
一、知識(shí)點(diǎn)梳理
一、向量共線
運(yùn)用向量的共線的相關(guān)知識(shí),可以較容易地處理涉及三點(diǎn)共線、定比分點(diǎn)、直線等問(wèn)題。在處理圓錐曲線中求相關(guān)量的取值范圍、求直線的方程、求待定字母的值、證明過(guò)定點(diǎn)等問(wèn)題時(shí),如能恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用平面向量共線的相關(guān)知識(shí),常常能使問(wèn)題較快捷的得到解決.
【一般策略】
通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)點(diǎn),將向量關(guān)系代數(shù)化,再根據(jù)圓錐曲線的定義以及一些性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系來(lái)解決問(wèn)題.
二、向量的數(shù)量積
向量的數(shù)量積將一些幾何知識(shí)與代數(shù)知識(shí)充分的聯(lián)系在一起,它可以處理垂直、長(zhǎng)度、三角形面積和三角函數(shù)等問(wèn)題。所以在解決圓錐曲線中的一些問(wèn)題時(shí),它通常可以運(yùn)用在探索點(diǎn)、線的存在性、求參數(shù)的取值范圍和求圓錐曲線的方程等方面.
【一般策略】
在圓錐曲線問(wèn)題中運(yùn)用向量的數(shù)量積,往往題目中出現(xiàn)了向量的數(shù)量積或構(gòu)造向量的數(shù)量積,通過(guò)向量的數(shù)量積的表達(dá)式、意義和運(yùn)算性質(zhì),從而達(dá)到將問(wèn)題簡(jiǎn)化.
三、相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備
1.共線向量定理
如果,則;反之,如果且,則一定存在唯一的實(shí)數(shù),使.(口訣:數(shù)乘即得平行,平行必有數(shù)乘).
2.數(shù)量積的運(yùn)算
(1)已知非零向量,,為向量、的夾角.
(2)兩個(gè)向量a,b的夾角為銳角?a·b>0且a,b不共線;兩個(gè)向量a,b的夾角為鈍角?a·b<0且a,b不共線
二、題型精講精練
【典例1】已知點(diǎn),橢圓的離心率為,是橢圓的右焦點(diǎn),直線的斜率為,為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與相交于,兩點(diǎn),且,求的面積及直線的方程.
【解析】(1)設(shè),因?yàn)橹本€的斜率為,,所以,解得.
又,解得,所以橢圓的方程為.
(2)設(shè)、,由題意可設(shè)直線的方程為:,
聯(lián)立,消去得,
當(dāng),所以,即或時(shí),,,
由,得,代入上解得,即,
又
點(diǎn)到直線的距離,所以,
此時(shí)直線的方程為:或.
【典例2】已知雙曲線C的漸近線為,右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為A.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若斜率為1的直線l與雙曲線C交于M,N兩點(diǎn)(與點(diǎn)A不重合),當(dāng)時(shí),求直線l的方程.
【解析】(1)雙曲線的漸近線化為,設(shè)雙曲線的方程為,
即,又雙曲線的右焦點(diǎn),則,解得,
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由(1)知,,設(shè)直線的方程為,顯然,
由消去整理得,顯然,,
而,則
,
化簡(jiǎn)得,即,而,解得,
所以直線的方程為,即.
【題型訓(xùn)練-刷模擬】
1.向量共線
一、解答題
1.已知平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和到定直線的距離的比是常數(shù).
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;
(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線,過(guò)定點(diǎn)的直線和曲線交于不同兩點(diǎn)、滿(mǎn)足,求線段的長(zhǎng).
2.已知橢圓C:的離心率,點(diǎn),為橢圓C的左、右焦點(diǎn)且經(jīng)過(guò)點(diǎn)的最短弦長(zhǎng)為9.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)分別作兩條互相垂直的直線,,且與橢圓交于不同兩點(diǎn)A,B,與直線交于點(diǎn)P,若,且點(diǎn)Q滿(mǎn)足,求的最小值.
9.經(jīng)過(guò)點(diǎn)且傾斜角為的直線與拋物線交于,兩點(diǎn),且,,.求和.
4.已知雙曲線C:的漸近線方程為,且過(guò)點(diǎn).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)若F是雙曲線的右焦點(diǎn),Q是雙曲線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F,Q的直線l與y軸交于點(diǎn)M,且,求直線l的斜率.
5.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),離心率為2,一個(gè)焦點(diǎn)
(1)求雙曲線方程;
(2)設(shè)Q是雙曲線上一點(diǎn),且過(guò)點(diǎn)F、Q的直線l與y軸交于點(diǎn)M,若,求直線l的方程.
6.已知雙曲線的兩條漸近線分別為,.
(1)求雙曲線的離心率;
(2)為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)雙曲線上一點(diǎn)作直線分別交直線,于,兩點(diǎn)(,分別在第一、第四象限),且,求的面積.
7.已知圓,,動(dòng)圓與圓,均外切,記圓心的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)直線過(guò)點(diǎn),且與曲線交于兩點(diǎn),滿(mǎn)足,求直線的方程.
8.已知,分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),與橢圓C有相同焦點(diǎn)的雙曲線在第一象限與橢圓C相交于點(diǎn)P,且.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)直線與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且.若橢圓C上存在點(diǎn)E,使得四邊形OAED為平行四邊形,求m的取值范圍.
9.已知橢圓Γ:,點(diǎn)分別是橢圓Γ與軸的交點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的上方),過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線交橢圓于兩點(diǎn).
(1)若橢圓焦點(diǎn)在軸上,且其離心率是,求實(shí)數(shù)的值;
(2)若,求的面積;
(9)設(shè)直線與直線交于點(diǎn),證明:三點(diǎn)共線.
10.已知拋物線的焦點(diǎn)為,拋物線的焦點(diǎn)為,且.
(1)求的值;
(2)若直線與交于兩點(diǎn),與交于兩點(diǎn),在第一象限,在第四象限,且,求的值.
11.已知雙曲線C:,直線l在x軸上方與x軸平行,交雙曲線C于A,B兩點(diǎn),直線l交y軸于點(diǎn)D.當(dāng)l經(jīng)過(guò)C的焦點(diǎn)時(shí),點(diǎn)A的坐標(biāo)為.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)OD的中點(diǎn)為M,是否存在定直線l,使得經(jīng)過(guò)M的直線與C交于P,Q,與線段AB交于點(diǎn)N,,均成立;若存在,求出l的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
12.橢圓的離心率為,過(guò)橢圓焦點(diǎn)并且垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)度為1.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),若存在實(shí)數(shù),使得,求的取值范圍.
19.已知橢圓的離心率為,點(diǎn),為的左、右焦點(diǎn),經(jīng)過(guò)且垂直于橢圓長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)為9.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)分別作兩條互相垂直的直線,,且與橢圓交于A,B兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),若,且點(diǎn)滿(mǎn)足,求線段的最小值.
14.如圖,正六邊形的邊長(zhǎng)為2.已知雙曲線的焦點(diǎn)為A,D,兩條漸近線分別為直線.
(1)建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,求的方程;
(2)過(guò)A的直線l與交于M,N兩點(diǎn),,若點(diǎn)P滿(mǎn)足,證明:P在一條定直線上.
15.已知拋物線的焦點(diǎn)也是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),與的公共弦長(zhǎng)為.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作斜率為的直線與交于兩點(diǎn),與交于兩點(diǎn),且與同向.
(i)當(dāng)直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),判斷的形狀;
(ii)若,求直線的斜率.
16.已知橢圓,連接E的四個(gè)頂點(diǎn)所得四邊形的面積為4,是E上一點(diǎn).
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)斜率為的直線與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),D為線段的中點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若E上存在點(diǎn)C,使得,求三角形的面積.
17.已知雙曲線的離心率為,經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線l與雙曲線Q交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)位于第一象限,是雙曲線Q右支上一點(diǎn),,設(shè)
(1)求雙曲線Q的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求證:C,D,B三點(diǎn)共線;
(9)若面積為,求直線l的方程.
18.過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)為,直線恰為拋物線的準(zhǔn)線.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)是圓的動(dòng)點(diǎn),拋物線上四點(diǎn)滿(mǎn)足:,,設(shè)中點(diǎn)為.
(i)證明:垂直于軸;
(ii)設(shè)面積為,求的最大值.
2.向量的數(shù)量積
一、解答題
1.已知拋物線:,斜率為的直線過(guò)定點(diǎn),直線交拋物線于兩點(diǎn),且位于軸兩側(cè),(為坐標(biāo)原點(diǎn)),求的值.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn).已知拋物線上任意一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離比它到軸的距離大1.
(1)求拋物線的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于不同的兩點(diǎn),求的值;
9.已知橢圓的離心率為,短軸的一個(gè)頂點(diǎn)到橢圓C的一個(gè)焦點(diǎn)的距離為2.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線交橢圓于,兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若,求直線的方程.
4.已知橢圓:的離心率為,點(diǎn),,分別是橢圓的左、右、上頂點(diǎn),是的左焦點(diǎn),坐標(biāo)原點(diǎn)到直線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),求的取值范圍.
5.已知橢圓的右頂點(diǎn)為,上頂點(diǎn)為,左?右焦點(diǎn)分別為為原點(diǎn),且,過(guò)點(diǎn)作斜率為的直線與橢圓交于另一點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)為的中點(diǎn),在軸上是否存在定點(diǎn),對(duì)于任意的都有?若存在,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
6.已知橢圓的上、下頂點(diǎn)分別為,已知點(diǎn)在直線:上,且橢圓的離心率.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)是橢圓上異于的任意一點(diǎn),軸,為垂足,為線段的中點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),為線段的中點(diǎn),求的值.
7.已知雙曲線,直線過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)且交右支于兩點(diǎn),點(diǎn)為線段的中點(diǎn),點(diǎn)在軸上,.
(1)求雙曲線的漸近線方程;
(2)若,求直線的方程.
8.已知雙曲線:經(jīng)過(guò)點(diǎn),其中一條漸近線為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)一條過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)且縱截距為的直線,交雙曲線于,兩點(diǎn),求的值.
9.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn),在坐標(biāo)軸上,離心率為,且過(guò)點(diǎn).
(1)求雙曲線方程;
(2)若點(diǎn)在雙曲線上,求證:;
(9)在(2)的條件下,求的面積.
10.已知雙曲線C的漸近線為,右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為A.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若斜率為1的直線l與雙曲線C交于M,N兩點(diǎn)(與點(diǎn)A不重合),當(dāng)時(shí),求直線l的方程.
11.已知雙曲線:(,)的左頂點(diǎn)為,到的一條漸近線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn),求的值.
12.已知雙曲線的一條漸近線是,右頂點(diǎn)是
(1)求雙曲線的方程
(2)若直線:與雙曲線有兩個(gè)交點(diǎn)、,且 是原點(diǎn),求的取值范圍
19.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),位于拋物線C:上,且到拋物線的準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求拋物線C的方程;
(2)已知點(diǎn),過(guò)拋物線焦點(diǎn)的直線l交C于M,N兩點(diǎn),求的最小值以及此時(shí)直線l的方程.
14.已知橢圓的方程為,雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別是的左、右頂點(diǎn),而的左、右頂點(diǎn)分別是的左、右焦點(diǎn).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若直線與雙曲線有兩個(gè)不同的交點(diǎn)和,且(其中為原點(diǎn)),求的范圍;
(9)對(duì)于(2)中的點(diǎn)和,在軸上是否存在點(diǎn)使為等邊三角形,若存在請(qǐng)求出的值;不存在則說(shuō)明理由.
15.如圖,已知拋物線,過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線交拋物線于,兩點(diǎn),拋物線上的點(diǎn),設(shè)直線,的斜率分別為,.
(1)求的取值范圍;
(2)過(guò)點(diǎn)作直線的垂線,垂足為.求的最大值.
16.在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,橢圓與軸正半軸的交點(diǎn)為點(diǎn),且為等腰直角三角形.
(1)求橢圓的離心率;
(2)已知斜率為的直線與橢圓相切于點(diǎn),點(diǎn)在第二象限,過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)作直線的垂線,垂足為點(diǎn),若,求橢圓的方程.
17.已知圓心為H的圓和定點(diǎn),B是圓上任意一點(diǎn),線段AB的中垂線l和直線BH相交于點(diǎn)M,當(dāng)點(diǎn)B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)M的軌跡記為曲線C.
(1)求C的方程.
(2)如圖所示,過(guò)點(diǎn)A作兩條相互垂直的直線分別與曲線C相交于P,Q和E,F(xiàn),求的取值范圍
18.已知對(duì)稱(chēng)軸都在坐標(biāo)軸上的橢圓C過(guò)點(diǎn)與點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線l與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),直線,分別交直線于E,F(xiàn)兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
19.已知橢圓C:的短軸長(zhǎng)為2,離心率為.點(diǎn),直線:.
(1)證明:直線與橢圓相交于兩點(diǎn),且每一點(diǎn)與的連線都是橢圓的切線;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),求證:.
20.已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,漸近線方程為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)過(guò)的直線與交于兩點(diǎn),過(guò)的左頂點(diǎn)作的垂線,垂足為,求證:.
21.在平面直角坐標(biāo)系中,雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為的離心率為2,直線過(guò)與交于兩點(diǎn),當(dāng)時(shí),的面積為9.
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知都在的右支上,設(shè)的斜率為.
①求實(shí)數(shù)的取值范圍;
②是否存在實(shí)數(shù),使得為銳角?若存在,請(qǐng)求出的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
22.已知離心率為的雙曲線,直線與C的右支交于兩點(diǎn),直線l與C的兩條漸近線分別交于兩點(diǎn),且從上至下依次為,.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)求的面積.
【一輪復(fù)習(xí)講義】2024年高考數(shù)學(xué)高頻考點(diǎn)題型歸納與方法總結(jié)(新高考通用)
素養(yǎng)拓展96 圓錐曲線與向量交匯問(wèn)題(精講+精練)
一、知識(shí)點(diǎn)梳理
一、向量共線
運(yùn)用向量的共線的相關(guān)知識(shí),可以較容易地處理涉及三點(diǎn)共線、定比分點(diǎn)、直線等問(wèn)題。在處理圓錐曲線中求相關(guān)量的取值范圍、求直線的方程、求待定字母的值、證明過(guò)定點(diǎn)等問(wèn)題時(shí),如能恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用平面向量共線的相關(guān)知識(shí),常常能使問(wèn)題較快捷的得到解決.
【一般策略】
通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)點(diǎn),將向量關(guān)系代數(shù)化,再根據(jù)圓錐曲線的定義以及一些性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系來(lái)解決問(wèn)題.
二、向量的數(shù)量積
向量的數(shù)量積將一些幾何知識(shí)與代數(shù)知識(shí)充分的聯(lián)系在一起,它可以處理垂直、長(zhǎng)度、三角形面積和三角函數(shù)等問(wèn)題。所以在解決圓錐曲線中的一些問(wèn)題時(shí),它通??梢赃\(yùn)用在探索點(diǎn)、線的存在性、求參數(shù)的取值范圍和求圓錐曲線的方程等方面.
【一般策略】
在圓錐曲線問(wèn)題中運(yùn)用向量的數(shù)量積,往往題目中出現(xiàn)了向量的數(shù)量積或構(gòu)造向量的數(shù)量積,通過(guò)向量的數(shù)量積的表達(dá)式、意義和運(yùn)算性質(zhì),從而達(dá)到將問(wèn)題簡(jiǎn)化.
三、相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備
1.共線向量定理
如果,則;反之,如果且,則一定存在唯一的實(shí)數(shù),使.(口訣:數(shù)乘即得平行,平行必有數(shù)乘).
2.數(shù)量積的運(yùn)算
(1)已知非零向量,,為向量、的夾角.
(2)兩個(gè)向量a,b的夾角為銳角?a·b>0且a,b不共線;兩個(gè)向量a,b的夾角為鈍角?a·b<0且a,b不共線
二、題型精講精練
【典例1】已知點(diǎn),橢圓的離心率為,是橢圓的右焦點(diǎn),直線的斜率為,為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與相交于,兩點(diǎn),且,求的面積及直線的方程.
【解析】(1)設(shè),因?yàn)橹本€的斜率為,,所以,解得.
又,解得,所以橢圓的方程為.
(2)設(shè)、,由題意可設(shè)直線的方程為:,
聯(lián)立,消去得,
當(dāng),所以,即或時(shí),,,
由,得,代入上解得,即,
又
點(diǎn)到直線的距離,所以,
此時(shí)直線的方程為:或.
【典例2】已知雙曲線C的漸近線為,右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為A.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若斜率為1的直線l與雙曲線C交于M,N兩點(diǎn)(與點(diǎn)A不重合),當(dāng)時(shí),求直線l的方程.
【解析】(1)雙曲線的漸近線化為,設(shè)雙曲線的方程為,
即,又雙曲線的右焦點(diǎn),則,解得,
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由(1)知,,設(shè)直線的方程為,顯然,
由消去整理得,顯然,,
而,則
,
化簡(jiǎn)得,即,而,解得,
所以直線的方程為,即.
【題型訓(xùn)練-刷模擬】
1.向量共線
一、解答題
1.已知平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和到定直線的距離的比是常數(shù).
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;
(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線,過(guò)定點(diǎn)的直線和曲線交于不同兩點(diǎn)、滿(mǎn)足,求線段的長(zhǎng).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)距離公式可得出關(guān)于、所滿(mǎn)足的等式,化簡(jiǎn)可得點(diǎn)的軌跡方程;
(2)分析可知直線直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,由可得出,將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,由結(jié)合韋達(dá)定理可求得的值,然后利用弦長(zhǎng)公式可求得的值.
【詳解】(1)解:因?yàn)槊鎯?nèi)動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和到定直線的距離的比是常數(shù),
則,整理可得,
因此,點(diǎn)的軌跡方程為.
(2)解:若直線與軸重合,則、為橢圓長(zhǎng)軸的頂點(diǎn),
若點(diǎn)、,則,,此時(shí),不合乎題意,
若點(diǎn)、,同理可得,不合乎題意,
所以,直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,
聯(lián)立可得,,
因?yàn)?,即,所以,,即?br>由韋達(dá)定理可得,所以,,
,解得,
因此,
.
2.已知橢圓C:的離心率,點(diǎn),為橢圓C的左、右焦點(diǎn)且經(jīng)過(guò)點(diǎn)的最短弦長(zhǎng)為9.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)分別作兩條互相垂直的直線,,且與橢圓交于不同兩點(diǎn)A,B,與直線交于點(diǎn)P,若,且點(diǎn)Q滿(mǎn)足,求的最小值.
【答案】(1)
(2)5
【分析】(1)由通徑性質(zhì)、離心率和橢圓參數(shù)關(guān)系列方程求參數(shù),即可得橢圓方程;
(2)討論直線斜率,設(shè),,,為,注意情況,聯(lián)立橢圓方程應(yīng)用韋達(dá)定理求,,結(jié)合、坐標(biāo)表示得到,進(jìn)而有求,再求坐標(biāo),應(yīng)用兩點(diǎn)距離公式得到關(guān)于的表達(dá)式求最值,注意取值條件.
【詳解】(1)由題意,,解得,,所以橢圓的方程為.
(2)由(1)得,若直線的斜率為0,則為與直線無(wú)交點(diǎn),不滿(mǎn)足條件.
設(shè)直線:,若,則則不滿(mǎn)足,所以.
設(shè),,,
由得:,,.
因?yàn)?,即,則,,
所以,解得,則,即,
直線:,聯(lián)立,解得,
∴,當(dāng)且僅當(dāng)或時(shí)等號(hào)成立
∴的最小值為5.
9.經(jīng)過(guò)點(diǎn)且傾斜角為的直線與拋物線交于,兩點(diǎn),且,,.求和.
【答案】,
【分析】設(shè),,,,寫(xiě)出直線方程與拋物線方程聯(lián)立方程組,消元應(yīng)用韋達(dá)定理得,由向量共線的坐標(biāo)表示得出的關(guān)系,消去,代入韋達(dá)定理的結(jié)論求得值,從而可得的(縱)坐標(biāo),由此求得.
【詳解】根據(jù)題意可得直線方程為,即,
聯(lián)立,可得,,△,
設(shè),,,,又,
,
,,,
又,,
,
,
,
,
,又,
,
,
,又,
,,
.
故,.
4.已知雙曲線C:的漸近線方程為,且過(guò)點(diǎn).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)若F是雙曲線的右焦點(diǎn),Q是雙曲線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F,Q的直線l與y軸交于點(diǎn)M,且,求直線l的斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)雙曲線的漸近線方程為和雙曲線過(guò)點(diǎn),聯(lián)立求解;
(2)由題意設(shè)直線方程為,令,得到M的坐標(biāo),設(shè),根據(jù),用k表示點(diǎn)Q的坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)Q在雙曲線上,代入雙曲線方程求解.
【詳解】(1)解:因?yàn)殡p曲線C:的漸近線方程為,
所以,
又因?yàn)殡p曲線C:過(guò)點(diǎn),
所以,解得,
所以雙曲線的方程為;
(2)由(1)知:,則,
由題意設(shè)直線方程為,令,得,則,
設(shè),則,
因?yàn)椋?br>所以,則,
解得,因?yàn)辄c(diǎn)Q在雙曲線上,
所以,解得,
所以直線l的斜率為.
5.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),離心率為2,一個(gè)焦點(diǎn)
(1)求雙曲線方程;
(2)設(shè)Q是雙曲線上一點(diǎn),且過(guò)點(diǎn)F、Q的直線l與y軸交于點(diǎn)M,若,求直線l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)依題意設(shè)所求的雙曲線方程為,則,再根據(jù)離心率求出,即可求出,從而得到雙曲線方程;
(2)依題意可得直線的斜率存在,設(shè),即可得到的坐標(biāo),依題意可得或,分兩種情況分別求出的坐標(biāo),再根據(jù)的雙曲線上,代入曲線方程,即可求出,即可得解;
【詳解】(1)解:設(shè)所求的雙曲線方程為(,),則,,
∴,又則,∴所求的雙曲線方程為.
(2)解:∵直線l與y軸相交于M且過(guò)焦點(diǎn),
∴l(xiāng)的斜率一定存在,則設(shè).令得,
∵且M、Q、F共線于l,∴或
當(dāng)時(shí),,,∴,
∵Q在雙曲線上,∴,∴,
當(dāng)時(shí),,代入雙曲線可得:
,∴.
綜上所求直線l的方程為:或.
6.已知雙曲線的兩條漸近線分別為,.
(1)求雙曲線的離心率;
(2)為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)雙曲線上一點(diǎn)作直線分別交直線,于,兩點(diǎn)(,分別在第一、第四象限),且,求的面積.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)漸近線方程可得,再通過(guò)離心率公式求得離心率;
(2)根據(jù)雙曲線過(guò)點(diǎn)可得雙曲線方程,由已知可設(shè)點(diǎn),,再由,可得,,進(jìn)而可得,設(shè)直線的傾斜角為,則,即可得,即可得的面積.
【詳解】(1)因?yàn)殡p曲線的漸近線分別為,,
所以,,
所以雙曲線的離心率為;
(2)由(1)得,
則可設(shè)雙曲線,
因?yàn)樵陔p曲線上,
所以,則雙曲線的方程為,
又點(diǎn),分別在與上,
設(shè),,
因?yàn)椋?br>所以,
則,,
又,同理得,
設(shè)的傾斜角為,且,則,
所以.
【點(diǎn)睛】求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法是待定系數(shù)法.具體過(guò)程是先定形,再定量,即先確定雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的形式,然后再根據(jù)a,b,c,e及漸近線之間的關(guān)系,求出a,b的值.如果已知雙曲線的漸近線方程,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可利用有公共漸近線的雙曲線方程為,再由條件求出λ的值即可.
7.已知圓,,動(dòng)圓與圓,均外切,記圓心的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)直線過(guò)點(diǎn),且與曲線交于兩點(diǎn),滿(mǎn)足,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)兩圓的位置關(guān)系結(jié)合雙曲線的定義分析求解;
(2)不妨設(shè),,,由可得,結(jié)合韋達(dá)定理運(yùn)算求解.
【詳解】(1)由題意可知:圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,
由條件可得,即,
則根據(jù)雙曲線的定義可知,點(diǎn)是以,為焦點(diǎn),以2為實(shí)軸長(zhǎng)的雙曲線的右支,
則,可得,
所以曲線的方程為.
(2)由(1)可知:雙曲線的漸近線方程為,即,
由于且直線的斜率不等于0,
不妨設(shè),,,
則,,
由可得,
聯(lián)立方程,消去x得
則,由韋達(dá)定理可得,
由,解得,
代入可得,
解得,即,
因此直線,即.
8.已知,分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),與橢圓C有相同焦點(diǎn)的雙曲線在第一象限與橢圓C相交于點(diǎn)P,且.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)直線與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且.若橢圓C上存在點(diǎn)E,使得四邊形OAED為平行四邊形,求m的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)結(jié)合雙曲線方程可得,,結(jié)合雙曲線和橢圓的定義即可得到,進(jìn)而求解;
(2)設(shè),,則,結(jié)合平行四邊形OAED,可得,聯(lián)立直線和橢圓方程,利用韋達(dá)定理可得,.進(jìn)而得到,從而求解.
【詳解】(1)由題意,雙曲線的焦點(diǎn)為,,
雙曲線與橢圓C有相同焦點(diǎn)且在第一象限交點(diǎn)為P,
又,,.
,.
.
橢圓C的方程為.
(2)設(shè),,則.
四邊形OAED為平行四邊形,
,.
點(diǎn)A,B,E均在橢圓C上,
,,.
,
.
.
由消去y,得.
顯然.
,.
.
,
因?yàn)椋?,即?br>所以,即.
.
9.已知橢圓Γ:,點(diǎn)分別是橢圓Γ與軸的交點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的上方),過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線交橢圓于兩點(diǎn).
(1)若橢圓焦點(diǎn)在軸上,且其離心率是,求實(shí)數(shù)的值;
(2)若,求的面積;
(9)設(shè)直線與直線交于點(diǎn),證明:三點(diǎn)共線.
【答案】(1)
(2)
(9)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)根據(jù)離心率的定義計(jì)算即可;
(2)聯(lián)立直線和橢圓方程,根據(jù)弦長(zhǎng)公式算出,用點(diǎn)到直線的距離公式算出三角形的高后即可;
(9)聯(lián)立直線和橢圓方程,先表示出坐標(biāo),將共線問(wèn)題轉(zhuǎn)化成證明,結(jié)合韋達(dá)定理進(jìn)行化簡(jiǎn)計(jì)算.
【詳解】(1)依題意,,解得(負(fù)數(shù)舍去).
(2)的直線經(jīng)過(guò),則直線方程為:;
,則橢圓的方程為:.
設(shè)聯(lián)立直線和橢圓方程:,消去得到,
解得,則,故,于是.
依題意知,為橢圓的下頂點(diǎn),即,由點(diǎn)到直線的距離,到的距離為:.
故
(9)設(shè)聯(lián)立直線和橢圓方程:,得到,由,得到直線方程為:,令,解得,即,又,,為說(shuō)明三點(diǎn)共線,只用證,即證:,下用作差法說(shuō)明它們相等:
,而,,,于是上式變?yōu)椋?
由韋達(dá)定理,,于是,故,命題得證.
10.已知拋物線的焦點(diǎn)為,拋物線的焦點(diǎn)為,且.
(1)求的值;
(2)若直線與交于兩點(diǎn),與交于兩點(diǎn),在第一象限,在第四象限,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)拋物線焦點(diǎn)坐標(biāo)公式,結(jié)合兩點(diǎn)間距離公式進(jìn)行求解即可;
(2)將直線方程與拋物線方程聯(lián)立,根據(jù)一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系,結(jié)合平面向量共線性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)由拋物線的方程可知焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,
由拋物線的方程可知焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,
因?yàn)椋?br>所以;
(2)由(1)可知兩個(gè)拋物線的方程分別為,
設(shè)直線,,
根據(jù)題意結(jié)合圖形可知:,且,
聯(lián)立,則,
同理聯(lián)立,則,
由,
所以,
即,
又因?yàn)椋裕?br>由,
聯(lián)立,所以,
故.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是由.
11.已知雙曲線C:,直線l在x軸上方與x軸平行,交雙曲線C于A,B兩點(diǎn),直線l交y軸于點(diǎn)D.當(dāng)l經(jīng)過(guò)C的焦點(diǎn)時(shí),點(diǎn)A的坐標(biāo)為.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)OD的中點(diǎn)為M,是否存在定直線l,使得經(jīng)過(guò)M的直線與C交于P,Q,與線段AB交于點(diǎn)N,,均成立;若存在,求出l的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)由點(diǎn)A的坐標(biāo)求得,結(jié)合雙曲線的定義求得,進(jìn)一步計(jì)算得出雙曲線的方程即可;
(2)設(shè)直線PQ的方程為,與雙曲線聯(lián)立得出韋達(dá)定理,結(jié)合兩個(gè)向量共線的坐標(biāo)表示求得,得到直線l的方程.
【詳解】(1)由已知C:,點(diǎn)A的坐標(biāo)為,得,
焦點(diǎn),,.
所以,,故C:.
(2)設(shè)l的方程為,則,故,
由已知直線PQ斜率存在,設(shè)直線PQ的方程為,故.
與雙曲線方程聯(lián)立得:,
由已知得,,設(shè),,
則,①
由,得:,,
消去得:,
即②
由①②得:,由已知,
故存在定直線l:滿(mǎn)足條件.
12.橢圓的離心率為,過(guò)橢圓焦點(diǎn)并且垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)度為1.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),若存在實(shí)數(shù),使得,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)橢圓離心率公式,結(jié)合橢圓垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)公式進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)直線是否存在斜率,結(jié)合平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算公式、一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系分類(lèi)討論進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)因?yàn)樵摍E圓的離心率為,所以有,
在方程中,令,解得,
因?yàn)檫^(guò)橢圓焦點(diǎn)并且垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)度為1,
所以有,由可得:,
所以橢圓的方程為;
(2)當(dāng)直線不存在斜率時(shí),由題意可知直線與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn),與縱軸也有兩個(gè)交點(diǎn)不符合題意;
當(dāng)直線存在斜率時(shí),設(shè)為,所以直線的方程設(shè)為,
于是有,
因?yàn)樵撝本€與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn),所以一定有,
化簡(jiǎn),得,
設(shè),于是有,
因?yàn)椋?br>所以,
代入中,得,
于是有,
化簡(jiǎn),得,代入中,得.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是由向量等式得到.
19.已知橢圓的離心率為,點(diǎn),為的左、右焦點(diǎn),經(jīng)過(guò)且垂直于橢圓長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)為9.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)分別作兩條互相垂直的直線,,且與橢圓交于A,B兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),若,且點(diǎn)滿(mǎn)足,求線段的最小值.
【答案】(1)
(2)5
【分析】(1)由通徑性質(zhì)、離心率和橢圓參數(shù)關(guān)系列方程求參數(shù),即可得橢圓方程;
(2)討論直線斜率,設(shè),,,為,注意情況,聯(lián)立橢圓方程應(yīng)用韋達(dá)定理求,,結(jié)合、坐標(biāo)表示得到,進(jìn)而有求,再求坐標(biāo),應(yīng)用兩點(diǎn)距離公式得到關(guān)于的表達(dá)式求最值,注意取值條件.
【詳解】(1)對(duì)于方程,令,則,解得,
由題意可得,解得,,
所以橢圓的方程為.
(2)由(1)得,若直線的斜率為0,則為與直線無(wú)交點(diǎn),不滿(mǎn)足條件.
設(shè)直線:,若,則,則不滿(mǎn)足,所以.
設(shè),,,
由得:,,
所以,.
因?yàn)?,即,則,,
所以,解得,則,即,
直線:,聯(lián)立,解得,即,
∴,
當(dāng)且僅當(dāng)或時(shí),等號(hào)成立,
∴的最小值為.
14.如圖,正六邊形的邊長(zhǎng)為2.已知雙曲線的焦點(diǎn)為A,D,兩條漸近線分別為直線.
(1)建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,求的方程;
(2)過(guò)A的直線l與交于M,N兩點(diǎn),,若點(diǎn)P滿(mǎn)足,證明:P在一條定直線上.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)根據(jù)題意建立平面直角坐標(biāo)系,從而得到與,結(jié)合即可求得,,從而得解;
(2)先考慮直線為軸的情況,求得此時(shí),再考慮直線不為軸的情況,聯(lián)立直線與雙曲線的方程得到,再結(jié)合求得,從而得到,由此得證.
【詳解】(1)依題意,以直線為軸,線段的中垂線為軸,建立平面直角坐標(biāo)系,如圖,
因?yàn)樵谡呅沃?,為正三角形,,?br>設(shè)雙曲線的方程為,
由已知得的漸近線方程為,所以,
又焦距,所以,
又由,則,從而,
所以雙曲線的方程為.
(2)依題意,設(shè),
當(dāng)直線為軸時(shí),不失一般性,則,
又由(1)知,故,
所以,從而,
則,即,解得;
當(dāng)直線不為軸時(shí),設(shè)的方程為,由可知,
聯(lián)立,消去,得,
則,,
因?yàn)?,所以?br>消去,得,
所以,
從而,
又也在直線上,
所以點(diǎn)在定直線上.
15.已知拋物線的焦點(diǎn)也是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),與的公共弦長(zhǎng)為.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作斜率為的直線與交于兩點(diǎn),與交于兩點(diǎn),且與同向.
(i)當(dāng)直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),判斷的形狀;
(ii)若,求直線的斜率.
【答案】(1)
(2)(i)為鈍角三角形. (ii)
【分析】(1)通過(guò)方程可知,通過(guò)與的公共弦的長(zhǎng)為且與的圖象都關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)可得計(jì)算即得;
(2)設(shè)直線方程為,分別聯(lián)立直線與拋物線、直線與橢圓方程,利用韋達(dá)定理計(jì)算可得繼而判斷三角形形狀,再利用結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即可可以求參.
【詳解】(1)的焦點(diǎn)為,所以,①
又與的公共弦長(zhǎng)為,且與都關(guān)于軸對(duì)稱(chēng),所以公共點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
代入可得縱坐標(biāo)為,
所以公共點(diǎn)的坐標(biāo)為,
代入中可得,②
聯(lián)立①②得,故的方程為.
(2)
設(shè),
(i)設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立得,
則,
,
所以為鈍角三角形.
(ii)因?yàn)榕c同向,且,所以,
從而,即,
所以,
聯(lián)立得,
則,
所以,即,
所以直線的斜率為.
16.已知橢圓,連接E的四個(gè)頂點(diǎn)所得四邊形的面積為4,是E上一點(diǎn).
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)斜率為的直線與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),D為線段的中點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若E上存在點(diǎn)C,使得,求三角形的面積.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由面積和的坐標(biāo)建立方程組待定即可;
(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立直線與橢圓方程,由 D為線段的中點(diǎn),利用韋達(dá)定理得到,即的坐標(biāo),又,則點(diǎn)坐標(biāo)也可用表示,根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,化簡(jiǎn)得到的關(guān)系,由點(diǎn)線距及弦長(zhǎng)公式求解面積,再由比例關(guān)系即可得到三角形的面積.
【詳解】(1)由題意知連接E的四個(gè)頂點(diǎn)所得四邊形的面積為,
又點(diǎn)在E上,得,
解得,,
故橢圓E的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,
由,消去得,
又,
得,設(shè),,,則
,.
由,可得為三角形的重心,
所以,且,
,,
故由在橢圓E上,得,得,
,
又原點(diǎn)到直線的距離為,
所以,故.
17.已知雙曲線的離心率為,經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線l與雙曲線Q交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)位于第一象限,是雙曲線Q右支上一點(diǎn),,設(shè)
(1)求雙曲線Q的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求證:C,D,B三點(diǎn)共線;
(9)若面積為,求直線l的方程.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
(9)
【分析】(1)根據(jù)離心率即可求解,
(2)利用坐標(biāo)運(yùn)算,結(jié)合點(diǎn)差法以及向量共線的坐標(biāo)表示即可求解,
(9)根據(jù)三角形面積公式,利用聯(lián)立方程,韋達(dá)定理,代入化簡(jiǎn)即可得到關(guān)于的方程,
【詳解】(1)由雙曲線的離心率為,所以,解得,
所以雙曲線Q的標(biāo)準(zhǔn)方程為
(2)由得,又,所以
,,
由得①,
由于,在雙曲線上,所以,
相減得②
由①②得③,
由于,所以,
將③代入得,
所以,因此C,D,B三點(diǎn)共線
(9)設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立直線與雙曲線的方程為:,
故,
所以,
直線的方程為,
聯(lián)立,
所以
由于軸,,所以,
所以,
由于,代入得,令,則,化簡(jiǎn)得,由于,
所以,
因此,解得或
由于,所以,
故直線方程為
18.過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)為,直線恰為拋物線的準(zhǔn)線.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)是圓的動(dòng)點(diǎn),拋物線上四點(diǎn)滿(mǎn)足:,,設(shè)中點(diǎn)為.
(i)證明:垂直于軸;
(ii)設(shè)面積為,求的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)
【分析】(1)設(shè)直線與軸交于,由三角形相似關(guān)系可得,由此可構(gòu)造方程求得的值,從而得到拋物線方程;
(2)(i)根據(jù)共線向量可知為中點(diǎn),結(jié)合點(diǎn)在拋物線上可確定為方程的兩根,由此可得韋達(dá)定理的結(jié)論;根據(jù)點(diǎn)縱坐標(biāo)可知斜率為零,由此可得結(jié)論;
(ii)由,代入韋達(dá)定理,結(jié)合點(diǎn)在圓上,可化簡(jiǎn)得到,根據(jù)二次函數(shù)最值的求法可求得結(jié)果.
【詳解】(1)
設(shè)直線與軸交于,則,
由圓的方程知:圓心,半徑,
為圓的切線,,又,
∽,,即
,解得:,拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.
(2)設(shè),,,
(i)由知:為中點(diǎn),且在拋物線上,即,
又,,整理可得:;
由知:為中點(diǎn),且在拋物線上,
同理可得:;
是方程的兩根,,,
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,直線的斜率為,即垂直于軸.
(ii),,
,
在圓上,,
,
則當(dāng)時(shí),,
.
2.向量的數(shù)量積
一、解答題
1.已知拋物線:,斜率為的直線過(guò)定點(diǎn),直線交拋物線于兩點(diǎn),且位于軸兩側(cè),(為坐標(biāo)原點(diǎn)),求的值.
【答案】
【分析】設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立,由根與系數(shù)的關(guān)系及數(shù)量積公式建立關(guān)于的方程,即可求得答案.
【詳解】由已知,設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立直線與拋物線方程可得,消得,
.
方程的判別式
,
設(shè),
則,,
,
由已知,故,
由,得,
故,解得或(舍去)
所以.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:(1)解答直線與拋物線的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.
(2)涉及到直線方程的設(shè)法時(shí),務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為0或不存在等特殊情形.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn).已知拋物線上任意一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離比它到軸的距離大1.
(1)求拋物線的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于不同的兩點(diǎn),求的值;
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用拋物線的定義求出p值即得.
(2)設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及數(shù)量積的坐標(biāo)表示計(jì)算即得.
【詳解】(1)依題意,到拋物線焦點(diǎn)的距離為,則,解得,
所以?huà)佄锞€的方程為.
(2)顯然直線不垂直于y軸,設(shè)直線的方程為,
由消去x得:,顯然,設(shè),
則,,
所以.
9.已知橢圓的離心率為,短軸的一個(gè)頂點(diǎn)到橢圓C的一個(gè)焦點(diǎn)的距離為2.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線交橢圓于,兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)由橢圓的性質(zhì)得出橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)聯(lián)立直線和橢圓方程,由韋達(dá)定理結(jié)合得出直線的方程.
【詳解】(1)∵短軸的一個(gè)頂點(diǎn)到橢圓C的一個(gè)焦點(diǎn)的距離為2,∴,
又橢圓C的離心率為,∴,故,
∴,
∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)聯(lián)立,整理得,
∴,,
故,
∵,∴,
解得,滿(mǎn)足,
∴直線的方程為或.
4.已知橢圓:的離心率為,點(diǎn),,分別是橢圓的左、右、上頂點(diǎn),是的左焦點(diǎn),坐標(biāo)原點(diǎn)到直線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由離心率、等面積法及橢圓參數(shù)關(guān)系列方程求橢圓參數(shù),即可得方程;
(2)討論直線的斜率,設(shè)的方程并聯(lián)立橢圓方程,應(yīng)用韋達(dá)定理及向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示得到關(guān)于所設(shè)參數(shù)的關(guān)系式,進(jìn)而求范圍.
【詳解】(1)設(shè)橢圓的半焦距為,
根據(jù)題意解得
故的方程為.
(2)由(1)知:.
當(dāng)直線的斜率為0時(shí),點(diǎn)為橢圓的左、右頂點(diǎn),
不妨取,此時(shí),則.
當(dāng)直線的斜率不為0或與軸垂直時(shí),設(shè)其方程為,
代入橢圓并消去得,
設(shè),則.
而,
所以
.
因?yàn)椋裕?br>所以.
綜上,的取值范圍為.
5.已知橢圓的右頂點(diǎn)為,上頂點(diǎn)為,左?右焦點(diǎn)分別為為原點(diǎn),且,過(guò)點(diǎn)作斜率為的直線與橢圓交于另一點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)為的中點(diǎn),在軸上是否存在定點(diǎn),對(duì)于任意的都有?若存在,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)存在定點(diǎn)滿(mǎn)足題意.
【分析】(1),結(jié)合,即可求解;
(2)設(shè)直線的方程為:,聯(lián)立直線與橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理,求得,設(shè)在x軸上存在定點(diǎn),對(duì)于任意的都有,由求解.
【詳解】(1)由題意得,
又,.
橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為:,
令得,即,
聯(lián)立,得,
所以,
則,,
若在x軸上存在定點(diǎn),對(duì)于任意的都有,
則,即,
解得,
所以存在定點(diǎn).
6.已知橢圓的上、下頂點(diǎn)分別為,已知點(diǎn)在直線:上,且橢圓的離心率.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)是橢圓上異于的任意一點(diǎn),軸,為垂足,為線段的中點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),為線段的中點(diǎn),求的值.
【答案】(1)
(2)0
【分析】(1)根據(jù)上下頂點(diǎn)的定義,結(jié)合離心率的定義,建立方程,可得答案;
(2)設(shè),,則點(diǎn)滿(mǎn)足橢圓方程,根據(jù)題意,易得、,計(jì)算即可
【詳解】(1)
且點(diǎn)在直線:上,,
又, ,,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
設(shè),,則,且,
為線段的中點(diǎn),,
,直線的方程為:,
令,得,
,為線段的中點(diǎn),,
,,
7.已知雙曲線,直線過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)且交右支于兩點(diǎn),點(diǎn)為線段的中點(diǎn),點(diǎn)在軸上,.
(1)求雙曲線的漸近線方程;
(2)若,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)或或
【分析】(1)根據(jù)等軸雙曲線方程即可求解漸近線方程,
(2)聯(lián)立直線與雙曲線方程得韋達(dá)定理,即可根據(jù)向量數(shù)量積的幾何意義將其轉(zhuǎn)化為,由坐標(biāo)運(yùn)算即可求解.
【詳解】(1)由題知,,所以雙曲線的漸近線方程為.
(2)雙曲線的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
由題知,直線AB的斜率不為0,設(shè)直線方程為,代入雙曲線中,
化簡(jiǎn)可得:,
設(shè),則.
則
∴線段中點(diǎn)的坐標(biāo)為,
直線方程為.
(i)當(dāng)時(shí),點(diǎn)恰好為焦點(diǎn),此時(shí)存在點(diǎn)或,使得.
此時(shí)直線方程為.
(ii)當(dāng)時(shí),令可得,可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,
由于所以,
由,即,也即:.
化簡(jiǎn)可得,解出,
由于直線要交雙曲線右支于兩點(diǎn),所以,即,故舍去.
可得直線的方程為.
綜上:直線方程為或或.
8.已知雙曲線:經(jīng)過(guò)點(diǎn),其中一條漸近線為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)一條過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)且縱截距為的直線,交雙曲線于,兩點(diǎn),求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用雙曲線的漸近線方程和點(diǎn)的坐標(biāo)列式求解即可;
(2)根據(jù)雙曲線方程求出焦點(diǎn)進(jìn)而得到直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立得到韋達(dá)定理的形式,根據(jù)代入韋達(dá)定理即可求解.
【詳解】(1)因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為,所以①,
又因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,所以②,
①②聯(lián)立解得,,
所以雙曲線的方程為.
(2)由(1)可知雙曲線中,
所以右焦點(diǎn)坐標(biāo)為,即直線的橫截距為,
又因?yàn)橹本€的縱截距為,所以直線的方程為,即,
聯(lián)立得,
設(shè),,則,,
所以.
【點(diǎn)睛】本題考查直線與雙曲線綜合應(yīng)用問(wèn)題,涉及雙曲線方程的求解、平面向量數(shù)量積的求解問(wèn)題,求解數(shù)量積的關(guān)鍵是能夠?qū)⑺罅哭D(zhuǎn)化為符合韋達(dá)定理的形式,通過(guò)直線與雙曲線聯(lián)立得到韋達(dá)定理的結(jié)論,代入可整理出結(jié)果.
9.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn),在坐標(biāo)軸上,離心率為,且過(guò)點(diǎn).
(1)求雙曲線方程;
(2)若點(diǎn)在雙曲線上,求證:;
(9)在(2)的條件下,求的面積.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
(9)6
【分析】(1)首先根據(jù)離心率設(shè)出雙曲線方程,再代入點(diǎn)的坐標(biāo),即可求解;
(2)首先將點(diǎn)代入雙曲線方程求,再根據(jù)斜率公式或是數(shù)量積公式,證明垂直;
(9)根據(jù)(1)(2)的結(jié)果,代入面積公式,即可求解.
【詳解】(1)因?yàn)椋?br>所以可設(shè)雙曲線方程為.
因?yàn)檫^(guò)點(diǎn),所以,即.
所以雙曲線方程為,即
(2)由(1)可知,雙曲線中,所以,不妨設(shè),分別為雙曲線的左右焦點(diǎn),
則,.
方法一:,,
因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,
所以,,
所以,
所以,所以.
方法二:因?yàn)椋?br>,
所以.
因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,
所以,即,
所以.
(9)的底邊長(zhǎng),
的高,
所以.
10.已知雙曲線C的漸近線為,右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為A.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若斜率為1的直線l與雙曲線C交于M,N兩點(diǎn)(與點(diǎn)A不重合),當(dāng)時(shí),求直線l的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用給定的漸近線方程設(shè)出雙曲線方程,再利用待定系數(shù)法求解作答.
(2)設(shè)出直線l的方程,與雙曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理結(jié)合垂直關(guān)系的坐標(biāo)表示,求解作答.
【詳解】(1)雙曲線的漸近線化為,設(shè)雙曲線的方程為,
即,又雙曲線的右焦點(diǎn),則,解得,
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由(1)知,,設(shè)直線的方程為,顯然,
由消去整理得,顯然,,
而,則
,
化簡(jiǎn)得,即,而,解得,
所以直線的方程為,即.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:如果已知雙曲線的漸近線方程,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可利用有公共漸近線的雙曲線方程為,再由條件求出λ的值即可.
11.已知雙曲線:(,)的左頂點(diǎn)為,到的一條漸近線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn),求的值.
【答案】(1)
(2)0
【分析】(1)由題意知,取雙曲線的一條漸近線,再根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式即可得到與關(guān)系式,從而求得,進(jìn)而可求得的方程;
(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,則可得到,的坐標(biāo),進(jìn)而可直接求解的值;當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立直線的方程和的方程可得到關(guān)于的一元二次方程,從而可得到,,代入即可求解的值,綜上,即可得到的值.
【詳解】(1)由題意知,的一條漸近線方程為,即,
所以到的一條漸近線的距離為,所以,
又,解得,所以的方程為.
(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,易得,或,,
所以;
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立,得,
所以,解得,
所以,,
所以
.
綜上,.
12.已知雙曲線的一條漸近線是,右頂點(diǎn)是
(1)求雙曲線的方程
(2)若直線:與雙曲線有兩個(gè)交點(diǎn)、,且 是原點(diǎn),求的取值范圍
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用雙曲線的頂點(diǎn)坐標(biāo)以及漸近線方程即可求得雙曲線方程;
(2)設(shè)點(diǎn),,由可知,再將直線方程與雙曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理即可得到關(guān)于的不等式,并結(jié)合判別式大于零,即可求出的范圍.
【詳解】(1)由雙曲線的右頂點(diǎn)為,則,
漸近線即,則, 故雙曲線方程為.
(2)將雙曲線方程和直線方程聯(lián)立得,
則,即 ,解得且,
設(shè), 則, ,
,
因?yàn)?,所以,即?br>解得或,
又,綜合可得,的取值范圍是.
19.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),位于拋物線C:上,且到拋物線的準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求拋物線C的方程;
(2)已知點(diǎn),過(guò)拋物線焦點(diǎn)的直線l交C于M,N兩點(diǎn),求的最小值以及此時(shí)直線l的方程.
【答案】(1)
(2)19;.
【分析】(1)根據(jù)拋物線的定義計(jì)算即可;
(2)根據(jù)韋達(dá)定理及二次函數(shù)最值計(jì)算即可.
【詳解】(1)根據(jù)題意可得,
又,解方程組得,,
故所求拋物線C方程,
(2)
設(shè)點(diǎn),,拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
當(dāng)直線l的斜率等于0時(shí),不存在兩個(gè)交點(diǎn),不符合題意;
當(dāng)直線l的斜率不等于0時(shí),不妨設(shè)過(guò)拋物線焦點(diǎn)的直線l的方程為:;
聯(lián)立拋物線方程可得,消去x得:,
,得,
由韋達(dá)定理得,,
易知,
故
.
所以當(dāng)時(shí),取得最小值為19.
此時(shí)直線l的方程為.
14.已知橢圓的方程為,雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別是的左、右頂點(diǎn),而的左、右頂點(diǎn)分別是的左、右焦點(diǎn).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若直線與雙曲線有兩個(gè)不同的交點(diǎn)和,且(其中為原點(diǎn)),求的范圍;
(9)對(duì)于(2)中的點(diǎn)和,在軸上是否存在點(diǎn)使為等邊三角形,若存在請(qǐng)求出的值;不存在則說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(9)存在,
【分析】(1)設(shè)雙曲線的方程,用待定系數(shù)法求出,的值;
(2)將直線方程與雙曲線的方程聯(lián)立,消元得到一個(gè)關(guān)于的一元二次方程,求解判別式,利用韋達(dá)定理和已知條件求出參數(shù)的取值范圍即可;
(9)分和兩種情況討論,結(jié)合(2)的結(jié)論和弦長(zhǎng)公式求出,利用點(diǎn)到直線的距離公式和題干條件即可求解.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的方程為,則,再由得,
故的方程為.
(2)將代入得
由直線與雙曲線交于不同的兩點(diǎn)得:
,且①
,,則,
,
又,得,,
即,解得:②,故的取值范圍為.
(9)當(dāng)時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為,即,
此時(shí),點(diǎn)到的距離,顯然不合題意;
當(dāng)時(shí),線段的中垂線方程為,
令,得,由①知,且,
由(2)知:
點(diǎn)到的距離,且,
即,,滿(mǎn)足范圍,
故.
15.如圖,已知拋物線,過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線交拋物線于,兩點(diǎn),拋物線上的點(diǎn),設(shè)直線,的斜率分別為,.
(1)求的取值范圍;
(2)過(guò)點(diǎn)作直線的垂線,垂足為.求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)以點(diǎn)橫坐標(biāo)為自變量,用坐標(biāo)表示,轉(zhuǎn)化為函數(shù)值域求解即可;
(2)利用數(shù)量積的幾何意義將轉(zhuǎn)化為,再向量坐標(biāo)化,轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值求解即可.
【詳解】(1)直線的方程為,代入拋物線得:
,解得或,所以,
因?yàn)椋?br>所以,,
則有,
又,則有,故的取值范圍是.
(2)由(1)知,,
所以,,
,
令,,
則,
由于當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
故,即的最大值為.
16.在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,橢圓與軸正半軸的交點(diǎn)為點(diǎn),且為等腰直角三角形.
(1)求橢圓的離心率;
(2)已知斜率為的直線與橢圓相切于點(diǎn),點(diǎn)在第二象限,過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)作直線的垂線,垂足為點(diǎn),若,求橢圓的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)等腰直角三角形的幾何性質(zhì)可得出,根據(jù)、、的關(guān)系可求得橢圓的離心率的值;
(2)由題意,設(shè)直線的方程為,設(shè)切點(diǎn),將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,由可得出、的等量關(guān)系,求出點(diǎn)的坐標(biāo),寫(xiě)出直線的方程,求出點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)求出的值,即可得出橢圓的方程.
【詳解】(1)解:設(shè)橢圓的半焦距為,由已知得點(diǎn),
因?yàn)闉榈妊苯侨切危覟榈闹悬c(diǎn),所以,即,
所以,有.
(2)解:由(1)知,設(shè)橢圓方程為,
因?yàn)榍悬c(diǎn)在第二象限,且直線的斜率為,
設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn),
因?yàn)橹本€與橢圓相切,聯(lián)立可得,
由,可得,即,
所以,,,所以,
因?yàn)橹本€與直線垂直,所以直線的斜率為,
則直線的方程為,
聯(lián)立,可得,即點(diǎn),
又因?yàn)?、?br>有,,
.
所以,所以橢圓的方程為.
17.已知圓心為H的圓和定點(diǎn),B是圓上任意一點(diǎn),線段AB的中垂線l和直線BH相交于點(diǎn)M,當(dāng)點(diǎn)B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)M的軌跡記為曲線C.
(1)求C的方程.
(2)如圖所示,過(guò)點(diǎn)A作兩條相互垂直的直線分別與曲線C相交于P,Q和E,F(xiàn),求的取值范圍
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由l是線段AB的中垂線得,根據(jù)橢圓定義可得答案;
(2)由直線EF與直線PQ垂直可得,①當(dāng)直線PQ的斜率不存在時(shí),直線EF的斜率為零,可取,,,,可得;②當(dāng)直線PQ的斜率為零時(shí),直線EF的斜率不存在,同理可得;③當(dāng)直線PQ的斜率存在且不為零時(shí),直線EF的斜率也存在,于是可設(shè)直線PQ的方程為,設(shè)直線EF的方程為,將直線PQ的方程代入曲線C的方程,令,利用韋達(dá)定理代入,根據(jù)的范圍可得答案.
【詳解】(1)由,得,所以圓心為,半徑為4,
連接MA,由l是線段AB的中垂線,得,
所以,又,
根據(jù)橢圓的定義可知,點(diǎn)M的軌跡是以A,H為焦點(diǎn),4為長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓,
所以,,,所求曲線C的方程為;
(2)由直線EF與直線PQ垂直,可得,
于是,
①當(dāng)直線PQ的斜率不存在時(shí),直線EF的斜率為零,
此時(shí)可不妨取,,,,
所以,
②當(dāng)直線PQ的斜率為零時(shí),直線EF的斜率不存在,同理可得,
③當(dāng)直線PQ的斜率存在且不為零時(shí),直線EF的斜率也存在,于是可設(shè)直線PQ的方程為,,,,,
則直線EF的方程為,
將直線PQ的方程代入曲線C的方程,并整理得,,
所以,,
于是
,
將上面的k換成,可得,
所以,
令,則,于是上式化簡(jiǎn)整理可得,
,
由,得,所以,
綜合①②③可知,的取值范圍為.
18.已知對(duì)稱(chēng)軸都在坐標(biāo)軸上的橢圓C過(guò)點(diǎn)與點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線l與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),直線,分別交直線于E,F(xiàn)兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)見(jiàn)解析
【分析】(1)設(shè)橢圓C的方程為,由兩點(diǎn)得出橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)聯(lián)立直線l與橢圓方程,由直線的方程得出坐標(biāo),再由韋達(dá)定理以及數(shù)量積公式,得出的范圍,進(jìn)而得出的最值.
【詳解】(1)設(shè)橢圓C的方程為且,
因?yàn)闄E圓C過(guò)點(diǎn)與點(diǎn),所以,解得.
所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)設(shè)直線,
由,得,
即,則.
直線的方程分別為.
令,則.
則,
,
所以
.
因?yàn)?,所?
即的取值范圍為.
所以存在最小值,且最小值為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解決問(wèn)題(2)時(shí),關(guān)鍵在于利用韋達(dá)定理將雙變量變?yōu)閱巫兞繂?wèn)題,從而由的范圍,得出的取值范圍.
19.已知橢圓C:的短軸長(zhǎng)為2,離心率為.點(diǎn),直線:.
(1)證明:直線與橢圓相交于兩點(diǎn),且每一點(diǎn)與的連線都是橢圓的切線;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn),求證:.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)由已知求得橢圓方程,聯(lián)立直線與橢圓方程,即可證得線與橢圓相交于兩點(diǎn),設(shè)交點(diǎn),得直線的方程為,代入橢圓方程,整理成關(guān)于的一元二次方程,即可證明的連線都是橢圓的切線;
(2)根據(jù)四點(diǎn)共線,要證即證,設(shè),不妨設(shè),則證明轉(zhuǎn)化為,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立直線與直線,直線與橢圓,利用坐標(biāo)關(guān)系即可證明結(jié)論.
【詳解】(1)由題意可知,因此,則橢圓方程為:
因?yàn)橛上タ傻?,?br>則該方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根,所以直線與橢圓相交于兩點(diǎn);
設(shè)為直線與橢圓的交點(diǎn),則,,
直線的方程為,即,代入橢圓方程得,
所以,
整理得,
即,所以,
故是橢圓的切線.
(2)因?yàn)樗狞c(diǎn)共線,由(1)可知在線段外,在線段內(nèi),所以與的方向相同,與的方向相同,
要證,只需要,即證,
設(shè),不妨設(shè),
因?yàn)樗狞c(diǎn)共線,所以等價(jià)于,即,
顯然,
設(shè)直線的方程為,即,
由,可得;
由可得,
從而可知,
因此
,
所以結(jié)論成立.
20.已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,漸近線方程為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)過(guò)的直線與交于兩點(diǎn),過(guò)的左頂點(diǎn)作的垂線,垂足為,求證:.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)根據(jù)已知條件求得,從而求得雙曲線的方程.
(2)設(shè)出直線的方程并與雙曲線方程聯(lián)立,化簡(jiǎn)寫(xiě)出根與系數(shù)關(guān)系,由得到直線與直線垂直,利用相似三角形證得結(jié)論成立.
【詳解】(1)的右焦點(diǎn)為,
漸近線方程為,
,
,
的方程為:;
(2)設(shè)方程為,
聯(lián)立得:,
,
,
設(shè),則,,
,
,
,
直線與直線垂直,
在中,
,
,
即.
21.在平面直角坐標(biāo)系中,雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為的離心率為2,直線過(guò)與交于兩點(diǎn),當(dāng)時(shí),的面積為9.
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知都在的右支上,設(shè)的斜率為.
①求實(shí)數(shù)的取值范圍;
②是否存在實(shí)數(shù),使得為銳角?若存在,請(qǐng)求出的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)①②不存在,理由見(jiàn)解析
【分析】(1)由已知條件可得,然后利用勾股定理結(jié)合雙曲線的定義,及的面積可求出,再由離心率可求出,從而可求得雙曲線的方程,
(2)①設(shè)直線,代入雙曲線方程化簡(jiǎn),利用根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合判別式可求出實(shí)數(shù)的取值范圍;②假設(shè)存在實(shí)數(shù),使為銳角,則,所以,再結(jié)合前面的式子化簡(jiǎn)計(jì)算即可得結(jié)論.
【詳解】(1)因?yàn)椋?
則,所以,
的面積.
又的離心率為,所以.
所以雙曲線的方程為.
(2)①根據(jù)題意,則直線,
由,得,
由,得恒成立.
設(shè),則,
因?yàn)橹本€與雙曲線的右支相交于不同的兩點(diǎn),
所以,即,
所以,解得.
②假設(shè)存在實(shí)數(shù),使為銳角,所以,即,
因?yàn)椋?br>所以,
由①得,
即解得,
與矛盾,故不存在.
22.已知離心率為的雙曲線,直線與C的右支交于兩點(diǎn),直線l與C的兩條漸近線分別交于兩點(diǎn),且從上至下依次為,.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)求的面積.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1),根據(jù)雙曲線離心率表示出的關(guān)系,可得雙曲線漸近線方程,記,進(jìn)而可求得的坐標(biāo)表達(dá)式,聯(lián)立可得根與系數(shù)關(guān)系式,從而推出與的中點(diǎn)均為同一個(gè)點(diǎn)P,結(jié)合,推出是線段的兩個(gè)四等分點(diǎn),即可求得,從而,即可求得,可得答案;
(2)利用(1)的結(jié)論,可求得,利用三角形面積公式結(jié)合數(shù)量積的運(yùn)算,將面積化為,結(jié)合向量的坐標(biāo)運(yùn)算,即可求得答案.
【詳解】(1)設(shè),設(shè)的中點(diǎn)為,
記,則直線即,
因?yàn)殡p曲線的離心率為,所以,故,
于是雙曲線的漸近線為.
聯(lián)立,解得,即,
同理由,解得,即,于是.
聯(lián)立,消去x,得.
即,需滿(mǎn)足,
由韋達(dá)定理,得,
所以,,說(shuō)明與的中點(diǎn)均為同一個(gè)點(diǎn)P,
所以,關(guān)于點(diǎn)P對(duì)稱(chēng),關(guān)于點(diǎn)P對(duì)稱(chēng),所以,
因?yàn)椋允蔷€段的兩個(gè)四等分點(diǎn),
故P點(diǎn)縱坐標(biāo)為,所以,
于是,即,結(jié)合,
解得,滿(mǎn)足,則,
故所求雙曲線方程為.
(2)由(1)可知,,
于是.
設(shè),則
,
代入,
得,
故的面積為.
結(jié)論
幾何表示
坐標(biāo)表示
模
數(shù)量積
夾角
的充要
條件
的充要
條件
與
的關(guān)系
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
結(jié)論
幾何表示
坐標(biāo)表示
模
數(shù)量積
夾角
的充要
條件
的充要
條件
與
的關(guān)系
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)
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