上海市2009年高考模拟试题汇编
圆锥曲线
一、填空题
1、(2009上海青浦区)已知
是椭圆
上的一个动点,则
的最大值是 .
5
2、(2009闵行三中模拟)已知
为双曲线
的右顶点,F是双曲线的右焦点,则|AF|=_______。
1
3、(2009冠龙高级中学3月月考)以椭圆
中心为顶点,右顶点为焦点的抛物线的标准方程为_____________。![]()
4、(2009上海普陀区)设联结双曲线
与
(
,
)的
个顶点的四边形面积为
,联结其
个焦点的四边形面积为
,则
的最大值为
.
![]()
5、(2009上海十四校联考)以原点为顶点,x轴为对称轴且焦点在
上的抛物线方程是
。
二、解答题
1、(2009上海十四校联考)我们知道,判断直线与圆的位置关系可以用圆心到直线的距离进行判别,那么直线与椭圆的位置关系有类似的判别方法吗?请同学们进行研究并完成下面问题
(1)设F1、F2是椭圆
的两个焦点,点F1、F2到直线
的距离分别为d1、d2,试求d1?d2的值,并判断直线L与椭圆M的位置关系
(2)设F1、F2是椭圆
的两个焦点,点F1、F2到直线
(m、n不同时为0)的距离分别为d1、d2,且直线L与椭圆M相切,试求d1?d2的值
(3)试写出一个能判断直线与椭圆的位置关系的充要条件,并证明
(4)将(3)中得出的结论类比到其它曲线,请同学们给出自己研究的有关结论(不必证明)
解:(1)
; ………………2分
联立方程
; …………3分
与椭圆M相交 …………4分
(2)联立方程组![]()
消去
![]()
(3)设F1、F2是椭圆
的两个焦点,点F1、F2到直线
的距离分别为d1、d2,且F1、F2在直线L的同侧那么直线L与椭圆相交的充要条件为:
;直线L与椭圆M相切的充要条件为:
;直线L与椭圆M相离的充要条件为:
……14分
证明:由(2)得,直线L与椭圆M相交![]()
![]()
命题得证
(写出其他的充要条件仅得2分,未指出“F1、F2在直线L的同侧”得3分)
(4)可以类比到双曲线:设F1、F2是双曲线
的两个焦点,点F1、F2到直线
距离分别为d1、d2,且F1、F2在直线L的同侧。那么直线L与双曲线相交的充要条件为:
;直线L与双曲线M相切的充要条件为:
;直线L与双曲线M相离的充要条件为:![]()
………………20分
(写出其他的充要条件仅得2分,未指出“F1、F2在直线L的同侧”得3分)
2、(2009上海卢湾区4月模考)如图,已知点
,动点
在
轴上,点![]()
在
轴上,其横坐标不小于零,点
在直线
上,
且满足
,
.
(1)当点
在
轴上移动时,求点
的轨迹
;
(2)过定点
作互相垂直的直线
与
,
与
(1)中的轨迹
交于
、
两点,
与(1)中的轨迹
交于
、
两点,求四边形
面积
的最小值;
(3)(在下列两题中,任选一题,写出计算过程,并求出结果,若同时选做两题,
则只批阅第②小题,第①题的解答,不管正确与否,一律视为无效,不予批阅):
① (解答本题,最多得6分)将(1)中的曲线
推广为椭圆:
,并
将(2)中的定点取为焦点
,求与(2)相类似的问题的解;
② (解答本题,最多得9分)将(1)中的曲线
推广为椭圆:
,并
将(2)中的定点取为原点,求与(2)相类似的问题的解.
解:(1)设![]()
![]()
,易知
,
,
,由题设
,
得
其中
,从而
,
,且
,
又由已知
,得
,
当
时,
,此时
,得
,
又
,故
,
,即
,![]()
,
当
时,点
为原点,
为
轴,
为
轴,点
也为原点,从而点
也为原点,因此点
的轨迹
的方程为
,它表示以原点为顶点,以
为焦点的抛物线;
(4分)
(2)由题设,可设直线
的方程为
,直线
的方程为
,
,又设
、
,
则由
,消去
,整理得
,
故
,同理
,
(7分)
则
,当且仅当
时等号成立,因此四边形
面积
的最小值为
. (9分)
(3)① 当
时可设直线
的方程为
,
由
,得
,
故
,
,
(12分)
,
当且仅当
时等号成立. (14分)
当
时,易知
,
,得
,故当且仅当
时四边形
面积
有最小值
.
(15分)
② 由题设,可设直线
的方程为
,当
时,由
,
消去
,整理得
,得
,
同理
,
(12分)
则
,其中
,
若令
,则由
![]()
,其中
,即
,故当且仅当
,即
时,
有最大值
,由
,得
有最小值
,故当且仅当
时,四边形
面积
有最小值为
. (17分)
又当
时,
,
,此时
,由
,得当且仅当
时,四边形
面积
有最小值为
. (18分)
3、(2009上海八校联考)已知双曲线
的渐近线方程为
,左焦点为F,过
的直线为
,原点到直线
的距离是![]()
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线
交双曲线于不同的两点C,D,问是否存在实数
,使得以CD为直径的圆经过双曲线的左焦点F。若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由
解:(1)∵
2分
原点到直线AB:
的距离,
4分
故所求双曲线方程为
6分
(2)把
中消去y,整理得
.
8分
设
,则
![]()
因为以CD为直径的圆经过双曲线的左焦点F,所以![]()
,
10分
可得
把
代入,
解得:
13分
解
,得
,
满足
,![]()
14分
4、(2009上海奉贤区模拟考)已知:点P与点F(2,0)的距离比它到直线
+4=0的距离小2,若记点P的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程。
(2)若直线L与曲线C相交于A、B两点,且OA⊥OB。求证:直线L过定点,并求出该定点的坐标。
(3)试利用所学圆锥曲线知识参照(2)设计一个与直线
过定点有关的数学问题,并解答所提问题。
(1)解法(A):点P与点F(2,0)的距离比它到直线
+4=0的距离小2,所以点P与点F(2,0)的距离与它到直线
+2=0的距离相等。 ----(1分)
由抛物线定义得:点
在以
为焦点直线
+2=0为准线的抛物线上, ----(1分)
抛物线方程为
。 ----(2分)
解法(B):设动点
,则
。当
时,
,化简得:
,显然
,而
,此时曲线不存在。当
时,
,化简得:
。
(2)
,
,
,
----(1分)
,
,即
,
, ----(2分)
直线为
,所以
----(1分)
![]()
----(1分)
由(a)(b)得:直线恒过定点
。
----(1分)
1、(逆命题)如果直线
,且与抛物线
相交于A、B两点,O为坐标原点。求证:OA⊥OB (评分:提出问题得1分,解答正确得1分)
(若,求证:
?
=0,得分相同)
2、(简单推广命题)如果直线L与抛物线
=2px(p>0)相交于A、B两点,且OA⊥OB。求证:直线L过定点(2p,0)
或:它的逆命题(评分:提出问题得2分,解答正确得1分)
3、(类比)
3.1(1)如果直线L与椭圆
+
=1(a>b>0)相交于A、B两点,M是其右顶点,当MA⊥MB。求证:直线L过定点(
,0)
3.1(2)如果直线L与椭圆
+
=1(a>b>0)相交于A、B两点,M是其左顶点,当MA⊥MB。求证:直线L过定点(
,0)
3.1(3)或它的逆命题
3.2(1)如果直线L与双曲线
-
=1(a>0,b>0)相交于A、B两点,M是其右顶点,当MA⊥MB。求证:直线L过定点(
,0)(a≠b)
3.2(2)如果直线L与双曲线
-
=1(a>0,b>0)相交于A、B两点,M是其左顶点,当MA⊥MB。求证:直线L过定点(
,0)(a≠b)
3.2(3)或它的逆命题
(评分:提出问题得3分,解答正确得3分)
4、(再推广)
直角顶点在圆锥曲线上运动
如:如果直线L与抛物线
=2px(p>0)相交于A、B两点,P是抛物线上一定点(
,
),且PA⊥PB。求证:直线L过定点(
+2p,-
)
(评分:提出问题得4分,解答正确得3分)
5、(再推广)
如果直线L与抛物线
=2px(p>0)相交于A、B两点,P是抛物线上一定点(
,
),PA与PB的斜率乘积是常数m。求证:直线L过定点(
-
,-
)
(评分:提出问题得5分,解答正确得4分)
或
?
为常数
顶点在圆锥曲线上运动并把直角改为一般定角或OA与OB的斜率乘积是常数或
?
为常数
5、(2009冠龙高级中学3月月考)双曲线
上一点
到左,右两焦点距离的差为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)设
是双曲线的左右焦点,
是双曲线上的点,若
,
求
的面积;
(3)过
作直线
交双曲线
于
两点,若
,是否存在这样的直线
,使
为矩形?若存在,求出
的方程,若不存在,说明理由.
(1)![]()
(2) 妨设
在第一象限,则![]()
![]()
(3)若直线斜率存在,设为
,代入![]()
得![]()
若平行四边形
为矩形,则![]()
![]()
![]()
无解
若直线垂直
轴,则
不满足.
故不存在直线
,使
为矩形.
6、(2009上海青浦区)已知
是抛物线
上的相异两点.
(1)设过点
且斜率为-1的直线
,与过点
且斜率1的直线
相交于点P(4,4),求直线AB的斜率;
(2)问题(1)的条件中出现了这样的几个要素:已知圆锥曲线G,过该圆锥曲线上的
相异两点A、B所作的两条直线
相交于圆锥曲线G上一点;结论是关于直线AB的斜率的值.请你对问题(1)作适当推广,并给予解答;
(3)线段AB(不平行于
轴)的垂直平分线与
轴相交于点
.若
,试用线段AB中点的纵坐标表示线段AB的长度,并求出中点的纵坐标的取值范围.
(1)由
解得
;由
解得
.
由点斜式写出两条直线
的方程,
,
所以直线AB的斜率为
. ……4分
(2)推广的评分要求分三层
一层:点P到一般或斜率到一般,或抛物线到一般(3分,问题1分、解答2分)
例:1.已知
是抛物线
上的相异两点.设过点
且斜率为-1的直线
,与过点
且斜率为1的直线
相交于抛物线
上的一定点P
,求直线AB的斜率;
2.已知
是抛物线
上的相异两点.设过点
且斜率为-k 1的直线
,与过点
且斜率为k的直线
相交于抛物线
上的一点P(4,4),求直线AB的斜率;
3.已知
是抛物线
上的相异两点.设过点
且斜率为-1的直线
,与过点
且斜率为1的直线
相交于抛物线
上的一定点P
,求直线AB的斜率; AB的斜率的值.
二层:两个一般或推广到其它曲线(4分,问题与解答各占2分)
例:4.已知点R是抛物线
上的定点.过点P作斜率分别为
、
的两条直线
,分别交抛物线于A、B两点,试计算直线AB的斜率.
三层:满分(对抛物线,椭圆,双曲线或对所有圆锥曲线成立的想法.)(7分,问题3分、解答4分)
例如:5.已知抛物线
上有一定点P,过点P作斜率分别为
、
的两条直线
,分别交抛物线于A、B两点,试计算直线AB的斜率.
过点P(
),斜率互为相反数的直线可设为
,
,其中
。
由
得
,所以
![]()
同理,把上式中
换成
得
,所以
当P为原点时直线AB的斜率不存在,当P不为原点时直线AB的斜率为
。
(3)(理)点
,设
,则
.
设线段
的中点是
,斜率为
,则
=
.12分
所以线段
的垂直平分线
的方程为
,
又点
在直线
上,所以
,而
,于是
.
……13分
(斜率![]()
,则
--------------------------------13分)
线段
所在直线的方程为
,
……14分
代入
,整理得
……15分
,
。设
线段长为
,则
=
……16分
因为
,所以
……18分
即:
.(
)
(文)设
,则
.
……13分
设线段
的中点是
,斜率为
,则
=
,……15分
线段
的垂直平分线
的方程为
, ……17分
又点
在直线
上,所以
,
而
,于是
.故线段AB中点的横坐标为
. ……18分
7、(2009上海十校联考)已知等轴双曲线
的两个焦点
、
在直线
上,线段
的中点是坐标原点,且双曲线经过点
.
(1)
若已知下列所给的三个方程中有一个是等轴双曲线
的方程:①
;②
;③
.请确定哪个是等轴双曲线
的方程,并求出此双曲线的实轴长;
(2)
现要在等轴双曲线
上选一处
建一座码头,向
、
两地转运货物.经测算,从
到
、从
到
修建公路的费用都是每单位长度
万元,则码头应建在何处,才能使修建两条公路的总费用最低?
(3)
如图,函数
的图像也是双曲线,请尝试研究此双曲线的性质,你能得到哪些结论?(本小题将按所得到的双曲线性质的数量和质量酌情给分)
【解】(1)双曲线
的焦点在
轴上,所以①不是双曲线
的方程……1分
双曲线
不经过点
,所以②不是双曲线
的方程
…… 2分
所以③
是等轴双曲线
的方程
…… 3分
等轴双曲线
的焦点
、
在直线
上,所以双曲线的顶点也在直线
上,
…… 4分
联立方程
,解得双曲线
的两顶点坐标为
,
,所以双曲线
的实轴长为
…… 5分
(2)
所求问题即为:在双曲线
求一点
,使
最小.
首先,点
应该选择在等轴双曲线的
中第一象限的那一支上 …… 6分
等轴双曲线的
的长轴长为
,所以其焦距为![]()
又因为双曲线的两个焦点
、
在直线
上,线段
的中点是原点,所以
是
的一个焦点,
…… 7分
设双曲线的另一个焦点为
,由双曲线的定义知:![]()
所以
,要求
的最小值,只需求
的最小值
…… 8分
直线
的方程为
,所以直线
与双曲线
在第一象限的交点为
…… 9分
所以码头应在建点![]()
处,才能使修建两条公路的总费用最低 …… 10分
(3)①
,此双曲线是中心对称图形,对称中心是原点
;
…… 1分
② 渐近线是
和
.当
时,当
无限增大时,
无限趋近于
,
与
无限趋近;当
无限增大时,
无限趋近于
.
…… 2分
③ 双曲线的对称轴是
和
.
…… 3分
④ 双曲线的顶点为
,
,实轴在直线
上,实轴长为
…… 4分
⑤虚轴在直线
,虚轴长为
…… 5分
⑥焦点坐标为
,
,焦距
…… 6分
说明:(i)若考生能把上述六条双曲线的性质都写出,建议此小题给满分8分
(ii)若考生未能写全上述六条双曲线的性质,但是给出了
的一些函数性质(诸如单调性、最值),那么这些函数性质部分最多给1分
8、(2009上海九校联考)
如图,已知椭圆
的焦点和上顶点分别为
、
、
,
我们称
为椭圆
的特征三角形.如果两个椭圆的
特征三角形是相似的,
则称这两个椭圆是“相似椭圆”,且三角形的相似比即为 椭圆的相似比.
(1)已知椭圆
和
,
判断
与
是否相似,
如果相似则求出
与
的相似比,若不相似请说明理由;
(2)已知直线
,与椭圆
相似且半短轴长为
的椭圆
的方程,
在椭圆
上是否存在两点
、
关于直线
对称,
若存在,则求出函数
的解析式.
(3)根据与椭圆
相似且半短轴长为
的椭圆
的方程,提出你认为有价值的
相似椭圆之间的三种性质(不需证明);
解:
解:(1)椭圆
与
相似. ………2分
因为
的特征三角形是腰长为4,底边长为
的等腰三角形,
而椭圆
的特征三角形是腰长为2,底边长为
的等腰三角形,
因此两个等腰三角形相似,且相似比为
……… 6分
(2)椭圆
的方程为:
.
………8分
假定存在,则设
、
所在直线为
,
中点为
.
则![]()
.
………10分
所以
.
中点在直线
上,所以有
. ………12分
.
. ………14分
(3)椭圆
的方程为:
.
两个相似椭圆之间的性质有: 写出一个给2分
① 两个相似椭圆的面积之比为相似比的平方;
② 分别以两个相似椭圆的顶点为顶点的四边形也相似,相似比即为椭圆的相似比;
③ 两个相似椭圆被同一条直线所截得的线段中点重合;
过原点的直线截相似椭圆所得线段长度之比恰为椭圆的相似比. ………20分
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