2023-2024学年江苏省宿迁市部分校高二上学期11月期中联考数学试题(含解析)
展开1.直线x+tan30∘y−1=0的倾斜角为( )
A. 30∘B. 60∘C. 120∘D. 150∘
2.已知直角三角形的两个锐角顶点坐标为5 , 6 , −3 , 4,则这个三角形外接圆的方程为
A. x2+y2+8x+2y+7=0B. x2+y2+2x−10y−6=0
C. x2+y2−8x−2y−5=0D. x2+y2−2x−10y+9=0
3.抛物线y=4x2的焦点到准线的距离为
A. 1B. 2C. 18D. 116
4.如表所示的数阵称为“森德拉姆素数筛”,表中每行每列的数都成等差数列,设f(m,n)表示该数阵中第m行、第n列的数,则下列说法正确的是
A. f(3 , 18)<49B. f(6 , 8)>49C. f(12 , 4)=49D. f(7 , 7)=49
5.若抛物线y2=4x上的一点M到坐标原点的距离为2 3,则点M到该抛物线的焦点的距离为
( )
A. 3B. 2C. 32D. 1
6.已知直线l与圆C:x2+y2=1相切,且点−3 , 0到直线l的距离为2,则满足条件的直线条数为
( )
A. 4B. 3C. 2D. 1
7.已知三条直线x+y−3=0 , 3x−y−1=0和x+my−n=0相交于一点,则点Pm , n到原点的距离OP的最小值为
( )
A. 55B. 33C. 22D. 1
8.设双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线l过点F1.若点F2关于l的对称点P恰好在双曲线C上,且F1P⋅F1F2=6a2,则C的离心率为( )
A. 3B. 5−1C. 5+1D. 2
二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
9.设an是等比数列,下列说法中正确的是
( )
A. anan+1是等比数列B. an+an+1是等比数列
C. 1an是等比数列D. ln|an|是等比数列
10.下列命题正确的是
A. 任何直线方程都能表示为一般式
B. 直线x+2y−4=0与直线2x−y+2=0互相垂直
C. 两条直线相互平行的充要条件是它们的斜率相等
D. 直线ax+(a+1)y=1(a∈R)恒过定点−1 , 1
11.已知点P是圆C:(x−3)2+(y−4)2=r2(r>0)上一点,A(−1 , 0),B(1 , 0),C(0 , 1) ,则以下说法正确的是
A. 若直线AB与圆C相切,则r=4
B. 若以A,B为直径的圆与圆C有唯一公共点,则r=4
C. 若AP⋅AC=3,则r≥5 22
D. 当r=1时,|PA|2+|PB|2的最小值为34
12.在数学史上,平面内到两个定点的距离之积为常数的点的轨迹称为卡西尼卵形线.在平面直角坐标系xOy中,动点P(x , y)到两个定点F1(−1 , 0),F2(1 , 0)的距离之积等于4,则下列结论正确的是
A. |PF1|+|PF2|的最小值为4B. 曲线方程为x2+y2+1= 4x2+16
C. △F1PF2面积的最大值为2D. |OP|的取值范围为[ 3 , 5]
三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13.若直线l1:2x+ay−4=0与直线l2:a−1x+3y−4=0平行,则实数a的值为_______.
14.已知F1 , F2为椭圆x28+y24=1的两个焦点,M为椭圆上一点,且有MF1⊥MF2,请写出一个满足条件的点M的坐标______.
15.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,对任意的n∈N∗,均有S5⩽Sn成立,则a8a7的值的取值范围是______.
16.为测量一工件的内圆弧AB对应的半径R,工人用三个半径均为10mm的圆柱形量棒O1,O2,O3放在与工件圆弧相切的位置上,通过深度卡尺测出卡尺下沿水平面到中间量棒O2顶侧面的垂直深度ℎ=5mm(如图所示),则R=_____mm.
四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(本小题10.0分)
若数列1an是等差数列,则称数列{an}为调和数列.若实数a、b、c依次成调和数列,则称b是a和c的调和中项.
(1)求14和1的调和中项;
(2)已知调和数列{an},a2=1,a4=12,求{anan+1}的前n项和Tn公式.
18.(本小题12.0分)
在平面直角坐标系xOy中,如图,矩形OABC中,已知OA=3,E,F为O,A的两个三等分点,OB与CF交于点G.
(1)若OC=2,直线GE的方程;
(2)若GE⊥CF,求OC的长.
19.(本小题12.0分)
设a∈R,若过点M0 , 1直线l与圆C:x2+y2+2x−4y+a=0相交于A , B两点.
(1)若M为弦AB的中点,求a的取值范围及直线l的方程;
(2)若l的斜率为0,且CA⋅CB=−1,求a的值.
20.(本小题12.0分)
已知数列an满足a1=1,an+1=an+2 , n为奇数2an , n为偶数.
(1)记bn=a2n+2,求证:bn为等比数列;
(2)求数列an的前10项的和S10.
21.(本小题12.0分)
某海域有A,B两个岛屿,B岛在A岛正东40海里处,某海洋探测器在A,B两个岛屿周围移动探测,移动探测时始终保持到A,B两点距离之和为80海里,以AB所在直线为x轴,AB中垂线所在直线为y轴建系,其中正东方向为x轴正方向,正北方向为y轴正方向.
(1)求海洋探测器移动的轨迹方程;
(2)当海洋探测器在A岛南偏西30∘方向时,求该海洋探测器到B岛的距离.
22.(本小题12.0分)
在平面直角坐标系xOy中,已知F2 , 0为双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的一个焦点,过F作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,且OP=1.
(1)求双曲线C的方程;
(2)经过F的直线l与C交于点D,E,设A(1 , 0),直线DA,EA分别与直线x=12交于点P,Q,证明:以PQ为直径的圆经过点F.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查直线的斜率与倾斜角之间的关系,属于基础题;
计算时先计算斜率,可得倾斜角.
【解答】
解:由x+tan 30∘y−1=0,可得x+ 33y−1=0,
斜率为k=− 3,倾斜角为120∘.
故选C.
2.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查圆的方程的求解,属于基础题.
根据圆内接直角三角形的性质得,(5,6),(−3,4)是圆的一条直径的两个端点,从而可得圆心与半径,即可得圆的方程.
【解答】
解:根据题意,(5,6),(−3,4)是圆的一条直径的两个端点,
则圆的圆心为(1,5),半径r=12× 64+4= 17,
则圆的方程为(x−1)2+(y−5)2=17,
即x2+y2−2x−10y+9=0.
故选D.
3.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查抛物线的性质及标准方程,属于基础题.
求出抛物线的标准方程,得p即可求解.
【解答】解:先将抛物线方程化为标准形式x2=14y,
∴p=18,
∴抛物线的焦点到准线的距离为p=18.
故选C.
4.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查数列的应用,涉及等差数列的通项公式以及应用,属于中档题.
根据题意,依次分析选项是否正确,即可得答案.
【解答】
解:根据题意,依次分析选项:
对于A,第3行是首项为4,公差为3的等差数列,f(3,18)为第3行的第18个数,
则f(3,18)=4+17×3=55>49,A错误;
对于B,第6行是首项为7,公差为6的等差数列,f(6,8)为第6行的第8个数,
则f(6,8)=7+6×7=49,B错误;
对于C,第12行是首项为13,公差为12的等差数列,f(12,4)为第12行的第4个数,
则f(12,4)=13+3×12=49,C正确;
对于D,第7行是首项为8,公差为7的等差数列,f(7,7)为第7行的第7个数,
则f(7,7)=8+6×7=50,D错误;
故选:C.
5.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了抛物线的简单性质,属于基础题.
求得点M的坐标,将点M到该抛物线焦点的距离转化为点M到抛物线y2=4x的准线的距离即可.
【解答】解:设点M(y24,y),
∵|MO|=2 3,
∴(y24−0)2+(y−0)2=12,
∴y2=8或y2=−24(舍去),
∴x=y24=2.
∴M到抛物线y2=4x的准线x=− 1的距离d=2−(− 1)= 3,
∵点M到该抛物线焦点的距离等于点M到抛物线y2=4x的准线的距离,
∴点M到该抛物线焦点的距离为3.
故选:A.
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查点到直线的距离,直线与圆的位置关系,考查转化思想,属于中档题.
根据斜率是否存在分类讨论,斜率不存在时验证点到直线距离即可,当斜率存在时,根据点到直线距离,列方程求解.
【解答】
解:当直线l的斜率不存在时,
直线l方程为x=−1,或x=1,
点−3 , 0到直线x=−1的距离为2,符合题意,
点−3 , 0到直线x=1的距离为4,不符合题意.
当直线l的斜率存在时,
设直线方程为y=kx+b,
由直线l与圆C:x2+y2=1相切,得b 1+k2=1,①
点−3 , 0到直线l的距离为2,得−3k+b 1+k2=2,②
联立①②,解得k= 24,b=−3 24或k=− 24,b=3 24,
∴满足条件的直线有三条.
故选B.
7.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查直线的交点坐标以及两点间的距离公式,以及利用配方法求一元二次方程的最小值,属于中档题.
应先根据x+y−3=0 , 3x−y−1=0求得交点,代入x+my−n=0可得n=1+2m,利用两点距离公式表示出点到原点的距离,将n用m表示代入后,利用配方法求得最小值.
【解答】
解:联立x+y−3=03x−y−1=0,解得x=1y=2,
把(1,2)代入x+my−n=0,得1+2m−n=0,∴n=1+2m,
∴点P(m,n)到原点的距离d= m2+n2= m2+(1+2m)2
= 5(m+25)2+15≥3 55,
当且仅当n=15,m=−25时取等号.
∴点P(m,n)到原点的距离OP的最小值为 55 .
故选A.
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查了双曲线的性质及几何意义,涉及向量数量积计算,属于中档题.
由点F2关于l的对称点P恰好在双曲线C上,得PF1=F1F2=2c,结合双曲线的定义得PF2=2c−2a,结合二倍角余弦公式,用含a,c的式子表示cs∠PF1F2,带入数量积计算公式,得到关于a,c的方程,解方程即可得离心率e.
【解答】
解:若点F2关于l的对称点P恰好在双曲线C上,
则PF1=F1F2=2c,
由双曲线的定义得PF1−PF2=2a,
所以PF2=2c−2a,
设直线l与PF2交于点A,
则AF2=12PF2=c−a,
则sin∠AF1F2=AF2F1F2=c−a2c,
所以cs∠PF1F2=cs2∠AF1F2=1−2sin2∠AF1F2=1−2c−a2c2
所以F1P⋅F1F2=F1PF1F2cs∠PF1F2=4c21−2c−a2c2=6a2,
4c2−2(c−a)2=6a2,即(ca)2+2·ca−4=0,
双曲线的离心率为e=ca,则e2+2e−4=0,
又e>1,
故e= 5−1.
9.【答案】AC
【解析】【分析】
本题考查了等比数列的概念、判断与证明,考查推理能力,是中档题.
根据等比数列的判断方法,分别检验比值是否为常数进行判断.
【解答】
解:{an}是等比数列可得an+1an=q(q是定值),
A:{anan+1}中,an+1an+2anan+1=q2(常数),是等比数列,故正确;
B:当数列an的公比为−1时,an+an+1=0,而等比数列各项均不为0,故错误;
C:{1an}中,1an+11an=anan+1=1q(常数),是等比数列,故正确;
D:ln |an|中,ln |an+1|ln |an|=ln(an+1−an)=ln[an(q−1)]当数列an的公比为1时,ln0无意义,故错误;
故选AC.
10.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查直线的一般式方程,两直线垂直和平行的判定,直线过定点问题,属于中档题.
根据直线的一般式方程,两直线垂直和平行的判定,直线过定点问题逐一判断即可.
【解答】
解:对A:直线的一般式方程为:Ax+By+C=0,(A、B不同时为0),
当A≠0,B=0时,方程表示垂直于x轴的直线;
当A=0,B≠0时,方程表示垂直于y轴的直线;
当A≠0,B≠0时,方程表示任意一条不垂直于x轴和y轴的直线;
故A正确;
对于B:1×2+2×−1=0,
则直线x+2y−4=0与直线2x−y+2=0互相垂直,
故B正确;
对于C:因为垂直于x轴的直线没有斜率,
故C错误;对于D:因为ax+(a+1)y=1(a∈R),
所以ax+y+y−1=0,
所以x+y=0y−1=0,解得x=−1y=1,
所以直线ax+(a+1)y=1(a∈R)恒过定点−1 , 1.
故选ABD.
11.【答案】ACD
【解析】【分析】
本题考查直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,考查运算求解能力,属中档题.
根据直线与圆相切,可得圆心到直线的距离即为半径,进而即可判断A;根据圆与圆的位置关系,分圆x 2+y 2=1与C外切和内切两种情况讨论即可判断B;设P点的坐标为(x,y),从而得到圆C与x+y−2=0有交点,进而即可判断C;设P点的坐标为(3+sinα,4+csα)(α为参数),从而得到|PA| 2+|PB| 2=20sin(α+θ)+54,其中 tanθ=43,进而即可判断D.
【解答】解:对于A,由A(−1,0),B(1,0),则直线AB的方程为l AB:y=0,
所以圆C的圆心(3,4)到直线AB的距离为d=4,又直线AB与圆C相切,所以r=4,故A正确;
对于B,由A(−1,0),B(1,0),则以A,B为直径的圆方程为:x 2+y 2=1,
所以圆C的圆心(3,4)到圆x 2+y 2=1的圆心(0,0)的距离为5,
当圆x 2+y 2=1,与C外切时,有r+1=5,得r=4,
当圆x 2+y 2=1,与C内切时,有r−1=5,得r=6,故B不正确;
对于C,设P点的坐标为(x,y),则 AP=(x+1,y), AC=(1,1),
所以 AP⋅ AC=x+1+y=3,所以圆C与x+y−2=0有交点,
则r⩾3+4−2 12+12=5 22,故C正确;
对于D,设P点的坐标为(3+sinα,4+csα) (α为参数),
则 PA=(−4−sinα,−4−csα), PB=(−2−sinα,−4−csα),
所以|PA| 2+|PB| 2=12sinα+16csα+54=20sin(α+θ)+54,其中 tanθ=43,
所以当sin(α+θ)=−1时,|PA| 2+|PB| 2取得最小值,且最小值为34,故D正确.
故选:ACD.
12.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查曲线中的轨迹问题,属于中档题.
利用基本不等式判断A正确,设 Px,y ,根据 PF1⋅PF2=4 化简得到B正确,计算 y≤ 3 ,得到面积的最大值为 3 ,判断C错误,确定 0≤x2≤5 , OP2=2 x2+4−1∈3,5 ,判断D正确,得到答案.
【解答】
解:对选项A:|PF1|+|PF2|=|PF1|+4|PF1|≥2 |PF1|⋅4|PF1|=4,当且仅当|PF1|=2,
即P(0,± 3)时等号成立,所以A选项正确;
对选项B:设 Px,y ,则 PF1⋅PF2=4 ,即 x+12+y2⋅ x−12+y2=4 ,
整理得到 x2+y2+12−4x2=16 ,即 x2+y2+1= 4x2+16 ,正确;
对选项C:曲线方程变形为y2=2 x2+4−x2−1⩾0,
解得0⩽x2⩽5,
设 x2+4=t , 2⩽t⩽3 ,则 0⩽y2=2t−t2+4−1=−(t−1)2+4⩽3 ,
故0⩽ y≤ 3 , △F1PF2 面积的最大值为 12×2× 3= 3 ,错误;
对选项D: OP2=x2+y2=2 x2+4−1∈3,5 ,故 OP∈ 3, 5 ,正确;
13.【答案】−2
【解析】【分析】本题考察两直线平行相关性质的应用,属于中档题.
由直线 l1,l2平行,求出 a 值并验证即可.
【解答】解:由直线 l1:2x+ay−4=0 与 l2:a−1x+3y−4=0 平行,得 a(a−1)−2×3=0 ,解得 a=−2 或 a=3 ,
当 a=−2 时,直线 l1 的纵截距为 4a=−2 ,直线 l2 的纵截距为 43 ,则 l1//l2 ,
当 a=3 时,直线 l1 的纵截距为 4a=43 ,直线 l2 的纵截距为 43 ,则直线 l1,l2 重合,
所以实数 a 的值为 −2 .
故答案为: −2
14.【答案】(0,2)((0,−2)也可)
【解析】【分析】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、勾股定理属于中档题.
由椭圆定义,MF1⊥MF2 ,得到MF1·MF2=8,设P(x,y),得 x−22+y2· x+22+y2=8=x2+2y2,即可得解.
【解答】解:由x28+y24=1,得a2=8,b2=4,c2=4
所以|F1F2|=2c=4,
因为MF1⊥MF2,所以MF12+MF22=16,
由题意定义可得MF1+MF2=4 2,
所以2MF1·MF2=(MF1+MF2)2−(MF12+MF22)=16⋅
得MF1·MF2=8;
设P(x,y),
x−22+y2· x+22+y2=8=x2+2y2,
两边平方整理得(y2+12)(y2−4)=0,则y=2或−2,
则x=0,所以P(0,2)或(0,−2).
(答案写出其中一个即可)
15.【答案】32,2
【解析】【分析】
本题考查了等差数列的通项公式和等差数列的性质,属于中档题.
根据题意,得出a1<0,公差d>0,且a5⩽0,a6⩾0,可得−5⩽a1d⩽−4,进一步可得a8a7=1+2a1d+6∈32,2,从而可得结果.
【解答】
解:对任意的n∈N∗,均有S5⩽Sn成立,必有a1<0,公差d>0,
且a5⩽0,a6⩾0,
即a5=a1+4d⩽0,a6=a1+5d⩾0,
即−5⩽a1d⩽−4,
则a8a7=a1+7da1+6d=a1d+7a1d+6=1+1a1d+6∈32,2,
综上可得:a8a7的取值范围是32,2.
故答案为32,2.
16.【答案】50
【解析】【分析】
本题主要考查的是圆的几何性质及其应用,属于中档题.
设两圆O1,O2外切于点M,连接OM,作O1N⊥OO2交OO2于点N,点D为线段OO2与圆O2的交点,然后利用▵O1NO2∼▵OMO2求解即可.
【解答】解:
如图,设两圆O1,O2外切于点M,连接OM,作O1N⊥OO2交OO2于点N,
点D为线段OO2与圆O2的交点,
因为DE=ℎ,所以O2N=10−DN=ℎ,
因为∠O1NO2=∠OMO2=90∘,∠O1O2N=∠OO2M,
所以▵O1NO2∼▵OMO2,所以O2NO2M=O1O2OO2,
所以ℎ10=20R−10,解得R=50,
故答案为:50.
17.【答案】解:(1)设14和1的调和中项为b,依题意得:4、1b、1依次成等差数列,
所以1b=4+12=52,即b=25;
(2)依题意,{1an}是等差数列,设其公差为d,2d=2−1⇒d=12,
所以1an=1a2+(n−2)d=1+(n−2)×12=n2,所以an=2n,
所以anan+1=4n(n+1),
所以Tn=41×2+42×3+⋯+4n(n+1)=4(1−12+12−13+⋯+1n−1n+1)=4nn+1.
【解析】(1)根据题意得到4、1b、1成等差数列,从而得到方程,求出b,得到答案;
(2)根据题意得到{1an}是等差数列,设出公差,由通项公式基本量计算得到公差,进而得到{an}的通项公式,利用裂项相消法可得答案.
本题是新定义题型,主要考查利用定义求等差数列通项公式,等差中项的应用,裂项相消法求和,属于中档题.
18.【答案】解:(1)因为OC=2,所以B(3,2),C(0,2),E(1,0),F(2,0),
所以直线OB方程为y=23x,直线CF方程为y=−x+2,
联立求得,G(65,45),
所以直线GE的方程为y=45−065−1(x−1),即4x−y−4=0;
(2)设|OC|=m(m>0),则B(3,m),C(0,m),E(1,0),F(2,0),
所以直线OB方程为y=m3x,直线CF方程为y=−m2(x−2),
联立求得,G(65,2m5),又因为GE⊥CF,
所以2m5−065−1·(−m2)=−1,解得m=1(取正值),所以OC的长1.
【解析】本题考查了两条直线的交点坐标,考查了一般式方程,是中档题
(1)先求得直线OB方程为y=23x,直线CF方程为y=−x+2,故可得G点坐标,故可求直线GE的方程;
(2)设|OC|=m,则B(3,m),C(0,m),E(1,0),F(2,0),先求得G点坐标,结合斜率公式可得答案.
19.【答案】解:(1)由题意知,圆C的圆心为(−1,2),半径r= 5−a,
因为M为弦AB的中点,所以CM⊥l,且点M在圆内,
所以kl×2−1−1−0=−1,得kl=1,且02+12+2×0−4×1+a<0,
所以a<3,直线l的方程为x−y+1=0;
(2)因为l的斜率为0,方程为y=1,圆心到l的距离d=1,
设∠ACB=2α,则CA⋅CB=r2cs2α=r2(2cs2α−1)=r2(2r2−1)=2−r2=−1,
所以r2=5−a=3,所以a=2.
【解析】本题主要考查直线与圆的关系,属于中档题.
(1)由M为弦AB的中点,则CM⊥l,且点M在圆内,可得a的取值范围及直线l的方程;
(2)CA⋅CB=−1,可得a的值.
20.【答案】解:(1)bn+1=a2n+2+2=a2n+1+2+2=2a2n+4=2bn,
因为b1=a2+2=a1+2+2=5≠0,所以bn≠0,所以bn+1bn=2,
所以{bn}是以首项为5公比为2的等比数列;
(2)由(1)知bn=5×2n−1,
故a2n=5×2n−1−2,
所以S10=(a1+a3+⋯+a9)+(a2+a4+⋯+a10)=(a1+2a2+⋯+2a8)+(5(25−1)−10)
=1+10×24−10−16+145=280.
【解析】本题考查等比数列的判定与证明,等比数列的通项公式与分组(并项)法求和,属于中档题.
(1)由题意得到bn+1bn=2,即可证明数列{bn}为等比数列;
(2)因为a2n=5×2n−1−2,根据分组(并项)法求和计算可得.
21.【答案】解:(1)由题意知,A(−20,0),B(20,0),设检测器的位置坐标为P(x,y),
则有|PA|+|PB|=80(80>40),
所以点P的轨迹是以A,B为焦点,焦距为40,长轴长为80的椭圆,
设方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),
则a=40,c=20,所以b2=a2−c2=1200,
所以海洋探测器移动的轨迹方程为x21600+y21200=1;
(2)由于海洋探测器在A岛南偏西30∘方向,
所以点P在第三象限,直线PA斜率为 3,方程为y= 3(x+20),
联立方程组y= 3(x+20),3x2+4y2=4800,解得x=−32y=−12 3,或x=0y=20 3(舍去),
所以P(−32,−12 3),所以|PA|= (−32−20)2+(−12 3)2=56
所以海洋检测器到B岛距离为56海里.
【解析】本题考查椭圆的实际应用,属于中档题.
(1)依题意,海洋探测器的运动轨迹是以A,B为焦点的椭圆,求得轨迹方程为:x21600+y21200=1;
(2)由直线PA斜率为 3,方程为y= 3(x+20),联立方程组,解得P的坐标,故可得|PA|的值,得海洋探测器到B岛的距离.
22.【答案】解:(1)因为F(2,0),所以双曲线的半焦距c=2,又因为OP=1,
所以tan∠xOP=ba= 3,又因为a2+b2=c2,联立解得a=1,b= 3,
所以双曲线C的方程为x2−y23=1.
(2)显然直线DE不与y轴垂直,故可设直线l的方程为x=ty+2,t≠± 33,
(当t=± 33时,直线与双曲线的渐近线平行,l与C只有一个交点,不合题意),
联立直线DE与C的方程并消去x,得(3t2−1)y2+12ty+9=0
则3t2−1≠0,△=144t2−36(3t2−1)=36(t2+1)>0恒成立,
设D(x1,y1),E(x2,y2),所以y1+y2=−12t3t2−1,y1y2=93t2−1
直线DA的方程为y=y1x1−1(x−1),令x=12,得yP=−y12(x1−1),同理yQ=−y22(x2−1),
因为PF=(32,−yp),QF=(32,−yQ)
所以PF⋅QF=(32,−yP)⋅(32,−yQ)=94+yPyQ,
又yPyQ=y12(x1−1)⋅y22(x2−1)=y1y24(ty1+1)(ty2+1)=y1y24[t2y1y2+t(y1+y2)+1]
=93t2−14(t2⋅93t2−1−t⋅12t3t2−1+1)=94(9t2−12t2+3t2−1)=−94,
所以PF⋅QF=0,所以PF⊥QF,故以PQ为直径的圆经过定点F.
【解析】本题考查了双曲线标准方程求解,考查了直线与双曲线的位置关系,属于较难题.
(1)结合条件,建立a,b,c关系式,求解即可;
(2)由题意可设直线l的方程为x=ty+2,t≠± 33,通过联立方程,证得PF⊥QF,即可得证.
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