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    广东省2023年各地区高考数学模拟(一模)试题按题型难易度分层分类汇编(11套)-03解答题(较难题)

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    广东省2023年各地区高考数学模拟(一模)试题按题型难易度分层分类汇编(11套)-03解答题(较难题)

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    这是一份广东省2023年各地区高考数学模拟(一模)试题按题型难易度分层分类汇编(11套)-03解答题(较难题),共20页。试卷主要包含了已知函数,其中a∈R且a≠0,+2a,已知函数,=xex+1,已知动圆M经过定点,且与圆F2等内容,欢迎下载使用。
    广东省2023年各地区高考数学模拟(一模)试题按题型难易度分层分类汇编(11套)-03解答题(较难题)
    一.利用导数研究函数的单调性(共3小题)
    1.(2023•深圳一模)已知函数,其中a∈R且a≠0.
    (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
    (2)若存在实数x0,使得f(x0)=x0,则称x0为函数f(x)的“不动点”求函数f(x)的“不动点”的个数;
    (3)若关于x的方程f(f(x))=f(x)有两个相异的实数根,求a的取值范围.
    2.(2023•高州市一模)已知函数f(x)=ax2﹣(1+2a)x+2(a+1)ln(x+1)+2a.
    (1)讨论f(x)的单调性;
    (2)若a<e﹣1,求证:f(x)<ax2+2aln(x+1)﹣(1+4a)x+2ex+1.
    3.(2023•梅州一模)已知函数.
    (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
    (2)若,讨论函数f(x)的零点个数.
    二.利用导数研究函数的最值(共2小题)
    4.(2023•广东一模)已知函数f(x)=xex+1.
    (1)求f(x)的极值;
    (2)当x>0时,f(x)≥(a+1)x+lnx+2,求实数a的取值范围.
    5.(2023•茂名一模)若函数有两个零点x1,x2,且x1<x2.
    (1)求a的取值范围;
    (2)若f(x)在(x1,0)和(x2,0)处的切线交于点(x3,y3),求证:2x3<x1+x2<2(a+1).
    三.椭圆的性质(共1小题)
    6.(2023•广东一模)已知点A,点B和点C为椭圆上不同的三个点.当点A,点B和点C为椭圆的顶点时,△ABC恰好是边长为2的等边三角形.
    (1)求椭圆C标准方程;
    (2)若O为原点,且满足,求△ABC的面积.
    四.直线与椭圆的综合(共2小题)
    7.(2023•高州市一模)已知椭圆C:=1(a>b>0)经过点M(﹣2,),其右焦点为F(c,0),下顶点为B,直线BF与椭圆C交于另一点D,且.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)O为坐标原点,过点M作x轴的垂线l1,垂足为A,过点A的直线与C交于P,Q两点,直线OP与l1交于点H,直线OQ与l1交于点G,设△APH的面积为S1,△AQG的面积为S2,试探究是否存在最小值.若存在,求出此时直线PQ的方程;若不存在,请说明理由.
    8.(2023•茂名一模)已知椭圆的左焦点F为,过椭圆左顶点和上顶点的直线的斜率为.
    (1)求椭圆E的方程;
    (2)若N(t,6)为平面上一点,C,D分别为椭圆的上、下顶点,直线NC,ND与椭圆的另一个交点分别为P,Q.试判断点F到直线PQ的距离是否存在最大值?如果存在,求出最大值;如果不存在,请说明理由.
    五.直线与抛物线的综合(共1小题)
    9.(2023•汕头一模)如图,已知E(m,n)为抛物线x2=2py(p>0)内一定点,过E作斜率分别为k1,k2的两条直线,与抛物线交于A,B,C,D,且M,N分别是线段AB,CD的中点.
    (1)若m=0且k1k2=﹣1时,求△EMN面积的最小值;
    (2)若,证明:直线MN过定点.

    六.直线与圆锥曲线的综合(共1小题)
    10.(2023•梅州一模)已知动圆M经过定点,且与圆F2:内切.
    (1)求动圆圆心M的轨迹C的方程;
    (2)设轨迹C与x轴从左到右的交点为点A,B,点P为轨迹C上异于A,B的动点,设PB交直线x=4于点T,连结AT交轨迹C于点Q.直线AP、AQ的斜率分别为kAP、kAQ.
    (i)求证:kAP•kAQ为定值;
    (ii)证明直线PQ经过x轴上的定点,并求出该定点的坐标.

    广东省2023年各地区高考数学模拟(一模)试题按题型难易度分层分类汇编(11套)-03解答题(较难题)
    参考答案与试题解析
    一.利用导数研究函数的单调性(共3小题)
    1.(2023•深圳一模)已知函数,其中a∈R且a≠0.
    (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
    (2)若存在实数x0,使得f(x0)=x0,则称x0为函数f(x)的“不动点”求函数f(x)的“不动点”的个数;
    (3)若关于x的方程f(f(x))=f(x)有两个相异的实数根,求a的取值范围.
    【答案】(1)f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣3),单调递减区间为(﹣3,+∞).
    (2)当a>0时,函数f(x)有两个“不动点”t1,t2,
    当a<0时,函数f(x)有一个“不动点”.
    (3)当a<0且a≠﹣时方程有两个不同实数根.
    【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=,定义域为R,
    f′(x)=﹣,
    令f′(x)=0,得x=﹣3,
    ∴当x<﹣3时,f′(x)>0;当x>﹣3时,f′(x)<0.
    ∴f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣3),单调递减区间为(﹣3,+∞).
    (2)函数f(x)的不动点即为方程f(x)﹣x=0的根,即方程﹣x=0,
    ∴﹣a=0,
    设F(x)=﹣a(x≠﹣4),
    F′(x)=≥0,当且仅当x=﹣2时取等号,
    ∴F(x)在(﹣∞,﹣4)和(﹣4,+∞)上单调递增,
    由F(x)=,设h(x)=xex﹣a(x+4),
    当a>0时,若x∈(﹣∞,﹣4)时,h(﹣4)=<0,h(﹣4﹣)>0,
    ∴存在t1∈(﹣∞,﹣4),使得h(t1)=0,即存在唯一t1∈(﹣∞,﹣4),使得F(t1)=0,
    当x∈(﹣4,+∞)时,h(0)=﹣4a<0,h(4a)>0,
    存在t2∈(0,+∞),使得h(t2)=0,即存在唯一t2∈(0,+∞)使得F(t2)=0,
    当a<0时,
    当x∈(﹣∞,﹣4)时,F(x)=﹣a>0无零点,
    当x∈(﹣4,+∞)时,∵h(0)=﹣4a>0,h(﹣4)=<0,
    存在t0∈(﹣4,0),使得h(t0)=0,
    即存在唯一t0∈(﹣4,+∞)使得F(t0)=0,
    综上所述,当a>0时,函数f(x)有两个“不动点”t1,t2,
    当a<0时,函数f(x)有一个“不动点”.
    (3)∵f(f(x))﹣f(x)=0,
    由(2)可得f(x)=ti(其中i∈{0,1,2}),
    由F(ti)=0得a=,代入=,
    设G(x)=,
    由(1)知,当x∈(﹣∞,﹣4]时,G(x)单调递增,且G(x)∈(﹣∞,0],
    ∴在(﹣4,﹣3)上G(x)单调递增,且G(x)∈(0,e3),
    在(﹣3,+∞)上G(x)单调递减,且G(x)∈(0,e3),
    由G(x)=G(t1)<0可得x=t1,G(x)=G(t2)>0可得x=t2,x0,共三个解,
    ∴F(t)有一个零点t0,
    ∴f(f(x))﹣f(x)=0,
    ∴f(x)=t0,
    由F(t0)=0得a=,代入=,
    由(1)知当t0=﹣3,即a=﹣时,G(x1)=G(t0)的解为t0,
    当t0≠﹣3,即a<0且a≠﹣时,G(x1)=G(t0)的解为x1,t0,
    综上所述,当a<0且a≠﹣时方程有两个不同实数根.
    2.(2023•高州市一模)已知函数f(x)=ax2﹣(1+2a)x+2(a+1)ln(x+1)+2a.
    (1)讨论f(x)的单调性;
    (2)若a<e﹣1,求证:f(x)<ax2+2aln(x+1)﹣(1+4a)x+2ex+1.
    【答案】(1)当a<﹣1时,f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递减,在(,1)上单调递增;
    当﹣1≤a≤0时,f(x)在(﹣1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
    当0<a<1时,f(x)在(﹣1,1)和(,+∞)上单调递增,在(1,)上单调递减;
    当a=1时,f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增;
    当a>1时,f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递增,在(,1)上单调递减;
    (2)证明过程请看解答.
    【解答】(1)解:因为f(x)=ax2﹣(1+2a)x+2(a+1)ln(x+1)+2a,
    所以函数的定义域为(﹣1,+∞),f'(x)=,
    若a=0,则f'(x)=﹣,令f'(x)=0,有x=1,
    所以f(x)在(﹣1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
    若a≠0,令f'(x)==0,则x=1或,
    当a>1时,0<<1,所以f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递增,在(,1)上单调递减;
    当a=1时,=1,此时f'(x)≥0,所以f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增;
    当0<a<1时,>1,所以f(x)在(﹣1,1)和(,+∞)上单调递增,在(1,)上单调递减;
    当﹣1≤a<0时,≤﹣1<1,所以f(x)在(﹣1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
    当a<﹣1时,﹣1<<1,所以f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递减,在(,1)上单调递增,
    综上所述,
    当a<﹣1时,f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递减,在(,1)上单调递增;
    当﹣1≤a≤0时,f(x)在(﹣1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
    当0<a<1时,f(x)在(﹣1,1)和(,+∞)上单调递增,在(1,)上单调递减;
    当a=1时,f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增;
    当a>1时,f(x)在(﹣1,)和(1,+∞)上单调递增,在(,1)上单调递减.
    (2)证明:要证f(x)<ax2+2aln(x+1)﹣(1+4a)x+2ex+1,
    需证ax2﹣(1+2a)x+2(a+1)ln(x+1)+2a<ax2+2aln(x+1)﹣(1+4a)x+2ex+1,
    化简整理得,a(x+1)+ln(x+1)﹣ex+1<0,
    令t=x+1,则t∈(0,+∞),
    设g(t)=at+lnt﹣et,则原问题转化为证明g(t)<0在(0,+∞)上恒成立,
    g'(t)=a+﹣et,
    因为g''(t)=﹣﹣et<0在(0,+∞)上恒成立,所以g'(t)在(0,+∞)上单调递减,
    又g'(1)=a﹣(e﹣1)<0,g'(t)>0,
    所以存在t0∈(0,1)使得g'(t)=0,此时有a+﹣=0,即at0+1﹣t0=0,
    所以g(t)在(0,t0)上单调递增,在(t0,+∞)上单调递减,
    所以g(t)≤g(t0)=at0+lnt0﹣=t0﹣1+lnt0﹣=(t0﹣1)+(lnt0﹣1),
    因为t0∈(0,1),所以t0﹣1<0,lnt0<1,所以g(t)≤g(t0)<0,
    即g(t)<0在(0,+∞)上恒成立,
    故命题得证.
    3.(2023•梅州一模)已知函数.
    (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
    (2)若,讨论函数f(x)的零点个数.
    【答案】(1)增区间为和(1,+∞),减区间为;
    (2)当时,f(x)在(0,+∞)上不存在零点;当时,f(x)在(0,+∞)上存在一个零点;当时,f(x)在(0,+∞)上存在两个零点.
    【解答】解:(1)当a=1时,,该函数的定义域为(0,+∞),f'(x)=(2x﹣2)lnx+(x﹣2)+x=2(x﹣1)(lnx+1),
    由f'(x)<0可得,由f'(x)>0可得或x>1.
    故当a=1时,函数f(x)的增区间为和(1,+∞),减区间为.
    (2)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=(2x﹣2a)lnx+(x﹣2a)+x=2(x﹣a)(lnx+1),
    由f'(x)=0,得,,
    由f'(x)<0可得,由f'(x)>0可得或x>a.
    所以函数f(x)的增区间为、(a,+∞),减区间为,
    所以函数f(x)的极大值为,
    极小值为,
    当时,,
    令,其中,
    则,即函数p(x)在上单调递增,
    故当时,,
    此时,,所以f(x)在上不存在零点;
    ①当时,,此时函数f(x)无零点;
    ②当时,f(a)=0,此时函数f(x)只有一个零点;
    ③当时,f(a)<0,f(2a)=2a2>0,
    则f(x)在与(a,+∞)上各有一个零点.
    综上所述,当时,f(x)在(0,+∞)上不存在零点;
    当时,f(x)在(0,+∞)上存在一个零点;
    当时,f(x)在(0,+∞)上存在两个零点.
    二.利用导数研究函数的最值(共2小题)
    4.(2023•广东一模)已知函数f(x)=xex+1.
    (1)求f(x)的极值;
    (2)当x>0时,f(x)≥(a+1)x+lnx+2,求实数a的取值范围.
    【答案】(1)极小值﹣1,无极大值;
    (2)(﹣∞,0].
    【解答】解:(1)求导得f'(x)=(x+1)ex+1,
    所以当f'(x)>0时,x>﹣1,当f'(x)<0时,x<﹣1,
    所以f(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递减,在(﹣1,+∞)上单调递增,
    所以f(x)有极小值f(﹣1)=﹣1,无极大值.
    (2)由题知不等式xex+1≥(a+1)x+lnx+2在x∈(0,+∞)上恒成立,
    则原问题等价于不等式xex+1﹣lnx﹣x﹣2≥ax在x∈(0,+∞)上恒成立,
    记g(x)=xex+1﹣lnx﹣x﹣2,
    则,
    记,则恒成立,
    所以h(x)在x∈(0,+∞)上单调递增,又,
    所以存在,使得h(x0)=0,
    即当x<x0时,h(x)<0,此时g'(x)<0;当x>x0时,h(x)>0,此时g'(x)>0,
    所以g(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
    由,得,
    即,
    所以,
    ①当a≤0时,
    因为g(x)=xex+1﹣lnx﹣x﹣2≥0,ax≤0,所以不等式恒成立,
    所以a≤0;
    ②当a>0时,
    因为存在,使得g(x0)=0,而ax0>0,
    此时不满足xex+1﹣lnx﹣x﹣2≥ax,
    所以a无解.
    综上所述,a≤0,即实数a的取值范围是(﹣∞,0].
    5.(2023•茂名一模)若函数有两个零点x1,x2,且x1<x2.
    (1)求a的取值范围;
    (2)若f(x)在(x1,0)和(x2,0)处的切线交于点(x3,y3),求证:2x3<x1+x2<2(a+1).
    【答案】(1)(0,+∞);
    (2)证明见解析.
    【解答】解:(1),则,
    当a≤0,f'(x)<0,f(x)在(0,+∞)上单调递减,函数f(x)不可能两个零点,不符合题意;
    当a>0时,令f'(x)=0得,当时,f'(x)>0,f(x)单调递增,当时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
    ∵x→0,f(x)→﹣∞;;x→+∞,f(x)→﹣∞,
    ∴在(0,)上有唯一零点且在(,+∞)上有唯一零点,满足题意,
    综上,a的取值范围是(0,+∞).
    (2)证明:令g(x)=lnx﹣(x﹣1)则,
    ∴x∈(0,1),g'(x)>0,g(x)单调递增,x∈(1,+∞),g'(x)<0,g(x)单调递减,
    ∴g(x)的最大值为f(1)=0,∴g(x)≤0,即lnx≤x﹣1,
    ∴且,
    ∴x2<2a+1,
    又∵f(1)>0,∴x1<1,
    ∴x1+x2<2a+1+1=2(a+1);
    曲线y=f(x)在(x1,0)和(x2,0)处的切线分别是,
    联立两条切线得,∴,
    由题意得,
    要证2x3<x1+x2,即证,即证,即证,
    令,即证,
    令,,∴h(t)在(0,1)单调递减,∴h(t)>h(1)=0,
    ∴得证.
    综上:2x3<x1+x2<2(a+1).
    三.椭圆的性质(共1小题)
    6.(2023•广东一模)已知点A,点B和点C为椭圆上不同的三个点.当点A,点B和点C为椭圆的顶点时,△ABC恰好是边长为2的等边三角形.
    (1)求椭圆C标准方程;
    (2)若O为原点,且满足,求△ABC的面积.
    【答案】(1);
    (2).
    【解答】解:(1)当点A,点B和点C为椭圆的顶点时,△ABC恰好构成边长为2的等边三角形,
    ①当点A,点B和点C中有两个点为上顶点和下顶点,一个点为左顶点或右顶点时,
    不妨设点A,点B为上顶点和下顶点,点C为右顶点,此时,,
    ②当点A,点B和点C中有一个点为上顶点或下顶点,两个点为左顶点和右顶点,
    不妨设点A,点B为左顶点和右顶点,点C为上顶点,此时,(舍去),
    ∴椭圆的标准方程为;
    (2)设A(p,q),B(x1,y1),C(x2,y2),
    ∵,
    ∴p+x1+x2=0,q+y1+y2=0,
    ①当直线BC斜率不存在时,
    即x1=x2,y1=﹣y2,则A(﹣2x1,0),
    ∵点A在椭圆上,所以,则有,
    ∴,点A到BC的距离为,
    此时;
    ②当直线BC斜率存在时,设直线BC方程为y=kx+m,
    联立得,得(1+3k2)x2+6kmx+3m2﹣3=0,
    ∴Δ=(6km)2﹣12(1+3k2)(m2﹣1)=12(3k2+1﹣m2)>0,
    由韦达定理得,
    ∴,
    ∴,
    又点A(p,q)在椭圆上,
    ∴,
    ∴4m2=1+3k2,


    =,
    ∴点A到直线BC的距离,
    ∴=,
    综上所述,△ABC的面积为.
    四.直线与椭圆的综合(共2小题)
    7.(2023•高州市一模)已知椭圆C:=1(a>b>0)经过点M(﹣2,),其右焦点为F(c,0),下顶点为B,直线BF与椭圆C交于另一点D,且.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)O为坐标原点,过点M作x轴的垂线l1,垂足为A,过点A的直线与C交于P,Q两点,直线OP与l1交于点H,直线OQ与l1交于点G,设△APH的面积为S1,△AQG的面积为S2,试探究是否存在最小值.若存在,求出此时直线PQ的方程;若不存在,请说明理由.
    【答案】(1)+=1;
    (2)存在最小值4,直线PQ的方程为y=±(x+2).
    【解答】解:(1)设D(x0,y0),由F(c,0),B(0,﹣b),得=(c,b),=(x0﹣c,y0),
    由,得(c,b)=3(x0﹣c,y0),∴x0=c,y0=b,
    ∴+=1,得c2=a2,∴b2=a2﹣c2=a2,
    将点M(﹣2,)代入椭圆C的方程得+=1,即+=1,a2=8,
    ∴b2=a2=4,故椭圆的方程为+=1;
    (2)由题意可知A(﹣2,0),直线PQ的斜率存在且不为0,
    设直线PQ的方程为y=k(x+2),P(x1,y1),Q(x2,y2).
    则,得(1+2k2)x2+8k2x+8k2﹣8=0,
    ∴x1+x2=﹣,x1x2=.
    y1+y2=k(x1+x2+4)=,
    y1y2=k2(x1+2)(x2+2)=k2[x1x2+2(x1+x2)+4]=﹣,
    又OP的方程为y=x,与直线x=﹣2联立可得H(﹣2,﹣),
    又OQ的方程为y=x,与直线x=﹣2联立可得G(﹣2,﹣),
    ∴S1=×|﹣|×|x1+2|=||×|x1+2|,S2=×|﹣|×|x2+2|=||×|x1+2|,
    则=+=||+||=+,
    当k2≥1时,(y1﹣2k)(y2﹣2k)=k2x1x2≥0,
    ∴=+=|﹣|=|﹣2k()|=|﹣2k[﹣]|,
    又=﹣,=﹣,
    ∴|﹣2k[﹣]=﹣﹣2k[(﹣)2+]=﹣﹣,
    ∴=2|k+|≥4,当且仅当k2=2时取等号,
    当0<k2<1时,(y1﹣2k)(y2﹣2k)=k2x1x2<0,
    ∴=+=|﹣|=|﹣2k×|,
    又知﹣k(y1+y2)=y1y2,则=3||=3=3=3>6.
    综上可知,当k2=2时,存在最小值4,
    此时直线PQ的方程为y=±(x+2).
    8.(2023•茂名一模)已知椭圆的左焦点F为,过椭圆左顶点和上顶点的直线的斜率为.
    (1)求椭圆E的方程;
    (2)若N(t,6)为平面上一点,C,D分别为椭圆的上、下顶点,直线NC,ND与椭圆的另一个交点分别为P,Q.试判断点F到直线PQ的距离是否存在最大值?如果存在,求出最大值;如果不存在,请说明理由.
    【答案】(1);
    (2)存在,.
    【解答】解:(1)椭圆的左顶点(﹣a,0),上顶点(0,b),依题意,,
    又左焦点,即有a2﹣b2=7,解得a=4,b=3,
    所以椭圆E的方程为.
    (2)由(1)知,点C(0,3),D(0,﹣3),而N(t,6),
    当t=0时,P(0,﹣3),Q(0,3),直线PQ为y轴,
    当t≠0时,直线CN的斜率,方程为3x﹣ty+3t=0,直线DN的斜率,方程为9x﹣ty﹣3t=0,
    由,消去x得:(t2+16)y2﹣6t2y+9t2﹣144=0,设P(xP,yP),
    则,有,,即,
    由,消去x得:(t2+144)y2+6t2y+9t2﹣1296=0,设Q(xQ,yQ),
    则,有,,即,
    直线PQ的斜率,方程为:,
    即,显然直线PQ过定点,而t=0时,y轴也过点,
    因此对任意实数t,直线PQ经过定点,
    则当FM⊥PQ(M为垂足)时,F到直线PQ的距离取得最大值,
    所以点F到直线PQ的距离存在最大值,最大值为.
    五.直线与抛物线的综合(共1小题)
    9.(2023•汕头一模)如图,已知E(m,n)为抛物线x2=2py(p>0)内一定点,过E作斜率分别为k1,k2的两条直线,与抛物线交于A,B,C,D,且M,N分别是线段AB,CD的中点.
    (1)若m=0且k1k2=﹣1时,求△EMN面积的最小值;
    (2)若,证明:直线MN过定点.

    【答案】(1)p2;(2)证明见解析.
    【解答】解:(1)当m=0时,E(0,n)为y轴上一点,
    因为k1k2=﹣1,所以AB⊥CD,
    设AB的方程为y=k1x+n,A(x1,y1),B(x2,y2),
    由,可得x2﹣2pk1x﹣2pn=0,
    由于E(0,n)为抛物线x2=2py(p>0)内一点,n>0,故,
    则x1+x2=2pk1,x1x2=﹣2pn,
    故AB中点为,即,
    同理可得,即,
    因为AB⊥CD,则EM⊥EN,
    所以
    =,
    当且仅当,即k1=±1时取等号,
    所以△EMN的面积的最小值为p2;
    证明:(2)由题意知AB所在直线的方程为y=k1(x﹣m)+n,代入x2=2py(p>0)中,
    得x2﹣2pk1x+2pk1m﹣2pn=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
    则有x1+x2=2pk1,从而y1+y2=k1(x1+x2﹣2m)+2n=k1(2pk1﹣2m)+2n,则M(pk1,k1(pk1﹣m)+n);
    CD所在直线的方程为y=k2(x﹣m)+n,同理可得N(pk2,k2(pk2﹣m)+n),
    所以,
    所以直线MN的方程为,
    即,
    又,故,
    代入,得,
    即,
    当时,,即,
    所以直线MN恒过定点.
    六.直线与圆锥曲线的综合(共1小题)
    10.(2023•梅州一模)已知动圆M经过定点,且与圆F2:内切.
    (1)求动圆圆心M的轨迹C的方程;
    (2)设轨迹C与x轴从左到右的交点为点A,B,点P为轨迹C上异于A,B的动点,设PB交直线x=4于点T,连结AT交轨迹C于点Q.直线AP、AQ的斜率分别为kAP、kAQ.
    (i)求证:kAP•kAQ为定值;
    (ii)证明直线PQ经过x轴上的定点,并求出该定点的坐标.
    【答案】(1);
    (2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析,定点(1,0).
    【解答】解:(1)设动圆的半径为r,由题意得圆F2的圆心为,半径R=4;
    所以|MF1|=r,|MF2|=R﹣r,
    则.
    所以动点M的轨迹C是以F1,F2为焦点,长轴长为4的椭圆,
    因此轨迹C方程为.
    (2)证明:(i)设P(x1,y1),Q(x2,y2),T(4,m).
    由题可知A(﹣2,0),B(2,0),如下图所示:

    则,,
    而,于是,
    所以=,
    又,则=,
    因此kAp⋅kAQ==为定值.
    (ii)设直线PQ的方程为x=ty+n,P(x1,y1),Q(x2,y2).
    由,得(t2+4)y2+2tny+n2﹣4=0,
    所以.
    由(i)可知,,即,
    化简得,解得n=1或n=﹣2(舍去),
    所以直线PQ的方程为x=ty+1,
    因此直线PQ经过定点(1,0).

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