2017高考數(shù)學(xué)專練及答案:圓錐曲線的定點(diǎn) 定值與最值

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一、選擇題
    1.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在拋物線上,且2x2=x1+x3,則有(  )
    A.|FP1|+|FP2|=|FP3|
    B.|FP1|2+|FP2|2=|FP3|2
    C.2|FP2|=|FP1|+|FP3|
    D.|FP2|2=|FP1|·|FP3|
    答案:C 解題思路:拋物線的準(zhǔn)線方程為x=-,由定義得|FP1|=x1+,|FP2|=x2+,|FP3|=x3+,則|FP1|+|FP3|=x1++x3+=x1+x3+p,2|FP2|=2x2+p,由2x2=x1+x3,得2|FP2|=|FP1|+|FP3|,故選C.
    2.與拋物線y2=8x相切傾斜角為135°的直線l與x軸和y軸的交點(diǎn)分別是A和B,那么過A,B兩點(diǎn)的最小圓截拋物線y2=8x的準(zhǔn)線所得的弦長為(  )
    A.4    B.2   C.2    D.
    答案:C 命題立意:本題考查直線與拋物線及圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,難度中等.
    解題思路:設(shè)直線l的方程為y=-x+b,聯(lián)立直線與拋物線方程,消元得y2+8y-8b=0,因?yàn)橹本€與拋物線相切,故Δ=82-4×(-8b)=0,解得b=-2,故直線l的方程為x+y+2=0,從而A(-2,0),B(0,-2),因此過A,B兩點(diǎn)最小圓即為以AB為直徑的圓,其方程為(x+1)2+(y+1)2=2,而拋物線y2=8x的準(zhǔn)線方程為x=-2,此時(shí)圓心(-1,-1)到準(zhǔn)線的距離為1,故所截弦長為2=2.
    3.如圖,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線l交拋物線于點(diǎn)A,B,交其準(zhǔn)線于點(diǎn)C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為(  )
    A.y2=9x   B.y2=6x
    C.y2=3x   D.y2=x
    答案:C 命題立意:本題考查拋物線定義的應(yīng)用及拋物線方程的求解,難度中等.
    解題思路:如圖,分別過點(diǎn)A,B作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為E,D,由拋物線定義可知|AE|=|AF|=3,|BC|=2|BF|=2|BD|,在RtBDC中,可知BCD=30°,故在RtACE中,可得|AC|=2|AE|=6,故|CF|=3,則GF即為ACE的中位線,故|GF|=p==,因此拋物線方程為y2=2px=3x.
    4.焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線C的左焦點(diǎn)為F,右頂點(diǎn)為A,若線段FA的中垂線與雙曲線C有公共點(diǎn),則雙曲線C的離心率的取值范圍是(  )
    A.(1,3) B.(1,3]
    C.(3,+∞) D.[3,+∞)
    答案:D 命題立意:本題主要考查雙曲線的離心率問題,考查考生的化歸與轉(zhuǎn)化能力.
    解題思路:設(shè)AF的中點(diǎn)C(xC,0),由題意xC≤-a,即≤-a,解得e=≥3,故選D.
    5.過點(diǎn)(,0)引直線l與曲線y=相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),當(dāng)AOB的面積取值時(shí),直線l的斜率等于(  )
    A. B.- C.± D.-
    答案:B 命題透析:本題考查直線與圓的位置關(guān)系以及數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想.
    思路點(diǎn)撥:由y=,得x2+y2=1(y≥0),即該曲線表示圓心在原點(diǎn),半徑為1的上半圓,如圖所示.
    故SAOB=|OA||OB|·sin AOB=sin AOB,所以當(dāng)sin AOB=1,即OAOB時(shí),SAOB取得值,此時(shí)O到直線l的距離d=|OA|sin 45°=.設(shè)此時(shí)直線l的方程為y=k(x-),即kx-y-k=0,則有=,解得k=±,由圖可知直線l的傾斜角為鈍角,故k=-.
    6.點(diǎn)P在直線l:y=x-1上,若存在過P的直線交拋物線y=x2于A,B兩點(diǎn),且|PA|=|AB|,則稱點(diǎn)P為“正點(diǎn)”,那么下列結(jié)論中正確的是(  )
    A.直線l上的所有點(diǎn)都是“正點(diǎn)”
    B.直線l上僅有有限個(gè)點(diǎn)是“正點(diǎn)”
    C.直線l上的所有點(diǎn)都不是“正點(diǎn)”
    D.直線l上有無窮多個(gè)點(diǎn)(點(diǎn)不是所有的點(diǎn))是“正點(diǎn)”
    答案:A 解題思路:本題考查直線與拋物線的定義.設(shè)A(m,n),P(x,x-1),則B(2m-x,2n-x+1), A,B在y=x2上, n=m2,2n-x+1=(2m-x)2,消去n,整理得關(guān)于x的方程x2-(4m-1)x+2m2-1=0, Δ=8m2-8m+5>0恒成立, 方程恒有實(shí)數(shù)解.
    二、填空題
    7.設(shè)A,B為雙曲線-=1(b>a>0)上兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).若OAOB,則AOB面積的最小值為________.
    答案: 解題思路:設(shè)直線OA的方程為y=kx,則直線OB的方程為y=-x,則點(diǎn)A(x1,y1)滿足故x=,y=,
    |OA|2=x+y=;
    同理|OB|2=.
    故|OA|2·|OB|2=·=.
    =≤(當(dāng)且僅當(dāng)k=±1時(shí),取等號(hào)), |OA|2·|OB|2≥,
    又b>a>0,
    故SAOB=|OA|·|OB|的最小值為.
    8.已知直線y=x與雙曲線-=1交于A,B兩點(diǎn),P為雙曲線上不同于A,B的點(diǎn),當(dāng)直線PA,PB的斜率kPA,kPB存在時(shí),kPA·kPB=________.
    答案: 解題思路:設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),則由得y2=,y1+y2=0,y1y2=-,
    x1+x2=0,x1x2=-4×.
    由kPA·kPB=·====知kPA·kPB為定值.
    9.設(shè)平面區(qū)域D是由雙曲線y2-=1的兩條漸近線和拋物線y2=-8x的準(zhǔn)線所圍成的三角形(含邊界與內(nèi)部).若點(diǎn)(x,y)D,則目標(biāo)函數(shù)z=x+y的值為______.
    答案:
    3 解題思路:本題考查雙曲線、拋物線的性質(zhì)以及線性規(guī)劃.雙曲線y2-=1的兩條漸近線為y=±x,拋物線y2=-8x的準(zhǔn)線為x=2,當(dāng)直線y=-x+z過點(diǎn)A(2,1)時(shí),zmax=3.
    三、解答題
    10.已知拋物線y2=4x,過點(diǎn)M(0,2)的直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),且直線與x軸交于點(diǎn)C.
    (1)求證:|MA|,|MC|,|MB|成等比數(shù)列;
    (2)設(shè)=α,=β,試問α+β是否為定值,若是,求出此定值;若不是,請說明理由.
    解析:(1)證明:設(shè)直線的方程為:y=kx+2(k≠0),
    聯(lián)立方程可得得
    k2x2+(4k-4)x+4=0.
    設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),C,
    則x1+x2=-,x1x2=,
    |MA|·|MB|=|x1-0|·|x2-0|=,
    而|MC|2=2=,
    |MC|2=|MA|·|MB|≠0,
    即|MA|,|MC|,|MB|成等比數(shù)列.
    (2)由=α,=β,得
    (x1,y1-2)=α,
    (x2,y2-2)=β,
    即得:α=,β=,
    則α+β=,
    由(1)中代入得α+β=-1,
    故α+β為定值且定值為-1.
    11.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,設(shè)點(diǎn)F(0,p)(p>0),直線l:y=-p,點(diǎn)P在直線l上移動(dòng),R是線段PF與x軸的交點(diǎn),過R,P分別作直線l1,l2,使l1PF,l2l,l1∩l2=Q.
    (1)求動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡C的方程;
    (2)在直線l上任取一點(diǎn)M作曲線C的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)為A,B,求證:直線AB恒過一定點(diǎn);
    (3)對(2)求證:當(dāng)直線MA,MF,MB的斜率存在時(shí),直線MA,MF,MB的斜率的倒數(shù)成等差數(shù)列.
    解題思路:本題考查軌跡方程的求法及直線與拋物線的位置關(guān)系.(1)利用拋物線的定義即可求出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)利用導(dǎo)數(shù)及方程根的思想得出兩切點(diǎn)的直線方程,進(jìn)一步求出直線恒過的定點(diǎn);(3)分別利用坐標(biāo)表示三條直線的斜率,從而化簡證明即可.
    解析:(1)依題意知,點(diǎn)R是線段PF的中點(diǎn),且RQ⊥FP,
    RQ是線段FP的垂直平分線. |QP|=|QF|.故動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡C是以F為焦點(diǎn),l為準(zhǔn)線的拋物線,其方程為:x2=4py(p>0).
    (2)設(shè)M(m,-p),兩切點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2).
    由x2=4py得y=x2,求導(dǎo)得y′=x.
    兩條切線方程為y-y1=x1(x-x1),
    y-y2=x2(x-x2),
    對于方程,代入點(diǎn)M(m,-p)得,
    -p-y1=x1(m-x1),又y1=x,
    -p-x=x1(m-x1),
    整理得x-2mx1-4p2=0.
    同理對方程有x-2mx2-4p2=0,
    即x1,x2為方程x2-2mx-4p2=0的兩根.
    x1+x2=2m,x1x2=-4p2.
    設(shè)直線AB的斜率為k,k===(x1+x2),
    所以直線的方程為y-=(x1+x2)(x-x1),展開得:
    y=(x1+x2)x-,
    將代入得:y=x+p.
    直線恒過定點(diǎn)(0,p).