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文档简介
圆锥曲线拓展——焦点三角形内切圆问题、阿基米德三角形【方法梳理】阿基米德焦点三角形性质(弦AB过焦点F时)性质1:MF⊥AB性质2:MA⊥MB性质3:MN∥x轴性质4:S△ABM最小值为p²对于点A,B:①抛物线焦点弦与抛物线的交点②由准线上一点向抛物线引两条切线所对应的切点对于点M③过焦点弦的一个端点所作的切线与准线的交点④过焦点弦的两个端点所作两条切线的交点满足以上①③或①④或②③或②④的三个点所组成的三角形即为“底边过焦点的阿基米德三角形”阿基米德三角形一般性质(弦AB不经过焦点F时)【性质1】阿基米德三角形底边上的中线PM平行于抛物对称轴.【性质2】若阿基米德三角形的底边即弦AB过定点抛物线内部的定点,则点P的轨迹为直线【性质3】若P点轨迹为直线,且该直线与抛物线没有公共点,则定点.【性质4】阿基米德三角形的面积的最大值为.【性质5】,类型一:椭圆焦点三角形内切圆问题【例1】已知椭圆的左、右焦点分别为为上不与左、右顶点重合的一点,为的内心,且,则的离心率为(
)A. B. C. D.【变式训练】1.已知椭圆的左,右焦点分别为,,点在椭圆上,为的内心,记,的面积分别为,且满足,则椭圆的离心率是(
)A. B. C. D.2.若椭圆的离心率为,两个焦点分别为,,为椭圆上异于顶点的任意一点,点是的内心,连接并延长交于点,则(
)A.2 B. C.4 D.3.(多选)设,为椭圆:的两个焦点,为上一点且在第一象限,为的内心,且内切圆半径为1,则(
)A. B. C. D.4.(多选)已知,分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上任意一点(不在轴上),外接圆的圆心为,半径为,内切圆的圆心为,半径为,直线交轴于点,为坐标原点,则(
)A.最大时, B.的最小值为2C.椭圆的离心率等于 D.的取值范围为5.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,点是椭圆上任意一点,且的取值范围为.当点不在轴上时,设的内切圆半径为,外接圆半径为,则的最大值为.类型二:双曲线焦点三角形内切圆问题【例2】已知点分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线交双曲线的右支第一象限于点,若的内切圆的半径为1,则直线的斜率为(
)A. B. C.1 D.【变式训练】1.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是双曲线上一点,且(为坐标原点),若内切圆的半径为,则C的离心率是(
)A. B. C. D.2.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为、,为双曲线右支上的动点,过作两渐近线的垂线,垂足分别为、.若圆与双曲线的渐近线相切,则下列命题正确的是(
)A.双曲线的离心率B.当点异于顶点时,的内切圆的圆心总在直线上C.为定值D.的最小值为3.(多选)过双曲线右焦点的直线交双曲线右支于两点,的内切圆分别切直线于点,内切圆的圆心为,半径为,则(
)A.切点与右焦点重合 B.C. D.4.如图,为双曲线的左右焦点,过的直线交双曲线于两点,为线段的中点,若对于线段上的任意点,都有成立,且内切圆的圆心在直线上.则双曲线的离心率是(
)A. B. C.2 D.5.已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与双曲线的左支交于,两点,若,则的内切圆周长为.【例3】已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线的右支交于两点,若内切圆与内切圆的半径的乘积为,则双曲线的离心率为()A.B.C.D.【变式训练】1.(多选)双曲线的左、右焦点分别是,过的直线与双曲线右支交于两点,记和的内切圆半径分别为和,则(
)A.和的内切圆圆心的连线与轴垂直B.为定值C.若,则的离心率D.若,则的渐近线方程为2.(多选)已知,分别为双曲线的左、右焦点,M为C的右顶点,过的直线与C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设点P,Q分别为,的内心,R,r分别为,内切圆的半径,则(
)A.点M在直线PQ上 B.点M在直线PQ的左侧C. D.3.(多选)已知分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的右支交于两点,记的内切圆的半径为的内切圆的半径为,若,则(
)A.、在直线上 B.双曲线的离心率C.内切圆半径最小值是 D.的取值范围是4.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为、,离心率为,焦点到渐近线的距离为.过作直线交双曲线的右支于、两点,若、分别为与的内心,则(
)A.的渐近线方程为B.点与点均在同一条定直线上C.直线不可能与平行D.的取值范围为5.(多选)双曲线的光学性质:从双曲线一个焦点出发的光线,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.已知为坐标原点,,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线交双曲线的右支于,两点,且在第一象限,,的内心分别为,,其内切圆半径分别为,,的内心为.双曲线在处的切线方程为,则下列说法正确的有(
)A.点、均在直线上 B.直线的方程为C. D.6.(多选)双曲线的左、右焦点分别,具有公共焦点的椭圆与双曲线在第一象限的交点为,双曲线和椭圆的离心率分别为的内切圆的圆心为,过作直线的垂线,垂足为,则(
)A.到轴的距离为B.点的轨迹是双曲线C.若,则D.若,则7.已知双曲线C:过点,则其方程为,设,分别为双曲线C的左右焦点,E为右顶点,过的直线与双曲线C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设M,N分别为,的内心,则的取值范围是.8.双曲线的中心为原点,焦点在轴上,分别是双曲线的两个焦点,过上焦点作斜率的直线交双曲线上支于点,若,的内心分别是,且,则双曲线的离心率为.类型三:阿基米德三角形【例4】设抛物线的焦点为F,过F的直线交C于A,B两点,分别以A,B为切点作C的切线,,若与交于点P,且满足,则|AB|=( )A.5 B.6 C.7 D.8【变式训练】1.(多选)过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点(A在第一象限),M为线段AB的中点.M在抛物线的准线l上的射影为点N,则下列说法正确的是()A.的最小值为4 B.C.△NAB面积的最小值为6 D.若直线AB的斜率为,则2.已知动圆过点,且与直线相切,记动圆的圆心轨道为,过上一动点作曲线的两条切线,切点分别为,直线与轴相交于点,下列说法不正确的是(
)A.的方程为B.直线过定点C.为钝角(为坐标原点)D.以为直径的圆与直线相交3.已知点,从抛物线的准线上一点引抛物线的两条切线,,且,为切点,则点到直线的距离的最大值是(
)A. B. C.2 D.34.(多选)已知抛物线:,过其准线上的点作的两条切线,切点分别为,,下列说法正确的是(
)A. B.当时,C.当时,直线的斜率为2 D.面积的最小值为4【例5】(多选)已知抛物线的焦点到准线的距离为,直线与交于、两点,且,,若过点、分别作的两条切线交于点,则下列各选项正确的是(
)A. B.C. D.以为直径的圆过点【变式训练】1.已知,是抛物线上位于不同象限的两点,分别过,作的切线,两条切线相交于点,为的焦点,若,,则(
)A. B. C. D.42.(多选)设抛物线C:的焦点为F,过抛物线C上不同的两点A,B分别作C的切线,两条切线的交点为P,AB的中点为Q,则(
)A.轴 B. C. D.3.(多选)已知抛物线,为坐标原点,点为直线上一点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,,则(
)A.抛物线的准线方程为 B.直线一定过抛物线的焦点C.线段长的最小值为 D.4.已知抛物线:,直线与抛物线相交于两点,过两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点,求面积的最小值为.5.过向抛物线引两条切线,切点分别为,又点在直线上的射影为,则焦点与连线的斜率取值范围是.【巩固练习】1.已知椭圆的左右焦点分别为,,P为椭圆上异于长轴端点的动点,分别为的重心和内心,则(
)A. B. C. D.22.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是圆()与的一个交点,若的内切圆的半径为a,则的离心率为(
)A. B. C.2 D.3.已知双曲线的左,右焦点分别为,,点与抛物线的焦点重合,点P为与的一个交点,若△的内切圆圆心的横坐标为4,的准线与交于A,B两点,且,则的离心率为(
)A. B. C. D.4.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,,P为双曲线C右支上的动点,过P作两渐近线的垂线,垂足分别为A,B.若圆与双曲线C的渐近线相切,则(
)A.的最小值为B.为定值C.双曲线C的离心率D.当点P异于顶点时,的内切圆的圆心总在直线上5.(多选)已知抛物线,过其准线上的点作的两条切线,切点分别为A、B,下列说法正确的是(
)A. B.当时,C.当时,直线AB的斜率为2 D.直线AB过定点6.已知为坐标原点,为椭圆的左、右焦点,,是椭圆上异于顶点的一点,点是以为底的等腰的内切圆的圆心,过作于点,,则椭圆的离心率为.7.已知抛物线,过点向抛物线作两条切线,切点分别为,,则.8.已知点为双曲线右支上一点,点,分别为双曲线的左右焦点,点是△的内心(三角形内切圆的圆心),若恒有成立,则双曲线的离心率取值范围是.9.已知双曲线:的左、右焦点分别为,,若上存在点,满足(为坐标原点),且的内切圆的半径等于,则双曲线的离心率为.10.已知点,分别是双曲线的左右焦点,过的直线与该双曲线交于,两点(点位于第一象限),点是△内切圆的圆心,则;若的倾斜角为,△的内切圆面积为,△的内切圆面积为,则为.11.已知,,是双曲线C:的左右焦点,过的直线与双曲线左支交于点A,与右支交于点B,与内切圆的圆心分别为,,半径分别为,,则的横坐标为;若,则双曲线离心率为.12.已知双曲线方程是,过的直线与双曲线右支交于,两点(其中点在第一象限),设点、分别为、的内心,则的范围是.13.已知是抛物线:的焦点,点,过点的直线与交于,两点,是线段的中点.若,则直线的斜率.圆锥曲线拓展——焦点三角形内切圆问题、阿基米德三角形【方法梳理】阿基米德焦点三角形性质(弦AB过焦点F时)性质1:MF⊥AB性质2:MA⊥MB性质3:MN∥x轴性质4:S△ABM最小值为p²对于点A,B:①抛物线焦点弦与抛物线的交点②由准线上一点向抛物线引两条切线所对应的切点对于点M③过焦点弦的一个端点所作的切线与准线的交点④过焦点弦的两个端点所作两条切线的交点满足以上①③或①④或②③或②④的三个点所组成的三角形即为“底边过焦点的阿基米德三角形”阿基米德三角形一般性质(弦AB不经过焦点F时)【性质1】阿基米德三角形底边上的中线PM平行于抛物对称轴.【性质2】若阿基米德三角形的底边即弦AB过定点抛物线内部的定点,则点P的轨迹为直线【性质3】若P点轨迹为直线,且该直线与抛物线没有公共点,则定点.【性质4】阿基米德三角形的面积的最大值为.【性质5】,类型一:椭圆焦点三角形内切圆问题【例1】已知椭圆的左、右焦点分别为为上不与左、右顶点重合的一点,为的内心,且,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】取中点,由及得到三点共线且,再根据双曲线定义及得到的比例关系,进而解出离心率.【详解】设是的中点,连接,如图,则,由,得三点共线,.由既是的平分线,又是边上的中线,得.作轴于点,,且,.故选:B.【变式训练】1.已知椭圆的左,右焦点分别为,,点在椭圆上,为的内心,记,的面积分别为,且满足,则椭圆的离心率是(
)A. B. C. D.【答案】B【详解】
设,内切圆半径为,,即,所以,又,.2.若椭圆的离心率为,两个焦点分别为,,为椭圆上异于顶点的任意一点,点是的内心,连接并延长交于点,则(
)A.2 B. C.4 D.【答案】A【详解】
如图,连接,,设到轴距离为,到轴距离为,则设△内切圆的半径为,则,∴不妨设,则,∴,因为椭圆的离心率为,∴,3.(多选)设,为椭圆:的两个焦点,为上一点且在第一象限,为的内心,且内切圆半径为1,则(
)A. B. C. D.【答案】ABD【详解】如下图所示,设切点为,,,对于A,由椭圆的方程知:,由椭圆的定义可得:,易知,所以,所以,故A正确;对于BCD,,又因为,解得:,又因为为上一点且在第一象限,所以,解得:,故B正确;从而,所以,所以,而,所以,故C错误;从而,故D正确.故选:ABD.4.(多选)已知,分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上任意一点(不在轴上),外接圆的圆心为,半径为,内切圆的圆心为,半径为,直线交轴于点,为坐标原点,则(
)A.最大时, B.的最小值为2C.椭圆的离心率等于 D.的取值范围为【答案】ABD【详解】对于A,设,,则,且,所以,则当在短轴的端点时,取得最大,且最大值为,又,所以当最大时,,即,故A正确;对于B,过点作,垂足为点G,又点为外接圆的圆心,即为三条边的中垂线的交点,则点G为的中点,由,又,同理,所以,当且仅当时等号成立,即的最小值为2,故B正确;对于C,由内切圆的圆心为,则,分别是,的角平分线,则由角平分线定理可得,即,故C错误;对于D,设,,,由正弦定理可得,即,则,即,因为,又结合A有,所以,即,所以,又因为当在短轴的端点时,最大,此时,,所以,即,所以,故,故D正确.故选:ABD.
5.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,点是椭圆上任意一点,且的取值范围为.当点不在轴上时,设的内切圆半径为,外接圆半径为,则的最大值为.【答案】【详解】,,所以,所以,解得:,设,由正弦定理可得:,,可得:,又因为,设内切圆的圆心为A,所以,所以,所以,又因为当在短轴的端点时,最大,此时,,,所以,故当时,mn取得最大值为.故答案为:类型二:双曲线焦点三角形内切圆问题【例2】已知点分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线交双曲线的右支第一象限于点,若的内切圆的半径为1,则直线的斜率为(
)A. B. C.1 D.【答案】B【详解】如图,设的内切圆的圆心为,内切圆与三边相切于,
,所以,即的内切圆与轴相切于右顶点,即双曲线的右顶点为,设直线的倾斜角为,即,则由内切圆的性质可知轴,所以在中,,所以【变式训练】1.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是双曲线上一点,且(为坐标原点),若内切圆的半径为,则C的离心率是(
)A. B. C. D.【答案】C【详解】,即为,即为,可得.所以.根据双曲线的对称性,不妨设点P在第一象限,如图所示,由题意设的内切圆切三边分别于G,D,E三点,则,,.又,所以.设,则,所以,所以切点D为双曲线的右顶点,所以,.在中,由勾股定理得,整理得,即,解得,又因为,所以C的离心率为,故选:C.2.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为、,为双曲线右支上的动点,过作两渐近线的垂线,垂足分别为、.若圆与双曲线的渐近线相切,则下列命题正确的是(
)A.双曲线的离心率B.当点异于顶点时,的内切圆的圆心总在直线上C.为定值D.的最小值为【答案】ACD【详解】双曲线的左、右焦点分别为、,双曲线的渐近线为,即,因为圆与双曲线的渐近线相切,且圆心为,圆的半径为,所以,,因为,解得,则双曲线,,,,对于A选项,双曲线的离心率.A对;对于B选项,为双曲线右支上(异于右顶点)一点,设的内切圆与三边切点分别为、、,如图,由圆的切线性质知,即,可得,所以,当点异于顶点时,的内切圆的圆心总在直线上,B错;对于C选项,设双曲线右支上的动点坐标为,则,又双曲线的渐近线方程为则,即为定值,C对;对于D选项,由已知的方程是,倾斜角为,所以,则,所以,,当且仅当时等号成立,D对.3.(多选)过双曲线右焦点的直线交双曲线右支于两点,的内切圆分别切直线于点,内切圆的圆心为,半径为,则(
)A.切点与右焦点重合 B.C. D.【答案】ACD【详解】对于A,由切线长定理可知:,则,,故①,又②,①②得,得,即,故点与点重合,正确;对于B,,B错误;对于C,根据三角形内切圆的性质可得,即,故C正确;对于D,令,则结合A、B选项可得:,∴.故D正确.4.如图,为双曲线的左右焦点,过的直线交双曲线于两点,为线段的中点,若对于线段上的任意点,都有成立,且内切圆的圆心在直线上.则双曲线的离心率是(
)A. B. C.2 D.【答案】D【详解】如图1,取中点为Q,连接EQ,PQ.则,.因,则,因直线外一点到直线连线中垂线段最短,则为垂线.因Q为中点,E为中点,则,得.又DO为直角三角形斜边中线,则.如图2,设内切圆的圆心为I,内切圆与交点为M,与交点为T,与交点为N.则,,又,则.又由切线性质,可知,则.则离心率为.故选:D5.已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与双曲线的左支交于,两点,若,则的内切圆周长为.【答案】【详解】如图所示:设内切圆半径为,切点分别为,由题意,则,所以,由双曲线定义有;又因为,即,所以,因此,从而直角三角形的内切圆半径是,所以的内切圆周长为.【例3】已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线的右支交于两点,若内切圆与内切圆的半径的乘积为,则双曲线的离心率为()A.B.C.D.【答案】A解析:如图:,,,,同理内切圆切点也是T,轴,都是角平分线,,由直角三角形射影定理得,,,,故选A【变式训练】1.(多选)双曲线的左、右焦点分别是,过的直线与双曲线右支交于两点,记和的内切圆半径分别为和,则(
)A.和的内切圆圆心的连线与轴垂直B.为定值C.若,则的离心率D.若,则的渐近线方程为【答案】ABD【详解】对于A,设,的内切圆圆心分别为,设圆切分别于点,过的直线与双曲线的右支交于两点,由切线长定理,可得,所以,则,所以点的横坐标为,即点的横坐标也为,同理点的横坐标也为,故轴,A正确;对于B,在中,,,所以,所以,即,B正确;对于C,由解得,即,则双曲线的离心率,C错误;对于D,,由可得,所以或(舍),则,则,所以的渐近线方程为,D正确.2.(多选)已知,分别为双曲线的左、右焦点,M为C的右顶点,过的直线与C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设点P,Q分别为,的内心,R,r分别为,内切圆的半径,则(
)A.点M在直线PQ上 B.点M在直线PQ的左侧C. D.【答案】ACD【详解】先证明一个结论:焦点在x轴上的双曲线焦点三角形的内切圆圆心横坐标为.过的直线与C的右支交于A,B两点,设点P为的内心,设圆P与的切点分别为,则,则,解之得则切点的坐标为.切点与双曲线C的右顶点M重合,则圆P与x轴的切点为双曲线C的右顶点M,同理可得圆Q与x轴的切点为双曲线C的右顶点M.则直线的方程为,双曲线C的右顶点M的坐标为,则点M在直线PQ上.则选项A判断正确;选项B判断错误;选项C:.判断正确;选项D:由直线的方程为,可得.判断正确.3.(多选)已知分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的右支交于两点,记的内切圆的半径为的内切圆的半径为,若,则(
)A.、在直线上 B.双曲线的离心率C.内切圆半径最小值是 D.的取值范围是【答案】ABC【详解】对A:过分别作、、的垂线,垂足分别为、、,则,∵,则,又∵,则,∴,即在直线上,同理可得:在直线上,A正确;对B:∵,则,∴,又∵,则,即,∴,故离心率为,B正确;对C:∵,则,∴,双曲线的渐近线方程为,则直线的倾斜角,设直线方程为,,联立方程,消去x得:,∴,则,设内切圆半径为,其周长,根据的面积可得:,则,C正确;对D:由题意不妨设,,∵,则,令,∴,,,又∵在上单调递增,∴,D错误;4.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为、,离心率为,焦点到渐近线的距离为.过作直线交双曲线的右支于、两点,若、分别为与的内心,则(
)A.的渐近线方程为B.点与点均在同一条定直线上C.直线不可能与平行D.的取值范围为【答案】ABD【详解】设双曲线半焦距为,双曲线的渐近线方程为,即,双曲线的右焦点到渐近线的距离为,由题意知,所以,所以,故双曲线的方程为,故渐近线方程为,故A正确;对于B选项,记的内切圆在边、、上的切点分别为、、,
由切线长定理可得,,,由,即,得,即,记的横坐标为,则,于是,得,同理内心的横坐标也为,故轴,即、均在直线上,故B正确;对于C选项,当与轴垂直时,,故C错误;对于D选项,设直线的倾斜角为,则,(为坐标原点),在中,.,由于直线与的右支交于两点,且的一条渐近线的斜率为,倾斜角为,结合图形可知,即,所以,,故D正确.5.(多选)双曲线的光学性质:从双曲线一个焦点出发的光线,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.已知为坐标原点,,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线交双曲线的右支于,两点,且在第一象限,,的内心分别为,,其内切圆半径分别为,,的内心为.双曲线在处的切线方程为,则下列说法正确的有(
)A.点、均在直线上 B.直线的方程为C. D.【答案】ABD【详解】由双曲线得,设的内切圆与分别切于点,则,所以,又,所以,即圆与轴的切点是双曲线的右顶点,即在直线上,同理可得圆与轴的切点也是双曲线的右顶点,即也在直线上,故选项A正确;因为点在双曲线上,所以,点到直线的距离,点到直线的距离所以,又,所以,即,又因为为的平分线,所以直线的方程为,故选项B正确;设圆与切于点,连接,设,因为,所以,所以,即,所以,又,所以,即,所以,故选项C错误;由B知的方程为,①设,同理得的方程为,②由①②得,③因为,所以设的方程为,因为在上,所以,代入③得,所以在直线上,所以到的距离为,又到的距离为,所以,故选项D正确6.(多选)双曲线的左、右焦点分别,具有公共焦点的椭圆与双曲线在第一象限的交点为,双曲线和椭圆的离心率分别为的内切圆的圆心为,过作直线的垂线,垂足为,则(
)A.到轴的距离为B.点的轨迹是双曲线C.若,则D.若,则【答案】ACD【详解】设圆与三边的切点为,,又,故,故,所以到轴的距离为,故A正确;过作直线的垂线,垂足为,延长交于点,因为,则为的中点且,于是,故点的轨迹是在以为圆心,半径为的圆上,故B不正确;设椭圆的长半轴长为,它们的半焦距为,并设,根据椭圆和双曲线的定义可得:,所以,在中,由余弦定理得:,即,在中,由余弦定理得:,即,由,两式相加,则,又,所以,所以,所以,即,故C正确;,即,所以,即,故D正确7.已知双曲线C:过点,则其方程为,设,分别为双曲线C的左右焦点,E为右顶点,过的直线与双曲线C的右支交于A,B两点(其中点A在第一象限),设M,N分别为,的内心,则的取值范围是.【答案】【详解】①由双曲线C:过点,所以所以方程为②如图:设的内切圆与分别切于,所以,所以,又,所以,又,所以与重合,所以的横坐标为,同理可得的横坐标也为,设直线的倾斜角为.则,,,当时,,当时,由题知,...因为两点在双曲线的右支上,∴,且,所以或,∴.且,,综上所述,.8.双曲线的中心为原点,焦点在轴上,分别是双曲线的两个焦点,过上焦点作斜率的直线交双曲线上支于点,若,的内心分别是,且,则双曲线的离心率为.【答案】【详解】如图所示,在中,设边边上的切点分别为,则纵坐标相等,且,由双曲线的性质可得,设,则,解得,所以,同理可得内心的纵坐标也为,则轴,设直线的倾斜角为,则,,,由解得,又因为,所以,所以,设双曲线方程为,,,,,则直线为,即,联立得,则,,则所以,所以,即,所以,解得类型三:阿基米德三角形【例4】设抛物线的焦点为F,过F的直线交C于A,B两点,分别以A,B为切点作C的切线,,若与交于点P,且满足,则|AB|=( )A.5 B.6 C.7 D.8【答案】D【详解】法一:因为弦AB过焦点,故点P在准线上,勾股求出P点到x轴距离,进而可知∠PFO=30°,又∵∠PFB=90°,故∠FBP=60°,由焦点弦公式可得.法二:常规解法,设直线AB的方程为,显然m是存在的,设,显然,求导:,在A点处的切线方程为…①,同理可得在B点处的切线方程为:;联立方程,解得,,,联立方程解得,,即P点在准线上,设,,考虑抛物线关于x轴对称,不妨取,代入①得:,解得或,由图可知,再代入抛物线方程得,【变式训练】1.(多选)过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点(A在第一象限),M为线段AB的中点.M在抛物线的准线l上的射影为点N,则下列说法正确的是()A.的最小值为4 B.C.△NAB面积的最小值为6 D.若直线AB的斜率为,则【答案】ABD【详解】由题意知,设直线AB方程为,,联立,可得,,故,则,故当时,的最小值为4,故A正确;又,即M点纵坐标为2m,故,当时,轴,NF在x轴上,此时;当时,,,故,综合可知,,故B正确;又点N到直线AB的距离为,故,当时,取最小值4,故C错误;若直线AB的斜率为,则直线AB方程为,即,则,由于A在第一象限,故解得,故,由于同向,故,故D正确2.已知动圆过点,且与直线相切,记动圆的圆心轨道为,过上一动点作曲线的两条切线,切点分别为,直线与轴相交于点,下列说法不正确的是(
)A.的方程为B.直线过定点C.为钝角(为坐标原点)D.以为直径的圆与直线相交【答案】D【详解】设动圆圆心为,
依题意得:,即的方程为,故A正确;由得,,∴,∴切线的方程为:,即,又,∴,同理可得切线的方程为,又切线经过点,∴,故直线的方程为,∴直线过定点,故B正确;联立消去整理得,故,,则,∴为钝角,故C正确;由于直线恒过抛物线焦点,设中点为,过向直线作垂线,垂足分别为,连接,由抛物线定义,,∴,∴以为直径为圆与直线相切,故D错误3.已知点,从抛物线的准线上一点引抛物线的两条切线,,且,为切点,则点到直线的距离的最大值是(
)A. B. C.2 D.3【答案】A【详解】抛物线的准线为,设点,对函数求导得,于是直线的方程为,即,亦即,同理,直线的方程为,而点为直线、的公共点,则,因此点,的坐标都满足方程,即直线的方程为,从而直线恒过定点,所以点到直线的距离的最大值.
4.(多选)已知抛物线:,过其准线上的点作的两条切线,切点分别为,,下列说法正确的是(
)A. B.当时,C.当时,直线的斜率为2 D.面积的最小值为4【答案】ABD【详解】对A,易知准线方程为,∴,:,故选项A正确.对B,设直线,代入,得,当直线与相切时,有,即,设,斜率分别为,,易知,是上述方程两根,故,故.故选项B正确.对C,设,,其中,.则:,即.代入点,得,同理可得,故:,故.
故选项C不正确.对D,同C,切线方程:;:,代入点有,,故直线的方程为,即,联立有,则,故,又到的距离,故,故当时的面积小值为,故D正确【例5】(多选)已知抛物线的焦点到准线的距离为,直线与交于、两点,且,,若过点、分别作的两条切线交于点,则下列各选项正确的是(
)A. B.C. D.以为直径的圆过点【答案】ACD【简证】第一步:由性质一可得AR∥y轴,故A点横坐标为4第二步:由性质2可得:点所在直线为,故A正确,故B错;而A点在准线上,可得C对,D对附:【性质2】若阿基米德三角形的底边即弦AB过定点抛物线内部的定点,则点P的轨迹为直线.若焦点在y轴上的抛物线,则轨迹方程为【详解】抛物线的焦点到准线的距离为,所以,抛物线的方程为,设、,由可知为的中点,所以,且,,由可得,所以,直线的斜率为,则直线的方程为,可得,联立可得,所以,,对函数求导可得,所以,切线的方程为,即,同理可知,切线的方程为,联立可得,即点,易知抛物线的焦点为,所以,,A对;因为直线过点,所以,,B错;因为,,所以,,所以,故C正确;因为,且为的中点,所以,,因此,以为直径的圆过点,故D正确. 【变式训练】1.已知,是抛物线上位于不同象限的两点,分别过,作的切线,两条切线相交于点,为的焦点,若,,则(
)A. B. C. D.4【答案】B【简证】由阿基米德三角形性质可得【常规法详解】解:抛物线的焦点,抛物线的准线方程为,如图所示,根据抛物线对称性,不妨令第二象限,Q在第一象限,根据抛物线的定义,可知所以的纵坐标为1,的纵坐标为4,则,.由得,得,所以抛物线在,两点处的切线斜率分别为和2,得到两条切线方程并联立,解得,则,所以.2.(多选)设抛物线C:的焦点为F,过抛物线C上不同的两点A,B分别作C的切线,两条切线的交点为P,AB的中点为Q,则(
)A.轴 B. C. D.【答案】AC【简证】由结论1可得A对,因为AB一定不过焦点F,故B错,由结论5可得C对,由结论5可得故D错【详解】对于A选项:设,,,过点A切线为:①,过点B切线为:②,①②得化简可得轴,A选项正确.设过A点的切线为,过B点的切线为,交点为AB的中点为,所以不垂直,B选项错误;,所以,D选项错误;作抛物线准线的垂线,连接则显然,所以又因为由抛物线定义,得,故知是线段的中垂线,得到则同理可证:,,所以,即,所以,即.3.(多选)已知抛物线,为坐标原点,点为直线上一点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,,则(
)A.抛物线的准线方程为 B.直线一定过抛物线的焦点C.线段长的最小值为 D.【答案】ACD【详解】由抛物线可知,焦点坐标为,准线方程为,故选项A正确;设,显然直线存在斜率且不为零,设为,方程为,与抛物线方程联立,得,因为是该抛物线的切线,所以,即,且的纵坐标为:,代入抛物线方程中可得的横坐标为:,设直线存在斜率且不为零,设为,同理可得:,且的纵坐标为:,横坐标为,显然、是方程的两个不等实根,所以,因为,所以,因此选项D正确;由上可知:的斜率为,直线的方程为:,即,又,所以,所以,即,所以直线AB一定过,显然该点不是抛物线的焦点,因此选项B不正确,由题意知,直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为,,,由得,所以,,所以,当且仅当时等号成立,故选项C正确;故选:ACD
4.已知抛物线:,直线与抛物线相交于两点,过两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点,求面积的最小值为.【答案】【详解】如图所示,
设,则,联立方程组整理得,所以,且,所以.由,可得,则,所以抛物线的过点A的切线方程是,将代入上式整理得,同理可得抛物线的过点的切线方程为由解得,所以,所以到直线的距离,所以的面积,当时,,所以面积的最小值为.5.过向抛物线引两条切线,切点分别为,又点在直线上的射影为,则焦点与连线的斜率取值范围是.【答案】.【简证】半代入得切点弦QR方程为,故QR过定点,所以点的轨迹为以为直径的圆点与圆相切时斜率取到最值【常规法详解】设,不妨设,由,可得,可得,则,可得切线的方程为因为点在直线上,可得,同理可得:,所以直线的方程为,可得直线过定点,又因为在直线上的射影为,可得且,所以点的轨迹为以为直径的圆,其方程为,当与相切时,由抛物线,可得,设过点与圆相切的直线的斜率为,可得切线方程为,则,解得或,所以实数的范围为.故答案为:.【巩固练习】1.已知椭圆的左右焦点分别为,,P为椭圆上异于长轴端点的动点,分别为的重心和内心,则(
)A. B. C. D.2【答案】B【详解】由椭圆可得,如图,设的内切圆与三边分别相切与,分别为的重心和内心,则,,,所以,所以2.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是圆()与的一个交点,若的内切圆的半径为a,则的离心率为(
)A. B. C.2 D.【答案】A【分析】由双曲线定义和得到方程组,求出,再由内切圆半径,利用面积列出方程,得到齐次方程,求出离心率.【详解】由题意知,所,又因为,与联立,得,,所以,又因为,所以,即,所以,即,所以,所以.3.已知双曲线的左,右焦点分别为,,点与抛物线的焦点重合,点P为与的一个交点,若△的内切圆圆心的横坐标为4,的准线与交于A,B两点,且,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【详解】由题设,又点与抛物线的焦点重合,即,由,则,故,即,如下图示,内切圆与△各边的切点为,所以,又,则,所以为双曲线右顶点,又△的内切圆圆心的横坐标为4,即,故,则,所以离心率为.4.(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,,P为双曲线C右支上的动点,过P作两渐近线的垂线,垂足分别为A,B.若圆与双曲线C的渐近线相切,则(
)A.的最小值为B.为定值C.双曲线C的离心率D.当点P异于顶点时,的内切圆的圆心总在直线上【答案】BCD【详解】由题意双曲线的渐近线方程是,圆的圆心是,半径是1,则,(舍去),又,所以,离心率为,C正确;设的内切圆与三边切点分别为,如图,由圆的切线性质知,所以,因此内心在直线,即直线上,D正确;设,则,,渐近线方程是,则,,为常数,B正确;由已知的方程是,倾斜角为,所以,,,当且仅当时等号成立,A错误.故选:BCD.5.(多选)已知抛物线,过其准线上的点作的两条切线,切点分别为A、B,下列说法正确的是(
)A. B.当时,C.当时,直线AB的斜率为2 D.直线AB过定点【答案】BD【详解】因为为准线上的点,所以,解得,故A错;根据抛物线方程得到,则,设切点坐标为,,则,整理得,同理得,所以,为方程的解,,所以,则,故B
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