2022年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2部分 大專題綜合測5 解析幾何(含解析)
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1、2022年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2部分 大專題綜合測5 解析幾何(含解析) 一、選擇題(本大題共12個(gè)小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的) 1.(xx·鄭州市質(zhì)檢)“a=1”是“直線ax+y+1=0與直線(a+2)x-3y-2=0垂直”的( ) A.充要條件 B.充分不必要條件 C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件 [答案] B [解析] 兩直線垂直的充要條件為a(a+2)-3=0,解得a=-3或a=1,故選B. 2.(文)已知圓O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,則過點(diǎn)M(3,0)的最短弦所在的直線方程是
2、( ) A.x+y-3=0 B.x-y-3=0 C.2x-y-6=0 D.2x+y-6=0 [答案] A [解析] 圓O的方程是x2+y2-8x-2y+10=0,即(x-4)2+(y-1)2=7, 圓心O(4,1),設(shè)過點(diǎn)M(3,0)的最短弦所在的直線為l,∵kOM=1,∴kl=-1, ∴l(xiāng)的方程為:y=-1·(x-3),即x+y-3=0. (理)已知?jiǎng)訄AC經(jīng)過點(diǎn)F(0,1)并且與直線y=-1相切,若直線3x-4y+20=0與圓C有公共點(diǎn),則圓C的面積( ) A.有最大值為π B.有最小值為π C.有最大值為4π D.有最小值為4π [答案] D [解析] 如圖所示,
3、由圓C經(jīng)過點(diǎn)F(0,1),并且與直線y=-1相切,可得點(diǎn)C的軌跡為拋物線x2=4y,顯然以拋物線x2=4y上任一點(diǎn)為圓心可作出任意大的圓與直線3x-4y+20=0相交,且此圓可無限大,即圓C的面積不存在最大值,設(shè)圓C與3x-4y+20=0相切于點(diǎn)A,其圓心為(x0,y0),則由AC=PC可得d==y(tǒng)0+1(點(diǎn)C在直線3x-4y+20=0的右方),即=x+1,解得x0=-2或x0=(舍去),當(dāng)x0=-2時(shí),圓心C坐標(biāo)為(-2,1),此時(shí)圓C的半徑為2,即可得圓C的面積的最小值為4π,故應(yīng)選D. 3.(文)(xx·江西上饒三模)已知點(diǎn)M(-6,5)在雙曲線C:-=1(a>0,b>0)上,雙曲線C
4、的焦距為12,則它的漸近線方程為( ) A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x [答案] A [解析] 由條件知∴ ∴漸近線方程為y=±x. (理)(xx·新課標(biāo)Ⅱ理,11)已知A,B為雙曲線E的左,右頂點(diǎn),點(diǎn)M在E上,△ABM為等腰三角形,且頂角為120°, 則E的離心率為( ) A. B.2 C. D. [答案] D [解析] 考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和簡單幾何性質(zhì). 設(shè)雙曲線方程為-=1(a>0,b>0),如圖所示,|AB|=|BM|,∠ABM=120°,過點(diǎn)M作MN⊥x軸,垂足為N,在Rt△BMN中,|BN|=a,|MN|=a,故點(diǎn)M的坐標(biāo)為M(2
5、a,a),代入雙曲線方程得a2=b2=c2-a2,即c2=2a2,所以e=,故選D. 4.拋物線C的頂點(diǎn)為原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,直線x-y=0與拋物線C交于A、B兩點(diǎn),若P(1,1)為線段AB的中點(diǎn),則拋物線C的方程為( ) A.y=2x2 B.y2=2x C.x2=2y D.y2=-2x [答案] B [解析] 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),拋物線方程為y2=2px,則,兩式相減可得2p=×(y1+y2)=kAB×2=2,即可得p=1,∴拋物線C的方程為y2=2x,故應(yīng)選B. 5.(文)(xx·新課標(biāo)Ⅰ文,5)已知橢圓E的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),離心率為,E的右焦點(diǎn)與拋物線C:y
6、2=8x的焦點(diǎn)重合,A,B是C的準(zhǔn)線與E的兩個(gè)交點(diǎn),則|AB|=( ) A.3 B.6 C.9 D.12 [答案] B [解析] 拋物線y2=8x的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0).因?yàn)镋的右焦點(diǎn)與拋物線焦點(diǎn)重合,所以橢圓中c=2,離心率e==,所以a=4, 所以b2=a2-c2=16-4,則橢圓方程為+=1,因?yàn)閽佄锞€的準(zhǔn)線方程為x=-2,當(dāng)x=-2時(shí),y=±3,則|AB|=2×3=6.故本題正確答案為B. (理)過原點(diǎn)O作直線l交橢圓+=1(a>b>0)于點(diǎn)A、B,橢圓的右焦點(diǎn)為F2,離心率為e.若以AB為直徑的圓過點(diǎn)F2,且sin∠ABF2=e,則e=( ) A.
7、B. C. D. [答案] B [解析] 記橢圓的左焦點(diǎn)為F1,依題意得|AB|=2c,四邊形AF1BF2為矩形,sin∠ABF2===e,|AF2|=2ce,|AF1|2=(2a-|AF2|)2=(2a-2ce)2,|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2,(2a-2ce)2+(2ce)2=(2c)2,由此解得e=,選B. 6.半徑不等的兩定圓O1、O2沒有公共點(diǎn),且圓心不重合,動(dòng)圓O與定圓O1和定圓O2都內(nèi)切,則圓心O的軌跡是( ) A.雙曲線的一支 B.橢圓 C.雙曲線的一支或橢圓 D.雙曲線或橢圓 [答案] C [解析] 設(shè)⊙O1、⊙O2、⊙O的半徑分別為r1、r2
8、、R,且r1>r2>0,當(dāng)⊙O1與⊙O2外離時(shí),由條件知⊙O1與⊙O2都內(nèi)切于⊙O,∴|OO1|=R-r1,|OO2|=R-r2,∴|OO2|-|OO1|=r1-r2,0
9、
A.(,2) B.(1,+∞)
C.(1,2) D.(,1)
[答案] C
[解析] 由題意可得,2k-1>2-k>0,
即解得1
10、則C的方程為( ) A.+=1 B.+y2=1 C.+=1 D.+=1 [答案] A [解析] 根據(jù)條件可知=,且4a=4,∴a=,c=1,b2=2,橢圓的方程為+=1. 9.(文)已知P點(diǎn)是x2+y2=a2+b2與雙曲線C:-=1(a>0,b>0)在第一象限內(nèi)的交點(diǎn),F(xiàn)1、F2分別是C的左、右焦點(diǎn),且滿足|PF1|=3|PF2|,則雙曲線的離心率e為( ) A.2 B. C. D. [答案] C [解析] 設(shè)|PF2|=x,則|PF1|=3x, ∴|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2=10x2=4c2, ∴c=x, 由雙曲線的定義知,2a=|PF1|-|PF
11、2|=2x, ∴a=x,∴e==,故選C. (理)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,點(diǎn)A在雙曲線上,且AF2⊥x軸,若=,則雙曲線的離心率等于( ) A.2 B.3 C. D. [答案] A [解析] 設(shè)|AF2|=3x,則|AF1|=5x, ∴|F1F2|=4x,∴c=2x, 由雙曲線的定義知,2a=|AF1|-|AF2|=2x, ∴a=x,∴e==2. 10.(文)過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線l與拋物線在第一象限的交點(diǎn)為A,直線l與拋物線的準(zhǔn)線的交點(diǎn)為B,點(diǎn)A在拋物線的準(zhǔn)線上的射影為C,若=,·=3
12、6,則拋物線的方程為( ) A.y2=6x B.y2=3x C.y2=12x D.y2=2x [答案] D [解析] ∵F(,0),設(shè)A(x0,y0),y0>0,則C(-,y0),B(p-x0,-y0),由條件知p-x0=-,∴x0=, ∴y=2p·=3p2,∴y0=p,∴B(-,-p),A(,p),C(-,p),∴·=(2p,2p)·(0,2p)=12p2=36,∴p=, ∴拋物線方程為y2=2x. (理)過雙曲線M:x2-=1的左頂點(diǎn)A作斜率為2的直線l,若l與雙曲線M的兩條漸近線分別相交于點(diǎn)B、C,且=2,則雙曲線M的離心率是( ) A. B. C. D. [答案
13、] C [解析] 由條件知A(-1,0),∴l(xiāng):y=2(x+1),雙曲線漸近線方程為y=±bx,∵=2,∴B在A,C之間,∴由得B(-,), 由得C(,), 再由=2得b=4,∴e=. 11.若拋物線y2=2px上恒有關(guān)于直線x+y-1=0對稱的兩點(diǎn)A、B,則p的取值范圍是( ) A.(-,0) B.(0,) C.(0,) D.(-∞,0)∪(,+∞) [答案] C [解析] 設(shè)直線AB:y=x+b,代入y2=2px中消去x得,y2-2py+2pb=0,∴y1+y2=2p,x1+x2=y(tǒng)1+y2-2b=2p-2b,由條件知線段AB的中點(diǎn)(,), 即(p-b,p)在直線x+y
14、-1=0上,∴b=2p-1,Δ=4p2-8pb=4p2-8p(2p-1)=-12p2+8p>0,∴0
b>0)的兩焦點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2,過F1的直線交橢圓于P,Q兩點(diǎn),若|PF2|=|F1F2|,且2|PF1|=3|QF1|,則橢圓的離心率為( ) A. B. C. D. [答案] A [解析] 由已知得|PF2|=|F1F2|=2c, ∴|PF1|=2a-|PF2|=2a-2c, |QF1|=|PF1|=(a-c),|QF2|=2a-|QF1|=2a-(2a-2c)=a+c |PQ|=(a-c) 在△PF1F2和△PF
15、2Q中,由余弦定理得: cos∠F2PQ= = 即 = 整理得5c2-8ac+3a2=0,即5e2-8e+3=0, ∴e=或e=1(舍). 二、填空題(本大題共4個(gè)小題,每小題5分,共20分,將正確答案填在題中橫線上) 13.(文)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)與拋物線y2=8x有公共焦點(diǎn),且雙曲線上的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的最短距離為1,則該雙曲線的離心率為________. [答案] 2 [解析] ∵拋物線y2=8x的焦點(diǎn)為(2,0),∴雙曲線-=1(a>0,b>0)中c=2, 又a=1,∴e==2. (理)過雙曲線-=1(a>0,b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)作一條漸近線的垂線,垂
16、足恰好落在曲線+=1上,則雙曲線的離心率為________. [答案] [解析] 不妨設(shè)雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)為(c,0),(c>0),一條漸近線方程為y=x,由得垂足的坐標(biāo)為(,),把此點(diǎn)坐標(biāo)代入方程+=1,得+=1,化簡,并由c2=a2+b2得a=b,∴e==. 14.(文)設(shè)拋物線x2=4y的焦點(diǎn)為F,經(jīng)過點(diǎn)P(1,4)的直線l與拋物線相交于A、B兩點(diǎn),且點(diǎn)P恰為AB的中點(diǎn),則||+||=________. [答案] 10 [解析] 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知x1+x2=2,且x=4y1,x=4y2,兩式相減整理得,==,所以直線AB的方程為x-2y+7=0,將
17、x=2y-7代入x2=4y整理得4y2-32y+49=0,所以y1+y2=8,又由拋物線定義得||+||=y(tǒng)1+y2+2=10. (理)橢圓Γ:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,焦距為2c,若直線y=(x+c)與橢圓Γ的一個(gè)交點(diǎn)M滿足∠MF1F2=2∠MF2F1,則該橢圓的離心率等于________. [答案]?。? [解析] 本題考查了橢圓離心率的求解. 如圖,由題意易知F1M⊥F2M且|MF1|=c,|MF2|=c,∴2a=(+1)c,∴==-1. 15.(xx·濰坊市模擬)拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)O是坐標(biāo)原點(diǎn),過點(diǎn)O、F的圓與拋物線C的
18、準(zhǔn)線相切,且該圓的面積為36π,則拋物線方程為________. [答案] y2=16x [解析] 由圓的面積為36π,得圓的半徑r=6,圓心到準(zhǔn)線的距離為+=6,得p=8,所以拋物線方程為y2=16x. 16.(文)(xx·蘭州市診斷)橢圓C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,若橢圓C的離心率等于,且它的一個(gè)頂點(diǎn)恰好是拋物線x2=8y的焦點(diǎn),則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為________. [答案] +=1 [解析] 由題設(shè)知拋物線的焦點(diǎn)為(0,2),所以橢圓中b=2.因?yàn)閑==,所以a=2c,又因?yàn)閍2-b2=c2,聯(lián)立解得c=2,a=4,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1. (理)(xx·安徽理,1
19、4)若F1、F2分別是橢圓E:x2+=1(0
20、y,m,n是過點(diǎn)A(a,-1)且傾斜角互補(bǔ)的兩條直線,其中m與E有唯一公共點(diǎn)B,n與E相交于不同的兩點(diǎn)C,D. (1)求m的斜率k的取值范圍; (2)當(dāng)n過E的焦點(diǎn)時(shí),求B到n的距離. [解析] (1)m:y+1=k(x-a),n:y+1=-k(x-a),分別代入x2=4y,得 x2-4kx+4ka+4=0?、?, x2+4kx-4ka+4=0?、冢? 由Δ1=0得k2-ka-1=0, 由Δ2>0得k2+ka-1>0, 故有2k2-2>0,得k2>1,即k<-1或k>1. (2)E的焦點(diǎn)F(0,1),kAF==-k,所以ak=2. ∴k2=ka+1=3,B(2k,k2), 所
21、以B到n的距離d===4. 18.(本題滿分12分)(xx·石家莊市一模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,一動(dòng)圓經(jīng)過點(diǎn)(1,0)且與直線x=-1相切,設(shè)該動(dòng)圓圓心的軌跡為曲線E. (1)求曲線E的方程; (2)已知點(diǎn)A(5,0),傾斜角為的直線l與線段OA相交(不經(jīng)過點(diǎn)O或點(diǎn)A)且與曲線E交于M、N兩點(diǎn),求△AMN面積的最大值,及此時(shí)直線l的方程. [解析] (1)由題意可知圓心到點(diǎn)(1,0)的距離等于到直線x=-1的距離, 由拋物線的定義可知,圓心的軌跡方程:y2=4x. (2)解法一 :由題意,可設(shè)l的方程為y=x-m,其中0<m<5 由方程組,消去y,得x2-(2m+4)x+m
22、2=0 ?、?
當(dāng)0<m<5時(shí),方程①的判別式Δ=(2m+4)2-4m2=16(1+m)>0成立.
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)則x1+x2=4+2m,x1·x2=m2,
∴|MN|=|x1-x2|= 4
又因?yàn)辄c(diǎn)A到直線l的距離為d=
∴S△AMN=2(5-m)=2.
令f(m)=m3-9m2+15m+25,(0 23、由題意,可設(shè)l與x軸相交于B(m,0), l的方程為x = y +m,其中0<m<5
由方程組,消去x,得y2-4y-4m=0 ?、?
∵直線l與拋物線有兩個(gè)不同交點(diǎn)M、N,
∴方程①的判別式Δ=(-4)2+16m=16(1+m)>0必成立,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)則y1+y2=4,y1·y2=-4m.
∴S△=(5-m) |y1-y2|
=(5-m)
=2(5-m)=2.
令f(m)=m3-9m2+15m+25,(0 24、單調(diào)遞減.
當(dāng)m=1時(shí), f(m)有最大值32,
故當(dāng)直線l的方程為y=x-1時(shí),△AMN的最大面積為8.
19.(本題滿分12分)(文)設(shè)點(diǎn)P是曲線C:x2=2py(p>0)上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P到點(diǎn)(0,1)的距離和它到焦點(diǎn)F的距離之和的最小值為.
(1)求曲線C的方程;
(2)若點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1,過P作斜率為k(k≠0)的直線交C于點(diǎn)Q,交x軸于點(diǎn)M,過點(diǎn)Q且與PQ垂直的直線與C交于另一點(diǎn)N,問是否存在實(shí)數(shù)k,使得直線MN與曲線C相切?若存在,求出k的值;若不存在,請說明理由.
[解析] (1)依題意知1+=,解得p=.
所以曲線C的方程為x2=y(tǒng).
(2)由題意直線PQ的方程為 25、:y=k(x-1)+1,則點(diǎn)M(1-,0).
聯(lián)立方程組,消去y得x2-kx+k-1=0,得Q(k-1,(k-1)2).
所以得直線QN的方程為y-(k-1)2=-(x-k+1).代入曲線方程y=x2中,得x2+x-1+-(1-k)2=0.
解得N(1--k,(1-k-)2).
所以直線MN的斜率kMN=
=-.
過點(diǎn)N的切線的斜率k′=2(1-k-).
由題意有-=2(1-k-).
解得k=.
故存在實(shí)數(shù)k=使命題成立.
(理)(xx·鄭州市質(zhì)檢)設(shè)橢圓C:+=1(a>b>0),F(xiàn)1,F(xiàn)2為左、右焦點(diǎn),B為短軸端點(diǎn),且S△BF1F2=4,離心率為,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1) 26、求橢圓C的方程;
(2)是否存在圓心在原點(diǎn)的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓C恰有兩個(gè)交點(diǎn)M、N,且滿足|+|=|-|?若存在,求出該圓的方程;若不存在,說明理由.
[解析] (1)因?yàn)闄E圓C:+=1(a>0,b>0),由題意得S△BF1F2=×2c×b=4,e==,a2=b2+c2,所以解得所以橢圓C的方程為+=1.
(2)假設(shè)存在圓心在原點(diǎn)的圓x2+y2=r2,使得該圓的任意一條切線與橢圓C恒有兩個(gè)交點(diǎn)M,N,因?yàn)閨+|=|-|,所以有·=0,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),當(dāng)切線斜率存在時(shí),設(shè)該圓的切線方程為y=kx+m,由方程組
得x2+2(kx+m)2=8,即(1+ 27、2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
則Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-8)=8(8k2-m2+4)>0,
即8k2-m2+4>0,
x1,2=
∴x1+x2=-,x1x2=;
y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=-+m2=,
要使·=0,需x1x2+y1y2=0,即+=0,所以3m2-8k2-8=0,所以k2=≥0,
又8k2-m2+4>0,所以,
所以m2≥,即m≥或m≤-,因?yàn)橹本€y=kx+m為圓的一條切線,
所以圓的半徑為r=,r2===,r=,所求的圓為x2+y2=,
此時(shí)圓的切線y=kx+m都滿足m≥或 28、m≤-,
而當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),切線為x=±與橢圓+=1的兩個(gè)交點(diǎn)為或滿足·=0,綜上,存在圓心在原點(diǎn)的圓x2+y2=滿足條件.
20.(本題滿分12分)(xx·北京文,20)已知橢圓C:x2+3y2=3.過點(diǎn)D(1,0)且不過點(diǎn)E(2,1)的直線與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),直線AE與直線x=3交于點(diǎn)M.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若AB垂直于x軸,求直線BM的斜率;
(3)試判斷直線BM與直線DE的位置關(guān)系,并說明理由.
[分析] 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及其幾何性質(zhì)、直線的斜率、兩直線的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識,考查學(xué)生的分析問題解決問題的能力、轉(zhuǎn)化能力、計(jì)算能力.第一問,先將 29、橢圓方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,得到a,b,c的值,再利用e=計(jì)算離心率;第二問,由直線AB的特殊位置,設(shè)出A,B點(diǎn)坐標(biāo)和直線AE的方程,由直線AE與x=3相交于M點(diǎn),得到M點(diǎn)坐標(biāo),利用點(diǎn)B、點(diǎn)M的坐標(biāo),求直線BM的斜率;第三問,分直線AB的斜率存在和不存在兩種情況進(jìn)行討論,第一種情況,直接分析即可得出結(jié)論,第二種情況,先設(shè)出直線AB和直線AE的方程,將橢圓方程與直線AB的方程聯(lián)立,消參,得到x1+x2和x1x2,代入到kBM=1中,只需計(jì)算出等于0即可證明kBM=kDE,即兩直線平行.
[解析] (1)橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
所以a=,b=1,c=.
所以橢圓C的離心率e==.
(2) 30、因?yàn)锳B過點(diǎn)D(1,0)且垂直于x軸,所以可設(shè)A(1,y1),B(1,-y1).
直線AE的方程為y-1=(1-y1)(x-2).
令x=3,得M(3,2-y1).
所以直線BM的斜率kBM==1.
(3)直線BM與直線DE平行.證明如下:
當(dāng)直線AB的斜率不存在時(shí),由(2)可知kBM=1.
又因?yàn)橹本€DE的斜率kDE==1,所以BM∥DE.
當(dāng)直線AB的斜率存在時(shí),設(shè)其方程為y=k(x-1)(k≠1).
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則直線AE的方程為y-1=(x-2).
令x=3,得點(diǎn)M(3,).
由
得(1+3k2)x2-6k2x+3k2-3=0.
所 31、以x1+x2=,x1x2=.
直線BM的斜率kBM=.
因?yàn)閗BM-1=
=
==0,
所以kBM=1=kDE.
所以BM∥DE.
綜上可知,直線BM與直線DE平行.
21.(本題滿分12分)(文)(xx·南昌市一模)已知圓E:x2+2=經(jīng)過橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2,且與橢圓C在第一象限的交點(diǎn)為A,且F1,E,A三點(diǎn)共線,直線l交橢圓C于M,N兩點(diǎn),且=λ(λ≠0).
(1)求橢圓C的方程;
(2)當(dāng)三角形AMN的面積取到最大值時(shí),求直線l的方程.
[解析] (1)如圖,圓E經(jīng)過橢圓C的左、右焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2,
∵F1,E,A三點(diǎn)共 32、線,
∴F1A為圓E的直徑,∴AF2⊥F1F2,∴F2(c,0)在圓上,
∴c2+2=,
∵c>0,∴c=,
|AF2|2=|AF1|2-|F1F2|2=9-8=1,∴|AF2|=1,2a=|AF1|+|AF2|=3+1=4,∴a=2,
∵a2=b2+c2,解得b=,
∴橢圓C的方程+=1.
(2)點(diǎn)A的坐標(biāo)(,1),∵=λ(λ≠0),
所以直線l的斜率為,故設(shè)直線l的方程為y=x+m
由消去y得,x2+mx+m2-2=0,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)
∴x1+x2=-m,x1x2=m2-2,Δ=2m2-4m2+8>0,
∴-2 33、-x1|==,
點(diǎn)A到直線l的距離d=,
S△AMN=|MN|· d=×|m|
=≤×=,
當(dāng)且僅當(dāng)4-m2=m2,即m=±時(shí),S△AMN取到最大值,直線l的方程為y=x±.
(理)(xx·上海八校調(diào)研)已知點(diǎn)F1、F2為雙曲線C:x2-=1(b>0)的左、右焦點(diǎn),過F2作垂直于x軸的直線,在x軸上方交雙曲線C于點(diǎn)M,且∠MF1F2=30°.圓O的方程是x2+y2=b2.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)過雙曲線C上任意一點(diǎn)P作該雙曲線兩條漸近線的垂線,垂足分別為P1、P2,求·的值;
(3)過圓O上任意一點(diǎn)Q(x0,y0)作圓O的切線l交雙曲線C于A、B兩點(diǎn),AB的中點(diǎn)為M, 34、求證:||=2||.
[解析] (1)設(shè)F2、M的坐標(biāo)分別為(,0),(,y0),
因?yàn)辄c(diǎn)M在雙曲線C上,所以1+b2-=1,
即y0=±b2,所以|MF2|=b2,
在Rt△MF2F1中,∠MF1F2=30°,|MF2|=b2,
所以|MF1|=2b2,
由雙曲線的定義可知|MF1|-|MF2|=b2=2,
故雙曲線C的方程為x2-=1.
(2)由條件可知兩條漸近線方程為l1:x-y=0,l2:x+y=0.
設(shè)雙曲線C上的點(diǎn)P(x0,y0),兩漸近線的夾角為θ,
y=x的傾斜角為α,則
cosθ=cos(π-2α)===.
點(diǎn)P到兩條漸近線的距離分別為
|PP1|= 35、,|PP2|=,
因?yàn)镻(x0,y0)在雙曲線C:x2-=1上,所以2x-y=2,
所以·=·cos(π-θ)
=·(-)=-.
(3)證明:由題意,要證||=2||,即證OA⊥OB.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),切線l的方程為x0x+y0y=2.
①當(dāng)y0≠0時(shí),切線l的方程代入雙曲線C的方程中,
化簡得(2y-x)x2+4x0x-(2y+4)=0,
所以x1+x2=-,x1x2=-,
又y1y2=·=[4-x0(x1+x2)+xx1x2]
=,
所以·=x1x2+y1y2=-+
==0;
②當(dāng)y0=0時(shí),易知上述結(jié)論也成立,
即·=x1x2+y1y2= 36、0.
綜上所述,OA⊥OB,所以||=2||.
22.(本題滿分12分)(文)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的短軸長為2,且與拋物線y2=4x有共同的一個(gè)焦點(diǎn),橢圓C的左頂點(diǎn)為A,右頂點(diǎn)為B,點(diǎn)P是橢圓C上位于x軸上方的動(dòng)點(diǎn),直線AP、BP與直線y=3分別交于G、H兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)求線段GH的長度的最小值;
(3)在線段GH的長度取得最小值時(shí),橢圓C上是否存在一點(diǎn)T,使得△TPA的面積為1,若存在求出點(diǎn)T的坐標(biāo),若不存在,說明理由.
[解析] (1)由已知得,拋物線的焦點(diǎn)為(,0),則
c=,又b=1,由a2-b2=c2,可得a2=4.
故橢圓C的方程為 37、+y2=1.
(2)直線AP的斜率k顯然存在,且k>0,故可設(shè)直線AP的方程為y=k(x+2),從而G(-2,3).
由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.
設(shè)P(x1,y1),則(-2)x1=,
所以x1=,從而y1=.即P(,),
又B(2,0),則直線PB的斜率為-.
由得
所以H(-12k+2,3).
故|GH|=|-2+12k-2|=|+12k-4|.
又k>0,+12k≥2=12.
當(dāng)且僅當(dāng)=12k,即k=時(shí)等號成立.
所以當(dāng)k=時(shí),線段GH的長度取最小值8.
(3)由(2)可知,當(dāng)GH的長度取最小值時(shí),k=.
則直線AP的方程為x-2y+ 38、2=0,此時(shí)P(0,1),|AP|=.
若橢圓C上存在點(diǎn)T,使得△TPA的面積等于1,則點(diǎn)T到直線AP的距離等于,
所以T在平行于AP且與AP距離等于的直線l上.
設(shè)直線l:y=x+t.
則由得x2+2tx+2t2-2=0.
Δ=4t2-8(t2-1)≥0.即t2≤2.
由平行線間的距離公式,得=,
解得t=0或t=2(舍去).
可求得T(,)或T(-,-).
(理)設(shè)橢圓C1:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別是F1、F2,下頂點(diǎn)為A,線段OA的中點(diǎn)為B(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),如圖.若拋物線C2:y=x2-1與y軸的交點(diǎn)為B,且經(jīng)過F1、F2點(diǎn).
(1)求橢圓C1的方程; 39、
(2)設(shè)M(0,-),N為拋物線C2上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)N作拋物線C2的切線交橢圓C1于P、Q兩點(diǎn),求△MPQ面積的最大值.
[解析] (1)由題意可知B(0,-1),則A(0,-2),故b=2.
令y=0得x2-1=0即x=±1,則F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),故c=1.
所以a2=b2+c2=5,
于是橢圓C1的方程為:+=1.
(2)設(shè)N(t,t2-1),由于y′=2x知直線PQ的方程為:
y-(t2-1)=2t(x-t).
即y=2tx-t2-1.
代入橢圓方程整理得:4(1+5t2)x2-20t(t2+1)x+5(t2+1)2-20=0,
Δ=400t2(t2+ 40、1)2-80(1+5t2)[(t2+1)2-4]
=80(-t4+18t2+3),
x1+x2=,x1x2=,
故|PQ|=|x1-x2|
=·
=.
設(shè)點(diǎn)M到直線PQ的距離為d,則
d==.
所以,△MPQ的面積S=|PQ|·d
= ·
==
≤=.
當(dāng)t=±3時(shí)取到“=”,經(jīng)檢驗(yàn)此時(shí)Δ>0,滿足題意.
綜上可知,△MPQ的面積的最大值為.
[方法點(diǎn)撥] 1.涉及直線與二次曲線有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),一般方法是設(shè)出直線的方程與曲線方程聯(lián)立,用根與系數(shù)的關(guān)系“整體代入設(shè)而不求”和用判別式處理,中點(diǎn)弦問題還可用點(diǎn)差法解決.
2.涉及圓錐曲線的焦點(diǎn)弦、焦點(diǎn)三角形問題,常結(jié)合定義 41、,正余弦定理等知識解決.
3.涉及垂直問題可結(jié)合向量的數(shù)量積解決.
反饋練習(xí)
一、選擇題
1.(文)“a=2”是“直線ax+2y=0平行于直線x+y=1”的( )
A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
[答案] C
[解析] 若a=2,則直線ax+2y=0平行于直線x+y=1,反之也成立,即“a=2”是“直線ax+2y=0平行于直線x+y=1”的充要條件,故應(yīng)選C.
(理)若直線2tx+3y+2=0與直線x+6ty-2=0平行,則實(shí)數(shù)t等于( )
A.或- B.
C.- D.
[答案] B
[解析] 42、由條件知,=≠,∴t=.
2.(文)若直線l1:x-ay+1=0與直線l2:(a+4)x+(2a-1)y-5=0互相垂直(a<0),則直線l1的傾斜角為( )
A.45° B.135°
C.60° D.30°或135°
[答案] B
[解析] ∵l1⊥l2,∴1×(a+4)-a(2a-1)=0,
∴a=-1或2,∵a<0,∴a=1,
∴l(xiāng)1的方程為x+y+1=0,
∴l(xiāng)1的傾斜角為135°.
(理)若曲線y=2x2的一條切線l與直線x+4y-8=0垂直,則切線l的方程為( )
A.x+4y+3=0 B.x+4y-9=0
C.4x-y+3=0 D.4x-y-2=0
[ 43、答案] D
[解析] y′=4x,直線x+4y-8=0的斜率k=-,令4x=4得x=1,
∴切點(diǎn)(1,2),∴切線l:y-2=4(x-1),
即4x-y-2=0,故選D.
3.(xx·東北三省四市第二次聯(lián)考)已知直線y=2(x-1)與拋物線C:y2=4x交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)M(-1,m),若·=0,則m=( )
A. B.
C. D.0
[答案] B
[解析] 求出點(diǎn)A,B的坐標(biāo),利用數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算建立方程求解.聯(lián)立直線y=2(x-1)和拋物線C:y2=4x,解得A(2,2),B(,-),所以·=(3,2-m)·(,--m)=+(2-m)(--m)=0,化簡得m2-m+=0, 44、∴m=,故選B.
[點(diǎn)評] 當(dāng)A、B坐標(biāo)互換時(shí),求得m的另一個(gè)值,但結(jié)合選項(xiàng)知只能選B.
4.(xx·廣東理,7)已知雙曲線C:-=1的離心率e=,且其右焦點(diǎn)為F2(5,0),則雙曲線C的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
[答案] C
[解析] 本題考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其簡單幾何性質(zhì),屬于容易題.
因?yàn)樗箅p曲線的右焦點(diǎn)為F2(5,0)且離心率為e==,所以c=5,a=4,b2=c2-a2=9,所以所求雙曲線方程為-=1,故選C.
5.(文)(xx·天津理,5)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線平行于直線l:y=2x+10,雙曲線的一 45、個(gè)焦點(diǎn)在直線l上,則雙曲線的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
[答案] A
[解析] 由于一個(gè)焦點(diǎn)在直線y=2x+10上,則一個(gè)焦點(diǎn)為(-5,0),又由漸近線平行于直線y=2x+10.則=2,結(jié)合a2+b2=c2,c=5得,
∴a2=5,b2=20,雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為-=1,選A.
(理)(xx·江西文,9)過雙曲線C:-=1的右頂點(diǎn)作x軸的垂線,與C的一條漸近線相交于A.若以C的右焦點(diǎn)為圓心、半徑為4的圓經(jīng)過A、O兩點(diǎn)(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則雙曲線C的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
[答案] A
[解析] 如圖設(shè)雙曲 46、線的右焦點(diǎn)F,右頂點(diǎn)B,設(shè)漸近線OA方程為y=x,
由題意知,以F為圓心,4為半徑的圓過點(diǎn)O,A,
∴|FA|=|FO|=r=4.
∵AB⊥x軸,A為AB與漸近線y=x的交點(diǎn),
∴可求得A點(diǎn)坐標(biāo)為A(a,b).
∴在Rt△ABO中,|OA|===c=|OF|=4,
∴△OAF為等邊三角形且邊長為4,B為OF的中點(diǎn),從而解得|OB|=a=2,|AB|=b=2,
∴雙曲線的方程為-=1,故選A.
6.(文)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的兩條漸近線與拋物線y2=2px(p>0)的準(zhǔn)線分別交于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).若雙曲線的離心率為2,△AOB的面積為,則p=( )
47、A.1 B.
C.2 D.3
[答案] C
[解析] ∵e==2,∴b2=c2-a2=3a2,∴=,雙曲線的兩條漸近線方程為y=±x,不妨設(shè)A(-,),B(-,-),則AB=p,又三角形的高為,則S△AOB=××p=,∴p2=4,又p>0,∴p=2.
(理)已知點(diǎn)F1、F2分別為雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),P為雙曲線左支上的任意一點(diǎn),若的最小值為9a,則雙曲線的離心率為( )
A.2 B.5
C.3 D.2或5
[答案] B
[解析] 由雙曲線定義得|PF2|=2a+|PF1|,
∴==|PF1|++4a,其中|PF1|≥c-a.當(dāng)c-a≤2 48、a時(shí),y=x+在[c-a,+∞)上為減函數(shù),沒有最小值,故c-a>2a,即c>3a?e>3,y=x+在[c-a,+∞)上為增函數(shù),故f(x)min=f(c-a)=c-a++4a=9a,化簡得10a2-7ac+c2=0,兩邊同除以a2可得e2-7e+10=0,解得e=5或e=2(舍去).
7.(xx·邯鄲市二模)已知點(diǎn)P為橢圓+=1上一點(diǎn),點(diǎn)F1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)I為△PF1F2的內(nèi)心,若△PIF1和△PIF2的面積和為1,則△IF1F2的面積為( )
A. B.
C.1 D.2
[答案] B
[解析] 由橢圓方程知,a=2,c=1,設(shè)內(nèi)心到三邊距離為d,則由橢圓定義及 49、條件知,S△PIF1+S△PIF2=|PF1|·d+|PF2|·d=(|PF1|+|PF2|)·d=2d=1,∴d=,∴S△IF1F2=|F1F2|·d=cd=.
8.拋物線y=x2(-2≤x≤2)繞y軸旋轉(zhuǎn)一周形成一個(gè)如圖所示的旋轉(zhuǎn)體,在此旋轉(zhuǎn)體內(nèi)水平放入一個(gè)正方體,使正方體的一個(gè)面恰好與旋轉(zhuǎn)體的開口面平齊,則此正方體的棱長是( )
A.1 B.2
C.2 D.4
[答案] B
[解析] 當(dāng)x=2時(shí),y=4,
設(shè)正方體的棱長為a,由題意知(a,4-a)在拋物線y=x2上,∴4-a=a2,∴a=2.
9.(文)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,O為坐標(biāo)原點(diǎn),以 50、OF為直徑的圓與雙曲線的一條漸近線相交于O,A兩點(diǎn),若△AOF的面積為b2,則雙曲線的離心率等于( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] ∵A在以O(shè)F為直徑的圓上,∴AO⊥AF,
∴AF:y=-(x-c)與y=x聯(lián)立解得x=,y=,∵△AOF的面積為b2,
∴·c·=b2,∴e=.
(理)過雙曲線-=1(a>0,b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)作實(shí)軸的垂線,交雙曲線于A、B兩點(diǎn),若線段AB的長度恰等于焦距,則雙曲線的離心率為( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] 依題意得=2c,c2-ac-a2=0,即e2-e-1=0,(e-)2=,又e>1,因此e- 51、=,e=,故選A.
10.(xx·洛陽市期末)若直線l:ax+by+1=0(a≥0,b≥0)始終平分圓M:x2+y2+4x+2y+1=0的周長,則a2+b2-2a-2b+3的最小值為( )
A. B.
C.2 D.
[答案] B
[解析] 由題意知直線經(jīng)過圓心(-2,-1),∴2a+b-1=0,∴(a-1)2+(b-1)2的最小值為(1,1)到直線2a+b-1=0的距離的平方,即2=,∴a2+b2-2a-2b+3的最小值為+1=.
11.(xx·唐山市二模)已知橢圓C1:+=1(a>b>0)與圓C2:x2+y2=b2,若在橢圓C1上存在點(diǎn)P,使得由點(diǎn)P所作的圓C2的兩條切線互相垂 52、直,則橢圓C1的離心率的取值范圍是( )
A.[,1) B.[,]
C.[,1) D.[,1)
[答案] C
[解析] 如圖,設(shè)切點(diǎn)為A、B,則OA⊥PA,OB⊥PB,∵∠APB=90°,連接OP,則∠APO=45°,∴AO=PA=b,OP=b,∴a≥b,∴a2≤2c2,∴≥,∴e≥,
又∵e<1,∴≤e<1.
12.(xx·河南八市質(zhì)量監(jiān)測)已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)F的直線l交拋物線于A,B兩點(diǎn),若A(3,y0)且AF=4,則△OAB的面積為( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 由條件及拋物線的定義知,4=3+,∴p=2 53、,
∴拋物線方程為y2=4x,∴A(3,2),kAF=,∴l(xiāng)AB:y=(x-1),由可得3(x-1)2-4x=0,解得x1=3,x2=,所以y1=2,y2=-,
∴S△AOB=|OF|·|y1-y2|
=×1×=.
二、填空題
13.已知圓C:(x+1)2+y2=8.若點(diǎn)Q(x,y)是圓C上一點(diǎn),則x+y的取值范圍為________.
[答案] [-5,3]
[分析] 設(shè)x+y=t,則Q是⊙C與直線x+y=t的公共點(diǎn),則問題轉(zhuǎn)化為直線與⊙C有公共點(diǎn)時(shí),求參數(shù)t的取值范圍問題.
[解析] 設(shè)x+y=t,∵Q(x,y)是⊙C上任意一點(diǎn),∴直線與圓相交或相切,∴≤2,∴-5≤t≤3. 54、
14.已知圓C的圓心與拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F關(guān)于直線y=x對稱,直線4x-3y-2=0與圓C相交于A、B兩點(diǎn),且|AB|=6,則圓C的方程為________.
[答案] x2+(y-1)2=10
[分析] 由圓心C與F關(guān)于直線y=x對稱可求得C點(diǎn)坐標(biāo),再由弦長|AB|=6可求得圓的半徑,進(jìn)而可得圓的方程.
[解析] 拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F(1,0)關(guān)于直線y=x的對稱點(diǎn)C(0,1)是圓心,C到直線4x-3y-2=0的距離d==1,
又圓截直線4x-3y-2=0的弦長為6,
∴圓的半徑r==.
∴圓方程為x2+(y-1)2=10.
15.(文)已知直線ax+by=1(其中a 55、、b為非零實(shí)數(shù))與圓x2+y2=1相交于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且△AOB為直角三角形,則+的最小值為________.
[答案] 4
[解析] ∵△AOB為等腰直角三角形,⊙O的半徑為1,∴O到直線ax+by-1=0的距離為,即=,∴2a2+b2=2,∴+=(+)()=2++≥4,等號在=,
即b2=2a2=1時(shí)成立,∴所求最小值為4.
(理)過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F作一條傾斜角為α,長度不超過8的弦,弦所在的直線與圓x2+y2=有公共點(diǎn),則α的取值范圍是________.
[答案] [,]∪[,]
[解析] F(1,0),直線AB:y=tanα(x-1),由條件知,圓心(0 56、,0)到直線AB的距離d=≤,∴-≤tanα≤.(1)
將y=k(x-1)代入y2=4x中消去y得,
k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1+x2=,y1+y2=k(x1+x2-2)=,
∴AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為P(,),
∵|AB|≤8,∴P到準(zhǔn)線的距離+1≤4,
∴|k|≥1,∴|tanα|≥1,(2)
由(1)(2)得≤α≤或≤α≤.
16.(文)(xx·吉林市質(zhì)檢)已知點(diǎn)F為拋物線y2=-8x的焦點(diǎn),O為原點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線準(zhǔn)線上一動(dòng)點(diǎn),A在拋物線上,且|AF|=4,則|PA|+|PO|的最小值是________.
[答案] 2
[分析] 設(shè)O關(guān)于直線x=2的對稱點(diǎn) 57、為O′,則|PA|+|PO|=|PA|+|PO′|,故當(dāng)P、A、O′三點(diǎn)共線時(shí)取到最小值.
[解析] 如圖,∵|AF|=4,∴A到準(zhǔn)線距離為4,又準(zhǔn)線方程為x=2,∴A(-2,4),作點(diǎn)O關(guān)于直線x=2的對稱點(diǎn)O′,則O′的坐標(biāo)為(4,0),連接AO′與直線x=2相交于點(diǎn)P,則點(diǎn)P為所求,|PA|+|PO|=|PA|+|PO′|=|AO′|=2.
(理)已知直線l1:x-y+5=0,和l2:x+4=0,拋物線C:y2=16x,P是C上一動(dòng)點(diǎn),則P到l1與l2距離之和的最小值為________.
[分析] 觀察拋物線C與直線l2的系數(shù)可以發(fā)現(xiàn),l2為C的準(zhǔn)線,由拋物線的定義可將P到l2的距 58、離轉(zhuǎn)化為P到焦點(diǎn)F的距離,則問題變?yōu)镻到F的距離與P到l1的距離之和最小,畫出圖形易見,當(dāng)PF⊥l1時(shí),“距離之和”取到最小值.
[答案]
[解析] 在同一坐標(biāo)系中畫出直線l1、l2和曲線C如圖.
P在C上任意一點(diǎn),由拋物線的定義知,|PF|=d2,
∴d1+d2=d1+|PF|,顯見當(dāng)PF⊥l1,即P為P1點(diǎn)時(shí)d1+d2=|FM|,此時(shí)距離之和取到最小值,
∵|FM|=,∴所求最小值為.
[點(diǎn)評] 當(dāng)問題涉及拋物線上動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)(或準(zhǔn)線)的距離,或雙曲線(橢圓)上動(dòng)點(diǎn)到兩焦點(diǎn)距離時(shí),應(yīng)考慮定義是否能發(fā)揮作用.
三、解答題
17.(文)已知圓C1:x2+y2=r2截直線x+ 59、y-=0所得的弦長為.拋物線C2:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)在圓C1上.
(1)求拋物線C2的方程;
(2)過點(diǎn)A(-1,0)的直線l與拋物線C2交于B、C兩點(diǎn),又分別過B、C兩點(diǎn)作拋物線C2的切線,當(dāng)兩條切線互相垂直時(shí),求直線l的方程.
[解析] (1)易求得圓心到直線的距離為,
所以半徑r==1.∴圓C1:x2+y2=1.拋物線的焦點(diǎn)(0,)在圓x2+y2=1上,得p=2,
所以x2=4y.
(2)設(shè)所求直線的方程為y=k(x+1),
B(x1,y1),C(x2,y2).
將直線方程代入拋物線方程可得x2-4kx-4k=0,
∴x1x2=-4k.
因?yàn)閽佄锞€y=,所以 60、y′=,
所以兩條切線的斜率分別為、,
所以·=-1=,所以k=1.
故所求直線方程為x-y+1=0.
(理)(xx·唐山市一模)已知圓O:x2+y2=4,點(diǎn)A(,0),以線段AB為直徑的圓O1內(nèi)切于圓O,記點(diǎn)B的軌跡為Γ.
(1)求曲線Γ的方程;
(2)當(dāng)OB與圓O1相切時(shí),求直線AB的方程.
[解析] (1)設(shè)⊙O1與⊙O的切點(diǎn)為P,連OO1,O1P,
則|OO1|+|O1P|=|OP|=2,取A關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)A1,連A1B,故|A1B|+|AB|=2(|OO1|+|O1P|)=4.
所以點(diǎn)B的軌跡是以A1,A為焦點(diǎn),長軸長為4的橢圓.
其中,a=2,c=,b 61、=1,則
曲線Γ的方程為+y2=1.
(2)因?yàn)镺B與圓O1相切,所以⊥.
設(shè)B(x0,y0),則x0(x0-)+y=0.
又+y=1,解得x0=,y0=±.
則kOB=±,kAB=?,
則直線AB的方程為y=±(x-),即
x+y-=0或x-y-=0.
18.(xx·江西省質(zhì)量監(jiān)測)在平面平直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線C1:ax2-y2=1(a>0)
(1)過C1的左頂點(diǎn)引C1的一條漸近線的平行線,若該直線與另一條漸近線及x軸圍成的三角形的面積不超過,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)設(shè)斜率為1的直線l交C1于P,Q兩點(diǎn),若l與圓x2+y2=1相切且⊥,求雙曲線的方程.
62、
[解析] (1)雙曲線的漸近線方程為y=±x
過C1的左頂點(diǎn)引C1的一條漸近線的平行線是y=x+1,設(shè)兩直線的交點(diǎn)為A.
由解得∴A,
∴圍成的三角形的面積S=··=≤,
解得a≤.
(2)設(shè)直線l:y=x+m,P(x1,y1),Q(x2,y2),
?(a-1)x2-2mx-m2-1=0(a≠1),
∴x1+x2=,x1x2=-,
l與圓相切∴=1?m2=2.(1)
∵OP⊥OQ,∴x1x2+y1y2=0?x1x2+(x1+m)(x2+m)=0
2x1x2+m(x1+x2)+m2=0?-2·++m2=0(2)
解(1)(2)得:a=2
當(dāng)a=1時(shí),不滿足題意.
∴所 63、求的雙曲線方程為:2x2-y2=1.
19.(文)(xx·河南八市質(zhì)量監(jiān)測)已知橢圓C:+y2=1(a>1)的上頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,直線AF與圓M:(x-3)2+(y-1)2=3相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過點(diǎn)A的動(dòng)直線l與橢圓C交于P、Q兩點(diǎn),且·=0.求證:直線l過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
[解析] (1)A(0,1),F(xiàn)(,0),
直線AF:+y=1,
即x+y-=0,
∵AF與⊙M相切,圓心M(3,1),半徑r=,
∴=,∵a>1,,∴a=,
∴橢圓的方程為+y2=1.
(2)由·=0知AP⊥AQ,從而直線AP與坐標(biāo)軸不垂直,故可設(shè)直線AP的方程為 64、y=kx+1,直線AQ的方程為y=-x+1,
將y=kx+1代入橢圓C的方程,
整理得(1+3k2)x2+6kx=0,
解得x=0或x=,
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,).
同理,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,).
所以直線l的斜率為=.
則直線l的方程為y=(x-)+,
即y=x-.
所以直線l過定點(diǎn)(0,-).
(理)已知橢圓+=1(a>b>0)的左右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,左右端點(diǎn)分別為A1,A2,拋物線y2=4x與橢圓相交于A,B兩點(diǎn)且其焦點(diǎn)與F2重合,AF2=.
(1)求橢圓的方程;
(2)過點(diǎn)作直線l與橢圓相交于P,Q兩點(diǎn)(不與A1,A2重合),求證:直線A2P與A2Q垂直.
[解 65、析] (1)如圖所示:不妨設(shè)A(x0,y0),(x0>0,y0>0),
由題知AF2=x0+=x0+1=,所以x0=,
所以y=4×=?y0=,
+=1,+=1,解得a2=4,
所以c=1,a=2.
所以b2=a2-1=3,所以橢圓的方程為+=1.
(2)①當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),l的方程為x=,由于?=1-=,
所以y=±,所以P,Q,因?yàn)锳2(2,0),所以kA2P==-1,
kA2Q==1,所以kA2P×kA2Q=-1,所以A2P⊥A2Q.
②當(dāng)直線l的斜率存在且不為0時(shí),設(shè)為k,則直線的方程為y=k,
?49(3+4k2)x2-112k2x+16k2-12×49 66、=0,
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),A2(2,0),則x1+x2=,x1x2=,
所以kA2P×kA2Q=
=
=
=
===-1,
所以A2P和A2Q垂直.
20.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,過定點(diǎn)C(2,0)作直線與拋物線y2=4x相交于A、B兩點(diǎn),如圖,設(shè)動(dòng)點(diǎn)A(x1,y1)、B(x2,y2).
(1)求證:y1y2為定值;
(2)若點(diǎn)D是點(diǎn)C關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O的對稱點(diǎn),求△ADB面積的最小值.
(3)求證:直線l:x=1被以AC為直徑的圓截得的弦長恒為定值.
[解析] (1)當(dāng)直線AB垂直于x軸時(shí),y1=2,y2=-2,因此y1y2=-8.
當(dāng)直線AB不垂直于x軸時(shí),
設(shè)直線AB的方程為y=k(x-2),
由,得ky2-4y-8k=0,∴y1y2=-8.
因此有y1y2=-8為定值.
(2)∵C(2,0),∴C點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)D(-2,0),
∴DC=4,S△ADB=DC·|y1-y2|.
當(dāng)直線AB垂直于x軸時(shí),S△ADB=×4×4=8;
當(dāng)直線AB不垂直于x軸時(shí),
由(1)知y1+y2=,因此
|y1-y2|==>4,
∴
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