3.(2008年山东卷,理科,22)

如图,设抛物线方程为为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为

(I)求证:三点的横坐标成等差数列;

(II)已知当点的坐标为时,求此时抛物线的方程;

(III)是否存在点,使得点关于直线的对称点在抛物线上,其中点满足(为坐标原点)。若存在,求出所有适合题意的点的坐标;若不存在,请说明理由。

[答案](I)证明:由题意设,,

,

所以三点的横坐标成等差数列。

(II)解:由(I)知,

所以是方程的两根,

或

因此所求抛物线方程为或

(III)解:设由题意得,则中点坐标为

设直线的方程为

与都在上,代入得.

若在抛物线上,则即.

1)当

2)当

(1)对于

矛盾.

(2)对于,,则与轴平行,而直线不垂直矛盾。

综上可知,仅存在一点适合题意.

例4. 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.

(1)求椭圆W的方程;

(2)求证: ();

(3)求面积的最大值.

解:(1)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

(2)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

(3)由题意知

 

  

   ,

当且仅当时“=”成立,

所以面积的最大值为.

例4 点在椭圆的左准线上,过点P且方向为的光线经直线反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为(  )

(A)     (B)     (C)     (D) 

解:点关于直线的对称点为,因为入射光线的斜率为,所以反射光线的斜率为,反射光线的方程为:,令,得,即,又,得,选A

[例3] 如下图,在双曲线-=1的上支上有三点A(x1,y1),B(x2,6),C(x3,y3),它们与点F(0,5)的距离成等差数列.

(1)求y1+y3的值;

(2)证明:线段AC的垂直平分线经过某一定点,并求此点坐标.

剖析:可以验证F为焦点,利用第二定义可得三点到准线的距离也成等差数列,进而有三点纵坐标成等差数列,由此易得y1+y3的值.为求出AC的中垂线所过定点,不妨设想作出A与C关于y轴的对称点A′与C′.由双曲线的对称性,易知A′与C′也在双曲线上,且A′、B、C′满足题设条件,所以A′C′的中垂线也应过此定点.由两条中垂线关于y轴对称.所以定点应在y轴上.

(1)解:c==5,故F为双曲线的焦点,设准线为l,离心率为e,由题设有2|FB|=|FA|+|FC|.                                   ①

分别过A、B、C作x轴的垂线AA2、BB2、CC2,交l于A1、B1、C1,则由双曲线第二定义有|FB|=e|BB1|,|FA|=e|AA1|,|FC|=e|CC1|,代入①式,得2e|BB1|=e|AA1|+e|CC1|,

即2|BB1|=|AA1|+|CC1|.

于是两边均加上准线与x轴距离的2倍,有

2|BB2|=|AA2|+|CC2|,

此即2×6=y1+y3,可见y1+y3=12.

(2)证明:AC的中垂线方程为

y-=-(x-),即y-6=-x+.       ②

由于A、C均在双曲线上,所以有-=1,-=1.

相减得=.于是有

=(y1+y3)=·12=13,

故②变为y=-x+,易知此直线过定点D(0,).

评述:利用第二定义得焦半径,可使问题容易解决.中垂线过弦AC的中点,中点问题往往把A、C的坐标代入方程,两式相减、变形,即可解决问题.

1.若抛物线y=2x2上的两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线y=x+m对称且x1x2=-,求m的值.

解:设直线AB的方程为y=-x+b,代入y=2x2得2x2+x-b=0,

∴x1+x2=-,x1x2==-.

∴b=1,即AB的方程为y=-x+1.

设AB的中点为M(x0,y0),则

x0==-,代入y0=-x0+1,

得y0=.又M(-,)在y=x+m上,

∴=-+m.∴m=.

[例2]过点(1,0)的直线l与中心在原点,焦点在x轴上且离心率为的椭圆C相交于A、B两点,直线y=x过线段AB的中点,同时椭圆C上存在一点与右焦点关于直线l对称,试求直线l与椭圆C的方程.

 

解法一:由e=,得,从而a2=2b2,c=b.

设椭圆方程为x2+2y2=2b2,A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上.

则x12+2y12=2b2,x22+2y22=2b2,两式相减得,(x12-x22)+2(y12-y22)=0,

设AB中点为(x0,y0),则kAB=-,又(x0,y0)在直线y=x上,y0=x0,于是-=

-1,kAB=-1,设l的方程为y=-x+1.

右焦点(b,0)关于l的对称点设为(x′,y′),

 

由点(1,1-b)在椭圆上,得1+2(1-b)2=2b2,b2=.

∴所求椭圆C的方程为 =1,l的方程为y=-x+1.

解法二:由e=,从而a2=2b2,c=b.

设椭圆C的方程为x2+2y2=2b2,l的方程为y=k(x-1),

将l的方程代入C的方程,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2b2=0,则x1+x2=,y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(x1+x2)-2k=-.

直线l:y=x过AB的中点(),则,解得k=0,或k=-1.

若k=0,则l的方程为y=0,焦点F(c,0)关于直线l的对称点就是F点本身,不能在椭圆C上,所以k=0舍去,从而k=-1,直线l的方程为y=-(x-1),即y=-x+1,以下同解法一.

2如图,过抛物线的对称轴上任一点作直线与抛物线交于A、B两点,点Q是点P关于原点的对称点

 ⑴.设点P满足(为实数),

证明:;

⑵.设直线AB的方程是,过A、B两点

的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.

解⑴.依题意,可设直线AB的方程为,代入抛物线方程,得:

      ①    ……………………………………………………………   2分

设A、B两点的坐标分别是、,则是方程①的两根,

所以,. ………………………………………………………………………  3分

由点P满足(为实数,),得, 即.

又点Q是点P关于原点的以称点,故点Q的坐标是,从而.

=

 =

 = =0   …………………………  6分

 所以,.  …………………………………………………………………  7分

 ⑵.由得点A、B的坐标分别是、.

由得,

所以,抛物线在点A处切线的斜率为.  ………………  9分

 设圆C的方程是, 

 则       ………………………  11分

  解得:.……………………………  13分

 所以,圆C的方程是.   …………………………  14分

排列、组合和二项式定理

⑴排列数公式:=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=(m≤n,m、n∈N*),当m=n时为全排列=n(n-1)(n-2)…3.2.1=n!;

⑵组合数公式:(m≤n),;

⑶组合数性质:;

⑷二项式定理:

①通项:②注意二项式系数与系数的区别;

⑸二项式系数的性质:

①与首末两端等距离的二项式系数相等;②若n为偶数,中间一项(第+1项)二项式系数最大;若n为奇数,中间两项(第和+1项)二项式系数最大;

③

(6)求二项展开式各项系数和或奇(偶)数项系数和时,注意运用赋值法。

2. 概率与统计

⑴随机变量的分布列:①随机变量分布列的性质:pi≥0,i=1,2,…;  p1+p2+…=1;

②离散型随机变量:

X
x1
X2
…
xn
…
P
P1
P2
…
Pn
…

期望:EX= x1p1 + x2p2 + … + xnpn + … ;

方差:DX= ;

注:;

③二项分布(独立重复试验):

若X-B(n,p),则EX=np, DX=np(1- p);注: 。

⑵条件概率:称为在事件A发生的条件下,事件B发生的概率。

注:①0P(B|A)1;②P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)。

⑶独立事件同时发生的概率:P(AB)=P(A)P(B)。

⑷正态总体的概率密度函数:式中是参数,分别表示总体的平均数(期望值)与标准差;

(6)正态曲线的性质:

①曲线位于x轴上方,与x轴不相交;②曲线是单峰的,关于直线x= 对称;

③曲线在x=处达到峰值;④曲线与x轴之间的面积为1;

当一定时,曲线随质的变化沿x轴平移;

当一定时,曲线形状由确定:越大,曲线越“矮胖”,表示总体分布越集中;

越小,曲线越“高瘦”,表示总体分布越分散。

注:P=0.6826;P=0.9544

P=0.9974

 0  54938  54946  54952  54956  54962  54964  54968  54974  54976  54982  54988  54992  54994  54998  55004  55006  55012  55016  55018  55022  55024  55028  55030  55032  55033  55034  55036  55037  55038  55040  55042  55046  55048  55052  55054  55058  55064  55066  55072  55076  55078  55082  55088  55094  55096  55102  55106  55108  55114  55118  55124  55132  447348 

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