63、(湖北省荆州市2008届高中毕业班质量检测)如图,已知
为平面上的两个定点,
为动点,
,
且
,
(
是
和
的交点)
⑴建立适当的平面直角坐标系求出点
的轨迹方程;
⑵若点
的轨迹上存在两个不同的点
,且线段
的中垂线与
(或
的延长线)相交于一点
,证明:
(
为
的中点)
解:⑴如图1,以
所在的直线为
轴,
的中垂线为
轴,建立平面直角坐标系
由题设![]()
![]()
,而![]()
点
是以
为焦点、长轴长为
的椭圆,故点
的轨迹方程为
(6分)
⑵如图2,设
,![]()
,且
,
即
,又
在轨迹上,
![]()
即![]()
代入整理得:
![]()
![]()
,![]()
(10分)
![]()
≤
≤
,
≤
≤
,![]()
≤
≤![]()
![]()
,![]()
![]()
,即
。
62、(湖北省荆门市2008届上期末)已知F1、F2为双曲线C:
的左、右焦点,O为坐标原点,P在双曲线的左支上,点M在右准线上,且满足:
,
(λ>0)
(1)求此双曲线的离心率;
(2)若过点N(
,
)的双曲线C的虚轴端点分别为B1、B2(B1在y轴正半轴上),点A、B在双曲线上,且
,
,求双曲线C和直线AB的方程.
解:(1)法一:依题意四边形OF1PM为菱形,设P(x,y)则F1(-c,0),M(
,y)
代入
得
化简得e=2
……………4分
法二:![]()
OF1PM为平行四边形,
又
(λ>0)知P在
的角平分线上
∴四边形OF1PM为菱形,且边长为
,∴
………4分
由第二定义知
即
又![]()
(2)
∴双曲线C的方程为
……………8分
∵
∴过B2的直线交曲线C于A、B两点,且![]()
设直线AB:
代入
得![]()
![]()
设A(x1,y1),B(x2,y2)由 ![]()
![]()
∴直线AB的方程为![]()
61、(湖北省黄冈市2007年秋季高三年级期末考试)在△ABC中
,B是椭圆
在x轴上方的顶点,
是双曲线
位于x轴下方的准线,当AC在直线
上运动时。
(1)求△ABC外接圆的圆心P的轨迹E的方程;
(2)过定点
作互相垂直的直线
,分别交轨迹E于M、N和R、Q,求四边形MRNQ面积的最小值。
解:(1)由椭圆方程
及双曲线方程
可得点
直线
方程是![]()
且
在直线
上运动。
可设![]()
则
的垂直平分线方程为
①
的垂直平分线方程为
②
P是△ABC的外接圆圆心,
点P的坐标
满足方程①和②
由①和②联立消去
得![]()
故圆心P的轨迹E的方程为![]()
(2)由图可知,直线
和
的斜率存在且不为零,设
的方程为
,
,
的方程为![]()
由
得 ![]()
△=
直线
与轨迹E交于两点。
设
,则
。
![]()
同理可得:![]()
四边形MRNQ的面积
![]()
当且仅当
,即
时,等号成立。
故四边形MNRQ的面积的最小值为72。(13分)
60、(湖北省黄冈市麻城博达学校2008届三月综合测试)已知直线
相交于A、B两点,M是线段AB上的一点,
,且点M在直线
上.
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)若椭圆的焦点关于直线l的对称点在单位圆
上,求椭圆的方程.
解:(Ⅰ)由
知M是AB的中点,
设A、B两点的坐标分别为![]()
由![]()
,
∴M点的坐标为
4分
又M点的直线l上:![]()
![]()
7分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知
,不妨设椭圆的一个焦点坐标为
关于直线l:
上的对称点为
,
则有
10分
由已知![]()
,∴所求的椭圆的方程为
12分
59、(湖北省鄂州市2008年高考模拟)已知椭圆
的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的动点,满足
点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点T在线段F2Q上,并且满足![]()
(Ⅰ)设
为点P的横坐标,证明
;
(Ⅱ)求点T的轨迹C的方程;
(Ⅲ)试问:在点T的轨迹C上,是否存在点M,使△F1MF2的面积S=
若存在,求∠F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由.
解 (Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),由P(x,y)在椭圆上,得
![]()
![]()
又由
知
,
所以![]()
(Ⅱ) 当
时,点(
,0)和点(-
,0)在轨迹上.
当
且
时,由
,得
.
又
,所以T为线段F2Q的中点.
在△QF1F2中,
,所以有![]()
综上所述,点T的轨迹C的方程是
(Ⅲ) C上存在点M(
)使S=
的充要条件是![]()
由③得
,由④得
所以,当
时,存在点M,使S=
;
当
时,不存在满足条件的点M.
当
时,
,
由
,
,
,得![]()
[总结点评]平面向量与椭圆的综合问题是《考试大纲》所
强调的问题,应熟练掌握其解题技巧,一般地,在这类问题
种,平面向量只起“背景”或“结论”的作用,几乎都不会
在向量的知识上设置障碍,所考查的核心内容仍然是解析几
何的基本方法和基本思想,比如本题(Ⅰ)本质是焦半径公
式,核心内容还是椭圆的第二定义的转化思想.(Ⅱ) 由
“PT其实为线段QF2的垂直平分线”可联想到下面的题目:如右图,Q为长轴为2a椭圆上一动点,QP是∠F1QF2的外角平分线,且F1P⊥QP,延长F2Q,使F2Q与F1P交于点M,则|QF1|=|QM|,所以点M的轨迹是以F2为圆心2a为半径的圆,进一步可得到P的轨迹是以O为圆心a为半径的圆.
58、(湖北省三校联合体高2008届2月测试)已知半圆
,动圆
与此半圆相切且与
轴相切。
(1)求动圆圆心
的轨迹方程。
(2)是否存在斜率为
的直线
,它与(1)中所得轨迹由左到右顺次交于A、B、C、D四个不同的点,且满足|AD|=2|BC|?若存在,求出
的方程,若不存在,说明理由。
(1)设动圆圆心
,作
⊥
轴于点![]()
①若两圆外切:
,则
化简得:
![]()
……………3分
②若两圆内切:
,则![]()
……………5分
综上,动圆圆心的轨迹方程是
及
………6分
其图象为两条抛物线位于
轴上方的部分,如图所示。
(2)假设直线
存在,可设
的方程为![]()
![]()
。
![]()
![]()
![]()
![]()
依题意得,它与曲线
交于点
,与曲线
交于点
。
![]()
即
①
②
![]()
![]()
, ![]()
![]()
![]()
![]()
2
![]()
=2![]()
即
+![]()
=4![]()
-![]()
得![]()
……………11分
将其代入方程①得
![]()
![]()
因为曲线
的横坐标范围为
,所以这样的直线
不存在。……………13分
57、(湖北省八校高2008第二次联考)已知A,B是抛物线
上的两个动点,
为坐标原点,非零向量
满足
.
(Ⅰ)求证:直线
经过一定点;
(Ⅱ)当
的中点到直线
的距离的最小值为
时,求
的值.
解:
,
.设A,B两点的坐标为(
),(
)则
.
(1)经过A,B两点的直线方程为![]()
由
,得![]()
.
令
,得
,
.
从而
.
(否则,
有一个为零向量),
. 代入①,得
,
始终经过定点
. ……………(6分)
(2)设AB中点的坐标为(
),则
.
又
,
,
即
.……………①
AB的中点到直线
的距离
.
将①代入,得
.
因为d的最小值为
. ……………(12分)
(若用导数求切线的斜率为2的切点坐标,参考给分.)
56、(黑龙江省哈尔滨九中2008年第三次模拟考试)已知
,点
在
轴上,点
在
的正半轴上,点
在直线
上,且![]()
.
(1)当
在
轴上移动时,求
点轨迹C;
(2)若曲线
的准线交
轴于
,过
的直线交曲线
于两点
,又
的中垂线交
轴于点
,求
横坐标取值范围;
(3)在(2)中,
能否为正三角形.
解:(1)设
得
又由
得 ![]()
即
…………………………4分
(2)由(1)知N(-1,0)设得:![]()
由![]()
由![]()
设![]()
对![]()
∴AB的中点为![]()
∴AB的中点为![]()
令![]()
即x0>3.
55、(河南省许昌市2008年上期末质量评估)已知椭圆
+y2=l的左焦点为F,O为坐标原点.
( I )求过点O、F,并且与椭圆的左准线l相切的圆的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线交椭圆于A、B两点,并且线段AB的中点在直线x+y=0上,求直线AB的方程.
![]()
54、设圆满足:(1)截直线y=x所得弦长为2;(2)被直线y=-x分成的一段劣弧所在的扇形面积是圆面积的倍.在满足条件(1)、(2)的所有圆中,求圆心到直线x+3y=0的距离最小的圆的的方程.
解:设所求圆的圆心为P(a,b),半径为r,
则P到直线y=x、直线y=-x的距离分别为
、
.………(2分)
由题设知圆P截直线y=-x所得劣弧所对圆心角为90°,
圆P截直线y=-x所得弦长为
r,故r2=
(
)2,
即r2=(a+b)2,……………………(4分)
又圆P截直线y=x所得弦长为2,所以有r2=1+
,
从而有
.……………………(6分)
又点P到直线x+3y=0的距离为d=
,
所以10d2=|a+3b|2=a2+6ab+9b2=8b2+2≥2……………………(8分)
当且仅当b=0时上式等号成立,
此时5d2=1,从而d取得最小值,由此有a=±
,r=
.…………(10分)
于是所求圆的方程为(x-
)2+y2=2或(x-
)2+y2=2…………(12分)
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