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文档简介
第第②焦点在轴上的椭圆与直线的关系,双曲线与直线的关系和上述形式类似,不在赘述.2、抛物线与直线相交于两点,设,联立可得,时,特殊地,当直线过焦点的时候,即,,因为为通径的时候也满足该式,根据此时A、B坐标来记忆.抛物线与直线相交于两点,设,联立可得,时,注意:在直线与抛物线的问题中,设直线的时候选择形式多思考分析,往往可以降低计算量.开口向上选择正设;开口向右,选择反设;注意不可完全生搬硬套,具体情况具体分析.总结:韦达定理连接了题干条件与方程中的参数,所以我们在处理例如向量问题,面积问题,三点共线问题,角度问题等常考内容的时候,要把题目中的核心信息,转化为坐标表达,转化为可以使用韦达定理的形式,这也是目前考试最常考的方式.二、根的判别式和韦达定理与联立,两边同时乘上即可得到,为了方便叙述,将上式简记为.该式可以看成一个关于的一元二次方程,判别式为可简单记.同理和联立,为了方便叙述,将上式简记为,,可简记.与C相离;与C相切;与C相交.注意:(1)由韦达定理写出,,注意隐含条件.(2)求解时要注意题干所有的隐含条件,要符合所有的题意.(3)如果是焦点在y轴上的椭圆,只需要把,互换位置即可.(4)直线和双曲线联立结果类似,焦点在x轴的双曲线,只要把换成即可;焦点在y轴的双曲线,把换成即可,换成即可.(5)注意二次曲线方程和二次曲线方程往往不能通过联立消元,利用判断根的关系,因为此情况下往往会有增根,根据题干的隐含条件可以舍去增根(一般为交点横纵坐标的范围限制),所以在遇到两条二次曲线交点问题的时候,使用画图的方式分析,或者解方程组,真正算出具体坐标.三、弦长公式设,根据两点距离公式.1、若在直线上,代入化简,得;2、若所在直线方程为,代入化简,得3、构造直角三角形求解弦长,.其中为直线斜率,为直线倾斜角.注意:(1)上述表达式中,当为,时,;(2)直线上任何两点距离都可如上计算,不是非得直线和曲线联立后才能用.(3)直线和曲线联立后化简得到的式子记为,判别式为,时,,利用求根公式推导也很方便,使用此方法在解题化简的时候可以大大提高效率.(4)直线和圆相交的时候,过圆心做直线的垂线,利用直角三角形的关系求解弦长会更加简单.(5)直线如果过焦点可以考虑焦点弦公式以及焦长公式.四、已知弦的中点,研究的斜率和方程1、是椭圆的一条弦,中点,则的斜率为,运用点差法求的斜率;设,,,都在椭圆上,所以,两式相减得所以即,故2、运用类似的方法可以推出;若是双曲线的弦,中点,则;若曲线是抛物线,则.一、解答题1.(2024·山东济宁·三模)已知椭圆的左焦点为,上顶点为,离心率,直线FB过点.(1)求椭圆的标准方程;(2)过点的直线与椭圆相交于M,N两点(M、N都不在坐标轴上),若,求直线的方程.【答案】(1);(2).【分析】(1)根据给定条件,求出即得椭圆的标准方程.(2)根据给定条件,借助倾斜角的关系可得,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理结合斜率的坐标公式求解即得.【详解】(1)令,由,得,则直线的斜率,由直线过点,得直线的方程为,因此,所以椭圆的标准方程为.(2)设,直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,由直线的斜率知直线的倾斜角为,于是,即有,显然均不等于,则,即直线的斜率满足,由题设知,直线的斜率不为0,设直线的方程为,由,消去x并整理得,,显然,设,则,由,得,即,则,整理得,即,于是,而,解得,,所以直线的方程为,即.【点睛】关键点点睛:本题第2问,由,结合直线倾斜角及斜率的意义求得是解题之关键.2.(2024·浙江绍兴·三模)已知双曲线:与直线:交于、两点(在左侧),过点的两条关于对称的直线、分别交双曲线于、两点(在右支,在左支).(1)设直线的斜率为,直线的斜率为,求的值;(2)若直线与双曲线在点处的切线交于点,求的面积.【答案】(1)1(2).【分析】(1)设直线、的倾斜角分别为、(、),则,再利用斜率与倾斜角的关系,结合诱导公式求解;
(2)先求出点的坐标,进而得到双曲线在点处的切线方程为,不妨设直线为,与双曲线方程联立,结合韦达定理和三角形面积公式求解.【详解】(1)由题意知直线斜率为1,直线的倾斜角,设直线、的倾斜角分别为、(、),直线、关于直线对称,,.(2)联立,双曲线在点处的切线方程为.不妨设直线为,,,联立得,整理得,将等式看作关于的方程:两根之和,两根之积,而其中,由(1)得,直线为,过定点,又双曲线在点处的切线方程为,过点,,.3.(2024·天津北辰·三模)已知椭圆:的离心率为,左、右焦点分别为,,上、下顶点分别为,,且四边形的面积为.(1)求椭圆的标准方程;(2)直线:与椭圆交于P,Q两点,且P,Q关于原点的对称点分别为M,N,若是一个与无关的常数,则当四边形面积最大时,求直线的方程.【答案】(1)(2)答案见解析【分析】(1)由椭圆的性质及已知条件可得a,b,c的关系,从而可求出a,b,c的值,从而可得椭圆C的标准方程;(2)直线l方程与椭圆方程联立,可得根与系数的关系,从而可表示出|OP|2+|OQ|2,由|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,可求出k的值,表示出四边形PQMN面积,求出当四边形PQMN面积最大时m的值,即可求解直线l的方程.【详解】(1),,所以,因为a2=b2+c2,所以a=2,,c=1,所以椭圆方程为.(2)如图,设P(x1,y1),Q(x2,y2),,联立,消去y整理得(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,Δ=(8km)2﹣4(4m2﹣12)(3+4k2)>0,即m2<3+4k2,所以,.,,因为|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,所以32k2﹣24=0,,,,,点O到直线l的距离,所以,当且仅当,即m2=3,因为m>0,所以时,取得最大值为,因为S四边形MNPQ=4S△POQ,所以S△POQ最大时,S四边形MNPQ最大,所以或.4.(2024·新疆喀什·三模)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,是直线:(其中是实半轴长,是半焦距)上不同于原点的一个动点,斜率为的直线与双曲线交于,两点,斜率为的直线与双曲线交于,两点.(1)求的值;(2)若直线,,,的斜率分别为,,,,问是否存在点,满足,若存在,求出点坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)-3(2)存在,,或【分析】(1)设,利用斜率公式求解;(2)设,直线方程为,与双曲线方程联立,结合韦达定理得到,,结合求解.【详解】(1)由题可得双曲线E:,则,∴左、右焦点分别为,,直线l的方程为:设,,同理可得.∴;(2)设,如图,直线方程为,代入双曲线方程可得:,所以,则,则,,,.同理,即,即,∴或,又,若.无解,舍去.∴,解得,,或,,若,,由A在直线上可得,,∴.此时,若,,由A在直线上可得,,∴此时∴存在点,或,满足.5.(2024·江西九江·三模)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为是上第一象限内的动点.当直线的倾斜角为时,.(1)求的方程;(2)已知点是上不同两点.若四边形是平行四边形,证明:直线过定点.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)过点A作轴的垂线,准线的垂线,结合抛物线的定义可得,即可得和方程;(2)设直线方程为,联立方程结合韦达定理可得,代入抛物线方程可得,即可得结果.【详解】(1)由题意可知:抛物线的焦点,准线,过点A作轴的垂线,垂足为,作准线的垂线,垂足为,由抛物线定义可得,因为直线的倾斜角为,则,可得,解得,所以的方程为.(2)设直线方程为,,联立方程组,消去整理得,则,因为四边形是平行四边形,则,即,代入中得,整理得,则直线:,所以直线过定点.6.(2024·上海·三模)已知椭圆:,、分别为左、右焦点,直线过交椭圆于、两点.(1)求椭圆的离心率;(2)当,且点在轴上方时,求、两点的坐标;(3)若直线交轴于,直线交轴于,是否存在直线,使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2);(3)存在直线或满足题意【分析】(1)根据椭圆方程直接求,即可得离心率;(2)由垂直的向量表示化简,结合点在椭圆上即可求出点坐标,再联立直线与椭圆可得B点坐标;(3)由直线方程得出,分别求出三角形面积,根据面积相等建立方程求出即可得解.【详解】(1)由椭圆方程知,,,所以,所以离心率.(2),,设,且.所以,,,,又在椭圆上,满足,即,,解得,即.所以直线:,联立,解得或,所以;(3)设,,,,直线:,联立,得.则,.直线的方程:,令得纵坐标;直线的方程:,令得的纵坐标.则,若,即,,,,代入根与系数的关系,得,解得.存在直线或满足题意.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中求解三角形面积的常用方法:(1)利用弦长以及点到直线的距离公式,表示出三角形的面积;(2)根据直线与圆锥曲线的交点,利用公共底或者公共高的情况,将三角形的面积表示为或的形式求解.7.(2024·湖南长沙·二模)已知椭圆中心在原点,左焦点为,其四个顶点的连线围成的四边形面积为.(1)求椭圆的标准方程;(2)过椭圆的左焦点作斜率存在的两直线、分别交椭圆于、、、,且,线段、的中点分别为、.求四边形面积的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由题可知椭圆的焦点在轴上,标准方程可设为,由椭圆的性质可得四边形面积为,由焦点坐标可知,联立方程即可求出、(2)由点斜式设出直线、的方程,联立直线与椭圆的方程,写出判别式和韦达定理,由弦长公式得到,同理可得,四边形面积为,而、,利用和进行转化,即可求出面积的最小值.【详解】(1)根据题意可知椭圆的焦点在轴上,设椭圆的标准方程为,椭圆四个顶点的连线围成的四边形是菱形,两条对角线互相垂直,而两条对角线长分别为,,由已知得,即,因为左焦点为,所以,可得,联立,解得,故椭圆的标准方程为.(2)作出椭圆的图象,如下图所示:根据题意可知直线、的斜率存在,且,所以两直线、的斜率存在且不为0,因此设直线AB、CD的斜率分别为、,又,设直线方程为,直线方程为,设、、、的坐标分别为、、、,设四边形面积为.联立,得,,因为、是该方程两根,由韦达定理可得,由弦长公式可得,则,同理可得,.因为、分别是线段、的中点,且,所以,,,,所以,当且仅当,即时,等号成立.故四边形面积的最小值为.8.(2024·北京西城·三模)已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,下顶点为C,若椭圆的,三角形ABC的面积为2.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知点D(0,2),直线AD交椭圆于点E,过点D的直线交椭圆于M,N两点,若直线CM与x轴交于P点,过E且平行于x轴的直线与BN交于Q点,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据椭圆的基本量即可求解;(2)求出点的坐标,分直线斜率是否存在两种情况讨论,当直线斜率存在时,设出直线的方程,与椭圆联立,求解,根据交点个数列出关于的不等式,写出韦达定理,写出直线的方程,求出点的横坐标,写出直线BN的方程,求解点的横坐标,写出即可得三点共线,进而求解.【详解】(1)依题意:,解得,,,椭圆的标准方程为;(2)直线DA:,,解得,.若直线MN:,则,若直线MN:,设,,,整理得,,解得或,,,直线CM:,令,得.直线BN:,令,得,因为,所以D,P,Q三点共线,所以,综上知:.9.(2024·湖南长沙·三模)已知抛物线,过点的直线与交于不同的两点.当直线的倾斜角为时,.(1)求的方程;(2)在线段上取异于点的点,且满足,试问是否存在一条定直线,使得点恒在这条定直线上?若存在,求出该直线;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)点恒在直线上.【分析】(1)先求直线的方程,再与抛物线联立组成方程组,利用韦达定理及两点距离公式,求弦的长即可;(2)设直线方程,再与抛物线联立组成方程组,利用韦达定理及相似三角形求解即可.【详解】(1)设.若直线的倾斜角为,则直线的方程为.联立得,则,且,所以.因为,所以,故的方程为.(2)存在,定直线为.由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为,.联立得.由,得且,.不妨设,则,过点向轴作垂线,垂足分别为点,如图所示,则,.因为,所以,整理得,所以.代入直线的方程得.因为,所以点恒在直线上.10.(2024·北京·三模)已知椭圆的短轴长为,左、右顶点分别为,过右焦点的直线交椭圆于两点(不与重合),直线与直线交于点.(1)求椭圆的方程;(2)求证:点在定直线上.【答案】(1);(2)证明见解析.【分析】(1)根据给定条件,求出即可得解.(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,再求出直线与直线的交点横坐标,并结合韦达定理计算即得.【详解】(1)依题意,,半焦距,则,所以椭圆的方程为.(2)显然直线不垂直于y轴,设直线,由消去x并整理得,,设,则,且有,直线,直线,联立消去y得,即,整理得,即,于是,而,则,因此,所以点在定直线上.11.(2024·上海浦东新·三模)已知双曲线,点、分别为双曲线的左、右焦点,、为双曲线上的点.(1)求右焦点到双曲线的渐近线的距离;(2)若,求直线的方程;(3)若,其中A、B两点均在x轴上方,且分别位于双曲线的左、右两支,求四边形的面积的取值范围.【答案】(1)(2)(3).【分析】(1)由题意,求出点的坐标和渐近线方程,根据点到直线的距离公式计算即可求解;(2)易知直线不与x轴重合,设其方程为,联立双曲线方程,利用韦达定理表示,结合计算求得即可;(3)如图,由(2),利用弦长公式求出,利用平行线之间的距离公式求出平行线与之间的距离,进而表示,结合换元法计算即可求解.【详解】(1)由题,右焦点,渐近线方程为,因此焦点到渐近线的距离为.(2)显然,直线不与x轴重合,设直线方程为,由,得,由,得,其中,恒成立,,,代入,消元得,,即,解得,所以,直线的方程为.(3)延长交双曲线于点P,延长交双曲线于点Q.则由对称性得,四边形为平行四边形,且面积为四边形面积的2倍.由题,设,直线程为,直线方程,由第(2)问,易得,因为,得,因而,平行线与之间的距离为,因此,.令,则,得在上是严格增函数,故(等号当且仅当时成立),所以,四边形面积的取值范围为.12.(2024·天津南开·二模)已知椭圆C:()的离心率为,且C的左、右焦点与短轴的两个端点构成的四边形的面积为.(1)求椭圆C的方程;(2)过点的直线l与椭圆C交于A,B两点,过点A与x轴垂直的直线与椭圆C的另一个交点为.当的面积取得最大值时,求直线l的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)由椭圆焦点与顶点的坐标与离心率的定义计算即可得答案;(2)设出直线l的方程,联立曲线方程后可得与坐标有关的韦达定理表达式,结合三角形面积公式表示出面积后借助基本不等式计算即可得答案.【详解】(1)设椭圆C的焦距为2c,依题意,,,又,解得,,,所以椭圆C的方程为;(2)由题意可得直线的斜率不为,故可设直线l的方程为,,,则,联立直线l与椭圆C的方程,得,由于直线过椭圆内一点,故必有,则.又,,易知与同号,所以,当且仅当,即时等号成立,所以面积的最大值为,此时直线l的方程为.13.(2024·贵州六盘水·三模)在平面直角坐标系xOy中,点A,B分别是x轴和y轴上的动点,且动点满足,记P的轨迹为C.(1)求C的方程;(2)设曲线C与x轴的交点为A1,A2(A1在A2的左边),过点Q(1,0)且不与x轴平行的直线l与C相交于M,N两点,记直线A1M,A2N的斜率分别为k1和k2,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知结合向量的线性运算的坐标表示即可求解;(2)联立直线与椭圆方程,结合方程的根与系数关系及直线的斜率关系即可求解.【详解】(1)解:设,因为,所以,由得,,将,代入得,,所以动点P的轨迹C的方程为;(2)由(1)知,联立得,,由韦达定理得,,于是,从而,因为,,则,,,所以.
14.(2024·广东汕头·三模)已知双曲线:的渐近线方程为,过点的直线交双曲线于,两点,且当轴时,.(1)求的方程;(2)记双曲线的左右顶点分别为,,直线,的斜率分别为,,求的值.(3)探究圆:上是否存在点,使得过作双曲线的两条切线,互相垂直.【答案】(1);(2);(3)存在.【分析】(1)根据给定条件,求出即可得的方程.(2)设出直线的方程,与双曲线方程联立,利用韦达定理,结合斜率坐标公式求解即得.(3)设出双曲线的两条切线方程,与双曲线方程联立,结合判别式求出两条切线交点的轨迹方程,再判断与圆的位置关系即可得解.【详解】(1)由对称性知,双曲线过点,则,解得,所以双曲线的方程为.(2)由(1)得,设,显然直线不垂直于y轴,设直线的方程为,由消去x得,显然,,则,即,所以.(3)圆上存在点,使得过作双曲线的两条切线互相垂直.若双曲线的两条切线有交点,则两条切线的斜率存在且不为0,设双曲线的两条切线分别为,将代入消去得:,由得,解得,因此,设两条切线的交点坐标为,则,即有,且,即,于是是方程的两根,而,则,即,从而两条切线们交点的轨迹为圆,而的圆心为,半径为1,圆的圆心,半径为3,显然,满足,即圆与圆相交,所以圆上存在点,使得过作双曲线的两条切线互相垂直.【点睛】方法点睛:①引出变量法,解题步骤为先选择适当的量为变量,再把要证明为定值的量用上述变量表示,最后把得到的式子化简,得到定值;②特例法,从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.15.(2024·江西鹰潭·二模)设椭圆E:经过点,且离心率,直线垂直x轴交x轴于T,过T的直线l1交椭圆E于,两点,连接,,.(1)求椭圆E的方程;(2)设直线PA,PB的斜率分别为,.(ⅰ)求的值;(ⅱ)如图:过P作x轴的垂线l,过A作PT的平行线分别交PB,l于M,N,求的值.【答案】(1)(2)(i)2;(ii)1【分析】(1)根据条件,列出关于的方程组,利用待定系数法,即可求解;(2)(ⅰ)首先设直线的方程,并联立椭圆方程,转化为关于斜率的一元二次方程,利用韦达定理,即可求解;(ⅱ)首先设直线的倾斜角分别为,根据正弦定理利用角表示边长,,再求比值,利用(ⅰ)的结论,即可求解.【详解】(1)由题意知解得,所以椭圆E的方程为;(2)(ⅰ)易知,,,,设直线的方程为,由直线过知,联立方程得,变形得:,即;(ⅱ)设直线的倾斜角分别为,则,,,,,,在中,,在中,,所以由知,,即,故..【点睛】关键点点睛:本题第一问的转化比较巧妙,转化为关于斜率的方程,利用韦达定理即可求解,第二问巧妙设倾斜角,利用三角函数表示的值.16.(2024·山东烟台·三模)已知抛物线C:()过点,F为C的焦点,A,B为C上不同于原点O的两点.(1)若,试探究直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由;(2)若,求面积的最小值.【答案】(1)直线过定点(2)【分析】(1)首先根据已知点求出抛物线方程,设,,联立抛物线方程,有,结合,由向量垂直的坐标表示可列出方程,由此解出,进一步检验判别式即可得解;(2)由得条件等式,进一步得出的取值范围是或,由弦长公式、点到直线的距离公式表示出面积,结合的范围即可得解.【详解】(1)已知抛物线C:()过点,所以,所以抛物线的方程为,直线斜率不可能为0,否则直线与抛物线没有两个交点,故可设,,联立抛物线的方程为,可得,,由韦达定理有,因为,所以,因为A,B为C上不同于原点O的两点,所以,所以,经检验符合题意;即,所以直线过定点;(2)显然,由(1)得,,因为,所以,即有条件等式成立,而,所以首先有,其次,或,因为为直线在轴上的截距,且与相异,由图可知,从而的取值范围是或,,点到直线的距离为,所以的面积可表示为:,因为的取值范围是或,所以或,所以当,即时,,综上所述,面积的最小值为.【点睛】关键点点睛:第(2)问的关键是得出的取值范围以及面积的表达式,由此即可顺利得解.17.(2024·山西阳泉·三模)已知圆.点在圆上,延长到,使,点在线段上,满足.(1)求点的轨迹的方程;(2)设点在直线上运动,.直线与轨迹分别交于两点,求证:所在直线恒过定点.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据得到向量模的关系,根据即可求解;(2)设点的坐标,根据三点共线得到平行关系,设出直线的方程,与椭圆方程联立,写出韦达定理,据此即可求解.【详解】(1),,为的中点,又为的中点,,则,点的轨迹是以为焦点的椭圆,而,点的轨迹的方程为;(2)由(1)得是椭圆的左右顶点,设,由三点共线,得,而,,由三点共线,得,而,,,即,设的方程为,联立,得,则,,,由,得,即,,恒成立,,所在直线恒过定点.【点睛】关键点点睛:本题(2)关键在于设点的坐标,根据三点共线得到平行关系.18.(2024·湖南衡阳·三模)已知椭圆.(1)已知的顶点均在椭圆上,若坐标原点为的重心,求点到直线PQ距离的最小值;(2)已知定在椭圆上,直线(与轴不重合)与椭圆交于A、B两点,若直线AB,AN,BN的斜率均存在,且,证明:直线AB过定点(坐标用,表示).【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)设,当时,求出原点到直线PQ的距离;当,点差法求出直线PQ的斜率,得直线PQ的方程,表示原点到直线PQ的距离,由的取值范围求最小值.(2)设,,由,得,设直线,代入椭圆的方程,利用韦达定理化简,得,代入直线方程可得所过定点.【详解】(1)设,记线段PQ中点为,因为为的重心,所以,则点的坐标为,若,则,此时直线PQ与轴垂直,故原点到直线PQ的距离为;若,此时直线PQ的斜率存在,设,,则,又两式相减得,可得.故直线PQ的方程为,即,则点到直线PQ的距离为,将代入得,因为,所以,故原点到直线PQ距离的最小值为.(2)证明:设,,,因为,所以,所以,即①,设直线,代入椭圆的方程,得,则,,,,,将以上4个式子代入①,得,得,即②,因为点在椭圆上,所以,,代入②得,得,即,因为,所以不在直线AB上,则,则,得,所以直线过定点.【点睛】方法点睛:解答直线与圆锥曲线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系,涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形,强化有关直线与圆锥曲线联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题,而中点弦问题,采用点差法.19.(2024·四川攀枝花·三模)已知抛物线上一点Q到焦点F的距离为2,点Q到y轴的距离为.(1)求抛物线C的方程;(2)过F的直线交抛物线C于A,B两点,过点B作x轴的垂线交直线AO(O是坐标原点)于D,过A作直线DF的垂线与抛物线C的另一交点为E,直线与交于点G.求【答案】(1);(2)【分析】(1)由题意,设出点Q的坐标,根据题目所给信息列出等式求出p的值,进而可得抛物线的方程;(2)设出直线的方程和A,B两点的坐标,将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理求出点D,G的坐标,即可求出的表达式,再进行求解即可.【详解】(1)不妨设,因为抛物线C上一点Q到焦点F的距离为4,点Q到y轴的距离为,所以,整理得,解得或(舍去),则抛物线C的方程为;(2)由题意知直线的斜率必存在,,不妨设直线AB的方程为,,联立,消去y并整理得,,由韦达定理得,易知直线OA的方程为,因为轴,所以,即,所以,因为DF⊥AE,所以,则直线AE的方程为,因为,所以,此时,因为,所以,由题意知,则,所以.故的取值范围为.【点评】易错点点睛:本题考查抛物线的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理、分类讨论和运算能力,属于中档题.容易出错的地方在于计算,并且计算基本都是相关字母参数的运算,因此要求十分细心才可以.20.(2024·新疆·三模)已知椭圆:的左右焦点分别为,,离心率为,过抛物线:焦点的直线交抛物线于M,N两点,的最小值为4.连接,并延长分别交于A,B两点,且点A与点M,点B与点N均不在同一象限,与的面积分别记为,.(1)求和的方程;(2)记,求的最小值.【答案】(1)椭圆的方程为,抛物线的方程为(2).【分析】(1)利用抛物线过焦点弦求最小值,求解出值,即可求解两个方程;(2)利用抛物线过焦点弦的端点到原点的斜率之积为定值,从而引入新变量直线斜率为,即可求出点坐标,同理也可以求出点坐标,然后利用两点间弦长公式可求得的长度,即可计算两三角形面积比的平方,最后转化到变量的函数求最小值即可.【详解】(1)设直线的方程为,设,,联立,整理得,所以,所以当时,有最小值,所以,解得,又因为离心率为,所以,则,所以椭圆的方程为,抛物线的方程为.(2)
由(1)可得,,所以,设直线的方程为,联立,整理得,解得,同理可设直线的方程为,可解得,.所以当时,有最小值.【点睛】方法点睛:(1)利用抛物线过焦点弦的最小值为通径这一性质来解题;(2)利用抛物线过焦点弦的端点到原点的斜率之积为定值,来引入斜率变量,求出点坐标;(3)利用两点间的弦长公式来求出长度,即可求面积比;(4)最后把面积比转化为两根之积的韦达定理,以及斜率变量上来,最后利用基本不等式可求出最小值.21.(2024·浙江绍兴·三模)设双曲线C:(,)的一条渐近线为,焦点到渐近线的距离为1.,分别为双曲线的左、右顶点,直线过点交双曲线于点,,记直线,的斜率为,.(1)求双曲线的方程;(2)求证为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)借助渐近线定义及点到直线距离公式计算即可得;(2)设出直线方程,联立曲线可得与交点纵坐标有关韦达定理,作商即可得所设参数与纵坐标的关系,借助斜率公式表示出斜率后,消去所设参数即可得证.【详解】(1)由题意可得,解得,故双曲线的方程为;(2)由双曲线的方程为,则,,由题意可知直线斜率不为,故可设,,,联立,消去可得,,即,则,,则,即,,,则,即为定值.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.22.(2024·浙江·三模)已知双曲线的实轴长为4,左、右焦点分别为、,其中到其渐近线的距离为1.(1)求双曲线的标准
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