2-1 圆锥曲线与方程(2)有答案
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第十三章 圆锥曲线与方程(2) 一、选择填空 1.(2016·江西九校联考)若点P到直线x=-1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线 解析:选D 依题意,点P到直线x=-2的距离等于它到点(2,0)的距离,故点P的轨迹是抛物线. 2.设抛物线y2=-12x上一点P到y轴的距离是1,则点P到该抛物线焦点的距离是( ) A.3 B.4 C.7 D.13 解析:选B 依题意,点P到该抛物线的焦点的距离等于点P到其准线x=3的距离,即等于3+1=4. 3.抛物线y=2x2的焦点坐标是( )
A.18,0 B.12,0 C.0,18 D.0,12 解析:选C 抛物线的标准方程为x2=12y,所以焦点坐标是0,18. 4.椭圆x216+y27=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1作x轴的垂线交椭圆于A,B两点,则△ABF2
的面积为( )
A.212 B.214
C.218 D.21 解析:选A 依题意得|AB|=2b2a=72,|F1F2|=216-7=6,因此△ABF2的面积等于12|AB|×|F1F2|=12
×72×6=212. 5.已知椭圆的方程是x2+2y2-4=0,则以M(1,1)为中点的弦所在直线方程是______. 解析:设过M(1,1)点的方程为y=kx+b, 则有k+b=1,即b=1-k,即y=kx+(1-k),
联立方程组 x2+2y2-4=0,y=kx+1-k, 则有(1+2k2)x2+(4k-4k2)x+(2k2-4k-2)=0, 所以x1+x22=12·4k2-4k1+2k2=1,解得k=-12,故b=32, 页 2第
所以y=-12x+32,即x+2y-3=0. 答案:x+2y-3=0 6.(2015·福建高考)若双曲线E:x29-y216=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线E上,且|PF1|=3,则|PF2|等于( ) A.11 B.9 C.5 D.3 解析:选B 由双曲线的定义有||PF1|-|PF2||=|3-|PF2||=2a=6,∴|PF2|=9.
7.已知双曲线x2a2-y2=1(a>0)的一条渐近线与直线2x-y+3=0垂直,则该双曲线的准线方程是( )
A.x=±32 B.x=±52 C.x=±433 D.x=±455 解析:选D 双曲线x2a2-y2=1(a>0)的渐近线为y=±1ax,若其中一条与直线2x-y+3=0垂直,则有-1a×2=-1,解得a=2,∴双曲线x24-y2=1的准线方程为x=±44+1=±455. 8.(2016·西安模拟)设F1,F2分别是双曲线x2a2-y2b2=1的左、右焦点,若双曲线上存在点A,使∠F1AF2
=90°且|AF1|=3|AF2|,则双曲线的离心率为( )
A.52 B.102 C.152 D.5 解析:选B 因为∠F1AF2=90°,故|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2=4c2,又|AF1|=3|AF2|,且|AF1|-|AF2|=2a,故10a2=4c2,故c2a2=52,故e=ca=102. 9.(2015·荆门质检)已知F是抛物线y2=4x的焦点,A,B是抛物线上两点,若△AFB是正三角形,则△AFB的边长为________. 解析:由题意可知A,B两点一定关于x轴对称,且AF,BF与x轴夹角均为30°,由于y2=4x的
焦点为(1,0),由 y=33x-1,y2=4x,化简得y=33y24-1,解得y=23±4, 所以△AFB的边长为8±43. 答案:8±43 10.(2016·北京密云模拟)已知两点A(1,0),B(b,0).如果抛物线y2=4x上存在点C,使得△ABC为等边三角形,那么实数b=________.
解析:依题意,线段AB的垂直平分线x=b+12(b>-1)与抛物线y2=4x的交点Cb+12,n满足|CA|页 3第
=|AB|=|b-1|(其中n2=2(b+1)),于是有b+12-12+n2=(b-1)2,即b+12-12+2(b+1)=(b-1)2,化简得3b2-14b-5=0,即(3b+1)(b-5)=0,解得b=5或b=-13. 答案:5或-13 11.(2015·上海市十三校联考)若椭圆的方程为x210-a+y2a-2=1,且此椭圆的焦距为4,则实数a=________. 解析:①当焦点在x轴上时,10-a-(a-2)=22,解得a=4.②当焦点在y轴上时,a-2-(10-a)=22,解得a=8. 答案:4或8 12.已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10).点M(3,m)在双曲线上. (1)求双曲线的方程;
(2)求证:1MF·2MF=0; (3)求△F1MF2的面积. 解:(1)∵e=2,则双曲线的实轴、虚轴相等. ∴可设双曲线方程为x2-y2=λ. ∵双曲线过点(4,-10), ∴16-10=λ,即λ=6. ∴双曲线方程为x2-y2=6.
(2)证明:设1MF=(-23-3,-m),
2MF=(23-3,-m).
∴1MF·2MF=(3+23)×(3-23)+m2=-3+m2, ∵M点在双曲线上, ∴9-m2=6,即m2-3=0,
∴1MF·2MF=0. (3)△F1MF2的底|F1F2|=43. 由(2)知m=±3. ∴△F1MF2的高h=|m|=3,
∴S△F1MF2=12×43×3=6. 13.(2015·福建高考)已知点F为抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点,点A(2,m)在抛物线E上,且|AF|=3. 页 4第
(1)求抛物线E的方程; (2)已知点G(-1,0),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.
解:(1)由抛物线的定义得|AF|=2+p2.
因为|AF|=3,即2+p2=3,解得p=2, 所以抛物线E的方程为y2=4x. (2)法一:因为点A(2,m)在抛物线E:y2=4x上, 所以m=±22. 由抛物线的对称性,不妨设A(2,22).
由A(2,22),F(1,0)可得直线AF的方程为y=22(x-1).由 y=22x-1,y2=4x,得2x2-5x+2=0, 解得x=2或x=12,从而B12,-2. 又G(-1,0), 所以kGA=22-02--1=223,kGB=-2-012--1=-223,
所以kGA+kGB=0,从而∠AGF=∠BGF,这表明点F到直线GA,GB的距离相等,故以F为圆心且与直线GA相切的圆必与直线GB相切. 法二:设以点F为圆心且与直线GA相切的圆的半径为r. 因为点A(2,m)在抛物线E:y2=4x上,所以m=±22. 由抛物线的对称性,不妨设A(2,22). 由A(2,22),F(1,0)可得直线AF的方程为
y=22(x-1).由 y=22x-1,y2=4x, 得2x2-5x+2=0, 解得x=2或x=12,从而B12,-2. 又G(-1,0), 故直线GA的方程为22x-3y+22=0,
从而r=|22+22|8+9=42 17 . 又直线GB的方程为22x+3y+22=0, 所以点F到直线GB的距离
d=|22+22|8+9=4217=r. 页 5第
这表明以点F为圆心且与直线GA相切的圆必与直线GB相切. 14.(2016·大庆模拟)椭圆的两焦点坐标分别为F1(-3,0),F2(3,0),且椭圆过点P1,-32. (1)求椭圆方程. (2)若A为椭圆的左顶点,作AM⊥AN与椭圆交于两点M,N,试问:直线MN是否恒过x轴上的一个定点?若是,求出该点坐标;若不是,请说明理由.
解:(1)设椭圆的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),
由题意得c=3,且椭圆过点P1,-32,
∴ a2-b2=3,1a2+34b2=1,解得 a2=4,b2=1,∴椭圆方程为x24+y2=1. (2)由已知直线MN与y轴不垂直,假设其过定点T(a,0)设其方程为x=my+a. 由 x=my+a,x24+y2=1,得(m2+4)y2+2amy+a2-4=0. 设M(x1,y1),N(x2,y2),则 y1+y2=-2amm2+4,y1y2=a2-4m2+4. ∴x1+x2=my1+a+my2+a=m(y1+y2)+2a, x1x2=(my1+a)(my2+a)=m2y1y2+am(y1+y2)+a2.
∵AM⊥AN,∴AM·AN=0, 即(x1+2,y1)·(x2+2,y2)=0, ∴x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2=0. ∴(m2+1)y1y2+m(a+2)(y1+y2)+(a+2)2=0,
即m2+1a+2a-2m2+4-2am2a+2m2+4+(a+2)2=0. 若a=-2,则T与A重合,不合题意,∴a+2≠0, 整理得a=-65.
综上,直线MN过定点T-65,0.