高考數學知識點總複習教案直線與圓錐曲線的位置關係

2022-05-02 19:12:02 字數 5078 閱讀 5023

第7講直線與圓錐曲線的位置關係

a級基礎演練(時間:30分鐘滿分:55分)

一、選擇題(每小題5分,共20分)

1.(2013·濰坊一模)直線4kx-4y-k=0與拋物線y2=x交於a,b兩點,若|ab|=4,則弦ab的中點到直線x+=0的距離等於

ab.2cd.4

解析直線4kx-4y-k=0,即y=k,即直線4kx-4y-k=0過拋物線y2=x的焦點.設a(x1,y1),b(x2,y2),則|ab|=x1+x2+=4,故x1+x2=,則弦ab的中點的橫座標是,弦ab的中點到直線x+=0的距離是+=.

答案 c

2.(2012·台州質檢)設斜率為的直線l與橢圓+=1(a>b>0)交於不同的兩點,且這兩個交點在x軸上的射影恰好是橢圓的兩個焦點,則該橢圓的離心率為

(  ).

abcd.

解析由於直線與橢圓的兩交點a,b在x軸上的射影分別為左、右焦點f1,f2,故|af1|=|bf2|=,設直線與x軸交於c點,又直線傾斜角θ的正切值為,結合圖形易得tan θ===,故|cf1|+|cf2|==|f1f2|=2c,整理並化簡得b2=(a2-c2)=ac,即(1-e2)=e,解得e=.

答案 c

3.(2012·臨沂二模)拋物線y2=2px與直線2x+y+a=0交於a,b兩點,其中點a的座標為(1,2),設拋物線的焦點為f,則|fa|+|fb|的值等於

a.7b.3c.6d.5

解析點a(1,2)在拋物線y2=2px和直線2x+y+a=0上,則p=2,a=-4,f(1,0),則b(4,-4),故|fa|+|fb|=7.

答案 a

4.(2013·寧波十校聯考)設雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點分別為f1,f2,離心率為e,過f2的直線與雙曲線的右支交於a,b兩點,若△f1ab是以a為直角頂點的等腰直角三角形,則e2

a.1+2b.4-2

c.5-2d.3+2

解析如圖,設|af1|=m,則|bf1|=m,|af2|=m-2a,|bf2|=m-2a,∴|ab|=|af2|+|bf2|=m-2a+m-2a=m,得m=2a,又由|af1|2+|af2|2=|f1f2|2,可得m2+(m-2a)2=4c2,即得(20-8)a2=4c2,∴e2==5-2,故應選c.

答案 c

二、填空題(每小題5分,共10分)

5.橢圓+y2=1的弦被點平分,則這條弦所在的直線方程是________.

解析設弦的兩個端點為a(x1,y1),b(x2,y2),

則x1+x2=1,y1+y2=1.

∵a,b在橢圓上,∴+y=1,+y=1.

兩式相減得:+(y1+y2)(y1-y2)=0,

即=-,

∵x1+x2=1,y1+y2=1,

∴=-,即直線ab的斜率為-.

∴直線ab的方程為y-=-,

即該弦所在直線的方程為2x+4y-3=0.

答案 2x+4y-3=0

6.(2013·東北三省聯考)已知橢圓c:+=1(a>b>0),f(,0)為其右焦點,過f垂直於x軸的直線與橢圓相交所得的弦長為2,則橢圓c的方程為________.

解析由題意,得

解得∴橢圓c的方程為+=1.

答案 +=1

三、解答題(共25分)

7.(12分)在平面直角座標系xoy中,直線l與拋物線y2=4x相交於不同的a,b兩點.

(1)如果直線l過拋物線的焦點,求·的值;

(2)如果·=-4,證明:直線l必過一定點,並求出該定點.

(1)解由題意:拋物線焦點為(1,0),

設l:x=ty+1,代入拋物線y2=4x,

消去x得y2-4ty-4=0,設a(x1,y1),b(x2,y2),

則y1+y2=4t,y1y2=-4,

∴·=x1x2+y1y2=(ty1+1)(ty2+1)+y1y2

=t2y1y2+t(y1+y2)+1+y1y2=-4t2+4t2+1-4=-3.

(2)證明設l:x=ty+b,代入拋物線y2=4x,

消去x得y2-4ty-4b=0,

設a(x1,y1),b(x2,y2),

則y1+y2=4t,y1y2=-4b,

∴·=x1x2+y1y2=(ty1+b)(ty2+b)+y1y2

=t2y1y2+bt(y1+y2)+b2+y1y2

=-4bt2+4bt2+b2-4b=b2-4b.

令b2-4b=-4,∴b2-4b+4=0,∴b=2,

∴直線l過定點(2,0).

∴若·=-4,則直線l必過一定點.

8.(13分)給出雙曲線x2-=1.

(1)求以a(2,1)為中點的弦所在的直線方程;

(2)若過點a(2,1)的直線l與所給雙曲線交於p1,p2兩點,求線段p1p2的中點p的軌跡方程;

(3)過點b(1,1)能否作直線m,使得m與雙曲線交於兩點q1,q2,且b是q1q2的中點?這樣的直線m若存在,求出它的方程;若不存在,說明理由.

解 (1)設弦的兩端點為p1(x1,y1),p2(x2,y2),則兩式相減得到2(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2),又x1+x2=4,y1+y2=2,

所以直線斜率k==4.

故求得直線方程為4x-y-7=0.

(2)設p(x,y),p1(x1,y1),p2(x2,y2),

按照(1)的解法可得

由於p1,p2,p,a四點共線,

得由①②可得=,整理得2x2-y2-4x+y=0,檢驗當x1=x2時,x=2,y=0也滿足方程,故p1p2的中點p的軌跡方程是2x2-y2-4x+y=0.

(3)假設滿足題設條件的直線m存在,按照(1)的解法可得直線m的方程為y=2x-1.

考慮到方程組無解,

因此滿足題設條件的直線m是不存在的.

b級能力突破(時間:30分鐘滿分:45分)

一、選擇題(每小題5分,共10分)

1.(2013·皖南八校聯考)已知直線l:y=k(x-2)(k>0)與拋物線c:y2=8x交於a,b兩點,f為拋物線c的焦點,若|af|=2|bf|,則k的值是

abc.2d.

解析法一據題意畫圖,作aa1⊥l′,bb1⊥l′,bd⊥aa1.

設直線l的傾斜角為θ,|af|=2|bf|=2r,

則|aa1|=2|bb1|=2|ad|=2r,

所以有|ab|=3r,|ad|=r,

則|bd|=2r,k=tan θ=tan∠bad==2.

法二直線y=k(x-2)恰好經過拋物線y2=8x的焦點f(2,0),由可得ky2-8y-16k=0,因為|fa|=2|fb|,所以ya=-2yb.則ya+yb=-2yb+yb=,所以yb=-,ya·yb=-16,所以-2y=-16,即yb=±2.又k>0,故k=2.

答案 c

2.(2012·瀋陽二模)過雙曲線-=1(a>0)的右焦點f作一條直線,當直線斜率為2時,直線與雙曲線左、右兩支各有乙個交點;當直線斜率為3時,直線與雙曲線右支有兩個不同交點,則雙曲線離心率的取值範圍是

a.(,5) b.(,)  c.(1,) d.(5,5)

解析令b=,c=,則雙曲線的離心率為e=,雙曲線的漸近線的斜率為±.

據題意,2<<3,如圖所示.

∵=,∴2<<3,

∴5∴答案 b

二、填空題(每小題5分,共10分)

3.(2013·揭陽模擬)過橢圓+=1(a>b>0)的左頂點a且斜率為1的直線與橢圓的另乙個交點為m,與y軸的交點為b,若|am|=|mb|,則該橢圓的離心率為________.

解析由題意知a點的座標為(-a,0),l的方程為y=x+a,∴b點的座標為(0,a),故m點的座標為,代入橢圓方程得a2=3b2,∴c2=2b2,∴e=.

答案 4.已知曲線-=1(a·b≠0,且a≠b)與直線x+y-1=0相交於p,q兩點,且·=0(o為原點),則-的值為________.

解析將y=1-x代入-=1,得(b-a)x2+2ax-(a+ab)=0.設p(x1,y1),q(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=.·=x1x2+y1y2=x1x2+(1-x1)·(1-x2)=2x1x2-(x1+x2)+1.

所以-+1=0,即2a+2ab-2a+a-b=0,即b-a=2ab,所以-=2.

答案 2

三、解答題(共25分)

5.(12分)(2012·上海)在平面直角座標系xoy中,已知雙曲線c1:2x2-y2=1.

(1)過c1的左頂點引c1的一條漸近線的平行線,求該直線與另一條漸近線及x軸圍成的三角形的面積.

(2)設斜率為1的直線l交c1於p、q兩點.若l與圓x2+y2=1相切,求證:op⊥oq.

(3)設橢圓c2:4x2+y2=1.若m、n分別是c1、c2上的動點,且om⊥on,求證:o到直線mn的距離是定值.

(1)解雙曲線c1:-y2=1,左頂點a,漸近線方程:y=±x.

不妨取過點a與漸近線y=x平行的直線方程為

y=,即y=x+1.

解方程組得

所以所求三角形的面積為s=|oa||y|=.

(2)證明設直線pq的方程是y=x+b.

因為直線pq與已知圓相切,故=1,即b2=2.

由得x2-2bx-b2-1=0.

設p(x1,y1)、q(x2,y2),則

又y1y2=(x1+b)(x2+b),所以

·=x1x2+y1y2=2x1x2+b(x1+x2)+b2

=2(-1-b2)+2b2+b2=b2-2=0.

故op⊥oq.

(3)證明當直線on垂直於x軸時,

|on|=1,|om|=,則o到直線mn的距離為.

當直線on不垂直於x軸時,設直線on的方程為y=kx,

則直線om的方程為y=-x.

由得所以|on|2=.

同理|om|2=.

設o到直線mn的距離為d,

因為(|om|2+|on|2)d2=|om|2|on|2,

所以=+==3,即d=.

綜上,o到直線mn的距離是定值.

6.(13分)(2012·臨沂二模)在圓x2+y2=4上任取一點p,過點p作x軸的垂線段,d為垂足,點m**段pd上,且|dp|=|dm|,點p在圓上運動.

(1)求點m的軌跡方程;

(2)過定點c(-1,0)的直線與點m的軌跡交於a,b兩點,在x軸上是否存在點n,使·為常數,若存在,求出點n的座標;若不存在,請說明理由.

解 (1)設p(x0,y0),m(x,y),則x0=x,y0=y.

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