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1、
第8講 曲線與方程
A級 基礎演練(時間:30分鐘 滿分:55分)
一、選擇題(每小題5分,共20分)
1. 動點P(x,y)滿足5=|3x+4y-11|,則點P的軌跡是 ( ).
A.橢圓 B.雙曲線
C.拋物線 D.直線
解析 設定點F(1,2),定直線l:3x+4y-11=0,則|PF|=,點P到直線l的距離d=.
由已知得=1,但注意到點F(1,2)恰在直線l上,所以點P的軌跡是直線.選D.
答案 D
2.(2013榆林模擬)若點P到直線x=-1的距離比它到點(2,0)的距離小1,則點P的軌跡為 (
2、 ).
A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線
解析 依題意,點P到直線x=-2的距離等于它到點(2,0)的距離,故點P的軌跡是拋物線.
答案 D
3.(2013臨川模擬)設圓(x+1)2+y2=25的圓心為C,A(1,0)是圓內一定點,Q為圓周上任一點.線段AQ的垂直平分線與CQ的連線交于點M,則M的軌跡方程為 ( ).
A.-=1 B.+=1
1 / 12
C.-=1 D.+=1
解析 M為AQ垂直平分線上一點,則|AM|=|MQ|,∴|MC|+|MA|=|MC|+|MQ|=|CQ|=5,故M
3、的軌跡為橢圓,∴a=,c=1,則b2=a2-c2=,
∴橢圓的標準方程為+=1.
答案 D
4.(2013煙臺月考)已知點P是直線2x-y+3=0上的一個動點,定點M(-1,2),Q是線段PM延長線上的一點,且|PM|=|MQ|,則Q點的軌跡方程是( ).
A.2x+y+1=0 B.2x-y-5=0
C.2x-y-1=0 D.2x-y+5=0
解析 由題意知,M為PQ中點,設Q(x,y),則P為(-2-x,4-y),代入2x-y+3=0,得2x-y+5=0.
答案 D
二、填空題(每小題5分,共10分)
5.(2013泰州月考)在△ABC中,A為動點,B、C
4、為定點,B,C(a>0),且滿足條件sin C-sin B=sin A,則動點A的軌跡方程是________.
解析 由正弦定理,得-=,
∴|AB|-|AC|=|BC|,且為雙曲線右支.
答案 -=1(x>0且y≠0)
6. 如圖,點F(a,0)(a>0),點P在y軸上運動,M在x軸上運動,N為動點,且=0,+=0,則點N的軌跡方程為________.
解析 由題意,知PM⊥PF且P為線段MN的中點,連接FN,延長FP至點Q使P恰為QF之中點;連接QM,QN,則四邊形FNQM為菱形,且點Q恒在直線l:x=-a上,故點N的軌跡是以點F為焦點,直線l為準線的拋物線,其方程為:y
5、2=4ax.
答案 y2=4ax
三、解答題(共25分)
7.(12分)已知長為1+的線段AB的兩個端點A、B分別在x軸、y軸上滑動,P是AB上一點,且=,求點P的軌跡C的方程.
解 設A(x0,0),B(0,y0),P(x,y),=,
又=(x-x0,y),=(-x,y0-y),
所以x-x0=-x,y=(y0-y),
得x0=x,y0=(1+)y.
因為|AB|=1+,即x+y=(1+)2,
所以2+[(1+)y]2=(1+)2,
化簡得+y2=1.
∴點P的軌跡方程為+y2=1.
8.(13分)設橢圓方程為x2+=1,過點M(0,1)的直線l交橢圓于A,B兩點,O
6、為坐標原點,點P滿足=(+),點N的坐標為,當直線l繞點M旋轉時,求:
(1)動點P的軌跡方程;
(2)||的最大值,最小值.
解 (1)直線l過定點M(0,1),當其斜率存在時設為k,則l的方程為y=kx
+1.
設A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知,A、B的坐標滿足方程組消去y得(4+k2)x2+2kx-3=0.
則Δ=4k2+12(4+k2)>0.
∴x1+x2=-,x1x2=.
P(x,y)是AB的中點,
則由
消去k得4x2+y2-y=0.
當斜率k不存在時,AB的中點是坐標原點,也滿足這個方程,故P點的軌跡方程為4x2+y2-y=0.
(2
7、)由(1)知4x2+2=,∴-≤x≤
而|NP|2=2+2=2+
=-32+,
∴當x=-時,||取得最大值,
當x=時,||取得最小值.
B級 能力突破(時間:30分鐘 滿分:45分)
一、選擇題(每小題5分,共10分)
1.(2012全國)正方形ABCD的邊長為1,點E在邊AB上,點F在邊BC上,AE=BF=.動點P從E出發(fā)沿直線向F運動,每當碰到正方形的邊時反彈,反彈時反射角等于入射角.當點P第一次碰到E時,P與正方形的邊碰撞的次數(shù)為 ( ).
A.16 B.14 C.12 D.10
解析
8、 當E、F分別為AB、BC中點時,顯然碰撞的結果為4,當E、F分別為AB的三等分點時,可得結果為6(如圖1所示).可以猜想本題碰撞的結果應為27=14(如圖2所示).故選B.
答案 B
2.(2013沈陽二模)在平行四邊形ABCD中,∠BAD=60,AD=2AB,若P是平面ABCD內一點,且滿足:x+y+=0(x,y∈R).則當點P在以A為圓心,||為半徑的圓上時,實數(shù)x,y應滿足關系式為 ( ).
A.4x2+y2+2xy=1 B.4x2+y2-2xy=1
C.x2+4y2-2xy=1 D.x2+4y2+2xy=1
解析 如圖,以A為原點建立平面直角坐標系
9、,設AD=2.據(jù)題意,得AB=1,∠ABD=90,BD=.∴B、D的坐標分別為(1,0)、(1,),∴=(1,0),=(1,).設點P的坐標為(m,n),即=(m,n),則由x+y+=0,得:=x+y,∴
據(jù)題意,m2+n2=1,∴x2+4y2+2xy=1.
答案 D
二、填空題(每小題5分,共10分)
3.如圖所示,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為1,點M在AB上,且AM=AB,點P在平面ABCD上,且動點P到直線A1D1的距離的平方與P到點M的距離的平方差為1,在平面直角坐標系
xAy中,動點P的軌跡方程是________.
解析 過P作PQ⊥AD于
10、Q,再過Q作QH⊥A1D1于H,連接PH、PM,可證PH⊥A1D1,設P(x,y),由|PH|2-|PM|2=1,得x2+1-=1,化簡得y2=x-.
答案 y2=x-
4.(2013南京模擬)P是橢圓+=1上的任意一點,F(xiàn)1、F2是它的兩個焦點,O為坐標原點,=+,則動點Q的軌跡方程是________.
解析 由=+,又+==2 =-2,設Q(x,y),則=-=-(x,y)=-,-,即P點坐標為-,-.又P在橢圓上,則有+=1,即+=1.
答案?。?
三、解答題(共25分)
5.(12分)(2013鄭州模擬)在平面直角坐標系xOy中,橢圓E:+=1(a>0,b>0)經(jīng)過點A,且
11、點F(0,-1)為其一個焦點.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設隨圓E與y軸的兩個交點為A1,A2,不在y
軸上的動點P在直線y=b2上運動,直線PA1,PA2分別與橢圓E交于點M,N,證明:直線MN通過一個定點,且△FMN的周長為定值.
解 (1)根據(jù)題意可得可解得
∴橢圓E的方程為+=1.
(2)由(1)知A1(0,2),A2(0,-2),P(x0,4)為直線y=4上一點(x0≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),直線PA1方程為y=x+2,直線PA2方程為y=x-2,點M(x1,y1),A1(0,2)的坐標滿足方程組可得
點N(x2,y2),A2(0,-2)的
12、坐標滿足方程組可得由于橢圓關于y軸對稱,當動點P在直線y=4上運動時,直線MN通過的定點必在y軸上,當x0=1時,直線MN的方程為y+1=,令x=0,得y=1可猜測定點的坐標為(0,1),并記這個定點為B.則直線BM的斜率kBM===,直線BN的斜率kBN===,∴kBM=kBN,即M,B,N三點共線,故直線MN通過一個定點B(0,1),
又∵F(0,-1),B(0,1)是橢圓E的焦點,
∴△FMN周長為|FM|+|MB|+|BN|+|NF|=4b=8,為定值.
6.(13分)(2013玉林模擬)已知向量a=(x,y),b=(1,0),且(a+b)⊥(a-b).
(1)求點Q(x,y)
13、的軌跡C的方程;
(2)設曲線C與直線y=kx+m相交于不同的兩點M、N,又點A(0,-1),當|AM|=|AN|時,求實數(shù)m的取值范圍.
解 (1)由題意得a+b=(x+,y),a-b=(x-,y),∵(a+b)⊥(a-b),∴(a+b)(a-b)=0,
即(x+)(x-)+yy=0.
化簡得+y2=1,∴Q點的軌跡C的方程為+y2=1.
(2)由得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0,
由于直線與橢圓有兩個不同的交點,
∴Δ>0,即m2<3k2+1. ①
(i)當k≠0時,設弦MN的中點為P(xP,yP),xM、xN分別為點M、N
14、的橫坐標,則xP==-,
從而yP=kxP+m=,kAP==-,
又|AM|=|AN|,∴AP⊥MN.
則-=-,即2m=3k2+1, ②
將②代入①得2m>m2,解得00,解得m>,
故所求的m的取值范圍是.
(ii)當k=0時,|AM|=|AN|,
∴AP⊥MN,m2<3k2+1,解得-1