1.【2018浙江21】如图,已知点P 是y 轴左侧(不含y 轴)一点,抛物线2:4C y x =上存在不同的两点,A B 满足,PA PB 的中点均在C 上。
(1) 设AB 中点为M ,证明:PM 垂直于y 轴;(2) 若P 是半椭圆221(0)4y x x +=<上的动点,求PAB ∆面积的取值范围。
解析:(1)设2200112211(,),(,),(,)44P x y A y y B y yAP 中点满足:22102014()4()22y x y y ++= BP 中点满足:22202024:()4()22y x y y BP ++= 所以12,y y 是方程220204()4()22y x y y ++=即22000280y y y x y -+-=的两个根,所以1202y y y +=,故PM 垂直于y 轴。
(2)由(1)可知212012002,8y y y y y x y +=⋅=-所以2221200013||()384PM y y x y x =+-=-,12||y y -=因此,32212001||||4)24PABS PM y y y x ∆=⋅-=- 因为220001(0)4y x x +=<,所以2200004444[4,5]y x x x -=--+∈ 因此,PAB ∆面积的取值范围是1. 距离型问题2.【2018全国3 理20】已知斜率为k 的直线l 与椭圆22:143x y C +=交于,A B 两点,线段AB 的中点为(1,)(0)M m m >(1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点且0FP FA FB ++=,证明:,,FP FA FB 为等差数列,并求出该数列的公差。
解析:(1)由中点弦公式22OMb k k a ⋅=-,解得34k m=-又因为点M 在椭圆内,故302m <<,故12k <- (2)由题意知2,2FA FB FM FP FM +==-,故(1,2)P m -因为点P 在椭圆上,代入可得3,14m k ==-,即3||2FP = 根据第二定义可知,1211||2,||222FA x FB x =-=- 联立22212121114371402,42874x y x x x x x x y x ⎧+=⎪⎪⇒-+=⇒+==⎨⎪=-+⎪⎩ 即121||||4()32FA FB x x +=-+= 故满足2||||||FP FA FB =+,所以,,FP FA FB 为等差数列 设其公差为d ,因为,A B 的位置不确定,则有代入得2,1428d d =±=± 3.【2018全国3 文20】已知斜率为k 的直线l 与椭圆22:143x y C +=交于,A B 两点,线段AB 的中点为(1,)(0)M m m >(1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点且0FP FA FB ++=,证明2||||||FP FA FB =+。
解析:(1)设1122(,),(,)A x y B x y ,则222211221,14343x y x y +=+=,因为2121y y k x x -=- 两式相减可得:1212043x x y y k +++= 又因为12121,22x x y y m ++==即12122,2x x y y m +=+=代入上式得 34k m =-,又因为点M 在椭圆内,故302m <<,故12k <- (2)(1,0)F ,设33(,)P x y ,3311220(1,)(1,)(1,)0FP FA FB x y x y x y ++=⇒-+-+-=即3123123()1,()2x x x y y y m =-+==-+=- 因为点P 在椭圆上,代入得34m =,所以33(1,),||22P FP -=因为1||(22x FA x ==-,同理得2||22xFB =- 故121||||4()32FA FB x x +=-+=所以2||||||FP FA FB =+注意:文理科题目相同,但是给出的解题思路是不同的。
4.【2018天津 理19】设椭圆22221x y a b+=的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的离心A 的坐标为(,0)b,且||||FB AB ⋅= (1)求椭圆的方程;(2)设直线:(0)l y kx k =>与椭圆在第一象限的交点为P ,且l 与直线AB 交于点Q ,若||||4AQ AOQ PQ =∠(O 为原点),求k 的值。
解析:(1)由题意知:22222259c a b e a a -===,解得23a b =,又因为||,||FB a AB ==由||||FB AB ⋅=知6ab =,解得3,2a b ==故椭圆方程为22194x y += (2)设1122(,),(,)P x y P x y,则122||,||sin y y PQ AQ AOQ-==∠(得到一个等量关系,然后用k 分别表示出12,y y )联立22212,21194y kxy kx k y y x y y x k =⎧=⎧⎪⇒=⇒=⎨⎨=-+++=⎩⎪⎩分别代入上式得181k k =+,解得12k =或1128k = 5.【2018江苏 18】如图,在平面直角坐标系xoy 中,椭圆C过点1)2,焦点12(F F ,圆O 的直径为12F F 。
(1)求椭圆C 及圆O 的方程;(2)设直线l 与圆O 相切于第一象限内的点P(i )设直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点,求点P 的坐标; (ii )直线l 与椭圆C 交于,A B 两点.若OAB ∆,求直线l 的方程。
解析:(1)设椭圆方程为22221x y a b +=,其中c =1)2在椭圆上,故2222223114413a a bb a b ⎧⎧+==⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⎩⎪-=⎩,所以椭圆C 的方程为2214x y += 又因为圆O 的直径为12F F ,故圆的方程为223x y += (2)(i )本题有两种解法:法一:椭圆和圆有公切线时求点P 的坐标,可先设公切线方程为y kx b =+ 然后根据直线分别与圆和椭圆相切求出,k b 的值,再求出点P 的坐标,这个方法很容易想到,但是需要两次计算相切时的条件。
法二:题目中让求点P 的坐标,不如一开始就设出点P 的坐标,利用点P 的坐标表示出切线方程,然后直线与椭圆联立,0∆=即可求出点P 的坐标。
这里我们选用第二种方法:设直线与圆的切点00(,)P x y ,则满足22003x y +=,故直线l 的方程为: 0000()x y y x x y -=--即0003x y x y y =-+联立022*********23(4)24364014x y x y y x y x x x y x y ⎧=-+⎪⎪⇒+-+-=⎨⎪+=⎪⎩ (1)因为直线l 与椭圆有且只有一个交点,故0∆=,即因为点P 位于第一象限,即000,0x y >>,故001x y == 所以点P的坐标为(ii )分析:第二问由于OAB ∆的高即为圆的半径,故由面积可以得出弦长AB 的值,根据弦长再求出直线方程,最容易想到的就是设出直线方程y kx b =+,根据直线与圆相切可得2233b k =+,然后直线与椭圆联立,根据韦达定理写出弦长公式,将k 或b 转化成一个,求出即可,但是计算过程很麻烦,下面给出同一个方法的两种不同解法:解析:设直线方程为y kx b =+,1122(,),(,)A x y B x y ,根据直线与圆相切得2233b k =+将2233b k =+7= 注意此处,根据韦达定理得出的两根和与积的形式本来很复杂,如果利用上式还需要进行平方,再将b 转化为k 的形式计算起来相当复杂,因此我们要想办法避开平方,因此不如直接根据直线与椭圆联立的方程解出两根,再利用弦长公式,就可以避开平方的出现,解法也会简单一些。
12|||AB x x =-==解得225,18k b ==所以k b ==y =+ 5.定值问题6.【2018全国1 理】设椭圆22:12x C y +=的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于,A B 两点,点M 的坐标为(2,0)(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠分析:第二问两角度相等如何证明?解析几何中常出现的量无非是距离长度,斜率,面积,周长,如果你想到了证明两个角余弦值相等,那么恭喜你,你想到了长度,但是长度不容易求得,本题目M 点在x 轴上且角度均从O 点出发,,A B 两点一个在x 轴上方一个在下方,因此可以考虑两条直线关于x 轴对称,而对称又反应了斜率互为相反数的关系,因此本题目虽是证明题的形式出现,但本质上是求定值问题,即120k k +=解析:(1)由题意知(1,0)F ,当l 与x 轴垂直时,:1l x =,此时(1,2A ±,所以直线AM 的方程为2)y x =- (2)设直线,AM BM 的斜率分别为12,k k当直线l 斜率不存在时,此时直线,AM BM 的倾斜角互补,则OMA OMB ∠=∠当直线l 斜率存在时,设1122:(1),(,),(,)l y k x A x y B x y =-联立2222221(21)42202(1)x y k x k x k y k x ⎧+=⎪⇒+-+-=⎨⎪=-⎩所以1212121212121212(1)(1)[23()4]2222(2)(2)y y k x k x k x x x x k k x x x x x x ---+++=+=+=------ (注意,此处为什么不需要整理分母部分,因为证明分式为零,只需要证明分子为零即可)所以222212122(22)12[4]21210(2)(2)k k k k k k k x x --++++==-- 所以直线,AM BM 的倾斜角互补,则OMA OMB ∠=∠7.【2018全国1 文20】设抛物线2:2C y x =,点(2,0),(2,0)A B -,过点A 的直线l 与C 交于,M N 两点(1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程; (2)证明:ABM ABN ∠=∠解析:(1)当l 与x 轴垂直时,:2l x =,此时(2,2)B ±,直线BM 的方程为1(2)2y x =±+(2)具体过程可以参考32题,在上题中是分情况讨论直线斜率不存在与存在的情况,其实无需讨论斜率是否存在,可以直接将直线方程设为2x my =+ 设:2l x my =+,直线,BM BN 的斜率分别为12,k k联立21212222402,42x my y my y y m y y y x=+⎧⇒--=⇒+==-⎨=⎩ 所以12121212121224()022(4)(4)y y my y y y k k x x my my +++=+==++++ 所以直线,AM BM 的倾斜角互补,则OMA OMB ∠=∠8.【2018全国3 理16】已知点(1,1)M -和抛物线2:4C y x =,过C 的焦点且斜率为k 的直线与抛物线交于,A B 两点,若90ABM ︒∠=,则k =________.解析:用到结论:在抛物线中以焦点弦为直径的圆与准线相切 所以1N M y y ==,设0(,1)N x ,根据焦点弦斜率公式可得000122AB ON AB AB p k k k k x x x ⋅=⇒⋅=⇒= 9.【2018北京 理 19】已知抛物线2:2C y px =经过点(1,2)P ,过点(0,1)Q 的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点,A B ,且直线PA 交y 轴于M ,直线PB 交y 轴于N .(1)求直线l 的斜率的取值范围;(2)设O 为原点,,QM QO QN QO λμ==,求证:11λμ+为定值。