内容正文:
课时作业(十六) 直线与圆锥曲线的交点
[基础达标练]
1.已知椭圆+=1,直线l:x+my-m=0(m∈R),直线l与椭圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切
C.相交 D.不确定
解析:选C 由题意知,x+my-m=0(m∈R)恒过点(0,1),
∵+<1,
∴点(0,1)在椭圆内部,∴直线l与椭圆相交.
2.过点(0,1)且与抛物线y2=x只有一个公共点的直线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.无数条
解析:选C ∵点(0,1)在抛物线的外部,∴过点(0,1)且与抛物线只有一个公共点的直线有2条切线,1条交线.
3.若直线l过点(3,0),且与双曲线-=1只有一个公共点,则这样的直线共有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
解析:选C 点(3,0)恰为双曲线的右顶点,由数形结合可知有3条与双曲线只有一个公共点的直线,分别是过点(3,0)且垂直于x轴的直线及与两条渐近线平行的直线.
4.直线y=x+2与椭圆+=1有两个公共点,则m的取值范围是( )
A.m>1 B.m>1且m≠3
C.m>3 D.m>0且m≠3
解析:选B 由
得(m+3)x2+4mx+m=0.
由Δ>0,且m≠3得m>1或m<0且m≠3,
又m>0,∴m>1且m≠3.
5.已知直线x-y-1=0与抛物线y=ax2相切,则a=________.
解析:联立方程消y得:ax2-x+1=0(a≠0),
由题意:Δ=1-4a=0,∴a=.
答案:
6.已知双曲线-=1的右焦点为F,若过点F的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此直线斜率的取值范围是________.
解析:
由题意知F(4,0),双曲线的两条渐近线方程为y=±x,当过F点的直线与渐近线平行时,满足与右支只有一个交点,画出图形,通过图形可知,-≤k≤ .
答案:
7.设双曲线-=1的右顶点为A,右焦点为F,过点F作平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B.
求:(1)B点坐标;
(2)△AFB的面积.
解:(1)双曲线-=1的右顶点A(3,0),右焦点F(5,0),渐近线方程为y=±x.
不妨设直线FB的方程为y=(x-5),
代入双曲线方程整理,得x2-(x-5)2=9,
解得x=,y=-,
∴B.
由双曲线的对称性知B或.
(2)∵B,
∴S△AFB=|AF||yB|=(c-a)·|yB|=×(5-3)×=.
8.已知直线l经过点A,且与抛物线y2=2px(p>0)只有一个公共点,求直线l的方程.
解:①当直线与抛物线相切时,显然其斜率存在,设斜率为k,则直线l的方程为y-p=k.
由消去x并整理,得ky2-2py+(2+3k)p2=0.
∵直线与抛物只有一个公共点,∴Δ=4p2-4k(2+3k)p2=0,解得k=或k=-1.
∴直线l的方程为2x-6y+9p=0或2x+2y+p=0.
②当直线与x轴平行时,直线与抛物线也只有一个公共点,此时y=p.
故满足条件的直线有三条,它们的方程是2x-6y+9p=0或2x+2y+p=0或y=p.
[能力提升练]
9.对于抛物线C:y2=4x,我们称满足y<4x0的点M(x0 ,y0)在抛物线的内部,若点M(x0 ,y0)在抛物线的内部,则直线l:y0y=2(x+x0)与抛物线C( )
A.恰有一个公共点
B.恰有两个公共点
C.可能有一个公共点也可能有两个公共点
D.没有公共点
解析:选D 将抛物线C的方程与直线l的方程联立,得y0y=2,即y2-2y0y+4x0=0,Δ=4y-16x0.
∵y<4x0,∴Δ<0,∴直线与抛物没有公共点,故选D.
10.(多选)如果双曲线-=1(a>0,b>0)右支上总存在到双曲线的中心与右焦点距离相等的两个相异点,则双曲线离心率的取值可以是( )
A.2 B.3
C.-2 D.2023
解析:选BD 设双曲线右支任意一点坐标为(x,y),则x≥a,
∵到右焦点的距离和到中心的距离相等,
由两点间距离公式:
x2+y2=(x-c)2+y2得x=,
∵x≥a,∴≥a,得e≥2,
又∵双曲线的离心率等于2时,右支上只有一个点即顶点到中心和右焦点的距离相等,所以不能等于2.
11.在椭圆+=1上找一点P,使P点到直线2x-4y-31=0的距离最小,则取得最小值时点P的坐标是________,最小值为________.
解析:设过点P与直线2x-4y-31=0平行的切线方程为直线2x-4y+m=0,
联立整理,得4x2+mx+m2-48=0,
则Δ=m2-4×4=0,
解得m=±16,
当m=16时,2x-4y+16=0,
4x2+mx+m2-48=0,可整理得x2+4x+4=0,
解得x=-2,则y=3,
P(-2,3)到直线2x-4y-31=0的距离d==,
当m=-16时,2x-4y-16=0,4x2+mx+m2-48=0可整理得x2-4x+4=0,解得x=2,则y=-3,
P(2,-3)到直线2x-4y-31=0的距离d==.
∴P(2,-3)到直线2x-4y-31=0的距离最小,最小值为.
答案:(2,-3) 352
12.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________.
解析:由
得(1-k2)x2-4kx-10=0.
由题意,得
解得-<k<-1.
答案:
13.已知椭圆+=1,直线l:4x-5y+40=0,椭圆上是否存在一点,它到直线l的距离最小?若不存在,请说明理由;若存在,求最小距离是多少?
解:由直线l的方程与椭圆的方程可以知道,直线l与椭圆不相交.设直线m与椭圆相切且平行于直线l,则直线m的方程可以写成4x-5y+k=0,
由方程组消去y,
得25x2+8kx+k2-225=0.令Δ=0,
得64k2-4×25×(k2-225)=0.
解得k1=25或k2=-25.
由图可知,当k=25时,直线m与椭圆的交点到直线l距离最近,此时直线m的方程为4x-5y+25=0.
直线m与直线l间的距离d==,∴最小距离是.
[素养拓展练]
14.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,焦点距为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知椭圆C与直线x-y+m=0相交于不同的两点M,N,且线段MN的中点不在圆x2+y2=1内,求实数m的取值范围.
解:(1)由题意知e==,2c=2,
解得a=,c=1,又a2-b2=c2,所以a2=2,b2=1.
故椭圆的方程为+y2=1.
(2)联立得消去y可得3x2+4mx+2m2-2=0.
则Δ=16m2-12(2m2-2)>0⇒-<m<.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,
则y1+y2=.
所以MN中点坐标为,
因为MN的中点不在圆x2+y2=1内,
所以+≥1⇒m≥或m≤-,
综上,可知-<m≤-或≤m<.
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