【高考数学培优】直线和圆锥曲线位置关系精编20
高考数学解析几何直线和圆锥曲线的位置关系
直线和圆锥曲线的位置关系编稿:林景飞审稿:张扬责编:严春梅知识网络目标认知考试大纲要求:使学生能灵活应用圆锥曲线的有关知识解决相关问题,培养数学理解能力及分析问题、解决问题的能力;重点:直线与圆锥曲线的三种位置关系的判断及直线与圆锥曲线相交有两个交点时弦长公式的应用。
难点:直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用.知识要点梳理知识点一:直线与圆锥曲线的位置关系直线与圆锥曲线的位置关系有三种:相交、相切、相离。
判断的方法均是把直线方程代入曲线方程中,判断方程解的个数,从而得到直线与曲线公共点的个数,最终得到直线与曲线的位置关系。
一般利用二次方程判别式来判断有无解,有几个解。
1.直线Ax+By+C=0和椭圆的位置关系:将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y一元二次方程,其判别式为Δ.(1)Δ>0直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);(2)Δ=0直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);(3)Δ<0直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.2.直线Ax+By+C=0和双曲线的位置关系:将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的方程。
(一)若为一元一次方程,则直线和双曲线的渐近线平行,直线和双曲线只有一个交点,但不相切不是切点;(二)若为一元二次方程,则(1)若Δ>0,则直线和双曲线相交,有两个交点(或两个公共点);(2)若Δ=0,则直线和双曲线相切,有一个切点;(3)若Δ<0,则直线和双曲线相离,无公共点.注意:(1)Δ>0直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有Δ>0,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故Δ>0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;(2)当直线与双曲线的渐近线不平行时,Δ=0直线与抛物线相切;(3)如说直线和双曲线有一个公共点,则要考虑两种情况:一个切点和一个交点;当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;(4)过双曲线外一点的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P为原点时不存在这样的直线;3.直线Ax+By+C=0和抛物线y2=2px(p>0)的位置关系:将直线的方程与抛物线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y方程。
直线与圆锥曲线的位置关系(总结归纳)
y=±
33x,
∴有- 33≤k≤ 33.
• 答案:C
• 【例1】 已知直线y=(a+1)x-1与曲线y2=ax恰有一 个公共点,求实数a的值.
解• 析分证:联结析立论:方程.先组用yy2==代(aax+数. 1)方x-法1,即联(1)立当 a方=0程时,组此解方程决组恰,有再一组从解几为何xy==上10.,验
两式相减可得yx11--yx22·yx11++yx22=-ba22,即 kAB=-ba22xy00
.
x2 y2 类似的可得圆锥曲线为双曲线a2-b2=1
时,有
kAB=ab22yx00.
2px0
圆锥曲线为抛物线 y2=2px(p>0)时,有 kAB= y0 .
求椭圆
x2 9
y2 4
1 被点
Q(2,1)平分的弦 AB
1.直线y=kx-k+1与椭圆 x2 y2 1 的位置关系为( A )
(A) 相交 (B) 相切 9 (C)4相离
(D) 不确定
2.已知双曲线方程x2-y2=1,过P(0,1)点的直线l与双曲线
只有一个公共点,则l的条数为( A )
(A)4
(B)3
(C)2
(D)1
3.过点(0,1)与抛物线y2=2px(p>0)只有一个公共点的直线
a
为
4 0,-1,-5时,
直线 y=(a+1)x-1 与曲线 y2=ax 恰有一个公共点.
三、弦的中点问题
x2 y2 设 A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆a2+b2=1 上不同的两点,
且 x1≠x2,x1+x2≠0,M(x0,y0)为 AB 的中点,则xaxa212222++ybyb212222==11,.
直线与圆锥曲线的位置关系知识梳理
直线与圆锥曲线的位置关系知识梳理1.直线与圆锥曲线的位置关系的判定(1)代数法:把圆锥曲线方程C 1与直线方程l 联立消去y ,整理得到关于x 的方程ax 2+bx +c =0.说明:(2)几何法:在同一直角坐标系中画出圆锥曲线和直线,利用图象和性质可判定直线与圆锥曲线的位置关系.2.圆锥曲线的弦长设斜率为k (k ≠0)的直线l 与圆锥曲线C 相交于A 、B 两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=1+k 2|x 2-x 1|=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+1k 2|y 2-y 1|=1+1k2(y 1+y 2)2-4y 1y 2, |x 2-x 1|=||a ∆,|y 2-y 1|=||a ∆ 3.中点弦问题:中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.(1)点差法设而不求,借用中点公式即可求得斜率.(2)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =-b 2x 0a 2y 0; 在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =b 2x 0a 2y 0; 在抛物线y 2=2px 中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =p y 0. 典型例题题型一 直线与圆锥曲线的位置关系的判断及应用例1 若过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,则这样的直线有( )条变式训练 若直线y =kx 与双曲线x 29-y 24=1相交,则k 的取值范围是________.题型二 中点弦问题例2 过椭圆x 216+y 24=1内一点P (3,1),且被这点平分的弦所在直线的方程是________.变式训练 已知双曲线E 的中心为原点,F (3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A 、B 两点,且AB 的中点为N (-12,-15),则E 的方程为____________.题型三 弦长问题例3 已知倾斜角为60°的直线l 通过抛物线x 2=4y 的焦点,且与抛物线相交于A 、B 两点,则弦AB 的长为________.课堂练习1.已知以F 1(-2,0),F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为________.2.已知F 1、F 2为椭圆x 225+y 2169=1的两个焦点,过F 1的直线交椭圆于A 、B 两点,若|F 2A |+|F 2B |=30,则|AB |=________.3. 已知椭圆x 2+2y 2=4,则以(1,1)为中点的弦的长度为________.4.(四川文)过双曲线x 2-y 23=1的右焦点与x 轴垂直的直线,交该双曲线的两条渐近线于A ,B 两点,则|AB |等于________.5.(课标全国I )已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E 于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为________.课下作业1.直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k 的值为________.2.已知双曲线x 2-y 24=1,过点A (1,1)的直线l 与双曲线只有一个公共点,则l 的条数为________.3.已知直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,交抛物线于A ,B 两点,且点A ,B 到y 轴的距离分别为m ,n ,则m +n +2的最小值为________.4.椭圆的焦点为F 1,F 2,过F 1的最短弦PQ 的长为10,△PF 2Q 的周长为36,则此椭圆的离心率为________.5.直线l 过点(2,0)且与双曲线x 2-y 2=2仅有一个公共点,这样的直线有________.6.若直线y =kx +2与双曲线x 2-y 2=6的右支交于不同的两点,则k 的取值范围是________.7.已知斜率为-12的直线l 交椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)于A ,B 两点,若点P (2,1)是AB 的中点,则C 的离心率等于________.8.直线l :y =x +3与曲线y 29-x ·|x |4=1交点的个数为________. 9.动直线l 的倾斜角为60°,若直线l 与抛物线x 2=2py (p >0)交于A 、B 两点,且A 、B 两点的横坐标之和为3,则抛物线的方程为________.10.已知对k ∈R ,直线y -kx -1=0与椭圆x 25+y 2m=1恒有公共点,则实数m 的取值范围是________.11.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (0,-1),直线l 与抛物线C 相交于A 、B 两点,若AB 的中点为(2,-2),则直线l 的方程为________.12.已知椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短半轴长b =1,且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形的周长为6+4 2. (1)求椭圆M 的方程;(2)设直线l :x =my +t 与椭圆M 交于A ,B 两点,若以AB 为直径的圆经过椭圆的右顶点C ,求t 的值.13.(陕西文)如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),经过点A (0,-1),且离心率为22.(1)求椭圆E 的方程;(2)过点(1,1),且斜率为k 的直线与椭圆E 交于不同的两点P ,Q (均异于点A ),证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为2.。
高三直线与圆锥曲线的位置关系
x2-y2=1,
当 1-k2=0 即 k=±1 时,方程组有唯一解,满足题意;
当 1-k2≠0,Δ=4k2+8(1-k2)=0,
即 k=± 2时,方程组有唯一解,也满足题意. 例 2:设抛物线 y2=8x 的准线与 x 轴交于点 Q,若过点 Q 的直线 l 与抛物线有公共点,则直线 l
的斜率的取值范围是( )
率为 k,则直线 l 与双曲线 C 的左、右两支都相交的充要条件是( )
A.k2-e2>1 B.k2-e2<1 C.e2-k2>1
D.e2-k2<1
分析:由双曲线的图象和渐近线的几何意义,可知直线的斜率
k
bb 只需满足- <k< ,即
k2<b2
aa
a2
=c2-a2=e2-1. a2
题型 2:圆锥曲线中的弦长、弦中点问题
线 m 若存在,求出它的方程;若不存在,说明理由.
分析:(1)设弦的两端点为
P1(x1,y1),P2(x2,y2),则
2x21-y21=2, 2x22-y22=2,
两式相减得到 2(x1-x2)(x1
+x2)=(y1-y2)(y1+y2),又 x1+x2=4,y1+y2=2,
所以直线斜率 k=y1-y2=4.故求得直线方程为 4x-y-7=0. x1-x2
5
4 m2-1
x1x2=
,y1-y2=x1-x2,
5
∴PQ= (x12 x22 ) ( y12 y22 ) =
8
-m 5
2-16
m2-1
2
5
=2,
解得 m2=15,满足(*),∴m=±
30 .
8
4
例 3:直线 4kx-4y-k=0 与抛物线 y2=x 交于 A,B 两点,若|AB|=4,则弦 AB 的中点到
高三总复习数学课件 直线与圆锥曲线的位置关系
xA+p2+xB+p2=xA+xB+1=3>2p=2.所以符合条件的直线有且只有两条. 答案:B
2.若直线 y=kx+1 与椭圆x52+my2=1 总有公共点,则 m 的取值范围是 ( )
A.(1,+∞)
B.(0,+∞)
C.(0,1)∪(1,5)
D.[1,5)∪(5,+∞)
解析:由于直线 y=kx+1 恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,则
A.1
B.2
C.1 或 2
D.0
()
解析:因为直线 y=bax+3 与双曲线的渐近线 y=bax 平行,所以它与双曲线只 有 1 个交点.
答案:A
2.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有 ( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条 解析:结合图形分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x=0,过点(0,1)且 平行于x轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x=0).故选C. 答案:C
则 |AB| = 1+k2 |x1 - x2| = ____1_+__k1_2·___y_1_+__y2__2-__4_y_1_y_2_.
1+k2· x1+x22-4x1x2 =
1+k12 |y1 - y2| =
圆锥曲线中的中点弦的有关结论
设AB为圆锥曲线的弦,点M为弦AB的中点,O为坐标原点:
标准方程 xa22+by22=1(a>b>0) ay22+xb22=1(a>b>0) xa22-by22=1(a>0,b>0) ay22-xb22=1(a>0,b>0)
直线中被椭圆 C 截得的弦长一定为 7 的有
()
①y=2x-3;②y=2x+1;③y=-2x-3;④y=-2x+3.
直线与圆锥曲线的位置关系
直线与圆锥曲线的位置关系1.直线与圆锥曲线的位置关系(1)从几何角度看,可分为三类:无公共点,仅有一个公共点及有两个相异的公共点,具体如下:①直线与圆锥曲线的相离关系,常通过求二次曲线上的点到已知直线的距离的最大值或最小值来解决.②直线与圆锥曲线仅有一个公共点,对于圆或椭圆,表示直线与其相切;对于双曲线,表示与其相切或与双曲线的渐近线平行;对于抛物线,表示直线与其相切或直线与其对称轴平行.③直线与圆锥曲线有两个相异的公共点,表示直线与圆锥曲线相割,此时直线被圆锥曲线截得的线段称为圆锥曲线的弦.(2)从代数角度看,可通过将表示直线的方程,代入二次曲线的方程消元后所得的一元二次方程的解的情况来判断.直线l 方程为Ax +By +C =0,圆锥曲线方程为f (x ,y )=0.由⎩⎪⎨⎪⎧Ax +By +C =0,f (x ,y )=0消元(x 或y ), 如消去y 后得ax 2+bx +c =0.若f (x ,y )=0表示椭圆,上述方程中a ≠0,若f (x, y )=0表示双曲线或抛物线, 上述方程中a =0或a ≠0.①若a =0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l 与双曲线的渐近线平行(或重合);当圆锥曲线是抛物线时,直线l 与抛物线的对称轴平行(或重合).②若a ≠0,设Δ=b 2-4ac .a .Δ>0时,直线和圆锥曲线相交于不同两点;b .Δ=0时,直线和圆锥曲线相切于一点;c .Δ<0时,直线和圆锥曲线没有公共点.直线与圆锥曲线的位置关系重点是相交:相交――→转化联立方程组有两组不等的实数解――→转化一元二次方程有两个不等实数解――→转化判别式大于零.2.弦长的求法求弦长――→转化求两点间的距离――→综合运用⎩⎪⎨⎪⎧消元,解方程组,一元二次方程根与系数的关系.(1)弦长:(直线与圆锥曲线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)),直线斜率为k ,一般地,弦长公式|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=1+1k2|y 1-y 2|=⎝⎛⎭⎫1+1k 2[(y 1+y 2)2-4y 1y 2]. (2)若弦过焦点:可用焦半径公式来表示弦长,简化运算. 如x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0), |AB |=2a -e(x 1+x 2) (过右焦点), |AB |=2a +e(x 1+x 2) (过左焦点).如抛物线y 2=2px (p >0), |AB |=x 1+x 2+p .3.中点弦问题设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上不同的两点,且x 1≠x 2,x 1+x 2≠0,M (x 0,y 0)为AB 的中点,则⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b21,x 22a 2+y22b 21.两式相减可得y 1-y 2x 1-x 2·y 1+y 2x 1+x 2=-b 2a 2,即k AB ·y 0x 0=-b 2a2.类似地,可得圆锥曲线为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1时,有k AB ·y 0x 0=b 2a2.圆锥曲线为抛物线y 2=2px (p >0)时,有k AB =py 0.探究点1 直线与圆锥曲线的交点问题例1 已知双曲线C :2x 2-y 2=2与点P (1, 2),求过点P 的直线l 的斜率的取值范围,使l 与C 分别有一个公共点,两个公共点,没有公共点.例1 [解答] (1)当l 垂直x 轴时,此时直线与双曲线相切,有一个公共点.(2)当l 不与x 轴垂直时,设直线l 的方程为y -2=k(x -1)代入双曲线C 的方程中,整理得(2-k 2)x 2+2(k 2-2k)x -k 2+4k -6=0, (*) 当k 2=2,即k =±2时, (*)为一次方程,显然只有一解; 当k 2≠2时,Δ=4(k 2-2k)2-4(2-k 2)(-k 2+4k -6)=48-32k.令Δ=0,可解得k =32;令Δ>0,即48-32k >0,此时k <32;令Δ<0,即48-32k <0,此时k >32.∴当k =±2或k =32或k 不存在时,l 与C 只有一个公共点;当k <-2或-2<k <2或2<k <32时,l 与C 有两个公共点;当k >32时,l 与C 没有公共点.[点评] (1)为了设出直线方程,先讨论斜率是否存在.当斜率存在时,设出方程并与双曲线方程组成方程组,消去y 得到关于x 的方程.当二次项系数为零时,直线与渐近线平行与双曲线只有一个交点;当二次项系数不为零时,若Δ=0,则有一个切点;若Δ>0,则有两个交点;Δ<0,则没有交点.(2)有关直线和圆锥曲线的范围问题,常常使用Δ来体现范围.探究点2 中点弦问题例2 椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点为A (0,2),离心率e =63.(1)求椭圆的方程;(2)直线l :y =kx -2(k ≠0)与椭圆相交于不同的两点M 、N ,且满足MP →=PN →,AP →·MN →=0,求直线l 的方程.[解答] (1)设c =a 2-b 2,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧b =2,e =c a =a 2-b 2a =63,即⎩⎪⎨⎪⎧b =2,6a 2=9a 2-9b 2,∴a 2=3b 2=12,即椭圆方程为x 212+y 24=1.(2)∵MP →=PN →,AP →·MN →=0,∴AP ⊥MN ,且点P 是线段MN 的中点, 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -2,x 212+y 241,消去y ,得x 2+3(kx -2)2=12, 即(1+3k 2)x 2-12kx =0,(*),由k ≠0,得方程(*)中Δ=(-12k)2=144k 2>0,显然方程(*)有两个不相等的实数根.设M(x 1,y 1)、N(x 2,y 2),线段MN 的中点P(x 0,y 0),则x 1+x 2=12k 1+3k 2∴x 0=x 1+x 22=6k1+3k 2, ∴y 0=kx 0-2=6k 2-2(1+3k 2)1+3k 2=-21+3k 2即P ⎝⎛⎫6k 1+3k 2,-21+3k 2.∵k ≠0,∴直线AP 的斜率为k 1=-21+3k 2-26k1+3k2=-2-2(1+3k 2)6k.由MN →⊥AP →,得-2-2(1+3k 2)6k ·k =-1,∴2+2+6k 2=6,解得k =±33,故直线方程为y =±33x -2.探究点3 相交弦长与面积问题例3 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为63,焦点到相应准线的距离为22.(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,坐标原点到直线l 的距离为32,求△AOB 面积的最大值.例3 [解答] (1)∵e =c a =63,a 2c -c =22,解得a =3,c =2,∴b 2=3-2=1, 椭圆C 的方程为x 23+y 2=1.(2)当AB ⊥x 轴时,⎝⎛⎭⎫3223+y 2=1,得y 2=34,AB = 3. 当AB 不垂直x 轴时,设直线l 的方程为y =kx +m ,则|m|1+k2=32,得m 2=34k 2+34. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2+6kmx +3m 2-3=0,∴x 1+x 2=-6km 3k 2+1,x 1x 2=3(m 2-1)3k 2+1, |AB|=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+k 2·36k 2m 2(3k 2+1)2-12(m 2-1)3k 2+1=12(k 2+1)(3k 2+1-m 2)(3k 2+1)2=3(k 2+1)(9k 2+1)(3k 2+1)2=3+12k29k 4+6k 2+1 =3+129k 2+1k2+6≤3+122×3+6=2(k ≠0),当且仅当9k 2=1k 2,即k =±33时,|AB|max =2,当k =0时,AB =3,综上所述|AB|max =2.∴当|AB|最大时,△AOB 面积最大值S =12×32×2=32.变式题:从椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)上一点M 向x 轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F 1,且它的长轴端点A 及短轴端点B 的连线AB 平行于OM .(1)求椭圆的离心率;(2)当QF 2⊥AB 时,延长QF 2与椭圆交于另一点P ,若△F 1PQ 的面积为203(Q是椭圆上的点),求此时椭圆的方程. [解答] (1)如图,由题意知x M =-c , 故y M =b 2a .又△F 1OM ∽△OAB ,c a =b 2a b ⇒b =c ⇒e =22. (2)设椭圆方程为x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0),由(1)知a 2=2b 2,方程变为x 2+2y 2=2b 2.设直线PQ 方程为y -0=2(x -b),联立方程组,得5x 2-8bx +2b 2=0, x 1+x 2=8b 5,x 1x 2=2b 25.|PQ|=|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=26b5∵|y 2-y 1|=|2(x 2-x 1)|=2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=43b5S △F 1PQ =12×||PQ ×||-22b 3=203⇒b 2=25,∴a 2=50,∴椭圆方程为x 250+y 225=1.探究点4 弦的定比分点问题例4 已知椭圆x 25+y 29=1,焦点F (0,2),又点A ,B 在椭圆上,而且AF →=2FB →,求直线AB 的斜率.例4 [解答] AF →=2FB →⇒A ,F ,B 三点共线. 设AB 方程为y =kx +2,与椭圆方程联立,得 (9+5k 2)x 2+20kx -25=0, x 1+x 2=-20k 9+5k 2,x 1x 2=-259+5k2.又AF →=2FB →⇒⎩⎪⎨⎪⎧x1=-2x 2,2-y 1=2y 2-4,所以-x 2=-20k 9+5k 2,-2x 22=-259+5k 2,消去x 2,解得k =±33. 探究点5 综合应用问题例5 已知双曲线C :x 21-λ-y 2λ=1(0<λ<1)的右焦点为B ,过点B 作直线交双曲线C的右支于M 、N 两点,试确定λ的范围,使OM →·ON →=0,其中点O 为坐标原点. [解答] 设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),由已知易求B(1,0). 当MN 垂直于x 轴时,MN 的方程为x =1.设M(1,y 0),N(1,-y 0)(y 0>0),由OM →·ON →=0,得y 0=1,∴M(1,1),N(1,-1). 又M(1,1),N(1,-1)在双曲线上, ∴11-λ-1λ=1⇒λ2+λ-1=0⇒λ=-1±52. ∵0<λ<1,∴λ=5-12. 当MN 不垂直于x 轴时,设MN 的方程为y =k(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧x 21-λ-y 2λ=1,y =k (x -1),得:[λ-(1-λ)k 2]x 2+2(1-λ)k 2x -(1-λ)(k 2+λ)=0. 由题意知λ-(1-λ)k 2≠0,∴x 1+x 2=-2k 2(1-λ)λ-(1-λ)k 2,x 1x 2=-(1-λ)(k 2+λ)λ-(1-λ)k 2,∴y 1y 2=k 2(x 1-1)(x 2-1)=k 2λ2λ-(1-λ)k 2,∵OM →·ON →=0,且M 、N 在双曲线右支上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1x 2+y 1y 2=0,x 1+x 2>0,x 1x 2>0⇒⎩⎨⎧k 2=λ(1-λ)λ2+λ-1,k 2>λ1-λ⇒⎩⎪⎨⎪⎧λ(1-λ)λ2+λ-1>λ1-λ,λ2+λ-1>0⇒5-12<λ<23.综上知5-12≤λ<23. 变式题:已知点P 1(x 0,y 0)为双曲线x 28b 2-y 2b 21(b 为正常数)上任一点,F 2为双曲线的右焦点,过P 1作右准线的垂线,垂足为A ,连结F 2A 并延长交y 轴于点P 2.(1)求线段P 1P 2的中点P 的轨迹E 的方程;(2)设轨迹E 与x 轴交于B 、D 两点,在E 上任取一点Q (x 1,y 1)(y 1≠0),直线QB 、QD 分别交y 轴于M 、N 两点.求证:以MN 为直径的圆过两定点.[解答] (1)由已知得F 2(3b,0),A ⎝⎛⎭⎫83b ,y 0,则直线F 2A 的方程为y =-3y0b (x -3b),令x=0,得y =9y 0,即P 2(0,9y 0).于是直线QB 的方程为:y =y 1x 1+2b(x +2b),直线QD 的方程为y =y 1x 1-2b(x -2b),可得M ⎝⎛⎭⎪⎫0,2by 1x 1+2b ,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-2by 1x 1-2b . 则以MN 为直径的圆的方程为: ⎩⎪⎨⎪⎧x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -2by 1x 1+2b ⎝ ⎛⎭⎪⎫y +2by 1x 1-2b =0.令y =0得x 2=2b 2y 21x 21-2b 2,而Q(x 1,y 1)在x 22b 2-y 225b 2=1上,则x 21-2b 2=225·y 21,于是x =±5b , 即以MN 为直径的圆过两定点(-5b,0),(5b,0).规律总结本节问题的研究集中体现了解析几何的基本思想和方法,要求有较强的分析问题和解决问题的能力,有些问题涉及代数、三角、几何等多方面的知识,因此在复习中要注意各部分之间的联系和综合利用知识解决问题的能力.1.直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题,实际上是研究它们的方程组成的方程组是否有实数解或实数解的个数问题,通过消元最终归结为讨论一个一元二次方程Ax 2+Bx +C =0的实数解的个数问题.应特别注意要分A =0和A ≠0的两种情况讨论,只有A ≠0时,才可用判别式来确定解的个数. 当直线平行于抛物线的对称轴时,直线与抛物线只有一个公共点.这些情况在解题中往往容易疏忽,要特别注意,对于选择、填空题,用数形结合往往快速简捷.2.斜率为k 的直线被圆锥曲线截得弦AB ,若A 、B 两点的坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=|x 1-x 2|·1+k 2=|y 1-y 2|·1+1k 2(k ≠0),利用这个公式求弦长时,应注意应用韦达定理.3.与焦点弦长有关的问题,要注意应用圆锥曲线的定义.4.在给定的圆锥曲线f (x ,y )=0中,求中点为(m ,n )的弦AB 所在直线方程时,一般可设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),利用A 、B 在曲线上,得f (x 1,y 1)=0,f (x 2,y 2)=0及x 1+x 2=2m ,y 1+y 2=2n ,故可求出斜率k AB =y 1-y 2x 1-x 2,最后由点斜式写出直线AB 的方程.5.求圆锥曲线的方程时,通常利用待定系数法.。
直线与圆锥曲线位置关系经典总结
3 4
B. 4
3பைடு நூலகம்
C. 3
4
4
D. 3
(3)过点(-1,0)的直线l 与抛物线y2=6x有公共点, 则直
线l 的斜率的范围是_[___26__, _2_6_] __.
(4)已知抛物线y2=4x过焦点F的弦AB被焦点分成
m、n两部分,则 1 1 =_1__.
mn
1 AF
1 BF
2; p
(5)过原点与双曲线 x2 y2 1交于两点的直线 43
斜率的取值范围是_(___,___23__) __(__23__,___).
(6)若焦点是(0,5 2)的椭圆截直线3x-y-2=0所得的
弦的中点的横坐标是
1 2
,则椭圆方程是_2x_52___7y_52___1.
解:(一)依题意知椭圆的焦点在y轴上,且c=5 2
c2 50
b2 a2 c2 a2 50
x22 y22 1? —(2) b2 a2
(1)-(2)得:x12-b2x22
=
y12-y22 a2
即
a2 b2
=( y1 ( x1
y2 x2
)( y1 )( x1
y2 ) x2 )
k
y1 y2 x1 x2
(7)过椭圆3x2+4y2=48的左焦点F引直线交椭圆于A,
B两点,若|AB|=7, 则此直线的方程
4
只有一个公共点的直线有__4_条.
(1)过点(2,4)作直线与抛物线y2=8x只有一个公共点,
这样的直线有( B ) 相切、与x轴平行
A.一条 B.两条 C.三条 D.四条
(2)设椭圆 x2 y2 1的长轴端点为M、N,异于M, N
直线与圆锥曲线的位置关系直线与圆锥曲线相交的弦长公式
直线与圆锥曲线的位置关系(1)从几何角度看:要特别注意当直线与双曲线的渐进线平行时,直线与双曲线只有一个交点;当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线也只有一个交点。
(2)从代数角度看:设直线L的方程与圆锥曲线的方程联立得到ax°+bx+c=0.①.若a=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线L与双曲线的渐进线平行或重合;当圆锥曲线是抛物线时,直线L与抛物线的对称轴平行或重合。
1、圆锥曲线的范围问题有两种常用方法:(1)寻找合理的不等式,常见有△>0和弦的中点在曲线内部;(2)所求量可表示为另一变量的函数,求函数的值域。
2、圆锥曲线的最值、定值及过定点等难点问题。
直线与圆锥曲线的位置关系:(1)从几何角度来看,直线和圆锥曲线有三种位置关系:相离、相切和相交,相离是直线和圆锥曲线没有公共点,相切是直线和圆锥曲线有唯一公共点,相交是直线与圆锥曲线有两个不同的公共点,并特别注意直线与双曲线、抛物线有唯一公共点时,并不一定是相切,如直线与双曲线的渐近线平行时,与双曲线有唯一公共点,但这时直线与双曲线相交;直线平行(重合)于抛物线的对称轴时,与抛物线有唯一公共点,但这时直线与抛物线相交,故直线与双曲线、抛物线有唯一公共点时可能是相切,也可能是相交,直线与这两种曲线相交,可能有两个交点,也可能有一个交点,从而不要以公共点的个数来判断直线与曲线的位置关系,但由位置关系可以确定公共点的个数.(2)从代数角度来看,可以根据直线方程和圆锥曲线方程组成的方程组解的个数确定位置关系.设直线l的方程与圆锥曲线方程联立得到ax2+bx+c=0.①若a=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l与双曲线的渐近线平行或重合;当圆锥曲线是抛物线时,直线l与抛物线的对称轴平行或重合.②若当Δ>0时,直线和圆锥曲线相交于不同两点,相交.当Δ=0时,直线和圆锥曲线相切于一点,相切.当Δ<0时,直线和圆锥曲线没有公共点,相离.直线与圆锥曲线相交的弦长公式:若直线l与圆锥曲线F(x,y)=0相交于A,B两点,求弦AB的长可用下列两种方法:(1)求交点法:把直线的方程与圆锥曲线的方程联立,解得点A,B 的坐标,然后用两点间距离公式,便得到弦AB的长,一般来说,这种方法较为麻烦.(2)韦达定理法:不求交点坐标,可用韦达定理求解.若直线l的方程用y=kx+m或x=n表示.。
直线与圆锥曲线位置关系知识梳理
直线(点)与圆锥曲线的位置关系知 识 梳 理一、 点与圆锥曲线的位置关系设点P 坐标为00(,)x y ,约定:含焦点的区域称为圆锥曲线的内部。
1. 椭圆:若2200221x y a b+=,则P 在椭圆上;若2200221x y a b +<,则P 在椭圆内;若2200221x y a b+>,则P 在椭圆外. 2.双曲线:若2200221x y a b -=,则P 在双曲线上;若2200221x y a b-<,则P 在双曲线外;若2200221x y a b->,则P 在双曲线内. 3.抛物线:若2002y px =,则P 在抛物线上;若2002y px <,则P 在抛物线内;若2002y px >,则P 在抛物线外.说明:当圆锥曲线的焦点在其他轴上时,有类似于上述的结论,此处从略。
二、 直线与圆锥曲线的位置关系1. 椭圆000=000≠∆>⇔⎧⎧⎪⇒≠∆⇔⎨⎨⎩⎪≠∆<⇔⎩二次项系数且交于两点直线一元二次方程二次项系数且切于一点(图示从略)椭圆二次项系数且无公共点(相离)说明:△>0是直线与椭圆相交的充要条件;△=0是直线与椭圆有且只有一个公共点的充要条件。
2. 双曲线说明:(1)△>0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件(因为相交包括交于一000=0=000≠∆>⇔⎧⎪⎪⎪≠∆⇔⎧⎪⇒⎨⎨⎩⎪⇔⇔⎪⎪⎪≠∆<⇔⎩ 二次项系数且交于两点二次项系数且切于一点直线一元方程双曲线二次系数(一次方程)交于一点直线渐近线二次项系数且无公共点(相离)12120000x x x x ⎧⎪∆>>⎨⎪∆><⎩既可与两支相交又可与一支相交只与一支交于两点:且与两支交于两点:且⎫⎬⎭有一个公共点点或两点);但直线与双曲线交于两点时必有△>0。
△=0是直线与双曲线有一个公共点的充分不必要条件(因为对双曲线来说,有一个公共点包括切于一点和交于一点);但切于一点时,必有△=0。
直线与圆锥曲线的位置关系
规律提示:通过直线的代数形式,可以看出直线的特点::101l y kx =+⇒过定点(,):(1)1l y k x =+⇒-过定点(,0):2(1)1l y k x -=+⇒-过定点(,2)证明直线过定点,也是将满足条件的直线整理成以上三种形式之一,再得出结论。
练习:1、过点P(3,2) 和抛物线232--=x x y 只有一个公共点的直线有( )条。
A .4B .3C .2D .1分析:作出抛物线232--=x x y ,判断点P(3,2)相对抛物线的位置。
解:抛物线232--=x x y 如图,点P (3,2)在抛物线的内部,根据过抛物线内一点和抛物线的对称轴平行或重合的直线和抛物线只有一个交点,可知过点P(3,2) 和抛物线232--=x x y 只有一个公共点的直线有一条。
故选择D规律提示:含焦点的区域为圆锥曲线的内部。
(这里可以用公司的设备画图)一、过一定点P 和抛物线只有一个公共点的直线的条数情况:(1)若定点P 在抛物线外,则过点P 和抛物线只有一个公共点的直线有3条:两条切线,一条和对称轴平行或重合的直线;(2)若定点P 在抛物线上,则过点P 和抛物线只有一个公共点的直线有2条:一条切线,一条和对称轴平行或重合的直线;(3)若定点P 在抛物线内,则过点P 和抛物线只有一个公共点的直线有1条:和抛物线的对称轴平行或重合的直线和抛物线只有一个交点。
二、过定点P 和双曲线只有一个公共点的直线的条数情况:(1)若定点P 在双曲线内,则过点P 和双曲线只有一个公共点的直线有2条:和双曲线的渐近线平行的直线和双曲线只有一个公共点;(2)若定点P 在双曲线上,则过点P 和双曲线只有一个公共点的直线有3条:一条切线,2条和渐近线平行的直线;(3)若定点P 在双曲线外且不在渐近线上,则过点P 和双曲线只有一个公共点的直线有4条:2条切线和2条和渐近线平行的直线;(4)若定点P 在双曲线外且在一条渐近线上,而不在另一条渐近线上,则过点P 和双曲线只有一个公共点的直线有2条:一条切线,一条和另一条渐近线平行的直线;(5)若定点P 在两条渐近线的交点上,即对称中心,过点P 和双曲线只有一个公共点的直线不存在。
高三数学直线与圆锥曲线的位置(“直线”相关文档)共9张
1.直线与圆锥曲线的位置关系:相交、相切、相离。
2. 弦:直线被圆锥曲线截得的线段称为圆锥曲线的弦。 焦点弦:若弦过圆锥= 曲线的焦点叫焦点弦;
通径:若焦点弦垂直于焦点所在的圆锥曲线的对称轴,此时 焦点弦也叫通径。
3.①当直线的斜率存在时,弦长公式:
l 1k2 x1x2
( 1 k 2 )(x 1 x 2 ) 2 4 x 1 x 2
弦 焦:点直弦线 :被 若圆 弦锥 过曲 圆线 锥截 曲得线的线 焦段 点称 叫为 焦圆 点锥 弦曲 ;线的弦。 弦:直线被圆锥曲线截得的线段称为圆锥曲线的弦。 焦弦点:弦 直:线若被弦圆过锥圆曲锥线曲截线得的焦线点段叫称焦为点圆弦锥;曲线的弦。 弦其:中直 α为线过被焦圆点锥的曲直线线截的得倾的斜线角段。称为圆锥曲线的弦。 (①3)当求直圆线锥的曲斜线率的存弦在长时,,可弦利长用公弦式长:公式 弦:直线被圆锥曲线截得的线段称为圆锥曲线的弦。
(其中( x1, y1 ),( x2 , y2 )是交点坐标)。
②抛物线 y2 2px的焦点弦长公式
|AB|=
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x1
x2
p 2p
sin2
其中α为过焦点的直线的倾斜角。
三、课堂小结
(1)解决直线与圆锥曲线的位置关系问题时,对消元后的一 元二次方程,必须讨论二次项的系数和判别式,有时借助于 图形的几何性质更为方便。
(2)涉及弦的中点问题,除利用韦达定理外,也可以运用 弦其:中直 α为线过被焦圆点锥的曲直线线截的得倾的斜线角段。称为圆锥曲线的弦。
其焦中点α弦为:过若焦弦点过的圆直锥线曲的线倾的斜焦角点。叫焦点弦;
点差法,但必须是有交点为前提,否则不宜用此法。 通焦径点: 弦若:焦若点弦弦过垂圆直锥于曲焦线点的所焦在点的叫圆焦锥点曲弦线;的对称轴,此时焦点弦也叫通径。
(word完整版)圆锥曲线 直线与圆锥曲线的位置关系
直线与圆锥曲线位置关系一、基础知识:(一)直线与椭圆位置关系1、直线与椭圆位置关系:相交(两个公共点),相切(一个公共点),相离(无公共点)2、直线与椭圆位置关系的判定步骤:通过方程根的个数进行判定,下面以直线y kx m =+和椭圆:()222210x y a b a b+=>>为例(1)联立直线与椭圆方程:222222y kx mb x a y a b=+⎧⎨+=⎩ (2)确定主变量x (或y )并通过直线方程消去另一变量y (或x ),代入椭圆方程得到关于主变量的一元二次方程:()222222b x a kx m a b ++=,整理可得:()22222222220a kb x a kxm a m a b +++-=(3)通过计算判别式∆的符号判断方程根的个数,从而判定直线与椭圆的位置关系 ① 0∆>⇒方程有两个不同实根⇒直线与椭圆相交 ② 0∆=⇒方程有两个相同实根⇒直线与椭圆相切 ③ 0∆<⇒方程没有实根⇒直线与椭圆相离3、若直线上的某点位于椭圆内部,则该直线一定与椭圆相交 (二)直线与双曲线位置关系1、直线与双曲线位置关系,相交,相切,相离2、直线与双曲线位置关系的判定:与椭圆相同,可通过方程根的个数进行判定以直线y kx m =+和椭圆:()222210x y a b a b -=>>为例:(1)联立直线与双曲线方程:222222y kx m b x a y a b=+⎧⎨-=⎩,消元代入后可得:()()22222222220ba k x a kxm a m ab ---+=(2)与椭圆不同,在椭圆中,因为2220a k b +>,所以消元后的方程一定是二次方程,但双曲线中,消元后的方程二次项系数为222b a k -,有可能为零。
所以要分情况进行讨论 当2220bb a k k a-=⇒=±且0m ≠时,方程变为一次方程,有一个根.此时直线与双曲线相交,只有一个公共点当2220b bb a k k a a ->⇒-<<时,常数项为()22220a m a b -+<,所以0∆>恒成立,此时直线与双曲线相交 当2220b b a k k a -<⇒>或bk a <-时,直线与双曲线的公共点个数需要用∆判断:① 0∆>⇒方程有两个不同实根⇒直线与双曲线相交 ② 0∆=⇒方程有两个相同实根⇒直线与双曲线相切 ③ 0∆<⇒方程没有实根⇒直线与双曲线相离注:对于直线与双曲线的位置关系,不能简单的凭公共点的个数来判定位置。
高考数学复习 直线与圆锥曲线的位置关系
2008高考数学复习 直线与圆锥曲线的位置关系一、基本知识体系:1、 直线与圆锥曲线的位置关系:① 要解决直线与圆锥曲线的位置关系问题,通常把直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y(或消去x )得到关于x (或关于y )的一元二次方程,再考查其△,从而确定直线与圆锥曲线的的交点个数:(1)若△<0,则直线与圆锥曲线没有公共点;②若△=0,则直线与圆锥曲线有唯一的公共点;③若△>0,则直线与圆锥曲线有两个不同的公共点; ② 从几何角度来看:直线与圆锥曲线的位置关系对应着相交(有两个交点)、相切(有一个公共点)、相离(没有公共点)三种情况;这里特别要注意的是:当直线与双曲线的渐近线平行时、当直线与抛物线的对称轴平行时,属于相交的情况,但只有一个公共点。
2、 直线被圆锥曲线截得的弦长问题:①直线与圆锥曲线有两个交点A (x 1,y 1)、B(x 2,y 2) ,一般将直线方程L :y=kx+m 代入曲线方程整理后得到关于x 的一元二次方程⇒则应用弦长公式:|AB|=或将直线方程L:x= 1k y +t 代入曲线方程整理后得到关于y 的一元二次方程⇒则应用弦长公式:②过焦点的弦长的求解一般不用弦长公式去处理,而用焦半径公式会更简捷;③ 垂直于圆锥曲线的对称轴的焦点弦长称为圆锥曲线的通径,其中椭圆、双曲线的通径长都为2b2a,而抛物线的通径长为2p ;④ 对于抛物线y 2=2px (p>0)而言,还有如下的焦点弦长公式,有时用起来很方便:|AB|=x 1+x 2+p ;|AB|=2psin 2α (其中α为过焦点的直线AB 的倾斜角)3、 直线与圆锥曲线相交的中点弦的的问题,常用的求解方法有两种:①设直线方程为y=kx+m ,代入到圆锥曲线方程之中,消元后得到一元二次方程,再利用根与系数的关系去处理(由于直线方程与圆锥曲线方程均未定,因而通常计算量较大);②利用点差法:例如在椭圆22221x y a b+=内有一定点P (x 0,y 0),求以P 为中点的弦的直线方程时,可设弦的两端点为A (x 1,y 1)、B(x 2,y 2) ,则A 、B 满足椭圆方程,即有22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩两式相减再整理可得:(x 1+x 2) (x 1-x 2)a 2 = - (y 1+y 2) (y 1-y 2)b 2;从而可化出k= y 1-y 2x 1-x 2 = (x 1+x 2) (y 1+y 2)·-b2a 2 = x 0y 0·-b2a2; 对于双曲线也可求得:k= y 1-y 2x 1-x 2 = (x 1+x 2) (y 1+y 2)·b 2a 2= x 0y 0·b2a 2;抛物线也可用此法去求解,值得注意的是,求出直线方程之后,要根据图形加以检验。
直线与圆锥曲线的位置关系(有答案)汇编
第4讲 直线与圆锥曲线的位置关系(教师)【2013年高考会这样考】1.考查圆锥曲线中的弦长问题、直线与圆锥曲线方程的联立、根与系数的关系、整体代入和设而不求的思想.2.高考对圆锥曲线的综合考查主要是在解答题中进行,考查函数、方程、不等式、平面向量等在解决问题中的综合运用. 【复习指导】本讲复习时,应从“数”与“形”两个方面把握直线与圆锥曲线的位置关系.会判断已知直线与曲线的位置关系(或交点个数),会求直线与曲线相交的弦长、中点、最值、定值、点的轨迹、参数问题及相关的不等式与等式的证明问题.基础梳理1.直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l 与圆锥曲线C 的位置关系时,通常将直线l 的方程Ax +By +C =0(A 、B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程F (x ,y )=0,消去y (也可以消去x )得到一个关于变量x (或变量y )的一元方程.即⎩⎨⎧Ax +By +C =0,F (x ,y )=0,消去y 后得ax 2+bx +c =0. (1)当a ≠0时,设一元二次方程ax 2+bx +c =0的判别式为Δ,则Δ>0⇔直线与圆锥曲线C 相交;Δ=0⇔直线与圆锥曲线C 相切; Δ<0⇔直线与圆锥曲线C 无公共点.(2)当a =0,b ≠0时,即得到一个一次方程,则直线l 与圆锥曲线C 相交,且只有一个交点,此时,若C 为双曲线,则直线l 与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C 为抛物线,则直线l 与抛物线的对称轴的位置关系是平行. 2.圆锥曲线的弦长 (1)圆锥曲线的弦长直线与圆锥曲线相交有两个交点时,这条直线上以这两个交点为端点的线段叫做圆锥曲线的弦(就是连接圆锥曲线上任意两点所得的线段),线段的长就是弦长.(2)圆锥曲线的弦长的计算设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=(x2-x1)2+(y2-y1)2=1+k2|x1-x2|=1+1k2·|y1-y2|.(抛物线的焦点弦长|AB|=x1+x2+p=2psin2θ,θ为弦AB所在直线的倾斜角).一种方法点差法:在求解圆锥曲线并且题目中交代直线与圆锥曲线相交和被截的线段的中点坐标时,设出直线和圆锥曲线的两个交点坐标,代入圆锥曲线的方程并作差,从而求出直线的斜率,然后利用中点求出直线方程.“点差法”的常见题型有:求中点弦方程、求(过定点、平行弦)弦中点轨迹、垂直平分线问题.必须提醒的是“点差法”具有不等价性,即要考虑判别式Δ是否为正数.一条规律“联立方程求交点,根与系数的关系求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.双基自测1.(人教A版教材习题改编)直线y=kx-k+1与椭圆x29+y24=1的位置关系为().A.相交B.相切C.相离D.不确定解析直线y=kx-k+1=k(x-1)+1恒过定点(1,1),而点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.答案 A2.(2012·泉州质检)“直线与双曲线相切”是“直线与双曲线只有一个公共点”的( ).A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析 与渐近线平行的直线也与双曲线有一个公共点. 答案 A3.已知以F 1(-2,0),F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( ).A .3 2B .2 6C .27D .4 2解析 根据题意设椭圆方程为x 2b 2+4+y 2b 2=1(b >0),则将x =-3y -4代入椭圆方程,得4(b 2+1)y 2+83b 2y -b 4+12b 2=0,∵椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,∴Δ=(83b 2)2-4×4(b 2+1)·(-b 4+12b 2)=0,即(b 2+4)(b 2-3)=0,∴b 2=3, 长轴长为2b 2+4=27.答案 C4.(2012·成都月考)已知双曲线E 的中心为原点,F (3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N (-12,-15),则E 的方程为( ). A.x 23-y 26=1 B.x 24-y 25=1 C.x 26-y 23=1D.x 25-y 24=1解析 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由题意知c =3,a 2+b 2=9,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有:⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2-y 21b2=1,x 22a 2-y 22b 2=1,两式作差得:y 1-y 2x 1-x 2=b 2(x 1+x 2)a 2(y 1+y 2)=-12b 2-15a 2=4b 25a 2,又AB 的斜率是-15-0-12-3=1,所以将4b 2=5a 2代入a 2+b 2=9得a 2=4,b 2=5,所以双曲线的标准方程是x 24-y 25=1.答案 B5.(2011·泉州模拟)y =kx +2与y 2=8x 有且仅有一个公共点,则k 的取值为________.解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,y 2=8x ,得ky 2-8y +16=0,若k =0,则y =2;若k ≠0,则Δ=0,即64-64k =0,解得k =1.故k =0或k =1. 答案 0或1考向一 直线与圆锥曲线的位置关系【例1】►(2011·合肥模拟)设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是( ). A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12 B .[-2,2] C .[-1,1]D .[-4,4][审题视点] 设直线l 的方程,将其与抛物线方程联立,利用Δ≥0解得. 解析 由题意得Q (-2,0).设l 的方程为y =k (x +2),代入y 2=8x 得k 2x 2+4(k 2-2)x +4k 2=0,∴当k =0时,直线l 与抛物线恒有一个交点;当k ≠0时,Δ=16(k 2-2)2-16k 4≥0,即k 2≤1,∴-1≤k ≤1,且k ≠0,综上-1≤k ≤1. 答案 C研究直线和圆锥曲线的位置关系,一般转化为研究其直线方程与圆锥曲线方程组成的方程组解的个数,但对于选择题、填空题,常充分利用几何条件,利用数形结合的方法求解.【训练1】 若直线mx +ny =4与⊙O :x 2+y 2=4没有交点,则过点P (m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数是( ). A .至多为1 B .2 C .1 D .0 解析 由题意知:4m 2+n 2>2,即m 2+n 2<2,∴点P (m ,n )在椭圆x 29+y 24=1的内部,故所求交点个数是2个. 答案 B考向二 弦长及中点弦问题【例2】►若直线l 与椭圆C :x 23+y 2=1交于A 、B 两点,坐标原点O 到直线l 的距离为32,求△AOB 面积的最大值.[审题视点] 联立直线和椭圆方程,利用根与系数关系后代入弦长公式,利用基本不等式求出弦长的最大值即可. 解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). (1)当AB ⊥x 轴时,|AB |=3;(2)当AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y =kx +m .由已知,得|m |1+k 2=32,即m 2=34(k 2+1).把y =kx +m 代入椭圆方程,整理,得(3k 2+1)x 2+6kmx +3m 2-3=0.∴x 1+x 2=-6km 3k 2+1,x 1x 2=3(m 2-1)3k 2+1.∴|AB |2=(1+k 2)(x 2-x 1)2=(1+k 2)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤36k 2m 2(3k 2+1)2-12(m 2-1)3k 2+1=12(k 2+1)(3k 2+1-m 2)(3k 2+1)2=3(k 2+1)(9k 2+1)(3k 2+1)2=3+12k 29k 4+6k 2+1.当k ≠0时,上式=3+129k 2+1k 2+6≤3+122×3+6=4, 当且仅当9k 2=1k 2,即k =±33时等号成立.此时|AB |=2;当k =0时,|AB |=3,综上所述|AB |max =2.∴当|AB |最大时,△AOB 面积取最大值S max =12×|AB |max ×32=32.当直线(斜率为k )与圆锥曲线交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)时,则|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=1+1k 2|y 1-y 2|,而|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,可根据直线方程与圆锥曲线方程联立消元后得到的一元二次方程,利用根与系数的关系得到两根之和、两根之积的代数式,然后再进行整体代入求解.【训练2】 椭圆ax 2+by 2=1与直线x +y -1=0相交于A ,B 两点,C 是AB 的中点,若AB =22,OC 的斜率为22,求椭圆的方程. 解 法一 设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2), 代入椭圆方程并作差得a (x 1+x 2)(x 1-x 2)+b (y 1+y 2)(y 1-y 2)=0. 而y 1-y 2x 1-x 2=-1,y 1+y 2x 1+x 2=k oc =22, 代入上式可得b =2a .再由|AB |=1+k 2|x 2-x 1|=2|x 2-x 1|=22, 其中x 1、x 2是方程(a +b )x 2-2bx +b -1=0的两根, 故⎝ ⎛⎭⎪⎫2b a +b 2-4·b -1a +b =4,将b =2a 代入得a =13,∴b =23. ∴所求椭圆的方程是x 23+2y 23=1.法二 由⎩⎨⎧ax 2+by 2=1,x +y =1,得(a +b )x 2-2bx +b -1=0.设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2), 则|AB |=(k 2+1)(x 1-x 2)2=2·4b 2-4(a +b )(b -1)(a +b )2.∵|AB |=22,∴a +b -aba +b =1.①设C (x ,y ),则x =x 1+x 22=b a +b ,y =1-x =aa +b, ∵OC 的斜率为22,∴a b =22. 代入①,得a =13,b =23. ∴椭圆方程为x 23+23y 2=1.考向三 圆锥曲线中的最值(或取值范围)问题【例3】►(2011·湘潭模拟)已知椭圆x 22+y 2=1的左焦点为F ,O 为坐标原点. (1)求过点O 、F ,并且与直线l :x =-2相切的圆的方程;(2)设过点F 且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点G ,求点G 横坐标的取值范围. [审题视点] (1)求出圆心和半径,得出圆的标准方程;(2)设直线AB 的点斜式方程,由已知得出线段AB 的垂直平分线方程,利用求值域的方法求解.解 (1)∵a 2=2,b 2=1,∴c =1,F (-1,0), ∵圆过点O ,F ,∴圆心M 在直线x =-12上. 设M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,t ,则圆半径r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-(-2)=32,由|OM |=r ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+t 2=32,解得t =±2,∴所求圆的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+(y ±2)2=94.(2)设直线AB 的方程为y =k (x +1)(k ≠0),代入x 22+y 2=1, 整理得(1+2k 2)x 2+4k 2x +2k 2-2=0.∵直线AB 过椭圆的左焦点F 且不垂直于x 轴, ∴方程有两个不等实根.如图,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 中点N (x 0,y 0), 则x 1+x 2=-4k 22k 2+1,x 0=12(x 1+x 2)=-2k 22k 2+1,y 0=k (x 0+1)=k2k 2+1,∴AB 的垂直平分线NG 的方程为y -y 0=-1k (x -x 0). 令y =0,得x G =x 0+ky 0=-2k 22k 2+1+k 22k 2+1=-k 22k 2+1=-12+14k 2+2,∵k ≠0,∴-12<x G <0,∴点G 横坐标的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0.直线与圆锥曲线位置关系的判断、有关圆锥曲线弦的问题等能很好地渗透对函数方程思想和数形结合思想的考查,一直是高考考查的重点,特别是焦点弦和中点弦等问题,涉及中点公式、根与系数的关系以及设而不求、整体代入的技巧和方法,也是考查数学思想方法的热点题型.【训练3】 (2012·金华模拟)已知过点A (-4,0)的动直线l 与抛物线G :x 2=2py (p >0)相交于B 、C 两点.当直线l 的斜率是12时,AC →=4AB →.(1)求抛物线G 的方程;(2)设线段BC 的中垂线在y 轴上的截距为b ,求b 的取值范围.解 (1)设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),当直线l 的斜率是12时,l 的方程为y =12(x +4),即x =2y -4.由⎩⎨⎧x 2=2py ,x =2y -4得2y 2-(8+p )y +8=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧y 1y 2=4, ①y 1+y 2=8+p2, ②又∵AC →=4AB →,∴y 2=4y 1,③ 由①②③及p >0得:y 1=1,y 2=4,p =2, 得抛物线G 的方程为x 2=4y .(2)设l :y =k (x +4),BC 的中点坐标为(x 0,y 0), 由⎩⎨⎧x 2=4y ,y =k (x +4)得x 2-4kx -16k =0,④ ∴x 0=x C +x B2=2k ,y 0=k (x 0+4)=2k 2+4k . ∴线段BC 的中垂线方程为y -2k 2-4k =-1k (x -2k ), ∴线段BC 的中垂线在y 轴上的截距为: b =2k 2+4k +2=2(k +1)2,对于方程④,由Δ=16k 2+64k >0得k >0或k <-4. ∴b ∈(2,+∞).考向四 定值(定点)问题【例4】►(2011·四川)椭圆有两顶点A (-1,0)、B (1,0),过其焦点F (0,1)的直线l 与椭圆交于C 、D 两点,并与x 轴交于点P .直线AC 与直线BD 交于点Q . (1)当|CD |=322时,求直线l 的方程.(2)当点P 异于A 、B 两点时,求证:O P →·O Q →为定值.[审题视点] (1)设出直线方程与椭圆方程联立.利用根与系数的关系和弦长公式可求出斜率从而求出直线方程;(2)关键是求出Q 点坐标及其与P 点坐标的关系,从而证得OP →·OQ →为定值.证明过程中要充分利用已知条件进行等价转化. (1)解 因椭圆焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0), 由已知得b =1,c =1,所以a =2,椭圆方程为y 22+x 2=1. 直线l 垂直于x 轴时与题意不符.设直线l 的方程为y =kx +1,将其代入椭圆方程化简得 (k 2+2)x 2+2kx -1=0. 设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),则x 1+x 2=-2k k 2+2,x 1·x 2=-1k 2+2,|CD |=k 2+1·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=22(k 2+1)k 2+2.由已知得22(k 2+1)k 2+2=322,解得k =±2.所以直线l 的方程为y =2x +1或y =-2x +1. (2)证明 直线l 与x 轴垂直时与题意不符. 设直线l 的方程为y =kx +1(k ≠0且k ≠±1), 所以P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k ,0.设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),由(1)知x 1+x 2=-2k k 2+2,x 1·x 2=-1k 2+2, 直线AC 的方程为y =y 1x 1+1(x +1), 直线BD 的方程为y =y 2x 2-1(x -1), 将两直线方程联立,消去y 得x +1x -1=y 2(x 1+1)y 1(x 2-1).因为-1<x 1,x 2<1,所以x +1x -1与y 2y 1异号.⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x -12=y 22(x 1+1)2y 21(x 2-1)2 =2-2x 222-2x 21·(x 1+1)2(x 2-1)2=(1+x 1)(1+x 2)(1-x 1)(1-x 2)=1+-2k k 2+2+-1k 2+21--2k k 2+2+-1k 2+2=⎝⎛⎭⎪⎫k -1k +12. 又y 1y 2=k 2x 1x 2+k (x 1+x 2)+1 =2(1-k )(1+k )k 2+2=-2(1+k )2k 2+2·k -1k +1,∴k -1k +1与y 1y 2异号,x +1x -1与k -1k +1同号, ∴x +1x -1=k -1k +1,解得x =-k . 因此Q 点坐标为(-k ,y 0). O P →·O Q →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k,0·()-k ,y 0=1. 故O P →·O Q →为定值.解决圆锥曲线中的定值问题的基本思路很明确:即定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变化的量表示问题中的直线方程、数量积等,其不受变化的量所影响的一个值即为定值,化解这类问题的关键是引进参数表示直线方程、数量积等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量,解题过程中要注意讨论直线斜率的存在情况,计算要准确. 【训练4】 (2011·山东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 23+y 2=1.如图所示,斜率为k (k >0)且不过原点的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE 交椭圆C 于点G ,交直线x =-3于点D (-3,m ). (1)求m 2+k 2的最小值;(2)若|OG |2=|OD |·|OE |,求证:直线l 过定点.(1)解 设直线l 的方程为y =kx +t (k >0),由题意,t >0. 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +t ,x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2+6ktx +3t 2-3=0.由题意Δ>0,所以3k 2+1>t 2. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系得x 1+x 2=-6kt3k 2+1,所以y 1+y 2=2t3k 2+1.由于E 为线段AB 的中点,因此x E =-3kt3k 2+1,y E =t3k 2+1,此时k OE =y E x E=-13k .所以OE 所在直线方程为y =-13k x ,又由题设知D (-3,m ),令x =-3,得m =1k ,即mk =1,所以m 2+k 2≥2mk =2,当且仅当m =k =1时上式等号成立,此时由Δ>0得0<t <2,因此当m =k =1且0<t <2时,m 2+k 2取最小值2. (2)证明 由(1)知OD 所在直线的方程为y =-13k x , 将其代入椭圆C 的方程,并由k >0, 解得G ⎝⎛⎭⎪⎫-3k 3k 2+1,13k 2+1. 又E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3kt 3k 2+1,t 3k 2+1,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,1k , 由距离公式及t >0得|OG |2=⎝⎛⎭⎪⎫-3k 3k 2+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫13k 2+12=9k 2+13k 2+1, |OD |=(-3)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 2=9k 2+1k ,|OE |=⎝ ⎛⎭⎪⎫-3kt 3k 2+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫t 3k 2+12=t 9k 2+13k 2+1,由|OG |2=|OD |·|OE |得t =k , 因此直线l 的方程为y =k (x +1), 所以直线l 恒过定点(-1,0).规范解答17——怎样求解析几何中的探索性问题【问题研究】 解析几何中探索性问题的结论往往不明确,需要根据已知条件通过推理论证或是计算对结论作出明确的肯定或是否定,因此解决起来具有较大的难度.【解决方案】 明确这类问题的解题思想:即假设其结论成立、存在等,在这个假设下进行推理论证,如果得到了一个合情合理的推理结果,就肯定假设,对问题作出正面回答,如果得到一个矛盾的结果,就否定假设,对问题作出反面回答. 【示例】►(本题满分12分)(2011·辽宁)如图,已知椭圆C 1的中心在原点O ,长轴左、右端点M 、N 在x 轴上,椭圆C 2的短轴为MN ,且C 1,C 2的离心率都为e .直线l ⊥MN ,l 与C 1交于两点,与C 2交于两点,这四点按纵坐标从大到小依次为A ,B ,C ,D . (1)设e =12,求|BC |与|AD |的比值;(2)当e 变化时,是否存在直线l ,使得BO ∥AN ,并说明理由.第(1)问,设C 1的方程,C 2的方程同样由C 1的系数a ,b 来表示,再分别求点A 、B 的坐标,进而可求|BC |∶|AD |;第(2)问利用k BO =k AN ,得t 与e 、a 的关系式,再由|t |<a ,求e 的范围.[解答示范] (1)因为C 1,C 2的离心率相同,故依题意可设C 1:x 2a 2+y 2b 2=1,C 2:b 2y 2a 4+x 2a 2=1,(a >b >0).设直线l :x =t (|t |<a ),分别与C 1,C 2的方程联立, 求得A (t ,a b a 2-t 2),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,b a a 2-t 2.(4分)当e =12时,b =32a ,分别用y A ,y B 表示A ,B 的纵坐标,可知 |BC |∶|AD |=2|y B |2|y A|=b 2a 2=34.(6分)(2)t =0时的l 不符合题意.t ≠0时,BO ∥AN 当且仅当BO 的斜率k BO 与AN 的斜率k AN 相等,即b a a 2-t 2t =a ba 2-t 2t -a ,(8分) 解得t =-ab 2a 2-b 2=-1-e 2e 2·a .因为|t |<a ,又0<e <1,所以1-e 2e 2<1,解得22<e <1.(10分) 所以当0<e ≤22时,不存在直线l ,使得BO ∥AN ; 当22<e <1时,存在直线l ,使得BO ∥AN .(12分) 本题探索的是离心率e 的变化范围,化解这个难点的方法首先假设存在直线l ,使得BO ∥AN ,根据k BO =k AN ,再由|t |<a 构建关于e 的不等式,解出e 的范围,最后作出肯定回答.【试一试】 已知一条曲线C 在y 轴右边,C 上每一点到点F (1,0)的距离减去它到y 轴距离的差都是1. (1)求曲线C 的方程;(2)是否存在正数m ,对于过点M (m,0)且与曲线C 有两个交点A ,B 的任一直线,都有F A →·FB →<0?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由. [尝试解答] (1)设P (x ,y )是曲线C 上任意一点,那么点P (x ,y )满足: (x -1)2+y 2-x =1(x >0). 化简得y 2=4x (x >0).(2)设过点M (m,0)(m >0)的直线l 与曲线C 的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 设l 的方程为x =ty +m ,由⎩⎨⎧x =ty +m ,y 2=4x ,得y 2-4ty -4m =0,Δ=16(t 2+m )>0,于是⎩⎨⎧y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4m .①又F A →=(x 1-1,y 1),FB →=(x 2-1,y 2). F A →·FB →<0⇔(x 1-1)(x 2-1)+y 1y 2=x 1x 2-(x 1+x 2)+1+y 1y 2<0.② 又x =y 24,于是不等式②等价于y 214·y 224+y 1y 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫y 214+y 224+1<0⇔(y 1y 2)216+y 1y 2-14[(y 1+y 2)2-2y 1y 2]+1<0,③由①式,不等式③等价于m 2-6m +1<4t 2,④对任意实数t,4t 2的最小值为0,所以不等式④对于一切t 成立等价于m 2-6m +1<0,即3-22<m <3+2 2.由此可知,存在正数m ,对于过点M (m,0)且与曲线C 有两个交点A ,B 的任一直线,都有F A →·FB→<0,且m 的取值范围是(3-22,3+22).一、选择题1.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的焦点分别为F 1、F 2,b =4,离心率为35.过F 1的直线交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为( )A .10B .12C .16D .20解析:如图,由椭圆的定义知△ABF 2的周长为4a ,又e =c a =35,即c =35a ,∴a 2-c 2=1625a 2=b 2=16,∴a =5.△ABF 2的周长为20. 答案:D2.设F 1、F 2为椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点,过椭圆中心任作一直线与椭圆交于P 、Q两点,当四边形PF 1QF 2的面积最大时,1PF ·2PF 的值等于( )A .0B .2C .4D .-2解析:易知当P 、Q 分别在椭圆短轴端点时,四边形PF 1QF 2的面积最大. 此时,F 1(-3,0),F 2(3,0),P (0,1), ∴1PF =(-3,-1),2PF =(3,-1). ∴1PF ·2PF =-2. 答案:D3.过椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左顶点A 且斜率为k 的直线交椭圆C 于另一个点B ,且点B 在x 轴上的射影恰好为右焦点F ,若13<k <12,则椭圆离心率的取值范围是( )A .(14,94)B .(23,1)C .(12,23)D .(0,12)解析:由题意:B (c ,b 2a ),∴k =b 2ac +a =a -c a =1-e ,∴13<1-e <12, ∴12<e <23. 答案:C4.(2011·东北三校第一次联考)已知双曲线x 29-y 216=1,过其右焦点F 的直线(斜率存在)交双曲线于P 、Q 两点,PQ 的垂直平分线交x 轴于点M ,则|MF ||PQ |的值为( )A.53B.56C.54D.58解析:依题意,将直线PQ 特殊化为x 轴,于是有点P (-3,0)、Q (3,0)、M (0,0)、F (5,0),|MF ||PQ |=56. 答案:B5.(2012·潍坊模拟)椭圆x 24+y 23=1的离心率为e ,点(1,e )是圆x 2+y 2-4x -4y +4=0的一条弦的中点,则此弦所在直线的方程是( )A .3x +2y -4=0B .4x +6y -7=0C .3x -2y -2=0D .4x -6y -1=0解析:依题意得e =12,圆心坐标为(2,2),圆心(2,2)与点(1,12)的连线的斜率为2-122-1=32,所求直线的斜率等于-23,所以所求直线方程是y -12=-23(x -1).即4x +6y -7=0.答案:B 二、填空题6.(2011·北京东城区期末)设椭圆的两个焦点分别为F 1,F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率为________.解析:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),令x =c ,则|y |=b 2a ,由题意得|PF 2|=b 2a ,又∵|F 1F 2|=|PF 2|,∴2c =b 2a ,∵b 2=a 2-c 2,∴c 2+2ac -a 2=0,∴e 2+2e -1=0,解之得e =-1±2,又∵0<e <1,∴e =2-1.答案:2-17.已知以坐标原点为顶点的抛物线C ,焦点在x 轴上,直线x -y =0与抛物线C 交于A 、B 两点.若P (2,2)为AB 的中点,则抛物线C 的方程为________.解析:由题意知,抛物线的顶点为坐标原点,焦点在x 轴上,所以可设抛物线的方程为y 2=ax (a ≠0).将直线方程和抛物线方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=axy =x ,得:x 2-ax =0,解得x 1=0,x 2=a ,故AB中点的横坐标为x 0=12(x 1+x 2)=12a ,由题意得12a =2,解得a =4.所以该抛物线的方程为y 2=4x .答案:y 2=4x 三、解答题8.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F 1、F 2为顶点的三角形的周长为4(2+1).一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P 为该双曲线上异于顶点的任一点.(1)求椭圆和双曲线的标准方程;(2)设直线PF 1、PF 2的斜率分别为k 1、k 2,证明:k 1·k 2=1. 解:(1)设椭圆的半焦距为c ,由题意知:c a =22,2a +2c =4(2+1), 所以a =22,c =2, 又a 2=b 2+c 2,因此b =2. 故椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.由题意设等轴双曲线的标准方程为x 2m 2-y 2m 2=1(m >0),因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点, 所以m =2,因此双曲线的标准方程为x 24-y 24=1.(2)证明:P (x 0,y 0), 则k 1=y 0x 0+2,k 2=y 0x 0-2. 因为点P 在双曲线x 2-y 2=4上,所以x 20-y 20=4. 因此k 1k 2=y 0x 0+2·y 0x 0-2=y 20x 20-4=1,即k 1k 2=1.9.(2012·大连模拟)已知椭圆C 过点M (1,32),两个焦点为A (-1,0),B (1,0),O 为坐标原点.(1)求椭圆C 的方程;(2)直线l 过点A (-1,0),且与椭圆C 交于P ,Q 两点,求△BPQ 的内切圆面积的最大值.解:(1)由题意,c =1,可设椭圆方程为x 21+b 2+y 2b 2=1.因为A 在椭圆上,所以11+b 2+94b 2=1,解得b 2=3,b 2=-34(舍去).所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)设直线l 方程为x =ky -1,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x =ky -1,x 24+y 23=1⇒(4+3k 2)y 2-6ky -9=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=6k 3k 2+4,y 1·y 2=-93k 2+4,所以S △BPQ =12·|F 1F 2||y 1-y 2|=12k 2+13k 2+4.令k 2+1=t ,则t ≥1,所以S △BPQ =123t +1t ,而3t +1t 在[1,+∞)上单调递增, 所以S △BPQ =123t +1t ≤3,当t =1时取等号, 即当k =0时,△BPQ 的面积最大值为3.10.已知椭圆的一个顶点为A (0,-1),焦点在x 轴上.若右焦点F 到直线x -y +22=0的距离为3.(1)求椭圆的方程;(2)设直线y =kx +m (k ≠0)与椭圆相交于不同的两点M 、N .当|AM |=|AN |时,求m 的取值范围.解:(1)依题意,可设椭圆方程为x 2a2+y 2=1,则右焦点为F (a 2-1,0).由题意,知|a 2-1+22|2=3,解得a 2=3.故所求椭圆的方程为x 23+y 2=1.(2)设点M 、N 的坐标分别为M (x M ,y M )、N (x N ,y N ),弦MN 的中点为P (x P ,y P ).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2+6mkx +3(m 2-1)=0.∵直线y =kx +m (k ≠0)与椭圆相交于不同的两点, ∴Δ=(6mk )2-4(3k 2+1)×3(m 2-1)>0⇒m 2<3k 2+1.① ∴x P =x M +x N 2=-3mk 3k 2+1,从而y P =kx P +m =m 3k 2+1.∴k AP =y P +1x P =-m +3k 2+13mk .又|AM |=|AN |,∴AP ⊥MN .则-m +3k 2+13mk =-1k ,即2m =3k 2+1,②把②代入①,得m 2<2m ,解得0<m <2. 由②,得k 2=2m -13>0,解得m >12. 综上可得,m 的取值范围是12<m <2.。
2025高考数学总复习直线与圆锥曲线的位置关系
思维升华
(1)弦长公式不仅适用于圆锥曲线,任何两点的弦长都可以用弦长公式求. (2)抛物线的焦点弦的弦长应选用更简捷的弦长公式|AB|=x1+x2+p. (3)设直线方程时应注意讨论是否存在斜率.
跟踪训练 2 已知焦点在 x 轴上的椭圆 C:ax22+by22=1(a>b>0),短轴长为 2 3,椭圆左顶点 A 到左焦点 F1 的距离为 1.
自主诊断
4.已知点 A,B 是双曲线 C:x22-y32=1 上的两点,线段 AB 的中点是 M(3,2),则直线 AB 的斜率为
2 A.3
3 B.2
4 C.9
√D.94
自主诊断
方法一 设A(x1,y1),B(x2,y2), ∵点A,B是双曲线C上的两点, ∴x221-y321=1,x222-y322=1, 两式相减得x1+x22x1-x2=y1+y23y1-y2, ∵M(3,2)是线段AB的中点, ∴x1+x2=6,y1+y2=4,
点的直线有
A.1条
√B.2条
C.3条
D.4条
由双曲线方程知,右顶点坐标为(2,0), 渐近线方程为 y=±12x, 显然 P(2,1)在 y=12x 上,如图所示, 所以过点 P 的直线 x=2 以及与 y=-12x 平行且过点 P 的直线与双曲 线都只有一个交点.
故共有两条直线满足要求.
题型二 弦长问题
自主诊断
∴6x1-2 x2=4y1-3 y2,∴kAB=yx11--yx22=94. 方法二 由 kAB·kOM=ba22=32, 得 kAB=32·kO1M=32×32=94.
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第二部分
探究核心题型
题型一 直线与圆锥曲线的位置关系
例 1 (1)(多选)直线 y=kx- 2k+ 26与椭圆x42+y32=1 的位置关系可能为
第20讲 直线与圆锥曲线的位置关系(2)
第20讲 直线与圆锥曲线的位置关系(2)一、复习目标1、会利用圆锥曲线的定义处理焦点弦、弦长等问题;2、能够根据圆锥曲线图形的特征判断直线与曲线的位置关系问题,进而判断直线与曲线的交点个数;3、强化运用数形结合的思想方法分析、判断,能综合运用函数、方程、不等式的知识解决相关问题.二、基础回顾1、过椭圆223448x y +=的左焦点F 引直线交椭圆于,A B 两点,若7AB =,则此直线的方程为______________________.2、已知动点P 在抛物线x y =2上,且P 到此抛物线的准线距离为d ,当点P 到直线02=+-y x 的距离最小时,d 等于 ( )A 、41B 、21C 43 D 1 3、已知椭圆22221(0),(2,0)x y a b A a b+=>>为长轴的一个端点,弦BC 过椭圆的中心O ,且0,2AC BC OC OB BC BA ⋅=-=-,则椭圆的焦距为 ( )A 3B 3C 3D 以上答案都不对 4、B 地在A 地的正东方向4km 处,C 地 在B 地的北偏东30°方向2km 处,河流的沿岸PQ (曲线)上任意一点到A 的距离比到B 的距离远2km ,现要在曲线PQ 上选一处M 建一座码头,向B,C 两地转运货物,经测算,从M 到B ,M 到C 修建公路的费用分别是a 万元/km ,2a 万元/km ,那么修建这两条公路的总费用最低是 ( )万元。
A 、a )272(-B 、a 5C 、a )172(+D 、a )132(+5、、若以圆锥曲线的一条经过焦点的弦为直径的圆与对应的准线有两个交点,则此圆锥曲线为 ( )A. 双曲线B.椭圆C.抛物线D. 椭圆或双曲线推广(1)若是椭圆或抛物线呢?(2)若是双曲线,所交弦对应的圆心角是否为定值?三、例题探究例1、已知双曲线以两条坐标轴为对称轴,且与x 2+y 2=17圆相交于A (4,-1),若圆在点A 的切线与双曲线的一条渐近线平行,求双曲线的方程.例2、已知)0,22(=,O为坐标原点,点M+-=6 (1)点M 的轨迹C 的方程。
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【高考数学培优】直线和圆锥曲线位置关系精编20未命名一、解答题1.已知椭圆E 的中心在原点,焦点在y 轴上离心率2e =,且经过点(P ; (1)求椭圆E 的方程;(2)过椭圆E 的焦点F 作两条互相垂直的直线,分别交椭圆E 于,A B 和,C D ,求AB CD +的最小值.2.已知抛物线()2:20C x py p =>的焦点为F .(1)若抛物线C 的焦点到准线的距离为4,直线:240l x y +-=,求直线l 截抛物线C 所得的弦长;(2)过点F 的直线交抛物线C 于,M N 两点,过点,M N 作抛物线的切线,两切线相交于点P ,若12,k k 分别表示直线MN 与直线PF 的斜率,且1232k k +=,求1k 的值. 3.已知抛物线2:4C x y =的焦点为F ,直线():0l y kx a a =+>与抛物线C 交于A ,B 两点.(1)若直线l 过焦点F ,且与圆()2211x y +-=交于D ,E (其中A ,D 在y 轴同侧)两点,求证:AD BE ⋅是定值;(2)设抛物线C 在点A 和点B 处的切线交于点P ,试问在y 轴上是否存在点Q ,使得四边形APBQ 为菱形?若存在,求出此时直线l 的斜率和点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.4.已知动点P 到定点()1,0F 的距离与到定直线:1l x =-的距离相等,设动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)过点()4,0M 的直线l 交曲线C 于,A B 两点,证明:OA OB ⊥.5.已知椭圆:22210259tan 2(tan 1)2x y a a a π⎛⎫+=<< ⎪⎝⎭+,当椭圆形状最圆时为椭圆C . (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设过椭圆C 左焦点的两条弦MN 、PQ 斜率分别为1k 、2k ,当12k k 1=时,是否存在1t ≥使11t MN PQ+=成立,若存在,求出满足条件的t ;若不存在,请说明理由.6.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过3(1,)2E ,且离心率为12e =.(1)求椭圆C 的方程;(2)过右焦点F 的直线l 与椭圆交于,A B 两点,D 点坐标为(4,3),求直线,DA DB 的斜率之和.7.已知点M 与点()4,0F 的距离比它的直线:60l x +=的距离小2. (1)求点M 的轨迹方程;(2),OA OB 是点M 轨迹上互相垂直的两条弦,问:直线AB 是否经过x 轴上一定点,若经过,求出该点坐标;若不经过,说明理由.8.已知动圆C 过定点(1,0)F 且与定直线l :1x =-相切,动圆圆心C 的轨迹为曲线E . (1)求曲线E 的方程;(2)过点F 作倾斜角为60︒的直线m ,交曲线E 于A ,B 两点,求AOB ∆的面积. 9.已知动点E 到点A (2,0)与点B (2,0)-的直线斜率之积为14-,点E 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程;(2)过点D (1,0)作直线l 与曲线C 交于P ,Q 两点,求OP OQ ⋅u u u r u u u r的最大值.10.如图,椭圆()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点为12,F F ,右顶点为M ,上顶点为N ,若OP MN P ,1PF 与x轴垂直,且14MF =+. (1)求椭圆方程;(2)过点()3,0且不垂直于坐标轴的直线与椭圆交于A B 、两点,已知点(),0C t ,当()0,1t ∈时,求满足AC BC =的直线AB 的斜率k 的取值范围.11.已知一动点(,)M x y ,(0)x ≥到点1,04F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离减去它到y 轴距离的差都是14.(1)求动点M 的轨迹方程.(2)设动点M 的轨迹为C ,已知定点(2,1)A 、(2,0)B -,直线AM 、BM 与轨迹C 的另一个交点分别为1M 、2M .(i )点A 能否为线段1MM 的中点,若能,求出直线12M M 的方程,若不能,说明理由.(ii )求证:直线12M M 过定点.12.已知椭圆2222:1x y C a b +=(0a b >>)的离心率12e =,且过点33⎭,. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点()1,1P 的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,当P 是AB 中点时,求直线AB 方程.13.已知抛物线2:2C y x =,过点()1,0P 的直线l 与抛物线相交于A ,B 两点,若26AB =,求直线l 的方程.14.平面直角坐标系中,动点M 在y 轴右侧,且M 到()1,0F 的距离比到y 轴的距离大1.(1)求动点M 的轨迹C 的方程; (2)若过点F 且倾斜角为4π的直线与曲线C 相交于,P Q 两点,求线段PQ 的长. 15.设椭圆222:1(1)x C y a a+=>的右焦点为F ,右顶点为A ,已知11e OF OA FA +=,其中O 为坐标原点,e 为椭圆的离心率. (1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在斜率为2的直线l ,使得当直线l 与椭圆C 有两个不同交点,M N 时,能在直线53y =上找到一点P ,在椭圆C 上找到一点Q ,满足PM NQ =u u u u r u u u r ?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.16.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左顶点为A ,上顶点为B ,坐标原点O 到直线AB (1)求椭圆的方程;(2)设椭圆的右顶点为D ,若平行于BD 的直线l 与椭圆C 相交于顶点的,M N 两点,探究直线AM ,BN 的倾斜角之和是否为定值?若是,求出定值;若否,说明理由.17.设椭圆()2222:10x y M a b a b +=>>经过点12,,2P F F ⎭是椭圆M 的左、右焦点,且12PF F ∆的面积为2. (1)求椭圆M 的方程;(2)设O 为坐标原点,过椭圆M 内的一点()0,t 作斜率为k 的直线l 与椭圆M 交于,A B 两点,直线,OA OB 的斜率分别为12,k k ,若对任意实数k ,存在实数m ,使得12k k mk +=,求实数m 的取值范围.18.已知抛物线的顶点是坐标原点O ,焦点F 在x 轴的正半轴上,过焦点F 且斜率为43的直线l 与抛物线交于,A B 两点,且满足•12OA OB =-u u u v u u u v. (1)求抛物线的方程;(2)已知C 为抛物线上一点,若点A 位于x 轴下方且OC OB OA λ=+u u u v u u u v u u u v,求λ的值.19.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>经过点()0,1P ,离心率2e =.(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 经过点()2,1Q -且与C 相交于,A B 两点(异于点P ),记直线PA 的斜率为1k ,直线PB 的斜率为2k ,证明:12k k +为定值.20.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率为12,过点2F 的直线与椭圆C 相交于,A B 两点,且1AF B ∆的周长为8.(2)若经过原点O 的直线与椭圆C 相交于,M N 两点,且//MN AB ,试判断2AB MN是否为定值?若为定值,试求出该定值;否则,请说明理由. 21.已知抛物线()2:20C y px p =>过点()2,2-.(1)求抛物线C 的方程;(2)设直线1y x =-与抛物线C 相交于,A B 两点,求OA OB u u u r u u u rg 的值.22.已知动点P 在抛物线22x y =上,过点P 作x 轴的垂线,垂足为H ,动点Q 满足13PQ PH =u u u v u u u v .(1)求动点Q 的轨迹E 的方程;(2)过点(0,1)M 的直线l 交轨迹E 于,A B 两点,设直线,OA OB 的斜率为12,k k ,求12k k ⋅的值.23.已知椭圆:C 22221x y a b+=的右焦点(1,0)F 与短轴两个端点的连线互相垂直.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设点Q 为椭圆C 的上一点,过原点O 且垂直于QF 的直线与直线2y =交于点P ,求OPQ ∆面积S 的最小值.24.已知椭圆的焦点坐标为()()121,0,1,0F F -,且短轴一顶点B 满足122BF BF ⋅=u u u r u u u u r. (1)求椭圆的方程;(2)过2F 的直线l 与椭圆交于不同的两点,M N ,则1F MN ∆的内切圆的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.25.已知P 是圆C :224x y +=上的动点,P 在x 轴上的射影为P ',点M 是线段PP '的中点,当P 在圆C 上运动时,点M 形成的轨迹为曲线E .(2)经过点(02)A ,的直线l 与曲线E 相交于点C ,D ,并且35AC AD =u u u vu u uv ,求直线l 的方程.26.已知 ()12(2,0),2,0F F -分别为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,椭圆离心率2e =,直线l 通过点2F ,且倾斜角是45°. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与椭圆C 交于A B 、两点,求1ABF ∆的面积.27.已知圆22:4O x y +=,点F ,以线段FP 为直径的圆内切于圆O ,记点P 的轨迹为C .(1)求曲线C 的方程;(2)若1122(,),(,)A x y B x y 为曲线C 上的两点,记11(,)2y m x =v,22(,)2y n x =v,且m n ⊥u r r,试问AOB ∆的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.28.已知椭圆()2222:10x y a b a b Γ+=>>过点P ⎛- ⎝⎭,离心率2e =; (1)求椭圆Γ的方程;(2)过椭圆Γ的左焦点1F 作两条互相垂直的直线,分别交椭圆Γ于,A B 和,C D ,证明11AB CD+为定值. 29.已知抛物线()220x py p =>的焦点为F ,准线为l ,过抛物线上一点()()00,30A x x >作准线l 的垂线,垂足为H ,若FH FA =;(1)求抛物线的方程;(2)延长AF 交抛物线于B ,求AOB ∆的面积(O 为坐标原点).30.如图12,F F 为椭圆C :22221x y a b+=(0)a b >>的左、右焦点,D ,E 是椭圆的两个顶点,椭圆的离心率e =,2DEF ∆的面积为1-若点00(,)M x y 在椭圆C 上,则点00(,)x y N a b称为点M 的一个“椭圆”,直线l 与椭圆交于A ,B 两点,A ,B 两点的“椭圆”分别为P ,Q.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)问是否存在过左焦点1F 的直线l ,使得以PQ 为直径的圆经过坐标原点?若存在,求出该直线的方程;若不存在,请说明理由.31.已知抛物线E :24y x =的焦点,过点()2,0P 作两条互相垂直的直线,m n ,直线m 交E 于不同的两点,A B ,直线n 交E 于不同的两点,C D ,记直线m 的斜率为k .(1)求k 的取值范围;(2)设线段,AB CD 的中点分别为点,M N ,证明:直线MN 过定点()2,0Q .32.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,焦距为2,离心率e 为12.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程; (Ⅱ)过点1,12P ⎛⎫⎪⎝⎭作圆221:2O x y +=的切线,切点分别为M N 、,直线MN 与x 轴交于点F ,过点F 的直线l 交椭圆C 于A B 、两点,点F 关于y 轴的对称点为G ,求ABG ∆的面积的最大值.33.已知F 为抛物线E :24x y =的焦点,过点()2,0P 作两条互相垂直的直线,m n ,直线m 交E 于不同的两点,A B ,直线n 交E 于不同的两点,C D ,记直线m 的斜率为k . (1)求k 的取值范围;(2)设线段,AB CD 的中点分别为点,M N ,求证:MFN ∠为钝角.34. 已知椭圆C :22221x y a b+=(a>b>0)经过点2,1),以原点为圆心、椭圆短半轴长为半径的圆经过椭圆的焦点.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设过点(-1,0)的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,试问在x 轴上是否存在一个定点M ,使得MA MB ⋅u u u r u u u r恒为定值?若存在,求出该定值及点M 的坐标;若不存在,请说明理由.35.在平面直角坐标系中,已知两点(2,0)M -,(2,0)N ,动点P 满足23PM =,线段PN 的中垂线交线段PM 于Q 点. (1)求Q 点的轨迹C 的方程;(2)过点(1,0)D 的直线l 与轨迹C 相交于,A B 两点,设点(3,2)E ,直线,AE BE 的斜率分别为12,k k ,问12k k +是否为定值?并证明你的结论.36.已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,12,l l 为过定点()2,0M -的两条直线. (1)若12,l l 与抛物线C 均无交点,且12l l ⊥,求直线1l 的斜率k 的取值范围; (2)若1l 与抛物线C 交于两个不同的点A B 、,以AB 为直径的圆Γ过点F ,求圆Γ的方程.37.如图,12,F F 分别是椭圆()2222:10x y M a b a b+=>>的左、右焦点,焦距为23,动弦AB 平行于x 轴,且124F A F B +=. (1)求椭圆M 的方程;(2)过12F F 、分别作直线12l l 、交椭圆于C D 、和E F 、,且12l l ∥,求四边形CDEF 面积的最大值.38.已知圆2221:(0)C x y r r +=>的一条直径是椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的长轴,过椭圆2C 上一点3(1,)2D 的动直线l 与圆1C 相交于点A B 、,弦AB 3(1)求圆1C 及椭圆2C 的方程;(2) 已知点P 是椭圆2C 上的任意一点,点M 是x 轴上的一定点,直线m 的方程为4x =,若点P 到定直线m 的距离与到定点M 的距离之比为2,求定点M 的坐标.39.已知点F 为抛物线C :24y x =的焦点,点P 是准线l 上的动点,直线PF 交抛物线C 于,A B 两点,若点P 的纵坐标为(0)m m ≠,点D 为准线l 与x 轴的交点.(1)求直线PF 的方程; (2)求DAB ∆的面积S 范围.40.已知点,M N 分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左右顶点,F 为其右焦点,MF 与FN 312.(1)求椭圆C 的方程;(2)设不过原点O 的直线l 与该轨迹交于,A B 两点,若直线,,OA AB OB 的斜率依次成等比数列,求OAB V 的面积的取值范围.41.(2016新课标全国卷Ⅲ文科)已知抛物线C :22y x =的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线12,l l 分别交C 于A B ,两点,交C 的准线于P Q ,两点. (1)若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明AR FQ P ;(2)若PQF △的面积是ABF V 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.42.已知抛物线2:2C x py =的焦点为F ,且过点A (2,2),椭圆2222:1(0)x y D a b a b+=>>的离心率为22e =,点B 为抛物线C 与椭圆D 的一个公共点,且3||2BF =.(Ⅰ)求椭圆D 的方程;(Ⅱ)过椭圆内一点P(0,t)的直线l 的斜率为k ,且与椭圆C 交于M ,N 两点,设直线OM ,ON(O 为坐标原点)的斜率分别为k 1,k 2,若对任意k ,存在实数λ,使得k 1+ k 2=λk ,求实数λ的取值范围.43.我市“金牛”公园欲在长、宽分别为34m 、30m 的矩形地块内开凿一“挞圆”形水池(如图),池边由两个半椭圆22221(0)x y x a b +=≤和22221y x b c+=(0x ≥)组成,其中0a b c >>>,“挞圆”内切于矩形且其左右顶点A ,B 和上顶点C 构成一个直角三角形ABC .(1)试求“挞圆”方程;(2)若在“挞圆”形水池内建一矩形网箱养殖观赏鱼,则该网箱水面面积最大为多少?44.如图,在平面直角坐标系xOy 中,A 是椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的右顶点,B是上顶点,C 是椭圆位于第三象限上的任一点,连接AC ,BC 分别交坐标轴于P ,F 两点.(1)若点F 为左焦点且直线CO 平分线段AB ,求椭圆的离心率; (2)求证:四边形ABFP 的面积是定值.45.已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>的离心率为12,右焦点F 是抛物线()2:20C y px p =>的焦点,抛物线C 过点(2,22-,过点F 的直线l 交椭圆于,A B两点.(1)求椭圆E 的方程;(2)记椭圆左、右顶点为,M N ,求MAN MBN S S -V V 的取值范围.46.已知椭圆()222210y x a b a b +=>>经过点()1,2,离心率为22,过原点O 作两条直线12,l l ,直线1l 交椭圆于,A C ,直线2l 交椭圆于,B D ,且222224AB BC CD DA +++=.(1)求椭圆的方程;(2)若直线12,l l 的斜率分别为12,k k ,求证:12k k ⋅为定值.47.已知椭圆2222:1x y C a b +=(0)a b >>,12,F F 为椭圆的左右焦点,过右焦点垂直于x 轴的直线交椭圆于,A B 两点,若13F AB S ∆=,且椭圆离心率12e =. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)已知1122(,),(,)P x y Q x y 1212(,)x x y y ≠≠为椭圆上两个不同点,R 为PQ 中点,P 关于原点和x 轴的对称点分别是,M N ,直线QM 在x 轴的截距为m ,直线QN 在y 轴的截距为n ,试证明:OR m n k ⋅⋅为定值.48.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的离心率e =,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4. (1)求椭圆的方程;(2)设直线l 过椭圆的左端点A ,与椭圆的另一个交点为B .,AB 的垂直平分线交y 轴于点0(0,)Q y ,且·=4,求0y 的值.49.已知椭圆()2222:10x y G a b a b +=>>6,右焦点为()22,0,斜率为1的直线l 与椭圆G 交于,A B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为()3,2P -. (1)求椭圆G 的方程;(2)M 为椭圆G 上任意一点,若(),M m n ,求4nm -的最大值和最小值. (3)求PAB △的面积.50.已知抛物线22(0)x py p =>的焦点为F ,直线4x =与x 轴的交点为P ,与抛物线的交点为Q ,且54QF PQ =.(1)求抛物线的方程;(2)如图所示,过F 的直线l 与抛物线相交于A ,D 两点,与圆22(1)1y x +-=相交于B ,C 两点(A ,B 两点相邻),过A ,D 两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点M ,求ABM ∆与CDM ∆面积之积的最小值.参考答案1.(1) 22142y x += (2)163【解析】试题分析:(1)将点坐标代入椭圆方程,并根据离心率化简可得222b c ==,24a =(2)先设直线点斜式方程,与椭圆方程联立方程组,根据韦达定理以及弦长公式可得AB ,CD ,根据解析式可得等量关系1134AB CD +=,再根据基本不等式求最小值 试题解析:(1)依题意,设椭圆方程为22221(0)y x a b a b+=>>,则由2e =,得a =,b c =将点(P 代入得222b c ==,24a =∴椭圆E 的方程为22142y x +=.(2)得椭圆E的上焦点(F ,当弦AB 垂直或平行x 轴时,426AB CD +=+= 当弦AB 不垂直或平行x 轴时, 设AB方程y kx =+CD方程1y x k=-+, 设()11,A x y ,()22,B x y,由22142y x y kx ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得()22220k x ++-=∴1222x x k -+=+,12222x x k -=+,①AB =()22412k k +==+同理,()224112k CD k +=+ 得()()222211221344141k k AB CD k k +++=+=++ ∴()11224AB CD AB CD ⎛⎫++≥+= ⎪ ⎪⎝⎭∴163AB CD +≥, 当且仅当1k =±时取等号,∴AB CD +最小值163. 点睛:解析几何中的最值是高考的热点,在圆锥曲线的综合问题中经常出现,求解此类问题的一般思路为在深刻认识运动变化的过程之中,抓住函数关系,将目标量表示为一个(或者多个)变量的函数,然后借助于函数最值的探求来使问题得以解决. 2.(1)10(2)12k =或112k =-. 【解析】试题分析:⑴联立直线与抛物线方程即可求出直线l 截抛物线C 所得的弦长(2) 设()11,M x y ,()22,N x y ,联立直线与抛物线方程,求得过点,M N 的切线方程分别为21112x y x x p p =-,22212x y x x p p =-,再次联立解得P 的坐标为1,2p pk ⎛⎫- ⎪⎝⎭,计算出12,k k 的数量关系,结合1232k k +=,求1k 的值 解析:(1)依题意,4p =,注意到直线l 过抛物线C 的焦点()0,2,联立2842x y x y⎧=⎨=-⎩,解得2640y y -+=;由抛物线定义可知,所求弦长为6410+=; (2)设()11,M x y ,()22,N x y ,易知0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 联立1222p y k x x py ⎧=+⎪⎨⎪=⎩,消去y 得22120x pk x p --=,∴1212x x pk +=,212x x p ⋅=-,由212y x p =得1y x p'=,过点,M N 的切线方程分别为21112x y x x p p =-,22212x y x x p p=-, 联立2112221212x y x x p p x y x x p p ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得点P 的坐标为1,2p pk ⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以2111220p pk pk k --==--,∴11132k k -+=,∴12k =或12-; 所以直线MN 的斜率为12k =或112k =-. 3.(1)见解析;(2)存在点()0,3Q a ,使得四边形APBQ 为菱形,此时0k =. 【解析】试题分析:(1)联立直线与抛物线的方程整理可得AD BE ⋅是定值1.(2)由题意可得当直线l 的斜率为0,且()0,3Q a 时APBQ 为菱形,此时()0,3Q a .试题解析:解:抛物线2:4C x y =的焦点()0,1F ,设()()1122,,,A x y B x y ,联立24x y =与y kx a =+有2440x kx a --=,则()2160k a ∆=+>,且124x x k +=,124x x a ⋅=-.(Ⅰ)若直线l 过焦点F ,则1a =,则124x x k +=,124x x ⋅=-. 由条件可知圆()2211x y +-=圆心为()0,1F ,半径为1,由抛物线的定义有121,1AF y BF y =+=+,则11AD AF y =-=,21BE BF y =-=,()()121211AD BE y y kx kx ⋅==++ ()222121214411k x x k x x k k =+++=-++=,(或()()222212111241441616x x x x AD BE y y -⋅==⋅===)即AD BE ⋅为定值,定值为1.(Ⅱ)当直线l 的斜率为0,且()0,3Q a 时APBQ 为菱形.理由如下: 由24x y =有214y x =,则12y x '=, 则抛物线C 在2111,4A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭处的切线为()21111142y x x x x -=-, 即2111124y x x x =-……① 同理抛物线C 在2221,4B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭处的切线为2221124y x x x =-……② 联立①②解得122x x x +=,代入①式解得124x xy a ==-,即()2,P k a -. 又1222x x k +=,所以21212222y y x x k a k a ++⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭, 即AB 的中点为()22,2R k k a +.则有PR x ⊥轴.若APBQ 为菱形,则PR AB ⊥,所以0k =, 此时()0,P a -,()0,R a ,则()0,3Q a .方法二:设()()1122,,,A x y B x y ,()00,Q y ,由24x y =有214y x =,则12y x '=, 若APBQ 为菱形,则//,//AQ BP BQ AP ,则1020211211,22AQ BQ y y y y k x k x x x --====, 即1012201211,22y y x x y y x x -=-=, 则12,0y y k =∴=,()(),A a B a ∴-, 则抛物线C在()A a -处的切线为y a x -=+,即y a =-……①同理抛物线C在()B a处的切线为y a =-……②联立①②()0,P a -.又AB 的中点为()0,R a ,所以()0,3Q a .方法三:设()()1122,,,A x y B x y ,()00,Q y ,由24x y =有214y x =,则12y x '=, 若APBQ 为菱形,则//,//AQ BP BQ AP , 则1020211211,22AQ BQ y y y y k x k x x x --====,即1012201211,22y y x x y y x x -=-=, 则12,0y y k =∴=,此时直线:AB y kx a a =+=,则()0121114322y x x y a a a =-+=-⋅-+= 所以()0,3Q a .点睛:1.圆锥曲线有关综合问题,常需分析图形的静与动,抓住变化的关键因素. 2.“目标先行”是一个永远的话题3.数、形两方面恰当地表示图形的位置关系和数量关系.几何关系如何用代数形式转化,是解圆锥曲线问题的关键.4.(1)曲线C 的方程是24y x =;(2)见解析。