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圆锥曲线中的最值、范围、证明问题

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(2)由题意直线l的斜率存在,可设其方程为

y=k(x+3),M(x1,y1),N(x2,y2),

将y=k(x+3)代入+y=1,

4

消去y可得(1+4k)x+24kx+36k-4=0, 所以Δ=(24k)-4×(1+4k)(36k-4)>0,

21即k<,

5

22

2

2

2

2

2

2

x2

2

24k36k-4

且x1+x2=-2,x1x2=2,

1+4k1+4k→→222

所以OM·ON=x1x2+y1y2=x1x2+k(x1+3)·k(x2+3)=(1+k)x1x2+3k(x1+x2)+9k

2

36k-4?-24k2?+9k2 2

=(1+k)·+3k·?1+4k?21+4k??

2

2

22

41k-457k=2=-4+2, 1+4k1+4k21因为0≤k<,

5

22

57k19

所以0≤, 2<1+4k357k7

所以-4≤-4+2<,

1+4k37?→→?所以OM·ON的取值范围是?-4,?. 3??

3.(2019·恩施州质检)已知抛物线C:y=2px(p>0)的焦点为F,其准线L:x=-1与x轴的交点为K,过点K的直线l与抛物线C交于A,B两点. (1)求抛物线C的方程;

→→→

(2)点A关于x轴的对称点为D,证明:存在实数t∈(0,1),使得KF=tKB+(1-t)KD. (1)解 因为抛物线C:y=2px(p>0)的准线为直线L:x=-1, 所以-=-1,解得p=2.

2所以抛物线C的方程为y=4x. (2)证明 易知点K的坐标为(-1,0), 据题意可设直线l的方程为

22

2

2

2

px=my-1,A(x1,y1),B(x2,y2).

??x=my-1,联立?2

??y=4x

整理得y-4my+4=0,

2

所以Δ=16m-16>0,得m>1,

??y1+y2=4m,故???y1y2=4.

22

因为点A(x1,y1)关于x轴的对称点为D, 所以D(x1,-y1). 则直线BD的方程为y-y2=得y-y2=得y-y2=

y2+y1

(x-x2), x2-x1

(x-x2),

y2+y1

my2-1-my1-1

y2+y1

(x-x2),

my2-y1

2

4?y2?即y-y2=?x-4?.

y2-y1??

4?y2?令y=0,得0-y2=?x-4?,

y2-y1??得x=-y2·

4=

2

y222

y2-y1y22-y2+y1y2

4

=4

y1y24

4

==1. 4

所以直线BD恒过定点(1,0). 所以点F(1,0)在直线BD上, →→

所以不妨令DF=tDB(t∈(0,1)). →→→因为KF=KD+DF, →→→所以KF=KD+tDB, →→→→

所以KF=KD+t(KB-KD), →→→所以KF=(1-t)KD+tKB. 所以存在实数t∈(0,1),

→→→

使得KF=tKB+(1-t)KD,命题得证.

B组 能力提高

x2y2223??

4.(2019·泰安质检)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率e=,且经过点?-,?.

ab22??2

(1)求椭圆C的方程;

(2)过点P(-2,0)且不与x轴重合的直线l与椭圆C交于不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),→→→→

过右焦点F的直线AF,BF分别交椭圆C于点M,N,设AF=αFM,BF=βFN,α,β∈R,求

α+β的取值范围.

??

解 (1)由题意可得?13

+=1,2a4b??a=b+c,

2

2

2

2

2

c2

=,a2

解得a=2,b=1,

22

则椭圆方程为+y=1.

2

(2)A(x1,y1),B(x2,y2),设M(x3,y3), →→

则AF=(1-x1,-y1),FM=(x3-1,y3), →→

由AF=αFM,可得-y1=αy3, 则α=-,

当AM与x轴不垂直时,直线AM的方程为

x2

2

y1y3

y1x1-1y+y1

y=(x-1),即x=, x1-1y1

代入曲线C的方程+y=1,

2

整理可得(3-2x1)y+2y1(x1-1)y-y1=0, ∴y1y3=-

2

2

x2

2

y21

3-2x1

∴α=-=3-2x1,

当AM与x轴垂直时,A点横坐标为x1=1,α=1,显然α=3-2x1也成立, ∴α=3-2x1,同理可得β=3-2x2, 由题意可知,直线l的斜率存在且不为0, 设直线l的方程为y=k(x+2),k≠0,

y1y3

y=kx+2,??2

联立?x2

+y=1,??2

2

2

消去y整理得(2k+1)x+8kx+8k-2=0, 由Δ=(8k)-4(2k+1)(8k-2)>0,

21

解得0

2

22

2

2

22

8k∴x1+x2=-2,

2k+1

2

∴α+β=3-2x1+3-2x2=6-2(x1+x2) 8

=14-2∈(6,10),

2k+1即α+β的取值范围是(6,10).

x2y2

5.(2019·六安模拟)设椭圆E:2+2=1(a>b>0),其中长轴长是短轴长的2倍,过焦点且

ab垂直于x轴的直线被椭圆截得的弦长为23.

(1)求椭圆E的方程;

(2)点P是椭圆E上动点,且横坐标大于2,点B,C在y轴上,(x-1)+y=1内切于△PBC,试判断点P的横坐标为何值时△PBC的面积S最小.

2

2

b2

解 (1)由已知a=2b,=3,

a解得a=23,b=6, 故所求椭圆方程为+=1.

126

(2)设P(x0,y0)(2n,

则直线PB的方程为lPB:y-m=即(y0-m)x-x0y+x0m=0, 又圆心(1,0)到直线PB的距离为1, 即

|y0-m+x0m|

x2y2

y0-mx, x0

y0-m2

=1, 2

+x0

2

化简得(x0-2)m+2y0m-x0=0,

同理(x0-2)n+2y0n-x0=0,

所以m,n是方程(x0-2)x+2y0x-x0=0的两个根, 所以m+n=

2

2

2

-2y0-x0

,mn=, x0-2x0-2

2

2

4x0+4y0-8x0

则(m-n)=,

x0-22因为P(x0,y0)是椭圆上的点,

?x0?所以y=6?1-?, ?12?

20

2

2x0-8x0+24

则(m-n)=,

x0-22

2

2

12x0-8x0+242

所以S=··x0

4x0-22

2

2

x20-4x0+122

=2·x0 2x0-2x0-22+82

=2·x0, 2x0-2

令x0-2=t(0

2

t2+8

2t2

t+2

2

121616

化简可得f(t)=t+2t+6++2,

2tt1632t+2

则f′(t)=t+2-2-3=

t3-16t3

tt,

令f′(t)=0,得t=22>2(3-1), 可知当t∈(0,2(3-1)]时,f′(t)<0, 所以函数f(t)在(0,2(3-1)]上单调递减,

当t=2(3-1)即点P的横坐标为x0=23时,△PBC的面积S最小.

3

0hlq687tzj7yqpo85se79mzf00wrvr00iwj
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