浙江省丽水四校 2019-2020 学年高二上学期期中联考数学试题
一、选择题(本大题共 12 小题)
1.圆 的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析: 变形为
考点:圆的方程
2.椭圆 + =1(0<m<4)的离心率为 ,则 m 的值为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用椭圆方程,结合离心率公式求解即可.
【详解】解:椭圆 =1(0<m<4)的离心率为 ,
可得 ,解得 m=2.
故选:C.
【点睛】本题考查椭圆 简单性质的应用,是基本知识的考查.
3.经过点(1,-3),倾斜角是 150°的直线方程是( )
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由直线的倾斜角求得直线的斜率,再由直线的点斜式方程求解.
的
.
2 2 2 4 0x y x y+ + − =
3 3 5 5
2 2 2 4 0x y x y+ + − = ( ) ( )2 2 21 2 5 5 5x y r r+ + − = ∴ = ∴ =
2
4
x 2y
m
2
2
2 2 2
2 2
4
x y
m
+ 2
2
4 2
2 2
m− =
3 3 3 1 0x y− − + = 3 3 3 1 0x y+ + − =
3 3 3 1 0x y− + − = 3 3 3 1 0x y+ − + =
【详解】解:∵直线的倾斜角为 150°,∴所求直线的斜率 k=tan150°= ,
又直线过点(1,-3),
∴所求直线方程为 y+3= (x-1),即 .
故选:B.
【点睛】本题考查直线的倾斜角与直线的斜率的关系,考查直线的点斜式方程,是基础题.
4.圆 与圆 的位置关系是( )
A 外离 B. 相交 C. 内切 D. 外切
【答案】D
【解析】
【分析】
根据圆的方程求得两圆的圆心和半径,根据圆心距和两圆半径的关系可确定位置关系.
【详解】由圆的方程可知圆 圆心为 ,半径 ;圆 圆心为 ,半径
圆心距为:
两圆的位置关系为:外切
本题正确选项:
【点睛】本题考查圆与圆的位置关系的判定,关键是能够通过圆的方程确定两圆的圆心和半
径,从而根据圆心距和半径的关系确定位置关系.
5.若直线 x+(1+m)y-2=0 与直线 m+2y+4=0 平行,则 m 的值是( )
A. 1 B. -2 C. 1 或-2 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
分类讨论直线 的斜率情况,然后根据两直线平行的充要条件求解即可得
到所求.
【详解】①当 时,两直线分别为 和 ,此时两直线相交,不合
.
3
3
−
3
3
− 3 3 3 1 0x y+ + − =
2 2
1 : 1O x y+ = 2 2
2 : 2 2 2 2 3 0O x y x y+ − − + =
1O ( )0,0 1 1r = 2O ( )2, 2 2 1r =
∴ ( ) ( )2 2
1 22 0 2 0 2 r r− + − = = +
∴
D
3
2
−
( )1 2 0x m y+ + − =
1m = − 2 0x − = 2 4 0x y− − =
题意.
②当 时,两直线的斜率都存在,由直线平行可得 ,解得 .
综上可得 .
故选 A.
【点睛】本题考查两直线平行的等价条件,解题的关键是将问题转化为对直线斜率存在性的
讨论.也可利用以下结论求解:若 ,则
且 或 且 .
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据三视图知几何体是底面为正方形的长方体,中间挖去一个圆锥体剩余部分,结合图中数
据求得该几何体的表面积.
【详解】解:根据三视图知几何体是底面为正方形的长方体,中间挖去一个圆锥体剩余部分,
如图所示;
1m ≠ −
1
1 2
2 21
m
m
m
− = − +
≠ − +
1m =
1m =
1 1 1 1 2 2 2 2: 0, : 0l A x B y C l A x B y C+ + = + + = 1 2l l ⇔
1 2 2 1A B A B= 1 2 2 1B C B C≠ 1 2 2 1A B A B= 1 2 2 1AC A C≠
4 8 3 π+ +
4 8 3 2π+ +
8 8 3 π+ +
8 8 3 2π+ +
则该几何体的表面积是
S=2×22+4×2× -π•12+π•1• =8+8 +π.
故选:C.
【点睛】本题考查了由三视图想象出直观图,以及空间想象力,识图能力及计算能力.
7.已知抛物线 C:y2=4x 的焦点为 F 和准线为 l,过点 F 的直线交 l 于点 A,与抛物线的一个交
点为 B,且 =-2 ,则|AB|=( )
A. 3 B. 6 C. 9 D. 12
【答案】C
【解析】
【分析】
利用 = ,结合抛物线定义求得|AB|.
【详解】解:抛物线 C:y2=4x 的焦点 F(1,0)和准线 l:x=-1,作图如下:
∵ = ,可得|FA|:|AB|=2:3,|FD|:|BC|=2:3,因为|FD|=2,所以|BC|=3,|FB|=3
AB=3|FB|=9,
故选:C.
本题考查抛物线的性质,考查向量知识的运用,考查学生的计算能力,属于基础题.
3 2 2( 3) 1+ 3
FA FB
FA 2FB−
FA 2FB−
8.已知直线 和曲线 有两个不同的交点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由直线方程得到直线过定点 ,且斜率为 ,又由曲线 是以原点为圆心,
半径 的圆的上半圆,在同一坐标系内画出它们的图象,结合图象求解,即可得到答案.
【详解】由题意,直线 ,则直线必过定点 ,斜率为 ,
又由曲线 是以原点为圆心,半径 的圆的上半圆,
在同一坐标系内做出它们的图象,如图所示,
当直线与半圆切与点 A 时,它们有唯一的公共点,此时,直线的倾斜角 满足 ,
所以 ,可得直线的斜率为 ,
当直线 的倾斜角由此变小时,两图象有两个不同的交点,直线的斜率 变化到 0
为止,由此可得 ,
所以直线 和曲线 有两个不同的交点时,实数 的取值范围是
,故选 A.
【点睛】本题主要考查了直线与圆的位置关系的应用,及直线方程的应用,其中解答中在同
一坐标系中作出两个函数的图象,结合图象和三角函数的基本关系式求解是解答的关键,着
3y mx m= + 24y x= −
2[0, 5)5
2[ 5,0]5
− 2 2( 5, 5)5 5
− 14[0, )7
( )3,0P − m 24y x= −
2r =
( )3 3y mx m m x= + = + ( )3,0P − m
24y x= − 2r =
α 2sin 3
α =
2 5cos 1 sin 3
α α= − = sin 2 5tan cos 5m
αα α= = =
3y mx m= + m
2 50 5m≤ < 3y mx m= + 24y x= − m 2 50, 5
重考查了分析问题和解答问题的能力,属于基础题.
9.已知实数 满足不等式组 ,且 的最大值是最小值的 2 倍,则
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
分析:首先根据题中所给的约束条件画出相应的可行域,结合目标函数的形式,结合其几何
意义,能够判断出最优解的位置,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得到 z 的最
值,再由最大值是最小值的 2 倍列式求得结果.
详解:根据题中所给的约束条件,画出相应的可行域,如图所示:
作出直线 ,平移直线 ,
由图可知,当直线经过点 D 时,直线在 y 轴上的截距最小,此时 取得最大值,由
,可得 ,所以 的最大值是 1,
当直线经过点 B 时,直线在 y 轴上的截距最大,此时 取得最小值,
由 ,可得 ,所以 的最小值是 ,
,x y
2 0x y
x a
x y
+ − ≤
≥
≤
2z x y= − a =
3
4
5
6
6
5
4
3
: 2l y x= l
2z x y= −
2 0x y
x y
+ − =
= (1,1)D 2z x y= −
2z x y= −
2 0x y
x a
+ − =
= ( ,2 )B a a− 2z x y= − 3 2a −
因为 的最大值是最小值的 2 倍,
所以 ,解得 ,故选 B.
点睛:该题考查的是有关线性规划的问题,在解题的过程中,需要先画出约束条件对应的可
行域,之后结合目标函数的形式得到其对应的几何意义,从而判断出其最优解,联立方程组
求得最值,根据 2 倍关系找出其满足的等量关系式,最后求得结果.
10.已知双曲线 的左、右焦点分别为 为双曲线上一点,且
,若 ,则该双曲线的离心率等于( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】
【分析】
根据双曲线的定义和题设条件,求得 ,再在 中,由余弦定理,
化简整理得 或 ,即可求解,得到答案.
【详解】由题意,根据双曲线的定义可得 ,又因为 ,
可得 ,
又由 ,可得 ,
在 中,由余弦定理可得
,
解得 或 ,所以 或 ,
故选 C.
【点睛】本题主要考查了双曲线的定义,以及双曲线的离心率的求解,其中解答中合理利用
2z x y= −
6 4 1a − = 5
6a =
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a ba b
− = > > 1 2, ,F F P
1 22PF PF=
1 2
15sin 4F PF∠ =
6 2 6 2 5
2 6
1 24 , 2PF a PF a= = 1 2PF F∆
2
2 4c
a
=
2
2 6c
a
=
1 2 2PF PF a− = 1 22PF PF=
1 24 , 2PF a PF a= =
1 2
15sin 4F PF∠ = 1 2
1cos 4F PF∠ = ±
1 2PF F∆
2 2 2 2 2 2
1 2 1 2
1
2
2
1
1 1co 6 4 4
2s 2 2 44
PF PF F F a a c
PF PP a aF FF
+ − + −= × × = ±=∠
2
2 4c
a
=
2
2 6c
a
= 2ce a
= = 6
双曲线的定义,以及在 中,利用余弦定理求得 的值是解答的关键,着重考查了推
理与运算能力,属于中档试题.
11.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l1:kx-y+4=0 与直线 l2:x+ky-3=0 相交于点 P,则当实数
k 变化时,点 P 到直线 4x-3y+10=0 的距离的最大值为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
求得直线 l1,直线 l2,恒过定点,以及两直线垂直,可得交点 P 的轨迹,再由直线和圆的位
置关系,即可得到所求最大值.
【详解】解:∵直线 l1:kx-y+4=0 与直线 l2:x+ky-3=0 的斜率之积: ,
∴直线 l1:kx-y+4=0 与直线 l2:x+ky-3=0 垂直,
∵直线 l1:kx-y+4=0 与直线 l2:x+ky-3=0 分别过点 M(0,4),N(3,0),
∴直线 l1:kx-y+4=0 与直线 l2:x+ky-3=0 的交点 P 在以 MN 为直径的圆上,
即以 C( ,2)为圆心,半径为 的圆上,
圆心 C 到直线 4x-3y+10=0 的距离为 d= =2,
则点 P 到直线 4x-3y+10=0 的距离的最大值为 d+r= +2= .
故选:B.
【点睛】本题考查直线恒过定点的求法和两直线垂直的条件,以及点到直线的距离公式的运
用,考查化简运算能力,属于中档题.
12.已知椭圆 与双曲线 有相同的
左、右焦点 , ,若点 P 是 与 在第一象限内的交点,且 ,设 与
的离心率分别为 , ,则 的取值范围是
1 2PF F∆ 2
2
c
a
9
2
11
2
7
4
1 1k k
× − = −
3
2
5
2
6 6 10
5
− +
5
2
9
2
2 2
1 1 12 2
1 1
x yC 1(a b 0)a b
+ = > >:
2 2
2 2 22 2
2 2
x yC 1(a 0,b 0)a b
− = > >:
1F 2F 1C 2C 1 2 2FF 4 PF= 1C 2C
1e 2e 2 1e e− ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先 根 据 椭 圆 和 双 曲 线 的 定 义 得 到 , 再 根 据 椭 圆 和 双 曲 线 的 离 心 率 得 到
,即得 ,再换元结合函数 (3<t<4)的单调性
求出 的取值范围.
【详解】设 , ,由椭圆的定义可得 ,
由双曲线的定可得 ,
解得 , ,
由 ,可得 ,
即 ,
由 , ,可得 ,
由 ,可得 ,
可得 ,即 ,
则 ,
可设 ,则 ,
由于函数 在 递增,所以 .
故选:B.
1 ,3
∞ +
1 ,13
1 ,2
∞ +
1 ,22
1 2
1a a c2
− =
1 2
1 1 1
e e 2
− = 2
2
2 1
2
ee e 2 e
− = + ( ) 4f t t 4t
= + −
2 1e e−
1PF m= 2PF n= 1m n 2a+ =
2m n 2a− =
1 2m a a= + 1 2n a a= −
1 2 2FF 4 PF= 1n c2
=
1 2
1a a c2
− =
1
1
ce a
= 2
2
ce a
=
1 2
1 1 1
e e 2
− =
10 e 1< < 1 1 1e >
2
1 1
e 2
>
21 e 2< < 2 2 2 2 1 2 2 2 2e ee e e 2 e 2 e − = − =+ + 22 e t(3 t 4)+ = < < 2 2 2 2 e (t 2) 4t 42 e t t −= = + −+ ( ) 4f t t 4t = + − 3 t 4< < ( ) 1f t ,13 ∈
【点睛】本题主要考查椭圆和双曲线的定义、方程和性质,主要是离心率的范围,考查换元
法和构造函数法,考查运算能力,属于中档题.
二、填空题(本大题共 7 小题)
13.双曲线 - =1 的渐近线方程是______,实轴长为______.
【答案】 (1). x±2y=0 (2). 4
【解析】
【分析】
直接利用双曲线方程求解渐近线方程与实轴长即可.
【详解】解:双曲线 ,可得 a=2, ,
所以双曲线的渐近线方程是: x±2y=0,
实轴长为:4.
故答案为: x±2y=0;4.
【点睛】本题考查双曲线的简单性质的应用,是基本知识的考查.
14.已知实数 x,y 满足 ,则目标函数 z=3x+y 的最小值是______,最大值是
______.
【答案】 (1). 6 (2).
【解析】
【分析】
由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程
组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.
【详解】解:由实数 x,y 满足 作出可行域如图,
2
4
x 2
3
y
3
2 2
14 3
x y− = 3b =
3
3
2
4
2 4 0
x
x y
x y
≥
+ ≤
− + + ≥
28
3
2
4
2 4 0
x
x y
x y
≥
+ ≤
− + + ≥
联立 ,解得 A(2,0),由 解得 B( , ),
化目标函数 z=3x+y 为 y=-3x+z,
由图可知,当直线 y=-3x+z 过点 A 时,直线在 y 轴上的截距最小,z 有最小值为 6.
当直线 y=-3x+z 过点 B 时,直线在 y 轴上的截距最大,z 有最大值为: .
故答案为:6; .
【点睛】本题考查简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法,是中档题.
15.已知直线 l1:2x–y+1=0 与 l2:x–2y+5=0 相交于点 P,则点 P 的坐标为__________,经过
点 P 且垂直于直线 3x+4y–5=0 的直线方程为__________.
【答案】 (1). (1,3) (2). 4x–3y+5=0
【解析】
【分析】
将两直线联立方程组,解得 的值,得到答案;根据垂直,将所求直线可设为 4x–3y+c=0,
代入点(1,3),得到 的值,从而得到答案.
【详解】联立 ,解得 ,
∴P 点的坐标为(1,3);
设垂直于直线 3x+4y–5=0 直线方程为 4x–3y+c=0,
把(1,3)代入解得 c=5.
∴经过点 P 且垂直于直线 3x+4y–5=0 的直线方程为 4x–3y+5=0.
故答案为:(1,3);4x–3y+5=0.
【点睛】本题考查求两条直线的交点,根据两直线的垂直关系求直线方程,属于简单题.
的
2
2 4 0
x
x y
=
− + + =
4
2 4 0
x y
x y
+ =
− + + =
8
3
4
3
28
3
28
3
,x y
c
2 1 0
2 5 0
x y
x y
− + =
− + =
1
3
x
y
=
=
16.当直线 l:kx-y+1-3k=0 被圆 x2+y2=16 所截得的弦长最短时,k=______.
【答案】-3
【解析】
【分析】
首先利用直线的变换,求出直线经过的定点,进一步利用直线与圆的位置关系的应用求出结
果.
【详解】解:直线 l:kx-y+1-3k=0,
整理得:y-1=k(x-3),
故直线经过定点 A(3,1),
当直线经过点 A(3,1)且垂直于 OA 时,截得的弦长最短,此时直线为
此时 k=-3.
故答案为:-3.
【点睛】本题考查的知识要点:定点直线系的应用,直线与圆的位置关系的应用,主要考察
学生的运算能力和转换能力,属于基础题
17.已知双曲线 C 的中心在原点,焦点在 x 轴上,其渐近线方程为 2x±3y=0,焦距为 2 ,
则双曲线 C 的标准方程为______.
【答案】 - =1
【解析】
【分析】
利用双曲线的渐近线方程以及焦距列出方程组,然后求解双曲线的标准方程即可.
【详解】解:双曲线 C 的中心在原点,焦点在 x 轴上,其渐近线方程为 2x±3y=0,焦距为
2 ,
设双曲线方程为: (a>0,b>0),
可得 ,并且 c2=13=a2+b2,可得 a=3,b=2,
所求双曲线的标准方程为: - =1.
3 10 0x y+ − =
13
2
9
x 2
4
y
13
2 2
2 2 1x y
a b
− =
2
3
b
a
=
2
9
x 2
4
y
故答案为: - =1.
【点睛】本题考查双曲线的简单性质的应用,双曲线方程的求法,考查计算能力,是基础
题.
18.在平面直角坐标系 中,点 ,若在曲线
上存在点 使得 ,则实数 的取值范围为
__________
【答案】
【解析】
【分析】
根据题意,设 P(x,y),分析可得若|PB|=2|PA|,则有(x﹣4)2+y2=4(x﹣1)2+4y2,变
形可得 x2+y2=4,进而可得 P 的轨迹为以 O 为圆心,半径为 2 的圆;将曲线 C 的方程变形为
(x﹣a)2+(y﹣2a)2=9,可得以(a,2a)为圆心,半径为 3 的圆;据此分析可得若曲线 C
上存在点 P 使得|PB|=2|PA|,则圆 C 与圆 x2+y2=4 有公共点,由圆与圆的位置关系可得3﹣2
2+3,解可得 a 的取值范围,即可得答案.
【详解】根据题意,设 P(x,y),
若|PB|=2|PA|,即|PB|2=4|PA|2,则有(x﹣4)2+y2=4(x﹣1)2+4y2,
变形可得:x2+y2=4,
即 P 的轨迹为以 O 为圆心,半径为 2 的圆,
曲线 Cx2﹣2ax+y2﹣4ay+5a2﹣9=0,即(x﹣a)2+(y﹣2a)2=9,则曲线 C 是以(a,2a)为
圆心,半径为 3 的圆;
若曲线 C 上存在点 P 使得|PB|=2|PA|,则圆 C 与圆 x2+y2=4 有公共点,
则有 3﹣2 2+3,即 1 |a|≤5,
解可得: a 或 a ,
即 a 的取值范围为:[ , ]∪[ , ];
2
9
x 2
4
y
xoy (1,0), (4,0)A B
2 2 2: 2 4 5 9 0C x ax y ay a− + − + − = P | | 2| |PB PA= a
5 55, , 55 5
− − ∪
2 24a a≤ + ≤
2 24a a≤ + ≤ 5≤
5− ≤ 5
5
≤ − 5
5
≤ 5≤
5− 5
5
− 5
5 5
故答案为:[ , ]∪[ , ].
【点睛】判断圆与圆的位置关系的常见方法
(1)几何法:利用圆心距与两半径和与差的关系.
(2)切线法:根据公切线条数确定.
19.过椭圆 + =1 的右焦点 F 作斜率为 k 的直线 l 与椭圆相交于 A,B 两点,若
=2 ,则 k=______.
【答案】±
【解析】
【分析】
设直线 l 方程以及 A,B 坐标,与椭圆联立解方程组,利用向量坐标关系结合韦达定理解得结
果.
【详解】解:由椭圆方程可得 a=3,b= ,c=2,F(2,0),
设直线 l;y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),由 =2 ,y1=-2y2,
所以 (*)
联立解方程组 ,得到关于 y 的方程(9k2+5)y2+20ky-25k2=0,
得 ,
代入(*)化简得, ,得 9k2=32-5=27,
所以 k2=3, .
故答案为: .
【点睛】考查向量与圆锥曲线的综合题,韦达定理的应用,中档题.
三、解答题(本大题共 4 小题)
20.已知直线 y=ax+1 和抛物线 y2=4x 相交于不同的 A,B 两点.
5− 5
5
− 5
5 5
2
9
x 2
5
y AF
FB
3
5
AF FB
2
1 2 1 2
2 1 1 2
( ) 1 52 2 2 2
y y y y
y y y y
++ = − = − − = −
( )
2 2
2
19 5
y k x
x y
= − + =
2
1 2 1 22 2
20 25
9 5 9 5
k ky y y yk k
− −+ = =+ +,
2
16 529 5 2k
+ =+
3k = ±
3±
(Ⅰ)若 a=-2,求弦长|AB|;
(Ⅱ)若以 AB 为直径的圆经过原点 O,求实数 a 的值.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)将直线 y= x+1 和抛物线 y2=4x 联立,消去 y 可得 x 的二次方程,运用韦达定理和弦
长公式,计算可得所求值;
(Ⅱ)将直线 y=ax+1 和抛物线 y2=4x 联立,消去 y 可得 x 的二次方程,运用判别式大于 0 和
韦达定理,由题意可得 OA⊥OB,可得 x1x2+y1y2=0,结合 A,B 均在直线 y=ax+1 上,可得 a 的
方程,解方程即可得到所求值.
【详解】解:(Ⅰ)将直线 y= x+1 和抛物线 y2=4x 联立,可得 4x2 x+1=0,
设 A(x1,y1),B(x2,y2),可得 x1+x2=2,x1x2= ,
即有|AB|= •|x1-x2|= • = • = ;
(Ⅱ)将直线 y=ax+1 和抛物线 y2=4x 联立,可得 a2x2+(2a-4)x+1=0,a≠0,
设 A(x1,y1),B(x2,y2),可得△=(2a-4)2-4a2=16-16a>0,即 a<1,
x1+x2= ,x1x2= ,y1y2=(ax1+1)(ax2+1)=a2x1x2+a(x1+x2)+1,
以 AB 为直径的圆经过原点 O,可得 OA⊥OB,可得 x1x2+y1y2=0,
即有(1+a2)x1x2+a(x1+x2)+1=(1+a2)• +a• +1=0,
解得 a= ,满足△>0,
故 a= .
【点睛】本题考查直线和抛物线的位置关系,注意联立直线方程和抛物线方程,运用韦达定
理和弦长公式,以及向量数量积的坐标表示,考查化简运算能力,属于中档题.
21.已知直线 l:y=kx+m 与椭圆 + =1(a>b>0)恰有一个公共点 P,l 与圆 x2+y2=a2 相
交于 A,B 两点.
15 1
4
−
2−
2− 8−
1
4
1 4+ 5 2
1 2 1 2( ) 4x x x x+ − 5 14 4 4
− × 15
2
4 2a
a
−
2
1
a
2
1
a 2
4 2a
a
−
1
4
−
1
4
−
2
2
x
a
2
2
y
b
(Ⅰ)求 m(用 a,b,k 表示);
(Ⅱ)当 k=- 时,△AOB 的面积的最大值为 a2,求椭圆的离心率.
【答案】(Ⅰ)m=± ; (Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据题意,联立直线与椭圆的方程,变形可得(a2k2+b2)x2+2a2kmx+a2(m2-b2)=0,由
直线与椭圆的位置关系可得△=(2a2km)2-4(a2k2+b2)a2(m2-b2)=0,整理变形可得答案;
(Ⅱ)根据题意,求出原点 O 到直线 l 的距离,变形可得 ,结合椭圆的离心
率公式分析可得答案.
【详解】解:(Ⅰ)根据题意,直线 l 与椭圆 恰有一个公共点 P,即相
切;
则有 ,得(a2k2+b2)x2+2a2kmx+a2(m2-b2)=0,
则△=(2a2km)2-4(a2k2+b2)a2(m2-b2)=0,
化简整理,得 m2=a2k2+b2;m=± ,
(Ⅱ)因为当 时,△OAB 的面积取到最大值 ,
此时 OA⊥OB,从而原点 O 到直线 l 的距离 ,
1
2
1
2
2 2 2k a b+ 10
4
2 2 2 2
2 1 2
a k b a
k
+ =+
( )2 2
2 2 1 0x y a ba b
+ = > >
2 2
2 2 1
y kx m
x y
a b
= + + =
2 2 2k a b+
1
2k = − 2
2
a
2
ad =
又 ,故 ;
再由(I),得 ,则 .
又 ,故 ,即 ,
从而 ,即 .
【点睛】本题考查椭圆的几何性质以及直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
22.已知抛物线 ,过其焦点 的直线与抛物线相交于 、
两点,满足 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)已知点 的坐标为 ,记直线 、 的斜率分别为 , ,求 的最小
值.
【答案】(1) ;(2) .
【解析】
【分析】
(1)设直线 的方程为 ,将直线 的方程与抛物线 的方程联立,消去 ,
利用韦达定理并结合条件 可求出实数 的值,由此得出抛物线 的方程;
(2)由(1)得出直线 的方程为 ,将该直线方程与抛物线 的方程联立,并列
出韦达定理,利用斜率公式结合韦达定理得出 关于 的表达式,可得出 的
最小值.
【详解】(1)因为直线 过焦点 ,设直线 的方程为 ,
2 1
md
k
=
+
2 2
2 1 2
m a
k
=+
2 2 2 2
2 1 2
a k b a
k
+ =+
2
2
2
21 bk a
= −
1
2k = − 2
2
2
2 11 4
bk a
= − =
2
2
3
8
b
a
=
2 2
2
2 2
51 8
c be a a
= = − = 10
4e =
( )2: 2 0E y px p= > F ( )1 1,A x y
( )2 2,B x y 1 2 4y y = −
E
C ( )2,0− CA CB 1k 2k 2 2
1 2
1 1
k k
+
2 4y x= 9
2
AB 2
px my= + AB E x
1 2 4y y = − p E
AB 1x my= + E
2 2
1 2
1 1
k k
+ m 2 2
1 2
1 1
k k
+
AB ,02
pF
AB 2
px my= +
将直线 的方程与抛物线 的方程联立 ,消去 得 ,
所以有 , , ,因此,抛物线 的方程 ;
(2)由(1)知抛物线的焦点坐示为 ,设直线 的方程为 ,
联立抛物线的方程 ,所以 , ,
则有 , ,
因此
.
因此,当且仅当 时, 有最小值 .
【点睛】本题考查抛物线方程的求解,同时也考查了直线与抛物线中的最值问题的求解,对
于直线与抛物线的综合问题,一般将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理设而不求法
进行计算,计算量较大,考查方程思想的应用,属于中等题.
23.已知椭圆 C: 的左、右顶点分别为 A,B,离心率为 ,点 P(1,
)为椭圆上一点.
(1)求椭圆 C 的标准方程;
(2)如图,过点 C(0,1)且斜率大于 1 的直线 l 与椭圆交于 M,N 两点,记直线 AM 的斜率
为 k1,直线 BN 的斜率为 k2,若 k1=2k2,求直线 l 斜率的值.
AB E
2
2
2
px my
y px
= +
=
x 2 22 0y mpy p− − =
2
1 2 4y y p= − = − 0p > 2p∴ = E 2 4y x=
( )1,0F AB 1x my= +
2 4 4 0y my− − = 1 2 4y y m+ = 1 2 4y y = −
1 1
1 3mk y
= +
2 2
1 3mk y
= +
2 2
2
2 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 2
1 1 3 3 1 1 1 1=2 6 9m m m mk k y y y y y y
+ = + + + + + + +
( ) ( )2 2
1 2 1 22 2 21 2
2 2
1 2 1 2
2 4 84 92 6 9 2 6 9 54 16 2
y y y y my y mm m m m my y y y
+ − ++= + ⋅ + ⋅ = + ⋅ + ⋅ = +−
0m = 2 2
1 2
1 1
k k
+ 9
2
( )2 2
2 2 1 0x y a ba b
+ = > > 1
2
3
2
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】
(1)根据题意,由椭圆离心率可得 a=2c,进而可得 ,则椭圆 标准方程为
,将 P 的坐标代入计算可得 c 的值,即可得答案;
(2)根据题意,设直线 l 的方程为 y=kx+1,设 M(x1,y1),N(x2,y2),将直线的方程与椭
圆联立,可得(3+4k2)x2+8kx-8=0,由根与系数的关系分析,: ,
,结合椭圆的方程与直线的斜率公式可得
,即 12k2-20k+3=0,解可得 k 的值,即可得答案.
【详解】解:(1)根据题意,椭圆的离心率为 ,即 e= =2,则 a=2c.
又∵a2=b2+c2,∴ .
∴椭圆的标准方程为: .
又∵点 P(1, )为椭圆上一点,∴ ,解得:c=1.
∴椭圆的标准方程为: .
(2)由椭圆的对称性可知直线 l 的斜率一定存在,设其方程为 y=kx+1.
设 M(x1,y1),N(x2,y2).
联列方程组: ,消去 y 可得:(3+4k2)x2+8kx-8=0.
的
2 2
14 3
x y+ = 3
2
3b c=
2 2
2 2 14 3
x y
c c
+ =
1 2 2
8
3 4
kx x k
+ = − +
1 2 2
8
3 4x x k
= − +
2 2
8 83 10 12 03 4 3 4
k
k k
− + − + = + +
1
2
c
a
3b c=
2 2
2 2 14 3
x y
c c
+ =
3
2 2 2
9
1 4 14 3c c
+ =
2 2
14 3
x y+ =
2 2
14 3
1
x y
y kx
+ =
= +
∴由韦达定理可知: , .
∵ , ,且 k1=2k2,∴ ,即 .①
又∵M(x1,y1),N(x2,y2)在椭圆上,
∴ , .②
将②代入①可得: ,即 3x1x2+10(x1+x2)+12=0.
∴ ,即 12k2-20k+3=0.
解得: 或 .
又由 k>1,则 .
【点睛】本题考查椭圆的几何性质,涉及直线与椭圆的位置关系,关键是求出椭圆的标准方
程,属于综合题.
1 2 2
8
3 4
kx x k
+ = − + 1 2 2
8
3 4x x k
= − +
1
1
1 2
yk x
= +
2
2
1 2
yk x
= −
1 2
1 2
2
2 2
y y
x x
=+ −
2 2
1 2
2 2
1 2
4
( 2) ( 2)
y y
x x
=+ −
( )2 2
1 1
3 44y x= − ( )2 2
2 2
3 44y x= −
( )21
1 2
4 22
2 2
xx
x x
+− =+ −
2 2
8 83 10 12 03 4 3 4
k
k k
− + − + = + +
1
6k = 3
2k =
3
2k =