2008届全国百套高考数学模拟试题分类汇编
圆锥曲线
三、解答题(第一部分)
1、(广东省广州执信中学、中山纪念中学、深圳外国语学校三校期末联考)设
、
分别是椭圆
的左、右焦点.
(Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求
的最大值和最小值;
(Ⅱ)是否存在过点A(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点C、D,使得|F
解:(Ⅰ)易知
设P(x,y),则![]()
,
,即点P为椭圆短轴端点时,
有最小值3;
当
,即点P为椭圆长轴端点时,
有最大值4
(Ⅱ)假设存在满足条件的直线l易知点A(5,0)在椭圆的外部,当直线l的斜率不存在时,直线l与椭圆无交点,所在直线l斜率存在,设为k
直线l的方程为
由方程组![]()
依题意
当
时,设交点C
,CD的中点为R
,
则![]()
![]()
又|F![]()
∴20k2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立, 所以不存在直线
,使得|F
综上所述,不存在直线l,使得|F
2、(江苏省启东中学高三综合测试二)已知动圆过定点P(1,0),且与定直线L:x=-1相切,点C在l上.
(1)求动圆圆心的轨迹M的方程;
![]()
(i)问:△ABC能否为正三角形?若能,求点C的坐标;若不能,说明理由
(ii)当△ABC为钝角三角形时,求这种点C的纵坐标的取值范围.
解:(1)依题意,曲线M是以点P为焦点,直线l为准线的抛物线,所以曲线M的方程为y2=4x.
![]()
![]()
假设存在点C(-1,y),使△ABC为正三角形,则|BC|=|AB|且|AC|=|AB|,即
因此,直线l上不存在点C,使得△ABC是正三角形.
(ii)解法一:设C(-1,y)使△ABC成钝角三角形,
,
,
![]()
∠CAB为钝角.
![]()
![]()
![]()
.
该不等式无解,所以∠ACB不可能为钝角.
因此,当△ABC为钝角三角形时,点C的纵坐标y的取值范围是:
.
解法二: 以AB为直径的圆的方程为:
.
![]()
当直线l上的C点与G重合时,∠ACB为直角,当C与G 点不重合,且A,
B,C三点不共线时, ∠ACB为锐角,即△ABC中∠ACB不可能是钝角.
因此,要使△ABC为钝角三角形,只可能是∠CAB或∠CBA为钝角.
.
.
![]()
A,B,C三点共 线,不构成三角形.
因此,当△ABC为钝角三角形时,点C的纵坐标y的取值范围是:
![]()
3、(江苏省启东中学高三综合测试三)(1)在双曲线xy=1上任取不同三点A、B、C,证明:ㄓABC的垂心H也在该双曲线上;
(2)若正三角形ABC的一个顶点为C(?1,?1),另两个顶点A、B在双曲线xy=1另一支上,求顶点A、B的坐标。
解:(1)略;(2)A(2+
,2-
), B(2-
,2+
)或A(2-
,2+
), B(2+
,2-
)
4、(江苏省启东中学高三综合测试四)已知以向量v=(1,
)为方向向量的直线l过点(0,
),抛物线C:
(p>0)的顶点关于直线l的对称点在该抛物线上.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)设A、B是抛物线C上两个动点,过A作平行于x轴的直线m,直线OB与直线m交于点N,若
(O为原点,A、B异于原点),试求点N的轨迹方程.
解:(Ⅰ)由题意可得直线l:
①
过原点垂直于l的直线方程为
②
解①②得
.
∵抛物线的顶点关于直线l的对称点在该抛物线的准线上.
∴
,![]()
∴抛物线C的方程为
.
(Ⅱ)设
,
,
,
由
,得
.
又
,
.
解得
③
直线ON:
,即
④
由③、④及
得,
点N的轨迹方程为![]()
.
5、(安徽省皖南八校2008届高三第一次联考)已知线段AB过
轴上一点
,斜率为
,两端点A,B到
轴距离之差为![]()
,
(1)求以O为顶点,
轴为对称轴,且过A,B两点的抛物线方程;
(2)设Q为抛物线准线上任意一点,过Q作抛物线的两条切线,切点分别为M,N,求证:直线MN过一定点;
解:(1)设抛物线方程为
,AB的方程为
,
联立消
整理,得
;∴
,
又依题有
,∴
,∴抛物线方程为
;
(2)设![]()
,![]()
,
,∵
,
∴
的方程为![]()
;
∵
过
,∴
,同理![]()
∴
为方程
的两个根;∴
;
又
,∴
的方程为![]()
∴
,显然直线
过点![]()
6、(江西省五校2008届高三开学联考)已知圆
上的动点,点Q在NP上,点G在MP上,且满足
.
(I)求点G的轨迹C的方程;
(II)过点(2,0)作直线
,与曲线C交于A、B两点,O是坐标原点,设
是否存在这样的直线
,使四边形OASB的对角线相等(即|OS|=|AB|)?若存在,求出直线
的方程;若不存在,试说明理由.
解:(1)
Q为PN的中点且GQ⊥PN
GQ为PN的中垂线
|PG|=|GN|
∴|GN|+|GM|=|MP|=6,故G点的轨迹是以M、N为焦点的椭圆,其长半轴长
,半焦距
,∴短半轴长b=2,∴点G的轨迹方程是
………5分
(2)因为
,所以四边形OASB为平行四边形
若存在l使得|
|=|
|,则四边形OASB为矩形![]()
若l的斜率不存在,直线l的方程为x=2,由![]()
矛盾,故l的斜率存在. ………7分
设l的方程为![]()
![]()
①
![]()
② ……………9分
把①、②代入![]()
∴存在直线
使得四边形OASB的对角线相等.
7、(安徽省淮南市2008届高三第一次模拟考试)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线y=
x2的焦点,离心率等于
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若
=λ1
,
=λ2
,求证λ1+λ2为定值.
解:(I)设椭圆C的方程为
,则由题意知b = 1.
![]()
∴椭圆C的方程为
…………………………………………………5分
(II)方法一:设A、B、M点的坐标分别为![]()
易知F点的坐标为(2,0).
![]()
将A点坐标代入到椭圆方程中,得![]()
去分母整理得
…………………………………………10分
![]()
…………………………………………………………12分
方法二:设A、B、M点的坐标分别为
又易知F点的坐标为(2,0).
显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是![]()
将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得
……………………………………7分
……………………………………8分
又![]()
![]()
8、(安徽省巢湖市2008届高三第二次教学质量检测)已知点R(-3,0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,点M在直线PQ上 ,且满足
,
.
(Ⅰ)⑴当点P在y轴上移动时,求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设
为轨迹C上两点,且
,N(1,0),求实数
,使
,且
.
解:(Ⅰ)设点M(x,y),由
得P(0,
),Q(
).
由
得(3,
)?(
,
)=0,即![]()
又点Q在x轴的正半轴上,
故点M的轨迹C的方程是
.……6分
(Ⅱ)解法一:由题意可知N为抛物线C:y2=4x的焦点,且A、B为过焦点N的直线与抛物线C的两个交点。
当直线AB斜率不存在时,得A(1,2),B(1,-2),|AB|
,不合题意;………7分
当直线AB斜率存在且不为0时,设
,代入
得![]()
则|AB|
,解得
…………………10分
代入原方程得
,由于
,所以
,
由
,得
.
……………………13分
解法二:由题设条件得
![]()
由(6)、(7)解得
或
,又
,故
.
9、(北京市朝阳区2008年高三数学一模)已知椭圆W的中心在原点,焦点在
轴上,离心率为
,两条准线间的距离为6. 椭圆W的左焦点为
,过左准线与
轴的交点
任作一条斜率不为零的直线
与椭圆W交于不同的两点
、
,点
关于
轴的对称点为
.
(Ⅰ)求椭圆W的方程;
(Ⅱ)求证:
(
);
(Ⅲ)求
面积
的最大值.
解:(Ⅰ)设椭圆W的方程为
,由题意可知
![]()
解得
,
,
,
所以椭圆W的方程为
.……………………………………………4分
(Ⅱ)解法1:因为左准线方程为
,所以点
坐标为
.于是可设直线
的方程为
.
得
.
由直线
与椭圆W交于
、
两点,可知
,解得
.
设点
,
的坐标分别为
,
,
则
,
,
,
.
因为
,
,
所以
,
.
又因为![]()
![]()
![]()
![]()
,
所以
. ……………………………………………………………10分
解法2:因为左准线方程为
,所以点
坐标为
.
于是可设直线
的方程为
,点
,
的坐标分别为
,
,
则点
的坐标为
,
,
.
由椭圆的第二定义可得
,
所以
,
,
三点共线,即
.…………………………………10分
(Ⅲ)由题意知
![]()
![]()
![]()
![]()
,
当且仅当
时“=”成立,
所以
面积
的最大值为.
10、(北京市崇文区2008年高三统一练习一)已知抛物线
,点P(1,-1)在抛物线C上,过点P作斜率为k1、k2的两条直线,分别交抛物线C于异于点P的两点A(x1,y1),B(x2,y2),且满足k1+k2=0.
(I)求抛物线C的焦点坐标;
(II)若点M满足
,求点M的轨迹方程.
解:(I)将P(1,-1)代入抛物线C的方程
得a=-1,
∴抛物线C的方程为
,即![]()
焦点坐标为F(0,-
).……………………………………4分
(II)设直线PA的方程为
,
联立方程
消去y得![]()
则![]()
由
………………7分
同理直线PB的方程为![]()
联立方程
消去y得![]()
则![]()
又
…………………………9分
设点M的坐标为(x,y),由![]()
![]()
又
…………………………………………11分
![]()
∴所求M的轨迹方程为:![]()
11、(北京市东城区2008年高三综合练习一)已知定圆
圆心为A,动圆M过点B(1,0)且和圆A相切,动圆的圆心M的轨迹记为C.
(I)求曲线C的方程;
(II)若点
为曲线C上一点,求证:直线
与曲线C有且只有一个交点.
解:(I)圆A的圆心为
,
设动圆M的圆心![]()
由|AB|=2,可知点B在圆A内,从而圆M内切于圆A,
故|MA|=r1―r2,即|MA|+|MB|=4,
所以,点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,
设椭圆方程为
,由![]()
故曲线C的方程为
…………6分
(II)当
,
![]()
消去
①
由点
为曲线C上一点,
![]()
于是方程①可以化简为
解得
,
![]()
综上,直线l与曲线C有且只有一个交点,且交点为
.
12、(北京市东城区2008年高三综合练习二)已知双曲线
的一条渐近线方程为
,两条准线的距离为l.
(1)求双曲线的方程;
(2)直线l过坐标原点O且和双曲线交于两点M、N,点P为双曲线上异于M、N的一点,且直线PM,PN的斜率均存在,求kPM?kPN的值.
(1)解:依题意有:![]()
可得双曲线方程为
………………………………………………6分
(2)解:设![]()
![]()
所以
(Ⅲ)已知点M(,0),N(0, 1),在(Ⅱ)的条件下,是否存在常数k,使得向量
与
共线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ) 设C(x, y),
∵
,
,
∴
,
∴ 由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为2的椭圆除去与x轴的两个交点.
∴
. ∴
.
∴ W:
. …………………………………………… 2分
(Ⅱ) 设直线l的方程为
,代入椭圆方程,得
.
整理,得
.
①………………………… 5分
因为直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于
,解得
或
.
∴ 满足条件的k的取值范围为
………… 7分
(Ⅲ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
=(x1+x2,y1+y2),
由①得
.
②
又
③
因为
,
, 所以
.……………………… 11分
所以
与
共线等价于
.
将②③代入上式,解得
.
所以不存在常数k,使得向量
与
共线.
14、(北京市海淀区2008年高三统一练习一)已知点
分别是射线
,
上的动点,
为坐标原点,且
的面积为定值2.
(I)求线段
中点
的轨迹
的方程;
(II)过点
作直线
,与曲线
交于不同的两点
,与射线
分别交于点
,若点
恰为线段
的两个三等分点,求此时直线
的方程.
解:(I)由题可设
,
,
,其中
.
则
1分
∵
的面积为定值2,
∴
.
2分
,消去
,得:
.
4分
由于
,∴
,所以点
的轨迹方程为
(x>0).
5分
(II)依题意,直线
的斜率存在,设直线
的方程为
.
由
消去
得:
,
6分
设点
、
、
、
的横坐标分别是
、
、
、
,
∴由
得
8分
解之得:
.
∴
.
9分
由
消去
得:
,
由
消去
得:
,
∴
.
10分
由于
为
的三等分点,∴![]()
.
11分
解之得
.
12分
经检验,此时
恰为
的三等分点,故所求直线方程为
.
15、(北京市十一学校2008届高三数学练习题)如图,椭圆的中心在原点,其左焦点
与抛物线
的焦点重合,过
的直线
与椭圆交于A、B两点,与抛物线交于C、D两点.当直线
与x轴垂直时,
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(II)求过点O、
,并且与椭圆的左准线相切的圆的方程;
(Ⅲ)求
的最大值和最小值.
解:(Ⅰ)由抛物线方程,得焦点
.
设椭圆的方程:
.
解方程组
得C(-1,2),D(1,-2).
由于抛物线、椭圆都关于x轴对称,
∴
,
, ∴
. …………2分
∴
又
,
因此,
,解得
并推得
.
故椭圆的方程为
.
…………4分
(Ⅱ)
,
圆过点O、
,
圆心M在直线
上.
设
则圆半径,由于圆与椭圆的左准线相切,
∴![]()
由
得
解得![]()
所求圆的方程为
…………………………8分
(Ⅲ) 由![]()
①若
垂直于
轴,则
,
,
…………………………………………9分
②若
与
轴不垂直,设直线
的斜率为
,则直线
的方程为
![]()
由
得 ![]()
,
方程有两个不等的实数根.
设
,
.
,
………………………………11分
![]()
![]()
![]()
![]()
=
,所以当直线
垂于
轴时,
取得最大值![]()
当直线
与
轴重合时,
取得最小值![]()
16、(北京市西城区2008年4月高三抽样测试)已知定点
及椭圆
,过点
的动直线与椭圆相交于
两点.
(Ⅰ)若线段
中点的横坐标是
,求直线
的方程;
(Ⅱ)在
轴上是否存在点
,使
为常数?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)解:
依题意,直线
的斜率存在,设直线
的方程为
,
将
代入
, 消去
整理得
…………..
2分
设
则
………….. 4分
由线段
中点的横坐标是
, 得
,
解得
,适合
.
………….. 5分
所以直线
的方程为
,或
.
………….. 6分
(Ⅱ)解:
假设在
轴上存在点
,使
为常数.
① 当直线
与
轴不垂直时,由(Ⅰ)知
所以![]()
…………..
8分
将
代入,整理得 ![]()
![]()
注意到
是与
无关的常数, 从而有
, 此时
.. 11分
② 当直线
与
轴垂直时,此时点
的坐标分别为
,
当
时, 亦有
………….. 13分
综上,在
轴上存在定点
,使
为常数.
17、(北京市西城区2008年5月高三抽样测试)已知抛物线的方程为
,过点
的直线
与抛物线相交于A、B两点,分别过点A、B作抛物线的两条切线
和
的斜率之积为定值;
(Ⅰ)证明:直线
和
的斜率之积为定值;
(Ⅱ)求点M的轨迹方程。
解:(I)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+p
![]()
18、(北京市宣武区2008年高三综合练习一)在面积为9的
中,
,且
。现建立以A点为坐标原点,以
的平分线所在直线为x轴的平面直角坐标系,如图所示。
(1)求AB、AC所在的直线方程;
(2)求以AB、AC所在的直线为渐近线且过点D的双曲线的方程;
(3)过D分别作AB、AC所在直线的垂线DF、DE(E、F为垂足),求
的值。
解:(1)设![]()
则由![]()
![]()
为锐角,
![]()
,
AC所在的直线方程为y=2x
AB所在的直线方程为y= -2x…………………………………………….4分
(2)设所求双曲线为![]()
设
,
,
,
由
可得:![]()
![]()
,
即
由
,可得
,
又![]()
,
,![]()
![]()
,
即
,代入(1)得
,
双曲线方程为
…………………………………………………9分
(3)由题设可知,
,
![]()
![]()
设点D为
,则![]()
又点D到AB,AC所在直线距离
,
,
而![]()
=![]()
![]()
19、(北京市宣武区2008年高三综合练习二)已知椭圆
的离心率为,且其焦点F(c,0)(c>0)到相应准线l的距离为3,过焦点F的直线与椭圆交于A、B两点。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设M为右顶点,则直线AM、BM与准线l分别交于P、Q两点,(P、Q两点不重合),求证:![]()
解:(1)由题意有
解得![]()
∴椭圆的标准方程为
……………………………………5分
(2)①若直线AB与
轴垂直,则直线AB的方程是![]()
∵该椭圆的准线方程为
,
∴
,
, ∴
,![]()
∴
∴当直线AB与
轴垂直时,命题成立。
②若直线AB与
轴不垂直,则设直线AB的斜率为
,
∴直线AB的方程为![]()
又设![]()
联立
消y得 ![]()
∴
∴![]()
又∵A、M、P三点共线,∴
同理![]()
∴
,![]()
∴
综上所述:![]()
20、(四川省成都市2008届高中毕业班摸底测试)设双曲线C:
的左、右顶点分别为A1、A2,垂直于x轴的直线m与双曲线C交于不同的两点P、Q。
(Ⅰ)若直线m与x轴正半轴的交点为T,且
,求点T的坐标;
(Ⅱ)求直线A1P与直线A2Q的交点M的轨迹E的方程;
(Ⅲ)过点F(1,0)作直线l与(Ⅱ)中的轨迹E交于不同的两点A、B,设
,若
(T为(Ⅰ)中的点)的取值范围。
解:(Ⅰ)由题,得
,设![]()
则![]()
由
…………①
又
在双曲线上,则
…………②
联立①、②,解得
由题意, ![]()
∴点T的坐标为(2,0) …………3分
(Ⅱ)设直线A1P与直线A2Q的交点M的坐标为(x,y)
由A1、P、M三点共线,得
…………③ …………1分
由A2、Q、M三点共线,得
…………④ …………1分
联立③、④,解得
…………1分
∵
在双曲线上,
∴![]()
∴轨迹E的方程为
…………1分
(Ⅲ)容易验证直线l的斜率不为0。
故可设直线l的方程为
中,得
设 ![]()
则由根与系数的关系,得
……⑤
……⑥ …………2分
∵
∴有![]()
将⑤式平方除以⑥式,得
…………1分
由![]()
…………1分
∵![]()
又![]()
故![]()
![]()
![]()
令
∴
,即 ![]()
∴![]()
而
, ∴![]()
∴![]()
21、(东北区三省四市2008年第一次联合考试)已知中心在原点,左、右顶点A1、A2在x轴上,离心率为
的双曲线C经过点P(6,6),动直线l经过△A1PA2的重心G与双曲线C交于不同两点M、N,Q为线段MN的中点。
(1)求双曲线C的标准方程
(2)当直线l的斜率为何值时,
。
本小题考查双曲线标准议程中各量之间关系,以及直线与双曲线的位置关系。
解(1)设双曲线C的方程为![]()
|