2013-2023年新课标i卷高考理科数学解答题。
解析几何(本小题满分12分)
2017,20】已知椭圆c:(a>b>0),四点p1(1,1),p2(0,1),p3(–1, )p4(1,)中恰有三点在椭圆c上.
1)求c的方程;(2)设直线l不经过p2点且与c相交于a,b两点.若直线p2a与直线p2b的斜率的和为–1,证明:l过定点.
1)根据椭圆对称性,必过、
又横坐标为1,椭圆必不过,所以过三点。
将代入椭圆方程得,解得,
椭圆的方程为:.
2)当斜率不存在时,设。
得,此时过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.当斜率存在时,设。
联立,整理得,
则。又,此时,存在使得成立.
直线的方程为。
当时, 所以过定点.
2016,20】设圆的圆心为,直线过点且与轴不重合,交圆于两点,过作的平行线交于点.
(ⅰ)证明为定值,并写出点的轨迹方程;
(ⅱ)设点的轨迹为曲线,直线交于两点,过且与垂直的直线与圆交于两点,求四边形面积的取值范围.
解析】:⑴圆a整理为,a坐标,如图,则,由,则,
根据椭圆定义为一个椭圆,方程为,()
;设,因为,设,联立: ,则。
圆心到距离,所以,2015,20】在直角坐标系中,曲线:与直线:()交于两点.
ⅰ)当时,分别求在点和处的切线方程;
ⅱ)在轴上是否存在点,使得当变动时,总有?说明理由.
答案】(ⅰ或(ⅱ)存在。
解析】试题分析:(ⅰ先求出m,n的坐标,再利用导数求出m,n.(ⅱ先作出判定,再利用设而不求思想即将代入曲线c的方程整理成关于的一元二次方程,设出m,n的坐标和p点坐标,利用设而不求思想,将直线pm,pn的斜率之和用表示出来,利用直线pm,pn的斜率为0,即可求出关系,从而找出适合条件的p点坐标。
试题解析:(ⅰ由题设可得,,或,.,故在=处的到数值为,c在处的切线方程为。
即。故在=-处的到数值为-,c在处的切线方程为。
即。故所求切线方程为或。 …5分。
ⅱ)存在符合题意的点,证明如下:
设p(0,b)为复合题意得点,,,直线pm,pn的斜率分别为。
将代入c得方程整理得。
当时,有=0,则直线pm的倾斜角与直线pn的倾斜角互补,故∠opm=∠opn,所以符合题意。 …12分。
考点:抛物线的切线;直线与抛物线位置关系;探索新问题;运算求解能力。
2014,20】已知点(0,-2),椭圆:的离心率为,是椭圆的焦点,直线的斜率为,为坐标原点.
ⅰ)求的方程;(ⅱ设过点的直线与相交于两点,当的面积最大时,求的方程.
答案】(i);(ii)或。
解析】试题分析:(i)由直线af的斜率为,可求.并结合求得,再利用求,进而可确定椭圆e的方程;(ii)依题意直线的斜率存在,故可设直线方程为,和椭圆方程联立得.利用弦长公式表示,利用点到直线的距离求的高.从而三角形的面积可表示为关于变量的函数解析式,再求函数最大值及相应的值,故直线的方程确定.
试题解析:(i)设右焦点,由条件知,,得.
又,所以, .故椭圆的方程为.
ii)当轴时不合题意,故设直线,.
将代入得.当,即时,从而.又点到直线的距离。
所以的面积.设,则,.因为,当且仅当时,时取等号,且满足.所以,当的面积最大时,的方程为或.
考点定位】1、椭圆的标准方程及简单几何性质;2、弦长公式;3、函数的最值.
2013,20】已知圆m:(x+1)2+y2=1,圆n:(x-1)2+y2=9,动圆p与圆m外切并且与圆n内切,圆心p的轨迹为曲线c.
1)求c的方程;(2)l是与圆p,圆m都相切的一条直线,l与曲线c交于a,b两点,当圆p的半径最长时,求|ab|.
解:由已知得圆m的圆心为m(-1,0),半径r1=1;圆n的圆心为n(1,0),半径r2=3.
设圆p的圆心为p(x,y),半径为r.
1)因为圆p与圆m外切并且与圆n内切,所以|pm|+|pn|=(r+r1)+(r2-r)=r1+r2=4.
由椭圆的定义可知,曲线c是以m,n为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为的椭圆(左顶点除外),其方程为(x≠-2).
2)对于曲线c上任意一点p(x,y),由于|pm|-|pn|=2r-2≤2,所以r≤2,当且仅当圆p的圆心为(2,0)时,r=2.
所以当圆p的半径最长时,其方程为(x-2)2+y2=4.
若l的倾斜角为90°,则l与y轴重合,可得|ab|=.
若l的倾斜角不为90°,由r1≠r知l不平行于x轴,设l与x轴的交点为q,则,可求得q(-4,0),所以可设l:y=k(x+4).
由l与圆m相切得,解得k=.
当k=时,将代入,并整理得7x2+8x-8=0,解得x1,2=.
所以|ab|=.
当时,由图形的对称性可知|ab|=.
综上,|ab|=或|ab|=.
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