2019高考数学高分突破二轮复习练习:专题五 第2讲 椭圆、双曲线、抛物线 含解析
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第2讲椭圆、双曲线、抛物线
高考定位 1.圆锥曲线的方程与几何性质是高考的重点,多以选择题、填空题或解答题的一问的形式命题;2直线与圆锥曲线的位置关系是命题的热点,尤其是有关弦长计算及存在性问题,运算量大,能力要求高,突出方程思想、转化化归与分类讨论思想方法的考查.
真题感悟
1。
(2018·全国Ⅱ卷)双曲线错误!-错误!=1(a>0,b〉0)的离心率为错误!,则其渐近线方程为()
A。
y=±2x B。
y=±错误!x
C.y=±错误!x
D.y=±错误!x
解析法一由题意知,e=错误!=错误!,所以c=错误!a,所以b=错误!=错误! a,即错误!=错误!,所以该双曲线的渐近线方程为y=±错误!x=±错误!x。
法二由e=c
a
=错误!=错误!,得错误!=错误!,所以该双曲线的渐近线方程为y =±错误!x=±错误!x.
答案 A
2。
(2018·全国Ⅰ卷)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点(-2,0)且斜率为错误!的直线与C交于M,N两点,则错误!·错误!=()
A。
5 B.6 C.7 D。
8
解析过点(-2,0)且斜率为错误!的直线的方程为y=错误!(x+2),由错误!得x2-5x+4=0。
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1>0,y2〉0,根据根与系数的关系,得x1+x2=5,x1x2=4.易知F(1,0),所以错误!=(x1-1,y1),错误!=(x2-1,y2),所以错误!·错误!=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+4错误!=4-5+1
+8=8。
答案 D
3。
(2018·全国Ⅱ卷)已知F1,F2是椭圆C:错误!+错误!=1(a〉b〉0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为错误!的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()
A.错误!B。
错误!C。
错误! D.错误!
解析由题意可知椭圆的焦点在x轴上,如图所示,设|
F1F2|=2c,∵△PF1F2为等腰三角形,且∠F1F2P=120°,
∴|PF2|=|F1F2|=2c。
∵|OF2|=c,过P作PE垂直x轴,则∠PF2E=60°,所以F2E=c,PE=3c,即点P(2c,3c)。
∵点P在过点A,且斜率为错误!的直线上,∴错误!=错误!,解得错误!=错误!,∴e=错误!.
答案 D
4.(2018·全国Ⅰ卷)设椭圆C:错误!+y2=1的右焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点M的坐标为(2,0)。
(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;
(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB。
(1)解由已知得F(1,0),l的方程为x=1。
把x=1代入椭圆方程错误!+y2=1,可得点A的坐标为错误!或错误!.
又M(2,0),所以AM的方程为y=-错误!x+错误!或y=错误!x-错误!。
(2)证明当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°.
当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,
所以∠OMA=∠OMB.
当l与x轴不重合也不垂直时,
设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1〈2,x2<错误!,直线MA,MB的斜率之和为k MA+k MB=错误!+错误!.
由y1=k(x1-1),y2=k(x2-1)得
k MA+k MB=错误!。
将y=k(x-1)代入错误!+y2=1得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0。
所以,x1+x2=错误!,x1x2=错误!.
则2kx1x2-3k(x1+x2)+4k=4k3-4k-12k3+8k3+4k
2k2+1
=0。
从而k MA+k MB=0,故MA,MB的倾斜角互补.
所以∠OMA=∠OMB.综上,∠OMA=∠OMB.
考点整合
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|);
(2)双曲线:||MF1|-|MF2||=2a(2a<|F1F2|);
(3)抛物线:|MF|=d(d为M点到准线的距离).
温馨提醒应用圆锥曲线定义解题时,易忽视定义中隐含条件导致错误.
2。
圆锥曲线的标准方程
(1)椭圆:错误!+错误!=1(a>b>0)(焦点在x轴上)或错误!+错误!=1(a>b>0)(焦点在y轴上);
(2)双曲线:错误!-错误!=1(a>0,b>0)(焦点在x轴上)或错误!-错误!=1(a >0,b>0)(焦点在y轴上);
(3)抛物线:y2=2px,y2=-2px,x2=2py,x2=-2py(p>0)。
3.圆锥曲线的重要性质
(1)椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系
①在椭圆中:a2=b2+c2;离心率为e=错误!=错误!。
②在双曲线中:c2=a2+b2;离心率为e=c
a=错误!。
(2)双曲线的渐近线方程与焦点坐标
①双曲线错误!-错误!=1(a〉0,b〉0)的渐近线方程为y=±错误!x;焦点坐标F1(-c,0),F2(c,0)。
②双曲线错误!-错误!=1(a〉0,b〉0)的渐近线方程为y=±错误!x,焦点坐标
F1(0,-c),F2(0,c).
(3)抛物线的焦点坐标与准线方程
①抛物线y2=2px(p〉0)的焦点F错误!,准线方程x=-错误!.
②抛物线x2=2py(p〉0)的焦点F错误!,准线方程y=-错误!。
4。
弦长问题
(1)直线与圆锥曲线相交的弦长
设而不求,利用根与系数的关系,进行整体代入.即当斜率为k,直线与圆锥曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2)时,|AB|=1+k2|x1-x2|=错误!错误!.
(2)过抛物线焦点的弦长
抛物线y2=2px(p〉0)过焦点F的弦AB,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=错误!,y1y2=-p2,弦长|AB|=x1+x2+p.
热点一圆锥曲线的定义及标准方程
【例1】(1)(2018·天津卷)已知双曲线错误!-错误!=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为()
A.错误!-错误!=1 B。
错误!-错误!=1 C。
错误!-错误!=1 D.错误!-错误!=1 (2)(2018·烟台二模)已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,M是抛物线C上一点,若FM的延长线交x轴的正半轴于点N,交抛物线C的准线l于点T,且错误!=错误!,则|NT|=________。
解析(1)由d1+d2=6,得双曲线的右焦点到渐近线的距离为3,所以b=3。
-错误!=1(a>0,b〉0)的离心率为2,所以错误!=2,所以错误!=4,因为双曲线x2
a2
所以错误!=4,解得a2=3,所以双曲线的方程为错误!-错误!=1.
(2)由x2=4y,知F(0,1),准线l:y=-1.
设点M(x0,y0),且x0〉0,y0>0。
由错误!=错误!,知点M 是线段FN 的中点,N 是FT 中点,利用抛物线定义,|MF |=|MM ′|=y 0+1,且|FF ′|=2|NN ′|=2.又2(y 0+1)=|FF ′|+|NN ′|=3,知y 0=错误!.∴|MF |=错误!+1=错误!,从而|NT |=|FN |=2|MF |=3.
答案 (1)C (2)3
探究提高 1.凡涉及抛物线上的点到焦点距离,一般运用定义转化为到准线的距离处理。
如本例(2)中充分运用抛物线定义实施转化,使解答简捷、明快.
2.求解圆锥曲线的标准方程的方法是“先定型,后计算”。
所谓“定型”,就是指确定类型,所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a 2,b 2,p 的值,最后代入写出椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.
【训练1】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)已知双曲线C :错误!-错误!=1(a 〉0,b >0)的一条渐近线方程为y =错误!x ,且与椭圆错误!+错误!=1有公共焦点,则C 的方程为( )
A 。
x 28
-错误!=1 B 。
错误!-错误!=1 C.x 25-错误!=1 D 。
错误!-错误!=1
(2)(2018·衡水中学调研)P 为椭圆C :错误!+y 2=1上一动点,F 1,F 2分别为左、右焦点,延长F 1P 至点Q ,使得|PQ |=|PF 2|,记动点Q 的轨迹为Ω,设点B 为椭圆C 短轴上一顶点,直线BF 2与Ω交于M ,N 两点,则|MN |=________。
解析 (1)由题设知错误!=错误!,①
又由椭圆错误!+错误!=1与双曲线有公共焦点,
易知a 2+b 2=c 2=9,②
由①②解得a =2,b =错误!,则双曲线C 的方程为错误!-错误!=1.
(2)∵|PF 1|+|PF 2|=2a =22,且|PQ |=|PF 2|,
∴|F 1Q |=|F 1P |+|PF 2|=2错误!。
∴Ω为以F1(-1,0)为圆心,2错误!为半径的圆。
∵|BF1|=|BF2|=2,|F1F2|=2,∴BF1⊥BF2,
故|MN|=2错误!=2错误!=2错误!.
答案(1)B(2)2 6
热点二圆锥曲线的几何性质
【例2】(1)(2018·全国Ⅲ卷)已知双曲线C:错误!-错误!=1(a>0,b>0)的离心率为错误!,则点(4,0)到C的渐近线的距离为()
A。
错误!B.2 C。
错误!D.2错误!
(2)(2018·北京卷改编)已知椭圆M:错误!+错误!=1(a〉b〉0),双曲线N:错误!-错误!=1。
若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M的离心率为________.
解析(1)法一由离心率e=错误!=错误!,得c=错误!a,又b2=c2-a2,得b=a,所以双曲线C的渐近线方程为y=±x.由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C的渐近线的距离为错误!=2错误!.
法二离心率e=错误!的双曲线是等轴双曲线,其渐近线方程是y=±x,∴点(4,0)到C的渐近线的距离为错误!=2错误!。
(2)设椭圆的右焦点为F(c,0),双曲线N的渐近线
与椭圆M在第一象限内的交点为A,
由题意可知A错误!,
由点A在椭圆M上得,错误!+错误!=1,∴b2c2+3a2c2
=4a2b2,∵b2=a2-c2,∴(a2-c2)c2+3a2c2=4a2(a2-c2),则4a4-8a2c2+c4=0,e4-8e2+4=0,∴e2=4+23(舍),e2=4-2错误!。
由0<e<1,得e=错误!-1.
答案(1)D(2)错误!-1
探究提高 1.分析圆锥曲线中a,b,c,e各量之间的关系是求解圆锥曲线性质问题的关键.
2.确定椭圆和双曲线的离心率的值及范围,其关键就是确立一个关于a,b,c的方程(组)或不等式(组),再根据a,b,c的关系消掉b得到a,c的关系式.建立关于a,b,c的方程(组)或不等式(组),要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等。
3.求双曲线渐近线方程关键在于求b
a
或错误!的值,也可将双曲线等号右边的“1”
变为“0”,然后因式分解得到。
【训练2】(1)(2018·成都质检)设椭圆C:错误!+错误!=1(a〉b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点E(0,t)(0〈t<b)。
已知动点P在椭圆上,且点P,E,F2不共线,若△PEF2的周长的最小值为4b,则椭圆C的离心率为()
A。
错误! B.错误! C.错误!D。
错误!
(2)在平面直角坐标系xOy中,双曲线x2
a2-错误!=1(a>0,b>0)的右支与焦点
为F的抛物线x2=2py(p>0)交于A,B两点,若|AF|+|BF|=4|OF|,则该双曲线的渐近线方程为________。
解析(1)由椭圆的定义及对称性,△PEF2的周长的最小值为2a.∴2a=4b,a =2b,则c=a2-b2=3b,则椭圆C的离心率e=错误!=错误!.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程:错误!消去x得a2y2-2pb2y+a2b2=0,
由根与系数的关系得y1+y2=错误!p,
又∵|AF|+|BF|=4|OF|,
∴y1+错误!+y2+错误!=4×错误!,即y1+y2=p,
∴错误!p=p,即错误!=错误!错误!=错误!。
∴双曲线渐近线方程为y=±错误!x。
答案(1)A(2)y=±错误!x
热点三直线与圆锥曲线
考法1直线与圆锥曲线的位置关系
【例3-1】(2016·全国Ⅰ卷)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连接ON并延长交C于点H。
(1)求错误!;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其它公共点?说明理由.
解(1)如图,由已知得M(0,t),P错误!,
又N为M关于点P的对称点,故N错误!,
故直线ON的方程为y=错误!x,
将其代入y2=2px整理得px2-2t2x=0,
解得x1=0,x2=错误!,因此H错误!.
所以N为OH的中点,即错误!=2。
(2)直线MH与C除H以外没有其它公共点,理由如下:
直线MH的方程为y-t=p
2t x,即x=错误!(y-t).
代入y2=2px得y2-4ty+4t2=0,
解得y1=y2=2t,
即直线MH与C只有一个公共点,
所以除H以外,直线MH与C没有其它公共点。
探究提高 1.本题第(1)问求解的关键是求点N,H的坐标。
而第(2)问的关键是将直线MH的方程与曲线C联立,根据方程组的解的个数进行判断。
2.判断直线与圆锥曲线的交点个数时,可直接求解相应方程组得到交点坐标,也可利用消元后的一元二次方程的判别式来确定,需注意利用判别式的前提是二次项系数不为0.并且解题时注意应用根与系数的关系及设而不求、整体代换的技巧.
【训练3】(2018·潍坊三模)已知M为圆O:x2+y2=1上一
动点,过点M作x轴,y轴的垂线,垂足分别为A,B,连接
BA延长至点P,使得|P A|=2,记点P的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)直线l:y=kx+m与圆O相切,且与曲线C交于D,E两点,直线l1平行于l
且与曲线C相切于点Q(O,Q位于l两侧),S△ODE
S△QDE=错误!,求k的值.
解(1)设P(x,y),A(x0,0),B(0,y0),则M(x0,y0)且x2,0+y2,0=1,
由题意知OAMB为矩形,∴|AB|=|OM|=1,
∴错误!=2错误!,即(x-x0,y)=2(x0,-y0),
∴x0=错误!,y0=错误!,则错误!+错误!=1,
故曲线C的方程为错误!+错误!=1.
(2)设l1:y=kx+n,∵l与圆O相切,
∴圆心O到l的距离d1=错误!=1,得m2=k2+1,①
∵l1与l距离d2=错误!,②
∵错误!=错误!=错误!=错误!=错误!,
∴m=-2n或m=错误!n,
又O,Q位于l两侧,∴m=错误!n,③
联立错误!消去y整理得
(9k2+4)x2+18knx+9n2-36=0,
由Δ=0,得n2=9k2+4,④
由①③④得k=±错误!。
考法2有关弦的中点、弦长问题
【例3-2】(2018·全国Ⅲ卷)已知斜率为k的直线l与椭圆C:错误!+错误!=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m〉0)。
(1)证明:k〈-错误!;
(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且错误!+错误!+错误!=0.证明:|错误!|,|错误!|,|错误!|成等差数列,并求该数列的公差.
(1)证明设A(x1,y1),B(x2,y2),
则错误!+错误!=1,错误!+错误!=1.
两式相减,并由错误!=k得错误!+错误!·k=0。
由题设知错误!=1,错误!=m,于是k=-错误!。
①
由于点M(1,m)(m>0)在椭圆错误!+错误!=1内,
∴错误!+错误!<1,解得0<m<错误!,故k<-错误!. (2)解由题意得F(1,0).设P(x3,y3),
则(x3-1,y3)+(x1-1,y1)+(x2-1,y2)=(0,0)。
由(1)及题设得
x3=3-(x1+x2)=1,y3=-(y1+y2)=-2m〈0.
又点P在C上,所以m=错误!,
从而P错误!,|错误!|=错误!。
于是|错误!|=错误!=错误!=2-错误!.
同理|错误!|=2-错误!。
所以|F A,→|+|
错误!|=4-错误!(x1+x2)=3.
故2|错误!|=|错误!|+|错误!|,
即|错误!|,|错误!|,|错误!|成等差数列。
设该数列的公差为d,则
2|d|=||错误!|-|错误!||=错误!|x1-x2| =错误!错误!。
②
将m=3
4代入①得k=-1。
所以l的方程为y=-x+错误!,代入C的方程,并整理得7x2-14x+错误!=0。
故x1+x2=2,x1x2=1
28,代入②解得|d|=错误!.
所以该数列的公差为错误!或-错误!。
探究提高1。
在涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数关系与弦长公式|AB|=错误!|x2-x1|,设而不求计算弦长;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解,以简化运算。
2.对于弦的中点问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解,在使用根与系数的
关系时,要注意使用条件Δ〉0,在用“点差法”时,要检验直线与圆锥曲线是否相交。
【训练4】(2018·天津卷)设椭圆错误!+错误!=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B,已知椭圆的离心率为错误!,点A的坐标为(b,0),且|FB|·|AB|=6错误!。
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线l:y=kx(k>0)与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q。
若错误!=错误!sin∠AOQ(O为原点),求k的值。
解(1)设椭圆的焦距为2c,由已知有错误!=错误!,
又由a2=b2+c2,可得2a=3b.
由已知可得,|FB|=a,|AB|=错误!b,
由|FB|·|AB|=6错误!,
可得ab=6,从而a=3,b=2.
所以,椭圆的方程为错误!+错误!=1。
(2)设点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2)。
由已知有y1>y2〉0,
故|PQ|sin∠AOQ=y1-y2。
又因为|AQ|=错误!,而∠OAB=错误!,
故|AQ|=错误!y2.
由错误!=错误!sin∠AOQ,可得5y1=9y2.
由方程组错误!消去x,可得y1=错误!。
易知直线AB的方程为x+y-2=0,
由方程组错误!消去x,可得y2=错误!。
代入5y1=9y2,可得5(k+1)=39k2+4,
将等式两边平方,整理得56k2-50k+11=0,
解得k=错误!或k=错误!。
所以,k的值为错误!或错误!.
1.椭圆、双曲线的方程形式上可统一为Ax2+By2=1,其中A,B是不等的常数,
A>B>0时,表示焦点在y轴上的椭圆;B>A>0时,表示焦点在x轴上的椭圆;AB<0时表示双曲线。
2.对涉及圆锥曲线上点到焦点距离或焦点弦问题,恰当选用定义解题,会效果明显,定义中的定值是标准方程的基础.
3。
求双曲线、椭圆的离心率的方法:法一:直接求出a,c,计算e=错误!;法二:根据已知条件确定a,b,c的等量关系,然后把b用a,c代换,求错误!.
4.弦长公式对于直线与椭圆的相交、直线与双曲线的相交、直线与抛物线的相交都是通用的,此公式可以记忆,也可以在解题的过程中,利用两点间的距离公式推导。
5.求中点弦的直线方程的常用方法
(1)点差法,设弦的两端点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),分别代入圆锥曲线方程,两式作差,式中含有x1+x2,y1+y2,错误!三个量,则建立了圆锥曲线的弦的中点坐标与弦所在直线的斜率之间的关系,借助弦的中点坐标即可求得斜率;(2)根与系数的关系,联立直线与圆锥曲线的方程,化为一元二次方程,用根与系数的关系求解。
一、选择题
1.(2018·合肥调研)已知双曲线C:错误!-错误!=1(a〉0,b〉0)的一条渐近线与直线2x-y+1=0垂直,则双曲线C的离心率为()
A。
2 B.错误!C。
错误!D。
错误!
解析依题意,2·错误!=-1,∴b=2a.则e2=1+错误!错误!=5,∴e=错误!。
答案 D
2.(2018·南昌质检)已知抛物线C:x2=4y,过抛物线C上两点A,B分别作抛物线的两条切线P A,PB,P为两切线的交点,O为坐标原点,若错误!·错误!=0,则直线OA与OB的斜率之积为()
A.-错误!B。
-3 C。
-错误!D。
-4
解析设A错误!,B错误!,由x2=4y,得y′=错误!。
所以k AP=错误!,k BP=错误!,由错误!·错误!=0,得P A⊥PB。
∴错误!·错误!=-1,则x A·x B=-4,又k OA·k OB=
错误!·错误!=错误!=-错误!。
答案 A
3。
(2017·全国Ⅰ卷)已知F是双曲线C:x2-错误!=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为()
A。
错误!B。
错误! C.错误!D。
错误!
解析由c2=a2+b2=4得c=2,所以F(2,0),
将x=2代入x2-错误!=1,得y=±3,所以|PF|=3.
又A的坐标是(1,3),
故△APF的面积为错误!×3×(2-1)=错误!。
答案 D
4.已知椭圆C:错误!+错误!=1(a>b〉0)的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,A为椭圆上一点,∠F1AF2=错误!,连接AF2交y轴于M点,若3|OM|=|OF2|,则该椭圆的离心率为()
A。
错误! B.错误!C。
错误! D.错误!
解析设|AF1|=m,|AF2|=n。
如图所示,由题意可得
∵Rt△F1AF2∽Rt△MOF2。
∴错误!=错误!=错误!,则n=3m。
又|AF1|+|AF2|=m+n=2a,
∴m=a
2,n=错误!a。
在Rt△F1AF2中,m2+n2=4c2,即错误!a2=4c2,
∴e2=错误!=错误!,故e=错误!。
答案 D
5。
(2018·石家庄调研)已知F1,F2分别为双曲线错误!-错误!=1(a〉0,b〉0)的左、右焦点,P为双曲线上一点,PF2与x轴垂直,∠PF1F2=30°,且虚轴长为22,
则双曲线的标准方程为()
A.错误!-错误!=1 B。
错误!-错误!=1 C.错误!-错误!=1 D.x2-错误!=1
解析如图,不妨设点P(x0,y0)在第一象限,则PF2⊥x轴,
在Rt△PF1F2中,∠PF1F2=30°,|F1F2|=2c,
则|PF2|=错误!,|PF1|=错误!,
又因为|PF1|-|PF2|=错误!=2a,即c=错误!a.
又2b=22,知b=错误!,
且c2-a2=2,从而得a2=1,c2=3.
故双曲线的标准方程为x2-y2
=1.
2
答案 D
二、填空题
6.(2018·北京卷)已知直线l过点(1,0)且垂直于x轴。
若l被抛物线y2=4ax 截得的线段长为4,则抛物线的焦点坐标为________.
解析由题意知,a>0,对于y2=4ax,当x=1时,y=±2错误!,由于l被抛物线y2=4ax截得的线段长为4,所以4错误!=4,所以a=1,所以抛物线的焦点坐标为(1,0).
答案(1,0)
7.(2018·江苏卷)在平面直角坐标系xOy中,若双曲线错误!-错误!=1(a>0,
b>0)的右焦点F(c,0)到一条渐近线的距离为错误!c,则其离心率的值是________。
解析不妨设双曲线的一条渐近线方程为y=错误!x,
所以错误!=b=错误!c,所以b2=c2-a2=错误!c2,得c=2a,
所以双曲线的离心率e=错误!=2.
答案 2
8.设抛物线x2=4y的焦点为F,A为抛物线上第一象限内一点,满足|AF|=2;已知P为抛物线准线上任一点,当|P A|+|PF|取得最小值时,△P AF的外接圆半径为________。
解析由x2=4y,知p=2,∴焦点F(0,1),准线y=-1。
依题意,设A(x0,y0)(x0>0),
由定义,得|AF|=y0+错误!,则y0=2-1=1,∴AF⊥y轴.
易知当P(1,-1)时,|P A|+|PF|最小,∴|PF|=12+(-1-1)2=错误!。
由正弦定理,2R=错误!=错误!=错误!,
因此△P AF的外接圆半径R=错误!。
答案错误!
三、解答题
9.(2018·全国Ⅱ卷)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8。
(1)求l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.
解(1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0).
设A(x1,y1),B(x2,y2).
由错误!得k2x2-(2k2+4)x+k2=0。
Δ=16k2+16〉0,故x1+x2=错误!。
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=错误!。
由题设知错误!=8,解得k=-1(舍去),k=1.
因此l的方程为y=x-1.
(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5。
设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则
错误!
解得错误!或错误!
因此所求圆的方程为(x -3)2+(y -2)2=16或(x -11)2+(y +6)2=144. 10。
(2017·北京卷)已知椭圆C 的两个顶点分别为A (-2,0),B (2,0),焦点在x 轴上,离心率为错误!。
(1)求椭圆C 的方程;
(2)点D 为x 轴上一点,过D 作x 轴的垂线交椭圆C 于不同的两点M ,N ,过D 作AM 的垂线交BN 于点E 。
求证:△BDE 与△BDN 的面积之比为4∶5。
(1)解 设椭圆C 的方程为错误!+错误!=1(a >b >0)。
由题意得错误!解得c =错误!。
所以b 2=a 2-c 2=1。
所以椭圆C 的方程为错误!+y 2=1。
(2)证明 设M (m ,n ),则D (m ,0),N (m ,-n ). 由题设知m ≠±2,且n ≠0。
直线AM 的斜率k AM =错误!, 故直线DE 的斜率k DE =-错误!。
所以直线DE 的方程为y =-错误!(x -m )。
直线BN 的方程为y =错误!(x -2)。
联立错误!
解得点E 的纵坐标y E =-错误!. 由点M 在椭圆C 上,得4-m 2=4n 2, 所以y E =-错误!n .
又S △BDE =错误!|BD |·|y E |=错误!|BD |·|n |, S △BDN =1
2|BD |·|n |.
所以△BDE 与△BDN 的面积之比为4∶5.
11.设F 1,F 2分别是椭圆C :错误!+错误!=1(a 〉b 〉0)的左、右焦点,M 是椭圆C 上一点,且MF 2与x 轴垂直,直线MF 1在y 轴上的截距为错误!,且|MF 2|=错误!|MF 1|。
(1)求椭圆C 的方程;
(2)已知直线l :y =kx +t 与椭圆C 交于E 、F 两点,且直线l 与圆7x 2+7y 2=12相切,求错误!·错误!的值(O 为坐标原点)。
解(1)设直线MF1与y轴的交点为N,则|ON|=错误!。
∵MF2⊥x轴,∴在△F1F2M中,ON綉错误!MF2,
则|MF2|=错误!。
又|MF2|+|MF1|=2a,|MF2|=错误!|MF1|,
∴|MF2|=错误!a=错误!,∴a=2。
又|MF2|=错误!,∴b2=3.
∴椭圆C的标准方程为x2
4+错误!=1.
(2)设E(x1,y1),F(x2,y2),
联立错误!消y得(3+4k2)x2+8ktx+4t2-12=0.
∴x1+x2=-错误!,x1x2=错误!,
Δ=(8kt)2-4(3+4k2)(4t2-12)〉0,得t2〈3+4k2,(*) 则错误!·错误!=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+t)(kx2+t)
=(1+k2)x1x2+kt(x1+x2)+t2
=错误!-错误!+错误!
=错误!。
又直线l与圆7x2+7y2=12相切,
∴|t|
1+k2
=错误!,则1+k2=错误!t2满足(*)式,
故错误!·错误!=错误!=0.。