解析几何基础练习含答案
23.已知双曲线 的离心率为 ,则点 到 的渐近线的距离为()
A. B. C. D.
24.抛物线 的焦点坐标为()
A. B. C. D.
25.若抛物线 上的点 到其焦点的距离是点 到 轴距离的3倍,则 等于()
A.2B.4C.6D.8
26.已知抛物线 的焦点与双曲线 的一个焦点重合,则该双曲线的渐近线方程为().
A. B. C. D.
14.已知椭圆 的焦点为 、 ,过焦点 的直线与 交于 、 两点,若 , ,则椭圆 的方程为()
A. B.
C. D.
15.椭圆 =1的焦点为F1和F2,点P在椭圆上,如果线段PF1的中点在y轴上,那么|PF1|是|PF2|的()
A.7倍B.5倍C.4倍D.3倍
16.已知椭圆 的上下焦点为 , ,点 在椭圆上,则 的最大值是()
6.B7.B8.B9.B10.D
11.B12.D13.B14.B15.A
16.B17.B18.A19.B20.D
21.D22.D23.D24.D25.D
26.C27.A
28.BCD
29. ;
30.
31.
32.1
33.
34.
35.
A. B.
C. D.
27.已知点 是抛物线 的焦点,点 在抛物线上,若 ,则该抛物线的方程为()
A. B. C. D.
二、多选题
28.下列说法正确的是()
A.双曲线 的渐近线方程是
B.双曲线 的离心率
C.双曲线 的焦点 到渐近线的距离是
D.双曲线 ,直线 与双曲线交于 两点,若 的中点坐标是 ,则直线 的方程为
解析几何基础练习35道(限时90分钟,满分175分)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.点 到直线 距离的最大值是()
A. B. C. D.
2.已知直线 经过点 ,且与直线 垂直,则直线 的方程是()
A. B.
C. D.
3.已知椭圆 B. C. D.
4.以抛物线 的焦点为圆心,且过坐标原点的圆的方程为()
A. B.
C. D.
5.过点 的直线 与圆 相切,则直线 在 轴上的截距为()
A. B. C. D.
6.若圆 与双曲线 ( , )的一条浙近线相切,则此双曲线的渐近线方程为()
A.9B.16C.25D.27
17.已知双曲线的渐近线为 ,且过点 ,则该双曲线的标准方程为()
A. B. C. D.
18.已知斜率为 的直线 与双曲线 : ( , )相交于 、 两点,且 的中点为 .则 的离心率为()
A. B. C. D.
19.双曲线 的一个焦点到渐近线的距离为 ,则双曲线 的离心率是()
A. B. C. D.
10.已知 是椭圆 的两个焦点, 为椭圆 上一点,且 ,则 ()
A. B. C. D.
11.若一个椭圆的焦距、短轴长、长轴长组成一个等比数列,则该椭圆的离心率 ()
A. B. C. D.
12.已知椭圆 ,长轴在 轴上,若焦距为4,则m等于()
A.4B.5C.7D.8
13.与双曲线 的焦点相同,且离心率为 的椭圆的标准方程为()
三、填空题
29.圆 的圆心到直线 的距离为 ,则 __________.
30.已知抛物线 的焦点到双曲线 的渐近线的距离为 ,则实数 的值为_____.
31.已知圆 上一动点Q,则点 到点Q的距离的最小值为______.
32.已知 为双曲线 的一个焦点,则点 到双曲线 的一条渐近线的距离为_______.
33.若双曲线以椭圆 的两个顶点为焦点,且经过椭圆的两个焦点,则双曲线的标准方程为_________.
34.已知椭圆中心在原点,一个焦点为 ,且长轴长是短轴长的2倍,则该椭圆的标准方程为________
35.已知抛物线的标准方程为 ,则该抛物线的准线方程为______.
参考答案
1.D2.A3.D4.A5.D
A. B. C. D.
7.已知点 ,直线 与 椭圆相交于 两点,则 的周长为()
A.2B.8C.12D.16
8.已知椭圆 的左焦点为 ,右顶点为 ,点 在椭圆上,且 轴,直线 交 轴于点 ,若 ,则椭圆的离心率是()
A. B. C. D.
9.双曲线 的离心率为2,且其焦点与椭圆 的焦点重合,则 的值为()
A. B. C. D.
20.已知双曲线的中心在坐标原点,离心率 ,且它的一个顶点与抛物线 的焦点重合,则此双曲线的方程为()
A. B. C. D.
21.一个焦点为 且与 有相同离心率的双曲线的标准方程()
A. B. C. D.
22.已知椭圆E: 与双曲线C: 有相同的焦点,则双曲线C的渐近线方程为()
解析几何练习之常见曲面
常见曲面习题11.证明:如果2220a b c d ++->,那么由方程2222220x y z ax by cz d ++++++=给出的曲面是一球面,求出它的球心坐标和半径。
证明:将方程配方得222222()()()x a y b z c a b c d +++++=++-,由2220a b c d ++->,得到方程表示球心是(,,)a b c ---2.求过三点(3,0,0),(0,2,0),(0,0,1)的圆的方程。
解:空间中的圆可由过三点(3,0,0),(0,2,0),(0,0,1)的一个球面和一个平面的交线表示,设过该三点的球面方程为2220x y z ax by cz d ++++++=,得到930,420,10a d b d c d ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩球面方程为22294(1)032d dx y z x y d z d ++++---++=,其中d 任意。
过该三点的平面方程是132x yz ++=,所以所求圆的方程可以为 2226()2(9)3(4)6(1)60,23660x y z d x d y d z d x y z ⎧++-+-+-++=⎨++-=⎩ 其中d 任意。
3.证明曲线24224324,1,(,)1,1t x t t t y t t t t z t t ⎧=⎪++⎪⎪=∈-∞+∞⎨++⎪⎪=⎪++⎩在一球面上,并此球面方程。
证明:因为曲线满足2322222224242422242424()()()111()(1)11tt t x y z t t t t t t t t t t y t t t t++=++++++++=++==++++即22211()24x y z +-+=,所以曲线在一个球面上。
4.适当选取坐标系,求下列轨迹的方程(1)到两定点距离之比等于常数的点的轨迹; (2)到两定点距离之和等于常数的点的轨迹; (3)到定平面和定点等距离的点的轨迹。
高二数学解析几何练习题带答案
高二数学解析几何练习题带答案一、直线与平面的交点1. 已知直线AB的坐标为A(2,3,5)和B(-1,4,2),平面P 的方程为2x-y+z-1=0,求直线AB与平面P的交点。
解:设交点为M(x,y,z),则M同时满足直线AB的参数方程和平面P的方程,即:x = 2 + t(-1-2)y = 3 + t(4-3)z = 5 + t(2-5)代入平面P的方程得:2(2 + t(-1-2)) - (3 + t(4-3)) + (5 + t(2-5)) - 1 = 0化简得:-3t + 7 = 0解得t = 7/3代入直线AB的参数方程得:x = 2 + 7/3(-1-2) = -5/3y = 3 + 7/3(4-3) = 20/3z = 5 + 7/3(2-5) = -6/3所以,直线AB与平面P的交点为M(-5/3, 20/3, -6/3)。
二、直线的位置关系2. 设直线l1:(x-2)/3=y/2=(z-1)/4,直线l2:(x+1)/2=(y-3)/4=(z+2)/6,判断直线l1和直线l2的位置关系。
解:直线l1和l2方向向量分别为v1=(3,2,4)和v2=(2,4,6)。
若两条直线平行,则v1与v2平行或其比例相等。
计算v1与v2的比例:3/2 = 2/4 = 4/6 = 1/2所以,v1与v2的比例相等,即直线l1和l2平行。
若两条直线相交,则设交点为M(x,y,z),满足直线l1和l2的参数方程。
由直线l1的参数方程可得:x = 2 + 3ty = 2tz = 1 + 4t代入直线l2的参数方程得:(2 + 3t + 1)/2 = (2t - 3)/4 = (1 + 4t + 2)/6化简得:3t + 1 = 4t - 6 = 4t + 3解得t = -7/3代入直线l1的参数方程得:x = 2 + 3(-7/3) = -19y = 2(-7/3) = -14/3z = 1 + 4(-7/3) = -19/3所以,直线l1和l2的交点为M(-19, -14/3, -19/3)。
最新解析几何中设而不求专题练习(含参考答案)
解析几何中设而不求专题练习设而不求是解析几何的重要解题策略,在许多题目的解答中,常常可以起到简化计算的作用。
许多同学会问:什么情况下,可以通过设而不求解答问题呢?一、利用曲线与方程的关系:1. 已知两圆221:210240C x y x y +-+-=,222:2280C x y x y +++-=,求两圆的公共弦方程及弦长。
2. 过圆外一点P (a ,b )引圆222r y x =+的两条切线,求经过两个切点的直线方程。
二、利用圆锥曲线的定义:1. 已知椭圆2122F F 19y 25x 、,=+为焦点,点P 为椭圆上一点,3PF F 21π=∠,求21PF F S ∆。
三、利用点差法:1. 求过椭圆16y 4x 22=+内一点A (1,1)的弦PQ 的中点M 的轨迹方程。
四、利用韦达定理:1. 已知椭圆C 1的方程为1422=+y x ,双曲线C 2的左、右焦点分别为C 1的左、右顶点,而C 2的左、右顶点分别是C 1的左、右焦点. (Ⅰ)求双曲线C 2的方程; (Ⅱ)若直线2:+=kx y l 与椭圆C 1及双曲线C 2都恒有两个不同的交点,且l 与C 2的两个交点A和B 满足6<⋅OB OA (其中O 为原点),求k 的取值范围.2. 已知平面上一定点C (4,0)和一定直线P x l ,1:=为该平面上一动点,作l PQ ⊥,垂足为Q ,且0)2)(2(=-+→--→--→--→--PQ PC PQ PC .(1)问点P 在什么曲线上?并求出该曲线的方程;(2)设直线1:+=kx y l 与(1)中的曲线交于不同的两点A 、B ,是否存在实数k ,使得以线段AB 为直径的圆经过点D (0,-2)?若存在,求出k 的值,若不存在,说明理由.五、对多元问题,围绕解题目标,通过逐步消元,实现设而不求1. 抛物线20x y +=与过点(0,1)M -的直线l 相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,若直线OA 和OB 斜率之和是1,求直线l 的方程。
解析几何练习题及答案
解析几何一、选择题1.已知两点A (-3,3),B (3,-1),则直线AB 的斜率是()A.3B.-3C.33D.-33解析:斜率k =-1-33--3=-33,故选D.答案:D2.已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是()A.1B.-1C.-2或-1D.-2或1解析:①当a =0时,y =2不合题意.②a ≠0,x =0时,y =2+a .y =0时,x =a +2a,则a +2a=a +2,得a =1或a =-2.故选D.答案:D3.两直线3x +y -3=0与6x +my +1=0平行,则它们之间的距离为()A.4B.21313C.51326D.71020解析:把3x +y -3=0转化为6x +2y -6=0,由两直线平行知m =2,则d =|1--6|62+22=71020.故选D.4.(2014皖南八校联考)直线2x -y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是()A.x +2y -1=0B.2x +y -1=0C.2x +y -5=0D.x +2y -5=0解析:由题意可知,直线2x -y +1=0与直线x =1的交点为(1,3),直线2x -y +1=0的倾斜角与所求直线的倾斜角互补,因此它们的斜率互为相反数,直线2x -y +1=0的斜率为2,故所求直线的斜率为-2,所以所求直线的方程是y -3=-2(x -1),即2x +y -5=0.故选C.答案:C5.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值围是()A.π6,D.π3,π2解析:由题意,可作直线2x +3y -6=0的图象,如图所示,则直线与x 轴、y 轴交点分别为A (3,0),B (0,2),又直线l 过定点(0,-3),由题知直线l 与线段AB 相交(交点不含端点),从图中可以看出,直线l B.答案:B6.(2014一模)过点A (2,3)且垂直于直线2x +y -5=0的直线方程为()A.x -2y +4=0B.2x +y -7=0C.x -2y +3=0D.x -2y +5=0解析:直线2x +y -5=0的斜率为k =-2,∴所求直线的斜率为k ′=12,∴方程为y -3=12(x -2),即x -2y +4=0.答案:A7.过点(2,1)且在x 轴上截距与在y 轴上截距之和为6的直线方程为____________.解析:由题意知截距均不为零.设直线方程为x a +yb =1,b =6,+1b=1,=3=3=4=2.故所求直线方程为x +y -3=0或x +2y -4=0.答案:x +y -3=0或x +2y -4=08.(2014质检)若过点A (-2,m ),B (m,4)的直线与直线2x +y +2=0平行,则m 的值为________.解析:∵过点A ,B 的直线平行于直线2x +y +2=0,∴k AB =4-m m +2=-2,解得m =-8.答案:-89.若过点P (1-a,1+a )与Q (3,2a )的直线的倾斜角为钝角,则实数a 的取值围是________.解析:由直线PQ 的倾斜角为钝角,可知其斜率k <0,即2a -1+a 3-1-a <0,化简得a -1a +2<0,∴-2<a <1.答案:(-2,1)10.已知k ∈R ,则直线kx +(1-k )y +3=0经过的定点坐标是________.解析:令k =0,得y +3=0,令k =1,得x +3=0.+3=0,+3=0,=-3,=-3,所以定点坐标为(-3,-3).答案:(-3,-3)三、解答题11.已知两直线l 1:x +y sin α-1=0和l 2:2x sin α+y +1=0,试求α的值,使(1)l 1∥l 2;(2)l 1⊥l 2.解:(1)法一当sin α=0时,直线l 1的斜率不存在,l 2的斜率为0,显然l 1不平行于l 2.当sin α≠0时,k 1=-1sin α,k 2=-2sin α.要使l 1∥l 2,需-1sin α=-2sin α,即sin α=±22,∴α=k π±π4,k ∈Z .故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.法二由l 1∥l 22α-1=0,α≠0,∴sin α=±22,∴α=k π±π4,k ∈Z .故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.(2)∵l 1⊥l 2,∴2sin α+sin α=0,即sin α=0.∴α=k π,k ∈Z .故当α=k π,k ∈Z 时,l 1⊥l 2.12.设直线l 1:y =k 1x +1,l 2:y =k 2x -1,其中实数k 1,k 2满足k 1k 2+2=0.(1)证明l 1与l 2相交;(2)证明l 1与l 2的交点在椭圆2x 2+y 2=1上.证明:(1)假设l 1与l 2不相交,则l 1∥l 2即k 1=k 2,代入k 1k 2+2=0,得k 21+2=0,这与k 1为实数的事实相矛盾,从而k 1≠k 2,即l 1与l 2相交.(2)法一=k 1x +1,=k 2x -1解得交点P而2x 2+y 2=8+k 22+k 21+2k 1k 2k 22+k 21-2k 1k 2=k 21+k 22+4k 21+k 22+4=1.即P (x ,y )在椭圆2x 2+y 2=1上.即l 1与l 2的交点在椭圆2x 2+y 2=1上.法二交点P 的坐标(x ,y-1=k 1x ,+1=k 2x ,故知x ≠0.1=y -1x,2=y +1x.代入k 1k 2+2=0,得y -1x ·y +1x+2=0,整理后,得2x 2+y 2=1.所以交点P 在椭圆2x 2+y 2=1上.第八篇第2节一、选择题1.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为()A.x 2+(y -2)2=1B.x 2+(y +2)2=1C.(x -1)2+(y -3)2=1D.x 2+(y -3)2=1解析:由题意,设圆心(0,t ),则12+t -22=1,得t =2,所以圆的方程为x 2+(y -2)2=1,故选A.答案:A2.(2014模拟)动点P 到点A (8,0)的距离是到点B (2,0)的距离的2倍,则动点P 的轨迹方程为()A.x 2+y 2=32B.x 2+y 2=16C.(x -1)2+y 2=16D.x 2+(y -1)2=16解析:设P (x ,y ),则由题意可得2x -22+y 2=x -82+y 2,化简整理得x 2+y 2=16,故选B.答案:B3.(2012年高考卷)已知圆C :x 2+y 2-4x =0,l 是过点P (3,0)的直线,则()A.l 与C 相交B.l 与C 相切C.l 与C 相离D.以上三个选项均有可能解析:x 2+y 2-4x =0是以(2,0)为圆心,以2为半径的圆,而点P (3,0)到圆心的距离为d =3-22+0-02=1<2,点P (3,0)恒在圆,过点P (3,0)不管怎么样画直线,都与圆相交.故选A.答案:A4.(2012年高考卷)将圆x 2+y 2-2x -4y +1=0平分的直线是()A.x +y -1=0B.x +y +3=0C.x -y +1=0D.x -y +3=0解析:由题知圆心在直线上,因为圆心是(1,2),所以将圆心坐标代入各选项验证知选项C 符合,故选C.答案:C5.(2013年高考卷)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: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,则直线方程为x +y -2=0.故选A.答案:A6.(2012年高考卷)直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A 、B 两点,则弦AB 的长度等于()A.25B.23C.3D.1解析:因为圆心到直线x +3y -2=0的距离d =|0+3×0-2|12+32=1,半径r =2,所以弦长|AB |=222-12=2 3.故选B.答案:B 二、填空题7.(2013年高考卷)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,∴圆心到直线的距离为d =|2×3-4+3|4+1=5,∴弦长为2×25-5=220=4 5.答案:458.已知直线l :x -y +4=0与圆C :(x -1)2+(y -1)2=2,则圆C 上各点到l 的距离的最小值为________.解析:因为圆C 的圆心(1,1)到直线l 的距离为d =|1-1+4|12+-12=22,又圆半径r = 2.所以圆C 上各点到直线l 的距离的最小值为d -r = 2.答案:29.已知圆C 的圆心在直线3x -y =0上,半径为1且与直线4x -3y =0相切,则圆C 的标准方程是________.解析:∵圆C 的圆心在直线3x -y =0上,∴设圆心C (m,3m ).又圆C 的半径为1,且与4x -3y =0相切,∴|4m -9m |5=1,∴m =±1,∴圆C 的标准方程为(x -1)2+(y -3)2=1或(x +1)2+(y +3)2=1.答案:(x -1)2+(y -3)2=1或(x +1)2+(y +3)2=110.圆(x -2)2+(y -3)2=1关于直线l :x +y -3=0对称的圆的方程为________.解析:已知圆的圆心为(2,3),半径为1.则对称圆的圆心与(2,3)关于直线l 对称,由数形结合得,对称圆的圆心为(0,1),半径为1,故方程为x 2+(y -1)2=1.答案:x 2+(y -1)2=1三、解答题11.已知圆C :x 2+(y -2)2=5,直线l :mx -y +1=0.(1)求证:对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点;(2)若圆C 与直线相交于点A 和点B ,求弦AB 的中点M 的轨迹方程.(1)证明:法一直线方程与圆的方程联立,消去y 得(m 2+1)x 2-2mx -4=0,∵Δ=4m 2+16(m 2+1)=20m 2+16>0,∴对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点.法二直线l :mx -y +1恒过定点(0,1),且点(0,1)在圆C :x 2+(y -2)2=5部,∴对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点.(2)解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x ,y ),由方程(m 2+1)x 2-2mx -4=0,得x 1+x 2=2mm 2+1,∴x =mm 2+1.当x =0时m =0,点M (0,1),当x ≠0时,由mx -y +1=0,得m =y -1x,代入x =m m 2+1,得+1=y -1x,化简得x 2=14.经验证(0,1)也符合,∴弦AB 的中点M 的轨迹方程为x 2=14.12.已知圆C :x 2+y 2-8y +12=0,直线l :ax +y +2a =0.(1)当a 为何值时,直线l 与圆C 相切;(2)当直线l 与圆C 相交于A 、B 两点,且|AB |=22时,求直线l 的方程.解:将圆C 的方程x 2+y 2-8y +12=0配方得标准方程为x 2+(y -4)2=4,则此圆的圆心为(0,4),半径为2.(1)若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |a 2+1=2.解得a =-34.(2)过圆心C 作CD ⊥AB ,则根据题意和圆的性质,|=|4+2a |a 2+1,|2+|DA |2=22,|=12|AB |=2,解得a =-7,或a =-1.故所求直线方程为7x -y +14=0或x -y +2=0.第八篇第3节一、选择题1.设P 是椭圆x225+y216=1上的点.若F 1、F 2是椭圆的两个焦点,则|PF 1|+|PF 2|等于()A.4B.5C.8D.10解析:由方程知a =5,根据椭圆定义,|PF 1|+|PF 2|=2a =10.故选D.答案:D2.(2014二模)P 为椭圆x24+y23=1上一点,F 1,F 2为该椭圆的两个焦点,若∠F 1PF 2=60°,则PF 1→·PF 2→等于()A.3B.3C.23D.2解析:由椭圆方程知a =2,b =3,c =1,1|+|PF 2|=4,1|2+|PF 2|2-4=2|PF 1||PF 2|cos 60°∴|PF 1||PF 2|=4.∴PF 1→·PF 2→=|PF 1→||PF 2→|cos 60°=4×12=2.答案:D3.(2012年高考卷)椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别是A 、B ,左、右焦点分别是F 1,F 2.若|AF 1|,|F 1F 2|,|F 1B |成等比数列,则此椭圆的离心率为()A.14B.55C.12D.5-2解析:本题考查椭圆的性质与等比数列的综合运用.由椭圆的性质可知|AF 1|=a -c ,|F 1F 2|=2c ,|F 1B |=a +c ,又|AF 1|,|F 1F 2|,|F 1B |成等比数列,故(a -c )(a +c )=(2c )2,可得e =c a =55.故应选B.答案:B4.(2013年高考卷)已知椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|BF |=8,cos∠ABF =45,则C 的离心率为()A.35B.57C.45D.67解析:|AF |2=|AB |2+|BF |2-2|AB ||BF |cos∠ABF =100+64-2×10×8×45=36,则|AF |=6,∠AFB =90°,半焦距c =|FO |=12|AB |=5,设椭圆右焦点F 2,连结AF 2,由对称性知|AF 2|=|FB |=8,2a =|AF 2|+|AF |=6+8=14,即a =7,则e =c a =57.故选B.答案:B5.已知椭圆E :x2m +y24=1,对于任意实数k ,下列直线被椭圆E 截得的弦长与l :y =kx+1被椭圆E 截得的弦长不可能相等的是()A.kx +y +k =0B.kx -y -1=0C.kx +y -k =0D.kx +y -2=0解析:取k =1时,l :y =x +1.选项A 中直线:y =-x -1与l 关于x 轴对称,截得弦长相等.选项B 中直线:y =x -1与l 关于原点对称,所截弦长相等.选项C 中直线:y =-x +1与l 关于y 轴对称,截得弦长相等.排除选项A、B、C,故选D.答案:D6.(2014省实验中学第二次诊断)已知椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),若椭圆上存在点P ,使asin∠PF 1F 2=csin∠PF 2F 1,则该椭圆的离心率的取值围为()A.(0,2-1)D.(2-1,1)解析:由题意知点P 不在x 轴上,在△PF 1F 2中,由正弦定理得|PF 2|sin∠PF 1F 2=|PF 1|sin∠PF 2F 1,所以由a sin∠PF 1F 2=csin∠PF 2F 1可得a|PF 2|=c |PF 1|,即|PF 1||PF 2|=c a =e ,所以|PF 1|=e |PF 2|.由椭圆定义可知|PF 1|+|PF 2|=2a ,所以e |PF 2|+|PF 2|=2a ,解得|PF 2|=2a e +1.由于a -c <|PF 2|<a +c ,所以有a -c <2ae +1<a +c ,即1-e <2e +1<1+e ,1-e 1+e<2,1+e2,解得2-1<e .又0<e <1,∴2-1<e <1.故选D.答案:D 二、填空题7.设F 1、F 2分别是椭圆x225+y216=1的左、右焦点,P 为椭圆上一点,M 是F 1P 的中点,|OM |=3,则P 点到椭圆左焦点距离为________.解析:∵|OM |=3,∴|PF 2|=6,又|PF 1|+|PF 2|=10,∴|PF 1|=4.答案:48.椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,过F 2作倾斜角为120°的直线与椭圆的一个交点为M ,若MF 1垂直于x 轴,则椭圆的离心率为________.解析:不妨设|F 1F 2|=1,∵直线MF 2的倾斜角为120°,∴∠MF 2F 1=60°.∴|MF 2|=2,|MF 1|=3,2a =|MF 1|+|MF 2|=2+3,2c =|F 1F 2|=1.∴e =ca=2- 3.答案:2-39.(2014模拟)过点(3,-5),且与椭圆y225+x29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________________.解析:由题意可设椭圆方程为y225-m+x29-m=1(m <9),代入点(3,-5),得525-m +39-m=1,解得m =5或m =21(舍去),∴椭圆的标准方程为y220+x24=1.答案:y220+x24=110.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.解析:1|+|PF 2|=2a ,1|2+|PF 2|2=4c 2,∴(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,即4a 2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,∴|PF 1||PF 2|=2b 2,∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|=b 2=9,∴b =3.答案:3三、解答题11.(2012年高考卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 1:x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-1,0),且点P (0,1)在C 1上.(1)求椭圆C 1的方程;(2)设直线l 同时与椭圆C 1和抛物线C 2:y 2=4x 相切,求直线l 的方程.解:(1)由椭圆C 1的左焦点为F 1(-1,0),且点P (0,1)在C 12-b 2=1,=1,2=2,2=1.故椭圆C 1的方程为x22+y 2=1.(2)由题意分析,直线l 斜率存在且不为0,设其方程为y =kx +b ,由直线l 与抛物线C 2=kx +b ,2=4x ,消y 得k 2x 2+(2bk -4)x +b 2=0,Δ1=(2bk -4)2-4k 2b 2=0,化简得kb =1.①由直线l 与椭圆C 1kx +b ,y 2=1,消y 得(2k 2+1)x 2+4bkx +2b 2-2=0,Δ2=(4bk )2-4(2k 2+1)(2b 2-2)=0,化简得2k 2=b 2-1.②=1,k 2=b 2-1,解得b 4-b 2-2=0,∴b 2=2或b 2=-1(舍去),∴b =2时,k =22,b =-2时,k =-22.即直线l 的方程为y =22x +2或y =-22x - 2.12.(2014海淀三模)已知椭圆C :x2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的四个顶点恰好是一边长为2,一角为60°的菱形的四个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线y =kx 交椭圆C 于A ,B 两点,在直线l :x +y -3=0上存在点P ,使得△PAB 为等边三角形,求k 的值.解:(1)因为椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的四个顶点恰好是一边长为2,一角为60°的菱形的四个顶点.所以a =3,b =1,椭圆C 的方程为x23+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1),则B (-x 1,-y 1),当直线AB 的斜率为0时,AB 的垂直平分线就是y 轴,y 轴与直线l :x +y -3=0的交点为P (0,3),又因为|AB |=23,|PO |=3,所以∠PAO =60°,所以△PAB 是等边三角形,所以直线AB 的方程为y =0,当直线AB 的斜率存在且不为0时,则直线AB 的方程为y =kx ,y 2=1,kx ,化简得(3k 2+1)x 2=3,所以|x 1|=33k 2+1,则|AO |=1+k233k 2+1=3k 2+33k 2+1.设AB 的垂直平分线为y =-1kx ,它与直线l :x +y -3=0的交点记为P (x 0,y 0),=-x +3,=-1k x ,0=3k k -1,0=-3k -1.则|PO |=9k 2+9k -12,因为△PAB 为等边三角形,所以应有|PO |=3|AO |,代入得9k 2+9k -12=33k 2+33k 2+1,解得k =0(舍去),k =-1.综上,k =0或k =-1.第八篇第4节一、选择题1.设P 是双曲线x216-y220=1上一点,F 1,F 2分别是双曲线左右两个焦点,若|PF 1|=9,则|PF 2|等于()A.1B.17C.1或17D.以上答案均不对解析:由双曲线定义||PF 1|-|PF 2||=8,又|PF 1|=9,∴|PF 2|=1或17,但应注意双曲线的右顶点到右焦点距离最小为c -a =6-4=2>1,∴|PF 2|=17.故选B.答案:B2.(2013年高考卷)已知0<θ<π4,则双曲线C 1:x 2sin 2θ-y 2cos 2θ=1与C 2:y 2cos 2θ-x2sin 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:双曲线C 1的半焦距c 1=sin 2θ+cos 2θ=1,双曲线C 2的半焦距c 2=cos 2θ+sin 2θ=1,故选D.答案:D3.(2012年高考卷)已知双曲线C :x 2a 2-y2b2=1的焦距为10,点P (2,1)在C 的渐近线上,则C 的方程为()A.x220-y25=1B.x25-y220=1C.x280-y220=1D.x220-y280=1解析:由焦距为10,知2c =10,c =5.将P (2,1)代入y =bax 得a =2b .a 2+b 2=c 2,5b 2=25,b 2=5,a 2=4b 2=20,所以方程为x220-y25=1.故选A.答案:A4.已知F 1、F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,|PF 1|=2|PF 2|,则cos ∠F 1PF 2等于()A.14B.35C.34D.45解析:∵c 2=2+2=4,∴c =2,2c =|F 1F 2|=4,由题可知|PF 1|-|PF 2|=2a =22,|PF 1|=2|PF 2|,∴|PF 2|=22,|PF 1|=42,由余弦定理可知cos∠F 1PF 2=422+222-422×42×22=34.故选C.答案:C5.设椭圆C 1的离心率为513,焦点在x 轴上且长轴长为26,若曲线C 2上的点到椭圆C 1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 2的标准方程为()A.x242-y232=1B.x2132-y252=1C.x232-y242=1D.x2132-y2122=1解析:在椭圆C 1中,因为e =513,2a =26,即a =13,所以椭圆的焦距2c =10,则椭圆两焦点为(-5,0),(5,0),根据题意,可知曲线C 2为双曲线,根据双曲线的定义可知,双曲线C 2中的2a 2=8,焦距与椭圆的焦距相同,即2c 2=10,可知b 2=3,所以双曲线的标准方程为x242-y232=1.故选A.答案:A6.(2014八中模拟)若双曲线x29-y216=1渐近线上的一个动点P 总在平面区域(x -m )2+y 2≥16,则实数m 的取值围是()A.[-3,3]B.(-∞,-3]∪[3,+∞)C.[-5,5]D.(-∞,-5]∪[5,+∞)解析:因为双曲线x 29-y 216=1渐近线4x ±3y =0上的一个动点P 总在平面区域(x -m )2+y 2≥16,即直线与圆相离或相切,所以d =|4m |5≥4,解得m ≥5或m ≤-5,故实数m 的取值围是(-∞,-5]∪[5,+∞).选D.答案:D 二、填空题7.(2013年高考卷)已知F 为双曲线C :x29-y216=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:由题知,双曲线中a =3,b =4,c =5,则|PQ |=16,又因为|PF |-|PA |=6,|QF |-|QA |=6,所以|PF |+|QF |-|PQ |=12,|PF |+|QF |=28,则△PQF 的周长为44.答案:448.已知双曲线C :x 2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)的离心率e =2,且它的一个顶点到较近焦点的距离为1,则双曲线C 的方程为________.解析:双曲线中,顶点与较近焦点距离为c -a =1,又e =ca=2,两式联立得a =1,c =2,∴b 2=c 2-a 2=4-1=3,∴方程为x 2-y23=1.答案:x 2-y23=19.(2014市第三次质检)已知点P 是双曲线x2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)和圆x 2+y 2=a 2+b 2的一个交点,F 1,F 2是该双曲线的两个焦点,∠PF 2F 1=2∠PF 1F 2,则该双曲线的离心率为________.解析:依题意得,线段F 1F 2是圆x 2+y 2=a 2+b 2的一条直径,故∠F 1PF 2=90°,∠PF 1F 2=30°,设|PF 2|=m ,则有|F 1F 2|=2m ,|PF 1|=3m ,该双曲线的离心率等于|F 1F 2|||PF 1|-|PF 2||=2m3m -m =3+1.答案:3+110.(2013年高考卷)设F 1,F 2是双曲线C :x2a 2-y2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点.若在C 上存在一点P ,使PF 1⊥PF 2,且∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为________.解析:设点P 在双曲线右支上,由题意,在Rt△F 1PF 2中,|F 1F 2|=2c ,∠PF 1F 2=30°,得|PF 2|=c ,|PF 1|=3c ,根据双曲线的定义:|PF 1|-|PF 2|=2a ,(3-1)c =2a ,e =ca =23-1=3+1.答案:3+1三、解答题11.已知双曲线x 2-y22=1,过点P (1,1)能否作一条直线l ,与双曲线交于A 、B 两点,且点P 是线段AB 的中点?解:法一设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在双曲线上,且线段AB 的中点为(x 0,y 0),若直线l 的斜率不存在,显然不符合题意.设经过点P 的直线l 的方程为y -1=k (x -1),即y =kx +1-k .=kx+1-k,2-y22=1,得(2-k2)x2-2k(1-k)x-(1-k)2-2=0(2-k2≠0).①∴x=x1+x22=k1-k2-k2.由题意,得k1-k2-k2=1,解得k=2.当k=2时,方程①成为2x2-4x+3=0.Δ=16-24=-8<0,方程①没有实数解.∴不能作一条直线l与双曲线交于A,B两点,且点P(1,1)是线段AB的中点.法二设A(x1,y1),B(x2,y2),若直线l的斜率不存在,即x1=x2不符合题意,所以由题得x21-y212=1,x22-y222=1,两式相减得(x1+x2)(x1-x2)-y1+y2y1-y22=0,即2-y1-y2x1-x2=0,即直线l斜率k=2,得直线l方程y-1=2(x-1),即y=2x-1,=2x-1,2-y22=1得2x2-4x+3=0,Δ=16-24=-8<0,即直线y=2x-1与双曲线无交点,即所求直线不合题意,所以过点P(1,1)的直线l不存在.12.(2014质检)中心在原点,焦点在x 轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F 1,F 2,且|F 1F 2|=213,椭圆的长半轴长与双曲线实半轴长之差为4,离心率之比为3∶7.(1)求这两曲线方程;(2)若P 为这两曲线的一个交点,求cos∠F 1PF 2的值.解:(1)由已知c =13,设椭圆长、短半轴长分别为a 、b ,双曲线实半轴、虚半轴长分别为m 、n ,-m =4,·13a=3·13m,解得a =7,m =3.∴b =6,n =2.∴椭圆方程为x249+y236=1,双曲线方程为x29-y24=1.(2)不妨设F 1、F 2分别为左、右焦点,P 是第一象限的一个交点,则|PF 1|+|PF 2|=14,|PF 1|-|PF 2|=6,∴|PF 1|=10,|PF 2|=4.又|F 1F 2|=213,∴cos∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=102+42-21322×10×4=45.第八篇第5节一、选择题1.(2014模拟)抛物线y =2x 2的焦点坐标为()B.(1,0)解析:抛物线y =2x 2,即其标准方程为x 2=12y C.答案:C2.抛物线的焦点为椭圆x24+y29=1的下焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为()A.x 2=-45y B.y 2=-45x C.x 2=-413yD.y 2=-413x解析:由椭圆方程知,a 2=9,b 2=4,焦点在y 轴上,下焦点坐标为(0,-c ),其中c =a 2-b 2=5,∴抛物线焦点坐标为(0,-5),∴抛物线方程为x 2=-45y .故选A.答案:A3.已知抛物线y 2=2px ,以过焦点的弦为直径的圆与抛物线准线的位置关系是()A.相离B.相交C.相切D.不确定解析:如图所示,设抛物线焦点弦为AB ,中点为M ,准线为l ,A 1、B 1分别为A 、B 在直线l 上的射影,则|AA 1|=|AF |,|BB 1|=|BF |,于是M 到l 的距离d =12(|AA 1|+|BB 1|)=12(|AF |+|BF |)=12|AB |,故圆与抛物线准线相切.故选C.答案:C4.(2014高三统一考试)已知F 是抛物线y 2=4x 的焦点,过点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,且|AF |=3|BF |,则线段AB 的中点到该抛物线准线的距离为()A.53B.83C.103D.10解析:设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),其中x 1>0,x 2>0,过A ,B 两点的直线方程为x =my +1,将x =my +1与y 2=4x 联立得y 2-4my -4=0,y 1y 2=-4,1+1=3x 2+1,1x 2=y 214·y 224=y 1y 2216=1,解得x 1=3,x 2=13,故线段AB 的中点到该抛物线的准线x =-1的距离等于x 1+x 22+1=83.故选B.答案:B5.已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为()A.34B.1C.54D.74解析:∵|AF |+|BF |=x A +x B +12=3,∴x A +x B =52.∴线段AB 的中点到y 轴的距离为x A +x B 2=54.故选C.答案:C6.设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值围是()A.(0,2)B.[0,2]C.(2,+∞)D.[2,+∞)解析:∵x 2=8y ,∴焦点F 的坐标为(0,2),准线方程为y =-2.由抛物线的定义知|MF |=y 0+2.以F 为圆心、|FM |为半径的圆的标准方程为x 2+(y -2)2=(y 0+2)2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交,又圆心F 到准线的距离为4,故4<y 0+2,∴y 0>2.故选C.答案:C 二、填空题7.动直线l 的倾斜角为60°,且与抛物线x 2=2py (p >0)交于A ,B 两点,若A ,B 两点的横坐标之和为3,则抛物线的方程为________.解析:设直线l 的方程为y =3x +b ,=3x +b ,2=2py消去y ,得x 2=2p (3x +b ),即x 2-23px -2pb =0,∴x 1+x 2=23p =3,∴p =32,则抛物线的方程为x 2=3y .答案:x 2=3y8.以抛物线x 2=16y 的焦点为圆心,且与抛物线的准线相切的圆的方程为________.解析:抛物线的焦点为F (0,4),准线为y =-4,则圆心为(0,4),半径r =8.所以,圆的方程为x 2+(y -4)2=64.答案:x 2+(y -4)2=649.(2012年高考卷)在直角坐标系xOy 中,直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与该抛物线相交于A ,B 两点,其中点A 在x 轴上方,若直线l 的倾斜角为60°,则△OAF 的面积为________.解析:∵抛物线y 2=4x ,∴焦点F 的坐标为(1,0).又∵直线l 倾斜角为60°,∴直线斜率为3,∴直线方程为y =3(x -1).联立方程y =3x -1,y 2=4x ,解得x 1=13,y 1=-233,或x 2=3,y 2=23,由已知得A 的坐标为(3,23),∴S △OAF =12|OF |·|y A |=12×1×23= 3.答案:310.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的动点,点P 在y 轴上的射影是M ,点A 72,4,则|PA |+|PM |的最小值是________.解析:设点M 在抛物线的准线上的射影为M ′.由已知可得抛物线的准线方程为x =-12,焦点F 坐标为12,0.求|PA |+|PM |的最小值,可先求|PA |+|PM ′|的最小值.由抛物线的定义可知,|PM ′|=|PF |,所以|PA |+|PF |=|PA |+|PM ′|,当点A 、P 、F 在一条直线上时,|PA |+|PF |有最小值|AF |=5,所以|PA |+|PM ′|≥5,又因为|PM ′|=|PM |+12,所以|PA |+|PM |≥5-12=92.答案:92三、解答题11.若抛物线y =2x 2上的两点A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)关于直线l :y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,数m 的值.解:法一如图所示,连接AB ,∵A 、B 两点关于直线l 对称,∴AB ⊥l ,且AB 中点M (x 0,y 0)在直线l 上.可设l AB :y =-x +n ,=-x +n ,=2x 2,得2x 2+x -n =0,∴x 1+x 2=-12,x 1x 2=-n2由x 1x 2=-12,得n =1.又x 0=x 1+x 22=-14,y 0=-x 0+n =14+1=54,即点M -14,由点M 在直线l 上,得54=-14+m ,∴m =32.法二∵A 、B 两点在抛物线y =2x 2上.1=2x 21,2=2x 22,∴y 1-y 2=2(x 1+x 2)(x 1-x 2).设AB 中点M (x 0,y 0),则x 1+x 2=2x 0,k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4x 0.又AB ⊥l ,∴k AB =-1,从而x 0=-14.又点M 在l 上,∴y 0=x 0+m =m -14,即-14,m∴AB 的方程是y 即y =-x +m -12,代入y =2x 2,得2x 2+x x 1x 2=-m -122=-12,∴m =3212.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值.解:(1)直线AB 的方程是y y 2=2px 联立,从而有4x 2-5px +p 2=0,所以x 1+x 2=5p4.由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =9,所以p =4,从而抛物线方程是y 2=8x .(2)由p =4知4x 2-5px +p 2=0可化为x 2-5x +4=0,从而x 1=1,x 2=4,y 1=-22,y 2=42,从而A (1,-22),B (4,42).设OC →=(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42)=(4λ+1,42λ-22),即C (4λ+1,42λ-22),所以[22(2λ-1)]2=8(4λ+1),即(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.。
高考数学平面解析几何专项训练(100题-含答案)
高考数学平面解析几何专项训练(100题-含答案)1.在平面直角坐标系xOy 中,已知点12(1,0),(1,0)F F -,点M 满足12MF MF +=记点M 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)点T 在直线2x =上,过T 的两条直线分别交C 于,A B 两点和,P Q 两点,且||||||||TA TB TP TQ ⋅=⋅,求直线AB 的斜率与直线PQ 的斜率之和.【答案】(1)2212x y +=(2)0【解析】【分析】(1)根据122MF MF +=,利用椭圆的定义求解;(2)设()2,T m ,直线AB 的参数方程为()2cos ,sin x t y m t θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数,与椭圆方程联立,利用参数的几何意义求解.(1)解:因为122MF MF +=,所以点M 的轨迹是以12(1,0),(1,0)F F -为焦点的椭圆,则21,1a c b ===,所以椭圆的方程是2212x y +=;(2)设()2,T m ,直线AB 的参数方程为()2cos ,sin x t y m t θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数,与椭圆方程联立()()2222cos 2sin 4cos 4sin 420t m t m θθθθ+++++=,由参数的几何意义知:12,TA t TB t ==,则22122224242cos 2sin 2cos m m t t θθθ++⋅=-=-+-,设直线PQ 的参数方程为:()2cos ,sin x y m λαλλα=+⎧⎨=+⎩为参数,则12,TP TQ λλ==,则22122224242cos 2sin 2cos m m λλααα++⋅=-=-+-,由题意得:222242422cos 2cos m m θα++-=---,即22cos cos θα=,因为αθ≠,所以cos cos θα=-,因为0,0θπαπ<<<<,所以θαπ+=,所以直线AB 的斜率tan θ与直线PQ 的斜率tan α之和为0.2.设n S 是数列{}n a 的前n 项和,13a =,点(),N n S n n n *⎛⎫∈ ⎪⎝⎭在斜率为1的直线上.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列12n n a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(1)21n a n =+(2)152522n n n T ++=-【解析】【分析】(1)根据斜率公式可得出()222n S n n n =+≥,可知13S =满足()222n S n n n =+≥,可得出22n S n n =+,再利用11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩可求得数列{}n a 的通项公式;(2)求得1212n n n c ++=,利用错位相减法可求得n T .(1)解:由13a =,点,n S n n ⎛⎫ ⎪⎝⎭在斜率为1的直线上,知1111n S S n n -=-,即()222n S n n n =+≥.当1n =时,113S a ==也符合上式,故22n S n n =+.当2n ≥时,()()221212121n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=+--+-=+⎣⎦;13a =也满足上式,故21n a n =+.(2)解:112122n n n n a n c +++==.则2341357212222n n n T ++=++++ ,所以,3412135212122222n n n n n T ++-+=++++ ,上式-下式得1232211113111213214212422224212n n n n n n n T -++⎛⎫- ⎪++⎛⎫⎝⎭=++++-=+- ⎝⎭- 252542n n ++=-,因此,152522n n n T ++=-.3.椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为3,且过点(3,1).(1)求椭圆C 的方程;(2)A ,B ,P 三点在椭圆C 上,O 为原点,设直线,OA OB 的斜率分别是12,k k ,且1213k k ⋅=-,若OP OA OB λμ=+,证明:221λμ+=.【答案】(1)221124x y +=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由条件可得c a22911a b +=,222c b a +=,解出即可;(2)设()()()112200,,,,,A x y B x y P x y ,由条件可得012012x x x y y y λμλμ=+⎧⎨=+⎩,12123x x y y =-,然后将01212x x x y y y λμλμ=+⎧⎨=+⎩代入椭圆方程可得2222221122121221124124124x y x y x x y y λμλμ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,然后可得答案.(1)因为ca=22911a b +=,222c b a +=所以可解得2a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩所以椭圆C 的方程221124x y +=.(2)设()()()112200,,,,,A x y B x y P x yOP OA OB λμ=+ ,012012x x x y y y λμλμ=+⎧∴⎨=+⎩()()222212120011124124x x y y x y λμλμ+++=∴+= 即2222221122121221124124124x y x y x x y y λμλμ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭2222112211124124x y x y +=+= ,,即22121221124x x y y λμλμ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭又1212121133y y k k x x ⋅=-∴=- ,即12123x x y y =-,221λμ∴+=4.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>,A 、B 分别为椭圆C 的右顶点、上顶点,F 为椭圆C的右焦点,椭圆C 的离心率为12,ABF 的面积为32.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)点P 为椭圆C 上的动点(不是顶点),点P 与点M ,N 分别关于原点、y 轴对称,连接MN 与x 轴交于点E ,并延长PE 交椭圆C 于点Q ,则直线MP 的斜率与直线MQ 的斜率之积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)22143x y +=(2)是定值,定值为32-【解析】【分析】(1)根据椭圆的离心率可得到a,b,c 的关系,再结合ABF 的面积可得到()a c b -=,由此解得a,b ,可得答案.(2)设直线方程,并联立椭圆方程,得到根与系数的关系式,结合直线MP 的斜率与直线MQ 的斜率之积,代入化简可得答案.(1)由题意得12c a =,则2a c =,b =.ABF 的面积为()1322a cb -=,则()a c b -将2a c =,b =代入上式,得1c =,则2a =,b =,故椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)由题意可知直线PQ 的斜率一定存在,设直线PQ 的方程为y kx m =+,设()11,P x y ,()22,Q x y ,则()11,M x y --,()11,N x y -,()1,0E x -,联立方程22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得()2223484120k x kmx m +++-=,∴122834kmx x k +=-+,∴()12122286223434km m y y k x x m k m k k ⎛⎫+=++=-+= ⎪++⎝⎭,∴21212263348434MQmy y k k km x x kk ++===-+-+,112PEPQ y k k k x ===,∵11112222MP PE y yk k k x x ====,∴33242MP MQ k k k k ⋅=-⨯=-∴MP MQ k k ⋅为定值32-.【点睛】本题考查了椭圆方程的求法以及直线和椭圆的位置关系,综合考查了学生分析问题,解决问题以及计算方面的能力和综合素养,解答的关键是理清解决问题的思路,并能正确地进行计算.5.已知圆M 过点()1,0,且与直线1x =-相切.(1)求圆心M 的轨迹C 的方程;(2)过点()2,0P 作直线l 交轨迹C 于A 、B 两点,点A 关于x 轴的对称点为A '.问A B '是否经过定点,若经过定点,求出定点坐标;若不经过,请说明理由.【答案】(1)24y x =(2)()2,0-【解析】【分析】(1)根据抛物线的定义计算可得;(2)设直线l 的方程为2x ty =+,()11,A x y 、()22,B x y ,则()11,A x y '-,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,再表示出直线A B '的方程,将12y y +、12y y 代入整理即可得解;(1)解:由题意知动点M 的轨迹C 是以(0,0)O 为顶点,()1,0为焦点,1x =-为准线的抛物线,所以动圆圆心M 的轨迹方程为:24y x =;(2)解:设直线l 的方程为2x ty =+,()11,A x y 、()22,B x y 不妨令21y y >,则()11,A x y '-,联立直线l 与抛物线方程得224x ty y x =+⎧⎨=⎩消去x 得2480y ty --=,则124y y t +=、128y y =-,则直线A B '的方程为()()211121y y y y x x x x +--=--,即()()21212121x x y x y y y x y x -+=+-,则()()()()2121212122ty ty y ty y y y x y ty -++=+-+,()()()2121211222t y y y y y x ty y y y -=+--+,即()()21211222y y y x ty y y y =+--+,所以()42824y tx t t ⋅=-⨯--⨯,即()2y t x =+,令200x y +=⎧⎨=⎩解得20x y =-⎧⎨=⎩,所以直线A B '恒过定点()2,0-;6.已知1F ,2F 是椭圆C :()222104x yb b+=>的左、右焦点,过1F 的直线与C 交于A ,B两点,且22::3:4:5AF AB BF =.(1)求C 的离心率;(2)设M ,N 分别为C 的左、右顶点,点P 在C 上(P 不与M ,N 重合),证明:MPN MAN ∠≤∠.【答案】(2)见解析【解析】【分析】(1)由题意设223,4,5AF m AB m BF m ===,由勾股定理的逆定理可得290BAF ∠=︒,再根据椭圆的定义可求出m 的值,从而可求出12,AF AF 的值,则可得点A 是椭圆短轴的一个端点,进而可求出离心率,(2)由椭圆的对称性,不妨设00(,)P x y,0y ∈,,PMN PNM αβ=∠=∠,则可得0000tan ,tan 22y y x x αβ==+-,然后求出tan tan αβ+,tan tan αβ,再利用正切的两角和公式可得02tan()y αβ+=,由正切函数可求出αβ+的最小值,从而可求出()MPN παβ∠=-+的最大值,进而可证得结论(1)由()222104x y b b+=>,得24a =,得2a =,由题意设223,4,5AF m AB m BF m ===,则22222AF AB BF +=,所以290BAF ∠=︒,因为223451248AF AB BF m m m m a ++=++===,所以23m =,所以22AF =,所以122422AF a AF =-=-=,所以12AF F △为等腰直角三角形,所以点A 是椭圆短轴的一个端点,所以b c =,因为222224b c b a +===,得b c =所以椭圆的离心率为2c e a ==(2)由(1)可得椭圆方程为22142x y +=,则(2,0),(2,0)M N -,因为点A是椭圆短轴的一个端点,所以不妨设A ,由椭圆的对称性,不妨设00(,)P x y,0y ∈,,PMN PNM αβ=∠=∠,则0000tan ,tan 22y y x x αβ==+-,2200142x y +=,所以2200002200001tan tan 22422y y y y x x x y αβ⋅=⋅===+--,00002200000442tan tan 2242y y y y x x x y y αβ+=+===+--,所以0tan tan 4tan()1tan tan y αβαβαβ++==-,所以当0y =tan()αβ+取得最小值由(1)可知290BAF ∠=︒,所以()0,2παβ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,所以当tan()αβ+取得最小值时,αβ+取得最小值,即点P 与点A 重合时,αβ+取得最小值,此时()MPN παβ∠=-+取得最大,所以MPN MAN∠≤∠7.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的长轴长为,且过点)P(1)求C 的方程:(2)设直线()0y kx m m =+>交y 轴于点M ,交C 于不同两点A ,B ,点N 与M 关于原点对称,BO AN ⊥,Q 为垂足.问:是否存在定点M ,使得·NQ NA 为定值?【答案】(1)221102x y +=(2)存在【解析】【分析】(1)利用待定系数法求方程;(2)联立方程组,结合韦达定理可得直线恒过定点,进而求解.(1)依题意知2a =a =所以C 的方程可化为222110x y b+=,将点)P代入C 得251110b +=,解得22b =,所以椭圆方程为221102x y +=;(2)设点()11,A x y ,()22,B x y ,联立221102x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得,()22215105100k x kmx m +++-=,()()()222104155100km k m ∆=-+->,解得22210m k <+,1221015km x x k -+=+,212251015m x x k -=+,注意到Q ,N ,A 三点共线,NQ NA NQ NA ⋅=⋅,又()NQ NA NB BQ NA NB NA ⋅=+⋅=⋅()()()()1212121222x x y m y m x x kx m kx m =+++=+++()()()()222222212122215102012441515k m k mkx xmk x x mm kk+-=++++=-+++()222221510510415k m m m k--+-=++当()2215105510m m --=-,解得1m =±,因为0m >,所以1m =,此时1NQ NA ⋅=-,满足0∆>,故存在定点()0,1M ,使得1NQ NA ⋅=-等于定值1.【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,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、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆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、三角形的面积等问题.8.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>,4a M b ⎛⎫ ⎪⎝⎭为焦点是22y x =的抛物线上一点,H 为直线y a =-上任一点,A ,B 分别为椭圆C 的上,下顶点,且A ,B ,H 三点的连线可以构成三角形.(1)求椭圆C 的方程;(2)直线HA ,HB 与椭圆C 的另一交点分别交于点D ,E ,求证:直线DE 过定点.【答案】(1)2214x y +=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由椭圆的离心率求出,a c 的关系式,再由,4a M b ⎛⎫⎪⎝⎭为抛物线22=y x 上的点,结合222a b c =+,即可求出椭圆C 的方程.(2)设点()(),20H m m -≠,求得HA ,HB 的方程,与椭圆联立求得,D E 坐标,写出直线DE 的方程,即可求出DE 恒过的定点.(1)由题意知,222224c aa b a b c⎧=⎪⎪⎪=⨯⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得21a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,∴椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)设点()(),20H m m -≠,易知()0,1A ,()0,1B -,∴直线HA 的方程为31y x m =-+,直线HB 的方程为11y x m=--.联立223114y x m x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得22362410x x m m ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,∴22436D m x m =+,223636D m y m -=+,同理可得284E m x m -=+,2244E m y m -=+,∴直线DE 的斜率为21216m k m-=,∴直线DE 的方程为222241284164m m m y x m m m --⎛⎫-=+ ⎪++⎝⎭,即2121162m y x m -=-,∴直线DE 过定点10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭.9.已知点(1,2)M -在抛物线2:2(0)E y px p =>上.(1)求抛物线E 的方程;(2)直线12,l l 都过点12(2,0),,l l 的斜率之积为1-,且12,l l 分别与抛物线E 相交于点A ,C 和点B ,D ,设M 是AC 的中点,N 是BD 的中点,求证:直线MN 恒过定点.【答案】(1)24y x =(2)证明见解析【解析】【分析】(1)将点坐标代入求解抛物线方程;(2)设出直线方程,表达出,M N 的坐标,求出直线MN 的斜率,利用直线斜率之积为-1,求出直线MN 恒过的定点,从而证明出结论.(1)∵点(1,2)M -在抛物线2:2E y px =上,∴2(2)2p -=,∴解得:2p =,∴抛物线E 的方程为:24y x =.(2)由12,l l 分别与E 相交于点A ,C 和点B ,D ,且由条件知:两直线的斜率存在且不为零.∴设1122:2,:2l x m y l x m y =+=+由214,2y x x m y ⎧=⎨=+⎩得:21480y m y --=设()()1122,,,A x y C x y ,则1214y y m +=,∴12M y m =,又2122M x m =+,即()21122,2M m m +同理可得:()22222,2N m m +∴()()212212212212222MN m m k m m m m -==++-+,∴()211121:222MN y m x m m m -=--+即MN :()1212121y x m m m m =--⎡⎤⎣⎦+,∵12,l l 的斜率之积为1-,∴12111m m ⋅=-,即121m m =-,∴121:(4)MN y x m m =-+,即直线MN 过定点(4,0).10.已知抛物线()20x ay a =>,过点0,2a M ⎛⎫ ⎪⎝⎭作两条互相垂直的直线12,l l ,设12,l l 分别与抛物线相交于,A B 及,C D 两点,当A 点的横坐标为2时,抛物线在点A 处的切线斜率为1.(1)求抛物线的方程;(2)设线段,AB CD 的中点分别为,E F ,O 为坐标原点,求证直线EF 过定点.【答案】(1)24x y =;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)结合导数知识,利用切线斜率构造方程可得a ,由此可得抛物线方程;(2)将直线AB 方程代入抛物线方程中,结合韦达定理可确定中点坐标,同理可得CD中点坐标,利用直线方程两点式可得直线EF 方程,化简可知其过定点()0,4.(1)由2x ay =得:21y ax =,则2y x a '=,241x y a=∴==',解得:4a =,∴抛物线方程为:24x y =;(2)由题意知:直线12,l l 的斜率都存在且都不为零,由(1)知:()0,2M ,设直线:2AB y kx =+,代入24x y =得:2480x kx --=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则124x x k +=,128x x =-,()21212444y y k x x k ∴+=++=+,AB ∴中点()22,22E k k +;12l l ⊥ ,1:2CD y x k ∴=-+,同理可得:CD 中点222,2F k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭;EF ∴的方程为:()()222222222222k k y k x k k k ⎛⎫+-+ ⎪⎝⎭-+=-+,化简整理得:14y k x k ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,则当0x =时,4y =,∴直线EF 恒过定点()0,4.【点睛】思路点睛:本题考查直线与抛物线综合应用中的直线过定点问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:①假设直线方程,与抛物线方程联立,整理为关于x 或y 的一元二次方程的形式;②利用0∆>求得变量的取值范围,得到韦达定理的形式;③利用韦达定理表示出已知中的等量关系,代入韦达定理可整理得到变量间的关系,从而化简直线方程;④根据直线过定点的求解方法可求得结果.11.在直角坐标系xOy 中,曲线:C 221x y +=经过伸缩变换x xy '='=⎧⎪⎨⎪⎩后的曲线为1C ,以x 轴正半轴为级轴,建立极坐标系.曲线2C的极坐标方程为sin 4πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(1)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(2)若1C 上的一点P 到2C 的距离的最大,求距离的最大值及P 点的坐标.【答案】(1)1C :2213y x +=,2C :40x y +-=;(2)max d =,1322P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,.【解析】【分析】()1直接利用转换关系,把参数方程,直角坐标方程和极坐标方程之间进行转换;()2利用三角函数关系式的变换和点到直线的距离公式的应用求出结果.(1)解:由伸缩变换x xy '='=⎧⎪⎨⎪⎩得,代入曲线:C 221x y +=得:1C 的普通方程为2213y x +=,由极坐标方程sin 4πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭sin y ρθ=,cos x ρθ=可得:2C 的直角坐标方程为40x y +-=.(2)解:直线2C 的普通方程为40x y +-=,设1C上的为点()cos P θθ,到2C 的距离为d =当且仅当()223k k Z πθπ=-+∈时,取得max d =,又因为1cos 23y 2x θθ⎧==-⎪⎪⎨⎪==-⎪⎩,即点P 的坐标为1322⎛⎫-- ⎪⎝⎭.12.已知椭圆C :2222+x y a b=1(a >b >0)经过点A (0,1),且右焦点为F (1,0).(1)求C 的标准方程;(2)过点(0,12)的直线l 与椭圆C 交于两个不同的点P .Q ,直线AP 与x 轴交于点M ,直线AQ 与x 轴交于点N .证明:以MN 为直径的圆过y 轴上的定点.【答案】(1)2212x y +=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由已知得,c b ,再求得a ,即得椭圆方程;(2)由题意直线l 斜率存在,可设直线1:2l y kx =+,设()()1122,,,P x y Q x y ,直线方程代入椭圆方程应用韦达定理得1212,x x x x +,由直线,AP AQ 方程求出,M N 坐标,求出以MN 为直径的圆的方程,然后代入1212,x x x x +求得圆方程的常数项,从而可得y 的定点坐标.(1)由题意可得1,1c b ==从而22a =.所以椭圆的标准方程为2212x y +=.(2)证明:由题意直线l 斜率存在,可设直线1:2l y kx =+,设()()1122,,,P x y Q x y ,将直线l 代入椭圆方程得()2242430k x kx ++-=,所以12122243,,4242k x x x x k k --+==++,直线AP 的方程为1111y y x x -=+,直线AQ 的方程为2211y y x x -=+.可得1212,0,,011x x M N y y ⎛⎫⎛⎫--⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭,以MN 为直径的圆方程为,21212011x x x x y y y ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭,即()()221212121201111x x x x x y x y y y y ⎛⎫++++= ⎪----⎝⎭.①因为()()()1212122121212124111142122x x x x x x y y k x x k x x kx kx ==---++⎛⎫⎛⎫-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭22212612842k k k -==--+++.所以在①中令0x =,得26y =,即以MN 为直径的圆过y轴上的定点(0,,13.已知抛物线C :()220y px p =>,过点()2,0R 作x 轴的垂线交抛物线C 于G ,H 两点,且OG OH ⊥(O 为坐标原点).(1)求p ;(2)过()2,1Q 任意作一条不与x 轴垂直的直线交抛物线C 于A ,B 两点,直线AR 交抛物线C 于不同于点A 的另一点M ,直线BR 交抛物线C 于不同于点B 的另一点N .求证:直线MN 过定点.【答案】(1)1p =(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由题意知2RG OR ==,不妨设()2,2G ,代入抛物线方程中可求出p 的值,(2)设211,2y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,2y B y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,233,2y M y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,244,2y N y ⎛⎫⎪⎝⎭,则可表示出直线AB ,AM ,BN 的方程,再由直线AB 过()2,1Q 及直线AM ,BN 过()2,0R 可得()121240y y y y -++=,13244y y y y ==-,再表示出直线MN 的方程,结合前面的式子化简可得结论(1)由题意知,2RG OR ==.不妨设()2,2G ,代入抛物线C 的方程,得44p =解得1p =.(2)由(1)知,抛物线C 的方程为22y x =.设211,2y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,2y B y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,233,2y M y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,244,2y N y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则直线AB 的斜率为12221212222AB y y k y y y y -==+-.所以直线AB 的方程为2111222y y x y y y ⎛⎫=-+ ⎪+⎝⎭,即()121220x y y y y y -++=.同理直线AM ,BN ,MN 的方程分别为()131320x y y y y y -++=,()242420x y y y y y -++=,()343420x y y y y y -++=,由直线AB 过()2,1Q 及直线AM ,BN 过()2,0R 可得()121240y y y y -++=,13244y y y y ==-.又直线MN 的方程为()343420x y y y y y -++=,即1212441620x y y y y y ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭.所以直线MN 的方程为()1212280y y x y y y +++=.把()121240y y y y -++=代入()1212280y y x y y y +++=,得()12122480y y x y y y +++=,()122)880(y y x y y +++=,所以由20x y +=,880y +=可得2x =,1y =-.所以直线MN 过定点()2,1-.14.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线C 交于P ,A 两点,且PF λFA = .(1)若λ=4,求直线l 的方程;(2)设点E (a ,0),直线PE 与抛物线C 的另一个交点为B ,且PE EB μ=.若λ=4μ,求a的值.【答案】(1)4340x y --=或4340x y +-=(2)4【解析】【分析】(1)由4PF FA =得014y y =-,设直线l :1x my =+,与抛物线C :24y x =联立,结合韦达定理,即得解;(2)由PF λFA = 得01y y λ=-,结合014y y =-,可得204y λ=,再由PE EB μ= 得02y y μ=-,设直线PB :x ny a =+,与抛物线C :24y x =联立由韦达定理可得024y y a =-,故204y aμ=,又4λμ=,代入运算即得解(1)易知焦点F (1,0),设P (0x ,0y ),A (1x ,1y )由4PF FA =得014y y =-设直线l :1x my =+,与抛物线C :24y x =联立得2440y my --=,其中216160m ∆=+>,所以014y y =-由①②可得0141y y =⎧⎨=-⎩或0141y y =-⎧⎨=⎩又014y y m +=,所以34m =或34m =-所以直线l 的方程为314x y =+或314x y =-+.化简得4340x y --=或4340x y +-=(2)由PF λFA =得01y y λ=-又014y y =-可得204y λ=设点B (2x ,2y ),由PE EB μ= 得02y y μ=-设直线PB :x ny a =+,与抛物线C :24y x =联立得2440y ny a --=.所以216()0n a ∆=+>,024y y a=-故204y aμ=又4λμ=,所以2200444y y a=⋅,考虑到点P 异于原点,所以00y ≠,解得4a =此时2216()16(4)0n a n ∆=+=+>所以a 的值为415.平面直角坐标系xOy 中,双曲线22:136x y C -=的右焦点为F ,T 为直线:1l x =上一点,过F 作TF 的垂线分别交C 的左、右支于P 、Q 两点,交l 于点A .(1)证明:直线OT 平分线段PQ ;(2)若3PA QF =,求2TF 的值.【答案】(1)证明见解析(2)12+【解析】【分析】(1)设直线PQ 的方程为3x ty =+,设点()11,P x y 、()22,Q x y ,将直线PQ 的方程与双曲线的方程联立,列出韦达定理,求出线段PQ 的中点N 的坐标,计算得出ON OT k k =,证明出O 、T 、N 三点共线,即可证得结论成立;(2)由3PA QF =得3PA QF = ,可得出1238x x -+=,变形可得出()()12212184384x x x x x x ⎧++=⎪⎨+-=⎪⎩,两式相乘结合韦达定理可求得2t 的值,再利用两点间的距离公式可求得2TF 的值.(1)解:依题意,3F x ==,即()3,0F ,设()1,2T t ,则直线PQ 的方程为3x ty =+,由22326x ty x y =+⎧⎨-=⎩得()222112120t y ty -++=,设()11,P x y 、()22,Q x y ,则()222210Δ14448210t t t ⎧-≠⎪⎨=-->⎪⎩,故212t ≠,由韦达定理可得1221221t y y t +=--,1221221y y t =-,所以()121226621x x t y y t +=++=--,又直线PQ 分别交C 的左、右支于P 、Q 两点,所以()()()22121212122963339021t x x ty ty t y y t y y t +=++=+++=-<-,故212t >所以PQ 中点为2236,2121t N t t ⎛⎫-- ⎪--⎝⎭,所以2ON OT k t k ==,故O 、T 、N 三点共线,即直线OT 平分线段PQ .(2)解:依题意,由3PA QF =得3PA QF =,则()12133x x -=-,即1238x x -+=,所以()12284x x x ++=,①,()121384x x x +-=,②①×②得()()21212123166416x x x x x x +++-=,所以()22222366963166416212121t t t t+⨯-⨯-=-⨯---,解得28374t +=,或28374t -=(舍去),此时,224412t TF =+=+【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为()11,x y 、()22,x y ;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x (或y )的一元二次方程,必要时计算∆;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为12x x +、12x x (或12y y +、12y y )的形式;(5)代入韦达定理求解.16.已知抛物线2:4E y x =,F 为其焦点,O 为原点,A ,B 是E 上位于x 轴两侧的不同两点,且5OA OB ⋅=.(1)求证:直线AB 恒过一定点;(2)在x 轴上求一定点C ,使F 到直线AC 和BC 的距离相等;(3)在(2)的条件下,当F 为ABC 的内心时,求ABC 重心的横坐标.【答案】(1)证明见解析(2)见解析(3)173【解析】【分析】(1)设直线AB 的方程为x my n =+,211(,)4y A y ,222(,)4y B y ,联立24x my n y x =+⎧⎨=⎩,消x 得:2440y my n --=,124y y m +=,124y y n =-,结合向量的数量积,转化求解直线AB 的方程,推出结果.(2)在x 轴上求一定点C ,使F 到直线AC 和BC 的距离相等即CF 平分ACB ∠,即直线AC 与直线BC 关于x 轴对称,根据斜率和为零,从而可得结果;(3)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,直线AB 与x 轴交于N ,由题意可得32AC CF AN NF ==,坐标化,结合点在抛物线上可得点的坐标,从而得到结果.(1)设直线AB 的方程为x my n =+,211(,)4y A y ,222(,)4y B y ,联立24x my n y x=+⎧⎨=⎩,消x 得:2440y my n --=,则124y y m +=,124y y n =-,由5OA OB ⋅= 得:21212()516y y y y +=,所以:1220y y =-或124y y =(舍去),即4205n n -=-⇒=,所以直线AB 的方程为5x my =+,所以直线AB 过定点(5,0)P .(2)由(1)知,直线AB 过定点(5,0)P 可设直线AB 的方程为5x my =+,此时124y y m +=,1220y y =-,设x 轴上定点C 坐标为(,0)t ,要使F 到直线AC 和BC 的距离相等,则CF 平分ACB ∠,即直线AC 与直线BC 关于x 轴对称,故0AC BC k k +=,即21210y yx t x t+=--,∴()()21120y x t y x t -+-=,∴()()1212250my y t y y +-+=,∴()40450m m t -+-=对任意m 恒成立,∴510t -=,5t =-,故在x 轴上有一定点C (5,0)-,使F 到直线AC 和BC 的距离相等;(3)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,直线AB 与x 轴交于N ,∵F 为ABC 的内心,∴32AC CF AN NF ==,32=,即2211126250x y x +-+=,又2114y x =,∴21122250x x -+=,同理22222250x x -+=,∴12,x x 是方程222250x x -+=的两个根,∴1222x x +=,∴三角形重心的横坐标为1251733x x +-=.17.已知椭圆C 的两个顶点分别为()2,0A -,()2,0B ,焦点在x (1)求椭圆C 的方程;(2)若直线()()10y k x k =-≠与x 轴交于点P ,与椭圆C 交于M ,N 两点,线段MN 的垂直平分线与x 轴交于Q ,求MN PQ的取值范围.【答案】(1)2214x y +=;(2)(4,【解析】【分析】(1)由顶点和离心率直接求,,a b c 即可;(2)先联立直线和椭圆方程,借助弦长公式表示出弦长MN ,再求出垂直平分线和Q 坐标,表示出PQ ,最后分离常数求取值范围即可.(1)由题意知2222,a c a a b c =⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩可得1,2a b ==,故椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)由()22114y k x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,可得()2222418440k x k x k +-+-=,设()()1122,,,M x y N x y ,则22121222844,4141k k x x x x k k -+=⋅=++,()121222241k y y k x x k -+=+-=+,线段MN 的中点为2224,4141k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,线段MN 的垂直平分线方程为22214()4141k k y x k k k --=--++,令0y =,得22341kx k =+,所以223,041k Q k ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,又(1,0)P ,则22223114141k k PQ k k +=-=++,又12MN x x =-=所以2241141MN k k PQk +==++220,1331k k ≠∴<-<+ ,故MN PQ的取值范围为(4,.【点睛】(1)关键在于建立,,a b c 的关系式求解;(2)关键在于联立直线和椭圆方程,依次求出垂直平分线和弦长MN 、PQ ,转化成关于k 的代数式求范围即可.18.定义平面曲线的法线如下:经过平面曲线C 上一点M ,且与曲线C 在点M 处的切线垂直的直线称为曲线C 在点M 处的法线.设点()()000,0M x y y >为抛物线2:2(0)C y px p =>上一点.(1)求抛物线C 在点M 处的切线的方程(结果不含0x );(2)求抛物线C 在点M 处的法线被抛物线C 截得的弦长||AB 的最小值,并求此时点M 的坐标.【答案】(1)002y py x y =+(2);()p 【解析】【分析】(1)先化简求导确定切线斜率,再按照在点处的切线方程进行求解;(2)先联立法线和抛物线方程,借助弦长公式表示弦长,最后换元构造函数,求导确定最小值.(1)因为点()()000,0M x y y >在抛物线上方,所以由2:2(0)C y px p =>得y =py y'=,所以在点M 处的切线斜率0y y pk y y ='==,所求切线方程为000()py y x x y -=-,又202y x p=,故切线方程为2000()2y p y y x y p -=-,即002y p y x y =+.(2)点M 处的法线方程为2000()2y y y y x p p-=--,即220022y p p x y y p +=-+.联立抛物线2:2(0)C y px p =>,可得()2232000220y y p y y p y +-+=,可知0∆>,设()()1122,,,A x y B x y ,()2221212002,2p y y y y y p y +=-⋅=-+,所以322212202()y p AB y y y +⋅-=.令200t y =>,则3222()(0)t p AB t t +=>,令3222()()(0)t p f t t t +=>,1312222222223()()()(2)2()2t p t t p t p t p f t t t +⋅-++⋅-'=⨯=,所以()f t 在()20,2p 单调递减,在()22,p +∞单调递增,所以()2min ()2f t f p ==,即min AB =,此时点M的坐标为()p .【点睛】(1)关键在于化简出0y >时的抛物线方程,借助求导确定切线斜率;(2)写出法线方程,联立抛物线求弦长是通用解法,关键在于换元构造函数之后,借助导数求出最小值.19.已知点()11,0F -,()21,0F ,M 为圆22:4O x y +=上的动点,延长1F M 至N ,使得1MN MF =,1F N 的垂直平分线与2F N 交于点P ,记P 的轨迹为Γ.(1)求Γ的方程;(2)过2F 的直线l 与Γ交于,A B 两点,纵坐标不为0的点E 在直线4x =上,线段OE 分别与线段AB ,Γ交于,C D 两点,且2OD OC OE =⋅,证明:AC BC =.【答案】(1)22143x y +=;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)由线段垂直平分线和三角形中位线性质可证得12124PF PF F F +=>,可知P 点轨迹为椭圆,由此可得轨迹方程;(2)由已知可知24D C x x =;当l 斜率不存在时显然不成立;当l 斜率存在时,设l 方程,将其与椭圆方程联立,结合韦达定理可得AB 中点横坐标;设():0OE y k x k ''=≠,与直线l 和椭圆方程联立可求得34k k'=-,由此可整理得到C x ,与AB 中点横坐标相同,由此可得结论.(1)连接1,MO PF,PM 是1NF 的垂直平分线,1PF PN ∴=,1222PF PF PN PF NF ∴+=+=;,M O 分别为112,NF F F 中点,224NF MO ∴==,12124PF PF F F ∴+=>,P ∴点轨迹是以12,F F 为焦点,长轴长为4的椭圆,即2a =,1c =,23b ∴=,P ∴点轨迹Γ的方程为:22143x y +=;(2)2OD OC OE =⋅ ,即OD OE OC OD =,D EC Dx x x x ∴=,由题意知:0C x >,4E x =,24D C x x ∴=,①当直线l 斜率不存在时,即:1l x =,此时1C x =,2D x <,此时24D C x x =不成立;②当直线l 斜率存在时,设():1l y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y ,由()221431x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩得:()22223484120k x k x k +-+-=,2122212283441234k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪+∴⎨-⎪=⎪+⎩,AB ∴中点的横坐标为21224234x x k k +=+;设直线OE 的方程为:()0y k x k ''=≠,由()1y k x y k x ='=⎧⎨-⎩得:kx k k ='-,即C k x k k ='-;由22143y k xx y =⎧='⎪⎨+⎪⎩得:221234x k ='+,即221234D x k ='+;由24D C x x =得:212434k k k k =''+-,整理可得:34k k '=-,2122434324C x x kk x k k k+∴===++,C ∴为线段AB 的中点,AC BC ∴=.【点睛】关键点点睛:本题考查定义法求解轨迹方程、直线与椭圆综合应用问题;本题证明C 为AB 中点的关键是能够通过已知等式得到,C D 两点横坐标之间满足的等量关系,进而表示出AB 中点横坐标和C 点横坐标,证明二者相等即可.20.已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F,离心率2e =,P为椭圆上一动点,12PF F △面积的最大值为2.(1)求椭圆E 的方程;(2)若C ,D 分别是椭圆E 长轴的左、右端点,动点M 满足MD CD ⊥,连结CM 交椭圆于点N ,O 为坐标原点.证明:OM ON ⋅为定值;(3)平面内到两定点距离之比是常数()1λλ≠的点的轨迹是圆.椭圆E 的短轴上端点为A ,点Q 在圆228x y +=上,求22QA QP PF +-的最小值.【答案】(1)22142x y +=;(2)见解析;4.【解析】【分析】(1)结合离心率和12PF F △面积的最大值列出关于,,a b c 的方程,解方程即可;(2)设直线CM 方程,写出点M 坐标,联立椭圆方程,求点N 坐标,通过向量数量积计算即可;(3)设点R 坐标,借助点Q 在圆228x y +=上,将2QA 转化成RA ,再借助椭圆定义将2PF 转化成14PF -,最后通过1,,R P F 三点共线求出最小值.(1)当P 为短轴端点时,12PF F △的面积最大,2bc =,222222,c a bc a b c ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩解得2,a b c ===,故椭圆E 的方程为22142x y +=.(2)由(1)知,()2,0,(2,0)C D -,设直线():2CM y k x =+,11(,)N x y ,,(2,4)MD CD M k ⊥∴ ,联立221,42(2)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩整理得()22222218840k x k x k +++-=,由21284221k x k --=+得2122421k x k -=+,1124(2)21ky k x k =+=+,222244(,)2121k k N k k -∴++,2222442442121k kOM ON k k k -⋅=⨯⨯++ ,故OM ON ⋅为定值4.(3)由题意(A ,设()(0,),,R m Q x y ,使2QA QR =,()()22222,4QR x y m QAx y +-==+,整理得222282833m m x y y --++=,又点Q 在圆228x y +=上,20,883m =∴⎨-⎪=⎪⎩解得m =,(0,R 由椭圆定义得124PF PF =-,2112(4)4QA QP PF QR QP PF QR QP PF +-=+--∴=++-,当1,,R P F三点共线时,(10,,(R F 22QA QP PF +-∴4.【点睛】(1)关键在于建立,,a b c 的方程;(2)关键在于设出直线方程,联立得出点N 坐标;(3)关键在于利用题目中给出的圆的定义将2QA 转化成RA ,再结合椭圆定义,将问题简化成共线问题.21.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的长轴长为4,点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知O 为坐标原点,P 为椭圆C 上的一个动点,过点E0)作OP 的平行线交椭圆C 于M ,N 两点,问:是否存在实数t (t >0),使得||,||,||EM t OP EN 构成等比数列?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)22143x y +=(2)存在,12t =【解析】【分析】(1)由题意可得2a =,再将点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭代入椭圆方程中可求出2b ,从而可求得椭圆的方程,(2)①当OP 的斜率存在时,设直线OP 的方程为y kx =,将直线方程代入椭圆方程中可求出22,x y ,则可得2OP ,设直线MN的方程为()()1122(,,,y k x M x y N x y =,将直线方程代入椭圆方程消去y ,利用根与系数的关系,再利用两点间的距离公式表示出||,||EM EN ,再计算||||EM EN 与2OP 比较可求出t 的值,②当OP 的斜率不存在时,可得||OP =MN的方程为x ||||EM EN 的值,进而可求出t (1)由题意可得24a =,所以2a =.因为点(1,32)在椭圆C 上,所以221914a b +=,解得23b =.所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)①当OP 的斜率存在时,设直线OP 的方程为y kx =.联立方程,得22143y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩解得221234x k =+,2221234k y k =+.解得()2222221211212||343434k k OP k k k+=+=+++,设直线MN的方程为()()1122(,,,y k x M x y N x y =-.联立方程,得(22143y k x x y ⎧=-⎪⎨⎪+=⎩化简,得()22223412120k x x k +=+-=.因为点E0)在椭圆内部,所0∆>,221213221212,3434k x x x x k k-+=⋅=++,所以1||EM x =-.同理可得2||EN x =所以()(())22121212||||113EM EN kx xk x x x x ⋅=+=+⋅++()()22222223112122413343434k k kk k k k +-=+⋅-+=+++,假设存在实数(0)t t >),使得||,||,||EM t OP EN 构成等比数列,则22||||||EM EN t OP ⋅=.所以()()22222311213434k k tk k ++=⋅++.解得214t=.四为1t >,所以12t =,②当OP 的斜率不存在时,||OP =MN 的方程为x =x =22143x y +=,得234y =.所以||||2EM EN ==,当||,||,||EM t OP EN 构成等比数列时,22||||||EM EN t OP ⋅=,即2334t =.因为0t >,所以12t =.综上所述,存在实数12t =,使得||,||,||EM t OP EN 构成等比数列.22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为x y αααα⎧=-⎪⎨=+⎪⎩(α为参数),以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.直线l 的极坐标方程为()cos sin 3m m ρθθ++=l 与曲线C 交于A ,B 两点.(1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;(2)过A ,B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,若AB =CD .【答案】(1)2212x y +=,30mx y m ++=;(2)4.【解析】【分析】(1)消参法求曲线C 的普通方程,公式法求直线l 的直角坐标方程.(2)由(1)所得普通方程,结合圆中弦长、半径、弦心距的几何关系求圆心到直线l 的距离,再利用点线距离公式列方程求参数m ,即可得直线的倾斜角大小,由AB 、CD 的关系求CD 即可.(1)由题意,消去参数α,得曲线C 的普通方程为2212x y +=.将cos x ρθ=,sin y ρθ=代入()cos sin 3m m ρθθ++得直线l的直角坐标方程为30mx y m ++=.(2)设圆心到直线l:30mx y m ++=的距离为d,则AB =3d =.3=,解得3m =-.所以直线l的方程为60x +=,则直线l 的倾斜角为30θ=︒.所以4cos30AB CD ==︒.23.在平面直角坐标系xOy中,已知直线340x y ++=与圆1C :222x y r +=相切,另外,椭圆2C :()222210x y a b a b +=>>的离心率为32,过左焦点1F 作x 轴的垂线交椭圆于C ,D 两点.且1CD =.(1)求圆1C 的方程与椭圆2C 的方程;(2)经过圆1C 上一点P 作椭圆2C 的两条切线,切点分别记为A ,B ,直线PA ,PB 分别与圆1C 相交于M ,N 两点(异于点P ),求△OAB 的面积的取值范围.【答案】(1)225x y +=,2214x y +=;(2)4,15⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【解析】【分析】(1)由直线与圆的相切关系及点线距离公式求参数r ,即可得圆1C 的方程,根据椭圆离心率、22b CD a=及椭圆参数关系求出a 、b 、c ,即可得椭圆2C 的方程.(2)设()11,A x y 、()22,B x y 、()00,P x y ,讨论直线PA ,PB 斜率存在性,则直线PA 为()111y k x x y =-+、直线PB 为()222y k x x y =-+,联立椭圆方程并结合所得一元二次方程0∆=求1k 、2k ,进而得直线PA 为1114x x y y +=、直线PB 为2214x xy y +=,结合P 在直线PA ,PB 上有AB 为0014x xy y +=,联立椭圆方程,应用韦达定理、弦长公式、点线距离公式,结合三角形面积公式得0OAB S = .(1)由题设,圆1C :222x y r +=的圆心为()0,0,因为直线340x y ++=与圆1C相切,则r ==所以圆1C 的方程为225x y +=,因为椭圆2Cc e a ==c =,由221b CD a==,则22a b =,又222a b c =+,所以22324a a a =+,解得2a =,1b =,所以椭圆2C 的方程为2214x y +=.综上,圆1C 为225x y +=,椭圆2C 为2214x y +=.(2)设点()11,A x y ,()22,B x y ,()00,P x y .当直线PA ,PB 斜率存在时,设直线PA ,PB 的斜率分别为1k ,2k ,则直线PA 为()111y k x x y =-+,直线PB 为()222y k x x y =-+.由()11122440y k x x y x y ⎧=-+⎨+-=⎩,消去y 得:()()()22211111111148440k x k y k x x y k x ++-+--=.所以()()()2222111111116441444k y k x k y k x ⎡⎤∆=--+--⎣⎦.令0∆=,整理得()2221111114210x k x y k y -++-=,则11111122111444x y x y x k x y y --=-==-,所以直线PA 为()11114x y x x y y -=-+,化简得:22111144x x y y y x +=+,即1114x x y y +=.经验证,当直线PA 斜率不存在时,直线PA 为2x =或2x =-也满足1114x xy y +=.同理,可得直线PB 为2214x xy y +=.因为()00,P x y 在直线PA ,PB 上,所以101014x x y y +=,202014x xy y +=.综上,直线AB 为0014x xy y +=.由00221444x xy y x y ⎧+=⎪⎨⎪+=⎩,消去y 得:()22200035816160y x x x y +-+-=.所以01220835x x x y +=+,21220161635y x x y -=+.所以12AB x =-=)20203135y y +==+.又O 到直线AB的距离d ==所以)20200311235OABy S y +=⋅+ t =,[]1,4t ∈,则24444OAB t S t t t∆==++,又[]44,5t t+∈,所以△OAB 的面积的取值范围为4,15⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【点睛】关键点点睛:第二问,设点及直线PA ,PB 的方程,联立椭圆结合相切关系求参数关系,进而确定PA ,PB 的方程,由P 在直线PA ,PB 上求直线AB 的方程,再联立椭圆并应用韦达定理、弦长公式、点线距离公式求三角形面积的范围.24.已知点A ,B 是抛物线x 2=2py (p 为常数且p >0)上不同于坐标原点O 的两个点,且0OA OB ⋅= .(1)求证:直线AB 过定点;(2)过点A 、B 分别作抛物线的切线,两切线相交于点M ,记 OMA 、 OAB 、 OMB 的面积分别为S 1、S 2、S 3;是否存在定值λ使得22s =λS 1S 3?若存在,求出λ值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)存在,4λ=【解析】【分析】(1)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,设直线AB 方程为y kx t =+,代入抛物线方程中,消去y ,。
初三数学解析几何练习题及答案
初三数学解析几何练习题及答案解析几何是数学中的一个分支,它通过运用代数和几何的方法来研究图形和方程之间的关系。
初三学生对于解析几何的学习是非常重要的,因为它是数学学科中的一个基础,对于进一步学习高等数学有很大的帮助。
为了帮助同学们更好地掌握解析几何,我为大家准备了一些练习题,并提供了详细的解答,希望对大家的学习能够有所帮助。
1. 题目一:平面直角坐标系中,已知直线L的方程为2x + y = 5,直线L'过点A(2, 1)且垂直于直线L,求直线L'的方程。
解答:首先,我们可以求出直线L的斜率k1。
由于直线L的表达式为2x + y = 5,我们可以将其转化为斜截式的形式y = -2x + 5。
可以看出,直线L的斜率k1为-2。
由于直线L'垂直于直线L,所以它们的斜率互为倒数,即k1 * k2 = -1,其中k2为直线L'的斜率。
代入已知条件,我们得到-2 * k2 = -1,解得k2 = 1/2。
已知直线L'经过点A(2, 1)且斜率为1/2,我们可以利用点斜式的方程来求解。
点斜式的方程为y - y1 = k(x - x1),其中(x1, y1)为直线上已知的一点,k为直线的斜率。
代入已知条件,将点A的坐标代入,我们得到y - 1 = 1/2(x - 2)。
将该方程转化为一般式的形式,我们得到2y - x = 3,即为直线L'的方程。
2. 题目二:已知直线L过点A(1, -2)和点B(3, 4),直线L'经过点A且与直线L平行,求直线L'的方程。
解答:首先,我们可以通过两点之间的斜率公式来计算直线L的斜率k1。
斜率公式为k1 = (y2 - y1) / (x2 - x1),其中(x1, y1)和(x2, y2)分别为直线上的两个点的坐标。
代入已知条件,我们得到k1 = (4 - (-2)) / (3 - 1) = 6 / 2 = 3。
由于直线L'与直线L平行,所以它们的斜率相等,即k1 = k2,其中k2为直线L'的斜率。
高二解析几何的练习题及答案
高二解析几何的练习题及答案解析几何是数学中的一个重要分支,也是高中数学课程中必不可少的一部分。
高二阶段是学习解析几何的关键时期,为了帮助同学们更好地掌握解析几何的知识,以下是一些高二解析几何的练习题及其答案。
题目一:已知直线l1的方程为2x + y = 5,直线l2经过点A(2, 3)且与l1垂直,求直线l2的方程。
解析:由已知条件可知,直线l2过点A(2, 3)且垂直于直线l1。
由于两条直线垂直,则它们的斜率之积为-1。
而直线l1的斜率为-2,所以直线l2的斜率为1/2(-1/(-2))。
直线l2过点A(2, 3),可以使用点斜式来求解。
点斜式的一般形式为y - y1 = k(x - x1),其中(x1, y1)为已知点,k为该直线的斜率。
代入已知数据,可得直线l2的方程为y - 3 = 1/2(x - 2)。
题目二:已知锐角三角形ABC,其中∠B = 60°,AC = 2√3,AD ⊥ BC,D为BC的中点,求BD的长度。
解析:由于锐角三角形ABC中∠B = 60°,所以∠A = 180° - 90° - 60° = 30°。
根据正弦定理,可得:AC/sin∠A = BC/sin∠B2√3/sin30° = BC/sin60°化简可得BC = 4,因此BD = BC/2 = 2。
题目三:圆O的半径为r,点A、B分别在圆上,AB的长度为l,点C在圆内,且AC与BC的长度分别为h1和h2。
已知h1 + h2 = k,求l的最大值。
解析:根据题意,可以发现线段AC和BC分别是圆内的两条弦。
而在一个圆内,两条弦长度之和是一定的。
所以,若想使l的值最大,就需要使h1和h2的差值最小,即h1 ≈ h2。
由于AC和BC分别是圆内的两条弦,根据圆内接角的性质,可知AC和BC需要相交于圆的直径上。
因此,当h1 ≈ h2时,等腰三角形ABC的底边l的长度最大。
解析几何中设而不求专题练习(含参考答案)
解析几何中设而不求专题练习 (含参考答案) 解析几何中设而不求专题练习
设而不求是解析几何的重要解题策略,在许多题目 的解答中,常常可以起到简化计算的作用。许多同学会 问:什么情况下,可以通过设而不求解答问题呢? 一、利用曲线与方程的关系: 1.已知两圆 G : x2 • y2-2x 10y 一24 =0,C?: x2 y2 2x • 2y 一 8 =
0,求 两圆的公共弦方程及弦长。
解:两圆方程相减,得x — 2y 4=0,两圆的交点坐标均 满足此方程,故此方程即为公共弦所在直线方程。又圆C2 的圆心C2(_i,_i)到公共弦的距离d=|誉4=書,且叫沪 (l为公共弦长),1=2訂=2、5,即公共弦长为2、5。 注:其中求公共弦的方程时即用到了设而不求思想。 2.过圆外一点P(a,b)引圆x2 y2=r2的两条切线, 求经过两个切点的直线方程。 解:设两个切点分别为PI ( Xi, yi), P2 ( x2, y2),则切 线方程为:lppl :axi byi =r2, IPP2 :ax? by^r2。 可见 Pl ( Xi, yj,P2 ( X2, y2)都满足方程 ax+by = r2,由 直线方程的定义得:ax by”2,即为经过两个切点的 直线方程。
二、利用圆锥曲线的定义: 1. 已知椭圆:与現Fi、F2为焦点,点P为椭圆上一点, 25 9 RPR 二一,求 S.FiPF2
。
3
1.解析:由题意知点P为椭圆上一点,根据椭圆的 定义 |PF |+圧|/0
。
再注意到求SFIPF2的关键是求出lPFll lPF2l这一整体,则可 采用如下设而不求的解法:
设 |PFi|才,|PF2日2
由余弦定理得ri2 + r; -2r1 r2 cos三=64 ② 3
1 .二 r1 r2 sin — 2 3
二、利用点差法: 1.求过椭圆X2 4y—16内一点A ( 1, 1)的弦PQ的中点M 的
解析几何中的定点、定值问题(含答案)
解析几何中的定点和定值问题【教学目标】学会合理选择参数(坐标、斜率等)表示动态图形中的几何对象,探究、证明其不变性质(定点、定值等),体会“设而不求”、“整体代换”在简化运算中的作用.【教学难、重点】解题思路的优化. 【教学方法】讨论式 【教学过程】 一、基础练习1、过直线4x =上动点P 作圆224O x y +=:的切线PA PB 、,则两切点所在直线AB 恒过一定点.此定点的坐标为_________. 【答案】(1,0)【解析】设动点坐标为(4,t P ),则以OP 直径的圆C 方程为:(4)()0x x y y t -+-= ,?故AB 是两圆的公共弦,其方程为44x ty +=.注:部分优秀学生可由200x x y y r += 公式直接得出. 令4400x y -=⎧⎨=⎩得定点(1,0).2、已知PQ 是过椭圆22:21C x y +=中心的任一弦,A 是椭圆C 上异于P Q 、的任意一点.若AP AQ 、 分别有斜率12k k 、 ,则12k k ⋅=______________.【答案】-2【解析】设00(,),(,)P x y A x y ,则(,)Q x y --220001222000y y y y y y k k x x x x x x -+-⋅=⋅=-+-,又由A 、P 均在椭圆上,故有:2200222121x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,两式相减得2222002()()0x x y y -+-= ,220122202y y k k x x-⋅==-- 3,过右焦点F 作不垂直于x 轴的直线交椭圆于A 、B 两点, ¥AB 的垂直平分线交x 轴于N ,则_______.1=24e【解析】设直线AB 斜率为k ,则直线方程为()3y k x =-,与椭圆方程联立消去y 整理可得()22223424361080k x k x k +-+-=,则221212222436108,3434k k x x x x k k -+==++, 所以1221834ky y k-+=+, 则AB 中点为222129,3434k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭. 所以AB 中垂线方程为22291123434k k y x k k k ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭, 令0y =,则22334k x k =+,即223,034k N k ⎛⎫ ⎪+⎝⎭, }所以222239(1)33434k k NF k k+=-=++.()2236134k AB k+==+,所以14NF AB =.F A ,是其左顶点和左焦点,P 是圆222b y x =+上的动点,若PAPF=常数,则此椭圆的离心率是【答案】e =215- 【解析】 因为PAPF=常数,所以当点P 分别在(±b ,0)时比值相等,2b ac =, 又因为222b ac =-,:所以220a c ac --=同除以a 2可得e 2+e -1=0,解得离心率e =215-. 二、典例讨论 例1、如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C : 22142x y +=的左顶点为A ,过原点O 的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C 交于P ,Q 两点,直线PA ,QA 分别与y 轴交于M ,N 两点. 试问以MN 为直径的圆是否经过定点(与直线PQ 的斜率无关)请证明你的结论.分析一:设PQ 的方程为y kx =,设点()00,P x y (00x >),则点()00,Q x y --.《联立方程组22,24y kx x y =⎧⎨+=⎩消去y 得22412x k =+.所以0x,则0y =.所以直线AP的方程为)2y x =+.从而M ⎛⎫ ⎝同理可得点N ⎛⎫ ⎝. 所以以MN为直径的圆的方程为2(0x y y ++=整理得:2220x y y +--=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F 分析二:设P (x 0,y 0),则Q (﹣x 0,﹣y 0),代入椭圆方程可得220024x y +=.由直线PA 方程为:00(2)2y y x x =++,可得0020,2y M x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,同理由直线QA 方程可得0020,2y N x ⎛⎫⎪-⎝⎭,可得以MN 为直径的圆为2000022022y y x y y x x ⎛⎫⎛⎫+-⋅-= ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭,整理得:2220020002240224y y y x y y x x x ⎛⎫+-++= ⎪+--⎝⎭~由于220042x y -=-,代入整理即可得2200204204x y x y y x ⎛⎫+--= ⎪-⎝⎭此圆过定点(0)F . 分析三: 易证:2212AP AQb k k a =-=-,故可设直线AP 斜率为k ,则直线AQ 斜率为12k-. 直线AP 方程为(2)y k x =+,从而得(0,2)M k ,以12k -代k 得10,N k ⎛⎫- ⎪⎝⎭故知以MN 为直径的圆的方程为21(2)()0x y k y k+-+= 整理得:2212(2)0x y k y k+-+-=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F . 分析四、、设(0,),(0,)M m N n ,则以MN 为直径的圆的方程为2()()0x y m y n +--=即22()0x y m n y mn +-++= 再由221=2AP AQAM AN b k k k k a =-=-得2mn =-,下略例2、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (1) 求椭圆C 的方程;(2) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过点(1,0)E ,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(1)由题意:222222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩~所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (2) 设AB 方程为(1)y k x =-,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323(1)(1)AM BN y kx y kx k x kx k x kx k k x x x x x x x x +--+--+=+=+-+-+则整理得:[]132323131323(1)()(1)()()()AM BN k x x x x x x x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22(1)44y k x x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:2222(41)8440k x k x k +-+-=, 所以22121222844,4141k k x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: $22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.例2(变式)、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (3) 求椭圆C 的方程;(4) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过定点(,0),(22)E m m -<<,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(3)由题意:22222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (4) :(5)设AB 方程为()y k x m =-,11(,)A x y ,22(,)B x y , 则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323()()AM BN y kx y kx k k x x x x k x m kx k x m kx x x x x +-+=+-+-+--=+-+则整理得:[]132323131323()()()()()()AM BN k x x m x x x x m x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x m x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22()44y k x m x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:22222(41)8440k x k mx k m +-+-=, 所以222121222844,4141k m k m x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: 22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③]将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.三、课外作业1、已知椭圆22+142x y =,A 、B 是其左、右顶点,动点M 满足MB ⊥AB ,连结AM 交椭圆于点P ,在x 轴上有异于点A 、B 的定点Q ,以MP 为直径的圆经过直线BP 、MQ 的交点,则点Q 的坐标为____________.【答案】(0,0) 【解析】试题分析:设(2,),M t 则:(2)4tAM y x =+,与椭圆方程联立消y 得2222(8)44320t x t x t +++-=,所以221628P tx t -=+,288Pt y t =+,因此22282816228BP tt k t tt +==---+,即1BP OM k k =-,点Q 的坐标为O (0,0)2、已知PA 、右顶点B 的任意一点,记直线PA ,PB 的斜率分别为1212,,k k k k ⋅则的值为 . 【答案】13-|【解析】设(,)P x y ,因为P 在椭圆上,所以3、已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率e =12,A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,直线PA,PB 的倾斜角分别为,αβ,则cos()cos()αβαβ+-= .【答案】7 【解析】试题分析:因为A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,22PA PBb k k a ∴⋅=-2222211132244c a b b e a a a -=∴=∴=∴=,2234PA PBb k k a ∴⋅=-=-,31cos()cos cos sin sin 1tan tan 473cos()cos cos sin sin 1tan tan 14αβαβαβαβαβαβαβαβ++--====-++- #4、如图所示,已知椭圆C C 上任取不同两点A ,B ,点A 关于x 轴的对称点为'A ,当A ,B 变化时,如果直线AB 经过x 轴上的定点T (1,0),则直线'A B 经过x 轴上的定点为________.【答案】(4,0)【解析】设直线AB 的方程为x =my +1,由22141x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得(my +1)2+4y 2=4,即(m 2+4)y 2+2my-3=0.记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ′(x 1,-y 1),且y 1+y 2=-224m m +,y 1y 2=-234m +, 当m ≠0时,经过点A′(x 1,-y 1),B(x 2,y 2)的直线方程为121y y y y ++=121x x x x --.令y =0,得x =2121x x y y -+y 1+x 1=2121my my y y -+y 1+my 1+1=2212112121my y my my y my y y -++++1=12212my y y y ++1=2232424m m m m ⋅+-+-+1=4,所以y =0时,x =4.当m =0时,直线AB 的方程为x =1,此时A′,B 重合,经过A′,B 的直线有无数条,当然可以有一条经过点(4,0)的直线.当直线AB 为x 轴时,直线A ′B 就是直线AB ,即x 轴,这条直线也经过点(4,0).综上所述,当点A ,B 变化时,直线A ′B 经过x 轴上的定点(4,0).5、 的右焦点2F 的直线交椭圆于于,M N 两点,令*【解析】试题分析:不失一般性,不妨取MN 垂直x 轴的情况,此时MN :x=1,联立221431x y x ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,得M (1,32),N (1,-32),∴m=n=32,∴34mn m n =+6、已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为()120F -,,点(B 在椭圆C 上,直线()0y kx k =≠与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N .(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)以MN 为直径的圆是否经过定点若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.解析:(Ⅰ)解法一:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. 设椭圆的右焦点为()220F ,,已知点(2B 在椭圆C 上,—由椭圆的定义知122BF BF a +=,所以2a ==.所以a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. 解法二:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. ①因为点(2B 在椭圆C 上,所以22421a b+=. ②由①②解得,a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. (Ⅱ)解法一:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A的坐标为()-.]因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点()00,E x y (不妨设00x >),则点()00,F x y --.联立方程组22,184y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得22812x k =+.所以0x =,则0y =.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N ,令0x =得y =,即点M ⎛⎫ ⎝.同理可得点N ⎛⎫ ⎝.所以MN ==.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为0,P k ⎛- ⎝⎭.【则以MN 为直径的圆的方程为22x y k ⎛++= ⎝⎭2,即224x y y k++=.令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法二:因为椭圆C 的左端点为A ,则点A的坐标为()-.因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点00(,)E x y ,则点00(,)F x y --.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得y =M ⎛⎫⎝. ;同理可得点N ⎛⎫⎝.所以020168yMN x ==-.因为点00(,)E x y 在椭圆C 上,所以2200184x y +=. 所以08MN y =. 设MN 的中点为P ,则点P的坐标为000,P y ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. 则以MN为直径的圆的方程为2200x y y ⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭2016y .即22+x y y y +=4. 令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法三:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A 的坐标为()-.】因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F ,设点(),2sin E θθ(0θ<<π),则点(),2sin F θθ--.所以直线AE 的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得2sin cos 1y θθ=+,即点2sin 0,cos 1M θθ⎛⎫⎪+⎝⎭.同理可得点2sin 0,cos 1N θθ⎛⎫⎪-⎝⎭.所以2sin 2sin 4cos 1cos 1sin MN θθθθθ=-=+-.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为2cos 0,sin P θθ⎛⎫-⎪⎝⎭. 则以MN 为直径的圆的方程为222cos sin x y θθ⎛⎫++= ⎪⎝⎭24sin θ, 即224cos 4sin x y y θθ++=. %令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.7、已知椭圆C: 2222x y a b+=1(a >0,b >0,点A (1在椭圆C 上.(I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,判断是否存在以原点O 为圆心的圆,满 足此圆与l 相交于两点P 1,P 2(两点均不在坐标轴上),且使得直线OP 1,OP 2的斜率之 积为定值若存在,求此圆的方程;若不存在,说明理由.(Ⅰ)解:由题意,得c a =,222a b c =+,又因为点A 在椭圆C 上,所以221314ab+=, 解得2a =,1b =,c ,~所以椭圆C 的方程为1422=+y x .(Ⅱ)结论:存在符合条件的圆,且此圆的方程为225x y +=.证明如下:假设存在符合条件的圆,并设此圆的方程为222(0)x y r r +=>.当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为m kx y +=.由方程组22,1,4y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得0448)14(222=-+++m kmx x k , 因为直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,所以2221(8)4(41)(44)0km k m ∆=-+-=,即2241m k =+.由方程组222,,y kx m x y r =+⎧⎨+=⎩ 得2222(1)20k x kmx m r +++-=, 则22222(2)4(1)()0km k m r ∆=-+->.设111(,)P x y ,222(,)P x y ,则12221kmx x k -+=+,2y x b =-+, 设直线1OP ,2OP的斜率分别为1k ,2k , 所以221212121212121212()()()y y kx m kx m k x x km x x m k k x x x x x x +++++===222222222222222111m r km k km m m r k k k m r m r k --⋅+⋅+-++==--+,将2241m k =+代入上式,得221222(4)14(1)r k k k k r -+⋅=+-.要使得12k k 为定值,则224141r r -=-,即25r =,验证符合题意. 所以当圆的方程为225x y +=时,圆与l 的交点12,P P 满足12k k 为定值14-. 当直线l 的斜率不存在时,由题意知l 的方程为2x =±, 此时,圆225x y +=与l 的交点12,P P 也满足1214k k =-. 8、已知椭圆C 1:22221(0)y x a b a b+=>>,且过定点M (1).(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线l :1()3y kx k =-∈R 与椭圆C 交于A 、B 两点,试问在y 轴上是否存在定点P ,使得以弦AB 为直径的圆恒过P 点若存在,求出P 点的坐标,若不存在,说明理由. (1)解:由已知222222252511142c e a a b c a b a b ⎧==⎪⎧=⎪⎪⎪+=⇒⎨⎨⎪⎪=+=⎩⎪⎪⎩∴椭圆C 的方程为2224155y x +=(2)解:由221324155y kx y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得:229(24)12430k x kx +--= ①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1、x 2是方程①的两根 ∴12122212439(24)9(24)k x x x x k k +==-++,设P (0,p ),则1122()()PA x y p PB x y p =-=-,,, 22121212121212112()()()()333pPA PB x x y y p y y p x x kx kx pk x x p ⋅=+-++=+---+++2222(1845)3624399(24)p k p p k -++-=+若PA PB ⊥,则0PA PB ⋅=即222(1845)3624390p k p p -++-=对任意k ∈R 恒成立∴22184503624390p p p ⎧-=⎨+-=⎩此方程组无解,∴不存在定点满足条件。
解析几何基础练习
直线1.经过点p(-2,m)和Q(m,4)的直线斜率等于1,则m的值2.若方程(2m²+m-3)X+(m²-m)y-4m+1=0表示一条直线则实数m满足3.直线L与两直线y=1和y=x-7分别交于A,B两点,若线段AB的中点为M(1,-1),则直线1 的斜率5.直线kx-y+1=3k,当k变动时,所有直线都通过定点8.直线x/a²-y/b²=1在y轴上的截距是.9.若p(a,b),Q(c,d)都在直线y=nx+k上,则PQ用a,c,m表示为10.一直线过点(-3,4),并且在两坐标轴上截距之和为12,则这条直线的方程是13.若点(4,a)到直线4x-3y=1的距离不大于3,则a的取值范围是14.已知直线的斜率k满足- √3≤K<1,则直线倾斜角α的取值范围是.15.若已知直线倾斜角α满) ,则直线的斜率k的取值范围是,8.求满足下列条件的直线方程:(1)直线L1:过点(2,5),k=- 1(2)直线L2:过点(0,1),k=- 1/2(3)直线L3:过点(2,1)和点(3,4)(4)直线L4:过点(2,3)平行于y轴1.若直线过点(1,2),(4,2+ √3),则此直线的倾斜角是( )A 30°B 45°C 60°D 90°2.如果直线ax+2y+2=0与直线3x-y-2=0平行,则系数a=A、-3B、-6C、D、3.点P(-1,2)到直线8x-6y+15=0的距离为( )(A)2 (B) (C)1 (D)4. 点M(4,m)关于点N(n, —3)的对称点为P(6,-9),则( )Am=-3,n=10 B m=3,n=10C m=-3,n=5D m=3,n= 57. 直线mx-y+2m+1=0经过一定点,则该点的坐标是A(-2,1) B(2,1) C(1,-2) D (1,2)8. 直线2x+y+m=0和x+2y+n=0的位置关系是( A ) 平行 ( B ) 垂直〔C〕相交但不垂直 ( D ) 不能确定9. 如图1,直线1i、12、18的斜率分别为ki、kz、kg, 则必有A.ki<k₃<k2B.k₃<ki<k2C.ki<kz<k3D.k₃<k₂<k₁10.已知A(1,2) 、B( - 1,4) 、C(5,2),则△ABC 的边AB上的中线所在的直线方程为( )图1(A)x+5y- 15=0 (B)x=3 (C)x-y+1=0 (D)y-3=013. 直线5x+12y+3=0与直线10x+24y+5=0的距离是8. (04吉林)已知点A(1,2),B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程为( )A、4x+2y=5B、4x-2y=5C、x+2y=5D、x-2y=59.点(3,9)关于直线x+3y-10=0对称的点的坐标是( ).A. (-1,-3)B. (17,-9)C. (-1,3)D. (-17,9)10、(07浙江)直线x-2y+1=0关于直线x=1对称的直线方程是( )A、x+2y-l=0B、2x+y-l=0C、2x+y-3=0D、x+2y-3=017.已知点(3,m)到直线x+ √3y-4=0的距离等于1,则m=( ).A. √3B.- √3C.-D.18.已知直线3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是( )22.点A(x,y)满足y=x²-2x+2,x∈[- 1,1],求的最大值和最小值23.点A(1,3),B(5,-1),点P在x轴上使AP+IBPI最小,则P的坐标为( )A. (4,0)B. (13,0)C. (5,0)D. (1,0)24.点P(x,y)在直线x+y-4=0上,则x²+y²的最小值是圆与方程基础习题圆的标准方程圆的一般方程1、已知圆的一般方程为x²+y²+4x-10y=0,则圆心为, 半径为2、已知圆的一般方程为x²+y²+6x+14y+30=0,则圆心为 ,半径为3、若圆C经过点A(2.0),B(0,-2),C(2,-2),求圆C的一般方程。
