高中数学经典50题(附答案)
国庆节诗句-英语角策划书
高中数学题库
1. 求下列函数的值域:
解法2 令
t
=sin
x
,则
f
(
t
)=-
t+
t
+1,∵ |sin
x
|≤1, ∴ |
t
|
≤1.问题转化为求关
于
t
的二次函数
f
(
t
)在
闭区间[-1,1]上的最值.
2
本例题(2)解法2通过换元,将求三角函数
的最值问题转化为求二次函数在闭区间上的最值
问题,从而达到解决问题的目的,这就是转换的思想.善
于从不同角度去观察问题,沟通数
学各学科之间的内在联系,是实现转换的关键,转换的目的是将数学问
题由陌生化熟悉,由
复杂化简单,一句话:由难化易.可见化归是转换的目的,而转换是实现化归段手段
。
2. 设有一颗慧星沿一椭圆轨道绕地球运行,地球恰好位于椭圆轨道的焦点处,当此慧
星离
地球相距
m
万千米和
4
m
万千米时,经
过地球和慧星的直线与椭圆的长轴夹角分别为
3
2
和
3
,求该慧星与地球的最近距离。
x
2
y
2
解:建立如下图
所示直角坐标系,设地球位于焦点
F(c,0)
处,椭圆的方程为
2
2
1
ab
(图见教材P132页例1)。
时,由椭圆的几
何意义可知,彗星A只
3
12
能满足
xFA(或
xFA)
。作
ABOx于B,则FBFAm
3323
当过
地球和彗星的直线与椭圆的长轴夹角为
ca
2
m(c)
ac
故由椭圆第二定义可知得
2
4<
br>m
c
(
a
c
2
m)
ac3
3
c213
m,a2c.代入第一式得m(4cc)c,
a322
22
cm.accm.
33
2
答:彗星与地球的最近距离为
m
万千米。
3
两式相减得
m
说明:(1)在天体运行中,彗星绕恒星运行的轨道一般都是椭圆,而恒星正
是它的一个焦点,
该椭圆的两个焦点,一个是近地点,另一个则是远地点,这两点到恒星的距离一个是<
br>ac
,
另一个是
ac.
(2)以上给出的解答是建立在
椭圆的概念和几何意义之上的,以数学概念为根基充分体现
了数形结合的思想。另外,数学应用问题的解
决在数学化的过程中也要时刻不忘审题,善于
挖掘隐含条件,有意识地训练数学思维的品质。
3. A,B,C是我方三个炮兵阵地,A在B正东6
Km
,C在B正北偏西
30
,相距4
Km
,
P为敌炮阵地,某时刻A处发现敌炮阵地的某种信号,由
于B,C两地比A距P地远,
因此4
s
后,B,C才同时发现这一信号,此信号的传播
速度为1
Kms
,A若炮击P
地,求炮击的方位角。(图见优化设计教师用书P249
例2)
解:如图,以直线BA为
x
轴,线段BA的中垂线为
y
轴建
立坐标系,则
1
3
B(3,0),A(3,0),C(5,23),因为
PBPC
,所以点P在线段BC的垂直平分线上。
因为
kBC
3
,BC中点
D(4,3)
,所以直线PD的方程为
y3
1
3
(x4)
(1)
又
PBPA4,
故P在以A,B为焦点的双曲线右支上。设
P(x,y)
,则双曲线方程为
x
2
y
2
1(x0)
(2)。联立(1)(2),得
x8,y53
,
45
所以
P( 8,53).
因此
k
PA
53
3
,故炮击的方 位角北偏东
30
。
83
说明:本题的关键是确定P点的位置,另外还要求学生掌握方位角的基本概念。
4. 河上有抛物线型拱桥,当水面距拱顶5米时,水面宽度为8米,一小船宽4米,高2< br>米,载货后船露出水面的部分高0.75米,问水面上涨到与抛物线拱顶距多少时,小船
开始不能 通行?
解:建立平面直角坐标系,设拱桥型抛物线方程为
x2py
得P=1.6
2
(p0)
。将B(4,-5)代入
x
2
3.2y
船两侧与抛物线接触时不能通过
则A(2,y
A
),由2
2
=-3.2 y
A
得y
A
= - 1.25
因为船露出水面的部分高0.75米
所以h=︱y
A
︱+0.75=2米
答:水面上涨到与抛物线拱顶距2米时,小船开始不能通行
[思维点拔] 注意点与曲线的关系的正确应用和用建立抛物线方程解决实际问题的技巧。.
5. 如图所 示,直线
l
1
和
l
2
相交于点M,
l
1< br>l
2
,点
Nl
1
,以A、B为端点的曲线段C
上 任一点到
l
2
的距离与到点N的距离相等。若
AMN
为锐角三角形 ,
AM17,AN3,且NB=6
,建立适当的坐标系,求曲线段C的方程。
解 :以直线
l
1
为x轴,线段MN的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,由条件可知, 曲
线段C是以点N为焦点,以
l
2
为准线的抛物线的一段,其中A、B分别为 曲线段C的端
点。
设曲线段C的方程为
y2px(p0)(x
A< br>xx
B
,y0)
,其中
x
A
,x
B< br>为A、B的
横坐标,
pMN
,所以
M(
2
pp< br>,0),N(,0)
,由
AM17,AN3
,得
22
(x
A
(x
A
p
2
)2px
A
17
(1)
2
4
p
2
)2px
A
9
(2) ,(1)(2)联立解得
x
A
,代入(1)式,并由
p0
p
2
解得
p4
p2
p2
p
或
,因为
AMN
为锐角三角形, 所以
x
A
,故舍去
,所
2
x
A
1
x
A
2
x
A
2
以
p4
x
A<
br>1
P
4
,综上,曲线段C的方程为
2
由点B在曲线段C上
,得
x
B
BN
y
2
8x(1x4,y0)
[思维点拔]本题体现了坐标法的基本思路,考查了定义法,待定系数法求曲线方程的步骤,综合考查了学生分析问题、解决问题的能力。
6. 设抛物线
y4ax(a
0)
的焦点为A,以B(a+4,0)点为圆心,︱AB︱为半径,在x轴
上方画半圆,设抛
物线与半圆相交与不同的两点M,N。点P是MN的中点。
(1)求︱AM︱+︱AN︱的值
(2)是否存在实数a,恰使︱AM︱︱AP︱︱AN︱成等差数列?若存在,求出a,不存在,
说明
理由。
解:(1)设M,N,P在抛物线准线上的射影分别为M′,N′,P′.
︱AM︱+︱AN︱=︱MM′︱+︱NN′︱=x
M
+x
N
+2a
又圆方程
2
[x(a4)]
2
y
2
16
将
y4ax
代入得
x2(4a)xa8a0
222
x
M
x
N
2
4a
得︱AM︱+︱AN︱=8
(2)假设存在a
因为︱AM︱+︱AN︱=︱MM′︱+︱NN′︱=2︱PP′︱
所以︱AP︱=︱PP′︱ ,P点在抛物线上,这与P点是MN的中点矛盾。故a不存在。
7. 抛物线
y2px
p0
上有两动点
A,B及一个定点M,F为焦点,若
AF,MF,BF
2
成等差数列
(1)求证线段AB的垂直平分线过定点Q
(2)若
MF4,OQ6
(O为坐标原点),求抛物线的方程。
(3)对于(2)中的抛物线,求△AQB面积的最大值。
解:(1)设
A
x
1
,y
1
,B
x
2,y
2
,M
x
0
,y
0
,则
AFx
1
pp
,
BFx
2<
br>
,
22
MFx
0
xx
2
p
,由题意得
x
0
1
,
AB
的中点坐标
可设为
x
0
,t
,其中
2
2
t
y
1
y
2
0
(否则
AFMFBF
p0
),
2
而
k
AB
y1
y
2
y
1
y
2
1
x
1
x
2
22
y
1
y
2
2p<
br>
2pp
,故AB的垂直平分线为
y
1
y
2
t
yt
t
xx
0
,即
t
xx
0
p
yp0
,可知其过定点
Q
x
0
p,0
p
(2)由
MF4,OQ6
,得
x
0
(3)直
线AB:
yt
22
p
2
联立解得
p4,x
0
2
y8x
。
4,x
0
p6
,
2
4
x2
,代入
y
2
8x<
br>得
y
2
2ty2t
2
160
,
t<
br>2
y
1
y
2
y
1
y
2
4y
1
y
2644t
,
x
1
x
2
2
t
2
2
y
1
y
2
16
22
t
2
16t
2
,AB
4
x
1
x
2
2
y
1
y
2
2
1
2
16t
16t
,
1
256t
4
,又点
Q
6,0
到AB的距离
d16t
2
2
111
S
AQB
ABd256t
4
16t
2
4096256t
2
16t
4
t
6
244
令
u4096256t
2
16t
4
t6
,则
u
512t64t
3
6t
5<
br>,令
u
0
即
512t64t
3
6t
5
0
,得
t0
或
t
2
16
或
t
2
16164
2
,
t
t3
时
33
3
S
AQB
64
9
6
。
[思维点拔]设而不求法和韦达定律法是解决圆锥曲线
中的两大基本方法,必须熟练掌握,对
定点问题和最值的处理也可由此细细的品味。
22
8、已知直线
l:ytan(x22)
交椭圆
x9y9
于A、B两点,若
为
l
的倾斜角,
且
AB
的长
不小于短轴的长,求
的取值范围。
解:将
l
的方程与椭圆方程联
立,消去
y
,得
(19tan
2
)x
2
362tan
2
x72tan
2
90
6tan
2
6
AB1tan
x
2
x
1
1tan
22<
br>(19tan
)19tan
22
由
AB2
,得tan
2
133
,tan
,
333
5
<
br>
,
的取值范围是
0
,
6
6
[思维点
拔]对于弦长公式一定要能熟练掌握、灵活运用民。本题由于
l
的方程由
tan
给出,
所以可以认定
9、已知抛物线
yx
与直线
yk(x1)
相交于A、B两点
(1) 求证:
OAOB
(2)
当
OAB
的面积等于
10
时,求
k
的值。
2<
br>
2
,否则涉及弦长计算时,还要讨论
2时的情况。
y
2
x
2
(1) 证明:图见教材
P127页,由方程组
消去
x
后,整理得
kyyk0
。
yk(x1)
设
A(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
)
,由韦达定理得
y
1y
2
1
A,B
在抛物线
yx
上,
22
y
1
2
x
1
,y
2
x
2
,y
1
2
y
2
x
1
x
2
2
k
OA
k
OB
y
1
y
2
y
1
y
2
1
1,OAOB
x
1
x
2
x
1
x<
br>2
y
1
y
2
,即N(-1,0)
(2) 解:设直
线与
x
轴交于N,又显然
k0,
令
y0,则x1
S
OAB
S
OAN
S
OBN
S
OAB
111
ONy
1
ONy
2ONy
1
y
2
222
111
2
1(y
1
y
2
)
2
4y
1
y2
()4
22k
111
4,解得k
2
k
2
6
S
OAB
10,10
[思
维点拔]本题考查了两直线垂直的充要条件,三角形的面积公式,函数与方程的思想,以
及分析问题、解
决问题的能力。
2
10、在抛物线y=4x上恒有两点关于直线y=kx+3对称,求k的取值范围。
2
〖解〗设B、C关于直线y=kx+3对称,直线BC方程为x=-ky+m代入y=4x得:
2
y+4ky-4m=0, 设B(x
1
,y
1
)、C(x
2
,y
2
),BC中点M(x
0
,y
0
),则
2
y
0
=(y
1
+y
2
)2=-2k。x
0
=2k+m,
2k
3
2k3
∵点
M(x
0
,y
0
)在直线上。∴-2k(2k+m)+3,∴m=-又BC与
抛物线交于不
k
2
k
3
2k3(k1)(k
2
k3)
0
即
0
, 同两点,∴⊿=16k+16m>0把m代入化
简得
kk
2
解得-1
11、已知椭圆的一个焦点F
1
(0,-2
2
),对应的准线方程为y=-
23,e,43成等比
数列。
(1) 求椭圆方程;
(2) 是否存在直线
l
,使
l<
br>与椭圆交于不同的两点M、N,且线段MN恰被直线x=-
分。若存在,求
l
的
倾斜角的范围;若不存在,请说明理由。
〖解〗依题意e=
92
,且离心率e满足:
4
1
平
2
22
3
a
2
9222
2
(1)∵-c=-2
2
=,又e=∴
a
=3,c
=2
2
,b=1,又F
1
(0,-2
2
),
c43
4
对应的准线方程为y=-
92
。∴椭圆中心在原点,所求方程为:
4
y
2
x
=1
9
2
(2)假设存在直
线
l
,依题意
l
交椭圆所得弦MN被x=-
直线
l
:
ykxm
由
ykxm
1
平
分,∴直线
l
的斜率存在。设
2
y
2
x
=1消去
y,整理得
9
2
(k
2
9)x
2
2kmx
m
2
9
=0
∵直线
l
与椭圆交于不同的两点M、N∴⊿=4km-4(k+9)(m-9)>0
22
即m-k-9<0 ①
设M
(x
1
,y
1
)、N(x
2
,y
2
) <
br>2222
x
1
x
2
k
2
9
k
m1
2
,∴
m
∴ ②
2k
22
k9
把②代入①可解得:
k
∴直线
l
倾斜角
3或k3
2
,
,<
br>
32
23
[思维点拔] 倾斜角的范围,实际上是求斜率的范围。
3xy60
12、设x,y满足约束条件
xy2
0
,若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的值是最大
x0,y0
值为12,则
23
的最小值为( )
ab
25811
A. B. C. D.
4
633
答案:A
解析:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax+by= z(a>0,b>0)过直线<
br>x-y+2=0与直线3x-y-6=0的交点(4,6)时,目标函数z=ax+by(a>0,b>0
)取得最大12,
即4a+6b=12,即2a+3b=6, 而
A.
点评:本题综
合地考查了线性规划问题和由基本不等式求函数的最值问题.要求能准确
地画出不等式表示的平面区域,
并且能够求得目标函数的最值,对于形如已知2a+3b=6,求
23
232a3b13ba
1325
=
()()2
,故选
ab
ab6
6ab66
23
的
ab
最小值常用乘积进而用基本不等式解答.
13、本公司计划2008年在甲、乙两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,广告总
费用
不超过9万元,甲、乙电视台的广告收费标准分别为
500
元分钟和200元分钟
,规定甲、
乙两个电视台为该公司所做的每分钟广告,能给公司事来的收益分别为0.3万元和0.2万
元.问该公司如何分配在甲、乙两个电视台的广告时间,才能使公司的收益最大,最大收益
是
万元.
答案:70
解析:设公司在甲电视台和乙电视台做广告的时间分别为
x
分
y
500
xy≤300,
钟和
y
分钟,总收
益为
z
元,由题意得
500x200y≤90000,
x≥0,y≥0.
目标函数为
z3000x2000y
.
l
400
300
200
100
M
0
100 200 300
x
xy≤300,
二元一次不等式组等价于
5x2y≤900,
x≥0,y≥0.
作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域.
如图:作直线
l:3000x2000y0
,即
3x2y0
.
平移直线,从图中可知,当直线过
M
点时,目标函数取得最大值.
联立
xy300,
解得
x100,y200
.
点
M
的坐标为
(100,200)
.
5
x2y900.
z
max
3000x2000y700000
(
元).
点评:本题是线性规划的实际应用问题,需要通过审题理解题意,找出各量之间的关系,
找出线性约束条件,写出所研究的目标函数,通过数形结合解答问题.用线性规划的方法解
决实际问题
能提高学生分析问题、解决问题的能力,随着课改的深入,这类试题应该是高考
的热点题型之一.
14、设
a
为实数,函数
f(x)2x
2
(
xa)|xa|
.
(1)若
f(0)1
,求
a
的取值范围;
(2)求
f(x)
的最小值;
(3)设函数
h(x)
解集.
f(x),x(a,)
,直
接写出(不需给出演算步骤)不等式
h(x)1
的
....
a
0
a1
; 解析:(1)若
f(0)1
,则
a|a|1
2
a1
(2)当
xa
时,
f(
x)3x2axa,
f(x)
min
22
2
f(a
),a0
2a,a0
,
a
2a
2
f(),a0
,a0
3
3
当
xa
时,
f(x)x2ax
a,
f(x)
min
22
2
f(a),a0
2a,a0
,
2f(a),a0
2a,a0
综上
f(x)<
br>min
2a
2
,a0
2a
2
;
,a0
3
(3)
x(
a,)
时,
h(x)1
得
3x
2
2axa
2
10
,
4a
2
12(a
2
1)128a
2
当
a
66
或a时,
0,x(a,)
;
22
22
a3
2aa32a
66
)(x)0
;
a
当<
br>
时,△>0,得:
(x
33
22
x
a
讨论得:当
a(
26
,)
时,解集为
(a
,)
;
22
a32a
2
a32a
2
62
][,)
;
,)
时,解集为
(a,
当
a(
33
22
a32a
2
22
,]
时,
解集为
[
当
a[
,)
.
22
3
点评:本小题主要考查函数的概念、性质、图象及解一元二次不等式等基础知识,考查
灵活运用数形结合
、分类讨论的思想方法进行探索、分析与解决问题的综合能力.
15、知函数
f(
x)
1
3
xx
2
2
.
3
2
(Ⅰ)设
a
n
是正数组成的数列,前n项和为
S
n,其中
a
1
3
.若点
(a
n
,a
n
1
2a
n1
)
(n
∈N*)在函数
yf
(x)
的图象上,求证:点
(n,S
n
)
也在
yf(x)
的图象上;
(Ⅱ)求函数
f(x)
在区间
(a1,a)
内的极值.
解析:(Ⅰ)证明: 因为
f(x)
''
1
3
xx<
br>2
2,
所以
f
'
(x)x
2
2x,
3
'
222
由点
(a
n
,a
n
1
2a
n1
)(nN)
在函数
yf(x)
的图象
上,
a
n1
2a
n1
a
n
2a
n
(a
n1
a
n
)(a
n1
a
n
)2(a
n
a
n1
)
,
又
a
n
0(nN
)
,
所以
a<
br>n1
a
n
2
,
a
n
是a
1
3,d2
的等差数列,
所以
S
n
3n
n(n1)
2=n
2
2n
,又因为
f
'
(n)n
2
2n
,所以
S
n
f
(n)
,
2
'
故点
(n,S
n
)
也在函数
yf(x)
的图象上. 2
(Ⅱ)解:
f
(x)x2xx(x2)
,令
f
(x)0,
得
x0或x2
.
当
x
变化时,
f
(x)
﹑
f(x)
的变化情况如下表
:
x (-∞,-2) -2 (-2,0
)
f(x)
f(x)
+
↗
0
极大值
-
↘
注意到
(a1)a12
,从而
①当
a1
2a,即2a1时,f(x)的极大值为f(2)
值;
②当
a
10a,即0a1时,f(x)
的极小值为
f(0)2
,此时
f
(x)
无极大值;
③当
a2或1a0或a1时,f(x)
既无极大值又无极小值.
点评:本小题主要考查函数极值、等差数列等基本知识,考查分类与整合、转化与化归等数
学思想方法
,考查分析问题和解决问题的能力.
2
,此时
f(x)
无极小<
br>3
11
的最小值为( )
ab
1
A.8 B.4 C.1 D.
4
16、设
a0,b0.
若
3
是
3
a
与
3
b
的等比中项,则
答案:B
解析:因为
3
a
3
b
3
,所以
ab1
,
11
11ba
(ab)()2
ab
abab
22
ba
1
ba
4
,当且仅当
即
ab
时“=”成立,故选择B.
ab
2
ab
点评:本小题考查指数式和对数式
的互化,以及均值不等式求最值的运用,考查了变通
能力.
3*
17、设数列
a
n
满足
a
0
0,a
n1ca
n
1c,cN,其中c
为实数.
(Ⅰ)证明:
a
n
[0,1]
对任意
nN
成立的充分必要条件是
c[
0,1]
;
*
1
n1*
,证明:
a
n
1(3c),nN
;
3
12
22
(Ⅲ)设
0c
,证明:
a
1
2
a
2
L
a<
br>n
n1,nN
*
.
3
13c
(Ⅱ)设
0c
解析: (1)
必要性:
∵a
1
0,∴a
2
1c
,又
∵a
2
[0,1],∴01c1
,即
c[0,1]
.
充分性 :设
c[0,1]
,对
nN
*
用数学归纳法证明
a
n
[0,1]
当
n1
时,
a
1
0[0,1]
.假设
a
k
[0,1](k1)
,
,
,
33
则
a
k1
ca
k
1cc1
c1
,且
a
k1
ca
k
1c1c0∴a
k1
[0,1]
,由数学归纳法知
a
n
[0
,1]
对所有
nN
*
成立.
(2) 设
0c1
,当
n1
时,
a
1
0
,结论成立.
3
,
32
当
n2
时,
∵a
n
ca
n1
1c,∴1a
n
c(1a
n1
)(1a
n1
a
n1
)
∵0C1
2
,由(1)知
a
n1
[0,1]
,所以
1a
n1
a
n1
3
且
1a
n1
0
,
3
,
,
∴1a
n
3c(1a
n1
)
2n1n1
∴1a
n
3c(1a
n1
)(3c)(1a
n2
)L(3c)(1a
1
)(3c)
∴a
n<
br>1(3c)
n1
(nN
*
)
(3) 设
0c
.
12
,当
n1
时,
a1
2
02
,结论成立,
313c
,
,
n1
当
n2
时,由(2)知
a
n
1(3c)0
2
∴a
n
(1(3c)
n1
)
2
12(3c)
n1
(3c)
2(n
1)
12(3c)
n1
22222n1
∴a
2
]<
br>1
a
2
La
n
a
2
La
n
n12[3c(3c)L(3c)
2(1(3c)
n
)2
n1n1
.
13c13c
点评:该题综合考查了等比数列
的求和、不等式的性质的应用、充分必要条件和数学归
纳法等,具有较高的难度,对逻辑推理能力的考查
要求较高.
18
、将一骰子连续抛掷三次,它落地时向上的点数依次成等差数列的概率为( )
A. B.
C.
D.
解析:一骰子连续抛
掷三次得到的数
个,其中为等差数列有三类:
列共有
(1)公差为0的有6个;(2)公差为1或-1的有8个;(3)公差为2或-2的有4个,
共有1
8个,成等差数列的概率为,选B.
点评:本题是以数列和概率的背景出现,题型新颖而别开生面,有
采取分类讨论,分类
时要做到不遗漏,不重复.
19、 等差数列{a
n
}
和{b
n
}的前n项和分别用S
n
和T
n
表示,若
S
n
a
4n
,则
n
的值为( )
T
n
3n5
b
n
A
4n28n36n36n2
B C
D
3n16n28n28n3
答案:A
解析: ∵
S
2n1
(2n1)
∴
a
1
a
2n1
(2n1)a
n
;
T
2n1
(2n1)b
n
.
2
a
n
S
2n1
4(2n1)
8n
44n2
.
b
n
T
2n
1
3(2n1)5
6n23n1
点评:考查等差数列的前n项和的变形。
(a+b)
20、已知x>0,y>0,x,a,b,y成等差数列,x,c,d,
y成等比数列,则的最小
cd
值是________.
答案:4
(a+b)(x+y)(2xy)
解析:∵=≥=4.
cdxyxy
点评:考查等差等比数列的基本知识,均值不等式。
222
21、命题
p:
实数
x
满足
x4ax3a0
,其中
a0
,命题
q:
实数
x
满足
xx6
0
222
2
或
x
2
2x80
,且
p
是
q
的必要不充分条件,求
a
的取值范围. <
br>解析:设
Ax|x
2
4ax3a
2
0(a0)
x|3axa
,
B
x|x
2
x60或x
2
2x80
x|x
2
x60
x|x
2
2x80
x|2x3
x|x4或x2
=
x|x4或
x2
因为
p
是
q
的必要不充分条件,
所以
q
p
,且
p
推不出
q
<
br>而
C
R
B
x|4x2
,C
R
A
x|x3a,或xa
<
br>3a2
a4
所以
x|4x2
Ø
x|x3a或xa
,则
或
a0a0
即
2
a0
或<
br>a4
.
3
点评:考查逻辑用语,一元二次方程及其含参数的解集。
22、已知二次函数
f(x)
的二次项系数为 a ,且不等式
f(x)2x
的解集为(1 , 3).
(l)若方程
f(x)6
a0
有两个相等的根,求
f(x)
的解析式;
(2)若
f(x)
的最大值为正数,求 a 的取值范围.
解析:(1)因
为
f(x)2x0
的解集为(1,3),所以
f(x)2xa(x1)(x
3)
且
a0
.
因而
f(x)a(x1)(x3)2xax(24a)x3a
(1)
由方程
f(x)6a0
得:
ax(24a)x9a0
(2)
因为方程(2)有两个相等的根.
所以
[(24a)]4a9
a0
,即
5a
2
4a10
.
解得:
a
1
(舍去)或
a
将
a
2
2
2
1<
br>,
5
1
163
代入(1)得
f(x)
的解析式为:
f(x)x
2
x
,
5
555
2
12a
2
a
2
4a1
)
(2)
f(x)
ax2(12a)x3a
a(x
,
aa
a
2
4a1
有a <
0,可得
f(x)
的最大值为
,
a
a
2
4a1
所以
>
0,且a < 0.
a
解得:
a23或23a0
,
故当
f(x)
的最大值为正数时,实数a的取值范围是
(,23)U(2
3,0)
.
点评:含参数的未知一元二次方程,求函数表达式以及参数的取值范围。计算量
比较大,且
要求对一元二次函数的知识熟练。
23、已知数列
a
n
中,
S
n
是其前
n
项和,并且S
n1
4a
n
2(n1,2,L),a
1
1
,
⑴设数列
b
n
a
n1
2a
n<
br>(n1,2,)
,求证:数列
b
n
是等比
数列;
a
n
,(n1,2,)
,求证:数列
c<
br>n
是等差数列;
2
n
⑶求数列
an
的通项公式及前
n
项和。
⑵设数列
c
n
分析:由于{b
n
}和{c
n
}中的项都和{a
n
}中的项有关,{a
n
}中又有S
n1
=4a
n
+2,可由
S
n2
-S
n1
作切入点探索解题的途径. 解:(1)由S
n1
=4a
n
2
,S
n2
=4a
n1
+2,两式相减,得S
n2
-S
n1
=
4(a
n1
-a
n
),即
a
n2
=4a
n1
-4a
n
.(根据b
n
的构造,如何把该式表示成b
n1
与b
n
的关系是证明的关键,注
意加强恒等变形能力的训练) a
n2
-2a
n1
=2(a
n1
-2a
n
),又b
n
=a
n1
-2a
n
,所以b
n1
=2b
n
①
已知S
2
=4a
1
+2,a
1
=1,a
1
+a
2
=4a
1
+2,解得a
2
=5,b
1
=a
2
-2a
1
=3 ②
由①和②得,数列{b
n
}是首项为3,公比为2的等
比数列,故b
n
=3·2
n1
.
当n≥2时,S
n
=4a
n1
+2=2
n1
(3n-4)+2;当n=1时,S
1
=a
1
=1也适合上式.
n1
综上可知,所求的求和公式为S
n
=2(3n-4)+2.
说明:1.本例主要复习用等差、等比数列的定义证明一个数列为等差,等比数列,求数列
通项与前n
项和。解决本题的关键在于由条件
S
n1
4a
n
2
得出递推公式。
2.解综合题要总揽全局,尤其要注意上一问的结论可作为下面论证的已
知条件,在后
面求解的过程中适时应用.
24、设实数
a0
,
数列
a
n
是首项为
a
,公比为
a<
br>的等比数列,记
b
n
a
n
1g|a
n
|(
nN
*
),
S
n
b
1
b
2
b
n
,
求证:当
a1
时,对任意自然数
n都有
S
n
=
n1
a(a)
n1
(
1)
n1
a
n
。 解:
a
n
a
1q
alga
(1a)
2
1(1)
n1
(1nna)a
n
b
n
a
n
lg|a
n
|(1)
n1
a
n
lg|(1)n1
a
n
|(1)
n1
na
n
lg|
a|
S
n
alg|a|2a
2
lg|a|3a<
br>3
lg|a|(1)
n2
(n1)a
n1
lg
|a|(1)
n1
na
n
lg|a|
[a2a
2
3a
3
(1)
n2
(n1
)a
n1
(1)
n1
na
n
]lg|a|
记
Sa2a3a(1)
23
23n2
(n1)a
n1
(1)
n1
na
n
①
n2
asa
2
2a
3
(1)
n3
(n2)a
n1
(1)
n2
(n1)a
n
(1)
n1
na
n1
②
①+②得
(1a)saaa
(1)a
n1
(1)
n2
a
n
(1)
n1
na
n1
③
a(1)
n1
a
n
1
Q
a1,(1a)S(1)
n1
na
n1
1(1a)
a(1)
n1
a
n1
(1a)(1)
n1
na
n1
S
(1a)2
a(1nna)(1)
n1
a
n1
a[1(
1nna)(1)
n1
a
n
]
S
22
(1a)(1a)
alg|a|
n1n
S
n
[1(1)(1nna)a]
2
(1a)
说明:本例主要复习利用错位相减
解决差比数列的求和问题。关键是先研究通项,确定
C
n
a
n
b
n
,{a
n
}
是等差数列,
{b
n
}等比数列。
25、设正数数列{a
n
}为一等比数列,且a
2
=4,a
4
=16.
说明:这是2000年全国高考上海试题,涉及对数、数列、极限的综合题,主要考查等
比数列
的定义及通项公式,等差数列前n项和公式,对数计算,求数列极限等基础知识,以
及综合运用数学知识
的能力.
26、(2004年北京春季高考20)下表给出一个“等差数阵”:
4 7
()
() () ……
7
()
()
……
a
i1
12
()
()
……
a
i2
()
()
()
……
a
i3
()
()
()
……
a
i4
()
()
()
……
a
i5
……
……
……
……
……
a
1j
a
2j
a
3j
a
4j
……
a
ij
……
……
……
……
……
……
……
……
…… …… …… …… …… ……
其中每行、每列都是等差数列,
a
ij
表示位于第i行第j列的数。
(I)写出
a
45
的值;(II)写出
a
ij
的计算公式
;
(III)证明:正整数N在该等差数列阵中的充要条件是2N+1可以分解成两个不是1的正整<
br>数之积。
分析:本小题主要考查等差数列、充要条件等基本知识,考查逻辑思维能力、分析问题
和解决问题的能力。
解:(I)
a49
45
(II)该等差数阵的第一行是首项为4,公差为3的等差数列:
a43(j1)
1j
第二行是首项为7,公差为5的等差数列:
a75(j1)
2j
……
第i行是首项为
4
,公差为
2
的等差数列,因此
i1<
br>3(i1)
a43(i1)(2i1)(j1)
ij
2ijiji(2j1)j
(III)必要性:若N在该等差数阵中,则存在正整数i,j使得
N
i(2j1)j
从而
2
N12ij(21)2j
1(21i)(2j1)
即正整数2N+1可以分解成两个不是1的正整数之积。
充分
性:若2N+1可以分解成两个不是1的正整数之积,由于2N+1是奇数,则它必为两个
不是1的奇数
之积,即存在正整数k,l,使得
,从而
N
2N1(21k)(2
l1)
k(2l1)la
kl
可见N在该等差数阵中。
综上所述
,正整数N在该等差数阵中的充要条件是2N+1可以分解成两个不是1的正整数之
积。
p>
27、已知点的序列
(,0),
,其中
点,…,A
n
是线段
=0,
,A
3
是线钱A
1
A2
的中点,A
4
是线段A
2
A
3
的中
的中点,…。
I)写出与
、
(
之间
的关系式
≥3)
(
II)设,计算
,
,<
br>(
I)解:当n≥3时,
,由此推测数列
}的通项公式,并加以
证明。
{
(
II)解:
.
(
由此推测。
证法一:因为,且
证法二:(用数学归纳法证明:)
(i)当时,
,公式成立,
(n≥2)所以
。
ii)假设当时,公式成立,即
成立。
(
那么当
=
时,
式仍成立。
根据(i)与(ii)可知,对任意,公式
成立
评注:本小题主要考查中点坐标公式、等比数列等基本知识,考查运算能力和逻辑思维能力。
28、(94年全国理)设{
a
n
}是正数组成的数列,其前n
项和为S
n
,并且对所有自然数
n
,
a
n<
br>与2
的等差中项等于S
n
与2的等比中项.
(1)写出数列
{
a
n
}的前三项;(2)求数列{
a
n
}的通项公式(写
出推证过程);
(3)令
b
n
=
n
∈N),求:
b
1
+
b
2
+…+
b
n<
br>-
n
.(
解:(1)由题意
=
a
n
>0
令
n
=1时,
=
S
1
=
a
1
解得
a
1
=2
令
n
=2
时有
=
=
a
1
+
a
2
解得
a2
=6
令
n
=3时有
=
S<
br>3
=
a
1
+
a
2
+
a
3<
br>解得
a
3
=10
故该数列的前三项为2、6、10.
(2)解法一:由(1)猜想数列{
a
n
}有通项公式
a
n
=4
n
-2,下面用数学归纳法证明数列{
a
n
}的通项
公式是
a
n
=4
n
-2(
n
∈N
)
1°当
n
=1时,因为4×1-2=2,又在(1)中已求得
a
1
=2,所以上述结论正确.
2°假设
n
=k时,结论正确,即有<
br>a
k
=4k-2
由题意有
2k=
由题意有
得
a
k=4k-2,代入上式得
,解得S
2
k
=2k
=
S
k+1
=S
k<
br>+
a
k+1
得S
k
=2k代入得
2
=2(<
br>a
k+1
+2k)
整理
a
k+1
-4
ak+1
+4-16k=0
所以
a
k+1
=2+4k=4(k+1
)-2
22
2
由于
a
k+1
>0,解得:
a
k+1
=2+4k
这就是说
n
=k+1时,上述结论成立.
根据1°,2°上述结论对所有自然数
n
成立
.
解法二:由题意有,
S
n
=
=
(
n
∈N)整理得
(
a
n
+2)
2
由此得S
n
+1
=(
a
n
+1
+2)所以
2
a
n
+1
=S
n
+1
-S
n<
br>=[(
a
n
+1
+2)-(
a
n
+2)]<
br>22
整理得(
a
n
+1
+
a
n<
br>)(
a
n
+1
-
a
n
-4)=0由题意知<
br>a
n
+1
+
a
n
≠0,所以
a
n<
br>+1
-
a
n
=4
即数列{
a
n<
br>}为等差数列,其中
a
1
=2,公差
d
=4,
所以
a
n
=
a
1
+(
n
-1)
d
=2+4(
n
-1)
(3)令
c
n
=
b
n
-1,
即通项公式
a
n
=4
n
-2.
则
c
n
=
=
<
br>b
1
+
b
2
+…+
b
n
-
n
=
c
1
+
c
2
+…+
c
n=
=
说明:该题的解题思路是从所给条件
出发,通过观察、试验、分析、归纳、概括、猜想出一般规
律,然后再对归纳、猜想的结论进行证明.对
于含自然数
n
的命题,可以考虑用数学归纳法进行
证明,该题着重考查了归纳、概括和
数学变换的能力.
x
2
y
2
1
x
Oy
42
29、(江苏18)如图,在平面直角坐标系中,M、N分别是椭圆的顶点,
过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,
连接AC,
并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k
(1)当直线PA平分线段MN,求k的值;
(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;
(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB
本小题主要考查椭圆的标准方程及几何性质、直线方程、直线的垂直关系、点到直线的距离<
br>等基础知识,考查运算求解能力和推理论证能力,满分16分.
解:(1)由题设知,
a2,b2,故M(2,0),N(0,2),
所以线段MN中点的坐标为
(1,
2
)
2
,由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,又直线
PA过坐标
2
2
2
.k
12
原点,所以<
br>
x
2
y
2
y2x代入椭圆方程得1,
42<
br>(2)直线PA的方程
22424
x,因此P(,),A(,).
33333
解得
4
3
1,故直线AB的方程为xy
2
0.
22
2
3
C(,0),
于是
3
直线AC的斜率为
33<
br>
0
242
||
22
因此,d
333
.
12
3
11
(3)解法一:
将直线PA的方程
ykx
代入
x
2
y
2
22
1,解得
x,记
,
22
42
12k12k
则<
br>P(
,
k),A(
,
k),于是C(
,0)
0
kk,
2
故直线AB的斜率为
y
其方
程为
k
(x
),代入椭圆方程得(2k
2
)x
2
2
k
2
x
2
(3k
2
2)0,
2
x
解得
(3k
2
2)
2k
2
或x
因此B(
(
3k
2
2)
k
3
2k
2
,
2k
2
)
.
k
3
k
1
<
br>于是直线PB的斜率
2k
2
k
<
br>(3k
2
2)
2k
2
1
.
22k
3k2(2k)
k
3
k(2k
2
)
因此
k
1
k1,所以PAPB.
解法二: <
br>设
P(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
),则x
1
0,x
2
0,x
1
x
2
,A(x
1
,y
1
),C(x
1
,0)<
br>.
设直线PB,AB的斜率分别为
k
1
,k
2
因为
C在直线AB上,所以
从而
k
2
0(y
1
)
y
k
1
.
x
1
(x
1
)
2x
1
2
k
1
k12k
1
k
2
12
y
2
y
1
y
2
(y
1
)
1
x
2
x
1
x
2(x
1
)
222
2y
2
2y
1
2
(x
2
2y
2
)
44
2
10.
22222
x
2
x
1
x
2
x
1
x
2
x
1
因此
k
1
k1,所以PAPB.
30、
(安徽理21)设
,点
A
的坐标为(1,1),点
B
在抛物线
yx
上运动,点
Q
满足
BQ
QA
,经过
Q
点与
M
x
轴垂直的直线交抛物线
于点
M
,点
P
满足
QM
MP
,
求点
P
的轨迹方程。
本题考查直线和抛物线的方程,平面向量的概念,性质与运算,动点的轨迹方程等基本知识,
考查灵活运用知识探究问题和解决问题的能力,全面考核综合数学素养.
解:由
QM
MP
知Q,M,P三点在同一条垂直于x
轴的直线上,故可设
P(x,y),Q(x,y
0
),M(x,x
2
),则x
2
y
0
(yx
2
),
则y
0
(1
)x
2
y.
再设
①
B(x
1
,y
1
),由BQ
QA,即(xx
1
.y
0
y
1
)
(1x,1y
0
),
x1
(1
)x
,
y(1
)y
0
.
解得
1
②
将①式代入②式,消去
y
0
,得
x
1
(1
)x
,
22<
br>y(1
)x
(1
)y
<
br>.
③
1
222
yxyxyx
1111
又点B在抛物线上,所以,再将③式代入,得
(1
)
2
x
2
(1
)y
((1
)x
)
2
,
(1
)<
br>2
x
2
(1
)y
(1
)
2
x
2
2
(1<
br>
)x
2
,
2
(1
)x
(1
)y
(1
)0.
因
0,两边同除以
(1
),得2xy10.
故所求点P的轨迹方程为
y2x1.
31、(北京理19)
x
2
G:y
2
1
22
xy1
的切线I交椭圆G于A,
B两点.
4
已知椭圆.过点(m,0)作圆
(I)求椭圆G的焦点坐标和离心率;
(II)将
AB
表示为m的函数,并求
AB
的最大值.
(19)(共14分)
解:(Ⅰ)由已知得
a2,b1,
所以
ca
2
b
2
3.
所以椭圆G的焦点坐标为
(3,0),(3,0)
e
离心率为
c3
.
a2
(Ⅱ)由题意知,
|m|1
.
当
m1
时,切线l的方
程
x1
,点A、B的坐标分别为
此时
|AB|
(1,
3
3
),(1,),
22
3
3
当m=-1时
,同理可得
|AB|
当
|m|1
时,设切线l的方程为
yk(
xm),
yk(xm),
2
得(14k2
)x
2
8k
2
mx4k
2
m
2
40
x
2
y1.
由
4
设A、B两点的坐标分别为
(x
1
,y
1
)
(x
2
,y
2
)
,则
4k
2
m
2
4
x
1
x
2
,x
1
x
2
2
14k14k
2
x
2
y2
1相切,得
又由l与圆
所以
8k
2
m
|k
m|
k
2
1
1,即m
2
k
2
k
2
1.
|AB|(x
2
x
1
)
2
(y
2
y
1
)
2
2
64k
4
m
4(
4k
2
m
2
4)
(1k)[]
(14k
2
)
2
14k
2
43|m|
.
2m3
由于当
m3
时,
|AB|3,
|AB|
所以
43|m|
,m(,1][1,)
m
2
3.
|AB|
因为
43|m|
2
m
3
43
3
|m|
|m|
2,
且当
m3
时,|AB|=2,所以|AB|的最大值为2.
32、(福建理17)已知直线l:y=x+m,m∈R。
(I)若以点M(2,0)为圆心的圆与直线l相切与点P,且点P在y轴上,求该圆的方程;
(II)若直线l关于x轴对称的直线为
l
,问直线
l
与抛物线C:x2=4y是否相切?说明理由。
本小题主要考查直线、圆、抛物线等基础知识,考查
运算求解能力,考查函数与方程思想、
数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想。满分13分。
解法一:
(I)依题意,点P的坐标为(0,m)
0m
11
MPl
20
因为,所以,
解得m=2,即点P的坐标为(0,2)
从而圆的半径
r|MP|(20)
2
(02)
2
22,
22
(x2)y8.
故所求圆的方程为
(II)因为直线
l
的方程为
yxm,
所以直线
l'
的方程为
yxm.
y'
xm,
得x
2
4x4m0
2
x4y
由
4
2
44m16(1m)
(1)当
m1,即0
时,直线
l'
与抛物线C相切
(2)当
m1
,那
0
时,直线
l'
与抛物线C不相切
。
综上,当m=1时,直线
l'
与抛物线C相切;
当
m1
时,直线
l'
与抛物线C不相切。
解法二:
22
(x2)yr.
(I)设所求圆的半径为r,则圆的方程可设为
依题意,所求圆与直线
l:xym0
相切于点P(0,m),
4m
2
r
2
,
|20m
|
r,
2
则
m2,
r22.
解得
22
(x2)y8.
所以所求圆的方程为
(II)同解法一。
33、(广东理19)
2222
(x5)y4,(x5)y4
中的一个内切,另一个外切。
设圆C与两圆
(1)求C的圆心轨迹L的方程;
3545
,),F(5,0)
MPFP
55
(2)已知点M,且P为L上动点,求的最大值及此时
(
点
P的坐标.
(1)解:设C的圆心的坐标为
(x,y)
,由题设条件知
|(x5)
2
y
2
(x5)
2
y
2
|4,
x
2
y
2
1.
化简得L的方程为
4
(2)解:过M,F的直线
l
方程为
y2(x5)<
br>,将其代入L的方程得
15x
2
325x840.
x
1
655
,x
2
,故l与L交点为T
1
(,),T
2
(,).
515551515
解得
因T1在线段MF外,T2在线段MF
内,故
|MT
1
||FT
1
||MF|2,
|MT
2
||FT
2
||MF|2.
|MP||FP|
|MF|2.
故
,若P不在直线MF上,在
MFP
中有
|MP||FP|
只在T1点取得最大值2。
34、(湖北理20)
平面内与两定点
A
1
(a,0)
,
A
2
(a,0
)(a0)
连续的斜率之积等于非零常数
m
的点的轨迹,
加上
A<
br>1
、
A
2
两点所成的曲线
C
可以是圆、椭圆成双曲线
.
(Ⅰ)求曲线
C
的方程,并讨论
C
的形状与
m
值得关系;
(Ⅱ)当
m1
时,对应的曲线为
C
1
;对
给定的
m(1,0)U(0,)
,对应的曲线为
C
2
,F
1
设、
F
2
是
C
2
C
1<
br>的两个焦点。试问:在撒谎个,是否存在点
N
,使得△
F
1
N
F
2
的面积
S|m|a
2
。若存在,求
tan<
br>F
1
N
F
2
的值;若不存在,请说明理由。
本小题
主要考查曲线与方程、圆锥曲线等基础知识,同时考查推理运算的能力,以及分类与
整合和数形结合的思
想。(满分14分)
解:(I)设动点为M,其坐标为
(x,y)
,
当
xa
时,由条件可得
222
mxyma(xa)
,
即
k
MA
1
k
MA
2
yyy
2
m,
xaxax
2
a
2
又
A1
(a,0),A
2
(A,0)
222
mxyma, 的坐标满足
222
mxyma.
故依题意,曲线C的方程为
x<
br>2
y
2
1,C
22
m1时,
ma
当曲线C的方程为
a
是焦点在y轴上的椭圆;
222
xya
m1
当时,曲线C的方程为,C是圆心在原点的圆;
x
2
y
2
1
22
1m0
am
a
当时,曲线C的方程为,C是焦点在x轴上的椭圆;
x
2
y
2<
br>1,
22
ma
当
m0
时,曲线C的方程为
a<
br>C是焦点在x轴上的双曲线。
222
xya;
(II)
由(I)知,当m=-1时,C1的方程为
当
m(1,0)U(0,)
时,
C2的两个焦点分别为
F
1
(a1m,0),F
2
(a
1m,0).
对于给定的
m(1,0)U(0,)
,
C1上存在点
N(x
0
,y
0
)(y
0
0)2
S|m|a
使得的充要条件是
22
x
0
y
0
a
2
,y
0
0,
1
2
2a1m|y
0
||m|a.
2
①
②
由①得
0|y
0
|a,
|y
0
|
由②得
|m|a
.
1m
0
当
|m|a15
a,即m0,
2
1m
15
2
时,
0m
或
存在点N,使S=|m|a2;
|m|a15
a,即-1
当
1m
m
或
15
2
时,
不存在满足条件的点N,
15
15
m
,0
U
0,
22
时, 当
uuuruuuur
NF
1
(a1mx
0
y
0
),NF
2
(a1mx
0
,y
0
)
, 由
uuuruuuur
2222
NFNFx(1m)ayma,
1200
可得
uuuruuuur
|NF
1
|
r
1
,|NF
2
|r
2
,F
1
NF<
br>2
, 令
uuuruuuur
ma
2
2
NF
1
NF
2
r
1
r
2
co
s
ma,可得r
1
r
2
cos
, 则由
1ma
2
sin
1
S
r
1
r
2
sin
ma
2
ta
n
22cos
2
从而,
2
S|m|a
于是由,
12|m|
ma
2
t
an
|m|a
2
,即tan
.
m
可得
2
综上可得:
15
m
,0
2
时,在C1上,存在点N,使得当
S|
m|a
2
,且tanF
1
NF
2
2;
15
m
0,
2
时,在C1上,存在点N,使得当
S|m|a
2
,且tanF
1
NF
2
2;
m(1,
当
1515)U(,)
22
时,在C1上,不
存在满足条件的点N。
35、(湖南理21)
x
2
y
2
3
C
1
:
2
2
1(ab0)
C
2
:y
x
2
b
2
ab
如图7,椭圆的离心率为,x轴被曲线截得
的线段长等于C1的长半轴长。
(Ⅰ)求C1,C2的方程;
(Ⅱ)设C2与y轴的焦点
为M,过坐标原点O的直线
l
与C2相交于点A,B,直线MA,MB
分别与C1相交
与D,E.
(i)证明:MD⊥ME;
(ii)记△MAB,△MDE的面积分别是
由。
S
1
,S
2
.问:是否存在直线l,使得
S
1
17
S
2
32
?请说明理
e
解 :(Ⅰ)由题意知
c3
,从而a
2b,又2ba,解得a2,b1.
a2
x
2
y
2
1,yx
2
1.
故C1,C2的方程分别为
4
(Ⅱ)(i)由题意知,直线l的斜率存在,设为k,则直线l的方程为
yk
x
.
ykx
2
yx1
<
br>由
得
x
2
kx10
.
设
A(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
)
,则x
1
,x
2
是上述方程的两个实根,于是
x
1
x
2
k,x
1
x
2
1.
又点M的坐标为(0,—1),所以
2
y
1
1y
21(kx
1
1)(kx
2
1)
kx
1
x
2
k(x
1
x
2
)1
x<
br>1
x
2
x
1
x
2
x
1
x<
br>2
k
MA
k
MB
k
2k
2
1
1
1.
故MA⊥MB,即MD⊥ME.
yk
1
x1,<
br>yk
1
x1,由
2
yx1
<
br>(ii)设直线MA的斜率为k1,则直线MA的方程为解得
xk,
<
br>x0
或
2
y1
yk
1
1
则点A的坐标为
(k
1
,k
1
1)
.
2
1
k
1
, 又直线MB的斜率为
(
同理可得点B的坐标为
11
,1).
k
1
k
1
2
于是
1111
1k
1
2
2
S
1
|MA||MB|1k
1
|k
1
|1
1<
br>||
22k
1
k
1
2|k
1
|
yk
1
x1,
22
22<
br>x4y40
(14k)x8k
1
x0.
1由
得
8k
1
x,
2
14k
x0,
1
或
2
<
br>y1
y
4k
1
1
14k1
2
解得
8k
1
4k
1<
br>2
1
(,).
22
14k14k
11
则点D的
坐标为
2
8k4k
11
1
(,).
22<
br>4k4k
11
又直线ME的斜率为
k
,同理可得点E的坐标为 <
br>32(1k
1
2
)|k
1
|
1
S
2
|MD||ME|
22
2
(1k)(k4)
. 11
于是
S
1
14
(4k
1
2
<
br>2
17).
S64k
1
因此
2
1417
1
(4k
1
2
2
17),解得k
1
2
4,或k
1
2
.
64k
1
324
由题意知,
又由点A、B的坐标可知,
1
k
1
2
13
kk
1
,所以k.
1
k
1
2
k
1
k
1
k
1
2
y
故满足条件的直线l存在,且有两条,其方程分别为
33
x和yx.
22
36、(辽宁理20)
如图
,已知椭圆C1的中心在原点O,长轴左、右端点M,
N在x轴上,椭圆C2的短轴为MN,且C1,C
2的离心率
都为e,直线l⊥MN,l与C1交于两点,与C2交于两点,
这四点按纵坐标从大
到小依次为A,B,C,D.
e
(I)设
1
2
,求
BC
与
AD
的比值;
(II)当e变化时,是否存在直线l,使得BO∥AN,并说
明理由.
解:(I)因为C1,C2的离心率相同,故依题意可设
x
2
y
2
b
2
y
2
x
2
C
1
:
2
2
1,C
2
:
4
2
1,
(ab0)
abaa
设直线
l:xt(|t|a)
,分别与C1,C2的方程联立,求得
A
(t,
a
22
b
22
at),B(t,at).
ba<
br> ………………4分
13
e时,ba,分别用y
A<
br>,y
B
22
当表示A,B的纵坐标,可知
2|y
B
|
b
2
3
|BC|:|AD|.
2|y
A
|
a
2
4
………………6分
(II)t=0时的l不符
合题意.
t0
时,BOAN当且仅当BO的斜率kBO与AN的斜率
kAN相等,即
b
22
a
22
atat
ab
,
tt
a
ab
2
1e
2
t
2
2
a.
2
abe
解得
1e
2
2
|t|a,又0e1,所以
2
1,解得e1.
2
e
因
为
0e
所以当
2
2
时,不存在直线l,使得BOAN;
2
e1
当
2
时,存在直线l使得BOAN.
………………12分
37、(全国大纲理21)
y
2
C:
x1
2
已知O为坐标原点,F为椭圆在y轴正半轴上的焦点,过F且斜率为
-2<
br>的
uuuruuuruuur
直线
l
与C交于A、B两点,点P满足<
br>OAOBOP0.
2
(Ⅰ)证明:点P在C上;
(Ⅱ)设点P关于点O的对称点为Q,证明:A、P、B、Q四点在同一圆上.
解:
(I)F(0,1),
l
的方程为
y2x1
,
y
2
x1
2
代入并化简得
2
4x
2
22x10.
设
…………2分
A(x
1
,y
1
),B(x
2<
br>,y
2
),P(x
3
,y
3
),
x
1
则
2626
,x
2
,
44
<
br>2
,y
1
y
2
2(x
1
x
2
)21,
2
x
3
(x
1
x
2
)
2
,y
3
(y
1
y
2
)1.
2
x
1
x
2
由题意得
(
所以点P的坐标为
2
,1).
2
(
2
,1)
2
满足方程 经验证,点P的坐标为
2y
2
x1,
2
故点P在椭圆C上。
P(
(II)由
…………6分
2
2
,1)Q(,1)
22
和题设知,
PQ的垂直平分线
1
的方程为
l
y
2
x.
2
①
M(
设AB的
中点为M,则
21
,)
42
,AB的垂直平分线为
l
2的方程为
y
21
x.
24
②
由①、②得<
br>l
1
,l
2
N(
的交点为
21
,)
88
。 …………9分
|NP|(
22
2
1311
)(1)
2
,
2888
32
,
2
|AB|1(2)
2
|x
2
x
1
|
|AM|
32
,
4
|MN|(
22
2
11
2
33
)(),
48288
311
,
8
|NA||AM|
2
|MN|
2
故|N
P|=|NA|。
又|NP|=|NQ|,|NA|=|NB|,
所以|NA|=|NP|=|NB|=|MQ|,
由此知A、P、B、Q四点在以N为圆心,NA为半径的圆上
38、(全国新课标理20)
uuuruuur
在平面直角坐标系xOy中, 已知点A(0,-1),B点在直线
y3
上,M点满足
MBOA
,
uuuruuuruuuruuur
MA
g
ABMB
g
BA
,M点的轨迹为曲线C.
(I)求C的方程;
(II)P为C上动点,
l
为C在点P处的切线,求O
点到
l
距离的最小值.
解:
(Ⅰ)设M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).
uuur
uuur
uuur
所以
MA
=(-x,-1-y),
MB
=(0,-3-y),
AB
=(x,-2).
uuuruuur
uuur
再由题意可知(
MA
+
MB
)•
AB
=0, 即(-x,-4-2y)• (x,-2)=0.
1
2
所以曲线C的方程式为y=
4
x-2.
111
2'
(Ⅱ)设P(x
0
,y
0
)为曲线C:y=
4
x-2上一点,因为y=
2
x,所以
l
的斜率为
2
x0
yy
0
1
x
0
(xx0
)
2
x
0
x2y2y
0
x
0
0
2
,即.
y
0
1
2
x<
br>0
2
4
,所以
因此直线
l
的方程为
d
则O点到
l
的距离
2
|2y
0
x
0
|
x4
2
0
.又
1
2
x
0
4
14
2
2
d(x
0
4)2,
22
x
0
4
2<
br>x
0
4
当
2
x
0
=0时取等号
,所以O点到
l
距离的最小值为2.
39、(山东理22)
x
2
y
2
1
x,y
x,y
2
已知动直线
l
与椭圆C:
3
交于P
11
、
Q
22
两不同点,且△OPQ的面积
6
S
OPQ
2
=,其中O为坐标原点.
(Ⅰ)证明
x
1
2
x
22
和
y
1
2
y
2
2
均为定值;
(Ⅱ)设线段PQ的中点为M,求
|OM||PQ|
的最大值;
(Ⅲ)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得
的形状;若不存在,请说明理由.
S<
br>ODE
S
ODG
S
OEG
6
2
?若存在,判断△DEG
(I)解:(1)当直线
l
的斜率不存在时,P,Q
两点关于x轴对称,
所以
因为
x
2
x
1
,y<
br>2
y
1
.
P(x
1
,y
1
)<
br>
在椭圆上,
x
1
2
y
1
2
1
2
因此
3
S
OPQ
6
,
2
①
又因
为
所以
|x
1
||y
1
|
6
.
2
②
由①、②得
此时
|x
1
|
6
,|y
1
|1.
2
22
x
12
x
2
3,y
1
2
y
2
2,
(2)当直线
l
的斜率存在时,设直线
l
的方程为
y
kxm,
x
2
y
2
1
2
由题意知m
0
,将其代入
3
,得
(23k
2
)x
2
6kmx3(m
2
2)0
,
其中
36km12(23k)(m2)0,
22
即
3k2m
2222
…………(*)
6km3(m
2
2)
x
1
x
2
,x1
x
2
,
22
23k23k
又
263
k
2
2m
2
|PQ|1k(x
1
x
2
)4x
1
x
2
1k,
2
23k
所以
222
d
因为点O到直线
l
的距离为
|m|
1k
2
,
所以
S
OPQ
1
|PQ|d
2
<
br>22
1|m|
2
263k2m
1k
223k<
br>2
1k
2
6|m|3k
2
2m
2
23k
2
S
OPQ
6
,
2
又
22
3k22m,
且符合(*)式, 整理得
6km
2
3(m
2
2)
xx(x
1
x
2
)2x
1
x
2
()23,
22
23k23k
此时
2
1
2
2
2
222
222
y1
2
y
2
(3x
1
2
)(3x2
)4(x
1
2
x
2
)2.
333<
br>
综上所述,
22
x
1
2
x
2
3;y
1
2
y
2
2,
结论成立。
(II)解法一:
(1)当直线
l
的斜率存在时,
由(I)知|OM||x
1
|
6
,|PQ|2|y
1
|2
,
2
|OM||PQ|
因此
6
26.
2
(2)当直线
l
的斜率存在时,由(I)知
x
1
x
2
3k
,
22m
y
1
y
2
x
1
x
2
3k
23k
2
2m
2
k()mm,
22
2m2mm
x
1
x
2
2
y
1
y
2
2
9k
2
16m
2
211
2
|OM
|()()(3),
2222
224mm4m2m
22
2(2
m
2
1)1
22
24(3k2m)
|PQ|(1k)
2(2),
(23k
2
)
2
m
2
m
2
|OM|
2
|PQ|
2
所以
111
(3
2
)2(2
2
)
2
mm
11
)(2)
22
mm
11
3
2
2
2
mm
)
2
25
.(
24
(3
|OM||PQ|
所以
511
3
2
2
2
,即m2
2
,当且仅当
mm
时,等号成立.
5
.
综合(1)(2)得|OM|·|PQ|的最大值为
2
解法二:
因为
4|OM|
2
|PQ|
2
(x
1
x
2
)
2
(y
1
y
2<
br>)
2
(x
2
x
1
)
2
(y<
br>2
y
1
)
2
22
2[(x
1
2
x
2
)(y
1
2
y
2
)]
10.
4|OM|
2
|PQ|
2
10
2|OM||PQ|5.
25
所以
5
|OM||PQ|,
2
当且仅当
2|OM||PQ
|5
时等号成立。 即
5
.
2
因此
|OM|·|PQ|的最大值为
(III)椭圆C上不存在三点D,E,G,使
得
S
ODE
S
ODG
S
OEG
6
.
2
6
2
, 证明:假设存在
由(I)得
D(u,v),E(x
1
,y
1
),G(x
2
,y
2
)满足S
ODE
S
ODG
S
OEG<
br>
2222
u
2
x
1
2
3,u
2
x
2
3,x
1
2
x
2
3;v<
br>2
y
1
2
2,v
2
y
2
2
,y
1
2
y
2
2,
3
22
解得u2
x
1
2
x
2
;v
2
y1
2
y
2
1.
2
5
因此u,x
1
,x
2
只能从中选取,v,y
1
,y
2
只能从
1中选取,
2
(
因此D,E,G只能在
6
,1)
2
这四点中选取三个不同点,
而这三点的两两连线中必有一条过原点,
与
S
ODE
S
ODG
S
OEG
6
2
矛盾,
所以椭圆C上不存在满足条件的三点D,E,G.
40、(陕西理17) 22
xy25
上的动点,点D是P在x轴上的摄影,M为PD上一点,且如图,设P是
圆
MD
4
PD
5
(Ⅰ)当P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;
4
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为
5
的直线被C所截线段的长度
解:(Ⅰ)设M的坐标为(x,y)P的坐标为(xp,yp)
xpx,
5
ypy,
4
由已知得
22
5
xy
x
y
25
1
4
∵P在圆上, ∴
,即C的方程为
2516
2
2
44
y
x3
5
(Ⅱ)过点(3,0)且斜率为
5
的直线方程为, <
br>设直线与C的交点为
A
x
1
,y
1
,B
x
2
,y
2
y
将直线方程
2
2
4
x3
5
代入C的
方程,得
x
x3
1
2
2525
即
x3x80
x
1
341341
,
x
2
22
∴
线段AB的长度为 ∴
AB
x
1
x
2
y
1
y
2
22
414
1
2
16
1
x
1
x
2
41
255
25
注:求AB长度时,利用韦达定理或弦长公式求得正确结果,同样得分。
41、(上海理23) 已知平面上的线段
l
及点
P
,在
l
上任取一点
Q
,线段
PQ
长度的最小值
称为点
P<
br>到线段
l
的距离,记作
d(P,l)
。
(1)求点
P(1,1)
到线段
l:xy30(3x5)
的距离
d(P,l)
;
(2)设
l
是长为2的线段,求点集
D{P|d(P,l)
1}
所表示图形的面积;
(3)写出到两条线段
l
1
,l
2
距离相等的点的集合
{P|d(P,l
1
)d(P,l
2<
br>)}
,其中
l
1
AB,l
2
CD
,
A,B,C,D
是下列三组点中的一组。对于下列三组点只需选做一种,满分分别是①2分,②
6分,③8分;若选择了多于一种的情形,则按照序号较小的解答计分。
A(1,3),B(1,0),C(1,3),D(1,0)
。
②
A(1,3),B(1,0),C(1,3),D(1,2)
。
③
A(0,1),B(0,0),C(0,0),D(2,0)
。
解:⑴
设
Q(x,x3)
是线段
l:xy30(3x5)
上一点,则
A
-1
y
1
B
1
O
-1
<
br>59
|PQ|(x1)
2
(x4)
2
2(x)<
br>2
(3x5)
22
,当
x3
时,
d(P,l
)|PQ|
min
5
。
⑵ 设线段
l
的端点分别为<
br>A,B
,以直线
AB
为
x
轴,
AB
的中点为
原点建立直角坐标系,
则
A(1,0),B(1,0)
,点集
D
由如下曲线围成
l
1
:y1(|x|1),l
2
:y1(|x|1)
C
1
:(x1)
2
y
2
1(x1),C
2
:(x1)
2
y
2
1(x1)
其面积为
S
4
。
⑶ ① 选择
A(1,3),B(1,0),C(1,3)
,D(1,0)
,
{(x,y)|x0}
②
选择
A(1,3),B(1,0),C(1,3),D(1,2)
。
,
{(x,y)|x0,y0}U{(x,y)|y
2
4x,2y
0}U{(x,y)|xy10,x1}
③
选择
A(0,1),B(0,0),C(0,0),D(2,0)
。
{(x,y)|x0,y0}U{(x,y)|yx,0x1}
U{
(x,y)|x
2
2y1,1x2}U{(x,y)|4x2y30,x2}
y
y
3
C
A
3
A
C
y
2.5
B
-1
x
A
1
O
D
B
D
-1
O
1
x
B=C12
-2
D
42、(四川理21)
椭圆有两顶点A(-1,0)、B(1,0),过其焦点F(0,1)的直线l与椭圆交于C、D两点,
并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.
x
3
2
(I)当|CD | =
2
时,求直线l的方程;
uuuruuur
(II)当点P异于A、B两点
时,求证:
OPOQ
为定值。
y
2
x
2
1
解:由已知可得椭圆方程为
2
,设
l
的方程为
y1k(x0),k
为
l
的斜率。
2k
ykx1
xx
12
2
2k<
br>2
22
(2k)x2kx10
y
2
x1
xx
1
2
12
2
k
2
则
22
4
yy
2
1
2k
2
2
2k2
yy
12
2k
2
8k
2
88k
4
8k
2
9
(x
1
x
2<
br>)(y
1
y
2
)k
2
2k2<
br>2222
(2k)(2k)2
l
的方程为
y2x1
F,F
43、(天津理18
)在平面直角坐标系
xOy
中,点
P(a,b)(ab0)
为动点,12
分别为
x
2
y
2
2
1
2
FPF
ab
椭圆的左右焦点.已知△
12
为等腰三角形.
(Ⅰ)求椭圆的离心率
e
;
(Ⅱ)设直线
PF
2
uuuuruuuur
PF
A,B
2
上的点,满足
AMBM2
,与椭圆相交于两点,
M
是直线
求点
M
的轨迹方程. 本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、平面向量等基础知识,考查用代
数方法研
究圆锥曲线的性质及数形结合的数学思想,考查解决问题能力与运算能力.满分13
分.
(I)解:设
F
1
(c,0),F
2
(c,0)(c0)
由题意,可得
|PF
2
||F
1F
2
|,
22
(ac)b2c.
即
ccc
2()
2
10,得1
aa
整理得
a
(舍),
c11
.
e.
2
或
a2
所以
(II)解:由(I)知
a2c,b3c,
222
3x4y12c,
可得椭圆方程为
直线PF2方程为
y3(xc).
222
<
br>
3x4y12c,
y3(xc).
A,B两
点的坐标满足方程组
2
消去y并整理,得
5x8cx0.
8
x
1
0,x
2
c.
5
解得
8
xc,
2
x0,
5
1
y3c,
1
y
33
c.
2
5
得方程组的解
833
A(c,c),B(0,3c)
5
不妨设
5
u
uuurr
833
uuuu
(x,y),则AM(xc,yc),BM(x,
y3c)
55
设点M的坐标为,
y3(xc),得cx
由
3
y.
3
uu
uur
833833
AM(yx,yx),
15555
于是
uuuuruuuuruuuur
BM(x,3x).
由
AMBM2,
833833
yx)x(yx)3x2
15555
即,
(
2
18x163xy150.
化简得
18
x
2
15310x
2
5
y代入cxy,得c0.316x
163x
将
所以
x0.
2
18x163xy150(x0).
因此,点M的轨迹方程是
44、(浙江理21)
C
1
x
3
y
C
2
x
2
(y4)
2
1
已知抛物线:=,圆:的圆心为点
M
(Ⅰ)求点M到抛物线
c
1
的准线的距离;
上一点(异于原点
),过点P作圆(Ⅱ)已知点P是抛物线
c
1
c
2
的两条切线,交抛
物线
c
1
于
A,B两点,若过M,P两点的直线
l
垂直于A
B,求直线
l
的方程
本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线、圆的位置关系等基础
知识,同时考查解析
几何的基本思想方法和综合解题能力。满分15分。
1
y,
4
(I)解:由题意可知,抛物线的准线方程为:
17
.
4
所以圆心M(0,4)到准线的距离是
(II)解:设<
br>则题意得
22
P(x
0
,x
0
),A(x
1
,x
1
2
),B(x
2
,x
2
)
,
x
0
0,x
0
1,x
1
x
2
,
2
yx
0
k(xx
0
)
设过点
P的圆C2的切线方程为,
即
2
ykxkx
0
x
0
①
2
|kx
0
4x
0
|
则
即
1k
2
1,
,
222
(x
0
1)k
2
2x
0
(4x
0
)k(x
0
4)
2
10
设PA,PB的斜率为
k
1
,k
2
(k
1
k
2
)
,则
k
1
,
k
2
是上述方程的两根,所以
22
2x
0
(x
0
4)(x
0
4)
2
1
k
1
k2
,k
1
k
2
.
22
x
0
1x
0
1
2
yx
2
得x
2kxkx
0
x
0
0,
将①代入
由于
故
x
0
是此方程的根,
,所以
x
1
k
1
x
0
,x
2
k
2
x
0
k
AB
22
2
2x
0
(x
0
4
)x
0
4
x
1
2
x
2
x
1
x
2
k
1
k
2
2x
0
2x,k.
0MP
2
x
1
x
2
x
0
1x
0
22
2x
0
(x
0
4)x
0
4
(2x)(1)
0
2
x
0
1x
0
, 由
MPAB
,得
2
x
0
k
AB
k
MP
解得
23
,
5
(
即点P的坐标为
2323
,)
55
,
y
3115
x4.
115
所以直线
l
的方程为
45、(重庆理20)如题(20)图,椭圆的中心为
原点
O
,离心率
为
x
.
(Ⅰ)求该椭圆的标准方程;
e
,一条准线的方程
uuuruuuruuur
(Ⅱ)设动点
P
满足:
OPOMON
,其中
M,N
是
椭圆上的点,直线
OM
与
ON
PF
PF
F,F
的斜率之积为
,问:是否存在两个定点
,使得为定值?若存在,求
F
,F
的
坐标;若不存在,说明理由.
c2a
2
e,22,
a2c
解:(I)由
222
a2,c2,bac2
,故椭圆的标准方程为
解得
x
2
y
2
1.
42
(I
I)设
P(x,y),M(x
1
,y
1
),N(x
2
,y
2
)
,则由
uuuruuuuruuur
OPOM2ON
得
(x,y)(x1
,y
1
)2(x
2
,y
2
)(x
1
2x
2
,y
1
2y
2
),
即x
x
1
2x
2
,yy
1
2y
2
.22
x2y4
上,所以 因为点M,N在椭圆
22
x
12
2y
1
2
4,x
2
2y
2
4
,
故
22
x
2
2y
2
(x
1
2
4x
2
4x
1
x
2
)2(y
1
2
4y
2
4y
1
y
2
)
22
(x
1
2
2y
1
2
)
4(x
2
2y
2
)4(x
1
x
2
2y
1
y
2
)
204(x1
x
2
2y
1
y
2
).
设
k
OM
,k
ON
分别为直线OM,ON的斜率,由
题设条件知
k
OM
k
ON
2
y
1<
br>y
2
1
,
x
1
x
2
2
因此
x
1
x
2
2y
1
y
2
0
,
2
所以
x2y20.
x
2
所以
P点是椭圆
(25)
2
y
2
(10)
2
1
上的点,设该椭圆的左、右焦点为F1,F2,则由椭
22
c(25)(10
)10
,因此两焦点的坐标为 圆的定义|PF1|+|PF2|为定值,又因
F
1
(10,0),F
2
(10,0).
46、A,B是
抛物线
y2px(p0)
上的两点,且OA
OB
(O为坐标原点)求证
:
(1)A,B两点的横坐标之积,纵坐标之积分别是定植;
(2)直线AB经过一个定点
证明:(1)设
2
A(x
1
,y
1
),B(x2
,y
2
),则y
1
2px
1
,y
2
2px
2
,
22
OAOB,x
1
x2
y
1
y
2
0
22
两式相乘得
y
1
y
2
4p,x
1
x
2
4p
22
2p
,
y
1
y
2
(2)y
1
y
2
2p(x
1
x
2<
br>),当x
1
x
2
,k
AB
所以直线AB
的方程yy
1
2p2p
(xx
1
).化简得y(x
2p),
y
1
y
2
y
1
y
2
过定点(2p,0),当x
1
x
2
时,显然也过点(2p,0)
所以直线AB过定点(2p,0)
47、(2005年春季北京,18)如图,O为坐标原
点,直线
l
在
x
轴和
y
轴上的截距分别是
a
和
两点。
b
(a0,b0)
,且交抛物线
y
22px(p0)于M(x
1
,y
1
),N(x
2
,
y
2
)
(1) 写出直线
l
的截距式方程
(2)
证明:
111
y
1
y
2
b
(3)
当
a2p
时,求
MON
的大小。(图见教材P135页例1)
解:(1)直线
l
的截距式方程为
xy
1
。
(1)
ab
(2)、由(1)及
y2px
消去
x
可得
by2pay2pab0
(2)
点M,N的坐标y
1
,y
2
为(2)的两个根。故
y
1
y<
br>2
22
2pa
,y
1
y
2
2pa.
b
2pa
yy
2
111
1
b
.
所以
y
1
y
2
y
1
y
2
2pab
(3)、设直线OM、ON的斜率分别为
k
1
,k
2
,则k
1
y
1
y
,k
2
2
.
x
1
x
2
2
当
a2p
时,由(2)知,
y
1
y
2
2pa4p,
(y
1
y
2
)
2
(4p
2
)
2
由y2px
1
,y2px2
,相乘得(y
1
y
2
)4px
1
x
2
,x
1
x
2
4p
2
,
224p4p
2
1
2
2
22
y
1
y
2
4p
2
因此
k
1
k
2
。
1.所以OMON,即MON=90
2
x
1
x
2
4p
说明:本题主要考查直线、抛物线等基本知识,考查运用解析几何的方法分析
问题和解决问
题的能力。
x
2
y
2
48、(2
005年黄冈高三调研考题)已知椭圆C的方程为
2
2
1(ab0)
,双曲线
ab
x
2
y
2
2
1
的两条渐近线为
l
1
,l
2
,过椭圆C的右焦点F作直线<
br>l
,使
ll
1
,又
l
与
l
2交
2
ab
于P点,设
l
与椭圆C的两个交点由上而下依次为A、
B。(图见教材P135页例2)
(1) 当
l
1
与l
2
夹角为
60
,双曲线的焦距为4时,求椭圆C的方程
(2)
当
FA
AP
时,求
的最大值。
解:(1)
双曲线的渐近线为
y
bb
x
,两渐近线的夹角为60
,又
1
,
aa
b3
POx3
0
,即tan30
a3b.又a
2
b
2
4,
a3
2
x
a
2
3,b
2
1.故椭圆C的方程为y
2
1.
3
aba<
br>2
ab
l:y(xc),与yx解得P(,),
(3)
由已知
bacc
a
2
ab
c
c
,
c
)
,
将A点坐标代入椭圆方程得
FA
AP
由得
A(
1<
br>
1
(c
2
a
2
)
2
2
a
4
(1
)<
br>2
a
2
c
2
,(e
2
)
2
2
e
2
(1
)
2
e
4
e
2
2
2
(2e
2
)3322.
2
e22e
2
的最大值为2-1。
说明:本题考查了椭圆、双曲线的基础知识,及向量、定比分点公式、重要不等式的
应
用。解决本题的难点是通过恒等变形,利用重要不等式解决问题的思想。本题是培养学
生分析
问题和解决问题能力的一道好题。
(y1)
2
(x1)
2<
br>1
的一个上顶点与上焦点,位于x轴的正半轴上49、A,F分别是椭圆
1612<
br>的动点T(t,0)与F的连线交射线OA于Q,求:
(1)
点A,F的坐标及直线TQ的方程;
(2)
三角形OTQ的面积S与t的函数关系式及该函数的最小值
(3)
写出该函数的单调递增区间,并证明.
解:(1)由题意得A(1,3),F(1,1)
直线TQ得方程为x+(t-1)y-t=0
(2)射线OA的方程y=3x
(x
0),代入TQ的方程,得x
Q
t
3t2
23t13
t
2
由x
Q
0,得t,则y
Q
,S(t)yQ
OT
33t222(3t2)
132344
,
t,S(t)(当t时取等号)
1213
2
99
333
2
(
2
)4()
t
3t
t444
所以S(t)的最小
值为
4
3
(3)S(t)在
,
上是增函数 <
br>
4
3
224
(t2
t
1
)
(t
1
)(t
2)
41
339
设t
1
t
2
,那么S(t
1
)S(t
2
)•
2
2
32
(t
1
)(t
2
)
33
t<
br>2
.t
1
42222
,(t
1
)
,t
2
,,S(t
2
)S(t
1
)
<
br>33333
所以该函数在
,
上是增函
数
50、过抛物线
y
=2
px
的焦点
F
任作一条直线
m
,交这抛物线于
P
1
、
P
2
两点,求证:以
P
1
P
2
为直径的圆和这抛物线的准线相切.
分析:运用抛物线的定义和平面几何知识来证比较简捷.
证明:如图2-17.设
P
1
P
2
的中点为
P
0
,过
P
1、
P
0
、
P
2
分别向准线
l
引垂线
P
1
Q
1
,
P
0
Q
0
,
P
2
Q
2
,垂足为
Q
1
、
Q
0<
br>、
Q
2
,则
|
P
1
F
|=|P
1
Q
1
|,|
P
2
F
|=|
P
2
Q
2
|
∴|
P
1
P
2<
br>|=|
P
1
F
|+|
P
2
F
| <
br>=|
P
1
Q
1
|+|
P
2
Q
2
|=2|
P
0
Q
0
|
所以
P
0
Q
0
是以
P
1
P
2
为直径的圆
P
0
的半径,且
P
0
Q
0
⊥
l
,因而圆
P
0
和准线
l
相切.
2
4<
br>
3
[思维点拔]
以抛物线焦点弦为直径的圆与准线相切
.类似有:以椭圆焦点弦为直径的
圆与相对应的准线相离;以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交
.以上结论均可用第
二定义证明之.
变式:
求证:以双曲线的任意焦半径为直径的圆,与以实轴为直径的圆相切.
取
F
1
P的中点为O
1
,连结O
1
O,只须证明:以F
1
P为直径的圆与实轴A
1
A
2
为
直径的圆内切.
在△
PF
1
F
2
中,O
1
O为△PF
1
F
2
的中位线
故以双曲线的任意焦半径为直径的圆,与以实轴为直径的圆内切.