考點一 弦長、面積問題
核心提煉
已知A(x1,y1),B(x2,y2),直線AB的斜率為k(k≠0),
則|AB|=eq \r(?x1-x2?2+?y1-y2?2)
=eq \r(1+k2)|x1-x2|
=eq \r(1+k2)eq \r(?x1+x2?2-4x1x2),
或|AB|=eq \r(1+\f(1,k2))|y1-y2|
=eq \r(1+\f(1,k2))eq \r(?y1+y2?2-4y1y2).
例1 (2022·大慶模擬)已知焦點在x軸上的橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),短軸長為2eq \r(3),橢圓左頂點A到左焦點F1的距離為1.
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)設(shè)橢圓的右頂點為B,過F1的直線l與橢圓C交于點M,N,且S△BMN=eq \f(18\r(2),7),求直線l的方程.
解 (1)由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2b=2\r(3),,a-c=1,,a2-c2=b2,))
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(b=\r(3),,a=2,,c=1,))
所以橢圓C的標準方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)方法一 由題意知,直線的斜率不為0,F(xiàn)1(-1,0),
設(shè)直線l的方程為x=my-1,M(x1,y1),
N(x2,y2),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,,x=my-1,))得(3m2+4)y2-6my-9=0,
Δ=36m2+4×9(3m2+4)=144(1+m2)>0,
即y1+y2=eq \f(6m,3m2+4),y1y2=eq \f(-9,3m2+4).
又S△BMN=eq \f(1,2)·|BF1|·|y1|+eq \f(1,2)·|BF1|·|y2|
=eq \f(1,2)·|BF1|·|y1-y2|
=eq \f(1,2)·|BF1|·eq \r(?y1+y2?2-4y1y2)
=eq \f(18\r(m2+1),3m2+4)=eq \f(18\r(2),7),
解得m=±1,
所以直線l的方程為x-y+1=0或x+y+1=0.
方法二 由(1)知F1(-1,0),B(2,0),
當(dāng)直線l的斜率不存在時,|MN|=3,點B(2,0)到直線l:x=-1的距離為3,
所以S△BMN=eq \f(9,2)≠eq \f(18\r(2),7),
所以直線l的斜率存在.
設(shè)直線l的斜率為k,則直線l的方程為
y=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,,y=k?x+1?,))
得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,
Δ=64k4-4(3+4k2)(4k2-12)=144(k2+1)>0,
所以x1+x2=eq \f(-8k2,3+4k2),x1x2=eq \f(4k2-12,3+4k2).
所以|MN|=eq \r(?x1-x2?2+?y1-y2?2)
=eq \r(1+k2)·eq \r(?x1+x2?2-4x1x2)
=eq \r(1+k2)·eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-8k2,3+4k2)))2-\f(4?4k2-12?,3+4k2))
=eq \r(1+k2)·eq \r(\f(144?k2+1?,?3+4k2?2))=eq \f(12?k2+1?,3+4k2).
因為點B(2,0)到直線l的距離為d=eq \f(|3k|,\r(k2+1)),
所以S△BMN=eq \f(1,2)·|MN|·d
=eq \f(1,2)·eq \f(12?k2+1?,3+4k2)·eq \f(|3k|,\r(k2+1))
=eq \f(18\r(2),7),
即k2=1,得k=±1,
所以直線l的方程為x-y+1=0或x+y+1=0.
易錯提醒 (1)設(shè)直線方程時,需考慮特殊直線,如直線的斜率不存在、斜率為0等.
(2)涉及直線與圓錐曲線相交時,Δ>0易漏掉.
(3)|AB|=x1+x2+p是拋物線過焦點的弦的弦長公式,其他情況該公式不成立.
跟蹤演練1 (2022·寶雞模擬)已知橢圓C1的中心在坐標原點,一個焦點與拋物線C2:y2=4x的焦點F重合,且橢圓C1的離心率為eq \f(1,2).
(1)求橢圓C1的標準方程;
(2)過F點的直線l與C1交于A,B兩點,與C2交于P,Q兩點,且A,P點都在x軸上方,如果|PB|+|AQ|=3|AB|,求直線l的方程.
解 (1)拋物線C2:y2=4x的焦點為F(1,0),
所以橢圓C1的一個焦點為F(1,0),
設(shè)橢圓C1的方程為eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
其中c2=a2-b2,
則c=1,由橢圓C1的離心率為eq \f(c,a)=eq \f(1,2),
解得a=2,則b=eq \r(3),
所以橢圓C1的標準方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)由題意知直線l的斜率不為0,設(shè)其方程為x=my+1,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
P(x3,y3),Q(x4,y4),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+1,,y2=4x,))
可得y2-4my-4=0,
Δ=16m2+16=16(m2+1)>0,
所以y3+y4=4m,y3y4=-4,
則|PQ|=x3+x4+2=m(y3+y4)+4=4m2+4,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+1,,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,))
得(4+3m2)y2+6my-9=0,
Δ=36m2+36(4+3m2)=144(m2+1)>0,
所以y1+y2=eq \f(-6m,4+3m2),y1y2=eq \f(-9,4+3m2),
則|AB|=eq \r(1+m2)eq \r(?y1+y2?2-4y1y2)
=eq \r(1+m2)eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-6m,4+3m2)))2+4×\f(9,4+3m2))
=eq \f(12?1+m2?,4+3m2),
由|PB|+|AQ|=3|AB|,
即|PB|+|AQ|=|PA|+|AB|+|QB|+|AB|
=|PA|+|QB|+2|AB|=3|AB|,
得|PA|+|QB|=|AB|,
又|PA|+|QB|+|AB|=|QP|,
所以|AB|=eq \f(1,2)|QP|,
即eq \f(12?1+m2?,4+3m2)=eq \f(1,2)(4m2+4)=2(m2+1),
解得m2=eq \f(2,3),即m=±eq \f(\r(6),3),
所以直線l的方程為x=±eq \f(\r(6),3)y+1,
即3x±eq \r(6)y-3=0.
考點二 中點弦問題
核心提煉
已知A(x1,y1),B(x2,y2)為圓錐曲線E上兩點,AB的中點C(x0,y0),直線AB的斜率為k.
若E的方程為eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
則k=-eq \f(b2,a2)·eq \f(x0,y0);
若E的方程為eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),
則k=eq \f(b2,a2)·eq \f(x0,y0);
若E的方程為y2=2px(p>0),則k=eq \f(p,y0).
例2 (2022·新高考全國Ⅱ)已知直線l與橢圓eq \f(x2,6)+eq \f(y2,3)=1在第一象限交于A,B兩點,l與x軸、y軸分別交于M,N兩點,且|MA|=|NB|,|MN|=2eq \r(3),則l的方程為________.
答案 x+eq \r(2)y-2eq \r(2)=0
解析 方法一 設(shè)直線l的方程為eq \f(x,m)+eq \f(y,n)=1(m>0,n>0),分別令y=0,x=0,
得點M(m,0),N(0,n).
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
由題意知線段AB與線段MN有相同的中點,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2)=\f(m+0,2),,\f(y1+y2,2)=\f(0+n,2),))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x1+x2=m,,y1+y2=n.))
因為kAB=kMN,
所以eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \f(0-n,m-0)=-eq \f(n,m).
將A(x1,y1),B(x2,y2)代入橢圓方程,
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x\\al(2,1),6)+\f(y\\al(2,1),3)=1,,\f(x\\al(2,2),6)+\f(y\\al(2,2),3)=1,))
相減得eq \f(?x1+x2??x1-x2?,6)+eq \f(?y1+y2??y1-y2?,3)=0,
由題意知x1+x2≠0,x1≠x2,
所以eq \f(y1+y2,x1+x2)·eq \f(y1-y2,x1-x2)=-eq \f(1,2),
即eq \f(n,m)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(n,m)))=-eq \f(1,2),
整理得m2=2n2.①
又|MN|=2eq \r(3),
所以由勾股定理,得m2+n2=12,②
由①②并結(jié)合m>0,n>0,
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m=2\r(2),,n=2,))
所以直線l的方程為eq \f(x,2\r(2))+eq \f(y,2)=1,
即x+eq \r(2)y-2eq \r(2)=0.
方法二 設(shè)直線l的方程為eq \f(x,m)+eq \f(y,n)=1(m>0,n>0),分別令y=0,x=0,
得點M(m,0),N(0,n).
由題意知線段AB與線段MN有相同的中點,
設(shè)為Q,則Qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,2),\f(n,2))),
則kAB=eq \f(0-n,m-0)=-eq \f(n,m),kOQ=eq \f(\f(n,2),\f(m,2))=eq \f(n,m).
由橢圓中點弦的性質(zhì)知,
kAB·kOQ=-eq \f(b2,a2)=-eq \f(1,2),
即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(n,m)))·eq \f(n,m)=-eq \f(1,2),以下同方法一.
規(guī)律方法 處理中點弦問題常用的求解方法
跟蹤演練2 已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點到準線的距離為1,若拋物線C上存在關(guān)于直線l:x-y-2=0對稱的不同兩點P和Q,則線段PQ的中點坐標為( )
A.(1,-1) B.(2,0)
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),-\f(3,2))) D.(1,1)
答案 A
解析 ∵焦點到準線的距離為p,則p=1,
∴y2=2x.設(shè)點P(x1,y1),Q(x2,y2).
則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y\\al(2,1)=2x1,,y\\al(2,2)=2x2,))
則(y1-y2)(y1+y2)=2(x1-x2),
∴kPQ=eq \f(2,y1+y2),
又∵P,Q關(guān)于直線l對稱.
∴kPQ=-1,即y1+y2=-2,
∴eq \f(y1+y2,2)=-1,
又∵PQ的中點一定在直線l上,
∴eq \f(x1+x2,2)=eq \f(y1+y2,2)+2=1.
∴線段PQ的中點坐標為(1,-1).
考點三 直線與圓錐曲線位置關(guān)系的應(yīng)用
核心提煉
直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判定方法
(1)聯(lián)立直線方程與圓錐曲線方程.
(2)消元得到關(guān)于x或y的一元二次方程.
(3)利用判別式Δ,判斷直線與圓錐曲線的位置關(guān)系.
例3 (1)(2022·全國甲卷)記雙曲線C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的離心率為e,寫出滿足條件“直線y=2x與C無公共點”的e的一個值________.
答案 2((1,eq \r(5)]內(nèi)的任意值均可)
解析 雙曲線C的漸近線方程為y=±eq \f(b,a)x,若直線y=2x與雙曲線C無公共點,
則2>eq \f(b,a),∴eq \f(b2,a2)≤4,∴e2=eq \f(c2,a2)=1+eq \f(b2,a2)≤5,
又e>1,∴e∈(1,eq \r(5)],
∴填寫(1,eq \r(5)]內(nèi)的任意值均可.
(2)(多選)(2022·新高考全國Ⅰ)已知O為坐標原點,點A(1,1)在拋物線C:x2=2py(p>0)上,過點B(0,-1)的直線交C于P,Q兩點,則( )
A.C的準線為y=-1
B.直線AB與C相切
C.|OP|·|OQ|>|OA|2
D.|BP|·|BQ|>|BA|2
答案 BCD
解析 如圖,因為拋物線C過點A(1,1),所以1=2p,解得p=eq \f(1,2),所以C:x2=y(tǒng)的準線為y=-eq \f(1,4),所以A錯誤;
因為x2=y(tǒng),所以y′=2x,所以y′|x=1=2,所以C在點A處的切線方程為y-1=2(x-1),即y=2x-1,又點B(0,-1)在直線y=2x-1上,所以直線AB與C相切,所以B正確;
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
直線PQ的方程為y=kx-1,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx-1,,x2=y(tǒng)))得x2-kx+1=0,
所以x1+x2=k,x1x2=1,
且Δ=k2-4>0,得k>2或k2=|OA|2,
所以C正確;
|BP|·|BQ|=
eq \r(x\\al(2,1)+?y1+1?2)·eq \r(x\\al(2,2)+?y2+1?2)
=eq \r(x\\al(2,1)+?x\\al(2,1)+1?2)·eq \r(x\\al(2,2)+?x\\al(2,2)+1?2)
=eq \r(?x\\al(4,1)+3x\\al(2,1)+1??x\\al(4,2)+3x\\al(2,2)+1?)
=eq \r(x\\al(4,1)x\\al(4,2)+?3x\\al(2,1)x\\al(2,2)+3??x\\al(2,1)+x\\al(2,2)?+x\\al(4,1)+x\\al(4,2)+9x\\al(2,1)x\\al(2,2)+1)
=eq \r(6?x\\al(2,1)+x\\al(2,2)?+x\\al(4,1)+x\\al(4,2)+11)
=eq \r(6?x\\al(2,1)+x\\al(2,2)?+?x\\al(2,1)+x\\al(2,2)?2+9)
=eq \r(6?k2-2?+?k2-2?2+9)
=eq \r(?k2+1?2)=k2+1>5=|BA|2,
所以D正確.故選BCD.
易錯提醒 (1)直線與雙曲線只有一個交點,包含直線與雙曲線相切或直線與雙曲線的漸近線平行.
(2)直線與拋物線只有一個交點包含直線與拋物線相切、直線與拋物線的對稱軸平行(或重合).
跟蹤演練3 (1)(2022·梅州模擬)拋物線C:y2=4x的準線為l,l與x軸交于點A,過點A作拋物線的一條切線,切點為B,O為坐標原點,則△OAB的面積為( )
A.1 B.2 C.4 D.8
答案 A
解析 ∵拋物線C:y2=4x的準線為l,
∴l(xiāng):x=-1,A(-1,0),設(shè)過點A作拋物線的一條切線方程為x=my-1,m>0,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my-1,,y2=4x,))得y2-4my+4=0,
∴Δ=(-4m)2-4×4=0,解得m=1,
∴y2-4y+4=0,解得y=2,即yB=2,
∴△OAB的面積為eq \f(1,2)×1×2=1.
(2)(2022·六安模擬)已知橢圓具有如下性質(zhì):若橢圓的方程為eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),則橢圓在其上一點A(x0,y0)處的切線方程為eq \f(x0x,a2)+eq \f(y0y,b2)=1,試運用該性質(zhì)解決以下問題:橢圓C1:eq \f(x2,2)+y2=1,點B為C1在第一象限中的任意一點,過B作C1的切線l,l分別與x軸和y軸的正半軸交于C,D兩點,O為坐標原點,則△OCD面積的最小值為( )
A.1 B.eq \r(3) C.eq \r(2) D.2
答案 C
解析 設(shè)B(x1,y1)(x1>0,y1>0),由題意得,
過點B的切線l的方程為eq \f(x1x,2)+y1y=1,
令y=0,可得Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x1),0)),令x=0,可得Deq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,y1))),
所以△OCD的面積S=eq \f(1,2)×eq \f(2,x1)×eq \f(1,y1)=eq \f(1,x1y1),
又點B在橢圓上,所以eq \f(x\\al(2,1),2)+yeq \\al(2,1)=1,
所以S=eq \f(1,x1y1)=eq \f(\f(x\\al(2,1),2)+y\\al(2,1),x1y1)=eq \f(x1,2y1)+eq \f(y1,x1)
≥2eq \r(\f(x1,2y1)·\f(y1,x1))=eq \r(2),
當(dāng)且僅當(dāng)eq \f(x1,2y1)=eq \f(y1,x1),
即x1=1,y1=eq \f(\r(2),2)時,等號成立,
所以△OCD面積的最小值為eq \r(2).
專題強化練
一、單項選擇題
1.(2022·丹東模擬)直線l過拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點,且與C交于A,B兩點,若使|AB|=2的直線l有且僅有1條,則p等于( )
A.eq \f(1,4) B.eq \f(1,2) C.1 D.2
答案 C
解析 由拋物線的對稱性知,要使|AB|=2的直線l有且僅有1條,則AB必須垂直于x軸,故A,B兩點坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),±1)),代入拋物線方程可解得p=1.
2.(2022·衡水中學(xué)質(zhì)檢)阿基米德(公元前287年—公元前212年)不僅是著名的物理學(xué)家,也是著名的數(shù)學(xué)家,他利用“逼近法”得到橢圓的面積除以圓周率等于橢圓的長半軸長與短半軸長的乘積.若橢圓C的對稱軸為坐標軸,焦點在y軸上,且橢圓C的離心率為eq \f(\r(7),4),面積為12π,則橢圓C的方程為( )
A.eq \f(x2,9)+eq \f(y2,16)=1 B.eq \f(x2,3)+eq \f(y2,4)=1
C.eq \f(x2,18)+eq \f(y2,32)=1 D.eq \f(x2,4)+eq \f(y2,36)=1
答案 A
解析 由題意,設(shè)橢圓C的方程為eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0),
因為橢圓C的離心率為eq \f(\r(7),4),面積為12π,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(e=\f(c,a)=\r(1-\f(b2,a2))=\f(\r(7),4),,12π=abπ,))
解得a2=16,b2=9,
所以橢圓C的方程為eq \f(y2,16)+eq \f(x2,9)=1.
3.(2022·宜賓模擬)已知雙曲線C1:eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1及雙曲線C2:eq \f(y2,b2)-eq \f(x2,a2)=1(a>0,b>0),且C1的離心率為eq \r(5),若直線y=kx(k>0)與雙曲線C1,C2都無交點,則k的值可以為( )
A.2 B.eq \f(1,2) C.eq \r(5) D.1
答案 B
解析 ∵C1的離心率為eq \r(5),∴c=eq \r(5)a,b=2a,
∴雙曲線C1的漸近線方程為y=±eq \f(1,2)x,雙曲線C2的漸近線方程為y=±2x,
而直線y=kx(k>0)與雙曲線C1,C2都無交點,則0b>0),D(2,1)是橢圓M的一條弦AB的中點,點P(4,-1)在直線AB上,則橢圓M的離心率為( )
A.eq \f(\r(2),3) B.eq \f(2,3) C.eq \f(1,2) D.eq \f(\r(2),2)
答案 D
解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x\\al(2,1),a2)+\f(y\\al(2,1),b2)=1,,\f(x\\al(2,2),a2)+\f(y\\al(2,2),b2)=1,))兩式相減可得
eq \f(y1-y2,x1-x2)=-eq \f(b2,a2)·eq \f(x1+x2,y1+y2),①
D(2,1)是橢圓M的一條弦AB的中點,
故x1+x2=4,y1+y2=2,
代入①式中可得
eq \f(y1-y2,x1-x2)=-eq \f(b2,a2)·eq \f(4,2)=-eq \f(2b2,a2),
又kAB=eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \f(1+1,2-4)=-1,
故有a2=2b2=2(a2-c2),
則a=eq \r(2)c,則e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(2),2).
5.(2022·濟南模擬)已知拋物線C:y2=4x,圓F:(x-1)2+y2=1,直線l:y=k(x-1)(k≠0)自上而下順次與上述兩曲線交于M1,M2,M3,M4四點,則下列各式結(jié)果為定值的是( )
A.|M1M2|·|M3M4| B.|FM1|·|FM4|
C.|M1M3|·|M2M4| D.|FM1|·|M1M2|
答案 A
解析 如圖,分別設(shè)M1,M2,M3,M4四點的橫坐標為x1,x2,x3,x4,
由y2=4x得焦點F(1,0),準線l0:x=-1,
由定義得,|M1F|=x1+1,
又|M1F|=|M1M2|+1,
所以|M1M2|=x1,
同理|M3M4|=x4,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k?x-1?,,y2=4x))消去y整理得
k2x2-(2k2+4)x+k2=0(k≠0),
則x1x4=1,即|M1M2|·|M3M4|=1.
6.(2022·杭州師大附中模擬)已知橢圓eq \f(x2,5)+y2=1的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,P(x0,y0)(x0>0,y0>0)為橢圓上一點,直線PF1,PF2分別交橢圓于M,N兩點,則當(dāng)直線MN的斜率為-eq \f(1,9)時,eq \f(x0,y0)等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 D
解析 由已知得F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0),
設(shè)M(xM,yM),N(xN,yN),當(dāng)直線PF1,PF2的斜率存在時,直線PF1的斜率為k1,則直線PF1的方程為:y=k1(x+2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中k1=\f(y0,x0+2))),
與橢圓方程聯(lián)立得
(5keq \\al(2,1)+1)x2+20keq \\al(2,1)x+20keq \\al(2,1)-5=0,
由根與系數(shù)的關(guān)系得xM+x0=eq \f(-20k\\al(2,1),5k\\al(2,1)+1)=eq \f(-20y\\al(2,0),4x0+9),
所以xM=eq \f(-20y\\al(2,0),4x0+9)-x0=-eq \f(9x0+20,4x0+9),
故yM=eq \f(y0,x0+2)(xM+2)=-eq \f(y0,4x0+9);
同理得xN=eq \f(9x0-20,4x0-9),yN=eq \f(y0,4x0-9),
所以kMN=eq \f(yM-yN,xM-xN)=eq \f(x0y0,9x\\al(2,0)-45)=eq \f(x0y0,9?5-5y\\al(2,0)?-45)=-eq \f(x0,45y0)=-eq \f(1,9),解得eq \f(x0,y0)=5.
當(dāng)直線PF1或PF2的斜率不存在時,不符合題意.
二、多項選擇題
7.已知直線l:x=ty+4與拋物線C:y2=4x交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點,O為坐標原點,直線OA,OB的斜率分別記為k1,k2,則( )
A.y1·y2為定值
B.k1·k2為定值
C.y1+y2為定值
D.k1+k2+t為定值
答案 ABD
解析 由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=ty+4,,y2=4x))得y2-4ty-16=0,
則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y1+y2=4t,,y1y2=-16.))
對于A,y1y2=-16為定值,A正確;
對于B,k1·k2=eq \f(y1y2,x1x2)=eq \f(y1y2,\f(y\\al(2,1)y\\al(2,2),16))=eq \f(16,y1y2)=-1,
為定值,B正確;
對于C,y1+y2=4t,不為定值,C錯誤;
對于D,k1+k2+t=eq \f(y1,x1)+eq \f(y2,x2)+t
=eq \f(x2y1+x1y2,x1x2)+t
=eq \f(?ty2+4?y1+?ty1+4?y2,\f(y\\al(2,1)y\\al(2,2),16))+t
=eq \f(2ty1y2+4?y1+y2?,\f(y\\al(2,1)y\\al(2,2),16))+t
=eq \f(-32t+16t,16)+t=-t+t=0,
則k1+k2+t為定值,D正確.
8.(2022·廣東大聯(lián)考)已知雙曲線C的方程為eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1,A,B兩點分別是雙曲線C的左、右頂點,點P是雙曲線C上任意一點(與A,B兩點不重合),記直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,則( )
A.雙曲線C的焦點到漸近線的距離為4
B.若雙曲線C的實半軸長,虛半軸長同時增加相同的長度m(m>0),則離心率變大
C.k1·k2為定值
D.存在實數(shù)t使得直線y=eq \f(5,3)x+t與雙曲線左、右兩支各有一個交點
答案 AC
解析 對于A,因為雙曲線C的一個焦點F(5,0),
漸近線方程化為4x±3y=0,
∴焦點F到漸近線的距離為d=eq \f(|4×5|,\r(16+9))=4,故A正確;對于B,雙曲線C的離心率e=eq \r(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b,a)))2)=eq \f(5,3),
若C的實半軸長,虛半軸長同時增加相同的長度m(m>0),則離心率e′=eq \r(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b+m,a+m)))2),
又eq \f(b+m,a+m)-eq \f(b,a)=eq \f(4+m,3+m)-eq \f(4,3)=eq \f(-m,3?3+m?)0,m≠4,
∴m≥1,且m≠4.
10.(2022·江西大聯(lián)考)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,過F作斜率為eq \r(5)的直線l與C交于M,N兩點,若線段MN中點的縱坐標為eq \r(10),則F到C的準線的距離為________.
答案 5eq \r(2)
解析 設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
則yeq \\al(2,1)=2px1,yeq \\al(2,2)=2px2,
兩式相減得yeq \\al(2,1)-yeq \\al(2,2)=2px1-2px2,
即(y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2),
因為M,N兩點在斜率為eq \r(5)的直線l上,
所以eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \r(5),
所以由(y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2),
得eq \r(5)(y1+y2)=2p,
因為線段MN中點的縱坐標為eq \r(10),
所以y1+y2=2eq \r(10),
則eq \r(5)×2eq \r(10)=2p,p=5eq \r(2),
所以F到C的準線的距離為5eq \r(2).
11.(2022·湛江模擬)已知雙曲線C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左焦點為F,過原點O的直線l交雙曲線C于A,B兩點,且2|FO|=|AB|,若∠BAF=eq \f(π,6),則雙曲線C的離心率是________.
答案 eq \r(3)+1
解析 設(shè)右焦點為F′,連接AF′,BF′(圖略).
因為2|OF|=|AB|=2c,
即|FF′|=|AB|,可得四邊形AFBF′為矩形.
在Rt△ABF中,
|AF|=2c·cs∠BAF=2c·eq \f(\r(3),2)=eq \r(3)c,
|BF|=2c·sin∠BAF=2c·eq \f(1,2)=c.
由雙曲線的定義可得|AF|-|AF′|=2a,
所以2a=(eq \r(3)-1)c,
所以離心率e=eq \f(c,a)=eq \f(2,\r(3)-1)=eq \r(3)+1.
12.(2022·新高考全國Ⅰ)已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),C的上頂點為A,兩個焦點為F1,F(xiàn)2,離心率為eq \f(1,2).過F1且垂直于AF2的直線與C交于D,E兩點,|DE|=6,則△ADE的周長是________.
答案 13
解析 如圖,連接AF1,DF2,EF2,因為C的離心率為eq \f(1,2),所以eq \f(c,a)=eq \f(1,2),所以a=2c,所以b2=a2-c2=3c2.因為|AF1|=|AF2|=a=2c=|F1F2|,所以△AF1F2為等邊三角形,又DE⊥AF2,所以直線DE為線段AF2的垂直平分線,所以|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,且∠EF1F2=30°,所以直線DE的方程為y=eq \f(\r(3),3)(x+c),代入橢圓C的方程eq \f(x2,4c2)+eq \f(y2,3c2)=1,得13x2+8cx-32c2=0.設(shè)D(x1,y1),E(x2,y2),則x1+x2=-eq \f(8c,13),x1x2=-eq \f(32c2,13),
所以|DE|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,3)))[?x1+x2?2-4x1x2])=eq \r(\f(4,3)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(8c,13)))2-4×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(32c2,13))))))=eq \f(48c,13)=6,解得c=eq \f(13,8),所以a=2c=eq \f(13,4),所以△ADE的周長為|AD|+|AE|+|DE|=|DF2|+|EF2|+|DE|=4a=13.
四、解答題
13.(2022·河北聯(lián)考)已知拋物線C:x2=2py(p>0),直線x=t,x=t+4與拋物線C分別交于A,B兩點,過A,B兩點分別作拋物線C的切線,兩條切線交于點M.當(dāng)t=2時,直線AB的斜率為1.
(1)求拋物線C的方程,并寫出其準線方程;
(2)求△ABM的面積.
解 (1)當(dāng)t=2時,A,B兩點坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(2,p))),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(6,\f(18,p))),故eq \f(\f(18,p)-\f(2,p),4)=1,解得p=4,
故拋物線C的方程為x2=8y,
其準線方程為y=-2.
(2)設(shè)直線AB的方程為y=kx+m,
A,B兩點坐標分別為(x1,y1),(x2,y2),
且x2-x1=4,聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,,x2=8y,))
消去y得x2-8kx-8m=0,
Δ=64k2+32m>0,x1+x2=8k,x1x2=-8m,
由x2-x1=4,
得(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=16,
即64k2+32m=16,即4k2+2m=1.
|AB|=eq \r(1+k2)|x1-x2|=4eq \r(1+k2).
由y=eq \f(1,8)x2,得y′=eq \f(1,4)x,
故A點處切線方程為y=eq \f(1,4)x1(x-x1)+y1,
即y=eq \f(1,4)x1x-y1,
同理得B點處切線方程為y=eq \f(1,4)x2x-y2,
聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(1,4)x1x-y1,,y=\f(1,4)x2x-y2,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=4k,,y=-m.))
故點M的坐標為(4k,-m),點M到直線AB的距離d=eq \f(|4k2+2m|,\r(1+k2)),
則△ABM的面積S=eq \f(1,2)|AB|·d=eq \f(1,2)×4eq \r(1+k2)×eq \f(|4k2+2m|,\r(1+k2))=2,
故△ABM的面積為2.

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