2023届高三全国各地试题精选14 圆锥曲线(大题)
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2023届高三全国各地试题精选
14 圆锥曲线(大题)
一、解答题
1.(2023·北京·北京八十中校考模拟预测)已知椭圆经过和两点,点为椭圆C的右顶点,点P为椭圆C上位于第一象限的点,直线与y轴交于点M,直线与x轴交于点N.
(1)求椭圆C的方程及离心率;
(2)比较的面积与的面积的大小,并说明理由.
2.(2023·安徽·校联考模拟预测)双曲线的左、右焦点分别为、,焦距为4,虚轴长为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)直线与双曲线C的右支交于M、N两点,M位于第一象限,M关于原点O的对称点为Q.设的角平分线为,且,垂足为,求的最大值.
3.(2023·河北·校联考一模)已知抛物线的焦点为F,直线与C交于A,B两点,当时,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线与抛物线C交于M,N两点,证明:由直线,直线及y轴围成的三角形为等腰三角形.
4.(2023·湖北襄阳·襄阳四中校考模拟预测)过抛物线内部一点作任意两条直线,如图所示,连接延长交于点,当为焦点并且时,四边形面积的最小值为32
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,证明在定直线上运动,并求出定直线方程.
5.(2023·山东德州·三模)已知分别为双曲线的左,右焦点,点在上,且双曲线的渐近线与圆相切.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点且斜率为的直线交双曲线的右支于两点,为轴上一点,满足,试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
6.(2023·辽宁鞍山·统考模拟预测)已知椭圆C:的左、右顶点分别为,,右焦点为,O为坐标原点,OB的中点为D(D在的左方),.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设过点D且斜率不为0的直线与椭圆C交于M,N两点,设直线AM,AN的斜率分别是,,试问是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
7.(2023·广东佛山·校考模拟预测)已知点为直线上的动点,过点作射线(点位于直线的右侧)使得,设线段的中点为,设直线与轴的交点为.
(1)求动点的轨迹的方程.
(2)设过点的两条射线分别与曲线交于点,设直线的斜率分别为,若,请判断直线的斜率是否为定值以及其是否过定点,若斜率为定值,请计算出定值;若过定点,请计算出定点.
8.(2023·安徽合肥·合肥一中校考模拟预测)已知点为椭圆上一点,直线l:与椭圆C交于A、B两点.
(1)当时,求的面积;
(2)设直线AM和BM分别与直线交于点P,Q,若与的面积满足,求实数t的值.
9.(2023·上海浦东新·华师大二附中校考模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,是的左顶点,的离心率为2.设过的直线交的右支于、两点,其中在第一象限.
(1)求的标准方程;
(2)若直线、分别交直线于、两点,证明:为定值;
(3)是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;否则,说明理由.
10.(2023·山东淄博·统考三模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为、,焦距为4,右顶点为A,以A为圆心,b为半径的圆与双曲线的一条渐近线相交于R,S两点,且∠RAS=60°.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知点M,Q是双曲线C上关于坐标原点对称的两点,其中M位于第一象限,的角平分线记为l,过点M做l的垂线,垂足为E,与双曲线右支的另一交点记为点N,求的最大值.
11.(2023·北京海淀·中央民族大学附属中学校考模拟预测)已知曲线.
(1)若曲线C是椭圆,求m的取值范围.
(2)设,曲线C与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线与曲线C交于不同的两点M,N.设直线AN与直线BM相交于点G.试问点G是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
12.(2023·上海徐汇·南洋中学校考三模)椭圆的焦点、是双曲线的顶点,其顶点是双曲线的焦点.双曲线的渐近线是,椭圆与双曲线有一个交点,的周长为.
(1)求椭圆与双曲线的标准方程;
(2)设直线交双曲线于、两点,交直线于点,若.证明:为的中点;
(3)过点作一动直线交椭圆于A、两点,记.若在线段上取一点,使得,求点的轨迹方程.
13.(2023·河南·河南省实验中学校考模拟预测)如图,已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点C是椭圆上异于A,B的动点,过原点O平行于AC的直线与椭圆交于点M,N,AC的中点为点D,直线OD与椭圆交于点P,Q,点P,C,M在x轴的上方.
(1)当时,求;
(2)求的最大值.
14.(2023·北京东城·统考模拟预测)已知椭圆的左、右顶点分别为,,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点为线段上的动点,过作线段的垂线交椭圆于不同的两点和,为线段上一点(异于端点).当时,求的值.
15.(2023·上海徐汇·统考三模)在直角坐标平面中,抛物线是由抛物线按平移得到的,过点且与轴相交于另一点.曲线是以为直径的圆.称在轴上方的部分、在轴下方的部分以及点、构成的曲线为曲线,并记在轴上方的部分为曲线,在轴下方的部分为曲线.
(1)写出抛物线和圆的方程;
(2)设直线与曲线有不同于点的公共点、,且,求的值;
(3)若过曲线上的动点的直线与曲线恰有两个公共点、,且直线与轴的交点在点右侧,求的最大值.
16.(2023·湖北黄冈·浠水县第一中学校考三模)已知椭圆经过点,过原点的直线与椭圆交于,两点,点在椭圆上(异于,),且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若点为直线上的动点,过点作椭圆的两条切线,切点分别为,,求的最大值.
17.(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知点M到点的距离比它到直线l:的距离小,记动点M的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)若过点F的直线交E于,两点,则在x轴的正半轴上是否存在点P,使得PA,PB分别交E于另外两点C,D,且?若存在,请求出P点坐标,若不存在,请说明理由.
18.(2023·江西·校联考二模)设为椭圆E:上的三点,且点关于原点对称,.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若点B关于原点的对称点为D,且,证明:四边形ABCD的面积为定值.
19.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)已知过右焦点的直线交双曲线于两点,曲线的左右顶点分别为,虚轴长与实轴长的比值为.
(1)求曲线的方程;
(2)如图,点关于原点的对称点为点,直线与直线交于点,直线与直线交于点,求的轨迹方程.
20.(2023·江苏·统考模拟预测)已知抛物线:的焦点F也是双曲线:的一个焦点,与公共弦的长为.
(1)求的方程;
(2)过F的直线l与交于A,B两点,与交于C,D两点,且与同向.
(i)若,求直线l的斜率;
(ii)设在点A处的切线与x轴交于点M,试判断点F与以MD为直径的圆的位置关系.
参考答案:
1.(1),离心率;
(2)相等,理由见解析
【分析】(1)根据求椭圆方程,以及离心率;
(2)首先设点的坐标,再利用坐标分别表示两个三角形的面积,做差后,即可比较大小.
【详解】(1)由题意可知,,,
所以椭圆方程为,离心率;
(2)设
直线,令,得,
直线,令,得,
所以
,
所以
2.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,由条件可得,从而可得其标准方程;
(2)根据题意,设,由为的角平分线可得之间的关系,设直线的方程为,从而表示出的坐标,再结合弦长公式即可得到结果.
从而表示出
【详解】(1)因为虚轴长为2,即,所以.
焦距为4,所以,,
所以双曲线的标准方程为.
(2)
如图,由题意知点Q在双曲线左支上,设,则.
易知直线的斜率存在,设直线的斜率为k,
记,又为的平分线,则.
因为,,
所以,
同理,
又,
代入,得,
化简得.
又,,所以,
将代入,,得,,
所以,,.
设直线的方程为,
将代入得,
所以直线的方程为,,
由点到直线的距离公式得
,
又直线MN的斜率为,设直线MN的方程为,
将代入得,
所以直线的方程为,
将其与联立得.
设,则,.
由得,
.
故,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,当且仅当时,等号成立,即的最大值为.
【点睛】解答本题的关键在于表示出点的坐标,再结合点到直线的距离公式与弦长公式表示出,即可得到结果.
3.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据直线抛物线方程的联立以及抛物线的定义即可求解;(2)根据直线与抛物线方程的联立以及坐标关系即可求解.
【详解】(1)
当时,直线,
与联立消去y,
整理可得,
由得,
即.
设,,
可得,
所以,
由题意可得,准线方程为,
根据抛物线的定义可得,,
所以,
解得,满足,
所以抛物线C的方程为.
(2)
直线与联立可得
,由得,即或(舍)
设,,则;
直线与联立消去y,
整理可得,
由得,
即或(舍),
故,
设,,
则;
因为,
同理,
所以,
所以由直线,直线及y轴围成的三角形为等腰三角形.
4.(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)设直线,联立方程组求得,利用弦长公式,分别求得,得到,结合基本不等式,即可求解;
(2)由和共线,得到,,又由和共线,得到和,进而得到,即可求解.
【详解】(1)解:设,
设直线,联立方程组,整理得,
可得,
所以,
同理可得,
所以,当且仅当时取等号,
所以,所以抛物线的方程为.
(2)解:当为时,,
由共线,可得,可得 ①,
同理由共线 ②
又由共线,可得,所以 ③
同理由共线,可得 ④
由①③得,
即 ⑤
又由②④得,
即 ⑥
由⑤⑥得,
即,即,所以在上.
5.(1)
(2)为定值,定值为
【分析】(1)将点代入双曲线上,结合双曲线渐近线与圆相切得到方程组,求出,得到答案;
(2)设直线方程为,与双曲线的的方程联立,得到两根之和,两根之积,求出的中点坐标,进而求出的垂直平分线的方程,求出,结合双曲线的定义,结合弦长公式求出定值.
【详解】(1)由题意点在双曲线上,可得,
圆的圆心为,半径为1,双曲线的渐近线与圆相切,
所以,即
解得,
故双曲线方程为;
(2)是定值,理由如下:
设直线方程为,由于直线交双曲线的右支于两点,故,
联立,可得,
当时,直线与双曲线的渐近线平行,此时直线和双曲线只有一个交点,不合题意;
故,此时,
设,则,
则,
即的中点坐标为,
因为为轴上一点,满足,故为的垂直平分线与轴的交点,
的垂直平分线的方程为:,
令,则得,即,
所以,
又,
又因为在双曲线的右支上,故,
故,即,
故,
即为定值,定值为.
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
6.(1)
(2)是定值,定值为.
【分析】(1)根据椭圆的几何性质求出,可得椭圆的标准方程;
(2)设过点D且斜率不为0的直线方程为,代入,设,,根据韦达定理得和,再利用斜率公式得,代入和,化简可得.
【详解】(1)依题意,,,,,
所以,
所以椭圆C的标准方程为:.
(2)设过点D且斜率不为0的直线方程为,
联立,消去并整理得,
,
设,,
则,,
所以
.
所以为定值.
7.(1)
(2)是,定值1;定点.
【分析】(1)设点的坐标为,得到直线的方程,从而求出的坐标,再根据,求出动点轨迹方程;
(2)设直线的方程为,,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,利用斜率公式及求出的值或、的关系,即可得解.
【详解】(1)设点的坐标为,点,
其中、的中点为,由此可得直线的方程为,
可得点的坐标为,再结合可得,
整理得,所以动点的轨迹的方程为:.
(2)设直线的方程为,联立直线与的方程可得:,
设点的坐标为,根据韦达定理可得,,
其中,结合条件可得:,
整理可得,
结合直线的方程可化简为:,
代入韦达定理可得,
通过分解因式可得即可得或,
当时,直线的斜率为定值;
当时,直线恒过定点.
8.(1)
(2)
【分析】(1)先求出椭圆方程,设,联立方程,利用韦达定理求出,再根据弦长公式求出,求出点到直线的距离,即可的解;
(2)设,利用韦达定理求出,再根据弦长公式求出,求出点到直线的距离,即可求得,求出的方程,令可得点的坐标,从而可求出,再根据即可得解.
【详解】(1)将代入,得,解得,
所以椭圆,
联立,得,设,
则,
则,
点到直线的距离为,
故的面积;
(2)设,
联立得,
恒成立,
则,
则,
点到直线的距离,
则,
直线的方程为,
令,则,
即,
同理,
因为,
所以,
因为,所以,
化简得,解得.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
9.(1);
(2)证明见解析;
(3)存在,理由见解析.
【分析】(1)根据离心率,以及,结合,即可求得曲线方程;
(2)设出直线的方程,联立双曲线方程,得到关于点坐标的韦达定理;再分别求得的方程,以及点的坐标,利用数量积的坐标运算,即可证明;
(3)求得直线不存在斜率时满足的,当斜率存在时,将所求问题,转化为直线斜率之间的关系,结合点的坐标满足曲线方程,求解即可.
【详解】(1)由题可得,故可得,则,
故的标准方程为.
(2)由(1)中所求可得点,的坐标分别为,
又双曲线渐近线为,显然直线的斜率不为零,
故设其方程为,,
联立双曲线方程可得:,
设点的坐标分别为,
则,
,
;
又直线方程为:,令,则,
故点的坐标为;
直线方程为:,令,则,
故点的坐标为;
则
故为定值.
(3)当直线斜率不存在时,
对曲线,令,解得,
故点的坐标为,此时,
在三角形中,,故可得,
则存在常数,使得成立;
当直线斜率存在时,
不妨设点的坐标为,,直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
则,,
假设存在常数,使得成立,即,
则一定有:,也即;
又;;
又点的坐标满足,则,
故
;
故假设成立,存在实数常数,使得成立;
综上所述,存在常数,使得恒成立.
【点睛】关键点点睛:本题考察双曲线中定值以及存在常数满足条件的问题;其中第二问证明的关键是能够快速,准确的进行计算;第三问处理的关键是要投石问路,找到特殊情况下的参数值,再验证非特殊情况下依旧成立,同时还要注意本小题中把角度关系,转化为斜率关系;属综合困难题.
10.(1)
(2)
【分析】(1)由题意可知:△ARS是正三角形,则利用点A到渐近线的距离为列方程组求解;
(2)方法①设点,写出直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理把,表示为点的纵坐标的函数进行求解;方法②设直线的斜率为k,利用角平分线的向量表示,韦达定理,弦长公式,参数间的转化,最终把表示为关于k的函数进行求解.
【详解】(1)由题意可知:△ARS是正三角形,
所以点A到渐近线的距离为
所以,解得,
所以双曲线标准方程是:
(2)方法①:由双曲线的光学性质,可知点Q处的切线即为的角平分线.
设点,,则
设直线的方程是:,
由得:,
,解得:,
,
,,,,即直线:,
即:
由点到直线的距离公式得:
直线方程:,即:
由,得:
所以,由都在双曲线右支上,得:
所以
所以
所以,令,则
当,即时,的最大值为.
方法②:如图,由题意知点Q在双曲线左支上,设,则.
易知直线的斜率存在,设直线的斜率为k,
记,又为的平分线,则.
因为,,所以,
同理,又,
代入,得,
化简得.又,,所以,
由,,得,,
所以,.
所以直线的方程为,,
由点到直线的距离公式得:,
又直线MN的斜率为,且过点M,所以直线的方程为:
,
将其与联立得.
设,则,.
易知点N在第四象限,所以,得:,
.
故,
当且仅当,即时,等号成立,
所以当且仅当时, 的最大值为.
【点睛】
11.(1)
(2)在定直线上,理由见详解.
【分析】(1)由椭圆的标准方程计算即可;
(2)由对称性分析该定直线为平行于横轴的直线,将直线MN与椭圆联立消,设直线AN、BM的方程解出G纵坐标,结合韦达定理化简计算即可.
【详解】(1)因为曲线C是椭圆,所以,解得;.
(2)是在定直线上,理由如下:
当时,此时椭圆,设点与直线l联立得,
,且,
所以
易知,则,
两式作商得是定值,
故G在定直线上.
12.(1),
(2)证明见详解
(3)
【分析】(1)根据题意结合椭圆的定义以及双曲线的渐近线分析运算;
(2)根据题意利用点差法分析运算;
(3)根据题意讨论直线的斜率是否为0,结合韦达定理以及向量的线性运算分析运算.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,双曲线的实轴长、虚轴长、焦距依次为、、,
则可得,
因为双曲线的焦点在x轴上,且渐近线是,则,即,
可得,即,所以,
又因为点在椭圆上,则的周长为,
解得,
可得,
所以椭圆的标准方程为,双曲线的标准方程.
(2)设,则的中点,
由题意可知:,则,
可得,
因为在双曲线上,则,两式相减可得,
整理得,即,
又因为,则,
且点均在直线上,则点即为点,即为的中点.
(3)设,
当直线的斜率为0时,则,
可得,
因为,则,解得,
又因为,则,解得,即;
当直线的斜率不为0时,可设直线的方程为,
可得,
联立方程,消去x得,
则,解得或,
可得,
因为,则,整理得,
由,可得,
又因为,则,
整理得;
综上所述:点的轨迹方程为.
【点睛】方法点睛:与相交有关的向量问题的解决方法
在解决直线与圆锥曲线相交,所得弦端点的有关的向量问题时,一般需利用相应的知识,将该关系转化为端点坐标满足的数量关系,再将其用横(纵)坐标的方程表示,从而得到参数满足的数量关系,进而求解.
13.(1)-
(2)10
【分析】(1)设,根据题意求得,得到,进而得到,方法1、由直线的方程为,联立方程组,分别求得的坐标,得到向量和,结合向量的夹角公式,即可求解;
方法2、由,求得,结合,即可求解;
方法3、由,结合,即可求解.
(2)设点,得到,设直线的方程为,联立方程组求得,同理得到,
方法1、求得,令,利用二次函数的图象与性质,求得,结合,即可求解;
方法2、求得,利用基本不等式求得,进而求得的最大值.
【详解】(1)解:设,因为,且,可得,
又因为,解得或(舍去),
因为点在轴上方,则,可得,即点的坐标为,
由点为的中点,所以点的坐标为,
所以,
方法1 由于直线过原点且与直线平行,则直线的方程为,
因为点在的上方,可得,
由,解得,则,所以,则,
由,解得,则,所以,则,
则;
方法2 由于直线过原点且与直线平行,则,
因为,可得,则,
因为,所以,可得,
则.
方法3 由于直线过原点且与直线平行,
则,
因为,
则.
(2)解:设点,由,可得,
则,
可得,
又由直线的斜率一定存在且不为零,故可设其方程为,
由,解得,则,
因为,可得,同理可得,
方法1 由题可得,
令,则,可得,
当时,即时,取等号,即
又因为,所以的最大值为.
方法2 由题可知,
所以,当且仅当时,等号成立,
又因为,所以的最大值为.
【点睛】方法技巧:圆锥曲线中的最值问题是高考中的热点问题,常涉及不等式、函数的值域问题,综合性比较强,解法灵活多样,但主要有两种方法:
(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;
(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:(1)配方法;(2)基本不等式法;(3)单调性法;(4)三角换元法;(5)平面向量;(6)导数法等,要特别注意自变量的取值范围.
14.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,可得,再由离心率可得,再由椭圆中的关系即可得到,从而得到椭圆的方程;
(2)根据题意,设出点的坐标,然后表示出点的坐标,再由列出方程,即可得到结果.
【详解】(1)由已知,可得,则,因为,所以,
且,所以椭圆的方程为.
(2)
设,则,由已知可得,
设,则,,则,
所以,,即,
又因为,所以,
所以,即,
化简可得,又因为,所以,
所以,解得或(舍),
所以.
【点睛】关键点睛:本题主要考查了椭圆的性质以及直线与椭圆的位置关系,难度较难,解答本题的关键是利用好与之间的关系,然后由列出方程,再通过计算,即可求解.
15.(1),;
(2);
(3)1.
【分析】(1)利用向量平移求出的方程,并求出与x轴的两个交点坐标即可求出的方程.
(2)直线与、的方程分别联立,借助相等的角及正切列式求解作答.
(3)按在圆上和在曲线上分类讨论,计算的最大值作答.
【详解】(1)抛物线上的点按得到点,
所以抛物线由抛物线向下平移1个单位得到,则的方程为,
抛物线与轴相交于点,
则以为直径的圆的方程为.
(2)将与圆方程联立,消去,有,因为,
所以,即,代入直线方程得,
联立与抛物线方程,得,
所以,
因为,故,解得,
由,可得,所以.
(3)设,显然直线斜率存在,设直线的方程为,
由直线与轴的交点在点右侧,所以,下面分两种情况讨论:
情况一:若在圆上,则,
情况二:若在曲线上,因为直线与轴的交点在点右侧,所以斜率大于0,所以点在第一象限,
由直线与曲线恰有两个公共点、,知直线与曲线曲线各有且仅有一个公共点,
因为直线与轴的交点在点右侧以及斜率大于0知:
直线与圆在轴及其上方无公共点,所以直线与曲线相切于点,
于是有,当且仅当时等号成立;
又因为时,,
当且仅当时等号成立,所以,
即直线与抛物线在轴下方部分无公共点,所以直线与曲线相切于点,
由求导得:,直线的斜率为,
于是得直线的方程为,且满足,
由解得,此时取,得,
直线与曲线相切于点、曲线相切于点,符合题意,此时有,
所以.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
16.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意利用点差法可得,结合,运算求解即可;
(2)根据直线与椭圆相切利用韦达定理可得,结合夹角公式分析运算即可.
【详解】(1)设,则,
可得,
因为点在椭圆上,则,两式相减得,
整理得,即,可得,
又因为点在椭圆上,则,
由,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由题意可知:切线的斜率存在,设为,
设点,过点的直线为,
联立方程,消去y得,
则,
整理得,则,
即过直线上任一点均可作椭圆的两条切线,且,
可得,
因为,
因为,当且仅当时,等号成立
则,可得,
所以,
故当时,取到最大值.
【点睛】方法点睛:解决圆锥曲线中范围问题的方法:一般题目中没有给出明确的不等关系,首先需要根据已知条件进行转化,利用圆锥曲线的几何性质及曲线 上点的坐标确定不等关系;然后构造目标函数,把原问题转化为求函数的值域或引入参数根据参数范围求解,解题时应注意挖掘题目中的隐含条件,寻找量与量之间的转化.
17.(1)
(2)
【分析】(1)根据点M到点的距离等于它到直线l:的距离,结合抛物线的定义得出抛物线E的标准方程;
(2)设,由结合抛物线方程得出是方程的两根,设直线AB的方程为,并与抛物线方程联立结合韦达定理得出点P坐标.
【详解】(1)因为点M到点的距离比它到直线l:的距离小,
所以点M到点的距离等于它到直线l:的距离,
则点M的轨迹为以为焦点,以为准线的抛物线,
则曲线E的方程为.
(2)设,
由得:,且,得,
即,所以,
代入抛物线方程,得,
整理得,同理可得
故是方程的两根,,
由韦达定理可得①,
由题意,直线AB的斜率一定存在,故设直线AB的方程为,
与抛物线方程联立可得,
易得,由韦达定理可得②,
由①②可得,
故在x轴的正半轴上存在一点满足条件.
18.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设点的坐标,利用点差法表示,进一步计算得出结果;
(2)由对称性,四边形ABCD为平行四边形,所以,设直线AB的方程为,与椭圆方程联立得出韦达定理,表示四边形ABCD的面积并证明定值.
【详解】(1)设,,,则,
两式相减,得,则,即,
又因为,所以,
所以椭圆E的方程为.
(2)由对称性,四边形为平行四边形,所以,
设直线的方程为,联立,消去得:
,则,
且,
由得,则,
即
整理得,即.
.
原点到直线的距离,
所以为定值.
19.(1)
(2)
【分析】(1)根据右焦点坐标、虚轴长与实轴长的比值可得曲线的方程;
(2)设直线的斜率分別为,直线为,与双曲线方程联立,利用韦达定理代入可得、的值,求出直线、直线方程联立求得,可得直线的方程,与联立可得可得答案.
【详解】(1)由题意得,又,则,曲线的方程为;
(2)设直线的斜率分別为,直线为,
由,得,
,
,
则
,
,
由于点关于原点的对称点为点,,
则直线为,直线为,显然,
由,得,
即,
则直线的方程为,
由得,即,
当时,由对称性可知在轴上,
此时直线平行于直线,不符合题意,
故的轨迹方程为.
【点睛】关键点点睛:第二位关键点是利用韦达定理得、的值,直线的方程与直线方程联立得点坐标,考查了学生发现问题解决问题的能力.
20.(1)
(2)(i);(ii)点F在以MD为直径的圆内
【分析】(1)根据弦长和抛物线方程可求得交点坐标,结合同焦点建立方程组求解可得;
(2)(i)设,,,,直线方程,分别联立抛物线方程和双曲线方程,利用韦达定理,结合可解;(ii)利用导数求出切线方程以及点M坐标,利用判断,从而可知为钝角,可得结论.
【详解】(1)的焦点为,所以①
又与公共弦的长为,且与都关于y轴对称,
所以公共点的横坐标为,代入可得纵坐标为3,
所以公共点的坐标为,
所以②
联立①②得,,故的方程为.
(2)设,,,,
(i)因为与同向,且,所以,
从而,即,
所以,
设直线l的方程为,
联立,得,,则,,
联立,得,,
则,,
所以,即,
所以,所以或,
由图可知,,得,故
所以直线l的斜率为.
(ii)由得,所以在点A处的切线方程为,
令得,即,所以,而,
于是,
因此是锐角,从而是钝角,
故点F在以MD为直径的圆内.
【点睛】本题属直线与圆锥曲线综合问题,一般遵循设而不求原则,基本步骤为:
1、设出点的坐标和直线方程;
2、直线方程联立圆锥曲线方程消元,得到关于x或y的一元二次方程;
3、判断判别式,利用韦达定理得到两根和与两根积;
4、利用根与系数关系对题目条件进行转化求解.
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