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1、
(江蘇專用)2013年高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第八章第8課時(shí) 圓錐曲線的綜合應(yīng)用 課時(shí)闖關(guān)(含解析)
[A級(jí) 雙基鞏固]
1.
橢圓M:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,P為橢圓M上任一點(diǎn),且||·||的最大值的取值范圍是[2c2,3c2],其中c=.求橢圓離心率的取值范圍.
解:||·||≤2=a2,
則2c2≤a2≤3c2,2e2≤1≤3e2,∴≤e≤.
∴橢圓M離心率的取值范圍是.
2.已知橢圓長(zhǎng)軸、短軸及焦距之和為8,求長(zhǎng)半軸長(zhǎng)的最小值.
解:法一:∵a+b+c=4,∴b+c=4-a.
又b2+c2=a2,∴b2+c2≥?a2≥
2、,
解得a≥4(-1).
法二:由a2=b2+c2,設(shè)b=acosθ,c=asinθ,則a(cosθ+sinθ+1)=4,a=≥=4(-1).
∴此橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)的最小值為4(-1).
3.
如圖所示,曲線G的方程為y2=2x(y≥0).以原點(diǎn)為圓心,以t(t>0)為半徑的圓分別與曲線G和y軸的正半軸相交于點(diǎn)A與點(diǎn)B.直線AB與x軸相交于點(diǎn)C.
(1)求點(diǎn)A的橫坐標(biāo)a與點(diǎn)C的橫坐標(biāo)c的關(guān)系式;
(2)設(shè)曲線G上點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為a+2,求證:直線CD的斜率為定值.
解:(1)由題意知,A(a,).
因?yàn)閨OA|=t,所以a2+2a=t2.
由于t>0,故有
t=,①
3、由點(diǎn)B(0,t),C(c,0)的坐標(biāo)知,直線BC的方程為+=1.
又因點(diǎn)A在直線BC上,故有+=1,
將①代入上式,得+=1
解得c=a+2+.
(2)因?yàn)镈(a+2,),所以直線CD的斜率為kCD==
==-1.
所以直線CD的斜率為定值.
4.
如圖:A、B是定拋物線y2=2px(p>0是定值)的兩個(gè)定點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn)且·=0.求證直線AB必過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn).
解:顯然OA,OB必有斜率且斜率均不為零.
設(shè)OA的斜率為k,則OA:y=kx.
當(dāng)k≠±1時(shí),由得A,
同理B(2pk2,-2pk).
∴kAB==.
AB的方程為:y+2pk=(x-2pk2
4、),整理得:
-yk2+(2p-x)k+y=0.(*)
令即則(*)對(duì)于一切實(shí)數(shù)k均成立,故直線AB過定點(diǎn)(2p,0).
當(dāng)k=±1時(shí),AB⊥x軸,其方程為x=2p.它也經(jīng)過點(diǎn)(2p,0),故直線AB必過定點(diǎn)(2p,0).
5.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓心在第二象限、半徑為2的圓C與直線y=x相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O.橢圓+=1與圓C的一個(gè)交點(diǎn)到橢圓兩焦點(diǎn)的距離之和為10.
(1)求圓C的方程;
(2)試探究圓C上是否存在異于原點(diǎn)的點(diǎn)Q,使Q到橢圓右焦點(diǎn)F的距離等于線段OF的長(zhǎng).若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)設(shè)圓心坐標(biāo)為(m,n)(m<0,n>0),
5、
則該圓的方程為(x-m)2+(y-n)2=8已知該圓與直線y=x相切,
那么圓心到該直線的距離等于圓的半徑,則=2,即|m-n|=4.①
又圓與直線切于原點(diǎn),將點(diǎn)(0,0)代入得m2+n2=8.②
聯(lián)立方程①和②組成方程組解得
故圓的方程為(x+2)2+(y-2)2=8.
(2)|a|=5,∴a2=25,則橢圓的方程為+=1,其焦距c==4,右焦點(diǎn)為(4,0),那么OF=4.要探求是否存在異于原點(diǎn)的點(diǎn)Q,使得該點(diǎn)到右焦點(diǎn)F的距離等于|OF|的長(zhǎng)度4,我們可以轉(zhuǎn)化為探求以右焦點(diǎn)F為圓心,半徑為4的圓(x-4)2+y2=16與(1)所求的圓的交點(diǎn)數(shù).通過聯(lián)立兩圓的方程解得x=,y=,即
6、存在異于原點(diǎn)的點(diǎn)Q,使得該點(diǎn)到右焦點(diǎn)F的距離等于OF的長(zhǎng).
6.已知中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上的橢圓過M,N兩點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)在橢圓上是否存在點(diǎn)P(x,y),使P到定點(diǎn)A(a,0)(其中00,n>0,且m≠n),
∵橢圓過M,N兩點(diǎn),
∴?
∴橢圓方程為+=1.
(2)設(shè)存在點(diǎn)P(x,y)滿足題設(shè)條件,
∴|AP|2=(x-a)2+y2,又+=1,
∴y2=4.
∴|AP|2=(x-a)2+4=2+4-a2(|x|≤3),
7、
若≤3,即03,即
8、圓引一條切線,切點(diǎn)為Q,問是否存在一個(gè)定點(diǎn)M,恒有PM=PQ?請(qǐng)說明理由.
解:(1)因?yàn)锳C=5,BC=3,所以橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a=AC+BC=8.
又c=2,所以b=2,故所求橢圓的方程為+=1.
(2)∵=2R,∴2R=4,∴R=2.
又圓心在AB的垂直平分線上,故可知圓心為(0,s)(s>0),
則由4+s2=8.∴s=2,故△ABC的外接圓的方程為x2+(y-2)2=8.
(3)假設(shè)存在這樣的點(diǎn)M(m,n),設(shè)點(diǎn)P(x,x+t),
因?yàn)楹阌蠵M=PQ,所以(x-m)2+(x+t-n)2=x2+(x+t-2)2-8,
即(2m+2n-4)x-(m2+n2-2nt+4t+4
9、)=0對(duì)x∈R恒成立.
從而消去m,得n2-(t+2)n+(2t+4)=0 (*),
因?yàn)榉匠?*)的判別式為Δ=t2-4t-12,
所以①當(dāng)-2
10、,且=λ,當(dāng)||最小時(shí),求λ對(duì)應(yīng)的值.
解:(1)P(3,),F(xiàn)(2,0),∴根據(jù)兩點(diǎn)式得,所求直線l的方程為=,即y=(x-2).
∴直線l的方程是y=(x-2).
(2)設(shè)所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),
∵一個(gè)焦點(diǎn)F(2,0),∴c=2,即a2-b2=4.①
∵點(diǎn)P(3,)在橢圓+=1(a>b>0)上,
∴+=1.②
由①②解得a2=12,b2=8,所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
+=1.
(3)由題意得方程組
解得或
∴Q(0,-2),=(-3,-3).
∵=λ=(-3λ,-3λ),
∴=+=(3-3λ,-3λ).
∴||=
=
= ,
∴當(dāng)λ=
11、時(shí),||最?。?
2.
如圖,已知⊙O′過定點(diǎn)A(0,p)(p>0),圓心O′在拋物線x2=2py上運(yùn)動(dòng),MN為圓O′在x軸上截得的弦,令A(yù)M=d1,AN=d2,∠MAN=θ.
(1)當(dāng)O′點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),MN是否有變化?請(qǐng)證明你的結(jié)論;
(2)求+的最大值及取得最大值時(shí)的θ的值.
解:設(shè)圓心O′(x0,y0),則圓O′的方程為(x-x0)2+(y-y0)2=x+(y0-p)2.
令y=0,得x2-2x0x+x=p2,解得xM=x0-p,xN=x0+p.
所以MN=xN-xM=2p,即MN是定值.
(2)d=(x0-p)2+p2,d=(x0+p)2+p2,d1d2=,所以+==≤=
12、2.
當(dāng)且僅當(dāng)x=2p2時(shí),等式成立,即x0=±p(y0=p)時(shí),+取得最大值.
此時(shí)∠MO′N=90°,所以θ=45°.
3.一束光線從點(diǎn)F1(-1,0)出發(fā),經(jīng)直線l:2x-y+3=0上一點(diǎn)P反射后,恰好穿過點(diǎn)F2(1,0).
(1)求P點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求以F1、F2為焦點(diǎn)且過點(diǎn)P的橢圓C的方程;
(3)由(2),設(shè)點(diǎn)Q是橢圓C上除長(zhǎng)軸兩端點(diǎn)外的任意一點(diǎn),試問在x軸上是否存在兩定點(diǎn)A、B,使得直線QA、QB的斜率之積為定值?若存在,請(qǐng)求出定值,并求出所有滿足條件下的定點(diǎn)A、B的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)設(shè)F1關(guān)于l的對(duì)稱點(diǎn)為F(m,n),
解得m=-,n
13、=,即F,
故直線F2F的方程為x+7y-1=0.
由解得P.
(2)因?yàn)镻F1=PF,根據(jù)橢圓定義,得2a=PF1+PF2=PF+PF2=FF2=?。?,所以a=.
又c=1,所以b=1.
所以橢圓C的方程為+y2=1.
(3)假設(shè)存在兩定點(diǎn)為A(s,0),B(t,0),使得對(duì)于橢圓上任意一點(diǎn)Q(x,y)(除長(zhǎng)軸兩端點(diǎn))都有kQA·kQB=k(k為定值),即·=k,將y2=1-代入并整理得x2-k(s+t)x+kst-1=0…(*).由題意,(*)式對(duì)任意x∈(-,)恒成立,所以,
解之得或.
所以有且只有兩定點(diǎn)(,0),(-,0),使得kQA·kQB為定值-.
4.已
14、知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,過右頂點(diǎn)A的直線l與橢圓C相交于A、B兩點(diǎn),且B(-1,-3).
(1)求橢圓C和直線l的方程;
(2)記曲線C在直線l下方部分與線段AB所圍成的平面區(qū)域(含邊界)為D.若曲線x2-2mx+y2+4y+m2-4=0與D有公共點(diǎn),試求實(shí)數(shù)m的最小值.
解:(1)由離心率e=,得=,
即a2=3b2.①
又點(diǎn)B(-1,-3)在橢圓C:+=1上,即+=1.②
解①②得a2=12,b2=4.
故所求橢圓方程為+=1.
由A(2,0),B(-1,-3)得直線l的方程為y=x-2.
(2)曲線x2-2mx+y2+4y+m2-4=0,
即圓(x-m)2+(y+2)2=8,其圓心坐標(biāo)為G(m,-2),
半徑r=2,表示圓心在直線y=-2上,半徑為2的動(dòng)圓.
由于要求實(shí)數(shù)m的最小值,由圖可知,只需考慮m<0的情形.
設(shè)⊙G與直線l相切于點(diǎn)T,
則由=2,得m=±4,
當(dāng)m=-4時(shí),過點(diǎn)G(-4,-2)與直線l垂直的直線l′的方程為x+y+6=0,
解方程組得T(-2,-4).
因?yàn)閰^(qū)域D內(nèi)的點(diǎn)的橫坐標(biāo)的最小值與最大值分別為-1,2,
所以切點(diǎn)T?D.由圖可知當(dāng)⊙G過點(diǎn)B時(shí),m取得最小值,即(-1-m)2+(-3+2)2=8,
解得mmin=--1.