2021届高考数学(文)二轮专题九 解析几何 学案
展开这是一份2021届高考数学(文)二轮专题九 解析几何 学案,共29页。学案主要包含了选择题.,填空题.,解答题.等内容,欢迎下载使用。
专题 9
××
解析几何
命题趋势
本部分考查点主要有:
(1)直线间的位置关系、点到线和线到线的距离、直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系,主要以选择题、填空题的形式出现,选做题当中也会出现直线与圆的位置关系考查;
(2)椭圆、抛物线、双曲线的方程与性质的考查,直线与椭圆、抛物线、双曲线位置关系的考查.
考点清单
1.直线方程与圆的方程
(1)直线方程的五种形式
名称
方程形式
适用条件
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不能表示斜率不存在的直线
斜截式
y=kx+b
两点式
不能表示平行于坐标轴的直线
截距式
不能表示平行于坐标轴的直线和过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0(A,B不同时为零)
可以表示所有类型的直线
(2)两条直线平行与垂直的判定
①两条直线平行:
对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有;
当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,.
②两条直线垂直:
如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1;
当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.
(3)两条直线的交点的求法
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,
则l1与l2的交点坐标就是方程组的解.
(4)三种距离公式
①P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点之间的距离:|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.
②点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离:.
③平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间距离:.
(5)圆的定义及方程
定义
平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)
标准方程
(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
圆心:(a,b),半径:r
一般方程
x2+y2+Dx+Ey+F=0,
(D2+E2-4F>0)
圆心:,
半径:
(6)点与圆的位置关系
点M(x0,y0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系:
①若M(x0,y0)在圆外,则(x0-a)2+(y0-b)2>r2.
②若M(x0,y0)在圆上,则(x0-a)2+(y0-b)2=r2.
③若M(x0,y0)在圆内,则(x0-a)2+(y0-b)2
(1)直线与圆的位置关系(半径为r,圆心到直线的距离为d)
相离
相切
相交
图形
量化
方程观点
Δ<0
Δ=0
Δ>0
几何观点
d>r
d=r
d
设两圆的圆心距为d,两圆的半径分别为R,r(R>r),则
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
公共点个数
0
1
2
1
0
d,R,r的关系
d>R+r
d=R+r
R-r
d
4
3
2
1
0
3.圆锥曲线及其性质
(1)椭圆的标准方程及几何性质
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
顶点坐标
,A2(a,0),B2(0,b)
,A20,a,,B2(b,0)
长轴
长轴A1A2=2a,a是长半轴的长
短轴
短轴B1B2=2b,b是短半轴的长
焦距
焦距F1F2=2c,c是半焦距
范围
|x|≤a,|y|≤b
|x|≤b,|y|≤a
离心率
,越接近1,椭圆越扁;e越接近0,椭圆越圆
(2)双曲线的标准方程及几何性质
标准方程
图形
一般方程
mx2+ny2=1(mn<0)
几何性质
范围
|x|≥a,y∈R
|y|≥a,x∈R
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
对称性
关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称
实、虚轴长
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b (a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长)
焦距
焦距|F1F2|=2c,c是半焦距
离心率
渐近线方程
(3)抛物线的标准方程及其几何性质
方程标准
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0(x轴)
x=0(y轴)
焦点
离心率
e=1
准线方程
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
焦半径(其中P(x0,y0)
4.圆锥曲线的综合问题
(1)直线与圆锥曲线的位置关系
判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0 (A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(也可以消去x)得到一个关于变量x (或变量y)的一元方程.
即联立,消去y,得ax2+bx+c=0.
①当a≠0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为Δ,
则Δ>0⇔直线与圆锥曲线C相交;
Δ=0⇔直线与圆锥曲线C相切;
Δ<0⇔直线与圆锥曲线C相离.
②当a=0,b≠0时,即得到一个一次方程,则直线l与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,
若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;
若C为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.
(2)圆锥曲线的弦长
设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于M,N两点,M(x1,y1),N(x2,y2),
则或
.
精题集训
(70分钟)
经典训练题
一、选择题.
1.椭圆上的点到长轴两个端点的距离之和最大值为( )
A.2 B.4 C.25 D.6
2.点P在函数的图象上.若满足到直线的距离为2的点P有且仅有3个,则实数a的值
为( )
A.22 B.23 C.3 D.4
3.直线ax+y-1=0被圆x2+y2-2x-8y+13=0所截得的弦长为23,则a=( )
A. B. C. D.
4.已知直线l:mx+y+3m-3=0与圆x2+y2=12交于A,B两点.且A,B在x轴同侧,过A,B分别做x轴的垂线交x轴于C,D两点,O是坐标原点,若|CD|=3,则∠AOB=( )
A. B. C. D.
5.椭圆的焦点为F1、F2,上顶点为A,若,则m=( )
A.1 B.2 C.3 D.2
6.设F1、F2分别为双曲线的左、右焦点,若在双曲线右支上存在点P,满足且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
二、填空题.
7.过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若|AF|=4,则△OAB (O为坐标原点)的
面积为_________.
三、解答题.
8.已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为F1、F2.设P是椭圆C上一点,
满足PF2⊥x轴,.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过F1且倾斜角为45°的直线l与椭圆C相交于A,B两点,求△AOB的面积.
9.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的长轴长为6,且经过点,
A为左顶点,B为下顶点,椭圆上的点P在第一象限,PA交y轴于点C,PB交x轴于点D.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,求线段PA的长;
(3)试问:四边形ABCD的面积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
10.在平面直角坐标系xOy中,椭圆的离心率是,抛物线E:x2=4y的焦点F是椭圆C的一个顶点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l不经过F,且与C相交于A,B两点,若直线FA与FB的斜率之和为,证明:l过定点.
11.已知椭圆的左右焦点分别为F1,F2,离心率为,椭圆C上的点到点F1,F2的距离之和等于4.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)是否存在过点P2,1的直线l与椭圆C相交于不同的两点A,B,满足PA⋅PB=PM2?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
高频易错题
一、选择题.
1.已知直线l1:x+my+7=0和l2:m-2x+3y+2m=0互相平行,则实数m等于( )
A.-1或3 B.-1 C.-3 D.1或-3
2.已知抛物线y=x2上点P到顶点的距离等于它到准线的距离,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
3.抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
二、填空题.
4.已知圆C:x2+y2-16y+48=0与双曲线的渐近线相切,则E的离心率
为______.
精准预测题
一、选择题.
1.若直线l1:x+by+6=0与l2:(b-2)x+3y+2b=0平行,则l1与l2间的距离为( )
A. B. C. D.
2.已知点P是圆C:x+a2+y-a+32=1上一动点,点P关于y轴的对称点为M,点P关于直线y=x+1的对称点为N,则MN的最小值是( )
A.4 B.22 C.4-2 D.8-22
3.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,且以F1F2为直径的圆与双曲线C的
右支交于Q,直线F1Q与C的左支交于P,若2F1P=PQ,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
4.若直线l与曲线y=x和圆都相切,则l的方程为( )
A.x-22y+2=0 B.x+22y+2=0
C.x-22y-2=0 D.x+22y-2=0
5.(多选)已知点F0,2为圆锥曲线Ω的焦点,则Ω的方程可能为( )
A.y2=8x B.x2=8y
C. D.
二、填空题.
6.若正方形一条对角线所在直线的斜率为2,则该正方形的两条邻边所在直线的斜率分别为__________.
三、解答题.
7.已知椭圆与抛物线C:x2=2pyp>0有相同的焦点F,抛物线C的准线交椭圆于A,B两点,且AB=1.
(1)求椭圆Γ与抛物线C的方程;
(2)O为坐标原点,过焦点F的直线l交椭圆Γ于M,N两点,求△OMN面积的最大值.
8.已知椭圆的离心率为,且直线与圆x2+y2=2相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l与椭圆C相交于不同的两点A﹐B,M为线段AB的中点,O为坐标原点,射线OM与椭圆C相交于点P,且,求△ABO的面积.
9.设A,B为抛物线C:y2=2pxp>0上两点,且线段AB的中点在直线y=p上.
(1)求直线AB的斜率;
(2)设直线y=p与抛物线C交于点M,记直线,的斜率分别为k1,k2,当直线AB经过抛物线C的
焦点F时,求k1+k2的值.
10.已知右焦点为F1,0的椭圆经过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)经过F的直线l与椭圆C分别交于A、B(不与D点重合),直线DA、DB分别与x轴交于M、N,是否存在直线l,使得∠DMN=∠DNM?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
参考答案
经典训练题
一、选择题.
1.【答案】D
【解析】椭圆上到长轴两个端点的距离之和最大的点是短轴端点,
所以最大值为2a2+b2=6,故选D.
【点评】本题考了椭圆的几何性质,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】过函数的图象上点Px0,y0作切线,使得此切线与直线平行,
,于是ex0=1,则x0=0,y0=1,
∴P0,1,
于是当点P到直线的距离为2时,
则满足到直线的距离为2的点P有且仅有3个,
∴,解得或.
又当时,函数的图象与直线相切,从而只有两个点到直线距离为2,所以不满足;
故,故选C.
【点评】本题考查利用导数求切线切点,以及曲线与直线的位置关系的综合应用,难度较大.
3.【答案】A
【解析】x2+y2-2x-8y+13=0,即x-12+y-42=4,
该圆圆心为1,4,半径为r=2,直线ax+y-1=0截圆所得的弦长为23,
则圆心1,4到直线ax+y-1=0的距离为,
,解得,故选A.
【点评】本题主要考查圆的方程及圆的弦长问题,属于中档题.求圆的弦长有两种方法:一是利用弦长公式l=1+k2⋅x1-x2,结合韦达定理求解;二是利用半弦长,弦心距,圆半径构成直角三角形,利用勾股定理求解.优先采用几何法.
4.【答案】B
【解析】因为直线的方程l:mx+y+3m-3=0化为mx+3+y-3=0,
所以直线l恒过点-3,3,
而点-3,3满足x2+y2=12,所以点-3,3在圆x2+y2=12上,
不妨设点A-3,3,
又|CD|=3,所以点B0,23,
所以|AB|=-32+3-232=23,
又圆x2+y2=12的半径为23,所以△AOB是等边三角形,所以,故选B.
【点评】求直线恒过点的方法:方法一(换元法):根据直线方程的点斜式直线的方程变成y=kx-a+b,将x=a带入原方程之后,所以直线过定点a,b;方法二(特殊引路法):因为直线的中的m是取不同值变化而变化,但是一定是围绕一个点进行旋转,需要将两条直线相交就能得到一个定点.取两个m的值带入原方程得到两个方程,对两个方程求解可得定点.
5.【答案】C
【解析】在椭圆中,a=m2+1,b=m,c=a2-b2=1,
如下图所示:
因为椭圆的上顶点为点A,焦点为F1、F2,所以AF1=AF2=a,
,∴△F1AF2为等边三角形,则AF1=F1F2,即m2+1=a=2c=2,
因此,,故选C.
【点评】本题考了椭圆焦点三角形的相关计算,属于中档题.
6.【答案】D
【解析】依题意,可知△PF1F2是一个等腰三角形,F2在直线PF1的投影是中点,
根据双曲线定义可知PF1-PF2=2a,所以PF1=2a+2c,
由勾股定理可知,
整理可得3c2-2ac-5a2=0,即3e2-2e-5=0,解得,故选D.
【点评】双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
①求出a,c,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=c2-a2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
二、填空题.
7.【答案】
【解析】由题意知,F1,0,不妨设Ax1,y1在第一象限,
|AF|=x1+1=4,x1=3,∴y1=23,
设Bx2,y2,,
∴AB:y=3x-1,
联立方程,整理可得,解得,,
.
故答案为.
【点评】本题考了抛物线的相关定义,直线与抛物线结合考查,属于中档题.
三、解答题.
8.【答案】(1);(2).
【解析】(1)由条件可知,解得a=2,b=1,c=3,
所以椭圆C的标准方程是.
(2)设直线l:x=y-3,Ax1,y1,Bx2,y2,
直线l与椭圆方程联立,得5y2-23y-1=0,
,,
.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系,考查椭圆的相关知识,属于中档题.
9.【答案】(1);(2);(3)是定值,定值为6.
【解析】(1)解:由题意得,解得a=3,
把点Q的坐标代入椭圆C的方程,得,
由于a=3,解得b=2,
所以所求的椭圆的标准方程为.
(2)解:因为,则得,即,
又因为A(-3,0),所以直线AP的方程为.
由,解得 (舍去)或,即得,
所以,
即线段AP的长为.
(3)由题意知,直线PB的斜率存在,可设直线.
令y=0,得,
由,得4k2+9x2-36kx=0,解得x=0(舍去)或,
所以,即,
于是直线AP的方程为,即,
令x=0,得,即,
所以四边形ABDC的面积等于,
即四边形ABDC的面积为定值.
【点评】本题考查求椭圆标准方程,考查直线与椭圆相交问题,解题方法是解析几何的基本方法:写出直线方程求出交点坐标,得出线段长度.对定值问题,设出直线方程得出各交点坐标,计算出四边形面积即可得.
10.【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)因为抛物线E:x2=4y的焦点F0,1是椭圆C的一个顶点,
所以b=1,由,解得a=2,
则椭圆方程为.
(2)①当斜率不存在时,设l:x=m,Am,yA,Bm,-yA,
∵直线FA与直线FB的斜率的和为,
,解得m=2,
此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足;
②当斜率存在时,设l:y=kx+t,t≠1,Ax1,y1,Bx2,y2,
联立,整理得1+4k2x2+8ktx+4t2-4=0,
,①
∵直线FA与FB直线的斜率的和为,
∴,②
①代入②得,
∴t=-2k-1,此时Δ=-64k,存在k,使得Δ>0成立,
∴直线l的方程为y=kx-2k-1,
当x=2时,y=-1,
∴l过定点2,-1.
【点评】定点问题的常见解法:①假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;②从特殊位置入手,找出定点,再证明该点适合题意.
11.【答案】(1);(2)存在直线l满足条件,其方程为.
【解析】(1)由题意得,所以,
故椭圆C的标准方程为.
(2)若存在满足条件的直线l,则直线l的斜率存在,设其方程为y=k(x-2)+1.
代入椭圆C的方程得.
设A,B两点的坐标分别为x1,y1,x2,y2,
所以,所以,
且,.
因为PA⋅PB=PM2,即,
所以,
即.
所以,解得.
又因为,所以.
所以存在直线l满足条件,其方程为.
【点评】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆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.
高频易错题
一、选择题.
1.【答案】A
【解析】∵两条直线l1:x+my+7=0和l2:m-2x+3y+2m=0互相平行,
∴1×3-mm-2=0,解得m=-1或m=3.
若m=-1,则l1:x-y+7=0与l2:-3x+3y-2=0平行,满足题意;
若m=3,则l1:x+3y+7=0与l2:x+3y+6=0平行,满足题意,
故选A.
【点评】本题考查了两条直线平行的充要条件,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.【答案】A
【解析】根据抛物线的定义,抛物线上的点到焦点F的距离等于其到准线的距离,
从而得到点P到焦点F的距离等于其到顶点O的距离,
所以点P在线段OF的垂直平分线上,
因为抛物线的方程为y=x2,所以其焦点的坐标为,
从而得到点P的纵坐标为,将代入抛物线的方程,得到,
所以点P的坐标为,故选A.
【点评】该题考查的是有关抛物线上点的坐标的求解问题,涉及到的知识点有抛物线的定义,线段中垂线上点的特征,熟练掌握基础知识是解题的关键.
3.【答案】C
【解析】抛物线的标准方程为x2=4y,
所以,,准线方程为y=-1,故选C.
【点评】本题考点为抛物线的基本性质,属于基础题.
二、填空题.
4.【答案】
【解析】由x2+y2-16y+48=0,得x2+(y-8)2=42,
所以圆心C0,8,半径r=4,
双曲线的一条渐近线为,
由题意得圆心到渐近线的距离,
所以,所以,所以,
故答案为.
【点评】关键点点睛:本题的关键点是正确求出双曲线的渐近线方程,直线与圆相切等价于圆心到直线的距离等于半径,可得a,b,c之间的关系,即可求离心率.
精准预测题
一、选择题.
1.【答案】B
【解析】因为直线l1:x+by+6=0与l2:(b-2)x+3y+2b=0平行,
所以bb-2=3,解得b=-1或b=3,
当b=3时,l1:x+3y+6=0,l2:x+3y+6=0此时l1与l2重合,不符合题意;
当b=-1时,l1:x-y+6=0,l2:-3x+3y-2=0即,
此时l1与l2间的距离为,故选B.
【点评】本题考了两条直线的平行的判断以及两条直线之间的距离,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】设Pm,n,则M-m,n,Nn-1,m+1,
MN=m+n-12+m-n+12=2⋅m2+n-12,
则m2+n-12表示圆C上的点Pm,n到定点A0,1的距离,
由题得,圆心C-a,a-3,半径r=1,
根据圆的性质可得AP≥AC-r=a2+a-42-1=2a2-8a+16-1
=2a-22+8-1≥22-1,
当且仅当a=2时,等号成立,
所以MN=2AP≥2×22-1=4-2,
所以MN的最小值是4-2,故选C.
【点评】求解本题的关键在于,通过设点Pm,n,得到M,N坐标,根据两点间距离公式,
得到MN=2⋅m2+n-12,由圆的性质,结合所求式子的几何意义,即可求解.
3.【答案】D
【解析】如图,连接PF2,QF2.
因为以F1F2为直径的圆与双曲线C的右支交于Q,故F1Q⊥QF2.
设F1P=x,则PQ=2x,F1Q=3x,F2Q=3x-2a,F2P=x+2a,
由△PQF2为直角三角形,故x+2a2=2x2+3x-2a2,解析,
故F1Q=4a,F2Q=2a,
因为△F1QF2为直角三角形,故16a2+4a2=4c2,故e=5,故选D.
【点评】与焦点三角形有关的离心率的计算,注意利用双曲线的定义实现边的关系的转化,必要时需多次转化.
4.【答案】A
【解析】法一:设曲线y=x的切点P(x0,x0)(x0>0),
根据导数几何意义可得点P(x0,x0)处的切线斜率,
所以切线方程,即l:x-2x0y+x0=0,
因为切线也与圆相切,
所以圆心到直线的距离等于半径,即,解得x0=2或x0=-2(舍去),
所以切线方程为x-22y+2=0,故选A.
法二:画出曲线y=x和圆的图形如下:
结合图形可得要使直线l与曲线y=x和圆都相切,
则直线k>0,横截距a<0,纵截距b>0,B,C,D均不符合,故选A.
【点评】若已知曲线y=f(x)过点P(x0,y0),求曲线过点P的切线方程的方法:
(1)当点P(x0,y0)是切点时,切线方程为y-y0=f'(x0)⋅(x-x0).
(2)当点P(x0,y0)不是切点时,可分以下几步完成:
第一步:设出切点坐标P'(x1,f(x1));
第二步:写出过点P'(x1,f(x1))的切线方程y-f(x1)=f'(x1)⋅(x-x1);
第三步:将点P的坐标(x0,y0)代入切线方程求出x1;
第四步:将x1的值代入方程y-f(x1)=f'(x1)⋅(x-x1)可得过点P(x0,y0)的切线方程.
5.【答案】BC
【解析】对于A,y2=8x的焦点坐标为(2,0),不满足题意;
对于B,y2=8y的焦点坐标为(0,2),满足题意;
对于C,可化为,其为焦点在y轴上的双曲线方程,
且该双曲线的半焦距c=m+4-m=2,满足题意;
对于D,为焦点在x轴上的双曲线方程,不满足题意,
故选BC.
【点评】在双曲线的标准方程中,看项与y2项的系数的正负,若项的系数为正,则焦点在x轴上,
若y2项的系数为正,则焦点在y轴上,即“焦点位置看正负,焦点随着正的跑”.
二、填空题.
6.【答案】,-3
【解析】正方形OABC中,对角线OB所在直线的斜率为2,建立如图直角坐标系,
设对角线OB所在直线的倾斜角为θ,则tanθ=2,
由正方形性质可知,直线OA的倾斜角为θ-45°,直线OB的倾斜角为θ+45°,
故,
.
故答案为;-3.
【点评】求直线斜率的方法:
(1)定义式:倾斜角为θ,对应斜率为k=tanθ;
(2)两点式:已知两点坐标,,则过两点的直线的斜率.
三、解答题.
7.【答案】(1)椭圆Γ的方程为,抛物线C的方程为x2=43y;(2)最大值为1.
【解析】(1)因为AB=1,所以不妨设A的坐标为,B的坐标为,
所以有,∴a2=4,p=23,
∴椭圆Γ的方程为,抛物线C的方程为x2=43y.
(2)由(1)可知:F的坐标为(0,3),
设直线l的方程为y=kx+3,O到MN的距离为d,则,
联立,可得k2+4x2+23kx-1=0,
则,
,
当且仅当k2=2时取等号,故△OMN面积的最大值为1.
【点评】本题主要考了抛物线,椭圆的基本性质,以及弦长公式,同时考查计算能力,属于中档题.
8.【答案】(1);(2).
【解析】(1)∵椭圆的离心率为,∴(c为半焦距),
∵直线与圆x2+y2=2相切,∴,
又∵c2+b2=a2,∴a2=6,b2=3,
∴椭圆C的方程为.
(2)①当直线l的斜率不存在时,设直线l的方程为x=n-6
∴;
②当直线l的斜率存在时,设直线l:y=kx+mm≠0,Ax1,y1,Bx2,y2.
由,消去y,得2k2+1x2+4kmx+2m2-6=0.
∴Δ=16k2m2-82k2+1m2-3=86k2-m2+3>0,即6k2-m2+3>0.
∴,.
∴线段AB的中点.
当k=0时,∵,∴3=15m,∴,
∴;
当k≠0时,射线OM所在的直线方程为,
由,消去y,得,,
∴.
∴5m2=2k2+1,经检验满足Δ>0成立.
设点O到直线l的距离为d,则.
∴,
综上,△ABO的面积为.
【点评】(1)解答直线与椭圆的题目时,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.
(2)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.
9.【答案】(1)1;(2)4.
【解析】(1)设Ax1,y1,Bx2,y2,
因为A,B在抛物线C:y2=2pxp>0上,且AB的中点在直线y=p上,
则,,y1+y2=2p,
所以直线AB的斜率.
(2)∵直线AB经过抛物线C的焦点,∴直线AB的方程为,
由,消去x得y2-2py-p2=0,
由韦达定理y1+y2=2p,y1y2=-p2,
∵直线y=p与抛物线C交于点M,∴点M的坐标为,
∴,,
∴.
【点评】本题主要考查直线与抛物线的位置关系,涉及到直线的斜率,解题的关键是会联立方程,找根与系数关系,属于常规题型.
10.【答案】(1);(2)存在,且直线l的方程为x-2y-1=0.
【解析】(1)因为椭圆经过点,且该椭圆的右焦点为F1,0.
所以,解得,
因此,椭圆C的标准方程为.
(2)存在直线l,使得∠DMN=∠DNM.理由如下:
若直线l与x轴垂直,则直线l过点D,不合乎题意,
由已知可设l所在直线的方程为y=kx-1,
代入椭圆的方程,得3+4k2x2-8k2x+4k2-3=0,
Δ=64k4-4×4k2+3×4k2-3=144k2+1>0,
设Ax1,y1、Bx2,y2,则,,
记直线DA、DB的斜率分别为k1、k2,
欲使直线l满足∠DMN=∠DNM,只需k1+k2=0.
因为A、B、F三点共线,所以kAF=kBF=k,即.
即
.
由k1+k2=0,即,可得.
所以存在直线l,使得∠DMN=∠DNM,
此时直线l的方程为,即x-2y-1=0.
【点评】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x1,y1、x2,y2;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x(或y)的一元二次方程,必要时计算Δ;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为x1+x2、x1x2的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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