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專題34 圓錐曲線綜合應(yīng)用
一、考綱要求:
1.掌握解決直線與橢圓、拋物線的位置關(guān)系的思想方法;
2.了解圓錐曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用;
3.理解數(shù)形結(jié)合的思想.
二、概念掌握和解題上注意點(diǎn):
1.判斷直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,一般是將直線與圓錐曲線方程聯(lián)立,消去x(或y),判斷該方程組解的個(gè)數(shù),方程組有幾組解,直線與圓錐曲線就有幾個(gè)交點(diǎn).但應(yīng)注意兩點(diǎn):
(1).消元后需要討論含x2(或y2)項(xiàng)的系數(shù)是否為0.
(2).重視“判別式Δ”起的限制作用.
2.對(duì)于選擇題、填空題,要充分利用幾何條件,借助數(shù)形結(jié)合的思想方法直觀求解,優(yōu)化解題過(guò)程.
3.處理中點(diǎn)弦問(wèn)題的常用方法
(1).點(diǎn)差法:即設(shè)出弦的兩端點(diǎn)坐標(biāo)后,代入圓錐曲線方程,并將兩式相減,式中含有x1+x2,y1+y2,三個(gè)未知量,這樣就直接聯(lián)系了中點(diǎn)和直線的斜率,借用中點(diǎn)公式即可求得斜率.
(2).根與系數(shù)的關(guān)系:即聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,將其轉(zhuǎn)化為一元二次方程后由根與系數(shù)的關(guān)系求解.
三、高考考題題例分析
例1.(2017全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)A,B為曲線C:y=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.
【答案】(1)1;(2) y=x+7.
(2)由 y=,得y′=.
例2. (2017浙江高考)如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)A,B,拋物線上的點(diǎn)P(x,y)-
b>0)的右焦點(diǎn)為F(3,0),過(guò)點(diǎn)F的直線交E于A,B兩點(diǎn).若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1),則E的方程為 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【答案】A
【解析】因?yàn)橹本€AB過(guò)點(diǎn)F(3,0)和點(diǎn)(1,-1),所以直線AB的方程為y=(x-3),代入橢圓方程+=1消去y,得x2-a2x+a2-a2b2=0,
所以AB的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為=1,即a2=2b2.又a2=b2+c2,所以b=c=3,a=3,
所以E的方程為+=1.
11.已知兩定點(diǎn)A(0,-2),B(0,2),點(diǎn)P在橢圓+=1上,且滿足||-||=2,則為 ( )
A.-12 B.12
C.-9 D.9
【答案】D
12.拋物線C的頂點(diǎn)為原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,直線x-y=0與拋物線C交于A,B兩點(diǎn).若P(1,1)為線段AB的中點(diǎn),則拋物線C的方程為 ( )
A.y=2x2 B.y2=2x
C.x2=2y D.y2=-2x
【答案】B
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),拋物線方程為y2=2px,則兩式相減可得2p=(y1+y2)=kAB2=2,即可得p=1,∴拋物線C的方程為y2=2x.
二、填空題
13.已知傾斜角為60的直線l通過(guò)拋物線x2=4y的焦點(diǎn),且與拋物線相交于A,B兩點(diǎn),則弦AB的長(zhǎng)為_(kāi)_________.
【答案】16
【解析】直線l的方程為y=x+1,
由得y2-14y+1=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=14,
∴|AB|=y(tǒng)1+y2+p=14+2=16.
14.已知(4,2)是直線l被橢圓+=1所截得的線段的中點(diǎn),則l的方程是__________.
【答案】x+2y-8=0
15.已知橢圓+=1(00,b>0)的右焦點(diǎn)作一條與其漸近線平行的直線,交C于點(diǎn)P.若點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2a,則C的離心率為_(kāi)_________.
【答案】2+
【解析】如圖所示,不妨設(shè)與漸近線平行的直線l的斜率為,又直線l過(guò)右焦點(diǎn)F(c,0),則直線l的方程為y=(x-c).
因?yàn)辄c(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2a,代入雙曲線方程得-=1,
化簡(jiǎn)得y=-b或y=b(點(diǎn)P在x軸下方,故舍去).
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2a,-b),
代入直線方程得-b=(2a-c),
化簡(jiǎn)可得離心率e==2+.
因?yàn)閨AB|=4(k2+1),
所以當(dāng)k=0時(shí),線段AB最短,最短長(zhǎng)度為4,此時(shí)圓的面積最小,最小面積為4π.
20.已知橢圓C:+y2=1(a>0),過(guò)橢圓C的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn)的直線與圓x2+y2=相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)M是橢圓C的上頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M分別作直線MA,MB交橢圓C于A,B兩點(diǎn),設(shè)這兩條直線的斜率分別為k1,k2,且k1+k2=2,證明:直線AB過(guò)定點(diǎn).
【答案】(1) +y2=1;(2)見(jiàn)解析
由?(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,得x1+x2=,x1x2=,由k1+k2=2?+=2?=2,
即(2-2k)x1x2=(m-1)(x1+x2)?(2-2k)(2m2-2)=(m-1)(-4km),即(1-k)(m2-1)=-km(m-1),
由m≠1,得(1-k)(m+1)=-km?k=m+1,即y=kx+m=(m+1)x+m?m(x+1)=y(tǒng)-x,
故直線AB過(guò)定點(diǎn)(-1,-1).
綜上,直線AB過(guò)定點(diǎn)(-1,-1).
21.已知點(diǎn)A,B是橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn),F(xiàn)為左焦點(diǎn),點(diǎn)P是橢圓上異于A,B的任意一點(diǎn).直線AP與過(guò)點(diǎn)B且垂直于x軸的直線l交于點(diǎn)M,直線MN⊥BP于點(diǎn)N.
(1)求證:直線AP與直線BP的斜率之積為定值;
(2)若直線MN過(guò)焦點(diǎn)F,=λ(λ∈R),求實(shí)數(shù)λ的值.
【答案】(1)見(jiàn)解析;(2) λ=.
(2)設(shè)直線AP與BP的斜率分別為k1,k2,由已知F(-c,0),直線AP的方程為y=k1(x+a),
直線l的方程為x=a,則M(a,2ak1).
∵M(jìn)N⊥BP,∴kMNk2=-1.
由(1)知k1k2=-,∴kMN=k1.
又F,N,M三點(diǎn)共線,得kMF=kMN,
即=k1,得2b2=a(a+c).
∵b2=a2-c2,
∴2(a2-c2)=a2+ac,化簡(jiǎn)整理得2c2+ac-a2=0,
即2+-1=0,
解得=或=-1(舍去).
∴a=2c.
由=λ,得(a-c,0)=λ(a+c,0),
將a=2c代入,得(c,0)=λ(3c,0),即c=3λc,
∴λ=.
22.已知拋物線C1的方程為y2=4x,橢圓C2與拋物線C1有公共的焦點(diǎn),且C2的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M(4,0)的直線l與拋物線C1分別交于A,B兩點(diǎn).
(1)若=,求直線l的方程;
(2)若坐標(biāo)原點(diǎn)O關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)P在拋物線C1上,直線l與橢圓C2有公共點(diǎn),求橢圓C2的長(zhǎng)軸長(zhǎng)的最小值.
【答案】(1) y=x-4或y=-x+4;
(2)
(2)設(shè)P(m,n),則OP的中點(diǎn)為.
因?yàn)镺,P兩點(diǎn)關(guān)于直線y=k(x-4)對(duì)稱,
所以
解得
將其代入拋物線方程,得2=4.
所以k2=1.
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