07.(本小题满分12分)
已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的动直线与双曲线相交于两点.
i)若动点满足(其中为坐标原点),求点的轨迹方程;
ii)在轴上是否存在定点,使·为常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
解:由条件知,,设,.
解法一:(i)设,则则,由得。
即。于是的中点坐标为.
当不与轴垂直时,,即.
又因为两点在双曲线上,所以,,两式相减得。
即.将代入上式,化简得.
当与轴垂直时,,求得,也满足上述方程.
所以点的轨迹方程是.
ii)假设在轴上存在定点,使为常数.
当不与轴垂直时,设直线的方程是.
代入有.则是上述方程的两个实根,所以,于是。
因为是与无关的常数,所以,即,此时=.
当与轴垂直时,点的坐标可分别设为,此时.
故在轴上存在定点,使为常数.
解法二:(i)同解法一的(i)有。
当不与轴垂直时,设直线的方程是.
代入有.则是上述方程的两个实根,所以.
由①②③得。
当时,,由④⑤得,,将其代入⑤有。
整理得.当时,点的坐标为,满足上述方程.
当与轴垂直时,,求得,也满足上述方程.
故点的轨迹方程是.
ii)假设在轴上存在定点点,使为常数,当不与轴垂直时,由(i)有,.
以上同解法一的(ii).
06.(本小题满分14分)
已知椭圆c1:,抛物线c2:,且c1、c2的公共弦ab过椭圆c1的右焦点。
ⅰ)当轴时,求p、m的值,并判断抛物线c2的焦点是否在直线ab上;
(ⅱ)若且抛物线c2的焦点在直线ab上,求m的值及直线ab的方程。
解 (ⅰ当ab⊥x轴时,点a、b关于x轴对称,所以m=0,直线ab的方程为。
x=1,从而点a的坐标为(1,)或(1,-)
因为点a在抛物线上,所以,即。
此时c2的焦点坐标为(,0),该焦点不在直线ab上。
(ⅱ)解法一当c2的焦点在ab时,由(ⅰ)知直线ab的斜率存在,设直线ab的方程为。
由消去y得。
设a、b的坐标分别为(x1,y1), x2,y2),则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=.
因为ab既是过c1的右焦点的弦,又是过c2的焦点的弦,所以,且。
从而。所以,即。
解得。因为c2的焦点在直线上,所以。
即。当时,直线ab的方程为;
当时,直线ab的方程为。
解法二当c2的焦点在ab时,由(ⅰ)知直线ab的斜率存在,设直线ab的方程。
为。由消去y得。
因为c2的焦点在直线上,所以,即。代入①有。
即。设a、b的坐标分别为(x1,y1), x2,y2),则x1,x2是方程②的两根,x1+x2=.
由消去y得。
由于x1,x2也是方程③的两根,所以x1+x2=.
从而=. 解得。
因为c2的焦点在直线上,所以。
即。当时,直线ab的方程为;
当时,直线ab的方程为。
解法三设a、b的坐标分别为(x1,y1), x2,y2),因为ab既过c1的右焦点,又是过c2的焦点,所以。
即。由(ⅰ)知,于是直线ab的斜率, …
且直线ab的方程是,所以。
又因为,所以。
将①、②代入④得,即。
当时,直线ab的方程为;
当时,直线ab的方程为。
05.(本小题满分14分)
已知椭圆c:+=1(a>b>0)的左.右焦点为f1、f2,离心率为e. 直线。
l:y=ex+a与x轴.y轴分别交于点a、b,m是直线l与椭圆c的一个公共点,p是点f1关于直线l的对称点,设=λ.
(ⅰ)证明:λ=1-e2;
(ⅱ)确定λ的值,使得△pf1f2是等腰三角形。
解:(i),则。
因为函数h(x)存在单调递减区间,所以<0有解。
又因为x>0时,则ax2+2x-1>0有x>0的解。
当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,ax2+2x-1>0总有x>0的解;
当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则△=4+4a>0,且方程ax2+2x-1=0至少有一正根。此时,-1 综上所述,a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞
(ii)证法一设点p、q的坐标分别是(x1, y1),(x2, y2),0 则点m、n的横坐标为。
c1在点m处的切线斜率为。
c2在点n处的切线斜率为。
假设c1在点m处的切线与c2在点n处的切线平行,则k1=k2.
即,则。所以设则①
令则。因为时,,所以在)上单调递增。 故。
则。 这与①矛盾,假设不成立。
故c1在点m处的切线与c2在点n处的切线不平行。
证法二:同证法一得。
因为,所以。
令,得 ②令。
因为,所以时,
故在[1,+上单调递增。从而,即。
于是在[1,+上单调递增。
故即这与②矛盾,假设不成立。
故c1在点m处的切线与c2在点n处的切线不平行。
04.(本小题满分12分)
如图,过抛物线x2=4y的对称轴上任一点p(0,m)(m>0)作直线与抛物线交于a,b两点,点q是点p关于原点的对称点。
i)设点p分有向线段所成的比为,证明: ;
ii)设直线ab的方程是x-2y+12=0,过a、b两点的圆c与抛物线在点a处有共同的切线,求圆c的方程。
解:(ⅰ依题意,可设直线ab的方程为代入抛物线方程得
设a、b两点的坐标分别是、,则、x2是方程①的两根。
所以 由点p(0,m)分有向线段所成的比为,得,即。
又点q是点p关于原点的对称点,故点q的坐标是(0,-m),从而。
所以 ⅱ)由得点a、b的坐标分别是(6,9)、(4,4).
由得。所以抛物线在点a处切线的斜率为。
设圆c的方程是。
则。解之得。
所以圆c的方程是即
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