2014高三数学总复习8-7圆锥曲线的综合问题(理) 85张(人教A版)
2014届高考数学一轮复习教学案圆锥曲线的综合问题

圆锥曲线的综合问题(文视情况[知识能否忆起]1.直线与圆锥曲线的位置关系判定直线与圆锥曲线的位置关系时,通常是将直线方程与曲线方程联立,消去变量y (或x )得关于变量x (或y )的方程:ax 2+bx +c =0(或ay 2+by +c =0).若a ≠0,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有: Δ>0⇔直线与圆锥曲线相交; Δ=0⇔直线与圆锥曲线相切; Δ<0⇔直线与圆锥曲线相离.若a =0且b ≠0,则直线与圆锥曲线相交,且有一个交点. 2.圆锥曲线的弦长问题设直线l 与圆锥曲线C 相交于A 、B 两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则弦长|AB |=1+k 2|x 1-x 2|或1+1k2|y 1-y 2|. [小题能否全取]1.(教材习题改编)与椭圆x 212+y 216=1焦点相同,离心率互为倒数的双曲线方程是( )A .y 2-x 23=1 B.y 23-x 2=1C.34x 2-38y 2=1D.34y 2-38x 2=1 解析:选A 设双曲线方程为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0),则⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=c 2,ca =2,c =2,得a =1,b = 3.故双曲线方程为y 2-x 23=1.2.(教材习题改编)直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .不确定解析:选A 由于直线y =kx -k +1=k (x -1)+1过定点(1,1),而(1,1)在椭圆内,故直线与椭圆必相交.3.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,这样的直线有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:选C 结合图形分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x =0,过点(0,1)且平行于x 轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x =0).4.过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左顶点A 且斜率为1的直线与椭圆的另一个交点为M ,与y 轴的交点为B ,若|AM |=|MB |,则该椭圆的离心率为________.解析:由题意知A 点的坐标为(-a,0),l 的方程为y =x +a ,所以B 点的坐标为(0,a ),故M 点的坐标为⎝⎛⎭⎫-a 2,a 2,代入椭圆方程得a 2=3b 2,则c 2=2b 2,则c 2a 2=23,故e =63. 答案:635.已知双曲线方程是x 2-y 22=1,过定点P (2,1)作直线交双曲线于P 1,P 2两点,并使P (2,1)为P 1P 2的中点,则此直线方程是________________.解析:设点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则由x 21-y 212=1,x 22-y 222=1,得k =y 2-y 1x 2-x 1=2(x 2+x 1)y 2+y 1=2×42=4,从而所求方程为4x -y -7=0.将此直线方程与双曲线方程联立得14x 2-56x +51=0,Δ>0,故此直线满足条件.答案:4x -y -7=01.直线与圆锥曲线的位置关系,主要涉及弦长、弦中点、对称、参数的取值范围、求曲线方程等问题.解题中要充分重视根与系数的关系和判别式的应用.2.当直线与圆锥曲线相交时:涉及弦长问题,常用“根与系数的关系”设而不求计算弦长(即应用弦长公式);涉及弦的中点问题,常用“点差法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来,相互转化.同时还应充分挖掘题目中的隐含条件,寻找量与量间的关系灵活转化,往往就能事半功倍.解题的主要规律可以概括为“联立方程求交点,韦达定理求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.典题导入[例1] (2012·北京高考)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点为A (2,0),离心率为22.直线y =k (x -1)与椭圆C 交于不同的两点M ,N .(1)求椭圆C 的方程; (2)当△AMN 的面积为103时,求k 的值. [自主解答] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,c a =22,a 2=b 2+c 2,解得b =2,所以椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),x 24+y 22=1,得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-4=0.设点M ,N 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则 y 1=k (x 1-1),y 2=k (x 2-1),x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-41+2k 2,所以|MN |=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2 =(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =2(1+k 2)(4+6k 2)1+2k 2.又因为点A (2,0)到直线y =k (x -1)的距离d =|k |1+k 2, 所以△AMN 的面积为 S =12|MN |· d =|k |4+6k 21+2k 2. 由|k |4+6k 21+2k2=103,解得k =±1. 由题悟法研究直线与圆锥曲线的位置关系时,一般转化为研究其直线方程与圆锥方程组成的方程组解的个数,但对于选择、填空题也可以利用几何条件,用数形结合的方法求解.以题试法1.(2012·信阳模拟)设抛物线y 2=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( )A.⎣⎡⎦⎤-12,12 B .[-2,2] C .[-1,1]D .[-4,4]解析:选C 易知抛物线y 2=8x 的准线x =-2与x 轴的交点为Q (-2,0),于是,可设过点Q (-2,0)的直线l 的方程为y =k (x +2)(由题可知k 是存在的),联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =k (x +2)⇒k 2x 2+(4k 2-8)x +4k 2=0.当k =0时,易知符合题意;当k ≠0时,其判别式为Δ=(4k 2-8)2-16k 4=-64k 2+64≥0, 可解得-1≤k ≤1.典题导入[例2] (2012·浙江高考)如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,其左焦点到点P (2,1)的距离为10.不过原点O 的直线l 与C相交于A ,B 两点,且线段AB 被直线OP 平分.(1)求椭圆C 的方程;(2)求△ABP 面积取最大值时直线l 的方程.[自主解答] (1)设椭圆左焦点为F (-c,0),则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(2+c )2+1=10,c a =12,得⎩⎪⎨⎪⎧c =1,a =2. 所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),线段AB 的中点为M .当直线AB 与x 轴垂直时,直线AB 的方程为x =0,与不过原点的条件不符,舍去.故可设直线AB 的方程为y =kx +m (m ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,3x 2+4y 2=12消去y ,整理得 (3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0, ① 则Δ=64k 2m 2-4(3+4k 2)(4m 2-12)>0,⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-8km 3+4k 2,x 1x 2=4m 2-123+4k 2.所以线段AB 的中点为M ⎝⎛⎭⎫-4km 3+4k 2,3m3+4k 2.因为M 在直线OP :y =12x 上,所以3m3+4k 2=-2km 3+4k 2. 得m =0(舍去)或k =-32.此时方程①为3x 2-3mx +m 2-3=0,则 Δ=3(12-m 2)>0,⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=m ,x 1x 2=m 2-33.所以|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=396·12-m 2, 设点P 到直线AB 的距离为d ,则 d =|8-2m |32+22=2|m -4|13. 设△ABP 的面积为S ,则 S =12|AB |·d =36·(m -4)2(12-m 2). 其中m ∈(-23,0)∪(0,23).令u (m )=(12-m 2)(m -4)2,m ∈[-23,2 3 ],u ′(m )=-4(m -4)(m 2-2m -6)=-4(m -4)(m -1-7)(m -1+7). 所以当且仅当m =1-7时,u (m )取到最大值. 故当且仅当m =1-7时,S 取到最大值. 综上,所求直线l 的方程为3x +2y +27-2=0.由题悟法1.解决圆锥曲线的最值与范围问题常见的解法有两种:几何法和代数法.(1)若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法;(2)若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立起目标函数,再求这个函数的最值,这就是代数法.2.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下五个方面考虑: (1)利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是在两个参数之间建立等量关系;(3)利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (4)利用基本不等式求出参数的取值范围; (5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.以题试法2.(2012·东莞模拟)已知抛物线y 2=2px (p ≠0)上存在关于直线x +y =1对称的相异两点,则实数p 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫-23,0 B.⎝⎛⎭⎫0,23 C.⎝⎛⎭⎫-32,0D.⎝⎛⎭⎫0,32 解析:选B 设抛物线上关于直线x +y =1对称的两点是M (x 1,y 1)、N (x 2,y 2),设直线MN 的方程为y =x +b .将y =x +b 代入抛物线方程,得x 2+(2b -2p )x +b 2=0,则x 1+x 2=2p -2b ,y 1+y 2=(x 1+x 2)+2b =2p ,则MN 的中点P 的坐标为(p -b ,p ).因为点P 在直线x +y =1上,所以2p -b =1,即b =2p -1.又Δ=(2b -2p )2-4b 2=4p 2-8bp >0,将b =2p -1代入得4p 2-8p (2p -1)>0,即3p 2-2p <0,解得0<p <23.典题导入[例3] (2012·辽宁高考)如图,椭圆C0:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0,a ,b 为常数),动圆C 1:x 2+y 2=t 21,b <t 1<a .点A 1,A 2分别为C 0的左,右顶点,C 1与C 0相交于A ,B ,C ,D 四点.(1)求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程;(2)设动圆C 2:x 2+y 2=t 22与C 0相交于A ′,B ′,C ′,D ′四点,其中b <t 2<a ,t 1≠t 2.若矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,证明:t 21+t 22为定值.[自主解答] (1)设 A (x 1,y 1),B (x 1,-y 1),又知A 1(-a,0),A 2(a,0),则直线A 1A 的方程为y =y 1x 1+a(x +a ),①直线A 2B 的方程为y =-y 1x 1-a (x -a ).②由①②得y 2=-y 21x 21-a2(x 2-a 2).③由点A (x 1,y 1)在椭圆C 0上,故x 21a 2+y 21b2=1.从而y 21=b2⎝⎛⎭⎫1-x 21a 2,代入③得x 2a 2-y 2b2=1(x <-a ,y <0). (2)证明:设A ′(x 2,y 2),由矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,得4|x 1||y 1|=4|x 2|·|y 2|,故x 21y 21=x 22y 22.因为点A ,A ′均在椭圆上,所以 b 2x 21⎝⎛⎭⎫1-x 21a 2=b 2x 22⎝⎛⎭⎫1-x 22a 2. 由t 1≠t 2,知x 1≠x 2,所以x 21+x 22=a 2,从而y 21+y 22=b 2, 因此t 21+t 22=a 2+b 2为定值.由题悟法1.求定值问题常见的方法有两种(1)从特殊入手,求出表达式,再证明这个值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 2.定点的探索与证明问题(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y =kx +b ,然后利用条件建立b 、k 等量关系进行消元,借助于直线系方程找出定点;(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明一般情况.以题试法3.(2012·山东省实验中学模拟)已知抛物线y 2=2px (p ≠0)及定点A (a ,b ),B (-a,0),ab ≠0,b 2≠2pa ,M 是抛物线上的点.设直线AM ,BM 与抛物线的另一个交点分别为M 1,M 2,当M 变动时,直线M 1M 2恒过一个定点,此定点坐标为________.解析:设M ⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,M 1⎝⎛⎭⎫y 212p ,y 1,M 2⎝⎛⎭⎫y 222p ,y 2,由点A ,M ,M 1共线可知y 0-b y 202p-a=y 1-y 0y 212p -y 202p,得y 1=by 0-2pa y 0-b ,同理由点B ,M ,M 2共线得y 2=2pay 0.设(x ,y )是直线M 1M 2上的点,则y 2-y 1y 222p -y 212p =y 2-y y 222p-x ,即y 1y 2=y (y 1+y 2)-2px ,又y 1=by 0-2pa y 0-b ,y 2=2pay 0, 则(2px -by )y 02+2pb (a -x )y 0+2pa (by -2pa )=0. 当x =a ,y =2pab时上式恒成立,即定点为⎝⎛⎭⎫a ,2pa b .答案:⎝⎛⎭⎫a ,2pa b1.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1PA ,·2PF ,的最小值为( )A .-2B .-8116C .1D .0解析:选A 设点P (x ,y ),其中x ≥1.依题意得A 1(-1,0),F 2(2,0),由双曲线方程得y 2=3(x 2-1).1PA ,·2PF,=(-1-x ,-y )·(2-x ,-y )=(x +1)(x -2)+y 2=x 2+y 2-x -2=x 2+3(x 2-1)-x -2=4x 2-x -5=4⎝⎛⎭⎫x -182-8116,其中x ≥1.因此,当x =1时,1PA ,·2PF ,取得最小值-2.2.过抛物线y 2=2x 的焦点作一条直线与抛物线交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于2,则这样的直线( )A .有且只有一条B .有且只有两条C .有且只有三条D .有且只有四条解析:选B 设该抛物线焦点为F ,则|AB |=|AF |+|FB |=x A +p 2+x B +p2=x A +x B +1=3>2p =2.所以符合条件的直线有且仅有两条.3.(2012·南昌联考)过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 作与x 轴垂直的直线,分别与双曲线、双曲线的渐近线交于点M 、N (均在第一象限内),若FM ,=4MN,,则双曲线的离心率为( )A.54B.53C.35D.45解析:选B 由题意知F (c,0),则易得M ,N 的纵坐标分别为b 2a ,bca,由FM ,=4MN ,得b 2a =4·⎝⎛⎭⎫bc a -b 2a ,即bc =45.又c 2=a 2+b 2,则e =c a =53. 4.已知椭圆x 225+y 216=1的焦点是F 1,F 2,如果椭圆上一点P 满足PF 1⊥PF 2,则下面结论正确的是( )A .P 点有两个B .P 点有四个C .P 点不一定存在D .P 点一定不存在解析:选D 设椭圆的基本量为a ,b ,c ,则a =5,b =4,c =3.以F 1F 2为直径构造圆,可知圆的半径r =c =3<4=b ,即圆与椭圆不可能有交点.5.已知椭圆C :x 22+y 2=1的两焦点为F 1,F 2,点P (x 0,y 0)满足x 202+y 20≤1,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围为________.解析:当P 在原点处时,|PF 1|+|PF 2|取得最小值2;当P 在椭圆上时,|PF 1|+|PF 2|取得最大值22,故|PF 1|+|PF 2|的取值范围为[2,2 2 ].答案:[2,2 2 ]6.(2013·长沙月考)直线l :x -y =0与椭圆x 22+y 2=1相交于A 、B 两点,点C 是椭圆上的动点,则△ABC 面积的最大值为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x 22+y 2=1,得3x 2=2,∴x =±63, ∴A ⎝⎛⎭⎫63,63,B ⎝⎛⎭⎫-63,-63, ∴|AB |=433. 设点C (2cos θ,sin θ),则点C 到AB 的距离d =|2cos θ-sin θ|2=32·⎪⎪sin(θ-φ)⎪⎪≤32, ∴S △ABC =12|AB |·d ≤12×433×32= 2.答案: 27.设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b2=1(0<b <1)的左,右焦点,过F 1的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且|AF 2|,|AB |,|BF 2|成等差数列.(1)求|AB |;(2)若直线l 的斜率为1,求b 的值. 解:(1)由椭圆定义知|AF 2|+|AB |+|BF 2|=4, 又2|AB |=|AF 2|+|BF 2|,得|AB |=43.(2)l 的方程为y =x +c ,其中c =1-b 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ,B 两点坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x +c ,x 2+y 2b 2=1,化简得(1+b 2)x 2+2cx +1-2b 2=0.则x 1+x 2=-2c 1+b 2,x 1x 2=1-2b 21+b 2.因为直线AB 的斜率为1,所以|AB |=2|x 2-x 1|,即43=2|x 2-x 1|.则89=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=4(1-b 2)(1+b 2)2-4(1-2b 2)1+b 2=8b 4(1+b 2)2, 解得b =22. 8.(2012·黄冈质检)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,椭圆上任意一点到右焦点F 的距离的最大值为2+1.(1)求椭圆的方程;(2)已知点C (m,0)是线段OF 上一个动点(O 为坐标原点),是否存在过点F 且与x 轴不垂直的直线l 与椭圆交于A ,B 点,使得|AC |=|BC |?并说明理由.解:(1)∵⎩⎪⎨⎪⎧e =c a =22a +c =2+1,∴⎩⎨⎧a =2c =1,∴b =1,∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)由(1)得F (1,0),∴0≤m ≤1. 假设存在满足题意的直线l ,设l 的方程为y =k (x -1),代入x 22+y 2=1中,得(2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k 22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1,∴y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=-2k2k 2+1.设AB 的中点为M ,则M ⎝⎛⎭⎫2k 22k 2+1,-k2k 2+1.∵|AC |=|BC |,∴CM ⊥AB ,即k CM ·k AB =-1,∴k 2k 2+1m -2k 22k 2+1·k =-1,即(1-2m )k 2=m . ∴当0≤m <12时,k =±m1-2m,即存在满足题意的直线l ; 当12≤m ≤1时,k 不存在,即不存在满足题意的直线l . 9.(2012·江西模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),直线y =x +6与以原点为圆心,以椭圆C 的短半轴长为半径的圆相切,F 1,F 2为其左,右焦点,P 为椭圆C 上任一点,△F 1PF 2的重心为G ,内心为I ,且IG ∥F 1F 2.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l :y =kx +m (k ≠0)与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,且线段AB 的垂直平分线过定点C ⎝⎛⎭⎫16,0,求实数k 的取值范围.解:(1)设P (x 0,y 0),x 0≠±a ,则G ⎝⎛⎭⎫x 03,y 03. 又设I (x I ,y I ),∵IG ∥F 1F 2, ∴y I =y 03,∵|F 1F 2|=2c ,∴S △F 1PF 2=12·|F 1F 2|·|y 0|=12(|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|)·| y 03| , ∴2c ·3=2a +2c ,∴e =c a =12,又由题意知b =|6|1+1,∴b =3,∴a =2,∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1y =kx +m ,消去y ,得(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0,由题意知Δ=(8km )2-4(3+4k 2)(4m 2-12)>0,即m 2<4k 2+3,又x 1+x 2=-8km3+4k 2,则y 1+y 2=6m3+4k 2,∴线段AB 的中点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-4km 3+4k 2,3m3+4k 2.又线段AB 的垂直平分线l ′的方程为y =-1k ⎝⎛⎭⎫x -16,点P 在直线l ′上,∴3m 3+4k 2=-1k ⎝⎛⎭⎫-4km 3+4k 2-16, ∴4k 2+6km +3=0,∴m =-16k (4k 2+3),∴(4k 2+3)236k 2<4k 2+3,∴k 2>332,解得k >68或k <-68, ∴k 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,-68∪⎝⎛⎭⎫68,+∞.1.(2012·长春模拟)已知点A (-1,0),B (1,0),动点M 的轨迹曲线C 满足∠AMB =2θ,|AM|,·|BM |,cos 2θ=3,过点B 的直线交曲线C 于P ,Q 两点.(1)求|AM |,+|BM|,的值,并写出曲线C 的方程;(2)求△APQ 的面积的最大值.解:(1)设M (x ,y ),在△MAB 中,|AB |,=2,∠AMB =2θ,根据余弦定理得|AM |,2+|BM |,2-2|AM |,·|BM |,cos 2θ=|AB |,2=4,即(|AM |,+|BM |,)2-2|AM |,·|BM |,·(1+cos 2θ)=4,所以(|AM |,+|BM |,)2-4|AM |,| BM |,·cos 2θ=4.因为|AM |,·|BM |,cos 2θ=3,所以(|AM |,+|BM |,)2-4×3=4,所以|AM |,+|BM|,=4. 又|AM |,+|BM |,=4>2=|AB |,因此点M 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆(点M 在x 轴上也符合题意),设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 则a =2,c =1,所以b 2=a 2-c 2=3. 所以曲线C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设直线PQ 的方程为x =my +1. 由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1x 24+y 23=1,消去x ,整理得(3m 2+4)y 2+6my -9=0.①显然方程①的判别式Δ=36m 2+36(3m 2+4)>0, 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则△APQ 的面积S △APQ =12×2×|y 1-y 2|=|y 1-y 2|.由根与系数的关系得y 1+y 2=-6m 3m 2+4,y 1y 2=-93m 2+4,所以(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=48×3m 2+3(3m 2+4)2.令t =3m 2+3,则t ≥3,(y 1-y 2)2=48t +1t+2, 由于函数φ(t )=t +1t在[3,+∞)上是增函数,所以t +1t ≥103,当且仅当t =3m 2+3=3,即m =0时取等号,所以(y 1-y 2)2≤48103+2=9,即|y 1-y 2|的最大值为3,所以△APQ 的面积的最大值为3,此时直线PQ 的方程为x =1.2.(2012·郑州模拟)已知圆C 的圆心为C (m,0),m <3,半径为5,圆C 与离心率e >12的椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的其中一个公共点为A (3,1),F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点.(1)求圆C 的标准方程;(2)若点P 的坐标为(4,4),试探究直线PF 1与圆C 能否相切?若能,设直线PF 1与椭圆E 相交于D ,B 两点,求△DBF 2的面积;若不能,请说明理由.解:(1)由已知可设圆C 的方程为(x -m )2+y 2=5(m <3), 将点A 的坐标代入圆C 的方程中,得(3-m )2+1=5, 即(3-m )2=4,解得m =1,或m =5. ∴m <3,∴m =1.∴圆C 的标准方程为(x -1)2+y 2=5. (2)直线PF 1能与圆C 相切,依题意设直线PF 1的斜率为k ,则直线PF 1的方程为y =k (x -4)+4,即kx -y -4k +4=0,若直线PF 1与圆C 相切,则|k -0-4k +4|k 2+1= 5.∴4k 2-24k +11=0,解得k =112或k =12.当k =112时,直线PF 1与x 轴的交点的横坐标为3611,不合题意,舍去.当k =12时,直线PF 1与x 轴的交点的横坐标为-4,∴c =4,F 1(-4,0),F 2(4,0). ∴由椭圆的定义得:2a =|AF 1|+|AF 2|=(3+4)2+12+(3-4)2+12=52+2=6 2. ∴a =32,即a 2=18,∴e =432=223>12,满足题意.故直线PF 1能与圆C 相切.直线PF 1的方程为x -2y +4=0,椭圆E 的方程为x 218+y 22=1.设B (x 1,y 1),D (x 2,y 2),把直线PF 1的方程代入椭圆E 的方程并化简得,13y 2-16y -2=0,由根与系数的关系得y 1+y 2=1613,y 1y 2=-213,故S △DBF 2=4|y 1-y 2|=4(y 1+y 2)2-4y 1y 2=241013.1.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),过焦点F 的直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,若直线l 的倾斜角为45°,则弦AB 的中点坐标为( )A .(1,0)B .(2,2)C .(3,2)D .(2,4)解析:选C 依题意得,抛物线C 的方程是y 2=4x ,直线l 的方程是y =x -1.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =x -1消去y 得(x -1)2=4x ,即x 2-6x +1=0,因此线段AB 的中点的横坐标是62=3,纵坐标是y=3-1=2,所以线段AB 的中点坐标是(3,2).2.若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多1个B .2个C .1个D .0个解析:选B 由题意得4m 2+n2>2,即m 2+n 2<4,则点(m ,n )在以原点为圆心,以2为半径的圆内,此圆在椭圆x 29+y 24=1的内部.3.(2012·深圳模拟)如图,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,以椭圆C的左顶点T 为圆心作圆T :(x +2)2+y 2=r 2(r >0),设圆T 与椭圆C 交于点M 与点N .(1)求椭圆C 的方程;(2)求TM ,·TN ,的最小值,并求此时圆T 的方程;(3)设点P 是椭圆C 上异于M ,N 的任意一点,且直线MP ,NP 分别与x 轴交于点R ,S ,O 为坐标原点,求证:|OR |·|OS |为定值.解:(1)依题意,得a =2,e =c a =32,∴c =3,b =a 2-c 2=1. 故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)易知点M 与点N 关于x 轴对称,设M (x 1,y 1),N (x 1,-y 1),不妨设y 1>0. 由于点M 在椭圆C上,∴y 21=1-x 214.(*)由已知T (-2,0),则TM ,=(x 1+2,y 1),TN,=(x 1+2,-y 1), ∴TM ,·TN ,=(x 1+2,y 1)·(x 1+2,-y 1)=(x 1+2)2-y 21=(x 1+2)2-⎝⎛⎭⎫1-x 214=54x 21+4x 1+3=54⎝⎛⎭⎫x 1+852-15. 由于-2<x 1<2,故当x 1=-85时,TM ,·TN ,取得最小值-15. 把x 1=-85代入(*)式,得y 1=35,故M ⎝⎛⎭⎫-85,35,又点M 在圆T 上,代入圆的方程得r 2=1325. 故圆T 的方程为(x +2)2+y 2=1325.(3)设P (x 0,y 0),则直线MP 的方程为:y -y 0=y 0-y 1x 0-x 1(x -x 0),令y =0,得x R =x 1y 0-x 0y 1y 0-y 1,同理:x S =x 1y 0+x 0y 1y 0+y 1,故x R ·x S =x 21y 20-x 20y 21y 20-y 21.(**)又点M 与点P 在椭圆上,故x 20=4(1-y 20),x 21=4(1-y 21),代入(**)式,得x R ·x S =4(1-y 21)y 20-4(1-y 20)y 21y 20-y 21=4⎝ ⎛⎭⎪⎫y 20-y 21y 20-y 21=4. 所以|OR |·|OS |=|x R |·|x S |=|x R ·x S |=4为定值.平面解析几何(时间:120分钟,满分150分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)1.(2012·佛山模拟)已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是( )A .1B .-1C .-2或-1D .-2或1解析:选D 由题意得a +2=a +2a,解得a =-2或a =1.2.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.13B .-13C .-32D.23解析:选B 设P (x P ,1),由题意及中点坐标公式得x P +7=2,解得x P =-5,即P (-5,1),所以k =-13.3.(2012·长春模拟)已知点A (1,-1),B (-1,1),则以线段AB 为直径的圆的方程是( ) A .x 2+y 2=2 B .x 2+y 2= 2 C .x 2+y 2=1D .x 2+y 2=4解析:选A AB 的中点坐标为(0,0), |AB |=[1-(-1)]2+(-1-1)2=22, ∴圆的方程为x 2+y 2=2.4.(2012·福建高考)已知双曲线x 24-y 2b 2=1的右焦点与抛物线y 2=12x 的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于( )A. 5B .4 2C .3D .5解析:选A ∵抛物线y 2=12x 的焦点坐标为(3,0),故双曲线x 24-y 2b 2=1的右焦点为(3,0),即c =3,故32=4+b 2,∴b 2=5,∴双曲线的渐近线方程为y =±52x ,∴双曲线的右焦点到其渐近线的距离为⎪⎪⎪⎪52×31+54= 5.5.(2012·郑州模拟)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,线段F 1F 2被抛物线y 2=2bx 的焦点分成7∶3的两段,则此双曲线的离心率为( )A.98B.53C.324D.54解析:选B 依题意得,c +b 2=77+3×2c ,即b =45c (其中c 是双曲线的半焦距),a =c 2-b 2=35c ,则c a =53,因此该双曲线的离心率等于53. 6.设双曲线的左,右焦点为F 1,F 2,左,右顶点为M ,N ,若△PF 1F 2的一个顶点P 在双曲线上,则△PF 1F 2的内切圆与边F 1F 2的切点的位置是( )A .在线段MN 的内部B .在线段F 1M 的内部或NF 2内部C .点N 或点MD .以上三种情况都有可能解析:选C 若P 在右支上,并设内切圆与PF 1,PF 2的切点分别为A ,B ,则|NF 1|-|NF 2|=|PF 1|-|PF 2|=(|P A |+|AF 1|)-(|PB |+|BF 2|)=|AF 1|-|BF 2|.所以N 为切点,同理P 在左支上时,M 为切点. 7.圆x 2+y 2-4x =0在点P (1, 3)处的切线方程为( ) A .x +3y -2=0 B .x +3y -4=0 C .x -3y +4=0D .x -3y +2=0解析:选D 圆的方程为(x -2)2+y 2=4,圆心坐标为(2,0),半径为2,点P 在圆上,设切线方程为y -3=k (x -1),即kx -y -k +3=0,所以|2k -k +3|k 2+1=2,解得k =33.所以切线方程为y -3=33(x -1),即x -3y +2=0. 8.(2012·新课标全国卷)等轴双曲线C 的中心在原点,焦点在x 轴上,C 与抛物线y 2=16x 的准线交于A ,B 两点,|AB |=43,则C 的实轴长为( )A. 2B .2 2C .4D .8解析:选C 抛物线y 2=16x 的准线方程是x =-4,所以点A (-4,23)在等轴双曲线C :x 2-y 2=a 2(a >0)上,将点A 的坐标代入得a =2,所以C 的实轴长为4.9.(2012·潍坊适应性训练)已知双曲线C :x 24-y 25=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,P 为C 的右支上一点,且|PF 2|=|F 1F 2|,则|PF 2|=|F 1F 2|,则1PF ,·2PF,等于( ) A .24 B .48 C .50D .56解析:选C 由已知得|PF 2|=|F 1F 2|=6,根据双曲线的定义可得|PF 1|=10,在△F 1PF 2中,根据余弦定理可得cos ∠F 1PF 2=56,所以1PF ,·2PF ,=10×6×56=50. 10.(2012·南昌模拟)已知△ABC 外接圆半径R =1433,且∠ABC =120°,BC =10,边BC 在x 轴上且y 轴垂直平分BC 边,则过点A 且以B ,C 为焦点的双曲线方程为( )A.x 275-y 2100=1 B.x 2100-y 275=1 C.x 29-y 216=1D.x 216-y 29=1 解析:选D ∵sin ∠BAC =BC 2R =5314, ∴cos ∠BAC =1114,|AC |=2R sin ∠ABC =2×1433×32=14,sin ∠ACB =sin(60°-∠BAC ) =sin 60°cos ∠BAC -cos 60°sin ∠BAC =32×1114-12×5314=3314, ∴|AB |=2R sin ∠ACB =2×1433×3314=6,∴2a =||AC |-|AB ||=14-6=8,∴a =4,又c =5,∴b 2=c 2-a 2=25-16=9, ∴所求双曲线方程为x 216-y 29=1.11.(2012·乌鲁木齐模拟)已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P ,Q 是抛物线上的两个点,若△PQF 是边长为2的正三角形,则p 的值是( )A .2±3B .2+ 3 C.3±1D.3-1解析:选A 依题意得F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,设P ⎝⎛⎭⎫y 212p ,y 1,Q ⎝⎛⎭⎫y 222p ,y 2(y 1≠y 2).由抛物线定义及|PF |=|QF |,得y 212p +p 2=y 222p +p 2,所以y 21=y 22,所以y 1=-y 2.又|PQ |=2,因此|y 1|=|y 2|=1,点P ⎝⎛⎭⎫12p ,y 1.又点P 位于该抛物线上,于是由抛物线的定义得|PF |=12p +p2=2,由此解得p =2±3. 12.已知中心在原点,焦点在坐标轴上,焦距为4的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( )A .32或4 2B .26或27C .25或27D.5或7解析:选C 设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m ≠n 且m ,n >0),与直线方程x +3y +4=0联立,消去x 得(3m +n )y 2+83my +16m -1=0,由Δ=0得3m +n =16mn ,即3n +1m =16,①又c =2,即1m -1n=±4,②由①②联立得⎩⎨⎧m =17n =13或⎩⎪⎨⎪⎧m =1n =15, 故椭圆的长轴长为27或2 5.二、填空题(本题有4小题,每小题5分,共20分)13.(2012·青岛模拟)已知两直线l 1:x +y sin θ-1=0和l 2:2x sin θ+y +1=0,当l 1⊥l 2时,θ=________.解析:l 1⊥l 2的充要条件是2sin θ+sin θ=0,即sin θ=0,所以θ=k π(k ∈Z ).所以当θ=k π(k ∈Z )时,l 1⊥l 2.答案:k π(k ∈Z )14.已知F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,A ,B 分别是此椭圆的右顶点和上顶点,P 是椭圆上一点,O 是坐标原点,OP ∥AB ,PF 1⊥x 轴,|F 1A |=10+5,则此椭圆的方程是______________________.解析:由于直线AB 的斜率为-b a ,故直线OP 的斜率为-b a ,直线OP 的方程为y =-ba x .与椭圆方程联立得x 2a 2+x 2a 2=1,解得x =±22a .根据PF 1⊥x 轴,取x =-22a ,从而-22a =-c ,即a =2c .又|F 1A |=a +c =10+5,故 2c +c =10+5,解得c =5,从而a =10.所以所求的椭圆方程为x 210+y 25=1.答案:x 210+y 25=115.(2012·陕西高考)右图是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽________米.解析:设抛物线的方程为x 2=-2py ,则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p =1,所以x 2=-2y .当y =-3时,x 2=6,即x =±6,所以水面宽为2 6.答案:2 616.(2012·天津高考)设m ,n ∈R ,若直线l :mx +ny -1=0与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B ,且l 与圆x 2+y 2=4相交所得弦的长为2,O 为坐标原点,则△AOB 面积的最小值为________.解析:由直线与圆相交所得弦长为2,知圆心到直线的距离为3,即1m 2+n 2=3,所以m 2+n 2=13≥2|mn |,所以|mn |≤16,又A ⎝⎛⎭⎫1m ,0,B ⎝⎛⎭⎫0,1n ,所以△AOB 的面积为12|mn |≥3,最小值为3.答案:3三、解答题(本题共6小题,共70分)17.(10分)求过直线l 1:x -2y +3=0与直线l 2:2x +3y -8=0的交点,且到点P (0,4)距离为2的直线方程.解:由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +3=0,2x +3y -8=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2.所以l 1与l 2的交点为(1,2),设所求直线y -2=k (x -1)(由题可知k 存在),即kx -y +2-k =0,∵P (0,4)到直线距离为2,∴2=|-2-k |1+k 2,解得k =0或k =43.∴直线方程为y =2或4x -3y +2=0.18.(12分)(2012·南昌模拟)已知圆C 过点P (1,1),且与圆M :(x +2)2+(y +2)2=r 2(r >0)关于直线x +y +2=0对称.(1)求圆C 的方程;(2)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A ,B ,且直线P A 和直线PB 的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP 和AB 是否平行?请说明理由.解:设圆心C (a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧ a -22+b -22+2=0,b +2a +2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =0, 则圆C 的方程为x 2+y 2=r 2,将点P 的坐标代入得r 2=2,故圆C 的方程为x 2+y 2=2.(2)由题意知,直线P A 和直线PB 的斜率存在,且互为相反数,故可设P A :y -1=k (x -1),PB :y -1=-k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k (x -1),x 2+y 2=2得(1+k 2)x 2+2k (1-k )x +(1-k )2-2=0.因为点P 的横坐标x =1一定是该方程的解,故可得x A =k 2-2k -11+k 2.同理可得x B =k 2+2k -11+k 2,所以k AB =y B -y A x B -x A =-k (x B -1)-k (x A -1)x B -x A =2k -k (x B +x A )x B -x A=1=k OP , 所以,直线AB 和OP 一定平行.19.(12分)(2012·天津高考)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点P ⎝⎛⎭⎫55a ,22a 在椭圆上. (1)求椭圆的离心率;(2)设A 为椭圆的左顶点,O 为坐标原点.若点Q 在椭圆上且满足|AQ |=|AO |,求直线OQ 的斜率的值.解:(1)因为点P ⎝⎛⎭⎫55a ,22a 在椭圆上,故a 25a 2+a 22b 2=1,可得b 2a 2=58. 于是e 2=a 2-b 2a 2=1-b 2a 2=38,所以椭圆的离心率e =64. (2)设直线OQ 的斜率为k ,则其方程为y =kx ,设点Q 的坐标为(x 0,y 0).由条件得⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0,x 20a 2+y 20b2=1,消去y 0并整理得 x 20=a 2b 2k 2a 2+b2.① 由|AQ |=|AO |,A (-a,0)及y 0=kx 0,得(x 0+a )2+k 2x 20=a 2. 整理得(1+k2)x 20+2ax 0=0,而x 0≠0,故x 0=-2a 1+k 2,代入①,整理得(1+k 2)2=4k 2·a 2b 2+4. 由(1)知a 2b 2=85,故(1+k 2)2=325k 2+4, 即5k 4-22k 2-15=0,可得k 2=5.所以直线OQ 的斜率k =±5.20.(12分)(2012·河南模拟)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,短轴的一个端点为M (0,1),直线l :y =kx -13与椭圆相交于不同的两点A ,B . (1)若|AB |=4269,求k 的值; (2)求证:不论k 取何值,以AB 为直径的圆恒过点M .解:(1)由题意知c a =22,b =1. 由a 2=b 2+c 2可得c =b =1,a =2,∴椭圆的方程为x 22+y 2=1. 由⎩⎨⎧ y =kx -13,x 22+y 2=1得(2k 2+1)x 2-43kx -169=0. Δ=169k 2-4(2k 2+1)×⎝⎛⎭⎫-169=16k 2+649>0恒成立, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k 3(2k 2+1),x 1x 2=-169(2k 2+1). ∴|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=4(1+k 2)(9k 2+4)3(2k 2+1)=4269, 化简得23k 4-13k 2-10=0,即(k 2-1)(23k 2+10)=0,解得k =±1.(2)∵MA ,=(x 1,y 1-1),MB ,=(x 2,y 2-1),∴MA ,·MB ,=x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1),=(1+k 2)x 1x 2-43k (x 1+x 2)+169=-16(1+k 2)9(2k 2+1)-16k 29(2k 2+1)+169=0.∴不论k 取何值,以AB 为直径的圆恒过点M . 21. (2012·广州模拟)设椭圆M :x 2a 2+y 22=1(a >2)的右焦点为F 1,直线l :x =a 2a 2-2与x 轴交于点A ,若1OF ,+21AF ,=0(其中O 为坐标原点).(1)求椭圆M 的方程;(2)设P 是椭圆M 上的任意一点,EF 为圆N :x 2+(y -2)2=1的任意一条直径(E ,F 为直径的两个端点),求PE ,·PF ,的最大值.解:(1)由题设知,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a 2-2,0,F 1(a 2-2,0),由1OF ,+21AF ,=0,得a 2-2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a 2-2-a 2-2, 解得a 2=6.所以椭圆M 的方程为x 26+y 22=1. (2)设圆N :x 2+(y -2)2=1的圆心为N ,则PE ,·PF ,=(NE ,-NP ,)·(NF ,-NP ,) =(-NF ,-NP ,)·(NF ,-NP ,)=NP ,2-NF ,2=NP ,2-1.从而将求PE ,·PF ,的最大值转化为求NP ―→,2的最大值. 因为P 是椭圆M 上的任意一点,设P (x 0,y 0),所以x 206+y 202=1,即x 20=6-3y 20. 因为点N (0,2),所以NP ,2=x 20+(y 0-2)2=-2(y 0+1)2+12.因为y 0∈[-2, 2],所以当y 0=-1时,NP ,2取得最大值12.所以PE ,·PF ,的最大值为11.22. (2012·湖北模拟)如图,曲线C 1是以原点O 为中心,F 1,F 2为焦点的椭圆的一部分.曲线C 2是以O 为顶点,F 2为焦点的抛物线的一部分,A 是曲线C 1和C 2的交点且∠AF 2F 1为钝角,若|AF 1|=72,|AF 2|=52. (1)求曲线C 1和C 2的方程; (2)设点C 是C 2上一点,若|CF 1|= 2|CF 2|,求△CF 1F 2的面积.解:(1)设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0), 则2a =|AF 1|+|AF 2|=72+52=6,得a =3. 设A (x ,y ),F 1(-c,0),F 2(c,0),则(x +c )2+y 2=⎝⎛⎭⎫722,(x -c )2+y 2=⎝⎛⎭⎫522,两式相减得xc =32.由抛物线的定义可知|AF 2|=x +c =52, 则c =1,x =32或x =1,c =32.又∠AF 2F 1为钝角,则x =1,c =32不合题意,舍去.当c =1时,b =22,所以曲线C 1的方程为x 29+y 28=1⎝⎛⎭⎫-3≤x ≤32,曲线C 2的方程为y 2=4x ⎝⎛⎭⎫0≤x ≤32. (2)过点F 1作直线l 垂直于x 轴,过点C 作CC 1⊥l 于点C 1,依题意知|CC 1|=|CF 2|. 在Rt △CC 1F 1中,|CF 1|= 2|CF 2|=2|CC 1|,所以∠C 1CF 1=45°, 所以∠CF1F 2=∠C 1CF 1=45°.在△CF 1F 2中,设|CF 2|=r ,则|CF 1|=2r ,|F 1F 2|=2.由余弦定理得22+(2r )2-2×2×2r cos 45°=r 2,解得r =2,所以△CF 1F 2的面积S △CF 1F 2=12|F 1F 2|·|CF 1|sin 45°=12×2×22sin 45°=2.。
优化方案2014数学(人教A理)一轮课件:8.9圆锥曲线的综合问题

k,可得
xN=k28+k 4,yN=kk22- +44.
因为 kMP=14--k24+4kk8212+k+153=8--588kk2=k25-k 1, kNP=kk22-+844k+53=8k825-k 8=k25-k 1,
k2+4
所以 kMP=kNP,因为 MP,NP 共点于 P,所以 M,N,P 三
能
回
探
讲
演
顾
究
坛
练
夯
讲
精
轻
实
练
彩
松
双
互
呈
闯
基
动
现
关
教材回顾夯实双基
基础梳理
1.直线与圆锥曲线的位置关系 判定直线与圆锥曲线的位置关系,通常是将直线方程与曲 线方程联立,消去变量y(或x)得变量x(或y)的方程:ax2+ bx+c=0(或ay2+by+c=0). 若a≠0,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有: Δ>0⇔直线与圆锥曲线__相__交____; Δ=0⇔直线与圆锥曲线__相__切____; Δ<0⇔直线与圆锥曲线__相__离____.
跟踪训练 3.(2013·潍坊模拟)已知直线 l:y=x+ 6,圆 O:x2+y2=5, 椭圆 E:ya22+bx22=1(a>b>0)的离心率 e= 33,直线 l 被圆 O 截 得的弦长与椭圆的短轴长相等. (1)求椭圆 E 的方程; (2)过圆 O 上任意一点 P 作椭圆 E 的两条切线,若切线都存在 斜率,求证:两切线的斜率之积为定值.
跟踪训练
2.(2013·广州调研)设椭圆 M:ax22+y22=1(a> 2)的右焦点为 F1,
直线 l:x=
a2 与 a2-2
x
轴交于点
8-7圆锥曲线的综合问题(理)-高考数学总复习·人教A版数学

5.数形结合 解析几何是数形结合的曲范,解决解析几何问题应 充分利用图形的直观和曲线的几何性质,才能简化解答 过程. 6.参数思想 一些解析几何问题,在解题活动中可先引入适当的 参数(如斜率 k,点的坐标,圆锥曲线方程中的系数等), 把所研究问题转化为参数的函数或不等式、方程等来解 决.
直线与抛物线的位置关系
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教师介绍
• XX老师,上海交通大学XX专业,高 考总分XX分,XX单科(教授科目)XX分 。目前在XX新锐负责XX学科的教研、咨 询和教授工作。 • XX老师对XX章节的内容特别有心得 ,并且总结出了一套XX学习法。 • XX老师曾经教授过超过XX名学生, 平均提分XX分,广受好评为XX新锐金牌 讲师。
(2)设 M(x,y),则C→M=(x-1,y),C→A=(x1-1, y1),
C→B=(x2-1,y2),C→O=(-1,0). 由C→M=C→A+C→B+C→O得:
x-1=x1+x2-3 y=y1+y2
,即xy11+ +xy22= =xy+2
于是 AB 的中点坐标为x+2 2,y2. y
当 AB 不与 x 轴垂直时,yx11--yx22=x+2 22-2=x-y 2,
A,B 两点的坐标满足方程组y3=x2+34yx2-=c12. c2, ,
消去 y 并整理,得 5x2-8cx=0,解得 x1=0,x2=85c,得
方程组的解xy11= =- 0, 3c
,x2=85c, y2=35 3c,
不妨设 A85c,35 3c,B0,-
3c
,
所以|AB|= 85c2+35 3c+ 3c2=156c. 于是|MN|=58|AB|=2c,
2.直线与圆锥曲线相交弦长问题 (1)斜率为 k 的直线与圆锥曲线交于两点 P1(x1,y1), P2(x2,y2),则所得弦长|P1P2|= 1+k2|x2-x1|或|P1P2|= 1+k12|y2-y1|,其中求|x2-x1|与|y2-y1|时,通常作如 下 变 形 |x2 - x1| = x1+x22-4x1x2 , |y2 - y1| = y1+y22-4y1y2,使用韦达定理即可解决.
高考数学总复习 第八章 圆锥曲线 87课后巩固提升(含解析)新人教A版

v 【创优导学案】2014届高考数学总复习 第八章 圆锥曲线 8-7课后巩固提升(含解析)新人教A 版(对应学生用书P 269 解析为教师用书独有)(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分) 1.(2013·郑州模拟)抛物线y 2=4x 的焦点F 到准线l 的距离为 ( )A .1B .2C .3D .4解析 B 该抛物线的焦点F (1,0),准线l 为:x =-1.∴焦点F 到准线l 的距离为2. 2.设抛物线y 2=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 .4 B .6 C .8D .12解析 B 由抛物线的方程得p 2=42=2,再根据抛物线的定义,可知所求距离为4+2=6.3.一个正三角形的三个顶点都在抛物线y 2=4x 上,其中一个顶点在原点,则这个三角形的面积是( )A .48 3B .24 3 C.1637D.1639解析 A如图,设AB 所在的直线方程为y =33x , 由⎩⎪⎨⎪⎧y =33x ,y 2=4x ,得B 点坐标为(12,43),∴S △ABC =2S △ABD =2×12×12×43=48 3.4.从抛物线y 2=4x 上一点P 引抛物线准线的垂线,垂足为M ,且|PM |=5,设抛物线的焦点为F ,则△MPF 的面积为( ) A .5 B .10 C .20D.15解析 B 由抛物线方程y 2=4x 易得抛物线的准线l 的方程为x =-1,又由|PM |=5可得点P 的横坐标为4,代入y 2=4x ,可求得其纵坐标为±4,故S △MPF =12×5×4=10.5.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,F 关于原点的对称点为P ,过F 作x 轴的垂线交抛物线于M 、N 两点,有下列四个命题:①△PMN 必为直角三角形; ②△PMN 不一定为直角三角形; ③直线PM 必与抛物线相切; ④直线PM 不一定与抛物线相切. 其中正确的命题是 ( )A .①③B .①④C .②③D .②④解析 A 因为PF =MF =NF ,故∠FPM =∠FMP ,∠FPN =∠FNP ,从而可知∠MPN =90°,故①正确,②错误;令直线PM 的方程为y =x +p2,代入抛物线方程可得y 2-2py +p 2=0,Δ=0,所以直线PM 与抛物线相切,故③正确,④错误.6.已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )A .x =1B .x =-1C .x =2D .x =-2解析 B 焦点坐标⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,准线方程为x =-p2.过焦点且斜率为1的直线方程为y =x -p2, 联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2px ,y =x -p2,消去x 得y 2-2py -p 2=0,由题意知y 1+y 22=p =2,∴准线方程为x =-1.二、填空题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)7.(2013·宿迁模拟)抛物线y =ax 2的准线方程为y =1,则实数a =________.解析 抛物线y =ax 2化为标准方程为x 2=1a y ,所以其准线方程为y =-14a =1,解得a=-14.【答案】 -148.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),直线l 与抛物线C 相交于A 、B 两点,若AB 的中点为(2,2),则直线l 的方程为________.解析 由已知易得抛物线的方程为y 2=4x .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有x 1≠x 2,y 21=4x 1,y 22=4x 2, ∴y 21-y 22=4(x 1-x 2),∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1, ∴直线l 的方程为y -2=x -2,即y =x . 【答案】 y =x9.动点P 在抛物线y 2=-6x 上运动,定点A (0,1),线段PA 中点的轨迹方程是________. 解析 设P (x ′,y ′),PA 的中点为Q (x ,y ),则有⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=2y -1.∵P (x ′,y ′)在抛物线y 2=-6x 上,∴(2y -1)2=-12x . 【答案】 (2y -1)2=-12x三、解答题(本大题共3小题,共40分)10.(12分)如图,直线l :y =x +b 与抛物线C :x 2=4y 相切于点A . (1)求实数b 的值;(2)求以点A 为圆心,且与抛物线C 的准线相切的圆的方程.解析 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ,x 2=4y ,得x 2-4x -4b =0.(*) 因为直线l 与抛物线C 相切, 所以Δ=(-4)2-4×(-4b )=0. 解得b =-1.(2)由(1)可知b =-1,故方程(*)即为x 2-4x +4=0. 解得x =2,代入x 2=4y ,得y =1.故点A (2,1).因为圆A 与抛物线C 的准线相切,所以圆A 的半径r 等于圆心A 到抛物线的准线y =-1的距离,即r =|1-(-1)|=2,所以圆A 的方程为(x -2)2+(y -1)2=4.11.(12分)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2). (1)求抛物线C 的方程,并求其准线方程;(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与抛物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由. 解析 (1)将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ×1,所以p =2. 故所求的抛物线C 的方程为y 2=4x , 其准线方程为x =-1.(2)假设存在符合题意的直线l ,其方程为y =-2x +t .由⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x +t ,y 2=4x 得y 2+2y -2t =0.∵直线l 与抛物线C 有公共点, ∴Δ=4+8t ≥0,解得t ≥-12.由直线OA 与l 的距离d =55,可得|t |5=15,解得t =±1. ∵-1∉⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞,1∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞,∴符合题意的直线l 存在,其方程为2x +y -1=0.12.(16分)设抛物线C :y 2=4x ,F 为C 的焦点,过F 的直线l 与C 相交于A 、B 两点. (1)设l 的斜率为1,求|AB |的大小; (2)求证:OA →·OB →是一个定值.解析 (1)∵F (1,0),∴直线l 的方程为y =x -1, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,y 2=4x得x 2-6x +1=0,∴x 1+x 2=6,x 1x 2=1. ∴|AB |=x 2-x 12+y 2-y 12=2·x 1+x 22-4x 1x 2=2·36-4=8.(2)设直线l 的方程为x =ky +1,由⎩⎪⎨⎪⎧x =ky +1,y 2=4x得y 2-4ky -4=0.∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2 =(ky 1+1)(ky 2+1)+y 1y 2 =k 2y 1y 2+k (y 1+y 2)+1+y 1y 2 =-4k 2+4k 2+1-4=-3. ∴OA →·OB →是一个定值.。
高中数学第一轮总复习 第八章 8.7 圆锥曲线的综合问题教案 新人教A版

8.7 圆锥曲线的综合问题巩固·夯实基础一、自主梳理解析几何考查的重点是圆锥曲线,在历年的高考中,占解析几何总分值的四分之三以上.解析几何的综合问题也主要以圆锥曲线为载体,通常从以下几个方面进行考查:1.位置问题,直线与圆锥曲线的位置关系问题,是研究解析几何的重点内容,常涉及直线与曲线交点的判断、弦长、面积、对称、共线等问题.其解法是充分利用方程思想以及韦达定理.2.最值问题,最值问题是从动态角度去研究解析几何中的数学问题的主要内容.其解法是设变量、建立目标函数、转化为求函数的最值.3.范围问题,范围问题主要是根据条件,建立含有参变量的函数关系式或不等式,然后确定参数的取值范围,其解法主要有运用圆锥曲线上点的坐标的取值范围,运用求函数的值域、最值以及二次方程实根的分布等知识.以上这些问题由于综合性较强,所以备受命题者的青睐.常用来综合考查学生在数形结合、等价转化、分类转化、逻辑推理等多方面的能力.二、点击双基1.方程22)2()2(-++y x =|x-y+3|表示的曲线是( )A.直线B.双曲线C.椭圆D.抛物线解析:原方程变形为2|3|)2()2(22+--++y x y x =2.它表示点(x,y)到点(-2,2)与定直线x-y+3=0的距离比是2.故选B.答案:B2.若点(x,y )在椭圆4x 2+y 2=4上,则2-x y 的最小值为( ) A.1 B.-1 C.-323 D.以上都不对 解析:2-x y 的几何意义是椭圆上的点与定点(2,0)连线的斜率.显然直线与椭圆相切时取得最值,设直线y=k(x-2),代入椭圆方程消去y 得(4+k 2)x 2-4k 2x+4k 2-4=0.令Δ=0,k=±323. ∴k min =-323.答案:C 3.双曲线22a x -22b y =1的离心率为e 1,双曲线22b y -22ax =1的离心率为e 2,则e 1+e 2的最小值为( ) A.42 B.2 C.22 D.4解析:(e 1+e 2)2=e 12+e 22+2e 1e 2 =222a b a ++222b a b ++2·a b a 22+·b a b 22+ =2+22a b +22b a +2(a b +ba ) ≥2+2+2×2=8.当且仅当a=b 时取等号.故选C.答案:C4.若椭圆x 2+a 2y 2=a 2的长轴长是短轴长的2倍,则a=___________________.解析:方程化为22ax +y 2=1, 若a 2>1,∴2|a|=2×2,a=±2.当0<a 2<1,∴2=4|a|.∴a=±21. 答案:±2,±21 5.P 是双曲线32x -y 2=1的右支上一动点,F 是双曲线的右焦点,已知A(3,1),则|PA|+|PF|的最小值为____________________________.解析:设F ′为双曲线的左焦点,∴|PF ′|-|PF|=23.∴|PA|+|PF|=|PA|+|PF ′|-23≥|AF ′|-23=26-23.答案:26-23诱思·实例点拨【例1】如图,O 为坐标原点,直线l 在x 轴和y 轴上的截距分别是a 和b(a>0,b ≠0),且交抛物线y 2=2px(p>0)于M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)两点.(1)写出直线l 的截距式方程;(2)证明11y +21y =b1;(3)当a=2p 时,求∠MON 的大小.剖析:易知直线l 的方程为a x +b y =1,欲证11y +21y =b 1,即求2121y y y y +的值,为此只需求直线l 与抛物线y 2=2px 交点的纵坐标.由根与系数的关系易得y 1+y 2、y 1y 2的值,进而证得11y +21y =b 1.由OM ·ON =0易得∠MON=90°.亦可由k OM ·k ON =-1求得∠MON=90°.(1)解:直线l 的截距式方程为a x +b y =1. ① (2)证明:由①及y 2=2px 消去x 可得by 2+2pay-2pab=0. ②点M 、N 的纵坐标y 1、y 2为②的两个根,故y 1+y 2=bpa 2-,y 1y 2=-2pa. 所以11y +21y =2121y y y y +=pa b pa22--=b1. (3)解:设直线OM 、ON 的斜率分别为k 1、k 2,则k 1=11x y ,k 2=22x y . 当a=2p 时,由(2)知,y 1y 2=-2pa=-4p 2,由y 12=2px 1,y 22=2px 2,相乘得(y 1y 2)2=4p 2x 1x 2,x 1x 2=22214)(p y y =2224)4(p p -=4p 2,因此k 1k 2=2121x x y y =2244p p -=-1. 所以OM ⊥ON,即∠MON=90°.讲评:本题主要考查直线、抛物线等基本知识,考查运用解析几何的方法分析问题和解决问题的能力.【例2】已知椭圆C 的方程为22a x +22b y =1(a>b>0),双曲线22a x -22by =1的两条渐近线为l 1、l 2,过椭圆C 的右焦点F 作直线l,使l ⊥l 1,又l 与l 2交于P 点,设l 与椭圆C 的两个交点由上至下依次为A 、B.(如图)(1)当l 1与l 2夹角为60°,双曲线的焦距为4时,求椭圆C 的方程;(2)当=λ时,求λ的最大值.剖析:(1)求椭圆方程即求a 、b 的值,由l 1与l 2的夹角为60°易得a b =33,由双曲线的距离为4易得a 2+b 2=4,进而可求得a 、b. (2)由=λ,欲求λ的最大值,需求A 、P 的坐标,而P 是l 与l 1的交点,故需求l 的方程.将l 与l 2的方程联立可求得P 的坐标,进而可求得点A 的坐标.将A 的坐标代入椭圆方程可求得λ的最大值.解:(1)∵双曲线的渐近线为y=±a b x,两渐近线夹角为60°, 又ab <1, ∴∠POx=30°,即a b =tan30°=33. ∴a=3b.又a 2+b 2=4,∴a 2=3,b 2=1. 故椭圆C 的方程为32x +y 2=1. (2)由已知l:y=b a (x-c),与y=ab x 解得P(c a 2,c ab ), 由=λ得A(λλ+•+12c a c ,λλ+•1c ab ). 将A 点坐标代入椭圆方程得(c 2+λa 2)2+λ2a 4=(1+λ)2a 2c 2.∴(e 2+λ)2+λ2=e 2(1+λ)2.∴λ2=2224--e e e =-[(2-e 2)+222e -]+3≤3-22. ∴λ的最大值为2-1.讲评:本题考查了椭圆、双曲线的基础知识,及向量、定比分点公式、重要不等式的应用.解决本题的难点是通过恒等变形,利用重要不等式解决问题的思想.本题是培养学生分析问题和解决问题能力的一道好题.【例3】 已知直线y=-2上有一个动点Q ,过Q 作直线l 垂直于x 轴,动点P 在直线l 上,且⊥,记点P 的轨迹为C 1.(1)求曲线C 1的方程.(2)设直线l 与x 轴交于点A ,且=(≠0).试判断直线PB 与曲线C 1的位置关系,并证明你的结论.(3)已知圆C 2:x 2+(y-a)2=2,若C 1、C 2在交点处的切线互相垂直,求a 的值.解:(1)设P 的坐标为(x,y),则点Q 的坐标为(x,-2).∵⊥,∴·=0.∴x 2-2y=0.∴点P 的轨迹方程为x 2=2y(x ≠0).(2)直线PB 与曲线C 1相切,设点P 的坐标为(x 0,y 0),点A 的坐标为(x 0,0). ∵=,∴=(0,-y 0).∴点B 的坐标为(0,-y 0).∵≠0,∴直线PB 的斜率为k=002x y . ∵x 02=2y 0,∴k=x 0.∴直线PB 的方程为y=x 0x-y 0.代入x 2=2y,得x 2-2x 0x+2y 0=0.∵Δ=4x 02-8y 0=0,∴直线PB 与曲线C 1相切.(3)不妨设C 1、C 2的一个交点为N(x 1,y 1),C 1的解析式即为y=21x 2,则在C 1上N 处切线的斜率为k ′=x 1,圆C 2过N 点的半径的斜率为k=11x a y . ① 又∵点N(x 1,y 1)在C 1上,所以y 1=21x 12. ② 由①②得y 1=-a,x 12=-2a,∵N(x 1,y 1)在圆C 2上,∴-2a+4a 2=2.∴a=-21或a=1. ∵y 1>0,∴a<0. ∴a=-21.。
2014届高考数学一轮复习 第62讲《圆锥曲线的综合问题》热点针对课件 理

得,(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=
0,
设 A、B 两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2), 4k2m2-4 8k2m 则 x1+x2= 2,x1x2= 2 , 1+4k 1+4k |km| 又由 l 与圆 x +y =1 相切,得 2 =1, k +1
2 2
即 m2k2=k2+1. 所以|AB|= x2-x12+y2-y12 = 64k4m2 44k2m2-4 1+k2[ - ] 1+4k22 1+4k2
c 解析:(1)由题设知 a =b +c ,e= , a
2 2 2
1 c2 由点(1,e)在椭圆上,得 2+ 2 2=1,解得 b2=1, a ab 于是 c2=a2-1, 3 e2 3 又点(e, )在椭圆上,所以 2+ 2=1, 2 a 4b a2-1 3 即 4 + =1,解得 a2=2, a 4 x2 2 因此,所求椭圆的方程是 +y =1. 2
解析:易知 a=2,b=1,c= 3, 所以 F1(- 3,0),F2( 3,0),设 P(x,y), → PF → 则PF1· 2=(- 3-x,-y)· 3-x,-y) ( =x2+y2-3 x2 =x2+1- -3 4 1 2 = (3x -8), 4
因为 x∈[-2,2], → PF → 故当 x=0,即点 P 为椭圆短轴端点时,PF1· 2有最小 值-2, → PF → 当 x=± 2,即点 P 为椭圆长轴端点时,PF1· 2有最大值 1.
4 3|m| = 2 . m +3
由于当 m=± 时,|AB|= 3, 1 4 3|m| 所以|AB|= 2 ,m∈(-∞,-1]∪[1,+∞). m +3 4 3|m| 4 3 因为|AB|= 2 = ≤2, 3 m +3 |m|+ |m| 且当 m=± 3时,|AB|=2,所以|AB|的最大值为 2.
2014年高考数学二轮复习专题五第三讲圆锥曲线的综合问题(A)理

第三讲圆锥曲线的综合问题(A)1.(2013·高考福建卷)如图,抛物线E:y2=4x的焦点为F,准线l与x轴的交点为A.点C 在抛物线E上,以C为圆心,|CO|为半径作圆,设圆C与准线l交于不同的两点M,N.(1)若点C的纵坐标为2,求|MN|;(2)若|AF|2=|AM|·|AN|,求圆C的半径.2.(2013·河南质检)已知直线x+ky-3=0所经过的定点F恰好是椭圆C的一个焦点,且椭圆C上的点到点F的最大距离为8.(1)求椭圆C的标准方程;(2)已知圆O:x2+y2=1,直线l:mx+ny=1,试证明:当点P(m,n)在椭圆C上运动时,直线l 与圆O 恒相交,并求直线l 被圆O 所截得的弦长L 的取值范围.3.(2013·高考课标全国卷Ⅱ)平面直角坐标系xOy 中,过椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)右焦点的直线x +y -3=0交M 于A ,B 两点,P 为AB 的中点,且OP 的斜率为12.(1)求M 的方程;(2)C ,D 为M 上的两点,若四边形ACBD 的对角线CD ⊥AB ,求四边形ACBD 面积的最大值.4.(2013·高考北京卷)直线y =kx +m (m ≠0)与椭圆W :x 24+y 2=1相交于A ,C 两点,O是坐标原点.(1)当点B 的坐标为(0,1),且四边形OABC 为菱形时,求AC 的长;(2)当点B 在W 上且不是W 的顶点时,证明:四边形OABC 不可能为菱形.答案:1.【解】(1)抛物线y 2=4x 的准线l 的方程为x =-1. 由点C 的纵坐标为2,得点C 的坐标为(1,2), 所以点C 到准线l 的距离d =2.又|CO |=5,所以|MN |=2|CO |2-d 2=25-4=2.(2)设C ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 204,y 0, 则圆C 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -y 2042+(y -y 0)2=y 4016+y 20,即x 2-y 202x +y 2-2y 0y =0.由x =-1,得y 2-2y 0y +1+y 202=0.设M (-1,y 1),N (-1,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4y 2-4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+y 202=2y 20-4>0,y 1y 2=y 22+1.由|AF |2=|AM |·|AN |,得|y 1y 2|=4, 所以y 202+1=4,解得y 0=±6,此时Δ>0,所以圆心C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,6或⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-6, 从而|CO |2=334,|CO |=332,即圆C 的半径为332. 2.【解】(1)直线x +ky -3=0经过定点F (3,0), 即点F (3,0)是椭圆C 的一个焦点. 设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),因为椭圆C 上的点到点F 的最大距离为8, 所以a +3=8,即a =5.所以b 2=a 2-32=16.所以椭圆C 的方程为x 225+y 216=1.(2)证明:因为点P (m ,n )在椭圆C 上,所以m 225+n 216=1,即n 2=16-16m 225(0≤m 2≤25).所以原点到直线l :mx +ny =1的距离d =1m 2+n 2=1925m 2+16<1.所以直线l :mx +ny =1与圆O :x 2+y 2=1恒相交,L 2=4(r 2-d 2)=41-1925m 2+16.因为0≤m 2≤25,所以152≤L ≤465即直线l 被圆O 所截得的弦长L 的取值范围是[152,465]. 3.【解】(1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),P (x 0,y 0), 则x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y 22b 2=1,y 2-y 1x 2-x 1=-1, 由此可得b 2(x 2+x 1)a 2(y 2+y 1)=-y 2-y 1x 2-x 1=1.因为x 1+x 2=2x 0,y 1+y 2=2y 0,y 0x 0=12,所以a 2=2b 2.又由题意知,M 的右焦点为(3,0),故a 2-b 2=3.因此a 2=6,b 2=3.所以M 的方程为x 26+y 23=1.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,x 26+y 23=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =433,y =-33,或⎩⎨⎧x =0,y = 3.因此|AB |=463.由题意可设直线CD 的方程为y =x +n (-533<n <3),设C (x 3,y 3),D (x 4,y 4). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +n ,x 26+y 23=1,得3x 2+4nx +2n 2-6=0.于是x 3,4=-2n ±2(9-n 2)3.因为直线CD 的斜率为1,所以|CD |=2|x 4-x 3|=439-n 2.由已知,四边形ACBD 的面积S =12|CD |·|AB |=8699-n 2, 当n =0时,S 取得最大值,最大值为863.所以四边形ACBD 面积的最大值为863.4.【解】(1)因为四边形OABC 为菱形, 所以AC 与OB 互相垂直平分.所以可设A (t ,12),代入椭圆方程得t 24+14=1,即t =± 3. 所以|AC |=2 3.(2)证明:假设四边形OABC 为菱形.因为点B 不是W 的顶点,且AC ⊥OB ,所以k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=4,y =kx +m ,消去y 并整理得 (1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-4=0. 设A (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则 x 1+x 22=-4km 1+4k 2,y 1+y 22=k ·x 1+x 22+m =m1+4k2, 所以AC 的中点为M (-4km 1+4k 2,m1+4k2).因为M 为AC 和OB 的交点,且m ≠0,k ≠0,所以直线OB 的斜率为-14k.因为k ·(-14k)≠-1,所以AC 与OB 不垂直.所以四边形OABC 不是菱形,与假设矛盾.所以当点B 在W 上且不是W 的顶点时,四边形OABC 不可能是菱形.。
2014届高考人教A版数学(理)一轮复习单元训练圆锥曲线

圆锥曲线(时间:40分钟 满分:75分)一、选择题(每小题5分,共50分)1.设椭圆x 2m 2+y 2n 2=1(m >n >0)的右焦点与抛物线y 2=8x 的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为( ). A.x 212+y 216=1 B.x 216+y 212=1 C.x 248+y 264=1D.x 264+y 248=1 解析 依题意知:2m =12,得m =4.由n 2=m 2-22=12,所以所求椭圆方程是x 216+y 212=1. 答案 B2.已知中心在原点的双曲线的顶点与焦点分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的焦点与顶点,若双曲线的离心率为2,则椭圆离心率为( ). A.13B.12C.33D.22解析 依题意知双曲线的顶点(c,0),(-c,0),焦点为(a,0),(-a,0),则ac =2,故椭圆的离心率e =c a =12. 答案 B3.如图所示,一圆形纸片的圆心为O ,F 是圆内一定点,M 是圆周上一动点,把纸片折叠使M 与F 重合,然后抹平纸片,折痕为CD ,设CD 与OM 交于点P ,则点P 的轨迹是( ).A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆解析 由条件知|PM |=|PF |.∴|PO |+|PF |=|PO |+|PM |=|OM |=R >|OF |. ∴P 点的轨迹是以O 、F 为焦点的椭圆. 答案 A4.P 为椭圆x 24+y 23=1上一点,F 1,F 2为该椭圆的两个焦点,若∠F 1PF 2=60°,则PF 1→·PF 2→=( ). A .3B. 3C .2 3D .2解析 ∵S △PF 1F 2=b 2tan 60°2=3×tan 30°=3=12|PF 1→|·|PF 2→|·sin 60°, ∴|PF 1→|·|PF 2→|=4,∴PF 1→·PF 2→=4×12=2. 答案 D5.已知中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线的离心率为62,其焦点到渐近线的距离为1,则此双曲线的方程为( ). A.x 24-y 22=1 B.x 22-y 23=1 C.x 22-y 2=1D .x 2-y 2=1解析 根据题目条件中双曲线的离心率为62,可以排除选项B 和D ,选项A 中,一个焦点为(6,0),其渐近线方程为x ±2y =0,那么焦点到渐近线的距离为d =|6±2×0|12+(2)2=2≠1,也可以排除,故选择正确答案C.答案 C6.已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为 ( ). A .x =1 B .x =-1 C .x =2D .x =-2解析 令A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为抛物线的焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,所以过焦点且斜率为1的直线方程为y =x -p 2,即x =y +p 2,将其代入y 2=2px =2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫y +p 2=2py+p 2,所以y 2-2py -p 2=0,所以y 1+y 22=p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x ,准线方程为x =-1,故选B. 答案 B7.△ABC 的顶点A (-5,0)、B (5,0),△ABC 的内切圆圆心在直线x =3上,则顶点C 的轨迹方程是( ). A.x 29-y 216=1B.x 216-y 29=1 C.x 29-y 216=1(x >3)D.x 216-y 29=1(x >4) 解析 如图|AD |=|AE |=8,|BF |=|BE |=2,|CD |=|CF |,所以|CA |-|CB |=8-2=6.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,方程为x 29-y 216=1(x >3). 答案 C8.在焦点分别为F 1,F 2的双曲线上有一点P ,若∠F 1PF 2=π3,|PF 2|=2|PF 1|,则该双曲线的离心率等于( ). A .2B. 2C .3D. 3解析 在△F 1PF 2中,由余弦定理可得cos π3=|PF 2|2+|PF 1|2-|F 1F 2|22|PF 2|·|PF 1|=12,解得|PF 1|=233c ,则|PF 2|=433c ,由双曲线的定义可得|PF 2|-|PF 1|=433c -233c =2a , 即ca =3,故选D.9.已知抛物线y 2=8x 的准线与双曲线x 2m -y 2=1(m >0)交于A ,B 两点,点F 为抛物线的焦点,若△F AB 为直角三角形,则双曲线的离心率是 ( ). A.21B.212C .2D .2 5解析 抛物线的准线方程为x =-2,设准线与x 轴的交点为D (-2,0),由题意得∠AFB =90°,故|AB |=2|DF |=8,故点A 的坐标为(-2,4).由点A 在双曲线x 2m -y 2=1上可得(-2)2m -42=1,解得m =417.故c 2=m +1=2117,故双曲线的离心率e =ca = 214=212.答案 B10.设P 为圆x 2+y 2=1上的动点,过P 作x 轴的垂线,垂足为Q ,若PM →=λMQ →(其中λ为正常数),则点M 的轨迹为( ). A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线解析 设M (x ,y ),P (x 0,y 0),则Q (x 0,0),由PM →=λMQ →,得⎩⎨⎧x -x 0=λ(x 0-x ),y -y 0=-λy (λ>0),∴⎩⎨⎧x 0=x ,y 0=(λ+1)y .由于x 20+y 20=1,∴x 2+(λ+1)2y 2=1,∴M 的轨迹为椭圆.答案 B二、填空题(每小题5分,共25分)11.若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点与椭圆x 26+y 22=1的右焦点重合,则p 的值为________.解析 抛物线的焦点为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,椭圆中,a =6,b =2,所以c =2,即右焦点为(2,0).所以p2=2,即p =4.12.在平面直角坐标系xOy 中,若定点A (1,2)与动点P (x ,y )满足OP →·OA →=4,则点P 的轨迹方程是______________________________________________. 解析 由OP →·OA →=4,得(x ,y )·(1,2)=4,即x +2y =4. 答案 x +2y -4=013.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________. 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cos ∠F 1PF 2=649a 2+49a 2-4c 22·83a ·23a =178-98e 2. 要求e 的最大值,即求cos ∠F 1PF 2的最小值, ∴当cos ∠F 1PF 2=-1时,得e =53,即e 的最大值为53. 答案 5314.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么C 的方程为________.解析 根据椭圆C 的焦点在x 轴上,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),∵e =22,∴c a =22.根据△ABF 2的周长为16,得4a =16,∴a =4,b =22,∴椭圆C 的方程为x 216+y 28=1. 答案 x 216+y 28=115.(2013·枣庄一模)已知△ABC 的顶点B (0,0),C (5,0),AB 边上的中线长|CD |=3,则顶点A 的轨迹方程为________.解析 法一 (直接法)设A (x ,y ),y ≠0,则D ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y 2,∴|CD |=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-52+y24=3, 化简得(x -10)2+y 2=36,由于A ,B ,C 三点构成三角形,所以A 不能落在x 轴上,即y ≠0.法二 (定义法)如图所示,设A (x ,y ),D 为AB 的中点,过A 作AE ∥CD 交x 轴于E .∵|CD |=3,∴|AE |=6,则E (10,0).∴A 的轨迹为以E 为圆心,6为半径的圆,即(x -10)2+y 2=36,又A ,B ,C 三点构成三角形,∴A 点纵坐标y ≠0,故A 点轨迹方程为(x -10)2+y 2=36(y ≠0).答案 (x -10)2+y 2=36(y ≠0)。
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第八章
平面解析几何
直线 l 与双曲线有且只有一个公共点; 2 3 2 3 当 k<- 3 或 k> 3 时, 直线 l 与双曲线没有公共点.
第八章
平面解析几何
点评:直线与双曲线有且只有一个公共点时,应考虑直 线与双曲线相切和直线与双曲线的渐近线平行两种情形.
第八章
平面解析几何
(2012· 安徽江南十校联考)已知双曲线的中心在原点, 坐标 4 轴为对称轴,一条渐近线方程 y= x,右焦点 F(5,0),双曲线 3 的实轴为 A1A2,P 为双曲线上一点(不同于 A1, 2), A 直线 A1P, 9 A2P 分别与直线 l:x=5交于 M,N 两点. (1)求双曲线的方程; → → (2)求证:FM· 为定值. FN
第八章
平面解析几何
[例 1]
x2 y2 P(1,1)为椭圆 + =1 内的一定点,过 P 点引一 4 2
弦,与椭圆相交于 A、B 两点,且 P 恰好为弦 AB 的中点,如 图所示,求弦 AB 所在的直线方程及弦 AB 的长度.
第八章
平面解析几何
解析:设弦 AB 所在的直线方程为 y-1=k(x-1),A、B 两点坐标分别为 (x1,y1),(x2,y2),则
第八章
平面解析几何
x2 y2 解析:(1)依题意可设双曲线方程为 2- 2=1, a b b 4 = , a 3 则c=5, c2=a2+b2,
a=3, ⇒ b=4.
x2 y2 ∴所求双曲线方程为 9 -16=1.
第八章
平面解析几何
(2)证明:A1(-3,0),A2(3,0),F(5,0), 9 设 P(x,y),M(5,y0), 24 → → ∴A1P=(x+3,y),A1M=( 5 ,y0). ∵A1,P,M 三点共线, 24 24y ∴(x+3)y0- y=0,∴y0= , 5 5x+3 9 24y 即 M(5, ), 5x+3 9 6y 同理得 N(5,- ). 5x-3
第八章
平面解析几何
=(x3-x1)(x2-x4)+(y3-y1)· 2-y4) (y 1 1 =(x3-x1)(x2-x4)+(- x3-kx1)(kx2+ x4) k k 1 =x3x2-x1x2-x3x4+x1x4-x2x3-k x1x2-k2x3x4-x1x4
2
1 1 2 =(-1-k )x1x2+(-1-k2)x3x4=4(1+k )+4(1+k2)=8+
2.直线与圆锥曲线相交弦长问题 (1)斜率为 k 的直线与圆锥曲线交于两点 P1(x1, 1), 2(x2, y P y2),则所得弦长|P1P2|= 1+k |x2-x1|或|P1P2|=
2
1 1+ 2|y2- k
y1|,其中求|x2 -x1|与|y2 -y1|时,通常作如下变形|x2 -x1|= x1+x22-4x1x2,|y2-y1|= y1+y22-4y1y2,使用韦达定理 即可解决.
第八章
平面解析几何
x2-y2=4, 解析:由 y=k x-1,
消去 y 得,
(1-k2)x2+2k2x-k2-4=0.(*) (1)当 1-k2=0,即 k=± 时,直线 l 与双曲线的渐近线平 1 行,方程化为 2x=5.故此时方程(*)只有一个实数解,即直线与 双曲线相交, 且只有一个公共点. 如图, 交点在双曲线右支上.
4-3k2=0, ② 1-k2≠0,
2 3 即 k=± 3 时,方程(*)有两个相同的实
数解, 即直线与双曲线相切.
第八章 平面解析几何
4-3k2<0, ③ 1-k2≠0,
2 3 2 3 即 k<- 3 或 k> 3 时,方程(*)无实数
解, 即直线与双曲线没有公共点. 2 3 2 3 综上所述,当- 3 <k< 3 ,且 k≠± 时, 1 直线 l 与双曲线有两个公共点; 2 3 当 k=± 或 k=± 3 时, 1
第八章
平面解析几何
夯实基础
稳固根基
1.直线与圆、椭圆的方程联立后,消去一个未知数得到 关于另一个未知数的一元二次方程,可据判别式 Δ 来讨论交 点个数. 相交 相切 相离 Δ>0 Δ=0 Δ<0 直线与圆锥曲线有 两个 交点 直线与圆锥曲线有 一个 切点 直线与圆锥曲线 无 公共点
第八章
平面解析几何
第八章
平面解析几何
(2)当 1-k2≠0,即 k≠± 时,Δ=(2k2)2-4(1-k2)· 2 1 (-k -4)=4(4-3k2).
4-3k2>0, ① 1-k2≠0,
2 3 2 3 即- 3 <k< 3 且 k≠± 时,方程(*)有 1
两个不同的实数解,即直线与双曲线有两个公共点.
解析:(1)y′=2x+1.∴l1 的斜率 k1=3, 直线 l1 的方程为 y=3x-3. 设直线 l2 过曲线 y=x2+x-2 上的点 B(b,b2+b-2),则 l2 的方程为 y=(2b+1)x-b2-2. 1 2 因为 l1⊥l2,则有 2b+1=- ,b=- . 3 3 1 22 所以直线 l2 的方程为 y=- x- , 3 9 即 3x+9y+22=0.
第八章
平面解析几何
思想方法技巧
第八章
平面解析几何
一、向量法 向量的坐标可以用其起点、终点的坐标表示,因此向量 与解析几何保持着天然的联系.通过向量的坐标可以把解析 几何的很多问题向量化,利用向量的共线、垂直、夹角、距 离等公式巧妙地解决解析几何问题.
第八章
平面解析几何
二、点差法 涉及到直线被圆锥曲线截得弦的中点问题(即中点弦问题) 时,常用根与系数的关系及点差法求解.
第八章
平面解析几何
第八章
平面解析几何
第八章
第七节 圆锥曲线的综合问题(理)
第八章
平面解析几何
基础梳理导学
3
考点典例讲练
思想方法技巧
4
课堂巩固训练
5
课后强化作业
第八章
平面解析几何
基础梳理导重点:直线与圆锥曲线位置关系的判定,弦长与距离的 求法. 难点:直线与圆锥曲线相交弦长与中点弦问题.
第八章
平面解析几何
1 y=3x-3, x=6, (2)解方程组 得 1 22 y=-3x- 9 , y=-5. 2 所以直线 l1 和 l1、l2 与 x
1 5 l2 的交点的坐标为6,-2.
22 轴交点的坐标分别为(1,0)、- 3 ,0.
2 2 x1+2y2=4,① x2+2y2=4.② 1 2
①-②得: (x1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=0. ∵P(1,1)为弦 AB 的中点,∴x1+x2=2,y1+y2=2. y1-y2 1 ∴k= =-2. x1-x2
第八章 平面解析几何
1 ∴所求直线的方程为 y-1=- (x-1). 2 即 x+2y-3=0. 将其代入椭圆方程整理得,6y2-12y+5=0. 根据弦长公式,有 122-4×6×5 30 2 |AB|= 1+-2 · = . 6 3
125 所以所求三角形的面积 S= 12 .
第八章
平面解析几何
→ (2012· 吉林省实验中学模拟)如图所示,在△DEM 中,ED → → → 1 → → ⊥EM,OD=(0,-8),N 在 y 轴上,且DN=2(DE+DM),点 E 在 x 轴上移动.
第八章
平面解析几何
(1)求点 M 的轨迹方程; (2)过点 F(0,1)作互相垂直的两条直线 l1、l2,l1 与点 M 的 → → 轨迹交于点 A、B,l2 与点 M 的轨迹交于点 C、Q,求AC· 的 QB 最小值.
第八章
平面解析几何
考点典例讲练
第八章
平面解析几何
直线与抛物线的位置关系
[例 1]
已知直线 l1 为曲线 y=x2+x-2 在点(1,0)处的切
线. l2 为该曲线的另一条切线,且 l1⊥l2. (1)求直线 l2 的方程; (2)求由直线 l1、l2 和 x 轴所围成的三角形的面积.
第八章
平面解析几何
第八章
平面解析几何
Ax+By+C=0 2.解方程组 fx,y=0
时,若消去 y,得到关于 x
的方程 ax2+bx+c=0,这时要考虑 a=0 和 a≠0 两种情况, 对双曲线和抛物线而言,一个公共点的情况要考虑全面,除 a≠0,Δ=0 外,当直线与双曲线的渐近线平行时,只有一个 交点;当直线与抛物线的对称轴平行时,只有一个交点. 上述两种情形联立方程组消元后,二次项系数为 0,即只 能得到一个一次方程.
第八章
平面解析几何
(2)当斜率 k 不存在时,直线为 x=m 的形式,可直接代入 求出交点的纵坐标 y1、y2 得弦长|y1-y2|.
第八章
平面解析几何
疑难误区 点拨警示 1.如果在设直线方程时涉及斜率,要注意斜率不存在的 情形.为了避免讨论,过焦点 F(c,0)的直线,可设为 x=my+ c.
第八章
平面解析几何
(2)设 A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),Q(x4,y4),直线 l1: 1 y=kx+1(k≠0),则直线 l2:y=-kx+1,
y=kx+1, 由 2 x =4y,
消去 y 得,x2-4kx-4=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=-4, 1 y=- x+1, 4 2 k 由 消去 y 得,x +kx-4=0, x2=4y,
第八章
平面解析几何
三、要重视解题过程中思想方法的提炼及解题规律的总 结 1.方程思想 解析几何题大部分都以方程形式给定直线和圆锥曲线, 因此直线与圆锥曲线相交的弦长问题常归纳为对方程解的讨 论.利用韦达定理进行整体处理,以简化解题运算量.
第八章
平面解析几何