(完整word版)高中数学圆锥曲线与方程测试题(2)
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圆锥曲线测试题1.过椭圆2241x y +=的一个焦点1F 的直线与椭圆交于,A B 两点,则A 与B 和椭圆的另一个焦点2F 构成的2ABF ∆的周长为( )A. 2B. 4C. 8D.2.已知,是椭圆:的两个焦点,在上满足的点的个数为()A. B. C. D. 无数个3.已知双曲线22221x y a b-=(0a >, 0b >)的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( ) A. ()1,2 B. (]1,2 C. [)2,+∞ D. ()2,+∞4.已知抛物线22y px =与直线40ax y +-=相交于,A B 两点,其中A 点的坐标是()1,2,如果抛物线的焦点为F ,那么FB FA +等于( )A. 5B. 6C.D. 75.设12,F F 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左右焦点,过12,F F 作x 轴的垂线交椭圆四点构成一个正方形,则椭圆的离心率e 为( )A.B. C. 2D. 6.设椭圆22162x y +=和双曲线2213x y -=的公共焦点为12,F F , P 是两曲线的一个公共点,则12cos F PF ∠ 的值等于( )A.13 B. 14 C. 19 D. 357.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>> 的左右焦点分别为12,F F ,以12F F 为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为()1,2 ,则此双曲线为 ( )A. 2214x y -=B. 2214y x -=C. 2212x y -=D. 2212y x -=8.顶点在坐标原点,对称轴为坐标轴,又过点()2,3-的抛物线方程是( )A. 294y x =B. 243x y =C. 294y x =-或243x y =-D. 292y x =-或243x y = 9.已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12, E 的右焦点与抛物线2:8C y x =的焦点重合, ,A B 是C 的准线与E 的两个交点,则AB =( ) A. 3 B. 6 C. 9 D. 1210.已知1F , 2F 是椭圆和双曲线的公共焦点, P 是它们的一个公共点,且1223F PF π∠=,则椭圆和双曲线的离心率之积的范围是( )A. ()1+∞,B. ()01,C.D.)+∞11.已知抛物线C : 24y x =的焦点为F ,过点F 且倾斜角为3π的直线交曲线C 于A , B 两点,则弦AB 的中点到y 轴的距离为( )A.163 B. 133 C. 83 D. 5312.已知双曲线222:14x y C a -=的一条渐近线方程为230x y +=, 1F , 2F 分别是双曲线C 的左,右焦点,点P 在双曲线C 上,且1 6.5PF =,则2PF 等于( ). A. 0.5 B. 12.5 C. 4或10 D. 0.5或12.513.已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的2倍,且过点()3,0P ,则椭圆的方程为__________.14.若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点也是双曲线x 2-y 2=8的一个焦点,则p =______. 15.已知抛物线的方程为22(0)y px p =>, O 为坐标原点, A , B 为抛物线上的点,若OAB 为等边三角形,且面积为p 的值为__________.16.若,A B 分别是椭圆22:1(1)x E y m m+=>短轴上的两个顶点,点P 是椭圆上异于,A B 的任意一点,若直线AP 与直线BP 的斜率之积为4m-,则椭圆E 的离心率为__________.17.已知双曲线C 和椭圆22141x y +=. (Ⅰ)求双曲线C 的方程.(Ⅱ)经过点()2,1M 作直线l 交双曲线C 于A , B 两点,且M 为AB 的中点,求直线l 的18.已知抛物线2:2(03)C y px p =<<的焦点为F ,点(,Q m 在抛物线C 上,且3QF =。
一、选择题1.已知直线()()20y k x k =+>与抛物线2:8C y x =相交于A 、B 两点,F 为抛物线C 的焦点.若4FA FB =,则k =( )A .45BC .23 D2.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线0x y -+=与椭圆C 相交于不同的两点A B 、,若P 为线段AB 的中点,O 为坐标原点,直线OP 的斜率为12-,则椭圆C 的方程为( ) A .22132x y += B .22143x y += C .22152x y += D .22163x y += 3.平面直角坐标系xOy 中,直线:(2)(0)l y k x k =+>与抛物线2:8C y x =相交于A B 、两点,F 为C 的焦点,若2FA FB =,则点A 到y 轴的距离为( )A .3B .4C .5D .64.已知点()P m n ,是抛物线214y x =-上一动点,则A .4B .5CD .65.已知F 是双曲线2222:1(0)x y E a b a b-=>>的左焦点,过点F 的直线与双曲线E 的左支和两条渐近线依次交于,,A B C 三点,若||||||FA AB BC ==,则双曲线E 的离心率为( )A B C .2 D 6.已知12,F F 分别是双曲线2214x y -=的左、右焦点,P 为双曲线右支上异于顶点的任意一点,若12PF F △内切圆圆心为I ,则圆心I 到圆22(1)1y x +-=上任意一点的距离最小值为( )A .2B 1C .1D 27.已知两定点()0,1M -,()0,1N ,直线l :y x =+,在l 上满足PM PN +=P 的个数为( )A .0B .1C .2D .0或1或2 8.己知直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,并与抛物线交于A ,B 两点,若点A 的纵坐标为4,则线段AB 的长为( )A .253B .496C .436D .2549.已知双曲线C :22221x y a b-=(0a >,0b >)的左右焦点分别为1F ,2F ,过1F 的直线交双曲线左支于P ,交渐近线b y x a=于点Q ,点Q 在第一象限,且12FQ F Q ⊥,若12PQ PF =,则双曲线的离心率为( )A .12+BC 1D 1 10.已知12,F F 是椭圆1C 和双曲线2C 的公共焦点,P 是它们的一个公共交点,且1223F PF π∠=,若椭圆1C 离心率记为1e ,双曲线2C 离心率记为2e ,则222127e e +的最小值为( )A .25B .100C .9D .3611.已知抛物线1C 的顶点在坐标原点,焦点F 在y 轴正半轴上.若点F 到双曲线222:126x y C -=的一条渐近线的距离为2,则1C 的标准方程是( )A .23y x =B .23y x = C .28x y = D .216x y =12.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>,过其右焦点F 作x 轴的垂线,交双曲线于A 、B 两点,若双曲线的左焦点在以AB 为直径的圆上,则双曲线的离心率的值为( )A .1BC .1+D 二、填空题13.F 是抛物线22y px =(0p >)的焦点,过点F 的直线与抛物线的一个交点为A ,交抛物线的准线于B ,若2BA AF =,且4BA =,则P =______.14.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点为F ,过点F 的直线:2230l kx y ka --=与双曲线C 交于A 、B 两点.若7AF FB =,则实数k =________.15.已知双曲线22:143x y C -=的左、右焦点分别12,F F ,P 为双曲线上异于顶点的点,以1PF ,2PF 为直径的圆与直线l 分别相切于A ,B 两点,则12cos ,AB F F <>=___________.16.双曲线()222210,0x y a b a b-->>的左右焦点分别为1F ,2F ,过1F 作直线l 与双曲线有唯一交点P ,若124sin 5F PF ∠=,则该双曲线的离心率为___________. 17.若M ,P 是椭圆2214x y +=两动点,点M 关于x 轴的对称点为N ,若直线PM ,PN 分别与x 轴相交于不同的两点A (m ,0),B (n ,0),则mn =_________.18.如果点12310,,,P P P P ,是抛物线22y x =上的点,它们的横坐标依次为12310,,,,x x x x ,F 是抛物线的焦点,若123105x x x x ++++=,则1210PF P F P F +++=___.19.设A 、B 是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右顶点,F 是右焦点,M 是双曲线上异于A 、B 的动点,过点B 作x 轴的垂线与直线MA 交于点P ,若直线OP 与BM 的斜率之积为4,则双曲线的离心率为_________. 20.已知下列几个命题:①ABC 的两个顶点为(4,0)A -,(4,0)B ,周长为18,则C 点轨迹方程为221259x y +=; ②“1x >”是“||0x >”的必要不充分条件;③已知命题:33p ≥,:34q >,则p q ∨为真,p q ∧为假,p ⌝为假;④双曲线221916x y -=-的离心率为54.其中正确的命题的序号为_____. 三、解答题21.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,若点P 在C 上,点E 在l 上,且PEF 是边长为4的正三角形.(1)求C 的方程;(2)过F 作直线m ,交抛物线C 于A ,B 两点,若直线AB 中点的纵坐标为1-,求直线m 的方程.22.椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左焦点为1F ,右焦点为2F ,离心率e =,过1F的直线交椭圆于A ,B 两点,且2ABF 的周长为.(1)求椭圆E 的方程;(2)若直线AB ,求2ABF 的面积.23.设1F 、2F 分别是椭圆2214x y +=的左、右焦点. (1)若P 是该椭圆上的一个动点,求1PF ·2PF 的取值范围;(2)设过定点(0,2)M 的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且AOB ∠为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.24.已知点()11,A x y ,()22,B x y 是抛物线C :24x y =上的两点,满足OA OB ⊥,O 是坐标原点.(1)求证:1216x x =-;(2)若⊥OD AB 于点D ,求点D 的轨迹方程.25.设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,(1,2)M 是抛物线C 上的点.(1)求抛物线C 的方程;(2)若过点(2,0)的直线l 与抛物线C 交于不同的两点,A B ,且13AF BF ⋅=,求直线l 的方程.26.已知抛物线C :22y px =(0p >)的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,当l x ⊥轴时,4AB =,(1)求p 的值:(2)若2AF BF =,求直线l 的方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.A解析:A【分析】 设10m k=>,设点()11,A x y 、()22,B x y ,则直线AB 的方程可表示为2x my =-,将直线AB 的方程与抛物线C 的方程联立,列出韦达定理,由4FA FB =可得出124y y =,代入韦达定理求出正数m 的值,即可求得k 的值.【详解】 设10m k=>,设点()11,A x y 、()22,B x y ,则直线AB 的方程可表示为2x my =-,联立228x my y x=-⎧⎨=⎩,整理得28160y my -+=,264640m ∆=->,0m >,解得1m . 由韦达定理可得128y y m +=,1216y y =, 由4FA FB =得()12242x x +=+,即124my my =,124y y ∴=,12258y y y m ∴+==,可得285m y =,则22122844165m y y y ⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭, 0m >,解得54m =,因此,145k m ==. 故选:A.【点睛】 方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为()11,x y 、()22,x y ;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x (或y )的一元二次方程,必要时计算∆; (3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为12x x +、12x x 的形式;(5)代入韦达定理求解.2.D解析:D【分析】设出,A B 两点的坐标,代入椭圆方程,作差变形,利用斜率公式和中点坐标可求得结果.【详解】设(,0)F c -,因为直线30x y -+=过(,0)F c -,所以030c --+=,得3c =所以2223a b c -==,设1122(,),(,)A x y B x y ,由22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得2222121222x x y y a b --=-,得2121221212y y x x b x x a y y -+=-⋅-+, 因为P 为线段AB 的中点,O 为坐标原点, 所以1212(,)22x x y y P ++,12121212012202OP y y y y k x x x x +-+===-++-, 所以221222122(2)AB y y b b k x x a a-==-⋅-=-, 又,A B在直线0x y -+=上,所以1AB k =, 所以2221b a=,即222a b =,将其代入223a b -=,得23b =,26a =, 所以椭圆C 的方程为22163x y +=. 故选:D【点睛】方法点睛:本题使用点差法求解,一般涉及到弦的中点和斜率问题的题目可以使用点差法,步骤如下:①设出弦的两个端点的坐标;②将弦的两个端点的坐标代入曲线方程;③作差变形并利用斜率公式和中点坐标公式求解.3.B解析:B【分析】根据题意画出图形,抛物线的准线为':2l x =-,直线:(2)(0)l y k x k =+>恒过定点(2,0)P -,过,A B 分别作'AM l ⊥于M ,'BN l ⊥于N ,根据抛物线的定义和已知条件可得点B 为AP 的中点,进而可得点B 的横坐标为1,则26AM BN ==从 而可求出答案【详解】解:设抛物线2:8C y x =的准线为':2l x =-,直线:(2)(0)l y k x k =+>恒过定点(2,0)P -,如图过,A B 分别作'AM l ⊥于M ,'BN l ⊥于N , 因为2FA FB =,所以2AM BN =,所以点B 为AP 的中点,连接OB ,则12OB AF =,所以OB BF =,所以点B 的横坐标为1,所以26AM BN ==, 所以点A 到y 轴的距离为4,故选:B【点睛】关键点点睛:此题考查直线与抛物线的位置关系,考查抛物线的定义的应用,解题的关键是根据题意画出图形,灵活运用抛物线的定义,考查计算能力,属于中档题4.D解析:D【分析】先把抛物线214y x =-化为标准方程,求出焦点F (0,-1),运用抛物线的定义,找到2222(1)(4)(5)m n m n ++-++.【详解】由214y x =-,得24x y =-. 则214y x =-的焦点为()0,1F -.准线为:1l y =. 2222(1)(4)(5)m n m n ++-++点()P m n ,到()0,1F -与点()4,5A -的距离之和,如图示:根据抛物线的定义点()P m n ,到()0,1F -的距离等于点()P m n ,到l 的距离, 2222(1)(4)(5)m n m n ++-++|PF |+|PA |=|PP 1|+|PA |,所以当P 运动到Q 时,能够取得最小值.最小值为:|AQ 1|=()156--=.故选:D.【点睛】解析几何问题解题的关键:解析几何归根结底还是几何,根据题意画出图形,借助于图形寻找几何关系可以简化运算.5.B解析:B【分析】可设出直线AB ,与两渐近线方程联立,解出,B C y y ,利用两者的关系式求出直线的斜率.进而表示出A 的坐标,代入双曲线方程,得到,,a b c 的关系式,从而求得离心率.【详解】||||||FA AB BC ==,故有1123A B C y y y == 故32B C y y = 设过点F 的直线方程为:()y k x c =+联立()y k x c b y x a ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩,解之得C C kc x b k a b kc a y b k a -⎧=⎪+⎪⎪⎨⎪=⎪⎪+⎩同理联立()y k x c b y x a ⎧=+⎪⎨=⎪⎩解之得B B kc x b k a b kc a y b k a ⎧=⎪-⎪⎪⎨⎪=⎪⎪-⎩由32B C y y =有23b b kc kc a a b b k k a a=+-,故3232b b k k a a +=- 解之得5b k a=- 直线为:()5b y x c a =-+ 则1212A B bc y y a -==,又()5A A b y x c a=-+ 故712A c x =-又A 在双曲线上可得:2222491144144c c a a-= 得2213c a=故c a=故选:B【点睛】 双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:①求出a ,c ,代入公式c e a=; ②只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=c 2-a 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).6.C解析:C【分析】设12PF F △内切圆与12PF F △的三边1PF 、2PF 、12F F 的切点分别为D 、N 、M ,根据圆的切线性质,可得2OM =,即可得答案.【详解】设12PF F △的内切圆分别与12,PF PF 切于点,A B ,与12F F 切于点M ,则11||||,||||PA PB F A F M ==,22||||F B F M =.又点P 在双曲线右支上, 12||||2PF PF a ∴-=,即12(||||)(||||)2PA F A PB F B a +-+=,12||||2F M F M a ∴-= ①,又12||||2F M F M c += ②,由①+②,解得1||F M a c =+,又1||OF c =,则(,0)M a , 因为双曲线2214x y -=的2a =, 所以内切圆圆心I 与在直线2x =上,设0(2,)I y ,设圆22(1)1y x +-=的圆心为C ,则(0,1)C ,所以()220||21CI y =+-,当01y =时,min ||2CI =,此时圆22(1)1y x +-=上任意一点的距离最小值为min ||1211CI -=-=.故选: C .【点睛】本题考查双曲线的定义和性质,关键点是由定义和已知得到12||||2F M F M a -=和 12||||2F M F M c +=,考查了学生分析问题、解决问题的能力,属于中档题. 7.B解析:B【分析】求出P 点所在轨迹方程,与直线方程联立方程组,方程组解的个数就是满足题意的P 点的个数.【详解】∵22PM PN +=2MN =,∴P 在以,M N 为焦点,22 由于222a =,2a =1c =,因此221b a c =-=,椭圆方程为2212x y +=,由2212y x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩,解得33x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴P 点只有一个. 故选:B . 【点睛】关键点点睛:本题考查求平面满足题意的的个数,方法是求出满足动点P 的一个条件的轨迹方程,由方程组的解的个数确定曲线交点个数,从而得出结论,这也是解析几何的基本思想.8.D解析:D 【分析】首先利用,,A F B 三点共线,求点B 的坐标,再利用焦点弦长公式求AB . 【详解】4y =时,1644x x =⇒=,即()4,4A ,()1,0F ,设2,4y B y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,利用,,A F B 三点共线可知24314y y =-,化简得2340y y --=,解得:1y =-或4y =(舍)当1y =-时,14x =,即()4,4A ,1,14B ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 所以121254244AB x x p =++=++=. 故选:D 【点睛】关键点点睛:本题考查直线与抛物线相交,焦点弦问题,重点是求点B 的坐标.9.A解析:A 【分析】由12FQ F Q ⊥得出OQ c =,求出Q 点坐标为(,)a b ,利用12PQ PF =表示出P 点坐标,代入双曲线方程得关于,,a b c 的等式,变形后可求得e . 【详解】∵12FQ F Q ⊥,O 是12F F 中点,∴OQ c =, 设(,)Q x y (0,0x y >>),则222y bx a x y c⎧=⎪⎨⎪+=⎩,又222a b v +=,故解得x a y b =⎧⎨=⎩,即(,)Q a b ,12PQ PF =,则12QP PF =,(,)2(,)P P P P x a y b c x y --=---,解得233P P a c x b y -⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 又P 在双曲线上,∴2222(2)199a c b a b --=,解得e =舍去). 故选:A . 【点睛】关键点点睛:本题考查求双曲线的离心率,解题关键是找到关于,a c 的齐次式,本题利用P 在双曲线上列式,由12FQ F Q ⊥得(,)Q a b ,由12PQ PF =表示出P 点坐标,代入双曲线方程即可求解.10.A解析:A 【分析】由椭圆与双曲线的定义得记12,PF m PF n ==,则2m n a +=(椭圆长轴长),2x y a '-=,用余弦定理得出,m n 的关系,代入和与差后得12,e e 的关系式,然后用基本不等式求得最小值. 【详解】记12,PF m PF n ==,则2m n a +=(椭圆长轴长),2x y a '-=(双曲线的实轴长),又由余弦定理得2224m n mn c ++=,所以22231()()444m n m n c ++-=,即22234a a c '+=,变形为2212314e e +=,所以22222212121222221222273131127()(27)(82)2544e e e e e e e e e e +=++=++≥,当且仅当22122222273e e e e =,即213e e =时等号成立. 故选:A . 【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆与双曲线的离心率,解题关键是掌握两个轴线的定义,在椭圆中,122MF MF a +=,在双曲线中122MFMF a '-=,不能混淆. 11.D解析:D 【分析】先根据双曲线的方程求解出双曲线的渐近线方程,再根据点到直线的距离公式求解出抛物线方程中的p ,则抛物线方程可求. 【详解】双曲线2C 的渐近线方程是22026x y -=,即y =.因为抛物线的焦点()0,02p F p ⎛⎫> ⎪⎝⎭0y -=的距离为2,2=,即8p =,所以1C 的标准方程是216x y =,故选:D . 【点睛】方法点睛:求解双曲线方程的渐近线方程的技巧:已知双曲线方程22221x y a b-=或22221y x a b -=,求解其渐近线方程只需要将方程中的“1”变为“0”,由此得到的y 关于x 的一次方程即为渐近线方程. 12.A解析:A 【分析】先由题意求出以AB 为直径的圆的半径为2b r a=和圆心坐标得到圆的方程,然后代入左焦点坐标,利用222c a b =+化简后可得答案. 【详解】将x c =代入22221x y a b-=可得2by a =±,所以以AB 为直径的圆的半径为2b r a=,圆心为(),0c ,圆的方程为()4222ab xc y -+=,左焦点为(),0c -,因为双曲线的左焦点在圆上,所以()2240b c ac +--=,整理得242460a c c c +=-,即42610e e -+=,解得23e =+23e =-所以1e = 故选:A . 【点睛】关键点点睛:本题考查直线和双曲线的位置关系、点和圆的位置关系,关键点是先求出以AB 为直径的圆的半径,再根据双曲线的左焦点在圆上,得到所要求的,,a b c 等量关系即可,考查了学生的运算求解能力,逻辑推理能力.二、填空题13.3【分析】设过的直线为与抛物线交于点过两点作垂直准线于点根据抛物线的定义可得即可求出再联立直线与抛物线方程消元列出韦达定理即可得到再由焦半径公式计算可得;【详解】解:因为是抛物线的焦点所以准线为设过解析:3 【分析】设过F 的直线为2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,与抛物线交于点()11,A x y ,()22,C x y ,过A 、B 两点作AM ,CN 垂直准线于M ,N 点,根据抛物线的定义可得CN CF =,AM AF =,即可求出30ABM ∠=︒,6CN CF ==,再联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理即可得到2124p x x =,再由焦半径公式计算可得;【详解】解:因为F 是抛物线22y px =的焦点,所以,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线为2p x =-,设过F 的直线为2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,与抛物线交于点()11,A x y ,()22,C x y ,过A 、B 两点作AM ,CN 垂直准线于M ,N 点,所以CN CF =,AM AF =,因为2BA AF =,所以2BA AF =,所以2BA AM =,所以30ABM ∠=︒,又因为4BA =,所以2AM AF ==,且2CN CB BA AF FC BA AM CN ==--=--,所以26CN CN =+,所以6CN CF ==,联立直线与抛物线222p y k x y px ⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩,消去y 得22224p k x px px ⎛⎫ ⎪⎭=⎝-+,所以()22222204k p k x k p p x -++=,所以21222k p p x x k++=-,2124p x x =,又因为1>0x ,20x >,且122p x AM +==,262p x CN +==,所以2212261242244p p p p x x p ⎛⎫⎛⎫=--=-+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,所以3p =故答案为:3【点睛】(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,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.14.【分析】由直线方程过右焦点得的关系设直线方程与双曲线方程联立消去应用韦达定理得出由得这样结合起来可得值【详解】在中令得所以则设由消去得由得所以化简得故答案为:【点睛】方法点睛::本题考查直线与双曲线 解析:3【分析】由直线方程过右焦点得,a b 的关系,设1122(,),(,)A x y B x y ,直线方程与双曲线方程联立消去x ,应用韦达定理得出1212,y y y y +,由7AF FB =,得127y y =-,这样结合起来可得k 值.【详解】在2230kx y ka --=中令0y =得32a x =,所以32a c =,则222254a b c a =-=,设1122(,),(,)A x y B x y ,由222212230x y a bkx y ka ⎧-=⎪⎨⎪--=⎩,消去x 得22222223504b ab a b a y y k k ⎛⎫-++= ⎪⎝⎭,2122223kab y y a k b+=-,2221222254()k a b y y b a k =-, 由7AF FB =得127y y =-,212222236kab y y y a k b +=-=-,222222()kab y a k b =--, 所以224222212222222225774()4()k a b k a b y y y a k b b a k =-=-⨯=--,化简得2221235b k a==,k =.故答案为: 【点睛】方法点睛::本题考查直线与双曲线相交问题,解题方法是设而不求的思想方法,即设交点坐标1122(,),(,)x y x y ,由直线方程与双曲线方程联立,消元后应用韦达定理(本题得)1212,y y y y +,已知条件又得127y y =-,这样结合起来可求得k 值.15.【分析】求得双曲线的设运用双曲线的定义和三角形的中位线定理可得由相切的性质判断四边形为直角梯形过作垂足为运用直角三角形的勾股定理和向量的夹角的定义和直角三角形的余弦函数的定义计算可得所求值【详解】解解析:7【分析】求得双曲线的a , c ,设1PF m =,2PF n =,运用双曲线的定义和三角形的中位线定理可得MN ,由相切的性质判断四边形ABNM 为直角梯形,过N 作NQ AM ⊥,垂足为Q ,运用直角三角形的勾股定理和向量的夹角的定义和直角三角形的余弦函数的定义,计算可得所求值. 【详解】解:因为双曲线22:143x y C -=,所以2a =,c ==依题意画出如下图形,设1PF ,2PF 的中点分别为M ,N ,过点N 作NQ AM ⊥交AM 于点Q ,连接MN ,所以1212MN F F ==,设1PF m =,2PF n =,则24m n a -==所以11122AM PF m ==,21122BN PF n ==,所以()122MQ AM BN m n =-=-=,在Rt MNQ 中NQ =,因为//NQ BA ,所以MNQ ∠为12,AB F F 的夹角,所以12cos ,7QN AB F F MN <>===故答案为:217【点睛】本题考查双曲线的定义、方程和性质,以及直线和圆相切的性质,考查直角三角形的勾股定理和锐角三角函数的定义、向量的夹角的概念,考查方程思想和化简运算能力和推理能力.16.或【分析】首先设出直线的方程与双曲线方程联立求得点的坐标利用弦长公式求得并根据定义表示中根据余弦定理表示再求离心率【详解】如图当直线与渐近线平行时与双曲线有唯一交点设与双曲线方程联立得解得:中由余弦217 【分析】首先设出直线l 的方程,与双曲线方程联立,求得点P 的坐标,利用弦长公式求得1PF ,并根据定义表示2PF ,12F PF △中,根据余弦定理表示12281cos 3F PF e ∴-∠=+,再求离心率. 【详解】如图,当直线与渐近线平行时,l 与双曲线有唯一交点P ,设():bl y x c a=+,与双曲线方程联立,得222cx a c -=+,解得:22a cx c+=-,()22222122122P b c a c b PF c c a a c a +=+--=+=, 2221422b a PF PF a a+=+=,122F F c =,12F PF △中,124sin 5F PF ∠=,123cos 5F PF ∴∠=±,由余弦定理222121212122cos F F PF PF PF PF F PF =+-∠()()212121221cos PF PF PF PF F PF =-+-∠,()()()2222212244221cos 4b a b c a F PF a+∴=+⋅-∠,2212222228881cos 433a a F PFb ac a e ∴-∠===+++, 当123cos 5F PF ∠=时,28235e =+,17e =, 当123cos 5F PF ∠=-时,28835e =+,2e =,172 【点睛】方法点睛:本题考查双曲线基本性质,意在考查数形结合分析问题和解决问题的能力,属于中档题型,一般求双曲线离心率的方法是1.直接法:直接求出,a c ,然后利用公式c e a =求解;2.公式法:222111c b e a a b c ==+=⎛⎫- ⎪⎝⎭3.构造法:根据条件,可构造出,a c 的齐次方程,通过等式两边同时除以2a ,进而得到关于e 的方程.17.4【分析】设出的坐标写出坐标满足的关系式根据题意写出直线的方程求出的横坐标计算得出的值【详解】解:设则则所以直线的方程为令可得同理有直线的方程为令可得则故答案为:【点睛】圆锥曲线中求定值问题常见的方解析:4 【分析】设出,,M N P 的坐标,写出坐标满足的关系式.根据题意,写出直线PM ,PN 的方程,求出,A B 的横坐标,计算得出mn 的值. 【详解】解:设(),M a b ,则(),N a b -,(),P c d ,则2214a b +=,2214c d +=所以PM d bk c a-=- 直线PM 的方程为()d b y b x a c a --=--,令0y =可得ad bcm d b-=- 同理有PM d b k c a+=- 直线PN 的方程为()d b y b x a c a ++=--,令0y =可得ad bcn d b+=+ 则222222ad bc ad bc a d b c mn d b d b d b -+-⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪-+-⎝⎭⎝⎭222222111144111144a c c a c a ⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭()2222414a c a c -==-故答案为:4 【点睛】圆锥曲线中求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,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.18.10【分析】利用抛物线上的点到焦点的距离把整体代入中即可求解【详解】解:由抛物线的定义可知抛物线上的点到焦点的距离在中所以故答案为:10【点睛】关键点点睛:利用抛物线的焦半径公式整体代入中是解决本题解析:10 【分析】利用抛物线()220y px p =>上的点()000,P x y 到焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭的距离002p P F x =+,把123105x x x x ++++=整体代入1210PF P F P F +++中即可求解.【详解】解:由抛物线的定义可知,抛物线()220y px p =>上的点()000,P x y 到焦点,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭的距离002p P F x =+,在22y x =中,1p =,所以12121031055510PF P F P F x x x x p +++=+++++=+=.故答案为:10 【点睛】关键点点睛:利用抛物线的焦半径公式整体代入1210PF P F P F +++中是解决本题的关键.19.【分析】设代入双曲线方程变形为再根据MPA 共线利用斜率相等求得点P 然后再直线与的斜率之积为4得到ab 的关系求解【详解】设则即设又且MPA 共线所以解得则的斜率为的斜率为又直线与的斜率之积为4所以即所以【分析】设(),M m n ,代入双曲线方程变形为22222n b m a a =-,再根据M ,P ,A 共线,利用斜率相等,求得点P ,然后再直线OP 与BM 的斜率之积为4,得到a ,b 的关系求解. 【详解】设(),M m n ,则22221m n a b -=,即22222n b m a a=-, 设(),P a t ,又(),0A a -,且M ,P ,A 共线, 所以2n tm a a=+, 解得2ant m a=+,则OP 的斜率为2nm a+, BM 的斜率为nm a-, 又直线OP 与BM 的斜率之积为4,所以22222224a n b m a ==-,即222b a=,所以c e a ===【点睛】本题主要考查双曲线的离心率的求法以及点的双曲线上和斜率公式的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.20.③④【分析】根据椭圆定义可对①进行判断;根据必要不充分条件定义可对②进行判断;根据复合命题的真假可对③进行判断;根据双曲线的离心率公式可对④进行判断【详解】①的两个顶点为周长为18则C 点轨迹方程为当解析:③④ 【分析】根据椭圆定义可对①进行判断;根据必要不充分条件定义可对②进行判断;根据复合命题的真假可对③进行判断;根据双曲线的离心率公式可对④进行判断. 【详解】①ABC 的两个顶点为(4,0)A -,(4,0)B ,周长为18,则C 点轨迹方程为221259x y +=(5)x ≠±,当5x =±时,构不成三角形,错误; ②当0.1x =时,1x <,所以||0x >不一定有1x >,错误;③已知命题:33p ≥是真命题,:34q >是假命题,根据复合命题的真假判断,p q ∨为真,p q ∧为假,p ⌝为假,正确;④双曲线221916x y -=-,2216,9a b ==,所以22225c a b =+=,54c e a ==,正确.其中正确的命题的序号是③④, 故答案为:③④. 【点睛】本题考查了椭圆定义、双曲线离心率、必要不充分条件及复合命题真假的判断,属于基础题.三、解答题21.(1)24y x =;(2)220x y +-=. 【分析】(1)设l 与x 轴交于点D ,根据PEF 是边长为4的正三角形.得到PE l ⊥,60PEF EFD ∠=∠=︒,然后由||cos60p DF EF ==求解.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,根据点A ,B 在抛物线上,由21122244y x y x ⎧=⎨=⎩,根据线段AB 中点的纵坐标为1-,利用“点差法”求解. 【详解】(1)因为PEF 是边长为4的正三角形. 则||||PE PF =,所以PE l ⊥,设l 与x 轴交于点D ,则60PEF EFD ∠=∠=︒,||4EF =, 所以||cos602p DF EF === 所以抛物线的方程为24y x =.(2)由(1)得抛物线C 的方程为24y x =,焦点(1,0)F ,设A ,B 两点的坐标分别为()11,A x y ,()22,B x y ,由21122244y x y x ⎧=⎨=⎩,得()121212124y y x x x x y y -=≠-+, 因为线段AB 中点的纵坐标为1-,所以直线m 的斜率21442(1)2AB k y y ==-+-⨯=, 所以直线m 的方程为02(1)y x -=--, 即220x y +-=. 【点睛】方法点睛:解决直线与曲线的位置关系的相关问题,往往先把直线方程与曲线方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题.涉及弦中点的问题常常用“点差法”解决,往往会更简单.22.(1)2212x y +=;(2)7.【分析】(1)根据椭圆的定义,由2ABF的周长为a ,再根据离心率求出c ,进而可求出2b ,从而可得椭圆方程;(2)先直线AB的方程为1)y x =+,()11,A x y ,()22,B x y ,联立直线与椭圆方程,根据韦达定理,结合三角形面积公式,即可求出结果. 【详解】(1)因为过1F 的直线交椭圆于A ,B 两点,且2ABF的周长为得2211224AB AF BF AF BF AF BF a ++=+++==a =又2e =,所以2c a =,1c =, 所以21b =,所以椭圆E 的方程为2212x y +=;(2)设直线AB的方程为1)y x =+,()11,A x y ,()22,B x y由221)12y x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩消去y ,整理得271240x x ++=, 所以12127x x +=-,1247x x ⋅=,所以12127y y x -=-==.所以212177ABF Sc y y =⋅-=⨯=. 【点睛】 思路点睛:求解圆锥曲线中的面积问题时,一般需要联立直线与曲线方程,结合韦达定理,弦长公式,以及三角形面积公式,(有时也需要点到直线距离公式),即可求解. 23.(1)[]2,1-;(2)22k -<<-或22k <<. 【分析】(1)根据椭圆的标准方程可得())12,F F ,设(),P x y ,利用向量数量积的坐标运算可得()2121384PF PF x ⋅=-,再由[]2,2x ∈-即可求解. (2)由题意可得直线0x =不满足题设条件,可设直线:2l y kx =+,将直线与椭圆方程联立,消去y ,可得()221416120kxkx +++=,0∆>,且12120OA OB x x y y ⋅=>+,结合韦达定理即可求解.【详解】解:(1)易知2,1,a b c ===())12,F F ,设(),Px y ,则())2212,,,3PF PF x y x y x y ⋅=---=+-()2221133844x x x =+--=-因为[]2,2x ∈-,故当0x =,即点P 为椭圆短轴端点时,12PF PF ⋅有最小值2-; 当2x =±,即点P 为椭圆长轴端点时,12PF PF ⋅有最大值1; ∴1PF ·2PF 的取值范围是[]2,1-(2)显然直线0x =不满足题设条件,可设直线:2l y kx =+,联立22244y kx x y =+⎧⎨+=⎩,消去y ,整理得:()221416120k x kx +++= 由题意,()()2216414120k k ∆=-+⋅>得k <或k >① 令()()1122,,,A x y B x y ,∴1212221612,1414k x x x x k k+=-=++ ∵AOB ∠为锐角,∴cos 0AOB ∠>即0OA OB ⋅>, ∴12120OA OB x x y y ⋅=>+又()()()2121212122224y y kx kx k x x k x x =++=+++22222212322044141414k k k k k k=-+=-++++ ∴2221220401414k OA OB k k⋅=-+>++,解得24k <, ∴22k -<<,②故由①、②得2k -<<2k <<. 【点睛】关键点点睛:本题考查了直线与椭圆的位置关系,解题的关键是利用数量积()2121384PF PF x ⋅=-,确定[]2,2x ∈-,并且根据题意得出0OA OB ⋅>,考查了运算求解能力.24.(1)证明见解析;(2)()2224x y +-=. 【分析】(1)设出直线方程与抛物线方程联立,由OA OB ⊥转化为坐标形式再利用韦达定理表示可得答案;(2)判断出直线AB 过定点()0,4M ,由⊥OD AB 于点D ,得到点D 在以OM 为直径的圆上可得答案. 【详解】(1)证明:由题意直线AB 的斜率存在,可设方程为y kx b =+,0b ≠,由24y kx b x y=+⎧⎨=⎩可得2440x kx b --=, 所以1x ,2x 是该方程的两根,所以216160k b ∆=+>, 且124x x k +=,124x x b =-,OA OB ∴⊥,12120x x y y ∴+=,即()()()()221212121210x x kx b kx b k x xbk x x b +++=++++=,可得()2224140kb k b b-+++=,0b ≠,解得4b =,此时216160k b ∆=+>成立,12416x x b ∴=-=-.(2)由(1)可得直线AB 的方程为4y kx =+, 所以直线AB 过定点()0,4M ,又⊥OD AB 于点D ,所以点D 在以OM 为直径的圆上, 可得点D 的轨迹方程为()2224x y +-=. 【点睛】本题考查了直线与抛物线的位置关系,利用韦达定理解决问题时注意判别式的范围,要熟练掌握基础知识及转化能力.25.(1)24y x =;(2)()2y x =±-. 【分析】(1)将已知点代入抛物线的方程中,求得2p =,可得抛物线C 的方程.(2)设1122(,),(,)A x y B x y ,分直线AB 斜率不存在,直线AB 斜率存在两种情况分别满足题意,求得直线的方程. 【详解】(1)因为(1,2)M 是抛物线C 上的点,所以222p =,解得2p =,则抛物线C 的方程为24y x =. (2)设1122(,),(,)A x y B x y ,当直线AB 斜率不存在时,方程为2x =,此时3AF BF ==,不合题意,舍去. 当直线AB 斜率存在时,设直线AB 方程为(2)y k x =- 由2(2)4y k x y x=-⎧⎨=⎩得2222(44)40k x k x k -++=,所以0∆>,1212244,4x x x x k +=+=, 由抛物线的定义知121,1AF x BF x =+=+, 则()()12121211()1AF BF x x x x x x =++=+++24913k=+=,解得1k =±,所以直线l 的方程为2y x =±-().【点睛】方法点睛:在解决抛物线上的点与焦点的距离时,可根据抛物线的定义进行转化,此时,其距离只涉及抛物线上的点的横坐标或纵坐标,使问题得以简单化.26.(1)2p =;(2))1y x =±- 【分析】(1)根据题意得,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,当l x ⊥轴时,l 的方程为:2p x =,进而与抛物线联立得,2p A p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p B p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,故24AB p ==,进而得答案; (2)由(1)得抛物线C :24y x =,()1,0F ,设直线l 方程为:()1y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y ,进而与抛物线联立方程得212224k x x k ++=,121=x x ,再结合焦半径公式和2AF BF =得1221x x =+,进而得212x =,12x =,故21222452k x x k ++==,解方程得k =±,进而得答案. 【详解】解:(1)根据题意得:,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 当l x ⊥轴时,l 的方程为:2p x =,与抛物线22y px =联立方程得,2p A p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,2p B p ⎛⎫- ⎪⎝⎭所以24AB p ==,解得2p =.(2)由(1)得抛物线C :24y x =,()1,0F ,根据题意,直线l 的斜率存在,故设直线l 方程为:()1y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y ,与抛物线联立方程()241y x y k x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩得:()2222240k x k x k -++=,所以()224224416160k k k ∆=+-=+>所以212224k x x k++=,121=x x , 因为2AF BF =,故根据焦半径公式得:()121212AF x x BF =+=+=,即:1221x x =+,所以()22211x x +=,即222210x x +-=,解得212x =或21x =-(舍) 所以12212x x =+=,所以21222452k x x k ++==,即:28k =,解得k =±所以直线l 方程为:)1y x =±-. 【点睛】本题考查抛物线的焦半径公式,过焦点的弦的方程,考查运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于根据2AF BF =,并结合焦半径公式得1221x x =+,进而直线l 方程与抛物线方程联立,利用韦达定理求解.。
高中数学选修2—1第二章《圆锥曲线与方程》单元测试题及参考答案(时间120分钟 总分150分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分。
每小题只有一个选项符合题目意思)1.设12F F 是椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点,P 为直线32a x =上一点,12PF F ∆是底角为30的等腰三角形,则E 的离心率为 ( C ) A.12 B. 23 C.34 D.452.已知双曲线1C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的离心率为2.若抛物线22:2(0)C x py p =>的焦点到双曲线1C 的渐近线的距离为2,则抛物线2C 的方程为 ( D )A.2833x y =B. 21633x y = C. 28x y = D. 216x y = 3.已知1F 、2F 为双曲线22:2C x y -=的左、右焦点,点P 在C 上,12||2||PF PF =,则12cos F PF ∠= ( C )A.14B.35C.34D.454.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心学率为32.双曲线221x y -=的渐近线与椭圆C 有四个交点,以这四个焦点为顶点的四边形的面积为16,则椭圆C 的方程为 ( D )A.22182x y += B.221126x y += C.221164x y += D.221205x y += 5.已知双曲线22214x y b-=的右焦点与抛物线212y x =的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于(A)A.5B.42C.3D.56.方程22ay b x c =+中的,,{2,0,1,2,3}a b c ∈-,且,,a b c 互不相同,在所有这些方程所表示的曲线中,不同的抛物线共有 ( B ) A.28条 B.32条 C.36条 D.48条7.过抛物线24y x =的焦点F 的直线交抛物线于,A B 两点,点O 是原点,若3AF =; 则AOB ∆的面积为 ( C )A.22B.2C.322D.228.椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别是A ,B ,左、右焦点分别是F 1,F 2。
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圆锥曲线测试题及详细答案一、选择题:1、双曲线221102x y -=的焦距为( )D 。
2。
椭圆1422=+y x 的两个焦点为F 1、F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则||2PF = ( )A .23 B .3 C .27D .4 3.已知动点M 的坐标满足方程|12512|1322-+=+y x y x ,则动点M 的轨迹是( ) A. 抛物线 B.双曲线 C. 椭圆 D.以上都不对4.设P 是双曲线19222=-y ax 上一点,双曲线的一条渐近线方程为1,023F y x =-、F 2分别是双曲线的左、右焦点,若5||1=PF ,则=||2PF ( )A 。
1或5 B. 1或9 C 。
1 D. 95、设椭圆的两个焦点分别为F 1、、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是( )。
C. 21 6.双曲线)0(122≠=-mn ny m x 离心率为2,有一个焦点与抛物线x y 42=的焦点重合,则mn 的值为( )A .163B .83C .316D .387. 若双曲线2221613x y p-=的左焦点在抛物线y 2=2px 的准线上,则p 的值为 ( )(A)2 (B)3 (C )4 8.如果椭圆193622=+y x 的弦被点(4,2)平分,则这条弦所在的直线方程是( ) A 02=-y x B 042=-+y x C 01232=-+y x D 082=-+y x 9、无论θ为何值,方程1sin 222=⋅+y x θ所表示的曲线必不是( )A 。
启智辅导高考圆锥曲线试题精选一、选择题:〔每题5分,计50分〕1、(2021x2y2的焦距为〔〕海南、宁夏文)双曲线1102A.32B.42332.〔2004全国卷Ⅰ文、理〕椭圆x2y21的两个焦点为F1、F2,过F1作垂直于x轴的4直线与椭圆相交,一个交点为P,那么|PF2|=〔〕A.3B.37D.4 2C.23.〔2006辽宁文〕方程2x25x20的两个根可分别作为〔〕A.一椭圆和一双曲线的离心率B.两抛物线的离心率C.一椭圆和一抛物线的离心率D.两椭圆的离心率4.〔2006四川文、理〕直线y=x-3与抛物线y24x交于A、B两点,过A、B两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P、Q,那么梯形APQB的面积为〔〕〔A〕48.〔B〕56〔C〕64〔D〕72.x2y21的右焦点为圆心,且与其渐近线相切的圆的方程是5.(2007福建理)以双曲线169()A. B.C. D.6.〔2004全国卷Ⅳ理〕椭圆的中心在原点,离心率e 1,且它的一个焦点与抛物线y22 4x的焦点重合,那么此椭圆方程为〔〕A .x2y2x2y2x2y21D.x22141B.61C.y 3824x2y22,有一个焦点与抛物线7.〔2005湖北文、理〕双曲线1(mn0)离心率为y2m n4x的焦点重合,那么mn的值为〔〕A.3B.3C.16D.8168x232316y1的左焦点在抛物线28.(2021重庆文)假设双曲线p2y=2px的准线上,那么p的值为3()(A)(B)3(C)4(D)4229.〔2002北京文〕椭圆x2y2和双曲线x2y23m212m21有公共的焦点,那么5n23n2双曲线的渐近线方程是〔〕A.x 15B.y15C.x3D.y3 y x y4x 22410.〔2003春招北京文、理〕在同一坐标系中,方程x2y2与ax by20(a b0)的曲线大致是a2b21y y y()yO O O Ox x x x A B C D高考圆锥曲线试题精选第1页共8页启智辅导二、填空题:〔每题 5分,计20分〕11.〔2005上海文〕假设椭圆长轴长与短轴长之比为 2,它的一个焦点是215,0,那么椭圆的标准方程是_________________________12.(2021江西文)双曲线x 2 y 21(a 0,b 0)的两条渐近线方程为 y3x ,a 2b 23假设顶点到渐近线的距离为 1,那么双曲线方程为.x 2 y 21的中心为顶点,且以该双曲线的右焦点为焦点的13.〔2007上海文〕以双曲线45抛物线方程是.14.(2021天津理)圆C 的圆心与抛物线y 24x 的焦点关于直线yx 对称.直线4x 3y20 与圆C 相交于A,B 两点,且 AB6,那么圆C 的方程为.三、解答题:〔15—18题各13分,19、20 题各14 分〕x 2 y 2 1(a b 0)的两个焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆C 上,15.〔2006北京文〕椭圆C:2b 2a且PF 1F 1F 2,|PF 1| 4,|PF 2|14. 〔Ⅰ〕求椭圆 C 的方程;33(Ⅱ)假设直线l 过圆x 2+y 2+4x-2y=0的圆心M, 交椭圆C 于A,B 两点,且A 、B 关于点M 对称,求直线l 的方程..16.〔2005重庆文〕中心在原点的双曲线 C 的右焦点为〔2,0〕,右顶点为 ( 3,0)〔1〕求双曲线 C 的方程; 〔2〕假设直线l:y kx 2与双曲线C 恒有两个不同的交点A 和B ,且OAOB 2〔其中O 为原点〕.求k 的取值范围.高考圆锥曲线试题精选 第2页 共8页启智辅导(2007安徽文)设F 是抛物线G :x 2=4y 的焦点.(Ⅰ)过点P 〔0,-4〕作抛物线 G 的切线,求切线方程:(Ⅱ)设A 、B 为抛物线G 上异于原点的两点,且满足FA ·FB0,延长AF 、BF 分别交抛物线G 于点C ,D ,求四边形ABCD 面积的最小值.18.(2021辽宁文) 在平面直角坐标系xOy 中,点P 到两点(0,3),(0,3) 的距离之和等于4,设点P 的轨迹为C .〔Ⅰ〕写出C 的方程; uuu r〔Ⅱ〕设直线yuuuruuur kx1与C 交于A ,B 两点.k 为何值时OAOB ?此时AB 的值是多少?高考圆锥曲线试题精选 第3页 共8页启智辅导22y〔2002广东、河南、江苏〕A、B是双曲线x-2=1上的两点,点N(1,2)是线段AB的中点求直线AB的方程;如果线段AB的垂直平分线与双曲线相交于C、D两点,那么A、B、C、D四点是否共圆?为什么?20.〔2007福建理)如图,点F〔1,0〕,直线l:x=-1,P为平面上的动点,过P作直线l的垂线,垂足为点Q,且=。
复习课(二) 圆锥曲线与方程圆锥曲线的定义及标准方程会涉及,是高考解析几何的必考内容.椭圆、双曲线、抛物线的定义及标准方程椭圆双曲线抛物线定义平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹平面内与两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F 1F 2|且大于零)的点的轨迹平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )距离相等的点的轨迹标准 方程x 2a 2+y 2b 2=1或 y 2a 2+x 2b 2=1 (a >b >0)x 2a 2-y 2b 2=1或 y 2a 2-x 2b 2=1 (a >0,b >0) y 2=2px 或 y 2=-2px 或 x 2=2py 或 x 2=-2py (p >0)关系 式a 2-b 2=c 2a 2+b 2=c 2[典例] (1)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是( )A .x 23+y 24=1B .x 24+y 23=1C .x 24+y 22=1D .x 24+y 23=1(2)已知抛物线y 2=8x的准线过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,且双曲线的离心率为2,则该双曲线的方程为________________.[解析] (1)右焦点为F (1,0)说明两层含义:椭圆的焦点在x 轴上;c =1.又离心率为c a =12,故a =2,b 2=a 2-c 2=4-1=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1,故选D . (2)由题意可知抛物线的准线方程为x =-2,∴双曲线的半焦距c =2.又双曲线的离心率为2,∴a =1,b =3,∴双曲线的方程为x 2-y 23=1. [答案] (1)D (2)x 2-y 23=1 [类题通法]求圆锥曲线方程的一般步骤一般求已知曲线类型的曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤. (1)定形——指的是二次曲线的焦点位置与对称轴的位置.(2)定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪个坐标轴上时,可设方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0).(3)定量——由题设中的条件找到“式”中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小. 1.(天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线过点(2,3),且双曲线的一个焦点在抛物线y 2=47x 的准线上,则双曲线的方程为( )A .x 221-y 228=1B .x 228-y 221=1C .x 23-y 24=1D .x 24-y 23=1解析:选D 由双曲线的渐近线y =ba x 过点(2,3),可得3=ba×2.①由双曲线的焦点(-a 2+b 2,0)在抛物线y 2=47x 的准线x =-7上,可得 a 2+b 2=7.②由①②解得a =2,b =3, 所以双曲线的方程为x 24-y 23=1.2.(全国卷Ⅰ)一个圆经过椭圆x 216+y 24=1的三个顶点,且圆心在x 轴的正半轴上,则该圆的标准方程为________.解析:由题意知a =4,b =2,上、下顶点的坐标分别为(0,2),(0,-2),右顶点的坐标为(4,0).由圆心在x 轴的正半轴上知圆过点(0,2),(0,-2),(4,0)三点.设圆的标准方程为(x -m )2+y 2=r 2(0<m <4,r >0),则⎩⎪⎨⎪⎧m 2+4=r 2,?4-m ?2=r 2,解得⎩⎨⎧m =32,r 2=254.所以圆的标准方程为⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=254. 答案:⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=2543.方程x 24-t +y 2t -1=1表示曲线C ,给出以下命题:①曲线C 不可能为圆; ②若1<t <4,则曲线C 为椭圆; ③若曲线C 为双曲线,则t <1或t >4;④若曲线C 为焦点在x 轴上的椭圆,则1<t <52.其中真命题的序号是________(写出所有正确命题的序号).解析:显然当t =52时,曲线为x 2+y 2=32,方程表示一个圆;而当1<t <4,且t ≠52时,方程表示椭圆;当t <1或t >4时,方程表示双曲线;而当1<t <52时,4-t >t -1>0,方程表示焦点在x 轴上的椭圆,故③④为真命题.答案:③④圆锥曲线的几何性质试卷中一般以选择题或者填空题的形式考查圆锥曲线的几何性质(主要是椭圆和双曲线的离心率),在解答题中与圆锥曲线方程的其他知识一起进行综合考查.椭圆、双曲线、抛物线的几何性质椭圆 双曲线 抛物线 标准方程 x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0) x 2a 2-y 2b 2=1 (a >0,b >0) y 2=2px (p >0)关系式 a 2-b 2=c 2 a 2+b 2=c 2图形 封闭图形无限延展,有渐近线无限延展,没有渐近线对称性 对称中心为原点 无对称中心 两条对称轴一条对称轴顶点 四个 两个 一个 离心率 0<e <1 e >1 e =1 准线方程x =-p 2决定形状的因素e 决定扁平程度e 决定开口大小2p 决定开口大小[典例] (1)(山东高考)已知双曲线E :x a 2-y b 2=1(a >0,b >0),若矩形ABCD 的四个顶点在E 上,AB ,CD 的中点为E 的两个焦点,且2|AB |=3|BC |,则E 的离心率是________.(2)已知a >b >0,椭圆C 1的方程为x 2a 2+y 2b 2=1,双曲线C 2的方程为x 2a 2-y 2b 2=1,C 1与C 2的离心率之积为32,则C 2的渐近线方程为________. [解析] (1)如图,由题意知|AB |=2b 2a ,|BC |=2c . 又2|AB |=3|BC |,∴2×2b 2a =3×2c ,即2b 2=3ac ,∴2(c 2-a 2)=3ac ,两边同除以a 2并整理得2e 2-3e -2=0,解得e =2(负值舍去).(2)设椭圆C 1和双曲线C 2的离心率分别为e 1和e 2,则e 1=a 2-b 2a ,e 2=a 2+b 2a .因为e 1·e 2=32,所以a 4-b 4a 2=32,即⎝⎛⎭⎫b a 4=14,∴b a =22.故双曲线的渐近线方程为y =±b a x =±22x ,即x ±2y =0.[答案] (1)2 (2)x ±2y =0 [类题通法]求解离心率三种方法(1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲线)的焦点在x 轴上还是y 轴上都有关系式a 2-b 2=c 2(a 2+b 2=c 2)以及e =ca ,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,这是基本且常用的方法.(2)方程法:建立参数a 与c 之间的齐次关系式,从而求出其离心率,这是求离心率的十分重要的思路及方法.(3)几何法:求与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆(双曲线)的定义、几何性质,建立参数之间的关系,通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观.1.如图,F 1,F 2是椭圆C 1:x 24+y 2=1与双曲线C 2的公共焦点,A ,B 分别是C 1,C 2在第二、四象限的公共点.其四边形AF 1BF 2为矩形,则C 2的离心率是( )A . 2B . 3C .32D .62解析:选D 焦点F 1(-3,0),F 2(3,0), 在Rt △AF 1F 2中,|AF 1|+|AF 2|=4, |AF 1|2+|AF 2|2=12,所以可解得|AF 2|-|AF 1|=22, 故a =2,所以双曲线的离心率e =32=62,选D . 2.设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点为F 1,F 2,过F 2作x 轴的垂线与C 相交于A ,B 两点,F 1B 与y 轴相交于点D ,若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率等于________.解析:不妨设A 在x 轴上方,由于AB 过F 2且垂直于x 轴,因此可得A ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,B ⎝⎛⎭⎫c ,-b2a ,由OD ∥F 2B ,O 为F 1F 2的中点可得D ⎝⎛⎭⎫0,-b 22a ,所以AD =⎝⎛⎭⎫-c ,-3b 22a ,F B 1=⎝⎛⎭⎫2c ,-b2a ,又AD ⊥F 1B ,所以AD ·F B 1=-2c 2+3b 42a 2=0,即3b 4=4a 2c 2,又b 2=a 2-c 2,所以可得3(a 2-c 2)=2ac ,两边同时除以a 2,得3e 2+2e -3=0,解得e =33或-3,又e ∈(0,1),故椭圆C 的离心率为33.答案:333.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦距为2c ,右顶点为A ,抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F .若双曲线截抛物线的准线所得线段长为2c ,且|FA |=c ,则双曲线的渐近线方程为________.解析:c 2=a 2+b 2,①由双曲线截抛物线的准线所得线段长为2c 知, 双曲线过点⎝⎛⎭⎫c ,-p 2,即c 2a 2-p24b2=1.② 由|FA |=c ,得c 2=a 2+p 24,③ 由①③得p 2=4b 2.④ 将④代入②,得c 2a 2=2.∴a 2+b 2a2=2,即ba =1,故双曲线的渐近线方程为y =±x ,即x ±y =0. 答案:x ±y =0直线与圆锥曲线的位置关系这使得解析几何试题具有广泛的命题背景,当直线与圆锥曲线问题综合时就产生了如:直线与圆锥曲线的位置关系(相交、相切、相离),直线与曲线交汇产生的一些几何量的范围和最值,动直线(或曲线)过定点等一系列热点问题,这些热点问题都是高考所重视的.直线与圆锥曲线有关的问题(1)直线与圆锥曲线的位置关系,可以通过讨论直线方程与曲线方程组成的方程组的实数解的个数来确定,通常消去方程组中变量y (或x )得到关于变量x (或y )的一元二次方程,考虑该一元二次方程的判别式Δ,则有:Δ>0?直线与圆锥曲线相交于两点;Δ=0?直线与圆锥曲线相切于一点;Δ<0?直线与圆锥曲线无交点.(2)直线l 截圆锥曲线所得的弦长|AB |=?1+k 2??x 1-x 2?2或⎝⎛⎭⎫1+1k 2?y 1-y 2?2,其中k 是直线l 的斜率,(x 1,y 1),(x 2,y 2)是直线与圆锥曲线的两个交点A ,B 的坐标,且(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,x 1+x 2,x 1x 2可由一元二次方程的根与系数的关系整体给出.[典例] 已知椭圆的一个顶点为A (0,-1),焦点在x 轴上,若右焦点到直线x -y +22=0的距离为3.(1)求椭圆的方程;(2)设椭圆与直线y =kx +m (k ≠0)相交于不同的两点M ,N ,当|AM |=|AN |时,求m 的取值范围. [解] (1)依题意可设椭圆方程为x 2a 2+y 2=1(a >1),则右焦点F (a 2-1,0),由题设,知|a 2-1+22|2=3,解得a 2=3,故所求椭圆的方程为x 23+y 2=1.(2)设点P 为弦MN 的中点,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2+6mkx +3(m 2-1)=0, 由于直线与椭圆有两个交点, 所以Δ>0,即m 2<3k 2+1, ① 所以x P =x M +x N 2=-3mk3k 2+1, 从而y P =kx P +m =m3k 2+1, 所以k AP =y P +1x P =-m +3k 2+13mk ,又|AM |=|AN |,所以AP ⊥MN ,则-m +3k 2+13mk =-1k ,即2m =3k 2+1, ②把②代入①得2m >m 2, 解得0<m <2, 由②得k 2=2m -13>0, 解得m >12,故所求m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,2. [类题通法]有关直线与圆锥曲线综合问题的求解方法(1)将直线方程与圆锥曲线方程联立,化简后得到关于x (或y )的一元二次方程,则直线与圆锥曲线的位置关系有三种情况:①相交:Δ>0?直线与椭圆相交;Δ>0?直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有Δ>0,如当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故Δ>0是直线与双曲线相交的充分不必要条件;Δ>0?直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有Δ>0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故Δ>0也仅是直线与抛物线相交的充分条件,而不是必要条件.②相切:Δ=0?直线与椭圆相切;Δ=0?直线与双曲线相切;Δ=0?直线与抛物线相切. ③相离:Δ<0?直线与椭圆相离;Δ<0?直线与双曲线相离;Δ<0?直线与抛物线相离.(2)直线与圆锥曲线的位置关系,涉及函数、方程、不等式、平面几何等诸多方面的知识,形成了求轨迹、最值、对称、取值范围、线段的长度等多种问题.解决此类问题应注意数形结合,以形辅数的方法;还要多结合圆锥曲线的定义,根与系数的关系以及“点差法”等.1.平面上一机器人在行进中始终保持与点F (1,0)的距离和到直线x =-1的距离相等.若机器人接触不到过点P (-1,0)且斜率为k 的直线,则k 的取值范围是________.解析:设机器人所在位置为A (x ,y ),依题意得点A 在以F (1,0)为焦点,x =-1为准线的抛物线上,该抛物线的标准方程为y 2=4x .过点P (-1,0),斜率为k 的直线为y =k (x +1).由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx +k 得ky 2-4y +4k =0. 当k =0时,显然不符合题意;当k ≠0时,依题意得Δ=(-4)2-4k ·4k <0,化简得k 2-1>0,解得k >1或k <-1,因此k 的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞). 答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)2.平面直角坐标系xOy 中,过椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=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 上两点,若四边形ACBD 的对角线CD ⊥AB ,求四边形ACBD 面积的最大值. 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863.1.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线互相垂直,则该双曲线的离心率是( )A .2B . 3C . 2D .32解析:选C 由题可知y =b a x 与y =-b a x 互相垂直,可得-b a ·ba =-1,则a =b .由离心率的计算公式,可得e 2=c 2a 2=a 2+b 2a2=2,e =2. 2.设斜率为2的直线l 过抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点F ,且和y 轴交于点A ,若△OAF (O 为坐标原点)的面积为4,则抛物线的方程为( )A .y 2=±4xB .y 2=±8xC .y 2=4xD .y 2=8x解析:选B 由题可知抛物线的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫a 4,0,于是过焦点且斜率为2的直线的方程为y =2⎝⎛⎭⎫x -a 4,令x =0,可得点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫0,-a 2,所以S △OAF =12×|a |4×|a |2=4,得a =±8,故抛物线的方程为y 2=±8x .3.已知一动圆P 与圆O :x 2+y 2=1外切,而与圆C :x 2+y 2-6x +8=0内切,则动圆的圆心P 的轨迹是( )A .双曲线的一支B .椭圆C .抛物线D .圆解析:选A 由题意,知圆C 的标准方程为(x -3)2+y 2=1,则圆C 与圆O 相离,设动圆P 的半径为R .∵圆P 与圆O 外切而与圆C 内切,∴R >1,且|PO |=R +1,|PC |=R -1.又|OC |=3,∴|PO |-|PC |=2<|OC |,即点P 在以O ,C 为焦点的双曲线的右支上.4.我们把由半椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(x ≥0)与半椭圆y 2b 2+x 2c 2=1(x <0)合成的曲线称作“果圆”(其中a 2=b 2+c 2,a >b >c >0),如图所示,其中点F 0,F 1,F 2是相应椭圆的焦点.若△F 0F 1F 2是边长为1的等边三角形,则a ,b 的值分别为( )A .72,1 B .3,1 C .5,3D .5,4解析:选A ∵|OF 2|=b 2-c 2=12,|OF 0|=c =3|OF 2|=32,∴b =1,∴a 2=b 2+c 2=1+34=74,得a=72. 5.已知抛物线的方程为y 2=4x ,直线l 的方程为x -y +4=0,在抛物线上有一动点P 到y 轴的距离为d 1,到直线l 的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值为( )A .522+2 B .522+1C .522-2 D .522-1 解析:选D 因为抛物线的方程为y 2=4x ,所以焦点坐标为F (1,0),准线方程为x =-1.因为点P 到y 轴的距离为d 1,所以到准线的距离为d 1+1.又d 1+1=|PF |,所以d 1+d 2=d 1+1+d 2-1=|PF |+d 2-1.焦点F 到直线l 的距离记为d ,则d =|1-0+4|2=52=522,而|PF |+d 2≥d =522,所以d 1+d 2=|PF |+d 2-1≥522-1,即d 1+d 2的最小值为522-1.6.双曲线与椭圆4x 2+y 2=64有公共焦点,它们的离心率互为倒数,则双曲线方程为( ) A .y 2-3x 2=36 B .x 2-3y 2=36 C .3y 2-x 2=36 D .3x 2-y 2=36解析:选A 由4x 2+y 2=64得x 216+y 264=1, c 2=64-16=48, ∴c =43,e =438=32. ∴双曲线中,c ′=43,e ′=23=c ′a ′. ∴a ′=32c ′=6,b ′2=48-36=12. ∴双曲线方程为y 236-x 212=1,即y 2-3x 2=36.7.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),其上一点P (3,y )到两焦点的距离分别是6.5和3.5,则该椭圆的标准方程为________.解析:由椭圆的定义,知2a =6.5+3.5=10,a =5.又⎩⎪⎨⎪⎧?3+c ?2+y 2=6.52,?3-c ?2+y 2=3.52,解得c =52, 从而b 2=a 2-c 2=754, 所以椭圆的标准方程为x 225+4y 275=1.答案:x 225+4y 275=18.已知直线l 与抛物线y 2=4x 交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若OA ·OB =-4,则直线l 恒过的定点M 的坐标是________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2+y 1y 2=-4.当直线l 的斜率不存在时,设其方程为x =x 0(x 0>0),则x 20-4x 0=-4,解得x 0=2;当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx +b ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,y 2=4x ,得ky 2-4y +4b =0,得y 1y 2=4b k ,则x 1x 2=y 21y 2216=b 2k 2,得b 2k2+4b k =-4,∴b k =-2,有b =-2k ,直线y =kx -2k =k (x -2)恒过定点(2,0).又直线x =2也恒过定点(2,0),得点M 的坐标为(2,0).答案:(2,0)9.已知A (0,-4),B (3,2),抛物线y 2=x 上的点到直线AB 的最短距离为________. 解析:直线AB 为2x -y -4=0,设抛物线y 2=x上的点P (t ,t 2),d =|2t -t 2-4|5=t 2-2t +45=?t -1?2+35≥35=355.答案:35510.如图,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的长、短轴端点分别为A ,B ,F 1,F 2分别是点F 1,且AB其左、右焦点.从椭圆上一点M 向x 轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦与OM 是共线向量.(1)求椭圆的离心率e ;(2)设Q 是椭圆上异于左、右顶点的任意一点,求∠F 1QF 2的取值范围. 解:(1)∵F 1(-c,0),则x M =-c ,y M =b 2a , ∴k OM =-b 2ac .由题意,知k AB =-b a, ∵OM 与AB 是共线向量,∴-b 2ac =-b a ,∴b =c ,得e =22. (2)设|F 1Q |=r 1,|F 2Q |=r 2,∠F 1QF 2=θ,∴r 1+r 2=2a .又|F 1F 2|=2c ,由余弦定理,得cos θ=r 21+r 22-4c 22r 1r 2=?r 1+r 2?2-2r 1r 2-4c 22r 1r 2=a 2r 1r 2-1≥a 2⎝⎛⎭⎫r 1+r 222-1=0, 当且仅当r 1=r 2时等号成立,∴cos θ≥0,∴θ∈⎝⎛⎦⎤0,π2. 11.如图,焦距为2的椭圆E 的两个顶点分别为A ,B ,且AB 与n=(2,-1)共线.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线y =kx +m 与椭圆E 有两个不同的交点P 和Q ,且原点O 总在以PQ 为直径的圆的内部,求实数m 的取值范围.解:(1)因为2c =2,所以c =1,又AB =(-a ,b ),且AB ∥n ,所以2b =a ,所以2b 2=b 2+1,所以b 2=1,a 2=2,所以椭圆E 的标准方程为x 22+y 2=1. (2)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),把直线方程y =kx +m 代入椭圆方程x 22+y 2=1, 消去y ,得(2k 2+1)x 2+4kmx +2m 2-2=0, 所以x 1+x 2=-4km 2k 2+1,x 1x 2=2m 2-22k 2+1, Δ=16k 2-8m 2+8>0,即m 2<2k 2+1,(*)因为原点O 总在以PQ 为直径的圆的内部, 所以OP ·OQ <0, 即x 1x 2+y 1y 2<0,又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=m 2-2k 22k 2+1,由2m 2-22k 2+1+m 2-2k 22k 2+1<0得m 2<23k 2+23, 依题意且满足(*)得m 2<23, 故实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-63,63. 12.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率e =32,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4. (1)求椭圆的方程;(2)设直线l 与椭圆相交于不同的两点A ,B .已知点A 的坐标为(-a,0),点Q (0,y 0)在线段AB 的垂4,求y 0的值. 解:(1)由e =c a =32,得3a 2=4c 2. 再由c 2=a 2-b 2,得a =2b .由题意可知12×2a ×2b =4,即ab =2. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a =2b ,ab =2,得a =2,b =1. 所以椭圆的方程为x 24+y 2=1. (2)由(1)可知A (-2,0).设B 点的坐标为(x 1,y 1),直线l 的斜率为k ,则直线l 的方程为y =k (x +2).联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k ?x +2?,x 24+y 2=1消去y 并整理,得 (1+4k 2)x 2+16k 2x +(16k 2-4)=0.由-2x 1=16k 2-41+4k 2,得x 1=2-8k 21+4k 2. 从而y 1=4k 1+4k 2. 设线段AB 的中点为M ,则M 的坐标为⎝⎛⎭⎫-8k 21+4k 2,2k 1+4k 2. 以下分两种情况:①当k =0时,点B 的坐标为(2,0),线段AB 的垂直平分线为y 轴,(-2,-y 0)(2,-y 0).4,得y 0=±22.②当k ≠0时,线段AB 的垂直平分线方程为y -2k 1+4k 2=-1k ⎝⎛⎭⎫x +8k 21+4k 2. 令x =0,解得y 0=-6k 1+4k 2. 由=(-2,-y 0),=(x 1,y 1-y 0). ·=-2x 1-y 0(y 1-y 0)=-2×?2-8k 2?1+4k 2+6k 1+4k 2⎝⎛⎭⎫4k 1+4k 2+6k 1+4k 2 =4×?16k 4+15k 2-1??1+4k 2?2=4, 整理得7k 2=2,故k =±147.所以y 0=±2145. 综上,y 0=±22或y 0=±2145.。
一、选择题1.已知斜率为16的直线l 与双曲线22221(0,0)x y C a b a b-=>>:相交于B 、D 两点,且BD 的中点为(1,3)M ,则C 的离心率为( )A .2B C .3 D 2.平面α内有一条直线m ,过平面α外一点P 作直线n 与m 所成角为6π,则直线n 与平面α交点的轨迹是( ) A .直线B .抛物线C .椭圆D .双曲线3.已知椭圆221124y x +=,圆22:4O x y +=,过椭圆上任一与顶点不重合的点G 引圆的两条切线,切点分别为,P Q ,直线PQ 与x 轴,y 轴分别交于点,M N ,则2231OMON+=( )A .54 B .45C .43D .344.已知椭圆22:13620x y C +=的右焦点是F ,直线()0y kx k =≠与椭圆C 交于A 、B 两点,则222AF BF +的最小值是( ) A .36B .48C .72D .965.已知点A 是抛物线24x y =的对称轴与准线的交点,点F 为抛物线的焦点,点P 在抛物线上,且满足||||PA m PF =,则m 的最大值是( )A .1BC .2D .46.过抛物线24y x =的焦点作两条相互垂直的弦AB ,CD ,且AB CD AB CD λ+=⋅,则λ的值为( )A .12B .14C .18D .1167.已知M 是抛物线2:C x y =上一点,记点M 到抛物线C 的准线的距离为1d ,到直线:3490l x y ++=的距离为2d ,则12d d +的最小值为( )A .1B .2C .3D .48.在正方体1111ABCD A B C D -中,点P 是侧面11BCC B 内一点,且点P 满足到平面11ABB A 的距离等于到点1C 的距离,则点P 的轨迹是( )A .一条线段B .圆的一部分C .椭圆的一部分D .抛物线的一部分9.设F 为双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点,O 为坐标原点,以F 为圆心,FO 为半径的圆与C 交于,A B 两点.若55cos 169OFA ⎡⎤∠∈⎢⎥⎣⎦-,,则C 的离心率取值范围为( )A .4,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .(C .5,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .10.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,()1221,2i i M F M F a i -==,且1M ,2F ,2M 三点共线,点D 在线段21M F 上,且1121F M D M M D ∠=∠1112122M F M F M D +=,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .2y x =±B .y =C .2y x =±D .y =11.设1F 、2F 是椭圆1C 和双曲线2C 的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且1PF <2PF ,线段1PF 垂直平分线经过2F ,若1C 和2C 的离心率分别为1e 、2e ,则129e e +的最小值( )A .2B .4C .6D .812.“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示为椭圆”的( )A .充分必要条件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二、填空题13.已知双曲线()22210y x a a -=>的离心率e =12,F F 分别是它的下焦点和上焦点,若Р为该双曲线上支上的一个动点,则1PF 与P 到一条渐近线的距离之和的最小值为_________.14.双曲线()222210,0x y a b a b-->>的左右焦点分别为1F ,2F ,过1F 作直线l 与双曲线有唯一交点P ,若124sin 5F PF ∠=,则该双曲线的离心率为___________. 15.已知椭圆22:143x y C +=的左、右焦点分别为12F F 、,过2F 且倾斜角为π4的直线l交椭圆C 于A B 、两点,则1F AB 的面积为___________.16.已知点A ,B 为抛物线C :24y x =上不同于原点O 的两点,且OA OB ⊥,则OAB 的面积的最小值为__________.17.已知抛物线C :2y x =的焦点为F ,A ()00,x y 是C 上一点,054AF x =,则0x =________.18.已知椭圆222:1(06)6x y G b b+=<<的两个焦点分别为1F 和2F ,短轴的两个端点分别为1B 和2B ,点P 在椭圆G 上,且满足1212PB PB PF PF +=+.当b 变化时,给出下列三个命题:①点P 的轨迹关于y 轴对称;②存在b 使得椭圆G 上满足条件的点P 仅有两个;③||OP 的最小值为2,其中,所有正确命题的序号是___________.19.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为6π的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,则该双曲线的离心率的取值范围___________.20.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22:17y x Γ-=的两个焦点分别为1F ,2F ,以2F 为圆心,12F F 长为半径的圆与双曲线Γ的一条渐近线交于M ,N 两点,若OM ON ≥,则OMON的值为________. 三、解答题21.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点F 到直线:l y x =的距离为2,A B ,为抛物线C 上两个动点,满足线段AB 的中点M 在直线l 上,点(0,2)N .(1)求抛物线C 的方程; (2)求NAB △面积的取值范围.22.在平面直角坐标系xOy 中,已知两点()1,0M -,()1,0N ,动点Q 到点M 的距离为,线段NQ 的垂直平分线交线段MQ 于点K ,设点K 的轨迹为曲线E . (1)求曲线E 的方程;(2)已知点()2,0P ,设直线l :10x my +-=与曲线E 交于A ,B 两点,求证:OPA OPB ∠=∠.23.设1F 、2F 分别是椭圆2214xy +=的左、右焦点.(1)若P 是该椭圆上的一个动点,求1PF ·2PF 的取值范围;(2)设过定点(0,2)M 的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且AOB ∠为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.24.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>经过点()2,1A ,椭圆C 在点A 处的切线方程为3y x =-+.(1)求椭圆C 的方程;(2)设过点()3,0B 且与x 轴不重合的直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ,N ,直线AM ,AN 分别与直线3x =-分别交于P ,Q ,记点P,Q 的纵坐标分别为p ,q ,求p q +的值.25.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左右焦点分别为1F 、2F ,点M 为短轴的一个端点,离心率为12,12MF F △的面积S = (1)求椭圆C 的方程;(2)设A 是椭圆上的一点,B 是点A 关于x 轴的对称点,P 是椭圆C 上异于A 、B 的任意一点,且直线PA 、PB 分别于x 轴交于不同的点C 、D ,O 为坐标原点,求POC POD S S ⋅△△的最大值,并求出此时P 点的坐标26.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为1,,2A B 分别是它的左、右顶点,F是它的右焦点,过点F 作直线与C 交于,P Q (异于,A B )两点,当PQ x ⊥轴时,APQ∆的面积为92. (1)求C 的标准方程;(2)设直线AP 与直线BQ 交于点M ,求证:点M 在定直线上.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D 解析:D 【分析】设()()1122,,B x y D x y 、,用“点差法”表示出a 、b 的关系,即可求出离心率 【详解】设()()1122,,B x y D x y 、,则22112222222211x y a bx y a b ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩, 两式作差得:22221212220x x y y a b---=, 整理得:()()()()2121221212y y y y b a x x x x +-=+-BD 的中点为(1,3)M ,且直线l 的斜率为16 ,代入有:22611262b a =⨯=即22212c a a -=,解得62ce a . 故选:D 【点睛】求椭圆(双曲线)离心率的一般思路:根据题目的条件,找到a 、b 、c 的关系,消去b ,构造离心率e 的方程或(不等式)即可求出离心率.2.D解析:D 【分析】过点P 作PO α⊥,以点O 为坐标原点,OP 为z 轴,以定直线m 为y 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设出坐标,分别表示出直线AB 与PM 的方向向量,利用夹角公式即可得出. 【详解】解:过点P 作PO α⊥,以点O 为坐标原点,OP 为z 轴,以定直线m 为y 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.不妨设1OP =,30PBO ∠=︒,OB ∴=. 则(0P ,0,1),B .设点(Q x ,y ,0),则(,,1)PQ x y =-,取直线m 的方向向量为(0,1,0)u =. 直线AB 与PQ 所成的角为30,2||cos30||||PQ u PQ u x ∴︒===+化为2213yx-=,即为点Q的轨迹.故选:D.【点睛】熟练掌握通过建立如图所示的空间直角坐标系利用异面直线的夹角公式求得轨迹的方法是解题的关键.3.D解析:D【分析】设112233(,),(,),(,)P x y Q x y G x y,则可得切线,GP GQ的方程,即可得到直线PQ的方程,进而可求出点点,M N的坐标,再结椭圆方程可求出2231OM ON+的值【详解】解:设112233(,),(,),(,)P x y Q x y G x y,则切线GP的方程为114x x y y+=,切线GQ的方程为224x x y y+=,因为点G在切线,GP GQ上,所以13134x x y y+=,23234x x y y+=,所以直线PQ的方程为334x x y y+=,所以3344(,0),(0,)M Nx y,因为点33(,)G x y在椭圆221124y x+=上,所以2233312x y+=,所以22223333223311123(3)161616164x yx yOM ON+=+=+==,故选:D【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆的标准方程,以及简单性质有应用,解题的关键是设点33(,)G x y ,再由已知条件得到直线PQ 的方程为334x x y y +=,从而可得,M N 的坐标,进而可得答案,考查计算能力和转化能力,属于中档题4.D解析:D 【分析】求得2AF BF a +=,结合a c BF a c -<<+,利用二次函数的基本性质可求得222AF BF +的最小值.【详解】设椭圆C 的左焦点为F ',在椭圆C 中,6a =,25b =,则224c a b =-=,由题意可知,点A 、B 关于原点对称,且O 为FF '的中点, 所以,四边形AFBF '为平行四边形,所以,BF AF '=,由椭圆的定义可得212AF BF AF AF a '+=+==,0k ≠,a c BF a c ∴-<<+,即210BF <<,()()2222222122324144349696AF BF BFBF BF BF BF ∴+=-+=-+=-+≥,当且仅当4BF =时,等号成立,因此,222AF BF +的最小值为96. 故选:D. 【点睛】关键点点睛:解决本题的关键在于以下几点:(1)问题中出现了焦点,一般利用相应曲线的定义,本题中利用对称性结合椭圆定义可得出AF BF +;(2)利用椭圆的几何性质得出焦半径的取值范围.5.B解析:B 【分析】由抛物线的对称性可不妨设P 在第一象限或为原点,过P 作准线1y =-的垂线,垂足为E ,利用抛物线的定义可得1sin PAE m=∠,求出sin PAE ∠的最小值后可得m 的最大值. 【详解】由抛物线24x y =可得准线方程为:1y =-,故()0,1A -.如图,由抛物线的对称性可不妨设P 在第一象限或为原点, 过P 作准线1y =-的垂线,垂足为E ,则PE PF =,故1||||sin ||||PF PE PAE m PA PA ===∠, 当直线AP 与抛物线相切时,PAE ∠最小, 而当P 变化时,02PAE π<∠≤,故当直线AP 与抛物线相切时sin PAE ∠最小,设直线:1AP y kx =-,由241x yy kx ⎧=⎨=-⎩得到2440x kx -+=,216160k ∆=-=,故1k =或1k =-(舍),所以直线AP 与抛物线相切时4PAE π∠=,故1m 的最小值为22即m 2, 故选:B. 【点睛】方法点睛:与抛物线焦点有关的最值问题,可利用抛物线的定义把到焦点的距离问题转化为到准线的距离问题.6.B解析:B 【分析】首先设直线AB 的方程为1x ty =+, 与抛物线方程联立分别求AB 和CD ,分别计算AB CD +和AB CD ,再求λ的值.【详解】24y x =的焦点为()1,0,设AB 的直线方程为1x ty =+,CD 的直线方程为11x y t=-+,由214x ty y x=+⎧⎨=⎩得2440y ty --=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则124y y t +=,124y y =-,则()241AB t ==+,同理2141CD t ⎛⎫=+⎪⎝⎭,22142AB CD t t ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭ 221162AB CD t t ⎛⎫⋅=++ ⎪⎝⎭, 故14λ=. 故选:B 【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用弦长公式求AB ,并且利用AB CD ⊥,将t 换成1t-求CD . 7.B解析:B 【分析】作出图形,过点M 分别作抛物线C 的准线l 和直线3490x y ++=的垂线,垂足分别为点B 、A ,由抛物线的定义得出1d MB MF ==,可得出12d d MF MA +=+,利用FM 与直线3490x y ++=垂直时,12d d +取最小值,然后计算出点F 到直线3490x y ++=的距离,即为所求.【详解】 如下图所示:过点M 分别作抛物线C 的准线l 和直线3490x y ++=的垂线,垂足分别为点B 、A , 由抛物线的定义可得1d MB MF ==,则12d d MF MA +=+, 当且仅当FM 与直线3490x y ++=垂直时,12d d +取最小值, 点F 到直线3490x y ++=的距离为22130494234d ⨯+⨯+==+,因此,12d d +的最小值为2. 故答案为:2. 【点睛】关键点点睛:本题求出抛物线上一点到准线和定直线的距离之和最小值问题,解题的关键就是利用F 、A 、M 三点共线取最小值,结合抛物线的定义转化求解.8.D解析:D 【分析】由题意画出图形,可知点P 到直线BC 的距离与点P 到点1C 的距离相等, 所以点P 的轨迹为以1C 为焦点,以1BB 为准线的抛物线. 【详解】如图,点P 是侧面11BCC B 内的一动点,点P 到直线1BB 的距离即为点P 到面11ABB A 的距离, 因为点P 到直线BC 的距离与点P 到点1C 的距离相等, 所以点P 的轨迹为以1C 为焦点,以1BB 为准线的抛物线, 故选:D . 【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方法之定义法:将动点轨迹化归为某一基本轨迹(圆,椭圆,双曲线,抛物线等),然后利用基本轨迹的定义,直接写出方程.9.A解析:A 【分析】根据题意写出,,''AF AF FF ,根据余弦定理表示出cos ∠OFA ,然后根据55cos 169OFA ⎡⎤∠∈⎢⎥⎣⎦-,列出关于e 的不等式,求解范围.【详解】取右焦点F ',连接AF ',因为点A 为圆和双曲线的交点,所以AF OF c ==,则22,2''=+=+=AF AF a c a FF c ,所以22222222224(2)444cos 244''+-+-+--∠==='AF FF AF c c c a c ac a OFA AF FF c c 221111⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭a a c c e e,又因为55cos 169OFA ⎡⎤∠∈⎢⎥⎣⎦-,,所以251151169-≤--≤e e ,即2249902116160e e e e ⎧--≤⎨--≥⎩,解得433≤≤e . 故选:A.【点睛】双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: ①求出a ,c ,代入公式c e a=; ②只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合222b c a =-转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或2a 转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).10.B解析:B 【分析】先取11M F 的中点E ,由题意分析12M F DE 为菱形,得到()()222442c a a =-,从而求出渐近线方程. 【详解】由()1221,2i i M F M F a i -==知:M 1、M 2在双曲线上. 取11M F 的中点E ,连接DE ,2DF ,由111211111222,22,M F M F M D M F M D M F +=∴=-,即112122,M F F D F DE M =∴=,可知四边形12MF DE 为平行四边形;又1M D 为112F M F 的角平分线,故四边形12M F DE 为菱形,1212M E F M F D DE ===又21//DE M M 故D 为线段21M F 的中点; 因为211//DF M F ,故2F 为线段12M M 的中点, 故1222M F F M =; 所以21112M F M F =由双曲线的定义:11122M F M F a -=,所以21114,2M F a M F a == 而12M M x ⊥轴,故222121112F F M F M F =-, 故()()222442c a a =-,故==ce a, 故双曲线C的渐近线方程为y = 故选B . 【点睛】求双曲线的渐近线的方法:(1)直接令标准方程22221x y a b-=中的1变成0,得到22220x y a b -=,利用平方差公式得到渐近线方程: bxy a=±; (2)根据题意,找到找到a 、b 、c 的关系,消去c ,从而求出渐近线方程.11.D解析:D 【分析】设椭圆和双曲线的方程,由题意可得2122PF F F c ==,再利用椭圆和双曲线的定义分别求出1PF ,即可得122a a c +=,计算12112e e +=,()121212111992e e e e e e ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭展开后利用基本不等式即可求最值. 【详解】设椭圆1C 的方程为2222111x y a b +=,则222111c a b =-,设双曲线2C 的方程为2222221x y a b -=,则222222c a b =+,因为椭圆1C 和双曲线2C 的焦点相同,所以2212c c =,设12c c c ==即22221122a b a b -=+,因为P 是椭圆1C 和双曲线2C 的一个公共点,所以1212+=PF PF a ,2122PF PF a -=,因为线段1PF 垂直平分线经过2F ,所以2122PF F F c ==,所以1122PF a c =-,且1222PF c a =-, 所以122222a c c a -=-,可得122a a c +=, 所以11c e a =,22c e a =,所以1212121122a a a a ce e c c c c++=+===, 所以()211212121291111991022e e e e e e e e e e ⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()11101023822⎛≥+=+⨯= ⎝, 当且仅当21129e e e e =,即213e e =时等号成立, 故选:D. 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是利用已知条件得出122a a c +=,进而可得12112e e +=, 再利用基本不等式可求最值.12.C解析:C 【分析】根据方程2214x y a a +=-表示椭圆求出实数a 的取值范围,然后利用集合的包含关系可判断出“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示椭圆”的条件.【详解】若方程2214x y a a+=-表示椭圆,则0404a a a a >⎧⎪->⎨⎪≠-⎩,解得02a <<或24a <<, 记为{}02,24A a a a =<<<<或, 又记{}04B a a =<<,AB则“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示椭圆”的必要不充分条件.故选:C. 【点睛】关键点点睛:本题的关键是求出方程为椭圆的充分必要条件.二、填空题13.【分析】根据离心率先求出双曲线的方程得出渐近线方程根据双曲线的定义可得:所以设点到一条渐进线的距离为则从而得出答案【详解】双曲线的离心率所以解得所以双曲线由的双曲线的渐进线方程为由为该双曲线上支上的 解析:5【分析】根据离心率先求出双曲线的方程,得出渐近线方程,根据双曲线的定义可得:1224PF PF a -==,所以124PF PF =+,设点Р到一条渐进线的距离为d ,则124PF d PF d +=++,从而得出答案.【详解】双曲线()22210y x a a -=>的离心率e =所以221514e a =+=,解得2a =,所以((120,,F F 双曲线2214y x -=,由2204y x -=,的双曲线的渐进线方程为2y x =±由Р为该双曲线上支上的一个动点,根据双曲线的定义可得:1224PF PF a -== 所以124PF PF =+,设点Р到渐进线2y x =的距离为d则124PF d PF d +=++,过2F 作渐进线2y x =的垂线,垂足为M ,如图.所以21F M ==所以122445PF d PF d F M +=++≥+=同理1PF 与P 到渐近线2y x =-的距离之和的最小值为5 故答案为:5【点睛】关键点睛:本题考查利用双曲线的定义解决距离之和的最值问题,解答本题的关键是根据双曲线的定义可得:1224PF PF a -==,所以124PFPF =+,设点Р到渐进线2y x =的距离为d ,则124PF d PF d +=++,过2F 作渐进线2y x =的垂线,属于中档题.14.或【分析】首先设出直线的方程与双曲线方程联立求得点的坐标利用弦长公式求得并根据定义表示中根据余弦定理表示再求离心率【详解】如图当直线与渐近线平行时与双曲线有唯一交点设与双曲线方程联立得解得:中由余弦217 【分析】首先设出直线l 的方程,与双曲线方程联立,求得点P 的坐标,利用弦长公式求得1PF ,并根据定义表示2PF ,12F PF △中,根据余弦定理表示12281cos 3F PF e ∴-∠=+,再求离心率. 【详解】如图,当直线与渐近线平行时,l 与双曲线有唯一交点P ,设():bl y x c a=+,与双曲线方程联立,得222cx a c -=+,解得:22a cx c+=-,()22222122122P b c a c b PF c c a a c a +=+--=+=,2221422b a PF PF a a +=+=,122F F c =, 12F PF △中,124sin 5F PF ∠=,123cos 5F PF ∴∠=±, 由余弦定理222121212122cos F F PF PF PF PF F PF =+-∠()()212121221cos PF PF PF PF F PF =-+-∠,()()()2222212244221cos 4b a b c a F PF a+∴=+⋅-∠,2212222228881cos 433a a F PFb ac a e ∴-∠===+++, 当123cos 5F PF ∠=时,28235e =+,17e =, 当123cos 5F PF ∠=-时,28835e =+,2e =,172 【点睛】方法点睛:本题考查双曲线基本性质,意在考查数形结合分析问题和解决问题的能力,属于中档题型,一般求双曲线离心率的方法是1.直接法:直接求出,a c ,然后利用公式c e a =求解;2.公式法:222111c b e a a b c ==+=⎛⎫- ⎪⎝⎭3.构造法:根据条件,可构造出,a c 的齐次方程,通过等式两边同时除以2a ,进而得到关于e 的方程.15.【分析】先求出直线的方程与椭圆方程联立消去x 求出|y1-y2|利用即可求出的面积【详解】由题意得:直线:设则有:消去x 得:7y2+6y-9=0∴即的面积为【点睛】求椭圆(双曲线)的焦点弦三角形的面积 解析:1227【分析】先求出直线l 的方程,与椭圆方程联立,消去x ,求出| y 1- y 2|,利用11212|1|||2F AB S F F y y =-△即可求出1F AB 的面积. 【详解】由题意得: 直线l :1y x =-, 设1122(,),(,)A x y B x y ,则有:2213412y x x y =-⎧⎨+=⎩消去x 得:7y 2+6y -9=0,∴121269,77y y y y +=-=-12211111|||227|2227F AB S F F y y -∴=⨯=⨯⨯==△即1F AB 的面积为7【点睛】求椭圆(双曲线)的焦点弦三角形的面积: (1)直接求出弦长|AB |,利用11||2F AB AB d S =△; (2)利用11212|1|||2F AB S F F y y =-△. 16.【分析】设利用可得即可求得利用两点间距离公式求出面积利用基本不等式即可求最值【详解】设由可得解得:所以当且仅当时等号成立所以的面积的最小值为故答案为:【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是设坐标采用 解析:16【分析】设211,4y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,4y B y ⎛⎫⎪⎝⎭,利用OA OB ⊥可得0OA OB ⋅=即可求得1216y y =-,利用两点间距离公式求出OA 、OB ,面积12OABS OA OB =,利用基本不等式即可求最值. 【详解】设211,4y A y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,4y B y ⎛⎫⎪⎝⎭, 由OA OB ⊥可得2212121212104416y y y y OA OB y y y y ⎛⎫⋅=⨯+=+= ⎪⎝⎭, 解得:1216y y =-,1OA y ==OB y ==11122OABSO y O y A B ==12⨯=≥=,22221212216161616y y y y +=+≥=,所以16OABS≥==,当且仅当12y y =时等号成立, 所以OAB 的面积的最小值为16, 故答案为:16. 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是设A ,B 坐标,采用设而不求的方法,将OA OB ⊥转化为0OA OB ⋅=,求出参数之间的关系,再利用基本不等式求12OABSOA OB =的最值. 17.【分析】根据焦半径公式可得:结合抛物线方程求解出的值【详解】由抛物线的焦半径公式可知:所以故答案为:【点睛】结论点睛:抛物线的焦半径公式如下:(为焦准距)(1)焦点在轴正半轴抛物线上任意一点则;(2 解析:1【分析】根据焦半径公式可得:00524x p x +=,结合抛物线方程求解出0x 的值. 【详解】由抛物线的焦半径公式可知:0015224AF x x =+=,所以01x =, 故答案为:1. 【点睛】结论点睛:抛物线的焦半径公式如下:(p 为焦准距)(1)焦点F 在x 轴正半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF x =+; (2)焦点F 在x 轴负半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF x =-+; (3)焦点F 在y 轴正半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF y =+; (4)焦点F 在y 轴负半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF y =-+. 18.①③【分析】运用椭圆的定义可得也在椭圆上分别画出两个椭圆的图形即可判断①正确;通过的变化可得②不正确;由图象可得当的横坐标和纵坐标的绝对值相等时的值取得最小即可判断③【详解】解:椭圆的两个焦点分别为解析:①③ 【分析】运用椭圆的定义可得P 也在椭圆222166y x b+=-上,分别画出两个椭圆的图形,即可判断①正确;通过b 的变化,可得②不正确;由图象可得当P 的横坐标和纵坐标的绝对值相等时,||OP 的值取得最小,即可判断③.【详解】解:椭圆222:1(06x y G b b+=<<的两个焦点分别为1F ,0)和2(F 0),短轴的两个端点分别为1(0,)B b -和2(0,)B b ,设(,)P x y ,点P 在椭圆G 上,且满足1212||||||||PB PB PF PF +=+,由椭圆定义可得,12||||22PB PB a b +==>,即有P 在椭圆222166y x b+=-上. 对于①,将x 换为x -方程不变,则点P 的轨迹关于y 轴对称, 故①正确;对于②,由图象可得轨迹关于x ,y 轴对称,且0b <<则椭圆G 上满足条件的点P 有4个,不存在b 使得椭圆G 上满足条件的点P 仅有两个,故②不正确;对于③,点P 靠近坐标轴时(0b →或b →,||OP 越大,点P 远离坐标轴时,||OP 越小,所以226b b -=,即23b =时,取得最小值,此时22:163x y G +=,与22163y x +=两方程相加得222222x y +=⇒=,即||OP 的最小值为 2,故③正确.故答案为:①③.【点睛】本题考查椭圆的对称性及由椭圆上的点到焦点的距离之和等于到短轴的顶点距离之和可得另一个椭圆,及到定点距离的最值的判断.19.【分析】作出图形根据已知条件可得出与的大小关系再利用公式可求得双曲线的离心率的取值范围【详解】如下图所示双曲线的渐近线方程为由于过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点由图可知直线的倾斜解析:23,⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭【分析】作出图形,根据已知条件可得出b a 与tan 6π的大小关系,再利用公式21b e a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭可求得双曲线的离心率的取值范围. 【详解】如下图所示,双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的渐近线方程为b y x a =±,由于过点F 且倾斜角为6π的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,由图可知,直线by xa=的倾斜角6πα≥,所以,tan63baπ≥=,因此,cea====≥所以,该双曲线的离心率为取值范围是3⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭.故答案为:3⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭.【点睛】方法点睛:求双曲线离心率或离心率范围的两种方法:一种是直接建立e的关系式求e或e的范围;另一种是建立a、b、c的齐次关系式,将b用a、e表示,令两边同除以a或2a化为e的关系式,进而求解.20.【分析】求出双曲线的两个焦点坐标和渐近线方程再求圆的方程与渐近线方程联立可得MN两点的横坐标由即为横坐标的绝对值的比可得答案【详解】由已知得取双曲线的一条渐近线所以圆的方程为由整理得解得取双曲线的另解析:32【分析】求出双曲线的两个焦点坐标和渐近线方程,再求圆的方程与渐近线方程联立可得M,N两点的横坐标,由OMON即为横坐标的绝对值的比可得答案.【详解】由已知得2221,7,8a b c===,2c=,12(F F-,取双曲线的一条渐近线y=,所以圆的方程为(2232x y+=-,由(2232yx y⎧=⎪⎨-+=⎪⎩整理得2260x-=,解得2NMx x==,32MNMOxxON===.取双曲线的另一条渐近线y=,(2232yx y⎧=⎪⎨-+=⎪⎩整理得2260x-=与上同,综上32OMON=.故答案为:32. 【点睛】关键点点睛:本题考查了直线与双曲线、圆的位置关系,解答本题的关键是求出渐近线与圆的方程然后联立,得到M ,N 两点的横坐标再由绝对值做比值,考查了学生的运算求解能力.三、解答题21.(1)24y x =;(2)(0,4]. 【分析】(1)利用抛物线焦点F 到直线l的距离为2,求出抛物线方程; (2)设出直线AB 的方程与抛物线方程联立,由弦长公式和点线距公式表示出NAB △的面积,并由线段AB 的中点M 在直线l 上减少参数,利用换元法得出NAB △面积的取值范围. 【详解】(1),02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭由2pd ==,解得2p = 所以抛物线方程为24y x =(2)设直线AB 的方程为:221212,,,,44y y x my t A y B y ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭联立方程组24y x x my t ⎧=⎨=+⎩,消去x 得2440y my t --=所以121244y y m y y t +=⎧⎨=-⎩,得(2,2)M m m有2212444y y m +=,即()21212216y y y y m +-= 所以222t m m =- 点N 到AB的距离h =||AB ==所以1||2|2|2NABSAB h m t =⋅⋅=+42m m =-令u =u = 由24y xy x =⎧⎨=⎩,得l 与抛物线的两交点坐标为(0,0),(4,4), 因点M 在l 上可得(0,2)m ∈ 所以(0,1]μ∈ 得34(0,4]NABSu =∈【点睛】关键点点睛:本题考查抛物线的方程,考查直线与抛物线的位置关系,考查面积公式,解决本题的关键点是由弦长公式和点线距公式表示出NAB △的面积,并由线段AB 的中点M 在直线l 上减少参数,利用换元法和函数的性质得出NAB △的面积的取值范围,考查了学生计算能力,属于中档题.22.(1)2212x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)利用中垂线的性质可得KN KQ =,从而得到2KM KN QM MN +==>=,利用椭圆的定义进行分析求解即可;(2)根据点P 的位置,确定OPA ∠,OPB ∠都是锐角,然后联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理,再将问题转化为求证两个角的正切值相等,代入化简求解,即可证明. 【详解】(1)∵线段NQ 的垂直平分线交MQ 于点K ,∴||||KN KQ =,∴||||||||||2||KM KN KM KQ MQ MN +=+==>= ∴点K 的轨迹是以原点为中心,以,M N 为焦点的椭圆.设椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,则a =1c =,1b =,所以曲线E 的方程为2212x y +=(2)由221210x y x my ⎧+=⎪⎨⎪+-=⎩消去x 可得()222210m y my +--=.设()11,A x y ,()22,B x y ,则12222m y y m +=+,12212y y m =-+. 易知PA ,PB 的斜率存在,则()()121212121212122221111PA PB y y y y y y my y k k x x my my my my +++=+=+=-------++,又因为121222222022m my y my y m m ++=-=++ 所以0PA PB k k +=,所以OPA OPB ∠=∠. 【点睛】方法点睛:解答直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题.涉及弦中点的问题常常用“点差法”解决,往往会更简单. 23.(1)[]2,1-;(2)22k -<<-或22k <<. 【分析】(1)根据椭圆的标准方程可得())12,F F ,设(),P x y ,利用向量数量积的坐标运算可得()2121384PF PF x ⋅=-,再由[]2,2x ∈-即可求解. (2)由题意可得直线0x =不满足题设条件,可设直线:2l y kx =+,将直线与椭圆方程联立,消去y ,可得()221416120kxkx +++=,0∆>,且12120OA OB x x y y ⋅=>+,结合韦达定理即可求解.【详解】解:(1)易知2,1,a b c ===())12,F F ,设(),P x y,则())2212,,,3PF PF x y x y x y ⋅=---=+-()2221133844x x x =+--=-因为[]2,2x ∈-,故当0x =,即点P 为椭圆短轴端点时,12PF PF ⋅有最小值2-; 当2x =±,即点P 为椭圆长轴端点时,12PF PF ⋅有最大值1; ∴1PF ·2PF 的取值范围是[]2,1-(2)显然直线0x =不满足题设条件,可设直线:2l y kx =+,联立22244y kx x y =+⎧⎨+=⎩,消去y ,整理得:()221416120k x kx +++= 由题意,()()2216414120k k ∆=-+⋅>得2k <-或2k >,① 令()()1122,,,A x y B x y ,∴1212221612,1414k x x x x k k+=-=++∵AOB ∠为锐角,∴cos 0AOB ∠>即0OA OB ⋅>, ∴12120OA OB x x y y ⋅=>+又()()()2121212122224y y kx kx k x x k x x =++=+++22222212322044141414k k k k k k=-+=-++++ ∴2221220401414k OA OB k k⋅=-+>++,解得24k <, ∴22k -<<,② 故由①、②得22k -<<-或22k <<. 【点睛】关键点点睛:本题考查了直线与椭圆的位置关系,解题的关键是利用数量积()2121384PF PF x ⋅=-,确定[]2,2x ∈-,并且根据题意得出0OA OB ⋅>,考查了运算求解能力.24.(1)22163x y +=;(2)12.【分析】(1)椭圆C 过点()2,1A ,()2,1B --,在点A 处的切线方程为3y x =-+,可用待定系数法求椭圆的标准方程;(2)用设而不求法把p ,q 表示出来,整理化简即可. 【详解】(1)由题意知椭圆C 在()2,1A 处的切线方程为2221x y a b +=也为3y x =-+,∴222113a a b b ⎧=⎪==⇒⎨=⎪⎩椭圆C 的方程为22163x y +=.(2)直线l 的方程为()3y k x =-,()11,M x y ,()22,N x y()()2222232696026y k x x k x x x y ⎧=-⇒+-+-=⎨+=⎩ ()222212121860k xk x k +-+-=直线AM 方程为:()111212y y x x -=-+-,令()1151312y x p x --=-⇒=+- 直线AN 方程为()221212y y x x -=-+-,令()2251312y x q x --=-⇒=+- ∴()()1212121231311152522222k x k x y y p q x x x x ⎡⎤----⎛⎫--+=-++=-++⎢⎥⎪----⎝⎭⎣⎦()()()()()121212122121452105122222k x k k x k x x k k x x x x ⎡⎤------+-=-++=-++⋅+⎢⎥----⎣⎦()()()222222221241210512186244121244105122210512212k k k k k k k kk k k k k k -+=-++⋅+--+++-=-++⋅+-=-++⋅+=.即12p q +=.【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)"设而不求"是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题.25.(1)22143x y+=;(2)POC PODS S⋅△△的最大值为3,此时P点坐标为(0,和(.【分析】(1)由面积得bc=,,a b c,得椭圆方程;(2)设()00,A x y,则()00,B x y-,不妨设y>,设()11,P x y,写出直线,PA PB方程,求得,C D两点的横坐标,计算C Dx x⋅,注意点,A P是椭圆上的点由此可得4C Dx x⋅=为常数,这样可计算出POC PODS S⋅△△=2Py,最大值易得.【详解】解:(1)由12ca=,2a c=,得b=,又12122MF FS c b=⨯⨯=△所以1c=,2a=,b=所以椭圆C的方程为22143x y+=(2)设()00,A x y,则()00,B x y-,不妨设y>,设()11,P x y则直线PA的方程为:()011101y yy y x xx x--=--,令y=,得100101Cx y x yxy y-=-,同理100101Dx y x yxy y+=+,所以222210012201C Dx y x yx xy y-⋅=-,又点A与点P均在椭圆上,故220413yx⎛⎫=-⎪⎝⎭,2211413yx⎛⎫=-⎪⎝⎭,得()222212201012222010141414334C Dyyy yy yx xy y y y⎛⎫⎛⎫---⎪⎪-⎝⎭⎝⎭⋅===--,所以4C DOC CD x x⋅=⋅=为定值,因为221114224POC POD P p p pS S OC y OD y y y⋅=⋅⋅⋅=⨯⨯=△△由P为椭圆上的一点,所以要使POC PODS S⋅△△最大,只要2py最大而2py最大为3,所以POC POD S S ⋅△△的最大值为3,此时P 点坐标为(0,和(. 【点睛】关键点点睛:本题考查由离心率求椭圆方程,考查椭圆中的最值问题,解题方法是解析几何的基本方程:设点,A P 坐标,:求直线方程,求交点坐标,计算面积之积,得出结论:即设点,A P 坐标,求出直线,AP BP 方程,求出交点,C D 的坐标(横坐标,纵坐标为0),而2111224POC POD P p C D p S S OC y OD y x x y ⋅=⋅⋅⋅=⨯⋅⨯△△,再计算CD x x ⋅可得最大值时P 点位置.26.(1)22143x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)根据椭圆离心率和椭圆的性质可知b =,再根据PQ x ⊥轴时,APQ 的面积为 92,由面积公式可知()212922b ac a +⋅=,由此即可求出椭圆方程; (2)设直线PQ 的方程为1x my =+,联立椭圆方程,设1122(,),(,)P x y Q x y ,由韦达定理,可知 12122269,3434m y y y y m m +=-=-++,将直线AP 的方程()112+2y y x x =+与直线 BQ 的方程()2222y y x x =--联立,利用韦达定理,化简计算,即可证明结果. 【详解】 解:(1)由题意知12c a =,所以2a c =,又222a b c =+,所以b =当PQ x ⊥轴时,APQ 的面积为92, 所以()212922b ac a +⋅=解得21,c = 所以224,3a b ==,所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)由(1)知()1,0F ,设直线PQ 的方程为 1x my =+,与椭圆22143x y +=联立,得 ()2234690m y my ++-=.显然0∆>恒成立. 设1122(,),(,)P x y Q x y ,。
课后提升作业十三双曲线的简洁几何性质(45分钟70分)一、选择题(每小题5分,共40分)1.若实数k满意0<k<5,则曲线-=1与曲线-=1的( )A.实半轴长相等B.虚半轴长相等C.离心率相等D.焦距相等【解析】选D.因为0<k<5,所以两方程都表示双曲线,由双曲线中c2=a2+b2得其焦距相等.2.等轴双曲线的一个焦点是F1(-6,0),则它的标准方程是( )A.-=1B.-=1C.-=1D.-=1【解析】选B.设等轴双曲线方程为-=1(a>0),所以a2+a2=62,所以a2=18,故双曲线方程为-=1.【补偿训练】以椭圆+=1的顶点为顶点,离心率为2的双曲线方程为( )A.-=1B.-=1C.-=1或-=1D.以上都不对【解析】选 C.当顶点为(±4,0)时,a=4,c=8,b=4,双曲线方程为-=1;当顶点为(0,±3)时,a=3,c=6,b=3,双曲线方程为-=1.3.(2015·全国卷Ⅰ)已知M(x0,y0)是双曲线C:-y2=1上的一点,F1,F2是C的左、右两个焦点.若·<0,则y0的取值范围是( )A. B.C. D.【解析】选A.由双曲线方程可知F1(-,0),F2(,0), 因为·<0,所以(--x0)(-x0)+(-y0)(-y0)<0. 即+-3<0,所以2+2+-3<0,<,所以-<y0<.4.(2024·浙江高考)已知椭圆C1:22xm+y2=1(m>1)与双曲线C2:22xn-y2=1(n>0)的焦点重合,e1,e2分别为C1,C2的离心率,则( )A.m>n且e1e2>1 B.m>n且e1e2<1C.m<n且e1e2>1 D.m<n且e1e2<1【解析】选A.由题意知m2-1=n2+1,即m2=n2+2,(e1e2)2=,因为m2=n2+2,m>1,n>0,所以m>n,(e1e2)2>1,所以e1e2>1.5.(2024·吉林高二检测)已知双曲线-=1的一个焦点在圆x2+y2-4x-5=0上,则双曲线的渐近线方程为( )A.y=±xB.y=±xC.y=±xD.y=±x【解析】选B.因为方程表示双曲线,所以m>0,因为a2=9,b2=m,所以c2=a2+b2=9+m,所以c=.因为双曲线的一个焦点在圆上,所以是方程x2-4x-5=0的根,所以=5,所以m=16,所以双曲线的渐近线方程为y=±x.【补偿训练】(2015·安徽高考)下列双曲线中,焦点在y轴上且渐近线方程为y=±2x的是( )A.x2-=1B.-y2=1C.-x2=1D.y2-=1【解析】选C.由双曲线的焦点在y轴上,解除A,B;对于D,渐近线方程为y=±x,而对于C,渐近线方程为y=±2x.6.若双曲线-=1的渐近线方程为y=±x,则双曲线焦点F到渐近线的距离为( ) A.2 B.3 C.4 D.5【解析】选B.由已知可知双曲线的焦点在y轴上,所以==.所以m=9.所以双曲线的焦点为(0,±),焦点F到渐近线的距离为d=3.7.(2024·郑州高二检测)双曲线-y2=1的顶点到其渐近线的距离等于( )A. B. C. D.【解析】选 C.双曲线的渐近线为直线y=±x,即x±2y=0,顶点为(±2,0),所以所求距离为d==.8.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线均与C:x2+y2-6x+5=0相切,则该双曲线离心率等于( )A. B. C. D.【解析】选A.圆的标准方程为(x-3)2+y2=4,所以圆心坐标为C(3,0),半径r=2,双曲线的渐近线为y=±x,不妨取y=x,即bx-ay=0,因为渐近线与圆相切,所以圆心到直线的距离d==2,即9b2=4(a2+b2),所以5b2=4a2,b2=a2=c2-a2,即a2=c2,所以e2=,e=,选A.二、填空题(每小题5分,共10分)9.(2015·全国卷Ⅱ)已知双曲线过点(4,),且渐近线方程为y=±x,则该双曲线的标准方程为________________.【解析】依据双曲线渐近线方程为y=±x,可设双曲线的方程为-y2=m,把(4,)代入-y2=m,得m=1.答案:-y2=1【延长探究】求双曲线方程的两个关注点1.依据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要留意焦点的位置,从而正确选择方程的形式.2.利用渐近线与双曲线的位置关系,设有公共渐近线的双曲线系方程-=λ(λ≠0),这样可避开分类探讨,从而削减运算量,提高解题速度与精确性.10. (2024·北京高考)已知双曲线2222x y1a b-=(a>0,b>0)的一条渐近线为2x+y=0,一个焦点为(5,0),则a= ,b= .【解题指南】焦点在x轴的双曲线的渐近线为y=±bax,焦点(±c,0).【解析】因为渐近线方程y=-2x,所以ba=2①.焦点(5,0) ,所以c=5.所以a2+b2=c2=5②.由①②联立解得a=1,b=2.答案:1 2三、解答题(每小题10分,共20分)11.设双曲线-=1(0<a<b)的半焦距为c,直线l过(a,0),(0,b)两点,且原点到直线l的距离为c,求双曲线的离心率.【解题指南】由截距式得直线l的方程,再由双曲线中a,b,c的关系及原点到直线l的距离建立等式,从而求出离心率.【解析】由l过两点(a,0),(0,b),得l的方程为bx+ay-ab=0.由原点到l的距离为c,得= c.将b=代入,平方后整理,得16-16×+3=0.令=x,则16x2-16x+3=0,解得x=或x=.由e=有e=.故e=或e=2.因为0<a<b,故e===>,所以e=应舍去,故所求离心率e=2.12.如图所示,双曲线的中心在坐标原点,焦点在x轴上,F1,F2分别为左、右焦点,双曲线的左支上有一点P,∠F1PF2=,且△PF1F2的面积为2,又双曲线的离心率为2,求该双曲线的标准方程.【解析】设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),F1(-c,0),F2(c,0),P(x0,y0).在△PF1F2中,由余弦定理,得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|·|PF2|,即4c2=4a2+|PF1|·|PF2|.又因为=2,所以|PF1|·|PF2|sin=2.所以|PF1|·|PF2|=8,所以4c2=4a2+8,即b2=2.又因为e==2,所以a2=.所以双曲线的标准方程为-=1.【实力挑战题】已知双曲线-=1的右焦点为(2,0).(1)求双曲线的方程.(2)求双曲线的渐近线与直线x=-2围成的三角形的面积.【解析】(1)因为双曲线的右焦点坐标为(2,0),且双曲线方程为-=1,所以c2=a2+b2=3+b2=4,所以b2=1,所以双曲线的方程为-y2=1.(2)因为a=,b=1,双曲线的渐近线方程为y=±x,令x=-2,则y=±,设直线x=-2与双曲线的渐近线的交点为A,B,则|AB|=,记双曲线的渐近线与直线x=-2围成的三角形面积为S,则S=××2=.。
第二章 2.4 2.4.1一、选择题1.在平面直角坐标系内,到点(1,1)和直线x +2y =3的距离相等的点的轨迹是( )A .直线B .抛物线C .圆D .双曲线[答案] A[解析] ∵点(1,1)在直线x +2y =3上,故所求点的轨迹是过点(1,1)且与直线x +2y =3垂直的直线.2.过点A (3,0)且与y 轴相切的圆的圆心的轨迹为( )A .圆B .椭圆C .直线D .抛物线[答案] D[解析] 如图,设点P 为满足条件的一点,不难得出结论:点P 到点A 的距离等于点P 到y 轴的距离,故点P 在以点A 为焦点,y 轴为准线的抛物线上,故点P 的轨迹为抛物线,因此选D.3.抛物线x 2=4y 上一点A 的纵坐标为4,则点A 与抛物线焦点的距离为( )A .2B .3C .4D .5[答案] D[解析] 解法一:∵y =4,∴x 2=4·y =16,∴x =±4, ∴A (±4,4),焦点坐标为(0,1), ∴所求距离为42+(4-1)2=25=5.解法二:抛物线的准线为y =-1,∴A 到准线的距离为5,又∵A 到准线的距离与A 到焦点的距离相等.∴距离为5.4.抛物线y 2=mx 的焦点为F ,点P (2,22)在此抛物线上,M 为线段PF 的中点,则点M 到该抛物线准线的距离为( )A .1B .32 C .2D .52[答案] D[解析] ∵点P (2,22)在抛物线上,∴(22)2=2m ,∴m =4,P 到抛物线准线的距离为2-(-1)=3,F 到准线距离为2, ∴M 到抛物线准线的距离为d =3+22=52.5.已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆x 2+y 2-6x -7=0相切,则p 的值为( )A.12 B .1 C .2 D .4[答案] C[解析] 抛物线的准线为x =-p2,将圆方程化简得到(x -3)2+y 2=16,准线与圆相切,则-p2=-1,∴p =2,故选C.6.设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是6,则点P 到该抛物线焦点的距离为( )A .12B .8C .6D .4[答案] B[解析] ∵点P 到y 轴的距离为6,∴点P 到抛物线y 2=8x 的准线x =-2的距离d =6+2=8, 根据抛物线的定义知点P 到抛物线焦点的距离为8. 二、填空题7.抛物线y =ax 2的准线方程是y =2,则a 的值为________.[答案] -18[解析] 抛物线方程化为标准形式为x 2=1a y ,由题意得a <0,∴2p =-1a ,∴p =-12a ,∴准线方程为y =p 2=-14a =2,∴a =-18.8.沿直线y =-2发出的光线经抛物线y 2=ax 反射后,与x 轴相交于点A (2,0),则抛物线的准线方程为________(提示:抛物线的光学性质:从焦点发出的光线经抛物线反射后与轴平行).[答案] x =-2[解析] 由直线y =-2平行于抛物线的轴知A (2,0)为焦点,故准线方程为x =-2. 三、解答题9.若抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 到准线及对称轴的距离分别为10和6,求M 点的横坐标及抛物线方程.[解析] ∵点M 到对称轴的距离为6, ∴设点M 的坐标为(x,6). 又∵点M 到准线的距离为10,∴⎩⎪⎨⎪⎧62=2px ,x +p 2=10.解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =9,p =2,或⎩⎪⎨⎪⎧x =1,p =18.故当点M 的横坐标为9时,抛物线方程为y 2=4x . 当点M 的横坐标为1时,抛物线方程为y 2=36x .10.求顶点在坐标原点,对称轴为坐标轴,过点(-2,3)的抛物线的标准方程.[解析] ∵点(-2,3)在第二象限,∴设抛物线方程为y 2=-2px (p >0)或x 2=2p ′y (p ′>0), 又点(-2,3)在抛物线上,∴p =94,p ′=23,∴抛物线方程为y 2=-92x 或x 2=43y .一、选择题1.若动点M (x ,y )到点F (4,0)的距离比它到直线x +5=0的距离小1,则点M 的轨迹方程是( ) A .x +4=0 B .x -4=0 C .y 2=8xD .y 2=16x[答案] D[解析] 依题意可知M 点到点F 的距离等于M 点到直线x =-4的距离,因此其轨迹是抛物线,且p =8,顶点在原点,焦点在x 轴正半轴上,∴其方程为y 2=16x ,故答案是D.2.O 为坐标原点,F 为抛物线C :y 2=42x 的焦点,P 为C 上一点,若|PF |=42,则△POF 的面积为( )A .2B .22C .2 3D .4[答案] C[解析] 抛物线C 的准线方程为x =-2,焦点F (2,0),由|PF |=42及抛物线的定义知,P 点的横坐标x P =32,从而y P =±26,∴S △POF =12|OF |·|y P |=12×2×26=2 3.3.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)、P 3(x 3,y 3)在抛物线上,且2x 2=x 1+x 3,则有( )A .|P 1F |+|P 2F |=|FP 3|B .|P 1F |2+|P 2F |2=|P 3F |2C .2|P 2F |=|P 1F |+|P 3F |D .|P 2F |2=|P 1F |·|P 3F |[答案] C[解析] ∵点P 1、P 2、P 3在抛物线上,且2x 2=x 1+x 3,两边同时加上p , 得2(x 2+p 2)=x 1+p 2+x 3+p2,即2|P 2F |=|P 1F |+|P 3F |,故选C.4.已知抛物线方程为y 2=4x ,直线l 的方程为x -y +4=0,在抛物线上有一动点P 到y 轴的距离为d 1,P 到直线l 的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值为( )A.522 B .522+1 C.522-2D .522-1[答案] D[解析] 设抛物线焦点为F ,过P 作P A 与准线垂直,垂足为A ,作PB 与l 垂直,垂足为B ,则d 1+d 2=|P A |+|PB |-1=|PF |+|PB |-1,显然当P 、F 、B 三点共线(即P 点在由F 向l 作垂线的垂线段上)时,d 1+d 2取到最小值,最小值为522-1.二、填空题5.已知点A (0,2),抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,线段F A 交抛物于点B ,过B 点作l 的垂线,垂足为M ,若AM ⊥MF ,则p =________.[答案]2[解析] 由抛物线的定义可得BM =BF ,F (P2,0),又AM ⊥MF ,故点B 为线段F A 中点,即B (p 4,1),所以1=2p ×p4⇒p = 2.6.在平面直角坐标系xOy 中,点B 与点A (-1,0)关于原点O 对称.点P (x 0,y 0)在抛物线y 2=4x 上,且直线AP 与BP 的斜率之积等于2,则x 0=________.[答案] 1+ 2[解析] ∵点B 与点A (-1,0)关于原点O 对称,∴B (1,0),根据题意,得y 20x 20-1=2,又y 20=4x 0,∴2x 0=x 20-1,即x 20-2x 0-1=0,解得x 0=2±82=1±2,舍去负值,得x 0=1+ 2. 三、解答题7.求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过抛物线y 2=2mx 的焦点F 作x 轴的垂线交抛物线于A 、B 两点,且|AB |=6; (2)抛物线顶点在原点,对称轴是x 轴,点P (-5,25)到焦点的距离是6.[解析] (1)设抛物线的准线为l ,交x 轴于K 点,l 的方程为x =-m2,如图,作AA ′⊥l于A ′,BB ′⊥l 于B ′,则|AF |=|AA ′|=|FK |=|m |,同理|BF |=|m |.又|AB |=6,则2|m |=6. ∴m =±3,故所求抛物线方程为y 2=±6x .(2)设焦点F (a,0),|PF |=(a +5)2+20=6,即a 2+10a +9=0,解得a =-1或a =-9.当焦点为F (-1,0)时,p =2,抛物线开口方向向左,其方程为y 2=-4x ;当焦点为F (-9,0)时,p =18,抛物线开口方向向左,其方程为y 2=-36x .8.一辆卡车高3 m ,宽1.6 m ,欲通过断面为抛物线型的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为a m ,求使卡车通过的a 的最小整数值.[解析] 以隧道顶点为原点,拱高所在直线为y 轴建立直角坐标系,则B 点的坐标为(a2,-a 4),如图所示,设隧道所在抛物线方程为x 2=my ,则(a 2)2=m ·(-a 4),∴m =-a ,即抛物线方程为x 2=-ay . 将(0.8,y )代入抛物线方程,得 0.82=-ay , 即y =-0.82a.欲使卡车通过隧道,应有y -(-a 4)>3,即a 4-0.82a >3,由于a >0,得上述不等式的解为a >12.21,∴a 应取13.。
2013-2014学年度第二学期3月月考高二数学试卷满分:150分,时间:120分钟一、选择题:(本大题共12小题,每小题5分,共60分) 1、抛物线y 2=-2px (p>0)的焦点为F ,准线为l ,则p 表示 ( ) A 、F 到准线l 的距离 B 、F 到y 轴的距离C 、F 点的横坐标D 、F 到准线l 的距离的一半2.抛物线22x y =的焦点坐标是 ( )A .)0,1(B .)0,41( C .)81,0(D .)41,0(3.离心率为32,长轴长为6的椭圆的标准方程是 ( )A .22195x y += B .22195x y +=或22159x y += C .2213620x y += D .2213620x y +=或2212036x y += 4、焦点在x 轴上,且6,8==b a 的双曲线的渐近线方程是 ( ) A .043=+y x B .043=-y x C .043=±y x D . 034=±y x5、以椭圆15822=+y x 的焦点为顶点,椭圆的顶点为焦点的双曲线的方程为 ( ) A .15322=-y x B .13522=-y x C .181322=-y x D .151322=-y x 6.顶点在原点,坐标轴为对称轴的抛物线过点(-2,3),则它的方程是 ( )A.y x 292-=或x y 342=B.x y 292-=或y x 342= C.y x 342=D.x y 292-= 7.抛物线22y px =的焦点与椭圆22162x y +=的右焦点重合,则p = ( ) A .4 B .4- C .2 D . 2- 8、双曲线112422=-y x 的焦点到渐近线的距离为 ( ) A . 1 B .2 C .3 D .329.以椭圆22=1169144x y +的右焦点为圆心,且与双曲线22=1916x y -的渐近线相切的圆方程是( )A .x 2+y 2-10x +9=0B .x 2+y 2-10x -9=0 C .x 2+y 2+10x +9=0 D .x 2+y 2+10x -9=010.已知方程11222=-+-k y k x 的图象是双曲线,那么k 的取值范围是 ( ) A . 1<k B .2>kC . 1<k 或2>kD . 21<<k11.已知椭圆()222109x y a a+=>与双曲线22143x y -=有相同的焦点, 则a 的值为 ( )A B .C . 4 D .1012.对任意实数θ,则方程x 2+y 2sin θ=4所表示的曲线不可能是 ( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆 二、填空题:(本大题共5小题,共20分)13.若一个椭圆的短轴长是长轴长与焦距的等差中项,则该椭圆的离心率是14.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的两条渐近线互相垂直,那么该双曲线的离心率是15.已知双曲线221y x a-=的一条渐近线与直线230x y -+=垂直,则实数a = . 16.对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件;(1)焦点在y 轴正半轴上; (2)焦点在x 轴正半轴上;(3)抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;(4)抛物线的准线方程为25-=x其中适合抛物线y 2=10x 的条件是(要求填写合适条件的序号) .三、解答题:(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 17.(本题10分)求与椭圆205422=+y x 有相同的焦点,且顶点在原点的抛物线方程.18.(本题12分)双曲线C 与椭圆x 28+y 24=1有相同的焦点,直线y =3x 为C 的一条渐近线.求双曲线C 的方程.19.(本题12分)已知双曲线的离心率25=e ,且与椭圆131322=+y x 有共同的焦点,求该双曲线的标准方程。
圆锥曲线与方程
一、选择题
1.双曲线3x 2-y 2=9的实轴长是 ( )
A .2 3
B .22
C .4 3
D .4 2 2.以x 24-y 212
=-1的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为 ( ) A.x 216+y 212=1 B.x 212+y 216=1 C.x 216+y 24=1 D.x 24+y 216
=1 3.对抛物线y =4x 2,下列描述正确的是 ( )
A .开口向上,焦点为(0,1)
B .开口向上,焦点为⎝⎛⎭
⎫0,116 C .开口向右,焦点为(1,0)
D .开口向右,焦点为⎝⎛⎭
⎫0,116 4.若k ∈R ,则k >3是方程x 2k -3-y 2
k +3
=1表示双曲线的 ( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件
C .充要条件
D .既不充分又不必要条件
5.若双曲线x 23-16y 2
p 2=1的左焦点在抛物线y 2=2px (p >0)的准线上,则p 的值为( ) A .2 B .3 C .4 D .4 2
6.设双曲线x 2a 2-y 29
=1(a >0)的渐近线方程为3x ±2y =0,则a 的值为 ( ) A .4 B .3 C .2 D .1
7.已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,满足MF 1→·MF 2→=0的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率
的取值范围是 ( )
A .(0,1) B.⎝⎛⎦⎤0,12 C.⎝⎛⎭⎫0,22 D.⎣⎡⎭
⎫22,1 8.已知点P 在抛物线y 2=4x 上,那么点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P 的坐标为 ( ) A.⎝⎛⎭⎫14,-1 B.⎝⎛⎭⎫14,1 C.⎝⎛⎭⎫12,-1 D.⎝⎛⎭
⎫12,1 9.已知直线l 与抛物线y 2=8x 交于A 、B 两点,且l 经过抛物线的焦点F ,A 点的坐标为(8,8),则线段AB 的中点到准线的距离是 ( ) A.254 B.252 C.258
D .25 10.设双曲线x 2a 2-y 2
b
2=1的一条渐近线与抛物线y =x 2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为 ( ) A.54 B .5 C.52
D. 5 11.若双曲线x 29-y 24
=1的渐近线上的点A 与双曲线的右焦点F 的距离最小,抛物线y 2=2px (p >0)通过点A ,则p 的值为 ( )
A.92 B .2 C.21313 D.1313
12.已知双曲线x 2a 2-y 2
b
2=1 (a >0,b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,若在双曲线的右支上存在一点P ,使得|PF 1|=3|PF 2|,则双曲线的离心率e 的取值范围为 ( )
A .[2,+∞)
B .[2,+∞)
C .(1,2]
D .(1,2]
二、填空题
13.已知长方形ABCD ,AB =4,BC =3,则以A 、B 为焦点,且过C 、D 两点的椭圆的离心
率为______.
14.椭圆x 24
+y 2=1的两个焦点F 1,F 2,过点F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,其中一个交点为P ,则|PF 2|=______.
15.已知抛物线y 2=4x ,过点P (4,0)的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 21
+y 22的最小值是________.
16.F 1,F 2分别是椭圆x 22+y 2=1的左,右两个焦点,过F 2作倾斜角为π4
的弦AB ,则△F 1AB 的面积为________.
三、解答题
17.已知双曲线x 29-y 2
16
=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,若双曲线上一点P 使得∠F 1PF 2=90°,求△F 1PF 2的面积.
18.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.
19.已知双曲线的方程为x 2-y 22
=1,试问:是否存在被点B (1,1)平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.
20.设圆C 与两圆(x +5)2+y 2=4,(x -5)2+y 2=4中的一个内切,另一个外切.
(1)求圆C 的圆心轨迹L 的方程;
(2)已知点M (355,455
),F (5,0),且P 为L 上的动点,求||MP |-|FP ||的最大值及此时点P 的坐标.
21.过抛物线y 2=4x 的焦点F 作直线l 与抛物线交于A 、B 两点.求证:△AOB 不是直角三
角形.
22.已知椭圆G :x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)的离心率为63
,右焦点为(22,0),斜率为1的直线l 与椭圆G 交于A 、B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为P (-3,2).
(1)求椭圆G 的方程;(2)求△P AB 的面积.
圆锥曲线与方程测试题答案
1.A 2.D 3.B 4.A 5.C 6.C 7.C 8.A 9.A 10.D 11.C 12.C 13.12 14.72 15.32 16.43 17.16 18.(1)-1 (2)(x -2)2+(y -1)2=4
19.解 如图所示,设被B (1,1)平分的弦所在的直线方程为y =k (x -1)+1,
代入双曲线方程x 2-y 2
2=1,
得(k 2-2)x 2-2k (k -1)x +k 2-2k +3=0,
∴Δ=[-2k (k -1)]2-4(k 2-2)(k 2-2k +3)>0.
解得k <3
2,且k ≠±2,
∴x 1+x 2=2k (k -1)
k 2-2.
∵B (1,1)是弦的中点,∴k (k -1)
k 2-2=1.
∴k =2>3
2.故不存在被点B (1,1)所平分的弦.
20.解 (1)设圆C 的圆心坐标为(x ,y ),半径为r .
圆(x +5)2+y 2=4的圆心为F 1(-5,0),半径为2,
圆(x -5)2+y 2=4的圆心为F (5,0),半径为2.
由题意得⎩
⎪⎨⎪⎧ |CF 1|=r +2,
|CF |=r -2
或⎩⎪⎨⎪⎧ |CF 1|=r -2,
|CF |=r +2,
∴||CF 1|-|CF ||=4.
∵|F 1F |=25>4.
∴圆C 的圆心轨迹是以F 1(-5,0),F (5,0)为焦点的双曲
线,其方程为x 2
4-y 2=1.
(2)由图知,||MP |-|FP ||≤|MF |,∴当M ,P ,F 三点共线,且
点P 在MF 延长线上时,|MP |-|FP |取得最大值|MF |,
且|MF |=(355-5)2+(45
5-0)2=2.
直线MF 的方程为y =-2x +25,与双曲线方程联立得
⎩⎪⎨⎪⎧ y =-2x +25,
x 24-y 2=1,
整理得15x 2-325x +84=0.
解得x 1=145
15(舍去),x 2=655.此时y =-25
5.
∴当||MP |-|FP ||取得最大值2时,点P 的坐标为(655,-255
). 21.证明 ∵焦点F 为(1,0),过点F 且与抛物线交于点A 、B 的直线可设为ky =x -1,代入
抛物线y 2=4x ,
得y 2-4ky -4=0,则有y A y B =-4,
则x A x B =y 2A 4·y 2B 4
=1. 又|OA |·|OB |cos ∠AOB =·=x A x B +y A y B =1-4=-3<0,
得∠AOB 为钝角,故△AOB 不是直角三角形.
22.解 (1)由已知得c =22,c a =63. 解得a =23,又b 2=a 2-c 2=4. 所以椭圆G 的方程为x 212+y 2
4
=1. (2)设直线l 的方程为y =x +m .
由⎩⎪⎨⎪⎧
y =x +m
x 212+y 24=1
, 得4x 2+6mx +3m 2-12=0.①
设A 、B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2) (x 1<x 2),AB 中点为E (x 0,y 0),
则x 0=x 1+x 22=-3m 4,y 0=x 0+m =m 4
; 因为AB 是等腰△P AB 的底边,所以PE ⊥AB .
所以PE 的斜率k =2-m 4-3+3m 4
=-1. 解得m =2.
此时方程①为4x 2+12x =0.
解得x 1=-3,x 2=0.所以y 1=-1,y 2=2.
所以|AB |=3 2.此时,点P (-3,2)到直线AB :x -y +2=0的距离d =|-3-2+2|2
=322, 所以△P AB 的面积S =12|AB |·d =92.。