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高考数学大一轮总复习 第八章 平面解析几何 计时双基练53 最值、范围、证明问题 文 北师大版-北师大版高三全册数学试题VIP免费

高考数学大一轮总复习 第八章 平面解析几何 计时双基练53 最值、范围、证明问题 文 北师大版-北师大版高三全册数学试题_第1页
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计时双基练五十三最值、范围、证明问题A组基础必做1.设A,B分别为椭圆+=1(a>b>0)的左、右顶点,为椭圆上一点,椭圆的长半轴长等于焦距。(1)求椭圆的方程;(2)设点P(4,x)(x≠0),若直线AP,BP分别与椭圆相交于异于A,B的点M,N,求证:∠MBN为钝角。解(1)依题意得,a=2c,b2=a2-c2=3c2,则椭圆的方程为+=1,将点代入,得c2=1,故椭圆的方程为+=1。(2)证明:由(1)知,A(-2,0),B(2,0),设M(x0,y0),则-20,即∠MBP为锐角,则∠MBN为钝角。2.(2015·重庆卷)如图,椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线交椭圆于P,Q两点,且PQ⊥PF1。(1)若|PF1|=2+,|PF2|=2-,求椭圆的标准方程;(2)若|PQ|=λ|PF1|,且≤λ<,试确定椭圆离心率e的取值范围。解(1)由椭圆的定义,2a=|PF1|+|PF2|=(2+)+(2-)=4,故a=2。设椭圆的半焦距为c,由已知PF1⊥PF2,因此2c=|F1F2|===2,即c=,从而b==1。故所求椭圆的标准方程为+y2=1。(2)如图,由PF1⊥PQ,|PQ|=λ|PF1|,得|QF1|==|PF1|。由椭圆的定义,|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a,进而|PF1|+|PQ|+|QF1|=4a。于是(1+λ+)|PF1|=4a,解得|PF1|=,故|PF2|=2a-|PF1|=。由勾股定理得|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2=4c2,从而2+2=4c2,两边除以4a2,得+=e2。若记t=1+λ+,则上式变成e2==82+。由≤λ<,并注意到1+λ+关于λ的单调性,得3≤t<4,即<≤,进而b>0)右焦点的直线x+y-=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为。(1)求M的方程;(2)C,D为M上两点,若四边形ABCD的对角线CD⊥AB,求四边形ABCD面积的最大值。解(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),则+=1,+=1,=-1,由此可得=-=1。因为x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,=,所以a2=2b2。又由题意知,M的右焦点为(,0),故a2-b2=3。因此a2=6,b2=3。所以M的方程为+=1。(2)由解得,或因此|AB|=。由题意可设直线CD的方程为y=x+n,设C(x3,y3),D(x4,y4)。由得3x2+4nx+2n2-6=0。于是x3,4=。因为直线CD的斜率为1,所以|CD|=|x4-x3|=。由已知,四边形ACBD的面积S=|CD|·|AB|=。当n=0时,S取得最大值,最大值为。所以四边形ACBD面积的最大值为。2.(2015·温州十校联考)如图,过x轴上动点A(a,0)引抛物线y=x2+1的两条切线AP,AQ。切线斜率分别为k1和k2,切点分别为P,Q。(1)求证:k1·k2为定值,并且直线PQ过定点;(2)记S为面积,当最小时,求AP·AQ的值。解(1)证明:证法一:设过A点的直线为y=k(x-a),与抛物线方程联立整理得x2-kx+ka+1=0,Δ=k2-4ak-4=0,所以k1+k2=4a,k1·k2=-4为定值。抛物线方程y=x2+1,求导得y′=2x,设切点P,Q的坐标分别为(xp,yp),(xq,yq),则k1=2xp,k2=2xq,所以xp+xq=+=2a,xpxq=·=-1。直线PQ的方程:y-yp=(x-xp),由yp=x+1,yq=x+1,得到y=(xp+xq)x-xpxq+1,整理可得y=2xa+2,所以直线PQ过定点(0,2)。证法二:设切点P,Q的坐标分别为(xp,yp),(xq,yq)。求导得y′=2x,所以lAP:y=2xp(x-a),又P(xp,yp)在直线上,即yp=2xp(xp-a),由P(xp,yp)在抛物线上得yp=x+1,整理可得yp=2xpa+2,同理yq=2xqa+2,所以lOP:y=2xa+2,所以直线PQ过定点(0,2)。联立方程组可得x2-2ax-1=0,所以xpxq=-1,xp+xq=2a,所以k1·k2=2xp×2xq=-4为定值。(2)设A到PQ的距离为d。S△APQ=|PQ|×,所以===,设t=≥1,所以==≥,当且仅当t=时取等号,即a=±。因为AQ·AP=(xp-a,yp)·(xq-a,yq)=xpxq-a(xp+xq)+a2+ypyq,ypyq=(2xpa+2)(2xqa+2)=4a2xpxq+4+4a(xp+xq)=4a2+4,所以AQ·AP=3a2+3=。

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