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2016年高考数学圆锥曲线

圆锥曲线专题训练1、已知抛物线C 的顶点是原点O ,焦点F 在x 轴的正半轴上,经过F 的直线与抛物线C 交于A 、B 两点,如果OA →·OB →=-12,,那么抛物线C 的方程为( ) A .x 2=8y B .x 2=4y C .y 2=8xD .y 2=4x [答案] C[解析] 由题意,设抛物线方程为y 2=2px (p >0),直线方程为x =my +p2,代入抛物线方程得y 2-2pmy -p 2=0,设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),得OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫my 1+p 2⎝ ⎛⎭⎪⎫my 2+p 2+y 1y 2=m 2y 1y 2+pm 2(y 1+y 2)+p 24+y 1y 2=-34p 2=-12⇒p =4,即抛物线C 的方程为y 2=8x .2、设直线l 与抛物线相交于A ,B 两点,与圆相切于点M ,且M 为线段AB 的中点.若这样的直线l 恰有4条,则r 的取值范围是( ) (A )(B )(C )(D )答案D解析:显然当直线的斜率不存在时,必有两条直线满足题设.当直线的斜率存在时,设斜率为.设,则,相减得.由于,所以,即.圆心为,由得,所以,即点M 必在直线上.将代入得.因为点M 在圆上,所以.又(由于斜率不存在,故,所以不取等号),所以.选D.【考点定位】直线与圆锥曲线,不等式.【名师点睛】首先应结合图形进行分析.结合图形易知,只要圆的半径小于5,那么必有两条直线(即与x 轴垂直的两条切线)满足题设,因此只需直线的斜率存在时,再有两条直线满足题设即可.接下来要解决的问题是当直线的斜率存在时,圆的半径的范围是什么.涉及直线与圆锥曲线的交点及弦的中点的问题,常常采用“点差法”.在本题中利用点差法可得,中点必在直线上,由此可确定中点的纵坐标的范围,利用这个范围即可得到r的取值范围.3设双曲线(a>0,b>0)的右焦点为1,过F作AF的垂线与双曲线交于B,C两点,过B,C分别作AC,AB的垂线交于点D.若D到直线BC的距离小于,则该双曲线的渐近线斜率的取值范围是()A、 B、 C、D【答案】A4.【2015高考新课标2,理11】已知A,B为双曲线E的左,右顶点,点M在E上,∆ABM为等腰三角形,且顶角为120°,则E的离心率为()A. B. C. D.【答案】D【解析】设双曲线方程为,如图所示,,,过点作轴,垂足为,在中,,,故点的坐标为,代入双曲线方程得,即,所以,故选D.5、平面直角坐标系中,双曲线的渐近线与抛物线交于点,若的垂心为的焦点,则的离心率为【解析】设所在的直线方程为 ,则所在的直线方程为,解方程组 得: ,所以点 的坐标为 ,抛物线的焦点 的坐标为: .因为是 的垂心,所以 ,所以, . 所以, .6.【2015江苏高考,12】在平面直角坐标系中,为双曲线右支上的一个动点。

若点到直线的距离大于c 恒成立,则是实数c 的最大值为【解析】设,因为直线平行于渐近线,所以点到直线的距离恒大于直线与渐近线之间距离,因此c 的最大值为直线与渐近线之间距离,为解答题1、已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,一个焦点与抛物线y 2=4x 的焦点重合,直线l :y =kx +m 与椭圆C 相交于A ,B 两点. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设O 为坐标原点,k OA ·k OB =-b 2a2,判断△AOB 的面积是否为定值?若是,求出定值,若不是,说明理由.[解析] (1)由题意得c =1,又e =c a =12,所以a =2,从而b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =kx +m .得(3+4k 2)x 2+8mkx +4(m 2-3)=0, 由Δ=(8mk )2-16(3+4k 2)(m 2-3)>0得m 2<3+4k 2. ∵x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=4m 2-33+4k2,∴y 1·y 2=(kx 1+m )·(kx 2+m )=k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=3m 2-4k23+4k2. 由k OA ·k OB =-b 2a 2=-34得y 1y 2=-34x 1x 2,即3m 2-4k 23+4k 2=-34·4m 2-33+4k 2,化简得2m 2-4k 2=3,满足Δ>0.由弦长公式得|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·484k 2-m 2+33+4k22=241+k23+4k 2.又点O 到直线l :y =kx +m 的距离d =|m |1+k 2,所以S △AOB =12·d ·|AB |=12241+k23+4k2·|m |1+k 2=1224m23+4k2=3·2m23+4k2=3·3+4k23+4k2=3, 故面积为定值 3.2、已知圆M :x 2+(y -2)2=1,直线l :y =-1,动圆P 与圆M 相外切,且与直线l 相切.设动圆圆心P 的轨迹为E . (1)求E 的方程;(2)若点A ,B 是E 上的两个动点,O 为坐标原点,且OA →·OB →=-16,证:直线AB 恒过定点. [解析] (1)⊙O 的圆心M (0,2),半径r =1,设动圆圆心P (x ,y ),由条件知|PM |-1等于P 到l 的距离,∴|PM |等于P 到直线y =-2的距离,∴P 点轨迹是以M (0,2)为焦点,y =-2为准线的抛物线.方程为x 2=8y . (2)设直线AB :y =kx +b ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2) 将直线AB 的方程代入到x 2=8y 中得x 2-8kx -8b =0,所以x 1+x 2=8k ,x 1x 2=-8b ,又因为OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+x 21x 2264=-8b +b 2=-16⇒b =4所以直线BC 恒过定点(0,4).3、已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 为C 上异于原点的任意一点,过点A 的直线l 交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D ,且有|FA |=|FD |.当点A 的横坐标为3时,△ADF 为正三角形. (1)求C 的方程; (2)若直线l 1∥l ,且l 1和C 有且只有一个公共点E ,(ⅰ)证明:直线AE 过定点,并求出定点坐标; (ⅱ)△ABE 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.[解析] (1)由题意知F (p 2,0),设D (t,0)(t >0),则FD 的中点为(p +2t4,0).因为|FA |=|FD |,由抛物线的定义知3+p 2=|t -p2|,解得t =3+p 或t =-3(舍去),由p +2t4=3,解得p =2.所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)(ⅰ)由(1)知F (1,0).设A (x 0,y 0)(x 0y 0≠0),D (x D,0)(x D >0),因为|FA |=|FD |,得|x D -1|=x +1,由x D >0得x D =x 0+2,故D (x 0+2,0).故直线AB 的斜率k AB =-y 02.因为直线l 1和直线AB 平行,设直线l 1的方程为y =-y 02x +b ,代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8by 0=0,由题意Δ=64y 20+32b y 0=0,得b =-2y 0,设E (x E ,y E ),则y E =-4y 0,x E =4y 20.当y 20≠4时,k AE=y E -y 0x E -x 0=-4y 0+y 04y 20-y 204=4y 0y 20-4,可得直线AE 的方程为y -y 0=4y 0y 20-4(x -x 0),由y 20=4x 0,整理可得y =4y 0y 20-4(x -1),故直线AE 恒过点F (1,0).当y 20=4时,直线AE 的方程为x =1,过点F (1,0).所以直线AE 过定点F (1,0).(ⅱ)由(ⅰ)知直线AE 过焦点F (1,0),所以|AE |=|AF |+|FE |=(x 0+1)+(1x 0+1)=x 0+1x 0+2.设直线AE 的方程为x =my +1,因为点A (x 0,y 0)在直线AE 上,故m =x 0-1y 0.设B (x 1,y 1).直线AB 的方程为y -y 0=-y 02(x -x 0),由于y 0≠0,可得x =-2y 0y +2+x 0,代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8-4x 0=0.所以y 0+y 1=-8y 0,可求得y 1=-y 0-8y 0,x 1=4x 0+x 0+4.所以点B 到直线AE 的距离为d =|4x 0+x 0+4+m y 0+8y 0-1|1+m2=4x 0+1x 0=4(x 0+1x 0).则△ABE 的面积S =12×4(x 0+1x 0)(x 0+1x 0+2)≥16,当且仅当1x 0=x 0,即x 0=1时等号成立.所以△ABE 的面积的最小值为16.[方法点拨] 定点问题的求解策略把直线或曲线方程中的变量x 、y 当作常数看待,把方程一端化为零,既然直线或曲线过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x 、y 的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.4、已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,以原点O 为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x -y +6=0相切. (1)求椭圆C 的标准方程; (2)若直线l :y =kx +m 与椭圆C 相交于A 、B 两点,且k OA ·k OB =-b 2a2,试判断△AOB 的面积是否为定值?若为定值,求出定值;若不为定值,说明理由.[解析] (1)由题意知e =c a =12,∴e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=14,即a 2=43b 2,又b =61+1=3,∴a 2=4,b 2=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m x 24+y23=1得(3+4k 2)x 2+8mkx +4(m 2-3)=0,△=64m 2k 2-16(3+4k 2)(m 2-3)>0,3+4k 2-m 2>0. x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=4m 2-33+4k2.y 1·y 1=(kx 1+m )·(kx 2+m )=k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=3m 2-4k 23+4k 2.k OA ·k OB =-34,y 1y 2x 1x 2=-34, y 1y 2=-34x 1x 2,3m 2-4k23+4k2=-34·4m 2-33+4k 22m 2-4k 2=3,|AB |=1+k 2x 1+x 22-4x 1x 2=1+k2484k 2-m 2+33+4k22=241+k23+4k2. d =|m |1+k2=1-141+k2≥1-14=32, S =12|AB |d =12241+k23+4k2|m |1+k2=12241+k 2m23+4k 21+k2=1224m23+4k2=12243+4k 2·3+4k22= 3. 5、如图,椭圆经过点.(I)求椭圆的方程; (II)经过点,且斜率为的直线与椭圆交于不同两点(均异于点),证明:直线与的斜率之和为2.(I)由题意知,由,解得,继而得椭圆的方程为;(II) 设,由题设知,直线的方,代入,化简得,则2222:1(0)x y E a b a b+=>>(0,1)A -2E (1,1)k E ,P Q A AP AQ 212c b a ==222a b c =+2a =2212x y +=()()1122,P x y Q x y 120x x ≠PQ (1)1(2)y k x k =-+≠2212x y +=22(12)4(1)2(2)0k x k k x k k +--+-=,由已知, 从而直线与的斜率之和 化简得.试题解析:(I)由题意知得,椭圆的方程为. (II)由题设知,直线的方程为,代入,得 ,由已知,设, , 从而直线与的斜率之和.[方法点拨] 定值问题的求解策略(1)在解析几何中,有些几何量与参数无关,这就是“定值”问题,解决这类问题常通过取特殊值,先确定“定值”是多少,再进行证明,或者将问题转化为代数式,再证明该式是与变量无关的常数,或者由该等式与变量无关,令其系数等于零即可得到定值. (2)求解定值问题的三个步骤 ①由特例得出一个值,此值一般就是定值;②证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;也可令系数等于零,得出定值; ③得出结论.5、设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,离心率为33,过点F 且与x 轴垂直的直线1212224(1)2(2),1212k k k k x x x x k k --+==++0∆>AP AQ 121212111122AP AQ y y kx k kx kk k x x x x +++-+-+=+=+12122(2)AP AQ x x k k k k x x ++=+-()4(1)222(21)22(2)k k k k k k k k -=+-=--=-12c b a ==a =2212x y +=PQ (1)1(2)y k x k =-+≠2212x y +=22(12)4(1)2(2)0k x k k x k k +--+-=0∆>()()1122,P x y Q x y 120x x ≠1212224(1)2(2),1212k k k k x x x x k k --+==++AP AQ 121212111122AP AQ y y kx k kx kk k x x x x +++-+-+=+=+121212112(2)2(2)x xk k k k x x x x ⎛⎫+=+-+=+- ⎪⎝⎭()4(1)222(21)22(2)k k k k k k k k -=+-=--=-被椭圆截得的线段长为433. (1)求椭圆C 的方程;(2)直线l :y =kx +t (t ≠0)与椭圆C 交于M 、N 两点,线段MN 的垂直平分线与y 轴交点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,求△MON (O 为坐标原点)面积的最大值. [解析] (1)∵e =33,∴a 2=3c 2=3a 2-3b 2,∴2a 2=3b 2 将x =-c 代入椭圆方程得:y 2=b 4a 2,y =±b 2a ,由题意:2b 2a =433,∴2a =3b 2 ,解得:a 2=3 b 2=2∴椭圆C 的方程为:x 23+y22=1 (2)联立方程组:⎩⎪⎨⎪⎧x 23+y 22=1y =kx +t消去y 整理得:(3k 2+2)x 2+6ktx +3t2-6=0 ① ∴Δ=36k 2t 2-4(3k 2+2)·(3t 2-6)=24(3k 2+2-t 2)>0,∴3k 2+2>t 2②设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1,x 2是方程①的两个解,由韦达定理得:x 1+x 2=-6kt3k 2+2,y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2t =-6k 2t 3k 2+2+2t =4t 3k 2+2 设MN 的中点为G (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-3kt 3k 2+2,y 0=y 1+y 22=2t 3k 2+2 ∴线段MN 的垂直平分线方程为:y -2t 3k 2+2=-1k⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3kt 3k 2+2 将P ⎝⎛⎭⎪⎫0,-14代入得:14+2t 3k 2+2=3t 3k 2+2化简得:3k 2+2=4t 代入②式得:4t >t 2,∴0<t <4 |MN |=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2·26·3k 2+2-t23k 2+2=1+k 2·26·4t -t 24t =1+k 2·6·4t -t 22t 设O 到直线MN 的距离为d ,则d =t1+k 2∴S △NOM =12·|MN |·d =12·1+k 2·6·4t -t 22t ·t 1+k 2=64·4t -t 2=64·-t -22+4≤62(当且仅当t =2,k =±2时取“=”号) ∴△MON 面积的最大值为62,此时直线l 的方程为:y =±2x +2. 6、已知椭圆x 22+y 2=1上两个不同的点A ,B 关于直线y =mx +12对称.(1)求实数m 的取值范围; (2)求△AOB 面积的最大值(O 为坐标原点). [分析] 考查直线与椭圆的位置关系;点到直线的距离公式;求函数的最值及运算求解能力、函数与方程的思想. (1)可设出直线AB 的方程,与椭圆方程联立消元化为一元二次方程,由AB 的中点在已知直线上知方程有两个不同的解,由此可得到关于m 的不等式,从而求解;(2)令t =1m,可将△AOB 表示为t 的函数,从而将问题等价转化为在给定范围上求函数的最值,从而获解.[解析] (1)由题意知m ≠0,可设直线AB 的方程为y =-1mx +b ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =-1m x +b消去y ,得(12+1m 2)x 2-2b m x +b 2-1=0,∵直线y =-1m x +b 与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点,∴Δ=-2b 2+2+4m 2>0,①,将AB 中点M (2mb m 2+2,m 2bm 2+2)代入直线方程y =mx +12解得b =-m 2+22m 2,②.由①②得m <-63或m >63.(2)令t =1m ∈(-62,0)∪(0,62),则|AB |=t 2+1·-2t 4+2t 2+32t 2+12,且O 到直线AB 的距离为d =t 2+12t 2+1,设△AOB 的面积为S (t ),∴S (t )=12|AB |·d =12-2t 2-122+2≤22,当且仅当t 2=12时,等号成立,故△AOB 面积的最大值为22. 7、已知双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别为l 1:y =2x ,l 2:y =-2x .(1)求双曲线E 的离心率; (2)如图,O 为坐标原点,动直线l 分别交直线l 1、l 2于A ,B 两点(A 、B 分别在第一、四象限),且△OAB 的面积恒为8.试探究:是否存在总与直线l 有且只有一个公共点的双曲线E ?若存在,求出双曲线E 的方程;若不存在,说明理由.[解析] (1)∵双曲线E 的渐近线分别为y =2x ,y =-2x ,∴b a =2,∴c 2-a 2a =2,故c =5a 从而双曲线E 的离心率e =c a = 5. (2)由(1)知,双曲线E 的方程为x 2a 2-y 24a2=1.设直线l 与x 轴相交于点C ,当l ⊥x 轴时,若直线l 与双曲线E 只有一个公共点, 则|OC |=a ,|AB |=4a ,又∵△OAB 的面积为8,∴12|OC |·|AB |=8, 因此12a ·4a =8,解得a =2,此时双曲线E 的方程为x 24-y 216=1,若存在满足条件的双曲线E ,则E 的方程只能是x 24-y 216=1. 以下证明:当直线l 与x 轴不垂直时,双曲线E :x 24-y 216=1也满足条件,设直线l 的方程为y =kx +m ,依题意得k >2或k <-2,则C (-mk,0),记A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m y =2x 得y 1=2m 2-k ,同理得y 2=2m 2+k . 由S △OAB =12|OC |·|y 1-y 2|得12|-m k |·|2m 2-k -2m 2+k |=8,即m 2=4|4-k 2|=4(k 2-4),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m x 24-y 216=1得,(4-k 2)x 2-2kmx -m 2-16=0,∵4-k 2<0∴Δ=4k 2m 2+4(4-k 2)(m 2+16)=-16(4k 2-m 2-16), 又∵m 2=4(k 2-4),∴Δ=0,即直线l 与双曲线E 有且只有一个公共点,因此,存在总与l 有且只有一个公共点的双曲线E ,且E 的方程为x 24-y 216=1.[方法点拨] 1.求曲线的轨迹方程时,先看轨迹的形状是否预知,若能依据条件确定其形状,可用定义法或待定系数法求解;若动点P 与另一动点Q 有关,Q 在已知曲线上运动,可用代入法求动点P 的轨迹方程;否则用直译法求解.2.存在性问题主要体现在以下几方面:(1)点是否存在;(2)曲线是否存在;(3)命题是否成立.解决这类问题的一般思路是先假设存在满足题意的元素,经过推理论证,如果可以得到成立的结果,就可以作出存在的结论;若得到与已知条件、定义、公理、定理、性质相矛盾的结论,则说明假设不存在。

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