上海市2009年高考模擬試題匯編
圓錐曲線
一、填空題
1、(2009上海青浦區(qū))已知是橢圓上的一個動點,則
的最大值是 .
5
2、(2009閔行三中模擬)已知為雙曲線的右頂點,F(xiàn)是雙曲線的右焦點,則|AF|=_______。
1
3、(2009冠龍高級中學(xué)3月月考)以橢圓中心為頂點,右頂點為焦點的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為_____________。
4、(2009上海普陀區(qū))設(shè)聯(lián)結(jié)雙曲線與(,)的個頂點的四邊形面積為,聯(lián)結(jié)其個焦點的四邊形面積為,則的最大值為 .
5、(2009上海十四校聯(lián)考)以原點為頂點,x軸為對稱軸且焦點在上的拋物線方程是
。
二、解答題
1、(2009上海十四校聯(lián)考)我們知道,判斷直線與圓的位置關(guān)系可以用圓心到直線的距離進(jìn)行判別,那么直線與橢圓的位置關(guān)系有類似的判別方法嗎?請同學(xué)們進(jìn)行研究并完成下面問題
(1)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個焦點,點F1、F2到直線的距離分別為d1、d2,試求d1?d2的值,并判斷直線L與橢圓M的位置關(guān)系
(2)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個焦點,點F1、F2到直線
(m、n不同時為0)的距離分別為d1、d2,且直線L與橢圓M相切,試求d1?d2的值
(3)試寫出一個能判斷直線與橢圓的位置關(guān)系的充要條件,并證明
(4)將(3)中得出的結(jié)論類比到其它曲線,請同學(xué)們給出自己研究的有關(guān)結(jié)論(不必證明)
解:(1); ………………2分
聯(lián)立方程; …………3分
與橢圓M相交 …………4分
(2)聯(lián)立方程組
消去
(3)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個焦點,點F1、F2到直線
的距離分別為d1、d2,且F1、F2在直線L的同側(cè)那么直線L與橢圓相交的充要條件為:;直線L與橢圓M相切的充要條件為:;直線L與橢圓M相離的充要條件為: ……14分
證明:由(2)得,直線L與橢圓M相交
命題得證
(寫出其他的充要條件僅得2分,未指出“F1、F2在直線L的同側(cè)”得3分)
(4)可以類比到雙曲線:設(shè)F1、F2是雙曲線的兩個焦點,點F1、F2到直線距離分別為d1、d2,且F1、F2在直線L的同側(cè)。那么直線L與雙曲線相交的充要條件為:;直線L與雙曲線M相切的充要條件為:;直線L與雙曲線M相離的充要條件為:
………………20分
(寫出其他的充要條件僅得2分,未指出“F1、F2在直線L的同側(cè)”得3分)
2、(2009上海盧灣區(qū)4月?迹┤鐖D,已知點,動點在軸上,點
在軸上,其橫坐標(biāo)不小于零,點在直線上,
且滿足,.
(1)當(dāng)點在軸上移動時,求點的軌跡;
(2)過定點作互相垂直的直線與,與
(1)中的軌跡交于、兩點,與(1)中的軌跡交于、兩點,求四邊形面積的最小值;
(3)(在下列兩題中,任選一題,寫出計算過程,并求出結(jié)果,若同時選做兩題,
則只批閱第②小題,第①題的解答,不管正確與否,一律視為無效,不予批閱):
① (解答本題,最多得6分)將(1)中的曲線推廣為橢圓:,并
將(2)中的定點取為焦點,求與(2)相類似的問題的解;
② (解答本題,最多得9分)將(1)中的曲線推廣為橢圓:,并
將(2)中的定點取為原點,求與(2)相類似的問題的解.
解:(1)設(shè),易知,,,由題設(shè),
得其中,從而,,且,
又由已知,得,
當(dāng)時,,此時,得,
又,故,,即,,
當(dāng)時,點為原點,為軸,為軸,點也為原點,從而點也為原點,因此點的軌跡的方程為,它表示以原點為頂點,以為焦點的拋物線; (4分)
(2)由題設(shè),可設(shè)直線的方程為,直線的方程為,,又設(shè)、,
則由,消去,整理得,
故,同理, (7分)
則,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,因此四邊形面積的最小值為. (9分)
(3)① 當(dāng)時可設(shè)直線的方程為,
由,得,
故,, (12分)
,
當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立. (14分)
當(dāng)時,易知,,得,故當(dāng)且僅當(dāng)時四邊形面積有最小值. (15分)
② 由題設(shè),可設(shè)直線的方程為,當(dāng)時,由,
消去,整理得,得,
同理, (12分)
則,其中,
若令,則由
,其中,即,故當(dāng)且僅當(dāng),即時,有最大值,由,得有最小值,故當(dāng)且僅當(dāng)時,四邊形面積有最小值為. (17分)
又當(dāng)時,,,此時,由,得當(dāng)且僅當(dāng)時,四邊形面積有最小值為. (18分)
3、(2009上海八校聯(lián)考)已知雙曲線的漸近線方程為,左焦點為F,過的直線為,原點到直線的距離是
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知直線交雙曲線于不同的兩點C,D,問是否存在實數(shù),使得以CD為直徑的圓經(jīng)過雙曲線的左焦點F。若存在,求出m的值;若不存在,請說明理由
解:(1)∵ 2分
原點到直線AB:的距離, 4分
故所求雙曲線方程為 6分
(2)把中消去y,整理得 . 8分
設(shè),則
因為以CD為直徑的圓經(jīng)過雙曲線的左焦點F,所以 , 10分
可得 把代入,
解得: 13分
解,得,滿足,14分
4、(2009上海奉賢區(qū)模擬考)已知:點P與點F(2,0)的距離比它到直線+4=0的距離小2,若記點P的軌跡為曲線C。
(1)求曲線C的方程。
(2)若直線L與曲線C相交于A、B兩點,且OA⊥OB。求證:直線L過定點,并求出該定點的坐標(biāo)。
(3)試?yán)盟鶎W(xué)圓錐曲線知識參照(2)設(shè)計一個與直線過定點有關(guān)的數(shù)學(xué)問題,并解答所提問題。
(1)解法(A):點P與點F(2,0)的距離比它到直線+4=0的距離小2,所以點P與點F(2,0)的距離與它到直線+2=0的距離相等。 ----(1分)
由拋物線定義得:點在以為焦點直線+2=0為準(zhǔn)線的拋物線上, ----(1分)
拋物線方程為。 ----(2分)
解法(B):設(shè)動點,則。當(dāng)時,,化簡得:,顯然,而,此時曲線不存在。當(dāng)時,,化簡得:。
(2),
,
, ----(1分)
,
,即,, ----(2分)
直線為,所以 ----(1分)
----(1分)
由(a)(b)得:直線恒過定點。 ----(1分)
1、(逆命題)如果直線,且與拋物線相交于A、B兩點,O為坐標(biāo)原點。求證:OA⊥OB (評分:提出問題得1分,解答正確得1分)
(若,求證:?=0,得分相同)
2、(簡單推廣命題)如果直線L與拋物線=2px(p>0)相交于A、B兩點,且OA⊥OB。求證:直線L過定點(2p,0)
或:它的逆命題(評分:提出問題得2分,解答正確得1分)
3、(類比)
3.1(1)如果直線L與橢圓+=1(a>b>0)相交于A、B兩點,M是其右頂點,當(dāng)MA⊥MB。求證:直線L過定點(,0)
3.1(2)如果直線L與橢圓+=1(a>b>0)相交于A、B兩點,M是其左頂點,當(dāng)MA⊥MB。求證:直線L過定點(,0)
3.1(3)或它的逆命題
3.2(1)如果直線L與雙曲線-=1(a>0,b>0)相交于A、B兩點,M是其右頂點,當(dāng)MA⊥MB。求證:直線L過定點(,0)(a≠b)
3.2(2)如果直線L與雙曲線-=1(a>0,b>0)相交于A、B兩點,M是其左頂點,當(dāng)MA⊥MB。求證:直線L過定點(,0)(a≠b)
3.2(3)或它的逆命題
(評分:提出問題得3分,解答正確得3分)
4、(再推廣)
直角頂點在圓錐曲線上運動
如:如果直線L與拋物線=2px(p>0)相交于A、B兩點,P是拋物線上一定點(,),且PA⊥PB。求證:直線L過定點(+2p,-)
(評分:提出問題得4分,解答正確得3分)
5、(再推廣)
如果直線L與拋物線=2px(p>0)相交于A、B兩點,P是拋物線上一定點(,),PA與PB的斜率乘積是常數(shù)m。求證:直線L過定點(-,-)
(評分:提出問題得5分,解答正確得4分)
或?為常數(shù)
頂點在圓錐曲線上運動并把直角改為一般定角或OA與OB的斜率乘積是常數(shù)或?為常數(shù)
5、(2009冠龍高級中學(xué)3月月考)雙曲線上一點到左,右兩焦點距離的差為2.
(1)求雙曲線的方程;
(2)設(shè)是雙曲線的左右焦點,是雙曲線上的點,若,
求的面積;
(3)過作直線交雙曲線于兩點,若,是否存在這樣的直線,使為矩形?若存在,求出的方程,若不存在,說明理由.
(1)
(2) 妨設(shè)在第一象限,則
(3)若直線斜率存在,設(shè)為,代入
得
若平行四邊形為矩形,則
無解
若直線垂直軸,則不滿足.
故不存在直線,使為矩形.
6、(2009上海青浦區(qū))已知是拋物線上的相異兩點.
(1)設(shè)過點且斜率為-1的直線,與過點且斜率1的直線相交于點P(4,4),求直線AB的斜率;
(2)問題(1)的條件中出現(xiàn)了這樣的幾個要素:已知圓錐曲線G,過該圓錐曲線上的
相異兩點A、B所作的兩條直線相交于圓錐曲線G上一點;結(jié)論是關(guān)于直線AB的斜率的值.請你對問題(1)作適當(dāng)推廣,并給予解答;
(3)線段AB(不平行于軸)的垂直平分線與軸相交于點.若,試用線段AB中點的縱坐標(biāo)表示線段AB的長度,并求出中點的縱坐標(biāo)的取值范圍.
(1)由解得;由解得.
由點斜式寫出兩條直線的方程,,
所以直線AB的斜率為. ……4分
(2)推廣的評分要求分三層
一層:點P到一般或斜率到一般,或拋物線到一般(3分,問題1分、解答2分)
例:1.已知是拋物線上的相異兩點.設(shè)過點且斜率為-1的直線,與過點且斜率為1的直線相交于拋物線上的一定點P,求直線AB的斜率;
2.已知是拋物線上的相異兩點.設(shè)過點且斜率為-k 1的直線,與過點且斜率為k的直線相交于拋物線上的一點P(4,4),求直線AB的斜率;
3.已知是拋物線上的相異兩點.設(shè)過點且斜率為-1的直線,與過點且斜率為1的直線相交于拋物線上的一定點P,求直線AB的斜率; AB的斜率的值.
二層:兩個一般或推廣到其它曲線(4分,問題與解答各占2分)
例:4.已知點R是拋物線上的定點.過點P作斜率分別為、的兩條直線,分別交拋物線于A、B兩點,試計算直線AB的斜率.
三層:滿分(對拋物線,橢圓,雙曲線或?qū)λ袌A錐曲線成立的想法.)(7分,問題3分、解答4分)
例如:5.已知拋物線上有一定點P,過點P作斜率分別為、的兩條直線,分別交拋物線于A、B兩點,試計算直線AB的斜率.
過點P(),斜率互為相反數(shù)的直線可設(shè)為,,其中。
由得,所以
同理,把上式中換成得,所以
當(dāng)P為原點時直線AB的斜率不存在,當(dāng)P不為原點時直線AB的斜率為。
(3)(理)點,設(shè),則.
設(shè)線段的中點是,斜率為,則=.12分
所以線段的垂直平分線的方程為,
又點在直線上,所以,而,于是. ……13分
(斜率,則--------------------------------13分)
線段所在直線的方程為, ……14分
代入,整理得 ……15分
,。設(shè)線段長為,則
=
……16分
因為,所以 ……18分
即:.()
(文)設(shè),則. ……13分
設(shè)線段的中點是,斜率為,則=,……15分
線段的垂直平分線的方程為, ……17分
又點在直線上,所以,
而,于是.故線段AB中點的橫坐標(biāo)為. ……18分
7、(2009上海十校聯(lián)考)已知等軸雙曲線的兩個焦點、在直線上,線段的中點是坐標(biāo)原點,且雙曲線經(jīng)過點.
(1) 若已知下列所給的三個方程中有一個是等軸雙曲線的方程:①;②;③.請確定哪個是等軸雙曲線的方程,并求出此雙曲線的實軸長;
(2) 現(xiàn)要在等軸雙曲線上選一處建一座碼頭,向、兩地轉(zhuǎn)運貨物.經(jīng)測算,從到、從到修建公路的費用都是每單位長度萬元,則碼頭應(yīng)建在何處,才能使修建兩條公路的總費用最低?
(3) 如圖,函數(shù)的圖像也是雙曲線,請嘗試研究此雙曲線的性質(zhì),你能得到哪些結(jié)論?(本小題將按所得到的雙曲線性質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量酌情給分)
【解】(1)雙曲線的焦點在軸上,所以①不是雙曲線的方程……1分
雙曲線不經(jīng)過點,所以②不是雙曲線的方程 …… 2分
所以③是等軸雙曲線的方程 …… 3分
等軸雙曲線的焦點、在直線上,所以雙曲線的頂點也在直線上, …… 4分
聯(lián)立方程,解得雙曲線的兩頂點坐標(biāo)為,,所以雙曲線的實軸長為 …… 5分
(2) 所求問題即為:在雙曲線求一點,使最。
首先,點應(yīng)該選擇在等軸雙曲線的中第一象限的那一支上 …… 6分
等軸雙曲線的的長軸長為,所以其焦距為
又因為雙曲線的兩個焦點、在直線上,線段的中點是原點,所以是的一個焦點, …… 7分
設(shè)雙曲線的另一個焦點為,由雙曲線的定義知:
所以,要求的最小值,只需求的最小值 …… 8分
直線的方程為,所以直線與雙曲線在第一象限的交點為 …… 9分
所以碼頭應(yīng)在建點處,才能使修建兩條公路的總費用最低 …… 10分
(3)① ,此雙曲線是中心對稱圖形,對稱中心是原點; …… 1分
② 漸近線是和.當(dāng)時,當(dāng)無限增大時,無限趨近于,與無限趨近;當(dāng)無限增大時,無限趨近于. …… 2分
③ 雙曲線的對稱軸是和. …… 3分
④ 雙曲線的頂點為,,實軸在直線上,實軸長為 …… 4分
⑤虛軸在直線,虛軸長為 …… 5分
⑥焦點坐標(biāo)為,,焦距 …… 6分
說明:(i)若考生能把上述六條雙曲線的性質(zhì)都寫出,建議此小題給滿分8分
(ii)若考生未能寫全上述六條雙曲線的性質(zhì),但是給出了的一些函數(shù)性質(zhì)(諸如單調(diào)性、最值),那么這些函數(shù)性質(zhì)部分最多給1分
8、(2009上海九校聯(lián)考)如圖,已知橢圓的焦點和上頂點分別為、、,
我們稱為橢圓的特征三角形.如果兩個橢圓的 特征三角形是相似的,
則稱這兩個橢圓是“相似橢圓”,且三角形的相似比即為 橢圓的相似比.
(1)已知橢圓和,
判斷與是否相似,
如果相似則求出與的相似比,若不相似請說明理由;
(2)已知直線,與橢圓相似且半短軸長為的橢圓的方程,
在橢圓上是否存在兩點、關(guān)于直線對稱,
若存在,則求出函數(shù)的解析式.
(3)根據(jù)與橢圓相似且半短軸長為的橢圓的方程,提出你認(rèn)為有價值的
相似橢圓之間的三種性質(zhì)(不需證明);
解:
解:(1)橢圓與相似. ………2分
因為的特征三角形是腰長為4,底邊長為的等腰三角形,
而橢圓的特征三角形是腰長為2,底邊長為的等腰三角形,
因此兩個等腰三角形相似,且相似比為 ……… 6分
(2)橢圓的方程為:. ………8分
假定存在,則設(shè)、所在直線為,中點為.
則. ………10分
所以.
中點在直線上,所以有. ………12分
.
. ………14分
(3)橢圓的方程為:.
兩個相似橢圓之間的性質(zhì)有: 寫出一個給2分
① 兩個相似橢圓的面積之比為相似比的平方;
② 分別以兩個相似橢圓的頂點為頂點的四邊形也相似,相似比即為橢圓的相似比;
③ 兩個相似橢圓被同一條直線所截得的線段中點重合;
過原點的直線截相似橢圓所得線段長度之比恰為橢圓的相似比. ………20分
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