
【真題精練】
一、單選題
1.(2021·全國·高考真題)已知,是橢圓:的兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)在上,則的最大值為( )
A.13B.12C.9D.6
二、解答題
2.(2022·全國·高考真題)設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,點(diǎn),過F的直線交C于M,N兩點(diǎn).當(dāng)直線MD垂直于x軸時(shí),.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線與C的另一個(gè)交點(diǎn)分別為A,B,記直線的傾斜角分別為.當(dāng)取得最大值時(shí),求直線AB的方程.
3.(2021·全國·高考真題)已知拋物線的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求C的方程;
(2)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P在C上,點(diǎn)Q滿足,求直線斜率的最大值.
4.(2022·浙江·高考真題)如圖,已知橢圓.設(shè)A,B是橢圓上異于的兩點(diǎn),且點(diǎn)在線段上,直線分別交直線于C,D兩點(diǎn).
(1)求點(diǎn)P到橢圓上點(diǎn)的距離的最大值;
(2)求的最小值.
5.(2024·天津·高考真題)已知橢圓的離心率.左頂點(diǎn)為,下頂點(diǎn)為是線段的中點(diǎn),其中.
(1)求橢圓方程.
(2)過點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn).在軸上是否存在點(diǎn)使得.若存在求出這個(gè)點(diǎn)縱坐標(biāo)的取值范圍,若不存在請說明理由.
6.(2024·上?!じ呖颊骖})已知雙曲線左右頂點(diǎn)分別為,過點(diǎn)的直線交雙曲線于兩點(diǎn).
(1)若離心率時(shí),求的值.
(2)若為等腰三角形時(shí),且點(diǎn)在第一象限,求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)連接并延長,交雙曲線于點(diǎn),若,求的取值范圍.
參考答案:
1.C
【分析】本題通過利用橢圓定義得到,借助基本不等式即可得到答案.
【詳解】由題,,則,
所以(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立).
故選:C.
【點(diǎn)睛】
2.(1);
(2).
【分析】(1)由拋物線的定義可得,即可得解;
(2)法一:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)及直線,由韋達(dá)定理及斜率公式可得,再由差角的正切公式及基本不等式可得,設(shè)直線,結(jié)合韋達(dá)定理可解.
【詳解】(1)拋物線的準(zhǔn)線為,當(dāng)與x軸垂直時(shí),點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為p,
此時(shí),所以,
所以拋物線C的方程為;
(2)[方法一]:【最優(yōu)解】直線方程橫截式
設(shè),直線,
由可得,,
由斜率公式可得,,
直線,代入拋物線方程可得,
,所以,同理可得,
所以
又因?yàn)橹本€MN、AB的傾斜角分別為,所以,
若要使最大,則,設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,設(shè)直線,
代入拋物線方程可得,
,所以,
所以直線.
[方法二]:直線方程點(diǎn)斜式
由題可知,直線MN的斜率存在.
設(shè),直線
由 得:,,同理,.
直線MD:,代入拋物線方程可得:,同理,.
代入拋物線方程可得:,所以,同理可得,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使最大,則,
設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,設(shè)直線,
代入拋物線方程可得,,所以,所以直線.
[方法三]:三點(diǎn)共線
設(shè),
設(shè),若 P、M、N三點(diǎn)共線,由
所以,化簡得,
反之,若,可得MN過定點(diǎn)
因此,由M、N、F三點(diǎn)共線,得,
由M、D、A三點(diǎn)共線,得,
由N、D、B三點(diǎn)共線,得,
則,AB過定點(diǎn)(4,0)
(下同方法一)若要使最大,則,
設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,所以直線.
【整體點(diǎn)評(píng)】(2)法一:利用直線方程橫截式,簡化了聯(lián)立方程的運(yùn)算,通過尋找直線的斜率關(guān)系,由基本不等式即可求出直線AB的斜率,再根據(jù)韋達(dá)定理求出直線方程,是該題的最優(yōu)解,也是通性通法;
法二:常規(guī)設(shè)直線方程點(diǎn)斜式,解題過程同解法一;
法三:通過設(shè)點(diǎn)由三點(diǎn)共線尋找縱坐標(biāo)關(guān)系,快速找到直線過定點(diǎn),省去聯(lián)立過程,也不失為一種簡化運(yùn)算的好方法.
3.(1);(2)最大值為.
【分析】(1)由拋物線焦點(diǎn)與準(zhǔn)線的距離即可得解;
(2)設(shè),由平面向量的知識(shí)可得,進(jìn)而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.
【詳解】(1)拋物線的焦點(diǎn),準(zhǔn)線方程為,
由題意,該拋物線焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,
所以該拋物線的方程為;
(2)[方法一]:軌跡方程+基本不等式法
設(shè),則,
所以,
由在拋物線上可得,即,
據(jù)此整理可得點(diǎn)的軌跡方程為,
所以直線的斜率,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),因?yàn)椋?br>此時(shí),當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立;
當(dāng)時(shí),;
綜上,直線的斜率的最大值為.
[方法二]:【最優(yōu)解】軌跡方程+數(shù)形結(jié)合法
同方法一得到點(diǎn)Q的軌跡方程為.
設(shè)直線的方程為,則當(dāng)直線與拋物線相切時(shí),其斜率k取到最值.聯(lián)立得,其判別式,解得,所以直線斜率的最大值為.
[方法三]:軌跡方程+換元求最值法
同方法一得點(diǎn)Q的軌跡方程為.
設(shè)直線的斜率為k,則.
令,則的對稱軸為,所以.故直線斜率的最大值為.
[方法四]:參數(shù)+基本不等式法
由題可設(shè).
因?yàn)?,所以?br>于是,所以
則直線的斜率為.
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,所以直線斜率的最大值為.
【整體點(diǎn)評(píng)】方法一根據(jù)向量關(guān)系,利用代點(diǎn)法求得Q的軌跡方程,得到直線OQ的斜率關(guān)于的表達(dá)式,然后利用分類討論,結(jié)合基本不等式求得最大值;
方法二 同方法一得到點(diǎn)Q的軌跡方程,然后利用數(shù)形結(jié)合法,利用判別式求得直線OQ的斜率的最大值,為最優(yōu)解;
方法三同方法一求得Q的軌跡方程,得到直線的斜率k的平方關(guān)于的表達(dá)式,利用換元方法轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求得最大值,進(jìn)而得到直線斜率的最大值;
方法四利用參數(shù)法,由題可設(shè),求得x,y關(guān)于的參數(shù)表達(dá)式,得到直線的斜率關(guān)于的表達(dá)式,結(jié)合使用基本不等式,求得直線斜率的最大值.
4.(1);
(2).
【分析】(1)設(shè)是橢圓上任意一點(diǎn),再根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式求出,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求出;
(2)設(shè)直線與橢圓方程聯(lián)立可得,再將直線方程與的方程分別聯(lián)立,可解得點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式求出,最后代入化簡可得,由柯西不等式即可求出最小值.
【詳解】(1)設(shè)是橢圓上任意一點(diǎn),,
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),故的最大值是.
(2)設(shè)直線,直線方程與橢圓聯(lián)立,可得,設(shè),所以,
因?yàn)橹本€與直線交于,
則,同理可得,.則
,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),故的最小值為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查最值的計(jì)算,第一問利用橢圓的參數(shù)方程以及二次函數(shù)的性質(zhì)較好解決,第二問思路簡單,運(yùn)算量較大,求最值的過程中還使用到柯西不等式求最值,對學(xué)生的綜合能力要求較高,屬于較難題.
5.(1)
(2)存在,使得恒成立.
【分析】(1)根據(jù)橢圓的離心率和三角形的面積可求基本量,從而可得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)設(shè)該直線方程為:,, 聯(lián)立直線方程和橢圓方程并消元,結(jié)合韋達(dá)定理和向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算可用表示,再根據(jù)可求的范圍.
【詳解】(1)因?yàn)闄E圓的離心率為,故,,其中為半焦距,
所以,故,
故,所以,,故橢圓方程為:.
(2)
若過點(diǎn)的動(dòng)直線的斜率存在,則可設(shè)該直線方程為:,
設(shè),
由可得,
故且
而,
故
,
因?yàn)楹愠闪?,故,解?
若過點(diǎn)的動(dòng)直線的斜率不存在,則或,
此時(shí)需,兩者結(jié)合可得.
綜上,存在,使得恒成立.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:圓錐曲線中的范圍問題,往往需要用合適的參數(shù)表示目標(biāo)代數(shù)式,表示過程中需要借助韋達(dá)定理,此時(shí)注意直線方程的合理假設(shè).
6.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根據(jù)離心率公式計(jì)算即可;
(2)分三角形三邊分別為底討論即可;
(3)設(shè)直線,聯(lián)立雙曲線方程得到韋達(dá)定理式,再代入計(jì)算向量數(shù)量積的等式計(jì)算即可.
【詳解】(1)由題意得,則,.
(2)當(dāng)時(shí),雙曲線,其中,,
因?yàn)闉榈妊切危瑒t
①當(dāng)以為底時(shí),顯然點(diǎn)在直線上,這與點(diǎn)在第一象限矛盾,故舍去;
②當(dāng)以為底時(shí),,
設(shè),則 , 聯(lián)立解得或或,
因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,顯然以上均不合題意,舍去;
(或者由雙曲線性質(zhì)知,矛盾,舍去);
③當(dāng)以為底時(shí),,設(shè),其中,
則有,解得,即.
綜上所述:.
(3)由題知,
當(dāng)直線的斜率為0時(shí),此時(shí),不合題意,則,
則設(shè)直線,
設(shè)點(diǎn),根據(jù)延長線交雙曲線于點(diǎn),
根據(jù)雙曲線對稱性知,
聯(lián)立有,
顯然二次項(xiàng)系數(shù),
其中,
①,②,
,
則,因?yàn)樵谥本€上,
則,,
即,即,
將①②代入有,
即
化簡得,
所以 , 代入到 , 得 , 所以 ,
且,解得,又因?yàn)?,則,
綜上知,,.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第三問的關(guān)鍵是采用設(shè)線法,為了方便運(yùn)算可設(shè),將其與雙曲線方程聯(lián)立得到韋達(dá)定理式,再寫出相關(guān)向量,代入計(jì)算,要注意排除聯(lián)立后的方程得二次項(xiàng)系數(shù)不為0.
【模擬精練】
一、單選題
1.(22-23高二·全國·課后作業(yè))已知點(diǎn)P為橢圓上任意一點(diǎn),點(diǎn)M、N分別為和上的點(diǎn),則的最大值為( )
A.4B.5C.6D.7
2.(21-22高二上·陜西西安·期末)已知F為拋物線的焦點(diǎn),過F作兩條互相垂直的直線,,直線與C交于A、B兩點(diǎn),直線與C交于D、E兩點(diǎn),則的最小值為( )
A.24B.22C.20D.16
二、多選題
3.(2024·福建廈門·一模)設(shè)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,過的直線與交于A,B兩點(diǎn),若,且的周長為8,則( )
A.B.的離心率為
C.可以為D.可以為直角
4.(2024·浙江杭州·二模)過點(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.直線恒過定點(diǎn)
C.點(diǎn)的軌跡方程是
D.的最小值為
三、解答題
5.(2024·山東濟(jì)南·一模)已知雙曲線C:的左右頂點(diǎn)分別為,,過點(diǎn)的直線與雙曲線C的右支交于M,N兩點(diǎn).
(1)若直線的斜率k存在,求k的取值范圍;
(2)記直線,的斜率分別為,,求的值;
(3)設(shè)G為直線與直線的交點(diǎn),,的面積分別為,,求的最小值.
6.(2023·湖南長沙·一模)設(shè)A,B是橢圓上異于的兩點(diǎn),且直線AB經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),直線PA,PB分別交直線于C,D兩點(diǎn).
(1)求證:直線PA,AB,PB的斜率成等差數(shù)列;
(2)求面積的最小值.
7.(23-24高二上·四川成都·階段練習(xí))已知橢圓的左,右焦點(diǎn)分別為,且與短軸的一個(gè)端點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)等腰直角三角形,點(diǎn)在橢圓上,過點(diǎn)作互相垂直且與軸不重合的兩直線分別交橢圓于,且分別是弦的中點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)求證:直線過定點(diǎn);
(3)求面積的最大值.
8.(2023·山東·模擬預(yù)測)已知曲線,直線與曲線交于軸右側(cè)不同的兩點(diǎn).
(1)求的取值范圍;
(2)已知點(diǎn)的坐標(biāo)為,試問:的內(nèi)心是否恒在一條定直線上?若是,請求出該直線方程;若不是,請說明理由.
9.(2024·山東臨沂·一模)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)解決以下問題:點(diǎn)為直線上一點(diǎn)(不在軸上),過點(diǎn)作的兩條切線,切點(diǎn)分別為.
(i)證明:直線過定點(diǎn);
(ii)點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為,連接交軸于點(diǎn),設(shè)的面積分別為,求的最大值.
10.(22-23高三上·河北石家莊·期末)已知橢圓:經(jīng)過點(diǎn),離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線:與橢圓C有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,原點(diǎn)到直線的距離為2,求的面積的最大值.
11.(22-23高三下·廣東清遠(yuǎn)·階段練習(xí))已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,過點(diǎn)的直線與雙曲線的右支相交于,兩點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于軸對稱的點(diǎn)為.當(dāng)時(shí),.
(1)求雙曲線的方程;
(2)若的外心為,求的取值范圍.
12.(2023·山西·模擬預(yù)測)已知橢圓的離心率為,且橢圓C經(jīng)過點(diǎn),過右焦點(diǎn)F的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值以及此時(shí)直線l的方程.
參考答案:
1.C
【分析】求出兩圓的圓心坐標(biāo),根據(jù)橢圓的性質(zhì)可知為定值,根據(jù)三角形兩邊之和大于第三邊可知的最大值為與兩圓半徑的和即可.
【詳解】設(shè)圓和圓的圓心分別為,半徑分別為.
則橢圓的焦點(diǎn)為.
又,,,
故,
當(dāng)且僅當(dāng)分別在的延長線上時(shí)取等號(hào).
此時(shí)最大值為.
故選:C.
2.A
【分析】由拋物線的性質(zhì):過焦點(diǎn)的弦長公式計(jì)算可得.
【詳解】設(shè)直線,的斜率分別為,
由拋物線的性質(zhì)可得,,
所以,
又因?yàn)?,所以?br>所以,
故選:A.
3.AC
【分析】根據(jù)已知可得、,進(jìn)而有,結(jié)合橢圓性質(zhì)求相交弦長的范圍及焦點(diǎn)三角形內(nèi)角的范圍判斷各項(xiàng)的正誤.
【詳解】由,如下圖周長為,故,
所以,橢圓離心率為,A對,B錯(cuò);
當(dāng)軸,即為通徑時(shí),且,
所以,故可以為,C對;
由橢圓性質(zhì)知:當(dāng)為橢圓上下頂點(diǎn)時(shí)最大,此時(shí),
且,故,即不可能為直角,D錯(cuò).
故選:AC
4.BC
【分析】設(shè)出直線的方程為,代入,然后寫出切線方程,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;
對于B:直線的方程為,整理得,此時(shí)直線恒過定點(diǎn),B正確;
對于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:寫出根之間的關(guān)系,由根與系數(shù)的關(guān)系可寫出.
第五步:根據(jù)題設(shè)條件求解問題中的結(jié)論.
5.(1);
(2);
(3)3.
【分析】(1)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,結(jié)合題意列出不等式組,即可求解;
(2)由(1)得到,求得,結(jié)合斜率公式,準(zhǔn)確運(yùn)算,即可求解;
(3)由(2)可知,設(shè)與的方程分別為和,兩兩方程組,求得,結(jié)合三角形的面積公式和不等式的性質(zhì),即可求解.
【詳解】(1)解:設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,直線的方程為,
聯(lián)立方程組,整理得,
因?yàn)橹本€與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),
可得 ,解得,
又由直線的斜率為,可得的取值范圍是.
(2)解:由雙曲線,可得,,
由(1)可得,,則.
所以
.
(3)解:由(2)可知,
所以直線與直線的方程分別為和,
聯(lián)立兩直線方程可得交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
于是
,
故的最小值為,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)成立.
【點(diǎn)睛】方法技巧:求解圓錐曲線的最值問題的解答策略與技巧:
1、幾何方法:若題目中的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用圓、圓錐曲線的定義、圖形,以及幾何性質(zhì)求解;
2、代數(shù)方法:當(dāng)題目給出的條件和結(jié)論的幾何特征不明顯,則可以建立目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)目標(biāo)函數(shù)的最值(或值域),常用方法:①配方法;②基本不等式;③單調(diào)性法;④三角換元法;⑤導(dǎo)數(shù)法等,要特別注意自變量的取值范圍.
6.(1)證明過程見解析
(2)
【分析】(1)設(shè),,表達(dá)出直線,直線,直線的斜率,由證明出結(jié)論;
(2)寫出直線PA的方程,與聯(lián)立求出,同理求出,求出,利用三角換元,求出的最小值,結(jié)合到直線的距離,求出面積的最小值.
【詳解】(1)設(shè),則,,
直線的斜率,直線的斜率為,直線的斜率為,
,
故直線PA,AB,PB的斜率成等差數(shù)列;
(2)直線PA的方程為,與聯(lián)立得:
,
同理可得:直線PB的方程為,與聯(lián)立得:
,
故,
因?yàn)椋O(shè),
故,
其中,
故當(dāng)時(shí),取得最小值,最小值為,
又點(diǎn)到直線的距離,
故面積的最小值為.
【點(diǎn)睛】圓錐曲線中最值或范圍問題的常見解法:
(1)幾何法,若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用幾何法來解決;
(2)代數(shù)法,若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)某種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值或范圍.
7.(1)
(2)證明見解析
(3)
【分析】(1)根據(jù)條件列出方程組求解;
(2)設(shè)直線的方程為,根據(jù)已知條件,利用韋達(dá)定理和中點(diǎn)公式求得,,然后按照其橫坐標(biāo)是否相等,分別研究直線的方程,從而得到結(jié)論;
(3)求得△MNF2面積關(guān)于的表達(dá)式,然后利用換元思想,設(shè)轉(zhuǎn)化為關(guān)于的函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求解得到.
【詳解】(1)因?yàn)闄E圓經(jīng)過點(diǎn),
所以,因?yàn)榕c短軸的一個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)等腰直角三角形,
所以,
所以,解得,
所以橢圓方程為.
(2)證明:設(shè)直線的方程為,
則直線的方程為,
聯(lián)立,消去得,
設(shè),則,
所以,
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,
將的坐標(biāo)中的用代換,得的中點(diǎn),
當(dāng)時(shí),所在直線為,
當(dāng)時(shí),,直線的方程為,
整理得,
令,可得,即有,
所以直線過定點(diǎn),且為.
(3)方法一:面積為.
令,
由,,在上,∴遞增,則在上遞減,所以當(dāng),即時(shí),取得最大值為,
則面積的最大值為.
方法二:,
則面積,
令,則,當(dāng)且僅當(dāng),
即時(shí),面積的最大值為.
所以面積的最大值為.
8.(1)
(2)的內(nèi)心恒在一條定直線上,該直線為
【分析】(1)聯(lián)立方程,根據(jù)題意結(jié)合韋達(dá)定理列式求解;
(2)根據(jù)(1)中的韋達(dá)定理證明,即可得結(jié)果.
【詳解】(1)設(shè),
聯(lián)立方程,消去y得:,
由題意可得,解得,
故的取值范圍為.
(2)內(nèi)心恒在一條定直線上,該直線為,
∵,即點(diǎn)在橢圓上,
若直線過點(diǎn),則,解得,
即直線不過點(diǎn),故直線的斜率存在,
由(1)可得:,
設(shè)直線的斜率分別為,則,
∵
,
即,則的角平分線為,
故的內(nèi)心恒在直線上.
【點(diǎn)睛】方法定睛:存在性問題求解的思路及策略:
(1)思路:先假設(shè)存在,推證滿足條件的結(jié)論,若結(jié)論正確則存在;若結(jié)論不正確則不存在.
(2)策略:①當(dāng)條件和結(jié)論不唯一時(shí)要分類討論;
②當(dāng)給出結(jié)論而要推導(dǎo)出存在的條件時(shí),先假設(shè)成立,再推出條件;
③當(dāng)條件和結(jié)論都不知,按常規(guī)法解題很難時(shí),可先由特殊情況探究,再推廣到一般情況.
9.(1)
(2)(i)證明見解析,(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)Ax1,y1,Bx2,y2,,
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)過點(diǎn),所以,,
故直線的方程為:,顯然當(dāng)時(shí),,
故直線經(jīng)過定點(diǎn)1,0.
(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:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般證明”,即先通過特殊情況確定定點(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)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.
10.(1)
(2)4
【分析】(1)由題意可得,,再結(jié)合可求出,從而可求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)由原點(diǎn)到直線的距離為2,可得,設(shè),,將直線方程代入橢圓方程化簡利用根與系數(shù)的關(guān)系,結(jié)合弦長公式表示出,從而可表示出的面積,化簡后結(jié)合基本不等式可求得其最大值.
【詳解】(1)由題意可得:,又離心率為,所以,
可得,那么,代入可得:,,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)由題意可知,原點(diǎn)到直線的距離為2,那么,即:,
設(shè),,聯(lián)立可得:
,其判別式
,可知
由韋達(dá)定理可得:,,
那么
,
所以的面積
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取得等號(hào),所以△的面積的最大值.
11.(1);
(2).
【分析】(1)設(shè)雙曲線的半焦距為,由條件列關(guān)于的方程,解方程求可得雙曲線方程;
(2)設(shè)直線的方程為,利用設(shè)而不求法求點(diǎn)的坐標(biāo),利用表示,再求其范圍.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的半焦距為,
因?yàn)殡p曲線的右焦點(diǎn)為,所以,
因?yàn)辄c(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于軸對稱,
所以當(dāng)時(shí),直線的方程為,
聯(lián)立可得,又,
所以,又,
所以,
故雙曲線方程為;
(2)若直線的斜率為0,則直線與雙曲線右支只有一個(gè)交點(diǎn),與已知矛盾,
所以可設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,消,得,
方程的判別式,
設(shè),
則,
,
由已知,所以,
所以線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
所以線段的垂直平分線方程為,
又線段的垂直平分線方程為,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,
所以,
所以,
所以,,
因?yàn)?,所以?br>所以,
所以
所以的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】直線與雙曲線的綜合問題,一般利用設(shè)而不求法解決;其中范圍或最值問題,一般利用設(shè)而不求法求出變量的解析式,再結(jié)合函數(shù)方法求其范圍或最值.
12.(1)
(2),或
【分析】(1)根據(jù)給定條件列方程,求出a,b即可作答.
(2)先判斷直線的斜率不為0,設(shè)出直線的方程,與橢圓的方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理、三角形面積列出函數(shù)式,利用基本不等式求解作答.
【詳解】(1)由,得,
所以橢圓C的方程為,
把點(diǎn)的坐標(biāo)代入上式,得,可得,
所以,,故橢圓C的方程為.
(2)由(1)知焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為,若直線l的斜率為0,
則O,A,B三點(diǎn)不能構(gòu)成三角形,
所以直線l的斜率不為0,設(shè)直線l的方程為,
聯(lián)立方程組,消去x,得,
方程的判別式,
設(shè),,則,,
.
令,則,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,即面積的最大值為.
令,解得,
所以此時(shí)直線l的方程為或.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:(1)解答直線與橢圓的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.
(2)涉及到直線方程的設(shè)法時(shí),務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為0或不存在等特殊情形.
題號(hào)
1
答案
C
題號(hào)
1
2
3
4
答案
C
A
AC
BC
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