3.5.1 直线与圆锥曲线的位置关系(1)
一、 单项选择题
1. 若直线l:2x+by+3=0过椭圆C:10x2+y2=10的一个焦点,则b的值为( )
A. 1 B. ±1 C. -1 D. ±2
2. 若直线y=kx+2与椭圆+=1相切,则斜率k的值是( )
A. B. - C. ± D. ±
3. (2021·西安长安区一中期中)设双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线y=2x2+1相切,则该双曲线的离心率等于( )
A. B. 3 C. 2 D.
4. (2022·成都蓉城期末联考)椭圆+=1(a>b>0)的焦距为2c,若直线y=x与椭圆的一个交点的横坐标恰为c,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5. 若直线l:y=k(x+1)+2与抛物线y2=4x有且只有一个交点,则k的取值集合为( )
A. {0}
B. {-1+,-1-}
C. {0,-1+,-1-}
D. {0,1,-1+,-1-}
6. (2021·商丘部分学校大联考)设A是双曲线E:-=1(a>0,b>0)的左顶点,F1,F2分别是双曲线E的左、右焦点,点P,Q在y轴上,且Q是线段OP(O为坐标原点)的中点,直线F1P与F2Q的交点为R.若RA⊥x轴,则双曲线E的渐近线方程为( )
A. y=±x B. y=±x C. y=±x D. y=±2x
二、 多项选择题
7. (2021·保定顺平中学月考)在平面内,若曲线C上存在点P,使点P到点A(3,0),B(-3,0)的距离之和为10,则称曲线C为“有用曲线”,以下曲线是“有用曲线”的是( )
A. x+y=5 B. x2+y2=9 C. +=1 D. x2=16y
8. (2021·郴州嘉禾一中学月考)已知抛物线C:x2=2py的焦点坐标为F,过点F的直线与抛物线相交于A,B两点,点在抛物线上,则下列结论中正确的是( )
A. p=1
B. 当AB⊥y轴时,AB=4
C. +为定值1
D. 若=2,则直线AB的斜率为±
三、 填空题
9. 已知直线y=x+2与椭圆+=1有两个公共点,则实数m的取值范围是______________.
10. 已知斜率为2的直线l被双曲线-=1截得的弦长为2,则直线l的方程是__________.
11. 设F为抛物线y2=4x的焦点,A,B,C是该抛物线上不重合的三点,若++=0,则||+||+||=________.
12. 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.过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么椭圆C的方程为______________.
四、 解答题
13. 设抛物线C:y2=2px(p>0)的顶点为O,焦点为F.过点F且斜率为k的直线l与抛物线C有两个不同的交点A(4,4),B(x2,y2),过点A作平行于抛物线C的对称轴的直线交抛物线C的准线于点A1.
(1) 求抛物线C的方程及其准线方程;
(2) 求证:B,O,A1三点共线.
14. (2021·邯郸汇文中学月考)已知点F1(-1,0),F2(1,0)和直线l:x-y+3=0.
(1) 若M是直线l上一个动点,求MF1+MF2的最小值;
(2) 若椭圆E以F1,F2为焦点且与直线l有公共点,求椭圆E的离心率的最大值.
参考答案与解析
1. B 解析:由题意,得椭圆C的方程为x2+=1,则其焦点F1(0,-3),F2(0,3),所以b=1或b=-1.
2. C 解析:联立得(2+3k2)x2+12kx+6=0.因为直线y=kx+2与椭圆+=1相切,所以Δ=144k2-24(2+3k2)=0,解得k=±.
3. B 解析:设双曲线渐近线为y=kx,联立得2x2-kx+1=0,则Δ=0,解得k=±2,故=2,e=====3.
4. B 解析:由题意可知交点的坐标为,代入椭圆方程可得+=1.因为b2=a2-c2,所以+=1,所以e2+=1,解得e2=(e2=2舍去),所以离心率e=.
5. C 解析:当k=0时,直线l:y=2与抛物线y2=4x有且只有一个交点,符合题意;当k≠0时,联立消去x并整理,得ky2-4y+4k+8=0,则Δ=16-4k(4k+8)=0,解得k=-1±.综上,k的取值集合为{0,-1+,-1-}.
6. D 解析:设双曲线E的焦距为2c(c>0),则F1(-c,0),F2(c,0),A(-a,0).设直线F1P的斜率为k,显然k≠0.因为Q是线段OP的中点,由对称性知直线F2Q的斜率为-,因此直线F1P和F2Q的方程分别为y=k(x+c),y=-(x-c).联立两方程解得x=-,即点R的横坐标为-.又因为RA⊥x轴,所以-=-a,即c=3a,b=2a,所以=2,所以双曲线E的渐近线方程为y=±2x.
7. ACD 解析:设点P的坐标为(x,y).因为点P到点A(3,0),B(-3,0)的距离之和为10,由椭圆的定义可得点P的轨迹方程为+=1.对于A,由整理得41x2-250x+225=0,则Δ=2502-4×41×225=25 600>0,因此曲线x+y=5上存在点P满足条件,所以x+y=5是“有用曲线”,故A正确;对于B,因为曲线x2+y2=9在曲线+=1的内部,无交点,所以x2+y2=9不是“有用曲线”,故B错误;对于C,曲线+=1与+=1有交点(5,0)与(-5,0),所以+=1是“有用曲线”,故C正确;对于D,曲线x2=16y与+=1也有交点,所以x2=16y是“有用曲线”,故D正确.故选ACD.
8. BCD 解析:对于A,将点代入抛物线方程,可得p=2,故A错误;对于B,焦点F(0,1),当AB⊥y轴时,点A,B的坐标为(±2,1),故AB=4,故B正确;对于C,设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1,联立方程消去y并整理,得x2-4kx-4=0,可得x1+x2=4k,x1x2=-4,y1+y2=k(x1+x2)+2=4k2+2,y1y2==1.又AF=y1+1,BF=y2+1,所以+=+===1,故C正确;对于D,由(-x1,1-y1)=2(x2,y2-1),可得2x2=-x1,由解得k=±,故D正确.故选BCD.
9. (1,3)∪(3,+∞) 解析:联立消去y并整理,得(3+m)x2+4mx+m=0.因为Δ>0,所以m>1或m<0.又因为m>0,且m≠3,所以m>1且m≠3.
10. y=2x± 解析:设直线l的方程为y=2x+m,与双曲线交于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2).将y=2x+m代入双曲线-=1,消去y并整理,得16x2+20mx+5(m2+4)=0,则Δ=400m2-4×16×5(m2+4)>0,解得m>4或m<-4,所以x1+x2=-m,x1x2=(m2+4),所以AB2=(1+k2)(x1-x2)2=5(x1-x2)2==20,解得m=±,符合题意,所以直线l的方程为y=2x±.
11. 6 解析:由抛物线y2=4x知,焦点F的坐标为(1,0).设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则=(x1-1,y1),=(x2-1,y2),=(x3-1,y3).因为++=0,所以x1-1+x2-1+x3-1=0,则x1+x2+x3=3.又||=x1+1,||=x2+1,||=x3+1,所以||+||+||=x1+x2+x3+3=6.
12. +=1 解析:设椭圆方程为+=1(a>b>0),由椭圆的定义知△ABF2的周长为AB+AF2+BF2=AF1+BF1+AF2+BF2=4a,根据题意得解得所以椭圆C的方程为+=1.
13. (1) 因为过点F且斜率为k的直线l与抛物线C有两个不同的交点A(4,4),B(x2,y2),
所以有42=8p,解得p=2,
所以抛物线的方程为y2=4x,
其准线方程为x=-1.
(2) 因为过点A作平行于抛物线C的对称轴的直线交抛物线C的准线于点A1,
所以A1(-1,4).
由抛物线的方程为y2=4x,得焦点F(1,0),
所以直线l的方程为y=(x-1),
所以联立方程
整理得y2-3y-4=0,
所以y1=4,y2=-1,即B,
所以kOB=-4,kOA1=-4.
因为OB,OA,有公共点O,
所以B,O,A1三点共线.
14. (1) 设点F1关于直线x-y+3=0的对称点为F3(x,y),
则解得即F3(-3,2).
由“对称性和两点之间线段最短”,可知MF1+MF2≥F2F3==2.
故MF1+MF2的最小值为2.
(2) 设M是椭圆E与直线x-y+3=0的一个公共点,则MF1+MF2=2a.
由(1)可知2a=MF1+MF2≥2,
所以椭圆E离心率e=≤=,
故椭圆E的离心率的最大值为.