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2024年高考数学重难点突破讲义:专题5 答案
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这是一份2024年高考数学重难点突破讲义:专题5 答案,共12页。试卷主要包含了ABD,CD,BC, eq \f,x2+y2-3x+y-1=0等内容,欢迎下载使用。
第13练 直线与圆
1.C
2.C
【解析】 圆C1:x2+y2=4,圆心坐标为C1(0,0),半径r=2;
圆C2:x2+y2-8x-6y+16=0,即圆C2:(x-4)2+(y-3)2=9,圆心坐标为C2(4,3),半径R=3,所以|C1C2|= eq \r(42+32)=5,R+r=5=|C1C2|,所以两圆外切.
3.C
【解析】 直线l的方程为x-y sin θ+2=0,当sin θ=0时直线方程为x=-2,倾斜角α= eq \f(π,2),当sin θ≠0时,直线方程化为y= eq \f(1,sin θ)x+ eq \f(2,sin θ),斜率k= eq \f(1,sin θ),因为sin θ∈[-1,0)∪(0,1],所以k∈(-∞,-1]∪[1,+∞),即tan α∈(-∞,-1]∪[1,+∞),又因为α∈[0,π),所以α∈ eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2)))∪ eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\f(3π,4))).综上可得α∈ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(3π,4))).
4.C
【解析】 由题可知圆心C为(-1,2),半径为 eq \r(2),因为圆C关于直线2ax+by+6=0对称,所以圆心位于该直线上,将圆心坐标代入此直线中,有-2a+2b+6=0,即点(a,b)在直线x-y-3=0上.设D(a,b),如图,过点D作圆C的切线,切点为E,则|DE|= eq \r(|CD|2-r2)= eq \r(|CD|2-2),要使得切线DE长最短,则只需CD最短.CD的最小值为过点C作直线x-y-3=0的垂线的长度,此时|CD|= eq \f(|-1-2-3|,\r(2))=3 eq \r(2),|CE|=r= eq \r(2),所以根据勾股定理,得|DE|min= eq \r(|CD|2-|CE|2)=4.
5.ABD
【解析】 对于A,直线l:x+y+a(x+2)=0,联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x+y=0,,x+2=0,))得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=-2,,y=2,))所以直线l过定点(-2,2),故A正确;对于B,当a=1时,l:2x+y+2=0,圆心(0,2)到直线l的距离d= eq \f(4,\r(22+12))= eq \f(4,\r(5)),弦长为2 eq \r(r2-d2)= eq \f(4\r(5),5),故B正确;对于C,直线所过定点(-2,2)在圆上,过点(-2,2)与圆C相切的直线是x=-2,但直线l:(1+a)x+y+2a=0(a∈R)表示斜率存在的直线,表示不了直线x=-2,故不存在直线l与圆C相切,故C错误;对于D,直线所过定点(-2,2)在圆上,所以直线l与圆C总有公共点,不可能相离,故D正确.
6.CD
【解析】 对于A,因为圆C:(x+2)2+(y-3)2=16,所以圆心C(-2,3),半径r=4,因为3×(-2)-2×3≠0,所以圆C不关于直线3x-2y=0对称,故A错误;对于B,由圆心C到直线l:3x+4y+19=0的距离为d= eq \f(|3×(-2)+4×3+19|,\r(32+42))=5>4,所以|MN|的最小值是d-r=1,故|MN|∈[1,+∞),故B错误;对于C,从N点向圆C引切线,当CN⊥l时,切线长最小,最小值是 eq \r(52-42)=3,故C正确;对于D,直线y=k(x-1)+1过定点(1,1),该定点在圆C内,所以直线y=k(x-1)+1被圆C截得的弦长最长时,所截弦长为过点(1,1)和圆心的圆C的直径,即弦长的最大值为8,最短的弦长为垂直于该直径的弦长,定点(1,1)和圆心C(-2,3)的距离为 eq \r([1-(-2)]2+(1-3)2)= eq \r(13),最短弦长为2 eq \r(42-13)=2 eq \r(3),则直线y=k(x-1)+1被圆C截得的弦长的取值范围为[2 eq \r(3),8],故D正确.
7.BC
【解析】 直线l:kx-y+k-2=0(k∈R),化简得k(x+1)-(y+2)=0,可知直线l恒过定点M(-1,-2),代入到圆C:x2+y2=20,可得1+4<20,所以点M(-1,-2)在圆内,易知圆C:x2+y2=20的圆心为C(0,0),半径r=2 eq \r(5),所以当CM⊥l时,圆心C到l的距离有最大值|CM|= eq \r(1+4)= eq \r(5),故A错误;此时半径r=2|CM|,所以圆上恰好有3个点到l的距离为 eq \r(5),当CM与l不垂直时,圆心C到l的距离小于 eq \r(5),那么圆上会有4个点到l的距离为 eq \r(5),所以圆上至少有3个点到l的距离为 eq \r(5),故B正确;由圆的对称性可知,无论k为何值时,圆上到l的距离为2 eq \r(5)的点有且只有2个,故C正确;当k=- eq \f(1,2)时,l与C相交于A,B两点,过A,B两点作C的切线,则两切线的交点必在圆外,而点(-2,-4)代入到圆C:x2+y2=20,可知4+16=20,即点(-2,-4)在圆C上,所以点(-2,-4)不是两切线的交点,故D错误.
8.(2,-3)
【解析】 因为(-2-0-8)(2-8-8)>0,所以A,B在直线同侧,设点A(-2,0)关于直线x-2y-8=0对称点的坐标为A′(a,b),则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(a-2,2)-b-8=0,,\f(b,a+2)=-2,))即A′(2,-8),可知|PA|+|PB|≥|A′B|,即A′,P,B三点共线时,|PA|+|PB|最小,连接A′B交直线l于点P,点P即为所求,因为直线A′B的方程为x=2,联立求得P点坐标为(2,-3).
9. eq \f(2,5)
【解析】 由题意,设▱ABCD两条对角线的交点为点O.由平行四边形性质,知点O到这组对边AB和CD所在直线的距离相同,则过点O且与AB所在直线平行的直线l的方程为6x+8y+ eq \f(-3+5,2)=0,即6x+8y+1=0,所以由两平行线距离公式可得直线l与CD所在直线的距离为d= eq \f(|5-1|,\r(62+82))= eq \f(2,5).
10.x2+y2-3x+y-1=0
【解析】 设所求圆的方程为x2+y2-4x+2y+λ(x2+y2-2y-4)=0(λ≠-1),即(1+λ)x2-4x+(1+λ)y2+(2-2λ)y-4λ=0,把圆心坐标 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,1+λ),\f(λ-1,1+λ)))代入直线l的方程2x+4y-1=0,可得λ= eq \f(1,3),故所求圆的方程为x2+y2-3x+y-1=0.
11.【解答】 (1) 由题意知,直线l的斜率存在,且圆心A(0,-1),设直线l的方程为y=kx-1,由弦长可得圆心B(4,3)到直线l的距离为 eq \f(4,5),即 eq \f(|4k-3-1|,\r(k2+1))= eq \f(4,5),化简得12k2-25k+12=0,解得k= eq \f(4,3)或k= eq \f(3,4).
(2) ①由已知可得|PA|=|PB|,故圆心P在线段AB的中垂线上.因为直线AB的斜率为1,所以圆心P所在直线的斜率为-1,且该直线过点(2,1),所以圆心P在直线x+y-3=0上,即动圆圆心P的轨迹方程为x+y-3=0.
②动圆P经过定点.设P(m,3-m),则动圆P的半径为 eq \r(|PA|2+12)= eq \r(m2+(3-m+1)2+1),所以动圆P的方程为(x-m)2+(y+m-3)2=m2+(3-m+1)2+1,即x2+y2-6y-8-2m(x-y-1)=0.由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2+y2-6y-8=0,,x-y-1=0,))得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=2+\f(3\r(2),2),,y=1+\f(3\r(2),2)))或 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=2-\f(3\r(2),2),,y=1-\f(3\r(2),2).))故动圆P过定点 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2+\f(3\r(2),2),1+\f(3\r(2),2))), eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2-\f(3\r(2),2),1-\f(3\r(2),2))).
第14练 圆锥曲线
1.C
【解析】 由方程左边式子的几何意义及椭圆定义可知,方程表示的曲线为焦点在x轴上的椭圆,且c=4,a=5,所以b2=a2-c2=9,故化简结果为 eq \f(x2,25)+ eq \f(y2,9)=1.
2.C
【解析】 无论椭圆焦点位于x轴或y轴,根据点A,B,C为椭圆D的三个顶点,若△ABC是正三角形,则2b= eq \r(a2+b2),即a2=3b2=3(a2-c2),即有2a2=3c2,e2= eq \f(2,3),解得e= eq \f(\r(6),3).
3.A
【解析】 设一个焦点坐标为(c,0),渐近线方程为y=± eq \f(b,a)x,则2a= eq \f(|b·c|,\r(a2+b2)),化简得b=2a, 又c2=b2+a2,得c2=5a2,e2= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(c,a))) eq \s\up12(2)=5,e= eq \r(5).
4.B
【解析】 设动圆圆心为M(x,y),半径为R,设圆x2+y2+6x+5=0和圆x2+y2-6x-91=0的圆心分别为O1,O2, 将圆的方程分别配方得圆O1:(x+3)2+y2=4,圆O2:(x-3)2+y2=100.当动圆M与圆O1相外切时,有|O1M|=R+2①.当动圆M与圆O2相内切时,有|O2M|=10-R②,将①②两式相加,得|O1M|+|O2M|=12>|O1O2|,所以动圆圆心M(x,y)到点O1(-3,0)和O2(3,0)的距离和是常数12,所以点M的轨迹是焦点为O1(-3,0),O2(3,0),长轴长等于12的椭圆.设该椭圆的长轴为2a,短轴为2b,焦距为2c,则2c=6,2a=12,c=3,a=6,所以b2=36-9=27,动圆圆心轨迹方程为 eq \f(x2,36)+ eq \f(y2,27)=1,轨迹为椭圆.
5.AC
【解析】 若双曲线焦点在x轴,设方程为 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),则渐近线方程为y=± eq \f(b,a)x,所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(b,a)=2,,2b=4,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=1,,b=2,))所以双曲线的标准方程为x2- eq \f(y2,4)=1;若双曲线焦点在y轴,设方程为 eq \f(y2,a2)- eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0),则渐近线方程为y=± eq \f(a,b)x,所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(a,b)=2,,2b=4,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=4,,b=2,))所以双曲线的标准方程为 eq \f(y2,16)- eq \f(x2,4)=1.综上,双曲线的标准方程为x2- eq \f(y2,4)=1或 eq \f(y2,16)- eq \f(x2,4)=1.
6.BCD
【解析】 由题意可知,a= eq \r(m2+2),b= eq \r(m2)=m,若这两个顶点为长轴的两个端点时,2 eq \r(m2+2)=4,m= eq \r(2);若这两个顶点为短轴的两个端点时,2m=4,m=2;若一个顶点为短轴的端点,另一个顶点为长轴的端点时, eq \r(m2+2+m2)=4,m= eq \r(7).
7.ABC
【解析】 根据椭圆E: eq \f(x2,4)+ eq \f(y2,3)=1,可得a2=4,b2=3,c2=a2-b2=1,所以椭圆E的焦距是2c=2,故A正确;椭圆E的离心率为 eq \f(c,a)= eq \f(1,2),故B正确;又因为椭圆E: eq \f(x2,4)+ eq \f(y2,3)=1的焦点为(±1,0),抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆E: eq \f(x2,4)+ eq \f(y2,3)=1的一个焦点重合,则 eq \f(p,2)=1,即p=2,所以抛物线C的准线方程是x=- eq \f(p,2)=-1,故C正确;抛物线C的焦点到其准线的距离p=2,故D错误.
8. eq \f(1,2)
【解析】 将两个点代入椭圆方程得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,a2)+\f(\f(9,4),b2)=1,,\f(4,a2)+\f(0,b2)=1,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2=4,,b2=3,))故c2=1,e= eq \f(1,2).
9. eq \f(\r(21),3)
【解析】 联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(2,3)x,,\f(x2,a2)-\f(y2,8)=1,))得 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a2)-\f(1,18)))x2-1=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1·x2= eq \f(-1,\f(1,a2)-\f(1,18))= eq \f(18a2,a2-18)=-9,解得 a2=6.所以离心率e= eq \f(c,a)= eq \r(1+\f(b2,a2))= eq \r(1+\f(8,6))= eq \r(\f(7,3))= eq \f(\r(21),3).
10.2 1
【解析】 由题意知 eq \f(p,2)=1,从而p=2,所以抛物线方程为y2=4x.当直线AB的斜率不存在时,将x=1代入抛物线方程,解得|AF|=|BF|=2,从而 eq \f(1,|AF|)+ eq \f(1,|BF|)=1.当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=k(x-1),联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k(x-1),,y2=4x,))整理,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x1+x2=\f(2k2+4,k2),,x1x2=1,))从而 eq \f(1,|AF|)+ eq \f(1,|BF|)= eq \f(1,x1+1)+ eq \f(1,x2+1)= eq \f(x1+x2+2,x1+x2+x1x2+1)= eq \f(x1+x2+2,x1+x2+2)=1.综上, eq \f(1,|AF|)+ eq \f(1,|BF|)=1.
11.【解答】 (1) 设椭圆上点P(5cs θ,3sin θ),则点P到直线l的距离d= eq \f(|4×5cs θ-5×3sin θ+40|,\r(42+(-5)2))= eq \f(5|4cs θ-3sin θ+8|,\r(41))= eq \f(5\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,5)cs θ-\f(3,5)sin θ))+8)),\r(41))= eq \f(5|5cs (θ+φ)+8|,\r(41)),其中cs φ= eq \f(4,5),sin φ= eq \f(3,5).(1) 当cs (θ+φ)=-1时,dmin= eq \f(15,\r(41))= eq \f(15\r(41),41),此时θ+φ=π+2kπ,k∈Z,即θ=π-φ+2kπ,k∈Z,所以cs θ=cs (π-φ+2kπ)=-cs φ=- eq \f(4,5),sin θ=sin (π-φ+2kπ)=sin φ= eq \f(3,5),所以存在点P eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-4,\f(9,5)))到直线的距离最小,最小距离为 eq \f(15\r(41),41).
(2) 当cs (θ+φ)=1时,dmax= eq \f(65,\r(41))= eq \f(65\r(41),41),此时θ+φ=2kπ,k∈Z,即θ=-φ+2kπ,k∈Z,所以cs θ=cs (-φ+2kπ)=cs φ= eq \f(4,5),sin θ=sin (-φ+2kπ)=-sin φ=- eq \f(3,5),所以存在点P eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4,-\f(9,5)))到直线l的距离最大,最大距离为 eq \f(65\r(41),41).
12.【解答】 (1) 双曲线C1的焦点坐标为( eq \r(5),0),(- eq \r(5),0),设双曲线C2的标准方程为 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2+b2=5,,\f(16,a2)-\f(3,b2)=1,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2=4,,b2=1,))所以双曲线C2的标准方程为 eq \f(x2,4)-y2=1.
(2) 双曲线C1的渐近线方程为y=2x,y=-2x,设A(x1,2x1),B(x2,-2x2).由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2-\f(y2,4)=0,,y=x+m,))消去y化简得3x2-2mx-m2=0.由Δ=(-2m)2-4×3×(-m2)=16m2>0,得m≠0.因为x1x2=- eq \f(m2,3), eq \(OA,\s\up6(→))· eq \(OB,\s\up6(→))=x1x2+(2x1)·(-2x2)=-3x1x2,所以m2=3,即m=± eq \r(3).
13.【解答】 (1) 由抛物线的定义得|AF|=2+ eq \f(p,2).由|AF|=3,得2+ eq \f(p,2)=3,解得p=2,所以抛物线E的方程为y2=4x.
(2) 因为点A(2,m)在抛物线E:y2=4x上,所以m=±2 eq \r(2),由抛物线的对称性,不妨设A(2,2 eq \r(2)).由A(2,2 eq \r(2)),F(1,0)可得直线AF的方程为y=2 eq \r(2)(x-1).由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=2\r(2)(x-1),,y2=4x,))得2x2-5x+2=0,解得x=2或x= eq \f(1,2),从而B eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),-\r(2))).又G(-1,0),所以kGA= eq \f(2\r(2)-0,2-(-1))= eq \f(2\r(2),3),kGB= eq \f(-\r(2)-0,\f(1,2)-(-1))=- eq \f(2\r(2),3),所以kGA+kGB=0,从而∠AGF=∠BGF,这表明点F到直线GA,GB的距离相等,故以F为圆心且与直线GA相切的圆必与直线GB相切.
第15练 直线与圆锥曲线的位置关系
1.A
【解析】 y=4x2化为标准形式x2= eq \f(1,4)y,由此知2p= eq \f(1,4),p= eq \f(1,8).设直线l的方程为x= eq \r(3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y-\f(p,2))),A(x1,y1),B(x2,y2),根据抛物线定义知|AB|=y1+y2+p.将x= eq \r(3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y-\f(p,2)))代入x2=2py,可得12y2-20py+3p2=0,y1+y2= eq \f(5,3)p.故|AB|=y1+y2+p= eq \f(5,3)p+p= eq \f(8,3)p= eq \f(8,3)× eq \f(1,8)= eq \f(1,3).
2.B
【解析】 由题意,联立椭圆E和直线y= eq \f(1,2)x+a的方程得b2x2+a2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+a)) eq \s\up12(2)=a2b2,整理得 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)a2+b2))x2+a3x+a4-a2b2=0.因为椭圆E和直线y= eq \f(1,2)x+a相切,则Δ=(a3)2-4 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)a2+b2))(a4-a2b2)=0,化简得 eq \f(b2,a2)= eq \f(3,4),则椭圆E的离心率 e= eq \f(c,a)= eq \r(1-\f(b2,a2))= eq \r(1-\f(3,4))= eq \f(1,2).
3.D
【解析】 因为直线y=3x+1与双曲线C: eq \f(y2,a2)- eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)相交,且有且仅有1个交点,所以直线y=3x+1与双曲线C: eq \f(y2,a2)- eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线y= eq \f(a,b)x平行,故 eq \f(b,a)= eq \f(1,3),则双曲线C的离心率e= eq \r(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b,a)))\s\up12(2))= eq \f(\r(10),3).
4.C
【解析】 联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x+m,,\f(x2,3)+y2=1,))消去y可得4x2+6mx+3m2-3=0.因为直线与椭圆相交于A,B两点,则Δ=36m2-4×4(3m2-3)>0,解得-2<m<2.设F1到AB的距离为d1,F2到AB的距离为d2,易知F1(- eq \r(2),0),F2( eq \r(2),0),则d1= eq \f(|-\r(2)+m|,\r(2)),d2= eq \f(|\r(2)+m|,\r(2)), eq \f(S△F1AB,S△F2AB)= eq \f(\f(|-\r(2)+m|,\r(2)),\f(|\r(2)+m|,\r(2)))= eq \f(|-\r(2)+m|,|\r(2)+m|)=2,解得m=- eq \f(\r(2),3)或-3 eq \r(2)(舍去).
5.BD
【解析】 设A(x1,y1),B(x2,y2),则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x eq \\al(2,1) ,a2)+\f(y eq \\al(2,1) ,b2)=1,,\f(x eq \\al(2,2) ,a2)+\f(y eq \\al(2,2) ,b2)=1,))从而 eq \f(x eq \\al(2,1) -x eq \\al(2,2) ,a2)+ eq \f(y eq \\al(2,1) -y eq \\al(2,2) ,b2)=0,故 eq \f(y1-y2,x1-x2)=- eq \f(b2,a2) eq \f(x1+x2,y1+y2).由题意可得x1+x2=2m,y1+y2=1,故 eq \f(y1-y2,x1-x2)=- eq \f(2mb2,a2).又因为 eq \f(y1-y2,x1-x2)=- eq \f(1,3),则- eq \f(2mb2,a2)=- eq \f(1,3),从而 eq \f(b2,a2)= eq \f(1,6m).因为m>2,所以 eq \f(b2,a2)= eq \f(1,6m)< eq \f(1,12),椭圆C的离心率e= eq \r(1-\f(b2,a2))> eq \r(1-\f(1,12))= eq \f(\r(33),6),所以椭圆离心率的范围为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(33),6),1)),故 eq \f(\r(34),6)与 eq \f(\r(35),6)满足要求.
6.BCD
【解析】 由题意知双曲线C的渐近线方程为x±ay=0,所以 eq \f(|2|,\r(1+a2))=1,解得a= eq \r(3),所以实轴长为2 eq \r(3),半焦距c=2,所以e= eq \f(2,\r(3))= eq \f(2\r(3),3),故A错误,B正确;设P(x0,y0),所以d1= eq \f(|x0-\r(3)y0|,2),d2= eq \f(|x0+\r(3)y0|,2),所以d1d2= eq \f(|x0-\r(3)y0|,2)· eq \f(|x0+\r(3)y0|,2)= eq \f(|x eq \\al(2,0) -3y eq \\al(2,0) |,4)= eq \f(3,4),故C正确;设A(x1,y1),B(x2,y2),所以 eq \f(x eq \\al(2,1) ,3)-y eq \\al(2,1) =1, eq \f(x eq \\al(2,2) ,3)-y eq \\al(2,2) =1,两式相减,得 eq \f((x1+x2)(x1-x2),3)-(y1+y2)(y1-y2)=0,所以 eq \f(x1+x2,3)-(y1+y2) eq \f(y1-y2,x1-x2)=0, eq \f(x1+x2,3)-(y1+y2)·k1=0,所以 eq \f(2,3)× eq \f(x1+x2,2)- eq \f(y1+y2,2)×2k1=0,所以 eq \f(2,3)xD-yD·2k1=0,所以 eq \f(2,3)- eq \f(yD,xD)×2k1=0,所以 eq \f(2,3)-k2·2k1=0,所以k1k2= eq \f(1,3),故D正确.
7.AC
【解析】 对于A,直线y=- eq \r(3)(x-1)过点(1,0),所以抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),所以 eq \f(p,2)=1,p=2,2p=4,故A正确,且抛物线C的方程为y2=4x.对于B,设M(x1,y1),N(x2,y2),由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=-\r(3)(x-1),,y2=4x,))消去y并化简得3x2-10x+3=(x-3)·(3x-1)=0,解得x1=3,x2= eq \f(1,3),所以|MN|=x1+x2+p=3+ eq \f(1,3)+2= eq \f(16,3),故B错误.
对于C,如图,设MN的中点为A,M,N,A到直线l的距离分别为d1,d2,d,因为d= eq \f(1,2)(d1+d2)= eq \f(1,2)(|MF|+|NF|)= eq \f(1,2)|MN|,即A到直线l的距离等于MN的一半,所以以MN为直径的圆与直线l相切,故C正确.对于D,直线y=- eq \r(3)(x-1),即 eq \r(3)x+y- eq \r(3)=0,点O到直线 eq \r(3)x+y- eq \r(3)=0的距离为d= eq \f(\r(3),2),所以△OMN的面积为 eq \f(1,2)× eq \f(16,3)× eq \f(\r(3),2)= eq \f(4\r(3),3).由上述分析可知y1=- eq \r(3)(3-1)=-2 eq \r(3),y2=- eq \r(3) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-1))= eq \f(2\r(3),3),所以|OM|= eq \r(32+(-2\r(3))2)= eq \r(21),|ON|= eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2\r(3),3)))\s\up12(2))= eq \f(\r(13),3),所以△OMN不是等腰三角形,故D错误.
8. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(\r(5),2)))∪ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(5),2),+∞))
【解析】 联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx-1,,x2-y2=4,))消去y,得(1-k2)x2+2kx-5=0.当1-k2=0时,有公共点,所以1-k2≠0.因为直线与双曲线无公共点,所以Δ=4k2+20(1-k2)<0,即k2> eq \f(5,4),解得k> eq \f(\r(5),2)或k<- eq \f(\r(5),2),所以k的取值范围为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(\r(5),2)))∪ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(5),2),+∞)).
9. eq \f(5\r(5),3)
【解析】 由题意知,椭圆的右焦点F的坐标为(1,0),直线AB的方程为y=2(x-1),由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=2(x-1),,\f(x2,5)+\f(y2,4)=1,))消去y,得3x2-5x=0,解得x=0或 eq \f(5,3).设A(0,-2),B eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,3),\f(4,3))),则|AB|= eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0-\f(5,3)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-2-\f(4,3)))\s\up12(2))= eq \f(5\r(5),3).
10. eq \f(4,3)
【解析】 由抛物线C:y2=4x可得焦点为F(1,0),设A(x1,y1),由抛物线的定义可得|AF|=x1+ eq \f(p,2)=x1+1,AF的中点为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+1,2),\f(y1,2))),所以以AF为直径的圆的方程为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(x1+1,2))) eq \s\up12(2)+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y-\f(y1,2))) eq \s\up12(2)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+1,2))) eq \s\up12(2).因为以AF为直径的圆过点(0,2),所以 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0-\f(x1+1,2))) eq \s\up12(2)+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2-\f(y1,2))) eq \s\up12(2)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+1,2))) eq \s\up12(2),可得y1=4,所以x1=4,所以点A(4,4),所以直线AB的斜率为 eq \f(4-0,4-1)= eq \f(4,3).
11.【解答】 (1) 方法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2,则y eq \\al(2,1) =4x1,y eq \\al(2,2) =4x2,所以y eq \\al(2,1) -y eq \\al(2,2) =4x1-4x2,化简得 eq \f(y1-y2,x1-x2)= eq \f(4,y1+y2).因为AB的中点为P(2,1),所以y1+y2=2,所以kAB= eq \f(y1-y2,x1-x2)=2,所以l的方程为y-1=2(x-2),即y=2x-3.经检验,符合题意.
方法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),当斜率不存在时,显然不成立.当斜率存在时,设直线l:y-1=k(x-2),显然k≠0,由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y-1=k(x-2),,y2=4x,))得k2x2-(4k2-2k+4)x+(2k-1)2=0.易知Δ>0,所以x1+x2= eq \f(4k2-2k+4,k2).因为AB的中点为P(2,1),所以x1+x2=4,即 eq \f(4k2-2k+4,k2)=4,解得k=2,所以l的方程为y=2x-3.
(2) 方法一:由抛物线的定义可知|AF|+|BF|=x1+x2+p.当斜率不存在时,直线l:x=2,所以|AF|+|BF|=6.当斜率存在时,设直线l:y-1=k(x-2),显然k≠0,由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y-1=k(x-2),,y2=4x,))得k2x2-(4k2-2k+4)x+(2k-1)2=0,易知Δ>0,所以x1+x2+p= eq \f(4k2-2k+4,k2)+2= eq \f(4,k2)- eq \f(2,k)+6=4 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k)-\f(1,4)))2+ eq \f(23,4),所以当k=4时,|AF|+|BF|的最小值为 eq \f(23,4).综上,|AF|+|BF|的最小值为 eq \f(23,4).
方法二:由抛物线的定义可知|AF|+|BF|=x1+x2+p,显然直线l不平行于x轴,设直线l:x-2=t(y-1),由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-2=t(y-1),,y2=4x,))得y2-4ty+4(t-2)=0,易知Δ>0,所以y1+y2=4t,y1y2=4t-8,所以x1+x2+p= eq \f(y eq \\al(2,1) ,4)+ eq \f(y eq \\al(2,2) ,4)+2= eq \f((y1+y2)2-2y1y2,4)+2=4t2-2t+6=4 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t-\f(1,4))) eq \s\up12(2)+ eq \f(23,4),所以当t= eq \f(1,4)时,|AF|+|BF|的最小值为 eq \f(23,4).
12.【解答】 (1) 由双曲线的渐近线方程为y=± eq \f(a,b)x,可知 eq \f(\r(3),3)= eq \f(a,b),即b2=3a2.将P( eq \r(3), eq \r(2))代入双曲线方程可得 eq \f(2,a2)- eq \f(3,b2)=1,解得a2=1,b2=3,所以双曲线C的方程为y2- eq \f(x2,3)=1.
(2) 由(1)可知F(0,2),设直线l的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),则直线l的方程为y=kx+2,联立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2-\f(x2,3)=1,,y=kx+2,))整理得(3k2-1)x2+12kx+9=0,显然Δ>0,k2≠ eq \f(1,3),所以x1+x2=- eq \f(12k,3k2-1),x1x2= eq \f(9,3k2-1),又 eq \(AF,\s\up6(→))=7 eq \(BF,\s\up6(→)),即(-x1,2-y1)=7(-x2,2-y2),可得x1=7x2,所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x1+x2=8x2=-\f(12k,3k2-1),,x1x2=7x eq \\al(2,2) =\f(9,3k2-1),))即 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(3k,2(3k2-1)))) eq \s\up12(2)= eq \f(9,7(3k2-1)),解得k=± eq \f(2\r(5),5),所以直线l的斜率为± eq \f(2\r(5),5).
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