【文档说明】2024年新高考数学一轮复习题型归纳与达标检测 第53讲 圆锥曲线的综合应用-最值、范围问题(达标检测) Word版含解析.docx,共(28)页,528.244 KB,由小赞的店铺上传
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《圆锥曲线的综合应用——最值、范围问题》达标检测[A组]—应知应会1.(2020•庐阳区校级模拟)已知P为抛物线y2=4x上一点,Q为圆(x﹣6)+y2=1上一点,则|PQ|的最小值为()A.B.C.D.【分析】设
点P的坐标为(m2,m),圆(x﹣6)2+y2=1的圆心坐标A(6,0),求出|PA|的最小值,即可得到|PQ|的最小值.【解答】解:设点P的坐标为(m2,m),圆(x﹣6)2+y2=1的圆心坐标A(6,0),∴|PA|2=(m2﹣6)2
+m2=(m2﹣16)2+20≥20,∴|PA|≥2,∵Q是圆(x﹣6)2+y2=1上任意一点,∴|PQ|的最小值为2﹣1,故选:C.2.(2020•东湖区校级模拟)已知双曲线C:﹣y2=1的离心率为,过点P(2,0)的直线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且∠AOB
为钝角(其中O为坐标原点),则直线l斜率的取值范围是()A.B.(﹣,0)∪(0,)C.D.【分析】利用双曲线的离心率求出m,得到双曲线方程,设出直线方程,设出AB坐标,利用韦达定理结合向量的数量积转化求解k的范围即可.【解答】解:由题意双
曲线C:﹣y2=1的离心率为,得,解得m=2,双曲线C:﹣y2=1,设直线l:x=ty+2,与双曲线C联立得:(t2﹣2)y2+4ty+2=0,设点A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y2=,x1x2
=t2y1y2+2t(y1+y2)+4=,又因为∠AOB为钝角,所以y1y2+x1x2<0,即<0得出t2﹣2>0,所以直线l的斜率k2=,即直线l斜率的取值范围是,故选:A.3.(2020•梅河口市校级模拟)
已知抛物线y2=4x的焦点为F,过F的直线与抛物线交于A,B两点,A位于第一象限,则|AF|+3|BF|的最小值是()A.2B.2+1C.2+2D.2+4【分析】设直线AB的方程为x=my+1,A(,y1),B(,y2),联立直线与抛物线的方程
消元,然后利用韦达定理可得,然后根据抛物线的定义可得|AF|+3|BF|=,再利用基本不等式即可求出结果.【解答】解:抛物线的焦点F(1,0),设直线AB的方程为:x=my+1,联立方程组,消去x得:x2﹣(4m2+2)x+1=0,设A(,y1),B(,y2),
则有,即,由抛物线的定义可得|AF|=,|BF|=+1=,所以|AF|+3|BF|=,当且仅当时等号成立,所以|AF|+3|BF|的最小值是2+4,故选:D.4.(2020•红岗区校级模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为F1、F2,过点F1且
垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A、B两点,若△ABF2的周长为24,则当ab2取得最大值时,该双曲线的焦点到渐近线的距离为()A.1B.C.2D.【分析】可设F1(﹣c,0),求得|AB|,运用勾股定理,可得△ABF2的周长,结合a,b,c的关系,可得b2=a(6﹣a)
,则ab2=a2(6﹣a),设f(x)=x2(6﹣x),x>0,求得导数和单调性,可得最大值,即可得到所求距离.【解答】解:可设F1(﹣c,0),由x=﹣c代入双曲线的方程可得y=±=±,则|AB|=,|AF2|=|BF2|==,由题意可得+2=
24,结合c2=a2+b2,上式化简可得a3+ab2=36a﹣6b2,可得b2=a(6﹣a),则ab2=a2(6﹣a),设f(x)=x2(6﹣x),x>0,导数为f′(x)=12x﹣3x2,当x>4时,f′(x)<0,f(x)递减;当0<x<4时,f′(x)>0,f(x)递增.可得f(x)
在x=4处取得最大值.即有a=4,b2=4×(6﹣4)=8,即b=2,而焦点到渐近线的距离为d==b=2,故选:D.5.(2020•滨州三模)已知抛物线C:y2=4x与圆E:(x﹣1)2+y2=9相交于A,B两点,点M为劣弧上不同A,B的一
个动点,平行于x轴的直线MN交抛物线于点N,则△MNE的周长的取值范围为()A.(3,5)B.(5,7)C.(6,8)D.(6,8]【分析】过M作准线的垂线,垂足为H,根据抛物线的定义,可得EN=NH故△MNE的周长l=NH+NM+ME=M
H+3,只需求得MH的取值范围即可.【解答】解:如图,可得圆心E(1,0)也是抛物线的焦点,过M作准线的垂线,垂足为H,根据抛物线的定义,可得EN=NH故△MNE的周长l=NH+NM+ME=MH+3,由可得A(2,2),∴点
A到准线的距离为2+1=3,MH的取值范围为(3,5)∴△MNE的周长MH+3的取值范围为(6,8)故选:C.6.(2020•和平区校级一模)已知双曲线的右焦点到其中一条新近线的距离等于,抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点与双曲
线C的右焦点重合,则抛物线E上的动点M到直线l1:4x﹣3y+6=0和l2:x=﹣1的距离之和的最小值为()A.1B.2C.3D.4【分析】求出双曲线的渐近线方程,运用点到直线的距离公式计算可得b,进而得到
c,由抛物线的焦点坐标,可得p=2,进而得到抛物线的方程.连接MF,过点M作MA⊥l1于点A,作MB⊥准线x=﹣1于点C.由抛物线的定义,得到d1+d2=MA+MF,再由平面几何知识可得当M、A、F三点共线时,
MA+MF有最小值,因此算出F到直线l1的距离,即可得到所求距离的最小值.【解答】解:双曲线C:(b>0)的渐近线方程为y=±,右焦点(,0)到其一条渐近线的距离等于,可得,解得b=2,即有c=,由题意可得=1,解得p=2,即有抛
物线的方程为y2=4x,如图,过点M作MA⊥l1于点A,作MB⊥准线l2:x=﹣1于点C,连接MF,根据抛物线的定义得MA+MC=MA+MF,设M到l1的距离为d1,M到直线l2的距离为d2,∴d1+d2=MA+MC=MA+MF,根据平面几何知识,可得当M、A、F三
点共线时,MA+MF有最小值.∵F(1,0)到直线l1:4x﹣3y+6=0的距离为.∴MA+MF的最小值是2,由此可得所求距离和的最小值为2.故选:B.7.(2020春•丰台区期末)已知点P是椭圆上一点,M,N分别是圆(
x﹣6)2+y2=1和圆(x+6)2+y2=4上的点,那么|PM|+|PN|的最小值为()A.15B.16C.17D.18【分析】由题意画出图形,数形结合以及椭圆的定义转化求解即可.【解答】解:如图,椭圆的a=10,b=8,所以
c=6,圆(x﹣6)2+y2=1和圆(x+6)2+y2=4的圆心为椭圆的两个焦点,则当M,N为如图所示位置时,|PM|+|PN|的最小值为2a﹣(2+1)=17.故选:C.8.(2020•南岗区校级四模)已知椭圆T:的焦点F(﹣2,0),过点M(0,1)引两条互相垂直的两直线l1、l2,若P为椭圆
上任一点,记点P到l1、l2的距离分别为d1、d2,则d12+d22的最大值为()A.2B.C.D.【分析】由已知求解a2,可得椭圆方程,设P(x0,y0),由l1⊥l2,得,再由P在椭圆上,转化为关于y0的二次函数求解.【解答】解:由题意知:a2=1+4=5,∴椭圆T:.设P(
x0,y0),∵l1⊥l2,且M(0,1),∴,又,∴=.﹣1≤y0≤1,∴当时,d12+d22的最大值为,故选:D.9.(2020春•黄山期末)已知平面内与两定点距离的比为常数k(k>0,且k≠1)的点的轨迹是圆,这个圆称为阿波罗尼
斯圆.现有椭圆,A,B为长轴端点,C,D为短轴端点,动点M满足,△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1,则椭圆的离心率为()A.B.C.D.【分析】由题意可得点M的轨迹方程,由△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1可得a
,b的值,进而求出椭圆的离心率.【解答】解:由椭圆的方程可得A(﹣a,0),B(a,0),C(0,b),D(0,﹣b),设M(x,y),则点M满足,所以可得=2,整理可得x2+y2﹣ax+a2=0,圆心坐标为(a,0),半
径r=a,因为△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1,所以解得:a2=6,b2=,所以椭圆的离心率e===,故选:D.10.(2020•襄州区校级四模)已知F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,P是椭圆上一点(
异于左、右顶点),若存在以为半径的圆内切于△PF1F2,则椭圆的离心率的取值范围是()A.B.C.D.【分析】利用已知条件列出三角形的面积,推出不等式,然后推出椭圆的离心率的范围.【解答】解:F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,P是椭圆上一点(异于左、右顶点),若存在以为半径的圆
内切于△PF1F2,可得:,∴,∴,∴(a+c)2≤2b2,则0≤a2﹣2ac﹣3c2,∵(a+c)(a﹣3c)≥0,∴a≥3c,∴.故选:D.11.(2020•运城模拟)如图,已知F1、F2分别是椭圆C:的左、右焦点,过F1的直线l1与过F2的直线l2交于点
N,线段F1N的中点为M,线段F1N的垂直平分线MP与l2的交点P(第一象限)在椭圆上,若O为坐标原点,则的取值范围为()A.B.C.D.(0,1)【分析】结合图形说明|F1M|=|MN|.设点P(x0,y0)(x0>0,y0>0).由两点间的距离公式,以及焦半径公式转化求解的表达式,然
后求解取值范围.【解答】解:如图所示,点P在y轴右边,因为PM为F1N的垂直平分线,所以|F1M|=|MN|.由中位线定理可得.设点P(x0,y0)(x0>0,y0>0).由两点间的距离公式,得=,同理可得|PF
2|=a﹣ex0,所以|F2N|=|PF1|﹣|PF2|=2ex0,故|OM|=ex0,因为a=8,,所以,故,所以.因为x0∈(0,8),所以.故的取值范围为(0,1).故选:D.12.(2020•汉阳区校级模拟)已知A,B是圆C:x2+y2﹣8x﹣2y+16=0上两点,点P在抛物线x2=2y
上,当∠APB取得最大值时,则:(1)点P的坐标为;(2)|AB|=.【分析】(1)根据圆的方程及两点之间的距离公式,表示出|PC|,求导,根据函数的单调性即可求得|PC|的最小值,即可求得当∠APB取得最大值时,P点坐标;(2)根据圆的性质,即可求得|AB|.【解答】解:(1)圆C:
x2+y2﹣8x﹣2y+16=0的圆心(4,1),半径为1,要使∠APB最大,只需要∠APC最大,由,|AC|=1,只需要|PC|最小,设抛物线上的点P(m,n),则m2=2n,|PC|===,令g(m)=,可得g′(m)=m3﹣8,令g′(m)=m3﹣8=0,解得m=2,当m<2,g′(m)<0
,g(x)单调递减,当m>2,g′(m)>0,g(m)单调递增,所以g(m)的最小值为:g(2)=4﹣16+17=5.由复合函数的单调性可知,|PC|=≥,当且仅当m=2,n=2时取等号,所以P(2,2
);(2)由(1)可知,P(2,2),所以切线长为:|PA|=2,如图:|PC|•|AB|=|PA|•|AC|,|AB|=2×1|AB|=.故答案为:(1)(2,2);(2).13.(2020春•湖南期末)已知双曲线C
:﹣=1与双曲线D:x2﹣=1的离心率分别为e1,e2,则e1+e2的最大值为.【分析】求出双曲线的离心率然后求解和,转化求解最大值即可.【解答】解:双曲线C:﹣=1的离心率分别为e1==,双曲线D:x2﹣=1的离心率分e2=,0<m<4,所以e1+e2===,所以当m
=2时,e1+e2取得最大值:=2.故答案为:2.14.(2020春•安徽期末)已知点P(5,0),若双曲线的右支上存在两动点M,N,使得,则的最小值为.【分析】画出图形,利用向量的数量积的几何意义,转化为
双曲线上的点到P距离的平方,然后求解最小值即可.【解答】解:由题意,则==,的最小值,就是双曲线上的点M到P距离的平方的最小值,设M(m,n),则:,=(m﹣5)2+n2=(m﹣5)2+3m2﹣3=4m2﹣10m+22,当m=时,
表达式取得最小值:.故答案为:.15.(2020•湖北模拟)已知点A(4,4)和抛物线y2=4x上两点B、C,使得AB⊥BC,则点C的纵坐标的取值范围为.【分析】设,,由kAB•kBC=﹣1得(y1+4)(y1+y2)=
﹣16,化简为关于y1的一元二次方程,该方程有解,进而可得△≥0,解不等式即得解.【解答】解:设,,则,同理由kAB•kBC=﹣1得(y1+4)(y1+y2)=﹣16,整理得:且y1≠4,∴,解得y2
≤﹣4或y2≥12,检验,当y2=﹣4时,y1=0,;当y2=12时,y1=﹣8;均满足条件.故点C纵坐标的取值范围为(﹣∞,﹣4]∪[12,+∞).故答案为:(﹣∞,﹣4]∪[12,+∞).16.(2020春•达州期末)过双曲线C:﹣=1(0<b<2)的一个焦点和C两支都相交的直线l与椭圆+
=1相交于点A,B.若C的离心率为,则|AB|的取值范围是.【分析】由双曲线的离心率求得b,得到椭圆方程,画出图形,即可求得|AB|的最大值;设出直线l的方程,与椭圆方程联立,由判别式大于0求得k的范围,可知直线与双曲线两支相交时k的范围,求出斜率与双曲线渐近线斜率相等时的|AB|,则答案
可求.【解答】解:双曲线C:﹣=1的实半轴长为2,虚半轴长为b(0<b<2),由C的离心率为,得,即b=1.∴.椭圆方程为,如图:不妨取双曲线的左焦点F1(,0),由图可知,直线l截椭圆所得弦长的最大值为4;设过F1的直线方程为y=k(x+),联立,可得.①由△==16﹣4k2≥0,解得﹣2≤
k≤2.可知当k=±2时,直线与椭圆相切.要使直线与双曲线C两支都相交,则k∈(﹣,).而当k=时,①化为.设A(x1,y1),B(x2,y2),则,.∴|AB|==.∴|AB|的取值范围是[2,4].故答案为:[
2,4].17.(2020•榆林四模)已知点F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,定点A(1,2)和动点P都在抛物线C上,点B(2,0),则的最大值为.【分析】根据抛物线的定义先求出p的值,再根据抛物线的性质,结合基本不等式
即可求出.【解答】解:定点A(1,2)和动点P都在抛物线C上,∴p=2,∴抛物线C:y2=4x,设P(x,y),∴==,当x=0时,=0,当x≠0时,=≤=,当且仅当x=2时取等号,故答案为:.18.(2020春•内江期末)已知抛物线x2=4y的焦点为F,双曲线C:=1(a>0,
b>0)的右焦点为F1,过点F和F1的直线l与抛物线在第一象限的交点为M,且抛物线在点M处的切线与直线y=﹣x垂直,当a+b取最大值时,双曲线C的方程为.【分析】先求出过点F,F1的直线方程,再根据导数的几何意义和抛物线在点
M处的切线与直线y=﹣x垂直,求出c的值,再根据三角代换求解最大值,然后求出双曲线方程.【解答】解:抛物线x2=4y的焦点为F为(0,1),双曲线C:=1的右焦点为F1(c,0),∴过点F,F1的直线为y=﹣x+1,即y=﹣x+1,∵抛物线在点M处的切线与直线y=
﹣x垂直,∴抛物线在点M处的切线的斜率为,∵y=x2,∴y′=x,设点M的坐标为(x0,y0),∴x0=,解得x0=,∴y0=x02=,∴M(,),∴=﹣×+1,解得c=,∴a2+b2=c2=3,令a=cosθ,b=sinθ,a+
b=cosθ+3sinθ=2sin(θ+)≤2.当且仅当a=,b=时取等号,此时双曲线方程为:.故答案为:.19.(2020春•南通期末)已知椭圆的短轴长为2,上顶点为A,左顶点为B,左右焦点分别是F1,F
2,且△F1AB的面积为,则椭圆的方程为;若点P为椭圆上的任意一点,则的取值范围是.【分析】根据已知条件短轴长为2,△F1AB的面积为,可以求出a,b,c的值,则椭圆方程可求;再利用椭圆的性质化简并代入,
即可求解的取值范围.【解答】解:由已知可得2b=2,即b=1,∵△F1AB的面积为,∴(a﹣c)b=,得a﹣c=;∵a2﹣c2=b2=1;∴a=2,c=.可得椭圆方程为;∴==.令|PF1|=m,则.∴=,∵≤m≤,∴1≤﹣
m2+4m≤4;∴1≤≤4.故答案为:;[1,4].20.(2020•济宁模拟)设双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,|F1F2|=2c,过F2作x轴的垂线,与双曲线在第一象限的交点为A,点Q坐标为且满足|F2Q|>|F2A|,若在双曲线C的右支上存在点P使得|PF1|+|PQ|<|F1F2
|成立,则双曲线的离心率的取值范围是.【分析】设F1(﹣c,0),F2(c,0),由x=c,解得A的坐标,再由|F2Q|>|F2A|,结合离心率公式可得e<,由双曲线的定义和三点共线的性质可得2a+|F2Q|<|F1F2|,结合离心率公式可得e的范围.【解答】解:双曲线的左、
右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),由x=c,y=±b=±,可得A(c,),由点Q坐标为且满足|F2Q|>|F2A|,可得>,即3a2>2b2=2c2﹣2a2,即c2<a2,则e=<,又|PF1|
﹣|PF2|=2a,则|PF1|+|PQ|=2a+|PF2|+|PQ|≥2a+|F2Q|=2a+,当且仅当Q,P,F2三点共线时,上式取得等号.由题意可得<•2c,即c>a,可得e=>,综上可得<e<,故答案为:(,)
.21.(2020春•山西期中)设点M和N分别是椭圆C:=1(a>0)上不同的两点,线段MN最长为4.(1)求椭圆C的标准方程;(2)若直线MN过点Q(0,2),且>0,线段MN的中点为P,求直线OP的斜率的取值范围.【分析】(1)当线段MN为长轴时,其长度最长,所以4=2a,a=2,于是可得椭圆
C的标准方程;(2)直线MN的斜率存在且不为0,设其方程为y=kx+2,将其与椭圆的方程联立可得(1+4k2)x2+16kx+12=0,由△>0解得,写出韦达定理,并求得y1y2=,因为,所以x1x2+y1y2>0,
又解得k2<4,故①.然后设直线OP的斜率为k',利用点差法可得②,由①②即可求出直线OP斜率的取值范围.【解答】解:(1)因为线段MN最长为4,所以4=2a,即a=2,所以椭圆C的标准方程为.(2)由题意知,直线MN的斜率存在且不为0,设其方程为y=kx+2,联
立,整理得(1+4k2)x2+16kx+12=0,由△=(16k)2﹣4×(1+4k2)×12=16(4k2﹣3)>0,可得.设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,所以y1y2=(kx1+2)(kx2+2
)=.因为,所以,即k2<4,故.设直线OP的斜率为k',因为,两式相减得,所以,则,故直线OP的斜率的取值范围是.22.(2020•平阳县模拟)已知抛物线的准线与半椭圆相交于A,B两点,且.(Ⅰ)求抛物线C1的方程;(Ⅱ
)若点P是半椭圆C2上一动点,过点P作抛物线C1的两条切线,切点分别为C,D,求△PCD面积的取值范围.【分析】(1)利用抛物线的直线方程与椭圆方程联立,结合.求解p,得到抛物线方程.(2)设点P坐标为(x0,y0),满足.设切线PC为(x﹣x0)=m1(y﹣
y0),代入得y2﹣4m1y+4m1y0﹣4x0=0,通过△=0得到方程,设切点C(x1,y1),y1=2m1,得到.设切线PD为(x﹣x0)=m2(y﹣y0),切点D(x2,y2),可得.转化求解CD直线方程为4x﹣2y0y+
4x0=0.利用三角形的面积求解即可.【解答】解:(1)抛物线的准线:x=﹣,由抛物线的准线与半椭圆相交于A,B两点,且.可得得p=2,所以.(2)设点P坐标为(x0,y0),满足.由题意可知切线斜率不会为0,设切线PC为(x﹣x0)=m1(y﹣y0),代入得y2﹣4
m1y+4m1y0﹣4x0=0,由△=0可得①,设切点C(x1,y1),所以y1=2m1,代入①可得②.设切线PD为(x﹣x0)=m2(y﹣y0),切点D(x2,y2),同理可得③.由②③可知y1,y2是方程y2﹣2y0y+4
x0=0的两根,所以y1+y2=2y0,y1•y2=4x0,又,,所以代入②③可知C(x1,y1),D(x2,y2)是4x﹣2y0y+4x0=0的两根,即CD直线方程为4x﹣2y0y+4x0=0.∴,∴,S△PCD===,又因为且x0∈
[﹣2,0],.23.(2020•濮阳一模)已知O为坐标原点,抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点坐标为,点A,B在该抛物线上且位于y轴的两侧,.(Ⅰ)证明:直线AB过定点(0,3);(Ⅱ)以A,B为切点作C的切线,设两切线的交点为P,点Q为圆(x﹣1)
2+y2=1上任意一点,求|PQ|的最小值.【分析】(Ⅰ)由已知求得p,可得抛物线C:x2=2y.设直线AB的方程为y=kx+b(b>0),联立直线方程与抛物线方程,化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系及数量积公式列式求解b,可得直线AB过定点(0,3
);(Ⅱ)利用导数求得函数在A,B处的切线方程,联立解得交点纵坐标,可得两切线交点P的轨迹方程为y=﹣3.然后结合圆心到直线的距离求解.【解答】(Ⅰ)证明:根据题意,,∴p=1.故抛物线C:x2=2y.由题意设直线AB的方
程为y=kx+b(b>0).由,消去y整理得x2﹣2kx﹣2b=0.显然△=4k2+8b>0.设A(x1,y1),B(x2,y2)(x1>0,x2<0),则x1x2=﹣2b,∴.由题意得b2﹣2b=3,解得b=3或b=﹣1(舍去).∴直线AB的方程为y=kx+3,故直线AB过定点(0,3)
.(Ⅱ)解:∵y'=x,∴,,故以A为切点的切线方程为y﹣y1=x1(x﹣x1),即y=x1x﹣y1,以B为切点的切线方程为y﹣y2=x2(x﹣x2),即y=x2x﹣y2,联立,解得.又∵x1x2=﹣6,∴两切线交点P的轨迹方程为y=﹣3.∵圆心到直线y=﹣3的距离为3,∴圆上一点到直线y=﹣3
的最小距离为3﹣1=2,故|PQ|的最小值为2.24.(2020•广州二模)已知点A,B的坐标分别是(﹣,0),(,0),动点M(x,y)满足直线AM和BM的斜率之积为﹣3,记M的轨迹为曲线E.(1)求曲线E的方程;(2)直线y=kx+m与曲线E相交于P,Q两点,若曲线E上
存在点R,使得四边形OPRQ为平行四边形(其中O为坐标原点),求m的取值范围.【分析】(1)根据题意得kAM•kBM=•==﹣3,(y≠0),化简可得曲线E的方程.(2))设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线与曲线E的方程,得关于x的一元二次方程
,结合韦达定理得x1+x2,y1+y2,△>0①,根据题意得PQ的中点也是OR的中点,得R点的坐标,再代入曲线E的方程,得2m2=k2+3②,将②代入①得m的取值范围.【解答】解:(1)kAM•kBM=•==﹣3,(y≠0)化简得曲线E的方程:
.(y≠0)(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2)联立,得(3+k2)x2+2kmx+m2﹣6=0,x1+x2=﹣,y1+y2=k(x1+x2)+2m=,△=(2km)2﹣4×(3+k2)(m2﹣6)=﹣12m2+24k2+72>0,即﹣m2+2k2+6
>0,①若四边形OPRQ为平行四边形,则PQ的中点也是OR的中点,所以R点的坐标为(﹣,),又点R在曲线E上得,化简得2m2=k2+3②将②代入①得,m2>0,所以m≠0,由②得2m2≥3,所以m≥或m≤﹣,当直线PQ经过(,0)时,
m=±k,代入②得m=,不符合题意所以m的取值范围为(﹣∞,﹣)∪(﹣,﹣]∪[,)∪(,+∞).25.(2020•沙坪坝区校级模拟)如图,O为坐标原点,过点P(0,3)作圆O的两条切线分别交椭圆于点A、B和点D、C.(1)若圆O和椭圆C有4个
公共点,求直线AB和CD的斜率之积的取值范围;(2)四边形ABCD的对角线是否交于一个定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.【分析】(1)若圆O和椭圆C有4个交点,推出r2∈(3,4),设过点P的切线方程为y=kx+3,然后求出k的范围,直线y=kx+3和椭圆有两个交点,转化
求解直线AB和CD的斜率之积的取值范围;(2)设AC方程,代入椭圆方程,化简,设A(x1,y1),C(x2,y2),由题设条件易知kPA+kPC=0,推出对一切k成立,得到四边形ABCD的对角线交于定点(0,1).
【解答】解:(1)若圆O和椭圆C有4个交点,则r2∈(3,4),设过点P的切线方程为y=kx+3,则①又因为直线y=kx+3和椭圆有两个交点,由y=kx+t,代入椭圆,消去y⇒(3+4k2)x2+24kx+24=0,②由①②可得:,所以.(2)设AC:y=
kx+t,椭圆,代入消去y⇒(3+4k2)x2+8ktx+4t2﹣12=0,设A(x1,y1),C(x2,y2),由题设条件易知kPA+kPC=0,所以=即对一切k成立,所以t=1,即直线AC过定点(0,1),同理可得直
线BD也过定点(0,1),所以,四边形ABCD的对角线交于定点(0,1).26.(2020•兴宁区校级模拟)已知A,B是x轴正半轴上两点(A在B的左侧),且|AB|=a(a>0),过A,B作x轴的垂线,与抛物线y2=2px(p>0)在第一象限分别
交于D,C两点.(Ⅰ)若a=p,点A与抛物线y2=2px的焦点重合,求直线CD的斜率;(Ⅱ)若O为坐标原点,记△OCD的面积为S1,梯形ABCD的面积为S2,求的取值范围.【分析】(Ⅰ)求得抛物线的焦点坐标A,可得B的坐标
,代入抛物线方程可得C,D的坐标,应用直线的斜率公式可得所求值;(Ⅱ)可设CD:y=kx+b(k≠0),C(x1,y1),D(x2,y2),且x2﹣x1=a,联立抛物线方程消去x,可得y的二次方程,应用韦达定理
和判别式大于0,可得0<kb<p,再由点到直线的距离公式可得O到CD的距离,应用三角形的面积和梯形的面积公式可得S1.S2,即可点到所求范围.【解答】解:(Ⅰ)由题意可得A(,0),B(a+,0),则C(a+,),D(,p),又a=p,可得C(p,p),则直线CD的斜率为=﹣
1;(Ⅱ)可设CD:y=kx+b(k≠0),C(x1,y1),D(x2,y2),且x2﹣x1=a,由消去x,可得ky2﹣2py+2pb=0,△=4p2﹣8pkb>0,即kb<p,又y1+y2=>0,y1y2=>0,可得k>0,b>0
,则|CD|=|x1﹣x2|=a,O到CD的距离为,则S1=d•|CD|=••a=ab,S2=|y1+y2|•|x2﹣x1|=•a=,则=,∵0<kb<p,∴0<<.27.(2020•包河区校级模拟)已知圆O:x2+y2=2,点P为椭圆C:+=1上一点,A,B
分别是椭圆C的左右顶点.(1)若过P点的直线与圆O切于点Q(Q位于第一象限),求使得△OPQ面积最大值时的直线PQ的方程;(2)若直线AP,BP与y轴的交点分别为E,F,以EF为直径的圆与圆O交于点M,求证:直线PM平行于x轴.【分析】(1)设P(m,n),求得圆
O的半径,运用三角形的面积公式和二次函数的最值求法、直线和圆相切的条件,可得直线PQ的方程;(2)运用三点共线的条件:斜率相等,求得E、F的纵坐标,可得EF为直径的圆与圆O的方程相减可得交线的方程,化简整理,即可得证.【解答】解:(1)设P(m,n),可得m
2+2n2=4,圆O:x2+y2=2的半径为r=,可得△OPQ面积S=•=•==,则n=0,m=2时,△OPQ面积取得最大值1,此时P(2,0),设PQ:y=k(x﹣2),由=,解得k=﹣1(1舍去),则PQ的方程为y=﹣(x﹣2),即x+y﹣2=0:(2)由题意可得A(﹣2,
0),设P(m,n),可得m2+2n2=4,又A,P,E三点共线可得=,即yE=;同理由B,P,F共线可得yF=﹣,以EF为直径的圆的方程为x2+(y﹣)2=,与圆O:x2+y2=2联立,可得2++=,结合m2﹣4=﹣2n2,可得其交线方程为y=n,即有M的纵坐标与P的纵坐标相等,故直线PM平行于
x轴.[B组]—强基必备1.(2020•金凤区校级二模)已知椭圆的离心率与双曲线的离心率互为倒数,A,B分别为椭圆的左、右顶点,且|AB|=4.(1)求椭圆C的方程;(2)已知过左顶点A的直线l与椭圆C另交于点D,与y轴交于点E,在平面内是否存在一定点P,
使得恒成立?若存在,求出该点的坐标,并求△ADP面积的最大值;若不存在,说明理由.【分析】(1)求得双曲线的离心率,由题意可得椭圆的离心率,结合顶点的概念和a,b,c的关系,解得a,b,进而得到椭圆方程;(2)直线l的斜率显然存在,设直线l的方程为y
=k(x+2),联立椭圆方程,运用韦达定理,可得D的坐标,由A(﹣2,0),B(2,0),设P(m,n),在平面内假设存在一定点P,使得恒成立,运用向量数量积的坐标表示,化简整理,结合恒等式的性质,可得m,n,可得P的坐标,再由三角形的面积公式,结合基本不等式,可得所求三角形的
面积的最大值.【解答】解:(1)双曲线的离心率为=2,由题意可得椭圆的离心率为e==,|AB|=4,即2a=4,即a=2,b=,椭圆的方程为+=1;(2)过左顶点A的直线l的斜率显然存在,设为k,方程设为y=k(x+2),可得E(0,2k),且A(﹣2,0),B(2,0),设P(m,n),由可得(
3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,则﹣2xD=,即xD=,即有D(,),在平面内假设存在一定点P,使得恒成立.可得•=(﹣m,2k﹣n)•(﹣2,)=(﹣m)(﹣)+(2k﹣n)•==0,由于上式恒成立,可得k(4m+6)﹣3n=0,即有4m+6=0,且﹣3n=0
,可得m=﹣,n=0,则存在P(﹣,0),使得恒成立.此时S△ADP=|AP|•|yD|=ו=,当k=0时,S△ADP=0;当k≠0时,S△ADP=≤=,当且仅当|k|2=,即k=±时,取得等号.综上可得,S△ADP的最大值为.2.(2020•天河区二模
)已知椭圆C1:+=1(a>b>0)的离心率为,右焦点F是抛物线C2:y2=2px(p>0)的焦点,点(2,4)在抛物线C2上.(1)求椭圆C1的方程;(2)已知斜率为k的直线l交椭圆C1于A,B两点,M(0,2),直线AM与
BM的斜率乘积为﹣,若在椭圆上存在点N,使|AN|=|BN|,求△ABN的面积的最小值.【分析】(1)先求出p的值,即可求出c的值,根据离心率求出a的值,即可得到椭圆方程,(2)设直线l的方程为y=kx+m,设A(x1,y1),B(x2,y2),由,根据直线AM与BM的斜率乘积为﹣,求出m=0
,再根据弦长公式求出|AB|和|ON|,表示出三角形的面积来,再利用二次函数的性质即可求出最小值.【解答】解:(1)∵点(2,4)在抛物线y2=2px上,∴16=4p,解得p=4,∴椭圆的右焦点为F(2,0),∴c=2,∵椭圆C1:+=1(a>b>0)的离心率为,∴=,∴a=2,∴b
2=a2﹣c2=8﹣4=4,∴椭圆C1的方程为+=1,(2)设直线l的方程为y=kx+m,设A(x1,y1),B(x2,y2),由,消y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣8=0,∴x1+x2=,x1x2=,∴y1+y2=k(x1+x2)+2m=,y1y
2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=∵M(0,2),直线AM与BM的斜率乘积为﹣,∴k1•k2=•===﹣,解得m=0,∴直线l的方程为y=kx,线段AB的中点为坐标原点,由弦长公式可得|AB|==,∵|AN|=|BN|,∴ON垂直平分线
段AB,当k≠0时,设直线ON的方程为y=﹣x,同理可得|ON|==,∴S△ABN=|ON|•|AB|=8,当k=0时,△ABN的面积也适合上式,令t=k2+1,t≥1,0<≤1,则S△ABN=8=8=8,∴当=时,即k=±1时,S△ABN
的最小值为.3.(2020•眉山模拟)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,短轴长为4.(1)求椭圆C的标准方程;(2)直线x=2与椭圆C交于P,Q两点,A,B是椭圆C上位于直线PQ两侧的动点,且直线AB的斜率为.(i)求四边形APBQ面积的最大值;(ii)设直线PA
的斜率为k1,直线PB的斜率为k2,判断k1+k2的值是否为常数,并说明理由.【分析】(Ⅰ)设椭圆C的方程为,由短轴长可得b值,根据离心率为及a2=b2+c2,得a值;(Ⅱ)①设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=x+t,代入得x的二次方程,四边形
APBQ的面积S==.,而|PQ|易求,代入韦达定理即可求得S的表达式,由表达式即可求得S的最大值;②直线PA的斜率,直线PB的斜率,代入韦达定理即可求得k1+k2的值;【解答】解:(Ⅰ)设椭圆C的方程为.由已知b=2,离心率e=,a2=b2+c2,得a=4,所以,椭
圆C的方程为.(Ⅱ)①由(Ⅰ)可求得点P、Q的坐标为P(2,3),Q(2,﹣3),则|PQ|=6,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=x+t,代入,得:x2+tx+t2﹣12=0.由△>0,解得﹣4<t<4,由根与系数的关系得,四边形APBQ的面积,故当t=0时,;②由
题意知,直线PA的斜率,直线PB的斜率,则==,由①知,可得,所以k1+k2的值为常数0.