3c2t故=,解得t=2. 4c+2c因为圆C与x轴相切,所以圆C的半径长为2.
又由圆C与l相切,得?3(4+c)-2??4???
3??1+???4?
2=2,可得c=2.
所以椭圆的方程为+=1.
1612
x2y2
x2y2
10.(2020·衡水中学调研)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的两焦点与短轴两端点围成面积为
ab12的正方形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)我们称圆心在椭圆上运动,半径为
a2+b2
2
的圆是椭圆的“卫星圆”.过原点O作椭圆C的“卫星圆”的两条切线,分别交椭圆C于A,B两点,若直线OA,OB的斜率分别为k1,k2,当k1+k2=210时,求“卫星圆”的个数.
解 (1)因为椭圆C的两焦点与短轴两端点围成面积为12的正方形, 所以由椭圆的定义和正方形的性质可得
?b=c,??解得b=c=6. ?2bc=12,?
又a=b+c=12,
所以椭圆C的标准方程为+=1.
126(2)设“卫星圆”的圆心为(x0,y0). 由“卫星圆”的定义可得“卫星圆”的半径为2
2
222
x2y2
a2+b22
=3,
所以“卫星圆”的标准方程为(x-x0)+(y-y0)=9. 因为直线OA:y=k1x与“卫星圆”相切, |k1x0-y0|
所以由点到直线的距离公式可得=3, 21+k1化简得(x0-9)k1-2x0y0k1+y0-9=0. 同理可得(x0-9)k2-2x0y0k2+y0-9=0.
所以k1,k2是方程(x0-9)k-2x0y0k+y0-9=0的两个不相等的实数根,
2
2
2
2
2
2
2
2
2
所以x0-9≠0,由Δ>0,得x0+y0>9, 2x0y02
将+=1代入得x0>6,k1+k2=2. 126x0-9
4x0y024x0-2x0542所以(k1+k2)=2. 2=22=22=40,解得x0=10或
(x0-9)(x0-9)(x0-9)7
2
22
222
x20y20
?x0?4x?6-??2?
20
2
24
当x0=10时,y0=1; 当x0=
2
22
54152
时,y0=, 77
所以满足条件的点(x0,y0)共8个, 故这样的“卫星圆”存在8个.
B级 能力提升
11.已知抛物线C:y=4x,那么过抛物线C的焦点,长度为不超过2 015的整数的弦的条数是( ) A.4 024 C.2 012
B.4 023 D.2 015
2p(其中θ为直线的倾斜角),2
sinθ2
解析 由抛物线焦点弦的性质可知过抛物线焦点的弦长为
由此可知,当θ=90°时,焦点弦的长度最短,其最短长度为4,故长度为不超过2 015的整数的弦的条数为(2 015-4)×2+1=4 023,故选B. 答案 B
12.已知P为椭圆C:+y=1上一点,Q(0,6),则P,Q两点间的最大距离是( )
9A.3
B.5
C.23
D.322
2
x2
2
解析 椭圆+y=1,由椭圆的参数方程可设
9
x2
2
P(3cos θ,sin θ),
∴|PQ|=(3cos θ-0)+(sin θ-6) =9cos θ+sin θ-12sin θ+36 =9(1-sin θ)+sin θ-12sin θ+36 =-8sin θ-12sin θ+45, 令sin θ=t,则t∈[-1,1],
322
∴|PQ|=-8t-12t+45的图象为开口向下的抛物线,对称轴为t=-,
4
2
2
2
2
2
2
2
2
3???3?22
∴|PQ|=-8t-12t+45在t∈?-1,-?上单调递增,在t∈?-,1?上单调递减,
4???4?3992
∴当t=-时,|PQ|取最大值,
42322
此时|PQ|取最大值,故选D.
2答案 D
13.(2019·蚌埠二模改编)已知F为抛物线y=4x的焦点,O为原点,点P是抛物线准线上一动点,若点A在抛物线上,且|AF|=5,则|PA|+|PO|的最小值为________.
解析 ∵|AF|=5,∴由抛物线的定义得点A到准线的距离也为5,设A(x0,y0),则x0+1=5,∴x0=4,又知点A在抛物线y=4x上,∴y0=±4,不妨设点A在第一象限的抛物线上,∴A(4,4),设坐标原点O关于准线x=-1的对称点为B,则B(-2,0),连接PB,由对称思想可知|PA|+|PO|的最小值为|AB|=(4+2)+(4-0)=213. 答案 213
14.(2019·泉州一模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:x=2py(p>0)的焦点为F,点A在
2
2
2
2
2
C上,若|AO|=|AF|=.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设直线l与C交于P,Q,若线段PQ的中点的纵坐标为1,求△OPQ的面积的最大值. 3ppp3
解 (1)因为点A在C上,|AO|=|AF|=,所以点A的纵坐标为,所以+=,所以p=2,
24422所以C的方程为x=4y.
(2)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+b(b≥0),代入抛物线方程,可得
2
3
2
x2-4kx-4b=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4b, 所以y1+y2=4k+2b,
因为线段PQ的中点的纵坐标为1,
所以2k+b=1,即2k=1-b≥0,所以0
2
2
2
S△OPQ=b|x1-x2|=b(x1+x2)2-4x1x2
12=b16k+16b=b2+2b 2=2·b+b(0
设y=b+b,y′=3b+2b>0,函数单调递增,所以b=1时,△OPQ的面积最大,最大值为
3
2
2
321212
2.
C级 创新猜想
→→→→→
15.(多填题)在矩形ABCD中,AB=2AD=2,动点P满足|PB|=2|PC|,若AP=λAB+μAD,建立适当的坐标系,动点P的轨迹方程为________________(答案不唯一),λ+μ的最大值为________.
解析 以点A为坐标原点,直线AB,AD分别为x轴和y轴建立直角坐标系,
设P(x,y),则A(0,0),B(2,0),C(2,1),D(0,1), →→
所以PB=(2-x,-y),PC=(2-x,1-y), →→→2→2
因为|PB|=2|PC|,所以|PB|=2|PC|, 即(2-x)+(-y)=2[(2-x)+(1-y)], 整理得(x-2)+(y-2)=2,
所以可设x=2cos θ+2,y=2sin θ+2,θ∈[0,2π), →→→因为AP=λAB+μAD,
所以(x,y)=λ(2,0)+μ(0,1)=(2λ,μ),
2
2
2
2
2
2
???λ=,?x=2λ2 于是?,即?
?y=μ??
?μ=y,
x21010所以λ+μ=+y=cos θ+2sin θ+3=sin(θ+φ)+3≤+3.
2222
即λ+μ的最大值为3+
2
2
x10
. 2
10 2
答案 (x-2)+(y-2)=2(答案不唯一) 3+