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1、中档大题规范练——圆锥曲线1.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实半轴长为.(1)求双曲线C的方程;(2)若直线l:y=kx+与双曲线C的左支交于A,B两点,求k的取值范围;(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于M(0,b),求b的取值范围.解 (1)设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),由已知,得a=,c=2,b2=c2-a2=1,故双曲线方程为-y2=1.(2)设A(xA,yA),B(xB,yB),将y=kx+代入-y2=1,得(1-3k2)x2-6kx-9=0.由题意,知解得2、以当0)的焦点为F2,设椭圆C1与抛物线C2的一个交点为P(x0,y0),3、PF14、=.(1)求椭圆C1的标准方程及抛物线C2的标准5、方程;(2)直线x=m与椭圆C1在第一象限的交点为Q,若存在过点A(4,0)的直线l与椭圆C1相交于不同的两点M,N,使得366、AQ7、2=358、AM9、·10、AN11、,求出直线l的方程.解 (1)∵在椭圆C1中c=m,e=,∴a=2m,b2=3m2,设椭圆C1的方程为+=1,联立+=1与y2=4mx,得3x2+16mx-12m2=0,即(x+6m)·(3x-2m)=0,得x=或-6m(舍去),代入y2=4mx得y=±,∴设点P的坐标为(,),12、PF213、=+m=,14、PF115、=2a-==,∴m=1,此时,椭圆C1的标准方程为+=1,抛物16、线C2的标准方程为y2=4x.(2)由题设知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-4),由消去y整理,得(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0.由题意知Δ=(32k2)2-4(3+4k2)(64k2-12)>0,解得-17、AQ18、2=,由已知条件可知19、AM20、·21、AN22、=×=.又23、AM24、·25、AN26、=·=·=(k2+1)·(4-x1)·(4-x2)=(k2+1)[x1x2-4(x1+x2)+127、6]=(k2+1)(-4×+16)=(k2+1)·.∴(k2+1)·=,解得k=±,经检验成立.∴直线l的方程为x-2y-4=0或x+2y-4=0.3.(2013·课标全国Ⅱ)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:+=1(a>b>0)右焦点的直线x+y-=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.(1)求M的方程;(2)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD面积的最大值.解 (1)设A(x1,y1),B(x2,y2),则+=1,①+=1,②①-②,得+=0.因为=-1,设P(x0,y0)28、,因为P为AB的中点,且OP的斜率为,所以y0=x0,即y1+y2=(x1+x2).所以可以解得a2=2b2,即a2=2(a2-c2),即a2=2c2,又因为右焦点(c,0)在直线x+y-=0上,解得c=,所以a2=6,所以M的方程为+=1.(2)因为CD⊥AB,直线AB方程为x+y-=0,所以设直线CD方程为y=x+m,将x+y-=0代入+=1得:3x2-4x=0,即A(0,),B,所以可得29、AB30、=;将y=x+m代入+=1得:3x2+4mx+2m2-6=0,设C(x3,y3),D(x4,y4),则31、CD32、==,又因为Δ=133、6m2-12(2m2-6)>0,即-334、CD35、取得最大值4,所以四边形ACBD面积的最大值为36、AB37、·38、CD39、=.4.已知椭圆C:+=1(a>b>0),⊙O:x2+y2=b2,点A,F分别是椭圆C的左顶点和左焦点,点P是⊙O上的动点.(1)若P(-1,),PA是⊙O的切线,求椭圆C的方程.(2)是否存在这样的椭圆C,使得恒为常数?如果存在,求出这个常数及C的离心率e;如果不存在,说明理由.解 (1)由P(-1,)在⊙O:x2+y2=b2上,得b2=1+3=4.直线PA的斜率kPA==,而直线PA的斜率40、kPA=-=,所以=,解得a=4.所以a2=16,所以椭圆C的方程为+=1.(2)假设存在椭圆C,使得恒为常数.设椭圆C的半焦距为c,当P(-b,0)时,则有=;当P(b,0)时,=.依假设有=.①当c-b>0时,有=,所以(a-b)(b+c)=(a+b)(c-b),化简整理
2、以当0)的焦点为F2,设椭圆C1与抛物线C2的一个交点为P(x0,y0),
3、PF1
4、=.(1)求椭圆C1的标准方程及抛物线C2的标准
5、方程;(2)直线x=m与椭圆C1在第一象限的交点为Q,若存在过点A(4,0)的直线l与椭圆C1相交于不同的两点M,N,使得36
6、AQ
7、2=35
8、AM
9、·
10、AN
11、,求出直线l的方程.解 (1)∵在椭圆C1中c=m,e=,∴a=2m,b2=3m2,设椭圆C1的方程为+=1,联立+=1与y2=4mx,得3x2+16mx-12m2=0,即(x+6m)·(3x-2m)=0,得x=或-6m(舍去),代入y2=4mx得y=±,∴设点P的坐标为(,),
12、PF2
13、=+m=,
14、PF1
15、=2a-==,∴m=1,此时,椭圆C1的标准方程为+=1,抛物
16、线C2的标准方程为y2=4x.(2)由题设知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-4),由消去y整理,得(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0.由题意知Δ=(32k2)2-4(3+4k2)(64k2-12)>0,解得-17、AQ18、2=,由已知条件可知19、AM20、·21、AN22、=×=.又23、AM24、·25、AN26、=·=·=(k2+1)·(4-x1)·(4-x2)=(k2+1)[x1x2-4(x1+x2)+127、6]=(k2+1)(-4×+16)=(k2+1)·.∴(k2+1)·=,解得k=±,经检验成立.∴直线l的方程为x-2y-4=0或x+2y-4=0.3.(2013·课标全国Ⅱ)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:+=1(a>b>0)右焦点的直线x+y-=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.(1)求M的方程;(2)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD面积的最大值.解 (1)设A(x1,y1),B(x2,y2),则+=1,①+=1,②①-②,得+=0.因为=-1,设P(x0,y0)28、,因为P为AB的中点,且OP的斜率为,所以y0=x0,即y1+y2=(x1+x2).所以可以解得a2=2b2,即a2=2(a2-c2),即a2=2c2,又因为右焦点(c,0)在直线x+y-=0上,解得c=,所以a2=6,所以M的方程为+=1.(2)因为CD⊥AB,直线AB方程为x+y-=0,所以设直线CD方程为y=x+m,将x+y-=0代入+=1得:3x2-4x=0,即A(0,),B,所以可得29、AB30、=;将y=x+m代入+=1得:3x2+4mx+2m2-6=0,设C(x3,y3),D(x4,y4),则31、CD32、==,又因为Δ=133、6m2-12(2m2-6)>0,即-334、CD35、取得最大值4,所以四边形ACBD面积的最大值为36、AB37、·38、CD39、=.4.已知椭圆C:+=1(a>b>0),⊙O:x2+y2=b2,点A,F分别是椭圆C的左顶点和左焦点,点P是⊙O上的动点.(1)若P(-1,),PA是⊙O的切线,求椭圆C的方程.(2)是否存在这样的椭圆C,使得恒为常数?如果存在,求出这个常数及C的离心率e;如果不存在,说明理由.解 (1)由P(-1,)在⊙O:x2+y2=b2上,得b2=1+3=4.直线PA的斜率kPA==,而直线PA的斜率40、kPA=-=,所以=,解得a=4.所以a2=16,所以椭圆C的方程为+=1.(2)假设存在椭圆C,使得恒为常数.设椭圆C的半焦距为c,当P(-b,0)时,则有=;当P(b,0)时,=.依假设有=.①当c-b>0时,有=,所以(a-b)(b+c)=(a+b)(c-b),化简整理
17、AQ
18、2=,由已知条件可知
19、AM
20、·
21、AN
22、=×=.又
23、AM
24、·
25、AN
26、=·=·=(k2+1)·(4-x1)·(4-x2)=(k2+1)[x1x2-4(x1+x2)+1
27、6]=(k2+1)(-4×+16)=(k2+1)·.∴(k2+1)·=,解得k=±,经检验成立.∴直线l的方程为x-2y-4=0或x+2y-4=0.3.(2013·课标全国Ⅱ)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:+=1(a>b>0)右焦点的直线x+y-=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.(1)求M的方程;(2)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD面积的最大值.解 (1)设A(x1,y1),B(x2,y2),则+=1,①+=1,②①-②,得+=0.因为=-1,设P(x0,y0)
28、,因为P为AB的中点,且OP的斜率为,所以y0=x0,即y1+y2=(x1+x2).所以可以解得a2=2b2,即a2=2(a2-c2),即a2=2c2,又因为右焦点(c,0)在直线x+y-=0上,解得c=,所以a2=6,所以M的方程为+=1.(2)因为CD⊥AB,直线AB方程为x+y-=0,所以设直线CD方程为y=x+m,将x+y-=0代入+=1得:3x2-4x=0,即A(0,),B,所以可得
29、AB
30、=;将y=x+m代入+=1得:3x2+4mx+2m2-6=0,设C(x3,y3),D(x4,y4),则
31、CD
32、==,又因为Δ=1
33、6m2-12(2m2-6)>0,即-334、CD35、取得最大值4,所以四边形ACBD面积的最大值为36、AB37、·38、CD39、=.4.已知椭圆C:+=1(a>b>0),⊙O:x2+y2=b2,点A,F分别是椭圆C的左顶点和左焦点,点P是⊙O上的动点.(1)若P(-1,),PA是⊙O的切线,求椭圆C的方程.(2)是否存在这样的椭圆C,使得恒为常数?如果存在,求出这个常数及C的离心率e;如果不存在,说明理由.解 (1)由P(-1,)在⊙O:x2+y2=b2上,得b2=1+3=4.直线PA的斜率kPA==,而直线PA的斜率40、kPA=-=,所以=,解得a=4.所以a2=16,所以椭圆C的方程为+=1.(2)假设存在椭圆C,使得恒为常数.设椭圆C的半焦距为c,当P(-b,0)时,则有=;当P(b,0)时,=.依假设有=.①当c-b>0时,有=,所以(a-b)(b+c)=(a+b)(c-b),化简整理
34、CD
35、取得最大值4,所以四边形ACBD面积的最大值为
36、AB
37、·
38、CD
39、=.4.已知椭圆C:+=1(a>b>0),⊙O:x2+y2=b2,点A,F分别是椭圆C的左顶点和左焦点,点P是⊙O上的动点.(1)若P(-1,),PA是⊙O的切线,求椭圆C的方程.(2)是否存在这样的椭圆C,使得恒为常数?如果存在,求出这个常数及C的离心率e;如果不存在,说明理由.解 (1)由P(-1,)在⊙O:x2+y2=b2上,得b2=1+3=4.直线PA的斜率kPA==,而直线PA的斜率
40、kPA=-=,所以=,解得a=4.所以a2=16,所以椭圆C的方程为+=1.(2)假设存在椭圆C,使得恒为常数.设椭圆C的半焦距为c,当P(-b,0)时,则有=;当P(b,0)时,=.依假设有=.①当c-b>0时,有=,所以(a-b)(b+c)=(a+b)(c-b),化简整理
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