3、-1=0或x=1
解析:將過直線l2:x+2y=0與l3:2x+2y-1=0的交點的直線系設(shè)為(x+2y)+λ(2x+2y-1)=0(*),即(1+2λ)x+(2+2λ)y-λ=0,由相切得=1,解得λ=1,代入(*)式,整理得選D.
答案:D
4.若圓C:x2+y2+2x-4y+3=0關(guān)于直線2ax+by+6=0對稱,則由點M(a,b)向圓所作的切線長的最小值是( )
A.2 B.3
C.4 D.6
解析:由題意知直線2ax+by+6=0過圓心C(-1,2),則a-b-3=0,當點M(a,b)到圓心的距離最小時,切線長最短,|MC|==,當a=2時最小,此時b=-1,切線長
4、等于4.
答案:C
5.已知直線x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩點A,B,O是坐標原點,且有|+|≥||,那么k的取值范圍是( )
A.(,+∞) B.[,+∞)
C.[,2) D.[,2)
解析:當|+|=||時,A,B,O三點為等腰三角形的三個頂點,其中|OA|=|OB|,∠AOB=120,從而圓心O到直線x+y-k=0(k>0)的距離為1,此時,k=;當k>時,|+|>||,又直線與圓x2+y2=4存在兩交點,故k<2.綜上,k的取值范圍為[,2).
答案:C
6.已知方程+=1表示焦點在y軸上的橢圓,則m的取值范圍為( )
A. B.
5、(1,2)
C.(-∞,0)∪(1,2) D.(-∞,-1)∪
解析:依題意得不等式組,解得m<-1或1b>0),則,解得所以橢圓的標準方程為+=1.
答案:D
8.過拋物線y=ax2(a>0)的焦點F作一條直線交拋物線于A,B兩點,若
6、線段AF,BF的長分別為m,n,則等于( )
A. B.
C.2a D.
解析:設(shè)直線方程為y=kx+,與y=ax2聯(lián)立消去y得ax2-kx-=0,設(shè)A(x1,ax),B(x2,ax),則x1+x2=,x1x2=-,x+x=+,m=ax+,n=ax+,可得mn=,m+n=+,∴=.
答案:B
9.設(shè)F為雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的右焦點,過點F且斜率為-1的直線l與雙曲線C的兩條漸近線分別交于A,B兩點,若A為線段BF的中點,則雙曲線C的離心率e=( )
A. B.
C. D.
解析:由題意知,直線l的方程為y=-(x-c),解方程組,得A,解方程組,得B,
7、因為A為線段BF的中點,所以=+c,即b=3a,所以e2===1+9=10,所以e=.
答案:A
10.與拋物線y2=-2x相切,且與雙曲線-=1的漸近線平行的直線方程為( )
A.y=x-或y=-x+
B.y=x-或y=-x+
C.y=x-或y=-x+
D.y=x-或y=-x+
解析:雙曲線-=1的漸近線為y=x,設(shè)所求直線的方程為y=x+m.把y=x+m代入拋物線y2=-2x,得x2+x+m2=0,由Δ=2-4m2=0,得m=-,所以切線方程為y=x-;把y=-x+m代入拋物線y2=-2x,得x2-x+m2=0,由Δ=2-4m2=0,得m=,所以切線方程為y=-x+.綜上,
8、切線方程為y=x-或y=-x+.
答案:A
二、填空題(每小題5分)
11.直線x-ky+1=0與圓O:x2+y2=4相交于兩點A、B,則動弦AB中點M的軌跡方程是__________.
解析:設(shè)動點M的坐標為(x,y),易知直線恒過定點P(-1,0),由垂徑定理可得⊥,故=x(x+1)+y2=0,即2+y2=.
答案:2+y2=
12.兩條互相垂直的直線2x+y+2=0和ax+4y-2=0的交點為P,若圓C過點P和點M(-3,2),且圓心C在直線y=x上,則圓C的標準方程為__________.
解析:由2x+y+2=0和ax+4y-2=0垂直得2a+4=0,故a=-2,代入直
9、線方程,聯(lián)立解得交點坐標為P(-1,0),易求得線段MP的垂直平分線l的方程為x-y+3=0.設(shè)圓C的標準方程為(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),則圓心(a,b)為直線l和直線y=x的交點,聯(lián)立,解得圓心C的坐標為(-6,-3),從而解得r2=34,所以圓C的標準方程為(x+6)2+(y+3)2=34.
答案:(x+6)2+(y+3)2=34
13.過拋物線x2=4y上一點M(x0,y0)(x0>0)作拋物線的切線與拋物線的準線交于點N(x1,y1),則x0-x1的最小值為__________.
解析:由x2=4y,得y=x2,則y′=x,拋物線的準線方程為y=-1.因為點M(
10、x0,y0)是拋物線x2=4y上一點,所以y0=x,且過點M的拋物線的切線的斜率k=x0,切線方程為y-y0=x0(x-x0),即y-x=x0(x-x0),令y=-1,得x1=x0-,所以x0-x1=x0+≥2,所以x0-x1的最小值為2.
答案:2
14.在平面直角坐標系中,點P為橢圓+y2=1上的一個動點,則點P到直線x-y+6=0的最大距離為__________.
解析:設(shè)直線x-y+a=0與橢圓相切,則方程組有唯一解,消去x,得4y2-2ay+a2-3=0,Δ=4a2-16(a2-3)=0,解得a=2,所以直線x-y2=0與橢圓相切,所以點P到直線x-y+6=0的最大距離為直線x
11、-y-2=0與直線x-y+6=0間的距離,最大距離為=4.
答案:4
15.過雙曲線x2-=1左焦點F的直線交雙曲線于A,B兩點,若|AB|=3,則△AOB的面積為__________.
解析:根據(jù)題意知,直線AB的斜率存在,設(shè)為k,F(xiàn)(-2,0),則直線AB的方程為y=k(x+2),代入雙曲線方程x2-=1,得3x2-k2(x+2)2-3=0,即(3-k2)x2-4k2x-4k2-3=0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=,(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=2-4=,所以|AB|===3,解得k=,所以直線AB的方程為y=(x+2),原點到直
12、線AB的距離為d==1,所以△AOB的面積為31=.
答案:
三、解答題(第16,17,18,19題每題12分,第20題13分,第21題14分)
16.過平面內(nèi)M點的光線經(jīng)x軸反射后與圓C:x2+(y-2)2=2相切于A,B兩點.
(1)若M點的坐標為(5,1),求反射光線所在直線的方程;
(2)若|AB|=,求動點M的軌跡方程.
解:(1)由光的反射原理知,反射光線所在直線必過點(5,-1),設(shè)反射光線所在直線的斜率為k,則此直線方程可以設(shè)為y+1=k(x-5),即kx-y-5k-1=0(*).
又反射光線與圓C:x2+(y-2)2=2相切,所以=,解得k=-1或-,代入(*)
13、化簡整理,得反射光線所在直線的方程為x+y-4=0或7x+23y-12=0.
(2)設(shè)動點M的坐標為(x,y)(y≥0),則反射光線所在直線必過點M關(guān)于x軸的對稱點Q(x,-y),設(shè)動弦AB的中點為P,則|AP|=,故|CP|==.
由射影定理|CP||CQ|=|AC|2,得|CQ|==8,即=8,即x2+(y+2)2=128(y≥0).
17.已知直線l1:mx-y=0,l2:x+my-2m-2=0.
(1)證明:m取任意實數(shù)時,l1和l2的交點總在一個定圓C上;
(2)直線AB與(1)中的圓C相交于A,B兩點,
①若弦AB被點P平分,求直線AB的方程.
②若直線AB經(jīng)過定點(
14、2,3),求使△ABC的面積取得最大值時的直線AB的方程.
解:(1)設(shè)l1和l2的交點坐標為(x,y),則有,
消去m得,x2+y2-2x-2y=0,即(x-1)2+(y-1)2=2,所以l1和l2的交點總在圓心坐標為(1,1),半徑為的圓上.
(2)①當弦AB被點P平分時,CP⊥AB,因為kCP==1,所以kAB=-1,由點斜式方程,得直線AB的方程為y-=-,即x+y-1=0.
②當直線AB的斜率不存在時,直線AB的方程為x=2,可求得|AB|=2,S△ABC=21=1;當直線AB的斜率存在時,設(shè)直線AB的方程為y-3=k(x-2),即kx-y+3-2k=0,則圓心C到直線AB的
15、距離d==,又S△ABC=d2==,當d2=2
=1,即k=時,△ABC面積取得最大值1,此時,直線AB的方程為y-3=(x-2),即3x-4y+6=0.
綜上所求直線AB的方程為x=2或3x-4y+6=0.
18.已知拋物線D的頂點是橢圓+=1的中心,焦點與橢圓的右焦點重合.
(1)求拋物線D的方程;
(2)已知動直線l過點P(4,0),交拋物線D于A,B兩點.是否存在垂直于x軸的直線m被以AP為直徑的圓M所截得的弦長恒為定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,說明理由.
解:(1)由題意,可設(shè)拋物線D的方程為y2=2px(p>0).
由4-3=1,得拋物線的焦點為(1,0)
16、,∴p=2.
∴拋物線D的方程為y2=4x.
(2)設(shè)A(x1,y1),假設(shè)存在直線m:x=a滿足題意,則圓心M,過M作直線x=a的垂線,垂足為E,設(shè)直線m與圓M的一個交點為G.則|EG|2=|MG|2-|ME|2,
即|EG|2=|MA|2-|ME|2=-2=y(tǒng)++a(x1+4)-a2=x1-4x1+a(x1+4)-a2=(a-3)x1+4a-a2.
當a=3時,|EG|2=3,此時直線m被以AP為直徑的圓M所截得的弦長恒為定值2.
因此存在直線m:x=3滿足題意.
19.已知雙曲線G的中心在原點,它的漸近線與圓x2+y2-10x+20=0相切.過點P(-4,0)作斜率為的直線l
17、,使得直線l和雙曲線G交于A,B兩點,和y軸交于點C,并且點P在線段AB上,|PA||PB|=|PC|2.
(1)求雙曲線G的方程;
(2)橢圓S的中心在原點,焦點在y軸上,它的短軸是G的實軸.如果S中垂直于l的平行弦的中點的軌跡恰好是G的漸近線截在S內(nèi)的部分,求橢圓S的方程.
解:(1)設(shè)雙曲線G的漸近線的方程為y=kx,則由已知可得=,所以k=,即雙曲線G的漸近線的方程為y=x.
設(shè)雙曲線G的方程為x2-4y2=m,A(xA,yA),B(xB,yB).由,得3x2-8x-16-4m=0,
則xA+xB=,xAxB=-.(*)
因為|PA||PB|=|PC|2,P,A,B,C共線
18、且P在線段AB上,
所以(xP-xA)(xB-xP)=(xP-xC)2,整理得:4(xA+xB)+xAxB+32=0,將(*)代入上式,解得:m=28.
所以雙曲線G的方程為-=1.
(2)由題可設(shè)橢圓S的方程為:+=1(a>2),弦的兩個端點分別為M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中點為Q(x0,y0),
由,得
+=0,
因為=-4,x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,
所以-=0,
所以S中垂直于l的平行弦的中點的軌跡為直線-=0截在橢圓S內(nèi)的部分.
又這個軌跡恰好是G的漸近線截在S內(nèi)的部分,所以=,
所以a2=56,橢圓S的方程為+=1.
20.已知橢
19、圓C:+=1(a>b>0)的離心率e=,且過點.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過原點的直線與橢圓C交于A,B兩點(A,B不是橢圓C的頂點).點D在橢圓C上,且AD⊥AB,直線BD與x軸交于點M,在第一象限內(nèi)是否存在A點,使得AM與橢圓相切?若存在,求出A點的坐標;若不存在,說明理由.
解:(1)由e=,得a=2b,把點代入橢圓方程可得:+=1?b=1,所以橢圓C的方程為+y2=1.
(2)假設(shè)存在A(x1,y1)(x1>0,y1>0),則B(-x1,-y1),直線AB的斜率kAB=,
又AB⊥AD,所以直線AD的斜率k=-,
設(shè)直線AD的方程為y=kx+m,D(x2,y2),由題
20、意知k≠0,m≠0,
由,可得(1+4k2)x2+8mkx+4m2-4=0.
所以x1+x2=-,因此y1+y2=k(x1+x2)+2m=,
由題意知,x1≠x2,所以kBD==-=,
所以直線BD的方程為y+y1=(x+x1),
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0),
可得kAM=-.設(shè)過點A的直線l:y=tx+p與橢圓相切,則把y=tx+p代入+y2=1,得(1+4t2)x2+8ptx+4p2-4=0有兩個相等實根,所以Δ=(8pt)2-44(p2-1)(1+4t2)=0,所以4t2=p2-1.
又方程的解為x1,即x1=-,y1=,所以t=-.
若AM是橢圓的切線,
21、則-=-,即x=2y,
又因為+y=1,
所以x=,y=,
所以x1=,y1=,所以在第一象限內(nèi)存在點A,使得AM與橢圓相切.
21.已知焦距為2的橢圓C:+=1(a>b>0)的左焦點為F1、上頂點為D,直線DF1與橢圓C的另一個交點為H,且|DF1|=7|F1H|.
(1)求橢圓的方程;
(2)點A是橢圓C的右頂點,過點B(1,0)且斜率為k(k≠0)的直線l與橢圓C相交于E,F(xiàn)兩點,直線AE,AF分別交直線x=3于M,N兩點,線段MN的中點為P.記直線PB的斜率為k′,求證:kk′為定值.
解:(1)∵橢圓C的焦距為2,
∴F1(-,0),又D(0,b),|DF1|=7|F1H|,
∴點H的坐標為,則+=1,解得a2=4,則b2=4-3=1,
∴橢圓C的方程為+y2=1.
(2)根據(jù)已知可設(shè)直線l的方程為y=k(x-1).
由,得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0.
設(shè)E(x1,y1),F(xiàn)(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=.直線AE,AF的方程分別為:y=(x-2),
y=(x-2),令x=3,
則M,N,
∴P.
∴kk′=
=
=
==-.