|AF|=|BF 1|=6,|BO|=|AO|.在△ABF中,设|BF|=x ,由余弦定理得36=100+x 2-2×10x ×45,解得x =8,即|BF|=8.所以∠BFA=90°,所以△ABF 是直角三角形,所以2a =6+8=14,即a =7.又因为在Rt △ABF 中,|BO|=|AO|,所以|OF|=12|AB|=5,即c =5.所以e =57.答案:5744.(2013·高考陕西卷)双曲线x 216-y 2m =1的离心率为54,则m 等于________.解析:x 216-y2m =1中,a =4,b =m ,∴c =16+m.而e =54,∴16+m 4=54,∴m =9.答案:945.(2013·高考福建卷)椭圆Γ:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c.若直线y =3(x +c)与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.解析:已知F 1(-c,0),F 2(c,0),直线y =3(x +c)过点F 1,且斜率为3, ∴倾斜角∠MF 1F 2=60°.∵∠MF 2F 1=12∠MF 1F 2=30°,∴∠F 1MF 2=90°,∴|MF 1|=c ,|MF 2|=3c. 由椭圆定义知|MF 1|+|MF 2|=c +3c =2a ,∴离心率e =c a =21+3=3-1.答案:3-146.(2013·高考辽宁卷)已知F 为双曲线C :x 29-y 216=1的左焦点,P ,Q 为C 上的点.若PQ 的长等于虚轴长的2倍,点A(5,0)在线段PQ 上,则△PQF 的周长为________.解析:由双曲线方程知,b =4,a =3,c =5,则虚轴长为8,则|PQ|=16.由左焦点F(-5,0),且A(5,0)恰为右焦点,知线段PQ 过双曲线的右焦点,则P ,Q 都在双曲线的右支上.由双曲线的定义可知|PF|-|PA|=2a ,|QF|-|QA|=2a ,两式相加得,|PF|+|QF|-(|PA|+|QA|)=4a ,则|PF|+|QF|=4a +|PQ|=4×3+16=28,故△PQF 的周长为28+16=44.答案:4447.(2013·高考陕西卷)双曲线x 216-y 29=1的离心率为________.解析:由题意a 2=16⇒a =4.又b 2=9,则c 2=a 2+b 2=16+9=25⇒c =5,故e =c a =54.答案:5449.(2013·高考湖南卷)设F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)的两个焦点,P 是C上一点.若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2的最小内角为30°,则C 的离心率为________.解析:设点P 在双曲线右支上,F 1为左焦点,F 2为右焦点,则|PF 1|-|PF 2|=2a. 又|PF 1|+|PF 2|=6a ,∴|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a.∵在双曲线中c>a ,∴在△PF 1F 2中|PF 2|所对的角最小且为30°.在△PF 1F 2中,由余弦定理得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1||F 1F 2|co s 30°,即4a 2=16a 2+4c 2-83ac ,即3a 2+c 2-23ac =0.∴(3a -c)2=0,∴c =3a ,即ca= 3.∴e = 3.答案: 350.(2013·高考江西卷)抛物线x 2=2py(p>0)的焦点为F ,其准线与双曲线x 23-y 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________.解析:由于x 2=2py(p>0)的准线为y =-p 2,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-p 2,x 2-y 2=3,解得准线与双曲线x 2-y 2=3的交点为A ⎝⎛⎭⎫-3+14p 2,-p 2,B ⎝⎛⎭⎫3+14p 2,-p 2,所以AB =23+14p 2.由△ABF 为等边三角形,得32AB =p ,解得p =6. 答案:651.(2013·高考江西卷)椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率e =32,a +b =3.(1)求椭圆C 的方程;(2)如图所示,A ,B ,D 是椭圆C 的顶点,P 是椭圆C 上除顶点外的任意一点,直线DP 交x 轴于点N ,直线AD 交BP 于点M ,设BP 的斜率为k ,MN 的斜率为m ,证明:2m -k 为定值.解:(1)因为e =32=c a ,所以a =23c ,b =13c.代入a +b =3,得c =3,a =2,b =1.故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)证明:法一:因为B(2,0),点P 不为椭圆顶点,则直线BP 的方程为y =k(x -2)⎝⎛⎭⎫k ≠0,k ≠±12,① ①代入x 24+y 2=1,解得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2-24k 2+1,-4k 4k 2+1.直线AD 的方程为y =12x +1.②①与②联立解得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫4k +22k -1,4k 2k -1.由D(0,1),P ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2-24k 2+1,-4k 4k 2+1,N(x ,0)三点共线知-4k4k 2+1-18k 2-24k 2+1-0=0-1x -0,解得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫4k -22k +1,0. 所以MN 的斜率为m =4k2k -1-04k +22k -1-4k -22k +1=4k (2k +1)2(2k +1)2-2(2k -1)2=2k +14,则2m -k =2k +12-k =12(定值).法二:设P(x 0,y 0)(x 0≠0,x 0≠±2),则k =y 0x 0-2,直线AD 的方程为y =12(x +2),直线BP 的方程为y =y 0x 0-2(x -2),直线DP 的方程为y -1=y 0-1x 0x ,令y =0,由于y 0≠1可得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 0y 0-1,0,联立,得⎩⎨⎧y =12(x +2),y =y0x 0-2(x -2),解得M ⎝⎛⎭⎪⎫4y 0+2x 0-42y 0-x 0+2,4y 02y 0-x 0+2,因此MN 的斜率为m =4y 02y 0-x 0+24y 0+2x 0-42y 0-x 0+2+x 0y 0-1=4y 0(y 0-1)4y 20-8y 0+4x 0y 0-x 20+4=4y 0(y 0-1)4y 20-8y 0+4x 0y 0-(4-4y 20)+4=y 0-12y 0+x 0-2, 所以2m -k =2(y 0-1)2y 0+x 0-2-y 0x 0-2=2(y 0-1)(x 0-2)-y 0(2y 0+x 0-2)(2y 0+x 0-2)(x 0-2)=2(y 0-1)(x 0-2)-2y 20-y 0(x 0-2)(2y 0+x 0-2)(x 0-2)=2(y 0-1)(x 0-2)-12(4-x 20)-y 0(x 0-2)(2y 0+x 0-2)(x 0-2)=12(定值).52.(2013·高考四川卷)在平面直角坐标系内,到点A(1,2),B(1,5),C(3,6),D(7,-1)的距离之和最小的点的坐标是________.解析:设平面上任一点M ,因为|MA|+|MC|≥|AC|,当且仅当A ,M ,C 共线时取等号,同理|MB|+|MD|≥|BD|,当且仅当B ,M ,D 共线时取等号,连接AC ,BD 交于一点M ,若|MA|+|MC|+|MB|+|MD|最小,则点M 为所求.又k AC =6-23-1=2,∴直线AC 的方程为y -2=2(x -1),即2x -y =0.①又k BD =5-(-1)1-7=-1,∴直线BD 的方程为y -5=-(x -1),即x +y -6=0.②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =0,x +y -6=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,∴M(2,4). 答案:(2,4) 53.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C.(1)求C 的方程;(2)l 是与圆P 、圆M 都相切的一条直线,l 与曲线C 交于A 、B 两点,当圆P 的半径最长时,求|AB|.解: 由已知得圆M 的圆心为M(-1,0),半径r 1=1;圆N 的圆心为N(1,0),半径r 2=4.设圆P 的圆心为P(x ,y),半径为R.(1)因为圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切, 所以|PM|+|PN|=(R +r 1)+(r 2-R)=r 1+r 2=4.由椭圆的定义可知,曲线C 是以M ,N 为左,右焦点,长半轴长为2,短半轴长为3的椭圆(左顶点除外),其方程为x 24+y 23=1(x ≠-2).(2)对于曲线C 上任意一点P(x ,y),由于|PM|-|PN|=2R -2≤2,所以R ≤2,当且仅当圆P 的圆心为(2,0)时,R =2,所以当圆P 的半径最长时,其方程为(x -2)2+y 2=4.若l 的倾斜角为90°,则l 与y 轴重合,可得|AB|=2 3.若l 的倾斜角不为90°,由r 1≠R 知l 不平行于x 轴,设l 与x 轴的交点为Q ,则|QP||QM|=Rr 1,可求得Q(-4,0),所以可设l :y =k(x +4).由l 与圆M 相切得|3k|1+k2=1,解得k =±24. 当k =24时,将y =24x +2代入x 24+y23=1,并整理得7x 2+8x -8=0,解得x 1,2=-4±627,所以|AB|=1+k 2|x 2-x 1|=187. 当k =-24时,由图形的对称性可知|AB|=187.综上,|AB|=23或|AB|=187.54.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)在平面直角坐标系x Oy 中,已知圆P 在x 轴上截得线段长为22,在y 轴上截得线段长为2 3.(1)求圆心P 的轨迹方程;(2)若P 点到直线y =x 的距离为22,求圆P 的方程.解:(1)设P(x ,y),圆P 的半径为r.由题设y 2+2=r 2,x 2+3=r 2,从而y 2+2=x 2+3. 故P 点的轨迹方程为y 2-x 2=1.(2)设P(x 0,y 0).由已知得|x 0-y 0|2=22.又P 点在双曲线y 2-x 2=1上,从而得⎩⎪⎨⎪⎧|x 0-y 0|=1,y 20-x 20=1.由⎩⎪⎨⎪⎧ x 0-y 0=1,y 20-x 20=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=0,y 0=-1. 此时,圆P 的半径r = 3. 由⎩⎪⎨⎪⎧ x 0-y 0=-1,y 20-x 20=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=0,y 0=1, 此时,圆P 的半径r = 3.故圆P 的方程为x 2+(y +1)2=3或x 2+(y -1)2=3.55.(2013·高考大纲全国卷)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,离心率为3,直线y =2与C 的两个交点间的距离为 6.(1)求a 、b ;(2)设过F 2的直线l 与C 的左、右两支分别交于A 、B 两点,且|AF 1|=|BF 1|,证明:|AF 2|、|AB|、|BF 2|成等比数列.解:(1)由题设知ca =3,即a 2+b 2a 2=9,故b 2=8a 2.所以C 的方程为8x 2-y 2=8a 2.将y =2代入上式,求得x =± a 2+12.由题设知,2a 2+12=6,解得a 2=1.所以a =1,b =2 2.(2)证明:由(1)知,F 1(-3,0),F 2(3,0),C 的方程为8x 2-y 2=8.① 由题意可设l 的方程为y =k(x -3),|k|<22,将其代入①并化简,得(k 2-8)x 2-6k 2x +9k 2+8=0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1≤-1,x 2≥1,x 1+x 2=6k 2k 2-8,x 1x 2=9k 2+8k 2-8.于是|AF 1|=(x 1+3)2+y 21=(x 1+3)2+8x 21-8 =-(3x 1+1),|BF 1|=(x 2+3)2+y 22=(x 2+3)2+8x 22-8=3x 2+1. 由|AF 1|=|BF 1|,得-(3x 1+1)=3x 2+1,即x 1+x 2=-23,故6k 2k 2-8=-23,解得k 2=45,从而x 1x 2=-199.由于|AF 2|=(x 1-3)2+y 21=(x 1-3)2+8x 21-8=1-3x 1,|BF 2|=(x 2-3)2+y 22=(x 2-3)2+8x 22-8=3x 2-1, 故|AB|=|AF 2|-|BF 2|=2-3(x 1+x 2)=4, |AF 2|·|BF 2|=3(x 1+x 2)-9x 1x 2-1=16, 因而|AF 2|·|BF 2|=|AB|2,所以|AF 2|、|AB|、|BF 2|成等比数列.56.(2013·高考山东卷)椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,离心率为32,过F 1且垂直于x 轴的直线被椭圆C 截得的线段长为1. (1)求椭圆C 的方程;(2)点P 是椭圆C 上除长轴端点外的任一点,连接PF 1,PF 2,设∠F 1PF 2的角平分线PM 交C 的长轴于点M(m ,0),求m 的取值范围;(3)在(2)的条件下,过点P 作斜率为k 的直线l ,使得l 与椭圆C 有且只有一个公共点.设直线PF 1,PF 2的斜率分别为k 1,k 2.若k ≠0,试证明1kk 1+1kk 2为定值,并求出这个定值.解:(1)由于c 2=a 2-b 2,将x =-c 代入椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1,得y =±b 2a.由题意知2b2a =1,即a =2b 2.又e =c a =32,所以a =2,b =1.所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)法一:设P(x 0,y 0)(y 0≠0), 又F 1(-3,0),F 2(3,0), 所以直线PF 1,PF 2的方程分别为 lPF 1:y 0x -(x 0+3)y +3y 0=0, lPF 2:y 0x -(x 0-3)y -3y 0=0.由题意知|my 0+3y 0|y 20+(x 0+3)2=|my 0-3y 0|y 20+(x 0-3)2. 由于点P 在椭圆上,所以x 204+y 20=1. 所以|m +3|(32x 0+2)2=|m -3|(32x 0-2)2.因为-3<m<3,-2<x 0<2, 可得m +332x 0+2=3-m 2-32x 0,所以m =34x 0.因此-32<m<32.法二:设P(x 0,y 0),当0≤x 0<2时,①当x 0=3时,直线PF 2的斜率不存在,易知P(3,12)或P(3,-12).若P(3,12),则直线PF 1的方程为x -43y +3=0.由题意得|m +3|7=3-m ,因为-3<m<3,所以m =334.若P(3,-12),同理可得m =334.②当x 0≠3时,设直线PF 1,PF 2的方程分别为y =k 1(x +3),y =k 2(x -3).由题意知|mk 1+3k 1|1+k 21=|mk 2-3k 2|1+k 22,所以(m +3)2(m -3)2=1+1k 211+1k 22.因为x 204+y 20=1,且k 1=y 0x 0+3,k 2=y 0x 0-3, 所以(m +3)2(m -3)2=4(x 0+3)2+4-x 204(x 0-3)2+4-x 20=3x 20+83x 0+163x 20-83x 0+16=(3x 0+4)2(3x 0-4)2, 即|m +3||m -3|=|3x 0+4||3x 0-4|. 因为-3<m<3,0≤x 0<2且x 0≠3,所以3+m 3-m =4+3x 04-3x 0,整理得m =3x 04,故0≤m<32且m ≠334. 综合①②可得0≤m<32.当-2<x 0<0时,同理可得-32<m<0.综上所述,m 的取值范围是(-32,32).(3)设P(x 0,y 0)(y 0≠0),则直线l 的方程为y -y 0=k(x -x 0).联立得⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y -y 0=k (x -x 0),整理得(1+4k 2)x 2+8(ky 0-k 2x 0)x +4(y 20-2k x 0y 0+k 2x 20-1)=0.由题意Δ=0,即(4-x 20)k 2+2x 0y 0k +1-y 20=0. 又x 204+y 20=1, 所以16y 20k 2+8x 0y 0k +x 20=0,故k =-x 04y 0. 由(2)知1k 1+1k 2=x 0+3y 0+x 0-3y 0=2x 0y 0,所以1kk 1+1kk 2=1k (1k 1+1k 2)=(-4y 0x 0)·2x 0y 0=-8,因此1kk 1+1kk 2为定值,这个定值为-8.57.(2013·高考山东卷)在平面直角坐标系x Oy 中,已知椭圆C 的中心在原点O ,焦点在x 轴上,短轴长为2,离心率为22.(1)求椭圆C 的方程;(2)A ,B 为椭圆C 上满足△AOB 的面积为64的任意两点,E 为线段AB 的中点,射线OE 交椭圆C 于点P.设OP →=tOE →,求实数t 的值.解:(1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 2=b 2+c 2,c a =22,2b =2,解得⎩⎨⎧a =2,b =1,因此椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)(ⅰ)当A ,B 两点关于x 轴对称时,设直线AB 的方程为x =m. 由题意得-2<m<0或0<m< 2.将x =m 代入椭圆方程x 22+y 2=1,得|y|= 2-m 22.所以 S △AOB =|m|·2-m 22=64.解得m 2=32或m 2=12.①因为OP →=tOE →=12t(OA →+OB →)=12t(2m,0)=(mt,0),又P 为椭圆C 上一点,所以(mt )22=1.②由①②,得t 2=4或t 2=43,又t>0,所以t =2或t =233.(ⅱ)当A ,B 两点关于x 轴不对称时,设直线AB 的方程为y =k x +h.将其代入椭圆的方程x 22+y 2=1,得(1+2k 2)x 2+4kh x +2h 2-2=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由判别式Δ>0可得1+2k 2>h 2,此时x 1+x 2=-4kh1+2k 2,x 1x 2=2h 2-21+2k 2,y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2h =2h1+2k 2,所以|AB|=1+k 2×(x 1+x 2)2-4x 1x 2=22×1+k 2×1+2k 2-h 21+2k 2.因为点O 到直线AB 的距离d =|h|1+k 2,所以S △AOB =12|AB|d =12×22×1+k 2×1+2k 2-h 21+2k 2×|h|1+k 2 =2×1+2k 2-h 21+2k 2×|h|.又S △AOB =64,所以2×1+2k 2-h 21+2k2×|h|=64.③ 令n =1+2k 2,代入③整理得3n 2-16h 2n +16h 4=0.解得n =4h 2或n =43h 2,即1+2k 2=4h 2或1+2k 2=43h 2.④因为OP →=tOE →=12t(OA →+OB →)=12t(x 1+x 2,y 1+y 2)=(-2kht 1+2k 2,ht 1+2k 2), 又P 为椭圆C 上一点,所以t 2[12(-2kh 1+2k 2)2+(h 1+2k 2)2]=1, 即h 2t 21+2k 2=1.⑤ 将④代入⑤,得t 2=4或t 2=43.又t>0,故t =2或t =233.经检验,适合题意.综合(ⅰ)(ⅱ),得t =2或t =233.58.(2013·高考江苏卷)如图,在平面直角坐标系x Oy 中,点A(0,3),直线l :y =2x -4.设圆C 的半径为1,圆心在l 上.(1)若圆心C 也在直线y =x -1上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程; (2)若圆C 上存在点M ,使MA =2MO ,求圆心C 的横坐标a 的取值范围.解:(1)由题设,圆心C 是直线y =2x -4和y =x -1的交点,解得点C(3,2),于是切线的斜率必存在.设过A(0,3)的圆C 的切线方程为y =k x +3.由题意,得|3k +1|k 2+1=1,解得k =0或k =-34,故所求切线方程为y =3或3x +4y -12=0. (2)因为圆心在直线y =2x -4上,所以圆C 的方程为(x -a)2+[y -2(a -2)]2=1. 设点M(x ,y),因为MA =2MO ,所以x 2+(y -3)2=2x 2+y 2,化简得x 2+y 2+2y -3=0,即x 2+(y +1)2=4,所以点M 在以D(0,-1)为圆心,2为半径的圆上.由题意,点M(x ,y)在圆C 上,所以圆C 与圆D 有公共点, 则|2-1|≤CD ≤2+1,即1≤a 2+(2a -3)2≤3. 整理,得-8≤5a 2-12a ≤0. 由5a 2-12a +8≥0,得a ∈R ;由5a 2-12a ≤0,得0≤a ≤125.所以点C 的横坐标a 的取值范围为[0,125].59.(2013·高考浙江卷)已知抛物线C 的顶点为O (0,0),焦点为F (0,1). (1)求抛物线C 的方程;(2)过点F 作直线交抛物线C 于A 、B 两点,若直线AO ,BO 分别交直线l :y =x -2于M ,N 两点, 求|MN |的最小值.解:(1)由题意可设抛物线C 的方程为x 2=2py (p >0),则p2=1,所以抛物线C 的方程为x 2=4y .(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的方程为y =kx +1. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 2=4y ,消去y ,整理得x 2-4kx -4=0, 所以x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4. 从而|x 1-x 2|=4k 2+1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 1x 1x ,y =x -2,解得点M 的横坐标x M =2x 1x 1-y 1=2x 1x 1-x 214=84-x 1. 同理,点N 的横坐标x N =84-x 2.所以|MN |=2|x M -x N |=2|84-x 1-84-x 2|=82|x 1-x 2x 1x 2-4(x 1+x 2)+16|=82k 2+1|4k -3|.令4k -3=t ,t ≠0,则k =t +34.当t >0时,|MN |=2 2 25t 2+6t +1>2 2.当t <0时,|MN |=2 2 (5t +35)2+1625≥852.综上所述,当t =-253,即k =-43时,|MN |的最小值是852.60.(2013·高考安徽卷)设椭圆E :x 2a 2+y21-a 2=1的焦点在x 轴上.(1)若椭圆E 的焦距为1,求椭圆E 的方程;(2)设F 1、F 2分别是椭圆E 的左、右焦点,P 为椭圆E 上第一象限内的点,直线F 2P 交y 轴于点Q ,并且F 1P ⊥F 1Q .证明:当a 变化时,点P 在某定直线上.解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上且焦距为1,所以2a 2-1=14,解得a 2=58.故椭圆E 的方程为8x 25+8y23=1.(2)证明:设出点P 的坐标,并求出其横、纵坐标的关系式. 注意点在直线上时,点的坐标满足直线方程.设P (x 0,y 0),F 1(-c,0),F 2(c,0),其中c =2a 2-1.由题设知x 0≠c ,则直线F 1P 的斜率kF 1P =y 0x 0+c,直线F 2P 的斜率kF 2P =y 0x 0-c .故直线F 2P 的方程为y =y 0x 0-c(x -c ).当x =0时,y =cy 0c -y 0,即点Q 坐标为(0,cy 0c -x 0).因此,直线F 1Q 的斜率为kF 1Q =y 0c -x 0.由于F 1P ⊥F 1Q ,所以kF 1P ·kF 1Q =y 0x 0+c ·y 0c -x 0=-1.化简得y 20=x 20-(2a 2-1).①将①代入椭圆E 的方程,由于点P (x 0,y 0)在第一象限,解得x 0=a 2,y 0=1-a 2, 即点P 在定直线x +y =1上.61.(2013·高考北京卷)直线y =kx +m (m ≠0)与椭圆W :x 24+y 2=1相交于A ,C 两点,O是坐标原点.(1)当点B 的坐标为(0,1),且四边形OABC 为菱形时,求AC 的长;(2)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. 解:(1)因为四边形OABC 为菱形, 所以AC 与OB 互相垂直平分.所以可设A (t ,12),代入椭圆方程得t 24+14=1,即t =±3.所以|AC |=2 3.(2)证明:假设四边形OABC 为菱形.因为点B 不是W 的顶点,且AC ⊥OB ,所以k ≠0. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=4,y =kx +m ,消去y 并整理得 (1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-4=0. 设A (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则 x 1+x 22=-4km 1+4k 2,y 1+y 22=k ·x 1+x 22+m =m1+4k 2, 所以AC 的中点为M (-4km 1+4k 2,m1+4k 2).因为M 为AC 和OB 的交点,且m ≠0,k ≠0,所以直线OB 的斜率为-14k.因为k ·(-14k)≠-1,所以AC 与OB 不垂直.所以四边形OABC 不是菱形,与假设矛盾.所以当点B 在W 上且不是W 的顶点时,四边形OABC 不可能是菱形.62.(2013·高考天津卷)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,离心率为33,过点F 且与x 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为433.(1)求椭圆的方程; (2)设A ,B 分别为椭圆的左、右顶点,过点F 且斜率为k 的直线与椭圆交于C ,D 两点.若AC →·DB →+AD →·CB →=8,求k 的值.解:(1)设F (-c,0),由c a =33,知a =3c .过点F 且与x 轴垂直的直线为x =-c ,代入椭圆方程有(-c )2a 2+y 2b 2=1,解得y =±6b3,于是26b 3=433,解得b = 2.又a 2-c 2=b 2,从而a =3,c =1,所以椭圆的方程为x 23+y 22=1.(2)设点C (x 1,y 1),D(x 2,y 2),由F (-1,0)得直线C D 的方程为y =k (x +1),由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 23+y 22=1,消去y ,整理得(2+3k 2)x 2+6k 2x +3k 2-6=0. 由根与系数的关系可得x 1+x 2=-6k 22+3k 2,x 1x 2=3k 2-62+3k 2.因为A (-3,0),B (3,0),所以AC →·DB →+AD →·CB →=(x 1+3,y 1)·(3-x 2,-y 2)+(x 2+3,y 2)·(3-x 1,-y 1)=6-2x 1x 2-2y 1y 2=6-2x 1x 2-2k 2(x 1+1)(x 2+1) =6-(2+2k 2)x 1x 2-2k 2(x 1+x 2)-2k 2。