2008屆全國百套高考數學模擬試題分類匯編
圓錐曲線
三、解答題(第一部分)
1、(廣東省廣州執信中學、中山紀念中學、深圳外國語學校三校期末聯考)設
、
分別是橢圓
的左、右焦點.
(Ⅰ)若P是該橢圓上的一個動點,求
的最大值和最小值;
(Ⅱ)是否存在過點A(5,0)的直線l與橢圓交于不同的兩點C、D,使得|F
解:(Ⅰ)易知
設P(x,y),則![]()
,
,即點P為橢圓短軸端點時,
有最小值3;
當
,即點P為橢圓長軸端點時,
有最大值4
(Ⅱ)假設存在滿足條件的直線l易知點A(5,0)在橢圓的外部,當直線l的斜率不存在時,直線l與橢圓無交點,所在直線l斜率存在,設為k
直線l的方程為
由方程組![]()
依題意
當
時,設交點C
,CD的中點為R
,
則![]()
![]()
又|F![]()
∴20k2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立, 所以不存在直線
,使得|F
綜上所述,不存在直線l,使得|F
2、(江蘇省啟東中學高三綜合測試二)已知動圓過定點P(1,0),且與定直線L:x=-1相切,點C在l上.
(1)求動圓圓心的軌跡M的方程;
![]()
(i)問:△ABC能否為正三角形?若能,求點C的坐標;若不能,說明理由
(ii)當△ABC為鈍角三角形時,求這種點C的縱坐標的取值范圍.
解:(1)依題意,曲線M是以點P為焦點,直線l為準線的拋物線,所以曲線M的方程為y2=4x.
![]()
![]()
假設存在點C(-1,y),使△ABC為正三角形,則|BC|=|AB|且|AC|=|AB|,即
因此,直線l上不存在點C,使得△ABC是正三角形.
(ii)解法一:設C(-1,y)使△ABC成鈍角三角形,
,
,
![]()
∠CAB為鈍角.
![]()
![]()
![]()
.
該不等式無解,所以∠ACB不可能為鈍角.
因此,當△ABC為鈍角三角形時,點C的縱坐標y的取值范圍是:
.
解法二: 以AB為直徑的圓的方程為:
.
![]()
當直線l上的C點與G重合時,∠ACB為直角,當C與G 點不重合,且A,
B,C三點不共線時, ∠ACB為銳角,即△ABC中∠ACB不可能是鈍角.
因此,要使△ABC為鈍角三角形,只可能是∠CAB或∠CBA為鈍角.
.
.
![]()
A,B,C三點共 線,不構成三角形.
因此,當△ABC為鈍角三角形時,點C的縱坐標y的取值范圍是:
![]()
3、(江蘇省啟東中學高三綜合測試三)(1)在雙曲線xy=1上任取不同三點A、B、C,證明:ㄓABC的垂心H也在該雙曲線上;
(2)若正三角形ABC的一個頂點為C(?1,?1),另兩個頂點A、B在雙曲線xy=1另一支上,求頂點A、B的坐標。
解:(1)略;(2)A(2+
,2-
), B(2-
,2+
)或A(2-
,2+
), B(2+
,2-
)
4、(江蘇省啟東中學高三綜合測試四)已知以向量v=(1,
)為方向向量的直線l過點(0,
),拋物線C:
(p>0)的頂點關于直線l的對稱點在該拋物線上.
(Ⅰ)求拋物線C的方程;
(Ⅱ)設A、B是拋物線C上兩個動點,過A作平行于x軸的直線m,直線OB與直線m交于點N,若
(O為原點,A、B異于原點),試求點N的軌跡方程.
解:(Ⅰ)由題意可得直線l:
①
過原點垂直于l的直線方程為
②
解①②得
.
∵拋物線的頂點關于直線l的對稱點在該拋物線的準線上.
∴
,![]()
∴拋物線C的方程為
.
(Ⅱ)設
,
,
,
由
,得
.
又
,
.
解得
③
直線ON:
,即
④
由③、④及
得,
點N的軌跡方程為![]()
.
5、(安徽省皖南八校2008屆高三第一次聯考)已知線段AB過
軸上一點
,斜率為
,兩端點A,B到
軸距離之差為![]()
,
(1)求以O為頂點,
軸為對稱軸,且過A,B兩點的拋物線方程;
(2)設Q為拋物線準線上任意一點,過Q作拋物線的兩條切線,切點分別為M,N,求證:直線MN過一定點;
解:(1)設拋物線方程為
,AB的方程為
,
聯立消
整理,得
;∴
,
又依題有
,∴
,∴拋物線方程為
;
(2)設![]()
,![]()
,
,∵
,
∴
的方程為![]()
;
∵
過
,∴
,同理![]()
∴
為方程
的兩個根;∴
;
又
,∴
的方程為![]()
∴
,顯然直線
過點![]()
6、(江西省五校2008屆高三開學聯考)已知圓
上的動點,點Q在NP上,點G在MP上,且滿足
.
(I)求點G的軌跡C的方程;
(II)過點(2,0)作直線
,與曲線C交于A、B兩點,O是坐標原點,設
是否存在這樣的直線
,使四邊形OASB的對角線相等(即|OS|=|AB|)?若存在,求出直線
的方程;若不存在,試說明理由.
解:(1)
Q為PN的中點且GQ⊥PN
GQ為PN的中垂線
|PG|=|GN|
∴|GN|+|GM|=|MP|=6,故G點的軌跡是以M、N為焦點的橢圓,其長半軸長
,半焦距
,∴短半軸長b=2,∴點G的軌跡方程是
………5分
(2)因為
,所以四邊形OASB為平行四邊形
若存在l使得|
|=|
|,則四邊形OASB為矩形![]()
若l的斜率不存在,直線l的方程為x=2,由![]()
矛盾,故l的斜率存在. ………7分
設l的方程為![]()
![]()
①
![]()
② ……………9分
把①、②代入![]()
∴存在直線
使得四邊形OASB的對角線相等.
7、(安徽省淮南市2008屆高三第一次模擬考試)已知橢圓C的中心在原點,焦點在x軸上,它的一個頂點恰好是拋物線y=
x2的焦點,離心率等于
.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過橢圓C的右焦點F作直線l交橢圓C于A、B兩點,交y軸于M點,若
=λ1
,
=λ2
,求證λ1+λ2為定值.
解:(I)設橢圓C的方程為
,則由題意知b = 1.
![]()
∴橢圓C的方程為
…………………………………………………5分
(II)方法一:設A、B、M點的坐標分別為![]()
易知F點的坐標為(2,0).
![]()
將A點坐標代入到橢圓方程中,得![]()
去分母整理得
…………………………………………10分
![]()
…………………………………………………………12分
方法二:設A、B、M點的坐標分別為
又易知F點的坐標為(2,0).
顯然直線l存在的斜率,設直線l的斜率為k,則直線l的方程是![]()
將直線l的方程代入到橢圓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屆高三第二次教學質量檢測)已知點R(-3,0),點P在y軸上,點Q在x軸的正半軸上,點M在直線PQ上 ,且滿足
,
.
(Ⅰ)⑴當點P在y軸上移動時,求點M的軌跡C的方程;
(Ⅱ)設
為軌跡C上兩點,且
,N(1,0),求實數
,使
,且
.
解:(Ⅰ)設點M(x,y),由
得P(0,
),Q(
).
由
得(3,
)?(
,
)=0,即![]()
又點Q在x軸的正半軸上,
故點M的軌跡C的方程是
.……6分
(Ⅱ)解法一:由題意可知N為拋物線C:y2=4x的焦點,且A、B為過焦點N的直線與拋物線C的兩個交點。
當直線AB斜率不存在時,得A(1,2),B(1,-2),|AB|
,不合題意;………7分
當直線AB斜率存在且不為0時,設
,代入
得![]()
則|AB|
,解得
…………………10分
代入原方程得
,由于
,所以
,
由
,得
.
……………………13分
解法二:由題設條件得
![]()
由(6)、(7)解得
或
,又
,故
.
9、(北京市朝陽區2008年高三數學一模)已知橢圓W的中心在原點,焦點在
軸上,離心率為
,兩條準線間的距離為6. 橢圓W的左焦點為
,過左準線與
軸的交點
任作一條斜率不為零的直線
與橢圓W交于不同的兩點
、
,點
關于
軸的對稱點為
.
(Ⅰ)求橢圓W的方程;
(Ⅱ)求證:
(
);
(Ⅲ)求
面積
的最大值.
解:(Ⅰ)設橢圓W的方程為
,由題意可知
![]()
解得
,
,
,
所以橢圓W的方程為
.……………………………………………4分
(Ⅱ)解法1:因為左準線方程為
,所以點
坐標為
.于是可設直線
的方程為
.
得
.
由直線
與橢圓W交于
、
兩點,可知
,解得
.
設點
,
的坐標分別為
,
,
則
,
,
,
.
因為
,
,
所以
,
.
又因為![]()
![]()
![]()
![]()
,
所以
. ……………………………………………………………10分
解法2:因為左準線方程為
,所以點
坐標為
.
于是可設直線
的方程為
,點
,
的坐標分別為
,
,
則點
的坐標為
,
,
.
由橢圓的第二定義可得
,
所以
,
,
三點共線,即
.…………………………………10分
(Ⅲ)由題意知
![]()
![]()
![]()
![]()
,
當且僅當
時“=”成立,
所以
面積
的最大值為.
10、(北京市崇文區2008年高三統一練習一)已知拋物線
,點P(1,-1)在拋物線C上,過點P作斜率為k1、k2的兩條直線,分別交拋物線C于異于點P的兩點A(x1,y1),B(x2,y2),且滿足k1+k2=0.
(I)求拋物線C的焦點坐標;
(II)若點M滿足
,求點M的軌跡方程.
解:(I)將P(1,-1)代入拋物線C的方程
得a=-1,
∴拋物線C的方程為
,即![]()
焦點坐標為F(0,-
).……………………………………4分
(II)設直線PA的方程為
,
聯立方程
消去y得![]()
則![]()
由
………………7分
同理直線PB的方程為![]()
聯立方程
消去y得![]()
則![]()
又
…………………………9分
設點M的坐標為(x,y),由![]()
![]()
又
…………………………………………11分
![]()
∴所求M的軌跡方程為:![]()
11、(北京市東城區2008年高三綜合練習一)已知定圓
圓心為A,動圓M過點B(1,0)且和圓A相切,動圓的圓心M的軌跡記為C.
(I)求曲線C的方程;
(II)若點
為曲線C上一點,求證:直線
與曲線C有且只有一個交點.
解:(I)圓A的圓心為
,
設動圓M的圓心![]()
由|AB|=2,可知點B在圓A內,從而圓M內切于圓A,
故|MA|=r1―r2,即|MA|+|MB|=4,
所以,點M的軌跡是以A,B為焦點的橢圓,
設橢圓方程為
,由![]()
故曲線C的方程為
…………6分
(II)當
,
![]()
消去
①
由點
為曲線C上一點,
![]()
于是方程①可以化簡為
解得
,
![]()
綜上,直線l與曲線C有且只有一個交點,且交點為
.
12、(北京市東城區2008年高三綜合練習二)已知雙曲線
的一條漸近線方程為
,兩條準線的距離為l.
(1)求雙曲線的方程;
(2)直線l過坐標原點O且和雙曲線交于兩點M、N,點P為雙曲線上異于M、N的一點,且直線PM,PN的斜率均存在,求kPM?kPN的值.
(1)解:依題意有:![]()
可得雙曲線方程為
………………………………………………6分
(2)解:設![]()
![]()
所以
(Ⅲ)已知點M(,0),N(0, 1),在(Ⅱ)的條件下,是否存在常數k,使得向量
與
共線?如果存在,求出k的值;如果不存在,請說明理由.
解:(Ⅰ) 設C(x, y),
∵
,
,
∴
,
∴ 由定義知,動點C的軌跡是以A、B為焦點,長軸長為2的橢圓除去與x軸的兩個交點.
∴
. ∴
.
∴ W:
. …………………………………………… 2分
(Ⅱ) 設直線l的方程為
,代入橢圓方程,得
.
整理,得
.
①………………………… 5分
因為直線l與橢圓有兩個不同的交點P和Q等價于
,解得
或
.
∴ 滿足條件的k的取值范圍為
………… 7分
(Ⅲ)設P(x1,y1),Q(x2,y2),則
=(x1+x2,y1+y2),
由①得
.
②
又
③
因為
,
, 所以
.……………………… 11分
所以
與
共線等價于
.
將②③代入上式,解得
.
所以不存在常數k,使得向量
與
共線.
14、(北京市海淀區2008年高三統一練習一)已知點
分別是射線
,
上的動點,
為坐標原點,且
的面積為定值2.
(I)求線段
中點
的軌跡
的方程;
(II)過點
作直線
,與曲線
交于不同的兩點
,與射線
分別交于點
,若點
恰為線段
的兩個三等分點,求此時直線
的方程.
解:(I)由題可設
,
,
,其中
.
則
1分
∵
的面積為定值2,
∴
.
2分
,消去
,得:
.
4分
由于
,∴
,所以點
的軌跡方程為
(x>0).
5分
(II)依題意,直線
的斜率存在,設直線
的方程為
.
由
消去
得:
,
6分
設點
、
、
、
的橫坐標分別是
、
、
、
,
∴由
得
8分
解之得:
.
∴
.
9分
由
消去
得:
,
由
消去
得:
,
∴
.
10分
由于
為
的三等分點,∴![]()
.
11分
解之得
.
12分
經檢驗,此時
恰為
的三等分點,故所求直線方程為
.
15、(北京市十一學校2008屆高三數學練習題)如圖,橢圓的中心在原點,其左焦點
與拋物線
的焦點重合,過
的直線
與橢圓交于A、B兩點,與拋物線交于C、D兩點.當直線
與x軸垂直時,
.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(II)求過點O、
,并且與橢圓的左準線相切的圓的方程;
(Ⅲ)求
的最大值和最小值.
解:(Ⅰ)由拋物線方程,得焦點
.
設橢圓的方程:
.
解方程組
得C(-1,2),D(1,-2).
由于拋物線、橢圓都關于x軸對稱,
∴
,
, ∴
. …………2分
∴
又
,
因此,
,解得
并推得
.
故橢圓的方程為
.
…………4分
(Ⅱ)
,
圓過點O、
,
圓心M在直線
上.
設
則圓半徑,由于圓與橢圓的左準線相切,
∴![]()
由
得
解得![]()
所求圓的方程為
…………………………8分
(Ⅲ) 由![]()
①若
垂直于
軸,則
,
,
…………………………………………9分
②若
與
軸不垂直,設直線
的斜率為
,則直線
的方程為
![]()
由
得 ![]()
,
方程有兩個不等的實數根.
設
,
.
,
………………………………11分
![]()
![]()
![]()
![]()
=
,所以當直線
垂于
軸時,
取得最大值![]()
當直線
與
軸重合時,
取得最小值![]()
16、(北京市西城區2008年4月高三抽樣測試)已知定點
及橢圓
,過點
的動直線與橢圓相交于
兩點.
(Ⅰ)若線段
中點的橫坐標是
,求直線
的方程;
(Ⅱ)在
軸上是否存在點
,使
為常數?若存在,求出點
的坐標;若不存在,請說明理由.
(Ⅰ)解:
依題意,直線
的斜率存在,設直線
的方程為
,
將
代入
, 消去
整理得
…………..
2分
設
則
………….. 4分
由線段
中點的橫坐標是
, 得
,
解得
,適合
.
………….. 5分
所以直線
的方程為
,或
.
………….. 6分
(Ⅱ)解:
假設在
軸上存在點
,使
為常數.
① 當直線
與
軸不垂直時,由(Ⅰ)知
所以![]()
…………..
8分
將
代入,整理得 ![]()
![]()
注意到
是與
無關的常數, 從而有
, 此時
.. 11分
② 當直線
與
軸垂直時,此時點
的坐標分別為
,
當
時, 亦有
………….. 13分
綜上,在
軸上存在定點
,使
為常數.
17、(北京市西城區2008年5月高三抽樣測試)已知拋物線的方程為
,過點
的直線
與拋物線相交于A、B兩點,分別過點A、B作拋物線的兩條切線
和
的斜率之積為定值;
(Ⅰ)證明:直線
和
的斜率之積為定值;
(Ⅱ)求點M的軌跡方程。
解:(I)依題意,直線l的斜率存在,設直線l的方程為y=kx+p
![]()
18、(北京市宣武區2008年高三綜合練習一)在面積為9的
中,
,且
。現建立以A點為坐標原點,以
的平分線所在直線為x軸的平面直角坐標系,如圖所示。
(1)求AB、AC所在的直線方程;
(2)求以AB、AC所在的直線為漸近線且過點D的雙曲線的方程;
(3)過D分別作AB、AC所在直線的垂線DF、DE(E、F為垂足),求
的值。
解:(1)設![]()
則由![]()
![]()
為銳角,
![]()
,
AC所在的直線方程為y=2x
AB所在的直線方程為y= -2x…………………………………………….4分
(2)設所求雙曲線為![]()
設
,
,
,
由
可得:![]()
![]()
,
即
由
,可得
,
又![]()
,
,![]()
![]()
,
即
,代入(1)得
,
雙曲線方程為
…………………………………………………9分
(3)由題設可知,
,
![]()
![]()
設點D為
,則![]()
又點D到AB,AC所在直線距離
,
,
而![]()
=![]()
![]()
19、(北京市宣武區2008年高三綜合練習二)已知橢圓
的離心率為,且其焦點F(c,0)(c>0)到相應準線l的距離為3,過焦點F的直線與橢圓交于A、B兩點。
(1)求橢圓的標準方程;
(2)設M為右頂點,則直線AM、BM與準線l分別交于P、Q兩點,(P、Q兩點不重合),求證:![]()
解:(1)由題意有
解得![]()
∴橢圓的標準方程為
……………………………………5分
(2)①若直線AB與
軸垂直,則直線AB的方程是![]()
∵該橢圓的準線方程為
,
∴
,
, ∴
,![]()
∴
∴當直線AB與
軸垂直時,命題成立。
②若直線AB與
軸不垂直,則設直線AB的斜率為
,
∴直線AB的方程為![]()
又設![]()
聯立
消y得 ![]()
∴
∴![]()
又∵A、M、P三點共線,∴
同理![]()
∴
,![]()
∴
綜上所述:![]()
20、(四川省成都市2008屆高中畢業班摸底測試)設雙曲線C:
的左、右頂點分別為A1、A2,垂直于x軸的直線m與雙曲線C交于不同的兩點P、Q。
(Ⅰ)若直線m與x軸正半軸的交點為T,且
,求點T的坐標;
(Ⅱ)求直線A1P與直線A2Q的交點M的軌跡E的方程;
(Ⅲ)過點F(1,0)作直線l與(Ⅱ)中的軌跡E交于不同的兩點A、B,設
,若
(T為(Ⅰ)中的點)的取值范圍。
解:(Ⅰ)由題,得
,設![]()
則![]()
由
…………①
又
在雙曲線上,則
…………②
聯立①、②,解得
由題意, ![]()
∴點T的坐標為(2,0) …………3分
(Ⅱ)設直線A1P與直線A2Q的交點M的坐標為(x,y)
由A1、P、M三點共線,得
…………③ …………1分
由A2、Q、M三點共線,得
…………④ …………1分
聯立③、④,解得
…………1分
∵
在雙曲線上,
∴![]()
∴軌跡E的方程為
…………1分
(Ⅲ)容易驗證直線l的斜率不為0。
故可設直線l的方程為
中,得
設 ![]()
則由根與系數的關系,得
……⑤
……⑥ …………2分
∵
∴有![]()
將⑤式平方除以⑥式,得
…………1分
由![]()
…………1分
∵![]()
又![]()
故![]()
![]()
![]()
令
∴
,即 ![]()
∴![]()
而
, ∴![]()
∴![]()
21、(東北區三省四市2008年第一次聯合考試)已知中心在原點,左、右頂點A1、A2在x軸上,離心率為
的雙曲線C經過點P(6,6),動直線l經過△A1PA2的重心G與雙曲線C交于不同兩點M、N,Q為線段MN的中點。
(1)求雙曲線C的標準方程
(2)當直線l的斜率為何值時,
。
本小題考查雙曲線標準議程中各量之間關系,以及直線與雙曲線的位置關系。
解(1)設雙曲線C的方程為![]()