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- 2021-02-26 发布
2017-2018学年四川省成都市“五校联考”高二(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)如图所示,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,则点B1的坐标是( )
A.(1,0,0) B.(1,0,1) C.(1,1,1) D.(1,1,0)
2.(5分)双曲线﹣=1的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
3.(5分)与直线l:3x﹣5y+4=0关于x轴对称的直线的方程为( )
A.5x﹣3y+4=0 B.3x+5y+4=0 C.3x﹣5y﹣4=0 D.5x+3y+4=0
4.(5分)若实数x,y满足不等式组合,则x+y的最大值为( )
A.9 B. C.1 D.
5.(5分)设点A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过P(1,1)且与线段AB相交,则l的斜率k的取值范围是( )
A.{k|k≥或k≤﹣4} B.{k|﹣4≤k≤} C.{k|﹣≤k<4} D.以上都不对
6.(5分)已知椭圆的焦点是F1,F2,P是椭圆上的一个动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那么动点Q的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线的一支 C.抛物线 D.圆
7.(5分)如果椭圆+
=1的弦被点(1,1)平分,则这条弦所在的直线方程是( )
A.x+2y﹣3=0 B.2x﹣y﹣3=0 C.2x+y﹣3=0 D.x+2y+3=0
8.(5分)已知圆C:(x﹣2)2+(y+1)2=3,从点P(﹣1,﹣3)发出的光线,经x轴反射后恰好经过圆心C,则入射光线的斜率为( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
9.(5分)已知椭圆C1:=1(a>b>0)与双曲线C2:x2﹣y2=4有相同的右焦点F2,点P是椭圆C1和双曲线C2的一个公共点,若|PF2|=2,则椭圆C1的离心率为( )
A. B. C. D.
10.(5分)已知下列选项,其中错误的是( )
①过圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4外一点M(3,1),且与圆相切的直线方程为3x﹣4y﹣5=0;
②方程Ax2+By2=1(A>0,B>0)表示椭圆方程;
③平面内到点F1(0,4),F2(0,﹣4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线;
④方程﹣=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.
A.①②③④ B.①②③ C.③④ D.②④
11.(5分)已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点O,并且经过点M(2,y0).若点M到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|=( )
A. B. C.4 D.
12.(5分)已知点P(m,n)在椭圆+=1上,则直线mx+ny+1=0与椭圆x2+y2=的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
二、填空题(本大题共4小题,每题5分,共20分,把答案填在题中横线上)
13.(5分)若三点P(1,1),A(2,﹣4),B(x,﹣9)共线,则x= .
14.(5分)不论k为何实数,直线(2k﹣1)x﹣(k+3)y﹣(k﹣11)=0恒通过一个定点,这个定点的坐标是 .
15.(5分)已知直线L经过点P(﹣4,﹣3),且被圆(x+1)2+(y+2)2=25截得的弦长为8,则直线L的方程是 .
16.(5分)已知点A是抛物线C1:y2=2px(p>0)与双曲线C2:的一条渐近线的交点,若点A到抛物线C1的准线的距离为p,则双曲线的离心率等于 .
三、解答题(本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知直线l1:2x+y+2=0,l2:mx+4y+n=0
(1)若l1⊥l2,求m的值;
(2)若l1∥l2,且l1与l2间的距离为,求m,n的值.
18.(12分)某研究所计划利用“神十”宇宙飞船进行新产品搭载实验,计划搭载若干件新产品A、B,该所要根据该产品的研制成本、产品重量、搭载实验费用和预计产生的收益来决定具体搭载安排,有关数据如表:
每件产品A
每件产品B
研制成本、搭载
费用之和(万元)
20
30
计划最大资金额
300万元
产品重量(千克)
10
5
最大搭载重量110千克
预计收益(万元)
80
60
分别用x,y表示搭载新产品A,B的件数.总收益用Z表示
(Ⅰ)用x,y列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;
(Ⅱ)问分别搭载新产品A、B各多少件,才能使总预计收益达到最大?并求出此最大收益.
19.(12分)已知圆心在直线y=4x上,且与直线l:x+y﹣2=0相切于点P(1,1)
(Ⅰ)求圆的方程
(II)直线kx﹣y+3=0与该圆相交于A、B两点,若点M在圆上,且有向量(O为坐标原点),求实数k.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(1,﹣2).
(Ⅰ)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(Ⅱ)是否存在平行于OA(O为坐标原点)的直线L,使得直线L与抛物线C有公共点,且直线OA与L的距离等于?若存在,求直线L的方程;若不存在,说明理由.
21.(12分)已知椭圆(a>b>0)的离心率为,且a2=2b.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(II)直线l:x﹣y+m=0与椭圆交于A,B两点,是否存在实数m,使线段AB的中点在圆x2+y2=5上,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
22.(12分)已知椭圆的右焦点与抛物线y2=4x的焦点重合,且该椭圆的离心率与双曲线=1的离心率互为倒数.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(II)设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,已知点A的坐标为(﹣a,0),点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且•=4,求y0的值.
2017-2018学年四川省成都市“五校联考”高二(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)如图所示,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,则点B1的坐标是( )
A.(1,0,0) B.(1,0,1) C.(1,1,1) D.(1,1,0)
【分析】由正方体的棱长为1,结合题中的坐标系求出点B1在x轴、y轴、z轴上射影点的坐标,即可得到点B1的坐标.
【解答】解:根据题意,可得
∵正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,
∴点B1在x轴上的射影点为A(1,0,0),可得B1的横坐标为1;点B1在y轴上的射影点为C(0,1,0),
可得B1的纵坐标为1;点B1在z轴上的射影点为D1(0,0,1),可得B1的竖坐标为1.
由此可得点B1的坐标是(1,1,1).
故选:C
【点评】本题给出坐标系和正方体的棱长,求定点B1的坐标.着重考查了空间坐标系的定义和正方体的性质等知识,属于基础题.
2.(5分)双曲线﹣=1的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
【分析】令双曲线方程的右边为0,整理后就得到双曲线的渐近线方程.
【解答】解:∵双曲线标准方程为,
其渐近线方程是=0,
整理得y=±x.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,令标准方程中的“1”为“0”即可求出渐近线方程.属于基础题.
3.(5分)与直线l:3x﹣5y+4=0关于x轴对称的直线的方程为( )
A.5x﹣3y+4=0 B.3x+5y+4=0 C.3x﹣5y﹣4=0 D.5x+3y+4=0
【分析】设出直线方程上任一点坐标为(x,y),则关于x轴对称的坐标(x,﹣y)在直线3x﹣5y+4=0,带入可得答案.
【解答】解:由题意,设所求直线方程上任一点坐标为(x,y),则关于x轴对称的坐标(x,﹣y)
∵(x,﹣y)在直线3x﹣5y+4=0,
∴3x+5y+4=0,
即所求直线方程为3x+5y+4=0,
故选:B.
【点评】本题考查了直线关于原点对称直线方程的求法,属于基础题.
4.(5分)若实数x,y满足不等式组合,则x+y的最大值为( )
A.9 B. C.1 D.
【分析】先根据条件画出可行域,设z=x+
y,再利用几何意义求最值,将最大值转化为y轴上的截距,只需求出直线z=x+y,过可行域内的点A(4,5)时的最大值,从而得到z最大值即可.
【解答】解:先根据约束条件画出可行域,
设z=x+y,
∵直线z=x+y过可行域内点A(4,5)时
z最大,最大值为9,
故选A.
【点评】本题主要考查了用平面区域二元一次不等式组,以及简单的转化思想和数形结合的思想,属中档题.
5.(5分)设点A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过P(1,1)且与线段AB相交,则l的斜率k的取值范围是( )
A.{k|k≥或k≤﹣4} B.{k|﹣4≤k≤} C.{k|﹣≤k<4} D.以上都不对
【分析】根据题意,设直线l的方程为y﹣1=k(x﹣1),即kx﹣y+1﹣k=0,由一元二次不等式的几何意义可得(2k+3+1﹣k)(﹣3k+2+1﹣k)≤0,解可得k的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,设直线l的方程为y﹣1=k(x﹣1),即kx﹣y+1﹣k=0,
直线l过P(1,1)且与线段AB相交,则A、B在l的两侧或在直线上,
则有(2k+3+1﹣k)(﹣3k+2+1﹣k)≤0,
即(k+4)(4k﹣3)≥0,
解可得k≥或k≤﹣4,
即k的取值范围是{x|k≥或k≤﹣4};
故选:A.
【点评】本题考查一元二次不等式表示平面区域的问题,注意直线与线段相交,即线段的2个端点在直线的两侧或在直线上.
6.(5分)已知椭圆的焦点是F1,F2,P是椭圆上的一个动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那么动点Q的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线的一支 C.抛物线 D.圆
【分析】由椭圆定义有|PF1|+|PF2|=2a,又|PQ|=|PF2|,代入上式,可得|F1Q|=2a.再由圆的定义得到结论.
【解答】解:∵|PF1|+|PF2|=2a,|PQ|=|PF2|,
∴|PF1|+|PF2|=|PF1|+|PQ|=2a.
∴|F1Q|=2a.
∴动点Q到定点F1的距离等于定长2a,
∴动点Q的轨迹是圆.
故选D.
【点评】本题主要考查椭圆和圆的定义的应用,考查学生分析转化问题的能力,属于基础题.
7.(5分)如果椭圆+=1的弦被点(1,1)平分,则这条弦所在的直线方程是( )
A.x+2y﹣3=0 B.2x﹣y﹣3=0 C.2x+y﹣3=0 D.x+2y+3=0
【分析】由题意可知:将E,F代入椭圆方程,由中点坐标公式
,做差求得直线EF的斜率公式,由直线的点斜式方程,即可求得条弦所在的直线方程.
【解答】解:设过点A(1,1)的直线与椭圆相交于两点,E(x1,y1),F(x2,y2),
由中点坐标公式可知:,
则,两式相减得:+=0,
∴=﹣,
∴直线EF的斜率k==﹣,
∴直线EF的方程为:y﹣1=﹣(x﹣1),整理得:2y+x﹣3=0,
故选A.
【点评】本题考查直线的点斜式方程,中点坐标公式,考查计算能力,属于中档题.
8.(5分)已知圆C:(x﹣2)2+(y+1)2=3,从点P(﹣1,﹣3)发出的光线,经x轴反射后恰好经过圆心C,则入射光线的斜率为( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
【分析】根据反射定理可得圆心C(2,﹣1)关于x轴的对称点D(2,1)在入射光线上,再由点P(﹣1,﹣3)也在入射光线上,利用斜率公式求得入射光线的斜率.
【解答】解:根据反射定律,圆心C(2,﹣1)关于x轴的对称点D(2,1)在入射光线上,
再由点P(﹣1,﹣3)也在入射光线上,可得入射光线的斜率为=,
故选:C.
【点评】本题主要考查反射定理的应用,直线的斜率公式,属于中档题.
9.(5分)已知椭圆C1:=1(a>b>0)与双曲线C2:x2﹣y2=4有相同的右焦点F2,点P是椭圆C1和双曲线C2的一个公共点,若|PF2|=2,则椭圆C1的离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】利用双曲线、椭圆的定义,求出a,利用双曲线的性质,求出c,即可求出椭圆C1的离心率.
【解答】解:由题意,不妨设P在第一象限,
∵|PF2|=2,∴|PF1|=6,
∴2a=|PF2|+|PF2|=8,
∴a=4.
∵双曲线C2:x2﹣y2=4可化为=1,
∴c==2
∵椭圆C1:=1(a>b>0)与双曲线C2:x2﹣y2=4有相同的右焦点F2,
∴c=2,
∴椭圆C1的离心率为e==,
故选:B.
【点评】本题考查椭圆与双曲线的几何性质,解题的关键是正确运用离心率的定义,属于基础题.
10.(5分)已知下列选项,其中错误的是( )
①过圆(x﹣1)2+(y﹣2)2
=4外一点M(3,1),且与圆相切的直线方程为3x﹣4y﹣5=0;
②方程Ax2+By2=1(A>0,B>0)表示椭圆方程;
③平面内到点F1(0,4),F2(0,﹣4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线;
④方程﹣=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.
A.①②③④ B.①②③ C.③④ D.②④
【分析】对4个选项分别进行判断,即可得出结论.
【解答】解:①过圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=4外一点M(3,1),且与圆相切的直线方程为3x﹣4y﹣5=0或x=3,错误;
②方程Ax2+By2=1(A>0,B>0)表示椭圆方程,A=B,表示圆,错误;
③平面内到点F1(0,4),F2(0,﹣4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是射线,错误;
④方程﹣=1(m>0,n>0)表示焦点在x轴上的双曲线,错误.
故选A.
【点评】本题考查圆锥曲线,考查学生对圆锥曲线方程、定义的理解,属于中档题.
11.(5分)已知抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点O,并且经过点M(2,y0).若点M到该抛物线焦点的距离为3,则|OM|=( )
A. B. C.4 D.
【分析】关键点M(2,y0)到该抛物线焦点的距离为3,利用抛物线的定义,可求抛物线方程,进而可得点M的坐标,由此可求|OM|.
【解答】解:由题意,抛物线关于x轴对称,开口向右,设方程为y2=2px(p>0)
∵点M(2,y0)到该抛物线焦点的距离为3,
∴2+=3
∴p=2
∴抛物线方程为y2=4x
∵M(2,y0)
∴
∴|OM|=
故选B.
【点评】本题考查抛物线的性质,考查抛物线的定义,解题的关键是利用抛物线的定义求出抛物线方程.
12.(5分)已知点P(m,n)在椭圆+=1上,则直线mx+ny+1=0与椭圆x2+y2=的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【分析】由点P在椭圆上得到m,n的关系,把n用含有m的代数式表示,代入圆心到直线的距离中得到圆心到直线的距离小于等于圆的半径,则答案可求.
【解答】解:∵P(m,n)在椭圆+=1上,
∴,,
圆x2+y2=的圆心O(0,0)到直线mx+ny+1=0的距离:
d==,
∴直线mx+ny+1=0与椭圆x2+y2=的位置关系为相交或相切.
故选:D.
【点评】本题考查了椭圆的简单性质,考查了直线和圆的位置关系,是基础题.
二、填空题(本大题共4小题,每题5分,共20分,把答案填在题中横线上)
13.(5分)若三点P(1,1),A(2,﹣4),B(x,﹣9)共线,则x= 3 .
【分析】三点共线等价于以三点为起点终点的两个向量共线,利用向量坐标公式求出两个向量的坐标,利用向量共线的充要条件列出方程求出x.
【解答】解:三点P(1,1),A(2,﹣4),B(x,﹣9)共线,
,,
⇒1×(﹣10)=﹣5(x﹣1)⇒x=3
故答案为3
【点评】本题考查向量坐标的求法、考查向量共线的坐标形式的充要条件:坐标交叉相乘相等.
14.(5分)不论k为何实数,直线(2k﹣1)x﹣(k+3)y﹣(k﹣11)=0恒通过一个定点,这个定点的坐标是 (2,3) .
【分析】直线方程即 k(2x+y﹣1)+(﹣x+3y+11)=0,一定经过2x﹣y﹣1=0和﹣x﹣3y+11=0 的交点,联立方程组可求定点的坐标.
【解答】解:直线(2k﹣1)x﹣(k+3)y﹣(k﹣11)=0
即 k(2x﹣y﹣1)+(﹣x﹣3y+11)=0,
根据k的任意性可得 ,
解得,
∴不论k取什么实数时,直线(2k﹣1)x+(k+3)y﹣(k﹣11)=0都经过一个定点(2,3).
故答案为:(2,3).
【点评】本题考查经过两直线交点的直线系方程形式,直线 k(ax+by+c)+(mx+ny+p)=0 表示过ax+by+c=0和mx+ny+p=0的交点的一组相交直线,但不包括ax+by+c=0这一条.
15.(5分)已知直线L经过点P(﹣4,﹣3),且被圆(x+1)2+(y+2)2=25截得的弦长为8,则直线L的方程是 x=﹣4和4x+3y+25=0 .
【分析】求出圆心与半径,利用圆心到直线的距离、半径、半弦长满足勾股定理,求出弦心距,通过直线的斜率存在与不存在,利用圆心到直线的距离求解,求出直线的方程即可.
【解答】解:圆心(﹣1,﹣2),半径r=5,弦长m=8,
设弦心距是d,
则由勾股定理,
r2=d2+()2
d=3,
若l斜率不存在,直线是x=﹣4,
圆心和他的距离是﹣3,符合题意,
若l斜率存在,设直线方程y+3=k(x+4),
即kx﹣y+4k﹣3=0,
则d==3,
即9k2﹣6k+1=9k2+9,
解得k=﹣,所以所求直线方程为x+4=0和4x+3y+25=0,
故答案为:x=﹣4和4x+3y+25=0.
【点评】本题是基础题,考查直线与圆的位置关系,考查圆心到直线的距离公式的应用,注意直线的斜率不存在的情况,容易疏忽,产生错误.
16.(5分)已知点A是抛物线C1:y2=2px(p>0)与双曲线C2:的一条渐近线的交点,若点A到抛物线C1的准线的距离为p,则双曲线的离心率等于 .
【分析】取双曲线的一条渐近线:,与抛物线方程联立即可得到交点A的坐标,再利用点A到抛物线的准线的距离为p,即可得到a,b满足的关系式,利用离心率计算公式即可得出.
【解答】解:取双曲线的一条渐近线:,联立解得,故A.
∵点A到抛物线的准线的距离为p,∴,化为.
∴双曲线C2的离心率.
故答案为.
【点评】熟练掌握抛物线及双曲线的标准方程及其性质、渐近线方程和离心率计算公式是解题的关键.
三、解答题(本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知直线l1:2x+y+2=0,l2:mx+4y+n=0
(1)若l1⊥l2,求m的值;
(2)若l1∥l2,且l1与l2间的距离为,求m,n的值.
【分析】(1)由l1⊥l2,可得﹣2×=﹣1,解得m.
(2)l1∥l2,则,解得m.在直线l1上取点(0,﹣2),由l1与l2间的距离为,可得:=,解得n.
【解答】解:(1)∵l1⊥l2,∴﹣2×=﹣1,解得m=﹣2.
(2)l1∥l2,则,解得m=8.
在直线l1上取点(0,﹣2),由l1与l2间的距离为,
∴=,解得n=18,或﹣2.满足条件.
∴m=8,n=18,或﹣2.
【点评】本题考查了相互垂直与平行的直线斜率之间的关系、点到直线的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
18.(12分)某研究所计划利用“神十”宇宙飞船进行新产品搭载实验,计划搭载若干件新产品A、B,该所要根据该产品的研制成本、产品重量、搭载实验费用和预计产生的收益来决定具体搭载安排,有关数据如表:
每件产品A
每件产品B
研制成本、搭载
费用之和(万元)
20
30
计划最大资金额
300万元
产品重量(千克)
10
5
最大搭载重量110千克
预计收益(万元)
80
60
分别用x,y表示搭载新产品A,B的件数.总收益用Z表示
(Ⅰ)用x,y列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;
(Ⅱ)问分别搭载新产品A、B各多少件,才能使总预计收益达到最大?并求出此最大收益.
【分析】设搭载的产品中A有x件,产品B有y件,得到关于x,y的不等式组,即约束条件和目标函数,然后根据线行规划的方法不难得到结论
【解答】解:设搭载产品Ax件,产品By件,
预计总收益z=80x+60y.
则,作出可行域,如图.
作出直线l0:4x+3y=0并平移,由图象得,
当直线经过M点时z能取得最大值,
联立,解得M(9,4).
∴zmax=80×9+60×4=960(万元).
答:搭载产品A9件,产品B4件,可使得总预计收益最大,为960万元.
【点评】本题考查简单的线性规划,考查简单的数学建模思想方法与数形结合的解题思想方法,是中档题.
19.(12分)已知圆心在直线y=4x上,且与直线l:x+y﹣2=0相切于点P(1,1)
(Ⅰ)求圆的方程
(II)直线kx﹣y+3=0与该圆相交于A、B两点,若点M在圆上,且有向量(O为坐标原点),求实数k.
【分析】(Ⅰ)求出圆心与半径,即可求圆的方程;
(II)直线与圆联立:得:(1+k2)x2+6kx+7=0,利用韦达定理,M代入圆方程:(x1+x2)2+(y1+y2)2=2,即可得出结论.
【解答】解:(Ⅰ)设圆的方程为(x﹣a)2+(y﹣4a)2=r2
因为直线相切,圆心到直线的距离d=,
且圆心与切点连线与直线l垂直
则:可得a=0,r=,
所以圆的方程为:x2+y2=2.
(II)直线与圆联立:,
得:(1+k2)x2+6kx+7=0,
△=8k2﹣28>0,解得.k或k,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则:,,
,
将M代入圆方程:(x+x2)2+(y1+y2)2=2,
,
求得k=.
【点评】本题考查的知识要点:圆的方程,考查直线与圆的位置关系,考查学生的计算能力.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(1,﹣2).
(Ⅰ)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(Ⅱ)是否存在平行于OA(O为坐标原点)的直线L,使得直线L与抛物线C有公共点,且直线OA与L的距离等于?若存在,求直线L的方程;若不存在,说明理由.
【分析】(I)将(1,﹣2)代入抛物线方程求得p,则抛物线方程可得,进而根据抛物线的性质求得其准线方程.
(II)先假设存在符合题意的直线,设出其方程,与抛物线方程联立,根据直线与抛物线方程有公共点,求得t的范围,利用直线AO与L的距离,求得t,则直线l的方程可得.
【解答】解:(I)将(1,﹣2)代入抛物线方程y2=2px,
得4=2p,p=2
∴抛物线C的方程为:y2=4x,其准线方程为x=﹣1
(II)假设存在符合题意的直线l,其方程为y=﹣2x+t,
由得y2+2y﹣2t=0,
∵直线l与抛物线有公共点,
∴△=4+8t≥0,解得t≥﹣
又∵直线OA与L的距离d==,求得t=±1
∵t≥﹣
∴t=1
∴符合题意的直线l存在,方程为2x+y﹣1=0
【点评】本题小题主要考查了直线,抛物线等基础知识,考查推理论证能力,运算求解能力,考查函数与方程思想,数形结合的思想,化归与转化思想,分类讨论与整合思想.
21.(12分)已知椭圆(a>b>0)的离心率为,且a2=2b.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(II)直线l:x﹣y+m=0与椭圆交于A,B两点,是否存在实数m,使线段AB的中点在圆x2+y2=5上,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【分析】(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a,b,c的关系,解方程求出a,b,由此能求出椭圆方程.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理和中点坐标公式,求出M点坐标,代入圆的方程方程求出m,进而判断是否存在实数m,使线段AB的中点在圆x2+y2=5上.
【解答】解:(Ⅰ)∵椭圆(a>b>0)的离心率为,且a2=2b,
∴,解得a=,b=1,c=1,
∴椭圆方程为=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),
联立方程组,得3x2+2mx+m2﹣2=0,
△=(2m)2﹣4×3×(m2﹣2)>0,解得m2<3,
,
∴,,
即M(﹣,),
∵M点在圆x2+y2=5上,
∴(﹣)2+()2=5.
解得m=±3与m2<3矛盾.
∴不存在实数m,使线段AB的中点在圆x2+y2=5上.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查满足条件的实数得否存在的判断与求法,考查椭圆、直线方程、韦达定理、中点坐标公式等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、函数与方程思想,是中档题.
22.(12分)已知椭圆的右焦点与抛物线y2=4x的焦点重合,且该椭圆的离心率与双曲线=1的离心率互为倒数.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(II)设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,已知点A的坐标为(﹣a,0),点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且•=4,求y0的值.
【分析】(1)由抛物线方程 求得焦点坐标,求得c的值,由双曲线的离心率公式求得其离心率,则e==,即可求得椭圆的半长轴a的值,则b2=a2﹣c2,即可求得半短轴,即可求得椭圆的方程;
(2)将直线方程代入椭圆方程,由韦达定理求得,则,即可求得B点坐标,由中点坐标公式求得M点坐标,分类当k=0时及当k≠0时,由•=4,根据向量的坐标表示,即可求得y0的值.
【解答】解:(1)抛物线的焦点坐标为,
所以…(1分)
双曲线的离心率为,
所以椭圆的离心率e==,解得:a=2,
所以b2=1…(3分)
∴椭圆方程为:;…(4分)
(2)由(1)知A(﹣2,0),且直线l的斜率必存在,设斜率为k,
则直线方程为:y=k(x+2),设点B的坐标为(x1,y1),
联立方程,方程消去y整理得:(1+4k2)x2+16k2x+(16k2﹣4)=0…(5分)
A,B两点坐标满足上述方程,由韦达定理得,
所以,
所以A(﹣2,0),B的坐标为,…(6分)
线段AB的中点为M,则M点坐标为…(7分)
以下分两种情况:
①当k=0时,点B的坐标为(2,0),线段AB的垂直平分线为y轴,于是,
…(8分)
②当k≠0时,线段AB的垂直平分线方程为,
令x=0,解得,
由…(9分)
∴•=﹣2x1﹣y0(y1﹣y0),
=﹣2×+(+),
==4…(10分)
整理得:…(11分)
综上所述,或.…(12分)
【点评】本题考查椭圆的标准方程及简单几何性质,考查双曲线及抛物线的简单性质,考查直线与椭圆的位置关系,韦达定理,中点坐标公式及向量数量积的坐标表示的综合运用,考查计算能力,属于中档题.