-=1知实轴长为2sinθ,虚轴长为2cosθ,焦距为2,离心率为.由双曲线C2:
-=1知实轴长为2cosθ,虚轴长为2sinθ,焦距为2,离心率为.选D.
4.解析:
由双曲线方程知a=4.又e==,解得c=5,故16+m=25,m=9.
5.解析:
由P是双曲线上的一点和3|PF1|=4|PF2|可知,|PF1|-|PF2|=2,解得|PF1|=8,|PF2|=6,又|F1F2|=2c=10,所以△PF1F2为直角三角形,所以△PF1F2的面积S=×6×8=24.答案:
C
第7讲抛物线
例1[解析]
(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),由抛物线定义可得x1+x2+p=8,又AB中点到y轴的距离为2,∴x1+x2=4.∴p=4,故选B.
(2)对于直线方程3x-4y-12=0,令x=0,得y=-3,令y=0,得x=4,∴抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).
当焦点为(0,-3)时,=3,∴p=6,此时抛物线的标准方程为x2=-12y;
当焦点为(4,0)时,=4,∴p=8,此时抛物线的标准方程为y2=16x.
∴所求抛物线的标准方程为x2=-12y或y2=16x.
学1解析:
y2=4mx的焦点为(m,0),双曲线的一条渐近线方程为3x-4y=0,由d==3,得m=5,∴抛物线方程为y2=20x.
学2解:
用待定系数法求解,根据题设条件,按焦点所在位置的可能情况,分类讨论.
很明显点P在第三象限,所以抛物线的焦点可能在x轴负半轴上或y轴负半轴上.
当焦点在x轴负半轴上时,设方程为y2=-2px(p>0),把点P(-2,-4)的坐标代入得(-4)2=-2p×(-2),
解得p=4,此时抛物线的标准方程为y2=-8x;
当焦点在y轴负半轴上时,设方程为x2=-2py(p>0),把点P(-2,-4)的坐标代入得(-2)2=-2p×(-4),解得p=,此时抛物线的标准方程为x2=-y.
综上可知,抛物线的标准方程为y2=-8x或x2=-y.
例2[解析]
(1)设直线MF的倾斜角为α,则tanα=-.由抛物线的定义得|MF|=|MQ|.所以==sinα=.故选C.
(2)焦点F(1,0),设A,B分别在第一、四象限,则点A到准线l:
x=-1的距离为3,得A的横坐标为2,纵坐标为2,AB的方程为y=2(x-1),与抛物线方程联立可得2x2-5x+2=0,所以B的横坐标为,纵坐标为-,S△AOB=×1×(2+)=.
学3解析:
如图,设点P的坐标为(x0,y0),由|PF|=x0+=4,得x0=3,代入抛物线方程得,y=4×3=24,所以|y0|=2,所以S△POF=|OF||y0|=××2=2.
学4解:
(1)将x=3代入抛物线方程y2=2x,得y=±.
∵>2,∴A在抛物线内部.
设抛物线上点P到准线l:
x=-的距离为d,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d,
当PA⊥l时,|PA|+d最小,最小值为,
即|PA|+|PF|的最小值为,此时P点纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2.
∴点P坐标为(2,2).
(2)由于直线x=-为抛物线的准线,故|PB|+d=|PB|+|PF|≥|BF|,
当且仅当B、P、F共线时取等号.而|BF|==.
∴|PB|+d的最小值为.
例3[解]
(1)抛物线y2=4x的准线l的方程为x=-1.
由点C的纵坐标为2,得点C的坐标为(1,2),所以点C到准线l的距离d=2,又|CO|=,所以|MN|=2=2=2.
(2)设C,则圆C的方程为2+(y-y0)2=+y,即x2-x+y2-2y0y=0.
由x=-1,得y2-2y0y+1+=0,设M(-1,y1),N(-1,y2),则
由|AF|2=|AM|·|AN|,得|y1y2|=4,
所以+1=4,解得y0=±,此时Δ>0.所以圆心C的坐标为或,从而|CO|2=,|CO|=,即C的半径为.
学5解:
(1)设B(x1,y1),C(x2,y2),当直线l的斜率是时,l的方程为y=(x+4),即x=2y-4,
联立得2y2-(8+p)y+8=0,y1+y2=,y1y2=4,
由已知=4,∴y2=4y1,由韦达定理及p>0可得y1=1,y2=4,p=2,
∴抛物线G的方程为x2=4y.
(2)由题意知直线l的斜率存在,且不为0,设l:
y=k(x+4),BC中点坐标为(x0,y0),
由得x2-4kx-16k=0,由Δ>0得k<-4或k>0,
∴x0==2k,y0=k(x0+4)=2k2+4k,BC中垂线方程为y-2k2-4k=-(x-2k),
∴b=2(k+1)2,∴b>2.
04迎战2年高考模拟
1.解析:
本题考查抛物线的方程.设抛物线的方程为y2=2px(p>0),由题意得=2,即p=4,所以抛物线方程为y2=8x.答案:
B
2.解析:
由抛物线方程知2p=8⇒p=4,故焦点F(2,0),由点到直线的距离公式知,F到直线x-y=0的距离d==1.故选D.
3.解析:
设抛物线y2=2x的焦点为F,则F(,0),又点A(,4)在抛物线的外侧,抛物线的准线方程为x=-,则|PM|=d-,又|PA|+d=|PA|+|PF|≥|AF|=5,所以|PA|+|PM|≥.答案:
C
4.解析:
抛物线的准线方程为y=-,设A,B的横坐标分别为xA,xB,则|xA|2=|xB|2=3+,所以|AB|=|2xA|.又焦点到准线的距离为p,由等边三角形的特点得p=|AB|,即p2=×4×(3+2),所以p=6.答案:
6
5.解析:
F点坐标为(,0),设A,B两点的横坐标为x1,x2.因|AF|<|BF|,故直线AB不垂直于x轴.
设直线AB为y=k(x-),联立直线与抛物线的方程得k2x2-(k2+2)x+=0,①
则x1+x2=.又|AB|=x1+x2+1=,可解得k2=24,代入①式得12x2-13x+3=0,即(3x-1)(4x-3)=0.而|AF|<|BF|,所以x1=.由抛物线的定义,得|AF|=x1+=.答案:
第8讲曲线与方程
例1[解] 设M的坐标为(x,y),当x=-1时,直线MA的斜率不存在;
当x=1时,直线MB的斜率不存在.于是x≠1且x≠-1,此时,MA的斜率为,MB的斜率为,由题意,有·=4,化简可得,4x2-y2-4=0.
故动点M的轨迹C的方程为4x2-y2-4=0(x≠1且x≠-1).
学1解:
(1)点M(x,y)到直线x=4的距离是到点N(1,0)的距离的2倍,则
|x-4|=2⇒+=1.所以,动点M的轨迹为椭圆,方程为+=1.
(2)P(0,3),设A(x1,y1),B(x2,y2),由题知:
2x1=0+x2,2y1=3+y2,
椭圆的上下顶点坐标分别是(0,)和(0,-),经检验直线m不经过这两点,即直线m斜率k存在.设直线m方程为:
y=kx+3.联立椭圆和直线方程,整理得:
(3+4k2)x2+24kx+24=0⇒x1+x2=,x1·x2=,Δ=96(2k2-3)>0,
+=+2⇒=⇒=⇒k=±,满足Δ>0,
所以,直线m的斜率k=±.
例2[解] 由已知得圆M的圆心为M(-1,0),半径r1=1;圆N的圆心为N(1,0),半径r2=3.
设圆P的圆心为P(x,y),半径为R.
(1)因为圆P与圆M外切并且与圆N内切,所以|PM|+|PN|=(R+r1)+(r2-R)=r1+r2=4.
由椭圆的定义可知,曲线C是以M、N为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为的椭圆(左顶点除外),其方程为+=1(x≠-2).
(2)对于曲线C上任意一点P(x,y),由于|PM|-|PN|=2R-2≤2,
所以R≤2,当且仅当圆P的圆心为(2,0)时,R=2.所以当圆P的半径最长时,其方程为(x-2)2+y2=4.
若l的倾斜角为90°,则l与y轴重合,可得|AB|=2.
若l的倾斜角不为90°,由r1≠R知l不平行于x轴,设l与x轴的交点为Q,则=,可求得Q(-4,0),
所以可设l:
y=k(x+4).由l与圆M相切得=1,解得k=±.
当k=时,将y=x+代入+=1,并整理得7x2+8x-8=0,
解得x1,2=.所以|AB|=|x2-x1|=.当k=-时,由图形的对称性可知|AB|=.
综上,|AB|=2或|AB|=.
学2解:
设F(x,y)为轨迹上的任意一点,∵A、B两点在以C、F为焦点的椭圆上,
∴|FA|+|CA|=2a,|FB|+|CB|=2a(其中a表示椭圆的长半轴长).∴|FA|+|CA|=|FB|+|CB|.
∴|FA|-|FB|=|CB|-|CA|=-=2.
∴|FA|-|FB|=2<14.
由双曲线的定义知,F点在以A、B为焦点,2为实轴长的双曲线的下支上,
∴点F的轨迹方程为y2-=1(y≤-1).
例3[解]
(1)因为抛物线C1:
x2=4y上任意一点(x,y)的切线斜率为y′=,且切线MA的斜率为-,所以A点坐标为(-1,),故切线MA的方程为y=-(x+1)+.
因为点M(1-,y0)在切线MA及抛物线C2上,所以y0=-(2-)+=-,①
y0=-=-,②由①②得p=2.
(2)设N(x,y),A(x1,),B(x2,),x1≠x2,由N为线段AB中点知x=,③
y=.④
切线MA,MB的方程为y=(x-x1)+,⑤y=(x-x2)+.⑥
由⑤⑥得MA,MB的交点M(x0,y0)的坐标为
x0=,y0=.因为点M(x0,y0)在C2上,即x=-4y0,
所以x1x2=-.⑦由③④⑦得x2=y,x≠0.
当x1=x2时,A,B重合于原点O,AB中点N为O,坐标满足x2=y.因此AB中点N的轨迹方程为x2=y.
学3解:
(1)设椭圆的长半轴长及半焦距分别为a,c,由已知得,解得a=4,c=3,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)设M(x,y),P(x,y1),其中x∈[-4,4].由已知得=e2,又e=,
故16(x2+y)=9(x2+y2).①由点P在椭圆C上得y=,②
把②代入①并化简得9y2=112,所以点M的轨迹方程为y=±(-4≤x≤4),其轨迹是两条平行于x轴的线段.
04迎战2年高考模拟
1.解析:
因为|PM|-|PN|=|MN|=4,所以动点P的轨迹是以N(2,0)为端点向右的一条射线.答:
C
2.解析:
由题知|PF1|+|PF2|=2a,设椭圆方程:
+=1(其中a>b>0).连接MO,由三角形的中位线可得:
|F1M|+|MO|=a(a>|F1O|),则M的轨迹为以F1、O为焦点的椭圆.答案:
B
3.解析:
设A点坐标为(x0,y0),则由题意,得S△AOB=|x0|·|y0|=.抛物线y2=2px的准线为x=-,所以x0=-,代入双曲线的渐近线的方程y=±x,得|y0|=.由,得b=a,所以|y0|=p.所以S△AOB=p2=,解得p=2或p=-2(舍去).答案:
C
4.
解析:
如图所示,以AB的中点O为原点,直线AB为x轴建立直角坐标系,则A(-1,0),B(1,0).
设P(x,y),因为|PA|=2|PB|,所以=2.两边平方,得(x+1)2+y2=4[(x-1)2+y2].
整理,得x2+y2-x+1=0,即(x-)2+y2=.故动点P的轨迹方程为(x-)2+y2=.
5解析:
如图所示,设△ABC内切圆分别在AB,BC,AC上的切点为G,F,E,
由切线长定理知,|AG|=|AE|,|CE|=|CF|,|BG|=|BF|,
∴|AC|-|BC|=|AG|-|BG|=6<|AB|,
可知,点C是以A,B为焦点的双曲线右支,由双曲线的定义可得所求轨迹方程为-=1(x>3).
第9讲圆锥曲线的综合问题
例1[解]
(1)依题意,可设椭圆方程为+y2=1,则右焦点为F(,0).
由题意,知=3,解得a2=3.故所求椭圆的方程为+y2=1.
(2)设点M、N的坐标分别为M(xM,yM)、N(xN,yN),弦MN的中点为P(xP,yP).
由得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0.
∵直线y=kx+m(k≠0)与椭圆相交于不同的两点,∴Δ=(6mk)2-4(3k2+1)×3(m2-1)>0⇒m2<3k2+1.①
∴xP==-.从而yP=kxP+m=.∴kAP==-.
又|AM|=|AN|,∴AP⊥MN,则-=-,即2m=3k2+1.②
把②代入①,得m2<2m,解得00,解得m>.综上,m的取值范围是(,2).
学1解:
(1)设椭圆C:
+=1(a>b>0),设c>0,c2=a2-b2,由条件,知2b=,=,∴a=1,b=c=.
∴椭圆C的标准方程为y2+=1.
(2)(i)当直线l的斜率不存在时,直线方程为x=0,∵=3,此时若A(0,1),B(0,-1),
∴m-1=3(-1-m),即m=-;若A(0,-1),B(0,1),∴m+1=3(1-m),即m=,∴m=±满足题意.
(ii)当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为y=kx+m,k≠0(因为k=0时明显不满足题意),与椭圆C的交点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),由得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0,
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0,(*)
x1+x2=,x1x2=.
∵=3,∴-x1=3x2,∴∴3(x1+x2)2+4x1x2=0,即3()2+4×=0.
整理,得4k2m2+2m2-k2-2=0,
当m2=时,上式不成立;当m2≠时,k2=.由(*),得k2>2m2-2,∵k≠0,∴k2=>0.
∴-1综合(i)(ii),所求m的取值范围为(-1,-]∪[,1).
例2[解]
(1)如图,设动圆圆心O1(x,y),由题意,|O1A|=|O1M|,当O1不在y轴上时,过O1作O1H⊥MN交MN于H,则H是MN的中点,∴|O1M|=,
又|O1A|=,∴=,化简得y2=8x(x≠0).
又当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,∴动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
(2)证明:
由题意,设直线l的方程为y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
将y=kx+b代入y2=8x中,得k2x2+(2bk-8)x+b2=0,其中Δ=-32kb+64>0.
由韦达定理得,x1+x2=,①x1x2=,②
因为x轴是∠PBQ的角平分线,所以=-,即y1(x2+1)+y2(x1+1)=0,
(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1)=0,2kx1x2+(b+k)(x1+x2)+2b=0,③
将①,②代入③得2kb2+(k+b)(8-2bk)+2k2b=0,∴k=-b,此时Δ>0,∴直线l的方程为y=k(x-1),
即直线l过定点(1,0).
学2解:
(1)因为焦距为1,所以2a2-1=,解得a2=.故椭圆E的方程为+=1.
(2)设P(x0,y0),F1(-c,0),F2(c,0),其中