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復(fù)習(xí)05求離心率和軌跡方程一、求離心率的值或取值范圍1.利用圖形的幾何性質(zhì)(1)特殊三角形與離心率:一般有邊角相等、三角形相似、面積公式、正余弦定理、角平分線性質(zhì)、高的性質(zhì)、中線的性質(zhì)等,通常數(shù)形結(jié)合,用幾何法進(jìn)行運(yùn)算(2)平行四邊形與離心率:可能存在四邊形也可能利用圓錐曲線的對(duì)稱性構(gòu)造四邊形,一般有:對(duì)邊平行相等;兩條對(duì)角線長(zhǎng)度的平方和等于兩倍的兩個(gè)鄰邊的平方和等.(3)圓與離心率:一般利用弦的中點(diǎn)與圓心的連線與弦垂直,直徑所對(duì)的圓周角是,半徑相等,圓與圓的位置關(guān)系等.2.利用坐標(biāo)運(yùn)算:如果從題目中的條件難以發(fā)掘幾何關(guān)系,那么可考慮將點(diǎn)的坐標(biāo)用進(jìn)行表示,再利用條件列出等式求解3.借助題目中給出的不等信息或者平面幾何圖形中的不等關(guān)系:(1)題目中某點(diǎn)的橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))是否有范圍要求:例如圓與雙曲線對(duì)橫坐標(biāo)的范圍有要求.(2)根據(jù)平面圖形的關(guān)系,如三角形兩邊之和大于第三邊、折線段大于或等于直線段、對(duì)稱的性質(zhì)中的最值等得到不等關(guān)系即可4.借助函數(shù)的值域求解范圍:若題目中有一個(gè)核心變量,則可以考慮將離心率表示為某個(gè)變量的函數(shù),從而求該函數(shù)的值域即可二、求軌跡方程1.直接法:如果動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的條件就是一些幾何量的等量關(guān)系,這些條件簡(jiǎn)單明確,不需要特殊的技巧,易于表述成含的等式,就可得到軌跡方程,且要注意等量關(guān)系中的限制條件(三角形、斜率等)2.定義法:動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件符合基本軌跡(如圓、橢圓、拋物線和雙曲線)的定義條件時(shí),我們可以根據(jù)基本軌跡的方程寫(xiě)出軌跡方程,或設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,然后利用待定系數(shù)法求解3.相關(guān)點(diǎn)法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是由另外某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)引發(fā)的,而該點(diǎn)坐標(biāo)滿足某已知曲線方程,則可以設(shè)出,用表示出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),然后把的坐標(biāo)代入已知曲線方程,即可得到動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。4.點(diǎn)差法:圓雉曲線中與弦的中點(diǎn)有關(guān)的軌跡問(wèn)題可用點(diǎn)差法,其基本方法是把弦的兩端點(diǎn)的坐標(biāo)代入圓雉曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得等關(guān)系式,由于弦的中點(diǎn)的坐標(biāo)滿足且直線的斜率為,由此可求得弦中點(diǎn)的軌跡方程.考點(diǎn)01利用幾何性質(zhì)求解離心率【例1】設(shè)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,P是C上的點(diǎn),,,則C的離心率為(

).A. B. C. D.【答案】A【分析】先根據(jù)題意求出;再根據(jù)及橢圓的定義建立等式得出,即可得出答案.【詳解】如圖所示,由題意得:.因?yàn)?,把代入橢圓方程可得,解得.取.則在中,.因?yàn)?,所以,由橢圓定義可得:,整理得:,所以,即.則橢圓的離心率.故選:A.【例2】已知,分別是雙曲線的左右焦點(diǎn),A為雙曲線的右頂點(diǎn),線段的垂直平分線交雙曲線于P,且,則雙曲線的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)雙曲線的定義,結(jié)合勾股定理、離心率的定義進(jìn)行求解即可.【詳解】如圖,設(shè)線段的垂直平分線與x軸的交點(diǎn)為B,不妨設(shè)P在第一象限,則,,再由勾股定理得:,所以,等式兩邊同除以整理可得得或舍去故選:A【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是根據(jù)雙曲線的定義,結(jié)合勾股定理建立等式,得到雙齊次方程.【變式11】如圖所示,橢圓的左焦點(diǎn)為F,A,B兩點(diǎn)在橢圓上,且四邊形為菱形,則該橢圓的離心率為.【答案】【分析】根據(jù)給定條件,結(jié)合橢圓的對(duì)稱性,用橢圓的半焦距c表示出點(diǎn)的坐標(biāo),再代入橢圓方程求解即得.【詳解】由四邊形為菱形,得軸,由橢圓對(duì)稱性得點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱,連接,令橢圓半焦距為c,則,因此是正三角形,即,則點(diǎn),即有,于是,即,整理得,而,解得,所以該橢圓的離心率為.故答案為:【變式12】已知雙曲線C:的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P是C上的一點(diǎn),,的平分線與x軸交于點(diǎn)A,記,的面積分別為,,且,則C的離心率為(

)A. B. C. D.3【答案】B【分析】根據(jù)題意分析可得,利用角平分線定理得,再根據(jù)雙曲線的定義結(jié)合通徑得到關(guān)于的齊次方程,從而得解.【詳解】因?yàn)?,則,可得,由題意知是的平分線,所以,又,所以,則,所以,整理得,故,得,即,所以.故選:B.【變式13】已知橢圓的左,右焦點(diǎn)分別為,,橢圓C在第一象限存在點(diǎn)M,使得,直線與y軸交于點(diǎn)A,且是的角平分線,則橢圓C的離心率為.【答案】【分析】首先設(shè),再根據(jù)題意和橢圓的定義求得,轉(zhuǎn)化為關(guān)于的等式,進(jìn)而求得橢圓的離心率.【詳解】由題意得,又由橢圓的定義得,記,則,,則,所以,故,則,則,即等價(jià)于,得:或(舍)故答案為:考點(diǎn)02利用雙余弦定理求解離心率【例3】已知雙曲線E:1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過(guò)F1的直線與E交于A,B兩點(diǎn)(B在x軸的上方),且滿足.若直線的傾斜角為120°,則雙曲線的離心率為(

)A.2 B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)則,由雙曲線的定義知,,在和中分別利用余弦定理,然后兩式相減即可求解.【詳解】設(shè)則,則,由雙曲線的定義知,,在中,由余弦定理可得,,即,在中,由余弦定理可得,即兩式相減可得,,所以離心率.故選:D【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線及其性質(zhì)、直線與雙曲線的位置關(guān)系,及三角形中的余弦定理;考查運(yùn)算求解能力和轉(zhuǎn)化與化歸能力;雙曲線定義的靈活運(yùn)用是求解本題的關(guān)鍵;屬于中檔題、常考題型.【例4】已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,直線過(guò)與橢圓交于兩點(diǎn),若,則橢圓的離心率是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】由題意設(shè),結(jié)合橢圓定義,且分別在、中利用余弦定理并結(jié)合以及離心率公式即可求解.【詳解】由題意不妨設(shè),則,又由橢圓定義可知,所以,在中由余弦定理有,,在中由余弦定理有,,由圖可知,所以,即,解得,所以橢圓的離心率是.故選:A.【變式21】已知為雙曲線的右焦點(diǎn),點(diǎn),在上,,為坐標(biāo)原點(diǎn),,則的離心率為.【答案】【分析】設(shè),則,,結(jié)合雙曲線定義求得,,分別在中求得,構(gòu)建等式即可求解.【詳解】如圖,由,不妨設(shè),則,.設(shè)雙曲線的左焦點(diǎn)為,連接,.由雙曲線的定義可知,,.由可知,,則①.在中,②.在中,③.由①②,所以,所以;由①③,得,所以.所以,解得,所以,所以,故.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題解決的關(guān)鍵是利用余弦定理得到關(guān)于的方程組,從而得解,進(jìn)而得到關(guān)于的齊次方程,由此得解.【變式22】已知點(diǎn),分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),為雙曲線上一點(diǎn),為上一點(diǎn).若平分,且,,則雙曲線的離心率為(

)A. B.2 C. D.【答案】A【分析】方法一:畫(huà)圖,根據(jù)雙曲線定義,以及已知條件結(jié)合三角形面積公式,正弦二倍角公式,余弦定理求解即可.方法二:畫(huà)圖,根據(jù)雙曲線定義,角平分線性質(zhì)以及余弦定理求解即可.【詳解】方法—:如圖所示:依題意可得,,則,,令,由平分,,得:,所以,即,因?yàn)?,所以,又,所以,所以,由余弦定理得:,即,解得或(舍去),則雙曲線的離心率.方法二:如圖所示:由已知得.又,所以,,因?yàn)槠椒?,所以由三角形?nèi)角平分線的性質(zhì)可知:,可得,又,所以,所以,即化簡(jiǎn)可得,所以,即或(舍去);故選:A.【變式23】已知橢圓:(),、為橢圓的左右焦點(diǎn),為橢圓上一點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交橢圓于另一點(diǎn),若,,則橢圓的離心率為.【答案】/【分析】由題意,,結(jié)合橢圓定義可將這些長(zhǎng)度以及用同一個(gè)參數(shù)表示,然后分別在在、中,對(duì)利用余弦定理,結(jié)合離心率公式化為其次方程即可得解.【詳解】如圖所示:由題意,,,所以不妨設(shè),而由橢圓定義有,所以,所以,在中,由余弦定理有,在中,由余弦定理有,交叉相乘得,即,所以.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于表示出以及,然后利用余弦定理即可順利得解.考點(diǎn)03與斜率乘積相關(guān)求解離心率【例5】已知雙曲線的左頂點(diǎn)為,點(diǎn)均在雙曲線上且關(guān)于軸對(duì)稱,若直線的斜率之積為,則雙曲線的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè)出坐標(biāo)后結(jié)合題意表示出斜率之積,計(jì)算可得,由即可得離心率.【詳解】設(shè),則,,則,由在雙曲線上,故,即有,故,即有,即,故.故選:A.【例6】已知點(diǎn)是橢圓上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作橢圓的切線,則的方程為.若與(為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率之積為,則橢圓的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】由題意,求得斜率建立方程,結(jié)合離心率的計(jì)算公式,可得答案.【詳解】由的方程為,得的斜率為.又因?yàn)橹本€的斜率為,所以,即,所以橢圓的離心率為.故選:B.【變式31】雙曲線的右頂點(diǎn)為A,點(diǎn)M,N均在C上,且關(guān)于y軸對(duì)稱,若直線,的斜率之積為,則C的離心率為.【答案】【分析】根據(jù)斜率公式即可結(jié)合雙曲線的方程求解得,進(jìn)而可求解.【詳解】雙曲線的右頂點(diǎn)為,則,又點(diǎn),均在上,且關(guān)于軸對(duì)稱,設(shè),,又直線,的斜率之積為,則,即,①又,即,②聯(lián)立①②可得:,即,即.故答案為:【變式32】已知雙曲線的兩個(gè)頂點(diǎn)分別為,點(diǎn)P在雙曲線上且異于點(diǎn),若直線的斜率之積為8,則雙曲線的率心率為.【答案】3【分析】設(shè),,應(yīng)用斜率兩點(diǎn)式得,結(jié)合點(diǎn)P在雙曲線上、即可求離心率.【詳解】設(shè),,則,又,則,故雙曲線的率心率為.故答案為:【變式33】橢圓:的左頂點(diǎn)為,點(diǎn),是上的任意兩點(diǎn),且關(guān)于軸對(duì)稱.若直線,的斜率之積為,則的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】設(shè),則,根據(jù)斜率公式結(jié)合題意可得,再結(jié)合可求出離心率.【詳解】由題意得,設(shè),因?yàn)辄c(diǎn),是上的任意兩點(diǎn),且關(guān)于軸對(duì)稱,所以,,所以,所以,因?yàn)?,所以,所以,所以離心率,故選:C考點(diǎn)04利用坐標(biāo)法求解離心率【例7】已知A、F分別為橢圓的左頂點(diǎn)和左焦點(diǎn),B、C是橢圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn),若直線平分線段,則橢圓的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè),可得的中點(diǎn)的坐標(biāo),由三點(diǎn)共線得,即可求解.【詳解】由題意得,設(shè),則的中點(diǎn),∵三點(diǎn)共線,∴,即,整理得,∴.故選:A.【例8】已知雙曲線的左焦點(diǎn)為F,過(guò)F作雙曲線C的一條漸近線的垂線,垂足為A,并與雙曲線C交于點(diǎn)B,且有,則雙曲線C的離心率為(

)A. B.2 C. D.【答案】A【分析】計(jì)算出點(diǎn)坐標(biāo),然后帶入橢圓方程,化簡(jiǎn)即可得到關(guān)系的方程,進(jìn)而得出.【詳解】不妨設(shè)雙曲線的一條漸近線為,因?yàn)樽蠼裹c(diǎn),所以直線的方程為,與兩式聯(lián)立可得,設(shè),因?yàn)?即,所以,將點(diǎn)坐標(biāo)代入雙曲線方程得:,上式整理得,即離心率.故選:A.【變式41】已知橢圓C:的左、右焦點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2,過(guò)右焦點(diǎn)F2且斜率為1的直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),若滿足,則橢圓的離心率為.【答案】/【詳解】根據(jù)平面向量共線的坐標(biāo)表示公式,結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)、橢圓的離心率公式進(jìn)行求解即可.【解答】設(shè),由,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),F(xiàn)2(c,0),設(shè)直線的方程為,代入橢圓的方程中,得,因?yàn)?,所以有,而,所以有,于是有故答案為:【變?2】已知過(guò)原點(diǎn)的直線與雙曲線交于兩點(diǎn),點(diǎn)在第一象限且與點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,,直線與雙曲線的右支交于點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),得點(diǎn)的坐標(biāo),求出直線的斜率可得,再由得,又得,根據(jù)之間的關(guān)系求離心率.【詳解】設(shè),則,根據(jù)可得,則,因?yàn)椋?,又,所以,故雙曲線的離心率.故選:A.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解題的關(guān)鍵點(diǎn)是利用直線斜率之間的關(guān)系、得到之間的關(guān)系.【變式43】已知橢圓:的左?右焦點(diǎn)分別為,,是橢圓的上頂點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn)A,若,則橢圓的離心率為.【答案】【分析】根據(jù),坐標(biāo),寫(xiě)出直線的方程,再求得點(diǎn)A,由求解即可.【詳解】

根據(jù)題意知,,,,則直線的方程為,聯(lián)立,得,設(shè)直線與x軸交于點(diǎn)M,因?yàn)?,,所以,所以,所以離心率.故答案為:考點(diǎn)05利用不等關(guān)系求解離心率范圍【例9】已知過(guò)點(diǎn)可作出雙曲線的兩條切線,切點(diǎn)都在雙曲線的同一支上,則雙曲線的離心率的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】由題意,點(diǎn)必須在漸近線軸和雙曲線圍成的區(qū)域內(nèi)(不包括邊界),可得,結(jié)合的關(guān)系求解即可.【詳解】要滿足題意,點(diǎn)必須在漸近線軸和雙曲線圍成的區(qū)域內(nèi)(不包括邊界),如圖,所以,得,∴,∴,,即.故選:D.【例10】點(diǎn)M是橢圓上的點(diǎn),以M為圓心的圓與x軸相切于橢圓的焦點(diǎn)F,圓M與y軸相交于P,Q,若是鈍角三角形,則橢圓離心率的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】依據(jù)題目條件可知圓的半徑為,畫(huà)出圖形由是鈍角三角形可得,即可求得橢圓離心率的取值范圍.【詳解】依題意,不妨設(shè)為右焦點(diǎn),則,由圓M與x軸相切于焦點(diǎn)F,M在橢圓上,易得或,則圓的半徑為.過(guò)M作軸垂足為N,則,,如下圖所示:,均為半徑,則為等腰三角形,∴,∵為鈍角,∴,即,所以得,即,得,得,故有,從而解得.故選:B【變式51】已知雙曲線:的左、右焦點(diǎn)分別為,,傾斜角為的直線與雙曲線在第一象限交于點(diǎn),若,則雙曲線的離心率的取值范圍為.【答案】【分析】利用雙曲線的性質(zhì)及余弦定理計(jì)算即可.【詳解】因?yàn)閮A斜角為的直線與雙曲線在第一象限交于點(diǎn),可知直線的傾斜角大于雙曲線的一條漸近線的傾斜角,即,設(shè),則,根據(jù)可知,在中,由余弦定理可知,即,則,故故答案為:【變式52】已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)為,,點(diǎn),為上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),,的面積記為,且,則的離心率的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】作出輔助線,根據(jù)題意得到四邊形為矩形,故,求出,再根據(jù),利用勾股定理得到,得到,再根據(jù)上存在關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),使得,得到,計(jì)算即可得到離心率范圍.【詳解】連接,,由題意得,,,又,所以四邊形為矩形,故,所以,故,又,由勾股定理得,即,則,故,即,故,,解得,又上存在關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),,使得,故,所以,即,所以,,解得,綜上,的離心率的取值范圍是.故選:C.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:離心率是橢圓最重要的幾何性質(zhì),求橢圓的離心率(或離心率的取值范圍)的常見(jiàn)方法:①求出,代入公式;②只需要根據(jù)一個(gè)條件得到關(guān)于的齊次式,結(jié)合轉(zhuǎn)化為的齊次式,然后等式(不等式)兩邊分別除以或轉(zhuǎn)化為關(guān)于離心率的方程(不等式),解方程(不等式)即可得離心率(離心率的取值范圍).【變式53】已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為.(1)該雙曲線虛軸的一個(gè)端點(diǎn)為,若直線與它的一條漸近線垂直,求雙曲線的離心率.(2)若右支上存在點(diǎn),滿足,求雙曲線的離心率的取值范圍.【答案】(1)(2).【分析】(1)根據(jù)兩點(diǎn)表示斜率和兩直線的位置關(guān)系可得,,建立關(guān)于離心率的方程,解之即可;(2)由題意設(shè),根據(jù)雙曲線的定義可得,利用余弦定理可得,結(jié)合建立不等式,解之即可求解.【詳解】(1)依題意,則;漸近線斜率:,直線與該雙曲線的一條漸近線垂直,,,而,,解得,又,所以;(2)設(shè).依題意,解得,由余弦定理得,即,得.考點(diǎn)06利用函數(shù)的值域求解離心率范圍【例11】設(shè)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,是橢圓上一點(diǎn),,,則橢圓離心率的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】設(shè),由橢圓定義和勾股定理得到,換元后得到,根據(jù)二次函數(shù)單調(diào)性求出,得到離心率的取值范圍.【詳解】設(shè),,由橢圓的定義可得,,可設(shè),可得,即有,①由,可得,即為,②由,可得,令,可得,即有,由,可得,即,則時(shí),取得最小值;或4時(shí),取得最大值.即有,得.故選:C【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求橢圓的離心率或離心率的取值范圍,常見(jiàn)有三種方法:①求出,代入公式;②根據(jù)條件得到關(guān)于的齊次式,結(jié)合轉(zhuǎn)化為的齊次式,然后等式(不等式)兩邊分別除以或轉(zhuǎn)化為關(guān)于離心率的方程(不等式),解方程(不等式)即可得離心率或離心率的取值范圍;③由題目條件得到離心率關(guān)于變量的函數(shù),結(jié)合變量的取值范圍得到離心率的取值范圍.【例12】設(shè),分別為橢圓與雙曲線的公共焦點(diǎn),它們?cè)诘谝幌笙迌?nèi)交于點(diǎn),,若橢圓的離心率,則雙曲線的離心率的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)橢圓以及雙曲線的定義可得,.進(jìn)而在中,由余弦定理變形可得,.根據(jù)不等式的性質(zhì),結(jié)合已知,求解即可得出答案.【詳解】根據(jù)橢圓及雙曲線的定義可得,所以.在中,,由余弦定理可得,整理可得,,兩邊同時(shí)除以可得,.又,,所以有,所以,.因?yàn)椋?,所以,所以,,,所以?則,故.故選:C.【變式61】已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為是橢圓上一點(diǎn),是以為底邊的等腰三角形,且,則該橢圓的離心率的取值范圍是.【答案】【分析】利用余弦定理將角度的范圍轉(zhuǎn)化為關(guān)于橢圓離心率的不等式即可.【詳解】因?yàn)槭且詾榈走叺牡妊切?,所以,所以,,,在中,由余弦定理得:,故,即,即,不等式,即,解?舍去)或不等式,即所以.故答案為:【變式62】設(shè),分別為橢圓與雙曲線的公共焦點(diǎn),它們?cè)诘谝幌笙迌?nèi)交于點(diǎn),,若橢圓的離心率,則雙曲線的離心率的取值范圍為【答案】【分析】根據(jù)橢圓和雙曲線的定義,結(jié)合余弦定理進(jìn)行、橢圓和雙曲線的離心率公式進(jìn)行求解即可.【詳解】設(shè),因?yàn)閮蓚€(gè)曲線在第一象限內(nèi)交于點(diǎn),所以有,解得,因?yàn)?,所以由余弦定理可知:,因?yàn)?,分別為橢圓與雙曲線的公共焦點(diǎn),所以設(shè),于是有,化簡(jiǎn)得:,因?yàn)?,所以,所以,故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是利用兩種曲線的定義和余弦定理.【變式63】已知雙曲線C:的左、右焦點(diǎn)分別為,,P為雙曲線C的右支上一點(diǎn),且,,則雙曲線C的離心率的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】先利用雙曲線的定義及勾股定理等得到,設(shè),結(jié)合雙曲線的定義得到,則,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)法求解.【詳解】解:因?yàn)?,,∴,又,∴.設(shè),則,,∴,∴,則,∴.∴,則,設(shè),則,∴在上單調(diào)遞增,∴,∴,∴,∴,∴,故選:B.考點(diǎn)07直接法求軌跡方程【例13】已知平面直角坐標(biāo)系中,動(dòng)點(diǎn)到的距離比到軸的距離大2,則的軌跡方程是.【答案】或【分析】設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),利用已知列出方程化簡(jiǎn)即得.【詳解】設(shè)點(diǎn),依題意,,即,整理得,所以的軌跡方程是或.故答案為:或【例14】動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到直線的距離的比是常數(shù),則動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程是.【答案】【分析】利用直接法建立等式,化簡(jiǎn)即可.【詳解】解:動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到直線的距離的比是常數(shù),所以,即,展開(kāi)整理得.故答案為:.【變式71】已知點(diǎn)與點(diǎn),是動(dòng)點(diǎn),且直線與的斜率之積等于求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;【答案】【分析】設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,進(jìn)而利用得到動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.【詳解】設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)?,所以,化?jiǎn)得.故動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為.【變式72】在平面內(nèi),已知?jiǎng)狱c(diǎn)M到兩個(gè)定點(diǎn),的距離的比值為2.(1)求動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程,并說(shuō)明其軌跡C的形狀;(2)直線與軌跡C交于兩點(diǎn),求過(guò)該兩點(diǎn)且面積最小的圓的方程.【答案】(1);軌跡C是以為圓心,半徑為2的圓(2)【分析】(1)直接設(shè)出坐標(biāo),根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式列出等式化簡(jiǎn)即可得解.(2)直線與圓的兩個(gè)交點(diǎn)分別為,,故所求圓即為以為直徑的圓,通過(guò)聯(lián)立直線與圓的方程,由韋達(dá)定理、弦長(zhǎng)公式即可得所求圓的圓心、半徑,由此即可得解.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),則,化簡(jiǎn)得,即,所以軌跡C是以為圓心,半徑為2的圓.(2)設(shè)直線與圓的兩個(gè)交點(diǎn)分別為,.由得,,,設(shè)的中點(diǎn)為,則,,即中點(diǎn)為.所以,故最小的圓是以為直徑的圓,其圓心坐標(biāo)為,半徑的平方為,故所求圓的方程為.【變式73】如圖,線段的兩個(gè)端點(diǎn)分別在軸、軸上滑動(dòng),,點(diǎn)是上一點(diǎn),且,點(diǎn)隨線段的運(yùn)動(dòng)而變化.(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)動(dòng)點(diǎn)在曲線外,且點(diǎn)到曲線的兩條切線相互垂直,求證:點(diǎn)在定圓上.【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)令,根據(jù)已知有,利用向量的坐標(biāo)表示列方程得到,結(jié)合即可求軌跡方程;(2)若,切線斜率存在且不為0,令切線為,聯(lián)立曲線方程得到一元二次方程,根據(jù)得,又即可得,再由切線垂直及根與系數(shù)關(guān)系得到軌跡,最后驗(yàn)證切線斜率不存在或?yàn)?的情況即可證.【詳解】(1)由題設(shè),令,則,由,點(diǎn)是上一點(diǎn),且,所以,故,即,則,所以.(2)令,若切線斜率存在且不為0,令切線為,則,聯(lián)立與,得,所以,即,所以,則,又點(diǎn)到曲線的兩條切線相互垂直,若兩切線斜率分別為,故,即,若切線斜率不存在或?yàn)?,則坐標(biāo)為或或或,它們都滿足,綜上,點(diǎn)在定圓上.考點(diǎn)08定義法求軌跡方程【例15】的坐標(biāo)滿足方程:,則M的軌跡方程為.【答案】【分析】由題意,結(jié)合雙曲線的定義即可求解.【詳解】設(shè),,由于動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為則,故點(diǎn)M到定點(diǎn)與到定點(diǎn)的距離差的絕對(duì)值為8,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn)的雙曲線,由于,,則,故M的軌跡方程為:,故答案為:.【例16】已知?jiǎng)訄A與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切;則動(dòng)圓圓心的軌跡方程為.【答案】【分析】結(jié)合圓與圓的位置關(guān)系與橢圓定義即可得.【詳解】由,即,半徑為,,即,半徑為,有,故圓與圓為內(nèi)含關(guān)系,設(shè)動(dòng)圓半徑為,由動(dòng)圓與圓外切,故,由動(dòng)圓與圓內(nèi)切,故,又圓與圓為內(nèi)含關(guān)系,故點(diǎn)在圓內(nèi)部,故,有,故動(dòng)圓圓心的軌跡為以、為焦點(diǎn),為長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓,則半長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,半短軸長(zhǎng)為,故動(dòng)圓圓心的軌跡方程為.故答案為:.【變式81】已知圓:,圓:.(1)求經(jīng)過(guò)點(diǎn)以及圓與圓交點(diǎn)的圓的方程;(2)若動(dòng)圓和圓、圓均外切,求點(diǎn)的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)出所求圓的方程,根據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)求得所求圓的方程.(2)根據(jù)雙曲線的定義求得點(diǎn)的軌跡方程.【詳解】(1)設(shè)所求圓方程為:,,將代入上面方程,得,解得,所以該圓方程為:,化簡(jiǎn)為:.(2)由題圓:,圓心,半徑,圓:,圓心,半徑,又因?yàn)閳A和圓,圓均外切,令,圓的半徑為,則,,所以,所以點(diǎn)在以,為左右焦點(diǎn),以2為實(shí)軸長(zhǎng)的雙曲線靠近點(diǎn)的一支上,且,所以,,,所以點(diǎn)坐標(biāo)滿足如下關(guān)系:,解得.所以點(diǎn)的軌跡方程為:.【變式82】已知圓:,圓:.若動(dòng)圓與外切,且與圓內(nèi)切.(1)判斷圓和的位置關(guān)系;(2)求動(dòng)圓的圓心的軌跡方程.【答案】(1)內(nèi)切(2)【分析】(1)借助圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可得圓心和半徑,進(jìn)而判斷兩圓的位置關(guān)系;(2)借助圓與圓相切的性質(zhì),結(jié)合橢圓的定義即可得.【詳解】(1)圓的圓心為,半徑為;圓的圓心為,半徑為,可得,可知,所以圓和內(nèi)切.(2)設(shè)動(dòng)圓的半徑為R,因?yàn)閯?dòng)圓與圓外切且與圓內(nèi)切,則,且,由橢圓的定義可知,動(dòng)點(diǎn)在以、為焦點(diǎn),為長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓上,設(shè)橢圓的方程為,半焦距為,則,,則,又因?yàn)閳A與圓內(nèi)切,則點(diǎn)C不能在切點(diǎn)處,即橢圓應(yīng)去掉點(diǎn),所以動(dòng)圓的圓心的軌跡方程為.【變式83】平面上動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離比點(diǎn)到軸的距離大,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為(

)A. B.C.或 D.或【答案】D【分析】設(shè)點(diǎn),可得出,分、兩種情況討論,化簡(jiǎn)可得出點(diǎn)的軌跡方程.【詳解】設(shè)點(diǎn),因?yàn)槠矫嫔蟿?dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離比點(diǎn)到軸的距離大,則,當(dāng)時(shí),則有,即,等式兩邊平方整理可得;當(dāng)時(shí),則有,即,等式兩邊平方可得.綜上所述,點(diǎn)的軌跡方程為或.故選:D.考點(diǎn)09相關(guān)點(diǎn)法求軌跡方程【例17】已知橢圓上有一點(diǎn),是軸上的定點(diǎn),若有一點(diǎn)滿足,則的軌跡方程為.【答案】【分析】設(shè),,根據(jù)題意,得到,代入橢圓方程,即可求解.【詳解】解:設(shè)是所求軌跡上的一點(diǎn),且,因?yàn)?,且,可得,即,可得,代入橢圓,可得,整理得,所以點(diǎn)的軌跡方程為.故答案為:.【例18】△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)是A(0,1),B(2,1),C(3,4);(1)△ABC的外接圓方程;(2)若線段MN的端點(diǎn)N的坐標(biāo)為(6,2),端點(diǎn)M在△ABC的外接圓的圓上運(yùn)動(dòng),求線段MN的中點(diǎn)P的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)用待定系數(shù)法可求圓的方程;(2)定義代入法求線段MN的中點(diǎn)P的軌跡方程.【小題1】設(shè)△ABC的外接圓方程為.把A(0,1),B(2,1),C(3,4)代入圓的方程得:解此方程組,得.∴△ABC的外接圓方程是【小題2】設(shè)點(diǎn),,∵點(diǎn)P是MN的中點(diǎn),∴.∵點(diǎn)M在上運(yùn)動(dòng),∴.即,整理得:.所以,點(diǎn)P的軌跡是以為圓心,以為半徑的圓.【變式91】已知圓.(1)直線l過(guò)點(diǎn)且與圓C交于A、B兩點(diǎn),若,求直線l的方程;(2)過(guò)圓C上一動(dòng)點(diǎn)M作平行于x軸的直線m,設(shè)m與y軸的交點(diǎn)為N,若向量,求動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡方程.【答案】(1)或;(2).【分析】(1)當(dāng)斜率不存在時(shí),直線方程為,與圓的兩個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為和,其距離為,滿足題意.當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,利用圓的弦長(zhǎng)公式有,和點(diǎn)到直線距離公式,可求得,故可得直線l的方程;(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,則點(diǎn)坐標(biāo)是.利用已知,代入點(diǎn)的坐標(biāo)化簡(jiǎn)得,.而,代入可得的軌跡方程.【詳解】(1)①當(dāng)直線垂直于軸時(shí),則此時(shí)直線方程為,與圓的兩個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為和,其距離為,滿足題意.②若直線不垂直于軸,設(shè)其方程為,即.設(shè)圓心到此直線的距離為,則,得,∴,,故所求直線方程為.綜上所述,所求直線方程為或.(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,則點(diǎn)坐標(biāo)是.∵,∴,即,.又∵,∴.由已知,直線軸,∴,∴點(diǎn)的軌跡方程是.【變式92】已知在平面直角坐標(biāo)系xOy中的一個(gè)橢圓,它的中心在原點(diǎn),左焦點(diǎn),離心率為.已知(1)求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若P是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求線段PA中點(diǎn)M的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,根據(jù)題意求出,即得答案.(2)設(shè),根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式推出,結(jié)合P是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),利用代入法即可求得答案.【詳解】(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,其焦距為,由左焦點(diǎn),則得,離心率為,則,故橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)設(shè),則,,故,代入中,即,即線段PA中點(diǎn)M的軌跡方程為.【變式93】已知圓和點(diǎn),動(dòng)圓M經(jīng)過(guò)點(diǎn)A且與圓C內(nèi)切,(1)求動(dòng)圓圓心M的軌跡方程;(2)作軸于P,點(diǎn)Q滿足﹐求點(diǎn)Q的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)由題意可得,根據(jù)橢圓的定義可得解;(2)設(shè)出點(diǎn),點(diǎn),根據(jù)坐標(biāo)化可得,再由點(diǎn)在上代入可得解.【詳解】(1)設(shè)動(dòng)圓的半徑為R,圓C的方程可變?yōu)?,可得圓心,半徑,由動(dòng)圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)且與圓C內(nèi)切,則,,即得,又,所以圓心是以點(diǎn)為左右焦點(diǎn)的橢圓,其方程為.(2)設(shè)點(diǎn),點(diǎn),則,又,得,整理得,又,代入運(yùn)算得,所以點(diǎn)的軌跡方程為.考點(diǎn)10點(diǎn)差法求軌跡方程【例19】直線l與橢圓交于A,B兩點(diǎn),已知直線的斜率為1,則弦AB中點(diǎn)的軌跡方程是.【答案】【分析】利用點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)差法得出軌跡方程,利用點(diǎn)M在橢圓內(nèi)即可得出取值范圍.【詳解】設(shè),,線段AB的中點(diǎn)為,連接(為坐標(biāo)原點(diǎn)).由題意知,則,∴點(diǎn)的軌跡方程為.又點(diǎn)在橢圓內(nèi),∴,解得:,故答案為:.【例20】斜率為2的平行直線截雙曲線所得弦的中點(diǎn)的軌跡方程是.【答案】(或).【分析】設(shè)直線為聯(lián)立雙曲線,根據(jù)交點(diǎn)情況有求m范圍,再應(yīng)用韋達(dá)定理求出弦的中點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而確定其軌跡方程,注意范圍.【詳解】設(shè)直線為,與雙曲線交點(diǎn)為,聯(lián)立雙曲線可得:,則,即或,所以,故,則弦中點(diǎn)為,所以弦的中點(diǎn)的軌跡方程為(或).故答案為:(或)【變式101】已知曲線上一動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn),的距離之和為,過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于點(diǎn),.(1)求曲線的方程;(2)動(dòng)弦滿足:,求點(diǎn)的軌跡方程;【答案】(1)(2);【分析】(1)根據(jù)橢圓的定義,可以直接寫(xiě)出動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;(2)由條件可知M是線段AB的中點(diǎn),按照?qǐng)A錐曲線中點(diǎn)弦的思路,運(yùn)用點(diǎn)差法即可求解.【詳解】(1)因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn),的距離之和為,所以曲線是以,為焦點(diǎn)的橢圓,,,所以,,所以曲線的方程為;(2)因?yàn)?,所以為中點(diǎn),設(shè),當(dāng)?shù)男甭蚀嬖谇也粸?時(shí),將,代入橢圓方程中得:兩式相減得,即,所以,即,,整理得;當(dāng)?shù)男甭什淮嬖诨驗(yàn)?時(shí),有或,也滿足;所以點(diǎn)的軌跡方程是;綜上,曲線的方程為,點(diǎn)的軌跡方程是.【變式102】求過(guò)定點(diǎn)的直線被雙曲線截得的弦AB的中點(diǎn)的軌跡方程.【答案】(或).【分析】可設(shè)直線的方程為,且設(shè)該直線被雙曲線截得的弦AB對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)為,,,聯(lián)立直線與雙曲線的方程,根據(jù)判別式與韋達(dá)定理可得,再消元求解即可.【詳解】因?yàn)樵撝本€的斜率不存在時(shí)與雙曲線無(wú)交點(diǎn),故可設(shè)直線的方程為,且設(shè)該直線被雙曲線截得的弦AB對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)為,,.由得.則,即,且,所以,即,,且,,所以,.由,即,,代入消去k得.又,且,,故或.故弦AB的中點(diǎn)的軌跡方程為(或).【變式103】已知拋物線,過(guò)點(diǎn)作一條直線交拋物線于,兩點(diǎn),試求弦的中點(diǎn)軌跡方程.【答案】.【分析】方法1:利用點(diǎn)差法,設(shè)點(diǎn)作差,要考慮斜率不存在的情況;方法2:可設(shè)出直線的方程,將其與拋物線方程聯(lián)立,可得一元二次方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系及中點(diǎn)坐標(biāo)公式,消參即可得軌跡方程,同時(shí)要考慮斜率不存在的情況.【詳解】方法1:設(shè),,弦的中點(diǎn)為,則,當(dāng)直線的斜率存在時(shí),.因?yàn)閮墒较鄿p,得.所以,即,即.當(dāng)直線斜率不存在,即軸時(shí),的中點(diǎn)為,適合上式,故所求軌跡方程為.方法2:當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為(),由得.所以所以.設(shè),,的中點(diǎn)為,則,.所以.所以消去參數(shù),得.當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),即軸時(shí),的中點(diǎn)為,適合上式,故所求軌跡方程為.一、單選題1.在橢圓()中,,分別是左,右焦點(diǎn),為橢圓上一點(diǎn)(非頂點(diǎn)),為內(nèi)切圓圓心,若,則橢圓的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,由,得,可求橢圓的離心率.【詳解】橢圓()中,,分別是左,右焦點(diǎn),為橢圓上一點(diǎn)(非頂點(diǎn)),為內(nèi)切圓圓心,設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,則,,由,得,即,∴橢圓的離心率為.故選:B.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:為內(nèi)切圓圓心,設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,利用表示出和,結(jié)合橢圓的性質(zhì)和,求得,可得橢圓的離心率.2.一個(gè)動(dòng)圓與定圓:相內(nèi)切,且與定直線相切,則此動(dòng)圓的圓心M的軌跡方程是()A. B. C. D.【答案】D【分析】先利用圓與圓的位置關(guān)系,直線與圓的位置關(guān)系找到動(dòng)點(diǎn)M的幾何條件,再根據(jù)拋物線的定義確定動(dòng)點(diǎn)M的軌跡,最后利用拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程寫(xiě)出軌跡方程.【詳解】設(shè)動(dòng)圓M的半徑為r,依題意:,點(diǎn)M到定直線的距離為,所以動(dòng)點(diǎn)M到定點(diǎn)的距離等于到定直線的距離,即M的軌跡為以F為焦點(diǎn),為準(zhǔn)線的拋物線,所以此動(dòng)圓的圓心M的軌跡方程是.故選:D.3.雙曲線:()的左、右焦點(diǎn)分別為,,焦距為,若直線與雙曲線的一個(gè)交點(diǎn)滿足,則該雙曲線的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】由直線的方程,可得,進(jìn)而得到,,再利用雙曲線的定義,以及雙曲線的離心率的定義,即可求解.【詳解】由題意直線過(guò)點(diǎn)且傾斜角為,則,又,,可得,因?yàn)椋?,,由雙曲線定義,,即,解得.故選:A.4.已知平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)P到兩定點(diǎn),的距離之和為8,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)橢圓的定義直接求解即可.【詳解】因?yàn)槠矫鎯?nèi)一動(dòng)點(diǎn)P到兩定點(diǎn),的距離之和為8,且,所以動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為焦點(diǎn)位于軸的橢圓,設(shè)橢圓方程為,焦距為,則,解得,故動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為.故選:B5.不與坐標(biāo)軸垂直的直線過(guò)點(diǎn),,橢圓上存在兩點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱,線段的中點(diǎn)的坐標(biāo)為.若,則的離心率為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)點(diǎn)差法求出,再結(jié)合進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果.【詳解】設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),在橢圓中,設(shè),則,所以,因?yàn)殛P(guān)于對(duì)稱,所以,所以,由線段的中點(diǎn)的坐標(biāo)為,得出.所以,又,∴,即,又,∴,所以所求離心率為.故選:C.6.若動(dòng)點(diǎn)在上移動(dòng),則點(diǎn)與點(diǎn)連線的中點(diǎn)的軌跡方程是(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】設(shè)PQ的中點(diǎn)為,根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得,表示出點(diǎn)P的坐標(biāo),代入曲線方程即可求解.【詳解】設(shè)PQ的中點(diǎn)為,則,解得,即,又點(diǎn)P在曲線上,所以,即,所以PQ的中點(diǎn)的軌跡方程為.故選:A7.已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,過(guò)點(diǎn)作直線與的漸近線在第一象限內(nèi)交于點(diǎn),記點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為(

)A. B.2 C. D.【答案】B【分析】畫(huà)出圖形,由已知條件和幾何關(guān)系確定,進(jìn)而確定點(diǎn),又點(diǎn)在直線上,代入即可求出,最終算出離心率.【詳解】設(shè),連接,與軸交于點(diǎn),由對(duì)稱性可知,又,所以是正三角形,且.因?yàn)?,所以,所以,所以,所以,又點(diǎn)在直線上,故,所以,所以.故選:B.二、多選題8.過(guò)雙曲線(,)的右焦點(diǎn)作漸近線的垂線,垂足為,且該直線與軸的交點(diǎn)為,若(為坐標(biāo)原點(diǎn)),該雙曲線的離心率的可能取值是(

)A. B. C. D.【答案】ABD【分析】根據(jù)題意求出長(zhǎng),利用求出雙曲線離心率范圍,即可得出結(jié)果.【詳解】不妨設(shè)雙曲線的漸近線方程為,右焦點(diǎn),則點(diǎn)到漸近線的距離為,在方程中,令,得,所以,由,可得,則,即,即,解得,又因?yàn)椋?故選:ABD.9.已知雙曲線,點(diǎn)是直線上任意一點(diǎn),若圓與雙曲線的左支沒(méi)有公共點(diǎn),則雙曲線的離心率可能為(

)A. B. C.2 D.3【答案】AB【分析】求出雙曲線的漸近線與之間的距離,根據(jù)直線和圓的位置關(guān)系,列不等式,即可求得雙曲線離心率范圍,即可判斷答案.【詳解】雙曲線的一條漸近線方程為,即,則與直線間的距離為,由于點(diǎn)是直線上任意一點(diǎn),圓與雙曲線的左支沒(méi)有公共點(diǎn),故,即雙曲線離心率,結(jié)合選項(xiàng),可知A,B正確,故選:AB三、填空題10.已知圓,定點(diǎn)為,M為圓C上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P是線段的中點(diǎn),點(diǎn)N在上,點(diǎn)N不在x軸上,且滿足,則點(diǎn)N的軌跡方

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