【文档说明】高考数学备考冲刺140分问题37圆锥曲线中的存在探索问题(含解析).doc,共(30)页,4.058 MB,由MTyang资料小铺上传
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问题37圆锥曲线中的存在、探索问题一、考情分析圆锥曲线中的存在性问题、探索问题是高考常考题型之一,它是在题设条件下探索某个数学对象(点、线、数等)是否存在或某个结论是否成立.由于题目多变,解法不一,我们在平时的教学中对这类题目训练较少,因而学生遇到这类题目时,往往感到无从
下手,本文针对圆锥曲线中这类问题进行了探讨.二、经验分享解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结
论都不知,按常规方法解题很难时,要开放思维,采取另外合适的方法.三、知识拓展探索性问题是一种具有开放性和发散性的问题,此类题目的条件或结论不完备。要求解答者自己去探索,结合已有条件,进行观察、分析、比较和概括。它对学生的数学思想、数学意识及综合运用数学方法的能力提出了较高的要求。它有利于培养学生探
索、分析、归纳、判断、讨论与证明等方面的能力,使学生经历一个发现问题、研究问题、解决问题的全过程。探索性问题一般可分为:条件追溯型,结论探索型、条件重组型,存在判断型,规律探究型,实验操作型。每一种类型其求解策略又有所不同。因此,我们在求解时就必须首先要明辨它是哪一种类型
的探索问题,然后再根据所属类型制定解题策略。下面分别加以说明:1、条件追溯型这类问题的基本特征是:针对一个结论,条件未知需探索,或条件增删需确定,或条件正误需判断。解决这类问题的基本策略是:执果索因,先寻找结论成立的必要条件,再通过检验或认证找到结论成立的
充分条件。在“执果索因”的过程中,常常会犯的一个错误是不考虑推理过程的可逆与否,误将必要条件当作充分条件,应引起注意。2、结论探索型这类问题的基本特征是:有条件而无结论或结论的正确与否需要确定。解决这类问题的策略是:先探索结论而后去论证结论。在探索过程中常可先从特殊情形入
手,通过观察、分析、归纳、判断来作一番猜测,得出结论,再就一般情形去认证结论。3、条件重组型这类问题是指给出了一些相关命题,但需对这些命题进行重新组合构成新的复合命题,或题设的结求的方向,条件和结论都需要去探求的一类问题。此类问题更难,解题要有更强的基础知识和基本技
能,需要要联想等手段。一般的解题的思路是通过对条件的反复重新组合进行逐一探求。应该说此类问题是真正意义上的创新思维和创造力。4、存在判断型这类问题的基本特征是:要判断在某些确定条件下的某一数学对象(数值、图形、函数等)是否存在或某一结论是否成立。解决这类问题的基本策略是:通常假定题
中的数学对象存在(或结论成立)或暂且认可其中的一部分的结论,然后在这个前提下进行逻辑推理,若由此导出矛盾,则否定假设;否则,给出肯定结论。其中反证法在解题中起着重要的作用。5、规律探究型这类问题的基本特征是:未给出问题的结论,需要由特殊情况入手,
猜想、证明一般结论。解决这类问题的基本策略是:通常需要研究简化形式但保持本质的特殊情形,从条件出发,通过观察、试验、归纳、类比、猜测、联想来探路,解题过程中创新成分比较高。在数列问题研究中,经常是据数
列的前几项所提供的信息作大胆的猜测,然后用数学归纳法证明。6、实验操作型这类问题的基本特征是:给出一定的条件要求设计一种方案。解决这类问题的基本策略是:需要借助逆向思考动手实踐。总之,解决探索性问题,较少现成的套路和常规程序,需要较
多的分析和数学思想方法的综合应用。它对学生的观察、联想、类比、猜想、抽象、概括等方面的能力有较高的要求。四、题型分析(一)是否存在值【例1】已知椭圆2222byax=1(a>b>0)的离心率e=36,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与坐标原点距离为23.(1)求椭圆的方程;(2
)已知定点E(-1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆相交于C、D两点,试判断是否存在k值,使以CD为直径的圆过定点E?若存在求出这个k值,若不存在说明理由.【分析】(1)先由两点式求出直线方程,再根据离心率ace和点到直线距离公式列出方程解出ba,,即可求得;(2)假设存在这样的直线,
联立直线方程和椭圆方程,消去y,得到x的一元二次方程,求出两根之和和两根之积,要使以CD为直径的圆过点E,当且仅当CE⊥DE时,则1112211xyxy,再利用y=kx+2,将上式转化,最后求得67k,并验证.【解析】(1)直线AB方
程为:bx-ay-ab=0依题意233622baabac,解得13ba,∴椭圆方程为1322yx(2)假设存在这样的k值,由033222yxkxy,得)31(2k09122kxx∴0)31(36
)12(22kk①设1(xC,)1y2(xD,)2y,则2212213193112kxxkkxx,②而4)(2)2)(2(212122121xxkx
xkkxkxyy8分要使以CD为直径的圆过点E(-1,0),当且仅当CE⊥DE时,则1112211xyxy,即0)1)(1(2121xxyy∴05))(1(2)1(21212xxkxxk
③将②式代入③整理解得67k经验证,67k,使①成立综上可知,存在67k,使得以CD为直径的圆过点E..【点评】解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(
1)当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要开放思维,采取另外合适的方法.【小试牛刀】【安徽省江南十校2019届高三3
月综合素质检测】已知抛物线的准线方程为.(1)求抛物线的标准方程;(2)过点作斜率为的直线交抛物线于,两点,点,连接,与抛物线分别交于,两点,直线的斜率记为,问:是否存在实数,使得成立,若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)由准线方程可知:(2)设,,,(互不相等)
则,同理三点共线即同理将抛物线与直线联立得:由韦达定理:(二)是否存在点【例2】已知点P是椭圆C上任一点,点P到直线1:2lx的距离为1d,到点(1,0)F的距离为2d,且2122dd.直线l与椭圆C交于不同两点AB、(,AB都在x轴上方),且180OFAOFB
.(1)求椭圆C的方程;(2)当A为椭圆与y轴正半轴的交点时,求直线l方程;(3)对于动直线l,是否存在一个定点,无论OFA如何变化,直线l总经过此定点?若存在,求出该定点的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)设(,)Pxy,用坐标表示条件2122dd
列出方程化简整理可得椭圆的标准方程;(2)由(1)可知(0,1)A,(1,0)F,即可得1010(1)AFk,由180OFAOFB得1BFk,写出直线BF的方程与椭圆方程联立,求出点B的坐标,由两点式求直线AB的方程即可;(3)
由180OFAOFB,得0AFBFkk,设直线AB方程为ykxb,与椭圆方程联立得2221()2102kxkbxb,由根与系数关系计算1212121201111AFBFyykxbkxbkkxxxx
得20bk,从而得到直线方程为(2)ykx,从而得到直线过定点(2,0)M.【解析】(1)设(,)Pxy,则1|2|dx,222(1)dxy,∴2221(1)2|2|2xyddx,化简,得2212xy,∴椭圆C的方
程为2212xy.(2)(0,1)A,(1,0)F,∴1010(1)AFk,又∵180OFAOFB,∴1BFk,:1(1)1BFyxx.代入2212xy解,得0,1xy(舍)4,31,3xy
∴41(,)33B,1113420()3ABk,∴1:12AByx.即直线l方程为112yx.(3)∵180OFAOFB,∴0AFBFkk.设11(,)Axy,22(,)Bxy,直线A
B方程为ykxb.代直线AB方程ykxb入2212xy,得2221()2102kxkbxb.∴122212kbxxk,2122112bxxk,∴121212121111AFBFyykx
bkxbkkxxxx=122112()(1)()(1)0(1)(1)kxbxkxbxxx,2122112122212()(1)()(1)2()()22()201122bkbkxbxkxbxkxxkbxxbkkbbkk
∴20bk,∴直线AB方程为(2)ykx,∴直线l总经过定点(2,0)M.【点评】定点的探索与证明问题(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y=kx+b,然后利用条件建立b、
k等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.【小试牛刀】【晋冀鲁豫名校2018-2019年度高三上学期期末联考】已知椭圆的离心率为,短轴长为.(1)求椭圆的标准方程;(2)若椭圆的左焦点为,过点的直线与椭圆交于两点,则在轴上是否存在一个定点使
得直线的斜率互为相反数?若存在,求出定点的坐标;若不存在,也请说明理由.【解析】(1)据题意,得解得,所以椭圆的标准方程为.(2)据题设知点,当直线的斜率存在时,设直线的方程为.由,得.设,则.设,则直线的斜率分别满足.又因为直线的斜率互为相反数,所以,所以,所以,所以,所以,所以.若对任意恒
成立,则,当直线的斜率不存在时,若,则点满足直线的斜率互为相反数.综上,在轴上存在一个定点,使得直线的斜率互为相反数.(三)是否存在直线【例3】设F1,F2分别是椭圆22154xy的左右焦点.(1)若P是该椭圆上的一个动点,求的最大值和最
小值.(2)是否存在经过点A(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点C,D,使得|F2C|=|F2D|?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将数量积转化为坐标表示,利用坐标的有界性求出最值;(2)设出直线方程,根据|F
2C|=|F2D|,可知F2在弦CD的中垂线上,利用中点和斜率关系,写出中垂线方程,代入F2点即可判断.【解析】(1)易知a=5,b=2,c=1,∴F1(-1,0),F2(1,0)设P(x,y),则22154xy=(-1-x
,-y)·(1-x,-y)=x2+y2-1=x2+4-45x2-1=15x2+3∵x2∈[0,5],当x=0,即点P为椭圆短轴端点时,有最小值3;当x=±5,即点P为椭圆长轴端点时,有最大值4.(2)假设存在满
足条件的直线l,易知点A(5,0)在椭圆外部,当直线斜率不存在时,直线l与椭圆无交点.所以满足条件的直线斜率存在,设为k则直线方程为y=k(x-5)由方程组22154(5)xyykx得:(5k2+4)x2-50k2x+125k2-20=
0依题意,△=20(16-80k2)>0得:5555k当5555k时,设交点为C(x1,y1),D(x2,y2),CD中点为R(x0,y0)则x1+x2=225054kk,x0=212225254xxkk∴y0=k(x0-5)=k(222554kk-5)=22054
kk又|F2C|=|F2D|,有F2R⊥l,即2FRkk=-1即222222200()205425420154FRkkkkkkkkk=-1即20k2=20k2-4,该等式不成立,所以满足条件
的直线l不存在.【点评】假设存在,将22||FCFD=转化为弦的中点问题以及垂直问题是解题关键.【小试牛刀】已知中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点.(1)求椭圆C的方程;(2)是否存在平行于OA
的直线l,使得直线l与椭圆C有公共点,且直线OA与l的距离等于4?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.【解析】(1)依题意,可设椭圆C的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),且可知其左焦点为F′(-2,0).从而有c=2,2a=|AF|+|AF′|=3+5=8,
解得c=2,a=4.又a2=b2+c2,所以b2=12,故椭圆C的方程为x216+y212=1.(2)假设存在符合题意的直线l,设其方程为y=32x+t.由y=32x+t,x216+y212=1,得3x2+3tx+t2-12=
0.因为直线l与椭圆C有公共点,所以Δ=(3t)2-4×3×(t2-12)≥0,解得-43≤t≤43.另一方面,由直线OA与l的距离d=4,得|t|94+1=4,解得t=±213.由于±213∉[-43,43],所以符合题意的直线l不存在.(四)是否
存在圆【例4】已知椭圆22122:1(0)xyCabab过点2(1,)2A,其焦距为2.(Ⅰ)求椭圆1C的方程;(Ⅱ)已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为22221(0)xyabab,则椭圆在
其上一点00(,)Axy处的切线方程为12020byyaxx,试运用该性质解决以下问题:(i)如图(1),点B为1C在第一象限中的任意一点,过B作1C的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于,CD两点,求OCD面
积的最小值;(ii)如图(2),过椭圆222:182xyC上任意一点P作1C的两条切线PM和PN,切点分别为,MN.当点P在椭圆2C上运动时,是否存在定圆恒与直线MN相切?若存在,求出圆的方程;若不存在
,请说明理由.xyCOBDyxMNOP【分析】(1)设椭圆的方程,用待定系数法求解即可;(2)解决直线和椭圆的综合问题时注意:第一步:根据题意设直线方程,有的题设条件已知点,而斜率未知;有的题设条件已知斜率,点不定,可由点斜式设直线方程.第二步:联立方程:把所设直线方程与椭圆的方程联立,消去
一个元,得到一个一元二次方程.第三步:求解判别式计算一元二次方程根.第四步:写出根与系数的关系.第五步:根据题设条件求解问题中结论.在解决与抛物线性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.【解析
】(I)解:依题意得:椭圆的焦点为12(1,0),(1,0)FF,由椭圆定义知:122||||aAFAF2,11acb,所以椭圆1C的方程为2212xy.(II)(ⅰ)设22(,)Bxy,则椭圆1C在点B处的切线方程为2212xxyy令0x,21yyD,令22,
0xxyC,所以221OCDSxy又点B在椭圆的第一象限上,所以12,0,0222222yxyx222222222222221yxyxyx2211222OCDSxy,当且仅当122222222
yxyx所以当2(1,)2B时,三角形OCD的面积的最小值为2(Ⅲ)设(,)Pmn,则椭圆1C在点),(33yxM处的切线为:1233yyxx又PM过点(,)Pmn,所以1233nymx,同
理点),(44yxN也满足4412xmyn,yxMNOP所以,MN都在直线12ynmx上,即:直线MN的方程为12mxny所以原点O到直线MN的距离2214dmn22,所以直线MN始终与圆2212xy相切.【点评】先猜想圆心
为原点,表示出直线MN的方程,再证明圆心到直线的距离为定值.【小试牛刀】如图,设椭圆22221(0)xyabab的左、右焦点分别为12,FF,点D在椭圆上,112DFFF,121||22||FFDF,12D
FF的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程;(2)是否存在圆心在y轴上的圆,使圆在x轴的上方与椭圆两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求圆的方程,若不存在,请说明理由.【解析】(1)设12,0,,0FcFc,其中222cab,由121
22FFDF得1212222FFDFc从而122112122,222DFFSDFFFc故1c.从而122DF,由112DFFF得222211292DFDFFF,因此2322DF.所以12222aDFDF,故2222,1abac因此,所求椭圆的标准
方程为:2212xy(2)如图,设圆心在y轴上的圆C与椭圆2212xy相交,111222,,,PxyPxy是两个交点,120,0yy,11FP,22FP是圆C的切线,且11FP22FP由圆和椭圆的对称性,易知2112,xxyy1212||.PPx,由(1)知
121,0,1,0FF,所以111122111,,1,FPxyFPxy,再由11FP22FP得221110xy,由椭圆方程得2211112xx,即211340x
x,解得143x或10x.当10x时,12,PP重合,此时题设要求的圆不存在.当143x时,过12,PP分别与11FP,22FP垂直的直线的交点即为圆心C,设00,Cy由111,CPFP得101111,1yyyxx而1111,3yx故053y圆C的
半径221415423333CP综上,存在满足条件的圆,其方程为:2253239xy四、迁移运用1.【】江西省临川第一中学等九校2019届高三3月联考】已知椭圆:,离心率,是椭圆的左顶点,是椭圆的左焦点,,直线:.(1)求椭
圆方程;(2)直线过点与椭圆交于、两点,直线、分别与直线交于、两点,试问:以为直径的圆是否过定点,如果是,请求出定点坐标;如果不是,请说明理由.【解析】(1),得,所求椭圆方程:.(2)当直线斜率存在时,设直线
:,、,直线:,令,得,同理,以为直径的圆:,整理得:①,得,,②将②代入①整理得:,令,得或.当直线斜率不存在时,、、、,以为直径的圆:也过点、两点,综上:以为直径的圆能过两定点、.2.【黑龙江省齐齐哈尔市2019届高三第一次模拟考试(3月)】已知为坐标原点,椭圆:的左、右
焦点分别为,.过焦点且垂直于轴的直线与椭圆相交所得的弦长为3,直线与椭圆相切.(1)求椭圆的标准方程;(2)是否存在直线:与椭圆相交于两点,使得?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由!【解析】(1)在中,令,得,解得.由垂径长
(即过焦点且垂直于实轴的直线与椭圆相交所得的弦长)为3,得,所以.①因为直线:与椭圆相切,则.②将②代入①,得.故椭圆的标准方程为.(2)设点,.由(1)知,则直线的方程为.联立得,则恒成立.所以,,.因为,所
以.即.即,得,得,即,解得;∴直线存在,且的取值范围是.3.【山东省潍坊市2019届高三下学期高考模拟(一模)】如图,点为圆:上一动点,过点分别作轴,轴的垂线,垂足分别为,,连接延长至点,使得,点的轨迹记为曲线.(1)求曲线的方程;(2)若点,分别位于轴与轴的正
半轴上,直线与曲线相交于,两点,试问在曲线上是否存在点,使得四边形为平行四边形,若存在,求出直线方程;若不存在,说明理由.【解析】(1)设,,则,,由题意知,所以为中点,由中点坐标公式得,即,又点在圆
:上,故满足,得.(2)由题意知直线的斜率存在且不为零,设直线的方程为,因为,故,即①,联立,消去得:,设,,,,,因为为平行四边形,故,点在椭圆上,故,整理得,②,将①代入②,得,该方程无解,故这样的直线不存在.4.【湘赣十四校2019届高三下学期第一次联考
】椭圆:的左焦点为且离心率为,为椭圆上任意一点,的取值范围为,.(1)求椭圆的方程;(2)如图,设圆是圆心在椭圆上且半径为的动圆,过原点作圆的两条切线,分别交椭圆于,两点.是否存在使得直线与直线的斜率之积为定值?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.【解析】(1)
椭圆的离心率椭圆的方程可写为设椭圆上任意一点的坐标为则,,,椭圆的方程为(2)设圆的圆心为,则圆的方程为设过原点的圆的切线方程为:,则有整理有由题意知该方程有两个不等实根,设为,则当时,当圆的半径时,直线与直线的斜率之积为定值5.【安徽省六安市第一中学2019届高三下学期高考模拟】已知圆A:
x2+y2+2x-15=0和定点B(1,0),M是圆A上任意一点,线段MB的垂直平分线交MA于点N,设点N的轨迹为C.(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)若直线y=k(x-1)与曲线C相交于P,Q两点,试问:在x轴上是否存在定点R,使当k变化时,总有∠ORP=∠ORQ?若
存在,求出点R的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(Ⅰ)圆A:(x+1)2+y2=16,圆心A(-1,0),由已知得|NM|=|NB|,又|NM|+|NB|=4,所以|NA|+|NB|=4>|AB|=2,所以由椭
圆的定义知点N的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,设其标准方程C:,则2a=4,2c=2,所以a2=4,b2=3,所以曲线C:;(Ⅱ)设存在点R(t,0)满足题设,联立直线y=k(x-1)与椭圆方程,消去y,得(4k2+3)x2-8k2x+
(4k2-12)=0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则由韦达定理得①,②,由题设知OR平分∠PRQ⇔直线RP与直RQ的倾斜角互补,即直线RP与直线RQ的斜率之和为零,即,即,即2kx1x2-(1+t)k(x1+x2)+2tk=0
③,把①、②代入③并化简得,即(t-4)k=0④,所以当k变化时④成立,只要t=4即可,所以存在定点R(4,0)满足题设.6.【四川省成都市第七中学2019届高三二诊】已知椭圆()的左焦点为,点为椭圆上任意一点,且的最
小值为,离心率为。(I)求椭圆的方程;(II)若动直线与椭圆交于不同两点、(、都在轴上方),且.(i)当为椭圆与轴正半轴的交点时,求直线的方程;(ii)对于动直线,是否存在一个定点,无论如何变化,直线总经过此定点?若存在,求出该
定点的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(I)设椭圆的标准方程为:()离心率为,,,点为椭圆上任意一点,且的最小值为,,,解得,,椭圆的方程为.(II)(i)由题意,,,,直线为:,代入,得,解得或,代入,得,
舍,或,.,直线的方程为:.(ii)存在一个定点,无论如何变化,直线总经过此定点.证明:,在于轴的对称点在直线上,设直线的方程为:,代入,得,由韦达定理得,,由直线的斜率,得的方程为:令,得:,,,,对于动直线,存在一
个定点,无论如何变化,直线总经过此定点.7.【陕西省榆林市2018-2019年度高三第二次模拟】设为坐标原点,动点在椭圆:上,该椭圆的左顶点到直线的距离为.(1)求椭圆的标准方程;(2)若椭圆外一点满足,平行于轴,,动点在直线上,满足.设过点且垂直的直线,试问直线是否过定点?若过定点,请写
出该定点,若不过定点请说明理由.【解析】(1)左顶点A的坐标为(﹣a,0),∵=,∴|a﹣5|=3,解得a=2或a=8(舍去),∴椭圆C的标准方程为+y2=1,(2)由题意M(x0,y0),N(x0,y1),P(2,t),则依题意可知y1≠y0,得(x0﹣2x0,y1﹣2y0)(0,y1﹣y
0)=0,整理可得y1=2y0,或y1=y0(舍),,得(x0,2y0)(2﹣x0,t﹣2y0)=2,整理可得2x0+2y0t=x02+4y02+2=6,由(1)可得F(,0),∴=(﹣x0,﹣2y0),∴•=(﹣x0,﹣2y0)(2,t)=6﹣2x0﹣2y0t=0,∴
NF⊥OP,故过点N且垂直于OP的直线过椭圆C的右焦点F.8.【福建省龙岩市2019届高三下学期教学质量检查】已知椭圆的两焦点为、,抛物线:()的焦点为,为等腰直角三角形.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)已知过点的直
线与抛物线交于两点,又过作抛物线的切线,使得,问这样的直线是否存在?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.【解析】(Ⅰ)椭圆,,两焦点为,,∵为等腰直角三角形,,,(Ⅱ)过点的直线与抛物线交于两点,的斜率必存在,设直线的方程为,
由得,或抛物线方程得为所以切线的斜率分别为,当时,,即又,解得合题意,所以存在直线的方程是,即9.【湖南省长沙市长郡中学2019届高三上学期第一次适应性考试(一模)】已知椭圆的左、右焦点分别为且椭圆上存在一点,满足.(1)求椭圆的标
准方程;(2)已知分别是椭圆的左、右顶点,过的直线交椭圆于两点,记直线的交点为,是否存在一条定直线,使点恒在直线上?【解析】(1)设,则内,由余弦定理得,化简得,解得,故,∴,得,所以椭圆的标准方程为.(2)已知,,
设,,,由,①,②两式相除得.又,故,故,③设的方程为,代入整理,得,恒成立.把代入③,得,得到,故点在定直线上.10.【江西省重点中学盟校2019届高三第一次联考】已知椭圆的离心率为,焦点分别为,点是椭圆上的点,面积
的最大值是.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线与椭圆交于两点,点是椭圆上的点,是坐标原点,若判定四边形的面积是否为定值?若为定值,求出定值;如果不是,请说明理由.【解析】(Ⅰ)由解得得椭圆的方程为.(Ⅱ)当直线的斜率不存在时,直线的方程为或,此时
四边形的面积为.当直线的斜率存在时,设直线方程是,联立椭圆方程,点到直线的距离是由得因为点在曲线上,所以有整理得由题意四边形为平行四边形,所以四边形的面积为由得,故四边形的面积是定值,其定值为.11.已知椭圆E:x2a2+y2b2
=1(a>b>0)以抛物线y2=8x的焦点为顶点,且离心率为12.(1)求椭圆E的方程;(2)若直线l:y=kx+m与椭圆E相交于A,B两点,与直线x=-4相交于Q点,P是椭圆E上一点且满足OP→=OA→+OB→(其中O为坐标原点),试问在x轴上是否存在一点T,使得OP→·TQ→为定值?若存在,求
出点T的坐标及OP→·TQ→的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)抛物线y2=8x的焦点为椭圆E的顶点,即a=2.又ca=12,故c=1,b=3.∴椭圆E的方程为x24+y23=1.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),∵OP→=OA→+
OB→,∴P(x1+x2,y1+y2),联立y=kx+m,3x2+4y2=12,得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.由根与系数的关系,得x1+x2=-8km4k2+3,y1+y2=k(x1+x2)+
2m=6m4k2+3.将P-8km4k2+3,6m4k2+3代入椭圆E的方程,得64k2m2k2+2+36m2k2+2=1,整理,得4m2=4k2+3.设T(t,0),Q(-4,m-4k),∴TQ→=(-4-t,m-4k),OP→=-
8km4k2+3,6m4k2+3.即OP→·TQ→=32km+8kmt4k2+3+6mm-4k4k2+3=6m2+8km+8kmt4k2+3.∵4k2+3=4m2,∴OP→·TQ→=6m2+8km+8kmt4m2=32+2k1+tm.要使
OP→·TQ→为定值,只需2k1+tm2=4k21+t2m2=m2-+t2m2为定值,则1+t=0,∴t=-1,∴在x轴上存在一点T(-1,0),使得OP→·TQ→为定值32.12.已知椭圆C:012222babyax的左焦点为F,
221,A为椭圆上一点,AF交y轴于点M,且M为AF的中点.(I)求椭圆C的方程;(II)直线l与椭圆C有且只有一个公共点A,平行于OA的直线交l于P,交椭圆C于不同的两点D,E,问是否存在常数,使得PEPDPA2,若存在,求出的值,若不存在,请说明理由.【答案】(I)
1222yx(II)1【解析】(Ⅰ)设椭圆的右焦点是1F,在1AFF中,1//AFOM,1c„„„„2分12222baab所以椭圆的方程为1222yx„„„„4分(Ⅱ)设直线DE的方程为txy22,解方程组122222yxtxy消去y得
到01222ttxx若2211,,yxEyxD则1,222121txxtxx,其中02-42t„„„„6分21212212223))22(1(xxxxxxxxxxPEPDPPPP
又直线l的方程为1222yx,直线DE的方程为txy22,„„„„8分所以P点坐标2222,222tytxPP,22222432222221222,43tttAPtPEPD所以存在常数1使得PDPEP
A2„„„„12分13.已知椭圆:C22221(0)xyabab的两个焦点分别为1(2,0)F,2(2,0)F,以椭圆短轴为直径的圆经过点(1,0)M.(1)求椭圆C的方程;(2)过点M的直线l与椭圆C相交于
,AB两点,设直线,ANBN的斜率分别为12,kk,问12kk是否为定值?并证明你的结论.【答案】(1)2213xy;(2)12kk为定值2.【解析】(1)由已知得:222,2cab,由已知易得
||1bOM,解得3a,则椭圆C的方程为2213xy.(2)①当直线l的斜率不存在时,由22113xxy,解得61,3xy,设66(1,),(1,)33AB,12662233222kk.②当直线l的斜率存在时,设直线l的
方程为(1)ykx,将(1)ykx代入2213xy整理化简,得2222(31)6330kxkxk,依题意,直线l与椭圆C必相交于两点,设1122(,),(,)AxyBxy,则2122631kx
xk,21223331kxxk,又11(1)ykx,22(1)ykx,所以12122112121222(2)(3)(2)(3)33(3)(3)yyyxyxkkxxxx12211212[2(1)](3)[
2(1)](3)93()kxxkxxxxxx1212121212122()[24()6]93()xxkxxxxxxxx2212222222336122()[246]3131633933
131kkxxkkkkkkk2212(21)26(21)kk综上得:12kk为定值2.14已知点(1,0)A,(1,0)B,直线AM与直线BM相交于点M,直线AM与直线BM的斜率分别记为AMk与BMk,且2AMBMkk.(Ⅰ)求
点M的轨迹C的方程;(Ⅱ)过定点(0,1)F作直线PQ与曲线C交于,PQ两点,OPQ的面积是否存在最大值?若存在,求出OPQ面积的最大值;若不存在,请说明理由.【答案】(Ⅰ)22112yxx
;(Ⅱ)22.【解析】(Ⅰ)设,Mxy,则,111MAMByykkxxx,所以211yyxx所以22112yxx(Ⅱ)由已知当直线PQ的斜率存在,设直线PQ的方程是1ykx,联立22121ykxyx
,消去y得222210kxkx,因为222442810kkk,所以kR,设1122,,,PxyQxy,12122221,22kxxxxkk2212
1212211142222OPQkSOFxxxxxxk........10分221111222kk当且仅当0k时取等号,OPQ面积的最大值为22.15.如图,过椭圆2222:1(0)xyabab内一点(0,1)A的动直线l与椭圆相交于
M,N两点,当l平行于x轴和垂直于x轴时,l被椭圆所截得的线段长均为22.(1)求椭圆的方程;(2)在平面直角坐标系中,是否存在与点A不同的定点B,使得对任意过点(0,1)A的动直线l都满足||||||||BM
ANAMBN?若存在,求出定点B的坐标,若不存在,请说明理由.【答案】(1)22142xy;(2)存在点B的坐标(02),.【解析】(Ⅰ)由已知得2b,点(21),在椭圆上,所以22211ab,解得2a,
所以椭圆的方程为22142xy.(Ⅱ)当直线l平行于x轴时,则存在y轴上的点B,使||||||||BMANAMBN,设0(0)By,;当直线l垂直于x轴时,(02)(02)MN,,,,若使||||||||BMANAMBN,则||||||||BMAMBNAN,有0
0|2|21|2|21yy,解得01y或02y.所以,若存在与点A不同的定点B满足条件,则点B的坐标只可能是(02),.下面证明:对任意直线l,都有||||||||BMANAMBN,即||||||||BMA
MBNAN.当直线l的斜率不存在时,由上可知,结论成立;当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为1ykx.设M,N的坐标分别为1122()()xyxy,,,,由221421xyykx,得22(21)420kxkx,其判别式
22(4)8(21)0kk,所以,121222422121kxxxxkk,,因此,121212112xxkxxxx.易知点N关于y轴对称的点N的坐标为22()xy,,又
11111211BMykxkkxxx,2222212111BNykxkkkxxxx,所以BMBNkk,即BMN,,三点共线,所以12||||||||||||||||xBMBMAMxBNBNAN
.故存在与点A不同的定点(02)B,,使得.