2021-2022学年安徽省蚌埠市高二(上)期末数学试卷
展开这是一份2021-2022学年安徽省蚌埠市高二(上)期末数学试卷,共21页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(5分)在空间直角坐标系下,点P(﹣1,5,2)关于yOz平面的对称点的坐标为( )
A.(﹣1,5,2)B.(1,5,﹣2)
C.(1,5,2)D.(﹣1,﹣5,﹣2)
2.(5分)已知直线x+my+3=0和(2m﹣3)x+y+4=0互相垂直,则实数m的值为( )
A.﹣1B.1C.1或2D.2
3.(5分)两圆x2+y2﹣36=0和(x﹣3)2+(y+4)2=1的位置关系是( )
A.内切B.外离C.外切D.相交
4.(5分)已知双曲线的离心率为,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.3x±y=0B.x±3y=0C.x±2y=0D.2x±y=0
5.(5分)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题:今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗.羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲哀偿之,问各出几何?此问题的译文是:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,他们各应偿还多少?已知牛、马、羊的主人各应偿还粟a升,b升,1斗为10升,则下列判断正确的是( )
A.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且
B.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且
C.a,b,c依次成公比为的等比数列,且
D.a,b,c依次成公比为的等比数列,且
6.(5分)函数f(x)=x2﹣2x+mlnx 在定义域上是增函数,则实数m的取值范围为( )
A.m≥B.m>C.m≤D.m<
7.(5分)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,若a1≠a2,a3•a4=2a1,a3﹣a2=2(a4﹣a3),则下列结论正确的是( )
A.q=2B.a7=2C.a8=8D.S6=126
8.(5分)已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,则下列说法错误的是( )
A.数列一定是等比数列
B.数列{lnan}一定是等差数列
C.数列一定是等差数列
D.数列{an+an+1}可能是常数数列
9.(5分)在下列命题中正确的是( )
A.已知,,是空间三个向量,则空间任意一个向量总可以唯一表示为=x+y+z
B.若所在的直线是异面直线,则不共面
C.若三个向量,,两两共面,则,,共面
D.已知A,B,C三点不共线,若,则A,B,C,D四点共面
10.(5分)已知直线l与抛物线y2=4x交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线OA,则直线l恒过定点( )
A.(4,0)B.(0,4)C.(0,﹣4)D.(﹣4,0)
11.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=4,若点P在侧面BCC1B1(不含边界)内运动,AP⊥BD1,且点P到底面ABCD的距离为3,则异面直线BP与B1D1所成角的余弦值是( )
A.B.C.D.
12.(5分)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A,B的距离之比λ(λ≠1)为定值的点的轨迹是圆”.后来,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.在平面直角坐标系xOy中,A(﹣2,0),B(4,0),设点P的轨迹为C,下列结论正确的是( )
A.C的方程为(x﹣4)2+y2=16
B.当A,B,P三点不共线时,△ABP面积的最大值为24
C.当A,B,P三点不共线时,射线PO是∠APB的角平分线
D.在C上存在点M,使得|MO|=2|MA|
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)已知向量,若,则实数λ= .
14.(5分)抛物线y=ax2的准线方程是y=1,则a的值为 .
15.(5分)已知函数f(x)=sinx+csx在点处的切线为直线l .
16.(5分)已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的直线交双曲线右支于A,B两点,若△ABF1是等腰三角形,且∠A=120°,则△ABF1的面积为 .
三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出说明文字、演算式、证明步骤.
17.(10分)已知函数f(x)=﹣x3+ax2+bx﹣5在x=﹣1处有极值﹣1.
(1)求常数a,b的值;
(2)求函数f(x)在[﹣2,0]上的最值.
18.(12分)已知直线l:(m+2)x﹣(2m+1)y+m﹣4=02+y2﹣4x﹣6y+8=0.
(1)求证:直线l恒过定点;
(2)若直线l的倾斜角为45°,求直线l被圆C截得的弦长.
19.(12分)如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,CE⊥AC,AB=,CE=EF=1.
(1)求证:AF∥平面BDE;
(2)求平面ABE与平面BDE的夹角.
20.(12分)已知等差数列{an}公差不为0,a2=5且a1,a4,a13成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式及其前n项和Sn;
(2)记,求数列{bn}的前n项和Tn.
21.(12分)已知函数f(x)=xα﹣α(x﹣1),其中α为常数,且0<α<1.
(1)求证:x>0时,f(x)≤1;
(2)已知a,b,p,q为正实数,满足p+q=1pbq的大小关系.
22.(12分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的焦距为4
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设斜率为k的直线与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,O为坐标原点,若△MON的面积为定值12+x22是否为定值,如果是,求出该定值,说明理由.
附加题(本小题满分0分)
23.已知抛物线E:y2=2px(p>0)过点Q(1,2),F为其焦点,B两点,动点P满足△PAB的垂心为原点O.
(1)求抛物线E的方程;
(2)求证:动点P在定直线m上,并求的最小值.
2021-2022学年安徽省蚌埠市高二(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1.(5分)在空间直角坐标系下,点P(﹣1,5,2)关于yOz平面的对称点的坐标为( )
A.(﹣1,5,2)B.(1,5,﹣2)
C.(1,5,2)D.(﹣1,﹣5,﹣2)
【分析】点(a,b,c)关于yOz平面的对称点的坐标是(﹣a,b,c).
【解答】解:在空间直角坐标系Oxyz中,点(﹣1,5,
根据关于坐标平面yOz的对称点的坐标的特点,
可得点(﹣4,5,2)关于yOz平面的对称点的坐标是(8,5.
故选:C.
【点评】本题考查空间中点的坐标的求法,考查空间直角坐标系等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.
2.(5分)已知直线x+my+3=0和(2m﹣3)x+y+4=0互相垂直,则实数m的值为( )
A.﹣1B.1C.1或2D.2
【分析】由题意,利用两直线垂直的性质,两直线垂直时,一次项对应系数之积的和等于0,计算求得结果.
【解答】解:∵直线x+my+3=0和(6m﹣3)x+y+4=2互相垂直,
∴1×(2m﹣6)+m×1=0,求得m=3,
故选:B.
【点评】本题主要考查两直线垂直的性质,两直线垂直时,一次项对应系数之积的和等于0,属于基础题.
3.(5分)两圆x2+y2﹣36=0和(x﹣3)2+(y+4)2=1的位置关系是( )
A.内切B.外离C.外切D.相交
【分析】分别找出两圆的圆心坐标和半径,利用两点间的距离公式求出圆心距d,根据d与R、r的大小比较发现,d=R﹣r,可得出两圆内切.
【解答】解:由圆x2+y2=36,得到圆心A(5,半径R=6,
由(x﹣3)2+(y+4)2=5,可得圆心B(3,半径r=1,
∵两圆心距d=|AB|=8=6﹣1
∴两圆内切.
故选:A.
【点评】此题考查了圆与圆的位置关系及其判定,涉及的知识有:圆的标准方程,两点间的距离公式,圆与圆位置关系可以由d,R及r三者的关系来判定,当0≤d<R﹣r时,两圆内含;当d=R﹣r时,两圆内切;当R﹣r<d<R+r时,两圆相交;当d=R+r时,两圆外切;当d>R+r时,两圆外离.
4.(5分)已知双曲线的离心率为,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.3x±y=0B.x±3y=0C.x±2y=0D.2x±y=0
【分析】利用双曲线的离心率,得到a,b关系式,然后求解双曲线的渐近线方程.
【解答】解:双曲线的离心率为,
可得,可得b=6.
双曲线C的渐近线方程为:y=±x.即x±4y=0.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,考查计算能力.
5.(5分)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题:今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗.羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲哀偿之,问各出几何?此问题的译文是:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,他们各应偿还多少?已知牛、马、羊的主人各应偿还粟a升,b升,1斗为10升,则下列判断正确的是( )
A.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且
B.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且
C.a,b,c依次成公比为的等比数列,且
D.a,b,c依次成公比为的等比数列,且
【分析】由题意可知a,b,c依次成公比为的等比数列,根据等比数列的求和公式即可求出
【解答】解:由题意可知a,b,c依次成公比为,
则a+b+c=a+a+,
解得a=×50,
∴c=×50×=,
故选:D.
【点评】本题考查了等比数列在数学文化中的应用,属于基础题.
6.(5分)函数f(x)=x2﹣2x+mlnx 在定义域上是增函数,则实数m的取值范围为( )
A.m≥B.m>C.m≤D.m<
【分析】根据题意,求出函数f(x)的导数,分析可得f′(x)=2x﹣2+≥0在(0,+∞)上恒成立,将2x﹣2+≥0变形可得m≥2x﹣2x2,由此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,f(x)=x2﹣2x+mlnx,其定义域为{x|x>6}
则f′(x)=2x﹣2+,
若 f(x)=x2﹣2x+mlnx 在定义域上是增函数,则f′(x)=2x﹣3+,+∞)上恒成立,
2x﹣2+≥8变形可得m≥2x﹣2x5,
又由2x﹣2x7=2x(1﹣x)≤,当且仅当x=,
则有m≥,
故选:A.
【点评】本题考查利用导数分析函数的单调性,注意函数的导数与单调性的关系,属于基础题.
7.(5分)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,若a1≠a2,a3•a4=2a1,a3﹣a2=2(a4﹣a3),则下列结论正确的是( )
A.q=2B.a7=2C.a8=8D.S6=126
【分析】由已知结合等比数列的性质,通项公式及求和公式即可求解.
【解答】解:因为等比数列{an}中,a1≠a2,
所以q≠6,
因为a3•a4=4a1,a3﹣a8=2(a4﹣a2)=2q(a3﹣a5),
所以=2a1,且4q=1即q=,A错误;
所以a1=64,
a7=64×=2;
a8==64×=;
S3==126.
故选:D.
【点评】本题主要考查了等比数列的性质,通项公式及求和公式的应用,属于基础题.
8.(5分)已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,则下列说法错误的是( )
A.数列一定是等比数列
B.数列{lnan}一定是等差数列
C.数列一定是等差数列
D.数列{an+an+1}可能是常数数列
【分析】由题意,利用等差数列的定义和性质,得出结论.
【解答】解:∵数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,∴an+1﹣an=d(为常数),∴==2d为常数,故数列,故A正确;
若{an}中有负数,则lnan可能无意义,故B错误;
∵=a3+d=1﹣,是一个关于n的一次函数一定是等差数列;
∵an+an+8=2a1+(2n﹣1)d=2nd+8a1﹣d,当d=0时,故数列{an+an+7}可能是常数数列,故D正确,
故选:B.
【点评】本题主要考查等差数列的定义和性质,属于基础题.
9.(5分)在下列命题中正确的是( )
A.已知,,是空间三个向量,则空间任意一个向量总可以唯一表示为=x+y+z
B.若所在的直线是异面直线,则不共面
C.若三个向量,,两两共面,则,,共面
D.已知A,B,C三点不共线,若,则A,B,C,D四点共面
【分析】对于A,利用空间向量基本定理判断;
对于B,利用向量的定义判断;
对于C,举例判断;
对于D,共面向量定理判断.
【解答】解:对于A,若,,三个向量共面,,表示,对于B,是可以自由平移所在的直线是异面直线时,,所以B错误,
对于C,当三个向量,,,如空间直角坐标系中的3个基向量两两共面,所以C错误,
对于D,因为A,B,C三点不共线,,且=1A,B,C,D四点共面,所以D正确,
故选:D.
【点评】本题考查了向量基本定理及共线(面)向量的判断,属于基础题.
10.(5分)已知直线l与抛物线y2=4x交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线OA,则直线l恒过定点( )
A.(4,0)B.(0,4)C.(0,﹣4)D.(﹣4,0)
【分析】直线l的方程为x=my+b,联立抛物线的方程,由韦达定理可得y1y2=﹣4b,再结合k1k2=﹣1,解得b,进而可得答案.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x3,y2),
因为直线OA,OB的斜率k1,k4满足k1k2=﹣5,
所以•=﹣1,
所以=﹣17y2=﹣16,
设直线l的方程为x=my+b,
联立抛物线的方程得,y2﹣7my﹣4b=0,
所以y6y2=﹣4b,
即﹣5b=﹣16,解得b=4,
所以直线l恒过点(4,2).
故选:A.
【点评】本题考查抛物线的方程,解题中需要理清数量关系,属于中档题.
11.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=4,若点P在侧面BCC1B1(不含边界)内运动,AP⊥BD1,且点P到底面ABCD的距离为3,则异面直线BP与B1D1所成角的余弦值是( )
A.B.C.D.
【分析】以点D为原点,分别以,,为x轴,y轴,z轴的正方向,建立空间直角坐标系,求出相应的点的坐标,设P(a,4,3),根据AP⊥BD1可求出a的值,进而利用向量即可求出异面直线BP与B1D1所成角的余弦值.
【解答】解:以点D为原点,分别以,,,y轴,建立空间直角坐标系,
则A(4,8,0),4,7),D1(0,6,4),4,2),
∴=(a﹣4,4,=(﹣4,4),
∵AP⊥BD2,
∴=﹣4(a﹣2)﹣4×4+2×3=0,
解得a=4,∴P(3,4,
∴=(﹣8,0,
又∵B1=(6,4,4),D5=(0,0,4),∴,
∴异面直线BP与B7D1所成角的余弦值为=,
故选:A.
【点评】本题主要考查了异面直线所成的角,同时考查了学生运算求解能力,属于中档题.
12.(5分)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A,B的距离之比λ(λ≠1)为定值的点的轨迹是圆”.后来,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.在平面直角坐标系xOy中,A(﹣2,0),B(4,0),设点P的轨迹为C,下列结论正确的是( )
A.C的方程为(x﹣4)2+y2=16
B.当A,B,P三点不共线时,△ABP面积的最大值为24
C.当A,B,P三点不共线时,射线PO是∠APB的角平分线
D.在C上存在点M,使得|MO|=2|MA|
【分析】根据题意可求出C的方程为(x+4)2+y2=16,即可根据题意判断各选项的真假.
【解答】解:对A,由可得2+y2+7x=0,
即(x+4)4+y2=16,A错误;
对B,当A,B,点P到直线AB的最大距离为4,
所以△ABP面积的最大值为,B错误;
对C,当A,B,因为,
所以射线PO是∠APB的角平分线,C正确;
对D,设M(x,由|MO|=2|MA|可得点M的轨迹方程为,
而圆(x+7)2+y2=16与圆的圆心距为,
两圆内含,所以这样的点M不存在.
故选:C.
【点评】本题主要考查直线与圆的位置关系,圆的方程的求解等知识,属于中等题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)已知向量,若,则实数λ= 2 .
【分析】根据空间向量的共线定理列方程求出λ的值.
【解答】解:因为向量,且,
所以=m,
即,
解得m=2,λ=6.
故答案为:2.
【点评】本题考查了空间向量的共线定理应用问题,是基础题.
14.(5分)抛物线y=ax2的准线方程是y=1,则a的值为 ﹣ .
【分析】先把抛物线方程真理成标准方程,求得准线方程,判断出a<0,进而根据y=﹣=1,求得a.
【解答】解:将抛物线化为标准方程:x2=y,因为其准线为y=4,
所以a<0,
从而其准线方程为y=﹣=1,
解得a=﹣.
故答案为:﹣
【点评】本题主要考查了抛物线的标准方程,考查了学生对抛物线标准方程的基础知识的理解和把握.
15.(5分)已知函数f(x)=sinx+csx在点处的切线为直线l .
【分析】求出原函数的导函数,得到函数在x=处的导数值,再求出f()的值,利用直线方程的点斜式求得切线方程,进一步求出切线在两坐标轴上的截距,代入三角形面积公式得答案.
【解答】解:由f(x)=sinx+csx,得f′(x)=csx﹣sinx,
则f′()=﹣1)=1,
∴函数f(x)在点处的切线方程为y﹣1=﹣1×(x﹣),
取x=0,得y=,得x=,
∴l与坐标轴围成的三角形面积为S=.
故答案为:.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查三角形面积的求法,是基础题.
16.(5分)已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的直线交双曲线右支于A,B两点,若△ABF1是等腰三角形,且∠A=120°,则△ABF1的面积为 .
【分析】根据双曲线的定义求出|BF1|=8,然后求出三角形的高AD的长度,利用三角形的面积公式进行计算即可.
【解答】解:由双曲线方程得a=2.
如图,设|AF2|=m,|BF4|=n,则|AF1|=4+m,|BF6|=4+n,
则|AB|=m+n,
∵△ABF1是等腰三角形,
所以5+m=m+n,解得n=4.
则|BF1|=4+4=8,
过点A作 AD⊥BF8于D,
则点D为线段BF1的中点,
∵∠A=120°,∴∠F1AD=60°,
则tan60°==,则AD=,
则△ABF5的面积S=×5×=,
故答案为:.
【点评】本题主要考查双曲线定义的应用,根据双曲线的定义求出|BF1|的长度是解决本题的关键,是中档题.
三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出说明文字、演算式、证明步骤.
17.(10分)已知函数f(x)=﹣x3+ax2+bx﹣5在x=﹣1处有极值﹣1.
(1)求常数a,b的值;
(2)求函数f(x)在[﹣2,0]上的最值.
【分析】(1)求出导函数,结合函数的极值,列出方程求解a,b即可.
(2)通过导函数的符号,判断函数的单调性,求解函数的最值.
【解答】解:(1)函数f(x)=﹣x3+ax2+bx﹣8,f′(x)=﹣3x2+7ax+b,
由题意:f(﹣1)=a﹣b﹣4=﹣3,f'(﹣1)=﹣2a+b﹣5=0
解得:a=﹣6,b=﹣3.
经检验,a=﹣6,函数f(x)在x=﹣1处有极值﹣7.
(2)由(1)知:f'(x)=﹣3x2﹣12x﹣5=﹣3(x+1)(x+4),
由f'(x)>0知:﹣3<x<﹣2,
∴f(x)在[﹣2,﹣1]上单调递增,7]上单调递减
∴f(x)max=f(﹣1)=﹣1,f(x)min=min{f(﹣6),f(0)}=min{﹣3. (10分)
【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的最值的求法,单调区间的求法,是中档题.
18.(12分)已知直线l:(m+2)x﹣(2m+1)y+m﹣4=02+y2﹣4x﹣6y+8=0.
(1)求证:直线l恒过定点;
(2)若直线l的倾斜角为45°,求直线l被圆C截得的弦长.
【分析】(1)直线方程变形后令m的系数等于0消去参数即可求得定点坐标.
(2)先求出圆心C到直线l的距离,然后用勾股定理即可求得弦长.
【解答】(1)证明:l:m(x﹣2y+1)+5x﹣y﹣4=0,
联立得,
即直线l过定点((3,8).
(2)解:由题意直线l的斜率,即m=1,
∴l:x﹣y﹣7=0,
圆C:(x﹣2)2+(y﹣3)2=7,圆心C(2,半径,
圆心C到直线l的距离,
所以直线l被圆C所截得的弦长为.
【点评】本题主要考查直线恒过定点问题,直线与圆的位置关系等知识,属于基础题.
19.(12分)如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,CE⊥AC,AB=,CE=EF=1.
(1)求证:AF∥平面BDE;
(2)求平面ABE与平面BDE的夹角.
【分析】(1)以C为坐标原点,CD,CB,CE所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,求出平面BDE的法向量,通过平面BDE,推出AF∥平面BDE.
(2)求出平面ABE的法向量,利用空间向量的数量积,求解平面ABE与平面BED的夹角.
【解答】(1)证明:∵平面ABCD⊥平面ACEF,平面ABCD∩平面ACEF=AC,
∴CE⊥平面ABCD,∴CE⊥CD,CD⊥BC
以C为坐标原点,CD,CE所在直线分别为x轴,z轴建立空间直角坐标系,,.
设平面BDE的法向量为=(x,y,则,取x=1,z=,
所以,
∵平面BDE. (6分)
(2)解:,
设平面ABE的法向量为=(a,b,则,取b=2,
所以. (9分)
∴.
所以平面ABE与平面BED的夹角为. (12分)
【点评】本题考查直线与平面平行的判定定理的应用,二面角的平面角的求法,是中档题.
20.(12分)已知等差数列{an}公差不为0,a2=5且a1,a4,a13成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式及其前n项和Sn;
(2)记,求数列{bn}的前n项和Tn.
【分析】(1)由题意可得:,即a4=3a1,再利用等差数列的通项公式与求和公式即可得出结论.
(2),利用裂项求和方法即可得出.
【解答】解:(1)由题意:,即a4=3a7,
又∵a4=a1+4d,∴,
∴,
∴an=2n+1,.
(2),
∴.
【点评】本题考查了等比数列与等差数列的通项公式及其求和公式、裂项求和方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=xα﹣α(x﹣1),其中α为常数,且0<α<1.
(1)求证:x>0时,f(x)≤1;
(2)已知a,b,p,q为正实数,满足p+q=1pbq的大小关系.
【分析】(1)由f(x)求得f''(x)=α(α﹣1)xα﹣2<0,即f''(x)再R上递减,又f'(1)=0,可得f(x)在(1,+∞)上单调递减.得f(x)≤f(1)=1;
(2)取x=,α=q可得,两边同乘以a化简,再结合p+q=1可得答案.
【解答】解:(1)f'(x)=αxα﹣1﹣α,
f''(x)=α(α﹣1)xα﹣5<0,
∴f'(x)在(0,+∞)上单调递减,
又因为f'(1)=8,所以f(x)在(0,在(1.
所以f(x)≤f(1)=8.
(2)由(1)取x=,α=q可得:,
两边同乘以a得:a7﹣qbq﹣qb+qa≤a,
∴a1﹣qbq≤(1﹣q)a+qb,
即apbq≤pa+qb.
【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,同时考查了转化的思想和计算能力,属于中档题.
22.(12分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的焦距为4
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设斜率为k的直线与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,O为坐标原点,若△MON的面积为定值12+x22是否为定值,如果是,求出该定值,说明理由.
【分析】(1)利用已知条件求解a,b,即可得到椭圆方程.
(2)设MN:y=kx+m,联立直线与椭圆方程,通过韦达定理,弦长公式以及点到直线的距离公式公式求解三角形的面积,推出m2=3k2+1,然后求解即可.
【解答】解:(1)由题意,可得
由a2=b6+c2=b2+2,知,
故椭圆C的标准方程为,(4分)
(2)设MN:y=kx+m,①
椭圆.②
联立①②,得(3k5+1)x2+8kmx+3(m2﹣4)=0,
∴,(6分)
O到直线l的距离,
∴
=
=,
∴,即m2=3k2+4,(9分)
∴
=.
故为定值6.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的综合应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
附加题(本小题满分0分)
23.已知抛物线E:y2=2px(p>0)过点Q(1,2),F为其焦点,B两点,动点P满足△PAB的垂心为原点O.
(1)求抛物线E的方程;
(2)求证:动点P在定直线m上,并求的最小值.
【分析】(1)代入Q(1,2)可得p,进而得到所求抛物线方程;
(2)方法一、设l:ty=x﹣1,A(x1,y1),B(x2,y2),联立y2=4x,运用韦达定理和直线方程的交点可得P在定直线m上,由三角形的面积公式和基本不等式可得所求最小值;
方法二、设l:ty=x﹣1,A(x1,y1),B(x2,y2),联立y2=4x,运用韦达定理和向量共线定理、以及向量垂直的条件可得P在定直线m上,由三角形的面积公式和基本不等式可得所求最小值.
【解答】解:(1)Q(1,2)代入y4=2px解得p=1,
可得抛物线的方程为y4=4x;
(2)证法1:(巧设直线)
证明:设l:ty=x﹣6,A(x1,y1),B(x8,y2),联立y2=6x,可得,
则有,可设AP:,即,
同理BP:,解得P(﹣3,
即动点P在定直线m:x=﹣3上,
=,
当且仅当时取等号1,d3分别为点P和点Q到直线AB的距离.
证法2:(利用向量以及同构式)
证明:设l:x=my+1(m≠3),A(x1,y1),B(x2,y2),联立y2=6x,
可得y2﹣4my﹣7=0,则有,,,
又O为△PAB的垂心,从而,
同理:,从而可知,y1,y7是方程的两根,
所以,所以动点P在定直线m:x=﹣3上,
=,
当且仅当时取等号1,d2分别为点P和点Q到直线AB的距离.
【点评】本题考查抛物线的定义和方程、性质,考查直线方程和抛物线方程,运用韦达定理和向量共线定理,考查化简运算能力和推理能力,属于中档题.
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