内容正文:
专题强化训练
[A 基本技能]
1.已知A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线C:x2=8y上的两点,且直线AB经过C的焦点,若y1+y2=12,则|AB|=( )
A.12 B.14
C.16 D.18
解析:选C.|AB|=y1++y2+=y1+y2+p=12+=16.
2.已知椭圆C:+=1的两焦点分别为F1,F2,P为椭圆上一点,且∠F1PF2=,则△PF1F2的面积为( )
A.6 B.2
C.4 D.6
解析:选B.设∠F1PF2=θ,根据焦点三角形面积公式可知,S△PF1F2=b2tan=6·tan =2.
3.已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交椭圆于A,B两点,若AB的中点坐标为(1,-1),则椭圆E的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选D.记AB的中点为P(1,-1),由kOP·kAB=-,得-1×=-,即a2=2b2,又由题意知c=3,即a2-b2=9,所以a2=18,b2=9,所以椭圆E的方程为+=1.
4.过双曲线x2-y2=2上任意一点P(m,n)分别作两条渐近线的垂线,垂足分别为A,B,则四边形OAPB的面积为( )
A. B.1
C.2 D.4
解析:选B.双曲线x2-y2=2的渐近线方程为x+y=0或x-y=0,直线x+y=0与x-y=0相互垂直,又PA⊥OA,PB⊥OB,所以四边形OAPB为矩形,所以四边形OAPB的面积为|PA|×|PB|==1.
5.黄金分割比ω=≈0.618被誉为“人间最巧的比例”.离心率e=的椭圆被称为“优美椭圆”.已知“优美椭圆”+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,椭圆上有一动点P(异于椭圆的左、右顶点),设直线PA,PB斜率分别为k1,k2,则k1k2=( )
A. B.
C. D.
解析:选C.根据椭圆的第三定义,可求得k1k2=-=e2-1=()2-1=.
6.已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,过点F作两条相互垂直的直线l1,l2,直线l1与C相交于A,B两点,直线l2与C相交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
解析:选A.
如图,设直线l1的倾斜角为θ,θ∈(0,),则直线l2的倾斜角为+θ,由抛物线焦点弦的弦长公式知|AB|==,|DE|==,所以|AB|+|DE|=+==≥16,当且仅当sin2θ=1,即θ=时取等号,所以|AB|+|DE|的最小值为16.
7.已知F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,若椭圆C上存在点M使得∠F1MF2=2α(α≠0),则椭圆C的离心率e的取值范围为( )
A.(0,sin 2α] B.(0,sin α]
C.[sin 2α,1) D.[sin α,1)
解析:选D.由题,0<2α<π,则0<α<,由焦点三角形面积公式得S△F1MF2=b2tan α,设M(x0,y0),则|y0|≤b,所以S△F1MF2=·2c·|y0|≤bc,故S△F1MF2=b2tan α≤bc,所以b sin α≤c cos α,两边同时平方得(a2-c2)sin2α≤c2cos2α,解得sinα≤e,又0<e<1,所以sin α≤e<1.
8.(2025·郑州第二次质量预测)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,l是C的准线,点N是C上一点且位于第一象限,倾斜角为锐角的直线FN与圆A:x2+y2-6x+6=0相切,PN⊥l于点P,则△PNF的面积为( )
A.2 B.4
C.4 D.16
解析:选C.
由y2=4x可知F(1,0),l:x=-1,圆A的标准方程为(x-3)2+y2=3,所以圆心A(3,0),半径r=.如图,设NF与圆A相切于点Q,连接AQ,则AQ⊥NF,在Rt△QFA中,|AQ|=,|AF|=2,所以sin ∠QFA=,∠QFA=.
方法一:tan ∠NFA=,所以直线NF的方程为y=(x-1),与抛物线C的方程联立得消去y可得3x2-10x+3=0,解得x=或x=3,由直线FN的倾斜角为锐角可知,xN>xF,所以N(3,2),所以|PN|=|NF|=xN+=3+1=4,故S△PNF=|PN|yN=×4×2=4.
方法二:|NF|===4=|PN|.因为PN∥x轴,所以点F到PN的距离h=|NF|sin =4×=2,所以S△PNF=|PN|·h=×4×2=4.
9.(多选)已知斜率为的直线l经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若|AB|=8,则以下结论正确的是( )
A.+=1 B.|AF|=6
C.|BD|=2|BF| D.F为AD中点
解析:选BCD.设直线AB的倾斜角为θ,则θ=.由抛物线的焦点弦的性质,得|AB|==8,解得p=3,则|AF|==6,|BF|==2,+==,过点B作准线的垂线,垂足为B′(图略),在Rt△DBB′中,cos θ===,所以|BD|=2|BF|=4,又|DF|=|BF|+|BD|=6=|AF|,因此F为AD中点.综上,A错误,B,C,D正确.
10.(多选)(2025·邵阳二模)已知双曲线C:-=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线与C的右支交于A,B两点,则( )
A.直线y=x-1与C恰有两个公共点
B.双曲线C的离心率为
C.当∠F1AF2=60°时,△AF1F2的面积为5
D.当直线AB的斜率为k1,过线段AB的中点和原点的直线的斜率为k2时,k1k2=
解析:选BC.对于A,联立可得所以直线y=x-1与C只有一个公共点(或双曲线C其中一条渐近线的斜率为,又直线y=x-1过(0,-1)且斜率为,故不可能有两个公共点),故A错误;
对于B,对于双曲线C,a=2,b=,c==3,所以双曲线C的离心率为e==,故B正确;
对于C,设|F1A|=m,|F2A|=n,由双曲线的定义可得m-n=2a=4,由余弦定理可得|F1F2|2=4c2=36=m2+n2-2mn·cos 60°=m2+n2-mn=(m-n)2+mn=16+mn,
可得mn=20,则S△AF1F2=mn sin 60°=×20×=5(另解:S△AF1F2===5),故C正确;
对于D,设点A(x1,y1),B(x2,y2),
线段AB的中点为M(,),
则k1=,k2==,
则k1k2=,由题意可得
所以-=0,则k1k2==(另解:直接利用结论k1k2==),故D错误.
11.(多选)(2025·黄冈二模)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,经过点F的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则下列说法正确的是( )
A.若|FA|=3|FB|,则直线AB的倾斜角为60°
B.以线段AB为直径的圆与l相切
C.存在直线AB,使得OA⊥OB
D.若直线AO交l于点D,则BD⊥l
解析:选BD.
对于A,抛物线y2=4x的焦点F(1,0),准线l:x=-1.设直线AB的方程为x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2).联立
消去x得y2-4my-4=0,Δ>0,则y1+y2=4m,y1y2=-4.①
由抛物线的定义知|FA|=x1+1,|FB|=x2+1.
因为|FA|=3|FB|,所以x1+1=3(x2+1),即my1+2=3(my2+2).②
联立①②可得m=±,则直线AB的斜率k=±,倾斜角为60°或120°,所以A错误;对于B,设AB的中点为M,过A,B,M分别作准线l的垂线,垂足分别为A′,B′,M′.根据抛物线的定义,|AA′|=|FA|,|BB′|=|FB|,则|MM′|=(|AA′|+|BB′|)=(|FA|+|FB|)=|AB|.
所以以线段AB为直径的圆与l相切,B正确;
对于C,=(x1,y1),=(x2,y2),若OA⊥OB,则·=x1x2+y1y2=0.
由y=4x1,y=4x2,可得x1x2==1,
则1-4=-3≠0,所以不存在直线AB使得OA⊥OB,C错误;
对于D,设点D的坐标为(x,y),直线AO的方程为y=x,令x=-1,得y=-.
因为y=4x1,所以y=-=-.
又y1y2=-4,则y=y2,所以D点的纵坐标与B点的纵坐标相同,即BD⊥l,D正确.
12.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,实轴的两个端点为A,B,点P为双曲线上不同于顶点的任一点,则直线PA与PB的斜率之积为________.
解析:由题意知e=2,即e2=4,所以kPA·kPB===e2-1=3.
答案:3
13.已知椭圆C:+=1的左焦点为F,过F的直线l交椭圆C于A,B两点,若|AF|=3,则|AB|=________.
解析:设∠AFO=α,则由焦半径公式,|AF|===3,解得cos α=,由焦点弦公式,|AB|==.
答案:
14.已知P是椭圆+=1(a1>b1>0)和双曲线-=1(a2>0,b2>0)的一个交点,F1,F2是椭圆和双曲线的公共焦点,e1,e2分别为椭圆和双曲线的离心率,若∠F1PF2=,则e1·e2的最小值为________.
解析:因为点P为椭圆和双曲线的公共点,F1,F2是两曲线的公共焦点,则由焦点三角形的面积公式得S△PF1F2=b·tan=,化简得b=3b,即a-c2=3(c2-a),等式两边同除以c2,得-1=3-,所以4=+≥,解得e1·e2≥,当且仅当==2时,等号成立,所以e1·e2的最小值为.
答案:
[B 综合运用]
15.(多选)(2025·焦作二模)已知F1,F2分别是双曲线C:x2-=1(b>0)的左、右焦点,斜率为且过点F2的直线交C的右支于A,B两点,A在第一象限,且|AF1|=|AB|,则( )
A.点F1到C的渐近线的距离为
B.|AB|=10
C.C的离心率为2
D.分别以BF1,F1F2为直径的圆的公共弦长为
解析:选ACD.
双曲线C:x2-=1(b>0),则a=1,对于A,C,连接BF1,由题意得tan ∠BF2F1=,∠BF2F1为锐角,
所以
解得cos ∠BF2F1=,sin ∠BF2F1=,
由于|AF1|=|AB|,所以|BF2|=|AB|-|AF2|=|AF1|-|AF2|=2a=2,又|BF1|-|BF2|=2a=2,故|BF1|=4,
设|F1F2|=2c(c>0),
在△F1F2B中,由余弦定理可得|BF1|2=|F1F2|2+|BF2|2-2|F1F2||BF2|cos ∠BF2F1,即16=(2c)2+4-2×2c×2×,解得c=2(负值已舍去),故离心率为=2,
点F1到C的渐近线的距离b==,故A,C正确;
对于B,设|AF2|=m(m>0),则|AF1|=|AB|=2+m,
在△F1F2A中,由余弦定理可得(2+m)2=16+m2-2×4×m×(-),解得m=6,故|AB|=2+6=8,
(另解:|AB|=||=8)故B错误;
对于D,因为|BF1|=|F1F2|=4,所以△BF1F2为等腰三角形,
过点F1作F1E⊥BF2于点E,因为|F1F2|=|BF1|=4,所以E为BF2的中点,
易知分别以BF1,F1F2为直径的圆的公共弦为F1E,
且|F1E|==,故D正确.
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