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第八章 平面解析几何
8.8 直线与圆锥曲线
数学
内容索引
必备知识回顾
关键能力提升
第一部分
第二部分
考点1 直线与圆锥曲线的位置关系
考点2 弦的有关问题
01
02
考点3 直线与圆锥曲线的综合问题
03
课时作业
第三部分
1.理解直线与圆锥曲线位置关系的判断方法.
2.掌握直线被圆锥曲线所截的弦长公式.
3.能解决直线与圆锥曲线相交的综合问题.
自主学习·基础回扣
必备知识回顾
第
分
部
一
1.直线与圆锥曲线的位置关系
(1)直线与圆锥曲线可能的位置关系包括____、____、____;相交时有一个或两个交点,相切时有一个交点,相离时无交点.
(2)判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+D=0与圆锥曲线C的方程组成方程组,消去y(或x)得到一个关于变量x(或y)的方程ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0).
①当a≠0时,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有Δ>0时,直线l与曲线C____;Δ=0时,直线l与曲线C____;Δ<0时,直线l与曲线C____.
教材回扣
相交
相切
相离
相交
相切
相离
②当a=0时,即得到一个一次方程,则直线l与曲线C相交,且只有一个交点,此时,若曲线C为双曲线,则直线l与双曲线的______平行;若曲线C为抛物线,则直线l与抛物线的______平行或重合.
2.圆锥曲线的弦长公式
设直线与圆锥曲线的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=
_______________=______________________或|AB|=_____________=
___________________________,k为直线斜率且k≠0.
渐近线
对称轴
3.中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解
(1)利用根与系数的关系:将直线的方程代入圆锥曲线的方程,消元后得到一个一元二次方程,利用根与系数的关系和中点坐标公式建立等式求解,注意不能忽视对判别式的讨论.
教材拓展
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)直线与圆锥曲线有三种位置关系:相离、相切、相交.( )
(3)“直线l与双曲线C相切”的充要条件是“直线l与双曲线C只有一个公共点”.( )
(4)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线一定相切.( )
基础检测
√
√
×
×
A.(-∞,0)∪(1,+∞)
B.(0,3)∪(3,+∞)
C.(1,3)∪(3,+∞)
D.(1,+∞)
C
3.(人教A版选择性必修第一册P136T3改编)已知直线l:y=x-1与抛物线y2=4x交于A,B两点,则线段AB的长是( )
A.2 B.4
C.8 D.16
C
B
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
二
考点1 直线与圆锥曲线的位置关系
【例1】 (1)(2024·江苏宿迁三模)已知抛物线C:x2=y,点M(m,1),则“m>1”是“过M且与C仅有一个公共点的直线有3条”的( )
A.充分条件
B.必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
A
规律总结
在判断直线与圆锥曲线的位置关系时,先联立方程组,再消去x(或y),得到关于y(或x)的方程,如果是直线与椭圆,则所得方程一定为一元二次方程;如果是直线与双曲线或抛物线,则需讨论二次项系数等于零和不等于零两种情况,只有二次方程才有判别式,另外还应注意斜率不存在的情形.
C
B
考点2 弦的有关问题
B
规律总结
弦及弦中点问题的解决方法
(1)根与系数的关系:直线方程与椭圆或双曲线方程联立,消元,利用根与系数的关系表示中点.
(2)点差法:利用弦两端点适合椭圆或双曲线方程,将两端点坐标代入方程,作差构造中点、斜率间的关系.若已知弦的中点坐标,可求弦所在直线的斜率.
7
规律总结
弦长的求解方法
(1)当弦的两端点坐标易求时,可直接利用两点间的距离公式求解.
(2)当直线的斜率存在时,设斜率为k的直线l与椭圆或双曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两个不同的所设的点,则弦长公式的常见形式有如下几种:
C
考点3 直线与圆锥曲线的综合问题
(2)若过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为9,求l的方程.
规律总结
1.解答直线与椭圆相交的题目时,常用到“设而不求”的方法,即联立直线的方程和椭圆的方程,消去y(或x)得一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件,建立有关参变量的等量关系求解.
2.涉及直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
解:设A(x0,y0)(y0>0),则B(-x0,-y0),
由题知x0≠1且x0≠±3,
课时作业60
第
分
部
三
1.(5分)已知抛物线C:y2=4x,直线l过点A(-2,0),且与抛物线C有且只有一个公共点,则满足条件的直线l的条数为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
B
C
B
4.(5分)(2024·甘肃金昌二模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C相交于A,B两点.若|AB|=5,则直线l的方程为( )
B
D
C
7.(6分)(多选)(2024·山东青岛质检)设F是抛物线C:y2=4x的焦点,直线l过点F,且与抛物线C交于A,B两点,O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.|AB|≥4
B.|OA|+|OB|>8
C.若点P(2,2),则|PA|+|AF|的最小值是3
D.△OAB面积的最小值是2
ACD
解析:由题意知F(1,0),不妨设A在第一象限,若直线l斜率不存在,则A(1,2),B(1,-2),则|OF|=1,
8.(6分)(多选)(2024·江苏苏州三模)过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F的直线l:y=x-1与C相交于A,B两点,O为坐标原点,则( )
A.p=2 B.OA⊥OB
ACD
(2)已知点M0(1,4),求证:线段F1M0的垂直平分线与C恰有一个公共点;
(3)设M是坐标平面上的动点,且线段F1M的垂直平分线与C恰有一个公共点,证明M的轨迹为圆,并求该圆的方程.
证法二 设线段F1M的垂直平分线l与C恰有一个公共点P,
则当点P不在椭圆长轴上时,线段F1M的垂直平分线l即为C在点P处的切线,也为∠F1PM的平分线所在直线,如图,
作∠F1PF2的平分线PH,根据椭圆的光学性质得PH⊥l,所以∠F1PE+∠F1PH=90°,则∠F2PH+∠EPM=90°,
故∠F2PF1+∠F1PM=180°,
所以M,P,F2三点共线,所以|MF2|=|MP|+|PF2|=|PF1|+
|PF2|=4,所以点M的轨迹是以F2为圆心,4为半径的圆,
当点P在椭圆长轴上时,点M的坐标为(5,0)或(-3,0),也满足|MF2|=4,
故点M的轨迹是圆,该圆的方程为(x-1)2+y2=16.
D
B
AC