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  • 2021-06-25 发布

高考数学专题复习:专题5解析几何 第2讲

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专题五 第二讲 一、选择题 ‎1.已知方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是(  )‎ A.(,2)       B.(1,+∞)‎ C.(1,2) D.(,1)‎ ‎[答案] C ‎[解析] 由题意可得,2k-1>2-k>0,‎ 即解得10,b>0)的一个焦点作实轴的垂线,交双曲线于A、B两点,若线段AB的长度恰等于焦距,则双曲线的离心率为(  )‎ A. B. C. D. ‎[答案] A ‎[解析] 依题意得=‎2c,c2-ac-a2=0,即e2-e-1=0,(e-)2=,又e>1,因此e-=,e=,故选A.‎ ‎(理)(2013·新课标Ⅰ理,4)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,则C的渐近线方程为(  )‎ A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x ‎[答案] C ‎[解析] e== ∴= ‎∴b2=a2-a2= ‎∴=,即渐近线方程为y=±x.‎ ‎3.(文)(2013·湛江测试)从抛物线y2=8x上一点P引抛物线准线的垂线,垂足为M,且|PM|=5,设抛物线的焦点为F,则△PFM的面积为(  )‎ A.5 B.6 C.10 D.5 ‎[答案] A ‎[解析] 抛物线的焦点F(2,0),准线方程为x=-2.设P(m,n),则|PM|=m+2=5,解得m=3.代入抛物线方程得n2=24,故|n|=2,则S△PFM=|PM|·|n|=×5×2=5.‎ ‎(理)(2013·德州模拟)设F1、F2分别是椭圆E:x2+=1(00,b>0)的左、右焦点,P为双曲线左支上的任意一点,若的最小值为‎9a,则双曲线的离心率为(  )‎ A.2    B.‎5 ‎   ‎ C.3    D.2或5‎ ‎[答案] B ‎[解析] 由双曲线定义得|PF2|=‎2a+|PF1|,‎ ‎∴==|PF1|++‎4a,其中|PF1|≥c-a.当c-a≤‎2a时,y=x+在[c-a,+∞)上为减函数,没有最小值,故c-a>‎2a,即c>‎3a⇒e>3,y=x+在[c-a,+∞)上为增函数,故f(x)min=f(c-a)=c-a++‎4a=‎9a,化简得‎10a2-‎7ac+c2=0,两边同除以a2可得e2-‎7a+10=0,解得e=5或e=2(舍去).‎ ‎6.(2014·新乡、许昌、平顶山二调)若双曲线-=1(a>0,b>0)和椭圆+=1(m>n>0)有共同的焦点F1、F2,P是两条曲线的一个交点,则|PF1|·|PF2| (  )‎ A.m2-a2 B.- ‎ C.(m-a) D. (m-a)‎ ‎[答案] D ‎[解析] 不妨设F1、F2分别为左、右焦点,P在双曲线的右支上,由题意得|PF1|+|PF2|=2,|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=+,|PF2|=-,故|PF1|·|PF2|=m-a.‎ 二、填空题 ‎7.(2013·安徽理,13)已知直线y=a交抛物线y=x2于A、B两点,若该抛物线上存在点C,使得∠ACB为直角,则a的取值范围为________.‎ ‎[答案] a≥1‎ ‎[解析] 显然a>0,不妨设A(,a),B(-,a),C(x0,x),则=(--x0,a-x),‎ =(-x0,a-x),∵∠ACB=90°.‎ ‎∴·=(-x0,a-x)·(--x0,a-x)=0.‎ ‎∴x-a+(a-x)2=0,则x-a≠0.‎ ‎∴(a-x)(a-x-1)=0,∴a-x-1=0.‎ ‎∴x=a-1,又x≥0.‎ ‎∴a≥1.‎ ‎8.(2014·长沙市模拟)设点P是双曲线-=1(a>0,b>0)与圆x2+y2=a2+b2在第一象限的交点,其中F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线的离心率为________.‎ ‎[答案]  ‎[解析] 设|PF2|=m,则|PF1|=‎2m,|F‎1F2|==m,因此双曲线的离心率为=.‎ ‎9.(2014·湖南理,15)如图,正方形ABCD和正方形DEFG的边长分别为a、b(a0)经过C、F两点,则=________.‎ ‎[答案] +1‎ ‎[解析] 由题可得C(,-a),F(+b,b),‎ ‎∵C、F在抛物线y2=2px上,∴ ‎∴=+1,故填+1.‎ 三、解答题 ‎10.(文)(2013·厦门质检)已知双曲线的方程是16x2-9y2=144.‎ ‎(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;‎ ‎(2)设F1和F2是双曲线的左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=32,求∠F1PF2的大小.‎ ‎[解析] (1)由16x2-9y2=144得-=1,‎ ‎∴a=3,b=4,c=5,‎ ‎∴焦点坐标F1(-5,0),F2(5,0),离心率e=,渐近线方程为y=±x.‎ ‎(2)由(1)知||PF1|-|PF2||=6,‎ cos∠F1PF2= ‎= ‎==0,‎ ‎∵∠F1PF2∈(0,180°),∴∠F1PF2=90°.‎ ‎(理)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,并且直线y=x+b是抛物线y2=4x的一条切线.‎ ‎(1)求椭圆的方程;‎ ‎(2)过点S(0,-)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.‎ ‎[解析] (1)由消去y得x2+(2b-4)x+b2=0,‎ 因为直线y=x+b与抛物线y2=4x相切,‎ 所以Δ=(2b-4)2-4b2=0,解得b=1.‎ 因为e==,∴==,∴a2=2.‎ 故所求椭圆方程为+y2=1.‎ ‎(2)当l与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程为 x2+(y+)2=()2.‎ 当l与y轴平行时,以AB为直径的圆的方程为x2+y2=1.‎ 由解得 即两圆相切于点(0,1),‎ 因此,所求的点T如果存在,只能是(0,1).‎ 事实上,点T(0,1)就是所求的点,证明如下:‎ 当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(0,1).‎ 若直线l不垂直于x轴,可设直线l的方程为y=kx-,‎ 由消去y得(18k2+9)x2-12kx-16=0.‎ 设点A(x1,y1),B(x2,y2),‎ 则 又因为=(x1,y1-1),=(x2,y2-1),‎ 所以·=x1x2+(y1-1)(y2-1)‎ ‎=x1x2+(kx1-)(kx2-)‎ ‎=(1+k2)x1x2-k(x1+x2)+ ‎=(1+k2)·-k·+=0,‎ 所以TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(0,1),‎ 所以在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.‎ 一、选择题 ‎11.(文)(2014·唐山市一模)双曲线x2-y2=4左支上一点P(a,b)到直线y=x的距离为, 则a+b= (  )‎ A.-2 B.2‎ C.-4 D.4‎ ‎[答案] A ‎[解析] 解法1:如图,双曲线-=1的左顶点(-2,0)到直线y=x的距离为,又∵点(a,b)为双曲线左支上的点,∴a=-2,b=0,∴a+b=-2.‎ 解法2:由题意得∴a+b=-2.‎ ‎(理)已知点F是双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A、B两点,△ABE是直角三角形,则该双曲线的离心率是(  )‎ A.3 B.2‎ C. D. ‎[答案] B ‎[解析] 因为AB⊥x轴,又已知△ABE是直角三角形,且显然AE=BE,所以△ABE是等腰直角三角形.所以∠AEB=90°.所以∠AEF=45°.所以AF=EF.易知A(-c,)(不妨设点A在x轴上方),‎ 故=a+c.即b2=a(a+c).得c2-ax-‎2a2=0,‎ 即e2-e-2=0,解得e=2,或e=-1(舍去).故选B.‎ ‎12.直线l经过抛物线y2=4x的焦点,且与抛物线交于A,B两点,若AB的中点横坐标为3,则线段AB的长为(  )‎ A.5    B.‎6 ‎   ‎ C.7    D.8‎ ‎[答案] D ‎[解析] 焦点F(1,0),设l:x=my+1,代入y2=4x中得,y2-4my-4=0,∴y1+y2=‎4m,∵AB中点横坐标为3,∴x1+x2=m(y1+y2)+2=‎4m2‎+2=6,∴m=±1,当m=1时,l:y=x-1,代入y2=4x中得x2-6x+1=0,∴x1=3-2,x2=3+2,∴|AB|=|x1-x2|=8,由对称性知m=-1时,结论相同.‎ ‎13.(文)已知有公共焦点的椭圆与双曲线的中心为原点,焦点在x轴上,左、右焦点分别为F1、F2,且它们在第一象限的交点为P,△PF‎1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|PF1|=10,双曲线的离心率的取值范围为(1,2).则该椭圆的离心率的取值范围是(  )‎ A.(,) B.(,)‎ C.(,) D.(,1)‎ ‎[答案] C ‎[解析] 设椭圆的半焦距为c,长半轴长为a,由椭圆的定义及题意知,|PF1|=‎2a-|PF2|=‎2a-‎2c=10,得到a-c-5=0,因为双曲线的离心率的取值范围为(1,2),所以1<<2,∴0,x2>0,‎ ‎∴|FA|=x1+2,|FB|=x2+2,∴x1+2=2x2+4,‎ ‎∴x1=2x2+2.‎ 由,得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,‎ ‎∴x1x2=4,x1+x2==-4.‎ 由,得x+x2-2=0,∴x2=1,∴x1=4,‎ ‎∴-4=5,∴k2=,k=.‎ ‎(理)(2014·唐山市二模)已知椭圆C1:+=1(a>b>0)与圆C2:x2+y2=b2,若在椭圆C1上存在点P,使得由点P所作的圆C2的两条切线互相垂直,则椭圆C1的离心率的取值范围是(  )‎ A.[,1) B.[,]‎ C.[,1) D.[,1)‎ ‎[答案] C ‎[解析] 如图,设切点为A、B,则OA⊥PA,OB⊥PB,∵∠APB=90°,连结OP,则∠APO=45°,∴AO=PA=b,OP=b,∴a≥b,∴a2≤‎2c2,∴≥,∴e≥,又∵e<1,∴≤e<1.‎ 二、填空题 ‎15.(2014·安徽理,14)若F1、F2分别是椭圆E:x2+=1(00)的准线与x轴交于点M,过点M作直线l交抛物线于A、B两点.‎ ‎(1)若线段AB的垂直平分线交x轴于N(x0,0),求证:x0>3p;‎ ‎(2)若直线l的斜率分别为p,p2,p3,…时,相应线段AB的垂直平分线与x轴的交点依次为N1,N2,N3,…,当00,得0p+2p=3p,∴x0>3p.‎ ‎(2)∵l的斜率分别为p,p2,p3,…时,对应线段AB的中垂线与x轴交点依次为N1,N2,N3,…(0b>0)的上、下顶点分别为A、B,已知点B在直线l:y=-1上,且椭圆的离心率e=.‎ ‎(1)求椭圆的标准方程;‎ ‎(2)设P是椭圆上异于A、B的任意一点,PQ⊥y轴,Q为垂足,M为线段PQ的中点,直线AM交直线l于点C,N为线段BC的中点,求证:OM⊥MN.‎ ‎[解析] (1)依题意,得b=1.‎ ‎∵e==,a2-c2=b2=1,∴a2=4.‎ ‎∴椭圆的标准方程为+y2=1.‎ ‎(2)证明:设P(x0,y0),x0≠0,则Q(0,y0),且+y=1.‎ ‎∵M为线段PQ中点,∴M(,y0).‎ 又A(0,1),∴直线AM的方程为y=x+1.‎ ‎∵x0≠0,∴y0≠1,令y=-1,得C(,-1).‎ 又B(0,-1),N为线段BC的中点,‎ ‎∴N(,-1).‎ ‎∴=(-,y0+1).‎ ‎∴·=(-)+y0·(y0+1)‎ ‎=-+y+y0‎ ‎=(+y)-+y0=1-(1+y0)+y0=0,‎ ‎∴OM⊥MN.‎ ‎(理)已知椭圆C:+y2=1(a>1)的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M:(x-3)2+(y-1)2=3相切.‎ ‎(1)求椭圆C的方程;‎ ‎(2)若不过点A的动直线l与椭圆C交于P、Q两点,且·=0.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.‎ ‎[解析] (1)A(0,1),F(,0),‎ 直线AF:+y=1,‎ 即x+y-=0,‎ ‎∵AF与⊙M相切,圆心M(3,1),半径r=,‎ ‎∴=,∴a=,‎ ‎∴椭圆的方程为+y2=1.‎ ‎(2)由·=0知AP⊥AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,故可设直线AP的方程为y=kx+1,直线AQ的方程为y=-x+1,‎ 将y=kx+1代入椭圆C的方程,‎ 整理得(1+3k2)x2+6kx=0,‎ 解得x=0或x=,‎ 故点P的坐标为(,).‎ 同理,点Q的坐标为(,).‎ 所以直线l的斜率为=.‎ 则直线l的方程为y=(x-)+,‎ 即y=x-.‎ 所以直线l过定点(0,-).‎