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2023-2024学年辽宁省沈阳市高二上学期期末数学试题 (2)(含解析)
2025-09-28 00:53:29 责编:小OO
文档
2023-2024学年辽宁省沈阳市高二上学期期末数学试题

一、单选题

1.已知向量()1,1,0a =r ,则与a

同向共线的单位向量e = ()

A .⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭

B .()

0,1,0

C .22⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭

D .()

1,1,0--【正确答案】C

【分析】先求得a 的模,再根据与a

同向共线的单位向量求解.

【详解】因为向量(1,1,0)a =

所以a =

所以与a 同向共线的单位向量为:a e a

== ,故选:C.

2.设随机变量1~5,3X B ⎛⎫

⎪⎝⎭

,则(3)D X =(

)A .10

B .30

C .15

D .5

【正确答案】A

【分析】根据二项分布的方差公式进行计算即可.【详解】由随机变量满足二项分布1~5,3X B ⎛⎫

⎪⎝⎭

所以()()1110

151339

D X np p ⎛⎫=-=⨯⨯-= ⎪⎝⎭,

所以2

10

(3)3()9109

D X D X ==⨯

=.故选:A.

3.过点()2,1P 作圆O :221x y +=的切线l ,则切线l 的方程为()

A .1y =

B .4350x y --=

C .1y =或3450

x y --=D .1y =或

4350

x y --=【正确答案】D

【分析】设切线l 的方程为1(2)y k x -=-,利用圆心到直线的距离等于半径,建立方程,即可求得结论.

【详解】解:由题意可设切线l 的方程为1(2)y k x -=-,即210kx y k --+=,

∴圆心到直线l 的距离

1d =

=,

2340k k ∴-=,

0k ∴=或43

k =

,∴切线l 的方程为1y =或4350x y --=.

故选:D

4.某学校社会实践小组共有5名成员,该小组计划前往三个红色教育基地进行“学党史,颂党恩,跟党走”的主题宣讲志愿服务.若每名成员只去一个基地,每个基地至少有一名成员前往,且甲,乙两名成员前往同一基地,丙,丁两名成员前往不同基地,则不同的分配方案总数(

A .86种

B .种

C .42种

D .30种

【正确答案】D

【分析】考虑3,1,1和2,2,1两种情况,计算甲乙同去一个基地共有36种结果,再排除丙丁在同一组的情况,得到答案.

【详解】3,1,1阵型:1333C A 18=;2,2,1阵型.23

3318

C A =甲乙同去一个基地共有36种结果,丙丁在同一组共有3

3A 6=个结果,36630-=.

故选:D.

5.已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都为a ,E ,F ,G 分别是AB ,AD ,DC 的

中点,则GE GF ⋅

等于()

A B .

2

8a C .

2

4D .

2

4

a 【正确答案】D

【分析】根据给定条件探求出EF FG ⊥,再借助向量积计算作答.

【详解】因空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都为a ,则60CAB CAD ∠=∠= ,22()cos 60cos 600AC BD AC AD AB AC AD AC AB a a ⋅=⋅-=⋅-⋅=-= ,即AC BD ⊥uuu r uu u r ,

因E ,F ,G 分别是AB ,AD ,DC 的中点,则有//,//EF BD AC GF ,即有EF FG ⊥

,EF FG ⊥,而2a EF FG ==,则45EGF ∠=

,22cos 45||4

a GE GF GE GF GF ⋅=== ,

所以GE GF ⋅ 等于2

4

a .

故选:D

6.如图,在三棱柱111ABC A B C -中,侧棱垂直于底面,AB BC ⊥,AB BC =,2AC =,

12AA =点E 为11A C 的中点,点F 在BC 的延长线上且14

CF BC =

,则异面直线BE 与1C F

所成角的余弦值为(

A .

32

B .12

-

C .32

D .1

2

【正确答案】D

【分析】以B 为坐标原点,BC ,BA ,1BB 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐

标系,利用向量法,根据111cos ,BE C F

BE C F BE C F

⋅=⋅

即可求出答案.【详解】在三棱柱111ABC A B C -中,因为侧棱垂直于底面,且AB BC ⊥,

所以以B 为坐标原点,BC ,BA ,1BB 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立如图所示的空间直角坐标系.

由AB BC =,22AC =12AA =,得2AB BC ==,

所以(0,0,0)B ,(2,0,0)C ,12)A ,1(2,02)C ,2)E .

由14CF BC = ,得

11(2,0,0),0,042CF ⎛⎫

== ⎪⎝⎭

,所以11

C F C C CF =+= 11(0,0,2),0,0,0,222⎛⎫⎛+= ⎪ ⎝⎭⎝,2)BE =

,所以异面直线BE 与1C F 所成角的余弦值为111132

12

2cos ,321

42

4

BE C F

BE C F BE C F

-⋅===⋅⨯+

.故选:D .

7.若某地区一种疾病的患病率是0.02,现有一种试剂可以检验被检者是否患病,已知该试剂的准确率为99%,即在被检验者患病的前提下用该试剂检测,有99%的可能呈现阳性;该试剂的误报率为5%,即在被检验者未患病的情况下用该试剂检测,有5%的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检验者,用该试剂来检验,结果呈现阳性的概率为()

A .0.0688

B .0.0198

C .0.049

D .0.05

【正确答案】A

【分析】根据分患者患病和不患病的前提下分别计算概率,两类概率求和即可.【详解】由题意可知,当被检验者患病的前提下用该试剂检测,结果呈现阳性的概率为0.02⨯99%0.0198=,当被检验者未患病的前提下用该试剂检测,结果呈现阳性的概率为0.98⨯5%0.049=,

随机抽取该地区的一个被检验者,用该试剂来检验,结果呈现阳性的概率为

0.01980.0490.0688+=,

故选:A.

8.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,过点F l '与抛物

线C 交于点M (M 在x 轴的上方),过M 作MN l ⊥于点N ,连接NF 交抛物线C 于点Q ,则

||

||

=NQ QF ()

A

B C .3

D .2

【正确答案】D

【分析】设出直线MF ,与抛物线联立,可求出M 点坐标,在利用抛物线的定义可得2

M p

MN NF MF x ∴===+

,再利用抛物线的对称性求出FQ ,则||||NQ QF 可求.

【详解】如图:相关交点如图所示,

由抛物线2:2(0)C y px p =>,得(,0)2

p

F ,

则:)2

p MF y x =-

,与抛物线22y px =联立得22122030x px p -+=,即()()6230x p x p --=,解得3,26

M A p p x x =

=,60MN l MFx ︒

⊥∠=60NMF ︒=∴∠,又MN MF

=则NMF 为等边三角形22

M p

MN NF MF x p ∴===+=,60OFA NFO ︒=∠=∠,

由抛物线的对称性可得6

Q A p x x ==

24,,6233

p p p p QF NQ NF QF ∴=

+=∴=-=||2||

NQ QF ∴

=故选:D.

二、多选题

9.已知双曲线两渐近线的夹角为3

π

,则双曲线的离心率为()

A .2

B

C .3

D 【正确答案】AD

【分析】设双曲线的方程为22

221x y a b

-=得渐近线方程为b y x a =±,根据双曲线的对称性可得

b y x a =的倾斜角为6π或3π,即可得b a 的值,由公式

c e a ==.【详解】设双曲线的方程为22

221x y a b

-=,渐近线方程为:b y x a =±,

根据双曲线的对称性可知:b

y x a =的倾斜角为6

π或

当b y x a =

的倾斜角为6π时,可得tan 6b a π==,

所以3c e a ==,

当b

y x a =

的倾斜角为3

π,可得tan 3b a π=

所以2c e a ===,

所以离心率为2故选:AD.

10.在二项式()8

14x -的展开式中,下列结论正确的是(

A .第5项的二项式系数最大

B .所有项的系数和为8

3C .所有奇数项的二项式系数和为72-D .所有偶数项的二项式系数和为7

2【正确答案】ABD

【分析】由二项式系数的性质可判断A ;令1x =,可得所有项的系数和,可判断B ;所有奇

数项的二项式系数和、所有偶数项的二项式系数和都为81722-=,可判断C ,D

【详解】选项A :二项式()8

14x -展开式式共有9项,有二项式系数的性质可知第5项的二项式系数最大,故A 正确;

选项B :令1x =,可得所有项的系数和为88(431)-=,可知B 正确;选项C :所有奇数项的二项式系数和为81722-=,C 错误;选项D :所有偶数项的二项式系数和为81722-=,D 正确.故选:ABD

11.若圆221:(1)2C x y ++=与圆22

2:(1)(1)1C x y -+-=相交于M ,N ,则下列说法正确的

是()

A .MN 所在直线的方程为210x y +-=

B .MN 的中垂线的方程为210x y -+=

C .

||MN =D .过M ,N 两点的所有圆中面积最小的圆是

2

C 【正确答案】AB

【分析】两圆方程相减得直线MN 的方程判断A ,两圆连心线为弦MN 中垂线,求出其方程,判断B ,由圆的性质求出弦MN 的长判断CD .

【详解】由题意两圆方程相减得210x y +-=,此为直线MN 的方程,A 正确;1(1,0)C -,2(1,1)C ,121011(1)2C C k -=

=--,12C C 方程是1

(1)2

y x =+,即210x y -+=,此为MN

的中垂线的方程,B 正确;

2C 到直线MN 的距离为

d =MN =C 错;过M ,N 两点的所有圆中面积最小的圆是以线段MN 为直径的圆,而12

MN <,D 错.

故选:AB .

12.在平面直角坐标系xOy 中,方程2

2x y +=对应的曲线为E ,则(

A .曲线E 是封闭图形,其围成的面积大于

B .曲线E 关于原点中心对称

C .曲线E

E 上的点到直线4x y +=

距离的最小值为8

【正确答案】ABD

【分析】对于选项A ,作出曲线E

2y +=的图象即可判断;对于选项B

结合中心对称的概念即可判断;对于选项C ,设曲线E 上任意一点为(),x y ,结合两点间的距离公式化简整理即可判断;对于选项D ,结合点到直线的距离公式即可判断.

【详解】对于选项A ,作出曲线E

2y +=的图

象,

由图可知曲线E

2y +=

2y +=与x 轴

正半轴的交点坐标为

)

,与y 轴正半轴的交点坐标为()0,2

,所以围成的面积为

1

422

⨯=A 正确;对于选项B ,因为点(),x y -,点(),x y -均满足方程,则可得到曲线E 关于原点中心对称,所以选项B 正确;

对于选项C ,设曲线E 上任意一点为(),x y ,则其到原点的距离的平方为2

2x

y +,且

2

2

2

2

2

17722244x y y y y y y ⎛

⎫+=-+=-+=-+≥ ⎪⎝⎭,

即曲线E

上的点到原点距离的最小值为,故选项C 错误;对于选项D ,曲线E 上任意一点为(),x y ,则其到直线4x y +=

距离为

2

21724x d ⎛⎫-+ ⎪=≥

D 正确;

故选:ABD

三、填空题

13.抛物线24x y =-的准线方程为______________.【正确答案】1y =根据抛物线的性质得结论.

【详解】由抛物线方程得2p =,焦点为(0,1)-,准线方程为1y =.故1y =.

14.设随机变量()~15,3,2X H ,则()1P X ==______(结果写成分数形式).【正确答案】

12

35

【分析】根据超几何分布的分布列计算公式求解.

【详解】因为()~15,3,2X H ,所以()122

13

315

1312

21221115141335321P X ⨯⨯

⨯==

=

=⨯⨯⨯⨯C C C ,故答案为:

1235

.15.杨辉是我国南宋末年的一位杰出的数学家,其著作《详解九章算术》中画了一张表示二项式展开式后的系数构成的三角形数阵(如图所示),称做“开方做法本源”,现简称为“杨辉三角”,比西方的“帕斯卡三角形”早了300多年,若用(),m n A 表示三角形数阵中的第m 行第n 个数,则()101,3A =______(结果用数字作答)

【正确答案】4950

【分析】由二项式展开系数可知,第a 行第b 个数为1

1C b a --,从而求解即可.【详解】由二项式展开系数可知,第a 行第b 个数为11C b a --,

故()31

1011101,310099

C 495021

A --⨯==

=⨯,故4950.

16.圆锥曲线(英语:conic section )

,又称圆锥截痕、圆锥截面、二次曲线,约在公元前300年左右就已被命名和研究了,大数学家欧几里得.阿基米德、阿波罗尼斯对圆锥曲线的贡献都很大,阿波罗尼斯著有《圆锥曲线》,对圆锥曲线的性质已做了系统性的研究.之所以称为圆锥曲线,是因为他们是由一个平面截一个正圆锥面得到的一些曲线.其实用一个平面去截圆柱的侧面也会得到一个椭圆.如图,一个底面半径为2、高为12的圆柱内有两个半径为2的球,分别与圆柱的上下底切,一个平面夹在两球之间,且与两球分别相切于12,F F ,该平面与圆柱侧面的交线即为椭圆,则这个椭圆的离心率等于_________.

【正确答案】

2

作出轴截面图,利用图形的几何性质,直线与圆相切的性质,以及三角函数的定义,求得椭圆的半焦距,长半轴,即可求得离心率.【详解】作出几何体的轴截面图,如图所示,

点,M N 是圆柱内两个内切球的球心,12,F F 是椭圆的两个焦点,其中O 是12O O 与12F F 的交点,12PQ O O ⊥,根据圆的切线的性质,可得21,MF AB NF AB ⊥⊥,

由题意可知:1221216,2OO OO MF MO NO NF ======,所以4OM ON ==,所以2212223OF OF OM MF ==-=,即23c =,所以在2OMF △中,221

sin 42

MOF ∠=

=,显然230MOF ∠= ,所以60AOQ ∠= ,所以

2

4

1cos 2

OQ OA AOQ =

==∠,即4a =,所以椭圆的离心率为233

42

c e a ===

.故答案为.

3

2

求解椭圆或双曲线的离心率的三种方法:

1、定义法:通过已知条件列出方程组,求得,a c 得值,根据离心率的定义求解离心率e ;

2、齐次式法:由已知条件得出关于,a c 的二元齐次方程,然后转化为关于e 的一元二次方程求解;

3、特殊值法:通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.

四、解答题

17.在5道试题中有3道代数题和2道几何题,每次从中随机抽出1道题,抽出的题不再放回.求:

(1)第1次抽到代数题且第2次抽到几何题的概率;

(2)在第1次抽到代数题的条件下,第2次抽到几何题的概率.【正确答案】(1)

310

;(2)1

2.【分析】(1)设事件A 表示“第1次抽到代数题”,事件B 表示“第2次抽到几何题”,然后利用古典概型公式代入求解出()P A 与()P AB ;(2)由(1)的条件,代入条件概率公式即可求解.

【详解】解:(1)设事件A 表示“第1次抽到代数题”,事件B 表示“第2次抽到几何题”,

则()1

3153

5

C P A C ==,所以第1次抽到代数题且第2次抽到几何题的概率为()113211

54310C C P AB C C ==.(2)由(1)可得,在第1次抽到代数题的条件下,第2次抽到几何题的概率为()()()3

1

10325

P AB P B A P A ===.

18.如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,AB =1,E 为1CC 的中点,12AA =

(1)证明:平面BDE ⊥平面11A B E ;(2)求1A 到平面BDE 的距离.【正确答案】(1)证明见解析

【分析】(1)证明1B E BE ⊥以及11A B BE ⊥即可得到面面垂直;

(2)先计算平面BDE 的法向量,再结合空间中点到面的距离的向量求法求解即可.【详解】(1)当12AA =

时,1B E =

BE ,

所以222

11B E BE BB +=,所以1B E BE ⊥.

又11A B ⊥平面11BCC B ,BE ⊂平面11BCC B ,则11A B BE ⊥.因为1111A B B E B ⋂=,111,A B B E ⊂面11A B E ,所以BE ⊥平面11A B E ,又BE ⊂平面BDE ,所以平面BDE ⊥平面11A B E .

(2)以D 为原点,DA ,DC ,1DD 所在直线分别为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系D -xyz

则()0,0,0D ,()1,1,0B ,()11,0,2A ,()0,1,1E ,

所以()1,1,0DB =

,()0,1,1DE = ,()11,0,2DA = ,

设平面BDE 的法向量为(),,n x y z = ,则0,0,n DB n DE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ 即0

0x y y z +=⎧⎨+=⎩不妨令x =1,则y =-1,z =1,得()1,1,1n =-

故1A 到平面BDE

的距离1n DA d n

⋅=

= 19.相距6千米的两个观察站A ,B 先后听到远处传来的爆炸声,已知A 站听到的时间比B 站早4秒,该爆炸声速是1千米/秒,现以A ,B 所在直线为x 轴,A ,B 中点为原点(如图)建立直角坐标系.

(1)判断爆炸点分布在何曲线上,并求出该曲线C 的方程;(2)求直线33

33

y x =

+

与曲线C 的交点坐标.【正确答案】(1)双曲线的右支,()22

1245

x y x -=≥;

(2)(8,53.【分析】(1)设爆炸点为P ,由已知得4PB PA -=,又AB =>,利用双曲线定义可得解;

(2)联立直线与双曲线方程,化简整理得:211562560x x --=,求解即可.【详解】(1)设爆炸点为P ,由已知得4PB PA -=,又

AB =>所以P 在以A ,B 为焦点的双曲线的靠近B 的那一支上,即P 点在双曲线的右支上,由24a =,26c =,得2a =,3c =,2225b c a =-=故双曲线C 的方程为:()22

1245x y x -=≥;

(2)联立()2

2

124

537333

x y x y ⎧-=≥⎪⎪⎨

⎪=⎪⎩

,化简整理得:211562560

x x --=解得:8x =或32

11

x =-

(舍去),当8x =时,3y =故直线与曲线的交点坐标为(8,53.

方法点睛:本题考查求动点的轨迹方程,求曲线的轨迹方程常用的方法:

(1)直接法:如果题目中有明显的等量关系,或者可以利用平面几何知识推出等量关系,求方程时可用直接法;

(2)定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可用曲线定义写出方程;

20.如图所示,四面体ABCD 中,已知平面BCD ⊥平面ABC ,

BD DC ⊥,6BC =,43AB =30ABC ∠= .

(1)求证:AC BD ⊥.

(2)若二面角B AC D --为45 ,求直线AB 与平面ACD 所成的角的正弦值.【正确答案】(1)证明过程见解析

【分析】(1)利用余弦定理求出23AC =AC ⊥BC ,进而利用面面垂直得到线面垂直,线线垂直;(2)先利用题干中条件得到∠BCD 即为二面角B AC D --的平面角,进而得到△BCD 为等腰直角三角形,32BD =BAD 为直

线AB 与平面ACD 所成的角,利用求出的线段长度,求出直线AB 与平面ACD 所成的角的正弦值.

【详解】(1)因为6BC =,43AB =30ABC ∠= ,所以由余弦定理得:

222cos 48367223AC AB BC AB BC ABC +-⋅∠=+-=222

CB AC AB +=,所以

AC ⊥BC ,因为平面BCD ⊥平面ABC ,交线为BC ,AC ⊂平面ABC ,所以AC ⊥平面BCD ,因为BD ⊂平面BCD ,所以AC BD ⊥,证毕.

(2)由(1)知,AC ⊥平面BCD ,因为CD ⊂平面BCD ,所以AC CD ⊥,又AC ⊥BC ,故∠BCD 即为二面角B AC D --的平面角,所以∠BCD =45°,又因为BD DC ⊥,所以△BCD 为等腰直角三角形,因为BC =6,所以π

sin 324

BD BC =⋅=BD DC ⊥,AC BD ⊥,DC

AC C =,所以BD ⊥平面ACD ,AD 为AB 在平面ACD 上的投影,所以∠BAD 即为直

线AB 与平面ACD 所成的角,设为θ,π0,2θ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦

,则326

sin 443BD AB θ==.21.棉以绒长、品质好、产量高著称于世.现有两类以长绒棉为主要原材料的均码服装,A

类服装为纯棉服饰,成本价为120元/件,总量中有30%将按照原价200元/件的价格销售给非会员顾客,有50%将按照8.5折的价格销售给会员顾客.B 类服装为全棉服饰,成本价为160元/件,总量中有20%将按照原价300元/件的价格销售给非会员顾客,有40%将按照8.5折的价格销售给会员顾客.这两类服装剩余部分将会在换季促销时按照原价6折的价格销售给顾客,并能全部售完.

(1)设A 类服装单件销售价格为ξ元,B 类服装单件销售价格为η元,分别写出两类服装单件销售价格的分布列,并通过计算比较这两类服装单件收益的期望(收益=售价-成本)的大小;(2)某服装专卖店店庆当天,全场A ,B 两类服装均以会员价销售,假设每位来店购买A ,B 两类服装的顾客只选其中一类购买,每位顾客限购1件,且购买了服装的顾客中购买A 类服装的概率均为13

.已知该店店庆当天这两类服装共售出5件,设X 为该店当天所售服装中

B 类服装的件数,若()0.5(N)P X n n ≤≤∈,求n 的所有可能取值.【正确答案】(1)分布列见解析,B 类服装单件收益的期望大;(2)n 可取的值为0,1,2.

【分析】(1)根据给定的信息,求出ξ,η的可能值及对应的概率,列出分布列并求出期望作答.

(2)求出购买了服装的顾客中购买B 类服装的概率,借助二项分布求出n 的各个值对应的概率,再比较判断作答.

【详解】(1)依题意,ξ的可能值为200,170,120,

(200)0.3,(170)0.5,(120)0.2P P P ξξξ======,

ξ的分布列为:

ξ

200170120P

0.3

0.5

0.2

ξ的期望()2000.31700.51200.2169E ξ=⨯+⨯+⨯=,η的可能值为300,255,180,

(300)0.2,(255)0.4,(180)0.4P P P ηηη======,

η的分布列为:

η300255180P

0.2

0.4

0.4

η的期望()3000.22550.41800.4234E η=⨯+⨯+⨯=,

设A 类服装、B 类服装的单件收益分别为1X 元,2X 元,则1120X ξ=-,2160X η=-,

()1()12049E X E ξ=-=(元),()2()16074E X E η=-=(元),()()12E X E X <,

所以B 类服装单件收益的期望大.

(2)依题意,X 的可能值为0,1,2,3,4,5,显然2~5,3X B ⎛⎫ ⎪⎝⎭

511(0)3243

P X ⎛⎫

=== ⎪⎝⎭,()1

41521101C 33243P X ⎛⎫⎛⎫=== ⎪

⎪⎝⎭⎝⎭,23

252140(2)C 33243P X ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

,3

2

3

5

2180(3)C 33243

P X ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,4

1

452180(4)C 33243P X ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,5

55232(5)C 3243P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,因为1104017(2)0.524381P X ++≤=

=<,1104080131

(3)0.5243243

P X +++≤==>,

所以当()0.5(N)P X n n ≤≤∈时,n 可取的值为0,1,2.

22.已知点F 是椭圆C :()22

2210x y a b a b

+=>>的右焦点,过点F 的直线l 交椭圆于M ,N

两点.当直线l 过C 的下顶点时,l

l 垂直于C 的长轴时,OMN 的面积为

3

2

.(1)求椭圆C 的标准方程;

(2)当2MF FN =时,求直线l 的方程;

(3)若直线l 上存在点P 满足2

PM PN PF ⋅=,且点P 在椭圆外,证明:点P 在定直线上,并求出该直线的方程.

【正确答案】(1)22

143

x y +=;

20y ±=;

(3)证明见解析,点P 在定直线5

2

x =

上.

【分析】(1)根据给定条件,利用直线斜率及三角形面积列出方程组,求解作答.

(2)验证直线垂直于y 轴的情况,当直线不垂直于y 轴时,设出直线方程,与椭圆方程联立求解作答.

(3)按直线是否垂直于y 轴探讨,利用(2)中信息结合已知等式求解作答.

【详解】(1)令点(c,0)F ,当直线l 垂直于x 轴时,由222222x c b x a y a b

=⎧⎨+=⎩得2

||b y a =

,弦MN 长为2

2b a

由OMN 的面积为32得:2123

··22

b c a =,又b c =a =2,b =所以椭圆C 的方程为22

143

x y +=.

(2)当直线l 与x 轴重合时,3MF FN =,不合题意,

即直线l 与x 轴不重合,设直线l 的方程为x =ty +1,()11,M x y ,()22,N x y ,

由22

13412

x ty x y =+⎧⎨+=⎩消去x 整理得:()22

34690t y ty ++-=,则122634t y y t -+=+,122934y y t -=+,

由2MF FN =,得122y y =-,消去12,y y 得

()

2

2

227293434t t t --=

++,解得t =,

所以直线l 20y ±=.

(3)设00(,)P x y ,当直线l 与x 轴重合时,点P 在椭圆外,即02x +,02x -同号,由2

PM PN PF ⋅=,得()()()2

000221x x x +-=-,解得05

2

x =

,当直线l 与x 轴不重合时,由(2)知122

634t y y t -+=

+,1229

34

y y t -=+,

而10PM y =-,20PN y =-,0PF =,

由点P 在椭圆外,得10y y -,20y y -同号,由2

PM PN PF ⋅=,得()()2

10200y y y y y --=,

整理得()120120y y y y y -+=,即0

2296·03434

t

y t t ---=++,解得03

2y t =

,代入直线l 方程x =ty +1,得052

x =,所以点P 在定直线5

2

x =

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