2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章 平面解析几何 44 含解析
第44节 两直线的位置关系
一、选择题
1．(2018上海模拟)坐标原点(0,0)关于直线x －2y ＋2＝0对称的点的坐标是( )
A.B ．(－45，8
5)(－4
5，－8
5)C.D ．(45，－85)(45，85
)【答案】A
【解析】直线x －2y ＋2＝0的斜率k ＝，设坐标原点(0,0)关于直线1
2x －2y ＋2＝0对称的点的坐标是(x 0，y 0)，依题意可得Error!解得Error!即所求点的坐标是.
(－45，
8
5)
2．(2018厦门模拟)“c ＝5”是“点(2,1)到直线3x ＋4y ＋c ＝0的距离为3”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】由点(2,1)到直线3x ＋4y ＋c ＝0的距离d ＝＝3，解得|6＋4＋c |
32＋42c ＝5或c ＝－25，故“c ＝5”是“点(2,1)到直线3x ＋4y ＋c ＝0的距离为3”的充分不必要条件．故选B.
3．(2018福建南平一模)已知直线l 1：(3＋m )x ＋4y ＝5－3m 与l 2：2x ＋(5＋m )y ＝8.若l 1∥l 2，则m 的值为( )
A ．－1
B ．－6
C ．－7
D ．－1或－7
【答案】C
【解析】l 1∥l 2等价于＝≠
，解得m ＝－7.故选C.
3＋m
24
5＋m 5－3m 8
4．(2018东城期末)如果平面直角坐标系内的两点A (a －1，a ＋1)，B (a ，a )关于直线l 对称，那么直线l 的方程为( )
A ．x －y ＋1＝0
B ．x ＋y ＋1＝0
C ．x －y －1＝0
D ．x ＋y －1＝0
【答案】A
【解析】因为直线AB 的斜率为＝－1，所以直线l 的斜率为1，
a ＋1－a
a －1－a 设直线l 的方程为y ＝x ＋
b ，由题意知直线l 过点，所以(2a －12
，
2a ＋1
2)
＝
＋b ，即b ＝1，所以直线l 的方程为y ＝x ＋1，即x －y ＋1＝0.
2a ＋12
2a －1
2
故选A.
5．(2018江西宜春模拟)在等腰三角形MON 中，|MO |＝|MN |，点O (0,0)，M (－1,3)，点N 在x 轴的负半轴上，则直线MN 的方程为( )
A ．3x －y －6＝0
B ．3x ＋y ＋6＝0
C ．3x －y ＋6＝0
D ．3x ＋y －6＝0
【答案】C
【解析】因为|MO |＝|MN |，所以直线MN 的斜率与直线MO 的斜率互为相反数，所以k M N ＝－k M O ＝3.所以直线MN 的方程为y －3＝3(x ＋1)，即3x －y ＋6＝0.故选C.
6．(2018银川模拟)曲线y ＝(x ＋a )e x 在x ＝0处的切线与直线x ＋y ＋1＝0垂直，则a 的值为( )
A ．－1
B ．0
C ．1
D ．2
【答案】B
【解析】因为y ＝(x ＋a )e x ，所以y ′＝(1＋x ＋a )e x .所以曲线y ＝(x ＋a )e x
在x ＝0处的切线的斜率k ＝y ′|x ＝0＝1＋a .又切线与直线x ＋y ＋1＝0垂直，故1＋a ＝1，解得a ＝0.故选B.
7．(2018南昌检测)直线3x －4y ＋5＝0关于x 轴对称的直线的方程是( )A ．3x ＋4y ＋5＝0B ．3x ＋4y －5＝0C ．－3x ＋4y －5＝0D ．－3x ＋4y ＋5＝0
【答案】A
【解析】在所求直线上任取一点P (x ，y )，则点P 关于x 轴的对称点P ′(x ，－y )在已知的直线3x －4y ＋5＝0上，所以3x －4(－y )＋5＝0，即3x ＋4y ＋5＝0.故选A.
8．(2018北京顺义区检测)若直线y ＝－2x ＋3k ＋14与直线x －4y ＝－3k －2的交点位于第四象限，则实数k 的取值范围是( )
A ．(－6，－2)
B ．(－5，－3)
C ．(－∞，－6)
D ．(－2，＋∞)【答案】A
【解析】解方程组Error!得Error!因为直线y ＝－2x ＋3k ＋14与直线x －4y ＝－3k －2的交点位于第四象限，所以k ＋6＞0且k ＋2＜0，所以－6＜k ＜－2.故选A.
二、填空题
9．(2018重庆检测)已知直线l 1的方程为3x ＋4y －7＝0，直线l 2的方程为6x ＋8y ＋1＝0，则直线l 1与l 2的距离为________．
【答案】3
2
【解析】直线l 1的方程为3x ＋4y －7＝0，直线l 2的方程为
6x ＋8y ＋1＝0，即3x ＋4y ＋＝0，∴直线l 1与l 2的距离为＝.
1
2|1
2＋7|
32＋423
210．(2019四川攀枝花质检)已知点A (－3，－4)，B (6,3)到直线l ：ax ＋y ＋1＝0的距离相等，则实数a 的值为________．
【答案】－或－137
9
【解析】由题意及点到直线的距离公式，得
＝，|－3a －4＋1|a 2＋1
|6a ＋3＋1|a 2＋1解得a ＝－或－.
1
37
911．(2018江西八校联考)已知点P (x ，y )到A (0,4)和B (－2,0)的距离相等，则2x ＋4y 的最小值为________．
【答案】4 2
【解析】由题意得点P 在线段AB 的中垂线上，则易得
x ＋2y ＝3，∴2x ＋4y ≥2＝2＝4 ，当且仅当x ＝2y ＝时取等2x ·4y 2x ＋2y 23
2号．故2x ＋4y 的最小值为4 .
212．(2018甘肃天水二中模拟)已知点P (4，a )到直线4x －3y －1＝0的距离不大于3，则a 的取值范围是________．
【答案】[0,10]
【解析】由题意得，点P 到直线的距离为＝
|4×4－3×a －1|
5
.又
≤3，即|15－3a |≤15，解得0≤a ≤10，所以a 的取值范围
|15－3a |5
|15－3a |5
是[0,10]．
三、解答题
13．(2018江西九校联考)已知方程(2＋λ)x －(1＋λ)y －2(3＋2λ)＝0与点P (－2,2)．
(1)证明：对任意的实数λ，该方程都表示直线，且这些直线都经过同一定点，并求出这一定点的坐标；
(2)证明：该方程表示的直线与点P 的距离d 小于4 .
2【证明】(1)显然2＋λ与－(1＋λ)不可能同时为零，故对任意的实数λ，该方程都表示直线．
∵方程可变形为2x－y－6＋λ(x－y－4)＝0，
∴Error!解得Error!故直线经过的定点为M(2，－2)．
(2)过点P作直线的垂线段PQ，由垂线段小于斜线段知|PQ|≤|PM|，当且仅当点Q与点M重合时，|PQ|＝|PM|，
此时对应的直线方程是y＋2＝x－2，即x－y－4＝0.
但直线系方程唯独不能表示直线x－y－4＝0，
22∴点M与点Q不可能重合．而|PM|＝4 ，∴|PQ|＜4 ，故所证成
立．。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章 平面解析几何 47 Word版含解析
第47节 椭 圆一、选择题1．(2018江西景德镇模拟)椭圆x 2m ＋y 24＝1的焦距为2，则m 的值等于( )A ．5B ．3C ．5或3D ．8【答案】C【解析】当m >4时，m －4＝1，∴m ＝5；当0<m <4时，4－m ＝1，∴m ＝3.综上，m 的值为5或3.2．(2018江苏南通一模)“2<m <6”是“方程x 2m －2＋y 26－m ＝1表示椭圆”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【答案】B【解析】若x 2m －2＋y26－m＝1表示椭圆，则有⎩⎪⎨⎪⎧m －2>0，6－m >0，m －2≠6－m ，∴2<m <6且m ≠4.故“2<m <6”是“x 2m －2＋y 26－m ＝1表示椭圆”的必要不充分条件．3．(2018山东临沂一模)设椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，P 是C 上的点，PF 2⊥F 1F 2，∠PF 1F 2＝30°，则C 的离心率为( )A.36 B ．13 C ．12 D ．33【答案】D【解析】在Rt △PF 2F 1中，令|PF 2|＝1，因为∠PF 1F 2＝30°，所以|PF 1|＝2，|F 1F 2|＝ 3.故e ＝2c 2a ＝|F 1F 2||PF 1|＋|PF 2|＝33.故选D.4．(2018江西师大附中模拟)椭圆ax 2＋by 2＝1(a ＞0，b ＞0)与直线y ＝1－x 交于A ，B 两点，过原点与线段AB 中点的直线的斜率为32，则ba 的值为( )A.32 B ．2 33 C.9 32 D ．2 327【答案】B【解析】设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则ax 21＋by 21＝1，ax 22＋by 22＝1，即ax 21－ax 22＝－(by 21－by 22)，by 21－by 22ax 21－ax 22＝－1，b (y 1－y 2)(y 1＋y 2)a (x 1－x 2)(x 1＋x 2)＝－1，∴b a ×(－1)×32＝－1. ∴b a ＝2 33.故选B.5．(2018海沧实验中学模拟)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 ．⎝ ⎛⎦⎥⎤0，2 55 C.⎝⎛⎦⎥⎤0，3 55 D ．⎝⎛⎦⎥⎤0，4 55 【答案】B【解析】由题意知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， 解得k 2≥14.于是e 2＝c 2a 2＝c 2b 2＋c 2＝11＋k 2，所以0＜e 2≤45，解得0＜e ≤2 55.故选B.二、填空题6．(2018江西临川一中月考)焦距是8，离心率等于0.8的椭圆的标准方程为______________________．【答案】x 225＋y 29＝1或y 225＋x 29＝1【解析】由题意知⎩⎨⎧2c ＝8，ca ＝0.8，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝5，c ＝4，又b 2＝a 2－c 2，∴b 2＝9.∴b ＝3.当焦点在x 轴上时，椭圆的方程为x 225＋y 29＝1； 当焦点在y 轴上时，椭圆的方程为y 225＋x 29＝1.7．(2018昆明质检)椭圆x 29＋y 225＝1上的一点P 到两焦点的距离的乘积为m ，当m 取最大值时，点P 的坐标是________．【答案】(－3,0)或(3,0)【解析】记椭圆的两个焦点分别为F 1，F 2，有|PF 1|＋|PF 2|＝2a ＝10.则m ＝|PF 1|·|PF 2|≤⎝ ⎛⎭⎪⎫|PF 1|＋|PF 2|22＝25，当且仅当|PF 1|＝|PF 2|＝5，即点P 位于椭圆的短轴的顶点处时，m 取得最大值25，∴点P 的坐标为(－3,0)或(3,0)．8．(2018乌鲁木齐调研)已知F 1(－c,0)，F 2(c,0)为椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a＞b ＞0)的两个焦点，P 为椭圆上一点，且P F 1→·P F 2→＝c 2，则此椭圆离心率的取值范围是__________．【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤33，22 【解析】设P (x ，y )，则P F 1→·P F 2→＝(－c －x ，－y )·(c －x ，－y )＝x 2－c 2＋y 2＝c 2，①将y 2＝b 2－b 2a 2x 2代入①式，解得x 2＝(2c 2－b 2)a 2c 2＝(3c 2－a 2)a 2c 2， 又x 2∈[0，a 2]，∴2c 2≤a 2≤3c 2. ∴e ＝c a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33，22. 9．(2018江苏如皋一模)椭圆x 24＋y 2＝1的左、右焦点分别为F 1，F 2，点P 为椭圆上一动点．若∠F 1PF 2为钝角，则点P 的横坐标的取值范围是__________．【答案】⎝⎛⎭⎪⎫－2 63，2 63 【解析】设椭圆上一点P 的坐标为(x ，y )， 则F 1P →＝(x ＋3，y )，F 2P →＝(x －3，y )． ∵∠F 1PF 2为钝角，∴F 1P →·F 2P →<0， 即x 2－3＋y 2<0.①∵y 2＝1－x 24，代入①，得x 2－3＋1－x 24<0，即34x 2<2，∴x 2<83.解得－263<x <263，∴x ∈⎝⎛⎭⎪⎫－263，263. 三、解答题10．(2018湖南衡阳八中质检)设F 1，F 2分别是椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的左、右焦点，M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直，直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34，求C 的离心率；(2)若直线MN 在y 轴上的截距为2，且|MN |＝5|F 1N |，求a ，b 的值．【解】(1)根据c ＝a 2－b 2及题设， 知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫c ，b 2a ，2b 2＝3ac .将b 2＝a 2－c 2代入2b 2＝3ac ，解得c a ＝12或ca ＝－2(舍去)，故C 的离心率为12.(2)由题意知，原点O 为F 1F 2的中点，MF 2∥y 轴，所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点，故b 2a ＝4，即b 2＝4a .①由|MN |＝5|F 1N |，得|DF 1|＝2|F 1N |. 设N (x 1，y 1)，由题意知y 1＜0，则⎩⎪⎨⎪⎧2(－c －x 1)＝c ，－2y 1＝2，即⎩⎨⎧x 1＝－32c .y 1＝－1.代入C 的方程，得9c 24a 2＋1b 2＝1.②将①及c ＝a 2－b 2代入②，得9(a 2－4a )4a 2＋14a ＝1.解得a ＝7，b 2＝4a ＝28，故a ＝7，b ＝2 7.11．(2018兴义月考)已知点M (6，2)在椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)上，且椭圆的离心率为63.(1)求椭圆C 的方程；(2)若斜率为1的直线l 与椭圆C 交于A ，B 两点，以AB 为底边作等腰三角形，顶点为P (－3,2)，求△P AB 的面积．【解】(1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧6a 2＋2b 2＝1，ca ＝63，a 2＝b 2＋c 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝12，b 2＝4.故椭圆C 的方程为x 212＋y 24＝1.(2)设直线l 的方程为y ＝x ＋m ，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，AB 的中点为D (x 0，y 0)．由⎩⎨⎧y ＝x ＋m ，x 212＋y 24＝1，消去y ，整理得4x 2＋6mx ＋3m 2－12＝0，则x 0＝x 1＋x 22＝－34m ，y 0＝x 0＋m ＝14m ，即D ⎝⎛⎭⎪⎫－34m ，14m .因为AB 是等腰三角形P AB 的底边，所以PD ⊥AB ， 即PD 的斜率k ＝2－m 4－3＋3m 4＝－1，解得m ＝2.此时x 1＋x 2＝－3，x 1x 2＝0，则|AB |＝2|x 1－x 2|＝2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝3 2，又点P 到直线l ：x －y ＋2＝0的距离为d ＝32，所以△P AB 的面积为S ＝12|AB |·d ＝12×32×32＝92.。
2020版高考数学一轮复习第九章平面解析几何9
§9.7抛物线最新考纲考情考向分析1.掌握抛物线的定义、标准方程、几何图形及简单几何性质.2.会解决直线与抛物线的位置关系的问题.抛物线的方程、几何性质或与抛物线相关的综合问题是命题的热点.题型既有小巧灵活的选择、填空题，又有综合性较强的解答题.1.抛物线的概念平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点，直线l 叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程与几何性质概念方法微思考1.若抛物线定义中定点F 在定直线l 上时，动点的轨迹是什么图形？提示过点F 且与l 垂直的直线.2.直线与抛物线只有一个交点是直线与抛物线相切的什么条件？提示直线与抛物线的对称轴平行时，只有一个交点，但不是相切，所以直线与抛物线只有一个交点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.(×)(2)方程y ＝ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线，准线方程是x ＝－a 4.(×)(3)抛物线既是中心对称图形，又是轴对称图形.(×)(4)AB 为抛物线y 2＝2px (p >0)的过焦点F A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1x 2＝p 24，y 1y 2＝－p 2，弦长|AB |＝x 1＋x 2＋p .(√)(5)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径，那么抛物线x 2＝－2ay (a >0)的通径长为2a .(√)题组二教材改编2.[P69例4]过抛物线y 2＝4x 的焦点的直线l 交抛物线于P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)两点，如果x 1＋x 2＝6，则|PQ |等于()A.9B.8C.7D.6答案B解析抛物线y 2＝4x 的焦点为F (1，0)，准线方程为x ＝－1.根据题意可得，|PQ |＝|PF |＋|QF |＝x 1＋1＋x 2＋1＝x 1＋x 2＋2＝8.3.[P73A 组T3]若抛物线y 2＝4x 的准线为l ，P 是抛物线上任意一点，则P 到准线l 的距离与P 到直线3x ＋4y ＋7＝0的距离之和的最小值是()A.2B.135C.145D.3答案A解析由抛物线定义可知点P 到准线l 的距离等于点P 到焦点F 的距离，由抛物线y 2＝4x 及直线方程3x＋4y＋7＝0可得直线与抛物线相离.∴点P到准线l的距离与点P到直线3x＋4y＋7＝0的距离之和的最小值为点F(1，0)到直线3x＋4y＋7＝0的距离，即|3＋7|32＋42＝2.故选A.4.[P72T1]已知抛物线的顶点是原点，对称轴为坐标轴，并且经过点P(－2，－4)，则该抛物线的标准方程为____________________.答案y2＝－8x或x2＝－y解析设抛物线方程为y2＝mx(m≠0)或x2＝my(m≠0).将P(－2，－4)代入，分别得方程为y2＝－8x或x2＝－y.题组三易错自纠5.设抛物线y2＝8x上一点P到y轴的距离是4，则点P到该抛物线焦点的距离是()A.4B.6C.8D.12答案B解析如图所示，抛物线的准线l的方程为x＝－2，F是抛物线的焦点，过点P作PA⊥y轴，垂足是A，延长PA交直线l于点B，则|AB|＝2.由于点P到y轴的距离为4，则点P到准线l的距离|PB|＝4＋2＝6，所以点P到焦点的距离|PF|＝|PB|＝6.故选B.6.已知抛物线C与双曲线x2－y2＝1有相同的焦点，且顶点在原点，则抛物线C的方程是()A.y2＝±22xB.y2＝±2xC.y2＝±4xD.y2＝±42x答案D解析由已知可知双曲线的焦点为(－2，0)，(2，0).设抛物线方程为y2＝±2px(p>0)，则p2＝2，所以p＝22，所以抛物线方程为y2＝±42x.故选D.7.设抛物线y2＝8x的准线与x轴交于点Q，若过点Q的直线l与抛物线有公共点，则直线l 的斜率的取值范围是__________.答案[－1，1]解析Q(－2，0)，当直线l的斜率不存在时，不满足题意，故设直线l的方程为y＝k(x＋2)，代入抛物线方程，消去y整理得k2x2＋(4k2－8)x＋4k2＝0，当k＝0时，符合题意，当k≠0时，由Δ＝(4k2－8)2－4k2·4k2＝64(1－k2)≥0，解得－1≤k≤1且k≠0，综上，k的取值范围是[－1，1].题型一抛物线的定义和标准方程命题点1定义及应用例1设P是抛物线y2＝4x上的一个动点，若B(3，2)，则|PB|＋|PF|的最小值为________.答案4解析如图，过点B作BQ垂直准线于点Q，交抛物线于点P1，则|P1Q|＝|P1F|.则有|PB|＋|PF|≥|P1B|＋|P1Q|＝|BQ|＝4，即|PB|＋|PF|的最小值为4.引申探究1.若将本例中的B点坐标改为(3，4)，试求|PB|＋|PF|的最小值.解由题意可知点B(3，4)在抛物线的外部.∵|PB|＋|PF|的最小值即为B，F两点间的距离，F(1，0)，∴|PB|＋|PF|≥|BF|＝42＋22＝25，即|PB|＋|PF|的最小值为2 5.2.若将本例中的条件改为：已知抛物线方程为y2＝4x，直线l的方程为x－y＋5＝0，在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1，到直线l的距离为d2，求d1＋d2的最小值.解由题意知，抛物线的焦点为F(1，0).点P到y轴的距离d1＝|PF|－1，所以d1＋d2＝d2＋|PF|－1.易知d2＋|PF|的最小值为点F到直线l的距离，故d2＋|PF|的最小值为|1＋5|12＋－12＝32，所以d1＋d2的最小值为32－1.命题点2求标准方程例2设抛物线C：y2＝2px(p>0)的焦点为F，点M在C上，|MF|＝5，若以MF为直径的圆过点(0，2)，则C的标准方程为()A.y2＝4x或y2＝8xB.y2＝2x或y2＝8xC.y2＝4x或y2＝16xD.y2＝2x或y2＝16x答案C解析由题意知，x＝－p2，则由抛物线的定义知，x M＝5－p2，设以MF＝254，又因为圆过点(0，2)，所以y M＝4，又因为点M在C上，所以16＝2p＝2或p＝8，所以抛物线C的标准方程为y2＝4x或y2＝16x，故选C.思维升华(1)与抛物线有关的最值问题，一般情况下都与抛物线的定义有关.“看到准线想焦点，看到焦点想准线”，这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径.(2)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法，其关键是判断焦点位置、开口方向，在方程的类型已经确定的前提下，只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.跟踪训练1(1)设P是抛物线y2＝4x上的一个动点，则点P到点A(－1，1)的距离与点P到直线x＝－1的距离之和的最小值为________.答案5解析如图，易知抛物线的焦点为F(1，0)，准线是x＝－1，由抛物线的定义知，点P到直线x＝－1的距离等于点P到F的距离.于是，问题转化为在抛物线上求一点P，使点P到点A(－1，1)的距离与点P到F(1，0)的距离之和最小，显然，连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点，此时最小值为[1－－1]2＋0－12＝ 5.(2)如图所示，过抛物线y2＝2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A，B，交其准线l于点C，若|BC|＝2|BF|，且|AF|＝3，则此抛物线的标准方程为()A.y 2＝32xB.y 2＝9xC.y 2＝92xD.y 2＝3x答案D解析分别过点A ，B 作AA 1⊥l ，BB 1⊥l ，且垂足分别为A 1，B 1，由已知条件|BC |＝2|BF |，得|BC |＝2|BB 1|，所以∠BCB 1＝30°.又|AA 1|＝|AF |＝3，所以|AC |＝2|AA 1|＝6，所以|CF |＝|AC |－|AF |＝6－3＝3，所以F 为线段AC 的中点.故点F 到准线的距离为p ＝12|AA 1|＝32，故抛物线的标准方程为y 2＝3x .题型二抛物线的几何性质例3(1)已知抛物线C ：y 2＝2px (p >0)，过焦点F 且斜率为3的直线与C 相交于P ，Q 两点，且P ，Q 两点在准线上的射影分别为M ，N 两点，则S △MFN 等于()A.83p 2 B.233p 2C.433p 2D.833p 2答案B解析不妨设P 在第一象限，过Q 作QR ⊥PM ，垂足为R ，设准线与x 轴的交点为E ，∵直线PQ 的斜率为3，∴直线PQ 的倾斜角为60°.由抛物线焦点弦的性质可得|PQ |＝|PF |＋|QF |＝p1－cos60°＋p 1＋cos60°＝2p sin 260°＝83p .在Rt△PRQ 中，sin∠RPQ ＝|QR ||PQ |，∴|QR |＝|PQ |·sin∠RPQ ＝83p ×32＝433p ，由题意可知|MN |＝|QR |＝433，∴S △MNF ＝12|MN |·|FE |＝12×433p ×p ＝233p 2.故选B.(2)过点P (－2，0)的直线与抛物线C ：y 2＝4x 相交于A ，B 两点，且|PA |＝12|AB |，则点A到抛物线C 的焦点的距离为()A.53B.75C.97D.2答案A解析设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，分别过点A ，B 作直线x ＝－2的垂线，垂足分别为点D ，E .∵|PA |＝12|AB |，x 1＋2＝x 2＋2，y 1＝y 2，21＝4x 1，22＝4x 2，得x 1＝23，则点A 到抛物线C 的焦点的距离为1＋23＝53.思维升华在解决与抛物线的性质有关的问题时，要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题，特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.跟踪训练2(1)已知直线l 过抛物线C 的焦点，且与C 的对称轴垂直，l 与C 交于A ，B 两点，|AB |＝12，P 为C 的准线上一点，则△ABP 的面积为()A.18B.24C.36D.48答案C解析以抛物线的顶点为原点，水平方向为x 轴，竖直方向为y 轴，建立平面直角坐标系，设抛物线方程为y 2＝2px (p x ＝p2代入y 2＝2px ，可得y 2＝p 2，|AB |＝12，即2p ＝12，所以p ＝6.因为点P 在准线上，所以点P 到AB 的距离为p ＝6，所以△PAB 的面积为12×6×12＝36.(2)(2015·浙江)如图，设抛物线y 2＝4x 的焦点为F ，不经过焦点的直线上有三个不同的点A ，B ，C ，其中点A ，B 在抛物线上，点C 在y 轴上，则△BCF 与△ACF 的面积之比是()A.|BF |－1|AF |－1B.|BF |2－1|AF |2－1C.|BF|＋1|AF|＋1D.|BF|2＋1|AF|2＋1答案A解析由图形可知，△BCF与△ACF有公共的顶点F，且A，B，C三点共线，则△BCF与△ACF的面积之比就等于|BC||AC|.由抛物线方程知焦点F(1，0)，作准线l，则l的方程为x＝－1.∵点A，B在抛物线上，过A，B分别作AK，BH与准线垂直，垂足分别为点K，H，且与y 轴分别交于点N，M.由抛物线定义，得|BM|＝|BF|－1，|AN|＝|AF|－1.在△CAN中，BM∥AN，∴|BC||AC|＝|BM||AN|＝|BF|－1|AF|－1.题型三直线与抛物线例4设抛物线的顶点在坐标原点，焦点F在y轴正半轴上，过点F的直线交抛物线于A，B 两点，线段AB的长是8，AB的中点到x轴的距离是3.(1)求抛物线的标准方程；(2)设直线m在y轴上的截距为6，且与抛物线交于P，Q两点.连接QF并延长交抛物线的准线于点R，当直线PR恰与抛物线相切时，求直线m的方程.解(1)设抛物线的方程是x2＝2py(p>0)，A(x1，y1)，B(x2，y2)，由抛物线定义可知y1＋y2＋p＝8，又AB的中点到x轴的距离为3，∴y1＋y2＝6，∴p＝2，∴抛物线的标准方程是x2＝4y.(2)由题意知，直线m的斜率存在，设直线m：y＝kx＋6(k≠0)，P(x3，y3)，Q(x4，y4)，＝kx＋6，2＝4y，消去y得x2－4kx－24＝0，3＋x4＝4k，3·x4＝－24.(*)易知抛物线在点P3y －x 234＝x 32(x －x 3)，令y ＝－1，得x ＝x 23－42x 3，∴又Q ，F ，R 三点共线，∴k QF ＝k FR ，又F (0，1)，∴x 244－1x 4＝－1－1x 23－42x 3，即(x 23－4)(x 24－4)＋16x 3x 4＝0，整理得(x 3x 4)2－4[(x 3＋x 4)2－2x 3x 4]＋16＋16x 3x 4＝0，将(*)式代入上式得k 2＝14，∴k ＝±12，∴直线m 的方程为y ＝±12x ＋6.思维升华(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似，一般要用到根与系数的关系.(2)有关直线与抛物线的弦长问题，要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点(设焦点在x 轴的正半轴上)，可直接使用公式|AB |＝x 1＋x 2＋p ，若不过焦点，则必须用一般弦长公式.(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时，一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.提醒：涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.(4)设AB 是过抛物线y 2＝2px (p >0)焦点F 的弦，若A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则①x 1x 2＝p 24，y 1y 2＝－p 2.②弦长|AB |＝x 1＋x 2＋p ＝2p sin 2α(α为弦AB 的倾斜角).③以弦AB 为直径的圆与准线相切.④通径：过焦点垂直于对称轴的弦，长等于2p ，通径是过焦点最短的弦.跟踪训练3已知抛物线C ：x 2＝2py (p >0)和定点M (0，1)，设过点M 的动直线交抛物线C 于A ，B 两点，抛物线C 在A ，B 处的切线交点为N .(1)若N 在以AB 为直径的圆上，求p 的值；(2)若△ABN 面积的最小值为4，求抛物线C 的方程.解(1)可设AB ：y ＝kx ＋1，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，将AB 的方程代入抛物线C ，得x 2－2pkx －2p ＝0，Δ＝4p 2k 2＋8p >0，显然方程有两不等实根，则x 1＋x 2＝2pk ，x 1x 2＝－2p .①由x 2＝2py 得y ′＝xp，则A ，B 处的切线斜率乘积为x 1x 2p 2＝－2p＝－1，则有p ＝2.(2)设切线AN 为y ＝x 1px ＋b ，又切点A 在抛物线y ＝x 22p上，∴y 1＝x 212p ，∴b ＝x 212p －x 21p ＝－x 212p ，∴y AN ＝x 1p x －x 212p .同理y BN ＝x 2p x －x 222p.又∵N 在y AN 和y BN 上，＝x 1p x －x 212p，＝x 2p x －x 222p，解得∴N (pk ，－1).|AB |＝1＋k 2|x 2－x 1|＝1＋k 24p 2k 2＋8p ，点N 到直线AB 的距离d ＝|kx N ＋1－y N |1＋k 2＝|pk 2＋2|1＋k 2，S △ABN ＝12·|AB |·d ＝p pk 2＋23≥22p ，∴22p ＝4，∴p ＝2，故抛物线C 的方程为x 2＝4y .直线与圆锥曲线问题的求解策略例(15分)已知抛物线C ：y ＝mx 2(m >0)，焦点为F ，直线2x －y ＋2＝0交抛物线C 于A ，B两点，P 是线段AB 的中点，过P 作x 轴的垂线交抛物线C 于点Q .(1)求抛物线C 的焦点坐标；(2)若抛物线C 上有一点R (x R，2)到焦点F 的距离为3，求此时m 的值；(3)是否存在实数m ，使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形？若存在，求出m 的值；若不存在，请说明理由.规范解答解(1)∵抛物线C ：x 2＝1my ，∴它的焦点为分](2)∵|RF |＝y R ＋14m，∴2＋14m ＝3，得m ＝14.[4分]＝mx 2，x －y ＋2＝0，消去y 得mx 2－2x －2＝0(m >0)，依题意，有Δ＝(－2)2－4×m ×(－2)＝8m ＋4>0恒成立，方程必有两个不等实根.[7分]设A (x 1，mx 21)，B (x 2，mx 221＋x 2＝2m，1·x 2＝－2m.(*)∵P 是线段AB 的中点，∴即y分]得QA →1－1m ，mx 21QB →2－1m ，mx 22若存在实数m ，使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形，则QA →·QB →＝0，122122分]结合(*)式化简得－4m 2－6m ＋4＝0，即2m 2－3m －2＝0，∴m ＝2或m ＝－12，∵m >0，∴m ＝2.∴存在实数m ＝2，使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形.[15分]解决直线与圆锥曲线的位置关系的一般步骤第一步：联立方程，得关于x 或y 的一元二次方程；第二步：写出根与系数的关系，并求出Δ>0时参数范围(或指出直线过曲线内一点)；第三步：根据题目要求列出关于x 1x 2，x 1＋x 2(或y 1y 2，y 1＋y 2)的关系式，求得结果；第四步：反思回顾，查看有无忽略特殊情况.1.(2018·浙江省名校联考)抛物线y ＝18x 2的焦点坐标为()A.(2，0)B.(0，2)解析抛物线的标准方程为x 2＝8y ，则其焦点坐标为(0，2)，故选B.2.已知抛物线C ：y 2＝4x 的焦点为F ，准线为l ，点A ∈l ，线段AF 交抛物线C 于点B ，若FA →＝3FB →，则|AF →|等于()A.3B.4C.6D.7答案B解析由已知B 为AF 的三等分点，作BH ⊥l 于H ，如图，则|BH |＝23|FK |＝43，∴|BF →|＝|BH →|＝43，∴|AF →|＝3|BF →|＝4，故选B.3.抛物线x 2＝4y 的焦点为F ，过点F 作斜率为33的直线l 与抛物线在y 轴右侧的部分相交于点A ，过点A 作抛物线准线的垂线，垂足为H ，则△AHF 的面积是()A.4B.33C.43D.8答案C解析由抛物线的定义可得|AF |＝|AH |，∵AF 的斜率为33，∴AF 的倾斜角为30°，∵AH垂直于准线，∴∠FAH ＝60°，故△AHF为等边三角形.设m >0，过F 作FM ⊥AH 于M ，则在△FAM中，|AM |＝12|AF |，∴m 24－1＝m ＝23，故等边三角形AHF 的边长|AH |＝4，∴△AHF 的面积是12×4×4sin60°＝4 3.故选C.4.抛物线C ：y 2＝2px (p >0)的焦点为F ，M 是抛物线C 上的点，若△OFM 的外接圆与抛物线C 的准线相切，且该圆的面积为36π，则p 等于()A.2B.4C.6D.8解析∵△OFM 的外接圆与抛物线C 的准线相切，∴△OFM 的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径.∵圆的面积为36π，∴圆的半径为6.又∵圆心在OF 的垂直平分线上，|OF |＝p2，∴p 2＋p4＝6，∴p ＝8.故选D.5.过抛物线y 2＝2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为120°的直线l 与抛物线在第一、四象限分别交于A ，B 两点，则|AF ||BF |的值等于()A.13B.23C.34D.43答案A解析记抛物线y 2＝2px 的准线为l ′，如图，作AA 1⊥l ′，BB 1⊥l ′，AC ⊥BB 1，垂足分别是A 1，B 1，C ，则cos∠ABB 1＝|BC ||AB |＝|BB 1|－|AA 1||AF |＋|BF |＝|BF |－|AF ||AF |＋|BF |，即cos60°＝|BF |－|AF ||AF |＋|BF |＝12，由此得|AF ||BF |＝13.6.(2018·浙江省杭州市四校联考)直线l 交抛物线y 2＝4x 于A ，B 两点，C (－1，2)，若抛物线的焦点F 恰好为△ABC 的重心，则直线AB 的方程是()A.2x －y －3＝0B.2x －y －5＝0C.2x －y －5＝0或2x ＋y －3＝0D.2x ＋y －3＝0答案D 解析方法一由题意知，抛物线的焦点F (1，0).设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，x 1＋x 2＝4，y 1＋y 2＝－2，线段AB 的中点坐标为(2，－1).设直线AB 的方程为t (y ＋1)＝x －2，与抛物线方程联立，消去x 并整理得y 2－4ty －4(t ＋2)＝0，所以y 1＋y 2＝4t ＝－2，t ＝－12，则直线AB 的方程为－12(y ＋1)＝x －2，即2x ＋y －3＝0，故选D.方法二由题意知，抛物线的焦点F (1，0).设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2x 1＋x 2＝4，y 1＋y 2＝－2，线段AB 的中点坐标为(2，－1)，所以x 1≠x 2.又A ，B 在抛物线上，所以y 21＝4x 1，y 22＝4x 2，k AB ＝y 1－y 2x 1－x 2＝4y 1＋y 2＝－2，则直线AB 的方程为y ＋1＝－2(x －2)，即2x ＋y －3＝0，故选D.7.动点P 到点A (0，2)的距离比它到直线l ：y ＝－4的距离小2，则动点P 的轨迹方程为____________.答案x 2＝8y解析∵动点P 到点A (0，2)的距离比它到直线l ：y ＝－4的距离小2，∴动点P 到点A (0，2)的距离与它到直线y ＝－2的距离相等.根据抛物线的定义可得点P 的轨迹为以A (0，2)为焦点，以直线y ＝－2为准线的抛物线，其标准方程为x 2＝8y .8.(2018·浙江省名校协作体联考)已知F 是抛物线C ：y 2＝4x 的焦点，M 是抛物线C 上一点，FM 的延长线交y 轴于点N .若FM →＝12MN →，则|FN |＝________.答案5解析如图，过点M ，N 分别向抛物线y 2＝4x 的准线x ＝－1作垂线段MA ，NB ，其中MA 交y 轴于点C ，因为抛物线y 2＝4x 的焦点为F (1，0)，所以|OF |＝1，因为FM →＝12MN →，所以|MC |＝23|OF |＝23，所以|MA |＝53，由抛物线的定义可得|MF |＝53，所以|MN |＝103，所以|FN |＝5.9.(2018·湖州模拟)过抛物线y 2＝2px (p >0)的焦点F 且斜率为1的直线交抛物线于A ，B 两点，|AF |·|FB |＝8，则p ＝______.答案2解析方法一由题意知，直线方程为y ＝x －p 2，得x ＝y ＋p2代入抛物线方程，得y 2＝2y 2－2py －p 2＝0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则y 1y 2＝－p 2，|AF |·|FB |＝2|y 1|·2|y 2|＝2|y 1y 2|＝2p 2＝8，得p ＝2.方法二由题意可知，1|FA |＋1|FB |＝2p ，得|FA |＋|FB |＝2p |FA |·|FB |＝16p ，即|AB |＝2p sin 245°＝16p，得p ＝2.10.如图，已知抛物线C ：x 2＝2y ，F 是其焦点，AB 是抛物线C 上的一条弦.若点A 的坐标为(－2，2)，点B 在第一象限上，且|BF |＝2|AF |，则直线AB 的斜率为________，△ABF 的外接圆的标准方程为____________.答案12＝12516解析因为|BF |＝2|AF |，所以y B ＋12＝2×Ay B ＝92，代入抛物线的方程得点BAB 的斜率k AB ＝92－23－－2＝12，直线AF 的斜率k AF ＝2－12－2－0＝－34，直线BF 的斜率k BF ＝92－123－0＝43，则k AF ·k BF ＝－1，直线AF 与直线BF 相互垂直，即△ABF 为直角三角形，则△ABF＝554，所以外接圆的标准方程为＝12516.11.(2018·浙江七彩阳光联盟联考)已知F 是抛物线C ：x 2＝4y 的焦点，点P 是不在抛物线上的一个动点，过点P 向抛物线C 作两条切线l 1，l 2，切点分别为A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2).(1)如果点P 在直线y ＝－1上，求1|AF |＋1|BF |的值；(2)若点P 在以F 为圆心，半径为4的圆上，求|AF |·|BF |的值.解(1)因为抛物线C 的方程为y ＝x 24所以y ′＝x2，所以切线PA 的方程为y －y 1＝x 12(x －x 1)，即x 12x －y －y 1＝0，①同理切线PB 的方程为x 22x －y －y 2＝0，②设P (x 0，y 0)，则由①②得x 1x 0－2y 1－2y 0＝0及x 2x 0－2y 2－2y 0＝0，所以直线AB 的方程为x 0x －2y －2y 0＝0.由于点P 是直线y ＝－1上的一个动点，所以y 0＝－1，即直线AB 的方程为x 0x －2y ＋2＝0，因此它过抛物线的焦点F (0，1).当x 0＝0时，AB 的方程为y ＝1，此时|AF |＝|BF |＝2，所以1|AF |＋1|BF |＝1；当x 0≠0时，把直线AB 的方程代入抛物线C 的方程，得y 2－(x 20＋2)y ＋1＝0，从而有y1y2＝1，y1＋y2＝x20＋2，所以1|AF|＋1|BF|＝1y1＋1＋1y2＋1＝y1＋y2＋2y1y2＋y1＋y2＋1综上可知，1|AF|＋1|BF|＝1.(2)由(1)知，切线PA的方程为y＝x12x－x214，切线PB的方程为y＝x22x－x224，联立得点设直线AB的方程为y＝kx＋m，代入抛物线C：x2＝4y，得x2－4kx－4m＝0，则x1＋x2＝4k，x1x2＝－4m，所以点P的坐标为(2k，－m)，所以|PF|＝4k2＋m＋12＝4，即(m ＋1)2＝16－4k2，从而|AF|·|BF|＝(y1＋1)·(y2＋1)＝(kx1＋m＋1)(kx2＋m＋1)＝k2x1x2＋k(m ＋1)(x1＋x2)＋(m＋1)2＝－4mk2＋4k2(m＋1)＋16－4k2＝16.12.如图，过抛物线M：y＝x2上一点A(点A不与原点O重合)作抛物线M的切线AB交y轴于点B，点C是抛物线M上异于点A的点，设G为△ABC的重心(三条中线的交点)，直线CG 交y轴于点D.(1)设A(x0，x20)(x0≠0)，求直线AB的方程；(2)求|OB||OD|的值.解(1)因为y′＝2x，所以直线AB的斜率k＝＝2x0，所以直线AB的方程为y－x20＝2x0(x－x0)，即y＝2x0x－x20.(2)由题意及(1)得，点B的纵坐标y B＝－x20，所以AB设C(x1，y1)，G(x2，y2)，直线CG的方程为x＝my＋1 2 x0.＝my ＋12x 0，＝x 2，得m 2y 2＋(mx 0－1)y ＋14x 20＝0.因为G 为△ABC 的重心，所以y 1＝3y 2.由根与系数的关系，得y 1＋y 2＝4y 2＝1－mx 0m2，y 1y 2＝3y 22＝x 204m2.所以1－mx 0216m 4＝x 2012m 2，解得mx 0＝－3±2 3.所以点D 的纵坐标y D ＝－x 02m ＝x 206±43，故|OB ||OD |＝|y By D |＝43±6.13.如图所示，过抛物线y 2＝2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ，B ，交其准线l 于点C ，若F 是AC 的中点，且|AF |＝4，则线段AB 的长为()A.5B.6C.163D.203答案C 解析方法一如图所示，设l 与x 轴交于点M ，过点A 作AD ⊥l ，交l 于点D ，由抛物线的定义知，|AD |＝|AF |＝4，由F 是AC 的中点，知|AF |＝2|MF |＝2p ，所以2p ＝4，解得p ＝2，所以抛物线的方程为y 2＝4x .设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则|AF |＝x 1＋p2＝x 1＋1＝4，所以x 1＝3，解得y 1＝23，所以A (3，23)，又F (1，0)，所以直线AF 的斜率k ＝233－1＝3，所以直线AF 的方程为y ＝3(x －1)，代入抛物线方程y 2＝4x ，得3x 2－10x ＋3＝0，所以x 1＋x 2＝103，|AB |＝x 1＋x 2＋p ＝163.故选C.方法二如图所示，设l 与x 轴交于点M ，过点A 作AD ⊥l ，交l 于点D ，由抛物线的定义知，|AD |＝|AF |＝4，由F 是AC 的中点，知|AF |＝2|MF |＝2p ，所以2p ＝4，解得p ＝2，所以抛物线的方程为y 2＝4x .设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则|AF |＝x 1＋p2＝x 1＋1＝4，所以x 1＝3，又x 1x 2＝p 24＝1，所以x 2＝13，所以|AB |＝x 1＋x 2＋p ＝163.故选C.方法三如图所示，设l 与x 轴交于点M ，过点A 作AD ⊥l ，交l 于点D ，由抛物线的定义知，|AD |＝|AF |＝4，由F 是AC 的中点，知|AF |＝2|MF |＝2p ，所以2p ＝4，解得p ＝2，所以抛物线的方程为y 2＝4x .因为1|AF |＋1|BF |＝2p ，|AF |＝4，所以|BF |＝43，所以|AB |＝|AF |＋|BF |＝4＋43＝163.故选C.14.如图所示，抛物线y ＝14x 2，AB 为过焦点F 的弦，过A ，B 分别作抛物线的切线，两切线交于点M ，设A (x A ，y A )，B (x B ，y B )，M (x M ，y M )，则①若AB 的斜率为1，则|AB |＝4；②|AB |min ＝2；③y M ＝－1；④若AB 的斜率为1，则x M ＝1；⑤x A ·x B ＝－4.以上结论正确的个数是()A.1B.2C.3D.4答案B解析由题意得，焦点F (0，1)，对于①，l AB 的方程为y ＝x ＋1，与抛物线的方程联立，＝x＋1，＝14x2，消去x，得y2－6y＋1＝0，所以y A＋y B＝6，则|AB|＝y A＋y B＋p＝8，则①错误；对于②，|AB|min＝2p＝4，则②错误；因为y′＝x2，则l AM：y－y A＝x A2(x－x A)，即y＝12x A x－x2A4，l BM：y－y B＝x B2(x－x B)，即y＝12x B x－x2B4，联立l AM与l BM＝12x A x－x2A4，＝12x B x－x2B4，解得设l AB的方程为y＝kx＋1，与抛物线的方程联立，＝kx＋1，＝14x2，消去y，得x2－4kx－4＝0，所以x A＋x B＝4k，x A·x B＝－4，所以y M＝－1，③和⑤均正确；对于④，当AB的斜率为1时，x M＝2，则④错误，故选B.15.(2019·浙江省镇海中学模拟)已知抛物线y2＝4x，焦点记为F，过点F作直线l交抛物线于A，B两点，则|AF|－2|BF|的最小值为________.答案22－2解析当直线l的斜率存在时，设直线l的方程为y＝k(x－1)(k≠0)，代入y2＝4x可得k2x2－(2k2＋4)x＋k2＝0，设A(x1，y1)，B(x2，y2)，则x1·x2＝1.由抛物线的定义可得|AF|＝x1＋1，|BF|＝x2＋1，所以|AF |－2|BF |＝x 1＋1－2x 2＋1＝x 1＋1x 2＋1－2x 2＋1＝x 1＋x 2x 2＋1＝1＋x 22x 2＋x 22＝11＋x 2－1x 22＋1.令x 2－1＝t (t >0)，则x 2＝t ＋1，所以|AF |－2|BF |＝11＋tt 2＋2t ＋2＝11＋12＋t ＋2t ≥11＋12＋22＝21＋23＋22＝21＋2＝22－2(当且仅当t ＝2时等号成立)；当直线l 的斜率不存在时，易得|AF |－2|BF |＝1.综上，|AF |－2|BF |的最小值为22－2.16.设直线l 与抛物线y 2＝4x 相交于A ，B 两点，与圆(x －5)2＋y 2＝r 2(r >0)相切于点M ，且M 为线段AB 的中点.若这样的直线l 恰有4条，求r 的取值范围.解如图，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，M (x0，y 0)，21＝4x 1，22＝4x 2，两式相减得，(y 1＋y 2)(y 1－y 2)＝4(x 1－x 2).当l 的斜率k 不存在时，符合条件的直线l 必有两条.当k 存在时，x 1≠x 2，则有y 1＋y 22·y 1－y 2x 1－x 2＝2，又y 1＋y 2＝2y 0，所以y 0k ＝2.由CM ⊥AB ，得k ·y 0－0x 0－5＝－1，即y 0k ＝5－x 0，因此2＝5－x 0，x 0＝3，即M 必在直线x ＝3上.将x ＝3代入y 2＝4x ，得y2＝12，则有－23<y0<23，因为点M在圆上，所以(x0－5)2＋y20＝r2，故r2＝y20＋4<12＋4＝16.又y20＋4>4(为保证有4条，在k存在时，y0≠0)，所以4<r2<16，即2<r<4.。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章_平面解析几何_43_word版含解析
【课时训练】第43节 直线的方程一、选择题1．(2018广东深圳期末)过点(2,1)，且倾斜角比直线y ＝－x －1的倾斜角小π4的直线方程是( )A ．x ＝2B ．y ＝1C ．x ＝1D ．y ＝2【答案】A【解析】∵直线y ＝－x －1的斜率为－1，则倾斜角为3π4.则所求直线的倾斜角为3π4－π4＝π2，斜率不存在，∴过点(2,1)的直线方程为x ＝2.2．(2019合肥一六八中学检测)直线x ＋(a 2＋1)y ＋1＝0的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4B ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π D ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4，π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π 【答案】B【解析】由直线方程可得该直线的斜率为－1a 2＋1，又－1≤－1a 2＋1＜0，所以倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π.3．(2018太原质检)若直线l 与直线y ＝1，x ＝7分别交于点P ，Q ，且线段PQ 的中点坐标为(1，－1)，则直线l 的斜率为( )A.13 B ．－13 C ．－32 D ．23【答案】B【解析】依题意，设点P (a,1)，Q (7，b )，则有⎩⎨⎧a ＋7＝2，b ＋1＝－2，解得a ＝－5，b ＝－3，从而可知直线l 的斜率为－3－17＋5＝－13.4．(2018深圳调研)在同一平面直角坐标系中，直线l 1：ax ＋y ＋b ＝0和直线l 2：bx ＋y ＋a ＝0有可能是( )A B C D【答案】B【解析】当a ＞0，b ＞0时，－a ＜0，－b ＜0，选项B 符合要求． 5．(2018衡水模拟)已知直线l 的斜率为3，在y 轴上的截距为另一条直线x －2y －4＝0的斜率的倒数，则直线l 的方程为( )A ．y ＝3x ＋2B ．y ＝3x －2C ．y ＝3x ＋12 D ．y ＝－3x ＋2【答案】A【解析】∵直线x －2y －4＝0的斜率为12，∴直线l 在y 轴上的截距为2.∴直线l 的方程为y ＝3x ＋2.故选A.6．(2018河北保定模拟)已知直线l 过点(1,0)，且倾斜角为直线l 0：x －2y －2＝0的倾斜角的2倍，则直线l 的方程为( )A ．4x －3y －3＝0B ．3x －4y －3＝0C ．3x －4y －4＝0D ．4x －3y －4＝0【答案】D【解析】由题意可设直线l 0，l 的倾斜角分别为α，2α，因为直线l 0：x －2y －2＝0的斜率为12，则tan α＝12，所以直线l 的斜率k ＝tan 2α＝2tan α1－tan 2α＝2×121－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝43.所以由点斜式可得直线l 的方程为y －0＝43(x －1)，即4x －3y －4＝0.7．(2018皖南八校联考)已知A (3,0)，B (0,4)，直线AB 上一动点P (x ，y )，则xy 的最大值是( )A ．2B ．3C ．4D ．6【答案】B【解析】直线AB 的方程为x 3＋y 4＝1，则x ＝3－34y ，∴xy ＝3y －34y 2＝34(－y 2＋4y )＝34[－(y －2)2＋4]≤3，即当P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2时，xy 取最大值3. 二、填空题8．(2018烟台模拟)直线3x －4y ＋k ＝0在两坐标轴上的截距之和为2，则实数k ＝________.【答案】－24【解析】令x ＝0，得y ＝k 4；令y ＝0，得x ＝－k 3.则有k 4－k3＝2，所以k ＝－24. 9．(2018江西上饶模拟)直线l ：(a －2)x ＋(a ＋1)y ＋6＝0，则直线l 恒过定点________．【答案】(2，－2)【解析】直线l 的方程变形为a (x ＋y )－2x ＋y ＋6＝0，由⎩⎨⎧x ＋y ＝0，－2x ＋y ＋6＝0，解得x ＝2，y ＝－2，所以直线l 恒过定点(2，－2)．10．(2018山西运城模拟)一条直线经过点A (2，－3)，并且它的倾斜角等于直线y ＝13x 的倾斜角的2倍，则这条直线的一般式方程是________．【答案】3x －y －3 3＝0【解析】因为直线y ＝13x 的倾斜角为30°，所以所求直线的倾斜角为60°，即斜率k ＝tan 60°＝ 3.又该直线过点A (2，－3)，故所求直线为y －(－3)＝3(x －2)，即3x －y －33＝0.11．(2018广东广州调研)已知直线l 过点M (1,1)，且与x 轴，y 轴的正半轴分别交于A ，B 两点，O 为坐标原点，则当|OA |＋|OB |取得最小值时，直线l 的方程为________．【答案】x ＋y －2＝0【解析】设A (a,0)，B (0，b )(a ＞0，b ＞0)，直线l 的方程为x a ＋y b ＝1，则1a ＋1b＝1，所以|OA |＋|OB |＝a ＋b ＝(a ＋b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ＝2＋a b ＋ba ≥2＋2ab ·ba ＝4，当且仅当a ＝b ＝2时取等号，此时直线l 的方程为x ＋y －2＝0.12．(2018湖南长沙统一模拟)设m ∈R ，过定点A 的动直线x ＋my ＝0和过定点B 的动直线mx －y －m ＋3＝0交于点P (x ，y )，则|P A |·|PB |的最大值是________．【答案】5【解析】易知A (0,0)，B (1,3)，且P A ⊥PB ， ∴|P A |2＋|PB |2＝|AB |2＝10.∴|P A |·|PB |≤|P A |2＋|PB |22＝5(当且仅当|P A |＝|PB |时取“＝”)． 三、解答题13．(2018海南中学月考)(1)求过点(4，－3)且在两坐标轴上截距的绝对值相等的直线l 的方程；(2)设直线l 的方程为(a ＋1)x ＋y －2－a ＝0(a ∈R )，若a ＞－1，直线l 与x ，y 轴分别交于M ，N 两点，O 为坐标原点，求△OMN 面积取最小值时，直线l 的方程．【解】(1)设直线在x 轴，y 轴上的截距分别为a ，b . ①当a ≠0，b ≠0时，设l 的方程为x a ＋yb ＝1. ∵点(4，－3)在直线上，∴4a ＋－3b ＝1.若a ＝b ，则a ＝b ＝1，直线方程为x ＋y －1＝0.若a ＝－b ，则a ＝7，b ＝－7，此时直线的方程为x －y －7＝0.②当a ＝b ＝0时，直线过原点，且过点(4，－3)， ∴直线的方程为3x ＋4y ＝0.综上知，所求直线方程为x ＋y －1＝0或x －y －7＝0或3x ＋4y ＝0.(2)易求M ⎝⎛⎭⎪⎫a ＋2a ＋1，0，N (0,2＋a )，∵a ＞－1， ∴S △OMN ＝12·a ＋2a ＋1·(2＋a )＝12·[(a ＋1)＋1]2a ＋1＝12[(a ＋1)＋1a ＋1＋2]≥2，当且仅当a ＋1＝1a ＋1，即a ＝0时取等号．故所求直线l 的方程为x ＋y －2＝0.。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章 平面解析几何 51 Word版含解析
第51节 圆锥曲线的综合问题解答题1．(2018沈阳二中期末)已知直线l ：y ＝x ＋m ，m ∈R .(1)若以点M (2，－1)为圆心的圆与直线l 相切于点P ，且点P 在x 轴上，求该圆的方程；(2)若直线l 关于x 轴对称的直线l ′与抛物线C ：x 2＝1m y (m ≠0)相切，求直线l 和抛物线C 的方程．【解】(1)由题意得点P 的坐标为(－m,0)，且MP ⊥l ， 所以k M P ·k l ＝0－(－1)－m －2·1＝－1(k l 为直线l 的斜率)，解得m ＝－1.所以点P (1,0)．设所求圆的半径为r ，则r 2＝|PM |2＝1＋1＝2， 所以所求圆的方程为(x －2)2＋(y ＋1)2＝2.(2)将直线l ：y ＝x ＋m 中的y 换成－y ，可得直线l ′的方程为y ＝－x －m .由⎩⎨⎧x 2＝1m y ，y ＝－x －m ，得mx 2＋x ＋m ＝0(m ≠0)，Δ＝1－4m 2，因为直线l ′与抛物线C ：x 2＝1m y 相切，所以Δ＝1－4m 2＝0，解得m ＝±12.当m ＝12时，直线l 的方程为y ＝x ＋12，抛物线C 的方程为x 2＝2y ；当m ＝－12时，直线l 的方程为y ＝x －12，抛物线C 的方程为x 2＝－2y . 2．(2018新疆乌鲁木齐联考)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的焦距为2，且过点⎝⎛⎭⎪⎫1，22.(1)求椭圆C 的方程；(2)过点M (2,0)的直线交椭圆C 于A ，B 两点，P 为椭圆C 上一点，O 为坐标原点，且满足OA →＋OB →＝tOP →，其中t ∈⎝⎛⎭⎪⎫263，2，求|AB |的取值范围． 【解】(1)依题意得⎩⎨⎧a 2＝b 2＋1，1a 2＋12b 2＝1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝2，b 2＝1， ∴椭圆C 的方程为x 22＋y 2＝1.(2)由题意可知，直线AB 的斜率存在，设其方程为y ＝k (x －2)．由⎩⎨⎧y ＝k (x －2)，x 22＋y 2＝1得(1＋2k 2)x 2－8k 2x ＋8k 2－2＝0，∴Δ＝8(1－2k 2)＞0，解得k 2＜12. 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则⎩⎨⎧x 1＋x 2＝8k 21＋2k 2，x 1x 2＝8k 2－21＋2k 2，y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2－4)＝－4k1＋2k2.由OA →＋OB →＝tOP →得P ⎝⎛ 8k2t (1＋2k 2)，⎭⎪⎫－4k t (1＋2k 2)，代入椭圆C 的方程得t 2＝16k21＋2k 2.由2 63＜t ＜2得14＜k 2＜12，∴|AB |＝1＋k 2·22·1－2k21＋2k2＝22(1＋2k 2)2＋11＋2k 2－1.令u ＝11＋2k 2，则u ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12，23，∴|AB |＝22u 2＋u －1∈⎝⎛⎭⎪⎫0，2 53. ∴|AB |的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫0，2 53. 3．(2018陕西联考)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的左、右焦点分别为F 1和F 2，由4个点M (－a ，b )，N (a ，b )，F 2和F 1构成一个高为3，面积为3 3的等腰梯形． (1)求椭圆的方程；(2)过点F 1的直线和椭圆交于A ，B 两点，求△F 2AB 面积的最大值． 【解】(1)由条件得b ＝3，且2a ＋2c2·3＝3 3，∴a ＋c ＝3.又a 2－c 2＝3，解得a ＝2，c ＝1. ∴椭圆的方程为x 24＋y 23＝1. (2)显然，直线AB 的斜率不能为0.设直线AB 的方程为x ＝my －1，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，联立⎩⎨⎧x 24＋y 23＝1，x ＝my －1，消去x 得(3m 2＋4)y 2－6my －9＝0.∵直线AB 过椭圆内的点F ，无论m 为何值，直线和椭圆总相交， 又y 1＋y 2＝6m 3m 2＋4，y 1y 2＝－93m 2＋4，∴S △F 2AB ＝12 |F 1F 2||y 1－y 2|＝|y 1－y 2| ＝(y 1＋y 2)2－4y 1y 2＝12m 2＋1(3m 2＋4)2＝4m 2＋1⎝⎛⎭⎪⎫m 2＋1＋132＝41m 2＋1＋23＋19(m 2＋1). 令t ＝m 2＋1≥1，设f (t )＝t ＋19t ，易知t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，13时，函数f (t )单调递减，t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫13，＋∞时，函数f (x )单调递增， ∴当t ＝m 2＋1＝1，即m ＝0时，f (t )m i n ＝109，S △F 2AB 的最大值为3.4．(2018湖北武汉调研)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2 ＝1(a ＞b ＞0)经过点P ⎝⎛⎭⎪⎫1，22，且离心率为22.(1)求椭圆C 的方程；(2)设直线l ：y ＝x ＋m 与椭圆C 交于两个不同的点A ，B ，求△OAB 面积的最大值(O 为坐标原点)．【解】(1)由题意知⎩⎨⎧1a 2＋12b 2＝1，c a ＝22，又a 2＝b 2＋c 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝2，b 2＝1.所以椭圆C 的方程为x 22＋y 2＝1．(2)将直线l 的方程代入椭圆方程x 22＋y 2＝1，消去y 得3x 2＋4mx ＋2(m 2－1)＝0.由Δ＝(4m )2－24(m 2－1)＞0，得m 2＜3.①设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝－4m3，x 1x 2＝2(m 2－1)3.所以|AB |＝1＋k 2|x 1－x 2|＝2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝2·⎝⎛⎭⎪⎫－4m 32－4·2(m 2－1)3＝433－m 2. 又原点O (0,0)到直线AB ：x －y ＋m ＝0的距离d ＝|m |2.所以S △OAB ＝12|AB |·d＝12×433－m 2·|m |2＝23m 2(3－m 2).因为m 2(3－m 2)≤⎝⎛⎭⎪⎫m 2＋3－m 222＝94，当仅且当m 2＝3－m 2，即m 2＝32时取等号．所以S △OAB ≤23×32＝22，即△OAB 面积的最大值为22.5．(2018郑州二测)已知动圆M 恒过点(0,1)，且与直线y ＝－1相切． (1)求圆心M 的轨迹方程；(2)动直线l 过点P (0，－2)，且与圆心M 的轨迹交于A ，B 两点，点C 与点B 关于y 轴对称，求证：直线AC 恒过定点．(1)【解】由题意得，点M 与点(0,1)的距离始终等于点M 到直线y ＝－1的距离，由抛物线的定义知圆心M 的轨迹是以点(0,1)为焦点，直线y ＝－1为准线的抛物线，则p2＝1，p ＝2.∴圆心M 的轨迹方程为x 2＝4y .(2)【证明】设直线l ：y ＝kx －2，A (x 1，y 1)， B (x 2，y 2)，则C (－x 2，y 2)．联立得⎩⎪⎨⎪⎧ x 2＝4y ，y ＝kx －2⇒x 2－4kx ＋8＝0，∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝4k ，x 1x 2＝8.k AC ＝y 1－y 2x 1＋x 2＝x 214－x 224x 1＋x 2＝x 1－x 24，直线AC 的方程为y －y 1＝x 1－x 24(x －x 1)．即y ＝y 1＋x 1－x 24(x －x 1)＝x 1－x 24x －x 1(x 1－x 2)4＋x 214＝x 1－x 24x ＋x 1x 24， ∵x 1x 2＝0，∴y ＝x 1－x 24x ＋x 1x 24＝x 1－x 24x ＋2，即直线AC 恒过点(0,2)．6．(2018唐山二模)已知△ABC 的顶点A (1,0)，点B 在x 轴上移动，|AB |＝|AC |，且BC 的中点在y 轴上．(1)求点C 的轨迹Γ的方程；(2)已知过P (0，－2)的直线l 交轨迹Γ于不同两点M ，N ，求证：Q (1,2)与M ，N 两点连线QM ，QN 的斜率之积为定值．【解】(1)设C (x ，y )(y ≠0)，因为B 在x 轴上且BC 中点在y 轴上，所以B (－x,0)，由|AB |＝|AC |，得(x ＋1)2＝(x －1)2＋y 2，化简得y 2＝4x ，所以C 点的轨迹Γ的方程为y 2＝4x (y ≠0)． (2)直线l 的斜率显然存在且不为0， 设直线l 的方程为y ＝kx －2，M (x 1，y 1)， N (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧y 2＝4x ，y ＝kx －2，得ky 2－4y －8＝0， 所以y 1＋y 2＝4k ，y 1y 2＝－8k ， k M Q ＝y 1－2x 1－1＝y 1－2x 1－1＝y 1－2y 214－1＝4y 1＋2，同理k M Q ＝4y 2＋2，k M Q ·k NQ ＝4y 1＋2·4y 2＋2＝16y 1y 2＋2(y 1＋y 2)＋4＝4， 所以Q (1,2)与M ，N 两点连线的斜率之积为定值4.7．(2018四川绵阳南山中学二诊)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2 ＝1(a ＞b ＞0)的焦距为22，且经过点(－2，1)．过点D (0，－2)且斜率为k 的直线l 与椭圆交于A ，B 两点，与x 轴交于P 点，点A 关于x 轴的对称点C ，直线BC 交x 轴于点Q .(1)求k 的取值范围．(2)试问：|OP |·|OQ |是否为定值？若是，求出定值；否则，请说明理由． 【解】(1)由已知得2c ＝22，所以c ＝2，又因为c 2＝a 2－b 2， 所以a 2－b 2＝2，又因为椭圆过点(－2，1)，所以2a 2＋1b 2＝1，联立解得a ＝2，b ＝2，所以椭圆方程为x 24＋y 22＝1.设直线l 的方程为y ＝kx －2，联立⎩⎨⎧x 24＋y 22＝1，y ＝kx －2消去y 得(1＋2k 2)x 2－8kx＋4＝0.由Δ＝64k 2－16(1＋2k 2)＞0，得k 2＞12，所以k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，－22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22，＋∞.(2)令A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则C (x 1，－y 1)， 由(1)知x 1＋x 2＝8k 1＋2k 2，x 1x 2＝41＋2k 2.由y ＝kx －2中，令y ＝0得x p ＝2k ，即P ⎝⎛⎭⎪⎫2k ，0.直线BC 的方程为y ＝y 2＋y 1x 2－x 1(x －x 1)－y 1，令y ＝0得x Q ＝x 2y 1＋x 1y 2y 2＋y 1.将y 1＝kx 1－2，y 2＝kx 2－2代入上式得x Q ＝x 2y 1＋x 1y 2y 2＋y 1＝2kx 1x 2－2(x 1＋x 2)k (x 1＋x 2)－4＝2k ×41＋2k 2－16k1＋2k 2k ×8k 1＋2k 2－4＝2k ，所以|OP |·|OQ |＝|x P |·|x Q |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2k ·|2k |＝4，为定值． 8．(2018衡水中学高三联考)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)短轴的两个顶点与右焦点的连线构成等边三角形，直线3x ＋4y ＋6＝0与圆x 2＋(y －b )2＝a 2相切．(1)求椭圆C 的方程；(2)已知过椭圆C 的左顶点A 的两条直线l 1，l 2分别交椭圆C 于M ，N 两点，且l 1⊥l 2，求证：直线MN 过定点，并求出定点坐标；(3)在(2)的条件下求△AMN 面积的最大值．【解】(1)由题意得⎩⎨⎧a ＝2b ，|4b ＋6|5＝a ，∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝1， 即C ：x 24＋y 2＝1.(2)由题意得直线l 1，l 2的斜率存在且不为0. ∵A (－2,0)，设l 1：x ＝my －2，l 2：x ＝－1m y －2，由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝my －2，x 2＋4y 2－4＝0，得(m 2＋4)y 2－4my ＝0， ∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2m 2－8m 2＋4，4m m 2＋4.同理，N ⎝ ⎛⎭⎪⎫2－8m 24m 2＋1，－4m 4m 2＋1. ①m ≠±1时，k M N ＝5m 4(m 2－1)，l MN ：y ＝5m 4(m 2－1)⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋65. 此时过定点⎝⎛⎭⎪⎫－65，0.∴l MN 恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫－65，0. (3)由(2)知S △AMN ＝12×45|y M －y N |＝25⎪⎪⎪⎪⎪⎪4mm 2＋4＋4m 4m 2＋1＝8⎪⎪⎪⎪⎪⎪m 3＋m 4m 4＋17m 2＋4＝8⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ＋1m 4⎝ ⎛⎭⎪⎫m ＋1m 2＋9＝84⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ＋1m ＋9⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ＋1m . 令t ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ＋1m ≥2，当且仅当m ＝±1时取等号，∴S △AMN ≤1625，且当m ＝±1时取等号． ∴(S △AMN )m a x ＝1625.9．(2018重庆市高考一模)已知F 1，F 2分别为椭圆C ：x 23＋y 22＝1的左、右焦点，点P (x 0，y 0)在椭圆C 上．(1)求P F 1→·P F 2→的最小值；(2)若y 0>0且P F 1→·F 1F 2→＝0，已知直线l ：y ＝k (x ＋1)与椭圆C 交于两点A ，B ，过点P 且平行于直线l 的直线交椭圆C 于另一点Q .问：四边形P ABQ 能否成为平行四边形？若能，请求出直线l 的方程；若不能，请说明理由．【解】(1)由题意可知，F 1(－1,0)，F 2(1,0)， ∴P F 1→＝(－1－x 0，－y 0)，P F 2→＝(1－x 0，－y 0) ∴P F 1→·P F 2→＝x 20＋y 20－1∵点P (x 0，y 0)是椭圆C 上，∴x 203＋y 202＝1，即y 20＝2－2x 23∴P F 1→·P F 2→＝x 20＋2－23x 20－1＝13x 20＋1，且－3≤x 0≤3 ∴P F 1→·P F 2→最小值1.(2)∵P F 1→·F 1F 2→＝0，∴x 0＝－1，∵y 0>0，∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，233 设A (x 1·y 1)，B (x 2，y 2)．由⎩⎨⎧y ＝k (x ＋1)，x 23＋y 22＝1得，(2＋3k 2)x 2＋6k 2x ＋3k 2－6＝0，∴x 1＋x 2＝－6k 22＋3k 2，x 1x 2＝3k 2－62＋3k 2，∴|x 1－x 2|＝(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝43·1＋k 22＋3k 2，∴|AB |＝1＋k 2·|x 1－x 2|＝43·(1＋k 2)2＋3k 2∵P ⎝⎛⎭⎪⎫－1，233，PQ ∥AB ，∴直线PQ 的方程为y －233＝k (x ＋1)． 由⎩⎨⎧y －233＝k (x ＋1)x 23＋y 22＝1得，(2＋3k 2)x 2＋6k ⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋233x ＋3⎝⎛⎭⎪⎫k ＋2332－6＝0. ∵x P ＝－1，∴x Q ＝2－3k 2－43k2＋3k 2，∴|PQ |＝1＋k 2·|x P －x Q |＝1＋k 2·||4－43k 2＋3k 2，若四边形P ABQ 能成为平行四边形，则|AB |＝|PQ |， ∴43·1＋k 2＝|4－43k |，解得k ＝－33.∴符合条件的直线l 的方程为y ＝－32(x ＋1)，即x ＋3y ＋1＝0.。
湘教版高考数学一轮总复习课后习题 第九章 平面解析几何 课时规范练40
课时规范练40《素养分级练》P374基础巩固组1.(山东青岛模拟)设集合A={(x,y)|y=2x-3},B={(x,y)|4x-2y+5=0},则A∩B=( )A.⌀B.{(118,1 4 )}C.{(18,-114)} D.{(-18,-134)}答案:A解析:由直线4x-2y+5=0,得y=2x+52.因为直线y=2x+52与直线y=2x-3的斜率相等,截距不相等,所以两直线相互平行,故A∩B=⌀.2.(江苏无锡高三检测)在平面直角坐标系xOy中,点(0,4)关于直线x-y+1=0的对称点为( )A.(-1,2)B.(2,-1)C.(1,3)D.(3,1)答案:D解析:设点(0,4)关于直线x-y+1=0的对称点是(a,b),则{a2-b+42+1=0,b-4 a =-1,解得{a=3,b=1.3.(多选)(山东青岛高三开学考试)已知直线l 1:4+2)+5=0(m ∈R),则( )A.直线l 2过定点(-3,-1)B.当m=1时,l 1⊥l 2C.当m=2时,l 1∥l 2D.当l 1∥l 2时,两直线l 1,l 2之间的距离为1 答案:ACD解析:对于A,l 2:(m+2)+5=0(m ∈R)变形为m(x-y+2)+2x-y+5=0,令{x -y +2=0,2x -y +5=0,则{x =-3,y =-1,因此直线l 2过定点(-3,-1),故A 正确;对于B,当m=1时,l 1:4x-3y+4=0,l 2:3x-2y+7=0,4×3+(-3)×(-2)≠0,故两直线不垂直,故B 错误;对于C,当m=2时,l 1:4x-3y+4=0,l 2:4x-3y+9=0,44=-3-3≠94,故两直线平行,故C 正确;对于D,当l 1∥l 2时,则满足m+24=-(m+1)-3≠2m+54⇒m=2,此时l 1:4x-3y+4=0,l 2:4x-3y+9=0,则两直线间的距离为√42+(-3)2=1,故D 正确.故选ACD.4.已知A(4,0),B(0,4),从点P(2,0)射出的光线经直线AB 反射后,再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到P 点,则光线所经过的路程是( )A.3√3B.6C.2√10D.2√5答案:C解析:由题意直线AB 的方程为x+y=4,设P 关于直线AB 的对称点Q(a,b),则{b a-2=1,a+22+b 2=4,解得{a =4,b =2,即Q(4,2).又P 关于y 轴的对称点为T(-2,0),所以光线所经过的路程为|QT|=√(-2-4)2+(0-2)2=2√10.5.(福建福州高三检测)若直线ax+2y+1=0与直线xcos 2π3+y-1=0互相垂直,则a= . 答案:4解析:由题意得a2·cos 2π3=-1,解得a=4.6.已知直线l 过点P(-1,2),且点A(2,3),B(-4,5)到直线l 的距离相等,则直线l 的方程为 . 答案:x+3y-5=0或x=-1解析:(方法1)当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y-2=k(x+1),即kx-y+k+2=0.由题意知|2k -3+k+2|√k 2+1=|-4k -5+k+2|√k 2+1,即|3k-1|=|-3k-3|,解得k=-13,所以直线l 的方程为y-2=-13(x+1),即x+3y-5=0.当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x=-1,符合题意.故所求直线l 的方程为x+3y-5=0或x=-1.(方法2)当AB ∥l 时,直线l 的斜率k=k AB =-13,则直线l 的方程为y-2=-13(x+1),即x+3y-5=0.当直线l 过AB 的中点(-1,4)时,直线l 的方程为x=-1.故所求直线l 的方程为x+3y-5=0或x=-1.综合提升组7.(湖北武汉模拟)某菱形的一组对边所在的直线方程分别为x+2y+1=0和x+2y+3=0,另一组对边所在的直线方程分别为3x-4y+c 1=0和3x-4y+c 2=0,则|c 1-c 2|=( ) A.2√3 B.2√5 C.2 D.4答案:B解析:设直线x+2y+1=0与直线3x-4y+c 2=0的交点为A,联立{x +2y +1=0,3x -4y +c 2=0,解得{x =-c 2+25,y =c 2-310,故A -c 2+25,c 2-310. 同理,设直线x+2y+1=0与直线3x-4y+c 1=0的交点为B,则B -c 1+25,c 1-310,设直线x+2y+3=0与直线3x-4y+c 1=0的交点为C,则C -c 1+65,c 1-910,设直线x+2y+3=0与直线3x-4y+c 2=0的交点为D,则D -c 2+65,c 2-910.由菱形的性质可知AC ⊥BD,且AC,BD 的斜率均存在,所以k AC ·k BD =-1,则c 2-310-c 1-910-c 2+25+c 1+65·c 1-310-c 2-910-c 1+25+c 2+65=-1,即36-(c 2-c 1)24[16-(c 2-c 1)2]=-1,解得|c 1-c 2|=2√5.8.(河北大名高三检测)已知点P(-2,2),直线l:(λ+2)x -(λ+1)y -4λ-6=0,则点P 到直线l 的距离的取值范围为 . 答案:[0,4√2)解析:把直线l:(λ+2)x -(λ+1)y -4λ-6=0化为(2x-y-6)+λ(x -y-4)=0,联立{2x -y -6=0,x -y -4=0,解得{x =2,y =-2,即直线l 过定点M(2,-2).又k PM =-2-22-(-2)=-1,且λ+2λ+1×(-1)≠-1,所以直线PM 与l 不垂直,所以点P 到直线l 的距离的最大值小于|PM|=√(2+2)2+(-2-2)2=4√2,即点P 到直线l 的距离的取值范围为[0,4√2).9.(四川成都七中高三检测)已知△ABC 的顶点B(5,1),AB 边上的高所在的直线方程为x-2y-5=0. (1)求直线AB 的方程.(2)在①②两个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答. ①角A 的平分线所在直线方程为x+2y-13=0; ②BC 边上的中线所在的直线方程为2x-y-5=0.,求直线AC 的方程.解:(1)因为AB 边上的高所在的直线方程为x-2y-5=0,所以直线AB 的斜率为k=-2.又因为△ABC 的顶点B(5,1),所以直线AB 的方程为y-1=-2(x-5),即2x+y-11=0.(2)若选①:角A 的平分线所在直线方程为x+2y-13=0, 由{2x +y -11=0,x +2y -13=0,解得{x =3,y =5,所以点A(3,5).设点B 关于x+2y-13=0的对称点B'(x 0,y 0),则{y 0-1x 0-5×(-12)=-1,x 0+52+2×y 0+12-13=0,解得{x 0=375,y 0=295,所以B'375,295.又点B'375,295在直线AC 上,所以k AC =5-2953-375=211.所以直线AC 的方程为y-5=211(x-3),即2x-11y+49=0.若选②:BC 边上的中线所在的直线方程为2x-y-5=0, 由{2x +y -11=0,2x -y -5=0,解得{x =4,y =3,所以点A(4,3).设点C(x 1,y 1),则BC 的中点在直线2x-y-5=0上,所以2×5+x 12−1+y 12-5=0,即2x 1-y 1-1=0,所以点C 在直线2x-y-1=0上.又点C 在直线x-2y-5=0上,由{x -2y -5=0,2x -y -1=0,解得{x =-1,y =-3,即C(-1,-3),所以k AC =-3-3-1-4=65.所以直线AC 的方程为y-3=65(x-4),即6x-5y-9=0.创新应用组10.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知△ABC 的顶点A(2,0),B(0,4),C(-4,0),则其欧拉线方程为 . 答案:x-y+2=0解析:设△ABC 的重心为G,垂心为H,由重心坐标公式得x=2+0+(-4)3=-23,y=0+4+03=43,所以G -23,43.由题,△ABC 的边AC 上的高线所在直线方程为x=0,直线BC:y=x+4,A(2,0),所以△ABC 的边BC 上的高线所在直线方程为y=-x+2,联立{x =0,y =-x +2⇒H(0,2).所以欧拉线GH 的方程为y-2=2-430-(-23)x,即x-y+2=0.。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章 平面解析几何 50 Word版含解析
第50节 曲线与方程一、选择题1．(2018南昌模拟)方程(x 2＋y 2－2x )x ＋y －3＝0表示的曲线是( )A ．一个圆和一条直线B ．一个圆和一条射线C ．一个圆D ．一条直线【答案】D【解析】题中的方程等价于①x ＋y －3＝0或②⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y －3≥0，x 2＋y 2－2x ＝0.注意到圆x 2＋y 2－2x ＝0上的点均位于直线x ＋y －3＝0的左下方区域，即圆x 2＋y 2－2x ＝0上的点均不满足x ＋y －3≥0，故②不表示任何图形，因此题中的方程表示的曲线是直线x ＋y －3＝0.2．(2018呼和浩特调研)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)，M 为椭圆上一动点，F 1为椭圆的左焦点，则线段MF 1的中点P 的轨迹是( )A ．圆B ．椭圆C ．双曲线D ．抛物线【答案】B【解析】设椭圆的右焦点是F 2，由椭圆定义可得|MF 1|＋|MF 2|＝2a ＞2c ，所以|PF 1|＋|PO |＝12(|MF 1|＋|MF 2|)＝a ＞c ，所以点P 的轨迹是以F 1和O 为焦点的椭圆．3．(2018银川模拟)设点A 为圆(x －1)2＋y 2＝1上的动点，P A 是圆的切线，且|P A |＝1，则点P 的轨迹方程为( )A ．y 2＝2xB ．(x －1)2＋y 2＝4C ．y 2＝－2xD ．(x －1)2＋y 2＝2 【答案】D【解析】如图，设P (x ，y )，圆心为M (1,0)，连接MA ，则MA ⊥P A ，且|MA |＝1.又∵|P A |＝1，∴|PM |＝|MA |2＋|P A |2＝2，即|PM |2＝2.∴(x －1)2＋y 2＝2.4．(2018津南模拟)平面直角坐标系中，已知两点A (3,1)，B (－1,3)．若点C 满足OC →＝λ1OA →＋λ2OB →(O 为原点)，其中λ1，λ2∈R ，且λ1＋λ2＝1，则点C 的轨迹是( )A ．直线B ．椭圆C ．圆D ．双曲线【答案】A【解析】设C (x ，y )，因为OC →＝λ1OA →＋λ2OB →， 所以(x ，y )＝λ1(3,1)＋λ2(－1,3)，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3λ1－λ2，y ＝λ1＋3λ2，解得⎩⎨⎧λ1＝y ＋3x 10.λ2＝3y －x 10，又λ1＋λ2＝1，所以y ＋3x 10＋3y －x10＝1，即x ＋2y ＝5. 所以点C 的轨迹为直线．故选A.5．(2018河北沧州模拟)有一动圆P 恒过定点F (a,0)(a ＞0)且与y 轴相交于点A ，B .若△ABP 为正三角形，则点P 的轨迹为( )A ．直线B ．圆C ．椭圆D ．双曲线【答案】D【解析】设P (x ，y )，动圆P 的半径为R ，∵△ABP 为正三角形，∴P 到y 轴的距离d ＝32R ，即|x |＝32R . 而R ＝|PF |＝(x －a )2＋y 2， ∴|x |＝32·(x －a )2＋y 2，整理得(x ＋3a )2－3y 2＝12a 2，即(x ＋3a )212a 2－y24a 2＝1，∴点P 的轨迹为双曲线．故选D.6．(2018深圳调研)已知点F (0,1)，直线l ：y ＝－1，P 为平面上的动点，过点P 作直线l 的垂线，垂足为点Q ，且QP →·QF →＝FP →·FQ →，则动点P 的轨迹C 的方程为( )A ．x 2＝4yB ．y 2＝3xC ．x 2＝2yD ．y 2＝4x【答案】A【解析】设点P (x ，y )，则Q (x ，－1)．∵QP →·QF →＝FP →·FQ →，∴(0，y ＋1)·(－x,2)＝(x ，y －1)·(x ，－2)， 即2(y ＋1)＝x 2－2(y －1)，整理得x 2＝4y ， ∴动点P 的轨迹C 的方程为x 2＝4y .7．(2018江苏淮安模拟)已知两定点A (－2,0)，B (1,0)，如果动点P 满足|P A |＝2|PB |，则动点P 的轨迹是( )A ．直线B ．圆C ．椭圆D ．双曲线【答案】B【解析】设P (x ，y )，则(x ＋2)2＋y 2＝2(x －1)2＋y 2， 整理得x 2＋y 2－4x ＝0，又D 2＋E 2－4F ＝16＞0，所以动点P 的轨迹是圆． 二、填空题8．(2018厦门模拟)已知动点P (x ，y )与两定点M (－1,0)，N (1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)，则动点P 的轨迹C 的方程为__________．【答案】x 2－y2λ＝1(λ≠0，x ≠±1)【解析】由题意知直线PM 与PN 的斜率存在且均不为零，所以k PM ·k PN ＝y x ＋1·y x －1＝λ，整理得x 2－y 2λ＝1(λ≠0，x ≠±1)，即动点P 的轨迹C 的方程为x 2－y2λ＝1(λ≠0，x ≠±1)．9. (2018四川达州一诊)已知圆的方程为x 2＋y 2＝4，若抛物线过点A (－1,0)，B (1,0)且以圆的切线为准线，则抛物线的焦点的轨迹方程是__________．【答案】x 24＋y 23＝1(y ≠0)【解析】设抛物线焦点为F ，过A ，B ，O 作准线的垂线AA 1，BB 1，OO 1，则|AA 1|＋|BB 1|＝2|OO 1|＝4.由抛物线定义，得|AA 1|＋|BB 1|＝|F A |＋|FB |，∴|F A |＋|FB |＝4.故点F 的轨迹是以A ，B 为焦点，长轴长为4的椭圆(去掉长轴两端点)，所以抛物线的焦点的轨迹方程为x 24＋y 23＝1(y ≠0)．10．(2018河南洛阳统考)在△ABC 中，A 为动点，B ，C 为定点，B ⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 2，0，C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2，0(a ＞0)，且满足条件sin C －sin B ＝12sin A ，则动点A 的轨迹方程是________．【答案】16x 2a 2－16y 23a 2＝1(x ＞0且y ≠0) 【解析】由正弦定理得|AB |2R －|AC |2R ＝12×|BC |2R ， 即|AB |－|AC |＝12|BC |，故动点A 是以B ，C 为焦点，a2为实轴长的双曲线的右支， 即动点A 的轨迹方程为16x 2a 2－16y 23a 2＝1(x ＞0且y ≠0)． 三、解答题11．(2018山西孝义九校联考)在△ABC 中，|BC →|＝4，△ABC 的内切圆切BC 于点D 且|BD →|－|CD →|＝22，求顶点A 的轨迹方程．【解】以BC 的中点为原点，中垂线为y 轴建立如图所示的坐标系，E ，F 分别为两个切点，则|BE |＝|BD |，|CD |＝|CF |，|AE |＝|AF |.∵|AB |－|AC |＝22＜|BC |＝4，∴点A 的轨迹是以B ，C 为焦点的双曲线的右支(y ≠0)，且a ＝2，c ＝2.∴b ＝ 2.∴顶点A 的轨迹方程为x 22－y 22＝1(x ＞2)．12．(2018唐山统考)已知动点P 到直线l ：x ＝－1的距离等于它到圆C ：x 2＋y 2－4x ＋1＝0的切线长(P 到切点的距离)，记动点P 的轨迹为曲线E .(1)求曲线E 的方程；(2)点Q 是直线l 上的动点，过圆心C 作QC 的垂线交曲线E 于A ，B 两点，设AB 的中点为D ，求|QD ||AB |的取值范围．【解】(1)由已知得圆心为C (2,0)，半径r ＝ 3.设P (x ，y )，依题意可得|x ＋1|＝(x －2)2＋y 2－3，整理得y 2＝6x . 故曲线E 的方程为y 2＝6x . (2)设直线AB 的方程为my ＝x －2，则直线CQ 的方程为y ＝－m (x －2)，可得Q (－1,3m )． 将my ＝x －2代入y 2＝6x 并整理可得y 2－6my －12＝0， 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则y 1＋y 2＝6m ，y 1y 2＝－12，D (3m 2＋2,3m )，|QD |＝3m 2＋3，|AB |＝23(1＋m 2)(3m 2＋4)，所以⎝ ⎛⎭⎪⎫|QD ||AB |2＝3m 2＋34(3m 2＋4)＝14⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13m 2＋4∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫316，14，故|QD ||AB |∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫34，12.。
2020届高考数学(理科)一轮复习课时训练第9章平面解析几何43Word版含解析
【课时训练】第43节 直线的方程一、选择题1．(2018广东深圳期末)过点(2,1)，且倾斜角比直线y ＝－x －1的倾斜角小π4的直线方程是( )A ．x ＝2B ．y ＝1C ．x ＝1D ．y ＝2【答案】A【解析】∵直线y ＝－x －1的斜率为－1，则倾斜角为3π4.则所求直线的倾斜角为3π4－π4＝π2，斜率不存在，∴过点(2,1)的直线方程为x ＝2.2．(2019合肥一六八中学检测)直线x ＋(a 2＋1)y ＋1＝0的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4 B ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎝⎛⎭⎪⎫π2，πD ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4，π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π【答案】B【解析】由直线方程可得该直线的斜率为－1a 2＋1，又－1≤－1a 2＋1＜0，所以倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π. 3．(2018太原质检)若直线l 与直线y ＝1，x ＝7分别交于点P ，Q ，且线段PQ 的中点坐标为(1，－1)，则直线l 的斜率为( )A.13 B ．－13 C ．－32 D ．23【答案】B【解析】依题意，设点P (a,1)，Q (7，b )，则有⎩⎨⎧a ＋7＝2，b ＋1＝－2，解得a ＝－5，b ＝－3，从而可知直线l 的斜率为－3－17＋5＝－13.4．(2018深圳调研)在同一平面直角坐标系中，直线l 1：ax ＋y ＋b ＝0和直线l 2：bx ＋y ＋a ＝0有可能是( )A B C D【答案】B【解析】当a ＞0，b ＞0时，－a ＜0，－b ＜0，选项B 符合要求． 5．(2018衡水模拟)已知直线l 的斜率为3，在y 轴上的截距为另一条直线x －2y －4＝0的斜率的倒数，则直线l 的方程为( )A ．y ＝3x ＋2B ．y ＝3x －2C ．y ＝3x ＋12D ．y ＝－3x ＋2【答案】A【解析】∵直线x －2y －4＝0的斜率为12，∴直线l 在y 轴上的截距为2.∴直线l 的方程为y ＝3x ＋2.故选A.6．(2018河北保定模拟)已知直线l 过点(1,0)，且倾斜角为直线l 0：x －2y －2＝0的倾斜角的2倍，则直线l 的方程为( )A ．4x －3y －3＝0B ．3x －4y －3＝0C ．3x －4y －4＝0D ．4x －3y －4＝0【答案】D【解析】由题意可设直线l 0，l 的倾斜角分别为α，2α，因为直线l 0：x －2y －2＝0的斜率为12，则tan α＝12，所以直线l 的斜率k ＝tan2α＝2tan α1－tan 2α＝2×121－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝43.所以由点斜式可得直线l 的方程为y －0＝43(x －1)，即4x －3y －4＝0.7．(2018皖南八校联考)已知A (3,0)，B (0,4)，直线AB 上一动点P (x ，y )，则xy 的最大值是( )A ．2B ．3C ．4D ．6【答案】B【解析】直线AB 的方程为x 3＋y 4＝1，则x ＝3－34y ，∴xy ＝3y －34y2＝34(－y 2＋4y )＝34[－(y －2)2＋4]≤3，即当P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2时，xy取最大值3.二、填空题8．(2018烟台模拟)直线3x －4y ＋k ＝0在两坐标轴上的截距之和为2，则实数k ＝________.【答案】－24【解析】令x ＝0，得y ＝k 4；令y ＝0，得x ＝－k 3.则有k 4－k3＝2，所以k ＝－24.9．(2018江西上饶模拟)直线l ：(a －2)x ＋(a ＋1)y ＋6＝0，则直线l 恒过定点________．【答案】(2，－2)【解析】直线l 的方程变形为a (x ＋y )－2x ＋y ＋6＝0，由⎩⎨⎧x ＋y ＝0，－2x ＋y ＋6＝0，解得x ＝2，y ＝－2，所以直线l 恒过定点(2，－2)．10．(2018山西运城模拟)一条直线经过点A (2，－3)，并且它的倾斜角等于直线y ＝13x 的倾斜角的2倍，则这条直线的一般式方程是________．【答案】3x －y －3 3＝0【解析】因为直线y ＝13x 的倾斜角为30°，所以所求直线的倾斜角为60°，即斜率k ＝tan 60°＝ 3.又该直线过点A (2，－3)，故所求直线为y －(－3)＝3(x －2)，即3x －y －33＝0.11．(2018广东广州调研)已知直线l 过点M (1,1)，且与x 轴，y 轴的正半轴分别交于A ，B 两点，O 为坐标原点，则当|OA |＋|OB |取得最小值时，直线l 的方程为________．【答案】x ＋y －2＝0【解析】设A (a,0)，B (0，b )(a ＞0，b ＞0)，直线l 的方程为x a ＋yb ＝1，则1a ＋1b ＝1，所以|OA |＋|OB |＝a ＋b ＝(a ＋b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ＝2＋a b ＋b a ≥2＋2a b ·ba ＝4，当且仅当a ＝b ＝2时取等号，此时直线l 的方程为x＋y －2＝0.12．(2018湖南长沙统一模拟)设m ∈R ，过定点A 的动直线x ＋my ＝0和过定点B 的动直线mx －y －m ＋3＝0交于点P (x ，y )，则|P A |·|PB |的最大值是________．【答案】5【解析】易知A (0,0)，B (1,3)，且P A ⊥PB ， ∴|P A |2＋|PB |2＝|AB |2＝10.∴|P A |·|PB |≤|P A |2＋|PB |22＝5(当且仅当|P A |＝|PB |时取“＝”)．三、解答题13．(2018海南中学月考)(1)求过点(4，－3)且在两坐标轴上截距的绝对值相等的直线l 的方程；(2)设直线l 的方程为(a ＋1)x ＋y －2－a ＝0(a ∈R )，若a ＞－1，直线l 与x ，y 轴分别交于M ，N 两点，O 为坐标原点，求△OMN 面积取最小值时，直线l 的方程．【解】(1)设直线在x 轴，y 轴上的截距分别为a ，b . ①当a ≠0，b ≠0时，设l 的方程为x a ＋yb ＝1. ∵点(4，－3)在直线上，∴4a ＋－3b ＝1.若a ＝b ，则a ＝b ＝1，直线方程为x ＋y －1＝0.若a ＝－b ，则a ＝7，b ＝－7，此时直线的方程为x －y －7＝0. ②当a ＝b ＝0时，直线过原点，且过点(4，－3)， ∴直线的方程为3x ＋4y ＝0.综上知，所求直线方程为x ＋y －1＝0或x －y －7＝0或3x ＋4y ＝0.(2)易求M ⎝⎛⎭⎪⎫a ＋2a ＋1，0，N (0,2＋a )，∵a ＞－1， ∴S △OMN ＝12·a ＋2a ＋1·(2＋a )＝12·[(a ＋1)＋1]2a ＋1＝12[(a ＋1)＋1a ＋1＋2]≥2，当且仅当a ＋1＝1a ＋1，即a ＝0时取等号．故所求直线l 的方程为x ＋y －2＝0.。
2020届高考数学(文)一轮复习课时训练：第9章 平面解析几何 44
【课时训练】双 曲 线一、选择题1．(2018广州联考)已知双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的焦距为10，点P (2,1)在C 的一条渐近线上，则C 的方程为( )A.x 220－y 25＝1 B.x 25－y 220＝1 C.x 280－y 220＝1 D.x 220－y 280＝1【答案】A【解析】依题意⎩⎨⎧a 2＋b 2＝25，1＝b a ×2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝20，b 2＝5，∴双曲线C 的方程为x 220－y 25＝1.2．(2018福州质检)若双曲线E ：x 29－y 216＝1的左、右焦点分别为F 1，F 2，点P 在双曲线E 上，且|PF 1|＝3，则|PF 2|等于( )A ．11B ．9C ．5D ．3【答案】B【解析】由题意，知a ＝3，b ＝4，∴c ＝5.由双曲线的定义||PF 1|－|PF 2||＝|3－|PF 2||＝2a ＝6，∴|PF 2|＝9.故选B.3．(2018庐江第二中学1月月考)已知椭圆x 2a 21＋y 2b 21＝1(a 1>b 1>0)的长轴长、短轴长、焦距成等比数列，离心率为e 1；双曲线x 2a 22－y 2b 22＝1(a 2>0，b 2>0)的实轴长、虚轴长、焦距也成等比数列，离心率为e 2，则e 1e 2等于( )A.22 B ．1 C. 3D ．2【答案】B 【解析】由b 21＝a 1c 1，得a 21－c 21＝a 1c 1，∴e 1＝c 1a 1＝5－12.由b 22＝a 2c 2，得c 22－a 22＝a 2c 2，∴e 2＝c 2a 2＝5＋12.∴e 1e 2＝5－12×5＋12＝1.4．(2018辽宁凌源联考)已知圆E ：(x －3)2＋(y ＋m －4)2＝1(m ∈R )，当m 变化时，圆E 上的点与原点O 的最短距离是双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的离心率，则双曲线C 的渐近线方程为( )A ．y ＝±2xB ．y ＝±12x C ．y ＝±3x D ．y ＝±33x【答案】C【解析】圆E 的圆心到原点的距离d ＝32＋(4－m )2，所以当m ＝4时，圆E 上的点与原点O 的距离最短，为3－1＝2，即双曲线C 的离心率e ＝c a ＝2.所以ba ＝c 2－a 2a ＝3，则双曲线C 的渐近线方程为y ＝±3x .故选C.5．(2018南昌联考)已知F 1，F 2分别是双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的左，右焦点，若在双曲线的右支上存在一点M ，使得(OM →＋O F 2→)·F 2M →＝0(其中O 为坐标原点)，且|M F 1→|＝3|M F 2→|，则双曲线的离心率为( )A.5－1B.3＋12C.5＋12 D.3＋1 【答案】D【解析】∵F 2M →＝OM →－O F 2→，∴(OM →＋O F 2→)·F 2M →＝(OM →＋O F 2→)·(OM →－O F 2→)＝0， 即OM →2－O F 2→2＝0.∴|O F 2→|＝|OM →|＝c .在△MF 1F 2中，边F 1F 2上的中线等于|F 1F 2|的一半，可得M F 1→⊥M F 2→. ∵|M F 1→|＝3|M F 2→|，∴可设|M F 2→|＝λ(λ>0)，|M F 1→|＝3λ， 得(3λ)2＋λ2＝4c 2，解得λ＝c . ∴|M F 1→|＝3c ，|M F 2→|＝c .∴根据双曲线定义，得2a ＝|M F 1→|－|M F 2→|＝(3－1)c . ∴双曲线的离心率e ＝2c2a ＝3＋1.6．(2018河南中原名校联考)已知点F 是双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的左焦点，点E 是该双曲线的右顶点，过点F 且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A 、B 两点，若△ABE 是锐角三角形，则该双曲线的离心率e 的取值范围是( )A ．(1，＋∞)B ．(1,2)C ．(1,1＋2)D ．(2,1＋2)【答案】B【解析】由题意易知点F 的坐标为(－c,0)， A ⎝ ⎛⎭⎪⎫－c ，b 2a ，B ⎝ ⎛⎭⎪⎫－c ，－b 2a ，E (a,0)，∵△ABE 是锐角三角形，∴EA →·EB →>0. 即EA →·EB →＝⎝⎛⎭⎪⎫－c －a ，b 2a ·⎝⎛⎭⎪⎫－c －a ，－b 2a>0， 整理，得3e 2＋2e >e 4，∴e (e 3－3e －3＋1)<0. ∴e (e ＋1)2(e －2)<0，解得e ∈(0,2)． 又e >1，∴e ∈(1,2)．故选B. 二、填空题7．(2018辽宁沈阳月考)已知方程mx 2＋(2－m )y 2＝1表示双曲线，则实数m 的取值范围是__________．【答案】(－∞，0)∪(2，＋∞)【解析】∵mx 2＋(2－m )y 2＝1表示双曲线，∴m (2－m )＜0.解得m ＜0或m ＞2.8．(2018天津河西区质检)已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的左，右焦点分别为F 1，F 2，点P 在双曲线的右支上，且|PF 1|＝4|PF 2|，则此双曲线的离心率e 的最大值为________．【答案】53【解析】由定义，知|PF 1|－|PF 2|＝2a . 又|PF 1|＝4|PF 2|，∴|PF 1|＝83a ，|PF 2|＝23a . 在△PF 1F 2中，由余弦定理，得c os ∠F 1PF 2＝649a 2＋49a 2－4c 22·83a ·23a ＝178－98e 2. 要求e 的最大值，即求c os ∠F 1PF 2的最小值， ∴当c os ∠F 1PF 2＝－1时，得e ＝53， 即e 的最大值为53.三、解答题9．(2018石家庄模拟)中心在原点，焦点在x 轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F 1，F 2，且|F 1F 2|＝213，椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4，离心率之比为3 ∶7.(1)求这两个曲线的方程；(2)若P 为这两个曲线的一个交点，求c os ∠F 1PF 2的值． 【解】(1)由已知c ＝13，设椭圆长半轴长，短半轴长分别为a ，b ，双曲线实半轴长，虚半轴长分别为m ，n ，则⎩⎨⎧a －m ＝4，7·13a ＝3·13m ，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝7，m ＝3，∴b ＝6，n ＝2.∴椭圆的方程为x 249＋y 236＝1， 双曲线的方程为x 29－y 24＝1.(2)不妨设F 1，F 2分别为左，右焦点，P 是第一象限的一个交点， 则|PF 1|＋|PF 2|＝14，|PF 1|－|PF 2|＝6， ∴|PF 1|＝10，|PF 2|＝4. 又|F 1F 2|＝213，∴c os ∠F 1PF 2＝|PF 1|2＋|PF 2|2－|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|＝102＋42－(213)22×10×4＝45.10．(2018河南安阳一模)如图，在平面直角坐标系xOy 中，直线l 1：y ＝x 与直线l 2：y ＝－x 之间的阴影部分为W .区域W 中动点P (x ，y )到l 1，l 2的距离之积为1.(1)求点P 的轨迹C 的方程．(2)动直线l 穿过区域W ，分别交直线l 1，l 2于A ，B 两点．若直线l 与轨迹C 有且只有一个公共点，求证：△OAB 的面积恒为定值．(1)【解】由题意得|x －y |2·|x ＋y |2＝1，所以|(x ＋y )(x －y )|＝2.因为点P 在区域W 内，所以x ＋y 与x －y 同号， 所以(x ＋y )(x －y )＝x 2－y 2＝2， 所以点P 的轨迹C 的方程为x 22－y 22＝1. (2)【证明】设直线l 与x 轴相交于点D . 当直线l 的斜率不存在时，|OD |＝2， |AB |＝22， S △OAB ＝12|AB |·|OD |＝2.当直线l 的斜率存在时，设其方程为y ＝kx ＋m ，显然k ≠0，m ≠0，则D ⎝ ⎛⎭⎪⎫－m k ，0. 把直线l 的方程与C ：x 2－y 2＝2联立得 (k 2－1)x 2＋2kmx ＋m 2＋2＝0.由直线l 与轨迹C 有且只有一个公共点，知Δ＝4k 2m 2－4(k 2－1)·(m 2＋2)＝0，得m 2＝2(k 2－1)＞0，所以k ＞1或k ＜－1.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，y ＝x得y 1＝m 1－k ， 同理得y 2＝m1＋k.所以S △OAB ＝12|OD ||y 1－y 2|＝12⎪⎪⎪⎪⎪⎪－m k ⎪⎪⎪⎪⎪⎪m1－k －m 1＋k ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪m 21－k 2＝2.综上， △OAB 的面积恒为定值2.11．(2018湖北部分重点中学第一次联考)在面积为9的△ABC 中，t a n ∠BAC ＝－43，且CD →＝2DB →，现建立以A 点为坐标原点，以∠BAC 的平分线所在直线为x 轴的平面直角坐标系，如图所示．(1)求AB ，AC 所在直线的方程；(2)求以AB ，AC 所在直线为渐近线且过点D 的双曲线的方程； (3)过点D 分别作AB ，AC 所在直线的垂线DF ，DE (点E ，F 为垂足)，求DE →·DF →的值．【解】(1)设∠CAx ＝α，则由t a n ∠BAC ＝t a n2α＝2t a n α1－t a n 2 α＝－43及α为锐角，得t a n α＝2，∴AC 所在直线方程为y ＝2x ，AB 所在直线方程为y ＝－2x . (2)设所求双曲线的方程为4x 2－y 2＝λ(λ≠0)， C (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)(x 1>0，x 2>0)．由CD →＝2DB →，得D ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1＋2x 23，2x 1－4x 23. ∵点D 在双曲线上，∴4⎝⎛⎭⎪⎫x 1＋2x 232－⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 1－4x 232＝λ. ∴329x 1x 2＝λ.①由t a n ∠BAC ＝－43，得sin ∠BAC ＝45.∵|AB |＝x 22＋y 22＝5x 2，|AC |＝x 21＋y 21＝5x 1，∴S △ABC ＝12|AB |·|AC |·sin ∠BAC ＝12×5x 1x 2×45 ＝2x 1x 2＝9，代入①，得λ＝16，∴双曲线的方程为x 24－y 216＝1. (3)由题意，知〈DE →，DF →〉＝π－∠BAC ， ∴c os 〈DE →，DF →〉＝－c os ∠BAC ＝35.设D (x 0，y 0)，则x 204－y 2016＝1.又∵点D 到AB ，AC 所在直线距离分别为|DF →|＝|2x 0＋y 0|5，|DE →|＝|2x 0－y 0|5，∴DE →·DF →＝|DE →||DF →|·c os 〈DE →，DF →〉 ＝|2x 0－y 0|5·|2x 0＋y 0|5×35＝4825.。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练第9章 平面解析几何 43 Word版含解析
【课时训练】第节直线的方程一、选择题．(广东深圳期末)过点()，且倾斜角比直线＝－－的倾斜角小的直线方程是( )．＝．＝．＝．＝【答案】【解析】∵直线＝－－的斜率为－，则倾斜角为.则所求直线的倾斜角为－＝，斜率不存在，∴过点()的直线方程为＝.．(合肥一六八中学检测)直线＋(＋)＋＝的倾斜角的取值范围是( )．．∪∪【答案】【解析】由直线方程可得该直线的斜率为－，又－≤－＜，所以倾斜角的取值范围是.．(太原质检)若直线与直线＝，＝分别交于点，，且线段的中点坐标为(，－)，则直线的斜率为( )．－．．－【答案】【解析】依题意，设点()，(，)，则有(\\(＋＝，＋＝－，))解得＝－，＝－，从而可知直线的斜率为＝－.．(深圳调研)在同一平面直角坐标系中，直线：＋＋＝和直线：＋＋＝有可能是( )【答案】【解析】当＞，＞时，－＜，－＜，选项符合要求．．(衡水模拟)已知直线的斜率为，在轴上的截距为另一条直线－－＝的斜率的倒数，则直线的方程为( )．＝＋．＝－．＝－＋．＝＋【答案】【解析】∵直线－－＝的斜率为，∴直线在轴上的截距为.∴直线的方程为＝＋.故选.．(河北保定模拟)已知直线过点()，且倾斜角为直线：－－＝的倾斜角的倍，则直线的方程为( )．－－＝．－－＝．－－＝．－－＝【答案】【解析】由题意可设直线，的倾斜角分别为α，α，因为直线：－－＝的斜率为，则α＝，所以直线的斜率＝α＝α－α)＝＝.所以由点斜式可得直线的方程为－＝(－)，即－－＝.．(皖南八校联考)已知()，()，直线上一动点(，)，则的最大值是( )．．．．【答案】【解析】直线的方程为＋＝，则＝－，∴＝－＝(－＋)＝[－(－)＋]≤，即当点的坐标为时，取最大值.二、填空题．(烟台模拟)直线－＋＝在两坐标轴上的截距之和为，则实数＝.【答案】－【解析】令＝，得＝；令＝，得＝－.则有－＝，所以＝－.．(江西上饶模拟)直线：(－)＋(＋)＋＝，则直线恒过定点．【答案】(，－)。
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练第9章 平面解析几何 50 Word版含解析
第节曲线与方程一、选择题．(南昌模拟)方程(＋－)＝表示的曲线是( )．一个圆和一条射线．一个圆和一条直线．一条直线．一个圆【答案】【解析】题中的方程等价于①＋－＝或②(\\(＋－≥，＋－＝.))注意到圆＋－＝上的点均位于直线＋－＝的左下方区域，即圆＋－＝上的点均不满足＋－≥，故②不表示任何图形，因此题中的方程表示的曲线是直线＋－＝.．(呼和浩特调研)已知椭圆＋＝(＞＞)，为椭圆上一动点，为椭圆的左焦点，则线段的中点的轨迹是( )．椭圆．圆．抛物线．双曲线【答案】【解析】设椭圆的右焦点是，由椭圆定义可得＋＝＞，所以＋＝(＋)＝＞，所以点的轨迹是以和为焦点的椭圆．．(银川模拟)设点为圆(－)＋＝上的动点，是圆的切线，且＝，则点的轨迹方程为( )．(－)＋＝．＝．(－)＋＝．＝－【答案】【解析】如图，设(，)，圆心为()，连接，则⊥，且＝.又∵＝，∴＝＝，即＝.∴(－)＋＝.．(津南模拟)平面直角坐标系中，已知两点()，(－)．若点满足＝λ＋λ(为原点)，其中λ，λ∈，且λ＋λ＝，则点的轨迹是( )．直线．椭圆．双曲线．圆【答案】【解析】设(，)，因为＝λ＋λ，所以(，)＝λ()＋λ(－)，即(\\(＝λ－λ，＝λ＋λ，))解得(\\(λ＝(＋).,λ＝(－)，))又λ＋λ＝，所以＋＝，即＋＝.所以点的轨迹为直线．故选.．(河北沧州模拟)有一动圆恒过定点()(＞)且与轴相交于点，.若△为正三角形，则点的轨迹为( )．圆．直线．双曲线．椭圆【答案】【解析】设(，)，动圆的半径为，∵△为正三角形，∴到轴的距离＝，即＝.而＝＝，∴＝·，整理得(＋)－＝，即－＝，∴点的轨迹为双曲线．故选.。