8、已知椭圆(a>b>0)上两点A、B,直线上有两点C、D,且ABCD是正方形。此正方形外接圆为x2+y2-2y-8=0,求椭圆方程和直线的方程。
7、已知椭圆x2+2y2=12,A是x轴正方向上的一定点,若过点A,斜率为1的直线被椭圆截得的弦长为,求点A的坐标。
6、已知△ABC三边所在直线方程AB:x-6=0,BC:x-2y-8=0,CA:x+2y=0,求此三角形外接圆的方程。
5、某人有楼房一幢,室内面积共180,拟分隔成两类房间作为旅游客房.大房间每间面积为18,可住游客5名,每名游客每天住宿费为40元;小房间每间面积为15,可住游客3名,每名游客每天住宿费为50元.装修大房间每间需1000元,装修小房间每间需600元.如果他只能筹款8000元用于装修,且游客能住满客房,他应隔出大房间和小房间各多少间,能获得最大收益?
4、已知三种食物P、Q、R的维生素含量与成本如下表所示.
现在将xkg的食物P和ykg的食物Q及zkg的食物R混合,制成100kg的混合物.如果这100kg的混合物中至少含维生素A44 000单位与维生素B48 000单位,那么x,y,z为何值时,混合物的成本最小?
3、求直线l2:7x-y+4=0到l1:x+y-2=0的角平分线的方程。
|
食物P |
食物Q |
食物R |
维生素A(单位/kg) |
400 |
600 |
400 |
维生素B(单位/kg) |
800 |
200 |
400 |
成本(元/kg) |
6 |
5 |
4 |
2、已知△ABC的顶点A(3, -1),AB边上的中线所在直线的方程为6x+10y-59=0,∠B的平分线所在直线的方程为:x-4y+10=0,求边BC所在直线的方程。
1、已知P是以、为焦点的椭圆上一点,若 ,则椭圆的离心率为 ( )
(A) (B) (C) (D)
例1、(08山东高考题理科)如图,设抛物线方程为x2=2py(p>0),M为 直线y=-2p上任意一点,过M引抛物线的切线,切点分别为A,B.
(Ⅰ)求证:A,M,B三点的横坐标成等差数列;
(Ⅱ)已知当M点的坐标为(2,-2p)时,,求此时抛物线的方程;
(Ⅲ)是否存在点M,使得点C关于直线AB的对称点D在抛物线上,其中,点C满足(O为坐标原点).若存在,求出所有适合题意的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)证明:由题意设
由得,则
所以
因此直线MA的方程为
直线MB的方程为
所以 ①
②
由①、②得
因此 ,即
所以A、M、B三点的横坐标成等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,当x0=2时,
将其代入①、②并整理得:
所以 x1、x2是方程的两根,
因此
又
所以
由弦长公式得
又,
所以p=1或p=2,
因此所求抛物线方程为或
(Ⅲ)解:设D(x3,y3),由题意得C(x1+ x2, y1+ y2),
则CD的中点坐标为
设直线AB的方程为
由点Q在直线AB上,并注意到点也在直线AB上,
代入得
若D(x3,y3)在抛物线上,则
因此 x3=0或x3=2x0.
即D(0,0)或
(1)当x0=0时,则,此时,点M(0,-2p)适合题意.
(2)当,对于D(0,0),此时
又AB⊥CD,
所以
即矛盾.
对于因为此时直线CD平行于y轴,
又
所以 直线AB与直线CD不垂直,与题设矛盾,
所以时,不存在符合题意的M点.
综上所述,仅存在一点M(0,-2p)适合题意.
例2(08全国高考题)设椭圆中心在坐标原点,是它的两个顶点,直线与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点.
(Ⅰ)若,求的值;
(Ⅱ)求四边形面积的最大值.
(Ⅰ)解:依题设得椭圆的方程为,
直线的方程分别为,.
如图,设,其中,
且满足方程,
故.①
由知,得;
由在上知,得.
所以,
化简得,
解得或.
(Ⅱ)解法一:根据点到直线的距离公式和①式知,点到的距离分别为,
.
又,所以四边形的面积为
,
当,即当时,上式取等号.所以的最大值为.
解法二:由题设,,.
设,,由①得,,
故四边形的面积为
,
当时,上式取等号.所以的最大值为.
例3、已知x、y满足约束条件
x≥1,
x-3y≤-4,
3x+5y≤30,
求目标函数z=2x-y的最大值和最小值.
解:根据x、y满足的约束条件作出可行域,即如图所示的阴影部分(包括边界).
作直线:2x-y=0,再作一组平行于的直线:2x-y=t,t∈R.
可知,当在的右下方时,直线上的点(x,y)满足2x-y>0,即t>0,而且直线往右平移时,t随之增大.当直线平移至的位置时,直线经过可行域上的点B,此时所对应的t最大;当在的左上方时,直线上的点(x,y)满足2x-y<0,即t<0,而且直线往左平移时,t随之减小.当直线平移至的位置时,直线经过可行域上的点C,此时所对应的t最小.
x-3y+4=0,
由 解得点B的坐标为(5,3);
3x+5y-30=0,
x=1,
由 解得点C的坐标为(1,).
3x+5y-30=0,
所以,=2×5-3=7;=2×1-=.
例4、(08山东高考题文科)已知曲线所围成的封闭图形的面积为,曲线的内切圆半径为.记为以曲线与坐标轴的交点为顶点的椭圆.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设是过椭圆中心的任意弦,是线段的垂直平分线.是上异于椭圆中心的点.
(1)若(为坐标原点),当点在椭圆上运动时,求点的轨迹方程;
(2)若是与椭圆的交点,求的面积的最小值.
解:(Ⅰ)由题意得
又,
解得,.
因此所求椭圆的标准方程为.
(Ⅱ)(1)假设所在的直线斜率存在且不为零,设所在直线方程为,
.
解方程组得,,
所以.
设,由题意知,
所以,即,
因为是的垂直平分线,
所以直线的方程为,
即,
因此,
又,
所以,
故.
又当或不存在时,上式仍然成立.
综上所述,的轨迹方程为.
(2)当存在且时,由(1)得,,
由解得,,
所以,,.
解法一:由于
,
当且仅当时等号成立,即时等号成立,此时面积的最小值是.
当,.
当不存在时,.
综上所述,的面积的最小值为.
解法二:因为,
又,,
当且仅当时等号成立,即时等号成立,
此时面积的最小值是.
当,.
当不存在时,.
综上所述,的面积的最小值为.
例5(08湖北高考题)如图,在以点O为圆心,|AB|=4为直径的半圆ADB中,OD⊥AB,P是半圆弧上一点,∠POB=30°,曲线C是满足||MA|-|MB||为定值的动点M的轨迹,且曲线C过点P.
(Ⅰ)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程;
(Ⅱ)设过点D的直线l与曲线C相交于不同的两点E、F.
若△OEF的面积不小于2,求直线l斜率的取值范围.
解:本小题主要考查直线、圆和双曲线等平面解析几何的基础知识,考查轨迹方程的求法、不等式的解法以及综合解题能力.
(Ⅰ)解法1:以O为原点,AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,则A(-2,0),B(2,0),D(0,2),P(),依题意得
||MA|-|MB||=|PA|-|PB|=<
|AB|=4.
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线.
设实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,
则c=2,2a=2,∴a2=2,b2=c2-a2=2.
∴曲线C的方程为.
解法2:同解法1建立平面直角坐标系,则依题意可得
||MA|-|MB||=|PA|-|PB|<|AB|=4.
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线.
设双曲线的方程为>0,b>0).
则由 解得a2=b2=2,
∴曲线C的方程为
(Ⅱ)解法1:依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理
得(1-k2)x2-4kx-6=0. ①
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴
∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,). ②
设E(x1,y1),F(x2, y2),则由①式得x1+x2=,于是
|EF|=
=
而原点O到直线l的距离d=,
∴S△DEF=
若△OEF面积不小于2,即S△OEF,则有
③
综合②、③知,直线l的斜率的取值范围为[-,-1]∪(-1,1) ∪(1, ).
解法2:依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理,
得(1-k2)x2-4kx-6=0. ①
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴ .
∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,). ②
设E(x1,y1),F(x2,y2),则由①式得
|x1-x2|= ③
当E、F在同一支上时(如图1所示),
S△OEF=
当E、F在不同支上时(如图2所示).
S△ODE=
综上得S△OEF=于是
由|OD|=2及③式,得S△OEF=
若△OEF面积不小于2
④
综合②、④知,直线l的斜率的取值范围为[-,-1]∪(-1,1)∪(1,).
例7、 已知⊙M:轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,(1)如果,求直线MQ的方程;
(2)求动弦AB的中点P的轨迹方程.
解:(1)由,可得由射影定理,得 在Rt△MOQ中,
,
故,
所以直线AB方程是
(2)连接MB,MQ,设由
点M,P,Q在一直线上,得
由射影定理得
即 把(*)及(**)消去a,
并注意到,可得
说明:适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在。
例8、已知椭圆,能否在此椭圆位于y轴左侧的部分上找到一点M,使它到左准线的距离为它到两焦点F1、F2距离的等比中项,若能找到,求出该点的坐标,若不能找到,请说明理由。
解:假设存在满足条件的点,设M(x1,y1)a2=4,b2=3,∴a=2,,c=1,∴,
,点M到椭圆左准线的距离
,∴,∴,∴或,这与x1∈[-2,0)相矛盾,∴满足条件的点M不存在。
例9、已知椭圆中心在原点,焦点在轴上,焦距为4,离心率为,
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)设椭圆在y轴正半轴上的焦点为M,又点A和点B在椭圆上,且M分有向线段所成的比为2,求线段AB所在直线的方程。
解:(Ⅰ)设椭圆方程为 由2c=4得c=2 又
故a=3, ∴所求的椭圆方程为
(Ⅱ)若k 不存在,则,若k 存在,则设直线AB的方程为:y=kx+2
又设A
由 得
① ②
∵点M坐标为M(0,2) ∴
由∴
∴代入①、②得… ③ ④
由③、④ 得 ∴
∴线段AB所在直线的方程为:。
说明:有向线段所成的比,线段的定比分点等概念,本身就是解析几何研究的一类重要问题。向量概念的引入,使这类问题的解决显得简洁而流畅。求解这类问题可以用定比分点公式,也可以直接用有向线段的比解题。
另外,向量的长度,点的平移等与解析几何都有着千丝万缕的联系,向量与解析几何的结合,为解决这些问题开辟了新的解题途径。
例12、已知双曲线的离心率,过的直线到原点的距离是
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值.
解:∵(1)原点到直线AB:的距离.
故所求双曲线方程为
(2)把中消去y,整理得 .
设的中点是,则
即
故所求k=±.
说明:为了求出的值, 需要通过消元, 想法设法建构的方程.
例15、已知椭圆的长、短轴端点分别为A、B,从此椭圆上一点M向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点,向量与是共线向量。
(1)求椭圆的离心率e;
(2)设Q是椭圆上任意一点, 、分别是左、右焦点,求∠ 的取值范围;
解:(1)∵,∴。
∵是共线向量,∴,∴b=c,故。
(2)设
当且仅当时,cosθ=0,∴θ。
说明:由于共线向量与解析几何中平行线、三点共线等具有异曲同工的作用,因此,解析几何中与平行线、三点共线等相关的问题均可在向量共线的新情景下设计问题。求解此类问题的关键是:正确理解向量共线与解析几何中平行、三点共线等的关系,把有关向量的问题转化为解析几何问题。
例16、一条斜率为1的直线与离心率为的椭圆C:()交于P、Q,两点,直线与Y轴交于点R,且,,求直线和椭圆C的方程。
解: 椭圆离心率为,,
所以椭圆方程为,设方程为:,
由消去得
……(1) ……(2)
所以
而
所以
所以……(3)又,, 从而……(4) 由(1)(2)(4)得……(5)
由(3)(5)解得, 适合,
所以所求直线方程为:或;椭圆C的方程为
说明:向量数量积的坐标表示,构建起向量与解析几何的密切关系,使向量与解析几何融为一体。求此类问题的关键是:利用向量数量积的坐标表示,沟通向量与解析几何的联系。体现了向量的工具性。
3.命题的热点:
(1)与其他知识进行综合,在知识网络的交汇处设计试题(如与向量综合,与数列综合、与函数、导数及不等式综合等);
(2)直线与圆锥曲线的位置关系,由于该部分内容体现解析几何的基本思想方法--用代数的手段研究几何问题,因此该部分内容一直是考试的热点,相信,在09年的考试中将继续体现;
(3)求轨迹方程.
(4)应用题.
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