专题10: 圆锥曲线(九大易错点通关训练) -2025届高三数学满分冲刺【基础提升练+易错题型练+综合热点练】 上海专用
|
2份
|
63页
|
1269人阅读
|
46人下载
内容正文:
2025年上海高考数学满分冲刺易错题型专项训练(十)
圆锥曲线
易错点01:忽略圆锥曲线定义中的限制条件
注意:椭圆的定义:平面内与两个定点的距离的和等于常数(大于);
双曲线的定义:面内与两个定点的距离的差的绝对值等于常数(小于);
平面内到两个定点的距离之差等于定长的点的轨迹不是双曲线;当定长时,表示的只是双曲线的一支
忽略圆锥曲线几何性质致错;有关椭圆方程求参数范围问题忽略分母不等致错
【例1】(2023秋·上海浦东新·高三校考期末)若平面内到两定点的距离差的绝对值为常数的点的轨迹存在,则该轨迹可以是_________
(1)椭圆;(2)双曲线;(3)抛物线;(4)两条射线;(5)一条直线.
【例2】椭圆的焦距为6,求m的值。
【例3】已知P在椭圆+y2=1上,A(0,4),则|PA|的最大值为( )
A. B. C.5 D.2
【跟踪训练】
1.下列说法正确的个数是( )
①动点满足,则P的轨迹是椭圆
②动点满足,则P的轨迹是双曲线
③动点满足到y轴的距离比到的距离小1,则P的轨迹是抛物线
④动点满足,则P的轨迹是圆和一条直线( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(多选)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为双曲线
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为圆
3.若椭圆的中心为原点,过椭圆的焦点F(-2,0)的直线l与椭圆交于A,B两点,已知AB的中点为M,则椭圆的长轴长为( )
A.2 B.4
C. D.
4.若点F1,F2依次为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,且|F1F2|=6,B1(0,-b),B2(0,b).若双曲线C上存在点P,使得·=-2,则实数b的取值范围为_______.
5.若方程+=1表示椭圆,则实数k的取值范围为( )
A.(5,7) B.(5,6) C.(6,7) D.(5,6)∪(6,7)
易错点02:忽略圆锥曲线焦点的位置
注意:在中心为原点的前提下,需要确定焦点在哪个坐标轴上
【例4】椭圆关于坐标轴对称,焦距为,离心率等于,则椭圆的标准方程为_________.
【例5】以坐标原点为对称中心,两坐标轴为对称轴的双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则双曲线的离心率为__________.
【例6】已知椭圆的离心率为,则( )
A.2 B. C.4或 D.或2
【跟踪训练】
1..若直线x-2y+2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+y2=1或+=1 D.以上答案都不对
3.若顶点在原点的抛物线经过点(-2,1),(1,2),(4,4)中的2个,则该抛物线的标准方程为_______.
4.已知双曲线,则“”是“双曲线的离心率为”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
易错点03:求离心率范围时忽略离心率本身范围
【例7】已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),焦距为2c,直线l:y=x与椭圆C相交于A,B两点,若|AB|=2c,则椭圆C的离心率为________.
【例8】在平面直角坐标系中,已知双曲线左、右顶点为A,B,若该双曲线上存在点P,使得的斜率之和为1,则该双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,直线()与轴交于点,若A为右支上的一点,且,则的离心率的取值范围为______.
2.设分别为椭圆的左、右焦点,在椭圆上运动时,至少有两个位置使得,则椭圆C的离心率范围是 .
3.已知圆(x-1)2+y2=的一条切线y=kx与双曲线C:-=1(a>0,b>0)有两个交点,则双曲线C的离心率的取值范围是( )
A.(1,) B.(4,+∞)
C.(,+∞) D.(2,+∞)
4.双曲线-=1 (a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P为双曲线上一点,且|PF1|=2|PF2|,
则双曲线离心率的取值范围为________.
易错点04:求轨迹方程对隐含条件挖掘不全致错
【例9】已知点是椭圆的一个焦点,且椭圆经过,两点,则椭圆的另一个焦点的轨迹方程为 .
【例10】已知平面直角坐标系中、.若A为动点且满足,则动点的轨迹方程为 .
【跟踪训练】
1.已知△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是( )
A.+=1(x≠0) B.+=1(x≠0)
C.+=1(x≠0) D.+=1
2.若Rt△ABC的斜边为AB,点A(-2,0),B(4,0), 则点C满足的方程为________.
3.已知点M,N,直线PM,PN的斜率乘积为-,P点的轨迹为曲线C.则曲线C的方程为________.
4.已知点F1(-5,0),F2(5,0),动点P满足|PF1|-|PF2|=2a,当a为3和5时,点P的轨迹分别是( )
A.双曲线的右支 B.双曲线和一条射线
C.双曲线的一支和一条直线 D.双曲线的一支和一条射线
5.在平面直角坐标系中,已知的顶点,其内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
6.一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
易错点05:直线与圆锥曲线的位置关系考虑不全出错
【例11】过点P(3,1)作直线l与抛物线y2=-4x只有一个交点,这样的直线l有________条( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【跟踪训练】
1.若直线与双曲线恰好有一个交点,则直线的斜率的所有可能值为 .
2.设直线与椭圆相交于、两点,当变化时,线段的中点所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知直线l:y=2x+m,椭圆C:+=1.试求当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个不同的公共点;
(2)有且只有一个公共点.
易错点06:直线与圆锥曲线的位置关系忽略判别式致错
注意:用点差法求直线方程时,只是承认了直线与曲线相交,而事实上,存在不相交的可能,所以在求出直线方程后,应利用判别式判断直线与曲线是否相交.
【例12】(多选)已知点,,曲线C上存在M点,满足,则曲线C可以是( )
A. B.
C. D.
【例13】给定椭圆方程,经过点,能否作直线m,使m与所给椭圆交于两点,且B是的中点,若果存在这样的直线m,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
【错解】假设直线m存在,则直线m不垂直于x轴,可设直线方程为,
设的坐标分别为,则,两式相减可得:,因为B是的中点,所以,,所以直线m的方程为
【跟踪训练】
1.若直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两个不同的点,抛物线的焦点为F,且|AF|,3,|BF|成等差数列,则k=( )
A.±1 B.1- C.1± D.1+
2.已知双曲线x2-=1,过点B(1,1)能否作直线m,使m与已知双曲线交于Q1,Q2两点,且B是线段Q1Q2的中点?这样的直线m如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
易错点07:设直线的点斜式或斜截式方程忽略判断斜率是否存在
【例14】直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),且与C交于A,B两点,则p=_______,+=________.
【例15】若过点Q的直线l交椭圆C:+y2=1.于A,B两点,证明:+为定值.
【跟踪训练】
1.已知F为抛物线的焦点,O为坐标原点,过点的直线与抛物线交于A,B两点,且满足.
(1)求的值;
(2)若,求直线AB的方程.
2.已知椭圆,四点中恰有三点在上.
(1)求的方程;
(2)若圆的切线与交于点,证明:.
3.若直线l与椭圆C:+=1.交于A,B两点,且|+|=|-|,求证:直线l与某个定圆E相切,并求出定圆E的方程.
易错点08:求与抛物线有关的最值问题是忽视定点位置
注意:求与抛物线有关的最值问题,定点的位置尤为重要,处理不当就会出错
【例15】是抛物线的焦点,点,为抛物线上一点,到直线的距离为,则的最小值是( )
A. B. C.3 D.
【跟踪训练】
1.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一个动点,为圆上一个动点,则的最大值为
2.设,分别为椭圆()的左,右焦点,为内一点,为上任意一点,若的最小值为,则的方程为 .
3.已知抛物线:,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
易错点09:混淆“焦点弦”和“非焦点弦”
【例17】设为抛物线:的焦点,过且斜率为1的直线交抛物线于,两点,则( )
A.10 B.8 C.6 D.
【例18】直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于、两点.若,则( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.已知抛物线,直线与抛物线交于,两点,分别过,两点作抛物线准线的垂线,,垂足分别是,,下列说法正确的是( ).
A.直线过抛物线的焦点
B.当时,,两点横坐标的和为5
C.当时,直线截抛物线所得的弦长为8
D.以为直径的圆与直线相切
2.设为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且与交于,两点,若直线为的准线,则( )
A. B.
C.以为直径的圆与相切 D.为等腰三角形
3.已知为坐标原点,直线与抛物线相交于两点,则的面积为 .
4.已知抛物线上的点到焦点的距离为4.
(1)求的值;
(2)过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于,两点,且,求直线的方程.
一、选择题
1.已知点,,动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.不存在
2.动点满足方程,则点的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
3.若方程所表示的曲线为C,则下面四个命题中正确的是( )
A.若1<t<5,则C为椭图
B.若t<1.则C为双曲线
C.若C为双曲线,则焦距为4
D.若C为焦点在y轴上的椭圆,则3<t<5
4.已知,,若圆上存在点P,使得,则实数r的取值范围是( )
A.[3,5] B.(0,5] C.[4,5] D.[16,25]
5.已知双曲线,,为坐标原点,为双曲线上任意一点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
6.若直线y=kx+1与椭圆+=1总有公共点,则m的取值范围是( )
A.+∞) B.(0,+∞)
C.(0,1)∪(1,5) D.[1,5)∪(5,+∞)
7.求长轴长是短轴长的倍,且过点的椭圆的标准方程( )
A. B.
C.或 D.
8.已知焦点在x轴上的椭圆C:上顶点A与右顶点C连线与过下顶点B和右焦点F的直线交于点P,若∠APB为钝角,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.已知椭圆C:+=1(a>b>0),直线y=x与椭圆相交于A,B两点,若椭圆上存在异于A,B两点的点P使得kPA·kPB∈,则离心率e的取值范围为( )
A. B.
C. D.
10.若两数1、9的等差中项是a, 等比中项是b, 则曲线的离心率为( )
A.或 B.或 C. D.
11.设定点,,动点满足条件,则动点P的轨迹是
A. 椭圆 B. 线段
C. 不存在 D. 椭圆或线段或不存在
12.过点且与抛物线恰有一个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
二、填空题
13.写出符合下列两个条件的一个双曲线的标准方程为 .
①实轴长为4;②渐近线方程为
14.设,是椭圆与双曲线的公共焦点,曲线,在第一象限内交于点,,若椭圆的离心率,则双曲线的离心率的范围是 .
15.如图,我们把由半椭圆和半椭圆合成的曲线称作“果圆”.,,是相应半椭圆的焦点,则的周长为______,直线与“果圆”交于,两点,且中点为,点的轨迹方程为______.
16.已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2外切,则动圆圆心M的轨迹方程为________.
17.直线与双曲线的右支只有一个公共点,则的取值范围为 .
18.双曲线与直线的公共点个数 ;
19在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线,直线l过抛物线的焦点,直线l与抛物线交于A,B两点,弦AB长为8,则直线l的方程为________.
20.(2022春·上海普陀·高二校考期中)过椭圆的中心的直线与椭圆交于两点,是椭圆的右焦点,则的面积的最大值为__.
21.已知直线过圆的圆心,且与圆相交于,两点,为椭圆上一个动点,则的最大值与最小值之和为 .
22.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则面积的最大值为 .
三、解答题
23.已知圆 ,过点的直线与圆交于两点,过点作的平行线交直线于点.
(1)求点的轨迹的方程;
24.已知椭圆的右焦点为F,且经过点,过F的直线与椭圆E交于C,D两点,当轴时,.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)椭圆E的右顶点为A,若椭圆上的存在两点P,Q,且使成立,证明直线PQ过定点.
25.已知椭圆的上、下顶点分别为,点是椭圆上异于的动点,记分别为直线的斜率.点满足.
(1)证明:是定值,并求出该定值;
(2)求动点的轨迹方程.
26.已知曲线C上的每一个点到的距离减去它到y轴的距离的差都是2.
(1)求曲线C的方程;
(2)过F作直线交曲线C于A、B两点,点,求△ABD面积的最小值.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
2025年上海高考数学满分冲刺易错题型专项训练(十)
圆锥曲线
易错点01:忽略圆锥曲线定义中的限制条件
注意:椭圆的定义:平面内与两个定点的距离的和等于常数(大于);
双曲线的定义:面内与两个定点的距离的差的绝对值等于常数(小于);
平面内到两个定点的距离之差等于定长的点的轨迹不是双曲线;当定长时,表示的只是双曲线的一支
忽略圆锥曲线几何性质致错;有关椭圆方程求参数范围问题忽略分母不等致错
【例1】(2023秋·上海浦东新·高三校考期末)若平面内到两定点的距离差的绝对值为常数的点的轨迹存在,则该轨迹可以是_________
(1)椭圆;(2)双曲线;(3)抛物线;(4)两条射线;(5)一条直线.
【答案】(2)(4)(5)
【分析】设两定点分别为、,动点为,则为定值.分、、三种情况讨论,分析出三种情况下点的轨迹的形状,可得出结论.
【详解】设两定点分别为、,动点为,则为定值.
①若,则,此时点的轨迹为线段的垂直平分线,(5)满足;
②若,则点的轨迹是以、为焦点的双曲线,(2)满足;
③若,则点的轨迹是直线上去除线段(不含端点)的两条射线,(4)满足.
故答案为:(2)(4)(5).
【例2】椭圆的焦距为6,求m的值。
【错解】标准方程为,故.
【错因】因为题设不能确定椭圆的焦点在那个坐标轴上,解出m的值可能有两个。
【正解】(1)当焦点在x轴上时,即
当焦点在x轴上时,即不合题意,故4.
【例3】已知P在椭圆+y2=1上,A(0,4),则|PA|的最大值为( )
A. B. C.5 D.2
【错解】选B 设P(x0,y0),则由题意得+y=1,故x=4(1-y),
所以|PA|2=x+(y0-4)2=4(1-y)+y-8y0+16=-3y-8y0+20=-32+,
所以当y0=-时,|PA|2取得最大值,即|PA|的最大值为 . 故选C.
【错因】忽略了椭圆中,本题中-1≤y0≤1,
【正解】选C 设P(x0,y0),则由题意得+y=1,故x=4(1-y),
所以|PA|2=x+(y0-4)2=4(1-y)+y-8y0+16=-3y-8y0+20=-32+,
又-1≤y0≤1,所以当y0=-1时,|PA|2取得最大值25,即|PA|的最大值为5.
【跟踪训练】
1.下列说法正确的个数是( )
①动点满足,则P的轨迹是椭圆
②动点满足,则P的轨迹是双曲线
③动点满足到y轴的距离比到的距离小1,则P的轨迹是抛物线
④动点满足,则P的轨迹是圆和一条直线( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据椭圆、双曲线、抛物线、直线和圆的知识对四个说法进行分析,从而确定正确答案.
【详解】①,表示点与点的距离和为,
而两点的距离为,所以点轨迹是两点间的线段,①错误.
②,表示点与点的距离和为,
而两点的距离为,,所以点的轨迹是椭圆,②错误.
③,动点满足到y轴的距离比到的距离小1,
当点在y轴左侧或在y轴上时则动点满足到直线的距离和到的距离相等,则P的轨迹是抛物线;
当点在y轴右侧时,此时P的轨迹是射线,③不正确.
④,动点满足,
则或,
表示的是直线在圆外和圆上的部分;
表示一个圆,所以P的轨迹是圆和两条射线,④错误.
所以正确的有0个.
故选:A
2.(多选)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为双曲线
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为圆
【答案】AD
【分析】根据椭圆的定义判断A,根据双曲线的定义判断B,可得,即可判断C,设,由距离公式推出轨迹方程,即可判断D.
【详解】对于A:,则点的轨迹为以、为焦点的椭圆,故A正确;
对于B:,则点的轨迹是以、为焦点双曲线的右支,故B错误;
对于:由,可得,
则点的轨迹是以为直径的圆,故C错误;
对于D:设,由,则,
即,所以点的轨迹为圆,故D正确.
故选:AD.
3.若椭圆的中心为原点,过椭圆的焦点F(-2,0)的直线l与椭圆交于A,B两点,已知AB的中点为M,则椭圆的长轴长为( )
A.2 B.4
C. D.
【错解】选C 由焦点F(-2,0)在x轴上,设椭圆的方程为+=1(a>b>0),
A(x1,y1),B(x2,y2).因为A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上,所以
作差得+=0.(*),因为直线l过M及F(-2,0),且AB的中点为M,
所以x1+x2=-2,y1+y2=1,kl===,代入(*)式,
得+·=+×=0,即b2=a2,
因为c2+b2=a2,c=2,所以a=,故选C.
【错因】忽略椭圆的的长轴长的定义,椭圆的的长轴长为2a,而不是a.
【正解】选D 由焦点F(-2,0)在x轴上,设椭圆的方程为+=1(a>b>0),
A(x1,y1),B(x2,y2).因为A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上,所以
作差得+=0.(*),因为直线l过M及F(-2,0),且AB的中点为M,
所以x1+x2=-2,y1+y2=1,kl===,代入(*)式,
得+·=+×=0,即b2=a2,
因为c2+b2=a2,c=2,所以a=,所以椭圆的长轴长为,故选D.
4.若点F1,F2依次为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,且|F1F2|=6,B1(0,-b),B2(0,b).若双曲线C上存在点P,使得·=-2,则实数b的取值范围为_______.
【错解】设双曲线上的点P(x,y)满足·=-2,即x2+y2=b2-2,
又-=1⇒y2=x2-b2,∴x2=2b2-2,即x2=2b2-2,
∵|x|≥a⇒x2≥a2,且c2=9,∴2b2-2≥9⇒b≥,
∴实数b的取值范围是。
【错因】忽略了双曲线中b<c。
【正解】设双曲线上的点P(x,y)满足·=-2,即x2+y2=b2-2,
又-=1⇒y2=x2-b2,∴x2=2b2-2,即x2=2b2-2,
∵|x|≥a⇒x2≥a2,且c2=9,∴2b2-2≥9⇒b≥,又b<c=3,
∴实数b的取值范围是.
5.若方程+=1表示椭圆,则实数k的取值范围为( )
A.(5,7) B.(5,6) C.(6,7) D.(5,6)∪(6,7)
【错解】选A 由题意可知,解得5<k<7.
【错因】未考虑椭圆方程中分母不等的情况,
【正解】选D 由题意可知解得5<k<7且k≠6.
易错点02:忽略圆锥曲线焦点的位置
注意:在中心为原点的前提下,需要确定焦点在哪个坐标轴上
【例4】椭圆关于坐标轴对称,焦距为,离心率等于,则椭圆的标准方程为_________.
【答案】或
【分析】根据给定条件,求出椭圆的长短半轴长,再按焦点位置求出方程作答.
【详解】令椭圆长短半轴长分别为,半焦距为c,则,而离心率,则,,
当焦点在x轴上时,椭圆的标准方程为,当焦点在y轴上时,椭圆的标准方程为,
所以椭圆的标准方程为或.
故答案为:或
【例5】以坐标原点为对称中心,两坐标轴为对称轴的双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则双曲线的离心率为__________.
【错解】设双曲线的方程为-=1,则渐近线的方程为y=±x,
由题意可得=tan=,b=a,可得c=2a,则e==2; 答案:2
【错因】未对焦点位置分情况讨论,
【正解】若双曲线的焦点在x轴上,设双曲线的方程为-=1,则渐近线的方程为y=±x,由题意可得=tan=,b=a,可得c=2a,则e==2;
若双曲线的焦点在y轴上,设双曲线的方程为-=1,则渐近线的方程为y=±x,由题意可得=tan=,a=b,可得c=a,则e=.综上可得e=2或e=. 答案:2或
【例6】已知椭圆的离心率为,则( )
A.2 B. C.4或 D.或2
【答案】C
【分析】由椭圆方程可知对和进行分类讨论,再由离心率公式代入计算可得结果.
【详解】根据椭圆方程可知,
当时,可得,所以离心率,
解得;
当时,可得,所以离心率,
解得,所以;
所以或4.
故选:C
【跟踪训练】
1..若直线x-2y+2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+y2=1或+=1 D.以上答案都不对
【错解】选A 直线x-2y+2=0与坐标轴的两个交点分别为(0,1)和(-2,0).
则c=2,b=1,a2=5,故所求椭圆的标准方程为+y2=1.
【错因】未考虑抛物线的焦点在y轴上的情况,
【正解】选C 直线x-2y+2=0与坐标轴的两个交点分别为(0,1)和(-2,0).
若椭圆的焦点在x轴上,则c=2,b=1,a2=5,故所求椭圆的标准方程为+y2=1.
若椭圆的焦点在y轴上,则b=2,c=1,a2=5,故所求椭圆的标准方程为+=1.
2.渐近线互相垂直,且的双曲线的标准方程是______.
【答案】或
【分析】根据题意,分焦点在轴上和焦点在轴上两种情况讨论求解即可.
【详解】当双曲线焦点在轴上时,设方程为
所以,其渐近线方程为,
因为渐近线互相垂直,
所以,,即,
因为,,
所以,,即方程为;
当双曲线焦点在轴上时,设方程为
所以,其渐近线方程为,
因为渐近线互相垂直,
所以,,即,
因为,,
所以,,即方程为;
综上,所求双曲线方程为或
故答案为:或
3.若顶点在原点的抛物线经过点(-2,1),(1,2),(4,4)中的2个,则该抛物线的标准方程为_______.
【错解】设抛物线的标准方程为x2=my,若点(-2,1)在抛物线上,则m=4,此时x2=4y,点(4,4)在抛物线上,点(1,2)不在抛物线上,满足题意;若点(1,2)在抛物线上,则m=,此时x2=y,点(-2,1),(4,4)均不在抛物线上,不满足题意. 答案:x2=4y
【错因】未考虑抛物线的焦点在x轴上的情况,
【正解】(1)当抛物线的焦点在未考虑抛物线的焦点在x轴上的情况,轴上时,设抛物线的标准方程为x2=my,
若点(-2,1)在抛物线上,则m=4,此时x2=4y,点(4,4)在抛物线上,点(1,2)不在抛物线上,满足题意;若点(1,2)在抛物线上,则m=,此时x2=y,点(-2,1),(4,4)均不在抛物线上,不满足题意.
(2)当抛物线的焦点在x轴上时,设抛物线的标准方程为y2=nx,同理可求得当点(1,2),(4,4)在抛物线上时满足题意,此时y2=4x.故满足题意的抛物线的方程为x2=4y或y2=4x.
答案:x2=4y或y2=4x
4.已知双曲线,则“”是“双曲线的离心率为”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据双曲线离心率为,可得或,即可由充分不必要条件求解.
【详解】的离心率为时,当焦点在轴时,,解得,
当焦点在轴时,,解得,
故“”是“双曲线的离心率为”的充分不必要条件,
故选:B
易错点03:求离心率范围时忽略离心率本身范围
【例7】已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),焦距为2c,直线l:y=x与椭圆C相交于A,B两点,若|AB|=2c,则椭圆C的离心率为________.
【错解】设直线l与椭圆C在第一象限内的交点为A(x1,y1),则y1=x1,由|AB|=2c,
可知|OA|==c(O为坐标原点),即=c,所以x1=c,
所以A.把点A的坐标代入椭圆方程得+=1,又a2=b2+c2,
整理得8e4-18e2+9=0,即(4e2-3)(2e2-3)=0,又0<e<1,所以e=或.
【错因】忽略了椭圆的离心率0<e<1,
【正解】设直线l与椭圆C在第一象限内的交点为A(x1,y1),则y1=x1,由|AB|=2c,
可知|OA|==c(O为坐标原点),即=c,所以x1=c,
所以A.把点A的坐标代入椭圆方程得+=1,又a2=b2+c2,
整理得8e4-18e2+9=0,即(4e2-3)(2e2-3)=0,又0<e<1,所以e=. 答案:
【例8】在平面直角坐标系中,已知双曲线左、右顶点为A,B,若该双曲线上存在点P,使得的斜率之和为1,则该双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题可得与双曲线有公共点,据此可得答案.
【详解】易知,设,则,所以,
又,所以,即,所以,即直线与双曲线有公共点.联立与双曲线方程,有,
消去得:,则要使方程有根,需使.
故选:D
【跟踪训练】
1.已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,直线()与轴交于点,若A为右支上的一点,且,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【分析】利用定义化简条件可得,根据建立不等关系,化简可得a,c关系,由此可求离心率范围.
【详解】设双曲线的半焦距为,
对于直线,令,解得,即,
∵A为右支上的一点,则,即,
则,整理得,
注意到,可得,整理得,
由双曲线可知,所以的离心率的取值范围为.
故答案为:.
2.设分别为椭圆的左、右焦点,在椭圆上运动时,至少有两个位置使得,则椭圆C的离心率范围是 .
【答案】
【分析】探求动点的轨迹,找出满足的不等关系,再转化为离心率解之即可.
【详解】因为动点满足,所以在以为直径的圆上.
又因为在椭圆上运动时,至少有两个位置使得,
所以,
则,即,
同除得,解之得.
故答案为:.
3.已知圆(x-1)2+y2=的一条切线y=kx与双曲线C:-=1(a>0,b>0)有两个交点,则双曲线C的离心率的取值范围是( )
A.(1,) B.(4,+∞)
C.(,+∞) D.(2,+∞)
【错解】选B,由题意,圆心(1,0)到切线的距离d==,解得k=±,
因为圆(x-1)2+y2=的一条切线y=kx与双曲线C:-=1(a>0,b>0)有两个交点,
所以>,所以e2=1+>4.
【错因】求离心率时忘记开方,注意双曲线中,
【正解】选D由题意,圆心(1,0)到切线的距离d==,解得k=±,
因为圆(x-1)2+y2=的一条切线y=kx与双曲线C:-=1(a>0,b>0)有两个交点,
所以>,所以e2=1+>4,则,所以e>2.
4.双曲线-=1 (a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P为双曲线上一点,且|PF1|=2|PF2|,
则双曲线离心率的取值范围为________.
【错解】如图,设|PF2|=m,∠F1PF2=θ (0<θ<π),
由条件得|PF1|=2m,|F1F2|2=m2+(2m)2-4m2cos θ,
且||PF1|-|PF2||=m=2a.
所以e===.
又-1<cos θ<1,所以e∈(1,3).
【错因】漏掉了P在x轴上的情况,即∠F1PF2=π时的情况.
【正解】设|PF2|=m,∠F1PF2=θ (0<θ≤π),
(1)当θ=π,即点P在右顶点处时.e====3.
(2)当θ≠π,由条件,得|PF1|=2m,|F1F2|2=m2+(2m)2-4m2cos θ,且||PF1|-|PF2||=m=2a.
所以e===.又-1<cos θ<1,所以e∈(1,3).
综上,e∈(1,3].
易错点04:求轨迹方程对隐含条件挖掘不全致错
【例9】已知点是椭圆的一个焦点,且椭圆经过,两点,则椭圆的另一个焦点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的定义可求的轨迹方程.
【详解】由椭圆的定义可知,
所以,
因此点的轨迹是以、为焦点,实轴长为2的双曲线的左支,
故它的轨迹方程为.
故答案为:.
【例10】已知平面直角坐标系中、.若A为动点且满足,则动点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的定义可求的轨迹方程.
【详解】因为,故的轨迹为双曲线的右支(扣除顶点),
且半焦距,实半轴长,故虚半轴长为,
的轨迹方程为:.
故答案为:.
【跟踪训练】
1.已知△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是( )
A.+=1(x≠0) B.+=1(x≠0)
C.+=1(x≠0) D.+=1
【错解】选D,∵△ABC的周长为20,顶点B(0,-4),C(0,4),∴|BC|=8,
|AB|+|AC|=20-8=12,∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,∵a=6,c=4,∴b2=20,
∴椭圆的方程是+=1
【错因】忽略了A、B、C三点不共线这一隐含条件。
【正解】选B ∵△ABC的周长为20,顶点B(0,-4),C(0,4),∴|BC|=8,
|AB|+|AC|=20-8=12,∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆的一部分,∵a=6,c=4,∴b2=20,
∴椭圆的方程是+=1(x≠0).
2.若Rt△ABC的斜边为AB,点A(-2,0),B(4,0), 则点C满足的方程为________.
【错解】设C(x,y),由于直角三角形斜边上的中线长是斜边长的一半,
如图,这样直角三角形斜边上的中点为M(1,0),
则半径为,即得所求圆的方程为(x-1)2+y2=9.
【错因】因为忽视结论的检验,没有注意到点C是直角三角形的顶点,即C点不能在直线AB上.
【正解】设C(x,y),由于直角三角形斜边上的中点为M(1,0),如图所示,则半径为,
即得圆的方程为(x-1)2+y2=9.但是顶点C不能在直线AB上,因此y≠0,
也就是要除去两个点,即(-2,0),(4,0),因此C点满足的方程为(x-1)2+y2=9(y≠0).
3.已知点M,N,直线PM,PN的斜率乘积为-,P点的轨迹为曲线C.则曲线C的方程为________.
【错解】设P点坐标为(x,y),∵kPM·kPN=-,∴·=-,
∴4+3(x-1)(x+1)=0,∴+=1,∴曲线C的方程为+=1.
【错因】忽略了直线PM,PN的斜率都存在这一隐含条件。
【正解】设P点坐标为(x,y),∵kPM·kPN=-,∴·=-,
∴4+3(x-1)(x+1)=0,∴+=1,∴曲线C的方程为+=1(x≠±1).
4.已知点F1(-5,0),F2(5,0),动点P满足|PF1|-|PF2|=2a,当a为3和5时,点P的轨迹分别是( )
A.双曲线的右支 B.双曲线和一条射线
C.双曲线的一支和一条直线 D.双曲线的一支和一条射线
【错解】选A 当a=3时,|PF1|-|PF2|=2a=6,故点P的轨迹为双曲线的右支;
当a=5时,|PF1|-|PF2|=2a=10,故点P的轨迹为双曲线的右支;
【错因】忽略了双曲线定义中2a<|F1F2|这一条件。
【正解】选D 依题意得|F1F2|=10,当a=3时,2a=6<|F1F2|,故点P的轨迹为双曲线的右支;当a=5时,2a=10=|F1F2|,故点P的轨迹为一条射线.
5.在平面直角坐标系中,已知的顶点,其内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据三角形内切圆的性质,结合双曲线的定义,可得答案.
【详解】如图,设与圆的切点分别为,则有,所以.
根据双曲线定义,所求轨迹是以为焦点,实轴长为2的双曲线的右支(右顶点除外),
即,又,所以,所以方程为.
故选:B.
6.一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合图象利用双曲线的定义判断动圆圆心的轨迹,然后再求方程即可.
【详解】圆与圆外切,如图,
,即,
,
由双曲线的定义,点的轨迹是以为焦点,为实轴长的双曲线的左支,其中,,
.
故所求轨方程为:.
易错点05:直线与圆锥曲线的位置关系考虑不全出错
【例11】过点P(3,1)作直线l与抛物线y2=-4x只有一个交点,这样的直线l有________条( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】C
【解析】当直线l斜率不存在时,l:x=3,与抛物线无交点,不合题意;
当直线l斜率为零时,l:y=1,与抛物线有且仅有一个交点,满足题意;
当直线l斜率不为零时,x-3=(y-1),
即x=(y-1)+3,
由得ky2+4y+12k-4=0,
则Δ=16-4k(12k-4)=0,解得k=,
∴满足题意的直线l有两条;
综上所述,过点P(3,1)与抛物线y2=-4x只有一个交点的直线l有3条.
【跟踪训练】
1.若直线与双曲线恰好有一个交点,则直线的斜率的所有可能值为 .
【答案】或
【分析】联立直线方程和双曲线方程,然后根据判别式来判断交点个数.
【详解】将代入双曲线方程中得到:,
展开整理得.
当时,即时,方程变为一次方程,此时直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线恰好有一个交点.
当时方程是二次方程,
若直线与双曲线恰好有一个交点,则判别式,
展开得到:.
进一步化简为,则.
解得.
综上所得,直线的斜率的所有可能值或.
2.设直线与椭圆相交于、两点,当变化时,线段的中点所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先通过联立直线和椭圆方程,利用韦达定理求出中点坐标,再根据中点坐标的关系得出中点所在直线方程.
【详解】将直线方程代入椭圆方程中,得到.
展开式子化简为.
根据韦达定理,所以,又因为中点横坐标.
已知,把代入可得.
因为,即.
所以线段的中点所在的直线方程为.
3.已知直线l:y=2x+m,椭圆C:+=1.试求当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个不同的公共点;
(2)有且只有一个公共点.
解:将直线l的方程与椭圆C的方程联立,得方程组
将①代入②,整理得9x2+8mx+2m2-4=0.③
方程③根的判别式
Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
(1)当Δ>0,即-3<m<3时,方程③有两个不同的实数根,可知原方程组有两组不同的实数解.这时直线l与椭圆C有两个不同的公共点.
(2)当Δ=0,即m=±3时,方程③有两个相同的实数根,可知原方程组有两组相同的实数解.即直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
易错点06:直线与圆锥曲线的位置关系忽略判别式致错
注意:用点差法求直线方程时,只是承认了直线与曲线相交,而事实上,存在不相交的可能,所以在求出直线方程后,应利用判别式判断直线与曲线是否相交.
【例12】(多选)已知点,,曲线C上存在M点,满足,则曲线C可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】先求得线段的垂直平分线的方程,再将该直线分别与椭圆,双曲线,抛物线的方程联立,利用判别式判断二者的位置关系,有公共点则满足要求,进而判断选项ABC;利用直线与圆的位置关系判断选项D,有公共点则满足要求.
【详解】由,,可得,中点坐标为,
又由,可得M点在直线上.
选项A:由整理得,
则,
则直线与椭圆有公共点,
则椭圆上存在M点满足.判断正确;
选项B:由整理得,
则,
则直线与双曲线没有公共点,
则双曲线上不存在M点满足.判断错误;
选项C:由整理得,
则,
则直线与抛物线有公共点,
则抛物线上存在M点满足.判断正确;
选项D:圆的圆心坐标为,半径为2,
由,
可得直线与圆相交,
则圆上存在M点满足.判断正确.
故选:ACD
【例13】给定椭圆方程,经过点,能否作直线m,使m与所给椭圆交于两点,且B是的中点,若果存在这样的直线m,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
【错解】假设直线m存在,则直线m不垂直于x轴,可设直线方程为,
设的坐标分别为,则,两式相减可得:,因为B是的中点,所以,,所以直线m的方程为
【错因】由,消去y,代入,可得,
不存在这样的直线.
【正解】假设直线m存在,则直线m不垂直于x轴,可设直线方程为,
设的坐标分别为
由,消去y可得
上述方程有解的前提条件是,而,故不存在这样的直线.
【跟踪训练】
1.若直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两个不同的点,抛物线的焦点为F,且|AF|,3,|BF|成等差数列,则k=( )
A.±1 B.1- C.1± D.1+
【错解】选C,设A(x1,y1),B(x2,y2).由消去y,得k2x2-4(k+2)x+4=0,
故x1+x2=.由|AF|=x1+=x1+2,|BF|=x2+=x2+2,且|AF|,3,|BF|成等差数列,
得x1+2+x2+2=6,得x1+x2=2,所以=2,解得k=1±.
【错因】错解中没有考虑判别式,即没有保证直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两个不同的点,
【正解】选D,设A(x1,y1),B(x2,y2).由消去y,得k2x2-4(k+2)x+4=0,
故Δ=16(k+2)2-16k2=64(1+k)>0,解得k>-1,且x1+x2=.
由|AF|=x1+=x1+2,|BF|=x2+=x2+2,且|AF|,3,|BF|成等差数列,
得x1+2+x2+2=6,得x1+x2=2,所以=2,解得k=1±.又k>-1,故k=1+.
2.已知双曲线x2-=1,过点B(1,1)能否作直线m,使m与已知双曲线交于Q1,Q2两点,且B是线段Q1Q2的中点?这样的直线m如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
【错解】设Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),代入双曲线方程得
①-②化简得k==.,∵中点B(1,1),∴x1+x2=2,y1+y2=2,∴k=2.
∴满足题设的直线存在,且方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
【错因】错解中没有考虑判别式,即没有判断直线2x-y-1=0和双曲线x2-=1是否相交.
【正解】设Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),代入双曲线方程得
①-②得(x1+x2)(x1-x2)=(y1+y2)(y1-y2).∵B(1,1)为Q1Q2的中点,∴k==2.
∴直线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.联立
消去y得2x2-4x+3=0. Δ=(-4)2-4×2×3=-8<0,∴所求直线不存在.
易错点07:设直线的点斜式或斜截式方程忽略判断斜率是否存在
【例14】直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),且与C交于A,B两点,则p=_______,+=________.
【错解】设直线的方程为l:y=k(x-1),代入抛物线方程,得k2x2-2(k2+2)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=1,+===
==1.综上,+=1. 答案:2 1
【错因】未考虑直线斜率不存在的情况,
【正解】由=1,得p=2.
(1) 当直线l的斜率不存在时,l:x=1,与y2=4x联立解得y=±2,
此时|AF|=|BF|=2,所以+=+=1;
(2) 当直线l的斜率存在时,设l:y=k(x-1),代入抛物线方程,
得k2x2-2(k2+2)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=1,
+=====1.
综上,+=1. 答案:2 1
【例15】若过点Q的直线l交椭圆C:+y2=1.于A,B两点,证明:+为定值.
【错解】设直线AB的方程为x=ty-,点A(x1,y1),B(x2,y2),联立
消去x得(t2+2)y2-y-=0,则Δ=t2+(t2+2)>0恒成立,由根与系数的关系,
得y1+y2=,y1y2=-,所以+=+=
====×=3.
综上,+=3为定值.
【错因】未考虑斜率为零的情况,
【正解】(1)当直线AB的斜率为零时,点A,B为椭圆长轴的端点,
则+=+= ==3;
(2) 当直线AB不与x轴重合时,设直线AB的方程为x=ty-,点A(x1,y1),B(x2,y2),
联立消去x得(t2+2)y2-y-=0,则Δ=t2+(t2+2)>0恒成立,
由根与系数的关系,得y1+y2=,y1y2=-,
所以+=+==
===×=3.
综上,+=3为定值.
【跟踪训练】
1.已知F为抛物线的焦点,O为坐标原点,过点的直线与抛物线交于A,B两点,且满足.
(1)求的值;
(2)若,求直线AB的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据可得,设直线AB:,与抛物线的方程联立,写出韦达定理,代入即可求出;
(2)将转化成向量运算进行处理,,利用向量的坐标运算表示出,抛物线的焦半径公式表示出,通过解方程即可求得直线AB的方程.
【详解】(1)显然直线的斜率不为0,设直线AB:,,,
联立,得,
显然,,,
则,
由可得,可得,得.
(2)由(1)可知拋物线方程为,,
此时AB;,,.
,
.
由,解得,
因此直线AB的方程为,即.
2.已知椭圆,四点中恰有三点在上.
(1)求的方程;
(2)若圆的切线与交于点,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用对称性可以判断经过,两点,与的纵坐标相同可以判断在上,进而求出结果;
(2)先讨论切线的斜率不存在时,求出,再讨论切线的斜率存在时,利用相切得到,进而联立直线与椭圆可以判断,从而求出结果.
【详解】(1)由两点关于轴对称,可得经过两点.
与的纵坐标相同,且都位于第一象限,不可能都在上,所以不在上,
则解得
故的方程为.
(2)证明:当切线的斜率不存在时,得.
当时,可得.
,则.
当时,同理可证.
当切线的斜率存在时,设.
因为与圆相切,所以圆心到的距离为,即.
联立得.
设,则.
由,得,则.
综上,若圆的切线与交于点,则.
3.若直线l与椭圆C:+=1.交于A,B两点,且|+|=|-|,求证:直线l与某个定圆E相切,并求出定圆E的方程.
【错解】∵|+|=|-|,∴⊥,则.
设直线l的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0,
则Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-6)>0,化简得m2<6k2+3 (*),
由根与系数的关系得x1+x2=-,x1x2=,
则y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=,
由·=0,即x1x2+y1y2=0,可得+=0,
整理得m2=2k2+2,满足(*)式,∴=,即原点到直线l的距离为,
∴直线l与圆x2+y2=2相切.综上所述,直线l与圆E:x2+y2=2相切.
【错因】未考虑直线斜率不存在的情况,
【正解】证明:∵|+|=|-|,∴⊥,则.
①当直线l的斜率不存在时,设l:x=t,代入椭圆方程得y=±,
不妨令A,B,由·=0得t2-3+=0,
解得t=±,此时l:x=±,与圆x2+y2=2相切;
②当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0,
则Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-6)>0,化简得m2<6k2+3 (*),
由根与系数的关系得x1+x2=-,x1x2=,
则y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=,
由·=0,即x1x2+y1y2=0,可得+=0,
整理得m2=2k2+2,满足(*)式,∴=,即原点到直线l的距离为,
∴直线l与圆x2+y2=2相切.综上所述,直线l与圆E:x2+y2=2相切.
易错点08:求与抛物线有关的最值问题是忽视定点位置
注意:求与抛物线有关的最值问题,定点的位置尤为重要,处理不当就会出错
【例15】是抛物线的焦点,点,为抛物线上一点,到直线的距离为,则的最小值是( )
A. B. C.3 D.
【答案】C
【分析】根据抛物线定义有,数形结合判断其最小值.
【详解】由题设,抛物线焦点,准线为,故,
如上图:,仅当共线且在两点之间时等号成立.
故选:C
【例16】已知M为抛物线上的动点,F为抛物线的焦点,点,则的最小值为__________.
【答案】2
【分析】根据抛物线的定义,利用三点共线即可求解.
【详解】设点在准线上的射影为,根据抛物线的定义可知,
所以,要使最小,只需要最小即可,
由于在抛物线内,故当三点共线时,此时最小,故最小值为,
故答案为:2
【跟踪训练】
1.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一个动点,为圆上一个动点,则的最大值为
【分析方案】根据椭圆定义及圆心位置、半径,应用分析法要使最大只需让最大即可,由数形结合的方法分析知共线时有最大值,进而求目标式的最大值
【详解】由题意得:,根据椭圆的定义得,∴
圆变形得,即圆心,半径
要使最大,即最大,又
∴使最大即可,如图所示:
∴当共线时,有最大值为
∴的最大值为
∴的最大值,即的最大值为11+1=12
故答案为:12
2.设,分别为椭圆()的左,右焦点,为内一点,为上任意一点,若的最小值为,则的方程为 .
【分析方案】由题意知,,则;由三角形的三边关系可知,从而可求出,由椭圆的定义知
,从而可求出,进而可求出椭圆的标准方程
【详解】由椭圆定义可知,且,则
因为,所以,所以,所以,故的方程为,故答案为:
3.已知抛物线:,过点的直线与交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.的最小值为16
D.若点是的外心,其中是坐标原点,则直线的斜率的最大值为
【答案】ACD
【分析】把过点的直线方程设为,与联立,用韦达定理即可得到选项A正确,B错误;利用弦长公式即可求出弦长,再利用,即得得到坐标原点即为的外心,再利用不等式即可求得结果.
【详解】显然直线的斜率不为0,设直线的方程为,由,得,
所以,,,故A正确,B错误;
,
所以,当且仅当时,取到最小值,故C正确;
因为,所以,所以的外心就是弦的中点,
记为,其中,.由,以及,
得,
即,所以直线的斜率.要求直线的斜率的最大值,所以,
所以,当且仅当,
即时“=”号成立,即直线的斜率的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
易错点09:混淆“焦点弦”和“非焦点弦”
【例17】设为抛物线:的焦点,过且斜率为1的直线交抛物线于,两点,则( )
A.10 B.8 C.6 D.
【答案】B
【分析】根据题意依次求得与直线的方程,联立直线与抛物线的方程,利用韦达定理与抛物线的焦点弦公式即可得解.
【详解】因为为抛物线:的焦点,则,,
又直线过且斜率为1,交抛物线于,两点,所以直线的方程为,
联立,消去,得,
显然,所以,
则.
故选:B.
【例18】直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于、两点.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用抛物线焦半径公式求出点、的横坐标,进而求出弦长.
【详解】抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
设、,则,,
由,得,则,
由,得,得,
联立解得,,所以.
故选:C
【跟踪训练】
1.已知抛物线,直线与抛物线交于,两点,分别过,两点作抛物线准线的垂线,,垂足分别是,,下列说法正确的是( ).
A.直线过抛物线的焦点
B.当时,,两点横坐标的和为5
C.当时,直线截抛物线所得的弦长为8
D.以为直径的圆与直线相切
【答案】ACD
【分析】分别写出抛物线的焦点和直线所过定点,即可得出A选项;当时联立直线和抛物线方程,由韦达定理和抛物线弦长公式分别计算B和C选项;联立方程,利用韦达定理即可判断D选项.
【详解】由题意知抛物线的交点坐标为,准线方程为,直线
过定点,所以直线过抛物线的焦点,故A正确;
当时,直线的方程为,联立,消去得,,
设,,则,所以,两点横坐标的和为6,故B错误;
由抛物线的定义可知,,故C正确;
设直线的方程为,设点、,则、,
联立,可得,,
由韦达定理可得,,
所以线段MN的中点为,,
线段MN的中点到直线的距离为,
所以以为直径的圆与直线相切,故正确.
故选:ACD.
2.设为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且与交于,两点,若直线为的准线,则( )
A. B.
C.以为直径的圆与相切 D.为等腰三角形
【答案】BC
【分析】先求得焦点坐标,进而求得抛物线方程,根据弦长公式、直线和圆的位置关系等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】由直线,令,解得,所以抛物线的焦点,
所以,所以A选项错误,抛物线方程为,准线为,
由消去并化简得,
解得,所以,B选项正确.
由上述分析可知,中点,
其到准线的距离是,所以以为直径的圆与相切,
C选项正确.
,
所以三角形不是等腰三角形,D选项错误.
故选:BC
3.已知为坐标原点,直线与抛物线相交于两点,则的面积为 .
【答案】
【分析】根据弦长公式求出,再根据点到直线的距离公式及三角形面积公式即可求解.
【详解】设,,
由得,,
所以,,
所以,
因为点到直线的距离,
所以.
故答案为:.
4.已知抛物线上的点到焦点的距离为4.
(1)求的值;
(2)过抛物线的焦点的直线与抛物线相交于,两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)6
(2)
【分析】(1)根据题意列式,求出的值,即得答案.
(2)由(1)可得抛物线方程,设直线方程,并联立,利用抛物线弦长公式求出参数,即得答案.
【详解】(1)由题知,,所以.
因为点到焦点的距离为4,所以4,所以,即,
所以,所以.
(2)由(1)知,抛物线的方程为,其焦点坐标为.
设,,由题意知l的斜率不为 0,设直线的方程为.
由得,,
所以,所以.
因为,所以,即,解得,
所以直线的方程为,即.
一、选择题
1.已知点,,动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.不存在
【答案】D
【分析】根据与的关系判断点的轨迹.
【详解】由题设知,
则动点P的轨迹不存在.
故选:D
2.动点满足方程,则点的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【答案】D
【分析】根据轨迹方程所代表的意义和抛物线的定义可得答案.
【详解】由得,
等式左边表示点和点的距离,
等式的右边表示点到直线的距离,
整个等式表示的意义是点到点的距离和到直线的距离相等,
且点不在直线上,所以其轨迹为抛物线.
故选:D.
3.若方程所表示的曲线为C,则下面四个命题中正确的是( )
A.若1<t<5,则C为椭图
B.若t<1.则C为双曲线
C.若C为双曲线,则焦距为4
D.若C为焦点在y轴上的椭圆,则3<t<5
【答案】BD
【解析】根据椭圆和双曲线的标准方程及简单的几何性质,逐项判定,即可求解,得到答案.
由题意,若方程表示椭圆,则满足,解得或,
对于A中,当时,此时方程表示圆,所以不正确;
当方程表示焦点在轴上椭圆,则满足,解得,
所以D项正确;对于B中,当时, ,此时表示焦点在轴上的双曲线,所以是正确的;对于C中,当时,方程,此时双曲线的焦距为,所以不正确.故选BD.
4.已知,,若圆上存在点P,使得,则实数r的取值范围是( )
A.[3,5] B.(0,5] C.[4,5] D.[16,25]
【答案】C
【分析】由已知可得动点P的轨迹是以为焦点的椭圆,且从而可得实数r的取值范围.
【详解】动点P的轨迹是以为焦点的椭圆,且又点P在上,椭圆与圆有公共点,实数r的取值范围是[4,5].
故选:C.
5.已知双曲线,,为坐标原点,为双曲线上任意一点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设点,可得或,且有,求得,设,利用二次函数的基本性质求得函数在上的值域,进而求解.
【详解】设点,则或,且有,可得,
则,,
所以,
令,其中或,
二次函数的图象开口向上,对称轴为直线.
当时,函数单调递减,此时;
当时,函数单调递增,此时.
综上所述,函数在上的值域为.
因此,的最小值是.
故选:B.
6.若直线y=kx+1与椭圆+=1总有公共点,则m的取值范围是( )
A.+∞) B.(0,+∞)
C.(0,1)∪(1,5) D.[1,5)∪(5,+∞)
【错解】选A 由于直线y=kx+1恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,则0<≤1,解得m≥1.
【错因】未考虑椭圆方程中分母不等的情况,
【正解】选D 由于直线y=kx+1恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,
则0<≤1且m≠5,解得m≥1且m≠5.
7.求长轴长是短轴长的倍,且过点的椭圆的标准方程( )
A. B.
C.或 D.
【答案】C
【分析】分析可知,,对椭圆的焦点位置进行分类讨论,将点的坐标代入椭圆方程,求出的值,即可得出椭圆的标准方程.
【详解】由题意可知,,
若椭圆的焦点在轴上,则椭圆的标准方程为,
将点的坐标代入椭圆方程可得,解得,
此时,椭圆的标准方程为;
若椭圆的焦点在轴上,则椭圆的标准方程为,
将点的坐标代入椭圆方程可得,解得,
此时,椭圆的标准方程为.
综上所述,椭圆的标准方程为或.
故选:C.
8.已知焦点在x轴上的椭圆C:上顶点A与右顶点C连线与过下顶点B和右焦点F的直线交于点P,若∠APB为钝角,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意分析可得,根据数量积的坐标表示结合椭圆的性质运算求解.
【详解】设椭圆的半焦距为c,
由题意可得:,
可得:,
由图可得:∠APB即为的补角,
若∠APB为钝角,即为锐角,
由图可知,故原题意等价于,
整理得,且,解得,
所以椭圆的离心率的取值范围是.
故选:D.
9.已知椭圆C:+=1(a>b>0),直线y=x与椭圆相交于A,B两点,若椭圆上存在异于A,B两点的点P使得kPA·kPB∈,则离心率e的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【错解】选D 设P(x0,y0),直线y=x过原点,由椭圆的对称性设A(x1,y1),B(-x1,-y1),
则kPAkPB=×=. 又+=1,+=1,两式作差,
代入上式得kPAkPB=-∈,故<1-<1,又e=1-,故选D。
【错因】求离心率时忘记开方,注意椭圆中,
【正解】选B 设P(x0,y0),直线y=x过原点,由椭圆的对称性设A(x1,y1),B(-x1,-y1),
则kPAkPB=×=. 又+=1,+=1,两式作差,
代入上式得kPAkPB=-∈,故<1-<1, 所以e= ∈.
10.若两数1、9的等差中项是a, 等比中项是b, 则曲线的离心率为( )
A.或 B.或 C. D.
【错解】D,由题意,,则曲线方程为,
该方程表示椭圆,其离心率为。
【错因】开方运算出错,开方时。
【正解】A,由题意,,
若,曲线方程为,表示椭圆,离心率为,
若时,曲线方程为,表示双曲线,离心率为
11.设定点,,动点满足条件,则动点P的轨迹是
A. 椭圆 B. 线段
C. 不存在 D. 椭圆或线段或不存在
【错解】A,由题中坐标得到,又由于,点P的轨迹为椭圆;
【错因】忽略了椭圆的定义中2a>|F1F2|这一条件。
【正解】由题中坐标得到,又由于,当时,点P的轨迹为线段;当时,点P的轨迹为椭圆;当时,点P的轨迹不存在.
12.过点且与抛物线恰有一个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据抛物线的几何性质,分当直线与轴平行时,直线与轴垂直时,和直线与坐标轴不平行时,三种情况,结合,即可求解.
【详解】当直线过点,且与轴平行时,此时直线与抛物线只有1个公共点;
当直线过点,且与轴垂直时,此时直线与抛物线有2个公共点;
当直线过点,斜率存在且不为0时,设直线,代入抛物线,得:,
因为.
由,因为,所以方程有两根,
故过点可以作两条直线与抛物线相切.
综上,过点共有3条直线,与抛物线只有1个公共点.
故选:D
二、填空题
13.写出符合下列两个条件的一个双曲线的标准方程为 .
①实轴长为4;②渐近线方程为
【答案】或
【分析】根据题意可求出a,然后在根据渐近线方程求出b,由于题目没有告诉双曲线的焦点在x轴上还是y轴上,所以需要分类讨论.
【详解】当双曲线焦点在x轴上时,由题意可知:,此时双曲线标准方程为.
当双曲线焦点在y轴上时,由题意可知:,此时双曲线标准方程为.
故答案为:或
14.设,是椭圆与双曲线的公共焦点,曲线,在第一象限内交于点,,若椭圆的离心率,则双曲线的离心率的范围是 .
【答案】
【分析】利用椭圆与双曲线的定义,结合勾股定理可得与关系,进而得解.
【详解】由椭圆及双曲线定义得:,,
即,,
因为,
所以,
即,
所以,
因为,所以,
即,
故答案为:.
15.如图,我们把由半椭圆和半椭圆合成的曲线称作“果圆”.,,是相应半椭圆的焦点,则的周长为______,直线与“果圆”交于,两点,且中点为,点的轨迹方程为______.
【答案】
【分析】根据各半椭圆方程可得,,的坐标,再根据两点间距离公式求得距离及周长;分别表示点,的坐标,利用中点公式表示,消参即可得到点,得轨迹方程.
【详解】由,,是相应半椭圆的焦点,
可得,,,
所以,,,
故所求周长为;
设,
联立直线与,得,
即点,
联立直线与,得,
即点,且不重合,即,
又为中点,
所以,
即,,整理可得,,
故答案为:,.
16.已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2外切,则动圆圆心M的轨迹方程为________.
【错解】x2-=1,
如图所示,设动圆M与圆C1及圆C2分别外切于A和B.
根据两圆外切的条件,得|MC1|-|AC1|=|MA|,
|MC2|-|BC2|=|MB|.因为|MA|=|MB|,所以|MC1|-|AC1|=|MC2|-|BC2|,
即|MC2|-|MC1|=|BC2|-|AC1|=2.
所以点M到两定点C1、C2的距离的差是常数.
又根据双曲线的定义,得动点M的轨迹为双曲线的左支(点M与C2的距离大,与C1的距离小),
其中a=1,c=3,则b2=8.故点M的轨迹方程为x2-=1.
【错因】错误运用双曲线定义出错.本题中,|MC2|-|MC1|=2,与双曲线定义相比,左边少了外层绝对值,因此只能是双曲线的一支.
【正解】如图所示,设动圆M与圆C1及圆C2分别外切于A和B.
根据两圆外切的条件,得|MC1|-|AC1|=|MA|,|MC2|-|BC2|=|MB|.
因为|MA|=|MB|,所以|MC1|-|AC1|=|MC2|-|BC2|,
即|MC2|-|MC1|=|BC2|-|AC1|=2.所以点M到两定点C1、C2的距离的差是常数.又根据双曲线的定义,得动点M的轨迹为双曲线的左支(点M与C2的距离大,与C1的距离小),其中a=1,c=3,则b2=8.故点M的轨迹方程为x2-=1(x<0).
17.直线与双曲线的右支只有一个公共点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】直线过定点,作出直线与双曲线的图象,通过图象即可求解.
【详解】直线过定点,直线与双曲线图象如图所示,
又双曲线的两条渐近线为,
因为直线与双曲线的右支只有一个公共点,
所以由图可知,,
故答案为:
18.双曲线与直线的公共点个数 ;
【答案】0或1
【分析】先求出双曲线的渐近线方程,可得已知直线与之重合或平行,即得结论.
【详解】由,可得双曲线的渐近线方程为:,
对于 直线,当时,直线与渐近线重合,两者无交点;
当时,因此时直线与双曲线渐近线平行,故只有一个公共点.
综上可得,双曲线与直线的公共点个数为0或1.
19在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线,直线l过抛物线的焦点,直线l与抛物线交于A,B两点,弦AB长为8,则直线l的方程为________.
【答案】或
【解析】由题意知,直线l过.
当斜率不存在时,直线l为,此时,,,不满足题意.
当斜率存在时,可设直线l的方程为,,.
联立,得 整理,得.所以.
又,所以,解得,
所以直线l的方程为或.
20.(2022春·上海普陀·高二校考期中)过椭圆的中心的直线与椭圆交于两点,是椭圆的右焦点,则的面积的最大值为__.
【答案】12
【分析】根据椭圆方程求出,方法一:分类讨论求,进而求的面积,分析运算;方法二:设出的坐标,将的面积用表示,利用的最大值可求出结果.
【详解】由椭圆,得,,.
方法一:
当轴时,为椭圆的短轴,;
当与轴不垂直时,设直线,
由,得,解得,得,
设,不妨取,
所以;
综上所述:的面积的最大值为12.
方法二:设点,则,
故的面积.
故答案为:12.
【点睛】关键点点睛:
方法一:联立方程求点的坐标,进而求的面积,注意分类讨论直线的斜率是否存在;
方法二:根据几何性质可得,再结合的范围分析运算.
21.已知直线过圆的圆心,且与圆相交于,两点,为椭圆上一个动点,则的最大值与最小值之和为 .
【答案】
【分析】求出圆的圆心,根据题意可得、,利用平面向量的线性运算可得,即可求解.
【详解】圆,圆心,半径,
因为直线过圆的圆心,且与圆相交于,两点,
所以,又椭圆,则,,右焦点为,
所以
,
又,即,所以,
即,所以的最大值为,最小值为.
则的最大值与最小值之和为.
故答案为:
22.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】由余弦定理变形得出,在以为焦点,长轴长为6的椭圆上,因此当是椭圆短轴顶点时,到的距离最大,由此可求得三角形面积最大值.
【详解】, ,
由余弦定理得,
所以,
即,又,
所以在以为焦点,长轴长为6的椭圆上(不在直线上),
如图以为轴,线段中垂线为轴建立平面直角坐标系,
设椭圆方程为,则,
所以,
当是椭圆短轴顶点时,到的距离最大为,
所以的最大值为,
故答案为:.
三、解答题
23.已知圆 ,过点的直线与圆交于两点,过点作的平行线交直线于点.
(1)求点的轨迹的方程;
【答案】(1);
【分析】(1)根据双曲线的定义即可求解;
【详解】(1)如图,.
,,
即 ,当互换位置时,,
当直线 与轴重合时无法作出,故不在轴上,
点在以为焦点的双曲线上,且,
故点的轨迹的方程为;
24.已知椭圆的右焦点为F,且经过点,过F的直线与椭圆E交于C,D两点,当轴时,.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)椭圆E的右顶点为A,若椭圆上的存在两点P,Q,且使成立,证明直线PQ过定点.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)由已知可推得,又点在椭圆上,可得,联立两方程,即可求出的值;
(2)设直线方程为,联立直线与椭圆的方程,得出,由韦达定理得出坐标关系,求出直线的斜率.根据已知,列出,代入的表达式,整理得出,解出或,代入直线方程,舍去不合适的值,即可得出定点坐标.
【详解】(1)当轴时,方程为,
由,可得与椭圆两交点为,
则.
由于,所以.
又因为椭圆经过点,
所以有.
联立,解得 ,
所以椭圆的方程为.
(2)
由(1)可得,椭圆的右焦点.
因为,所以直线与的斜率同号,
所以直线不垂直于轴,
故可设,设,,
联立直线与椭圆的方程可得,
.
由韦达定理可得,,
所以.
又,
所以有.
因为,,,
所以,
所以,
整理可得,,
所以,
整理可得,,
所以或.
当时,满足,此时直线方程为过点,舍去;
当时,由可得有解,此时直线方程为过定点.
所以直线经过定点.
【点睛】思路点睛:设直线方程为,联立直线与椭圆的方程,得出一元二次方程,由韦达定理得出坐标,求出直线的斜率.根据已知,代入的表达式,整理得出的关系,代入直线方程,即可得出定点坐标.
25.已知椭圆的上、下顶点分别为,点是椭圆上异于的动点,记分别为直线的斜率.点满足.
(1)证明:是定值,并求出该定值;
(2)求动点的轨迹方程.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)根据两点斜率公式以及点在椭圆上,即可代入化简求解,
(1)根据垂直关系求解斜率关系,联立直线方程得交点坐标即可求解.
【详解】(1)由题意可知,
设点,显然
,为定值.
(2)设点,
由于,
的方程:①.
的方程:②
由①②联立可得:,
代入①可得,
即点
点满足:,
代入可得点的轨迹方程为:
26.已知曲线C上的每一个点到的距离减去它到y轴的距离的差都是2.
(1)求曲线C的方程;
(2)过F作直线交曲线C于A、B两点,点,求△ABD面积的最小值.
【答案】(1)
(2)16
【分析】(1)设点是曲线上任意一点,利用已知条件列方程,化简求得曲线的方程.
(2)设出直线的方程,通过联立方程组以及根与系数关系、弦长公式、二次函数的性质等知识求得正确答案.
【详解】(1)设点是曲线上任意一点,
则.
当时曲线的方程为,
当时,曲线方程为.
故曲线方程是
(2)由题意得,直线的方程为,要与曲线有两个交点,
则曲线方程为,
设.由,得.
,
所以.,
故当时,.
所以三角形ABC面积的最小值是16.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$