3.6.1 圆锥曲线的综合应用(1)
一、 单项选择题
1. 设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点与抛物线y2=16x的焦点相同,双曲线C的一条渐近线方程为y=x,则双曲线C的方程为( )
A. -=1 B. -=1 C. -=1 D. -=1
2. 若动圆M与定圆C:x2+y2+4x=0相外切,且与直线l:x-2=0相切,则动圆M的圆心的轨迹方程为( )
A. y2-12x+12=0 B. y2+12x-12=0
C. y2+8x=0 D. y2-8x=0
3. 已知F1为椭圆C:+y2=1的左焦点,直线l:y=x-1与椭圆C相交于A,B两点,那么F1A+F1B的值为( )
A. B. C. D.
4. 过原点作直线l与椭圆C:+=1交于不同的两点A,B,F为椭圆的左焦点,则AF+BF的值为( )
A. B. 2 C. 3 D. 4
5. 过双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右顶点作x轴的垂线与双曲线C的一条渐近线相交于点A,若双曲线C的右焦点F到点A,O的距离相等且长度为2,则双曲线C的方程为( )
A. x2-=1 B. x2-=1 C. -=1 D. -=1
6. 如图,F1,F2是平面上的两点,且F1F2=10,图中的一系列圆是圆心分别为F1,F2的两组同心圆,每组同心圆的半径分别是1,2,3,…,A,B,C,D,E是图中两组同心圆的部分公共点.若点A在以F1,F2为焦点的椭圆M上,则下列结论中正确的是( )
A. 点B和C都在椭圆M上
B. 点C和D都在椭圆M上
C. 点D和E都在椭圆M上
D. 点E和B都在椭圆M上
二、 多项选择题
7. 已知抛物线x2=y的焦点为F,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论中正确的是( )
A. 点F的坐标为
B. 若直线MN过点F,则x1x2=-
C. 若=λ,则MN的最小值为
D. 若MF+NF=,则线段MN的中点P到x轴的距离为
8. (2021·东莞光正实验学校期中)已知椭圆C:+=1,F1,F2分别为它的左、右焦点,A,B分别为它的左、右顶点,P是椭圆上的一个动点,则下列结论中正确的有 ( )
A. 离心率e=
B. △F1PF2的周长为15
C. 若∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为9
D. 直线PA与直线PB斜率乘积为定值-
三、 填空题
9. 若F1,F2分别是双曲线-=1的左、右焦点,AB是双曲线左支上过点F1的弦,且 AB=6,则△ABF2的周长是________.
10. 已知直线l:x-y-m=0经过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,与抛物线C交于A,B两点,若AB=6,则p的值为________.
11. 过椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点F1作斜率为的直线l与椭圆C交于A,B两点,若OF1=OA,则椭圆C的离心率为________.
12. 已知椭圆+=1(0四、 解答题
13. 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,抛物线C与直线l1:y=-x的一个交点的横坐标为4.
(1) 求抛物线C的方程;
(2) 过点F的直线l2与抛物线C交于A,B两点,O为坐标原点,若AF=3,求△AOB的面积.
14. (2021·西安中学期中)在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,F1(,0),F2(-,0),已知P为平面内的一个动点,△PF1F2周长为定值4+2.
(1) 求动点P的轨迹方程;
(2) 若点P的轨迹上有一点M(x0,y0)满足MF1⊥MF2,求y0的值.
参考答案与解析
1. B 解析:由题意,得抛物线y2=16x的焦点F(4,0)为双曲线的右焦点,则c=4,a2+b2=16.又由渐近线方程,得=,解得a2=4,b2=12,所以双曲线C的方程为-=1.
2. B 解析:由题意,得圆C的圆心为C(-2,0),半径为2.设圆M的半径为r,则MC=r+2,点M到直线l的距离为r.由题意可知,点M到点C的距离等于点M到直线x=4的距离.设动点M的坐标为(x,y),则=|4-x|,化简,得y2+12x-12=0,所以动点M的轨迹方程为y2+12x-12=0.
3. C 解析:由得3x2-4x=0,所以可得点A(0,-1),B.又F1(-1,0),所以F1A+F1B=+=.
4. D 解析:如图,F′为右焦点,连接AF′,BF′.根据题意及椭圆的对称性,得四边形是平行四边形,四边形的周长为4a,所以AF+BF=2a=4.
5. A 解析:由题意,得FO=2,故c=2.不妨设渐近线方程为y=x,则点A(a,b),故22=b2+(2-a)2①.又c2=a2+b2=4②,故由①②,解得a=1,b=,所以双曲线C的方程为x2-=1.
6. C 解析:因为AF1+AF2=3+9=12,所以椭圆M中2a=12.因为BF1+BF2=5+9≠12,CF1+CF2=5+6≠12,DF1+DF2=5+7=12,EF1+EF2=11+1=12,所以D,E在椭圆M上.
7. BCD 解析:易知点F的坐标为,故A错误;设直线MN的方程为y=kx+,与抛物线方程联立,得16x2-8kx-1=0,则x1x2=-,故B正确;若=λ,则MN过点F,则MN的最小值即抛物线通径的长,为2p,即,故C正确;抛物线x2=y的焦点为,准线方程为y=-.如图,过点M,N,P分别作准线的垂线MM′,NN′,PP′,垂足分别为M′,N′,P′,所以MM′=MF,NN′=NF,所以MM′+NN′=MF+NF=,所以线段PP′==,所以线段MN的中点P到x轴的距离为PP′-=-=,故D正确.故选BCD.
8. ACD 解析:由+=1,可知a=5,b=3,c=4,对于A,e==,故A正确;对于B,△F1PF2的周长为PF1+PF2+F1F2=2a+2c=10+8=18,故B错误;对于C,PF1=m,PF2=n,则化简,得mn=18,所以S△F1PF2=mn=9,故C正确;对于D,设P(x,y)(x≠5),A(-5,0),B(5,0),则+=1,kPA=,kPB=,所以kPA·kPB=·===-,故D正确.故选ACD.
9. 28 解析:由题意知a=4,b=3,故c=5.由双曲线的定义知AF2-AF1=8①,BF2-BF1=8②,①+②,得AF2+BF2-AB=16,所以AF2+BF2=22,所以△ABF2的周长是AF2+BF2+AB=28.
10. 解析:设点A(x1,y1),B(x2,y2).由题意,得抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,代入直线l:x-y-m=0,得m=,则直线l的方程是x-y-=0,由消去y并整理,得x2-3px+=0,则x1+x2=3p,且Δ=9p2-4×>0.因为AB=6,所以x1+x2+p=6,即4p=6,得p=.
11. 解析:如图,设AF1的中点为M,椭圆的右焦点为F2,连接MO,AF2,所以MO∥AF2.因为OA=OF1,所以OM⊥AF1,所以AF1⊥AF2.又因为kAF1=,所以=,且AF2+AF1=2a,所以AF1=,AF2=.又因为AF+AF=F1F,所以+=4c2,所以=,所以e=.
12. 解析:由题意知a=2,所以BF2+AF2+AB=4a=8.因为BF2+AF2的最大值为5,所以AB的最小值为3,当且仅当AB垂直于x轴时,取得最小值,此时A,B,代入椭圆方程,得+=1.又c2=a2-b2=4-b2,所以+=1,所以b=.
13. (1) 易知直线与抛物线的交点坐标为(4,-4),
将点(4,-4)代入抛物线方程,得(-4)2=2p×4,解得p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2) 由(1)知,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线为l:x=-1,
则xA+1=3,所以点A的横坐标为2,将x=2代入y2=4x,得y2=8.
不妨令点A(2,2),
则直线l2的方程为y=2(x-1),
联立消去y并整理,得2x2-5x+2=0,解得x1=2,x2=,
所以点B的坐标为,
故S△AOB=S△AOF+S△BOF=×1×|yA-yB|=.
14. (1) 依题可知,PF1+PF2+F1F2=4+2,所以PF1+PF2=4>F1F2=2,故动点P的轨迹是以F1(,0),F2(-,0)为焦点,长轴长为4的椭圆(除去点(2,0),(-2,0)).
由2a=4,c=,所以b2=a2-c2=1,
即动点P的轨迹方程为+y2=1(y≠0).
(2) 因为点M(x0,y0)满足MF1⊥MF2,则有·=0,且y0≠0,=(--x0,-y0),=(-x0,-y0),则·=(--x0)(-x0)+(-y0)(-y0)=x+y-3=0.①
又点M(x0,y0)在椭圆C上,所以+y=1,②
取立①②消去x,得y=,所以y0=±.