2011年高考一轮数学复习 8-4直线与圆锥曲线的位置关系 理 同步练习(名师解析)
高考一轮数学复习 8-4直线与圆锥曲线的位置关系 理 同步练习(名师解析)
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第8章 第4节 知能训练·提升考点一:交点问题 1.直线kx -y +k +1=0与椭圆x 225+y 216=1公共点的个数为( )A .0B .1C .2D .随k 值而改变解析:由题意知,直线可化为y -1=k (x +1),故直线过定点(-1,1),而(-1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆必相交.答案:C2.直线y =2k 与曲线9k 2x 2+y 2=18k 2|x |(k ∈R ,且k ≠0)的公共点的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:由⎩⎪⎨⎪⎧9k 2x 2+y 2=18k 2|x |,y =2k ,得(|x |-1)2=59,∴|x |=1±53.∴x =1+53或1-53或-1-53或-1+53,因此直线与曲线公共点个数为4.故选D.答案:D3.有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分又不必要条件解析: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公共点,但直线与抛物线不相切,故有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的必要非充分条件.答案:C考点二:弦长问题 4.斜率为1的直线l 与椭圆x24+y 2=1相交于A 、B 两点,则|AB |的最大值为( )A .2 B.455C.4105D.8105解析:设直线l 的方程为y =x +t ,联立椭圆方程消y 得5x 2+8tx +4t 2-4=0.弦长|AB |=2·4·5-t 25≤4105.答案:C5.设直线l 过双曲线x 2-y 23=1的一个焦点,交双曲线于A ,B 两点,O 为坐标原点,若OA →·OB →=0,求|AB |的值.解:不妨设直线AB 过右焦点F (2,0),其斜率为k ,则直线AB 的方程为y =k (x -2). 代入双曲线方程,得3x 2-k 2(x -2)2=3, 即(3-k 2)x 2+4k 2x -4k 2-3=0.设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k 2k 2-3,x 1x 2=4k 2+3k 2-3,从而y 1y 2=k 2(x 1-2)(x 2-2) =k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=k 2·(4k 2+3k 2-3-8k 2k 2-3+4)=-9k 2k 2-3.∵OA →·OB →=0,∴OA ⊥OB , ∴y 1x 1·y 2x 2=-1即x 1x 2+y 1y 2=0 ∴4k 2+3k 2-3-9k 2k 2-3=0, 解得k 2=35.此时Δ=16k 2+4(3-k 2)(4k 2+3)>0,又当AB ⊥x 轴时,点A (2,3),B (2,-3)不满足条件. 故由焦点弦长公式,得|AB |=2ab 2(k 2+1)|a 2k 2-b 2|=2×1×3×(35+1)|35-3|=4.6.(2010·黄冈模拟)设椭圆ax 2+by 2=1与直线x +y -1=0相交于A 、B 两点,点C 是AB 的中点,若|AB |=22,OC 的斜率为22,求椭圆的方程.解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么A 、B 的坐标是方程组⎩⎪⎨⎪⎧ax 2+by 2=1,x +y -1=0的解.由ax 21+by 21=1,ax 22+by 22=1,两式相减,得 a (x 1+x 2)(x 1-x 2)+b (y 1+y 2)(y 1-y 2)=0,因为y 1-y 2x 1-x 2=-1,所以y 1+y 2x 1+x 2=a b ,即2y c 2x c =a b ,y c x c =a b =22,所以b =2a ① 再由方程组消去y 得(a +b )x 2-2bx +b -1=0, 由|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=2(x 1-x 2)2 =2[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2 2.得(x 1+x 2)2-4x 1x 2=4,即(2b a +b )2-4·b -1a +b=4②由①、②解得a =13,b =23,故所求的椭圆的方程为x 23+2y 23=1.考点三:直线与圆锥曲线综合问题7.(2010·石家庄质检一)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,它的一条准线方程为x =2.(1)求椭圆C 的方程;(2)若点A ,B 为椭圆上的两个动点,椭圆的中心到直线AB 的距离为63,求∠AOB 的大小.解:(1)由题意知c a =22,a 2c=2∴a =2,c =1,故a 2=2,b 2=1∴椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1)B (x 2,y 2),设直线AB 的方程为x =±63或y =kx +b当直线AB 的方程为x =63时,由⎩⎨⎧x =63;x22+y 2=1,可求A (63,63),B (63,-63) 从而OA →·OB →=O ,可得∠AOB =π2.同理可知当直线AB 的方程为x =-63时和椭圆交得两点A ,B . 可得∠AOB =π2当直线AB 的方程为y =kx +b由原点到直线的距离为63,得b 1+k 2=63即1+k 2=32b 2. 又由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b x 22+y 2=1消去y 得:(1+2k 2)x 2+4kbx +2b 2-2=0 ∴x 1+x 2=-4kb 1+2k 2,x 1x 2=2b 2-21+2k 2∴y 1y 2=(kx 1+b )(kx 2+b ),=k 2x 1x 2+kb (x 1+x 2)+b 2=b 2-2k 21+2k 2.∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=2b 2-21+2k 2+b 2-2k 21+2k 2=3b 2-2(1+k 2)1+2k 2将1+k 2=32b 2代入上式得OA →·OB →=0,所以∠AOB =90°8.如图,倾斜角为α的直线经过抛物线y 2=8x 的焦点F ,且与抛物线交于A 、B 两点.(1)求抛物线的焦点F 的坐标及准线l 的方程;(2)若α为锐角,作线段AB 的垂直平分线m 交x 轴于点P ,证明:|FP |-|FP |cos2α为定值,并求此定值.解:(1)设抛物线的标准方程为y 2=2px ,则2p =8,从而p =4.因此焦点F (p2,0)的坐标为(2,0),又准线方程的一般式为x =-p2.从而所求准线l 的方程为x =-2.(2)解法一:如图作AC ⊥l ,BD ⊥l ,垂足分别为C 、D ,则由抛物线的定义知|F A |=|AC |,|FB |=|BD |. 记A 、B 的横坐标分别为x A 、x B ,则|F A |=|AC |=x A +p 2=|F A |cos α+p 2+p 2=|F A |cos α+4,解得|F A |=41-cos α,类似地有|FB |=4-|FB |cos α,解得|FB |=41+cos α.记直线m 与AB 的交点为E ,则 |FE |=|F A |-|AE |=|F A |-|F A |+|FB |2=12(|F A |-|FB |) =12(41-cos α-41+cos α)=4cos αsin 2α. 所以|FP |=|FE |cos α=4sin 2α.故|FP |-|FP |cos2α=4sin 2α(1-cos2α)=4·2sin 2αsin 2α=8.解法二:设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),直线AB 的斜率为k =tan α,则直线方程为 y =k (x -2).将此式代入y 2=8x 得k 2x 2-4(k 2+2)x +4k 2=0,故x A +x B =4(k 2+2)k 2.记直线m 与AB 的交点为E (x E ,y E ),则x E =x A +x B 2=2(k 2+2)k 2,y E =k (x E -2)=4k, 故直线m 的方程为y -4k =-1k (x -2k 2+4k4). 令y =0,得点P 的横坐标x P =2k 2+2k2+4,故|FP |=x P -2=4(k 2+1)k 2=4sin 2α. 从而|FP |-|FP |cos2α=4sin 2α(1-cos2a )=4·2sin 2αsin 2α=8为定值.1.(2009·全国Ⅱ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 于A 、B 两点.若AF →=4FB →,则C 的离心率为( )A.65B.75C.85D.95解析:设双曲线C 的右准线为l ,过A 、B 两点分别作l 的垂线,垂足是A ′,B ′,从而得直角梯形AA ′B ′B (如图),∵AF →=4FB →,∴|AF →|=4|FB →|,记|FB →|=m >0,则|AF →|=4m ,由双曲线的第二定义有|AA ′|=4m e ,|BB ′|=me,∵直线AB 的斜率为3,∴∠A =π3,cos A =|AA ′|-|BB ′||AB |=3me 5m =35e ,∴35e =12,故e =65,选A 答案:A2.(2009·全国Ⅱ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为33,过右焦点F 的直线l与C 相交于A 、B 两点.当l 的斜率为1时,坐标原点O 到l 的距离为22.(1)求a ,b 的值;(2)C 上是否存在点P ,使得当l 绕F 转到某一位置时,有OP →=OA →+OB →成立?若存在,求出所有的P 的坐标与l 的方程;若不存在,说明理由.解析:(1)设F (c,0),当l 的斜率为1时,其方程为x -y -c =0,O 到l 的距离为|0-0-c |2=c 2,故c 2=22,c =1.由e =c a =33,得a =3,b =a 2-c 2= 2.(2)C 上存在点P ,使得当l 绕F 转到某一位置时,有OP →=OA →+OB →成立. 由(1)知C 的方程为2x 2+3y 2=6.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), ①当l 不垂直于x 轴时,设l 的方程为y =k (x -1).C 上的点P 使OP →=OA →+OB →成立的充要条件是P 点的坐标为(x 1+x 2,y 1+y 2),且2(x 1+x 2)2+3(y 1+y 2)2=6.整理得2x 21+3y 21+2x 22+3y 22+4x 1x 2+6y 1y 2=6,又A 、B 在椭圆C 上,即2x 21+3y 21=6,2x 22+3y 22=6, 故2x 1x 2+3y 1y 2+3=0. ①将y =k (x -1)代入2x 2+3y 2=6,并化简得(2+3k 2)x 2-6k 2x +3k 2-6=0,于是x 1+x 2=6k 22+3k 2,x 1x 2=3k 2-62+3k 2,y 1y 2=k 2(x 1-1)(x 2-1)=-4k 22+3k 2.代入①解得k 2=2,此时x 1+x 2=32.于是y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=-k 2,即P (32,-k2).因此,当k =-2时,P (32,22),l 的方程为2x +y -2=0;当k =2时,P (32,-22),l 的方程为2x -y -2=0.②当l 垂直于x 轴时,由OA →+OB →=(2,0)知,C 上不存在点P 使OP →=OA →+OB →成立.综上,C 上存在点P (32,±22)使OP →=OA →+OB →成立.此时l 的方程为2x ±y -2=0.3.(2009·湖北)在平面直角坐标系xOy 中,点P 到点F (3,0)的距离的4倍与它到直线x =2的距离的3倍之和记为d .当点P 运动时,d 恒等于点P 的横坐标与18之和.(1)求点P 的轨迹C ;(2)设过点F 的直线l 与轨迹C 相交于M ,N 两点,求线段MN 长度的最大值. 解析:(1)设点P 的坐标为(x ,y ),则d =4(x -3)2+y 2+3|x -2|. 由题设知,d =18+x ,即4(x -3)2+y 2+3|x -2|=18+x . ① 当x >2时,由①得(x -3)2+y 2=6-12x , ②化简得x 236+y227=1.当x ≤2时,由①得(x -3)2+y 2=3+x , ③ 化简得y 2=12x .故点P 的轨迹C 是由椭圆C 1:x 236+y 227=1在直线x =2的右侧部分与抛物线C 2:y 2=12x在直线x =2的左侧部分(包括它与直线x =2的交点)所组成的曲线,参见图1.(2)如图2所示,易知直线x =2与C 1,C 2的交点都是A (2,26),B (2,-26),直线AF ,BF 的斜率分别为k AF =-26,k BF =26,当点P 在C 1上时,由②知|PF |=6-12x . ④当点P 在C 2上时,由③知 |PF |=3+x . ⑤若直线l 的斜率k 存在,则直线l 的方程为y =k (x -3). (ⅰ)当k ≤k AF ,或k ≥k BF ,即k ≤-26,或k ≥26时,直线l 与轨迹C 的两个交点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)都在C 1上,此时由④知|MF |=6-12x 1,|NF |=6-12x 2,从而|MN |=|MF |+|NF |=(6-12x 1)+(6-12x 2)=12-12(x 1+x 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3)x 236+y 227=1得(3+4k 2)x 2-24k 2x +36k 2-108=0. 则x 1,x 2是这个方程的两根,所以x 1+x 2=24k 23+4k 2,|MN |=12-12(x 1+x 2)=12-12k 23+4k 2.因为当k ≤-26,或k ≥26时,k 2≥24,所以|MN |=12-12k 23+4k2=12-123k 2+4≤12-12324+4=10011.当且仅当k =±26时,等号成立.(ⅱ)当k AF <k <k BF ,即-26<k <26时,直线l 与轨迹C 的两个交点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)分别在C 1,C 2上,不妨设点M 在C 1上,点N 在C 2上,则由④⑤知,|MF |=6-12x 1,|NF |=3+x 2.设直线AF 与椭圆C 1的另一交点为E (x 0,y 0),则x 0<x 1,x 2<2.|MF |=6-12x 1<6-12x 0=|EF |,|NF |=3+x 2<3+2=|AF |,所以|MN |=|MF |+|NF |<|EF |+|AF |=|AE |.而点A ,E 都在C 1上,且k AE =-26,由(ⅰ)知|AE |=10011,所以|MN |<10011.若直线l 的斜率不存在,则x 1=x 2=3,此时|MN |=12-12(x 1+x 2)=9<10011.综上所述,线段MN 长度的最大值为10011.若直线2x -2y =0与双曲线x 2a 2-y 2b2=1的两个交点在x 轴上的射影恰好是该双曲线的两个焦点,则此双曲线的离心率等于( )A.233B. 3C. 2 D .2解析:由题意如图所示,当x =c 时,y B =(c 2a 2-1)·b 2=b 2a , 由图可知|BF 2||OF 2|=22,∴b 2ac =22,∴2b 4=a 2c 2, ∴2(c 2-a 2)2=a 2c 2⇔2c 4+2a 4-5a 2c 2=0,∴2e 4-5e 2+2=0,∴e 2=2或e 2=12(舍去),∴e = 2.答案:C。
创新设计2011届高考数学理一轮复习随堂演练89直线与圆锥曲线的位置关系
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51B 两点的坐标为(x i , y i )、(— x i ,— y i ),贝U S ^FAB = 2|OF ||2y i |= c|y i |< bc.答案:D2•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( )A . iB . i 或 3C . 0D . i 或 0y = kx + 2,2解析:由 2得k y — 8y +16= 0,若k = 0,则y = 2,若k 丸,贝U △= 0,即64 — 64k = 0解得y = 8x ,k = 1,因此直线y = k x + 2与抛物线y 2 = 8x 有且只有一个公共点,则 k = 0或k = 1.答案:Dx 2 y 2的3.已知椭圆C 的方程为—+ m 2= 1(m>0),如果直线y =石"x 与椭圆的一个交点椭圆的右焦点F ,则m 的值为( )B . 2 .2C . 8c = 16 — m 2,则点(16— m 2, 16— m 2)在椭圆 * + 活=1(m>0)上,答案:B4.斜率为1的直线1与椭圆手+y 2=1相交于A B两点,则|AB|的最大值为()、选择题 1. AB 为过椭圆 A . b 2 8.9a 2+b 2=1中心的弦, 直线与圆锥曲线的位置关系F (c,O )为它的焦点,则△ FAB 的最大面积为(B . abC . acD . bc解析: M 在x 轴上的射影恰好是解析:根据已知条件16— m 2 16 — m 216 + 2m 21可得m = 2 2.x 2+ 4y 2= 4,解析:设椭圆截直线于 A(x i , y i ), B(X 2, y 2)两点,由y = x +1,8 4(t 2— 1)则有 x i + X 2= — 5t , X 1X 2= 5 . 消去 y , 得 5x 2 + 8tx + 4(t 2— 1)= 0.••• |AB = J 1 + k 2|x i — X 2|=\/2( — |t)2— 4X 4(t 5 1)=A /5—2,当t = 0时, |AB |max = 4 ‘106 .直线y = kx — 2与抛物线y 2= 8x 交于A 、B 不同两点,且 AB 的中点横坐标为 2,则k 的 是 .y = kx — 2, 解析:设 A (X 1, y”、0X 2, y 2),由 2y = 8x ,△= [ — 4( k + 2)] 2— 4 Xk 2X 4> 0, 由题意得X 1+ X 2=昨=2忆答案:2nx 2 7•倾斜角为匚的直线交椭圆—+ y 2= 1于A 、B 两点,则线段 AB 的中点M 的轨迹方程是 4 4 x 2解析:设 M(x , y), A(x 1, y 1), B(x 2, y 2),则有 ~ + y 2= 1,① ¥+y 2= 1,②1①—②得 4(X 1 + X 2)(X 1— X 2) + (y 1 + y 2)(y 1 — y 2) = 0.③n y 1 — y 2又直线 AB 的斜率 k = tan 4= = 1, • y 1 — y 2 = X 1— X 2.④4 X 1 — X 2 X 1 + X 2 y 1 + y 2 由中点坐标公式得2=X ,2 =y ,即 X 1+ X 2= 2x , y 1 + y 2= 2y.⑤把④⑤代入到③中得x =— 4y , •直线方程为x + 4y =0,X 2 2 ,4 + '= 1 , /曰 2 血由得x 2= 5 . •X1一〒,4,5X 2. 5x + 4y = 0,答案:C 、填空题5.直线y = kx + 1与椭圆m 1恒有公共点,m 的取值范围是解析:•••方程X5 + m = i 表示椭圆,.• m>0且m z 5.v 直线y = kx + 1恒过(0,1)点,•••要使直线与椭圆总有公共点,应有: m > 1, • m 的取值范围是2 2消去 y 得 k x — 4( k + 2)x + 4 =k >— 1,k =— 1 或k = 2,即 k = 2.•••点M 的轨迹方程为x + 4y = 0( — \5<x<\5).5 5 ‘ 答案:x + 4y = 0(—誓。
高三数学一轮同步训练直线与圆锥曲线的位置关系1 Word版含答案
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. 直线与圆锥曲线的位置关系
.已知为椭圆的两个焦点,过的直线交椭圆于、两点若
,则.
.过抛物线的焦点作倾角为的直线,与抛物线分别交于、两点(在轴左侧),则.
.已知椭圆(>>)的右焦点为,右准线为,离心率过顶点(,)作,垂足为,则直线的斜率等于.
.双曲线(,)的左、右焦点分别是,过作倾斜角为的直线交双曲线右支于点,若垂直于轴,则双曲线的离心率为.
.已知椭圆的中心为坐标原点,短轴长为,一条准线方程为:=.
()求椭圆的标准方程;
()设为坐标原点,是椭圆的右焦点,点是直线上的动点,过点作的垂
线与以为直径的圆交于点,求证:线段的长为定值.
.过点(,)的椭圆的离心率为,椭圆与轴交于两点、,过点的直线与椭圆交于另一点,并与轴交于点,直线与直线交于点.
()当直线过椭圆右焦点时,求线段的长;
(Ⅱ)当点异于点时,求证:为定值.
.已知抛物线:上横坐标为的点到焦点的距离为.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)设直线与抛物线交于两点,,且(,且为常数).过弦的中点作平行于轴的直线交抛物线于点,连结、得到.
()求证:;
()求证:的面积为定值.
【回顾反思】
.直线与圆锥曲线的位置关系。
2011届湖南地区高考数学第一轮复习 圆锥曲线方程——直线与圆锥曲线的位置关系学案(2)
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圆锥曲线方程——直线与圆锥曲线的位置关系(2)一、学习目标:1.能利用弦长公式解决直线与圆锥曲线相交所得的弦长的有关问题,会运用圆锥曲线的第二定义求焦点弦长;2.体会“设而不求”、“方程思想”和“待定系数”等方法.二、自主学习:【课前检测】1.设直线21y x =-交曲线C 于1122(,),(,)A x y B x y 两点, (1)若12||x x -=||AB = .(2)12||y y -||AB = . 2.斜率为1的直线经过抛物线24y x =的焦点,与抛物线相交于,A B 两点,则||AB = .3.过双曲线2212y x -=的右焦点作直线l ,交双曲线于,A B 两点,若||4AB =,则这样的直线l 有( )()A 1条 ()B 2条 ()C 3条 ()D 4条4.已知椭圆2224x y +=,则以(1,1)为中点的弦的长度是( ) ()A ()B ()C ()D【考点梳理】1.弦长公式1212||||AB x x y y =-=-.2.焦点弦长:||PF e d =(点P 是圆锥曲线上的任意一点,F 是焦点,d 是P 到相应于焦点F 的准线的距离,e 是离心率)三、合作探究:例1.如图,过抛物线22(0)y px p =>上一定点000(,)(0)P x y y >,作两条直线分别交抛物线于1122(,),(,)A x y B x y ,(1)求该抛物线上纵坐标为2p的点到其焦点F 的距离;(2)当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求120y y y +的值,并证明直线AB 的斜率是非零常数.例2.椭圆的中心是原点O ,它的短轴长为22,相应于焦点)0)(0,(>c c F 的准线l 与x 轴相交于点A ,||2||FA OF =,过点A 的直线与椭圆相交于,P Q 两点.(I )求椭圆的方程及离心率;(II )若,0.=求直线PQ 的方程;(III )设)1(>=λλ,过点P 且平行于准线l 的直线与椭圆相交于另一点M ,证明FQ FM λ-=.例3.已知倾斜角为45︒的直线l 过点(1,2)A -和点B ,B在第一象限,||AB =.(1) 求点B 的坐标;(2)若直线l 与双曲线222:1x C y a -=(0)a >相交于E 、F 两点,且线段EF 的中点坐标为(4,1),求a 的值;(3)对于平面上任一点P ,当点Q 在线段AB 上运动时,称||PQ 的最小值为P 与线段AB 的距离. 已知点P 在x 轴上运动,写出点(,0)P t 到线段AB 的距离h 关于t 的函数关系式.四、课堂总结:知识:方法:思想:五、检测巩固:1.过双曲线22221x y a b -=的右焦点2F 作垂直于实轴的弦PQ ,1F 是左焦点,若0190PFQ ∠=,则双曲线的离心率是( )()A ()B 1 ()C 2 ()D 32.过抛物线2(0)y ax a =>的焦点F 作一直线交抛物线于,P Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是,p q ,则11p q +等于( ) ()A 2a ()B 12a ()C 4a ()D 4a3.直线y x m =+与椭圆2214x y +=交于A 、B 两点,则||AB 的最大值是( )()A 2 ()B 5 ()C 5 ()D 54.过抛物线24y x =的焦点,作倾斜角为α的直线交抛物线于A ,B 两点,且316=AB 则=α .5.若过椭圆2221(02)4x y b b +=<<右焦点2F 且倾斜角为34π的直线与椭圆相交所得的弦长等于247,则b = .6.设抛物线22(0)y px p =>,Rt AOB ∆ 内接于抛物线,O 为坐标原点,,AO BO AO ⊥所在的直线方程为2y x =,||AB =7.已知某椭圆的焦点是()()124,04,0F F -、,过点2F 并垂直于x 轴的直线与椭圆的一个交点为B ,且1210F B F B +=.椭圆上不同的两点()()1122,,A x y C x y 、满足条件:222F A F B F C、、成等差数列. (Ⅰ)求该椭圆的方程;(Ⅱ)求弦AC 中点的横坐标;(Ⅲ)设弦AC 垂直平分线的方程为y kx m =+,求m 的取值范围.六、学习反思:。
(全国通用版)高考数学一轮复习高考达标检测 圆锥曲线的综合问题——直线与圆锥曲线的位置关系(文)
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高考达标检测(三十八) 圆锥曲线的综合问题——直线与圆锥曲线的位置关系一、选择题1.已知过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,且点A 在第一象限,若|AF |=3,则直线l 的斜率为( )A .1 B. 2 C. 3D .2 2解析:选D 由题意可知焦点F (1,0),设A (x A ,y A ), 由|AF |=3=x A +1,得x A =2,又点A 在第一象限, 故A (2,22),故直线l 的斜率为2 2.2.若直线y =kx +2与抛物线y 2=x 有一个公共点,则实数k 的值为( ) A. 18 B .0 C. 18或0 D .8或0解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,y 2=x ,得ky 2-y +2=0,若k =0,直线与抛物线有一个交点,则y =2, 若k ≠0,则Δ=1-8k =0,∴k =18,综上可知k =0或 18.3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),过点P (3,6)的直线l 与C 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N (12,15),则双曲线C 的离心率为( )A .2 B.32 C.355D.52解析:选B 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由AB 的中点为N (12,15),得x 1+x 2=24,y 1+y 2=30,由⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2-y 21b2=1,x 22a 2-y 22b 2=1,两式相减得:x 1+x 2x 1-x 2a2=y 1+y 2y 1-y 2b2,则y 1-y 2x 1-x 2=b 2x 1+x 2a 2y 1+y 2=4b 25a2. 由直线AB 的斜率k =15-612-3=1,∴4b 25a 2=1,则b 2a 2=54, ∴双曲线的离心率e =c a=1+b 2a 2=32. 4.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA ―→·MB ―→=0,则k = ( )A.12B.22C. 2D .2解析:选D 如图所示,设F 为焦点,取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线l 的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA ―→·MB ―→=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,所以∠GAM =∠AMP =∠MAP , 又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF , 所以∠AFM =∠AGM =90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1k MF=2.5.已知F 是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,A ,B 分别为其左、右顶点.O 为坐标原点,D 为其上一点,DF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段DF 交于点E ,与y 轴交于点M ,直线BE 与y 轴交于点N ,若3|OM |=2|ON |,则双曲线的离心率为( )A .3B .4C .5D .6解析:选C 如图,设A (-a,0),B (a,0),M (0,2m ),N (0,-3m ). 则直线AM 的方程为y =2m a x +2m ,直线BN 的方程为y =3max -3m .∵直线AM ,BN 的交点D (c ,y 0), ∴2mc a +2m =3mc a -3m ,则ca=5,∴双曲线的离心率为5.6.斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( )A .2 B.455 C.4105D.8105解析:选C 设A ,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y =x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=4,y =x +t消去y ,得5x 2+8tx +4(t 2-1)=0.则x 1+x 2=-85t ,x 1x 2=4t 2-15.∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-85t 2-4×4t 2-15=425·5-t 2, 故当t =0时,|AB |max =4105.二、填空题7.焦点是F (0,52),并截直线y =2x -1所得弦的中点的横坐标是27的椭圆的标准方程为__________.解析:设所求的椭圆方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),直线被椭圆所截弦的端点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由题意,可得弦AB 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22,且x 1+x 22=27,y 1+y 22=-37.将A ,B 两点坐标代入椭圆方程中,得⎩⎪⎨⎪⎧y 21a 2+x 21b2=1,y 22a 2+x22b 2=1.两式相减并化简,得a 2b 2=-y 1-y 2x 1-x 2·y 1+y 2x 1+x 2=-2×-6747=3,所以a 2=3b 2.又c 2=a 2-b 2=50,所以a 2=75,b 2=25. 故所求椭圆的标准方程为y 275+x 225=1.答案:y 275+x 225=18.经过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,倾斜角为60°的直线与双曲线有且只有一个交点,则该双曲线的离心率为________.解析:∵经过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,倾斜角为60°的直线与双曲线有且只有一个交点,∴根据双曲线的几何性质知所给直线应与双曲线的一条渐近线y =bax 平行, ∴b a=tan 60°=3,即b =3a , ∴c =a 2+b 2=2a ,故e =c a=2. 答案:29.抛物线x 2=4y 与直线x -2y +2=0交于A ,B 两点,且A ,B 关于直线y =-2x +m 对称,则m 的值为________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,x -2y +2=0消去y ,得x 2-2x -4=0.则x 1+x 2=2,x 1+x 22=1.∴y 1+y 2=12(x 1+x 2)+2=3,y 1+y 22=32.∵A ,B 关于直线y =-2x +m 对称, ∴AB 的中点在直线y =-2x +m 上, 即32=-2×1+m ,解得m =72. 答案:72三、解答题10.椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为33,过右焦点F 2(c,0)垂直于x 轴的直线与椭圆交于P ,Q 两点且|PQ |=433,又过左焦点F 1(-c,0)作直线l 交椭圆于两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若椭圆C 上两点A ,B 关于直线l 对称,求△AOB 面积的最大值.解:(1)由题意可知|PQ |=2b 2a =433. ①又椭圆的离心率e =ca=1-b 2a 2=33,则b 2a 2=23, ② 由①②解得a 2=3,b 2=2, ∴椭圆的方程为x 23+y 22=1.(2)由(1)可知左焦点F 1(-1,0),依题意,直线l 不垂直x 轴,当直线l 的斜率k ≠0时,可设直线l 的方程为y =k (x +1)(k ≠0),则直线AB 的方程可设为y =-1kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-1k x +m ,x 23+y22=1,整理得(2k 2+3)x 2-6kmx +3k 2m 2-6k 2=0,Δ=(-6km )2-4×(2k 2+3)(3k 2m 2-6k 2)>0,则m 2k 2-2k 2-3<0, ③ x 1+x 2=6km 2k 2+3,x 1x 2=3k 2m 2-6k 22k 2+3. 设AB 的中点为C (x C ,y C ), 则x C =x 1+x 22=3km 2k 2+3,y C =2k 2m2k 2+3. ∵点C 在直线l 上,∴2k 2m 2k 2+3=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫3km 2k 2+3+1, 则m =-2k -3k, ④此时m 2-2-3k 2=4k 2+6k2+10>0与③矛盾,故k ≠0时不成立.当直线l 的斜率k =0时,A (x 0,y 0),B (x 0,-y 0)(x 0>0,y 0>0), ∴△AOB 的面积S =12·2y 0·x 0=x 0y 0.∵x 203+y 202=1≥2 x 203·y 202=63x 0y 0,∴x 0y 0≤62. 当且仅当x 203=y 202=12时取等号.∴△AOB 的面积的最大值为62. 11.已知抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点F ,E 上一点(3,m )到焦点的距离为4.(1)求抛物线E 的方程;(2)过F 作直线l ,交抛物线E 于A ,B 两点,若直线AB 中点的纵坐标为-1,求直线l 的方程.解:(1)抛物线E :y 2=2px (p >0)的准线方程为x =-p2,由抛物线的定义可知3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2 =4,解得p =2,∴抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)法一:由(1)得抛物线E 的方程为y 2=4x ,焦点F (1,0), 设A ,B 两点的坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,两式相减,整理得y 2-y 1x 2-x 1 =4y 2+y 1(x 1≠x 2). ∵线段AB 中点的纵坐标为-1, ∴直线l 的斜率k AB =4y 2+y 1=4-1×2=-2, ∴直线l 的方程为y -0=-2(x -1),即2x +y -2=0. 法二:由(1)得抛物线E 的方程为y 2=4x ,焦点F (1,0), 设直线l 的方程为x =my +1,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,x =my +1消去x ,得y 2-4my -4=0.设A ,B 两点的坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), ∵线段AB 中点的纵坐标为-1, ∴y 1+y 22 =4m2=-1,解得m =-12, ∴直线l 的方程为x =-12y +1,即2x +y -2=0.12.(2018·海口调研)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右顶点分别为A ,B ,其离心率e =12,点M 为椭圆上的一个动点,△MAB 面积的最大值是2 3.(1)求椭圆C 的方程;(2)若过椭圆C 右顶点B 的直线l 与椭圆的另一个交点为D ,线段BD 的垂直平分线与y 轴交于点P ,当PB ―→·PD ―→=0时,求点P 的坐标.解:(1)由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧e =c a =12,12×2ab =23,a 2=b 2+c 2,解得a =2,b =3,所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)由(1)知B (2,0),设直线BD 的方程为y =k (x -2),D (x 1,y 1), 把y =k (x -2)代入椭圆方程x 24+y 23=1,整理得(3+4k 2)x 2-16k 2x +16k 2-12=0,所以2+x 1=16k 23+4k 2⇒x 1=8k 2-63+4k 2,则D ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2-63+4k 2,-12k 3+4k 2, 所以BD 中点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 23+4k 2,-6k 3+4k 2,则直线BD 的垂直平分线方程为y --6k 3+4k 2=-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -8k 23+4k 2,得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2k 3+4k 2. 又PB ―→·PD ―→=0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-2k 3+4k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 2-63+4k 2,-14k 3+4k 2=0,化简得64k 4+28k 2-363+4k 22=0⇒64k 4+28k 2-36=0,解得k =±34. 故P ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,27或⎝⎛⎭⎪⎫0,-27.1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长为2,离心率为22,设过右焦点的直线l 与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,过A ,B 作直线x =2的垂线AP ,BQ ,垂足分别为P ,Q .记λ=|AP |+|BQ ||PQ |,若直线l 的斜率k ≥3,则λ的取值范围为__________.解析:∵椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长为2,离心率为22,∴⎩⎪⎨⎪⎧2b =2,c a =22,a 2=b 2+c 2,解得a =2,b =c =1,∴椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.∵过右焦点的直线l 与椭圆C 交于不同的两点A ,B , ∴设直线l 的方程为y =k (x -1),联立⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =k x -1得(2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),y 1>y 2, 则x 1+x 2=4k 22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1,∴λ=|AP |+|BQ ||PQ |=2-x 1+2-x 2y 1-y 2=4-x 1+x 2kx 1-1-k x 2-1=4-x 1+x 2kx 1+x 22-4x 1x 2=4-4k22k 2+1k⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 22k 2+12-4×2k 2-22k 2+1=2k 2+2k=2+2k2.∵k ≥3,∴当k =3时,λmax = 2+23=263,当k →+∞时,λmin →2,∴λ的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤2,263. 答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤2,263 2.已知动点M 到定点F (1,0)的距离比M 到定直线x =-2的距离小1. (1)求点M 的轨迹C 的方程;(2)过点F 任意作互相垂直的两条直线l 1,l 2,分别交曲线C 于点A ,B 和M ,N .设线段AB ,MN 的中点分别为P ,Q ,求证:直线PQ 恒过一个定点;(3)在(2)的条件下,求△FPQ 面积的最小值.解:(1)由题意可知,动点M 到定点F (1,0)的距离等于M 到定直线x =-1的距离, 根据抛物线的定义可知,点M 的轨迹C 是抛物线, 所以点M 的轨迹C 的方程为y 2=4x .(2)证明:设A ,B 两点坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2), 则点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22.由题意可设直线l 1的方程为y =k (x -1),k ≠0,由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k x -1得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.Δ=(2k 2+4)2-4k 4=16k 2+16>0.因为直线l 1与曲线C 交于A ,B 两点, 所以x 1+x 2=2+4k2,y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=4k.所以点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1+2k2,2k .由题知,直线l 2的斜率为-1k,同理可得点Q 的坐标为(1+2k 2,-2k ).当k ≠±1时,有1+2k2≠1+2k 2,此时直线PQ 的斜率k PQ =2k+2k1+2k2-1-2k2=k1-k2.所以直线PQ 的方程为y +2k =k1-k 2(x -1-2k 2),整理得yk 2+(x -3)k -y =0. 于是直线PQ 恒过定点E (3,0);当k =±1时,直线PQ 的方程为x =3,也过点E (3,0). 综上所述,直线PQ 恒过定点E (3,0). (3)由(2)得|EF |=2,所以△FPQ 面积S =12|EF |⎝ ⎛⎭⎪⎫2|k |+2|k |=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1|k |+|k |≥4,当且仅当k =±1时,“=”成立, 所以△FPQ 面积的最小值为4.。
高考数学一轮复习直线与圆锥曲线的位置关系课件理
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4.椭圆 ax2+by2=1 与直线 y=1-x 交于 A、B 两点,若
过原点与线段 AB 中点的直线的倾斜角为 30°,则ab的值为( )
3
3
A. 4 B. 3
3 C. 2 D. 3
解析:设 AB 的中点为 M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2, y2),
由点差法得yx11- -yx22=-abxy00=-1,
解析:方法 1:设以 Q 为中点的弦 AB 端点坐标为 A(x1, y1),B(x2,y2),则有 y12=8x1,y22=8x2,
两式相减,得(y1-y2)(y1+y2)=8(x1-x2). 又 x1+x2=8,y1+y2=2, 则 k=xy22--xy11=y1+8 y2=4,
∴所求直线 AB 的方程为 y-1=4(x-4), 即 4x-y-15=0. 方法 2:设弦 AB 所在的直线方程为 y=k(x-4)+1,
由yy= 2=k8xx-4+1, 消去 x 整理,得 ky2-8y-32k+8=0. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理得 y1+y2=8k. 又∵Q 是 AB 中点,∴y1+2 y2=1,
∴8k=2,∴k=4. ∴弦 AB 所在直线方程为 4x-y-15=0.
点评:有关弦中点轨迹、中点弦所在直线的方程,中点坐 标的问题,有时采用“平方差”法,可优化解题方法,简化运 算.
=2 5m+20.
(3)设线段 AB 中点坐标为(x,y),则 x=x1+2 x2=-2, y=y1+2 y2=2x1+2 x2=-4. ∴AB 中点坐标为(-2,-4).
题型三 圆锥曲线的中点弦问题 例 3 过点 Q(4,1)作抛物线 y2=8x 的弦 AB,恰被 Q 所平分, 求 AB 所在直线的方程.
【精品含答案】高考一轮复习8.4直线与圆锥曲线的位置关系基础训练题(理科)
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2009届高考一轮复习8.4 直线与圆锥曲线的位置关系基础训练题(理科)注意:本试卷分第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分。
满分100分,考试时间45分钟。
第I 卷(选择题部分 共36分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1. (易错警示题)直线01k y kx =++-与椭圆116y 25x 22=+公共点的个数为( ) (A )0 (B )1 (C )2 (D )随k 值而改变2. 设双曲线2222by a x -1=(0a >,0b >)的半焦距为c ,离心率为45,若直线kx y =与双曲线的一个交点的横坐标恰为c ,则k 等于( )(A )54± (B )53± (C )209± (D )259±3. 如图,过抛物线px 2y 2=(0p >)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A 、B ,交其准线于点C ,若|BF |2|BC |=,且3|AF |=,则此抛物线的方程为( )(A )x 9y 2=(B )x 6y 2=(C )x 3y 2=(D )x 3y 2=4. 抛物线)0a (ax y 2≠=的准线与x 轴交于点P ,直线l 经过点P ,且与抛物线有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )(A )]4,0[π(B )],43[]4,0[πππ(C )]43,4[ππ(D )]43,2(]2,4[ππππ5. (2007·四川高考)已知抛物线3x y 2+-=上存在关于直线0y x =+对称的相异两点A 、B ,则|AB |等于( )(A )3 (B )4 (C )23 (D )246. 椭圆1by ax 22=+与直线x 1y -=交于A 、B 两点,若过原点与线段AB 中点的直线的倾斜角为︒30,则ba的值为( ) (A )43(B )33(C )23 (D )3第II 卷(非选择题部分 共64分)二、填空题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。
高三数学一轮专题复习第八章第2讲两直线的位置关系理试题
![高三数学一轮专题复习第八章第2讲两直线的位置关系理试题](https://img.taocdn.com/s3/m/be4ec2c39fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d601.png)
卜人入州八九几市潮王学校第2讲两直线的位置关系〔A 组〕1点(1,-1)到直线x-y+1=0的间隔是()(A)12(B)32(C)2(D)22.过两直线2x-y-5=0和x+y+2=0的交点且与直线3x+y-1=0平行的直线方程为()A.3x+y+1=0B.3x+y-2=0C.3x+y=0D.3x+y-3=03.假设经过点(3,a )、(-2,0)的直线与经过点(3,-4)且斜率为的直线垂直,那么a 的值是()A. B. D.-104.设a ∈R ,那么“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2:x +(a +1)y +4=0平行〞的()5.直线l 过点P (3,4)且与点A (-2,2),B (4,-2)等间隔,那么直线l 的方程为() x +3y -18=0x -y -2=0x -2y +18=0或者x +2y +2=0x +3y -18=0或者2x -y -2=06.从点(2,3)射出的光线沿与向量a =(8,4)平行的直线射到y 轴上,那么反射光线所在的直线方程为 ()A.x +2y -4=0 x +y -1=0C.x +6y -16=0x +y -8=07.过点(1,2)与直线2x +y -10=0垂直的直线方程为____________.8.直线Ax +3y +C =0与直线2x -3y +4=0的交点在y 轴上,那么C 的值是________.9.假设直线3x+4y-3=0与直线6x+my+14=0平行,那么它们之间的间隔为.10.直线l 1:ax +3y -1=0与直线l 2:2x +(a -1)y +1=0垂直,那么实数a =________.11.两条直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足以下条件的a ,b 的值.(1)l 1⊥l 2,且l 1过点(-3,-1);(2)l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的间隔相等.12.直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求:(1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m:3x-2y-6=0关于直线l的对称直线m′的方程;(3)直线l关于点A(-1,-2)对称的直线l′的方程.第2讲两直线的位置关系〔B组〕1.“m=3”是“直线l1:2(m+1)x+(m-3)y+7-5m=0与直线l2:(m-3)x+2y-5=0垂直〞的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件2.a,b满足a+2b=1,那么直线ax+3y+b=0必过定点A.(−16,12)B.(12,16)C.(12,−16)D.(16,−12)3.设a、b、c分别是△ABC中∠A、∠B、∠C所对边的边长,那么直线x sin A+ay+c=0与bx-y sin B+sin C =0的位置关系是 ()4.假设点A(3,5)关于直线l:y=kx的对称点在x轴上,那么k是()(B)5.A,B两点分别在两条互相垂直的直线2x-y=0和x+ay=0上,且AB线段的中点为P10 (0,)a,那么线段AB的长为()A.11B.10 C.9D.86.一只虫子从点(0,0)出发,先爬行到直线l:x-y+1=0上的P点,再从P点出发爬行到点A(1,1),那么虫子爬行的最短路程是()A.√2B.27.过点P(3,0)作一直线l,使它被两直线l1:2x-y-2=0和l2:x+y+3=0所截的线段AB以P为中点,那么此直线l的方程为___________________.8.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m,n)重合,那么m+n=________.9.l1,l2是分别经过A(1,1),B(0,-1)两点的两条平行直线,当l1,l2间的间隔最大时,那么直线l1的方程是__________________________.10.假设直线m被两平行线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,那么m的倾斜角可以是①15°②30°③45°④60°⑤75°其中正确答案的序号是________.11在△ABC 中,A(0,1),AB 边上的高CD 所在直线的方程为x+2y-4=0,AC 边上的中线BE 所在直线的方程为2x+y-3=0.(1)求直线AB 的方程.(2)求直线BC 的方程.(3)求△BDE 的面积.12.直线l :x -2y +8=0和两点A (2,0),B (-2,-4).(1)在直线l 上求一点P ,使|PA |+|PB |最小;(2)在直线l 上求一点P ,使||PB |-|PA ||最大.第2讲两直线的位置关系〔C 组〕1.过点A(-2,m)和点B(m,4)的直线为l 1,直线2x+y-1=0为l 2,直线x+ny+1=0为l 3.假设l 1∥l 2,l 2⊥l 3,那么实数m+n 的值是()A.-10B.-2l 1:y =x sin α和直线l 2:y =2x +c ,那么直线l 1与l 2()会重合B.通过绕l 1上某一点旋转可以重合C.可能垂直D.可能与x 轴围成等腰直角三角形 3.曲线-=1与直线y =2x +m 有两个交点,那么m 的取值范围是()A .(-∞,-4)∪(4,+∞)B.(-4,4)C .(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-3,3)4.b >0,直线x-b 2y-1=0与直线(b 2+1)x+ay+2=0互相垂直,那么ab 的最小值等于() (A)1(B)2(C)2235.如图,A (4,0)、B (0,4),从点P (2,0)射出的光线经直线AB 反射后再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到P 点,那么光线所经过的路程是()6.一条光线从点()2,3--射出,经y 轴反射后与圆()()22321x y ++-=相切,那么反射光线所在直线的斜率为〔〕 〔A 〕53-或者35-〔B 〕32-或者23-〔C 〕54-或者45-〔D 〕43-或者34- 7.点P (2,1)到直线l :mx -y -3=0(m ∈R )的最大间隔是________.8.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,那么b 的取值范围是________.9.如图,直线l 1∥l 2,点A 是l 1,l 2之间的定点,点A 到l 1,l 2之间的间隔分别为3和2,点B 是l 2上的一动点,作AC ⊥AB ,且AC 与l 1交于点C ,那么△ABC 的面积的最小值为________.10在平面直角坐标系内,到点A (1,2),B (1,5),C (3,6),D (7,-1)的间隔之和最小的点的坐标是________.11.点P (2,-1).(1)求过P 点且与原点间隔为2的直线l 的方程;(2)求过P 点且与原点间隔最大的直线l 的方程,并求出最大间隔.(3)是否存在过P 点且与原点间隔为6的直线?假设存在,求出方程;假设不存在,请说明理由.12.如图,函数f (x )=x +的定义域为(0,+∞).设点P 是函数图象上任一点,过点P 分别作直线y =x 和y 轴的垂线,垂足分别为M ,N .(1)证明:|PM |·|PN |为定值;(2)O 为坐标原点,求四边形OMPN 面积的最小值.。
高三数学人教版A版数学(理)高考一轮复习试题:8.9.1直线与圆锥曲线的位置关系Word版含答案
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1.直线与圆锥曲线的位置关系(1)能解决直线与椭圆、抛物线的位置关系等问题. (2)理解数形结合的思想. (3)了解圆锥曲线的简单应用. 2.定值(定点)与最值问题理解基本几何量,如:斜率、距离、面积等概念,掌握与圆锥曲线有关的定值(定点)、最值问题.3.存在性问题能够合理转化,掌握与圆锥曲线有关的存在性问题.知识点一 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 ,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 相离.(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或重合.易误提醒 (1)直线与双曲线交于一点时,易误认为直线与双曲线相切,事实上不一定相切,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点.(2)直线与抛物线交于一点时,除直线与抛物线相切外易忽视直线与对称轴平行时也相交于一点.[自测练习]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( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:结合图形(图略)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:C2.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=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),又点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交. 答案:A知识点二 弦长问题设斜率为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 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+1k 2·|y 1-y 2| =1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2. 必备方法 遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.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 =py 0.[自测练习]3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F (2,0)为其右焦点,过F 且垂直于x 轴的直线与椭圆相交所得的弦长为2.则椭圆C 的方程为________.解析:则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,b2a =1,a 2=b 2+c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2,∴椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.答案:x 24+y 22=14.已知抛物线y =ax 2的焦点到准线的距离为2,则直线y =x +1截抛物线所得的弦长等于________.解析:由题设p =12a =2,∴a =14.抛物线方程为y =14x 2,焦点为F (0,1),准线为y =-1.直线过焦点F ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =14x 2,y =x +1,消去x ,整理得y 2-6y +1=0,∴y 1+y 2=6, ∴所得弦|AB |=|AF |+|BF |=y 1+1+y 2+1=8. 答案:8考点一 直线与圆锥曲线的位置关系|1.(2016·兰州检测)若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( ) A .至多一个 B .2 C .1D .0解析:∵直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,∴4m 2+n2>2,∴m 2+n 2<4.∴m 29+n 24<m 29+4-m 24=1-536m 2<1, ∴点(m ,n )在椭圆x 29+y 24=1的内部,∴过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点有2个,故选B.答案:B2.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( )A.⎝⎛⎭⎫-153,153 B.⎝⎛⎭⎫0,153 C.⎝⎛⎭⎫-153,0 D.⎝⎛⎭⎫-153,-1 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 2-y 2=6,得(1-k 2)x 2-4kx -10=0.设直线与双曲线右支交于不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,Δ=16k 2-4(1-k 2)×(-10)>0,x 1+x 2=4k 1-k 2>0,x 1x 2=-101-k2>0,解得-153<k <-1. 答案:D考点二 弦长问题|已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,O 为坐标原点,点P ⎝⎛⎭⎫-1,22在椭圆上,且PF 1→·F 1F 2→=0,⊙O 是以F 1F 2为直径的圆,直线l :y =kx +m 与⊙O 相切,并且与椭圆交于不同的两点A ,B .(1)求椭圆的标准方程;(2)当OA →·OB →=λ,且满足23≤λ≤34时,求弦长|AB |的取值范围.[解] (1)依题意,可知PF 1⊥F 1F 2,∴c =1,1a 2+12b 2=1,a 2=b 2+c 2,解得a 2=2,b 2=1,c 2=1.∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)直线l :y =kx +m 与⊙O :x 2+y 2=1相切,则|m |k 2+1=1,即m 2=k 2+1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =kx +m ,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0,∵直线l 与椭圆交于不同的两点A ,B . 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).∴Δ>0⇒k 2>0⇒k ≠0,x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-21+2k 2,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-2k 21+2k 2=1-k 21+2k 2,∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1+k 21+2k 2=λ∴23≤1+k 21+2k 2≤34,∴12≤k 2≤1, ∴|AB |=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=22(k 4+k 2)4(k 4+k 2)+1设u =k 4+k 2⎝⎛⎭⎫12≤k 2≤1, 则34≤u ≤2,|AB |=22u 4u +1=212-12(4u +1),u ∈⎣⎡⎦⎤34,2, ∵|AB |(u )在⎣⎡⎦⎤34,2上单调递增, ∴62≤|AB |≤43.解决弦长问题的注意点(1)利用弦长公式求弦长要注意斜率k 不存在的情形,若k 不存在时,可直接求交点坐标再求弦长.(2)涉及焦点弦长时要注意圆锥曲线定义的应用.已知抛物线y 2=8x 的焦点为F ,直线y =k (x -2)与此抛物线相交于P ,Q 两点,则1|FP |+1|FQ |=( )A.12 B .1 C .2D .4解析:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由题意可知,|PF |=x 1+2,|QF |=x 2+2,则1|FP |+1|FQ |=1x 1+2+1x 2+2=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4,联立直线与抛物线方程消去y 得,k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,可知x 1x 2=4,故1|FP |+1|FQ |=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=x 1+x 2+42(x 1+x 2)+8=12.故选A.答案:A考点三 中点弦问题|弦的中点问题是考查直线与圆锥曲线位置关系的命题热点.归纳起来常见的探究角度有: 1.由中点弦确定直线方程. 2.由中点弦确定曲线方程. 3.由中点弦解决对称问题. 探究一 由中点弦确定直线方程1.已知(4,2)是直线l 被椭圆x 236+y 29=1所截得的线段的中点,则l 的方程是________________.解析:设直线l 与椭圆相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).则x 2136+y 219=1,且x 2236+y 229=1, 两式相减得y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 24(y 1+y 2).又x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,所以y 1-y 2x 1-x 2=-12,故直线l 的方程为y -2=-12(x -4),即x +2y -8=0.答案:x +2y -8=0探究二 由中点弦确定曲线方程2.过点M (2,-2p )作抛物线x 2=2py (p >0)的两条切线,切点分别为A ,B ,若线段AB 的中点的纵坐标为6,则抛物线方程为________.解析:设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),依题意得,y ′=x p ,切线MA 的方程是y -y 1=x 1p (x -x 1),即y =x 1p x -x 212p .又点M (2,-2p )位于直线MA 上,于是有-2p =x 1p ×2-x 212p,即x 21-4x 1-4p 2=0;同理有x 22-4x 2-4p 2=0,因此x 1,x 2是方程x 2-4x -4p 2=0的两根,则x 1+x 2=4,x 1x 2=-4p 2.由线段AB 的中点的纵坐标是6得,y 1+y 2=12,即x 21+x 222p =(x 1+x 2)2-2x 1x 22p =12,16+8p 22p=12,解得p =1或p =2.答案:x 2=2y 或x 2=4y探究三 由中点弦解决对称问题3.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a ,b >0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4,若抛物线y=ax 2上的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于直线y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,则m 的值为( )A.32 B.52 C .2D .3解析:由双曲线的定义知2a =4,得a =2,所以抛物线的方程为y =2x 2.因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在抛物线y =2x 2上,所以y 1=2x 21,y 2=2x 22,两式相减得y 1-y 2=2(x 1-x 2)(x 1+x 2),不妨设x 1<x 2,又A ,B 关于直线y =x +m 对称,所以y 1-y 2x 1-x 2=-1,故x 1+x 2=-12,而x 1x 2=-12,解得x 1=-1,x 2=12,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点为M (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-14,y 0=y 1+y 22=2x 21+2x 222=54,因为中点M 在直线y =x +m 上,所以54=-14+m ,解得m =32,选A.答案:A对于中点弦问题,常用的解题方法是平方差法.其解题步骤为 ①设点:即设出弦的两端点坐标. ②代入:即代入圆锥曲线方程.③作差:即两式相减,再用平方差公式把上式展开. ④整理:即转化为斜率与中点坐标的关系式,然后求解.28.设而不求整体变换思想在圆锥曲线结合问题中的应用【典例】 (2016·台州模拟)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点与抛物线C :x 2=43y 的焦点重合,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率e =12,过椭圆右焦点F 2的直线l 与椭圆C交于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若OM →·ON →=-2,求直线l 的方程;(3)若AB 是椭圆C 经过原点O 的弦,MN ∥AB ,求证:|AB |2|MN |为定值.[思维点拨] (1)待定系数法求a ,b .(2)注意判断l 的斜率是否存在.(3)利用弦长公式表示出|AB |,|MN |后整体变形得结论.[解] (1)椭圆的顶点为(0,3),即b =3,e =c a =12,∴a =2,∴椭圆的标准方程为x 24+y 23=1.(2)由题可知,直线l 与椭圆必相交. ①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.②当斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0), 且M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k (x -1),得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0,x 1+x 2=8k 23+4k 2,x 1x 2=4k 2-123+4k 2,OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=4k 2-123+4k 2+k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2-8k 23+4k 2+1 =-5k 2-123+4k 2=-2,解得k =±2,故直线l 的方程为y =2(x -1)或y =-2(x -1). (3)证明:设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),A (x 3,y 3),B (x 4,y 4), 由(2)可得|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =(1+k 2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫8k 23+4k 22-4⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2=12(k 2+1)3+4k 2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =kx消去y 并整理得x 2=123+4k 2,|AB |=1+k 2|x 3-x 4|=43(1+k 2)3+4k 2,∴|AB |2|MN |=48(1+k 2)3+4k 212(k 2+1)3+4k 2=4,为定值. [方法点评]对题目涉及的变量巧妙的引进参数(如设动点坐标、动直线方程等),利用题目的条件和圆锥曲线方程组成二元二次方程组,再化为一元二次方程,从而利用根与系数的关系进行整体代换,达到“设而不求,减少计算”的效果,直接得定值.A 组 考点能力演练1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( )A .1B .2C .1或2D .0解析:因为直线y =b a x +3与双曲线的渐近线y =ba x 平行,所以它与双曲线只有1个交点.答案:A2.(2016·福州质检)抛物线C 的顶点为原点,焦点在x 轴上,直线x -y =0与抛物线C 交于A ,B 两点,若P (1,1)为线段AB 的中点,则抛物线C 的方程为( )A .y =2x 2B .y 2=2xC .x 2=2yD .y 2=-2x解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),抛物线方程为y 2=2px ,则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=2px 1,y 22=2px 2,两式相减可得2p =y 1-y 2x 1-x 2×(y 1+y 2)=k AB ×2=2,即可得p =1,∴抛物线C 的方程为y 2=2x ,故选B.答案:B3.已知双曲线 x 212-y 24=1的右焦点为F ,若过点F 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此直线斜率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-33,33 B .(-3,3)C.⎣⎡⎦⎤-33,33 D .[-3,3]±33x .解析:由题意知F (4,0),双曲线的两条渐近线方程为y =当过点F 的直线与渐近线平行时,满足与右支只有一个交点,画出图象,数形结合可知应选C.答案:C4.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA →·MB →=0,则k =( )A.12 B.22C. 2D .2解析:如图所示,设F 为焦点,取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA →·MB →=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,所以∠GAM =∠AMP =∠MAP ,又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF ,所以∠AFM =∠AGM =90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1k MF=2.答案:D5.已知椭圆x 24+y 2b 2=1(0<b <2),左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是( )A .1 B. 2 C.32D. 3解析:由椭圆的方程,可知长半轴长为a =2;由椭圆的定义,可知|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a =8,所以|AB |=8-(|AF 2|+|BF 2|)≥3.由椭圆的性质,可知过椭圆焦点的弦中,通径最短,即2b 2a =3,可求得b 2=3,即b = 3.答案:D6.抛物线y 2=-12x 的准线与双曲线x 29-y 23=1的两条渐近线所围成的三角形的面积等于________.解析:y 2=-12x 的准线方程为x =3, 双曲线x 29-y 23=1的渐近线为y =±33x .设抛物线的准线与双曲线的两条渐近线的交点分别为A ,B ,由⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =33x ,求得A (3,3),同理B (3,-3),所以|AB |=23, 而O 到直线AB 的距离d =3,故所求三角形的面积S =12|AB |×d =12×23×3=3 3.答案:3 37.过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点作圆x 2+y 2=a 2的两条切线,切点分别为A ,B .若∠AOB =120°(O 是坐标原点),则双曲线C 的离心率为________.解析:如图,由题知OA ⊥AF ,OB ⊥BF 且∠AOB =120°,∴∠AOF =60°.又OA =a ,OF =c ,∴a c =OA OF =cos 60°=12,∴ca =2. 答案:28.直线l 过椭圆x 22+y 2=1的左焦点F ,且与椭圆相交于P ,Q 两点,M 为PQ 的中点,O 为原点.若△FMO 是以OF 为底边的等腰三角形,则直线l 的方程为________.解析:法一:由椭圆方程得a =2,b =c =1, 则F (-1,0).在△FMO 中,|MF |=|MO |, 所以M 在线段OF 的中垂线上,即x M =-12,设直线l 的斜率为k ,则其方程为y =k (x +1),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 22+y 2=1,得x 2+2k 2(x +1)2-2=0,即(2k 2+1)x 2+4k 2x +2(k 2-1)=0,∴x P +x Q =-4k 22k 2+1,而M 为PQ 的中点, 故x M =12(x P +x Q )=-2k 22k 2+1=-12,∴k 2=12,解得k =±22.故直线l 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0.法二:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 0,y 0),由题意知k PQ =-k OM,由P 、Q 在椭圆上知⎩⎨⎧x 212+y 21=1,x222+y 22=1,两式相减整理得k PQ =y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 22(y 1+y 2)=-x 02y 0,而k OM =y 0x 0,故x 02y 0=y 0x 0,即x 20=2y 20,所以k PQ =±22, 直线PQ 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0.答案:x ±2y +1=09.(2016·洛阳模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点F (3,0),且椭圆C 经过点P ⎝⎛⎭⎫3,12. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点F 的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,交直线x =m (m >a )于M 点,若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,求实数m 的值.解:(1)由题意,⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 2=3,3a 2+14b 2=1,得a 2=4,b 2=1. ∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)设直线l :y =k (x -3),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (m ,y m ).将直线方程代入椭圆方程x 2+4y 2=4中,得(1+4k 2)x 2-83k 2x +12k 2-4=0,则x 1+x 2=83k 21+4k 2,x 1·x 2=12k 2-41+4k2.此时k P A =y 1-12x 1-3=k -12(x 1-3),k PB =y 2-12x 2-3=k -12(x 2-3). ∴k P A +k PB =⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 1-3)+⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 2-3) =2k -x 1+x 2-232[x 1x 2-3(x 1+x 2)+3]=2k -83k 21+4k2-232⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 2-41+4k 2-3·83k 21+4k 2+3=2k - 3.又M (m ,y m )在直线l 上,∴y m =k (m -3),则k PM =y m -12m -3=k -12(m -3). 若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,则2k PM =k P A +k PB ,则2k -1m -3=2k -3,解得m =433.10.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,-2)到该抛物线焦点的距离为2,动直线l 与C 交于两点A ,B (A ,B 异于点P ),与x 轴交于点M ,AB 的中点N ,且直线P A ,PB 的斜率之积为1.(1)求抛物线C 的方程; (2)求|AB ||MN |的最大值. 解:(1)因为点P (x 0,-2)在抛物线上, 所以2px 0=4⇒x 0=2p .由抛物线的定义知, 2p +p2=2⇒(p -2)2=0⇒p =2, 故抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)由(1)知,x 0=1,得P (1,-2).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),设直线P A ,PB 的斜率分别为k 1,k 2,设直线AB 的方程为x =my +t ,联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +t ,y 2=4x ,消去x 得y 2-4my -4t =0.Δ=16m 2+16t >0⇒m 2+t >0,① y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4t , 因为k 1=y 1+2x 1-1=y 1+2y 214-1=4y 1-2.同理k 2=4y 2-2.所以k 1k 2=4y 1-2·4y 2-2=1,即y 1y 2-2(y 1+y 2)-12=0, 即-4t -8m -12=0⇒t =-2m -3. 代入①得m 2-2m -3>0⇒m <-1或m >3. 因为|AB |=1+m 2|y 1-y 2|=1+m 2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2 =1+m 2·16m 2+16t =41+m 2·m 2-2m -3,又y M =0,y N =y 1+y 22=2m ,则|MN |=1+m 2|y M -y N |=21+m 2|m |. 所以|AB ||MN |=2m 2-2m -3|m |=21-2m -3m2 =2-3⎝⎛⎭⎫1m +132+43,故当m =-3时,|AB ||MN |取到最大值433.B 组 高考题型专练1.(2015·高考福建卷)已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.解:(1)由抛物线的定义得|AF |=2+p2.由已知|AF |=3,得2+p2=3,解得p =2,所以抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)法一:如图,因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22).由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2.又G (-1,0), 所以k GA =22-02-(-1)=223,k GB =-2-012-(-1)=-223,所以k GA +k GB =0,从而∠AGF =∠BGF ,这表明点F 到直线GA ,GB 的距离相等, 故以F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切. 法二:设以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆的半径为r . 因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22). 由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0, 解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2.又G (-1,0),故直线GA 的方程为22x -3y +22=0, 从而r =|22+22|8+9=4217.又直线GB 的方程为22x +3y +22=0,所以点F 到直线GB 的距离d =|22+22|8+9=4217=r .这表明以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.2.(2015·高考重庆卷)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程; (2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e .解:(1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2.设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=(2+2)2+(2-2)2=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1.故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.(2)法一:连接QF 1,如图,设点P (x 0,y 0)在椭圆上,且PF 1⊥PF 2,则x 20a 2+y 20b 2=1,x 20+y 20=c 2, 求得x 0=±a ca 2-2b 2,y 0=±b 2c.由|PF 1|=|PQ |>|PF 2|得x 0>0,从而|PF 1|2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a a 2-2b 2c +c 2+b 4c 2=2(a 2-b 2)+2a a 2-2b 2=(a +a 2-2b 2)2.由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a , |QF 1|+|QF 2|=2a .从而由|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|,有|QF 1|=4a -2|PF 1|. 又由PF 1⊥PF 2,|PF 1|=|PQ |, 知|QF 1|=2|PF 1|,因此(2+2)|PF1|=4a,即(2+2)(a+a2-2b2)=4a,于是(2+2)(1+2e2-1)=4,解得e=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝⎛⎭⎪⎫42+2-12=6- 3.法二:连接QF1,如图,由椭圆的定义,|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a.从而由|PF1|=|PQ|=|PF2|+|QF2|,有|QF1|=4a-2|PF1|.又由PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|,知|QF1|=2|PF1|,因此,4a-2|PF1|=2|PF1|,则|PF1|=2(2-2)a,从而|PF2|=2a-|PF1|=2a-2(2-2)a=2(2-1)a,由PF1⊥PF2,知|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2,因此e=ca=|PF1|2+|PF2|22a=(2-2)2+(2-1)2=9-62=6- 3.。
高考一轮复习数学试题(新人教B版)第八章8-8直线与圆锥曲线的位置关系
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1.已知直线l :kx +y +1=0,椭圆C :x 216+y 24=1,则直线l 与椭圆C 的位置关系是( ) A .相离B .相切C .相交D .无法确定2.(2023·长春模拟)直线l 过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点,且与C 交于A ,B 两点,若使|AB |=2的直线l 有且仅有1条,则p 等于( )A.14B.12C .1D .2 3.已知直线l 的方程为y =kx -1,双曲线C 的方程为x 2-y 2=1.若直线l 与双曲线C 的右支交于不同的两点,则实数k 的取值范围是( )A .(-2,2)B .[1,2)C .[-2,2]D .(1,2)4.(2022·哈尔滨模拟)已知A ,B 分别是椭圆C :x 24+y 2=1的右顶点和上顶点,P 为椭圆C 上一点,若△P AB 的面积是2-1,则P 点的个数为( )A .0B .2C .3D .45.(多选)已知直线l :x =ty +4与抛物线C :y 2=4x 交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,O 为坐标原点,直线OA ,OB 的斜率分别记为k 1,k 2,则( )A .y 1y 2为定值B .k 1k 2为定值C .y 1+y 2为定值D .k 1+k 2+t 为定值6.(多选)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1,F 2,其中|F 1F 2|=2c .直线l :y =k (x +c )(k ∈R )与椭圆交于A ,B 两点,则下列说法中正确的是( )A .△ABF 2的周长为4aB .若AB 的中点为M ,则k OM ·k =b 2a 2C .若AF 1—→·AF 2—→=3c 2,则椭圆的离心率的取值范围是⎣⎡⎦⎤55,12D .若|AB |的最小值为3c ,则椭圆的离心率e =13 7.椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1,F 2,斜率为12的直线l 过左焦点F 1且交C 于A ,B 两点,且△ABF 2内切圆的周长是2π,若椭圆的离心率为12,则|AB |=________. 8.(2023·保定模拟)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过F 作斜率为5的直线l 与C 交于M ,N 两点,若线段MN 中点的纵坐标为10,则F 到C 的准线的距离为________.9.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为12,长轴长为4. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知直线l 过定点E ⎝⎛⎭⎫14,0,若椭圆C 上存在两点A ,B 关于直线l 对称,求直线l 的斜率k 的取值范围.10.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两个焦点分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),点P (5,23)在双曲线C 上.(1)求双曲线C 的方程;(2)记O 为坐标原点,过点Q (0,2)的直线l 与双曲线C 交于不同的两点A ,B ,若△OAB 的面积为22,求直线l 的方程.11.(2022·六安模拟)已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),则在椭圆上一点A (x 0,y 0)处的切线方程为x 0x a 2+y 0y b 2=1,试运用该性质解决以下问题:椭圆C 1:x 22+y 2=1,O 为坐标原点,点B 为C 1在第一象限中的任意一点,过B 作C 1的切线l ,l 分别与x 轴和y 轴的正半轴交于C ,D 两点,则△OCD 面积的最小值为( )A .1 B. 3 C. 2 D .212.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,过点F 的直线与C 交于A ,B 两点(点A在x 轴上方),过A ,B 分别作l 的垂线,垂足分别为M ,N ,连接MF ,NF .若|MF |=3|NF |,则直线AB 的斜率为________.13.(2022·济南模拟)已知抛物线C :y 2=4x ,圆F :(x -1)2+y 2=1,直线l :y =k (x -1)(k ≠0)自上而下顺次与上述两曲线交于M 1,M 2,M 3,M 4四点,则下列各式结果为定值的是( )A .|M 1M 2|·|M 3M 4|B .|FM 1|·|FM 4|C .|M 1M 3|·|M 2M 4|D .|FM 1|·|M 1M 2|14.(2022·新高考全国Ⅰ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),C 的上顶点为A ,两个焦点为F 1,F 2,离心率为12.过F 1且垂直于AF 2的直线与C 交于D ,E 两点,|DE |=6,则△ADE 的周长是________.。
2022年高考一轮数学复习 8-4直线与圆锥曲线的位置关系 理 同步练习(名师解析)
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第8章第4节知能训练·提升考点一:交点问题1.直线-++1=0与椭圆错误!+错误!=1公共点的个数为A.0B.1C.2 D.随值而改变解析:由题意知,直线可化为-1=+1,故直线过定点-1,1,而-1,1在椭圆内部,故直线与椭圆必相交.答案:C2.直线=2与曲线922+2=182||∈R,且≠0的公共点的个数为A.1 B.2C.3 D.4解析:由错误!得||-12=错误!,∴||=1±错误!∴=1+错误!或1-错误!或-1-错误!或-1+错误!,答案:D3.有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分又不必要条件解析: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公共点,但直线与抛物线不相切,故有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的必要非充分条件.答案:C考点二:弦长问题4.斜率为1的直线与椭圆错误!+2=1相交于A、B两点,则|AB|的最大值为A.2解析:设直线的方程为=+t,联立椭圆方程消得52+8t+4t2-4=0弦长|AB|=错误!·错误!≤错误!答案:C5.设直线过双曲线2-错误!=1的一个焦点,交双曲线于A,B两点,O为坐标原点,若错误!交轴于点与AB的交点为E,则|FE|=|F A|-|AE|=|F A|-错误!=错误!|F A|-|FB|=错误!错误!-错误!=错误!所以|F与AB的交点为E E,E,则E=错误!=错误!,E=E-2=错误!,故直线m的方程为-错误!=-错误!-错误!.令=0,得点>0,则|错误!,由双曲线的第二定义有|AA′|=错误!,|BB′|=错误!,∵直线AB的斜率为错误!,∴∠A=错误!,co A=错误!=错误!=错误!,∴错误!=错误!,故e=错误!,选A答案:A2.2022·全国Ⅱ已知椭圆C:错误!+错误!=1a>b>0的离心率为错误!,过右焦点F 的直线与C相交于A、B两点.当的斜率为1时,坐标原点O到的距离为错误!1求a,b的值;2C上是否存在点,N两点,求线段MN长度的最大值.解析:1设点1,1,N2,2都在C1上,此时由④知|MF|=6-错误!1,|NF|=6-错误!2,从而|MN|=|MF|+|NF|=6-错误!1+6-错误!2=12-错误!1+2.由错误!得3+422-242+362-108=0则1,2是这个方程的两根,所以+2=错误!,|MN|=12-错误!1+2=12-错误!1因为当≤-2错误!,或≥2错误!时,2≥24,所以|MN|=12-错误!=12-错误!≤12-错误!=错误!当且仅当=±2错误!时,等号成立.ⅱ当AF<<BF,即-2错误!<<2错误!时,直线与轨迹C的两个交点M1,1,N2,2分别在C1,C2上,不妨设点M在C1上,点N在C2上,则由④⑤知,|MF|=6-错误!1,|NF|=3+2设直线AF与椭圆C1的另一交点为E0,0,则0<1,2<2|MF|=6-错误!1<6-错误!0=|EF|,|NF|=3+2<3+2=|AF|,所以|MN|=|MF|+|NF|<|EF|+|AF|=|AE|而点A,E都在C1上,且AE=-2错误!,由ⅰ知|AE|=错误!,所以|MN|<错误!若直线的斜率不存在,则1=2=3,此时|MN|=12-错误!1+2=9<错误!综上所述,线段MN长度的最大值为错误!若直线错误!-2=0与双曲线错误!-错误!=1的两个交点在轴上的射影恰好是该双曲线的两个焦点,则此双曲线的离心率等于D.2解析:由题意如图所示,当=c时,=错误!=错误!,B由图可知错误!=错误!,∴错误!=错误!,∴2b4=a2c2,∴2c2-a22=a2c2⇔2c4+2a4-5a2c2=0,∴2e4-5e2+2=0,∴e2=2或e2=错误!舍去,∴e=错误!答案:C。
高考理科数学一轮复习练习:第八篇 第7节 第一课时 直线与圆锥曲线的位置关系
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第7节圆锥曲线的综合问题第一课时直线与圆锥曲线的位置关系【选题明细表】基础巩固(时间:30分钟)1.已知抛物线y2=2x,过点(-1,2)作直线l,使l与抛物线有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线l共有( D )(A)0条(B)1条(C)2条(D)3条解析:因为点(-1,2)在抛物线y2=2x的左侧,所以该抛物线一定有两条过点(-1,2)的切线,过点(-1,2)与x轴平行的直线也与抛物线只有一个交点,所以过点(-1,2)有3条直线与抛物线有且只有一个交点.故选D.2.已知椭圆+=1以及椭圆内一点P(4,2),则以P为中点的弦所在直线的斜率为( B )(A)(B)- (C)2 (D)-2解析:设弦的端点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=8,y1+y2=4,两式相减,得+=0,所以=-,所以k==-.故选B.3.过点P(1,1)作直线与双曲线x2-=1交于A,B两点,使点P为AB中点,则这样的直线( D )(A)存在一条,且方程为2x-y-1=0(B)存在无数条(C)存在两条,方程为2x±(y+1)=0(D)不存在解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),x1+x2=2,y1+y2=2,- =1,- =1,两式相减得(x1-x2)(x1+x2)- (y1-y2)(y1+y2)=0,所以x1-x2= (y1-y2),即k AB=2,故所求直线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.联立可得2x2-4x+3=0,但Δ=(-4)2-4×2×3<0,此方程没有实数解,故这样的直线不存在.故选D.4.已知点A(2,0),抛物线C:x2=4y的焦点为F,射线FA与抛物线C相交于点M,与其准线相交于点N,则|FM|∶|MN|等于( C )(A)2∶ (B)1∶2 (C)1∶ (D)1∶3解析:FA:y=-x+1,与x2=4y联立,得x M=-1,FA:y=-x+1,与y=-1联立,得N(4,-1),由三角形相似知==.故选C.5.(2017·柳州市、钦州市一模)过双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点F作直线l与双曲线交于A,B两点,使得|AB|=4b,若这样的直线有且仅有两条,则离心率e的取值范围是( D )(A)(1,) (B)(,+∞)(C)(,) (D)(1,)∪(,+∞)解析:过左焦点的直线如果与双曲线的两支相交,得最短弦为2a;如果与双曲线的一支相交得最短弦长为,此时弦垂直于x轴,因为满足|AB|=4b的弦有且仅有两条,所以得如图两种情况.或①或②由①得所以所以解得结合e>1得,1<e<,由②同理解得e>,综合可得,有2条直线符合条件时,e>或1<e<.故选D.6.已知椭圆C:+=1(a>b>0),F(,0)为其右焦点,过F且垂直于x 轴的直线与椭圆相交所得的弦长为 2.则椭圆C的方程为.解析:把x=c代入椭圆方程解得y=±,所以弦长=2,则解得所以椭圆C的方程为+=1.答案:+=17.过点M(2,-2p)作抛物线x2=2py(p>0)的两条切线,切点分别为A,B,若线段AB的中点的纵坐标为6,则p的值是.解析:抛物线x2=2py是关于x的二次函数y=x2,其导函数为y′=,设点A(x1,y1),B(x2,y2),则切线MA的方程是y-y1=(x-x1),即y=x-.又点M(2,-2p)位于直线MA上,于是有-2p=×2-,即-4x1-4p2=0;同理有-4x2-4p2=0,因此x1,x2是方程x2-4x-4p2=0的两根,则x1+x2=4,x1x2=-4p2.由线段AB的中点的纵坐标是6得,y1+y2=12,即==12,=12,解得p=1或p=2.答案:1或28.(2017·邯郸市二模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,以抛物线C上的点M(x0,2)(x0>)为圆心的圆与线段MF相交于点A,且被直线x=截得的弦长为||,若=2,则||= .解析:由题意,|MF|=x0+.因为圆M与线段MF相交于点A,且被直线x=截得的弦长为||,所以|MA|=2(x0-).因为=2,所以|MF|=|MA|,所以x0=p,所以2p2=8,所以p=2,所以||=1.答案:1能力提升(时间:15分钟)9. F为椭圆+y2=1的右焦点,第一象限内的点M在椭圆上,若MF⊥x 轴,直线MN与圆x2+y2=1相切于第四象限内的点N,则|NF|等于( A )(A)(B) (C)(D)解析:因为MF⊥x轴,F为椭圆+y2=1的右焦点,所以F(2,0),M(2,),设l MN:y-=k(x-2),N(x,y),则O到l MN的距离d==1,解得k=(负值舍去).又因为⇒即N(,-),所以|NF|==.故选A.10.(2017·泉州市模拟)椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过椭圆的右焦点F2作一条直线l交椭圆于P,Q两点,则△F1PQ内切圆面积的最大值是.解析:因为三角形内切圆的半径与三角形周长的乘积是面积的2倍,且△F1PQ的周长是定值8,所以只需求出△F1PQ面积的最大值.设直线l方程为x=my+1,与椭圆方程联立得(3m2+4)y2+6my-9=0.设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2=-,y1y2=-,于是=|F1F2|·|y1-y2|==12.设m2+1=t∈[1,+∞),则==,在t∈[1,+∞)内,9t+是单调递增的,所以t=1取得最大的=12·=3.所以内切圆半径r=≤,因此其面积最大值是π.答案:π11.(2017·武汉市模拟)已知直线MN过椭圆+y2=1的左焦点F,与椭圆交于M,N两点.直线PQ过原点O与MN平行,且PQ与椭圆交于P,Q两点,则= .解析:不妨取直线MN⊥x轴,椭圆+y2=1的左焦点F(-1,0),令x=-1,得y2=,所以y=±,所以|MN|=,此时|PQ|=2b=2,则==2.答案:212.(2017·鞍山市一模)设A,B分别为椭圆+=1(a>b>0)和双曲线-=1的公共顶点,P,M分别为双曲线和椭圆上异于A,B的两动点,且满足+=λ(+),其中λ∈R,|λ|>1,设直线AP,BP,AM,BM的斜率分别为k1,k2,k3,k4且k1+k2=5,则k3+k4= .解析:如图所示,因为满足+=λ(+),其中λ∈R,|λ|>1,所以-2=λ·(-2),所以O,M,P三点共线.设P(x1,y1),M(x2,y2),==k≠0.则-=1,+=1,所以=,=-,因为k1+k2=5,所以5=+===·.所以k3+k4=+==-·=-5.答案:-513.(2017·张家口市模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F和椭圆E:+=1的右焦点重合,直线l过点F交抛物线于A,B两点.(1)若直线l的倾斜角为135°,求|AB|的长;(2)若直线l交y轴于点M,且=m,=n,试求m+n的值.解:(1)据已知得椭圆E的右焦点为F(1,0),所以=1,故抛物线C的方程为y2=4x.因为直线l的倾斜角为135°,所以y=-x+1,由得到(-x+1)2=4x,即x2-6x+1=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以x1+x2=6,所以|AB|=p+x1+x2=8.(2)根据题意知斜率必存在,于是设方程为y=k(x-1),点M坐标为M(0,-k),因为A(x1,y1),B(x2,y2)为l与抛物线C的交点,得到k2x2-2(k2+2)x+k2=0,因为Δ=16(k2+1)>0,所以x1+x2=2+,x1x2=1.因为=m, =n,所以(x1,y1+k)=m(1-x1,-y1),(x2,y2+k)=n(1-x2,-y2),所以m=,n=,所以m+n=+===-1.14.(2017·贵阳市二模)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为, F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,椭圆C的焦点F1到双曲线-y2=1渐近线的距离为.(1)求椭圆C的方程;(2)直线AB:y=kx+m(k<0)与椭圆C交于不同的A,B两点,以线段AB为直径的圆经过点F2,且原点O到直线AB的距离为,求直线AB的方程.解:(1)因为双曲线-y2=1的一条渐近线方程为x-y=0,椭圆C的左焦点F1(-c,0),因为椭圆C的焦点F1到双曲线-y2=1渐近线的距离为.所以d==得c=1,又离心率e==,则a=,b=1,则椭圆C的方程为+y2=1.(2)设A,B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2), 由原点O到直线AB的距离为,得=,即m2=(1+k2), ①将y=kx+m(k<0)代入+y2=1,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,则Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(2k2-m2+1)=8(2k2--k2+1)=8(k2+)>0,x1+x2=-,x1x2=,因为以线段AB为直径的圆经过点F2,所以·=0,即(x1-1)(x2-1)+y1y2=0,即(x1-1)(x2-1)+(kx1+m)(kx2+m)=0,即(1+k2)x1x2+(km-1)(x1+x2)+m2+1=0,所以(1+k2)+(km-1)(-)+m2+1=0,化简得3m2+4km-1=0, ②由①②得11m4-10m2-1=0,得m2=1,因为k<0,所以所以AB的方程为y=-x+1.15.(2017·益阳市调研)设椭圆C:+=1(a>b>0)经过点(,),且其左焦点坐标为(-1,0).(1)求椭圆的方程;(2)过椭圆的右焦点作两条相互垂直的直线l,m,其中l交椭圆于M,N,m交椭圆于P,Q,求|MN|+|PQ|的最小值.解:(1)因为2a=+=4,又c=1,所以b==,所以椭圆的方程为+=1.(2)①当直线l1,l2中有一条直线的斜率不存在时,|MN|+|PQ|=+2a=3+4=7,②当直线l1的斜率存在且不为0时,设直线l1的方程y=k(x-1),设M(x1,y1),N(x2,y2),由得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,所以x1+x2=,x1x2=,|MN|==·=,直线l2的方程为y=-(x-1),同理(只是把k代换成-)得|PQ|=,所以|MN|+|PQ|=,设t=k2+1,则t>1,所以|MN|+|PQ|===,因为t>1,所以=时,|MN|+|PQ|有最小值==<7. 综上,|MN|+|PQ|的最小值是.。
2011年高考试题分类汇编:直线与圆锥曲线的位置关系
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2011年⾼考试题分类汇编:直线与圆锥曲线的位置关系直线与圆锥曲线的位置关系●选择题1、(2011年全国卷理科第10题)已知抛物线C :24y x =的焦点为F ,直线24y x =-与C 交于A ,B 两点.则cos AFB ∠= (A) 45 (B)35 (C)35- (D)45-2、(2011年四川卷理科第10题⽂科第11题)在抛物线2+5(0)y x ax a =-≠上取横坐标为14x =-,22x =的两点,过这两点引⼀条割线,有平⾏于该割线的⼀条直线同时与抛物线和圆225536x y +=相切,则抛物线顶点的坐标为(A )(2,9)-- (B )(0,5)- (C )(2,9)- (D )(1,6)- ●解答题1、(2011年全国卷理科第21题⽂科第21题)已知O 为坐标原点,F 为椭圆22:12y C x +=在y 轴正半轴上的焦点,过F 且斜率为2-l 与C 交与A 、B 两点,点P 满⾜0.OA OB OP ++= (Ⅰ)证明:点P 在C 上;(Ⅱ)设点P 关于点O 的对称点为Q ,证明:A 、P 、B 、Q 四点在同⼀圆上. 2、(2011年天津卷理科第18题)在平⾯直⾓坐标系xOy 中,点(,)P a b (0)a b >>为动点,12,F F 分别为椭圆22221x y a b+=的左右焦点.已知△12F PF 为等腰三⾓形.(Ⅰ)求椭圆的离⼼率e ;(Ⅱ)设直线2PF 与椭圆相交于,A B 两点,M 是直线2PF 上的点,满⾜2AM BM ?=-,求点M 的轨迹⽅程. 3、(2011年⼭东卷理科第22题)已知动直线l 与椭圆C :22132x y +=交于()()1122,,,P x y Q x y 两不同点,且OPQ ?的⾯积OPQ S ?=O 为坐标原点.(Ⅰ)证明:2212x x +和2212y y +均为定值;(Ⅱ)设线段PQ 的中点为M ,求OM PQ ?的最⼤值;,使得ODE ODG OEG S S S ===断DEG ?的形状;若不存在,请说明理由.4、(2011年⼭东卷⽂科第22题)在平⾯直⾓坐标系xOy 中,已知椭圆22:13x C y +=.如图所⽰,斜率为(0)k k >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3x =-于点(3,)D m -.(Ⅰ)求22m k +的最⼩值;(Ⅱ)若2OG OD =?OE ,(i )求证:直线l 过定点;(ii )试问点B ,G 能否关于x 轴对称?若能,求出此时ABG 的外接圆⽅程;若不能,请说明理由.5、(2011年江苏卷第18题)在平⾯直⾓坐标系xOy 中,M 、N 分别是椭圆12422=+y x 的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P 、A 两点,其中P 在第⼀象限,过P 作x 轴的垂线,垂⾜为C ,连接AC ,并延长交椭圆于点B ,设直线PA 的斜率为k(1)当直线PA 平分线段MN 时,求k 的值;(2)当k=2时,求点P 到直线AB 的距离d ;(3)对任意k>0,求证:PA ⊥PB6、(2011年浙江卷理科第21题)已知抛物线1C :3x =y ,圆2C :22(4)1x y +-=的圆⼼为点M(Ⅰ)求点M 到抛物线1c 的准线的距离;(Ⅱ)已知点P 是抛物线1c 上⼀点(异于原点),过点P 作圆2c 的两条切线,交抛物线1c 于A ,B 两点,若过M ,P 两点的直线l 垂直于AB ,求直线l 的⽅程7、(2011年浙江卷⽂科第22题)(本⼩题满分15分)如图,设P 是抛物线1C :2x y =上的动点。
高考数学一轮复习 第八章 解析几何 第八节 直线与圆锥曲线的位置关系习题 理
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第八节直线与圆锥曲线的位置关系[基础达标]一、选择题(每小题5分,共25分)1.不论k取何值,直线y=k(x-2)+b与曲线x2-y2=1总有公共点,则实数b的取值范围是()A.(-)B.[-]C.(-2,2)D.[-2,2]1.B【解析】直线y=k(x-2)+b恒过点(2,b),所以只要满足22-b2≥1,即b2≤3,解得-≤b≤.2.(2015·石家庄二模)已知F是抛物线x2=4y的焦点,直线y=kx-1与该抛物线交于第一象限内的交点A,B,若|AF|=3|FB|,则k的值是()A.B.C.D.2.D【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),由消去x得y2+(2-4k2)y+1=0,则y1+y2=4k2-2①,y1y2=1②,又|AF|=y1+1,|BF|=y2+1,由已知y1+1=3(y2+1)③,由②③得y1=3,y2=,代入①得k= (A,B在第一象限,负值舍去).3.(2015·山东北镇中学模拟)直线x-2y+2=0经过椭圆=1(a>b>0)的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的离心率为()A.B.C.D.3.C【解析】由题意可知椭圆的一个焦点为(-2,0),一个顶点为(0,1),代入椭圆方程得b=1,c=2,则a=,则该椭圆的离心率为.4.(2015·河南八市联考)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过点F的直线交抛物线于A,B两点,过点A作准线l的垂线,垂足为E,当A点坐标为(3,y0)时,△AEF为正三角形,则此时△OAB的面积为()A.B.C.D.4.A【解析】如图所示,过点F作AE的垂线,垂足为点H,则H为AE的中点,因为A点坐标为(3,y0),所以AE=3+,EH=p,所以2p=3+,所以p=2,所以y2=4x,此时A(3,2),F(1,0),k AF=,所以直线AF的方程为y= (x-1),代入抛物线方程可得3(x-1)2=4x,解得x=3或,所以y=2或-,所以△AOB的面积S=S△OFB+S△OFA=×1×.5.已知曲线y=ax2与其关于点(1,1)对称的曲线有两个不同的交点A,B,如果过这两个交点的直线的倾斜角是45°,则实数a的值是()A.2B.C.1D.-15.B【解析】曲线y=ax2关于点(1,1)对称的曲线方程为y=-a(x-2)2+2,设两个不同的交点A,B的坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是方程ax2=-a(x-2)2+2,即方程ax2-2ax+2a-1=0的两根,∴x1+x2=2,∵过两个交点的直线的倾斜角是45°,∴=a(x1+x2)=1,∴a=.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2015·宿迁质检)椭圆C: =1(a>b>0)的右焦点为F,直线y=-x与椭圆C交于A,B两点,且AF⊥BF,则椭圆C的离心率为.6. -1【解析】设左焦点为F',则四边形F'AFB是平行四边形,又AF⊥BF,所以四边形F'AFB是矩形,则OA=OF=c,又∠AOF=120°,所以AF=c,AF'=c,由椭圆定义可得AF+AF'=c+c=2a,即c=a,则离心率e=-1.7.(2015·绍兴质检)已知抛物线C:y2=4x,点M(-1,1),过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点,若=0,则实数k的值为.7.2【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可得直线AB的方程为y=k(x-1),代入抛物线C:y2=4x,整理得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,则x1+x2=,x1x2=1,所以=(x1+1)(x2+1)+(y1-1)(y2-1)=x1x2+x1+x2+y1y2-(y1+y2)+2=x1x2+x1+x2+k2(x1-1)(x2-1)-k(x1+x2)+2k+2=(1+k2)x1x2+(1-k2-k)(x1+x2)+k2+2k+2=0,所以1+k2+(1-k2-k)+k2+2k+2=0,解得k=2.8.已知圆M:x2+y2+2mx-3=0(m<0)的半径为2,椭圆C: =1的左焦点为F(-c,0),若垂直于x轴且经过F点的直线与圆M相切,则a的值为.8.2【解析】∵圆M:x2+y2+2mx-3=0(m<0)的半径为2,∴m2+3=4,∴m2=1,∵m<0,∴m=-1,∴圆心M的坐标为(1,0),∵垂直于x轴且经过F点的直线l与圆M相切,∴c=1,∴a2=1+3=4,∴a=2.三、解答题(共20分)9.(10分)求过点P(,5)且与双曲线=1有且只有一个公共点的直线的方程.9.【解析】若直线的斜率不存在,则x=,此时仅有一个交点(,0),满足条件.若直线的斜率存在,设直线的方程为y-5=k(x-),则y=kx+5-k,代入双曲线方程,得=1,即(25-7k2)x2-7×2kx(5-k)-7(5-k)2-7×25=0,当k=时,方程无解,不满足条件;当k=-时,2×5x×10=875,则方程有一解,满足条件,直线方程为y=-x+10;当k2≠时,令Δ=[14k(5-k)]2+4(25-7k2)[7(5-k)2+175]=0,化简后k无解,所以不满足条件;所以满足条件的直线有两条,分别是x=和y=-x+10.10.(10分)(2015·重庆三诊)如图,椭圆C: =1(a>b>0)的离心率为,F1,F2为其左、右焦点,且|F1F2|=2,动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点.(1)求椭圆C的方程;(2)过F1,F2分别作直线l的垂线,垂足分别为P,Q,求四边形PF1F2Q面积的最大值.10.【解析】(1)由题知c=1,e=,故a=,b=1,故椭圆C的方程为+y2=1.(2)当k=0时, =2;当k≠0时,令|PF1|=d1,|QF2|=d2,则d1=,d2=,|PQ|=.由得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,由题知Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=0,即m2=1+2k2,所以 (d1+d2)·|PQ|==,又m2=1+2k2,故|m|>1,所以=||=<2;综上,当k=0时,取得最大值2.[高考冲关]1.(5分)(2015·哈尔滨三中二模)已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,F为C的焦点,若|FA|=3|FB|,则k=()A.B.C.D.1.A【解析】由抛物线定义可得|FA|=x A+2,|FB|=x B+2,则x A+2=3(x B+2),x A=3x B+4①.将直线y=k(x+2),k>0代入抛物线C:y2=8x整理得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,则x A+x B=-4+,x A x B=4,与①联立解得x A=6,x B= (舍负),k2=,又k>0,所以k=.2.(5分)(2015·江苏盐城中学阶段检测)已知椭圆=1(a>b>0),M,N是椭圆上关于原点对称的两点,P是椭圆上任意一点,且直线PM,PN的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0),若椭圆的离心率为,则|k1|+|k2|的最小值为.2.1【解析】设P(x0,y0),M(x1,y1),N(-x1,-y1),则k1k2=,因为两式相减得=-=-=-1+=-,所以|k1|+|k2|≥2=1,当且仅当|k1|=|k2|=时取等号,所以|k1|+|k2|的最小值为1.3.(5分)已知正方形的一条边AB在直线y=x+4上,顶点C,D在抛物线y2=x上,则该正方形的边长为.3.3或5【解析】设CD所在直线的方程为y=x+b(b<0),由消去x得y2-y+b=0,设C(x1,y1),D(x2,y2),则y1+y2=1,y1y2=b,∴|CD|=,又AB与CD的距离d=,由四边形ABCD 为正方形有,解得b=-2或b=-6,∴正方形的边长为3或5.4.(12分)(2015·北京昌平区模拟)已知椭圆C: =1(a>b>0),右焦点F(,0),点A在椭圆上.(1)求椭圆C的标准方程;(2)若直线y=kx+m(k≠0)与椭圆C有且只有一个公共点M,且与圆O:x2+y2=a2+b2相交于P,B 两点,问k OM·k PB=-1是否成立?请说明理由.4.【解析】(1)因为椭圆C的右焦点F(,0),经过点A,所以解得a2=4,b2=1,所以椭圆C的方程是+y2=1.(2)不成立.由(1)知圆O:x2+y2=5,因为直线与椭圆C有且只有一个公共点M,所以方程组 (*)有且只有一组解,由(*)得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,从而Δ=0,即16(4k2-m2+1)=0,化简得m2=1+4k2,①x M=-,y M=kx M+m=. ②所以点M的坐标为.因为k PB=k≠0,由①可知m≠0,所以k OM×k PB=×k=-≠-1,所以k OM·k PB=-1不成立.5.(13分)设抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,已知以F为圆心,FA 为半径的圆F交l于B,D两点.(1)若∠BFD=90°,△ABD的面积为4,求p的值及圆F的方程;(2)若A,B,F三点在同一直线m上,直线n与m平行,且n与C只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值.5.【解析】(1)由已知可得△BFD为等腰直角三角形,则|BD|=2p,圆F的半径|FA|=p.由抛物线定义可知A到l的距离d=|FA|=p.因为△ABD的面积为4,所以|BD|·d=4,即·2p·p=4,解得p=-2(舍去),p=2.所以F(0,1),圆F的方程为x2+(y-1)2=8.(2)因为A,B,F三点在同一直线m上,所以AB为圆F的直径,∠ADB=90°.由抛物线定义知|AD|=|FA|=|AB|,所以∠ABD=30°,直线m的斜率为或-.当直线m的斜率为时,由已知可设n:y=x+b,代入x2=2py得x2-px-2pb=0.由于直线n与C只有一个公共点,故Δ=p2+8pb=0.解得b=-.因为直线m的截距b1==3,所以坐标原点到直线m,n距离的比值为3.同理,当直线m的斜率为-时,坐标原点到直线m,n的距离的比值也为3.。
高考数学一轮复习 8.4 直线与圆锥曲线的位置关系随堂检测 理(含解析)人教版.pdf
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2014届高考数学一轮复习 8.4 直线与圆锥曲线的位置关系随堂检测 理(含解析)人教版
(2012·高考大纲全国卷)已知抛物线C:y=(x+1)2与圆M:(x-1)2+(y-)2=r2(r>0)有一个公共点A,且在A处两曲线的切线为同一直线l.
(1)求r;
(2)设m、n是异于l且与C及M都相切的两条直线,m、n的交点为D,求D到l的距离.
解:(1)设A(x0,(x0+1)2).
对y=(x+1)2求导得y′=2(x+1).
故l的斜率k=2(x0+1).
当x0=1时,不合题意,所以x0≠1.
圆心为M(1,),MA的斜率k′=.
由lMA知k·k′=-1,
即2(x0+1)·=-1,解得:x0=0,故A(0,1),
r=|MA|==,即r=.
(2)设(t,(t+1)2)为C上一点,则在该点处的切线方程为
y-(t+1)2=2(t+1)(x-t),即y=2(t+1)x-t2+1.
若该直线与圆M相切,则圆心M到该切线的距离为,
即=,
化简得t2(t2-4t-6)=0,
解得t0=0,t1=2+,t2=2-.
抛物线C在点(ti,(ti+1)2)(i=0,1,2)处的切线分别为l,m,n,其方程分别为
y=2x+1,
y=2(t1+1)x-t+1,
y=2(t2+1)x-t+1,
②-得x==2.
将x=2代入得y=-1,故D(2,-1).
所以D到l的距离d==.。
高考数学一轮复习 8.4 直线与圆锥曲线的位置关系课时闯关 理(含解析)人教版
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【优化方案】2014届高考数学一轮复习 8.4 直线与圆锥曲线的位置关系课时闯关 理(含解析)人教版一、选择题1.(2013·福州模拟)已知F 1,F 2是椭圆x 216+y 29=1的两焦点,过点F 2的直线交椭圆于A ,B 两点.在△AF 1B 中,若有两边之和是10,则第三边的长度为( )A .6B .5C .4D .3解析:选A.根据椭圆定义,知△AF 1B 的周长为4a =16,故所求的第三边的长度为16-10=6.2.(2011·高考大纲全国卷)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线y =2x -4与C 交于A ,B 两点,则cos ∠AFB =( )A.45B.35 C .-35 D .-45解析:选D.法一:由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -4,y 2=4x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =4.令B (1,-2),A (4,4),又F (1,0),∴由两点间距离公式得|BF |=2,|AF |=5,|AB |=3 5.∴cos ∠AFB =|BF |2+|AF |2-|AB |22|BF |·|AF |=4+25-452×2×5=-45.法二:由法一得A (4,4),B (1,-2),F (1,0), ∴FA →=(3,4),FB →=(0,-2), ∴|FA →|=32+42=5,|FB →|=2.∴cos ∠AFB =FA →·FB →|FA →|·|FB→|=3×0+4×-25×2=-45.3.已知曲线C 1的方程为x 2-y28=1(x ≥0,y ≥0),圆C 2的方程为(x -3)2+y 2=1,斜率为k (k >0)的直线l 与圆C 2相切,切点为A ,直线l 与曲线C 1相交于点B ,|AB |=3,则直线AB 的斜率为( )A.33B.12C .1D. 3解析:选A.设B (a ,b ),则由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 28=1a -32+b 2=3+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1b =0.则直线AB 的方程为y =k (x -1),故|3k-k|1+k2=1,∴k=33或k =-33(舍去).4.设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,如果直线FB与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为( )A. 2B. 3C.3+12D.5+12解析:选D.设双曲线方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),如图所示,双曲线的一条渐近线方程为y=bax,而k BF=-bc,∴ba·(-bc)=-1,整理得b2=ac.∴c2-a2-ac=0,两边同除以a2,得e2-e-1=0,解得e=1+52或e=1-52(舍去),故选D.5.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.x23-y26=1 B.x24-y25=1C.x26-y23=1 D.x25-y24=1解析:选B.∵k AB=0+153+12=1,∴直线AB的方程为y=x-3.由于双曲线的焦点为F(3,0),∴c=3,c2=9.设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),把y=x-3代入双曲线方程,则x2a2-x-32b2=1.整理,得(b2-a2)x2+6a2x-9a2-a2b2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6a2a2-b2=2×(-12),∴a2=-4a2+4b2,∴5a2=4b2.又a2+b2=9,∴a2=4,b2=5.∴双曲线E的方程为x24-y25=1.二、填空题6.(2011·高考江西卷)若椭圆x2a2+y2b2=1的焦点在x轴上,过点⎝⎛⎭⎪⎫1,12作圆x2+y2=1的切线,切点分别为A,B,直线AB恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是________.解析:由题意可得切点A(1,0).切点B(m,n)满足⎩⎪⎨⎪⎧n-12m-1=-mnm2+n2=1,,解得B⎝⎛⎭⎪⎫35,45.∴过切点A ,B 的直线方程为2x +y -2=0.令y =0得x =1,即c =1;令x =0得y =2,即b =2. ∴a 2=b 2+c 2=5,∴椭圆方程为x 25+y 24=1.答案:x 25+y 24=17.(2013·广西梧州高三检测)设点F 为抛物线y =-14x 2的焦点,与抛物线相切于点P (-4,-4)的直线l 与x 轴的交点为Q ,则∠PQF 的值是________.解析:∵y ′=-12x ,∴k PQ =y ′|x =-4=2,∴直线PQ 的方程为y +4=2(x +4). 令y =0,得x =-2,∴点Q (-2,0).又∵焦点F (0,-1),∴k FQ =-12,∴k PQ ·k FQ =-1,∴∠PQF =π2.答案:π28.已知F 是椭圆C 的一个焦点,B 是短轴的一个端点,线段BF 的延长线交C 于点D ,且BF →=2FD →,则C 的离心率为________.解析:法一:如图,设椭圆C 的焦点在x 轴上, B (0,b ),F (c,0),D (x D ,y D ), 则BF →=(c ,-b ),FD →=(x D -c ,y D ), ∵BF →=2FD →,∴⎩⎪⎨⎪⎧c =2x D -c ,-b =2y D ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x D =3c2,y D=-b2.∴3c 22a 2+-b22b 2=1,即e 2=13,∴ e =33.法二:设椭圆C 的焦点在x 轴上, 如图,B (0,b ),F (c,0),D (x D ,y D ),则|BF |=b 2+c 2=a .作DD 1⊥y 轴于点D 1,则由BF →=2 FD →,得|OF ||DD 1|=|BF ||BD |=23,∴|DD 1|=32|OF |=32c ,即x D =3c2.由椭圆的第二定义得|FD |=e (a 2c -3c 2)=a -3c22a .又由|BF |=2|FD |,得a =2a -3c2a,整理得c 2a 2=13,即e 2=13.∴e =33.答案:33三、解答题9. 已知抛物线C 的方程为y 2=4x ,其焦点为F ,准线为l ,过F 作直线m 交抛物线C 于M ,N 两点.求S △OMN 的最小值.解:由题意知F (1,0),l :x =-1, 设m :x =ay +1,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2) 则⎩⎪⎨⎪⎧x =ay +1y 2=4x ⇒y 2-4ay -4=0, 由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=4a y 1y 2=-4.S △OMN =12|OF ||y 1-y 2|=12y 1+y 22-4y 1y 2=12·16a 2+16=2a 2+1≥2(a =0时取得等号). 所以S △OMN 的最小值为2.10.(2012·高考重庆卷)如图所示,设椭圆的中心为原点O ,长轴在x 轴上,上顶点为A ,左、右焦点分别为F 1、F 2,线段OF 1、OF 2的中点分别为B 1、B 2,且△AB 1B 2是面积为4的直角三角形.(1)求该椭圆的离心率和标准方程;(2)过B 1作直线交椭圆于P 、Q 两点,使PB 2⊥QB 2,求△PB 2Q 的面积.解:(1)设所求椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),右焦点为F 2(c,0).因为△AB 1B 2是直角三角形且|AB 1|=|AB 2|,故∠B 1AB 2为直角,从而|OA |=|OB 2|,得b =c2.结合c 2=a 2-b 2得4b 2=a 2-b 2,故a 2=5b 2,c 2=4b 2,所以离心率e =c a =25 5.在Rt △AB 1B 2中,OA ⊥B 1B 2,故S △AB 1B 2=12·|B 1B 2|·|OA |=|OB 2|·|OA |=c2·b =b 2,由题设条件S △AB 1B 2=4得b 2=4,从而a 2=5b 2=20.因此所求椭圆的标准方程为x 220+y 24=1. (2)由(1)知B 1(-2,0),B 2(2,0).由题意知,直线PQ 的倾斜角不为0,故可设直线PQ的方程为x =my -2.代入椭圆方程得(m 2+5)y 2-4my -16=0. (*)设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则y 1,y 2是上面方程的两根,因此y 1+y 2=4m m 2+5,y 1·y 2=-16m 2+5.又B 2P →=(x 1-2,y 1),B 2Q →=(x 2-2,y 2),所以B 2P →·B 2Q →=(x 1-2)(x 2-2)+y 1y 2 =(my 1-4)(my 2-4)+y 1y 2=(m 2+1)y 1y 2-4m (y 1+y 2)+16=-16m 2+1m 2+5-16m 2m 2+5+16=-16m 2-64m 2+5,由PB 2⊥QB 2,知B 2P →·B 2Q →=0,即16m 2-64=0, 解得m =±2.当m =2时,方程(*)化为9y 2-8y -16=0,故y 1=4+4109,y 2=4-4109,|y 1-y 2|=8910,△PB 2Q 的面积S =12|B 1B 2|·|y 1-y 2|=16910.当m =-2时,同理可得(或由对称性可得)△PB 2Q 的面积S =16910,综上所述,△PB 2Q 的面积为16910.11.(探究选做)(2012·高考上海卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.(1)过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x 轴围成的三角形的面积;(2)设斜率为1的直线l 交C 1于P 、Q 两点.若l 与圆x 2+y 2=1相切,求证:OP ⊥OQ ;(3)设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M 、N 分别是C 1、C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值.解:(1)双曲线C 1:x 212-y 2=1,左顶点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0,渐近线方程:y =±2x .不妨取过点A 与渐近线y =2x 平行的直线方程为y =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +22,即y =2x +1.解方程组⎩⎨⎧y =-2x ,y =2x +1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-24,y =12.所以所求三角形的面积为S =12|OA ||y |=28.(2)证明:设直线PQ 的方程是y =x +b .因直线PQ 与已知圆相切,故|b |2=1,即b 2=2.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ,2x 2-y 2=1,得x 2-2bx -b 2-1=0.设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2b ,x 1x 2=-1-b 2.又y 1y 2=(x 1+b )(x 2+b ),所以OP →·OQ →=x 1x 2+y 1y 2=2x 1x 2+b (x 1+x 2)+b 2=2(-1-b 2)+2b 2+b 2=b 2-2=0. 故OP ⊥OQ .(3)证明:当直线ON 垂直于x 轴时,|ON |=1,|OM |=22,则O 到直线MN 的距离为33.当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为y =kx ⎝⎛⎭⎪⎫显然|k |>22,则直线OM 的方程为y =-1kx .由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,4x 2+y 2=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=14+k2,y 2=k24+k 2,所以|ON |2=1+k24+k2.同理|OM |2=1+k22k 2-1.设O 到直线MN 的距离为d ,因为(|OM |2+|ON |2)d 2=|OM |2|ON |2,所以1d 2=1|OM |2+1|ON |2=3k 2+3k 2+1=3,即d =33. 综上,O 到直线MN 的距离是定值.。
高考数学第一轮总复习084直线与圆锥曲线的位置关系(2)精品同步练习新人教A版
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11. (05 全国卷Ⅰ ))已知椭圆的中心为坐标原点 O,焦点在 x 轴上,斜率为 1 且过椭圆右焦点 F 的直线交椭圆于 A 、B 两点, OA OB 与 a (3, 1) 共线。 (Ⅰ)求椭圆的离心率; (Ⅱ)设 M 为椭圆上任意一点, 且 OM OA OB ( , R) ,证明 2 2 为定值。
MF 1 MF 2 0, 则点 M 到 x 轴的距离为( C)
(A) 4 3
(B) 5 3
6 过抛物线
2
y
4x 的焦点,作倾斜角为
(C) 2 3 3
( D) 3
的直线交抛物线于 A ,B 两点,且
用心 爱心 专心
1
16
AB
则
。
3
x2 7 若过椭圆
4
y2 b2
1(0 b
2) 右焦点 F2 且倾斜角为 3 的直线与椭圆相交 4
同步练习 g3.1084 直线与圆锥曲线的位置关系(二)
2
1 (05 全国卷
III) 已知双曲线
2
x
y
2
1 的焦点为 F1、F2,点 M 在双曲线上且
MF 1 MF 2 0, 则点 M 到 x 轴的距离为( C)
(A) 4 3
(B) 5 3
(C) 2 3 3
( D) 3
x2 y2 2.过双曲线 a2 b2 1 的右焦点 F2 作垂直于实轴的弦
12 设双曲线
C
:
x2 a2
y2 1(a
0) 与直线 l : x
y
( 1)求双曲线的离心率 e 的取值范围;
1 相交于两个不Байду номын сангаас的点
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第8章 第4节 知能训练·提升考点一:交点问题 1.直线kx -y +k +1=0与椭圆x 225+y 216=1公共点的个数为( )A .0B .1C .2D .随k 值而改变解析:由题意知,直线可化为y -1=k (x +1),故直线过定点(-1,1),而(-1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆必相交.答案:C2.直线y =2k 与曲线9k 2x 2+y 2=18k 2|x |(k ∈R ,且k ≠0)的公共点的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:由⎩⎪⎨⎪⎧9k 2x 2+y 2=18k 2|x |,y =2k ,得(|x |-1)2=59,∴|x |=1±53.∴x =1+53或1-53或-1-53或-1+53,因此直线与曲线公共点个数为4.故选D.答案:D3.有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分又不必要条件解析: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公共点,但直线与抛物线不相切,故有且只有一个公共点是直线和抛物线相切的必要非充分条件.答案:C考点二:弦长问题 4.斜率为1的直线l 与椭圆x24+y 2=1相交于A 、B 两点,则|AB |的最大值为( )A .2 B.455C.4105D.8105解析:设直线l 的方程为y =x +t ,联立椭圆方程消y 得5x 2+8tx +4t 2-4=0.弦长|AB |=2·4·5-t 25≤4105.答案:C5.设直线l 过双曲线x 2-y 23=1的一个焦点,交双曲线于A ,B 两点,O 为坐标原点,若OA →·OB →=0,求|AB |的值.解:不妨设直线AB 过右焦点F (2,0),其斜率为k ,则直线AB 的方程为y =k (x -2). 代入双曲线方程,得3x 2-k 2(x -2)2=3, 即(3-k 2)x 2+4k 2x -4k 2-3=0.设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k 2k 2-3,x 1x 2=4k 2+3k 2-3,从而y 1y 2=k 2(x 1-2)(x 2-2) =k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=k 2·(4k 2+3k 2-3-8k 2k 2-3+4)=-9k 2k 2-3.∵OA →·OB →=0,∴OA ⊥OB , ∴y 1x 1·y 2x 2=-1即x 1x 2+y 1y 2=0 ∴4k 2+3k 2-3-9k 2k 2-3=0, 解得k 2=35.此时Δ=16k 2+4(3-k 2)(4k 2+3)>0,又当AB ⊥x 轴时,点A (2,3),B (2,-3)不满足条件. 故由焦点弦长公式,得|AB |=2ab 2(k 2+1)|a 2k 2-b 2|=2×1×3×(35+1)|35-3|=4.6.(2010·黄冈模拟)设椭圆ax 2+by 2=1与直线x +y -1=0相交于A 、B 两点,点C 是AB 的中点,若|AB |=22,OC 的斜率为22,求椭圆的方程.解:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么A 、B 的坐标是方程组⎩⎪⎨⎪⎧ax 2+by 2=1,x +y -1=0的解.由ax 21+by 21=1,ax 22+by 22=1,两式相减,得 a (x 1+x 2)(x 1-x 2)+b (y 1+y 2)(y 1-y 2)=0,因为y 1-y 2x 1-x 2=-1,所以y 1+y 2x 1+x 2=a b ,即2y c 2x c =a b ,y c x c =a b =22,所以b =2a ① 再由方程组消去y 得(a +b )x 2-2bx +b -1=0, 由|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=2(x 1-x 2)2 =2[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2 2.得(x 1+x 2)2-4x 1x 2=4,即(2b a +b )2-4·b -1a +b=4②由①、②解得a =13,b =23,故所求的椭圆的方程为x 23+2y 23=1.考点三:直线与圆锥曲线综合问题7.(2010·石家庄质检一)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,它的一条准线方程为x =2.(1)求椭圆C 的方程;(2)若点A ,B 为椭圆上的两个动点,椭圆的中心到直线AB 的距离为63,求∠AOB 的大小.解:(1)由题意知c a =22,a 2c=2∴a =2,c =1,故a 2=2,b 2=1∴椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1)B (x 2,y 2),设直线AB 的方程为x =±63或y =kx +b当直线AB 的方程为x =63时,由⎩⎨⎧x =63;x22+y 2=1,可求A (63,63),B (63,-63) 从而OA →·OB →=O ,可得∠AOB =π2.同理可知当直线AB 的方程为x =-63时和椭圆交得两点A ,B . 可得∠AOB =π2当直线AB 的方程为y =kx +b由原点到直线的距离为63,得b 1+k 2=63即1+k 2=32b 2. 又由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b x 22+y 2=1消去y 得:(1+2k 2)x 2+4kbx +2b 2-2=0 ∴x 1+x 2=-4kb 1+2k 2,x 1x 2=2b 2-21+2k 2∴y 1y 2=(kx 1+b )(kx 2+b ),=k 2x 1x 2+kb (x 1+x 2)+b 2=b 2-2k 21+2k 2.∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=2b 2-21+2k 2+b 2-2k 21+2k 2=3b 2-2(1+k 2)1+2k 2将1+k 2=32b 2代入上式得OA →·OB →=0,所以∠AOB =90°8.如图,倾斜角为α的直线经过抛物线y 2=8x 的焦点F ,且与抛物线交于A 、B 两点.(1)求抛物线的焦点F 的坐标及准线l 的方程;(2)若α为锐角,作线段AB 的垂直平分线m 交x 轴于点P ,证明:|FP |-|FP |cos2α为定值,并求此定值.解:(1)设抛物线的标准方程为y 2=2px ,则2p =8,从而p =4.因此焦点F (p2,0)的坐标为(2,0),又准线方程的一般式为x =-p2.从而所求准线l 的方程为x =-2.(2)解法一:如图作AC ⊥l ,BD ⊥l ,垂足分别为C 、D ,则由抛物线的定义知|F A |=|AC |,|FB |=|BD |. 记A 、B 的横坐标分别为x A 、x B ,则|F A |=|AC |=x A +p 2=|F A |cos α+p 2+p 2=|F A |cos α+4,解得|F A |=41-cos α,类似地有|FB |=4-|FB |cos α,解得|FB |=41+cos α.记直线m 与AB 的交点为E ,则 |FE |=|F A |-|AE |=|F A |-|F A |+|FB |2=12(|F A |-|FB |) =12(41-cos α-41+cos α)=4cos αsin 2α. 所以|FP |=|FE |cos α=4sin 2α.故|FP |-|FP |cos2α=4sin 2α(1-cos2α)=4·2sin 2αsin 2α=8.解法二:设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),直线AB 的斜率为k =tan α,则直线方程为 y =k (x -2).将此式代入y 2=8x 得k 2x 2-4(k 2+2)x +4k 2=0,故x A +x B =4(k 2+2)k 2.记直线m 与AB 的交点为E (x E ,y E ),则x E =x A +x B 2=2(k 2+2)k 2,y E =k (x E -2)=4k, 故直线m 的方程为y -4k =-1k (x -2k 2+4k4). 令y =0,得点P 的横坐标x P =2k 2+2k2+4,故|FP |=x P -2=4(k 2+1)k 2=4sin 2α. 从而|FP |-|FP |cos2α=4sin 2α(1-cos2a )=4·2sin 2αsin 2α=8为定值.1.(2009·全国Ⅱ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 于A 、B 两点.若AF →=4FB →,则C 的离心率为( )A.65B.75C.85D.95解析:设双曲线C 的右准线为l ,过A 、B 两点分别作l 的垂线,垂足是A ′,B ′,从而得直角梯形AA ′B ′B (如图),∵AF →=4FB →,∴|AF →|=4|FB →|,记|FB →|=m >0,则|AF →|=4m ,由双曲线的第二定义有|AA ′|=4m e ,|BB ′|=me,∵直线AB 的斜率为3,∴∠A =π3,cos A =|AA ′|-|BB ′||AB |=3me 5m =35e ,∴35e =12,故e =65,选A 答案:A汉唐艺交所邮币卡交易中心 吘莒咩2.(2009·全国Ⅱ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为33,过右焦点F 的直线l与C 相交于A 、B 两点.当l 的斜率为1时,坐标原点O 到l 的距离为22.(1)求a ,b 的值;(2)C 上是否存在点P ,使得当l 绕F 转到某一位置时,有OP →=OA →+OB →成立?若存在,求出所有的P 的坐标与l 的方程;若不存在,说明理由.解析:(1)设F (c,0),当l 的斜率为1时,其方程为x -y -c =0,O 到l 的距离为|0-0-c |2=c 2,故c 2=22,c =1.由e =c a =33,得a =3,b =a 2-c 2= 2.(2)C 上存在点P ,使得当l 绕F 转到某一位置时,有OP →=OA →+OB →成立. 由(1)知C 的方程为2x 2+3y 2=6.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), ①当l 不垂直于x 轴时,设l 的方程为y =k (x -1).C 上的点P 使OP →=OA →+OB →成立的充要条件是P 点的坐标为(x 1+x 2,y 1+y 2),且2(x 1+x 2)2+3(y 1+y 2)2=6.整理得2x 21+3y 21+2x 22+3y 22+4x 1x 2+6y 1y 2=6,又A 、B 在椭圆C 上,即2x 21+3y 21=6,2x 22+3y 22=6, 故2x 1x 2+3y 1y 2+3=0. ①将y =k (x -1)代入2x 2+3y 2=6,并化简得(2+3k 2)x 2-6k 2x +3k 2-6=0,于是x 1+x 2=6k 22+3k 2,x 1x 2=3k 2-62+3k 2,y 1y 2=k 2(x 1-1)(x 2-1)=-4k 22+3k 2.代入①解得k 2=2,此时x 1+x 2=32.于是y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=-k 2,即P (32,-k2).因此,当k =-2时,P (32,22),l 的方程为2x +y -2=0;当k =2时,P (32,-22),l 的方程为2x -y -2=0.②当l 垂直于x 轴时,由OA →+OB →=(2,0)知,C 上不存在点P 使OP →=OA →+OB →成立.综上,C 上存在点P (32,±22)使OP →=OA →+OB →成立.此时l 的方程为2x ±y -2=0.3.(2009·湖北)在平面直角坐标系xOy 中,点P 到点F (3,0)的距离的4倍与它到直线x =2的距离的3倍之和记为d .当点P 运动时,d 恒等于点P 的横坐标与18之和.(1)求点P 的轨迹C ;(2)设过点F 的直线l 与轨迹C 相交于M ,N 两点,求线段MN 长度的最大值. 解析:(1)设点P 的坐标为(x ,y ),则d =4(x -3)2+y 2+3|x -2|. 由题设知,d =18+x ,即4(x -3)2+y 2+3|x -2|=18+x . ① 当x >2时,由①得(x -3)2+y 2=6-12x , ②化简得x 236+y227=1.当x ≤2时,由①得(x -3)2+y 2=3+x , ③ 化简得y 2=12x .故点P 的轨迹C 是由椭圆C 1:x 236+y227=1在直线x =2的右侧部分与抛物线C 2:y 2=12x在直线x =2的左侧部分(包括它与直线x =2的交点)所组成的曲线,参见图1.(2)如图2所示,易知直线x =2与C 1,C 2的交点都是A (2,26),B (2,-26),直线AF ,BF 的斜率分别为k AF =-26,k BF =26,当点P 在C 1上时,由②知|PF |=6-12x . ④当点P 在C 2上时,由③知 |PF |=3+x . ⑤若直线l 的斜率k 存在,则直线l 的方程为y =k (x -3). (ⅰ)当k ≤k AF ,或k ≥k BF ,即k ≤-26,或k ≥26时,直线l 与轨迹C 的两个交点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)都在C 1上,此时由④知|MF |=6-12x 1,|NF |=6-12x 2,从而|MN |=|MF |+|NF |=(6-12x 1)+(6-12x 2)=12-12(x 1+x 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3)x 236+y 227=1得(3+4k 2)x 2-24k 2x +36k 2-108=0. 则x 1,x 2是这个方程的两根,所以x 1+x 2=24k 23+4k 2,|MN |=12-12(x 1+x 2)=12-12k 23+4k 2.因为当k ≤-26,或k ≥26时,k 2≥24,所以|MN |=12-12k 23+4k2=12-123k 2+4≤12-12324+4=10011.当且仅当k =±26时,等号成立.(ⅱ)当k AF <k <k BF ,即-26<k <26时,直线l 与轨迹C 的两个交点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)分别在C 1,C 2上,不妨设点M 在C 1上,点N 在C 2上,则由④⑤知,|MF |=6-12x 1,|NF |=3+x 2.设直线AF 与椭圆C 1的另一交点为E (x 0,y 0),则x 0<x 1,x 2<2.|MF |=6-12x 1<6-12x 0=|EF |,|NF |=3+x 2<3+2=|AF |,所以|MN |=|MF |+|NF |<|EF |+|AF |=|AE |.而点A ,E 都在C 1上,且k AE =-26,由(ⅰ)知|AE |=10011,所以|MN |<10011.若直线l 的斜率不存在,则x 1=x 2=3,此时|MN |=12-12(x 1+x 2)=9<10011.综上所述,线段MN 长度的最大值为10011.若直线2x -2y =0与双曲线x 2a 2-y 2b2=1的两个交点在x 轴上的射影恰好是该双曲线的两个焦点,则此双曲线的离心率等于( )A.233B. 3C. 2 D .2解析:由题意如图所示,当x =c 时,y B =(c 2a 2-1)·b 2=b 2a , 由图可知|BF 2||OF 2|=22,∴b 2ac =22,∴2b 4=a 2c 2, ∴2(c 2-a 2)2=a 2c 2⇔2c 4+2a 4-5a 2c 2=0,∴2e 4-5e 2+2=0,∴e 2=2或e 2=12(舍去),∴e = 2. 答案:C。