一、單選題
1.已知雙曲線的左,右頂點(diǎn)分別為是雙曲線上不同于,的一點(diǎn),設(shè)直線的斜率分別為,則當(dāng)取得最小值時(shí),雙曲線的離心率為( )
A.B.C.D.2
2.已知一個(gè)玻璃酒杯盛酒部分的軸截面是拋物線,其通徑長(zhǎng)為1,現(xiàn)有一個(gè)半徑為的玻璃球放入該玻璃酒杯中,要使得該玻璃球接觸到杯底(盛酒部分),則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
3.已知直線l:與曲線W:有三個(gè)交點(diǎn)D、E、F,且,則以下能作為直線l的方向向量的坐標(biāo)是( ).
A.B.C.D.
4.雙紐線是1694年被瑞士數(shù)學(xué)家雅各布·伯努利用來(lái)描述他所發(fā)現(xiàn)的.在平面直角坐標(biāo)系中,把到定點(diǎn)和距離之積等于的點(diǎn)的軌跡稱為雙紐線.已知點(diǎn)是雙紐線上一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
①雙紐線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;②;③雙紐線上滿足的點(diǎn)只有兩個(gè);④的最大值是.
A.①②③B.①②④C.①②D.①②③④
5.我國(guó)著名科幻作家劉慈欣的小說(shuō)《三體Ⅱ·黑暗森林》中的“水滴”是三體文明使用新型材料-強(qiáng)互作用力(SIM)材料所制成的宇宙探測(cè)器,其外形與水滴相似,某科研小組研發(fā)的新材料水滴角測(cè)試結(jié)果如圖所示(水滴角可看作液、固、氣三相交點(diǎn)處氣—液兩相界面的切線與液—固兩相交線所成的角),圓法和橢圓法是測(cè)量水滴角的常用方法,即將水滴軸截面看成圓或者橢圓(長(zhǎng)軸平行于液—固兩者的相交線,橢圓的短半軸長(zhǎng)小于圓的半徑)的一部分,設(shè)圖中用圓法和橢圓法測(cè)量所得水滴角分別為,,則( )
附:橢圓上一點(diǎn)處的切線方程為.
A.B.
C.D.和的大小關(guān)系無(wú)法確定
6.?dāng)?shù)學(xué)中的數(shù)形結(jié)合也可以組成世間萬(wàn)物的絢麗畫(huà)面,一些優(yōu)美的曲線是數(shù)學(xué)形象美、對(duì)稱美、和諧美的產(chǎn)物,曲線:為四葉玫瑰線,下列結(jié)論正確的有( )

(1)方程,表示的曲線在第二和第四象限;
(2)曲線上任一點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離都不超過(guò);
(3)曲線構(gòu)成的四葉玫瑰線面積大于;
(4)曲線上有個(gè)整點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn).
A.(1)(2)B.(1)(2)(3)C.(1)(2)(4)D.(1)(3)(4)
二、多選題
7.過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線C:交于兩點(diǎn).拋物線在點(diǎn)處的切線與直線交于點(diǎn),作交于點(diǎn),則( )
A.直線與拋物線C有2個(gè)公共點(diǎn)
B.直線恒過(guò)定點(diǎn)
C.點(diǎn)的軌跡方程是
D.的最小值為
8.太極圖是由黑白兩個(gè)魚(yú)形紋組成的圖案,俗稱陰陽(yáng)魚(yú),太極圖展現(xiàn)了一種相互轉(zhuǎn)化,相互統(tǒng)一的和諧美.定義:能夠?qū)A的周長(zhǎng)和面積同時(shí)等分成兩部分的函數(shù)稱為圓的一個(gè)“太極函數(shù)”下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A.對(duì)圓的所有非常數(shù)函數(shù)的太極函數(shù)中,一定不能為偶函數(shù);
B.函數(shù)是圓的一個(gè)太極函數(shù);
C.存在圓,使得是圓的太極函數(shù);
D.直線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)一定是圓的太極函數(shù).
9.已知橢圓為原點(diǎn),過(guò)第一象限內(nèi)橢圓外一點(diǎn)作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B.記直線的斜率分別為,若,則( )
A.為定值B.為定值
C.的最大值為2D.的最小值為4
三、填空題
10.應(yīng)用拋物線和雙曲線的光學(xué)性質(zhì),可以設(shè)計(jì)制造反射式天文望遠(yuǎn)鏡,這種望遠(yuǎn)鏡的特點(diǎn)是,鏡銅可以很短而觀察天體運(yùn)動(dòng)又很清楚.某天文儀器廠設(shè)計(jì)制造的一種反射式望遠(yuǎn)鏡,其光學(xué)系統(tǒng)的原理如圖(中心截口示意圖)所示.其中,一個(gè)反射鏡弧所在的曲線為拋物線,另一個(gè)反射鏡弧所在的曲線為雙曲線一個(gè)分支.已知是雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn),其中同時(shí)又是拋物線的焦點(diǎn),且,的面積為10,,則拋物線方程為 .

11.如圖為世界名畫(huà)《星月夜》,在這幅畫(huà)中,文森特·梵高用夸張的手法,生動(dòng)地描繪了充滿運(yùn)動(dòng)和變化的星空.假設(shè)月亮可看作半徑為1的圓的一段圓弧,且弧所對(duì)的圓心角為.設(shè)圓的圓心在點(diǎn)與弧中點(diǎn)的連線所在直線上.若存在圓滿足:弧上存在四點(diǎn)滿足過(guò)這四點(diǎn)作圓的切線,這四條切線與圓也相切,則弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離的取值范圍為 .(參考數(shù)據(jù):)
四、解答題
12.已知拋物線:,焦點(diǎn)為,過(guò)作軸的垂線,點(diǎn)在軸下方,過(guò)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,,,分別交軸于,兩點(diǎn),,分別交于,兩點(diǎn).
(1)若,與拋物線相切于,兩點(diǎn),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)證明:的外接圓過(guò)定點(diǎn);
(3)求面積的最小值.
13.已知是坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上,線段是圓的一條直徑,且的最小值為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,與分別交于異于點(diǎn)的點(diǎn),求直線斜率的最大值.
14.“工藝折紙”是一種把紙張折成各種不同形狀物品的藝術(shù)活動(dòng),在我國(guó)源遠(yuǎn)流長(zhǎng).某些折紙活動(dòng)蘊(yùn)含豐富的數(shù)學(xué)知識(shí),例如:如圖用一張圓形紙片,按如下步驟折紙:
步驟1:設(shè)圓心是,在圓內(nèi)異于圓心處取一定點(diǎn),記為;
步驟2:把紙片折疊,使圓周正好通過(guò)點(diǎn)(即折疊后圖中的點(diǎn)與點(diǎn)重合);
步驟3:把紙片展開(kāi),并留下一道折痕,記折痕與的交點(diǎn)為;
步驟4:不停重復(fù)步驟2和3,就能得到越來(lái)越多的折痕.
現(xiàn)取半徑為4的圓形紙片,設(shè)點(diǎn)到圓心的距離為,按上述方法折紙.以線段的中點(diǎn)為原點(diǎn),線段所在直線為軸建立平面直角坐標(biāo)系,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)設(shè)軌跡與軸從左到右的交點(diǎn)為點(diǎn),,為直線上的一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)不在軸上),連接交橢圓于點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交橢圓于點(diǎn).是否存在,使得成立?若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由.
15.江南某公園內(nèi)正在建造一座跨水拱橋.如平面圖所示,現(xiàn)已經(jīng)在地平面以上造好了一個(gè)外沿直徑為20米的半圓形拱橋洞,地平面與拱橋洞外沿交于點(diǎn)與點(diǎn). 現(xiàn)在準(zhǔn)備以地平面上的點(diǎn)與點(diǎn)為起點(diǎn)建造上、下橋坡道,要求:①;②在拱橋洞左側(cè)建造平面圖為直線的坡道,坡度為 (坡度為坡面的垂直高度和水平方向的距離的比);③在拱橋洞右側(cè)建造平面圖為圓弧的坡道;④在過(guò)橋的路面上騎車(chē)不顛簸.
(1)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一條過(guò)橋道路,畫(huà)出大致的平面圖,并用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言刻畫(huà)與表達(dá)出來(lái);
(2)并按你的方案計(jì)算過(guò)橋道路的總長(zhǎng)度;(精確到0.1米)
(3)若整個(gè)過(guò)橋坡道的路面寬為10米,且鋪設(shè)坡道全部使用混凝土.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出所鋪設(shè)路面的相關(guān)幾何體,提出一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,寫(xiě)出解決該問(wèn)題的方案,并說(shuō)明理由 (如果需要,可通過(guò)假設(shè)的運(yùn)算結(jié)果列式說(shuō)明,不必計(jì)算).
16.費(fèi)馬原理,也稱為時(shí)間最短原理:光傳播的路徑是光程取極值的路徑.在凸透鏡成像中,根據(jù)費(fèi)馬原理可以推出光線經(jīng)凸透鏡至像點(diǎn)的總光程為定值(光程為光在某介質(zhì)中傳播的路程與該介質(zhì)折射率的乘積).一般而言,空氣的折射率約為1.如圖是折射率為2的某平凸透鏡的縱截面圖,其中平凸透鏡的平面圓直徑為6,且與軸交于點(diǎn).平行于軸的平行光束從左向右照向該平凸透鏡,所有光線經(jīng)折射后全部匯聚在點(diǎn)處并在此成像.(提示:光線從平凸透鏡的平面進(jìn)入時(shí)不發(fā)生折射)

(1)設(shè)該平凸透鏡縱截面中的曲線為曲線,試判斷屬于哪一種圓錐曲線,并求出其相應(yīng)的解析式.
(2)設(shè)曲線為解析式同的完整圓錐曲線,直線與交于,兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn)(點(diǎn)不與的頂點(diǎn)重合).若,,試求出點(diǎn)所有可能的坐標(biāo).
17.動(dòng)圓與圓和圓都內(nèi)切,記動(dòng)圓圓心的軌跡為.
(1)求的方程;
(2)已知圓錐曲線具有如下性質(zhì):若圓錐曲線的方程為,則曲線上一點(diǎn)處的切線方程為:,試運(yùn)用該性質(zhì)解決以下問(wèn)題:點(diǎn)為直線上一點(diǎn)(不在軸上),過(guò)點(diǎn)作的兩條切線,切點(diǎn)分別為.
(i)證明:直線過(guò)定點(diǎn);
(ii)點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為,連接交軸于點(diǎn),設(shè)的面積分別為,求的最大值.
18.某校數(shù)學(xué)問(wèn)題研究小組的同學(xué)利用電腦對(duì)曲線進(jìn)行了深入研究.已知點(diǎn)在曲線上,曲線在點(diǎn)處的切線方程為.請(qǐng)同學(xué)們研究以下問(wèn)題,并作答.
(1)問(wèn)題1:過(guò)曲線的焦點(diǎn)的直線與曲線交于兩點(diǎn),點(diǎn)在第一象限.
(i)求(為坐標(biāo)原點(diǎn))面積的最小值;
(ii)曲線在點(diǎn)處的切線分別為,兩直線相交于點(diǎn),證明.
(2)問(wèn)題2:若是曲線上任意兩點(diǎn),過(guò)的中點(diǎn)作軸的平行線交曲線于點(diǎn),記線段與曲線圍成的封閉區(qū)域?yàn)?,研究小組的同學(xué)利用計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)多次模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是個(gè)定值,請(qǐng)求出這個(gè)定值.
19.已知雙曲線:,F(xiàn)為雙曲線的右焦點(diǎn),過(guò)F作直線交雙曲線于A,B兩點(diǎn),過(guò)F點(diǎn)且與直線垂直的直線交直線于P點(diǎn),直線OP交雙曲線于M,N兩點(diǎn).
(1)求雙曲線的離心率;
(2)若直線OP的斜率為,求的值;
(3)設(shè)直線AB,AP,AM,AN的斜率分別為,,,,且,,記,,,試探究v與u,w滿足的方程關(guān)系,并將v用w,u表示出來(lái).
20.已知橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,離心率為,左頂點(diǎn)為,過(guò)右焦點(diǎn)作直線與橢圓分別交于兩點(diǎn)(異于左右頂點(diǎn)),連接.
(1)證明:與不可能垂直;
(2)求的最小值;
21.已知橢圓:,直線:交橢圓于M,N兩點(diǎn),T為橢圓的右頂點(diǎn),的內(nèi)切圓為圓Q.
(1)求橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求圓Q的方程;
(3)設(shè)點(diǎn),過(guò)P作圓Q的兩條切線分別交橢圓C于點(diǎn)A,B,求的周長(zhǎng).
22.在直角坐標(biāo)系中,圓Γ的圓心P在y軸上(不與重合),且與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn).已知.
(1)求Ω的離心率;
(2)若Ω的右焦點(diǎn)為,且圓Γ過(guò)點(diǎn)F,求的取值范圍.
23.設(shè)雙曲線:(,)過(guò),,,四個(gè)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn).
(1)求雙曲線的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作兩條互相垂直的直線,,其中與的右支交于,兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),與的右支相交于,兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),求的最大值.
24.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線,過(guò)點(diǎn)的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若點(diǎn),連接AD,BD,證明:;
(3)已知圓G以G為圓心,1為半徑,過(guò)A作圓G的兩條切線,與y軸分別交于點(diǎn)M,N且M,N位于x軸兩側(cè),求面積的最小值.
25.已知橢圓的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為軸、軸,且過(guò)兩點(diǎn).
(1)求的方程.
(2)是上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),為的上頂點(diǎn),是否存在以為頂點(diǎn),為底邊的等腰直角三角形?若存在,求出滿足條件的三角形的個(gè)數(shù);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
參考答案:
1.A
【分析】先根據(jù)雙曲線的方程,得到,再設(shè),通過(guò)求導(dǎo),判斷函數(shù)的極小值點(diǎn),得到的值,再根據(jù)的關(guān)系求雙曲線的離心率.
【詳解】設(shè)為雙曲線上異于、兩點(diǎn)的任意一點(diǎn),則,
又,,所以:
所以,
設(shè),則(),
因?yàn)椋?br>所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最小值.
即時(shí),取得最小值.
此時(shí):.
故選:A
2.C
【分析】以軸截面拋物線的頂點(diǎn)為原點(diǎn),對(duì)稱軸為軸建立平面直角坐標(biāo)系,寫(xiě)出該玻璃球的軸截面的方程和拋物線的方程,兩方程聯(lián)立,只有一個(gè)解求解.
【詳解】解:以軸截面拋物線的頂點(diǎn)為原點(diǎn),對(duì)稱軸為軸建立平面直角坐標(biāo)系,
當(dāng)玻璃球能夠與杯底接觸時(shí),該玻璃球的軸截面的方程為.
因?yàn)閽佄锞€的通徑長(zhǎng)為1,則拋物線的方程為,
代入圓的方程消元得:,
所以原題等價(jià)于方程在上只有實(shí)數(shù)解.
因?yàn)橛?,得或?br>所以需或,即或.
因?yàn)椋裕?br>故選:C.
3.C
【分析】由函數(shù)的性質(zhì)可得曲線的對(duì)稱中心,即得,再根據(jù)給定長(zhǎng)度求出點(diǎn)的坐標(biāo)即得.
【詳解】顯然函數(shù)的定義域?yàn)镽,,即函數(shù)是奇函數(shù),
因此曲線的對(duì)稱中心為,由直線l與曲線的三個(gè)交點(diǎn)滿足,得,
設(shè),則,令,則有,即,
解得,即,因此點(diǎn)或,或,
選項(xiàng)中只有坐標(biāo)為的向量與共線,能作為直線l的方向向量的坐標(biāo)是.
故選:C
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵首先是得到曲線對(duì)稱中心為,從而得到,然后再去設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù),得到高次方程,利用換元法結(jié)合因式分解解出的坐標(biāo)即可.
4.B
【分析】對(duì)①,設(shè)動(dòng)點(diǎn),把關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)代入軌跡方程,顯然成立;對(duì)②,根據(jù)的面積范圍證明即可;對(duì)③,易得若,則在軸上,再根據(jù)的軌跡方程求解即可;對(duì)④,根據(jù)題中所給的定點(diǎn),距離之積等于,再畫(huà)圖利用余弦定理分析中的邊長(zhǎng)關(guān)系,進(jìn)而利用三角形三邊的關(guān)系證明即可.
【詳解】對(duì)①,設(shè)動(dòng)點(diǎn),由題可得的軌跡方程,
把關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)代入軌跡方程,原方程不變,故①正確;
對(duì)②,因?yàn)?,故?br>又,所以,
即,故,故②正確;
對(duì)③,若,則在的中垂線即軸上,
故此時(shí),代入,
可得,即,僅有一個(gè),故③錯(cuò)誤;
對(duì)④,因?yàn)椋剩?br>即,
因?yàn)?,?br>故,
即,
所以,
又,當(dāng)且僅當(dāng)共線時(shí)取等號(hào),
故,
即,解得,故④正確.
故選:B
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題主要考查了動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的性質(zhì)判定,因?yàn)樵摲匠梯^復(fù)雜,故在作不出圖象時(shí),需要根據(jù)題意求出動(dòng)點(diǎn)的方程進(jìn)行對(duì)稱性的分析,同時(shí)需要結(jié)合解三角形的方法對(duì)所給信息進(jìn)行辨析.
5.A
【分析】運(yùn)用圓和橢圓的切線方程分別求得、,結(jié)合可判斷兩者大小.
【詳解】由題意知,若將水滴軸截面看成圓的一部分,圓的半徑為,如圖所示,
則,解得,
所以,
若將水滴軸截面看成橢圓的一部分,設(shè)橢圓方程為,如圖所示,
則切點(diǎn)坐標(biāo)為,
則橢圓上一點(diǎn)的切線方程為,
所以橢圓的切線方程的斜率為,
將切點(diǎn)坐標(biāo)代入切線方程可得,解得,
所以,
又因?yàn)椋?br>所以,即,
所以.
故選:A.
6.A
【分析】因?yàn)椋耘c異號(hào),從而可判斷(1);利用基本不等可判斷(2);將以為圓心,2為半徑的圓的面積與曲線圍成區(qū)域的面積進(jìn)行比較即可判斷(3);先確定曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn),再將第一象限內(nèi)經(jīng)過(guò)的整點(diǎn),,逐一代入曲線的方程進(jìn)行檢驗(yàn),根據(jù)對(duì)稱性即可判斷(4).
【詳解】對(duì)于(1):因?yàn)椋詘與y異號(hào),故圖象在第二和第四象限,正確;
對(duì)于(2):因?yàn)?,所以?br>所以,所以,正確;
對(duì)于(3):以O(shè)為圓點(diǎn),2為半徑的圓O的面積為,
結(jié)合(2)知然曲線C圍成的區(qū)域的面積小于圓O的面積,錯(cuò)誤;
對(duì)于(4):將和聯(lián)立,解得,
所以可得圓與曲線C相切于點(diǎn),,,,
點(diǎn)的位置是圖中的點(diǎn)M,

由曲線的對(duì)稱性可知,只需要考慮曲線在第一象限內(nèi)經(jīng)過(guò)的整點(diǎn)即可,
把,和代入曲線C的方程驗(yàn)證可知,等號(hào)不成立,
所以曲線C在第一象限內(nèi)不經(jīng)過(guò)任何整點(diǎn),再結(jié)合曲線的對(duì)稱性可知,曲線C只經(jīng)過(guò)整點(diǎn),錯(cuò)誤.
故選:A
7.BC
【分析】設(shè)出直線的方程為,代入,然后寫(xiě)出切線方程,結(jié)合韋達(dá)定理可判斷AB;根據(jù)B可得的軌跡方程,從而判斷C;利用弦長(zhǎng)公式及點(diǎn)到直線的距離公式表示出,然后利用導(dǎo)數(shù)的知識(shí)求出最值進(jìn)而判斷D.
【詳解】設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,消去得,則,
對(duì)于A:拋物線在點(diǎn)處的切線為,
當(dāng)時(shí)得,即,
所以直線的方程為,整理得,
聯(lián)立,消去的,解得,即直線與拋物線C相切,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:直線的方程為,整理得,此時(shí)直線恒過(guò)定點(diǎn),B正確;
對(duì)于C:又選項(xiàng)B可得點(diǎn)在以線段為直徑的圓上,點(diǎn)除外,故點(diǎn)的軌跡方程是,C正確;
對(duì)于D: ,
則,
令,
則,
設(shè),
則,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
所以,D錯(cuò)誤.
故選:BC.

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:直線與拋物線聯(lián)立問(wèn)題
第一步:設(shè)直線方程:有的題設(shè)條件已知點(diǎn),而斜率未知;有的題設(shè)條件已知斜率,點(diǎn)不定,都可由點(diǎn)斜式設(shè)出直線方程.
第二步:聯(lián)立方程:把所設(shè)直線方程與拋物線方程聯(lián)立,消去一個(gè)元,得到一個(gè)一元二次方程.
第三步:求解判別式:計(jì)算一元二次方程根的判別式.
第四步:寫(xiě)出根之間的關(guān)系,由根與系數(shù)的關(guān)系可寫(xiě)出.
第五步:根據(jù)題設(shè)條件求解問(wèn)題中的結(jié)論.
8.BD
【分析】舉出反例判斷A;說(shuō)明的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱,結(jié)合太極函數(shù)定義判斷B;說(shuō)明圖象關(guān)于對(duì)稱,不在函數(shù)圖象上,結(jié)合太極函數(shù)定義判斷C;求出直線過(guò)的定點(diǎn),恰為圓心,即可判斷D.
【詳解】對(duì)于A,如圖折線形成的函數(shù)是偶函數(shù),滿足,

顯然函數(shù)的圖象能將圓的周長(zhǎng)和面積同時(shí)等分成兩部分,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,將正弦函數(shù)的圖象向上平移1個(gè)單位即得的圖象,
即的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱,而圓也關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,
因此函數(shù)的圖象能將圓的周長(zhǎng)和面積同時(shí)等分成兩部分,B正確;
對(duì)于C,的定義域?yàn)?,且?br>即為奇函數(shù),圖象關(guān)于對(duì)稱,

若是圓的太極函數(shù),則圓的圓心應(yīng)為,但是不在的圖象上,
因此函數(shù)不能將圓的周長(zhǎng)和面積同時(shí)等分成兩部分,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,直線,即,
由,解得,則直線恒過(guò)定點(diǎn),
顯然直線經(jīng)過(guò)圓的圓心,
該直線能將圓的周長(zhǎng)和面積同時(shí)等分成兩部分,D正確,
故選:BD
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:涉及函數(shù)新定義問(wèn)題,理解新定義,找出數(shù)量關(guān)系,聯(lián)想與題意有關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法,再轉(zhuǎn)化、抽象為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題作答.
9.AD
【分析】設(shè)直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程,得到兩根之和,兩根之積,由得到方程,求出,證明橢圓在處的切線方程為,從而得到橢圓在點(diǎn)和的切線方程,得到切點(diǎn)弦方程為,對(duì)照系數(shù)結(jié)合得到的軌跡方程,A選項(xiàng),計(jì)算出,,求出;B選項(xiàng),在A選項(xiàng)基礎(chǔ)上進(jìn)行求解;C選項(xiàng),得到雙曲線的漸近線,C錯(cuò)誤;D選項(xiàng),先得到,設(shè),則,聯(lián)立雙曲線方程,由根的判別式得到不等式,求出答案.
【詳解】由于,故不關(guān)于軸對(duì)稱且的橫縱坐標(biāo)不為0,
所以直線方程斜率一定存在,
設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,
,
設(shè),則,


其中,
故,即,
所以,解得,
下面證明橢圓在處的切線方程為,理由如下:
當(dāng)時(shí),故切線的斜率存在,設(shè)切線方程為,
代入橢圓方程得:,
由,化簡(jiǎn)得:
,
所以,
把代入,得:,
于是,
則橢圓的切線斜率為,切線方程為,
整理得到,
其中,故,即,
當(dāng)時(shí),此時(shí)或,
當(dāng)時(shí),切線方程為,滿足,
當(dāng)時(shí),切線方程為,滿足,
綜上:橢圓在處的切線方程為;
故橢圓在點(diǎn)的切線方程為,
同理可得,橢圓在點(diǎn)的切線方程為,
由于點(diǎn)為與的交點(diǎn),
故,,
所以直線為,
因?yàn)橹本€的方程為,對(duì)照系數(shù)可得
,
又,故,整理得,
又在第一象限,
故點(diǎn)的軌跡為雙曲線位于第一象限的部分,
A選項(xiàng),,同理可得,
則,A正確;
B選項(xiàng),
,
其中
又,
故,不為定值,
故不是定值,B錯(cuò)誤;
C選項(xiàng),由于,,,故雙曲線的一條漸近線為,
設(shè),則,故無(wú)最大值,
D選項(xiàng),由于,,,故,
設(shè),則,
則兩式聯(lián)立得,
由得,,
檢驗(yàn),當(dāng)時(shí),,又,
解得,滿足要求.
故的最小值為4,D正確.
故選:AD
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:過(guò)圓上一點(diǎn)的切線方程為:,
過(guò)圓外一點(diǎn)的切點(diǎn)弦方程為:.
過(guò)橢圓上一點(diǎn)的切線方程為,
過(guò)橢圓外一點(diǎn)的切點(diǎn)弦方程為;
過(guò)雙曲線上一點(diǎn)的切線方程為,
過(guò)雙曲線外一點(diǎn)的切點(diǎn)弦方程為,
10.
【分析】設(shè),由,解出得點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合得拋物線方程.
【詳解】以的中點(diǎn)為原點(diǎn),為軸,建立平面直角坐標(biāo)系,
不妨設(shè).
由,則有,解得,
又,解得,
,則有,
故拋物線方程為.
故答案為:
11.
【分析】設(shè)弧的中點(diǎn)為,根據(jù)圓與圓相離,確定兩圓的外公切線與內(nèi)公切線,確定圓的位置,分析可得弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離.
【詳解】如圖,
設(shè)弧的中點(diǎn)為,弧所對(duì)的圓心角為,
圓的半徑,在弧上取兩點(diǎn),則,
分別過(guò)點(diǎn)作圓的切線,并交直線于點(diǎn),
當(dāng)過(guò)點(diǎn)的切線剛好是圓與圓的外公切線時(shí),劣弧上一定還存在點(diǎn),使過(guò)點(diǎn)的切線為兩圓的內(nèi)公切線,
則圓的圓心只能在線段上,且不包括端點(diǎn),
過(guò)點(diǎn),分別向作垂線,垂足為,則即為圓的半徑,
設(shè)線段交圓于點(diǎn),則弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離即為線段的長(zhǎng)度.
在中,,
則,
即弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:本題考查了根據(jù)兩圓位置關(guān)系求距離的范圍的問(wèn)題.可按如下結(jié)論求解:
相離的兩個(gè)圓(圓心分別為和 ,半徑分別為和)上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)之間的距離的最小值是兩圓心之間的距離減去兩圓的半徑,最大值是兩圓心之間的距離加上兩圓的半徑,即.
12.(1)
(2)證明見(jiàn)解析
(3)
【分析】(1)由已知可得,兩點(diǎn)的坐標(biāo),給函數(shù)求導(dǎo)可得切線的斜率,利用點(diǎn)斜式表示切線方程,聯(lián)立方程即可得點(diǎn)坐標(biāo);
(2)設(shè)過(guò)的兩條切線分別與拋物線切于,,寫(xiě)出直線,的方程,聯(lián)立可得點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)外接圓方程,求出圓心,整理變形即可得定點(diǎn)坐標(biāo);
(3)由已知設(shè),坐標(biāo),表示和到的距離,然后表示,設(shè),,,可得,利用函數(shù)的單調(diào)性即可求得最小值.
【詳解】(1)∵,與拋物線相切于,兩點(diǎn),
設(shè)在左側(cè),則,,
由得,所以,
所以的斜率為,的斜率為,
此時(shí)方程:,即.
方程:,即,聯(lián)立得;
(2)設(shè)過(guò)的兩條切線分別與拋物線切于,,
由(1)知直線的斜率為,所以直線方程為,即,
直線的斜率為,直線方程為,即,
所以且,,
設(shè)外接圓的圓心為,則在的垂直平分線上,而的中點(diǎn)為,所以,
設(shè)外接圓方程為:過(guò),所以,
所以,所以,
所以,
整理得,
所以,
令即,所以的外接圓過(guò)定點(diǎn);
(3):,所以,,
所以,
到的距離為,所以,
設(shè),,,由,
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.
所以,
令,,
在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,
所以,所以面積的最小值.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可求得切線的斜率,表示切線方程,聯(lián)立方程可表示點(diǎn)的坐標(biāo);通過(guò)設(shè),,,由,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,把三角形的面積表示為關(guān)于的函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求解最小值.
13.(1);
(2)
【分析】(1)利用展開(kāi)計(jì)算求最值可得的值;
(2)設(shè)直線的方程為,直線的方程為,根據(jù)與圓相切求出滿足的二次方程,求出直線斜率的斜率,利用導(dǎo)數(shù)求解最值.
【詳解】(1)連接,由題意知
,當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí)取等號(hào),
得,
所以的方程為;
(2)由題意知,
連接,則,
所以.
又當(dāng)時(shí),圓與軸相切,不滿足題意;
當(dāng)時(shí),圓與軸相切,不滿足題意,
故且.
設(shè)直線的方程為,
因?yàn)橹本€為圓的切線,所以,
整理得.②
設(shè)直線的方程為,
同理可得,
所以是關(guān)于的方程的兩個(gè)根,
所以.設(shè),
由得,同理可得,
所以直線的斜率為,
設(shè),則,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以當(dāng)時(shí),.
所以直線斜率的最大值為.
14.(1)
(2)存在,理由見(jiàn)詳解
【分析】(1)由折紙的對(duì)稱性可知,,從而確定點(diǎn)的軌跡;
(2)設(shè),,,,在根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)表示各條直線的解析式,然后得出直線恒過(guò)定點(diǎn)的結(jié)論,最后數(shù)形結(jié)合將面積比轉(zhuǎn)化為邊長(zhǎng)比化簡(jiǎn)計(jì)算.
【詳解】(1)由題意可知,,
所以點(diǎn)的軌跡是以,為焦點(diǎn),且長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓,焦距,
所以,所以軌跡的方程為;
(2)
存在,使得成立,
設(shè),,,,
又,所以直線的斜率為,
所以直線的方程為,代入得:
,所以,即,
所以,
因?yàn)?,所以直線斜率為,
所以直線的方程為,代入得:
,所以,所以,
所以,
所以直線的斜率為,
所以直線的方程為,即,
所以直線恒過(guò)定點(diǎn),設(shè)該定點(diǎn)為,
所以,,

,
所以,
所以.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問(wèn)題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;
(3)列出韋達(dá)定理;
(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;
(5)代入韋達(dá)定理求解.
15.(1)答案見(jiàn)解析
(2)答案見(jiàn)解析
(3)答案見(jiàn)解析
【分析】(1)解法1;以線段的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,求得圓的方程,得到,聯(lián)立方程組,求得,設(shè)圓的半徑為,求得圓的方程為,進(jìn)而得到函數(shù)的解析式;解法2:以線段的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)圓的半徑為,求得圓的方程為,得到,,進(jìn)而得到函數(shù)的解析式;
(2)解法1:求得圓弧的長(zhǎng)為,得到圓弧的長(zhǎng)為,進(jìn)而求得過(guò)橋道路的總長(zhǎng)度;解法2:根據(jù)題意,求得,得到圓弧的長(zhǎng),求得圓弧的長(zhǎng)為,進(jìn)而得到過(guò)橋道路的總長(zhǎng)度;
(3)設(shè)計(jì)讓橋的側(cè)面所在平面垂直于地平面,提出問(wèn)題,結(jié)合面積公式,分別求得鋪設(shè)過(guò)橋路需要混凝土的值.
【詳解】(1)解法1、如圖所示,以線段的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,
則,圓的方程為,
由,得,,
過(guò)點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)為,直線的斜率為,其方程為,
所以直線的斜率為,其方程為,將其代入,
得點(diǎn)的坐標(biāo)為,
經(jīng)過(guò)點(diǎn)作圓與圓切于點(diǎn)(圓與y軸的交點(diǎn)),設(shè)圓的半徑為,
則,即,解得,
所以,圓的方程為,
故用函數(shù)表示過(guò)橋道路為 .
解法2、如圖所示,以線段的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,
作圓與x軸相切于點(diǎn),并和圓切于點(diǎn),
設(shè)圓的半徑為,則,即,解得,
所以圓的方程為,
將直線的方程代入得,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
所以用函數(shù)表示過(guò)橋道路為.
(2)解法1:由點(diǎn)的坐標(biāo)為,得,
所以圓弧的長(zhǎng)為3.398,
由點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,得,
所以圓弧的長(zhǎng)為32.175,
所以過(guò)橋道路的總長(zhǎng)度為,
解法2:因?yàn)椋?br>則,即,
所以圓弧的長(zhǎng)為,
又由點(diǎn)的坐標(biāo)為,得,
所以圓弧的長(zhǎng)為,
所以過(guò)橋道路的總長(zhǎng)度為63.9.
(3)解:設(shè)計(jì)讓橋的側(cè)面所在平面垂直于地平面,則橋拱左側(cè)鋪設(shè)的是以曲邊形為底面,
高為10米的柱體;橋拱右側(cè)鋪設(shè)的是以曲邊形()為底面,高為10米的柱體,
提問(wèn):鋪設(shè)坡道共需要混凝土多少立方米?
方案1:,
所以,鋪設(shè)過(guò)橋路需要混凝土10().
方案2:,
所以,鋪設(shè)過(guò)橋路需要混凝土10().
16.(1)為雙曲線的一部分,解析式為
(2)或
【分析】(1)設(shè),根據(jù)光線經(jīng)凸透鏡至像點(diǎn)的總光程為定值建立等量關(guān)系,簡(jiǎn)、整理即可得解;
(2)設(shè)出,的坐標(biāo),根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算得到,的坐標(biāo),將點(diǎn),的坐標(biāo)代入的方程,得到兩個(gè)方程,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系及建立方程,解方程即可
【詳解】(1)設(shè)上任意一點(diǎn),,光線從點(diǎn)至點(diǎn)的光程為,光線穿過(guò)凸透鏡后從點(diǎn)折射到點(diǎn)的光程為,
則,,
由題意得,得,化簡(jiǎn)得,
,.令,得,
為雙曲線的一部分,解析式為.
(2)由題意知.
設(shè),,,,
則,,,
,,,
易知,,得,,
即,.
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入,得,
化簡(jiǎn)整理得.
同理可得,
與為方程的兩個(gè)解,

由題知,,解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)可能為或.

【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查雙曲線與直線的位置關(guān)系, 關(guān)鍵是將向量坐標(biāo)化,并將點(diǎn)代入曲線得到關(guān)于k的二次方程,結(jié)合韋達(dá)定理求解.
17.(1)
(2)(i)證明見(jiàn)解析,(ii)
【分析】(1)根據(jù)橢圓的定義求解點(diǎn)的軌跡方程;
(2)(i)根據(jù)題意中的性質(zhì)求解出兩條切線方程,代入點(diǎn)坐標(biāo)后,得出直線的方程,從而得出定點(diǎn)坐標(biāo);
(ii)聯(lián)立直線的方程與橢圓的方程,由韋達(dá)定理得出,進(jìn)而求解出的定點(diǎn)坐標(biāo),表示出,由基本不等式得出結(jié)果.
【詳解】(1)設(shè)動(dòng)圓的半徑為,由題意得圓和圓的半徑分別為,,
因?yàn)榕c,都內(nèi)切,
所以,,
所以,
又,,故,
所以點(diǎn)的軌跡是以,為焦點(diǎn)的橢圓,
設(shè)的方程為:,
則,,所以,
故的方程為:.
(2)(i)證明:設(shè),,,
由題意中的性質(zhì)可得,切線方程為,
切線方程為,
因?yàn)閮蓷l切線都經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以,,
故直線的方程為:,顯然當(dāng)時(shí),,
故直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn).
(ii)設(shè)直線的方程為:,
聯(lián)立,整理得,
由韋達(dá)定理得,
又,所以直線的方程為,
令得,
,
所以直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),又,
所以
,
所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí)取等號(hào).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般證明”,即先通過(guò)特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);
(3)求證直線過(guò)定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來(lái)證明.
18.(1)(i);(ii)證明見(jiàn)解析
(2)
【分析】(1)(i)設(shè)直線的方程為,與拋物線聯(lián)立,利用韋達(dá)定理計(jì)算,然后求最值即可;(ii)利用坐標(biāo)運(yùn)算計(jì)算即可;
(2), 找到各小塊三角形的面積與的關(guān)系,從而得到方程,解出值..
【詳解】(1)(i)明顯直線的斜率不為零,設(shè)直線的方程為,,
聯(lián)立,消去得,
則,
又,
則當(dāng)時(shí),的面積最小,且最小值為;
(ii)由已知得,
聯(lián)立,解得,即
所以
所以;
(2)如圖. ,線段$AB$的中點(diǎn),
則.

分別過(guò)線段的中點(diǎn),線段的中點(diǎn),
作軸的平行線交拋物線分別于兩點(diǎn),連接.
同理可得.
,(分子的上標(biāo)均省略了文字“的面積”)
又由于的面積的面積的面積,
所以,解得.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是如何繞過(guò)直接求出曲線圍成的面積,通過(guò)找到各三角形與三角形之間的關(guān)系,從而解出值.
19.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根據(jù)雙曲線方程求離心率;
(2)首先由已知得,由直線垂直關(guān)系,點(diǎn)斜式寫(xiě)出直線的方程,聯(lián)立曲線并應(yīng)用韋達(dá)定理求;
(3)首先由條件設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),并根據(jù)已知條件表示,進(jìn)而求出和,再求直線,與雙曲線方程聯(lián)立,求得,并結(jié)合已知確定與的關(guān)系.
【詳解】(1)由雙曲線方程可知,,,,
所以雙曲線的離心率;
(2)設(shè),,,由題意可知,,則直線的斜率,
所以直線的斜率,故直線的方程為,
聯(lián)立直線和雙曲線,,得,顯然,
由韋達(dá)定理得,,
所以;
(3)設(shè),,則,
因?yàn)?,故為,代入,得點(diǎn),
所以,
因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,故滿足雙曲線方程,即,
所以,
所以,
,
又,聯(lián)立直線雙曲線,,得,
根據(jù)題意知,此方程的兩根即為,所以,
所以,
,

所以,即
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第三問(wèn)的關(guān)鍵是設(shè)出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),利用相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)表示斜率,整理后即可求解.
20.(1)證明見(jiàn)解析
(2)
【分析】(1)求出橢圓方程,設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合求解即可.
(2)設(shè)直線方程,聯(lián)立直線方程與橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理可表示,運(yùn)用換元法進(jìn)而將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求關(guān)于的二次函數(shù)的最小值.
【詳解】(1)由題意知,,
又因?yàn)椋詸E圓方程為,則,
證明:設(shè),,則①,
如圖所示,
假設(shè),即,
所以,
又,,
所以②,
由①②消去得到,與題設(shè)矛盾,所以與不可能垂直.
(2)如圖所示,

設(shè)方程為:,
由,得,
設(shè),則,
所以,
,
所以,
設(shè),


即當(dāng),即時(shí),取得最小值為.
故的最小值為.
21.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)化簡(jiǎn)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,根據(jù)的關(guān)系即可求得焦點(diǎn)坐標(biāo);
(2)先聯(lián)立方程求得,,求出直線的方程,然后利用待定系數(shù)法求得內(nèi)切圓的方程;
(3)設(shè)過(guò)P作圓Q的切線方程為,利用相切關(guān)系求得點(diǎn)A,B坐標(biāo),進(jìn)而結(jié)合內(nèi)切圓的半徑利用三角形中等面積法求解即可.
【詳解】(1)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,因?yàn)?,所以焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
(2)將代入橢圓方程得,由對(duì)稱性不妨設(shè),,
直線的方程為,即,
設(shè)圓Q方程為,由于內(nèi)切圓Q在的內(nèi)部,所以,
則Q到直線和直線的距離相等,即,解得,,
所以圓方程為.
(3)顯然直線和直線的斜率均存在,
設(shè)過(guò)P作圓Q的切線方程為,
其中k有兩個(gè)不同的取值和分別為直線和的斜率.
由圓Q與直線相切得:,化簡(jiǎn)得:,
則,
由得,
可得,
所以
.
同理,,所以直線的方程為,
所以與圓Q相切,將代入得,
所以,又點(diǎn)P到直線的距離為,
設(shè)的周長(zhǎng)為,則的面積,
解得.所以的周長(zhǎng)為.

22.(1)
(2)
【分析】(1)由點(diǎn)差法與直線與圓的性質(zhì)分別得到與直線的斜率有關(guān)的等量關(guān)系,結(jié)合已知條件將坐標(biāo)化,得,再結(jié)合兩斜率關(guān)系,整體消元可得,從而求出斜率;
(2)將化斜為直,轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)表示,再由韋達(dá)定理代入得關(guān)于的函數(shù)解析式,求解值域即可.
【詳解】(1)設(shè),,則線段中點(diǎn)
由題意不與重合,則,由在雙曲線右支上,則,
所以斜率存在且不為.
由在雙曲線上,則,且,
兩式作差得,
所以有,
故①,
由圓Γ的圓心P在y軸上(P不與O重合),設(shè),
由題意,
則,
化簡(jiǎn)得,由,得,
由圓Γ的圓心為,弦中點(diǎn)為,所以,
則,即②,
由①②得,,則,
故Ω的離心率為.
(2)由Ω的右焦點(diǎn)為,得,
由(1)知,,所以有,故雙曲線的方程為.
設(shè)圓的方程為,由圓Γ過(guò)點(diǎn),則,
則圓的方程可化為,
聯(lián)立,消化簡(jiǎn)得,
,
其中,,則有,
由,
同理,
所以,
其中,
令,則,
所以,
設(shè),,
由函數(shù)在單調(diào)遞增,則,即,
所以有,
故,
.

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線最值范圍問(wèn)題,關(guān)鍵在把要求最值(范圍)的幾何量、代數(shù)式轉(zhuǎn)化為某個(gè)(些)參數(shù)的函數(shù),然后利用函數(shù)、不等式方法進(jìn)行求解.
23.(1)
(2)
【分析】(1)由題意可得雙曲線不過(guò)點(diǎn),將其余點(diǎn)坐標(biāo)代入雙曲線方程計(jì)算即可得;
(2)借助韋達(dá)定理與兩點(diǎn)間距離公式表示出并化簡(jiǎn)后,可得,結(jié)合基本不等式即可得解.
【詳解】(1)由,,,與不能同過(guò),與對(duì)稱,
故該雙曲線不過(guò)點(diǎn),
則有,解得,即雙曲線方程為;
(2)由雙曲線方程為,故,
由題意可知,,的斜率均存在,
設(shè)的斜率為,則的斜率為,
即,設(shè)、,
令,則,即,
聯(lián)立雙曲線,有,
由雙曲線性質(zhì)可知,即,
此時(shí)恒成立,
有,,
則,,

,
同理可得,

,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,
即的最大值為.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問(wèn)題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;
(3)列出韋達(dá)定理;
(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;
(5)代入韋達(dá)定理求解.
24.(1)
(2)證明見(jiàn)解析
(3)8
【分析】(1)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出,再求出,再根據(jù)求出,即可求出拋物線C的方程;
(2)要證,即證DG平分,即證,結(jié)合(1)計(jì)算化簡(jiǎn)即可得出結(jié)論;
(3)記AM,AN分別與圓G切于點(diǎn)T,F(xiàn),連接TG,MG,NG,求出,結(jié)合切線長(zhǎng)定理可得,,,再根據(jù),求出,再結(jié)合基本不等式即可得解.
【詳解】(1)設(shè)直線的方程為,
由,得,
設(shè),,
則,,
從而,解得,
所以拋物線C的方程為;
(2)要證,即證DG平分,即證,
由(1)可知,,


故;
(3)記AM,AN分別與圓G切于點(diǎn)T,F(xiàn),連接TG,MG,NG,
由題意,得,
由切線長(zhǎng)定理,知,,,
所以,

,解得,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),
故面積的最小值為8.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:解決直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題要做好兩點(diǎn):一是轉(zhuǎn)化,把題中的已知和所求準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為代數(shù)中的數(shù)與式,即形向數(shù)的轉(zhuǎn)化;二是設(shè)而不求,即聯(lián)立直線方程與圓錐曲線方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系求解.
25.(1)
(2)存在,個(gè)
【分析】(1)設(shè)橢圓的方程為,根據(jù)條件得到,即可求出結(jié)果;
(2)設(shè)直線為,直線為,當(dāng)時(shí),由橢圓的對(duì)稱性知滿足題意;當(dāng)時(shí),聯(lián)立直線與橢圓方程,求出的坐標(biāo),進(jìn)而求出中垂線方程,根據(jù)條件中垂線直經(jīng)過(guò)點(diǎn),從而將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成方程解的個(gè)數(shù),即可解決問(wèn)題.
【詳解】(1)由題設(shè)橢圓的方程為,
因?yàn)闄E圓過(guò)兩點(diǎn),
所以,得到,所以橢圓的方程為.
(2)由(1)知,易知直線的斜率均存在且不為0,
不妨設(shè),,直線為,直線為,
由橢圓的對(duì)稱性知,當(dāng)時(shí),顯然有,滿足題意,
當(dāng)時(shí),由,消得到,
所以,,即,
同理可得,所以,
設(shè)中點(diǎn)坐標(biāo)為,則,,
所以中垂線方程為,
要使為為底邊的等腰直角三角形,則直中垂線方程過(guò)點(diǎn),
所以,整理得到,
令,則,,所以有兩根,且,即有兩個(gè)正根,
故有2個(gè)不同的值,滿足,
所以由橢圓的對(duì)稱性知,當(dāng)時(shí),還存在2個(gè)符合題意的三角形,
綜上所述,存在以為頂點(diǎn),為底邊的等腰直角三角形,滿足條件的三角形的個(gè)數(shù)有3個(gè).

【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)晴:本題的關(guān)鍵在于第(2)問(wèn),通過(guò)設(shè)出直線為,直線為,聯(lián)立橢圓方程求出坐標(biāo),進(jìn)而求出直線的中垂線方程,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成直線的中垂線經(jīng)過(guò)點(diǎn),再轉(zhuǎn)化成關(guān)于的方程的解的問(wèn)題.

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