1.“点M在曲线y2=4x上”是“点M的坐标满足方程y=-2”的 ( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
解析:∵y=-2≤0,而y2=4x中y可正可负,∴点M在曲线y2=4x上,但M不一定在y=-2上.反之点M在y=-2上时,一定在y2=4x上.
答案:B
2.如图,图形的方程与图中曲线对应正确的是 ( )
解析: A中方程x2+y2=1表示的是以(0,0)为圆心,1为半径的圆,故A错;B中方程x2-y2=0可化为(x-y)(x+y)=0,表示两条直线x-y=0,x+y=0,故B错;
C中方程lg x+lg y=1可化得y=(x>0),此方程只表示第一象限的部分,故C错;
D中的方程y=|x|去绝对值得y=表示两条射线,所以D正确.
答案:D
3.一动点C在曲线x2+y2=1上移动时,它和定点B(3,0)连线的中点P的轨迹方程是
( )
A.(x+3)2+y2=4 B.(x-3)2+y2=1
C.(2x-3)2+4y2=1 D.(x+)2+y2=1
解析:设动点C的坐标为(x0,y0),
P点坐标为(x,y),
则由中点坐标公式可得
x=,y=,
即x0=2x-3,y0=2y.
又动点C(x0,y0)在曲线x2+y2=1上,
∴(2x-3)2+4y2=1.
答案:C
4.已知A(-1,0),B(2,4),△ABC的面积为10,则动点C的轨迹方程是 ( )
A.4x-3y-16=0或4x-3y+16=0
B.4x-3y-16=0或4x-3y+24=0
C.4x-3y+16=0或4x-3y+24=0
D.4x-3y+16=0或4x-3y-24=0
解析:由两点式,
得直线AB的方程是=,
即4x-3y+4=0,
线段AB的长度|AB|==5.
设C的坐标为(x,y),
则×5×=10,
即4x-3y-16=0或4x-3y+24=0.
答案:B
5.方程x2+y2-3x-2y+k=0表示的曲线经过原点的充要条件是k=________.
解析:若曲线过原点,则(0,0)适合曲线的方程,即有k=0.
答案:0
6.已知点A(-2,0),B(3,0),动点P(x,y)满足·=x2,则点P的轨迹方程是________.
解析:=(-x-2,-y),=(3-x,-y),
则·=(-x-2)(3-x)+(-y)2=x2,
化简得y2=x+6.
答案:y2=x+6
7.求方程(x+y-1)=0表示的曲线.
解:(x+y-1)=0写成或x-y-2=0.
由得
∴表示射线x+y-1=0(x≥),
∴原方程表示射线x+y-1=0(x≥)或直线x-y-2=0.
8.过点P(2,4)作两条互相垂直的直线l1,l2,若l1交x轴于A点,l2交y轴于B点,求线段AB的中点M的轨迹方程.
解:法一:
如图,设点M的坐标为(x,y).
∵M为线段AB的中点,
∴A点坐标是(2x,0),B点坐标是(0,2y).
∵l1,l2均过点P(2,4),且l1⊥l2,∴PA⊥PB.当x≠1时,kPA·kPB=-1.
而kPA==,kPB==,
∴·=-1.
整理,得x+2y-5=0(x≠1).
当x=1时,A,B点的坐标分别为(2,0),(0,4),
∴线段AB的中点坐标是(1,2),它满足方程x+2y-5=0.
综上所述,点M的轨迹方程是x+2y-5=0.
法二:设M的坐标为(x,y),则A,B两点坐标分别是(2x,0),(0,2y).连接PM,如图.
∵l1⊥l2,∴2|PM|=|AB|.
而|PM|=,|AB|=,
∴2=.
化简,得x+2y-5=0,即为所求轨迹方程.
法三:∵l1⊥l2,OA⊥OB,
∴O,A,P,B四点共圆,且该圆的圆心为M.
∴|MP|=|MO|.∴点M的轨迹为线段OP的中垂线.
∵kOP==2,OP的中点坐标为(1,2),
∴点M的轨迹方程是y-2=-(x-1),即x+2y-5=0.
1.已知命题甲:动点P到两定点A,B的距离之和|PA|+|PB|=2a,其中a为大于0的常数;命题乙:P点的轨迹是椭圆.命题甲是命题乙的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分且必要条件 D.既不充分又不必要条件
解析:若P点的轨迹是椭圆,则一定有|PA|+|PB|=2a(a>0,为常数).所以甲是乙的必要条件.反过来,若|PA|+|PB|=2a(a>0,为常数),P点的轨迹不一定是椭圆,所以甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.
答案:B
2.设P是椭圆+=1上一点,P到两焦点F1,F2的距离之差为2,则△PF1F2是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
解析:由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=8.
又|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=5,|PF2|=3.
又|F1F2|=2c=2=4,∴△PF1F2为直角三角形.
答案:B
3.若方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则锐角α的取值范围是( )
A.(,) B.[,)
C.(,) D.[,)
解析:∵方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,∴8sin α>4,sin α>.
∵α为锐角,∴<α<.
答案:C
4.设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足条件|PF1|+|PF2|=a+(a>0),则点P的轨迹是 ( )
A.椭圆 B.线段
C.不存在 D.椭圆或线段
解析:∵a+≥2 =6,
当且仅当a=,a=3时取等号,
∴当a=3时,|PF1|+|PF2|=6=|F1F2|,
点P的轨迹是线段F1F2;
当a>0,且a≠3时,|PF1|+|PF2|>6=|F1F2|,
点P的轨迹是椭圆.
答案:D
5.椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=________,∠F1PF2的大小为________.
解析:∵a2=9,b2=2,
∴c===,
∴|F1F2|=2.
又|PF1|=4,|PF1|+|PF2|=2a=6,
∴|PF2|=2.由余弦定理得
cos∠F1PF2=
=-,
∴∠F1PF2=120°.
答案:2 120°
6.设P为椭圆+=1上的任意一点,F1,F2为其两焦点,则|PF1|·|PF2|的最大值是________.
解析:由已知得a=3,|PF1|+|PF2|=2a=6,
∴|PF1|·|PF2|≤()2=9,
当且仅当|PF1|=|PF2|=3时,取等号.
故|PF1|·|PF2|的最大值为9.
答案:9
7.已知椭圆+=1上一点M的纵坐标为2.
(1)求M的横坐标;
(2)求过M且与+=1共焦点的椭圆的方程.
解:(1)把M的纵坐标代入+=1得
+=1,即x2=9.
∴x=±3,
即M的横坐标为3或-3.
(2)对于椭圆+=1,
焦点在x轴上且c2=9-4=5,
故设所求椭圆的方程为+=1.
把M点的坐标代入得+=1,
解得a2=15.
故所求椭圆的方程为+=1.
8.一动圆过定点A(2,0),且与定圆x2+4x+y2-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
解:将圆的方程化为标准形式为(x+2)2+y2=62,
∴圆心坐标为B(-2,0),半径为6,如图.
由于动圆M与已知圆B内切,设切点为C.
∴已知圆(大圆)半径与动圆(小圆)半径之差等于两圆心的距离,即
|BC|-|MC|=|BM|.
而|BC|=6,|CM|=|AM|,
∴|BM|+|AM|=6.
根据椭圆的定义知M的轨迹是以点B(-2,0)和点A(2,0)为焦点的椭圆,且2a=6.
∴a=3,c=2,b==,
∴所求圆心的轨迹方程为+=1.
1.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标为 ( )
A.(±13,0) B.(0,±10)
C.(0,±13) D.(0,±)
解析:由题意知椭圆焦点在y轴上,且a=13,b=10,则c==,故焦点坐标为(0,±).
答案:D
2.若中心在原点,焦点在x轴上的椭圆的长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:由已知得a=9,2c=·2a,∴c=a=3.
又焦点在x轴上,∴椭圆方程为+=1.
答案:A
3.(2012·新课标全国卷)设F1,F2是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,P为直线x=上一点,△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:由题意可得|PF2|=|F1F2|,∴2(a-c)=2c,∴3a=4c,∴e=.
答案:C
4.已知椭圆+=1的离心率e=,则m的值为 ( )
A.3 B.3或
C. D.或
解析:由椭圆的标准方程,易知m>0且m≠5.
①若0由=1-()2=,得m=3.
②若m>5,则a2=m,b2=5.
由=1-()2=,得m=.
所以m的值为3或.
答案:B
5.如果椭圆的对称轴为坐标轴,短轴的一端点与两焦点的连线组成一个正三角形,焦点在x轴上,且a-c=,则椭圆的方程是________.
解析:如图所示,
cos∠OF2A=cos 60°=,
即=.又a-c=,
∴a=2,c=,
∴b2=(2)2-()2=9.
∴椭圆的方程是+=1.
答案:+=1
6.直线x+2y-2=0经过椭圆+=1(a>b>0)的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的离心率等于________.
解析:由题意知椭圆焦点在x轴上,
∴在直线x+2y-2=0中,
令y=0得c=2;令x=0得b=1.
∴a==.∴e==.
答案:
7.如图所示,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上点M的横坐标等于右焦点的横坐标,其纵坐标等于短半轴长的,求椭圆的离心率.
解:法一:设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距长分别为a,b,c.则焦点为F1(-c,0),F2(c,0),M点的坐标为(c,b),
则△MF1F2为直角三角形.
在Rt△MF1F2中,
|F1F2|2+|MF2|2=|MF1|2,
即4c2+b2=|MF1|2.
而|MF1|+|MF2|= +b=2a,
整理得3c2=3a2-2ab.
又c2=a2-b2,所以3b=2a.所以=.
∴e2==
=1-=,
∴e=.
法二:设椭圆方程为
+=1(a>b>0),
则M(c,b).
代入椭圆方程,得+=1,所以=,
所以=,即e=.
8.如图,已知椭圆+=1(a>b>0),F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B.
(1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率;
(2)若=2,·=,求椭圆的方程.
解:(1)若∠F1AB=90°,则△AOF2为等腰直角三角形,所以有OA=OF2,即b=c.
所以a=c,e==.
(2)由题意知A(0,b),F1(-c,0),F2(c,0).
其中,c=,设B(x,y).
由=2?(c,-b)=2(x-c,y),
解得x=,y=-,即B(,-).
将B点坐标代入+=1,得+=1,
即+=1,
解得a2=3c2. ①
又由·=(-c,-b)·(,-)=
?b2-c2=1,即有a2-2c2=1. ②
由①②解得c2=1,a2=3,
从而有b2=2.
所以椭圆方程为+=1.
1.椭圆+=1的两个焦点为F1,F2,过F2的直线交椭圆于A,B两点.若|AB|=8,则|AF1|+|BF1|的值为 ( )
A.10 B.12
C.16 D.18
解析:∵|AB|+|AF1|+|BF1|=4a,
∴|AF1|+|BF1|=4×5-8=12.
答案:B
2.AB为过椭圆+=1中心的弦,F(c,0)为椭圆的右焦点,则△AFB面积的最大值为 ( )
A.b2 B.ab
C.ac D.bc
解析:当直线AB为y轴时面积最大,|AB|=2b,△AFB的高为c,∴此时S△AFB=·2b·c=bc.
答案:D
3.直线y=kx+1与椭圆+=1总有公共点,则m的取值范围是 ( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.(0,1)∪(1,5) D.[1,5)∪(5,+∞)
解析:直线y=kx+1过定点(0,1).
由题意,(0,1)在椭圆上或在椭圆内部,
∴m≥1.又方程+=1表示椭圆,
∴m≠5.∴m≥1且m≠5.
答案:D
4.过椭圆x2+2y2=4的左焦点F作倾斜角为的弦AB,则弦AB的长为 ( )
A. B.
C. D.
解析:椭圆的方程可化为+=1,∴F(-,0).
又∵直线AB的斜率为,
∴直线AB的方程为y=x+.
由得7x2+12x+8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,
x1·x2=,
∴|AB|==.
答案:B
5.(2011·新课标全国卷)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为.过F1的直线l交C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么C的方程为________.
解析:根据椭圆焦点在x轴上,可设椭圆方程为+=1(a>b>0).∵e=,∴=.根据△ABF2的周长为16得4a=16,因此a=4,b=2,
所以椭圆方程为+=1.
答案:+=1
6.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为________.
解析:由+=1可得F(-1,0).
设P(x,y),-2≤x≤2,则·=x2+x+y2=x2+x+3(1-)=x2+x+3=(x+2)2+2,
当且仅当x=2时,·取得最大值6.
答案:6
7.设动直线l垂直于x轴,且与椭圆x2+2y2=4交于A,B两点,P是l上满足·=-1的点.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设点C(-2,0),若过点C的直线与动点P的轨迹恰有一个公共点,求该直线的斜率.
解:(1)设P(x,y),A(x,y1),B(x,-y1),
则=(0,y1-y),=(0,-y1-y).
∵·=-1,∴y2-y=-1,
∴y=y2+1. ①
又点A在椭圆上,∴x2+2y=4. ②
由①②得x2+2(y2+1)=4.
因此,点P的轨迹方程是+y2=1.
(2)由题意可设直线的方程为y=k(x+2),
由
消去y得(1+2k2)x2+8k2x+8k2-2=0.
由Δ=0得(8k2)2-4(1+2k2)(8k2-2)=0,
∴k=±,则直线的斜率为±.
8.(2011·北京高考)已知椭圆G:+y2=1,过点(m,0)作圆x2+y2=1的切线l交椭圆G于A,B两点.
(1)求椭圆G的焦点坐标和离心率;
(2)将|AB|表示为m的函数,并求|AB|的最大值.
解:(1)由已知得a=2,b=1,
所以c==.
所以椭圆G的焦点坐标为(-,0),(,0),
离心率为e==.
(2)由题意知,|m|≥1.
当m=1时,切线l的方程为x=1,点A,B的坐标分别为(1,),(1,-),此时|AB|=.
当m=-1时,同理可得|AB|=.
当|m|>1时,设切线l的方程为y=k(x-m).
由得(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=0.
设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则
x1+x2=,x1x2=.
由l与圆x2+y2=1相切,得=1,即m2k2=
k2+1.
所以|AB|=
=
=
=.
当m=±1时,|AB|=,
所以|AB|=,m∈(-∞,-1]∪[1,+∞).
因为|AB|==≤2,且当m=±时,|AB|=2,
所以|AB|的最大值为2.
1.已知双曲线的a=5,c=7,则该双曲线的标准方程为 ( )
A.-=1
B.-=1
C.-=1或-=1
D.-=0或-=0
解析:因为b2=c2-a2=49-25=24,且焦点位置不确定,所以双曲线的标准方程为-=1或-=1.
答案:C
2.已知方程(1+k)x2-(1-k)y2=1表示焦点在x轴上的双曲线,则k的取值范围为( )
A.(-1,1) B.(1,+∞)
C.(-∞,-1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解析:由题意得解得即-1答案:A
3.P为双曲线-=1上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,且|PF1|=7,则|PF2|等于 ( )
A.13或1 B.1
C.13 D.15
解析:由双曲线方程得a=3,b=4,c=5,显然双曲线右支上的点P到F1的距离最小为a+c=8,因此P在双曲线左支上,则|PF2|=|PF1|+2a=13.
答案:C
4.椭圆+=1与双曲线y2-=1有公共点P,则P与双曲线两焦点连线构成三角形的面积为 ( )
A.48 B.24
C.24 D.12
解析:由已知得椭圆与双曲线具有共同的焦点F1(0,5)和F2(0,-5),又由椭圆与双曲线的定义可得
所以或
又|F1F2|=10,
∴△PF1F2为直角三角形,∠F1PF2=90°.
因此△PF1F2的面积S=|PF1||PF2|=×6×8=24.
答案:B
5.已知F是双曲线-=1的左焦点,A(1,4),P是双曲线右支上的动点,则|PF|+|PA|的最小值为________.
解析:设右焦点为F1(4,0),依题意,
|PF|=|PF1|+4,∴|PF|+|PA|=|PF1|+4+|PA|=|PF1|+|PA|+4≥|AF1|+4=5+4=9.
答案:9
6.已知双曲线的两个焦点F1(-,0),F2(,0),P是双曲线上一点,且·=0,|PF1|·|PF2|=2,则双曲线的标准方程为________.
解析:由题意可设双曲线方程为-=1(a>0,b>0).
由·=0,得PF1⊥PF2.根据勾股定理得
|PF1|2+|PF2|2=(2c)2,即|PF1|2+|PF2|2=20.
根据双曲线定义有|PF1|-|PF2|=±2a,
两边平方并代入|PF1|·|PF2|=2得
20-2×2=4a2,解得a2=4,从而b2=5-4=1,
所以双曲线方程为-y2=1.
答案:-y2=1
7.设圆C与两圆(x+)2+y2=4,(x-)2+y2=4中的一个内切,另一个外切,求圆C的圆心轨迹L的方程.
解:依题意得两圆的圆心分别为F1(-,0),F2(,0),从而可得|CF1|+2=|CF2|-2或|CF2|+2=|CF1|-2,所以||CF2|-|CF1||=4<|F1F2|=2.
所以圆心C的轨迹是双曲线,其中2a=4,2c=|F1F2|=2,
即a=2,c=,所以b2=c2-a2=1.
故L的方程为-y2=1.
8.已知△ABC的两个顶点A,B分别为椭圆x2+5y2=5的左焦点和右焦点,且三个内角A,B,C满足关系式sin B-sin A=sin C.
(1)求线段AB的长度;
(2)求顶点C的轨迹方程.
解:(1)将椭圆方程化为标准形式为+y2=1.
∴a2=5,b2=1,c2=a2-b2=4,
则A(-2,0),B(2,0),|AB|=4.
(2)∵sin B-sin A=sin C,
∴由正弦定理得
|CA|-|CB|=|AB|=2<|AB|=4,
即动点C到两定点A,B的距离之差为定值.
∴动点C的轨迹是双曲线的右支,并且c=2,a=1,
∴所求的点C的轨迹方程为
x2-=1(x>1).
1.已知双曲线的离心率为2,焦点是(-4,0),(4,0),则双曲线方程为 ( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:由题意e==2,∴c=2a.
又c=4,∴a=2.
∴b2=42-22=12.
∴双曲线方程是-=1.
答案:A
2.(2011·湖南高考)设双曲线-=1(a>0)的渐近线方程为3x±2y=0,则a的值为
( )
A.4 B.3
C.2 D.1
解析:∵-=1(a>0),∴双曲线的渐近线方程为-=0,即3x±ay=0.
又双曲线的渐近线方程为3x±2y=0,
∴a=2.
答案:C
3.若双曲线-=1的渐近线的方程为y=±x,则双曲线焦点F到渐近线的距离为 ( )
A. B.
C.2 D.2
解析:∵a=3,b=,∴=,∴m=5,
∴c= =,
∴一个焦点的坐标为(,0),到渐近线的距离
d==.
答案:A
4.双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点分别为F1、F2,以F1F2为边作正△MF1F2.若双曲线恰好平分该三角形的另两边,则双曲线的离心率为 ( )
A.1+ B.4+2
C.2-2 D.2+2
解析:如图,设N为MF2的中点,N在双曲线上,
∴|NF1|-|NF2|=2a.
又|F1N|=c,|NF2|=c,
∴c-c=2a,
∴e===+1.
答案:A
5.(2011·辽宁高考)已知点(2,3)在双曲线C:-=1(a>0,b>0)上,C的焦距为4,则它的离心率为________.
解析:根据点(2,3)在双曲线上,可以很容易建立一个关于a,b的等式,即-=1,考虑到焦距为4,可得到一个关于c的等式,2c=4,即c=2.再加上a2+b2=c2,可以解出a=1,b=,c=2,所以离心率e=2.
答案:2
6.设椭圆C1的离心率为,焦点在x轴上且长轴长为26.若曲线C2上的点到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2的标准方程为________.
解析:设椭圆C1的方程为+=1(a1>b1>0),
由已知得∴
∴焦距为2c1=10.
又∵8<10,∴曲线C2是双曲线.设其方程为
-=1(a2>0,b2>0),
则a2=4,c2=5,∴b=52-42=32,
∴曲线C2的方程为-=1.
答案:-=1
7.已知双曲线的中心在原点,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率为,且过点(4,-).
(1)求此双曲线的方程;
(2)若点M(3,m)在此双曲线上,求证:·=0.
解:(1)∵离心率e==,∴a=b.
设双曲线方程为x2-y2=n(n≠0),
∵(4,-)在双曲线上,
∴n=42-(-)2=6.
∴双曲线方程为x2-y2=6.
(2)∵M(3,m)在双曲线上,故m2=3.
又F1(-2,0) ,
F2(2,0) ,
∴=·=-=-1.
∴·=0.
8.双曲线-=1(a>1,b>0)的焦距为2c,直线l过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和s≥c,求双曲线离心率e的取值范围.
解:设直线l的方程为+=1,
即bx+ay-ab=0.
由点到直线的距离公式,且a>1,得点(1,0)到直线l的距离d1=,点(-1,0)到直线l的距离
d2=.
∴s=d1+d2==.
由s≥c,得≥c,即5a≥2c2.
∵e=,∴5≥2e2,
∴25(e2-1)≥4e4,
即4e4-25e2+25≤0,
∴≤e2≤5(e>1).
∴≤e≤,
即e的取值范围为[,].
1.已知双曲线C:x2-=1,过点P(1,2)的直线l与C有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线l共有 ( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
解析:因为双曲线的渐近线方程为y=±2x,点P在渐近线上,
双曲线的顶点为(±1,0),所以过点P且与双曲线相切的切线只有一条.过点P平行于渐近线的直线只有一条,所以与双曲线只有一个公共点的直线有两条.
答案:B
2.如图,ax-y+b=0和bx2+ay2=ab(ab≠0)所表示的图形只可能是( )
解析:直线方程可化为y=ax+b,曲线方程可化为+=1.对于A,直线中a>0,b>0,此时曲线表示椭圆,故A不正确;对于B、D,由椭圆知直线斜率应满足a>0,
而由B,D知直线斜率均为负值,故B,D不正确;
由C中直线可知a>0,b<0,曲线方程即为-=1,表示焦点在x轴上的双曲线.
答案:C
3.过双曲线-=1(a>0,b>0)的右顶点A作斜率为-1的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B,C.若=,则双曲线的离心率是 ( )
A. B.
C. D.
解析:右顶点为A(a,0),则直线方程为x+y-a=0,可求得直线与两渐近线的交点坐标B(,),C(,-),则=(,-),=(-,).
又2=,∴2a=b,∴e=.
答案:C
4.已知F1,F2分别是双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过F1作垂直于x轴的直线交双曲线于A,B两点.若△ABF2为直角三角形,则双曲线的离心率为 ( )
A.1+ B.1±
C. D.±1
解析:∵△ABF2是直角三角形,
∴∠AF2F1=45°,
|AF1|=|F1F2|,=2c.
∴b2=2ac,∴c2-a2=2ac,
∴e2-2e-1=0.
解得e=1±.又e>1,
∴e=1+.
答案:A
5.过双曲线-=1左焦点F1的直线交双曲线的左支于M,N两点,F2为其右焦点,则|MF2|+|NF2|-|MN|的值为________.
解析:由双曲线方程知a=2.
MF2|+|NF2|-|MN|
=2a+|MF1|+2a+|NF1|-|MN|
=4a+|MN|-|MN|
=4a=8.
答案:8
6.(2011·山东高考)已知双曲线-=1(a>0,b>0)和椭圆+=1有相同的焦点,且双曲线的离心率是椭圆离心率的两倍,则双曲线的方程为________.
解析:由题意知,椭圆的焦点坐标是(±,0),离心率是.故在双曲线中c=,e==,故a=2,b2=c2-a2=3,故所求双曲线的方程是-=1.
答案:-=1
7.双曲线C的中心在坐标原点,顶点为A(0,),A点关于一条渐近线的对称点是B(,0),斜率为2且过点B的直线l交双曲线C于M,N两点,求:
(1)双曲线的方程;
(2)|MN|.
解:(1)依题意可设双曲线方程为-=1,
线段AB以中垂线y=x即渐近线,∴b2=2,双曲线方程为-=1.
(2)MN的方程为y=2(x-),
?3x2-8x+6=0.
Δ=56>0,x1+x2=,x1x2=2,
∴|MN|=|x1-x2|= ·=.
8.双曲线的中心为原点O,焦点在x轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F且垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点.已知||,||,||成等差数列,且与同向.
(1)求双曲线的离心率;
(2)设AB被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.
解:(1)设OA=m-d,AB=m,OB=m+d.
由勾股定理可得 (m-d)2+m2=(m+d)2,
得d=m,tan∠AOF=,
tan∠AOB=tan 2∠AOF==.
由倍角公式得=,
解得=,则离心率e=.
(2)直线AB的方程为y=-(x-c),与双曲线方程-=1联立消y并将a=2b,c=b代入,
化简有x2-x+21=0.设交点坐标为(x1,y1),(x2,y2),
则= |x1-x2|
= =4,
将数值代入,有4= ,
解得b=3,故所求的双曲线方程为-=1.
1.抛物线y=4x2的焦点坐标是 ( )
A.(0,1) B.(1,0)
C.(0,) D.(,0)
解析:由y=4x2得x2=y,
∴抛物线焦点在y轴正半轴上且2p=,
∴p=,∴焦点为(0,).
答案:C
2.若抛物线y2=2px的焦点与椭圆+=1的右焦点重合,则p的值为 ( )
A.-2 B.2
C.-4 D.4
解析:由椭圆方程可知a=,b=,
∴c==2,
∴椭圆右焦点为(2,0),∴=2,∴p=4.
答案:D
3.(2011·辽宁高考)已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的距离为 ( )
A. B.1
C. D.
解析:根据抛物线定义与梯形中位线定理,得线段AB的中点到y轴的距离为:(|AF|+|BF|)-=-=.
答案:C
4.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为-,那么|PF|= ( )
A.4 B.8
C.8 D.16
解析:由抛物线的定义得|PF|=|PA|,由直线AF的斜率为-,
可知∠PAF=60°.
△PAF是等边三角形,∴|PF|=|AF|==8.
答案:B
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆(x-3)2+y2=16相切,则p的值为________.
解析:由抛物线方程y2=2px(p>0),得其准线方程为x=-.又圆的方程为(x-3)2+y2=16,∴圆心为(3,0),半径为4.依题意,得3-(-)=4,解得p=2.
答案:2
6.(2012·陕西高考)右图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2米,水面宽4米,水位下降1米后,水面宽 米.
解析:以抛物线的顶点为原点,对称轴为y轴建立直角坐标系.设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p=1,抛物线方程为x2=-2y.当y=-3时,x2=6,所以水面宽为2米.
答案:2
7.根据下列条件求抛物线的标准方程.
(1)抛物线的焦点是双曲线16x2-9y2=144的左顶点;
(2)抛物线的焦点在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点A,|AF|=5.
解:(1)双曲线方程化为-=1,
左顶点为(-3,0).
由题意设抛物线方程为
y2=-2px(p>0)且=-3,
∴p=6,
∴方程为y2=-12x.
(2)设所求焦点在x轴上的抛物线方程为
y2=2px(p≠0),A(m,-3).
由抛物线定义得5=|AF|=|m+|.
又(-3)2=2pm,
∴p=±1或p=±9,
故所求抛物线方程为y2=±2x或y2=±18x.
8.如图所示,花坛水池中央有一喷泉,水管O′P=1 m,水从喷头P喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m,P距抛物线的对称轴1 m,则水池的直径至少应设计为多少米?(精确到1 m)
解:如图所示,建立平面直角坐标系.设抛物线方程为x2=-2py(p>0).
依题意有P′(1,-1)在此抛物线上,代入得p=.
故得抛物线方程为x2=-y.
B在抛物线上,将B(x,-2)代入抛物线方程得x=,
即|AB|=,则|AB|+1=+1,
因此所求水池的直径为2(1+) m,约为5 m,
即水池的直径至少应设计为5 m.
1.(2011·陕西高考)设抛物线的顶点在原点,准线方程为x=-2,则抛物线的方程是
( )
A.y2=-8x B.y2=-4x
C.y2=8x D.y2=4x
解析:显然由准线方程x=-2,可知抛物线焦点在x轴正半轴上,同时得p=4,所以标准方程为y2=2px=8x.
答案:C
2.若抛物线y2=x上一点P到准线的距离等于它到顶点的距离,则点P的坐标为( )
A.(,±) B.(,±)
C.(,) D.(,)
解析:由题意知,点P到焦点F的距离等于它到顶点O的距离,因此点P在线段OF的垂直平分线上.而F(,0),所以P点的横坐标为.代入抛物线方程得y=±,故点P的坐标为(,±).
答案:B
3.线段AB是抛物线的焦点弦,F为抛物线焦点.若A,B在其准线上的射影分别为A1,B1,则∠A1FB1等于 ( )
A.45° B.60°
C.90° D.120°
解析:法一:设抛物线方程为y2=2px(p>0),AB的方程为x=my+.消去x得y2-2my-p2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1y2=-p2.
又A1(-,y1),B1(-,y2),F(,0),
∴=(p,-y1),=(p,-y2),
则·=p2+y1y2=0,即∠A1FB1=90°.
法二:如图所示,
∵|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,
∴∠1=∠2,∠5=∠6.
又∵AA1∥BB1∥x轴,
∴∠1=∠3,∠6=∠4,
∴∠2=∠3,∠4=∠5,
∴∠2+∠3+∠4+∠5=2(∠3+∠4)=180°,
∴∠3+∠4=90°,即∠A1FB1=90°.
答案:C
4.(2011·山东高考)设M(x0,y0)为抛物线C:x2=8y上一点,F为抛物线C的焦点,以F为圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交,则y0的取值范围是 ( )
A.(0,2) B.[0,2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
解析:圆心到抛物线准线的距离为p,即4,根据已知只要
|FM|>4即可.根据抛物线定义,|FM|=y0+2.由y0+2>4,解得y0>2,故y0的取值范围是(2,+∞).
答案:C
5.设点A是抛物线y2=4x上一点,点B(1,0),点M是线段AB的中点.若|AB|=3,则M到直线x=-1的距离为________.
解析:由题意知点B即为抛物线的焦点,直线x=-1即为抛物线的准线,如图.
∵|AB|=3,
∴|AA′|=3.又|BB′|=2,
MM′即为梯形BB′A′A的中位线,
∴|MM′|=(|AA′|+|BB′|)=.
答案:
6.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于点A(x1,y1),B(x2,y2),若|AB|=7,则AB的中点M到抛物线准线的距离为________.
解析:抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.由抛物线的定义知|AB|=|AF|+|BF|=x1++x2+=x1+x2+p,即x1+x2+2=7,得x1+x2=5,于是弦AB的中点M的横坐标为,
因此点M到抛物线准线的距离为+1=.
答案:
7.直角三角形的直角顶点在坐标原点,另外两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上,且一直角边的方程是y=2x,斜边长是5,求此抛物线的方程.
解:如图,设直角三角形为AOB,直角顶点为O,AO边的方程为y=2x,
则OB边的方程为y=-x.
由得A点坐标为(,p).
由得B点坐标为(8p,-4p).
∵|AB|=5,
∴ =5.
∵p>0,解得p=,
∴所求抛物线方程为y2=x.
8.已知A,B是抛物线y2=2px(p>0)上两点,O为坐标原点.若|OA|=|OB|,且△AOB的垂心恰是此抛物线的焦点,求直线AB的方程.
解:由抛物线的性质知A,B关于x轴对称.
设A(x,y),则B(x,-y),焦点为F(,0).
由题意知AF⊥OB,
则有·=-1.
∴y2=x(x-),
2px=x(x-).
∴x≠0.∴x=.
∴直线AB的方程为x=.
1.过点(1,0)作斜率为-2的直线,与抛物线y2=8x交于A,B两点,则弦AB的长为( )
A.2 B.2
C.2 D.2
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2).
由题意知AB的方程y=-2(x-1),即y=-2x+2.
由得x2-4x+1=0,
∴x1+x2=4,x1·x2=1.
∴|AB|====2.
答案:B
2.抛物线y=ax2(a>0)与直线y=kx+b两个交点的横坐标分别为x1,x2,而x3是直线与x轴交点的横坐标,则 ( )
A.x3=x1+x2 B.x3=+
C.x1x2=x1x3+x2x3 D.x1x3=x2x3+x1x2
解析:将y=kx+b代入x2=(a>0),得
ax2-kx-b=0,x1+x2=,x1x2=-,
+==-.
而直线y=kx+b与x轴交点的横坐标x3=-,
∴+=,
∴x1x2=x2x3+x1x3.
答案:C
3.已知抛物线C:y2=8x的焦为F,准线与x轴的交点为K,点A在C上且|AK|=|AF|,则△AFK的面积为 ( )
A.4 B.8
C.16 D.32
解析:由y2=8x得p=4,抛物线开口向右,所以F(2,0),准线方程为x=-2,则K(-2,0).
设A(x1,y1).由抛物线定义得
|AF|=x1+2,|AK|=.
由|AK|=|AF|得
=·(x1+2),
∴(x1+2)2+8x1=2(x1+2)2,解得x1=2,
∴y1=±4,S△AFK=×4×4=8.
答案:B
4.已知直线y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,F为C的焦点.若|FA|=2|FB|,则k= ( )
A. B.
C. D.
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),
易知x1>0,x2>0,y1>0,y2>0.
由得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,
∴x1x2=4. ①
∵|FA|=x1+=x1+2,|FB|=x2+=x2+2,
且|FA|=2|FB|,∴x1=2x2+2. ②
由①②得x2=1,∴B(1,2),
代入y=k(x+2),得k=.
答案:D
5.在抛物线y=4x2上求一点,使该点到直线y=4x-5的距离最短,则该点的坐标是________.
解析:设与直线y=4x-5平行的直线为y=4x-b,
代入y=4x2得4x2-4x+b=0.
令Δ=16-16b=0,∴b=1,
得直线y=4x-1,
所以直线y=4x-1与抛物线相切,切点到y=4x-5的距离最短.
由4x2-4x+1=0,解得x=,
所以y=1,所求点为(,1).
答案:(,1)
6.已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0),直线l与抛物线C相交于A,B两点.若AB中点为(2,2),则直线l的方程为________.
解析:由题意知,抛物线C的方程为y2=4x.设A(x1,y1),B(x2,y2).
把A,B的坐标代入抛物线方程得
①-②得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).
又y1+y2=4,
∴==1.
∴直线l的方程为y-2=x-2,即y=x.
答案:y=x
7.(2011·福建高考)如图,直线l:y=x+b与抛物线C:x2=4y相切于点A.
(1)求实数b的值;
(2)求以点A为圆心,且与抛物线C的准线相切的圆的方程.
解:(1)由得x2-4x-4b=0.(*)
因为直线l与抛物线C相切,
所以Δ=(-4)2-4×(-4b)=0.
解得b=-1.
(2)由(1)可知b=-1,故方程(*)为x2-4x+4=0.
解得x=2,代入x2=4y,得y=1,
故点A(2,1).
因为圆A与抛物线C的准线相切,
所以圆A的半径r就等于圆心A到抛物线的准线y=-1的距离,
即r=|1-(-1)|=2,
所以圆A的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.
8.如图,过抛物线y2=x上一点A(4,2)作倾斜角互补的两条直线AB,AC,交抛物线于B、C两点,求证:直线B,C的斜率是定值.
证明:设kAB=k(k≠0),
∵直线AB,AC的倾斜角互补,
∴kAC=-k(k≠0),
AB的方程是y=k(x-4)+2.
由方程组
消去y后,整理得
k2x2+(-8k2+4k-1)x+16k2-16k+4=0.
∵A(4,2),B(xB,yB)的坐标是上述方程组的解,
∴4·xB=,
即xB=.
以-k代换xB中的k,得xC=,
∴kBC=
=
==
=-.
所以直线BC的斜率为定值.