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高二理科数学专题 圆锥曲线与方程

1.已知双曲线22:1C x y -=及直线:1l y kx =-.(1)若直线l 与双曲线C 有两个不同的交点,求实数k 的取值范围;(2)若直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点,O 是坐标原点,且AOB △的面积为2, 求实数k 的值. 【答案】(1)(2,1)(1,1)(1,2)---;(2)0k =或62k =±. 【解析】(1)由2211x y y kx ⎧-=⎨=-⎩,消去y 整理得22(1)220k x kx -+-=,由题意知2221048(1)0k Δk k ⎧-≠⎪⎨=+->⎪⎩,解得22k -<<且1k ≠±, 所以实数k 的取值范围为(2,1)(1,1)(1,2)---.(2)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由(1)得12221k x x k +=--,12221x x k =--, 又直线l 恒过点(0,1)D -,①当120x x <时,1212111||||||2222AOB OAD OBD S S S x x x x =+=+=-=△△△; ②当120x x >时,1212111||||||||||2222AOB AOD OBD S S S x x x x =-=-=-=△△△, 所以222121212()()4(22)x x x x x x -=+-=,即22228()811k k k-+=--, 所以0k =或62k =±, 由(1)知上述k 的值符合题意,所以0k =或62k =±. 典题温故圆锥曲线与方程2.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,点(1)3M -在椭圆上,椭圆C 的离心率为12. (1)求椭圆的方程;(2)设点A 为椭圆长轴的左端点,P ,Q 为椭圆上异于椭圆C 长轴端点的两点,记直线AP ,AQ 斜率分别为1k ,2k ,若1214k k =-,请判断直线PQ 是否过定点?若过定点,求该定点坐标,若不过定点,请说明理由.【答案】(1)22143x y +=;(2)过定点,直线PQ 过定点(1,0). 【解析】(1)由点1)-在椭圆上,且椭圆C 的离心率是12, 可得22222811312a b c a a b c ⎧+=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=+⎪⎩,解得222431a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,∴椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)设点P ,Q 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y ,①当直线PQ 斜率不存在时,由题意知,直线方程和曲线方程联立得3(1,)2P ,3(1,)2Q -;②当直线PQ 的斜率存在时,设方程为y kx m =+,联立22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩, 消去y ,得222(43)8(412)0k x kmx m +++-=,由222222644(43)(412)48(43)0Δk m k m k m =-+-=-+>,有2243k m +>,由韦达定理得122843km x x k +=-+,212241243m x x k -=+,∴1212121(2)(2)4y y k k x x ==-++, 12124(2)(2)0y y x x +++=,∴221212(41)(42)()440k x x km x x m ++++++=,故有222224128(41)(42)4404343m kmk km m k k -+-+++=++,化简整理得2220m km k --=,解得2m k =或m k =-,当2m k =时,直线PQ 的方程为2y kx k =+,即(2)y k x =+,过定点(2,0)-不合题意;当m k =-时,直线PQ 的方程为y kx k =-,即(1)y k x =-过定点(1,0), 综上,由①②知,直线PQ 过定点(1,0).一、选择题1.曲线223440x xy y x y ---+-=与y 轴的交点坐标是( ) A .(0,2)-B .(0,2)C .(0,3)D .(0,2)-或(0,2)2.已知双曲线2213y x m m -=的一个焦点为(0,2),椭圆221y x n m+=的焦距等于4,则n =( ) A .3B .4C .5D .63.已知椭圆的方程为2221(4)16x y a a +=>,它的两个焦点分别为1F ,2F ,且12||10F F =,弦AB 过1F ,则2ABF △的周长为( ) A .10B .20C .241D .4414.抛物线24y x =的焦点到双曲线221169x y -=渐近线的距离为( ) A .15B .25C .35D .455.已知直线l 交22142x y +=于A ,B 两点,且线段AB 的中点为(1,1)-,则l 的斜率k 为( ) A .12B .12-C .1D .1-经典集训6.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点1F ,2F 在y 轴上,离心率为2,过点1F 的直线l 交C 于A ,B 两点,且2ABF △的周长为16,那么C 的方程为( )A .221168y x +=B .2211610y x +=C .221104y x +=D .221106y x +=7.已知||4AB =,A ,B 分别在y 轴和x 轴上运动,O 为原点,2133OP OA OB =+, 点P 的轨迹方程为( )A .229911664x y +=B .229916416x y +=C .2211664y x +=D .2216416y x +=8.若点O 和点F 分别为椭圆2211615x y +=的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP FP ⋅的最大值为( ) A .20 B .25 C .26 D .27二、填空题9.抛物线24y x =上一点P 到焦点F 的距离||4PF =,则点P 的坐标为 . 10.已知抛物线22y x =过点(2,1)Q 作一条直线交抛物线于A ,B 两点,则弦AB 的中点的轨迹方程为 .三、简答题11.求满足以下条件的双曲线方程.(1)以320x y ±=为渐近线,且经过点(1,2);(2)与椭圆2255x y +=共焦点且一条渐近线方程为0y =.12.过抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点F 作直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,当点A 的纵坐标为1时,||2AF =. (1)求抛物线C 的方程;(2)若抛物线C 上存在点0(2,)M y -,使得MA MB ⊥,求直线l 的方程.13.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率2e =,且椭圆过点1)2.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知点A 为椭圆C 的下顶点,M ,N 是椭圆C 上两个不重合的点,若直线AM 与直线AN 的斜率之和为6b ,试判断是否存在定点P ,使得直线MN 恒过点P ?若存在,求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由.【答案与解析】一、选择题 1.【答案】B【解析】令0x =,得2440y y -+-=,所以2(2)0y -=,故曲线223440x xy y x y ---+-=与y 轴的交点坐标是为(0,2). 2.【答案】C【解析】由题意可知0m >,且43m m =+,解得1m =,故椭圆221y x n m+=的方程可化为221y x n +=,故其焦距24c ==或24c ==,解得5n =或3n =-(此时方程不表示椭圆,舍去). 3.【答案】D【解析】∵4a >,∴椭圆的焦点在x 轴, 由12||10F F =,得5c =,∴21625a -=,∴a =由椭圆的定义知2ABF △的周长,221212||||||||||||||4L BA F B F A BF BF AF AF a =++=+++==4.【答案】C【解析】抛物线24y x =的焦点为(1,0)F ,双曲线221169x y -=的一条渐近线为340x y -=,距离35d ==. 5.【答案】A【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由线段AB 的中点(1,1)M -,则122x x +=-,122y y +=,则22112222142142x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式相减得12121212()()()()042x x x x y y y y +-+-+=,∴121212y y x x -=-,∴直线l 的斜率为12k =. 6.【答案】A【解析】依题意设椭圆C 的标准方程为22221(0)x x a b a b+=>>,由e =2212c a =,从而22212a b a -=,2212b a =,由2ABF ∆的周长为221212||||||||||||||416AB BF AF AF AF BF BF a ++=+++==,得4a =,∴28b =,故椭圆C 的标准方程为221168y x +=.7.【答案】A【解析】设动点P 的坐标为(,)x y ,(0,)A a ,(,0)B b , 由2133OP OA OB =+,得21(,)(0,)(,0)33x y a b =+,∴32a y =,3b x =, ∵||4AB =,∴2216a b +=,∴223()(3)162y x +=, 即229911664x y +=. 8.【答案】A【解析】由题意得(1,0)F -,设点00(,)P x y ,则2200015(1)(44)16x y x =--≤≤, 222200000001(1)15(1)(8)111616x OP FP x x y x x x ⋅=++=++-=++,当04x =时,OP FP ⋅取得最大值20.二、填空题9.【答案】或(3,-【解析】设(,)P m n ,由于抛物线24y x =的准线为1x =-,由定义可得||14PF m =+=,解得3m =, 则212n =,解得n =-n = 即点P的坐标为或(3,-. 10.【答案】217()24y x -=-【解析】设弦AB 的中点为M ,并设点A ,B ,M 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y ,(,)x y ,由题意有2112y x =①,2222y x =②,122x x x +=③,122y y y +=④,当12x x ≠时,①-②得2212122()y y x x -=-,∴12121y y x x y-=-,又∵AB MQ k k =,∴121212y y y x x x --=--,∴112y x y-=-,即22y y x -=-,∴217()24y x -=-, 当12x x =时,则点(2,0)M ,满足上述轨迹方程, 综上所述,弦AB 的中点的轨迹方程为217()24y x -=-.三、简答题11.【答案】(1)2249177y x -=;(2)2213y x -=. 【解析】(1)设所求双曲线方程为2294(0)x y λλ-=≠,将点(1,2)代入方程可得7λ=-,则所求双曲线方程为22947x y -=-,即2249177y x -=. (2)由已知得椭圆2255x y +=的焦点为(2,0)±,由双曲线的一条渐近线方程为0y -=,则另一条渐近线方程为0y +=,设所求的双曲线方程为223(0)x y λλ-=>,则23a λ=,2b λ=,所以222443c a b λ=+==,所以3λ=,故所求的双曲线方程为2213y x -=.12.【答案】(1)24x y =;(2)21y x =+.【解析】(1)抛物线2:2(0)C x py p =>的准线方程为2p y =-,焦点为(0,)2p F , ∵当点A 的纵坐标为1时,||2AF =,∴122p+=,解得2p =, ∴抛物线C 的方程为24x y =.(2)∵点0(2,)M y -在抛物线C 上,∴20(2)14y -==, 又∵(0,1)F ,∴设直线l 的方程为1y kx =+,由214y kx x y=+⎧⎨=⎩,得2440x kx --=,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则124x x k +=,124x x =-,11(2,1)MA x y =+-,22(2,1)MB x y =+-,∵MA MB ⊥,∴0MA MB ⋅=,∴1212(2)(2)(1)(1)0x x y y +++--=, ∴248440k k -++-=,解得2k =或0k =,当0k =时,l 过点M (舍),∴2k =,∴直线l 的方程为21y x =+.13.【答案】(1)2214x y +=;(2)存在,定点1(,1)3P .【解析】(1)椭圆C 的离心率e =2a =,即224a b =,又∵点1)2在椭圆C 上,∴223114a b+=,则21b =,24a =,∴椭圆C 的标准方程为2214x y +=. (2)当直线MN 斜率存在时,设直线MN 的方程为(1)y kx t t =+≠±,代入2214x y +=,得222(14)8440k x ktx t +++-=, ∴22226416(14)(1)0Δk t k t =-+->,即241t k -<, 设11(,)M x y ,22(,)N x y ,则122814kt x x k-+=+,21224414t x x k -=+, ∵直线AM 与AN 斜率之和为6b , ∴121212121111AM AN y y kx t kx t k k x x x x +++++++=+=+1212(1)()22661t x x k k b x x t ++-=+===-, ∴113t k =-,∴直线MN 的方程为111()133y kx t kx k k x =+=+-=-+, 显然直线1()13y k x =-+经过定点1(,1)3;当直线MN 斜率不存在时,设直线MN 的方程为x m =,∵直线AM 与直线AN 的斜率之和为6b ,设(,)M m n ,则(,)N m n -,∴11266AM AN n n k k b m m m +-++=+===,解得13m =, 此时直线MN 的方程为13x =,显然直线13x =必然经过定点1(,1)3, 综上,存在定点1(,1)3P ,使得直线MN 恒过点P .。

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