内容正文:
第八节 直线与圆锥曲线的位置关系
热点命题分析
学科核心素养
直线与圆锥曲线的综合应用问题(特别是一些经典问题,如:定值与定点、最值与取值范围、探索性问题)一直是高考热点问题.常常与向量、圆等知识交汇在一起命题,多以解答题形式出现,难度较大.
本节通过圆锥曲线的综合应用提升数学运算、逻辑推理等核心素养.
授课提示:对应学生用书第190页
知识点一 直线与圆锥曲线的位置关系
判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(或消去x)得到一个关于变量x(或变量y)的一元二次方程,
即消去y,得ax2+bx+c=0.
(1)当a≠0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为Δ,则
Δ>0⇔直线与圆锥曲线C相交;
Δ=0⇔直线与圆锥曲线C相切;
Δ<0⇔直线与圆锥曲线C相离.
(2)当a=0,b≠0时,即得到一个一次方程,则直线l与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.
1.直线与双曲线交于一点时,易误认为直线与双曲线相切,事实上不一定相切,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点.
2.直线与抛物线交于一点时,除直线与抛物线相切外易忽视直线与对称轴平行时也相交于一点.
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: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.
答案:A
2.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
解析:过(0,1)与抛物线y2=4x相切的直线有2条,过(0,1)与对称轴平行的直线有一条,这三条直线与抛物线都只有一个公共点.
答案:C
3.(易错题)直线y=x+3与双曲线-=1的交点个数是( )
A.1 B.2
C.1或2 D.0
解析:因为直线y=x+3与双曲线的渐近线y=x平行,所以它与双曲线只有1个交点.
答案:A
知识点二 弦长公式
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|
= ·.
1.(2023·张掖模拟)过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若A,B两点的横坐标之和为,则|AB|=( )
A. B.
C.5 D.
解析:过抛物线的焦点的弦长公式为|AB|=p+x1+x2.∵p=2,∴|AB|=2+=.
答案:D
2.已知椭圆的方程是x2+2y2-4=0,则以M(1,1)为中点的弦所在直线方程是________.
解析:设过M(1,1)点的方程为y=kx+b,则有k+b=1,即b=1-k,即y=kx+(1-k),联立方程组则有(1+2k2)x2+(4k-4k2)x+(2k2-4k-2)=0,所以=·=1,解得k=-,故b=,所以y=-x+,即x+2y-3=0.
答案:x+2y-3=0
授课提示:对应学生用书第191页
题型一 直线与圆锥曲线的位置关系的判断
1.若直线y=kx+2与抛物线y2=x有一个公共点,则实数k的值为( )
A. B.0
C.或0 D.8或0
解析:由得ky2-y+2=0,若k=0,直线与抛物线有一个交点,则y=2,
若k≠0,则Δ=1-8k=0,∴k=,
综上可知k=0或.
答案:C
2.已知直线y=kx+t与圆x2+(y+1)2=1相切且与抛物线C:x2=4y交于不同的两点M,N,则实数t的取值范围是( )
A.(-∞,-3)∪(0,+∞)
B.(-∞,-2)∪(0,+∞)
C.(-3,0)
D.(-2,0)
解析:因为直线与圆相切,所以=1,即k2=t2+2t.将直线方程代入抛物线方程并整理得x2-4kx-4t=0,于是Δ=16k2+16t=16(t2+2t)+16t>0,解得t>0或t<-3.
答案:A
3.若直线y=kx+2与双曲线x2-y2=6的右支交于不同的两点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:由得(1-k2)x2-4kx-10=0.设直线与双曲线右支交于不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),
则
解得-<k<-1,即k的取值范围是.
答案:D
直线与圆锥曲线位置关系的判定方法
代数法
即联立直线与圆锥曲线方程可得到一个关于x,y的方程组,消去y(或x)得一元方程