
1.(2024·浙江杭州·二模)寫出與圓相切且方向向量為的一條直線的方程 .
【答案】或(寫出一個即可)
【分析】由條件可設(shè)直線方程為,結(jié)合條件列方程求即可得結(jié)論.
【詳解】因?yàn)榍芯€的方向向量為,
所以切線的斜率為,
故可設(shè)切線方程為,
因?yàn)橹本€與圓相切,
又圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,
圓心到直線的距離為,
所以,
所以或,
所以與圓相切且方向向量為的直線為或,
故答案為:或(寫出一個即可).
2.(2024·浙江麗水·二模)已知圓,若對于任意的,存在一條直線被圓所截得的弦長為定值,則 .
【答案】/
【分析】由圓的方程的特征求出,再將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)式,令、得到兩個圓的方程,兩圓作差得到公共弦方程,求出公共弦長,即可求出.
【詳解】圓,
則,解得,
所以圓,即,
由題設(shè),令可得,令可得,
顯然兩圓相交,則兩圓方程作差可得,
由,解得或,
所以直線與圓相交的弦長為,
所以,則.
故答案為:
3.(2024·浙江寧波·二模)已知直線與圓相離,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)圓心到直線的距離大于半徑列不等式求解.
【詳解】圓即,
則圓圓心為,半徑為,
因?yàn)橹本€與圓相離
所以,解得.
故選:B.
4.(2024·浙江溫州·二模)已知圓與圓相交于兩點(diǎn).若,則實(shí)數(shù)的值可以是( )
A.10B.2C.D.
【答案】BD
【分析】
根據(jù)題意,由條件可得弦所在的直線方程,然后將轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離關(guān)系,列出方程,代入計算,即可得到結(jié)果.
【詳解】由題意可得弦所在的直線方程為,
因?yàn)閳A,圓心,
圓,圓心,
設(shè)圓心與圓心到直線的距離分別為,
因?yàn)?,即?br>所以,又,
即,化簡可得,
即,解得或.
故選:BD
5.(2024·浙江·二模)如圖為世界名畫《星月夜》,在這幅畫中,文森特·梵高用夸張的手法,生動地描繪了充滿運(yùn)動和變化的星空.假設(shè)月亮可看作半徑為1的圓的一段圓弧,且弧所對的圓心角為.設(shè)圓的圓心在點(diǎn)與弧中點(diǎn)的連線所在直線上.若存在圓滿足:弧上存在四點(diǎn)滿足過這四點(diǎn)作圓的切線,這四條切線與圓也相切,則弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離的取值范圍為 .(參考數(shù)據(jù):)
【答案】
【分析】設(shè)弧的中點(diǎn)為,根據(jù)圓與圓相離,確定兩圓的外公切線與內(nèi)公切線,確定圓的位置,分析可得弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離.
【詳解】如圖,
設(shè)弧的中點(diǎn)為,弧所對的圓心角為,
圓的半徑,在弧上取兩點(diǎn),則,
分別過點(diǎn)作圓的切線,并交直線于點(diǎn),
當(dāng)過點(diǎn)的切線剛好是圓與圓的外公切線時,劣弧上一定還存在點(diǎn),使過點(diǎn)的切線為兩圓的內(nèi)公切線,
則圓的圓心只能在線段上,且不包括端點(diǎn),
過點(diǎn),分別向作垂線,垂足為,則即為圓的半徑,
設(shè)線段交圓于點(diǎn),則弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離即為線段的長度.
在中,,
則,
即弧上的點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的最短距離的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:本題考查了根據(jù)兩圓位置關(guān)系求距離的范圍的問題.可按如下結(jié)論求解:
相離的兩個圓(圓心分別為和 ,半徑分別為和)上的兩個動點(diǎn)之間的距離的最小值是兩圓心之間的距離減去兩圓的半徑,最大值是兩圓心之間的距離加上兩圓的半徑,即.
6.(2024·浙江紹興·二模)過原點(diǎn)的直線與圓交于兩點(diǎn),若,則直線的斜率為 .
【答案】或
【分析】首先判斷直線的斜率存在,設(shè),,,聯(lián)立直線與圓的方程,消元,列出韋達(dá)定理,由,可得,代入即可求出.
【詳解】當(dāng)斜率不存在時,解得或,
因?yàn)榍?,即不滿足,故舍去;
當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)斜率為,則,
代入圓,得,
顯然,設(shè),,
則,,
因?yàn)?,則,則,,
聯(lián)立可得,解得或.
故答案為:或.
7.(2024·浙江紹興·二模)過點(diǎn)作圓的切線,為切點(diǎn),,則的最大值是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)題意可得,三角換元令,,,利用三角恒變換求出最大值.
【詳解】根據(jù)題意,設(shè)圓的圓心為,則,
,令,,,
則,其中,
所以的最大值為.
故選:D.
8.(2024·浙江嘉興·二模)已知圓,若圓上存在點(diǎn)使得,則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由得到點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,依題意,問題轉(zhuǎn)化為兩個圓有公共點(diǎn)的問題,解不等式組即得.
【詳解】
如圖,由可知點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,設(shè)為圓,
因,故圓.
依題意知圓與圓必至少有一個公共點(diǎn).
因,則,
由,解得:.
故選:B.
橢圓
9.(2024·浙江紹興·二模)已知橢圓的離心率為,長軸長為4,則該橢圓的短軸長為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由離心率得到的關(guān)系式,代入的值,即可求得短軸長.
【詳解】由可得(*),
因,即,代入(*)解得,
故短軸長為
故選:B.
10.(2024·浙江杭州·二模)機(jī)場為旅客提供的圓錐形紙杯如圖所示,該紙杯母線長為,開口直徑為.旅客使用紙杯喝水時,當(dāng)水面與紙杯內(nèi)壁所形成的橢圓經(jīng)過母線中點(diǎn)時,橢圓的離心率等于 .
【答案】/
【分析】依題意,利用等腰三角形求得,再由余弦定理求出橢圓長軸長,作出圓錐的軸截面交橢圓于點(diǎn),建立坐標(biāo)系,利用三角形重心性質(zhì)和相似三角形求出點(diǎn)坐標(biāo),代入橢圓方程即可求得半短軸長,利用離心率定義計算即得.
【詳解】
如圖,設(shè),因,故,又,
由余弦定理,,
即,
設(shè)橢圓中心為,作圓錐的軸截面,與底面直徑交于,與橢圓交于,
連交于,以點(diǎn)為原點(diǎn),為軸,建立直角坐標(biāo)系.
則,又由得,
從而則得,
不妨設(shè)橢圓方程為,把和點(diǎn)坐標(biāo)代入方程,解得,
則,故
故答案為:.
11.(2024·浙江臺州·二模)已知橢圓:,直線:交橢圓于M,N兩點(diǎn),T為橢圓的右頂點(diǎn),的內(nèi)切圓為圓Q.
(1)求橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求圓Q的方程;
(3)設(shè)點(diǎn),過P作圓Q的兩條切線分別交橢圓C于點(diǎn)A,B,求的周長.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)化簡橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,根據(jù)的關(guān)系即可求得焦點(diǎn)坐標(biāo);
(2)先聯(lián)立方程求得,,求出直線的方程,然后利用待定系數(shù)法求得內(nèi)切圓的方程;
(3)設(shè)過P作圓Q的切線方程為,利用相切關(guān)系求得點(diǎn)A,B坐標(biāo),進(jìn)而結(jié)合內(nèi)切圓的半徑利用三角形中等面積法求解即可.
【詳解】(1)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,因?yàn)椋越裹c(diǎn)坐標(biāo)為.
(2)將代入橢圓方程得,由對稱性不妨設(shè),,
直線的方程為,即,
設(shè)圓Q方程為,由于內(nèi)切圓Q在的內(nèi)部,所以,
則Q到直線和直線的距離相等,即,解得,,
所以圓方程為.
(3)顯然直線和直線的斜率均存在,
設(shè)過P作圓Q的切線方程為,
其中k有兩個不同的取值和分別為直線和的斜率.
由圓Q與直線相切得:,化簡得:,
則,
由得,
可得,
所以
.
同理,,所以直線的方程為,
所以與圓Q相切,將代入得,
所以,又點(diǎn)P到直線的距離為,
設(shè)的周長為,則的面積,
解得.所以的周長為.
12.(2024·浙江麗水·二模)已知橢圓為左?右焦點(diǎn),為橢圓上一點(diǎn),,直線經(jīng)過點(diǎn).若點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)在線段的延長線上,則的離心率是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)題意,得到點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于對稱,從而,在中,利用正弦定理得到,結(jié)合,即可求解.
【詳解】由直線,且點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)在線段的延長線上,
如圖所示,可得點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于對稱,且,
故在中,則,故
又的傾斜角為,則,
故在中,有,,,
又由,可得,
即,
又因?yàn)椋?br>,
所以.
故選:B.
13.(2024·浙江·二模)已知橢圓左右兩個焦點(diǎn)分別為和,動直線經(jīng)過橢圓左焦點(diǎn)與橢圓交于兩點(diǎn),且恒成立,下列說法正確的是( )
A.B.
C.離心率D.若,則
【答案】AB
【分析】根據(jù)橢圓定義利用通徑長可求得,由橢圓性質(zhì)可得,且離心率,聯(lián)立直線和橢圓方程可知當(dāng),方程無解,因此D錯誤.
【詳解】如下圖所示:
易知,由橢圓定義可知,
因?yàn)楹愠闪?,所以?br>當(dāng)軸,即為通徑時,最小,所以,
解得,所以A正確;
當(dāng)為長軸時,最大,此時,所以,即B正確;
可得橢圓方程為,易知,所以離心率,即C錯誤;
因?yàn)?,可設(shè)直線的方程為,,
聯(lián)立,整理可得,
因此;
若,可得,即,所以;
整理得,此時方程無解,因此D錯誤.
故選:AB
14.(2024·浙江杭州·二模)已知是橢圓的左,右頂點(diǎn),點(diǎn)與橢圓上的點(diǎn)的距離的最小值為1.
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo).
(2)過點(diǎn)作直線交橢圓于兩點(diǎn)(與不重合),連接,交于點(diǎn).
(?。┳C明:點(diǎn)在定直線上;
(ⅱ)是否存在點(diǎn)使得,若存在,求出直線的斜率;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2)(?。┳C明見解析;(ⅱ)存在,
【分析】(1)設(shè),利用兩點(diǎn)距離距離得,然后根據(jù)分類討論求解即可;
(2)(ⅰ)設(shè)直線,與橢圓方程聯(lián)立方程,結(jié)合韋達(dá)定理得,寫出直線,的方程,進(jìn)而求解即可;
(ⅱ)由題意點(diǎn)在以為直徑的圓上,代入圓的方程求得,寫出直線的方程,與橢圓聯(lián)立,求得點(diǎn)C的坐標(biāo),進(jìn)而可得答案.
【詳解】(1)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),則,
因?yàn)椋?br>①若,解得(舍去),
②若,解得(舍去)或,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)位.
(2)(ⅰ)設(shè)直線,
由,得,所以,
所以,①
由,得或,
易知直線的方程為,②
直線的方程為,③
聯(lián)立②③,消去,得,④
聯(lián)立①④,消去,則,
解得,即點(diǎn)在直線上;
(ⅱ)由圖可知,,即,所以點(diǎn)在以為直徑的圓上,
設(shè),則,所以,即.
故直線的方程為,
直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,得,解得,
所以,所以,故.
15.(2024·浙江溫州·二模)已知直線與橢圓交于兩點(diǎn),是橢圓上一動點(diǎn)(不同于),記分別為直線的斜率,且滿足.
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo)(用表示);
(2)求的取值范圍.
【答案】(1)或();
(2).
【分析】(1)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),利用點(diǎn)差法求得,再聯(lián)立直線與橢圓方程求解即得.
(2)利用(1)的結(jié)論求出,再借助基本不等式求出范圍即可.
【詳解】(1)依題意,點(diǎn)A、B關(guān)于原點(diǎn)對稱,設(shè),則,
則,兩式相減得,于是,
由,整理得,解得或,
用代替上述坐標(biāo)中的k,得或().
(2)由(1)得,,
,
,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,
顯然,所以,即的取值范圍是.
16.(2024·浙江寧波·二模)在平面直角坐標(biāo)系中,定義為兩點(diǎn)間的“曼哈頓距離”.已知橢圓,點(diǎn)在橢圓上,軸.點(diǎn)滿足.若直線與的交點(diǎn)在軸上,則的最大值為 .
【答案】
【分析】先根據(jù)條件找出坐標(biāo)的關(guān)系,結(jié)合三角換元可得答案.
【詳解】設(shè),由題意,;
不妨設(shè)點(diǎn)位于第一象限,由可得,
設(shè)直線與的交點(diǎn)為,則有,;
,
由可得,整理得①;
,
由可得,整理得②;
聯(lián)立①②可得,由題意,所以,
由橢圓的對稱性可知,
,
因?yàn)椋O(shè),,
,其中;
所以當(dāng)時,取到最大值.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題求解的關(guān)鍵有三個:一是理解新定義的含義;二是根據(jù)條件找出坐標(biāo)的關(guān)系;三是借助三角函數(shù)求解最值.
17.(2024·浙江·二模)已知橢圓的左頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)B,焦距為,直線l交橢圓L于C,D(不同于橢圓的頂點(diǎn))兩點(diǎn),直線AD交y軸于M,直線BC交x軸于N,且直線MN交l于P.
(1)求橢圓L的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線AD,BC的斜率相等,證明:點(diǎn)P在一條定直線上運(yùn)動.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)由頂點(diǎn)坐標(biāo)和焦距可求出橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線AD,BC的斜率為k,聯(lián)立直線和橢圓方程,得到聯(lián)立直線和橢圓方程由于,所以,可得點(diǎn),利用消元法可得點(diǎn)P的軌跡方程,即可得證.
【詳解】(1)由已知得:,所以,所以橢圓
(2)設(shè)直線的斜率為.
則直線,直線,得
聯(lián)立得,易知.
由,得,于是.
同理:
由于,所以,即,得①,
同理②,
由①②得,
故點(diǎn)在直線上運(yùn)動.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是設(shè)出直線的方程,聯(lián)立直線方程和橢圓方程,得到點(diǎn)的坐標(biāo),從而得解.
雙曲線
18.(23-24高三下·山東菏澤·階段練習(xí))雙曲線的漸近線方程為,則( )
A.B.C.D.2
【答案】D
【分析】借助漸近線的定義計算即可得.
【詳解】由題意可得,又,故.
故選:D.
19.(2024·浙江·二模)雙曲線的離心率e的可能取值為( )
A.B.C.D.2
【答案】A
【分析】由題得到或,再利用離心率,即可求出結(jié)果.
【詳解】由,得到或,
當(dāng)時,,
當(dāng),雙曲線,,
所以,
故選:A.
20.(2024·浙江溫州·二模)已知,分別是雙曲線與拋物線的公共點(diǎn)和公共焦點(diǎn),直線傾斜角為,則雙曲線的離心率為 .
【答案】或
【分析】
由題意,根據(jù)直線傾斜角為得直線的方程為,聯(lián)立得點(diǎn)坐標(biāo),代入雙曲線方程即可得離心率.
【詳解】
因?yàn)闉殡p曲線與拋物線的公共焦點(diǎn),
所以,故,
因直線傾斜角為,故直線的斜率為,直線的方程為,
聯(lián)立,得,即,
得或,
當(dāng)時,,代入得,
又因,,得,
解得,又因,得
當(dāng)時,,代入得,
又因,,得,
解得,又因,得
故答案為:或.
21.(2024·浙江臺州·二模)設(shè),是雙曲線:的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)分別在雙曲線的左、右兩支上,且滿足,,則雙曲線的離心率為( )
A.2B.C.D.
【答案】B
【分析】設(shè)與的交點(diǎn)為,,進(jìn)而根據(jù)下向量關(guān)系得,再結(jié)合雙曲線的性質(zhì)即可得,,進(jìn)而結(jié)合余弦定理求得,最后在中利用余弦定理求得,進(jìn)而可得答案.
【詳解】解:如圖,設(shè)與的交點(diǎn)為,,
因?yàn)?,所以?br>所以,由雙曲線的定義可知:,,
因?yàn)椋裕?br>所以,,
所以,,
所以,在中,,
所以 ,由余弦定理有:,
代入,,,整理得,
解得,(舍),
所以,,,,
所以,在中,由余弦定理有:,
代入數(shù)據(jù)整理得:,
所以,雙曲線的離心率為:.
故選:B
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解題的關(guān)鍵在于利用向量的關(guān)系得到,進(jìn)而在中結(jié)合余弦定理求得.
22.(2024·浙江紹興·二模)已知點(diǎn)A,B,C都在雙曲線:上,且點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對稱,.過A作垂直于x軸的直線分別交,于點(diǎn)M,N.若,則雙曲線的離心率是( )
A.B.C.2D.
【答案】B
【分析】設(shè),由且軸得,注意到,也就是,而,,即,由此結(jié)合離心率公式即可求解.
【詳解】
不妨設(shè),由且軸,
所以,所以,
從而,即,
設(shè)點(diǎn),且它在雙曲線上,
,
即,其中,,
從而,.
故選:B.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:關(guān)鍵是得到,,,由此即可順利得解.
23.(2024·浙江紹興·二模)在平面直角坐標(biāo)系中,動點(diǎn)()與定點(diǎn)的距離和到直線:的距離之比是常數(shù).
(1)求動點(diǎn)的軌跡方程;
(2)記動點(diǎn)的軌跡為曲線,過點(diǎn)的直線與曲線交于兩點(diǎn),直線與曲線的另一個交點(diǎn)為.
(i)求的值;
(ii)記面積為,面積為,面積為,試問是否為定值,若是,求出該定值;若不是,請說明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)是,3
【分析】(1)根據(jù)題意列出方程,化簡,即可求得答案;
(2)(i)設(shè),,,設(shè)直線方程為,聯(lián)立曲線C的方程,可得根與系數(shù)關(guān)系式,同理設(shè)直線方程為,化簡可得,即可求得答案;(ii)分別求出,的表達(dá)式,即可得到的表達(dá)式,化簡即可得結(jié)論.
【詳解】(1)由題意可知,,
化簡得,于是,動點(diǎn)的軌跡方程為.
(2)(i)設(shè),,,不妨假設(shè)在第一象限,
則E在第四象限,
由題意知的斜率存在且不為0,
設(shè)直線方程為,代入可得,
需滿足,所以,
,直線方程為,代入,
可得,,則,
因?yàn)椋?,所以?br>即.
同理,,,即,所以,則關(guān)于x軸對稱,
所以;
(ii).
所以,.
綜上,為定值.
【點(diǎn)睛】易錯點(diǎn)點(diǎn)睛:解答此類直線和圓錐曲線的位置關(guān)系類題目,綜合性較強(qiáng),難度較大,容易出錯的地方在于復(fù)雜的計算,并且基本都是字母參數(shù)的運(yùn)算,因此要求計算時要十分細(xì)心.
24.(2024·浙江·二模)已知雙曲線左右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)在雙曲線上,且點(diǎn)到雙曲線兩條漸近線的距離乘積為,過分別作兩條斜率存在且互相垂直的直線,,已知與雙曲線左支交于,兩點(diǎn),與左右兩支分別交于,兩點(diǎn).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若線段,的中點(diǎn)分別為,,求證:直線恒過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)證明見解析,
【分析】(1)根據(jù)題意,列出的方程組求出得解;
(2)設(shè)直線的方程為,可得的方程,分別與雙曲線方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理求出點(diǎn)的坐標(biāo),表示直線的方程,令求得是定值.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的兩漸近線方程分別為,,
點(diǎn)到雙曲線兩漸近線的距離乘積為,
由題意可得:,解得,,
所以雙曲線的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,
由,互相垂直得的方程,
聯(lián)立方程得,消得,
成立,所以,,
所以點(diǎn)坐標(biāo)為,
聯(lián)立方程得,所以,,
所以點(diǎn)坐標(biāo)為,
根據(jù)對稱性判斷知定點(diǎn)在軸上,
直線的方程為,
則當(dāng)時,,
所以直線恒過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問的關(guān)鍵是采用設(shè)線法再聯(lián)立雙曲線方程從而解出點(diǎn)的坐標(biāo),再得到直線的方程,最后令即可得到其定點(diǎn)坐標(biāo).
25.(2024·浙江嘉興·二模)已知雙曲線的虛軸長為4,漸近線方程為.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過右焦點(diǎn)的直線與雙曲線的左?右兩支分別交于點(diǎn),點(diǎn)是線段的中點(diǎn),過點(diǎn)且與垂直的直線交直線于點(diǎn),點(diǎn)滿足,求四邊形面積的最小值.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)由雙曲線的性質(zhì)求出即可;
(2)設(shè)直線,直曲聯(lián)立,把坐標(biāo)結(jié)合韋達(dá)定理用表示出來,利用由三點(diǎn)共線和解得,然后由弦長公式和點(diǎn)到直線的距離表示出四邊形的面積,令,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)后分析單調(diào)性,得到最值.
【詳解】(1)由題意可知,
又浙近線方程為,所以,
易知雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
設(shè),聯(lián)立方程得,
且,
由三點(diǎn)共線得①,
由得,即②,
由①②解得.
由可知,四邊形是平行四邊形,所以,
,
,
所以,
令,則,
令,則,
所以在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,所以,
所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求雙曲線等圓錐曲線內(nèi)四邊形面積時常用韋達(dá)定理結(jié)合弦長公式表示,求面積的最值時常構(gòu)造函數(shù)求導(dǎo)分析.
26.(2024·浙江寧波·二模)已知雙曲線,上頂點(diǎn)為,直線與雙曲線的兩支分別交于兩點(diǎn)(在第一象限),與軸交于點(diǎn).設(shè)直線的傾斜角分別為.
(1)若,
(i)若,求;
(ii)求證:為定值;
(2)若,直線與軸交于點(diǎn),求與的外接圓半徑之比的最大值.
【答案】(1)(i);(ii)證明見解析.
(2)2
【分析】(1)(i)先求直線的方程,聯(lián)立雙曲線方程求得點(diǎn)的坐標(biāo),求直線斜率,進(jìn)而求解即可;(ii)法1,設(shè)直線的方程為形式,并聯(lián)立雙曲線方程,求直線的斜率的斜率和,進(jìn)而得證為定值;法2,設(shè)直線的方程為形式,并聯(lián)立雙曲線方程,求直線的斜率的斜率和,進(jìn)而得證為定值;
(2)先對直線、斜率不存在的情形進(jìn)行驗(yàn)證;法1:和均存在時,設(shè),求得,從而得到與的外接圓半徑之比的最大值;法2,和均存在時,由三點(diǎn)共線可得,求得的值和,從而得到與的外接圓半徑之比的最大值;法3,若和均存在,設(shè),則,得到,求得,從而得到與的外接圓半徑之比的最大值.
【詳解】(1)(i),所以直線.
直線與聯(lián)立可得,解得或,所以.
所以,所以;
(ii)法1:①直線斜率存在時,可設(shè)直線的方程為,設(shè)
由得
所以.
當(dāng)時,由(i)可得;
當(dāng)時,設(shè)的斜率分別為.
.
所以,
.
所以.
因?yàn)樵诘谝幌笙?,所以,所以,所?
②直線斜率不存在時,可得,
可得,
所以,同理可得.
綜上可得,為定值,得證.
法2:①時,由(i)可得;
②時,設(shè)的斜率分別為.
設(shè),由在直線上可得.
與聯(lián)立可得,
即,
所以就是方程的兩根.
所以,
,
因?yàn)樵诘谝幌笙?,所以,所以,所?
綜上可得,為定值,得證.
(2)由(1)可得時,.
①不存在,則,由①(i)可得,所以,
所以.
②不存在,則,則,
此時,由圖可得.
③法1:若和均存在,設(shè),則
與雙曲線聯(lián)立可得.
所以.
所以,
所以.
設(shè)與的外接圓半徑分別為,
從而.等號當(dāng)且僅當(dāng)時取到.
所以與的外接圓半徑之比的最大值為2.
法2:若和均存在,設(shè),則.
由三點(diǎn)共線可得.
所以,所以.
所以
.
所以,所以.
設(shè)與的外接圓半徑分別為,
從而.等號當(dāng)且僅當(dāng)時取到.
所以與的外接圓半徑之比的最大值為2.
法3:若和均存在,設(shè),則,
則.
記直線的傾斜角為,則,所以
所以.
設(shè)與的外接圓半徑分別為,
從而.等號當(dāng)且僅當(dāng)時取到.
所以與的外接圓半徑之比的最大值為2.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;
(3)列出韋達(dá)定理;
(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;
(5)代入韋達(dá)定理求解.
拋物線
27.(2024·浙江·二模)拋物線的焦準(zhǔn)距是( )
A.B.C.3D.6
【答案】A
【分析】根據(jù)拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程求出即可得解.
【詳解】化為標(biāo)準(zhǔn)方程為,
所以,,
即焦點(diǎn)與準(zhǔn)線的距離為,
故選:A
28.(2024·浙江麗水·二模)已知拋物線,點(diǎn)在拋物線上,且在軸上方,和在軸下方(在左側(cè)),關(guān)于軸對稱,直線交軸于點(diǎn),延長線段交軸于點(diǎn),連接.
(1)證明:為定值(為坐標(biāo)原點(diǎn));
(2)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,且,求的內(nèi)切圓的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)已知條件作出圖形,設(shè)出直線的方程,與拋物線聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及直線的點(diǎn)斜式方程即可求解;
(2)根據(jù)(1)的結(jié)論及向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示,進(jìn)而得出直線的方程,利用直線的斜率公式及直線的點(diǎn)斜式方程,結(jié)合角平分線的性質(zhì)及圓的標(biāo)準(zhǔn)方程即可求解.
【詳解】(1)設(shè)直線的方程為,則,
由,消去,得,
,
所以,
直線的方程為,化簡得,
令,得,所以
因此.
(2)因?yàn)辄c(diǎn)的橫坐標(biāo)為,由(1)可知,,
設(shè)交拋物線于,,如圖所示
又由(1)知,,同理可得,得,
又,
,
又,
則,
故結(jié)合,得.
所以直線的方程為
又,
則,
所以直線的方程為,
設(shè)圓心,
因?yàn)闉榈钠椒志€,故點(diǎn)到直線和直線的距離相等,
所以,因?yàn)?,解得?br>故圓的半徑,
因此圓的方程為.
29.(2024·浙江紹興·二模)已知拋物線:,直線與拋物線交于兩點(diǎn),過兩點(diǎn)分別作拋物線的兩條切線交于點(diǎn),若為正三角形,則的值為 ( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】可得關(guān)于軸對稱,且軸,則兩條切線的交點(diǎn)在軸上,設(shè),,可設(shè),聯(lián)立拋物線得,從而將代入直線與拋物線,即可得的值.
【詳解】
由題意可得關(guān)于軸對稱,且軸,則兩條切線的交點(diǎn)在軸上,
設(shè),
因?yàn)闉檎切?,不妨取,則,
聯(lián)立,可得,
則,可得,
所以,代入,可得,
又,聯(lián)立解得.
故選:C.
30.(18-19高二下·福建廈門·階段練習(xí))已知拋物線的焦點(diǎn)為F,以F為圓心的圓交于A,B兩點(diǎn),交的準(zhǔn)線于C,D兩點(diǎn),若四邊形ABCD是矩形,則圓的方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】依題意知,圓的圓心坐標(biāo)為,且點(diǎn)為該矩形對角線的交點(diǎn),利用點(diǎn)到直線的距離與點(diǎn)到的距離相等,可求得直線的方程為:,從而可求得 點(diǎn)坐標(biāo),從而可求得圓的半徑,于是可得答案.
【詳解】解:由題可得:拋物線的焦點(diǎn)為 ,
所以圓的圓心坐標(biāo)為,
因?yàn)樗倪呅蜛BCD是矩形,且為 直徑,為直徑,為圓的圓心,
所以點(diǎn)為該矩形對角線的交點(diǎn),
所以點(diǎn)到直線的距離與點(diǎn)到的距離相等,
故點(diǎn)到直線的距離 ,
所以直線的方程為: ,
所以 ,
故圓的半徑 ,
所以圓的方程為.
故選:D
【點(diǎn)睛】本題考查拋物線的簡單性質(zhì),考查圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的確定,分析得到點(diǎn)F為該矩形ABCD的兩條對角線的交點(diǎn)是關(guān)鍵,考查作圖、分析與運(yùn)算能力,屬于中檔題.
31.(2024·浙江杭州·二模)過點(diǎn)的直線與拋物線C:交于兩點(diǎn).拋物線在點(diǎn)處的切線與直線交于點(diǎn),作交于點(diǎn),則( )
A.直線與拋物線C有2個公共點(diǎn)
B.直線恒過定點(diǎn)
C.點(diǎn)的軌跡方程是
D.的最小值為
【答案】BC
【分析】設(shè)出直線的方程為,代入,然后寫出切線方程,結(jié)合韋達(dá)定理可判斷AB;根據(jù)B可得的軌跡方程,從而判斷C;利用弦長公式及點(diǎn)到直線的距離公式表示出,然后利用導(dǎo)數(shù)的知識求出最值進(jìn)而判斷D.
【詳解】設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,消去得,則,
對于A:拋物線在點(diǎn)處的切線為,
當(dāng)時得,即,
所以直線的方程為,整理得,
聯(lián)立,消去的,解得,即直線與拋物線C相切,A錯誤;
對于B:直線的方程為,整理得,此時直線恒過定點(diǎn),B正確;
對于C:又選項(xiàng)B可得點(diǎn)在以線段為直徑的圓上,點(diǎn)除外,故點(diǎn)的軌跡方程是,C正確;
對于D: ,
則,
令,
則,
設(shè),
則,
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
所以,D錯誤.
故選:BC.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:直線與拋物線聯(lián)立問題
第一步:設(shè)直線方程:有的題設(shè)條件已知點(diǎn),而斜率未知;有的題設(shè)條件已知斜率,點(diǎn)不定,都可由點(diǎn)斜式設(shè)出直線方程.
第二步:聯(lián)立方程:把所設(shè)直線方程與拋物線方程聯(lián)立,消去一個元,得到一個一元二次方程.
第三步:求解判別式:計算一元二次方程根的判別式.
第四步:寫出根之間的關(guān)系,由根與系數(shù)的關(guān)系可寫出.
第五步:根據(jù)題設(shè)條件求解問題中的結(jié)論.
32.(2024·浙江嘉興·二模)拋物線有如下光學(xué)性質(zhì):由其焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)拋物線反射后,沿平行于拋物線對稱軸的方向射出;反之,平行于拋物線對稱軸的入射光線經(jīng)拋物線反射后必過拋物線的焦點(diǎn).如圖,已知拋物線的準(zhǔn)線為為坐標(biāo)原點(diǎn),在軸上方有兩束平行于軸的入射光線和,分別經(jīng)上的點(diǎn)和點(diǎn)反射后,再經(jīng)上相應(yīng)的點(diǎn)和點(diǎn)反射,最后沿直線和射出,且與之間的距離等于與之間的距離.則下列說法中正確的是( )
A.若直線與準(zhǔn)線相交于點(diǎn),則三點(diǎn)共線
B.若直線與準(zhǔn)線相交于點(diǎn),則平分
C.
D.若直線的方程為,則
【答案】ACD
【分析】對A,設(shè)直線,與拋物線聯(lián)立,可得,驗(yàn)證得解;對B,假設(shè),又由拋物線定義得,可得,即,這與和相交于A點(diǎn)矛盾,可判斷;對C,結(jié)合A選項(xiàng)有,,根據(jù),運(yùn)算可得解;對D,可求得點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而求出,利用向量夾角公式運(yùn)算得解.
【詳解】對于選項(xiàng)A,因?yàn)橹本€經(jīng)過焦點(diǎn),設(shè),,直線,
與拋物線聯(lián)立得,,
由題意得,,
所以,
即三點(diǎn)共線,故A正確;
對于選項(xiàng)B,假設(shè),又,
所以,所以,這與和相交于A點(diǎn)矛盾,故B錯誤;
對于選項(xiàng)C,與距離等于與距離,又結(jié)合A選項(xiàng),則,
所以,故C正確;
對于選項(xiàng)D,由題意可得,,
,
,
,故D正確.
故選:ACD.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:A選項(xiàng),判斷三點(diǎn)共線,即轉(zhuǎn)化為驗(yàn)證,設(shè)出直線的方程與拋物線聯(lián)立,求出點(diǎn)坐標(biāo),表示出的斜率判斷;B選項(xiàng),利用反證法,假設(shè),結(jié)合拋物線定義可得與條件矛盾;C選項(xiàng),根據(jù)題意可得,結(jié)合A選項(xiàng)的結(jié)論可判斷;D選項(xiàng),求出點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而求出,利用向量夾角公式運(yùn)算.
33.(2024·浙江紹興·二模)已知拋物線:的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為2,過點(diǎn)作直線交于M,N兩點(diǎn),點(diǎn),記直線,的斜率分別為,.
(1)求的方程;
(2)求的值;
(3)設(shè)直線交C于另一點(diǎn)Q,求點(diǎn)B到直線距離的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)由焦準(zhǔn)距的定義求出的值即得;
(2)設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立消元,得到韋達(dá)定理,分別化簡計算和,再整體代入計算即得定值;
(3)設(shè)點(diǎn)表示出直線、、的方程,分別利用過點(diǎn), 過點(diǎn)得出與,與的關(guān)系式,消去,整理得,再與方程比較得出過定點(diǎn),從而得到結(jié)論.
【詳解】(1)因?yàn)榻裹c(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為2,所以,
所以拋物線的方程為.
(2)
如圖,設(shè),,直線的方程為,
由得,所以(*)
由
,將(*)代入整理得:
.
又
,將(*)代入整理得:
所以,.
(3)設(shè),,,
則直線的斜率,
所以直線的方程為,
即.
同理,直線方程為,
直線方程為.
因?yàn)橹本€經(jīng)過,所以,
解得,
因?yàn)橹本€經(jīng)過,所以,
解得,
所以,整理得.
又因?yàn)橹本€的方程為,
所以直線經(jīng)過定點(diǎn),
所以,當(dāng)時,點(diǎn)到直線距離取得最大值為.
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