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单元复习03 圆锥曲线与方程【过习题】(考点练)-2022-2023学年高二数学单元复习(苏教版2019选择性必修第一册)
展开单元复习03 圆锥曲线
01 椭圆
一、单选题
1.“方程表示椭圆”的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由方程表示椭圆则可得到或,再由充分条件的定义即可选出答案.
【解析】若方程表示椭圆,
则解得或.
对比选项,A符合题意.
故选:A.
2.已知是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,则( )
A.有最大值,为16 B.有最小值,为16
C.有最大值,为4 D.有最小值,为4
【答案】A
【分析】依据椭圆定义,再利用均值定理即可求得有最大值,为16.
【解析】由题意知,,则.
由基本不等式,知,
(当且仅当时等号成立),所以有最大值,为16.
故选:A.
3.已知椭圆的两个焦点为,,M是椭圆上一点,若,,则该椭圆的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先设,,再利用焦点三角形是直角三角形,列式求,即可求得的值.
【解析】设,,因为,,,所以,,所以,所以,所以.因为,所以.所以椭圆的方程是.
故选:C
4.已知是椭圆E的两个焦点,P是E上的一点,若,且,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆定义得到,由得到,由勾股定理得到,两式结合求出,结合得到,求出离心率.
【解析】由题意得:,则,
由椭圆定义可知:,
所以,即,
所以,
又,所以,即
故E的离心率为.
故选:C.
5.已知椭圆(),椭圆的左、右焦点分别为,,P是椭圆C上的任意一点,且满足,则椭圆C的离心率e的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,则,由,得,根据表示椭圆上的点到原点的距离的平方,可得选项
【解析】解:由已知得,,设,
则,,
因为,所以,即,即,
因为点P是椭圆上的任意一点,所以表示椭圆上的点到原点的距离的平方,
因为,所以,所以,即,
所以,
故选:B.
6.椭圆()的左、右焦点分别是,,斜率为1的直线l过左焦点,交C于A,B两点,且的内切圆的面积是,若椭圆C的离心率的取值范围为,则线段AB的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题可求得,,即可得出,再根据离心率范围即可求出
【解析】解:设的内切圆的圆心为,半径为,则,解得,
,
又
,
,,
,,则,
即线段的长度的取值范围是,
故选:C
二、多选题
7.已知椭圆的长轴长为10,其焦点到中心的距离为4,则这个椭圆的标准方程可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】由题意得到,再根据,求出,分焦点在x轴和y轴上写出标准方程即可
【解析】解:因为椭圆的长轴长为10,其焦点到中心的距离为4,所以,解得,
又,
所以当椭圆的焦点在x轴上时,椭圆的标准方程为;
当椭圆的焦㤐在y轴上时,椭圆的标准方程为,
故选:BD
8.已知椭圆的左、右焦点分别为是圆上且不在x轴上的一点,且的面积为.设C的离心率为e,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】由题意画出图形,由椭圆定义及三角形两边之和大于第三边判断A;设出的参数坐标,利用向量数量积运算判断B;求出三角形的面积范围,结合已知列式求得椭圆离心率的范围判断C;由数量积及三角形面积公式求得判断D.
【解析】如图,
连接,,设交椭圆于,则,
,故A正确;
设,,,
,,
,故B错误;
设,则,
又的面积为,,即,
,又,,故C正确;
由,,
两式作商可得:,故D正确.
故选:ACD
三、填空题
9.若椭圆上点P到右焦点的距离为4,则点P的横坐标为______.
【答案】
【分析】由椭圆方程求得右焦点坐标,设,由椭圆方程和距离列方程组求解.
【解析】由已知,,右焦点为,
设,,
则,消去得,
,,(舍去),
所以点横坐标为.
故答案为:.
10.在椭圆C中,F为一个焦点,A,B为两个顶点.若,,写出一个满足条件的的值为_______.
【答案】5(或4,或6答案不唯一)
【分析】由题意可知A,B两点不可能同时是短轴上的两个顶点,然后根据椭圆的性质分情况求解即可.
【解析】由题意,,A,B两点不可能同时是短轴上的两个顶点,
当F,A,B三点均在长轴上时,则,
解得,所以.
当为长轴的一个端点,为短轴的一个端点时,
由,,得,则,
当为短轴的一个端点,为长轴的一个端点时,
由,,得,则
故答案为:5(或4,或6答案不唯一)
11.已知点P是椭圆上的一点,,是椭圆的两个焦点,则当为钝角时,点P的横坐标可以为______.
【答案】1(答案不唯一)
【分析】设,由可求得的范围,在其中任取一数即可.
【解析】设,由题意可知,
即.
因为点P在椭圆上,所以,
所以,
解得,可以取1(只要在内即可).
故答案为:1(答案不唯一).
12.已知椭圆()的左,右焦点分别为,,若椭圆C上的动点P到焦点的最大距离为3,最小距离为1,则椭圆C的离心率为_______.
【答案】##0.5
【分析】由最大距离和最小距离解出,再求离心率即可.
【解析】由题意知,解得,则椭圆C的离心率为.
故答案为:.
四、解答题
13.已知椭圆的左,右焦点分别为且经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若斜率为1的直线与椭圆C交于A,B两点,求面积的最大值(O为坐标原点)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的定义可得,进而可求其方程,
(2)根据弦长公式和点到直线的距离可表达三角形的面积,结合不等式即可求解最大值.
(1)
由椭圆的定义,
可知
解得,又.
椭圆C的标准方程为.
(2)
设直线l的方程为,
联立椭圆方程,得,
,得
设,则,
,
点到直线的距离,
.
当且仅当,即时取等号;
面积的最大值为.
14.已知椭圆经过点,其右焦点为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若点在椭圆上,右顶点为,且满足直线与的斜率之积为.求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得,从而可求出,进而可求出离心率,
(2)设,将直线方程代入椭圆方程化简,利用根与系数的关系,再由可得或,可得直线经过定点,然后表示出面积,求其最大值即可.
(1)
依题可得,,解得,
所以椭圆的方程为.
所以离心率.
(2)
易知直线与的斜率同号,所以直线不垂直于轴,
故可设,
由可得,,
所以,
,而,即,
化简可得,
,
化简得,
所以或,
所以直线或,
因为直线不经过点,
所以直线经过定点.
设定点
,
因为,所以,
设,
所以,
当且仅当即时取等号,即面积的最大值为.
15.已知椭圆C:的右焦点为F,过点F作一条直线交C于R,S两点,线段RS长度的最小值为,C的离心率为.
(1)求C的标准方程;
(2)斜率不为0的直线l与C相交于A,B两点,,且总存在实数,使得,问:l是否过一定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,试说明理由.
【答案】(1);
(2)l恒过定点.
【分析】(1)线段RS为通径时最短,再根据的关系即可求解;
(2)联立直线AB的方程与椭圆方程,利用根与系数的关系表示出,整理式子即得结果.
(1)
由线段RS长度的最小值为,得,
又,所以,解得
所以C的标准方程为.
(2)
由,
可知PF平分,∴.
设直线AB的方程为,,,
由得,
,即,
∴,,
∴,
∴,∴,
整理得,∴当时,上式恒为0,
即直线l恒过定点.
【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、定点定值、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
02 双曲线
一、单选题
1.已知双曲线的一个顶点是,其渐近线方程为,则双曲线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的一个顶点求出双曲线方程,再根据渐近线的方程求出的值,综合选项即可得答案.
【解析】解:由题意得:
双曲线的一个顶点是,
焦点在轴上,设双曲线方程为,
渐近线方程为,
,,
该双曲线的标准方程为 .
故选:C
2.-=4表示的曲线方程为( )
A.-=1(x≤-2) B.-=1(x≥2)
C.-=1(y≤-2) D.-=1(y≥2)
【答案】C
【分析】根据两点间距离的定义及双曲线定义,可判断双曲线的长轴长与焦距,进而求得b,得双曲线方程;结合方程的意义,即可判断出y的取值范围.
【解析】根据两点间距离的定义,表示动点到与的距离之差等于4(且两个定点的距离大于4)的集合.
根据双曲线定义可知,
所以
由焦点在y轴上,所以
,且到点 的距离比较大
所以
即曲线方程为
故选:C.
3.在中,,,点C在双曲线上,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义,结合正弦定理求解即可.
【解析】由题意知点A,B为双曲线的两焦点,所以当点C在双曲线的右支上时,有,又,所以由正弦定理得;当点C在双曲线的左支上时,有,可得.
故选:C.
4.设双曲线的左右焦点为,过的直线与双曲线右支交两点,设中点为,若,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由已知可得 是等腰直角三角形,运用双曲线定义可得,,在 中,利用余弦定理即可解得离心率.
【解析】解:根据题意可知,过的直线斜率存在,
中点为,
又
又
在 中,由余弦定理
整理得:且 ,所以 是等腰直角三角形.
设,则,
在 中,由勾股定理得:
由双曲线定义可知:
由双曲线定义可知: 且
整理得:
在 中,,,
由余弦定理可得:
代入计算得:
离心率e=
故选:A.
5.已知、分别为双曲线C:的左、右焦点,O为原点,双曲线上的点P满足,且,则该双曲线C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【分析】根据正弦定理结合双曲线的定义得到,,由得到,结合余弦定理求出离心率.
【解析】因为,分别为双曲线的左右焦点,
由正弦定理得到,
又因为得,
又∵,
∴,,
在中,,,,
∴,,
在中,,
所以,
化简得.
故选:D.
6.已知分别为双曲线的左、右焦点,为双曲线的右顶点.过的直线与双曲线的右支交于两点(其中点在第一象限),设分别为的内心,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由内心的性质,可知M,N的横坐标都是a,得到MN⊥x轴,设直线AB的倾斜角为θ,有,将表示为θ的三角函数,结合正切函数的性质可求得范围.
【解析】设上的切点分别为H、I、J,
则.
由,得,
∴,即.
设内心M的横坐标为,由轴得点J的横坐标也为,则,
得,则E为直线与x轴的交点,即J与E重合.
同理可得的内心在直线上,
设直线的领斜角为,则,
,
当时,;
当时,由题知,,
因为A,B两点在双曲线的右支上,
∴,且,所以或,
∴且,
∴,
综上所述,.
故选:B.
二、多选题
7.对任意的,方程所表示的曲线可能为( )
A.双曲线 B.抛物线 C.椭圆 D.圆
【答案】ACD
【分析】分情况讨论不同取值时所表示的曲线.
【解析】因为,
所以当时,方程可化为,表示两条直线;
当时,方程化为,表示焦点在轴上的椭圆;
当时,方程化为,表示圆;
当时,方程化为,表示焦点在轴上的椭圆;
当时,方程化为,表示焦点在轴上的双曲线;
故选:ACD.
8.已知椭圆与双曲线,下列关于两曲线的说法正确的是( )
A.的长轴长与的实轴长相等 B.的短轴长与的虚轴长相等
C.焦距相等 D.离心率不相等
【答案】CD
【分析】利用椭圆、双曲线的几何性质逐项判断可得出合适的选项.
【解析】由题意可知,椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,
离心率为,
当时,,,
双曲线的焦点在轴上,其实轴长为,虚轴长为,
焦距为,离心率为.
故的长轴长与的实轴长不相等,的短轴长与的虚轴长不相等,
与的焦距相等,离心率不相等.
故选:CD.
三、填空题
9.设双曲线的两个焦点分别为、,P为双曲线上一点,若,则______.
【答案】0
【分析】先由双曲线的定义结合已知求得,进而可求出.
【解析】由题意得,,联立
,
因此,则.
故答案为:0.
10.已知双曲线:的右焦点为,点在双曲线的一条渐近线上,为坐标原点.若,则的面积为________.
【答案】##.
【分析】由已知条件求出右焦点的坐标,再由,可得点的横坐标为,再渐近线方程可求出点的纵坐标,从而可求出的面积.
【解析】因为双曲线,可知右焦点为,
又,
所以点在线段的中垂线上,所以点的横坐标为,
又双曲线的渐近线方程为,
所以点的纵坐标为,即的高为,
所以的面积为.
故答案为:
11.已知双曲线C:的离心率为3,焦点分别为,,点A在双曲线C上.若的周长为14a,则的面积是________.
【答案】
【分析】由双曲线定义及的周长得到,,又,
利用余弦定理得到,进而得到,利用三角形面积公式求解出答案.
【解析】不妨令在双曲线右支,依题意可得,,,
解得,,又,
由余弦定理
即,解得,
所以,
所以的面积.
故答案为:
12.已知椭圆与双曲线有相同的焦点,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点为椭圆与双曲线的第一象限的交点,且,则的取值范围是___________.
【答案】
【分析】设,则由椭圆和双曲线的定义结合余弦定理可得,设,则可得,然后根据正弦函数的性质可得其范围
【解析】解:设,
由椭圆的定义得①,
由双曲线的定义得②,
①②得,,
①②得,,
由余弦定理可得,
所以③,
设,则,解得
所以,
当时,最大值为时,的值为2,
所以的取值范围是.
故答案为:
四、解答题
13.已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,点在双曲线的右支上,,的最小值,,且满足.
(1)求双曲线的离心率;
(2)若,过点的直线交双曲线于,两点,线段的垂直平分线交轴于点(异于坐标原点),求的最小值.
【答案】(1)2
(2).
【分析】(1)由双曲线的性质知,,利用化简可得双曲线的离心率;
(2)当时,双曲线的方程为,设出直线的方程,与双曲线方程联立,消去并写出韦达定理,表示出弦长,并由线段的垂直平分线的方程得出点的坐标,进而把表示成关于的式子,利用基本不等式求出最小值.
(1)
由题意知,.由双曲线的性质知,,∴,∴,故双曲线的离心率.
(2)
当时,,.∴双曲线的方程为,.
由题知直线的斜率存在,设为,则,直线的方程为.
联立消去并整理,得.
设,,则,,
∴.
又∵,线段的中点的坐标为,
∴线段的垂直平分线的方程为.令,得,
∴点的坐标为,∴,∴,
当且仅当,即时等号成立,∴的最小值为.
14.已知双曲线的离心率为,且点在上.
(1)求双曲线的方程:
(2)试问:在双曲线的右支上是否存在一点,使得过点作圆的两条切线,切点分别为,直线与双曲线的两条渐近线分别交于点,且?若存在,求出点;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或
【分析】(1)根据题意即可列出关于方程组,即可解出答案;
(2)根据题意设,即可求出直线的方程,则可求出点的坐标,即可表示出,再由点到直线的距离,则可表示出,即可求出点的坐标.
(1)
因为,所以,即,
又点在双曲线的图像上,
所以,即,解得,
所以双曲线;
(2)
设,
由已知点在以为直径的圆上,
又点在上,则有方程组
解得直线的方程为,
设直线与渐近线的交点分别为,
由解得,
由解得,
所以,
又点到直线的距离为,
则三角形的面积,
又因为,所以,
由已知,解得,即,
因为点在双曲线右支上,解得,
即点或.
15.已知点A、F分别为双曲线C:的左顶点和右焦点,且点A、F到直线的距离相等.
(1)求双曲线C的离心率;
(2)设M为双曲线C上的点,且点M到双曲线C的两条渐近线的距离乘积为.
①求双曲线C的方程;
②设过点F且与坐标轴不垂直的直线l与双曲线C相交于点P、Q,线段PQ的垂直平分线与x轴交于点B,求值.
【答案】(1)2
(2)①;②1
【分析】(1)根据已知条件列出等式,化简可以得到双曲线C的离心率;
(2)①由(1)可得,设,代入双曲线方程,由根据点M到双曲线C的两条渐近线的距离乘积为列出等式,结合可求出a的值,从而求得双曲线C的方程;
②由①得,设直线l的方程为,,,与双曲线方程联立,利用韦达定理,表示PQ中点坐标,得到线段PQ的垂直平分线的方程,用m表示与,从而得到的值.
(1)
点A、F到直线的距离相等,得,即,
所以c=2a,所以,即双曲线C的离心率为2.
(2)
①由(1)c=2a,所以,
所以双曲线C:,渐近线方程为.
设,则,即.
因为点M到双曲线C的两条渐近线的距离乘积为,
所以,即,所以,解得a=1.
所以双曲线C的方程为.
②由①得F(2,0),设直线l的方程为x=my+2,,,,
则由得.所以.
设线段PQ中点E为,则,,
所以线段PQ的垂直平分线的方程为.
令y=0,则,即.所以.
由,得,
所以,
所以,即的值为1.
03 抛物线
一、单选题
1.抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将抛物线方程化成标准式,即可解出.
【解析】可化为,所以抛物线的准线方程为.
故选:B.
2.在抛物线y2=16x上到顶点与到焦点距离相等的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设出点的坐标,根据条件列出方程组即可求解
【解析】抛物线的顶点为,焦点为,
设符合题意,则有
,
即,解得,
所以符合条件的点为,
故选:D
3.已知实数x,y满足,其中常数,则动点的轨迹是( )
A.射线 B.直线 C.抛物线 D.椭圆
【答案】C
【分析】利用两点的距离公式、绝对值的几何意义以及抛物线的定义进行判断.
【解析】因为表示动点到定点的距离与到定直线l:的距离相等,且点F不在直线l上,所以由抛物线的定义知动点的轨迹为抛物线.故A,B,D错误.
故选:C.
4.已知的三个顶点都在抛物线上,为抛物线的焦点,若,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】B
【分析】设,,的横坐标分别是,,,由,得三点纵坐标之和,再结合抛物线的定义即可求出的值.
【解析】解:由抛物线的方程,得,焦点坐标为,
设,,的横坐标分别是,,,
由,所以,即,
因为为抛物线的焦点,
由抛物线的定义可得,,,,
即,
故选:B.
5.设抛物线的焦点为, 若与抛物线有四个不同的交点, 记轴同侧的两个交点为, 则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】联立抛物线与圆的方程,消元后得到关于的一元二次方程,由于有四个交点,结合韦达定理得的取值范围,再根据抛物线定义得关于的关系式,即可得取值范围.
【解析】解:由题可得,如图:不妨设在轴右侧
将方程与抛物线方程联立:
,得,
设,在轴同侧,不妨设
则由与抛物线有四个不同的交点可得有两个不等的正根,得:
,即,
由抛物线定义可得,
故选:B.
6.已知点是抛物线的对称轴与准线的交点,点为抛物线的焦点,在抛物线上且满足,当取最大值时,点恰好在以为焦点的双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先利用两点间距离表示,再结合基本不等式求最值,并且求得点的坐标,根据双曲线上的点和焦点坐标,即可求得双曲线的离心率.
【解析】设,,,则
,当且仅当时取等号,此时, ,
所以.
故选:C
7.抛物线C:的焦点为F,准线l交x轴于点,过焦点的直线m与抛物线C交于A,B两点,则( )
A.
B.
C.直线AQ与BQ的斜率之和为0
D.准线l上存在点M,若为等边三角形,可得直线AB的斜率为
【答案】C
【分析】根据抛物线的性质,以及直线和抛物线的位置关系,结合韦达定理,利用斜率关系以及弦长和距离公式,逐项分析判断即可得解.
【解析】对于A,由,可得,故A选项不正确;
对于B,设A,B两点的坐标分别为,,
根据题意得,焦点,则设直线AB的方程为,
联立方程,消去x后整理为,则,,
,,
,故B选项不正确;
对于C,,
故C选项正确;
对于D,如图,设AB的中点为N,连MN,过N作NH⊥直线l,H为垂足,
根据B项可得N点坐标为,
则,
由为等边三角形可得,
则,
则,
由对称性及MN⊥AB可知直线AB的斜率为,
故D选项不正确.
故选:C.
8.已知抛物线)的焦点为F,过F且倾斜角为的直线l与抛物线相交于A,B两点,,过A,B两点分别作抛物线的切线,交于点Q.则下列四个命题中正确的个数是( )个.
①;
②若M(1,1),P是抛物线上一动点,则的最小值为;
③(O为坐标原点)的面积为.;
④,则.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】利用求得,然后结合导数、抛物线的定义、三角形的面积、两角差的正切公式对命题进行分析,从而确定正确答案.
【解析】抛物线的焦点为,
直线的方程为,设,
由消去并化简得,.
,
由得,
所以抛物线方程,,
不妨设在第一象限,在第二象限,则,
,设,
,设,
所以,所以,①正确.
到抛物线准线的距离为,结合抛物线的定义可知,的最小值是,②正确.
到直线的距离为,所以,③错误.
,
,④正确.
所以正确的有个.
故选:C
【点睛】求解直线和抛物线相交所得交点有关的问题,关键是联立直线的方程和抛物线的方程,写出根与系数关系,结合根与系数关系,设而不求来对问题进行求解.
二、多选题
9.已知直线:过抛物线:()的焦点,且与抛物线交于A,两点,过A,两点分别作抛物线准线的垂线,垂线分别为,,则下列说法错误的是( )
A.抛物线的方程为 B.线段的长度为
C. D.线段的中点到轴的距离为
【答案】BD
【分析】求出抛物线的焦点坐标,可得,即可判断A;联立方程求出A,B坐标,可得,判断B;确定M,N坐标,可计算,判断C;求出线段的中点坐标,即可判断D.
【解析】由题意不妨设点A在点上方,直线:与x轴交点,
又经过的焦点,故,可得,
即抛物线方程为:,A正确.
由,可得,解得或,
可得,,所以,B错误.
由以上分析可知,,,,
可得,
则,即,C正确.
因为,,故线段的中点为,
则线段的中点到轴的距离为,D错误,
故选:BD.
10.已知直线,点,圆心为的动圆经过点,且与直线相切,则 ( )
A.点的轨迹为抛物线
B.圆面积最小值为
C.当圆被轴截得的弦长为时,圆的半径为
D.存在点,使得,其中为坐标原点
【答案】ACD
【分析】由抛物线定义可知A正确;由抛物线性质可知当为坐标原点时,圆面积最小,可知B错误;设,利用垂径定理可构造方程求得,由此可得圆的半径,知C正确;设存在点,由可求得点坐标,知D正确.
【解析】对于A,由题意知:点到点与到定直线的距离相等,且点不在直线上,符合抛物线定义,点的轨迹为抛物线,A正确;
对于B,由A知,点的轨迹为抛物线,则当为坐标原点时,点到直线距离最小,即此时圆的半径最小,即,圆面积的最小值为,B错误;
对于C,由A得:点的轨迹方程为,设,则圆的半径,点到轴的距离,,解得:,
圆的半径,C正确;
对于D,假设存在点,使得,
设,则,整理可得:,
解得:,,或,D正确.
故选:ACD.
三、填空题
11.是抛物线上的动点,到轴的距离为,到圆上动点的距离为,则的最小值为________.
【答案】##
【分析】求出圆心坐标和抛物线的焦点坐标,把的最小值转化为减去圆的半径,再减去抛物线焦点到原点的距离即可得答案.
【解析】圆的圆心为,半径,
抛物线的焦点,
因为是抛物线上的动点,到轴的距离为,到圆上动点的距离为,
所以要使最小,即到抛物线的焦点与到圆的圆心的距离最小,
连接,则的最小值为减去圆的半径,再减去抛物线焦点到原点的距离,
即,
所以的最小值为,
故答案为:
12.如图,已知抛物线:的焦点为,过且斜率为1的直线交于,两点,线段的中点为,其垂直平分线交轴于点,轴于点.若四边形的面积等于7,则的方程为________.
【答案】
【分析】作出辅助线,根据直线的斜率表达出梯形的上底和下底以及高,列出方程,求出,得到抛物线方程.
【解析】易知,直线的方程为,四边形为梯形,且.
设,,,则,
所以,所以.
作轴于点,则.
因为直线的斜率为1,所以为等腰直角三角形,故,所以,,
所以四边形的面积为,
解得,
故抛物线的方程为.
故答案为:
四、解答题
13.已知抛物线上的点到其焦点F的距离为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)点在抛物线C上,过点的直线l与抛物线C交于,两点,点H与点A关于x轴对称,直线AH分别与直线OE,OB交于点M,N(O为坐标原点),求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据点在抛物线上和抛物线的定义列方程求解即可;
(2)将证明转化成证明,联立方程,利用韦达定理即可证明.
(1)
由点在抛物线上可得,,解得.
由抛物线的定义可得,整理得,解得或(舍去).
故抛物线C的方程为.
(2)
由在抛物线C上可得,解得,所以,
直线OE的方程为,
因为点和点关于轴对称,所以,均不为0.
由题意知直线l的斜率存在且大于0,
设直线l的方程为,
联立消去y,得.
则,得,所以,.
由直线OE的方程为,得.
易知直线OB的方程为,故.
要证,即证,
即证,即证,
即证,则,此等式显然成立,
所以.
14.已知抛物线C:的焦点为F,过点P(0,2)的动直线l与抛物线相交于A,B两点.当l经过点F时,点A恰好为线段PF中点.
(1)求p的值;
(2)是否存在定点T, 使得为常数? 若存在,求出点T的坐标及该常数; 若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在;,
【分析】(1)结合中点坐标公式表示出点A的坐标带入抛物线的方程即可求出结果;
(2)设出直线的方程与抛物线联立,进而结合根与系数的关系得到的表达式,从而可得,因此解方程组即可求出结果.
(1)
因为,且点A恰好为线段PF中点,所以,又因为A在抛物线上,所以,即,解得
(2)
设,可知直线l斜率存在;设l:,
联立方程得:,所以,
所以,
又:
,
令,解之得:,即,此时
【点睛】(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;
(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.
15.如图,椭圆:的离心率是,短轴长为,椭圆的左、右顶点分别为、,过椭圆与抛物线的公共焦点的直线与椭圆相交于两点,与抛物线相交于两点,点为的中点.
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)记的面积为,的面积为,若,求直线在轴上截距的范围.
【答案】(1)椭圆,拋物线
(2)
【分析】(1)由题知,进而解方程即可求得答案;
(2)设,进而分别与椭圆和抛物线联立计算弦长,,进而计算面积,,再结合已知求得,再求直线在轴上截距的范围即可.
(1)
解:根据题意得:,解得,,,
所以,抛物线焦点,
所以,椭圆,拋物线
(2)
解:设,
联立与椭圆,
整理得:,
判别式:
弦长公式:
点到直线的距离为
所以
联立与抛物线,整理得:,判别式:
弦长公式:,
点到直线的距离为
所以,
因为,即,解得: .
所以,直线在轴上截距或,
所以,直线在轴上截距取值范
【点睛】.
16.如图,已知点为抛物线的焦点.过点F的直线交抛物线于A,B两点,点A在第一象限,点C在抛物线上,使得的重心G在x轴上,直线交x轴于点Q,且Q在点F的右侧,记,的面积分别为,.
(1)求p的值及抛物线的准线方程;
(2)设A点纵坐标为,求关于t的函数关系式;
(3)求的最小值及此时点G的坐标.
【答案】(1),准线方程
(2)
(3)的最小值为,点G的坐标为
【分析】(1)由焦点坐标确定p的值和准线方程即可;
(2)设出直线方程,联立直线方程和抛物线方程,结合韦达定理求得面积的表达式,再用代换并化简即可;
(3)根据已求的函数关系式,结合基本不等式即可求得的最小值和点G的坐标.
(1)
因为点为抛物线的焦点,
所以,即,准线方程.
(2)
设,
设直线AB的方程为,与抛物线方程联立可得:
,故:,
,
设点C的坐标为,由重心坐标公式可得:
,,
令可得:,则.即,
由斜率公式可得:,
直线AC的方程为:,
令可得:,
故,
且,
由于,代入上式可得:,
由可得,则,
则,
令 ,得.
即关于t的函数关系式为.
(3)
设,则,
当且仅当,即,,时等号成立,
即的最小值为,
此时,,则点G的坐标为.
【点睛】直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系,本题主要考查了抛物线准线方程的求解,直线与抛物线的位置关系,三角形重心公式的应用,基本不等式求最值的方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
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