(一)选择题:
1、(07陕西)抛物线的准线方程是( )
A、 B、 C、 D、
2、(07海南)已知抛物线的焦点为,点,在抛物线上,且,则有( )
A、 B、
C、 D、
3、(07全国Ⅰ11)抛物线的焦点为,准线为,经过且斜率为的直线与抛物线在轴上方的部分相交于点,,垂足为,则的面积是( )
A、 B、 C、 D、
4、(06四川)直线与抛物线交于两点,过两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为,则梯形的面积为( )
A、48. B、56 C、64 D、72
5、(06江西)设为坐标原点,为抛物线的焦点,是抛物线上一点,若,则点的坐标是( )
A、(2,±2) B、 (1,±2) C、(1,2) D、(2,2)
6、(05上海)过抛物线的焦点作一条直线与抛物线相交于两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线( )
A、有且仅有一条 B、有且仅有两条 C、有无穷多条 D、不存在
7、(05江苏)抛物线上的一点到焦点的距离为1,则点的纵坐标是( )
A、 B、 C、 D、0
例1、(08上海春)在平面直角坐标系中,分别为直线与轴的交点,为的中点. 若抛物线过点,求焦点到直线的距离。
例2、(07山东)设是坐标原点,是抛物线的焦点,是抛物线上的一点,与轴正向的夹角为,则为 ;
例3、(07全国Ⅱ12)设为抛物线的焦点,为该抛物线上三点,若,则( )
A、9 B、6 C、4 D、3
例4、(07湖北19)在平面直角坐标系中,过定点作直线与抛物线()相交于两点。
(I)若点是点关于坐标原点的对称点,求面积的最小值;
(II)是否存在垂直于轴的直线,使得被以为直径的圆截得的弦长恒为定值?若存在,求出的方程;若不存在,说明理由。
例5、(05全国Ⅲ21)设,两点在抛物线上,是的垂直平分线。(Ⅰ)当且仅当取何值时,直线经过抛物线的焦点?证明你的结论;(Ⅱ)当直线的斜率为2时,求在轴上截距的取值范围。
解:(Ⅰ)两点到抛物线的准线的距离相等,
∵抛物线的准线是轴的平行线,,依题意不同时为0
∴上述条件等价于
∵
∴上述条件等价于
即当且仅当时,经过抛物线的焦点。
(Ⅱ)设在轴上的截距为,依题意得的方程为;过点的直线方程可写为,所以满足方程
得
为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式,即
设的中点的坐标为,则
,
由,得,于是
即得在轴上截距的取值范围为。
例6、(05天津21)抛物线C的方程为,过抛物线上一点 ()作斜率为的两条直线分别交抛物线于,两点(三点互不相同),且满足(≠0且)。
(Ⅰ)求抛物线的焦点坐标和准线方程;
(Ⅱ)设直线上一点,满足,证明线段的中点在轴上;
(Ⅲ)当时,若点的坐标为(1,1),求为钝角时点的纵坐标的取值范围。
解:(I)由抛物线的方程得,焦点坐标为(),准线方程为
(II)证明:设直线PA的方程为,直线PB的方程为
点和点的坐标是方程组的解
将代入得:
由韦达定理: ①
同理:,又因为,所以 ②
设点的坐标为,由,得 ③
将 ② 代入 ③ 得:
即:。所以,线段的中点在轴上
(III)解:因为点P(1,1)在抛物线上,所以,抛物线的方程为。
由 ① 得:,代入得
将代入 ② ,得,代入得
因此,直线PA、PB分别与抛物线C的交点A、B的坐标为
于是:,
因为为钝角且P、A、B三点互不相同,故必有,即
解得的范围为:或
又点A的纵坐标满足,故
当时,
当时,
所以,为钝角时,点A的纵坐标的取值范围是。
(三)解答题:
7、(07江西21)设动点到点和的距离分别为和,,且存在常数,使得.
(1)证明:动点的轨迹为双曲线,并求出的方程;
(2)过点作直线双曲线的右支于两点,试确定的范围,使,其中点为坐标原点.
解法一:(1)在中,,即,
,即(常数),
点的轨迹是以为焦点,实轴长的双曲线.
方程为:.
(2)设,
①当垂直于轴时,的方程为,,在双曲线上.
即,因为,所以.
②当不垂直于轴时,设的方程为.
由得:,
由题意知:,
所以,.
于是:.
因为,且在双曲线右支上,所以
.
由①②知,.
解法二:(1)同解法一
(2)设,,的中点为.
①当时,,
因为,所以;
②当时,.
又.所以;
由得,由第二定义得
.
所以.
于是由得
因为,所以,又,
解得:.由①②知.
8、(07上海21)我们把由半椭圆 与半椭圆 合成的曲线称作“果圆”,其中,,.如图,点,,是相应椭圆的焦点,,和,分别是“果圆”与,轴的交点.
(1)若是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程;
(2)当时,求的取值范围;
(3)连接“果圆”上任意两点的线段称为“果圆”
的弦.试研究:是否存在实数,使斜率为的“果圆”
平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上?若存在,求出所有可能的值;若不存在,说明理由.
解:(1) ,
,
于是,所求“果圆”方程为
,.
(2)由题意,得 ,即.
,,得.
又. .
(3)设“果圆”的方程为,.
记平行弦的斜率为.
当时,直线与半椭圆的交点是
,与半椭圆的交点是.
的中点满足
得 .
, .
综上所述,当时,“果圆”平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上.
当时,以为斜率过的直线与半椭圆的交点是.
由此,在直线右侧,以为斜率的平行弦的中点轨迹在直线上,即不在某一椭圆上.
当时,可类似讨论得到平行弦中点轨迹不都在某一椭圆上.
9、(06湖南21)已知椭圆, 抛物线, 且的公共弦过椭圆的右焦点。(Ⅰ) 当轴时, 求的值, 并判断抛物线的焦点是否在直线上;(Ⅱ) 是否存在的值, 使抛物线的焦点恰在直线上? 若存在, 求出符合条件的的值; 若不存在, 请说明理由。
解:(Ⅰ)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,直线AB的方程为:
x =1,从而点A的坐标为(1,)或(1,-). 因为点A在抛物线上.
所以,即.此时C2的焦点坐标为(,0),该焦点不在直线AB上.
(II)解法一: 假设存在、的值使的焦点恰在直线AB上,由(I)知直线AB
的斜率存在,故可设直线AB的方程为.
由消去得………………①
设A、B的坐标分别为(x1,y1), (x2,y2),
则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=.
由
消去y得. ………………②
因为C2的焦点在直线上,
所以,即.代入②有.
即. …………………③
由于x1,x2也是方程③的两根,所以x1+x2=.
从而=. 解得 ……………………④
又AB过C1、、\、、C2的焦点,所以
,
则 …………………………………⑤
由④、⑤式得,即.
解得于是
因为C2的焦点在直线上,所以.
或.
由上知,满足条件的、存在,且或,.
解法二: 设A、B的坐标分别为,.
因为AB既过C1的右焦点,又过C2的焦点,
所以.
即. ……①
由(Ⅰ)知,于是直线AB的斜率, ……②
且直线AB的方程是,
所以. ……③
又因为,所以. ……④
将①、②、③代入④得. ……………⑤
因为,所以. …………⑥
将②、③代入⑥得 ……………⑦
由⑤、⑦得即
解得.将代入⑤得
或.
由上知,满足条件的、存在,且或,
(二)填空题:
5、(05江西16)以下同个关于圆锥曲线的命题中
①设为两个定点,为非零常数,,则动点的轨迹为双曲线;
②设定圆上一定点作圆的动点弦,为坐标原点,若则动点的轨迹为椭圆;
③方程的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;
④双曲线(椭圆)有相同的焦点。其中真命题的序号为
(写出所有真命题的序号)
6、(04山东16)设为曲线上的一个动点,则点到点(0,1)的距离与点到轴的距离之和的最小值为_________。
(一)选择题:
1、(06安徽)若抛物线的焦点与椭圆的右焦点重合,则的值为
A、 B、 C、 D、
2、(06江西)是双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A、6 B、7 C、8 D、9
3、(05湖北)双曲线离心率为2,有一个焦点与抛物线的焦点重合,则的值为( )
A、 B、 C、 D、
4、(05天津)设双曲线以椭圆长轴的两个端点为焦点,其准线过椭圆的焦点,则双曲线的渐近线的斜率为( )
A、 B、 C、 D、
例1、(07天津22)设椭圆的左、右焦点分别为是椭圆上的一点,,原点到直线的距离为.
(Ⅰ)证明;
(Ⅱ)设为椭圆上的两个动点,,过原点作直线的垂线,垂足为,求点的轨迹方程.
(Ⅰ)证法一:由题设及,,不妨设点,其中.由于点在椭圆上,有,即.
解得,从而得到.
直线的方程为,整理得.
由题设,原点到直线的距离为,即,
将代入上式并化简得,即.
证法二:同证法一,得到点的坐标为.
过点作,垂足为,易知,故.
由椭圆定义得,又,
所以,
解得,而,得,即.
(Ⅱ)解法一:设点的坐标为.
当时,由知,直线的斜率为,所以直线的方程为,或,其中,.
点的坐标满足方程组
将①式代入②式,得,
整理得,
于是,.
由①式得
.
由知.将③式和④式代入得,
.
将代入上式,整理得.
当时,直线的方程为,的坐标满足方程组
所以,.
由知,即,
解得.
这时,点的坐标仍满足.
综上,点的轨迹方程为 .
解法二:设点的坐标为,直线的方程为,由,垂足为,可知直线的方程为.
记(显然),点的坐标满足方程组
由①式得. ③
由②式得. ④
将③式代入④式得.
整理得,
于是. ⑤
由①式得. ⑥
由②式得. ⑦
将⑥式代入⑦式得,
整理得,
于是. ⑧
由知.将⑤式和⑧式代入得,
.
将代入上式,得.
所以,点的轨迹方程为.
例2、(06重庆22)已知一列椭圆:,,若椭圆上有一点使到右准线的距离是|与的等差中项,其中分别是的左、右焦点。
(Ⅰ)试证: ;
(Ⅱ)取,并用表示的面积,试证:且。
图(22)
证:(1)由题设及椭圆的几何性质有
设
因此,由题意应满足
即
即,
从而对任意
(Ⅱ)设点
得两极,从而易知f(c)在(,)内是增函数,而在(,1)内是减函数.
现在由题设取是增数列.又易知
故由前已证,知
例3、(05山东22))已知动圆过定点,且与直线相切,其中。(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹的方程;(Ⅱ)设是轨迹上异于原点的两个不同点,直线和的倾斜角分别为和,当变化且为定值时,证明直线恒过定点,并求出该定点的坐标。
解:(I)如图,设为动圆圆心,记为,过点作直线的垂线,垂足为,由题意知:即动点到定点与定直线的距离相等
由抛物线的定义知,点的轨迹为抛物线,其中为焦点,为准线
∴轨迹方程为;
(II)如图,设,由题意得(否则)且
∴直线的斜率存在,设其方程为
显然
将与联立消去,得
由韦达定理知 ①
(1)当时,即时,
∴,
∴
由①知:
∴
因此直线的方程可表示为,即
∴直线恒过定点
(2)当时,由,得==
将①式代入上式整理化简可得:,则,
此时,直线的方程可表示为即
∴直线恒过定点
综上,由(1)(2)知,当时,直线恒过定点,当时直线恒过定点.
例4、(05北京18)如图,直线:与直线:之间的阴影区域(不含边界)记为W,其左半部分记为,右半部分记为。(Ⅰ)分别用不等式组表示和;(Ⅱ)若区域中的动点到,的距离之积等于,求点的轨迹的方程;(Ⅲ)设不过原点的直线与(Ⅱ)中的曲线相交于两点,且与,分别交于两点. 求证的重心与的重心重合。
[答案]
[详解]
解:(I)
(II)直线直线,由题意得
即
由知
所以即
所以动点P的轨迹方程为
(III)当直线与轴垂直时,可设直线的方程为由于直线、曲线C关于轴对称,
且与关于轴对称,于是的中点坐标都为,所以
的重心坐标都为,即它们的重心重合.
当直线与轴不垂直时,设直线的方程为
由,得
由直线 与曲线C有两个不同交点,可知,且
设的坐标分别为
则
设的坐标分别为
由
从而
所以
所以
于是的重心与的重心也重合.
[名师指津]
本题为解析几何的综合题型,在高考试题中解析经常会与函数、数列、不等式、向量等综合考查各种数学思想及方法。
(三)解答题:
9、(07湖南20)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的动直线与双曲线相交于两点。
(I)若动点满足(其中为坐标原点),求点的轨迹方程;
(II)在轴上是否存在定点,使·为常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由。
解:由条件知,,设,.
解法一:(I)设,则则,,
,由得
即
于是的中点坐标为.
当不与轴垂直时,,即.
又因为两点在双曲线上,所以,,两式相减得
,即.
将代入上式,化简得.
当与轴垂直时,,求得,也满足上述方程.
所以点的轨迹方程是.
(II)假设在轴上存在定点,使为常数.
当不与轴垂直时,设直线的方程是.
代入有.
则是上述方程的两个实根,所以,,
于是
.
因为是与无关的常数,所以,即,此时=.
当与轴垂直时,点的坐标可分别设为,,
此时.
故在轴上存在定点,使为常数.
解法二:(I)同解法一的(I)有
当不与轴垂直时,设直线的方程是.
代入有.
则是上述方程的两个实根,所以.
.
由①②③得.…………………………………………………④
.……………………………………………………………………⑤
当时,,由④⑤得,,将其代入⑤有
.整理得.
当时,点的坐标为,满足上述方程.
当与轴垂直时,,求得,也满足上述方程.
故点的轨迹方程是.
(II)假设在轴上存在定点点,使为常数,
当不与轴垂直时,由(I)有,.
以上同解法一的(II).
(二)填空题:
7、(05浙江)过双曲线(a>0,b>0)的左焦点且垂直于x轴的直线与双曲线相交于M、N两点,以MN为直径的圆恰好过双曲线的右顶点,则双曲线的离心率等于_________;
8、(05上海)若双曲线的渐近线方程为,它的一个焦点是,则双曲线的方程是__________。
(一)选择题:
1、(07全国Ⅱ)设分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在点,使且,则双曲线的离心率为( )
A、 B、 C、 D、
2、(07安徽)如图,和分别是双曲线
的两个焦点,和是以为圆心,以为半径的圆与
该双曲线左支的两个交点,且是等边三角形,则双
曲线的离心率为( )
|
3、(07江苏)在平面直角坐标系中,双曲线的中心在坐标原点,焦点在轴上,一条渐近线的方程为,则它的离心率为( )
A、 B、 C、 D、
4、(07陕西)已知双曲线(,),以的右焦点为圆心且与的渐近线相切的圆的半径是( )
A、 B、 C、 D、
5、(06福建10)已知双曲线的右焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是
A、 B、 C、 D、
6、(05全国Ⅱ)已知双曲线的焦点为、,点在双曲线上且轴,则到直线的距离为( )A、 B、 C、 D、
例1、(08上海春) 已知是双曲线右支上的一点,双曲线的一条渐近线方程为。设分别为双曲线的左、右焦点. 若,则 ;
例2、(07海南) 已知双曲线的顶点到渐近线的距离为2,焦点到渐近线的距离为6,则该双曲线的离心率为 ;
例3、(07辽宁) 设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为( )
A、 B、 C、 D、
例4、(05全国Ⅲ) 已知双曲线的焦点为,点在双曲线上且
,则点到轴的距离为( )
A 、 B 、 C、 D、
例5、(06山东21) 双曲线与椭圆有相同的热点,直线=为C的一条渐近线。(1)求双曲线C的方程;(2)过点(0,4)的直线l,求双曲线于两点,交轴于点(点与的顶点不重合)。当 =,且时,求点的坐标。
解:(Ⅰ)设双曲线方程为, 由椭圆
求得两焦点为,对于双曲线,又为双曲线的一条渐近线
解得 ,
双曲线的方程为
(Ⅱ)解法一:
由题意知直线的斜率存在且不等于零。
设的方程:,
则
在双曲线上,
同理有:
若则直线过顶点,不合题意.
是二次方程的两根.
,
此时.
所求的坐标为.
解法二:
由题意知直线的斜率存在且不等于零
设的方程,,则.
,
分的比为.
由定比分点坐标公式得
下同解法一
解法三:
由题意知直线的斜率存在且不等于零
设的方程:,则.
,
.
,
,,
又,
即
将代入得
,否则与渐近线平行。
。
解法四:
由题意知直线l得斜率k存在且不等于零,设的方程:,
则
,
。
同理
.
即 。 (*)
又
消去y得.
当时,则直线l与双曲线得渐近线平行,不合题意,。
由韦达定理有:
代入(*)式得
所求Q点的坐标为。
例6、(04广东20)某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两观测点晚4s. 已知各观测点到该中心的距离都是1020m. 试确定该巨响发生的位置.(假定当时声音传播的速度为340m/ s :相关各点均在同一平面上)。
解:如图,以接报中心为原点O,正东、正北方向为x轴、y轴正向,建立直角坐标系.设A、B、C分别是西、东、北观测点,则A(-1020,0),B(1020,0),C(0,1020)
设P(x,y)为巨响为生点,由A、C同时听到巨响声,得|PA|=|PB|,故P在AC的垂直平分线PO上,PO的方程为y=-x,因B点比A点晚4s听到爆炸声,故|PB|- |PA|=340×4=1360
由双曲线定义知P点在以A、B为焦点的双曲线上,
依题意得a=680, c=1020,
用y=-x代入上式,得,∵|PB|>|PA|,
答:巨响发生在接报中心的西偏北450距中心处。
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