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专题九 解析几何
第二十九讲 曲线与方程
答案部分
1. 由 可得 .
配方得 ,解得 .
所以 可取的整数值为-1,0,1,
则曲线经过 这 6 个整点,结论①正确;
当 x>0 时,由 得 (当 x=y 时取等号),
所以 ,所以 ,即曲线 C 上 y 轴右边的点到原点的距离不超过 ,
结论②正确;
根据对称性可得:曲线 C 上任意一点到原点的距离都不超
过 ;故②正确.
如图所示,
,
根据对称性可知 .
即心形区域的面积大于 3,故③错误.
正确结论为①②. 故选 C.
2.解析 设椭圆的右焦点为 ,连接 ,
线段PF的中点A在以原点O为圆心,2为半径的圆,
连接AO,可得 ,
设P的坐标为(m,n),可得 ,可得 , ,
由 ,可得直线PF的斜率为 .
2 2 1x y x y+ = + 2 21y x y x− = −
22
3 02 41 xxy
− ≥
− = 2 3
4x ≤
x
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )1,0 , 1, 1 , 0,1 , 0, 1 , 1,0 , 1,1 ,− − − −
2 2 1x y xy+ = +
2 2
2 2 1 2
x yx y xy
++ − = ≤
2 2 2x y+ ≤ 2 2 2x y+ ≤ 2
2
( ) ( ) ( ) ( )0, 1 , 1,0 , 1,1 , 0,1A B C D−
1 31 1 1 12 2ABCDS = × × + × =
2 3ABCDS S> =心形
F′ PF′
2 4PF AO′ = =
23 43 m− = 3
2m = − 15
2n =
( 2,0)F −
15
2 153 22
=
− +
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3.解析 (1)设椭圆 C 的焦距为 2c.
因为 F1(-1,0),F2(1,0),所以 F1F2=2,c=1.
又因为 DF1= ,AF2⊥x 轴,所以 DF2= ,
因此 2a=DF1+DF2=4,从而 a=2.
由 b2=a2-c2,得 b2=3.
因此,椭圆 C 的标准方程为 .
(2)解法一:由(1)知,椭圆 C: ,a=2,
因为 AF2⊥x 轴,所以点 A 的横坐标为 1.
将 x=1 代入圆 F2 的方程(x-1) 2+y2=16,解得 y=±4.
因为点 A 在 x 轴上方,所以 A(1,4).
又 F1(-1,0),所以直线 AF1:y=2x+2.
由 ,得 ,
解得 或 .
将 代入 ,得 ,
因此 .又 F2(1,0),所以直线 BF2: .
5
2
2 2 2 2
1 1 2
5 3( ) 22 2DF F F− = − =
2 2
14 3
x y+ =
2 2
14 3
x y+ =
2 2( )
2 2
1 16
y x
x y
= +
− + =
25 6 11 0x x+ − =
1x = 11
5x = −
11
5x = − 2 2y x= + 12
5y = −
11 12( , )5 5B − − 3 ( 1)4y x= −
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由 ,得 ,解得 或 .
又因为 E 是线段 BF2 与椭圆的交点,所以 .
将 代入 ,得 .因此 .
解法二:由(1)知,椭圆 C: .如图所示,联结 EF1.
因为 BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以 EF1=EB,
从而∠BF1E=∠B.
因为 F2A=F2B,所以∠A=∠B,
所以∠A=∠BF1E,从而 EF1∥F2A.
因为 AF2⊥x 轴,所以 EF1⊥x 轴.
因为 F1(-1,0),由 ,得 .
又因为 E 是线段 BF2 与椭圆的交点,所以 .
因此 .
4. 解析(1)设 ,则 .
由于 ,所以切线DA的斜率为 ,故 ,整理得
设 ,同理可得 .
故直线AB的方程为 .
所以直线AB过定点 .
5.解析(I)由抛物线 经过点 ,得 .
所以抛物线 C 的方程为 ,其准线方程为 .
2 2
14 3
3 ( 1)4
x
y x
y
+ =
−
=
27 6 13 0x x− − = 1x = − 13
7x =
1x = −
1x = − 3 ( 1)4y x= − 3
2y = − 3( 1, )2E − −
2 2
14 3
x y+ =
2 2
14 3
1x
x y
+ =
= −
3
2y = ±
3
2y = −
3( 1, )2E − −
( )1 1
1, , ,2D t A x y −
2
1 12x y=
y' x= 1x 1
1
1
1
2y
xx t
+
=−
1 12 2 +1=0. tx y−
( )2 2,B x y 2 22 2 +1=0tx y−
2 2 1 0tx y− + =
1(0, )2
2: 2C x py= − ( )2, 1− 2p =
2 4x y= − 1y =
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(II)抛物线 C 的焦点为 ,设直线 l 的方程为 .
由 ,得 .
设 则 .
直线 的方程为 ,令 ,得点 A 的横坐标为
同理可得点 B 的横坐标 .
设点 ,则
.
令 即 ,得 或 .
综上,以 AB 为直径的圆经过 轴上的定点 .
6.解析(1)由题设得 ,化简得 ,所以 C 为中心在
坐标原点,焦点在 x 轴上的椭圆,不含左右顶点.
(2)(i)设直线 PQ 的斜率为 k,则其方程为 .
由 得 .
记 ,则 .
于是直线 的斜率为 ,方程为 .
由 得
( )0, 1− ( )1 0y kx k= − ≠
2 4
1
x y
y kx
= −
= −
2 4 4 0x kx+ − =
( ) ( )1 1 2 2, , , ,M x y N x y 1 2 4x x = −
OM 1
1
yy xx
= 1y = − 1
1
A
xx y
= −
2
2
B
xx y
= −
( )0,D n ( ) ( )2 21 2 1 2
2 2
1 2 1 2
1 1
4 4
x x x xDA DB n ny y x x
⋅ = + + = + + − −
( ) ( )2 2
1 2
16 1 4 1n nx x
= + + = − + +
0,DA DB⋅ = ( )24 1 0n− + + = 1n = 3n = −
y ( ) ( )0,1 0,-3和
1
2 2 2
y y
x x
⋅ = −+ −
2 2
1(| | 2)4 2
x y x+ = ≠
( 0)y kx k= >
2 2
14 2
y kx
x y
= + =
2
2
1 2
x
k
= ±
+
2
2
1 2
u
k
=
+ ( , ), ( , ), ( ,0)P u uk Q u uk E u− −
QG 2
k ( )2
ky x u= −
2 2
( ),2
14 2
ky x u
x y
= −
+ =
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.①
设 ,则 和 是方程①的解,故 ,由此得 .
从而直线 的斜率为 .
所以 ,即 是直角三角形.
(ii)由(i)得 , ,
所以△PQG 的面积 .
设 t=k+ ,则由 k>0 得 t≥2,当且仅当 k=1 时取等号.
因为 在[2,+∞)单调递减,所以当 t=2,即 k=1 时,S 取得最大值,最大值为
.
因此,△PQG 面积的最大值为 .
7.解析 (I)由题意得 ,即p=2.
所以,抛物线的准线方程为x=−1.
(Ⅱ)设 ,重心 .令 ,则 .
由于直线AB过F,故直线AB方程为 ,代入 ,得
,
故 ,即 ,所以 .
又由于 及重心G在x轴上,故 ,
2 2 22 2(2 ) 2 8 0k x uk x k u+ − + − =
( , )G GG x y u− Gx
2
2
(3 2)
2G
u kx k
+= +
3
22G
uky k
= +
PG
3
2
2
2
12
(3 2)
2
uk ukk
u k kuk
−+ = −+ −+
PQ PG⊥ PQG△
2| | 2 1PQ u k= +
2
2
2 1| | 2
uk kPG k
+= +
2
2 2
2
18( )1 8 (1 )| | 12 (1 2 )(2 ) 1 2( )
kk k kS PQ PG k k kk
++= = =+ + + +
‖
1
k
2
8
1 2
tS t
= +
16
9
16
9
12
p =
( ) ( ) ( ), , , , ,A A B B c cA x y B x y C x y ( ),G GG x y 2 , 0Ay t t= ≠ 2
Ax t=
2 1 12
tx yt
−= + 2 4y x=
( )2
2 2 1
4 0
t
y yt
−
− − =
2 4Bty = − 2
By t
= −
2
1 2,B t t
−
( ) ( )1 1,3 3G A B c G A B cx x x x y y y y= + + = + + 22 0ct yt
− + =
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得 .
所以,直线AC方程为 ,得 .
由于Q在焦点F的右侧,故 .从而
.
令 ,则m>0,
.
当 时, 取得最小值 ,此时G(2,0).
8.解析 (Ⅰ)设椭圆的半焦距为 ,依题意, ,又 ,可得 ,
.
所以,椭圆的方程为 .
(Ⅱ)由题意,设 .
设直线 的斜率为 ,又 ,则直线 的方程为 ,与椭圆方程
联立 ,整理得 ,
可得 ,代入 得 ,进而直线 的斜率 .
在 中,令 ,得 .由题意得 ,所以直线 的斜率为
.由 ,得 ,化简得 ,从而 .
2 4 2
2
1 1 2 2 2,2 , ,03
t tC t t Gt t t
− + − −
( )22 2y t t x t− = − ( )2 1,0Q t −
2 2t >
4 2
2 4 2 2
1
2 4 4
2
4
2
2
2 2 21 1 | 2 || | 3 2 22 21 2 2 2 2 1 1| | | 1 | | 2 |2 3
A
c
t t tFG y tS t t t
t tS t tQG y t tt t
− + − ⋅⋅ − −= = = = −− + − −⋅ − − ⋅ −
2 2m t= −
1
2
2
1 1 32 2 2 134 3 234 2 4
S m
S m m m mm m
= − = − − = ++ + + + ⋅ +
3m = 1
2
S
S
31 2
+
c 52 4, 5
cb a
= = 2 2 2a b c= + 5a =
2,b = 1c =
2 2
15 4
x y+ =
( )( ) ( )0 , ,0P P p MP x y x M x≠,
PB ( )0k k ≠ ( )0,2B PB 2y kx= +
2 2
2
15 4
y kx
x y
= + + =
( )2 24 5 20 0k x kx+ + =
2
20
4 5P
kx k
= − + 2y kx= +
2
2
8 10
4 5P
ky k
−= + OP
24 5
10
P
p
y k
x k
−= −
2y kx= + 0y = 2
Mx k
= − ( )0, 1N − MN
2
k− OP MN⊥
24 5 110 2
k k
k
− ⋅ − = − −
2 24
5k = 2 30
5k = ±
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所以,直线 的斜率为 或 .
2010-2018 年
1.【解析】(1)因为椭圆 的焦点为 ,
可设椭圆 的方程为 .又点 在椭圆 上,
所以 ,解得
因此,椭圆 的方程为 .
因为圆 的直径为 ,所以其方程为 .
(2)①设直线 与圆 相切于 ,则 ,
所以直线 的方程为 ,即 .
由 消去 ,得
.(*)
因为直线 与椭圆 有且只有一个公共点,
所以 .
因为 ,所以 .
因此,点 的坐标为 .
②因为三角形 的面积为 ,所以 ,从而 .
设 ,
由(*)得 ,
PB 2 30
5
2 30
5
−
C 1 2( ) 3,0 , ( 3,0)F F−
C
2 2
2 2 1( 0)x y a ba b
+ = > > 1( 3, )2 C
2 2
2 2
3 1 1,4
3,
a b
a b
+ =
− =
2
2
4,
1,
a
b
= =
C
2
2 14
x y+ =
O 1 2F F 2 2 3x y+ =
l O 0 0 0 0( ), ,( 0 0)P x y x y> > 2 2
0 0 3x y+ =
l 0
0 0
0
( )xy x x yy
= − − + 0
0 0
3xy xy y
= − +
2
2
0
0 0
1,4
3 ,
x y
xy xy y
+ =
= − +
y
2 2 2 2
0 0 0 04 24 36 4 0( )x y x x x y+ − + − =
l C
2 2 2 2 2 2
0 0 0 0 0 0( ) ( )(24 )4 4 36 4 (48 )2 0x x y y y x= − − + − = − =∆
0 0, 0x y > 0 02, 1x y= =
P ( 2,1)
OAB 2 6
7
21
2
6
7AB OP⋅ = 4 2
7AB =
1 1 2 2, ,( ) ( ),A x y B x y
2 2
0 0 0
2 2
0 0
1,2
24 48 ( 2)
2(4 )
x y x
xx y
± −= +
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所以 .
因为 ,
所以 ,即 ,
解得 舍去),则 ,因此 的坐标为 .
综上,直线 的方程为 .
2 .【 解 析 】( 1 ) 设 , , 则 , ,
.
由 得 , .
因为 在 上,所以 .
因此点 的轨迹方程为 .
(2)由题意知 .设 , ,则
, , ,
, ,
由 得 ,又由(1)知 ,
故 .
所以 ,即 .又过点 存在唯一直线垂直与 ,所以过点 且
P
B
A
y
xO F2F1
2
2 2 2
1 21( ) ( )xB y yxA = − + −
2 2 2
0 0 0
2 2 2 2
0 0 0
48 ( 2)(1 ) (4 )
x y x
y x y
−= + ⋅ +
2 2
0 0 3x y+ =
2
2 0
2 2
0
16( 2) 32
( 1) 49
xAB x
−= =+
4 2
0 02 45 100 0x x− + =
2 2
0 0
5 ( 202x x= = 2
0
1
2y = P 10 2( , )2 2
l 5 3 2y x= − +
( , )P x y 0 0( , )M x y 0( ,0)N x 0( , )NP x x y= −
0(0. )NM y=
2NP NM=
0x x= 0
2
2y y=
0 0( , )M x y C
2 2
12 2
x y+ =
P 2 2 2x y+ =
( 1,0)F − ( 3, )Q t− ( , )P m n
( 3, )OQ t= − ( 1 , )PF m n= − − − 3 3OQ PF m tn⋅ = + −
( , )OP m n= ( 3 , )PQ m t n= − − −
1OP PQ⋅ = 2 23 1m m tn n− − + − = 2 2 2m n+ =
3 3 0m tn+ − =
0OQ PF⋅ = OQ PF⊥ P OQ P
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垂直于 的直线 过 的左焦点 .
3.【解析】(Ⅰ) 由离心率是 ,有 ,
又抛物线 的焦点坐标为 ,所以 ,于是 ,
所以椭圆 的方程为 .
(Ⅱ) (i)设 点坐标为 ,
由 得 ,所以 在点 处的切线 的斜率为 ,
因此切线 的方程为 ,
设 , ,
将 代入 ,得
.
于是 , ,
又 ,
于是 直线 的方程为 .
联立方程 与 ,得 的坐标为 .
所以点 在定直线 上.
(ii)在切线 的方程为 中,令 ,得 ,
OQ l C F
2
3 22 4= ba
yx 2=2 )2
1,0(F 2
1=b 1=a
C 1=4+ 22 yx
P
2
, ),( 0)2
mP m m >(
yx 2=2 xy =′ E P l m
l 2=
2mmx-y
),(),,( 2211 yxByxA ),( 00 yxD
2=
2mmx-y 1=4+ 22 yx
0=1+4)4+1 2322 -mxm-xm(
2
3
21 4+1
4=+ m
mxx 2
3
21
0 4+1
2=2
+= m
mxxx
2 2
0 0 22 2(1 4 )
m my mx m
−= − = +
OD xm-y 4
1=
xm-y 4
1= mx = M 1( , )4M m −
M 4
1=y -
l 2=
2mmx-y 0x =
2
2
my =-
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即点 的坐标为 ,又 , ,
所以 ;
再由 ,得
于是有 .
令 ,得
当 时,即 时, 取得最大值 .
此时 , ,所以 点的坐标为 .
所以 的最大值为 ,取得最大值时点 的坐标为 .
4.【解析】(Ⅰ)设 ,由 ,即 ,
可得 ,又 ,所以 ,因此 ,
所以椭圆的方程为 .
(Ⅱ)解:设直线 的斜率为 ( ),则直线 的方程为 .
设 ,由方程组 ,消去 ,
整理得 .
G
2
(0, )2
mG −
2
( , )2
mP m 1(0, )2F
4
)1+(=×2
1=S
2
1
mmGFm
3 2
2 2
2( , )4 1 2(4 1)
m mD m m
−
+ +
)1+4(8
)1+2(=1+4
+2×4
1+2×2
1=S 2
22
2
32
2 m
mm
m
mmm
22
22
2
1
)1+2(
)1+)(1+4(2=S
S
m
mm
1+2= 2mt 22
2
1 11+2=
)1+)(2
1(2
=S
S
t-tt
tt-
2
1=1
t 2=t
2
1
S
S
4
9
2
1=2m 2
2=m P )4
1,2
2P(
2
1
S
S
4
9 P 2 1( , )2 4P
( ,0)F c 1 1 3
| | | | | |
c
OF OA FA
+ = 1 1 3
( )
c
c a a a c
+ = −
2 2 23a c c− = 2 2 2 3a c b− = = 2 1c = 2 4a =
2 2
14 3
x y+ =
l k 0≠k l )2( −= xky
),( BB yxB
−=
=+
)2(
134
22
xky
yx
y
0121616)34( 2222 =−+−+ kxkxk
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解得 ,或 ,由题意得 ,从而 .
由(Ⅰ)知, ,设 ,有 , .
由 ,得 ,所以 ,解得 .
因此直线 的方程为 .
设 ,由方程组 消去 ,解得 .
在 中, ,即 ,
化简得 ,即 ,解得 或 .
所以,直线 的斜率的取值范围为 .
5.【解析】(I)设 ,则由题意知 .
当 时,椭圆 的方程为 ,A 点坐标为 ,
由已知及椭圆的对称性知,直线 的倾斜角为 .
因此直线 的方程为 .
将 代入 得 .
解得 或 ,所以 .
所以 的面积为 .
(Ⅱ)由题意知 ,则直线 的方程为 ,
联立 并整理得,
2=x 34
68
2
2
+
−=
k
kx 34
68
2
2
+
−=
k
kxB 34
12
2 +
−=
k
kyB
)0,1(F ),0( HyH ),1( HyFH −= )34
12,34
49( 22
2
++
−=
k
k
k
kBF
HFBF ⊥ 0=⋅ HFBF 034
12
34
49
22
2
=+++
−
k
ky
k
k H
k
kyH 12
49 2−=
MH k
kxky 12
491 2−+−=
),( MM yxM
−=
−+−=
)2(
12
491 2
xky
k
kxky y )1(12
920
2
2
+
+=
k
kxM
MAO∆ |||| MOMAMAOMOA ≤⇔∠≤∠ 2222)2( MMMM yxyx +≤+−
1≥Mx 1)1(12
920
2
2
≥+
+
k
k
4
6−≤k 4
6≥k
l ),4
6[]4
6,( +∞−−∞
1 1( , )M x y 1 0y >
4t = E
2 2
14 3
x y+ = ( )2 0− ,
AM 4
π
AM 2y x= +
2x y= − 2 2
14 3
x y+ = 27 12 0y y− =
0y = 12
7y = 1
12
7y =
AMN△ 21 1 12 12 14422 2 7 7 49AMNS AM∆ = = × × × =
3, 0, ( ,0)t k A t> > − AM ( )y k x t= +
( )
2 2
13
x y
t
y k x t
+ =
= +
( )2 2 2 2 23 2 3 0tk x t tk x t k t+ + + − =
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解得 或 ,
所以
由题意 ,所以 的方程为 ,
同理可得
由 ,得 ,即
当 时上式成立,因此 .
因为 ,即 ,整理得
即 ,解得 .
6.【解析】(Ⅰ)设点 , ,依题意,
,且 ,
所以 ,且
即 ,且 .
由于当点 不动时,点 也不动,所以 不恒等于 0,
于是 ,故 ,代入 ,可得 ,
即所求的曲线 的方程为 .
(Ⅱ)(1)当直线 的斜率不存在时,直线 为 或 ,
都有 .
x t= −
2
2
3
3
t tk tx tk
−= − +
2
2 2
2 2
3 61 13 3
t tk t tAM k t ktk tk
−= + − + = + ⋅+ +
MA NA⊥ AN 1 ( )y x tk
= − +
2
2
6 (1 )| | 3
k t kAN k t
+= +
2 AM AN=
2 2
2
3 3
k
tk k t
=+ +
3( 2) 3 (2 1)k t k k− = −
3 2k =
2
3
6 3
2
k kt k
−= −
3t >
2
3
6 3 32
k k
k
− >−
( )( )2
3
1 2
02
k k
k
+ −
− −
2 10 4k≤ < 2 2 2 4 1 28( ) 8( 1 )1 4 1 4OPQ kS k k∆ += = − +− − 2 10 4k≤ < 20 1 4 1k< − ≤ 2 2 21 4k ≥− 2 28( 1 ) 81 4OPQS k∆ = − + ≥− 0k = 0k = OPQS∆ l C 2 2 c a = 2 3ac c + = 2a = 1c = 1b = 2 2 12 x y+ = AB ⊥ x 2AB = C 3Ρ = AB x AB ( )1y k x= − ( )1 1,x yΑ ( )2 2,x yΒ AB ( ) ( )2 2 2 21 2 4 2 1 0k x k x k+ − + − = ( )2 2 1,2 2 2 2 1 1 2 k k x k ± + = + C 2 2 2 2 ,1 2 1 2 k k k k − + +
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.
若 ,则线段 的垂直平分线为 轴,与左准线平行,不合题意.
从而 ,故直线 的方程为 ,
则 点的坐标为 ,从而 .
因为 ,所以 ,解得 .
此时直线 方程为 或 .
8.【解析】(1)由已知,点 在椭圆 上.
因此, 解得 , .
所以椭圆的方程为 .
(2)当直线 与 轴平行时,设直线 与椭圆相交于 、 两点.
如果存在定点 满足条件,则 ,即 .
所以 点在 y 轴上,可设 点的坐标为 .
当直线 与 轴垂直时,设直线 与椭圆相交于 、 两点.
则 , ,
由 ,有 ,解得 或 .
所以,若存在不同于点 的定点 满足条件,则 点的坐标只可能为 .
下面证明:对任意的直线 ,均有 .
当直线 的斜率不存在时,由上可知,结论成立.
当直线 的斜率存在时,可设直线 的方程为 , 、 的坐标分别为
( ) ( ) ( )( ) ( )2
2 2 22
2 1 2 1 2 1 2
2 2 1
1 1 2
k
AB x x y y k x x k
+
= − + − = + − = +
0k = AB y
0k ≠ CΡ
2
2 2
1 2
1 2 1 2
k ky xk k k
+ = − − + +
P ( )
2
2
5 22,
1 2
k
k k
+ − +
( )
( )
2 2
2
2 3 1 1
1 2
k k
PC
k k
+ +
=
+
2PC AB=
( )
( )
( )2 2 2
22
2 3 1 1 4 2 1
1 21 2
k k k
kk k
+ + +
= ++ 1k = ±
AB 1y x= − 1y x= − +
( 2,1) E
2 2
2 2 2
2 1 1,
,
2 ,2
a b
a b c
c
a
+ =
− =
=
2a = 2b =
2 2
14 2
x y+ =
l x l C D
Q | | | | 1| | | |
QC PC
QD PD
= = | | | |QC QD=
Q Q 0(0, )y
l x l M N
(0, 2)M (0, 2)N −
| | | |
| | | |
QM PM
QN PN
= 0
0
| 2 | 2 1
| 2 | 2 1
y
y
− −=
+ + 0 1y = 0 2y =
P Q Q (0,2)Q
l | | | |
| | | |
QA PA
QB PB
=
l
l l 1y kx= + A B
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.
联立 得 .
其判别式 ,
所以, .
因此 .
易知,点 关于 轴对称的点的坐标为 .
又 ,
所以 ,即 三点共线.
所以 .
故存在与 不同的定点 ,使得 恒成立.
9.【解析】(Ⅰ)由题意得 解得 =2.
故椭圆 的方程为 .
设 ( ,0).因为 ,所以 .
直线 的方程为 ,
x
y
O
Q
P
A
B B'
1 1 2 2( , ),( , )x y x y
2 2
1,4 2
1
x y
y kx
+ =
= +
2 2(2 1) 4 2 0k x kx+ + − =
2 216 8(2 1) 0k k∆ = + + >
1 2 1 22 2
4 2,2 1 2 1
kx x x xk k
+ = − = −+ +
1 2
1 2 1 2
1 1 2x x kx x x x
++ = =
B y 2 2( , )B x y′ −
1 2
1 1 2 2 1
2 21 1 1,QA QB
y yk k k k kx x x x x′
− −= = − = = − + = −−
QA QBk k ′= , ,Q A B′
1
2
| || | | | | |
| | | | | | | |
xQA QA PA
QB QB x PB
= = =′
P (0,2)Q | | | |
| | | |
QA PA
QB PB
=
2 2 2
1,
2 ,2
.
b
c
a
a b c
=
=
= +
2a
C
2
2 12
x y+ =
M Nx 0m ≠ 1 1n− < < PA 11 ny xm −− =
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所以 = ,即 .
(Ⅱ)因为点 与点 关于 轴对称,所以 ,
设 ,则 = .
“存在点 使得 = 等价”,
“存在点 使得 = ”即 满足 .
因为 , , ,
所以 .
所以 = 或 .
故在 轴上存在点 ,使得 = .
点 的坐标为 或 .
10.【解析】(Ⅰ)由题意知 ,可设直线 的方程为 .
由 消去 ,得 .
因为直线 与椭圆 有两个不同的交点,
所以 ,①
设 为 的中点,则 ,
代入直线方程 解得 .②
由①②得 或 .
Mx 1
m
n− ( ,0)1
mM n−
B A x ( , )B m n−
( ,0)NN x Nx 1
m
n+
(0, )QQ y OQM∠ ONQ∠
(0, )QQ y
OM
OQ
OQ
ON Qy 2
Q M Ny x x=
1M
mx n
= − 1N
mx n
= +
2
2 12
m n+ =
2
2
2 21Q M N
my x x n
= = =−
Qy 2 2Qy = −
y Q OQM∠ ONQ∠
Q (0, 2) (0, 2)−
0m ≠ AB 1y x bm
= − +
2
2
1
12
y x bm
x y
= − +
+ =
y 2 2
2
1 1 2( ) 1 02
bx x bm m
+ − + − =
1y x bm
= − +
2
2 12
x y+ =
2
2
4Δ 2 2 0b m
= − + + >
M AB
2
2 2
2( , )2 2
mb m bM m m+ +
1
2y mx= +
2
2
2
2
mb m
+= −
6
3m < − 6 3m >
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(Ⅱ)令 ,则
,
且 到直线 的距离 .
设 的面积为 ,所以
,
当且仅当 时,等号成立.
故 面积的最大值为 .
11.【解析】(Ⅰ)可知 ,又 , , ,
椭圆 C 的标准方程为 ;
(Ⅱ)设两切线为 ,
①当 轴或 轴时,对应 轴或 轴,可知
②当 与 轴不垂直且不平行时, ,设 的斜率为 ,则 , 的斜率为
, 的方程为 ,联立 ,
得 ,
因为直线与椭圆相切,所以 ,
得 ,
,
所以 是方程 的一个根,
5c = 5
3
c
a
= 3a∴ = 2 2 2 4b a c= − =
2 2
19 4
x y+ =
1 2,l l
1l x⊥ 1 / /l x 2 / /l x 2l x⊥ ( 3, 2)P ± ±
1l x 0 3x ≠ ± 1l k 0k ≠ 2l
1
k
− 1l 0 0( )y y k x x− = −
2 2
19 4
x y+ =
2 2 2
0 0 0 0(9 4) 18( ) 9( ) 36 0k x y kx kx y kx+ + − + − − =
0∆ =
2 2 2 2
0 0 0 09( ) (9 4)[( ) 4] 0y kx k k y kx− − + − − =
2 2
0 036 4[( ) 4] 0k y kx∴− + − − =
2 2 2
0 0 0 0( 9) 2 4 0x k x y k y∴ − − + − =
k 2 2 2
0 0 0 0( 9) 2 4 0x x x y x y− − + − =
1 6 6( ,0) (0, )2 2t m
= ∈ −
4 2
2
2
32 2 2| | 1 1
2
t t
AB t
t
− + +
= + ⋅
+
O AB
2
2
1
2
1
t
d
t
+
=
+
ΔAOB ( )S t
2 21 1 1 2( ) | | 2( ) 22 2 2 2S t AB d t= ⋅ = − − + ≤
2 1
2t =
ΔAOB 2
2
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同理 是方程 的另一个根,
,得 ,其中 ,
所以点 P 的轨迹方程为 ( ),
因为 满足上式,综上知:点 P 的轨迹方程为 .
12.【解析】(Ⅰ)设圆的半径为 , 点上下两段分别为 , ,
由射影定理得 ,三角形的面积
当 时, 取得最大,此时
∵ , 在双曲线上
∴ ,∴双曲线的方程为
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 的焦点为 ,由此设 的方程为 ,
其中 ,由 在 上,得 ,∴ 的方程为 ,
显然, 不是直线 ,设 的方程为 ,点 ,
由 得 ,
∴ ①
②
由①②得 ,解得
1
k
− 2 2 2
0 0 0 0( 9) 2 4 0x x x y x y− − + − =
1( )k k
∴ ⋅ − =
2
0
2
0
4
9
y
x
−
−
2 2
0 0 13x y+ = 0 3x ≠ ±
2 2 13x y+ = 3x ≠ ±
( 3, 2)P ± ± 2 2 13x y+ =
r P ,m n 2 4r =
2r mn=
2 2 4 2 21 14 4 4( ) 162 2s m n r m n= + + = + + +
4 2 2 4 21 18 16 8 162 2r m n r r≥ + + = + +
2m n= = s ( 2, 2)P
2 2 23,c c b aa
= = + ( 2, 2)P
2 2 23 2 1c b a= = =, ,
2
2 - 12
yx =
2C (- 3,0),( 3,0) 2C
2 2
2 2
1 1
13
x y
b b
+ =+
1 0b > ( 2, 2)P 2C 2
1 3b = 2C
2 2
16 3
x y+ =
l 0y = l 3x my= + 1 1 2 2( , ), ( , )A x y B x y
2 2
3
16 3
x my
x y
= + + =
2 2(2 ) 2 3 -3 0m y my+ + =
1 2 1 22 2
-2 3 -3,2 2
my y y ym m
+ = =+ +
1 1 2 20 ( - 2, - 2)( - 2, - 2)PA PB x y x y= • =
2
1 2 1 2(1 ) [( 3- 2) - 2]( ) 7-2 6m y y m y y= + + + +
22 -2 6 4 6-11 0m m + = 1 2
3 6-2 2- 6,2 2m m= =
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因此直线 的方程 或
13.【解析】(Ⅰ)由椭圆定义知,
2a=|PF1|+|PF2|= ,
所以 .又由已知,c=1.
所以椭圆 C 的离心率 .
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,椭圆 C 的方程为 +y2=1.设点 Q 的坐标为(x,y).
(ⅰ)当直线 l 与 x 轴垂直时,直线 l 与椭圆 C 交于(0,1),(0,-1)两点,
此时点 Q 的坐标为 .
(ⅱ)当直线 l 与 x 轴不垂直时,设直线 l 的方程为 y=kx+2.
因为 M,N 在直线 l 上,
可设点 M,N 的坐标分别为( ,k +2),( ,k +2),
则|AM|2=(1+k2) ,|AN|2=(1+k2) .
又|AQ|2=x2+(y-2)2=(1+k2) .
由 ,得
,
即 .①
将 y=kx+2 代入 +y2=1 中,得
(2k2+1)x2+8kx+6=0.②
由 Δ=(8k)2-4×(2k2+1)×6>0,得 k2> .
由②可知, = , = ,
代入①中并化简,得 .③
l 3 6-2 3 02x y− − = 2- 6 3 02x y− − =
2 2 2 24 1 4 11 1 2 23 3 3 3
+ + + − + =
2a =
1 2
22
ce a
= = =
2
2
x
3 50,2 5
−
1x 1x 2x 2x
2
1x 2
2x
2x
2 2 2
2 1 1
| | | | | |AQ AM AN
= +
2 2 2 2 2 2
1 2
2 1 1
1 1 1k x k x k x
= +( + ) ( + ) ( + )
2
1 2 1 2
2 2 2 2 2
1 2 1 2
22 1 1 x x x x
x x x x x
( + ) −= + =
2
2
x
3
2
1 2x x+ 2
8
2 1
k
k
−
+ 1 2x x 2
6
2 1k +
2
2
18
10 3x k
= −
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因为点 Q 在直线 y=kx+2 上,
所以 ,代入③中并化简,得 10(y-2)2-3x2=18.
由③及 k2> ,可知 0<x2< ,即 x∈ ∪ .
又 满足 10(y-2)2-3x2=18,故 x∈ .
由题意,Q(x,y)在椭圆 C 内,所以-1≤y≤1.
又由 10(y-2)2=18+3x2 有(y-2)2∈ 且-1≤y≤1,则 y∈ .
所以,点 Q 的轨迹方程为 10(y-2)2-3x2=18,
其中 x∈ ,y∈ .
14.【解析】(Ⅰ)解法 1 :设 M 的坐标为 ,由已知得
,
易知圆 上的点位于直线 的右侧.于是 ,所以
.
化简得曲线 的方程为 .
解法 2 :由题设知,曲线 上任意一点 M 到圆心 的距离等于它到直线
的距离,因此,曲线 是以 为焦点,直线 为准线的抛物线,故其方程为
.
(Ⅱ)当点 P 在直线 上运动时,P 的坐标为 ,又 ,则过 P 且与
圆 相切的直线的斜率 存在且不为 0,每条切线都与抛物线有两个交点,切线方程
为 .于是
( , )x y
2 22 ( 5) 3x x y+ = − + −
2C 2x = − 2 0x + >
2 2( 5) 5x y x− + = +
1C 2 20y x=
1C 2C (5,0) 5x = −
1C (5,0) 5x = −
2 20y x=
4x = − 0( 4, )y− 0 3y ≠ ±
2C k
0 ( 4),y y k x− = + 0即kx- y+y +4k=0
0
2
5 4 3.
1
k y k
k
+ + =
+
2yk x
−=
3
2
3
2
6 ,02
−
60, 2
3 50,2 5
−
6 6,2 2
−
9 9,5 4
1 3 5,22 5
−
6 6,2 2
−
1 3 5,22 5
−
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整理得 ①
设过 P 所作的两条切线 的斜率分别为 ,则 是方程①的两个实根,故
②
由 得 ③
设四点 A,B,C,D 的纵坐标分别为 ,则 是方程③的两个实根,所以
④
同理可得
⑤
于是由②,④,⑤三式得
.
所以,当 P 在直线 上运动时,四点 的纵坐标之积为定值 6400.
15.【解析】(Ⅰ)解:设 ,由题意,可得
即
整理得 (舍),或 所以
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知 可得椭圆方程为
直线 PF2 方程为
A,B 两点的坐标满足方程组
2 2
0 072 18 9 0.k y k y+ + − =
,PA PC 1 2,k k 1 2,k k
0 0
1 2
18 .72 4
y yk k+ = − = −
1 0 1
2
4 0,
20 ,
k x y y k
y x
− + + =
=
2
1 0 120 20( 4 ) 0.k y y y k− + + =
1 2 3 4, , ,y y y y
0 1
1 2
1
20( 4 ) .y ky y k
+⋅ =
0 2
3 4
2
20( 4 ) .y ky y k
+⋅ =
0 1 0 2
1 2 3 4
1 2
400( 4 )( 4 )y k y ky y y y k k
+ +=
2
0 1 2 0 1 2
1 2
400 4( ) 16y k k y k k
k k
+ + + =
4x = − , , ,A B C D
1 2,y y
2 2
0 0 1 2
1 2
400[ 16 ] 6400y y k k
k k
− += =
1 2( ,0), ( ,0)( 0)F c F c c− > 2 1 2| | | |,PF F F=
2 2( ) 2 .a c b c− + =
22( ) 1 0, 1c c c
a a a
+ − = = −得 1 .2
c
a
= 1 .2e =
2 , 3 ,a c b c= = 2 2 23 4 12 ,x y c+ =
3( ).y x c= −
2 2 23 4 12 ,
3( ).
x y c
y x c
+ = = −
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消去 y 并整理,得
解得
得方程组的解
不妨设
设点 的坐标为 ,
由
于是
由
即 ,
化简得
将
所以
因此,点 的轨迹方程是
16.【解析】(1)联立 与 得 ,则 中点 ,设线
段 的中点 坐标为 ,则 ,即 ,
又点 在曲线 上,∴ 化简可得 ,又点 是 上
的任一点,且不与点 和点 重合,则 ,即 ,∴中点
25 8 0.x cx− =
1 2
80, .5x x c= =
2
1
1
2
8 ,0, 5
3 , 3 3 .5
x cx
y c y c
== = − =
8 3 3( , ), (0, 3 )5 5A c c B c−
M 8 3 3( , ), ( , ), ( , 3 )5 5x y AM x c y c BM x y c= − − = + 则
33( ), .3y x c c x y= − = −得
8 3 3 8 3 3( , ),15 5 5 5AM y x y x= − −
( , 3 ).BM x x= 2,AM BM⋅ = −
8 3 3 8 3 3( ) ( ) 3 215 5 5 5y x x y x x− ⋅ + − ⋅ = −
218 16 3 15 0.x xy− − =
2 218 15 3 10 5, 0.3 1616 3
x xy c x y c xx
− += = − = >代入 得
0.x >
M 218 16 3 15 0( 0).x xy x− − = >
2xy = 2+= xy 2,1 =−= BA xx AB )2
5,2
1(Q
PQ M ),( yx 2
2
5
,2
2
1 t
y
s
x
+
=
+
=
2
52,2
12 −=−= ytxs
P C 2)2
12(2
52 −=− xy 2 112 8y x x= − + P L
A B 22
121