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1、規(guī)范解答集訓(xùn)(五) 解析幾何
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1.(2019·蘭州一診)已知曲線C上的任意一點到直線l:x=-的距離與到點F的距離相等.
(1)求曲線C的方程;
(2)若過P(1,0)的直線與曲線C相交于A,B兩點,Q(-1,0)為定點,設(shè)直線AQ的斜率為k1,直線BQ的斜率為k2,直線AB的斜率為k,證明:+-為定值.
[解](1)由條件可知,此曲線是焦點為F的拋物線,=,p=1.
∴拋物線的方程為y2=2x.
(2)根據(jù)已知,設(shè)直線AB的方程為y=k(x-1)(k≠0),
由可得ky2-2y-2k=0.
設(shè)A,B,則y1+y2=,y1y2=-2.
∵k1==,k
2、2==.
∴+=+=
=
==
==+4.
∴+-=4.
2.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的右焦點F(,0),長半軸長與短半軸長的比值為2.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)不經(jīng)過點B(0,1)的直線l與橢圓C相交于不同的兩點M,N,若點B在以線段MN為直徑的圓上,證明直線l過定點,并求出該定點的坐標(biāo).
[解](1)由題意得,c=,=2,a2=b2+c2,
∴a=2,b=1,
∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)證明:當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)直線l的方程為y=kx+m(m≠1),M(x1,y1),N(x2,y2).
由消去y可得(4k2+1)x2+8kmx
3、+4m2-4=0.
∴Δ=16(4k2+1-m2)>0,x1+x2=,x1x2=.
∵點B在以線段MN為直徑的圓上,∴·=0.
∵·=(x1,kx1+m-1)·(x2,kx2+m-1)=(k2+1)x1x2+k(m-1)(x1+x2)+(m-1)2=0,
∴(k2+1)+k(m-1)+(m-1)2=0,
整理,得5m2-2m-3=0,
解得m=-或m=1(舍去).
∴直線l的方程為y=kx-.
易知當(dāng)直線l的斜率不存在時,不符合題意.故直線l過定點,且該定點的坐標(biāo)為.
3.(2019·洛陽一模)已知橢圓+=1(a>b>0)右頂點與右焦點的距離為-2,短軸長為2,O為坐標(biāo)原點.
4、
(1)求橢圓的方程;
(2)過點P(0,-4)的直線l與橢圓分別交于A,B兩點,求△OAB的面積的最大值.
[解](1)由題意知a-c=-2,2b=2,∴b=.
聯(lián)立解得:c=2,a=.
∴橢圓的方程為+=1.
(2)由題意知直線l的斜率k存在,設(shè)直線方程為y=kx-4,
聯(lián)立消去y得(1+3k2 )x2-24kx+42=0.
設(shè)點A(x1,y1),B(x2,y2),
∴Δ>0,即3k2-7>0,x1+x2=,x1·x2=.
∵O到AB的距離d=,|AB|=|x1-x2 |,
所以S△OAB=|AB|d=2·|x1-x2|
=2=2
=4·.
令t=3k2-7,∴
5、t>0,3k2+1=t+8.
∴S△OAB=4·=4·
≤4·=.
當(dāng)且僅當(dāng)t=8,即k=±時,△OAB的面積的最大值為.
4.已知拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點為F,M(-2,y0)是C上一點,且|MF|=2.
(1)求C的方程;
(2)過點F的直線與拋物線C相交于A,B兩點,分別過點A,B兩點作拋物線C的切線l1,l2,兩條切線相交于點P,點P關(guān)于直線AB的對稱點Q,判斷四邊形PAQB是否存在外接圓,如果存在,求出外接圓面積的最小值;如果不存在,請說明理由.
[解](1)根據(jù)題意知,4=2py0,①
因為|MF|=2,所以y0+=2,②
聯(lián)立①②解得y0=1,p=
6、2.
所以拋物線C的方程為x2=4y.
(2)四邊形PAQB存在外接圓.
設(shè)直線AB方程為y=kx+1,代入x2=4y中,得x2-4kx-4=0,
設(shè)點A(x1,y1),B(x2,y2)則Δ=16k2+16>0,
且x1+x2=4k,x1x2=-4,
所以|AB|=|x1-x2|=4(k2+1),
因為C:x2=4y,即y=,所以y′=.
因此,切線l1的斜率為k1=,切線l2的斜率為k2=,
由于k1k2==-1,所以PA⊥PB,即△PAB是直角三角形,
所以△PAB的外接圓的圓心為線段AB的中點,線段AB是圓的直徑,
所以點Q一定在△PAB的外接圓上,即四邊形PAQB存在外接圓.
又因為|AB|=4(k2+1),所以當(dāng)k=0時,線段AB最短,最短長度為4,
此時圓的面積最小,最小面積為4π.
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