上海民办新黄浦实验学校选修1-1第二章《圆锥曲线与方程》测试(有答案解析)
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一、选择题1.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线30x y -+=与椭圆C 相交于不同的两点A B 、,若P 为线段AB 的中点,O 为坐标原点,直线OP 的斜率为12-,则椭圆C 的方程为( ) A .22132x y +=B .22143x y +=C .22152x y +=D .22163x y +=2.已知()5,0F 是双曲线()2222:=10,0x y C a b a b->>的右焦点,点()0,11A .若对双曲线C 左支上的任意点M ,均有10MA MF +≥成立,则双曲线C 的离心率的最大值为( ) A .11B .5C .52D .63.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左焦点为F ,上顶点为A ,右顶点为B ,若FAB 为直角三角形,则椭圆C 的离心率为( )A .22B .312- C .512- D .324.已知双曲线E :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左,右焦点为1F ,2F ,过2F 作一条渐近线的垂线,垂足为M ,若16MF OM =,则E 的离心率为( )A 3B .2C 5D 25.过抛物线24y x =的焦点作两条相互垂直的弦AB ,CD ,且AB CD AB CD λ+=⋅,则λ的值为( )A .12B .14C .18D .1166.设1F 、2F 分别是椭圆22:1259x y C +=的左、右焦点,O 为坐标原点,点P 在椭圆C 上且满足4OP =,则12PF F △的面积为( )A .3B .C .6D .97.若椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为3,则213a b +的最小值为( )A B C .2D 8.已知1F ,2F 是双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点,过1F 的直线l 与双曲线的左、右两支分别交于点A ,B ,若2ABF 为等边三角形,则该双曲线的渐近线的斜率为( )A .BC .D .9.设F 1,F 2是双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的左、右焦点,P 是双曲线C 右支上一点,若|PF 1|+|PF 2|=4a ,且∠F 1PF 2=60°,则双曲线C 的渐近线方程是( )A 0y ±=B .20x =C 20y ±=D .20x =10.已知1F ,2F 是离心率为13的椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的焦点,M 是椭圆上第一象限的点,若I 是12MF F △的内心,G 是12MF F △的重心,记12IF F △与1GF M △的面积分别为1S ,2S ,则( ) A .12S SB .122S S =C .1232S S =D .1243S S =11.设双曲线2214y x -=的左、右焦点分别为12,F F ,若点P 在双曲线上,且12F PF △为锐角三角形,则12PF PF +的取值范围是( )A .B .(6,8)C .D .(6,10)12.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>,过其右焦点F 作x 轴的垂线,交双曲线于A 、B 两点,若双曲线的左焦点在以AB 为直径的圆上,则双曲线的离心率的值为( )A .1BC .1D 二、填空题13.已知双曲线M :22221x y a b-=(0a >,0b >)的焦距为2c ,若M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,则双曲线M 的离心率的取值范围是___________.14.设点P 是椭圆2213x y +=的短轴的一个上端点,Q 是椭圆上的任意一个动点,则线段PQ |∣长的最大值是________. 15.直线l 与抛物线24y x =交于A 、B 两点,O 为坐标原点,直线OA 、OB 的斜率之积为1-,以线段AB的中点为圆心,l 交于P 、Q 两点,()6,0M ,则22MP MQ +的最小值为______.16.设1F ,2F 为双曲线()2222:10,0x yC a b a b-=>>的左、右焦点,过2F 的直线l 交双曲线C 的右支于A 、B 两点,且120AF AF ⋅=,2212AF BF =,则双曲线C 的离心率为___________. 17.已知抛物线218y x =的焦点为F ,过F 的直线l 与抛物线交于A 、B 两点,抛物线的准线与y 轴交于点M ,当AM AF最大时,弦AB 长度是___________.18.已知点A ,B 为抛物线C :24y x =上不同于原点O 的两点,且OA OB ⊥,则OAB 的面积的最小值为__________.19.已知直线1:43120l x y -+=和直线2:1l x =-,则抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 距离之和的最小值是________.20.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为6π的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,则该双曲线的离心率的取值范围___________.三、解答题21.已知动圆M 过点1(2,0),F - 且动圆M 内切于定圆2F :22(2)32,x y -+= 记动圆M 圆心的轨迹为曲线Γ. (1)求曲线Γ的方程;(2)若A 、B 是曲线Γ上两点,点20,3P ⎛⎫⎪⎝⎭满足20,PF PA PB ++= 求直线AB 的方程.22.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>经过点()2,1A ,椭圆C 在点A 处的切线方程为3y x =-+.(1)求椭圆C 的方程;(2)设过点()3,0B 且与x 轴不重合的直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ,N ,直线AM ,AN 分别与直线3x =-分别交于P ,Q ,记点P,Q 的纵坐标分别为p ,q ,求p q +的值.23.已知椭圆()2222:10x y M a b a b +=>>经过如下四个点中的三个,1132P ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,()20,1P ,3132P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,()43P ,1. (1)求椭圆M 的方程;(2)设直线l 与椭圆M 交于A ,B 两点,且以线段AB 为直径的圆经过椭圆M 的右顶点C (A ,B 均不与点C 重合),证明:直线l 过定点.24.已知点()11,A x y ,()22,B x y 是抛物线C :24x y =上的两点,满足OA OB ⊥,O 是坐标原点.(1)求证:1216x x =-;(2)若⊥OD AB 于点D ,求点D 的轨迹方程. 25.如图,已知抛物线21:2C y x =直线2y kx =+交抛物线C 于A ,B 两点,O 为坐标原点.(1)证明:OA OB ⊥;(2)设抛物线C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,证明:1l 与2l 的交点M 在一定直线上.26.已知抛物线C :22y px =(0p >)的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,当l x ⊥轴时,4AB =,(1)求p 的值:(2)若2AF BF =,求直线l 的方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D【分析】设出,A B 两点的坐标,代入椭圆方程,作差变形,利用斜率公式和中点坐标可求得结果. 【详解】设(,0)F c -,因为直线0x y -=过(,0)F c -,所以00c --=,得c = 所以2223a b c -==, 设1122(,),(,)A x y B x y ,由22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得2222121222x x y y a b --=-,得2121221212y y x x b x x a y y -+=-⋅-+, 因为P 为线段AB 的中点,O 为坐标原点,所以1212(,)22x x y y P ++,1212121212202OP y y y y k x x x x +-+===-++-,所以221222122(2)ABy y b b k x x a a-==-⋅-=-, 又,A B在直线0x y -=上,所以1AB k =,所以2221b a =,即222a b =,将其代入223a b -=,得23b =,26a =,所以椭圆C 的方程为22163x y +=.故选:D 【点睛】方法点睛:本题使用点差法求解,一般涉及到弦的中点和斜率问题的题目可以使用点差法,步骤如下:①设出弦的两个端点的坐标;②将弦的两个端点的坐标代入曲线方程; ③作差变形并利用斜率公式和中点坐标公式求解.2.C解析:C 【分析】设E 是双曲线的左焦点,利用双曲线的定义把MF 转化为ME 后易得MA ME +的最小值,从而得a 的最小值,由此得离心率的最大值. 【详解】设E 是双曲线的左焦点,M 在左支上,则2MF ME a -=,2MF ME a =+,22MA MF MA ME a EA a +=++≥+,当且仅当E A M ,,三点共线时等号成立.则222(5)(11)210EA a a +=-++≥,2a ≥,所以552c e a a ==≤. 故选:C .【点睛】思路点睛:本题考查双曲线的定义的应用.在涉及双曲线上的点与一个焦点和另外一个定点距离和或差的最值时,常常利用双曲线的定义把到已知焦点的距离转化为到另一焦点的距离,从而利用三点共线取得最值求解.3.C解析:C 【分析】作出图形,可知FAB 是以FAB ∠为直角的直角三角形,可得出0AF AB ⋅=,可得出a 、b 、c 的齐次等式,进而可求得椭圆C 的离心率.【详解】如下图所示,可知AFB ∠、ABF ∠均为锐角, 所以,FAB 是以FAB ∠为直角的直角三角形,由题意可知,点(),0F c -、()0,A b 、(),0B a ,则(),AF c b =--,(),AB a b =-,20AF AB ac b ⋅=-+=,可得220a c ac --=,即220c ac a +-=,在等式220c ac a +-=的两边同时除以2a 可得210e e +-=,01e <<,解得51e -=.故选:C. 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.4.A解析:A 【分析】由点到直线的距离公式可得2||MF b =,由勾股定理可得||OM a =,则1MF =,1cos aFOM c ∠=-,由此利用余弦定理可得到a ,c 的关系,由离心率公式计算即可得答案. 【详解】由题得2(,0)F c ,不妨设:0l bx ay -=,则2||MF b ==,OM a ==,1MF ==,12cos cos aFOM F OM c ∠=-∠=-, 由余弦定理可知222222111||||622OM OF MF a c a a OM OF ac c+-+-==-⋅,化为223c a =,即有==ce a故选:A . 【点睛】方法点睛:离心率的求解在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:①直接求出,a c ,从而求出e ;②构造,a c 的齐次式,求出e ;③采用离心率的定义以及圆锥曲线的定义来求解;④根据圆锥曲线的统一定义求解.5.B解析:B 【分析】首先设直线AB 的方程为1x ty =+, 与抛物线方程联立分别求AB 和CD ,分别计算AB CD +和AB CD ,再求λ的值.【详解】24y x =的焦点为()1,0,设AB 的直线方程为1x ty =+,CD 的直线方程为11x y t=-+,由214x ty y x=+⎧⎨=⎩得2440y ty --=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则124y y t +=,124y y =-,则()241AB t ==+,同理2141CD t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,22142AB CD t t ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭ 221162AB CD t t ⎛⎫⋅=++ ⎪⎝⎭,故14λ=. 故选:B 【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用弦长公式求AB ,并且利用AB CD ⊥,将t 换成1t-求CD . 6.D解析:D 【分析】设点()00,P x y ,求出20y 的值,由此可求得12PF F △的面积.【详解】在椭圆22:1259x y C +=中,5a =,3b =,则4c ==,所以,1228F F c ==,设点()00,P x y ,则22001259x y +=,可得220025259x y =-,4OP ===,解得28116y =,094y ∴=, 因此,12PF F △的面积为1212011989224PF F S F F y =⋅=⨯⨯=△. 故选:D. 【点睛】方法点睛:本题考查椭圆中焦点三角形面积的计算,常用以下两种方法求解: (1)求出顶点P 的坐标,利用三角形面积公式求解;(2)利用余弦定理和椭圆的定义求得12PF PF ⋅的值,利用三角形面积公式求解.7.C解析:C 【分析】由椭圆的离心率为3和222a b c =+,求得3a b =,化简2219113333a b b b b b ++==+,结合基本不等式,即可求解. 【详解】由题意,椭圆22221(0)x y a b a b +=>>c a =,即3c =,又由222a b c =+,可得2219b a =,即3a b =所以22191132333a b b b b b ++==+≥,当且仅当133b b=,即13b =时,“=”成立.故选:C. 【点睛】 关键点睛:1、利用基本不等式求最值时,要注意三点:一是各项为正;二是寻求定值;三是考虑等号成立的条件;2、若多次使用基本不等式时,容易忽视等号的条件的一致性,导致错解;3、巧用“拆”“拼”“凑”:在使用基本不等式时,要特别注意“拆”“拼”“凑”等技巧,使其满足基本不等式中的“正、定、等”的条件.8.C解析:C 【分析】利用双曲线的定义可求得12AF a =,24AF a =,利用余弦定理可求得ca的值,利用公式=b a . 【详解】2ABF 为等边三角形,22AB AF BF ∴==,且260ABF ∠=︒,由双曲线的定义可得121212||BF AB AF a B AF F BF =+-==-,212AF AF a -=,24AF a ∴=,在12AF F △中12AF a =,24AF a =,12120F AF ∠=,由余弦定理可得2212121222cos12027F F c AF AF AF AF a ==+-⋅︒=,即7c a =,所以22222216b b c a c a a a a -⎛⎫===-= ⎪⎝⎭. 因此,该双曲线的渐近线的斜率为6±. 故选:C.【点睛】思路点睛:求解双曲线的渐近线的常用思路:(1)定义法:直接利用a ,b ,求得比值,则焦点在x 轴时渐近线by x a=±,焦点在y 轴时渐近线ay x b=±; (2)构造齐次式,利用已知条件,结合222+=a b c ,构建b a 的关系式(或先构建ca的关系式),再根据焦点位置写渐近线即可.9.C解析:C 【分析】利用双曲线的定义和已知即可得出|PF 1|,|PF 2|,再利用余弦定理找出a,c 的等量关系,从而可求a,b 的比值,即可得出双曲线C 的渐近线方程. 【详解】解:因为F 1、F 2是双曲线的左、右焦点,点P 在双曲线右支上, 所以由双曲线定义可得|PF 1|-|PF 2|=2a , 又知|PF 1|+|PF 2|=4a ,所以|PF 1|=3a ,|PF 2|=a .在△PF 1F 2中,由余弦定理可得222121212||||||cos60=2||||PF PF F F PF PF +-⋅,即222(3)41=232a a c a a +-⨯⨯,所以3a 2=10a 2-4c 2,即4c 2=7a 2,又知b 2+a 2=c 2,所以223=4b a ,所以双曲线C的渐近线方程为y x =20y ±=.故选:C. 【点睛】关键点点睛:利用双曲线的定义和已知即可得出|PF 1|,|PF 2|,再利用余弦定理解三角形是解答本题的关键.10.D解析:D 【分析】设12MF F △的面积为S ,内切圆半径为r ,则可得4Sr c=,从而可得1121122244S S F F r c S c ==⋅⋅=,再由G 是12MF F △的重心,可得11222213323MOF MF F SS S S ==⨯=,进而可得结果 【详解】解:由于椭圆的离心率为13,所以13c a =,即3a c =,设12MF F △的面积为S ,内切圆半径为r ,则121211()(22)422S MF MF F F r a c r cr =++=+=, 所以4Sr c=, 所以1121122244S S F F r c S c ==⋅⋅=, 因为G 是12MF F △的重心, 所以11222213323MOF MF F S S S S ==⨯=, 所以1234S S =,即1243S S =, 故选:D 【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆的性质的应用,解题的关键是设12MF F △的面积为S ,内切圆半径为r ,然后求出4Sr c=,进而可表示出1S ,2S ,从而可得结果,属于中档题 11.D解析:D 【分析】由题意画出图形,不妨设P 在第一象限,P 点在1P 与2P 之间运动,求出112F PF ∠和122F F P ∠ 为直角时12PF PF +的值,可得12F PF △ 为锐角三角形时12PF PF +的取值范围. 【详解】12F PF △为锐角三角形,不妨设P 在第一象限,P 点在1P 与2P 之间运动,如图,当P 在1P 处,11290FPF ∠=,又1,2,5a b c === 由222111212|||||20|PF PF F F =+=,1112||||2PF PF -=, 可得1112||||8PF PF ⋅=, 此时 1112||||6PF PF +=;当P 在2P 处,12290FF P ∠=,25P x = 易知24P y = 则224P F =此时12222222||||||2||10P F P F P F a P F +=++=∴12F PF △为锐角三角形,则12PF PF +的取值范围是()6,10, 故选:D . 【点晴】关键点点晴:本题的关键在于求出112F PF ∠和122F F P ∠ 为直角时12PF PF +的值.12.A解析:A 【分析】先由题意求出以AB 为直径的圆的半径为2b r a=和圆心坐标得到圆的方程,然后代入左焦点坐标,利用222c a b =+化简后可得答案. 【详解】将x c =代入22221x y a b-=可得2by a =±,所以以AB 为直径的圆的半径为2b r a=,圆心为(),0c ,圆的方程为()4222ab xc y -+=,左焦点为(),0c -,因为双曲线的左焦点在圆上,所以()2240b c ac +--=,整理得242460a c c c +=-,即42610e e -+=,解得23e =+23e =-所以1e =+ 故选:A . 【点睛】关键点点睛:本题考查直线和双曲线的位置关系、点和圆的位置关系,关键点是先求出以AB 为直径的圆的半径,再根据双曲线的左焦点在圆上,得到所要求的,,a b c 等量关系即可,考查了学生的运算求解能力,逻辑推理能力.二、填空题13.【分析】设双曲线的右焦点经过点T 所作的圆的两条切线互相垂直等价于转化为点到渐近线的距离解得再根据离心率公式可得结果【详解】依题意可得双曲线的右焦点渐近线方程为因为M 的渐近线上存在点T 使得经过点T 所作解析:1e <≤【分析】设双曲线M 的右焦点(c,0)F ,经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,等价于TF =,转化为点(c,0)F 到渐近线的距离d TF ≤,解得ba≤据离心率公式可得结果. 【详解】依题意可得双曲线M 的右焦点(c,0)F ,渐近线方程为0bx ay ±=,因为M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,设两个切点为,P Q ,所以PTQ ∠2π=,4PTF π∠=,因为FP PT ⊥,PF a =,所以TF =,所以双曲线M 的渐近线上存在点T ,使得TF =,所以点(c,0)F 到渐近线的距离d =≤,即ba ≤,所以离心率c e a =====≤=又1e >,所以1e <≤所以双曲线M 的离心率的取值范围是1e <≤故答案为:1e <≤【点睛】关键点点睛:求双曲线离心率的取值范围的关键是得到,,a b c 的不等式,根据M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,得到圆心到可得,,a b c 的不等式.14.【分析】设出根据点在椭圆上点的坐标满足椭圆方程得到利用两点间距离公式求得结合的范围求得其最大值【详解】由已知得到或由于对称性不妨设设是椭圆上的任一点所以所以又因为所以当时长度取得最大值且最大值为故答解析:2【分析】设出(,)Q x y ,根据点在椭圆上,点的坐标满足椭圆方程,得到223(1)x y =-,利用两点间距离公式求得PQ =,结合y 的范围,求得其最大值.【详解】由已知得到(0,1)P 或(0,1)P -,由于对称性,不妨设(0,1)P , 设(,)Q x y 是椭圆上的任一点,所以223(1)x y =-, 所以PQ ====又因为11y -≤≤,所以当12y时,PQ |∣=故答案为:2. 【点睛】思路点睛:该题考查的是有关椭圆上的点到短轴端点的距离的最值问题,解题思路如下: (1)根据题意,设出点(,)Q x y ,取好点P ;(2)利用两点间距离公式写出PQ |∣,配方,结合椭圆上点坐标的范围求得结果. 15.【分析】设直线与抛物线联立方程得韦达定理与代入直线与抛物线表示出与然后根据利用数量积代入求解出从而表示出圆心的坐标根据平行四边形的四边平方和等于对角线平方和代入列式利用二次函数的性质求解最小值【详解解析:10【分析】设直线AB ,与抛物线联立方程,得韦达定理12y y +与12y y ⋅,代入直线与抛物线表示出12x x +与12x x ⋅,然后根据OA OB ⊥,利用数量积代入求解出4t =,从而表示出圆心的坐标,根据平行四边形的四边平方和等于对角线平方和,代入列式,利用二次函数的性质求解最小值. 【详解】设直线AB 的方程为x my t =+,()11,A x y ,()22,B x y ,由24y x x my t⎧=⎨=+⎩得2440y my t --=,所以()()()22444160m t t m ∆=--=+>, 得124y y m +=,124y y t ,所以()21212242x x m y y t m t +=++=+,222121216y y x x t ⋅==,因为直线OA 、OB 的斜率之积为1-,所以OA OB ⊥,即0OA OB ⋅=, 所以2121240x x y y t t +=-=,所以4t =,所以直线AB 的方程为4x my =+,21248x x m +=+, 从而圆心为()224,2O m m +',由平行四边形的四边平方和等于对角线平方和(用向量法易证),得()(222222244MP MQMO PQ MO ''+=+=+()()2222422144148161816202m m m m m ⎛⎫⎡⎤=-++=-++=-+ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭, 所以222218102MP MQ m ⎛⎫+=-+ ⎪⎝⎭,所以当m =时,22MP MQ +的最小值为10. 故答案为:10【点睛】解决直线与抛物线的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、抛物线的条件;(2)强化有关直线与抛物线联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、向量的数量积、三角形的面积等问题.16.【分析】利用双曲线的定义分别表示再利用勾股定义和双曲线的定义建立等量关系求双曲线的离心率【详解】设根据双曲线的定义可知即得得中即得根据双曲线的定义即得所以得故答案为:【点睛】方法点睛:本题考查直线与【分析】利用双曲线的定义分别表示1212,,,AF AF BF BF ,再利用勾股定义和双曲线的定义建立等量关系,求双曲线的离心率. 【详解】设2AF x =,22BF x =,1AF y =,根据双曲线的定义可知1212AF AF BF BF -=-, 即12y x BF x -=-,得1BF y x =+,120AF AF ⋅=,12AF AF ∴⊥,()()2223y x y x ∴+=+,得4y x =,12Rt AF F △中,222124AF AF c +=,即22174x c =,得17x =,根据双曲线的定义122AF AF a -=,即32x a =,得23x a =,23a =,得c e a ==故答案为:3【点睛】方法点睛:本题考查直线与双曲线的位置关系的综合问题,考查学生的转化和计算能力,属于中档题型,求离心率是圆锥曲线常考题型,涉及的方法包含1.根据,,a b c 直接求,2.根据条件建立关于,a c 的齐次方程求解,3.根据几何关系找到,,a b c 的等量关系求解.17.【分析】作出图形过点作垂直于抛物线的准线于点可得出可知当取最小值时即直线与抛物线相切时最大可求出直线的斜率求出点的坐标利用对称性可求得点的坐标抛物线的焦点弦长公式进而可求得弦的长度【详解】设点为第一 解析:8【分析】作出图形,过点A 作AE 垂直于抛物线218y x =的准线于点E ,可得出1sin AM AFAME=∠,可知当AME ∠取最小值时,即直线AM 与抛物线相切时,AM AF 最大,可求出直线AM 的斜率,求出点A 的坐标,利用对称性可求得点B 的坐标,抛物线的焦点弦长公式,进而可求得弦AB 的长度. 【详解】设点A 为第一象限内的点,过点A 作AE 垂直于抛物线218y x =的准线于点E ,如下图所示:由抛物线的定义可得AE AF =,则1sin AM AM AFAEAME==∠,可知当AME ∠取最小值时,即直线AM 与抛物线相切时,AM AF最大,抛物线218y x =的焦点为()0,2F ,易知点()0,2M -. 当直线AM 与抛物线218y x =相切时,直线AM 的斜率存在, 设直线AM 的方程为2y kx =-,联立228y kx x y=-⎧⎨=⎩,消去y 得28160x kx -+=,264640k ∆=-=,因为点A 在第一象限,则0k >,解得1k =,方程为28160x x -+=,解得4x =,此时,228x y ==,即点()4,2A ,此时AB y ⊥轴,由对称性可得()4,2B -, 因此,448AB =+=. 故答案为:8 【点睛】方法点睛:有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式12AB x x p =++或12AB y y p =++,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.18.【分析】设利用可得即可求得利用两点间距离公式求出面积利用基本不等式即可求最值【详解】设由可得解得:所以当且仅当时等号成立所以的面积的最小值为故答案为:【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是设坐标采用 解析:16【分析】设211,4y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,4y B y ⎛⎫⎪⎝⎭,利用OA OB ⊥可得0OA OB ⋅=即可求得1216y y =-,利用两点间距离公式求出OA 、OB ,面积12OABS OA OB =,利用基本不等式即可求最值. 【详解】设211,4y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,4y B y ⎛⎫⎪⎝⎭, 由OA OB ⊥可得2212121212104416y y y y OA OB y y y y ⎛⎫⋅=⨯+=+= ⎪⎝⎭, 解得:1216y y =-,OA y =OB y ==11122OABSO y O y A B ==12⨯==,22221212216161616y y y y +=+≥=,所以16OABS≥==,当且仅当12y y =时等号成立, 所以OAB 的面积的最小值为16, 故答案为:16. 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是设A ,B 坐标,采用设而不求的方法,将OA OB ⊥转化为0OA OB ⋅=,求出参数之间的关系,再利用基本不等式求12OABSOA OB =的最值. 19.【分析】作出图像根据抛物线定义和性质将距离之和转化为动点到直线和焦点距离之和最小值数形结合得焦点到直线的距离最小【详解】解:作出图像如下:根据抛物线定义有动点到直线和直线距离之和为当点位于图中的时取解析:16 5【分析】作出图像,根据抛物线定义和性质将距离之和转化为动点P到直线1l和焦点距离之和最小值,数形结合得焦点F到直线1l的距离最小.【详解】解:作出图像如下:根据抛物线定义有动点P到直线1l和直线2l距离之和为PA PB PB PF+=+当点P位于图中的P'时取得最小值,此时最小值为焦点F到直线1l的距离,由距离公式得:4121655 d+==故答案为:16 5【点睛】抛物线性质的应用技巧:(1)利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线时,关键是将抛物线方程化成标准方程;(2)要结合图形分析,灵活运用平面图形的性质简化运算.20.【分析】作出图形根据已知条件可得出与的大小关系再利用公式可求得双曲线的离心率的取值范围【详解】如下图所示双曲线的渐近线方程为由于过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点由图可知直线的倾斜解析:23⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭【分析】作出图形,根据已知条件可得出ba与tan6π的大小关系,再利用公式21bea⎛⎫=+ ⎪⎝⎭得双曲线的离心率的取值范围.【详解】如下图所示,双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的渐近线方程为b y x a =±,由于过点F 且倾斜角为6π的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点, 由图可知,直线by x a =的倾斜角6πα≥,所以,3tan 6b a π≥= 因此,2222222313c c a b b e a a a a +⎛⎫==+ ⎪⎝⎭. 所以,该双曲线的离心率为取值范围是23⎫+∞⎪⎪⎣⎭. 故答案为:23⎫+∞⎪⎪⎣⎭. 【点睛】方法点睛:求双曲线离心率或离心率范围的两种方法: 一种是直接建立e 的关系式求e 或e 的范围;另一种是建立a 、b 、c 的齐次关系式,将b 用a 、e 表示,令两边同除以a 或2a 化为e 的关系式,进而求解.三、解答题21.(1)22184x y +=;(2)230x y -+=.【分析】(1)根据两圆内切,以及圆过定点1(2,0),F -列式求轨迹方程;(2)利用重心坐标公式可知122x x +=-,122y y +=,再设直线AB 的方程为,y kx m =+与椭圆方程联立,利用根与系数的关系求解直线方程. 【详解】(1)由已知可得12MF rMF r ⎧=⎪⎨=⎪⎩,两式相加可得12124,MF MF F F +=>= 则点M的轨迹是以1F 、2F 为焦点,长轴长为2,a c == 因此曲线Γ的方程是22 1.84y x +=(2)因为20PF PA PB ++=, 则点20,3P ⎛⎫⎪⎝⎭是2F AB 的重心, 易得直线AB 的斜率存在,设直线AB 的方程为()()1122,,,,y kx m A x y B x y =+,121212122020,,2,2333x x y y x x y y ++++∴==∴+=-+= 联立 22,184y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 消 y 得: ()222214280k x kmx m +++-= ()()()2222222216421288840,840k m k m k m k m ∴∆=-+-=-+>∴-+>且 1224221kmx x k -+==-+① ()1211122222y y kx m kx m k x x m k m ∴+=+++=++=-+=②由①②解得 13,,22k m == 则直线AB 的方程为 13,22y x =+ 即 230.x y -+=【点睛】本题考查直线与椭圆的问题关系,本题的关键是根据20,PF PA PB ++=求得122x x +=-,122y y +=.22.(1)22163x y +=;(2)12.【分析】(1)椭圆C 过点()2,1A ,()2,1B --,在点A 处的切线方程为3y x =-+,可用待定系数法求椭圆的标准方程;(2)用设而不求法把p ,q 表示出来,整理化简即可. 【详解】(1)由题意知椭圆C 在()2,1A 处的切线方程为2221x y a b +=也为3y x =-+,∴222113a a b b ⎧=⎪==⇒⎨=⎪⎩椭圆C 的方程为22163x y +=.(2)直线l 的方程为()3y k x =-,()11,M x y ,()22,N x y()()2222232696026y k x x k x x x y ⎧=-⇒+-+-=⎨+=⎩ ()222212121860k xk x k +-+-=直线AM 方程为:()111212y y x x -=-+-,令()1151312y x p x --=-⇒=+- 直线AN 方程为()221212y y x x -=-+-,令()2251312y x q x --=-⇒=+- ∴()()1212121231311152522222k x k x y y p q x x x x ⎡⎤----⎛⎫--+=-++=-++⎢⎥⎪----⎝⎭⎣⎦ ()()()()()121212122121452105122222k x k k x k x x k k x x x x ⎡⎤------+-=-++=-++⋅+⎢⎥----⎣⎦()()()222222221241************121244105122210512212k k k k k k k k k k k k k k -+=-++⋅+--+++-=-++⋅+-=-++⋅+=.即12p q +=.【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)"设而不求"是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题.23.(1)2214x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)先分析椭圆M 经过P 1、P 3、P 2,用待定系数法求标准方程;(2)先用联立方程组,设而不求法把以AB 为直径的圆经过C,找到两个参数的关系,证明直线过定点. 【详解】(1)2214x y +=; 由题意,点112P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,与点312P ⎫⎪⎭,关于原点对称, 根据椭圆的对称性且椭圆过其中的三个点可知,点112P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,和点312P ⎫⎪⎭,都在椭圆上, 又因为点312P ⎫⎪⎭,与点)4P 1不可能同时在椭圆上,即椭圆过点112P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,312P ⎫⎪⎭,,()20,1P ,所以(2222121a b⎛⎫ ⎪⎝⎭+=, 且2222011a b+=, 故24a =,21b =,所以,椭圆M 的方程为2214x y +=.(2)直线l 恒过点6,05⎛⎫⎪⎝⎭. 由题意,可设直线AB 的方程()2x ky m m =+≠,联立2214x y x ky m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩消去x ,得()2224240k y kmy m +++-=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则有12224km y y k -+=+,212244m y y k -⋅=+① 又以线段AB 为直径的圆过椭圆的右顶点C ,0CA CB =∴⋅,由()112,CA x y =-,()222,CB x y =- 得()()1212220x x y y --+= , 将11x ky m =+,22x ky m =+代入上式得()()()()2212121220ky y k m y y m ++-++-=,将①代入上式求得65m =或2m =(舍), 则直线l 恒过点6,05⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)"设而不求"是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题;(3)证明直线过定点,通常有两类:①直线方程整理为斜截式y=kx+b ,过定点(0,b );②直线方程整理为点斜式y - y o =k (x- x 0),过定点(x 0,y 0) . 24.(1)证明见解析;(2)()2224x y +-=. 【分析】(1)设出直线方程与抛物线方程联立,由OA OB ⊥转化为坐标形式再利用韦达定理表示可得答案;(2)判断出直线AB 过定点()0,4M ,由⊥OD AB 于点D ,得到点D 在以OM 为直径的圆上可得答案. 【详解】(1)证明:由题意直线AB 的斜率存在,可设方程为y kx b =+,0b ≠,由24y kx bx y=+⎧⎨=⎩可得2440x kx b --=, 所以1x ,2x 是该方程的两根,所以216160k b ∆=+>, 且124x x k +=,124x x b =-,OA OB ∴⊥,12120x x y y ∴+=,即()()()()221212121210x x kx b kx b k x x bk x x b +++=++++=,可得()2224140kb k b b-+++=,0b ≠,解得4b =,此时216160k b ∆=+>成立,12416x x b ∴=-=-.(2)由(1)可得直线AB 的方程为4y kx =+, 所以直线AB 过定点()0,4M ,又⊥OD AB 于点D ,所以点D 在以OM 为直径的圆上,可得点D 的轨迹方程为()2224x y +-=.【点睛】本题考查了直线与抛物线的位置关系,利用韦达定理解决问题时注意判别式的范围,要熟练掌握基础知识及转化能力.25.(1)证明见解析;(2)证明见解析. 【分析】 (1)设211,12A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,12B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,即可得到0OA OB ⋅=,从而得证;(2)对函数求导,利用导数的几何意义求出过点A 、B 的切线1l 、1l 的方程,即可得到12122y x x ==-,即可得证; 【详解】 解:(1)设211,12A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,12B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 把2y kx =+代入212y x =,得2240x kx --=. 由韦达定理得122x x k +=,124x x =-.()22211221212111,,0224OA OB x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫∴⋅=⋅=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 所以OA OB ⊥(2)212y x =,y x '∴=, 故经过点211,12A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的切线1l 的方程为:()211112y x x x x -=-, 即21112y x x x =-,①同理,经过点222,12B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的切线2l 的方程为:22212y x x x =-,②21x x ⨯-⨯①②,得12122y x x ==-. 即点M 在直线:2l y =-上. 【点睛】(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.26.(1)2p =;(2))1y x =±- 【分析】(1)根据题意得,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,当l x ⊥轴时,l 的方程为:2p x =,进而与抛物线联立得,2p A p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p B p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,故24AB p ==,进而得答案; (2)由(1)得抛物线C :24y x =,()1,0F ,设直线l 方程为:()1y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y ,进而与抛物线联立方程得212224k x x k++=,121=x x ,再结合焦半径公式和2AF BF =得1221x x =+,进而得212x =,12x =,故21222452k x x k ++==,解方程得k =±. 【详解】解:(1)根据题意得:,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭, 当l x ⊥轴时,l 的方程为:2p x =,与抛物线22y px =联立方程得,2p A p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p B p ⎛⎫- ⎪⎝⎭所以24AB p ==,解得2p =.(2)由(1)得抛物线C :24y x =,()1,0F ,根据题意,直线l 的斜率存在,故设直线l 方程为:()1y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y ,与抛物线联立方程()241y x y k x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩得:()2222240k x k x k -++=,所以()224224416160k k k ∆=+-=+>所以212224k x x k++=,121=x x , 因为2AF BF =,故根据焦半径公式得:()121212AF x x BF =+=+=,即:1221x x =+,所以()22211x x +=,即222210x x +-=,解得212x =或21x =-(舍) 所以12212x x =+=,所以21222452k x x k ++==,即:28k =,解得k =±所以直线l 方程为:)1y x =±-. 【点睛】本题考查抛物线的焦半径公式,过焦点的弦的方程,考查运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于根据2AF BF =,并结合焦半径公式得1221x x =+,进而直线l 方程与抛物线方程联立,利用韦达定理求解.。