题目列表(包括答案和解析)
13.(上海20)(本题满分16分)本题共有3个小题,第1小题满分3分,第2小题满分6分,第3小题满分7分.
已知双曲线
.
(1)求双曲线
的渐近线方程;
(2)已知点
的坐标为
.设
是双曲线
上的点,
是点
关于原点的对称点.
记
.求
的取值范围;
(3)已知点
的坐标分别为
,
为双曲线
上在第一象限内的点.记
为经过原点与点
的直线,
为
截直线
所得线段的长.试将
表示为直线
的斜率
的函数.
[解](1)所求渐近线方程为
……………...3分
(2)设P的坐标为
,则Q的坐标为
, …………….4分
![]()
……………7分
![]()
的取值范围是
……………9分
(3)若P为双曲线C上第一象限内的点,
则直线
的斜率
……………11分
由计算可得,当![]()
当
……………15分
∴ s表示为直线
的斜率k的函数是
….16分
8.(2008湖南19)(本小题满分13分)
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是F(2,0),且两条准线间的距离为λ(λ>4).
(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)若存在过点A(1,0)的直线l,使点F关于直线l的对称点在椭圆上,求λ的取值范围.
解 (Ⅰ)设椭圆的方程为
(a>b>0).
由条件知c=2,且
=λ,所以a2=λ,
b2=a2-c2=λ-4.故椭圆的方程是![]()
![]()
(Ⅱ)依题意,直线l的斜率存在且不为0,记为k,则直线l的方程是y=k(x-1).设点F(2,0)关于直线l的对称点为F2(x0,y0),则
解得![]()
因为点F′(x0,y0)在椭圆上,所以
即
λ(λ-4)k4+2λ(λ-6)k2+(λ-4)2=0.
设k2=t,则λ(λ-4)t2+2λ(λ-6)t+(λ-4)2=0.
因为λ>4,所以
>0.
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.
4、(2008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![]()
.
28、(福建省仙游一中2008届高三第二次高考模拟测试)已知方向向量为
的直线
过椭圆C:=1(a>b>0)的焦点以及点(0,
),椭圆C的中心关于直线
的对称点在椭圆C的右准线上。
⑴求椭圆C的方程。
⑵过点E(-2,0)的直线
交椭圆C于点M、N,且满足
,(O为坐标原点),求直线
的方程。
解:⑴直线
①,过原点垂直于
的直线方程为
②
解①②得
,∵椭圆中心O(0,0)关于直线
的对称点在椭圆C的右准线上,
∴
, …………………(2分)
∵直线
过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0),∴
,
故椭圆C的方程为
③…………………(4分)
⑵当直线
的斜率存在时,设
,代入③并整理得
,设
,
则
……………(5分)
∴
,……(7分)
点
到直线
的距离
.
∵
,即
,
又由
得
,
∴
,…………………………(9分)
而
,∴
,即
,
解得
,此时
…………………………………(11分)
当直线
的斜率不存在时,
,也有
,
经检验,上述直线
均满足
,
故直线
的方程为 ![]()
3.(2008年山东卷,理科,22)
如图,设抛物线方程为
为直线
上任意一点,过
引抛物线的切线,切点分别为![]()
(I)求证:
三点的横坐标成等差数列;
(II)已知当
点的坐标为
时,
求此时抛物线的方程;
(III)是否存在点
,使得点
关于直线
的对称点
在抛物线
上,其中点
满足
(
为坐标原点)。若存在,求出所有适合题意的点的坐标;若不存在,请说明理由。
[答案](I)证明:由题意设
,
,![]()
![]()
,![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
所以
三点的横坐标成等差数列。
(II)解:由(I)知,![]()
![]()
所以
是方程
的两根,
![]()
![]()
![]()
或![]()
因此所求抛物线方程为
或![]()
(III)解:设
由题意得
,则
中点坐标为
![]()
设直线
的方程为![]()
与
都在
上,代入得
.
若
在抛物线上,则
即
.
1)当![]()
2)当![]()
(1)对于![]()
矛盾.
(2)对于
,
,则
与
轴平行,而
直线
不垂直矛盾。
综上可知,仅存在一点
适合题意.
例4. 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
.
(1)求椭圆W的方程;
(2)求证:
(
);
(3)求
面积
的最大值.
解:(1)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
(2)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
(3)由题意知
![]()
![]()
![]()
![]()
,
当且仅当
时“=”成立,
所以
面积
的最大值为.
例4 点
在椭圆
的左准线上,过点P且方向为
的光线经直线
反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为( )
(A)
(B)
(C)
(D)
解:点
关于直线
的对称点为
,因为入射光线的斜率为
,所以反射光线的斜率为
,反射光线的方程为:
,令
,得
,即
,又![]()
,得
,选A
[例3] 如下图,在双曲线
-
=1的上支上有三点A(x1,y1),B(x2,6),C(x3,y3),它们与点F(0,5)的距离成等差数列.
![]()
(1)求y1+y3的值;
(2)证明:线段AC的垂直平分线经过某一定点,并求此点坐标.
剖析:可以验证F为焦点,利用第二定义可得三点到准线的距离也成等差数列,进而有三点纵坐标成等差数列,由此易得y1+y3的值.为求出AC的中垂线所过定点,不妨设想作出A与C关于y轴的对称点A′与C′.由双曲线的对称性,易知A′与C′也在双曲线上,且A′、B、C′满足题设条件,所以A′C′的中垂线也应过此定点.由两条中垂线关于y轴对称.所以定点应在y轴上.
(1)解:c=
=5,故F为双曲线的焦点,设准线为l,离心率为e,由题设有2|FB|=|FA|+|FC|. ①
分别过A、B、C作x轴的垂线AA2、BB2、CC2,交l于A1、B1、C1,则由双曲线第二定义有|FB|=e|BB1|,|FA|=e|AA1|,|FC|=e|CC1|,代入①式,得2e|BB1|=e|AA1|+e|CC1|,
即2|BB1|=|AA1|+|CC1|.
于是两边均加上准线与x轴距离的2倍,有
2|BB2|=|AA2|+|CC2|,
此即2×6=y1+y3,可见y1+y3=12.
(2)证明:AC的中垂线方程为
y-
=-
(x-
),即y-6=-
x+
.
②
由于A、C均在双曲线上,所以有
-
=1,
-
=1.
相减得
=
.于是有
=
(y1+y3)=
·12=13,
故②变为y=-
x+
,易知此直线过定点D(0,
).
评述:利用第二定义得焦半径,可使问题容易解决.中垂线过弦AC的中点,中点问题往往把A、C的坐标代入方程,两式相减、变形,即可解决问题.
4.(2008年湖南卷,文科,19)
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是
,且两条准线间的距离为
.
(I)求椭圆的方程;
(II)若存在过点A(1,0)的直线
,使点F关于直线
的对称点在椭圆上,
求
的取值范围.
[解析](I)椭圆方程由a,b,c的关系易得,(II)设出直线
的方程,求出点F关于直线
的对称点,代入椭圆方程解关于
的不等式组即得
的取值范围.
[答案](I)设椭圆的方程为![]()
由条件知
且
所以![]()
![]()
故椭圆的方程是![]()
(II)依题意, 直线
的斜率存在且不为0,记为
,则直线
的方程是![]()
设点
关于直线
的对称点为
则
解得![]()
因为点
在椭圆上,所以
即
![]()
设
则![]()
因为
所以
于是,
当且仅当![]()
上述方程存在正实根,即直线
存在.
解
得
所以![]()
即
的取值范围是![]()
3.一束光线从点
出发,经直线
上一点
反射后,恰好穿过点
.
(Ⅰ)求点
关于直线
的对称点
的坐标;
(Ⅱ)求以
、
为焦点且过点
的椭圆
的方程;
(Ⅲ)设直线
与椭圆
的两条准线分别交于
、
两点,点
为线段
上的动点,求点
到
的距离与到椭圆
右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点
的坐标.
解:(Ⅰ)设
的坐标为
,则
且
.……2分
解得
, 因此,点
的坐标为
. …………………4分
(Ⅱ)
,根据椭圆定义,
得![]()
,……………5分
,
.
∴所求椭圆方程为
.
………………………………7分
(Ⅲ)
,
椭圆的准线方程为
.
…………………………8分
设点
的坐标为![]()
,
表示点
到
的距离,
表示点
到椭圆的右准线的距离.
则
,
.
,
……………………………10分
令![]()
,则
,
当
,
,
,
.
∴
在
时取得最小值.
………………………………13分
因此,
最小值=
,此时点
的坐标为
.…………14分
注:
的最小值还可以用判别式法、换元法等其它方法求得.
说明:求得的点![]()
即为切点
,
的最小值即为椭圆的离心率.
1.若抛物线y=2x2上的两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线y=x+m对称且x1x2=-
,求m的值.
解:设直线AB的方程为y=-x+b,代入y=2x2得2x2+x-b=0,
∴x1+x2=-
,x1x2=
=-
.
∴b=1,即AB的方程为y=-x+1.
设AB的中点为M(x0,y0),则
x0=
=-
,代入y0=-x0+1,
得y0=
.又M(-
,
)在y=x+m上,
∴
=-
+m.∴m=
.
[例2]过点(1,0)的直线l与中心在原点,焦点在x轴上且离心率为
的椭圆C相交于A、B两点,直线y=
x过线段AB的中点,同时椭圆C上存在一点与右焦点关于直线l对称,试求直线l与椭圆C的方程.
![]()
解法一:由e=
,得
,从而a2=2b2,c=b.
设椭圆方程为x2+2y2=2b2,A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上.
则x12+2y12=2b2,x22+2y22=2b2,两式相减得,(x12-x22)+2(y12-y22)=0,![]()
设AB中点为(x0,y0),则kAB=-
,又(x0,y0)在直线y=
x上,y0=
x0,于是-
=
-1,kAB=-1,设l的方程为y=-x+1.
右焦点(b,0)关于l的对称点设为(x′,y′),
![]()
由点(1,1-b)在椭圆上,得1+2(1-b)2=2b2,b2=
.
∴所求椭圆C的方程为
=1,l的方程为y=-x+1.
解法二:由e=
,从而a2=2b2,c=b.
设椭圆C的方程为x2+2y2=2b2,l的方程为y=k(x-1),
将l的方程代入C的方程,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2b2=0,则x1+x2=
,y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(x1+x2)-2k=-
.
直线l:y=
x过AB的中点(
),则
,解得k=0,或k=-1.
若k=0,则l的方程为y=0,焦点F(c,0)关于直线l的对称点就是F点本身,不能在椭圆C上,所以k=0舍去,从而k=-1,直线l的方程为y=-(x-1),即y=-x+1,以下同解法一.
2如图,过抛物线
的对称轴上任一点
作直线与抛物线交于A、B两点,点Q是点P关于原点的对称点
⑴.设点P满足
(
为实数),
证明:
;
⑵.设直线AB的方程是
,过A、B两点
的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.
解⑴.依题意,可设直线AB的方程为
,代入抛物线方程
,得:
① …………………………………………………………… 2分
设A、B两点的坐标分别是
、
,则
是方程①的两根,
所以,
. ……………………………………………………………………… 3分
由点P满足
(
为实数,
),得
,
即
.
又点Q是点P关于原点的以称点,故点Q的坐标是
,从而
.
![]()
![]()
![]()
=![]()
=![]()
=
=0 ………………………… 6分
所以,
. ………………………………………………………………… 7分
⑵.由
得点A、B的坐标分别是
、
.
由
得
,![]()
所以,抛物线
在点A处切线的斜率为
.
………………
9分
设圆C的方程是
,
则
……………………… 11分
解得:
.…………………………… 13分
所以,圆C的方程是
. ………………………… 14分
排列、组合和二项式定理
⑴排列数公式:
=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=
(m≤n,m、n∈N*),当m=n时为全排列
=n(n-1)(n-2)…3.2.1=n!;
⑵组合数公式:
(m≤n),
;
⑶组合数性质:
;
⑷二项式定理:![]()
①通项:
②注意二项式系数与系数的区别;
⑸二项式系数的性质:
①与首末两端等距离的二项式系数相等;②若n为偶数,中间一项(第
+1项)二项式系数最大;若n为奇数,中间两项(第
和
+1项)二项式系数最大;
③![]()
(6)求二项展开式各项系数和或奇(偶)数项系数和时,注意运用赋值法。
2. 概率与统计
⑴随机变量的分布列:①随机变量分布列的性质:pi≥0,i=1,2,…; p1+p2+…=1;
②离散型随机变量:
|
X |
x1 |
X2 |
… |
xn |
… |
|
P |
P1 |
P2 |
… |
Pn |
… |
期望:EX= x1p1 + x2p2 + … + xnpn + … ;
方差:DX=
;
注:
;
③二项分布(独立重复试验):
若X-B(n,p),则EX=np, DX=np(1- p);注:
。
⑵条件概率:称
为在事件A发生的条件下,事件B发生的概率。
注:①0
P(B|A)
1;②P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)。
⑶独立事件同时发生的概率:P(AB)=P(A)P(B)。
⑷正态总体的概率密度函数:
式中
是参数,分别表示总体的平均数(期望值)与标准差;
(6)正态曲线的性质:
①曲线位于x轴上方,与x轴不相交;②曲线是单峰的,关于直线x=
对称;
③曲线在x=
处达到峰值
;④曲线与x轴之间的面积为1;
当
一定时,曲线随
质的变化沿x轴平移;
当
一定时,曲线形状由
确定:
越大,曲线越“矮胖”,表示总体分布越集中;
越小,曲线越“高瘦”,表示总体分布越分散。
注:P
=0.6826;P
=0.9544
P
=0.9974
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