最新高考数学圆锥曲线大题练习及解析.pdf
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1、精品文档 精品文档 2013 年高考数学压轴题圆锥曲线训练 注:试题均为历年高考试题和模拟试题,精选其中有代表性的题目。非常适合 2013 年参加高考的学生和老师复习及冲刺使用。1.已知ABC的顶点A B,在椭圆2234xy上,C在直线2lyx:上,且ABl ()当AB边通过坐标原点O时,求AB的长及ABC的面积;()当90ABCo,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程 解:()因为ABl,且AB边通过点(0 0),所以AB所在直线的方程为yx 设A B,两点坐标分别为1122()()xyxy,由2234xyyx,得1x 所以1222 2ABxx 又因为AB边上的高h等于原点到直线l的距
2、离 所以2h,122ABCSAB hg()设AB所在直线的方程为yxm,由2234xyyxm ,得2246340 xmxm 因为A B,在椭圆上,所以212640m 设A B,两点坐标分别为1122()()xyxy,则1232mxx,212344mx x,所以21232622mABxx 又因为BC的长等于点(0)m,到直线l的距离,即22mBC 精品文档 精品文档 所以22222210(1)11ACABBCmmm 所以当1m 时,AC边最长,(这时12640 )此时AB所在直线的方程为1yx 2.如图,椭圆C:22221(0)xyabab 的一个焦点为 F(1,0),且过点(2 0),()求椭
3、圆C的方程;()若AB为垂直于x轴的动弦,直线l:4x 与x轴交 于点N,直线AF与BN交于点M()求证:点M恒在椭圆C上;()求AMN面积的最大值 ()由题设2a,1c,从而2223bac 所以椭圆C的方程为22143xy()()由题意得(1 0)F,(4 0)N,设()A mn,则()(0)B mn n,22143mn AF与BN的方程分别为:(1)(1)0n xmy,(4)(4)0n xmy 设00()M xy,则有0000(1)(1)0(4)(4)0n xmyn xmy ,由,得 05825mxm,0325nym 由于22220022(58)3434(25)(25)xymnmm 222
4、2(58)34(25)(25)mnmm 222(58)124(25)mnm y x A B M F N l O y x A B M F N O 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 222(58)3694(25)mmm 1所以点M恒在椭圆C上()设AM的方程为1xty,代入22143xy得22(34)690ty
5、ty 设11()A xy,22()M xy,则有:122634tyyt,122934y yt 2212121224 333()434tyyyyy ytg 令234(4)t,则 22124 31111114 34 324yy g,因为4,1104,所以当114,即4,0t 时,12yy有最大值3,此时AM过点F AMN的面积12121322AMNSFNyyyyg有最大值92 3.设椭圆中心在坐标原点,A(2,0)、B(0,1)是它的两个顶点,直线 y=kx(k0)与 AB 相交于点 D,与椭圆相交于 E、F 两点.()若EDuur=6DFuuu r,求 k的值;()求四边形 AEBF 面积的最大
6、值。22()解:依题设得椭圆的方程为2214xy,直线ABEF,的方程分别为22xy,(0)ykx k 2 分 如图,设001122()()()D xkxE xkxF xkx,其中12xx,且12xx,满足方程22(14)4kx,故212214xxk 由6EDDFuuu ruuu r知01206()xxxx,得021221510(6)777 14xxxxk;y x A B M F N O D F B y x A O E 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直
7、线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 由D在AB上知0022xkx,得0212xk 所以2210127 14kk,化简得2242560kk,解得23k 或38k 6 分()解法一:根据点到直线的距离公式和式知,点EF,到AB的距离分别为21112222(1214)55(14)xkxkkhk,22222222(1214)55(14)xkxkkhk 9 分 又2215AB ,所以四边形AEBF的面积为 121()2SAB hh 214(12)525(14)kkgg22(12)14kk 2
8、2144214kkk2 2,当21k,即当12k 时,上式取等号所以S的最大值为2 2 12 分 解法二:由题设,1BO,2AO 设11ykx,22ykx,由得20 x,210yy ,故四边形AEBF的面积为 BEFAEFSSS 222xy 9 分 222(2)xy 22222244xyx y 22222(4)xy 2 2,面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档
9、精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 当222xy时,上式取等号所以S的最大值为2 2 12 分 4.已知曲线11(0)xyCabab:所围成的封闭图形的面积为4 5,曲线1C的内切圆半径为2 53记2C为以曲线1C与坐标轴的交点为顶点的椭圆()求椭圆2C的标准方程;()设AB是过椭圆2C中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线M是l上异于椭圆中心的点(1)若MOOA(O为坐标原点),当点A在椭圆2C上运动时,求点M的轨迹方程;(2)若M是l与椭圆2C的交点,求AMB的面积的最小值 22解:()由题意得2224 52 53ababab,又0ab,解得25a,24b 因此所求椭圆的标
10、准方程为22154xy()(1)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为(0)ykx k,()AAA xy,解方程组22154xyykx,得222045Axk,2222045Akyk,所以22222222202020(1)454545AAkkOAxykkk 设()M xy,由题意知(0)MOOA,所以222MOOA,即2222220(1)45kxyk,因为l是AB的垂直平分线,所以直线l的方程为1yxk,即xky,面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时
11、此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 因此22222222222220 120()4545xyxyxyxyxyg,又220 xy,所以2225420 xy,故22245xy 又当0k 或不存在时,上式仍然成立 综上所述,M的轨迹方程为222(0)45xy (2)当k存在且0k 时,由(1)得222045Axk,2222045Akyk,由221541xyyxk,解得2222054Mkxk,222054Myk,所以2222220(1)45AAkOAxyk,222280(1)44
12、5kABOAk,22220(1)54kOMk 解法一:由于22214AMBSABOMg 2222180(1)20(1)44554kkkk 2222400(1)(45)(54)kkk 22222400(1)45542kkk 222221600(1)4081(1)9kk ,当且仅当224554kk 时等号成立,即1k 时等号成立,此时AMB面积的最小值是409AMBS 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意
13、得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 当0k,1402 522 529AMBS 当k不存在时,140542 529AMBS 综上所述,AMB的面积的最小值为409 解法二:因为222222111120(1)20(1)4554kkOAOMkk2224554920(1)20kkk,又22112OA OMOAOMg,409OA OMg,当且仅当224554kk 时等号成立,即1k 时等号成立,此时AMB面积的最小值是409AMBS 当0k,1402 522 529AMBS 当k不存在时,140542 529AMBS 综上所述,AMB的面积的最小
14、值为409 5.已知抛物线C:22yx,直线2ykx交C于A B,两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N()证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;()是否存在实数k使0NA NB uuu r uuu rg,若存在,求k的值;若不存在,说明理由 解 法 一:()如 图,设211(2)A xx,222(2)B xx,把2ykx代 入22yx得2220 xkx ,由韦达定理得122kxx,121x x ,1224NMxxkxx,N点的坐标为248k k,设抛物线在点N处的切线l的方程为284kkym x,x A y 1 1 2 M N B O 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解
15、因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 将22yx代入上式得222048mkkxmx,Q直线l与抛物线C相切,2222282()048mkkmmmkkmk,mk即lAB()假设存在实数k,使0NA NB uuu r uuu rg,则NANB,又MQ是AB的中点,1|2MNAB由()知121212111()(22)()4222Myyykxkxk xx 2
16、2142224kk MN Qx轴,22216|2488MNkkkMNyy 又222121212|1|1()4ABkxxkxxx xgg 2222114(1)11622kkkk gg 22216111684kkkg,解得2k 即存在2k ,使0NA NB uuu r uuu rg 解法二:()如图,设221122(2)(2)A xxB xx,把2ykx代入22yx得 2220 xkx 由韦达定理得121212kxxx x,1224NMxxkxx,N点的坐标为248k k,22yxQ,4yx,抛物线在点N处的切线l的斜率为44kk,lAB ()假设存在实数k,使0NA NB uuu r uuu r
17、g 由()知22221122224848kkkkNAxxNBxxuuu ruuu r,则 22221212224488kkkkNA NBxxxxuuu r uuu rg 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 222212124441616kkkkxxxx 1212144444kkkkxxxxg 22121212
18、1214()4164kkkx xxxx xk xx g 22114(1)421624kkkkkk g 22313164kk 0,21016kQ,23304k,解得2k 即存在2k ,使0NA NB uuu r uuu rg 6.抛物线2yx和三个点00000(,)(0,)(,)M xyPyNxy、2000(,0)yxy,过点M的一条直线交抛物线于A、B两点,APBP、的延长线分别交曲线C于EF、(1)证明EFN、三点共线;(2)如果A、B、M、N四点共线,问:是否存在0y,使以线段AB为直径的圆与抛物线有异于A、B的交点?如果存在,求出0y的取值范围,并求出该交点到直线AB的距离;若不存在,请
19、说明理由 22(1)证明:设221122(,)(,)A x xB xx、,(,)(,)EEFFE xyB xy、则直线AB的方程:222121112xxyxxxxx 即:1212()yxxxx x yxPNOMAEBF面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 因00(,)M xy在AB上,所以012012()yxx
20、xx xL L 又直线AP方程:21001xyyxyx 由210012xyyxyxxy得:2210010 xyxxyx 所以22100012111,EEExyyyxxxyxxx 同理,200222,FFyyxyxx 所以直线EF的方程:201201212()yxxyy xx xx x 令0 xx 得0120012()yyxxxyx x 将代入上式得0yy,即N点在直线EF上 所以,E F N三点共线 (2)解:由已知ABMN、共线,所以0000,(,)AyyByy 以AB为直径的圆的方程:2200 xyyy 由22002xyyyxy得22000210yyyyy 所以0yy(舍去),01yy 要
21、使圆与抛物线有异于,A B的交点,则010y 所以存在01y,使以AB为直径的圆与抛物线有异于,A B的交点,TTT xy 则01Tyy,所以交点T到AB的距离为00011Tyyyy 面积当且斜边的长最大时求所在直线的方程解因为且边通过点所以所在直线的方程为设两点坐标分别为由得所以又因为的长等于点到直线的距离即精品文档精品文档所以所以当时边最长这时此时所在直线的方程为如图椭圆的一个焦点设从而所以椭圆的方程为由题意得设则与的方程分别为设则有由得由于精品文档精品文档所以点恒在椭圆上设的方程精品文档 精品文档 7.如图,矩形ABCD的两条对角线相交于点(2 0)M,AB边所在直线的方程为360 xy
22、 点(11)T,在AD边所在直线上(I)求AD边所在直线的方程;(II)求矩形ABCD外接圆的方程;(III)若动圆P过点(2 0)N,且与矩形ABCD的外接圆外切,求动圆P的圆心的轨迹方程 解:(I)因为AB边所在直线的方程为360 xy,且AD与AB垂直,所以直线AD的斜率为3 又因为点(11)T,在直线AD上,所以AD边所在直线的方程为13(1)yx 即320 xy (II)由36032=0 xyxy ,解得点A的坐标为(02),因为矩形ABCD两条对角线的交点为(2 0)M,所以M为矩形ABCD外接圆的圆心 又22(20)(02)2 2AM 从而矩形ABCD外接圆的方程为22(2)8x
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