2020届高考数学(理)二轮复习专题强化训练:(十九)解析几何理+Word版含答案
2020高考数学(理科)二轮专题复习课标通用版跟踪检测:解析几何含答案
解析(1)设椭圆的焦距为2c,则 = ,又a2=b2+c2,所以b=c= .因为4× ×b× b=2 ,所以b=1,a= ,故所求椭圆的标准方程为 +y2=1.
所以弦长|PQ|=2 =2 .
不妨设点M在直线OB:y=- x上方,点N在直线OB:y=- x下方,即 x1+y1>0, x2+y2<0.
所以点M(x1,y1)到直线PQ的距离为d1= = = ,点N(x2,y2)到直线PQ的距离为d2= =- .
所以d1+d2=
= =2 .
所以面积S= |PQ|·(d1+d2)= ·2 ·2 =2 = ⇒m=±2.
(2)设A ,B ,S(xS,yS).
因为 - = - = ,所以 =2,所以y3-y4=8,
因为线段AB的中点的纵坐标为8,所以y3+y4=16,
联立解得y3=12,y4=4,所以A(36,12),B(4,4).
设直线SA的斜率为k,则直线SA的方程为y-12=k(x-36),
由 消去x得 -与y轴负半轴的交点,经过F的直线l与椭圆交于点M,N,经过B且与l平行的直线与椭圆交于点A,若|MN|= |AB|,求直线l的方程.
解析(1)设椭圆的标准方程为 + =1(a>b>0),
依题意知,c=1,e= = ,所以a= ,b2=a2-c2=1,
所以所求椭圆的标准方程为 +y2=1.
A. B.
C.2D.
D解析抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线l的方程为x=-1,所以|OF|=1,又双曲线的渐近线方程为y=± x,不妨设A ,B ,所以|AB|= =4|OF|=4,所以b=2a,所以e= = = .故选D项.
2020年高考文科数学二轮专题复习九:解析几何(附解析)
2020年高考文科数学二轮专题复习九:解析几何(附解析)从近五年的高考试题来看,该部分的试题是综合性的,题目中既有直线和圆的方程的问题,又有圆锥曲线与方程的问题.考查的重点:直线方程与两直线的位置关系;圆的方程;点、线、圆的位置关系;椭圆、双曲线、抛物线及其性质;直线与圆锥曲线的位置关系;曲线的方程;圆锥曲线的综合问题.1.直线方程与圆的方程 (1)直线方程的五种形式(①两条直线平行:对于两条不重合的直线1l ,2l ,若其斜率分别为1k ,2k ,则有1212//l l k k ⇔=; 当直线1l ,2l 不重合且斜率都不存在时,12//l l . ②两条直线垂直:如果两条直线1l ,2l 的斜率存在,设为1k ,2k ,则有1212·1l l k k ⊥⇔=-; 当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,12l l ⊥. (3)两条直线的交点的求法直线1l :1110A x B y C ++=,2l :2220A x B y C ++=, 则1l 与2l 的交点坐标就是方程组1112220A x B y C A x B y C ++=⎧⎨++=⎩的解.(4)三种距离公式①111(,)P x y ,222(,)P x y两点之间的距离:12||PP = ②点000(,)P x y 到直线l :0Ax By C ++=的距离:d =.③平行线10Ax By C ++=与20Ax By C ++=间距离:d =.(5)圆的定义及方程点00()M x y ,与圆222()()x a y b r -+-=的位置关系: ①若00()M x y ,在圆外,则22200()()x a y b r -+->. ②若00()M x y ,在圆上,则22200()()x a y b r -+-=. ③若00()M x y ,在圆内,则22200()()x a y b r -+-<.2.直线、圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系(半径为r ,圆心到直线的距离为d )0∆<0∆=0∆>(2设两圆的圆心距为d ,两圆的半径分别为R ,()r R r >,则3.圆锥曲线及其性质(1)椭圆的标准方程及几何性质,()0F c -0(),F c ()0,F c -()0,F c220+=<mx ny mn1()(4.圆锥曲线的综合问题(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0Ax By C ++=(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程0()F x y =,,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.即联立0(,)0Ax By C F x y ++=⎧⎨=⎩,消去y ,得20ax bx c ++=.①当0a ≠时,设一元二次方程20ax bx c ++=的判别式为∆, 则0∆>⇔直线与圆锥曲线C 相交;0∆=⇔直线与圆锥曲线C 相切; 0∆<⇔直线与圆锥曲线C 相离.②当0a =,0b ≠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. (2)圆锥曲线的弦长设斜率为(0)k k ≠的直线l 与圆锥曲线C 相交于M ,N 两点,11(,)M x y ,22(,)N x y ,则12|||MN x x =-=12|||MN y y =-=.1.(2019·全国Ⅰ卷)双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的一条渐近线的倾斜角为︒130,则C 的离心率为( )A .︒40sin 2B .︒40cos 2C .︒50sin 1 D .︒50cos 12.(2019·全国II 卷)若抛物线)0(22>=p px y 的焦点是椭圆1322=+py p x 的一个焦点,则=p ( )A .2B .3C .4D .83.(2019·全国III 卷)已知F 是双曲线22:145x y C -=的一个焦点,点P 在C 上,O 为坐标原点.若||||PO OF =,则△OPF 的面积为( )A .32 B .52 C .72 D .924.(2019·全国III 卷)设1F 、2F 为椭圆22:13620x y C +=的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限,若△12MF F 为等腰三角形,则M 的坐标为________.5.(2019·全国Ⅰ卷)已知点,A B 关于坐标原点O 对称,4AB =,M e 过点,A B 且与直线20x +=相切.(1)若A 在直线0x y +=上,求M e 的半径;(2)是否存在定点P ,使得当A 运动时,MA MP -为定值?并说明理由.经典常规题(45分钟)1.(2019·江西省上高县第二中学期末考试)若(2,3)A -,(3,2)B -,1(,)2C m 三点共线,则m 的值为( ) A .12 B .12- C .2- D .2 2.(2019·内蒙古乌兰察布市集宁第一中学适应性考试)过抛物线24y x =的焦点F 作与抛物线对称轴垂直的直线交抛物线于A ,B 两点,则以AB 为直径的圆的标准方程为( )A .22(1)4x y ++=B .22(1)4x y -+=C .22(1)4x y ++=D .22(1)4x y +-=3.(2019·宁夏银川一中调研考试)双曲线2221(0)9x y a a -=>的一条渐近线方程为35y x =,则a = . 4.(2019·广东省5月仿真冲刺模拟卷)斜率为(0)k k <的直线l 过点(0,1)F ,且与曲线21(0)4y x x =≥ 及直线1y =-分别交于,A B 两点,若||6||FB FA =,则k =_____.5.(2019·河南省八校高三1月尖子生联赛)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,1(2,2)P,2P ,3(2,3)P -,4(2,3)P 四点中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)已知点(0,1)E ,问是否存在直线p 与椭圆C 交于M ,N 两点且||||ME NE =?若存在,求出直线p斜率的取值范围;若不存在,请说明理由.高频易错题1.(2019·江西省新余市第一中学模拟考试)若113420x y --=,223420x y --=,则过11(,)A x y ,22(,)B x y 两点的直线方程是( )A .4320x y +-=B .3420x y --=C .4320x y ++=D .3420x y -+=2.(2019·湖南、湖北、河南、河北、山东五省名校4月模拟)已知椭圆的长轴长是倍,则该椭圆的离心率是( )A .31 B.3 C.3 D.33.(2019·山东省济南第一中学2月适应考试)已知△ABC 的顶点0()5,A -,()5,0B ,△ABC 的内切圆圆心在直线3x =上,则顶点C 的轨迹方程是( )A .221916x y -=B .221169x y -=C .221(3)916x y x -=>D .221(4)169x y x -=>4.(2019·广东省高三二月调研考试)以抛物线24y x =的焦点为圆心且过点(5,P -的圆的标准方程为____________.5.(2019·湖南、湖北、河南、河北、山东五省名校高考适应性考试)过抛物线2:4C y x =的焦点F的直线交C 于点M (M 在x 轴上方),l 为C 的准线,N 点在l 上,且MN l ⊥,则M 到直线NF 的距离为_____精准预测题2020年高考文科数学二轮专题复习九:解析几何(解析)从近五年的高考试题来看,该部分的试题是综合性的,题目中既有直线和圆的方程的问题,又有圆锥曲线与方程的问题.考查的重点:直线方程与两直线的位置关系;圆的方程;点、线、圆的位置关系;椭圆、双曲线、抛物线及其性质;直线与圆锥曲线的位置关系;曲线的方程;圆锥曲线的综合问题.1.直线方程与圆的方程(1)直线方程的五种形式(①两条直线平行:对于两条不重合的直线1l ,2l ,若其斜率分别为1k ,2k ,则有1212//l l k k ⇔=; 当直线1l ,2l 不重合且斜率都不存在时,12//l l . ②两条直线垂直:如果两条直线1l ,2l 的斜率存在,设为1k ,2k ,则有1212·1l l k k ⊥⇔=-; 当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,12l l ⊥. (3)两条直线的交点的求法直线1l :1110A x B y C ++=,2l :2220A x B y C ++=, 则1l 与2l 的交点坐标就是方程组1112220A x B y C A x B y C ++=⎧⎨++=⎩的解.(4)三种距离公式①111(,)P x y ,222(,)P x y 两点之间的距离:12||PP = ②点000(,)P x y 到直线l :0Ax By C ++=的距离:d =.③平行线10Ax By C ++=与20Ax By C ++=间距离:d =.(5)圆的定义及方程点00()M x y ,与圆222()()x a y b r -+-=的位置关系: ①若00()M x y ,在圆外,则22200()()x a y b r -+->. ②若00()M x y ,在圆上,则22200()()x a y b r -+-=. ③若00()M x y ,在圆内,则22200()()x a y b r -+-<.2.直线、圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系(半径为r ,圆心到直线的距离为d )0∆<0∆=0∆>(2设两圆的圆心距为d ,两圆的半径分别为R ,()r R r >,则3.圆锥曲线及其性质(1)椭圆的标准方程及几何性质,()0F c -0(),F c ()0,F c -()0,F c22+=mx ny(4.圆锥曲线的综合问题(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0Ax By C ++=(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程0()F x y =,,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.即联立0(,)0Ax By C F x y ++=⎧⎨=⎩,消去y ,得20ax bx c ++=.①当0a ≠时,设一元二次方程20ax bx c ++=的判别式为∆, 则0∆>⇔直线与圆锥曲线C 相交;0∆=⇔直线与圆锥曲线C 相切; 0∆<⇔直线与圆锥曲线C 相离.②当0a =,0b ≠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. (2)圆锥曲线的弦长设斜率为(0)k k ≠的直线l 与圆锥曲线C 相交于M ,N 两点,11(,)M x y ,22(,)N x y ,则12|||MN x x =-=12|||MN y y =-=.1.(2019·全国Ⅰ卷)双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的一条渐近线的倾斜角为︒130,则C 的离心率为( )A .︒40sin 2B .︒40cos 2C .︒50sin 1 D .︒50cos 1【答案】D【解析】根据题意可知︒=-130tan a b ,所以︒︒=︒=50cos 50sin 50tan a b , 离心率︒=︒=︒︒+︒=︒︒+=+=50cos 150cos 150cos 50sin 50cos 50cos 50sin 1122222222a b e . 2.(2019·全国II 卷)若抛物线)0(22>=p px y 的焦点是椭圆1322=+py p x 的一个焦点,则=p ( )A .2B .3C .4D .8 【答案】D【解析】抛物线)0(22>=p px y 的焦点是)0,2(p,椭圆1322=+p y p x 的焦点是)0,2(p ±,∴p p22=,∴8=p .经典常规题3.(2019·全国III 卷)已知F 是双曲线22:145x y C -=的一个焦点,点P 在C 上,O 为坐标原点.若||||PO OF =,则△OPF 的面积为( )A .32 B .52 C .72 D .92【答案】B【解析】依据题意222224,5,9a b c a b ===+=, 设F 为右焦点,(3,0)F ,设P 在第一象限,(,)P x y ,根据||||PO OF =,22229145x y x y ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,得到53y =,所以15||22OPF S OF y ∆=⋅⋅=.4.(2019·全国III 卷)设1F 、2F 为椭圆22:13620x y C +=的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限,若△12MF F 为等腰三角形,则M 的坐标为________. 【答案】)15,3(【解析】由椭圆22:13620x y C +=可知,6=a ,4=c ,由M 为C 上一点且在第一象限,故等腰三角形12MF F 中,8211==F F MF ,4212=-=MF a MF ,415828sin 2221=-=∠M F F ,15sin 212=∠=M F F MF y M , 代入22:13620x y C +=可得3=M x ,故M 的坐标为)15,3(.5.(2019·全国Ⅰ卷)已知点,A B 关于坐标原点O 对称,4AB =,M e 过点,A B 且与直线20x +=相切.(1)若A 在直线0x y +=上,求M e 的半径;(2)是否存在定点P ,使得当A 运动时,MA MP -为定值?并说明理由.【答案】(1)2或6;(2)存在,(1,0)P ,详见解析.【解析】(1)∵M e 过点,A B ,∴圆心在AB 的中垂线上即直线y x =上, 设圆的方程为222()()x a y a r -+-=,又4AB =,根据222AO MO r +=,得2242a r +=,∵M e 与直线20x +=相切,∴2a r +=,联解方程得0a =,2r =或4a =,6r =. (2)设M 的坐标为(,)x y ,根据条件22222AO MO r x +==+,即22242x y x ++=+,化简得24y x =,即M 的轨迹是以(1,0)为焦点,以1x =-为准线的抛物线, 所以存在定点(1,0)P ,使(2)(1)1MA MP x x -=+-+=.1.(2019·江西省上高县第二中学期末考试)若(2,3)A -,(3,2)B -,1(,)2C m 三点共线,则m 的值为( ) A .12 B .12- C .2- D .2 【答案】A【解析】2321132232AB BC m k k m --+=⇒=⇒=+-. 2.(2019·内蒙古乌兰察布市集宁第一中学适应性考试)过抛物线24y x =的焦点F 作与抛物线对称轴垂直的直线交抛物线于A ,B 两点,则以AB 为直径的圆的标准方程为( )高频易错题(45分钟)A .22(1)4x y ++=B .22(1)4x y -+=C .22(1)4x y ++=D .22(1)4x y +-= 【答案】B【解析】由抛物线的性质知AB 为通径,焦点坐标为(1,0),直径224R AB p ===,即2R =,所以圆的标准方程为22(1)4x y -+=.3.(2019·宁夏银川一中调研考试)双曲线2221(0)9x y a a -=>的一条渐近线方程为35y x =,则a = . 【答案】5【解析】由双曲线的标准方程可得渐近线方程为3y x a=±,结合题意可得5a =. 4.(2019·广东省5月仿真冲刺模拟卷)斜率为(0)k k <的直线l 过点(0,1)F ,且与曲线21(0)4y x x =≥ 及直线1y =-分别交于,A B 两点,若||6||FB FA =,则k =_____.【答案】12-【解析】易知曲线21(0)4y x x =≥是抛物线2:4C x y =的右半部分,如图,其焦点为(0,1)F ,准线1y =-,过点A 作AH ⊥准线,垂足为H ,则||||AH AF =, 因为||6||FB FA =,所以||5||AB AH =,||tan||AHABHBH∠===,故直线l的斜率为.5.(2019·河南省八校高三1月尖子生联赛)已知椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>,1(2,2)P,2P,3(2,3)P-,4(2,3)P四点中恰有三点在椭圆C上.(1)求C的方程;(2)已知点(0,1)E,问是否存在直线p与椭圆C交于M,N两点且||||ME NE=?若存在,求出直线p斜率的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2211612x y+=;(2)存在,11(,)22-.【解析】(1)由于3P,4P两点关于y轴对称,故由题设知C经过34,P P两点,又由22224449a b a b+<+知C不经过点1P,所以点2P在C上.因此222221211649121abba b⎧=⎪⎧=⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⎩⎪+=⎪⎩,所以C的方程为2211612x y+=.(2)假设存在满足条件的直线:p y kx m=+,设11(,)M x y,22(,)N x y.将直线:p y kx m=+与椭圆联立可得22222(34)8448011612y kx mk x kmx mx y=+⎧⎪⇒+++-=⎨+=⎪⎩.222222644(34)(448)01612k m k m k m∆=-+->⇒+>①,故122834kmx xk-+=+,212244834mx xk-=+,设MN 的中点为00(,)F x y ,故12024234x x km x k +-==+,002334my kx m k =+=+, 因为||||ME NE =,所以EF MN ⊥,所以1EF k k =-,所以22231341(43)434mk k m k km k -+⋅=-⇒=-+-+, 代入①得22242111612(43)1683022k k k k k +>+⇒+-<⇒-<<, 故存在直线p 使得||||ME NE =,且直线p 斜率的取值范围是11(,)22-.1.(2019·江西省新余市第一中学模拟考试)若113420x y --=,223420x y --=,则过11(,)A x y ,22(,)B x y 两点的直线方程是( )A .4320x y +-=B .3420x y --=C .4320x y ++=D .3420x y -+= 【答案】B【解析】由题意得11(,)A x y ,22(,)B x y 两点的坐标都满足方程3420x y --=, 所以过11(,)A x y ,22(,)B x y 两点的直线方程是3420x y --=.2.(2019·湖南、湖北、河南、河北、山东五省名校4月模拟)已知椭圆的长轴长是倍,则该椭圆的离心率是( )A .31 B.3 C.3 D.3精准预测题【答案】C【解析】由题可知a =,则3c e a ===. 3.(2019·山东省济南第一中学2月适应考试)已知△ABC 的顶点0()5,A -,()5,0B ,△ABC 的内切圆圆心在直线3x =上,则顶点C 的轨迹方程是( )A .221916x y -=B .221169x y -= C .221(3)916x y x -=> D .221(4)169x y x -=> 【答案】C【解析】如图,||||8AD AE ==,||||2BF BE ==,||||CD CF =,所以|||||82610|CA CB AB -=-=<=.根据双曲线定义,所求轨迹是以A ,B 为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,且0y ≠, 故轨迹方程为221(3)916x y x -=>. 4.(2019·广东省高三二月调研考试)以抛物线24y x =的焦点为圆心且过点(5,P -的圆的标准方程为____________.【答案】22(1)36x y -+=【解析】由题意知,P 在抛物线上,且F 的坐标为(1,0),则||55162p PF =+=+=, 故所求的圆的标准方程为22(1)36x y -+=.5.(2019·湖南、湖北、河南、河北、山东五省名校高考适应性考试)过抛物线2:4C y x =的焦点F的直线交C 于点M (M 在x 轴上方),l 为C 的准线,N 点在l 上,且MN l ⊥,则M 到直线NF 的距离为_____.【答案】【解析】设00(,)M x y ,∴2004y x =,∴0y =,∴0sin 60︒=,020043214x x x =++, ∴20031030x x -+=,解得0=3x 或013x =(舍去),∴4MF =, ∵MN MF =,60NMF ∠=︒,∴△MNF 为等边三角形,∴M 到NF直线的距离为42⨯=。
2020届高考数学(理)二轮复习专题强化训练:(十九)解析几何理
专题强化训练(十九) 解析几何1.[2019·长沙一模]已知椭圆C :+=1(a >b >0)的离心率为,左、右焦点分x 2a 2y 2b 213别为F 1,F 2,A 为椭圆C 上一点,AF 1与y 轴相交于B ,|AB |=|F 2B |,|OB |=(O 为坐标原43点).(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆C 的左、右顶点分别为A 1,A 2,过A 1,A 2分别作x 轴的垂线l 1,l 2,椭圆C 的一条切线l :y =kx +m (k ≠0)分别与l 1,l 2交于点M ,N ,求证:∠MF 1N =∠MF 2N .解:(1)如图,连接AF 2,由题意得|AB |=|F 2B |=|F 1B |,所以BO 为△F 1AF 2的中位线,又BO ⊥F 1F 2,所以AF 2⊥F 1F 2,且|AF 2|=2|BO |==,b 2a 83又e ==,a 2=b 2+c 2,所以a 2=9,b 2=8,c a 13故所求椭圆C 的方程为+=1.x 29y 28(2)由(1)可得,F 1(-1,0),F 2(1,0),l 1的方程为x =-3,l 2的方程为x =3.由Error!得Error!由Error!得Error!所以M (-3,-3k +m ),N (3,3k +m ),所以=(-2,-3k +m ),=(4,3k +m ),F 1M → F 1N → 所以·=-8+m 2-9k 2.F 1M → F 1N → 联立Error!得(9k 2+8)x 2+18kmx +9m 2-72=0.因为直线l 与椭圆C 相切,所以Δ=(18km )2-4(9k 2+8)(9m 2-72)=0,化简得m 2=9k 2+8.所以·=-8+m 2-9k 2=0,F 1M → F 1N → 所以⊥,故∠MF 1N =.F 1M → F 1N → π2同理可得⊥,∠MF 2N =.F 2M → F 2N → π2故∠MF 1N =∠MF 2N .2.[2019·合肥质检二]已知抛物线C 1:x 2=2py (p >0)和圆C 2:(x +1)2+y 2=2,倾斜角为45°的直线l 1过C 1的焦点,且l 1与C 2相切.动点M 在C 1的准线上,动点A 在C 1上,若C 1在A 点处的切线l 2交y 轴于点B ,设=+,求证:点N 在定直线上,并求该定MN → MA → MB → 直线的方程.解:解法一:依题意设M (m ,-3),由(1)知抛物线C 1的方程为x 2=12y ,所以y =,x 212所以y ′=,x 6设A (x 1,y 1),则以A 为切点的切线l 2的斜率为k =,x 16所以切线l 2的方程为y =x 1(x -x 1)+y 1.16令x =0,则y =-x +y 1=-×12y 1+y 1=-y 1,即B 点的坐标为(0,-y 1),162116所以=(x 1-m ,y 1+3),MA → =(-m ,-y 1+3),MB → 所以=+=(x 1-2m,6),MN → MA → MB → 所以=+=(x 1-m,3).ON → OM → MN → 设N 点坐标为(x ,y ),则y =3,所以点N 在定直线y =3上.解法二:设M (m ,-3),由(1)知抛物线C 1的方程为x 2=12y ①,设l 2的斜率为k ,A,则以A 为切点的切线l 2的方程为y =k (x -x 1)+x (x 1,112x 21)11221②,联立①②得,x 2=12,(k (x -x 1)+112x 21)因为Δ=144k 2-48kx 1+4x =0,所以k =,21x 16所以切线l 2的方程为y =x 1(x -x 1)+x .1611221令x =0,得B 点坐标为,(0,-112x 21)所以=,MA → (x 1-m ,112x 21+3)=,MB → (-m ,-112x 21+3)所以=+=(x 1-2m,6),MN → MA → MB → 所以=+=(x 1-m,3),ON → OM → MN → 所以点N 在定直线y =3上.3.[2019·武汉4月调研]已知椭圆Γ:+=1(a >b >0)经过点M (-2,1),且右焦x 2a 2y 2b 2点F (,0).3(1)求椭圆Γ的标准方程;(2)过N (1,0)且斜率存在的直线AB 交椭圆Γ于A ,B 两点,记t =·,若t 的最MA → MB → 大值和最小值分别为t 1,t 2,求t 1+t 2的值.解:(1)由椭圆+=1的右焦点为(,0),知a 2-b 2=3,即b 2=a 2-3,则+x 2a 2y 2b 23x 2a 2=1,a 2>3.y 2a 2-3又椭圆过点M (-2,1),∴+=1,4a 21a 2-3又a 2>3,∴a 2=6.∴椭圆Γ的标准方程为+=1.x 26y 23(2)设直线AB 的方程为y =k (x -1),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由Error!得x 2+2k 2(x -1)2=6,即(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-6=0,∵点N (1,0)在椭圆内部,∴Δ>0,∴Error!,则t =·=(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-1)(y 2-1)MA → MB → =x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+(kx 1-k -1)(kx 2-k -1)=(1+k 2)x 1x 2+(2-k 2-k )(x 1+x 2)+k 2+2k +5 ③,将①②代入③得,t =(1+k 2)·+(2-k 2-k )·+k 2+2k +5,2k 2-62k 2+14k 22k 2+1∴t =,15k 2+2k -12k 2+1∴(15-2t )k 2+2k -1-t =0,k ∈R ,则Δ1=22+4(15-2t )(1+t )≥0,∴(2t -15)(t +1)-1≤0,即2t 2-13t -16≤0,由题意知t 1,t 2是2t 2-13t -16=0的两根,∴t 1+t 2=.1324.[2019·石家庄一模]已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,2)到焦点F 的距离|PF |=2x 0.(1)求抛物线C 的方程;(2)过点P 引圆M :(x -3)2+y 2=r 2(0<r ≤)的两条切线PA 、PB ,切线PA 、PB 与抛2物线C 的另一交点分别为A 、B ,线段AB 中点的横坐标记为t ,求t 的取值范围.解:(1)由抛物线定义,得|PF |=x 0+,p2由题意得:Error!解得Error!所以抛物线的方程为y 2=4x .(2)由题意知,过P 引圆(x -3)2+y 2=r 2(0<r ≤)的切线斜率存在,2设切线PA 的方程为y =k 1(x -1)+2,则圆心M 到切线PA 的距离d ==r ,|2k 1+2|k 21+1整理得,(r 2-4)k -8k 1+r 2-4=0.21设切线PB 的方程为y =k 2(x -1)+2,同理可得(r 2-4)k -8k 2+r 2-4=0,2所以k 1,k 2是方程(r 2-4)k 2-8k +r 2-4=0的两根,k 1+k 2=,k 1k 2=1.8r 2-4设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由Error!得k 1y 2-4y -4k 1+8=0,由韦达定理知y 1+y 2=,y 1y 2=,4k 18-4k 1k 1所以y 1==-2=4k 2-2,同理可得y 2=4k 1-2.4-2k 1k 14k 1设点D 的横坐标为x 0,则x 0====x 1+x 22y 21+y 28(4k 2-2)2+(4k 1-2)282(k +k )-2(k 1+k 2)+1=2(k 1+k 2)2-2(k 1+k 2)-3.212设m =k 1+k 2,则m =∈[-4,-2),8r 2-4所以x 0=2m 2-2m -3,对称轴m =>-2,所以9<x 0≤37,即t ∈(9,37].125.[2019·太原模拟]已知椭圆C :+=1(a >b >0)的左、右焦点分别是x 2a 2y 2b 2F 1,F 2,A ,B 分别是其左右顶点,点P 是椭圆C 上任一点,且△PF 1F 2的周长为6,若△PF 1F 2面积的最大值为.3(1)求椭圆C 的方程;(2)若过点F 2且斜率不为0的直线交椭圆C 于M ,N 两个不同点,证明:直线AM 与BN 的交点在一条定直线上.解:(1)由题意,得Error!解得Error!所以椭圆C 的方程为+=1.x 24y 23(2)由(1)得A (-2,0),B (2,0),F 2(1,0).设直线MN 的方程为x =my +1,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由Error!得(4+3m 2)y 2+6my -9=0∴y 1+y 2=-,y 1y 2=-,6m 4+3m 294+3m 2∴my 1y 2=(y 1+y 2).32∵直线AM 的方程为y =(x +2),y 1x 1+2直线BN 的方程为y =(x -2),y 2x 2-2∴(x +2)=(x -2),y 1x 1+2y 2x 2-2∴===3,x +2x -2y 2(x 1+2)y 1(x 2-2)my 1y 2+3y 2my 1y 2-y 1∴x =4,∴直线AM 与BN 的交点在直线x =4上.6.[2019·北京卷]已知抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1).(1)求抛物线C 的方程及其准线方程;(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B ,求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.解:(1)由抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1),得p =2.所以抛物线C 的方程为x 2=-4y ,其准线方程为y =1.(2)抛物线C 的焦点为F (0,-1).设直线l 的方程为y =kx -1(k ≠0).由Error!得x 2+4kx -4=0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1x 2=-4.直线OM 的方程为y =x .y 1x 1令y =-1,得点A 的横坐标x A =-.x 1y 1同理得点B 的横坐标x B =-.x 2y 2设点D (0,n ),则=,DA → (-x 1y 1,-1-n )=,DB → (-x 2y 2,-1-n )·=+(n +1)2=+(n +1)2DA → DB → x 1x 2y 1y 2x 1x 2(-x 214)(-x 24)=+(n +1)2=-4+(n +1)2.16x 1x 2令·=0,即-4+(n +1)2=0,得n =1或n =-3.DA → DB → 综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,-3).7.[2019·洛阳统考]已知抛物线C :y 2=2px (p >0),其焦点为F ,O 为坐标原点,直线l 与抛物线C 相交于不同的两点A ,B ,M 为AB 的中点.(1)若p =2,M 的坐标为(1,1),求直线l 的方程.(2)若直线l 过焦点F ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,试问:是否为定值?若2|MN |2|FN |为定值,试求出此定值;否则,说明理由.解:(1)由题意知直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为x -1=t (y -1),即x =ty +1-t ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由Error!,得y 2-4ty -4+4t =0,∴Δ=16t 2+16-16t =16(t 2-t +1)>0,y 1+y 2=4t ,∴4t =2,即t =.12∴直线l 的方程为2x -y -1=0.(2)为定值2p ,证明如下.2|MN |2|FN |∵抛物线C :y 2=2px (p >0),∴焦点F 的坐标为.(p 2,0)由题意知直线l 的斜率存在且不为0,∵直线l 过焦点F ,故设直线l 的方程为x =ty +(t ≠0),p 2设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由Error!,得y 2-2pty -p 2=0,∴y 1+y 2=2pt ,Δ=4p 2t 2+4p 2>0.∴x 1+x 2=t (y 1+y 2)+p =2pt 2+p ,∴M .(pt 2+p 2,pt )∴MN 的方程为y -pt =-t .(x -pt 2-p 2)令y =0,解得x =pt 2+,N ,3p 2(pt 2+3p 2,0)∴|MN |2=p 2+p 2t 2,|FN |=pt 2+-=pt 2+p ,3p 2p 2∴==2p .2|MN |2|FN |2(p 2+p 2t 2)pt 2+p 8.[2019·浙江卷]如图,已知点F (1,0)为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点.过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,点C 在抛物线上,使得△ABC 的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 的右侧.记△AFG ,△CQG 的面积分别为S 1,S 2.(1)求p 的值及抛物线的准线方程;(2)求的最小值及此时点G 的坐标.S 1S 2解:(1)由题意得=1,p 2即p =2.所以,抛物线的准线方程为x =-1.(2)设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),C (x C ,y C ),重心G (x G ,y G ).令y A =2t ,t ≠0,则x A =t 2.由于直线AB 过点F ,故直线AB 的方程为x =y +1,代入y 2=4x ,得y 2-t 2-12t y -4=0,2(t 2-1)t 故2ty B =-4,即y B =-,所以B .2t (1t 2,-2t )又由于x G =(x A +x B +x C ),y G =(y A +y B +y C )及重心G 在x 轴上,故2t -+y C =0,13132t 得C ,G .((1t -t )2,2(1t -t ))(2t 4-2t 2+23t 2,0)所以,直线AC 的方程为y -2t =2t (x -t 2),得Q (t 2-1,0).由于Q 在焦点F 的右侧,故t 2>2.从而===2-.S 1S 212|FG |·|yA |12|QG |·|yC |2t 4-t 2t 4-1t 2-2t 4-1令m =t 2-2,则m >0,=2-=2-≥2-=1+.S 1S 2m m 2+4m +31m +3m +412m ·3m +432当m =即t 2=+2时,取得最小值1+,此时G (2,0).33S 1S 232。
2020新高考数学(理)二轮专题培优新方案主攻40个必考点练习:解析几何+考点过关检测二十二+Word版含解析
考点过关检测(二十二)1.(2019·豫东联考)已知椭圆的中心在原点,离心率e =12,且它的一个焦点与抛物线y 2=-4x 的焦点重合,则此椭圆的方程为( )A.x 24+y 23=1 B.x 28+y 26=1 C.x 22+y 2=1D.x 24+y 2=1解析:选A 依题意,可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知可得抛物线的焦点为(-1,0),所以c =1.又离心率e =c a =12,解得a =2,b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆的方程为x 24+y 23=1,故选A.2.(2019·菏泽期末)已知等边△AOB (O 为坐标原点)的三个顶点在抛物线Γ:y 2=2px (p >0)上,且△AOB 的面积为93,则p =( )A. 3 B .3 C.32D .2 3解析:选C 根据抛物线和等边三角形的对称性,可知A ,B 两点关于x 轴对称,不妨设直线OB :y =33x ,与y 2=2px 联立,解得B (6p,23p ),故|OB |=43p .因为△AOB 的面积为93,所以34×(43p )2=93,解得p =32.故选C.3.若圆x 2+y 2-3x -4y -5=0关于直线ax -by =0(a >0,b >0)对称,则双曲线x 2a 2-y 2b2=1的离心率为( ) A.43 B.53 C.54D.74解析:选C 圆的圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2,满足题意时,直线过圆心,即32a -2b =0,∴b a =34,∴双曲线的离心率e =c a =1+b 2a 2=54.4.(2019·青岛二模)若直线l :x -2y -5=0过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点且与其一条渐近线平行,则该双曲线的方程为( )A.x 220-y 25=1 B.x 25-y 220=1 C.x 24-y 2=1D .x 2-y 24=1解析:选A 根据题意,令y =0,则x =5,即c =5.又b a =12,所以a 2=20,b 2=5,所以双曲线的方程为x 220-y25=1.5.(2019·海珠模拟)双曲线E 的中心在原点,离心率等于2,若它的一个顶点恰好是抛物线y 2=8x 的焦点,则双曲线E 的虚轴长等于( )A .4 B. 3 C .2 3D .4 3解析:选D 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),因为y 2=8x 的焦点坐标是(2,0),所以双曲线E 的一个顶点为(2,0),即a =2.又因为离心率e =ca =c2=2,所以c =4.因此b =16-4=23,虚轴长等于2b =43,故选D.6.(2019·唐山一模)已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,若抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( )A .x 2=833yB .x 2=1633y C .x 2=8yD .x 2=16y解析:选D 因为双曲线的离心率e =ca =1+b 2a 2=2,所以b 2=3a 2,所以双曲线的渐近线方程为y =±b a x =±3x .又抛物线的焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,故焦点到渐近线的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪p 21+(3)2=p4=2,所以p =8,所以抛物线C 2的方程为x 2=16y .7.(2019·桂林期末)若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP→的最大值为( ) A .2 B .3 C .6D .8解析:选C 设点P (x 0,y 0),则x 204+y 203=1,即y 20=3-3x 24.又因为点F (-1,0),所以OP →·FP →=x 0(x 0+1)+y 20=14x 20+x 0+3=14(x 0+2)2+2.又x 0∈[-2,2],所以(OP →·FP →)max=6.8.(2019·通化三模)已知直线l :y =kx +2过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的上顶点B 和左焦点F ,且被圆x 2+y 2=4截得的弦长为L ,若L ≥455,则椭圆离心率e的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫0,55B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,255 C.⎝⎛⎦⎥⎤0,355 D.⎝⎛⎦⎥⎤0,455 解析:选B 依题意,知b =2,kc =2.设圆心到直线l 的距离为d ,则L =24-d 2≥455,解得d 2≤165.又因为d =21+k 2,所以11+k 2≤45.因为e 2=c 2a 2=c 2b 2+c 2=11+k2,所以0<e 2≤45,解得0<e ≤255.故选B. 9.(2019·河南中原名校联考)直线l 与抛物线y 2=4x 交于两不同点A ,B ,其中A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若y 1y 2=-36,则直线l 恒过点的坐标是________.解析:设直线l 的方程为x =my +n ,则由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +n ,y 2=4x ,得y 2-4my -4n =0,∴y 1y 2=-4n ,又y 1y 2=-36,∴-4n =-36,∴n =9,∴直线l 的方程为x =my +9,恒过(9,0). 答案:(9,0)10.设抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,以F 为圆心,|F A |为半径的圆交l 于B ,D 两点.若∠ABD =90°,且△ABF 的面积为93,则下列说法正确的是________(填序号).①△ABF 是等边三角形; ②|BF |=3;③点F 到准线的距离为3; ④抛物线C 的方程为y 2=6x .解析:∵以F 为圆心,|F A |为半径的圆交l 于B ,D 两点,∠ABD =90°,由抛物线的定义可得|AB |=|AF |=|BF |,∴△ABF 是等边三角形,∴∠FBD =30°.∵△ABF 的面积为34|BF |2=93,∴|BF |=6.又点F 到准线的距离为|BF |sin 30°=3=p ,则该抛物线的方程为y 2=6x .答案:①③④11.(2019·泉州期末)已知F 1,F 2分别为双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,且|F 1F 2|=2b 2a ,P 为双曲线C 右支上一点,I 为△PF 1F 2的内心,若S △IPF 1=S △IPF 2+λS △IF 1F 2成立.则双曲线的离心率为________,λ的值为________.解析:由F 1,F 2分别为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,且|F 1F 2|=2b 2a ,可得2c =2b 2a =2c 2-2a 2a,化简得e 2-e -1=0.∵e >1,∴e =1+52.设△PF 1F 2的内切圆半径为r ,由双曲线的定义得 |PF 1|-|PF 2|=2a ,|F 1F 2|=2c ,S △IPF 1=12|PF 1|·r ,S △IPF 2=12|PF 2|·r ,S △IF 1F 2=12·2c ·r =cr ,由S △IPF 1=S △IPF 2+λS△IF1F2得,12|PF1|·r=12|PF2|·r+λcr,故λ=|PF1|-|PF2|2c=ac=11+52=5-12.答案:5+125-12。
新高考2020版高考数学二轮复习主攻36个必考点解析几何考点过关检测十九文
考点过关检测(十九)1.(2020届高三·唐山联考)已知F 为抛物线E :y 2=4x 的焦点,过点P (0,2)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Q (2,0).解:(1)由题设可知k ≠0,所以直线m 的方程为y =kx +2,与y 2=4x 联立,整理得ky 2-4y +8=0.①由Δ1=16-32k >0,解得k <12. 直线n 的方程为y =-1kx +2,与y 2=4x 联立, 整理得y 2+4ky -8k =0,由Δ2=16k 2+32k >0,解得k >0或k <-2.所以k <-2或0<k <12, 故k 的取值范围为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. (2)证明:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0).由①得,y 1+y 2=4k ,则y 0=2k ,x 0=2k 2-2k, 所以M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2-2k ,2k . 同理可得N (2k 2+2k ,-2k ).直线MQ 的斜率k MQ =2k 2k 2-2k-2=-k k 2+k -1, 直线NQ 的斜率k NQ =-2k 2k 2+2k -2=-k k 2+k -1=k MQ , 所以直线MN 过定点Q (2,0).2.(2019·兰州模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)短轴的一个端点与其两个焦点构成面积为3的直角三角形.(1)求椭圆C 的方程;(2)过圆E :x 2+y 2=2上任意一点P 作圆E 的切线l ,l 与椭圆C 交于A ,B 两点,以AB为直径的圆是否过定点,若过定点,求出该定点;若不过定点,请说明理由.解:(1)因为椭圆C 短轴的一个端点和其两个焦点构成直角三角形,所以b =c ,12·2c ·b =b 2=3,又因为a 2=b 2+c 2,所以a 2=6,b 2=3.故椭圆C 的方程为x 26+y 23=1. (2)圆E 的方程为x 2+y 2=2,设O 为坐标原点,①当直线l 的斜率不存在时,不妨设直线AB 的方程为x =2,A (2,2),B (2,-2),所以∠AOB =90°,所以以AB 为直径的圆过坐标原点O (0,0).②当直线l 的斜率存在时,设其方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).因为直线与相关圆相切,所以d =|m |1+k 2=m 21+k 2=2,所以m 2=2+2k 2. 联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +m ,x 26+y 23=1消去y ,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-6=0, 则Δ=16k 2m 2-4(1+2k 2)(2m 2-6)=8(6k 2-m 2+3)=8(4k 2+1)>0,且x 1+x 2=-4km 1+2k2,x 1x 2=2m 2-61+2k2, 所以x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=(1+k 2)(2m 2-6)1+2k 2-4k 2m 21+2k 2+m 2=3m 2-6k 2-61+2k2=0, 所以OA →⊥OB →,所以以AB 为直径的圆恒过坐标原点O (0,0).综合①②可知,以AB 为直径的圆恒过坐标原点O (0,0).3.(2019·柳州联考)已知抛物线C 的顶点在原点,焦点在x 轴上,且抛物线上有一点P (4,m )到焦点的距离为5.(1)求该抛物线C 的方程;(2)已知抛物线上一点M (t,4),过点M 作抛物线的两条弦MD 和ME ,且MD ⊥ME ,判断直线DE 是否过定点?并说明理由.解:(1)由题意知抛物线C 的焦点在x 轴的正半轴上,可设抛物线的方程为y 2=2px (p >0),其准线方程为x =-p 2, ∵P (4,m )到焦点的距离等于点P 到准线的距离,∴4+p 2=5,∴p =2. ∴抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)把M (t,4)代入抛物线C 的方程,得16=4t ,∴t =4,∴M (4,4).由题易知直线DE 的斜率不为0,设直线DE 的方程为x =ky +n ,联立⎩⎪⎨⎪⎧ x =ky +n ,y 2=4x 消去x ,得y 2-4ky -4n =0, Δ=16k 2+16n >0,①设D (x 1,y 1),E (x 2,y 2),则y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-4n .∵MD ⊥ME ,∴MD →·ME →=(x 1-4,y 1-4)·(x 2-4,y 2-4)=x 1x 2-4(x 1+x 2)+16+y 1y 2-4(y 1+y 2)+16=y 214·y 224-4⎝ ⎛⎭⎪⎫y 214+y 224+16+y 1y 2-4(y 1+y 2)+16 =(y 1y 2)216-(y 1+y 2)2+3y 1y 2-4(y 1+y 2)+32 =n 2-16k 2-12n +32-16k =0,即n 2-12n +32=16k 2+16k ,得(n -6)2=4(2k +1)2,∴n -6=±2(2k +1),得n =4k +8或n =-4k +4,当n =4k +8时,代入①式满足Δ>0,∴直线DE 的方程为x =ky +4k +8=k (y +4)+8,直线过定点(8,-4).当n =-4k +4时,代入①式,当k ≠2时,Δ>0,此时直线DE 的方程为x =k (y -4)+4,直线过定点(4,4),不合题意,舍去.∴直线过定点(8,-4). 4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点P ⎝⎛⎭⎪⎫1,22,且两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形.(1)求椭圆的方程.(2)动直线l :mx +ny +13n =0(m ,n ∈R )交椭圆C 于A ,B 两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T ,使得以AB 为直径的圆恒过点T .若存在.求出点T 的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)∵椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,∴a =2b ,∴x 22b 2+y 2b 2=1. 又∵椭圆经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,22,将点P 的坐标代入椭圆方程得b 2=1,∴a 2=2,故椭圆方程为x 22+y 2=1. (2)由题意动直线l 过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-13. 当l 与x 轴平行时,以AB 为直径的圆的方程为 x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +132=⎝ ⎛⎭⎪⎫432; 当l 与y 轴平行时,以AB 为直径的圆的方程为x 2+y 2=1.由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +132=⎝ ⎛⎭⎪⎫432,x 2+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =0,y =1,即两圆相切于点(0,1),因此,如果所求的点T 存在,只能是(0,1),下证点T (0,1)就是所求的点.证明如下:当直线l 垂直于x 轴时,以AB 为直径的圆过点T (0,1).当直线l 不垂直于x 轴,可设直线l :y =kx -13. 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx -13,x 22+y 2=1消去y 并整理,得(18k 2+9)x 2-12kx -16=0. 设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=12k 18k 2+9,x 1x 2=-1618k 2+9. 又∵TA →=(x 1,y 1-1),TB →=(x 2,y 2-1),∴TA →·TB →=x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)=x 1x 2+⎝⎛⎭⎪⎫kx 1-43⎝ ⎛⎭⎪⎫kx 2-43 =(1+k 2)x 1x 2-43k (x 1+x 2)+169=(1+k 2)·-1618k 2+9-43k ·12k 18k 2+9+169=0. ∴TA ⊥TB ,即以AB 为直径的圆恒过点T (0,1), ∴在坐标平面上存在一个定点T (0,1)满足条件.。
河南省卢氏一中2020届高考数学二轮专题《解析几何》训练
河南省卢氏一中2020届高考数学二轮《解析几何》专题训练一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1.(2020·北京高考)已知集合P ={x |x 2≤1},M ={a }.若P ∪M =P ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .[1,+∞)C .[-1,1]D .(-∞,-1]∪[1,+∞)解析:因为P ∪M =P ,所以M ⊆P ,即a ∈P ,得a 2≤1,解得-1≤a ≤1,所以a 的取值范围是[-1,1].答案:C2.(2020·北京西城模拟)设向量a =(1,sin θ),b =(3sin θ,1),且a ∥b ,则cos2θ等于( )A .-13B .-23C.23D.13解析:∵a ∥b ,∴1=3sin 2θ.即sin 2θ=13.∴cos2θ=1-2sin 2θ=1-23=13.答案:D3.(2020·烟台模拟)等比数列{a n }中,a 3=6,前三项和S 3=⎠⎛034x d x ,则公比q 的值为( )A .1B .-12C .1或-12D .-1或-12解析:因为S 3=2x 2|x =3-2x 2|x =0=18, 所以6q +6q2+6=18,化简得2q 2-q -1=0, 解得q =1或q =-12.答案:C4.(2020·南昌二模)一个几何体的三视图如图所示,这个几何体的体积是( )[ : ]A.253πB.343π C .3+163πD .12+163π解析:由三视图知该几何体为一个半球和一个正四棱柱的组合体.体积V =V 半球+V 正四棱柱=12×43πr 3+Sh =12×43π×23+2×2×3=163π+12. 答案:D5.(2020·合肥模拟)已知双曲线的渐近线是2x -3y =0和2x +3y =0,且过点(6,6),则双曲线的标准方程是( )A.x 23-y 24=1B.y 24-x 23=1C.x 29-y 212=1D.y 216-x 212=1 解析:依题意,设所求双曲线方程是(2x -3y )(2x +3y )=m (m ≠0),即4x 2-3y 2=m ,则有4×62-3×62=m ,m =36,因此所求双曲线方程是4x 2-3y 2=36,即x 29-y 212=1.答案:C6.抛物线y 2=8x 的焦点到双曲线x 212-y 24=1的渐近线的距离为( )A .1 B. 3 C.33D.36解析:由题意可知,抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),双曲线x 212-y 24=1的渐近线为y =±33x ,所以焦点到双曲线的渐近线的距离为|2×(±3)|3+9=1.答案:A7.已知P 为抛物线y 2=4x 上一个动点,Q 为圆x 2+(y -4)2=1上一个动点,那么点P 到点Q 的距离与点P 到抛物线的准线距离之和的最小值是( )A .5B .8 C.17-1D.5+2解析:抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),圆x 2+(y -4)2=1的圆心为C (0,4),设点P 到抛物线的准线距离为d ,根据抛物线的定义有d =|PF |,∴|PQ |+d =|PQ |+|PF |≥(|PC |-1)+|PF |≥|CF |-1=17-1.答案:C8.(2020·杭州模拟)已知双曲线C :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作双曲线C 的一条渐近线的垂线,垂足为H ,若F 2H 的中点M 在双曲线C 上,则双曲线C 的离心率为( )A. 2B. 3 C .2D .3解析:如图,OH :y =b ax ,HF 2:y =-ab (x -c ),由⎩⎪⎨⎪⎧y =b a x ,y =-ab (x -c ),解得H (a 2c ,ab c),所以HF 2的中点为M (a 2+c 22c ,ab2c),代入双曲线方程整理得:c 2=2a 2,所以e = 2. 答案:A9.若函数f (x )=-1be ax 的图像在x =0处的切线l 与圆C :x 2+y 2=1相离,则P (a ,b )与圆C 的位置关系是( )A .在圆外B .在圆内C .在圆上D .不能确定解析:由f ′(x )=-a be ax, ∴k =f ′(0)=-a b.切线l 的方程为y +1b =-abx .即ax +by +1=0,又l 与⊙C 相离. ∴1a 2+b2>1,点P 与圆心的距离d =a 2+b 2<1.∴点P 在圆内. 答案:B10.(2020·浙江高考)已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与双曲线C 2:x 2-y 24=1有公共的焦点,C 2的一条渐近线与以C 1的长轴为直径的圆相交于A 、B 两点,若C 1恰好将线段AB 三等分,则( )A .a 2=132B .a 2=13 C .b 2=12D .b 2=2解析:容易求得双曲线的渐近线为y =±2x ,因线段AB 被C 1三等分,而AB =2a ,则第一象限内的等分点的坐标为(a 35,2a 35),代入椭圆方程得,(a 35)2a 2+(2a 35)2b 2=1,又a 2-b 2=5,故b 2=12.答案:C二、填空题(本大题共有4小题,每小题5分,共20分)11.已知圆C 的圆心与抛物线y 2=4x 的焦点关于直线y =x 对称.直线4x -3y -2=0与圆C 相交于A 、B 两点,且|AB |=6,则圆C 的方程为____________________.解析:y 2=4x ,焦点F (1,0), ∴圆心O (0,1).O 到4x -3y -2=0的距离d =55=1,则圆半径r 满足r 2=12+32=10,∴圆C 的方程为x 2+(y -1)2=10. 答案:x 2+(y -1)2=1012.(2020·浙江高考)设F 1,F 2分别为椭圆x 23+y 2=1的左,右焦点,点A ,B 在椭圆上,若1F A u u u r =52F B u u u u r,则点A 的坐标是________.解析:根据题意设A 点坐标为(m ,n ),B 点坐标为(c ,d ).F 1、F 2分别为椭圆的左、右焦点,其坐标分别为(-2,0),(2,0),可得1F A u u u r =(m +2,n ),2F B u u u u r=(c -2,d ).∵1F A u u u r =52F B u u u u r ,∴c =m +625,d =n 5.∵点A 、B 都在椭圆上,∴c 23+d 2=1,(m +625)23+(n5)2=1.解得m =0,n =±1,故点A 坐标为(0,±1).答案:(0,±1)13.已知双曲线x 2-y 23=1的左顶点为A 1,右焦点为F 2,P 为双曲线右支上一点,则1P A u u u r ·2PF u u u r的最小值为________.解析:由题可知A 1(-1,0),F 2(2,0),设P (x ,y )(x ≥1),则1PF u u u r=(-1-x ,-y ),PF 2―→=(2-x ,-y ),1P A u u u r ·2PF u u u r =(-1-x )(2-x )+y 2=x 2-x -2+y 2=x 2-x -2+3(x 2-1)=4x 2-x -5,∵x ≥1,函数f (x )=4x 2-x -5的图像的对称轴为x =18,∴当x =1时,1P A u u u r ·2PF u u u r取最小值-2.答案:-214.从圆(x -1)2+(y -1)2=1外一点P (2,3)向这个圆引切线,切点分别为A 、B ,则点P 到直线AB 的距离为________.解析:如图,圆心为C (1,1),半径r =1,则CA ⊥AP ,且PC ⊥AB 于H ,故|PH |为点P 到直线AB 的距离.又|PC |=(2-1)2+(3-1)2=5,故切线长|PA |=|PC |2-r 2=(5)2-12=2,在Rt △PAC 中,由射影定理可得|PA |2=|PH |×|PC |,故|PH |=|PA |2|PC |=225=455.答案:455三、解答题(本大题共有4小题,共50分)15.(本小题满分12分)(2020·福建高考)已知直线l :y =x +m ,m ∈R.(1)若以点M (2,0)为圆心的圆与直线l 相切于点P ,且点P 在y 轴上,求该圆的方程; (2)若直线l 关于x 轴对称的直线为l ′,问直线l ′与拋物线C :x 2=4y 是否相切?说明理由.解:(1)法一:依题意,点P 的坐标为(0,m ). 因为MP ⊥l ,所以0-m2-0×1=-1,解得m =2,即点P 的坐标为(0,2).[ : ] 从而圆的半径r =|MP |=(2-0)2+(0-2)2=22,[ :21世纪教育网]故所求圆的方程为(x -2)2+y 2=8.法二:设所求圆的半径为r ,则圆的方程可设为(x -2)2+y 2=r 2. ⎩⎪⎨⎪⎧4+m 2=r 2,|2-0+m |2=r ,解得⎩⎨⎧m =2,r =2 2.所以所求圆的方程为(x -2)2+y 2=8. (2)因为直线l 的方程为y =x +m , 所以直线l ′的方程为y =-x -m .由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x -m ,x 2=4y ,得x 2+4x +4m =0.Δ=42-4×4m =16(1-m ).(1)当m =1,即Δ=0时,直线l ′与拋物线C 相切; (2)当m ≠1,即Δ≠0时,直线l ′与拋物线C 不相切.综上,当m =1时,直线l ′与拋物线C 相切;当m ≠1时,直线l ′与拋物线C 不相切.16.(本小题满分12分)(2020·北京高考)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是菱形,AB =2,∠BAD =60°.(1)求证:BD ⊥平面PAC ;(2)若PA =AB ,求PB 与AC 所成角的余弦值; (3)当平面PBC 与平面PDC 垂直时,求PA 的长. 解:(1)证明:因为四边形ABCD 是菱形, 所以AC ⊥BD .又因为PA ⊥平面ABCD ,所以PA ⊥BD ,又AC ∩PA =A , 所以BD ⊥平面PAC . (2)设AC ∩BD =O .因为∠BAD =60°,PA =AB =2, 所以BO =1,AO =CO = 3.如图,以O 为坐标原点,建立空间直角坐标系O -xyz 则P (0,-3,2),A (0,-3,0),B (1,0,0),C (0,3,0),所以PB u u u r=(1,3,-2),AC u u u r =(0,23,0).设PB 与AC 所成的角为θ,则cos θ=PB u u u r ·ACu u ur | PB u u u r ||AC u u u r |=622×23=64∴PB 与AC 所成角的余弦值为64. (3)由(2)知BC u u u r=(-1,3,0)设P (0,-3,t )(t >0),则BP u u u r=(-1,-3,t ),设平面PBC 的一个法向量m =(x ,y ,z ),则BC u u u r ·m =0,BP u u u r·m =0, 所以⎩⎨⎧-x +3y =0,-x -3y +tz =0.令y =3,则x =3,z =6t.所以m =(3,3,6t).同理,平面PDC 的一个法向量n =(-3,3,6t).因为平面PBC ⊥平面PDC , 所以m ·n =0,即-6+36t2=0.解得t =6, 所以PA = 6.17.(本小题满分12分)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是椭圆y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)上的两点,已知向量m =(x 1b ,y 1a ),n =(x 2b ,y 2a ),若m·n =0且椭圆的离心率e =32,短轴长为2,O 为坐标原点.(1)求椭圆的方程;(2)若直线AB 的斜率存在且直线AB 过椭圆的焦点F (0,c )(c 为半焦距),求直线AB 的斜率k 的值;(3)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.解:(1)由题意知2b =2,b =1,e =c a =a 2-b 2a =32,则a =2,c = 3.椭圆的方程为y 24+x 2=1.(2)由题意,设直线AB 的方程为y =kx +3,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3,y 24+x 2=1,得(k 2+4)x 2+23kx -1=0.x 1+x 2=-23k k 2+4,x 1x 2=-1k 2+4. 由m·n =0得:x 1x 2b 2+y 1y 2a 2=x 1x 2+14(kx 1+3)(kx 2+3) =(1+k 24)x 1x 2+3k 4(x 1+x 2)+34=k 2+44(-1k 2+4)+3k 4·-23k k 2+4+34=0,[ : ] 解得k =± 2.(3)①当直线AB 的斜率不存在时, 即x 1=x 2,y 1=-y 2, 由m·n =0,得x 21-y 214=0,即y 21=4x 21,又A (x 1,y 1)在椭圆上,所以x 21+4x 214=1,所以|x 1|=22,|y 1|=2,所以△AOB =12|x 1|·|y 1-y 2|=|x 1|·|y 1|=1.所以△AOB 的面积为定值.②当直线AB 的斜率存在时:设直线AB 的方程为y =kx +b ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b y 24+x 2=1得(k 2+4)x 2+2kbx +b 2-4=0,则x 1+x 2=-2kb k 2+4,x 1x 2=b 2-4k 2+4,由x 1x 2+y 1y 24=0,得x 1x 2+(kx 1+b )(kx 2+b )4=0,整理得: 2b 2-k 2=4,所以S △AOB =12·|b |1+k2|AB |=12|b |(x 1+x 2)2-4x 1x 2=|b |4k 2-4b 2+16k 2+4=4b 22|b |=1,所以△AOB 的面积为定值.18.(本小题满分14分)(2020·淄博模拟)椭圆G :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点为F 1、F 2,短轴两端点B 1、B 2,已知F 1、F 2、B 1、B 2四点共圆,且点N (0,3)到椭圆上的点最远距离为5 2.(1)求此时椭圆G 的方程;(2)设斜率为k (k ≠0)的直线m 与椭圆G 相交于不同的两点E 、F ,Q 为EF 的中点,问E 、F 两点能否关于过点P (0,33)、Q 的直线对称?若能,求出k 的取值范围;若不能,请说明理由.解:(1)根据椭圆的几何性质,线段F 1F 2与线段B 1B 2互相垂直平分, 故椭圆中心即为该四点外接圆的圆心.[ : ]故该椭圆中a =2b =2c ,即椭圆方程可为x 2+2y 2=2b 2. 设H (x ,y )为椭圆上一点,则|HN |2=x 2+(y -3)2=-(y +3)2+2b 2+18,其中-b ≤y ≤b , 若0<b <3,则y =-b 时,|HN |2有最大值b 2+6b +9. 由b 2+6b +9=50得b =-3±52(舍去), 若b ≥3,当y =-3时,|HN |2有最大值2b 2+18. 由2b 2+18=50得b 2=16, ∴所求椭圆方程为x 232+y 216=1.(2)设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),Q (x 0,y 0),则由⎩⎪⎨⎪⎧x 2132+y 2116=1,x 2232+y2216=1,两式相减得x 0+2ky 0=0.③又直线PQ ⊥直线m ,∴直线PQ 方程为y =-1k x +33将点Q (x 0,y 0) 代入上式得,y 0=-1k x 0+33④由③④得Q (233k ,-33),而Q 点必在椭圆内部.∴x 2032+y 2016<1.由此得k 2<472,又k ≠0,∴-942<k <0或0<k <942. 故当k ∈(-942,0)∪(0,942)时,E 、F 两点关于点P 、Q 的直线对称.。
2020高考数学(理科)二轮专题复习课标通用版跟踪检测:解析几何含答案 (3)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则 =(1-x1,1-y1), =(x2-1,y2-1).由 = P 得x2=3-2x1,将直线与圆的方程联立得(1+m2)x2-2m2x+m2-5=0,(*)
所以x1+x2= ,可得x1= ,代入(*)式,解得m=±1,所以直线方程为x-y=0或x+y-2=0.
②若直线l的斜率不存在,因为直线l经过点(-1,1),所以直线l的方程为x=-1,此时A(-1, ),B(-1,- ),而O ·O =(-1, )·(-1,- )=-2,不满足 · =0.综上可知,存在直线l:x-y+2=0满足条件.
因为圆心到原点的距离为 =2,
所以x2+y2的最大值是(2+ )2=7+4 ,最小值是(2- )2=7-4 .
10.已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0.
(1)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点;
(2)若定点P(1,1)分弦AB所得向量满足A = P ,求此时直线l的方程.
能力提升(建议用时:25分钟)
11.若圆x2+y2-4x-4y-10=0上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2 ,则直线l的倾斜角的取值范围是________.
解析圆x2+y2-4x-4y-10=0化为标准方程为(x-2)2+(y-2)2=18,所以圆心坐标为C(2,2),半径r=3 .因为在圆上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2 ,所以圆心到直线的距离小于或等于r-2 = ,由点到直线的距离公式得 ≤ ,所以(2a+2b)2≤2(a2+b2),整理得 2-4 +1≤0,解得2- ≤- ≤2+ ,因为直线l:ax+by=0的斜率k=- ,所以2- ≤k≤2+ ,设直线l的倾斜角为α,则2- ≤tanα≤2+ ,即tan ≤tanα≤tan ,即tan ≤tanα≤tan .由此可得直线l的倾斜角的取值范围是 .
2020学年高考数学(理)二轮复习解题方法与技巧试题(9)解析几何 Word版含答案
(9)解析几何1、若直线()(213)a x a y ++-=与直线1230))2((a x a y -+++=互相垂直,则a 等于( ) A .1B .-1C .±1D .-22、在同一直角坐标系中,表示直线y ax =与y x a =+正确的是( )A. B.C. D.3、已知点(2,3),(3,2)A B --,若直线l 过点(1,1)P 与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是( ) A .2k ≥或34k ≤B .324k ≤≤C .34k ≥D .2k ≤4、直线l 过点()1,2P -且与以点()3,2M --、()4,0N 为端点的线段恒相交,则l 的斜率取值范围是( )A. 2,55⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B. (]2,00,25⎡⎫-⋃⎪⎢⎣⎭C. [)2,5,5⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦D. [)2,2,5⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦5、若直线0)12()1(:=--+-m y m x m l 与曲线()224:2+--=x y C 有公共点,则直线l 的斜率的最小值是( ) A.5623+ B.41 C. 5623-D.516、椭圆22221+=x y a b (0)>>a b 与圆222()2+=+b x y c (c 为椭圆半焦距)有四个不同交点,则离心率的取值范围是 ( )A .5355<<eB .315<<eC .515<<e D .305<<e7、如图,已知抛物线1C 的顶点在坐标原点,焦点在x 轴上,且过点(2,4),圆222:430C x y x +-+=,过圆心2C 的直线l 与抛物线和圆分别交于,,,,P Q M N 则9PN QM +的最小值为( )A.36 B .42 C.49D .508、若M 是椭圆22194x y +=上任意一点,则点M 到直线2100x y +-=的距离的最小值为( )A. 5B. 10C.10D. 59、过点(0,1)A 作直线l ,与双曲线2219y x -=有且只有一个公共点,则符合条件的直线的条数为( )A.0B.2C.4D.无数 10、如图,过抛物线24y x =的焦点F 作倾斜角为α的直线l ,l 与抛物线及其准线从上到下依次交于A 、B 、C 点,令1AF BF λ=,2BC BFλ=,则当3πα=时, 12λλ+的值为( )A.4B.5C.6D.711、过点1(,1)2M 的直线与圆22:(1)4C x y -+=交于A B 、两点,C 为圆心,当ACB ∠最小时,直线的方程为__ _.12、已知P 是椭圆2214x y +=上的动点,则P 点到直线:250l x y +-=的距离的最小值为___________13、已知00(,)M x y 是双曲线22:12x C y -=上的一点,12,F F 是C 上的两个焦点,若120MF MF ⋅<,则0y 的取值范围是____________.14、已知直线l 过点(0,3)M ,l 与抛物线2y x =交于,E F 两点,当l 不与y 轴垂直时,在y 轴上存在一点(0,)P t ,使得PEF △的内心在y 轴上,则实数t =__________.15、已知焦点在y 轴上的抛物线1C 过点()2,1,椭圆2C 的两个焦点分别为12,F F ,其中2F 与1C 的焦点重合,过点1F 与2C 的长轴垂直的直线交2C 于A ,B 两点,且3AB =,曲线3C 是以坐标原点O 为圆心,以2OF 为半径的圆. (1)求2C 与3C 的标准方程;(2)若动直线l 与3C 相切,且与2C 交于M,N 两点,求OMN △的面积S 的取值范围.答案以及解析1答案及解析: 答案:C 解析:2答案及解析: 答案:C 解析:3答案及解析: 答案:A 解析:4答案及解析: 答案:D解析:如图,∵()()()1,2,3,2,4,0P M N ---,∴()22231PM k --==---,()022415PN k -==---.由图可知,使直线l 与线段MN 相交的l 的斜率取值范围是[)2,2,5⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦.故选D.考点:直线的倾斜角和斜率.5答案及解析: 答案:D 解析:6答案及解析: 答案:A 解析:7答案及解析:答案:B 解析:8答案及解析: 答案:A 解析:9答案及解析: 答案:C解析:由题意可知所求直线l 的斜率一定存在,设直线l 的斜率一定存在,设直线方程为1y kx =+由22119y kx y x =+⎧⎪⎨-=⎪⎩得22(9)2100k x kx ---= (*) ①当290k -=,即3k =±时,(*)式只有一解,即方程组只有一解,此时直线l 与双曲线的渐近线平行,有两条符合题意的直线;②当290k -=时,令0∆=,即22440(9)0k k +-=解得10k =±此时直线l 与双曲线相切,符合题意的直线有两条 综上,符合条件的直线有4条10答案及解析: 答案:B 解析:11答案及解析: 答案:2430x y -+= 解析:12答案及解析: 答案:102解析:13答案及解析:答案:33,33⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭解析:14答案及解析: 答案:-3 解析:15答案及解析: 答案:(1)由已知设抛物线1C 的方程为()220x py p =>, 则42p =,解得2p =,即1C 的标准方程为24x y =.则()20,1F ,不妨设椭圆2C 的方程为()222210,0y x a b a b +=>>,由222211y x a by ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩,得2b x a =±,所以223b AB a ==, 又221a b =+,所以2,3a b ==,故2C 的标准方程为22143y x +=.易知21OF =,所以3C 的标准方程为221x y +=.(2)因为直线l 与3C 相切,所以圆心O 到直线l 的距离为1.所以1122MN S MN =⨯⨯=.当直线l 的斜率不存在时,其方程为1x =±,易知两种情况所得到的OMN △的面积相等. 由221431y x x ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,得263y =±. 不妨设26261,,1,33M N ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则463MN =, 此时2623MN S ==. 当直线l 的斜率存在时,设其方程为y kx m =+,则211m k -=+,即221m k =+.由22143y x y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得()2223463120k x kmx m +++-=, 所以 ()()()()222222236434312484348230k m k m k m k ∆=-+-=+-=+>恒成立. 设()(),,,M M N N M x y N x y ,则2226312,3434M N M N km m x x x x k k --+==++. 所以 ()()2222222222222114224823163121231231412343423434MN M NMN S k x x x x k km m k k k k k k k k ==++-+--++⎛⎫=+-⨯=+=⎪++++⎝⎭.令()2344k t t +=≥,则243t k -=, 所以22223212311233t t S t t t--⎛⎫==--+ ⎪⎝⎭, 令1'm t =,则1'(0,]4m ∈, 易知2''2y m m =--+区间1(0,]4上单调递减,所以 32623S ≤<.综上,OMN △的面积S 的取值范围为326[,)23.解析:。
2020高考数学(理科)二轮专题复习课标通用版跟踪检测:解析几何含答案 (2)
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时 间:__________________
一部分专题5第3讲
题型
对应题号
1.圆锥曲线中的定点与定值问题
5,9,10
2.圆锥曲线中的最值与范围问题
1,2,3,4,6,7,8,11
因为点R(x0,y0)在椭圆C上,所以 + =1,
所以k1k2= = =- .
设P(x1,y1),Q(x2,y2),所以|OP|= ·|x1|,
点Q到直线OP的距离d= = = ,又因为P,Q在椭圆C上,
所以
所以|x1|= ,|x2|= ,
所以△OPQ的面积S= |OP|·d= |x1|· = |x1x2|·|k1-k2|= · · =3 = .
答案3
8.已知抛物线y2=4x,过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,过A,B分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为C,D,则|AC|+|BD|的最小值为________.
解析不妨设A(x1,y1)(y1>0),B(x2,y2)(y2<0).则|AC|+|BD|=y1+x2=y1+ .又y1y2=-p2=-4.
4.(20xx·全国卷Ⅰ)设A,B是椭圆C: + =1长轴的两个端点.若C上存在点M满足∠AMB=120°,则m的取值范围是( )
A.(0,1]∪[9,+∞)
B.(0, ]∪[9,+∞)
C.(0,1]∪[4,+∞)
D.(0, ]∪[4,+∞)
A解析若焦点在x轴上,依题意得0<m<3,且 ≥tan = ,所以0<m<3且m≤1,则0<m≤1;若焦点在y轴上,依题意得m>3,且 ≥tan = ,所以m≥9.综上,m的取值范围是(0,1]∪[9,+∞).故选A项.
2020版高考数学大二轮复习专题 解析几何增分强化练 理
增分强化练一、选择题1.直线(1-2a )x -2y +3=0与直线3x +y +2a =0垂直,则实数a 的值为( ) A .-52B.72C.56D.16解析:∵直线(1-2a )x -2y +3=0与直线3x +y +2a =0垂直,∴3(1-2a )-2=0,∴a =16,故选D. 答案:D2.过点(1,-1)且与直线x -2y +1=0平行的直线方程为( ) A .x -2y -1=0 B .x -2y +1=0 C .x -2y -3=0D .2x +y -1=0解析:由题意得所求直线的斜率为12,又直线过点(1,-1),故所求直线的方程为y +1=12(x-1),即x -2y -3=0.故选C. 答案:C3.已知直线l 1:(3+m )x +4y =5-3m ,l 2:2x +(5+m )y =8平行,则实数m 的值为( ) A .-7 B .-1 C .-1或-7D.133解析:当m =-3时,两条直线分别化为:2y =7,x +y =4,此时两条直线不平行;当m =-5时,两条直线分别化为:x -2y =10,x =4,此时两条直线不平行;当m ≠-3,-5时,两条直线分别化为:y =-3+m 4x +5-3m 4,y =-25+m x +85+m ,∵两条直线平行,∴-3+m 4=-25+m ,5-3m 4≠85+m ,解得m =-7.综上可得:m =-7.故选A. 答案:A4.在直线3x -4y -27=0上到点P (2,1)距离最近的点的坐标是( ) A .(5,-3) B .(9,0) C .(-3,5)D .(-5,3)解析:根据题意可知:所求点即为过P 点垂直于已知直线的直线与已知直线的交点,因为已知直线3x -4y -27=0的斜率为34,所以过P 点垂直于已知直线的斜率为-43,又P (2,1),则该直线的方程为:y -1=-43(x -2)即4x +3y -11=0,与已知直线联立得⎩⎪⎨⎪⎧4x +3y -11=0 ①3x -4y -27=0 ②①×4+②×3得25x =125,解得x =5, 把x =5代入①解得y =-3,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =5y =-3,所以直线3x -4y -27=0上到点P (2,1)距离最近的点的坐标是(5,-3). 故选A. 答案:A5.圆x 2+y 2=8与圆x 2+y 2+4x -16=0的公共弦长为( ) A .8 B .4 C .2D .1解析:两圆方程作差得x =2,当x =2时,由x 2+y 2=8得y 2=8-4=4,即y =±2, 即两圆的交点坐标为A (2,2),B (2,-2), 则|AB |=2-(-2)=4, 故选B. 答案:B6.过点(2,1)的直线中被圆(x -1)2+(y +2)2=5截得的弦长最大的直线方程是( )A .3x -y -5=0B .3x +y -7=0C .x +3y -5=0D .x -3y +5=0解析:∵过点(2,1)的直线中被圆(x -1)2+(y +2)2=5截得的弦长最大的直线方程经过圆心, ∴其直线方程为过点(2,1)和圆心(1,-2)的直线, ∴其方程为:y +2x -1=1+22-1, 整理,得3x -y -5=0. 故选A. 答案:A7.圆C :x 2+y 2-2x =0被直线y =3x 截得的线段长为( ) A .2 B. 3 C .1D. 2解析:圆C :x 2+y 2-2x =0的圆心为(1,0),半径为1,圆心到直线y =3x 的距离为d =|3|(3)2+1=32,弦长为2·1-⎝⎛⎭⎪⎫322=1,故选C. 答案:C8.已知直线l :y =kx +1与圆O :x 2+y 2=2相交于A ,B 两点,则 “k =1”是“∠AOB =120°”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:由题意得圆心(0,0)到直线l :y =kx +1的距离为d =11+k2,若∠AOB =120°,则有11+k2=2·12,该方程等价于k 2=1即k =±1,若k =1时,则∠AOB =120°,但∠AOB =120°时,k =-1或k =1,故选A. 答案:A9.(2019·青岛模拟)已知圆C :x 2+y 2=1和直线l :y =k (x +2),在(-3,3)上随机选取一个数k ,则事件“直线l 与圆C 相交”发生的概率为( ) A.15 B.14 C.13D.12解析:直线l 方程为kx -y +2k =0, 当直线l 与圆C 相切时可得|2k |k 2+1=1,解得k =±33,∴直线l 与圆C 相交时,k ∈⎝⎛⎭⎪⎫-33,33, ∴所求的概率P =23323=13.故选C. 答案:C10.(2019·威海模拟)已知圆(x -2)2+y 2=1上的点到直线y =3x +b 的最短距离为3,则b 的值为( )A .-2或2B .2或43+2C .-2或43+2D .-43-2或2解析:由圆(x -2)2+y 2=1,可得圆心坐标为(2,0),半径r =1,设圆心(2,0)到直线y =3x +b 的距离为d ,则d =|23+b |3+1,因为圆(x -2)2+y 2=1上的点到直线y =3x +b 的最短距离为3,所以d -r =3,即|23+b |3+1-1=3,解得b =2或b =-43-2,故选D.答案:D11.圆C 1:(x -1)2+(y -3)2=9和C 2:x 2+(y -2)2=1,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的点,P 是直线y =-1上的点,则|PM |+|PN |的最小值是( ) A .52-4 B.17-1 C .6-2 2D.17解析:圆C 1关于y =-1的对称圆的圆心坐标A (1,-5),半径为3,圆C 2的圆心坐标(0,2),半径为1,由图象(图略)可知当P ,C 2,A ,三点共线时,|PM |+|PN |取得最小值,|PM |+|PN |的最小值为圆A 与圆C 2的圆心距减去两个圆的半径和,即|AC 2|-3-1=1+49-4=52-4.故选A. 答案:A12.设过点P (-2,0)的直线l 与圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的两个交点为A ,B ,若8PA →=5AB →,则|AB |=( ) A.855 B.463 C.665D.453解析:由题意,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的方程为x =my -2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4x -2y +1=0x =my -2,得(m 2+1)y 2-(8m +2)y +13=0,则y 1+y 2=8m +2m 2+1,y 1y 2=13m 2+1,又8PA →=5AB →,所以8(x 1+2,y 1)=5(x 2-x 1,y 2-y 1),故8y 1=5(y 2-y 1),即y 2=135y 1,代入y 1y 2=13m 2+1得:y 21=5m 2+1,故y 22=16925×5m 2+1,又(y 1+y 2)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫8m +2m 2+12,即y 21+y 22+2y 1y 2=19425×5m 2+1+26m 2+1=⎝ ⎛⎭⎪⎫8m +2m 2+12,整理得:m 2-40m +76=0,解得m =2或m =38,又|AB |=1+m 2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=23m 2+8m -12m 2+1,当m =2时,|AB |=855;当m =38时,|AB |=855.综上,|AB |=855.故选A. 答案:A 二、填空题13.若直线(a +2)x +(1-a )y -3=0与(a -1)x +(2a +3)y +2=0互相垂直,则a 为________. 解析:∵直线(a +2)x +(1-a )y -3=0与(a -1)x +(2a +3)y +2=0互相垂直, ∴(a +2)(a -1)+(1-a )(2a +3)=0, ∴(a -1)(a +2-2a -3)=0, ∴(a -1)(a +1)=0, ∴a =1或a =-1. 答案:±114.已知圆C 与y 轴相切,圆心在x 轴的正半轴上,并且截直线x -y +1=0所得的弦长为2,则圆C 的标准方程是________.解析:设圆心为(t,0),且t >0, ∴半径为r =|t |=t ,∵圆C 截直线x -y +1=0所得的弦长为2,∴圆心到直线x -y +1=0的距离d =|t -0+1|2=t 2-1,∴t 2-2t -3=0, ∴t =3或t =-1(舍), 故t =3, ∴(x -3)2+y 2=9. 答案:(x -3)2+y 2=915.已知圆x 2+y 2=9被直线mx +y -2m -1=0所截得弦长为32,则实数m 的值为________. 解析:因为圆x 2+y 2=9的圆心是(0,0),半径为3, 根据弦长为32,所以圆心到直线的距离为d =9-⎝⎛⎭⎪⎫3222=322, 所以d =|-2m -1|m 2+1=322,解得m =1或m =7.答案:1或716.已知点P (-1,2)及圆(x -3)2+(y -4)2=4,一光线从点P 出发,经x 轴上一点Q 反射后与圆相切于点T ,则|PQ |+|QT |的值为________. 解析:点P 关于x 轴的对称点为P ′(-1,-2),由反射的对称性可知,P ′Q 与圆相切于点T ,|PQ |+|QT |=|P ′T |, ∵圆(x -3)2+(y -4)2=4的圆心坐标为A (3,4),半径r =2, ∴|AP ′|2=(-1-3)2+(-2-4)2=52, |AT |=r =2,∴|PQ |+|QT |=|P ′T |=|AP ′|2-|AT |2=4 3. 答案:4 3增分强化练考点一 圆锥曲线的定义及标准方程1.(2019·榆林模拟)已知抛物线y 2=2px (p >0)上的点M 到其焦点F 的距离比点M 到y 轴的距离大12,则抛物线的标准方程为( )A .y 2=x B .y 2=2x C .y 2=4xD .y 2=8x解析:由抛物线y 2=2px (p >0)上的点M 到其焦点F 的距离比点M 到y 轴的距离大12,根据抛物线的定义可得p 2=12,∴p =1,所以抛物线的标准方程为y 2=2x .故选B.答案:B2.(2019·株洲模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的一条渐近线l 的倾斜角为π3,且C 的一个焦点到l 的距离为3,则双曲线C 的方程为( ) A.x 212-y 24=1 B.x 24-y 212=1 C.x 23-y 2=1 D .x 2-y 23=1解析:由x 2a 2-y 2b 2=0可得y =±b a x ,即渐近线的方程为y =±bax ,又一条渐近线l 的倾斜角为π3, 所以b a =tan π3= 3.因为双曲线C 的一个焦点(c,0)到l 的距离为3, 所以|bc |a 2+b 2=b =3,所以a =1,所以双曲线的方程为x 2-y 23=1.故选D. 答案:D3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,且椭圆C 的长轴长与焦距之和为6,则椭圆C的标准方程为( ) A.4x 225+y26=1 B.x 24+y 22=1 C.x 22+y 2=1 D.x 24+y 23=1 解析:依题意椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12得c a =12,椭圆C 的长轴长与焦距之和为6,2a +2c =6, 解得a =2,c =1,则b =3,所以椭圆C 的标准方程为:x 24+y 23=1,故选D.答案:D4.设F 1,F 2是椭圆E :x 225+y 216=1的左右焦点,P 是椭圆E 上的点,则|PF 1|·|PF 2|的最小值是________.解析:由椭圆方程可知a =5,c =3,根据椭圆的定义,有|PF 2|=2a -|PF 1|=10-|PF 1|,故|PF 1|·|PF 2|=|PF 1|·(10-|PF 1|),由于|PF 1|∈[a -c ,a +c ]=[2,8]注意到二次函数y =x (10-x )的对称轴为x =5,故当x =2,x =8时,都是函数的最小值,即最小值为2×8=16. 答案:16考点二 圆锥曲线的性质1.已知椭圆C :16x 2+4y 2=1,则下列结论正确的是( ) A .长轴长为12B .焦距为34 C .短轴长为14D .离心率为32解析:由椭圆方程16x 2+4y 2=1化为标准方程可得x 2116+y 214=1 ,所以a =12,b =14,c =34,长轴为2a =1 ,焦距2c =32,短轴2b =12,离心率e =c a =32.故选D. 答案:D2.(2019·九江模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a ,b >0)的右顶点A 和右焦点F 到一条渐近线的距离之比为1∶2,则C 的渐近线方程为( ) A .y =±x B .y =±2x C .y =±2xD .y =±3x解析:由双曲线方程可得渐近线为:y =±bax ,A (a,0),F (c,0), 则点A 到渐近线距离d 1=|ab |a 2+b2=ab c, 点F 到渐近线距离d 2=|bc |a 2+b2=bcc=b , ∴d 1∶d 2=ab c∶b =a ∶c =1∶2,即c =2a ,则b a =c 2-a 2a =a a=1, ∴双曲线渐近线方程为y =±x . 故选A. 答案:A3.已知双曲线C :x 2-y 2=1,则点(4,0)到C 的渐近线的距离为________.解析:双曲线C :x 2-y 2=1(a >b >0)的渐近线方程y =±x ,点(4,0)到C 的渐近线的距离为|±4|2=2 2. 答案:2 24.(2019·株洲模拟)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左右焦点,B 是短轴的一个端点,线段BF 2的延长线交椭圆C 于点D ,若△F 1BD 为等腰三角形,则椭圆C 的离心率为________. 解析:如图,不妨设点B 是椭圆短轴的上端点,则点D 在第四象限内,设点D (x ,y ). 由题意得△F 1BD 为等腰三角形,且|DF 1|=|DB |.由椭圆的定义得|DF 1|+|DF 2|=2a ,|BF 1|=|BF 2|=a , 又|DF 1|=|DB |=|DF 2|+|BF 2|=|DF 2|+a , ∴(|DF 2|+a )+|DF 2|=2a ,解得|DF 2|=a2.作DE ⊥x 轴于E ,则有|DE |=|DF 2|sin ∠DF 2E =|DF 2|sin ∠BF 2O =a 2×b a =b2,|F 2E |=|DF 2|cos ∠DF 2E =|DF 2|cos ∠BF 2O =a 2×c a =c 2,∴|OE |=|OF 2|+|F 2E |=c +c 2=3c2,∴点D 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫3c 2,-b 2.又点D 在椭圆上,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 22a2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 22b2=1,整理得3c 2=a 2,所以e =c a =33. 答案:33考点三 直线与圆锥曲线的相关问题1.(2019·内江模拟)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左右焦点分别为F 1、F 2,上下顶点分别为A 、B ,直线AF 2与该椭圆交于A 、M 两点.若∠F 1AF 2=120°,则直线BM 的斜率为( )A.14B.34C.32D. 3解析:由题意,椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且满足∠F 1AF 2=120°,如图所示,则在△AF 2O 中,|OA |=b ,|AF 2|=a ,且∠OAF 2=60°,所以a =2b , 不妨设b =1,则a =2,所以c =a 2-c 2=3,则椭圆的方程为x 24+y 2=1,又由A (0,1),F 2(3,0),所以kAF 2 =-33,所以直线AF 2的方程为y =-33x +1,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-33x +1x 24+y 2=1,整理得7x 2-83x =0,解得x =0或x =837,把x =837代入直线y =-33x +1,解得y =-17,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫837,-17 , 又由点B (0,-1),所以BM 的斜率为k BM =-17-(-1)837-0=34,故选B.答案:B2.已知直线l :y =2x +b 被抛物线C :y 2=2px (p >0)截得的弦长为5,直线l 经过C 的焦点,M 为C 上的一个动点,设点N 的坐标为(3,0),则MN 的最小值为________.解析:(1)∵⎩⎪⎨⎪⎧y =2x +by 2=2px ⇒4x 2+(4b -2p )x +b 2=0,则52=(1+22)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫2b -p 22-4×b 42, 又直线l 经过C 的焦点,则-b 2=p 2,∴b =-p ,由此解得p =2, 抛物线方程为y 2=4x ,M (x 0,y 0),∴y 20=4x 0,则|MN |2=(x 0-3)2+y 20=(x 0-3)2+4x 0=(x 0-1)2+8, 故当x 0=1时,|MN |min =2 2. 答案:2 23.已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上的动点到其左焦点距离的最大值是最小值的3倍,且点P ⎝⎛⎭⎪⎫1,32在椭圆上.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点G (0,1)作直线l 与曲线交于A ,B 两点,求△ABO 面积的最大值.解析:(1)由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧a +c =3(a -c )a 2=b 2+c21a 2+94b2=1,解得a =2,b =3,∴椭圆的标准方程为x 24+y 23=1. (2)易知直线l 的斜率存在.设直线l 的方程为y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1x 24+y23=1,消去y 得(3+4k 2)x 2+8kx -8=0,则x 1+x 2=-8k 3+4k 2,x 1x 2=-83+4k2,∴|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=46·1+2k23+4k2d =1k 2+1,∴S △ABO =12×d ×1+k 2|x 1-x 2|=26·1+2k 23+4k 2, 令 1+2k 2=t ,∵k 2≥0,∴t ≥1, ∴S △ABO =26t 2t 2+1=262t +1t,易证y =2t +1t 在[1,+∞)上单调递增,∴2t +1t≥3,∴S △ABO ≤263,∴△ABO 面积的最大值为263.增分强化练考点一 直线的方程1.直线mx +y -m +2=0恒经过定点( ) A .(1,-1) B .(1,2) C .(1,-2)D .(1,1)解析:直线mx +y -m +2=0,化为:m (x -1)+y +2=0,可知直线经过定点(1,-2).故选C. 答案:C2.(2019·南昌模拟)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为x 2+y 2≤1,若将军从点A (2,0)处出发,河岸线所在直线方程为x +y =3,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( ) A.10-1 B .22-1 C .2 2D.10解析:设点A 关于直线x +y =3的对称点A ′(a ,b ),AA ′的中点为⎝⎛⎭⎪⎫a +22,b 2,k AA ′=b a -2,故⎩⎪⎨⎪⎧ba -2·(-1)=-1a +22+b 2=3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3b =1,所以A ′(3,1).要使从点A 到军营总路程最短,即为点A ′到军营最短的距离,“将军饮马”的最短总路程为32+12-1=10-1,故选A. 答案:A3.过点(-2,4)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的一般方程为________. 解析:①当在坐标轴上截距为0时,所求直线方程为:y =-2x ,即2x +y =0; ②当在坐标轴上截距不为0时,∵在坐标轴上截距互为相反数, ∴x -y =a ,将A (-2,4)代入得,a =-6, ∴此时所求的直线方程为x -y +6=0. 答案:2x +y =0或 x -y +6=04.平行线5x +12y -10=0和mx +6y +2=0的距离是________解析:由题意,两直线5x +12y -10=0和mx +6y +2=0平行,可得5m =126,解得m =52,即5x +12y +4=0,由两平行直线之间的距离公式,可得d =|-10-4|52+122=1413. 答案:1413考点二 圆的方程1.方程x 2+y 2+x +y -m =0表示一个圆,则m 的取值范围是( ) A .m >-12B .m <-12C .m ≤-12D .m ≥-12解析:因为方程x 2+y 2+x +y -m =0要表示一个圆,所以2+4m >0 解得:m >-12,故选A.答案:A2.点M ,N 是圆x 2+y 2+kx +2y -4=0上的不同两点,且点M ,N 关于直线x -y +1=0对称,则该圆的半径等于( ) A .2 2 B. 2 C .1D .3解析:圆x 2+y 2+kx +2y -4=0的圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-k2,-1,因为点M ,N 在圆x 2+y 2+kx +2y -4=0上,且点M ,N 关于直线l :x -y +1=0对称,所以直线l :x -y +1=0经过圆心,所以-k2+1+1=0,k =4. 所以圆的方程为:x 2+y 2+4x +2y -4=0,圆的半径为:12 42+22-4×(-4)=3. 故选D.答案:D3.已知圆C :(x -6)2+(y +8)2=4,O 为坐标原点,则以OC 为直径的圆的方程为( ) A .(x -3)2+(y +4)2=100 B .(x +3)2+(y -4)2=100 C .(x -3)2+(y +4)2=25 D .(x +3) 2+(y -4)2=25解析:由题意可知:O (0,0),C (6,-8),则圆心坐标为(3,-4),圆的直径为62+(-8)2=10,据此可得圆的方程为(x -3)2+(y +4)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1022,即(x -3)2+(y +4)2=25.故选C.答案:C4.已知圆C 的圆心是直线x -y +1=0与x 轴的交点,且圆C 与直线x +y +3=0相切,则圆C 的方程是( )A .(x +1)2+y 2=2 B .(x +1)2+y 2=8 C .(x -1)2+y 2=2 D .(x -1)2+y 2=8解析:直线x -y +1=0与x 轴的交点坐标为(-1,0),因为圆C 与直线x +y +3=0相切,所以半径为圆心到切线的距离,即r =d =|-1+0+3|12+12=2,则圆C 的方程为(x +1)2+y 2=2,故选A. 答案:A考点三 直线与圆的位置关系1.圆O 1:x 2+y 2-2x =0和圆O 2:x 2+y 2-4y =0的公切线条数是( ) A .4条 B .3条 C .2条D .1条解析:圆O 1:x 2+y 2-2x =0的圆心(1,0)半径为1;圆O 2:x 2+y 2-4y =0的圆心(0,2)半径为2,O 1O 2=12+22=5,∵1<5<3,∴两个圆相交,所以圆O 1:x 2+y 2-2x =0和圆O 2:x 2+y 2-4y =0的公切线条数2.故选C.答案:C2.(2019·南宁模拟)已知直线l :3x -4y -15=0与圆C :x 2+y 2-2x -4y +5-r 2=0(r >0)相交于A ,B 两点,若|AB |=6,则圆C 的标准方程为( ) A .(x -1)2+(y -2)2=25 B .(x -1)2+(y -2)2=36 C .(x -1)2+(y -2)2=16 D .(x -1)2+(y -2)2=49解析:圆C :x 2+y 2-2x -4y +5-r 2=0可化为(x -1)2+(y -2)2=r 2,设圆心(1,2)到直线l 的距离为d ,则d =|3-8-15|5=4,又|AB |=6,根据r 2=32+42=25,所以圆C 的标准方程为(x -1)2+(y -2)2=25.故选A. 答案:A3.(2019·汕头模拟)已知直线l 与圆x 2+y 2-4y =0相交于A ,B 两点,且线段AB 的中点P 的坐标为(-1,1),则直线l 的方程为________.解析:因为圆x 2+y 2-4y =0的圆心坐标为C (0,2),又点P 坐标为(-1,1), 所以直线CP 的斜率为k CP =2-10+1=1; 又因为AB 是圆的一条弦,P 为AB 的中点, 所以AB ⊥CP ,故k AB =-1,即直线l 的斜率为-1, 因此,直线l 的方程为y -1=-(x +1),即x +y =0. 答案:x +y =04.直线2x +y -3=0与圆x 2+y 2-2x -2y =0相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,则|OA →+OB →|=________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的中点为M ,联立直线方程与圆的方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2x -2y =0y =-2x +3,整理可得5x 2-10x +3=0,故x 1+x 2=2,y 1+y 2=(-2x 1+3)+(-2x 2+3)=-2(x 1+x 2)+6=2, 据此可得M (1,1),|OM →|=1+1=2,结合平面向量的运算法则有|OA →+OB →| =|2OM →| =2 2. 答案:2 2增分强化练1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点F 为抛物线y 2=4x 的焦点,P ,Q 是椭圆C 上的两个动点,且线段PQ 长度的最大值为4. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若OP ⊥OQ ,求△OPQ 面积的最小值. 解析:(1)∵y 2=4x 的焦点为(1,0), ∴椭圆C 的右焦点F 为(1,0),即c =1, 又|PQ |的最大值为4,因此|PQ |=2a =4, ∴a 2=4,b 2=a 2-c 2=4-1=3, 所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)①当P ,Q 为椭圆顶点时,易得△OPQ 的面积为12×2×3=3,②当P ,Q 不是椭圆顶点时,设直线OP 的方程为y =kx (k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx x 24+y23=1,得x 2=123+4k 2,所以|OP |=k 2+1 123+4k2, 由OP ⊥OQ ,得直线OQ 的方程为:y =-1kx ,所以|OQ |=1k2+1123+41k 2= 1+k 2123k 2+4, 所以S △OPQ =12|OP |·|OQ |=6(k 2+1)2(3+4k 2)(3k 2+4)=6(k 2+1)212k 4+25k 2+12=6 112+k 2(k 2+1)2,(k 2+1)2k2=k 2+1k2+2≥4,当且仅当k 2=1时等号成立,所以0<k 2(k 2+1)2≤14,所以127≤S △OPQ <3,综上,△OPQ 面积的最小值为127.2.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 1,F 2分别为椭圆C 的左、右焦点,点P (263,33)满足PF →1·PF →2=0. (1)求椭圆C 的方程;(2)直线l 经过椭圆C 的右焦点与椭圆相交于M ,N 两点,设O 为坐标原点,直线OM ,直线l ,直线ON 的斜率分别为k 1,k ,k 2,且k 1,k ,k 2成等比数列,求k 1·k 2的值. 解析:(1)依题意F 1(-c,0), ∴PF →1·PF →2=-c 2+3=0,即c =3, ∵e =c a =32, ∴a =2, ∴b 2=a 2-c 2=1,∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)设直线l 的方程为y =k (x -3),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1y =k (x -3),得(1+4k 2)x 2-83k 2x +4(3k 2-1)=0,则x 1+x 2=83k 21+4k 2,x 1x 2=12k 2-41+4k 2,∵k 1,k ,k 2成等比数列,∴k 1·k 2=k 2=y 1y 2x 1x 2=k 2(x 1-3)(x 2-3)x 1x 2,则3(x 1+x 2)=3, 即83k21+4k 2=3, 解得k 2=14,故k 1k 2=14.3.已知抛物线C :y 2=2px (0<p <1)上的点P (m,1)到其焦点F 的距离为54.(1)求C 的方程;(2)已知直线l 不过点P 且与C 相交于A ,B 两点,且直线PA 与直线PB 的斜率之积为1,证明:l 过定点.解析:(1)由题意,得2pm =1,即m =12p.由抛物线的定义,得|PF |=m -(-p 2)=12p +p2.由题意,知12p +p 2=54,解得p =12或p =2(舍去).所以C 的方程为y 2=x . (2)证明:由(1)得P (1,1).设l :x =ny +t ,由于直线l 不过点P (1,1), 所以n +t ≠1.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=x ,x =ny +t消去x 并整理得y 2-ny -t =0.由题意,判别式Δ=n 2+4t >0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=n ,①y 1y 2=-t ,②则k PA k PB =y 1-1x 1-1·y 2-1x 2-1=y 1-1y 21-1·y 2-1y 22-1=1y 1y 2+(y 1+y 2)+1. 由题意,得y 1y 2+(y 1+y 2)+1=1, 即y 1y 2+(y 1+y 2)=0,③将①②代入③得-t +n =0,即t =n .所以l :x =n (y +1).显然l 过定点(0,-1).4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,焦距为2,长轴的长为4.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设过点F 1的直线l 与椭圆C 交于E ,D 两点,试问:在x 轴上是否存在定点M ,使得直线ME ,MD 的斜率之积为定值?若存在,求出该定值及定点M 的坐标;若不存在,请说明理由.解析:(1)因为椭圆C 的焦距为2,长轴的长为4, 所以2c =2,2a =4,解得c =1,a =2, 所以b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)设E (x 1,y 1),D (x 2,y 2),M (m,0).易知F 1(-1,0),当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x +1).联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 24+y23=1,得(4k 2+3)x 2+8k 2x +4k 2-12=0, 则x 1+x 2=-8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2-124k 2+3.又y 1y 2=k 2(x 1+1)(x 2+1)=k 2(x 1x 2+x 1+x 2+1)=k 2(4k 2-124k 2+3-8k 24k 2+3+1)=-9k24k 2+3,直线ME ,MD 的斜率k ME =y 1x 1-m,k MD =y 2x 2-m,则k ME ·k MD =y 1x 1-m ·y 2x 2-m =y 1y 2(x 1-m )(x 2-m )=y 1y 2x 1x 2-m (x 1+x 2)+m 2=-9k 24k 2+34k 2-124k 2+3-m (-8k 24k 2+3)+m 2=-9k24k 2+34k 2-12+8mk 2+4m 2k 2+3m24k 2+3 =-9k2(4m 2+8m +4)k 2+3m 2-12. 要使直线ME ,MD 的斜率之积为定值,需3m 2-12=0, 解得m =±2.当m =2时,k ME ·k MD =-9k 2(4m 2+8m +4)k 2=-9k 236k 2=-14;当m =-2时,k ME ·k MD =-9k 2(4m 2+8m +4)k 2=-9k 24k 2=-94.当直线l 的斜率不存在时, 不妨设E (-1,32),D (-1,-32),此时,当m =2时,M (2,0),k ME ·k MD =-14;当m =-2时,M (-2,0),k ME ·k MD =-94.综上,在x 轴上存在两个定点M ,使得直线ME ,MD 的斜率之积为定值. 当定点M 的坐标为(2,0)时,直线ME ,MD 的斜率之积为定值-14;当定点M 的坐标为(-2,0)时,直线ME ,MD 的斜率之积为定值-94.增分强化练一、选择题1.双曲线x 23-y 29=1的渐近线方程是( )A .y =±3xB .y =±13xC .y =±3xD .y =±33x 解析:因为x 23-y 29=1,所以a =3,b =3,渐近线方程为y =±b ax , 即为y =±3x ,故选C. 答案:C2.已知双曲线my 2-x 2=1(m ∈R)与抛物线x 2=8y 有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( ) A .y =±3x B .y =±3x C .y =±13xD .y =±33x 解析:∵抛物线x 2=8y 的焦点为(0,2),∴双曲线的一个焦点为(0,2),∴1m +1=4,∴m =13,∴双曲线的渐近线方程为y =±3x , 故选A. 答案:A3.已知双曲线C :x 2m 2-y 23=1的离心率为2,则C 的焦点坐标为( )A .(±2,0)B .(±2,0)C .(0,±2)D .(0,±2)解析:由双曲线C :x 2m 2-y 23=1,离心率为2,可得m 2+3m=2,∴m 2=1, 则c =m 2+3=2,故双曲线C 的焦点坐标是(±2,0).故选A. 答案:A4.(2019·呼和浩特模拟)已知双曲线C 1:x 24-y 2k =1与双曲线C 2:x 2k -y 29=1有相同的离心率,则双曲线C 1的渐近线方程为( ) A .y =±32x B .y =±62x C .y =±34x D .y =±64x 解析:由双曲线方程可知k >0,双曲线C 1:x 24-y 2k =1的离心率为4+k2,双曲线C 2:x 2k -y 29=1的离心率为k +9k,由题意得4+k 2=k +9k ,解得k =6, 双曲线C 1为x 24-y26=1,则渐近线方程为y =±62x , 故选B. 答案:B5.已知双曲线C 的一个焦点坐标为(3,0),渐近线方程为y =±22x ,则C 的方程是( ) A .x 2-y 22=1 B.x 22-y 2=1 C.y 22-x 2=1 D .y 2-x 22=1解析:因为双曲线C 的一个焦点坐标为(3,0),所以c =3,又因为双曲线C 的渐近线方程为y =±22x ,所以有b a =22⇒a =2b ,c =3,而c =a 2+b 2,所以解得a =2,b =1,因此双曲线方程为x 22-y 2=1,故选B.答案:B6.(2019·岳阳模拟)过抛物线x 2=4y 的焦点F 作直线,交抛物线于P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点,若y 1+y 2=6,则|P 1P 2|=( ) A .5 B .6 C .8D .10解析:x 2=4y 的焦点为(0,1),准线为y =-1,因为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点是过抛物线焦点的直线与抛物线的交点,所以P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点到准线的距离分别是y 1+1,y 2+1,所以由抛物线的定义知|P 1P 2|=|P 1F |+|P 2F |=y 1+1+y 2+1=y 1+y 2+2=6+2=8,故选C. 答案:C7.(2019·洛阳、许昌质检)若双曲线x 2-y 2b2=1 (b >0)的一条渐近线与圆x 2+(y -2)2=1至多有一个交点,则双曲线离心率的取值范围是( ) A .(1,2] B .[2,+∞) C .(1,3]D .[3,+∞)解析:双曲线x 2-y 2b2=1(b >0)的一条渐近线方程是bx -y =0,由题意圆x 2+(y -2)2=1的圆心(0,2)到bx -y =0的距离不小于1,即2b 2+1≥1,则b 2≤3,那么离心率e ∈(1,2],故选A. 答案:A8.(2019·咸阳模拟)已知椭圆、双曲线均是以直角三角形ABC 的斜边AC 的两端点为焦点的曲线,且都过B 点,它们的离心率分别为e 1,e 2,则1e 21+1e 22=( )A.32 B .2 C.52D .4解析:以AC 边所在的直线为x 轴,AC 中垂线所在的直线为y 轴建立直角坐标系(图略),设椭圆方程为x 2a 21+y 2b 21=1,设双曲线方程为x 2a 22-y 2b 22=1,焦距都为2c不妨设|AB |>|BC |,椭圆和双曲线都过点B , 则|AB |+|BC |=2a 1,|AB |-|BC |=2a 2, 所以|AB |=a 1+a 2,|BC |=a 1-a 2, 又因为△ABC 为直角三角形,|AC |=2c ,所以(a 1+a 2)2+(a 1-a 2)2=(2c )2,即a 21+a 22=2c 2,所以a 21c 2+a 22c 2=2,即1e 21+1e 22=2.故选B. 答案:B9.(2019·乌鲁木齐质检)已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,直线l 过焦点F 与抛物线C 分别交于A ,B 两点,且直线l 不与x 轴垂直,线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点P (10,0),则△AOB 的面积为( ) A .4 3 B .4 6 C .8 2D .8 6解析:设直线l :x =ty +2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x x =ty +2可以得到y 2-8ty -16=0,所以AB 的中点M (4t 2+2,4t ),线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点P (10,0),故t ≠0. 所以AB 的中垂线的方程为y =-1t (x -4t 2-2)+4t =-1t ·x +8t +2t,令y =0可得x =8t 2+2,解方程10=8t 2+2得t =±1. 此时AB = 1+t 2|y 1-y 2|=81+t 2t 2+1=16,O 到AB 的距离为d =21+t2=2,所以S ΔOAB =12×16×2=8 2.故选C. 答案:C10.(2019·滨州模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,短轴的一个端点为P ,直线l :4x -3y =0与椭圆C 相交于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=6,点P 到直线l 的距离不小于65,则椭圆离心率的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,59 B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,32 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,53 D.⎝ ⎛⎦⎥⎤13,32 解析:如图所示,设F ′为椭圆的左焦点, 连接AF ′,BF ′,则四边形AFBF ′是平行四边形,∴6=|AF |+|BF |=|AF ′|+|AF |=2a ,∴a =3.取P (0,b ),∵点P 到直线l ∶4x +3y =0的距离不小于65,∴|3b |16+9≥65,解得b ≥2. ∴c ≤9-4=5,∴0<c a ≤53. ∴椭圆E 的离心率范围是⎝⎛⎦⎥⎤0,53. 故选C. 答案:C11.(2019·济宁模拟)已知直线l 过抛物线C :y 2=3x 的焦点F ,交C 于A ,B 两点,交C 的准线于点P ,若AF →=FP →,则|AB |=( ) A .3 B .4 C .6D .8解析:如图所示:不妨设A 在第一象限,由抛物线C :y 2=3x 可得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,准线DP :x =-34.因为AF →=FP →,所以F 是AP 的中点,则AD =2CF =3.所以可得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫94,332,则k AF =3,所以直线AP 的方程为:y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34, 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34y 2=3x,整理得:x 2-52x +916=0所以x 1+x 2=52,则|AB |=x 1+x 2+p =52+32=4.故选B.答案:B12.(2019·晋城模拟)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,直线l 经过点F 且与双曲线的一条渐近线垂直,直线l 与双曲线的右支交于不同两点A ,B ,若AF →=3FB →,则该双曲线的离心率为( ) A.52 B.62C.233D. 3解析:由题意得直线l 的方程为x =b ay +c ,不妨取a =1,则x =by +c ,且b 2=c 2-1.将x =by +c 代入x 2-y 2b2=1,(b >0),得(b 4-1)y 2+2b 3cy +b 4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=-2b 3c b 4-1,y 1y 2=b4b 4-1.由AF →=3FB →,得y 1=-3y 2,所以⎩⎪⎨⎪⎧-2y 2=-2b 3cb 4-1-3y 22=b 4b 4-1,得3b 2c 2=1-b 4,解得b 2=14,所以c=b 2+1=54=52,故该双曲线的离心率为e =c a =52,故选A. 答案:A 二、填空题13.(2019·合肥质检)抛物线x 2=8y 的焦点坐标为________.解析:由抛物线方程x 2=8y 知,抛物线焦点在y 轴上,由2p =8,得p2=2,所以焦点坐标为(0,2). 答案:(0,2)14.已知过P (1,1)的直线l 与双曲线C :x 2-y 2=1只有一个公共点,则直线l 的条数为________. 解析:双曲线C :x 2-y 2=1的渐近线方程y =±x , 其中一条渐近线y =x 过点P (1,1),所以过点P (1,1)的直线x =1与双曲线右支相切,只有一个公共点,过P (1,1)与y =-x 平行的直线y =-x +2和双曲线右支相交,只有一个公共点, 综上共有2条直线符合要求. 答案:215.(2019·泰安模拟)抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,动点P 在抛物线C 上,点A (-1,0),当|PF ||PA |取得最小值时,直线AP 的方程为________. 解析:设P 点的坐标为(4t 2,4t ), ∵F (1,0),A (-1,0),∴|PF |2=(4t 2-1)2+16t 2=16t 4+8t 2+1, |PA |2=(4t 2+1)2+16t 2=16t 4+24t 2+1, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫|PF ||PA |2=16t 4+8t 2+116t 4+24t 2+1=1-16t 216t 4+24t 2+1=1-1616t 2+1t2+24≥1-16216t 2·1t2+24=1-1632=12,当且仅当16t 2=1t 2,即t =±12时取等号,此时点P 坐标为(1,2)或(1,-2),此时直线AP 的方程为y =±(x +1),即x +y +1=0或x -y +1=0. 答案:x +y +1=0或x -y +1=016.抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为A ,其准线与x 轴的交点为B ,如果在直线3x +4y +25=0上存在点M ,使得∠AMB =90°,则实数p 的取值范围是________.解析:由题得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p2,0, ∵M 在直线3x +4y +25=0上,设点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,-3x -254,∴AM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,-3x -254, BM →=⎝⎛⎭⎪⎫x +p 2,-3x -254, 又∠AMB =90°,∴AM →·BM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +p 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-3x -2542=0,即25x 2+150x +625-4p 2=0, ∴Δ≥0,即1502-4×25×(625-4p 2)≥0, 解得p ≥10或p ≤-10,又p >0,∴p 的取值范围是[10,+∞). 答案:[10,+∞) 三、解答题17.已知椭圆的焦点F 1(-4,0),F 2(4,0),过点F 2并垂直于x 轴的直线与椭圆的一个交点为B ,并且|F 1B |+|F 2B |=10,椭圆上不同的两点A (x 1,y 1),C (x 2,y 2)满足条件:|F 2A |,|F 2B |,|F 2C |成等差数列. (1)求椭圆的方程; (2)求弦AC 中点的横坐标.解析:(1)由题意可知2a =|F 1B |+|F 2B |=10. 所以a =5,又c =4,所以b =a 2-c 2=3, 所以椭圆方程为:x 225+y 29=1.(2)由点B (4,y B )在椭圆上,得|F 2B |=|y B |=95.由|F 2A |,|F 2B |,|F 2C |成等差数列, 得 (x 1-4)2+y 21+ (x 2-4)2+y 22=2×95,①点A (x 1,y 1)在椭圆x 2125+y 219=1上,得y 21=925(25-x 21),所以 (x 1-4)2+y 21 =x 21-8x 1+16+925(25-x 21)= ⎝ ⎛⎭⎪⎫5-45x 12=15(25-4x 1),② 同理可得 (x 2-4)2+y 22=15(25-4x 2),③将②③代入①式,得15(25-4x 1)+15(25-4x 2)=185,所以x 1+x 2=8,设AC 中点坐标为(x 0,y 0),则横坐标x 0=x 1+x 22=4.18.(2019·合肥质检)已知F 1,F 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,点P ⎝⎛⎭⎪⎫1,22在椭圆C 上,且△PF 1F 2的面积为22. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,求F 2A →·F 2B →的取值范围. 解析:(1)由椭圆C 经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,22,且△PF 1F 2的面积为22, 得1a 2+12b 2=1,且12×2c ×22=22,即c =1. 又a 2-b 2=c 2=1,解得a 2=2,b 2=1. 所以椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 若直线l 的斜率不存在,可得点A ,B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,22,⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-22, 则F 2A →·F 2B →=72.当直线l 的斜率存在时,设l :y =k (x +1),代入椭圆方程得(1+2k 2)x 2+4k 2x +2(k 2-1)=0. 则Δ=16k 4-8(1+2k 2)(k 2-1)=8k 2+8>0恒成立. 所以x 1+x 2=-4k 21+2k 2,x 1x 2=2(k 2-1)1+2k 2.所以F 2A →·F 2B →=(x 1-1)(x 2-1)+y 1y 2 =(1+k 2)x 1x 2+(k 2-1)(x 1+x 2)+k 2+1=7k 2-11+2k 2=72-92(1+2k 2). 又k 2≥0,则F 2A →·F 2B →=72-92(2k 2+1)∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,72. 综上可知,F 2A →·F 2B →的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,72.增分强化练(三十一)考点一 范围、最值问题(2019·大连模拟)已知抛物线C :x 2=2py (p >0),其焦点到准线的距离为2,直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,过A ,B 分别作抛物线C 的切线l 1,l 2,l 1与l 2交于点M . (1)求p 的值;(2)若l 1⊥l 2,求△MAB 面积的最小值.解析:(1)由题意知,抛物线焦点为:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2,准线方程为:y =-p2,焦点到准线的距离为2,即p =2. (2)抛物线的方程为x 2=4y ,即y =14x 2,所以y ′=12x ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),l 1:y -x 214=x 12(x -x 1),l 2:y -x 224=x 22(x -x 2),由于l 1⊥l 2,所以x 12·x 22=-1,即x 1x 2=-4.设直线l 方程为y =kx +m ,与抛物线方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m x 2=4y ,所以x 2-4kx -4m =0,Δ=16k 2+16m >0,x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4m =-4,所以m =1.即l :y =kx +1,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x 12x -x 214y =x 22x -x224,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2k y =-1,即M (2k ,-1),M 点到直线l 的距离d =|k ·2k +1+1|1+k 2=2|k 2+1|1+k 2, |AB |=(1+k 2)[](x 1+x 2)2-4x 1x 2=4(1+k 2),所以S =12×4(1+k 2)×2|k 2+1|1+k 2=4(1+k 2)32≥4, 当k =0时,△MAB 面积取得最小值4. 考点二 定点、定值问题(2019·南昌模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),点M 在C 的长轴上运动,过点M 且斜率大于0的直线l 与C 交于P ,Q 两点,与y 轴交于N 点.当M 为C 的右焦点且l 的倾斜角为π6时,N ,P 重合,|PM |=2. (1)求椭圆C 的方程;(2)当N ,P ,Q ,M 均不重合时,记NP →=λNQ →,MP →=μMQ →,若λμ=1,求证:直线l 的斜率为定值.解析:(1)因为当M 为C 的右焦点且l 的倾斜角为π6时,N ,P 重合,|PM |=2,所以a =|PM |=2,故b c =tan π6=33, 因为a 2=b 2+c 2, 因此c =3,b =1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)证明:设l :x =ty +m (m ≠0),所以M (m,0),N ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-m t ,所以k l =1t .因为斜率大于0,所以t >0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则NP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1,y 1+m t ,NQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y 2+m t ,由NP →=λNQ →得,x 1=λx 2,①同理可得y 1=μy 2,②①②两式相乘得,x 1y 1=λμx 2y 2,又λμ=1,所以x 1y 1=x 2y 2,所以(ty 1+m )y 1=(ty 2+m )y 2,即t (y 21-y 22)=m (y 2-y 1),即(y 2-y 1)[]m +t (y 1+y 2)=0,由题意k l >0,知y 1-y 2≠0,所以m +t (y 1+y 2)=0.联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x =ty +m x 24+y 2=1,得(t 2+4)y 2+2tmy +m 2-4=0,依题意,y 1+y 2=-2tmt 2+4,所以m -2t 2mt 2+4=0,又m ≠0,所以t 2=4,因为t >0,故得t =2,所以k l =1t =12,即直线l 的斜率为12.考点三 存在性问题已知抛物线y 2=4x ,过点P (8,-4)的动直线l 交抛物线于A ,B 两点.(1)当P 恰为AB 的中点时,求直线l 的方程;(2)抛物线上是否存在一个定点Q ,使得以弦AB 为直径的圆恒过点Q ?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.解析:(1)设A ,B 两点坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),当P 恰为AB 的中点时,显然x 1≠x 2,故k AB =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2,又y 1+y 2=-8,故k AB =-12, 则直线l 的方程为y =-12x . (2)假设存在定点Q ,设Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 204,y 0,当直线l 斜率存在时,设l :y =k (x -8)-4(k ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=4x y =k (x -8)-4,整理得ky 2-4y -32k -16=0,Δ>0,y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-32-16k, 由以弦AB 为直径的圆恒过点Q 知QA →·QB →=0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-y 204⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-y 204+(y 1-y 0)(y 2-y 0)=0, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫y 214-y 204⎝ ⎛⎭⎪⎫y 224-y 204+(y 1-y 0)(y 2-y 0)=⎣⎢⎡⎦⎥⎤(y 1+y 0)(y 2+y 0)16+1(y 1-y 0)(y 2-y 0)=0, 故(y 1+y 0)(y 2+y 0)=-16,即y 1y 2+y 0(y 1+y 2)+y 20+16=0,整理得(y 20-16)k +4(y 0-4)=0,即当y 0=4时,恒有QA →·QB →=0,故存在定点Q (4,4)满足题意;当直线l 斜率不存在时,l :x =8,不妨令A (8,42),B (8,-42),Q (4,4),也满足QA →·QB→=0,综上所述,存在定点Q (4,4),使得以弦AB 为直径的圆恒过点Q .。
2020届高考数学(理)二轮考点专训卷:(10)解析几何 Word版含答案
考点专训卷(10)解析几何1、已知()(),2,?3,1Aa Bb +,且直线AB 的倾斜角为90o,则,?a b 的值为( )A. 3,1a b ==B. 2,2a b ==C. 2,3a b ==D. 3,a b R =∈且1b ≠2、以(1,1),(5,3),(0,3)A B C 为顶点的三角形的形状是( )A.等腰三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰直角三角形3、已知圆 222:2450M x y ax y a+-++-=,圆N 过(1,0),(2222-三点,若圆M 与圆N 相交,则实数a 的取值范围是( )A. (2,)+∞B. (0,2)C. (-D. (-⋃4、已知圆224x y +=,直线:l y x b =+若圆224x y +=上有2个点到直线l 的距离等于1.则以下b 可能的取值是( ) A.1C.2D.5、在平面直角坐标系中,点(,)P x y 的坐标满足方程2220x x y -+=,点(,)Q a b 的坐标满足方程2268240a b a b ++-+=,则y bx a--的取值范围是( )A.[2,2]-B.44,33⎡---+⎢⎣⎦C.13,3⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D.6633⎡+⎢⎣⎦6、以椭圆2212x y +=的焦点为顶点,顶点为焦点的双曲线方程是( )A .2212x y -=B .221x y -= C .221y x -= D .2212y x -=7、已知点P 是椭圆22154x y +=上的一点12,F F 是椭圆的两个焦点,且1260F PF ∠=o ,则12F PF △的面积为( )A .B .43C D .8(2-8、过点(1,1)P -作直线与椭圆22124x y +=交于,A B 两点,若线段AB 的中点恰好为P 点,则AB 所在直线方程是( )A .210x y +-=B .230x y ++=C .210x y ++=D .230x y -+=9、已知直线:30l x +=与椭圆22:143x y C +=交于 A B ,两点,过 A B ,分别作l 的垂线与x 轴交于 C D ,两点,则CD =( )A B .1613 C. 3213D .301310、若双曲线22221x y a b-=()0,0a b >>的一条渐近线被圆2260x y x +-=截得的弦长为则双曲线的离心率为( )AB C D11、若点O 和点F 分别为椭圆22143x y +=的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP FP ⋅u u u r u u u r的最大值为( )A .2B .3C .6D .812、已知椭圆C 的焦点为12(1,0)(1,0)F F -,,过2F 的直线与C 交于,A B 两点.若222AF F B =,1AB BF =,则C 的方程为( )A .2212x y +=B .22132x y +=C .22143x y +=D .22154x y +=13、双曲线224640x y -+=上的一点P 到它的一个焦点的距离等于1,那么点P 到另一个焦点的距离为_______14、已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,,A B 是C 的长轴的两个端点,点M 是C 上的一点,满足30,45MAB MBA ︒︒∠=∠=,设椭圆C 的离心率为e ,则=2e ______. 15、椭圆22124x y +=的焦点坐标为 .16、已知椭圆221112211:1(0)x y C a b a b -=>>与双曲线222222222:1(0)x y C a b a b -=>>有相同的焦点12,F F ,若点P 是1C 与2C 在第一象限内的交点,且1222F F PF =,设1C 与2C 的离心率分别为12,e e ,则21e e -的取值范围是 .17、已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点为F ,左顶点为A ,以F 为圆心,FA 为半径的圆交C的右支于,M N两点,且线段AM的垂直平分线经过点N,则C的离心率为_________.18、从12345,,,,这5个数中,随机抽取2个不同的数,则这2个数的和为6的概率是__________.19、已知椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>,点M是C长轴上的一个动点,过点M的直线l与C交于,P Q两点,与y轴交于点N,弦PQ的中点为R.当M为C的右焦点且l的倾斜角为5π6时,,N P重合,2PM=.(1)求椭圆C的方程;(2)当,M N均与原点O不重合时,过点N且垂直于OR的直线l与x轴交于点H.求证:OMOH为定值.20、已知点(4,0)P,点Q在曲线2:4C y x=上.(1).若点Q在第一象限内,且4PQ=,求点Q的坐标;(2).求PQ的最小值.答案以及解析1答案及解析: 答案:D解析:∵直线AB 的倾斜角为90o , ∴直线AB 垂直于 x 轴,∴312,R a b b =⎧⎨+≠∈⎩∴3,1a b =≠且b R ∈.2答案及解析: 答案:B解析:求得5,AB BC CA ===222BC AB CA =+,故△ABC 为直角三角形.3答案及解析: 答案:D解析:由题可知,圆M 的标准方程为22()(2)9x a y -++=,因为圆N 过三点,所以圆N 的方程为221xy +=,,若圆M 与圆N 相交,则3131-<<+,解得a -<<0a≠,故选D.4答案及解析: 答案:C 解析:5答案及解析: 答案:B 解析:6答案及解析: 答案:B 解析:7答案及解析: 答案:C 解析:8答案及解析:答案:D解析:9答案及解析:答案:C解析:如图:联立22330143x yx y⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,得213183150y-+=,设1122,,()(),A x yB x y,则12183y y+=,121513y y=,218315163441313AB-⨯⎡⎤⎛⎫⎢⎥⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∵直线:330l x+=的倾斜角为30︒,∴163321330133ABCDcos===︒.10答案及解析:答案:C解析:依题意可得渐近线方程为0bx ay±=,而圆的标准方程为()2239x y-+=.由弦长为5,可得圆心()3,0到渐近线的距离为2,故222a b=+,即2245ba=,所以离心率222355c a b e a a +===,故选C.11答案及解析: 答案:C解析:设椭圆上任意一点00(,)P x y ,则有2200143x y +=,即220033,4y x =-()220030,3,40y x O =-,0()1,F -,则22000001(1)34OP FP x x y x x ⋅=++=++u u u r u u u r201(2)24x =++. ∵02x ≤,∴当02x =时,OP FP ⋅u u u r u u u r取得最大值为6.12答案及解析: 答案:B解析:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B△中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得3n =.2222423,3,312,a n a b a c∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y+=,故选B .13答案及解析: 答案:17解析:∵双曲线224640x y -+=, ∴双曲线的标准方程是2216416y x -=,∴8,a c ==双曲线上一点P 到它的一个焦点的距离等于1, 设点P 到另一个焦点的距离为x , 则由双曲线定义知:116x -=, 解得17x =,或15x =-(舍). ∴点P 到另一个焦点的距离是17.14答案及解析:答案:1解析:15答案及解析:答案:(0, 解析:16答案及解析:答案:1(,+)2∞解析:17答案及解析: 答案:43解析:18答案及解析:答案:15解析: 从1,2,3,4,5这5个数中,随机抽取2个不同的数, 基本事件总数2510n C ==,这2个数的和为6包含的基本事件有:()()1,5,2,4,共2个,则这2个数的和为6的概率是21105p ===20%.19答案及解析:答案:(1)因为当M 为C 的右焦点,且l 的倾斜角为5π6时,,N P 重合,2PM =.所以2a b c=⎧⎪⎨⎪⎩,因此1,b c ==,所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)设直线()()()1122:0,,,,l y kx m kP x y Q x y =+≠,将y kx m =+代入2214x y +=得:()222148440k x kmx m +++-=,所以2121222844,4141km m x x x x k k --+==++, 所以2241,,44141OR km m R k k k k ⎛⎫-=- ⎪++⎝⎭所以直线l 的方程为4y kx m =+,所以点H 的坐标为,04m k ⎛⎫-⎪⎝⎭, 又因为点,0m M k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以4OM OH =为定值. 解析:20答案及解析:答案:设()21,04Q y y y ⎛⎫> ⎪⎝⎭.(1).由题意得4PQ =,解得4y =.∴点Q 的坐标为()4,4(2).PQ=28y =时,PQ取到最小值 因此,PQ的最小值为 解析:。
2020年高考数学二轮专题复习 解析几何习题精选 精品
2020年高考数学二轮专题复习解析几何习题精选一、选择题:1、直线3y 3x =+的倾斜角是______。
A .6πB .3πC .32πD .65π2、直线m 、l 关于直线x = y 对称,若l 的方程为1x 2y +=,则m 的方程为_____。
A .21x 21y +-= B .21x 21y --= C .21x 21y +=D .21x 21y -=3、已知平面内有一长为4的定线段AB ,动点P 满足|PA|—|PB|=3,O 为AB 中点,则|OP|的最小值为______。
A .1B .23C .2D .34、点P 分有向线段21P P 成定比λ,若λ∈()1,-∞-,则λ所对应的点P 的集合是___。
A .线段21P PB .线段21P P 的延长线C .射线21P PD .线段21P P 的反向延长线5、已知直线L 经过点A ()0,2-与点B ()3,5-,则该直线的倾斜角为______。
A .150°B .135°C .75°D .45°6、经过点A ()1,2且与直线04y x 3=+-垂直的直线为______。
A .05y 3x =++B .05y 3x =-+C .05y 3x =+-D .05y 3x =--7、经过点()0,1且与直线x 3y =所成角为30°的直线方程为______。
A .01y 3x =-+ B .01y 3x =--或1y =C .1x =D . 01y 3x =--或1x =8、已知点A ()3,2-和点B ()2,3--,直线m 过点P ()1,1且与线段AB 相交,则直线m 的斜率k的取值范围是______。
A .4k 43k -≤≥或 B .43k 4≤≤- C .51k -< D .4k 43≤≤- 9、两不重合直线0n y mx =-+和01my x =++相互平行的条件是______。
2020年高考数学(理)专题训练附解答: 解析几何
(2019年全国卷I )已知抛物线C :x y 32=的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若4||||=+BF AF ,求l 的方程;(2)若3AP PB =u u u r u u u r,求||AB .【肢解1】若4||||=+BF AF ,求l 的方程;【肢解2】若3AP PB =u u u r u u u r,求||AB .【肢解1】若4||||=+BF AF ,求l 的方程;【解析】设直线l 方程为m x y +=23,()11,A x y ,()22,B x y ,由抛物线焦半径公式可知12342AF BF x x +=++=,所以1252x x +=, 联立2323y x m y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩得04)12(12922=+-+m x m x , 由0144)1212(22>--=∆m m 得12m <, 所以121212592m x x -+=-=,解得78m =-,所以直线l 的方程为3728y x =-,即12870x y --=. 【肢解2】若3AP PB =u u u r u u u r,求||AB .【解析】设直线l 方程为23x y t =+, 专题 解析几何大题肢解一直线与抛物线联立2233x y t y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩得0322=--t y y ,由4120t ∆=+>得31->t , 由韦达定理知221=+y y ,因为PB AP 3=,所以213y y-=,所以12-=y ,31=y ,所以1=t ,321-=y y . 则=-+⋅+=212214)(941||y y y y AB =-⨯-⋅+)3(4294123134.设抛物线)0(22>=p px y 的焦点为F ,过点F 的而直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB |=x 1+x 2+p.弦长的计算方法:求弦长时可利用弦长公式,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,然后进行整体代入弦长公式求解.温馨提示:注意两种特殊情况:(1)直线与圆锥曲线的对称轴平行或垂直;(2)直线过圆锥曲线的焦点.【拓展1】已知抛物线C :x y 32=的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .若27||||=+BF AF ,求l 在y 轴上的截距. 【解析】设直线l 方程为m x y +=23,()11,A x y ,()22,B x y ,由抛物线焦半径公式可知123722AF BF x x +=++=,所以122x x +=, 联立2323y x m y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩得04)12(12922=+-+m x m x , 由0144)1212(22>--=∆m m 得12m <, 所以12121229m x x -+=-=,解得21m =-,所以直线l 的方程为3122y x =-,令0=x 得21-=y ,所以直线l 在y 轴上的截距为21-. 【拓展2】已知抛物线C :x y 32=的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .若2AP PB =u u u r u u u r,)0,4(-M ,求ABM ∆的面积.【解析】设直线l 方程为23x y t =+, 联立2233x y t y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩得0322=--t y y ,由4120t ∆=+>得31->t , 由韦达定理知221=+y y ,t y y 321-=,因为PB AP 2=,所以212y y -=,所以22-=y ,41=y ,所以821-=y y .38-=t , 所以=-+⋅+=212214)(941||y y y y AB =-⨯-⋅+)8(429412132, 直线l 方程为2833x y =-,即0823=+-y x ,所以点)0,4(-M 到l 的距离13413|812|=+-=d , 所以ABM ∆的面积为413413221||21=⨯⨯=⋅d AB .1.(2019年山西太原一模)已知抛物线x y 42=的焦点为F ,过焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,若AOB ∆的面积为6,求||AB .【解析】由题意知抛物线x y 42=的焦点F 的坐标为)0,1(, 易知当直线AB 垂直于x 轴时,AOB ∆的面积为2,不满足题意, 所以可设直线AB 的方程为)0)(1(≠-=k x k y , 与x y 42=联立,消去x 得0442=--k y ky , 设),(11y x A ,),(22y x B ,由韦达定理知ky y 421=+,421-=y y , 所以1616||221+=-ky y , 变式训练一所以AOB ∆的面积为616161212=+⨯⨯k,解得2±=k , 所以6||11||212=-⋅+=y y k AB . 2.(2019年湖北荆州模拟)已知抛物线24y x =的焦点为F ,过点F 的直线交抛物线于,A B 两点.(1)若3AF FB =u u u r u u u r,求直线AB 的斜率;(2)设点M 在线段AB 上运动,原点O 关于点M 的对称点为C ,求四边形OACB 面积的最小值. 【解析】(1)依题意可设直线:1AB x my =+,将直线AB 与抛物线联立214x my y x=+⎧⎨=⎩⇒2440y my --=,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由韦达定理得121244y y my y +=⎧⎨=-⎩,因为3AF FB =u u u r u u u r ,所以213y y -=,即312=m ,所以直线AB 的斜率为3或3-. (2)2212121212122()4161642OACB AOB S S OF y y y y y y y y m ∆==⋅⋅-=-=+-=+≥, 当0m =时,四边形OACB 的面积最小,最小值为4.(2020届广东省珠海市高三上学期期末)中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的椭圆C 过)1,0(-A 、)21,3(B 两点,(1)求椭圆C 的方程; (2)设直线)0(21:≠+=m m x y l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,求当所取何值时,OPQ ∆的面积最大. 【肢解1】求椭圆C 的方程; 【肢解2】设直线)0(21:≠+=m m x y l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,求当所取何值时,OPQ ∆的面积最大.大题肢解二【肢解1】求椭圆C 的方程;【解析】(1)由题意可设椭圆C 的方程为22221x y m n+=,代入()0,1A -、13,2B ⎛⎫ ⎪⎝⎭两点得()222222221011321m n m n ⎧-+=⎪⎪⎪⎨⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎪+=⎪⎩ 解得21n =,24m =, 所以椭圆:C 2214x y +=. 【肢解2】设直线)0(21:≠+=m m x y l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,求当所取何值时,OPQ ∆的面积最大.【解析】将直线1:,(0)2l y x m m =+>代入2214x y +=得:221442x x m ⎛⎫++= ⎪⎝⎭. 整理得222220x mx m ++-=.()()2222422840m m m ∆=--=->得22m -<<.由韦达定理得122x x m +=-,21222x x m =-.()()22221212124442284x x x x x x m m m -=+-=--=-242121222OPQ S m x x m m m m ∆=-=-=-+. 由二次函数可知当21m =即1m =时,OPQ ∆的面积的最大.直线与圆锥曲线的相交弦长问题: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+1k2|y 1-y 2| =1+1k2(y 1+y 2)2-4y 1y 2.【变式1】中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的椭圆C 过)1,0(-A 、)21,3(B 两点,(1)求椭圆C 的方程; (2)设直线)0(21:>+=m m x y l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,若APQ ∆的面积为1+m ,求m 的值. 【解析】(1)由题意可设椭圆C 的方程为22221x y m n+=,代入()0,1A -、13,2B ⎛⎫ ⎪⎝⎭两点得()222222221011321m n m n ⎧-+=⎪⎪⎪⎨⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎪+=⎪⎩ 解得21n =,24m =. 所以椭圆:C 2214x y +=. (2)将直线1:,(0)2l y x m m =+>代入2214x y +=得221442x x m ⎛⎫++= ⎪⎝⎭. 整理得222220x mx m ++-=.()()2222422840m m m ∆=--=->得22m -<<.设),(11y x P ,),(22y x Q ,韦达定理得122x x m +=-,21222x x m =-.所以)22(4)2()21(1||222---⋅+=m m PQ 252+-⋅=m ,由点到直线的距离公式得点)1,0(-A 到直线l 的距离5|22|m d +=. 所以APQ ∆的面积为255|22|212+-⋅⋅+⋅m m 2|1|2+-⋅+=m m , 因为APQ ∆的面积为1+m ,所以12|1|2+=+-⋅+m m m ,解得1=m 或1-=m (舍去). 所以1=m .变式训练二【变式2】已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的离心率为22,其中左焦点为)0,2(-F .(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线m x y +=与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,1ABF ∆的面积为)2(6-m ,求直线的方程.【解析】(1)由题意,得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===222222c b a c a c 解得⎩⎨⎧==222b a ,所以椭圆C 的方程为14822=+y x . (2)设点),(11y x A ,),(22y x B ,由⎪⎩⎪⎨⎧+==+m x y y x 14822消去y 得0824322=-++m mx x , 由0)84(12)4(22>--=∆m m 得3232<<-m ,由韦达定理知3421mx x -=+,382221-=m x x ,所以)82(4)34(2||22---⋅=m m AB 367342+-=m , 由点到直线的距离公式得)0,2(1-F 到直线m x y +=的距离2|2|m d -=, 所以1ABF ∆的面积为36342|2|212+-⋅-⋅m m )2(6-=m ,解得3±=m ,满足3232<<-m , 所以所求直线方程为3+=x y 或3-=x y .1.(2019年山东高考模拟)已知圆22:4O x y +=,抛物线2:2(0)C x py p =>.(1)若抛物线C 的焦点F 在圆O 上,且A 为抛物线C 和圆O 的一个交点,求AF ;(2)若直线l 与抛物线C 和圆O 分别相切于,M N 两点,设()00,M x y ,当[]03,4y ∈时,求MN 的最大值.【解析】(1)由题意知(0,2)F ,所以4p =. 所以抛物线C 的方程为28x y =.将28x y =与224x y +=联立得点A 的纵坐标为2(52)A y =-,结合抛物线定义得||2522A pAF y =+=-. (2)由22x py =得22x y p =,x y p'=,所以直线l 的斜率为0x p ,故直线l 的方程为()000xy y x x p-=-.即000x x py py --=. 又由0220||2py ON x p -==+得02084y p y =-且2040y ->, 所以2222200||||||4MN OM ON x y =-=+-220000020824244y py y y y y =+-=+-- ()2202200022001644164444y y y y y y -+=+-=+--- 2020641644y y =++--.令204t y =-,0[3,4]y ∈,则[5,12]t ∈, 令64()16f t t t =++,则264()1f t t'=-; 当[5,8]t ∈时()0f t '≤,()f t 单调递减, 当(8,12]t ∈时()0f t '>,()f t 单调递增, 又64169(5)16555f =++=,64100169(12)16121235f =++=<, 所以max 169()5f x =,即||MN 的最大值为1355.2.(2020黑龙江省齐市地区普高联谊高二上学期期末)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>过点)23,22(与点)22,1(--. (1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 过定点1(0,)2-,且斜率为()10k k-≠,若椭圆C 上存在A ,B 两点关于直线l 对称,O 为坐标原点,求k 的取值范围及AOB ∆面积的最大值.【解析】(1)由题意,可得2222231441214a b a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得222,1a b ==,所以椭圆的方程为2212x y +=.(2)由题意,设直线AB 的方程为(0)y kx m k =+≠,由2212y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得222(12)4220k x kmx m +++-=,所以∆>0,即2221k m +>,……….①且2121222422,1212km m x x x x k k-+=-=++, 所以线段AB 的中点横坐标02212km x k =-+,纵坐标为00212my kx m k=+=+, 将00,x y 代入直线l 方程112y x k =--,可得2122k m += ……… ②,由①②可得232k <,又0k ≠,所以66(,0)(0,)22k ∈-⋃, 又222221212211()48(12)812k AB kx x x x k m k +=++-=+-+,且原点O 到直线AB 的距离21m d k =+,所以22218(12)822(12)AOB m S AB d k m k ∆==⋅+-+2212168242m m m m =-=-, 所以1m =时,AOB S ∆最大值22,此时22k =±, 所以22k =±时,AOB S ∆最大值22.3.(2020福建省宁德市高三第一次质量检查)已知抛物线2:2C y px =的焦点为F ,1(,)2Q t 在抛物线C上,且32QF =. (1)求抛物线C 的方程及t 的值;(2)若过点(0,)M t 的直线l 与C 相交于,A B 两点,N 为AB 的中点,O 是坐标原点,且3AOB MON S S D D =,求直线l 的方程.【解析】(1)因为3||2QF =,所以13222p +=,所以2p =,抛物线C 的方程为:24y x =, 将1(,)2Q t 代入24y x =得2t =,(2)设1122(,),(,),A x y B x y 00(,),(0,2)N x y M , 显然直线l 的斜率存在,设直线l :2(0)y kx k =+≠,联立242y x y kx ⎧=⎨=+⎩,消去y 得224(1)40k x k x --+=,因为22Δ16(1)160k k =-->,得12k <且0k ≠, 所以1212224(1)4,k x x x x k k -+==, 因为ΔΔ3AOB MON S S =,所以||3||AB MN =,所以 221201310kx x k x +-=+-,即1203x x x -=,因为N 是AB 的中点,所以1202x x x +=, 所以22121212()()434x x x x x x ++-=?,整理得21212()16x x x x +=所以2224(1)64[]k k k -=,解得1211,3k k =-=,所以直线l 的方程为:2y x =-+或123y x =+. 4.(2020福建省龙岩市上杭县第一中学月考)已知点A(0,-2),椭圆E :22221x y a b+= (a>b>0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点. (1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点.当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.【解析】(1)设(),0F c ,因为直线AF 的斜率为233,()0,2A -, 所以2233c =,3c =. 又2223,2c b a c a ==-,解得2,1a b ==, 所以椭圆E 的方程为2214x y +=. (2)设()()1122,,,P x y Q x y 由题意可设直线l 的方程为:2y kx =-,联立22142,x y y kx +==-⎧⎪⎨⎪⎩,消去y 得()221416120k x kx +-+=,当()216430k ∆=->,所以234k >,所以32k <-或32k >,由韦达定理知1212221612,1414k x x x x k k +==++. 所以()22121214PQ kx x x x =++-2222164811414k k k k ⎛⎫=+- ⎪++⎝⎭222414314k k k +-=+, 点O 到直线l 的距离221d k =+,所以221443214OPQk S d PQ k ∆-==+, 设2430k t -=>,则2243k t =+,所以244414424OPQ t S t t t∆==≤=++,当且仅当2t =,即2432k -=, 解得72k =±时取等号,满足234k >,所以OPQ ∆的面积最大时直线l 的方程为:722y x =-或722y x =--.5.(2020广东省佛山市高三教学质量检测)已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的离心率为12,点31,2A ⎛⎫⎪⎝⎭在椭圆C 上,直线1l 过椭圆C 的右焦点与上顶点,动直线2l :y kx =与椭圆C 交于M ,N 两点,交1l 于P 点.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知O 为坐标原点,若点P 满足14OP MN =,求此时MN 的长度. 【解析】(1)由题意得12c e a ==,2223121ab ⎛⎫ ⎪⎝⎭+=,结合222a b c =+, 解得24a =,23b =,21c =,故所求椭圆C 的方程为22143x y +=. (2)易知定直线1l 的方程为330x y +-=.联立22143y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()223412k x +=,解得21234x k =±+, 令M 点的坐标为221212,3434k kk ⎛⎫ ⎪⎪++⎝⎭. 因为14OP MN =,由对称性可知,点P 为OM 的中点,故2212123434(,)22k k k P ++, 又P 在直线1l :330x y +-=上,故221212343433022k k k ++⨯+-=, 解得10k =,2233k =,所以M 点的坐标为()2,0或643,55⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭, 所以2OM =或2215,所以MN 的长度为4或4215.6.(2020广西名校高三上学期12月高考模拟)如图,中心为坐标原点O 的两圆半径分别为11r =,22r =,射线OT 与两圆分别交于A 、B 两点,分别过A 、B 作垂直于x 轴、y 轴的直线1l 、2l ,1l 交2l 于点P .(1)当射线OT 绕点O 旋转时,求P 点的轨迹E 的方程;(2)直线l :3y kx =+与曲线E 交于M 、N 两点,两圆上共有6个点到直线l 的距离为12时,求MN 的取值范围.【解析】(1)设(),P x y ,OT 与x 轴正方向夹角为θ,则cos sin x OA y OB θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩,化简得2214y x +=,即P 点的轨迹E 的方程为2214y x +=. (2)当两圆上有6个点到直线1的距离为12时,原点O 至直线l 的距离13,22d ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, 即2133221k <<+,解得21,113k ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, 联立方程22314y kx y x ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩得()2242310k x kx ++-=, 设()11,M x y ,()22,N x y ,则122234k x x k +=-+,12214x x k=-+, 所以()()2222121222212414144k MN kx x x x k k k =++-=++++()2224134144k k k +⎛⎫==- ⎪++⎝⎭, 则1616,135MN ⎛⎫∈⎪⎝⎭.7.(2020辽宁省沈阳市东北育才学校高三模拟)已知(2,0)P 为椭圆2222:1(0)x y C a ba b+=>>的右顶点,点M 在椭圆C 的长轴上,过点M 且不与x 轴重合的直线交椭圆C 于A B 、两点,当点M 与坐标原点O 重合时,直线PA PB 、的斜率之积为14-. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若2AM MB =u u u u r u u u r,求OAB ∆面积的最大值.【解析】(1)设1(A x ,1)y ,1(B x -,1)y -,则2121144PA PBy k k x ==--g . 又2211221x y a b +=,代入上式可得2214b a -=-,又2a =,解得1b =. 所以椭圆C 的标准方程为:2214x y +=. (2)设直线AB 的方程为:(0)x ty m t =+≠,(22)m -剟.1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,联立2244x ty m x y =+⎧⎨+=⎩,化为222(4)240t y mty m +++-=, 由韦达定理知12224mty y t +=-+,212244m y y t -=+,因为2AM MB =u u u u r u u u r,所以122y y =-,所以122152y y y y +=-,代入可得:22241694t m t +=+. 所以OAB ∆的面积12213|()|||22S m y y my =-=, 22222222222299416161694494(4)(94)(94)t t t S m y t t t t +==⨯⨯=⨯++++g .所以212||1214949||||t S t t t ==++…,当且仅当249t =时取等号. 所以OAB ∆面积的最大值为1.。
2019-2020年高三数学二轮复习高考大题专攻练9解析几何(A组)理新人教版
2019-2020年高三数学二轮复习高考大题专攻练9解析几何(A组)理新人教版1.椭圆+=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F2,且离心率为,点P为椭圆上一动点,△F1PF2面积的最大值为.(1)求椭圆的方程.(2)设椭圆的左顶点为A1,过右焦点F2的直线l与椭圆相交于A,B两点,连结A1A,A1B并延长分别交直线x=4于P,Q两点,问·是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由. 【解析】(1)已知椭圆的离心率为,不妨设c=t,a=2t,即b=t,其中t>0,又△F1PF2面积取最大值时,即点P为短轴端点,因此·2t·t=,解得t=1,则椭圆的方程为+=1.(2)设直线AB的方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2)联立可得(3t2+4)y2+6ty-9=0,则y1+y2=,y1y2=,直线AA1的方程为y=[x-(-2)],直线BA1的方程为y=[x-(-2)],则P,Q,则=,=,则·=9+=+9=0,即·为定值0.2.已知点P在椭圆C:+=1(a>b>0)上,以P为圆心的圆与x轴相切于椭圆的右焦点F2,且·=2,tan∠OPF2=,其中O为坐标原点.(1)求椭圆C的方程.(2)已知点M(-1,0),设Q是椭圆C上的一点,过Q,M两点的直线l交y轴于点N,若=2,求直线l的方程.(3)作直线l1与椭圆D:+=1交于不同的两点S,T,其中S点的坐标为(-2,0),若点G(0,t)是线段ST垂直平分线上一点,且满足·=4,求实数t的值.【解析】(1)由题意知,在△OPF2中,PF2⊥OF2,又因为tan∠OPF2=,所以c=,r=1,则点P的坐标为(,±1).因为点P在椭圆+=1上,所以有+=1,又因为a2-b2=c2=2.所以a2=4,b2=2,即椭圆C的方程为:+=1.(2)由题意知椭圆C的方程为:+=1.依题意知直线l的斜率存在,设为m,故直线方程为y=m(x+1),N(0,m),设Q(x1,y1),因为=2,所以(x1,y1-m)=2(-1-x1,-y1),解得x1=-,y1=,又Q是椭圆C上的一点,则+=1.解得m=±4,所以直线l的方程为4x-y+4=0或4x+y+4=0.(3)依题意知D:+y2=1.由S(-2,0),设T(x2,y2),根据题意可知直线l1的斜率存在,可设直线斜率为k,则直线l1的方程为y=k(x+2),把它代入椭圆D的方程,消去y,整理得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0,1+4k2≠0,Δ=(16k2)2-4(1+4k2)(16k2-4)=16>0.由根与系数的关系得-2+x2=-,则x2=,y2=k(x2+2)=,所以线段ST的中点坐标为.①当k=0时,则有T(2,0),线段ST垂直平分线为y轴,于是=(-2,-t),=(2,-t),由·=-4+t2=4, 解得:t=±2.②当k≠0时,则线段ST垂直平分线为:y-=-,因为点G(0,t)是线段ST垂直平分线上的一点,令x=0得:t=-,于是=(-2,-t),=(x2,y2-t),由·=-2x2-t(y2-t)==4,解得:k=±,代入t=-,解得:t=±,综上可知,满足条件的实数t的值为±2或±.。
专题 解析几何-2020年高考数学(理)二轮专项复习
专题08 解析几何平面解析几何主要介绍用代数知识研究平面几何的方法.为此,我们要关注:将几何问题代数化,用代数语言描述几何要素及其关系,将几何问题转化为代数问题,处理代数问题,分析代数结果的几何含义,最终解决几何问题.在此之中,要不断地体会数形结合、函数与方程及分类讨论等数学思想与方法.要善于应用初中平面几何、高中三角函数和平面向量等知识来解决直线、圆和圆锥曲线的综合问题.§8-1 直角坐标系【知识要点】1.数轴上的基本公式设数轴的原点为O ,A ,B 为数轴上任意两点,OB =x 2,OA =x 1,称x 2-x 1叫做向量AB 的坐标或数量,即数量AB =x 2-x 1;数轴上两点A ,B 的距离公式是d (A ,B )=|AB |=|x 2-x 1|.2.平面直角坐标系中的基本公式设A ,B 为直角坐标平面上任意两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ,B 两点之间的距离公式是.)()(||),.(212212y y x x AB B A d -+-==A ,B 两点的中点M (x ,y )的坐标公式是⋅+=+=2,22121y y y x x x 3.空间直角坐标系 在空间直角坐标系O -xyz 中,若A (x 1,y 1,z 1),B (x 2,y 2,z 2),A ,B 两点之间的距离公式是.)()()(||),(212212212z z y y x x AB B A d -+-+-==【复习要求】1.掌握两点间的距离公式,中点坐标公式;会建立平面直角坐标系,用坐标法(也称为解析法)解决简单的几何问题.2.了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置,并掌握两点间的距离公式.【例题分析】例1 解下列方程或不等式:(1)|x-3|=1;(2)|x-3|≤4;(3)1<|x-3|≤4.略解:(1)设直线坐标系上点A,B的坐标分别为x,3,则|x-3|=1表示点A到点B的距离等于1,如图8-1-1所示,图8-1-1所以,原方程的解为x=4或x=2.(2)与(1)类似,如图8-1-2,图8-1-2则|x-3|≤4表示直线坐标系上点A到点B的距离小于或等于4,所以,原不等式的解集为{x|-1≤x≤7}.(3)与(2)类似,解不等式1<|x-3|,得解集{x|x>4,或x<2},将此与不等式|x-3|≤4的解集{x|-1≤x≤7}取交集,得不等式1<|x-3|≤4的解集为{x|-1≤x<2,或4<x≤7}.【评析】解绝对值方程或不等式时,如果未知数x的次数和系数都为1,那么可以利用绝对值的几何意义来解绝对值方程或不等式.|x-a|的几何意义:表示数轴(直线坐标系)上点A(x)到点B(a)的距离.例2 已知矩形ABCD及同一平面上一点P,求证:PA2+PC2=PB2+PD2.解:如图8-1-3,以点A为原点,以AB为x轴,向右为正方向,以AD为y轴,向上为正方向,建立平面直角坐标系.图8-1-3设AB =a ,AD =b ,则 A (0,0),B (a ,0),C (a ,b ),D (0,b ),设P (x ,y ), 则22222222))()(()(b y a x y x PC PA -+-++=+=x 2+y 2+(x -a )2+(y -b )2, 22222222))(())((b y x y a x PD PB -+++-=+=x 2+y 2+(x -a )2+(y -b )2,所以PA 2+PC 2=PB 2+PD 2.【评析】坐标法是解析几何的一个基本方法,非常重要.坐标法中要注意坐标系的建立,理论上,可以任意建立坐标系,但是坐标系的位置会影响问题解决的复杂程度,适当的坐标系可以使解题过程较为简便.例3 已知空间直角坐标系中有两点A (1,2,-1),B (2,0,2).(1)求A ,B 两点的距离;(2)在x 轴上求一点P ,使|PA |=|PB |;(3)设M 为xOy 平面内的一点,若|MA |=|MB |,求M 点的轨迹方程.解:(1)由两点间的距离公式,得.14)21()02()21(||222=--+-+-=AB(2)设P (a ,0,0)为x 轴上任一点,由题意得222)10()20()1(++-+-a,即a 2-2a +6=a 2-4a +8,解得a =1,所以P (1,0,0).40)2(2++-=a(3)设M (x ,y ,0),则有整理可得x -2y -1=0.所以,M 点的轨迹方程为x -2y -1=0. 【评析】由两点间的距离公式建立等量关系,体现了方程思想的应用.练习8-1一、选择题1.数轴上三点A ,B ,C 的坐标分别为3,-1,-5,则AC +CB 等于( )A .-4B .4C .-12D .12 2.若数轴上有两点A (x ),B (x 2)(其中x ∈R),则向量的数量的最小值为( )A .B .0C .D . 3.在空间直角坐标系中,点(1,-2,3)关于yOz 平面的对称点是( )A .(1,-2,-3)B .(1,2,3)C .(-1,-2,3)D .(-1,2,3)4.已知平面直角坐标内有三点A (-2,5),B (1,-4),P (x ,y ),且|AP |=|BP |,则实数x ,y 满足的方程为( )A .x +3y -2=0B .x -3y +2=0C .x +3y +2=0D .x -3y -2=0二、填空题5.方程|x +2|=3的解是______;不等式|x +3|≥2的解为______.6.点A (2,3)关于点B (-4,1)的对称点为______.7.方程|x +2|-|x -3|=4的解为______.8.如图8-1-4,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,|DA |=3,|DC |=4,|DD 1|=2,A 1C 的中点为M ,则点B 1的坐标是______,点M 的坐标是______,M 关于点B 1的对称点为______. ,4)0()2()10()2()1(22222+-+-=++-+-y x y x AB 214141-图8-1-4三、解答题9.求证:平行四边形ABCD满足AB2+BC2+CD2+DA2=AC2+BD2.10.求证:以A(4,3,1),B(7,1,2),C(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形.11.在平面直角坐标系中,设A(1,3),B(4,5),点P在x轴上,求|PA|+|PB|的最小值.§8-2 直线的方程【知识要点】1.直线方程的概念如果以一个方程的解为坐标的点都在某条直线上,且这条直线上点的坐标都是这个方程的解,那么这个方程叫做这条直线的方程...........,这条直线叫做这个方程的直线2.直线的倾斜角和斜率x 轴正向与直线向上的方向所成的角叫做这条直线的倾斜角....并规定,与x 轴平行或重合的直线的倾斜角为零度角.因此,倾斜角α 的取值范围是0°≤α <180°.我们把直线y =kx +b 中的系数k 叫做这条直线的斜率...设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为直线y =kx +b 上任意两点,其中x 1≠x 2,则斜率倾斜角为90°的直线的斜率不存在,倾斜角为α 的直线的斜率k =tan α (α ≠90°).3.直线方程的几种形式点斜式:y -y 1=k (x -x 1);斜截式:y =kx +b ;两点式:一般式:Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0).4.两条直线相交、平行与重合的条件设直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则(1)l 1与l 2相交A 1B 2-A 2B 1≠0或 (2)l 1与l 2平行(3)l 1与l 2重合 当直线l 1与l 2的斜率存在时,设斜率分别为k 1,k 2,截距分别为b 1,b 2,则l 1与l 2相交k 1≠k 2;l 1∥l 2k 1=k 2,b 1≠b 2;l 1与l 2重合k 1=k 2,b 1=b 2.5.两条直线垂直的条件⋅--=1212x x yy k );,(2121121121y y x x x x x x y y y y =/=/--=--⇔)0(222121=/=/B A B B A A ⇔⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=/=/=≠-≠-=-).0(;00,0222212121211221211221C B A C C B B A A C A C A B C C B B A B A 或或而⇔⎪⎩⎪⎨⎧=/==≠===).0();0(,,222212*********C B A C C B B A A C C B B A A 或λλλλ⇔⇔⇔设直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1⊥l 2A 1A 2+B 1 B 2=0. 当直线l 1与l 2的斜率存在时,设斜率分别为k 1,k 2,则l 1⊥l 2k 1k 2=-1.6.点到直线的距离点P (x 1,y 1)到直线l :Ax +By +C =0的距离d 的计算公式【复习要求】1.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式:点斜式、两点式及一般式,体会斜截式与一次函数的关系.2.掌握两条直线平行与垂直的条件,点到直线的距离公式.能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系,能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.【例题分析】例1(1)直线的斜率是______,倾斜角为______;(2)设A (2,3),B (-3,2),C (-1,-1),过点C 且斜率为k 的直线l 与线段AB 相交,则斜率k 的取值范围为______.略解:(1)直线可以化简为 所以此直线的斜率为,倾斜角 (2)如图8-2-1,设直线AC 的倾斜角为α ,图8-2-1因为此直线的斜率为,所以 ⇔⇔⋅+++=2211||B A C By Ax d 082=-+y x 082=-+y x ,22822+-=x y 22-;22tan arc π-=α341213=++=AC k ;34tan =α设直线BC 的倾斜角为β ,因为此直线的斜率为 所以 因为直线l 与线段AB 相交,所以直线l 的倾斜角θ 满足α ≤θ ≤β ,由正切函数图象,得tan θ ≥tan α 或tan θ≤tan β,故l 斜率k 的取值范围为.【评析】(1)求直线的斜率常用方法有三种:①已知直线的倾斜角α,当α≠90°时,k =tan α; ②已知直线上两点的坐标(x 1,y 1),(x 2,y 2),当x 1≠x 2时,k =; ③已知直线的方程Ax +By +C =0,当B ≠0时,k =. (2)已知直线的斜率k 求倾斜角α 时,要注意当k >0时,α =arctan k ;当k <0时,α =π-arctan|k |.例2 根据下列条件求直线方程:(1)过点A (2,3),且在两坐标轴上截距相等;(2)过点P (-2,1),且点Q (-1,-2)到直线的距离为1.解:(1)设所求直线方程为y -3=k (x -2),或x =2(舍),令y =0,得x =2-(k ≠0);令x =0,得y =3-2k , 由题意,得2-=3-2k ,解得k =或k =-1, 所以,所求直线方程为3x -2y =0或x +y -5=0;(2)设所求直线方程为y -1=k (x +2)或x =-2,当直线为y -1=k (x +2),即kx —y +(2k +1)=0时,由点Q (-1,-2)到直线的距离为1,得=1,解得, ,231312-=+-+=BC k ⋅-=23tan β]23,[],34[-∞+∞∈Y k 1212x x y y --BA -k3k 3231|122|2++++-k k k 34-=k所以,直线,即4x +3y +5=0符合题意; 当直线为x =-2时,检验知其符合题意.所以,所求直线方程为4x +3y +5=0或x =-2.【评析】求直线方程,应从条件出发,合理选择直线方程的形式,并注意每种形式的适应条件.特别地,在解题过程中要注意“无斜率”,“零截距”的情况.例3 已知直线l 1:(m -2)x +(m +2)y +1=0,l 2:(m 2-4)x —my -3=0,(1)若l 1∥l 2,求实数m 的值;(2)若l 1⊥l 2,求实数m 的值.解法一:(1)因为l 1∥l 2,所以(m -2)(-m )=(m +2)(m 2-4),解得m =2或m =-1或m =-4,验证知两直线不重合,所以m =2或m =-1或m =-4时,l 1∥l 2;(2)因为l 1⊥l 2,所以(m -2)(m 2-4)+(-m )(m +2)=0,解得m =-2或m =1或m =4.解法二:当l 1斜率不存在,即m =-2时,代入直线方程,知l 1⊥l 2;当l 2斜率不存在,即m =0时,代入直线方程,知l 1与l 2既不平行又不垂直; 当l 1,l 2斜率存在,即m ≠0,m ≠-2时, 可求l 1,l 2,如的斜率分别为k 1=-,k 2=,截距b 1=-,b 2=, 若l 1∥l 2,由k 1=k 2,b 1≠b 2,解得m =2或m =-1或m =-4,若l 1⊥l 2,由k 1k 2=-1,解得m =1或m =4综上,(1)当m =2或m =-1或m =-4时,l 1∥l 2;(2)当m =-2或m =1或m =4时,l 1⊥l 2.【评析】两条直线平行与垂直的充要条件有几个,但各有利弊.简洁的(如解法一)相互之间易混淆,好记的要注意使用条件(如解法二,易丢“无斜率”的情况),解题过程中要注03534=---y x 22-+m m m m 42-21+m m3-意正确使用.例4 已知直线l 过两直线l 1:3x -y -1=0与l 2:x +y -3=0的交点,且点A (3,3)和B (5,2)到l 的距离相等,求直线l 的方程.【分析】所求直线l 有两种情况:一是l 与AB 平行;二是点A ,B 在l 的两侧,此时l 过线段AB 的中点.解:解方程组得交点(1,2),由题意,当①l 与AB 平行;或②l 过A ,B 的中点时.可以使得点A ,B 到l 的距离相等. ①当l ∥AB 时,因为,此时,即x +2y -5=0; ②当l 过AB 的中点时,因为AB 的中点坐标为所以 即l :x -6y +11=0.综上,所求的直线l 的方程为x +2y -5=0或l :x -6y +11=0.例5 已知直线l 1:y =kx +2k 与l 2:x +y =5的交点在第一象限,求实数k 的取值范围.解法一:解方程组,得交点 由题意,得,解得 解法二:如图8-2-2,由l 1:y =k (x +2),知l 1过定点P (-2,0),⎩⎨⎧=-+=--03013y x y x 215323-=--=AB k )1(212:--=-x y l ),25,4(M ,1412252:--=--x y l ⎩⎨⎧=++=52y x k kx y ),1255,125(+--+-k k k k ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+-->+-012550125k k k k ⋅<<250k图8-2-2由l 2:x +y =5,知l 2坐标轴相交于点A (0,5),B (5,0),因为 由题意,得 【评析】在例4,例5中,要充分利用平面几何知识解决问题,体会数形结合的思想与方法;要会联立两个曲线(直线)的方程,解方程得到曲线的交点,体会方程思想.例6 如图8-2-3,过点P (4,4)的直线l 与直线l 1:y =4x 相交于点A (在第一象限),与x 轴正半轴相交于点B ,求△ABO 面积的最小值.图8-2-3解:设B (a ,0),则 将y =4x 代入直线l 的方程,得点A 的坐标为 则△ABO 的面积 所以当a =6时,△ABO 的面积S 取到最小值24.练习8-2一、选择题1.若直线l 的倾斜角的正弦为,则l 的斜率k 是( ) ,0,252005==+-=BP AP k k ⋅<<250k ),4(4044:---=-x a y l ),3)(34,3(>--a a a a a ,121)611(3234212+--=-⨯⨯=a a a a S 53A .B .C .或D .或 2.点P (a +b ,ab )在第二象限内,则bx +ay -ab =0直线不经过的象限是( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 3.“”是“直线(m +2)x +3my +1=0与直线(m -2)x +(m +2)y -3=0相互垂直”的( )A .充分必要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件 4.若直线与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则l 的倾角的取值范围( )A .B .C .D . 二、填空题5.已知两条直线l 1:ax +3y -3=0,l 2:4x +6y -1=0,若l 1∥l 2,则a =_______.6.已知点A (3,0),B (0,4),则过点B 且与A 的距离为3的直线方程为_______.7.若点P (3,4),Q (a ,b )关于直线x -y -1=0对称,则a +2b =_______.8.若三点A (2,2),B (a ,0),C (0,b ),(ab ≠0)共线,则的值等于_______. 三、解答题9.已知点P 在直线2x +3y -2=0上,点A (1,3),B (-1,-5).(1)求|PA |的最小值;(2)若|PA |=|PB |,求点P 坐标.10.若直线l 夹在两条直线l 1:x -3y +10=0与l 2:2x +y -8=0之间的线段恰好被点P (0,1)平分,求直线l 的方程. 43-4343-433434-21=m 3:-=kx y l )3π,6π[)2π,3π()2π,6π(]2π,6π[ba 11+211.已知点P到两个定点M(-1,0)、N(1,0)距离的比为,点N到直线PM的距离为1.求直线PN的方程.§8-3 简单的线性规划问题【知识要点】1.二元一次不等式(组)所表示的平面区域(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面区域中表示直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域(开半平面),且不含边界线.不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域包括边界线(闭半平面).(2)由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是指各个不等式组所表示的平面区域的公共部分.(3)可在直线Ax+By+C=0的某一侧任取一点,一般地取特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的正(或负)来判断Ax+By+C>0(或Ax+By+C<0)所表示的区域.当C≠0时,常把原点(0,0)作为特殊点.(4)也可以利用如下结论判断区域在直线哪一侧:①y>kx+b表示直线上方的半平面区域;y<kx+b表示直线下方的半平面区域.②当B>0时,Ax+By+C>0表示直线上方区域,Ax+By+C<0表示直线下方区域.2.简单线性规划(1)基本概念目标函数:关于x,y的要求最大值或最小值的函数,如z=x+y,z=x2+y2等.约束条件:目标函数中的变量所满足的不等式组.线性目标函数:目标函数是关于变量的一次函数.线性约束条件:约束条件是关于变量的一次不等式(或等式).线性规划问题:在线性约束条件下,求线性目标函数的最大值或最小值问题.最优解:使目标函数达到最大值或最小值的点的坐标,称为问题的最优解.可行解:满足线性约束条件的解(x ,y )叫可行解.可行域:由所有可行解组成的集合叫可行域.(2)用图解法解决线性规划问题的一般步骤:①分析并将已知数据列出表格;②确定线性约束条件;③确定线性目标函数;④画出可行域;⑤利用线性目标函数,求出最优解;⑥实际问题需要整数解时,应适当调整确定最优解.【复习要求】1.了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组.2.能从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.【例题分析】例1 (1)若点(3,1)在直线3x -2y +a =0的上方,则实数a 的取值范围是______;(2)若点(3,1)和(-4,6)在直线3x -2y +a =0的两侧,则实数a 的取值范围是______. 解:(1)将直线化为 由题意,得,解得a <-7. (2)由题意,将两点代入直线方程的左侧所得符号相反,则(3×3-2+a )[3×(-4)-12+a ]<0,即(a +7)(a -24)<0,所以,实数a 的取值范围是(-7,24).例2 (1)如图8-3-1,写出能表示图中阴影部分的不等式组;,223a x y +=23231a +⨯>图8-3-1(2)如果函数y =ax 2+bx +a 的图象与x 轴有两个交点,试在aOb 坐标平面内画出点(a ,b )表示的平面区域.略解:(1) (2)由题意,得b 2-4a 2>0,即(2a +b )(2a -b )<0, 所以或,点(a ,b )表示的平面区域如图8-3-2.图8-3-2【评析】除了掌握二元一次不等式表示平面区域外,还应关注给定平面区域如何用不等式表示这个逆问题.例3 已知x ,y 满足求:(1)z 1=x +y 的最大值;(2)z 2=x -y 的最大值;(3)z 3=x 2+y 2的最小值;,02210⎪⎩⎪⎨⎧≥+-->≤y x y x ⎩⎨⎧<->+0202b a b a ⎩⎨⎧>-<+0202b a ba ⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥+-≥-+.033,042,022y x y x y x(4)的取值范围(x ≠1). 略解:如图8-3-3,作出已知不等式组表示的平面区域.图8-3-3易求得M (2,3),A (1,0),B (0,2).(1)作直线x +y =0,通过平移,知在M 点,z 1有最大值5;(2)作直线x -y =0,通过平移,知在A 点,z 2有最大值1;(3)作圆x 2+y 2=r 2,显然当圆与直线2x +y -2=0相切时,r 2有最小值,即z 3有最小值 (4)可看作(1,0)与(x ,y )两点连线的斜率,所以z 4的取值范围是(-∞,-2]∪[3,+∞).【评析】对于非线性目标函数在线性约束条件下的最值问题,要充分挖掘其目标函数z 的几何意义.z 的几何意义常见的有:直线的截距、斜率、圆的半径等.例4 某公司招收男职员x 名,女职员y 名,x 和y 须满足约束条件则z =10x +10y 的最大值是( )(A)80 (B)85 (C)90 (D)95略解:由题意,根据已知不等式组及可得到点(x ,y )的可行域.14-=x yz 2)52(;541-x y ⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-.112,932,22115x y x y x ⎩⎨⎧≥≥00y x如图8-3-4.图8-3-4作直线x +y =0,通过平移,知在M 点,z =10x +10y 有最大值,易得 又由题意,知x ,y ∈N ,作适当调整,知可行域内点(5,4)可使z 取最大值,所以,z max =10×5+10×4=90,选C .【评析】实际问题中,要关注是否需要整数解.例5 某工厂用两种不同原料生产同一产品,若采用甲种原料,每吨成本1000元,运费500元,可得产品90千克;若采用乙种原料,每吨成本1500元,运费400元,可得产品100千克.今预算每日原料总成本不得超过6000元,运费不得超过2000元,问此工厂每日采用甲、乙两种原料各多少千克,才能使产品的日产量最大?解:设此工厂每日需甲种原料x 吨,乙种原料y 吨,则可得产品z =90x +100y (千克).由题意,得上述不等式组表示的平面区域如图8-3-5所示,阴影部分(含边界)即为可行域.图8-3-5作直线l :90x +100y =0,并作平行于直线l的一组直线与可行域相交,其中有一条直),29,211(M ⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≤+≤+⇒⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≤+≤+.0,0,2045,1232.0,0,2000400500,600015001000y x y x y x y x y x yx线经过可行域上的M 点,且与直线l 的距离最大,此时目标函数达到最大值.这里M 点是直线2x +3y =12和5x +4y =20的交点,容易解得M ,此时z 取到最大值 答:当每天提供甲原料吨,乙原料吨时,每日最多可生产440千克产品. 例6 设函数f (x )=ax 2+bx ,且1≤f (-1)≤2,2≤f (1)≤4.(1)在平面直角坐标系aOb 中,画出点(a ,b )所表示的区域;(2)试利用(1)所得的区域,求f (-2)的取值范围.解:(1)∵f (-1)=a -b ,f (1)=a +b ,∴即如图8-3-6,在平面直角坐标系aOb 中,作出满足上述不等式组的区域,阴影部分(含边界)即为可行域.图8-3-6(2)目标函数f (-2)=4a -2b .在平面直角坐标系aOb 中,作直线l :4a -2b =0,并作平行于直线l 的一组直线与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的B 点,且与直线l 的距离最大,此时目标函数达到最大值.这里B 点是直线a -b =2和a +b =4的交点,容易解得B (3,1),此时f (-2)取到最大值4×3-2×1=10.)720,712(71290⨯.440720100=⨯+712720⎩⎨⎧≤+≤≤-≤.42,21b a b a ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+≥+≤-≥-.4,2,2,1b a b a b a ba同理,其中有一条直线经过可行域上的C 点,此时目标函数达到最小值.这里C 点是直线a -b =1和a +b =2的交点,容易解得 此时f (-2)取到最小值 所以5≤f (-2)≤10. 【评析】线性规划知识是解决“与二元一次不等式组有关的最值(或范围)问题”的常见方法之一.练习8-3一、选择题1.原点(0,0)和点(1,1)在直线x +y -a =0的两侧,则a 的取值范围是 ( )A .a <0或a >2B .a =0或a =2C .0<a <2D .0≤a ≤22.若x ≥0,y ≥0,且x +y ≤1,则z =x -y 的最大值是( )A .-1B .1C .2D .-23.已知x 和y 是正整数,且满足约束条件则z =2x +3y 的最小值是( )A .24B .14C .13D .11.54.根据程序设定,机器人在平面上能完成下列动作:先从原点O 沿正东偏北α 方向行走-段时间后,再向正北方向行走一段时间,但α 的大小以及何时改变方向不定.如图8-3-7.假定机器人行走速度为10米/分钟,设机器人行走2分钟时的可能落点区域为S ,则S 可以用不等式组表示为( )图8-3-7),21,23(C .5212234=⨯-⨯⎪⎩⎪⎨⎧≥≤-≤+.72,2,10x y x y x )2π0(≤≤αA .B .C .D .二、填空题 5.在平面直角坐标系中,不等式组表示的平面区域的面积是______.6.若实数x 、y 满足,则的取值范围是______. 7.点P (x ,y )在直线4x +3y =0上,且满足-14≤x -y ≤7,则点P 到坐标原点距离的取值范围是______.8.若当实数x ,y 满足时,z =x +3y 的最小值为-6,则实数a 等于______.三、解答题9.如果点P 在平面区域内,点Q (2,2),求|PQ |的最小值.10.制定投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且要考虑可能出现的亏损.某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利率分别为100%和50%(),可能的最大亏损率分别为30%和10%( ⎩⎨⎧≤≤≤≤200200y x ⎩⎨⎧≥+≤+2040022y x y x ⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≤+0040022y x y x ⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≥+202020y x y x ⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+20202x y x y x ⎪⎩⎪⎨⎧≤>≤+-2001x x y x x y ⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+≥+-a x y x y x 005⎪⎩⎪⎨⎧≥-+≤-+≥+-0102022y x y x y x %100⨯=投资额盈利额盈利率投资额亏损额亏损率=),投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过 1.8万元.问投资人对甲、乙两个项目各投多少万元,才能使可能的盈利最大?11.设a ,b ∈R ,且b (a +b +1)<0,b (a +b -1)<0.(1)在平面直角坐标系aOb 中,画出点(a ,b )所表示的区域; (2)试利用(1)所得的区域,指出a 的取值范围.§8-4 圆的方程【知识要点】1.圆的方程(1)标准方程:(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),其中点(a ,b )为圆心,r 为半径. (2)一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),其中圆心为,半径为2.点和圆的位置关系设圆的半径为r ,点到圆的圆心距离为d ,则d >r 点在圆外; d =r 点在圆上; d <r 点在圆内.3.直线与圆的位置关系(1)代数法:联立直线与圆的方程,解方程组,消去字母y ,得关于x 的一元二次方程,则%100⨯)2,2(ED --21.422F E D -+⇔⇔⇔>0方程组有两解直线和圆相交; =0方程组有一解直线和圆相切;<0方程组无解直线和圆相离.(2)几何法(重点):计算圆心到直线的距离d ,设圆的半径为r ,则d <r 直线和圆相交; d =r 直线和圆相切; d >r 直线和圆相离.4.圆与圆的位置关系设两圆的半径分别为R ,r (R ≥r ),两圆的圆心距为d (d >0),则d >R +r 两圆相离; d =R +r 两圆外切; R -r <d <R +r 两圆相交; d =R -r 两圆内切; d <R -r 两圆内含.【复习要求】1.掌握圆的标准方程与一般方程,能根据条件,求出圆的方程.2.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系,解决一些简单问题. 【例题分析】例1根据下列条件,求圆的方程:(1)一条直径的端点是A (3,2),B (-4,1);(2)经过两点A (1,-1)和B (-1,1),且圆心在直线x +y -2=0上; (3)经过两点A (4,2)和B (-1,3),且在两坐标轴上的四个截距之和为2.【分析】求圆的方程,可以用待定系数法.若已知条件与圆心、半径有关,则设圆的标准方程,如第(2)问.若已知条件与圆心、半径关系不大,则设圆的一般方程,如第(3)问.∆⇔⇔∆⇔⇔∆⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔解:(1)由题意圆心为AB 的中点M ,即, 因为所以圆的半径所以,所求圆的方程为 (2)方法一:设圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),则,解得所以,所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4.方法二:由圆的几何性质可知,圆心一定在弦AB 的垂直平分线上.易得AB 的垂直平分线为y =x .由题意,解方程组,得圆心C 为(1,1),于是,半径r =|AC |=2,所以,所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4. (3)设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0, 因为圆过点A ,B ,所以 4D +2E +F +20=0,① -D +3E +F +10=0,②在圆的方程中,令y =0,得x 2+Dx +F =0, 设圆在x 轴上的截距为x 1,x 2,则x 1+x 2=-D . 在圆的方程中,令x =0,得y 2+Ey +F =0, 设圆在y 轴上的截距为y 1,y 2,则y 1+y 2=-E .)212,243(+-)23,21(-M ,50)12()43(||22=-++=AB ⋅==250||21AB r ⋅=-++225)23()21(22y x ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+--=--+-=-+222222)1()1()1()1(02r b a r b a b a ⎪⎩⎪⎨⎧===2,11r b a ⎩⎨⎧=-+=02y x xy由题意,得-D +(-E )=2,③解①②③,得D =-2,E =0,F =-12, 所以,所求圆的方程为x 2+y 2-2x -12=0.【评析】①以A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为一直径端点的圆的方程是(x -x 1)(x -x 2)+(y -y 1)(y -y 2)=0.②求圆的方程时,要注意挖掘题中圆的几何意义(如第(2)问);③待定系数法求圆的方程时,要恰当选择的圆的方程(如第(3)问),这样有时能大大减少运算量.例2 (1)点P (a ,b )在圆C :x 2+y 2=r 2(r >0)上,求过点P 的圆的切线方程; (2)若点P (a ,b )在圆C :x 2+y 2=r 2(r >0)内,判断直线ax +by =r 2与圆C 的位置关系. 解:(1)方法一:因为切线l 与半径OP 垂直,又可求出直线OP 的斜率,所以可得切线l 的斜率,再由点斜式得到切线方程.但要注意斜率是否存在(详细过程略).方法二:设Q (x ,y )为所求切线上任一点,则,即(x -a ,y -b )·(a ,b )=0.整理得ax +by =a 2+b 2,又因为P 在圆上,所以a 2+b 2=r 2, 故所求的切线方程为ax +by =r 2. (2)由已知,得a 2+b 2<r 2,则圆心O (0,0)到直线ax +by =r 2的距离所以此直线与圆C 相离.【评析】随着点P (a ,b )与圆C :x 2+y 2=r 2的位置关系的变化,直线l :ax +by =r 2与圆C 的位置关系也在变化.①当点P 在圆C 上时,直线l 与圆C 相切;②当点P 在圆C 内时,直线l 与圆C 相离;③当点P 在圆外时,直线l 与圆C 相交.例3 已知点A (a ,3),圆C :(x -1)2+(y -2)2=4. (1)设a =3,求过点A 且与圆C 相切的直线方程;(2)设a =4,直线l 过点A 且被圆C 截得的弦长为2,求直线l 的方程;(3)设a =2,直线l 1过点A ,求l 1被圆C 截得的线段的最短长度,并求此时l 1的方程.0=⋅.||22222r rr ba r d =>+=3解:(1)如图8-4-1,此时A (3,3),图8-4-1设切线为y -3=k (x -3)或x =3, 验证知x =3符合题意;当切线为y -3=k (x -3),即kx -y -3k +3=0时,圆心(1,2)到切线的距离解得所以,切线方程为3x +4y -21=0或x =3. (2)如图8-4-2,此时A (4,3),图8-4-2设直线l 为y -3=k (x -4)或x =4(舍), 设弦PQ 的中点为M ,则|CP |=r =2,,21|332|2=++--=k k k d ,43-=k ,3||=PM所以,即圆心到直线l 的距离为1,于是,解得k =0或, 所以,直线l 的方程为或y =3. (3)如图8-4-3,此时A (2,3),设所截得的线段为DE ,圆心到直线l 1的距离为d ,图8-4-3则,即 因为直线l 1过点A ,所以圆心到直线l 1的距离为d ≤|CA|=故当d =时,, 此时AC ⊥l 1,因为 所以=-1,故直线l 1方程为y -3=-(x -2),即x +y -5=0. 【评析】(1)用点斜式设直线方程时,要注意斜率是否存在;(2)涉及直线与圆的位置关系问题时,用与圆有关的几何意义解题较为方便,常见的有:①比较圆心到直线的距离与半径的大小;②如图8-4-2,在由弦心距、半径及弦组成的Rt △CMP 中,有|CM |2+|MP |2=|CP |2,CM ⊥MP 等;③如图8-4-1,由切线段、半径组成的Rt △AB C .,1||||||22=-=PM CP CM 11|342|2=++--=k k k d 43x y 43=222|)|21(r d DE =+,42||2d DE -=,2222||min =DE ,11223=--=AC k 1l k例4 已知圆C :(x -1)2+(y -2)2=25,直线l :mx +y +m =0.求证:不论m 取何值,直线l 与圆C 恒交于两点.【分析】要证明直线l 与圆C 恒交于两点,可以用圆心到直线的距离小于半径,也可以联立直线和圆的方程,消去y 后用判别式大于零去证明,但此题这两种方法计算量都很大.如果能说明直线l 恒过圆内一定点,那么直线l 与圆C 显然有两个交点.解:因为直线l :mx +y +m =0可化为y =-m (x +1), 所以直线l 恒过点A (-1,0),又圆C :(x -1)2+(y -2)2=25的圆心为(1,2),半径为5, 且点A 到圆C 的圆心的距离等于 所以点A 为圆C 内一点,则直线l 恒过圆内一点A , 所以直线l 与圆C 恒交于两点.例5 四边形ABCD 的顶点A (4,3),B (0,5),C (-3,-4),D O 为坐标原点. (1)此四边形是否有外接圆,若有,求出外接圆的方程,若没有,请说明理由; (2)记△ABC 的外接圆为W ,过W 上的点E (x 0,y 0)(x 0>0,y 0>0)作圆W 的切线l ,设l 与x 轴、y 轴的正半轴分别交于点P 、Q ,求△OPQ 面积的最小值.【分析】判断四点是否共圆,初中的方法是证明一组对角之和为180°,此题此法不易做.如何用所学知识解决问题是此题的关键,如果想到三点共圆,那么可以求出过三点的圆的方程,然后再判断第四点是否在圆上,问题就迎刃而解.解:(1)设△ABC 的外接圆为W ,圆心M (a ,b ),半径为r (r >0). 则W 为:(x -a )2+(y -b )2=r 2.由题意,得,解得,所以W :x 2+y 2=25. 将点D 的坐标代入W 的方程,适合. 所以点D 在△ABC 的外接圆W 上,故四边形ABCD 有外接圆,且外接圆的方程为x 2+y 2=25. (2)设切线l 的斜率为k ,直线ME (即OE )的斜率为k 1,,522)2()11(22<=-+--).1,62(⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=--+--=-+-=-+-222222222)4()3()5()0()3()4(r b a r b a r b a ⎪⎩⎪⎨⎧===500r b a∵圆的切线l 垂直于过切点的半径,∴∴切线,整理得而,∵点E (x 0,y 0)在圆W 上,即,∴切线l :x 0x +y 0y =25.在l 的方程中,令x =0,得,同理 ∴△OPQ 的面积 ∵,(其中x 0>0,y 0>0)∴当且仅当时,等号成立. 即当时,△OPQ 的面积有最小值25. 练习8-4一、选择题1.以点(2,-1)为圆心且与直线3x -4y +5=0相切的圆的方程为( ) A .(x -2)2+(y +1)2=3 B .(x +2)2+(y -1)2=3C .(x -2)2+(y +1)2=9 D .(x +2)2+(y -1)2=92.圆x 2+y 2-4x +4y +6=0截直线x -y -5=0所得的弦长等于( ) A .B .C .1D .5,11k k -=Θ,,00001y xk x y k -=∴=)(:0000x x y xy y l --=-202000y x y y x x +=+252020=+y x )25,0(,2500y Q y y ∴=).0,25(0x P ,26252525210000y x y x S OPQ ==⋅⋅∆002020225y x y x ≥=+.2525625262500=≥=∆y x S OPQ 22500==y x )225225(,E 62253.若直线与圆x 2+y 2=1有公共点,则( ) A .a 2+b 2≤1B .a 2+b 2≥1C .D .4.圆(x +2)2+y 2=5关于点(1,2)对称的圆的方程为( ) A .(x +4)2+(y -2)2=5 B .(x -4)2+(y -4)2=5C .(x +4)2+(y +4)2=5 D .(x +4)2+(y +2)2=5 二、填空题5.由点P (-1,4)向圆x 2+y 2-4x -6y +12=0所引的切线长是______. 6.若半径为1的圆分别与y 轴的正半轴和射线相切,则这个圆的方程为______.7.圆x 2+y 2+2x +4y -3=0上到直线x +y +1=0的距离为的点共有______个.8.若不等式x 2+2x +a ≥-y 2-2y 对任意的实数x 、y 都成立,则实数a 的取值范围是______. 三、解答题9.已知直线l :x -y +2=0与圆C :(x -a )2+(y -2)2=4相交于A 、B 两点. (1)当a =-2时,求弦AB 的垂直平分线方程; (2)当l 被圆C 截得弦长为时,求a 的值.10.已知圆满足以下三个条件:①截y 轴所得的弦长为2;②被x 轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1;③圆心到直线l :x -2y =0的距离为.求该圆的方程.1=+bya x 11122≤+ba 11122≥+ba )0(33≥=x x y 2325511.已知圆C :(x -1)2+(y -2)2=25,直线l :mx +y +m =0.求直线l 被圆C 截得的线段的最短长度,以及此时l 的方程.§8-5 曲线与方程【知识要点】1.轨迹方程一般地,一条曲线可以看成动点运动的轨迹,曲线的方程又常称为满足某种条件的点的轨迹方程.2.曲线与方程在平面直角坐标系中,如果曲线C 与方程F (x ,y )=0之间有如下关系: (1)曲线C 上点的坐标都是方程F (x ,y )=0的解; (2)以方程F (x ,y )=0的解为坐标的点都在曲线C 上.那么,曲线C 叫做方程F (x ,y )=0的曲线,方程F (x ,y )=0叫做曲线C 的方程. 3.曲线的交点已知两条曲线C 1和C 2的方程分别是F (x ,y )=0,G (x ,y )=0,那么求两条曲线C 1和C 2的交点坐标,只要求方程组的实数解就可以得到.【复习要求】1.了解曲线与方程的对应关系,体会数形结合的思想、方程思想. 2.会求简单的轨迹方程;能根据方程研究曲线的简单性质. 【例题分析】例1 已知点A (-1,0),B (2,0),动点P 到点A 的距离与它到点B 的距离之比为2,⎩⎨⎧==0),(0),(y x G y x F。
2020-2021学年高考总复习数学(理)二轮复习精选《解析几何》试题及答案解析
最新高三数学二轮复习精选专题练(理科,有解析)解析几何1、在△ABC 中,若A =60°,a则sin sin sin a b cA B C+-+-等于( )A .2 B.12【答案】A 【解析】因为sin sin sin a b c A B C +-+-=sin aA=2.2、直线10x y ++=的倾斜角与其在y 轴上的截距分别是().A 1,135ο.B 1,45-ο.C 1,45ο.D 1,135-ο【答案】D【解析】因为k=-1,所以直线的倾斜角为135o ;当x=0时,y=-1,所以其在y 轴上的截距分别是-1.3、与直线+32=0x y -关于x 轴对称的直线方程为() A .32=0x y --B .32=0x y -+ C .+32=0x y +D .3+2=0x y - 【答案】A【解析】直线023=-+y x 与x 轴的交点为()0,2,与y 轴的交点为⎪⎭⎫ ⎝⎛32,0,⎪⎭⎫ ⎝⎛32,0关于x 对称点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-32,0,所求直线过点()0,2,⎪⎭⎫ ⎝⎛-32,0,因此斜率3120032=---=k ,因此所求直线()2310-=-x y 023=--y x .4、过双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>左焦点F 斜率为ab的直线分别与C 的两渐近线交于点P 与Q ,若FP PQ =u u u r u u u r,则C 的渐近线的斜率为()A .3±B .2±C .1±D .5± 【答案】A【解析】如图:双曲线左焦点(),0F c -,直线的方程为:()ay x c b=+,两条渐近线方程为:by x a=±解方程组得222222,P Q a c a c x x a b a b -==+-+又FP PQ =u u u r u u u r 所以P 是FQ 中点,所以2222224222222222222222b 3a b 33Q F p a c a c a b a b b x x x c a b a b a b a b a a---+=⇒-=⇒=⇒=⇒=⇒=±-++-++.5、已知F 1、F 2为双曲线C :x 2-y 2=1的左、右焦点,点P 在双曲线C 上,且∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|=( ) A .2 B .4 C .6 D .8 【答案】B6、在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且a =λ,b 3λ(λ>0),A =45°,则满足此条件的三角形个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .无数个【答案】A7、已知圆222()()x a y b r -+-=的圆心为抛物线24y x =的焦点,且与直线3420x y ++=相切,则该圆的方程为()A.2264(1)25x y -+=B.2264(1)25x y +-=C.22(1)1x y -+=D. 22(1)1x y +-=【答案】C8、直线x +a 2y +6=0和直线(a -2)x +3ay +2a =0没有公共点,则a 的值是 A.a =3 B.a =0 C.a =-1 D.a =0或-1 【答案】D9、在平面区域{}(,)||1,||1x y x y ≤≤上恒有22ax by -≤,则动点(,)P a b 所形成平面区域的面积为( )A. 4B.8C. 16D. 32 【答案】A【解析】平面区域{}(,)||1,||1x y x y ≤≤的四个边界点(—1,—1),(—1,1),(1,—1),(1,1)满足22ax by -≤,即有22,22,22,22a b a b a b a b +≤-≤--≤-+≤由此计算动点(,)P a b 所形成平面区域的面积为4。
2020—2021年新高考总复习数学二轮复习专题强化-解析几何.docx
5 解析几何时间120分钟,满分150分。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60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.(2015·郑州市质检)“a=1”是“直线ax+y+1=0与直线(a +2)x-3y-2=0垂直”的( )A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件[答案] B[解析] 两直线垂直的充要条件为a(a+2)-3=0,解得a=-3或a=1,故选B.2.(文)已知圆O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,则过点M(3,0)的最短弦所在的直线方程是( )A.x+y-3=0 B.x-y-3=0C.2x-y-6=0 D.2x+y-6=0[答案] A[解析] 圆O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,即(x-4)2+(y-1)2=7,圆心O(4,1),设过点M(3,0)的最短弦所在的直线为l,∵k OM =1,∴k l=-1,∴l的方程为:y=-1·(x-3),即x+y-3=0.(理)已知动圆C经过点F(0,1)并且与直线y=-1相切,若直线3x-4y+20=0与圆C有公共点,则圆C的面积( )A .有最大值为πB .有最小值为πC .有最大值为4πD .有最小值为4π[答案] D[解析] 如图所示,由圆C 经过点F(0,1),并且与直线y =-1相切,可得点C 的轨迹为抛物线x 2=4y ,显然以抛物线x 2=4y 上任一点为圆心可作出任意大的圆与直线3x -4y +20=0相交,且此圆可无限大,即圆C 的面积不存在最大值,设圆C 与3x -4y +20=0相切于点A ,其圆心为(x 0,y 0),则由AC =PC 可得d =3x 0-4y 0+205=y 0+1(点C 在直线3x -4y +20=0的右方),即3x 0-x 20+205=14x 20+1,解得x 0=-2或x 0=103(舍去),当x 0=-2时,圆心C 坐标为(-2,1),此时圆C 的半径为2,即可得圆C 的面积的最小值为4π,故应选D .3.(文)(2015·江西上饶三模)已知点M(-6,5)在双曲线C :x2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)上,双曲线C 的焦距为12,则它的渐近线方程为( )A .y =±52xB .y =±255xC .y =±23xD .y =±32x[答案] A[解析]由条件知⎩⎪⎨⎪⎧36a 2-25b2=1,a 2+b 2=c 2,c =6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =25,c =6.∴渐近线方程为y =±52x.(理)(2015·新课标Ⅱ理,11)已知A ,B 为双曲线E 的左,右顶点,点M 在E 上,△ABM 为等腰三角形,且顶角为120°, 则E 的离心率为( )A. 5 B .2 C. 3 D . 2[答案] D[解析] 考查双曲线的标准方程和简单几何性质.设双曲线方程为x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0),如图所示,|AB|=|BM|,∠ABM =120°,过点M 作MN ⊥x 轴,垂足为N ,在Rt △BMN 中,|BN|=a ,|MN|=3a ,故点M 的坐标为M(2a ,3a),代入双曲线方程得a 2=b 2=c 2-a 2,即c 2=2a 2,所以e =2,故选D .4.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=2x C .x 2=2y D .y 2=-2x[答案] B[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 1y 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 ,故应选B .5.(文)(2015·新课标Ⅰ文,5)已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12,E 的右焦点与抛物线C :y 2=8x 的焦点重合,A ,B是C 的准线与E 的两个交点,则|AB|=( )A .3B .6C .9D .12[答案] B[解析] 抛物线y 2=8x 的焦点坐标为(2,0).因为E 的右焦点与抛物线焦点重合,所以椭圆中c =2,离心率e =c a =12,所以a=4,所以b 2=a 2-c 2=16-4,则椭圆方程为x 216+y 212=1,因为抛物线的准线方程为x =-2,当x =-2时,y =±3,则|AB|=2×3=6.故本题正确答案为B .(理)过原点O 作直线l 交椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)于点A 、B ,椭圆的右焦点为F 2,离心率为e.若以AB 为直径的圆过点F 2,且sin ∠ABF 2=e ,则e =( )A.12 B .22C.23 D .32[答案] B[解析] 记椭圆的左焦点为F 1,依题意得|AB|=2c ,四边形AF 1BF 2为矩形,sin ∠ABF 2=|AF 2||AB|=|AF 2|2c =e ,|AF 2|=2ce ,|AF 1|2=(2a-|AF 2|)2=(2a -2ce)2,|AF 1|2+|AF 2|2=|F 1F 2|2,(2a -2ce)2+(2ce)2=(2c)2,由此解得e =22,选B .6.半径不等的两定圆O 1、O 2没有公共点,且圆心不重合,动圆O 与定圆O 1和定圆O 2都内切,则圆心O 的轨迹是( )A .双曲线的一支B .椭圆C .双曲线的一支或椭圆D .双曲线或椭圆[答案] C[解析] 设⊙O 1、⊙O 2、⊙O 的半径分别为r 1、r 2、R ,且r 1>r 2>0,当⊙O 1与⊙O 2外离时,由条件知⊙O 1与⊙O 2都内切于⊙O ,∴|OO 1|=R -r 1,|OO 2|=R -r 2,∴|OO 2|-|OO 1|=r 1-r 2,0<r 1-r 2<|O 1O 2|,∴点O 的轨迹是以O 1、O 2为焦点的双曲线靠近O 1点的一支;当⊙O 2内含于⊙O 1时,应有⊙O 内切于⊙O 1,⊙O 2内切于⊙O ,∴|OO 1|=r 1-R ,|OO 2|=R -r 2,∴|OO 1|+|OO 2|=r 1-r 2,∵O 1与O 2不重合,且r 1>r 2,∴r 1-r 2>|O 1O 2|,∴点O 的轨迹为以O 1、O 2为焦点的椭圆,故选C.7.(文)已知方程x 22-k +y 22k -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )A .(12,2) B .(1,+∞)C .(1,2)D .(12,1)[答案] C[解析] 由题意可得,2k -1>2-k>0,即⎩⎪⎨⎪⎧2k -1>2-k ,2-k>0,解得1<k<2,故选C.(理)(2014·广东文,8)若实数k 满足0<k<5,则曲线x 216-y25-k =1与曲线x 216-k -y25=1的( )A .实半轴长相等B .虚半轴长相等C .离心率相等D .焦距相等[答案] D[解析] ∵0<k<5,∴两方程都表示双曲线,由双曲线中c 2=a 2+b 2得其焦距相等,选D .8.(2014·大纲全国理,6)已知椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点为F 1、F 2,离心率为33,过F 2的直线l 交C 于A 、B两点,若△AF 1B 的周长为43,则C 的方程为( )A.x 23+y22=1 B .x 23+y 2=1C.x 212+y28=1 D .x 212+y24=1[答案] A[解析] 根据条件可知c a =33,且4a =43,∴a =3,c =1,b 2=2,椭圆的方程为x 23+y 22=1.9.(文)已知P 点是x 2+y 2=a 2+b 2与双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)在第一象限内的交点,F1、F2分别是C的左、右焦点,且满足|PF1|=3|PF2|,则双曲线的离心率e为( )A.2 B.6 2C.102D.52[答案] C[解析] 设|PF2|=x,则|PF1|=3x,∴|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2=10x2=4c2,∴c=102x,由双曲线的定义知,2a=|PF1|-|PF2|=2x,∴a=x,∴e=ca =102,故选C.(理)已知双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点A在双曲线上,且AF2⊥x轴,若|AF1||AF2|=53,则双曲线的离心率等于( )A.2 B.3C. 2 D. 3[答案] A[解析] 设|AF2|=3x,则|AF1|=5x,∴|F1F2|=4x,∴c=2x,由双曲线的定义知,2a =|AF 1|-|AF 2|=2x , ∴a =x ,∴e =ca=2.10.(文)过抛物线y 2=2px(p>0)的焦点F 的直线l 与抛物线在第一象限的交点为A ,直线l 与抛物线的准线的交点为B ,点A 在抛物线的准线上的射影为C ,若AF →=FB →,BA →·BC →=36,则抛物线的方程为( )A .y 2=6x B .y 2=3x C .y 2=12x D .y 2=23x[答案] D[解析] ∵F(p 2,0),设A(x 0,y 0),y 0>0,则C(-p2,y 0),B(p-x 0,-y 0),由条件知p -x 0=-p 2,∴x 0=3p2,∴y 20=2p ·3p 2=3p 2,∴y 0=3p ,∴B(-p 2,-3p),A(3p 2,3p),C(-p 2,3p),∴BA →·BC →=(2p,23p)·(0,23p)=12p 2=36,∴p =3,∴抛物线方程为y 2=23x.(理)过双曲线M :x 2-y 2b 2=1的左顶点A 作斜率为2的直线l ,若l 与双曲线M 的两条渐近线分别相交于点B 、C ,且BC →=2AB →,则双曲线M 的离心率是( )A. 5 B .10 C.17 D .37[答案] C[解析] 由条件知A(-1,0),∴l :y =2(x +1),双曲线渐近线方程为y =±bx ,∵BC→=2AB →,∴B 在A ,C 之间,∴由⎩⎪⎨⎪⎧y =2(x +1),y =-bx ,得B(-2b +2,2bb +2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =2(x +1),y =bx ,得C(2b -2,2bb -2),再由BC→=2AB →得b =4,∴e =17. 11.若抛物线y 2=2px 上恒有关于直线x +y -1=0对称的两点A 、B ,则p 的取值范围是( )A .(-23,0)B .(0,32)C .(0,23)D .(-∞,0)∪(23,+∞)[答案] C[解析] 设直线AB :y =x +b ,代入y 2=2px 中消去x 得,y2-2py +2pb =0,∴y 1+y 2=2p ,x 1+x 2=y 1+y 2-2b =2p -2b ,由条件知线段AB 的中点(x 1+x 22,y 1+y 22),即(p -b ,p)在直线x +y -1=0上,∴b =2p -1,Δ=4p 2-8pb =4p 2-8p(2p -1)=-12p 2+8p>0,∴0<p<23.12.(2015·郑州市质检)已知椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的两焦点分别是F 1,F 2,过F 1的直线交椭圆于P ,Q 两点,若|PF 2|=|F 1F 2|,且2|PF 1|=3|QF 1|,则椭圆的离心率为( )A.35 B .45C.34 D .325[答案] A[解析] 由已知得|PF 2|=|F 1F 2|=2c , ∴|PF 1|=2a -|PF 2|=2a -2c ,|QF 1|=23|PF 1|=43(a -c),|QF 2|=2a -|QF 1|=2a -23(2a -2c)=23a+43c |PQ|=103(a -c)在△PF 1F 2和△PF 2Q 中,由余弦定理得: cos ∠F 2PQ =|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=|PQ|2+|PF 2|2-|QF 2|22|PQ|·|PF 2|即(2a -2c )2+(2c )2-(2c )22(2a -2c )·2c=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫103a -103c 2+(2c )2-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23a +4c 322(103a -103c )·2c整理得5c 2-8ac +3a 2=0,即5e 2-8e +3=0, ∴e =35或e =1(舍).二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,将正确答案填在题中横线上)13.(文)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b>0)与抛物线y 2=8x 有公共焦点,且双曲线上的点到坐标原点的最短距离为1,则该双曲线的离心率为________.[答案] 2[解析] ∵抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),∴双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b>0)中c =2,又a =1,∴e =ca=2.(理)过双曲线x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)的一个焦点作一条渐近线的垂线,垂足恰好落在曲线x 2b 2+y2a 2=1上,则双曲线的离心率为________.[答案]2[解析] 不妨设双曲线的一个焦点为(c,0),(c>0),一条渐近线方程为y =ba x ,由⎩⎪⎨⎪⎧y -0=-ab(x -c )y =bax 得垂足的坐标为(a2c,ab c ),把此点坐标代入方程x 2b 2+y 2a 2=1,得a 4b 2c 2+a 2b2a 2c 2=1,化简,并由c 2=a 2+b 2得a =b ,∴e =ca= 2.14.(文)设抛物线x 2=4y 的焦点为F ,经过点P(1,4)的直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,且点P 恰为AB 的中点,则|AF →|+|BF →|=________.[答案] 10[解析] 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),由题意知x 1+x 2=2,且x 21=4y 1,x 22=4y 2,两式相减整理得,y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 24=12,所以直线AB的方程为x -2y +7=0,将x =2y -7代入x 2=4y 整理得4y 2-32y +49=0,所以y 1+y 2=8,又由抛物线定义得|AF →|+|BF →|=y 1+y 2+2=10.(理)椭圆Γ:x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,焦距为2c ,若直线y =3(x +c)与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.[答案]3-1[解析] 本题考查了椭圆离心率的求解.如图,由题意易知F 1M ⊥F 2M 且|MF 1|=c ,|MF 2|=3c ,∴2a =(3+1)c ,∴c a =23+1=3-1.15.(2015·潍坊市模拟)抛物线C :y 2=2px(p>0)的焦点为F ,点O 是坐标原点,过点O 、F 的圆与抛物线C 的准线相切,且该圆的面积为36π,则抛物线方程为________.[答案] y 2=16x[解析] 由圆的面积为36π,得圆的半径r =6,圆心到准线的距离为p 2+p 4=6,得p =8,所以抛物线方程为y 2=16x.16.(文)(2015·兰州市诊断)椭圆C 的中心在原点,焦点在x 轴上,若椭圆C 的离心率等于12,且它的一个顶点恰好是抛物线x 2=83y 的焦点,则椭圆C 的标准方程为________.[答案] x216+y212=1[解析] 由题设知抛物线的焦点为(0,23),所以椭圆中b=2 3.因为e=ca=12,所以a=2c,又因为a2-b2=c2,联立解得c=2,a=4,所以椭圆C的标准方程为x216+y212=1.(理)(2014·安徽理,14)若F1、F2分别是椭圆E:x2+y2b2=1(0<b<1)的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A、B两点.若|AF1|=3|F1B|,AF2⊥x轴,则椭圆E的方程为________.[答案] x2+32y2=1[解析] 如图,由题意,A点横坐标为c,∴c2+y2b2=1,又b2+c2=1,∴y2=b4,∴|AF2|=b2,又∵|AF 1|=3|BF 1|,∴B 点坐标为(-53c ,-13b 2),代入椭圆方程得,⎩⎪⎨⎪⎧(-53c )2+(-13b 2)2b 2=1,b 2=1-c 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧c 2=13,b 2=23方程为x 2+32y 2=1.三、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本题满分10分)(2015·唐山市二模)已知抛物线E :x 2=4y ,m ,n 是过点A(a ,-1)且倾斜角互补的两条直线,其中m 与E 有唯一公共点B ,n 与E 相交于不同的两点C ,D .(1)求m 的斜率k 的取值范围;(2)当n 过E 的焦点时,求B 到n 的距离.[解析] (1)m :y +1=k(x -a),n :y +1=-k(x -a),分别代入x 2=4y ,得x 2-4kx +4ka +4=0 ①, x 2+4kx -4ka +4=0 ②, 由Δ1=0得k 2-ka -1=0,由Δ2>0得k 2+ka -1>0,故有2k 2-2>0,得k 2>1,即k <-1或k >1. (2)E 的焦点F(0,1),k AF =-2a =-k ,所以ak =2.∴k 2=ka +1=3,B(2k ,k 2), 所以B 到n 的距离d =|3k 2-ak +1|1+k2=|3k 2-1|1+k2=4.18.(本题满分12分)(2015·石家庄市一模)在平面直角坐标系xOy 中,一动圆经过点(1,0)且与直线x =-1相切,设该动圆圆心的轨迹为曲线E.(1)求曲线E 的方程;(2)已知点A(5,0),倾斜角为π4的直线l 与线段OA 相交(不经过点O 或点A)且与曲线E 交于M 、N 两点,求△AMN 面积的最大值,及此时直线l 的方程.[解析] (1)由题意可知圆心到点(1,0)的距离等于到直线x =-1的距离,由抛物线的定义可知,圆心的轨迹方程:y 2=4x.(2)解法一 :由题意,可设l 的方程为y =x -m ,其中0<m <5由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x -my 2=4x,消去y ,得x 2-(2m +4)x +m 2=0①当0<m <5时,方程①的判别式Δ=(2m +4)2-4m 2=16(1+m)>0成立.设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)则x 1+x 2=4+2m ,x 1·x 2=m 2, ∴|MN|=2|x 1-x 2|= 42+2m 又因为点A 到直线l 的距离为d =5-m 2∴S △AMN =2(5-m)1+m =2m 3-9m 2+15m +25. 令f(m)=m 3-9m 2+15m +25,(0<m<5), f ′(m)=3m 2-18m +15=3(m -1)(m -5),(0<m<5) 所以函数f(m)在(0,1)上单调递增,在(1,5)上单调递减. 当m =1时,f(m)有最大值32,故当直线l 的方程为y =x -1时,△AMN 的最大面积为8 2. 解法二:由题意,可设l 与x 轴相交于B(m,0), l 的方程为x = y +m ,其中0<m <5由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =y +m y 2=4x,消去x ,得y 2-4y -4m =0 ①∵直线l 与抛物线有两个不同交点M 、N ,∴方程①的判别式Δ=(-4)2+16m =16(1+m)>0必成立, 设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)则y 1+y 2=4,y 1·y 2=-4m. ∴S △=12(5-m) |y 1-y 2|=12(5-m)(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2(5-m)1+m =2m 3-9m 2+15m +25. 令f(m)=m 3-9m 2+15m +25,(0<m<5), f ′(m)=3m 2-18m +15=3(m -1)(m -5),(0<m<5) 所以函数f(m)在(0,1)上单调递增,在(1,5)上单调递减. 当m =1时, f(m)有最大值32,故当直线l 的方程为y =x -1时,△AMN 的最大面积为8 2. 19.(本题满分12分)(文)设点P 是曲线C :x 2=2py(p>0)上的动点,点P 到点(0,1)的距离和它到焦点F 的距离之和的最小值为54. (1)求曲线C 的方程;(2)若点P 的横坐标为1,过P 作斜率为k(k ≠0)的直线交C 于点Q ,交x 轴于点M ,过点Q 且与PQ 垂直的直线与C 交于另一点N ,问是否存在实数k ,使得直线MN 与曲线C 相切?若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.[解析] (1)依题意知1+p 2=54,解得p =12.所以曲线C 的方程为x 2=y.(2)由题意直线PQ 的方程为:y =k(x -1)+1,则点M(1-1k ,0).联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1)+1y =x 2,消去y 得x 2-kx +k -1=0,得Q(k-1,(k-1)2).所以得直线QN的方程为y-(k-1)2=-1k(x-k+1).代入曲线方程y=x2中,得x2+1kx-1+1k-(1-k)2=0.解得N(1-1k-k,(1-k-1k)2).所以直线MN的斜率k MN=(1-k-1k)2 (1-1k-k)-(1-1k)=-(1-k-1k)2k.过点N的切线的斜率k′=2(1-k-1k ).由题意有-(1-k-1k)2k=2(1-k-1k).解得k=-1±52.故存在实数k=-1±52使命题成立.(理)(2015·郑州市质检)设椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),F1,F2为左、右焦点,B为短轴端点,且S△BF1F2=4,离心率为22,O为坐标原点.(1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆C 恰有两个交点M 、N ,且满足|OM →+ON →|=|OM →-ON →|?若存在,求出该圆的方程;若不存在,说明理由.[解析] (1)因为椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a>0,b>0),由题意得S△BF 1F 2=12×2c ×b =4,e =c a =22,a 2=b 2+c 2,所以解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4.所以椭圆C 的方程为x 28+y24=1.(2)假设存在圆心在原点的圆x 2+y 2=r 2,使得该圆的任意一条切线与椭圆C 恒有两个交点M ,N ,因为|OM →+ON →|=|OM →-ON →|,所以有OM→·ON →=0, 设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),当切线斜率存在时,设该圆的切线方程为y =kx +m ,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m x 28+y24=1得x 2+2(kx +m)2=8,即(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-8=0, 则Δ=16k 2m 2-4(1+2k 2)(2m 2-8)=8(8k 2-m 2+4)>0, 即8k 2-m 2+4>0,x 1,2=-4km ±16k 2m 2-4(1+2k 2)(2m 2-8)2(1+2k 2)∴x 1+x 2=-4km 1+2k 2,x 1x 2=2m 2-81+2k2;y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=k 2(2m 2-8)1+2k 2-4k 2m 21+2k 2+m 2=m 2-8k 21+2k2, 要使OM →·ON →=0,需x 1x 2+y 1y 2=0,即2m 2-81+2k 2+m 2-8k 21+2k 2=0,所以3m 2-8k 2-8=0,所以k 2=3m 2-88≥0,又8k 2-m 2+4>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2>23m 2≥8,所以m 2≥83,即m ≥263或m ≤-263,因为直线y =kx +m为圆的一条切线,所以圆的半径为r =|m|1+k 2,r 2=m 21+k 2=m 21+3m 2-88=83,r =263,所求的圆为x 2+y 2=83,此时圆的切线y =kx +m 都满足m ≥263或m ≤-263,而当切线的斜率不存在时,切线为x =±263与椭圆x 28+y24=1的两个交点为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫263,±263或⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-263,±263满足OM →·ON →=0,综上,存在圆心在原点的圆x2+y2=83满足条件.20.(本题满分12分)(2015·北京文,20)已知椭圆C:x2+3y2=3.过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.(1)求椭圆C的离心率;(2)若AB垂直于x轴,求直线BM的斜率;(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.[分析] 本题主要考查椭圆的标准方程及其几何性质、直线的斜率、两直线的位置关系等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,先将椭圆方程化为标准方程,得到a,b,c的值,再利用e=ca计算离心率;第二问,由直线AB的特殊位置,设出A,B点坐标和直线AE的方程,由直线AE与x=3相交于M点,得到M点坐标,利用点B、点M的坐标,求直线BM的斜率;第三问,分直线AB的斜率存在和不存在两种情况进行讨论,第一种情况,直接分析即可得出结论,第二种情况,先设出直线AB和直线AE的方程,将椭圆方程与直线AB的方程联立,消参,得到x1+x2和x1x2,代入到k BM=1中,只需计算出等于0即可证明k BM=k DE,即两直线平行.[解析] (1)椭圆C的标准方程为x23+y2=1.所以a=3,b=1,c= 2.所以椭圆C 的离心率e =c a =63.(2)因为AB 过点D(1,0)且垂直于x 轴,所以可设A(1,y 1),B(1,-y 1).直线AE 的方程为y -1=(1-y 1)(x -2). 令x =3,得M(3,2-y 1).所以直线BM 的斜率k BM =2-y 1+y 13-1=1.(3)直线BM 与直线DE 平行.证明如下: 当直线AB 的斜率不存在时,由(2)可知k BM =1. 又因为直线DE 的斜率k DE =1-02-1=1,所以BM ∥DE.当直线AB 的斜率存在时,设其方程为y =k(x -1)(k ≠1). 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则直线AE 的方程为y -1=y 1-1x 1-2(x -2).令x =3,得点M(3,y 1+x 1-3x 1-2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2=3,y =k (x -1)得(1+3k 2)x 2-6k 2x +3k 2-3=0. 所以x 1+x 2=6k 21+3k 2,x 1x 2=3k 2-31+3k2.直线BM的斜率k BM=y1+x1-3 x1-2-y23-x2.因为k BM-1=k(x1-1)+x1-3-k(x2-1)(x1-2)-(3-x2)(x1-2)(3-x2)(x1-2)=(k-1)[-x1x2+2(x1+x2)-3](3-x2)(x1-2)=(k-1)[-3k2+31+3k2+12k21+3k2-3](3-x2)(x1-2)=0,所以k BM=1=k DE.所以BM∥DE.综上可知,直线BM与直线DE平行.21.(本题满分12分)(文)(2015·南昌市一模)已知圆E:x2+⎝⎛⎭⎪⎪⎫y-122=94经过椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点F1,F2,且与椭圆C在第一象限的交点为A,且F1,E,A三点共线,直线l交椭圆C于M,N两点,且MN→=λOA→(λ≠0).(1)求椭圆C的方程;(2)当三角形AMN的面积取到最大值时,求直线l的方程.[解析] (1)如图,圆E 经过椭圆C 的左、右焦点F 1,F 2,∵F 1,E ,A 三点共线,∴F 1A 为圆E 的直径,∴AF 2⊥F 1F 2,∴F 2(c,0)在圆上, ∴c2+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0-122=94, ∵c>0,∴c =2,|AF 2|2=|AF 1|2-|F 1F 2|2=9-8=1,∴|AF 2|=1,2a =|AF 1|+|AF 2|=3+1=4,∴a =2,∵a 2=b 2+c 2,解得b =2, ∴椭圆C 的方程x 24+y22=1.(2)点A 的坐标(2,1),∵MN→=λOA →(λ≠0), 所以直线l 的斜率为22,故设直线l 的方程为y =22x +m由⎩⎪⎨⎪⎧y =22x +m ,x 24+y22=1,消去y 得,x 2+2mx +m 2-2=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)∴x 1+x 2=-2m ,x 1x 2=m 2-2,Δ=2m 2-4m 2+8>0,∴-2<m<2, |MN|=1+k 2|x 2-x 1|=1+12(x 1+x 2)2-4x 1x 2=12-3m 2,点A 到直线l 的距离d =6|m|3,S △AMN =12|MN|· d =1212-3m 2×63|m|=22(4-m 2)m 2≤22×4-m 2+m 22=2, 当且仅当4-m 2=m 2,即m =±2时,S △AMN 取到最大值2,直线l 的方程为y =22x ± 2.(理)(2014·上海八校调研)已知点F 1、F 2为双曲线C :x 2-y 2b 2=1(b>0)的左、右焦点,过F 2作垂直于x 轴的直线,在x 轴上方交双曲线C 于点M ,且∠MF 1F 2=30°.圆O 的方程是x 2+y 2=b 2.(1)求双曲线C 的方程;(2)过双曲线C 上任意一点P 作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P 1、P 2,求PP1→·PP 2→的值; (3)过圆O 上任意一点Q(x 0,y 0)作圆O 的切线l 交双曲线C 于A 、B 两点,AB 的中点为M ,求证:|AB→|=2|OM →|. [解析] (1)设F 2、M 的坐标分别为(1+b 2,0),(1+b 2,y 0),因为点M 在双曲线C 上,所以1+b 2-y 20b 2=1,即y 0=±b 2,所以|MF 2|=b 2,在Rt △MF 2F 1中,∠MF 1F 2=30°,|MF 2|=b 2, 所以|MF 1|=2b 2,由双曲线的定义可知|MF 1|-|MF 2|=b 2=2, 故双曲线C 的方程为x 2-y 22=1.(2)由条件可知两条渐近线方程为l 1:2x -y =0,l 2:2x +y =0.设双曲线C 上的点P(x 0,y 0),两渐近线的夹角为θ, y =2x 的倾斜角为α,则cos θ=cos(π-2α)=sin 2α-cos 2αsin 2α+cos 2α=2-12+1=13. 点P 到两条渐近线的距离分别为 |PP 1|=|2x 0-y 0|3,|PP 2|=|2x 0+y 0|3,因为P(x 0,y 0)在双曲线C :x 2-y 22=1上,所以2x 20-y 20=2,所以PP 1→·PP 2→=|2x 0-y 0|3·|2x 0+y 0|3cos(π-θ)=|2x 20-y 20|3·(-13)=-29.(3)证明:由题意,要证|AB→|=2|OM →|,即证OA ⊥OB .设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),切线l 的方程为x 0x +y 0y =2. ①当y 0≠0时,切线l 的方程代入双曲线C 的方程中, 化简得(2y 20-x 20)x 2+4x 0x -(2y 20+4)=0, 所以x 1+x 2=-4x 02y 20-x 20,x 1x 2=-2y 20+42y 20-x 20,又y 1y 2=2-x 0x 1y 0·2-x 0x 2y 0=1y 20[4-x 0(x 1+x 2)+x 20x 1x 2]=8-2x 22y 20-x 20, 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=-2y 20+42y 20-x 20+8-2x 22y 20-x 20=4-2(x 20+y 20)2y 20-x 2=0; ②当y 0=0时,易知上述结论也成立, 即OA→·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 综上所述,OA ⊥OB ,所以|AB→|=2|OM →|. 22.(本题满分12分)(文)已知椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的短轴长为2,且与抛物线y 2=43x 有共同的一个焦点,椭圆C 的左顶点为A ,右顶点为B ,点P 是椭圆C 上位于x 轴上方的动点,直线AP 、BP 与直线y =3分别交于G 、H 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)求线段GH 的长度的最小值;(3)在线段GH 的长度取得最小值时,椭圆C 上是否存在一点T ,使得△TPA 的面积为1,若存在求出点T 的坐标,若不存在,说明理由.[解析] (1)由已知得,抛物线的焦点为(3,0),则 c =3,又b =1,由a 2-b 2=c 2,可得a 2=4. 故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)直线AP 的斜率k 显然存在,且k>0,故可设直线AP 的方程为y =k(x +2),从而G(3k-2,3).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +2),x 24+y 2=1.得(1+4k 2)x 2+16k 2x +16k 2-4=0.设P(x 1,y 1),则(-2)x 1=16k 2-41+4k2,所以x 1=2-8k 21+4k 2,从而y 1=4k 1+4k 2.即P(2-8k 21+4k 2,4k1+4k 2),又B(2,0),则直线PB 的斜率为-14k .由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14k (x -2),y =3.得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12k +2,y =3.所以H(-12k +2,3).故|GH|=|3k -2+12k -2|=|3k+12k -4|.又k>0,3k +12k ≥23k·12k =12. 当且仅当3k =12k ,即k =12时等号成立.所以当k =12时,线段GH 的长度取最小值8.(3)由(2)可知,当GH 的长度取最小值时,k =12.则直线AP 的方程为x -2y +2=0,此时P(0,1),|AP|= 5. 若椭圆C 上存在点T ,使得△TPA 的面积等于1,则点T 到直线AP 的距离等于255,所以T 在平行于AP 且与AP 距离等于255的直线l 上.设直线l :y =12x +t.则由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x +t ,x24+y 2=1.得x 2+2tx +2t 2-2=0.Δ=4t 2-8(t 2-1)≥0.即t 2≤2.由平行线间的距离公式,得|2-2t|5=255,解得t =0或t =2(舍去).可求得T(2,22)或T(-2,-22).(理)设椭圆C 1:x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,下顶点为A ,线段OA 的中点为B(O 为坐标原点),如图.若抛物线C 2:y =x 2-1与y 轴的交点为B ,且经过F 1、F 2点.(1)求椭圆C 1的方程;(2)设M(0,-45),N 为抛物线C 2上的一动点,过点N 作抛物线C 2的切线交椭圆C 1于P 、Q 两点,求△MPQ 面积的最大值.[解析] (1)由题意可知B(0,-1),则A(0,-2),故b =2. 令y =0得x 2-1=0即x =±1,则F 1(-1,0),F 2(1,0),故c =1.所以a 2=b 2+c 2=5,于是椭圆C 1的方程为:x 25+y24=1.(2)设N(t,t2-1),由于y′=2x知直线PQ的方程为:y-(t2-1)=2t(x-t).即y=2tx-t2-1.代入椭圆方程整理得:4(1+5t2)x2-20t(t2+1)x+5(t2+1)2-20=0,Δ=400t2(t2+1)2-80(1+5t2)[(t2+1)2-4]=80(-t4+18t2+3),x1+x2=5t(t2+1)1+5t2,x1x2=5(t2+1)2-204(1+5t2),故|PQ|=1+4t2|x1-x2|=1+4t2·(x1+x2)2-4x1x2=5·1+4t2·-t4+18t2+31+5t2.设点M到直线PQ的距离为d,则d=|45-t2-1|1+4t2=|t2+15|1+4t2.所以,△MPQ的面积S=12|PQ|·d=125·1+4t2·-t4+18t2+31+5t2·t2+151+4t2=510-t4+18t2+3=510-(t2-9)2+84≤51084=1055.当t=±3时取到“=”,经检验此时Δ>0,满足题意.综上可知,△MPQ的面积的最大值为105 5.[方法点拨] 1.涉及直线与二次曲线有两个交点时,一般方法是设出直线的方程与曲线方程联立,用根与系数的关系“整体代入设而不求”和用判别式处理,中点弦问题还可用点差法解决.2.涉及圆锥曲线的焦点弦、焦点三角形问题,常结合定义,正余弦定理等知识解决.3.涉及垂直问题可结合向量的数量积解决.反馈练习一、选择题1.(文)“a=2”是“直线ax+2y=0平行于直线x+y=1”的( ) A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件[答案] C[解析] 若a=2,则直线ax+2y=0平行于直线x+y=1,反之也成立,即“a=2”是“直线ax+2y=0平行于直线x+y=1”的充要条件,故应选C.(理)若直线2tx+3y+2=0与直线x+6ty-2=0平行,则实数t等于( )A.12或-12 B .12 C .-12D .14[答案] B[解析] 由条件知,2t 1=36t ≠2-2,∴t =12.2.(文)若直线l 1:x -ay +1=0与直线l 2:(a +4)x +(2a -1)y -5=0互相垂直(a<0),则直线l 1的倾斜角为( )A .45°B .135°C .60°D .30°或135°[答案] B[解析] ∵l 1⊥l 2,∴1×(a +4)-a(2a -1)=0, ∴a =-1或2,∵a<0,∴a =1, ∴l 1的方程为x +y +1=0, ∴l 1的倾斜角为135°.(理)若曲线y =2x 2的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则切线l 的方程为( )A .x +4y +3=0B .x +4y -9=0C .4x -y +3=0D .4x -y -2=0[答案] D[解析] y ′=4x ,直线x +4y -8=0的斜率k =-14,令4x =4得x =1,∴切点(1,2),∴切线l :y -2=4(x -1), 即4x -y -2=0,故选D .3.(2015·东北三省四市第二次联考)已知直线y =22(x -1)与抛物线C :y 2=4x 交于A ,B 两点,点M(-1,m),若MA→·MB →=0,则m =( )A. 2 B .22C.12 D .0[答案] B[解析] 求出点A ,B 的坐标,利用数量积的坐标运算建立方程求解.联立直线y =22(x -1)和抛物线C :y 2=4x ,解得A(2,22),B(12,-2),所以MA →·MB →=(3,22-m)·(32,-2-m)=92+(22-m)(-2-m)=0,化简得m 2-2m +12=0,∴m =22,故选B .[点评] 当A 、B 坐标互换时,求得m 的另一个值,但结合选项知只能选B .4.(2015·广东理,7)已知双曲线C :x 2a 2-y2b 2=1的离心率e =54,且其右焦点为F 2(5,0),则双曲线C 的方程为( )A.x 24-y23=1 B .x 29-y216=1C.x 216-y29=1 D .x 23-y24=1[答案] C[解析] 本题考查双曲线的标准方程及其简单几何性质,属于容易题.因为所求双曲线的右焦点为F 2(5,0)且离心率为e =c a =54,所以c =5,a =4,b 2=c 2-a 2=9,所以所求双曲线方程为x 216-y 29=1,故选C.5.(文)(2014·天津理,5)已知双曲线x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l :y =2x +10,双曲线的一个焦点在直线l 上,则双曲线的方程为( )A.x 25-y220=1 B .x 220-y25=1C.3x 225-3y 2100=1 D .3x 2100-3y 225=1[答案] A[解析] 由于一个焦点在直线y =2x +10上,则一个焦点为(-5,0),又由渐近线平行于直线y =2x +10.则b a =2,结合a 2+b2=c 2,c =5得,∴a 2=5,b 2=20,双曲线标准方程为x 25-y 220=1,选A.(理)(2014·江西文,9)过双曲线C :x 2a 2-y2b 2=1的右顶点作x轴的垂线,与C 的一条渐近线相交于A.若以C 的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A 、O 两点(O 为坐标原点),则双曲线C 的方程为( )A.x 24-y212=1 B .x 27-y29=1C.x 28-y28=1 D .x 212-y24=1[答案] A[解析] 如图设双曲线的右焦点F ,右顶点B ,设渐近线OA 方程为y =bax ,由题意知,以F 为圆心,4为半径的圆过点O ,A , ∴|FA|=|FO|=r =4.∵AB⊥x轴,A为AB与渐近线y=bax的交点,∴可求得A点坐标为A(a,b).∴在Rt△ABO中,|OA|=OB2+AB2=a2+b2=c=|OF|=4,∴△OAF为等边三角形且边长为4,B为OF的中点,从而解得|OB|=a=2,|AB|=b=23,∴双曲线的方程为x24-y212=1,故选A.6.(文)已知双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A、B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为3,则p=( )A.1 B.3 2C.2 D.3 [答案] C[解析] ∵e=ca=2,∴b2=c2-a2=3a2,∴ba=3,双曲线的两条渐近线方程为y=±3x,不妨设A(-p2,3p2),B(-p2,-3p2),则AB=3p,又三角形的高为p2,则S△AOB=12×p2×3p=3,∴p2=4,又p>0,∴p=2.(理)已知点F 1、F 2分别为双曲线x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P 为双曲线左支上的任意一点,若|PF 2|2|PF 1|的最小值为9a ,则双曲线的离心率为( )A .2B .5C .3D .2或5[答案] B[解析] 由双曲线定义得|PF 2|=2a +|PF 1|,∴|PF 2|2|PF 1|=(2a +|PF 1|)2|PF 1|=|PF 1|+4a 2|PF 1|+4a ,其中|PF 1|≥c -a.当c -a ≤2a 时,y =x +4a2x 在[c -a ,+∞)上为减函数,没有最小值,故c -a>2a ,即c>3a ⇒e>3,y =x +4a2x 在[c -a ,+∞)上为增函数,故f(x)min =f(c -a)=c -a +4a 2c -a +4a =9a ,化简得10a 2-7ac+c 2=0,两边同除以a 2可得e 2-7e +10=0,解得e =5或e =2(舍去).7.(2015·邯郸市二模)已知点P 为椭圆x 24+y23=1上一点,点F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,点I 为△PF 1F 2的内心,若△PIF 1和△PIF 2的面积和为1,则△IF 1F 2的面积为( )A.14B .12C .1D .2[答案] B[解析] 由椭圆方程知,a =2,c =1,设内心到三边距离为d ,则由椭圆定义及条件知,S △PIF 1+S △PIF 2=12|PF 1|·d +12|PF 2|·d=12(|PF 1|+|PF 2|)·d =2d =1,∴d =12,∴S △IF 1F 2=12|F 1F 2|·d =cd =12. 8.抛物线y =x 2(-2≤x ≤2)绕y 轴旋转一周形成一个如图所示的旋转体,在此旋转体内水平放入一个正方体,使正方体的一个面恰好与旋转体的开口面平齐,则此正方体的棱长是( )A .1B .2C .2 2D .4[答案] B[解析] 当x =2时,y =4,设正方体的棱长为a ,由题意知(22a,4-a)在抛物线y =x 2上,∴4-a =12a 2,∴a =2.9.(文)已知双曲线x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)的右焦点为F ,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与双曲线的一条渐近线相交于O ,A 两点,若△AOF 的面积为b 2,则双曲线的离心率等于( )A. 3 B . 5 C.32 D .52[答案] D[解析] ∵A 在以OF 为直径的圆上,∴AO ⊥AF ,∴AF :y =-a b (x -c)与y =b a x 联立解得x =a 2c a 2+b 2,y =abca 2+b 2,∵△AOF 的面积为b 2,∴12·c ·abc a 2+b 2=b 2,∴e =52. (理)过双曲线x 2a 2-y2b 2=1(a>0,b>0)的一个焦点作实轴的垂线,交双曲线于A 、B 两点,若线段AB 的长度恰等于焦距,则双曲线的离心率为( )A.5+12B .102C.17+14D .224[答案] A[解析] 依题意得2b 2a =2c ,c 2-ac -a 2=0,即e 2-e -1=0,(e -12)2=54,又e>1,因此e -12=52,e =5+12,故选A.10.(2015·洛阳市期末)若直线l :ax +by +1=0(a ≥0,b ≥0)始终平分圆M :x 2+y 2+4x +2y +1=0的周长,则a 2+b 2-2a -2b +3的最小值为( )A.45 B .95C .2D .94[答案] B[解析] 由题意知直线经过圆心(-2,-1),∴2a +b -1=0,∴(a -1)2+(b -1)2的最小值为(1,1)到直线2a +b -1=0的距离的平方,即⎝⎛⎭⎪⎪⎫252=45,∴a 2+b 2-2a -2b +3的最小值为45+1=95.11.(2014·唐山市二模)已知椭圆C 1:x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)与圆C 2:x 2+y 2=b 2,若在椭圆C 1上存在点P ,使得由点P 所作的圆C 2的两条切线互相垂直,则椭圆C 1的离心率的取值范围是( )A .[12,1)B .[22,32]C .[22,1)D .[32,1)[答案] C[解析] 如图,设切点为A 、B ,则OA ⊥PA ,OB ⊥PB ,∵∠APB =90°,连接OP ,则∠APO =45°,∴AO =PA =b ,OP =2b ,∴a ≥2b ,∴a 2≤2c 2,∴c 2a 2≥12,∴e ≥22,又∵e<1,∴22≤e<1.12.(2015·河南八市质量监测)已知抛物线y 2=2px(p>0)的焦点为F ,过点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,若A(3,y 0)且AF =4,则△OAB 的面积为( )A.233B . 3 C.433D .533[答案] C[解析] 由条件及抛物线的定义知,4=3+p2,∴p =2,∴抛物线方程为y 2=4x ,∴A(3,23),k AF =3,∴l AB :y =3(x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4xy =3(x -1)可得3(x -1)2-4x =0,解得x 1=3,x 2=13,所以y 1=23,y 2=-233,∴S △AOB =12|OF|·|y 1-y 2|=12×1×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23+233=433. 二、填空题13.已知圆C :(x +1)2+y 2=8.若点Q(x ,y)是圆C 上一点,则x +y 的取值范围为________.[答案] [-5,3][分析] 设x +y =t ,则Q 是⊙C 与直线x +y =t 的公共点,则问题转化为直线与⊙C 有公共点时,求参数t 的取值范围问题.[解析] 设x +y =t ,∵Q(x ,y)是⊙C 上任意一点,∴直线与圆相交或相切,∴|-1+0-t|2≤22,∴-5≤t ≤3.14.已知圆C 的圆心与抛物线y 2=4x 的焦点F 关于直线y =x 对称,直线4x -3y -2=0与圆C 相交于A 、B 两点,且|AB|=6,则圆C 的方程为________.[答案] x 2+(y -1)2=10[分析] 由圆心C 与F 关于直线y =x 对称可求得C 点坐标,再由弦长|AB|=6可求得圆的半径,进而可得圆的方程.[解析] 抛物线y 2=4x 的焦点F(1,0)关于直线y =x 的对称点C(0,1)是圆心,C 到直线4x -3y -2=0的距离d =|4×0-3×1-2|5=1,又圆截直线4x -3y -2=0的弦长为6, ∴圆的半径r =12+32=10. ∴圆方程为x 2+(y -1)2=10.15.(文)已知直线2ax +by =1(其中a 、b 为非零实数)与圆x 2+y 2=1相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,且△AOB 为直角三角形,则1a 2+2b2的最小值为________.[答案] 4[解析] ∵△AOB 为等腰直角三角形,⊙O 的半径为1,∴O 到直线2ax +by -1=0的距离为22,即12a 2+b 2=22,∴2a 2+b 2=2,∴1a 2+2b 2=(1a 2+2b 2)(2a 2+b 22)=2+2a 2b 2+b 22a 2≥4,等号在2a 2b 2=b22a2, 即b 2=2a 2=1时成立,∴所求最小值为4.(理)过抛物线y 2=4x 的焦点F 作一条倾斜角为α,长度不超过8的弦,弦所在的直线与圆x2+y2=34有公共点,则α的取值范围是________.[答案] [π4,π3]∪[2π3,3π4][解析] F(1,0),直线AB:y=tanα(x-1),由条件知,圆心(0,0)到直线AB的距离d=|tanα|1+tan2α≤32,∴-3≤tanα≤ 3.(1)将y=k(x-1)代入y2=4x中消去y得,k2x2-(2k2+4)x+k2=0,∴x1+x2=2k2+4k2,y1+y2=k(x1+x2-2)=4k,∴AB的中点坐标为P(k2+2k2,2k),∵|AB|≤8,∴P到准线的距离k2+2k2+1≤4,∴|k|≥1,∴|tanα|≥1,(2)由(1)(2)得π4≤α≤π3或2π3≤α≤3π4.16.(文)(2014·吉林市质检)已知点F为抛物线y2=-8x的焦点,O为原点,点P是抛物线准线上一动点,A在抛物线上,且|AF|=4,则|PA|+|PO|的最小值是________.[答案] 213[分析] 设O关于直线x=2的对称点为O′,则|PA|+|PO|=|PA|+|PO′|,故当P、A、O′三点共线时取到最小值.。
20届高考数学(理)二轮 解析几何
解析几何1.直线方程的五种形式(1)点斜式:y -y 1=k (x -x 1)(直线过点P 1(x 1,y 1),且斜率为k ,不包括y 轴和平行于y 轴的直线).(2)斜截式:y =kx +b (b 为直线l 在y 轴上的截距,且斜率为k ,不包括y 轴和平行于y 轴的直线). (3)两点式:y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1(直线过点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),且x 1≠x 2,y 1≠y 2,不包括坐标轴和平行于坐标轴的直线).(4)截距式:x a +y b=1(a ,b 分别为直线的横、纵截距,且a ≠0,b ≠0,不包括坐标轴、平行于坐标轴和过原点的直线).(5)一般式:Ax +By +C =0(其中A ,B 不同时为0). 2.直线的两种位置关系当不重合的两条直线l 1和l 2的斜率都存在时: (1)两直线平行:l 1∥l 2⇔k 1=k 2. (2)两直线垂直:l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.提醒 当一条直线的斜率为0,另一条直线的斜率不存在时,两直线也垂直,此种情形易忽略.3.三种距离公式(1)已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),两点间的距离 |AB |=x 2-x 12+y 2-y 12.(2)点到直线的距离d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2(其中点P (x 0,y 0),直线方程为Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0)).(3)两平行线间的距离d =|C 2-C 1|A 2+B 2(其中两平行线方程分别为l 1:Ax +By +C 1=0,l 2:Ax +By+C 2=0(A 2+B 2≠0)).提醒 应用两平行线间距离公式时,注意两平行线方程中x ,y 的系数应对应相等. 4.圆的方程的两种形式(1)圆的标准方程:(x -a )2+(y -b )2=r 2.(2)圆的一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0). 5.直线与圆、圆与圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系:相交、相切、相离. 判断方法:代数判断法与几何判断法.(2)圆与圆的位置关系:相交、内切、外切、外离、内含. 判断方法:代数判断法与几何判断法. 6.圆锥曲线的定义、标准方程与几何性质离心率e =c a =1-b 2a 2(0<e <1)e =c a=1+b 2a2(e >1)e =1准线 x =-p 2渐近线y =±b ax7.直线与圆锥曲线的位置关系判断方法:通过解直线方程与圆锥曲线方程联立得到的方程组进行判断. 弦长公式:|AB |=1+k 2|x 1-x 2|, 或|AB |=1+1k2|y 1-y 2|.8.解决范围、最值问题的常用方法(1)数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后,数形结合求解. (2)构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解. (3)构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域. 9.定点问题的思路(1)动直线l 过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y =kx +t ,由题设条件将t 用k 表示为t =mk ,得y =k (x +m ),故动直线过定点(-m ,0).(2)动曲线C 过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C 的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点. 10.求解定值问题的两大途径(1)由特例得出一个值此值一般就是定值→证明定值:将问题转化为证明待证式与参数某些变量无关(2)先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值. 11.解决存在性问题的解题步骤第一步:先假设存在,引入参变量,根据题目条件列出关于参变量的方程(组)或不等式(组); 第二步:解此方程(组)或不等式(组),若有解则存在,若无解则不存在; 第三步:得出结论.1.不能准确区分直线倾斜角的取值范围以及斜率与倾斜角的关系,导致由斜率的取值范围确定倾斜角的范围时出错.2.易忽视直线方程的几种形式的限制条件,如根据直线在两轴上的截距相等设方程时,忽视截距为0的情况,直接设为xa+ya=1;再如,过定点P(x0,y0)的直线往往忽视斜率不存在的情况直接设为y-y0=k(x-x0)等.3.讨论两条直线的位置关系时,易忽视系数等于零时的讨论导致漏解,如两条直线垂直时,一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0.4.在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,要注意有可能这两条直线重合;在立体几何中提到的两条直线,一般可理解为它们不重合.5.求解两条平行线之间的距离时,易忽视两直线系数不相等,而直接代入公式|C1-C2|A2+B2,导致错解.6.在圆的标准方程中,误把r2当成r;在圆的一般方程中,忽视方程表示圆的条件.7.易误认两圆相切为两圆外切,忽视两圆内切的情况导致漏解.8.利用椭圆、双曲线的定义解题时,要注意两种曲线的定义形式及其限制条件.如在双曲线的定义中,有两点是缺一不可的:其一,绝对值;其二,2a<|F1F2|.如果不满足第一个条件,动点到两定点的距离之差为常数,而不是差的绝对值为常数,那么其轨迹只能是双曲线的一支.9.易混淆椭圆的标准方程与双曲线的标准方程,尤其是方程中a,b,c三者之间的关系,导致计算错误.10.已知双曲线的渐近线方程求双曲线的离心率时,易忽视讨论焦点所在坐标轴导致漏解.11.直线与圆锥曲线相交的必要条件是它们构成的方程组有实数解,消元后得到的方程中要注意:二次项的系数是否为零,判别式Δ≥0的限制.尤其是在应用根与系数的关系解决问题时,必须先有“判别式Δ≥0”;在求交点、弦长、中点、斜率、对称或存在性问题时都应在“Δ>0”下进行.。
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专题强化训练(十九) 解析几何1.[2019·长沙一模]已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为13,左、右焦点分别为F 1,F 2,A 为椭圆C 上一点,AF 1与y 轴相交于B ,|AB |=|F 2B |,|OB |=43(O 为坐标原点).(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆C 的左、右顶点分别为A 1,A 2,过A 1,A 2分别作x 轴的垂线l 1,l 2,椭圆C 的一条切线l :y =kx +m (k ≠0)分别与l 1,l 2交于点M ,N ,求证:∠MF 1N =∠MF 2N .解:(1)如图,连接AF 2,由题意得|AB |=|F 2B |=|F 1B |,所以BO 为△F 1AF 2的中位线,又BO ⊥F 1F 2,所以AF 2⊥F 1F 2,且|AF 2|=2|BO |=b 2a =83,又e =c a =13,a 2=b 2+c 2,所以a 2=9,b 2=8,故所求椭圆C 的方程为x 29+y 28=1.(2)由(1)可得,F 1(-1,0),F 2(1,0),l 1的方程为x =-3,l 2的方程为x =3.由⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =kx +m 得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =-3k +m ,由⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =kx +m ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3k +m ,所以M (-3,-3k +m ),N (3,3k +m ),所以F 1M →=(-2,-3k +m ),F 1N →=(4,3k +m ), 所以F 1M →·F 1N →=-8+m 2-9k 2.联立⎩⎪⎨⎪⎧x 29+y 28=1,y =kx +m得(9k 2+8)x 2+18kmx +9m 2-72=0.因为直线l 与椭圆C 相切,所以Δ=(18km )2-4(9k 2+8)(9m 2-72)=0, 化简得m 2=9k 2+8.所以F 1M →·F 1N →=-8+m 2-9k 2=0, 所以F 1M →⊥F 1N →,故∠MF 1N =π2.同理可得F 2M →⊥F 2N →,∠MF 2N =π2.故∠MF 1N =∠MF 2N .2.[2019·合肥质检二]已知抛物线C 1:x 2=2py (p >0)和圆C 2:(x +1)2+y 2=2,倾斜角为45°的直线l 1过C 1的焦点,且l 1与C 2相切.动点M 在C 1的准线上,动点A 在C 1上,若C 1在A 点处的切线l 2交y 轴于点B ,设MN →=MA →+MB →,求证:点N 在定直线上,并求该定直线的方程.解:解法一:依题意设M (m ,-3),由(1)知抛物线C 1的方程为x 2=12y ,所以y =x 212,所以y ′=x6,设A (x 1,y 1),则以A 为切点的切线l 2的斜率为k =x 16,所以切线l 2的方程为y =16x 1(x -x 1)+y 1.令x =0,则y =-16x 21+y 1=-16×12y 1+y 1=-y 1,即B 点的坐标为(0,-y 1),所以MA →=(x 1-m ,y 1+3), MB →=(-m ,-y 1+3),所以MN →=MA →+MB →=(x 1-2m,6), 所以ON →=OM →+MN →=(x 1-m,3). 设N 点坐标为(x ,y ),则y =3, 所以点N 在定直线y =3上. 解法二:设M (m ,-3),由(1)知抛物线C 1的方程为x 2=12y ①,设l 2的斜率为k ,A ⎝⎛⎭⎪⎫x 1,112x 21,则以A 为切点的切线l 2的方程为y =k (x -x 1)+112x 21 ②,联立①②得,x 2=12⎝⎛⎭⎪⎫k (x -x 1)+112x 21,因为Δ=144k 2-48kx 1+4x 21=0,所以k =x 16,所以切线l 2的方程为y =16x 1(x -x 1)+112x 21.令x =0,得B 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-112x 21,所以MA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-m ,112x 21+3,MB →=⎝⎛⎭⎪⎫-m ,-112x 21+3,所以MN →=MA →+MB →=(x 1-2m,6), 所以ON →=OM →+MN →=(x 1-m,3), 所以点N 在定直线y =3上.3.[2019·武汉4月调研]已知椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点M (-2,1),且右焦点F (3,0).(1)求椭圆Γ的标准方程;(2)过N (1,0)且斜率存在的直线AB 交椭圆Γ于A ,B 两点,记t =MA →·MB →,若t 的最大值和最小值分别为t 1,t 2,求t 1+t 2的值.解:(1)由椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的右焦点为(3,0),知a 2-b 2=3,即b 2=a 2-3,则x 2a2+y 2a 2-3=1,a 2>3.又椭圆过点M (-2,1),∴4a 2+1a 2-3=1,又a 2>3,∴a 2=6.∴椭圆Γ的标准方程为x 26+y 23=1.(2)设直线AB 的方程为y =k (x -1),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 26+y 23=1y =k (x -1)得x 2+2k 2(x -1)2=6,即(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-6=0, ∵点N (1,0)在椭圆内部,∴Δ>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=4k 21+2k2 ①x 1x 2=2k 2-62k 2+1 ②,则t =MA →·MB →=(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-1)(y 2-1) =x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+(kx 1-k -1)(kx 2-k -1) =(1+k 2)x 1x 2+(2-k 2-k )(x 1+x 2)+k 2+2k +5 ③, 将①②代入③得,t =(1+k 2)·2k 2-62k 2+1+(2-k 2-k )·4k22k 2+1+k 2+2k +5,∴t =15k 2+2k -12k 2+1, ∴(15-2t )k 2+2k -1-t =0,k ∈R , 则Δ1=22+4(15-2t )(1+t )≥0,∴(2t -15)(t +1)-1≤0,即2t 2-13t -16≤0, 由题意知t 1,t 2是2t 2-13t -16=0的两根, ∴t 1+t 2=132.4.[2019·石家庄一模]已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,2)到焦点F 的距离|PF |=2x 0.(1)求抛物线C 的方程;(2)过点P 引圆M :(x -3)2+y 2=r 2(0<r ≤2)的两条切线PA 、PB ,切线PA 、PB 与抛物线C 的另一交点分别为A 、B ,线段AB 中点的横坐标记为t ,求t 的取值范围.解:(1)由抛物线定义,得|PF |=x 0+p2,由题意得:⎩⎪⎨⎪⎧2x 0=x 0+p2,2px 0=4,p >0,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =2,x 0=1,所以抛物线的方程为y 2=4x .(2)由题意知,过P 引圆(x -3)2+y 2=r 2(0<r ≤2)的切线斜率存在, 设切线PA 的方程为y =k 1(x -1)+2, 则圆心M 到切线PA 的距离d =|2k 1+2|k 21+1=r , 整理得,(r 2-4)k 21-8k 1+r 2-4=0.设切线PB 的方程为y =k 2(x -1)+2, 同理可得(r 2-4)k 22-8k 2+r 2-4=0,所以k 1,k 2是方程(r 2-4)k 2-8k +r 2-4=0的两根,k 1+k 2=8r 2-4,k 1k 2=1.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1(x -1)+2,y 2=4x 得k 1y 2-4y -4k 1+8=0,由韦达定理知y 1+y 2=4k 1,y 1y 2=8-4k 1k 1,所以y 1=4-2k 1k 1=4k 1-2=4k 2-2,同理可得y 2=4k 1-2.设点D 的横坐标为x 0,则x 0=x 1+x 22=y 21+y 228=(4k 2-2)2+(4k 1-2)28=2(k 21+k 22)-2(k 1+k 2)+1=2(k 1+k 2)2-2(k 1+k 2)-3. 设m =k 1+k 2,则m =8r 2-4∈[-4,-2), 所以x 0=2m 2-2m -3,对称轴m =12>-2,所以9<x 0≤37,即t ∈(9,37].5.[2019·太原模拟]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,A ,B 分别是其左右顶点,点P 是椭圆C 上任一点,且△PF 1F 2的周长为6,若△PF 1F 2面积的最大值为 3.(1)求椭圆C 的方程;(2)若过点F 2且斜率不为0的直线交椭圆C 于M ,N 两个不同点,证明:直线AM 与BN 的交点在一条定直线上.解:(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧2a +2c =6,12×2bc =3,a 2=b 2+c 2,解得⎩⎨⎧a =2,b =3,c =1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)由(1)得A (-2,0),B (2,0),F 2(1,0).设直线MN 的方程为x =my +1,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,x 24+y23=1,得(4+3m 2)y 2+6my -9=0∴y 1+y 2=-6m 4+3m 2,y 1y 2=-94+3m 2,∴my 1y 2=32(y 1+y 2).∵直线AM 的方程为y =y 1x 1+2(x +2),直线BN 的方程为y =y 2x 2-2(x -2),∴y 1x 1+2(x +2)=y 2x 2-2(x -2), ∴x +2x -2=y 2(x 1+2)y 1(x 2-2)=my 1y 2+3y 2my 1y 2-y 1=3, ∴x =4,∴直线AM 与BN 的交点在直线x =4上.6.[2019·北京卷]已知抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1). (1)求抛物线C 的方程及其准线方程;(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B ,求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.解:(1)由抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1),得p =2. 所以抛物线C 的方程为x 2=-4y ,其准线方程为y =1. (2)抛物线C 的焦点为F (0,-1). 设直线l 的方程为y =kx -1(k ≠0). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -1,x 2=-4y得x 2+4kx -4=0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1x 2=-4. 直线OM 的方程为y =y 1x 1x .令y =-1,得点A 的横坐标x A =-x 1y 1. 同理得点B 的横坐标x B =-x 2y 2.设点D (0,n ),则DA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 1y 1,-1-n ,DB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2y 2,-1-n , DA →·DB →=x 1x 2y 1y 2+(n +1)2=x 1x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 214⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 224+(n +1)2=16x 1x 2+(n +1)2=-4+(n +1)2.令DA →·DB →=0,即-4+(n +1)2=0,得n =1或n =-3. 综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,-3).7.[2019·洛阳统考]已知抛物线C :y 2=2px (p >0),其焦点为F ,O 为坐标原点,直线l 与抛物线C 相交于不同的两点A ,B ,M 为AB 的中点.(1)若p =2,M 的坐标为(1,1),求直线l 的方程.(2)若直线l 过焦点F ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,试问:2|MN |2|FN |是否为定值?若为定值,试求出此定值;否则,说明理由.解:(1)由题意知直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为x -1=t (y -1),即x =ty +1-t ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +1-t y 2=4x,得y 2-4ty -4+4t =0,∴Δ=16t 2+16-16t =16(t 2-t +1)>0,y 1+y 2=4t , ∴4t =2,即t =12.∴直线l 的方程为2x -y -1=0. (2)2|MN |2|FN |为定值2p ,证明如下.∵抛物线C :y 2=2px (p >0),∴焦点F 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,0.由题意知直线l 的斜率存在且不为0,∵直线l 过焦点F ,故设直线l 的方程为x =ty +p2(t ≠0), 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +p 2y 2=2px,得y 2-2pty -p 2=0,∴y 1+y 2=2pt ,Δ=4p 2t 2+4p 2>0.∴x 1+x 2=t (y 1+y 2)+p =2pt 2+p , ∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫pt 2+p2,pt .∴MN 的方程为y -pt =-t ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -pt 2-p 2.令y =0,解得x =pt 2+3p 2,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫pt 2+3p 2,0,∴|MN |2=p 2+p 2t 2,|FN |=pt 2+3p 2-p 2=pt 2+p ,∴2|MN |2|FN |=2(p 2+p 2t 2)pt 2+p=2p . 8.[2019·浙江卷]如图,已知点F (1,0)为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点.过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,点C 在抛物线上,使得△ABC 的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 的右侧.记△AFG ,△CQG 的面积分别为S 1,S 2.(1)求p 的值及抛物线的准线方程; (2)求S 1S 2的最小值及此时点G 的坐标. 解:(1)由题意得p2=1,即p =2.所以,抛物线的准线方程为x =-1.(2)设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),C (x C ,y C ),重心G (x G ,y G ).令y A =2t ,t ≠0,则x A =t 2.由于直线AB 过点F ,故直线AB 的方程为x =t 2-12t y +1,代入y 2=4x ,得y 2-2(t 2-1)ty -4=0,故2ty B =-4,即y B =-2t,所以B ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 2,-2t .又由于x G =13(x A +x B +x C ),y G =13(y A +y B +y C )及重心G 在x 轴上,故2t -2t +y C =0,得C ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -t 2,2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -t ,G ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t 4-2t 2+23t 2,0.所以,直线AC 的方程为y -2t =2t (x -t 2),得Q (t 2-1,0). 由于Q 在焦点F 的右侧,故t 2>2.从而 S 1S 2=12|FG |·|y A |12|QG |·|y C |=2t 4-t 2t 4-1=2-t 2-2t 4-1. 令m =t 2-2,则m >0,S 1S 2=2-m m 2+4m +3=2-1m +3m+4≥2-12m ·3m+4=1+32.当m =3即t 2=3+2时,S 1S 2取得最小值1+32,此时G (2,0).。