2024年全国卷高考数学复习专题 曲线与方程

发布 2024-01-16 21:40:10 阅读 2906

考点轨迹与轨迹方程。

1.(2014广东,20,14分)已知椭圆c: +1(a>b>0)的一个焦点为(,0),离心率为。

1)求椭圆c的标准方程;

2)若动点p(x0,y0)为椭圆c外一点,且点p到椭圆c的两条切线相互垂直,求点p的轨迹方程。

解析 (1)由题意知c=,e==,a=3,b2=a2-c2=4,故椭圆c的标准方程为+=1.

2)设两切线为l1,l2,当l1⊥x轴或l1∥x轴时,l2∥x轴或l2⊥x轴,可知p(±3,±2).

当l1与x轴不垂直且不平行时,x0≠±3,设l1的斜率为k,且k≠0,则l2的斜率为-,l1的方程为y-y0=k(x-x0),与+=1联立,整理得(9k2+4)x2+18(y0-kx0)kx+9(y0-kx0)2-36=0,直线l1与椭圆相切,∴δ0,即9(y0-kx0)2k2-(9k2+4)·[y0-kx0)2-4]=0,(-9)k2-2x0y0k+-4=0,k是方程(-9)x2-2x0y0x+-4=0的一个根,同理,- 是方程(-9)x2-2x0y0x+-4=0的另一个根,k·=,整理得+=13,其中x0≠±3,点p的轨迹方程为x2+y2=13(x≠±3).

检验p(±3,±2)满足上式。

综上,点p的轨迹方程为x2+y2=13.

2.(2014重庆,21,12分)如图,设椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为f1、f2,点d在椭圆上,df1⊥f1f2, =2,△df1f2的面积为。

1)求椭圆的标准方程;

2)设圆心在y轴上的圆与椭圆在x轴的上方有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点,求圆的半径。

解析 (1)设f1(-c,0),f2(c,0),其中c2=a2-b2.

由=2得|df1|==c.

从而=|df1||f1f2|=c2=,故c=1.

从而|df1|=,由df1⊥f1f2

得|df2|2=|df1|2+|f1f2|2=,因此|df2|=.

所以2a=|df1|+|df2|=2,故a=,b2=a2-c2=1.

因此,所求椭圆的标准方程为+y2=1.

2)如图,设圆心在y轴上的圆c与椭圆+y2=1相交,p1(x1,y1),p2(x2,y2)是两个交点,y1>0,y2>0,f1p1,f2p2是圆c的切线,且f1p1⊥f2p2.

由圆和椭圆的对称性,易知x2=-x1,y1=y2,|p1p2|=2|x1|.

由(1)知f1(-1,0),f2(1,0),所以=(x1+1,y1), x1-1,y1).再由f1p1⊥f2p2得-(x1+1)2+=0.由椭圆方程得1-=(x1+1)2,即3+4x1=0,解得x1=-或x1=0.

当x1=0时,p1,p2重合,此时题设要求的圆不存在。

当x1=-时,过p1,p2分别与f1p1,f2p2垂直的直线的交点即为圆心c.

由f1p1,f2p2是圆c的切线,且f1p1⊥f2p2,知cp1⊥cp2.

又|cp1|=|cp2|,故圆c的半径|cp1|=|p1p2|=|x1|=.

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