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1、(浙江專用)2022高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(十六)大題考法——圓錐曲線中的定點、定值、存在性問題
1.(2018·浙江高考名師預(yù)測卷二)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的一個焦點與拋物線y2=8x的焦點相同,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點.M為橢圓上任意一點,△MF1F2面積的最大值為4.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)橢圓C上的任意一點N(x0,y0),從原點O向圓N:(x-x0)2+(y-y0)2=3作兩條切線,分別交橢圓于A,B兩點.試探究|OA|2+|OB|2是否為定值,若是,求出定值;若不是,請說明理由.
解:(1)拋物線y2=8x的焦點為(2,0),
由題意可
2、得c=2.
當(dāng)點M位于橢圓短軸的端點處時,△MF1F2的面積最大,
即有×b×2c=4,解得b=2,
所以a2=b2+c2=4+8=12,
故橢圓C的方程為+=1.
(2)設(shè)直線OA:y=k1x,OB:y=k2x,A(x1,y1),B(x2,y2),
設(shè)過原點與圓(x-x0)2+(y-y0)2=3相切的切線方程為y=kx,
則有=,整理得(x-3)k2-2x0y0k+y-3=0,
所以k1+k2=,k1k2=.
又因為點N在橢圓上,所以+=1,
所以可求得k1k2==-.
將y=k1x代入橢圓方程x2+3y2=12,
得x=,則y=.
同理可得x=,y=,
所以|O
3、A|2+|OB|2=+
=
==16.
所以|OA|2+|OB|2的值為定值,且為16.
2.如圖,曲線C由上半橢圓C1:+=1(a>b>0,y≥0)和部分拋物線C2:y=-x2+1(y≤0)連接而成,C1與C2的公共點為A,B,其中C1的離心率為.
(1)求a,b的值;
(2)過點B的直線l與C1,C2分別交于點P,Q(均異于點A,B),是否存在直線l,使得以PQ為直徑的圓恰好過點A,若存在,求出直線l的方程;若不存在,請說明理由.
解:(1)在C2的方程中,令y=0,可得x=±1,
∴A(-1,0),B(1,0).
又A,B兩點是上半橢圓C1的左、右頂點,∴b=1.
設(shè)
4、C1的半焦距為c,由=及a2-c2=b2=1可得a=2,∴a=2,b=1.
(2)由(1)知,上半橢圓C1的方程為+x2=1(y≥0).
由題易知,直線l與x軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為y=k(x-1)(k≠0).
代入C1的方程,整理得(k2+4)x2-2k2x+k2-4=0.
設(shè)點P的坐標(biāo)為(xP,yP),又直線l經(jīng)過點B(1,0),
∴xP+1=,xP=.
從而yP=,∴點P的坐標(biāo)為.
同理,由
得點Q的坐標(biāo)為(-k-1,-k2-2k).
∴=(k,-4),=-k(1,k+2).
依題意可知AP⊥AQ,
∴·=0,即[k-4(k+2)]=0,
∵k≠0,∴k-4(
5、k+2)=0,解得k=-.
經(jīng)檢驗,k=-符合題意,
故直線l的方程為y=-(x-1).
3.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,右焦點為F,右頂點為E,P為直線x=a上的任意一點,且(+)·=2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過F且垂直于x軸的直線AB與橢圓交于A,B兩點(點A在第一象限),動直線l與橢圓C交于M,N兩點,且M,N位于直線AB的兩側(cè),若始終保持∠MAB=∠NAB,求證:直線MN的斜率為定值.
解:(1)設(shè)P,F(xiàn)(c,0),E(a,0),則=,=,=(c-a,0),
所以(+)·=·=2,即·(c-a)=2,又e==,
所以a=2,c=1,b=,
從
6、而橢圓C的方程為+=1.
(2)由(1)知A,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
設(shè)MN的方程為y=kx+m,代入橢圓方程+=1,
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
所以x1+x2=-,x1x2=.
又M,N是橢圓上位于直線AB兩側(cè)的動點,若始終保持∠MAB=∠NAB,
則kAM+kAN=0,即+=0,
(x2-1)+(x1-1)=0,
即(2k-1)(2m+2k-3)=0,得k=.
故直線MN的斜率為定值.
4.(2018·鎮(zhèn)海中學(xué)5月模擬)已知拋物線C1,C2的方程分別為x2=2y,y2=2x.
(1)求拋物線C1和拋物線C2的公切線l的方程;
7、
(2)過點G(a,b)(a,b為常數(shù))作一條斜率為k的直線與拋物線C2:y2=2x交于P,Q兩點,當(dāng)弦PQ的中點恰好為點G時,試求k與b之間的關(guān)系.
解:(1)由題意可知,直線l的斜率顯然存在,且不等于0,
設(shè)直線l的方程為y=tx+m.
聯(lián)立消去y并整理得x2-2tx-2m=0,
因為直線l與拋物線C1相切,
所以Δ1=(-2t)2-4×(-2m)=0,整理得t2+2m=0. ①
同理,聯(lián)立得2tm=1. ②
由①②,解得
所以直線l的方程為y=-x-.
(2)由題意知直線PQ的方程為y-b=k(x-a),
即y=k(x-a)+b.聯(lián)立
消去y得k2x2+
8、(-2k2a+2kb-2)x+k2a2+b2-2kab=0,
當(dāng)k=0時,直線PQ與拋物線C2:y2=2x只有一個交點,故k≠0,
設(shè)點P(x1,y1),Q(x2,y2),
所以由根與系數(shù)的關(guān)系得x1+x2=,
所以=.
又y1+y2=k(x1-a)+b+k(x2-a)+b
=k(x1+x2)-2ka+2b=-2ka+2b
==,
所以=.
要滿足弦PQ的中點恰好為點G(a,b),根據(jù)中點坐標(biāo)公式可知即所以kb=1.
故k與b之間的關(guān)系是互為倒數(shù).
5.已知橢圓C的中心在原點,焦點在x軸上,離心率為,它的一個焦點恰好與拋物線y2=4x的焦點重合.
(1)求橢圓C的方程;
9、
(2)設(shè)橢圓的上頂點為A,過點A作橢圓C的兩條動弦AB,AC,若直線AB,AC斜率之積為,直線BC是否恒過一定點?若經(jīng)過,求出該定點坐標(biāo);若不經(jīng)過,請說明理由.
解:(1)由題意知橢圓的一個焦點為F(1,0),則c=1.
由e==得a=,所以b=1,
所以橢圓C的方程為+y2=1.
(2)由(1)知A(0,1),當(dāng)直線BC的斜率不存在時,
設(shè)BC:x=x0,設(shè)B(x0,y0),則C(x0,-y0),
kAB·kAC=·===≠,
不合題意.故直線BC的斜率存在.設(shè)直線BC的方程為y=kx+m(m≠1),并代入橢圓方程,得:
(1+2k2)x2+4kmx+2(m2-1)=0, ①
由Δ=(4km)2-8(1+2k2)(m2-1)>0,
得2k2-m2+1>0. ②
設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),則x1,x2是方程①的兩根,
由根與系數(shù)的關(guān)系得,
x1+x2=-,x1x2=,
由kAB·kAC=·=得:
4y1y2-4(y1+y2)+4=x1x2,
即(4k2-1)x1x2+4k(m-1)(x1+x2)+4(m-1)2=0,
整理得(m-1)(m-3)=0,
又因為m≠1,所以m=3,
此時直線BC的方程為y=kx+3.
所以直線BC恒過一定點(0,3).