
1.若橢圓或雙曲線上存在點(diǎn),使得點(diǎn)到兩個焦點(diǎn)的距離之比為,且存在,則稱此橢圓或雙曲線存在“點(diǎn)”,下列曲線中存在“點(diǎn)”的是( )
A.B.C.D.
2.已知橢圓的焦點(diǎn)為、,若點(diǎn)在橢圓上,且滿足(其中為坐標(biāo)原點(diǎn)),則稱點(diǎn)為“★”點(diǎn).下列結(jié)論正確的是( )
A.橢圓上的所有點(diǎn)都是“★”點(diǎn)
B.橢圓上僅有有限個點(diǎn)是“★”點(diǎn)
C.橢圓上的所有點(diǎn)都不是“★”點(diǎn)
D.橢圓上有無窮多個點(diǎn)(但不是所有的點(diǎn))是“★”點(diǎn)
3.在平面直角坐標(biāo)系中,定義稱為點(diǎn)的“和”,其中為坐標(biāo)原點(diǎn),對于下列結(jié)論:(1)“和”為1的點(diǎn)的軌跡圍成的圖形面積為2;(2)設(shè)是直線上任意一點(diǎn),則點(diǎn)的“和”的最小值為2;(3)設(shè)是直線上任意一點(diǎn),則使得“和”最小的點(diǎn)有無數(shù)個”的充要條件是;(4)設(shè)是橢圓上任意一點(diǎn),則“和”的最大值為.其中正確的結(jié)論序號為( )
A.(1)(2)(3)B.(1)(2)(4)
C.(1)(3)(4)D.(2)(3)(4)
4.已知兩定點(diǎn),,若直線上存在點(diǎn),使,則該直線為“型直線”,給出下列直線,其中是“型直線”的是( )
①;②;③;④
A.①③B.①②C.③④D.①④
二、多選題
5.曲率半徑是用來描述曲線上某點(diǎn)處曲線彎曲變化程度的量,已知對于曲線上點(diǎn)處的曲率半徑公式為,則下列說法正確的是( )
A.對于半徑為的圓,其圓上任一點(diǎn)的曲率半徑均為
B.橢圓上一點(diǎn)處的曲率半徑的最大值為
C.橢圓上一點(diǎn)處的曲率半徑的最小值為
D.對于橢圓上點(diǎn)處的曲率半徑隨著的增大而減小
6.發(fā)現(xiàn)土星衛(wèi)星的天文學(xué)家喬凡尼卡西尼對把卵形線描繪成軌道有興趣.像笛卡爾卵形線一樣, 笛卡爾卵形線的作法也是基于對橢圓的針線作法作修改,從而產(chǎn)生更多的卵形曲線.卡西尼卵形線是由下列條件所定義的:曲線上所有點(diǎn)到兩定點(diǎn)(焦點(diǎn))的距離之積為常數(shù).已知:曲線C是平面內(nèi)與兩個定點(diǎn)F1(-1,0)和F2(1,0)的距離的積等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡,則下列命題中正確的是( )
A.曲線C過坐標(biāo)原點(diǎn)
B.曲線C關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱
C.曲線C關(guān)于坐標(biāo)軸對稱
D.若點(diǎn)在曲線C上,則 的面積不大于
7.雙紐線像數(shù)字“8”,不僅體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對稱、和諧、簡潔、統(tǒng)一的美,同時也具有特殊的有價(jià)值的藝術(shù)美,是形成其它一些常見的漂亮圖案的基石,也是許多設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)作品的主要幾何元素.曲線C:是雙紐線,則下列結(jié)論正確的是( )
A.曲線C經(jīng)過5個整點(diǎn)(橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn))
B.曲線C上任意一點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離都不超過2
C.曲線C關(guān)于直線y=x對稱的曲線方程為
D.若直線y=kx與曲線C只有一個交點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為
三、填空題
8.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)M不與原點(diǎn)О重合,稱射線OM與的交點(diǎn)N為點(diǎn)M的“中心投影點(diǎn)”,曲線上所有點(diǎn)的“中心投影點(diǎn)”構(gòu)成的曲線長度是_______
9.在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn).定義點(diǎn)的“友好點(diǎn)”為:,現(xiàn)有下列命題:
①若點(diǎn)的“友好點(diǎn)”是點(diǎn),則點(diǎn)的“友好點(diǎn)”一定是點(diǎn).
②單位圓上的點(diǎn)的“友好點(diǎn)”一定在單位圓上.
③若點(diǎn)的“友好點(diǎn)”還是點(diǎn),則點(diǎn)一定在單位圓上.
④對任意點(diǎn),它的“友好點(diǎn)”是點(diǎn),則 的取值集合是 .
其中的真命題是_____.
四、解答題
10.以橢圓的中心O為圓心,為半徑的圓稱為該橢圓的“準(zhǔn)圓”.已知橢圓C的長軸長是短軸長的倍,且經(jīng)過點(diǎn),橢圓C的“準(zhǔn)圓”的一條弦所在的直線與橢圓C交于兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程及其“準(zhǔn)圓”的方程;
(2)當(dāng)時,證明:弦的長為定值.
11.定義:已知橢圓,把圓稱為該橢圓的協(xié)同圓.設(shè)橢圓的協(xié)同圓為圓(為坐標(biāo)系原點(diǎn)),試解決下列問題:
(1)寫出協(xié)同圓圓的方程;
(2)設(shè)直線是圓的任意一條切線,且交橢圓于兩點(diǎn),求的值;
(3)設(shè)是橢圓上的兩個動點(diǎn),且,過點(diǎn)作,交直線于點(diǎn),求證:點(diǎn)總在某個定圓上,并寫出該定圓的方程.
12.給定橢圓C: (a>b>0),稱圓心在原點(diǎn)O,半徑為的圓為橢圓C的“準(zhǔn)圓”.若橢圓C的一個焦點(diǎn)為F(,0),其短軸上的一個端點(diǎn)到F的距離為.
(1)求橢圓C的方程和其“準(zhǔn)圓”方程;
(2)若點(diǎn)P是橢圓C的“準(zhǔn)圓”上的動點(diǎn),過點(diǎn)P作橢圓的切線l1,l2交“準(zhǔn)圓”于點(diǎn)M,N.證明:l1⊥l2,且線段MN的長為定值.
13.我們稱點(diǎn)P到圖形C上任意一點(diǎn)距離的最小值為點(diǎn)P到圖形C的距離,記作.
(1)求點(diǎn)到拋物線的距離;
(2)設(shè)是長為2的線段,求點(diǎn)集所表示圖形的面積.
14.給定橢圓,稱圓心在原點(diǎn)、半徑為的圓是橢圓的“衛(wèi)星圓”,若橢圓的離心率為,點(diǎn)在上.
(1)求橢圓的方程和其“衛(wèi)星圓”方程;
(2)點(diǎn)是橢圓的“衛(wèi)星圓”上的一個動點(diǎn),過點(diǎn)作直線、使得,與橢圓都只有一個交點(diǎn),且、分別交其“衛(wèi)星圓”于點(diǎn)、,證明:弦長為定值.
15.已知拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線的方程為.若三角形的三個頂點(diǎn)都在拋物線上,且,則稱該三角形為“向心三角形”.
(1)是否存在“向心三角形”,其中兩個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和?說明理由;
(2)設(shè)“向心三角形”的一邊所在直線的斜率為,求直線的方程;
(3)已知三角形是“向心三角形”,證明:點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于.
16.若給定橢圓和點(diǎn),則稱直線為橢圓C的“伴隨直線”.
(1)若在橢圓C上,判斷橢圓C與它的“伴隨直線”的位置關(guān)系(當(dāng)直線與橢圓的交點(diǎn)個數(shù)為0個、1個、2個時,分別稱直線與橢圓相離、相切、相交),并說明理由;
(2)命題:“若點(diǎn)在橢圓C的外部,則直線與橢圓C必相交.”寫出這個命題的逆命題,判斷此逆命題的真假,說明理由;
(3)若在橢圓C的內(nèi)部,過N點(diǎn)任意作一條直線,交橢圓C于A、B,交于M點(diǎn)(異于A、B),設(shè),問是否為定值?說明理由.
17.已知橢圓(),點(diǎn)為橢圓短軸的上端點(diǎn),為橢圓上異于點(diǎn)的任一點(diǎn),若點(diǎn)到點(diǎn)距離的最大值僅在點(diǎn)為短軸的另一端點(diǎn)時取到,則稱此橢圓為“圓橢圓”,已知.
(1)若,判斷橢圓是否為“圓橢圓”;
(2)若橢圓是“圓橢圓”,求的取值范圍;
(3)若橢圓是“圓橢圓”,且取最大值,為關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn),也異于點(diǎn),直線、分別與軸交于、兩點(diǎn),試問以線段為直徑的圓是否過定點(diǎn)?證明你的結(jié)論.
參考答案
1.C
【分析】求出滿足條件時的和,再求出,驗(yàn)證,,能否是三角形的三邊長,即可得.
【解析】,則,若是橢圓,則,,,
若是雙曲線,則,,
A中橢圓,,,,,不存在;
B中橢圓,,,,,不存在
C中雙曲線,,雙曲線上點(diǎn)到到右焦點(diǎn)距離的最小值是,
,,,構(gòu)成,存在“點(diǎn)”,
D中雙曲線,,,,,,不存在
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查新定義“點(diǎn)”,解題方法是弱化條件,求出滿足部分條件的點(diǎn)具有的性質(zhì),驗(yàn)證是否滿足另外的條件:構(gòu)成三角形.從而完成求解.
2.B
【分析】設(shè)點(diǎn),由得出關(guān)于、的等式,由,求出方程的解,即可得出結(jié)論.
【解析】設(shè)點(diǎn),則,、,
,
,
由,得,即,
解得,此時,
所以,橢圓上有且只有個點(diǎn)是“★”點(diǎn).
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查橢圓中的新定義,考查橢圓方程的應(yīng)用,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用,屬于中等題.
3.B
【分析】根據(jù)新定義“和”,通過數(shù)形結(jié)合判斷(1)正確,通過研究函數(shù)最值對選項(xiàng)(2)(3)(4)逐一判斷即可.
【解析】(1)當(dāng)時,點(diǎn)的軌跡如圖,其面積為2,正確;
(2)是直線上的一點(diǎn),,
可知,,時遞減,時遞增,故的最小值在時取得,,正確;
(3)同(2),,可知當(dāng)時,都滿足,“和”最小的點(diǎn)有無數(shù)個,故錯誤;
(4)可設(shè)橢圓參數(shù)方程為,
易知其最大值為,正確.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題的解題關(guān)鍵是認(rèn)真讀題,理解新定義“和”,再通過數(shù)形結(jié)合和函數(shù)最值的研究逐一判斷即突破難點(diǎn).
4.D
【分析】易得點(diǎn)在以、為焦點(diǎn)的橢圓上,“型直線”和橢圓有公共點(diǎn),逐個選項(xiàng)聯(lián)立方程由判別式驗(yàn)證即可.
【解析】兩定點(diǎn),,,
在以、為焦點(diǎn)的橢圓上,且,
故橢圓的方程為,
滿足題意的“型直線”和橢圓有公共點(diǎn),
聯(lián)立和x24+y23=1,消整理可得,
故,即直線與橢圓有公共點(diǎn),即為“型直線”,
聯(lián)立和,顯然無交點(diǎn),故不是“型直線”,
聯(lián)立和x24+y23=1,消整理可得,
故,故不是“型直線”,
聯(lián)立和消整理可得,
故,即直線與橢圓有公共點(diǎn),即為“型直線”,
故選:D
【點(diǎn)評】本題考查了橢圓的定義以及橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,此題屬于圓錐曲線的新定義題目,同時考查了直線與橢圓位置關(guān)系的判斷,屬于中等題.
5.AC
【分析】利用曲率半徑公式的定義,A中有圓上任一點(diǎn);B、C中由橢圓在, 處分別是最大、最小處,結(jié)合公式求得曲率半徑的范圍;D中由公式得,構(gòu)造,利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性即可,進(jìn)而可確定正確選項(xiàng).
【解析】A:由題設(shè)知:圓的方程可寫為,所以圓上任一點(diǎn)曲率半徑為,正確;
B、C:由彎曲最大處為,最小處為,所以在處有,
在處有,即,故B錯誤,C正確;
D:由題意,處的曲率半徑,而,
所以,令,
則在上有恒成立,故在上隨著的增大而增大,錯誤;
故選:AC.
【點(diǎn)評】 由曲率半徑公式,結(jié)合曲線方程寫出相應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑,根據(jù)圓、橢圓的性質(zhì),構(gòu)造函數(shù)并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性,判斷各項(xiàng)的正誤.
6.BCD
【分析】動點(diǎn)坐標(biāo)為,根據(jù)題意可得曲線的方程為,對各個選項(xiàng)逐一驗(yàn)證,即可得出結(jié)論.
【解析】由題意設(shè)動點(diǎn)坐標(biāo)為,
則,
即,
若曲線C過坐標(biāo)原點(diǎn),將點(diǎn)代入曲線C的方程中可得與已知矛盾,
故曲線C不過坐標(biāo)原點(diǎn),故A錯誤;
把方程中的x被代換,y被代換,方程不變,
故曲線C關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱,故B正確;
因?yàn)榘逊匠讨械膞被代換,方程不變,故此曲線關(guān)于y軸對稱,
把方程中的y被代換,方程不變,故此曲線關(guān)于x軸對稱,
故曲線C關(guān)于坐標(biāo)軸對稱,故C正確;
若點(diǎn)P在曲線C上,則,
,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,
故的面積不大于,故D正確.
故選:BCD.
【點(diǎn)評】 本題考查圓錐曲線新定義,軌跡方程的求法,關(guān)鍵是讀懂題意,并能正確運(yùn)用新定義是解題的關(guān)鍵,屬于中檔題型.
7.BCD
【分析】令,求出整點(diǎn)的坐標(biāo),可判斷選項(xiàng)A;利用已知和兩點(diǎn)距離公式可判斷選項(xiàng)B;由曲線C上關(guān)于對稱的兩點(diǎn)都滿足方程,可判斷選項(xiàng)C;聯(lián)立直線y=kx與曲線C解出方程的根,可得實(shí)數(shù)k的取值范圍.
【解析】時,,或2或,三個整點(diǎn),,,無解,∴共有3個整點(diǎn),A錯誤,
,曲線C上往取一點(diǎn)到原點(diǎn)的距離﹐B正確;
曲線C上往取一點(diǎn)M關(guān)于的對稱點(diǎn)為N,設(shè),則,M在曲線C上,∴,C正確.
與曲線C一定有公共點(diǎn),∵與曲線C只有一個公共點(diǎn),
則,∴,∴或,D正確
故選:BCD
8.
【分析】可作出對應(yīng)曲線的圖象,結(jié)合圖形,求出題中“中心投影點(diǎn)”構(gòu)成的曲線長度對應(yīng)圓中的圓心角,從而求出其“中心投影點(diǎn)”構(gòu)成的曲線的長度.
【解析】曲線的漸近線方程為: ,設(shè)漸近線與圓的交點(diǎn)分別為,如下圖
則曲線上所有點(diǎn)的“中心投影點(diǎn)”構(gòu)成的曲線為圓弧
由題意,所以
所以,則
故答案為:
9.②③
【分析】根據(jù)“友好點(diǎn)”的定義,根據(jù)逐項(xiàng)判斷即可得到結(jié)果.
【解析】定義點(diǎn)的“友好點(diǎn)”為:,即,且 .
對于①,取,且,則點(diǎn)的“友好點(diǎn)”點(diǎn),所以的“友好點(diǎn)”是點(diǎn),故①錯誤;
對于②,設(shè)單位圓上任意一點(diǎn),所以的“友好點(diǎn)”點(diǎn),所以仍在在單位圓上,故②正確;
對于③,取,且,則點(diǎn)的“友好點(diǎn)”點(diǎn),若的“友好點(diǎn)”點(diǎn)為,則,可知,所以點(diǎn)一定在單位圓上,故③正確;
對于④,由“友好點(diǎn)”點(diǎn)的定義可知且,故,故④錯誤.
故答案為:②③.
【點(diǎn)評】本題考查了新定義型問題的應(yīng)用,主要考查學(xué)生的運(yùn)算能力和轉(zhuǎn)換能力及思維能力,屬于基礎(chǔ)題型.
10.(1),;(2)證明見解析.
【分析】(1)利用橢圓C的長軸長是短軸長的倍,且經(jīng)過點(diǎn),列方程求出的值,從而可得答案;
(2)討論弦垂直與不垂直于x軸兩種情況,不垂直時,設(shè)直線的方程為,與橢圓方程聯(lián)立,利用點(diǎn)到直線距離公式、勾股定理求出弦的長,利用韋達(dá)定理,結(jié)合化簡即可得答案.
【解析】(1)由題意解得,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
橢圓C的“準(zhǔn)圓”方程為
(2)證明:①當(dāng)弦軸時,交點(diǎn)關(guān)于x軸對稱,
又,則,
可設(shè)得
此時原點(diǎn)O到弦的距離,則,
因此
②當(dāng)弦不垂直于x軸時,設(shè)直線的方程為,
且與橢圓C的交點(diǎn),
聯(lián)列方程組,
代入消元得:,
由
可得,
由得,
即,所以
此時成立,
則原點(diǎn)O到弦的距離,
則,
綜上得,因此弦的長為定值.
【點(diǎn)評】方法點(diǎn)睛:探索圓錐曲線的定值問題常見方法有兩種:① 從特殊入手,先根據(jù)特殊位置和數(shù)值求出定值,再證明這個值與變量無關(guān);② 直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
11.(1);(2);(3)證明見解析,定圓的方程為.
【分析】(1)由協(xié)同圓的定義,結(jié)合橢圓方程的參數(shù)寫出協(xié)同圓圓的方程;
(2)討論直線的斜率存在和不存在兩種情況:斜率不存在時,直接求出交點(diǎn)坐標(biāo),利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示求;斜率存在時,設(shè)聯(lián)立橢圓方程,由切線的性質(zhì)確定判別式符號,應(yīng)用根與系數(shù)關(guān)系、向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示求;
(3)設(shè),則,討論有一條直線的斜率不存在和兩條直線的斜率都存在,分別求,,,由等面積法求,即可證結(jié)論,并寫出定圓方程.
【解析】(1)由橢圓,知.
根據(jù)協(xié)同圓的定義,可得該橢圓的協(xié)同圓為圓.
(2)設(shè),則.
直線為圓的切線,分直線的斜率存在和不存在兩種情況討論:
①當(dāng)直線的斜率不存在時,直線.
若,由,解得,此時.
若,同理得:.
②當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè).
由,得,有,又直線是圓的切線,故,可得.
∴,則,而.
∴,即.
綜上,恒有.
(3)是橢圓上的兩個動點(diǎn)且,設(shè),則.
直線:有一條直線的斜率不存在和兩條直線的斜率都存在兩種情況討論.
若直線的斜率不存在,即點(diǎn)在軸上,則點(diǎn)在軸上,有.
∴,,且,
由,解得.
若直線的斜率都存在,設(shè),則.
由,得,有;同理,得.
于是,.
由,可得.
因此,總有,即點(diǎn)在圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),半徑為的圓上.
∴該定圓的方程為圓.
【點(diǎn)評】 研究直線與曲線相交關(guān)系注意討論直線的斜率是否存在,求出交點(diǎn)坐標(biāo)或聯(lián)立橢圓、直線方程,根據(jù)判斷判別式的符號、根與系數(shù)關(guān)系,結(jié)合題設(shè)已知條件列方程求定值或定曲線.
12.(1)橢圓方程為,“準(zhǔn)圓”方程為x2+y2=4;(2)證明見解析.
【分析】(1)由已知,進(jìn)而可得橢圓C的方程和其“準(zhǔn)圓”方程;
(2)①當(dāng)直線l1,l2中有一條斜率不存在時,分別求出l1和l2,驗(yàn)證命題成立;②當(dāng)l1,l2斜率存在時,設(shè)點(diǎn)P(x0,y0),其中,聯(lián)立過點(diǎn)P(x0,y0)與橢圓相切的直線方程與橢圓方程,由Δ=0化簡整理,可證得l1⊥l2;進(jìn)而得出線段MN為“準(zhǔn)圓”x2+y2=4的直徑,即線段MN的長為定值.
【解析】(1)∵橢圓C的一個焦點(diǎn)為
其短軸上的一個端點(diǎn)到F的距離為.
∴,
∴,
∴橢圓方程為,
∴“準(zhǔn)圓”方程為x2+y2=4.
(2)證明:①當(dāng)直線l1,l2中有一條斜率不存在時,不妨設(shè)直線l1斜率不存在,則l1:x=±,
當(dāng)l1:x=時,l1與“準(zhǔn)圓”交于點(diǎn)(,1),(,-1),
此時l2為y=1(或y=-1),顯然直線l1,l2垂直;
同理可證當(dāng)l1:x=-時,直線l1,l2垂直.
②當(dāng)l1,l2斜率存在時,
設(shè)點(diǎn)P(x0,y0),其中.
設(shè)經(jīng)過點(diǎn)P(x0,y0)與橢圓相切的直線為
y=t(x-x0)+y0,
∴由
得(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0.
由Δ=0化簡整理,得(3-)t2+2x0y0t+1-=0,
∵,∴有(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0.
設(shè)l1,l2的斜率分別為t1,t2,
∵l1,l2與橢圓相切,∴t1,t2滿足上述方程(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0,
∴t1·t2=-1,即l1,l2垂直.
綜合①②知,l1⊥l2.
∵l1,l2經(jīng)過點(diǎn)P(x0,y0),又分別交其“準(zhǔn)圓”于點(diǎn)M,N,且l1,l2垂直.
∴線段MN為“準(zhǔn)圓”x2+y2=4的直徑,|MN|=4,
∴線段MN的長為定值.
【點(diǎn)評】思路點(diǎn)睛:本題考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查新定義,考查橢圓的切線方程,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,有關(guān)平面解析問題一些基本解題思想總結(jié)如下:
1.常規(guī)求值問題:需要找等式,范圍問題需要找不等式;
2.是否存在問題:當(dāng)作存在去求,不存在時會無解;
3.證明定值問題:把變動的元素用參數(shù)表示出來,然后證明結(jié)果與參數(shù)無關(guān),也可先猜再證;
4.處理定點(diǎn)問題:把方程中參數(shù)的同次項(xiàng)集在一起,并令各項(xiàng)系數(shù)為,也可先猜再證;
5.最值問題:將對象表示為變量的函數(shù)求解.
13.(1);(2).
【分析】(1)設(shè)是拋物線上任意一點(diǎn),則,可求出答案.
(2)設(shè)線段的端點(diǎn)分別為A,B,以直線為x軸,的中點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,
則,,則集合所表示的圖形是一個邊長為2的正方形和兩個半徑是1的半圓,從而可求解.
【解析】解:(1)設(shè)是拋物線上任意一點(diǎn),則
,
因?yàn)椋援?dāng)時,.
點(diǎn)到拋物線的距離.
(2)設(shè)線段的端點(diǎn)分別為A,B,以直線為x軸,的中點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,
則,,點(diǎn)集D由如下曲線圍成:
,,,,
,,,,
∴集合所表示的圖形是一個邊長為2的正方形和兩個半徑是1的半圓,∴其面積為.
【點(diǎn)評】本題考查拋物線上的點(diǎn)與已知點(diǎn)的距離的最值,考查新定義問題,考查數(shù)形結(jié)合思想,考查邏輯分析能力,屬于中檔題.
14.(1),;(2)證明見解析.
【分析】(1)本題可根據(jù)題意得出以及,然后通過計(jì)算得出、的值以及橢圓方程,最后根據(jù)即可求出衛(wèi)星圓的方程;
(2)本題可先討論、中有一條無斜率的情況,通過求出與的方程即可求出的值,然后討論、都有斜率的情況,設(shè)點(diǎn)以及經(jīng)過點(diǎn)且與橢圓只有一個公共點(diǎn)的直線為,再然后通過聯(lián)立方程以及韋達(dá)定理的應(yīng)用得出滿足條件的兩直線、垂直,判斷出此時線段應(yīng)為“衛(wèi)星圓”的直徑以及的值,最后綜合兩種情況即可得出結(jié)果.
【解析】(1)因?yàn)闄E圓的離心率為,點(diǎn)在上,
所以,解得,,橢圓方程為,
因?yàn)?,圓心為原點(diǎn),
所以衛(wèi)星圓的方程為.
(2)①當(dāng)、中有一條無斜率時,不妨設(shè)無斜率,
因?yàn)榕c橢圓只有一個公共點(diǎn),所以其方程為或,
當(dāng)方程為時,此時與“衛(wèi)星圓”交于點(diǎn)和,
此時經(jīng)過點(diǎn)或且與橢圓只有一個公共點(diǎn)的直線是或,
即為或,此時,線段應(yīng)為“衛(wèi)星圓”的直徑,,
②當(dāng)、都有斜率時,設(shè)點(diǎn),其中,
設(shè)經(jīng)過點(diǎn)與橢圓只有一個公共點(diǎn)的直線為,
聯(lián)立方程,
消去得到,
則,
,滿足條件的兩直線、垂直,
此時線段應(yīng)為“衛(wèi)星圓”的直徑,,
綜合①②可知,為定值,.
【點(diǎn)評】本題考查橢圓方程的求法以及圓的方程的求法,考查橢圓、直線以及圓相交的綜合問題的求解,考查韋達(dá)定理以及判別式的靈活應(yīng)用,考查計(jì)算能力,考查轉(zhuǎn)化與化歸思想,是難題.
15.(1)不存在,理由詳見解析;(2);(3)證明見解析.
【分析】(1)由題意可知,點(diǎn)為的重心,假設(shè)存在一點(diǎn)使得“向心三角形”存在,求得該點(diǎn)的坐標(biāo),代入拋物線的方程,進(jìn)行判斷即可;
(2)設(shè)點(diǎn)、、,利用點(diǎn)差法求得,根據(jù)重心的坐標(biāo)公式,求出線段的中點(diǎn)坐標(biāo),然后利用點(diǎn)斜式方程可得出直線的方程;
(3)由,等式兩邊平方,利用基本不等式可得出,結(jié)合等式可求出,進(jìn)而證明結(jié)論成立.
【解析】(1)由題意可知,拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
由,可知,為重心,
設(shè)存在點(diǎn)“向心三角形”,其中兩個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和,另外的頂點(diǎn)為,
由,解得:,顯然,
故不存在“向心三角形”,其中兩個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和;
(2)設(shè)、、,
由,兩式相減,得,所以,所以,
由題意可知,,所以,則,
由,所以,所以,線段的中點(diǎn),
因此,直線的方程為,整理得.
因此,直線的方程;
(3)由(2)可知,則,①
由,,
平方可得,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,顯然,
所以,即,
將①代入可得,解得,
所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于.
【點(diǎn)評】本題考查拋物線的性質(zhì),直線與拋物線的位置關(guān)系,考查三角形重心坐標(biāo)公式的應(yīng)用、點(diǎn)差法以及基本不等式的應(yīng)用,考查計(jì)算能力與推理能力,屬于中等題.
16.(1)l與橢圓C相切.見解析(2)逆命題:若直線與橢圓C相交,則點(diǎn)在橢圓C的外部.是真命題.見解析(3)為定值0,見解析
【分析】(1) ,由根的差別式能得到l與橢圓C相切.
(2)逆命題:若直線與橢圓C相交,則點(diǎn)在橢圓C的外部.是真命題.聯(lián)立方程得.由,能求出在橢圓C的外部.
(3)此時與橢圓相離,設(shè)則代入橢圓,利用M在上,得.由此能求出.
【解析】解:(1)
即
∴
∴與橢圓C相切.
(2)逆命題:若直線與橢圓C相交,
則點(diǎn)在橢圓C的外部.
是真命題.聯(lián)立方程得
則
∴
∴
∴在橢圓C的外部.
(3)同理可得此時與橢圓相離,設(shè)
則代入橢圓,利用M在上,
即,整理得
同理得關(guān)于的方程,類似.
即是的兩根
∴.
【點(diǎn)評】本題是一道解析幾何中的新定義題目,考查了四種命題以及命題真假的判斷、直線與橢圓中的定值問題,考查了學(xué)生審題、分析、解決問題的能力,綜合性比較強(qiáng),屬于難題.
17.(1)是;(2);(3)是,證明見解析.
【分析】(1)直接判斷即可,
(2)由(1)的方法判斷,可得y=﹣2時,函數(shù)值達(dá)到最大,分別討論二次項(xiàng)系數(shù)的正負(fù),是否滿足條件得出a的取值范圍;
(3)設(shè)參數(shù)方程滿足以MN為直徑的圓過原點(diǎn),使數(shù)量積為零得出定點(diǎn)(0,2).
【解析】(1)由題意得橢圓方程:1,所以A(0,2),
設(shè)P(x,y)則|PA|2=x2++(y﹣2)2=5?(1)+(y﹣2)2y2﹣4y+9,y∈[﹣2,2],
二次函數(shù)開口向下,對稱軸y=﹣8,y∈[﹣2,2]上函數(shù)單調(diào)遞減,
所以y=﹣2時,函數(shù)值最大,此時P為橢圓的短軸的另一個端點(diǎn),
∴橢圓是“圓橢圓”;
(2)由(1)的方法:橢圓方程:1,A(0,2)設(shè)P(x,y),則|PA|2=x2+(y﹣2)2=a2?(1)+(y﹣2)2=(1)y2﹣4y+4+a2,y∈[﹣2,2],由題意得,
當(dāng)且僅當(dāng)y=﹣2時,函數(shù)值達(dá)到最大,
討論:①當(dāng)開口向上時,滿足:??﹣2<a<2(與矛盾,舍);
②當(dāng)開口向下時,滿足?2<a≤2,
綜上a的范圍:(2,2].
(3)a=2,橢圓方程:1,由題意:設(shè)P(2csθ,sinθ),θ∈[0,2π],且,則Q(﹣2csθ,﹣sinθ),則直線AP:yx+2?M(,0)
則直線AQ:y2?N(,0),
MN為直徑的圓過定點(diǎn)C,由對稱性知C在y軸上,∴設(shè)C(0,n)則,且0,
∴,(n),∴,
所以得定點(diǎn)(0,2).
【點(diǎn)評】考查新定義圓橢圓的定義,以及圓過定點(diǎn)問題,涉及到二次函數(shù)最值問題的考查,考查了分類討論及轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)圓錐曲線 專題39:圓錐曲線的綜合問題24頁,共24頁。試卷主要包含了單選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)圓錐曲線 專題35:圓錐曲線的弦長問題28頁,共28頁。試卷主要包含了已知橢圓的離心率為,且過點(diǎn).,已知拋物線C,設(shè)橢圓E,已知橢圓等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)圓錐曲線 專題34:圓錐曲線中點(diǎn)弦問題25 頁,共25頁。試卷主要包含了單選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊
注冊成功