专题:计算题;空间向量及应用. 分析:
由
和cos<
>,由
,利用空间向量的数量积公式能求出
=(3λ+2μ,5λ+μ,﹣4λ+8μ),能得到
与z
轴垂直时,λ和μ的关系.
解答:
解:∵
∴
=3×2+5×1+(﹣4)×8=﹣21.
>=
=
,
∴cos<=﹣.
∵∴
=(3λ+2μ,5λ+μ,﹣4λ+8μ),
与z轴垂直时,﹣4λ+8μ=0,解得λ=2μ.
点评:本题考查空间向量的距离公式和夹角公式的应用,是基础题.解题时要认真审题,仔
细解答. 19.(12分)已知一个圆的圆心为坐标原点O,半径为2,从这个圆上任意一点P向x轴作垂线PP′,P′为垂足.
(Ⅰ)求线段PP′中点M的轨迹方程;
(Ⅱ)已知直线x﹣y﹣2=0与M的轨迹相交于A、B两点,求△OAB的面积. 考点:圆锥曲线的轨迹问题;直线与圆锥曲线的关系. 专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析: Ⅰ)圆心为坐标原点O,半径为2的圆的方程为x2+y2=4,确定M,P之间的关系,(
利用代入法,即可求得线段PP′中点M的轨迹方程;
(Ⅱ)直线x﹣y﹣2=0与椭圆方程联立,消去y,求出A,B的坐标,即可求△OAB的面积. 解答:解: (Ⅰ)设M(x,y),则P(x,2y)
∵圆心为坐标原点O,半径为2的圆的方程为x2+y2=4,P在圆上
∴x2+4y2=4
∴线段PP′中点M的轨迹方程为
;
(Ⅱ)直线x﹣y﹣2=0与椭圆方程联立,消去y可得5x2﹣16x+12=0,∴x=或x=2 ∴A(∴
),B(2,0)
=.
点评:本题考查代入法求轨迹方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查学生的计算能力,属
于中档题. 20.(12分)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,一条渐近线方程为y=x,且过点
.
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(1)求双曲线方程;
(2)设A点坐标为(0,2),求双曲线上距点A最近的点P的坐标及相应的距离|PA|. 考双曲线的标准方程. 点:
专综合题. 题:
分(1)根据双曲线的渐近线方程,假设双曲线方程,代入点的坐标,即可得到双曲线方析:程;
(2)表示出|PA|,利用二次函数的配方法,即可求得结论. 解解:(1)由题意,设双曲线方程为x2﹣y2=λ(λ≠0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣答:﹣﹣﹣( 2分)
将点代入双曲线方程,得,即λ=6﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分)
所以,所求的双曲线方程为x2﹣y2=6﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(7分)
(2)设双曲线上任意一点P(x1,y1),则从而
=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)
当y1=1时,|PA|有最小值
所以当P的坐标为时,|PA|有最小值.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(14分)
点本题考查双曲线的标准方程,考查两点间的距离公式,解题的关键是待定系数法,属于评:中档题. 21.(12分)已知抛物线y2=4x,过点(0,﹣2)的直线交抛物线于A、B两点,O为坐标原点. (1)若
?
=4,求直线AB的方程.
(2)若线段AB的垂直平分线交x轴于点(n,0),求n的取值范围. 考点:直线与圆锥曲线的关系;平面向量数量积的运算. 专题:综合题;圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析: 1)设直线AB的方程为y=kx﹣2,k≠0,代入y2=4x中得k2x2﹣(4k+4)x+4=0,(
由?=4,能求出直线AB的方程.
=
,
,
(2)设线段AB的中点坐标为(x0,y0),由(1)知所以线段AB的垂直平分线的方程为y﹣=﹣(x﹣围.
).由此能求出n的取值范
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解答:解: (1)设直线AB的方程为y=kx﹣2,k≠0,
代入y2=4x中得k2x2﹣(4k+4)x+4=0,① 设Ax1,y1),B(x2,y2),B(x2,y2),则∴y1y2=(kx1﹣2)(kx2﹣2)
=k2x1x2﹣2k(x1+x2)+4 =﹣. ∵=
=(,
,y1)?(x2,y2)=x1x2+y1y2
,
,
∴k2+2k﹣1=0, 解得k=﹣1+.
又由方程①的判别式△=(4k+4)2﹣16k2=32k+16>0, 得k>﹣. ∴k=﹣1+
,
∴直线AB的方程为. (2)设线段AB的中点坐标为(x0,y0), 则由(1)知
=
,
,
∴线段AB的垂直平分线的方程为y﹣=﹣(x﹣∵线段AB的垂直平分线交x轴于点(n,0), ∴令y=0,得n=2+
=
=2(,或
)2+, ,
).
又∵k>﹣,且k≠0,∴∴n>2(0+)2+=2.
∴n的取值范围是(2,+∞). 点评:本题考查直线方程的求法, 考查n的取值范围的求法.具体涉及到抛物线的简单性质、
直线方程、根的判别式等基本知识,解题时要认真审题,合理地进行等价转化. 22.(12分)(2009?福建)已知直线x﹣2y+2=0经过椭圆
的左
顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AS,BS与直线
分别交于M,N两点.
(1)求椭圆C的方程;
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(2)求线段MN的长度的最小值;
(3)当线段MN的长度最小时,在椭圆C上是否存在这样的点T,使得△TSB的面积为?若存在,确定点T的个数,若不存在,说明理由. 考点:椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题. 专题:压轴题. 分析:(1)因为直线过椭圆的左顶点与上顶点,故可解出直线与坐标轴的交点,即知椭圆
的长半轴长与短半轴长,依定义写出椭圆的方程即可.
(2)法一、引入直线AS的斜率k,用点斜式写出直线AS的方程,与l的方程联立求出点M的坐标,以及点S的坐标,又点B的坐标已知,故可解 出直线SB的方程,亦用参数k表示的方程,使其与直线l联立,求出点N的坐标,故线段MN的长度可以表示成直线AS的斜率k的函数,根据其形式选择单调性法或者基本不等式法求最值,本题适合用基本不等式求最值.
法二、根据图形构造出了可用基本不等式的形式来求最值. (3)在上一问的基础上求出参数k,则直线SB的方程已知,可求出线段AB的长度,
若使面积为,只须点T到直线BS的距离为平行且距离为
即可,由此问题转化为研究与直线SB
的直线与椭圆的交点个数问题,下易证
解答:解: (1)由已知得,椭圆C的左顶点为A(﹣2,0), 上顶点为D(0,1),∴a=2,b=1
故椭圆C的方程为
(4分)
(2)依题意,直线AS的斜率k存在,且k>0,故可设直线AS的方程为y=k(x+2),
得(1+4k2)x2+16k2x+16k2﹣4=0
从而,由
设S(x1,y1),则得,从而
即,(6分)
又B(2,0)由得,
∴故又k>0,∴
,(8分)
当且仅当
,即
时等号成立.
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∴
时,线段MN的长度取最小值(10分)
(2)另解:设S(xs,yS),线斜率存在, 由kAM=kAS,可得
依题意,A,S,M三点共线,且所在直
同理可得:又
所以,=
不仿设yM>0,yN<
当且仅当yM=﹣yN时取等
0号, 即
(3)由(2)可知,当MN取最小值时,此时BS的方程为
,∴
时,线段MN的长度取最小值.
(11分)
,
要使椭圆C上存在点T,使得△TSB的面积等于,只须T到直线BS的距离等于所以T在平行于BS且与BS距离等于设直线l':x+y+t=0,则由
的直线l'上.
或
.
,此时点T有两个满足条
,解得
又因为T为直线l'与椭圆C的交点,所以经检验得件.(14分)
点评:本题是解析几何中直线与圆锥曲线位置关系中很复杂的题目, 要求答题者拥有较高的
探究转化能力以及对直线与圆锥曲线位置关系中特征有较好 的理解,且符号运算能力较强才能胜任此类题的解题工作,这是一个能力型的题,好题.
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