第二章 圆锥曲线与方程
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高中数学人教A版2003课标版选修1-1第二章圆锥曲线与方程→2.3抛物线→阅读与思考圆锥曲线的光学性质及其应用《圆锥曲线的光学性质及其应用》的教学设计第一课时抛物线的光学性质及其应用一、教学目标1.理解抛物线的光学性质,并会应用数学推理得出抛物线的光学性质,并会应用它解决数学问题。
2.会用数学建模的思想将实际生活问题数学化,也会用数学建模的思想将数学问题生活化。
二、教学重点理解抛物线的光学性质并会推导。
三、教学难点数学建模思想的应用。
四、教学过程(一)课题引入问题一:手电筒一只很小的灯泡发出的光,会分散地射向各方,但把它装在圆柱形手电筒里,经过适当调节,就能射出一束比较强的平行光线。
这是为什么呢?设计意图:从生活中的一个例子出发,提出问题,引发学生的求知欲,从而提出课题。
(二)课题提出抛物线的光学性质:从抛物线的焦点发出的光,经过抛物线反射后,反射光线都平行于抛物线的轴。
抛物线这种聚焦特性,成为聚能装置或定向发射装置的最佳选择.例如探照灯、汽车大灯等反射镜面的纵剖线是抛物线,把光源置于它的焦点处,经镜面反射后能成为平行光束,使照射距离加大,并可通过转动抛物线的对称轴方向,控制照射方向.卫星通讯像碗一样接收或发射天线,一般也是以抛物线绕对称轴旋转得到的,把接收器置于其焦点,抛物线的对称轴跟踪对准卫星,这样可以把卫星发射的微弱电磁波讯号射线,最大限度地集中到接收器上,保证接收效果;反之,把发射装置安装在焦点,把对称轴跟踪对准卫星,则可以使发射的电磁波讯号射线能平行地到达卫星的接收装置,同样保证接收效果.最常见的太阳能热水器,它也是以抛物线镜面聚集太阳光,以加热焦点处的贮水器的.问题二:生活问题数学化要探究抛物线的光学性质,首先必须将这样一个光学实际问题,转化为数学问题,进行解释论证,那么我们如何用数学语言阐述并证明抛物线的光学性质?设计意图:提出抛物线的光学性质,并通过列举它在生活中的大量应用,让学生感知数学无处不在,并有将生活问题数学化的欲望。
选修1-1 第二章《圆锥曲线与方程》§2.1.1 椭圆及其标准方程【知识要点】● 椭圆的定义:到两个定点 F 1、F 2的距离之和等于定长(12FF >)的点的轨迹.● 标准方程:(1)()222210x y a b a b+=>>,22c a b =-,焦点是 F 1(-c ,0),F 2(c ,0);(2)()222210y x a b a b+=>>,22c a b =-,焦点是 F 1(0,-c ),F 2(0,c ).【例题精讲】【例 1】两个焦点坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭圆上一点 P 到两焦点的距离之和等于 10,写出椭圆的标准方程.【例 2】已知椭圆的两个焦点坐标分别是(0,-2)和(0,2)且过35,22⎛⎫- ⎪⎝⎭,求椭圆的标准方程.点评:题(1)根据定义求.若将焦点改为(0,-4)、(0,4)其结果如何;题(2)由学生的思考与练习,总结有两种求法:其一由定义求出长轴与短轴长,根据条件写出方程;其二是由已知焦距,求出长轴与短轴的关系,设出椭圆方程,由点在椭圆上的条件,用待定系数的办法得出方程.【例 3】判断下列方程是否表示椭圆,若是,求出 a ,b ,c 的值.【例4】已知ΔABC 的一边BC 的长为6,周长为16,求顶点A 的轨迹方程.【基础达标】1.椭圆221259x y +=上一点 P 到一个焦点的距离为 5,则 P 到另一个焦点的距离为( ) A .5 B .6 C .4 D .102.椭圆2211312x y +=上任一点 P 到两个焦点的距离的和为( ) A .26 B .24 C .2 D .2133.已知 F 1,F 2是椭圆221259x y +=的两个焦点,过 F 1的直线交椭圆于 M ,N 两点,则△MNF 2周长为( )A .10B .16C .20D .324.椭圆的两个焦点分别是F 1(-8,0)和F 2(8,0),且椭圆上一点到两个焦点距离之和为 20,则此椭圆的 标准方程为( )A .2212012x y += B .22140036x y += C .22110036x y += D .22136100x y +=5.椭圆2214x y m +=的焦距是 2,则 m 的值为( ) A .5或 3 B .8 C .5 D .166.椭圆221169x y +=的焦距是 ,焦点坐标为 . 7.焦点为(0,4)和(0,-4),且过点()533,-的椭圆方程是 .1~5 ADCCA【能力提高】8.如果方程 x 2+ky 2=2表示焦点在 y 轴上的椭圆,求实数 k 的取值范围.9.写出适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)a=4,b =3,焦点在x 轴; (2)a =5,c =2,焦点在y 轴上.10.求到定点(2,0)与到定直线x =8的距离之比为22的动点的轨迹方程.§2.1.2 椭圆的简单几何性质(一)【知识要点】● 熟练掌握椭圆的范围,对称性,顶点,离心率等简单几何性质. ● 掌握标准方程中a ,b ,c 的几何意义,以及a ,b ,c ,e 的相互关系. ● 理解、掌握坐标法中根据曲线的方程研究曲线的几何性质的一般方法.【例题精讲】【例 1】已知椭圆的中心在坐标原点 O ,焦点在 x 轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,且离心率为22,求椭圆的方程.【例 2】已知 x 轴上的一定点 A (1,0),Q 为椭圆2214x y +=上的动点,求 A Q 中点 M 的轨迹方程.【例 3】椭圆22110036x y +=上有一点 P ,它到椭圆的左焦点 F 1的距离为 8,求△PF 1F 2的面积.【例 4】设P 是椭圆()22211x y a a+=>短轴的一个端点,Q 为椭圆上的一个动点,求PQ 的最大值.【基础达标】1.已知P 是椭圆22110036x y +=上的一点,若P 到椭圆右焦点的距离是345,则P 点到椭圆左焦点的距离是( ) A .165 B .665 C .758D .778 2.若焦点在 x 轴上的椭圆2212x y m+=的离心率为12,则 m =( )A .3B .32 C .83 D .233.已知椭圆的中心在原点,焦点在 x 轴上,且长轴长为 12,离心率为13,则椭圆的方程是( )A .221144128x y += B .2213620x y += C .2213236x y += D .2213632x y += 4.设定点F 1(0,-3)、F 2(0,3),动点P 满足条件()1290PF PF a a a+=+>,则点P 的轨迹是( )A .椭圆B .线段C .不存在D .椭圆或线段 5.若椭圆短轴长等于焦距的3倍,则这个椭圆的离心率为( )A .14 B .22 C .24D .12 6.已知椭圆C 的短轴长为6,焦点F 到长轴的一个端点的距离等于9,则椭圆C 的离心率等于 . 7.离心率12e =,一个焦点是 F (0,-3)的椭圆标准方程为 .1~5 BBDDD【能力提高】8.求过点A(-1,-2)且与椭圆22169x y+=的两个焦点相同的椭圆标准方程.9.已知椭圆的对称轴为坐标轴,离心率23e=,短轴长为85,求椭圆的方程.10.设有一颗卫星沿一椭圆轨道绕地球运行,地球恰好位于椭圆轨道的焦点处,当此卫星离地球相距m万千米和43m万千米时,经过地球和卫星的直线与椭圆的长轴夹角分别为2π和3π,求该卫星与地球的最近距离.§2.1.2 椭圆的简单几何性质(二)【知识要点】●掌握椭圆范围、对称性、顶点、离心率、准线方程等几何性质.●能利用椭圆的有关知识解决实际问题,及综合问题.【例题精讲】【例 1】已知椭圆C 的焦点F 1()22,0-和F 2()22,0,长轴长6,设直线y =x +2交椭圆C 于A 、B 两点,求线段AB 的中点坐标.【例 2】椭圆的中心为点E (-1,0),它的一个焦点为F (-3,0),且椭圆的离心率255e =,求这个椭圆的方程.【例 3】已知椭圆2212x y +=的左焦点为F ,O 为坐标原点,求过点O 、F ,并且与直线l :x =-2相切的圆的方程.【例 4】如图,把椭圆2212516x y +=的长轴 AB 分成 8等份,过每个分点作 x 轴的垂线交椭圆的上半部分于 P 1,P 2,P 3,P 4,P 5,P 6,P 7七个点,F 是椭圆的一个焦点,则123++PF P F PF +45++P F P F67+P F P F = .【基础达标】1.椭圆22110036x y +=上的点 P 到它的左焦点的距离是 12,那么点 P 到它的右焦点的距离是( ) A .15 B .12 C .10 D .82.已知椭圆()2221525x y a a +=>的两个焦点为F 1、 F 2,且|F 1F 2|=8,弦 A B 过点 F 1,则△ A BF 2的周长为( )A .10B .20C .241D .4413.椭圆221259x y +=的焦点 F 1、F 2,P 为椭圆上的一点,已知 P F 1⊥PF 2,则△ F 1PF 2的 面积为( ) A .9 B .12 C .10 D .84.椭圆221164x y +=上的点到直线 x +2y 2-=0 的最大距离是( ) A .3 B .11 C .22 D .105.如果椭圆221369x y +=的弦被点(4,2)平分,则这条弦所在的直线方程是( ) A . x -2 y =0 B . x +2 y -4=0 C . 2x +3y -12=0 D . x +2 y -8=06.与椭圆22143x y +=具有相同的离心率且过点(2,3-)的椭圆的标准方程是 . 7.离心率53e =,一个焦点的坐标为5,03⎛⎫- ⎪⎝⎭的椭圆的标准方程是 . F1~5 DDBAD 【能力提高】8.已知椭圆22194x y+=上的点P到其右焦点的距离是长轴两端点到右焦点的距离的等差中项,求P点坐标.9.过椭圆22194x y+=内一点D(1,0)引动弦A B,求弦A B的中点M的轨迹方程.10.椭圆221164x y+=上有两点P、Q,O是原点,若O P、OQ斜率之积为14-.求证22OP OQ+为定值.§2.2.1双曲线及其标准方程【知识要点】●掌握双曲线的定义,熟记双曲线的标准方程;●掌握双曲线标准方程的推导,会求动点轨迹方程;● 会按y 2特定条件求双曲线的标准方程; ● 理解双曲线与椭圆的联系与区别.【例题精讲】【例 1】判断下列方程是否表示双曲线,若是,求出三量 a ,b ,c 的值.【例 2】已知双曲线的焦点在y 轴上,中心在原点,且点()13,42P -、29,54P ⎛⎫⎪⎝⎭在此双曲线上,求双曲线的标准方程.【例 3】点 A 位于双曲线()222210,0x y a b a b-=>>上, F 1,F 2是它的两个焦点,求△AF 1F 2的重心G 的轨迹方程.【例 4】已知三点 P (5,2)、 F 1(-6,0)、 F 2(6,0).(1)求以F 1、F 2为焦点且过点 P 的椭圆的标准方程;(2)设点 P 、F 1、F 2关于直线 y =x 的对称点分别为 P '、F 1'、F 2',求以F 1'、F 2'为焦点且过点P '的双曲线的标准方程.【基础达标】1.双曲线22221124x y m m-=+-的焦距是( ) A .4 B .22 C .8 D .与 m 有关2.椭圆222+134x y n =和双曲线222116x y n -=有相同的焦点,则实数 n 的值是( ) A .±5 B .±3 C .5 D .93.若0k a <<,双曲线22221x y a k b k -=-+与双曲线22221x y a b-=有( ) A .相同的虚轴 B .相同的实轴 C .相同的渐近线 D .相同的焦点4.过双曲线221169x y -=左焦点 F 1的弦 A B 长为 6,则 △ABF 2(F 2为右焦点)的周长是( ) A .28 B .22 C .14 D .125.设F 1,F 2是双曲线2214x y -=的焦点,点 P 在双曲线上,且 ∠F 1PF 2=90°,则点 P 到x 轴的距离为( )A .1B .55C .2D .5 6.到两定点F 1(-3,0)、F 2(3,0)的距离之差的绝对值等于 6的点 M 的轨迹是 .7.方程22+111x y k k=+-表示双曲线,则 k 的取值范围是 .1~5 CBDAB【能力提高】8.求与双曲线221164x y -=有公共焦点,且过点(32,2)的双曲线方程.9.如图,某农场在 P 处有一堆肥,今要把这堆肥料沿道路 P A 或 P B 送到庄稼地 A BCD 中去,已知 P A =100 m ,PB =150m ,∠APB =60°.能否在田地 A BCD 中确定一条界线,使位于界线一侧的点,沿道路 P A 送肥较近;而另一侧的点,沿道路 P B 送肥较近? 如果能,请说出这条界线是一条什么曲线,并求出其方程.10.已知点()3,0A -和()3,0B,动点C 到A 、B 两点的距离之差的绝对值为 2,点 C 的轨迹与直线 y =x -2 交于 D 、E 两点,求线段 D E 的长.§2.2.2 双曲线的简单几何性质(一)【知识要点】● 掌握双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率等几何性质. ● 掌握等轴双曲线,共轭双曲线等概念.【例题精讲】【例 1】求双曲线2214y x -=的顶点坐标、焦点坐标,实半轴长、虚半轴长和渐近线方程.【例 2】求一条渐近线方程是 3x +4y =0,一个焦点是(4,0)的双曲线标准方程,并求此双曲线的离心率.【例 3】求与双曲线221169x y -=共渐近线且过 A (33,-3)的双曲线的方程.【例 4】已知△ABC 的底边 B C 长为 12,且底边固定,顶点 A 是动点,使sin B -sin C =12sin A ,求点 A 的轨迹.【基础达标】1.下列方程中,以x ±2y =0为渐近线的双曲线方程是( )A .221164x y -= B .221416x y -= C .2212x y -= D .2212y x -= 2.已知双曲线的离心率为 2,焦点是(-4,0),(4,0),则双曲线方程为( )A .221412x y -= B .221124x y -= C .221106x y -= D .221610x y -= 3.过点(3,0)的直线 l 与双曲线 4x 2-9y 2=36只有一个公共点,则直线 l 共有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条4.方程mx 2+ny 2+mn =0(m <n <0)所表示的曲线的焦点坐标是( )A .()0m n ±-,B .()0n m ±-,C .()0m n ±-,D .()0n m ±-,5.与双曲线221916x y -=有共同的渐近线,且经过点A (-3,23)的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是( )A.8 B.4 C.2 D.16.双曲线9y2-4x2=36的渐近线方程是.7.经过点M(3,-1),且对称轴在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是.1~5 AACBC【能力提高】8.求一条渐近线方程是3x+4y=0,一个焦点是(5,0)的双曲线标准方程,并求此双曲线的离心率.9.求以椭圆22+16416x y=的顶点为焦点,且一条渐近线的倾斜角为56π的双曲线方程.10.已知双曲线的方程是16x2-9y2=144.(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;(2)设F1和F2是双曲线的左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=32,求∠F1PF2的大小.§2.2.2 双曲线的简单几何性质(二)【例题精讲】【例 1】如果双曲线的两个焦点分别为F 1(-3,0)、F 2 (3,0),一条渐近线方程为2y x =,那么它的离心率是( )A .63B .4C .2D .3【例 2】过双曲线221916x y -=的左焦点F 1,作倾斜角为=4πα的直线与双曲线交于两点A 、B ,求AB的长.【例 3】已知动点 P 与双曲线 x 2-y 2=1的两个焦点F 1,F 2的距离之和为定值,且 c os ∠F 1PF 2的最小值为13-.求动点P 的轨迹方程.【例 4】已知不论 b 取何实数,直线 y =kx +b 与双曲线 x 2-2y 2=1总有公共点,试求实数 k 的取值范围.【基础达标】1.到两定点F 1(-3,0)、F 2 (3,0) 的距离之差的绝对值等于 6的点 M 的轨迹( ) A .椭圆 B .线段 C .双曲线 D .两条射线 4.双曲线的两个顶点将焦距三等分,则它的离心率为( ) A .32 B .3 C .43D .3 5.已知 m ,n 为两个不相等的非零实数,则方程mx -y +n =0与 n x 2+my 2=mn 所表示的曲线可能是( )A B C D6.双曲线22197x y -=的右焦点到右顶点的距离为 . 7.与椭圆22+11625x y =有相同的焦点,且离心率为355的双曲线方程为 . 1~5 DDCBC【能力提高】8.设双曲线()222210x y a b a b-=<<的半焦距为c ,直线l 过(a ,0),(0,b )两点,已知原点到直线lyox yox yox yox的距离为34c ,求此双曲线的离心率.9.求过点M (3,-1)且被点M 平分的双曲线2214x y -=的弦所在直线方程.10.设双曲线 C 1的方程为()222210,0x y a b a b-=>>,A 、B 为其左、右两个顶点,P 是双曲线 C 1上的任意一点,引 Q B ⊥PB ,QA ⊥PA ,AQ 与 B Q 交于点 Q ,求 Q 点的轨迹方程.§2.3.1 抛物线及其标准方程【知识要点】● 掌握抛物线的定义.● 标准方程的不同形式及其推导过程.● 熟练画出抛物线的草图,求出抛物线的标准方程、焦点、准线方程.【例题精讲】【例 1】已知抛物线的标准方程是:(1)y 2=12x ,(2)y =12x 2,求它的焦点坐标和准线方程.【例2】求满足下列条件的抛物线的标准方程:(1)焦点坐标是F(-5,0);(2)经过点A(2,-3)【例3】直线y=x-3与抛物线y2=4x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,则梯形A PQB的面积为()A.48 B.56 C.64 D.72【例4】斜率为1的直线经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线相交于两点A、B,求线段A B 的长.【基础达标】1.抛物线y 2=ax (a ≠0)的准线方程是 ( ) A .4a x =-B .4ax = C .4a x =- D .4a x = 2.抛物线的顶点在原点,对称轴为 x 轴,焦点在直线 3x -4y -12=0上,此抛物线的方程是( ) A .y 2=16x B .y 2=12x C .y 2=-16x D .y 2=-12x 3.焦点在直线 3x -4y -12=0上的抛物线标准方程是( ) A .y 2=16x 或 x 2=16y B .y 2=16x 或 x 2=12y C .x 2=-12y 或 y 2=16x D .x 2=16y 或 y 2=-12x4.已知 M (m ,4)是抛物线 x 2=ay 上的点,F 是抛物线的焦点,若|MF |=5,则此抛物线的焦点坐标是( )A .(0,-1)B .(0,1)C .(0,-2)D .(0,2) 5.过抛物线 y 2=4x 的焦点 F 作倾斜角为34π的直线交抛物线于 A 、B 两点,则 A B 的长是( ) A .42 B .4 C .8 D .26.顶点在原点,焦点在 y 轴上,且过点 P (4,2)的抛物线方程是 . 7.平面上的动点P 到点 A (0,-2)的距离比到直线 l :y =4的距离小 2,则动点P 的轨迹方程 是 .1~5 AACBC【能力提高】8.点M 到点(0,8)的距离比它到直线 y =-7的距离大 1,求 M 点的轨迹方程.9.抛物线 y 2=16x 上的一点 P 到 x 轴的距离为 12,焦点为 F ,求|PF |的值.10.抛物线拱桥跨度为52米,拱顶离水面6.5米,一竹排上有一4米宽6米高的大木箱,问此木排能否安全通过此桥?§2.3.2 抛物线的简单几何性质(一)【知识要点】● 抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;● 能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论;注意数与形的结合.【例题精讲】【例 1】已知抛物线关于x 轴为对称轴,它的顶点在坐标原点,并且经过点()2,22M -,求它的标准方程.xy O【例2】过抛物线y2=2px的焦点F任作一条直线m,交这抛物线于A、B两点,求证:以A B为直径的圆和这抛物线的准线相切.【例3】正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线y2=2px()0p>上,求这个正三角形的边长.【例4】抛物线x2=4y的焦点为F,过点(0,-1)作直线L交抛物线A、B两点,再以A F、BF为邻边作平行四边形F ARB,试求动点R的轨迹方程.【基础达标】1.过抛物线 y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于()11,A x y ,()22,B x y 两点,如果126x x +=,那么|AB | =( )A .10B .8C .6D .42.顶点在原点,焦点在 y 轴上,且过点 P (4,2)的抛物线方程是( ) A .x 2=8y B .x 2=4y C .x 2=2y D .x 2=12y 3.已知 M 为抛物线y 2=4x 上一动点,F 为抛物线的焦点,定点 P (3,1),则MP MF +的最小值为( )A .3B .4C .5D .64.已知抛物线 y 2=-12x 上一点 P (x 0,y 0)到焦点的距离为 8,则 x 0的值为( ) A .-5 B .5 C .-4 D .45.抛物线 y 2=8x 上一点 P 到顶点的距离等于它们到准线的距离,这点坐标是( ) A .()2,4 B .()2,4± C .()1,22 D .()1,22± 6.抛物线 2y 2+5x =0 的准线方程是 .7.过抛物线焦点 F 的直线与抛物线交于 A 、B 两点,若 A 、B 在准线上的射影是 A 2,B 2,则∠A 2FB 2等于 .1~5 BABAD【能力提高】8.抛物线顶点在原点,它的准线经过双曲线22221x y a b-=的一个焦点,并且这条准线与双曲线的实轴垂直,又抛物线与双曲线交于点362⎛⎫ ⎪⎝⎭,,求二者的方程.9.顶点在坐标原点,焦点在x轴上的抛物线被直线y=2x+1截得的弦长为15,求抛物线的方程.p>的焦点F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准10.设抛物线y2=2px()0线上,且B C∥轴.证明:直线AC经过原点O.§2.3.2 抛物线的简单几何性质(二)【例题精讲】【例1】过抛物线y2=2x的顶点作互相垂直的二弦O A、OB.(1)求A B中点的轨迹方程.(2)证明:AB与x轴的交点为定点.【例2】已知点 A (2,8),B (x 1,y 1),C (x 2,y 2)在抛物线 y 2=2px 上,△ABC 的重心与此抛 物线的焦点 F 重合.(1)写出该抛物线的方程和焦点F 的坐标; (2)求线段BC 中点 M 的坐标; (3)求 B C 所在直线的方程.【例 3】抛物线 y =-x 2上的点到直线 4x +3y -8=0距离的最小值是( )A .43 B .75 C .85D .3【基础达标】1.已知抛物线的顶点在原点,对称轴是坐标轴,且焦点在直线 3x -4y -12=0时,则此抛物线的方 程是( )A .y 2=16xB .x 2=-12yC .y 2=8x 或x 2=-6yD . y 2=16x 或x 2=-12y 2.抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,点()5,25-到焦点距离是6,则抛物线的方程为( ) A .y 2=-4x B 、y 2=-2x C 、 y 2=2x D 、 y 2=-4x 或x 2=-36y 3.在抛物线 y =x 2上有三点 A 、B 、C ,其横坐标分别为-1,2,3,在y 轴上有一点D 的纵坐标为 6,那么以 A 、B 、C 、D 为顶点的四边形是( )A .正方形B .平行四边形C .菱形D .任意四边形4.抛物线 y 2=4x 的焦点F ,准线为l ,交 x 轴于 R ,过抛物线上一点 P (4,4)作 P Q ⊥ l 于Q ,则梯形 PFRQ 的面积是( )A .12B .14C .16D .18 5.抛物线 y 2=-4x 关于直线 x +y =2对称的曲线的顶点坐标为( )A .(2,2)B .(0,0)C .(-2,-2)D .(2,0) 6.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M 点的轨迹方程 是 .7.抛物线y 2=4x 的弦AB 垂直于x 轴,若AB 的长为43,则焦点到AB 的距离为 .1~5 DABBA【能力提高】8.经过抛物线 y 2=-8x 的焦点且和抛物线的对称轴成 60°角的直线与抛物线交 A 、B 两点,求|AB |.9.求过A(-1,1),且与抛物线y=x2+2有一个公共点的直线方程.10.已知抛物线C:y=x2+4x+72,过C上一点M,且与M处的切线垂直的直线称为C在点M的法线.若C在点M的法线的斜率为12-,求点M的坐标(x0,y0).第二章圆锥曲线复习(一)【知识要点】●椭圆定义,椭圆的标准方程,椭圆的性质.●双曲线的定义,双曲线的标准方程及特点,双曲线的几何性质.●抛物线定义,抛物线的几何性质.【例题精讲】【例1】椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,一个焦点与短轴两端点的连线互相垂直,且这个焦点到长轴上较近顶点的距离是105-,求椭圆方程.【例 2】已知双曲线2214x y -=和定点12,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭. (Ⅰ)过 P 点可以做几条直线与双曲线 C 只有一个公共点;(Ⅱ)双曲线C 的弦中,以 P 点为中点的弦 P 1P 2是否存在? 并说明理由.【例 3】已知点 A (0,2)及椭圆22+14x y =,在椭圆上求一点 P 使PA 的值最大.【例 4】己知点P 在抛物线 x 2=y 上运动,Q 点的坐标是(-1,2),O 是原点,OPQR (O 、P 、Q 、R顺序按逆时针)是平行四边形,求 R 点的轨迹方程.【基础达标】1.平面上到定点 A (1,1)和到定直线 l :x +2 y =5距离相等的点的轨迹为( )A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆2.若椭圆2kx2+ky2=1 的一个焦点坐标是(0,4),则k的值为()A.18B.132C.2D.3163.椭圆22+1259x y=上的点M到焦点F1的距离是2,N是M F1的中点,则ON为()A.4 B.2 C.8 D.3 24.如果双曲线的实半轴长为2,焦距为6,那么该双曲线的离心率为()A.32B.62C.32D.25.椭圆22+1259x y=的两焦点F1,F2,过F2引直线L交椭圆于A、B两点,则△ABF1的周长为()A.5 B.15 C.10 D.206.在抛物线y2=2px上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则p的值为.7.若椭圆的两个焦点为F1(-4,0)、F2(4,0),椭圆的弦A B过点F1,且△ABF2的周长为20,那么该椭圆的方程为.1~5 BBACD【能力提高】8.若双曲线的两条渐进线的夹角为60°,求该双曲线的离心率.9.正方形的一条边A B在直线y=x+4上,顶点C、D在抛物线y2=x上,求正方形的边长.10.若椭圆x2+4(y-a)2=4与抛物线x2=2y有公共点,求实数a的取值范围.第二章 圆锥曲线复习(二)【例题精讲】【例 1】已知直线 l 交椭圆22+12016x y =于 M 、N 两点,B (0,4)是椭圆的一个顶点,若△BMN 的重心恰是椭圆的右焦点,求直线 l 的方程.【例 2】已知倾斜角为4π的直线 l 被双曲线 x 2-4y 2=60截得的弦长82AB =,求直线l 的方程及以AB 为直径的圆的方程.【例 3】已知直线l :x =-1,点F (1,0),以F 为焦点,l 为准线的椭圆中,短轴一端点为B ,P为FB 的中点.(Ⅰ)求 P 点的轨迹方程,并说明它是什么曲线; (Ⅱ)M (m ,0)为定点,求|PM |的最小值.【例 4】已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足2PA PB =,求点P 的轨迹所包围的图形的面积.【基础达标】1.已知 M (-2,0),N (2,0),4P M P N -=,则动点P 的轨迹是( )A .双曲线B .双曲线左支C .一条射线D .双曲线右支2.若圆 x 2+y 2=4上每个点的横坐标不变.纵坐标缩短为原来的13,则所得曲线的方程是( ) A .22+1412x y = B .22+1436x y = C .229+144x y = D .22+1364x y = 3.已知 F 1,F 2是椭圆22+1169x y =的两焦点,过点F 2的直线交椭圆于点A ,B ,若5AB =,则12AF BF -=( )A .3B .8C .13D .164.曲线()()22346225x y x y ---+-=的离心率为( ) A .110 B .12C .2D .无法确定5.抛物线y2=14x 关于直线x-y=0对称的抛物线的焦点坐标是()A.(1,0)B.116⎛⎫⎪⎝⎭,C.(0,1)D.116⎛⎫⎪⎝⎭,6.与椭圆4x2+ 9y2=36有相同的焦点,且过点(-3,2)的椭圆方程为.7.以双曲线22145x y-=的中心为顶点,且以该双曲线的右焦点为焦点的抛物线方程是.1~5 C CABD 【能力提高】8.设F1,F2为双曲线2214xy-=的两个焦点,点P在双曲线上且满足∠F1PF2=90°,求△F1PF2的面积.9.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,求直线l的斜率的取值范围.10.设椭圆22+162x y=和双曲线2213xy-=的公共焦点为F1,F2,P是两曲线的一个公共点,求cos∠F1PF2的值.。
2.3。
1 双曲线及其标准方程1.双曲线(1)定义错误!平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|且大于零)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.(2)双曲线的集合描述设点M是双曲线上任意一点,点F1,F2是双曲线的焦点,则由错误!P={M|||MF1|-|MF2||=2a,0〈2a〈|F1F2|}.2.双曲线的标准方程1.判一判(正确的打“√",错误的打“×")(1)平面内到两定点的距离的差等于非零常数(小于两定点间距离)的点的轨迹是双曲线.( )(2)在双曲线标准方程错误!-错误!=1中,a〉0,b>0且a≠b.( ) (3)双曲线的标准方程可以统一为Ax2+By2=1(其中AB 〈0).()答案(1)×(2)×(3)√2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)若双曲线错误!-错误!=1上一点M到左焦点的距离为8,则点M 到右焦点的距离为________.(2)双曲线x2-4y2=1的焦距为________.(3)(教材改编P55T1)已知双曲线a=5,c=7,则该双曲线的标准方程为________.(4)下列方程表示焦点在y轴上的双曲线的有________(把序号填在横线上).①x2-错误!=1;②错误!+错误!=1(a<0);③y2-3x2=1;④x2cosα+y2sinα=1错误!.答案(1)4或12 (2) 5 (3)错误!-错误!=1或错误!-错误!=1(4)②③④解析(3)∵a=5,c=7,∴b=错误!=错误!=2错误!。
当焦点在x轴上时,双曲线方程为错误!-错误!=1;当焦点在y轴上时,双曲线方程为错误!-错误!=1。
探究1 双曲线标准方程的认识例1 若θ是第三象限角,则方程x2+y2sinθ=cosθ表示的曲线是()A .焦点在y 轴上的双曲线B .焦点在x 轴上的双曲线C .焦点在y 轴上的椭圆D .焦点在x 轴上的椭圆[解析] 曲线方程可化为错误!+错误!=1,θ是第三象限角,则cos θ<0,错误!〉0,所以该曲线是焦点在y 轴上的双曲线.故选A.[答案] A拓展提升双曲线方程的认识方法将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为错误!+y 2n=1,则当mn 〈0时,方程表示双曲线.若错误!则方程表示焦点在x 轴上的双曲线;若⎩⎪⎨⎪⎧m <0,n 〉0则方程表示焦点在y 轴上的双曲线. 【跟踪训练1】 若k >1,则关于x ,y 的方程(1-k )x 2+y 2=k 2-1所表示的曲线是( )A .焦点在x 轴上的椭圆B.焦点在y轴上的椭圆C.焦点在y轴上的双曲线D.焦点在x轴上的双曲线答案C解析原方程化为错误!-错误!=1,∵k>1,∴k2-1>0,k+1>0。
4. 待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求. 例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲曲线方程.分析:因为双曲线以坐标轴为对称轴,实轴在y轴上,所以可设双曲线方ax2-4b2x+a2b2=0•••抛物线和双曲线仅有两个公共点,根据它们的对称性,这两个点的横坐标应相等,因此方程ax2-4b 2x+a2b2=0 应有等根.•••△ =1664-4Q4b2=0,即卩a2=2b.(以下由学生完成)由弦长公式得:即a2b2=4b2-a 2.(三)巩固练习用十多分钟时间作一个小测验,检查一下教学效果•练习题用一小黑板给出.1 .△ ABC-边的两个端点是B(0 , 6)和C(0 , -6),另两边斜率的2. 点P与一定点F(2 , 0)的距离和它到一定直线x=8的距离的比是1 : 2,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形?3. 求抛物线y2=2px(p >0)上各点与焦点连线的中点的轨迹方程. 答案:义法)由中点坐标公式得:(四)小结求曲线的轨迹方程一般地有直接法、定义法、相关点法、待定系数法,还有参数法、复数法也是求曲线的轨迹方程的常见方法,这等到讲了参数方程、复数以后再作介绍.五、布置作业1. 两定点的距离为6,点M到这两个定点的距离的平方和为26,求点M的轨迹方程.2. 动点P到点F1(1 , 0)的距离比它到F2(3 , 0)的距离少2,求P点的轨迹.3. 已知圆x2+y2=4上有定点A(2 , 0),过定点A作弦AB,并延长到点P,使3|AB|=2|AB|,求动点P的轨迹方程.作业答案:1. 以两定点A、B所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,得点M的轨迹方程x2+y2=4 2. v |PF2|-|PF|=2 ,且|F1F2| • P点只能在x轴上且x V 1,轨迹是一条射线六、板书设计教学反思:4斜率之积为4,9程.分析:由椭圆的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c .引导学生用其他方法来解.另解:设椭圆的标准方程为2 25 31 a b 0,因点一,一在椭圆上,a b2 225 9 则 4a 2 4b 22 2a b 4;10<6例2如图,在圆x 24上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段 PD , D 为垂足•当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?分析: 点P 在圆x 2 y 2 4上运动,由点 P 移动引起点 M 的运动,则称点 M 是点P 的伴随点,因点M 为线段 PD 的中点,则点 M 的坐标可由点P 来表示,从而能求点 M 的轨迹方程.引申: 设定点2xA 6,2 , P 是椭圆x252y1上动点,求线段 AP 中点M 的轨迹方程.9解法剖析:①(代入法求伴随轨迹)设M x, y , P x 1,y 1 :②(点与伴随点的关系): M为线段AP 的中点,X i y i2x 6;③(代入已知轨迹求出伴随轨迹)2y 22..X 1 '252y11 , •••点M9x的轨迹方程为一25④伴随轨迹表示的范围.例3如图,设A , B 的坐标分别为 5,0 , 5,0 .直线 AM , BM 相交于点M ,且它们的分析:若设点x, y ,则直线AM,BM 的斜率就可以用含 x, y 的式子表示,由于直线AM ,BM 的斜率之积是4 ,因此,可以求出9x, y 之间的关系式,即得到点M 的轨迹方程.解法剖析:设点M x, y ,则 k AM-^― x 5 , k BMx 5 ;x 5x 5代入点M 的集合有4-,化简即可得点 M 的轨迹方程. 9引申:如图,设△ ABC 的两个顶点 A a,0 , B a,0,顶点C 在移动,且k AC k BC k , 且k 0,试求动点C 的轨迹方程.引申目的有两点:①让学生明白题目涉及问题的一般情形;②当 色也是从椭圆的长轴T 圆的直径T 椭圆的短轴.练习:第45页1、2、3、4、 作业:第53页2、3、k 值在变化时,线段 AB 的角求点M 的轨迹方程.分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能 力.实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习由函数的解析式研究函数的性质或其图像的特点,在本节中不仅要注意通过对 椭圆的标准方程的讨论, 研究椭圆的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的培养.①由椭圆的标准方程和非负实数的概念能得到椭圆的范围;②由方程的性质得到椭圆的对称性;③先 定义圆锥曲线顶点的概念,容易得出椭圆的顶点的坐标及长轴、短轴的概念;④通过 题,探究椭圆的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 1. 2椭圆的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,知道对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质. 提问:研究曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、 从范围、对称性、顶点及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )椭圆的简单几何性质2x一2 0,进一步得:a xax 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究椭圆的标准 y 轴为对称轴,原点为对称中心;即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆 锥曲线的顶点.因此椭圆有四个顶点,由于椭圆的对称轴有长短之分,较长的对称轴叫做长轴,较 短的叫做短轴;c④离心率: 椭圆的焦距与长轴长的比e 叫做椭圆的离心率(0 e 1 ),a当 e1 时,c a ,,b0.; 椭圆图形越扁(iii )例题讲解与引申、扩展400的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标.分析:由椭圆的方程化为标准方程,容易求出a,b,c •弓I 导学生用椭圆的长轴、短轴、离心率、 焦点和顶点的定义即可求相关量.确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并掌握利用信息技术探 究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1)(3) (4)大小和位置.要巳8的思考冋①范围:由椭圆的标准方程可得,y 2 b 2b y b ,即椭圆位于直线x② 对称性:由以 x 代x ,以 方程发生变化没有,从而得到椭圆是以③ 顶点:先给出圆锥曲线的顶点的统一定义,y 代y 和 x 轴和 a ,同理可得:b 所围成的矩当 e 0 时,c 0,b a 椭圆越接近于圆例4求椭圆I6x 225y 2/Tn扩展:已知椭圆血5y2 5m m 0的离心率为e—,求m的值.解法剖析:依题意,m0,m 5,但椭圆的焦点位置没有确定, 应分类讨论: ①当焦点在x轴上,即0 m 5时,有a品 b 丽,c 75 ~m,二_—:得m 3;②当焦点在y轴上,即m例5如图,応b 岳c J m 5 , ••• J:5V m一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面的一部分.过对对称的截口5时,有a105253BAC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点F1上,片门位于另一个焦点F2上, 由椭圆一个焦点F1发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点F2.已知BC F1F2,RB 2.8cm,F1F24.5cm .建立适当的坐标系,求截口BAC所在椭圆的方程.解法剖析:建立适当的直角坐标系,设椭圆的标准方程为1,算出a,b,c的值;此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于a,b,c的近似值,原则上在没有注意精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,“神舟”截人飞船发射升空,进入预定轨道开始巡天飞行,其轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆,近地点A距地面200km,远地点B距地面350km,已知地球的半径R 6371km •建立适当的直角坐标系,求出椭圆的轨迹方程.例6如图,设M x, y与定点F 4,0的距离和它到直线I : 兰的距离的比是常数4点M的轨迹方程./ 2 2 「亠「■25匚亠2MF(x 4 y ,到直线I:x 的距离d x44分析:若设点M x, y,则则容易得点M的轨迹方程.引申:(用《几何画板》探究)若点M x, y与定点F c,0的距离和它到定直线l :c距离比是常数e aac 0 ,则点M 的轨迹方程是椭圆.其中定点F c,0是焦点,2x —相应于F的准线;c由椭圆的对称性, 另一焦点F c,0 ,相应于F的准线l :练习:第52页1、作业:第53页4、教学反思:2、3、4、5、6、75ac4,求52a的c定直线l :类比椭圆:设参量b的意义:第一、便于写出双曲线的标准方程;第二、的几何意义.2 类比:写出焦点在y轴上,中心在原点的双曲线的标准方程召b (iii )例题讲解、引申与补充例1已知双曲线两个焦点分别为F15,0 , F25,0,双曲线上一点绝对值等于6,求双曲线的标准方程.分析:由双曲线的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c的关系有明显P到R , F2距离差的2x2a1 a 0,b 0 . a,b, c.补充:求下列动圆的圆心M 的轨迹方程:① 与O C :2 22 y 2内切,且过点 A 2,0 :②与O C 1 : x 2 y 12 21 和O C2 : x y 4都外切;③与O C i :2 y 9外切,且与O C 2: x 223 y 1内切.解题剖析 半径为r :这表面上看是圆与圆相切的问题, 实际上是双曲线的定义问题•具体解: 设动圆•/ O C 与O M 内切,点A 在O C 外,• MC| r /2 MA,因此有MA 2x 2 •••点 MC 2,•点M 的轨迹是以C 、 A 为焦点的双曲线的左支,即M 的轨迹方程是MC i •••O M 与O c 1、O C 2 均外切,•••|MC 1| r 1, MC 2 r 2,因此有的轨迹是以C 2、C i 为焦点的双曲线的上支,• M 的轨迹方程是4y••• e M MC 2MC 24x 2 3MC i 1 ,与eG 外切,且e M 与e C 2内切,•- MC j4,•点M 的轨迹是以C i 、C 2为焦点的双曲线的右支,• MC 2r 1,因此M 的轨迹方程是例2已知A , B 两地相距800m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在 B 地晚2s ,且声速为340m / s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程. 分析:首先要判断轨迹的形状,由声学原理:由声速及 A , B 两地听到爆炸声的时间差,即可知A , B 两地与爆炸点的距离差为定值•由双曲线的定义可求出炮弹爆炸点的轨迹方程. 扩展:某中心接到其正东、正西、正北方向三个观察点的报告:正西、正北两个观察点同时听 到了一声巨响,正东观察点听到该巨响的时间比其他两个观察点晚 4s .已知各观察点到该中心的 距离都是1020m •试确定该巨响发生的位置(假定当时声音传播的速度为 340m/s ;相关点均在 同一平面内)• 解法剖析:因正西、正北同时听到巨响,则巨响应发生在西北方向或东南方向,以因正东比正西晚 4s ,则巨响应在以这两个观察点为焦点的双曲线上. 如图,以接报中心为原点 0,正东、正北方向分别为 x 轴、y 轴方向,建立直角坐标系,设 B 、C 分别是西、东、北观察点,则 A 1020,0 , B 1020,0 , C 0,1020 • 设P x,y 为巨响发生点,•/ A 、C 同时听到巨响,•OP 所在直线为y x ……①,又因B 点比A 点晚4s 听到巨响声,• PB PA 4 340 1360 m •由双曲线定义知,a 680 ,2 2c 1020 ,••• b 340^5 ,••• P点在双曲线方程为X 2y2 1 x 680……②.联立680 5 340①、②求出P点坐标为P 680 ;5,680 ,'5 •即巨响在正西北方向680、、10m处.探究:如图,设A,B的坐标分别为5,0,5,0 •直线AM,BM相交于点M,且它们4的斜率之积为,求点M的轨迹方程,并与§ 2. 1.例3比较,有什么发现?9探究方法:若设点M x,y,则直线AM , BM的斜率就可以用含x, y的式子表示,由于直线AM , BM的斜率之积是4,因此,可以求出x, y之间的关系式,即得到点M的轨迹方程.9练习:第60页1、2、3、作业:第66页1、2、2 . 3. 2双曲线的简单几何性质♦知识与技能目标了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2 )通过方程,研究曲线的性质.理解双曲线的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题;通过例题和探究了解双曲线的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术进一步见识圆锥曲线的统一定义♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习得到椭圆的简单的几何性质的方法,在本节课中不仅要注意通过对双曲线的标准方程的讨论,研究双曲线的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的进一步地培养.①由双曲线的标准方程和非负实数的概念能得到双曲线的范围;②由方程的性质得到双曲线的对称性;③由圆锥曲线顶点的统一定义,容易得出双曲线的顶点的坐标及实轴、虚轴的概念;④应用信息技术的《几何画板》探究双曲线的渐近线问题;⑤类比椭圆通过F56的思考问题,探究双曲线的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 2. 2双曲线的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,对双曲线的标准方程的讨论来研究双曲线的几何性质.提问:研究双曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对双曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点、渐近线及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )双曲线的简单几何性质2 2①范围:由双曲线的标准方程得, 1 0,进一步得:x a ,或xa .这说b a明双曲线在不等式 x a ,或x a 所表示的区域;② 对称性:由以 x 代x ,以y 代y 和 x 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究双曲线的标准方程发生变化没有,从而得到双曲线是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③ 顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线 的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴, 焦点不在的对称轴叫做虚轴;c⑤ 离心率:双曲线的焦距与实轴长的比 e —叫做双曲线的离心率(e 1).a④渐近线:直线ybx 2x 叫做双曲线一 aa 2yb 2 1的渐近线;y 轴上的渐近线是扩展:求与双曲线x 2 162y —1共渐近线,2. 3, 3点的双曲线的标准方及离心率.解法剖析 :双曲线2x16291的渐近4x .①焦点在x 轴上时,设所求的双曲2线为X 216k 2 2 y 9k 2A 2;3, 3点在双曲线上,••• k 21,无解;4②焦点在y 轴上时,设所求的双曲线2x 16k 229:2 1,―A2 3, 3点在双曲线上,• k21,因此,所求双曲线42的标准方程为y9 41,离心率e5.这个要进行分类讨论,但只有一种情形有解,事实上, 3可直接设所求的双曲线的方程为2x162y一 mm R,m 0 .9(iii )例题讲解与引申、扩展例3求双曲线9y2 16x2 144的实半轴长和虚半轴长、焦点的坐标、离心率、渐近线方程.分析:由双曲线的方程化为标准方程,容易求出a,b,c.引导学生用双曲线的实半轴长、虚半轴长、离心率、焦点和渐近线的定义即可求相关量或式子,但要注意焦点在例4双曲线型冷却塔的外形,半径为12m,上口半径为13m,下口半径为25m,高为55m .试选择适当的坐标系,求出双曲线的方程(各长度量精确到1m).是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所成的曲面如图(1),它的最小解法剖析:建立适当的直角坐标系,设双曲线的标准方程为2 2七七 1,算出a,b,c的值;a b此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于 精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,在 P 处堆放着刚购买的草皮,现要把这些草皮沿着道路 PA 或PB 送到呈矩形的足球场 ABCD 中去铺垫,已知|Ap 150m ,|Bp 100m,| BC| 60m , APB 60o •能否在足球场上画一条 “等距离”线,在“等距离”线的两侧的区域应该选择怎样的线路?说明理由.解题剖析:设M 为“等距离”线上任意一点,则|PA |AM点M 的轨迹方程.♦情感、态度与价值观目标在合作、互动的教学氛围中,通过师生之间、学生之间的交流、合作、互动实现共同探究,教 学相长的教学活动情境,结合教学内容,培养学生科学探索精神、审美观和科学世界观,激励学生 创新.必须让学生认同和掌握:双曲线的简单几何性质,能由双曲线的标准方程能直接得到双曲线 的范围、对称性、顶点、渐近线和离心率;必须让学生认同与理解:已知几何图形建立直角坐标系 的两个原则,①充分利用图形对称性,②注意图形的特殊性和一般性;必须让学生认同与熟悉:取 近似值的两个原则:①实际问题可以近似计算,也可以不近似计算,②要求近似计算的一定要按要 求进行计算,并按精确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并 掌握利用信息技术探究点的轨迹问题, 培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1) 分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究 ,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.(2)思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能MF I 1 ^2 2 .16 ,16 J X 5y ,到直线l:x 一的距离dx — 15 5分析:若设点M x, y ,则a,b,c 的近似值,原则上在没有注意PB BM ,即BM | |AM | |Ap |Bp 50 (定值),“等距离”线是以A 、B 为焦点的双曲线的左支上的2部分,容易“等距离”线方程为x y1 35 x 625 375025,0 y 60 .理由略.例5如图,设M x, y 与定点F 5,0的距离和它到直线 15的距离的比是常数5,求4则容易得点M 的轨迹方程. 引申:《几何画板》探究点的轨迹:双曲线x, y 与定点 F c,0 的距离和它到定直线2a——的距离 c比是常数0,则点M 的轨迹方程是双曲线. 其中定点F c,02是焦点,定直线l : x —相c应于F 的准线; 另一焦点 F c,0,相应于F 的准线I : xx2力.(3) 实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.(4)创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.练习:第66页1、2、3、4、5 作业:第3、4、6补充:3.课题:双曲线第二定义教学目标:1•知识目标:掌握双曲线第二定义与准线的概念,并会简单的应用。
第二章 圆锥曲线与方程(复习A )1、过点(2,4)作直线,与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线有( ) A 、1条 B 、2条 C 、3条 D 、4条2、双曲线x 2-y 2=1的左焦点为F ,点P 为左支下半支上任一点(异于顶点),则直线PF 的斜率的变化范围是( )A 、)0,(-∞B 、(1,+∞)C 、),1()0,(+∞⋃-∞D 、),1()1,(+∞⋃--∞3、已知(4,2)是直线l 被椭圆193622=+y x 截得的线段的中点,则l 的方程是( ) A 、x-2y=0 B 、x+2y-4=0 C 、2x+3y+4=0 D 、x+2y-8=0 4、抛物线x y 412=关于直线x-y=0对称的抛物线的焦点坐标是( )A 、(1,0)B 、(0,1)C 、(0,161)D 、(0,161)5、对于抛物线C :y 2=4x ,我们称满足0204x y <的点M (00,y x )在抛物线的内部。
若M (00,y x )在抛物线的内部,则直线)(2:00x x y y l +=与C ( ) A 、恰有一个公共点 B 、恰有两个公共点C 、可能有一个公共点,也可能有两个公共点D 、没有公共点6、直线y=x+3与曲线14||92=-y y x 的交点个数为( ) A 、0 B 、1 C 、2 D 、37、与直线2x-y+4=0平行的抛物线y= x 2的切线方程是 ( )A 、2x -y+3=0B 、2x -y -3=0C 、2x-y+1=0D 、2x-y-1=08、如果过两点)0,(a A 和),0(a B 的直线与抛物线322--=x x y 没有交点,那么实数a 的取值范围是( ) A 、(134, +∞) B 、(- ∞,134) C 、(- ∞,-134) D 、(-134 ,134) 9、若焦点是(0,25±)的椭圆截直线3x-y-2=0所得弦的中点的横坐标为1/2,则椭圆的方程是 . 10、设圆05422=--+x y x 的弦AB 的中点为P (3,1),则直线AB 的方程是 .11、如图,抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点, 点P(1,2), A(x 1, y 1), B(x 2,y 2)均在直线上. (Ⅰ)写出该抛物线的方程及其准线方程;(Ⅱ)当PA 与PB 的斜率存在且倾角互补时,求21y y +的值及直线AB 的斜率.12、设椭圆方程为1422=+y x ,过点M (0,1)的直线l 交椭圆于点A 、B ,O 是坐标原点,点P 满足)(21OB OA OP +=,点N 的坐标为)21,21(,当l 绕点M 旋转时,求:(Ⅰ)动点P 的轨迹方程; (Ⅱ)||的最小值与最大值.参考答案1、B (注意点在曲线上)2、C (利用数形结合)3、D (利用“点差法”求斜率)4、C5、D (直线l 过定点(0,0x -),斜率为2)6、B (先分类讨论去掉绝对值,再利用数形结合)7、D8、C9、利用“点差法”可求得1752522=+y x 10、x+y-4=0 11、解(Ⅰ)由已知条件,可设抛物线的方程为.22px y = ∵点P(1,2)在抛物线上,∴,1222⋅=p 得p =2.故所求抛物线的方程是,42x y =准线方程是x=--1. (Ⅱ) 设直线PA 的斜率为k PA ,直线PB 的斜率为k PB , ∵PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补,∴.PB PA k k -= 由A(x 1,y 1), B(x 2,y 2)在抛物线上,得,4121x y = ①,4222x y = ② ∴,14121412222211--=--y y y y∴ ),2(221+-=+y y ∴.421-=+y y由①-②得直线AB 的斜率).(144421211212x x y y x x y y k AB ≠-=-=+=--=12、(Ⅰ)解法一:直线l 过点M (0,1)设其斜率为k ,则l 的方程为.1+=kx y 记),(11y x A 、),,(22y x B 由题设可得点A 、B 的坐标),(11y x 、),(22y x 是方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=14122y x kx y 的解.将①代入②并化简得,032)4(22=-++kx x k ,所以 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=++-=+.48,42221221k y y k k x x 于是).44,4()2,2()(21222121k k k y y x x OB OA OP ++-=++=+= 设点P 的坐标为),,(y x 则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-=.44,422k y k k x 消去参数k 得0422=-+y y x ③ 当k 不存在时,A 、B 中点为坐标原点(0,0),也满足方程③,所以点P 的轨迹方程为.0422=-+y y x解法二:设点P 的坐标为),(y x ,因),(11y x A 、),(22y x B 在椭圆上,所以,142121=+y x ④①②.142222=+y x ⑤. ④—⑤得0)(4122212221=-+-y y x x ,所以 .0))((41))((21212121=+-++-y y y y x x x x 当21x x ≠时,有.0)(4121212121=--⋅+++x x y y y y x x ⑥并且⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=-+=+=.1,2,221212121x x y y x y y y y x x x ⑦ 将⑦代入⑥并整理得 .0422=-+y y x ⑧. 当21x x =时,点A 、B 的坐标为(0,2)、(0,-2),这时点P 的坐标为(0,0)也满足⑧,所以点P 的轨迹方程为.141)21(16122=-+y x (Ⅱ)解:由点P 的轨迹方程知.4141,1612≤≤-≤x x 即所以 127)61(3441)21()21()21(||222222++-=-+-=-+-=x x x y x故当41=x ,||取得最小值,最小值为61;41-=x 当时,||取得最大值,最大值为.621。
第二章 圆锥曲线与方程测试卷一、选择题1.椭圆x 24+y 25=1的焦点坐标是( )A .(±1,0)B .(±3,0)C .(0,±1)D .(0,±3)解析:由椭圆方程得:a 2=5,b 2=4,所以c 2=1,又椭圆的焦点在y 上, 所以焦点坐标是(0,±1). 答案:C2.抛物线y =8x 2的焦点坐标是( ) A.⎝⎛⎭⎫0,132 B.⎝⎛⎭⎫0,116 C .(0,2) D .(0,4)解析:抛物线的标准方程为x 2=18y ,焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,132,故选A. 答案:A3.已知双曲线C :x 216-y 24=1,则C 的渐近线方程为( )A .x ±2y =0B .2x ±y =0C .x ±6y =0 D.6x ±y =0解析:由x 216-y 24=0可得双曲线的渐近线方程x ±2y =0,故选A.答案:A4.已知实数m,6,-9构成一个等比数列,则圆锥曲线x 2m +y 2=1的离心率为( )A.32B. 3C.52D. 5 解析:因为m,6,-9成等比数列,所以-9m =36,解得m =-4,则y 2-x 24=1的离心率为e =1+41= 5.故选D. 答案:D5.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交C 于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为( )A.x 23+y 22=1B.x 23+y 2=1 C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1 解析:因为|AB |=3,所以|AF 2|=32,又|F 1F 2|=2,所以在直角三角形AF 1F 2中,|AF 1|=|F 1F 2|2+|AB |2=22+⎝⎛⎭⎫232=52,因为|AF 1|+|AF 2|=52+32=4=2a ,所以a =2,c =1,b =3,所以椭圆的方程为:x 24+y 23=1.答案:C6.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线bx -ay +2ab =0相切,则C 的离心率为( )A.63 B.33 C.23 D.13解析:因为以线段A 1A 2为直径的圆的半径为a ,圆心为(0,0),则由题意得圆心到直线bx -ay +2ab =0的距离d =2ab a 2+b2=a ,又a 2=c 2+b 2,所以a 2=32c 2,所以e =c a =63.答案:A7.已知点P (x ,y )是抛物线y 2=4x 上任意一点,Q 是圆C :(x +2)2+(y -4)2=1上任意一点,则|PQ →|+x 的最小值为( )A .5B .4C .3D .2解析:由题意,抛物线y 2=4x 的焦点F (1,0),准线l :x =-1,圆C :(x +2)2+(y -4)2=1的圆心C (-2,4),半径r =1,P 到直线l :x =-1的距离d =|PF |,根据抛物线的定义,可得点P 到y 轴的距离为x =d -1,结合图象(如图所示)可得当C ,P ,F 三点共线时,|PQ |+d 取最小值, 所以(|OQ |+x )min =|FC |-r -1=5-1-1=3,故选C.答案:C8.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△PMF 的面积为( )A .5B .10C .20 D.15解析:设P (x 0,y 0),则|PM |=x 0+1=5,解得x 0=4, 则y 20=4×4=16,|y 0|=4,S △MPE =12×5×|y 0|=10,故选B. 答案:B9.两个正数a ,b 的等差中项是92,等比中项是25,且a >b ,则抛物线y 2=-ba x 的焦点坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫-516,0B.⎝⎛⎭⎫15,0 C.⎝⎛⎭⎫-15,0 D.⎝⎛⎭⎫-25,0 解析:由两个正数a ,b 的等差中项是92,等比中项是25,且a >b可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =9ab =(25)2解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =4.抛物线的方程为y 2=-45x ,故焦点坐标为⎝⎛⎭⎫-15,0. 故答案选C. 答案:C10.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线与圆(x -3)2+(y -1)2=1相切,则此双曲线的离心率为( )A. 2B. 3C. 5 D .2解析:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线为y =bax根据题意:d =|3b -a |a 2+b 2=1⇒b =3a ⇒e =2,故答案选D.答案:D11.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点,若FP →=2QF →,则|QF |=( )A .8B .4C .6D .3解析:设点P (-1,t )、Q (x ,y ),易知点F (1,0),FP →=(-2,t ),QF →=(1-x ,-y ),∴2(1-x )=-2,解得x =2,因此,|QF |=x +1=3,故选D.答案:D12.已知F 是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点,点M 在C 的右支上,坐标原点为O ,若|FM |=2|OF |,且∠OFM =120°,则C 的离心率为( )A.32 B.5-12 C .2 D.3+12解析:设双曲线的左焦点为F 1,由题意可得|MF |=|F 1F |=2c ,∠MFF 1=120°,即有|MF 1|2=|MF |2+|F 1F |2-2|MF |·|F 1F |cos ∠MFF 1=4c 2+4c 2-2·4c 2·⎝⎛⎭⎫-12=12c 2, 即有|MF 1|=23c ,由双曲线的定义可得|MF 1|-|MF |=2a ,即为23c -2c =2a , 即有c =3+12a ,可得e =c a =3+12.答案:D 二、填空题13.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y 2=12x的焦点恰好是双曲线x 2a2-y 2=1的一个焦点,则双曲线的两条渐近线的方程为________.解析:因为抛物线的焦点为(3,0),所以双曲线的半焦距c =a 2+1=3,解得a =22,故其渐近线方程为y =±122x ,即y =±24x .答案:y =±24x14.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ,且倾斜角为π4的直线与抛物线交于A ,B 两点,若弦AB 的垂直平分线经过点(0,2),则p 等于________.解析:由题意,抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,则过焦点F 且倾斜角为π4的直线方程为y =x -p 2,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x =y +p 2y 2=2px 得y 2-2py -p 2=0,∴y 1+y 2=2p ,x 1+x 2=3p ,∴弦AB 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫3p 2,p ,弦AB 的中垂直平分线方程为y -2=-x ,弦AB 的中点在该直线上, ∴p -2=-3p 2,解得p =45.答案:4515.设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b 2=1(0<b <1)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF 1|=3|F 1B |,AF 1⊥x 轴,则椭圆E 的方程为________.解析:∵AF 2⊥x 轴,∴A 点坐标为⎝⎛⎭⎫c ,b2a .即(c ,b 2). ∵|AF 1|=3|F 1B |,∴AF 1→=3F 1B →,利用向量的坐标相等易得B ⎝⎛⎭⎫-53c ,-13b 2 代入椭圆方程可得⎝⎛⎭⎫-53c 2+⎝⎛⎭⎫-13b 22b 2=1,∵b 2+c 2=1,∴b 2=23,c 2=13,∴x 2+32y 2=1.答案:x 2+32y 2=116.已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 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________.解析:由矩形ABCD ,所以|AB |=|CD |=2b 2a,|BC |=|AD |=|F 1F 2|=2c ,又由2|AB |=3|BC |,所以4b 2a =6c ,又b 2=c 2-a 2,所以2e 2-3e -2=0,解得e =2,或e =-12(舍去).答案:2 三、解答题17.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9.(1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值. 解析:(1)焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,则直线的方程为y =22⎝⎛⎭⎫x -p2,将其代入y 2=2px 得4x 2-5px +p 2=0, x 1+x 2=5p4,|AB |=9=x 1+x 2+p =9p4,所以p =4,所以y 2=8x .(2)由(1)知A (1,-22),B (4,42). 设C ⎝⎛⎭⎫y 28,y 0, 由OC →=OA →+λOB →可知⎝⎛⎭⎫y 208,y 0=(1,-22)+λ(4,42), 解得λ=0或2.18.一条斜率为1的直线l 与离心率为3的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)交于P ,Q 两点,直线l 与y 轴交于点R ,且OP →·OQ →=-3,PR →=3RQ →,求直线和双曲线的方程.解析:由题意,双曲线的离心率为e =3,即c 2a 2=a 2+b2a2=3,整理得b 2=2a 2,∴双曲线方程可化为2x 2-y 2=2a 2,设直线方程为y =x +m ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m2x 2-y 2=2a 2,得x 2-2mx -m 2-2a 2=0, 由Δ=4m 2+4(m 2+2a 2)>0,∴直线一定与双曲线相交, 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=2m ,x 1x 2=-m 2-2a 2, 又由PR →=3RQ →,∴x R =x 1+3x 24,x 1=-3x 2,∴x 2=-m ,-3x 22=-m 2-2a 2,消去x 2得m 2=a 2,又由OP →·OQ →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2(x 1+m )(x 2+m )=2x 1x 2+m (x 1+x 2)+m 2=m 2-4a 2=-3解得m =±1,a 2=1,b 2=2,故直线的方程为y =x ±1,双曲线方程为x 2-y 22=1.19.过双曲线x 23-y 26=1的右焦点F 2,倾斜角为30°的直线交双曲线于A ,B 两点,O 为坐标原点,F 1为左焦点.(1)求|AB |;(2)求△AOB 的面积.解析:(1)由双曲线的方程得a =3,b =6,∴c =a 2+b 2=3,F 1(-3,0),F 2(3,0).直线AB 的方程为y =33(x -3).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =33(x -3)x 23-y26=1消去y 得5x 2+6x -27=0.∴x 1+x 2=-65,x 1·x 2=-275.∴|AB |=⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫332[](x 1+x 2)2-4x 1x 2=43⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫-652-4⎝⎛⎭⎫-275=1635. (2)直线AB 的方程变形为3x -3y -33=0.∴原点O 到直线AB 的距离为d =|-33|(3)2+(-3)2=32. ∴S △AOB =12|AB |·d =12×1653×32=1235.20.已知F 1,F 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左右焦点,M 为其上顶点.椭圆的长轴长为4,且△F 1MF 2的周长为4+2 3.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知P (0,3),若直线y =2x -2与椭圆C 交于A ,B 两点,求P A →·PB →. 解析:(1)由题可知,2a +2c =4+23,2a =4,得a =2,c = 3又a 2=b 2+c 2,解得b =1,故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1,(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -2x 24+y 2=1,得17x 2-32x +12=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=3217,x 1x 2=1217,∵P A →=(x 1,y 1-3),PB →=(x 2,y 2-3), ∴P A →·PB →=x 1x 2+(y 1-3)(y 2-3)=x 1x 2+(2x 1-5)(2x 2-5)=5x 1x 2-10(x 1+x 2)+25 将x 1+x 2=3217,x 1x 2=1217代入,得P A →·PB →=5×1217-10×3217+25=16517.21.平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,且点⎝⎛⎭⎫3,12在椭圆C 上.椭圆C 的左顶点为A .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点A 作直线l 与椭圆C 交于另一点B .若直线l 交y 轴于点C ,且OC =BC ,求直线l 的斜率.解析:(1)由题意知:⎩⎪⎨⎪⎧1-b 2a 2=⎝⎛⎭⎫32232a 2+⎝⎛⎭⎫122b 2=1解得:⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4b 2=1,所以,所求椭圆C 方程为x 24+y 2=1.(2)由题意知直线l 的斜率存在,设为k ,l 过点A (-2,0),则l 的方程为:y =k (x +2), 联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =k (x +2),消去y 整理得:(1+4k 2)x 2+16k 2x +16k 2-4=0,令B (x B ,y B ),C (0,y C )由-2x B =16k 2-41+4k 2,得x B =2-8k 21+4k 2,将x =0代入y =k (x +2)中,得到y C =2k ,所以OC=|2k |,|BC |=1+k 2|x B -0|=1+k 2⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-8k 21+4k 2,由OC =BC ,得: |2k |=1+k 2⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-8k 21+4k 2,解得:k 2=18,∴k =±24.所以直线l 的斜率为±24. 22.已知椭圆方程为x 2+y 24=1,射线y =2x (x ≥0)与椭圆的交点为M ,过M 作倾斜角互补的两条直线,分别与椭圆交于A ,B 两点(异于M ).(1)求证直线AB 的斜率为定值; (2)求△AMB 面积的最大值.解析:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 24=1y =2x (x ≥0),得M ⎝⎛⎭⎫22,2,不妨设直线MA :y -2=k ⎝⎛⎭⎫x -22, 直线MB :y -2=-k ⎝⎛⎭⎫x -22. 由⎩⎨⎧ y -2=k ⎝⎛⎭⎫x -22x 2+y 24=1,得(4+k 2)x 2-(22k -2k 2)x +12k 2-2k -2=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M ⎝⎛⎭⎫22,2, ∴x 1+22=2k 2-22k 4+k2, ∴x 1=2(k 2-4k -4)2(4+k 2),同理得∴x 2=2(k 2+4k -4)2(4+k 2), ∴k AB =y 1-y 2x 1-x 2=k (x 1+x 2-2)x 1-x 2=2(k 2-4)-2(k 2+4)-42=2,∴直线AB 的斜率为定值2. (2)设直线l ,y =2x +m ,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)由⎩⎪⎨⎪⎧ y =2x +mx 2+y 24=1,得 8x 2-4mx +m 2-4=0,∴x 1+x 2=8k 23+4k 2,y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=-6k 3+4k 2, 由Δ>0得-22<m <22,且m ≠0,点M 到AB 的距离d =|m |5, |AB |=1+4·⎝⎛⎭⎫-4m 82-4×m 2-48=5·8-m 24S△AMB=12AB·d=12|m|8-m24=14·m2(8-m2)≤14·m2+8-m22=1当且仅当m2=8-m2,即m2=4,当m=±2时,取等号,所以△AMB面积的最大值为1.。
一、选择题1.光线从椭圆的一个焦点发出,被椭圆反射后会经过椭圆的另一个焦点;光线从双曲线的一个焦点发出,被双曲线反射后的反射光线等效于从另一个焦点射出,如图①,一个光学装置由有公共焦点1F 、2F 的椭圆Γ与双曲线Ω构成,现一光线从左焦点1F 发出,依次经Ω与Γ反射,又回到了点1F ,历时1t 秒;若将装置中的Ω去掉,如图②,此光线从点1F 发出,经Γ两次反射后又回到了点1F ,历时2t 秒;若218t t =,则Γ与Ω的离心率之比为( )A .3:4B .2:3C .1:2D .22.设双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左焦点为F ,直线250x y -=过点F 且与双曲线C 在第一象限的交点为P ,O 为坐标原点,||||OP OF =,则双曲线的离心率为( ) A 2B 3C .2D 53.直线34y kx k =-+与双曲线221169x y -=有且只有一个公共点,则k 的取值有( )个A .1B .2C .3D .44.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.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,上顶点为A ,右顶点为B ,若FAB 为直角三角形,则椭圆C 的离心率为( )A .22B .312C .512D .326.设抛物线C :24y x =的焦点为F ,过F 的直线与C 于,A B 两点,O 为坐标原点.若3AF =,则AOB 的面积为( )A .2 B .2C .32D .327.若1F ,2F 是双曲线22221(0,0)y xa b a b-=>>与椭圆2251162x y +=的共同焦点,点P 是两曲线的一个交点,且12PF F △为等腰三角形,则该双曲线的渐近线方程是( ) A .22y x =± B .24y x =±C .7y x =±D .37y x =±8.如图,已知曲线2yx 上有定点A ,其横坐标为()0a a >,AC 垂直于x 轴于点C ,M 是弧OA 上的任意一点(含端点),MD 垂直于x 轴于点D ,ME AC ⊥于点E ,OE 与MD 相交于点P ,则点P 的轨迹方程是( )A .()310y x x a a=≤≤ B .()31022ay x x x a a =+≤≤ C .()220y x ax x a =-≤≤D .()2022a ay x x x a =+≤≤9.已知12,F F 分别为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左,右焦点,过1F 的直线交双曲线的左支于,A B 两点,若113AF F B =,23cos 5AF B ∠=,则双曲线的离心率e =( )A B .52C D .5310.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 .11.已知椭圆22:11612x y C +=的左焦点为F ,点P 是椭圆C 上的动点,点Q 是圆()22:21T x y -+=上的动点,则PF PQ的最小值是( )A .12B .27C .23D .412.设1F 、2F 是椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>的左、右焦点,P 为直线2a x c=上一点,若21F PF 是底角为30的等腰三角形,则椭圆E 的离心率为( )A .12B .2C .34D .45二、填空题13.在平面直角坐标系xOy 中,1F ,2F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦点.若椭圆C 上存在点P ,使得12|1|||2PO F F =,则椭圆C 的离心率的取值范围为________. 14.已知双曲线M :22221x y a b-=(0a >,0b >)的焦距为2c ,若M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,则双曲线M 的离心率的取值范围是___________.15.双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>右焦点(c,0)F 关于直线2y x =的对称点Q 在双曲线上,则双曲线的离心率是______.16.设P 是抛物线28y x =上的一个动点,若点B 为()3,2,则PB PF +的最小值为________________.17.已知拋物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,O 为坐标原点,C 的准线为l 且与x 轴相交于点B ,A 为C 上的一点,直线AO 与直线l 相交于E 点,若BOE BEF ∠=∠,6AF =,则C 的标准方程为_____________.18.设椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,直线x m =与椭圆C 相交于A ,B两点.当ABF 的周长最大时,ABF 的面积为2b ,则椭圆C 的离心率e =________.19.设双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的右焦点为F ,点P 在C 的右支上,O 为坐标原点,若存在点P ,使PF OF =,且1cos 4OFP ∠=,则双曲线的离心率为___________.20.双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左焦点为F ,A 、B 分别为C 的左,右支上的点,O 为坐标原点,若四边形ABOF 为菱形,则C 的离心率为______.三、解答题21.已知直线:1l y kx =+过抛物线()2:20E x py p =>的焦点,且与抛物线E 交于A 、B 两点,点M 为AB 中点.(1)求抛物线E 的方程;(2)以AB 为直径的圆与x 轴交于C 、D 两点,求MCD △面积取得最小值时直线l 的方程.22.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>,A ,B 为椭圆的左、右顶点,点()0,2N -,连接BN 交椭圆C 于点Q ,ABN 为直角三角形,且:3:2NQ QB = (1)求椭圆的方程;(2)过A 点的直线l 与椭圆相交于另一点M ,线段AM 的垂直平分线与y 轴的交点P 满足154PA PM ⋅=,求点P 的坐标.23.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>(2,1),,A P Q --在椭圆C 上,且,P Q 异于点A .(1)求椭圆C 的方程;(2)若||||,||||OP OQ AP AQ ==,求直线PQ 的方程.24.已知点1F 、2F 分别是椭圆C 的左、右焦点,离心率为2,点P 是以坐标原点O 为圆心的单位圆上的一点,且120PF PF ⋅=.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设斜率为k 的直线l (不过焦点)交椭圆于M ,N 两点,若x 轴上任意一点到直线1MF 与1NF 的距离均相等,求证:直线l 恒过定点,并求出该定点的坐标.25.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为2右焦点到左顶点的距离是2+(1)求椭圆C 的方程;(2)设点M 为椭圆上位于第一象限内一动点,A ,B 分别为椭圆的左顶点和下顶点,直线MB 与x 轴交于点C ,直线MA 与y 轴交于点D ,求证:四边形ABCD 的面积为定值.26.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>2243x y +=相切. (1)求椭圆C 的方程﹔ (2)已知斜率为k 的直线l 在y 轴上的截距为()0m m b <<,l 与椭圆交于,A B 两点,是否存在实数k 使得2OA OB k k k ⋅=成立?若存在,求出k 的值,若不存在,说明理由.【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122F F c =,设椭圆Γ的长轴长为12a ,双曲线Ω的实轴长为22a ,设光速为v ,推导出112a vt =,利用椭圆和双曲线的定义可得出1243a a =,由此可计算得出Γ与Ω的离心率之比. 【详解】设122F F c =,设椭圆Γ的长轴长为12a ,双曲线Ω的实轴长为22a , 在图②中,1CDF 的周长为111212124CF DF CD CF CF DF DF a vt ++=+++==,所以,1148a vt =,可得112a vt =,在图①中,由双曲线的定义可得2122AF AF a -=,由椭圆的定义可得1212BF BF a +=,22AF BF AB =-,则2121111222AF AF BF AB AF a BF AB AF a -=--=---=,即()111222a AB AF BF a -++=,由题意可知,1ABF 的周长为111AB AF BF vt ++=,即112111322222a a a a vt a =-=-=, 所以,1243a a =. 因此,Γ与Ω的离心率之比为122112:::3:4c ce e a a a a ===. 故选:A. 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.2.D解析:D 【分析】焦点三角形1PFF 满足||||OP OF =,可根据三角形一边的中线是该边的一半,可判断该三角形是直角三角形.算出该三角形的中位线OH ,可得到12PF =,根据双曲线定义和勾股定理计算出,a c 求解. 【详解】直线20x y -+=过点F,可得()F 设右焦点为1F ,PF 的中点为H .因为O 是1FF 的中点,且||||OP OF =,故三角形1PFF 为直角三角形.1PF PF ⊥,故OH PF ⊥由点到直线距离公式有1OH ==故12PF =,12PF PF a -=,(2222112PF PF F F +== 故()2222220a ++=. 可得1a =ce a== 故选:D 【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).3.D解析:D 【分析】将直线方程与双曲线的方程联立,得出关于x 的方程,根据直线与双曲线只有一个公共点,求出对应的k 值,即可得解. 【详解】联立22341169y kx k x y =-+⎧⎪⎨-=⎪⎩,消去y 并整理得()()()2221693243164390k x k k x k ⎡⎤-+-+-+=⎣⎦,由于直线34y kx k =-+与双曲线221169x y -=有且只有一个公共点, 所以,21690k -=或()()()222216903243641694390k k k k k ⎧-≠⎪⎨⎡⎤⎡⎤∆=----+=⎪⎣⎦⎣⎦⎩, 解得34k =±或2724250k k +-=, 对于方程2724250k k +-=,判别式为22447250'∆=+⨯⨯>,方程2724250k k +-=有两个不等的实数解.显然34k =±不满足方程2724250k k +-=. 综上所述,k 的取值有4个. 故选:D. 【点睛】方法点睛:将直线与圆锥曲线的两个方程联立成方程组,然后判断方程组是否有解,有几个解,这是直线与圆锥曲线位置关系的判断方法中最常用的方法,注意:在没有给出直线方程时,要对是否有斜率不存在的直线的情况进行讨论,避免漏解.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.C解析:C 【分析】作出图形,可知FAB 是以FAB ∠为直角的直角三角形,可得出0AF AB ⋅=,可得出a 、b 、c 的齐次等式,进而可求得椭圆C 的离心率.【详解】如下图所示,可知AFB ∠、ABF ∠均为锐角, 所以,FAB 是以FAB ∠为直角的直角三角形,由题意可知,点(),0F c -、()0,A b 、(),0B a ,则(),AF c b =--,(),AB a b =-,20AF AB ac b ⋅=-+=,可得220a c ac --=,即220c ac a +-=,在等式220c ac a +-=的两边同时除以2a 可得210e e +-=,01e <<,解得512e =. 故选:C. 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.6.C解析:C 【分析】根据抛物线的定义和性质,可以求出A 的坐标,再求出直线AB 的方程,可求出点B 的坐标,最后利用三角形的面积公式加以计算,即可得到AOB 的面积. 【详解】抛物线24y x =的焦点为(1,0)F ,准线方程为1x =-, 不妨设A 在第一象限,设1(A x ,1)y 、2(B x ,2)y ,||3AF =,所以A 到准线1x =-的距离为3,113x ∴+=,解得12x =,122y ∴=,∴直线AB 的斜率为22221=-∴直线AB 的方程为22(1)y x =-,由2422(1)y x y x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩,整理可得22520x x -+=,解得12x =,212x =当212x =时,2y = 因此AOB 的面积为:121111||||||||112222AOBAOFBOFSSSOF y OF y =+=+=⨯⨯⨯. 故选:C. 【点睛】方法点睛:与焦点、准线有关的问题一般情况下都与拋物线的定义有关,解决这类问题一定要注意点到点的距离与点到直线的距离的转化:(1)将抛线上的点到准线距离转化为该点到焦点的距离;(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离,使问题得到解决.7.B解析:B 【分析】由题意可得双曲线22221(0,0)y x a b a b-=>>中223,9c a b =+=,由12PF F △为等腰三角形,所以2126PF F F ==,从而可求得1221064PF a PF =-=-=,再利用双曲线的定义可求得在双曲线中1a =,b =,进而可求出双曲线的渐近线方程 【详解】解:因为椭圆2251162x y +=的焦点坐标为(0,3),所以双曲线22221(0,0)y x a b a b-=>>中223,9c a b =+=,设点P 为两曲线在第一象限的交点,由于在椭圆中,12PF F △为等腰三角形,所以2126PF F F ==, 所以1221064PF a PF =-=-=,在双曲线中,212642a PF PF =-=-=,所以1a =,代入229a b +=,得b =,所以该双曲线的渐近线方程为4a y x x b =±==±, 故选:B 【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆、双曲线的定义的应用,解题的关键由12PF F △为等腰三角形和椭圆的定义求出21,PF PF 的值,属于中档题8.A解析:A【分析】设点(),P x y ,求出点M 、E 的坐标,利用O 、P 、E 三点共线可得出//OP OE 可求得点P 的轨迹方程. 【详解】设点(),P x y ,其中0x a ≤≤,则点()2,M x x,ME 与直线x a =垂直,则点()2,E a x ,因为O 、P 、E 三点共线,则//OP OE ,可得3ay x =,31y x a∴=, 因此,点P 的轨迹方程是()310y x x a a=≤≤. 故选:A. 【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方程有如下几种方法:(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;(3)相关点法:用动点Q 的坐标x 、y 表示相关点P 的坐标0x 、0y ,然后代入点P 的坐标()00,x y 所满足的曲线方程,整理化简可得出动点Q 的轨迹方程;(4)参数法:当动点坐标x 、y 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x 、y 与某一参数t 得到方程,即为动点的轨迹方程;(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.9.C解析:C 【分析】设1133AF F B m ==,利用双曲线定义求出232AF m a =+,22F B m a =+,利用余弦定理写出,a m 关系,推知焦点三角形12F BF 是直角三角形,利用勾股定理求出,a c 关系式,从而求出离心率. 【详解】设1133AF F B m ==,则4AB m =,则由双曲线定义有232AF m a =+,22F B m a =+,在2AF B 中,由余弦定理有()()()()()22242232223m a m a m a m a m =+++-⋅++ 整理得22320m am a --=,解得m a = 故4AB a =,25AF a =,23F B a =故2AF B 为直角三角形,290ABF ∠=在12Rt F BF △中,2221122F B F B F F +=,则()()22232a a c +=,故22252c e a ==故e =故选:C 【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).10.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cea =;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).11.B解析:B【分析】作出图形,利用椭圆的定义以及圆的几何性质可求得PFPQ的最小值.【详解】如下图所示:在椭圆22:11612x yC+=中,4a=,23b=222c a b-,圆心()2,0T 为椭圆C 的右焦点,由椭圆定义可得28PF PT a +==,8PF PT ∴=-,由椭圆的几何性质可得a c PT a c -≤≤+,即26PT ≤≤,由圆的几何性质可得1PQ PT QT PT ≤+=+, 所以,899211111617PF PF PT PQPT PT PT -≥==-≥-=++++. 故选:B. 【点睛】关键点点睛:解本题的关键在于以下几点:(1)问题中出现了焦点,一般利用相应圆锥曲线的定义,本题中注意到2PF PT a +=,进而可将PF 用PT 表示;(2)利用圆的几何性质得出PT r PQ PT r -≤≤+,可求得PQ 的取值范围; (3)利用椭圆的几何性质得出焦半径的取值范围:a c PT a c -≤≤+.12.B解析:B 【分析】设直线2a x c=交x轴于点M ,推导出222PF F M =,可得出关于a 、c 的等式,由此可解得该椭圆的离心率. 【详解】设直线2a x c=交x轴于点M ,21F PF △是底角为30的等腰三角形,260PF M ∠=,2122PF F F c ==,在2Rt PF M 中,290PMF ∠=,230MPF ∠=,222PF F M ∴=,P 为直线2a x c =上一点,222a c c c ⎛⎫∴-= ⎪⎝⎭,即222a c =,2c e a ∴==. 故选:B . 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.二、填空题13.【分析】先分析出得到消去b 整理出ac 的齐次式求出离心率的范围【详解】由落在椭圆上则又得:∴由得:即解得:又∴故答案为:【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abc 的关系消去b 构解析:⎫⎪⎪⎣⎭【分析】先分析出||b PO a ≤≤,得到b c a ≤<,消去b ,整理出a 、c 的齐次式,求出离心率的范围. 【详解】由P 落在椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>上,则||b PO a ≤≤.又12|1|||2PO F F =得:||PO c = ∴b c a ≤<由b c ≤得:22b c ≤,即222a c c -≤,解得:2c e a =≥又1e <,∴12e ≤<故答案为:2⎫⎪⎪⎣⎭【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.14.【分析】设双曲线的右焦点经过点T 所作的圆的两条切线互相垂直等价于转化为点到渐近线的距离解得再根据离心率公式可得结果【详解】依题意可得双曲线的右焦点渐近线方程为因为M 的渐近线上存在点T 使得经过点T 所作解析:1e <≤【分析】设双曲线M 的右焦点(c,0)F ,经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,等价于TF =,转化为点(c,0)F 到渐近线的距离d TF ≤,解得ba据离心率公式可得结果. 【详解】依题意可得双曲线M 的右焦点(c,0)F ,渐近线方程为0bx ay ±=,因为M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,设两个切点为,P Q ,所以PTQ ∠2π=,4PTF π∠=,因为FP PT ⊥,PF a =,所以TF =,所以双曲线M 的渐近线上存在点T,使得TF =,所以点(c,0)F到渐近线的距离d =≤,即b a所以离心率c e a =====≤= 又1e >,所以1e <≤所以双曲线M的离心率的取值范围是1e <≤故答案为:1e <≤【点睛】关键点点睛:求双曲线离心率的取值范围的关键是得到,,a b c 的不等式,根据M 的渐近线上存在点T ,使得经过点T 所作的圆222()a c y x +=-的两条切线互相垂直,得到圆心到可得,,a b c 的不等式.15.【分析】由题意可得Q 点坐标代入双曲线方程计算即可得出离心率【详解】设则中点由题意可得由在双曲线上可得两边同除可得解得(舍)故答案为:【点睛】关键点点睛:齐次式方程两边同除可得关于离心率的方程即可求出【分析】由题意可得Q 点坐标,代入双曲线方程,计算即可得出离心率. 【详解】设(,)Q m n ,则FQ 中点(,)22+m c n,=-FQ n k m c由题意可得325224215c nm c m n c n m c +⎧⎧=-=⨯⎪⎪⎪⎪⇒⎨⎨⎪⎪⨯=-=⎪⎪-⎩⎩,由(,)Q m n 在双曲线上,可得222242242222234()()91655119502502525()--=⇒-=⇒-+=-c c c c c a c a a b a c a 两边同除4a ,可得42950250e e -+=,解得55,3==e e (舍) 故答案为:5 【点睛】关键点点睛:齐次式方程,两边同除可得关于离心率的方程,即可求出离心率.本题考查了计算能力和逻辑推理能力,属于中档题目.16.5【分析】求出抛物线的准线方程把到焦点距离转化为它到准线的距离然后利用三点共线得最小值【详解】如图过作与准线垂直垂足为则∴易知当三点共线时最小最小值为∴的最小值为5故答案为:5【点睛】本题考查抛物线解析:5 【分析】求出抛物线的准线方程,把P 到焦点F 距离转化为它到准线的距离,然后利用三点共线得最小值. 【详解】如图,过P 作PM 与准线2x =-垂直,垂足为M ,则PF PM =,∴PF PB PM PB +=+,易知当,,B P M 三点共线时,PM PB +最小,最小值为3(2)5--=.∴PB PF +的最小值为5.故答案为:5.【点睛】本题考查抛物线的定义,考查抛物线上的点到焦点和到定点距离之和的最小值,解题方法是利用抛物线的定义把点到焦点的距离转化为点到准线距离.17.【分析】推导出求出可得出直线的方程联立直线与抛物线的方程求出点的坐标利用抛物线的定义求出的值即可得出抛物线的标准方程【详解】因为即所以则直线的方程为联立直线与抛物线方程解得所以解得因此抛物线标准方程解析:28y x =【分析】 推导出OBE EBF △△,求出tan BOE ∠,可得出直线AO 的方程,联立直线AO 与抛物线C 的方程,求出点A 的坐标,利用抛物线的定义求出p 的值,即可得出抛物线C 的标准方程. 【详解】因为BOE BEF ∠=∠,90OBE EBF ∠=∠=,OBEEBF ∴△△,OB BE BE BF ∴=,即2222p p BE OB BF p =⋅=⨯=,22BE p ∴=,所以tan 2BEBOE OB∠==AO 的方程为2y x =, 联立直线OA 与抛物线方程222y xy px ⎧=⎪⎨=⎪⎩解得()2A p , 所以3622p pAF p =+==,解得4p =, 因此,抛物线标准方程为28y x =. 故答案为:28y x =. 【点睛】方法点睛:求抛物线的标准方程的主要方法是定义法与待定系数法:(1)若题目已给出抛物线的方程(含有未知数p ),那么只需求出p 即可; (2)若题目未给出抛物线的方程:①对于焦点在x 轴上的抛物线的标准方程可统一设为()20y ax a =≠的正负由题设来定;②对于焦点在y 轴上的抛物线的标准方程可统一设为()20x ay a =≠,这样就减少了不必要的讨论.18.【分析】首先根据椭圆定义分析分析当的周长最大时直线的位置再求的面积得到椭圆的离心率【详解】设椭圆的右焦点为当直线过右焦点时等号成立的周长此时直线过右焦点得故答案为:【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆内 解析:12【分析】首先根据椭圆定义分析,分析当ABF 的周长最大时,直线AB 的位置,再求ABF 的面积,得到椭圆的离心率. 【详解】设椭圆的右焦点为F ',AF BF AB ''+≥,当直线AB 过右焦点F '时,等号成立,∴ABF 的周长4l AF BF AB AF BF AF BF a ''=++≤+++=,此时直线AB 过右焦点,22b AB a =,221222ABFb Sc b a=⨯⨯=,得12c e a ==.故答案为:12【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆内的线段和的最值问题,关键是利用两边和大于第三边,只有三点共线时,两边和等于第三边,再结合椭圆的定义,求周长的最值.19.2【分析】在焦点三角形中由余弦定理求得关系再求离心率【详解】设双曲线的左焦点为在中由余弦定理得故答案为:2【点晴】求离心率的关键是得的关系本题是由余弦定理得出解析:2 【分析】在焦点三角形中由余弦定理求得,a c 关系,再求离心率. 【详解】设双曲线的左焦点为E ,在EFP △中,2EF c =,2PF c PE a c ==+,,1cos 4EFP ∠=. 由余弦定理()222421cos 224c c c a EFP c c +-+∠==⋅⋅ ,得2c e a ==. 故答案为:2 【点晴】求离心率的关键是得,,a b c 的关系,本题是由余弦定理得出.20.【分析】先根据四边形为菱形及双曲线的性质求的度数再根据双曲线的定义找的关系最后由离心率的计算公式求结论【详解】设右焦点为连接过作轴于因为双曲线关于轴对称四边形为菱形所以所以所以所以根据双曲线的定义可解析:31+. 【分析】先根据四边形ABOF 为菱形,及双曲线的性质,求AFO ∠的度数,再根据双曲线的定义找,a c 的关系,最后由离心率的计算公式求结论. 【详解】设右焦点为'F ,连接'AF ,过A 作AH x ⊥轴于H ,因为双曲线C 关于y 轴对称,四边形ABOF 为菱形, 所以AB OF AF c ===,2c OH FH ==, 所以60AFO ∠=︒,所以'AF AF ⊥,所以'3AF c =, 根据双曲线的定义可得'32AF AF c c a -=-=, 所以3131e ==+-, 31. 【点睛】方法点睛:该题考查的是有关双曲线离心率的求解问题,对于求解圆锥曲线离心率的值或范围的解题方法如下:(1)一般不直接求出的值,而是根据题目给出的圆锥曲线的集合特征建立关于参数,,c a b 的方程组或不等式组,通过解方程组或不等组求得离心率的值或范围; (2)通常从两个方面入手研究,一是考虑几何关系,二是考虑代数关系; (3)注意用好定义.三、解答题21.(1)24x y =;(2)1y =. 【分析】(1)求出抛物线E 的焦点坐标,将焦点坐标代入直线l 的方程,求出p 的值,即可求得抛物线E 的方程;(2)设点()11,A x y 、()22,B x y ,联立直线l 与抛物线E 的方程,求出点M 的坐标,求出点M 到CD 的距离以及CD ,可得出MCD △的面积的表达式,利用函数的单调性可求得MCD △面积的最小值,进而可求得对应的直线l 的方程. 【详解】(1)抛物线2:2E x py =的焦点为0,2p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则0,2p ⎛⎫ ⎪⎝⎭在:1l y kx =+上,12p ∴=,2p ∴=,所以,抛物线E 的方程为24x y =; (2)设()11,A x y 、()22,B x y ,由241x y y kx ⎧=⎨=+⎩得2440x kx --=,所以,212121616044k x x k x x ⎧∆=+>⎪+=⎨⎪=-⎩, 则AB 中点()22,21Mk k +,()21241AB x k =-==+,所以,以AB 为直径的圆M 的半径()221r k=+,M 到CD 的距离221d k=+,CD ==((221221212MCD S k k ∴=⨯⨯+=+△,令()20k t t =≥,则(21MCDSt =+[)0,+∞单调递增.当0t =时,即0k =时,MCD Sl 的方程为1y =.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.22.(1)2214x y +=;(2)30,2⎛⎫± ⎪⎝⎭,0,2⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭. 【分析】(1)用待定系数法求椭圆方程;(2)设出直线l ,表示出M 的坐标,利用154PA PM ⋅=,求出点P 的坐标. 【详解】(1)由题意可得:三角形ABN 为等腰直角三角形,所以2a =4,即a =2. 又由()0,2N -,()2,0B ,:3:2NQ QB =所以64,55Q ⎛⎫⎪⎝⎭, 代入22221x y a b+=得:222264()()551a b +=,解得:b =1. 所以椭圆的方程为2214x y +=(2)由(1)可知()2,0A -.设M 点的坐标为()11,x y , 直线l 的斜率显然存在,设为k ,则直线l 的方程为()2y k x =+于是A ,B 两点的坐标满足方程组()22214y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩,由方程组消去y 并整理, 得()()222214161640kxk x k +++-=由212164214k x k --=+,得2122814k x k-=+,从而12414k y k =+, 设线段AB 是中点为M ,则M 的坐标为22282,1414k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭以下分两种情况:①当0k =时,点M 的坐标为()2,0.线段AM 的垂直平分线为y 轴,于是()02,PA y =-,()02,PM y =-由154PA PM ⋅=得0312y =± ②当0k ≠时,线段AM 的垂直平分线方程为2222181414k k y x k k k ⎛⎫--=+ ⎪++⎝⎭令0x =,解得02614ky k -=+()02,PA y =--,()110PM x y y =⋅- ()()210102222228646214141414k k k k PA PM x y y y k k k k --⎛⎫⋅=---=++ ⎪++++⎝⎭()()422241615115414k k k +-==+ 整理得12k =±,032y =±综上032y =±或0y =. 点P 的坐标是30,2⎛⎫± ⎪⎝⎭,0,⎛ ⎝⎭. 【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)"坐标法"是解析几何中常见的基本方法,把题目中的条件用坐标翻译出来,把几何条件转化为代数运算.23.(1)22182x y +=;(2)20x y +=.【分析】(1)由离心率,点的坐标代入椭圆方程及222a b c =+列方程组解得,,a b c 得椭圆方程; (2)已知条件说明直线AO 为线段PQ 的垂直平分线,直线OA 方程为12y x =,这样可设直线PQ 方程为2y x m =-+,代入椭圆方程,应用韦达定理得12x x +,12,x x 即为,P Q的横坐标,求出中点横坐标1202x x x +=,由直线PA 得中点纵坐标0y ,中点坐标代入直线AO 方程可得参数m ,即直线PQ 方程.【详解】(1)依题意,22222411a b a b c c a⎧+=⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=⎪⎩,,解得2282a b ⎧=⎨=⎩,,.故椭圆C 的方程为22182x y +=;(2)∵||||,||||OP OQ AP AQ ==,∴直线AO 为线段PQ 的垂直平分线,则直线OA 的方程为12y x =,设直线PQ 的方程为2y x m =-+,由221822x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=-+⎩,得:221716480x mx m -+-=, ()22(16)417480m m =-⨯->,解得m <()()1122,,,P x y Q x y ,由韦达定理得121617mx x +=,设PQ 的中点为()00,H x y , 所以120008,221717x x m m x y x m +===-+=;所以8,1717m m H ⎛⎫⎪⎝⎭. 又8,1717m m H ⎛⎫⎪⎝⎭在直线OA 上,代入得1817217m m =⋅,解得0m =, 综上所述,直线PQ 的方程为20x y +=. 【点睛】关键点点睛:本题考查由离心率和一点坐标求椭圆方程,考查直线与椭圆相交问题.在直线与椭圆相交问题时,解题关键是由平面几何知识由条件||||,||||OP OQ AP AQ ==得直线AO 为线段PQ 的垂直平分线,这样用设而不求思想可求得直线PQ 方程.即求出AO 方程,由垂直设出直线PQ 方程,代入椭圆方程应用韦达定理求得PQ 中点坐标,再代入直线AO 方程可得参数值.24.(1)22121x y +=;(2)证明见解析,(-2,0).【分析】(1)根据离心率为2,点P 是以坐标原点O 为圆心的单位圆上的一点,且120PF PF ⋅=,可用待定系数法求椭圆的标准方程;(2)先用设而不求法表示出1212,x x x x +,然后分析得到110MF NF k k +=,代入,求出2m k =,即可证明直线过定点(-2,0). 【详解】(1)设椭圆的标准方程为()22221,,x y P x y a b+=由题意可得2222221(,)(,)0c a x y x c y x c y b c a ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪-⋅+=⎪+=⎪⎩解得:222211a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩即椭圆C 的标准方程:22121x y +=.(2)设直线l :1122,(,),(,)y kx m M x y N x y =+则1111221122,1111MF NF y kx m y kx mk k x x x x ++====++++ 有22121x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消去 y 得:222(12)4220k x mkx m +++-=, 所以2221222122168(1)(12)04122212k m m k mk x x k m x x k ⎧⎪∆=--+>⎪-⎪+=⎨+⎪⎪-=⎪+⎩因为x 轴上任意一点到直线1MF 与1NF 的距离均相等, 所以x 轴为直线1MF 与1NF 的角平分线, 所以111212011MF NF kx m kx mk k x x +++=+=++,即 12122()()20kx x m k x x m ++++= 所以2222242()201212m mkk m k m k k--+++=++ 整理化简得:2m k =即直线l :2(2)y kx m kx k k x =+=+=+ 故直线恒过定点(-2,0). 【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)2214x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由题意可得c a =2a c +=222a b c =+即可求出,a b 得值,进而可得椭圆C 的方程;(2)由椭圆的方程可得,A B 两点的坐标,设(,)(0,0)M m n m n >>,即可求出直线BM 、AM 的方程,进而可得点C 、D 的坐标,结合2214m n +=,计算1||||2ABCD S AC BD =⋅⋅即可求解.【详解】。
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 .45B C .23D 2.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 .343.设直线l 与圆C :22(2)3x y -+=相切于N ,与抛物线22(0)y px p =>交于,A B 两点,且N 是线段AB 的中点,若直线l 有且只有4条,则p 的取值范围是( )A .B .(1,3)C .(0,3)D .4.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5.已知F 是抛物线2:4E y x =的焦点,若直线l 过点F ,且与抛物线E 交于B ,C 两点,以BC 为直径作圆,圆心为A ,设圆A 与y 轴交于点M ,N ,则MAN ∠的取值范围是( )A .20,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭B .20,3π⎛⎤ ⎥⎝⎦C .2,33ππ⎛⎤⎥⎝⎦D .2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦6.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 .7.已知点P 是抛物线22y x =上的一个动点,则点P 到点D ⎛ ⎝的距离与点P 到y 轴的距离之和的最小值为( )A .2B .52C .3D .728.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点为F ,直线:l y kx =与C 交于A ,B 两点,以AB 为直径的圆过点F ,若C 上存在点P 满足4=BP BF ,则C 的离心率为( ) A .3B .102C .5D .109.设抛物线2:4(0)C x y p =>的焦点为F ,准线为l ,过点F 的直线交抛物线C 于,M N 两点,交l 于点P ,且PF FM =,则||MN =( )A .2B .83C .5D .16310.已知椭圆()222210x y a b a b+=>>上一点A 关于原点的对称点为点B ,F 为其右焦点,若AF BF ⊥,设ABF α∠=,且,124ππα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则该椭圆的离心率e 的取值范围是( )A .12,23⎛⎫ ⎪⎝⎭B .2623⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭C .22223⎛ ⎝⎭D .332,3⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭11.已知直线l 的方程为1y kx =-,双曲线C 的方程为221x y -=.若直线l 与双曲线C 的右支相交于不同的两点,则实数k 的取值范围是( ) A .(2,2)B .2)C .[2,2]D .2)12.已知点P 在双曲线()222210,0x y a b a b-=>>上,点()2,0A a ,当PA 最小时,点P不在顶点位置,则该双曲线离心率的取值范围是( ) A .)2,+∞B .)2,⎡+∞⎣C .(2D .(2⎤⎦二、填空题13.设F 是抛物线2:2C y x =的焦点,A 、B 是抛物线C 上两个不同的点,若直线AB 恰好经过焦点F ,则4AF BF +的最小值为_______.14.已知椭圆22:12x C y +=的左焦点为F ,椭圆外一点(0,)(1)P t t >,直线PF 交椭圆于A 、B 两点,过P 作椭圆C 的切线,切点为E ,若23||4||||PE PA PB =⋅,则t =____________.15.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、焦点为1F 、2F ,点P 为双曲线C 的渐近线上一点,120PF PF ⋅=,若直线1PF 与圆222x y a +=相切,则双曲线C 的离心率为___________.16.在双曲线22221x y a b-=上有一点P ,12,F F 分别为该双曲线的左、右焦点,121290,F PF F PF ∠=︒的三条边长成等差数列,则双曲线的离心率是_______.17.已知双曲线2222:1x y C a b-=(0a >,0b >)的两条渐近线与直线1x =-所围成的三角形的面积为4,则双曲线C 的离心率为________.18.已知P 为椭圆22143x y +=上一点,1F 、2F 是焦点,1260F PF ∠=︒,则12F PF S =△______.19.对抛物线C :24x y =,有下列命题:①设直线l :1y kx =+,则直线l 被抛物线C 所截得的最短弦长为4;②已知直线l :1y kx =+交抛物线C 于A 、B 两点,则以AB 为直径的圆一定与抛物线的准线相切;③过点()()2,P t t R ∈与抛物线有且只有一个交点的直线有1条或3条;④若抛物线C 的焦点为F ,抛物线上一点()2,1Q 和抛物线内一点()()2,1R m m >,过点Q 作抛物线的切线1l ,直线2l 过点Q 且与1l 垂直,则2l 平分RQF ∠;其中你认为是正确命题的所有命题的序号是______.20.椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上一点A 关于原点的对称点为B ,F 为椭圆的右焦点,若AF BF ⊥,设ABF α∠=,且,124ππα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则该椭圆离心率的最大值为______.三、解答题21.(1)已知等轴双曲线22221(0,0)y x a b a b-=>>的上顶点到一条渐近线的距离为1,求此双曲线的方程;(2)已知抛物线24y x =的焦点为F ,设过焦点F 且倾斜角为45︒的直线l 交抛物线于A ,B 两点,求线段AB 的长.22.已知抛物线()2:20C y px p =>过点()4,4-,直线2y x m =-+与抛物线C 相交于不同两点A 、B .(1)求实数m 的取值范围;(2)若AB 中点的横坐标为1,求以AB 为直径的圆的方程.23.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为2,离心率为12.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线l 与x 轴正半轴和y 轴分别交于点,Q P ,与椭圆分别交于点,M N ,各点均不重合且满足,PM MQ PN NQ λμ==.若4λμ+=-,证明:直线l 恒过定点.24.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,若C 过点31,2A ⎛⎫⎪⎝⎭,且124AF AF +=. (1)求C 的方程;(2)过点2F 且斜率为1的直线与C 交于点M 、N ,求OMN 的面积.25.已知抛物线24C y x =:的交点为F ,过点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点 (1)当直线l 的倾斜角为135°时,求AB(2)若过点P (1,2)的直线m 与抛物线C 相切,且直线//m 直线l ,求直线l 的方程 26.已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点(2,)A m 在抛物线E 上, 且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点(1,0)G -,延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.【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2231OMON+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 N x y , 因为点33(,)G x y 在椭圆221124y x+=上,所以2233312x y +=,所以22223333223311123(3)161616164x y x y OM 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3.B解析:B 【分析】根据l 有且只有4条,易知直线l 的斜率不存在时,有两条,得到直线l 斜率存在时,有两条,根据N 是线段AB 的中点,利用点差法得到0ky p =,再根据直线l 与圆C :22(2)3x y -+=相切于N ,得到0012y x k=--,结合得到02x p =-,2203y p =-再根据点N 在抛物线内部求解. 【详解】设()()()112200,,,,,A x y B x y N x y , 因为l 有且只有4条,当直线l的斜率不存在时,有两条,即2=±x 所以直线l 斜率存在时,有两条, 因为AB 在抛物线上,所以21122222y px y px ⎧=⎨=⎩,两式相减得()2212122y y p x x -=-,因为N 是线段AB 的中点, 所以1202y y y +=, 所以12121202y y p pk x x y y y -===-+, 即0ky p =,因为直线l 与圆C :22(2)3x y -+=相切于N , 所以0012y x k=--,即002x ky p -=-=-, 所以02x p =-,代入抛物线22y px =,得()222y p p =-,因为点N 在抛物线内部,所以()2022y p p <-,因为点N 在圆上,所以2200(2)3x y -+=,即2203p y +=, 所以2203y p =-,所以()220322y p p p =-<-,即2430p p -+<,解得13p <<, 故选:B 【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.4.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.5.B解析:B 【分析】设设()11,B x y ,()22,C x y BC 的中点()00,A x y ,直线l :()1y k x =-与 2:4E y x =联立可得()2222240k x k x k -++=,由韦达定理计算12x x +,12x x ,再求以BC 为直径作圆的半径12r BC =,求出圆心A 点横坐标,设MN 的中点为D ,则12MAD MAN ∠=∠,由圆的性质可得0cos x MAD r∠=并求出其范围,进而可得MAD ∠的范围,再讨论斜率不存在时MAD ∠的值,即可求解. 【详解】由抛物线2:4E y x =可知,焦点()1,0F ,设()11,B x y ,()22,C x y BC 的中点()00,A x y 设直线l :()1y k x =-代入2:4E y x =可得()2222240k x k x k -++=,所以212224k x x k++= ,121=x x ()()22222121212241612444k k x x x x x x k k +⎛⎫+-=+-=-= ⎪⎝⎭,()()()2222212416111k BC k x x k k+=+-=+⨯,所以()2241k BC k +=,以BC 为直径作圆的半径()222112k r BC k+==,圆心为BC 的中点()20122122k x x x k+=+=, 设MN 的中点为D ,则12MAD MAN ∠=∠, 则()()()22202222221111cos 1222212121k x k k MAD r k k k k ++∠====+<+=+++ 且1cos 2MAD ∠>,所以03MAD π<∠<, 当k 不存在时,1,2x y ==±,此时2r ,01x =,1cos 2MAD ∠=,3MAD π∠=,所以03MAD π<∠≤可得203MAN π<∠≤, 所以MAN ∠的取值范围是20,3π⎛⎤⎥⎝⎦故选:B 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是联立直线与抛物线的方程,求出圆的半径和圆心坐标,由圆的性质知圆心与弦中点的连线与弦垂直可求出12MAN ∠的范围,进而可计算MAN ∠的范围.6.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).7.B解析:B 【分析】利用抛物线的定义,把P 到y 轴的距离转化为1||2PF -,利用几何法求最值 【详解】抛物线22y x =的焦点1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,准线1:2l x =-,如图示:过P 作PP 1⊥y 轴于P 1,作PP 2⊥l于P 2,则211||||2PP PP -= 所以点P 到点332D ⎛ ⎝的距离与点P 到y 轴的距离之和为 1211||||||||||||22PD PP PD PP PD PF +=+-=+- 由图示,易知,当P 落在Q 时,DPF 三点共线,||||||PD PF DF +=, 其他位置,都有||||||PD PF DF +> 所以点P 到点332D ⎛⎝的距离与点P 到y 轴的距离之和的最小值为: 221111335||||||||||2022222PD PP PD PF DF ⎛⎫⎛⎫+=+-≥-=-+-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当D 、P 、F 三点共线时取最小值. 故选:B 【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.8.B解析:B 【分析】由题意设()00,B x y ,(c,0)F ,(,)P m n ,则()00,A x y --,求出BP ,AF ,BF 的坐标,根据4=BP BF 得到,m n ,由点F 在圆上得到22200=+c x y ,把点P ,B 坐标代入双曲线方程联立,可得答案. 【详解】由题意设()00,B x y ,(c,0)F ,(,)P m n ,则()00,A x y --,()00,=--BP m x n y ,()00,=+AF c x y ,()00,=--BF c x y . 4=BP BF ,()000044,c x m x y n y ⎧-=-∴⎨-=-⎩,00433m c x n y =-⎧⎨=-⎩. 以AB 为直径的圆过点F ,()()00,,0AF BF c x y c x y ∴⋅=+⋅--=,即22200=+c x y ①,点P ,B 均在双曲线上,2200221x y a b ∴-=②,()()2200224331---=c x y a b ③.②-③整理得()()2000222--=-c x x c y a b ,将22200=-y c x 代入,整理得()22220223-=c a x c,于是()22222200233-=-=b a c y c x c ,最后将20x ,20y 代入双曲线方程,整理得22410c a =,所以2e ==. 故选:B. 【点睛】本题考查了直线与双曲线的位置关系、圆的有关性质及与向量的结合,关键点是利用4=BP BF 和AF BF ⋅得到点之间的关系,考查了学生分析问题、解决问题的能力.9.D解析:D 【分析】由题意作出MD 垂直于准线l ,然后得2PM MD =,得30∠=︒DPM ,写出直线方程,联立方程组,得关于y 的一元二次方程,写出韦达定理,代入焦点弦公式计算. 【详解】如图,过点M 做MD 垂直于准线l ,由抛物线定义得MF MD =,因为PF FM =,所以2PM MD =,所以30∠=︒DPM ,则直线MN方程为1)x y =-,联立21)4x y x y ⎧=-⎪⎨=⎪⎩,,消去x 得,231030y y -+=,设()()1122,,,M x y N x y ,所以121210,13y y y y +==,得121016||2233MN y y =++=+=. 故选:D.【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12||=++AB x x p 或12||=++AB y y p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.10.B解析:B 【分析】由题意设椭圆的左焦点为N ,连接AN ,BN ,因为AF ⊥BF ,所以四边形AFBN 为长方形,再根据椭圆的定义化简得22cos 2sin a c c =+αα,得到离心率关于α的函数表达式,再利用辅助角公式和三角函数的单调性求得离心率的范围. 【详解】由题意椭圆22221x y a b+=()00a b >>,上一点A 关于原点的对称点为点B ,F 为其右焦点,设左焦点为N ,连接AN ,BN ,因为AF ⊥BF ,所以四边形AFBN 为长方形.根据椭圆的定义:2AF AN a +=,由题∠ABF =α,则∠ANF =α, 所以22cos 2sin a c c αα+=, 利用2112sin cos 24c e a πααα===+⎛⎫+ ⎪⎝⎭,∵,124ππα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,∴342πππα<+<,124πα<<⎛⎫+ ⎪⎝⎭e 的取值范围是2⎛ ⎝⎭, 故选B . 【点睛】本题主要考查了椭圆的离心率的取值范围问题,其中解答中合理利用椭圆的定义和题设条件,得到22cos 2sin a c c =+αα,再利用三角函数的性质求解是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.11.D解析:D 【分析】联立直线方程1y kx =-和双曲线方程221x y -=,化为22(12)20k x kx --=+,由于直线1y kx =-与双曲线221x y -=的右支交于不同两点,可得210k -≠,由2248(1)0k k ∆=+->,1k <,解得即可【详解】解:联立直线方程1y kx =-和双曲线方程221x y -=,化为22(12)20k x kx --=+, 因为直线1y kx =-与双曲线221x y -=的右支交于不同两点, 所以210k -≠,且2248(1)0k k ∆=+->,1k <,解得1k <<,所以实数k 的取值范围为, 故选:D 【点睛】关键点点睛:此题考查直线与双曲线的位置关系,解题的关键是直线方程和双曲线方程联立方程组,消元后结合题意可得2248(1)0k k ∆=+->,1k <,从而可得答案12.C解析:C 【分析】把P 的坐标表示出来,PA 转化为二次函数,利用二次函数最值取得条件求离心率的范围. 【详解】 设00(,)P x y ,则||PA ==又∵点P 在双曲线上,∴2200221x y a b -=,即2222002b x y b a=-,∴||PA ===.当PA 最小时,0224202a ax e e -=-=>. 又点P 不在顶点位置,∴22aa e>,∴22e <,∴e < ∵双曲线离心率1e >,∴1e <<故选:C . 【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.二、填空题13.【分析】设点设直线的方程为联立直线与抛物线的方程列出韦达定理推导出利用基本不等式可求得的最小值【详解】若直线与轴重合则直线与抛物线只有一个交点不合乎题意易知抛物线的焦点为准线方程为设点设直线的方程为解析:92【分析】设点()11,A x y 、()22,B x y ,设直线AB 的方程为12x my =+,联立直线AB 与抛物线C 的方程,列出韦达定理,推导出112AF BF+=,利用基本不等式可求得4AF BF +的最小值. 【详解】若直线AB 与x 轴重合,则直线AB 与抛物线C 只有一个交点,不合乎题意.易知抛物线C 的焦点为1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,准线方程为12x =-,设点()11,A x y 、()22,B x y ,设直线AB 的方程为12x my =+,联立2122x my y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩,整理可得2210y my --=,2440m ∆=+>,由韦达定理可得122y y m +=,121y y =-,()()()12121212211111*********m y y AF BF my my my my x x +++=+=+=++++++()()21222212122222121m y y m m y y m y y m m +++===+++-++, ()4111144522AF BF AF BF AF BF AF BF BF AF ⎛⎫⎛⎫∴+=++=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭19522⎛≥+= ⎝, 当且仅当2AF BF =时,等号成立,因此,4AF BF +的最小值为92. 故答案为:92. 【点睛】结论点睛:过抛物线的焦点F 的直线与抛物线交于A 、B 两点,则112AF BF p+=. 14.【分析】设交点由两点得直线方程由直线方程与椭圆方程联立消去后应用韦达定理得可计算代入在上半椭圆用函数解析式表示出上半椭圆并求导数设切点为求出切线方程切点坐标可用表示从而求得代入已知等式后求得值【详解解析:2【分析】设交点1122(,),(,)A x y B x y ,由两点得直线PF 方程,由直线方程与椭圆方程联立,消去后应用韦达定理得1212,x x x x +,可计算PA PB ,代入1212,x x x x +,P 在上半椭圆,用函数解析式表示出上半椭圆,并求导数,设切点为11(,)x y ,求出切线方程,切点坐标可用t 表示,从而求得2PE ,代入已知等式后求得t 值. 【详解】由题意(1,0)F -,直线AB 方程为00(1)t y x t tx t -=+=+--,设1122(,),(,)A x y B x y ,由2212y tx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得2222(12)4220t x t x t +++-=,2122412t x x t +=-+,21222212t x x t-=+, ∵,PA PB 同向,∴11221212(,)(,)()()PA PB PA PB x y t x y t x x y t y t =⋅=-⋅-=+--22211221222(1)(1)(,)(,)(1)21t t x tx x tx t x x t +-⋅=+=+, 设11(,)E x y ,过E 点的切线方程为11()y y k x x -=-,1t >,切点E 在x轴上方,由y =2xy y '==-,∴112PE xk y =-,切线方程为1111()2x y y x x y -=--,化简得1122x x y y +=, 直线过(0,)P t ,则122y t =,11y t =,由椭圆方程得21222x t=-, 222211221()2()PE x y t t t t=+-=-+-, ∵23||4||||PE PA PB =⋅,∴22222218(1)(1)32()21t t t t t t +-⎡⎤-+-=⎢⎥+⎣⎦,化简得223t =,∵1t >,∴t =故答案为:2. 【点睛】 关键点点睛:本题考查直线与椭圆相交、相切问题,解题方法是设而不求的思想方程,即设交点1122(,),(,)x y x y ,由直线方程与椭圆方程联立,消去后应用韦达定理得1212,x x x x +,然后计算PA PB ,设切点坐标,用导数求出切线斜率,得切线方程,代入坐标(0,)t 可求得切点坐标(用t 表示),求出2PE ,再结合已知条件求出结果.15.【分析】作出图形设与圆相切于点分析出可求得的值进而可得出双曲线的离心率为即可得解【详解】如下图所示设与圆相切于点则则则为的中点则为的中点由直角三角形的性质可得因为为的中点则由于双曲线的两渐近线关于轴 解析:2【分析】作出图形,设1PF 与圆222x y a +=相切于点E ,分析出23POF π∠=,可求得ba的值,进而可得出双曲线C 的离心率为21b e a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,即可得解. 【详解】如下图所示,设1PF 与圆222x y a +=相切于点E ,则OE a =,120PF PF ⋅=,则12PF PF ⊥,1OE PF ⊥,则2//OE PF , O 为12F F 的中点,则E 为1PF 的中点,222PF OE a ∴==,由直角三角形的性质可得1OF OP =,因为E 为1PF 的中点,则1EOF POE ∠=∠, 由于双曲线的两渐近线关于y 轴对称,可得21POF EOF ∠=∠,所以,12EOF POE POF ∠=∠=∠,则1223EOF POE POF POF π∠+∠+∠=∠=, 所以,23POF π∠=,则tan 33b a π==, 因此,双曲线C 的离心率为22222212c c a b b e a a a a +⎛⎫====+= ⎪⎝⎭. 故答案为:2. 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.16.5【分析】首先根据双曲线的定义和等差数列的形式可设的三边长表示为最后根据勾股定理得到根据齐次方程求解离心率【详解】设并且的三边成等差数列最长的边为则三边长表示为又整理为两边同时除以得解得:或(舍)所解析:5【分析】首先根据双曲线的定义和等差数列的形式,可设12PF F △的三边长表示为24,22,2c a c a c --,最后根据勾股定理得到22650c ac a -+=,根据齐次方程求解离心率. 【详解】设12PF PF >,并且122PF PF a -=,12PF F △的三边成等差数列,最长的边为2c ,则三边长表示为24,22,2c a c a c --, 又1290F PF ∠=,()()22224224c a c a c ∴-+-=,整理为22650c ac a -+=,两边同时除以2a 得,2650e e -+=,解得:5e =或1e =(舍),所以双曲线的离心率是5. 故答案为:5 【点睛】方法点睛:本题考查直线与双曲线的位置关系的综合问题,求离心率是圆锥曲线常考题型,涉及的方法包含1.根据,,a b c 直接求,2.根据条件建立关于,a c 的齐次方程求解,3.根据几何关系找到,,a b c 的等量关系求解.17.【分析】求出双曲线的渐近线方程求解时的值然后求解三角形的面积推出离心率即可【详解】双曲线的渐近线方程为将代入中解得故故故双曲线的离心率故答案为:【点睛】方法点睛:求圆锥曲线的离心率常用的方法有:(1【分析】求出双曲线的渐近线方程,求解1x =-时,y 的值,然后求解三角形的面积,推出离心率即可. 【详解】双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的渐近线方程为b y x a=±,将1x =-代入b y x a =±中,解得by a=±, 故12142ba =,故4b a=,故双曲线C 的离心率c e a ===.【点睛】方法点睛:求圆锥曲线的离心率常用的方法有:(1)公式法(求出,a c 的值再代离心率的公式求解);(2)方程法(根据已知找到关于离心率的方程再解方程得解).要根据已知条件灵活选择方法求解.18.【分析】利用余弦定理以及椭圆的定义可得再由三角形面积公式计算可得结果【详解】由已知得所以从而在中即①由椭圆的定义得即②由①②得所以故答案为:【点睛】方法点睛:本题考查椭圆的定义考查余弦定理的应用三角【分析】利用余弦定理以及椭圆的定义可得124PF PF ⋅=,再由三角形面积公式计算可得结果. 【详解】由已知得2a =,b =1c ==,从而1222F F c ==,在12F PF △中,2221212122cos60F F PF PF PF PF ︒=+-⋅,即2212124PF PF PF PF =+-⋅,① 由椭圆的定义得124PF PF +=, 即221212162PF PF PF PF +=+⋅,② 由①②得124PF PF ⋅=,所以12121sin 602F PF S PF PF ︒=⋅=△【点睛】方法点睛:本题考查椭圆的定义,考查余弦定理的应用、三角形面积公式,对于焦点三角形面积问题,一是结合余弦定理和面积公式,二是利用椭圆定义可得解,考查逻辑思维能力和运算求解能力,属于常考题.19.①②④【分析】①将抛物线与直线联立消去利用根与系数关系求出再由弦长公式即可求出弦长进而可求出弦长的最小值即可判断①的正误;②利用中点坐标公式求出以为直径的圆的圆心的纵坐标判断圆心到直线的距离与半径的解析:①②④ 【分析】①将抛物线与直线联立消去y ,利用根与系数关系求出12x x +,12x x ,再由弦长公式即可求出弦长,进而可求出弦长的最小值,即可判断①的正误;②利用中点坐标公式,求出以AB 为直径的圆的圆心的纵坐标,判断圆心到直线的距离121y y ++与半径||2AB r =的大小关系,即可判断②的正误; ③将2x =代入24x y =,可得()2,1P 在抛物线上,此时当直线的斜率不存在时,只有一个交点,当直线与抛物线相切时,也只有一个交点,故与抛物线只有一个交点的直线有可能有2条,可判断③错误;④设1l 的方程为()12y k x -=-,将直线与抛物线联立消去y ,利用判别式即可求出k ,进而可求出直线1l 的倾斜角,即可判断④的正误. 【详解】①联立方程241x yy kx ⎧=⎨=+⎩,消去y 可得2440x kx --=,216160k ∆=+>恒成立,设两交点坐标分别为()11,A x y ,()22,B x y , 所以由根与系数的关系得124x x k +=,124x x ⋅=-,故AB ==2444k =+≥,当0k =时,AB 取得最小值4,所以最短弦长为4,故①正确,②由①可知124x x k +=,则21212242y y kx kx k +=++=+,故以AB 为直径的圆的圆心坐标为()22,21k k +,半径2222ABr k ==+, 抛物线24x y =的准线方程为1y =-,故圆心到准线1y =-的距离2221122d k k r =++=+=, 所以以AB 为直径的圆一定与抛物线的准线相切,故②正确,③将2x =代入24x y =,解得1y =,所以当1t =时,即()2,1P 在抛物线上, 当直线的斜率不存在时,方程为2x =,此时只有一个交点()2,1,当直线斜率存在且只与抛物线只有一个交点时,当且仅当该直线为切线时满足条件, 所以过点()2,P t 只与抛物线只有一个交点的直线有可能有2条,故③错误, ④因为抛物线的焦点为()0,1F ,又()2,1Q ,()2,R m , 所以三角形FQR 为直角三角形且过()2,1Q 的切线斜率一定存在, 设1l 的方程为()12y k x -=-,代入24x y =,可得24840x k k -+-=,由()2164840k k ∆=--=可得1k =,即直线1l 的倾斜角为45︒,因为直线2l 过点Q 且与1l 垂直,所以一定平分RQF ∠,故④正确. 故答案为:①②④ 【点睛】思路点睛:直线与抛物线交点问题的解题思路:(1)求交点问题,通常解直线方程与抛物线方程组成的方程组; (2)与交点相关的问题通常借助根与系数的关系或用向量法解决.20.【分析】设左焦点为根据椭圆的定义有且O 是直角三角形斜边的中点所以离心率由角的范围可求得离心率的最大值【详解】因为关于原点对称所以B 也在椭圆上设左焦点为根据椭圆的定义:又因为所以O 是直角三角形斜边的中【分析】设左焦点为F ',根据椭圆的定义有,||||2AF BF a +=,且O 是直角三角形ABF 斜边的中点,所以||2,||2sin ,||2cos AB c AF c BF c αα===,离心率11sin cos 4c a πααα==+⎛⎫+ ⎪⎝⎭,由角的范围可求得离心率的最大值. 【详解】因为,B A 关于原点对称,所以B 也在椭圆上,设左焦点为F ',根据椭圆的定义:||2AF AF a '+=,又因为||BF AF '=,所以||||2AF BF a +=,O 是直角三角形ABF 斜边的中点,所以||2,||2sin ,||2cos AB c AF c BF c αα===,所以2(sin cos )2c a αα+=,所以11sin cos 4c a πααα==+⎛⎫+ ⎪⎝⎭, 由于,124ππα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以当12πα=,故答案为:3. 【点睛】关键点点睛:求椭圆的离心率关键在于由椭圆的定义,善于利用平面几何中的边、角关系建立关于,,a b c 的等式或不等式.三、解答题21.(1)22122y x -=;(2)8.【分析】(1)由等轴双曲线的一条渐近线方程为0y x +=,再由点到直线距离公式求解即可; (2)求得直线方程代入抛物线,结合焦点弦长求解即可. 【详解】(1)由等轴双曲线的一条渐近线方程为0y x +=,且顶点(0,)a 到渐近线的距离为1,可得1a b =⎧=,解得a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩22122y x -=(2)抛物线24y x =的焦点为(1,0)F直线l 的方程为0tan 45(1)y x -=︒⋅-,即1y x =-.与抛物线方程联立,得214y x y x =-⎧⎨=⎩,消y ,整理得2610x x -+=,设其两根为1x ,2x ,且126x x +=.由抛物线的定义可知,12||628AB x x p =++=+=. 所以,线段AB 的长是8. 【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. 22.(1)1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭;(2)()()2215114x y -++=.【分析】(1)将点()4,4-的坐标代入抛物线C 的方程,求出p 的值,可得出抛物线C 的方程,再将直线2y x m =-+的方程与抛物线C 的方程联立,利用0∆>可求得实数m 的取值范围;(2)设点()11,A x y 、()22,B x y ,列出韦达定理,由线段AB 的中点的横坐标可求得m 的值,可求得线段AB 的中点坐标,利用弦长公式可求得AB ,进而可求得以线段AB 为直径的圆的方程. 【详解】(1)将点()4,4-的坐标代入抛物线C 的方程,可得()28416p =-=,解得2p =,所以,抛物线C 的方程为24y x =,联立224y x m y x=-+⎧⎨=⎩,整理可得()224440x m x m -++=,由已知条件可得()22441632160m m m ∆=+-=+>,解得12m >-, 因此,实数m 的取值范围是1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭; (2)设()11,A x y 、()22,B x y ,由韦达定理可得121x x m +=+,2124m x x =,由于AB 中点的横坐标为1,则1212x x m +=+=,解得1m =,1214x x ∴=, 由弦长公式可得12AB x x =-===,所以,所求圆的圆心坐标为()1,1- 因此,以AB 为直径的圆的方程为()()2215114x y -++=. 【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.23.(1)22143x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由题意可得122,2c c a ==,再由222b a c =-求出b 的值,从而可得椭圆C 的标准方程;(2)设()()(0,),(,0)(0),,,,M M N N P p Q q q M x y N x y >,从而得()()()(),,,,,,,M M M M N N N N PM x y p MQ q x y PN x y p NQ q x y =-=--=-=--,然后由,PM MQ PN NQ λμ==,可得()222312244120q p λλ--+-=和()222312244120qp μμ--+-=,由此可知,λμ为方程()222312244120q x x p --+-=的两不相等实数根,所以有2244312q λμ+==--,可求出q 的值,从而可得答案 【详解】(1)依题意,22,1c c =∴=.由12c a =,得2,a b =∴= 故椭圆方程为22143x y +=.(2)设()()(0,),(,0)(0),,,,M M N N P p Q q q M x y N x y >,()()()(),,,,,,,M M M M N N N N PM x y p MQ q x y PN x y p NQ q x y ∴=-=--=-=--.由PM MQ λ=,得()()M M M M x q x y p y λλ⎧=-⎪⎨-=-⎪⎩,11M M q x p y λλλ⎧=⎪⎪+∴⎨⎪=⎪+⎩.∵点M 在椭圆上,2211143q p λλλ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭∴+=,整理得()222312244120qp λλ--+-=.同理,由PN NQ μ=可得()222312244120q p μμ--+-=.,λμ∴为方程()222312244120q x x p --+-=的两不相等实数根,2244312q λμ∴+==--. 22q ∴=.又0,q q >∴=∴直线l恒过定点Q .【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆方程的求法,考查直线与椭圆的位置关系,解题的关键是由,PM MQ PN NQ λμ==,得到()222312244120q p λλ--+-=和()222312244120q p μμ--+-=,从而有,λμ为方程()222312244120qx x p --+-=的两不相等实数根,再利用根与系数的关系可得答案,考查数学转化思想,属于中档题24.(1)22143x y +=;(2)7. 【分析】(1)利用椭圆的定义可求出a 的值,将点A 的坐标代入椭圆C 的方程,求出2b 的值,进而可得出椭圆C 的方程;(2)设点()11,M x y 、()22,N x y ,写出直线MN 的方程,联立直线MN 与椭圆C 的方程,列出韦达定理,利用三角形的面积公式结合韦达定理可求得OMN 的面积. 【详解】(1)由椭圆的定义可得1224AF AF a +==,可得2a =,椭圆C 的方程为22214x y b+=, 将点A 的坐标代入椭圆C 的方程可得291414b +=,解得23b =,因此,椭圆C 的方程为22143x y +=;。
第二章 圆锥曲线与方程
一、选择题
1.若平面内一条直线l与曲线C有且仅有一个公共点,则下列命题:(1)若C是圆,
则l与C一定相切;(2)若C是抛物线,则l与C一定相切;(3)若C是椭圆,则l与C一
定相切;(4)若C是双曲线,则l与C一定相切.其中正确的有( ).
A.1 个 B.2个 C.3个 D.4个
2.过抛物线x2=4y的焦点且与其对称轴垂直的弦AB的长度是( ).
A.1 B.2 C.4 D.8
3.双曲线1 = 4-922yx与直线m x-y + 32=(m∈R)的公共点的个数为( ).
A.0 B.1 C.0或1 D.0或1或2
4.在直角坐标平面内,已知点F1(-4,0),F2(4,0),动点M满足条件:|MF1|+|MF2|
=8,则点M的轨迹方程是( ).
A.1 = 9+1622yx B.x=0
C.y=0(-4≤x≤4) D.1 = 16+1622 yx
5.已知经过椭圆1 = +522yx的焦点且与其对称轴成45º的直线与椭圆交于A,B两点,
则|AB|=( ).
A.352 B.310 C.25 D.10
6.已知点A(3,0)、B(-3,0),|AC|-|BC|=4,则点C轨迹方程是( ).
A.1 = 5422y-x B.1 = 5422y-x(x<0)
C.1 = 5422y-x(x>0) D.0 = 5422y-x(x<0)
7.方程mx2+(m+1)y2=m(m+1),m∈R表示的曲线不可能是( ).
A.直线 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
8.若椭圆1 =9+ 1622xy上的点到直线y=x+m的最短距离是2,则m最小值为( ).
A.-1 B.3 C. 7 D.1
9.直线y=x-k与抛物线x2=y相交于A,B两点,若线段AB中点的纵坐标为1,则
k
的值为( ).
A.-21 B.21 C.-41 D.-1
10.设椭圆22+10yx=1和双曲线22-8yx=1的公共焦点分别为F1,F2,P是这两曲线
的交点,则△PF1F2的外接圆半径为( ).
A.1 B.2 C.22 D.3
二、填空题
11.直线my2 = 与曲线 222218= + 9myxm(m∈R,m≠0)有 个公共点.
12.到点(-4,0)与到直线x=-425的距离之比为54的动点的轨迹方程是 .
13.与14922yx有相同渐近线且实轴长为10的双曲线方程是 .
14.已知△ABC的两个顶点为A(0,0)、B(6,0),顶点C在曲线1 = 91622y-x上运动,
则△ABC的重心的轨迹方程是 .
15.若点P,Q在抛物线y2=4x上,O是坐标原点,且OP·OQ=0,则直线PQ恒
过的定点的坐标是 .
16.已知正三角形ABC,若M,N分别是AB,AC的中点,则以B,C为焦点,且过M,
N的椭圆与双曲线的离心率之积为 .
三、解答题
17.若过椭圆1 = +2222byax(a>b>0)左焦点的直线与它的两个交点及其右焦点构成周长
为16的三角形,此椭圆的离心率为0.5,求这个椭圆方程.
18.已知直线1+ =xyk与双曲线x2-y2=1的左支相交于不同的两点A,B,线段AB的
中点为点M,定点C(-2,0).
(1)求实数k的取值范围;
(2)求直线MC在y轴上的截距的取值范围.
19.若点P在抛物线y2=2x上,A(a,0),
(1)请你完成下表:
实数a的值 -2
0 0.5 1 2
|PA|的最小值
0
相应的点P坐标
(2)若a∈R,求||PA的最小值及相应的点P坐标
20.若点P在以F为焦点的抛物线y2=2px(p>0)上,且PF⊥FO,|PF|=2,O为原
点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线x-2y=1与此抛物线相交于A,B两点,点N是抛物线弧AOB上的动点,
求△ABN面积的最大值.
参考答案
一、选择题
1.B 2.C
3.C
解析:双曲线1 = 4-922yx的渐近线方程为y=±32x与已知直线平行或重合,而当m=
0时,重合;此时,公共点个数为0;m≠0时,公共点个数为1.
4.C 5.A 6. B 7.D 8.C 9.A
10.D
解析:由椭圆与双曲线的定义可得1||PF与2||PF的方程组,进一步可知△PF1F2为直
角三角形.
二、填空题
11.2.
12.1 = 9+2522yx.
13.1 = 9100-2522yx或1 = 4225-2522xy.
14.1 = 162 922y--x)((y≠0).
15.(4,0).
16.2.
三、解答题
17.1 = 12+1622yx.
解:如图,由椭圆定义可知|BF1|+|BF2|=2a,
|AF1|+|AF2|=2a.
△ABF2的周长=|AB|+|BF2|+|AF2|=|AF1|+
|AF2|+|BF1|+|BF2|=4a=16.
∴a=4,
又∵ e=ac=0.5,
y
xBF2F
1
A
(第17题)
∴ c=2,
∴ b=
3=
22
2-ca
.
椭圆方程为1 = 12+1622yx.
18.(1)1<k<2.
解:把直线y=kx+1代入双曲线x2-y2=1整理有
(1-k2)x2-2kx-2=0,
∵设A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理可知x1+x2=2-12kk<0, ①
x1·x2=2-12k->0. ②
且 ∆=(-2k)2-4(1-k2)·(-2)=4k2-8 k2+8>0得
-2<k<2.③
∴ 1<k<2.
(2)∵ M2+ 2+2121yy,xx, M1+-1 -1222kkkk,,即M22-11 -1kkk,.
∴MC:y=2++212kk-x+2++222kk-.
在y轴线截距为ym=2++222kk-,
当k∈(1,2),有ym>2或ym<-2-2.
19.(1)
实数a的值 -2
0 0.5 1 2
|PA|的最小值
2 0 0.5 1
3
相应的点P坐标 (0,0) (0,0) (0,0) (0,0)
(1,±2)
(2)当a≤1时,|PA|的最小值=|a|,相应的点P(0,0);
当a>1时,|PA|的最小值=12a,相应的点P(a-1,±22a).
20.(1)xy4=2;
(第18题)
O
解:由PF⊥FO,|PF|=2可知当x=2p时,y=2.
即2p·2p=4,∴ p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.
(2)510.
解:由(1)可知,直线AB过焦点F(1,0).
把直线x-2y=1代入抛物线y2=4x.
有x2-18 x+1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
|AB|=21-41+ 1xx=2058 25=-4+ 41+ 121221= ·)( ·xxxx.
设N(x0,20x),
点N到AB的距离h=51400-x-x.
S△ABN=21·|AB|·h=21·20·51400-x-x.
当 0x=2时,S△ABN 取得最大值,此时S△ABN=105.
(第20题)