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- 2021-06-10 发布
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2.7.4 与椭圆、抛物线相关的定值、定点及存在性问题
考题预测·精准猜押
一、选择题
1.在直线y=-2上任取一点Q,过Q作抛物线x2=4y的切线,切点分别为A,B,则直线AB恒过的点的坐标为 ( )
A.(0,1) B.(0,2)
C.(2,0) D.(1,0)
【解析】选B.设Q(t,-2),A(x1,y1),B(x2,y2),抛物线方程变为y=x2,则y′=x,则在点A处的切线方程为y-y1=x1(x-x1),化简得y=x1x-y1,
同理,在点B处的切线方程为y=x2x-y2,
又点Q(t,-2)的坐标适合这两个方程,
代入得-2=x1t-y1,-2=x2t-y2,
这说明A(x1,y1),B(x2,y2)都满足方程-2=xt-y,
则直线AB的方程为y-2=tx,直线AB恒过点(0,2).
2.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线与x轴的交点为K,点A在C上且|AK|=|AF|,则△AFK的面积为 ( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【解析】选B.因为抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),准线为x=-2,所以K(-2,0),
设A(x0,y0),过点A向准线作垂线AB,垂足为B,则B(-2,y0),
因为|AK|=|AF|,又|AF|=|AB|=x0-(-2)=x0+2,
所以由|BK|2=|AK|2-|AB|2,则=(x0+2)2,
即8x0=(x0+2)2,解得A(2,±4),
所以△AFK的面积为|KF|·y0=×4×4=8.
3.已知F1,F2分别为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲线C右支上一点P满足|PF1|=3|PF2|且·=a2,则双曲线C的离心率为 ( )
A.3 B. C.2 D.
【解析】选D.设|PF2|=t,则|PF1|=3t,所以3t-t=2a,所以t=a,
由余弦定理可得cos∠F1PF2==,因为·=a2,所以3a·a·=a2,所以c=a,所以e=.
4.直线l:x-y+m=0与椭圆x2+=1交于A,B两点,若线段AB的中点在圆x2+y2=5上,则m为 ( )
A.3 B.-3 C.±3 D.不存在
【解析】选D.设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),
联立直线y=x+m与椭圆的方程得,
3x2+2mx+m2-2=0,
Δ=(2m)2-4×3×(m2-2)>0,即m2<3,x1+x2=-,
所以x0==-,y0=x0+m=,
即M.又因为M点在圆x2+y2=5上,
可得+=5,
解得m=±3与m2<3矛盾.
故实数m不存在.
二、填空题
5.已知点P是抛物线y2=2x上的一个动点,则点P到点(0,2)的距离与P到该抛物线准线的距离之和的最小值为________.
【解析】如图,由抛物线定义,抛物线上的点到准线的距离等于到焦点F的距离,
则|PA|+d=|PA|+|PF|≥|AF|==,
当且仅当点P为AF与抛物线的交点时取得等号.
答案:
6.椭圆C:+=1,P(m,0)为C的长轴上的一个动点,过P点斜率为的直线l交C于A,B两点.则|PA|2+|PB|2为__________.
【解析】l的方程为x=y+m,代入+=1并整理得25y2+20my+8(m2-25)=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|PA|2=(x1-m)2+=,同理|PB|2=.
则|PA|2+|PB|2=(+)=[(y1+y2)2-2y1y2]
==41.
所以|PA|2+|PB|2=41.
答案:41
三、解答题
7.已知抛物线C:y2=2px经过点P(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(1)求直线l的斜率的取值范围.
(2)设O为原点,=λ,=μ,求证:+为定值.
【解析】将点P代入C的方程得4=2p,即p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x,
(1)显然l斜率存在,设为k,则l:y=kx+1,
由消去y得k2x2+(2k-4)x+1=0,(*)
由已知,方程(*)有两个不同的根,且1不是方程的根(因为PA,PB都与y轴有交点),
所以Δ=-16k+16>0且k2+(2k-4)+1≠0,
即k<1,且k≠-3,且k≠1,
所以k<1,且k≠-3,
即直线l斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,1).
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线PA方程为y-2=(x-1),
令x=0得y=-+2,
即点M为(0,-+2),
所以=(0,-+1),又=(0,-1),=λ,
所以(0,-+1)=λ(0,-1),
所以λ=-1=,=,
又点A(x1,y1)在直线l:y=kx+1上,
所以===-,
同理=-,
由(1)中方程(*)及根与系数的关系得,x1+x2=-,x1x2=,
所以+=-+-=-=
-·=-·==2,即+为定值2.