圆锥曲线 题型突破训练 (原卷版+解析版)

文档属性

名称 圆锥曲线 题型突破训练 (原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2024-11-23 20:33:54

文档简介

圆锥曲线 考点题型突破训练
本专题内容及题型考点,在高考中常以1-2道选填,1道解答题形式出现,分值20分或26分, A组练基础和B组练中档的题目建议重点掌握;C组练能力的题目,第二问开始综合性强,难度较大,建议基础差的同学适当放弃,平均分120+的同学可以训练突破。
【考点题型1】圆锥曲线定义、方程相关问题
1.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭圆上一点P到两焦点距离的
和是10;
(2)两个焦点的坐标是(0,-2)、(0,2),并且椭圆经过点。
2.已知双曲线E的实轴长为8,且与椭圆有公共焦点,则双曲线E的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
3.一个焦点为(,0)且与双曲线-=1有相同渐近线的双曲线方程是(  )
A.-=1       B.-=1
C.-=1 D.-=1
4.(多选)已知点在抛物线()上,F为抛物线的焦点,,则下列说法正确的是( )
A. B.点F的坐标为
C.直线AQ与抛物线相切 D.
5.(多选)已知双曲线,则C的( )
A.焦点在y轴上 B.焦距为3
C.离心率为 D.渐近线为
【考点题型2】圆锥曲线充要条件相关问题
6.“”是“方程表示的曲线为椭圆”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1】如果方程表示焦点在Y轴上的椭圆,求实数的取值范围。
7.方程表示双曲线,求实数m的取值范围。
8.若方程表示双曲线,则m的取值范围是________.
9.已知曲线.( )
A. 若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B. 若m=n>0,则C是圆,其半径为
C. 若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为
D. 若m=0,n>0,则C是两条直线
10.当时,方程表示的轨迹可以是( )
A.两条直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【考点题型2】椭圆、双曲线离心率相关问题
11.已知m是3与12的等比中项,则圆锥曲线+=1的离心率是(  )
A.2 B.
C. D.2或
12.双曲线的左 右焦点分别是,,过且垂直于x轴的直线与双曲线交于A B两点,若为正三角形,则双曲线的离心率为_______________.
13.已知椭圆的左、右焦点分别为,,经过点且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且,,则椭圆C的离心率为_____________.
14.已知椭圆和双曲线有公共焦点,且左,右焦点分别为,,与在第一象限的交点为P,是以为底边的等腰三角形,若,与的离心率分别为,,则的取值范围是 .
15.已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),P是椭圆上一点,|PF2|=|F1F2|=2c,若∠PF2F1∈,则该椭圆的离心率的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【考点题型3】椭圆、双曲线焦点三角形相关问题
16.中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与双曲线有共同焦点和,且,又椭圆长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比.
(1)求椭圆与双曲线的方程;
(2)若为这两曲线的一个交点,求的余弦值.
17.设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
18.已知椭圆C:+=1(0A.6 B.3 C.2 D.
19.设椭圆的左右焦点为,,是上的动点,则下列结论正确的是( )
A. B.离心率
C.面积的最大值为 D.以线段为直径的圆与直线相切
【考点题型4】弦长相关问题
20.已知椭圆的一个顶点为,离心率为.直线与椭圆C交于不同的两点M,N.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当的面积为时,求k的值.
21.过椭圆内一点P(3,1),且被点P平分的弦所在直线的方程是(  )
A.4x+3y-13=0       B.3x+4y-13=0
C.4x-3y+5=0 D.3x-4y+5=0
22.如图,已知椭圆+y2=1的左焦点为F,O为坐标原点,设过点F且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,则点G横坐标的取值范围为________.
23.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆 (a>b>0)的离心率为,过椭圆右焦点F作两条互相垂直的弦AB与CD.当直线AB的斜率为0时,|AB|=4.
(1)求椭圆的方程;
(2)若|AB|+|CD|=,求直线AB的方程.
【考点题型5】圆锥曲线最值相关问题
24.已知椭圆)的焦点为,,是椭圆上一点,且,若的内切圆的半径满足,则(其中为椭圆的离心率)的最小值为( )
A. B. C. D.
25.已知斜率为的直线与椭圆相交于两点,与轴,轴分别交于两点,若恰好是线段的两个三等分点,则的值不可能为( )
A. B. C. D.
【考点题型6】求轨迹、第一定义相关问题
26.已知中,,,为动点,若、边上两中线长的和为定值求动点的轨迹方程.
27.已知圆的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程.
28.已知动点P与平面上点M(-1,0),N(1,0)的距离之和等于2.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)若经过点E的直线l与曲线C交于A,B两点,且点E为AB的中点,求直线l的方程.
【考点题型7】直线与圆锥曲线相关问题
29.已知为椭圆的左 右焦点,点为其上一点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线与椭圆相交于两点,与轴交于点,若存在,使得,求的取值范围.
30.设双曲线:的一个焦点坐标为,离心率,,是双曲线上的两点,的中点.
(1)求双曲线的方程;
(2)求直线方程;
(3)如果线段的垂直平分线与双曲线交于、两点,问、、、四点是否共圆?若共圆证之,若不共圆给予充分理由.
31.已知在平面直角坐标系中,动点到的距离与它到直线的距离之比为,的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点作直线与曲线交于不同的两点、(、在轴右侧),在线段上取异于点、的点,且满足,证明:点恒在一条直线上.
32.平面直角坐标系xOy中,已知椭圆:()的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程.
(2)设椭圆E:,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.
(ⅰ)求的值; (ⅱ)求△ABQ面积的最大值.
【考点题型8】圆与圆锥曲线相关问题
33.如图,曲线的方程为.以原点为圆心.以为半径的圆分别与曲线和轴的正半轴相交于点与点.直线与轴相交于点.
(
x
y
B
A
O
a

D
)
(Ⅰ)求点的横坐标与点的横坐标的关系式
(Ⅱ)设曲线上点的横坐标为,求证:直线的斜率为定值.
34.已知正三角形的三个顶点都在抛物线上,其中为坐标原点,设圆是的内接圆(点为圆心)
(I)求圆的方程;
(II)设圆的方程为,过圆上任意一点分别作圆的两条切线,切点为,求的最大值和最小值.圆锥曲线 考点题型突破训练
本专题内容及题型考点,在高考中常以1-2道选填,1道解答题形式出现,分值20分或26分, A组练基础和B组练中档的题目建议重点掌握;C组练能力的题目,第二问开始综合性强,难度较大,建议基础差的同学适当放弃,平均分120+的同学可以训练突破。
【考点题型1】圆锥曲线定义、方程相关问题
1.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭圆上一点P到两焦点距离的
和是10;
(2)两个焦点的坐标是(0,-2)、(0,2),并且椭圆经过点。
【思路点拨】结合椭圆的标准方程,用待定系数法。
【解析】(1)∵椭圆的焦点在x轴上,∴设它的标准方程为。
∵2a=10,2c=8,∴a=5,c=4 ∴b2=a2-c2=52-42=9
∴所求椭圆的标准方程为;
(2)∵椭圆的焦点在y轴上,∴设它的标准方程为
由椭圆的定义知,,
∴ 又c=2,∴b2=a2-c2=10-4=6 ∴所求椭圆的标准方程为。
【总结升华】求椭圆的标准方程就是求a2及b2(a>b>0),并且判断焦点所在的坐标轴。当焦点在x轴上时,椭圆的标准方程为;当焦点在y轴上时,椭圆的标准方程为。
2.已知双曲线E的实轴长为8,且与椭圆有公共焦点,则双曲线E的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】椭圆的焦点在y轴上,其中,,,所以焦点坐标为和,双曲线的焦点为和,即,实轴长,则,
那么,所以双曲线E的渐近线方程为,即.故选:B.
3.一个焦点为(,0)且与双曲线-=1有相同渐近线的双曲线方程是(  )
A.-=1       B.-=1
C.-=1 D.-=1
【答案】B
【解析】设所求双曲线方程为-=t(t≠0),因为一个焦点为(,0),所以|13t|=26.又焦点在x轴上,所以t=-2,即双曲线方程为-=1.
故选:B.
4.(多选)已知点在抛物线()上,F为抛物线的焦点,,则下列说法正确的是( )
A. B.点F的坐标为
C.直线AQ与抛物线相切 D.
【答案】AC
【解析】将代入中可得,故,,A正确,B错误,
,则AQ方程为,则,,故直线AQ与抛物线相切,C正确,由于轴,所以不成立,故D错误,故选:AC
5.(多选)已知双曲线,则C的( )
A.焦点在y轴上 B.焦距为3
C.离心率为 D.渐近线为
【答案】AC
【解析】因为双曲线,所以C的标准方程为,
故焦点在y轴上,,,,故焦距为,离心率为,渐近线为,故A,C正确,B,D错误.
故选:AC
【考点题型2】圆锥曲线充要条件相关问题
6.“”是“方程表示的曲线为椭圆”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】若方程表示椭圆,则
,解得:,且,所以“”是“方程表示的曲线为椭圆”的必要不充分条件.
故选:B
【变式1】如果方程表示焦点在Y轴上的椭圆,求实数的取值范围。
【解析】把整理为标准方程:
因为焦点在Y轴上,所以,解得
7.方程表示双曲线,求实数m的取值范围。
【解析】由题意得或或

∴实数m的取值范围为。
【总结升华】方程Ax2+By2=1表示双曲线时,A、B异号。
8.若方程表示双曲线,则m的取值范围是________.
【答案】(-∞,-2)∪(-1,+∞)
【解析】因为方程表示双曲线,
所以(2+m)(m+1)>0,即m>-1或m<-2.
9.已知曲线.( )
A. 若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B. 若m=n>0,则C是圆,其半径为
C. 若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为
D. 若m=0,n>0,则C是两条直线
【答案】ACD
【分析】结合选项进行逐项分析求解,时表示椭圆,时表示圆,时表示双曲线,时表示两条直线.
【解析】对于A,若,则可化为,
因为,所以, 即曲线表示焦点在轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则可化为,
此时曲线表示圆心在原点,半径为的圆,故B不正确;
对于C,若,则可化为, 此时曲线表示双曲线,
由可得,故C正确;
对于D,若,则可化为,
,此时曲线表示平行于轴的两条直线,故D正确; 故选:ACD.
【点睛】本题主要考查曲线方程的特征,熟知常见曲线方程之间的区别是求解的关键,侧重考查数学运算的核心素养.
10.当时,方程表示的轨迹可以是( )
A.两条直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【答案】ACD
【解析】将分为三种情况进行分类讨论,由此确定正确选项.
当时,.方程可化为,表示焦点在轴上的椭圆.
当时,,方程化为,表示两条直线.
当时,,.方程可化为,表示焦点在轴上的双曲线.
所以曲线不可能表示圆. 故选ACD.
【考点题型2】椭圆、双曲线离心率相关问题
11.已知m是3与12的等比中项,则圆锥曲线+=1的离心率是(  )
A.2 B.
C. D.2或
【答案】D
【解析】因为m是3与12的等比中项,所以m2=3×12=36,解得m=±6.若m=-6,则曲线的方程为-=1,该曲线是双曲线,其离心率e==2;若m=6,则曲线的方程为+=1,该曲线是椭圆,其离心率e==.综上,所求离心率是2或.
12.双曲线的左 右焦点分别是,,过且垂直于x轴的直线与双曲线交于A B两点,若为正三角形,则双曲线的离心率为_______________.
【答案】
【解析】 为正三角形,,又,
,,,,(舍去),故答案为:.
13.已知椭圆的左、右焦点分别为,,经过点且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且,,则椭圆C的离心率为_____________.
【答案】
【解析】由题意知,,,所以,即,又,即,
所以,
故答案为:.
14.已知椭圆和双曲线有公共焦点,且左,右焦点分别为,,与在第一象限的交点为P,是以为底边的等腰三角形,若,与的离心率分别为,,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据椭圆和双曲线的定义、椭圆和双曲线的离心率公式,结合等腰三角形的性质,从而可得,进而可得到关于的表达式,构造函数,再根据函数在上的单调情况即可解得的取值范围.
【解析】设椭圆和双曲线的半焦距为,,,,
由于是以为底边的等腰三角形,,则,,
令椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴为,
由椭圆的定义得,由双曲线定义得,
则,,相减得,即,得,
因此,,显然在上单调递增,
于是,所以的取值范围是.
故答案为:

15.已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),P是椭圆上一点,|PF2|=|F1F2|=2c,若∠PF2F1∈,则该椭圆的离心率的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意有|PF1|=2a-2c,|PF2|=|F1F2|=2c,则cos∠PF2F1===+=+-2,因为∠PF2F1∈,所以cos∠PF2F1∈,所以-1<+-2<,又e>0,所以
2<<3 <e<,
故选D.
【考点题型3】椭圆、双曲线焦点三角形相关问题
16.中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与双曲线有共同焦点和,且,又椭圆长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比.
(1)求椭圆与双曲线的方程;
(2)若为这两曲线的一个交点,求的余弦值.
【答案】(1)椭圆方程为,双曲线方程为
(2)
【解析】(1)设椭圆方程为(),双曲线方程,
则,解得
∵,∴ , .
故所求椭圆方程为,双曲线方程为.
(2)由对称性不妨设交点在第一象限.设、.
由椭圆、双曲线的定义有:
解得
由余弦定理有.
17.设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依据双曲线的定义有,
由得、,
又,则,即,
所以,
故选B.
18.已知椭圆C:+=1(0A.6 B.3 C.2 D.
【答案】C
【解析】设椭圆+=1(0设F1关于∠F1PF2的平分线的对称点为Q,
由椭圆的对称性及角平分线性质可知P,F2,Q三点共线且|PQ|=|PF1|,
又因为∠F1PF2=60°,所以△PQF1是等边三角形,
设|PF1|=|QF1|=|PQ|=m,
由椭圆定义可得|PF1|+|PF2|=2a=6,|QF1|+|QF2|=6,
又|PQ|=|PF2|+|QF2|,
所以|PQ|=12-|PF1|-|QF1|=12-2m,
所以m=4,即|PF1|=4,|PF2|=2,
所以△F1PF2的面积S=|PF1||PF2|sin∠F1PF2=×4×2×=2.
19.设椭圆的左右焦点为,,是上的动点,则下列结论正确的是( )
A. B.离心率
C.面积的最大值为 D.以线段为直径的圆与直线相切
【答案】AD
【解析】根据椭圆的定义判断A选项正确性,根据椭圆离心率判断B选项正确性,求得面积的最大值来判断C选项的正确性,求得圆心到直线的距离,与半径比较,由此判断D选项的正确性.
对于A选项,由椭圆的定义可知,所以A选项正确.
对于B选项,依题意,所以,所以B选项不正确.
对于C选项,,当为椭圆短轴顶点时,的面积取得最大值为,所以C选项错误.
对于D选项,线段为直径的圆圆心为,半径为,圆心到直线的距离为,也即圆心到直线的距离等于半径,所以以线段为直径的圆与直线相切,所以D选项正确.
综上所述,正确的为AD.
故选:AD
【考点题型4】弦长相关问题
20.已知椭圆的一个顶点为,离心率为.直线与椭圆C交于不同的两点M,N.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当的面积为时,求k的值.
【答案】(1); (2)1或-1.
【解析】(1)由题意得解得.所以椭圆C的方程为.
(2)由得.
设点M,N的坐标分别为,,则,,,,.所以.
由因为点到直线的距离,所以的面积为.由,解得,经检验,所以.
21.过椭圆内一点P(3,1),且被点P平分的弦所在直线的方程是(  )
A.4x+3y-13=0       B.3x+4y-13=0
C.4x-3y+5=0 D.3x-4y+5=0
【答案】B 
【解析】设所求直线与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,由于A,B两点均在椭圆上,故,,两式相减得=0.
∵P(3,1)是A(x1,y1),B(x2,y2)的中点,
∴x1+x2=6,y1+y2=2,故kAB=,
直线AB的方程为y-1=- (x-3),
即3x+4y-13=0,
故选B.
22.如图,已知椭圆+y2=1的左焦点为F,O为坐标原点,设过点F且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,则点G横坐标的取值范围为________.
【答案】
【解析】设直线AB的方程为y=k(x+1)(k≠0),代入+y2=1,整理得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0.
因为直线AB过椭圆的左焦点F,所以方程有两个不等实根,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点N(x0,y0),
则x1+x2=-,x0=(x1+x2)=-,y0=k(x0+1)=,
所以AB的垂直平分线NG的方程为y-y0=-(x-x0).
令y=0,得xG=x0+ky0=-+=-=-+.
因为k≠0,所以-<xG<0,
所以点G横坐标的取值范围为.
23.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆 (a>b>0)的离心率为,过椭圆右焦点F作两条互相垂直的弦AB与CD.当直线AB的斜率为0时,|AB|=4.
(1)求椭圆的方程;
(2)若|AB|+|CD|=,求直线AB的方程.
【解析】(1)由题意知e==,2a=4.
又a2=b2+c2,解得a=2,b=,
所以椭圆方程为.
(2)①当两条弦中一条弦所在直线的斜率为0时,另一条弦所在直线的斜率不存在,由题意知|AB|+|CD|=7,不满足条件.
②当两弦所在直线的斜率均存在且不为0时,设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2), 则直线CD的方程为y=-(x-1).
将直线AB的方程代入椭圆方程中并整理得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,则x1+x2=,x1·x2=,
所以|AB|= |x1-x2|
=·=.
同理,|CD|==.
所以|AB|+|CD|=+
=,解得k=±1,
所以直线AB的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.
【考点题型5】圆锥曲线最值相关问题
24.已知椭圆)的焦点为,,是椭圆上一点,且,若的内切圆的半径满足,则(其中为椭圆的离心率)的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知即向量数量积定义可得,应用余弦定理求得,根据等面积法可得,再由正弦定理列方程求离心率,结合目标式、基本不等式求其最小值,注意等号成立条件.
【解析】由题设,故,
又,则,
由余弦定理知:,
所以,而,
因为的内切圆的半径,故,
所以,则,
由,即,
所以,整理得且,
所以,
,当且仅当时等号成立,
所以目标式最小值为.
故选:B
25.已知斜率为的直线与椭圆相交于两点,与轴,轴分别交于两点,若恰好是线段的两个三等分点,则的值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意求得,结合求得的范围.
【解析】解:如图,设.
∵分别是线段的两个三等分点,
∴ ,,
则, 得,

利用点差法,由两式相减得

整理得到,
即,得,得,
∵ ,∴ ,
∴ ,∴ ,∴ 或,
故的值不可能为.
故选:D.
【点睛】本题解题的难点是求得,掌握点差法及理解并非只有弦中点时才考虑使用,进而累积解题经验.
【考点题型6】求轨迹、第一定义相关问题
26.已知中,,,为动点,若、边上两中线长的和为定值求动点的轨迹方程.
【分析】充分利用定义直接写出方程是求轨迹的直接法之一.应给以重视
解法一:【解析】设动点,且,
则、边上两中点、的坐标分别为,.
∵,
∴,
即.
从上式知,动点到两定点,的距离之和为常数30,
故动点的轨迹是以,为焦点且,,的椭圆,挖去点.
∴动点的轨迹方程是 ().
解法二:【解析】设的重心 ,,动点,且,
则.
∴点的轨迹是以,为焦点的椭圆(挖去点),且,,.
其方程为().
又, 代入上式,得()为所求.
【总结升华】求动点的轨迹,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,建立等式,利用直接法或间接法得到轨迹方程.
27.已知圆的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程.
【答案】
【解析】设动圆圆心P(x,y),动圆的半径为R,
由两圆外切的条件可得:,.
∴.
∴动圆圆心P的轨迹是以M1、M2为焦点的双曲线的右支,其中c=4,a=2,∴b2=12,
故所求轨迹方程为.
28.已知动点P与平面上点M(-1,0),N(1,0)的距离之和等于2.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)若经过点E的直线l与曲线C交于A,B两点,且点E为AB的中点,求直线l的方程.
【解析】(1)根据题意可知,动点P与平面上点M(-1,0),N(1,0)的距离之和等于2.
又2>|MN|=2,则点P的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,其中a=,c=1,则b==1,
故动点P的轨迹C的方程为+y2=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
则有
由①-②可得(x1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=0,
又由点E是AB的中点,
则有x1+x2=2且y1+y2=1,
则有2(x1-x2)+2(y1-y2)=0,
变形可得kl==-1,
则直线l的方程为y-=-(x-1),
变形可得x+y-=0,
故直线l的方程为x+y-=0.
【考点题型7】直线与圆锥曲线相关问题
29.已知为椭圆的左 右焦点,点为其上一点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线与椭圆相交于两点,与轴交于点,若存在,使得,求的取值范围.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,设,由可得,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,代入计算,即可得到结果.
【解析】(1)由题意设椭圆的标准方程为,
因为点为椭圆上一点,且,所以,
解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)
设又,
由得,,
联立可得

即,,且,
又,则,
,,
代入得,
,解得. 的取值范围是.
30.设双曲线:的一个焦点坐标为,离心率,,是双曲线上的两点,的中点.
(1)求双曲线的方程;
(2)求直线方程;
(3)如果线段的垂直平分线与双曲线交于、两点,问、、、四点是否共圆?若共圆证之,若不共圆给予充分理由.
【答案】(1) (2)
(3)共圆,证明过程见解析
【分析】(1)利用离心率定义以及双曲线中的关系式即可求得双曲线方程;
(2)设出,直线方程为,联立方程,再结合中点坐标即可求得直线的方程;
(3)假设、、、四点共圆,且圆心为,只需证的中点满足即可得到、、、四点共圆.
【解析】(1)由题知,,
又,则,
所以,
则双曲线的方程为.
(2)设,
直线方程为,
联立得,
又的中点为,
所以,
即,解得,此时满足,
故直线方程为.
(3)假设、、、四点共圆,且圆心为,
为圆的弦,圆心在垂直平分线上,
又为圆的弦且垂直平分,圆心为中点,
下面只需证的中点满足即可.
由,得,,
由(1)得直线方程为,
由,得,
的中点,
,,
,,

即、、、四点在以为圆心,为半径的圆上.
31.已知在平面直角坐标系中,动点到的距离与它到直线的距离之比为,的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点作直线与曲线交于不同的两点、(、在轴右侧),在线段上取异于点、的点,且满足,证明:点恒在一条直线上.
【答案】(1) (2)证明见解析
【分析】(1)利用距离公式结合已知条件化简可得出曲线的方程;
(2)设,则,设点、、,利用向量的坐标运算可得出,,结合平方差公式以及双曲线的方程计算出,即可证得结论成立.
【解析】(1)解:由题意可得,整理可得.
所以,曲线的方程为.
(2)证明:如下图所示:
因为,设,则,
设点、、,
由可得,
即,所以,,
由可得,
即,所以,,
所以, ,,
所以,,即,
所以,点在定直线上.
【点睛】方法点睛:本题使用向量方法得到若干方程后,将这些方程进行整体处理,已达到消元的目的,这个方法比联立方程的计算量要小,不失为一中巧妙的方法.
32.平面直角坐标系xOy中,已知椭圆:()的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程.
(2)设椭圆E:,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.
(ⅰ)求的值; (ⅱ)求△ABQ面积的最大值.
【分析】(1)由离心率e和2a=r1+r2可求a,b,c.
(2)将直线y=kx+m与椭圆E和椭圆C联立消y,再根据二次方程根与系数的关系求解面积的最大值.
【解析】(1)因为两圆的公共点在椭圆C上,所以2a=3+1=4,a=2.
又因为椭圆C的离心率为,所以
即椭圆C的方程为..
(2)(ⅰ) 椭圆E:.
设是椭圆C上任意一点,则.直线:与椭圆E:联立消得,所以.即.
(ⅱ) 因为点在直线上,所以,点到直线的距离为.
将与联立消得,由可得. ①
设,则,所以.
直线y=kx+m与y轴交点为(0,m),所以△OAB面积
,令,则.
将与联立消得,由可得. ②
由①②可知,因此(当且仅当即时取得最大值),注意到,
所以.即的面积的最大值为.
【考点题型8】圆与圆锥曲线相关问题
33.如图,曲线的方程为.以原点为圆心.以为半径的圆分别与曲线和轴的正半轴相交于点与点.直线与轴相交于点.
(
x
y
B
A
O
a

D
)
(Ⅰ)求点的横坐标与点的横坐标的关系式
(Ⅱ)设曲线上点的横坐标为,求证:直线的斜率为定值.
【解析】(Ⅰ)由题意知,.
(
x
y
B
A
O
a

D
)
因为,所以.
由于,故有. (1)
由点的坐标知,直线的方程为.
又因点在直线上,故有,
将(1)代入上式,得, 解得.
(Ⅱ)因为,所以直线的斜率为

所以直线的斜率为定值.
34.已知正三角形的三个顶点都在抛物线上,其中为坐标原点,设圆是的内接圆(点为圆心)
(I)求圆的方程;
(II)设圆的方程为,过圆上任意一点分别作圆的两条切线,切点为,求的最大值和最小值.
【解析】(I)法一:设两点坐标分别为,,
由题设知.
解得,
所以,或,.
设圆心的坐标为,则,所以圆的方程为

法二:设两点坐标分别为,,
由题设知.
又因为,,可得.
即.
由,,可知,
故两点关于轴对称,所以圆心在轴上.
设点的坐标为,则点坐标为,
于是有,解得,
所以圆的方程为.
(II)设,则.
在中,,
由圆的几何性质得,,
所以,由此可得

则的最大值为,最小值为.
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