【文档说明】高考数学二轮复习课时跟踪检测19圆锥曲线中的定点定值存在性问题大题练 理数(含答案).doc,共(8)页,106.500 KB,由MTyang资料小铺上传
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课时跟踪检测(十九)圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大题练)A卷——大题保分练1.(2018·成都模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F(3,0),长半轴长与短半轴长的比值为2.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设不经过点B(0,1
)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B在以线段MN为直径的圆上,证明直线l过定点,并求出该定点的坐标.解:(1)由题意得,c=3,ab=2,a2=b2+c2,∴a=2,b=1,∴椭圆C的标准方程为x24+y2=1.(2)证明:当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m(m
≠1),M(x1,y1),N(x2,y2).由y=kx+m,x2+4y2=4,消去y可得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.∴Δ=16(4k2+1-m2)>0,x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1.∵点B在以线段MN为直径的圆上,
∴BM―→·BN―→=0.∵BM―→·BN―→=(x1,kx1+m-1)·(x2,kx2+m-1)=(k2+1)x1x2+k(m-1)(x1+x2)+(m-1)2=0,∴(k2+1)4m2-44k2+1+k(m-1)-8km4k2+1+(m-1)2=0,整理,得5m2-2m-3=0,解得m=-35
或m=1(舍去).∴直线l的方程为y=kx-35.易知当直线l的斜率不存在时,不符合题意.故直线l过定点,且该定点的坐标为0,-35.2.(2018·全国卷Ⅱ)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交
于A,B两点,|AB|=8.(1)求l的方程;(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.解:(1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0).设A(x1,y1),B(x2,y2),由y=kx-,y2=4x得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.Δ=16k2+16>0
,故x1+x2=2k2+4k2.所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=4k2+4k2.由题设知4k2+4k2=8,解得k=1或k=-1(舍去).因此l的方程为y=x-1.(2)由(1)
得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5.设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则y0=-x0+5,x0+2=y0-x0+22+16.解得x0=3,y0=
2或x0=11,y0=-6.因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.3.(2018·贵阳模拟)如图,椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左顶点与上顶点分别为A,B,右焦点为F,点P在椭圆C上
,且PF⊥x轴,若AB∥OP,且|AB|=23.(1)求椭圆C的方程;(2)已知Q是C上不同于长轴端点的任意一点,在x轴上是否存在一点D,使得直线QA与QD的斜率乘积恒为-12,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由.解:(1)由题意得
A(-a,0),B(0,b),可设P(c,t)(t>0),∴c2a2+t2b2=1,得t=b2a,即Pc,b2a,由AB∥OP得ba=b2ac,即b=c,∴a2=b2+c2=2b2,①又|AB|=23,∴a2+b2=12,
②由①②得a2=8,b2=4,∴椭圆C的方程为x28+y24=1.(2)假设存在D(m,0),使得直线QA与QD的斜率乘积恒为-12,设Q(x0,y0)(y0≠0),则x208+y204=1,③∵kQA·kQD=-12,A(-22,0),∴y0x0+22·y0x0-m=-12(
x0≠m),④由③④得(m-22)x0+22m-8=0,即m-22=0,22m-8=0,解得m=22,∴存在点D(22,0),使得kQA·kQD=-12.4.(2018·昆明模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b
>0)的焦距为4,P2,55是椭圆C上的点.(1)求椭圆C的方程;(2)O为坐标原点,A,B是椭圆C上不关于坐标轴对称的两点,设OD―→=OA―→+OB―→,证明:直线AB的斜率与OD的斜率的乘积为定值.解:(1)由题意知2c=4,即c=2,则椭圆C的方
程为x2a2+y2a2-4=1,因为点P2,55在椭圆C上,所以4a2+1a2-=1,解得a2=5或a2=165(舍去),所以椭圆C的方程为x25+y2=1.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2且x1+x2≠0,由OA―→+OB―→=OD―→,得D(x1+x2,y
1+y2),所以直线AB的斜率kAB=y1-y2x1-x2,直线OD的斜率kOD=y1+y2x1+x2,由x215+y21=1,x225+y22=1,得15(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0,即y1+y2x1+x2·y1-y2x1-x2=-15,
所以kAB·kOD=-15.故直线AB的斜率与OD的斜率的乘积为定值-15.B卷——深化提能练1.(2018·安徽江南十校联考)在平面直角坐标系中,直线2x-y+m=0不过原点,且与椭圆y24+x22=1有两个不同的公共点A,B.(1)求实数m的取值所组成的集合M;(2)是否存
在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补?若存在,求出所有定点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)因为直线2x-y+m=0不过原点,所以m≠0.将2x-y+m=0与y24+x22=1联立,消去y,得4
x2+22mx+m2-4=0.因为直线与椭圆有两个不同的公共点A,B,所以Δ=8m2-16(m2-4)>0,所以-22<m<22.故实数m的取值所组成的集合M为(-22,0)∪(0,22).(2)假设
存在定点P(x0,y0)使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,即kPA+kPB=0.令A(x1,2x1+m),B(x2,2x2+m),则2x1+m-y0x1-x0+2x2+m-y0x2-x0=0,整理得22x1x2+(m-2x0-y0)(x1
+x2)+2x0(y0-m)=0.(*)由(1)知x1+x2=-2m2,x1x2=m2-44,代入(*)式化简得22y0-x0m+2(x0y0-2)=0,则22y0-x0=0,x0y0-2=0,解得x0=1,y0=2或x
0=-1,y0=-2,所以定点P的坐标为(1,2)或(-1,-2).经检验,此两点均满足题意.故存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,且定点P的坐标为(1,2)或(-1,-2).2.(2019届高三·西安八校联考)
已知直线l:x=my+1过椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F,抛物线x2=43y的焦点为椭圆C的上顶点,且l交椭圆C于A,B两点,点A,F,B在直线x=4上的射影依次为D,K,E.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线l交y轴于点M,且MA―→=λ1AF―→,MB―→=
λ2BF―→,当m变化时,证明:λ1+λ2为定值;(3)当m变化时,直线AE与BD是否相交于定点?若是,请求出定点的坐标,并给予证明;否则,说明理由.解:(1)∵直线x=my+1过椭圆的右焦点,∴右焦点F(1,
0),c=1,即c2=1.∵x2=43y的焦点(0,3)为椭圆C的上顶点,∴b=3,即b2=3,a2=b2+c2=4,∴椭圆C的方程为x24+y23=1.(2)由题意知m≠0,由x=my+1,3x2+4y2-12=
0,得(3m2+4)y2+6my-9=0.显然Δ>0恒成立,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-6m3m2+4,y1y2=-93m2+4.∵MA―→=λ1AF―→,MB―→=λ2BF―→,M0
,-1m,∴x1,y1+1m=λ1(1-x1,-y1),x2,y2+1m=λ2(1-x2,-y2),∴λ1=-1-1my1,λ2=-1-1my2,∴λ1+λ2=-2-y1+y2my1y2=-2-6m3m2+4÷9m3m2+4=-83.综上所
述,当m变化时,λ1+λ2为定值-83.(3)当m=0时,直线l⊥x轴,则四边形ABED为矩形,易知AE与BD相交于点N52,0,则若当m变化时,直线AE与BD相交于定点,则定点必为N52,0,证明如
下:AN―→=52-x1,-y1=32-my1,-y1,易知E(4,y2),则NE―→=32,y2.∵32-my1y2-32(-y1)=32(y1+y2)-my1y2=32-6m3m2+4-m-93m2+4=0,∴AN―→∥N
E―→,即A,N,E三点共线.同理可得B,N,D三点共线.则猜想成立,故当m变化时,直线AE与BD相交于定点N52,0.3.(2018·贵州六校联考)已知点M是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点,F1,F
2分别为C的左、右焦点,|F1F2|=4,∠F1MF2=60°,△F1MF2的面积为433.(1)求椭圆C的方程;(2)设N(0,2),过点P(-1,-2)作直线l,交椭圆C于异于N的A,B两点,直线NA,NB的斜率分别为k1,k2,证明:
k1+k2为定值.解:(1)在△F1MF2中,由12|MF1||MF2|sin60°=433,得|MF1||MF2|=163.由余弦定理,得|F1F2|2=|MF1|2+|MF2|2-2|MF1|·|MF2|cos60°=(|MF1|+|MF2|)2-2|MF1|·|MF2|(1
+cos60°),从而2a=|MF1|+|MF2|=42,即a=22,从而b=2,故椭圆C的方程为x28+y24=1.(2)当直线l的斜率存在时,设其方程为y+2=k(x+1),由x28+y24=1,y+2=kx+得(1+2k2)x
2+4k(k-2)x+2k2-8k=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-4kk-1+2k2,x1x2=2k2-8k1+2k2.从而k1+k2=y1-2x1+y2-2x2=2kx1x2+k-x1+x2x1x2=2k-(k-4)4kk
-2k2-8k=4.当直线l的斜率不存在时,可取A-1,142,B-1,-142,得k1+k2=4.综上,恒有k1+k2=4.4.(2019届高三·湘东五校联考)已知椭圆C的中心在原点,离心率等于12,它的一个短轴端点恰好是抛物线x2=83y的焦点.(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,已知P(2,3),Q(2,-3)是椭圆上的两点,A,B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点.①若直线AB的斜率为12,求四边形APBQ面积的最大值;②当A,B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值?请
说明理由.解:(1)设椭圆C的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),则b=23.由ca=12,a2=c2+b2,得a=4,∴椭圆C的方程为x216+y212=1.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).①设直线AB的方程为y=12x+t,代入x216+
y212=1,得x2+tx+t2-12=0,由Δ>0,解得-4<t<4,由一元二次方程根与系数的关系得x1+x2=-t,x1x2=t2-12,∴|x1-x2|=x1+x22-4x1x2=t2-t2-=48-3t2.∴四边形APBQ的面
积S=12×6×|x1-x2|=348-3t2.∴当t=0时,S取得最大值,且Smax=123.②若∠APQ=∠BPQ,则直线PA,PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,则直线PB的斜率为-k,直线PA的方程为y-3=k(x-2),由y-3
=kx-,x216+y212=1,得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0,∴x1+2=k-k3+4k2,将k换成-k可得x2+2=-8k-2k-3+4k2=8kk+3+4k2,∴x1+x2=16k2-
123+4k2,x1-x2=-48k3+4k2,∴kAB=y1-y2x1-x2=kx1-+3+kx2--3x1-x2=kx1+x2-4kx1-x2=12,∴直线AB的斜率为定值12.