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- 2021-07-01 发布
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2017-2018学年四川省成都外国语学校高二(上)10月月考数学试卷(理科)
一.选择题:(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题所给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的).
1.(5分)圆(x+2)2+y2=5关于原点(0,0)对称的圆的方程为( )
A.(x﹣2)2+y2=5 B.x2+(y﹣2)2=5 C.(x+2)2+(y+2)2=5 D.x2+(y+2)2=5
2.(5分)设x,y∈R,则“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(5分)椭圆的左右焦点为F1,F2,一直线过F1交椭圆于A,B两点,则△ABF2的周长为( )
A.32 B.16 C.8 D.4
4.(5分)已知命题p:∀x>0,ln(x+1)>0;命题q:若a>b,则a2>b2,下列命题为真命题的是( )
A.p∧q B.p∧¬q C.¬p∧q D.¬p∧¬q
5.(5分)已知点P(a,b)(ab≠0)是圆x2+y2=r2内的一点,直线m是以P为中点的弦所在直线,直线l的方程为ax+by=r2,那么( )
A.m∥l,且l与圆相交 B.m⊥l,且l与圆相切
C.m∥l,且l与圆相离 D.m⊥l,且l与圆相离
6.(5分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
7.(5分)已知P为椭圆上的一点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x﹣3)2+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为( )
A.5 B.7 C.13 D.15
8.(5分)平面内到点(1,1)的距离为1且到点(1,4)的距离为2的直线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
9.(5分)若关于x的方程﹣kx﹣3+2k=0有且只有两个不同的实数根,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(5分)已知椭圆T:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与T相交于A,B两点,若=3,则k=( )
A.1 B. C. D.2
11.(5分)已知椭圆 C:=1,点 M1,M2…M5为其长轴 AB 的 6 等分点,分别过这五点作斜率为 k(k≠0)的一组平行线,交椭圆 C于 P1,P2…P10,则10条直线 AP1,AP2…AP10的斜率乘积为( )
A. B. C. D.
12.(5分)关于下列命题,正确的个数是( )
(1)若点(2,1)在圆x2+y2+kx+2y+k2﹣15=0外,则k>2或k<﹣4
(2)已知圆M:(x+cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1,直线y=kx,则直线与圆恒相切
(3)已知点P是直线2x+y+4=0上一动点,PA、PB是圆C:x2+y2﹣2y=0的两条切线,A、B是切点,则四边形PACB的最小面积是为2
(4)设直线系M:xcosθ+ysinθ=2+2cosθ,M中的直线所能围成的正三角形面积都等于12.
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题卷上的相应位置).
13.(5分)若P(2,1)为圆(x﹣1)2+y2
=25的弦AB的中点,则直线AB的方程为 .
14.(5分)若命题“∃x∈R,使x2+(a﹣1)x+1<0”是假命题,则实数a的取值范围为 .
15.(5分)在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC顶点A(﹣3,0)和C(3,0),顶点B在椭圆上,则= .
16.(5分)已知以T=4为周期的函数f(x)=,其中m>0.若方程3f(x)=x恰有5个实数解,则m的取值范围为 .
三、解答题:(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程和演算步骤).
17.(10分)已知 m>0,p:(x+1)(x﹣5)≤0,q:1﹣m≤x≤1+m.
(1)若p是q 的充分条件,求实数m的取值范围;
(2)若m=5,“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,求实数x的取值范围.
18.(12分)已知△ABC的顶点A(5,1),AB边上的中线CM所在直线方程为2x﹣y﹣5=0,AC边上的高BH所在直线方程为x﹣2y﹣5=0.求:
(1)顶点C的坐标;
(2)直线BC的方程.
19.(12分)椭圆ax2+by2=1与直线x+y﹣1=0相交于A,B两点,C是AB的中点,若|AB|=2,OC的斜率为,求椭圆的方程.
20.(12分)平面上两点A(﹣1,0),B(1,0),在圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=4上取一点P,
(Ⅰ)x﹣y+c≥0恒成立,求c的范围
(Ⅱ)从x+y+1=0上的点向圆引切线,求切线长的最小值
(Ⅲ)求|PA|2+|PB|2的最值及此时点P的坐标.
21.(12分)已知椭圆,四点中恰有三点在椭圆上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A、B两点,若直线P1A与P2B直线的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
22.(12分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.
(i)求||的值;
(ii)求△ABQ面积的最大值.
2017-2018学年四川省成都外国语学校高二(上)10月月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一.选择题:(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题所给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的).
1.(5分)圆(x+2)2+y2=5关于原点(0,0)对称的圆的方程为( )
A.(x﹣2)2+y2=5 B.x2+(y﹣2)2=5 C.(x+2)2+(y+2)2=5 D.x2+(y+2)2=5
【分析】求出对称圆的圆心坐标即可求得结果.
【解答】解:圆(x+2)2+y2=5的圆心(﹣2,0),关于(0,0)对称的圆心坐标(2,0)所求圆的方程是(x﹣2)2+y2=5.
故选A.
【点评】本题考查圆和圆的位置关系,对称问题,是基础题.
2.(5分)设x,y∈R,则“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】由“x≥2且y≥2”推出“x2+y2≥4”可证明充分性;由满足“x2+y2≥4”可举出反例推翻“x≥2且y≥2”,则证明不必要性,综合可得答案.
【解答】解:若x≥2且y≥2,则x2≥4,y2≥4,所以x2+y2≥8,即x2+y2≥4;
若x2+y2≥4,则如(﹣2,﹣2)满足条件,但不满足x≥2且y≥2.
所以“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的充分而不必要条件.
故选A.
【点评】本题主要考查充分条件与必要条件的含义.
3.(5分)椭圆的左右焦点为F1,F2,一直线过F1
交椭圆于A,B两点,则△ABF2的周长为( )
A.32 B.16 C.8 D.4
【分析】先由椭圆方程求得长半轴,而△ABF2的周长为AB+BF2+AF2,由椭圆的定义求解即可.
【解答】解:∵椭圆
∴a=4,b=,c=3
根据椭圆的定义
∴AF1+AF2=2a=8
∴BF1+BF2=2a=8
∵AF1+BF1=AB
∴△ABF2的周长为4a=16
故选B
【点评】本题主要考查椭圆的定义的应用,应用的定义的基本特征,是与焦点有关.
4.(5分)已知命题p:∀x>0,ln(x+1)>0;命题q:若a>b,则a2>b2,下列命题为真命题的是( )
A.p∧q B.p∧¬q C.¬p∧q D.¬p∧¬q
【分析】由对数函数的性质可知命题p为真命题,则¬p为假命题,命题q是假命题,则¬q是真命题.因此p∧¬q为真命题.
【解答】解:命题p:∀x>0,ln(x+1)>0,则命题p为真命题,则¬p为假命题;
取a=﹣1,b=﹣2,a>b,但a2<b2,则命题q是假命题,则¬q是真命题.
∴p∧q是假命题,p∧¬q是真命题,¬p∧q是假命题,¬p∧¬q是假命题.
故选B.
【点评】本题考查命题真假性的判断,复合命题的真假性,属于基础题.
5.(5分)已知点P(a,b)(ab≠0)是圆x2+y2=r2
内的一点,直线m是以P为中点的弦所在直线,直线l的方程为ax+by=r2,那么( )
A.m∥l,且l与圆相交 B.m⊥l,且l与圆相切
C.m∥l,且l与圆相离 D.m⊥l,且l与圆相离
【分析】由P在圆内,得到P到圆心距离小于半径,利用两点间的距离公式列出不等式a2+b2<r2,由直线m是以P为中点的弦所在直线,利用垂径定理得到直线OP与直线m垂直,根据直线OP的斜率求出直线m的斜率,再表示出直线l的斜率,发现直线m与l斜率相同,可得出两直线平行,利用点到直线的距离公式表示出圆心到直线l的距离,利用得出的不等式变形判断出d大于r,即可确定出直线l与圆相离.
【解答】解:∵点P(a,b)(ab≠0)在圆内,
∴a2+b2<r2,
∵kOP=,直线OP⊥直线m,
∴km=﹣,
∵直线l的斜率kl=﹣=km,
∴m∥l,
∵圆心O到直线l的距离d=>=r,
∴l与圆相离.
故选C.
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:两点间的距离公式,点到直线的距离公式,两直线垂直、平行时直线斜率满足的关系,直线与圆的位置关系由d与r的大小来判断,当d>r时,直线与圆相离;当d<r时,直线与圆相交;当d=r时,直线与圆相切(其中d为圆心到直线的距离,r为圆的半径).
6.(5分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,可得原点到直线的距离=a,化简即可得出.
【解答】解:以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,
∴原点到直线的距离=a,化为:a2=3b2.
∴椭圆C的离心率e===.
故选:A.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与圆相切的性质、点到直线的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
7.(5分)已知P为椭圆上的一点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x﹣3)2+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为( )
A.5 B.7 C.13 D.15
【分析】由题意可得:椭圆的焦点分别是两圆(x+3)2+y2=1和(x﹣3)2+y2=4的圆心,再结合椭圆的定义与圆的有关性质可得答案.
【解答】解:依题意可得,椭圆的焦点分别是两圆(x+3)2+y2=1和(x﹣3)2+y2=4的圆心,
所以根据椭圆的定义可得:(|PM|+|PN|)min=2×5﹣1﹣2=7,
故选B.
【点评】本题考查圆的性质及其应用,以及椭圆的定义,解题时要认真审题,仔细解答,注意公式的合理运用.
8.(5分)平面内到点(1,1)的距离为1且到点(1,4)的距离为2的直线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】在坐标平面内,与点A(1,1)距离为1的直线为圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1的切线,同理可得在坐标平面内,与点B(1,4)距离为2的直线为圆(x﹣1)2+(y﹣4)2=4的切线,故所求直线为两圆的公切线.
【解答】解:在坐标平面内,与点A(1,1)距离为1的直线为圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1的切线,
同理可得在坐标平面内,与点B(1,4)距离为2的直线为圆(x﹣1)2+(y﹣4)2=4的切线,
故所求直线为两圆的公切线,
∵|AB|==3=1+2,
∴两圆外切,公切线由3条,
故选:C.
【点评】本题考查了圆的标准方程及其位置关系、两点之间的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
9.(5分)若关于x的方程﹣kx﹣3+2k=0有且只有两个不同的实数根,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【分析】先将方程根的情况转化为一个半圆与一条直线交点的情况,再用数形结合,先求出相切时的斜率,再得到有两个交点的情况.
【解答】解:将方程转化为:
半圆,与直线y=kx+3﹣2k有两个不同交点.
当直线与半圆相切时,有
k=
∴半圆与直线y=kx+3﹣2k有两个不同交点时.
直线y=kx+3﹣2k=k(x﹣2)+3,一定过(2,3),由图象知直线过(﹣2,0)时直线的斜率k取最大值为
k∈
故选D
【点评】本题主要考查用解析几何法来解决方程根的情况,关键是能够转化为一些特定的曲线才能用数形结合求解.
10.(5分)已知椭圆T:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直线与T相交于A,B两点,若=3,则k=( )
A.1 B. C. D.2
【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2),根据求得y1和y2关系根据离心率设,b=t,代入椭圆方程与直线方程联立,消去x,根据韦达定理表示出y1+y2和y1y2,进而根据y1和y2关系求得k.
【解答】解:A(x1,y1),B(x2,y2),
∵,∴y1=﹣3y2,
∵,设,b=t,
∴x2+4y2﹣4t2=0①,
设直线AB方程为,代入①中消去x,可得,
∴,,
解得,
故选B
【点评】本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.此类题问题综合性强,要求考生有较高地转化数学思想的运用能力,能将已知条件转化到基本知识的运用.
11.(5分)已知椭圆 C:=1,点 M1,M2…M5为其长轴 AB 的 6 等分点,分别过这五点作斜率为 k(k≠0)的一组平行线,交椭圆 C于 P1,P2…P10,则10条直线 AP1,AP2…AP10的斜率乘积为( )
A. B. C. D.
【分析】解法一:设直线 P1P2 的方程为 x=my+t,代入椭圆方程,利用韦达定理及直线的斜率公式,当 t 分别取 、、0、、 时,代入即可求得10条直线 AP1,AP2…AP10的斜率乘积;
解法二:利用椭圆的性质可得得•=•=﹣=﹣.及其椭圆的对称性可得=,=,进而得出答案.
【解答】解(法一):设其中的任一等分点为 M(t,0),过 M(t,0)的直线交椭圆于点 P1(x1,y1)、P2(x2,y2),
不妨设直线 P1P2 的方程为 x=my+t,则与椭圆方程联立可得:,整理后可得 (m2+2)y2+2mty+t2﹣2=0.
从中可以得到 ,所以 .
当 t 分别取 、、0、、 时,算出斜率的乘积为=(﹣)5=﹣.
故选D.
解法二::如图所示,
由椭圆的性质可得•=•=﹣=﹣.
由椭圆的对称性可得=,=,
∴•=﹣,
同理可得kAP3•=•=•=•=﹣.
∴直线AP1,AP2,…,AP10这10条直线的斜率乘积=(﹣)5=﹣.
故选D.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置,椭圆的性质,直线的斜率公式,考查计算能力,属于中档题.
12.(5分)关于下列命题,正确的个数是( )
(1)若点(2,1)在圆x2+y2+kx+2y+k2﹣15=0外,则k>2或k<﹣4
(2)已知圆M:(x+cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1,直线y=kx,则直线与圆恒相切
(3)已知点P是直线2x+y+4=0上一动点,PA、PB是圆C:x2+y2﹣2y=0的两条切线,A、B是切点,则四边形PACB的最小面积是为2
(4)设直线系M:xcosθ+ysinθ=2+2cosθ,M中的直线所能围成的正三角形面积都等于12.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】点(2,1)在圆外,则k2+2k﹣8>0,解得k<﹣4,或k>2,故(1)正确;利用点到直线的距离公式,得到d=,再利用辅助角公式化简得d=|sin(θ+φ)|,从而d≤r,则直线与圆相交或相切,故(2)错误;因为S四边形PACB=2SRt△PAC=PA,而PA=,所以当PC取得最小值时,四边形PACB的面积最小.又因为PC的最小值就是圆心C到直线的距离d,利用点到直线的距离公式即可算出d=,所以四边形PACB的面积为2,故(3)正确;由直线系M的方程可知,所以直线都是定圆(x﹣2)2+y2=4的切线,利用圆的半径即可算出正三角形的面积,故(4)正确.
【解答】解:对于(1):∵点(2,1)在圆外,∴k2+2k﹣8>0,解得k<﹣4,或k>2,故(1)正确;
对于(2):圆心M到直线的距离d==|sin(θ+φ)|,其中sinφ=,cosφ=,
∵|sin(θ+φ)|≤1,∴直线与圆相交或相切.故(2)错误;
对于(3):圆C:x2+y2﹣2y=0,即x2+(y﹣1)2=1,故圆心C(0,1),半径r=1,
圆心C到直线2x+y+4=0的距离d=,即PCmin=,
∵,∴PAmin=2,
∵,∴(S四边形PACB)min=2,故(3)正确;
对于(4):直线系M:xcosθ+ysinθ=2+2cosθ,即(x﹣2)cosθ+ysinθ=2
∵点(2,0)到直线的距离d=,
∴直线系M都是圆C:(x﹣2)2+y2=4的切线.
设△ABC是M中的直线所能围成的一个正三角形,则AC=2r=4,AB=2AD=2
∴S=,故(4)正确.
综上可知,正确的是(1),(3),(4),共有3个.
故选:C
【点评】本题考查了点与圆的位置关系,直线系的应用以及直线与圆的位置关系,考查了转化和数形结合等数学思想方法,属于中档题
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题卷上的相应位置).
13.(5分)若P(2,1)为圆(x﹣1)2+y2
=25的弦AB的中点,则直线AB的方程为 x+y﹣3=0 .
【分析】由圆的方程找出圆心C的坐标,连接CP,由P为弦AB的中点,根据垂径定理的逆定理得到CP垂直于AB,根据两直线垂直时斜率的乘积为﹣1,由P与C的坐标求出直线PC的斜率,进而确定出弦AB所在直线的斜率,由P的坐标及求出的斜率,写出直线AB的方程即可.
【解答】解:由圆(x﹣1)2+y2=25,得到圆心C坐标为(1,0),
又P(2,1),∴kPC==1,
∴弦AB所在的直线方程斜率为﹣1,又P为AB的中点,
则直线AB的方程为y﹣1=﹣(x﹣2),即x+y﹣3=0.
故答案为:x+y﹣3=0
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:圆的标准方程,垂径定理,两直线垂直时斜率满足的关系,以及直线的点斜式方程,根据题意得出直线PC与直线AB垂直是解本题的关键.
14.(5分)若命题“∃x∈R,使x2+(a﹣1)x+1<0”是假命题,则实数a的取值范围为 ﹣1≤a≤3 .
【分析】先求出命题的否定,再用恒成立来求解
【解答】解:命题“∃x∈R,使x2+(a﹣1)x+1<0”的否定是:““∀x∈R,使x2+(a﹣1)x+1≥0”
即:△=(a﹣1)2﹣4≤0,
∴﹣1≤a≤3
故答案是﹣1≤a≤3
【点评】本题通过逻辑用语来考查函数中的恒成立问题.
15.(5分)在平面直角坐标系xOy中,已知△
ABC顶点A(﹣3,0)和C(3,0),顶点B在椭圆上,则= .
【分析】由正弦定理和椭圆的定义可知=,即可.
【解答】解:由椭圆方程得:a=5,b=4,c=3.
∵三角形ABC顶点A(﹣3,0)和C(3,0),顶点B在椭圆上,
∴BC+AB=2a=10,
∴由正弦定理可知=
故答案为:.
【点评】本题考查正弦定理和椭圆的定义,考查学生分析解决问题的能力,正确运用正弦定理和椭圆的定义是关键.属于中档题.
16.(5分)已知以T=4为周期的函数f(x)=,其中m>0.若方程3f(x)=x恰有5个实数解,则m的取值范围为 .
【分析】根据对函数的解析式进行变形后发现当x∈(﹣1,1],[3,5],[7,9]上时,f(x)的图象为半个椭圆.根据图象推断要使方程恰有5个实数解,则需直线y=与第二个椭圆相交,而与第三个椭圆不公共点.把直线分别代入椭圆方程,根据△可求得m的范围.
【解答】解:∵当x∈(﹣1,1]时,将函数化为方程x2+=1(y≥0),
∴实质上为一个半椭圆,其图象如图所示,
同时在坐标系中作出当x∈(1,3]得图象,再根据周期性作出函数其它部分的图象,
由图易知直线 y=与第二个椭圆(x﹣4)2+=1(y≥0)相交,
而与第三个半椭圆(x﹣8)2+=1 (y≥0)无公共点时,方程恰有5个实数解,
将 y=代入(x﹣4)2+=1 (y≥0)得,(9m2+1)x2﹣72m2x+135m2=0,令t=9m2(t>0),
则(t+1)x2﹣8tx+15t=0,由△=(8t)2﹣4×15t (t+1)>0,得t>15,由9m2>15,且m>0得 m,
同样由 y=与第三个椭圆(x﹣8)2+=1 (y≥0)由△<0可计算得 m<,
综上可知m∈(,)
故答案为:(,)
【点评】本题主要考查了函数的周期性.采用了数形结合的方法,很直观.
三、解答题:(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程和演算步骤).
17.(10分)已知 m>0,p:(x+1)(x﹣5)≤0,q:1﹣m≤x≤1+m.
(1)若p是q 的充分条件,求实数m的取值范围;
(2)若m=5,“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,求实数x的取值范围.
【分析】(1)求出p的范围,根据集合的包含关系得到关于m的不等式组,求出m的范围即可;
(2)求出q为真时的x的范围,通过讨论p,q的真假,得到关于x的不等式组,解出即可.
【解答】解:(1)由题知 p:﹣1≤x≤5.
因为 p 是 q 的充分条件,所以[﹣1,5]是[1﹣m,1+m]的子集,
所以 解得 m≥4.所以实数 m 的取值范围是[4,+∞).
(2)当 m=5 时,q:﹣4≤x≤6,依题意得,p 与 q 一真一假.
当 p 真 q 假时,有 无解;
当 p 假 q 真时,有 解得﹣4≤x<﹣1 或 5<x≤6.
所以实数 x 的取值范围为[﹣4,﹣1)∪(5,6].
【点评】本题考查了集合的包含关系,考查充分必要条件以及分类讨论思想,是一道中档题.
18.(12分)已知△ABC的顶点A(5,1),AB边上的中线CM所在直线方程为2x﹣y﹣5=0,AC边上的高BH所在直线方程为x﹣2y﹣5=0.求:
(1)顶点C的坐标;
(2)直线BC的方程.
【分析】(1)设C(m,n),利用点与直线的位置关系、相互垂直的直线斜率之间的关系即可得出;
(2)利用中点坐标公式、点斜式即可得出.
【解答】解:(1)设C(m,n),
∵AB边上的中线CM所在直线方程为2x﹣y﹣5=0,AC边上的高BH所在直线方程为x﹣2y﹣5=0.
∴,解得.
∴C(4,3).
(2)设B(a,b),则,解得.
∴B(﹣1,﹣3).
∴kBC==
∴直线BC的方程为y﹣3=(x﹣4),化为6x﹣5y﹣9=0.
【点评】本题考查了点与直线的位置关系、相互垂直的直线斜率之间的关系、中点坐标公式、点斜式,考查了计算能力,属于基础题.
19.(12分)椭圆ax2+by2=1与直线x+y﹣1=0相交于A,B两点,C是AB的中点,若|AB|=2,OC的斜率为,求椭圆的方程.
【分析】方法一:利用点差法,求得=kOC=,代入b=a.利用弦长公式求得()2﹣4•=4.则a=,∴b=;
方法二:将直线方程代入椭圆方程利用弦长公式=1.①OC的斜率为,∴=.代入①,即可求得a和b的值,求得椭圆方程.
【解答】解:方法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),代入椭圆方程并作差,得
a(x1+x2)(x1﹣x2)+b(y1+y2)(y1﹣y2)=0.而=﹣1,=kOC=,
代入上式可得b=a.
再由|AB|=|x2﹣x1|=|x2﹣x1|=2,
其中x1,x2是方程(a+b)x2﹣2bx+b﹣1=0的两根.
故()2﹣4•=4.将b=a代入,得a=,∴b=.
∴所求椭圆的方程是;
方法二:由,整理得(a+b)x2﹣2bx+b﹣1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|==•.
∵|AB|=2,∴=1.①
设C(x,y),则x==,y=1﹣x=.
∵OC的斜率为,∴=.代入①,得a=,b=.
∴椭圆方程为.
【点评】本题考查椭圆的标准方程的求法,直线与椭圆的位置关系,弦长公式,考查计算能力,属于中档题.
20.(12分)平面上两点A(﹣1,0),B(1,0),在圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=4上取一点P,
(Ⅰ)x﹣y+c≥0恒成立,求c的范围
(Ⅱ)从x+y+1=0上的点向圆引切线,求切线长的最小值
(Ⅲ)求|PA|2+|PB|2的最值及此时点P的坐标.
【分析】(Ⅰ)由x﹣y+c≥0,得c≥y﹣x,由圆的参数方程得c≥4+2sinθ﹣3﹣2cosθ,即可求c的范围;
(Ⅱ)求出圆心C到直线x+y+1=0的距离为,利用勾股定理求切线长的最小值;
(Ⅲ)设出的是PP(a,b),使要求的式子转化为求圆上的点到原点的距离问题,利用数形结合法求最值.
【解答】解:(Ⅰ)由x﹣y+c≥0,得c≥y﹣x,由圆的参数方程得c≥4+2sinθ﹣3﹣2cosθ,所以
(Ⅱ)圆心C到直线x+y+1=0的距离为,切线长的最小值为
(Ⅲ)设P(a,b),则|PA|2+|PB|2=2a2+2b2+2,a2+b2为圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=4上的点到原点的距离平方,所以最小值为20,;最大值为100,.
【点评】本题考查圆的参数方程,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
21.(12分)已知椭圆,四点中恰有三点在椭圆上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A、B两点,若直线P1A与P2B直线的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
【分析】(1)根据椭圆的对称性,得到P2,P3,P4三点在椭圆C上.把P2,P3代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,由此能求出椭圆C的方程.
(2)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),与椭圆方程联立,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1).
【解答】解:(1)根据椭圆的对称性,得到P2,P3,P4三点在椭圆C上.把P2,P3代入椭圆C,
得,
得出a2=4,b2=1,由此椭圆C的方程为.
证明:(2)①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA),
∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,=﹣1
解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.
②当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,整理,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,
…①
∵直线P2A与P2B直线的斜率的和为﹣1,
∴==…②
①代入②得:
又b≠1,∴b=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立,
∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1,
当x=2时,y=﹣1,
∴l过定点(2,﹣1).
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查椭圆、直线方程、根的判别式、韦达定理、直线方程位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,是中档题.
22.(12分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.
(i)求||的值;
(ii)求△ABQ面积的最大值.
【分析】
(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a,b,c的关系,计算即可得到b,进而得到椭圆C的方程;
(Ⅱ)求得椭圆E的方程,(i)设P(x0,y0),||=λ,求得Q的坐标,分别代入椭圆C,E的方程,化简整理,即可得到所求值;
(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,运用韦达定理,三角形的面积公式,将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,由判别式大于0,可得t的范围,结合二次函数的最值,又△ABQ的面积为3S,即可得到所求的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,PF1+PF2=2a=4,可得a=2,
又=,a2﹣c2=b2,
可得b=1,即有椭圆C的方程为+y2=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知椭圆E的方程为+=1,
(i)设P(x0,y0),||=λ,由题意可知,
Q(﹣λx0,﹣λy0),由于+y02=1,
又+=1,即(+y02)=1,
所以λ=2,即||=2;
(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,可得
(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0,由△>0,可得m2<4+16k2,①
则有x1+x2=﹣,x1x2=,所以|x1﹣x2|=,
由直线y=kx+m与y轴交于(0,m),
则△AOB的面积为S=|m|•|x1﹣x2|=|m|•
=2,设=t,则S=2,
将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
由△≥0可得m2≤1+4k2,②
由①②可得0<t≤1,则S=2在(0,1]递增,即有t=1取得最大值,
即有S,即m2=1+4k2,取得最大值2,
由(i)知,△ABQ的面积为3S,
即△ABQ面积的最大值为6.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,主要考查直线方程和椭圆方程联立,运用韦达定理,同时考查三角形的面积公式和二次函数的最值,属于中档题.