专题2.8 直线与圆锥曲线的位置关系 专题检测卷
一、单选题
1.已知抛物线C:y2=12x的焦点为F,A为C上一点且在第一象限,以F为圆心,FA为半径的圆交C的准线于B,D两点,且A,F,B三点共线,则|AF|=( )
A.16 B.10 C.12 D.8
2.已知、是双曲线上关于原点对称的两点,是上异于、的动点,设直线、的斜率分别为、.若直线与曲线没有公共点,当双曲线的离心率取得最大值时,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,,过且与轴垂直的直线交于 ,两点,直线与椭圆的另一个交点为,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4.已知直线:与双曲线:(,)交于,两点,点是弦的中点,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.
5.已知抛物线的焦点为F,点是抛物线C上一点,以点M为圆心的圆与直线交于E,G两点,若,则抛物线C的方程是( )
A. B. C. D.
6.若抛物线:()的焦点为,准线为,点在抛物线上,、是准线上关于轴对称的两点.若,,且三角形的面积为,则的值是( )
A. B.
C. D.
7.P为抛物线y2=2px的焦点弦AB的中点,A,B,P三点到抛物线准线的距离分别是|AA1|,|BB1|,|PP1|,则有( )
A.|PP1||AA1|+|BB1| B.|PP1||AB|
C.|PP1||AB| D.|PP1||AB|
8.已知椭圆的左焦点为,直线与椭圆相交于,两点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.已知抛物线C:x2=2py,若直线y=2x被抛物线所截弦长为4,则抛物线C的方程为( )
A.x2=4y B.x2=-4y
C.x2=2y D.x2=-2y
10.(多选)设抛物线的准线与对称轴交于点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为和,则( )
A.点坐标为 B.直线AB的方程为
C. D.
11.(多选)经过抛物线(p>0)的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则下列说法中正确的是( )
A.当AB与x轴垂直时,|AB|最小 B.+=
C.以弦AB为直径的圆与直线相离 D.y1y2=-p2
12.设A,B是抛物线上的两点,O是坐标原点,则下列结论成立的是( )
A.若,则
B.若,直线AB过定点
C.若,O到直线AB的距离不大于1
D.若直线AB过抛物线的焦点F,且,则
三、填空题
13.已知椭圆的焦点,,长轴长为6,设直线交椭圆于,两点,则线段的中点坐标为________.
14.已知双曲线,过点作一直线交双曲线于、两点,并使为的中点,则直线的斜率为________.
15.过抛物线的焦点F作垂直于x轴的直线,交抛物线于A,B两点,则以F为圆心,AB为直径的圆的方程是________.
16.过椭圆的中心作直线与椭圆交于A,B两点,为椭圆的焦点,则三角形面积的最大值为________.
四、解答题
17.已知曲线:和直线:.
(1)若直线与曲线有两个不同的交点,求实数的取值范围;
(2)若直线与曲线交于,两点,是坐标原点,且的面积为,求实数的值.
18.已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(2,-4).
(1)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(2)若点B(0,2),求过点B且与抛物线C有且仅有一个公共点的直线l的方程.
19.已知双曲线()的一个焦点是,离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)若斜率为的直线与双曲线交于两个不同的点,线段的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线的方程.
20.在直角坐标系中,椭圆:的离心率为,左、右焦点分别是,,为椭圆上任意一点,的最小值为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆:,为椭圆上一点,过点的直线交椭圆于A,两点,且为线段的中点,过,两点的直线交椭圆于,两点,如图.当在椭圆上移动时,四边形的面积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
21.已知椭圆C:的离心率为,焦距为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若斜率为的直线l与椭圆C交于P,Q两点(点P,Q均在第一象限),O为坐标原点,若与Q关于x轴对称,求证:.
22.已知点在椭圆C:上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过原点的直线与椭圆C交于A,B两点(A,B不是椭圆C的顶点),点D在椭圆C上,且AD⊥AB,直线BD与x轴、y轴分别交于M、N两点,设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2,证明:存在常数λ,使得k1=λk2,并求出λ的值.
参考答案
1.C
【分析】
根据题意可知AD⊥BD,利用抛物线的定义,可得∠ABD=30°,所以|AF|=|BF|=2×6=12.
【解析】解:因为A,F,B三点共线,所以AB为圆F的直径,AD⊥BD.
由抛物线定义知,所以∠ABD=30°.
因为F到准线的距离为6,
所以|AF|=|BF|=2×6=12.
故选:C.
2.A
【分析】
分析可知,利用点差法计算得出,结合的取值范围可求得的取值范围.
【解析】因为直线与双曲线没有公共点,
所以双曲线的渐近线的斜率,
而双曲线的离心率,
当双曲线的离心率取最大值时,取得最大值,即,即,
则双曲线的方程为,
设、、,则,
两式相减得:,即,即,
又,.
故选:A.
3.D
【分析】
由轴,可得出 点坐标(不妨设在第一象限),由得,从而可表示出点坐标,把点坐标代入椭圆方程得的关系式,变形后可求得.
【解析】因为轴,所以不妨设
因为,所以,即,因为,
,,∴,,
即,代入椭圆方程可得,,,
所以.
故选:D.
【点睛】
本题考查椭圆的定义及基本性质,求离心率,关键是列出关于的等式,本题根据三角形面积关系得出,从而表示出点坐标是解题关键.
4.D
【分析】
设,根据中点坐标公式,求得值,将两点在双曲线上,两式相减,化简得,再结合离心率的定义,即可求解.
【解析】设,
因为是弦的中点,根据中点坐标公式,可得,
又由直线:的斜率为,所以.
因为两点在双曲线上,可得,
两式相减并化简得,
所以,所以.
故选:D
5.B
【分析】
由点在抛物线上及建立方程组,解出p即可.
【解析】
如图示:作MD⊥EG,垂足为D,
在抛物线上,则 ①
由抛物线定义知:
∵,∴,即
解得: ②
①②联立解得:
故抛物线的方程为:
故选:B
【点睛】
解析几何问题解题的关键:解析几何归根结底还是几何,根据题意画出图形,借助于图形寻找几何关系可以简化运算.
6.B
【分析】
由对称性知是等腰直角三角形,从而可得,到准线的距离等于,然后由三角形面积得关于的方程,解之可得.
【解析】由对称性知是等腰直角三角形,,点到准线的距离,
∵,∴,,∴,
故选:B.
7.B
【分析】
根据题意可得PP1是梯形AA1B1B的中位线,利用梯形的性质以及抛物线的焦半径公式即可求解.
【解析】根据题意,PP1是梯形AA1B1B的中位线,
故|PP1|=(|AA1|+|BB1|)=(|AF|+|BF|)=|AB|.
故选:B
8.D
【分析】
解方程组求出点的坐标,再根据得到关于的方程,解方程即得解.
【解析】由,消可得得,解得,
分别代入得,
,,,,
,,,,
,
,
,,
把代入式并整理得,
两边同除以并整理得,解得,
.
故选:D
【点睛】
方法点睛:求椭圆的离心率常用的方法有:(1)公式法(求出代入离心率的公式得解);(2)方程法(分析得到关于离心率的方程解方程得解).
9.CD
【分析】
将直线方程代入抛物线方程,求得交点坐标,利用两点之间的距离公式,即可求得p的值,求得抛物线方程.
【解析】解:由,解得:或,则交点坐标为,,
则,解得:,
则抛物线的方程,
故选:CD.
10.ABC
【分析】
将抛物线方程转化为标准方程,求得准线方程,即可判断A正确;由A设切线方程为,联立直线与抛物线方程,由求出斜率,得出切点坐标,进而可判断B正确,D错误;再求得与的坐标,判断是否为零,即可判断C正确.
【解析】由题意,易知;
由得,,则焦点,其准线方程为,,故A正确;
设切线方程为,由得,
令,解得;
解方程可得,则,即两切点坐标为,,所以直线的方程为,,故B正确,D错;
不妨令,, 则,,,从而,即,C正确;
故选:ABC.
11.AD
【分析】
设过焦点的直线方程并代入抛物线方程,运用韦达定理及抛物线的性质可得解.
【解析】设过抛物线焦点的直线方程为:,代入得,
,则
,,
,
当直线AB与x轴垂直时,,|AB|最小,∴A正确;
,∴B错;
以AB为直径的圆:圆心,半径为
圆心与准线的距离
圆与准线相切,∴C错,
,∴D正确;
故选:AD.
12.ACD
【分析】
设直线AB的方程为,联立方程组得到,,根据,得到,求得,可判定B不正确;利用点到直线的距离公式,可判定C正确;化简由,可判定A正确;结合抛物线的定义和焦点弦的性质,可判定D正确.
【解析】设直线AB的方程为,,,
联立方程组,整理得,可得,,
若,所以,即,
所以直线AB的方程为,该直线过定点,所以B不正确.
点O到直线AB的距离,所以C正确.
由
.
所以,所以A正确.
由抛物线,可得其准线方程为,
根据抛物线的定义,可得,可得,所以,所以,
不妨取,所以,所以直线AB的方程为,
所以,
又由,
所以.所以D正确.
故选:ACD
13.
【分析】
由已知条件可得椭圆的标准方程是,再将直线与椭圆方程联立方程组,消去后,利用根与系数的关系结中点坐标公式可得答案
【解析】由已知条件得椭圆的焦点在轴上,其中,,从而,
∴其标准方程是:,
联立方程组,消去得,.
设、,线段的中点为,则,,
∴,即线段中点坐标为.
故答案为:
14.
【分析】
设点、,利用点差法可求得直线的斜率.
【解析】设点、,则,即,
由已知条件可得,两个等式作差得,
即,即,
所以,直线的斜率为.
故答案为:.
15.
【分析】
根据抛物线方程可求得点的坐标,即可写出圆的方程.
【解析】因为抛物线的焦点F为,通径长为,所以以F为圆心,AB为直径的圆的方程是.
故答案为:.
16.
【分析】
根据椭圆方程求出,设出的坐标,将三角形的面积用表示,利用的最大值可求出结果.
【解析】由得,所以,
设,
则,
因为在椭圆上,所以,所以,即三角形面积的最大值为.
故答案为:
17.
(1)
(2)0,,
【分析】
(1)联立直线与曲线方程,消去,依题意可得,即可求出参数的取值范围;
(2)设,,由(1)利用韦达定理可得,,即可表示出以及点到直线的距离,从而表示出三角形的面积,即可得到方程,解得即可.
(1)
解:由消去,得.
∵直线与双曲线有两个不同的交点,
∴解得,且,
∴实数的取值范围为;
(2)
解:设,.
由(1)可知,,
∴.
∵点到直线的距离
∴,
即,∴或.
∴实数的值为0,,.
18.
(1),
(2)或或
【分析】
(1)根据题意,代点计算,即可求解;
(2)根据题意,易知点不在抛物线上,分别讨论过点的直线斜率不存在、斜率为0、斜率存在且不为0三种情况,即可求解.
(1)
由抛物线C:过点,
可得,解得.
所以抛物线C的方程为,其准线方程为.
(2)
根据题意,易知点不在抛物线上.
①当直线l的斜率不存在时,符合题意;
②当直线l的斜率为0时,符合题意;
③当直线l的斜率存在且不为0时,设直线l的方程为,
由,得,由,得,
故直线l的方程为.
综上直线l的方程为或或.
19.
(1)
(2)
【分析】
(1)由已知及离心率公式直接计算;
(2)设直线的方程为,联立方程组可得中点及中垂线方程,根据三角形面积可得的值.
(1)
解:由已知得,,所以,,
所以所求双曲线方程为.
(2)
解:设直线的方程为,点,.
联立整理得.(*)
设的中点为,则,,所以线段垂直平分线的方程为,即,
与坐标轴的交点分别为,,
可得,得,,此时(*)的判别式,
故直线的方程为.
20.
(1)
(2)定值4
【分析】
(1)根据椭圆的离心率可得,结合椭圆的定义和基本不等式可得,进而得出椭圆的标准方程;
(2)对点中的值(、和,)分类讨论,设,,根据点差法求出直线AB的斜率,表示出AB直线方程,联立椭圆方程,根据韦达定理表示出弦长,利用点到直线的距离公式求出点E、F到直线AB的距离,结合三角形面积公式计算即可.
(1)
∵,∴.
∵为椭圆上任意一点,∴.
.
∴的最小值为,
∴,,∴椭圆的方程为.
(2)
∵为椭圆上一点,由(1)知椭圆的方程为,
当时,根据椭圆的对称性,不妨设,,为椭圆的短轴的端点,
直线的方程为,与椭圆的方程联立求得,,
得到,,∴四边形的面积为4,
同理求得时,四边形的面积为4.
当,时,直线的斜率为,方程为,
联立直线与椭圆的方程
及,得,.
∵是椭圆的弦的中点,
设,,,,
∵A,在椭圆:上,∴,,
两式相减得,
即.
∴直线的斜率为.
直线的方程为,即,
∵为椭圆上一点,椭圆的方程为,
∴,即,
∴直线的方程为,
代入椭圆的方程得,
,
两边同乘以,并注意,得,
∴,,
设点,到直线的距离分别为,,
,
,
.
∴
.
综上所述,当在椭圆上移动时,四边形的面积为定值4.
【点睛】
关键点点睛:解决本题的关键是对面积的转化,准确运算是关键.
21.
(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1)由题意可得,再结合求出,从而可求出椭圆方程,
(2)设直线l的方程为,,,然后将直线与椭圆方程联立方程组,消去y,整理后利用根与系数的关系,可求得,由题意可得,所以,再利用正切的两角和公式结合基本不等式可得结论
(1)
解:由题意可得,
解得,所以,
所以椭圆C的方程为.
(2)
证明:设直线l的方程为,,.
联立,消去y得.
则,
且,,
所以
,
所以,
由题可知,
所以.
又由题知,,
所以
,
当且仅当时,等号成立.
若,则P,Q两点重合,不符合题意,可知无法取得等号,所以.
22.(1);(2)证明见解析,.
【分析】
(1)代入两点,解方程组,求出与;(2)A点与B点中心对称,设出A点与B点坐标,利用AD⊥AB,得到斜率之间的关系,表示出k1,k2,找到两者的倍数关系,求出λ的值
【解析】(1)由题意得,解得
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2),则B(-x1,-y1).
所以直线AB的斜率kAB=.
设直线AD的方程为y=kx+m,由题意知k≠0,m≠0.因为AB⊥AD,所以k=-.
由可得(1+3k2)x2+6mkx+3m2-3=0,
所以x1+x2=-,y1+y2=k(x1+x2)+2m=.
所以直线BD的斜率kBD==-=,所以直线BD的方程为y+y1=(x+x1),令y=0,得x=2x1,即M(2x1,0),可得k1=-,
令x=0,得y=-,即N,可得k2=,
所以k1=-k2,即λ=-,因此,存在常数λ=-使得结论成立.
【点睛】
求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.