内容正文:
课下巩固精练卷(七十一) 直线与圆锥曲线的位置关系
【基础巩固题】
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:选A.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.
2.已知直线kx-y+2=0与椭圆=1恒有公共点,则实数m的取值范围为( )
A.(4,9]
B.[4,+∞)
C.[4,9)∪(9,+∞)
D.(9,+∞)
解析:选C.直线kx-y+2=0过定点(0,2),
所以≤1,解得m≥4.①
由于方程=1表示椭圆,
所以m>0且m≠9.②
由①②得m的取值范围是[4,9)∪(9,+∞).
3.(2024·河南新乡模拟)已知直线l交抛物线C:y2=18x于M,N两点,且MN的中点为(5,3),则直线l的斜率为( )
A. B. C.3 D.
解析:选C.易知直线l的斜率存在,设直线的斜率为k,M(x1,y1),N(x2,y2),
则两式相减得=18(x1-x2),整理得,
因为MN的中点为(5,3),则y1+y2=6,
所以k==3,即直线l的斜率为3.
4.(多选)直线y=kx-与椭圆=1的位置关系可能为( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.有3个公共点
解析:选AB.直线y=kx-=k+恒过定点,又点在椭圆上,故直线与椭圆可能相交也可能相切.
5.(2023·新课标Ⅱ卷)已知椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=x+m与C交于A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的2倍,则m=( )
A. B.
C.- D.-
解析:选C.将直线y=x+m与椭圆联立得消去y可得4x2+6mx+3m2-3=0,
因为直线与椭圆相交于A,B点,则Δ=36m2-4×4(3m2-3)>0,解得-2<m<2,
设F1到AB的距离为d1,F2到AB的距离为d2,易知F1,F2,
则d1=,
=2,解得m=或-3(舍去).
6.如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,若|AF|=2,|BF|=1,则p=( )
A. B.
C. D.2
解析:选C.由题意可知直线AB的斜率存在,
设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB方程为y=k,
联立方程消去y后整理为k2x2-(pk2+2p)x+=0,
有x1x2=,
又由|AF|=2,|BF|=1,可得x1=2-,
则=,
解得p=.
7.(多选)关于双曲线C:=1,下列说法正确的是( )
A.该双曲线与双曲线=1有相同的渐近线
B.过点F(3,0)作直线l与双曲线C交于A,B,若|AB|=5,则满足条件的直线只有一条
C.若直线l与双曲线C的两支各有一个交点,则直线l的斜率k∈
D.过点P(1,2)能作4条直线与双曲线C仅有一个交点
解析:选ACD.双曲线C:=1的渐近线方程可表示为=0,双曲线=1的渐近线方程可表示为=0,整理后都是y=±x,故A正确;
由于双曲线的实轴长为2a=4,所以过焦点F与左右两支都相交的直线被双曲线截得的弦长的取值范围是[4,+∞),存在关于x轴对称的两种情况,使其弦长为5,另外当直线垂直于x轴时,经计算可得弦长正好是5,故满足条件的直线有三条,故B错误;
由于双曲线的渐近线的斜率为±,焦点在x轴上,所以若直线l与双曲线C的两支各有一个交点,则直线l的斜率k∈,故C正确;
由于点P(1,2)在双曲线的两条渐近线的上方,如图所示,故过点P能作4条直线与双曲线C仅有一个交点,其中两条与渐近线平行,另外两条与双曲线相切,故D正确.
8.(人教A版选择性必修一P128)已知斜率为2的直线l与双曲线C:=1(a>0,b>0)交于A,B两点,若点P(2,1)是线段AB的中点,则C的离心率等于________.
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),则得=0,即=0,因为点P(2,1)是线段AB的中点,所以=0,得=0,又因为直线l的斜率为2,所以=0,得a2=b2,即a2=c2-a2,所以C的离心率e=.
答案:
9.(2024·河南郑州一模)直线l:x+y-1=0与椭圆C: + =1交于A,B两点,长轴的右顶点为点P,则△ABP的面积为________.
解析:直线l与椭圆C联立 得3x2-4x-2=0.
设点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,
所以|AB|=.
由椭圆C知点P(2,0),故点P到直线l:x+y-1=0的距离d=,
所以△ABP的面积为S=·d=.
答案:
10.已知焦点在x轴上的椭圆C:=1(a>b>0),短轴长为2,椭圆左顶点A到左焦点F1的距离为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆的右顶点为B,过F1的直线l与椭圆C交于点M,N,且S△BMN=,求直线l的方程.
解:(1)由得
所以椭圆C的标准方程为=1.
(2)由题意知,直线的斜率存在且不为0,F1(-1,0),B(2,0),
设直线l的方程为x=my-1,M(x1,y1),N(x2,y2),
由得(3m2+4)y2-6my-9=0,
即y1+y2=.
又S△BMN===,
解得m=±1,
所以直线l的方程为x-y+1=0或x+y+1=0.
【综合应用题】
11.已知直线l:mx-y+1=0与椭圆C:+y2=1交于A,B两点,当|AB|取最大值时m的值为( )
A.± B.±
C.± D.±
解析:选C.设A(x1,y1),B(x2,y2),由消去y整理得(1+4m2)x2+8mx=0,解得x1=0或x2=,则y1=1,y2=,
则A(0,1),B,
所以|AB|=
=8
=8
=8
=8,
所以当,即m=±取最大值.
12.已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,左、右焦点分别为F1,F2,过点F2且斜率为的直线l交双曲线的右支于M,N两点,若△MNF1的周长为36,则双曲线C的方程为( )
A.=1 B.=1
C.=1 D.x2-=1
解析:选D.因为双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
所以b=a,则双曲线方程为=1(a>0),F1,F2,
所以直线l为y=,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
由得x2-6ax+11a2=0,
则x1+x2=6a,x1x2=11a2,
所以|MN|=
=2=16a,
因为|MF1|=|MF2|+2a,|NF1|=|NF2|+2a,
所以|MF1|+|NF1|=|MF2|+|NF2|+4a=|MN|+4a=20a,
因为△MNF1的周长为36,所以|MF1|+|NF1|+|MN|=36,
所以20a+16a=36,解得a=1,
所以双曲线C的方程为x2-=1.
13.(多选)(2024·河南周口模拟)已知O为坐标原点,椭圆T:=1的右焦点为F,过点F的直线交椭圆T于A,B两点,则下列结论正确的是( )
A.
B.若M(异于点F,O)为线段AB的中点,则直线AB与OM的斜率之积为-
C.若,则直线AB的斜率为±
D.△AOB面积的最大值为3
解析:选BC.易知当直线AB垂直于x轴时,|AB|取得最小值,由椭圆T的方程知F(1,0),当x=1时,y=±的最小值为3,故A错误;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),x1≠x2,x0≠0,因为M为线段AB的中点,
所以x0=,
又点A,B在椭圆T上,
所以=1,
两式相减得,
所以,
即直线AB与OM的斜率之积为-,故B正确;
设直线AB的方程为x=my+1,
代入椭圆T的方程得(3m2+4)y2+6my-9=0,Δ=144(m2+1)>0,
则y1+y2=,
因为,所以m≠0,y1=-2y2,
所以y1+y2=-y2=,
则y2=,
所以y1y2=,解得m=±,
所以直线AB的斜率为±,故C正确;
△AOB的面积S===,
令=t,则t≥1,S=,
易知函数y=3t+在t∈[1,+∞)上单调递增,所以当t=1,即m=0时,△AOB的面积取得最大值,且最大值为,故D错误.
14.在平面直角坐标系中,动点P在椭圆C:=1上运动,则点P到直线x-y-5=0的距离的最大值为________.
解析:设直线x-y+m=0与椭圆=1相切,
联立消去y得25x2+32mx+16m2-144=0,
∴Δ=(32m)2-4×25×(16m2-144)=0,解得m=5或m=-5,
∴与直线x-y-5=0平行且与椭圆相切的直线方程为x-y+5=0,
且两平行直线间的距离为d=,
∴点P到直线x-y-5=0的最大距离为5.
答案:5
15.已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,长轴长为4.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知直线l过定点E,若椭圆C上存在两点A,B关于直线l对称,求直线l的斜率k的取值范围.
解:(1)因为椭圆的离心率为e=,长轴长为2a=4,
解得a=2,c=1,则b2=3,
所以椭圆C的标准方程是=1.
(2)易知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=k,A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线l的斜率k=0时,易得在椭圆C上有无数对A,B关于直线y=0对称;
当k≠0时,有kAB=,
设AB中点的坐标为(x0,y0),
又
两式相减得3(x1+x2)(x1-x2)=-4(y1+y2)(y1-y2),即3kx0=4y0,
又y0=k,解得x0=1,y0=,
因为线段AB的中点在椭圆内部,
所以<1,即<1,
解得-2<k<0或0<k<2,
综上,直线l的斜率k的取值范围为(-2,2).
【创新拓展题】
16.(2024·四川绵阳模拟)已知圆C:x2+(y-3)2=1,点P在抛物线T:x2=4y上运动,过点P作圆C的切线l1,l2,切点分别为A,B,则四边形PACB面积的最小值为________.
解析:
∵圆C的标准方程为:x2+(y-3)2=1,∴圆心为(0,3),半径为1,
∵点P在抛物线T:x2=4y上运动,过点P作圆C的两条切线PA、PB,切点分别为A,B点.
∴CB⊥PB,CA⊥PA,|CA|=|CB|=1,易得△PAC≌△PBC,
所以S四边形PACB=2S△PAC=2×=|PA|,
∵设P(a,b),a2=4b,则|PC|2=a2+(b-3)2=(b-1)2+8,
故|PC|2≥8(当b=1时取等号),
|PA|=,
∴S四边形PACB=|PA|≥,
可知四边形PACB面积的最小值为.
答案:
学科网(北京)股份有限公司
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