【文档说明】高考数学培优专题55讲:第36讲椭圆、双曲线、抛物线【高考】.doc,共(19)页,2.338 MB,由管理员店铺上传
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1第三十六讲椭圆双曲线抛物线A组一.选择题1.(2017年全国2卷理)若双曲线C:22221xyab−=(0a,0b)的一条渐近线被圆()2224xy−+=所截得的弦长为2,则C的离心率为()A.2B.3C.2D.233【答案】A【解析】圆心到渐近线0bxay=距离为2213−=,所以2
322bcaec===,故选A.2.设椭圆C:22221(0)xyabab+=的左、右焦点分别为12,FF,P是C上的点,212PFFF⊥,01230PFF=,则C的离心率为()A.36B.13C.12D.33【答案】选D.【解析】在21RtPFF中,令2||1PF=,因为01230
PFF=,所以112||2,||3PFFF==.所以1212||232||||3FFceaPFPF===+.3.(2017年天津卷理)已知双曲线的左焦点为,离心率为.若经过和两点的直线平行于双曲线的一条
渐近线,则双曲线的方程为A.B.C.D.【答案】B【解析】由题意得224,14,22188xyabcabc==−===−=−,选B.24.已知l是双曲线22:124xyC−=的一条渐近线,P是l上的一点,12,FF是C的两个焦点,若120PFPF=,则P到x轴的距离为A.233B.2
C.2D.263【答案】选C.【解析】12(6,0),(6,0)FF−,不妨设l的方程为2yx=,设00(,2)Pxx由21200000(6,2)(6,2)360PFPFxxxxx=−−−−−=−=得02x=,故P到x轴的距离为022x=,故
选C5.已知双曲线C:2218yx−=的左右焦点分别是1,2FF,过2F的直线l与C的左右两支分别交于,AB两点,且11AFBF=,则AB=A.22B.3C.4D.221+【答案】选C.【解析】由双曲线定义可知:21AFA
F−2a=,122BFBFa−=;两式相加得:21124AFAFBFBFa−+−=①又11AFBF=,①式可变为224AFBFa−==4即AB=45.(2017年全国3卷理)已知双曲线C:22221xyab
−=(a>0,b>0)的一条渐近线方程为52yx=,且与椭圆221123xy+=有公共焦点,则C的方程为()A.221810xy−=B.22145xy−=C.22154xy−=D.22143xy−=【答案】B【解析】由题意可得:3,32b
ca==,又222abc+=,解得224,5ab==,则C的方程为2145xy−=.本题选择B选项.二.填空题36.(2017年全国1卷理)已知双曲线C:22221xyab−=(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径做圆A,圆A与双
曲线C的一条渐近线交于M、N两点。若∠MAN=60°,则C的离心率为________。【答案】233【解析】如图所示,APMN⊥,MN为双曲线的渐近线byxa=上的点,(,0)Aa,AMANb==因为APMN⊥所
以30PAN=(,0)Aa到直线byxa=的距离22||1bAPba=+在RtPAN中,cosPAPANNA=代入计算得223ab=,即3ab=由222cab=+得2cb=所以22333cbeab===7.已知双曲线C:22221xyab−=()0,0ab的左
顶点为A,右焦点为F,点()0,Bb,且0BABF=,则双曲线C的离心率为.【答案】512+【解析】设F(c,0),又A(-a,0),由0BABF=,得:(-a,-b)(c,-b)=0,4所以,有:2bac=,即22caac−=,化为210ccaa−−=,
可得离心率e=512+。8.与双曲线221xy−=过一、三象限的渐近线平行且距离为2的直线方程为.【答案】20xy−=;【解析】双曲线221xy−=过一、三象限的渐近线方程为:0xy−=设直线方程为:0xyb−+=所以22b=,解得2b=三.解答题9.已知椭圆C的中
心在坐标原点,焦点在x轴上,左顶点为A,左焦点为()120F−,,点()2B2,在椭圆C上,直线()0ykxk=与椭圆C交于E,F两点,直线AE,AF分别与y轴交于点M,N.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)在x轴上是否存在点P,使得无论非零实数k怎样变化,总有MPN为直角
?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(Ⅰ)解法一:设椭圆C的方程为22221(0)xyabab+=,因为椭圆的左焦点为()120F−,,所以224ab−=.设椭圆的右焦点为()220F,,已知点()22B,在椭圆C上,由椭圆的定义知12
2BFBFa+=,所以232242a=+=.所以22a=,从而2b=.所以椭圆C的方程为22184xy+=.解法二:设椭圆C的方程为22221(0)xyabab+=,因为椭圆的左焦点为()120F−,,所以224ab−=.①因为点()22B,在椭
圆C上,所以22421ab+=.②由①②解得,22a=,2b=.所以椭圆C的方程为22184xy+=.(Ⅱ)解法一:因为椭圆C的左顶点为A,则点A的坐标为()22,0−.因为直线(0)ykxk=与椭圆22184xy+=交于两点E,F,设点()00,Exy(不妨设00x),则点()00,F
xy−−.5联立方程组22,184ykxxy=+=消去y得22812xk=+.所以022212xk=+,022212kyk=+.所以直线AE的方程为()222112kyxk=+++.因为直线AE与y轴交于点M,令0x=得222112kyk=++,即点2220,11
2kMk++.同理可得点2220,112kNk−+.假设在x轴上存在点(,0)Pt,使得MPN为直角,则0MPNP=.即22222220112112kktkk−−+=++−+,即240t−=.解得2t
=或2t=−.故存在点()2,0P或()2,0P−,无论非零实数k怎样变化,总有MPN为直角.解法二:因为椭圆C的左端点为A,则点A的坐标为()22,0−.因为直线(0)ykxk=与椭圆22184xy+=交于
两点E,F,设点00(,)Exy,则点00(,)Fxy−−.所以直线AE的方程为()002222yyxx=++.因为直线AE与y轴交于点M,令0x=得002222yyx=+,即点00220,22yMx+.同理可得点00220,22yNx−.
假设在x轴上存在点(),0Pt,使得MPN为直角,则0MPNP=.即20000222202222yytxx+=+−,即22020808ytx+=−.(※)因为点00(,)Exy在椭圆C上,所以2200184xy+=,即220082xy−=.将22
0082xy−=代入(※)得240t−=.解得2t=或2t=−.故存在点()2,0P或()2,0P−,无论非零实数k怎样变化,总有MPN为直角.6解法三:因为椭圆C的左顶点为A,则点A的坐标为()22,0−.因为直线(0)ykxk=与椭圆22184xy+=交于两点E,F,
设点()22cos,2sinE(0),则点()22cos,2sinF−−.所以直线AE的方程为()2sin2222cos22yx=++.因为直线AE与y轴交于点M,令0x=得2sincos1y=+,即点2sin0,cos1M+.同理可得点
2sin0,cos1N−.假设在x轴上存在点(,0)Pt,使得MPN为直角,则0MPNP=.即22sin2sin0cos1cos1t−−+=+−,即240t−=.解得2t=或2t=−.故存在点()2,0P或()2,0P−,无论非零实数k怎样变化,总有M
PN为直角.10.已知椭圆2222:1(0)xyWabab+=的离心率为32,其左顶点A在圆22:16Oxy+=上。(1)求椭圆W的方程;(2)若点P为椭圆W上不同于点A的点,直线AP与圆O的另一个交点为Q,是否存在点P,使得3PQAP=?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由。
解:(1)因为椭圆W的左顶点A在圆16:22=+yxO上,令0=y,得4=x,所以4=a.又离心率为23,所以23==ace,所以32=c,所以2224bac=−=,所以W的方程为221164xy+=.(2)设点),(),,(2211yxQyxP,设直线AP的方程为)4(+
=xky,与椭圆方程联立得22(4)1164ykxxy=++=,化简得到2222(14)3264160kxkxk+++−=,因为4−为方程的一个根,所以21232(4)14kxk−+−=+,
所以21241614kxk−=+所以2281||14kAPk+=+.因为圆心到直线AP的距离为2|4|1kdk=+,7所以222168||216211AQdkk=−==++,因为||||||||1||||||PQAQAPA
QAPAPAP−==−,代入得到222222228||14331113||1118114PQkkkAPkkkkk++=−=−==−+++++显然23331k−+,所以不存在直线AP,使得||3||PQAP=.11.已知
顶点为原点O,焦点在x轴上的抛物线,其内接ABC的重心是焦点F,若直线BC的方程为0204=−+yx。(1)求抛物线方程;(2)过抛物线上一动点M作抛物线切线l,又lMN⊥且交抛物线于另一点N,ME(E在M的右侧)平行于x轴,若NMEFMN=,求的值。解:(1
)设抛物线的方程为pxy22=,则其焦点为)0,2(p,),(),,(),,(332211yxCyxByxA,联立0200)80(82020422=++−==−+xpxpxyyx,∴88032
+=+pxx,24204202132pxxyy−=−+−=+,又ABC的重心为焦点F=++=−=++=230880113213211321pyyyypxxxxp代入抛物线中,解得8=p故抛物线方程为xy162=(2)
设),(00yxM,即切线8)(8:000ykxxyylMN−=+=,即8tan0ykNMEMN=−=,又4tan00−−=−=xykFMEMF,∵NMEFMEFMExyyyyyNME==−=−=−=2tan4641
6641822tan00200200,即1=。12.已知椭圆C:22221(0)xyabab+=的左右顶点分别为,AB,右焦点为F,离心率12e=,点P是椭圆C上异于,AB两点的动点,△APB的面积最大值为23.(1)求椭圆C的方
程;(2)若直线AP与直线2x=交于点D,试判断以BD为直径的圆与直线PF的位置8关系,并作出证明.解:(1)由题意得,2221223212ababcca==+=,解得:231abc===所以,椭圆方程为:2214
3xy+=.(2)以BD为直径的圆与直线PF相切.证明:设直线AP:()2(0)ykxk=+,则:(2,4)Dk,BD的中点为M为(2,2)k联立22143(2)xyykx+==+,消去y整理得:2222(34)1616120kxkxk+++−=设()00,Pxy,
由韦达定理得:2021612234kxk−−=+,解得:2026834kxk−=+,故有:()00212234kykxk=+=+又()1,0F,所以当12k=时,31,2P,()2,2D,此时PFx⊥轴,以BD为直径的圆()()22211xy−+
=与直线PF相切.当12k时,0204=114PFykkxk=−−,所以直线PF:()24114kyxk=−−,即:224401414kkxykk−−=−−,所以点E到直线PF的距离2222842141424()114kkkkkdkkk−−−−==+−而=4BDk,即知:12dBD
=,所以以BD为直径的圆与直线PF相切B组一.选择题1.如图AB是长度为定值的平面的斜线段,点A为斜足,若点P在平面内运动,使得ABP的面积是定值,则动点P的轨迹是BAP9A.圆B.椭圆C.一条
直线D.两条平行线【答案】选B.【解析】我们通过这个例题可以让学生进一步认识圆锥曲线的定义.根据已知条件ABP的面积为定值,AB是长度为定值的平面的斜线段,那么点P到直线AB的距离为定值,仅仅考虑这一点,点P应该在一个圆柱的侧面上,这个圆柱是以PA所在的
直线为轴,点P到直线AB的距离为底面半径.同时这个点又在平面上,点P的轨迹是平面与圆柱侧面的截线,依据圆锥曲线的定义,应该选B.2.如果1P,2P,…,nP是抛物线C:24yx=上的点,它们的横坐标
依次为1x,2x,…,nx,F是抛物线C的焦点,若1210nxxx+++=,则12nPFPFPF+++=(A)10n+(B)20n+(C)210n+(D)220n+【答案】选A.【解析】由抛物线的焦点为(1,0),准线为x=-1,由抛物线
的定义,可知11||1PFx=+,22||1PFx=+,…,故12nPFPFPF+++=10n+3.设双曲线22221xyab−=的一条渐近线为2yx=−,且一个焦点与抛物线24yx=的焦点相同,则此
双曲线的方程为()A.225514xy−=B.225514yx−=C.225514xy−=D.225514yx−=【答案】选C.【解析】∵抛物线的焦点为(1,0).∴22212cbacab===+解得221545ab==4.过双曲线222
21(0,0)xyabab−=的右焦点与对称轴垂直的直线与渐近线交于,AB两点,若OAB的面积为133bc,则双曲线的离心率为()A.52B.53C.132D.133【答案】选D【解析】.由题意,得xc=代入byxa=,得交点(,),(,)bcbcAcBcaa−,则
121323bcbcca=,整理,得133ca=,故选D.二.填空题5.椭圆2222:1(0)xyCabab+=的右顶点为A,经过原点的直线l交椭圆C于PQ、两10点,若=PQa,APPQ⊥,则椭圆C的离心率为.【答案】25
5【解析】不妨设点P在第一象限,由对称性可得22PQaOP==,因为APPQ⊥在RtPOA中,1cos2OPPOAOA==,故60POA=,易得13(,)44Paa,代入椭圆方程得:116316122=+ba,故222255()abac==−,所以离心率552=e6.已知直线
:lykxt=+与圆:22(1)1xy++=相切且与抛物线2:4Cxy=交于不同的两点,MN,则实数t的取值范围是【答案】(,3)(0,)−−+【解析】因为直线与圆相切,所以ttkkt2111222+==++.又把直线方程代入抛物线方程并整理得0442=−−tkxx,于是由016
)2(16161622++=+=ttttk,得0t或3−t.三.解答题7.已知抛物线2:2Cypx=经过点(2,2)M,C在点M处的切线交x轴于点N,直线1l经过点N且垂直于x轴.(Ⅰ)求线段ON的长;(Ⅱ)设不经过点M和N的动直线2:lx
myb=+交C于点A和B,交1l于点E,若直线MA、ME、MB的斜率依次成等差数列,试问:2l是否过定点?请说明理由.【解析】(Ⅰ)由抛物线2:2Cypx=经过点(2,2)M,得224p=,故1p=,C的方程为22yx=在第一象限的图象对应的
函数解析式为2yx=,则12yx=故C在点M处的切线斜率为12,切线的方程为12(2)2yx−=−令0y=得2x=−,所以点N的坐标为(2,0)−故线段ON的长为211(Ⅱ)2l恒过定点(2,0),理由如下:由题意可知1l的方程为2x=−,因为2l与1l相交
,故0m由2:lxmyb=+,令2x=−,得2bym+=−,故2(2,)bEm+−−设1122(,),(,)AxyBxy由22xmybyx=+=消去x得:2220ymyb−−=则122yym+=,122y
yb=−直线MA的斜率为1121112222222yyyxy−−==−+−,同理直线MB的斜率为222y+直线ME的斜率为224bm++因为直线MA、ME、MB的斜率依次成等差数列,所以1222222
212242bbmyym++++==+++即1212121212122(4)42112()42()42yyyybyyyyyyyym++−+=+=+++++++整理得:22222bbmbm++=−+,因为2l不经过点
N,所以2b−所以222mbm−+=,即2b=故2l的方程为2xmy=+,即2l恒过定点(2,0)8.已知抛物线C:xy42=,过其焦点F作两条相互垂直且不平行于x轴的直线,分别交抛物线C于点1P,2P和点3P,4P,线段21PP,43PP的中点
分别记为1M,2M.(1)求21MFM面积的最小值;(2)求线段21MM的中点P满足的方程.解:(Ⅰ)由题设条件得焦点坐标为(1,0)F,设直线12PP的方程为(1)ykx=−,0k.12联立2(1)4ykxyx=−=,消去y并整理得22222(2)0kx
kxk−++=.(*)(*)关于x的一元二次方程的判别式22222[2(2)]416(1)0kkkk=−+−=+.设111(,)Pxy,222(,)Pxy,则12,xx是方程(*)的两个不等实根,经计算得21222(2)kxxk++=.设111
(,)MMMxy,则1112122222(1)MMMxxkxkykxk++===−=.类似地,设222(,)MMMxy,则2222212211221MMkxkkykk+==+==
−−.所以2222122222||(1)()1kFMkkkk+=−+=+,22222||(2)(2)2||1FMkkkk=+−=+,因此121211||||2(||)2||FMMSFMFMkk==+.因为1||2||kk+
≥,所以124FMMS≥,当且仅当1||||kk=,即1k=时,12FMMS取到最小值4.(Ⅱ)设线段12MM的中点(,)Pxy,由(1)得121222221121()(22)1221121()(2)22MMMMxxxkkkkyyykkkk=+=++=++=+=−=−+
,13消去k后得23yx=−.∴线段12MM的中点P满足的方程为23yx=−.9.已知Q为椭圆2222:1(0)xyCabab+=的上顶点,42(,)33bP是C上的一点,以PQ为直径的圆经过椭圆C的右焦点F.(1)求椭圆C
的方程;(2)若直线2:()2lykxmk=+与椭圆C相较于,AB两点,M为椭圆C上任意一点,且线段OM的中点与线段AB的中点重合,求OM的取值范围。解:(1)因为(),0Fc,()0,Qb,42,33bP
,(,)FQcb=−,42(,)33bFPc=−,由题设可知0FQFP=,则2242033bcc−+=①又点P在椭圆C上,∴22232199bab+=,解得24a=,所以2224bca+==②①②联立解得,22c=,22b=,
故所求椭圆的方程为22142xy+=.(2)设,,ABM三点的坐标分别为11(,)xy,22(,)xy,00(,)xy,由,AB两点在椭圆C上,则2211222224(1)24(2)xyxy+=+=,则由(1)-(2),得12121212()()2()()0xxxxyyyy+−++−
=(3).由线段OM的中点与线段AB的中点重合,则120120(4)(5)xxxyyy+=+=.又2121yykxx−=−,即2121()yykxx−=−(6)把(4)(5)(6)代入(3)整理,得002xky=−,于是由002200224xkyxy=−+=,得220042
xy=−,202221yk=+,所以222200022||4421OMxyyk=+=−=−+.因为2||2k,所以21212k+,有221221k+,所以22||3OM,即||OM的取值范围为[2,3].
10.已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=上的动点到焦点距离的最小值为21−。以原点为圆心、椭圆的短半轴长为半径的圆与直线20xy−+=相切.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若过点(2,0)M的直线与椭圆C相交于,AB两点,P为椭圆上一点,且满足14OAOBtOP+=(O为坐标原点)
。当25||3AB=时,求实数t的值.解:(Ⅰ)由题意知12−=−ca;又因为2111b==+,所以22a=,21b=.故椭圆C的方程为1222=+yx.(Ⅱ)设直线AB的方程为(2)ykx=−,11(,)Axy,22(,)Bxy,(,)Pxy,由22(2),1.2ykxxy=−+=得2
222(12)8820kxkxk+−+−=.422644(21)(82)0kkk=−+−,212k.2122812kxxk+=+,21228212kxxk−=+.又由352||=AB,得,352||1212=−+xx
k可得.412=k又由OPtOBOA=+,得1212(,)(,)xxyytxy++=,则21228(12)xxkxttk+==+,1212214[()4](12)yykykxxktttk+−==+−=+.故222222222(8)(4)22(12)(12)kktktk−+=++,即222
16(12)ktk=+.得,382=t,即362=tC组1.双曲线2222:1(0)xyCabab+=>>的左、右焦点分别为12,FF,渐近线分别为12,ll,点P在第一象限内且在1l上,若2122,l
PFlPF⊥∥,则该双曲线的离心率为(A)5(B)2(C)3(D)2【答案】选B.【解析】双曲线的渐近线方程为byxa=,不妨12,ll的方程分别为,bbyxyxaa==−.因为22lPF∥,所以直线2PF的方程
为()byxca=−−.由(),byxcabyxa=−−=得15点P坐标为,22cbca.由21lPF⊥,得210212lPFbcbakkcac−=−=−+,整理得,23ba=,所以2214bea=+=,所以该双曲线的离心率为
2.应选B.2.椭圆()222210xyabab+=的左右焦点分别为1F、2F,过点2F的直线与椭圆交于,AB两点,若1FAB是以A为直角顶点的等腰直角三角形,则椭圆的离心率为()A.22B.23−C.52−D.63−【答案】选D.【
解析】设1212,FFcAFm==,若1FAB是以A为直角顶点的等腰直角三角形,∴1ABAFm==,12BFm=.由椭圆的定义可知1FAB的周长为4a,∴422amm=+,2(22)ma=−.∴22(222)AFama=−=−.∵2221212AFAF
FF+=,∴222224(22)4(21)4aac−+−=,∴2962e=−,63e=−.3.已知直线:l23yx=+被椭圆2222:1(0)xyCabab+=截得的弦长为7,则下列直线中被椭圆C截得的弦长一定为7的有()①23yx=−②21yx=+③
23yx=−−④23yx=−+A.1条B.2条C.3条D.4条【答案】选C.【解析】直线23yx=−与直线l关于原点对称,直线23yx=−−与直线l关于x轴对称,23yx=−+与直线l关于y轴对称,故有3条直线被椭圆C截得的弦长一定为7。4.直线2ykx=+与双曲线226xy−=的右支交于不同
的两点,那么k的取值范围是()A.1515(,)33-B.15(0,)3C.15(,0)3-D.15(,1)3--【答案】选D.【解析】联立2226ykxxy=+−=得22(1)4100kxkx−−−=16由题意得12120,00xxxx+即22221
640(1)04011001kkkkk+−−−−解得1513k−−二.填空题5.已知F为抛物线24yx=的焦点,(),Pxy是该抛物线上的动点,点A是抛物线的准线与x轴的交点,当PFPA最小时,点P的坐标为_______
______.【答案】()1,2【解析】由题可知焦半径1PFx=+,则()()2222211461PAxyxxxx=++=++=++,则2222221216441161616PFxxxxxxPAxxxxxx++++−===−+++
+++,因为点(),Pxy在抛物线上,所以0x,则244411162626xxxxx==+++++(当且仅当11xxx==即时取等号),则12PFPA,且取最小值时1x=,此时点P的坐标为()1,2.6.△ABC中,A为
动点,B、C为定点,(,0)2aB-,(,0)2aC,且满足条件1sinsinsin2CBA-=,则动点A的轨迹方程为___.【答案】)4(1316162222axayax=−【解析】:由1sinsinsin2CBA-=,得12
cba-=,∴应为双曲线一支,且实轴长为2a,故方程为)4(1316162222axayax=−.三.解答题7.设椭圆2222:1(0)xyEabab+=>>过()()2,2,6,1MN两点,O为坐标原点.(Ⅰ)求椭
圆E的方程;(Ⅱ)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点,AB,且OAOB⊥?若存在,求出该圆的方程;若不存在,说明理由。解:(Ⅰ)因为,MNE,所以2222421,611,abab+=+=17解得228,4ab==,所以椭圆E的方程为22184xy
+=.(Ⅱ)若存在满足题意的定圆,设该定圆半径为r,则直线xr=与该定圆相切,由对称性及OAOB⊥可知,此时直线OA方程为yx=,其与椭圆E交于(),rr,故22184rr+=,解得283r=,下面说明定圆228:3Oxy+=满足题意.①由上述讨论可
知,切线83x=于椭圆E交于,AB两点,满足OAOB⊥.由椭圆E与圆O均关于y轴对称可知,切线83x=−也满足题意.②当切线不与x轴垂直时,设切线方程为ykxm=+,交E于()()1122,,,AxyBxy.则圆心()0,0
O到切线的距离2831mdk==+,即()22813mk=+.由22,28ykxmxy=++=得,()222124280kxkmxm+++−=,所以()()()22222222283216412288848[8(1)4](41)0
33kmkmkmkkk=−+−=−+=−++=+,且2121222428,1212kmmxxxxkk−+=−=++.所以,()()()2222121212122812mkyykxmkxmkxxkmxxmk−+=++=+++=+.所以,()2
222222121222228188288388012121212kkmmkmkOAOBxxyykkkk+−−−−−−=+=+===++++,所以OAOB⊥.综上所述,存在定圆228:3Oxy+=,使得该圆的任意一条切线与
椭圆E恒有两个交点,AB,且OAOB⊥.8.如图,抛物线:C22xpy=(0)p的焦点为(0,1)F,取垂直于y轴的直线与抛物线交于不同的两点1P,2P,过1P,2P作圆心为Q的圆,使抛物线上其余点均在圆外,且12PQPQ⊥。
(Ⅰ)求抛物线C和圆Q的方程;(Ⅱ)过点F作直线l,与抛物线C和圆Q依次交于M,A,B,N,求||||MNAB最小值。解:(Ⅰ)因为抛物线:C22xpy=(0)p的焦点为(0,1)F,所以12p=,解得2p=,所以抛物
线C的方程为24xy=。由抛物线和圆的对称性,可设圆Q:222()xybr+−=,∵12PQPQ⊥,∴12ΔPQP是等腰直角三角形,不妨设1P在左侧,则1245QPP=,∴222(,)22Prbr−,代入抛物线方程有24222rbr=−。由题可知在1P,2P处圆和抛
物线相切,对抛物线24xy=求导得2xy=,FP2xOyNBAMP1Q18所以抛物线在点2P处切线的斜率为24rk=。由1245QPP=知214rk==,所以22r=,代入24222rbr=−,解得3b=。所以圆Q的方程为22(3)8xy+−=。(Ⅱ)由题知直线
l的斜率一定存在,设直线l的方程为1ykx=+。圆心(0,3)Q到直线l的距离为221dk=+,∴2221||2421ABrdk=−=−+。由241xyykx==+得22(24)10yky−++=,设11(,
)Mxy,22(,)Nxy,则21242yyk+=+,由抛物线定义知,212||24(1)MNyyk=++=+。所以221||||16(1)21MNABkk=+−+设21(1)tkt=+,则22111||||162162162()48MNABttttt=−=−=−−(1
)t所以当1t=时即0k=时,||||MNAB有最小值16.9.已知动圆C过点(2,0)A-,且与圆22:(2)64Mxy−+=相内切.(1)求动圆C的圆心的轨迹方程;(2)设直线:lykxm=+(其中,)kmZ与(1)中所求轨迹交于不同两点,BD,与双曲线221412xy−=交于不同两点
,EF,问是否存在直线l,使得0DFBE+=,若存在,指出这样的直线有多少条?若不存在,请说明理由.解:(1)圆()642:22=+−yxM,圆心M的坐标为()0,2,半径8=R.∵RAM=4,∴点()0,2−A在圆M内.……1分设动圆C的半径为r,
圆心为C,依题意得CAr=,且rRCM−=,即AMCACM=+8.……2分∴圆心C的轨迹是中心在原点,以MA,两点为焦点,长轴长为8的椭圆,设其方程为()012222=+babyax,则2,4==ca.∴12222=−=cab.
∴所求动圆C的圆心的轨迹方程为1121622=+yx.(2)由=++=.11216,22yxmkxy消去y化简整理得:()0484843222=−+++mkmxxk设11(,)Bxy,22(,)Dxy,
则122834kmxxk+=−+.1()()()04844348222−+−=mkkm.①19由=−+=.1124,22yxmkxy消去y化简整理得:()01223222=−−−−mkmxxk.设()()4433,,,y
xFyxE,则24332kkmxx−=+,2()()()012342222+−+−=mkkm.②∵DFBE+=0,∴4231()()0xxxx−+−=,即1234xxxx+=+,∴2232438kkmkkm−=+−.∴02=km或2231
434kk−=+−.解得0k=或0m=.当0k=时,由①、②得3232−m,∵mZ,,∴m的值为2,3−−1−,0,13,2,;当0m=,由①、②得33−k,∵kZ,,∴1,0,1−=k.∴满足条件的直线共有9条.10.已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=>>
垂直于x轴的焦点弦的弦长为655,直线220xy−+=与以原点为圆心,以椭圆的离心率e为半径的圆相切.(1)求该椭圆C的方程;(2)过右焦点F的直线交椭圆于,AB两点,线段AB的中点为M,AB的中垂线与x轴和
y轴分别交于,DE两点.记MFD的面积为1S,OED的面积为2S.求122212SSSS+的取值范围。解:(1)2222652,5,355bcabaa====∴椭圆C的方程为22153xy+=(2)由(1)知(2,0)F若直
线AB的斜率不存在,则,MF不合题意,所以直线AB的斜率存在且不为0,设其方程为(2)ykx=−并代入22153xy+=中,整理得:2222(53)10210150kxkxk+−+−=,212210253kxxk+=+,1226253kyyk−+
=+…6分∴2225232(,)5353kkMkk−++∵ABMD⊥∴1MDkk=−∴2223205315253Dkkkkxk−−+=−−+∴222253Dkxk=+即2222(,0)53kDk+∵MFDOED∴22222222122222522232()(0)||535353||
22()53kkkSMDkkkSDOkk−−+−+++===+2919(1)44k+12221212211SSSSSSSS=++36(0,)97