第3章 圆锥曲线与方程 章末检测试卷(三)(课件PPT)-【步步高】2025-2026学年高二数学选择性必修第一册学习笔记(苏教版)
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教辅
摘要:
该高中数学章末复习课件系统梳理了圆锥曲线的核心知识,涵盖椭圆、双曲线、抛物线的定义、标准方程、几何性质及直线与圆锥曲线的位置关系,通过单选、多选、解答等题型将知识点串联,帮助学生构建完整的知识网络。
其亮点在于注重分层设计与逻辑推理,如解答题中直线与椭圆位置关系的讨论、抛物线中点弦问题的探究,培养学生的数学思维与运算能力,一对一答案部分支持个性化复习,助力学生巩固知识,也为教师提供精准复习指导。
内容正文:
章末检测试卷(三)
第3章 圆锥曲线与方程
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对一对
答案
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B A D C C C A
题号 9 10 11 12 13 14
答案 AC ABD ABD 6 -1
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①焦点在x轴上,设椭圆方程为=1(a>b>0),且c=,
设双曲线为=1(m>0,n>0),m=a-4.
因为,解得a=7,m=3.
因为椭圆和双曲线的半焦距为,
所以b2=36,n2=4.所以椭圆方程为=1,
双曲线方程为=1.
②焦点在y轴上,椭圆方程为=1,双曲线方程为=1.
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(1)由
消去y并整理得9x2+6mx+2m2-18=0,
Δ=36m2-36(2m2-18)=-36(m2-18).
因为直线l与椭圆有公共点,
所以Δ≥0,解得-3≤m≤3.
故所求实数m的取值范围为[-3,3].
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(2)设直线l与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
又x1+x2=-,x1x2=,
故AB=·
=·
=·,
当m=0时,直线l被椭圆截得的弦长最大,最大值为.
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(1)由题意,可得直线AB的斜率存在,且不为0.
设直线AB的方程为x-2=m(y-2),
代入抛物线方程可得y2-8my+16m-16=0.
Δ=(-8m)2-4(16m-16)=64>0恒成立.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有y1+y2=8m,
由8m=4,得m=.
所以直线l的方程为2x-y-2=0.
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(2)假设存在点C,D,则可设lCD的方程为y=-x+n,
与抛物线y2=8x联立,消去y得x2-(n+8)x+n2=0,
由Δ=(n+8)2-n2=16n+64>0,得n>-4.
又xC+xD=4(n+8),
所以yC+yD=-(xC+xD)+2n=-16,
所以CD的中点为(2(n+8),-8),代入直线l的方程,
得n=-,不满足n>-4. 所以不存在满足题意的点C,D.
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(1)因为双曲线的渐近线方程为
y=±x,所以a=b,
所以c2=a2+b2=2a2=4,所以a2=b2=2,
所以双曲线方程为=1.
(2)设点A的坐标为(x0,y0),
所以直线AO的斜率满足·(-)=-1,
所以x0=y0, ①
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依题意,圆的方程为x2+y2=c2,
将①代入圆的方程得3=c2,
即y0=c,所以x0=c,
所以点A的坐标为,
代入双曲线方程得=1,
即b2c2-a2c2=a2b2, ②
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又因为a2+b2=c2,
所以将b2=c2-a2代入②式,整理得c4-2a2c2+a4=0,
所以3-8+4=0,
即3e4-8e2+4=0,
所以(3e2-2)(e2-2)=0,
因为e>1,所以e=,
所以双曲线的离心率为.
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(1)椭圆E的半焦距为c(c>0),
因为P为E上任意一点,且PF1+PF2=4,所以2a=4,解得a=2,
又因为椭圆E的离心率为,所以c=,所以b2=a2-c2=2,
所以椭圆E的方程为=1.
(2)设直线l的方程为x=my+t,A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x,得(m2+2)y2+2mty+t2-4=0,
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所以Δ=(2mt)2-4(m2+2)(t2-4)=8(2m2-t2+4)>0,
y1+y2=-,y1y2=,所以x1+x2=m(y1+y2)+2t=,
x1x2=(my1+t)(my2+t)=m2y1y2+mt(y1+y2)+t2=m2·+mt+t2=,
因为以线段AB为直径的圆恒过点M(2,0),
所以·=0,即(x1-2)(x2-2)+y1y2=0,
所以x1x2-2(x1+x2)+4+y1y2=0,
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即-2×+4+=0,即3t2-8t+4=0,
解得t=或t=2(舍去),满足Δ>0,所以t=.
(3)对于椭圆C1:+y2=1,其长轴长为2,短轴长为2,
焦距为2,
椭圆C2:=1(a>b>0)的长轴长为2a,短轴长为2b,
焦距为2,
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由相似比可知,,解得
所以椭圆C2:=1,
设P(x0,y0),则直线PB1的方程为y-y0=k1(x-x0),
即y=k1x+y0-k1x0,
记n=y0-k1x0,则PB1的方程为y=k1x+n,
将其代入椭圆C1的方程,消去y,得(2+1)x2+4k1nx+2n2-2=0,
因为直线PB1与椭圆C1有且只有一个公共点,
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所以Δ=(4k1n)2-4(2+1)(2n2-2)=0,即2-n2+1=0,
将n=y0-k1x0代入上式,整理得(-2)-2x0y0k1+-1=0,
同理可得(-2)-2x0y0k2+-1=0,
所以k1,k2为关于x的方程(-2)x2-2x0y0x+-1=0的两根,
所以k1k2=.
又点P(x0,y0)在椭圆C2:=1上,所以=1,所以=2-,
所以k1k2==-为定值.
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一、单项选择题
1.椭圆=1的离心率是
A. B. C. D.
√
因为椭圆方程为=1,
所以a=3,c=.
所以e=.
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由题意可得抛物线的焦点坐标为(1,0),
双曲线的渐近线方程为x±y=0,
则焦点到渐近线的距离d=.
解析
2.抛物线y2=4x的焦点到双曲线x2-=1的渐近线的距离是
A. B. C.1 D.
√
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3.已知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,则动圆圆心M的轨迹方程为
A.x2=-12y B.x2=12y
C.y2=12x D.y2=-12x
√
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设动圆圆心为M(x,y),由题意可得M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等.
由抛物线的定义可知,动圆圆心的轨迹是以C(0,-3)为焦点,以y=3为准线的一条抛物线,
则=3,2p=12,故动圆圆心M的轨迹方程为x2=-12y.
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4.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点M在C上,若M到直线x=-3的距离为5,则MF等于
A.7 B.6 C.5 D.4
√
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由方程y2=8x可知,抛物线C的准线方程为x=-2,
因为点M到直线x=-3的距离为5,
所以点M到直线x=-2的距离为4.
又抛物线上点M到准线x=-2的距离和到焦点F的距离相等,
故MF=4.
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5.已知双曲线x2-=1的左顶点为A1,右焦点为F2,P为双曲线右支上一
点,则·的最小值为
A.1 B.0 C.-2 D.-
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设点P(x0,y0),则=1,
由题意得A1(-1,0),F2(2,0),
则·=(-1-x0,-y0)(2-x0,-y0)
=-x0-2+,
由双曲线方程得=3(-1),
故·=4-x0-5(x0≥1),
可得当x0=1时,·有最小值-2.
解析
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6.椭圆=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上,若PF1=4,
则∠F1PF2等于
A.30° B.60° C.90° D.120°
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椭圆=1的长半轴长a=3,短半轴长b=2,
则半焦距c=,在△PF1F2中,F1F2=2,PF1=4,
则PF2=2a-PF1=2,
于是P+P=20=F1,所以∠F1PF2=90°.
解析
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7.已知椭圆C:=1(a>)的离心率为,过点P的直线与
椭圆C交于A,B两点,且满足PA=PB,则直线AB的方程为
A.3x+y-5=0 B.3x-y-4=0
C.x+y-2=0 D.x-y-1=0
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由题设,=1-=1-,可得a2=6,故椭圆C:=1.
过P的直线与椭圆C交于A,B两点且满足PA=PB,则P为线段AB的中点,
所以xA+xB=3,yA+yB=1,又=1,=1,则=0,
即=-,
所以=-=-1,
故直线AB的方程为y-=-,即x+y-2=0.
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8.抛物线y=x2上有A,B,C三点,且直线AB的斜率大于零,G,
点G为△ABC的重心,若直线AB横截距的范围为(-∞,m),则m的值是
A. B. C. D.
√
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由题意,设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则y3=,
又G为△ABC的重心,所以
得
代入方程y3=,得(x1+x2)2-x1x2=1. ①
设直线AB的方程为y=kx+b(k>0),联立消去y,
得x2-kx-b=0,
解析
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Δ=k2+4b>0,得k2>-4b,x1+x2=k,x1x2=-b,代入①,得k2+b=1,
即k2=1-b,则1-b>-4b,解得b>-,所以b=1-k2>-,
解得0<k<.
对于y=kx+b(k>0),令y=0,得x=-=-=k-,
又函数y=k,y=-在(0,+∞)上单调递增,
所以函数y=k-在(0,+∞)上单调递增,
当0<k<时,x=k-<,即m=.
解析
二、多项选择题
9.以直线2x-y-1=0与坐标轴的交点为焦点的抛物线的标准方程为
A.y2=2x B.y2=-4x
C.x2=-4y D.x2=-2y
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√
直线2x-y-1=0与x轴的交点坐标是
,
此时抛物线的标准方程是y2=2x,
与y轴的交点坐标是(0,-1),
抛物线的焦点坐标是(0,-1),
此时抛物线的标准方程是x2=-4y.
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答案
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10.如图所示,一个底面半径为3的圆柱被与其底面所成的角θ=30°的平面所截,截面是一个椭圆,则下列说法正确的是
A.椭圆的长轴长为4
B.椭圆的离心率为
C.椭圆的离心率为
D.椭圆的一个方程可能为=1
答案
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由题意易知椭圆的短半轴b=3,
∵截面与底面所成的角为θ=30°,
∴椭圆的长轴长为2a==4,
∴a=2,c=,b2=9,
以椭圆中心为原点,椭圆的长轴为x轴,短轴为y轴建立平面直角坐标系,
则椭圆的方程为=1.
解析
11.已知焦点在x轴上,对称中心为坐标原点的等轴双曲线C的实轴长为2,过双曲线C的右焦点F且斜率不为零的直线l与双曲线交于A,B两点,点B关于x轴的对称点为D,则
A.若A,B两点均在双曲线C的右半支上,则直线l的倾斜角的取值范围为
B.若直线l斜率的取值范围为(1,2],则AD的取值范围为
C.若点B,A,F依次从左到右排列,则存在直线l使得A为线段BF的中点
D.直线AD过定点P(1,0)
√
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由题意可知
可知双曲线C的方程为=1,F(2,0),其渐近线方程为y=±x,
对于选项A,因为直线l经过右焦点F(在右半支内),所以当倾斜角范围
为时,直线与右半支有两个交点,故A正确;
由题意,直线l的斜率不为零,设直线l:x=my+2,A(x1,y1),B(x2,
y2),则D(x2,-y2),联立方程
解析
答案
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消去x得(m2-1)y2+4my+2=0,
则
解得m≠±1,可得y1+y2=,y1y2=,
对于选项B,若∈(1,2],则m∈,
可得AD=
==2
解析
答案
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=2,
因为m∈,令t=∈+1
=4t2+5t+1≥,
因此AD的取值范围为,故B正确;
对于选项C,若点B,A,F依次从左到右排列,可知B,A分别在双曲线
的左、右支,则x1>,x2<-<1-<<x1,所以不存
在直线l使得A为线段BF的中点,故C错误;
解析
答案
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对于选项D,因为直线AP的斜率为kAP=,直线DP的斜率为kDP=,若直线AD过定点P,则,整理得2my1y2+y1+y2=0,又因为2my1y2+y1+y2=2m×=0恒
成立,所以直线AD过定点P(1,0),故D正确.
解析
三、填空题
12.设B是椭圆C:+y2=1的上顶点,点P在C上,则PB的最大值为 .
答案
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方法一(消元转化法) 设点P(x,y),则根据点P在椭圆+y2=1上可得
x2=5-5y2.易知点B(0,1),所以根据两点间的距离公式得
PB2=x2+(y-1)2=5-5y2+(y-1)2
=-4y2-2y+6=-4.
当y+=0,即y=-(满足|y|≤1)时,PB2取得最大值,所以PBmax=.
解析
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方法二(利用椭圆的参数方程) 因为点P在椭圆+y2=1上,
所以可设点P(cos θ,sin θ).
易知点B(0,1),所以根据两点间的距离公式得
PB2=(cos θ)2+(sin θ-1)2
=4cos2θ-2sin θ+2=-4sin2θ-2sin θ+6=-4.
易知当sin θ+=0,即sin θ=-时,PB2取得最大值,所以PBmax=.
解析
13.已知双曲线C:x2-=1的左焦点为F1,y轴上有一点Q(0,2),P是双曲线C右支上的动点,则PF1+PQ的最小值等于 .
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如图,
根据双曲线的性质可知PF1-PF2=2a=2,
得到PF1=PF2+2,
所以PF1+PQ=PF2+PQ+2≥QF2+2,
而Q(0,2),F2(2,0),
所以QF2==4,所以最小值为6.
解析
14.抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点与椭圆E:=1(a>b>0)的一个焦
点相同,两条曲线在第一象限内的交点为A,直线OA的斜率为2,则椭圆的离心率为 .
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设椭圆E的半焦距为c,则=c,
即p=2c,则抛物线C的方程为y2=4cx,
因为直线OA的方程为y=2x,
联立方程
解得
则A(c,2c),
又A(c,2c)在椭圆E:=1(a>b>0)上,
解析
答案
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则=1,
则4a2c2+b2c2=a2b2,
即4a2c2+(a2-c2)c2=a2(a2-c2),
整理得c4-6a2c2+a4=0,即e4-6e2+1=0,
解得e2=3-2或e2=3+2(舍去),
所以e=-1或e=1-(舍去).
解析
四、解答题
15.椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上,焦距为2,一双曲线和该椭圆有公共焦点,且双曲线的实半轴长比椭圆的长半轴长小4,双曲线离心率与椭圆离心率之比为7∶3,求椭圆和双曲线的方程.
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①焦点在x轴上,设椭圆方程为=1(a>b>0),且c=,
设双曲线为=1(m>0,n>0),m=a-4.
因为,解得a=7,m=3.
因为椭圆和双曲线的半焦距为,
所以b2=36,n2=4.所以椭圆方程为=1,
双曲线方程为=1.
②焦点在y轴上,椭圆方程为=1,双曲线方程为=1.
解
16.已知椭圆=1及直线l:y=x+m.
(1)当直线l与该椭圆有公共点时,求实数m的取值范围;
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由
消去y并整理得9x2+6mx+2m2-18=0,
Δ=36m2-36(2m2-18)=-36(m2-18).
因为直线l与椭圆有公共点,
所以Δ≥0,解得-3≤m≤3.
故所求实数m的取值范围为[-3,3].
解
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(2)求直线l被此椭圆截得的弦长的最大值.
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设直线l与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
又x1+x2=-,x1x2=,
故AB=·
=·
=·,
当m=0时,直线l被椭圆截得的弦长最大,最大值为.
解
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17.已知直线l与抛物线y2=8x交于A,B两点,且线段AB恰好被点P(2,2)平分.
(1)求直线l的方程;
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由题意,可得直线AB的斜率存在,且不为0.
设直线AB的方程为x-2=m(y-2),
代入抛物线方程可得y2-8my+16m-16=0.
Δ=(-8m)2-4(16m-16)=64>0恒成立.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有y1+y2=8m,
由8m=4,得m=.
所以直线l的方程为2x-y-2=0.
解
(2)抛物线上是否存在点C和点D,使得C,D关于直线l对称?若存在,求出直线CD的方程;若不存在,请说明理由.
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假设存在点C,D,则可设lCD的方程为y=-x+n,
与抛物线y2=8x联立,消去y得x2-(n+8)x+n2=0,
由Δ=(n+8)2-n2=16n+64>0,得n>-4.
又xC+xD=4(n+8),
所以yC+yD=-(xC+xD)+2n=-16,
所以CD的中点为(2(n+8),-8),代入直线l的方程,
得n=-,不满足n>-4.
所以不存在满足题意的点C,D.
解
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18.已知双曲线=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0).
(1)若双曲线的一条渐近线方程为y=x且c=2,求双曲线的方程;
因为双曲线的渐近线方程为
y=±x,所以a=b,
所以c2=a2+b2=2a2=4,所以a2=b2=2,
所以双曲线方程为=1.
解
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(2)以原点O为圆心,c为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A,过A作圆的切线,斜率为-,求双曲线的离心率.
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设点A的坐标为(x0,y0),
所以直线AO的斜率满足·(-)=-1,
所以x0=y0, ①
依题意,圆的方程为x2+y2=c2,
将①代入圆的方程得3=c2,
即y0=c,所以x0=c,
所以点A的坐标为,
解
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代入双曲线方程得=1,
即b2c2-a2c2=a2b2, ②
又因为a2+b2=c2,
所以将b2=c2-a2代入②式,整理得c4-2a2c2+a4=0,
所以3-8+4=0,即3e4-8e2+4=0,
所以(3e2-2)(e2-2)=0,
因为e>1,所以e=,所以双曲线的离心率为.
解
19.已知椭圆E:=1(a>b>0)的右顶点为M,左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,P为E上任意一点,且PF1+PF2=4.
(1)求E的方程;
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椭圆E的半焦距为c(c>0),
因为P为E上任意一点,且PF1+PF2=4,所以2a=4,解得a=2,
又因为椭圆E的离心率为,所以c=,所以b2=a2-c2=2,
所以椭圆E的方程为=1.
解
(2)设过点T(t,0)的直线l与E有两个不同的交点A,B(均不与点M重合),若以线段AB为直径的圆恒过点M,求t的值;
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设直线l的方程为x=my+t,A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x,得(m2+2)y2+2mty+t2-4=0,
所以Δ=(2mt)2-4(m2+2)(t2-4)=8(2m2-t2+4)>0,
y1+y2=-,y1y2=,所以x1+x2=m(y1+y2)+2t=,
x1x2=(my1+t)(my2+t)=m2y1y2+mt(y1+y2)+t2
=m2·+mt+t2=,
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因为以线段AB为直径的圆恒过点M(2,0),
所以·=0,即(x1-2)(x2-2)+y1y2=0,
所以x1x2-2(x1+x2)+4+y1y2=0,
即-2×+4+=0,即3t2-8t+4=0,
解得t=或t=2(舍去),满足Δ>0,所以t=.
解
(3)由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”.如果椭圆C1的“特征三角形”为△1,椭圆C2的“特征三角形”为△2,若△1∽△2,则称椭圆C1与C2“相似”,并将△1与△2的相
似比称为椭圆C1与C2的相似比.已知椭圆C1:+y2=1与椭圆C2:
=1(a>b>0)相似,且相似比为λ(λ>0),设P为C2上异于其左、右顶点A1,
A2的一点.当λ=时,过P分别作椭圆C1的两条切线PB1,PB2,切点分别
为B1,B2,设直线PB1,PB2的斜率为k1,k2,证明:k1k2为定值.
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对于椭圆C1:+y2=1,其长轴长为2,短轴长为2,焦距为2,
椭圆C2:=1(a>b>0)的长轴长为2a,短轴长为2b,
焦距为2,
由相似比可知,,解得
所以椭圆C2:=1,
设P(x0,y0),则直线PB1的方程为y-y0=k1(x-x0),即y=k1x+y0-k1x0,
记n=y0-k1x0,则PB1的方程为y=k1x+n,
证明
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将其代入椭圆C1的方程,消去y,得(2+1)x2+4k1nx+2n2-2=0,
因为直线PB1与椭圆C1有且只有一个公共点,
所以Δ=(4k1n)2-4(2+1)(2n2-2)=0,
即2-n2+1=0,
将n=y0-k1x0代入上式,整理得(-2)-2x0y0k1+-1=0,
同理可得(-2)-2x0y0k2+-1=0,
所以k1,k2为关于x的方程(-2)x2-2x0y0x+-1=0的两根,
所以k1k2=.
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又点P(x0,y0)在椭圆C2:=1上,
所以=1,所以=2-,
所以k1k2==-为定值.
证明
第3章 圆锥曲线与方程
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