课时提能演练(五十八)
(45分钟 100分)
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
(A)[,] (B)[-2,2]
(C)[-1,1] (D)[-4,4]
2.抛物线y2=4x的焦点是F,准线是l,点M(4,4)是抛物线上一点,则经过点F、M且与l相切的圆共有( )
(A)0个 (B)1个
(C)2个 (D)4个
3.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为( )
(A)2 (B)3 (C)6 (D)8
4.(2012·广州模拟)已知抛物线y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A、B,则|AB|等于( )
(A)3 (B)4 (C) (D)
5.从抛物线y2=4x上一点P引抛物线准线的垂线,垂足为M,且|PM|=5,设抛物线的焦点为F,则△MPF的面积为( )
(A)5 (B)10 (C)20 (D)
6.(预测题)点P在直线l:y=x-1上,若存在过P的直线交抛物线y=x2于A,B两点,且|PA|=|AB|,则称点P为“点”,那么下列结论中正确的是( )
(A)直线l上的所有点都是“点”
(B)直线l上仅有有限个点是“点”
(C)直线l上的所有点都不是“点”
(D)直线l上有无穷多个点(点不是所有的点)是“点”
二、填空题(每小题6分,共18分)
7.(2012·长沙模拟)过椭圆的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为__________.
8.若直线AB与抛物线y2=4x交于A、B两点,AB的中点坐标是(4,2),则直线AB的方程是______.
9.(2011·南京模拟)设直线l:2x+y-2=0与椭圆x2+=1的交点为A、B,点P是椭圆上的动点,则使得△PAB的面积为的点P的个数为_____.
三、解答题(每小题15分,共30分)
10.(易错题)已知动圆过定点(2,0),且与直线x=-2相切.
(1)求动圆的圆心轨迹C的方程;
(2)是否存在直线l,使l过点(0, 2),并与轨迹C交于P,Q两点,且满足· =0?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
11.(2012·宁德模拟)在直角坐标系xOy中,点P到两点(0,),(0,)的距离之和等于4,设点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点(0,)作两条互相垂直的直线l1、l2分别与曲线C交于A、B和E、D,以线段AB为直径的圆能否过坐标原点?若能,求直线AB的斜率;若不能,说明理由.
【探究创新】
(16分)如图,ABCD是边长为2的正方形纸片,沿某动直线l将正方形在其下方的部分向上翻折,使得每次翻折后点B都落在边AD上,记为B′;折痕与AB交于点E,以EB和EB′为邻边作平行四边形EB′MB.若以B为原点,BC所在的直线为x轴建立直角坐标系(如图):
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若曲线S是由点M的轨迹及其关于边AB对称的曲线组成的,等腰梯形A1B1C1D1的三边A1B1,B1C1,C1D1分别与曲线S切于点P,Q,R.求梯形A1B1C1D1面积的最小值.
答案解析
1.【解析】选C.设直线方程为y=k(x+2),与抛物线联立方程组,整理得ky2-8y+16k=0.当k=0时,直线与抛物线有一个交点.当k≠0时,由Δ=64-64k2≥0,解得-1≤k≤1且k≠0.综上-1≤k≤1.
2.【解析】选C.由于圆经过焦点F且与准线l相切,由抛物线的定义知圆心在抛物线上,又因为圆经过抛物线上的点M,所以圆心在线段FM的垂直平分线上,即圆心是线段FM的垂直平分线与抛物线的交点,结合图形易知有两个交点,因此共有2个满足条件的圆.
3.【解析】选C,设P(x0,y0),则+=1即=3-,又∵F(-1,0),
∴·=x0·(x0+1)+y02=+x0+3
=+2,又x0∈[-2,2],
∴(·)∈[2,6],所以(·)max=6.
4.【解题指南】转化为过A,B两点且与x+y=0垂直的直线与抛物线相交后求弦长问题求解.
【解析】选C.设直线AB的方程为y=x+b,A(x1,y1),B(x2,y2),
由?x2+x+b-3=0?x1+x2=-1,
得AB的中点M(,)
又M(,)在直线x+y=0上,可求出b=1,
∴x2+x-2=0,
则|AB|=·=.
【方法技巧】对称问题求解技巧
若A、B两点关于直线l对称,则直线AB与直线l垂直,且线段AB的中点在直线l上,即直线l是线段AB的垂直平分线,求解这类圆锥曲线上的两点关于直线l的对称问题,常转化为过两对称点的直线与圆锥曲线的相交问题求解.
5.【解析】选B.由抛物线方程y2=4x易知准线l的方程为x=-1,又由|PM|=5,可得点P的横坐标为4,代入y2=4x可求得其纵坐标为±4,
所以S△MPF=×5×4=10.
6.【解题指南】由|PA|=|AB|可得点A为线段PB的中点.
【解析】选A.本题用数形结合法易于求解,如图,设A(m,n),P(x,x-1),
则B(2m-x,2n-x+1),
∵A,B在y=x2上,
∴
消去n,整理得
x2-(4m-1)x+2m2-1=0.(1)
∵Δ=(4m-1)2-4(2m2-1)=8m2-8m+5>0恒成立,
∴方程(1)恒有实数解,∴应选A.
7.【解析】直线方程为y=2(x-1).
由得3y2+2y-8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则
∴
∴
答案:
8.【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2)则
②-①得y22-y12=4(x2-x1)
∴===1,
即直线AB的斜率为1,则直线AB的方程为y-2=x-4,即x-y-2=0.
答案:x-y-2=0
9.【解题指南】先求出弦长|AB|,进而求出点P到直线AB的距离,再求出与l平行且与椭圆相切的直线方程,最后数形结合求解.
【解析】由题知直线l恰好经过椭圆的两个顶点(1,0),(0,2),故|AB|=,要使△PAB的面积为,即··h=,所以h=.联立y=-2x+m与椭圆方程x2+=1得8x2-4mx+m2-4=0,令Δ=0得m=,即平移直线l到y=-2x时与椭圆相切,它们与直线l的距离d=都大于,所以一共有4个点符合要求.
答案:4
10.【解析】(1)如图,设M为动圆圆心,F(2,0),过点M作直线x=-2的垂线,垂足为N,
由题意知:|MF|=|MN|,即动点M到定点F与到定直线x=-2的距离相等,由抛物线的定义知,点M的轨迹为抛物线,其中F(2,0)为焦点,x=-2为准线,
所以动圆圆心轨迹C的方程为y2=8x.
(2)由题可设直线l的方程为x=k(y-2)(k≠0),
由,得y2-8ky+16k=0,
Δ=(-8k)2-4×16k>0,解得k<0或k>1.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2=8k,y1y2=16k,
由·=0,得x1x2+y1y2=0,
即k2(y1-2)(y2-2)+y1y2=0,
整理得:(k2+1)y1y2-2k2(y1+y2)+4k2=0,
代入得16k(k2+1)-2k2·8k+4k2=0,
即16k+4k2=0,
解得k=-4或k=0(舍去),
所以直线l存在,其方程为x+4y-8=0.
【误区警示】本题易忽视判别式大于零,从而得出两条直线方程.
11.【解析】(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以(0,),(0,)为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴b==1,故曲线C的方程为x2+=1.
(2)设直线l1:y=kx+,分别交曲线C于A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足,消去y并整理得(k2+4)x2+-1=0,
故x1+x2=,x1x2=.
若以线段AB为直径的圆过坐标原点,则⊥,即x1x2+y1y2=0.
而y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+3,
于是x1x2+y1y2==0,
化简得-4k2+11=0,所以k=.
【变式备选】已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点为F(-1,0),离心率为,过点F的直线l与椭圆C交于A、B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点F不与坐标轴垂直的直线交椭圆C于A、B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,求点G横坐标的取值范围.
【解析】(1)由题意可知:c=1,a2=b2+c2,e==,解得:a=,b=1,故椭圆的方程为:+y2=1.
(2)设直线AB的方程为y=k(x+1)(k≠0),
联立,得,整理得
(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0
∵直线AB过椭圆的左焦点F,
∴方程有两个不等实根,记A(x1,y1),B(x2,y2),
AB的中点N(x0,y0),
则x1+x2=,x0=,y0=
垂直平分线NG的方程为y-y0=(x-x0),
令y=0,得xG=x0+ky0=
==
∵k≠0,∴<xG<0.
∴点G横坐标的取值范围为(,0).
【探究创新】
【解析】(1)如图,设M(x,y),
B′(x0,2)
显然直线l的斜率存在,故不妨设直线l的方程为y=kx+b,即E(0,b),
则kBB′==k=
而BB′的中点(,1)在直线l上,
故()·+b=1b=1+,①
由于= + ?
(x,y-b)=(0,-b)+(x0,2-b)?
代入①
即得y=+1,
又0≤x0≤2,点M的轨迹方程y=+1(0≤x≤2).
(2)易知曲线S的方程为y=+1(-2≤x≤2),
设梯形A1B1C1D1的面积为s,如图,点P的坐标为(t, -t2+1)(0<t≤2).由题意得,点Q的坐标为(0,1),
直线B1C1的方程为y=1.
因y=+1,∴y′=,∴y′|x=t=,
∴直线A1B1的方程为y-()=(x-t),
即:y=,令y=0,得,x=,
∴A1(,0).
令y=1得,x=t,∴B1(t,1),
s==≥,
当且仅当t=,即t=时取“=”,且∈(0,2],
故t=时,s有最小值为.
∴梯形A1B1C1D1的面积的最小值为.
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