2019高考数学专题训练 圆锥曲线中的综合问题 含解析
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2019高考数学专题训练 圆锥曲线中的综合问题 含解析 专题限时集训(十) 圆锥曲线中的综合问题 (建议用时:60分钟) 1.(2018•北京模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为22,且过点1,22. (1)求椭圆C的方程; (2)过椭圆C的左焦点的直线l1与椭圆C交于A,B两点,直线l2过坐标原点且与直线l1的斜率互为相反数.若直线l2与椭圆交于E,F两点且均不与点A,B重合,设直线AE与x轴所成的锐角为θ1,直线BF与x轴所成的锐角为θ2,判断θ1与θ2的大小关系并加以证明. [解] (1)由题可得ca=22,1a2+222b2=1,a2=b2+c2,解得a=2b=1c=1. 所以椭圆C的方程为x22+y2=1. (2)结论:θ1=θ2,理由如下: 由题知直线l1斜率存在, 设l1:y=k(x+1),A(x1,y1),B(x2,y2). 联立y=k(x+1)x2+2y2=2, 消去y得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0, 由题易知Δ>0恒成立, 由根与系数的关系得x1+x2=-4k21+2k2,x1x2=2k2-21+2k2, 因为l2与l1斜率相反且过原点, 设l2:y=-kx,E(x3,y3),F(x4,y4), 联立y=-kxx2+2y2=2 消去y得(1+2k2)x2-2=0, 由题易知Δ>0恒成立, 由根与系数的关系得x3+x4=0,x3x4=-21+2k2, 因为E,F两点不与A,B重合, 所以直线AE,BF存在斜率kAE,kBF, 则kAE+kBF =k•(x1+x3+1)(x2+x3)+(x2-x3+1)(x1-x3)(x1-x3)(x2+x3) =k•2x1x2+2x23+x1+x2(x1-x3)(x2+x3) =k•2(2k2-2)1+2k2+221+2k2+-4k21+2k2(x1-x3)(x2+x3)=0, 所以直线AE,BF的倾斜角互补,所以θ1=θ2. 2.(2018•枣庄模拟)已知抛物线C:y2=2px(0b>0)的离心率与双曲线x24-y212=1的离心率互为倒数,且过点P1,32. (1)求椭圆C的方程; (2)过P作两条直线l1,l2与圆(x-1)2+y2=r2(0<r<32)相切且分别交椭圆于M、N两点. ①求证:直线MN的斜率为定值; ②求△MON面积的最大值(其中O为坐标原点). [解] (1)可得e=12,设椭圆的半焦距为c,所以a=2c, 因为C过点P1,32,所以1a2+94b2=1,又c2+b2=a2,解得a=2,b=3,所以椭圆方程为x24+y23=1. (2)①证明:显然两直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,M(x1,y1),N(x2,y2), 由于直线l1,l2与圆(x-1)2+y2=r2(0<r<32)相切,则有k1=-k2, 直线l1的方程为y-32=k1(x-1),联立方程组y=k1x-k1+32,x24+y23=1, 消去y,得x2(4k21+3)+k1(12-8k1)x+(3-2k1)2-12=0, 因为P,M为直线与椭圆的交点,所以x1+1=k1(8k1-12)4k21+3, 同理,当l2与椭圆相交时,x2+1=k1(8k1+12)4k21+3, 所以x1-x2=-24k14k21+3,而y1-y2=k1(x1+x2)-2k1=-12k14k21+3, 所以直线MN的斜率k=y1-y2x1-x2=12. ②设直线MN的方程为y=12x+m,联立方程组y=12x+m,x24+y23=1,消去y得x2+mx+m2-3=0, 所以|MN|=1+122•m2-4(m2-3)=1524-m2, 原点O到直线的距离d=|2m|5, △OMN面积为S=12•1524-m2•|2m|5 =32m2(4-m2)≤32m2+4-m22=3, 当且仅当m2=2时取得等号.经检验,存在r(0<r<32),使得过点P1,32的两条直线与圆(x-1)2+y2=r2相切,且与椭圆有两个交点M,N. 所以△OMN面积的最大值为3.
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