
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
2018-2019学年天津一中高二(上)期末数学试卷
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这是一份2018-2019学年天津一中高二(上)期末数学试卷,共16页。
2018-2019学年天津一中高二(上)期末数学试卷
一.选择题:(每小题3分,共30分)
1.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知椭圆x225+y216=1的左右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,若P、F1、F2是一个直角三角形的三个顶点,则点p到x轴的距离为( )
A.95 B.4 C.975 D.165
2.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知双曲线y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线过点(3,2),且双曲线的一个焦点在抛物线x2=47y的准线上,则双曲线的方程为( )
A.x221-y228=1 B.x228-y221=1
C.y24-x23=1 D.x23-y24=1
3.(3分)(2010•浙江)设F1、F2分别为双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.3x±4y=0 B.3x±5y=0 C.4x±3y=0 D.5x±4y=0
4.(3分)(2016•新课标Ⅰ)已知方程x2m2+n-y23m2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是( )
A.(﹣1,3) B.(﹣1,3) C.(0,3) D.(0,3)
5.(3分)(2010•山东)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线与A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=1 B.x=﹣1 C.x=2 D.x=﹣2
6.(3分)(2018秋•和平区校级期末)一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为( )
A.108 B.216 C.648 D.1296
7.(3分)(2009•黑龙江)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有( )
A.6种 B.12种 C.24种 D.30种
8.(3分)(2018秋•和平区校级期末)(x+1)6(1﹣2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a11x11,则a1+a2+…+a11=( )
A.﹣64 B.﹣65 C.64 D.65
9.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知F为抛物线y2=4x的焦点,过点F作两条互相垂直的直线l1与直线l2,直线l1与抛物线交于A、B两点,直线l2与抛物线交于C、D两点,则|AB|+|CD|的最小值为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
10.(3分)(2018•榆林二模)过双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,D为虚轴上的一个端点,且△ABD为钝角三角形,则此双曲线离心率的取值范围为( )
A.(1,2) B.(2,2+2)
C.(2,2) D.(1,2)∪(2+2,+∞)
二.填空题:(每小题4分,共24分)
11.(4分)(2018秋•和平区校级期末)分别标有1、2、3、4的4张卡片,放入分别标号为1、2、3、4的4个盒中,每盒不空,且3号卡片不能放入3号盒中,则有 种不同的方法.
12.(4分)(2011•西安校级模拟)从5名男医生.4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男.女医生都有,则不同的组队方案共有 种 (数字回答).
13.(4分)(2012•陕西)若(a+x)5展开式中x2的系数为10,则实数a= .
14.(4分)(2018秋•和平区校级期末)若抛物线x2=2py(p>0)的准线经过双曲线y2﹣x2=1的一个焦点,则p= .
15.(4分)(2018秋•和平区校级期末)P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点.若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于m恒成立,则是实数m的最大值为 .
16.(4分)(2018秋•和平区校级期末)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),A、B为椭圆左右顶点,F为左焦点,点P为椭圆上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线与线段PF交于M点,与y轴交于E点,若直线BM经过OE中点,则椭圆的离心率为 .
三.解答题:(共4题,46分)
17.(2018秋•和平区校级期末)已知F为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,离心率为22,过F且垂直于x轴的直线被椭圆截得的线段长为2.
(1)求该椭圆方程;
(2)设直线l同时与椭圆和抛物线y2=4x各恰有一个公共交点,求直线l的方程.
18.(2018秋•和平区校级期末)过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F作直线x+y-3=0交椭圆于M、N两点,H为线段MN的中点,且OH的斜率为14,设点A(1,12).
(1)求该椭圆的方程;
(2)若点P是椭圆上的动点,求线段PA的中点G的轨迹方程;
(3)过原点的直线交椭圆于B、C两点,求△ABC面积的最大值.
19.(2018秋•和平区校级期末)已知点M(﹣2,0)、N(2,0)是平面上的两点,动点P满足|PM|+|PN|=6
(1)求点P的轨迹方程;
(2)若(1﹣cos∠MPN)|PM|•|PN|=2,求点P的坐标.
20.(2017•新课标Ⅰ)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,32),P4(1,32)中恰有三点在椭圆C上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
2018-2019学年天津一中高二(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题:(每小题3分,共30分)
1.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知椭圆x225+y216=1的左右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,若P、F1、F2是一个直角三角形的三个顶点,则点p到x轴的距离为( )
A.95 B.4 C.975 D.165
【考点】K4:椭圆的性质.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设椭圆短轴的一个端点为M.根据椭圆方程求得c,进而判断出∠F1MF2<90°,即∠PF1F2=90°或∠PF2F1=90°.令x=±3,进而可得点P到x轴的距离.
【解答】解:设椭圆短轴的一个端点为M.
由于a=5,b=4,
∴c=3<b;
∴∠F1MF2<90°,
∴只能∠PF1F2=90°或∠PF2F1=90°.
令x=±3,得
y=b2a=165,
故选:D.
【点评】本题主要考查了椭圆的基本应用.考查了学生推理和实际运算能力.是基础题.
2.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知双曲线y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线过点(3,2),且双曲线的一个焦点在抛物线x2=47y的准线上,则双曲线的方程为( )
A.x221-y228=1 B.x228-y221=1
C.y24-x23=1 D.x23-y24=1
【考点】KI:圆锥曲线的综合.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】由题意可得渐近线的斜率,即为a,b的关系式,求得抛物线的准线方程,可得c,由a,b,c的关系,解方程可得a,b,进而得到所求双曲线的方程.
【解答】解:双曲线y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线过点(3,2),
可得渐近线的斜率为k=ab=32,
双曲线的一个焦点在抛物线x2=47y的准线y=-7上,
可得c=7,
即a2+b2=7,
解得a=3,b=2,
则双曲线的方程为:y24-x23=1.
故选:C.
【点评】本题考查双曲线的方程和性质,以及抛物线的方程和性质,运用渐近线方程和斜率公式是解题的关键,属于基础题.
3.(3分)(2010•浙江)设F1、F2分别为双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.3x±4y=0 B.3x±5y=0 C.4x±3y=0 D.5x±4y=0
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】利用题设条件和双曲线性质在三角形中寻找等量关系,得出a与b之间的等量关系,可知答案选C,
【解答】解:依题意|PF2|=|F1F2|,可知三角形PF2F1是一个等腰三角形,F2在直线PF1的投影是其中点,由勾股定理知
可知|PF1|=24c2-4a2=4b
根据双曲定义可知4b﹣2c=2a,整理得c=2b﹣a,代入c2=a2+b2整理得3b2﹣4ab=0,求得ba=43
∴双曲线渐近线方程为y=±43x,即4x±3y=0
故选:C.
【点评】本题主要考查三角与双曲线的相关知识点,突出了对计算能力和综合运用知识能力的考查,属中档题
4.(3分)(2016•新课标Ⅰ)已知方程x2m2+n-y23m2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是( )
A.(﹣1,3) B.(﹣1,3) C.(0,3) D.(0,3)
【考点】KB:双曲线的标准方程.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;4R:转化法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】由已知可得c=2,利用4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得m2=1,又(m2+n)(3m2﹣n)>0,从而可求n的取值范围.
【解答】解:∵双曲线两焦点间的距离为4,∴c=2,
当焦点在x轴上时,
可得:4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得:m2=1,
∵方程x2m2+n-y23m2-n=1表示双曲线,
∴(m2+n)(3m2﹣n)>0,可得:(n+1)(3﹣n)>0,
解得:﹣1<n<3,即n的取值范围是:(﹣1,3).
当焦点在y轴上时,
可得:﹣4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得:m2=﹣1,
无解.
故选:A.
【点评】本题主要考查了双曲线方程的应用,考查了不等式的解法,属于基础题.
5.(3分)(2010•山东)已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线与A、B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=1 B.x=﹣1 C.x=2 D.x=﹣2
【考点】K8:抛物线的性质.菁优网版权所有
【专题】5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】先假设A,B的坐标,根据A,B满足抛物线方程将其代入得到两个关系式,再将两个关系式相减根据直线的斜率和线段AB的中点的纵坐标的值可求出p的值,进而得到准线方程.
【解答】解:设A(x1,y1)、B(x2,y2),则有y12=2px1,y22=2px2,
两式相减得:(y1﹣y2)(y1+y2)=2p(x1﹣x2),
又因为直线的斜率为1,所以y1-y2x1-x2=1,
所以有y1+y2=2p,又线段AB的中点的纵坐标为2,
即y1+y2=4,所以p=2,所以抛物线的准线方程为x=-p2=-1.
故选:B.
【点评】本题考查抛物线的几何性质、直线与抛物线的位置关系等基础知识.
6.(3分)(2018秋•和平区校级期末)一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为( )
A.108 B.216 C.648 D.1296
【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;35:转化思想;5O:排列组合.
【分析】根据题意,完成任务可分为两步,①、每个三口之家内部排序,②、三个家庭之间排序,计算每一步的情况数目,由分步计数原理计数公式,计算可得答案.
【解答】解:根据题意,分2步进行:
①、将每个三口之家都看成一个元素,每个家庭都有A33种排法;
三个三口之家共有(A33)3种排法,
②、将三个整体元素进行排列,共有A33种排法
故不同的作法种数为A33×(A33)3=(A33)4=(6)4=1296;
故选:D.
【点评】本题考查排列、组合的运用,涉及分步计数原理的应用,对于相邻问题,可用捆绑法分析解
7.(3分)(2009•黑龙江)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有( )
A.6种 B.12种 C.24种 D.30种
【考点】D5:组合及组合数公式.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】根据题意,分两步,①先求所有两人各选修2门的种数,②再求两人所选两门都相同与都不同的种数,进而由事件间的相互关系,分析可得答案.
【解答】解:根据题意,分两步,
①由题意可得,所有两人各选修2门的种数C42C42=36,
②两人所选两门都相同的有为C42=6种,都不同的种数为C42=6,
故选:C.
【点评】本题考查组合公式的运用,解题时注意事件之间的关系,选用直接法或间接法.
8.(3分)(2018秋•和平区校级期末)(x+1)6(1﹣2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a11x11,则a1+a2+…+a11=( )
A.﹣64 B.﹣65 C.64 D.65
【考点】DA:二项式定理.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;49:综合法;5P:二项式定理.
【分析】在所给的等式中,令x=0,求得a0的值,再令x=1,可得a1+a2+…+a11的值.
【解答】解:∵(x+1)6(1﹣2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a11x11,令x=0,可得a0=1,
再令x=1,1+a1+a2+…+a11=﹣64,∴a1+a2+…+a11=﹣65,
故选:B.
【点评】本题主要考查二项式定理的应用,注意根据题意,分析所给代数式的特点,通过给二项式的x赋值,求展开式的系数和,可以简便的求出答案,属于基础题.
9.(3分)(2018秋•和平区校级期末)已知F为抛物线y2=4x的焦点,过点F作两条互相垂直的直线l1与直线l2,直线l1与抛物线交于A、B两点,直线l2与抛物线交于C、D两点,则|AB|+|CD|的最小值为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【考点】KN:直线与抛物线的综合.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】根据题意可判断当A与D,B,C关于x轴对称,即直线CD的斜率为1,|AB|+|CD|最小,根据弦长公式计算即可.
【解答】解:由l1⊥l2,直线l1与C交于A、B两点,
直线l2与C交于C、D两点,
要使|AB|+|CD|最小,
则A与D,B,C关于x轴对称,即直线CD的斜率为1,
又直线l2过点(1,0),
则直线l2的方程为y=x﹣1,
联立方程组y=x-1y2=4x,则x2﹣6x+1=0,
∴x1+x2=6,x1x2=1,
∴|CD|=1+k2•|x1﹣x2|=2•36-4=8,
∴|AB|+|CD|的最小值为2|CD|=16.
故选:D.
【点评】本题考查了抛物线的简单性质以及直线和抛物线的位置关系,注意运用韦达定理和弦长公式,属于中档题.
10.(3分)(2018•榆林二模)过双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,D为虚轴上的一个端点,且△ABD为钝角三角形,则此双曲线离心率的取值范围为( )
A.(1,2) B.(2,2+2)
C.(2,2) D.(1,2)∪(2+2,+∞)
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;4C:分类法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设出双曲线的左焦点,令x=﹣c,代入双曲线的方程,解得A,B的坐标,讨论∠DAB为钝角,可得AD→•AB→<0,或∠ADB为钝角,可得DA→•DB→<0,运用向量数量积的坐标表示,再由离心率公式和范围,即可得到所求范围.
【解答】解:设双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点F1(﹣c,0),
令x=﹣c,可得y=±c2a2-1=±b2a,
可得A(﹣c,b2a),B(﹣c,-b2a),
又设D(0,b),可得AD→=(c,b-b2a),
AB→=(0,-2b2a),DB→=(﹣c,﹣b-b2a),
由△ABD为钝角三角形,可能∠DAB为钝角,可得AD→•AB→<0,
即为0-2b2a•(b-b2a)<0,
化为a>b,即有a2>b2=c2﹣a2,
可得c2<2a2,即e=ca<2,
又e>1,可得1<e<2,
可能△ADB中,∠ADB为钝角,可得DA→•DB→<0,
即为c2﹣(b2a+b)(b2a-b)<0,
化为c4﹣4a2c2+2a4>0,
由e=ca,可得e4﹣4e2+2>0,
又e>1,可得e>2+2.
综上可得,e的范围为(1,2)∪(2+2.+∞).
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的离心率的范围,注意运用转化思想,以及向量数量积的坐标表示,考查运算能力,属于中档题.
二.填空题:(每小题4分,共24分)
11.(4分)(2018秋•和平区校级期末)分别标有1、2、3、4的4张卡片,放入分别标号为1、2、3、4的4个盒中,每盒不空,且3号卡片不能放入3号盒中,则有 18 种不同的方法.
【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;35:转化思想;5O:排列组合.
【分析】根据题意,分2步进行分析:①,3号卡片可以放入1、2、4号盒子中,有3种放法;②,将剩下的3张卡片全排列,放入剩下的3个盒子中,由分步计数原理计算可得答案.
【解答】解:根据题意,分2步进行分析:
①,3号卡片不能放入3号盒中,则3号卡片可以放入1、2、4号盒子中,有3种放法;
②,将剩下的3张卡片全排列,放入剩下的3个盒子中,有A33=6种放法;
故有3×6=18种不同的放法;
故答案为:18
【点评】本题考查排列、组合的应用,涉及分步计数原理的应用,属于基础题.
12.(4分)(2011•西安校级模拟)从5名男医生.4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男.女医生都有,则不同的组队方案共有 70 种 (数字回答).
【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】不同的组队方案:选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,方法共有两类,一是:一男二女,另一类是:两男一女;在每一类中都用分步计数原理解答.
【解答】解:直接法:一男两女,有C51C42=5×6=30种,
两男一女,有C52C41=10×4=40种,共计70种
间接法:任意选取C93=84种,其中都是男医生有C53=10种,
都是女医生有C41=4种,于是符合条件的有84﹣10﹣4=70种.
故答案为:70.
【点评】直接法:先分类后分步;间接法:总数中剔除不合要求的方法,这种问题是排列组合中典型的问题,注意表示过程中数字不要弄混.
13.(4分)(2012•陕西)若(a+x)5展开式中x2的系数为10,则实数a= 1 .
【考点】DA:二项式定理.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】直接利用二项式定理的展开式的通项公式,求出x2的系数是10,得到方程,求出a的值.
【解答】解:(a+x)5展开式中x2的系数为C52a3,因为(a+x)5展开式中x2的系数为10,
所以C52a3=10,解得a=1,
故答案为:1.
【点评】本题考查二项式定理系数的性质,考查计算能力.
14.(4分)(2018秋•和平区校级期末)若抛物线x2=2py(p>0)的准线经过双曲线y2﹣x2=1的一个焦点,则p= 22 .
【考点】KI:圆锥曲线的综合.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】根据题意,由双曲线的标准方程可得双曲线的焦点坐标,对于抛物线x2=2py(p>0),用p表示其准线方程,结合题意列出方程即可得p的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,双曲线的方程为:y2﹣x2=1,
则其焦点在y轴上,且c=2,
则抛物线x2=2py(p>0)焦点坐标为(0,±p2),
p2=2,解可得p=22;
故答案为:22.
【点评】本题考查抛物线、双曲线的几何性质,关键是求出双曲线的焦点坐标.
15.(4分)(2018秋•和平区校级期末)P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点.若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于m恒成立,则是实数m的最大值为 22 .
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;4R:转化法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离.
【解答】解:由题意,双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,
由点P到直线x﹣y+1=0的距离大于m恒成立,
∴m的最大值为直线x﹣y+1=0与渐近线x﹣y=0的距离,即d=|1|12+12=22.
故答案为:22.
【点评】本题考查双曲线的性质,考查两平行线之间的距离公式,考查学生的计算能力,属于基础题.
16.(4分)(2018秋•和平区校级期末)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),A、B为椭圆左右顶点,F为左焦点,点P为椭圆上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线与线段PF交于M点,与y轴交于E点,若直线BM经过OE中点,则椭圆的离心率为 13 .
【考点】K4:椭圆的性质.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】由题意可得F,A,B的坐标,设出直线AE的方程为y=k(x+a),分别令x=﹣c,x=0,可得M,E的坐标,再由中点坐标公式可得H的坐标,运用三点共线的条件:斜率相等,结合离心率公式,即可得到所求值.
【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0),
设直线AE的方程为y=k(x+a),
令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka),
设OE的中点为H,可得H(0,ka2),
由B,H,M三点共线,可得kBH=kBM,
即为ka2-a=k(a-c)-c-a,
化简可得a-ca+c=12,即为a=3c,
可得e=ca=13.
故答案为:13
【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用椭圆的方程和性质,以及直线方程的运用和三点共线的条件,属于中档题.
三.解答题:(共4题,46分)
17.(2018秋•和平区校级期末)已知F为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,离心率为22,过F且垂直于x轴的直线被椭圆截得的线段长为2.
(1)求该椭圆方程;
(2)设直线l同时与椭圆和抛物线y2=4x各恰有一个公共交点,求直线l的方程.
【分析】(1)由e=ca=22,求得a2=2b2,结合2×b2a=2,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
(2)将直线方程代入椭圆方程由△=0,求得m2﹣2k2﹣1=0,代入抛物线方程,由△=0,求得km﹣1=0,即可求得k和m的值,求得直线方程.
【解答】解:(1)由e=ca=22,得a2=2b2,
方程椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,令x=c,可得y=±b2a
即2×b2a=2,得a=2,b=1,
得椭圆方程x22+y2=1;
(2)由题显然直线存在斜率,
∴设其方程为y=kx+m,…………………(5分)
∴y=kx+mx2+2y2=2,整理得:(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣2=0,
由△=0,化简得:m2﹣2k2﹣1=0,…………………(8分)
代入抛物线C2:y2=4x,得到k4y2﹣y+m=0,
k=0时,y=m
△=0,化简得:km﹣1=0(k≠0),…………………(10分)
当m2=2k2+1km=1⇒k=22m=2,k=-22m=-2
当k=0时,m=±1
∴直线的方程为y=22x+2或y=-22x-2或y=±1…12分
【点评】本题考查椭圆的标准方程,直线与圆锥曲线的位置关系,考查计算能力,属于中档题.
18.(2018秋•和平区校级期末)过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F作直线x+y-3=0交椭圆于M、N两点,H为线段MN的中点,且OH的斜率为14,设点A(1,12).
(1)求该椭圆的方程;
(2)若点P是椭圆上的动点,求线段PA的中点G的轨迹方程;
(3)过原点的直线交椭圆于B、C两点,求△ABC面积的最大值.
【分析】(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),结合点差法和直线的斜率,以及OH的斜率为14,可得4b2=a2,再根据右焦点F作在直线x+y-3=0上,求出c,即可求出椭圆的方程;
(2)设G(x,y),P(x′,y′),则有2x=x'+12y=y'+12,即x'=2x-1y'=2y-12,代入为x24+y2=1中,即可求出;
(3)设直线的方程与椭圆联立,利用弦长公式求出CB,A到CB的距离,然后求解三角形的面积,求出最大值即可.
【解答】解:(1)设M(x1,y1),N(x2,y2)则x12a2+y12b2=1x22a2+y22b2=1,两式相减可得,
1a2(x12﹣x22)+1b2(y12﹣y22)=0,
即1a2(x1+x2)(x1﹣x2)+1b2(y1+y2)(y1﹣y2)=0,
∵直线x+y-3=0交椭圆于M、N两点,H为线段MN的中点,且OH的斜率为14,
∴y1-y2x1-x2=-1,y1+y2x1+x2=14,
∴4b2=a2,①
∵右焦点F作在直线x+y-3=0上,
令y=0,可得x=3,
∴c=3,
∵a2﹣b2=c2=3,②,
由①②,解得a2=4,b2=1,
∴椭圆方程为x24+y2=1;
(2)设G(x,y),P(x′,y′),则有2x=x'+12y=y'+12,即x'=2x-1y'=2y-12,代入为x24+y2=1中,
整理可得(2x-1)24+(2y-12)2=1,
故线段PA的中点G的轨迹方程为(2x-1)24+(2y-12)2=1,
(3)当直线BC垂直x轴时,此时|BC|=2,d=1,则S△ABC=1,
当直线BC的斜率存在时,设直线BC的方程为y=kx,
联立方程组可得y=kxx24+y2=1,消y整理可得(1+4k2)x2﹣4=0,
解得x1=-21+4k2,x2=21+4k2,
则|BC|=1+k2•|x1﹣x2|=41+k21+4k2,
点A到直线BC的距离d=|k-12|1+k2,
∴S△ABC=12|BC|•d=12•|k-12|1+k2•41+k21+4k2=|2k-1|1+4k2
=4k2-4k+14k2+1=1-4k4k2+1=1-44k+1k,
∵4k+1k∈(﹣∞,﹣4]∪[4,+∞),
当且仅当4k+1k=-4时,即k=-12,取的最大值,最大值为2,
综上所述△ABC面积的最大值2.
【点评】本题考查椭圆的方程和运用,考查直线方程和椭圆方程联立,消去未知数,运用韦达定理和弦长公式,考查点到直线的距离公式和基本不等式的运用,属于中档题.
19.(2018秋•和平区校级期末)已知点M(﹣2,0)、N(2,0)是平面上的两点,动点P满足|PM|+|PN|=6
(1)求点P的轨迹方程;
(2)若(1﹣cos∠MPN)|PM|•|PN|=2,求点P的坐标.
【分析】(1)设动点P(x,y),推导出点P是以M,N为焦点的椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),且a=3,c=2,由此能求出点P的轨迹方程.
(2)在△MPN中,cos∠MPN=|PM|2+|PN|2-162×|PM|×|PN|=10-|PM|⋅|PN||PM|⋅|PN|,由(1﹣cos∠MPN)|PM|•|PN|=2,推导出||PM|﹣|PN||=23,从而点P在以M(﹣2,0)、N(2,0)为焦点的双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上,联立x29+y25=1x23-y2=1,能求出点P的坐标.
【解答】解:(1)设动点P(x,y),
∵点M(﹣2,0)、N(2,0)是平面上的两点,动点P满足|PM|+|PN|=6
∴点P是以M,N为焦点的椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),且a=3,c=2,
∴点P的轨迹方程为x29+y25=1.
(2)在△MPN中,cos∠MPN=|PM|2+|PN|2-162×|PM|×|PN|
=(|PM|+|PN|)2-2×|PM|×|PN|-162×|PM|×|PN|
=10-|PM|⋅|PN||PM|⋅|PN|,
∵(1﹣cos∠MPN)|PM|•|PN|=2,
∴(1-10-|PM|⋅|PN||PM|⋅|PN|)•|PM|•|PN|=2,
|PM|⋅|PN|=6|PM|+|PN|=6,
∴||PM|﹣|PN||=23,
∴点P在以M(﹣2,0)、N(2,0)为焦点的双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上,
联立x29+y25=1x23-y2=1,
解得点P的坐标P(332,52),或P(332,-52)或P(-332,52)或P(-332,-52).
【点评】本题考查点的轨迹方程的求法,考查点的坐标的求法,考查椭圆、双曲线、直线方程等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,是中档题.
20.(2017•新课标Ⅰ)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,32),P4(1,32)中恰有三点在椭圆C上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
【分析】(1)根据椭圆的对称性,得到P2(0,1),P3(﹣1,32),P4(1,32)三点在椭圆C上.把P2(0,1),P3(﹣1,32)代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,由此能求出椭圆C的方程.
(2)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+t,(t≠1),联立y=kx+tx2+4y2-4=0,得(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1).
【解答】解:(1)根据椭圆的对称性,P3(﹣1,32),P4(1,32)两点必在椭圆C上,
又P4的横坐标为1,∴椭圆必不过P1(1,1),
∴P2(0,1),P3(﹣1,32),P4(1,32)三点在椭圆C上.
把P2(0,1),P3(﹣1,32)代入椭圆C,得:
1b2=11a2+34b2=1,解得a2=4,b2=1,
∴椭圆C的方程为x24+y2=1.
证明:(2)①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA),
∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,
∴kP2A+kP2B=yA-1m+-yA-1m=-2m=-1,
解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.
②当斜率存在时,设l:y=kx+t,(t≠1),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立y=kx+tx2+4y2-4=0,整理,得(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣4=0,
x1+x2=-8kt1+4k2,x1x2=4t2-41+4k2,
则kP2A+kP2B=y1-1x1+y2-1x2=x2(kx1+t)-x2+x1(kx2+t)-x1x1x2
=8kt2-8k-8kt2+8kt1+4k24t2-41+4k2=8k(t-1)4(t+1)(t-1)=-1,又t≠1,
∴t=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立,
∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1,
当x=2时,y=﹣1,
∴l过定点(2,﹣1).
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查椭圆、直线方程、根的判别式、韦达定理、直线方程位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,是中档题.
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