【分析】(Ⅰ)椭圆的半焦距
,由AC⊥BD知点P在以线段F1F2为直径的圆上,
故x0+y0=1,由此可以证出
22
.
(Ⅱ)设BD的方程为y=k(x+1),代入椭圆方程﹣6=0.设B(x1,y1),D(x2,y2),由题意知|BD|=
,并化简得(3k+2)x+6kx+3k
2222
再求出|AC|=,由此可以求出四边形ABCD的面积的最小
值.
【解答】证明:(Ⅰ)椭圆的半焦距
,
2
2
由AC⊥BD知点P在以线段F1F2为直径的圆上,故x0+y0=1, 所以,
.
(Ⅱ)(ⅰ)当BD的斜率k存在且k≠0时,BD的方程为y=k(x+1), 代入椭圆方程
,并化简得(3k+2)x+6kx+3k﹣6=0.
2
2
2
2
设B(x1,y1),D(x2,y2),则
,
|BD|=;
因为AC与BD相交于点P,且AC的斜率为,
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所以,|AC|=.
四边形ABCD的面积
?|BD||AC|=
.
当k=1时,上式取等号.
(ⅱ)当BD的斜率k=0或斜率不存在时,四边形ABCD的面积S=4. 综上,四边形ABCD的面积的最小值为
.
2
【点评】本题综合考查椭圆的性质信其应用,难度较大,解题时要认真审题,仔细计算,注意公式的灵活运用,避免出现不应有的错误.
9.(2011?咸阳三模)已知椭圆C的中心在坐标原点,离心率物线
的焦点重合.
,且其中一个焦点与抛
(1)求椭圆C的方程; (2)过点S(
,0)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在
一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过点T,若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)先设处椭圆的标准方程,根据离心率求的a和c的关系,进而根据抛物线的焦点求得c,进而求得a,则b可得,进而求的椭圆的标准方程.
22
(2)若直线l与x轴重合,则以AB为直径的圆是x+y=1,若直线l垂直于x轴,则以AB为直径的圆是(x+)+y=
2
2
.联立两个圆的方程求得其交点的坐标,推断两圆相切,
进而可判断因此所求的点T如果存在,只能是这个切点.证明时先看直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0).再看直线l不垂直于x轴,可设出直线方程,与圆方程联立消去y,记点A(x1,y1),B(x2,y2),根据伟大定理求得x1+x2和x1x2的表达式,代入?0).
【解答】解:(Ⅰ)设椭圆的方程为
,离心率
,
,抛物
的表达式中,求得
?
=0,进而推断TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(1,
线的焦点为(0,1),所以,椭圆C的方程是x+
2
=1
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(Ⅱ)若直线l与x轴重合,则以AB为直径的圆是x+y=1,若直线l垂直于x轴,则以AB为直径的圆是(x+)+y=
2
2
22
.
由解得即两圆相切于点(1,0).
因此所求的点T如果存在,只能是(1,0).
事实上,点T(1,0)就是所求的点.证明如下:
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0). 若直线l不垂直于x轴,可设直线l:y=k(x+).
由即(k+2)x+kx+k﹣2=0.
2222
记点A(x1,y1),B(x2,y2),则
又因为
=(x1﹣1,y1),
2
=(x2﹣1,y2),
?
=(x1﹣1)(x2﹣1)+y1y2=(x1﹣1)
(x2﹣1)+k(x1+)(x2+)
=(k+1)x1x2+(k﹣1)(x1+x2)+k+1
2
2
2
=(k+1)
2
+(k﹣1)
2
++1=0,
所以TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(1,0). 所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件 【点评】本题主要考查了椭圆的标准方程和直线与椭圆的综合问题.考查了学生分析问题和解决问题的能力.
10.(2011?沅江市模拟)如图,设抛物线c1:y=4mx(m>0)的准线与x轴交于F1,焦点为F2,以F1、F2为焦点,离心率e=的椭圆c2与抛物线c1在x轴上方的一个交点为P. (1)当m=1时,求椭圆的方程;
(2)在(1)的条件下,直线l经过椭圆c2的右焦点F2,与抛物线c1交于A1、A2,如果以线段A1A2为直径作圆,试判断点P与圆的位置关系,并说明理由;
2
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(3)是否存在实数m,使得△PF1F2的边长是连续的自然数,若存在,求出这样的实数m;若不存在,请说明理由.
【分析】由题设条件设椭圆方程为
.
(1)当m=1时,故椭圆方程为.
(2)依题意设直线l的方程为:x=ky+1,k∈R,联立得点P的坐标为
.再由韦达定理可知点P可在圆内,圆上或圆外.
(3)假设存在满足条件的实数m,由解得:
.,,又
.由此可知当m=3时,能使△PF1F2的边长是连续的自然数.
【解答】解:∵c1:y=4mx的右焦点F2(m,0) ∴椭圆的半焦距c=m,又
,
.
2
∴椭圆的长半轴的长a=2m,短半轴的长椭圆方程为
.
(1)当m=1时,故椭圆方程为,(3分)
(2)依题意设直线l的方程为:x=ky+1,k∈R
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联立得点P的坐标为
2
2
.
将x=ky+1代入y=4x得y﹣4ky﹣4=0. 设A1(x1,y1)、A2(x2,y2),由韦达定理得y1+y2=4k,y1y2=﹣4. 又
,
.
=
=
∵k∈R,于是
.
的值可能小于零,等于零,大于零.
即点P可在圆内,圆上或圆外.(8分) (3)假设存在满足条件的实数m,
由解得:.
∴,
、
、
.
,又.
即△PF1F2的边长分别是
∴m=3时,能使△PF1F2的边长是连续的自然数.(14分)
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的位置关系,解题时要认真审题,仔细解答.
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