新高考数学二轮复习分层训练专题23 圆锥曲线的综合问题(定值 最值 范围 )(2份打包,原卷版+解析版)
展开单选题
1.(2023·广东广州·统考一模)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的顶点为坐标原点 SKIPIF 1 < 0 ,焦点 SKIPIF 1 < 0 任 SKIPIF 1 < 0 铀上,过点 SKIPIF 1 < 0 的且线交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率的取大值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.1
【答案】A
【分析】根据给定条件,设出抛物线C及直线PQ的方程,借助垂直关系求出抛物线方程及点M的坐标,再用斜率坐标公式建立函数,利用均值不等式求解作答.
【详解】依题意,抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点在x轴的正半轴上,设 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
显然直线 SKIPIF 1 < 0 不垂直于y轴,设直线PQ的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 消去x得: SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
于是抛物线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 ,弦 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的纵坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 ,
显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率最大,必有 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率的取大值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
2.(2023·河南郑州·统考一模)过抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点F作直线交抛物线于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A.4B.6C.8D.10
【答案】B
【分析】利用抛物线的定义结合已知计算即可.
【详解】抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,准线方程为 SKIPIF 1 < 0
由抛物线的定义可得, SKIPIF 1 < 0
故选:B
3.(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,P为椭圆上一动点, SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点为M, SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点为N,当 SKIPIF 1 < 0 最大时,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】确定 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当M,N,P三点共线时 SKIPIF 1 < 0 的值最大,计算 SKIPIF 1 < 0 ,根据余弦定理得到 SKIPIF 1 < 0 ,计算面积即可.
【详解】由椭圆的方程可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,连接PM,PN,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以当M,N,P三点共线时 SKIPIF 1 < 0 的值最大,
此时 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D
4.(2023·江西上饶·统考一模)双曲线C: SKIPIF 1 < 0 的左,右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作垂直于x轴的直线交双曲线于A,B两点,则 SKIPIF 1 < 0 的内切圆半径等于( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.2
【答案】C
【分析】由已知求出 SKIPIF 1 < 0 的值,找出 SKIPIF 1 < 0 的坐标,即可求出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由等面积法即可求出内切圆的半径.
【详解】由双曲线 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以过 SKIPIF 1 < 0 作垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 中,解出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的内切圆半径为 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由等面积法得:
SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
5.(2023·全国·模拟预测)已知双曲线C: SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是C的左、右焦点,经过点 SKIPIF 1 < 0 且垂直于C的一条渐近线的直线l与C交于A,B两点,若 SKIPIF 1 < 0 的面积为64,则C的实轴长为( )
A.6B.8C.12D.16
【答案】B
【分析】由离心率得到双曲线的渐近线方程,联立方程由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 中计算可得结果.
【详解】∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
由题意知,不妨设直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,消去x得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 ,故双曲线C的实轴长为8.
故选:B.
6.(2023·陕西安康·统考二模)设抛物线C: SKIPIF 1 < 0 的焦点是F,直线l与抛物线C相交于A,B两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,过弦AB的中点P作 SKIPIF 1 < 0 的垂线,垂足为Q,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.3C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点A,B分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 .由抛物线定义及梯形中位线定理可得 SKIPIF 1 < 0 ,又由余弦定理可得 SKIPIF 1 < 0 ,则可得 SKIPIF 1 < 0 ,后利用基本不等式可得答案.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点A,B分别作抛物线的准线的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .因为点P为弦AB的中点,根据梯形中位线定理可得,P到抛物线C的准线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以在 SKIPIF 1 < 0 AFB中,由余弦定理得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时取等号.所以 SKIPIF 1 < 0 ,最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
7.(2023·辽宁阜新·校考模拟预测)若椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆于M、N两点,若P(0,m)满足 SKIPIF 1 < 0 ,则m的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】写出直线MN的方程,与椭圆方程联立,写出 SKIPIF 1 < 0 ,解不等式.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去y,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
【点睛】方法点睛:将坐标的数量积,用坐标表示,即将直线方程与椭圆方程联立得到韦达定理式,再将其整体代入即可得到关于m的不等式.
8.(2023·内蒙古·校联考模拟预测)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作两条互相垂直的直线 SKIPIF 1 < 0 ,且直线 SKIPIF 1 < 0 分别与抛物线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 ,与抛物线方程联立可得韦达定理的结论,结合抛物线焦点弦长公式可求得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,从而得到 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,利用基本不等式可取得最小值.
【详解】由抛物线方程得: SKIPIF 1 < 0 ;
由题意知:直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 (当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号),
SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
二、多选题
9.(2023·安徽·统考一模)已知 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,点 SKIPIF 1 < 0 ,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上,连接 SKIPIF 1 < 0 并延长,与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 的准线方程为 SKIPIF 1 < 0 B.点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点
C.直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相切D. SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与直线 SKIPIF 1 < 0 平行
【答案】BCD
【分析】将 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线得 SKIPIF 1 < 0 ,则得到其准线方程,则可判断A,联立直线 SKIPIF 1 < 0 的方程与抛物线方程即可得到 SKIPIF 1 < 0 ,即可判断B,利用导数求出抛物线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程,令 SKIPIF 1 < 0 ,则可判断C,再次利用导数求出抛物线在 SKIPIF 1 < 0 处的切线斜率,则可判断D.
【详解】对A,根据中点公式得 SKIPIF 1 < 0 ,将其代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以抛物线 SKIPIF 1 < 0 的准线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故A错误,
对B, SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
将其代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或0(舍去),此时 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 中点,故B正确;
对C, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故抛物线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
故切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的切线,故C正确;
对D,抛物线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
而直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则两直线的斜率相等,且两直线显然不可能重合,
所以 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与直线 SKIPIF 1 < 0 平行.
故选:BCD.
10.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 外一点,过点 SKIPIF 1 < 0 作椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两条不同的切线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,切点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .已知当点 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上运动时,恒有 SKIPIF 1 < 0 .则( )
A. SKIPIF 1 < 0
B.若矩形 SKIPIF 1 < 0 的四条边均与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相切,则矩形 SKIPIF 1 < 0 的面积的最小值为14
C.若点 SKIPIF 1 < 0 的运动轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,则原点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离恒为1
D.若直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且其斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上运动
【答案】BC
【分析】根据点 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上运动时,恒有 SKIPIF 1 < 0 ,设过 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆方程后利用 SKIPIF 1 < 0 ,得到关于 SKIPIF 1 < 0 的一元二次方程,确定方程的两根为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,即可得 SKIPIF 1 < 0 的值,从而判断A;讨论直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率求得各情况下 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即可得矩形 SKIPIF 1 < 0 ,结合不等式求得最值来判断B;根据椭圆上一点的切线方程结论,确定切线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的方程,结合点 SKIPIF 1 < 0 的运动轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,可得切点弦 SKIPIF 1 < 0 所在直线方程,即可求得原点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离来判断C;设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆方程后利用 SKIPIF 1 < 0 ,得到关于 SKIPIF 1 < 0 的一元二次方程,确定方程的两根为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 所满足的方程,即可判断D.
【详解】当 SKIPIF 1 < 0 平行于 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 恰好平行于 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,满足 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入圆 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 不平行于 SKIPIF 1 < 0 轴时,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
且此方程的两根为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
综上, SKIPIF 1 < 0 ,故A不正确;
椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,若矩形 SKIPIF 1 < 0 的四条边均与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相切,
①当 SKIPIF 1 < 0 的斜率为0时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
②当 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
③当 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为0时,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以两平行线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
以 SKIPIF 1 < 0 代替 SKIPIF 1 < 0 ,可得两平行线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以矩形 SKIPIF 1 < 0 的对角线 SKIPIF 1 < 0 ,
根据基本不等式 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以矩形 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为14,故B正确;
下证:任一椭圆 SKIPIF 1 < 0 在其上面的点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 处的切线方程均可写为 SKIPIF 1 < 0
设椭圆在点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则切线方程为整理得 SKIPIF 1 < 0 .
对于椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,设切点坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则切线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的方程分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若点 SKIPIF 1 < 0 的运动轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又两切线均过点 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标都适合方程 SKIPIF 1 < 0 ,故直线 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以原点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 得直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
且此方程的两根为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且其斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 在双曲线 SKIPIF 1 < 0 上运动,故D不正确.
故选:BC.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键是确定直线与椭圆相切时,切线斜率之间的关系需要联立切线与椭圆方程得判别式为零,则得到关于斜率的一元二次方程,由韦达定理即可得切线斜率之积的关系,即可结合轨迹方程可得相关结论;对于直线与椭圆相切的切线方程问题,利用直线与椭圆相切,得切点坐标与直线斜率与截距的关系,可得椭圆上一点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 处的切线方程均可写为 SKIPIF 1 < 0 ;对于切点弦问题,根据上述切线方程及两切线的交点,由直线方程特点,即可得切点弦方程.
11.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆上一点P与焦点 SKIPIF 1 < 0 所形成的三角形面积最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,下列说法正确的是( )
A.椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0
B.直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆C无公共点
C.若A,B为椭圆C上的动点,且 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为垂足,则点H所在轨迹为圆,且圆的半径 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0
D.若过点 SKIPIF 1 < 0 作椭圆的两条切线,切点分别为A,B,则 SKIPIF 1 < 0
【答案】AC
【分析】根据离心率可得 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 求出 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,可得椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;联立直线与椭圆方程,根据判别式大于0可知B不正确;根据题意求出 SKIPIF 1 < 0 可知C正确;根据导数的几何意义求出切线方程,再求出切点弦的方程,可知D不正确.
【详解】设椭圆的焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,依题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 并整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆C有公共点,故B不正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为0,设为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在或者为0,则 SKIPIF 1 < 0 为椭圆的顶点(一个为长轴的顶点,一个为短轴的顶点),则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
终上所述: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,则点H所在轨迹为圆,且圆的半径 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确.
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,切线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 在切线上, SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 可知, SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
由 SKIPIF 1 < 0 可知, SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .故D不正确.
故选:AC
【点睛】关键点点睛:C选项中,求出 SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 是解题关键,D选项中,利用导数的几何意义求出切线方程是解题关键.
12.(2023·安徽淮北·统考一模)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ,直线l过点 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于A,B两点,下列命题正确的有( )
A.若A点横坐标为8,则 SKIPIF 1 < 0
B.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为6
C.原点O在AB上的投影的轨迹与直线 SKIPIF 1 < 0 有且只有一个公共点
D.若 SKIPIF 1 < 0 ,则以线段AB为直径的圆的面积是 SKIPIF 1 < 0
【答案】BCD
【分析】对A选项将点的横坐标代入,求出点A的坐标,进而求出直线方程,联立直线及抛物线方程,由弦长 SKIPIF 1 < 0 即可求出弦长;对B选项作图可知,过点A作准线的垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 三点共线时 SKIPIF 1 < 0 取最小值,即可求得最小值;对C选项根据题意,得出原点O在AB上的投影的轨迹,联立方程由判别式即可判断公共点的个数;对D选项设出AB直线方程,联立直线与抛物线方程,由结合 SKIPIF 1 < 0 得出直线方程,再由弦长公式计算出线段AB的长度即可判断
【详解】对于A,易得 SKIPIF 1 < 0 是抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点,
若A点横坐标为8,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,根据抛物线的对称性可得两种情况计算出的 SKIPIF 1 < 0 相同,再此取 SKIPIF 1 < 0 计算.
所以l的直线方程是 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,
直线与 SKIPIF 1 < 0 相交,联立方程得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故A错误;
对于B,过点A作准线的垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 三点共线时 SKIPIF 1 < 0 取最小值,此时最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
对于C,设原点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上的投影为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 为直角三角形,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
根据几何性质及圆的定义可知点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 只有一个交点,故C正确;
对于D,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,所以以线段AB为直径的圆的面积是 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题
13.(2023·福建福州·统考二模)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,直线l与C在第二象限交于A,B两点(A在B的左下方),与x轴,y轴分别交于点M,N,且|MA|:|AB|:|BN|=1:2:3,则l的方程为__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】由题意可得 SKIPIF 1 < 0 点为线段 SKIPIF 1 < 0 中点,设 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,求出A点坐标,代入椭圆方程解出点的坐标即可得解.
【详解】如图,
由条件得 SKIPIF 1 < 0 点为线段 SKIPIF 1 < 0 中点,设 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 坐标分别代入 SKIPIF 1 < 0 中,
得 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
故直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
14.(2023·贵州贵阳·统考一模)抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,直线l过圆心M且与抛物线E交于A,B与圆M交于C,D.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ## SKIPIF 1 < 0
【分析】设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可知圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为弦 SKIPIF 1 < 0 的中点,据此联立直线与抛物线方程,由根与系数的关系即可求出 SKIPIF 1 < 0 ,再由弦长公式即可得解.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
故圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线l过圆心M且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,
显然,直线 SKIPIF 1 < 0 斜率为0时,不符合题意,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消元得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点可知, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
15.(2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测)抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,过C上一点P作C的准线l的垂线,垂足为A,若直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ##7.5
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 的斜率解得 SKIPIF 1 < 0 ,再将 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 的面积.
【详解】由抛物线的方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,准线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得n=3,
将 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
16.(2023·陕西·西安市西光中学校联考一模)点A,B是抛物线C: SKIPIF 1 < 0 上的两点,F是抛物线C的焦点,若 SKIPIF 1 < 0 ,AB中点D到抛物线C的准线的距离为d,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】由抛物线几何性质可得 SKIPIF 1 < 0 ,再由余弦定理和基本不等式可得.
【详解】在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
易得 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立.
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题
17.(2023·广东广州·统考一模)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,以C的短轴为直径的圆与直线 SKIPIF 1 < 0 相切.
(1)求C的方程;
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与C相交于A,B两点,过C上的点P作x轴的平行线交线段AB于点Q,直线OP的斜率为 SKIPIF 1 < 0 (O为坐标原点),△APQ的面积为 SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,判断 SKIPIF 1 < 0 是否为定值?并说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)是定值, SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)利用椭圆离心率及圆的切线性质,建立关于 SKIPIF 1 < 0 的方程组,解方程组作答.
(2)由给定的面积关系可得直线PQ平分 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率互为相反数,再联立直线与椭圆方程,利用韦达定理结合斜率坐标公式计算判断作答.
【详解】(1)由椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,
由以C的短轴为直径的圆与直线 SKIPIF 1 < 0 相切得: SKIPIF 1 < 0 ,联立解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以C的方程是 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 为定值,且 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 互为相反数,即 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得, SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
于是 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
化简得: SKIPIF 1 < 0 ,
且又因为 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 不在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 为定值,且 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
18.(2023·山东泰安·统考一模)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左,右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上不同的两点,且点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方, SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 .已知当 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)求证:点 SKIPIF 1 < 0 在以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的定椭圆上.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的离心率及当 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆方程,列方程即可求得 SKIPIF 1 < 0 的值,从而得椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)由 SKIPIF 1 < 0 ,则设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆方程可得坐标关系,可得 SKIPIF 1 < 0 的表达式,由平行线分线段成比例可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,结合椭圆的定义即可证得 SKIPIF 1 < 0 为定值,从而得结论.
【详解】(1)由题知, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆C上,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以椭圆C的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)证明:∵ SKIPIF 1 < 0 ,且点A在x轴上方
∴设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍),
∴ SKIPIF 1 < 0
同理 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
又点B在椭圆C上,∴ SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
同理: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴点P在以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的定椭圆上.
【提能力】
一、单选题
19.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 且斜率大于零的直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,若直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 相切,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.4B.6C.8D.10
【答案】C
【分析】由已知设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 相切,列方程求 SKIPIF 1 < 0 ,联立直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程,利用设而不求法结合弦长公式求 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
由已知可设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 相切,所以 SKIPIF 1 < 0 只有一组解,
所以方程 SKIPIF 1 < 0 有且只有一个根,
故 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
方程 SKIPIF 1 < 0 的判别式 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C.
20.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线C: SKIPIF 1 < 0 ,O为坐标原点,A,B是抛物线C上两点,记直线OA,OB的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,直线AB与x轴的交点为P,直线OA、OB与抛物线C的准线分别交于点M,N,则△PMN的面积的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】设出A、B的坐标,由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 的值,再分别求出点M、点N的坐标,求得 SKIPIF 1 < 0 的式子,研究 SKIPIF 1 < 0 恒过x轴上的定点可得点P的坐标,进而用方法1基本不等式或方法2函数思想求得三角形面积的最小值.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴设 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
同理: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 与x轴交点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P到准线 SKIPIF 1 < 0 的距离为8+1=9.
方法1: SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时取等号.
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴△PMN的面积的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
方法2: SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当m=0时取得最小值.
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴△PMN的面积的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
21.(2023·广西梧州·统考一模)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 右支上的动点,过 SKIPIF 1 < 0 作两渐近线的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .若圆 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线相切,则下列结论正确的有( )个.
① SKIPIF 1 < 0 ;
② SKIPIF 1 < 0 为定值;
③双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 ;
④当点 SKIPIF 1 < 0 异于顶点时,△ SKIPIF 1 < 0 的内切圆的圆心总在直线 SKIPIF 1 < 0 上.
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【分析】由双曲线渐近线方程 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径是1,应用点线距离公式列方程求 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 ,由点线距离公式写出 SKIPIF 1 < 0 ,直接用离心率定义求双曲线离心率,根据圆切线性质及双曲线定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而确定内切圆的圆心的位置.
【详解】由题意,双曲线渐近线方程是 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径是1,
则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 舍去),①错误.
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
渐近线方程是 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 为常数,②正确;
由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,③正确;
设△ SKIPIF 1 < 0 的内切圆与三边切点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如图,
由圆的切线性质知 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,因此内心 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 上,④正确;
故选:C
22.(2023·江西景德镇·统考模拟预测)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点为P、Q,点D在双曲线上且位于第一象限,若 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得出 SKIPIF 1 < 0 ,再由正弦定理 SKIPIF 1 < 0 得出 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】如图所示,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,由双曲线方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,在三角形 SKIPIF 1 < 0 中,由正弦定理 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0
故选:D
23.(2022·全国·高三专题练习)已知O为坐标原点,焦点在x轴上的曲线C: SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,A,B是x轴与曲线C的交点,P是曲线C上异于A,B的一点,延长PO交曲线C于另一点Q,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【分析】由离心率的范围可知曲线为椭圆,根据离心率与 SKIPIF 1 < 0 的关系得到 SKIPIF 1 < 0 的范围,然后利用斜率公式表示出 SKIPIF 1 < 0 ,进而求出其范围.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以曲线C是椭圆.
因椭圆C的焦点在x轴上,则 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
不妨设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
24.(2022·广东广州·统考一模)双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左,右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴的直线交双曲线于 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 的内切圆圆心分别为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【分析】由题意画出图,由已知求出 SKIPIF 1 < 0 的值,找出 SKIPIF 1 < 0 的坐标,由 SKIPIF 1 < 0 的内切圆圆心分别为 SKIPIF 1 < 0 ,进行分析,由等面积法求出内切圆的半径,从而求出 SKIPIF 1 < 0 的底和高,利用三角形的面积公式计算即可.
【详解】由题意如图所示:
由双曲线 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以过 SKIPIF 1 < 0 作垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 中,解出 SKIPIF 1 < 0 ,
由题知 SKIPIF 1 < 0 的内切圆的半径相等,
且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的内切圆圆心 SKIPIF 1 < 0
的连线垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,
设为 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由等面积法得:
SKIPIF 1 < 0
由双曲线的定义可知: SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 的角平分线,
所以 SKIPIF 1 < 0 一定在 SKIPIF 1 < 0 上,即 SKIPIF 1 < 0 轴上,令圆 SKIPIF 1 < 0 半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由等面积法得:
SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A.
25.(2023春·甘肃张掖·高三高台县第一中学统考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,且直线 SKIPIF 1 < 0 斜率取值范围是 SKIPIF 1 < 0 ,那么直线 SKIPIF 1 < 0 斜率取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【分析】设 SKIPIF 1 < 0 ,再根据 SKIPIF 1 < 0 表达推导可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而根据直线 SKIPIF 1 < 0 斜率取值范围求解即可.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
26.(2022·青海西宁·湟川中学校考一模)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C在第一、四象限分别交于点A,B,与圆 SKIPIF 1 < 0 相切,则 SKIPIF 1 < 0 的值等于( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】直线l方程为 SKIPIF 1 < 0 ,根据相切得到 SKIPIF 1 < 0 ,联立方程,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得到答案.
【详解】直线l的斜率存在,设为k,直线l过点 SKIPIF 1 < 0 ,得直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
由直线l与圆 SKIPIF 1 < 0 相切,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .不妨取 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去y,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D
二、多选题
27.(2023·山东临沂·统考一模)抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,一束平行于 SKIPIF 1 < 0 轴的光线 SKIPIF 1 < 0 从点 SKIPIF 1 < 0 射入,经过 SKIPIF 1 < 0 上的点 SKIPIF 1 < 0 反射后,再经过 SKIPIF 1 < 0 上另一点 SKIPIF 1 < 0 反射后,沿直线 SKIPIF 1 < 0 射出,经过点 SKIPIF 1 < 0 ,则()
A. SKIPIF 1 < 0
B.延长 SKIPIF 1 < 0 交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线
C. SKIPIF 1 < 0
D.若 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
【答案】AB
【分析】根据题设和抛物线和性质得到点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程得到 SKIPIF 1 < 0 ,从而求出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,联立直线 SKIPIF 1 < 0 和抛物线 SKIPIF 1 < 0 得到点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,即可判断选项A和C,又结合直线 SKIPIF 1 < 0 和直线 SKIPIF 1 < 0 得到点 SKIPIF 1 < 0 ,即可判断B选项,若 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,转化为直线 SKIPIF 1 < 0 斜率 SKIPIF 1 < 0 和直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率的关系式即可求出 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】由题意知,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如图:
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以A选项正确;
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以C选项错误;
又知直线 SKIPIF 1 < 0 轴,且 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线,所以B选项正确;
设直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,所以D选项错误;
故选:AB.
28.(2023·浙江·模拟预测)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为F,准线与x轴的交点为M,过点F的直线l与抛物线C相交于A,B两点(点A在第一象限),过A,B点作准线的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 .设直线l的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .则下列说法正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 有可能为直角
B. SKIPIF 1 < 0
C.Q为抛物线C上一个动点, SKIPIF 1 < 0 为定点, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
D.过F点作倾斜角的角平分线FP交抛物线C于P点(点P在第一象限),则存在 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,求出抛物线方程,再逐项分析、计算判断作答.
【详解】依题意,点 SKIPIF 1 < 0 ,准线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 消去x得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
对于A,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为直角,A正确;
对于B, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,B正确;
对于C,显然点E在抛物线C内, SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当点Q是直线EF与抛物线C的交点时取等号,C错误;
对于D,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,同理 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,D正确.
故选:ABD
29.(2023·全国·开滦第二中学校考模拟预测)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,P为椭圆上第一象限内任意一点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 表示直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率,则下列说法正确的是( )
A.存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立B.存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立
C.存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立D.存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立
【答案】ABD
【分析】根据椭圆的性质逐项进行分析即可判断.
【详解】由椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
对于A,由椭圆的性质可得: SKIPIF 1 < 0 ,又因为点P在第一象限内,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,故选项A正确;
对于B,设点 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 成立,故选项B正确;
对于C,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,因为点 SKIPIF 1 < 0 在第一象限内,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 可化为: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 不成立,所以不存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,故选项C错误;
对于D,由选项 SKIPIF 1 < 0 的分析可知: SKIPIF 1 < 0 ,所以存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,故选项D正确,
故选:ABD.
30.(2023·山东济宁·统考一模)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )与双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的公共焦点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的离心率,且 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的一个公共点,满足 SKIPIF 1 < 0 ,则下列结论中正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【分析】根据共焦点得到 SKIPIF 1 < 0 ,A错误,计算 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,B正确,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,代入计算得到C错误,D正确,得到答案.
【详解】对选项A:椭圆和双曲线共焦点,故 SKIPIF 1 < 0 ,错误;
对选项B: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,正确;
对选项C:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,若最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,不成立,错误;
对选项D:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,若最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,成立,正确;
故选:BD
【点睛】关键点睛:本题考查了椭圆和双曲线的离心率相关问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中利用三角换元求最值可以简化运算,是解题的关键.
三、填空题
31.(2023·陕西咸阳·陕西咸阳中学校考模拟预测)已知拋物线 SKIPIF 1 < 0 ,过焦点的直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 在抛物线 SKIPIF 1 < 0 的准线上,且满足 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】根据准线方程求得 SKIPIF 1 < 0 ,也即求得抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,联立直线 SKIPIF 1 < 0 的方程和抛物线方程,化简写出根与系数关系,结合抛物线的性质求得 SKIPIF 1 < 0 ,进而求得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【详解】由题意知,抛物线 SKIPIF 1 < 0 的准线为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆上.
由抛物线性质可知 SKIPIF 1 < 0 为切点,所以圆心纵坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
设直线 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
32.(2023秋·湖南湘潭·高三校联考期末)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,点 SKIPIF 1 < 0 ,以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆与 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,若 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,则 SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】2
【分析】根据直线与双曲线的位置关系确定交点坐标关系,利用直线和圆的几何性质,即可求得 SKIPIF 1 < 0 的长.
【详解】解:如图,由题可知, SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,所以 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
又以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆与 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:2.
33.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)设F为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右焦点,A,B分别为双曲线E的左右顶点,点P为双曲线E上异于A,B的动点,直线l:x=t使得过F作直线AP的垂线交直线l于点Q时总有B,P,Q三点共线,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为____________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ##1.25
【分析】设出直线方程,与双曲线的方程联立,韦达定理表示出A与P的关系,根据三点B,P,Q 共 线 ,求得Q点坐标的横坐标表示出t ,然后运用设参数m法化简 SKIPIF 1 < 0 ,最后根据二次函数的性质求出最大值.
【详解】
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 整理得: SKIPIF 1 < 0 ;
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
过F作直线PA的垂线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 交于Q,
因为B,Q,P三点共线,所以Q是直线 SKIPIF 1 < 0 与BP的交点,
Q是 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点
所以得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0
所以当 SKIPIF 1 < 0 时,即m=2即时, 取得最大值 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】方法点睛:(1)联立方程,根据韦达定理表示出坐标关系式;按照题目中给出的关系,构建关系式,表示出所求变量;
(2)在计算推理的过程中运用整体转化,化简函数式,从而得到二次函数或者不等式,求得最值;
本题的解题的关键是,表示出Q点的交点坐标,找到与t有关的解析式.
34.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 分别交 SKIPIF 1 < 0 轴负半轴、 SKIPIF 1 < 0 轴负半轴于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,则 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,根据题意求得 SKIPIF 1 < 0 ,求出点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标,以及 SKIPIF 1 < 0 ,求出点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离,利用三角形的面积可得出 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,利用导数法求出函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最大值,即可得出 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值.
【详解】设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴负半轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
解方程 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以,点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,
故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
所以,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
故当 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:
一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;
二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.
四、解答题
35.(2023·陕西咸阳·陕西咸阳中学校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 , 过椭圆的焦点且与长轴垂直的弦长为 1 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)过椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点 SKIPIF 1 < 0 作直线 SKIPIF 1 < 0 交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点, 交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , 求证: SKIPIF 1 < 0 为定值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,设出椭圆半焦距并求出弦长,进而求出a,b即可作答.
(2)设出直线l的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理结合向量的坐标表示推理计算作答.
【详解】(1)设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的半焦距为c,将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,于是 SKIPIF 1 < 0 ,
由离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,
显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 消去y整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
由于点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 的内部,直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 必有两个交点,因此 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,于是 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
36.(2023春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考阶段练习)已知双曲线E: SKIPIF 1 < 0 与直线l: SKIPIF 1 < 0 相交于A、B两点,M为线段AB的中点.
(1)当k变化时,求点M的轨迹方程;
(2)若l与双曲线E的两条渐近线分别相交于C、D两点,问:是否存在实数k,使得A、B是线段CD的两个三等分点?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2)存在, SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,联立直线l与双曲线E的方程,消去y,得 SKIPIF 1 < 0 ,根据已知直线l与双曲线E相交于A、B两点,得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,由韦达定理,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,联立消去k,得 SKIPIF 1 < 0 ,再根据 SKIPIF 1 < 0 的范围得出 SKIPIF 1 < 0 的范围,即可得出答案;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据双曲线E的渐近线方程与直线l的方程联立即可得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即线段AB的中点M也是线段CD的中点,若A,B为线段CD的两个三等分点,则 SKIPIF 1 < 0 ,结合弦长公式列式得 SKIPIF 1 < 0 ,即可化简代入得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可解出答案.
【详解】(1)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立直线l与双曲线E的方程,得 SKIPIF 1 < 0 ,
消去y,得 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
由韦达定理,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 消去k,得 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
所以,点M的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(2)双曲线E的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,线段AB的中点M也是线段CD的中点.
若A,B为线段CD的两个三等分点,则 SKIPIF 1 < 0 .
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,存在实数,使得A、B是线段CD的两个三等分点.
37.(2023·全国·高三专题练习)如图,已知 SKIPIF 1 < 0 ,直线l: SKIPIF 1 < 0 ,P为平面上的动点,过点P作l的垂线,垂足为点Q,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点F的直线与轨迹C交于A,B两点,与直线l交于点M,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 定值,并求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)证明见解析, SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)设出点的坐标,运用数量积运算可得结果.
(2)设直线AB的方程,求出点M的坐标,联立直线AB与轨迹C的方程后由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,由已知向量关系式可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而求得 SKIPIF 1 < 0 的值与 SKIPIF 1 < 0 的范围.
【详解】(1)设点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 .
故动点P的轨迹C的方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)设直线AB的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
联立直线AB与轨迹C的方程得 SKIPIF 1 < 0 ,消去x得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由韦达定理知, SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 为定值0.
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
【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 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 SKIPIF 1 < 0 (或 SKIPIF 1 < 0 )的一元二次方程,必要时计算 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 (或 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 )的形式;
(5)代入韦达定理求解.
38.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且椭圆的长轴长为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设经过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,点 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据已知条件可得出 SKIPIF 1 < 0 的值,将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程,可得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可得出椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)分析可知直线 SKIPIF 1 < 0 不与 SKIPIF 1 < 0 轴重合,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,将直线 SKIPIF 1 < 0 的方程与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程联立,列出韦达定理,写出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,可求得点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,利用三角形的面积公式以及对勾函数的单调性可求得 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【详解】(1)解:因为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的长轴长为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴重合,则 SKIPIF 1 < 0 不存在,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 重合,不合乎题意,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
易知点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入直线 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,即点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
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