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
|