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文檔簡介
1、數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)H H 單元單元解析幾何解析幾何H1H1直線的傾斜角與斜率、直線的方程直線的傾斜角與斜率、直線的方程14 、2014湖北卷 設(shè) f(x)是定義在(0,)上的函數(shù),且 f(x)0,對任意 a0,b0,若經(jīng)過點(a,f(a),(b,f(b)的直線與 x 軸的交點為(c,0),則稱 c 為 a,b 關(guān)于函數(shù) f(x)的平均數(shù),記為 Mf(a,b),例如,當 f(x)1(x0)時,可得 Mf(a,b)cab2,即 Mf(a,b)為 a,b 的算術(shù)平均數(shù)(1)當 f(x)_(x0)時,Mf(a,b)為 a,b 的幾何平均數(shù);(2)當 f(x)_(x0)時,Mf(a,b)為 a,b 的調(diào)和平均數(shù)2
2、abab.(以上兩空各只需寫出一個符合要求的函數(shù)即可)14(1) x(2)x(或填(1)k1x;(2)k2x,其中 k1,k2為正常數(shù))解析 設(shè) A(a,f(a),B(b,f(b),C(c,0),則此三點共線:(1)依題意,c ab,則0f(a)ca0f(b)cb,即0f(a)aba0f(b)abb.因為 a0,b0,所以化簡得f(a)af(b)b,故可以選擇 f(x) x(x0);(2)依題意,c2abab,則0f(a)2ababa0f(b)2ababb,因為 a0,b0,所以化簡得f(a)af(b)b,故可以選擇 f(x)x(x0)202014江西卷 如圖 17 所示,已知雙曲線 C:x2
3、a2y21(a0)的右焦點為 F,點 A,B 分別在 C 的兩條漸近線上,AFx 軸,ABOB,BFOA(O 為坐標原點)圖 17(1)求雙曲線 C 的方程;(2)過 C 上一點 P(x0,y0)(y00)的直線 l:x0 xa2y0y1 與直線 AF 相交于點 M,與直線 x32相交于點 N.證明:當點 P 在 C 上移動時,|MF|NF|恒為定值,并求此定值20解:(1)設(shè) F(c,0),因為 b1,所以 c a21.由題意,直線 OB 的方程為 y1ax,直線 BF 的方程為 y1a(xc),所以 Bc2,c2a .又直線 OA 的方程為 y1ax,則 Ac,ca ,所以 kABcac2
4、acc23a.又因為 ABOB,所以3a1a 1,解得 a23,故雙曲線 C 的方程為x23y21.(2)由(1)知 a 3,則直線 l 的方程為x0 x3y0y1(y00),即 yx0 x33y0(y00)因為直線 AF 的方程為 x2,所以直線 l 與 AF 的交點為 M2,2x033y0,直線 l 與直線x32的交點為 N32,32x033y0,則|MF|2|NF|2(2x03)2(3y0)21432x032(3y0)2(2x03)29y20494(x02)243(2x03)23y203(x02)2.又 P(x0,y0)是 C 上一點,則x203y201,代入上式得|MF|2|NF|24
5、3(2x03)2x2033(x02)243(2x03)24x2012x0943,所以|MF|NF|232 33,為定值20 , ,2014四川卷 已知橢圓 C:x2a2y2b21(ab0)的焦距為 4,其短軸的兩個端點與長軸的一個端點構(gòu)成正三角形(1)求橢圓 C 的標準方程(2)設(shè) F 為橢圓 C 的左焦點,T 為直線 x3 上任意一點,過 F 作 TF 的垂線交橢圓 C于點 P,Q.證明:OT 平分線段 PQ(其中 O 為坐標原點);當|TF|PQ|最小時,求點 T 的坐標20解:(1)由已知可得a2b22b,2c2 a2b24,解得 a26,b22,所以橢圓 C 的標準方程是x26y221
6、.(2)證明:由(1)可得,F(xiàn) 的坐標是(2,0),設(shè) T 點的坐標為(3,m),則直線 TF 的斜率 kTFm03(2)m.當 m0 時,直線 PQ 的斜率 kPQ1m.直線 PQ 的方程是 xmy2.當 m0 時,直線 PQ 的方程是 x2,也符合 xmy2 的形式設(shè) P(x1,y1),Q(x2,y2),將直線 PQ 的方程與橢圓 C 的方程聯(lián)立,得xmy2,x26y221.消去 x,得(m23)y24my20,其判別式16m28(m23)0.所以 y1y24mm23,y1y22m23,x1x2m(y1y2)412m23.設(shè) M 為 PQ 的中點,則 M 點的坐標為6m23,2mm23 .
7、所以直線 OM 的斜率 kOMm3,又直線 OT 的斜率 kOTm3,所以點 M 在直線 OT 上,因此 OT 平分線段 PQ.由可得,|TF| m21,|PQ| (x1x2)2(y1y2)2 (m21)(y1y2)24y1y2(m21)4mm23242m2324(m21)m23.所以|TF|PQ|124(m23)2m21124m214m214124(44)33.當且僅當 m214m21,即 m1 時,等號成立,此時|TF|PQ|取得最小值故當|TF|PQ|最小時,T 點的坐標是(3,1)或(3,1)H2H2兩直線的位置關(guān)系與點到直線的距離兩直線的位置關(guān)系與點到直線的距離21 、 、2014全
8、國卷 已知拋物線 C:y22px(p0)的焦點為 F,直線 y4 與 y 軸的交點為 P,與 C 的交點為 Q,且|QF|54|PQ|.(1)求 C 的方程;(2)過 F 的直線 l 與 C 相交于 A,B 兩點,若 AB 的垂直平分線 l與 C 相交于 M,N 兩點,且 A,M,B,N 四點在同一圓上,求 l 的方程21解:(1)設(shè) Q(x0,4),代入 y22px,得 x08p,所以|PQ|8p,|QF|p2x0p28p.由題設(shè)得p28p548p,解得 p2(舍去)或 p2,所以 C 的方程為 y24x.(2)依題意知 l 與坐標軸不垂直,故可設(shè) l 的方程為 xmy1(m0)代入 y24
9、x,得 y24my40.設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2),則 y1y24m,y1y24.故線段的 AB 的中點為 D(2m21,2m),|AB| m21|y1y2|4(m21)又直線 l 的斜率為m,所以 l 的方程為 x1my2m23.將上式代入 y24x,并整理得 y24my4(2m23)0.設(shè) M(x3,y3),N(x4,y4),則 y3y44m,y3y44(2m23)故線段 MN 的中點為 E2m22m23,2m ,|MN|11m2|y3y4|4(m21) 2m21m2.由于線段 MN垂直平分線段 AB, 故 A, M, B, N四點在同一圓上等價于|AE|BE|12|MN|,從
10、而14|AB|2|DE|214|MN|2,即4(m21)22m2m22m2224(m21)2(2m21)m4,化簡得 m210,解得 m1 或 m1,故所求直線 l 的方程為 xy10 或 xy10.H3H3圓的方程圓的方程9 、2014福建卷 設(shè) P,Q 分別為圓 x2(y6)22 和橢圓x210y21 上的點,則 P,Q 兩點間的最大距離是()A5 2B. 46 2C7 2D6 29D解析 設(shè)圓心為點 C,則圓 x2(y6)22 的圓心為 C(0,6),半徑 r 2.設(shè)點Q(x0,y0)是橢圓上任意一點,則x2010y201,即 x201010y20,|CQ| 1010y20(y06)2
11、9y2012y0469y023250,當 y023時,|CQ|有最大值 52,則 P,Q 兩點間的最大距離為 52r62.H4H4直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系10 、2014安徽卷 在平面直角坐標系 xOy 中,已知向量 a,b,|a|b|1,ab0,點 Q 滿足OQ 2(ab)曲線 CP|OPacos bsin,02,區(qū)域P|0r|PQ|R,rR若 C為兩段分離的曲線,則()A1rR3B1r3RCr1R3D1r3R10A解析由已知可設(shè)OAa(1,0),OBb(0,1),P(x,y),則OQ( 2, 2),|OQ|2.曲線 CP|OP(cos,sin ),02,即 C:
12、x2y21.區(qū)域P|0r|PQ|R,rR表示圓 P1:(x 2)2(y 2)2r2與 P2:(x 2)2(y 2)2R2所形成的圓環(huán),如圖所示要使 C為兩段分離的曲線,則有 1rR3.19 、 、2014北京卷 已知橢圓 C:x22y24.(1)求橢圓 C 的離心率;(2)設(shè) O 為原點,若點 A 在橢圓 C 上,點 B 在直線 y2 上,且 OAOB,試判斷直線AB 與圓 x2y22 的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論19解:(1)由題意,橢圓 C 的標準方程為x24y221.所以 a24,b22,從而 c2a2b22.因此 a2,c 2.故橢圓 C 的離心率 eca22.(2)直線 AB 與圓 x
13、2y22 相切證明如下:設(shè)點 A,B 的坐標分別為(x0,y0),(t,2),其中 x00.因為 OAOB,所以O(shè)AOB0,即 tx02y00,解得 t2y0 x0.當 x0t 時,y0t22,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,此時直線 AB 與圓 x2y22 相切當 x0t 時,直線 AB 的方程為 y2y02x0t(xt),即(y02)x(x0t)y2x0ty00.圓心 O 到直線 AB 的距離d|2x0ty0|(y02)2(x0t)2.又 x202y204,t2y0 x0,故d|2x02y20 x0|x20y204y
14、20 x204|4x20 x0|x408x20162x20 2.此時直線 AB 與圓 x2y22 相切6 、2014福建卷 直線 l:ykx1 與圓 O:x2y21 相交于 A,B 兩點,則“k1”是“OAB 的面積為12”的()A充分而不必要條件B必要而不充分條件C充分必要條件D既不充分又不必要條件6 A解析 由直線 l 與圓 O 相交, 得圓心 O 到直線 l 的距離 d1k21g(x),根據(jù)圓心(0,0)到直線 y3xb 的距離是圓的半徑求得|b|912,解得 b210或 b2 10(舍去),要使 h(x)g(x)恒成立,則 b2 10,即實數(shù) b 的取值范圍是(2 10,)122014
15、陜西卷 若圓 C 的半徑為 1,其圓心與點(1,0)關(guān)于直線 yx 對稱,則圓 C的標準方程為_12x2(y1)21解析 由圓 C 的圓心與點(1,0)關(guān)于直線 yx 對稱,得圓 C 的圓心為(0,1)又因為圓 C 的半徑為 1,所以圓 C 的標準方程為 x2(y1)21.14 ,2014四川卷 設(shè) mR,過定點 A 的動直線 xmy0 和過定點 B 的動直線 mxym30 交于點 P(x,y),則|PA|PB|的最大值是_145解析 由題意可知,定點 A(0,0),B(1,3),且兩條直線互相垂直,則其交點P(x,y)落在以 AB 為直徑的圓周上,所以|PA|2|PB|2|AB|210.|P
16、A|PB|PA|2|PB|225,當且僅當|PA|PB|時等號成立13 2014重慶卷 已知直線axy20與圓心為C的圓(x1)2(ya)24相交于A,B 兩點,且ABC 為等邊三角形,則實數(shù) a_134 15解析 由題意可知圓的圓心為 C(1,a),半徑 r2,則圓心 C 到直線 axy20 的距離 d|aa2|a21|2a2|a21.ABC 為等邊三角形,|AB|r2.又|AB|2 r2d2,222|2a2|a2122,即 a28a10,解得 a4 15.21 ,2014重慶卷 如圖 14 所示,設(shè)橢圓x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點分別為 F1,F(xiàn)2,點 D 在橢圓上,DF1F1
17、F2,|F1F2|DF1|2 2,DF1F2的面積為22.(1)求橢圓的標準方程;(2)設(shè)圓心在 y 軸上的圓與橢圓在 x 軸的上方有兩個交點, 且圓在這兩個交點處的兩條切線相互垂直并分別過不同的焦點,求圓的半徑圖 1421解:(1)設(shè) F1(c,0),F(xiàn)2(c,0),其中 c2a2b2.由|F1F1|DF1|22得|DF1|F1F2|2 222c.從而 SDF1F212|DF1|F1F2|22c222,故 c1.從而|DF1|22,由 DF1F1F2得|DF2|2|DF1|2|F1F2|292,因此|DF2|3 22,所以 2a|DF1|DF2|2 2,故 a 2,b2a2c21.因此,所求
18、橢圓的標準方程為x22y21.(2)如圖所示,設(shè)圓心在 y 軸上的圓 C 與橢圓x22y21 相交,P1(x1,y1),P2(x2,y2)是兩個交點,y10,y20,F(xiàn)1P1,F(xiàn)2P2是圓 C 的切線,且 F1P1F2P2.由圓和橢圓的對稱性,易知,x2x1,y1y2,|P1P2|2|x1|.由(1)知 F1(1,0),F(xiàn)2(1,0),所以F1P1(x11,y1),F(xiàn)2P2(x11,y1)再由 F1P1F2P2得(x11)2y210.由橢圓方程得 1x212(x11)2,即 3x214x10,解得 x143或x10.當 x10 時,P1,P2重合,此時題設(shè)要求的圓不存在當 x143時,過 P1
19、,P2分別與 F1P1,F(xiàn)2P2垂直的直線的交點即為圓心 C.由 F1P1,F(xiàn)2P2是圓 C 的切線,且 F1P1F2P2,知 CP1CP2.又|CP1|CP2|,故圓 C 的半徑|CP1|22|P1P2| 2|x1|4 23.H5H5橢圓及其幾何性質(zhì)橢圓及其幾何性質(zhì)20 , ,2014四川卷 已知橢圓 C:x2a2y2b21(ab0)的焦距為 4,其短軸的兩個端點與長軸的一個端點構(gòu)成正三角形(1)求橢圓 C 的標準方程(2)設(shè) F 為橢圓 C 的左焦點,T 為直線 x3 上任意一點,過 F 作 TF 的垂線交橢圓 C于點 P,Q.證明:OT 平分線段 PQ(其中 O 為坐標原點);當|TF|
20、PQ|最小時,求點 T 的坐標20解:(1)由已知可得a2b22b,2c2 a2b24,解得 a26,b22,所以橢圓 C 的標準方程是x26y221.(2)證明:由(1)可得,F(xiàn) 的坐標是(2,0),設(shè) T 點的坐標為(3,m),則直線 TF 的斜率 kTFm03(2)m.當 m0 時,直線 PQ 的斜率 kPQ1m.直線 PQ 的方程是 xmy2.當 m0 時,直線 PQ 的方程是 x2,也符合 xmy2 的形式設(shè) P(x1,y1),Q(x2,y2),將直線 PQ 的方程與橢圓 C 的方程聯(lián)立,得xmy2,x26y221.消去 x,得(m23)y24my20,其判別式16m28(m23)0
21、.所以 y1y24mm23,y1y22m23,x1x2m(y1y2)412m23.設(shè) M 為 PQ 的中點,則 M 點的坐標為6m23,2mm23 .所以直線 OM 的斜率 kOMm3,又直線 OT 的斜率 kOTm3,所以點 M 在直線 OT 上,因此 OT 平分線段 PQ.由可得,|TF| m21,|PQ| (x1x2)2(y1y2)2 (m21)(y1y2)24y1y2(m21)4mm23242m2324(m21)m23.所以|TF|PQ|124(m23)2m21124m214m214124(44)33.當且僅當 m214m21,即 m1 時,等號成立,此時|TF|PQ|取得最小值故當|
22、TF|PQ|最小時,T 點的坐標是(3,1)或(3,1)142014安徽卷 設(shè) F1,F(xiàn)2分別是橢圓 E:x2y2b21(0b1)的左、右焦點,過點F1的直線交橢圓 E 于 A,B 兩點若|AF1|3|F1B|,AF2x 軸,則橢圓 E 的方程為_14x232y21解析設(shè) F1(c,0),F(xiàn)2(c,0),其中 c 1b2,則可設(shè) A(c,b2),B(x0,y0),由|AF1|3|F1B|,可得AF13F1B,故2c3x03c,b23y0,即x053c,y013b2,代入橢圓方程可得25(1b2)919b21,解得 b223,故橢圓方程為 x23y221.19 、 、2014北京卷 已知橢圓 C
23、:x22y24.(1)求橢圓 C 的離心率;(2)設(shè) O 為原點,若點 A 在橢圓 C 上,點 B 在直線 y2 上,且 OAOB,試判斷直線AB 與圓 x2y22 的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論19解:(1)由題意,橢圓 C 的標準方程為x24y221.所以 a24,b22,從而 c2a2b22.因此 a2,c 2.故橢圓 C 的離心率 eca22.(2)直線 AB 與圓 x2y22 相切證明如下:設(shè)點 A,B 的坐標分別為(x0,y0),(t,2),其中 x00.因為 OAOB,所以O(shè)AOB0,即 tx02y00,解得 t2y0 x0.當 x0t 時,y0t22,代入橢圓 C 的方程,得 t
24、2,故直線 AB 的方程為 x 2.圓心 O 到直線 AB 的距離 d 2,此時直線 AB 與圓 x2y22 相切當 x0t 時,直線 AB 的方程為 y2y02x0t(xt),即(y02)x(x0t)y2x0ty00.圓心 O 到直線 AB 的距離d|2x0ty0|(y02)2(x0t)2.又 x202y204,t2y0 x0,故d|2x02y20 x0|x20y204y20 x204|4x20 x0|x408x20162x20 2.此時直線 AB 與圓 x2y22 相切9 、2014福建卷 設(shè) P,Q 分別為圓 x2(y6)22 和橢圓x210y21 上的點,則 P,Q 兩點間的最大距離是
25、()A5 2B. 46 2C7 2D6 29D解析 設(shè)圓心為點 C,則圓 x2(y6)22 的圓心為 C(0,6),半徑 r 2.設(shè)點Q(x0,y0)是橢圓上任意一點,則x2010y201,即 x201010y20,|CQ| 1010y20(y06)2 9y2012y0469y023250,當 y023時,|CQ|有最大值 52,則 P,Q 兩點間的最大距離為 52r62.20 、2014廣東卷 已知橢圓 C:x2a2y2b21(ab0)的一個焦點為( 5,0),離心率為53.(1)求橢圓 C 的標準方程;(2)若動點 P(x0,y0)為橢圓 C 外一點,且點 P 到橢圓 C 的兩條切線相互垂
26、直,求點 P 的軌跡方程9 、2014湖北卷 已知 F1,F(xiàn)2是橢圓和雙曲線的公共焦點,P 是它們的一個公共點,且F1PF23,則橢圓和雙曲線的離心率的倒數(shù)之和的最大值為()A.4 33B.2 33C3D29A解析 設(shè)|PF1|r1,|PF2|r2,r1r2,橢圓的長半軸長為 a1,雙曲線的實半軸長為 a2,橢圓、雙曲線的離心率分別為 e1,e2.則由橢圓、雙曲線的定義,得 r1r22a1,r1r22a2,平方得 4a21r21r222r1r2,4a22r212r1r2r22.又由余弦定理得 4c2r21r22r1r2,消去 r1r2,得 a213a224c2,即1e213e224.所以由柯西
27、不等式得1e11e221e1133e221e213e22113 163.所以1e11e24 33.故選 A.21 、 、 、2014湖南卷 如圖 17,O 為坐標原點,橢圓 C1:x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點分別為 F1,F(xiàn)2,離心率為 e1;雙曲線 C2:x2a2y2b21 的左、右焦點分別為 F3,F(xiàn)4,離心率為 e2.已知 e1e232,且|F2F4| 31.(1)求 C1,C2的方程;(2)過 F1作 C1的不垂直于 y 軸的弦 AB,M 為 AB 的中點當直線 OM 與 C2交于 P,Q兩點時,求四邊形 APBQ 面積的最小值圖 1721解: (1)因為 e1e232,所
28、以a2b2aa2b2a32,即 a4b434a4,因此 a22b2,從而 F2(b,0),F(xiàn)4( 3b,0),于是3bb|F2F4| 31,所以 b1,a22.故 C1,C2的方程分別為x22y21,x22y21.(2)因 AB 不垂直于 y 軸,且過點 F1(1,0),故可設(shè)直線 AB 的方程為 xmy1,由xmy1,x22y21得(m22)y22my10.易知此方程的判別式大于 0.設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2),則 y1,y2是上述方程的兩個實根,所以 y1y22mm22,y1y21m22.因此 x1x2m(y1y2)24m22,于是 AB 的中點為 M2m22,mm22 ,故直
29、線 PQ的斜率為m2,PQ 的方程為 ym2x,即 mx2y0.由ym2x,x22y21得(2m2)x24,所以 2m20,且 x242m2,y2m22m2,從而|PQ|2 x2y22m242m2.設(shè)點 A 到直線 PQ 的距離為 d, 則點 B 到直線 PQ 的距離也為 d, 所以2d|mx12y1|mx22y2|m24.因為點 A,B 在直線 mx2y0 的異側(cè),所以(mx12y1)(mx22y2)0,于是|mx12y1|mx22y2|mx12y1mx22y2|,從而 2d(m22)|y1y2|m24.又因為|y1y2| (y1y2)24y1y22 2 1m2m22,所以 2d2 2 1m
30、2m24.故四邊形 APBQ 的面積 S12|PQ|2d2 2 1m22m22 2132m2.而 0b0)相交于 A,B 兩點,若 M 是線段 AB 的中點,則橢圓 C 的離心率等于_15.22解析 設(shè)點 A(x1,y1),點 B(x2,y2),點 M 是線段 AB 的中點,所以 x1x22,y1y22,且x21a2y21b21,x22a2y22b21,兩式作差可得x21x22a2(y21y22)b2,即(x1x2) (x1x2)a2(y1y2) (y1y2)b2,所以y1y2x1x2b2a2,即 kABb2a2.由題意可知,直線 AB 的斜率為12,所以b2a212,即 a 2b.又 a2b
31、2c2,所以 cb,e22.152014遼寧卷 已知橢圓 C:x29y241,點 M 與 C 的焦點不重合若 M 關(guān)于 C 的焦點的對稱點分別為 A,B,線段 MN 的中點在 C 上,則|AN|BN|_1512解析 取 MN 的中點為 G,點 G 在橢圓 C 上設(shè)點 M 關(guān)于 C 的焦點 F1的對稱點為 A,點 M 關(guān)于 C 的焦點 F2的對稱點為 B,則有|GF1|12|AN|,|GF2|12|BN|,所以|AN|BN|2(|GF1|GF2|)4a12.20 、2014遼寧卷 圓 x2y24 的切線與 x 軸正半軸,y 軸正半軸圍成個三角形,當該三角形面積最小時,切點為 P(如圖 16 所示
32、)雙曲線 C1:x2a2y2b21 過點 P 且離心率為 3.圖 16(1)求 C1的方程;(2)橢圓 C2過點 P 且與 C1有相同的焦點, 直線 l 過 C2的右焦點且與 C2交于 A, B 兩點 若以線段 AB 為直徑的圓過點 P,求 l 的方程20解:(1)設(shè)切點坐標為(x0,y0)(x00,y00),則切線斜率為x0y0,切線方程為 yy0 x0y0(xx0), 即 x0 xy0y4, 此時兩個坐標軸的正半軸與切線的交點分別為4x0,0,0,4y0.故其圍成的三角形的面積 S124x04y08x0y0.由 x20y2042x0y0知,當且僅當 x0y0 2時x0y0有最大值 2,此時
33、 S 有最小值 4,因此點 P 的坐標為( 2, 2)由題意知2a22b21,a2b23a2,解得 a21,b22,故 C1的方程為 x2y221.(2)由(1)知 C2的焦點坐標為( 3,0),( 3,0),由此可設(shè) C2的方程為x23b21y2b211,其中 b10.由 P( 2, 2)在 C2上,得23b212b211,解得 b213,因此 C2的方程為x26y231.顯然,l 不是直線 y0.設(shè)直線 l 的方程為 xmy 3,點 A(x1,y1),B(x2,y2),由xmy 3,x26y231,得(m22)y223my30.又 y1,y2是方程的根,因此y1y223mm22,y1y23
34、m22,由 x1my1 3,x2my2 3,得x1x2m(y1y2)2343m22,x1x2m2y1y2 3m(y1y2)366m2m22.因為AP( 2x1, 2y1),BP( 2x2, 2y2),由題意知APBP0,所以 x1x2 2(x1x2)y1y2 2(y1y2)40,將代入式整理得2m226m46110,解得 m3621 或 m621.因此直線 l 的方程為x(3621)y 30 或 x(621)y 30.62014全國卷 已知橢圓 C:x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點為 F1,F(xiàn)2,離心率為33,過 F2的直線 l 交 C 于 A,B 兩點若AF1B 的周長為 4 3,則
35、 C 的方程為()A.x23y221B.x23y21C.x212y281D.x212y2416 A解析 根據(jù)題意, 因為AF1B 的周長為 4 3, 所以|AF1|AB|BF1|AF1|AF2|BF1|BF2|4a4 3,所以 a 3.又因為橢圓的離心率 eca33,所以 c1,b2a2c2312,所以橢圓 C 的方程為x23y221.20 、 、2014新課標全國卷 已知點 A(0,2),橢圓 E:x2a2y2b21(ab0)的離心率為32,F(xiàn) 是橢圓 E 的右焦點,直線 AF 的斜率為2 33,O 為坐標原點(1)求 E 的方程;(2)設(shè)過點 A 的動直線 l 與 E 相交于 P,Q 兩點
36、,當OPQ 的面積最大時,求 l 的方程20解:(1)設(shè) F(c,0),由條件知,2c2 33,得 c 3.又ca32,所以 a2,b2a2c21.故 E 的方程為x24y21.(2)當 lx 軸時不合題意,故可設(shè) l:ykx2,P(x1,y1),Q(x2,y2)將 ykx2 代入x24y21 得(14k2)x216kx120,當16(4k23)0,即 k234時,x1,28k2 4k234k21,從而|PQ| k21|x1x2|4 k21 4k234k21.又點 O 到直線 l 的距離 d2k21.所以O(shè)PQ 的面積SOPQ12d|PQ|4 4k234k21.設(shè) 4k23t,則 t0,SOP
37、Q4tt244t4t.因為 t4t4,當且僅當 t2,即 k72時等號成立,滿足0,所以,當OPQ 的面積最大時,k72,l 的方程為 y72x2 或 y72x2.20 、 、2014新課標全國卷 設(shè) F1,F(xiàn)2分別是橢圓 C:x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點,M 是 C 上一點且 MF2與 x 軸垂直,直線 MF1與 C 的另一個交點為 N.(1)若直線 MN 的斜率為34,求 C 的離心率;(2)若直線 MN 在 y 軸上的截距為 2,且|MN|5|F1N|,求 a,b.20解:(1)根據(jù) c a2b2及題設(shè)知 Mc,b2a ,2b23ac.將 b2a2c2代入 2b23ac,解得
38、ca12,ca2(舍去)故 C 的離心率為12.(2)由題意知,原點 O 為 F1F2的中點,MF2y 軸,所以直線 MF1與 y 軸的交點 D(0,2)是線段 MF1的中點,故b2a4,即 b24a.由|MN|5|F1N|得|DF1|2|F1N|.設(shè) N(x1,y1),由題意知 y1b0,y0)和部分拋物線 C2:yx21(y0)連接而成,C1與 C2的公共點為 A,B,其中 C1的離心率為32.(1)求 a,b 的值;(2)過點 B 的直線 l 與 C1,C2分別交于點 P,Q(均異于點 A,B),若 APAQ,求直線 l的方程圖 1520解:(1)在 C1,C2的方程中,令 y0,可得
39、b1,且 A(1,0),B(1,0)是上半橢圓 C1的左、右頂點設(shè) C1的半焦距為 c,由ca32及 a2c2b21 得 a2,a2,b1.(2)方法一:由(1)知,上半橢圓 C1的方程為y24x21(y0)易知,直線 l 與 x 軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為 yk(x1)(k0),代入 C1的方程,整理得(k24)x22k2xk240.(*)設(shè)點 P 的坐標為(xP,yP),直線 l 過點 B,x1 是方程(*)的一個根由求根公式,得 xPk24k24,從而 yP8kk24,點 P 的坐標為k24k24,8kk24 .同理,由yk(x1) (k0) ,yx21(y0) ,得點 Q 的坐標為(
40、k1,k22k)AP2kk24(k,4),AQk(1,k2)APAQ,APAQ0,即2k2k24k4(k2)0,k0,k4(k2)0,解得 k83.經(jīng)檢驗,k83符合題意,故直線 l 的方程為 y83(x1)方法二:若設(shè)直線 l 的方程為 xmy1(m0),比照方法一給分20 , ,2014陜西卷 如圖 15 所示,曲線 C 由上半橢圓 C1:y2a2x2b21(ab0,y0)和部分拋物線 C2:yx21(y0)連接而成,C1與 C2的公共點為 A,B,其中 C1的離心率為32.(1)求 a,b 的值;(2)過點 B 的直線 l 與 C1,C2分別交于點 P,Q(均異于點 A,B),若 APA
41、Q,求直線 l的方程圖 1520解:(1)在 C1,C2的方程中,令 y0,可得 b1,且 A(1,0),B(1,0)是上半橢圓 C1的左、右頂點設(shè) C1的半焦距為 c,由ca32及 a2c2b21 得 a2,a2,b1.(2)方法一:由(1)知,上半橢圓 C1的方程為y24x21(y0)易知,直線 l 與 x 軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為 yk(x1)(k0),代入 C1的方程,整理得(k24)x22k2xk240.(*)設(shè)點 P 的坐標為(xP,yP),直線 l 過點 B,x1 是方程(*)的一個根由求根公式,得 xPk24k24,從而 yP8kk24,點 P 的坐標為k24k24,8kk
42、24 .同理,由yk(x1) (k0) ,yx21(y0) ,得點 Q 的坐標為(k1,k22k)AP2kk24(k,4),AQk(1,k2)APAQ,APAQ0,即2k2k24k4(k2)0,k0,k4(k2)0,解得 k83.經(jīng)檢驗,k83符合題意,故直線 l 的方程為 y83(x1)方法二:若設(shè)直線 l 的方程為 xmy1(m0),比照方法一給分18 、2014天津卷 設(shè)橢圓x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點分別為 F1,F(xiàn)2,右頂點為 A,上頂點為 B.已知|AB|32|F1F2|.(1)求橢圓的離心率;(2)設(shè) P 為橢圓上異于其頂點的一點,以線段 PB 為直徑的圓經(jīng)過點 F1
43、,經(jīng)過原點 O 的直線 l 與該圓相切,求直線 l 的斜率18解:(1)設(shè)橢圓右焦點 F2的坐標為(c,0)由|AB|32|F1F2|,可得 a2b23c2.又 b2a2c2,則c2a212,所以橢圓的離心率 e22.(2)由(1)知 a22c2,b2c2.故橢圓方程為x22c2y2c21.設(shè) P(x0,y0)由 F1(c,0),B(0,c),有F1P(x0c,y0),F(xiàn)1B(c,c)由已知,有F1PF1B0,即(x0c)cy0c0.又 c0,故有 x0y0c0.又因為點 P 在橢圓上,所以x202c2y20c21.由和可得 3x204cx00.而點 P 不是橢圓的頂點,故 x043c.代入得
44、 y0c3,即點P 的坐標為4c3,c3 .設(shè)圓的圓心為 T(x1,y1),則 x143c0223c,y1c3c223c,進而圓的半徑 r(x10)2(y1c)253c.設(shè)直線 l 的斜率為 k,依題意,直線 l 的方程為 ykx.由 l 與圓相切,可得|kx1y1|k21r,即|k2c3 2c3|k2153c,整理得 k28k10,解得 k4 15,所以直線 l 的斜率為 4 15或 4 15.21 、2014浙江卷 如圖 16,設(shè)橢圓 C:x2a2y2b21(ab0),動直線 l 與橢圓 C 只有一個公共點 P,且點 P 在第一象限(1)已知直線 l 的斜率為 k,用 a,b,k 表示點
45、P 的坐標;(2)若過原點 O 的直線 l1與 l 垂直,證明:點 P 到直線 l1的距離的最大值為 ab.圖 1621解:(1)設(shè)直線 l 的方程為 ykxm(kb0)的左、右焦點分別為 F1,F(xiàn)2,點 D 在橢圓上,DF1F1F2,|F1F2|DF1|2 2,DF1F2的面積為22.(1)求橢圓的標準方程;(2)設(shè)圓心在 y 軸上的圓與橢圓在 x 軸的上方有兩個交點, 且圓在這兩個交點處的兩條切線相互垂直并分別過不同的焦點,求圓的半徑圖 1421解:(1)設(shè) F1(c,0),F(xiàn)2(c,0),其中 c2a2b2.由|F1F1|DF1|22得|DF1|F1F2|2 222c.從而 SDF1F2
46、12|DF1|F1F2|22c222,故 c1.從而|DF1|22,由 DF1F1F2得|DF2|2|DF1|2|F1F2|292,因此|DF2|3 22,所以 2a|DF1|DF2|2 2,故 a 2,b2a2c21.因此,所求橢圓的標準方程為x22y21.(2)如圖所示,設(shè)圓心在 y 軸上的圓 C 與橢圓x22y21 相交,P1(x1,y1),P2(x2,y2)是兩個交點,y10,y20,F(xiàn)1P1,F(xiàn)2P2是圓 C 的切線,且 F1P1F2P2.由圓和橢圓的對稱性,易知,x2x1,y1y2,|P1P2|2|x1|.由(1)知 F1(1,0),F(xiàn)2(1,0),所以F1P1(x11,y1),F(xiàn)
47、2P2(x11,y1)再由 F1P1F2P2得(x11)2y210.由橢圓方程得 1x212(x11)2,即 3x214x10,解得 x143或x10.當 x10 時,P1,P2重合,此時題設(shè)要求的圓不存在當 x143時,過 P1,P2分別與 F1P1,F(xiàn)2P2垂直的直線的交點即為圓心 C.由 F1P1,F(xiàn)2P2是圓 C 的切線,且 F1P1F2P2,知 CP1CP2.又|CP1|CP2|,故圓 C 的半徑|CP1|22|P1P2| 2|x1|4 23.H6H6雙曲線及其幾何性質(zhì)雙曲線及其幾何性質(zhì)9 、2014湖北卷 已知 F1,F(xiàn)2是橢圓和雙曲線的公共焦點,P 是它們的一個公共點,且F1PF
48、23,則橢圓和雙曲線的離心率的倒數(shù)之和的最大值為()A.4 33B.2 33C3D29A解析 設(shè)|PF1|r1,|PF2|r2,r1r2,橢圓的長半軸長為 a1,雙曲線的實半軸長為 a2,橢圓、雙曲線的離心率分別為 e1,e2.則由橢圓、雙曲線的定義,得 r1r22a1,r1r22a2,平方得 4a21r21r222r1r2,4a22r212r1r2r22.又由余弦定理得 4c2r21r22r1r2,消去 r1r2,得 a213a224c2,即1e213e224.所以由柯西不等式得1e11e221e1133e221e213e22113 163.所以1e11e24 33.故選 A.112014北
49、京卷 設(shè)雙曲線 C 經(jīng)過點(2,2),且與y24x21 具有相同漸近線,則 C 的方程為_;漸近線方程為_11.x23y2121y2x解析 設(shè)雙曲線 C 的方程為y24x2,將(2,2)代入得224223,雙曲線 C 的方程為x23y2121.令y24x20 得漸近線方程為 y2x.92014全國卷 已知雙曲線 C 的離心率為 2,焦點為 F1,F(xiàn)2,點 A 在 C 上若|F1A|2|F2A|,則 cosAF2F1()A.14B.13C.24D.239A解析 根據(jù)題意,|F1A|F2A|2a,因為|F1A|2|F2A|,所以|F2A|2a,|F1A|4a.又因為雙曲線的離心率 eca2,所以
50、c2a,|F1F2|2c4a,所以在AF1F2中,根據(jù)余弦定理可得 cosAF2F1|F1F2|2|F2A|2|F1A|22|F1F2|F2A|16a24a216a224a2a14.19 、2014福建卷 已知雙曲線 E:x2a2y2b21(a0,b0)的兩條漸近線分別為 l1:y2x,l2:y2x.(1)求雙曲線 E 的離心率(2)如圖 16,O 為坐標原點,動直線 l 分別交直線 l1,l2于 A,B 兩點(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 有且只有一個公共點的雙曲線 E?若存在,求出雙曲線 E 的方程;若不存在,說明理由圖 1619解:
51、方法一:(1)因為雙曲線 E 的漸近線分別為 y2x,y2x,所以ba2,所以c2a2a2,故 c 5a,從而雙曲線 E 的離心率eca 5.(2)由(1)知,雙曲線 E 的方程為x2a2y24a21.設(shè)直線 l 與 x 軸相交于點 C.當 lx 軸時,若直線 l 與雙曲線 E 有且只有一個公共點,則|OC|a,|AB|4a.又因為OAB 的面積為 8,所以12|OC|AB|8,因此12a4a8,解得 a2,此時雙曲線 E 的方程為x24y2161.若存在滿足條件的雙曲線 E,則 E 的方程只能為x24y2161.以下證明:當直線 l 不與 x 軸垂直時,雙曲線 E:x24y2161 也滿足條
52、件設(shè)直線 l 的方程為 ykxm,依題意,得 k2 或 k2,則 Cmk,0.記 A(x1,y1),B(x2,y2)由ykxm,y2x得 y12m2k,同理得 y22m2k.由 SOAB12|OC|y1y2|,得12|mk|2m2k2m2k|8,即 m24|4k2|4(k24)由ykxm,x24y2161得(4k2)x22kmxm2160.因為 4k20,所以4k2m24(4k2)(m216)16(4k2m216)又因為 m24(k24),所以0,即 l 與雙曲線 E 有且只有一個公共點因此,存在總與 l 有且只有一個公共點的雙曲線 E,且 E 的方程為x24y2161.方法二:(1)同方法一
53、(2)由(1)知,雙曲線 E 的方程為x2a2y24a21.設(shè)直線 l 的方程為 xmyt,A(x1,y1),B(x2,y2)依題意得12m12.由xmyt,y2x得 y12t12m, 同理得 y22t12m.設(shè)直線 l 與 x 軸相交于點 C,則 C(t,0)由 SOAB12|OC|y1y2|8,得12|t|2t12m2t12m|8.所以 t24|14m2|4(14m2)由xmyt,x2a2y24a21得(4m21)y28mty4(t2a2)0.因為 4m212 或 k2.由ykxm,4x2y20得(4k2)x22kmxm20,因為 4k20,所以 x1x2m24k2,又因為OAB 的面積為
54、 8,所以12|OA|OB| sinAOB8,又易知 sinAOB45,所以25x21y21 x22y228,化簡得 x1x24.所以m24k24,即 m24(k24)由(1)得雙曲線 E 的方程為x2a2y24a21,由ykxm,x2a2y24a21得(4k2)x22kmxm24a20.因為 4k20,直線 l 與雙曲線 E 有且只有一個公共點當且僅當4k2m24(4k2)(m24a2)0,即(k24)(a24)0,所以 a24,所以雙曲線 E 的方程為x24y2161.當 lx 軸時,由OAB 的面積等于 8 可得 l:x2,又易知 l:x2 與雙曲線 E:x24y2161 有且只有一個公
55、共點綜上所述,存在總與 l 有且只有一個公共點的雙曲線 E,且 E 的方程為x24y2161.4 2014廣東卷 若實數(shù)k滿足0k9, 則曲線x225y29k1與曲線x225ky291的()A焦距相等B實半軸長相等C虛半軸長相等D離心率相等4A解析 本題考查雙曲線的幾何性質(zhì),注意利用基本量的關(guān)系進行求解0k0,25k0.對于雙曲線x225y29k1,其焦距為 2 259k2 34k;對于雙曲線x225ky291,其焦距為 2 25k92 34k.所以焦距相等21 、 、 、2014湖南卷 如圖 17,O 為坐標原點,橢圓 C1:x2a2y2b21(ab0)的左、右焦點分別為 F1,F(xiàn)2,離心率
56、為 e1;雙曲線 C2:x2a2y2b21 的左、右焦點分別為 F3,F(xiàn)4,離心率為 e2.已知 e1e232,且|F2F4| 31.(1)求 C1,C2的方程;(2)過 F1作 C1的不垂直于 y 軸的弦 AB,M 為 AB 的中點當直線 OM 與 C2交于 P,Q兩點時,求四邊形 APBQ 面積的最小值圖 1721解: (1)因為 e1e232,所以a2b2aa2b2a32,即 a4b434a4,因此 a22b2,從而 F2(b,0),F(xiàn)4( 3b,0),于是3bb|F2F4| 31,所以 b1,a22.故 C1,C2的方程分別為x22y21,x22y21.(2)因 AB 不垂直于 y 軸
57、,且過點 F1(1,0),故可設(shè)直線 AB 的方程為 xmy1,由xmy1,x22y21得(m22)y22my10.易知此方程的判別式大于 0.設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2),則 y1,y2是上述方程的兩個實根,所以 y1y22mm22,y1y21m22.因此 x1x2m(y1y2)24m22,于是 AB 的中點為 M2m22,mm22 ,故直線 PQ的斜率為m2,PQ 的方程為 ym2x,即 mx2y0.由ym2x,x22y21得(2m2)x24,所以 2m20,且 x242m2,y2m22m2,從而|PQ|2 x2y22m242m2.設(shè)點 A 到直線 PQ 的距離為 d, 則點 B
58、 到直線 PQ 的距離也為 d, 所以2d|mx12y1|mx22y2|m24.因為點 A,B 在直線 mx2y0 的異側(cè),所以(mx12y1)(mx22y2)0,于是|mx12y1|mx22y2|mx12y1mx22y2|,從而 2d(m22)|y1y2|m24.又因為|y1y2| (y1y2)24y1y22 2 1m2m22,所以 2d2 2 1m2m24.故四邊形 APBQ 的面積 S12|PQ|2d2 2 1m22m22 2132m2.而 00)的右焦點為 F,點 A,B 分別在 C 的兩條漸近線上,AFx 軸,ABOB,BFOA(O 為坐標原點)圖 17(1)求雙曲線 C 的方程;(
59、2)過 C 上一點 P(x0,y0)(y00)的直線 l:x0 xa2y0y1 與直線 AF 相交于點 M,與直線 x32相交于點 N.證明:當點 P 在 C 上移動時,|MF|NF|恒為定值,并求此定值20解:(1)設(shè) F(c,0),因為 b1,所以 c a21.由題意,直線 OB 的方程為 y1ax,直線 BF 的方程為 y1a(xc),所以 Bc2,c2a .又直線 OA 的方程為 y1ax,則 Ac,ca ,所以 kABcac2acc23a.又因為 ABOB,所以3a1a 1,解得 a23,故雙曲線 C 的方程為x23y21.(2)由(1)知 a 3,則直線 l 的方程為x0 x3y0
60、y1(y00),即 yx0 x33y0(y00)因為直線 AF 的方程為 x2,所以直線 l 與 AF 的交點為 M2,2x033y0,直線 l 與直線x32的交點為 N32,32x033y0,則|MF|2|NF|2(2x03)2(3y0)21432x032(3y0)2(2x03)29y20494(x02)243(2x03)23y203(x02)2.又 P(x0,y0)是 C 上一點,則x203y201,代入上式得|MF|2|NF|243(2x03)2x2033(x02)243(2x03)24x2012x0943,所以|MF|NF|232 33,為定值42014新課標全國卷 已知 F 為雙曲線
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