1、压轴大题突破练压轴大题突破练(一) 直线与圆锥曲线(1)1.在平面直角坐标系中,已知点 A(1,0) ,点 B 在直线 l:x 1 上运动,过点 B 与 l 垂直的直线和线段 AB 的垂直平分线相交于点 M.(1)求动点 M 的轨迹 E 的方程;(2)过(1)中轨迹 E 上的点 P(1,2)作两条直线分别与轨迹 E 相交于 C(x1,y 1),D( x2,y 2)两点.试探究:当直线 PC,PD 的斜率存在且倾斜角互补时,直线 CD 的斜率是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.解 (1)依题意,得|MA| |MB|.动点 M 的轨迹 E 是以 A(1,0)为焦点,直 线 l:x1
2、 为 准线的抛物线, 动点 M 的轨迹 E 的方程为 y24x.(2)P(1,2),C(x 1,y1),D(x2,y2)在抛物线 y24x 上,Error!由得,(y 1y 2)(y1y 2)4(x 1x 2),直线 CD 的斜率为 kCD . y1 y2x1 x2 4y1 y2设直线 PC 的斜率为 k,则 PD 的斜率为k,则直线 PC 方程为 y2k(x1) ,由Error! 得 ky24y 4k 80.由 2y 1 ,求得 y1 2,4k 4k同理可求得 y2 2.4kk CD 1,4y1 y2 44k 2 4k 2直线 CD 的斜率为定值1 .2.如图所示,椭圆 1(a b0)的上、
3、下顶点分别为 A,B,已知点 B 在直线x2a2 y2b2l:y1 上,且椭圆的离心率 e .32(1)求椭圆的标准方程;(2)设 P 是椭圆上异于 A,B 的任意一点,PQy 轴,Q 为垂足,M 为线段 PQ 的中点,直线 AM 交直线 l 于点 C,N 为线段 BC 的中点,求证:OMMN.(1)解 依题意,得 b1.因为 e ,又 a2c 2b 2,所以 a24.ca 32所以椭圆的标准方程为 y 21.x24(2)证明 设点 P 的坐标为(x 0,y0),x00,因为 P 是椭圆上异于 A,B 的任意一点,所以 y 1.x204 20因为 PQy 轴,Q 为垂足,所以点 Q 坐标为(0
4、 ,y0).因为 M 为线段 PQ 的中点,所以 M .(x02,y0)又点 A 的坐标为(0,1) ,可得直线 AM 的方程为 y x1.2y0 1x0因为 x00,所以 y01,令 y1,得 C .(x01 y0, 1)因为点 B 的坐标为(0,1) ,点 N 为线段 BC 的中点,所以 N .(x021 y0, 1)所以向量 .NM (x02 x021 y0,y0 1)又 ,OM (x02,y0)所以 y 0(y01)OM NM x02x02 x021 y0 y y 0x204 x2041 y0 20 y 0(x204 y20) x2041 y01(1y 0)y 00.所以 OMMN .
5、3.椭圆 E: 1(ab0)的左焦点为 F1,右焦点为 F2,离心率 e .设动直线x2a2 y2b2 22l:ykxm 与椭圆 E 相切于点 P 且交直线 x2 于点 N,PF 1F2 的周长为 2( 1).2(1)求椭圆 E 的方程;(2)求两焦点 F1、F 2 到切线 l 的距离之积;(3)求证:以 PN 为直径的圆恒过点 F2.(1)解 设 F1(c ,0),F2(c,0),则Error! 解得 a ,c1.2b 2a 2c 21,椭圆 E 的方程为 y 21.x22(2)解 由Error!(12k 2)x24kmx2( m21) 0.设直线 l 与椭圆 E 相切于点 P(x0,y0)
6、,则 0 ,化 简 2k21m 2,焦点 F1,F2 到直 线 l 的距离 d1,d2 分别为 d1 ,d2 ,| k m|k2 1 |k m|k2 1则 d1d2 1.m2 k2k2 1 k2 1k2 1(3)证明 x 0 ,2km1 2k2 2kmy 0kx 0m m ,2k2m m2 2k2m 1mP( , ).2km1m又联立 ykxm 与 x2,得到 N(2,2km) ,(1 , ), (1, 2km ).PF2 2km 1m F2N (1 , )(1,2km )PF2 F2N 2km 1m1 (2km)2km 1m1 10.2km 2km ,PF2 F2N 以 PN 为直径的圆恒过
7、点 F2.4.已知椭圆 C: 1(ab0)的短轴长为 2,离心率为 ,过点 M(2,0)的直线 l 与椭x2a2 y2b2 22圆 C 相交于 A,B 两点,O 为坐标原点.(1)求椭圆 C 的方程;(2)求 的取值范围;OA OB (3)若 B 点关于 x 轴的对称点是 N,证明:直线 AN 恒过一定点.(1)解 由题意知 b1, e ,ca 22得 a22c 22a 22b 2,故 a22.故所求椭圆 C 的方程为 y 21.x22(2)解 设 l:yk (x2),与椭圆 C 的方程联立,消去 y 得(12k 2)x28k 2x8k 220.由 0 得 0k 2 .12设 A(x1,y1)
8、,B(x2,y2),则 x1x 2 ,x1x2 ,8k21 2k2 8k2 21 2k2 x 1x2y 1y2x 1x2 k2(x12)(x 22)OA OB (1k 2)x1x22k 2(x1x 2)4k 2 5 .10k2 21 2k2 71 2k20k 2 , 7,12 72 71 2k2故所求范围是2, ).32(3)证明 由对称性可知 N(x2,y 2),定点在 x 轴上,直线 AN:yy 1 (xx 1).y1 y2x1 x2令 y0 得:xx 1 y1x1 x2y1 y2 x1y2 x2y1y1 y2 2kx1x2 2kx1 x2kx1 x2 4 2x1x2 2x1 x2x1 x2 4 1,16k2 41 2k2 16k21 2k28k21 2k2 4故直线 AN 恒过定点(1,0).