一、选择题
1.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在抛物线上,且2x2=x1 x3,则有()
A.|FP1| |FP2|=|FP3|
B.|FP1|2 |FP2|2=|FP3|2
C.2|FP2|=|FP1| |FP3|
D.|FP2|2=|FP1|·|FP3|
答案:C 解题思路:抛物线的准线方程为x=-,由定义得|FP1|=x1 ,|FP2|=x2 ,|FP3|=x3 ,则|FP1| |FP3|=x1 x3 =x1 x3 p,2|FP2|=2x2 p,由2x2=x1 x3,得2|FP2|=|FP1| |FP3|,故选C.
2.与抛物线y2=8x相切倾斜角为135°的直线l与x轴和y轴的交点分别是A和B,那么过A,B两点的最小圆截抛物线y2=8x的准线所得的弦长为()
A.4B.2 C.2D.
答案:C 命题立意:本题考查直线与抛物线及圆的位置关系的应用,难度中等.
解题思路:设直线l的方程为y=-x b,联立直线与抛物线方程,消元得y2 8y-8b=0,因为直线与抛物线相切,故Δ=82-4×(-8b)=0,解得b=-2,故直线l的方程为x y 2=0,从而A(-2,0),B(0,-2),因此过A,B两点最小圆即为以AB为直径的圆,其方程为(x 1)2 (y 1)2=2,而抛物线y2=8x的准线方程为x=-2,此时圆心(-1,-1)到准线的距离为1,故所截弦长为2=2.
3.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A,B,交其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为()
A.y2=9x B.y2=6x
C.y2=3x D.y2=x
答案:C 命题立意:本题考查抛物线定义的应用及抛物线方程的求解,难度中等.
解题思路:如图,分别过点A,B作抛物线准线的垂线,垂足分别为E,D,由抛物线定义可知|AE|=|AF|=3,|BC|=2|BF|=2|BD|,在RtBDC中,可知BCD=30°,故在RtACE中,可得|AC|=2|AE|=6,故|CF|=3,则GF即为ACE的中位线,故|GF|=p==,因此抛物线方程为y2=2px=3x.
4.焦点在x轴上的双曲线C的左焦点为F,右顶点为A,若线段FA的中垂线与双曲线C有公共点,则双曲线C的离心率的取值范围是()
A.(1,3) B.(1,3]
C.(3, ∞) D.[3, ∞)
答案:D 命题立意:本题主要考查双曲线的离心率问题,考查考生的化归与转化能力.
解题思路:设AF的中点C(xC,0),由题意xC≤-a,即≤-a,解得e=≥3,故选D.
5.过点(,0)引直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当AOB的面积取最大值时,直线l的斜率等于()
A. B.- C.± D.-
答案:B 命题透析:本题考查直线与圆的位置关系以及数形结合的数学思想.
思路点拨:由y=,得x2 y2=1(y≥0),即该曲线表示圆心在原点,半径为1的上半圆,如图所示.
故SAOB=|OA||OB|·sin AOB=sin AOB,所以当sin AOB=1,即OAOB时,SAOB取得最大值,此时O到直线l的距离d=|OA|sin 45°=.设此时直线l的方程为y=k(x-),即kx-y-k=0,则有=,解得k=±,由图可知直线l的倾斜角为钝角,故k=-.
6.点P在直线l:y=x-1上,若存在过P的直线交抛物线y=x2于A,B两点,且|PA|=|AB|,则称点P为“正点”,那么下列结论中正确的是()
A.直线l上的所有点都是“正点”
B.直线l上仅有有限个点是“正点”
C.直线l上的所有点都不是“正点”
D.直线l上有无穷多个点(点不是所有的点)是“正点”
答案:A 解题思路:本题考查直线与抛物线的定义.设A(m,n),P(x,x-1),则B(2m-x,2n-x 1), A,B在y=x2上, n=m2,2n-x 1=(2m-x)2,消去n,整理得关于x的方程x2-(4m-1)x 2m2-1=0, Δ=8m2-8m 5>0恒成立, 方程恒有实数解.
二、填空题
7.设A,B为双曲线-=1(b>a>0)上两点,O为坐标原点.若OAOB,则AOB面积的最小值为________.
答案: 解题思路:设直线OA的方程为y=kx,则直线OB的方程为y=-x,则点A(x1,y1)满足故x=,y=,
|OA|2=x y=;
同理|OB|2=.
故|OA|2·|OB|2=·=.
=≤(当且仅当k=±1时,取等号), |OA|2·|OB|2≥,
又b>a>0,
故SAOB=|OA|·|OB|的最小值为.
8.已知直线y=x与双曲线-=1交于A,B两点,P为双曲线上不同于A,B的点,当直线PA,PB的斜率kPA,kPB存在时,kPA·kPB=________.
答案: 解题思路:设点A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),则由得y2=,y1 y2=0,y1y2=-,
x1 x2=0,x1x2=-4×.
由kPA·kPB=·====知kPA·kPB为定值.
9.设平面区域D是由双曲线y2-=1的两条渐近线和抛物线y2=-8x的准线所围成的三角形(含边界与内部).若点(x,y)D,则目标函数z=x y的最大值为______.
答案:
3 解题思路:本题考查双曲线、抛物线的性质以及线性规划.双曲线y2-=1的两条渐近线为y=±x,抛物线y2=-8x的准线为x=2,当直线y=-x z过点A(2,1)时,zmax=3.
三、解答题
10.已知抛物线y2=4x,过点M(0,2)的直线与抛物线交于A,B两点,且直线与x轴交于点C.
(1)求证:|MA|,|MC|,|MB|成等比数列;
(2)设=α,=β,试问α β是否为定值,若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
解析:(1)证明:设直线的方程为:y=kx 2(k≠0),
联立方程可得得
k2x2 (4k-4)x 4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),C,
则x1 x2=-,x1x2=,
|MA|·|MB|=|x1-0|·|x2-0|=,
而|MC|2=2=,
|MC|2=|MA|·|MB|≠0,
即|MA|,|MC|,|MB|成等比数列.
(2)由=α,=β,得
(x1,y1-2)=α,
(x2,y2-2)=β,
即得:α=,β=,
则α β=,
由(1)中代入得α β=-1,
故α β为定值且定值为-1.
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,设点F(0,p)(p>0),直线l:y=-p,点P在直线l上移动,R是线段PF与x轴的交点,过R,P分别作直线l1,l2,使l1PF,l2l,l1∩l2=Q.
(1)求动点Q的轨迹C的方程;
(2)在直线l上任取一点M作曲线C的两条切线,设切点为A,B,求证:直线AB恒过一定点;
(3)对(2)求证:当直线MA,MF,MB的斜率存在时,直线MA,MF,MB的斜率的倒数成等差数列.
解题思路:本题考查轨迹方程的求法及直线与抛物线的位置关系.(1)利用抛物线的定义即可求出抛物线的标准方程;(2)利用导数及方程根的思想得出两切点的直线方程,进一步求出直线恒过的定点;(3)分别利用坐标表示三条直线的斜率,从而化简证明即可.
解析:(1)依题意知,点R是线段PF的中点,且RQ⊥FP,
RQ是线段FP的垂直平分线. |QP|=|QF|.故动点Q的轨迹C是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程为:x2=4py(p>0).
(2)设M(m,-p),两切点为A(x1,y1),B(x2,y2).
由x2=4py得y=x2,求导得y′=x.
两条切线方程为y-y1=x1(x-x1),
y-y2=x2(x-x2),
对于方程,代入点M(m,-p)得,
-p-y1=x1(m-x1),又y1=x,
-p-x=x1(m-x1),
整理得x-2mx1-4p2=0.
同理对方程有x-2mx2-4p2=0,
即x1,x2为方程x2-2mx-4p2=0的两根.
x1 x2=2m,x1x2=-4p2.
设直线AB的斜率为k,k===(x1 x2),
所以直线的方程为y-=(x1 x2)(x-x1),展开得:
y=(x1 x2)x-,
将代入得:y=x p.
直线恒过定点(0,p).
(3)证明:由(2)的结论,设M(m,-p),A(x1,y1),B(x2,y2)且有x1 x2=2m,x1x2=-4p2,
kMA=,kMB=.
=
= =
= =
===-.
又 ==-,
所以 =.
即直线的斜率的倒数成等差数列.
规律总结:从近几年课标地区的高考命题来看,解析几何综合题主要考查直线和圆锥曲线的位置关系以及范围、最值、定点、定值、存在性等问题,近几年高考题中经常出现以函数、平面向量、导数、数列、不等式、平面几何、数学思想方法等知识为背景,综合考查运用圆锥曲线的有关知识分析问题、解决问题的能力.
12.已知点F(0,1),直线l:y=-1,P为平面上的动点,过点P作直线l的垂线,垂足为Q,且·=·.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)已知圆M过定点D(0,2),圆心M在轨迹C上运动,且圆M与x轴交于A,B两点,设|DA|=l1,|DB|=l2,求 的最大值.
解题思路:本题考查轨迹的求法、向量的运算、基本不等式的运用.(1)利用直接法及数量积的坐标运算即可得到动点的轨迹方程;(2)先设出圆的方程,求出点A,B坐标,然后利用基本不等式求出所给式子的最大值.
解析:(1)设P(x,y),则Q(x,-1),
·=·,
(0,y 1)·(-x,2)=(x,y-1)·(x,-2).
即2(y 1)=x2-2(y-1),即x2=4y,
所以动点P的轨迹C的方程为x2=4y.
(2)设圆M的圆心坐标为M(a,b),
则a2=4b.
圆M的半径为|MD|=.
圆M的方程为(x-a)2 (y-b)2=a2 (b-2)2.
令y=0,则(x-a)2 b2=a2 (b-2)2,
整理得,x2-2ax 4b-4=0.
由,解得,x=a±2.
不妨设A(a-2,0),B(a 2,0),
l1=,l2=.
===2
=2,
当a≠0时,由得, =2
≤2=2.
当且仅当a=±2时,等号成立.
当a=0时,由得, =2.
故当a=±2时, 的最大值为2.
规律总结:本题立足基础概括了解析几何的大部分内容,并融入了向量的知识.通过解析几何自身的特点,结合相应的数学知识综合考查.解决此类问题要熟练运用解析几何的经典思维,化繁为简,逐步解决.
13.已知抛物线y2=4x的焦点为F2,点F1与F2关于坐标原点对称,直线m垂直于x轴(垂足为T),与抛物线交于不同的两点P,Q,且·=-5.
(1)求点T的横坐标x0;
(2)若以F1,F2为焦点的椭圆C过点.
求椭圆C的标准方程;
过点F2作直线l与椭圆C交于A,B两点,设=λ,若λ[-2,-1],求| |的取值范围.
解析:(1)由题意得F2(1,0),F1(-1,0),
设P(x0,y0),Q(x0,-y0),
则=(x0 1,y0),=(x0-1,-y0).
由·=-5,得x-1-y=-5,
即x-y=-4,
又P(x0,y0)在抛物线上,则y=4x0,
联立、解得x0=2.
(2)设椭圆的半焦距为c,由题意得c=1,
设椭圆C的标准方程为 =1(a>b>0),
则 =1,
a2=b2 1.
将代入,解得b2=1或b2=-(舍去),
所以a2=b2 1=2.
故椭圆C的标准方程为 y2=1.
方法一:容易验证直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=ky 1,
将直线l的方程代入 y2=1中得:
(k2 2)y2 2ky-1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠0且y2≠0,
则由根与系数的关系,可得:
y1 y2=-,
y1y2=-.
因为=λ,所以=λ,且λ
