内容正文:
∴Δ=(32m)2-4×25×(16m2-144)=9×43(25-m2).
当Δ>0,即-5<m<5时,直线和椭圆相交;
当Δ=0,即m=±5时,直线和椭圆相切;
当Δ<0,即m>5或 m<-5时,直线和椭圆相离.综上所
述,当m∈(-∞,-5)∪(5,+∞)时直线与椭圆相离;
当m=±5时,直线与椭圆相切;当 m∈(-5,5)时,直线与
椭圆相交.
[例2] [解] 消去y,整理,得(1-k2)x2-2kx-2=0.
(1)当k=1时,x=-1.
(2)当k=-1时,x=1.
(3)当k≠±1时,Δ=4k2+8(1-k2)=8-4k2.
若Δ>0,则- 2<k< 2;若Δ=0,则k=± 2;若Δ<0,则
k<- 2或k> 2.
综上,当k<- 2或k> 2时,直线l与双曲线C 没有公共
点;当k=± 2时,直线l与双曲线C 相切于一点;当k=±1
时,直线l与双曲线C 相交于一点;当- 2<k<-1或-1
<k<1或1<k< 2时,直线l与双曲线C 有两个公共点.
[例3] [解] 联立 y=kx+1
,
y2=4x,{ 消去y,得k
2x2+(2k-4)x+
1=0.(∗)
当k=0时,(∗)式只有一个解x=14
,∴y=1,
∴直线l与C 只有一个公共点 14
,1( ) ,此时直线l平行于
x轴.
当k≠0时,(∗)式是一个一元二次方程,Δ=(2k-4)2-4k2
=16(1-k).
①当Δ>0,即k<1,且k≠0时,
l与C 有两个公共点,此时直线l与C 相交;
②当Δ=0,即k=1时,l与C 有一个公共点,此时直线l与C
相切;
③当Δ<0,即k>1时,l与C 没有公共点,此时直线l与C
相离.
综上所述,当k=1或0时,l与C 有一个公共点;
当k<1,且k≠0时,l与C 有两个公共点;
当k>1时,l与C 没有公共点.
变式训练
1.解:直线l的方程与椭圆C 的方程联立,得方程组
y=2x+m,①
x2
4+
y2
2=1
,②{ 将①代入②得9x2+8mx+2m2-4=0,③
判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
(1)当Δ>0,即-3 2<m<3 2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 有两个不重合的公共点.
(2)当Δ=0,即m=±3 2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.这时直线l与椭圆C有两个互
相重合的公共点,即直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3)当Δ<0,即 m<-3 2或 m>3 2时,方程③没有实数
根,可知原方程组没有实数解.这时直线l与椭圆C 没有公
共点.
2.解:联立方程组 y=kx-1
,
x2-y2=1,{ 消去y 并整理得(1-k
2)x2+
2kx-2=0.
∵直线与双曲线有两个不同的交点,
则 1-k
2≠0,
Δ=4k2+8(1-k2)>0,{
解得- 2<k< 2,且k≠±1.∴若l与C 有两个不同交点,
实数k的取值范围为(- 2,-1)∪(-1,1)∪(1,2).
3.解:①若直线的斜率不存在,则过点P(0,1)的直线方程为x
=0.显然与抛物线只有一个公共点,即直线x=0与抛物线
只有一个公共点.
②若直线的斜率存在,设方程为y=kx+1,
由 y
2=2x,
y=kx+1,{ 消去y 得k
2x2+2(k-1)x+1=0,当k=0
时,解得y=1,即直线y=1与抛物线只有一个公共点.
当k≠0时,由Δ=4(k-1)2-4k2=0,得k=12.
即直线y=12x+1
与抛物线只有一个公共点.
综上所述,所求直线方程为x=0或y=1或y=12x+1.
当堂达标
1.A [直线y=kx-k+1=k(x-1)+1过定点(1,1),且该点
在椭圆内部,因此必与椭圆相交.]
2.B [因为双曲线方程为x2-y
2
4=1
,所以P(1,0)是双曲线
的右顶点,所以过P(1,0)并且和x 轴垂直的直线是双曲线
的一条切线,与双曲线只有一个公共点,另外还有两条就是
过P(1,0)分别和两条渐近线平行的直线,所以符合要求的
共有3条.]
3.B [∵函数y=ax2+1的图象与直线y=x相切,
∴它们有且仅有一个交点.由 y=ax
2+1,
y=x,{ 得x=ax
2+1,即
ax2-x+1=0,∴Δ=1-4a=0,∴a=14.
]
4.解析:双曲线x
2
9-
y2
16=1
的右顶点A(3,0),右焦点F(5,0),
渐近线方程为y=±43x.
不妨设直线FB 的方程为y=43
(x-5),代入双曲线方程整
理,得x2-(x-5)2=9,
解得x=175
,y=-3215
;
同理,若直线 FB 的方程为y=- 43
(x-5),则x=175
,y
=3215
;
所以B 175
,±3215( ).
所以S△AFB=
1
2|AF|×|yB|=
1
2
(c-a)|yB|=
1
2×
(5
-3)×3215=
32
15.
答案:17
5
,±3215( )
32
15
4.2 直线与圆锥曲线的综合问题
课前预习学案
知识梳理
[思考]
提示:“点差法”不能保证直线与圆锥曲线有两个交点,因此
必须把求出的直线方程与圆锥曲线方程联立,看是否满足Δ
>0.
预习自测
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)×
2.C [抛物线x2=4y的准线为y=-1.因为P1(x1,y1),P2
(x2,y2)两点是过抛物线焦点的直线与抛物线的交点,所以
P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点到准线的距离分别是y1+1,y2
+1,所以|P1P2|的值为y1+y2+2=8.]
3.C [联立
y=x+1,
x2
4+
y2
2=1
,{ 消去y,得3x2+4x-2=0,
设直线与椭圆交于点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-
4
3
,故AB 的中点横坐标x0=
x1+x2
2 =-
2
3.
纵坐标y0=
x0+1=-
2
3+1=
1
3.
]
4.解析:双曲线的左焦点为(-2,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),
AB 方 程 为 y = 33
(x +2),即 x - 3y +2= 0,
由
x- 3y+2=0,
x2-y
2
3=1{
得8y2-12 3y+9=0,则y1+y2=
3 3
2
,y1y2=
9
8.
∴|AB|= 1+1k2( )[(y1+y2)
2-4y1y2]=
(1+3) 3 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
-4×98[ ] =3.
答案:3
532
参考答案
课堂互动学案
[例1] [解] (1)由 4x
2+y2=1,
y=x+m,{ 消去y,得5x
2+2mx+m2
-1=0.
∵直线与椭圆有公共点,∴Δ=4m2-20(m2-1)≥0,
解得- 52≤m≤
5
2.
即实数m 的取值范围是 - 52
,5
2[ ].
(2)设直线与椭圆交于点A(x1,y1),B(x2,y2).
由(1)知,5x2+2mx+m2-1=0.
由根与系数的关系,得x1+x2=-
2m
5
,x1x2=
1
5
(m2-1).
∴d= (x1-x2)2+(y1-y2)2= 2(x1-x2)2
= 2[(x1+x2)2-4x1x2]
= 2 4m
2
25 -
4
5
(m2-1)[ ] =25 10-8m
2,
∴当m=0时,d最大,此时直线方程为y=x.
[例2] [解] (1)由焦点F(1,0),得p2=1
,解得p=2.
所以抛物线的方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).直线l的方程为y=
4
3
(x-1).
与抛物线方程联立,得 y=
4
3
(x-1),
y2=4x,{ 消去y,整理得4x
2-
17x+4=0.
由抛物线的定义可知,|AB|=x1+x2+p=
17
4+2=
25
4.
所以线段AB 的长为254.
[例3] [解] 方法一 如图,设所求
直线的方程为y-1=k(x-2),代入
椭圆方程并整理,得(4k2+1)x2-8
(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0.(∗)
又设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),
B(x2,y2),
则x1,x2 是(∗)方程的两个根,∴x1
+x2=
8(2k2-k)
4k2+1
.
∵P 为弦AB 的中点,
∴2=
x1+x2
2 =
4(2k2-k)
4k2+1
.解得k=- 12
,符合(∗)方程中
Δ>0,
∴所求直线的方程为x+2y-4=0.
方法二 设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).
∵P 为弦AB 的中点,∴x1+x2=4,y1+y2=2.
又A,B 在椭圆上,∴x21+4y21=16,x22+4y22=16.
两式相减,得(x21-x22)+4(y21-y22)=0,
即(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0.
∴y1-y2x1-x2
=
-(x1+x2)
4(y1+y2)
=-12
,即kAB=-
1
2.
∴所求直线方程为y-1=-12
(x-2),即x+2y-4=0.
[例4] [解] (1)由条件可知,椭圆的焦点在x轴上,且a=
2,又e=ca =
2
2
,得c= 2.
由a2-b2=c2 得b2=a2-c2=2.∴所求椭圆的方程为x
2
4+
y2
2=1.
(2)若存在点Q(m,0),使得∠PQM+∠PQN=180°,
则直线QM 和QN 的斜率存在,分别设为k1,k2.等价于k1
+k2=0.
依题意,直线l的斜率存在,故设直线l的方程为y=k(x-4).
由
y=k(x-4)
x2
4+
y2
2=1{ ,得(2k
2+1)x2-16k2x+32k2-4=0.
因为直线l与椭圆C 有两个交点,所以Δ>0.
即(16k2)2-4(2k2+1)(32k2-4)>0,解得k2<16.
设 M (x1,y1),N(x2,y2),则 x1 +x2 =
16k2
2k2+1
,x1x2 =
32k2-4
2k2+1
,y1=k(x1-4),y2=k(x2-4),
令k1+k2=
y1
x1-m
+ y2x2-m
=0,(x1-m)y2+(x2-m)y1=
0,当k≠0时,2x1x2-(m+4)(x1+x2)+8m=0,化简得,
8m-1
2k2+1
=0,所以m=1.当k=0时,也成立.
所以存在点Q(1,0),使得∠PQM+∠PQN=180°.
变式训练
1.解:(1)因为双曲线的渐进线方程为y=±2x,所以设所求双
曲线的方程为:x2-y
2
4=λ
(λ≠0),把(-3,4 2)代入方程,
整理得:9-324=λ
,解得λ=1,
所以双曲线的方程为x2-y
2
4=1
;
(2)由题意可知:设A(x1,y1),B(x1,y1),
则由 x
2-y
2
4=1
,
4x-y-6=0,{ 整理得:3x
2-12x+10=0,
由韦达定理得:x1+x2=4,x1x2=
10
3
,
由弦长公式可知:
|AB|= (1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]=
(1+42)× 42-4×103( ) =
2 102
3 .
∴|AB|的值为2 1023 .
2.解:如图,依题意可设抛物线方程为y2=
2px(p>0),则 直 线 方 程 为 y= -x+
1
2p.
设直 线 交 抛 物 线 于 A(x1,y1),B(x2,
y2),
则由抛物线定义得|AB|=|AF|+|FB|
=|AC|+|BD|
=x1 + p2 +x2 +
p
2
,即 x1 +x2 +p=
8.①
又A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线和直线的交点,
由 y=-x+
1
2p
y2=2px{ ,消去y,得x
2-3px+p
2
4=0.
∵Δ=9p2-4×p
2
4=8p
2>0,∴x1+x2=3p,将其代入①得
p=2,
∴所 求 抛 物 线 方 程 为 y2 =4x.当 抛 物 线 方 程 设 为 y2 =
-2px(p>0)时,
同理可求得抛物线方程为y2=-4x.∴抛物线方程为y2=
4x或y2=-4x.
3.解:(1)因为点A(2,1)在双曲线内,所以过点A 不与渐近线
平行的直线一定与双曲线有两个交点.设以A(2,1)为中点
的弦的两端点为P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则有x1+x2=4,y1+y2=2.
根据双曲线的对称性知x1≠x2.由点P1,P2 在双曲线上,得
2x21-y21=2,2x22-y22=2,
两式相减得2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0,
所以2×4(x1-x2)-2(y1-y2)=0,所以
y1-y2
x1-x2
=4,
即以A(2,1)为中点的弦所在直线的斜率k=4,
故所求中点弦所在直线的方程为y-1=4(x-2),即4x-y
-7=0.
(2)假定直线l存在,采用(1)的方法求出直线l的方程为y
-1=2(x-1),
即2x-y-1=0.由 2x
2-y2=2
2x-y-1=0{ ,消去y 得2x
2-4x+3
=0
Δ=(-4)2-4×2×3=-8<0,无实根,
因此直线l与双曲线无交点,故满足条件的直线l不存在.
4.解:(1)由题意,椭圆C的标准方程为x
2
4+
y2
2=1.
所以a2=4,b2=2,从而c2=a2-b2=2.因此a=2,c= 2.
故椭圆C的离心率e=ca =
2
2.
(2)设点A,B 的坐标分别为(t,2),(x0,y0),其中x0≠0.
因为OA⊥OB,所以OA
→
OB
→
=0,即tx0+2y0=0,
632
数学(BS)选择性必修第一册
解得t=-2y0x0
.又x20+2y20=4,所以|AB|2=(x0-t)2+(y0
-2)2= x0+
2y0
x0( )
2
+(y0-2)2
=x20+y20+
4y20
x20
+4=x20+
4-x20
2 +
2(4-x20)
x20
+4=
x20
2+
8
x20
+
4(0<x20≤4).
因为
x20
2+
8
x20
≥4(0<x20≤4),当且仅当x20=4时等号成立,
所以|AB|2≥8.
故线段AB 长度的最小值为2 2.
当堂达标
1.B [设弦的端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=8,y1
+y2=4.
由
x21
36+
y21
9=1
,
x22
36+
y22
9=1
,
ì
î
í
ïï
ï
两 式 相 减,得
(x1+x2)(x1-x2)
36 +
(y1+y2)(y1-y2)
9 =0
,
∴
2(x1-x2)
9 =-
4(y1-y2)
9
,∴k=y1-y2x1-x2
=-12.
]
2.D [设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB 的中点
M x1+x22
,y1+y2
2( ) ,
可得kAB=
y1-y2
x1-x2
,k=
y1+y2
2
x1+x2
2
=y1+y2x1+x2
,
因A,B 在双曲线上,则
x21-
y21
9=1
x22-
y22
9=1
ì
î
í
ïï
ï
,两式相减得(x21-x22)
-y
2
1-y22
9 =0
,
所以kABk=
y21-y22
x21-x22
=9.
对于选项 A:可得k=1,kAB=9,
则AB:y=9x-8,
联立方程
y=9x-8
x2-y
2
9=1{ ,消去y得
72x2-2×72x+73=0,
此时Δ=(-2×72)2-4×72×73=-288<0,
所以直线AB 与双曲线没有交点,故 A错误;
对于选项B:可得k=-2,kAB=-
9
2
,
则AB:y=-92x-
5
2
,
联立方程
y=-92x-
5
2
x2-y
2
9=1
{ ,消去y得45x2+
2×45x+61=0,
此时Δ=(2×45)2-4×45×61=
-4×45×16<0,
所以直线AB 与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项 C:可得k=3,kAB=3,则AB:y=3x,
由双曲线方程可得a=1,b=3,则AB:y=3x为双曲线的渐
近线,
所以直线AB 与双曲线没有交点,故 C错误;
对于选项 D:k=4,kAB=
9
4
,则AB:y=94x-
7
4
,
联立方程
y=94x-
7
4
x2-y
2
9=1
{ ,消去y得63x2+126x-193=0,
此时Δ=1262+4×63×193>0,故直线 AB 与双曲线有交
两个交点,故 D正确.]
3.解析:双曲线的左焦点为F1(-2,0),将直线AB 方程y=
3
3
(x+2)代入双曲线方程,得8x2-4x-13=0,显然Δ>0,设
A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=
1
2
,x1x2=-
13
8
,
所 以|AB|= 1+k2 (x1+x2)2-4x1x2 = 1+
1
3 ×
1
2( )
2
-4× -138( ) =3.]
4.解:(1)由于抛物线的焦点为(1,0),∴p2=1
,即p=2,∴所
求抛物线方程为y2=4x.
(2)方法一 设A(x1,y1),B(x2,y2),则y21=4x1,①
y22=4x2,②且x1+x2=4,y1+y2=2,
②-①,得(y1+y2)(y2-y1)=4(x2-x1),∴
y2-y1
x2-x1
=2,
∴所求直线AB 的方程为y-1=2(x-2),即2x-y-3=0.
方法二 显然AB 不垂直于x 轴,
故可设弦AB 所在直线的方程为y-1=k(x-2),k≠0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
由 y-1=k(x-2),
y2=4x,{ 消去x,得ky
2-4y-8k+4=0,∴y1+y2=
4
k.
又 M 是AB 的中点,∴y1+y2=2,∴k=2,
故直线AB 的方程为y-1=2(x-2),即2x-y-3=0.
章末归纳提升
题型梳理素养聚焦
[例 1] [解 析] (1)把 轨 迹 方 程
5 x2+y2 =|3x+4y-12|,写 成
x2+y2=|3x+4y-12|5 .
∴动点 M 到原点的距离与它到直线
3x+4y-12=0的距离相等.∴点 M
的轨迹是以原点为焦点,直线3x+4y
-12=0为准线的抛物线.
(2)抛物线y2=8x的准线方程是x=-2,那么点P 到焦点
F 的距离等于它到准线x=-2的距离,过点P 作PD 垂直
于准线x=-2,垂足为D,
那么|PM|+|PF|=|PM|+|PD|.
如图所示,根据平面几何知识,当 M,P,D 三
点共线时,|PM|+|PF|的值最小,且最小值
为|MD|=2-(-2)=4,所以|PM|+|PF|
的最小值是4.
此时点P 的纵坐标为3,所以其横坐标为98
,
即点P 的坐标是 98
,3( ).
[答案] (1)C (2)4 98
,3( )
[例2] [解] 由
y=-12x+2
,
x2
4b2+
y2
b2 =1
,
ì
î
í
ïï
ï
消去y并整理得x2-4x+8
-2b2=0.由Δ=16-4(8-2b2)>0,得b2>2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则由根与系数的关系得x1+x2=4,x1x2=8-2b2.
∵|AB|=2 5,∴ 1+14
(x1+x2)2-4x1x2=2 5,
即 5
2
16-4(8-2b2)=2 5,解得b2=4,故a2=4b2=
16.∴所求椭圆的方程为x
2
16+
y2
4=1.
[例3] [解析] (1)设双曲线x
2
a2
-y
2
b2
=1(a>0,b>0)与抛物
线y2=2px(p>0)的公共焦点为(c,0),则抛物线y2=2px
(p>0)的准线为x=-c,
令x=-c,则c
2
a2
-y
2
b2
=1,解得y=±b
2
a
,所以|AB|=2b
2
a
,
又因为双曲线的渐近线方程为y=±bax
,所以|CD|=2bca
,
所以2bc
a =
2 2b2
a
,即c= 2b,所以a2=c2-b2=12c
2,
所以双曲线的离心率e=ca = 2.
732
参考答案
4.2 直线与圆锥曲线的综合问题
课程标准 素养解读
1.能运用直线与圆锥曲线的位置关系解决相关的弦
长、中点弦问题
2.能运用直线与圆锥曲线的位置关系解决相关的最
值、范围问题
通过直线与圆锥曲线的位置关系解决
相关的弦长、中点弦问题与最值、范围
问题,进一步培养直观想象、逻辑推
理、数学运算的核心素养.
[知识梳理]
[知识点一] 解决圆锥曲线中点弦问题的两
种方法
1.根与系数的关系法:联立直线方程和圆锥曲
线方程构成方程组,消去一个未知数,利用
一元二次方程根与系数的关系以及中点坐
标公式解决.
2.点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,
将交点坐标分别代入圆锥曲线方程,然后作
差,构造出中点坐标和斜率的关系,以椭圆
为例如下:已知A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆
x2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0)上的两个不同的点,M
(x0,y0)是线段AB 的中点,
则
x21
a2+
y21
b2=1
, ①
x22
a2+
y22
b2=1
, ②
ì
î
í
ï
ïï
ï
ï
由①-②,得1
a2
(x21-x22)+
1
b2
(y21-y22)=0,
变形得y1-y2
x1-x2
=-b
2
a2
x1+x2
y1+y2
=-b
2
a2
x0
y0
,
即kAB=-
b2x0
a2y0
.
[知识点二] 求弦长的两种方法
1.求出直线与圆锥曲线的两交点坐标,用两点
间距离公式求弦长.
2.联立直线与圆锥曲线的方程,消元得到关于
一个未知数的一元二次方程,
利用弦长公式:|P1P2|=
1+k2
(x1+x22)-4x1x2
或|P1P2|= 1+
1
k2
(y1+y22)-4y1y2
æ
è
çç
ö
ø
÷÷,
其中x1,x2(y1,y2)是上述一元二次方程的
两根,由根与系数的关系求出两根之和与两
根之积后代入公式可求得弦长.
提醒:如果直线方程涉及斜率,要注意斜率
不存在的情况.
利用“点差法”处理直线与圆锥曲线
问题时求得的直线方程一定与圆锥曲线有
两个交点吗?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)长轴是椭圆中最长的弦 . ( )
(2)过抛物线y2=2px(p>0)时焦点且垂直于
对称轴的弦长是2p. ( )
(3)直线与双曲线相交一定有两个交点( )
(4)过抛物线y2=4x的焦点作一直线与抛物
线交于A,B 两点,且|AB|=5,则这样的直
线有且只有一条 ( )
2.过抛物线x2=4y的焦点F 作直线交抛物线
于P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点,若y1+y2=
6,则|P1P2|的值为 ( )
A.5 B.6
C.8 D.10
3.直线y=x+1被椭圆x
2
4+
y2
2=1
所截得的
弦的中点坐标是 ( )
A.23
,5
3
æ
è
ç
ö
ø
÷ B.43
,7
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.-23
,1
3
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.-132
,-172
æ
è
ç
ö
ø
÷
4.过双曲线x2-y
2
3=1
的左焦点F1,作倾斜角为
π
6
的直线与双曲线交于A,B两点,则|AB|=
.
96
第二章 圆锥曲线
弦长问题
[例1] 已知椭圆4x2+y2=1及直线y=x
+m.
(1)当直线和椭圆有公共点时,求实数m 的
取值范围;
(2)求被椭圆截得的最 长 弦 所 在 的 直 线
方程.
[思路点拨] (1)将直线方程与椭圆方程
联立,根据判别式Δ 的符号,建立关于 m
的不等式求解;(2)利用弦长公式建立关于
m 的函数关系式,通过函数的最值求得m
的值,从而得到直线方程.
求直线被圆锥曲线截得弦长的方法
方法一是距离公式法:当弦的两端点坐标
易求时,可直接求出交点坐标,再利用两点
间距离公式求弦长.
方法二是弦长公式法:当弦的两端点坐标
不易求时,可利用弦长公式求解,即若直线
与圆锥曲线交于 A(x1,y1),B(x2,y2)两
点,则|AB|= 1+k2|x1-x2|,或|AB|=
1+1k2
|y1-y2|,其中k为直线AB的斜率.
[变式训练]
1.已知双曲线的渐进线方程为y=±2x,且过
点(-3,4 2)
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线4x-y-6=0与双曲线相交于
A、B 两点,求|AB|的值.
抛物线中过焦点的弦长问题
[例2] 如图,斜率为43
的直
线l经过抛物线y2=2px的
焦点F(1,0),且与抛物线相
交于A,B 两点.
(1)求该抛物线的标准方程和准线方程;
(2)求线段AB 的长.
[思路点拨] (1)由抛物线的焦点坐标得
p值,求出抛物线方程及准线方程;(2)由
过焦点的直线方程与抛物线方程联立,利
用焦点弦长公式可解.
07
数学(BS)选择性必修第一册
斜率为k的直线l经过抛物线y2=2px(p
>0)的焦点 F,与抛物线相交于 A(x1,
y1),B(x2,y2)两点,求弦长|AB|的方法有
方法一:利用两点间的距离公式;
方法二:利用弦长公式|AB|= 1+k2|x1-x2|;
方法三:|AB|=|AF|+|BF|=x1+p2 +
x2+p2 =x1+x2+p.
[变式训练]
2.抛物线的顶点在原点,以x轴为对称轴,经
过焦点且倾斜角为135°的直线被抛物线所
截得的弦长为8,试求抛物线的方程.
中点弦问题
[例3] 过椭圆x
2
16+
y2
4 =1
内一点P(2,1)作
一条直线交椭圆于 A,B 两点,使线段 AB
被点P 平分,求此直线的方程.
[思路点拨] 由于弦所在直线过定点
P(2,1),所以可设出弦所在直线的方程
为y-1=k(x-2),与椭圆方程联立,通
过中点为P,得出k的值,也可以通过设
而不求的思想求直线的斜率.
关于中点弦问题,一般采用两种方法解决
(1)联立方程组,消元,利用根与系数的关
系进行设而不求,从而简化运算.
(2)利用“点差法”,即若椭圆方程为x
2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0),直线与椭圆交于点A(x1,y1),
B(x2,y2),且弦 AB 的中点为 M (x,y),
则
x21
a2+
y21
b2=1
, ①
x22
a2+
y22
b2=1
, ②
ì
î
í
ï
ïï
ï
ï
①-②,得a2(y21-y22)+b2(x21-x22)=0,
∴y1
-y2
x1-x2
=-b
2
a2
x1+x2
y1+y2
=-b
2
a2
x
y.
这样就建立了中点坐标与直线的斜率之间
的关系,从而使问题得以解决.
[变式训练]
3.已知双曲线的方程为2x2-y2=2.
(1)求以A(2,1)为中点的双曲线的弦所在
直线的方程.
(2)过点B(1,1)能否作直线l,使直线l与
所给双曲线交于Q1,Q2 两点,且点B 是弦
Q1Q2 的中点? 如果直线l存在,求出它的
方程;如果不存在,说明理由.
17
第二章 圆锥曲线
圆锥曲线的综合问题
[例4] 椭圆E:x
2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0)经过点
A(-2,0),且离心率为 22.
(1)求椭圆E 的方程;
(2)过点P(4,0)任作一条直线l与椭圆C
交于不同的两点M,N.在x轴上是否存在
点Q,使得∠PQM+∠PQN=180°? 若存
在,求出 点 Q 的 坐 标;若 不 存 在,请 说 明
理由.
在圆锥曲线的综合题中,经常遇到求范围、
最值、定值、过定点和探索性问题.解决这
类问题的方法很多,如斜率法、方程法、函
数法、参数法等.解决这些问题的关键是代
换和转化.
[变式训练]
4.已知椭圆C:x2+2y2=4.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)设O为原点,若点A 在直线y=2上,点
B 在椭圆C 上,且OA⊥OB,求线段AB 长
度的最小值.
[当堂达标]
1.已知椭圆x
2
36 +
y2
9 =1
以及椭圆内一点
P(4,2),则以P 为中点的弦所在直线的斜
率为 ( )
A.12 B.-
1
2
C.2 D.-2
2.(2023全国乙卷(文))设A,B 为双曲线x2
-y
2
9=1
上两点,下列四个点中,可为线段
AB 中点的是 ( )
A.(1,1) B.(-1,2)
C.(1,3) D.(-1,-4)
3.过双曲线x2-y
2
3 =1
的左焦点F1 作倾斜角
为π
6
的直线AB,其中A,B分别为直线与双曲
线的交点,则|AB|的长为 .
4.已知A,B 为抛物线E 上不同的两点,若抛
物线E 的焦点为(1,0),线段AB 恰被点M
(2,1)所平分.
(1)求抛物线E 的方程;
(2)求直线AB 的方程.
学习至此,请完成配套训练
27
数学(BS)选择性必修第一册