





新高考数学一轮复习 圆锥曲线专项重难点突破专题22 圆锥曲线与重心问题(2份打包,原卷版+解析版)
展开一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 是椭圆E上一动点,G点是三角形 SKIPIF 1 < 0 的重心,则点G的轨迹方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,G点是三角形 SKIPIF 1 < 0 的重心,则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 是椭圆E上一动点, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又G点是三角形 SKIPIF 1 < 0 的重心, SKIPIF 1 < 0 ,所以点G的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故选:B
2.已知 SKIPIF 1 < 0 是抛物线 SKIPIF 1 < 0 上三个动点,且 SKIPIF 1 < 0 的重心为抛物线的焦点 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点均在 SKIPIF 1 < 0 轴上方,则 SKIPIF 1 < 0 的斜率的最小值为( )
A.1B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】依题意,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为抛物线为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
注意到 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,代入可得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立,因而 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
3.已知点 SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的虚轴的上顶点, SKIPIF 1 < 0 为双曲线的右焦点,存在斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线交双曲线于点 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 的重心为点 SKIPIF 1 < 0 ,则双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.2 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,设斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 并整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 的重心为点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .故选:A
4.已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆上异于长轴端点的动点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为 SKIPIF 1 < 0 的重心和内心,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.2D. SKIPIF 1 < 0
【解析】
由椭圆 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
如图,设 SKIPIF 1 < 0 的内切圆与三边分别相切与 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为 SKIPIF 1 < 0 的重心和内心.则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故选:D
5.椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,上顶点为 SKIPIF 1 < 0 ,若存在直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆交于不同两点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 重心为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的半焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,由已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 重心为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率取值范围是 SKIPIF 1 < 0 ,故选:B.
6.设双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的右支交于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,则 SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意,双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,因为 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的右支交于 SKIPIF 1 < 0 两点,则满足 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
当离心率为 SKIPIF 1 < 0 时,即 SKIPIF 1 < 0 时,可得 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
又由 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 四点共线,此时不满足题意,
综上可得,双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
7.已知F为抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点,A,B,C为该抛物线上的三点,O为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 面积分别为 SKIPIF 1 < 0 ,若F为 SKIPIF 1 < 0 的重心,且 SKIPIF 1 < 0 ,则该抛物线的方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由此可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的重心,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 (负值舍去),
故该抛物线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故选: SKIPIF 1 < 0 .
8.抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 的重心为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意知,抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
由重心的坐标公式得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 不在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则 SKIPIF 1 < 0 ,此时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
因此, SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或者多项是符合题目要求的.
9.椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆第一象限上的一点(不包括轴上的点), SKIPIF 1 < 0 的重心是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的角平分线交x轴于点 SKIPIF 1 < 0 (m,0),下列说法正确的有( )
A.G的轨迹是椭圆的一部分B. SKIPIF 1 < 0 的长度范围是 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 取值范围是 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设重心 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 是椭圆上一点,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
∵G的轨迹是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的一部分,长半轴长为 SKIPIF 1 < 0 ,短半轴长为 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故B错误;
根据内角平分线定理可知, SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
同样利用内角平分线定理与焦半径公式,由 SKIPIF 1 < 0 可知, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
故选:ACD.
10.已知 SKIPIF 1 < 0 为抛物线 SKIPIF 1 < 0 上的三个点,焦点F是 SKIPIF 1 < 0 的重心.记直线AB,AC,BC的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A.线段BC的中点坐标为 SKIPIF 1 < 0
B.直线BC的方程为 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0
D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,因为F为 SKIPIF 1 < 0 重心,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,设BC中点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,由重心分中线 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为A在抛物线上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
SKIPIF 1 < 0 ,同理 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
故选:ABD
11.设双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,若直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的右支交于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
B. SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
C.直线 SKIPIF 1 < 0 斜率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
D.直线 SKIPIF 1 < 0 斜率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,根据重心性质可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的右支交于 SKIPIF 1 < 0 两点,所以点 SKIPIF 1 < 0 在双曲线右支内部,
故有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线 SKIPIF 1 < 0 斜率不存在时, SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上,故 SKIPIF 1 < 0 三点不共线,不符合题意舍,
设直线 SKIPIF 1 < 0 斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 在双曲线上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减可得: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 成立,
即有 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 不共线,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:AC
12.若双曲线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为左、右焦点,设点 SKIPIF 1 < 0 在双曲线上且在第一象限的动点,点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的内心,点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,则下列说法正确的是( )
A.双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0
B.点 SKIPIF 1 < 0 的运动轨迹为双曲线的一部分
C.若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
D.存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意,双曲线 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,所以A正确;
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的内切圆与边 SKIPIF 1 < 0 切于点 SKIPIF 1 < 0 ,与边 SKIPIF 1 < 0 切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
与边 SKIPIF 1 < 0 切于点 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由双曲线的定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又由 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的横坐标相同,可得 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上运动,所以B不正确;
由 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 ,联立方程组,求得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的内切圆的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以C正确;
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的内切圆的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,又由 SKIPIF 1 < 0 ,联立可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,所以D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.已知 SKIPIF 1 < 0 的顶点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,顶点A在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上运动,则 SKIPIF 1 < 0 的重心G的轨迹方程为 .
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .由点G为 SKIPIF 1 < 0 的重心,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
又点A不在直线BC上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以所求轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
14.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 上三点 SKIPIF 1 < 0 满足: SKIPIF 1 < 0 的重心是 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率之和为 .
【解析】设抛物线 SKIPIF 1 < 0 上三点 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 的重心是 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率之和 SKIPIF 1 < 0 .
15.已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左,右焦点,点M是双曲线C在第一象限上一点,设I,G分别为 SKIPIF 1 < 0 的内心和重心,若IG与y轴平行,则 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】由题意知 SKIPIF 1 < 0 .
如图, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的内切圆,切点分别为A、B、C,设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,由双曲线的定义知,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 的重心G与内心I的连线平行与y轴,即 SKIPIF 1 < 0 轴于点A,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
代入双曲线方程,得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
16.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,过定点 SKIPIF 1 < 0 的动直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 是坐标平面内的动点,且 SKIPIF 1 < 0 的重心为坐标原点 SKIPIF 1 < 0 .若 SKIPIF 1 < 0 的最小值为1,则 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 共线,则 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的重心,于是得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当a+b=0时取“=”,即 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 的最小值为1,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 上的任意一点到 SKIPIF 1 < 0 的距离比到x轴的距离大1.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点 SKIPIF 1 < 0 的直线l与抛物线交于A,B两点,过A,B两点分别作抛物线的切线,两条切线交于点Q,求 SKIPIF 1 < 0 重心G的轨迹方程.
【解析】(1)由抛物线的定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,∴抛物线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由题意可得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设其为k,设 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
代入抛物线方程得 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ①
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ②,①-②有 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .∴ SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
消k得 SKIPIF 1 < 0 ,所以G的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
18.已知曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方,它上面的每一点到点 SKIPIF 1 < 0 的距离减去到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离的差都是2.若点 SKIPIF 1 < 0 分别在该曲线 SKIPIF 1 < 0 上,且点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴右侧,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴左侧, SKIPIF 1 < 0 的重心 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 且满足 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 .记 SKIPIF 1 < 0 的面积分别为 SKIPIF 1 < 0
(1)求曲线 SKIPIF 1 < 0 方程;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)曲线上每一点到点 SKIPIF 1 < 0 的距离减去到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离的差都是2,即曲线上每一点到点 SKIPIF 1 < 0 的距离与到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离相等,所以曲线 SKIPIF 1 < 0 为抛物线, SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由相似三角形可知 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
19.已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的两个顶点, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,边 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上的两条中线长度之和为6.
(1)求点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,若线段 SKIPIF 1 < 0 的中点是 SKIPIF 1 < 0 ,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(3)已知点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 的另一个公共点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,求证:当点 SKIPIF 1 < 0 变化时,点 SKIPIF 1 < 0 恒在一条定直线上.
【解析】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,且边 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上的两条中线长度之和为6,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故由椭圆的定义可知 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆(不包括长轴的端点),
故设点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在,根据椭圆的对称性可得线段 SKIPIF 1 < 0 的中点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,不满足题意;
故设直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 联立,整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 整理得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,满足 SKIPIF 1 < 0 ,故直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0
(3)设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 整理得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
又直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 代入上式得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以当点 SKIPIF 1 < 0 运动时,点 SKIPIF 1 < 0 恒在定直线 SKIPIF 1 < 0 上
20.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,A,B为E上两点,且点A的纵坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,F恰好是 SKIPIF 1 < 0 的重心.
(1)求E的方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,P,Q为抛物线上相异的两个动点,且 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【解析】(1)由已知可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 F恰好是 SKIPIF 1 < 0 的重心, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 E的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设直线PQ的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,直线PQ过N点,不合题意,舍去,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最小值为11.
21.已知双曲线C: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,其左右焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点D为双曲线上一点,且 SKIPIF 1 < 0 的重心G点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)过x轴上一动点 SKIPIF 1 < 0 作直线l交双曲线的左支于A,B两点,A点关于x轴的对称点为 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 与B不重合),连接 SKIPIF 1 < 0 并延长交x轴于点Q,问 SKIPIF 1 < 0 是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【解析】(1)因为双曲线的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故可设双曲线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 的重心 SKIPIF 1 < 0 点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)由题意知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率必存在,设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,
化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
.
22.已知O是平面直角坐标系的原点,F是抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点,过点F的直线交抛物线于A,B两点,且 SKIPIF 1 < 0 的重心G在曲线 SKIPIF 1 < 0 上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)记曲线 SKIPIF 1 < 0 与y轴的交点为D,且直线AB与x轴相交于点E,弦AB的中点为M,求四边形DEMG面积的最小值.
【解析】(1)由题知,焦点 SKIPIF 1 < 0 ,显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,
设直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则△ SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故所求抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
又弦AB的中点为M, SKIPIF 1 < 0 的重心为G,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
点D到直线AB的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以四边形DEMG的面积 SKIPIF 1 < 0
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
此时四边形DEMG面积的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
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