内容正文:
专题08 圆锥曲线的方程
题型概览
题型01求椭圆的离心率
题型02椭圆方程及其几何性质
题型03直线与椭圆的位置关系
题型04求双曲线的渐近线方程
题型05求双曲线的离心率
题型06双曲线方程及其几何性质
题型07直线与双曲线的位置关系
题型08抛物线方程及其几何性质
题型09直线与抛物线的位置关系
题型10由方程研究曲线的性质
优选提升题
(
题型01
) 求椭圆的离心率
1.(23-24高二下·云南·期末)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1000多年的历史,为宣传和推广这一传统工艺,北京市文化宫开展油纸伞文化艺术节活动中,某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞伞沿是一个半径为2的圆,圆心到伞柄底端距离为2,当阳光与地面夹角为时,在地面形成了一个椭圆形影子,且伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,若该椭圆的离心率为e,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·云南红河·期末)已知椭圆C:,的右焦点为,过F的直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·云南保山·期末)已知点是椭圆上的一点,左、右焦点分别为点,点在的平分线上,为坐标原点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·云南大理·期末)设分别是椭圆的左、右焦点,过的直线交椭圆于两点,且,则椭圆的离心率为 .
5.(23-24高二下·云南·期末)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,它的圆心是椭圆中心,这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆C:的蒙日圆方程为,则椭圆C的离心率为 .
(
题型02
) 椭圆方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南·期末)设椭圆的左右焦点为,,是上的动点,则下列结论正确的是( )
A.
B.离心率
C.面积的最大值为
D.以线段为直径的圆与直线相切
(
题型03
) 直线与椭圆的位置关系
1.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知椭圆的短轴长为2,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点作直线与椭圆相交于两点,若,求直线的方程.
(
题型04
) 求双曲线的渐近线方程
1.(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知双曲线的实轴长为1,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·云南·期末)双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
(
题型0
5
) 求双曲线的离心率
1.(23-24高二下·云南临沧·期末)已知以坐标轴为对称轴,原点为对称中心,其中一条渐近线为,则此双曲线的离心率为( )
A. B.2 C.2或 D.2或
2.(23-24高二下·云南玉溪·期末)设,是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且满足,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·云南·期末)如图,已知为双曲线上一动点,过作双曲线的切线交轴于点,过点作于点,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·云南·期末)如图所示,已知双曲线的右焦点F,过点F作直线l交双曲线C于两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G,,且三点共线(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
(
题型0
6
) 双曲线方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南普洱·期末)若直线与双曲线的一条渐近线平行,则实数的值为:( )
A. B.4 C. D.2
2.(多选)(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知点在左、右焦点分别为的双曲线上,,则( )
A.渐近线方程为 B.离心率为
C. D.
3.(多选)(23-24高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的右支上,则下列说法正确的是( )
A.若的周长为24,则的面积为48
B.
C.
D.若为锐角,则点的纵坐标范围是
(
题型0
7
) 直线与双曲线的位置关系
1.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线的左,右焦点分别为,,点P是双曲线C的右支上一点,过点P的直线l与双曲线C的两条渐近线交于M,N,则( )
A.的最小值为8
B.若直线l经过,且与双曲线C交于另一点Q,则的最小值为6
C.为定值
D.若直线l与双曲线C相切,则点M,N的纵坐标之积为
2.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与的左支相交于两点,若,且,则( )
A. B.
C.双曲线的渐近线方程为 D.直线的斜率为4
3.(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线过点,左、右顶点分别为,,直线与直线的斜率之和为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过双曲线右焦点的直线交双曲线右支于,(在第一象限)两点,,是双曲线上一点,的重心在轴上,求点的坐标.
(
题型0
8
) 抛物线方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知为抛物线的焦点,过上一点作圆的两条切线,切点分别为,若,则( )
A. B. C.1 D.
2.(23-24高二下·云南·期末)抛物线上的点到其准线的距离与到直线的距离之和的最小值为( ).
A. B. C.4 D.5
3.(23-24高二下·云南曲靖·期末)抛物线上与焦点的距离等于3的点的坐标是 .
4.(23-24高二下·云南临沧·期末)已知抛物线C:,O为坐标原点,F为抛物线C的焦点,点A,B为抛物线上两点,且满足,过原点O作交AB于点D,若点D的坐标为,则抛物线C的方程为 .
(
题型0
9
) 直线与抛物线的位置关系
1.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知直线交抛物线于两点,且的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·云南·期末)已知是抛物线的准线,与轴交于点是上一点,直线的斜率的最大值为( )
A.1 B. C. D.
3.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知为坐标原点,抛物线的焦点为,经过点且斜率为的直线与抛物线交于两点(点在第一象限),若,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线,过的直线交抛物线于两点,且,则直线的方程为 .
5.(23-24高二下·云南红河·期末)已知直线l:与抛物线C:交于A,B两点,如图,点P为抛物线C上的动点,且位于直线AB的下方,则△ABP面积的最大值为 .
6.(23-24高二下·云南保山·期末)已知点为坐标原点,点是拋物线的焦点,点分别位于轴的两侧且都在抛物线上,记的面积为的面积为,若,则的最小值为 .
7.(23-24高二下·云南玉溪·期末)在平面直角坐标系xOy中,点到点的距离与到直线的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相切于点,若点的纵坐标为2,求直线的方程.
(
题型
10
) 由方程研究曲线的性质
1.(23-24高二下·云南大理·期末)已知为坐标原点,曲线图象酷似一颗“红心”(如图).对于曲线C,下列结论正确的是:( )
A.曲线恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点)
B.曲线上存在一点使得
C.曲线上存在一点使得
D.曲线所围成的“心形”区域的面积大于3
1.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知圆,抛物线的焦点为,为上一点( )
A.存在点,使为等边三角形
B.若为上一点,则最小值为1
C.若,则直线与圆相切
D.若以为直径的圆与圆相外切,则
2.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线的焦点为,直线经过点交于两点,两点在的准线上的射影分别为,且的面积是的面积的4倍,若轴被以为直径的圆截得的弦长为,则的值为 .
3.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,短轴长为,点在上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点,点为椭圆上一点,求周长的最大值;
(3)过的左焦点,且斜率不为零的直线交于两点,求面积的最大值.
4.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的离心率为,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程.
(2)设是椭圆上异于的两个动点,直线的斜率分别为.若0,试判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
5.(23-24高二下·云南·期末)已知椭圆:的短轴长等于,离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)过右焦点的直线与椭圆交于、两点,线段的垂直平分线交轴于点,证明:为定值.
6.(23-24高二下·云南·期末)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)不经过点的直线与椭圆交于,两点,若直线和的斜率互为相反数,证明:直线的斜率为定值.
7.(23-24高二下·云南·期末)已知圆,圆动圆与圆外切并且与圆内切,圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设不经过点的直线与曲线相交于两点,直线与直线的斜率均存在且斜率之和为,直线是否过定点,若过定点,写出定点坐标.
8.(23-24高二下·云南·期末)已知为的两个顶点,为的重心,边上的两条中线长度之和为6.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)已知点,直线与曲线的另一个公共点为,直线与交于点,试问:当点变化时,点是否恒在一条定直线上?若是,请证明;若不是,请说明理由.
9.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线C:()过点,F为C的焦点,A,B为C上不同于原点O的两点.
(1)若,试探究直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由;
(2)若,求面积的最小值.
10.(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求证:为定值;
(3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由.
11.(23-24高二下·云南·期末)已知在曲线:上,直线交曲线于,两点.
(1)当不在直线上时,试问(,分别为,的斜率)是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
(2)若为坐标原点,,求面积的最小值.
12.(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知是抛物线的焦点,是抛物线的准线与轴的交点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程.
(2)设过点的直线交抛物线于两点,直线与直线分别交于点.
(ⅰ)证明:直线与的斜率之和为0.
(ⅱ)求面积的最大值.
13.(23-24高二下·云南红河·期末)已知点,在双曲线(,)上,直线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)当且时,直线与双曲线分别交于,两点,关于轴的对称点为.证明:直线过定点;
(3)当时,直线与双曲线有唯一的公共点,过点且与垂直的直线分别交轴,轴于,两点.当点运动时,求点的轨迹方程.
14.(23-24高二下·云南保山·期末)设点在曲线上,在曲线上,且满足,
(1)求的方程;
(2)点在上,过点的直线与的渐近线交于两点,且是的中点,求(为坐标原点)的面积;
(3)利用双曲线定义证明:方程表示的曲线是焦点在直线上的双曲线.
15.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的两条渐近线分别为和,右焦点坐标为,为坐标原点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设M,N是双曲线C上不同的两点,Q是MN的中点,直线MN、OQ的斜率分别为,证明:为定值;
(3)直线y=4x-6与双曲线的右支交于点(在的上方),过点分别作的平行线,交于点,过点且斜率为4的直线与双曲线交于点(在的上方),再过点分别作的平行线,交于点,⋯,这样一直操作下去,可以得到一列点.证明:共线.
16.(23-24高二下·云南大理·期末)已知定点,直线,动圆过点且与直线相切,动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线C的方程;
(2)若为正数,圆与曲线只有一个交点,求正数的取值范围;
(3)在(2)的条件下所得到半径最大的圆记为圆,点是曲线上一点,且,过作圆的两条切线,分别交轴于两点,求面积的最小值.
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专题08 圆锥曲线的方程
题型概览
题型01求椭圆的离心率
题型02椭圆方程及其几何性质
题型03直线与椭圆的位置关系
题型04求双曲线的渐近线方程
题型05求双曲线的离心率
题型06双曲线方程及其几何性质
题型07直线与双曲线的位置关系
题型08抛物线方程及其几何性质
题型09直线与抛物线的位置关系
题型10由方程研究曲线的性质
优选提升题
(
题型01
) 求椭圆的离心率
1.(23-24高二下·云南·期末)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1000多年的历史,为宣传和推广这一传统工艺,北京市文化宫开展油纸伞文化艺术节活动中,某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞伞沿是一个半径为2的圆,圆心到伞柄底端距离为2,当阳光与地面夹角为时,在地面形成了一个椭圆形影子,且伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,若该椭圆的离心率为e,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】正弦定理解三角形、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆的其他应用
【分析】根据题意先求得短半轴长,再根据正弦定理求得,进而根据离心率的公式求解即可
【详解】因伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,
由图可知,椭圆的短半轴长,
在中,,
由正弦定理得:
,
所以,
故选:D.
2.(23-24高二下·云南红河·期末)已知椭圆C:,的右焦点为,过F的直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】利用点差法求解即可.
【详解】设
则,两式作差得:,
线段AB的中点为,故,
所以,
且直线AB过和,
则直线AB的斜率:,
故,
解得.
故选:B
3.(23-24高二下·云南保山·期末)已知点是椭圆上的一点,左、右焦点分别为点,点在的平分线上,为坐标原点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆中焦点三角形的其他问题、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆定义及辨析
【分析】设,,与轴的交点为,,结合平行线性质,三角形面积公式可得,根据勾股定理可得关系,化简求离心率.
【详解】设,,与轴的交点为,.
由且,得①,
又,
所以,故②,
联立①②消去得:,又,
所以,
因,所以有,
所以,故,
所以,
解得离心率,
故选:C.
4.(23-24高二下·云南大理·期末)设分别是椭圆的左、右焦点,过的直线交椭圆于两点,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆定义及辨析
【分析】设,则,根据椭圆定义表示,再根据勾股定理建立关系,解得离心率.
【详解】设,则,
根据椭圆定义,因此,,
又因为,所以,
即,解得,
则
则在中,,
即,所以
故答案为:
5.(23-24高二下·云南·期末)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,它的圆心是椭圆中心,这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆C:的蒙日圆方程为,则椭圆C的离心率为 .
【答案】/
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】取椭圆的右顶点和上顶点作椭圆的两条切线,求出交点坐标,又因为在,代入可求出,再由离心率的公式即可得出答案.
【详解】由椭圆C:知,椭圆的右顶点为,
上顶点为,过作椭圆的切线,
则交点坐标为,
因为椭圆上任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,
所以在,
所以,解得:,
则椭圆C的离心率为.
故答案为:
(
题型02
) 椭圆方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南·期末)设椭圆的左右焦点为,,是上的动点,则下列结论正确的是( )
A.
B.离心率
C.面积的最大值为
D.以线段为直径的圆与直线相切
【答案】AD
【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中焦点三角形的面积问题
【分析】根据椭圆方程求得,根据椭圆的性质及点到直线的距离公式,即可求解.
【详解】由题意,椭圆,可得,可得,
所以焦点为,
根据椭圆的定义,所以A正确;
椭圆的离心率为,所以B错误;
其中面积的最大值为,所以C错误;
由原点到直线的距离,
所以以线段为直径的圆与直线相切,所以D正确.
故选:AD
(
题型03
) 直线与椭圆的位置关系
1.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知椭圆的短轴长为2,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点作直线与椭圆相交于两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、根据离心率求椭圆的标准方程、根据直线与椭圆的位置关系求参数或范围、根据弦长求参数
【分析】(1)由题意得,求出,从而可求出椭圆方程;
(2)当直线l的斜率不存在时,不合题意,当直线l的斜率存在时,设直线l的方程,设,将直线方程代入椭圆方程化简,再利用根与系数的关系,利用弦长公式列方程可求出,从而可求出直线方程.
【详解】(1)依题意:,解得,
所以E的方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,,与题意不符,舍去;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程,设,
联立,消y得:,
整理得:,
,则,
,
则,
即,
则,即,
解得或,
则直线l的方程为或.
(
题型04
) 求双曲线的渐近线方程
1.(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知双曲线的实轴长为1,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、根据顶点或实虚轴关系求参数
【分析】由实轴长可列方程求得参数的值,进一步即可求得渐近线方程.
【详解】由题可知双曲线的实轴长为,则,解得,所以该双曲线的渐近线方程为.
故选:A.
2.(23-24高二下·云南·期末)双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据双曲线方程直接求解即可
【详解】由,得,
所以,
即双曲线的渐近线方程为.
故选:A
(
题型0
5
) 求双曲线的离心率
1.(23-24高二下·云南临沧·期末)已知以坐标轴为对称轴,原点为对称中心,其中一条渐近线为,则此双曲线的离心率为( )
A. B.2 C.2或 D.2或
【答案】D
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】分焦点在x轴上和y轴上讨论求解即可.
【详解】当焦点在x轴上时,可得,则;
当焦点在y轴上时,可得,则.
综上,双曲线的离心率为2或.
故选:D.
2.(23-24高二下·云南玉溪·期末)设,是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且满足,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、双曲线定义的理解
【分析】根据双曲线定义及可得,的长度,再由勾股定理可得离心率.
【详解】由,,可得,
由双曲线定义可知,
所以,,,
由勾股定理可得,可得,
故,
故选:B.
3.(23-24高二下·云南·期末)如图,已知为双曲线上一动点,过作双曲线的切线交轴于点,过点作于点,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求双曲线的切线方程
【分析】由与双曲线相切,可得,即可得,作轴于点,结合相似三角形的性质可得,计算即可得的值,从而求出离心率.
【详解】设,则,令,则,故,
过点作轴于点,则,
由,轴,故与相似,
故,及,
即.
又,所以,所以,
即,则.
其中双曲线上一点的切线方程,证明如下:
不妨先探究双曲线在第一象限的部分(其他象限由对称性同理可得).
由,得,所以,
则在的切线斜率,
所以在点处的切线方程为:,
又有,化简即可得切线方程为:.
故选:B.
4.(23-24高二下·云南·期末)如图所示,已知双曲线的右焦点F,过点F作直线l交双曲线C于两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G,,且三点共线(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【知识点】双曲线定义的理解、根据a、b、c求双曲线的标准方程、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】利用双曲线的几何定义,设就可以来研究各焦半径的长度,再利用两个勾股定理就可以求出离心率.
【详解】
设另一个焦点,连接,设则
再根据双曲线的定义可知:
由双曲线的对称性可知,是的中点,也是的中点,
所以四边形是平行四边形,又因为,所以可得,
所以由勾股定理得:,
化简得:,
再由勾股定理得:,
代入得:,
故答案为:.
(
题型0
6
) 双曲线方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南普洱·期末)若直线与双曲线的一条渐近线平行,则实数的值为:( )
A. B.4 C. D.2
【答案】A
【知识点】已知直线平行求参数、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由双曲线方程写出渐近线方程,注意,结合直线平行列方程求参数值即可.
【详解】由题设且,故,
所以,双曲线的渐近线方程为,
其中一条与平行,所以,则.
故选:A.
2.(多选)(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知点在左、右焦点分别为的双曲线上,,则( )
A.渐近线方程为 B.离心率为
C. D.
【答案】BCD
【知识点】余弦定理解三角形、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据题意,由双曲线的标准方程可得,即可判断AB,由余弦定理代入计算即可求得,再由三角形的面积公式,即可判断CD
【详解】因为,所以的渐近线方程为,离心率,故A错误,B正确.
不妨设点在的右支上,则.因为,
所以.在中,,
则,
所以的面积,
故C,D正确.
故选:BCD
3.(多选)(23-24高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的右支上,则下列说法正确的是( )
A.若的周长为24,则的面积为48
B.
C.
D.若为锐角,则点的纵坐标范围是
【答案】BC
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、双曲线中向量点乘问题
【分析】根据双曲线定义结合周长可得,,即可由直角三角形求解面积,判断A,根据双曲线上的点到焦点的距离的范围,结合双曲线定义即可求解B,根据渐近线斜率即可求解C,利用向量的坐标运算即可求解D.
【详解】可得,
由于点在的右支上,故,
对于A,若的周长为24,则,
进而,,故,
故的面积为,A错误,
对于B,由于,当在右顶点时等号取到,
故,故B正确,
对于C,由于双曲线一三象限的渐近线方程为,
故,
又当在右顶点时,,故,C正确,
对于D,设,,
则,
则,
解得或,故D错误.
故选:BC.
(
题型0
7
) 直线与双曲线的位置关系
1.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线的左,右焦点分别为,,点P是双曲线C的右支上一点,过点P的直线l与双曲线C的两条渐近线交于M,N,则( )
A.的最小值为8
B.若直线l经过,且与双曲线C交于另一点Q,则的最小值为6
C.为定值
D.若直线l与双曲线C相切,则点M,N的纵坐标之积为
【答案】ACD
【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线中的最值问题、双曲线中的定值问题
【分析】设出点P坐标,直接计算可判断A、C;比较双曲线的通径长和实轴长可判断B;设出直线l的方程后联立渐近线方程,求出点M,N的坐标,再联立直线l与双曲线方程,利用判别式为零可得参数关系,进而计算点M,N的纵坐标之积可得结果.
【详解】依题意,,,,,,
设,则,,即,
双曲线C的两条渐近线方程为,
对于A,,A正确;
对于B,若Q在双曲线C的右支,则通径最短,通径为,
若Q在双曲线C的左支,则实轴最短,实轴长为,B错误;
对于C,
是定值,C正确;
对于D,不妨设,,直线l的方程为,
由得,
若直线l与双曲线C相切,则,
化简整理得,
则点M,N的纵坐标之积,D正确.
故选:ACD.
2.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与的左支相交于两点,若,且,则( )
A. B.
C.双曲线的渐近线方程为 D.直线的斜率为4
【答案】BC
【知识点】直线斜率的定义、双曲线定义的理解、双曲线向量共线比例问题、根据a,b,c齐次式关系求渐近线方程
【分析】根据给定条件,结合双曲线的定义求得,,再逐项计算判断即可.
【详解】由,设,,由,得,
则,,而,解得,因此,,
对于A,,A错误;
对于B,显然,则,B正确;
对于C,令,在中,由,得,
则,,即,因此双曲线的渐近线方程为,C正确;
对于D,由,结合对称性,则直线的斜率为,D错误.
故选:BC
【点睛】易错点睛:双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程为,而双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程为(即),应注意其区别与联系.
3.(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线过点,左、右顶点分别为,,直线与直线的斜率之和为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过双曲线右焦点的直线交双曲线右支于,(在第一象限)两点,,是双曲线上一点,的重心在轴上,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】双曲线向量共线比例问题、双曲线中的定值问题、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】(1)首先表示出左右顶点,由斜率公式求出,将点的坐标代入方程求出,即可得解;
(2)设,,直线的方程为,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,由得到,即可求出,即可求出,从而求出,即可得解.
【详解】(1)依题意左、右顶点分别为,,
所以,解得,
将代入得,解得,
故双曲线方程为;
(2)设,,直线的方程为,
将代入整理得,,
∴,,又由,
代入上式得,解得,,
因为的重心在轴上,所以,
所以,代入双曲线得,
故或.
(
题型0
8
) 抛物线方程及其几何性质
1.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知为抛物线的焦点,过上一点作圆的两条切线,切点分别为,若,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【知识点】抛物线定义的理解
【分析】利用抛物线的知识可以知道点,然后再利用切线和垂直即可求解.
【详解】由题意易得,
过上一点作圆的两条切线,切点分别为,且,
且,
将点代入抛物线方程可得,即,
,解得.
故选:D.
2.(23-24高二下·云南·期末)抛物线上的点到其准线的距离与到直线的距离之和的最小值为( ).
A. B. C.4 D.5
【答案】A
【知识点】求点到直线的距离、抛物线定义的理解、抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】抛物线上的点到其准线的距离与到直线的距离之和,等于此点到焦点的距离与到直线的距离之和,其最小值为焦点到直线的距离,求值即可.
【详解】抛物线,焦点,准线方程为,
抛物线上的点,到其准线的距离为,到直线的距离为,
由抛物线的定义可知,则有,
其最小值为焦点到直线的距离.
即抛物线上的点到其准线的距离与到直线的距离之和的最小值为.
故选:A.
3.(23-24高二下·云南曲靖·期末)抛物线上与焦点的距离等于3的点的坐标是 .
【答案】
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、抛物线上的点到定点的距离及最值
【分析】求出抛物线的焦点坐标及准线方程,再借助抛物线的定义求解即可.
【详解】抛物线的焦点,准线方程为,
设所求点的坐标为,依题意,,解得,而,则,
所以所求点的坐标为.
故答案为:
4.(23-24高二下·云南临沧·期末)已知抛物线C:,O为坐标原点,F为抛物线C的焦点,点A,B为抛物线上两点,且满足,过原点O作交AB于点D,若点D的坐标为,则抛物线C的方程为 .
【答案】
【知识点】根据韦达定理求参数、直线的点斜式方程及辨析、已知直线垂直求参数
【分析】根据给定条件,求出直线AB的方程,与抛物线方程联立借助韦达定理、向量垂直的坐标表示求解作答.
【详解】直线OD的斜率为,而,则直线AB的方程为,即,
由消去x并整理得:,设,则,
则,则,解得,
所以抛物线C的方程为.
故答案为:
(
题型0
9
) 直线与抛物线的位置关系
1.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知直线交抛物线于两点,且的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】抛物线的中点弦
【分析】设出直线的斜率为,点两点的坐标,代入抛物线方程,作差,可得,又的中点为,即求出.
【详解】易知直线的斜率存在,设直线的斜率为,
则两式相减得,整理得,
因为的中点为,则,
所以,即直线的斜率为.
故选:D.
2.(23-24高二下·云南·期末)已知是抛物线的准线,与轴交于点是上一点,直线的斜率的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据韦达定理求参数、直线与抛物线交点相关问题、根据抛物线方程求焦点或准线
【分析】先设直线再根据直线和抛物线相切计算判别式为0,计算即可.
【详解】易知,当直线与相切时,设的方程为,
与联立,可得,
则,解得,故直线的斜率的最大值为1.
故选:A.
3.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知为坐标原点,抛物线的焦点为,经过点且斜率为的直线与抛物线交于两点(点在第一象限),若,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【知识点】抛物线定义的理解、利用焦半径公式解决直线与抛物线交点问题、抛物线中的三角形或四边形面积问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质
【分析】利用倾斜角和抛物线定义,分别求出点的横坐标即可得,可判断A;求出直线方程,联立抛物线方程求出点横坐标,利用定义即可得,然后可判断B;根据点的横坐标求出即可判断C;将代入直线方程,求出纵坐标,然后由可得面积,可判断D.
【详解】选项A:过点作轴的垂线,垂足为,则,
所以,所以,
由抛物线定义可得,,所以,
解得,故A正确.
选项B:由A得抛物线的方程为,,直线的方程为,
联立直线方程与抛物线的方程并化简,得,得或,
所以,故,故,B错误.
选项C:由,,得,故C正确.
选项D:由上知,得,
故,故D正确.
故选:ACD
4.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线,过的直线交抛物线于两点,且,则直线的方程为 .
【答案】
【知识点】抛物线的中点弦、直线与抛物线交点相关问题
【分析】根据中点坐标以及点差法即可求解斜率,进而由点斜式求直线方程.
【详解】因为在抛物线内部,又,所以是的中点.
设,所以,即,
又在抛物线上,所以,两式作差,得,所以,
所以直线的方程为,即.
故答案为:
5.(23-24高二下·云南红河·期末)已知直线l:与抛物线C:交于A,B两点,如图,点P为抛物线C上的动点,且位于直线AB的下方,则△ABP面积的最大值为 .
【答案】
【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题
【分析】利用过点的切线与直线平行时,的面积最大求出点,然后利用弦长公式求即可.
【详解】当抛物线过点的切线与直线平行时,的面积最大,
设点,由得:,,
所以切线的斜率:,解得:,
所以,所以,
点到直线的距离,
由,消去,得:,
设,,则,,
所以,
所以的面积的最大值为:.
故答案为:
6.(23-24高二下·云南保山·期末)已知点为坐标原点,点是拋物线的焦点,点分别位于轴的两侧且都在抛物线上,记的面积为的面积为,若,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】基本不等式求和的最小值、抛物线中的三角形或四边形面积问题
【分析】可设,,且,由三角形的面积公式及基本不等式求解.
【详解】因分别位于轴的两侧且都在抛物线上,则可设,,且,如图所示:
由得,
则有的面积,
的面积,
所以,当且仅当时,取等号.
故答案为:
7.(23-24高二下·云南玉溪·期末)在平面直角坐标系xOy中,点到点的距离与到直线的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与相切于点,若点的纵坐标为2,求直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【知识点】判断直线与抛物线的位置关系、根据定义求抛物线的标准方程
【分析】(1)根据抛物线的定义确定抛物线的标准方程.
(2)先确定切点坐标,设出切线方程,与抛物线方程联立,利用可求直线方程.
【详解】(1)设,因为点到定点与定直线的距离相等,故点轨迹为抛物线,且,开口向右,
所以点轨迹方程为:,
即的方程为.
(2)如图:
设,带入的方程,解得,
设直线为,
联立,得
由直线与相切,可得
,
解得,
直线的方程为.
(
题型
10
) 由方程研究曲线的性质
1.(23-24高二下·云南大理·期末)已知为坐标原点,曲线图象酷似一颗“红心”(如图).对于曲线C,下列结论正确的是:( )
A.曲线恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点)
B.曲线上存在一点使得
C.曲线上存在一点使得
D.曲线所围成的“心形”区域的面积大于3
【答案】ABD
【知识点】由方程研究曲线的性质
【分析】通过对曲线方程特点分析,分,,三种情况下,曲线图象经过的点,即可判断A,B项,对于C项,考虑方程变形后,利用基本不等式即可判断排除C;对于D项,由A项得到的整点围成的图形面积之和即可判断.
【详解】对于A,当时,代入方程得,,即曲线经过点;
当时,方程可整理成:,
由解得:,又,故只能取1,
此时代入方程得,,解得或,即曲线经过;
由曲线方程的特征易得曲线关于轴对称,可知曲线还经过,
故曲线共经过6个整数点,即A正确;
对于B,当时,方程为,,即得或,
即曲线经过点,此时,故B正确;
对于C,当时,由可得,,
当且仅当时取等号,解得,
即曲线在轴右侧区域内的任意点,都满足,
根据对称性,曲线上任意一点到原点距离都不超过,故C错误;
对于D,
如图,由上分析知,曲线经过点,
则曲线所围成的“心形”区域的面积,
即D正确.
故选:ABD.
1.(多选)(23-24高二下·云南·期末)已知圆,抛物线的焦点为,为上一点( )
A.存在点,使为等边三角形
B.若为上一点,则最小值为1
C.若,则直线与圆相切
D.若以为直径的圆与圆相外切,则
【答案】AC
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、由圆的位置关系确定参数或范围、抛物线定义的理解
【分析】选项A,为等边三角形需保证,设定点坐标用两点间距离公式检验即可;选项B,设定点,将转化为表示,求最小值即可;选项C,由求得点坐标,求得直线所在的直线方程,利用点到直线的距离公式检验即可;选项D,设定点,以为直径的圆与相外切,需保证,建立关于的方程,求之即可.
【详解】由已知圆的方程化为,
得其圆心,半径,
由于抛物线方程为,其焦点为
对于选项A,若为等边三角形,当且仅当;
若点到点的距离为,
由抛物线的定义可知,即,
代入抛物线方程可得,,故A正确;
对于选项B,因为点在抛物线上,为上一点,
,
由于为上,设,且,
则,
当且仅当时,原式取得最小值,的最小值,故B不正确;
对于选项C,设,且,
若,即,得,
解得,所以此时,
不妨取,,
此时直线的方程为:,即,
则圆心到该直线的距离为,
所以此时直线与圆相切,同理可证明的情形也成立,故C正确;
对于选项D,设的中点为,若以为直径的圆与相外切时,
只需保证,
设,且,,得,
得方程:(*),
其中,反解得:代入上式,
化简可得:,
显然,故D不正确.
故选:AC.
2.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线的焦点为,直线经过点交于两点,两点在的准线上的射影分别为,且的面积是的面积的4倍,若轴被以为直径的圆截得的弦长为,则的值为 .
【答案】
【知识点】三角形面积公式及其应用、抛物线中的三角形或四边形面积问题
【分析】先研究点在第一象限时,由的面积是的面积的4倍,求出直线的斜率,联立直线与抛物线方程求出的值;再根据对称性研究在第三象限时的值即可.
【详解】如图,当点在第一象限时,由抛物线的定义,可得,,
所以,所以,
所以.如图,过点作于点,则,
所以,所以,
所以,所以直线的斜率,
则直线,直线与联立,得,
设与的横坐标分别为,,则,
所以,
所以以为直径的圆的半径,
圆心到轴的距离,
所以弦长为,解得;
当点在第三象限时,由对称性可得.
综上,.
故答案为:.
3.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,短轴长为,点在上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点,点为椭圆上一点,求周长的最大值;
(3)过的左焦点,且斜率不为零的直线交于两点,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3)3.
【知识点】求椭圆中的最值问题、椭圆中三角形(四边形)的面积、根据椭圆过的点求标准方程、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值
【分析】(1)根据给定条件,求出即得椭圆的标准方程.
(2)由椭圆的定义可求出的最大值,从而可得周长最大值.
(3)设直线的方程为,与椭圆方程联立,借助根与系数的关系列出三角形面积的关系式,利用对勾函数性质求出最大值.
【详解】(1)依题意,,且,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由(1)知,,而,则,
周长,
当且仅当点是线段的延长线与椭圆的交点时取等号,
所以周长的最大值为.
(3)设直线的方程为,,
由消去得:,显然,,
,
因此面积,
令,,显然函数在上单调递增,
则当,即时,取得最小值,
所以当时,面积取得最大值3.
【点睛】结论点睛:过定点的直线l:y=kx+b交圆锥曲线于点,,则面积;
过定点直线l:x=ty+a交圆锥曲线于点,,则面积.
4.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的离心率为,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程.
(2)设是椭圆上异于的两个动点,直线的斜率分别为.若0,试判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,1
【知识点】根据韦达定理求参数、椭圆中的定值问题、根据离心率求椭圆的标准方程
【分析】(1)根据椭圆离心率和点坐标,可得结果
(2)设出直线得方程并与椭圆方程联合,利用韦达定理得出表达式,整理可得斜率为定值.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,且过点,
所以解得
所以椭圆的方程为.
(2)如下图所示:
设直线的斜率为,则直线的斜率为,设,
直线的方程为,即,
联立方程组消去,得.
因为为直线与椭圆的交点,
所以,即,
把换为得,所以.
因为,
所以直线的斜率为,
即直线的斜率为定值1.
5.(23-24高二下·云南·期末)已知椭圆:的短轴长等于,离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)过右焦点的直线与椭圆交于、两点,线段的垂直平分线交轴于点,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、求椭圆中的弦长、椭圆中的定值问题
【分析】(1)根据题意,列出的方程组,求得的值,即可求得椭圆的方程;
(2)设直线的方程为,联立方程组得到,进而求得,得出中垂线的方程,求得,再由弦长公式求得,即可求解.
【详解】(1)椭圆:的短轴长等于,离心率可得,
,解得,所以椭圆的方程为.
(2)
由椭圆的方程,可得右焦点,
当直线斜率不存在时被轴垂直平分,不符合题意;
当直线斜率为0时,;
直线斜率存在且不为0时,设直线的方程为,,中点为,
联立方程组,整理得,
可得,
所以,则,
即,则中垂线的方程为,
令,可得,所以,
又由
,
所以(定值);
综上所述,为定值.
6.(23-24高二下·云南·期末)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)不经过点的直线与椭圆交于,两点,若直线和的斜率互为相反数,证明:直线的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】椭圆中的定值问题、根据离心率求椭圆的标准方程、根据椭圆过的点求标准方程、直线斜率的定义
【分析】(1)由题意得,结合离心率公式即可求解;
(2)由题可知,直线的斜率显然存在,设的方程为,,,联立直线与椭圆方程,
由题意得,结合韦达定理整理可得,解出的值,结合题意即可求证.
【详解】(1)因为,所以.
又在上,所以,
解得,,
则椭圆的方程为.
(2)证明:由题可知,直线的斜率显然存在,
设的方程为,,,
则,得,
则,,
.
又,
整理可得,
化简得,
即,
所以或.
当时,直线过点,不符合题意,
所以,即直线的斜率为定值.
7.(23-24高二下·云南·期末)已知圆,圆动圆与圆外切并且与圆内切,圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设不经过点的直线与曲线相交于两点,直线与直线的斜率均存在且斜率之和为,直线是否过定点,若过定点,写出定点坐标.
【答案】(1);
(2)直线过定点.
【知识点】判断圆与圆的位置关系、利用椭圆定义求方程、轨迹问题——椭圆、椭圆中的直线过定点问题
【分析】(1)由圆,可知圆心为,半径为1,圆,圆心为,半径为3.设动圆的半径为,根据动圆与圆外切并与圆内切,可得,由椭圆的定义即可求解;
(2)①当直线斜率存在时,设直线:,设,与椭圆方程联立可得,根据,可得,代入,可得,可求直线所过的定点.同理,当直线斜率不存在时,设直线:,且,根据求出即可得直线所过的定点,综合即可求解.
【详解】(1)设动圆的半径为,
因为动圆与圆外切,所以.
因为动圆于圆外切,所以,
则,
由椭圆的定义可知,曲线是以为左、右焦点,长轴长为4的椭圆.
设椭圆方程为,
则,故,
所以曲线的方程为.
(2)①当直线斜率存在时,设直线:,
联立,消去可得,
则,化简得.
设,则.
由题意知,因为,
所以,
所以,
所以,
即,
,
即,
即.
因为,所以,即,
所以直线的方程为,
所以直线过定点.
②当直线斜率不存在时,设直线:,且,
则点.
所以 ,解得,
所以直线的方程为,也过定点.
综上所述, 直线过定点.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中定点问题的两种解法:
(1)引进参数法:先引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点;
(2)特殊到一般法:先根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
8.(23-24高二下·云南·期末)已知为的两个顶点,为的重心,边上的两条中线长度之和为6.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)已知点,直线与曲线的另一个公共点为,直线与交于点,试问:当点变化时,点是否恒在一条定直线上?若是,请证明;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,证明见解析
【知识点】轨迹问题——椭圆、椭圆中的定直线
【分析】(1)依题意,根据椭圆的定义可知的轨迹是以、为焦点的椭圆(不包括长轴的端点),从而求出椭圆方程;
(2)设直线的方程为:,,,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,即可得到,再求出直线、的方程,联立求出交点的横坐标,整理可得求出定直线方程.
【详解】(1)解:因为为的重心,且边上的两条中线长度之和为6,
所以,
故由椭圆的定义可知的轨迹是以为焦点的椭圆(不包括长轴的端点),
且,所以,
所以的轨迹的方程为;
(2)解:设直线的方程为:,,,
联立方程得:,
则,,
所以,
又直线的方程为:,
又直线的方程为:,
联立方程,解得,
把代入上式得:,
所以当点运动时,点恒在定直线上
9.(23-24高二下·云南·期末)已知抛物线C:()过点,F为C的焦点,A,B为C上不同于原点O的两点.
(1)若,试探究直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由;
(2)若,求面积的最小值.
【答案】(1)直线过定点
(2)
【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题、抛物线中的直线过定点问题、根据韦达定理求参数
【分析】(1)首先根据已知点求出抛物线方程,设,,联立抛物线方程,有,结合,由向量垂直的坐标表示可列出方程,由此解出,进一步检验判别式即可得解;
(2)由得条件等式,进一步得出的取值范围是或,由弦长公式、点到直线的距离公式表示出面积,结合的范围即可得解.
【详解】(1)
已知抛物线C:()过点,
所以,所以抛物线的方程为,
直线斜率不可能为0,否则直线与抛物线没有两个交点,
故可设,,
联立抛物线的方程为,可得
,,
由韦达定理有,
因为,
所以,
因为A,B为C上不同于原点O的两点,所以,所以,经检验符合题意;
即,
所以直线过定点;
(2)
显然,由(1)得,,
因为,所以
,
即有条件等式成立,而
,
所以首先有,其次,或,
因为为直线在轴上的截距,且与相异,由图可知,
从而的取值范围是或,
,
点到直线的距离为,
所以的面积可表示为:,
因为的取值范围是或,
所以或,
所以当,即时,,
综上所述,面积的最小值为.
【点睛】关键点点睛:第(2)问的关键是得出的取值范围以及面积的表达式,由此即可顺利得解.
10.(23-24高二下·云南·期末)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求证:为定值;
(3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)过定点
【知识点】根据双曲线过的点求标准方程、双曲线中的直线过定点问题、双曲线中的定值问题
【分析】(1)根据双曲线过点的坐标,代入得到方程组,解得、,即可得到双曲线方程;
(2)由题意易得直线的斜率存在,设,直线的方程为,联立直线与双曲线方程,化简的式子,结合韦达定理即可求出结果.
(3)设直线的方程为,利用根与系数的关系以及定值,求出、的关系,即可得到直线方程,从而确定定点坐标.
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以双曲线方程为.
(2)设直线的方程为,
由得,
因为直线与双曲线的左、右支分别交于点,
所以,解得,
所以
则
,
即为定值.
(3)设直线的方程为,
由得,
,
所以,
由,结合(2)可知,
由,得,即或,
当时,直线过点,不符合题意,舍去,
当时,直线的方程为,令,则,
所以直线过定点.
11.(23-24高二下·云南·期末)已知在曲线:上,直线交曲线于,两点.
(1)当不在直线上时,试问(,分别为,的斜率)是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
(2)若为坐标原点,,求面积的最小值.
【答案】(1)是定值,
(2)
【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆中的定值问题
【分析】(1)首先根据椭圆的定义求出曲线的方程,设,根据对称性可得,表示出直线的斜率,结合椭圆方程,即可求出的值;
(2)当时求出的面积,当时联立直线与椭圆方程,消元、求出两根,即可表示出,设交椭圆的另一个交点为,所以直线的方程为,从而得到,则,最后又由基本不等式计算可得.
【详解】(1)是定值,,
曲线:即,
所以曲线是以为焦点的椭圆且,所以,则,
所以曲线的方程为,
设,根据对称性可得,因为,
所以,因为,所以,
同理可得,
所以.
(2)若时、(或、),因为,
所以(或),所以,
当时联立,则,解得、,
所以,
因为,设交椭圆的另一个交点为,所以直线的方程为,
所以,
则,
所以,
因为,当且仅当,即,时等号成立,
所以,
因为,所以面积的最小值为.
12.(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知是抛物线的焦点,是抛物线的准线与轴的交点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程.
(2)设过点的直线交抛物线于两点,直线与直线分别交于点.
(ⅰ)证明:直线与的斜率之和为0.
(ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)12
【知识点】直线与抛物线交点相关问题、抛物线中的三角形或四边形面积问题、根据抛物线上的点求标准方程、基本不等式求和的最小值
【分析】(1)利用点坐标代入抛物线方程、可得答案;
(2)(ⅰ)设直线、、的方程分别为、、,直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理代入可得答案;(ⅱ)求出、,得到的面积,利用的范围可得答案.
【详解】(1)因为点在抛物线上,所以,
因为,所以,
联立,解得,
所以抛物线的方程为;
(2)(ⅰ)设直线的方程为,直线的方程为,
直线的方程为,
不妨设点在第一象限,,
由得,
所以,
所以,所以
,
故直线与的斜率之和为;
(ⅱ)由得,
同理可得,
直线与轴交于点,
则的面积
,
因为,所以,所以,
则,即面积的最大值为12,
当且仅当时等号成立.
【点睛】关键点点睛:第二问的解题的关键点是求出的面积,然后利用基本不等式求最值.
13.(23-24高二下·云南红河·期末)已知点,在双曲线(,)上,直线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)当且时,直线与双曲线分别交于,两点,关于轴的对称点为.证明:直线过定点;
(3)当时,直线与双曲线有唯一的公共点,过点且与垂直的直线分别交轴,轴于,两点.当点运动时,求点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【知识点】双曲线中的直线过定点问题、求直线与双曲线的交点坐标、求双曲线的轨迹方程、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】(1)将点的代入方程,求出a,b,即可得双曲线方程;
(2)联立直线与双曲线,结合韦达定理可得直线方程,即可得证.
(3)由已知可得直线与双曲线相切,可得,也可得点与,进而可得点的轨迹方程.
【详解】(1)由点,在双曲线,
即,解得,
所以双曲线方程为;
(2)
由已知,设,,
联立直线与双曲线,得,
则,即,且,
,,
又点与关于轴的对称,
则,
所以,
即,
即,恒过定点;
(3)由已知直线,,且,
联立直线与双曲线,可得,
则,,
即,,
所以,,代入直线可得,
即,
所以直线,即,
所以,,
即,可得.
【点睛】(1)解答直线与双曲线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
14.(23-24高二下·云南保山·期末)设点在曲线上,在曲线上,且满足,
(1)求的方程;
(2)点在上,过点的直线与的渐近线交于两点,且是的中点,求(为坐标原点)的面积;
(3)利用双曲线定义证明:方程表示的曲线是焦点在直线上的双曲线.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、求双曲线的轨迹方程、利用双曲线定义求方程
【分析】(1)根据题意将代入曲线即可;
(2)设,求的坐标,结合中点可得,代入方程可得,进而可求的面积.
(3)根据设,分和两种情况,结合两点间距离公式可得,即可得结果.
【详解】(1)由已知得,
将代入得方程为;
(2)显然直线不与轴垂直,故可设其方程为,
双曲线的渐近线为,
联立,解得:,所以,
联立,解得:,所以,
因为是的中点,
所心点的横、纵坐标为,
点在双曲线上,即,得,
因,所以,
显然直线与轴的交点为,
所以,
将代入可得.
方法二:双曲线的渐近线为,
因点在两条渐近线上,故可设,
因为是的中点,则点,
又点在上,将点代入方程,得到,
因,
所以的面积.
(3)设方程上任意一点,
则
,
当时,,
则,
当时,,
则.
根据双曲线得定义得,方程的图象是焦点在直线上的双曲线.
【点睛】方法点睛:有关圆锥曲线弦长、面积问题的求解方法
(1)涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数的关系、设而不求计算弦长;涉及垂直关系时也往往利用根与系数的关系、设而不求法简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解;
(2)面积问题常采用底高,其中底往往是弦长,而高用点到直线距离求解即可,选择底很重要,选择容易坐标化的弦长为底.有时根据所研究三角形的位置,灵活选择其面积表达形式,若求多边形的面积问题,常转化为三角形的面积后进行求解;
(3)在求解有关直线与圆锥曲线的问题时,应注意数形结合、分类与整合、转化与化归及函数与方程思想的应用.
15.(23-24高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的两条渐近线分别为和,右焦点坐标为,为坐标原点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设M,N是双曲线C上不同的两点,Q是MN的中点,直线MN、OQ的斜率分别为,证明:为定值;
(3)直线y=4x-6与双曲线的右支交于点(在的上方),过点分别作的平行线,交于点,过点且斜率为4的直线与双曲线交于点(在的上方),再过点分别作的平行线,交于点,⋯,这样一直操作下去,可以得到一列点.证明:共线.
【答案】(1);
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【知识点】双曲线中的动点在定直线上问题、双曲线中的定值问题、根据a、b、c求双曲线的标准方程
【分析】(1)由题意,根据题目所给信息以及的关系,列出等式求出和的值,进而可得双曲线的标准方程;
(2)设,,根据M,N为双曲线C上的两点,列由点差法得到,利用斜率公式进行求证即可;
(3)设直线的方程为,,,将直线方程与双曲线方程联立,易得,结合韦达定理,求出,再利用韦达定理进行求证.
【详解】(1)因为双曲线的两条渐近线分别为和,右焦点坐标为,
所以,解得,则双曲线的标准方程为;
(2)证明:设,,
因为M,N为双曲线C上的两点,所以,
两式相减得,整理得,
则,得证;
(3)证明:设斜率为4,与双曲线右支相交于两点的直线方程为,,,
联立,消去y并整理得,
因为该方程有两个正根,则,解得,(舍)
由韦达定理得,
直线的方程为,
因为,即,①
直线的方程为,
因为,即,②
联立①②,两式相加得,两式相减得,
因为,则,,
所以,
则都在直线上,故共线.
16.(23-24高二下·云南大理·期末)已知定点,直线,动圆过点且与直线相切,动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线C的方程;
(2)若为正数,圆与曲线只有一个交点,求正数的取值范围;
(3)在(2)的条件下所得到半径最大的圆记为圆,点是曲线上一点,且,过作圆的两条切线,分别交轴于两点,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)8
【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题、利用抛物线定义求动点轨迹、求平面轨迹方程、求两曲线的交点
【分析】(1)利用抛物线的定义理解动点轨迹易得曲线方程;
(2)将圆与抛物线方程联立消元求出的值,由题意即可求得参数的范围;
(3)设点,分别求出直线的方程,,运用同构思想求出和,继而求得,最后求出面积的表达式,利用基本不等式求得其最小值.
【详解】(1)由题意,动圆圆心到点的距离等于到直线的距离,
故曲线是以为焦点,为准线的抛物线,其方程形如:,
因,故曲线的方程为.
(2)将圆方程与曲线方程联立得,,
得,解得:.
由可知,因两曲线只有一个交点,
则必须,即,又因为为正数,
故.
(3)
如图,设,由,则直线的方程为,
依题意圆心到的距离为1,即,
化简得,
同理可得,
所以是方程的两根,
所以,依题意,则,
又,所以,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以面积的最小值8.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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