2025高考数学一轮复习-8.7-直线与椭圆、双曲线【课件】
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将①代入②,整理得9x2+8mx+2m2-4=0.③方程③根的判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
解 将直线l的方程与椭圆C的方程联立,
(2)有且只有一个公共点;
这时直线l与椭圆C有两个互相重合的公共点,即直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
这时直线l与椭圆C没有公共点.
解析 法一 由于直线y=kx+1恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,
消去y整理得(5k2+m)x2+10kx+5(1-m)=0.由题意知Δ=100k2-20(1-m)(5k2+m)≥0对一切k∈R恒成立,即5mk2+m2-m≥0对一切k∈R恒成立,由于m>0且m≠5,∴m≥1-5k2恒成立,∴m≥1且m≠5.
解析 法一 易知此弦所在直线的斜率存在, ∴设其方程为y-1=k(x-1),弦所在的直线与椭圆相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2).
消去y得,(2k2+1)x2-4k(k-1)x+2(k2-2k-1)=0,
∵x1+x2=2,y1+y2=2,
法二 易知此弦所在直线的斜率存在,∴设斜率为k,弦所在的直线与椭圆相交于A,B两点,
解 ①当两条弦中一条弦所在直线的斜率为0时,另一条弦所在直线的斜率不存在,由题意知|AB|+|CD|=7,不满足条件.②当两弦所在直线的斜率均存在且不为0时,设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),
解得k=±1,所以直线AB的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.
解析 设A(2,1)是弦P1P2的中点,且P1(x1,y1),P2(x2,y2),则x1+x2=4,y1+y2=2,
训练2 (1)以A(2,1)为中点的双曲线C:2x2-y2=2的弦所在直线的方程为_______________.
∴2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0,∴2×4(x1-x2)=2(y1-y2),
∴以A(2,1)为中点的双曲线的弦所在的直线方程为y-1=4(x-2),整理得4x-y-7=0.
∵Δ=(-56)2-4×14×51>0.∴以A(2,1)为中点的双曲线的弦所在的直线方程为4x-y-7=0.
设点M,N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
解 由△ABP是等腰直角三角形,
得a=2,B(2,0).
代入椭圆方程得b2=1,
消去y并整理得(1+4k2)x2-16kx+12=0.(*)因直线l与E有两个交点,即方程(*)有不等的两实根,故Δ=(-16k)2-48(1+4k2)>0,
(2)设过点P的动直线l与E相交于M,N两点,当坐标原点O位于以MN为直径的圆外时,求直线l斜率的取值范围.解 依题意得,直线l的斜率存在,方程设为y=kx-2.
因坐标原点O位于以MN为直径的圆外,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
又由x1x2+y1y2=x1x2+(kx1-2)(kx2-2)=(1+k2)x1x2-2k(x1+x2)+4
则满足条件的斜率k的取值范围为
解 假设存在定点Q.设定点Q(t,0),当直线斜率不为0时,设直线l的方程为x=my+1,
∴m2-4≠0,且Δ=4m2+12(m2-4)>0,解得m2>3且m2≠4.
FENCENGXUNLIAN GONGGUTISHENG
解析 直线y=kx-k+1=k(x-1)+1恒过定点(1,1),又点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.
因为过F2且垂直于x轴的直线与椭圆交于A,B两点,且|AB|=3,
2.已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且|AB|=3,则C的方程为( )
解析 法一 设|PF1|=m,|PF2|=n,P为双曲线右支上一点,
曲线y=ex-2-1经过C的焦点(2,0),故C正确;联立直线和双曲线C的方程,得Δ=0,故有一个公共点,所以D错误.
解析 由双曲线的性质知c2=a2+b2=4+5=9,则c=3,双曲线右焦点的坐标为(3,0),
解析 由题意知c=4,不妨取A(a,b),所以(a-4)2+b2=16,又a2+b2=16,∴a=2,b2=12,
解析 根据椭圆的对称性及|PQ|=|F1F2|可以得到四边形PF1QF2为对角线相等的平行四边形,所以四边形PF1QF2为矩形.设|PF1|=m,则|PF2|=2a-|PF1|=8-m,则|PF1|2+|PF2|2=m2+(8-m)2=2m2+64-16m=|F1F2|2=4c2=4(a2-b2)=48,得m(8-m)=8,所以四边形PF1QF2的面积为|PF1|·|PF2|=m(8-m)=8.
解 因为直线l过椭圆右焦点F(1,0),且斜率为1,所以直线l的方程为y=x-1.设P(x1,y1),Q(x2,y2),
(2)当直线l的斜率为1时,求△POQ的面积;
(3)若以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形,求满足该条件的直线l的方程.解 当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,此时∠POQ小于90°,以OP,OQ为邻边的平行四边形不可能是矩形.当直线l不与x轴垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1).
∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),
当m=0时,直线PQ的方程是x=-2,也符合x=my-2的形式.
(2)设O为坐标原点,T为直线x=-3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P,Q.当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.
消去x,得(m2+3)y2-4my-2=0,其判别式Δ=16m2+8(m2+3)>0.
即(x1,y1)=(-3-x2,m-y2).
此时,四边形OPTQ的面积
解析 对于A,根据椭圆的对称性可知,|OF1|=|OF2|,|OA|=|OB|,故四边形AF1BF2为平行四边形.故A正确;
解析 由双曲线的定义,知|PF1|-|PF2|=2a.
在△PF1F2中,由余弦定理,
求e的最大值,即求cs∠F1PF2的最小值,
所以点M的轨迹C是以F1,F2分别为左、右焦点的双曲线的右支.
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