2018届苏教版(文) 专题5 高考解答题鉴赏——圆锥曲线 单元测试57

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课时作业57 高考解答题鉴赏——圆锥曲线
1.(2017²广州五校联考)已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e=22,且经过点(6,
1),O为坐标原点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)圆O是以椭圆E的长轴为直径的圆,M是直线x=-4在x轴上方的一点,过M作圆
O的两条切线,切点分别为P、Q,当∠PMQ=60°时,求直线PQ
的方程.

解:(1)由题意可得e=ca=22,
∵椭圆E经过点(6,1),∴6a2+1b2=1,
又a2-b2=c2,解得a=22,b=2,
∴椭圆E的标准方程为x28+y24=1.
(2)连接OM,OP,OQ,OM与PQ交于点A,依题意可设M(-4,m).由圆的切线性质及∠
PMQ=60°,可知△OPM为直角三角形且∠OMP=30°,∵|OP|=22,∴|OM
|=42,∴

-42+m2=42,
又m>0,解得m=4,∴M(-4,4),
∴直线OM的斜率kOM=-1,
由MP=MQ,OP=OQ可得OM⊥PQ,
∴直线PQ的斜率kPQ=1,
设直线PQ的方程为y=x+n,
∵∠OMP=30°,∴∠POM=60°,∴∠OPA=30°,由|OP|=22知|OA|=2,即点
O

到直线PQ的距离为2,∴|n|12+-12=2,解得n=±2(舍去负值),
∴直线PQ的方程为x-y+2=0.
2.如图,分别过椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点F1,F2的动直线l1,l2相交于
P点,l1,l2与椭圆E分别交于A,B与C,D且这四点两两不同,直线OA,OB,OC,OD
的斜

率k1,k2,k3,k4满足k1+k2=k3+k4.已知当l1与x轴重合时,|AB|=23,|CD|=433.
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(1)求椭圆E的方程;
(2)是否存在定点M,N,使|PM|+|PN|为定值?若存在,求出M,N点坐标;若不存在,
说明理由.
解:(1)当l1与x轴重合时,由2a=|AB|

=23,得a2=3.又2b2a=|CD|=433,所以b2=2,所以椭圆E的方程为x23+y22=1.
(2)焦点F1,F2的坐标分别为(-1,0),(1,0),当直线l1或l2的斜率不存在时,P点的
坐标为(-1,0)或(1,0).
当斜率存在时,设直线l1,l2的斜率分别为m1,m2,设A(x1,y1),B(x2,y2),由






x23+y
2
2
=1,

y=m1x
+1

得(2+3m21)x2+6m21x+3m21-6=0,
所以x1+x2=-6m212+3m21,x1x2=3m21-62+3m21,

所以k1+k2=y1x1+y2x2=m1x1+1x1+x2+1x2
=m12+x1+x2x1x2=-4m1m21-2.
同理k3+k4=-4m2m22-2.
∵k1+k2=k3+k4,∴-4m1m21-2=-4m2m22-2,
即(m1m2+2)(m2-m1)=0,
由题意得m1≠m2,∴m1m2+2=0.

设P(x,y),则yx+1²yx-1+2=0,即y22+x2=1(x≠±1).
当直线l1或l2的斜率不存在时,P点坐标为(-1,0)或(1,0)也满足上式,所以P(x,y)
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在椭圆y22+x2=1上.
所以存在点M,N,其坐标分别为(0,-1),(0,1),使得|PM|+|PN|为定值22.
3.已知动点P到定点F(1,0)和直线l0:x=2的距离之比为22,设动点P的轨迹为曲
线E,过点F作垂直于x轴的直线与曲线E相交于A,B两点,直线l:y=mx+n与曲线
E
交于C,D两点,与线段AB相交于一点(与A,B不重合).
(1)求曲线E的方程;
(2)当直线l与圆x2+y2=1相切时,四边形ACBD的面积是否有最大值?若有,求出其
最大值及对应的直线l的方程;若没有,请说明理由.

解:(1)设点P(x,y),由题意可得x-12+y2|x-2|=22,整理可得x22+y2=1,即曲线
E的方程是x22+y
2
=1.

(2)设C(x1,y1),D(x2,y2),由已知可得|AB|=2.
当m=0时,不合题意.

当m≠0时,由直线l与圆x2+y2=1相切,可得|n|m2+1=1,即m2+1=n2.

联立 y=mx+n,x22+y2=1,消去y得m2+12x2+2mnx+n2-1=0.Δ=4m2n2-4m2+12(n2-1)
=2m2>0,
所以x1+x2=-4mn2m2+1,x1x2=2n2-22m2+1,

则S四边形ABCD=12|AB||x2-x1|
=22m2-n2+12m2+1=2|m|2m2+1
=22|m|+1|m|≤22,

当且仅当2|m|=1|m|,即m=±22时等号成立,此时n=±62.经检验可知,直线y=
2
2

x-62和直线y=-22x
+62符合题意.
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1.(2017²贵阳监测)设点F1(-c,0),F2(c,0)分别是椭圆C:x2a2+y2=1(a>1)的左、右
焦点,P为椭圆C上任意一点,且PF1→²PF2→的最小值为0.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点,作F1M⊥l,F2N⊥l分别
交直线l于M,N两点,求四边形F1MNF2面积S的最大值.

解:(1)设P(x,y),则PF1→=(-c-x,-y),PF2→=(c-x,-y),∴PF1→²PF2→=x2+
y
2
-c2=a2-1a2x2+1-c2,x∈[-a,a],由题意得,1-c2=0,c=1,则a2=2,∴椭圆C的方

程为x22+y2=1.
(2)将直线l的方程l:y=kx+m代入椭圆C的方程x22+y2=1中,得(2k2+1)x2+4
kmx
+2m2-2=0,则Δ=16k2m2-4(2k2+1)(2m2-2)=0,化简得:m2=2k2+1.
设d1=|F1M|=|-k+m|k2+1,

d2=|F2N
|=|k+m|k2+1.

①当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,则
|d1-d2|=|MN|²|tanθ|,∴|MN|=1|k|²

|d1-d2|,∴S=12²1|k|²|d1-d2|²(d1+d2)=2|m|k2+1=4|m|m2+1=4|m|+1|m|,∵m2=2k2+1,

∴当k≠0时,|m|>1,|m|+1|m|>2,即S<2.
②当k=0时,四边形F1MNF2是矩形,此时S=2.∴四边形F1MNF2面积S的最大值为2.
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2.(2017²石家庄一模)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e=12,点A为椭圆上一
点,∠F1AF2=60°,且S△F1AF2=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,且与直线x=4相交于点Q.
问:在x轴上是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过定点M?若存在,求出点M的坐标;
若不存在,说明理由.

解:(1)由e=12可得a2=4c2,①

S△F1AF2=12|AF1||AF
2
|sin60°=3,

可得|AF1||AF2|=4,
在△F1AF2中,由余弦定理可得|F1A|2+|F2A|2-2|F1A|²|F2A|cos60°=4c2,
又|AF1|+|AF2|=2a,可得a2-c2=3,②
联立①②得a2=4,c2=1,∴b2=3,

∴椭圆C的方程为x24+y23=1.

(2)设点P(x0,y0),由 y=kx+m,x24+y23=1
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
由题意知Δ=64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0,∴x0=-
4
km
4k2+3

=-4km,y0=3m,∴P-4km,3m.

由 y=kx+m,x=4得Q(4,4k+m),
假设存在点M,坐标为(x1,0),则MP→=



-4km-x1,
3

m
,MQ→=(4-x1,4k+m).

∵以PQ为直径的圆恒过M点,∴MP→²MQ→=0,即-16km+4kx1m-4x1+x21+12km+3=0,
∴(4x1-4)km+x21-4x1+3=0对任意k,m都成立.
则 4x1-4=0,x21-4x1+3=0,解得x1=1,
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故存在定点M(1,0)符合题意.