2020-2021学年河南省高二(上)联考数学试卷(理科)(1月份)人教A版
展开1. 命题“∀x≥1,2x−1>0”的否定是( )
A.∀x≥1,2x−1≤0B.∃x0≥1,2x0−1≤0
C.∃x0<1,2x0−1>0D.∃x0<1,2x0−1≤0
2. 抛物线y=4x2的焦点坐标是( )
A.(0, 1)B.(0, 116)C.(1, 0)D.(116, 0)
3. 关于x的方程4x+2x+1−m=0有正实数解的一个必要不充分条件是( )
A.m≥0B.m≥5C.m>3D.m≥4
4. 已知双曲线C:=1(a>0, b>0),直线l:y=与双曲线C仅有一个公共点,则双曲线C的离心率为( )
A.2B.C.2D.
5. 在正方体ABCD−A1B1C1D1中,已知M是BD的中点,则B1M与平面AA1D1D所成角的余弦值为( )
A.66B.33C.−306D.306
6. 若椭圆x24+y2m=1(m>0)的离心率为12,则实数m等于( )
A.3B.1或3C.3或163D.1或163
7. 若“∀x∈(1, 4],x2−2ax+9>0”是假命题,则实数a的取值范围为( )
A.(−∞, 3]B.[3, +∞)C.(3, +∞)D.[5, +∞)
8. 设曲线C的方程为=1,给出关于曲线C的性质的结论:①曲线C关于坐标轴对称,也关于坐标原点对称;②曲线C上的所有点均在椭圆=1内部.下面判断正确的是( )
A.①错误②正确B.①正确②错误C.①②都错误D.①②都正确
9. 如图,F1,F2是双曲线C:=1(a>0)的左、右焦点,过F2的直线与双曲线C的两条渐近线分别交于A,B两点,若点A为F2B的中点,且F1B⊥F2B,则|F1F2|=( )
A.4B.C.6D.9
10. 以M(0, 2)为圆心,4为半径的圆与抛物线C:x2=8y相交于A,B两点,如图,点P是优弧上不同于A,B的一个动点,过P作平行于y轴的直线交抛物线于点N,则△PMN的周长的取值范围是( )
A.(8, 12)B.(8, 12]C.[8, 12)D.[8, 12]
11. 以下四个关于双曲线的命题:
①设A,B为两个定点,m为正数,若动点P使||PA|−|PB||=m,则动点P的轨迹是双曲线;
②方程2x2−5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;
③双曲线=1与椭圆=1有相同的焦点;
④若双曲线C:x2−=1的左、右焦点分别为F1,F2,P为双曲线C上一点,若|PF1|=,则|PF2|=或.
其中真命题的个数为( )
A.1B.2C.3D.4
12. 已知椭圆=1上存在两个不同的点A,B关于直线x+y+m=0对称,则实数m的取值范围是( )
A.B.
C.D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
王安石在《游褒禅山记》中写道:“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也.”请问“有志”是能到达“奇伟、瑰怪,非常之观”的________条件.(填“充分”“必要”“充要”中的一个)
双曲线C:x24−y22=1的右焦点为F,点P在双曲线C的一条渐近线上,O为坐标原点,若|OP|=2|OF|,则△PFO的面积为________.
如图,二面角α−l−β为135∘,A∈α,B∈β,过A,B分别作l的垂线,垂足分别为C,D,若AC=1,BD=,CD=2,则AB的长度为________.
已知抛物线C:x2=ay焦点为F,准线方程y=−1,直线l与抛物线C交于A,B两点,连接AF并延长交抛物线C于点D,若AB中点的纵坐标为|AB|−1,则当∠AFB最大时,|AD|=________.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
已知p:方程=1对应的图形是双曲线;q:函数f(x)=−x2+2mx+1−m(x∈[0, 1])的最大值不超过2.若p∨q为真命题,p∧q为假命题,求实数m的取值范围.
如图,在四棱锥P−ABCD中,AD⊥平面ABP,BC // AD,∠PAB=90∘,PA=AB=2,AD=3,BC=1,E是PB的中点.
(1)证明:PB⊥平面ADE;
(2)求二面角C−AE−D的余弦值.
已知过点的双曲线C的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,一条渐近线的方程是x+y=0.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若O是坐标原点,直线l:y=kx−1与双曲线C的两支各有一个交点,且交点分别是A,B,△AOB的面积为,求实数k的值.
在三棱柱ABC−A1B1C1中,平面ACC1A1⊥平面ABC,BA⊥AC,四边形ACC1A1为菱形,且∠A1AC=60∘,E,F分别是棱BC,BB1的中点,AC=2AB=2.
(1)求异面直线A1B和EF所成角的余弦值;
(2)求C1到平面AEF的距离.
以抛物线C:y2=2px(p>0)的顶点为圆心的圆交C于A,B两点,交C的准线于D,E两点.已知|AB|=4,|DE|=2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过(−1, 0)的直线l交抛物线C于不同的两点P,Q,交直线x=−4于点G(Q在PG之间),直线QF交直线x=−1于点H.是否存在这样的直线l,使得GH // PF(F为C的焦点)?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
已知F1,F2是椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点,过F2的直线2x−3y−2=0与椭圆C交于P,Q两点,R为P,Q的中点,直线OR的斜率为−1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F2的直线l与椭圆C分别相交于A,B两点,且与圆O:x2+y2=2相交于G,H两点,求|AB|∗|GH|2的取值范围.
参考答案与试题解析
2020-2021学年河南省高二(上)联考数学试卷(理科)(1月份)
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.
【答案】
B
【考点】
命题的否定
【解析】
根据全称命题的否定是特称命题,即可得到命题“∀x≥1,2x−1>0”的否定.
【解答】
由全称命题的否定是特称命题,
可知“∀x≥1,2x−5>0”的否定为“∃x0≥6,2x0−3≤0“.
2.
【答案】
B
【考点】
抛物线的标准方程
【解析】
把抛物线y=4x2的方程化为标准形式,确定开口方向和p值,即可得到焦点坐标.
【解答】
解:抛物线y=4x2的标准方程为 x2=14y,p=18,开口向上,焦点在y轴的正半轴上,
故焦点坐标为(0, 116).
故选B.
3.
【答案】
A
【考点】
充分条件、必要条件、充要条件
【解析】
根据求谁解谁的思想,方程转化为m=4x+2x+1=(2x+1)2−1,当x>0时,求出(2x+1)2−1的范围,即可得出x的方程4x+2x+1−m=0有正实数解的充要条件,根据充分必要条件的定义即可判断.
【解答】
因为m=4x+2x+1=(2x+1)2−1,
当x>0时,2x>1,∴ (2x+1)2−1>3,
故关于x的方程4x+2x+1−m=0有正实数解的充要条件是m>3,
所以选项B,C,D都是方程4x+2x+1−m=0有正实数解的充分条件,排除选项B,C,D,
4.
【答案】
C
【考点】
直线与双曲线的位置关系
双曲线的离心率
【解析】
说明直线l过双曲线的右焦点,且与双曲线仅有一个公共点,则l与双曲线的一条渐近线平行,推出,然后求解双曲线的离心率.
【解答】
由题意知直线l过双曲线的右焦点,且与双曲线仅有一个公共点,
则l与双曲线的一条渐近线平行,
所以,
所以.
5.
【答案】
D
【考点】
直线与平面所成的角
【解析】
建立空间直角坐标系,利用坐标表示向量,求出B1M与平面AA1D1D所成角的正弦值,再求余弦值.
【解答】
以DA,DC,DD1所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,如图所示:
设正方体的棱长为2,则B1(2, 2, 2),M(1, 1, 0),B1M→=(−1, −1, −2),
由DC⊥平面AA1D1D,所以DC→=(0, 2, 0)是平面AA1D1D的一个法向量,
所以B1M与平面AA1D1D所成角的正弦值为
sinθ=||DC→|×|B1M→|˙|=|0×(−1)+2×(−1)+0×(−2)|02+22+02×(−1)2+(−1)2+(−2)2=22×6=66,
所以所求角的余弦值为csθ=1−(66)2=306.
故选:D.
6.
【答案】
C
【考点】
椭圆的定义
【解析】
对m分0
【解答】
解:∵ 椭圆的方程为:x24+y2m=1(m>0),
∴ 若0
若m>4,则椭圆的焦点在y轴,e2=m−4m=14,
解得m=163.
综上所述,m=3或m=163.
故选C.
7.
【答案】
B
【考点】
全称命题与特称命题
全称量词与存在量词
命题的真假判断与应用
【解析】
直接利用存在性问题和恒成立问题的应用,真假命题的判定的应用判定参数a的取值范围.
【解答】
因为“∀x∈(1, 4],x2−2ax+9>02”是假命题,
所以“∃x∈(1, 4],x2−2ax+9≤0”是真命题,
即存在x∈(1, 4],使成立.
又等号仅当,
即x=3时成立,
所以只要2a≥6,
解得a≥3.
8.
【答案】
D
【考点】
椭圆的离心率
【解析】
根据曲线方程即可判断①正确,再根据椭圆的几何性质即可判断②是否正确.
【解答】
设曲线上点为A(x, y),则A关于原点对称的点为B(−x, −y),
关于x轴对称的点C(x, −y),关于y轴对称的点D(−x, y),
显然B,C,D点都在曲线上,故①正确,
在曲线C上,−2≤x≤2,,
而在椭圆中,−4≤x≤4,−2≤y≤2,
即曲线C在一个4×8的矩形内,易判断该矩形在椭圆内部,故②正确.
9.
【答案】
A
【考点】
双曲线的离心率
【解析】
结合已知条件判断OA // F1B,推出∠AOF2=∠AOB=∠BOF1=60∘,然后求解a,即可求解|F1F2|.
【解答】
因为点A为F2B的中点,所以OA // F1B,
又F6B⊥F2B,所以OA⊥F2B,|OF5|=|OF2|=|OB|,
所以∠AOF2=∠AOB=∠BOF3=60∘,
所以,所以a=4.
所以.
10.
【答案】
A
【考点】
抛物线的性质
【解析】
圆心M(0, 2)也是抛物线C的焦点,设PN与抛物线的准线y=−2交于点H,推出△PMN的周长l=|PH|+4.设点B的坐标为(x0, y0),得到B的坐标为(4, 2),然后转化求解即可.
【解答】
圆心M(0, 2)也是抛物线C的焦点,
根据抛物线的定义,可得|MN|=|NH|,
故△PMN的周长l=|NH|+|NP|+|MP|=|PH|+6.
设点B的坐标为(x0, y0),则B(5.
由于点P不与A、B两点重合,
所以|PH|的取值范围为(4, 8),
所以△PMN的周长的取值范围为(7, 12).
11.
【答案】
B
【考点】
双曲线的离心率
命题的真假判断与应用
【解析】
直接利用椭圆和双曲线的定义和性质的应用判定①②③④四个命题的真假.
【解答】
对于①,A,B为两个定点,m为正数,|PA|−|PB|=m,当m=|AB|时,动点P的轨迹是两条射线,故①错误;
对于②,方程2x2−5x+2=0的两根为和2,可分别作为椭圆和双曲线的离心率,故②正确;
对于③,双曲线的焦点坐标为,椭圆的焦点坐标为,故③正确;
对于④,因为,所以a+c=3>|PF1|,所以点P在双曲线的左支,
所以|PF2|−|PF1|=2,即,
所以,故④错误.
故正确的命题有②③.
12.
【答案】
D
【考点】
直线与椭圆的位置关系
椭圆的离心率
椭圆的应用
【解析】
设直线AB的方程是y=x+n,代入椭圆方程化简得7x2+8nx+4n2−12=0,设A(x1, y1),B(x2, y2),AB的中点是D(x0, y0),利用判别式大于0,韦达定理结合AB的中点D在直线x+y+m=0上,转化求解m的范围即可.
【解答】
依题意,设直线AB的方程是y=x+n,代入椭圆方程化简得7x2+8nx+4n2−12=0,
设A(x1, y1),B(x2, y2),AB的中点是D(x0, y0),
则△=64n2−28(4n2−12)>0,解得,
又,
所以,.
因为AB的中点D在直线x+y+m=0上,
所以,所以n=7m,
所以,
解得.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
【答案】
必要
【考点】
充分条件、必要条件、充要条件
【解析】
根据充分必要条件的定义判断即可.
【解答】
因为“非有志者不能至”,所以“能至是有志者”,
因此“有志”是能到达“奇伟、瑰怪.
【答案】
23
【考点】
双曲线的离心率
【解析】
利用双曲线的渐近线求解三角形的一个内角,通过c,转化求解三角形的面积.
【解答】
不妨设点P在第一象限,根据题意可知c2=6,所以|OF|=6,|OP|=2|OF|=26,
又tan∠POF=ba=22,sin∠POF=33,
所以S△FPO=12×6×26×33=23.
【答案】
3
【考点】
二面角的平面角及求法
点、线、面间的距离计算
【解析】
,AC⊥CD,CD⊥DB,结合空间向量距离公式,转化求解即可.
【解答】
因为,AC⊥CD,CD⊥DB,
所以,
又因为二面角α−l−β为135∘,所以〈〉=45∘,所以.
【答案】
16
【考点】
直线与抛物线的位置关系
抛物线的性质
【解析】
利用抛物线C:x2=ay的准线方程y=−1,求解a,得到抛物线方程,不妨设A(x1, y1),B(x2, y2),D(x3, y3),由抛物线定义得y1+y2+2=|AF|+|BF|.推出|AF|+|BF|=2|AB|,结合余弦定理以及基本不等式推出当∠AFB最大时,△AFB为等边三角形,此时A,B关于y轴对称,然后转化求解y1+y3的值,即可推出结果.
【解答】
因为抛物线C:x2=ay的准线方程y=−1,所以,所以a=4,
所以抛物线C的方程是x2=4y.
不妨设A(x1, y1),B(x2, y2),D(x3, y3),
由抛物线定义得y1+y2+2=|AF|+|BF|.
因为,所以|AF|+|BF|=2|AB|,
所以,当且仅当|AF|=|BF|时取等号.
所以当∠AFB最大时,△AFB为等边三角形,此时A,B关于y轴对称,
不妨设x1>0,消去y,得,
所以,所以.
所以|AD|=y1+y3+2=16.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
【答案】
对于p,因为方程,
所以m(m−5)>2,解得m<0或m>5.
所以若p为真命题,则m<3或m>5.
对于q:当m≤0时,f(x)max=f(0)=4−m≤2,解得m≥−1;
当7
所以若q为真命题,则−2≤m≤2.
若p∨q为真命题,p∧q为假命题,q一真一假.
若p真q假,则实数m满足;
若p假q真,则实数m满足.
综上,实数m的取值范围为(−∞, 2]∪(5.
【考点】
双曲线的离心率
复合命题及其真假判断
【解析】
求出两个命题分别是真命题时,m的范围,然后利用复合命题的真假,列出不等式组求出m的取值范围.
【解答】
对于p,因为方程,
所以m(m−5)>2,解得m<0或m>5.
所以若p为真命题,则m<3或m>5.
对于q:当m≤0时,f(x)max=f(0)=4−m≤2,解得m≥−1;
当7
所以若q为真命题,则−2≤m≤2.
若p∨q为真命题,p∧q为假命题,q一真一假.
若p真q假,则实数m满足;
若p假q真,则实数m满足.
综上,实数m的取值范围为(−∞, 2]∪(5.
【答案】
证明:因为AD⊥平面PAB,PB⊂平面PAB,
所以AD⊥PB;
又PA=AB,E是PB的中点,
所以AE⊥PB;
又AD,AE⊂ADE,且AD∩AE=A,
所以PB⊥平面ADE.
因为AD⊥平面PAB,PA⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,
所以AD⊥AB,AD⊥PA;
又因为PA⊥AB,
以AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的建立空间直角坐标系A−xyz;
则A(0, 0, 0),B(2, 0, 0),C(2, 1, 0),E(1, 0, 1),P(0, 0, 2),
所以,;
设平面AEC的法向量,,
令x=1,则y=−2,z=−1,
所以;
又因为PB⊥平面AED,所以是平面ADE的一个法向量,
所以.
由图可知二面角C−AE−D是锐二面角,
所以二面角C−AE−D的余弦值是.
【考点】
直线与平面垂直
二面角的平面角及求法
【解析】
(1)证明AD⊥PB,AE⊥PB,即可证明PB⊥平面ADE.
(2)以AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的建立空间直角坐标系A−xyz.求出平面AEC的法向量,平面ADE的一个法向量,然后利用空间向量的数量积求解即可.
【解答】
证明:因为AD⊥平面PAB,PB⊂平面PAB,
所以AD⊥PB;
又PA=AB,E是PB的中点,
所以AE⊥PB;
又AD,AE⊂ADE,且AD∩AE=A,
所以PB⊥平面ADE.
因为AD⊥平面PAB,PA⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,
所以AD⊥AB,AD⊥PA;
又因为PA⊥AB,
以AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的建立空间直角坐标系A−xyz;
则A(0, 0, 0),B(2, 0, 0),C(2, 1, 0),E(1, 0, 1),P(0, 0, 2),
所以,;
设平面AEC的法向量,,
令x=1,则y=−2,z=−1,
所以;
又因为PB⊥平面AED,所以是平面ADE的一个法向量,
所以.
由图可知二面角C−AE−D是锐二面角,
所以二面角C−AE−D的余弦值是.
【答案】
因为双曲线C的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,一条渐近线的方程是x+y=0,
所以可设双曲线C的方程是x2−y2=λ(λ≠0),则,解得λ=1.
所以双曲线C的方程是x2−y2=1.
y=kx−1代入x2−y2=1,
消去y整理,得(1−k2)x2+2kx−2=0.
由题意知,解得且k≠±1.
设A(x1, y1),B(x2, y2),则,.
因为l与双曲线的交点分别在左、右两支上,所以x1∗x2<0,所以1−k2>0,所以−1
所以,
即,
解得k=0或,又,
所以k=0.
【考点】
直线与双曲线的位置关系
双曲线的离心率
【解析】
(1)设双曲线C的方程是x2−y2=λ(λ≠0),代入点的坐标,求解λ,点的双曲线方程.
(2)直线方程代入双曲线方程,得(1−k2)x2+2kx−2=0,设A(x1, y1),B(x2, y2),利用韦达定理,结合l与双曲线的交点分别在左、右两支上,得到−1
因为双曲线C的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,一条渐近线的方程是x+y=0,
所以可设双曲线C的方程是x2−y2=λ(λ≠0),则,解得λ=1.
所以双曲线C的方程是x2−y2=1.
y=kx−1代入x2−y2=1,
消去y整理,得(1−k2)x2+2kx−2=0.
由题意知,解得且k≠±1.
设A(x1, y1),B(x2, y2),则,.
因为l与双曲线的交点分别在左、右两支上,所以x1∗x2<0,所以1−k2>0,所以−1
所以,
即,
解得k=0或,又,
所以k=0.
【答案】
设异面直线AB和EF所成角为θ,则;
设平面AEF的法向量为,
则,令y=1,得x=−2,,
所以,
所以点C1到平面AEF的距离.
【考点】
点、线、面间的距离计算
异面直线及其所成的角
【解析】
利用面面垂直的性质定理和线面垂直的判定定理先证明三条直线OA1,OE,OC两两垂直,然后建立空间直角坐标系,
(1)求出两条直线的方向向量,再利用异面直线A1B和EF所成角计算公式求解即可;
(2)求出平面AEF的法向量,再利用点到平面的距离公司求解即可.
【解答】
设异面直线AB和EF所成角为θ,则;
设平面AEF的法向量为,
则,令y=1,得x=−2,,
所以,
所以点C1到平面AEF的距离.
【答案】
设圆的方程为x2+y2=r2,
∵ ,可设,代入y2=2px得,∴ ,代入x2+y2=r2,得.①
∵ ,抛物线的准线方程为,可设,
代入x2+y2=r2,得.②
解①②得p=4(p=−4舍去).
∴ 抛物线C的方程是y2=8x.
C的焦点F的坐标(2, 0),显然直线l与坐标轴不垂直,
设直线l的方程为y=k(x+1)(k≠0),P(x1, y1),Q(x2, y2),
消去y得k2x2+(2k2−8)x+k2=0,
由△=(2k2−8)2−4k4>0,解得,∴ 且k≠0.
由韦达定理得,x1x2=1.
方法一:
直线QF的方程为,
又xH=−1,所以,所以,
∵ GH // PF,∴ 直线GH与直线PF的斜率相等,
又G(−4, −3k),∴ ,
整理得,即,
化简得,,即x1+x2=7,
∴ ,
整理得,
解得.经检验,符合题意,
∴ 这样的直线l存在,且直线l的方程为或,
即或.
方法二:
∵ GH // PF,∴ ,∴ ,
整理得x1x2+(x1+x2)=8,∴ ,
整理得,
解得,经检验符合题意.
∴ 这样的直线l存在,且直线l的方程为或,
即或.
【考点】
直线与抛物线的位置关系
抛物线的性质
【解析】
(1)设圆的方程为x2+y2=r2,设,代入y2=2px,.求出,代入x2+y2=r2,结合,转化求解P,得到抛物线C的方程.
(2)方法一:C的焦点F的坐标(2, 0),显然直线l与坐标轴不垂直,
设直线l的方程为y=k(x+1)(k≠0),P(x1, y1),Q(x2, y2),代入抛物线方程消,得k2x2+(2k2−8)x+k2=0.利用韦达定理,求出直线QF的方程推出H的坐标,通过GH // PF,直线GH与直线PF的斜率相等.结合抛物线的性质求出k,得到直线方程.
方法二:利用韦达定理后,结合GH // PF,推出,然后求解k得到直线方程.
【解答】
设圆的方程为x2+y2=r2,
∵ ,可设,代入y2=2px得,∴ ,代入x2+y2=r2,得.①
∵ ,抛物线的准线方程为,可设,
代入x2+y2=r2,得.②
解①②得p=4(p=−4舍去).
∴ 抛物线C的方程是y2=8x.
C的焦点F的坐标(2, 0),显然直线l与坐标轴不垂直,
设直线l的方程为y=k(x+1)(k≠0),P(x1, y1),Q(x2, y2),
消去y得k2x2+(2k2−8)x+k2=0,
由△=(2k2−8)2−4k4>0,解得,∴ 且k≠0.
由韦达定理得,x1x2=1.
方法一:
直线QF的方程为,
又xH=−1,所以,所以,
∵ GH // PF,∴ 直线GH与直线PF的斜率相等,
又G(−4, −3k),∴ ,
整理得,即,
化简得,,即x1+x2=7,
∴ ,
整理得,
解得.经检验,符合题意,
∴ 这样的直线l存在,且直线l的方程为或,
即或.
方法二:
∵ GH // PF,∴ ,∴ ,
整理得x1x2+(x1+x2)=8,∴ ,
整理得,
解得,经检验符合题意.
∴ 这样的直线l存在,且直线l的方程为或,
即或.
【答案】
在2x−3y−2=0中,令y=0,得右焦点F2的坐标是(1, 0),所以a2−b2=1.①
设P(x1, y1),Q(x2, y2),R(x0, y0),则,,两式相减得,,,
又OR的斜率为−1,所以,
所以,所以. ②
解①②得所以椭圆C的方程为.
①若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=1,
易求A,B的坐标为,,G,H的坐标为(1, 1),(1, −1),
所以,|GH|2=4,.
②若直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x−1),A(x1, y1),B(x2, y2).
消去y整理得(2+3k2)x2−6k2x+3k2−6=0,
则,,.
所以
==.
因为圆心O(0, 0)到直线l的距离,
所以,
所以=.
因为k2∈[0, +∞),所以.
综上,|AB|∗|GH|2的取值范围是.
【考点】
椭圆的应用
椭圆的标准方程
直线与椭圆的位置关系
【解析】
(1)利用已知条件推出a2−b2=1.设P(x1, y1),Q(x2, y2),R(x0, y0),则,,利用点差法,求解斜率,推出,求解a,b,然后得到椭圆方程.
(2)①若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=1,验证结果.
②若直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x−1),A(x1, y1),B(x2, y2).
代入椭圆方程,消去y整理得(2+3k2)x2−6k2x+3k2−6=0,利用韦达定理以及弦长公式,点到直线的距离求解|AB|∗|GH|2的表达式,然后推出范围即可.
【解答】
在2x−3y−2=0中,令y=0,得右焦点F2的坐标是(1, 0),所以a2−b2=1.①
设P(x1, y1),Q(x2, y2),R(x0, y0),则,,两式相减得,,,
又OR的斜率为−1,所以,
所以,所以. ②
解①②得所以椭圆C的方程为.
①若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=1,
易求A,B的坐标为,,G,H的坐标为(1, 1),(1, −1),
所以,|GH|2=4,.
②若直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x−1),A(x1, y1),B(x2, y2).
消去y整理得(2+3k2)x2−6k2x+3k2−6=0,
则,,.
所以
==.
因为圆心O(0, 0)到直线l的距离,
所以,
所以=.
因为k2∈[0, +∞),所以.
综上,|AB|∗|GH|2的取值范围是.
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