《(浙江專(zhuān)用)2020版高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題10 圓錐曲線與方程 10.4 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系檢測(cè).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專(zhuān)用)2020版高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題10 圓錐曲線與方程 10.4 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系檢測(cè).doc(32頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
10.4 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
挖命題
【考情探究】
考點(diǎn)
內(nèi)容解讀
5年考情
預(yù)測(cè)熱度
考題示例
考向
關(guān)聯(lián)考點(diǎn)
直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
1.了解圓錐曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
2.理解數(shù)形結(jié)合的思想.
3.能解決直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等問(wèn)題.
2018浙江,17,21
直線與橢圓、
拋物線的位置關(guān)系
向量、三角形面積
★★★
2017浙江,21
直線與拋物線
的位置關(guān)系
不等式、最值
2016浙江文,19
直線與拋物線
的位置關(guān)系
斜率
2015浙江,19
直線與拋物線
的位置關(guān)系
三角形面積、最值
2014浙江文,22
直線與拋物線
的位置關(guān)系
向量、三角形面積
分析解讀 1.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是高考的??純?nèi)容,常以解答題的形式呈現(xiàn),試題具有一定的難度.
2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系綜合性較強(qiáng),要注重與一元二次方程中的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系、函數(shù)的單調(diào)性、不等式、平面向量等知識(shí)相綜合.
3.預(yù)計(jì)2020年高考中,仍將以直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等問(wèn)題為重點(diǎn)進(jìn)行考查.
破考點(diǎn)
【考點(diǎn)集訓(xùn)】
考點(diǎn) 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
1.(2018浙江鎮(zhèn)海中學(xué)階段性測(cè)試,8)設(shè)從點(diǎn)P(a,b)分別向橢圓x24+y2=1與雙曲線x2-y24=1作兩條切線PA,PB和PC,PD,切點(diǎn)分別為A,B和C,D,若AB⊥CD,則=( )
A.4 B.1 C.4 D.1
答案 D
2.(2018浙江鎮(zhèn)海中學(xué)階段性測(cè)試,16)過(guò)點(diǎn)P(-1,1)向拋物線y2=4x作切線PA,PB,切點(diǎn)分別為A,B,過(guò)焦點(diǎn)F分別向PA,PB作垂線,垂足分別為C,D,則△FCD的面積是 .
答案 52
煉技法
【方法集訓(xùn)】
方法 圓錐曲線中弦長(zhǎng)的求法
1.(2018浙江金華十校模擬(4月),21,15分)已知拋物線y2=x和圓C:(x+1)2+y2=1,過(guò)拋物線上的一點(diǎn)P(x0,y0)(y0≥1),作圓C的兩條切線,與y軸分別交于A,B兩點(diǎn).
(1)若切線PB過(guò)拋物線的焦點(diǎn),求切線PB的斜率;
(2)求△ABP面積的最小值.
解析 (1)由題意得拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為F14,0,設(shè)切線PB的斜率為k,
則切線PB的方程為y=kx-14,即kx-y-k=0.
∴k(-1)-14kk2+1=1,解得k=.
∵P(x0,y0)(y0≥1),∴k=.
(2)設(shè)切線方程為y=kx+m(k≠0),由點(diǎn)P在直線上得,k=y0-mx0①,
圓心C到切線的距離為|-k+m|k2+1=1,整理得m2-2km-1=0②.
將①代入②得,(x0+2)m2-2y0m-x0=0③.
設(shè)方程的兩個(gè)根分別為m1,m2,由根與系數(shù)的關(guān)系得,m1+m2=2y0x0+2,m1m2=-x0x0+2,
從而|AB|=|m1-m2|=(m1+m2)2-4m1m2=2x02+3x0(x0+2)2,
S△ABP=|AB|x0=x0x02+3x0(x0+2)2=x02(x02+3x0)(x0+2)2(x0≥1).
記函數(shù)g(x)=x2(x2+3x)(x+2)2(x≥1),
則g(x)=x2(2x2+11x+18)(x+2)3>0,
∴g(x)min=g(1)=,∴S△ABP的最小值為.
2.(2018浙江五校聯(lián)考(5月),21)如圖,已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為,焦距為2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)直線l與橢圓切于點(diǎn)P,OQ⊥l,垂足為Q,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn).求△OPQ面積的最大值.
解析 (1)由題意得橢圓C的離心率為,則a2=4c2,∴b2=3c2,∴橢圓C的方程為x24c2+y23c2=1,
∵2c=2,即c=1,∴橢圓C的方程為x24+y23=1.(6分)
(2)設(shè)直線l:y=kx+m(k≠0),則根據(jù)題意,得OQ:y=-x(k≠0),聯(lián)立y=kx+m,x24+y23=1,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
由Δ=0得3+4k2=m2,
解得xP=-8km2(3+4k2)=4k-m,(9分)
聯(lián)立y=kx+m,y=-1kx,解得xQ=-km1+k2,
∴|PQ|=1+k2-km1+k2+4km,
∴S△OPQ=|PQ||OQ|2=|m|1+k21+k2-km1+k2+4km
=|k|1+k2≤|k|21k2=,當(dāng)且僅當(dāng)|k|=1時(shí)取等號(hào).(12分)
綜上,(S△OPQ)max=.(15分)
過(guò)專(zhuān)題
【五年高考】
統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組
考點(diǎn) 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
1.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ理,8,5分)設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)(-2,0)且斜率為的直線與C交于M,N兩點(diǎn),則FMFN=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
答案 D
2.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅰ理,10,5分)已知F為拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn),過(guò)F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與C交于A,B兩點(diǎn),直線l2與C交于D,E兩點(diǎn),則|AB|+|DE|的最小值為( )
A.16 B.14 C.12 D.10
答案 A
3.(2015江蘇,12,5分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,P為雙曲線x2-y2=1右支上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).若點(diǎn)P到直線x-y+1=0的距離大于c恒成立,則實(shí)數(shù)c的最大值為 .
答案 22
4.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ文,20,12分)設(shè)拋物線C:y2=2x,點(diǎn)A(2,0),B(-2,0),過(guò)點(diǎn)A的直線l與C交于M,N兩點(diǎn).
(1)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),求直線BM的方程;
(2)證明:∠ABM=∠ABN.
解析 (1)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),l的方程為x=2,可得M的坐標(biāo)為(2,2)或(2,-2).
所以直線BM的方程為y=x+1或y=-x-1.
(2)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),AB為MN的垂直平分線,所以∠ABM=∠ABN.
當(dāng)l與x軸不垂直時(shí),設(shè)l的方程為y=k(x-2)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),則x1>0,x2>0.
由y=k(x-2),y2=2x得ky2-2y-4k=0,可知y1+y2=,y1y2=-4.
直線BM,BN的斜率之和為
kBM+kBN=y1x1+2+y2x2+2=x2y1+x1y2+2(y1+y2)(x1+2)(x2+2).①
將x1=y1k+2,x2=y2k+2及y1+y2,y1y2的表達(dá)式代入①式分子,可得
x2y1+x1y2+2(y1+y2)=2y1y2+4k(y1+y2)k=-8+8k=0.
所以kBM+kBN=0,可知BM,BN的傾斜角互補(bǔ),所以∠ABM=∠ABN.
綜上,∠ABM=∠ABN.
方法總結(jié) 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的常見(jiàn)題型及解題策略:
(1)求直線方程.先尋找確定直線的兩個(gè)條件.若缺少一個(gè)可設(shè)出此量,利用題設(shè)條件尋找關(guān)于該量的方程,解方程即可.
(2)求線段長(zhǎng)度或線段之積(和)的最值.可依據(jù)直線與圓錐曲線相交,利用弦長(zhǎng)公式求出弦長(zhǎng)或弦長(zhǎng)關(guān)于某個(gè)量的函數(shù),然后利用基本不等式或函數(shù)的有關(guān)知識(shí)求其最值;也可利用圓錐曲線的定義轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)間的距離或點(diǎn)到直線的距離.
(3)證明題.圓錐曲線中的證明問(wèn)題多涉及定點(diǎn)、定值、角相等、線段相等、點(diǎn)在定直線上等,有時(shí)也涉及一些否定性命題,常采用直接法或反證法給予證明.借助已知條件,將直線與圓錐曲線聯(lián)立,尋找待證明式子的表達(dá)式,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系及整體代換思想化簡(jiǎn)即可得證.
5.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅲ文,20,12分)已知斜率為k的直線l與橢圓C:x24+y23=1交于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M(1,m)(m>0).
(1)證明:k<-;
(2)設(shè)F為C的右焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且FP+FA+FB=0.證明:2|FP|=|FA|+|FB|.
證明 本題考查橢圓的幾何性質(zhì)、直線與橢圓的位置關(guān)系.
(1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則x124+y123=1,x224+y223=1.
兩式相減,并由y1-y2x1-x2=k得
x1+x24+y1+y23k=0.
由題設(shè)知x1+x22=1,y1+y22=m,于是k=-34m.
由題設(shè)得0
b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),C1與C2的公共弦的長(zhǎng)為26.
(1)求C2的方程;
(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AC與BD同向.
(i)若|AC|=|BD|,求直線l的斜率;
(ii)設(shè)C1在點(diǎn)A處的切線與x軸的交點(diǎn)為M,證明:直線l繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)時(shí),△MFD總是鈍角三角形.
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=1.①
又C1與C2的公共弦的長(zhǎng)為26,C1與C2都關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),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6,32,所以94a2+6b2=1.②
聯(lián)立①②得a2=9,b2=8.故C2的方程為y29+x28=1.
(2)如圖,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4).
(i)因AC與BD同向,且|AC|=|BD|,所以AC=BD,從而x3-x1=x4-x2,即x1-x2=x3-x4,于是(x1+x2)2-4x1x2=(x3+x4)2-4x3x4.③
設(shè)直線l的斜率為k,則l的方程為y=kx+1.
由y=kx+1,x2=4y得x2-4kx-4=0.而x1,x2是這個(gè)方程的兩根,所以x1+x2=4k,x1x2=-4.④
由y=kx+1,x28+y29=1得(9+8k2)x2+16kx-64=0.而x3,x4是這個(gè)方程的兩根,所以x3+x4=-16k9+8k2,x3x4=-649+8k2.⑤
將④⑤代入③,得16(k2+1)=162k2(9+8k2)2+4649+8k2,
即16(k2+1)=1629(k2+1)(9+8k2)2,
所以(9+8k2)2=169,解得k=64,即直線l的斜率為64.
(ii)證明:由x2=4y得y=,所以C1在點(diǎn)A處的切線方程為y-y1=x12(x-x1),即y=x1x2-x124.
令y=0,得x=x12,即Mx12,0,所以FM=x12,-1.而FA=(x1,y1-1),于是FAFM=x122-y1+1=x124+1>0,
因此∠AFM是銳角,從而∠MFD=180-∠AFM是鈍角.
故直線l繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)時(shí),△MFD總是鈍角三角形.
教師專(zhuān)用題組
考點(diǎn) 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
1.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ文,12,5分)過(guò)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)F,且斜率為3的直線交C于點(diǎn)M(M在x軸的上方),l為C的準(zhǔn)線,點(diǎn)N在l上且MN⊥l,則M到直線NF的距離為( )
A.5 B.22 C.23 D.33
答案 C
2.(2014課標(biāo)Ⅱ,10,5分)設(shè)F為拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn),過(guò)F且傾斜角為30的直線交C于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則△OAB的面積為( )
A.334 B.938 C.6332 D.
答案 D
3.(2014遼寧,10,5分)已知點(diǎn)A(-2,3)在拋物線C:y2=2px的準(zhǔn)線上,過(guò)點(diǎn)A的直線與C在第一象限相切于點(diǎn)B,記C的焦點(diǎn)為F,則直線BF的斜率為( )
A. B. C. D.
答案 D
4.(2018北京文,20,14分)已知橢圓M:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為63,焦距為22.斜率為k的直線l與橢圓M有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B.
(1)求橢圓M的方程;
(2)若k=1,求|AB|的最大值;
(3)設(shè)P(-2,0),直線PA與橢圓M的另一個(gè)交點(diǎn)為C,直線PB與橢圓M的另一個(gè)交點(diǎn)為D.若C,D和點(diǎn)Q-74,14共線,求k.
解析 (1)由題意得a2=b2+c2,ca=63,2c=22,
解得a=3,b=1.
所以橢圓M的方程為x23+y2=1.
(2)設(shè)直線l的方程為y=x+m,A(x1,y1),B(x2,y2).
由y=x+m,x23+y2=1得4x2+6mx+3m2-3=0.
所以x1+x2=-3m2,x1x2=3m2-34.
|AB|=(x2-x1)2+(y2-y1)2=2(x2-x1)2
=2[(x1+x2)2-4x1x2]
=12-3m22.
當(dāng)m=0,即直線l過(guò)原點(diǎn)時(shí),|AB|最大,最大值為6.
(3)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
由題意得x12+3y12=3,x22+3y22=3.
直線PA的方程為y=y1x1+2(x+2).
由y=y1x1+2(x+2),x2+3y2=3,
得[(x1+2)2+3y12]x2+12y12x+12y12-3(x1+2)2=0.
設(shè)C(xC,yC).
所以xC+x1=-12y12(x1+2)2+3y12=4x12-124x1+7.
所以xC=4x12-124x1+7-x1=-12-7x14x1+7.
所以yC=y1x1+2(xC+2)=y14x1+7.
設(shè)D(xD,yD).同理得xD=-12-7x24x2+7,yD=y24x2+7.
記直線CQ,DQ的斜率分別為kCQ,kDQ,
則kCQ-kDQ=y14x1+7-14-12-7x14x1+7+74-y24x2+7-14-12-7x24x2+7+74
=4(y1-y2-x1+x2).
因?yàn)镃,D,Q三點(diǎn)共線,
所以kCQ-kDQ=0.
故y1-y2=x1-x2.
所以直線l的斜率k=y1-y2x1-x2=1.
5.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ理,19,12分)設(shè)橢圓C:x22+y2=1的右焦點(diǎn)為F,過(guò)F的直線l與C交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,0).
(1)當(dāng)l與x軸垂直時(shí),求直線AM的方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:∠OMA=∠OMB.
解析 (1)由已知得F(1,0),l的方程為x=1,
由已知可得,點(diǎn)A的坐標(biāo)為1,22或1,-22.
所以AM的方程為y=-22x+2或y=22x-2.
(2)證明:當(dāng)l與x軸重合時(shí),∠OMA=∠OMB=0,
當(dāng)l與x軸垂直時(shí),直線OM為AB的垂直平分線,
所以∠OMA=∠OMB.
當(dāng)l與x軸不重合也不垂直時(shí),
設(shè)l的方程為y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1<2,x2<2,直線MA,MB的斜率之和為kMA+kMB=y1x1-2+y2x2-2,
由y1=kx1-k,y2=kx2-k得kMA+kMB=2kx1x2-3k(x1+x2)+4k(x1-2)(x2-2).
將y=k(x-1)代入x22+y2=1得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
所以x1+x2=4k22k2+1,x1x2=2k2-22k2+1.
則2kx1x2-3k(x1+x2)+4k=4k3-4k-12k3+8k3+4k2k2+1=0,
從而kMA+kMB=0,故MA,MB的傾斜角互補(bǔ),
所以∠OMA=∠OMB.
綜上,∠OMA=∠OMB.
6.(2018江蘇,18,14分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C過(guò)點(diǎn)3,12,焦點(diǎn)F1(-3,0),F2(3,0),圓O的直徑為F1F2.
(1)求橢圓C及圓O的方程;
(2)設(shè)直線l與圓O相切于第一象限內(nèi)的點(diǎn)P.
①若直線l與橢圓C有且只有一個(gè)公共點(diǎn),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
②直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn).若△OAB的面積為267,求直線l的方程.
解析 本題主要考查直線方程、圓的方程、圓的幾何性質(zhì)、橢圓方程、橢圓的幾何性質(zhì)、直線與圓及橢圓的位置關(guān)系等知識(shí),考查分析問(wèn)題能力和運(yùn)算求解能力.
解法一:(1)因?yàn)闄E圓C的焦點(diǎn)為F1(-3,0),F2(3,0),
所以可設(shè)橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0).
又點(diǎn)3,12在橢圓C上,
所以3a2+14b2=1,a2-b2=3,解得a2=4,b2=1.
因此,橢圓C的方程為x24+y2=1.
因?yàn)閳AO的直徑為F1F2,所以其方程為x2+y2=3.
(2)①設(shè)直線l與圓O相切于P(x0,y0)(x0>0,y0>0),則x02+y02=3.
所以直線l的方程為y=-x0y0(x-x0)+y0,即y=-x0y0x+3y0.
由x24+y2=1,y=-x0y0x+3y0消去y,得
(4x02+y02)x2-24x0x+36-4y02=0.(*)
因?yàn)橹本€l與橢圓C有且只有一個(gè)公共點(diǎn),
所以Δ=(-24x0)2-4(4x02+y02)(36-4y02)=48y02(x02-2)=0.
因?yàn)閤0,y0>0,所以x0=2,y0=1.
因此,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,1).
②因?yàn)槿切蜲AB的面積為267,
所以ABOP=267,從而AB=427.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由(*)得x1,2=24x048y02(x02-2)2(4x02+y02),
所以AB2=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=1+x02y0248y02(x02-2)(4x02+y02)2.
因?yàn)閤02+y02=3,
所以AB2=16(x02-2)(x02+1)2=3249,即2x04-45x02+100=0.
解得x02= (x02=20舍去),則y02=,因此P的坐標(biāo)為102,22.
則直線l的方程為y=-5x+32.
解法二:(1)由題意知c=3,所以圓O的方程為x2+y2=3,因?yàn)辄c(diǎn)3,12在橢圓上,
所以2a=(3-3)2+12-02+(3+3)2+12-02=4,
所以a=2.
因?yàn)閍2=b2+c2,所以b=1,
所以橢圓C的方程為x24+y2=1.
(2)①由題意知直線l與圓O和橢圓C均相切,且切點(diǎn)在第一象限,所以直線l的斜率k存在且k<0,
設(shè)直線l的方程為y=kx+m(k<0,m>0),
將直線l的方程代入圓O的方程,得x2+(kx+m)2=3,
整理得(k2+1)x2+2kmx+m2-3=0,
因?yàn)橹本€l與圓O相切,所以Δ=(2km)2-4(k2+1)(m2-3)=0,整理得m2=3k2+3,
將直線l的方程代入橢圓C的方程,得x24+(kx+m)2=1,
整理得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
因?yàn)橹本€l與橢圓C相切,
所以Δ=(8km)2-4(4k2+1)(4m2-4)=0,
整理得m2=4k2+1,
所以3k2+3=4k2+1,因?yàn)閗<0,所以k=-2,則m=3,
將k=-2,m=3代入(k2+1)x2+2kmx+m2-3=0,
整理得x2-22x+2=0,
解得x1=x2=2,將x=2代入x2+y2=3,
解得y=1(y=-1舍去),所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,1).
②設(shè)A(x1,kx1+m),B(x2,kx2+m),
由①知m2=3k2+3,且k<0,m>0,
因?yàn)橹本€l和橢圓C相交,所以結(jié)合②的過(guò)程知m2<4k2+1,解得k<-2,
將直線l的方程和橢圓C的方程聯(lián)立可得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
解得x1,2=-8km44k2+1-m22(4k2+1),
所以|x1-x2|=44k2+1-m24k2+1,
因?yàn)锳B=(x1-x2)2+(kx1-kx2)2=|x1-x2|k2+1=44k2+1-m24k2+1k2+1,
O到l的距離d=|m|k2+1=3,
所以S△OAB=44k2+1-m24k2+1k2+1|m|k2+1
=4k2-24k2+1k2+13=267,
解得k2=5,因?yàn)閗<0,所以k=-5,則m=32,
即直線l的方程為y=-5x+32.
7.(2018天津理,19,14分)設(shè)橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F,上頂點(diǎn)為B.已知橢圓的離心率為53,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(b,0),且|FB||AB|=62.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線l:y=kx(k>0)與橢圓在第一象限的交點(diǎn)為P,且l與直線AB交于點(diǎn)Q.若|AQ||PQ|=524sin∠AOQ(O為原點(diǎn)),求k的值.
解析 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)、直線方程等基礎(chǔ)知識(shí).考查用代數(shù)方法研究圓錐曲線的性質(zhì).考查運(yùn)算求解能力,以及用方程思想解決問(wèn)題的能力.
(1)設(shè)橢圓的焦距為2c,由已知有c2a2=,
又由a2=b2+c2,可得2a=3b.
由已知可得,|FB|=a,|AB|=2b,
由|FB||AB|=62,可得ab=6,從而a=3,b=2.
所以橢圓的方程為x29+y24=1.
(2)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2).
由已知有y1>y2>0,故|PQ|sin∠AOQ=y1-y2.
又因?yàn)閨AQ|=y2sin∠OAB,而∠OAB=,故|AQ|=2y2.
由|AQ||PQ|=524sin∠AOQ,可得5y1=9y2.
由方程組y=kx,x29+y24=1,消去x,可得y1=6k9k2+4.
易知直線AB的方程為x+y-2=0,
由方程組y=kx,x+y-2=0,消去x,可得y2=2kk+1.
由5y1=9y2,可得5(k+1)=39k2+4,兩邊平方,
整理得56k2-50k+11=0,解得k=或k=1128.
所以k的值為或1128.
解題關(guān)鍵 利用平面幾何知識(shí)將|AQ||PQ|=524sin∠AOQ轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P、Q坐標(biāo)間的關(guān)系是解決第(2)問(wèn)的關(guān)鍵.
方法歸納 求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法
(1)定義法:根據(jù)橢圓的定義,確定a2,b2的值,結(jié)合焦點(diǎn)位置寫(xiě)出橢圓方程;
(2)待定系數(shù)法:這是求橢圓方程的常用方法,基本步驟為①根據(jù)已知條件判斷焦點(diǎn)的位置;②根據(jù)焦點(diǎn)的位置設(shè)出所求橢圓的方程;③根據(jù)已知條件,建立關(guān)于a、b、c的方程組,注意c2=a2-b2的應(yīng)用;④解方程組,求得a、b的值,從而得出橢圓的方程.
8.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,20,12分)設(shè)A,B為曲線C:y=x24上兩點(diǎn),A與B的橫坐標(biāo)之和為4.
(1)求直線AB的斜率;
(2)設(shè)M為曲線C上一點(diǎn),C在M處的切線與直線AB平行,且AM⊥BM,求直線AB的方程.
解析 (1)解法一:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1≠x2,y1=x124,y2=x224,x1+x2=4,
于是直線AB的斜率k=y1-y2x1-x2=x1+x24=1.
解法二:設(shè)Ax1,x124,則由題意得B4-x1,(4-x1)24,于是直線AB的斜率k=(4-x1)24-x1244-x1-x1=(4-x1)2-x124(4-2x1)=1.
(2)解法一:由y=x24,得y=,
設(shè)M(x3,y3),由題設(shè)知x32=1,
解得x3=2,于是M(2,1).
設(shè)直線AB的方程為y=x+m,
故線段AB的中點(diǎn)為N(2,2+m),|MN|=|m+1|.
將y=x+m代入y=x24得x2-4x-4m=0.
當(dāng)Δ=16(m+1)>0,即m>-1時(shí),x1,2=22m+1.
從而|AB|=2|x1-x2|=42(m+1).
由題設(shè)知|AB|=2|MN|,
即42(m+1)=2(m+1),解得m=7.
所以直線AB的方程為y=x+7.
解法二:設(shè)曲線C:y=x24上的點(diǎn)M的坐標(biāo)為x0,x024,過(guò)點(diǎn)M且與直線AB平行的直線l的方程為y=x-x0+x024.
聯(lián)立得y=x-x0+x024,y=x24,
消去y得x2-4x+4x0-x02=0,
所以Δ=(-4)2-41(4x0-x02)=0,
解得x0=2,代入曲線C的方程,得y0=1,故M(2,1).
設(shè)Ax1,x124,則B4-x1,(4-x1)24,
因?yàn)锳M⊥BM,
所以1-x1242-x11-(4-x1)242-(4-x1)=-1,即x12-4x1=28.
所以直線AB的方程為y=x-x1+x124,即y=x+7.
9.(2017天津理,19,14分)設(shè)橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F,右頂點(diǎn)為A,離心率為.已知A是拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),F到拋物線的準(zhǔn)線l的距離為.
(1)求橢圓的方程和拋物線的方程;
(2)設(shè)l上兩點(diǎn)P,Q關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),直線AP與橢圓相交于點(diǎn)B(B異于點(diǎn)A),直線BQ與x軸相交于點(diǎn)D.若△APD的面積為62,求直線AP的方程.
解析 (1)設(shè)F的坐標(biāo)為(-c,0).依題意, =,=a,a-c=,解得a=1,c=,p=2,于是b2=a2-c2=.
所以橢圓的方程為x2+4y23=1,拋物線的方程為y2=4x.
(2)設(shè)直線AP的方程為x=my+1(m≠0),與直線l的方程x=-1聯(lián)立,可得點(diǎn)P-1,-2m,故Q-1,2m.將x=my+1與x2+4y23=1聯(lián)立,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0或y=-6m3m2+4.由點(diǎn)B異于點(diǎn)A,可得點(diǎn)B-3m2+43m2+4,-6m3m2+4.由Q-1,2m,可得直線BQ的方程為-6m3m2+4-2m(x+1)--3m2+43m2+4+1y-2m=0,令y=0,解得x=2-3m23m2+2,故D2-3m23m2+2,0.所以|AD|=1-2-3m23m2+2=6m23m2+2.又因?yàn)椤鰽PD的面積為62,故6m23m2+22|m|=62,整理得3m2-26|m|+2=0,解得|m|=63,所以m=63.
所以直線AP的方程為3x+6y-3=0或3x-6y-3=0.
10.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,20,12分)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:y=t(t≠0)交y軸于點(diǎn)M,交拋物線C:y2=2px(p>0)于點(diǎn)P,M關(guān)于點(diǎn)P的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為N,連接ON并延長(zhǎng)交C于點(diǎn)H.
(1)求|OH||ON|;
(2)除H以外,直線MH與C是否有其他公共點(diǎn)?說(shuō)明理由.
解析 (1)由已知得M(0,t),Pt22p,t.
又N為M關(guān)于點(diǎn)P的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),故Nt2p,t,ON的方程為y=x,代入y2=2px整理得px2-2t2x=0,解得x1=0,x2=2t2p.
因此H2t2p,2t.
所以N為OH的中點(diǎn),即|OH||ON|=2.
(2)直線MH與C除H以外沒(méi)有其他公共點(diǎn).
理由如下:
直線MH的方程為y-t=p2tx,即x=2tp(y-t).
代入y2=2px得y2-4ty+4t2=0,解得y1=y2=2t,即直線MH與C只有一個(gè)公共點(diǎn),所以除H以外直線MH與C沒(méi)有其他公共點(diǎn).
方法總結(jié) 將直線與拋物線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題歸結(jié)為直線方程與拋物線方程組成的方程組的解的問(wèn)題.
11.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,21,12分)已知A是橢圓E:x24+y23=1的左頂點(diǎn),斜率為k(k>0)的直線交E于A,M兩點(diǎn),點(diǎn)N在E上,MA⊥NA.
(1)當(dāng)|AM|=|AN|時(shí),求△AMN的面積;
(2)當(dāng)2|AM|=|AN|時(shí),證明:30.
由已知及橢圓的對(duì)稱(chēng)性知,直線AM的傾斜角為.
又A(-2,0),因此直線AM的方程為y=x+2.
將x=y-2代入x24+y23=1得7y2-12y=0.
解得y=0或y=127,
所以y1=127.
因此△AMN的面積S△AMN=2127127=14449.
(2)證明:將直線AM的方程y=k(x+2)(k>0)代入x24+y23=1得
(3+4k2)x2+16k2x+16k2-12=0.
由x1(-2)=16k2-123+4k2得x1=2(3-4k2)3+4k2,
故|AM|=|x1+2|1+k2=121+k23+4k2.
由題設(shè),直線AN的方程為y=- (x+2),
故同理可得|AN|=12k1+k23k2+4.
由2|AM|=|AN|得23+4k2=k3k2+4,
即4k3-6k2+3k-8=0.
設(shè)f(t)=4t3-6t2+3t-8,
則k是f(t)的零點(diǎn), f (t)=12t2-12t+3=3(2t-1)2≥0,
所以f(t)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.
又f(3)=153-26<0, f(2)=6>0,
因此f(t)在(0,+∞)內(nèi)有唯一的零點(diǎn),且零點(diǎn)k在(3,2)內(nèi),
所以30).
(1)若直線l過(guò)拋物線C的焦點(diǎn),求拋物線C的方程;
(2)已知拋物線C上存在關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng)的相異兩點(diǎn)P和Q.
①求證:線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為(2-p,-p);
②求p的取值范圍.
解析 (1)拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為p2,0,
由點(diǎn)p2,0在直線l:x-y-2=0上,得-0-2=0,即p=4.
所以拋物線C的方程為y2=8x.
(2)設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),線段PQ的中點(diǎn)M(x0,y0).
因?yàn)辄c(diǎn)P和Q關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),所以直線l垂直平分線段PQ,
于是直線PQ的斜率為-1,則可設(shè)其方程為y=-x+b.
①證明:由y2=2px,y=-x+b消去x得y2+2py-2pb=0.(*)
因?yàn)镻和Q是拋物線C上的相異兩點(diǎn),所以y1≠y2,
從而Δ=(2p)2-4(-2pb)>0,化簡(jiǎn)得p+2b>0.
方程(*)的兩根為y1,2=-pp2+2pb,從而y0=y1+y22=-p.
因?yàn)镸(x0,y0)在直線l上,所以x0=2-p.
因此,線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為(2-p,-p).
②因?yàn)镸(2-p,-p)在直線y=-x+b上,
所以-p=-(2-p)+b,即b=2-2p.
由①知p+2b>0,于是p+2(2-2p)>0,所以p<.
因此,p的取值范圍是0,43.
評(píng)析 本題主要考查直線和拋物線的方程、直線與拋物線的位置關(guān)系,考查運(yùn)算求解能力及推理論證能力.
14.(2015天津,19,14分)已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F(-c,0),離心率為33,點(diǎn)M在橢圓上且位于第一象限,直線FM被圓x2+y2=b24截得的線段的長(zhǎng)為c,|FM|=433.
(1)求直線FM的斜率;
(2)求橢圓的方程;
(3)設(shè)動(dòng)點(diǎn)P在橢圓上,若直線FP的斜率大于2,求直線OP(O為原點(diǎn))的斜率的取值范圍.
解析 (1)由已知有c2a2=,即a2=3c2,又由a2=b2+c2,可得b2=2c2.
設(shè)直線FM的斜率為k(k>0),則直線FM的方程為y=k(x+c).由已知,有kck2+12+c22=b22,解得k=33.
(2)由(1)得橢圓方程為x23c2+y22c2=1,直線FM的方程為y=33(x+c),兩個(gè)方程聯(lián)立,消去y,整理得3x2+2cx-5c2=0,解得x=-c或x=c.因?yàn)辄c(diǎn)M在第一象限,可得M的坐標(biāo)為c,233c.
由|FM|=(c+c)2+233c-02=433,解得c=1,
所以橢圓的方程為x23+y22=1.
(3)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),直線FP的斜率為t,得t=yx+1,即y=t(x+1)(x≠-1),與橢圓方程聯(lián)立得y=t(x+1),x23+y22=1,消去y,得2x2+3t2(x+1)2=6.又由已知,得t=6-2x23(x+1)2>2,解得-0,于是m=2x2-23,得m∈23,233.
②當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),有y=t(x+1)>0,因此m<0,于是m=-2x2-23,得m∈-∞,-233.
綜上,直線OP的斜率的取值范圍是-∞,-233∪23,233.
評(píng)析 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)、直線方程和圓的方程、直線與圓的位置關(guān)系、一元二次不等式等基礎(chǔ)知識(shí).考查用代數(shù)方法研究圓錐曲線的性質(zhì).考查運(yùn)算求解能力以及用函數(shù)與方程思想解決問(wèn)題的能力.
15.(2015福建,19,12分)已知點(diǎn)F為拋物線E:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),點(diǎn)A(2,m)在拋物線E上,且|AF|=3.
(1)求拋物線E的方程;
(2)已知點(diǎn)G(-1,0),延長(zhǎng)AF交拋物線E于點(diǎn)B,證明:以點(diǎn)F為圓心且與直線GA相切的圓,必與直線GB相切.
解析 (1)由拋物線的定義得|AF|=2+.
因?yàn)閨AF|=3,即2+=3,解得p=2,
所以拋物線E的方程為y2=4x.
(2)證法一:因?yàn)辄c(diǎn)A(2,m)在拋物線E:y2=4x上,
所以m=22,由拋物線的對(duì)稱(chēng)性,
不妨設(shè)A(2,22).
由A(2,22),F(1,0)可得直線AF的方程為y=22(x-1).
由y=22(x-1),y2=4x得2x2-5x+2=0,
解得x=2或x=,從而B(niǎo)12,-2.
又G(-1,0),所以kGA=22-02-(-1)=223,kGB=-2-012-(-1)=-223,
所以kGA+kGB=0,從而∠AGF=∠BGF,這表明點(diǎn)F到直線GA,GB的距離相等,
故以F為圓心且與直線GA相切的圓必與直線GB相切.
證法二:設(shè)以點(diǎn)F為圓心且與直線GA相切的圓的半徑為r.
因?yàn)辄c(diǎn)A(2,m)在拋物線E:y2=4x上,
所以m=22,由拋物線的對(duì)稱(chēng)性,不妨設(shè)A(2,22).
由A(2,22),F(1,0)可得直線AF的方程為y=22(x-1).
由y=22(x-1),y2=4x得2x2-5x+2=0,
解得x=2或x=,從而B(niǎo)12,-2.
又G(-1,0),故直線GA的方程為22x-3y+22=0,
從而r=|22+22|8+9=4217.
又直線GB的方程為22x+3y+22=0,
所以點(diǎn)F到直線GB的距離d=|22+22|8+9=4217=r.
這表明以點(diǎn)F為圓心且與直線GA相切的圓必與直線GB相切.
評(píng)析 本題主要考查拋物線、直線與圓的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),考查推理論證能力、運(yùn)算求解能力,考查數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想、函數(shù)與方程思想.
16.(2014遼寧,20,12分)圓x2+y2=4的切線與x軸正半軸,y軸正半軸圍成一個(gè)三角形,當(dāng)該三角形面積最小時(shí),切點(diǎn)為P(如圖),雙曲線C1:x2a2-y2b2=1過(guò)點(diǎn)P且離心率為3.
(1)求C1的方程;
(2)橢圓C2過(guò)點(diǎn)P且與C1有相同的焦點(diǎn),直線l過(guò)C2的右焦點(diǎn)且與C2交于A,B兩點(diǎn),若以線段AB為直徑的圓過(guò)點(diǎn)P,求l的方程.
解析 (1)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0)(x0>0,y0>0),則切線斜率為-x0y0,切線方程為y-y0=-x0y0(x-x0),即x0x+y0y=4,此時(shí),兩個(gè)坐標(biāo)軸的正半軸與切線圍成的三角形面積S=4x04y0=8x0y0.由x02+y02=4≥2x0y0知,當(dāng)且僅當(dāng)x0=y0=2時(shí)x0y0有最大值,即S有最小值,因此點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2).
由題意知2a2-2b2=1,a2+b2=3a2,解得a2=1,b2=2,
故C1的方程為x2-y22=1.
(2)由(1)知C2的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(-3,0),(3,0),由此設(shè)C2的方程為x23+b12+y2b12=1,其中b1>0.
由P(2,2)在C2上,得23+b12+2b12=1,
解得b12=3,因此C2的方程為x26+y23=1.
顯然,l不是直線y=0.設(shè)l的方程為x=my+3,點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),由x=my+3,x26+y23=1,
得(m2+2)y2+23my-3=0,又y1,y2是方程的根,
因此y1+y2=-23mm2+2, ?、賧1y2=-3m2+2,②
由x1=my1+3,x2=my2+3,得
x1+x2=m(y1+y2)+23=43m2+2, ?、踴1x2=m2y1y2+3m(y1+y2)+3=6-6m2m2+2.④
因AP=(2-x1,2-y1),BP=(2-x2,2-y2).
由題意知APBP=0,
所以x1x2-2(x1+x2)+y1y2-2(y1+y2)+4=0.⑤
將①②③④代入⑤式整理得
2m2-26m+46-11=0,
解得m=362-1或m=-62+1.因此直線l的方程為
x-362-1y-3=0或x+62-1y-3=0.
17.(2014北京,19,14分)已知橢圓C:x2+2y2=4.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)設(shè)O為原點(diǎn).若點(diǎn)A在橢圓C上,點(diǎn)B在直線y=2上,且OA⊥OB,試判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
解析 (1)由題意知,橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x24+y22=1.
所以a2=4,b2=2,
從而c2=a2-b2=2.
因此a=2,c=2.
故橢圓C的離心率e==22.
(2)直線AB與圓x2+y2=2相切.證明如下:
設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(x0,y0),(t,2),其中x0≠0.
因?yàn)镺A⊥OB,所以O(shè)AOB=0,即tx0+2y0=0,解得t=-2y0x0.
當(dāng)x0=t時(shí),y0=-t22,代入橢圓C的方程,得t=2,
故直線AB的方程為x=2.
圓心O到直線AB的距離d=2.
此時(shí)直線AB與圓x2+y2=2相切.
當(dāng)x0≠t時(shí),直線AB的方程為y-2=y0-2x0-t(x-t),
即(y0-2)x-(x0-t)y+2x0-ty0=0.
圓心O到直線AB的距離d=|2x0-ty0|(y0-2)2+(x0-t)2.
又x02+2y02=4,t=-2y0x0,
故d=2x0+2y02x0x02+y02+4y02x02+4=4+x02x0x04+8x02+162x02=2.
此時(shí)直線AB與圓x2+y2=2相切.
綜上,直線AB與圓x2+y2=2相切.
評(píng)析 本題考查了橢圓的相關(guān)知識(shí),直線與圓的位置關(guān)系等知識(shí),考查數(shù)形結(jié)合、推理論證能力.
18.(2014陜西,20,13分)如圖,曲線C由上半橢圓C1:y2a2+x2b2=1(a>b>0,y≥0)和部分拋物線C2:y=-x2+1(y≤0)連接而成,C1與C2的公共點(diǎn)為A,B,其中C1的離心率為32.
(1)求a,b的值;
(2)過(guò)點(diǎn)B的直線l與C1,C2分別交于點(diǎn)P,Q(均異于點(diǎn)A,B),若AP⊥AQ,求直線l的方程.
解析 (1)在C1,C2的方程中,令y=0,可得b=1,且A(-1,0),B(1,0)是上半橢圓C1的左、右頂點(diǎn).
設(shè)C1的半焦距為c,由=32及a2-c2=b2=1得a=2.
∴a=2,b=1.
(2)解法一:由(1)知,上半橢圓C1的方程為y24+x2=1(y≥0).
易知,直線l與x軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為y=k(x-1)(k≠0),
代入C1的方程,整理得(k2+4)x2-2k2x+k2-4=0.(*)
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(xP,yP),
∵直線l過(guò)點(diǎn)B,∴x=1是方程(*)的一個(gè)根.
由求根公式,得xP=k2-4k2+4,從而yP=-8kk2+4,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為k2-4k2+4,-8kk2+4.
同理,由y=k(x-1)(k≠0),y=-x2+1(y≤0)
得點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-k-1,-k2-2k).
∴AP=2kk2+4(k,-4),AQ=-k(1,k+2).
∵AP⊥AQ,
∴APAQ=0,即-2k2k2+4[k-4(k+2)]=0,
∵k≠0,∴k-4(k+2)=0,解得k=-.
經(jīng)檢驗(yàn),k=-符合題意,
故直線l的方程為y=- (x-1).
解法二:若設(shè)直線l的方程為x=my+1(m≠0),比照解法一給分.
評(píng)析 本題考查了直線、橢圓、拋物線的方程,二次方程等知識(shí);考查數(shù)形結(jié)合、運(yùn)算求解、轉(zhuǎn)化與化歸的意識(shí).
【三年模擬】
一、填空題(單空題4分,多空題6分,共4分)
1.(2018浙江新高考調(diào)研卷三(杭州二中),15)設(shè)O是坐標(biāo)原點(diǎn),若橢圓x24+y22=1與斜率為2的直線l交于A,B兩點(diǎn),則△OAB的面積最大值是 .
答案 2
二、解答題(共60分)
2.(2019屆衢州、湖州、麗水三地教學(xué)質(zhì)量檢測(cè),21)已知F是拋物線T:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),點(diǎn)P(1,m)是拋物線上一點(diǎn),且|PF|=2,直線l過(guò)定點(diǎn)(4,0),與拋物線T交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在直線l上的射影是Q.
(1)求m,p的值;
(2)若m>0,且|PQ|2=|QA||QB|,求直線l的方程.
解析 (1)由|PF|=2,得1+=2,所以p=2,(2分)
將x=1,y=m代入y2=2px,得m=2.(4分)
(2)解法一:因?yàn)閙>0,所以點(diǎn)P(1,2),所以拋物線T:y2=4x.
設(shè)直線l的方程是x=ny+4,由x=ny+4,y2=4x得y2-4ny-16=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=4n,y1y2=-16,(6分)
因?yàn)閨PQ|2=|QA||QB|,所以PA⊥PB,所以PAPB=0,
且1≠2n+4,(8分)
所以(x1-1)(x2-1)+(y1-2)(y2-2)=0,且n≠-,(10分)
由(ny1+3)(ny2+3)+(y1-2)(y2-2)=0,得(n2+1)y1y2+(3n-2)(y1+y2)+13=0,
即-16(n2+1)+4n(3n-2)+13=0,即4n2+8n+3=0,(13分)
解得n=- (舍去)或n=-,
所以直線l的方程是x=-y+4,即2x+y-8=0.(15分)
解法二:因?yàn)閙>0,所以點(diǎn)P(1,2),所以拋物線T:y2=4x.
設(shè)直線l的方程是x=ny+4,由x=ny+4,y2=4x得y2-4ny-16=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0),則y1+y2=4n,y1y2=-16,(6分)
由x=ny+4,y-2=-n(x-1)得Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)y0=2-3n1+n2,(8分)
所以|PQ|=|2n+3|1+n2,(10分)
|QA||QB|=-(1+n2)(y1-y0)(y2-y0)
=-(1+n2)(-16-4ny0+y02),(12分)
因?yàn)閨PQ|2=|QA||QB|,所以(2n+3)21+n2=(1+n2)16+4n(2-3n)1+n2-(2-3n)2(1+n2)2,
化簡(jiǎn)得4n2+8n+3=0,
解得n=- (舍去)或n=-,(14分)
所以直線l的方程是x=-y+4,即2x+y-8=0.(15分)
3.(2018浙江鎮(zhèn)海中學(xué)5月模擬,21)已知橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1a>b>0,P1,22在橢圓上,離心率e=22,左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)直線y=kx(k>0)與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),連接AF1,BF1并延長(zhǎng)交橢圓C于D,E,連接DE,求kDE與k之間的函數(shù)關(guān)系式.
解析 (1)由P1,22在橢圓上,可得1a2+12b2=1,由e=22,得a=2c,
又a2=b2+c2,可得a=2,b=1,c=1,
所以橢圓C的方程為x22+y2=1.
(2)設(shè)A(x0,y0),則B(-x0,-y0),直線AD:x=x0+1y0y-1,代入C:x22+y2=1,得
[(x0+1)2+2y02]y2-2(x0+1)y0y-y02=0,
因?yàn)閤022+y02=1,代入化簡(jiǎn)得(2x0+3)y2-2(x0+1)y0y-y02=0,
設(shè)D(x1,y1),E(x2,y2),
則y0y1=-y022x0+3,
所以y1=-y02x0+3,x1=x0+1y0y1-1,
直線BE:x=x0-1y0y-1,
同理可得y2=y0-2x0+3,x2=x0-1y0y2-1,
所以kDE=y1-y2x1-x2=y1-y2x0+1y0y1-x0-1y0y2
=y1-y2x0y0(y1-y2)+y1+y2y0=1x0y0+1y0y1+y2y1-y2
=1x0y0+1y0-4x06=3y0x0=3k.
4.(2018浙江“七彩陽(yáng)光”聯(lián)盟期初聯(lián)考,21)已知F是拋物線C:x2=4y的焦點(diǎn),點(diǎn)P是不在拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P向拋物線C作兩條切線l1,l2,切點(diǎn)分別為A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)如果點(diǎn)P在直線y=-1上,求1|AF|+1|BF|的值;
(2)若點(diǎn)P在以F為圓心,4為半徑的圓上,求|AF||BF|的值.
解析 (1)因?yàn)閽佄锞€的方程為y=x24,所以y=,所以切線PA的方程為y-y1=x12(x-x1),即x12x-y-y1=0①,同理得切線PB的方程為x22x-y-y2=0②,
設(shè)P(x0,y0),則由①②得x1x0-2y1-2y0=0和x2x0-2y2-2y0=0,由此得直線AB的方程為x0x-2y-2y0=0.
由于點(diǎn)P是直線y=-1上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),所以y0=-1,則直線AB的方程為x0x-2y+2=0,因此它過(guò)拋物線的焦點(diǎn)F(0,1).
當(dāng)x0=0時(shí),AB的方程為y=1,此時(shí)|AF|=|BF|=2,所以1|AF|+1|BF|=1;
當(dāng)x0≠0時(shí),把直線AB方程代入拋物線方程得y2-(x02+2)y+1=0,從而得y1y2=1,所以1|AF|+1|BF
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