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1、
課時(shí)鞏固過關(guān)練(十六) 圓錐曲線中的熱點(diǎn)問題
一、選擇題
1.(20xx·湖南師大附中月考)設(shè)雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線與拋物線y2=x的一個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x0,若x0>1,則雙曲線C的離心率e的取值范圍是( )
A. B.(,+∞)
C.(1,) D.
解析:聯(lián)立消去y得x2=x,
由x0>1知<1,
即<1,故e2<2,又e>1,
所以10,b>0)的焦點(diǎn)F1(-c,0)、F2(c,0)(c>0),過F2的直線l交雙曲線于A、D兩點(diǎn),交漸近線于B、C兩點(diǎn),設(shè)+
2、=m,+=n,則下列各式成立的是( )
A.|m|>|n| B.|m|<|n|
C.|m-n|=0 D.|m-n|>0
解析:如圖,設(shè)A(x1,y1),D(x2,y2),B(x3,y3),C(x4,y4),
則+=(x3+x4+2c,y3+y4),
+=(x1+x2+2c,y1+y2),
∴m=(x3+x4+2c,y3+y4),n=(x1+x2+2c,y1+y2).
設(shè)直線l的方程x=my+c代入b2x2-a2y2=a2b2,
得(b2m2-a2)y2+2b2mcy+b2(c2-a2)=0,
故y1+y2=,
由得y3=;
由得y4=,
∴y3+y4=,
3、
∴y1+y2=y(tǒng)3+y4,
又x1+x2=m(y1+y2)+2c,x3+x4=m(y3+y4)+2c,
∴x1+x2=x3+x4,∴m=n,
∴|m-n|=0,故選C.
答案:C
3.(20xx·吉林長(zhǎng)春二模)過雙曲線x2-=1的右支上一點(diǎn)P分別向圓C1:(x+4)2+y2=4和圓C2:(x-4)2+y2=1作切線,切點(diǎn)分別為M,N,則|PM|2-|PN|2的最小值為( )
A.10 B.13
C.16 D.19
解析:由題意可知,|PM|2-|PN|2=(|PC1|2-4)-(|PC2|2-1)=|PC1|2-|PC2|2-3=(|PC1|-|PC2|)·(|PC1
4、|+|PC2|)-3=2(|PC1|+|PC2|)-3≥2|C1C2|-3=13,故選B.
答案:B
4.(20xx·江西南昌調(diào)研)已知圓O1:(x-2)2+y2=16和圓O2:x2+y2=r2(0e2),則e1+2e2的最小值是( )
A. B.
C. D.
解析:①當(dāng)動(dòng)圓M與圓O1、O2都相內(nèi)切時(shí),
|MO2|+|MO1|=4-r=2a,
∴e1=.
②當(dāng)動(dòng)圓M與圓O1相內(nèi)切,與圓O2相外切時(shí),
|MO1|+|MO2|=4+r=2a′,
∴e
5、2=,
∴e1+2e2=+=,
令12-r=t(100)的焦點(diǎn)為F,已知點(diǎn)A,B為拋物線上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且滿足∠AFB=120°.過弦AB的中點(diǎn)M作拋物線準(zhǔn)線的垂線MN,垂足為N,則的最小值為( )
A. B.
C.1 D.
解析:如圖,過A、B分別作準(zhǔn)線的垂線AQ、BP,垂足分別是Q、P,
設(shè)|AF|=a,|BF|=b,由拋物線定義,
知|AF|=|AQ|,|BF|=|BP|.
在梯形ABPQ中,2|MN|=|AQ|+|BP|=a+b,
在△ABF中,由余弦
6、定理得,
|AB|2=a2+b2-2abcos120°=a2+b2+ab=(a+b)2-ab,
因?yàn)閍>0,b>0,所以ab≤2,
所以(a+b)2-ab≥(a+b)2-2=(a+b)2,
即|AB|2≥(a+b)2,
所以≥=3,
則≥,
所以的最小值是,故選D.
答案:D
二、填空題
6.(20xx·浙江溫州二模)已知斜率為的直線l與拋物線y2=2px(p>0)交于x軸上方的不同兩點(diǎn)A、B,記直線OA、OB的斜率分別為k1、k2,則k1+k2的取值范圍是__________.
解析:設(shè)直線l的方程為y=x+b(b>0),
即x=2y-2b,代入拋物線方程y2=2px
7、,
可得y2-4py+4pb=0,
由Δ=16p2-16pb>0,得p>b,即>1.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
得y1+y2=4p,y1y2=4pb,
∴k1+k2=+=
=
=
=>2.
答案:(2,+∞)
7.(20xx·安徽安慶二模)已知拋物線C:x2=8y的焦點(diǎn)為F,動(dòng)點(diǎn)Q在C上,圓Q的半徑為1,過點(diǎn)F的直線與圓Q切于點(diǎn)P,則·的最小值為__________.
解析:如圖,·=||2=||2-1.
由拋物線的定義知:||=d(d為點(diǎn)Q到準(zhǔn)線的距離),
易知,拋物線的頂點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離最短,
∴||min=2,
∴·的最小值為3.
答案:3
8、
8.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,△ABC的頂點(diǎn)都在拋物線上,且滿足++=0,則++=__________.
解析:由題易知F,設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
由++=0知,
++=(0,0),
故y1+y2+y3=0,
∵===,
同理可知=,
=,
∴++==0.
答案:0
三、解答題
9.
如圖,已知拋物線C:x2=4y,過點(diǎn)M(0,2)任作一直線與C相交于A,B兩點(diǎn),過點(diǎn)B作y軸的平行線與直線AO相交于點(diǎn)D(O為坐標(biāo)原點(diǎn)).
(1)證明:動(dòng)點(diǎn)D在定直線上;
(2)作C的任意一條切線l(不含x軸),與直線y=2
9、相交于點(diǎn)N1,與(1)中的定直線相交于點(diǎn)N2.證明:|MN2|2-|MN1|2為定值,并求此定值.
(1)證明:依題意可設(shè)直線AB的方程為y=kx+2,代入x2=4y,得x2=4(kx+2),即x2-4kx-8=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有x1x2=-8,
直線AO的方程為y=x,直線BD的方程為x=x2.
解得交點(diǎn)D的坐標(biāo)為,
注意到x1x2=-8及x=4y1,
則有y===-2.
因此D點(diǎn)在定直線y=-2上(x≠0).
(2)解:依題設(shè)知,切線l的斜率存在且不等于0,
設(shè)切線l的方程為y=ax+b(a≠0),
代入x2=4y得x2=4(ax+b),即
10、x2-4ax-4b=0,
由Δ=0得 (4a)2+16b=0,化簡(jiǎn)整理得b=-a2.
故切線l的方程可寫為y=ax-a2.
分別令y=2、y=-2得N1、N2的坐標(biāo)為
N1、N2,
則|MN2|2-|MN1|2=2+42-2=8,
即|MN2|2-|MN1|2為定值8.
10.(20xx·山東卷)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,焦距為2.
(1)求橢圓C的方程.
(2)過動(dòng)點(diǎn)M(0,m)(m>0)的直線交x軸于點(diǎn)N,交C于點(diǎn)A,P(P在第一象限),且M是線段PN的中點(diǎn).過點(diǎn)P作x軸的垂線交C于另一點(diǎn)Q,延長(zhǎng)QM交C于點(diǎn)B.
①設(shè)直線PM,QM的斜率分別為k
11、,k′,證明為定值;
②求直線AB的斜率的最小值.
(1)解:設(shè)橢圓的半焦距為c.
由題意知2a=4,2c=2,所以a=2,b==.
所以橢圓C的方程為+=1.
(2)①證明:設(shè)P(x0,y0)(x0>0,y0>0).
由M(0,m),可得P(x0,2m),Q(x0,-2m).
所以直線PM的斜率k==,
直線QM的斜率k′==-.
此時(shí)=-3.所以為定值-3.
②解:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
由①知直線PA的方程為y=kx+m,則直線QB的方程為y=-3kx+m.
聯(lián)立
整理得(2k2+1)x2+4mkx+2m2-4=0.
由x0x1=,
可得x1
12、=,
所以y1=kx1+m=+m.
同理x2=,
y2=+m.
所以x2-x1=-
=,
y2-y1=+m--m
=,
所以kAB===.
由m>0,x0>0,可知k>0,
所以6k+≥2,等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng)k=時(shí)取得.
此時(shí)=,即m=,符合題意.
所以直線AB的斜率的最小值為.
11.(20xx·四川卷)如圖,橢圓E:+=1(a>b>0)的離心率是,點(diǎn)P(0,1)在短軸CD上,且·=-1.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),過點(diǎn)P的動(dòng)直線與橢圓交于A,B兩點(diǎn),是否存在常數(shù)λ,使得·+λ·為定值?若存在,求λ的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)由已
13、知,點(diǎn)C,D的坐標(biāo)分別為(0,-b),(0,b).
又點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,1),且·=-1,
于是解得a=2,b=.
所以橢圓E的方程為+=1.
(2)當(dāng)直線AB的斜率存在時(shí),設(shè)直線AB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=-.
從而,·+λ·=x1x2+y1y2+λ[x1x2+(y1-1)(y2-1)]
=(1+λ)(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1
=
=--λ-2.
所以,當(dāng)λ=1時(shí),--λ-2=-3.
此時(shí),·+λ·=-3為定值.
當(dāng)直線AB的斜率不存在時(shí),直線AB即為直線CD.
此時(shí),·+λ·=·+·=-2-1=-3.
故存在常數(shù)λ=1,使得·+λ·為定值-3.