
1.了解直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判斷方法.2.掌握直線被圓錐曲線所截的弦長公式.3.能利用方程及數(shù)形結(jié)合思想解決焦點(diǎn)弦、中點(diǎn)弦問題.
1.直線與圓錐曲線的位置判斷將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,消去y(或x),得到關(guān)于x(或y)的一元二次方程,則直線與圓錐曲線相交?Δ 0;直線與圓錐曲線相切?Δ 0;直線與圓錐曲線相離?Δ 0.特別地,①與雙曲線漸近線平行的直線與雙曲線相交,有且只有一個(gè)交點(diǎn).②與拋物線的對(duì)稱軸平行的直線與拋物線相交,有且只有一個(gè)交點(diǎn).
判斷下列結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“×”)(2)直線與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn),則該直線與拋物線相切.( )(3)與雙曲線漸近線平行的直線一定與雙曲線有公共點(diǎn).( )(4)圓錐曲線的通徑是所有的焦點(diǎn)弦中最短的弦.( )
由題意知Δ=(12k)2-4×6×(2+3k2)=0,
2.已知直線l:y=x-1與拋物線y2=4x交于A,B兩點(diǎn),則線段AB的長是A.2 B.4 C.8 D.16
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=6,x1x2=1,
3.已知點(diǎn)A,B是雙曲線C: =1上的兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)是M(3,2),則直線AB的斜率為
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),∵點(diǎn)A,B是雙曲線C上的兩點(diǎn),
∵M(jìn)(3,2)是線段AB的中點(diǎn),∴x1+x2=6,y1+y2=4,
直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
例1 (1)若直線mx+ny=9和圓x2+y2=9沒有交點(diǎn),則過點(diǎn)(m,n)的直線與橢圓 =1的交點(diǎn)有A.1個(gè) B.至多1個(gè)C.2個(gè) D.0個(gè)
因?yàn)橹本€mx+ny=9和圓x2+y2=9沒有交點(diǎn),
(2)(多選)已知直線y=x與雙曲線 =1(a>0,b>0)無公共點(diǎn),則雙曲線的離心率可能為
(1)直線與雙曲線只有一個(gè)交點(diǎn),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(gè)交點(diǎn)包含直線與拋物線相切、直線與拋物線的對(duì)稱軸平行(或重合).
跟蹤訓(xùn)練1 (1)(2023·梅州模擬)拋物線C:y2=4x的準(zhǔn)線為l,l與x軸交于點(diǎn)A,過點(diǎn)A作拋物線的一條切線,切點(diǎn)為B,則△OAB的面積為A.1 B.2 C.4 D.8
∵拋物線C:y2=4x的準(zhǔn)線為l,∴l(xiāng)的方程為x=-1,A(-1,0),設(shè)過點(diǎn)A作拋物線的一條切線為x=my-1,m>0,
∴Δ=(-4m)2-4×4=0,解得m=1,∴y2-4y+4=0,解得y=2,即yB=2,
(2)已知雙曲線C: =1(a>0,b>0),經(jīng)過雙曲線C的右焦點(diǎn)F,且傾斜角為60°的直線l與雙曲線右支有兩個(gè)交點(diǎn),則雙曲線離心率的取值范圍為______.
例2 (2021·新高考全國Ⅱ)已知橢圓C的方程為 =1(a>b>0),右焦點(diǎn)為(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)M,N是橢圓C上的兩點(diǎn),直線MN與曲線x2+y2=b2(x>0)相切.證明:M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線的充要條件是|MN|=
由(1)得,曲線為x2+y2=1(x>0),當(dāng)直線MN的斜率不存在時(shí),直線MN:x=1,不符合題意;當(dāng)直線MN的斜率存在時(shí),設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),必要性:若M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線,
所以必要性成立;充分性:設(shè)直線MN:y=kx+m(kmb>0),短軸長為橢圓左頂點(diǎn)A到左焦點(diǎn)F1的距離為1.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)橢圓的右頂點(diǎn)為B,過F1的直線l與橢圓C交于點(diǎn)M,N,且S△BMN= 求直線l的方程.
由題意知,直線的斜率存在且不為0,F(xiàn)1(-1,0),B(2,0),設(shè)直線l的方程為x=my-1,M(x1,y1),N(x2,y2),
解得m=±1,所以直線l的方程為x-y+1=0或x+y+1=0.
例3 (2023·衡水模擬)已知橢圓C: =1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為 短軸頂點(diǎn)分別為M,N,四邊形MF1NF2的面積為32.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
因?yàn)閍2=b2+c2,所以b=c.因?yàn)樗倪呅蜯F1NF2的面積為32,
(2)直線l交橢圓C于A,B兩點(diǎn),若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,1),求直線l的方程.
由題意得,直線l的斜率存在.
因?yàn)锳B的中點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,1)在橢圓內(nèi)部,
故直線l的方程為y-1=x+2,即x-y+3=0.
(1)解決圓錐曲線“中點(diǎn)弦”問題的思路①根與系數(shù)的關(guān)系法:聯(lián)立直線和圓錐曲線的方程得到方程組,消元得到一元二次方程后,由根與系數(shù)的關(guān)系及中點(diǎn)坐標(biāo)公式求解.②點(diǎn)差法:設(shè)直線與圓錐曲線的交點(diǎn)(弦的端點(diǎn))坐標(biāo)為A(x1,y1),B(x2,y2),將這兩點(diǎn)坐標(biāo)分別代入圓錐曲線的方程,并對(duì)所得兩式作差,得到一個(gè)與弦AB的中點(diǎn)和直線AB斜率有關(guān)的式子,可以大大減少計(jì)算量.
(2)點(diǎn)差法常用結(jié)論已知A(x1,y1),B(x2,y2)為圓錐曲線E上的兩點(diǎn),AB的中點(diǎn)為C(x0,y0),直線AB的斜率為k.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
(2)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)到準(zhǔn)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(duì)稱的不同的兩點(diǎn)P和Q,則線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為A.(1,-1) B.(2,0)C. D.(1,1)
因?yàn)榻裹c(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為p,則p=1,所以y2=2x.設(shè)點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2).
則(y1-y2)(y1+y2)=2(x1-x2),
又∵P,Q關(guān)于直線l對(duì)稱,∴kPQ=-1,即y1+y2=-2,
又∵PQ的中點(diǎn)在直線l上,
∴線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1).
1.已知直線l:kx+y+1=0,橢圓C: =1,則直線l與橢圓C的位置關(guān)系是A.相離 B.相切C.相交 D.無法確定
由直線l:kx+y+1=0,得直線l過定點(diǎn)(0,-1),
所以直線l與橢圓C相交.
由拋物線的對(duì)稱性知,要使|AB|=2的直線l有且僅有1條,
代入拋物線方程可解得p=1.
2.(2023·長春模擬)直線l過拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),且與C交于A,B兩點(diǎn),若使|AB|=2的直線l有且僅有1條,則p等于
3.已知直線l的方程為y=kx-1,雙曲線C的方程為x2-y2=1.若直線l與雙曲線C的右支交于不同的兩點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍是
因?yàn)橹本€y=kx-1與雙曲線x2-y2=1的右支交于不同的兩點(diǎn),
因?yàn)辄c(diǎn)P為直線l與橢圓的交點(diǎn), 所以點(diǎn)P到直線AB的距離為d,
此時(shí)直線l與橢圓有2個(gè)交點(diǎn),此時(shí)有2個(gè)P點(diǎn),所以共有3個(gè)P點(diǎn).
5.(多選)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(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線OA,OB的斜率分別記為k1,k2,則A.y1y2為定值B.k1k2為定值C.y1+y2為定值D.k1+k2+t為定值
對(duì)于A,y1y2=-16為定值,故A正確;
對(duì)于C,y1+y2=4t,不為定值,故C錯(cuò)誤;
6.(多選)已知橢圓C: =1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2,其中|F1F2|=2c.直線l:y=k(x+c)(k∈R)與橢圓交于A,B兩點(diǎn),則下列說法中正確的是A.△ABF2的周長為4a
由直線l:y=k(x+c)過點(diǎn)(-c,0),知弦AB過橢圓的左焦點(diǎn)F1.所以△ABF2的周長為|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=4a,所以A正確;設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則a2-2c2≤3c2≤a2-c2,
即2a2-3ac-2c2=0,解得a=2c,
如圖所示,由橢圓定義可得|AF1|+|AF2|=2a,|BF1|+|BF2|=2a ,則△ABF2的周長為4a,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),△ABF2內(nèi)切圓的半徑為r,又△ABF2內(nèi)切圓的周長是2π,故2π=2πr,則r=1,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
即(y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2),
9.已知橢圓C:長軸長為4.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
解得a=2,c=1,則b2=3,
(2)已知直線l過定點(diǎn) ,若橢圓C上存在兩點(diǎn)A,B關(guān)于直線l對(duì)稱,求直線l的斜率k的取值范圍.
易知直線的斜率存在,設(shè)直線l的方程為
當(dāng)直線l的斜率k=0時(shí),易得在橢圓C上有無數(shù)對(duì)A,B關(guān)于直線y=0對(duì)稱;
兩式相減得3(x1+x2)(x1-x2)=-4(y1+y2)(y1-y2),即3kx0=4y0,
因?yàn)榫€段AB的中點(diǎn)在橢圓內(nèi)部,
解得-20),則在橢圓上一點(diǎn)A(x0,y0)處的切線方程為 =1,試運(yùn)用該性質(zhì)解決以下問題:橢圓C1: +y2=1,O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)B為C1在第一象限中的任意一點(diǎn),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(diǎn),則△OCD面積的最小值為
設(shè)B(x1,y1),(x1>0,y1>0),由題意得,
12.已知拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,過點(diǎn)F的直線與C交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在x軸上方),過A,B分別作l的垂線,垂足分別為M,N,連接MF,NF.若|MF|= |NF|,則直線AB的斜率為_____.
如圖,由題意得|AF|=|AM|,|BF|=|BN|,所以∠AMF=∠AFM=∠MFO,∠BNF=∠BFN=∠NFO,因?yàn)椤螦FM+∠MFO+∠BFN+∠NFO=π,
13.(2022·濟(jì)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(diǎn),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|
如圖,分別設(shè)M1,M2,M3,M4四點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x1,x2,x3,x4,由y2=4x得焦點(diǎn)F(1,0),準(zhǔn)線l0:x=-1,由定義得,|M1F|=x1+1,又|M1F|=|M1M2|+1,所以|M1M2|=x1,同理|M3M4|=x4,
整理得k2x2-(2k2+4)x+k2=0(k≠0),設(shè)M1(x1,y1),M4(x4,y4),則x1x4=1,即|M1M2|·|M3M4|=1.
14.(2022·新高考全國Ⅰ)已知橢圓C: =1(a>b>0),C的上頂點(diǎn)為A,兩個(gè)焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,離心率為 過F1且垂直于AF2的直線與C交于D,E兩點(diǎn),|DE|=6,則△ADE的周長是_____.
如圖,連接AF1,DF2,EF2,
所以a=2c,所以b2=a2-c2=3c2.因?yàn)閨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°,
得13x2+8cx-32c2=0.設(shè)D(x1,y1),E(x2,y2),
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