新編全國(guó)通用高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 微專題強(qiáng)化練 專題15 圓錐曲線含解析
【走向高考】(全國(guó)通用)20xx高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 微專題強(qiáng)化練 專題15 圓錐曲線
一、選擇題
1.(20xx·四川文,7)過(guò)雙曲線x2-=1的右焦點(diǎn)且與x軸垂直的直線,交該雙曲線的兩條漸近線于A,B兩點(diǎn),則|AB|=( )
A. B.2
C.6 D.4
[答案] D
[解析] 由題意,a=1,b=,故c=2,
漸近線方程為y=±x,
將x=2代入漸近線方程,得y1,2=±2,故|AB|=4,選D.
2.設(shè)P是橢圓+=1上一點(diǎn),M、N分別是兩圓:(x+2)2+y2=1和(x-2)2+y2=1上的點(diǎn),則|PM|+|PN|的最小值,最大值分別為( )
A.4,8 B.2,6
C.6,8 D.8,12
[答案] A
[解析] 如圖,由橢圓及圓的方程可知兩圓圓心分別為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),由橢圓定義知|PA|+|PB|=2a=6,連接PA,PB,分別與兩圓相交于M、N兩點(diǎn),此時(shí)|PM|+|PN|最小,最小值為|PA|+|PB|-2R=4;連接PA,PB并延長(zhǎng),分別與兩圓相交于M′、N′兩點(diǎn),此時(shí)|PM′|+|PN′|最大,最大值為|PA|+|PB|+2R=8,即最小值和最大值分別為4、8.
[方法點(diǎn)撥] 涉及橢圓(或雙曲線)兩焦點(diǎn)距離的問(wèn)題或焦點(diǎn)弦問(wèn)題,及到拋物線焦點(diǎn)(或準(zhǔn)線)距離的問(wèn)題,可優(yōu)先考慮圓錐曲線的定義.
3.(文)(20xx·唐山一模)已知拋物線的焦點(diǎn)F(a,0)(a<0),則拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是( )
A.y2=2ax B.y2=4ax
C.y2=-2ax D.y2=-4ax
[答案] B
[解析] 設(shè)拋物線方程為y2=mx,由焦點(diǎn)為F(a,0),a<0知m<0,∴=a,∴m=4a,故選B.
(理)(20xx·河北衡水中學(xué)一模)已知拋物線C的頂點(diǎn)是原點(diǎn)O,焦點(diǎn)F在x軸的正半軸上,經(jīng)過(guò)F的直線與拋物線C交于A、B兩點(diǎn),如果·=-12,,那么拋物線C的方程為( )
A.x2=8y B.x2=4y
C.y2=8x D.y2=4x
[答案] C
[解析] 由題意,設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),直線方程為x=my+,代入拋物線方程得y2-2pmy-p2=0,設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),得·=x1x2+y1y2=+y1y2=m2y1y2+(y1+y2)++y1y2=-p2=-12?p=4,即拋物線C的方程為y2=8x.
[方法點(diǎn)撥] 求圓錐曲線標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí)“先定型,后計(jì)算”,即先確定是何種曲線,焦點(diǎn)在哪個(gè)軸上,然后利用條件求a、b、p的值.
4.(文)(20xx·南昌市一模)以坐標(biāo)原點(diǎn)為對(duì)稱中心,兩坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的雙曲線C的一條漸近線的傾斜角為,則雙曲線C的離心率為( )
A.2或 B.2或
C. D.2
[答案] B
[解析] (1)當(dāng)雙曲線的焦點(diǎn)在x軸上時(shí),由題意知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x,所以=tan=,所以b=a,c==2a,故雙曲線C的離心率e===2;
(2)當(dāng)雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上時(shí),由題意知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x,所以=tan=,所以a=b,c==2b,故雙曲線C的離心率e===.
綜上所述,雙曲線C的離心率為2或.
(理)(20xx·東北三省三校二模)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的左右焦點(diǎn)分別為F1、F2,以F1F2為直徑的圓被直線+=1截得的弦長(zhǎng)為a,則雙曲線的離心率為( )
A.3 B.2
C. D.
[答案] D
[解析] 由已知得:O(0,0)到直線+=1的距離為:d=,由題意得:2+d2=r2即2+2=c2
整理得:c4-a2c2+a4=0,即e4-e2+1=0,解得:e2=2或e2=(舍),∴e=.
[方法點(diǎn)撥] 1.求橢圓、雙曲線的離心率問(wèn)題,關(guān)鍵是根據(jù)已知條件確定a、b、c的關(guān)系,然后將b用a、c代換,求e=的值;另外要注意雙曲線的漸近線與離心率的關(guān)系.
2.注意圓錐曲線的對(duì)稱性在解題中的應(yīng)用.
5.(文)設(shè)F1、F2分別是橢圓E:x2+=1(0<b<1)的左、右焦點(diǎn),過(guò)F1的直線l與橢圓相交于A、B兩點(diǎn),且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差數(shù)列,則|AB|的長(zhǎng)為( )
A. B.1
C. D.
[答案] C
[解析] 由條件知,|AF2|+|BF2|=2|AB|,
|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|=2,
∴|AB|+|AF2|+|BF2|=4,∴|AB|=.
(理)(20xx·河北名師名校俱樂(lè)部模擬)設(shè)拋物線x2=8y的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點(diǎn),PA⊥l,A為垂足,如果直線AF的傾斜角等于60°,那么|PF|等于( )
A.2 B.4
C. D.4
[答案] C
[解析] 在△APF中,|PA|=|PF|,|AF|sin60°=4,∴|AF|=,又∠PAF=∠PFA=30°,過(guò)P作PB⊥AF于B,則|PF|===.
[方法點(diǎn)撥] 圓錐曲線的性質(zhì)常與等差、等比數(shù)列、三角函數(shù)、不等式等問(wèn)題聯(lián)系在一起,一般先利用條件轉(zhuǎn)化為單一知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題求解.
6.(文)從拋物線y2=8x上一點(diǎn)P引拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足為M,且|PM|=5,設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,則△PFM的面積為( )
A.5 B.6
C.10 D.5
[答案] A
[解析] 拋物線的焦點(diǎn)F(2,0),準(zhǔn)線方程為x=-2.設(shè)P(m,n),則|PM|=m+2=5,解得m=3.代入拋物線方程得n2=24,故|n|=2,則S△PFM=|PM|·|n|=×5×2=5.
(理)若雙曲線-=1(a>0,b>0)和橢圓+=1(m>n>0)有共同的焦點(diǎn)F1、F2,P是兩條曲線的一個(gè)交點(diǎn),則|PF1|·|PF2| ( )
A.m2-a2 B.-
C.(m-a) D. m-a
[答案] D
[解析] 不妨設(shè)F1、F2分別為左、右焦點(diǎn),P在雙曲線的右支上,由題意得|PF1|+|PF2|=2,|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=+,|PF2|=-,故|PF1|·|PF2|=m-a.
7.(文)(20xx·湖南文,6)若雙曲線-=1的一條漸近線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,-4),則此雙曲線的離心率為( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 考查雙曲線的幾何性質(zhì).
由題設(shè)利用雙曲線的漸近線方程經(jīng)過(guò)的點(diǎn)(3,-4),得到a、b關(guān)系式,然后求出雙曲線的離心率即可.因?yàn)殡p曲線-=1的一條漸近線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,-4),∴3b=4a,∴9(c2-a2)=16a2,∴e==,故選D.
(理)(20xx·重慶文,9)設(shè)雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)是F,左、右頂點(diǎn)分別是A1,A2,過(guò)F作A1A2的垂線與雙曲線交于B,C兩點(diǎn).若A1B⊥A2C,則該雙曲線的漸近線的斜率為( )
A.± B.±
C.±1 D.±
[答案] C
[解析] 考查雙曲線的幾何性質(zhì).
由已知得右焦點(diǎn)F(c,0)(其中c2=a2+b2,c>0),A1(-a,0),A2(a,0);B(c,-),C(c,);從而A1B―→=(c+a,-),=(c-a,),又因?yàn)锳1B⊥A2C,所以A1B―→·A2C―→=0,即(c-a)·(c+a)+(-)·()=0;化簡(jiǎn)得到=1?=±1,即雙曲線的漸近線的斜率為±1;故選C.
8.(20xx·新課標(biāo)Ⅰ理,5)已知M(x0,y0)是雙曲線C:-y2=1上的一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2是C的兩個(gè)焦點(diǎn).若·<0,則y0的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] 考查向量數(shù)量積;雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
由題知F1(-,0),F(xiàn)2(,0),-y=1,所以MF1―→·MF2―→=(--x0,-y0)·(-x0,-y0)=x+y-3=3y-1<0,解得-<y0<,故選A.
二、填空題
9.(文)已知直線y=a交拋物線y=x2于A、B兩點(diǎn),若該拋物線上存在點(diǎn)C,使得∠ACB為直角,則a的取值范圍為_(kāi)_______.
[答案] a≥1
[解析] 顯然a>0,不妨設(shè)A(,a),B(-,a),C(x0,x),則=(--x0,a-x),
=(-x0,a-x),∵∠ACB=90°.
∴·=(-x0,a-x)·(--x0,a-x)=0.
∴x-a+(a-x)2=0,且x-a≠0.
∴(a-x)(a-x-1)=0,∴a-x-1=0.
∴x=a-1,又x≥0.∴a≥1.
(理)如圖,正方形ABCD和正方形DEFG的邊長(zhǎng)分別為a、b(a<b),原點(diǎn)O為AD的中點(diǎn),拋物線y2=2px(p>0)經(jīng)過(guò)C、F兩點(diǎn),則=________.
[答案] +1
[解析] 由題可得C(,-a),F(xiàn)(+b,b),
∵C、F在拋物線y2=2px上,∴
∴=+1,故填+1.
10.(文)(20xx·湖南理,13)設(shè)F是雙曲線C:-=1的一個(gè)焦點(diǎn).若C上存在點(diǎn)P,使線段PF的中點(diǎn)恰為其虛軸的一個(gè)端點(diǎn),則C的離心率為_(kāi)_______.
[答案]
[解析] 考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其性質(zhì).
根據(jù)對(duì)稱性,不妨設(shè)F(c,0),短軸端點(diǎn)為(0,b),從而可知點(diǎn)(-c,2b)在雙曲線上,∴-=1?e==.
(理)(20xx·南昌市二模)過(guò)原點(diǎn)的直線l與雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的左右兩支分別相交于A,B兩點(diǎn),F(xiàn)(-,0)是雙曲線C的左焦點(diǎn),若|FA|+|FB|=4,·=0,則雙曲線C的方程是________.
[答案] -y2=1
[解析] 由已知得:c=,F(xiàn)A⊥FB,設(shè)右焦點(diǎn)為F1,則四邊形FAF1B為矩形,∴|AB|=2c=2且|FA|2+|FB|2=(|FA|+|FB|)2-2|FA|·|FB|=16-2|FA|·|FB|,
|AB|2=|FA|2+|FB|2,
∴|FA|·|FB|=2,∴(|FA|-|FB|)2=(|FA|+|FB|)2-4|FA|·|FB|=8,∴||FA|-|FB||=2,
即||AF|-|AF1||=2,∴a=,
∴b2=1,∴雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為-y2=1.
三、解答題
11.(文)(20xx·湖南文,20)已知拋物線C1:x2=4y的焦點(diǎn)F也是橢圓C2:+=1(a>b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),C1與C2的公共弦的長(zhǎng)為2.過(guò)點(diǎn)F的直線l與C1相交于A,B兩點(diǎn),與C2相交于C,D兩點(diǎn),且與同向.
(1)求C2的方程;
(2)若|AC|=|BD|,求直線l的斜率.
[分析] 考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系;橢圓的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化思想,設(shè)而不求、整體代換思想及運(yùn)算求解能力等.
(1)由F也是橢圓C2的一個(gè)焦點(diǎn)及C1與C2的公共弦長(zhǎng)列方程組求解;
(2) 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),根據(jù)=,可得,(x3+x4)2-4x3x4=(x1+x2)2-4x1x2,
設(shè)直線l的斜率為k,則l的方程為y=kx+1,聯(lián)立直線與拋物線方程、直線與橢圓方程、利用韋達(dá)定理進(jìn)行計(jì)算即可得到結(jié)果.
[解析] (1)由C1:x2=4y知其焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,1),因?yàn)镕也是橢圓C2的一個(gè)焦點(diǎn),所以a2-b2=1 ?、?;
又C1與C2的公共弦長(zhǎng)為2,C1與C2都關(guān)于y軸對(duì)稱,且C1的方程為:x2=4y,由此易知C1與C2的公共點(diǎn)的坐標(biāo)為(±,),
∴+=1②,
聯(lián)立①②得a2=9,b2=8,故C2的方程為
+=1.
(2)如圖,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
C(x3,y3),D(x4,y4),
因與同向,且|AC|=|BD|,
所以=,從而x3-x1=x4-x2,即x3-x4=x1-x2,于是
(x3+x4)2-4x3x4=(x1+x2)2-4x1x2?、?
設(shè)直線l的斜率為k,則l的方程為y=kx+1,由得x2-4kx-4=0,
由x1,x2是這個(gè)方程的兩根,
∴x1+x2=4k,x1x2=-4?、?
由
得(9+8k2)x2+16kx-64=0,
而x3,x4是這個(gè)方程的兩根,
x3+x4=-,x3x4=- ⑤
將④、⑤代入③,得16(k2+1)=+.
即16(k2+1)=,
所以(9+8k2)2=16×9,解得k=±,
即直線l的斜率為±.
(理)(20xx·洛陽(yáng)市期末)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線y2=4x的焦點(diǎn)重合,直線l:y=kx+m與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),kOA·kOB=-,判斷△AOB的面積是否為定值?若是,求出定值,若不是,說(shuō)明理由.
[解析] (1)由題意得c=1,又e==,
所以a=2,從而b2=a2-c2=3,
所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
(2)設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
由得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,
由Δ=(8mk)2-16(3+4k2)(m2-3)>0得m2<3+4k2.
∵x1+x2=-,x1·x2=,
∴y1·y2=(kx1+m)·(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=.
由kOA·kOB=-=-得y1y2=-x1x2,
即=-·,化簡(jiǎn)得2m2-4k2=3,滿足Δ>0.
由弦長(zhǎng)公式得|AB|=|x1-x2|
=·=.
又點(diǎn)O到直線l:y=kx+m的距離d=,
所以S△AOB=·d·|AB|=·
==
==,
故△AOB的面積為定值.
12.(文)(20xx·東北三校二模)已知圓M:x2+(y-2)2=1,直線l:y=-1,動(dòng)圓P與圓M相外切,且與直線l相切.設(shè)動(dòng)圓圓心P的軌跡為E.
(1)求E的方程;
(2)若點(diǎn)A,B是E上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且·=-16,求證:直線AB恒過(guò)定點(diǎn).
[解析] (1)⊙O的圓心M(0,2),半徑r=1,設(shè)動(dòng)圓圓心P(x,y),由條件知|PM|-1等于P到l的距離,
∴|PM|等于P到直線y=-2的距離,∴P點(diǎn)軌跡是以M(0,2)為焦點(diǎn),y=-2為準(zhǔn)線的拋物線.
方程為x2=8y.
(2)設(shè)直線AB:y=kx+b,A(x1,y1),B(x2,y2)
將直線AB的方程代入到x2=8y中得x2-8kx-8b=0,所以x1+x2=8k,x1x2=-8b,
又因?yàn)?#183;=x1x2+y1y2=x1x2+=-8b+b2=-16?b=4
所以直線BC恒過(guò)定點(diǎn)(0,4).
(理)(20xx·山東理,21)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,A為C上異于原點(diǎn)的任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A的直線l交C于另一點(diǎn)B,交x軸的正半軸于點(diǎn)D,且有|FA|=|FD|.當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為3時(shí),△ADF為正三角形.
(1)求C的方程;
(2)若直線l1∥l,且l1和C有且只有一個(gè)公共點(diǎn)E,
(ⅰ)證明:直線AE過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)坐標(biāo);
(ⅱ)△ABE的面積是否存在最小值?若存在,請(qǐng)求出最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[解析] (1)由題意知F(,0),
設(shè)D(t,0)(t>0),則FD的中點(diǎn)為(,0).
因?yàn)閨FA|=|FD|,
由拋物線的定義知3+=|t-|,
解得t=3+p或t=-3(舍去),
由=3,解得p=2.
所以拋物線C的方程為y2=4x.
(2)(ⅰ)由(1)知F(1,0).
設(shè)A(x0,y0)(x0y0≠0),D(xD,0)(xD>0),
因?yàn)閨FA|=|FD|,得|xD-1|=x0+1,
由xD>0得xD=x0+2,故D(x0+2,0).
故直線AB的斜率kAB=-.
因?yàn)橹本€l1和直線AB平行,
設(shè)直線l1的方程為y=-x+b,
代入拋物線方程得y2+y-=0,
由題意Δ=+=0,
得b=-,
設(shè)E(xE,yE),則yE=-,xE=.
當(dāng)y≠4時(shí),kAE==-=,
可得直線AE的方程為y-y0=(x-x0),
由y=4x0,
整理可得y=(x-1),
故直線AE恒過(guò)點(diǎn)F(1,0).
當(dāng)y=4時(shí),直線AE的方程為x=1,過(guò)點(diǎn)F(1,0).
所以直線AE過(guò)定點(diǎn)F(1,0).
(ⅱ)由(ⅰ)知直線AE過(guò)焦點(diǎn)F(1,0),
所以|AE|=|AF|+|FE|=(x0+1)+(+1)=x0++2.
設(shè)直線AE的方程為x=my+1,
因?yàn)辄c(diǎn)A(x0,y0)在直線AE上,
故m=.
設(shè)B(x1,y1).
直線AB的方程為y-y0=-(x-x0),
由于y0≠0,
可得x=-y+2+x0,
代入拋物線方程得y2+y-8-4x0=0.
所以y0+y1=-,
可求得y1=-y0-,x1=+x0+4.
所以點(diǎn)B到直線AE的距離為
d=
==4(+).
則△ABE的面積S=×4(+)(x0++2)≥16,
當(dāng)且僅當(dāng)=x0,即x0=1時(shí)等號(hào)成立.
所以△ABE的面積的最小值為16.
[方法點(diǎn)撥] 定點(diǎn)問(wèn)題的求解策略
把直線或曲線方程中的變量x、y當(dāng)作常數(shù)看待,把方程一端化為零,既然直線或曲線過(guò)定點(diǎn),那么這個(gè)方程就要對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個(gè)關(guān)于x、y的方程組,這個(gè)方程組的解所確定的點(diǎn)就是直線或曲線所過(guò)的定點(diǎn).
13.(文)(20xx·甘肅省三診)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,以原點(diǎn)O為圓心,橢圓的短半軸長(zhǎng)為半徑的圓與直線x-y+=0相切.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線l:y=kx+m與橢圓C相交于A、B兩點(diǎn),且kOA·kOB=-,試判斷△AOB的面積是否為定值?若為定值,求出定值;若不為定值,說(shuō)明理由.
[解析] (1)由題意知e==,
∴e2===,即a2=b2,
又b==,∴a2=4,b2=3,
故橢圓的方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由得
(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,
△=64m2k2-16(3+4k2)(m2-3)>0,3+4k2-m2>0.
x1+x2=-,x1·x2=.
y1·y1=(kx1+m)·(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=.
kOA·kOB=-,=-,
y1y2=-x1x2,=-·
2m2-4k2=3,
|AB|=
==.
d==≥=,
S=|AB|d=
==
==.
[方法點(diǎn)撥] 定值問(wèn)題的求解策略
(1)在解析幾何中,有些幾何量與參數(shù)無(wú)關(guān),這就是“定值”問(wèn)題,解決這類問(wèn)題常通過(guò)取特殊值,先確定“定值”是多少,再進(jìn)行證明,或者將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,再證明該式是與變量無(wú)關(guān)的常數(shù),或者由該等式與變量無(wú)關(guān),令其系數(shù)等于零即可得到定值.
(2)求解定值問(wèn)題的三個(gè)步驟
①由特例得出一個(gè)值,此值一般就是定值;
②證明定值,有時(shí)可直接證明定值,有時(shí)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無(wú)關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;
③得出結(jié)論.
(理)橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率e=,a+b=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖,A、B、D是橢圓C的頂點(diǎn),P是橢圓C上除頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),直線DP交x軸于點(diǎn)N,直線AD交BP于點(diǎn)M,設(shè)BP的斜率為k,MN的斜率為m,證明:2m-k為定值.
[解析] (1)因?yàn)閑==,
所以a=c,b=c.代入a+b=3得,
c=,a=2,b=1.
故橢圓的方程為+y2=1.
(2)方法一:因?yàn)锽(2,0),P不為橢圓頂點(diǎn),則直線BP的方程為y=k(x-2)(k≠0,k≠±).①
①代入+y2=1,解得P(,-).
直線AD的方程為:y=x+1.②
①與②聯(lián)立解得M(,),
由D(0,1),P(,-),N(x,0)三點(diǎn)共線知
=,解得N(,0).
所以MN的斜率為m=
==,
則2m-k=-k=(定值).
(2)方法二:設(shè)P(x0,y0)(x0≠0,±2),則k=,
直線AD的方程為:y=(x+2).
直線BP的方程為y=(x-2),
直線DP的方程為:y-1=x,令y=0,由于y0≠1可得N(,0).
聯(lián)立
解得M(,),
因此MN的斜率為
m==
==,
所以2m-k=-
=
=
=
=(定值).
14.(文)(20xx·遼寧葫蘆島市一模)設(shè)橢圓C:+=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F,離心率為,過(guò)點(diǎn)F且與x軸垂直的直線被橢圓截得的線段長(zhǎng)為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)直線l:y=kx+t(t≠0)與橢圓C交于M、N兩點(diǎn),線段MN的垂直平分線與y軸交點(diǎn)P,求△MON(O為坐標(biāo)原點(diǎn))面積的最大值.
[解析] (1)∵e=,∴a2=3c2=3a2-3b2,∴2a2=3b2
將x=-c代入橢圓方程得:y2=,y=±,
由題意:=,∴2a=b2 ,
解得:a2=3,b2=2
∴橢圓C的方程為:+=1
(2)聯(lián)立方程組:消去y整理得:(3k2+2)x2+6ktx+3t2-6=0 ?、?
∴Δ=36k2t2-4(3k2+2)·(3t2-6)=24(3k2+2-t2)>0,∴3k2+2>t2 ?、?
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則x1,x2是方程①的兩個(gè)解,由韋達(dá)定理得:
x1+x2=, y1+y2=k(x1+x2)+2t=+2t=
設(shè)MN的中點(diǎn)為G(x0,y0),則
x0==,y0==
∴線段MN的垂直平分線方程為:
y-=-
將P代入得:+=
化簡(jiǎn)得:3k2+2=4t
代入②式得:4t>t2,∴0<t<4
|MN|=·=·=·
=·
設(shè)O到直線MN的距離為d,則d=
∴S△NOM=·|MN|·d=···=·=·≤
(當(dāng)且僅當(dāng)t=2,k=±時(shí)取“=”號(hào))
∴△MON面積的最大值為,此時(shí)直線l的方程為:y=±x+2.
(理)(20xx·浙江理,19)已知橢圓+y2=1上兩個(gè)不同的點(diǎn)A,B關(guān)于直線y=mx+對(duì)稱.
(1)求實(shí)數(shù)m的取值范圍;
(2)求△AOB面積的最大值(O為坐標(biāo)原點(diǎn)).
[分析] 考查直線與橢圓的位置關(guān)系;點(diǎn)到直線的距離公式;求函數(shù)的最值及運(yùn)算求解能力、函數(shù)與方程的思想.
(1)可設(shè)出直線AB的方程,與橢圓方程聯(lián)立消元化為一元二次方程,由AB的中點(diǎn)在已知直線上知方程有兩個(gè)不同的解,由此可得到關(guān)于m的不等式,從而求解;(2)令t=,可將△AOB表示為t的函數(shù),從而將問(wèn)題等價(jià)轉(zhuǎn)化為在給定范圍上求函數(shù)的最值,從而獲解.
[解析] (1)由題意知m≠0,可設(shè)直線AB的方程為y=-x+b,由消去y,得(+)x2-x+b2-1=0,∵直線y=-x+b與橢圓+y2=1有兩個(gè)不同的交點(diǎn),∴Δ=-2b2+2+>0,①,將AB中點(diǎn)M(,)代入直線方程y=mx+解得b=-,②.
由①②得m<-或m>.
(2)令t=∈(-,0)∪(0,),
則|AB|=·,
且O到直線AB的距離為d=,設(shè)△AOB的面積為S(t),∴S(t)=|AB|·d=≤,當(dāng)且僅當(dāng)t2=時(shí),等號(hào)成立,故△AOB面積的最大值為.
15.(20xx·福建理,19)已知雙曲線E:-=1(a>0,b>0)的兩條漸近線分別為l1:y=2x,l2:y=-2x.
(1)求雙曲線E的離心率;
(2)如圖,O為坐標(biāo)原點(diǎn),動(dòng)直線l分別交直線l1、l2于A,B兩點(diǎn)(A、B分別在第一、四象限),且△OAB的面積恒為8.試探究:是否存在總與直線l有且只有一個(gè)公共點(diǎn)的雙曲線E?若存在,求出雙曲線E的方程;若不存在,說(shuō)明理由.
[解析] (1)∵雙曲線E的漸近線分別為y=2x,y=-2x,∴=2,
∴=2,故c=a,
從而雙曲線E的離心率e==.
(2)由(1)知,雙曲線E的方程為-=1.
設(shè)直線l與x軸相交于點(diǎn)C,
當(dāng)l⊥x軸時(shí),若直線l與雙曲線E只有一個(gè)公共點(diǎn),
則|OC|=a,|AB|=4a,
又∵△OAB的面積為8,∴|OC|·|AB|=8,
因此a·4a=8,解得a=2,此時(shí)雙曲線E的方程為-=1,若存在滿足條件的雙曲線E,則E的方程只能是-=1.
以下證明:當(dāng)直線l與x軸不垂直時(shí),雙曲線E:-=1也滿足條件,設(shè)直線l的方程為y=kx+m,依題意得k>2或k<-2,
則C(-,0),記A(x1,y1)、B(x2,y2).
由得y1=,同理得y2=.
由S△OAB=|OC|·|y1-y2|得|-|·|-|=8,
即m2=4|4-k2|=4(k2-4),由得,
(4-k2)x2-2kmx-m2-16=0,∵4-k2<0
∴Δ=4k2m2+4(4-k2)(m2+16)=-16(4k2-m2-16),
又∵m2=4(k2-4),∴Δ=0,即直線l與雙曲線E有且只有一個(gè)公共點(diǎn),
因此,存在總與l有且只有一個(gè)公共點(diǎn)的雙曲線E,且E的方程為-=1.
[方法點(diǎn)撥] 1.求曲線的軌跡方程時(shí),先看軌跡的形狀是否預(yù)知,若能依據(jù)條件確定其形狀,可用定義法或待定系數(shù)法求解;若動(dòng)點(diǎn)P與另一動(dòng)點(diǎn)Q有關(guān),Q在已知曲線上運(yùn)動(dòng),可用代入法求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;否則用直譯法求解.
2.存在性問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)點(diǎn)是否存在;
(2)曲線是否存在;
(3)命題是否成立.
解決這類問(wèn)題的一般思路是先假設(shè)存在滿足題意的元素,經(jīng)過(guò)推理論證,如果可以得到成立的結(jié)果,就可以作出存在的結(jié)論;若得到與已知條件、定義、公理、定理、性質(zhì)相矛盾的結(jié)論,則說(shuō)明假設(shè)不存在,其一般步驟為: