圆椎曲线典型综合题目

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22.(本小题满分14分)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,给定两点A (1,0)、B (0,2),点c 满足OC = αOA +βOB ,其中α ,R ∈β,且.122=+βα(Ⅰ)求点C 的轨迹方程;(Ⅱ)过点D (2,0)的直线l 和点C 的轨迹交于不同的两点M 、N ,且M 在D 、N之间,记的取值范围求λλ=。

22.解法一:(Ⅰ)设点),(y x C ,由βα+=:⎩⎨⎧==βα2y x …………2分现由122=+βα得点C 的轨迹方程为1422=+y x 。

……………4分 (Ⅱ)由已知,直线l 的斜率存在,因此,设直线l 的方程为)2(-=x k y 。

…………5分代入方程1422=+y x 并整理得: 0444)4(2222=-+-+k k x k 。

由判别式△>0可得)44)(4(416224-+-k k k >0。

∴20k ≤<34 (7)分设),(),,(2211y x N y x M ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=+4444422212221k k x x k k x x ①由条件=λλ=,则2221--=x x λ且0<λ<1。

……………9分由①知,416)2()2(221+-=-+-k x x ,4124)(2)2)(2(2212121+=++-=--k x x x x x x 。

∴64123)1(22+=+k λλ。

……………………11分又∵20k ≤<34,∴641231632+≤k <41,∴2)1(163+≤λλ<41, 又∵<λ<1,∴λ≤31<1。

………………14分解法二:(Ⅰ)设点),,(y x C 由βα+=,得⎩⎨⎧==βα2y x (2)分再由122=+βα得点C 的轨迹方程为1422=+y x (Ⅱ)当直线l与x轴重合时,易得31=λ ……………………5分当直线l 与x 轴不重合时,设),(),,(2211y x N y x M ,直线l 的方程为)0(2≠+=m my x ,代入方程1422=+y x 消去x 得: 01216)14(22=+++my y m由判别式△>,可得m 2>43…………………7分 设),(),,(2211y x N y x M则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-=+14121416221221m y y m m y y ①由条件λλλ===21,y y DN DM 则且0<λ< 1…………………9分∴,21)(21221++=+λλy y y y 将①式代入得:.312642122+=++m m λλ…………………11分由<>4 :432得m ,3163126422<+m m ∴4.31012,31621<+<∴<++<λλλλ 又<01<λ,所以.131<<λ…………………13分综上所述, 131<≤λ…………………14分20. 双曲线C 与椭圆22184x y +=有相同的焦点,直线y=x 3为C 的一条渐近线. (1)求双曲线C 的方程;(2)过点P(0,4)的直线l ,交双曲线C 于A,B 两点,交x 轴于Q 点(Q 点与C 的顶点不重合).当QB QA 21λλ==,且3821-=+λλ时,求Q 点的坐标. 解:(Ⅰ)设双曲线方程为22221x y a b -= 由椭圆22184x y += 求得两焦点为(2,0),(2,0)-,∴对于双曲线:2C c =,又y =为双曲线C 的一条渐近线∴ba=解得 221,3a b ==,∴双曲线C 的方程为2213y x -= (Ⅱ)解法一:由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零。

设l 的方程:114,(,)y kx A x y =+,22(,)B x y 则4(,0)Q k- ∵QA 1λ=11144(,4)(,)x y k kλ∴--=+111111114444()44x k k x k k y y λλλλ⎧=--⎧⎪-=+⎪⎪∴⇒⎨⎨⎪⎪-==-⎩⎪⎩∵11)(,A x y 在双曲线C 上,∴2121111616()10k λλλ+--= ∴222211161632160.3k k λλλ++--= ∴2221116(16)32160.3k k λλ-++-=同理有:2222216(16)32160.3k k λλ-++-= 若2160,k -=则直线l 过顶点,不合题意.2160,k ∴-≠12,λλ∴是二次方程22216(16)32160.3k x x k -++-=的两根. 122328163k λλ∴+==--24k ∴=, 此时0,2k ∆>∴=±.∴所求Q 的坐标为(2,0)±. 解法二:由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零 设l 的方程,11224,(,),(,)y kx A x y B x y =+,则4(,0)Q k-. 1PQ QA λ=,Q ∴分PA 的比为1λ.由定比分点坐标公式得1111111111144(1)14401x x k k y y λλλλλλλ⎧⎧-==-+⎪⎪+⎪⎪→⎨⎨+⎪⎪=-=⎪⎪+⎩⎩下同解法一解法三:由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零 设l 的方程:11224,(,),(,)y kx A x y B x y =+,则4(,0)Q k-. 12PQ QA QB λλ==,111222444(,4)(,)(,)x y x y k kkλλ∴--=+=+. 11224y y λλ∴-==,114y λ∴=-,224y λ=-,又1283λλ+=-,121123y y ∴+=,即12123()2y y y y += 将4y kx =+代入2213y x -=得222(3)244830k y y k --+-= 230k -≠,否则l 与渐近线平行。

212122224483,33k y y y y k k-∴+==--。

222244833233k k k-∴⨯=⨯--2k ∴=±(2,0)Q ∴± 解法四:由题意知直线l 得斜率k 存在且不等于零,设l 的方程:4y kx =+,1122(,),(,)A x y B x y ,则4(,0)Q k-1PQ QA λ=,11144(,4)(,)x y k k λ∴--=+。

∴1114444k kx x kλ-==-++ 同理1244kx λ=-+1212448443kx kx λλ+=--=-++.即 2121225()80k x x k x x +++=。

(*)又22413y kx y x =+-= 消去y 得22(3)8190k x kx ---=.当230k -=时,则直线l 与双曲线得渐近线平行,不合题意,230k -≠。

由韦达定理有:12212283193k x x k x x k +=-=-- 代入(*)式得24,2k k ==±∴所求Q 点的坐标为(2,0)±。

20.(本小题满分13分)如图,三角形ABC 的三个顶点在抛物线y =2x 2上,M (0, a )(a >0)为定点,且⋅=0. (Ⅰ)若A 点坐标为(―1, 2),求证:直线BC 过定点;(Ⅱ)若A 是动点,B 在坐标原点处,点N 满足:=21-+)(,求||的最小值.20.(Ⅰ)设B (x 1, 2x21), C (x 2, 2x22),则k BC =12212222x x x x --=2(x 1+x 2)……………………(1分)∴直线BC 的方程为y ―2x21=2(x 1+x 2)(x ―x 1),即y =2(x 1+x 2)x ―2x 1x 2①……………………………………(2分)=(x 1+1, 2x 21―2),=(x 2+1, 2x 22―2)…………………………………………(3分) 由·=0得,(x 1+1)(x 2+1)+4(x 21―1)(x 22―1)=0,∵x 1≠―1, x 2≠―1,∴1+4(x 1―1)(x 2―1)=0,即2x 1x 2=2(x 1+x 2)―25…………………………………………………………(4分) 代入①得y =2(x 1+x 2)(x ―1)+25……………………(5分)∴直线BC 过定点(1, 25)…………………………(6分)(Ⅱ)设A (t , 2t 2)(t ≠0),则k AB =t t 22=2t ,∵AB ·AC =0,∴k AC =―t21…………(7分)直线AC 的方程为y ―2t 2=―t 21(x ―t ),联立⎪⎩⎪⎨⎧=--=-222)(212x y t x t t y 解得x C =―t 41―t ……………………………………………………………………………………………(8分)由=21(+)―得=21(+),∴N 是BC 的中点,∴x N =21x C , y N =21y C =x 2C ………………………………………………………………………………(9分) |MN |2=x 2N +(y N ―a )2=222)(41a x x CC -+,设z =x 2C ,则z =(t 41+t )2≥1,∴|MN |2=z 2+(41―2a )z +a 2(z ≥1)………………………………………………………………………………(10分)当0<a ≤89时,f (z )=z 2+(41―2a )z +a 2,在[1, +∞)上是增函数,f (z )min =f (1)=a 2―xx2a +45………………………………………………………………………………………(11分) 当a >89时,f (z )min =641414)241(422-=⨯--a a a ……………………………………(12分) ∴||min =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-≤<+-89a 1612189a 0 4522a a a …………………………………………(13分)18. (本小题满分14分)一束光线从点)0,1(1-F 出发,经直线032:=+-y x l 上一点P 反射后,恰好穿过点)0,1(2F .(Ⅰ)求点1F 关于直线l 的对称点1F '的坐标; (Ⅱ)求以1F 、2F 为焦点且过点P 的椭圆C 的方程;(Ⅲ)设直线l 与椭圆C 的两条准线分别交于A 、B 两点,点Q 为线段AB 上的动点,求点Q 到2F 的距离与到椭圆C 右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点Q 的坐标.解:(Ⅰ)设1F '的坐标为),(n m ,则211-=+m n 且032212=+--⋅nm .……2分 解得52,59=-=n m , 因此,点 1F '的坐标为)52,59(-. …………………4分(Ⅱ)11PF F P =' ,根据椭圆定义, 得||||||22121F F PF F P a '=+'=22)052()159(22=-+--=,……………5分 2=∴a ,112=-=b .∴所求椭圆方程为1222=+y x . ………………………………7分 (Ⅲ)22=ca ,∴椭圆的准线方程为2±=x . …………………………8分 设点Q 的坐标为)32,(+t t )22(<<-t ,1d 表示点Q 到2F 的距离,2d 表示点Q 到椭圆的右准线的距离. 则10105)32()1(2221++=++-=t t t t d ,22-=t d .22221)2(225210105-++⋅=-++=t t t t t t d d , ……………………………10分令22)2(22)(-++=t t t t f )22(<<-t ,则3422)2()86()2()2(2)22()2()22()(-+-=--⋅++--⋅+='t t t t t t t t t f , 当0)(,342<'-<<-t f t ,0)(,234>'<<-t f t , 34-=t ,0)(='t f .∴ )(t f 在34-=t 时取得最小值. ………………………………13分因此,21d d 最小值=22)34(5=-⋅f ,此时点Q 的坐标为)31,34(-.…………14分注:)(t f 的最小值还可以用判别式法、换元法等其它方法求得.说明:求得的点Q )31,34(-即为切点P ,21d d 的最小值即为椭圆的离心率. 18.(本题满分14分)已知椭圆方程为22128x y +=,射线2(0)y x x =≤与椭圆的交点为,M 过M 作倾斜角互补的两条直线,分别与椭圆交于B A 、两点(异于M ).(I )求证: 直线AB 的斜率2AB k =;(II )求△AMB 面积的最大值.18.本题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、直线与方程的位置关系等解析几何的基础知识和基本思想方法,考察推理及运算能力。