(通用版)2018年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專(zhuān)題五 解析幾何教學(xué)案 理
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1、 專(zhuān)題五 解析幾何 [研高考·明考點(diǎn)] 年份 卷別 小題考查 大題考查 2017 卷Ⅰ T10·直線(xiàn)與拋物線(xiàn)的位置關(guān)系、弦長(zhǎng)公式 T20·橢圓的方程的求法、直線(xiàn)與橢圓的位置關(guān)系、過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題 T15·雙曲線(xiàn)的幾何性質(zhì)、圓的性質(zhì)、點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式 卷Ⅱ T9·雙曲線(xiàn)的幾何性質(zhì)、圓的弦長(zhǎng)問(wèn)題 T20·軌跡方程的求解、直線(xiàn)與橢圓位置關(guān)系、過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題 T16·拋物線(xiàn)的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程 卷Ⅲ T5·雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)方程,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 T20·直線(xiàn)與拋物線(xiàn)的位置關(guān)系、直線(xiàn)與圓的方程 T10·直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系、點(diǎn)到直線(xiàn)的距離、橢圓的離心率 2016 卷Ⅰ T
2、5·雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì) T20·軌跡方程的求解,直線(xiàn)與橢圓的綜合應(yīng)用 T10·拋物線(xiàn)與圓的綜合應(yīng)用 卷Ⅱ T4·圓的方程、點(diǎn)到直線(xiàn)的距離 T20·橢圓的方程與性質(zhì),直線(xiàn)與橢圓的位置關(guān)系、弦長(zhǎng)的求法 T11·雙曲線(xiàn)的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、通徑和離心率的計(jì)算 卷Ⅲ T11·橢圓的幾何性質(zhì)、三點(diǎn)共線(xiàn)的應(yīng)用 T20·直線(xiàn)方程的求法、直線(xiàn)的斜率、軌跡方程的求法 T16·直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系、弦長(zhǎng)問(wèn)題 2015 卷Ⅰ T5·雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程、平面向量的數(shù)量積 T20·直線(xiàn)的斜率、直線(xiàn)與拋物線(xiàn)的位置關(guān)系、存在性問(wèn)題 T14·結(jié)合橢圓的性質(zhì)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 卷Ⅱ T7·圓的方程
3、問(wèn)題 T20·直線(xiàn)的斜率、直線(xiàn)與橢圓的位置關(guān)系、探索性問(wèn)題 T11·雙曲線(xiàn)的方程及幾何性質(zhì) [析考情·明重點(diǎn)] 小題考情分析 大題考情分析 ??键c(diǎn) 1.圓錐曲線(xiàn)的方程(3年7考) 2.圓錐曲線(xiàn)的性質(zhì)(3年6考) 3.圓錐曲線(xiàn)與圓、直線(xiàn)的綜合問(wèn)題(3年5考) ??键c(diǎn) 高考對(duì)解析幾何在解答題中的考查,圓錐曲線(xiàn)方程或某點(diǎn)軌跡方程的求法比較簡(jiǎn)單,重點(diǎn)考查直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系、定點(diǎn)、定值、范圍、探索性問(wèn)題,難度較大,題型主要有: 1.圓錐曲線(xiàn)中的最值、范圍、證明問(wèn)題 2.圓錐曲線(xiàn)中的定點(diǎn)、定值、存在性問(wèn)題 偶考點(diǎn) 1.直線(xiàn)與圓的方程 2.直線(xiàn)、圓之間的位置關(guān)系
4、 偶考點(diǎn) 1.曲線(xiàn)與方程、某點(diǎn)軌跡方程的求法 2.直線(xiàn)與拋物線(xiàn)的位置關(guān)系 第一講 小題考法——直線(xiàn)與圓 考點(diǎn)(一) 主要考查直線(xiàn)方程、兩條直線(xiàn)的位置關(guān)系及三個(gè)距離公式的應(yīng)用. 直 線(xiàn) 的 方 程 [典例感悟] [典例] (1)已知直線(xiàn)l1:x+2ay-1=0,l2:(a+1)x-ay=0,若l1∥l2,則實(shí)數(shù)a的值為( ) A.- B.0 C.-或0 D.2 (2)已知點(diǎn)A(-1,0),B(1,0),C(0,1),直線(xiàn)y=ax+b(a>0)將△ABC分割為面積相等的兩部分,則b的取值范圍是( ) A.(0,1) B. C. D. (3)過(guò)
5、直線(xiàn)l1:x-2y+3=0與直線(xiàn)l2:2x+3y-8=0的交點(diǎn),且到點(diǎn)P(0,4)距離為2的直線(xiàn)方程為_(kāi)_______________________________________________________________. [解析] (1)由l1∥l2得1×(-a)=2a(a+1),即2a2+3a=0,解得a=0或a=-.經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)a=0或a=-時(shí)均有l(wèi)1∥l2,故選C. (2)易知BC所在直線(xiàn)的方程是x+y=1,由消去x,得y=,當(dāng)a>0時(shí),直線(xiàn)y=ax+b與x軸交于點(diǎn),結(jié)合圖形知××=,化簡(jiǎn)得(a+b)2=a(a+1),則a=.∵a>0,∴>0,解得b<. 考慮極限位置,即
6、當(dāng)a=0時(shí),易得b=1-,故b的取值范圍是. (3)由得∴l(xiāng)1與l2的交點(diǎn)為(1,2).當(dāng)所求直線(xiàn)斜率不存在,即直線(xiàn)方程為x=1時(shí),顯然不滿(mǎn)足題意. 當(dāng)所求直線(xiàn)斜率存在時(shí),設(shè)所求直線(xiàn)方程為y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0, ∵點(diǎn)P(0,4)到直線(xiàn)的距離為2, ∴2=,∴k=0或k=. ∴直線(xiàn)方程為y=2或4x-3y+2=0. [答案] (1)C (2)B (3)y=2或4x-3y+2=0 [方法技巧] 直線(xiàn)方程問(wèn)題的2個(gè)關(guān)注點(diǎn) (1)求解兩條直線(xiàn)平行的問(wèn)題時(shí),在利用A1B2-A2B1=0建立方程求出參數(shù)的值后,要注意代入檢驗(yàn),排除兩條直線(xiàn)重合的情況. (2)求直
7、線(xiàn)方程時(shí)應(yīng)根據(jù)條件選擇合適的方程形式,同時(shí)要考慮直線(xiàn)斜率不存在的情況是否符合題意. [演練沖關(guān)] 1.已知直線(xiàn)l的傾斜角為,直線(xiàn)l1經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(3,2),B(-a,1),且l1與l垂直,直線(xiàn)l2:2x+by+1=0與直線(xiàn)l1平行,則a+b=( ) A.-4 B.-2 C.0 D.2 解析:選B 由題知,直線(xiàn)l的斜率為1,則直線(xiàn)l1的斜率為-1,所以=-1,所以a=-4.又l1∥l2,所以-=-1,b=2,所以a+b=-4+2=-2,故選B. 2.若直線(xiàn)l1:x+ay+6=0與l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,則l1與l2間的距離為( ) A. B. C
8、. D. 解析:選B 由l1∥l2,得(a-2)a=1×3,且a×2a≠3×6,解得a=-1,所以l1:x-y+6=0,l2:x-y+=0,所以l1與l2間的距離為d==. 3.設(shè)m∈R,過(guò)定點(diǎn)A的動(dòng)直線(xiàn)x+my=0和過(guò)定點(diǎn)B的動(dòng)直線(xiàn)mx-y-m+3=0交于點(diǎn)P(x,y),則|PA|·|PB|的最大值是________. 解析:易求定點(diǎn)A(0,0),B(1,3).當(dāng)P與A和B均不重合時(shí),因?yàn)镻為直線(xiàn)x+my=0與mx-y-m+3=0的交點(diǎn),且兩直線(xiàn)垂直,則PA⊥PB,所以|PA|2+|PB|2=|AB|2=10,所以|PA|·|PB|≤=5(當(dāng)且僅當(dāng)|PA|=|PB|=時(shí),等號(hào)成立),
9、當(dāng)P與A或B重合時(shí),|PA|·|PB|=0,故|PA|·|PB|的最大值是5. 答案:5 考點(diǎn)(二) 主要考查圓的方程的求法,常涉及弦長(zhǎng)公式、直線(xiàn)與圓相切等問(wèn)題. 圓 的 方 程 [典例感悟] [典例] (1)已知三點(diǎn)A(1,0),B(0,),C(2,),則△ABC外接圓的圓心到原點(diǎn)的距離為( ) A. B. C. D. (2)(2015·全國(guó)卷Ⅰ)一個(gè)圓經(jīng)過(guò)橢圓+=1的三個(gè)頂點(diǎn),且圓心在x軸的正半軸上,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為_(kāi)_____________. (3)(2017·廣州模擬)若一個(gè)圓的圓心是拋物線(xiàn)x2=4y的
10、焦點(diǎn),且該圓與直線(xiàn)y=x+3相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是______________.
[解析] (1)設(shè)△ABC外接圓的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∴∴
∴△ABC外接圓的一般方程為x2+y2-2x-y+1=0,圓心為,故△ABC外接圓的圓心到原點(diǎn)的距離為 =.
(2)由題意知a=4,b=2,上、下頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,2),(0,-2),右頂點(diǎn)的坐標(biāo)為(4,0).由圓心在x軸的正半軸上知圓過(guò)點(diǎn)(0,2),(0,-2),(4,0)三點(diǎn).設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-m)2+y2=r2(0
11、的焦點(diǎn)為(0,1),即圓心為(0,1),設(shè)該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是x2+(y-1)2=r2(r>0),因?yàn)樵搱A與直線(xiàn)y=x+3,即x-y+3=0相切,所以r==,故該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是x2+(y-1)2=2. [答案] (1)B (2)2+y2= (3)x2+(y-1)2=2 [方法技巧] 圓的方程的2種求法 (1)幾何法:通過(guò)研究圓的性質(zhì)、直線(xiàn)和圓、圓與圓的位置關(guān)系,進(jìn)而求得圓的基本量和方程. (2)代數(shù)法:用待定系數(shù)法先設(shè)出圓的方程,再由條件求得各系數(shù). [演練沖關(guān)] 1.(2017·長(zhǎng)春質(zhì)檢)圓(x-2)2+y2=4關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng)的圓的方程是( ) A.(x-)2+(y-1)2
12、=4 B.(x-)2+(y-)2=4 C.x2+(y-2)2=4 D.(x-1)2+(y-)2=4 解析:選D 圓與圓關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng),則圓的半徑相同,只需求圓心(2,0)關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)的坐標(biāo)即可.設(shè)所求圓的圓心坐標(biāo)為(a,b),則解得所以圓(x-2)2+y2=4的圓心關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,),從而所求圓的方程為(x-1)2+(y-)2=4,故選D. 2.(2017·北京西城區(qū)模擬)已知圓C的圓心是直線(xiàn)x-y+1=0與x軸的交點(diǎn),且圓C與直線(xiàn)x+y+3=0相切,則圓C的方程是( ) A.(x+1)2+y2=2 B.(x+1)2+y2=8 C.(x-1)2+
13、y2=2 D.(x-1)2+y2=8 解析:選A 根據(jù)題意直線(xiàn)x-y+1=0與x軸的交點(diǎn)為(-1,0),即圓心為(-1,0).因?yàn)閳AC與直線(xiàn)x+y+3=0相切,所以半徑r==,則圓C的方程為(x+1)2+y2=2,故選A. 3.(2017·惠州調(diào)研)圓心在直線(xiàn)x-2y=0上的圓C與y軸的正半軸相切,圓C截x軸所得弦的長(zhǎng)為2,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為_(kāi)_______________. 解析:設(shè)圓心坐標(biāo)為(a,b),半徑為r.由已知又圓心(a,b)到y(tǒng)軸、x軸的距離分別為|a|,|b|,所以|a|=r,|b|2+3=r2.綜上,解得a=2,b=1,r=2,所以圓心坐標(biāo)為(2,1),圓C的標(biāo)準(zhǔn)方
14、程為(x-2)2+(y-1)2=4. 答案:(x-2)2+(y-1)2=4 考點(diǎn)(三) 主要考查直線(xiàn)與圓位置關(guān)系的判斷、根據(jù)直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系解決參數(shù)問(wèn)題或與圓有關(guān)的軌跡問(wèn)題. 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系 [典例感悟] [典例] (1)(2017·昆明模擬)已知圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直線(xiàn)x+y=0所得線(xiàn)段的長(zhǎng)度是2,則圓M與圓N:(x-1)2+(y-1)2=1的位置關(guān)系是( ) A.內(nèi)切 B.相交 C.外切 D.相離 (2)(2016·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)直線(xiàn)y=x+2a與圓C:x2+y2-2ay-2=0相交于A,B兩點(diǎn),若|AB|=2,則圓C的面積為_(kāi)___
15、____. (3)(2016·全國(guó)卷Ⅲ)已知直線(xiàn)l:x-y+6=0與圓x2+y2=12交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作l的垂線(xiàn)與x軸交于C,D兩點(diǎn),則|CD|=________. [解析] (1)由題知圓M:x2+(y-a)2=a2(a>0),圓心(0,a)到直線(xiàn)x+y=0的距離d=,所以2=2,解得a=2,即圓M的圓心為(0,2),半徑為2.又圓N的圓心為(1,1),半徑為1,則圓M,圓N的圓心距|MN|=,兩圓半徑之差為1,半徑之和為3,1<<3,故兩圓相交. (2)圓C:x2+y2-2ay-2=0化為標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+(y-a)2=a2+2,所以圓心C(0,a),半徑r=,因?yàn)閨AB|
16、=2,點(diǎn)C到直線(xiàn)y=x+2a,即x-y+2a=0的距離d==,由勾股定理得2+2=a2+2,解得a2=2,所以r==2,所以圓C的面積為π×22=4π. (3)如圖所示,∵直線(xiàn)AB的方程為x-y+6=0, ∴kAB=,∴∠BPD=30°, 從而∠BDP=60°. 在Rt△BOD中, ∵|OB|=2,∴|OD|=2. 取AB的中點(diǎn)H,連接OH,則OH⊥AB, ∴OH為直角梯形ABDC的中位線(xiàn), ∴|OC|=|OD|,∴|CD|=2|OD|=2×2=4. [答案] (1)B (2)4π (3)4 [方法技巧] 1.直線(xiàn)(圓)與圓位置關(guān)系問(wèn)題的求解思路 (1)研究直線(xiàn)與圓的位
17、置關(guān)系主要通過(guò)將圓心到直線(xiàn)的距離同半徑做比較實(shí)現(xiàn),兩圓位置關(guān)系的判斷依據(jù)是兩圓心距離與兩半徑差與和的比較. (2)直線(xiàn)與圓相切時(shí)利用“切線(xiàn)與過(guò)切點(diǎn)的半徑垂直,圓心到切線(xiàn)的距離等于半徑”建立關(guān)于切線(xiàn)斜率的等式,所以求切線(xiàn)方程時(shí)主要選擇點(diǎn)斜式.過(guò)圓外一點(diǎn)求解切線(xiàn)段長(zhǎng)的問(wèn)題,可先求出圓心到圓外點(diǎn)的距離,再結(jié)合半徑利用勾股定理計(jì)算. 2.直線(xiàn)截圓所得弦長(zhǎng)的求解方法 (1)根據(jù)平面幾何知識(shí)構(gòu)建直角三角形,把弦長(zhǎng)用圓的半徑和圓心到直線(xiàn)的距離表示,即l=2(其中l(wèi)為弦長(zhǎng),r為圓的半徑,d為圓心到直線(xiàn)的距離). (2)根據(jù)公式:l=|x1-x2|求解(其中l(wèi)為弦長(zhǎng),x1,x2為直線(xiàn)與圓相交所得交點(diǎn)的橫
18、坐標(biāo),k為直線(xiàn)的斜率). (3)求出交點(diǎn)坐標(biāo),用兩點(diǎn)間的距離公式求解. [演練沖關(guān)] 1.(2017·南昌模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線(xiàn)y=2x+1與圓x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),則cos∠AOB=( ) A. B.- C. D.- 解析:選D 因?yàn)閳Ax2+y2=4的圓心為O(0,0),半徑為2,所以圓心O到直線(xiàn)y=2x+1的距離d==,所以弦長(zhǎng)|AB|=2=2. 在△AOB中,由余弦定理得cos∠AOB===-. 2.已知P(x,y)是直線(xiàn)kx+y+4=0(k>0)上一動(dòng)點(diǎn),PA,PB是圓C:x2+y2-2y=0的兩條切線(xiàn),A,B是切點(diǎn),若四邊形PA
19、CB的最小面積是2,則k=________. 解析:如圖,把圓的方程化成標(biāo)準(zhǔn)形式得x2+(y-1)2=1,所以圓心為C(0,1),半徑為r=1,四邊形PACB的面積S=2S△PBC,所以若四邊形PACB的最小面積是2,則S△PBC的最小值為1. 而S△PBC=r·|PB|,即|PB|的最小值為2,此時(shí)|PC|最小,|PC|為圓心到直線(xiàn)kx+y+4=0的距離d,則d===,化簡(jiǎn)得k2=4,因?yàn)閗>0,所以k=2. 答案:2 3.(2017·云南調(diào)研)已知?jiǎng)訄AC過(guò)A(4,0),B(0,-2)兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M(1,-2)的直線(xiàn)交圓C于E,F(xiàn)兩點(diǎn),當(dāng)圓C的面積最小時(shí),|EF|的最小值為_(kāi)___
20、____. 解析:依題意得,動(dòng)圓C的半徑不小于|AB|=,即當(dāng)圓C的面積最小時(shí),AB是圓C的一條直徑,此時(shí)圓心C是線(xiàn)段AB的中點(diǎn),即點(diǎn)C(2,-1),又點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,-2),且|CM|==<,所以點(diǎn)M位于圓C內(nèi),所以當(dāng)點(diǎn)M為線(xiàn)段EF的中點(diǎn)時(shí),|EF|最小,其最小值為2=2. 答案:2 [必備知能·自主補(bǔ)缺] (一) 主干知識(shí)要記牢 1.直線(xiàn)方程的五種形式 點(diǎn)斜式 y-y1=k(x-x1)(直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P1(x1,y1),且斜率為k,不能表示y軸和平行于y軸的直線(xiàn)) 斜
21、截式 y=kx+b(b為直線(xiàn)在y軸上的截距,且斜率為k,不能表示y軸和平行于y軸的直線(xiàn)) 兩點(diǎn)式 =(直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,不能表示坐標(biāo)軸和平行于坐標(biāo)軸的直線(xiàn)) 截距式 +=1(a,b分別為直線(xiàn)的橫、縱截距,且a≠0,b≠0,不能表示坐標(biāo)軸、平行于坐標(biāo)軸和過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)) 一般式 Ax+By+C=0(其中A,B不同時(shí)為0) 2.點(diǎn)到直線(xiàn)的距離及兩平行直線(xiàn)間的距離 (1)點(diǎn)P(x0,y0)到直線(xiàn)Ax+By+C=0的距離為d=. (2)兩平行線(xiàn)l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0間的距離為d=. 3.圓的
22、方程
(1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2.
(2)圓的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).
(3)圓的直徑式方程:(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0(圓的直徑的兩端點(diǎn)是A(x1,y1),B(x2,y2)).
4.直線(xiàn)與圓位置關(guān)系的判定方法
(1)代數(shù)方法(判斷直線(xiàn)與圓方程聯(lián)立所得方程組的解的情況):Δ>0?相交,Δ<0?相離,Δ=0?相切.
(2)幾何方法(比較圓心到直線(xiàn)的距離與半徑的大小):設(shè)圓心到直線(xiàn)的距離為d,則d
23、2,半徑分別為r1,r2,則 (1)當(dāng)|O1O2|>r1+r2時(shí),兩圓外離; (2)當(dāng)|O1O2|=r1+r2時(shí),兩圓外切; (3)當(dāng)|r1-r2|<|O1O2|<r1+r2時(shí),兩圓相交; (4)當(dāng)|O1O2|=|r1-r2|時(shí),兩圓內(nèi)切; (5)當(dāng)0≤|O1O2|<|r1-r2|時(shí),兩圓內(nèi)含. (二) 二級(jí)結(jié)論要用好 1.直線(xiàn)l1:A1x+B1y+C1=0與直線(xiàn)l2:A2x+B2y+C2=0的位置關(guān)系 (1)平行?A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0; (2)重合?A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1=0; (3)相交?A1B2-A2B1≠0; (4)垂
24、直?A1A2+B1B2=0. [針對(duì)練1] 若直線(xiàn)l1:mx+y+8=0與l2:4x+(m-5)y+2m=0垂直,則m=________. 解析:∵l1⊥l2,∴4m+(m-5)=0,∴m=1. 答案:1 2.若點(diǎn)P(x0,y0)在圓x2+y2=r2上,則圓過(guò)該點(diǎn)的切線(xiàn)方程為:x0x+y0y=r2. [針對(duì)練2] 過(guò)點(diǎn)(1,)且與圓x2+y2=4相切的直線(xiàn)l的方程為_(kāi)___________. 解析:∵點(diǎn)(1,)在圓x2+y2=4上, ∴切線(xiàn)方程為x+y=4,即x+y-4=0. 答案:x+y-4=0 (三) 易錯(cuò)易混要明了 1.易忽視直線(xiàn)方程的幾種形式的限制條件,如根據(jù)直線(xiàn)在
25、兩坐標(biāo)軸上的截距相等設(shè)方程時(shí),忽視截距為0的情況,直接設(shè)為+=1;再如,忽視斜率不存在的情況直接將過(guò)定點(diǎn)P(x0,y0)的直線(xiàn)設(shè)為y-y0=k(x-x0)等. [針對(duì)練3] 已知直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P(1,5),且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,則此直線(xiàn)的方程為_(kāi)_________________. 解析:當(dāng)截距為0時(shí),直線(xiàn)方程為5x-y=0; 當(dāng)截距不為0時(shí),設(shè)直線(xiàn)方程為+=1,代入P(1,5),得a=6,∴直線(xiàn)方程為x+y-6=0. 答案:5x-y=0或x+y-6=0 2.討論兩條直線(xiàn)的位置關(guān)系時(shí),易忽視系數(shù)等于零時(shí)的討論導(dǎo)致漏解,如兩條直線(xiàn)垂直時(shí),一條直線(xiàn)的斜率不存在,另一條直線(xiàn)斜率為0.如果利用
26、直線(xiàn)l1:A1x+B1y+C1=0與l2:A2x+B2y+C2=0垂直的充要條件A1A2+B1B2=0,就可以避免討論. [針對(duì)練4] 已知直線(xiàn)l1:(t+2)x+(1-t)y=1與l2:(t-1)x+(2t+3)y+2=0互相垂直,則t的值為_(kāi)_______. 解析:∵l1⊥l2,∴(t+2)(t-1)+(1-t)(2t+3)=0,解得t=1或t=-1. 答案:-1或1 3.求解兩條平行線(xiàn)之間的距離時(shí),易忽視兩直線(xiàn)系數(shù)不相等,而直接代入公式,導(dǎo)致錯(cuò)解. [針對(duì)練5] 兩平行直線(xiàn)3x+2y-5=0與6x+4y+5=0間的距離為_(kāi)_______. 解析:把直線(xiàn)6x+4y+5=0化為3
27、x+2y+=0,故兩平行線(xiàn)間的距離d==. 答案: 4.易誤認(rèn)為兩圓相切即為兩圓外切,忽視兩圓內(nèi)切的情況導(dǎo)致漏解. [針對(duì)練6] 已知兩圓x2+y2-2x-6y-1=0,x2+y2-10x-12y+m=0相切,則m=________. 解析:由x2+y2-2x-6y-1=0,得(x-1)2+(y-3)2=11,由x2+y2-10x-12y+m=0,得(x-5)2+(y-6)2=61-m.當(dāng)兩圓外切時(shí),有=+,解得m=25+10;當(dāng)兩圓內(nèi)切時(shí),有=,解得m=25-10. 答案:25±10 [課時(shí)跟蹤檢測(cè)]
28、 A組——12+4提速練 一、選擇題 1.(2017·沈陽(yáng)質(zhì)檢)已知直線(xiàn)l:y=k(x+)和圓C:x2+(y-1)2=1,若直線(xiàn)l與圓C相切,則k=( ) A.0 B. C.或0 D.或0 解析:選D 因?yàn)橹本€(xiàn)l與圓C相切,所以圓心C(0,1)到直線(xiàn)l的距離d==1,解得k=0或k=,故選D. 2.(2017·陜西質(zhì)檢)圓:x2+y2-2x-2y+1=0上的點(diǎn)到直線(xiàn)x-y=2距離的最大值是( ) A.1+ B.2 C.1+ D.2+2 解析:選A 將圓的方程化為(x-1)2+(y-1)2=1,即圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑為1
29、,則圓心到直線(xiàn)x-y=2的距離d==,故圓上的點(diǎn)到直線(xiàn)x-y=2距離的最大值為d+1=+1. 3.(2017·洛陽(yáng)統(tǒng)考)直線(xiàn)l:y=kx+1與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點(diǎn),則“k=1”是“|AB|=”的( ) A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件 解析:選A 依題意,注意到|AB|==等價(jià)于圓心O到直線(xiàn)l的距離等于,即有=,k=±1.因此,“k=1”是“|AB|=”的充分不必要條件. 4.若三條直線(xiàn)l1:4x+y=3,l2:mx+y=0,l3:x-my=2不能?chē)扇切?,則實(shí)數(shù)m的取值最多有( ) A.2個(gè) B.3個(gè)
30、 C.4個(gè) D.6個(gè) 解析:選C 三條直線(xiàn)不能?chē)扇切?,則至少有兩條直線(xiàn)平行或三條直線(xiàn)相交于同一點(diǎn).若l1∥l2,則m=4;若l1∥l3,則m=-;若l2∥l3,則m的值不存在;若三條直線(xiàn)相交于同一點(diǎn),則m=1或-.故實(shí)數(shù)m的取值最多有4個(gè),故選C. 5.當(dāng)a為任意實(shí)數(shù)時(shí),直線(xiàn)(a-1)x-y+a+1=0恒過(guò)定點(diǎn)C,則以C為圓心,為半徑的圓的方程為( ) A.x2+y2-2x+4y=0 B.x2+y2+2x+4y=0 C.x2+y2+2x-4y=0 D.x2+y2-2x-4y=0 解析:選C 由(a-1)x-y+a+1=0得(x+1)a-(x+y-1)=0,由x
31、+1=0且x+y-1=0,解得x=-1,y=2,即該直線(xiàn)恒過(guò)點(diǎn)(-1,2),∴所求圓的方程為(x+1)2+(y-2)2=5,即x2+y2+2x-4y=0. 6.與直線(xiàn)x+y-2=0和曲線(xiàn)x2+y2-12x-12y+54=0都相切的半徑最小的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是( ) A.(x+2)2+(y-2)2=2 B.(x-2)2+(y+2)2=2 C.(x+2)2+(y+2)2=2 D.(x-2)2+(y-2)2=2 解析:選D 由題意知,曲線(xiàn)方程為(x-6)2+(y-6)2=(3)2,過(guò)圓心(6,6)作直線(xiàn)x+y-2=0的垂線(xiàn),垂線(xiàn)方程為y=x,則所求的最小圓的圓心必在直線(xiàn)y=x上,又圓心(6
32、,6)到直線(xiàn)x+y-2=0的距離d==5,故最小圓的半徑為=,圓心坐標(biāo)為(2,2),所以標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y-2)2=2. 7.已知圓C關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),經(jīng)過(guò)點(diǎn)(0,1),且被y軸分成兩段弧,弧長(zhǎng)之比為2∶1,則圓的方程為( ) A.x2+2= B.x2+2= C.2+y2= D.2+y2= 解析:選C 設(shè)圓的方程為(x±a)2+y2=r2(a>0),圓C與y軸交于A(0,1),B(0,-1),由弧長(zhǎng)之比為2∶1,易知∠OCA=∠ACB=×120°=60°,則tan 60°===,所以a=|OC|=,即圓心坐標(biāo)為,r2=|AC|2=12+2=.所以圓的方程為2+y2=,故選
33、C. 8.(2017·合肥質(zhì)檢)設(shè)圓x2+y2-2x-2y-2=0的圓心為C,直線(xiàn)l過(guò)(0,3)且與圓C交于A,B兩點(diǎn),若|AB|=2,則直線(xiàn)l的方程為( ) A.3x+4y-12=0或4x-3y+9=0 B.3x+4y-12=0或x=0 C.4x-3y+9=0或x=0 D.3x-4y+12=0或4x+3y+9=0 解析:選B 由題可知,圓心C(1,1),半徑r=2.當(dāng)直線(xiàn)l的斜率不存在時(shí),直線(xiàn)方程為x=0,計(jì)算出弦長(zhǎng)為2,符合題意;當(dāng)直線(xiàn)l的斜率存在時(shí),可設(shè)直線(xiàn)l的方程為y=kx+3,由弦長(zhǎng)為2可知,圓心到該直線(xiàn)的距離為1,從而有=1,解得k=-,所以直線(xiàn)l的方程為y=-x+3
34、,即3x+4y-12=0.
綜上,直線(xiàn)l的方程為x=0或3x+4y-12=0,故選B.
9.(2018屆高三·湖北七市(州)聯(lián)考)關(guān)于曲線(xiàn)C:x2+y4=1,給出下列四個(gè)命題:
①曲線(xiàn)C有兩條對(duì)稱(chēng)軸,一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心;
②曲線(xiàn)C上的點(diǎn)到原點(diǎn)距離的最小值為1;
③曲線(xiàn)C的長(zhǎng)度l滿(mǎn)足l>4;
④曲線(xiàn)C所圍成圖形的面積S滿(mǎn)足π
35、0≤y4≤1,故x2+y2≥x2+y2·y2=x2+y4=1,即曲線(xiàn)C上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為≥1,故②是真命題.
③由②知,x2+y4=1的圖象位于單位圓x2+y2=1和邊長(zhǎng)為2的正方形之間,如圖所示,其每一段弧長(zhǎng)均大于,所以l>4,故③是真命題.
④由③知,π×12
36、2+y2-4x-2y+1=0的對(duì)稱(chēng)軸,∴圓心C(2,1)在直線(xiàn)x+ay-1=0上,∴2+a-1=0,解得a=-1,∴A(-4,-1),|AC|2=(-4-2)2+(-1-1)2=40.又r=2,∴|AB|2=40-4=36,即|AB|=6. 11.兩個(gè)圓C1:x2+y2+2ax+a2-4=0(a∈R)與C2:x2+y2-2by-1+b2=0(b∈R)恰有三條公切線(xiàn),則a+b的最小值為( ) A.3 B.-3 C.6 D.-6 解析:選B 兩個(gè)圓恰有三條公切線(xiàn),則兩圓外切,兩圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為圓C1:(x+a)2+y2=4,圓C2:x2+(y-b)2=1,所以C1(-a,0),C2
37、(0,b),==2+1=3,即a2+b2=9. 由2≤,得(a+b)2≤18,所以-3≤a+b≤3,當(dāng)且僅當(dāng)“a=b”時(shí)等號(hào)成立.所以a+b的最小值為-3. 12.若圓(x-3)2+(y+5)2=r2上有且只有兩個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)4x-3y-2=0的距離等于1,則半徑r的取值范圍是( ) A.(4,6) B.[4,6] C.(4,5) D.(4,5] 解析:選A 設(shè)直線(xiàn)4x-3y+m=0與直線(xiàn)4x-3y-2=0之間的距離為1,則有=1,m=3或m=-7.圓心(3,-5)到直線(xiàn)4x-3y+3=0的距離等于6,圓心(3,-5)到直線(xiàn)4x-3y-7=0的距離等于4,因此所求圓半徑的取值范
38、圍是(4,6),故選A. 二、填空題 13.(2017·河北調(diào)研)若直線(xiàn)l1:y=x+a和直線(xiàn)l2:y=x+b將圓(x-1)2+(y-2)2=8分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則a2+b2=________. 解析:由題意得直線(xiàn)l1和l2截圓所得弦所對(duì)的圓心角相等,均為90°,因此圓心到兩直線(xiàn)的距離均為r=2,即==2,得a2+b2=(2+1)2+(1-2)2=18. 答案:18 14.已知圓C的圓心在x軸的正半軸上,點(diǎn)M(0,)在圓C上,且圓心到直線(xiàn)2x-y=0的距離為,則圓C的方程為_(kāi)___________. 解析:因?yàn)閳AC的圓心在x軸的正半軸上,設(shè)C(a,0),且a>0,所以圓心到直線(xiàn)
39、2x-y=0的距離d==,解得a=2,所以圓C的半徑r=|CM|==3,所以圓C的方程為(x-2)2+y2=9. 答案:(x-2)2+y2=9 15.設(shè)直線(xiàn)l:y=kx+1被圓C:x2+y2-2x-3=0截得的弦最短,則直線(xiàn)l的方程為_(kāi)___________. 解析:因?yàn)橹本€(xiàn)l恒過(guò)定點(diǎn)(0,1),由x2+y2-2x-3=0變形為(x-1)2+y2=4,易知點(diǎn)(0,1)在圓(x-1)2+y2=4的內(nèi)部,依題意,k·=-1,即k=1,所以直線(xiàn)l的方程為y=x+1. 答案:y=x+1 16.已知A(-2,0),B(0,2),實(shí)數(shù)k是常數(shù),M,N是圓x2+y2+kx=0上不同的兩點(diǎn),P是圓x
40、2+y2+kx=0上的動(dòng)點(diǎn),如果M,N關(guān)于直線(xiàn)x-y-1=0對(duì)稱(chēng),則△PAB面積的最大值是________. 解析:由題意知圓心在直線(xiàn)x-y-1=0上,所以--1=0,解得k=-2,得圓心的坐標(biāo)為(1,0),半徑為1.又知直線(xiàn)AB的方程為x-y+2=0,所以圓心(1,0)到直線(xiàn)AB的最大距離為,所以P到直線(xiàn)AB的最大距離,即△PAB的AB邊上的高的最大值為1+,又|AB|=2,所以△PAB面積的最大值為×2×=3+. 答案:3+ B組——能力小題保分練 1.(2017·石家莊模擬)若a,b是正數(shù),直線(xiàn)2ax+by-2=0被圓x2+y2=4截得的弦長(zhǎng)為2,則t=a取得最大值時(shí)a的值為
41、( ) A. B. C. D. 解析:選D 因?yàn)閳A心到直線(xiàn)的距離d=,則直線(xiàn)被圓截得的弦長(zhǎng)L=2=2=2,所以4a2+b2=4.則t=a=·(2a)·≤××=·[8a2+1+2(4-4a2)]=,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)a=,故選D. 2.已知直線(xiàn)x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩點(diǎn)A,B,O是坐標(biāo)原點(diǎn),且有|+|≥||,那么k的取值范圍是( ) A.(,+∞) B.[,+∞) C.[,2) D.[,2) 解析:選C 當(dāng)|+|=||時(shí),O,A,B三點(diǎn)為等腰三角形AOB的三個(gè)頂點(diǎn),其中OA=OB=2,∠AOB=120°,從而圓心O到直線(xiàn)x+y
42、-k=0(k>0)的距離為1,即=1,解得k=;當(dāng)k>時(shí),|+|>||,又直線(xiàn)與圓x2+y2=4有兩個(gè)不同的交點(diǎn),故<2,即k<2.綜上,k的取值范圍為[,2).
3.(2018屆高三·湖北七市(州)聯(lián)考)已知圓C:(x-1)2+y2=r2(r>0).設(shè)條件p:0 43、的距離為1;
當(dāng)2-r=1,即r=1時(shí),直線(xiàn)在圓外,圓上只有1個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)的距離為1;
當(dāng)0<2-r<1,即1 44、3=0的距離為1可得0 45、4)2=1上存在點(diǎn)P,使|PA|=2|PO|,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),則圓心C的橫坐標(biāo)t的取值范圍為_(kāi)_______.
解析:設(shè)點(diǎn)P(x,y),因?yàn)閨PA|=2|PO|,所以=2,化簡(jiǎn)得(x+1)2+y2=4,所以點(diǎn)P在以M(-1,0)為圓心,2為半徑的圓上.由題意知,點(diǎn)P(x,y)在圓C上,所以圓C與圓M有公共點(diǎn),則1≤|CM|≤3,即1≤≤3,1≤5t2-14t+17≤9.不等式5t2-14t+16≥0的解集為R;由5t2-14t+8≤0,得≤t≤2.所以圓心C的橫坐標(biāo)t的取值范圍為.
答案:
6.設(shè)點(diǎn)M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點(diǎn)N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范 46、圍是________.
解析:由題意可知M在直線(xiàn)y=1上運(yùn)動(dòng),設(shè)直線(xiàn)y=1與圓x2+y2=1相切于點(diǎn)P(0,1).當(dāng)x0=0即點(diǎn)M與點(diǎn)P重合時(shí),顯然圓上存在點(diǎn)N(±1,0)符合要求;當(dāng)x0≠0時(shí),過(guò)M作圓的切線(xiàn),切點(diǎn)之一為點(diǎn)P,此時(shí)對(duì)于圓上任意一點(diǎn)N,都有∠OMN≤∠OMP,故要存在∠OMN=45°,只需∠OMP≥45°.特別地,當(dāng)∠OMP=45°時(shí),有x0=±1.結(jié)合圖形可知,符合條件的x0的取值范圍為[-1,1].
答案:[-1,1]
第二講 小題考法——圓錐曲線(xiàn)的方程與性質(zhì)
考點(diǎn)(一)
主要考查圓錐曲線(xiàn)的定義及其應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)方程的求法.
圓錐曲線(xiàn)的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
47、
[典例感悟]
[典例] (1)(2017·合肥模擬)已知雙曲線(xiàn)-y2=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P在雙曲線(xiàn)上,且滿(mǎn)足|PF1|+|PF2|=2,則△PF1F2的面積為( )
A.1 B.
C. D.
(2)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓C1:+=1(a>b≥1)的離心率e=,且橢圓C1上一點(diǎn)M到點(diǎn)Q(0,3)的距離的最大值為4.則橢圓C1的方程為( )
A.x2+=1 B.+y2=1
C.+=1 D.+=1
(3)(2017·全國(guó)卷Ⅱ)已知F是拋物線(xiàn)C:y2=8x的焦點(diǎn),M是C上一點(diǎn),F(xiàn)M的延長(zhǎng)線(xiàn)交y軸于點(diǎn)N.若M為FN的中點(diǎn),則|FN|=______ 48、__.
[解析] (1)在雙曲線(xiàn)-y2=1中,a=,b=1,c=2.不妨設(shè)P點(diǎn)在雙曲線(xiàn)的右支上,則有|PF1|-|PF2|=2a=2,又|PF1|+|PF2|=2,∴|PF1|=+,|PF2|=-.又|F1F2|=2c=4,而|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,∴PF1⊥PF2,∴S△PF1F2=×|PF1|×|PF2|=×(+)×(-)=1.故選A.
(2)因?yàn)閑2===,所以a2=4b2,則橢圓方程為+=1,即x2+4y2=4b2.
設(shè)M(x,y),則|MQ|==
==.
所以當(dāng)y=-1時(shí),|MQ|有最大值,為=4,解得b2=1,則a2=4,所以橢圓C1的方程是+y2=1 49、.故選B.
(3)法一:依題意,拋物線(xiàn)C:y2=8x的焦點(diǎn)F(2,0),因?yàn)镸是C上一點(diǎn),F(xiàn)M的延長(zhǎng)線(xiàn)交y軸于點(diǎn)N,M為FN的中點(diǎn),設(shè)M(a,b)(b>0),所以a=1,b=2,所以N(0,4),|FN|==6.
法二:如圖,不妨設(shè)點(diǎn)M位于第一象限內(nèi),拋物線(xiàn)C的準(zhǔn)線(xiàn)交x軸于點(diǎn)A,過(guò)點(diǎn)M作準(zhǔn)線(xiàn)的垂線(xiàn),垂足為點(diǎn)B,交y軸于點(diǎn)P,∴PM∥OF.由題意知,F(xiàn)(2,0),|FO|=|AO|=2.
∵點(diǎn)M為FN的中點(diǎn),PM∥OF,
∴|MP|=|FO|=1.
又|BP|=|AO|=2,
∴|MB|=|MP|+|BP|=3.
由拋物線(xiàn)的定義知|MF|=|MB|=3,
故|FN|=2|MF|= 50、6.
[答案] (1)A (2)B (3)6
[方法技巧]
求解圓錐曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)方程的思路方法
(1)定型,即指定類(lèi)型,也就是確定圓錐曲線(xiàn)的類(lèi)型、焦點(diǎn)位置,從而設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)計(jì)算,即利用待定系數(shù)法求出方程中的a2,b2或p.另外,當(dāng)焦點(diǎn)位置無(wú)法確定時(shí),拋物線(xiàn)常設(shè)為y2=2px或x2=2py(p≠0),橢圓常設(shè)為mx2+ny2=1(m>0,n>0),雙曲線(xiàn)常設(shè)為mx2-ny2=1(mn>0).
[演練沖關(guān)]
1.(2017·長(zhǎng)沙模擬)已知橢圓的中心在原點(diǎn),離心率e=,且它的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線(xiàn)y2=-4x的焦點(diǎn)重合,則此橢圓方程為( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2 51、=1 D.+y2=1
解析:選A 由題可知橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,所以設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),而拋物線(xiàn)y2=-4x
的焦點(diǎn)為(-1,0),所以c=1,又離心率e==,解得a=2,b2=a2-c2=3,所以橢圓方程為+=1.故選A.
2.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)已知雙曲線(xiàn)C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線(xiàn)方程為y=x,且與橢圓+=1有公共焦點(diǎn),則C的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:選B 根據(jù)雙曲線(xiàn)C的漸近線(xiàn)方程為y=x,可知=.①
又橢圓+=1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0)和(-3,0),所以a2+b2=9.②
根據(jù)①②可 52、知a2=4,b2=5,
所以C的方程為-=1.
3.已知拋物線(xiàn)x2=4y的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線(xiàn)為l,P為拋物線(xiàn)上一點(diǎn),過(guò)P作PA⊥l于點(diǎn)A,當(dāng)∠AFO=30°(O為坐標(biāo)原點(diǎn))時(shí),|PF|=________.
解析:法一:令l與y軸的交點(diǎn)為B,在Rt△ABF中,∠AFB=30°,|BF|=2,所以|AB|=.設(shè)P(x0,y0),則x0=±,代入x2=4y中,得y0=,所以|PF|=|PA|=y(tǒng)0+1=.
法二:如圖所示,∠AFO=30°,
∴∠PAF=30°,
又|PA|=|PF|,∴△APF為頂角∠APF=120°的等腰三角形,
而|AF|==,
∴|PF|==.
答案:
考點(diǎn)( 53、二)
主要考查橢圓、雙曲線(xiàn)的離心率的計(jì)算、雙曲線(xiàn)漸近線(xiàn)的應(yīng)用以及拋物線(xiàn)的有關(guān)性質(zhì).
圓錐曲線(xiàn)的幾何性質(zhì)
[典例感悟]
[典例] (1)(2016·全國(guó)卷Ⅰ)以?huà)佄锞€(xiàn)C的頂點(diǎn)為圓心的圓交C于A,B兩點(diǎn),交C的準(zhǔn)線(xiàn)于D,E兩點(diǎn).已知|AB|=4,|DE|=2,則C的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線(xiàn)的距離為( )
A.2 B.4
C.6 D.8
(2)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)已知雙曲線(xiàn)C:-=1(a>0,b>0)的右頂點(diǎn)為A,以A為圓心,b為半徑作圓A,圓A與雙曲線(xiàn)C的一條漸近線(xiàn)交于M,N兩點(diǎn).若∠MAN=60°,則C的離心率為_(kāi)_______.
[解析] (1)由題,不妨設(shè)拋物線(xiàn)的方 54、程為y2=2px(p>0),圓的方程為x2+y2=r2.
∵|AB|=4,|DE|=2,拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)方程為x=-,
∴不妨設(shè)A,D.
∵點(diǎn)A,D在圓x2+y2=r2上,
∴∴+8=+5,
∴p=4(負(fù)值舍去),∴C的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線(xiàn)的距離為4.
(2)雙曲線(xiàn)的右頂點(diǎn)為A(a,0),一條漸近線(xiàn)的方程為y=x,即bx-ay=0,則圓心A到此漸近線(xiàn)的距離d==.又因?yàn)椤螹AN=60°,圓的半徑為b,所以b·sin 60°=,即=,所以e==.
[答案] (1)B (2)
[方法技巧]
1.橢圓、雙曲線(xiàn)離心率(離心率范圍)的求法
求橢圓、雙曲線(xiàn)的離心率或離心率的范圍,關(guān)鍵是根據(jù)已知條件確 55、定a,b,c的等量關(guān)系或不等關(guān)系,然后把b用a,c代換,求的值.
2.雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)的求法及用法
(1)求法:把雙曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)方程等號(hào)右邊的1改為零,分解因式可得.
(2)用法:①可得或的值;②利用漸近線(xiàn)方程設(shè)所求雙曲線(xiàn)的方程.
[演練沖關(guān)]
1.(2017·成都模擬)設(shè)雙曲線(xiàn)C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,以F1F2為直徑的圓與雙曲線(xiàn)左支的一個(gè)交點(diǎn)為P.若以O(shè)F1(O為坐標(biāo)原點(diǎn))為直徑的圓與PF2相切,則雙曲線(xiàn)C的離心率為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 如圖,在圓O中,F(xiàn)1F2為直徑,P是圓O上一點(diǎn),所以PF1⊥PF2,設(shè)以O(shè)F1為 56、直徑的圓的圓心為M,且圓M與直線(xiàn)PF2相切于點(diǎn)Q,則M,MQ⊥PF2,所以PF1∥MQ,所以=,即=,可得|PF1|=,所以|PF2|=+2a,又|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,所以+2=4c2,即7e2-6e-9=0,解得e=,e=(舍去).故選D.
2.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)A,B是橢圓C:+=1長(zhǎng)軸的兩個(gè)端點(diǎn).若C上存在點(diǎn)M滿(mǎn)足∠AMB=120°,則m的取值范圍是( )
A.(0,1]∪[9,+∞) B.(0, ]∪[9,+∞)
C.(0,1]∪[4,+∞) D.(0, ]∪[4,+∞)
解析:選A 當(dāng)0<m<3時(shí),焦點(diǎn)在x軸上,要使C上存在點(diǎn)M滿(mǎn)足∠AM 57、B=120°,則≥tan 60°=,即≥,解得0<m≤1.當(dāng)m>3時(shí),焦點(diǎn)在y軸上,要使C上存在點(diǎn)M滿(mǎn)足∠AMB=120°,則≥tan 60°=,即≥,解得m≥9.故m的取值范圍為(0,1]∪[9,+∞).
3.(2017·貴陽(yáng)檢測(cè))如圖,拋物線(xiàn)y2=4x的一條弦AB經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)F,取線(xiàn)段OB的中點(diǎn)D,延長(zhǎng)OA至點(diǎn)C,使|OA|=|AC|,過(guò)點(diǎn)C,D作y軸的垂線(xiàn),垂足分別為點(diǎn)E,G,則|EG|的最小值為_(kāi)_______.
解析:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),則y3=2y1,y4=y(tǒng)2,|EG|=y(tǒng)4-y3=y(tǒng)2-2y1.因?yàn)锳B為拋物線(xiàn)y2=4x的焦 58、點(diǎn)弦,所以y1y2=-4,所以|EG|=y(tǒng)2-2×=y(tǒng)2+≥2=4,當(dāng)且僅當(dāng)y2=,即y2=4時(shí)取等號(hào),所以|EG|的最小值為4.
答案:4
考點(diǎn)(三)
主要考查直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系以及圓錐曲線(xiàn)與圓相結(jié)合的問(wèn)題.
圓錐曲線(xiàn)與圓、直線(xiàn)的綜合問(wèn)題
[典例感悟]
[典例] (1)(2018屆高三·河南九校聯(lián)考)已知直線(xiàn)y=kx+t與圓x2+(y+1)2=1相切且與拋物線(xiàn)C:x2=4y交于不同的兩點(diǎn)M,N,則實(shí)數(shù)t的取值范圍是( )
A.(-∞,-3)∪(0,+∞) B.(-∞,-2)∪(0,+∞)
C.(-3,0) D.(-2,0)
(2)(2017·寶雞質(zhì)檢 59、)已知雙曲線(xiàn)C:mx2+ny2=1(mn<0)的一條漸近線(xiàn)與圓x2+y2-6x-2y+9=0相切,則C的離心率為( )
A. B.
C.或 D.或
[解析] (1)因?yàn)橹本€(xiàn)與圓相切,所以=1,即k2=t2+2t.將直線(xiàn)方程代入拋物線(xiàn)方程并整理得x2-4kx-4t=0,于是Δ=16k2+16t=16(t2+2t)+16t>0,解得t>0或t<-3.故選A.
(2)圓x2+y2-6x-2y+9=0的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-3)2+(y-1)2=1,則圓心為M(3,1),半徑r=1.當(dāng)m<0,n>0時(shí),由mx2+ny2=1得-=1,則雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)在y軸上,不妨設(shè)雙曲線(xiàn)與圓相切的漸近線(xiàn)方程為 60、y=x,即ax-by=0,則圓心到直線(xiàn)的距離d==1,即|3a-b|=c,平方得9a2-6ab+b2=c2=a2+b2,即8a2-6ab=0,則b=a,平方得b2=a2=c2-a2,即c2=a2,則c=a,離心率e==;當(dāng)m>0,n<0時(shí),同理可得e=,故選D.
[答案] (1)A (2)D
[方法技巧]
處理圓錐曲線(xiàn)與圓相結(jié)合問(wèn)題的注意點(diǎn)
(1)注意圓心、半徑和平面幾何知識(shí)的應(yīng)用,如直徑所對(duì)的圓周角為直角,構(gòu)成了垂直關(guān)系;弦心距、半徑、弦長(zhǎng)的一半構(gòu)成直角三角形等.
(2)注意圓與特殊線(xiàn)的位置關(guān)系,如圓的直徑與橢圓長(zhǎng)軸(短軸),與雙曲線(xiàn)的實(shí)軸(虛軸)的關(guān)系;圓與過(guò)定點(diǎn)的直線(xiàn)、雙曲線(xiàn)的 61、漸近線(xiàn)、拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)的位置關(guān)系等.
[演練沖關(guān)]
1.(2018屆高三·廣西三市聯(lián)考)已知雙曲線(xiàn)C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),P是雙曲線(xiàn)C右支上一點(diǎn),且|PF2|=|F1F2|,若直線(xiàn)PF1與圓x2+y2=a2相切,則雙曲線(xiàn)的離心率為( )
A. B. C.2 D.3
解析:選B 取線(xiàn)段PF1的中點(diǎn)為A,連接AF2,又|PF2|=|F1F2|,則AF2⊥PF1,∵直線(xiàn)PF1與圓x2+y2=a2相切,∴|AF2|=2a,∵|PF2|=|F1F2|=2c,∴|PF1|=2a+2c,∴|PA|=·|PF1|=a+c,則在Rt△APF 62、2中,4c2=(a+c)2+4a2,化簡(jiǎn)得(3c-5a)(a+c)=0,則雙曲線(xiàn)的離心率為.
2.已知橢圓C:9x2+y2=m2(m>0),直線(xiàn)l不過(guò)原點(diǎn)O且不平行于坐標(biāo)軸,l與C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,線(xiàn)段AB的中點(diǎn)為M,則直線(xiàn)OM與直線(xiàn)l的斜率之積為( )
A.-9 B.- C.- D.-3
解析:選A 設(shè)直線(xiàn)l:y=kx+b(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).將y=kx+b代入9x2+y2=m2,得(k2+9)x2+2kbx+b2-m2=0,故xM==-,yM=kxM+b=,故直線(xiàn)OM的斜率kOM==-,所以kOM·k=-9,即直線(xiàn)OM與 63、直線(xiàn)l的斜率之積為-9.
[必備知能·自主補(bǔ)缺]
(一) 主干知識(shí)要記牢
圓錐曲線(xiàn)的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和性質(zhì)
名稱(chēng)
橢圓
雙曲線(xiàn)
拋物線(xiàn)
定義
|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|)
||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|)
|PF|=|PM|,點(diǎn)F不在直線(xiàn)l上,PM⊥l于M
標(biāo)準(zhǔn)方程
+=1
(a>b>0)
-=1
(a>0,b>0)
y2=2px
(p>0)
圖形
幾何性質(zhì)
軸
長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a,
短軸長(zhǎng)2b
64、
實(shí)軸長(zhǎng)2a,
虛軸長(zhǎng)2b
離心率
e=
=
(0 65、
P(x0,y0)為雙曲線(xiàn)-=1(a>0,b>0)上的點(diǎn),△PF1F2為焦點(diǎn)三角形.
(1)面積公式
S=c|y0|=r1r2sin θ=(其中|PF1|=r1,|PF2|=r2,∠F1PF2=θ).
(2)焦半徑
若P在右支上,|PF1|=ex0+a,|PF2|=ex0-a;若P在左支上,|PF1|=-ex0-a,|PF2|=-ex0+a.
3.拋物線(xiàn)y2=2px(p>0)焦點(diǎn)弦AB的4個(gè)結(jié)論
(1)xA·xB=;
(2)yA·yB=-p2;
(3)|AB|=(α是直線(xiàn)AB的傾斜角);
(4)|AB|=xA+xB+p.
4.圓錐曲線(xiàn)的通徑
(1)橢圓通徑長(zhǎng)為;
(2) 66、雙曲線(xiàn)通徑長(zhǎng)為;
(3)拋物線(xiàn)通徑長(zhǎng)為2p.
5.圓錐曲線(xiàn)中的最值
(1)橢圓上兩點(diǎn)間的最大距離為2a(長(zhǎng)軸長(zhǎng)).
(2)雙曲線(xiàn)上兩點(diǎn)間的最小距離為2a(實(shí)軸長(zhǎng)).
(3)橢圓焦半徑的取值范圍為[a-c,a+c],a-c與a+c分別表示橢圓焦點(diǎn)到橢圓上的點(diǎn)的最小距離與最大距離.
(4)拋物線(xiàn)上的點(diǎn)中頂點(diǎn)到拋物線(xiàn)準(zhǔn)線(xiàn)的距離最短.
(三) 易錯(cuò)易混要明了
1.利用橢圓、雙曲線(xiàn)的定義解題時(shí),要注意兩種曲線(xiàn)的定義形式及其限制條件.如在雙曲線(xiàn)的定義中,有兩點(diǎn)是缺一不可的:其一,絕對(duì)值;其二,2a<|F1F2|.如果不滿(mǎn)足第一個(gè)條件,動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn)的距離之差為常數(shù),而不是差的絕對(duì)值為常數(shù),那么其軌跡只能是雙曲線(xiàn)的一支.
[針對(duì)練1] △ABC的頂點(diǎn)A(-5,0),B(5,0),△ABC的內(nèi)切圓圓心在直線(xiàn)x=3上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程是________.
解析:如圖,設(shè)內(nèi)切圓的圓心為P,過(guò)點(diǎn)P作AC,BC的垂線(xiàn)PD,PF,垂足分別為D,F(xiàn),則|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,∴|CA|-|CB|=|AD|-|BF|=6.根據(jù)雙曲線(xiàn)定義,所求軌跡是以A
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