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1、安老师高三玩转数学研讨群(721144129)旨在打造课外辅导专用讲义,更多资料关注公众号玩转高中数学研讨1方法技巧专题 21直线与圆锥曲线一、知识框架二、直线与圆锥曲线的位置关系直线与圆锥曲线的位置关系:直线与圆锥曲线的位置关系:1.代数法:把圆锥曲线方程C与直线方程l联立,消去y(也可以消去x),整理得到关于x(或者y)的一元方程02cbxax.(1)当0a时:计算acb42.若0,则C与l相交;若0,则C与l相切;若0,则C与l相离;(2)当0a且0b时:即得到一个一次方程,则C与l相交,且只有一个交点。若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C为抛物线,则直线l与抛物
2、线的对称轴的位置关系是平行或重合2.几何法:在同一直角坐标系中画出圆锥曲线和直线的图像,利用图象和性质可判断C与l的位置关系1.例题1.例题【例 1】已知椭圆22143xy,直线l:1xmymmR,直线l与椭圆的位置关系是()A相离B相交C相切D不确定【解析】直线l:1xmymmR化为110 xm y,可得直线l恒过点1,1,由2211143可知该点在椭圆内部.所以直线l与椭圆相交,故选:B.【例 2】已知点,A B为曲线1yx上两个不同的点,,A B的横坐标12xx、是函数21()ln2f xaxaxx的两个极值点,则直线AB与椭圆2214xy的位置关系是()A相离B相切C相交D位置关系不确
3、定【解析】由21()ln2f xaxaxx,得211()axaxfxaxaxx,因为,A B的横坐标12xx、是函数21()ln2f xaxaxx的两个极值点,所以12xx、是方程210axax 的两根,因此1212110 xxx xaa,又点,A B为曲线1yx上两个不同的点,所以121212111ABxxkaxxx x 因此直线AB的方程为:111()ya xxx-=-=-,即1121211()(1)yaxaxaxaxaxaxa xxaxaa xx=-+=-=-+=-=-=-+=-=-+=-=-,即直线AB恒过定点(1,0),又点(1,0)显然在椭圆2214xy内,因此直线AB与椭圆221
4、4xy必相交.故选:C.【例 3】已知12,F F是椭圆22:143xyC的左右焦点,P是直线:()l yxm mR上一点,若12PFPF的最小值是4,则实数m_.【解析】依题意椭圆22:143xyC,则24a,2a,又因为,P是直线:()l yxm mR上一点,若12PFPF的最小值是4,则此直线与椭圆相切.由22143xyyxm消去y并化简得22784120 xmxm,判别式248 70m,解得7m .故答案为:7.【例 4】直线3yx=+=+与曲线2194x xy()A没有交点B只有一个交点C有两个交点D有三个交点【解析】当0 x 时,曲线为22194yx,与直线方程联立得:213240
5、 xx解得:10 x,22413x 此时直线与曲线有两个交点当0 x 时,曲线为22194yx,与直线方程联立得:25240 xx解得:10 x(舍),2245x 此时直线与曲线有一个交点综上所述:直线与曲线有三个交点故选:D【例 5】已知直线2ykx与双曲线224xy的右支相交于不同的两点,则k的取值范围是()A(1,1)B(2,2)C(1,2)D(2,1)【解析】双曲线渐近线为yx,直线2ykx过定点(0,2).画出双曲线的图像以及双曲线渐近线的图像如下图所示,由图可知,要使直线2ykx与双曲线224xy的右支相交于不同的两点,则1k ,结合选项可知只有 D 选项符合.由2224ykxxy
6、消去y得2224xkx,化简得221480kxkx,因为直线2ykx与双曲线224xy的右支相交于不同的两点,所以221632 101kkk ,解得21k.故选:D.【例 6】已知双曲线C:222210,0 xyabab的左右焦点分别为1F,2F,过1F的直线l与圆222xya相切于点T,且直线l与双曲线C的右支交于点P,若TFPF114,则双曲线C的离心率为_.【解析】如图,由题可知12OFOFc,OTa,则1FTb,又TFPF114,3TPb,14FPb,又122PFPFa,242PFba作2/F MOT,可得22F Ma,TMb,则2PMb在2MPF,22222PMMFPF,即222cb
7、a,2bac又222cab,化简可得223250caca,同除以2a,得23250ee解得53e,双曲线的离心率为53【例 7】若直线210 xcy 是抛物线2xy的一条切线,则c _【解析】联立直线和抛物线得到2210 xcyxy 2210cxx 01c 故答案为:1.【例 8】已知抛物线C的方程为212xy,过点(0,1)A和点(3)B t,的直线与抛物线C没有公共点,则实数t的取值范围是()A(,1)(1,)B22(,)(,)22 C(,2 2)(2 2,)D(,2)(2,)【解析】据已知可得直线AB的方程为41yxt,联立直线与抛物线方程,得24112yxtxy,消元整理,得24210
8、 xxt,由于直线与抛物线无公共点,即方程24210 xxt 无解,故有24()80t,解得2t 或2t .【例 9】过点(0,2)P且与抛物线22(0)ypx p只有一个公共点的直线有()A1 条B2 条C3 条D4 条【解析】画出图像如下图所示,由图可知,2,0yx这两条直线与抛物线只有一个公共点,另外过P点还可以作出一条与抛物线相切的直线PA,故符合题意的直线有3条,故选 C.2.巩固提升综合练习2.巩固提升综合练习【练习 1】已知曲线1:2Cyx与曲线222:4Cxy怡好有两个不同的公共点,则实数的取值范围是()A,10,1 B1,1 C1,1D1,01,【解析】双曲线1C的方程为2,
9、022,0yyxyyy,所以,曲线1C的图象与曲线2C的图象必相交于点0,2,为了使曲线1C与曲线2C恰好有两个公共点,将2xy代入方程224yx,整理可得214440yy.当1 时,2y 满足题意;当1 时,由于曲线1C与曲线2C恰好有两个公共点,2161611160,且2是方程214440yy的根,则4101,解得11.所以,当0y时,11.根据对称性可知,当0y 时,可求得11.因此,实数的取值范围是1,1.故选:C.【练习 2】对不同的实数值m,讨论直线yxm与椭圆2214xy的位置关系.【解析】由2214yxmxy消去y得,2258440 xmxm222644 54416 5mmm
10、当0 时,25,55mm,此时直线与椭圆相交;当0 25,5mm,此时直线与椭圆相切;当0,25,55mmm 或此时直线与椭圆相离.【练习 3】过点3,0和双曲线2210 xaya仅有一交点的直线有()A1 条B2 条C4 条D不确定【解析】直线斜率不存在时,不满足条件;直线斜率存在时,与渐近线平行的直线,满足题意过点3,0和双曲线2210 xaya仅有一交点的直线有 2 条故选:B【练习 4】已知双曲线222210,0 xyabab的右焦点为 F,过点 F 且倾斜角为 45的直线与双曲线的右支一定有两个交点,则此双曲线的离心率的取值范围是()A(1,2B(1,2)C(1,2)D(2,)【解析
11、】双曲线22221xyab的渐近线方程为byxa,由题意可知,双曲线渐近线的倾斜角范围是0,4,渐近线斜率1()0,k,而22bcakaa,由此得不等式2221caa,即222ca,故2222cea,所以12e,故选:C【练习 5】已知抛物线24yx,直线 l 过定点(-1,0),直线 l 与抛物线只有一个公共点时,直线 l 的斜率是_.【解析】由题意可设直线方程为:yk(x+1),联立方程可得,214yk xyx,整理可得 k2x2+(2k24)x+k20(*)直线与抛物线只有一个公共点(*)只有一个根k0 时,y0 符合题意k0 时,(2k24)24k40整理,得 k21,解得1k 或 k
12、1综上可得,1k 或k1 或 k0故答案为1 或 0 或 1【练习 6】已知抛物线21:2Cypx的焦点F与椭圆22184xy的右焦点重合,抛物线1C的准线与x轴的交点为K,过K作直线l与抛物线1C相切,切点为A,则AFK的面积为()A32B16C8D4【解析】抛物线1C的焦点为,02p,椭圆的焦点为2,0,所以22p,即4p,所以抛物线方程为:28yx,则K为2,0,设直线l为2yk x,则联立228yk xyx,消去y,可得22224840k xkxk,因为直线l与抛物线1C相切,所以222248440kkk,则1k ,当1k 时,直线l为2yx,则点A为2,4,则114 4822AFKA
13、SAFy,由抛物线的对称性,当1k 时,8AFKS,故选:C三、直线与圆锥曲线中的弦长与面积问题【一】弦长公式【一】弦长公式弦长公式:弦长公式:(1)题设:若斜率为k的直线l与圆锥曲线方程C有两个不同的交点)()、(2211,yxNyxM,则MN 221212(1)()4kxxx x或MN 2121221(1)(y)4yy yk;(2)通径:过椭圆的一个焦点且与焦点所在轴垂直的弦,长度为:2b2a;过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦,长度为:2b2a;(3)题设:若斜率为k的直线l经过抛物线pxyC22:的焦点F,且与C交于两点)()、(2211,yxNyxM,其中tank,则221sin2p
14、pxxMN;pppNFMF2cos11cos-1111;(4)题设:若斜率为k的直线l经过抛物线pyxC22:的焦点F,且与C交于两点)()、(2211,yxNyxM,其中tank,则2221cos2)2(sin2pppyyMN;pNFMF211;1.例题【例 1】1.例题【例 1】斜率为 1 的直线 l 与椭圆x24y21 相交于 A,B 两点,则|AB|的最大值为()A2B.4 55C.4 105D.8 105【解析】选 C设 A,B 两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线 l 的方程为 yxt,由x24y24,yxt消去 y,得 5x28tx4(t21)0,则 x1x285
15、t,x1x24t215.|AB|1k2|x1x2|1k2 x1x224x1x2 285t244t2154 25 5t2,当 t0 时,|AB|max4 105.【例 2】【例 2】已知椭圆M:x2a2y2b21(ab0)的离心率为63,焦距为 2 2.斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.(1)求椭圆M的方程;(2)若k1,求|AB|的最大值【解析】(1)由题意得a2b2c2,ca63,2c2 2,解得 a 3,b1.所以椭圆 M 的方程为x23y21.(2)设直线 l 的方程为 yxm,A(x1,y1),B(x2,y2)由yxm,x23y21,得 4x26mx3m230,所以 x1
16、x23m2,x1x23m234.所以|AB|x2x12y2y12 2x2x12 2x1x224x1x2123m22.当 m0,即直线 l 过原点时,|AB|最大,最大值为 6.【例 3】【例 3】椭圆 E:x2a2y2b21(ab0)的左焦点为 F1,右焦点为 F2,离心率 e12,过 F1的直线交椭圆于 A,B 两点,且ABF2的周长为 8.(1)求椭圆 E 的方程;(2)若直线 AB 的斜率为 3,求ABF2的面积【解析】(1)由题意知,4a8,所以 a2,又 e12,所以ca12,c1,所以 b22213,所以椭圆 E 的方程为x24y231.(2)设直线 AB 的方程为 y 3(x1)
17、,由y 3x1,x24y231,得 5x28x0,解得 x10,x285,所以 y1 3,y23 35.安老师高三玩转数学研讨群(721144129)旨在打造课外辅导专用讲义,更多资料关注公众号玩转高中数学研讨10所以 SABF2c|y1y2|1|33 35|8 35.【例 4】【例 4】已知F是抛物线24yx 的焦点,则过F作倾斜角为60的直线分别交抛物线于,A B(A在x轴上方)两点,则|AFBF的值为()A3B2C3D4【解析】|1cos60pAF,|1cos60pBF|10.53|10.5AFBF.【例 5】【例 5】设抛物线C:y24x的焦点为F,过F且斜率为k(k0)的直线l与C交
18、于A,B两点,|AB|8.(1)求l的方程;(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程【解析】(1)由题意得 F(1,0),l 的方程为 yk(x1)(k0)设 A(x1,y1),B(x2,y2),由ykx1,y24x得 k2x2(2k24)xk20.16k2160,故 x1x22k24k2.所以|AB|AF|BF|(x11)(x21)4k24k2.由题设知4k24k28,解得 k1 或 k1(舍去)来源:学*科*网因此 l 的方程为 yx1.(2)由(1)得 AB 的中点坐标为(3,2),所以 AB 的垂直平分线方程为 y2(x3),即 yx5.设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则y0
19、x05,x012y0 x012216.解得x03,y02或x011,y06.因此所求圆的方程为(x3)2(y2)216 或(x11)2(y6)2144.【例6】【例6】已知抛物线y216x的焦点为F,过F作一条直线交抛物线于A,B两点,若|AF|6,则|BF|_.【解析】不妨设 A(x1,y1),B(x2,y2)(A 在 B 上方),根据焦半径公式|AF|x1p2x146,所以 x12,y14 2,所以直线 AB 的斜率为 k4 2242 2,所以直线方程为 y2 2(x4),与抛物线方程联立得 x210 x160,即(x2)(x8)0,所以 x28,故|BF|8412.答案:12【例 7】【
20、例 7】已知斜率为 1 的直线 l 与双曲线24xy21 的右支交于 A,B 两点,若|AB|8,则直线 l 的方程为()Ayx21Byx21Cyx3 55Dyx3 55【解析】设斜率为 1 的直线l的方程为yxt,联立双曲线方程2214xy,可得2238440 xtxt,设1(A x,1)y,2(B x,2)y,可得1283txx,212443tx x,则2222121264161643|1 1()4228933tttABxxx x,解得21t ,由于直线l与双曲线的右支交于两点,可得21t ,则直线l的方程为21yx故选:B【例 8】【例 8】过双曲线22194xy的左焦点作弦AB,使AB
21、4,则这样的直线AB的条数为_.【解析】2213cab当直线AB不存在斜率时,直线方程为13x ,此时把13x 代入双曲线方程中可得:43y ,此时448()4333AB ,这样有两条直线过左焦点作弦AB只与双曲线左支相交,使AB4;直线AB与双曲线左右两支都相交时,弦AB的最小值为26a,所以过左焦点作弦AB与左右两支都相交,使AB4的直线是不存在的.故答案为:2【例 9】【例 9】已知双曲线2212yx(1)求直线1yx被双曲线截得的弦长;(2)过点1,1P能否作一条直线l与双曲线交于,A B两点,且点P是线段AB的中点?【解析】(1)设直线1yx与2212yx 的交点3344,P x y
22、Q xy联立方程组22121yxyx,化简得:2230 xx,解得341,3xx,所以1,0,3,4PQ,所以弦长221 3044 2PQ (2)假设存在直线l与双曲线交于,A B两点,且点P是线段AB的中点.设11,A x y,22,B xy,易知12xx,由221122221212yxyx两式相减得1212121202yyyyxxxx,又1212xx,1212yy,所以 121220 xxyy,所以12122AByykxx,故直线l的方程为121yx,即21yx.由222112yxyx,消去y得22430 xx,因为162480 ,方程无解,故不存在一条直线l与双曲线交于,A B两点,且点
23、P是线段AB的中点.2.巩固提升综合练习【练习 1】巩固提升综合练习【练习 1】已知椭圆 C 的两个焦点为 F1(1,0),F2(1,0),且经过点 E3,32.(1)求椭圆 C 的方程;(2)过 F1的直线 l 与椭圆 C 交于 A,B 两点(点 A 位于 x 轴上方),若AF12F1B,求直线 l 的斜率 k 的值来源:学科网【解析】(1)设椭圆 C 的方程为x2a2y2b21(ab0),由2a|EF1|EF2|4,a2b2c2,c1,解得a2,c1,b 3,所以椭圆 C 的方程为x24y231.(2)由题意得直线 l 的方程为 yk(x1)(k0),联立ykx1,x24y231,整理得3
24、k24y26ky90,则144k21440,设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 y1y26k34k2,y1y29k234k2,又AF12F1B,所以 y12y2,所以 y1y22(y1y2)2,则 34k28,解得 k52,又 k0,所以 k52.【练习 2】【练习 2】已知椭圆:22221xyab(0ab)的半焦距为c,原点到经过两点,0c,0,b的直线的距离为12c()求椭圆的离心率;()如图,是圆:225212xy的一条直径,若椭圆经过,两点,求椭圆的方程【答案】()32;()221123xy【解析】()过点,0,0,cb的直线方程为0bxcybc,则原点O到直线的距离22bcb
25、cdabc,由12dc,得2222abac,解得离心率32cea.()由(1)知,椭圆E的方程为22244xyb.依题意,圆心2,1M 是线段AB的中点,且10AB.易知,AB不与x轴垂直.设其直线方程为21yk x,代入(1)得2222148214 2140kxkkxkb.设1122,A x yB xy,则12282114kkxxk,221224 21414kbx xk.由124xx,得2821=414kkk,解得12k.从而21282x xb.于是222121212151410222ABxxxxx xb.来源:学&科&网由10AB,得210210b,解得23b.故椭圆E的方程为221123
26、xy.【练习 3】【练习 3】已知抛物线xyC3:2的焦点为F,斜率为32的直线l与C的交点为BA,,与x轴的交点为P(1)若4 BFAF,求l的方程;(2)若3APPB ,求AB【答案】(1)3728yx;(2)4 133.【解析】设直线11223:,2l yxt A x yB xy(1)由题设得3,04F,故123|2AFBFxx,由题设可得1252xx由2323yxtyx,可得22912(1)40 xtxt,则1212(1)9txx 从而12(1)592t,得78t 所以l的方程为3728yx(2)由3APPB 可得123yy 由2323yxtyx,可得2220yyt所以122yy从而2
27、232yy,故211,3yy 代入C的方程得1213,3xx故4 13|3AB【练习 4】【练习 4】如图,过抛物线22(0)ypx p的焦点F的直线l交抛物线于点,A B,交其准线于点C,若4BCBF,且6AF,则p为()A94B92C9D18【解析】设准线与x轴交于点P,作BH垂直于准线,垂足为H.由4BCBF,得:45BHBCPFCF,由抛物线定义可知:BFBH,设直线l的倾斜角为,由抛物线焦半径公式可得:41 cos5pBFBFPFpp,解得:1cos4,46131 cos3144pppAFp,解得:92p,本题正确选项为 B.【练习 5】【练习 5】已知复数,zxyi x yR满足:
28、552zza(022 5a),且z在复平面上的对应点P的轨迹C经过点4,3.(1)求C的轨迹;(2)若过点4,0A,倾斜角为4的直线l交轨迹C于M、N两点,求OMN的面积S.【解析】(1)由于复数,zxyi x yR满足:552zza(022 5a),所以z在复平面上的对应点P到5,0、5,0两点的距离之差为常数2a,且022 5a.所以P的轨迹是双曲线的右支.且5c.设轨迹C的方程为2222125xyxaa,将点4,3代入上式得2216315aa,解得24a 或220a(舍去),所以C的轨迹方程为22124xyx.(2)依题意,直线l的方程为4yx,由22414yxxy消去y得2332680
29、 xx.设1122,M x yN xy,则12123268,33xxxx.所以2121224MNxxx x102468 42084 26229393.O到直线l的距离为42 22d.所以114 268 132 22233SMN d.【练习 6】【练习 6】已知双曲线 C:22221(0,0)xyabab与双曲线221164xy有相同的渐近线,且双曲线 C 过点4,3(1)若双曲线 C 的左、右焦点分别为1F,2F,双曲线 C 上有一点 P,使得1260FPF,求12FPF的面积;(2)过双曲线 C 的右焦点2F作直线 l 与双曲线右支交于 A,B 两点,若1F AB的周长是403,求直线 l
30、的方程【解析】(1)设双曲线 C:22164xy,点4,3代入得:14双曲线 C:2214xy在PF1F2中,设12,PFm PFn,22124201cos22mnmnFPFmn,由得:2220mnmnmn,16220mnmn,4mn,1 21sin6032PF FSmn;(2)1112240+22823F ABCAFBFABAFaBFaABAB83AB,1当直线 AB 斜率不存在时,1AB,不符合题意(舍)2当直线 AB 斜率存在时,设 AB:5yk x,联立:22514yk xxy,2222418 52040kxk xk2222122241116168134141kkkABkxxkk,解得
31、:1k ,此时,直线 l 方程:5yx或5yx .【二】面积问题【二】面积问题面积问题:涉及面积的计算问题,常用到三角形面积公式、焦点三角形面积公式、点到直线的距离公式,或把待求面积分解成两个易于求和的三角形面积之和.(1)椭圆焦点三角形面积:)在椭圆上,(点21222tan1PFFPbSPFF(2)双曲线焦点三角形面积:)在双曲线上,(点21222tan1PFFPbSPFF(3)抛物线:题设:若斜率为k的直线l经过抛物线pxyC22:的焦点F,且与 C 交于两点)()、(2211,yxNyxM,其中tank,则:sin2sin2212pMNpSMON.题设:若斜率为k的直线l经过抛物线pyx
32、C22:的焦点F,且与 C 交于两点)()、(2211,yxNyxM,其中tank,则:cos22sin22sin22122ppMNpSMON)()(.1.例题【例1.例题【例 1】过抛物线24yx的焦点F的直线交抛物线于,A B两点,点O是原点,若3AF;则AOB的面积为()A22B2C3 22D2 2【解析】抛物线24yx焦点为1,0F,准线方程为1x ,由3AF 得1(2,2 2),(,2)2AB或1(2,2 2),(,2)2AB所以12AOBABSOFyy13 212 2222,故答案为 C【例【例 2】已知点F是抛物线C:24yx的焦点,直线l与抛物线C相切于点000,0P xyy,
33、连接PF交抛物线于另一点A,过点P作l的垂线交抛物线C于另一点B.(1)若01y,求直线l的方程;(2)求三角形PAB面积S的最小值【解析】(1)由01y 得1,14P,设直线l的方程为114t yx,由21144t yxyx得24410ytyt,因为直线l与抛物线C相切,故2164 410tt,解得12t.故所求直线l的方程11124yx,即122yx.(2)设切线l的方程为00t yyxx,211,4yAy,222,4yBy,又由A,F,P三点共线,故/FAFP ,2111,4yyFA,2001,4yFPy,化简可得,104y y ,20044,Ayy,由0024t yyxxyx得2004
34、440ytyyx,因为直线l与抛物线C相切,故024yt,即02yt,安老师高三玩转数学研讨群(721144129)旨在打造课外辅导专用讲义,更多资料关注公众号玩转高中数学研讨21故直线PB的方程为0002yyyxx,30002204yy xyy,因此点A到直线PB的距离为302200220004244444yyyydyyy,由3000222044yy xyyyx得23000880y yyyy,0208yyy,2008yyy,故2002000448112yyyByyyP,所以220022000041148122244PABySd PByyyyy来源:Z_xx_k.Com3200414yy330
35、000141421644yyyy等号成立当且仅当004yy,即02y 时等号成立.此时三角形PAB面积S的最小值为 16.【例【例 3】已知点1F,2F是椭圆2222:1(0)xyCabab的两个焦点,P为椭圆C上一点,且122FPF若12PFF的面积为 9,则b _【解析】122FPF,12PFF的面积为 9,设1|PFm,2|PFn则22221924mnamnmnc可得:224364ca,即2229acb,解得3b【例【例 4】已知点 A(0,2),椭圆 E:22221xyab(ab0)的离心率为32,F 是椭圆 E 的右焦点,直线 AF的斜率为2 33,O 为坐标原点.(1)求 E 的方
36、程;(2)设过点 A 的动直线 l 与 E 相交于 P,Q 两点.当OPQ 的面积最大时,求 l 的方程.【解析】(1)设,0F c,因为直线AF的斜率为2 33,0,2A所以22 33c,3c.又2223,2cbaca解得2,1ab,所以椭圆E的方程为2214xy.(2)解:设1122,P x yQ xy由题意可设直线l的方程为:2ykx,联立22142,xyykx,消去y得221416120kxkx,当216 430k,所以234k,即32k 或32k 时1212221612,1414kxxx xkk.所以22121214PQkxxx x2222164811414kkkk2224 1431
37、 4kkk点O到直线l的距离221dk所以2214 4321 4OPQkSd PQk,设2430kt,则2243kt,24441442 4OPQtSttt,当且仅当2t,即2432k,解得72k 时取等号,满足234k 所以OPQ的面积最大时直线l的方程为:722yx或722yx.2.巩固提升综合练习【练习巩固提升综合练习【练习 1】抛物线24yx的焦点为 F,准线为 l,经过 F 且斜率为3的直线与抛物线在 x 轴上方的部分相交于点 A,AKl,垂足为 K,则AKF的面积是()A4B3 3C4 3D8【解析】由抛物线24yx可得1,0F,因为斜率为3,则直线方程为3133yxx,联立2334
38、yxyx,消y得231030 xx,解得11=3x,23x,因为交点A在x轴上方,所以3x,则3,2 3A,则223 12 34AF,则由抛物线定义可得4AKAF,因为直线斜率为3,即倾斜角为60,因为AKl,所以/AKx轴,即60KAF,所以113sin4 44 3222AKFSAF AKKAF ,故选:C【练习【练习 2】已知P为椭圆22412575xy上一点,12FF,是椭圆的焦点,1260FPF,则12FPF的面积为_【解析】由椭圆方程得:5a,5 32b,7552542c 设1PFm,2PFn,则210mna在12FPF中,由余弦定理得:22222122441002251cos222
39、2mnmncmncmnFPFmnmnmn解得:25mn 1212125 3sin24F PFSmnFPF【练习【练习 3】如图所示,直线ykxb与椭圈2214xy交于 AB 两点,记AOB面积为 S;(1)求在0k,01b的条件下 S 的最大值;(2)当2AB,1S,0k 时,求直线AB的方程;【解析】设11,A x y,22,B xy,(1)当0k 时,yb,联立2214ybxy,即2214xb,所以212 1xb,222 1xb,所以2124 1ABxxb,则21212SAB bbb,因为01b,所以设21cosb,则sinb,02,,则2sincossin2S,因为20,所以0,1S,则
40、S的最大值为 1(2)因为2AB,1S,所以211bhk,即221bk,联立22014ykxb kxy,则222148440kxkbxb,所以122814kbxxk,21224414bx xk,则2211ABkxx22121214kxxx x222224 44811 41 4bkbkkk2222414 114kbkk22234 114kkk2,整理可得424410kk,解得212k,所以22k 或22(舍),则213122b ,所以62b 或62b ,所以直线AB的方程为2622yx或2622yx【练习【练习 4】已知椭圆:22221(0)xyabab的离心率为32,椭圆的四个顶点围成四边形的
41、面积为 4.()求椭圆的标准方程;()直线l与椭圆交于A,B两点,AB的中点M在圆221xy上,求AOB(O为坐标原点)面积的最大值.【解析】()由题意知32ca,得32ca,12ba,所以22223314xycc,由椭圆的四个顶点围成的四边形的面积为 4,得24ab,所以2a,1b,椭圆的标准方程为2214xy.()当直线l的斜率不存在时,令1x ,得32y ,131322AOBS,当直线l的斜率存在时,设l:ykxm,11,A x y,22,B xy,00,M xy,由2244ykxmxy,得222148440kxkmxm,则122814kmxxk,21224414mx xk,所以0241
42、4kmxk,2002241414k mmykxmmkk,将224,1414kmmkk代入221xy,得222214161kmk,又因为22121214ABkxxx x2222411414kkmk,原点到直线l的距离21mdk,所以221121AOBmSkk22241414kmk22221414mkmk22221414161kkk22214141161kkk222212142161kkk22221214161kkk2221 1611612kk.当且仅当221214kk,即24k 时取等号.综上所述,AOB面积的最大值为 1.四、课后自我检测1.已知直线1yx与抛物线214xy交于A,B两点,则A
43、B等于()A4 2B6C7D8【解析】方法一:设A为11,x y,B为22,xy,联立2114yxxy得2610 xx,因为2=64 1 1320 ,则12126,1xxx x,所以22221212141 164 1648ABkxxx x 方法二:84sin4sin222pAB故选:D2.已知直线 yx1 与椭圆x2a2y2b21(ab0)相交于 A,B 两点,若椭圆的离心率为22,焦距为 2,则线段 AB 的长是()A.2 23B.4 23C.2D2【解析】选 B由条件知 c1,eca22,所以 a 2,b1,椭圆方程为x22y21,联立直线方程与椭圆方程可得交点坐标为(0,1),43,13
44、,所以|AB|4 23.3.已知焦点在 x 轴上的椭圆 C:x2a2y21(a0),过右焦点作垂直于 x 轴的直线交椭圆于 A,B 两点,且|AB|1,则该椭圆的离心率为_【解析】因为椭圆x2a2y21(a0)的焦点在 x 轴上,所以 c a21,又过右焦点且垂直于 x 轴的直线为 xc,将其代入椭圆方程中,得c2a2y21,则 y1c2a2,又|AB|1,所以 21c2a21,得c2a234,所以该椭圆的离心率 eca32.答案:324.已知抛物线2:4C yx的焦点为F,过点F的直线交抛物线C于A,B两点,O为坐标原点,若AOB的面积为3 22,则线段AB的长是()A.9B.4C.92D.
45、8【解析】方法一:当直线AB垂直于x轴时,122122AOBS,不符合题设;当直线AB不垂直于x轴时,设AB方程为1(0)yk xk,即kxyk0.点0,0到直线AB距离21kdk.联立21,4,yk xyx得2222240k xkxk,设11(,),A x y2)2(,)B xy,则由韦达定理得,2122(24)kxxk,21221kx xk,所以由弦长公式得,2212121()4ABkxxx x2222(24)1()4 1kkk 224(1)kk,因为AOB的面积为3 22,所以2221443 2221kkkk,所以28k,所以92AB.安老师高三玩转数学研讨群(721144129)旨在打
46、造课外辅导专用讲义,更多资料关注公众号玩转高中数学研讨28故选 C.方法二:223sin2pSMON,所以322sin,所以29sin2pAB5.若直线 l 交双曲线22126xy的左,右两支于 A,B 两点,O 为坐标原点,若0OA OB ,则21OA21OB()A12B13C2D3【解析】设直线 OA 的方程为0ykx k,与22126xy联立得,222226363xkkyk,2222261=3kOAxyk则直线 OB 的方程为1yxk=(0k),同理求得2226131kOBk,222221111361kkOAOB故选 B6.已知抛物线2:C yx,直线:1l ykx,则“0k”是“直线
47、l 与抛物线 C 有两个不同交点”的()A充分而不必要条件B必要而不充分条件C充分必要条件D既不充分也不必要条件【解析】2,1yx ykx21kxx化简可得222110k xkx 直线l与抛物线C有两个不同交点22214410kkk ,且0k 等价于14k,且0k,“0k”不能推出“直线 l 与抛物线 C 有两个不同交点”,“直线 l与抛物线 C 有两个不同交点”能推导出0k“0k”是“直线l与抛物线C有两个不同交点”的必要不充分条件故选 B7.已知双曲线22221xyab的右焦点为 F,过 F 做斜率为 2 的直线l,直线l与双曲线的右支有且只有一个公共点,则双曲线的离心率范围_【解析】因为
48、过F做斜率为 2 的直线l,直线l与双曲线的右支有且只有一个公共点,所以2ba,所以2215cbeaa,又因为1e,所以 5,)e故答案为:5,)8.已知双曲线22:2C xy,过右焦点的直线交双曲线于,A B两点,若,A B中点的横坐标为 4,则弦AB长为()A3 2B4 2C6D6 2【解析】双曲线22:122xyC,则24c,所以右焦点(2,0)F,根据题意易得过F的直线斜率存在,设为(2)yk x,(,),(,)AABBA xyB xy联立22(2)2yk xxy,化简得222214420kxk xk,所以2222442,11ABABkkxxx xkk,因为,A B中点横坐标为 4,所
49、以22481ABkxxk,解得22k,所以2242101ABkx xk,则22284 10244ABABABxxxxx x,则22|13 246 2ABABkxx故选:D9.已知双曲线22221(0,0)xyabab的虚轴长为2 6,且离心率为3(1)求双曲线的方程;(2)经过双曲线右焦点2F作倾斜角为30的直线,直线与双曲线交于不同的两点,A B,求|AB【解析】(1)双曲线2222:1(0,0)xyCabab的虚轴长为2 6,离心率为3,36cab解得3a,6b,3c,双曲线的方程为22136xy.(2)由(1)知双曲线22136xy的右焦点为2(3,0)F,设经过双曲线右焦点2F且倾斜角
50、为30的直线的方程为3(3)3yx,11(,)A x y,22(,)B xy,由221363(3)3xyyx,得256270 xx,其中,1265xx,12275x x ,2212162716 3|1|1+()4()3555ABkxx .10.已知椭圆C:222210 xyabab,短轴长为2,离心率为32.直线11:22l yx与椭圆C交于不同的两点M,N.(1)求椭圆C的方程;(2)若已知点(2,0)A,求AMN的面积.【答案】(1)2214xy(2)74【解析】(1)由题意得2222232bcaabc,解得1b,所以椭圆C的方程为2214xy.(2)方法 1:由222114xyxy,消去