解析几何-历届高中数学联赛真题分类汇编含详细答案

内容发布更新时间 : 2025/1/23 14:26:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?a2?b2 ?BC

线段OQ,OR,BC能构成一个直角三角形。

2017B 11、(本题满分20分)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1:y2?4x,曲线

2C2:(x?4)2?y2?8.经过C1上一点P作一条倾斜角为450的直线l,与C2交于两个不同的点

Q,R,求PQ?PR的取值范围。

★解析:设P(t2,2t),则直线l的方程为y?x?2t?2t,代入曲线C2的方程得,,8 (x?42)?x(?t2?2t2)?化简可得:2x2?2(t2?2t?4)x?(t2?2t)2?8?0①,

由于l与C2交于两个不同的点,故关于x的方程①的判别式?为正,计算得,

??(t2?2t?4)2?2((t2?2t)2?8)?(t2?2t)2?8(t2?2t)?16?2(t2?2t)2?16 4??(t2?2t)2?8(t2?2t)??(t2?2t)(t2?2t?8)??t(t?2)(t?2)(t?4),

因此有t?(?2,0)(2,4),②

12((t?2t)2?8), 22设Q,R的横坐标分别为x1,x2,由①知,x1?x2?t?2t?4,x1x2?因此,结合l的倾斜角为45可知,

|PQ||PR|?2(x1?t2)2(x2?t2)?2x1x2?2t2(x1?x2)?2t4

?(t2?2t)2?8?2t2(t2?2t?4)?2t4?t4?4t3?4t2?8?2t4?4t3?8t2?2t4

?t4?4t2?8?(t2?2)2?4,③

由②可知,t?2?(?2,2)2(2,14),故(t2?2)2?[0,4)(4,196),从而由③得:

|PQ||PR|?(t2?2)2?4?[4,8)(8,200)

4?2t?t2注1:利用C2的圆心到l的距离小于C2的半径,列出不等式||?22,

2同样可以求得②中t的范围.

注2:更简便的计算|PQ||PR|的方式是利用圆幂定理,事实上,C2的圆心为M(4,0),半径为

r?22,故|PQ||PR|?|PM|2?r2?(t2?4)2?(2t)2?(22)2?t4?4t2?8.

y2?1,左右焦点分别为F1、F2,过点F2作一直线与双曲线C2016A 7、双曲线C的方程为x?32的右半支交于点P、Q,使得?F1PQ?900,则?F1PQ的内切圆半径是 ◆答案:7?1

★解析:由双曲线的性质知,F1F2?2?1?3?4,PF1?PF2?QF1?QF2?2.

222因?F1PQ=90°,故PF1?PF2?F1F2,因此

PF1?PF2?2(PF12?PF22)?(PF1?PF2)2?2?42?22?27从而直角?F1PQ的内切圆

半径是r?111(F1P?PQ?F1Q)?(PF1?PF2)?(QF1?QF2)?7?1 222

2016A 11、(本题满分20分)如图所示,在平面直角坐标系中,F是x轴正半轴上的一个动点。设F为焦点,O为顶点作抛物线C。设P是第一象限内抛物线C上的一点,Q是x轴负半轴上的一点,使得PQ为抛物线C的切线,且|PQ|?2,圆C1,C2均与直线PQ相切于点P,且均与x轴相切。求点F的坐标,使得圆C1与C2的面积之和取到最小值。

★解析:设抛物线C的方程是y2?2px(p?0),点Q的坐标为(?a,0)(a?0),并设C1,C2的圆心分别为O1(x1,y1),O2(x2,y2).

设直线PQ的方程为x?my?a(m?0),将其与C的方程联立,消去x可知y2?2pmy?2pa?0. 因为PQ与C相切于点P,所以上述方程的判别式为??4p2m2?4?2pa?0,解得m?而可知,点P的坐标为(xP,yP)?(a,2pa).于是

2a.进p|PQ|?1?m2|yP?0|?1?由|PQ|=2可得

2a?2pa?2a(p?2a). p4a2?2pa?4 ①……………………5分

注意到OP与圆C1,C2相切于点P,所以OP?O1O2.设圆C1,C2与x轴分别相切于点M,N,则OO1,OO2分别是

?POM,?PON的平分线,故?O1OO2=90°.从而由射

影定理知

22y1y2?O1M?O2N?O1P?O2P?OP2?xP?yP?a2?2pa

结合①,就有y1y2?a?2pa?4?3a ②……………………10分 由O1,P,O2共线,可得

22y1?2pa2pa?y2?y1?yPOPOMy?1?1?1.

yP?y2PO2O2Ny2

化简得

y1?y2?22pay1y2 ③……………………15分

22令T?y1,则圆C1,C2的面积之和为?T.根据题意,仅需考虑T取到最小值的情况. ?y2根据②、③可知,

T?(y1?y2)2?2y1y2?422y1y2?2y1y2 2pa4(4?3a2)(2?a2)222?(4?3a)?2(4?3a)?. 4?4a21?a22作代换t?1?a,由于4t?4?4a2?2pa?0,所以t?0.于是

T?(3t?1)(t?1)11?3t??4?23t??4?23?4.

ttt31,此时a?1?t?1?,因此结合①得, 33上式等号成立当且仅当t?p1?a2??2at1?13?3t3?3?13?3

从而F的坐标为(

p1,0)?(,0).………………………20分 23?3222016B 6、在平面直角坐标系xOy中,圆C1:x?y?a?0关于直线l对称的圆为

C2:x2?y2?2x?2ay?3?0,则直线l的方程为 ◆答案:2x?4y?5?0.

★解析:C1,C2的标准方程分别为C1:x2?y2?1,C2:?x?1???y?a??a2?2.

由于两圆关于直线l对称,所以它们的半径相等.因此a?a2?2?0,解得a?2.故C1,C2的圆心?1?分别是O1?0,0?,O2??1,2?.直线l就是线段O1O2的垂直平分线,它通过O1O2的中点M??,1?,由此可

?2?得直线l的方程是2x?4y?5?0.

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