高中数学竞赛答案

发布 2022-07-03 22:52:28 阅读 1445

1.已知椭圆c:+=1(a>b>0)经过点(0,1),离心率e=.

1)求椭圆c的方程;

2)在椭圆c上任取不同两点a,b,点a关于x轴的对称点为a′,当a,b变化时,如果直线ab经过x轴上的定点(1,0),问直线a′b是否也经过x轴上的一个定点?若是,求出这个定点的坐标;若不是,说明理由.

解答】 (1)依题意可得解得a=2,b=1.

所以椭圆c的方程是+y2=1.

(2)设直线ab:x=my+1,由。

得(my+1)2+4y2=4,即(m2+4)y2+2my-3=0.

记a(x1,y1),b(x2,y2),则a′(x1,-y1),且y1+y2=-,y1y2=-,特别地,令y1=-1,则x1=0,m=1,y2=,此时a′(0,1),b,直线a′b:x+4y-4=0与x轴的交点为s(4,0),若直线a′b与x轴交于一个定点,则定点只能为s(4,0).

以下证明对于任意的m,直线a′b与x轴交于定点s(4,0).

事实上,当m≠0时,经过点a′(x1,-y1),b(x2,y2)的直线方程为=.令y=0,得x=y1+x1.只需证明y1+x1=4,即证+my1-3=0,即证2my1y2-3(y1+y2)=0.

因为2my1y2-3(y1+y2)=-0,所以2my1y2-3(y1+y2)=0成立.

当m=0时,直线ab:x=1,此时a′,b重合,经过a′,b的直线有无数条,当然可以有一条经过点s(4,0)的直线.

当直线ab为x轴时,直线a′b就是直线ab,即x轴,这条直线也经过点s(4,0).

综上所述,点a,b不论如何变化,直线a′b与x轴交于点s(4,0).

1.过椭圆c:外一点a(m,0)作一直线l交椭圆于p、q两点,又q关于x轴对称点为,连结交x轴于点b。

1)若,求证:;(2)求证:点b为一定点。

证明:(1)连结,因为q与关于x轴对称,而a在x轴上,则在中,ab平分, 由内角平分线定理可知:,而,∵同向,故且,则,又p、b、在同一直线且与同向, 于是有: =

2)设过a(m,0)的直线l与椭圆c:

与q关于x轴对称,则, 由及相减得,∴,pq直线方程:,而pq过a(m,0),则有:

而,同理可求得:。

下面利用分析法证明:。

即证: …只需证:

只需证:,即证: …

而(,)在椭圆上,则 ……

同理 ……由③×④可知②成立,从而①式得证。因此成立。∴。

点b为一定点(,0)。 14分)

另法:证(1)设直线l过a(m,0)与椭圆交于,而与q关于x轴对称,则,由,则,∴=6分)

2)由,则 ……由=,则 ……

由①×②得 ……又 ……

由④-⑤得 ,

由③⑥可知 。 点b为一定点(,0)。 14分)

2.设分别为椭圆的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且为它的右准线。

ⅰ)、求椭圆的方程;

ⅱ)、设为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线分别与椭圆相交于异于的点,证明点在以为直径的圆内。

3)直线过定点。

点评:本小题主要考查直线、圆和椭圆等平面解析几何的基础知识,考查综合运用数学知识进行推理运算的能力和解决问题的能力。

解:(ⅰ依题意得 a=2c,=4,解得a=2,c=1,从而b=.

故椭圆的方程为。

ⅱ)解法1:由(ⅰ)得a(-2,0),b(2,0).设m(x0,y0).

m点在椭圆上,∴y0=(4-x02

又点m异于顶点a、b,∴-2从而=(x0-2,y0),=2,).

·=2x0-4+=(x02-4+3y02).

将代入,化简得·=(2-x0).

2-x0>0,∴·0,则∠mbp为锐角,从而∠mbn为钝角,故点b在以mn为直径的圆内。

2010江苏卷)3.在平面直角坐标系中,如图,已知椭圆的左、右顶点为a、b,右焦点为f。设过点t()的直线ta、tb与椭圆分别交于点m、,其中m>0,。

1)设动点p满足,求点p的轨迹;

2)设,求点t的坐标;

3)设,求证:直线mn必过x轴上的一定点(其坐标与m无关)。

解析] 本小题主要考查求简单曲线的方程,考查方直线与椭圆的方程等基础知识。考查运算求解能力和**问题的能力。满分16分。

1)设点p(x,y),则:f(2,0)、b(3,0)、a(-3,0)。

由,得化简得。

故所求点p的轨迹为直线。

2)将分别代入椭圆方程,以及得:m(2,)、n(,)

直线mta方程为:,即,直线ntb 方程为:,即。

联立方程组,解得:,所以点t的坐标为。

3)点t的坐标为。

直线mta方程为:,即,直线ntb 方程为:,即。

分别与椭圆联立方程组,同时考虑到,解得:、。

方法一)当时,直线mn方程为:

令,解得:。此时必过点d(1,0);

当时,直线mn方程为:,与x轴交点为d(1,0)。

所以直线mn必过x轴上的一定点d(1,0)。

方法二)若,则由及,得,此时直线mn的方程为,过点d(1,0)。

若,则,直线md的斜率,直线nd的斜率,得,所以直线mn过d点。

因此,直线mn必过轴上的点(1,0)。

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