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- 2021-05-13 发布
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与圆锥曲线有关的定点、定值、最值、范围问题
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.已知动圆圆心在抛物线y2=4x上,且动圆恒与直线x=-1相切,则此动圆必过定点
( ).
A.(2,0) B.(1,0)
C.(0,1) D.(0,-1)
2.设AB是过椭圆+=1(a>b>0)中心的弦,椭圆的左焦点为F1(-c,0),则△F1AB的面积最大为
( ).
A.bc B.ab C.ac D.b2
3.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60°的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是
( ).
A.(1,2) B.(-1,2)
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
4.若AB是过椭圆+=1(a>b>0)中心的一条弦,M是椭圆上任意一点,且AM、BM与两坐标轴均不平行,kAM、kBM分别表示直线AM、BM的斜率,则kAM·kBM=
( ).
A.- B.- C.- D.-
5.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F且倾斜角为60°的直线l与抛物线在第一、四象限分别交于A、B两点,则的值为
( ).
A.5 B.4 C.3 D.2
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.点P在抛物线x2=4y的图象上,F为其焦点,点A(-1,3),若使|PF|+|PA|最小,则相应P的坐标为________.
7.若双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率是2,则的最小值为________.
8.已知F1(-c,0),F2(c,0)为椭圆+=1的两个焦点,P为椭圆上一点,且·=c2,则此椭圆离心率的取值范围是________.
三、解答题(本题共3小题,共35分)
9.(11分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为e=,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切,A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P与A,B均不重合,设直线PA与PB的斜率分别为k1,k2,证明:k1·k2为定值.
10.(12分)设椭圆C:+=1(a>b>0)的一个顶点与抛物线:x2=4 y的焦点重合,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,离心率e=,过椭圆右焦点F2的直线l与椭圆C交于M、N两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得·=-1,若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
11.(12分)如图,椭圆C0:+=1(a>b>0,a,b为常数),动圆C1:x2+y2=t, b<t1<a.点A1,A2分别为C0的左,右顶点,C1与C0相交于A,B,C,D四点.
(1)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程;
(2)设动圆C2:x2+y2=t与C0相交于A′,B′,C′,D′四点,其中b<t2<a,t1≠t2.若矩形ABCD与矩形A′B′C′D′的面积相等,证明:t+t为定值.
参考答案
1.B [因为动圆的圆心在抛物线y2=4x上,且x=-1是抛物线y2=4x的准线,所以由抛物线的定义知,动圆一定过抛物线的焦点(1,0),所以选B.]
2.A [如图,由椭圆对称性知O为AB的中点,则△F1OB的面积为△F1AB面积的一半.又OF1=c,△F1OB边OF1上的高为yB,而yB的最大值为b.所以△F1OB的面积最大值为cb.所以△F1AB的面积最大值为cb.]
3.D [由题意知,双曲线的渐近线y=x的斜率需大于或等于,即≥.∴≥3,≥4,∴≥2,即e≥2.]
4.B [(特殊值法)因为四个选项为确定值,取A(a,0),B(-a,0),M(0,b),可得kAM·kBM=-.]
5.C [由题意设直线l的方程为y= ,即x=+,代入抛物线方程y2=2px中,整理得y2-2py- p2=0,设A(xA,yA),B(xB,yB),则yA=p,yB=-p,所以==3.]
6.解析 由抛物线定义可知PF的长等于点P到抛物线准线的距离,所以过点A作抛物线准线的垂线,与抛物线的交点即为所求点P的坐标,此时|PF|+|PA|最小.
答案
7.解析 由离心率e=2得,=2,从而b=a>0,所以==a+≥2 =2 =,当且仅当a=,即a=时,“=”成立.
答案
8.解析 设P(x,y),则
·=(-c-x,-y)·(c-x,-y)=x2-c2+y2=c2,①
将y2=b2-x2代入①式解得x2=,又x2∈[0,a2],所以2c2≤a2≤3c2,所以离心率e=∈.
答案
9.(1)解 由题意可得圆的方程为x2+y2=b2,
∵直线x-y+2=0与圆相切,
∴d==b,即b=,
又e==,即a=c,a2=b2+c2,解得a=,c=1,
所以椭圆方程为+=1.
(2)证明 设P(x0,y0)(y0≠0),A(-,0),B(,0),
则+=1,即y=2-x,
则k1=, k2=,
即k1·k2====-,
∴k1·k2为定值-.
10.解 (1)椭圆的顶点为(0,),即b=.
e== =,解得a=,
∴椭圆的标准方程为+=1.
(2)由题可知,直线l与椭圆必相交.
①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.
②设存在直线l为y=k(x-1),且M(x1,y1),N(x2,y2),
由得(2+3k2)x2-6k2x+3k2-6=0.
x1+x2=,x1·x2=,
·=x1x2+y1y2=x1x2+k2[x1x2-(x1+x2)+1]
=+k2==-1.
所以k=±,故直线l的方程为y=(x-1)或y=-(x-1).
11.(1)解 设A(x1,y1),B(x1,-y1),又知A1(-a,0),A2(a,0),则直线A1A的方程为y=(x+a),①
直线A2B的方程为y=(x-a).②
由①②得y2=(x2-a2).③
由点A(x1,y1)在椭圆C0上,故+=1.从而y=b2,代入③得-=1(x<-a,y<0).
(2)证明 设A′(x2,y2),由矩形ABCD与矩形A′B′C′D′的面积相等,得4|x1||y1|=4|x2||y2|,
故xy=xy.
因为点A,A′均在椭圆上,所以b2x=b2x.
由t1≠t2,知x1≠x2,所以x+x=a2.从而y+y=b2,
因此t+t=a2+b2为定值.