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高考压轴大题突破练
高考压轴大题突破练(一)
——直线与圆锥曲线(1)
(推荐时间:70分钟)
1.(2014·课标全国Ⅰ)已知点A(0,-2),椭圆E:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(ab0)的离心率为eq \f(\r(3),2),F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为eq \f(2\r(3),3),O为坐标原点.
(1)求E的方程;
(2)设过点A的动直线l与E相交于P,Q两点,当△OPQ的面积最大时,求l的方程.
解 (1)设F(c,0),由条件知,eq \f(2,c)=eq \f(2\r(3),3),得c=eq \r(3).
又e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(3),2),所以a=2,b2=a2-c2=1.
故E的方程为eq \f(x2,4)+y2=1.
(2)当l⊥x轴时,不合题意,
故设l:y=kx-2,P(x1,y1),Q(x2,y2),
将y=kx-2代入eq \f(x2,4)+y2=1得
(1+4k2)x2-16kx+12=0.
当Δ=16(4k2-3)0,即k2eq \f(3,4)时,
x1,2=eq \f(8k±2\r(4k2-3),4k2+1).
从而|PQ|=eq \r(k2+1)|x1-x2|=eq \f(4\r(k2+1)·\r(4k2-3),4k2+1).
又点O到直线PQ的距离d=eq \f(2,\r(k2+1)),
所以△OPQ的面积S△OPQ=eq \f(1,2)d|PQ|=eq \f(4\r(4k2-3),4k2+1).
设eq \r(4k2-3)=t,则t0,S△OPQ=eq \f(4t,t2+4)=eq \f(4,t+\f(4,t)).
因为t+eq \f(4,t)≥4,当且仅当t=2,
即k=±eq \f(\r(7),2)时等号成立,且满足Δ0,
所以,当△OPQ的面积最大时l的方程为y=eq \f(\r(7),2)x-2或y=-eq \f(\r(7),2)x-2.
2.(2014·陕西)如图,曲线C由上半椭圆C1:eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(ab0,y≥0)和部分抛物线C2:y=-x2+1(y≤0)连接而成,C1与C2的公共点为A,B,其中C1的离心率为eq \f(\r(3),2).
(1)求a,b的值;
(2)过点B的直线l与C1,C2分别交于点P,Q(均异于点A,B),若AP⊥AQ,求直线l的方程.
解 (1)在C1,C2的方程中,令y=0,可得b=1,
且A(-1,0),B(1,0)是上半椭圆C1的左,右顶点.
设C1的半焦距为c,由eq \f(c,a)=eq \f(\r(3),2)及a2-c2=b2=1,
得a=2.∴a=2,b=1.
(2)由(1)知,上半椭圆C1的方程为eq \f(y2,4)+x2=1(y≥0).易知,直线l与x轴不重合也不垂直,设其方程为y=k(x-1)(k≠0),代入C1的方程,
整理得(k2+4)x2-2k2x+k2-4=0.(*)
设点P的坐标为(xp,yp),
∵直线l过点B,∴x=1是方程(*)的一个根.
由根与系数的关系,得xp=eq \f(k2-4,k2+4),
从而yp=eq \f(-8k,k2+4),
∴点P的坐标为(eq \f(k2-4,k2+4),eq \f(-8k,k2+4)).
同理,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(y=k?x-1??k≠0?,,y=-x2+1?y≤0?))得点Q的坐标为(-k-1,-k2-2k).
∴eq \o(AP,\s\up6(→))=eq \f(2k,k2+4)(k,-4),eq \o(AQ,\s\up6(→))=-k(1,k+2).
∵AP⊥AQ,∴eq \o(AP,\s\up6(→))·eq \o(AQ,\s\up6(→))=0,即eq \f(-2k2,k2+4)[k-4(k+2)]=0.
∵k≠0,∴k-4(k+2)=0,
解得k=-eq \f(8,3).
经检验,k=-eq \f(8,3)符合题意.
∴直线l的方程为y=-eq \f(8,3)(x-1),
即直线l的方程为y=-eq \f(8,3)x+eq \f(8,3).
3.已知抛物线C:y=mx2(m0),焦点为F,直线2x-y+2=0交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.
(1)求抛物线C的焦点坐标;
(2)若抛物线C上有一点R(xR,2)到焦点F的距离为3,求此时m的值;
(3)是否存在实数m,使△ABQ是以Q为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
解 (1)∵抛物线C:x2=eq \f(1,m)y,∴它的焦点F(0,eq \f(1,4m)).
(2)∵|RF|=yR+eq \f
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