21.有点难度哟!
(12分)(2004年全国Ⅱ,21)给定抛物线C:y2=4x,F是C的焦点,过点F的直线l与C相交于A、B两点.
(1)设l的斜率为1,求
与
夹角的大小;
(2)设
=λ
,若λ∈[4,9],求l在y轴上截距的变化范围.
分析:本题主要考查抛物线的性质、直线与抛物线的关系以及解析几何的基本方法、思想和综合解题能力.
解:(1)C的焦点为F(1,0),直线l的斜率为1,所以l的方程为y=x-1.
将y=x-1代入方程y2=4x,并整理得
x2-6x+1=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1+x2=6,x1x2=1.
·
=(x1,y1)·(x2,y2)
=x1x2+y1y2=2x1x2-(x1+x2)+1
=-3.
|
||
|=
·![]()
=
=
.
cos〈
,
〉=
=-
.
所以
与
夹角的大小为
π-arccos
.
(2)由题设
=λ
,得
(x2-1,y2)=λ(1-x1,-y1),
|
y2=-λy1. ②
由②得y22=λ2y12.
∵y12=4x1,y22=4x2,∴x2=λ2x1. ③
联立①③解得x2=λ.依题意有λ>0,
∴B(λ,2
)或B(λ,-2
).又F(1,0),得直线l方程为(λ-1)y=2
(x-1)或(λ-1)y=-2
(x-1).
当λ∈[4,9]时,l在y轴上的截距为
或-
.由
=
+
,
可知
在[4,9]上是递减的,
∴
≤
≤
,-
≤-
≤-
.
直线l在y轴上截距的变化范围为[-
,-
]∪[
,
].
17.(12分)(2005年北京海淀区第一学期期末练习)设椭圆
+
=1(a>b>0)的左焦点为F1(-2,0),左准线l1与x轴交于点N(-3,0),过点N且倾斜角为30°的直线l交椭圆于A、B两点.
(1)求直线l和椭圆的方程;
(2)求证:点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上;
(3)在直线l上有两个不重合的动点C、D,以CD为直径且过点F1的所有圆中,求面积最小的圆的半径长.
(1)解:直线l:y=
(x+3),
由已知c=2及
=3,
解得a2=6,∴b2=6-22=2.
∴椭圆方程为
+
=1.
|
y=
(x+3),
②
将②代入①,整理得2x2+6x+3=0. ③
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=-3,x1x2=
.
方法一:k
·k
=
·![]()
=![]()
=![]()
=-1,
∴F1A⊥F1B,即∠AF1B=90°.
∴点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上.
方法二:
·
=(x1+2,y1)·(x2+2,y2)
=(x1+2)(x2+2)+y1y2
=x1x2+2(x1+x2)+4+
[x1x2+3(x1+x2)+9]
=
x1x2+3(x1+x2)+7=0,
∴F1A⊥F1B.则∠AF1B=90°.
∴点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上.
(3)解:面积最小的圆的半径长应是点F1到直线l的距离,设为r.
∴r=
=
为所求.