题目列表(包括答案和解析)
13.(上海20)(本题满分16分)本题共有3个小题,第1小题满分3分,第2小题满分6分,第3小题满分7分.
已知双曲线.
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)已知点的坐标为.设是双曲线上的点,是点关于原点的对称点.
记.求的取值范围;
(3)已知点的坐标分别为,为双曲线上在第一象限内的点.记为经过原点与点的直线,为截直线所得线段的长.试将表示为直线的斜率的函数.
[解](1)所求渐近线方程为 ……………...3分
(2)设P的坐标为,则Q的坐标为, …………….4分
……………7分
的取值范围是 ……………9分
(3)若P为双曲线C上第一象限内的点,
则直线的斜率 ……………11分
由计算可得,当
当 ……………15分
∴ s表示为直线的斜率k的函数是….16分
8.(2008湖南19)(本小题满分13分)
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是F(2,0),且两条准线间的距离为λ(λ>4).
(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)若存在过点A(1,0)的直线l,使点F关于直线l的对称点在椭圆上,求λ的取值范围.
解 (Ⅰ)设椭圆的方程为(a>b>0).
由条件知c=2,且=λ,所以a2=λ,
b2=a2-c2=λ-4.故椭圆的方程是
(Ⅱ)依题意,直线l的斜率存在且不为0,记为k,则直线l的方程是y=k(x-1).设点F(2,0)关于直线l的对称点为F2(x0,y0),则
解得
因为点F′(x0,y0)在椭圆上,所以即
λ(λ-4)k4+2λ(λ-6)k2+(λ-4)2=0.
设k2=t,则λ(λ-4)t2+2λ(λ-6)t+(λ-4)2=0.
因为λ>4,所以>0.
9、(北京市朝阳区2008年高三数学一模)已知椭圆W的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,两条准线间的距离为6. 椭圆W的左焦点为,过左准线与轴的交点任作一条斜率不为零的直线与椭圆W交于不同的两点、,点关于轴的对称点为.
(Ⅰ)求椭圆W的方程;
(Ⅱ)求证: ();
(Ⅲ)求面积的最大值.
解:(Ⅰ)设椭圆W的方程为,由题意可知
解得,,,
所以椭圆W的方程为.……………………………………………4分
(Ⅱ)解法1:因为左准线方程为,所以点坐标为.于是可设直线 的方程为.
得.
由直线与椭圆W交于、两点,可知
,解得.
设点,的坐标分别为,,
则,,,.
因为,,
所以,.
又因为
,
所以. ……………………………………………………………10分
解法2:因为左准线方程为,所以点坐标为.
于是可设直线的方程为,点,的坐标分别为,,
则点的坐标为,,.
由椭圆的第二定义可得
,
所以,,三点共线,即.…………………………………10分
(Ⅲ)由题意知
,
当且仅当时“=”成立,
所以面积的最大值为.
4、(2008江苏省启东中学高三综合测试四)已知以向量v=(1, )为方向向量的直线l过点(0, ),抛物线C:(p>0)的顶点关于直线l的对称点在该抛物线上.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)设A、B是抛物线C上两个动点,过A作平行于x轴的直线m,直线OB与直线m交于点N,若(O为原点,A、B异于原点),试求点N的轨迹方程.
解:(Ⅰ)由题意可得直线l: ①
过原点垂直于l的直线方程为 ②
解①②得.
∵抛物线的顶点关于直线l的对称点在该抛物线的准线上.
∴,
∴抛物线C的方程为.
(Ⅱ)设,,,
由,得.
又,.
解得 ③
直线ON:,即 ④
由③、④及得,
点N的轨迹方程为.
28、(福建省仙游一中2008届高三第二次高考模拟测试)已知方向向量为的直线过椭圆C:=1(a>b>0)的焦点以及点(0,),椭圆C的中心关于直线的对称点在椭圆C的右准线上。
⑴求椭圆C的方程。
⑵过点E(-2,0)的直线交椭圆C于点M、N,且满足,(O为坐标原点),求直线的方程。
解:⑴直线①,过原点垂直于的直线方程为②
解①②得,∵椭圆中心O(0,0)关于直线的对称点在椭圆C的右准线上,
∴, …………………(2分)
∵直线过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0),∴,
故椭圆C的方程为 ③…………………(4分)
⑵当直线的斜率存在时,设 ,代入③并整理得
,设,
则……………(5分)
∴,……(7分)
点到直线的距离.
∵,即,
又由 得 ,
∴,…………………………(9分)
而,∴,即,
解得,此时 …………………………………(11分)
当直线的斜率不存在时,,也有,
经检验,上述直线均满足,
故直线的方程为
3.(2008年山东卷,理科,22)
如图,设抛物线方程为为直线上任意一点,过引抛物线的切线,切点分别为
(I)求证:三点的横坐标成等差数列;
(II)已知当点的坐标为时,求此时抛物线的方程;
(III)是否存在点,使得点关于直线的对称点在抛物线上,其中点满足(为坐标原点)。若存在,求出所有适合题意的点的坐标;若不存在,请说明理由。
[答案](I)证明:由题意设,,
,
所以三点的横坐标成等差数列。
(II)解:由(I)知,
所以是方程的两根,
或
因此所求抛物线方程为或
(III)解:设由题意得,则中点坐标为
设直线的方程为
与都在上,代入得.
若在抛物线上,则即.
1)当
2)当
(1)对于
矛盾.
(2)对于,,则与轴平行,而直线不垂直矛盾。
综上可知,仅存在一点适合题意.
例4. 已知椭圆W的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,两条准线间的距离为6. 椭圆W的左焦点为,过左准线与轴的交点任作一条斜率不为零的直线与椭圆W交于不同的两点、,点关于轴的对称点为.
(1)求椭圆W的方程;
(2)求证: ();
(3)求面积的最大值.
解:(1)设椭圆W的方程为,由题意可知
解得,,,
所以椭圆W的方程为.……………………………………………4分
(2)解法1:因为左准线方程为,所以点坐标为.于是可设直线 的方程为.
得.
由直线与椭圆W交于、两点,可知
,解得.
设点,的坐标分别为,,
则,,,.
因为,,
所以,.
又因为
,
所以. ……………………………………………………………10分
解法2:因为左准线方程为,所以点坐标为.
于是可设直线的方程为,点,的坐标分别为,,
则点的坐标为,,.
由椭圆的第二定义可得
,
所以,,三点共线,即.…………………………………10分
(3)由题意知
,
当且仅当时“=”成立,
所以面积的最大值为.
例4 点在椭圆的左准线上,过点P且方向为的光线经直线反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为( )
(A) (B) (C) (D)
解:点关于直线的对称点为,因为入射光线的斜率为,所以反射光线的斜率为,反射光线的方程为:,令,得,即,又,得,选A
[例3] 如下图,在双曲线-=1的上支上有三点A(x1,y1),B(x2,6),C(x3,y3),它们与点F(0,5)的距离成等差数列.
(1)求y1+y3的值;
(2)证明:线段AC的垂直平分线经过某一定点,并求此点坐标.
剖析:可以验证F为焦点,利用第二定义可得三点到准线的距离也成等差数列,进而有三点纵坐标成等差数列,由此易得y1+y3的值.为求出AC的中垂线所过定点,不妨设想作出A与C关于y轴的对称点A′与C′.由双曲线的对称性,易知A′与C′也在双曲线上,且A′、B、C′满足题设条件,所以A′C′的中垂线也应过此定点.由两条中垂线关于y轴对称.所以定点应在y轴上.
(1)解:c==5,故F为双曲线的焦点,设准线为l,离心率为e,由题设有2|FB|=|FA|+|FC|. ①
分别过A、B、C作x轴的垂线AA2、BB2、CC2,交l于A1、B1、C1,则由双曲线第二定义有|FB|=e|BB1|,|FA|=e|AA1|,|FC|=e|CC1|,代入①式,得2e|BB1|=e|AA1|+e|CC1|,
即2|BB1|=|AA1|+|CC1|.
于是两边均加上准线与x轴距离的2倍,有
2|BB2|=|AA2|+|CC2|,
此即2×6=y1+y3,可见y1+y3=12.
(2)证明:AC的中垂线方程为
y-=-(x-),即y-6=-x+. ②
由于A、C均在双曲线上,所以有-=1,-=1.
相减得=.于是有
=(y1+y3)=·12=13,
故②变为y=-x+,易知此直线过定点D(0,).
评述:利用第二定义得焦半径,可使问题容易解决.中垂线过弦AC的中点,中点问题往往把A、C的坐标代入方程,两式相减、变形,即可解决问题.
4.(2008年湖南卷,文科,19)
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是,且两条准线间的距离为.
(I)求椭圆的方程;
(II)若存在过点A(1,0)的直线,使点F关于直线的对称点在椭圆上,
求的取值范围.
[解析](I)椭圆方程由a,b,c的关系易得,(II)设出直线的方程,求出点F关于直线的对称点,代入椭圆方程解关于的不等式组即得的取值范围.
[答案](I)设椭圆的方程为
由条件知且所以
故椭圆的方程是
(II)依题意, 直线的斜率存在且不为0,记为,则直线的方程是
设点关于直线的对称点为则
解得
因为点在椭圆上,所以即
设则
因为所以于是,
当且仅当
上述方程存在正实根,即直线存在.
解得所以
即的取值范围是
3.一束光线从点出发,经直线上一点反射后,恰好穿过点.
(Ⅰ)求点关于直线的对称点的坐标;
(Ⅱ)求以、为焦点且过点的椭圆的方程;
(Ⅲ)设直线与椭圆的两条准线分别交于、两点,点为线段上的动点,求点 到的距离与到椭圆右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点的坐标.
解:(Ⅰ)设的坐标为,则且.……2分
解得, 因此,点 的坐标为. …………………4分
(Ⅱ),根据椭圆定义,
得,……………5分
,.
∴所求椭圆方程为. ………………………………7分
(Ⅲ),椭圆的准线方程为. …………………………8分
设点的坐标为,
表示点到的距离,表示点到椭圆的右准线的距离.
则,.
, ……………………………10分
令,则,
当,, ,.
∴ 在时取得最小值. ………………………………13分
因此,最小值=,此时点的坐标为.…………14分
注:的最小值还可以用判别式法、换元法等其它方法求得.
说明:求得的点即为切点,的最小值即为椭圆的离心率.
1.若抛物线y=2x2上的两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线y=x+m对称且x1x2=-,求m的值.
解:设直线AB的方程为y=-x+b,代入y=2x2得2x2+x-b=0,
∴x1+x2=-,x1x2==-.
∴b=1,即AB的方程为y=-x+1.
设AB的中点为M(x0,y0),则
x0==-,代入y0=-x0+1,
得y0=.又M(-,)在y=x+m上,
∴=-+m.∴m=.
[例2]过点(1,0)的直线l与中心在原点,焦点在x轴上且离心率为的椭圆C相交于A、B两点,直线y=x过线段AB的中点,同时椭圆C上存在一点与右焦点关于直线l对称,试求直线l与椭圆C的方程.
解法一:由e=,得,从而a2=2b2,c=b.
设椭圆方程为x2+2y2=2b2,A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上.
则x12+2y12=2b2,x22+2y22=2b2,两式相减得,(x12-x22)+2(y12-y22)=0,
设AB中点为(x0,y0),则kAB=-,又(x0,y0)在直线y=x上,y0=x0,于是-=
-1,kAB=-1,设l的方程为y=-x+1.
右焦点(b,0)关于l的对称点设为(x′,y′),
由点(1,1-b)在椭圆上,得1+2(1-b)2=2b2,b2=.
∴所求椭圆C的方程为 =1,l的方程为y=-x+1.
解法二:由e=,从而a2=2b2,c=b.
设椭圆C的方程为x2+2y2=2b2,l的方程为y=k(x-1),
将l的方程代入C的方程,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2b2=0,则x1+x2=,y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(x1+x2)-2k=-.
直线l:y=x过AB的中点(),则,解得k=0,或k=-1.
若k=0,则l的方程为y=0,焦点F(c,0)关于直线l的对称点就是F点本身,不能在椭圆C上,所以k=0舍去,从而k=-1,直线l的方程为y=-(x-1),即y=-x+1,以下同解法一.
2如图,过抛物线的对称轴上任一点作直线与抛物线交于A、B两点,点Q是点P关于原点的对称点
⑴.设点P满足(为实数),
证明:;
⑵.设直线AB的方程是,过A、B两点
的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.
解⑴.依题意,可设直线AB的方程为,代入抛物线方程,得:
① …………………………………………………………… 2分
设A、B两点的坐标分别是、,则是方程①的两根,
所以,. ……………………………………………………………………… 3分
由点P满足(为实数,),得, 即.
又点Q是点P关于原点的以称点,故点Q的坐标是,从而.
=
=
= =0 ………………………… 6分
所以,. ………………………………………………………………… 7分
⑵.由得点A、B的坐标分别是、.
由得,
所以,抛物线在点A处切线的斜率为. ……………… 9分
设圆C的方程是,
则 ……………………… 11分
解得:.…………………………… 13分
所以,圆C的方程是. ………………………… 14分
排列、组合和二项式定理
⑴排列数公式:=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=(m≤n,m、n∈N*),当m=n时为全排列=n(n-1)(n-2)…3.2.1=n!;
⑵组合数公式:(m≤n),;
⑶组合数性质:;
⑷二项式定理:
①通项:②注意二项式系数与系数的区别;
⑸二项式系数的性质:
①与首末两端等距离的二项式系数相等;②若n为偶数,中间一项(第+1项)二项式系数最大;若n为奇数,中间两项(第和+1项)二项式系数最大;
③
(6)求二项展开式各项系数和或奇(偶)数项系数和时,注意运用赋值法。
2. 概率与统计
⑴随机变量的分布列:①随机变量分布列的性质:pi≥0,i=1,2,…; p1+p2+…=1;
②离散型随机变量:
X |
x1 |
X2 |
… |
xn |
… |
P |
P1 |
P2 |
… |
Pn |
… |
期望:EX= x1p1 + x2p2 + … + xnpn + … ;
方差:DX= ;
注:;
③二项分布(独立重复试验):
若X-B(n,p),则EX=np, DX=np(1- p);注: 。
⑵条件概率:称为在事件A发生的条件下,事件B发生的概率。
注:①0P(B|A)1;②P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)。
⑶独立事件同时发生的概率:P(AB)=P(A)P(B)。
⑷正态总体的概率密度函数:式中是参数,分别表示总体的平均数(期望值)与标准差;
(6)正态曲线的性质:
①曲线位于x轴上方,与x轴不相交;②曲线是单峰的,关于直线x= 对称;
③曲线在x=处达到峰值;④曲线与x轴之间的面积为1;
当一定时,曲线随质的变化沿x轴平移;
当一定时,曲线形状由确定:越大,曲线越“矮胖”,表示总体分布越集中;
越小,曲线越“高瘦”,表示总体分布越分散。
注:P=0.6826;P=0.9544
P=0.9974
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