内容正文:
章末总结
知识网络·构建概括
真题体验·素养升级
题型一 求圆锥曲线的方程
B
(2)(2019·全国Ⅰ卷)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为( )
B
题组训练
C
B
在已知圆锥曲线的类型时,求圆锥曲线方程的关键是根据已知的几何条件或者代数条件,列出方程或者方程组,求出圆锥曲线的方程中的系数(待定系数法).当动点随另一个在已知曲线上运动的点变化时,建立两个动点坐标之间的关系,代入已知曲线方程得出圆锥曲线方程(代入法).
题型二 圆锥曲线的性质
A
A
题组训练
A
2.(2025·全国Ⅱ卷)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A在C上,过A作C的准线的垂线,垂足为B,若直线BF的方程为y=-2x+2,则|AF|等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
C
D
(1)圆锥曲线的主要性质有范围、对称性、焦点、顶点、离心率,另外椭圆还包括长短轴,双曲线还包括实虚轴、渐近线,抛物线还包括准线.
(2)求离心率的主要方法.
②方程法:建立a与c的齐次关系式,求离心率e.
③几何法:求与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆(双曲线)的定义、几何性质,建立参数之间的关系.通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观.
题型三 直线与圆锥曲线的综合应用
ABD
题组训练
A.(1,1) B.(-1,2)
C.(1,3) D.(-1,-4)
D
(2)若过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为9,求l的方程.
探究点三 函数零点个数问题
直线与圆锥曲线的位置关系问题,一般采取“设而不求”的方法,即直线方程与圆锥曲线方程联立,利用根与系数的关系求解.注意判别式Δ、弦长公式、点差法等方法的应用.
题型四 圆锥曲线的综合问题
题组训练
(2)记C的左、右顶点分别为A1,A2,过点(-4,0)的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线MA1与NA2交于点P.求证:点P在定直线上.
2.(2022·全国甲卷)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点D(p,0),过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,|MF|=3.
(1)求C的方程;
(2)设直线MD,ND与C的另一个交点分别为A,B,记直线MN,AB的倾斜角分别为α,β.当α-β取得最大值时,求直线AB的方程.
探究点三 函数零点个数问题
与圆锥曲线有关的综合问题常用以下知识和方法
(1)结合定义利用图形中几何量之间的大小关系.
(2)不等式(组)求解法:根据题意结合图形(如点在曲线内等)列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过解不等式组得出参数的变化范围.
(3)函数值域求解法:把所讨论的参数作为一个函数、另一个适当的参数作为自变量来表示这个函数,通过讨论函数的值域来求参数的变化范围.
(4)利用基本不等式:基本不等式的应用,往往需要创造条件,并进行巧妙的构思.
(5)构造一个一元二次方程,利用判别式Δ来求解.
模拟演练
题型一 求圆锥曲线的标准方程
A
1.已知抛物线y2=24ax(a>0)上的点M(3,y0)到焦点的距离是5,则抛物线的方程为( )
A.y2=8x B.y2=12x
C.y2=16x D.y2=20x
C
B
题型二 圆锥曲线的性质
C
4.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆C:(x+1)2+(y-2)2=9相切,则p等于( )
A.2 B.4 C.8 D.16
C
D
题型三 直线与圆锥曲线的综合
B
C
B
±1
题型四 圆锥曲线的综合问题
(2)过左焦点F1的直线l与椭圆C相交于B,D两点,O为坐标原点.问椭圆C上是否存在点P,使线段BD和线段OP相互平分?若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.
感谢观看
[典例1] (1)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:(1)由双曲线的一条渐近线方程为y=x得4b2=5a2,
椭圆+=1的焦点为(3,0),所以c=3.
在双曲线中c2=a2+b2得a2=4,b2=5.
故选B.
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:(2)不妨设|F2B|=m,故|F1B|=|AB|=|AF2|+|F2B|=3|F2B|=3m.
由椭圆定义得|F1B|+|F2B|=2a=4m,故|F2B|=a,|BF1|=a,
|AF2|=a,|AF1|=2a-|AF2|=a.
在△AF1F2和△BF1F2中,分别可得
由二角互补可得=-,解得a2=3,故b2=2,方程为+=1.
故选B.
1.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:如图,不妨设A在B的上方,则A(c,),B(c,-).
其中的一条渐近线为bx-ay=0,
则d1+d2===2b=6,所以b=3.
又由e==2,知a2+b2=4a2,所以a=.
所以双曲线的方程为-=1.故选C.
2.(2022·全国甲卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
解析:依题意,得A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),所以=(-a,-b),=(a,-b),·
=-a2+b2=-(a2-b2)=-c2=-1,故c=1,又C的离心率e===,所以a=3,a2=9,b2=
a2-c2=8,即C的方程为+=1.
[典例2] (1)若椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,则双曲线-=1的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±2x
C.y=±4x D.y=±x
解析:(1)由椭圆的离心率e==,可知==,所以=,故双曲线的渐近线方程为y=±x.故选A.
(2)(2022·全国甲卷)椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
解析: (2)法一 设P(m,n)(n≠0),则Q(-m,n),易知A(-a,0),
所以kAP·kAQ=·==.(*)
因为点P在椭圆C上,所以+=1,得n2=·(a2-m2),代入(*)式,得=,结合b2=a2-c2,得3a2=4c2,所以e==.故选A.
法二 设椭圆C的右顶点为B,则直线BP与直线AQ关于y轴对称,所以kAQ=-kBP,所以kAP·kBP=-kAP·kAQ=-=e2-1,所以 e=.故选A.
1.(2023·新课标Ⅰ卷)设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2.若e2=e1,则a等于( )
A. B. C. D.
解析:由e2=e1,得=3,因此=3×,而a>1,所以a=.故选A.
解析:对lBF:y=-2x+2,令y=0,则x=1,
所以F(1,0),p=2,即抛物线C:y2=4x,故抛物线的准线方程为x=-1,
故B(-1,4),则yA=4,代入抛物线C:y2=4x得xA=4.
所以|AF|=|AB|=xA+=4+1=5.故选C.
3.(2023·全国甲卷)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,其中一条渐近线与圆(x-2)2+(y-3)2=1交于A,B两点,则|AB|等于( )
A. B. C. D.
解析:由e=,得==1+=5,解得=2,所以双曲线的渐近线方程为y=
±2x,易知渐近线y=2x与圆相交,则圆心(2,3)到渐近线的距离为d==,所以弦长|AB|=2=2=.故选D.
4.(2024·新课标Ⅰ卷)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则C的离心率为
.
解析:由题可知A,B,F2三点横坐标相等,设A在第一象限,将x=c代入-=1,
得y=±,即A(c,),B(c,-),故|AB|==10,|AF2|==5,
又|AF1|-|AF2|=2a,得|AF1|=|AF2|+2a=2a+5=13,
解得a=4,代入=5得b2=20,故c2=a2+b2=36,即c=6,所以e===.
①定义法:利用平方关系以及e=,知道a,b,c中任意两个的值求e.
[典例3] (1)(2024·新课标Ⅱ卷)抛物线C:y2=4x的准线为l,P为C上的动点,过P作☉A:x2+(y-4)2=1的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则
( )
A.l与☉A相切
B.当P,A,B三点共线时,|PQ|=
C.当|PB|=2时,PA⊥AB
D.满足|PA|=|PB|的点P有且仅有2个
解析:(1)A选项,抛物线y2=4x的准线为x=-1,
☉A的圆心(0,4)到直线x=-1的距离显然是1,等于☉A的半径,
故准线l和☉A相切,A选项正确;
B选项,P,A,B三点共线时,即PA⊥l,则P的纵坐标yP=4,
由=4xP,得xP=4,故P(4,4),
此时切线长|PQ|===,B选项正确;
C选项,当|PB|=2时,xP=1,此时=4xP=4,故P(1,2)或P(1,-2),
当P(1,2)时,A(0,4),B(-1,2),kPA==-2,kAB==2,
不满足kPAkAB=-1;
当P(1,-2)时,A(0,4),B(-1,-2),kPA==-6,kAB==6,
不满足kPAkAB=-1;
于是PA⊥AB不成立,C选项错误;
D选项,
法一(利用抛物线定义转化)
根据抛物线的定义,|PB|=|PF|,于是|PA|=|PB|时点P的存在性问题转化成 |PA|=|PF|时点P的存在性问题,A(0,4),F(1,0),AF的中点坐标为(,2),AF中垂线的斜率为-=,于是AF的中垂线方程为y=,与抛物线y2=4x联立可得y2-16y+30=0,
Δ=162-4×30=136>0,即AF的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个P点,使得|PA|=|PF|,D选项正确.
法二(设点直接求解)
设P(,t),由PB⊥l可得B(-1,t),
又A(0,4),|PA|=|PB|,
根据两点间的距离公式,=+1,整理得t2-16t+30=0,
Δ=162-4×30=136>0,则关于t的方程t2-16t+30=0有两个解,
即存在两个点P,使得|PA|=|PB|,D选项正确.故选ABD.
(2)(2022·新高考Ⅱ卷)已知直线l与椭圆+=1在第一象限交于A,B两点,l与x轴、y轴分别交于M,N两点,且|MA|=|NB|,|MN|=2,则l的方程为
.
x+y-2=0
解析:(2)法一 设直线l的方程为+=1(m>0,n>0),分别令y=0,x=0,得点M(m,0),
N(0,n).设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意知线段AB与线段MN有相同的中点,所以即因为kAB=kMN,所以==-.
将A(x1,y1),B(x2,y2)代入椭圆方程,
得相减得+=0,
由题意知x1+x2≠0,x1≠x2,所以·=-,即·(-)=-,整理得m2=2n2.①
又|MN|=2,所以由勾股定理,得m2+n2=12,②
由①②并结合m>0,n>0,
得所以直线l的方程为+=1,即x+y-2=0.
法二 设直线l的方程为+=1(m>0,n>0),分别令y=0,x=0,得点M(m,0),N(0,n).
由题意知线段AB与线段MN有相同的中点,
设为Q,则Q(,),
则kAB==-,kOQ==.
由椭圆中点弦的性质知,kAB·kOQ=-=-,即(-)·=-,以下同法一.
1.(2023·全国乙卷)设A,B为双曲线x2-=1上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB的中点 M(,),
可得kAB=,直线OM斜率k==,
因为A,B在双曲线上,则两式相减得(-)-=0,所以kAB·k==9.
由双曲线方程可得渐近线方程为y=±3x.
对于选项A,可得k=1,kAB=9,因为kAB=9>3,
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=-<-3,
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,此时直线AB与渐近线y=3x平行,
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=,则AB:y=x-,
联立方程消去y得63x2+126x-193=0,
此时Δ=1262+4×63×193>0,故直线AB与双曲线有两个交点,故D正确.故选D.
2.(2022·浙江卷)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点为F,过F且斜率为的直线交双曲线于点A(x1,y1),交双曲线的渐近线于点B(x2,y2)且x1<0<x2.若
|FB|=3|FA|,则双曲线的离心率是 .
解析:结合题意作出图象如图所示,由题意知,过左焦点F(-c,0)且斜率为的直线的方程为y=(x+c),由解得所以B(,).因为|FB|=
3|FA|,所以=3,即(,)=3(x1+c,y1),得所以A(-,),将(-,)代入双曲线方程-=1,可得-=1,结合离心率e=得e2=,又e>1,所以双曲线的离心率为.
3.(2024·新课标Ⅰ卷)已知A(0,3)和P(3,)为椭圆C:+=1(a>b>0)上两点.
(1)求C的离心率;
解:(1)由题意得解得
所以e===.
解:(2)法一(利用点B到直线AP的距离) 由题意得,kAP==-,则直线AP的方程为y=-x+3,即x+2y-6=0,|AP|==,
由(1)知C:+=1,设点B到直线AP的距离为d,则d==,
则将直线AP沿着与AP垂直的方向平移单位,此时该平行线与椭圆的交点即为点B,该平行线的方程为x+2y+m=0,则=,解得m=6或m=-18.
当m=6时,联立解得或即B(0,-3)或(-3,-),
当B(0,-3)时,此时kl=,直线l的方程为y=x-3,即3x-2y-6=0,
当B(-3,-)时,此时kl=,直线l的方程为 y=x,即x-2y=0,
当m=-18时,联立得2y2-27y+117=0,
Δ=272-4×2×117=-207<0,此时该直线与椭圆无交点.
综上,直线l的方程为3x-2y-6=0或x-2y=0.
法二(直线与椭圆相交求交点) 当直线AB的斜率不存在时,此时B(0,-3),
S△PAB=×6×3=9,符合题意,此时kl=,直线l的方程为y=x-3,即3x-2y-6=0,
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+3,
与椭圆方程联立得则(4k2+3)x2+24kx=0,其中k≠kAP,即k≠-,
解得x=0或x=,k≠0,k≠-,
令x=,则y=,则B(,),
又直线AP的方程为x+2y-6=0,|AP|=且△ABP的面积为9,易得点B到直线AP的距离 d=,则=,解得k=,
此时B(-3,-),则得到此时kl=,直线l的方程为y=x,即x-2y=0,
综上,直线l的方程为3x-2y-6=0或x-2y=0.
法三(利用弦长公式) 当l的斜率不存在时,l:x=3,B(3,-),|PB|=3,A到直线PB的距离d=3,此时S△ABP=×3×3=≠9,不满足条件.
当l的斜率存在时,设直线PB:y-=k(x-3),
令P(x1,y1),B(x2,y2),
消y可得(4k2+3)x2-(24k2-12k)x+36k2-36k-27=0,
Δ=(24k2-12k)2-4(4k2+3)(36k2-36k-27)=144(k2+3k+)>0,解得k≠-,且k≠kAP,即k≠-,
|PB|==,
A到直线PB的距离d=,S△PAB=··=9,
所以k=或,均满足题意,所以l:y=x或y=x-3,即3x-2y-6=0或x-2y=0.
[典例4] (2023·全国甲卷)已知直线x-2y+1=0与抛物线C:y2=2px(p>0)交于A,B两点,|AB|=4.
(1)求p;
解:(1)设A(xA,yA),B(xB,yB),
由得y2-4py+2p=0.
由Δ>0,得p>.所以yA+yB=4p,yAyB=2p,
所以|AB|=×=4,即2p2-p-6=0.因为p>,解得p=2.
(2)设F为C的焦点,M,N为C上两点,且·=0,求△MFN面积的最小值.
解:(2)因为F(1,0),显然直线MN的斜率不可能为零,
设直线MN:x=my+n,
M(x1,y1),N(x2,y2).
由得y2-4my-4n=0,
y1+y2=4m,y1y2=-4n,
Δ=16m2+16n>0⇒m2+n>0.
因为·=0,
所以(x1-1)(x2-1)+y1y2=0,
即(my1+n-1)(my2+n-1)+y1y2=0,
亦即(m2+1)y1y2+m(n-1)(y1+y2)+(n-1)2=0.
将y1+y2=4m,y1y2=-4n代入上式,得
4m2=n2-6n+1,4(m2+n)=(n-1)2>0,
所以n≠1,且n2-6n+1≥0,
解得n≥3+2或n≤3-2.
设点F到直线MN的距离为d,所以d=,
|MN|==|y1-y2|=
==2|n-1|,
所以△MFN的面积S=·|MN|·d=··2|n-1|=(n-1)2,
而n≥3+2或n≤3-2,
所以当n=3-2时,△MFN面积的最小值 Smin==12-8.
1.(2023·新课标Ⅱ卷)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为(-2,0),离心率为.
(1)求C的方程;
(1)解:设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),由焦点坐标可知c=2,
则由e==可得a=2,b==4,
所以双曲线方程为-=1.
(2)证明:由(1)可得A1(-2,0),A2(2,0),
设M(x1,y1),N(x2,y2),
直线MN的方程为x=my-4,且-<m<,
与-=1联立消去x可得(4m2-1)y2-32my+48=0,且Δ=64(4m2+3)>0,
则y1+y2=,y1y2=,
直线MA1的方程为y=(x+2),直线NA2的方程为y=(x-2),
联立直线MA1与直线NA2的方程可得
======-,
由=-可得x=-1,即xP=-1,
据此可得点P在定直线x=-1上运动.
解:(1)当MD⊥x轴时,有|MF|=+p=3,
得p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
解:(2)如图,根据(1)知F(1,0),D(2,0).
当MN⊥x轴时,易得α=β=,此时α-β=0.
当MN的斜率存在时,设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4),
则直线MN的方程为y-y1=(x-x1),即y-y1=(x-x1)=(x-x1),
即y(y1+y2)-y1(y1+y2)=4(x-x1),
所以直线MN的方程为y(y1+y2)-y1y2=4x.
同理可得,直线AM的方程为y(y3+y1)-y3y1=4x,直线BN的方程为y(y4+y2)-
y4y2=4x,直线AB的方程为y(y4+y3)-y4y3=4x.
因为F(1,0)在MN上,所以y1y2=-4.
因为D(2,0)在AM,BN上,所以y3y1=-8,y4y2=-8,所以y3=-,y4=-.
所以y3+y4=--=-=-=2(y1+y2),y3y4===-16,
所以直线AB的方程y(y4+y3)-y4y3=4x可化为(y1+y2)y+8=2x,
所以tan α=,tan β=,所以tan(α-β)===2×.
当y2+y1<0时,tan(α-β)<0,所以不符合题意.
当y2+y1>0时,(y2+y1)+≥4,tan(α-β)≤2×=,
当且仅当y2+y1=,即y2+y1=2时,取等号,
此时α-β取得最大值,直线AB的方程为x-y-4=0.
解析:由题意知3+6a=5,所以a=,
所以抛物线的方程为y2=8x.
故选A.
2.已知双曲线中心为原点,焦点在x轴上,过点(,2),且渐近线方程为y=±2x,则该双曲线的方程为( )
A.x2-=1 B.x2-4y2=2
C.x2-=1 D.x2-2y2=1
解析:因为渐近线方程为2x±y=0,设双曲线方程为4x2-y2=λ,λ≠0,
将P(,2)的坐标代入方程得4()2-22=λ,求得λ=4,
则该双曲线的方程为x2-=1,故选C.
3.阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积公式,设椭圆的长半轴长,短半轴长分别为a,b,则椭圆的面积公式为S=πab,若椭圆的离心率为,面积为2π,则椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1或+x2=1 B.+=1或+=1
C.+=1或+=1 D.+=1或+=1
解析:根据题意=,S=πab=2π,a2=b2+c2,可得a2=4,b2=3,c2=1,
所以椭圆的标准方程为+=1或+=1.故选B.
解析:抛物线y2=2px(p>0)的准线为x=-.
由题意x=-与圆C:(x+1)2+(y-2)2=9相切.
所以-=-1-3,解得p=8.故选C.
5.已知抛物线x2=-4y的焦点与双曲线+=1(a∈R)的一个焦点重合,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±2x D.y=±4x
解析:抛物线x2=-4y的焦点为(0,-),
则双曲线+=1(a∈R)的一个焦点为 (0,-),
则a<0,且该双曲线的焦点在y轴上,
所以4-a=5,解得a=-1,
所以,双曲线的标准方程为-x2=1,
该双曲线的渐近线方程为y=±2x.故选C.
6.已知双曲线C:-=1的左、右焦点分别为F1,F2,以F1F2为直径的圆与双曲线的四个交点依次连线恰好构成一个正方形,则双曲线的离心率为( )
A. B.2+
C.2 D.
解析:以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=c2,
联立双曲线的方程b2x2-a2y2=a2b2,可得x2=,
以F1F2为直径的圆与双曲线的四个交点依次连线恰好构成一个正方形,可得x2=y2=c2,即有c4-4a2c2+2a4=0,
由e=,可得e4-4e2+2=0,解得e2=2+(2-舍去),
则e=.故选D.
7.斜率为k的直线l过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,交抛物线于A,B两点,点P(x0,y0)为AB中点,则ky0为( )
A.定值 B.定值p
C.定值2p D.与k有关的值
解析:显然直线的斜率不为零,抛物线的焦点(,0),
设直线l为x=my+,且k=,
A(x,y),B(x′,y′),
直线与抛物线联立得y2-2pmy-p2=0,y+y′=2pm,
所以由题意得y0==pm,
所以ky0=·pm=p.故选B.
8.已知椭圆+=1,则以点A(2,)为中点的弦所在直线的方程为( )
A.8x-6y-7=0 B.3x+4y=0
C.3x+4y-12=0 D.4x-3y=0
解析:设以点A(2,)为中点的弦与椭圆交于M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=4,y1+y2=3,
分别把M(x1,y1),N(x2,y2)代入椭圆方程+=1,可得+=1,+=1,
再相减可得(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0,
所以4(x1-x2)+(y1-y2)=0,所以k==-,
所以点A(2,)为中点的弦所在直线方程为 y-=-(x-2),整理,得3x+4y-12=0.故选C.
9.抛物线y2=4x的焦点为F,点P(x,y)为该抛物线上的动点,又点A(-1,0),则的最小值是( )
A. B. C. D.
解析:由题意可知,抛物线的准线方程为 x=-1,A(-1,0),
过P作PN垂直直线x=-1于N,
由抛物线的定义可知PF=PN,连接PA,当PA是抛物线的切线时,有最小值,则∠APN最大,即∠PAF最大,就是直线PA的斜率最大,
设直线PA的方程为y=k(x+1),所以
解得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,所以Δ=(2k2-4)2-4k4=0,解得k=±1,
所以∠NPA=45°,=cos∠NPA=.故选B.
10.已知直线x=my+2(m∈R)与椭圆+=1相交于A,B两点,则|AB|的最小值为 ,若|AB|=,则实数m的值是 .
解析:易知直线x=my+2恒过点(2,0),而点(2,0)恰为椭圆+=1的右焦点,
则|AB|的最小值即为通径长=,联立
消去x得(5m2+9)y2+20my-25=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-,y1y2=-,
则|AB|===·
=·=,解得m=±1.
11.(2021·新高考Ⅰ卷)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(-,0),F2(,0),点M满足|MF1|-|MF2|=2.记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
解:(1)因为|MF1|-|MF2|=2<|F1F2|=2,
所以点M的轨迹C是以F1,F2分别为左、右焦点的双曲线的右支.
设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),半焦距为c,则2a=2,c=,
得a=1,b2=c2-a2=16,所以点M的轨迹C的方程为x2-=1(x≥1).
(2)设点T在直线x=上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.
解:(2)设T(,t),由题意可知直线AB,PQ的斜率均存在,且不为0,
设直线AB的方程为y-t=k1(x-)(k1≠0),直线PQ的方程为y-t=k2(x-)(k2≠0),
由得(16-)x2-2k1(t-)x-(t-)2-16=0.
设A(xA,yA),B(xB,yB),
易知16-≠0,则xAxB=,xA+xB=,
所以|TA|=|xA-|=(xA-),
|TB|=|xB-|=(xB-),
则|TA|·|TB|=(1+)(xA-)(xB-)=(1+)[xAxB-(xA+xB)+]
=(1+)[-·+]=.
同理得|TP|·|TQ|=.
因为|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,
所以=,
所以-16+-16=-16+-16,即=,
又k1≠k2,所以k1=-k2,即k1+k2=0.
故直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和为0.
12.椭圆C:+=1(a>b>0)的焦点是 F1(-1,0),F2(1,0),且过点A(1,).
(1)求椭圆C的标准方程.
解:(1)由题意知c=1,+=1,
a2=b2+c2,
解得a2=2,b2=1,
所以椭圆C的标准方程为+y2=1.
解: (2)由(1)知F1(-1,0),假设存在点P(x0,y0),使线段BD和线段OP相互平分,由题意知直线l的斜率不为零时直线l的方程为x=my-1,
设D(x,y),B(x′,y′),
与椭圆的方程联立整理得(2+m2)y2-2my-1=0,
y+y′=,x+x′=m(y+y′)-2=,
所以BD的中点坐标为(,).
由题意知P(,),
而P在椭圆上,所以+=1,
解得m2=2,
所以P(-1,±),
所以存在点P使线段BD和线段OP相互平分,且P的坐标是(-1,±).
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