题目内容
19.已知抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点为F,抛物线上存在一点G到焦点的距离为3,且点G在圆C:x2+y2=9上.(Ⅰ)求抛物线C1的方程;
(Ⅱ)已知椭圆C2:$\frac{x^2}{m^2}+\frac{y^2}{n^2}$=1(m>n>0)的一个焦点与抛物线C1的焦点重合,且离心率为$\frac{1}{2}$.直线l:y=kx-4交椭圆C2于A、B两个不同的点,若原点O在以线段AB为直径的圆的外部,求k的取值范围.
分析 (Ⅰ)设点G的坐标为(x0,y0),列出关于x0,y0,p的方程组,即可求解抛物线方程.
(Ⅱ)利用已知条件推出m、n的关系,设(x1,y1)、B(x2,y2),联立直线与椭圆方程,利用韦达定理以及判别式大于0,求出K的范围,通过原点O在以线段AB为直径的圆的外部,推出$\overrightarrow{OA}•\overrightarrow{OB}>0$,然后求解k的范围即可.
解答 (本小题满分13分)
解:(Ⅰ)设点G的坐标为(x0,y0),由题意可知$\left\{{\begin{array}{l}{{x_0}+\frac{p}{2}=3}\\{{x_0}^2+{y_0}^2=9}\\{{y_0}^2=2p{x_0}}\end{array}}\right.$…(2分)
解得:${x_0}=1,{y_0}=±2\sqrt{2},p=4$,
所以抛物线C1的方程为:y2=8x…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得抛物线C1的焦点F(2,0),
∵椭圆C2的一个焦点与抛物线C1的焦点重合∴椭圆C2半焦距c=2,m2-n2=c2=4,
∵椭圆C2的离心率为$\frac{1}{2}$,∴$\frac{2}{m}=\frac{1}{2}⇒m=4$,$n=2\sqrt{3}$,
∴椭圆C2的方程为:$\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{12}=1$…(6分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由$\left\{\begin{array}{l}y=kx-4\\ \frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{12}=1\;\end{array}\right.$得(4k2+3)x2-32kx+16=0
由韦达定理得:${x_1}+{x_2}=\frac{32k}{{4{k^2}+3}}$,${x_1}{x_2}=\frac{16}{{4{k^2}+3}}$…(8分)
由△>0⇒(-32k)2-4×16(4k2+3)>0$⇒k>\frac{1}{2}$或$k<-\frac{1}{2}$…①…(10分)
∵原点O在以线段AB为直径的圆的外部,则$\overrightarrow{OA}•\overrightarrow{OB}>0$,
∴$\overrightarrow{OA}•\overrightarrow{OB}=({x_1},{y_1})•({x_2},{y_2})={y_1}{y_2}+{x_1}{x_2}$
=$(k{x_1}-4)•(k{x_2}-4)+{x_1}{x_2}=({k^2}+1){x_1}{x_2}-4k({x_1}+{x_2})+16$
=$({k^2}+1)×\frac{16}{{4{k^2}+3}}-4k×\frac{32k}{{4{k^2}+3}}+16$
=$\frac{{16(4-3{k^2})}}{{4{k^2}+3}}>0$$⇒-\frac{{2\sqrt{3}}}{3}<k<\frac{{2\sqrt{3}}}{3}$…②
由①、②得实数k的范围是$-\frac{{2\sqrt{3}}}{3}<k<-\frac{1}{2}$或$\frac{1}{2}<k<\frac{{2\sqrt{3}}}{3}$…(13分)
点评 本题考查直线与椭圆的位置关系的综合应用,圆锥曲线的综合应用,考查分析问题解决问题的能力.
| A. | 29 | B. | 28 | C. | 27 | D. | 26 |
| A. | 第一次测试的平均分比第二次测试的平均分要高,也比第二次成绩稳定 | |
| B. | 第一次测试的平均分比第二次测试的平均分要高,但不如第二次成绩稳定 | |
| C. | 第二次测试的平均分比第一次测试的平均分要高,也比第一次成绩稳定 | |
| D. | 第二次测试的平均分比第一次测试的平均分要高,但不如第一次成绩稳定 |
| A. | 充分不必要条件 | B. | 必要不充分条件 | ||
| C. | 充要条件 | D. | 既不充分也不必要条件 |