2023-2024学年江苏省徐州市铜山区高二(上)期中数学试卷(含解析)
展开这是一份2023-2024学年江苏省徐州市铜山区高二(上)期中数学试卷(含解析),共18页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.抛物线y2=8x的焦点坐标是( )
A. (−2,0)B. (0,−2)C. (2,0)D. (0,2)
2.已知椭圆C:x24+y23=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆C上,则△PF1F2的周长为( )
A. 3B. 4C. 5D. 6
3.圆心为M(2,−1),且与直线x−2y+1=0相切的圆的方程为( )
A. (x−2)2+(y−1)2=5B. (x−2)2+(y+1)2=5
C. (x−2)2+(y+1)2=25D. (x−2)2+(y−1)2=25
4.已知过A(m,2),B(−m,m−1)两点的直线的倾斜角是45°,则A,B两点间的距离为( )
A. 2B. 6C. 2 2D. 3 2
5.若圆C1:(x−a)2+y2=1与圆C2:x2+y2=25相交,则实数a的取值范围是( )
A. (4,6)B. [4,6]C. (−6,−4)∪(4,6)D. [−6,−4]∪[4,6]
6.已知以双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的实轴,虚轴为两条对角线的四边形的面积为8,且双曲线C的两条渐近线互相垂直,则双曲线C的方程为( )
A. x28−y28=1B. x24−y24=1C. x22−y22=1D. x2−y2=1
7.已知圆C1:(x−1)2+(y−2)2=1,圆C2:(x−3)2+(y+4)2=4,M,N分别是圆C1,C2上两个动点,P是x轴上动点,则PN−PM的最大值是( )
A. 2 2+3B. 2 2+5C. 2 10+3D. 2 10+5
8.设F1,F2分别为椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)与双曲线C1:x2a12−y2b12=1(a1>0,b1>0)的公共焦点,它们在第一象限内交于点M,∠F1MF2=60°,若椭圆C的离心率e∈[ 22, 32],则双曲线C1的离心率e1的取值范围为( )
A. [ 52, 62]B. [ 62,+∞)C. [ 62, 142]D. [3 24, 62]
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.方程x24−m+y23−m=1表示的曲线中,可以是( )
A. 双曲线B. 椭圆C. 圆D. 抛物线
10.下列说法正确的是( )
A. 若动圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1外切,且与圆C2:(x−1)2+y2=9内切,则动圆的圆心C的轨迹是一个完整的椭圆
B. 若动点P到F(1,0)的距离是到直线x=9的距离的13,则动点P的轨迹是一个完整的椭圆
C. 将椭圆x24+y28=1上各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,则得到的曲线是一个完整的椭圆
D. 已知点A(−2,0),B(2,0),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积是−34,则点M的轨迹是一个完整的椭圆
11.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,斜率为 3且经过点F的直线l与抛物线C交于点A,B(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D,若AF=4,则( )
A. 抛物线C的准线方程为x=−1B. △OAD的面积为2 3
C. BD=3BFD. DF=4
12.古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点A,B的距离之比为定值λ(λ≠1)的点的轨迹是圆,此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系xOy中,A(−3,0),B(6,0),点P满足PAPB=12,设点P的轨迹为C,则( )
A. 轨迹C的方程为(x+3)2+y2=36
B. 在x轴上存在异于A,B的两点D,E,使得PDPE=12
C. 当A,B,P三点不共线时,射线PO是∠APB的角平分线
D. 在轨迹C上存在点M,使得MA⋅MO=2
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.双曲线x24−y23=1的渐进线方程是 .
14.已知直线l1:x+(m+1)y+m−2=0,l2:mx+2y+8=0平行,则这两条平行直线之间的距离为______ .
15.在数学史上,平面内到两个定点的距离之积为常数的点的轨迹称为卡西尼卵形.在平面直角坐标系xOy中,动点P(x,y)到两个定点F1(−1,0),F2(1,0)的距离之积等于2,化简得曲线C:x2+y2+1=2 x2+1,则OP的最大值为______ .
16.在平面直角坐标系xOy中,已知MN是圆C:(x−2)2+(y−4)2=2的一条弦,且满足CM⊥CN,点P是MN的中点,当弦MN在圆C上运动时,直线2x−y−3=0上存在两点A,B,使得∠APB≥π2恒成立,则线段AB长度的最小值是______ .
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题10分)
已知直线l1的方程为2x+y−4=0,若直线l2过点(−3,0),且l1⊥l2.
(1)求直线l2的方程;
(2)已知直线m经过直线l1与直线l2的交点,且在两坐标轴上的截距相等,求直线m的方程.
18.(本小题12分)
在平面直角坐标系xOy中,圆C经过点A(1,0)和点B(−1,2),且圆心在直线2x−y+2=0上.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线x=ay+3被圆C截得弦长为2 3,求实数a的值.
19.(本小题12分)
已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2,焦距F1F2为2,过F1的直线交椭圆E于A,B两点,且△ABF2的周长为4 3.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线AB的斜率为2,求△ABF2的面积.
20.(本小题12分)
已知抛物线E的方程为y2=2x,点F为抛物线E的焦点.
(1)若点P是抛物线E上的一个动点,且点M(3,2),求PM+PF的最小值;
(2)若A(t,2)、B、C三点都在抛物线E上,直线AB、AC都与圆(x−3)2+y2=1相切,求直线BC的方程.
21.(本小题12分)
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e= 22,且椭圆E过点A(2,0),过点A作斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆E于点B,交y轴于点C.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知P为AB的中点,是否存在定点Q,对于任意的k(k≠0)都有OP⊥CQ,若存在,求出点Q的坐标;若不存在说明理由.
22.(本小题12分)
已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点为F(−2 3,0),渐近线方程为y=± 2x.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若双曲线C的左、右顶点分别为A,B,过点T(3,0)的直线与双曲线C的右支交于M,N两点,M在第一象限,直线AM与BN交于点Q.求证:点Q在定直线上.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:抛物线y2=8x,
所以p=4,
所以焦点(2,0),
故选:C.
根据抛物线的标准方程,进而可求得p,根据抛物线的性质进而可得焦点坐标.
本题考查抛物线的焦点,部分学生因不会求p,或求出p后,误认为焦点(p,0),还有没有弄清楚焦点位置,从而得出错误结论.
2.【答案】D
【解析】解:根据题意可得a=2,b= 3,c=1,
∴△PF1F2的周长为2a+2c=6.
故选:D.
根据题圆的几何性质即可求解
本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
3.【答案】B
【解析】解:根据题意,可得M(2,−1)到直线x−2y+1=0的距离d=|2+2+1| 1+4= 5,
因此,所求圆的半径r= 5,圆心为M(2,−1),可知其方程为(x−2)2+(y+1)2=5.
故选:B.
根据题意,圆M的半径等于点M到直线x−2y+1=0的距离,由此算出答案.
本题主要考查圆的方程、点到直线的距离公式等知识,考查了计算能力、逻辑推理能力,属于基础题.
4.【答案】C
【解析】解:由题意得m−1−2−m−m=tan45°=1,
所以m=1,A(1,2),B(−1,0),
所以|AB|= (1+1)2+(2−0)2=2 2.
故选:C.
结合直线的斜率公式先求出m,然后结合两点间距离公式可求.
本题主要考查了直线的倾斜角与斜率关系,直线的斜率公式,两点间的距离公式,属于基础题.
5.【答案】C
【解析】解:因为圆C1:(x−a)2+y2=1与圆C2:x2+y2=25相交,
所以5−1<|a|<1+5,
解得4故选:C.
由已知结合圆相交的条件建立关于a的不等式,可求.
本题主要考查了两圆位置关系的应用,属于基础题.
6.【答案】B
【解析】解:因为双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,
所以渐近线方程为:y=±x,
因此a=b,则实轴与虚轴相等,
又因为以双曲线C的实轴、虚轴为两条对角线的四边形的面积为8,
则12×2a×2a=8,即a2=4,
因此该双曲线的方程为x24−y24=1.
故选:B.
先根据题意,得到双曲线的渐近线方程,推出a=b,再由以实轴、虚轴为两条对角线的四边形面积为8,求出a,即可得出结果.
本题主要考查了双曲线的几何性质,属于中档题.
7.【答案】A
【解析】解:由题意得,圆C1:(x−1)2+(y−2)2=1的圆心C1(1,2),半径r1=1,
圆C2:(x−3)2+(y+4)2=4的圆心C2(3,−4),半径r2=2,
作C2(3,−4)关于x轴对称的点C3(3,4),
则|PN|−|PM|≤(|PC2|+r2)−(|PC1|−r1)=|PC1|+|PC2|+r1+r2=|PC3|−|PC1|+r1+r2≤|C1C3|+r1+r2= 22+22+2+1=3+2 2,
当P,C1,C3共线时,|PM|−|PN|取得最大值3+2 2.
故选:A.
由圆的标准方程求出圆心和半径,再由|PN|−|PM|≤(|PC2|+r2)−(|PC1|−r1),求出点C2关于x轴对称的点C3,结合|PC2|−|PC1|≤|C1C3|,即可求得结果.
本题主要考查了圆与圆位置关系的应用,圆的性质的应用,对称性的应用,属于中档题.
8.【答案】D
【解析】解:设MF1=s,MF2=t,由椭圆的定义可得s+t=2a,
由双曲线的定义可得s−t=2a1,
解得s=a+a1,t=a−a1,
由∠F1MF2=60°,运用余弦定理,可得cs60°=s2+t2−(2c)22st,
即为a2+3a12=4c2,
由离心率的公式可得,
1e2+3×1e12=4,
由e∈[ 22, 32],可得e2∈[12,34],
即有4−3×1e12∈[43,2],
解得e1∈[3 24, 62].
故选:D.
设MF1=s,MF2=t,由椭圆的定义可得s+t=2a,由双曲线的定义可得s−t=2a1,运用余弦定理和离心率公式,计算即可得到所求范围.
本题主要考查了椭圆和双曲线的定义、方程和性质,主要考查离心率的求法,考查运算能力,属于中档题.
9.【答案】AB
【解析】解:方程x24−m+y23−m=1,当m∈(−∞,3)时,曲线表示椭圆;
当m∈(3,4)时,曲线是双曲线;
m∈[4,+∞)∪{3},不表示曲线.
故选:AB.
通过m的取值,判断曲线的形状即可.
本题考查曲线与方程的应用,椭圆以及双曲线的判定,是基础题.
10.【答案】ABC
【解析】解:对于A,∵圆C1的方程为:(x+1)2+y2=1,
∴圆C1的圆心为(−1,0),半径r1=1;同理圆C2的圆心为(1,0),半径r2=3.
设动圆的半径为R,则|C1C|=r1+R,|C2C|=r2−R,
两式相加得:|C1C|+|C2C|=r1+r2=1+3=4(定值),
∴圆心C在以C1、C2为焦点的椭圆上运动,
由2a=4,c=1,得a=2,b= 3,
∴椭圆方程为x24+y23=1.
即动圆圆心的轨迹是椭圆.所以A正确.
对于B,设P(x,y),则
由题意, (x−1)2+y2=13|x−9|,
化简可得x29+y28=1.
点P的轨迹是焦点在x轴上的椭圆.所以B正确.
对于C,根据题意可知所得曲线的方程为:
(12x)24+y28=1,即x216+y28=1,
∴所得曲线是一个椭圆,所以C正确.
对于D,设M(x,y),则yx+2⋅yx−2=−34,
化简整理得,点M的轨迹C的方程x24+y23=1(x≠±2),所以D不正确.
故选:ABC.
利用选项的条件,求解轨迹方程,判断选项的正误即可.
本题考查轨迹方程的求法,轨迹的判断,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
11.【答案】ABD
【解析】解:由抛物线的方程可得焦点F(p2,O),设直线l方程为y= 3(x−p2),
联立y2=2pxy= 3(x−p2),整理可得:12x2−20px+3p2=0,A在x轴上方,
解得xA=3p2,xB=p6,
代入抛物线的方程可得A(3p2, 3p),B(p6,− 33p),
由抛物线定义可知,|AF|=xA+p2=3p2+p2=2p=4,解得p=2,
所以抛物线方程为y2=4x;
对于A项,抛物线的准线方程为x=−1,故A项正确;
对于D项、B项,由直线l的斜率为 3,可得直线l的倾斜角为π3,
设抛物线的准线交x轴于M,如图所示:
在Rt△DMF中,|MF|=2,∠MFD=π3,所以|MD|=2 3,|DF|=4,故D项正确;
又yA= 3p=2 3,|OF|=1,所以S△AOD=12|OF|⋅(yA+|MD|)=12⋅1⋅(2 3+2 3)=2 3,故B项正确;
对于C项,xB=16p=13,则|BF|=xB+p2=13+1=43,
所以|BD|=|DF|−|BF|=4−43=83,
所以|BD|=2|BF|,故C项错误.
故选:ABD.
由抛物线的方程可得焦点F的坐标,由题意设直线l的方程,两个方程联立,可得A,B的坐标,由抛物线的性质可得|AF|的表达式,进而可得p的值,即求出抛物线的方程;A中,由抛物线的方程,求出抛物线的准线方程,判断出的A的真假;由题意可得直线l的倾斜角,可得MD的长度,进而求出DF的大小,判断出D的真假;及C的真假,求出△OAD的面积的大小,判断出B的真假.
本题考查抛物线的性质的应用,属于中档题.
12.【答案】BC
【解析】解:对于A:已知在平面直角坐标系xOy中,A(−3,0),B(6,0),点P满足,
不妨设P(x,y),
此时 (x+3)2+y2 (x−6)2+y2=12,
整理得x2+y2+12x=0,
即(x+6)2+y2=36,故A错误;
对于B:假设在x轴上存在异于A,B的两点D,E,使得PDPE=12,
不妨设D(m,0),E(n,0),
可得 (x−n)2+y2=2 (x−m)2+y2,
化简得3x2+3y2−(8m−2n)x+4m2−n2=0,
因为轨迹C的方程为x2+y2+12x=0,
代入上式并整理得−(8m−2n+36)x+4m2−n2=0,
即8m−2n+36=0,4m2−n2=0,
联立解得m=−9,n=−18或m=−3,n=6(舍去),故B正确;
对于C:当A,B,P三点不共线时,
此时射线PO是∠APB的角平分线,故C正确;
对于D:若在C上存在点M,使得MA⋅MO=2|,
不妨设M(x,y),则MA=(−3−x,−y),MO=(−x,−y)
所以(−3−x)(−x)+(−y)(−y)=2,
整理得x2+y2+3x−2=0,
因为轨迹C的方程为x2+y2+12x=0,
将两方程联立,消去y并整理得,
解得x=215,
代入轨迹C的方程中,
此时(215)2+y2+12×215=0,y无实数解,
所以方程组无实数解,故不存在点M,故D错误,
综上,结论正确的有BC.
故答案为:BC.
由题意,利用求轨迹方程的方法确定轨迹C的方程可判断A;设D(m,0),E(n,0),由两点间的距离公式结合轨迹C的方程可判断B;由角平分线的定义可判断C;设M(x,y),由MA⋅MO=2求出点M的轨迹方程与x2+y2+12x=0联立,可判断D.
本题考查动点轨迹问题,属于中档题.
13.【答案】 3x±2y=0
【解析】【分析】
本题考查双曲线的渐近线方程,比较基础.
由双曲线x24−y23=1,可得a=2,b= 3即可求解.
【解答】
解:由双曲线x24−y23=1,可得a=2,b= 3
所以渐近线方程为 3x±2y=0.
故答案为: 3x±2y=0.
14.【答案】9 55
【解析】解:直线l1:x+(m+1)y+m−2=0,l2:mx+2y+8=0,
由两直线平行的充要条件可得A1A2=B1B2≠C1C2,即1m=m+12≠m−28,
解得m=1,(m=−2舍去),
所以直线l1:x+2y−1=0,l2:x+2y+8=0,
则这两条平行直线之间的距离为d=|−1−8| 12+22=9 55.
故答案为:9 55.
先利用两直线平行的充要条件A1A2=B1B2≠C1C2,可得1m=m+12≠m−28,由此求m的值,再由两平行线之间的距离公式求解即可.
本题考查两直线平行的充要条件,考查两平行直线的距离公式的运用,考查运算能力,属于中档题.
15.【答案】 3
【解析】解:由题意曲线C:x2+y2+1=2 x2+1,可得y2=2 x2+1−x2−1≥0,
即2 x2+1−x2−1≥0,化简得x4−2x2−3≤0,解得:− 3≤x≤ 3,
令 x2+1=t,则t∈[1,2],
因为|OP|2=x2+y2=2 x2+1−1∈[1,3],
则|OP|的取值范围为[1, 3],
故|OP|的最大值为 3.
故答案为: 3.
根据已知求得x的范围,再结合已知条件取得结论.
本题主要考查轨迹方程的应用,考查计算能力,属于中档题.
16.【答案】6 55+2
【解析】解:因为圆C:(x−2)2+(y−4)2=2,
所以圆心C(2,4),r= 2,
因为P为MN的中点,
所以CP⊥MN,
因为CM⊥CN,
所以△CMN为等腰直角三角形,
所以|CP|=12|MN|=12× ( 2)2+( 2)2=1,
即点P在以C为圆心,1为半径的圆上,
所以点P所在圆的方程为(x−2)2+(y−4)2=1,
要使得∠APB≥π2恒成立,则点P所在的圆在以AB为直径的圆的内部,
而AB在直线l:2x−y−3=0上,
点C(2,4)到直线l:2x−y−3=0距离d=|4−4−3| 22+(−1)2=3 55,
所以以AB为直径的圆的半径的最小值为r=3 55+1,
所以AB的最小值为2r=6 55+2.
故答案为:6 55+2.
由圆C方程可得圆心C(2,4),r= 2,根据题意可得CP⊥MN,CM⊥CN,|CP|=1,⇒点P在以C为圆心,1为半径的圆上,即点P所在圆的方程为(x−2)2+(y−4)2=1,要使得∠APB≥π2恒成立,则点P所在的圆在以AB为直径的圆的内部,点C(2,4)到直线l:2x−y−3=0距离为d,⇒以AB为直径的圆的半径的最小值为r=d+1,AB的最小值为2r.
本题考查直线与圆的位置关系,解题中注意逆向思维的应用,属于难题.
17.【答案】解:(1)由题意设直线l2的方程为x−2y+a=0,将(−3,0)代入可得−3+a=0,
解得a=3,
所以直线l2的方程为x−2y+3=0;
(2)联立2x+y−4=0x−2y+3=0,解得x=1,y=2,
即直线l1与直线l2的交点为(1,2),
当直线m过原点时,则直线m的方程为y=2x,
当直线m不经过原点时,由题意设直线m的方程为x+y=b,
将(1,2)点代入可得1+2=b,即b=3,
所以直线m的方程为x+y−3=0.
综上所述:直线m的方程为y=2x或x+y−3=0.
【解析】(1)由垂直的性质,设直线l2的方程,将点的坐标,代入可得参数的值,进而求出直线l2的方程;
(2)联立两条直线的方程,可得交点的坐标,分直线m过原点和不过原点两种情况讨论,将交点的坐标代入可得参数的值,进而求出直线m的方程.
本题考查直线的平行或垂直的性质的应用,属于基础题.
18.【答案】解:(1)因为A(1,0),B(−1,2)的中点为E(0,1),且直线AB的斜率kAB=2−0−1−1=−1,
则线段AB的垂直平分线所在直线的方程为y=x+1,
联立方程y=x+12x−y+2=0,解得x=−1y=0,即圆心C(−1,0),r=|CA|=2,
所以圆C的方程为(x+1)2+y2=4;
(2)因为直线x=ay+3被圆C截得弦长为2 3,
∴则圆心到直线的距d= 4−3=1,由点到直线的距离公式可得|−1−a⋅0−3| a2+1=1,
解得a=± 15.
【解析】(1)先求线段AB的垂直平分线所在直线的方程,进而求得圆心和半径,即可求得方程;
(2)由垂径定理可得圆心到直线的距离d=1,利用点到直线的距离公式运算求解即可.
本题考查直线和圆的方程的应用,考查点到直线距离公式,属中档题.
19.【答案】解:(1)不妨设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,
易知△ABF2的周长为|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=4a=4 3,
解得a= 3,
因为焦距F1F2为2,
所以椭圆的半焦距c=1,
又b2=a2−c2=2,
则椭圆E的方程为x23+y22=1;
(2)由(1)知F1(−1,0),|F1F2|=2,
不妨设A(x1,y1),B(x2,y2),
易知直线AB的方程为y=2(x+1),
联立y=2(x+1)x23+y22=1,消去y并整理得7x2+12x+3=0,
由韦达定理得x1+x2=−127,x1x2=37,
所以|AB|= 1+22⋅ (x1+x2)2−4x1x2= 5⋅ (−127)2−4×37=10 37,
已知点F2(1,0)到直线AB的距离d=4 55,
则△ABF2的面积S=12|AB|⋅d=12×10 37×4 55=4 157.
【解析】(1)由题意,结合题目所给信息、a,b,c以及椭圆的定义进行求解即可;
(2)结合(1)中所得信息得到直线AB的方程,将直线AB的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式、点到直线的距离公式以及三角形面积公式再进行求解即可.
本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
20.【答案】解:(1)如图,
过点P向抛物线的准线x=−12作垂线,垂足为N,
由抛物线的定义得:|PM|+|PF|=|PM|+|PN|,
所以当且仅当M、P、N三点共线时,|PM|+|PF|取最小值,
过M点作抛物线的准线x=−12作垂线MN′,垂足为N′,
所以(|PM|+|PF|)min=|MN′|=3+12=72;
(2)由圆(x−3)2+y2=1可得圆心坐标为(3,0),半径为r=1.
因为点A(t,2)在抛物线E:y2=2x上,所以A(2,2).
因为直线AB,AC是圆(x−3)2+y2=1的两条切线,又3−2=1=r,
所以直线AB的方程为x=2,
设直线AC的方程为y−2=k(x−2),即kx−y−2k+2=0,
由题意得:圆心(3,0)到直线AC的距离为d=|k+2| k2+1=1,解得k=−34,
所以直线AC的方程为y=−34x+72,
联立y=−34x+72y2=2x,解得C(989,−143),
因为直线AB的方程为x=2,点B在抛物线F:y2=2x上,所以点B(2,−2),
所以直线BC的斜率为kBC=−310,
所以直线BC的方程是y+2=−310(x−2),
即3x+10y+14=0.
【解析】(1)先根据抛物线的定义将折线转化为直线,再利用数形结合思想得出当且仅当M、P、N三点共线时,|PM|+|PF|取最小值,求出即可;
(2)先根据题意求出切线AB,AC的方程;再联立方程组求出点B,C的坐标;最后计算出直线的斜率,点斜式写出方程整理即可.
本题考查直线与抛物线的综合应用,属于中档题.
21.【答案】解:(1)因为椭圆E的离心率e= 22,且椭圆E过点A(2,0),
所以e=ca= 22a=2b2=a2−c2,
解得a=2,b= 2,
则椭圆E的方程为x24+y22=1;
(2)易知直线l的斜率存在,
不妨设直线l的方程为y=k(x−2),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立y=k(x−2)x24+y22=1,消去y并整理得(1+2k2)x2−8k2x+8k2−4=0,
由韦达定理得x1+x2=8k21+2k2,x1x2=8k2−41+2k2,
因为P为AB的中点,
所以xP=4k21+2k2,
因为点P在直线AB上,
所以yP=k(xP−2)=−2k1+2k2,
即P(4k21+2k2,−2k1+2k2),
因为直线AB的方程为y=k(x−2),
令x=0,
解得y=−2k,
即C(0,−2k),
假设存在定点Q(m,n)满足OP⊥CQ,
此时OP⋅CQ=0,
因为OP=(4k21+2k2,−2k1+2k2),CQ=(m,n+2k),
所以4mk21+2k2−2k(n+2k)1+2k2=0,
整理得2mk2−k(n+2k)=0,
因为k≠0,
所以2mk−(n+2k)=0,
即(2m−2)k−n=0恒成立,
此时2m−2=0−n=0,
解得m=1,n=0,
故存在Q(1,0)满足OP⊥CQ.
【解析】(1)由题意,根据题目所给信息,利用离心率公式以及a,b,c之间的关系再进行求解即可;
(2)设出直线l的方程,将直线l的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理、向量的坐标运算再进行求解即可.
本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
22.【答案】解:(1)左焦点为F(−2 3,0),渐近线方程为y=± 2x.
则c=2 3ba= 2c2=a2+b2,解得a=2b=2 2,
所以双曲线C的方程为x24−y28=1;
(2)证明:A(−2,0),B(2,0),
由题知过点T的直线l的斜率必不为0,设直线l的方程为x=ty+3,
联立x24−y28=1x=ty+3⇒(2t2−1)y2+12ty+10=0,M(x1,y1),N(x2,y2),
Δ=(12t)2−4×10(2t2−1)=64t2+40>0,
由韦达定理可知,y1+y2=−12t2t2−1,y1y2=102t2−1,
由题意可知,x1>0,x2>0,y1>0,y2<0,所以y1y2<0,即102t2−1<0,解得− 22
联立y=y1x1+2(x+2)y=y2x2−2(x−2)⇒(y1x1+2−y2x2−2)x=−2y2x2−2−2y1x1+2,
即[(ty2+1)y1−(ty1+5)y2]x=−2(ty1+5)y2−2(ty2+1)y1,又ty1y2=−56(y1+y2),
所以x=−4ty1y2−10y2−2y1y1−5y2=103(y1+y2)−10y2−2y1y1−5y2=−203y2+43y1y1−5y2=43,点Q在直线x=43上.
【解析】(1)根据双曲线的性质,列出方程组,即可求解;
(2)设出直线l的方程,再结合韦达定理,即可求解.
本题主要考查直线与双曲线的综合,考查转化能力,属于中档题.
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