8.5.2直线与圆锥曲线的位置关系(针对练习)-备战高三数学一轮复习题型与战法精准训练(新高考专用)
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第八章 平面解析几何
8.5.2直线与圆锥曲线的位置关系(针对练习)
针对练习
针对练习一 直线与圆锥曲线的位置关系
1.直线y=x+1与椭圆x2+=1的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【详解】解析 联立消去y,得3x2+2x-1=0,
因为Δ=22+12=16>0,所以直线与椭圆相交.
2.直线与椭圆有两个公共点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】联立直线和椭圆方程得得或,又因为,综合即得解.
【详解】联立直线和椭圆方程得,
所以
所以,
所以或,
因为
所以且.
故选:C
【点睛】本题主要考查椭圆的标准方程,考查直线和椭圆的位置关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
3.过且与双曲线有且只有一个公共点的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【分析】设出直线的方程,与双曲线的方程联立,结合方程解的情况进行求解.
【详解】当斜率不存在时,过的直线与双曲线没有公共点;
当斜率存在时,设直线为,联立,得①.
当,即时,①式只有一个解;
当时,则,解得;
综上可知过且与双曲线有且只有一个公共点的直线有4条.
故选:D.
4.若直线与双曲线相交,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】联立直线和双曲线的方程得到,即得的取值范围.
【详解】联立直线和双曲线的方程得
当,即时,直线和双曲线的渐近线重合,
所以直线与双曲线没有公共点.
当,即时,,
解之得.
故选:C.
【点睛】本题主要考查直线和双曲线的位置关系,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.
5.直线与抛物线的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】A
【分析】直线过定点,在抛物线内部,即可得出结论.
【详解】直线过定点,
∵,
∴在抛物线内部,
∴直线与抛物线相交,
故选:A.
针对练习二 圆锥曲线中的弦长、焦点弦问题
6.直线与椭圆相交于两点,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线方程与椭圆方程联立,解出两点的坐标,然后利用两点间的距离公式求得的值.
【详解】由,解得,由两点间的距离公式得.故选C.
【点睛】本小题主要考查直线和椭圆的位置关系,考查直线和椭圆相交交点坐标的求法,考查直线和椭圆相交所得的弦的弦长求法,属于基础题.
7.直线交椭圆于两点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】法一:由题可知,椭圆和直线都过点,设,由弦长公式得出=,求出的坐标,代入椭圆方程即可求出的值.
法二:联立直线和椭圆方程,求得,利用弦长公式得出,代入得=,即可求出的值.
【详解】解法一:由椭圆,则顶点为,
而直线也过,
所以为直线与椭圆的一个交点,设,
则=,
解得:,
所以或(不合,舍去),
把代入椭圆方程得:,故.
故选:B.
解法二:由得,
所以,
又,
所以=,
因为,所以,故.
故选:B.
【点睛】本题考查直线与椭圆的位置关系,以及根据弦长公式求参数值,考查运算能力.
8.直线x+y=1与双曲线4x2-y2=1相交所得弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将直线方程代入双曲线的方程,消去并整理得到关于的一元二次方程,利用根与系数的关系和弦长公式计算即可.
【详解】将直线代入得.
设两交点,则,
.
故选:B.
【点睛】直线与二次曲线的相交弦长公式为:
;
与二次曲线相交所得的弦长公式为:
.
9.已知双曲线的左右焦点分别是、,过的直线与双曲线相交于、两点,则满足的直线有
A.条 B.条 C.条 D.条
【答案】C
【分析】根据双曲线,过的直线垂直于轴时,,双曲线两个顶点的距离为,即可得出结论.
【详解】双曲线,过的直线垂直于轴时,
;
双曲线两个顶点的距离为,
满足的直线有条,
一条是通径所在的直线,另两条与右支相交.
故选:C
【点睛】本题考查了直线与双曲线相交的弦长问题,考查了通径的求法,属于基础题.
10.已知抛物线的焦点为,过点且倾斜角为的直线与抛物线分别交于两点,则( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【答案】D
【分析】由题意可得直线与的方程为,代入抛物线方程得,根据韦达定理与焦半径的公式即可求出的值.
【详解】解:由题意可知,所以直线与的方程为,
联立直线方程和抛物线方程,可得,
设
则,
所以.
故选:D.
针对练习三 圆锥曲线的中点弦问题
11.已知椭圆,则以点为中点的弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出弦的两个端点的坐标,代入椭圆方程,作差整理可得弦所在直线的斜率,写出直线方程的点斜式,化为一般式得答案.
【详解】设弦的两个端点分别为,,
则,
①﹣②得:,
即,
所以.
故以点为中点的弦所在的直线方程为y,
整理得:.
故选:C.
12.已知双曲线与斜率为1的直线交于A,B两点,若线段AB的中点为,则C的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】中点弦问题利用点差法处理.
【详解】法一:设,则,
所以,又AB的中点为,
所以,所以,由题意知,
所以,即,则C的离心率.故A,B,D错误.
故选:C.
法二:直线AB过点,斜率为1,所以其方程为,即,
代入并整理得,
因为为线段AB的中点,所以,整理得,
所以C的离心率.故A,B,D错误.
故选:C.
13.已知双曲线方程为,过点作直线与该双曲线交于,两点,若点恰好为中点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先设,,由题意得到,,两式作差整理,结合题意,求出直线斜率,即可得出直线方程.
【详解】设,,由题意可得:,两式作差可得:,
即,
又点恰好为中点,所以直线的斜率为:,
因此,直线的方程为:,即.
故选A
【点睛】本题主要考查双曲线中点弦所在直线方程问题,熟记双曲线的几何性质与直线的斜率公式即可,属于常考题型.
14.已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为,过F的直线l与双曲线C交于A、B两点,且AB的中点为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用点差法即可.
【详解】由F、N两点的坐标得直线l的斜率.
∵双曲线一个焦点为(-2,0),∴c=2.
设双曲线C的方程为,则.
设,,则,,.
由,得,
即,∴,易得,,,
∴双曲线C的离心率.
故选:B.
15.已知抛物线C:,直线l与C交于A,B两点,若弦的中点为,则直线l的斜率为( )
A. B.3 C. D.-3
【答案】C
【分析】利用点差法计算可得;
【详解】解:设,,则,所以,整理得.
因为弦的中点为,所以,即直线的斜率为.
故选:C
针对练习四 圆锥曲线中的向量问题
16.已知为椭圆的右焦点,为椭圆上两个动点,且满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据平面垂直向量的数量积表示可得,利用平面向量的线性运算将变形为,设(),利用两点坐标求出,结合二次函数的性质即可求出最小值.
【详解】由题意得,由,得,
则,
设(),由,得,
则,
又,由二次函数的性质可知,
,
所以的最小值为.
故选:C.
17.已知椭圆上,过F1的直线l与椭圆E交于A、B两点(点A位于x轴上方),若,则直线l的斜率k的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设出直线方程,与椭圆联立,根据向量关系可得,代入韦达定理即可求出.
【详解】由椭圆方程可得,设直线方程为,设,
联立方程组,可得,
则,,
由得,则,
代入上式得,,解得,则,
则直线的斜率为,又点A位于x轴上方,所以斜率为.
故选:C.
18.直线经过椭圆的左焦点,交椭圆于、两点,交轴于点,若,则该椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出椭圆的两个焦点坐标以及点的坐标,由求出点的坐标,利用椭圆的定义求得的值,进而可求得椭圆的离心率.
【详解】由题意可知,点在直线上,即,可得,
直线交轴于点,
设点,,,
由可得,解得,
椭圆的右焦点为,则,
又,,
因此,该椭圆的离心率为.
故选:A.
【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
(3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
19.经过双曲线的右焦点作倾斜角为45°的直线,交双曲线于,两点,设为坐标原点,则等于( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】B
【解析】先依题意写出直线的方程, 联立直线与双曲线方程,利用韦达定理,结合向量的数量积运算计算即得结果.
【详解】由双曲线的方程可知,右焦点坐标为,
的直线方程可设为,
设,,则,
联立可得,
,,
,
.
故选:B.
20.已知双曲线:的右焦点为,是虚轴的一个端点,线段与的右支交于点,若,则的渐近线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,根据,表示出点M的坐标,再由点M在双曲线上,代入双曲线方程求解.
【详解】设,
因为双曲线的右焦点为,是虚轴的一个端点,
则,所以,
因为,
所以,解得,
因为点M在双曲线上,
所以,
解得,
所以渐近线的斜率为,
故选:D
针对练习五 圆锥曲线中的定点、定值、定直线
21.已知,是椭圆E:上的两点.
(1)求椭圆E的方程.
(2)若直线l与椭圆E交于C,D两点(C,D均不与点A重合),且以线段CD为直径的圆过点A,问:直线l是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)定点,理由见解析.
【分析】(1)将代入椭圆方程即可求出;
(2)分斜率是否存在设出直线方程,利用即可求出.
(1)
将,代入椭圆方程可得,解得,
所以椭圆方程为;
(2)
若直线的斜率不存在,设直线方程为,由题可得为等腰直角三角形,则可将代入椭圆,解得(舍去)或,即直线方程为;
若直线的斜率存在,设方程为,设,
联立方程,可得,
则,可得,
①,②,
由题可得,则,即,
代入①②,整理可得,解得或,
若,直线为,经过点,不符合,
若,直线为,经过定点,
综上所述,直线l过定点.
22.在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设,垂直于轴的直线与曲线相交于两点,直线和曲线交于另一点,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意由距离公式得到方程,整理即可得到动点的轨迹方程;
(2)设,,,直线方程为,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,再表示直线的方程,令求出为定值,即可得解.
(1)
解:由题设得,即,
整理得;
(2)
解:设,,,显然直线斜率不为,
设直线方程为,
联立,消去并整理得,
由题设且,化简得且,
由韦达定理可得,,
直线的方程是,
令得
,
所以直线过定点.
23.已知椭圆,过点且与轴平行的直线与椭圆恰有一个公共点,过点且与轴平行的直线被椭圆截得的线段长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设过点的动直线与椭圆交于两点,为轴上的一点,设直线和的斜率分别为和,若为定值,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意得到椭圆的下顶点为和椭圆过点求解;
(2)设点坐标为,当直线斜率存在时,设其方程为,与联立,由,结合韦达定理求解;当直线斜率不存在时验证即可.
(1)
解:由题意,椭圆的下顶点为,故.
由对称性,椭圆过点,代入椭圆方程有,
解得:.
故椭圆的标准方程为:.
(2)
设点坐标为.
当直线斜率存在时,设其方程为,与联立得:
.
设,则.
,
,
,
为定值,即与无关,则,此时.
经检验,当直线斜率不存在时也满足,故点坐标为.
24.已知圆:,圆:,圆与圆、圆外切,
(1)求圆心的轨迹方程
(2)若过点且斜率的直线与交与两点,线段的垂直平分线交轴与点,证明的值是定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据圆C与圆A、圆B外切,得到
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