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文档简介
第第页专题10圆锥曲线(选填)题型一:椭圆、双曲线、抛物线定义问题【例题1-1】已知为圆的一个动点,定点,线段的垂直平分线交线段于点,则点的轨迹方程为(
)A.B.C.D.【答案】C【详解】根据题意,作图如下:易知,则,即,故点的轨迹是以为焦点且长轴长为6的椭圆,设其方程为,则,则,故,则椭圆方程为:.故选:C.【例题1-2】已知点是抛物线上的动点,焦点为,点,则的最小值为(
)A.B.2C.D.【答案】C【详解】∵,则,∴焦点,准线l方程,点在抛物线上方,设过A作l的垂线,垂足为E,∴由抛物线的定义知,,如图所示,∴,当且仅当B、A、E三点共线时取等号,当B、A、E三点共线时,,故的最小值为,故选:C.【例题1-3】已知直线:,抛物线上一动点到直线的距离为,则的最小值是______.【答案】1【详解】抛物线,抛物线的准线为,焦点,过点作直线的垂线交于点,如图所示:由抛物线的定义可知,,则,当,,三点共线时,取得最小值,即取得最小值,.故答案为:【提分秘籍】①平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常这个动点的轨迹叫椭圆.这两个定点(,)叫椭圆的焦点,两焦点的距离()叫作椭圆的焦距.②一般地,我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于非零常数()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.③抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线(其中定点不在定直线上)的距离相等的点()的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.【变式1-1】已知双曲线上一点P到焦点的距离为9,则它到另一个焦点的距离为(
)A.15B.5C.3或5D.3或15【答案】D【详解】由双曲线的定义可知,而,所以,或,由,双曲线上的点到焦点的距离最小值为,显然和都符合题意,故选:D【变式1-2】点M在椭圆上,是椭圆的左焦点,O为坐标原点,N是中点,且ON长度是4,则的长度是__________.【答案】【详解】设椭圆右焦点为,连接由已知得,则因为N是中点,为的中点,,再根据椭圆定义得故答案为:.【变式1-3】已知双曲线的左右两个焦点分别是,双曲线上一点满足,则_____.【答案】【详解】在双曲线中,,,,因为,所以点只能在左支上,则,得,故答案为:18题型二:椭圆、双曲线离心率问题【例题2-1】设椭圆的左、右焦点分别为,,点,在上(位于第一象限),且点,关于原点对称,若,,则椭圆的离心率为(
)A.B.C.D.【答案】C【详解】依题意作图,由于,并且线段MN,互相平分,∴四边形是矩形,其中,,设,则,根据勾股定理,,,整理得,由于点M在第一象限,,由,得,即,整理得,即,解得.故选:C.【例题2-2】已知双曲线的左右焦点分别为,是双曲线上位于第一象限内的一点,且直线与轴的正半轴交于点,三角形的内切圆在边上的切点为,双曲线的左焦点到双曲线的一条渐近线的距离为,,则该双曲线的离心率为(
)A.B.C.D.【答案】A【详解】假设直线,与圆的切点分别为,,由对称性可知,容易得,,,因为点在双曲线的右支,由双曲线的定义得,所以,又因为双曲线的左焦点到双曲线的一条渐近线的距离为,设一条准线为:,则焦点到准线距离,所以,所以双曲线的离心率为,故选:A.【例题2-3】设椭圆:的右焦点为,椭圆上的两点,关于原点对称,且满足,,则椭圆的离心率的最大值是(
)A.B.C.D.【答案】D【详解】如图所示:设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性可知,四边形为平行四边形,又,即,所以平行四边形为矩形,所以,设,,在直角中,,,得,所以,令,得,又由,得,所以,所以,即,所以,所以离心率最大值为.故选:D【提分秘籍】①直接法:若已知条件可直接利用求解.②构造齐次式:根据已知条件,可以通过几何法或者代数法,建立齐次方程(不等式),再同除以(或),构造关于的方程(不等式)进行求解。【变式2-1】已知椭圆C:的左、右焦点分别为(-c,0),(c,0),若椭圆C上存在一点M使得的内切圆半径为,则椭圆C的离心率的取值范围是(
)A.B.C.D.【答案】A【详解】的面积为.因为的内切圆半径为,所以的面积可表示为.所以,所以.因为,所以.两边平方得:,而,所以,整理得:,因为离心率,所以,解得:.故选:A.【变式2-2】已知双曲线:的右焦点为,点,若双曲线的左支上存在一点,使得,则双曲线的离心率的取值范围是(
)A.B.C.D.【答案】C【详解】设双曲线左焦点为,因为点在双曲线左支上,所以有,即.由已知得,存在点,使得,即,显然,所以.又,即当点位于图中位置时,等号成立,所以,又,所以,整理可得,,解得或(舍去),所以,则,则,所以,所以.故选:C.【变式2-3】双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,点P在双曲线C的右支上,若,,则双曲线C的离心率为(
)A.2或3B.3C.3或D.2或【答案】A【详解】设,则,因为点P在双曲线C的右支上,所以,所以,则,由,由正弦定理和余弦定理,可得:或,故选:A题型三:椭圆、双曲线中焦点三角形面积问题【例题3-1】已知、是椭圆的左右焦点,点是椭圆上的一点,若,则____.【答案】【详解】解:由题知,所以,因为点是椭圆上的一点,若,所以,因为,所以中,
所以,所以故答案为:【例题3-2】已知焦点为,的双曲线的离心率为,点为上一点,且满足,若的面积为,则双曲线的实轴长为________【答案】【详解】由题意,由双曲线定义可知,,又又,又故双曲线的实轴长为故答案为:.【提分秘籍】椭圆,双曲线焦点三角形面积公式常涉及到的公式有:①椭圆,双曲线定义②③余弦定理:④基本不等式:【变式3-1】若P是上的一点,是其焦点,若,则的面积为________.【答案】【详解】根据椭圆的定义有①,,根据余弦定理得,②结合①②解得,所以的面积,故答案为:【变式3-2】已知,分别为椭圆的左右焦点,为坐标原点,椭圆上存在一点,使得,设的面积为,若,则该椭圆的离心率为___________.【答案】【详解】由题意,故为直角三角形,又,又为直角三角形,故即故答案为:【变式3-3】已知,分别为双曲线的左、右焦点,P是双曲线C上一点,若的周长为,则的面积为______.【答案】60【详解】由题可知,则.根据对称性,不妨设P在双曲线C的右支上,则,解得,.在中,由余弦定理知,,因为所以,则的面积为.故答案为:60题型四:椭圆、双曲线中焦点三角形的其它问题【例题4-1】已知椭圆:的上顶点为,两个焦点为,.过且垂直于的直线与交于两点,则的周长为.________.【答案】【详解】由,得,,,解得,,因为椭圆的上顶点为,两个焦点为,,所以,所以,即为等边三角形,因为过且垂直于的直线与交于两点,所以由椭圆的定义可知,,,所以的周长为.故答案为:【例题4-2】已知双曲线的离心率为2,的左右焦点分别为,,点在的右支上,的中点在圆上,其中为半焦距,则______.【答案】【详解】解:如图所示:连接,则是的中位线,又因为,所以,由双曲线的定义可得,又因为双曲线的离心率为2,所以,所以,在中,由余弦定理可得:.故答案为:【提分秘籍】椭圆,双曲线焦点三角形面积公式常涉及到的公式有:①椭圆,双曲线定义②③余弦定理:④基本不等式:【变式4-1】已知椭圆的左右焦点为,过点的直线交椭圆于两点,则的周长为______.【答案】【详解】解:根据椭圆的定义,,∴的周长为,∵,∴的周长为.故答案为:.【变式4-2】如图,,分别是椭圆的左、右焦点,点P是以为直径的圆与椭圆在第一象限内的一个交点,延长与椭圆交于点Q,若,则直线的斜率为_______.【答案】【详解】如图,连接.设(),则.因为,,所以,.在中,,所以,即,整理得,所以,所以直线的斜率为.故答案为:-2.【变式4-3】在平面直角坐标系xOy中,已知为双曲线的左、右焦点,为C的左、右顶点,P为C左支上一点,若PO平分,直线与的斜率分别为,且,则C的离心率等于_______.【答案】2【详解】如图所示:,,易知:,而,又,所以有,过点作轴,垂足为,因为,所以和关于对称,即有,,又因为,解得:,,,设直线的倾斜角为,则,,所以在Rt中,,即,化简得:,即离心率.故答案为:2题型五:抛物线上点与定点距离最值【例题5-1】设定点,抛物线的焦点为,点为抛物线上的动点,若的最小值为,则实数的值为__________【答案】或【详解】①若在抛物线内部,如下图,过作垂直准线,由抛物线的定义有,,所以当,,三点共线时,最小,因为准线方程为,所以,解得;若在抛物线的外部,则当,,共线,且在,之间时,最小,,则的最小值为,解得或,由于时,在抛物线的内部,所以舍去,综上,或.故答案为:或.【例题5-2】已知抛物线的焦点是,点,若抛物线上存在一点使得最小,则点的横坐标为______.【答案】【详解】抛物线的焦点,准线,显然点在抛物线内,过点A作于点N,交抛物线于M,连MF,如图,在抛物线上取点,过作于,连接,有,则有,当且仅当点与M重合时取等号,因此,此时点M的纵坐标为2,则其横坐标,所以M点的横坐标为.故答案为:【提分秘籍】抛物线的选填问题,主要涉及到抛物线的定义,抛物线上点到焦点的距离抛物线上点到准线距离;注意解题时相互转化;【变式5-1】已知抛物线,为该抛物线上一点,B为圆上的一个动点,则的最小值为___________.【答案】3【详解】由题意得:,抛物线焦点为,准线为,则,当A,F,C三点共线时取等号,而,故的最小值为,故答案为:3【变式5-2】已知点是坐标平面内一定点,若抛物线的焦点为,点是抛物线上的一动点,则的最小值是__________.【答案】【详解】抛物线的准线方程为,过点作垂直准线于点,显然,当平行于轴时,取得最小值,此时,此时故答案为:.【变式5-3】已知为抛物线上任意一点,抛物线的焦点为,点是平面内一点,则的最小值为_____________.【答案】6【详解】由抛物线得,则,准线方程为,作准线,为垂足,如图,由抛物线的定义可得,显然当三点共线时,取得最小值为,所以的最小值是6.故答案为:6.题型六:直线与椭圆,双曲线,抛物线位置关系【例题6-1】若直线和圆没有公共点,则过点的直线与椭圆的交点个数是(
)A.0B.1C.2D.不确定【答案】C【详解】因为直线和圆没有交点,所以圆心到直线的距离,可得:,即点在圆内,又因为圆内切于椭圆,所以点在椭圆内,即过点的直线与椭圆有两个交点.故选:C.【例题6-2】已知直线与双曲线有且仅有一个公共点,则实数的取值为(
)A.B.C.或D.或【答案】D【详解】因为双曲线的方程为,所以渐近线方程为;由,消去整理得.①当即时,此时直线与双曲线的渐近线平行,此时直线与双曲线相交于一点,符合题意;②当即时,由,解得,此时直线双曲线相切于一个公共点,符合题意,综上所述:符合题意的的所有取值为或,故选:D【例题6-3】在平面直角坐标系中,点到点的距离比它到轴的距离多,记点的轨迹为.直线与轨迹恰好有两个公共点,则的取值范围是__________.【答案】【详解】设点,则,即,整理可得:,;记,,当时,与有且仅有一个交点,与无交点,与有且仅有一个交点,不合题意;当时:,由得:;由得:,即,则;①当,即或时,与有一个交点,与有且仅有一个交点,,解得:或;②当,即时,与无交点,与有两个不同交点,,解得:,;综上所述:的取值范围为.故答案为:.【提分秘籍】直线圆锥曲线的位置关系,主要使用代数法,即联立直线方程与圆锥曲线方程,通过消元,利用进行判断.【变式6-1】已知,则直线与椭圆的位置关系是(
)A.相交B.相切C.相离D.以上三种情况均有可能【答案】A【详解】解:因为,所以直线可化为,所以,直线过定点,因为点在椭圆内部,所以,直线与椭圆的位置关系是相交.故选:A【变式6-2】已知双曲线上的点到焦点的最小距离为,且与直线无交点,则的取值范围是(
)A.B.C.D.【答案】B【详解】设双曲线上一点,设点双曲线的右焦点为,若取最小值,则点在双曲线的右支上,则,则,当且仅当时,等号成立,联立可得,因为与直线无交点,则,即,因为,解得.故选:B.【变式6-3】过抛物线上的点且与抛物线只有一个公共点的直线的方程为_________.【答案】或【详解】由题,当直线斜率存在时,设直线为,联立,可得,因为直线与抛物线只有一个公共点,所以,所以,则直线为,即;当直线斜率不存在时,直线与抛物线也只有一个公共点,故答案为:或题型七:中点弦问题【例题7-1】已知双曲线,过点的直线与该双曲线相交于两点,若是线段的中点,则直线的方程为(
)A.B.C.D.该直线不存在【答案】D【详解】解:设,且,代入双曲线方程得,两式相减得:若是线段的中点,则,所以,即直线的斜率为,所以直线方程为:,即;但联立,得,则,方程无解,所以直线不存在.故选:D.【例题7-2】已知,在抛物线上,且线段的中点为,则=(
)A.4B.5C.D.【答案】C【详解】由题意,设线段AB的中点为M(1,1)故且两式相减得:故故直线AB的方程为:,即将直线与抛物线联立:即,则故选:C【例题7-3】已知椭圆的离心率为,直线与椭圆交于,两点,直线与直线的交点恰好为线段的中点,则直线的斜率为______.【答案】##0.5【详解】由题意可得,整理可得.设,,则,,两式相减可得.因为直线与直线l的交点恰好为线段AB的中点,所以,则直线l的斜率.故答案为:.点差法(注意要回代检验)设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得;;将两式相减,可得;;最后整理得:同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:设直线和曲线的两个交点,,代入抛物线方程,得;;将两式相减,可得;整理得:【变式7-1】已知直线交椭圆于两点,定点,若的重心为椭圆的右焦点,则直线的方程为______.【答案】【详解】解:由题知,椭圆的右焦点为,设,因为的重心为,所以,所以,即的中点为,因为,,所以,即,所以,,所以,直线的方程为,即.故答案为:【变式7-2】已知双曲线和斜率为的直线l交于A,B两点,当l变化时,线段AB的中点M的坐标满足的方程是________.【答案】【详解】设,,则两式相减,得.因为,的坐标为,所以,又直线的斜率为,所以,即.故答案为:【变式7-3】已知A,B是抛物线上的两点,线段AB的中点为,则直线AB的方程为__________.【答案】【详解】依题意,设,若,则直线,由抛物线的对称性可知,线段AB的中点为,显然不符合题意,故,因为A,B是抛物线上的两点,所以,两式相减得,,整理得,因为线段AB的中点为,所以,即,又,所以,所以直线AB的方程为,即.故答案为:.题型八:弦长和面积问题【例题8-1】斜率为1的直线与椭圆相交于,两点,则的最大值为()A.2B.C.D.【答案】C【详解】设A,B两点的坐标分别为,直线l的方程为y=x+t,由消去y,得5x2+8tx+4(t2-1)=0,则x1+x2=,x1x2=,∴|AB|=|x1-x2|===·,当t=0时,|AB|max=.故选:C.【例题8-2】已知双曲线的右焦点为,过原点的直线与双曲线交于,两点,且,则的面积为(
)A.3B.C.D.【答案】C【详解】如图,设双曲线的左焦点为,连接,,依题可知,四边形为平行四边形.由可得,.在中,由余弦定理可得:,即,①又因为点在双曲线上,则,所以,②两式相减得,即,所以,也即为的面积,故选:C.【例题8-3】已知抛物线的焦点为,过抛物线上一点作抛物线的切线,若与轴交于点,与抛物线的一个交点为(异于点),则的面积为(
)A.4B.C.D.6【答案】B【详解】解:把代入,可得,则抛物线方程为,所以由题可知切线的斜率存在,设切线的方程为,代入,可得,由,解得,故切线的方程为,所以又,所以直线AF的方程为,由可得或,故,所以,又点到直线AC的距离,故的面积.故选:B.【提分秘籍】①弦长公式:或:②面积公式:(其中底可以选择弦长,利用弦长公式求解,高可以利用点到直线的距离公式求解)③面积也可以通过分割求解.【变式8-1】已知从椭圆:的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后,反射光线交C的另一个焦点,A,B为椭圆的长轴端点,C,D为椭圆的短轴端点,E,F分别为椭圆的左右焦点,动点P满足,若的面积的最大值为,则面积的最小值为(
)A.B.C.1D.【答案】A【详解】设,不妨令,,故,整理得:,点轨迹为圆,圆心为,半径为,由题意得:,则点到轴的距离最大值为,所以,解得:,故,则,则点到轴的距离最小值为,故面积的最小值为.故选:A【变式8-2】过点P(4,2)作一直线AB与双曲线C:-y2=1相交于A,B两点,若P为线段AB的中点,则|AB|=(
)A.2B.2C.3D.4【答案】D【详解】解法一:由题意可知,直线AB的斜率存在.设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x-4)+2.由消去y并整理,得(1-2k2)x2+8k(2k-1)x-32k2+32k-10=0.设A(x1,y1),B(x2,y2).因为P(4,2)为线段AB的中点,所以x1+x2=-=8,解得k=1.所以x1x2==10.所以|AB|=·=4.故选:D.解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),则,①.②①-②得(x1-x2)(x1+x2)-(y1-y2)(y1+y2)=0.因为P(4,2)为线段AB的中点,所以x1+x2=8,y1+y2=4.所以4(x1-x2)-4(y1-y2)=0,即x1-x2=y1-y2,所以直线AB的斜率k==1.则直线AB的方程为y=x-2.由消去y并整理,得x2-8x+10=0,所以x1+x2=8,x1x2=10.所以|AB|=·=4.故选:D专题10圆锥曲线(选填)课后巩固练习一、单选题1.双曲线的离心率是(
)A.B.C.2D.【答案】B【详解】把双曲线的方程化为标准方程为,由此可知,实半轴,虚半轴,,所以双曲线的离心率为.故选:B.2.已知直线与椭圆恒有公共点,则实数m的取值范围(
)A.B.C.D.【答案】C【详解】直线过定点,所以,解得①.由于方程表示椭圆,所以且②.由①②得的取值范围是.故选:C3.已知是椭圆与抛物线的一个共同焦点,与相交于A,
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