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1、專題升級訓練29 解答題專項訓練(解析幾何)
1.設有半徑為3千米的圓形村落,A,B兩人同時從村落中心出發(fā),B向北直行,A先向東直行,出村后不久,改變前進方向,沿著與村落周界相切的直線前進,后來恰與B相遇.設A,B兩人速度一定,其速度比為3∶1,問兩人在何處相遇?
2.已知圓C:x2+y2-2x+4y-4=0.問是否存在斜率為1的直線l,使得l被圓C截得的弦為AB,且以AB為直徑的圓經(jīng)過原點?若存在,寫出直線l的方程;若不存在,說明理由.
3.設直線l1:y=k1x+1,l2:y=k2x-1,其中實數(shù)k1,k2滿足k1k2+2=0.
(1)證明l1與l2相交;
(2)證明l1與l2
2、的交點在橢圓2x2+y2=1上.
4.已知過拋物線y2=2px(p>0)的焦點,斜率為2的直線交拋物線于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)兩點,且|AB|=9.
(1)求該拋物線的方程;
(2)O為坐標原點,C為拋物線上一點,若=+λ,求λ的值.
5.已知橢圓C的中心為坐標原點O,一個長軸端點為(0,2),短軸端點和焦點所組成的四邊形為正方形,直線l與y軸交于點P(0,m),與橢圓C交于相異兩點A,B,且=2.
(1)求橢圓方程;
(2)求m的取值范圍.
6.設橢圓C:+=1(a>b>0)的右焦點為F,過F的直線l與橢圓C相交于A,B兩點,直線l的傾斜角為60°,=
3、2.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)如果|AB|=,求橢圓C的方程.
7.已知點F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點,P是橢圓C上的一點,且|F1F2|=2,∠F1PF2=,△F1PF2的面積為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)點M的坐標為,過點F2且斜率為k的直線l與橢圓C相交于A,B兩點,對于任意的k∈R,·是否為定值?若是,求出這個定值;若不是,說明理由.
8.已知拋物線C1:x2=y(tǒng),圓C2:x2+(y-4)2=1的圓心為點M.
(1)求點M到拋物線C1的準線的距離;
(2)已知點P是拋物線C1上一點(異于原點),過點P作圓C2的兩條切線,交拋
4、物線C1于A,B兩點,若過M,P兩點的直線l垂直于AB,求直線l的方程.
參考答案
1.解:建立如圖所示平面直角坐標系,由題意,可設A,B兩人速度分別為3v千米/時,v千米/時,再設出發(fā)x0小時后,A在點P改變方向,又經(jīng)過y0小時,在點Q處與B相遇.則P,Q兩點坐標為(3vx0,0),(0,vx0+vy0).
由|OP|2+|OQ|2=|PQ|2知,
(3vx0)2+(vx0+vy0)2=(3vy0)2,
即(x0+y0)(5x0-4y0)=0.
∵x0+y0>0,∴5x0=4y0.①
將①代入kPQ=-,
得kPQ=-.
又已知PQ與圓相切,直線PQ在y軸上的截距就
5、是兩人相遇的位置.
設直線y=-x+b(b>0)與圓x2+y2=9 相切,
則有=3,解得b=.
答:A,B相遇點在離村中心正北千米處.
2.解:假設l存在,設其方程為y=x+m,代入x2+y2-2x+4y-4=0,得2x2+2(m+1)x+m2+4m-4=0.
再設A(x1,y1),B(x2,y2),
于是x1+x2=-(m+1),x1x2=.
以AB為直徑的圓經(jīng)過原點,即直線OA與OB互相垂直,也就是kOA·kOB=-1,
所以·=-1,
即2x1x2+m(x1+x2)+m2=0,
將x1+x2=-(m+1),x1x2=,
代入整理得m2+3m-4=0,解得m=-4或
6、m=1.
故所求的直線存在,且有兩條,其方程分別為x-y+1=0,x-y-4=0.
3.證明:(1)假設l1與l2不相交,則l1與l2平行,有k1=k2,代入k1k2+2=0,得k+2=0,這與k1為實數(shù)的事實相矛盾.從而k1≠k2,即l1與l2相交.
(2)方法一:由方程組
解得交點P的坐標為,
而2x2+y2=22+2
===1.
此即表明交點P(x,y)在橢圓2x2+y2=1上.
方法二:交點P的坐標(x,y)滿足故知x≠0.
從而
代入k1k2+2=0,得·+2=0.
整理后,得2x2+y2=1.所以交點P在橢圓2x2+y2=1上.
4.解:(1)直線AB的方程
7、是y=2,與y2=2px聯(lián)立,
從而有4x2-5px+p2=0,
所以x1+x2=.
由拋物線定義得|AB|=x1+x2+p=9,
所以p=4,從而拋物線方程是y2=8x.
(2)由p=4,知4x2-5px+p2=0可化為x2-5x+4=0,
從而x1=1,x2=4,y1=-2,y2=4,
從而A(1,-2),B(4,4).
設=(x3,y3)=(1,-2)+λ(4,4)=(4λ+1,4λ-2),
又y=8x3,所以[2(2λ-1)]2=8(4λ+1),即(2λ-1)2=4λ+1,
解得λ=0,或λ=2.
5.解:(1)由題意,知橢圓的焦點在y軸上,設橢圓方程為+=1(a
8、>b>0),
由題意,知a=2,b=c,
又a2=b2+c2,則b=,
所以橢圓方程為+=1.
(2)設A(x1,y1),B(x2,y2),由題意,知直線l的斜率存在,
設其方程為y=kx+m,與橢圓方程聯(lián)立,
即消去y則(2+k2)x2+2mkx+m2-4=0,
Δ=(2mk)2-4(2+k2)(m2-4)>0,
由根與系數(shù)的關系,
知
又=2,即有(-x1,m-y1)=2(x2,y2-m),∴-x1=2x2.
∴
∴=-22.
整理,得(9m2-4)k2=8-2m2,
又9m2-4=0時不成立,所以k2=>0,得<m2<4,
此時Δ>0,所以m的取值范圍為∪.
9、
6.解:設A(x1,y1),B(x2,y2),
由題意知,y1<0,y2>0.
(1)直線l的方程為y=(x-c),其中c=.
聯(lián)立
得(3a2+b2)y2+2b2cy-3b4=0,
解得y1=,
y2=.
因為=2,所以-y1=2y2.
即=2·,
得離心率e==.
(2)因為|AB|=|y2-y1|,
所以·=,
由=,得b=a.
所以a=,得a=3,b=.
橢圓C的方程為+=1.
7.解:(1)設|PF1|=m,|PF2|=n.
在△PF1F2中,由余弦定理得22=m2+n2-2mncos,
化簡得,m2+n2-mn=4.
由=,得mnsin=.
10、
化簡得mn=.
于是(m+n)2=m2+n2-mn+3mn=8.
∴m+n=2,由此可得,a=.
又∵半焦距c=1,∴b2=a2-c2=1.
因此,橢圓C的方程為+y2=1.
(2)由已知得F2(1,0),直線l的方程為y=k(x-1),
由消去y得,(2k2+1)x2-4k2x+2(k2-1)=0.
設A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=,x1x2=.
∵·=
=+y1y2
=+k2(x1-1)(x2-1)
=(k2+1)x1x2-(x1+x2)++k2
=(k2+1)-++k2
=+=-.
由此可知·=-為定值.
8.解:(1)由題意可知,
11、拋物線的準線方程為:y=-,
所以圓心M(0,4)到準線的距離是.
(2)設P(x0,x),A(x1,x),B(x2,x),由題意得x0≠0,x0≠±1,x1≠x2.
設過點P的圓C2的切線方程為y-x=k(x-x0),
即y=kx-kx0+x.①
則=1,
即(x-1)k2+2x0(4-x)k+(x-4)2-1=0.
設PA,PB的斜率為k1,k2(k1≠k2),則k1,k2是上述方程的兩根,
所以k1+k2=,
k1k2=.
將①代入y=x2,得x2-kx+kx0-x=0,
由于x0是此方程的根,
故x1=k1-x0,x2=k2-x0,
所以kAB==x1+x2=k1+k2-2x0
=-2x0,kMP=.
由MP⊥AB,
得kAB·kMP=·=-1,
解得x=,
即點P的坐標為,
所以直線l的方程為y=±x+4.