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2024年高考数学二轮复习全套培优微专题高考重难点题型归纳32讲第25讲圆锥小题压轴九类(原卷版+解析)
展开【题型一】第一定义及其应用
【典例分析】已知椭圆,F1,F2为其焦点,平面内一点P满足PF2⊥F1F2,且,线段PF1,PF2分别交椭圆于点A,B,若,则=___
【变式演练】
1.已知双曲线的左、右焦点分别为,,过且垂直于轴的直线与该双曲线的左支交于,两点,,分别交轴于,两点,若的周长为16,则的最大值为______.
2.已知抛物线的焦点为,直线与交于 ,两点,,线段的中点为,过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,则的最小值为____.
3.设分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上任一点,点的坐标为,则的最大值为___.
【题型二】 第二定义及应用
【典例分析】 已知双曲线C:x2a2+y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点.P是双曲线在第一象限上的点,直线PO,PF2分别交双曲线C左、右支于另一点M,N.若|PF1|=2|PF2|,且∠MF2N=60°,则C的离心率为__.
【变式演练】
1.如图,椭圆,圆 ,椭圆的左、右焦点分别为,过椭圆上一点和原点作直线交圆于两点,若,则的值为__________.
2.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若则= 。
3.设F1,F2为双曲线的左右焦点,P为双曲线右支上任一点,当最小值为8a时,该双曲线离心率e的取值范围是 .
【题型三】第三定义及其应用
【典例分析】 已知椭圆的右焦点为,且离心率为,�ABC的三个顶点都在椭圆上,设�ABC三条边的中点分别为,且三条边所在直线的斜率分别为,且均不为0.为坐标原点,若直线的斜率之和为1.则__________.
【变式演练】
1.设双曲线的左,右顶点为是双曲线上不同于的一点,设直线的斜率分别为,则当取得最小值时,双曲线C的离心率为
A.B.C.D.
2.已知平行四边形内接于椭圆,且,斜率之积的范围为,则椭圆离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
3.在平面直角坐标系中,为坐标原点,、是双曲线上的两个动点,动点满足,直线与直线斜率之积为2,已知平面内存在两定点、,使得为定值,则该定值为________
【题型四】焦点三角形与离心率
【典例分析】
已知,分别是双曲线的左,右焦点,是双曲线上在第一象限内的点,若且.延长交双曲线右支于点,则的面积等于________.
【变式演练】
1.点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于,若是钝角三角形,则椭圆离心率的取值范围是________.
2.已知双曲线的左、右焦点分别为,是右支上的一点,是的延长线上一点,且,若,则的离心率的取值范围是______________.
3.设抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线相交于两点,与抛物线的准线相交于点,,则与的面积之比__________.
【题型五】定比分点
【典例分析】已知椭圆: 的左、右焦点分别为,点在椭圆上, 且,则当时,椭圆的离心率的取值范围为______.
【变式演练】
1.设双曲线:的右焦点为,过且斜率为的直线交于、两点,若,则的离心率为__________.
2.抛物线y2=4x,直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于A、B两点,若BA=4BF,则△OAB(O为坐标原点)的面积为______.
3.直线过椭圆:(a>0,b>0)的左焦点F和上顶点A,与圆心在原点的圆交于P,Q两点,若,∠POQ=120°,则椭圆离心率为( )
A.B.C.D.
【题型六】焦点三角形与四心
【典例分析】已知是抛物线的焦点,,在抛物线上,且的重心坐标为,则____.
【变式演练】
1..已知点P为双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)右支上的一点,点F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,双曲线的一条渐近线的斜率为7,若M为ΔPF1F2的内心,且SΔPMF1=SΔPMF2+λSΔMF1F2,则λ的值为 .
2.椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,弦AB过点F1,若△ABF2的内切圆周长为π,A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则|y1﹣y2|= .
3.点、分别是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,则的内切圆半径的取值范围是( )
A.B.C.D.
【题型七】共焦点的椭圆双曲线性质
【典例分析】
椭圆与双曲线共焦点、,它们的交点对两公共焦点、的张角为,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则( )
A.B.C.D.
【变式演练】
1.已知是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率,则_______.
2.已知,是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,记椭圆和双曲线的离心率分别为,,则的最大值为( )
A.B.C.D.
3.已知,是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,则椭圆和双曲线的离心率之积的范围是( )
A.B.C.D.
【题型八】切线与切点弦
【典例分析】
过点M(2,-2p)作抛物线x2=2py(p>0)的两条切线,切点分别为A,B,若线段AB的中点的纵坐标为6,则p的值是________.
【变式演练】
1.两个长轴在轴上、中心在坐标原点且离心率相同的椭圆.若,分别为外层椭圆的左顶点和上顶点,分别向内层椭圆作切线,,切点分别为,,且两切线斜率之积等于,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
2.已知双曲线的左、右焦点分别为,过作圆的切线,交双曲线右支于点M,若,则双曲线的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
3.过抛物线C:x2=4y的焦点F的直线l交C于A,B两点,在点A处的切线与x,y轴分别交于点M,N,若ΔMON的面积为12,则|AF|=_________________。
【题型九】多曲线
【典例分析】
已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,点在抛物线上且满足,若取最大值时,点恰好在以为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【变式演练】
1.已知点是抛物线:与椭圆:的公共焦点,是椭圆的另一焦点,P是抛物线 上的动点,当取得最小值时,点P恰好在椭圆上,则椭圆的离心率为_______.
2.已知双曲线的左、右焦点分别为,其中也是抛物线的焦点,与在一象限的公共点为,若直线斜率为,则双曲线离心率为______.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,抛物线 的焦点与重合,若点为椭圆和抛物线的一个公共点且,则椭圆的离心率为_____.
【课后练习】
1.如图,过抛物线的焦点作两条互相垂直的弦、,若与面积之和的最小值为16,则抛物线的方程为______.
2.已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1,F2,过点F1且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点,AF2,BF2分别交y轴于P,Q两点,若ΔPQF2的周长为12,则ab取得最大值时该双曲线的离心率为( )
A.2 B.3 C.233 D.322
3.椭圆的一个焦点为,过点的直线交椭圆于两点,点C是点关于原点的对称点.若,,则椭圆的离心率为__________.
4.已知两定点A(-1,0)和B(1,0),动点在直线上移动,椭圆C
以A,B为焦点且经过点P,则椭圆C的离心率的最大值为 .
5.已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)上一点C,过双曲线中心的直线交双曲线于A、B两点.设直线AC、BC的斜率分别为k1、k2,当2k1k2+lnk1+lnk2最小时,双曲线的离心率为________________.
6.设抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线相交于两点,与抛物线的准线相交于点,,则与的面积之比__________.
7.已知、是过抛物线()的焦点的直线与抛物线的交点,是坐标原点,且满足,,则的值为__________.
8.已知双曲线:的左,右顶点分别为,,点为双曲线
的左焦点,过点作垂直于轴的直线与双曲线交于点,,其中点在第二象限,连接
交轴于点,连接交于点,若,则双曲线的离心率为_______.
9.设抛物线的焦点为,为抛物线上第一象限内一点,满足,已知为抛物线准线上任一点,当取得最小值时,的外接圆半径为______.
10.在等腰梯形中, ,且,其中,以为焦点且过点的双曲线的离心率为,以为焦点且过点的椭圆的离心率为,若对任意,不等式恒成立,则的最大值是( )
A. B. C.2 D.
11.过抛物线的焦点,且斜率为的直线与抛物线交于两点,则____________.
12.画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆.我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆的蒙日圆方程为,椭圆的离心率为,为蒙日圆上一个动点,过点作椭圆的两条切线,与蒙日圆分别交于、两点,则面积的最大值为( )
A.B.C.D.
13.己知点A是抛物线的对称轴与准线的交点,点B为抛物线的焦点,P在抛物线上且满足,当取最大值时,点P恰好在以A、B为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为
A.B.C.D.
第25讲 圆锥小题压轴9类
【题型一】第一定义及其应用
【典例分析】已知椭圆,F1,F2为其焦点,平面内一点P满足PF2⊥F1F2,且,线段PF1,PF2分别交椭圆于点A,B,若,则=___
【答案】
【详解】如图所示,由椭圆的方程可知,,又由,且,所以为等腰直角三角形,又由,所以点为线段的中点,则,且,在等腰直角中,因为,可得,
又由椭圆的定义可知,即,即,又由,所以,又因为,所以直线的方程为,联立方程组,解得,即,所以。
【提分秘籍】
1.三大曲线第一定义
椭圆第一定义:
双曲线第一定义:
抛物线定义:
2.解题思路
试题中,如果是椭圆和双曲线,则到一个焦点距离,可转化为到另一个焦点距离.
【变式演练】
1.已知双曲线的左、右焦点分别为,,过且垂直于轴的直线与该双曲线的左支交于,两点,,分别交轴于,两点,若的周长为16,则的最大值为______.
【答案】4
【详解】如图:
由的周长为16,所以的周长为32,AB是双曲线的通径,,
,可得,可得则,当且仅当,即时等号成立,故填.
2.已知抛物线的焦点为,直线与交于 ,两点,,线段的中点为,过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,则的最小值为____.
【答案】
【解析】
如图所示,设抛物线的准线L,做AQL,于点Q,BPL于点P,抛物线定义可设:|AF|=|AQ|=a,|BF|=|BP|=b。由勾股定理可知,,由梯形的中位线的性质可知,
,则:,当且解答a=b时等号成立,所以最小值为
3.设分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上任一点,点的坐标为,则的最大值为___.
【答案】15.
【详解】由椭圆方程可得:a=5,b=4,c=3.∴F1(−3,0),F2(3,0),如图所示,
由椭圆的定义可得:|PF1|+|PF2|=2a=10,∴|PM|+|PF1|=|PM|+2a−|PF2|=10+(|PM|−|PF2|)⩽10+|MF2|==15,
则|PM|+|PF1|的最大值为15.故答案为:15.
【题型二】 第二定义及应用
【典例分析】 已知双曲线C:x2a2+y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点.P是双曲线在第一象限上的点,直线PO,PF2分别交双曲线C左、右支于另一点M,N.若|PF1|=2|PF2|,且∠MF2N=60°,则C的离心率为__.
【答案】3
【解析】设P(t,y),则由双曲线的定义可得PF1=4a,PF2=2a,又PF1=et+a,PF2=et−a,故t=3ae,依据双曲线的对称性可得MF2=PF1=4a,PF2=2a,∠MF2P=120∘,故在ΔMF2P中运用余弦定理可得MP=4a2+16a2−2×2a×4a(−12)=28a2=27a,又P(t,y)在双曲线上,故y2=b2(9e2−1),则MP=2t2+y2=29a2−b2,所以29a2−b2=27a,即2a2=b2,也即2a2=c2−a2⇒e=3,应填答案3。
【提分秘籍】
椭圆双曲线曲线第二定义:
平面上到定点F的距离与到定直线的距离之比为常数e,即
2.焦半径公式:
椭圆焦半径:
双曲线焦半径:.,
抛物线焦半径:
3.焦半径范围
椭圆焦半径范围:
双曲线焦半径范围:.
抛物线焦半径范围:
4.解题技巧:
焦半径角度公式。其中,为焦半径与焦点轴所成的角。p为焦点到对应准线的距离
椭圆焦半径夹角公式:
双曲线焦半径左焦点夹角公式:.,
抛物线焦半径夹角公式:
【变式演练】
1.如图,椭圆,圆 ,椭圆的左、右焦点分别为,过椭圆上一点和原点作直线交圆于两点,若,则的值为__________.
【答案】8
【详解】设P点的坐标,因为P在椭圆上,所以,则,
因为,所以,又,则 ,
由对称性得=
.
2.过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,若则= 。
【解析】
设
3.设F1,F2为双曲线的左右焦点,P为双曲线右支上任一点,当最小值为8a时,该双曲线离心率e的取值范围是 .
【答案】(1,3]
【解析】由定义知:|PF2|﹣|PF1|=2a,∴|PF2|=2a+|PF1|,∴=.当且仅当,即||PF1|=2a时取得等号.
设P(x0,y0),(x0≤﹣a)依焦半径公式得:|PF1|=﹣e×x0﹣a=2a,∴又∵e>1,故e∈(1,3]
答案:(1,3].
【题型三】第三定义及其应用
【典例分析】 已知椭圆的右焦点为,且离心率为,的三个顶点都在椭圆上,设三条边的中点分别为,且三条边所在直线的斜率分别为,且均不为0.为坐标原点,若直线的斜率之和为1.则__________.
【答案】
【解析】由题意可得,所以,设
,两式作差得,则,,同理可得,所以,填。
【提分秘籍】
第三定义,又叫中点弦定理
(1)AB是椭圆的不平行于对称轴的弦,M为AB的中点,则.
(2) AB是双曲线的不平行于对称轴的弦,M为AB的中点,则.
(3)AB是抛物线的不平行于对称轴的弦,M为AB的中点,则
2.扩展推论
(1)AB是椭圆的关于原点对称的两点,M椭圆上异于A、B的任一点,若斜率存在,则
(2)AB是椭圆的关于原点对称的两点,M椭圆上异于A、B的任一点,若斜率存在,则
【变式演练】
1.设双曲线的左,右顶点为是双曲线上不同于的一点,设直线的斜率分别为,则当取得最小值时,双曲线C的离心率为
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】设,由双曲线,则,设,则,可得,则,所以,所以,设,则,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以当时,函数取得最小值,即当取得最小值时,,
所以双曲线的离心率为,故选D.
2.已知平行四边形内接于椭圆,且,斜率之积的范围为,则椭圆离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由题意,关于原点对称,设,,,故选A.
3.在平面直角坐标系中,为坐标原点,、是双曲线上的两个动点,动点满足,直线与直线斜率之积为2,已知平面内存在两定点、,使得为定值,则该定值为________
【答案】
【解析】设P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2),则由,得(x,y)=2(x1,y1)-(x2,y2),即x=2x1-x2,y=2y1-y2,∵点M,N在双曲线上,所以,,
故2x2-y2=(8x12+2x22-8x1x2)-(4y12+y22-4y1y2)=20-4(2x1x2-y1y2),设k0M,kON分别为直线OM,ON的斜率,根据题意可知k0MkON=2,∴y1y2-2 x1x2=0,∴2x2-y2=20,所以P在双曲线2x2-y2=20上;
设该双曲线的左,右焦点为F1,F2,由双曲线的定义可推断出为定值,该定值为
【题型四】焦点三角形与离心率
【典例分析】
已知,分别是双曲线的左,右焦点,是双曲线上在第一象限内的点,若且.延长交双曲线右支于点,则的面积等于________.
【答案】4
【详解】由题意知,根据双曲线定义,所以,,所以.由图知,所以,为等腰三角形,又因为,所以,则为等腰直角三角形,所以.所以.
【提分秘籍】
1.焦点三角形
(1)焦点三角形面积
椭圆:
双曲线:
AB为过抛物线y2=2px焦点的弦,
2.顶角
(1).椭圆顶角在短轴顶点处最大。
(2)双曲线顶角无最大最小
3.与余弦定理结合
(1)设椭圆(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
(2)设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
【变式演练】
1.点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于,若是钝角三角形,则椭圆离心率的取值范围是________.
【答案】.
【详解】∵圆M与轴相切于焦点F,∴不妨设M(c,y),则(因为相切,则圆心与F的连线必垂直于x轴)M在椭圆上,则或(a2=b2+c2),∴圆的半径为,过M作MN⊥y轴与N,则PN=NQ,MN=c,
PN,NQ均为半径,则△PQM为等腰三角形,∴PN=NQ=,∵∠PMQ为钝角,则∠PMN=∠QMN>45°,
即PN=NQ>MN=c所以得,即,得,a2−2c2+c2e2>2c2,
,e4−4e2+1>0(e2−2)2−3>0e2−2<−(0
【答案】
详解:设,则,,
∴,即,
又即,得:
∴方程有大于的根∴
得,又∴故答案为:
3.设抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线相交于两点,与抛物线的准线相交于点,,则与的面积之比__________.
【答案】
【解析】设F到直线AB的距离为d,则设AB:代入中易得,从而可得.
【题型五】定比分点
【典例分析】已知椭圆: 的左、右焦点分别为,点在椭圆上, 且,则当时,椭圆的离心率的取值范围为______.
【答案】
因为,所以可设,由,得,即,因为在椭圆上,所以,即,即,即,即在区间上为增函数,所以,即椭圆的离心率的取值范围为.
【提分秘籍】
1.椭圆与双曲线焦点弦定比分点
过圆锥曲线的焦点F的弦AB与对称轴(椭圆是长轴,双曲线是实轴)的夹角为
2.抛物线焦点弦的定比分点
3.焦点弦直线斜率
若直线斜率为k,
【变式演练】
1.设双曲线:的右焦点为,过且斜率为的直线交于、两点,若,则的离心率为__________.
【答案】
详解:由可得,设,
过分别做准线的垂线,垂足为,由双曲线定义得,,过做垂直于垂足,
因为斜率为,所以在中,,可得 ,
即,解得 ,的离心率为,故答案为.
2.抛物线y2=4x,直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于A、B两点,若BA=4BF,则△OAB(O为坐标原点)的面积为______.
【答案】433
【详解】由题意可知:AF=3BF,结合焦半径公式有:p1−csα=3p1+csα,
解得:csα=12,α=π3,故直线AB的方程为:y=3(x−1),与抛物线方程联立可得:3y2−43y−12=0,
则y1−y2=4332−4×(−4)=83,故△OAB的面积S=12×OF×y1−y2=12×1×83=433.
3.直线过椭圆:(a>0,b>0)的左焦点F和上顶点A,与圆心在原点的圆交于P,Q两点,若,∠POQ=120°,则椭圆离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】椭圆的焦点在轴上,,,
故直线的方程为,即,直线(即)的斜率为,
过作的垂线,则为的中点,,
,是的中点,直线的斜率,,不妨令,
则,椭圆的离心率,故选D.
【题型六】焦点三角形与四心
【典例分析】已知是抛物线的焦点,,在抛物线上,且的重心坐标为,则____.
【答案】【详解】设点A,B,焦点F(1,0),的重心坐标为,
由重心坐标公式可得,,即, ,
由抛物线的定义可得,由点在抛物线上可得,作差,化简得,代入弦长公式得|AB|=,
则,故答案为:
【提分秘籍】
1.三角形内心
(1)三角形内切圆半径,则椭圆焦点三角形内切圆
(2)双曲线焦点三角形内心在过定点所做实轴的垂线上。
2.解题思路
解析几何中,多考察内心。内心是角平分线交点,则可考虑面积等分法等技巧。
【变式演练】
1..已知点P为双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)右支上的一点,点F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,双曲线的一条渐近线的斜率为7,若M为ΔPF1F2的内心,且SΔPMF1=SΔPMF2+λSΔMF1F2,则λ的值为 .
【答案】24
试题分析:设内切圆半径为R,由题意知SΔPMF1−SΔPMF2=λSΔMF1F2,即12⋅|PF1|⋅R−12⋅|PF2|⋅R
=12⋅λ|F1F2|⋅R,即12⋅2a⋅R=12⋅2c⋅R,e=ca=1λ.又因为e2=1+(ba)2,所以1λ2=1+7=8,λ=24.
2.椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,弦AB过点F1,若△ABF2的内切圆周长为π,A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则|y1﹣y2|= .
【答案】
解:由题意作图如下,,∵△ABF2的内切圆周长为π,∴△ABF2的内切圆的半径长r=,又∵△ABF2的周长l=4a=16,故S△ABF2=16×=4,且S△ABF2=|F1F2|×|y1﹣y2|=3|y1﹣y2|,
故|y1﹣y2|=,故答案为:.
3.点、分别是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,则的内切圆半径的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
如图所示,设的内切圆圆心为,内切圆与三边分别相切于点,根据圆的切线可知:,,,又根据双曲线定义 ,即,所以,即,又因为,所以,,所以点为右顶点,即圆心,
考虑点在无穷远时,直线的斜率趋近于,此时方程为,此时圆心到直线的距离为,解得,因此内切圆半径,所以选择A.
【题型七】共焦点的椭圆双曲线性质
【典例分析】
椭圆与双曲线共焦点、,它们的交点对两公共焦点、的张角为,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】
设椭圆的长轴长为,双曲线的实轴长为,并设,,焦距为,在中,由余弦定理得,由椭圆和双曲线的定义得,解得.
代入,得,
即,,
即,,因此,.故选:B.
【提分秘籍】
共焦点椭圆双曲线
椭圆与双曲线共焦点、,它们的交点为,椭圆离心率为,双曲线为
1.
2.则P点坐标为
【变式演练】
1.已知是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率,则_______.
【答案】4
【解析】如图,设椭圆长半轴长为,双曲线实半轴长,由定义知
∴,,设,
由余弦定理得:,化简得:,
所以,故填4.
2.已知,是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,记椭圆和双曲线的离心率分别为,,则的最大值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
详解:设,∵,∴,
一方面,另一方面,
∴,,,,
∴,,当且仅当,即时等号成立,
∴所求最大值为.故选D.
3.已知,是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,则椭圆和双曲线的离心率之积的范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】设椭圆方程中的定长为,双曲线方程中的定长为,由题意可得:
,解得:,在中应用余弦定理有:,整理可得:,则:,
结合取特殊值进行排除:取,此时,排除BD选项,
取,此时,排除C选项,本题选择A选项.
【题型八】切线与切点弦
【典例分析】
过点M(2,-2p)作抛物线x2=2py(p>0)的两条切线,切点分别为A,B,若线段AB的中点的纵坐标为6,则p的值是________.
【答案】1或2
【解析】设点A(x1,y1),B(x2,y2),依题意得,y′=,切线MA的方程是y-y1= (x-x1),即y=x-.又点M (2,-2p)位于直线MA上,于是有-2p=×2-,即x12-4x1-4p2=0;同理有x22-4x2-4p2=0,因此x1,x2是方程x2-4x-4p2=0的两根,则x1+x2=4,x1x2=-4p2.由线段AB的中点的纵坐标是6得,y1+y2=12,即==12,=12,解得p=1或p=2.
【提分秘籍】
1.切线
(1)设椭圆的点(不与长轴重合),则过点的切线的方程为:
(2)设双曲线的点(不与长轴重合),则过点的切线的方程为:
(3)设抛物线的点,则过点的切线的方程为:
2.切点弦
在形式上,和切线方程一致。
【变式演练】
1.两个长轴在轴上、中心在坐标原点且离心率相同的椭圆.若,分别为外层椭圆的左顶点和上顶点,分别向内层椭圆作切线,,切点分别为,,且两切线斜率之积等于,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
设内椭圆方程为,外椭圆为,切线的方程为,联立,根据直线为椭圆的切线,由△,得到,同理得到,然后由两切线斜率之积等于求解.
【详解】
解:设内椭圆方程为,外椭圆为,
切线的方程为,
联立,
消去可得:,
因为直线为椭圆的切线,所以△,
化简可得:,
设直线的方程为:,同理可得,
因为两切线斜率之积等于,所以,
所以椭圆的离心率为.
故选:B.
2.已知双曲线的左、右焦点分别为,过作圆的切线,交双曲线右支于点M,若,则双曲线的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】
作于点,于点,可得,,根据求出和,结合双曲线定义可得的关系,从而得到双曲线的渐近线方程.
【详解】
如图,作于点于点B,因为与圆相切,
所以,
在中,,所以.
又点M在双曲线上,由双曲线的定义可得:
所以,
整理得:,所以,
所以双曲线的渐近线方程为.故选C.
3.过抛物线C:x2=4y的焦点F的直线l交C于A,B两点,在点A处的切线与x,y轴分别交于点M,N,若ΔMON的面积为12,则|AF|=_________________。
【答案】2
【详解】由题意,焦点F0,1,设直线y=kx+1,不妨设A为左交点,Ax0,y0,则过A的切线为x0x=2y0+2y,则Mx02,0,N0,−y0,所以S=12⋅x02⋅−y0=12,解得x0=−2,则A−2,1,根据抛物线的定义可得AF=1+p2=1+1=2.
【题型九】多曲线
【典例分析】
已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,点在抛物线上且满足,若取最大值时,点恰好在以为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】过P作准线的垂线,垂足为N,则由抛物线的定义可得|PN|=|PB|,∵|PA|=m|PB|, ∴|PA|=m|PN| ∴,设PA的倾斜角为,则,当m取得最大值时,最小,此时直线PA与抛物线相切,
设直线PA的方程为y=kx﹣1,代入x2=4y,可得x2=4(kx﹣1),即x2﹣4kx+4=0,
∴△=16k2﹣16=0,∴k=±1, ∴P(2,1),
∴双曲线的实轴长为PA﹣PB=2(﹣1), ∴双曲线的离心率为.故选B.
【提分秘籍】
解题思路
椭圆、双曲线和抛物线的交点,要紧扣对应多曲线定义。涉及到解三角形,和求最值等等知识。
【变式演练】
1.已知点是抛物线:与椭圆:的公共焦点,是椭圆的另一焦点,P是抛物线 上的动点,当取得最小值时,点P恰好在椭圆上,则椭圆的离心率为_______.
【答案】
【解析】
分析:由题意可知与抛物线相切时,取得最小值,求出此时点的坐标,代入椭圆方程求出的值,即可求解其离心率.
详解:抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
过向抛物线的准线作垂线,则,所以,
显然当直线与抛物线相切时,最小,即取得最小值,
设直线的方程为,代入可得,
令,可得,
不妨设在第一象限,则,所以,即,
因为在椭圆上,且为椭圆的焦点,
所以,解得或(舍去),
所以,所以离心率为.
2.已知双曲线的左、右焦点分别为,其中也是抛物线的焦点,与在一象限的公共点为,若直线斜率为,则双曲线离心率为______.
【答案】
【解析】是双曲线的右焦点且是抛物线的焦点,,
解得,所以抛物线的方程为;由,
如图,过作抛物线准线的垂线,垂足为,设,
则,
由,可得,在中, ,由余弦定理可得
,,又,故答案为.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,抛物线 的焦点与重合,若点为椭圆和抛物线的一个公共点且,则椭圆的离心率为_____.
【答案】或
【详解】由在抛物线上可得:,又,
解得. 中,利用余弦定理可得:
化简得: 所以,解得或,故填或.
【课后练习】
1.如图,过抛物线的焦点作两条互相垂直的弦、,若与面积之和的最小值为16,则抛物线的方程为______.
【答案】
【分析】
根据焦半径公式表示出面积表达式,根据直线和x轴夹角的范围得到面积的范围.
【详解】
设直线AC和x轴的夹角为由焦半径公式得到
面积之和为:
通分化简得到
原式子化简为根据二次函数的性质当t=1时有最小值,此时抛物线方程为:。故答案为.
2.已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1,F2,过点F1且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点,AF2,BF2分别交y轴于P,Q两点,若ΔPQF2的周长为12,则ab取得最大值时该双曲线的离心率为( )
A.2 B.3 C.233 D.322
【答案】C
【解析】由题意,得|AF1|+|BF1|=|AB|=2b2a ①,且P,Q分别为AF2,BF2的中点.由双曲线定义,知|AF2|−|AF1|=2a ②,|BF2|−|BF1|=2a ③,联立①②③,得|AF2|+|BF2|=4a+2b2a.因为ΔPQF2的周长为12,所以ΔABF2的周长为24,即4a+4b2a=24,亦即b2=6a−a2,所以(ab)2=6a3−a4.令f(a)=6a3−a4,则f'(a)=18a2−4a3=4a(92−a),所以f(a)在(0,92)上单调递增,在(92,+∞)上单调递减,所以当a=92时,f(a)取得最大值,此时b2=6×92−(92)2=274,所以c=a2+b2=33,所以e=ca=233,故选C.
3.椭圆的一个焦点为,过点的直线交椭圆于两点,点C是点关于原点的对称点.若,,则椭圆的离心率为__________.
【答案】
【解析】 作另一个焦点,连接和,则四边形为平行四边形,
所以,且,则三角形为等腰直角三角形,
设,则,即, 所以,
在三角形中,由勾股定理得,
所以,所以.
4.已知两定点A(-1,0)和B(1,0),动点在直线上移动,椭圆C
以A,B为焦点且经过点P,则椭圆C的离心率的最大值为 .
【答案】
试题分析:由题意可知所以离心率,因为在直线上移动,所以,过点作直线的对称点,则此时此时有最小值为由中点坐标公式可得,由两点间距离公式,所以,所以=.
5.已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)上一点C,过双曲线中心的直线交双曲线于A、B两点.设直线AC、BC的斜率分别为k1、k2,当2k1k2+lnk1+lnk2最小时,双曲线的离心率为________________.
【答案】3
【解析】设C(x,y),A(x1,y1),B(−x1,−y1),显然x≠x1,x≠x2. ∵点A,C在双曲线上,∴x12a2−y12b2=1x2a2−y2b2=1,两式相减得y2−y12x2−x12=b2a2, ∴k1k2=kACkBC=y−y1x−x1·y+y1x+x1=y2−y22x2−x12=b2a2 . 由y=2k1k2+lnk1+lnk2=2k1k2+ln(k1k2),
设t=k1k2, 则y=2t+lnt,∴求导得y'=−2t2+1t,由y'=t−2t2=0得t=2. ∴y=2t+lnt在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增,∴t=2时即k1k2=2时y=2t+lnt取最小值, ∴b2a2=2,∴e=1+b2a2=3.
6.设抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线相交于两点,与抛物线的准线相交于点,,则与的面积之比__________.
【答案】
【解析】设F到直线AB的距离为d,则设AB:代入中易得,从而可得.
7.已知、是过抛物线()的焦点的直线与抛物线的交点,是坐标原点,且满足,,则的值为__________.
【答案】
【解析】不妨设直线的斜率,如图所示,分别过作抛物线准线的垂线,垂足分别为过作于,,即有为的中点,即,
,,即,由,易知直线的斜率为,不妨取直线的方程为,联立得,所以,故答案为.
8.已知双曲线:的左,右顶点分别为,,点为双曲线
的左焦点,过点作垂直于轴的直线与双曲线交于点,,其中点在第二象限,连接
交轴于点,连接交于点,若,则双曲线的离心率为_______.
【答案】5
【解析】根据题意,如图作出双曲线的草图:双曲线C:中,PQ过左焦点F且垂直与x轴,
假设P在Q的上方,则xP=xQ=﹣c,将x=﹣c代入双曲线的方程可得:yP=,yQ=﹣,则|PF|=|FQ|=,
又由OE∥PM,则△EOB∽△PFB,则有,则|EO|=c-a,
而△EOA∽△MFA,则有,即,整理可得:c=5a,
则e=5,故双曲线的离心率为5;故答案为:5.
9.设抛物线的焦点为,为抛物线上第一象限内一点,满足,已知为抛物线准线上任一点,当取得最小值时,的外接圆半径为______.
【答案】
详解:由抛物线的方程可知,
设,又由,根据抛物线的定义可知,
解得,代入抛物线的方程,可得,即,作抛物线的焦点,关于抛物线准线的对称点得,连接交抛物线的准线于点,此时能使得取得最小值,此时点的坐标为,在中,,由余弦定理得,则,由正弦定理得,所以,即三角形外接圆的半径为.
10.在等腰梯形中, ,且,其中,以为焦点且过点的双曲线的离心率为,以为焦点且过点的椭圆的离心率为,若对任意,不等式恒成立,则的最大值是( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【解析】试题分析:由平几知识可得,所以,因为在上单调递减,所以,由不等式恒成立,得,即的最大值是,选B.
11.过抛物线的焦点,且斜率为的直线与抛物线交于两点,则____________.
【答案】
【详解】方法一:
方法二:抛物线的焦点的坐标为 斜率为且过焦点的直线方程为
联立抛物线方程,得,化简得 设两个交点坐标分别为
所以则
所以
12.画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆.我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆的蒙日圆方程为,椭圆的离心率为,为蒙日圆上一个动点,过点作椭圆的两条切线,与蒙日圆分别交于、两点,则面积的最大值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
利用椭圆的离心率可得,分析可知为圆的一条直径,利用勾股定理得出,再利用基本不等式可得出面积的最大值.
【详解】
因为,所以,,所以,蒙日圆的方程为,
由已知条件可得,则为圆的一条直径,则,
所以,,当且仅当时,等号成立.
故选:A.
13.己知点A是抛物线的对称轴与准线的交点,点B为抛物线的焦点,P在抛物线上且满足,当取最大值时,点P恰好在以A、B为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】由题意知,由对称性不妨设P点在y轴的右侧,过作准线的垂线,垂足为,则根据则抛物线的定义,可得,设的倾斜角为,当取得最大值时,最小,此时直线与抛物线相切,设直线的方程为,与联立,得,
令,解得可得,又此时点P恰好在以A、B为焦点的双曲线上
双曲线的实轴故答案选
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