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2021年高考数学高分秘籍 平面解析几何
2021年高考数学高分秘籍 平面解析几何
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平面解析几何
1. 已知直线l1:ax+2y-1=0,直线l2:8x+ay+2-a=0,若l1∥l2,则实数a的值为( )
A. B.-4 C.4 D.
【答案】B
解析:由-2×8=0,得a=±4.
当a=4时,l1:4x+2y-1=0,l2:8x+4y-2=0,l1与l2重合.
当a=-4时,l1:-4x+2y-1=0,l2:8x-4y+6=0,l1∥l2.
综上所述,a=-4.
故选:B
由两直线平行或垂直求参数的值:在解这类问题时,一定要“前思后想”.“前思”就是在解题前考虑斜率不存在的可能性,是否需要分情况讨论;“后想”就是在解题后,检验答案的正确性,看是否出现增解或漏解.
2.过原点且倾斜角为60°的直线被圆x2+y2﹣4y=0所截得的弦长为( )
A.23 B.2
C.6 D.3
【答案】A
【解析】:根据题意:直线方程为:y=3x,
∵圆x2+y2﹣4y=0,
∴圆心为:(0,2),半径为:2,
圆心到直线的距离为:d=1,
∴弦长为24-1=23,
故选:A.
3.直线l过点(﹣4,0)且与圆(x+1)2+(y﹣2)2=25交于A、B两点,如果|AB|=8,那么直线l的方程为( )
A.5x+12y+20=0 B.5x﹣12y+20=0或x+4=0
C.5x﹣12y+20=0 D.5x+12y+20=0或x+4=0
【答案】D
解析:当切线的斜率不存在时,直线l的方程为 x+4=0,经检验,此直线和圆相切,满足条件.
当切线的斜率存在时,设直线l的方程为 y﹣0=k (x+4 ),即 kx﹣y+4k=0,
则圆心(﹣1,2)到直线l的距离为 d=|-k-2+4k|k2+1=|3k-2|k2+1.再由 d2+(AB2)2=r2,
得 |3k-2|k2+1=3,∴k=﹣512,∴直线l的方程为 y﹣0=﹣512(x+4),
即 5x+12y+20=0.
故选:D.
1.涉及直线被圆截得的弦长问题,一般有两种求解方法:一是利用半径长r、弦心距d、弦长l的一半构成直角三角形,结合勾股定理求解;二是若斜率为k的直线l与圆C交于两点,则.
2.求两圆公共弦长一般有两种方法:一是联立两圆的方程求出交点坐标,再利用两点间的距离公式求解;二是求出两圆公共弦所在直线的方程,转化为直线被圆截得的弦长问题.
4.己知椭圆的右焦点为,过点作圆的切线,若两条切线互相垂直,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
【答案】D
解析:如图,
由题意可得,,则,
即,则,
,即.
故选:D.
5.设椭圆的焦点为,,是椭圆上一点,且,若△的外接圆和内切圆的半径分别为,,当时,椭圆的离心率为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】:椭圆的焦点为,,,
根据正弦定理可得,
,.
设,,则,
由余弦定理得,,
,
,又,
,即,故,
解得:或(舍.
故选:B.
椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围)有两种方法:
(1)求出a,c,代入公式.
(2)只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e或e2的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
6.已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】:双曲线的一条渐近线的倾斜角为,
则,
所以该条渐近线方程为;
所以,
解得;
所以,
所以双曲线的离心率为.
故选:A.
7.双曲线的左右焦点分别为,,以为圆心,为半径的圆与的公共点为,若△是直角三角形,则的离心率为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】:由题意知,若△是直角三角形,则,且,
又由双曲线的定义,可得,
可得,即,
由,解得,
故选:C.
求双曲线的离心率一般有两种方法
(1)由条件寻找满足的等式或不等式,一般利用双曲线中的关系将双曲线的离心率公式变形,即,注意区分双曲线中的关系与椭圆中的关系,在椭圆中,而在双曲线中.
(2)根据条件列含的齐次方程,利用双曲线的离心率公式转化为含或的方程,求解可得,注意根据双曲线离心率的范围对解进行取舍.
8.如图,抛物线的顶点在坐标原点,焦点为F,过抛物线上一点A(3,y)作准线l作垂线,垂直为B,若△ABF为等边三角形,则抛物线的标准方程是( )
A.y2=12x B.y2=x C.y2=2x D.y2=4x
【答案】D
【解析】:设直线l交x轴于点C
∵AB⊥l,l⊥x轴,
∴AB∥x轴,可得∠BFC=∠ABF=60°,
Rt△BCF中,|CF|=|BF|cos60°=p,解得|BF|=2p,
由AB⊥y轴,可得3+p2=2p,
∴p=2,
∴抛物线的标准方程是y2=4x.
故选:D.
9.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点P(a,4)在抛物线C上,O为坐标原点,PF=5,且OP>5.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过焦点F,且斜率为1的直线l与抛物线C交于A,B两点,线段AB的垂直平分线l'交抛物线C于M,N两点,求四边形AMBN的面积.
【解析】(1)将P(a,4)代入抛物线的方程y2=2px,得a=8p,所以P(8p,4),
因为PF=5,所以8p+p2=5,整理得p2-10p+16=0,
解得p=2或p=8,
当p=2时,P(4,4),满足OP>5;
当p=8时,P(1,4),OP<5,不符合题意,舍去.
所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)因为l的方程为x=y+1,代入C:y2=4x,得y2-4y-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=4,y1y2=-4,
故AB的中点为D(3,2),
AB=12+1(y1+y2)2-4y1y2=8.
又因为l'的斜率为-1,所以l'的方程为y-2=-(x-3),即x=-y+5.
将上式代入C:y2=4x,并整理得y2+4y-20=0.
设M(x3,y3),N(x4,y4),则y3+y4=-4,y3y4=-20,
故MN=(-1)2+1(y3+y4)2-4y3y4=83.
所以四边形AMBN的面积S=12AB⋅MN=12×8×83=323.
用待定系数法求抛物线标准方程的步骤:
若无法确定抛物线的位置,则需分类讨论.特别地,已知抛物线上一点的坐标,一般有两种标准方程.
1.已知直线l1:x•sinα+y﹣1=0,直线l2:x﹣3y•cosα+1=0,若l1⊥l2,则sin2α=( )
A.23 B.±35
C.﹣35 D.35
【答案】D
【解析】:因为l1⊥l2,所以sinα﹣3cosα=0,
所以tanα=3,
所以sin2α=2sinαcosα=2sinαcosαsin2α+cos2α=2tanα1+tan2α=35.
故选:D.
两条直线的位置关系
斜截式
一般式
与相交
与垂直
与平行
且
或
与重合
且
2.圆x2+y2-4x=0在点P(1,3)处的切线方程为( )
A.x+3y-2=0 B.x+3y-4=0
C.x-3y+4=0 D.x-3y+2=0
【答案】D
【解析】:∵点P(1,3)在圆x2+y2-4x=0上,
∴点P为切点.从而圆心与点P的连线应与切线垂直.
又∵圆心为(2,0),设切线斜率为k,
∴0-32-1·k=-1,解得k=33.
∴切线方程为x-3y+2=0.
故选:D
3.若直线与圆相切,则等于
A.1或 B.或 C.1或3 D.或3
【答案】A
【解析】:根据题意,圆的圆心为,半径,
若直线与圆相切,
则圆心到直线的距离,即,
解可得:或,
故选:A.
1.求过圆上的一点的切线方程:
先求切点与圆心连线的斜率k,若k不存在,则由图形可写出切线方程为;若,则由图形可写出切线方程为;若k存在且k≠0,则由垂直关系知切线的斜率为,由点斜式方程可求切线方程.
2.求过圆外一点的圆的切线方程:
(1)几何方法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为,即.由圆心到直线的距离等于半径长,即可得出切线方程.
(2)代数方法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为,即,代入圆的方程,得到一个关于x的一元二次方程,由,求得k,切线方程即可求出.
3.在求过一定点的圆的切线方程时,应首先判断定点与圆的位置关系,若点在圆上,则该点为切点,切线只有一条;若点在圆外,切线有两条;若点在圆内,则切线不存在.
4.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,直线与双曲线C的右支相交于P,若,则双曲线C的渐近线方程为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,解得P2a,3b,
根据双曲线的定义有PF1-PF2=PF2=2a,双曲线的焦点F2c,0,
故PF2=2a-c2+3b2=2a,两边平方化简得4c2-4ac-3a2=0,
即4e2-4e-3=0,解得e=32,
故ba2=e2-1=54,
所以ba=52,
即双曲线的渐近线方程为y=±52x.
故选C.
对于双曲线的渐近线,有下面两种考查方式:
(1)已知双曲线的方程求其渐近线方程;
(2)给出双曲线的渐近线方程求双曲线方程,由渐近线方程可确定a,b的关系,结合已知条件可解.
4.已知椭圆E: 与y轴的正半轴相交于点M,点F1,F2为椭圆的焦点,且是边长为2的等边三角形,若直线l:y=kx+23与椭圆E交于不同的两点A,B.
(1)直线MA,MB的斜率之积是否为定值?若是,请求出该定值,若不是,请说明理由;
(2)求的面积的最大值.
【解析】(1)因为是边长为2的等边三角形,所以2c=2,b=3c,a=2,
所以a=2,b=3,
所以椭圆E:x24+y23=1,点M(0,3).
将直线l:y=kx+23代入椭圆E的方程,
整理得(3+4k2)x2+163kx+36=0. (*)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则由(*)式可得Δ=(163k)2-4(3+4k2)×36=48(4k2-9)>0,
所以k∈(-∞,-32)∪(32,+∞),x1+x2=,x1x2=.
则直线MA,MB的斜率之积为kMA·kMB==k2+9-36k236=14,
所以直线MA,MB的斜率之积是定值.
(2)记直线l:y=kx+23与y轴的交点为N(0,23),
则S△ABM=|S△ANM-S△BNM|=12|MN|·|x2-x1|=
当且仅当4k2-9=12,即k=±∈(-∞,-32)∪(32,+∞)时等号成立,
所以的面积的最大值为.
5.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线y=4与y轴的交点为P,与抛物线C的交点为Q,且|QF|=2|PQ|.
(1)求p的值;
(2)已知点T(t,-2)为C上一点,M,N是C上异于点T的两点,且满足直线TM和直线TN的斜率之和为-83,证明直线MN恒过定点,并求出定点的坐标.
【解析】(1)设,由抛物线的定义,得,
又,即,解得,
将点代入抛物线方程,解得.
(2)由(1)知的方程为,所以点的坐标为,
设直线的方程为,点,
由得,所以,
所以
,解得,
所以直线MN的方程为x+1=m(y+1),恒过点(-1,-1).
定点、定值问题多以直线与圆锥曲线为背景,常与函数与方程、向量等知识交汇,形成了过定点、定值等问题的证明.解决此类问题的关键是引进参变量表示所求问题,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.可以先研究一下特殊情况,找出定点或定值,再视具体情况进行研究.同时,也要掌握巧妙利用特殊值解决相关的定点、定值问题,如将过焦点的弦特殊化,变成垂直于对称轴的弦来研究等.
1.与直线3x-2y=0平行,且过点-4,3的直线方程为
A. y-3=-32x+4 B. y+3=32x-4
C. y-3=32x+4 D. y+3=-32x-4
2.已知直线l:y=x+b与曲线C:y=3-4x-x2有公共点,则b的取值范围为
A. -3,3 B. 3,1+22
C. 1-22,3 D. 1-22,1+22
3.圆C:x-12+y2=25,过点P2,-1作圆的所有弦中,以最长弦和最短弦为对角线的四边形的面积是
A. 103 B. 921 C. 1023 D. 911
4.若当方程x2+y2+kx+2y+k2=0所表示的圆取得最大面积时,则直线y=k-1x+2的倾斜角α=
A. 3π4 B. π4 C. 3π2 D. 5π4
5.已知A(3,﹣1),B(5,﹣2),点P在直线x+y=0上,若使|PA|+|PB|取最小值,则点P的坐标是( )
A.(1,﹣1) B.(﹣1,1)
C.(135,﹣135) D.(﹣2,2)
6.已知过点M(﹣3,﹣3)的直线l被圆x2+y2+12x+4y+15=0截得的弦长为8,则直线l的方程为( )
A.y=﹣3或4x﹣3y+3=0 B.y=﹣3或4x+3y+21=0
C.x=﹣3或4x﹣3y+3=0 D.x=﹣3或4x+3y+21=0
7.已知⊙C:x2+y2﹣4x﹣6y﹣3=0,点 M(﹣2,0)是⊙C 外一点,则过点 M 的圆的切线的 方程是( )
A.x+2=0,7x﹣24y+14=0 B.y+2=0,7x+24y+14=0
C.x+2=0,7x+24y+14=0 D.y+2=0,7x﹣24y+14=0
8.平面内,已知点A为定圆O外的一个定点,点B为圆O上的一个动点,点A关于点B的对称点为点C,若BD⊥AC且CD∥OB,则点D的轨迹是( )
A.抛物线 B.双曲线
C.椭圆 D.圆
9.若直线l:ax-by=2(a>0,b>0)平分圆x2+y2-2x+4y=0,则1a+1b的最小值为
A.22 B.2
C.12(3+22) D.3+22
10.圆x2+(y+1)2=3绕直线kx-y-1=0旋转一周所得的几何体的表面积为( )
A.36π B.12π C.43π D.4π
11.己知椭圆的右焦点为,过点作圆的切线,若两条切线互相垂直,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
12.椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆上一动点(异于左右顶点),若△的周长为6且面积的最大值为,则椭圆的标准方程为
A. B. C. D.
13.已知椭圆的左、右顶点分别为、,点为椭圆上不同于、两点的动点,若直线斜率的取值范围是,,则直线斜率的取值范围是
A., B., C., D.,
14.已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离为
A. B. C.3 D.5
15.已知双曲线和椭圆有相同的焦点,则的最小值为
A.2 B.4 C.6 D.9
16.已知双曲线,点,点M是曲线上的一个动点,点满足,则点到原点的最短距离为
A.2 B. C. D.1
17.双曲线的左右焦点分别为,,以为圆心,为半径的圆与的公共点为,若△是直角三角形,则的离心率为
A. B. C. D.
18.设双曲线,命题:双曲线离心率,命题:双曲线的渐近线互相垂直,则是的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
19.已知点是抛物线的焦点,点为抛物线上的任意一点,为平面上点,则的最小值为
A.3 B.2 C.4 D.
20.若直线l过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线交于A,B两点,且线段AB中点的横坐标为2,则弦AB的长为
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
21.已知A,B为抛物线C:y2=4x上的不同两点,F为抛物线C的焦点,若AB→=5FB→,则|AB|=( )
A.252 B.10 C.254 D.6
22.已知椭圆x2+2y2=4,则以(1,1)为中点的弦的长度是( )
A.32 B.23 C.303 D.362
23.已知圆C1:x2+y2-6x-7=0与圆C2:x2+y2-6y-27=0相交于A,B两点,则直线AB的方程是 .
24.已知动圆与圆及圆都内切,则动圆圆心的轨迹方程为 .
25.与曲线共焦点,而与曲线共渐近线的双曲线方程为
26. 在椭圆x216+y24=1内以点P(﹣2,1)为中点的弦所在的直线方程为
27.过椭圆C:x225+y29=1右焦点F的直线l交C于两点A(x1,y1),B(x2,y2),且A不在x轴上.
(Ⅰ)求|y1y2|的最大值;
(Ⅱ)若|AF||FB|=14,求直线l的方程.
28.已知双曲线的中心在原点,对称轴为坐标轴,一条渐近线为y=3x,右焦点F4,0,左右顶点分别为A1,A2,P为双曲线上一点(不同于A1,A2),直线A1P,A2P分别与直线x=1交于M,N两点;
(1)求双曲线的方程;
(2)求证:FM⋅FN为定值,并求此定值.
29.已知双曲线x2a2-y2b2=1a>0,b>0的离心率e=233,直线l过Aa,0、B0,-b两点,原点O到直线l的距离是32.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点B作直线m交双曲线于M、N两点,若OM⋅ON=-23,求直线m的方程.
30.已知椭圆E的方程是x24+y23=1,左、右焦点分别是F1,F2,在椭圆E上有一动点A,过A,F1作一个平行四边形,使顶点A,B,C,D都在椭圆E上,如图所示.
(1)判断四边形ABCD能否为菱形,并说明理由.
(2)当四边形ABCD的面积取到最大值时,判断四边形ABCD的形状,并求出其最大值.
1. 【答案】C
【解析】因为所求直线与直线3x-2y=0的斜率相等,即为k=32,直线经过点-4,3,所以y-3=32x--4=32x+4.
2. 【答案】 C
3.【答案】 C
【解析】提示:最长弦为过点P的直径,最短弦经过点P且与CP垂直.
4. 【答案】A
【解析】方程x2+y2+kx+2y+k2=0表示的圆的半径r=4-3k22,当k=0时,r有最大值,这时圆的面积也取得最大值,所以直线y=k-1x+2的斜率为-1,从而倾斜角为3π4.
5.【答案】C
【解析】:如下图所示:
点A(3,﹣1),关于直线l:x+y=0的对称点为C(1,﹣3)点,
由BC的方程为:x-14=y+31,即x﹣4y﹣13=0,
可得直线BC与直线l的交点坐标为:(135,﹣135),
即P点坐标为:(135,﹣135)时,|PA|+|PB|最小.
故选:C.
6.【答案】C
【解析】:圆x2+y2+12x+4y+15=0的圆心C(﹣6,﹣2),半径r=5,
若过点M(﹣3,﹣3)的直线l被圆x2+y2+12x+4y+15=0截得的弦长为8,
则圆心C到直线l的距离d=3,
由直线l过点M(﹣3,﹣3),
当直线斜率不存在时,直线l的方程为x=﹣3满足要求;
当直线斜率存在时,设直线l的方程为y+3=k(x+3),即kx﹣y+3k﹣3=0,
则|-6k+2+3k-3|k2+1=3,解得:k=43,
故直线l的方程为43x﹣y+1=0,即4x﹣3y+3=0
故选:C.
7.【答案】C
【解析】:⊙C:x2+y2﹣4x﹣6y﹣3=0,
即(x﹣2)2+(y﹣3)2=16,
故圆心是(2,3),半径是4,
点 M(﹣2,0)是⊙C 外一点,
显然x+2=0是过点 M 的圆的一条切线,
设另一条切线和圆相切于P(a,b),
则MP的斜率是ba+2,
直线直线MP的方程是:bx﹣(a+2)y+2b=0,
故&3-b2-a⋅ba+2=-1&2b-3(a+2)+2bb2+(a+2)2=4,
解得:&a=-26&b=7,
故切线方程是7x+24y+14=0,
故选:C.
8.【答案】B
【解析】:如图:延长DC,交直线OA与A′,
因为点A关于点B的对称点为点C,若BD⊥AC且CD∥OB,所以OB∥CA′,BC=12CA',
CD=DA,
所以DA′﹣DA=CA′=2OB定值.2OB<AA′,所求的D 轨迹是双曲线.
故选:B.
9.【答案】C
【解析】将x2+y2-2x+4y=0化为(x-1)2+(y+2)2=5,
因为直线l:ax-by=2平分圆x2+y2-2x+4y=0,
所以a+2b=2,又a>0,b>0,
则1a+1b=12(a+2b)(1a+1b)=12(3+2ba+ab)≥3+222,
当且仅当2ba=ab,即a=2b时取等号.
故选C.
【名师点睛】本题考查直线和圆的位置关系、基本不等式等知识,意在考查学生的逻辑思维能力和基本运算能力.
10.【答案】B
【解析】由题意,圆心为(0,-1).又直线kx-y-1=0恒过点(0,-1),
所以旋转一周所得的几何体为球,球心即为圆心,球的半径即是圆的半径,
所以S=4π(3)2=12π.
故选:B.
11.【答案】D
【解答】:如图,
由题意可得,,则,
即,则,
,即.
故选:D.
12.【答案】A
【解答】:由椭圆的定义可得,
所以①,
当在上(或下)顶点时,△的面积取得最大值,
即最大值为②,
由①②及联立求得,,,
可得椭圆方程为,
故选:A.
13.【答案】D
【解答】:设椭圆的左右顶点分别为,,
,为椭圆上不同于,的任意一点,
则,,
,由在椭圆上,得,
则.
由椭圆,得,
,,
,.
故选:D.
14.【答案】B
【解析】:抛物线的焦点坐标为,
依题意,,
.
双曲线的方程为:,
其渐近线方程为:,
双曲线的一个焦点到其渐近线的距离等于.
故选:B.
15.【答案】D
【解析】:椭圆是焦点在轴上的椭圆,且.
双曲线和椭圆有相同的焦点,
,
.
当且仅当,即,时取等号.
的最小值为9.
故选:D.
16.【答案】B
【解析】:由,得点的轨迹是以为直径的圆,
设,为的中点,,
则点到原点的最短距离为,
故选:B.
17.【答案】C
【解析】:由题意知,若△是直角三角形,则,且,
又由双曲线的定义,可得,
可得,即,
由,解得,
故选:C.
18.【答案】C
【解析】:双曲线的渐近线方程为,
离心率为,
由,可得,即有,可得,
即有渐近线方程为,可得两渐近线垂直;
若两渐近线垂直,可得,可得,
即有是的充要条件,
故选:C.
19.【答案】A
【解析】:抛物线标准方程,,焦点,
准线方程为.
设到准线的距离为,(即垂直于准线,为垂足),
则,
(当且仅当、、共线时取等号),
故选:A.
20.【答案】C
【解析】因为抛物线为y2=4x,所以p=2,
设A,B两点横坐标分别为x1,x2,
因为线段AB中点的横坐标为2,则x1+x22=2,即x1+x2=4,
故∣AB∣=x1+x2+p=4+2=6.
故选:C
21.【答案】C
【解析】:设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=(x2﹣x1,y2﹣y1),
又F(1,0),∴FB→=(x2-1,y2),∴x2﹣x1=5x2﹣5,y2﹣y1=5y2,
∴x1=5-4x2y1=-4y2,由y22=4x2(-4y2)2=4(5-4x2),得x2=14,x1=4,
∴|AB|=x1+x2+2=254.
故选:C.
22.【答案】C
【解析】:设弦的两端的端点为(a,b)和(2﹣a,2﹣b)
列方程组&a2+2b2=4&(2-a)2+2(2-b)2=4
解得a=1+63,b=1﹣66或a=1﹣63,b=1+66
两端点的坐标为(1﹣63,1+66)和(1+63,1﹣66)
弦长为[(1-63)-(1+63)]2+[(1+66)-(1-66)]2=303.
故选:C.
23.【答案】:3x-3y-10=0
解析:两圆的方程相减得-6x+6y+20=0,即3x-3y-10=0.
24.【答案】.
【解析】:设圆的圆心,半径;圆的圆心,半径.
设动圆的圆心,半径.
动圆与圆及圆都内切,
,.
,
因此动点的轨迹是椭圆,设其标准方程为:.
则,,解得,,.
因此动圆圆心的轨迹方程是.
故答案为:.
25.【答案】
【解析】:由题意得,曲线是焦点在轴上的椭圆,且,
所以双曲线焦点的坐标是、、,
因为双曲线与曲线共渐近线,所以设双曲线方程为,
即,则,解得,
所以双曲线方程为.
26.【答案】x﹣2y+4=0
【解析】:设以点P(﹣2,1)为中点的弦所在的直线与椭圆x216+y24=1交于A(x1,y1),B(x2,y2),
∵点P(﹣2,1)是线段AB的中点,
∴&x1+x2=-4&y1+y2=2,
把A(x1,y1),B(x2,y2)代入椭圆x2+4y2=16,
得&x12+4y12=16①&x22+4y22=16②,
①﹣②得(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,
∴﹣4(x1﹣x2)+8(y1﹣y2)=0,
k=y1-y2x1-x2=12,
∴以点P(﹣2,1)为中点的弦所在的直线方程为y-1=12(x+2),
整理,得x﹣2y+4=0.
故答案为:x﹣2y+4=0.
27.【解析】:(Ⅰ)椭圆C:x225+y29=1右焦点F为(4,0),
设AB的直线方程为x=ky+4,
由&x225+y29=1&x=ky+4,消x可得(9k2+25)y2+72ky﹣81=0,
∴|y1y2|=819k2+25,
当k=0时,|y1y2|有最大值,最大值为8125,
(Ⅱ)∵|AF||FB|=14,
∴|FB|=4|AF|,
∴FB→=4AF→,
∴y2=﹣4y1,
由(Ⅰ)可得y1y2=﹣819k2+25=﹣4y12,y1+y2=﹣72k9k2+25=﹣3y1,
∴(24k)2(9k2+25)2=814(9k2+25),
解得k=±377,
∴直线方程为x=±377y+4,∴7x±3y﹣47=0.
28. 【解析】(1)由已知可得c=4,ba=3,c2=a2+b2,⇒a=2,b=23.故双曲线方程为x24-y212=1.
(2)设Px0,y0,则A1P:y=y0x0+2x+2,A2P:y=y0x0-2x-2,所以M1,3y0x0+2,N1,-y0x0-2,所以
FM⋅FN=-3,3y0x0+2⋅-3,-y0x0-2=9-3y02x02-4=9-3y02y023=0.
即FM⋅FN为定值0.
29.【解析】(1)依题意,l的方程为xa+y-b=1,即bx-ay-ab=0,
由原点O到直线l的距离为32,得aba2+b2=abc=32,
又e=ca=233,所以b=1,a=3.
故所求双曲线方程为x23-y2=1.
(2)显然直线m不与x轴垂直,设m方程为y=kx-1,则点M、N坐标x1,y1、x2,y2是方程组y=kx-1x23-y2=1的解,消去y,得1-3k2x2+6kx-6=0 ⋯⋯①
依题意,1-3k2≠0,由根与系数关系知x1+x2=6k3k2-1,x1x2=63k2-1.
OM⋅ON=x1,y1⋅x2,y2=x1x2+y1y2=x1x2+kx1-1kx2-1=1+k2x1x2-kx1+x2+1=61+k23k2-1-6k23k2-1+1=63k2-1+1.
因为OM⋅ON=-23,所以63k2-1+1=-23,k=±12.
当k=±12时,方程①有两个不等的实数根.
故直线m的方程为x-2y-2=0或x+2y+2=0.
30. 【解析】(1)由椭圆方程:x24+y23=1,F1-1,0,
如图,直线AB的斜率存在且不为0,
设直线AB的方程为x=my-1,点Ax1,y1,Bx2,y2,
联立方程,3x2+4y2-12=0,x=my-1,得3m2+4y2-6my-9=0,
所以y1+y2=6m3m2+4,y1y2=-93m2+4,
若四边形ABCD为菱形,则OA⊥OB,
即OA⋅OB=0,所以x1x2+y1y2=0,
又x1x2=my1-1my2-1=m2y1y2-my1+y2+1,
所以m2+1y1y2-my1+y2+1=0,得到-12m2-53m2+4=0,显然这个方程没有实数解,故四边形ABCD不能是菱形.
(2)由题SABCD=4S△AOB,而S△AOB=12∣OF1∣∣y1-y2∣,
又∣OF1∣=1,
即SABCD=2∣OF1∣∣y1-y2∣=2y1+y22-4y1y2,
由(1)知y1+y2=6m3m2+4,y1y2=-93m2+4,
所以
SABCD=236m2+363m2+43m2+42=24m2+13m2+42=2419m2+1+1m2+1+6,
因为函数ft=9t+1t,t∈1,+∞,在t=1时,ftmin=10,
所以SABCD的最大值为6,此时m2+1=1,即m=0时,
此时直线AB⊥x轴,即四边形ABCD是矩形.
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