内容正文:
第8节 直线与圆锥曲线的位置关系
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核心素养
考情聚焦
1.掌握解决直线与椭圆、抛物线的位置关系的思想方法.
2.了解圆锥曲线的简单应用.
3.理解数形结合的思想
1.直线与圆锥曲线的位置关系的判定与应用,达成直观想象和数学运算的素养.
2.根据直线与圆锥曲线的位置求参数,增强逻辑推理和数学运算的素养.
3.弦长问题与中点弦问题的研究,提升逻辑推理和数学运算的素养
直线与圆锥曲线的位置关系一直是高考的热点,考查知识有直线与椭圆、抛物线相交,涉及弦长、中点、面积、对称性等问题.题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度不小,属中高档题型,做题时要充分利用函数与方程思想、转化与化归思想、数形结合等数学思想的运用
[必备知识]
直线与圆锥曲线的位置关系的判定
(1)代数法:把圆锥曲线方程与直线方程联立消去y,整理得到关于x的方程ax2+bx+c=0.
方程ax2+bx+c=0的解
l与C1
的交点
a=0
b=0
无解(含l是双曲线的渐近线)
无公共点
b≠0
有一解(含l与抛物线的对称轴平行或与双曲线的渐近线平行)
一个交点
a≠0
Δ>0
两个 不等 的解
两个交点
Δ=0
两个相等的解
一个切点
Δ<0
无实数解
无公共点
(2)几何法:在同一直角坐标系中画出圆锥曲线和直线,利用图像和性质可判定直线与圆锥曲线的位置关系.
1.直线与圆锥曲线的相交弦长问题
设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=|x1-x2|=·=·|y1-y2|= ·.特别,若直线过抛物线的焦点,则弦长|AB|=x1+x2+p=(α为弦AB的倾斜角).
2.中点弦的重要结论
AB为椭圆+=1(a>b>0)的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x0,y0).
(1)斜率:k=-.
(2)弦AB的斜率与弦中点M和椭圆中心O的连线的斜率之积为定值-.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)直线与双曲线有且只有一个公共点,则判别式Δ=0.( )
(2)经过抛物线上一点有且只有一条直线与抛物线有一个公共点.( )
(3)过抛物线内一点只有一条直线与抛物线有且只有一个公共点.( )
(4)直线y=kx+1与椭圆+=1恒有两个公共点.( )
(5)直线与椭圆有且只有一个公共点,则其判别式Δ=0.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
[小题查验]
1.直线y=kx-k+1与椭圆+=1的位置关系为( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不确定
解析:A [直线y=kx-k+1=k(x-1)+1恒过定点(1,1),又点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.]
2.(多选题)(2022·广州模拟)若椭圆C:+=1(b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,则下列选项中b的取值,能使以F1F2为直径的圆与椭圆C有公共点的有( )
A.b= B.b=
C.b=2 D.b=
解析:ABC [由题意得,0<b<3,以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=c2,由该圆与椭圆有公共点,得c≥b,即c2≥b2,即9-b2≥b2,解得0<b≤,结合选项可知,A,B,C满足题意.故选ABC.]
3.若直线y=kx与双曲线-=1相交,则k的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.∪
解析:C [双曲线-=1的渐近线方程为y=±x,若直线与双曲线相交,数形结合,得k∈.]
4.已知与向量v=(1,0)平行的直线l与双曲线-y2=1相交于A,B两点,则|AB|的最小值为 ________ .
解析:由题意可设直线l的方程为y=m,
代入-y2=1得x2=4(1+m2),
所以x1==2,
x2=-2,
所以|AB|=|x1-x2|=4≥4,
即当m=0时,|AB|有最小值4.
答案:4
5.(2022·新高考Ⅱ卷,16)已知直线l与椭圆+=1在第一象限交于A,B两点,l与x轴、y轴分别交于M,N两点,且|MA|=|NB|,|MN|=2,则l的方程为 ________ .
解析:取AB的中点为E,因为|MA|=|NB|,所以|ME|=|NE|,设A(x1,y1),B(x2,y2),可得×==
=-,即kOE·kAB===-.设直线AB:y=kx+m,k<0,m>0,令x=0,
y=m,令y=0,x=-,所以E,所以k×=-k2=-,k=-,又∵|MN|=2,即|MN|==2,即m2+2m2=12,m=2,所以直线AB:y=-x+2,
即x+y-2=0.
答案:x+y-