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文檔簡(jiǎn)介
專題9圓錐曲線第二定義的應(yīng)用
微點(diǎn)2圓錐曲線第二定義的應(yīng)用(二)
【微點(diǎn)綜述】
過(guò)圓錐曲線焦點(diǎn)的弦稱為焦點(diǎn)弦,關(guān)于焦點(diǎn)弦問(wèn)題,除了運(yùn)用弦長(zhǎng)公式外,常利用
過(guò)焦點(diǎn)的特點(diǎn),即用圓錐曲線統(tǒng)一定義求出焦半徑,從而得到焦點(diǎn)弦的長(zhǎng),也可使
與焦點(diǎn)弦相關(guān)的問(wèn)題獲得簡(jiǎn)解,達(dá)到優(yōu)化解題、提高解題效率的效果.本節(jié)在上一
微點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步概述圓錐曲線第二定義的應(yīng)用.
(四)求離心率(或其取值范圍)
22
例1.已知點(diǎn)F是橢圓C:5+£=l(a>0,0>0)的右焦點(diǎn),點(diǎn)8是短軸的一個(gè)端
點(diǎn),線段5斤的延長(zhǎng)線交橢圓C于點(diǎn)。,且麗=2而,則橢圓C的離心率為
【答案】昱
3
【解析】解法1:BF=2FD,根據(jù)題意0/=c,OB=bBF=a,ED=g點(diǎn)。
2
橫坐標(biāo)C+;c==3c,縱坐標(biāo)bg,假設(shè)點(diǎn)。在第一象限,帶入橢圓方程
222
9c2b2]_
=1,9e?=3,73
彳+方3V
2-11百
解法2:tan£=一,cos0--,—,e=——
ca1+133
【評(píng)注】應(yīng)用以下兩個(gè)結(jié)論,可以快速求出橢圓或雙曲線的離心率(或其取值范
圍).
88
(1)橢圓與雙曲線焦點(diǎn)弦長(zhǎng)公式:|4同=至=越(恒網(wǎng)=至=之叵為直線與
112431243
2525
焦點(diǎn)所在軸的夾角);
(2)在圓錐曲線中,若e|cos8|=C,則有e|cosq=KW|(恒同=?為直線
與焦點(diǎn)所在軸的夾角).
22
例2.(2021?重慶?三模)已知雙曲線C:,-5=1(。>0力>0)的左右焦點(diǎn)分別為
月,F2,過(guò)月的直線交雙曲線C的左支于P,。兩點(diǎn),若可;=西.西,且
△PQ6的周長(zhǎng)為12a,則雙曲線C的離心率為()
A*B.6C*D.2&
【答案】A
【分析】根據(jù)條件求得|P5|=3a,.?.歸耳|=%在RtZ^Pf;鳥(niǎo)中,由勾股定理可
得關(guān)于a,c的等式,進(jìn)而可求得離心率.
【詳解】由雙曲線定義知|尸閭一|尸£|=|。周一|。周=2a,
則|尸制=|尸閭-2a,|Q£|=|Q周一2a,.?.|P2|=|尸制+|Q周=|尸閭+|Q周一4a,
APQK的周長(zhǎng)為|%|+|<2巴|+|P+=2(|P瑞|+|。/)-4a=1勿,
???I尸閭+|。國(guó)=8即|PQ|=4a,
由PgQ6)=OnP£.PQ=OnPgLPQ,
2
AZF2PQ=90°,^\PF2f+16a=\QF2f,A\QF2\-\PF2\=2a,
.".\PF2\-3a,\QF2\-5a,.".\PF{\=a,
在RdPf;月中,a2+(3a)2=(2c)2,故6=£=?.故選A.
a2
【評(píng)注】本題的關(guān)鍵點(diǎn)是:由%=%?函得到NEPQ=90°.
(五)求最值
22
例3.過(guò)橢圓二+匕=1的右焦點(diǎn)B并垂直于X軸的直線與橢圓的一個(gè)交點(diǎn)為B,橢
259
圓上不同的兩點(diǎn)A(N,y),C(X2,%),滿足條件:I5AM6⑸,1外C|成等差數(shù)列,則弦
AC的中垂線在)軸上的截距的范圍是()
A.崎B?崎+臀)
【答案】C
【分析】利用焦半徑公式得%+Z=8,設(shè)AC中點(diǎn)M(4,y°),利用點(diǎn)差法可求得
kAC,進(jìn)而求得弦AC的中垂線方程,求得其在軸上的截距,利用加(4,%)在橢
圓“內(nèi)”,可求得結(jié)果.
1Q
【詳解】?.?|乃川,1巴例,1乙。成等差數(shù)列,:.\F2A\+\F2C\=2\F2B\=—,
44
利用焦半徑公式得:因川=5-(玉,|瑪[=5-三9,代入可得芯+々=8
J。
設(shè)AC中點(diǎn)M(4,%),橢圓上不同的兩點(diǎn)4(玉,凹),。(*2,%),
2
V+支=1
259,兩式作差可得二=4?干,?&=《+,
左2
V,2玉一々25x+為25%
+^-=1
259
.?.弦AC的中垂線的方程為:>-%=筌氣》-4),
36
當(dāng)尤=0時(shí),y=-等,此即AC的中垂線在y軸上的截距,
<1,得-*<%<],故選C.
【評(píng)注】(1)對(duì)于弦中點(diǎn)問(wèn)題常用“根與系數(shù)的關(guān)系'’或"點(diǎn)差法”求解,在使用根與
系數(shù)的關(guān)系時(shí),要注意使用A>0條件,在用"點(diǎn)差法''時(shí),要檢驗(yàn)直線與圓錐曲線
是否相交.
(2)用"點(diǎn)差法''求解弦中點(diǎn)問(wèn)題的解題步驟:
①設(shè)點(diǎn),設(shè)出弦的兩端點(diǎn)的坐標(biāo);②代入:將兩端點(diǎn)的坐標(biāo)代入曲線方程;③作
差:將兩式相減,再用平方差公式展開(kāi);④整理:轉(zhuǎn)化為斜率和中點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系
式,然后求解.
例4.(2017?新課標(biāo)I理10)已知F為拋物線C:V=4x的焦點(diǎn),過(guò)尸作兩條互相
垂直的直線4,6,直線4與C交于4、B兩點(diǎn),直線4與C交于。、E兩點(diǎn),則
|4卻+|。目的最小值為()
A.16B.14C.12D.10
【答案】A
【解析】解法I:如圖,直線4與c交于A、8兩點(diǎn),直線4與c交于。、
£兩點(diǎn),要使|A8|+|D£|最小,則A與O,B,E關(guān)于x軸對(duì)稱,即直線OE的斜率
v2=
為I,又直線/,過(guò)點(diǎn)(1,0),則直線乙的方程為y=x-i,聯(lián)立方程組一,則
y=x-l
y2-4j-4=0,乂+必=4,乂%=一4,
?|X—刃=血'阮=8,+目的最小值為2|。目=16,故
選A.
解法2:設(shè)直線4的傾斜角為。,則4的傾斜角為根據(jù)焦點(diǎn)弦長(zhǎng)公式可得
加急=焉
2P4
阿2P
sin2[1+6>cos20cos20,
44416
\AB\+\DE\=--------1-----------------------------------
sin20cos20sin2<9cos20sin220
,.?0<sin228ql,.,?當(dāng)6=45°時(shí),|AB|+|DE|的最小,最小為16,故選A.
【評(píng)注】對(duì)于拋物線弦長(zhǎng)問(wèn)題,要重點(diǎn)抓住拋物線的定義,到定點(diǎn)的距離要想到轉(zhuǎn)
化到準(zhǔn)線上.另外,直線與拋物線方程聯(lián)立,求判別式、韋達(dá)定理是通法,需要重
點(diǎn)掌握.考查到最值問(wèn)題時(shí)要能想到用函數(shù)思想與方法及基木不等式進(jìn)行解決.
例5.(2021?云南大理?二模)設(shè)拋物線V=8x的焦點(diǎn)為凡過(guò)F的直線/與拋物線
交于點(diǎn)A,B,與圓x2+y2—4x+3=0交于點(diǎn)p,Q,其中點(diǎn)A,P在第一象限,則
21Api+|QB|的最小值為()
A.2V2+3B.272+5C.4^+5D.4V2+3
【答案】D
【分析】根據(jù)拋物線與圓的位置關(guān)系,利用拋物線的焦半徑公式,將2|用+|。目
表示為焦半徑與半徑的關(guān)系,然后根據(jù)坐標(biāo)乙,4的特點(diǎn)結(jié)合基本不等式求解出
2|AP|+|Q8|的最小值.
【詳解】如圖所示,???圓的方程為丁+>2-48+3=0即為(x—2)2+產(chǎn)=1,.?.圓心
為(2,0),即為拋物線V=8%的焦點(diǎn)且半徑R=l,
2\AP\+\QB\=2(|AF|-R)+(附-R),2\AP\+\QB\=2\AF\+\BF\-3,
又,.14曰=4=x.+2,\BF\=xB+~=xB+2,/.2|AP|+|2B|=2xA+xg+3,
設(shè)/:x=/ny+2,/.\2,Ax2-(4+8m2)x+4=0,XX=4,
y=Sx'7AB
21AH+|Q6|=2/+/+322y]2xAxB+3=4行+3,取等號(hào)時(shí)
xA=&,4=2血.
綜上可知:(2|AP|+|Q即疝產(chǎn)40+3.故選D.
y
【評(píng)注】本題考查拋物線與圓的綜合應(yīng)用,著重考查了拋物線的焦半徑公式的運(yùn)
用,難度較難.(1)已知拋物線丁=2沖(〃>0)上任意一點(diǎn)幾)以及焦點(diǎn)
F,則有|用廠|=%+$(2)當(dāng)過(guò)焦點(diǎn)的直線/與拋物線y2=2px(p>0)相交于
2
A(X,X),B(&,y2),則有貼=勺,y%=-P??
22
例6.(2022江蘇南京六合月考)已知橢圓,+3=1內(nèi)有一點(diǎn)P(1,T),尸是橢圓
的右焦點(diǎn),M是橢圓上一點(diǎn),則MP+迅的最小值為.
【答案】4
【詳解】如圖,F(xiàn)(l,0),橢圓的離心率為£=叱,由橢圓的第二定義可知
a5
y/5\MF\=\MN\,
+的最小值,就是由P作PN垂直于橢圓的準(zhǔn)線于N,|PN|為所
2
求,橢圓的右準(zhǔn)線方程為》=幺=5,;.MP+石的最小值為:5-1=4.
C
(六)解決存在型問(wèn)題
22
例7.(2022?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:鼻+#=l(a>Z?>0)的右焦點(diǎn)為尸,上
頂點(diǎn)為M,直線的斜率為-變,且原點(diǎn)到直線的距離為述.
23
(I)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(II)若不經(jīng)過(guò)點(diǎn)廠的直線/:丁=丘+機(jī)伏<0,〃?>0)與橢圓。交于48兩點(diǎn),且
與圓爐+)2=1相切.試探究的周長(zhǎng)是否為定值,若是,求出定值;若不是,
請(qǐng)說(shuō)明理由.
2
【答案】(I)y+/=l(ID是,2G
【分析】(/)由題意設(shè)E(c,0)、M(0,b),由斜率公式、點(diǎn)到直線的距離公式列方
程即可得解;(〃)由直線與圓相切可得加=1+左2,設(shè)A&,y),B(孫冉),由韋
達(dá)定理及弦長(zhǎng)公式可得|4同,由焦半徑公式可得|AF|、|BF|,進(jìn)而可得A/W尸的
周長(zhǎng),化簡(jiǎn)即可得解.
【詳解】(Q設(shè)尸(c,0),M(0,&),則一2=一也,
c2
直線的方程為二+2=1,即法+。-仇?=0,
cb
...原點(diǎn)到直線FM的距離為-苫-=四,解得力=1,C=V2(負(fù)值舍去),
yjb2+c23
尤
又〃=〃+。2=3,.?.橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為上2+y2=l.
3-
ImI
(〃)?.?直線/:丁=履+皿攵<0,加>。)與圓Y+V=1相切,.?.不二1,即
,1+攵~
m2=1+公,
V2_
設(shè)A(西,yj,8(%,%),聯(lián)立了+),得(3/+1卜2+6岐+3(加2_])=0,
y=kx+m
/.A=36k2>-12(3公+1)(〃/一。=設(shè)(3/-w2+l)=24公>o,
_-6km3(病一1)
%+*2=o;2,.,X,X,=-----,
3左+1123^+1
|AB|=Jl+父,歸-*21=Jl+公?J(X]+*2)~-4中2
l-42
,同理
\BF\=y/3-—X,,
3一
|AF|+|SF|=2>/3--(^+x2),
...AABF的周長(zhǎng)是
2癢部+切-袈-乎尚一黔=25貝3的周長(zhǎng)
為定值2G.
【評(píng)注】本題考查了橢圓方程的確定及直線與橢圓的綜合應(yīng)用,考查了橢圓中的定
值問(wèn)題及運(yùn)算求解能力,合理轉(zhuǎn)化條件、細(xì)心計(jì)算是解題關(guān)鍵,屬于中檔題.
2
例&設(shè)雙曲線方程"%"過(guò)v其右焦點(diǎn)且斜率不為零的直紹與雙曲線交于
43兩點(diǎn),直線4的方程為1=心4,B在直線4上的射影分別為C,D.
(I)當(dāng)4垂直于x軸,/=-2時(shí),求四邊形ABCD的面積;
(II)。=0,《的斜率為正實(shí)數(shù),A在第一象限,B在第四象限,試比較
與1的大小;
\BD\-\FA\
(Ill)是否存在實(shí)數(shù)使得對(duì)滿足題意的任意直線和直線的
交點(diǎn)總在X軸上,若存在,求出所有的「值和此時(shí)直線49和交點(diǎn)的位置;若不
存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(I)24(ID(III),存在,f=;,此時(shí)兩直線的交點(diǎn)為
加
【分析】(/))當(dāng)4垂直于x軸,直線4方程為x=2,四邊形ABOC為矩形,將
x=2代入雙曲線方程,求出A5坐標(biāo),得出|AB|,即可求解;
(〃)設(shè)4的方程為x=my+2,,篦>0,設(shè)A,6兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為以,%,將4
的方程與雙曲線方程聯(lián)立,得到關(guān)于y的方程,根據(jù)韋達(dá)定理得出力,為關(guān)系,結(jié)
合力>0,為<0,將根據(jù)線段長(zhǎng)公式化簡(jiǎn)
\AC\-\FB\JAC\\BF\^XA|九1
,
\BD\-\FA\~\BD\'\AF\~xH'\yA\
n~r
T+
j?利田占川用在皿曲緯knTM—?'--3巾
丹小JHi吊、c,Q住以紙J-HJ1號(hào)11,由
XB\y\
A1+半.1%|\r+—
y}3
%>-%>°,即可得出結(jié)論.
(〃/)設(shè)4%,力),B(xB,yB),則D(t,yH),求出直線A。和直線BC
的方程,利用兩條直線相交在%軸上,可得2/可,A%+Q-/)(%+%)=。,將%,%
關(guān)系,代入,得18/〃-12(2-?〃=0對(duì)一切加H±且都成立,有,=1,求出交點(diǎn)
32
的橫坐標(biāo),即可求解.
【詳解】(/)右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為尸(2,0).故4:x=2.
x=2,
聯(lián)立2y2解得y=±3.故|A3|=6,又|AC|=4,故四邊形A8OC的面積為
x----=1
I3
24.
(//)設(shè)4的方程為1=陽(yáng)+2,這里加>0.
將4的方程與雙曲線方程聯(lián)立,得到3(my+2)2_y2_3=0,即
(3m2-l)y2+12沖+9=0.
由九%<°知3m2—1<0,此時(shí),
2rr
l+y-l^l93
\AC\-\FB\=\AC\\BF\^XA㈤=■
TBDT\FA\~\BD\'\AF'\~x'\y\~2
BAn~+-
43
12m
由于一,=力+%>。,故%>-%>0,
3m2—
11IACI-IFBI,
即叼>卬>。,故丁房,因此兩而<1
(HI)由(〃)得⑶/一廳+口沖+9=0.(有兩交點(diǎn)表示加#±等)
設(shè)4%,%),8(j,%),則C(f,%),。?,力)?
4,巧)的絕對(duì)值不小于1,故乙7/,且巧,力/.
丁一力x-t
又因直線斜率不為零,故力力力.直線A。的方程為
力一力XA-f
x-t
直線8c的方程為
Xl
yB-yAB~
若這兩條直線的交點(diǎn)在x軸上,則當(dāng)y=0時(shí),
兩方程的X應(yīng)相同,即x=/+f-')=t+
yA-yByB-yA
故力(加為+2—)+%(利為+2-。=0,即2而%為+(27)(%+%)=0.
912m
現(xiàn).產(chǎn)而二I,以+%=一而n,代入上式,得1M一12(2-輸=°對(duì)一切
士走都成立,即18=24—12r,r=L
32
此時(shí)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為%=,+一期⑴一)
力一打
J(〃%+2一)J?三(%+%)一(2—)%j?27=5
2%一九2%一力224
綜上,f存在,/=;,此時(shí)兩直線的交點(diǎn)為
【評(píng)注】本題考查雙曲線與直線的位置關(guān)系,聯(lián)立直線方程和雙曲線方程是解題的
基礎(chǔ),應(yīng)用韋達(dá)定理設(shè)而不求是解題的關(guān)鍵,將所研究的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩交點(diǎn)的坐標(biāo)
關(guān)系,考查計(jì)算能力,屬于難題.
【總結(jié)】
通過(guò)上面幾個(gè)例子,我們對(duì)圓錐曲線的統(tǒng)一定義有了全面、完整、深刻的理解,
也為我們利用圓錐曲線的統(tǒng)一定義解題提供了思考的方法,同時(shí)彌補(bǔ)了教材講得
不透徹的局限.
從以上各題可以看出,解決這類(lèi)問(wèn)題的常規(guī)解法,是按照解析幾何問(wèn)題求解的
“三部曲”,把直線和曲線方程聯(lián)立,消元得到關(guān)于x或y的一元二次方程,用韋
達(dá)定理得到交點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系式,最后將目標(biāo)轉(zhuǎn)化表示,運(yùn)算量往往不是一般的
大,若運(yùn)用焦半徑公式的傾斜角形式,可以簡(jiǎn)化運(yùn)算,直達(dá)結(jié)論,起到事半功
倍的效果.
【針對(duì)訓(xùn)練】
(2022綿陽(yáng)三模)
22
1.已知雙曲線C:二一4=1(。>0,匕>0)的右焦點(diǎn)為F,過(guò)產(chǎn)且斜率為6的直
a~b~
線交。于A、B兩點(diǎn),若通=5而,則C的離心率為()
45〃-8
A.-B.-C.2D.一
335
【答案】A
【解析】
【分析】設(shè)出忸耳=x,|A同=5x,利用雙曲線的第二定義,結(jié)合直線的斜率為
G,建立等式,即可求得雙曲線的離心率.
【詳解】設(shè)忸耳=x,則|A同=5x,
2
過(guò)A、8作雙曲線右準(zhǔn)線%=幺的垂線,垂足分別為。、C,過(guò)8作4。的垂線,
C
垂足為E.
根據(jù)雙曲線的第二定義可得|人。|=寧,忸q='
.'.\AE\=—,
e
由直線的斜率為石,可得在RtZkABE中,ZA5E=30°,
4
:.\AB\^2\AE\,:.\AB\^\AF\+\BF\^6x^2\AE\^2x—r,
4
/.e=—.
3
故選:A.
22
2.已知雙曲線/>0)的右焦點(diǎn)為尸,過(guò)尸且斜率為6的直線
交C于A、B兩點(diǎn),若衣=4而,則C的離心率為()
569
A.—B.—C.—D.一
8555
【答案】B
【解析】
22
【分析】設(shè)雙曲線C:「-2=1的右準(zhǔn)線為/,過(guò)A、B分別作40J_/于M,
ab~
BN上1于N,于。,根據(jù)直線A8的斜率為G,得到同口二3人用,再
利用雙曲線的第二定義得到=而而|),又|A8|=|而|+|方結(jié)合
/=4而求解.
22
【詳解】設(shè)雙曲線C:「-4=l的右準(zhǔn)線為/,
a"b~
過(guò)A、B分別作于M,BN工1于N,BDLAA/于。,
如圖所示:
因?yàn)橹本€A3的斜率為6,
所以直線的傾斜角為60。,
Z.ABAD=60°,|A£)|=^|AB|,
由雙曲線的第二定義得:
|刎一網(wǎng)=|明,(府卜阿毛|陰[(四+|阿,
又?.?麗=4而,
?二同臼啊
?e--
5
故選:B
【點(diǎn)睛】本題主要考查雙曲線的第二定義的應(yīng)用以及離心率的求法,還考查了數(shù)形
結(jié)合的思想和運(yùn)算求解的能力,屬于中檔題.
3.已知片,鳥(niǎo)是雙曲線/的左、右焦點(diǎn),P為雙曲線左支上一
點(diǎn),若國(guó)T的最小值為8。,則該雙曲線的離心率的取值范圍是()
A.(1,3)B.(1,2)C.(1,3JD.(1,2]
【答案】C
【解析】
\ppI2(2a+\PF\)24a2
【分析】由定義知:|列囹-伊乃|=2。,\PF^2a+\PF\\,產(chǎn)T=―,1,1
|P用|P司
4/
+4a+|PFi|>8a,當(dāng)且僅當(dāng)=|PFi|,即|PFi|=2a時(shí)取得等號(hào).再由焦半徑公式得雙
冏I
曲線的離心率的取值范圍.
【詳解】由雙曲線定義可得:
\PF2f(2a+1P用f4a2
\PF2\-\PF\\=2a,\PF2\=2a+\PFy\,"聞Mi"
4a2
當(dāng)且僅當(dāng)同=\PFi\,即|PFi|=2a時(shí)取得等號(hào).此時(shí)|P閭=4a
由雙曲線的幾何性質(zhì)可得,PF2>c+a,即可4?2c+aneW3,又雙曲線的離心
率e>l,ee(l,3].
故選:C.
4.已知橢圓工+乙=1內(nèi)有一點(diǎn)P(1,-1),尸為橢圓的右焦點(diǎn),在橢圓上有一點(diǎn)
43
例,使|MP|+2|MF1取得最小值,則點(diǎn)M坐標(biāo)為()
小高D;平』卜手
【答案】A
【解析】
【分析】利用橢圓的第二定義進(jìn)行求解.
V-221
【詳解】因?yàn)闄E圓方程為二+2v-=1,所以橢圓得離心率e=±,
432
設(shè)點(diǎn)M到橢圓右準(zhǔn)線的距離為d,根據(jù)橢圓第二定義有:
等=e=g,所以d=2MF,所以|陰+2|"/|=|"青+1
表示橢圓上一點(diǎn)M到橢圓內(nèi)定點(diǎn)P和到橢圓右準(zhǔn)線的距離之和,
當(dāng)MP垂直于右準(zhǔn)線時(shí),|陰+21M月取得最小值.此時(shí)M的縱
坐標(biāo)為-1,代入橢圓方程看+^=1,求得M的橫坐標(biāo)為2國(guó).
433
所以點(diǎn)M坐標(biāo)為-^-,-1,故B,C,D錯(cuò)誤.
故選:A.
(2022.四川涼山.高二期末)
22
5.已知月,乃是橢圓C:?+q=l的兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)M在橢圓C上,當(dāng)
|"耳卜|叫|取最大值時(shí),三角形“百鳥(niǎo)面積為()
A.2GB.73C.2D.4
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)橢圓的焦半徑公式和橢圓中的X,〉的范圍可求得可取最大值
時(shí),點(diǎn)M在橢圓的短軸上.
【詳解】設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為M(X,X),根據(jù)橢圓的焦半徑公式可得:
用=2+閭=2-9
則有:|“用也馬=4-%:
根據(jù)橢圓的特點(diǎn),可知:-24占<2
可得:當(dāng)演=0時(shí),|M耳可取最大值
此時(shí),點(diǎn)M在橢圓的短軸上,則有:Sg釬=百
故選:B
(2021?廣州一模理)
6.已知以F為焦點(diǎn)的拋物線C:V=4x上的兩點(diǎn)A,B,滿足
而=2而則弦的中點(diǎn)到C的準(zhǔn)線的距離的最大值是()
cc8-10
A.2B.-C.—D.4
33
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)拋物線焦點(diǎn)弦的性質(zhì)以及弁=%用,聯(lián)立可得進(jìn)而
可用對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)求|AB|=/l+J+2的最值,進(jìn)而可求.
【詳解】解法1:拋物線y2=4X的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),準(zhǔn)線方程為x=T,
設(shè)A&,y),B(x2,y2),則=忸目,由拋物線定義可知
xl+l=/la+l)①,.,.X]=/U2+4T,又因?yàn)榻?2序,所以
(l一N,-y)=/l(x2-Ly2),即l-X=X(x2一l)②,由①②可得:%=%工2=?
A
所以|A創(chuàng)=4尸+8尸=(玉+1)+(工2+1)=丸+,+2二」4/143,
43
當(dāng)4=3時(shí),\AB\^A+-+2=—,當(dāng)X=1時(shí),|AB|=/L+,+2=3,
A33A3
.?/九+!+2)=?,則弦A8的中點(diǎn)到C的準(zhǔn)線的距離d=網(wǎng),d最大值是
I丸Znax32
8
31
Q
...弦AB的中點(diǎn)到C的準(zhǔn)線的距離的最大值是],
故選:B.
2P
解法2:弦AB的中點(diǎn)到C的準(zhǔn)線的距離p_2,根據(jù)
22sin20sin20
2_17i「3一
結(jié)論MsM=W7T=l一而e0,—,sin20=1-cos20G—,1,
2j|_4」
故選:B.
22
7.已知雙曲線=力>0)的左、右焦點(diǎn)分別為6,6,過(guò)C的右
焦點(diǎn)工的直線/,與。的右支分別交于AB兩點(diǎn),且|AB|=3忸勾,2\OB\=\F}F2\
(。為坐標(biāo)原點(diǎn)),則雙曲線C的離心率為.
【答案】叵
3
【解析】
【分析】由題意易知設(shè)忸段=(>0),由雙曲線定義可知
\BF}\^2a+t,\AF\^2a+2t,在Rs%瑪和中由勾股定理,分別可得
4c2=(2a+/)2+/2,(2"+2。2=(2〃+疔+(3/)2,兩式聯(lián)立化簡(jiǎn)整理可得
4c2=竺二,由此即可求出結(jié)果.
9
【詳解】如圖,連接A耳,BF、.
因?yàn)?|0同=忻用,所以2耳_LBK,
設(shè)忸閭=d>0),
因?yàn)閨AB|=3忸段,所以|伍|=2f.
由雙曲線定義可得忸耳|-忸閭=2,即|跖|=%+反
由雙曲線定義可得|4耳|-|伍|=2a,即|A制=2a+2r,
在RtABF也中,由勾股定理可得忻且「=忸耳「+忸用2,即4c2=(2a+ty+*①,
在RtA4"B中,由勾股定理可得=忸耳「+|/叫2,即
(2a+2f)2=(2a+ry+(3r)2②,
由②得”當(dāng),代入①整理得叱=亞,所以C的離心率為姮.
393
故答案為:叵.
3
(2022四川涼山州模擬)
8.已知拋物線C:V=2x的焦點(diǎn)為尸,過(guò)點(diǎn)尸分別作兩條直線4,4,4直線與拋
物線。交于A、8兩點(diǎn),直線4與拋物線。交于。、E兩點(diǎn),若4與4的斜率的平
方和為2,則|筋|+|。目的最小值為—.
【答案】8
【解析】
【分析】設(shè)出兩條直線,分別和拋物線聯(lián)立,根據(jù)拋物線的弦長(zhǎng)公式得到
\AB\=xi+x2+l=m(y]+y2)+2,\CD\=n(y3+yll)+2,再由韋達(dá)定理得到
\AB\+\CD\^2(m2+n2)+4,利用均值不等式得到最值.
【詳解】設(shè)4(%,加),8(卬力),。(&,%),。(X4,%),
設(shè)直線4為x==,聯(lián)立直線4和拋物線得到/一2,町,一1=0,兩
根之和為:y+%=2,〃,同理聯(lián)立直線人和拋物線得到%+%=2〃
由拋物線的弦長(zhǎng)公式得到|他|=玉+七+1=加(必+%)+2,|。|=〃(%+%)+2
代入兩根之和得到|AB|+|8|=2(m2+“2)+4,已知
11c221/,2\(11]兒/〃2)
—+—=2,m+〃=-(m+nJ-+—=-2+—+—>2,
mn~2'\mn')2(nm~)
|A5|+|C£)|=2(m2+n2)+4>8.
故答案為8.
【點(diǎn)睛】本題主要考查直線與圓錐曲線位置關(guān)系,所使用方法為韋達(dá)定理法:因直
線的方程是一次的,圓錐曲線的方程是二次的,故直線與圓錐曲線的問(wèn)題常轉(zhuǎn)化為
方程組關(guān)系問(wèn)題,最終轉(zhuǎn)化為一元二次方程問(wèn)題,故用韋達(dá)定理及判別式是解決圓
錐曲線問(wèn)題的重點(diǎn)方法之一,尤其是弦中點(diǎn)問(wèn)題,弦長(zhǎng)問(wèn)題,可用韋達(dá)定理直接解
決,但應(yīng)注意不要忽視判別式的作用.
22
9.已知雙曲線工-匕=1的右焦點(diǎn)為耳,加是雙曲線右支上一點(diǎn),定點(diǎn)4(9,2),
916
3
求1M+用的最小值.
一,36
【答案】y.
【解析】
【分析】運(yùn)用雙曲線的第二定義,結(jié)合圖像即可得到最小值.
由題意得。=3,Z?=4,則作=+52=J32+42=5,
所以e=£=],
a3
2
過(guò)點(diǎn)M作MN垂直于雙曲線的右準(zhǔn)線》=幺,垂足為N,
C
設(shè)|MN=4,則也絲ll=e,即=
d3
3
所以MIA/用=|M4|+d
顯然,當(dāng)M,N,A三點(diǎn)共線時(shí),|M4|+沙用取得最小值,
22
10.如圖,已知橢圓工+匕=1的左、右焦點(diǎn)分別為片,招,過(guò)6的直線交橢圓于
32
民。兩點(diǎn),過(guò)招的直線交橢圓于AC兩點(diǎn),且AC求四邊形面積的最小值.
96
【答案】
【解析】
【分析】分類(lèi)討論直線8D的斜率存在與否,當(dāng)斜率存在時(shí),聯(lián)立直線和橢圓方
程,根據(jù)弦長(zhǎng)公式可求8D,AC,,進(jìn)而根據(jù)基本等式即可求解面積的最小值,當(dāng)無(wú)
斜率時(shí),可求面積為4,進(jìn)而可求最小值.
【詳解】當(dāng)直線3。斜率A存在且不為0時(shí),設(shè)80方程為:y=Mx+l),聯(lián)立
y=Z(x+1)
<9n(3左2+2卜2+6攵2%+3%2_6=0,
132
設(shè)3a,凹),。(孫必),則西+超=一盤(pán)萬(wàn),32=會(huì)言,
2
由弦長(zhǎng)公式可得忸q=47淳人-司=+X2)-4X,X2=4里?;
46l)+1
因?yàn)锳CJ.即,故3c=—1,進(jìn)而可得|AC=一46(公+1)
3(j+22k2+3
所以四邊形的面積為
1,,,,14一(尸+1)4國(guó)爐+1)24(/+1)2
S=—8D?AC=-x——\------x——--------
2'11123k2+22左2+3一(2/+3)(3/+2)'
2
(2公+3)+(3/+2)
因?yàn)椋?r+3)(3/+2)4,即
2
/29\25(公+1『
(2k2+3)(3公+2)<—~~匚'
=24伊+1)2〉24仰+1)[96
一(2公+3)(3-+2)-25卜2+])2一25,當(dāng)且僅當(dāng)2公+3=3公+2n時(shí),等
4
號(hào)成立,
當(dāng)直線8。斜率不存在或者為0時(shí)、此時(shí)四邊形的面積為
S^-\BD\-\AC\=-x2ax—^2b2^4>—
T1112a25
???四邊形面積的最小值為券96.
22
11.已知雙曲線=-與=1(。>0/>0)的左、右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為月,K,P是它左
支上一點(diǎn),尸到左準(zhǔn)線的距離為d,雙曲線的一條漸近線為y=gx,問(wèn)是否存在
點(diǎn)尸,使d,|尸制,|尸可成等比數(shù)列?若存在,求出P的坐標(biāo);若不存在說(shuō)明理由.
..(3a,\fl5a
【答案】存在,---,±---.
I22)
【解析】
【分析】假設(shè)存在點(diǎn)P(%,%)滿足題中條件,根據(jù)漸近線方程求出離心率,根據(jù)
等比數(shù)列的性質(zhì)得到|P周=2|0耳],再求出準(zhǔn)線方程,利用焦半徑公式求出方,再
代入雙曲線方程求出方,即可得解.
【詳解】解:假設(shè)存在點(diǎn)P(方,%)滿足題中條件.
?.?雙曲線的一條漸近線為y=底,
—=-^3,b—,/.h2—3a2,/.c2—a2=3a2,——2,即e=2.
aa
因?yàn)橐襂尸國(guó)產(chǎn)閭成等比數(shù)列,所以鳴=啰=2,所以上用=2|0周①,
2
?.?雙曲線的兩準(zhǔn)線方程為x=±幺,
4|=2x0+—=|2x0+a|,\PF2\=2x0-=|2x0-a|.
,點(diǎn)P在雙曲線的左支上,,忸6|=—(a+外),|P周=a—?dú)猓?/p>
3r2v2
代入①得q_氣=_2(。+%),二九0=__a,代入~4_科=1,
2cTb
解得先=±與,
???存在點(diǎn)尸使d,|尸耳筆|成等比數(shù)列,點(diǎn)尸的坐標(biāo)是-半,土坐
(2022?江西九江?一模)
12.在直角坐標(biāo)系宜內(nèi)中,已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)F的
直線交。于A,8兩點(diǎn),|AB|的最小值為4.
(1)求拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若而=2礪一(1+4)礪,求△B4B面積的最小值.
【答案】(1)V=4x;
(2)4.
【解析】
【分析】(1)由題可得2P=4,即求;
(2)分類(lèi)討論,利用條件可得S3A8=2SM",然后利用韋達(dá)定理、弦長(zhǎng)公式及
面積公式可表示S.8,即求;
【小問(wèn)1詳解】
當(dāng)A8垂直于x軸時(shí),|4用最小,
其最小值為2,=4,p=2,
/.拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為/=4x.
【小問(wèn)2詳解】
解法一:取加=_而=_幾次+(1+4)方,
則點(diǎn)M在直線上,且點(diǎn)。為線段的中點(diǎn).
,?S&PAB=2s△OAB.
當(dāng)A8垂直于x軸時(shí),A,8的坐標(biāo)分別為(1,2),(1,-2),
S△戶AS=2S&OAB—x4xl=4,
當(dāng)A3不垂直于x軸時(shí),設(shè)其斜率為%,則直線AB的方程為丁=%(》一1)(左H0).
\k\
則點(diǎn)。到直線AB的距離d=,
Jl+公
聯(lián)立方程[);中川,消去建理得心2一(2公+4卜+二=0,
y=4x
mI2K+44IAoi/4
貝!Jx^+x2=—乒—=2+—,|AB|=玉+z+P=4+—,
“△.=2S△的=2x;|陰/=(4+?卜^^=^^=4^7^〉4,
綜上可得,△PAB面積的最小值為4.
解法二:當(dāng)A3垂直于x軸時(shí),48的坐標(biāo)分別為(1,2),(1,-2),
由麗=4礪一(1+冷礪,得點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-1,奴+2),
則點(diǎn)P到直線A8的距離為2,
又|AB|=4,所以△PAB的面積為:x2x4=4,
當(dāng)A8不垂直于x軸時(shí),設(shè)其斜率為攵化。0),
則直線AB的方程為y=A(x-1),
設(shè)P,A,B的坐標(biāo)分別為(%,M),(占,匕),(與,,2),
則,=左(玉一1),必=%(*2-1),
由麗=4麗一(1+4)礪,得毛=;1%―(1+;1)々,
%=—(1+4)%=4%(X]—1)—(1+4)2(工2~■1)=%[%甚—(1+之)々+1],
即為=4(公+1),故點(diǎn)P在直線y=Z(x+l)上,且此直線平行于直線A3.
則點(diǎn)尸到直線A3的距離d
\+k2
<:U;T'消去了整理得/x72-+4)x+/=0,
聯(lián)立方程
同12k~+441i4
貝ijx+x=-=2H--,|A4BD|=Xj+x+p=4A+—,
{2kkk2
.一“如外公二k+二卜回二呻二七口
2112Ik2)VTo7網(wǎng)Vk-
綜上可得,△PAB面積的最小值為4.
解法三:^OM=-OP=-AOA+(l+A
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