学年甘肃省兰州一中高二(上)期末数学试卷(理科)_贵阳一中高二数学期末
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2017-2018学年甘肃省兰州一中高二(上)期末数学试卷(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)1.(5分)抛物线y=16x2的准线方程是()A.x=4 B.x=﹣4 C.y=
﹣
D.y=﹣
2.(5分)若双曲线离心率为()A.
=1的一条渐近线经过点(3,﹣4),则此双曲线的 B. C. D.
+
=1表示椭圆”的()3.(5分)“1<m<3”是“方程A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(5分)如图是抛物线形拱桥,当水面在l位置时,拱顶离水面2米,水面宽4米,则水位下降2米后(水足够深),水面宽()米.
A.2 B.4 C.4 D.
25.(5分)椭圆(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为()A. B. C. D.
6.(5分)若A(x,5﹣x,2x﹣1),B(1,x+2,2﹣x),当|的值等于()A.19 B. C. D.
|取最小值时,x7.(5分)已知命题p:∃x∈R,x﹣2>lgx,命题q:∀x∈R,ex>1,则()A.命题p∨q是假命题 B.命题p∧q是真命题
第1页(共23页)
C.命题p∧(¬q)是真命题 D.命题p∨(¬q)是假命题 8.(5分)设F1,F2为曲线C1:的焦点,P是曲线C2:
﹣y2=1与C1的一个交点,则cos∠F1PF2的值是()A. B. C. D.
9.(5分)已知椭圆的方程为,过椭圆中心的直线交椭圆于A、B两点,F2是椭圆的右焦点,则△ABF2的周长的最小值为()A.7 B.8 C.9
D.10
10.(5分)如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,O是底面A1B1C1D1的中心,则O到平面ABC1D1的距离为()
A. B. C. D.
11.(5分)已知直线l的斜率为k,它与抛物线y2=4x相交于A、B两点,F为抛物线的焦点,A.2 B.=3 C.,则|k|=()
D.
12.(5分)过双曲线的左焦点F作直线l与双曲线交于A,B两点,使得|AB|=4b,若这样的直线有且仅有两条,则离心率e的取值范围是()A.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分 13.(5分)给定下列命题:
①“x>1”是“x>2”的充分不必要条件;
第2页(共23页)
B. C. D.
②“若sinα≠,则α≠”;
③若xy=0,则x=0且y=0”的逆否命题; ④命题“∃x0∈R,使x02﹣x0+1≤0”的否定. 其中真命题的序号是
.
14.(5分)已知=(2,﹣1,3),=(﹣1,4,﹣2),=(7,5,λ),若,三向量共面,则λ=
. 15.(5分)已知A是双曲线C:
(a>0,b>0)的右顶点,过左焦点F与y轴平行的直线交双曲线C于P、Q两点,若△APQ是锐角三角形,则双曲线C的离心率的范围
.
16.(5分)如图,已知点C的坐标是(2,2)过点C的直线CA与X轴交于点A,过点C且与直线CA垂直的直线CB与Y轴交于点B,设点M是线段AB的中点,则点M的轨迹方程为
.
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤
17.(10分)给出两个命题:
命题甲:关于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2≤0的解集为∅,命题乙:函数y=(2a2﹣a)x为增函数. 分别求出符合下列条件的实数a的范围.(1)甲、乙至少有一个是真命题;(2)甲、乙中有且只有一个是真命题.
18.(12分)已知三棱锥S﹣ABC中,底面ABC为边长等于2的等边三角形,SA垂直于底面ABC,SA=3,第3页(共23页)
(1)如图建立空间直角坐标系,写出、的坐标;
(2)求直线AB与平面SBC所成角的正弦值.
19.(12分)如图,直棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别是AB,BB1的中点,AA1=AC=CB=AB.
(Ⅰ)证明:BC1∥平面A1CD
(Ⅱ)求二面角D﹣A1C﹣E的正弦值.
20.(12分)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率e=,A,B是椭圆C上两点,N(3,1)是线段AB的中点.(1)求直线AB的方程;(2)若以AB为直径的圆与直线
相切,求出该椭圆方程.
21.(12分)已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都是1.(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)是否存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有由.
22.(12
<0?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理分)已知椭圆
第4页(共23页),四点
中恰有三点在椭圆上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A、B两点,若直线P2A与P2B直线的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
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2017-2018学年甘肃省兰州一中高二(上)期末数学试卷
(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)1.(5分)抛物线y=16x2的准线方程是()A.x=4 B.x=﹣4 C.y=
D.y=﹣
【分析】根据题意,将抛物线的方程变形为标准方程,分析其开口方向以及p的值,由抛物线的准线方程即可得答案.
【解答】解:抛物线的方程为y=16x2,其标准方程为x2=其开口向上,且p=,;
y,则其准线方程为:y=﹣故选:D.
【点评】本题考查抛物线的标准方程,注意将抛物线的方程变形为标准方程.
2.(5分)若双曲线离心率为()A. B. C. D.
﹣
=1的一条渐近线经过点(3,﹣4),则此双曲线的【分析】利用双曲线的渐近线方程经过的点,得到a、b关系式,然后求出双曲线的离心率即可. 【解答】解:双曲线即9(c2﹣a2)=16a2,解得=. 故选:D.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,基本知识的考查.
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﹣=1的一条渐近线经过点(3,﹣4),可得3b=4a,3.(5分)“1<m<3”是“方程
+
=1表示椭圆”的()
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据椭圆的定义和性质,利用充分条件和必要条件的定义进行判断即可. 【解答】解:若方程
+
=1表示椭圆,则满足,即,即1<m<3且m≠2,此时1<m<3成立,即必要性成立,当m=2时,满足1<m<3,但此时方程是椭圆,不满足条件.即充分性不成立 故“1<m<3”是“方程故选:B
【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据椭圆的定义和方程是解决本题的关键.
4.(5分)如图是抛物线形拱桥,当水面在l位置时,拱顶离水面2米,水面宽4米,则水位下降2米后(水足够深),水面宽()米.
+
=1表示椭圆”的必要不充分条件,+
=1等价为
为圆,不
A.2 B.4 C.4 D.
2【分析】先建立直角坐标系,将A点代入抛物线方程求得m,得到抛物线方程,再把y=﹣4代入抛物线方程求得x0进而得到答案.得到答案. 【解答】解:如图建立直角坐标系,设抛物线方程为x2=my,第7页(共23页)
将A(2,﹣2)代入x2=my,得m=﹣2
∴x2=﹣2y,代入B(x0,﹣4)得x0=2 故水面宽为4故选:B m.,【点评】本题主要考查抛物线的应用.考查了学生利用抛物线解决实际问题的能力.
5.(5分)椭圆
(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为()A. B. C. D.
【分析】由题意可得,|AF1|=a﹣c,|F1F2|=2c,|F1B|=a+c,由|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列可得到e2=
=,从而得到答案.
【解答】解:设该椭圆的半焦距为c,由题意可得,|AF1|=a﹣c,|F1F2|=2c,|F1B|=a+c,∵|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,∴(2c)2=(a﹣c)(a+c),∴∴e==,即e2=,即此椭圆的离心率为
.
故选B.
【点评】本题考查椭圆的简单性质,考查等比数列的性质,用a,c分别表示出|AF1|,|F1F2|,|F1B|是关键,属于基础题.
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6.(5分)若A(x,5﹣x,2x﹣1),B(1,x+2,2﹣x),当|的值等于()A.19 B. C. D.
|取最小值时,x【分析】利用向量的坐标公式求出的坐标;利用向量模的坐标公式求出向量的模;通过配方判断出二次函数的最值. 【解答】解:|=|= =(1﹣x,2x﹣3,﹣3x+3),求出被开方数的对称轴为x= 当时,||取最小值.
故选C
【点评】本题考查向量的坐标公式、考查向量模的坐标公式、考查二次函数的最值与其对称轴有关.
7.(5分)已知命题p:∃x∈R,x﹣2>lgx,命题q:∀x∈R,ex>1,则()A.命题p∨q是假命题 B.命题p∧q是真命题
C.命题p∧(¬q)是真命题 D.命题p∨(¬q)是假命题
【分析】利用函数的性质先判定命题p,q的真假,再利用复合命题真假的判定方法即可得出.
【解答】解:对于命题p:例如当x=10时,8>1成立,故命题p是真命题; 对于命题q:∀x∈R,ex>1,当x=0时命题不成立,故命题q是假命题; ∴命题p∧¬q是真命题. 故选:C.
【点评】本题考查了复合命题真假的判定方法、函数的性质,属于基础题.
8.(5分)设F1,F2为曲线C1:的焦点,P是曲线C2:
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﹣y2=1与C
1的一个交点,则cos∠F1PF2的值是()A. B. C. D.
【分析】先计算两曲线的焦点坐标,发现它们共焦点,再利用椭圆与双曲线定义,计算焦半径|PF1|,|PF2|,最后在焦点三角形PF1F2中,利用余弦定理计算即可. 【解答】解:依题意,曲线C1:双曲线C2:
+
=1的焦点为F1(﹣2,0),F2(2,0)
﹣y2=1的焦点也为F1(﹣2,0),F2(2,0)
∵P是曲线C2与C1的一个交点,设其为第一象限的点 由椭圆与双曲线定义可知 PF1+PF2=2解得PF1=,PF1﹣PF2=2+,PF2=
﹣
设∠F1PF2=θ 则cosθ=故选:C
【点评】本题综合考查了椭圆与双曲线的定义,解题时要透过现象看本质,用联系的观点解题.
9.(5分)已知椭圆的方程为,过椭圆中心的直线交椭圆于A、B两点,=,F2是椭圆的右焦点,则△ABF2的周长的最小值为()A.7 B.8 C.9
D.10
【分析】利用三角形的周长以及椭圆的定义,求出周长的最小值. 【解答】解:椭圆的方程为∴2a=6,2b=4,c=
2,连接AF1,BF1,则由椭圆的中心对称性可得
△ABF2的周长l=|AF2|+|BF2|+|AB|=|AF1|+|AF2|+|AB|=2a+|AB|,当AB位于短轴的端点时,|AB|取最小值,最小值为2b=4,第10页(共23页)
l=2a+|AB|=6+|AB|≥6+4=10. 故选:D.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,考查椭圆的定义及焦点三角形的性质,考查数形结合思想,属于基础题.
10.(5分)如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,O是底面A1B1C1D1的中心,则O到平面ABC1D1的距离为()
A. B. C. D.
【分析】过O作A1B1的平行线,交B1C1于E,则O到平面ABC1D1的距离即为E到平面ABC1D1的距离.作EF⊥BC1于F,进而可知EF⊥平面ABC1D1,进而根据EF=B1C求得EF.
【解答】解:过O作A1B1的平行线,交B1C1于E,则O到平面ABC1D1的距离即为E到平面ABC1D1的距离. 作EF⊥BC1于F,易证EF⊥平面ABC1D1,可求得EF=B1C=故选B.
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.
【点评】本题主要考查了点到面的距离计算.解题的关键是找到点到面的垂线,即点到面的距离.
11.(5分)已知直线l的斜率为k,它与抛物线y2=4x相交于A、B两点,F为抛物线的焦点,A.2 B.=3 C.,则|k|=()
D.
【分析】设A在第一象限,A、B在准线上的射影分别为M,N,过B作BE⊥AM与E,根据抛物线定义,可得:AF=AM=3m,BN=BF=m,BAF=60°,k=在第四象限时,可得k=﹣
.,当A【解答】解:设A在第一象限,如图,设A、B在准线上的射影分别为M,N,过B作BE⊥AM与E,根据抛物线定义,可得: AF=AM=3m,BN=BF=m,∴AE=2m,又AB=4m,∴∠BAF=60°,k=,. 当A在第四象限时,可得k=﹣故选:B.
【点评】本题考查了抛物线的性质、定义,属于中档题.
12.(5分)过双曲线的左焦点F作直线l与双曲线交于A,B两点,使得|AB|=4b,若这样的直线有且仅有两条,则离心率e的取值范围是()
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A. B. C. D.
【分析】根据直线与双曲线相交的情形,分两种情况讨论:①AB只与双曲线右支相交,②AB与双曲线的两支都相交,分析其弦长的最小值,利用符合条件的直线的数目,综合可得答案. 【解答】解:由题意过双曲线的左焦点F作直线l与双
<曲线交于A,B两点,使得|AB|=4b,若这样的直线有且仅有两条,可得|AB|=4b,并且2a>4b,e>1,可得:e>或
1综合可得,有2条直线符合条件时,:e>故选:D.
或1.
【点评】本题考查直线与双曲线的关系,解题时可以结合双曲线的几何性质,分析直线与双曲线的相交的情况,分析其弦长最小值,从而求解;要避免由弦长公式进行计算.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分 13.(5分)给定下列命题:
①“x>1”是“x>2”的充分不必要条件; ②“若sinα≠,则α≠
”;
③若xy=0,则x=0且y=0”的逆否命题; ④命题“∃x0∈R,使x02﹣x0+1≤0”的否定. 其中真命题的序号是 ②④ .
【分析】①直接由充分条件、必要条件的概念加以判断; ②找给出的命题的逆否命题,由其逆否命题的真假加以判断; ③由原命题的真假直接判断其逆否命题的真假;
④首先判断给出的特称命题的真假,然后判断其否定的真假. 【解答】解:对于①,由x>1不能得到x>2,由x>2能得到x>1,第13页(共23页)
∴“x>1”是“x>2”的必要不充分条件,命题①为假命题; 对于②,∵“若,则sin
”为真命题,”为真命题,命题②为真命题; ∴其逆否命题“若sinα≠,则α≠对于③,由xy=0,可得x=0或y=0,∴“若xy=0,则x=0且y=0”为假命题,则其逆否命题为假命题; 对于④,∵x02﹣x0+1=,∴命题“∃x0∈R,使x02﹣x0+1≤0”为假命题,则其否定为真命题. ∴真命题的序号是②④. 故答案为:②④.
【点评】本题考查了命题的真假判断与应用,着重考查原命题与其逆否命题之间的真假关系,考查了命题与命题的否定,是中档题.
14.(5分)已知=(2,﹣1,3),=(﹣1,4,﹣2),=(7,5,λ),若,三向量共面,则λ=
.
【分析】,三向量共面三向量共面,存在p,q,使得=p+q,由此能求出结果.
【解答】解:∵=(2,﹣1,3),=(﹣1,4,﹣2),=(7,5,λ),,三向量共面三向量共面,∴存在p,q,使得=p+q,∴(7,5,λ)=(2p﹣q,﹣p+4q,3p﹣2q)
∴,第14页(共23页)
解得p=,q=.,λ=3p﹣2q=.
故答案为:【点评】本题考查实数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意向量共面定理的合理运用.
15.(5分)已知A是双曲线C:
(a>0,b>0)的右顶点,过左焦点F与y轴平行的直线交双曲线C于P、Q两点,若△APQ是锐角三角形,则双曲线C的离心率的范围(1,2).
【分析】利用双曲线的对称性及锐角三角形∠PAF<45°得到AF>PF,求出A的坐标;求出AF,PF得到关于a,b,c的不等式,求出离心率的范围. 【解答】解:∵△APQ是锐角三角形,∴∠PAF为锐角,∵双曲线关于x轴对称,且直线AB垂直x轴,∴∠PAF=∠QAF<45° ∴PF<AF
∵F为座焦点,设其坐标为(﹣c,0)所以A(a,0)所以PF=∴,AF=a+c
<a+c即c2﹣ac﹣2a2<0
解得﹣1<<2
双曲线的离心率的范围是(1,2)故答案为:(1,2)
【点评】本题考查双曲线的对称性、考查双曲线的三参数关系:c2=a2+b2、考查双曲线的离心率问题就是研究三参数a,b,c的关系.
16.(5分)如图,已知点C的坐标是(2,2)过点C的直线CA与X轴交于点A,过点C且与直线CA垂直的直线CB与Y轴交于点B,设点M是线段AB的中点,第15页(共23页)
则点M的轨迹方程为 x+y﹣2=0 .
【分析】由题意可知:点M既是Rt△ABC的斜边AB的中点,又是Rt△OAB的斜边AB的中点,可得|OM|=|CM|,利用两点间的距离公式即可得出. 【解答】解:由题意可知:点M既是Rt△ABC的斜边AB的中点,又是Rt△OAB的斜边AB的中点. ∴|OM|=|CM|,设M(x,y),则化为x+y﹣2=0. 故答案为x+y﹣2=0.
【点评】本题考查了直角三角形的斜边的中线的性质和两点间的距离公式,属于基础题.
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤
17.(10分)给出两个命题:
命题甲:关于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2≤0的解集为∅,命题乙:函数y=(2a2﹣a)x为增函数. 分别求出符合下列条件的实数a的范围.(1)甲、乙至少有一个是真命题;(2)甲、乙中有且只有一个是真命题.
【分析】根据二次函数的图象和性质可以求出命题甲:关于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2≤0的解集为∅为真命题时,a的取值范围A,根据对数函数的单调性与底数的关系,可以求出命题乙:函数y=(2a2﹣a)x为增函数为真命题时,a的取值范围B.
(1)若甲、乙至少有一个是真命题,则A∪B即为所求
第16页(共23页),(2)若甲、乙中有且只有一个是真命题,则(A∩CUB)∪(CUA∩B)即为所求. 【解答】解:若命题甲:关于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2≤0的解集为∅为真命题
则△=(a﹣1)2x﹣4a2=﹣3a2﹣2a+1<0 即3a2+2a﹣1>0,解得A={a|a<﹣1,或a>}
若命题乙:函数y=(2a2﹣a)x为增函数为真命题 则2a2﹣a>1 即2a2﹣a﹣1>0
解得B={a|a<﹣,或a>1}(1)若甲、乙至少有一个是真命题 则A∪B={a|a<﹣或a>};
(2)若甲、乙中有且只有一个是真命题
(A∩CUB)∪(CUA∩B)={a|<a≤1或﹣1≤a<﹣}.
【点评】本题以复合命题的真假判断为载体考查了函数的性质,其中分析出命题甲乙为真时,a的取值范围,是解答的关键.
18.(12分)已知三棱锥S﹣ABC中,底面ABC为边长等于2的等边三角形,SA垂直于底面ABC,SA=3,(1)如图建立空间直角坐标系,写出、的坐标;
(2)求直线AB与平面SBC所成角的正弦值.
【分析】(1)以A为原点建系,则S(0,0,3),A(0,0,0),B(C(0,2,0),即可求解.(2)求出面SBC的法向量,1,0),.设AB与面SBC所成的角为θ,则
第17页(共23页)
sinθ=.,【解答】解:(1)以A为原点建系如图,则S(0,0,3),A(0,0,0),B(1,0),C(0,2,0). ∴=(,1,0),=(,1,﹣3),.
=(0,2,﹣3)…(6分)
(2)设面SBC的法向量为则令y=3,则z=2,x=,∴.
…12分 设AB与面SBC所成的角为θ,则sinθ=
【点评】本题考查了空间向量的应用,属于中档题.
19.(12分)如图,直棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别是AB,BB1的中点,AA1=AC=CB=AB.
(Ⅰ)证明:BC1∥平面A1CD
(Ⅱ)求二面角D﹣A1C﹣E的正弦值.
【分析】(Ⅰ)通过证明BC1平行平面A1CD内的直线DF,利用直线与平面平行
第18页(共23页)的判定定理证明BC1∥平面A1CD
(Ⅱ)证明DE⊥平面A1DC,作出二面角D﹣A1C﹣E的平面角,然后求解二面角平面角的正弦值即可.
【解答】解:(Ⅰ)证明:连结AC1交A1C于点F,则F为AC1的中点,又D是AB中点,连结DF,则BC1∥DF,因为DF⊂平面A1CD,BC1⊄平面A1CD,所以BC1∥平面A1CD.
(Ⅱ)因为直棱柱ABC﹣A1B1C1,所以AA1⊥CD,由已知AC=CB,D为AB的中点,所以CD⊥AB,又AA1∩AB=A,于是,CD⊥平面ABB1A1,设AB=2CD=,则AA1=AC=CB=2,得∠ACB=90°,DE=,A1E=3,A1D=故A1D2+DE2=A1E2,即DE⊥A1D,所以DE⊥平面A1DC,又A1C=2,过D作DF⊥A1C于F,∠DFE为二面角D﹣A1C﹣E的平面角,=,EF=
=,. 在△A1DC中,DF=所以二面角D﹣A1C﹣E的正弦值.sin∠DFE=
【点评】本题考查直线与平面平行的判定定理的应用,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力与计算能力.
20.(12分)已知椭圆C:
(a>b>0)的离心率e=,A,B是椭圆C上两点,N(3,1)是线段AB的中点.
第19页(共23页)
(1)求直线AB的方程;(2)若以AB为直径的圆与直线
相切,求出该椭圆方程.
【分析】(1)根据椭圆的性质,利用离心率公式,得到椭圆T:x2+3y2=a2(a>0),设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=k(x﹣3)+1,联立消元,得到含有参数k的关于x的一元二次方程,利用判别式,韦达定理中点坐标公式,求得直线方程.
(2)由圆心N(3,1)到直线的距离d=
|x1﹣x2|=,可得|AB|=
2.当=2,k=﹣1时方程①即4x2﹣24x+48﹣a2=0.|AB|=解得a2=24.
【解答】解:(1)离心率e=,设椭圆C:x2+3y2=a2(a>0),设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意,设直线AB的方程为y=k(x﹣3)+1,代入x2+3y2=a2,整理得(3k2+1)x2﹣6k(3k﹣1)x+3(3k﹣1)2﹣a2=0.① △=4[a2(3k2+1)﹣3(3k﹣1)2]>0,②且x1+x2=由N(3,1)是线段AB的中点,得
.,解得k=﹣1,代入②得a2>12,∴直线AB的方程为y﹣1=﹣(x﹣3),即x+y﹣4=0..(6分)
(2)圆心N(3,1)到直线的距离d=,∴|AB|=2
.
当k=﹣1时方程①即4x2﹣24x+48﹣a2=0.
∴|AB|=|x1﹣x2|=
…(12分)
=2,解得a2=24.
∴椭圆方程为【点评】题主要考查了椭圆的性质以及和椭圆和直线的位置关系,关键设点的坐标,利用方程的思想,属于中档题.
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21.(12分)已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都是1.(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)是否存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有由.
【分析】(Ⅰ)设P(x,y)是曲线C上任意一点,然后根据等量关系列方程整理即可.
(Ⅱ)首先由于过点M(m,0)的直线与开口向右的抛物线有两个交点A、B,则设该直线的方程为x=ty+m(包括无斜率的直线);然后与抛物线方程联立方程组,进而通过消元转化为一元二次方程;再根据韦达定理及向量的数量积公式,实现•<0的等价转化;最后通过m、t的不等式求出m的取值范围.
<0?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理【解答】解:(Ⅰ)设P(x,y)是曲线C上任意一点,那么点P(x,y)满足:
化简得y2=4x(x>0).
(Ⅱ)设过点M(m,0)(m>0)的直线l与曲线C的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).
设l的方程为x=ty+m,由
得y2﹣4ty﹣4m=0,△=16(t2+m)>0,于是又①
.
⇔(x1﹣1)(x2﹣1)+y1y2=x1x2﹣(x1+x2)+1+y1y2<0② 又,于是不等式②等价于
③
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由①式,不等式③等价于m2﹣6m+1<4t2④
对任意实数t,4t2的最小值为0,所以不等式④对于一切t成立等价于m2﹣6m+1<0,解得
.
由此可知,存在正数m,对于过点M(m,0)且与曲线C有两个交点A,B的任一直线,都有,且m的取值范围
.
【点评】本题综合考查向量知识、直线与抛物线的相交问题及代数运算能力.
22.(12分)已知椭圆,四点
中恰有三点在椭圆上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A、B两点,若直线P2A与P2B直线的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
【分析】(1)根据椭圆的对称性,得到P2,P3,P4三点在椭圆C上.把P2,P3代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,由此能求出椭圆C的方程.
(2)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),与椭圆方程联立,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1).
【解答】解:(1)根据椭圆的对称性,得到P2,P3,P4三点在椭圆C上.把P2,P3代入椭圆C,得,得出a2=4,b2=1,由此椭圆C的方程为
.
证明:(2)①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA),∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.
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=﹣1
②当斜率存在时,设l:y=kx+b,(b≠1),A(x1,y1),B(x2,y2),联立,整理,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2﹣4=0,…①
∵直线P2A与P2B直线的斜率的和为﹣1,∴
=
=
…②
①代入②得:
又b≠1,∴b=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立,∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1,当x=2时,y=﹣1,∴l过定点(2,﹣1).
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查椭圆、直线方程、根的判别式、韦达定理、直线方程位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,是中档题.
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