
(1)求雙曲線C的方程;
(2)設(shè)點(diǎn)A,B的中點(diǎn)為M,求點(diǎn)M到y(tǒng)軸的距離的最小值.
2.如圖,已知雙曲線C:eq \f(x2,2)-y2=1,經(jīng)過點(diǎn)T(1,1)且斜率為k的直線l與C交于A,B兩點(diǎn),與C的漸近線交于M,N兩點(diǎn)(從左至右的順序依次為A,M,N,B),其中k∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(\r(2),2))).
(1)若點(diǎn)T是MN的中點(diǎn),求k的值;
(2)求△OBN面積的最小值.
3.已知F(eq \r(3),0)是橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的一個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3),\f(1,2)))在橢圓C上.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l與橢圓C分別相交于A,B兩點(diǎn),且kOA+kOB=-eq \f(1,2)(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線l的斜率的取值范圍.
4.已知拋物線E:y2=2px(p>0),P(4,y0)為E上位于第一象限的一點(diǎn),點(diǎn)P到E的準(zhǔn)線的距離為5.
(1)求E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),F(xiàn)為E的焦點(diǎn),A,B為E上異于P的兩點(diǎn),且直線PA與PB斜率乘積為-4.
①證明:直線AB過定點(diǎn);
②求|FA|·|FB|的最小值.
參考答案
1.[解析] (1)由題設(shè)可知eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(8,a2)-\f(1,b2)=1,,\f(b,a)=\f(1,2),))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=2,,b=1,))
則C:eq \f(x2,4)-y2=1.
(2)設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為xM>0,
當(dāng)直線l斜率不存在時(shí),則直線l:x=2,
易知點(diǎn)M到y(tǒng)軸的距離為xM=2;
當(dāng)直線l斜率存在時(shí),設(shè)l:y=kx+meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(k≠±\f(1,2))),A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,4)-y2=1,,y=kx+m,))
整理得(4k2-1)x2+8kmx+4m2+4=0,
Δ=64k2m2-16(4k2-1)(m2+1)=0,
整理得4k2=m2+1.
則x1+x2=-eq \f(8km,4k2-1)=-eq \f(8km,m2)=-eq \f(8k,m),
則xM=eq \f(x1+x2,2)=-eq \f(4k,m)>0,即km4,即xM>2,
∴此時(shí)點(diǎn)M到y(tǒng)軸的距離大于2;
綜上所述,點(diǎn)M到y(tǒng)軸的最小距離為2.
2.[解析] (1)解法一:設(shè)M(x1,y1)、N(x2,y2),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x\\al(2,1),2)-y\\al(2,1)=0,,\f(x\\al(2,2),2)-y\\al(2,2)=0,))得eq \f(?x1-x2??x1+x2?,2)=(y1-y2)(y1+y2),
又T(1,1)為MN的中點(diǎn),∴x1+x2=y(tǒng)1+y2=2,
∴k=eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \f(1,2).
解法二:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立直線l與雙曲線C的方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k?x-1?+1,,\f(x2,2)-y2=1,))消去y得(1-2k2)x2-4k(1-k)x-2(1-k)2-2=0,
由韋達(dá)定理可知,
x1+x2=eq \f(4k-4k2,1-2k2),x1·x2=eq \f(-2?1-k?2-2,1-2k2),
聯(lián)立直線l與其中一條漸近線方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k?x-1?+1,,y=\f(\r(2),2)x,))
解得x=eq \f(1-k,\f(\r(2),2)-k),即xN=eq \f(1-k,\f(\r(2),2)-k),
同理可得xM=eq \f(k-1,\f(\r(2),2)+k),
則xM+xN=eq \f(4k-4k2,1-2k2)=x1+x2,
則可知AB的中點(diǎn)與MN中點(diǎn)重合.
由于T(1,1)是MN的中點(diǎn),所以eq \f(4k?1-k?,1-2k2)=2,
解得k=eq \f(1,2).
(2)y=k(x-1)+1與eq \f(x2,2)-y2=1聯(lián)立,消去y得(1-2k2)x2-4k(1-k)x-2(1-k)2-2=0,
由(1)知,|BN|=|AM|=eq \f(|AB|-|MN|,2)或S△OBN=eq \f(1,2)(S△OAB-S△OMN)
由于|AB|=eq \r(1+k2)·eq \f(2\r(2)\r(?1-k?2+1-2k2),1-2k2),
|MN|=eq \r(1+k2)·eq \f(2\r(2)\r(?1-k?2),1-2k2),所以
|BN|=eq \r(1+k2)·eq \f(\r(2)[\r(?1-k?2+1-2k2)-\r(?1-k?2)],1-2k2),
又O到直線的距離d=eq \f(1-k,\r(1+k2)),所以
S△OBN=eq \f(1,2)|BN|·d
=eq \f(\r(2),2)·eq \f(?1-k?[\r(?1-k?2+1-2k2)-\r(?1-k?2)],1-2k2)
=eq \f(\r(2),2)·eq \f(?1-k?,\r(?1-k?2+1-2k2)+\r(?1-k?2)),
整理得S△OBN=eq \f(\r(2),2)·eq \f(1,\r(1+\f(1-2k2,?1-k?2))+1),
令t=1-k∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(\r(2),2),1)),
則eq \f(1-2k2,?1-k?2)=eq \f(-2t2+4t-1,t2)=-eq \f(1,t2)+eq \f(4,t)-2,
當(dāng)eq \f(1,t)=2,即k=eq \f(1,2)時(shí),eq \f(1-2k2,?1-k?2)的最大值為2,
所以S△OBN的最小值為eq \f(\r(6)-\r(2),4).
3.[解析] (1)由題意,橢圓eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為(-eq \r(3),0),
根據(jù)橢圓的定義,可得點(diǎn)M到兩焦點(diǎn)的距離之和為eq \r(?\r(3)+\r(3)?2+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-0))2)+eq \f(1,2)=4,
即2a=4,所以a=2,
又因?yàn)閏=eq \r(3),可得b=eq \r(a2-c2)=1,
所以橢圓C的方程為eq \f(x2,4)+y2=1.
(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),結(jié)合橢圓的對稱性可知,kOA+kOB=0,不符合題意.
故設(shè)直線l的方程為y=kx+m(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,,\f(x2,4)+y2=1,))
可得(4k2+1)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
則x1+x2=eq \f(-8km,4k2+1),x1x2=eq \f(4?m2-1?,4k2+1),
所以kOA+kOB=eq \f(y1,x1)+eq \f(y2,x2)
=eq \f(?kx1+m?x2+?kx2+m?x1,x1x2)=2k+eq \f(m?x1+x2?,x1x2)
=2k+eq \f(-8km2,4?m2-1?)=eq \f(-2k,m2-1),
因?yàn)閗OA+kOB=-eq \f(1,2),可得m2=4k+1,
所以k≥-eq \f(1,4),
又由Δ>0,可得16(4k2-m2+1)>0,所以4k2-4k>0,解得k1,
綜上可得,直線l的斜率的取值范圍是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,4),0))∪(1,+∞).
4.[解析] (1)由題可知4+eq \f(p,2)=5,解得p=2.
所以E的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=4x.
(2)①由(1)知,yeq \\al(2,0)=4×4,且y0>0,
解得y0=4,所以P(4,4).
設(shè)Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,1),4),y1)),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y\\al(2,2),4),y2)),則kPA=eq \f(y1-4,\f(y\\al(2,1),4)-4)=eq \f(4,y1+4),
同理可得,kPB=eq \f(4,y2+4),
則kPA·kPB=eq \f(4,y1+4)·eq \f(4,y2+4)=-4,
即4(y1+y2)+y1y2+20=0.
當(dāng)直線AB斜率存在時(shí),直線AB的方程為
y-y1=eq \f(y1-y2,\f(y\\al(2,1),4)-\f(y\\al(2,2),4))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(y\\al(2,1),4))),
整理得4x-(y1+y2)y+y1y2=0.
所以4x-20-(y1+y2)(y+4)=0,
即y+4=eq \f(4,y1+y2)(x-5),
所以直線AB過定點(diǎn)(5,-4);
當(dāng)直線AB的斜率不存在時(shí)y1+y2=0,
可得yeq \\al(2,1)=20,x1=5.綜上,直線AB過定點(diǎn)(5,-4).
②設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),當(dāng)直線AB斜率存在時(shí),
設(shè)直線AB的方程為y=k(x-5)-4=kx-5k-4,
與拋物線E聯(lián)立得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=4x,,y=kx-5k-4,))
消去x得k2x2-(10k2+8k+4)x+(5k+4)2=0,
由題意Δ>0,所以x1+x2=eq \f(10k2+8k+4,k2),x1x2=eq \f(?5k+4?2,k2),
所以|FA|·|FB|=(x1+1)(x2+1)=x1x2+x1+x2+1=eq \f(?5k+4?2,k2)+eq \f(10k2+8k+4,k2)+1=eq \f(48k+20,k2)+36=20eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k)+\f(6,5)))2+eq \f(36,5)≥eq \f(36,5),所以當(dāng)eq \f(1,k)=-eq \f(6,5),k=-eq \f(5,6)時(shí),|FA|·|FB|的最小值為eq \f(36,5);
當(dāng)直線AB斜率不存在時(shí),x1=x2=5.
由拋物線定義知|FA|·|FB|=(x1+1)(x2+1)=36.
故|FA|·|FB|的最小值為eq \f(36,5).
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