(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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