66.(2009宁夏海南卷文)(本小题满分12分)
已知椭圆
的中心为直角坐标系
的原点,焦点在
轴上,它的一个项点到两个
焦点的距离分别是7和1
(1)求椭圆
的方程‘
(2)若
为椭圆
的动点,
为过
且垂直于
轴的直线上的点,
(e为椭圆C的离心率),求点
的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
解(1)设椭圆长半轴长及分别为a,c,由已知得
{
解得a=4,c=3,
![]()
所以椭圆C的方程为
(Ⅱ)设M(x,y),P(x,
),其中![]()
由已知得![]()
而
,故
①
由点P在椭圆C上得 ,
代入①式并化简得![]()
所以点M的轨迹方程为
轨迹是两条平行于x轴的线段.
65.(2009湖北卷文)(本小题满分13分)
如图,过抛物线y2=2PX(P﹥0)的焦点F的直线与抛物线相交于M、N两点,
自M、N向准线L作垂线,垂足分别为M1、N1
(Ⅰ)求证:FM1⊥FN1:
(Ⅱ)记△FMM1、、△FM1N1、△FN N1的面积分别为S1、、S2、,S3,试判断S22=4S1S3是否成立,并证明你的结论。
![]()
(1) 证明 方法一 由抛物线的定义得
![]()
如图,设准线l与x的交点为![]()
![]()
![]()
而![]()
即![]()
![]()
故![]()
方法二 依题意,焦点为
准线l的方程为![]()
设点M,N的坐标分别为
直线MN的方程为
,则有
![]()
由
得![]()
于是,
,![]()
,故![]()
(Ⅱ)解
成立,证明如下:
方法一 设
,则由抛物线的定义得
,于是
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
将
与
代入上式化简可得
![]()
,此式恒成立。
故
成立。
方法二 如图,设直线
M的倾角为
,![]()
则由抛物线的定义得![]()
![]()
于是![]()
在
和
中,由余弦定理可得
![]()
由(I)的结论,得![]()
![]()
即
,得证。
64.(2009全国卷Ⅰ文)(本小题满分12分)
如图,已知抛物线![]()
与圆
相交于A、B、C、D四个点。
(Ⅰ)求r的取值范围
(Ⅱ)当四边形ABCD的面积最大时,求对角线AC、BD的交点P的坐标。
解:(Ⅰ)将抛物线
代入圆
的方程,
消去
,整理得![]()
抛物线
与圆
相交于
、
、
、
四个点的充要条件是:方程(1)有两个不相等的正根
∴
即
。
解这个方程组得![]()
.
(II)设四个交点的坐标分别为
、
、
、
。
则由(I)根据韦达定理有
,![]()
则![]()
令
,则
下面求
的最大值。
方法1:由三次均值有:
![]()
当且仅当
,即
时取最大值。经检验此时
满足题意。
方法2:设四个交点的坐标分别为
、
、
、![]()
则直线AC、BD的方程分别为
![]()
解得点P的坐标为
。
设
,由
及(Ⅰ)得
![]()
由于四边形ABCD为等腰梯形,因而其面积![]()
则
将
,
代入上式,并令
,等
,
∴
,
令
得
,或
(舍去)
当
时,
;当
时
;当
时,![]()
故当且仅当
时,
有最大值,即四边形ABCD的面积最大,
故所求的点P的坐标为
。
![]()
63.(2009四川卷文、理)(本小题满分12分)
已知椭圆
的左、右焦点分别为
,离心率
,右准线方程为
。
(I)求椭圆的标准方程;
(II)过点
的直线
与该椭圆交于
两点,且
,求直线
的方程。
解 (I)由已知得
,解得
∴ ![]()
∴ 所求椭圆的方程为
.
(II)由(I)得
、![]()
①若直线
的斜率不存在,则直线
的方程为
,由
得![]()
设
、
,
∴
,这与已知相矛盾。
②若直线
的斜率存在,设直线直线
的斜率为
,则直线
的方程为
,
设
、
,
联立
,消元得![]()
∴
,
![]()
∴
,
又∵![]()
∴ ![]()
∴ ![]()
化简得![]()
解得![]()
∴
![]()
∴ 所求直线
的方程为
62.(2009陕西卷文)(本小题满分12分)
已知双曲线C的方程为
,离心率
,顶点到渐近线的距离为
。
![]()
(1)求双曲线C的方程;
(2)如图,P是双曲线C上一点,A,B两点在双曲线C的两条渐近线上,且分别位于第一、二象限,若
,求
面积的取值范围。
方法一 解(Ⅰ)由题意知,双曲线C的顶点(0,a)到渐近线
,
所以
所以![]()
由![]()
所以曲线
的方程是![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知双曲线C的两条渐近线方程为![]()
设![]()
由![]()
将P点的坐标代入![]()
因为![]()
![]()
又![]()
所以![]()
记![]()
则![]()
由![]()
又S(1)=2,![]()
当
时,
面积取到最小值
,当当
时,
面积取到最大值![]()
所以
面积范围是![]()
方法二(Ⅰ)由题意知,双曲线C的顶点(0,a)到渐近线
,
![]()
由![]()
所以曲线
的方程是
.
(Ⅱ)设直线AB的方程为![]()
由题意知![]()
由![]()
由![]()
![]()
将P点的坐标代入
得![]()
设Q为直线AB与y轴的交点,则Q点的坐标为(0,m)
=
.
![]()
![]()
61.(2009宁夏海南卷理)(本小题满分12分)
已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在s轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别是7和1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,
=λ,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
解 (Ⅰ)设椭圆长半轴长及半焦距分别为
,由已知得
,
所以椭圆
的标准方程为
(Ⅱ)设
,其中
。由已知
及点
在椭圆
上可得
。
整理得
,其中
。
(i)
时。化简得
所以点
的轨迹方程为
,轨迹是两条平行于
轴的线段。
(ii)
时,方程变形为
,其中![]()
当
时,点
的轨迹为中心在原点、实轴在
轴上的双曲线满足
的部分。
当
时,点
的轨迹为中心在原点、长轴在
轴上的椭圆满足
的部分;
当
时,点
的轨迹为中心在原点、长轴在
轴上的椭圆;
60.(2009辽宁卷文、理)(本小题满分12分)
已知,椭圆C以过点A(1,
),两个焦点为(-1,0)(1,0)。
(1) 求椭圆C的方程;
(2) E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值。
(Ⅰ)解 由题意,c=1,可设椭圆方程为
。
因为A在椭圆上,所以
,解得
=3,
=
(舍去)。
所以椭圆方程为
.
(Ⅱ)证明 设直线AE方程:得
,代入
得
![]()
设E(
,
),F(
,
).因为点A(1,
)在椭圆上,
所以
,
。
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以
代
,可得
,
。
所以直线EF的斜率
。
即直线EF的斜率为定值,其值为
。
59.(2009福建卷理)(本小题满分13分)
已知A,B 分别为曲线C:
+
=1(y
0,a>0)与x轴
的左、右两个交点,直线
过点B,且与
轴垂直,S为
上
异于点B的一点,连结AS交曲线C于点T.
(1)若曲线C为半圆,点T为圆弧
的三等分点,试求出点S的坐标;
(II)如图,点M是以SB为直径的圆与线段TB的交点,试问:是否存在
,使得O,M,S三点共线?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由。
解 方法一
(Ⅰ)当曲线C为半圆时,
如图,由点T为圆弧
的三等分点得∠BOT=60°或120°.
(1)当∠BOT=60°时, ∠SAE=30°.
又AB=2,故在△SAE中,有![]()
(2)当∠BOT=120°时,同理可求得点S的坐标为
,综上,
![]()
(Ⅱ)假设存在
,使得O,M,S三点共线.
由于点M在以SB为直线的圆上,故
.
显然,直线AS的斜率k存在且k>0,可设直线AS的方程为
.
由![]()
设点![]()
故
,从而
.
亦即![]()
![]()
由
得![]()
由
,可得
即![]()
![]()
经检验,当
时,O,M,S三点共线. 故存在
,使得O,M,S三点共线.
方法二:
(Ⅰ)同方法一.
(Ⅱ)假设存在a,使得O,M,S三点共线.
由于点M在以SO为直径的圆上,故
.
显然,直线AS的斜率k存在且k>0,可设直线AS的方程为![]()
由![]()
设点
,则有![]()
故![]()
![]()
由
所直线SM的方程为![]()
O,S,M三点共线当且仅当O在直线SM上,即
.
![]()
故存在
,使得O,M,S三点共线.
58.(2009湖南卷文)(本小题满分13分)
已知椭圆C的中心在原点,焦点在
轴上,以两个焦点和短轴的两个端点
为顶点的四边形是一个面积为8的正方形(记为Q).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设点P是椭圆C的左准线与
轴的交点,过点P的直线
与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线
的斜率的取值范围。
解 (Ⅰ)依题意,设椭圆C的方程为
焦距为
,
由题设条件知,
所以![]()
故椭圆C的方程为
.
(Ⅱ)椭圆C的左准线方程为
所以点P的坐标
,
显然直线
的斜率
存在,所以直线
的方程为
。
如图,设点M,N的坐标分别为
线段MN的中点为G
,
![]()
由
得
.
……①
由
解得
. ……②
因为
是方程①的两根,所以
,于是
=
,
.
因为
,所以点G不可能在
轴的右边,
又直线
,
方程分别为![]()
所以点
在正方形
内(包括边界)的充要条件为
即
亦即
解得
,此时②也成立.
![]()
故直线
斜率的取值范围是![]()
57.(2009全国卷Ⅱ理)(本小题满分12分)
已知椭圆
的离心率为
,过右焦点F的直线
与
相交于
、
两点,当
的斜率为1时,坐标原点
到
的距离为
(I)求
,
的值;
(II)
上是否存在点P,使得当
绕F转到某一位置时,有
成立?
若存在,求出所有的P的坐标与
的方程;若不存在,说明理由。
解 (I)设
,直线
,由坐标原点
到
的距离为![]()
则
,解得
.又
.
(II)由(I)知椭圆的方程为
.设
、![]()
![]()
由题意知
的斜率为一定不为0,故不妨设 ![]()
代入椭圆的方程中整理得
,显然
。
由韦达定理有:![]()
........①
.假设存在点P,使
成立,则其充要条件为:
点
,点P在椭圆上,即
。
整理得
。
又
在椭圆上,即
.
故
................................②
将
及①代入②解得![]()
,
=
,即
.
当
;
当
.
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