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金版教程 高考总复习首选用卷 数学
专题突破练(5) 圆锥曲线定点、定值、最值、范围、探索性问题
一、选择题
1.(2022·黑龙江市哈尔滨三中模拟)已知点P在直线y=x-1上,点Q在曲线x2=2y上,则|PQ|的最小值为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 设与直线y=x-1平行且与抛物线相切的直线为y=x+b,则|PQ|的最小值即为两直线间的距离,由消去y,得x2-2x-2b=0,Δ=4+8b=0,所以b=-,进而可得直线y=x-与直线x-y-1=0的距离为=.故选D.
2.(2022·辽宁沈阳三模)已知椭圆C:x2+4y2=m(m>0)的两个焦点分别为F1,F2,点P是椭圆上一点,若·的最小值为-1,则·的最大值为( )
A.4 B.2
C. D.
答案 D
解析 设P(x0,y0),由C:x2+4y2=m(m>0)可知F1,F2,∴=,=,∴·=-+x+y=-+(4x+m-x)=-m,∵-≤x0≤,∴当x0=0时,·的最小值为-m=-1,解得m=2.当x0=±时,·的最大值为×2-1=.
3.(2022·成都模拟)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),又点N.若双曲线C左支上的任意一点M均满足|MF2|+|MN|>4b,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A.
B.(,)
C.∪(,+∞)
D.(1,)∪(,+∞)
答案 C
解析 由双曲线的定义知|MF2|-|MF1|=2a,所以|MF2|=|MF1|+2a,则|MF2|+|MN|>4b恒成立,即|MF1|+|MN|+2a>4b恒成立,即|MF1|+|MN|>4b-2a恒成立,则(|MF1|+|MN|)min>4b-2a成立.由平面几何知识知,当MF1⊥x轴时,|MF1|+|MN|取得最小值,所以>4b-2a,即3-8·+4>0,解得0<<或>2.又e==,所以e∈∪(,+∞).故选C.
4.(多选)(2022·山东德州模拟)已知双曲线C:-y2=1(a>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P为双曲线C右支上的动点,过P作两渐近线的垂线,垂足分别为A,B.若圆(x-2)2+y2=1与双曲线C的渐近线相切,则( )
A.双曲线C的离心率e=
B.当点P异于顶点时,△PF1F2的内切圆的圆心总在直线x=上
C.|PA||PB|为定值
D.|AB|的最小值为
答案 ABD
解析 对于A,双曲线的渐近线方程是x±ay=0,圆(x-2)2+y2=1的圆心是(2,0),半径是1,则=1,解得a=(-舍去),又b=1,所以c==2,离心率为e===,故A正确;对于B,设△PF1F2的内切圆与x轴相切于点M,由圆的切线性质知|F1M|-|F2M|=2a,所以xM=a,因此内心I在直线x=a,即直线x=上,故B正确;对于C,设P(x0,y0),则-y=1,x-3y=3,渐近线方程是x±y=0,则|PA|=,|PB|=,|PA||PB|==为常数,故C错误;对于D,由已知,OA的方程是y=x,倾斜角为,所以∠AOB=,∠APB=,|AB|=
≥=,当且仅当|PA|=|PB|时等号成立,故D正确.故选ABD.
5.(多选)(2022·河北沧州模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与圆E:x2+y2-2x=0的圆心重合,直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,且满足·=0(其中O为坐标原点且A,B均不与O重合),则( )
A.x1x2=16,y1y2=-16
B.直线l恒过定点(4,0)
C.AB中点的轨迹方程为y2=2x-4
D.△AOB面积的最小值为16
答案 ABD
解析 圆E:x2+y2-2x=0可化为(x-1)2+y2=1,则E(1,0),半径r=1,∴抛物线的焦点为E(1,0),∴=1,p=2,∴抛物线C的方程为y2=4x,由题可知直线l的斜率若存在,则斜率不为0,故设l的方程为x=ty+n,由得y2-4ty-4n=0,则Δ=16t2+16n>0,即t2+n>0,∴y1+y2=4t,y1y2=-4n,则·=x1x2+y1y2=+y1y2=n2-4n=0,解得n=4或n=0(舍去,否则直线l过原点),∴y1y2=-16,x1x2==16,故A正确;直线l的方程为x=ty+4,恒过定点(4,0),故B正确;设AB的中点为M(x,y),则y==2t,x=ty+4=2t2+4,消去参数t,得y2=2x-8,故C错误;|AB|=|y1-y2|===4,原点O到直线AB的距离为d==,∴S△AOB=|AB|d=8,∴当t=0时,S△AOB=16为最小值,故D正确.故选ABD.
二、填空题
6.已知P是双曲线C:-y2=1右支上一点,直线l是双曲线的一条渐近线,P在l上的射影