2019屆高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 高考專題突破五 高考中的圓錐曲線問題學(xué)案 理 北師大版
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1、 高考專題突破五 高考中的圓錐曲線問題 【考點(diǎn)自測(cè)】 1.(2017·全國Ⅲ)已知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程為y=x,且與橢圓+=1有公共焦點(diǎn),則C的方程為( ) A.-=1 B.-=1 C.-=1 D.-=1 答案 B 解析 由y=x,可得=.① 由橢圓+=1的焦點(diǎn)為(3,0),(-3,0), 可得a2+b2=9.② 由①②可得a2=4,b2=5. 所以C的方程為-=1.故選B. 2.(2017·全國Ⅲ)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別為A1,A2,且以線段A1A2為直徑的圓與直線bx-ay+2ab=0相切,則C的離心
2、率為( ) A. B. C. D. 答案 A 解析 由題意知,以A1A2為直徑的圓的圓心為(0,0),半徑為a.又直線bx-ay+2ab=0與圓相切, ∴圓心到直線的距離d==a,解得a=b, ∴=, ∴e=====. 故選A. 3.(2017·全國Ⅰ)已知F為拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn),過F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與C交于A,B兩點(diǎn),直線l2與C交于D,E兩點(diǎn),則|AB|+|DE|的最小值為( ) A.16 B.14 C.12 D.10 答案 A 解析 因?yàn)镕為y2=4x的焦點(diǎn), 所以F(1,0). 由題意知直線l1,l2的斜率均
3、存在,且不為0,設(shè)l1的斜率為k,則l2的斜率為-,故直線l1,l2的方程分別為y=k(x-1),y=-(x-1). 由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. 顯然,該方程必有兩個(gè)不等實(shí)根. 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=1, 所以|AB|=·|x1-x2| =· =·=. 同理可得|DE|=4(1+k2). 所以|AB|+|DE|=+4(1+k2) =4 =8+4≥8+4×2=16, 當(dāng)且僅當(dāng)k2=,即k=±1時(shí),取得等號(hào). 故選A. 4.(2017·北京)若雙曲線x2-=1的離心率為,則實(shí)數(shù)m=________. 答案 2
4、解析 由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程知a=1,b2=m,c=, 故雙曲線的離心率e===, ∴1+m=3,解得m=2. 5.(2017·山東)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,雙曲線-=1(a>0,b>0)的右支與焦點(diǎn)為F的拋物線x2=2py(p>0)交于A,B兩點(diǎn),若|AF|+|BF|=4|OF|,則該雙曲線的漸近線方程為________. 答案 y=±x 解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), 由得a2y2-2pb2y+a2b2=0, 顯然,方程必有兩個(gè)不等實(shí)根. ∴y1+y2=.又∵|AF|+|BF|=4|OF|, ∴y1++y2+=4×,即y1+y2=p, ∴=p,即=,∴=,
5、 ∴雙曲線的漸近線方程為y=±x. 題型一 求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程 例1 (2018·佛山模擬)設(shè)橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,上頂點(diǎn)為B.若|BF2|=|F1F2|=2,則該橢圓的方程為( ) A.+=1 B.+y2=1 C.+y2=1 D.+y2=1 答案 A 解析 ∵|BF2|=|F1F2|=2,∴a=2c=2, ∴a=2,c=1,∴b=, ∴橢圓的方程為+=1. 思維升華 求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是高考的必考題型,主要利用圓錐曲線的定義、簡單性質(zhì),解得標(biāo)準(zhǔn)方程中的參數(shù),從而求得方程. 跟蹤訓(xùn)練1 已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一個(gè)
6、焦點(diǎn)為F(2,0),且雙曲線的漸近線與圓(x-2)2+y2=3相切,則雙曲線的方程為( ) A.-=1 B.-=1 C.-y2=1 D.x2-=1 答案 D 解析 雙曲線-=1的一個(gè)焦點(diǎn)為F(2,0), 則a2+b2=4,① 雙曲線的漸近線方程為y=±x, 由題意得=,② 聯(lián)立①②解得b=,a=1, 所求雙曲線的方程為x2-=1,故選D. 題型二 圓錐曲線的簡單性質(zhì) 例2 (1)(2018屆遼寧凌源二中聯(lián)考)已知圓E:(x-3)2+(y+m-4)2=1(m∈R),當(dāng)m變化時(shí),圓E上的點(diǎn)與原點(diǎn)O的最短距離是雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的離心率,則雙曲線C
7、的漸近線為( ) A.y=±2x B.y=±x C.y=±x D.y=±x 答案 C 解析 圓E的圓心到原點(diǎn)的距離d=, 由此可得,當(dāng)m=4時(shí),圓E上的點(diǎn)與原點(diǎn)O的最短距離是dmin=3-1=2,即雙曲線的離心率為e==2, 由此可得==, 雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的漸近線為y=±x=±x.故選C. (2)(2016·天津)設(shè)拋物線(t為參數(shù),p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l.過拋物線上一點(diǎn)A作l的垂線,垂足為B.設(shè)C,AF與BC相交于點(diǎn)E.若|CF|=2|AF|,且△ACE的面積為3,則p的值為________. 答案 解析 由(p>0)消去t可得拋物線
8、方程為y2=2px(p>0), ∴F, 又|CF|=2|AF|且|CF|==3p, ∴|AB|=|AF|=p, 可得A(p,p). 易知△AEB∽△FEC, ∴==, 故S△ACE=S△ACF=×3p×p× =p2=3, ∴p2=6,∵p>0,∴p=. 思維升華 圓錐曲線的簡單性質(zhì)是高考考查的重點(diǎn),求離心率、準(zhǔn)線、雙曲線漸近線是??碱}型,解決這類問題的關(guān)鍵是熟練掌握各性質(zhì)的定義,及相關(guān)參數(shù)間的聯(lián)系.掌握一些常用的結(jié)論及變形技巧,有助于提高運(yùn)算能力. 跟蹤訓(xùn)練2 (2017·全國Ⅱ)若雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線被圓(x-2)2+y2=4所截得的弦長為
9、2,則C的離心率為( ) A.2 B. C. D. 答案 A 解析 設(shè)雙曲線的一條漸近線方程為y=x, 圓的圓心為(2,0),半徑為2, 由弦長為2得出圓心到漸近線的距離為=. 根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式,得=,解得b2=3a2.所以C的離心率e====2. 故選A. 題型三 最值、范圍問題 例3 (2017·浙江)如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)A,B,拋物線上的點(diǎn)P(x,y),過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q. (1)求直線AP斜率的取值范圍; (2)求|PA|·|PQ|的最大值. 解 (1)由P(x,y),即P(x,x2). 設(shè)直線AP的斜率為k,則k==x
10、-, 因?yàn)椋紉<. 所以直線AP斜率的取值范圍為(-1,1). (2)聯(lián)立直線AP與BQ的方程 解得點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是xQ=. 因?yàn)閨PA|==(k+1), |PQ|=(xQ-x)=-, 所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3, 令f(k)=-(k-1)(k+1)3, 因?yàn)閒′(k)=-(4k-2)(k+1)2, 所以f(k)在區(qū)間上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減.因此當(dāng)k=時(shí),|PA|·|PQ|取得最大值. 思維升華 圓錐曲線中的最值、范圍問題解決方法一般分兩種:一是代數(shù)法,從代數(shù)的角度考慮,通過建立函數(shù)、不等式等模型,利用二次函數(shù)法和基本不等式法、換元法、導(dǎo)數(shù)法等方法求
11、最值;二是幾何法,從圓錐曲線的簡單性質(zhì)的角度考慮,根據(jù)圓錐曲線的幾何意義求最值與范圍. 跟蹤訓(xùn)練3 (2016·山東)平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率是,拋物線E:x2=2y的焦點(diǎn)F是C的一個(gè)頂點(diǎn). (1)求橢圓C的方程; (2)設(shè)P是E上的動(dòng)點(diǎn),且位于第一象限,E在點(diǎn)P處的切線l與C交于不同的兩點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為D.直線OD與過P且垂直于x軸的直線交于點(diǎn)M. ①求證:點(diǎn)M在定直線上; ②直線l與y軸交于點(diǎn)G,記△PFG的面積為S1,△PDM的面積為S2,求的最大值及取得最大值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo). (1)解 由題意知=,可得a2=4b2,因?yàn)閽佄锞€
12、E的焦點(diǎn)為F,所以b=,a=1,所以橢圓C的方程為x2+4y2=1.
(2)①證明 設(shè)P(m>0),由x2=2y,可得y′=x,所以直線l的斜率為m,因此直線l的方程為y-=m(x-m).
即y=mx-.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0).
聯(lián)立方程
得(4m2+1)x2-4m3x+m4-1=0.
由Δ>0,得0 13、
令x=0,得y=-,所以G,
又P,F(xiàn),D,
所以S1=·|GF|·m=,
S2=·|PM|·|m-x0|=××
=,
所以=.
設(shè)t=2m2+1,則==
=-++2,
當(dāng)=,即t=2時(shí),取到最大值,
此時(shí)m=,滿足(*)式,所以P點(diǎn)坐標(biāo)為.
因此的最大值為,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
題型四 定點(diǎn)、定值問題
例4 (2017·益陽、湘潭調(diào)研)已知?jiǎng)訄AP經(jīng)過點(diǎn)N(1,0),并且與圓M:(x+1)2+y2=16相切.
(1)求點(diǎn)P的軌跡C的方程;
(2)設(shè)G(m,0)為軌跡C內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)G且斜率為k的直線l交軌跡C于A,B兩點(diǎn),當(dāng)k為何值時(shí),ω=|GA|2+|GB|2 14、是與m無關(guān)的定值,并求出該定值.
解 (1)由題設(shè)得|PM|+|PN|=4>|MN|=2,
∴點(diǎn)P的軌跡C是以M,N為焦點(diǎn)的橢圓,
∵2a=4,2c=2,∴b==,
∴點(diǎn)P的軌跡C的方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),G(m,0)(-2 15、∴|GA|2+|GB|2=(x1-m)2+y+(x2-m)2+y
=(x1+x2)2-2x1x2-2m(x1+x2)+2m2+(y1+y2)2-2y1y2
=(k2+1).
∵ω=|GA|2+|GB|2的值與m無關(guān),∴4k2-3=0,
解得k=±.此時(shí)ω=|GA|2+|GB|2=7.
思維升華 求定點(diǎn)及定值問題常見的方法有兩種
(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān).
(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
跟蹤訓(xùn)練4 已知橢圓C:9x2+y2=m2(m>0),直線l不過原點(diǎn)O且不平行于坐標(biāo)軸,l與C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M. 16、
(1)證明:直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值;
(2)若l過點(diǎn),延長線段OM與C交于點(diǎn)P,四邊形OAPB能否為平行四邊形?若能,求此時(shí)l的斜率;若不能,請(qǐng)說明理由.
(1)證明 設(shè)直線l:y=kx+b(k≠0,b≠0),
A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
將y=kx+b代入9x2+y2=m2,
得(k2+9)x2+2kbx+b2-m2=0,①
故xM==,yM=kxM+b=.
于是直線OM的斜率kOM==-,即kOM·k=-9.
所以直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值.
(2)解 四邊形OAPB能為平行四邊形.
因?yàn)橹本€l過點(diǎn),由①中判別式Δ 17、=4k2b2-4(k2+9)·(b2-m2)>0,得k2m2>9b2-9m2,
又b=m-m,所以k2m2>92-9m2,
得k2>k2-6k,所以k>0.
所以l不過原點(diǎn)且與C有兩個(gè)交點(diǎn)的充要條件是k>0,k≠3.
由(1)得OM的方程為y=-x.
設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為xP,
由得x=,即xP=.
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入l的方程得b=,
因此xM=.
四邊形OAPB為平行四邊形當(dāng)且僅當(dāng)線段AB與線段OP互相平分,即xP=2xM.
于是=2×,
解得k1=4-,k2=4+.
因?yàn)閗i>0,ki≠3,i=1,2,所以當(dāng)l的斜率為4-或4+時(shí),四邊形OAPB為平行四邊形.
題型五 探 18、索性問題
例5 (2018·泉州模擬)如圖,橢圓E:+=1(a>b>0)的離心率是,過點(diǎn)P(0,1)的動(dòng)直線l與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)直線l平行于x軸時(shí),直線l被橢圓E截得的線段長為2.
(1)求橢圓E的方程;
(2)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,是否存在與點(diǎn)P不同的定點(diǎn)Q,使得=恒成立?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解 (1)由已知,點(diǎn)(,1)在橢圓E上,
因此
解得a=2,b=,
所以橢圓E的方程為+=1.
(2)當(dāng)直線l與x軸平行時(shí),設(shè)直線l與橢圓相交于C,D兩點(diǎn),如果存在定點(diǎn)Q滿足條件,則有==1,
即|QC|=|QD|,
所以Q點(diǎn)在y軸上,可設(shè) 19、Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,y0).
當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí),設(shè)直線l與橢圓相交于M,N兩點(diǎn),則M,N的坐標(biāo)分別為(0,),(0,-),
由=,有=,
解得y0=1或y0=2,
所以若存在不同于點(diǎn)P的定點(diǎn)Q滿足條件,則Q點(diǎn)坐標(biāo)只可能為(0,2).
證明如下:對(duì)任意直線l,均有=,其中Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2).
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),由上可知,結(jié)論成立;
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),可設(shè)直線l的方程為y=kx+1,A,B的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),
聯(lián)立得(2k2+1)x2+4kx-2=0,
其判別式Δ=(4k)2+8(2k2+1)>0,
所以x1+x2=-,
x1x2=- 20、,
因此+==2k,
易知點(diǎn)B關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)B′的坐標(biāo)為(-x2,y2),
又kQA===k-,
kQB′===-k+=k-,
所以kQA=kQB′,即Q,A,B′三點(diǎn)共線,
所以===,
故存在與點(diǎn)P不同的定點(diǎn)Q(0,2),使得=恒成立.
思維升華 (1)探索性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化.其步驟為假設(shè)滿足條件的元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在,用待定系數(shù)法設(shè)出,列出關(guān)于待定系數(shù)的方程組,若方程組有實(shí)數(shù)解,則元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在;否則,元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))不存在.
(2)反證法與驗(yàn)證法也是求解探索性問題常用的方法.
跟蹤訓(xùn)練5 ( 21、2018屆珠海摸底)已知橢圓C1,拋物線C2的焦點(diǎn)均在x軸上,C1的中心和C2的頂點(diǎn)均為原點(diǎn)O,從每條曲線上各取兩個(gè)點(diǎn),其坐標(biāo)分別是(3,-2),(-2,0),(4,-4),.
(1)求C1,C2的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在直線l滿足條件:①過C2的焦點(diǎn)F;②與C1交于不同的兩點(diǎn)M,N且滿足⊥?若存在,求出直線方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.
解 (1)設(shè)拋物線C2:y2=2px(p≠0),
則有=2p(x≠0),
據(jù)此驗(yàn)證四個(gè)點(diǎn)知(3,-2),(4,-4)在拋物線上,
易得,拋物線C2的標(biāo)準(zhǔn)方程為C2:y2=4x;
設(shè)橢圓C1:+=1(a>b>0),
把點(diǎn)(-2,0),代入可得a 22、2=4,b2=1.
所以橢圓C1的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)由橢圓的對(duì)稱性可設(shè)C2的焦點(diǎn)為F(1,0),
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=1.
直線l交橢圓C1于點(diǎn)M,N,
·≠0,不滿足題意.
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x-1),
并設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
由
消去y,得(1+4k2)x2-8k2x+4(k2-1)=0,
于是x1+x2=,x1x2=,
y1y2=k(x1-1)·k(x2-1)
=k2x1x2-k2(x1+x2)+k2=,①
由⊥,得·=0,即x1x2+y1y2=0.②
將①代入②式,得-==0,
23、
解得k=±2.經(jīng)檢驗(yàn),k=±2都符合題意.
所以存在直線l滿足條件,且l的方程為2x-y-2=0或2x+y-2=0.
1.(2018·惠州模擬)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,過點(diǎn)M(1,0)的直線l交橢圓C于A,B兩點(diǎn),|MA|=λ|MB|,且當(dāng)直線l垂直于x軸時(shí),|AB|=.
(1)求橢圓C的方程;
(2)當(dāng)λ∈時(shí),求弦長|AB|的取值范圍.
解 (1)由已知e=,得=,①
∵當(dāng)直線垂直于x軸時(shí),|AB|=,
∴橢圓過點(diǎn),
代入橢圓方程得+=1,②
又a2=b2+c2,③
聯(lián)立①②③可得a2=2,b2=1,
∴橢圓C的方程為+y2=1.
(2) 24、當(dāng)過點(diǎn)M的直線的斜率為0時(shí),點(diǎn)A,B分別為橢圓長軸的端點(diǎn),λ===3+2>2或λ===3-2<,不符合題意.
∴直線l的斜率不能為0.
設(shè)直線l的方程為x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
將直線的方程代入橢圓方程得(m2+2)y2+2my-1=0,
顯然方程有兩個(gè)不同實(shí)數(shù)解.
由根與系數(shù)的關(guān)系可得
將④式平方除以⑤式可得++2=-,
由已知|MA|=λ|MB|可知,=-λ,
∴-λ-+2=-,
又知λ∈,∴-λ-+2∈,
∴-≤-≤0,解得m2∈.
|AB|2=(1+m2)|y1-y2|2
=(1+m2)[(y1+y2)2-4y1y2]
=82=8 25、2,
∵m2∈,∴∈,
∴|AB|∈.
2.(2018·新余聯(lián)考)如圖所示,已知點(diǎn)E(m,0)為拋物線y2=4x內(nèi)的一個(gè)定點(diǎn),過E作斜率分別為k1,k2的兩條直線,分別交拋物線于點(diǎn)A,B,C,D,且M,N分別是AB,CD的中點(diǎn).
(1)若m=1,k1k2=-1,求△EMN面積的最小值;
(2)若k1+k2=1,求證:直線MN過定點(diǎn).
(1)解 當(dāng)m=1時(shí),E為拋物線y2=4x的焦點(diǎn),
∵k1k2=-1,∴AB⊥CD,
直線AB的方程為y=k1(x-1),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由
得k1y2-4y-4k1=0,
顯然方程有兩不等實(shí)根,y1+y2=,y1 26、y2=-4,
∵AB的中點(diǎn)為M,
x1+x2=+1++1=+2.
∴M,
同理,點(diǎn)N(2k+1,-2k1).
∴S△EMN=|EM|·|EN|
= ·
=2≥2=4,
當(dāng)且僅當(dāng)k=,即k1=±1時(shí),△EMN的面積取最小值4.
(2)證明 直線AB的方程為y=k1(x-m),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由
得k1y2-4y-4k1m=0,顯然方程有兩不等實(shí)根.
y1+y2=,y1y2=-4m,
∵AB的中點(diǎn)為M,
x1+x2=+m++m
=+2m=+2m,
∴M,
同理,點(diǎn)N,
∴kMN==k1k2,
∴直線MN:y-=k1k2,
即y=k1k2( 27、x-m)+2,
∴直線MN恒過定點(diǎn)(m,2).
3.(2017·衡水聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,過點(diǎn)C(2,0)的直線與拋物線y2=4x相交于A,B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)求證:y1y2為定值;
(2)是否存在平行于y軸的定直線被以AC為直徑的圓截得的弦長為定值?如果存在,求出該直線方程和弦長;如果不存在,請(qǐng)說明理由.
(1)證明 方法一 當(dāng)直線AB垂直于x軸時(shí),
y1=2,y2=-2,
因此y1y2=-8(定值).
當(dāng)直線AB不垂直于x軸時(shí),
設(shè)直線AB的方程為y=k(x-2),
由得ky2-4y-8k=0.
∴y1y2=-8.
因此有 28、y1y2=-8,為定值.
方法二 顯然直線AB的斜率不為0.
設(shè)直線AB的方程為my=x-2,
由得y2-4my-8=0.
∴y1y2=-8,為定值.
(2)解 設(shè)存在直線l:x=a滿足條件,
則AC的中點(diǎn)為E,
|AC|=.
因此以AC為直徑的圓的半徑
r=|AC|==,
又點(diǎn)E到直線x=a的距離d=
故所截弦長為
2=2
=
=.
當(dāng)1-a=0,即a=1時(shí),弦長為定值2,這時(shí)直線方程為x=1.
4.已知橢圓C:x2+2y2=4.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)設(shè)O為原點(diǎn),若點(diǎn)A在橢圓C上,點(diǎn)B在直線y=2上,且OA⊥OB,試判斷直線AB與圓x2+y2= 29、2的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
解 (1)由題意知,橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1,
所以a2=4,b2=2,從而c2=a2-b2=2.
因此a=2,c=.
故橢圓C的離心率e==.
(2)直線AB與圓x2+y2=2相切.證明如下:
設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(x0,y0),(t,2),其中x0≠0.
因?yàn)镺A⊥OB,所以·=0,
即tx0+2y0=0,解得t=-.
當(dāng)x0=t時(shí),y0=-,代入橢圓C的方程,得t=±,
故直線AB的方程為x=±,
圓心O到直線AB的距離d=.
此時(shí)直線AB與圓x2+y2=2相切.
當(dāng)x0≠t時(shí),直線AB的方程為y-2=(x-t).
即(y0- 30、2)x-(x0-t)y+2x0-ty0=0.
圓心O到直線AB的距離
d=.
又x+2y=4,t=-,
故d= = =.
此時(shí)直線AB與圓x2+y2=2相切.
綜上,直線AB與圓x2+y2=2相切.
5.(2018·商丘質(zhì)檢)橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率e= ,a+b=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖所示,A,B,D是橢圓C的頂點(diǎn),P是橢圓C上除頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),直線DP交x軸于點(diǎn)N,直線AD交BP于點(diǎn)M,設(shè)BP的斜率為k,MN的斜率為m.證明:2m-k為定值.
(1)解 因?yàn)閑==,
所以a=c,b=c.
代入a+b=3得,c=,a=2,b=1 31、.
故橢圓C的方程為+y2=1.
(2)證明 因?yàn)锽(2,0),點(diǎn)P不為橢圓頂點(diǎn),則可設(shè)直線BP的方程為y=k(x-2),①
①代入+y2=1,解得P.
直線AD的方程為y=x+1.②
①與②聯(lián)立解得M.
由D(0,1),P,N(x,0)三點(diǎn)共線知
=,解得N.
所以MN的斜率為m=
==.
則2m-k=-k=(定值).
6.(2018屆廣東六校聯(lián)考)已知橢圓C:+=1(a>b>0)經(jīng)過點(diǎn)P,且兩焦點(diǎn)與短軸的一個(gè)端點(diǎn)的連線構(gòu)成等腰直角三角形.
(1)求橢圓C的方程;
(2)動(dòng)直線l:mx+ny+n=0(m,n∈R)交橢圓C于A,B兩點(diǎn),試問:在坐標(biāo)平面上是否存在一 32、個(gè)定點(diǎn)T,使得以AB為直徑的圓恒過點(diǎn)T.若存在,求出點(diǎn)T的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解 (1)因?yàn)闄E圓C:+=1(a>b>0)的兩焦點(diǎn)與短軸的一個(gè)端點(diǎn)的連線構(gòu)成等腰直角三角形,
所以a=b,所以+=1,
又因?yàn)闄E圓經(jīng)過點(diǎn)P,代入可得b=1.
所以a=,故所求橢圓的方程為+y2=1.
(2)首先求出動(dòng)直線過點(diǎn).
當(dāng)l與x軸平行時(shí),以AB為直徑的圓的方程為
x2+2=2,
當(dāng)l與y軸平行時(shí),以AB為直徑的圓的方程為
x2+y2=1,
由解得
即兩圓相切于點(diǎn)(0,1),因此所求的點(diǎn)T如果存在,只能是(0,1),事實(shí)上,點(diǎn)T(0,1)就是所求的點(diǎn).
證明如下:
當(dāng)直線l垂直于x軸時(shí),以AB為直徑的圓過點(diǎn)T(0,1),
當(dāng)直線l不垂直于x軸時(shí),可設(shè)直線l:y=kx-,
由
消去y,得(18k2+9)x2-12kx-16=0,
記點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
則
又因?yàn)椋?x1,y1-1),=(x2,y2-1),
所以·=x1x2+(y1-1)(y2-1)
=x1x2+
=(1+k2)x1x2-k(x1+x2)+
=(1+k2)·-k·+=0,
所以⊥,即以AB為直徑的圓恒過點(diǎn)T(0,1),
所以在坐標(biāo)平面上存在一個(gè)定點(diǎn)T(0,1)滿足題意.
21
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