新高考数学二轮培优大题优练9 圆锥曲线探索性问题(2份打包,原卷版+教师版)
展开优选例题
例1.已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,且椭圆 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 只有一个公共点,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 轴上关于原点对称的两点,且点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上的射影分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,判断是否存在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值,若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标及该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2),存在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值,该定值为2.
【解析】(1)因为点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 .
由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,
因为点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,所以点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
与 SKIPIF 1 < 0 联立并求解,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)存在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值.
当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,设其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,为定值,
所以存在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ;
当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 均满足 SKIPIF 1 < 0 .
综上,存在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
使得 SKIPIF 1 < 0 为定值,该定值为2.
例2.已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 实轴端点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为2,过 SKIPIF 1 < 0 点且斜率1的直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于另一点 SKIPIF 1 < 0 ,已知 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求双曲线的方程;
(2)若过 SKIPIF 1 < 0 的直线与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,试探究直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;若不在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在, SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)设双曲线 SKIPIF 1 < 0 的焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为离心率为2,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
双曲线的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,所以点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上.
模拟优练
1.椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 .抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点重合,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 过 SKIPIF 1 < 0 的焦点与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 及抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)是否存在常数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为常数?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,请说明理由.
2.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时, SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的方程:
(2)在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立( SKIPIF 1 < 0 为坐标原点)?若存在求出坐标,若不存在说明理由.
3.已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,且过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求C的方程;
(2)点M,N在C上,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,D为垂足,问是否存在定点Q,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值,
若存在,求出Q点;若不存在,请说明理由.
参考答案
1.【答案】(1)椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线 SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在, SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)设椭圆焦点 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即椭圆焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
又椭圆 SKIPIF 1 < 0 得离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题意得,直线 SKIPIF 1 < 0 不与x轴平行,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,并设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为常数 SKIPIF 1 < 0 .
故存在 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 为常数.
2.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在, SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
从而有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题可知直线 SKIPIF 1 < 0 斜率不为零,设 SKIPIF 1 < 0 ,
代入抛物线方程 SKIPIF 1 < 0 消去 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,①
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
将①代入,从而得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因此存在点 SKIPIF 1 < 0 满足题意, SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
3.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在,答案见解析.
【解析】(1)由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若直线 SKIPIF 1 < 0 斜率存在时,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入椭圆方程,消去 SKIPIF 1 < 0 并整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
根据 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
整理化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 不在直线 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线过定点 SKIPIF 1 < 0 ;
当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,结合 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时与点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标重合舍去,
此时直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,即 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 不重合,则由题设知 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的斜边,
故 SKIPIF 1 < 0 ;
若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值.
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