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高三数学:解析几何测试题

[01-02 16:35:22]   来源:http://www.51jxk.com  高三数学   阅读:8907

概要:(1)求动点P的轨迹方程;(2)若点A(t,4)是动点P的轨迹上的一点,K(m,0)是x轴上的一动点,试讨论直线AK与圆x2+(y-2)2=4的位置关系.解析:(1)设P(x,y),则MN→=(2,0),NP→=(x-1,y),MP→=(x+1,y).由|MN→|•|NP→|=MN→•MP→,得2(x-1)2+y2=2(x+1),化简,得y2=4x.故动点P的轨迹方程为y2=4x.(2)由点A(t,4)在轨迹y2=4x上,则42=4t,解得t=4,即A(4,4).当m=4时,直线AK的方程为x=4,此时直线AK与圆x2+(y-2)2=4相离.当m≠4时,直线AK的方程为y=44-m(x-m),即4x+m(m-4)y-4m=0,圆x2+(y-2)2=4的圆心(0,2)到直线AK的距离d=|2m+8|16+(m-4)2,令d=|2m+8|16+(m-4)2<2,解得m<1;令d=|2m+8|16+(m-4)2=2,解得m=1;令d=|2m+8|16+(m-4)2&

高三数学:解析几何测试题,标签:高三数学课本|基础知识|教案,http://www.51jxk.com

(1)求动点P的轨迹方程;

(2)若点A(t,4)是动点P的轨迹上的一点,K(m,0)是x轴上的一动点,试讨论直线AK与圆x2+(y-2)2=4的位置关系.

解析:(1)设P(x,y),则MN→=(2,0),NP→=(x-1,y),

MP→=(x+1,y).

由|MN→|•|NP→|=MN→•MP→,

得2(x-1)2+y2=2(x+1),

化简,得y2=4x.

故动点P的轨迹方程为y2=4x.

(2)由点A(t,4)在轨迹y2=4x上,

则42=4t,解得t=4,即A(4,4).

当m=4时,直线AK的方程为x=4,

此时直线AK与圆x2+(y-2)2=4相离.

当m≠4时,直线AK的方程为y=44-m(x-m),

即4x+m(m-4)y-4m=0,

圆x2+(y-2)2=4的圆心(0,2)到直线AK的距离d=|2m+8|16+(m-4)2,

令d=|2m+8|16+(m-4)2<2,解得m<1;

令d=|2m+8|16+(m-4)2=2,解得m=1;

令d=|2m+8|16+(m-4)2>2,解得m>1.

综上所述,当m<1时,直线AK与圆x2+(y-2)2=4相交;

当m=1时,直线AK与圆x2+(y-2)2=4相切 ;

当m>1时,直线AK与圆x2+(y-2)2=4相离.

19.(12分)如图,已知直线L:x=my+1过椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F,且交椭圆C于A、B两点,若抛物线x2=43y的焦点为椭圆C的上顶点.

(1)求椭圆C的方程;

(2)若直线L交y轴于点M,且MA→=λ1AF→,MB→=λ2BF→,当m变化时,求λ1+λ2的值.

解析:(1)易知b=3,得b2=3.

又∵F(1,0),

∴c=1,a2=b2+c2=4,

∴椭 圆C的方程为x24+y23=1.

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由x=my+1,3x2+4y2-12=0,

得(3m2+4)y2+6my-9= 0,Δ=144(m2+1)>0,

于是1y1+1y2=2m3.(*)

∵L与y轴交于点M0,-1m,又由MA→=λ1AF→,

∴x1,y1+1m=λ1(1-x1,-y1),

∴λ1=1-1my1.同理λ2=-1-1my2.

从而λ1+λ2=-2-1m1y1+1y2=-2-23=-83.

即λ1+λ2=-83.

20.(12分)设G、M分别为△ABC的重心与外心,A(0,-1),B(0,1),且GM→=λAB→(λ∈R).

(1)求点C的轨迹方程;

(2)若斜率为k的直线l与点C的轨迹交于不同两点P、Q,且满足|AP→|=|AQ→ |,试求k的取值范围.

解析:(1)设C(x,y),则Gx3,y3.

∵GM→=λAB→,(λ∈R),∴GM∥AB.

∵点M是三角形的外心,∴M点在x轴上,即Mx3,0.

又∵|MA→|=|MC→|,

∴ x32+(0+1)2= x3-x2+y2,

整理,得x23+y2=1,(x≠0),即为曲线C的方程.

(2)①当k=0时,l和椭圆C有不同两交点P、Q,根据椭圆对称性有|AP→|=|AQ→|.

②当k≠0时,可设l的方程为y=kx+m,

联立方程组y=kx+m,x23+y2=1,消去y,

整理,得(1+3k2)x2+6kmx+3(m2-1)=0.(*)

∵直线l和椭圆C交于不同两点,

∴Δ=(6km)2-4(1+3k2)×(m2-1)>0,

即1+3k2-m2>0.(**)

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1,x2是方程(*)的两相异实根,

于是有x1+x2=-6km1+3k2.

则PQ的中点N(x0,y0)的坐标是

x0=x1+x22=-3km1+3k2,y0=kx0+m=m1+3k2,

即N-3km1+3k2,m1+3k2,

又∵|AP→|=|AQ→|,∴AN→⊥PQ→,

∴k•kAN=k•m1+3k2+1-3km1+3k2=-1,∴m=1+3k22.

将m=1+3k22代入(**)式,得1+3k2-1+3k222>0(k≠0),

即k2<1,得k∈(-1,0)∪(0,1).

综合①②得,k的取值范围是(-1,1).

21.(12分)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为22,它的一条准线方程为x=2.

(1)求椭圆C的方程;

(2)若点A、B为椭圆上的两个动点,椭圆的中心到直线AB的距离为63,求∠AOB的大小.

解析:(1)由题意,知ca=22,a2c=2,

得a=2,c=1,故a2=2,b2=1,

故椭圆方程为x22+y2=1.

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),

设直线AB的方程为x=±63,或y=kx+b.

当直线AB的方程为x=63时,由x=63,x22+y2=1,

可求A63,63,B63,-63.

从而OA→•OB→=0,可得∠AOB=π2.

同理可知当直线AB的方程为x= -63时,和椭圆交得两点A、B.

可得∠AOB=π2.

当直线AB的方程为y=kx+b.

由原点到直线的距离为63,得b1+k2=63.

即1+k2=32b2.

又由y=kx+b,x22+y2=1,消去y,得(1+2k2)x2+4kbx+2b2-2=0.

得x1+x2=-4kb1+2k2,x1x2=2b2-21+2k2,

从而y1y2=(kx1+b)(kx2+b)

=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2=b2-2k21+2k2.

OA→•OB→=x1x2+y1y2=2b2-21+2k2+b2-2k21+2k2

=3b2-2(1+k2)1+2k2,

将1+k2=32b2代入上式,得OA→•OB→=0,

∠AOB=90°.

22.(12分)已知动点P与双曲线x2-y23=1的两焦点F1、F2的距离之和为大于4的定值,且|PF1→|•|PF2→|的最大值为9.[来xkb1.com

(1)求动点P的轨迹E的方程;

(2)若A、B是曲线E上相异两点,点M(0,-2)满足AM→=λMB→,求实数λ的取值范围.

解析:(1)双曲线x2-y23=1的两焦点F1(-2,0)、F2(2,0).

设已知定值为2a,则|PF1→|+|PF2→|=2a,因此,动点P的轨迹E是以F1(-2,0),F2(2,0)为焦点,长轴长为2a的椭圆.

设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0).

∵|PF1→|•|PF2→|≤|PF1→|+|PF2→|22=a2,

当且仅当|PF1→|=|PF2→|时等号成立,

∴a2=9,b2=a2-c2=5,

∴动点P的轨迹E的方程是x29+y25=1.

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则由AM→=λMB→, 得

-x1=λx2,-2-y1=λ(y2+2),

且M、A、B三点共线,设直线为l,

①当直线l的斜率存在时,设 l:y=kx-2,

由y=kx-2,x29+y25=1,得(5+9k2)x2-36kx-9=0,

Δ=(-36k)2-4(5+9k2)(-9)>0恒成立.

由韦达定理,得x1+x2=36k5+9k2,x1x2=-95+9k2.

将x1=-λx2代入,消去x2得(1-λ)2λ=144k25+9k2.

当k=0时,得λ=1;

当k≠0时,(1-λ)2λ=1445k2+9,由k2>0,得

0<(1-λ)2λ<16,得9-45<λ<9+45,且λ≠1.

②当直线l的斜率不存在时,A、B分别为椭圆短轴端点,此时λ=-2-y12+y2=9±45.

综上所述,λ的取值范围是[9-45,9+45].一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.

1.若直线l与直线y=1、x=7分别交于点P、Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为(  )

A.13     B.-13    C.-32     D.23

解析:设P点坐标为(a,1),Q点坐标为(7,b),则PQ中点坐标为a+72,1+b2,则

a+72=1,1+b2=-1,解得a=-5,b=-3,即可得P(-5,1),Q(7,-3),故直线l的斜

率为kPQ=1+3-5-7=-13.

答案:B

2.若直线x+(a-2)y-a=0与直线ax+y-1=0互相垂直,则a的值为(  )

A.2 B.1或2

C.1 D.0或1

解析:依题意,得(-a)×-1a-2=-1,解得a=1.

答案:C

3.已知圆(x-1)2+(y-33)2=r2(r>0)的一条切线y=kx+3与直线x=5的夹角为π6,则半径r的值为(  )

A.32 B.332

C.32或332 D.32或3

解析:∵直线y=kx+3与x=5的夹角为π6,∴k=±3.由直线和圆相切的条件得r=32或332.

答案:C

4.顶点在原点、焦点在x轴上的抛物线被直线y=x+1截得的弦长是10,则抛物线的方程是(  )

A.y2=-x,或y2=5x B.y2=-x

C.y2=x,或y2=-5x D.y2=5x

解析:由题意,可知抛物线的焦点在x轴上时应有两种形式,此时应设为y2=mx(m≠0),联立两个方程,利用弦长公式,解得m=-1,或m=5,从而选项A正确.

答案:A

5.已知圆的方程为x2+y2-6x-8y=0,若该圆中过点M(3,5)的最长弦、最短弦分别为AC、BD,则以点A、B、C、D为顶点的四边形ABCD的面积为(  )

A.106 B.206

C.306 D.406

解析:已知圆的圆心为(3,4),半径为5,则最短的弦长为252-12=46,最长的弦为圆的直径为10,则四边形的面积为12×46×10=206,故应选B.

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