2018版高考數(shù)學二輪復習 第3部分 考前增分策略 專題1 考前教材重溫 6 直線、圓、圓錐曲線教學案 理
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1、 6.直線、圓、圓錐曲線 ■要點重溫…………………………………………………………………………· 1.直線的傾斜角與斜率 (1)傾斜角的范圍為[0,π). (2)經(jīng)過兩點P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的直線的傾斜角為α(α≠90°),則斜率為k=tan α=(x1≠x2); (3)解決直線的傾斜角與斜率的問題,可借助k=tan α的圖象(如圖22). 圖22 [應用1] 已知直線l過P(-1,2),且與以A(-2,-3),B(3,0)為端點的線段相交,求直線l的斜率的取值范圍. 【導學號:07804189】 [答案] ∪[5,+∞) 2.直線方程的幾種形式:
2、點斜式:y-y0=k(x-x0);斜截式:y=kx+b;兩點式:=;截距式:+=1(a≠0,b≠0);一般式:Ax+By+C=0(A2+B2≠0).要注意由于“截距為零”或“斜率不存在”等特殊情況造成丟解. [應用2] 若直線在x軸上的截距是在y軸上截距的2倍,且過點(1,2),則此直線方程為________. [答案] x+2y-5=0或y=2x 3.兩直線的平行與垂直 (1)l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2(兩直線斜率存在,且不重合),則有l(wèi)1∥l2?k1=k2;l1⊥l2?k1·k2=-1. (2)l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,則
3、有l(wèi)1∥l2?A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0;l1⊥l2?A1A2+B1B2=0. 特別提醒: =≠,≠,==僅是兩直線平行、相交、重合的充分不必要條件. [應用3] 設直線l1:x+my+6=0和l2:(m-2)x+3y+2m=0,當m=________時,l1∥l2;當m=________時,l1⊥l2;當________時l1與l2相交;當m=________時,l1與l2重合. [答案]?。? m≠3且m≠-1 3 4.點到直線的距離及兩平行直線間的距離 (1)點P(x0,y0)到直線Ax+By+C=0的距離為d=; (2)兩平行線l1:Ax+By+C1=
4、0,l2:Ax+By+C2=0間的距離為d=. [應用4] 兩平行直線3x+2y-5=0與6x+4y+5=0間的距離為________. [答案] 5.圓的方程: (1)標準方程:(x-a)2+(y-b)2=r2; (2)一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0); (3)以線段P1P2為直徑的圓方程:(x-x1)(x-x2)+ (y-y1)(y-y2)=0. (4)求圓的方程的方法:待定系數(shù)法,即根據(jù)題意列出關于a,b,r或D,E,F(xiàn)的方程組,求得a,b,r或D,E,F(xiàn)的對應值,代入圓的標準方程或一般方程便可.解題時注意圓的幾何性質(zhì)的應用. [應用5
5、] (1) 若方程a2x2+(a+2)y2+2ax+a=0表示圓,則a=________.
(2)求與x軸相切,圓心在直線3x-y=0上,且被直線x-y=0截得的弦長為2的圓的方程.
[答案] (1)-1
(2)x2+y2-2x-6y+1=0或 x2+y2+2x+6y+1=0
6.直線與圓的位置關系
(1)若直線與圓相交,設弦長為l,弦心距為d,半徑為r,則l=2.
(2)圓O內(nèi)過點A的最長弦即為過該點的直徑,最短弦為過該點且垂直于直徑的弦.
(3)討論直線與圓的位置關系時,一般不用Δ>0,Δ=0,Δ<0,而用圓心到直線的距離d與圓的半徑r之間的關系,即d
6、別確定相交、相切、相離的位置關系. [應用6] 過點(3,1)作圓(x-1)2+y2=1的兩條切線,切點分別為A,B,則直線AB的方程為( ) A.2x+y-3=0 B.2x-y-3=0 C.4x-y-3=0 D.4x+y-3=0 [解析] 點(3,1)與圓心(1,0)的連線的斜率為,所以直線AB的斜率為-2,顯然(1,1)為其中一個切點,所以直線AB的方程為y-1=-2(x-1),化簡得2x+y-3=0.故選A. [答案] A 7.(1) 圓錐曲線的定義和性質(zhì) 名稱 橢圓 雙曲線 拋物線 定義 |PF1|+|PF2|=2a (2a>|F1F2|) ||PF1|-
7、|PF2||=2a (2a<|F1F2|)
|PF|=|PM|,點F不在直線l上,PM⊥l于M
標準
方程
+=1(a>b>0)
-=1(a>0,b>0)
y2=2px(p>0)
圖形
范圍
|x|≤a,|y|≤b
|x|≥a
x≥0
頂點
(±a,0),(0,±b)
(±a,0)
(0,0)
對稱性
關于x軸、y軸和原點對稱
關于x軸對稱
焦點
(±c,0)
(,0)
軸
長軸長2a,短軸長2b
實軸長2a,虛軸長2b
離心率
e== (0
8、 |AB|=2p 漸近線 y=±x (2) 求圓錐曲線的標準方程時,一定要先定位,再定量. [應用7] (1)已知拋物線y2=2px(p>0)上一點M(1,m)(m>0)到其焦點的距離為5,雙曲線-y2=1的左頂點為A,若雙曲線的一條漸近線與直線AM平行,則實數(shù)a的值是( ) A. B. C. D. (2)若+=1表示橢圓,則m,n應滿足的關系是________. 【導學號:07804190】 (3)已知橢圓的離心率為,且過點(2,3),求橢圓的標準方程. [解析] (1)由拋物線定義可得M點到準線的距離為5,∴p=8,∴拋物線方程為y2=16x,∴M(1,
9、4),點A(-,0),由AM的斜率等于漸近線的斜率得=,解得a=,故選A. [答案] (1)A (2)m>0,n>0,m≠n (3)+ =1和 + =1 8.(1)在用圓錐曲線與直線聯(lián)立求解時,消元后得到的方程中要注意二次項的系數(shù)是否為零,利用解的情況可判斷位置關系:有兩解時相交;無解時相離;有唯一解時,在橢圓中相切,在雙曲線中需注意直線與漸近線的關系,在拋物線中需注意直線與對稱軸的關系,而后判斷是否相切. (2)直線與圓錐曲線相交時的弦長問題 斜率為k的直線與圓錐曲線交于兩點P1(x1,y1),P2(x2,y2),則所得弦長 |P1P2|=或|P1P2|=. (3)過拋物線y2
10、=2px(p>0)的焦點F的直線l交拋物線于C(x1,y1),D(x2,y2),則①焦半徑|CF|=x1+; ②弦長|CD|=x1+x2+p;③x1x2=,y1y2=-p2. [應用8] 已知拋物線的方程為y2=2px(p>0),過拋物線上一點M(p,p)和拋物線的焦點F作直線l交拋物線于另一點N,則|NF|∶|FM|等于( ) A.1∶ B.1∶ C.1∶2 D.1∶3 [解析] 由題意可知直線l的方程為y=2, 聯(lián)立方程得N, 所以|NF|=+=p,|FM|=p+=p, 所以|NF|∶|FM|=1∶2. [答案] C [應用9] 已知雙曲線x2-=1,過點A(1,1)
11、能否作直線l,使l與雙曲線交于P、Q兩點,并且A為線段PQ的中點?若存在,求出直線l的方程;若不存在,說明理由. [解] 設被A(1,1)所平分的弦所在直線方程為y=k(x-1)+1. 代入雙曲線方程x2-=1,整理得, (2-k2)x2+2k(k-1)x-3+2k-k2=0, 由Δ=4k2(k-1)2-4(2-k2)(2k-3-k2)>0, 解得k<. 設直線與雙曲線交點為M(x1,y1),N(x2,y2), 由根與系數(shù)的關系,得x1+x2=, 點A(1,1)是弦中點,則=1. ∴=1, 解得k=2>, 故不存在被點A(1,1)平分的弦. ■查缺補漏………………………
12、…………………………………………………· 1.已知圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2的圓心為拋物線y2=4x的焦點,直線3x+4y+2=0與圓C相切,則該圓的方程為( ) A.(x-1)2+y2= B.x2+(y-1)2= C.(x-1)2+y2=1 D.x2+(y-1)2=1 C [因為拋物線y2=4x的焦點為(1,0),所以a=1,b=0,又直線3x+4y+2=0與圓C相切,得r==1,所以該圓的方程為(x-1)2+y2=1.] 2.已知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x,且其右焦點為(5,0),則雙曲線C的方程為( ) 【導學號:07804
13、191】 A.-=1 B.-=1 C.-=1 D.-=1 B [由題意得=,c2=a2+b2=25,所以a=4,b=3,所求雙曲線方程為-=1.] 3.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,四個頂點構成的四邊形的面積為12,直線l與橢圓C交于A,B兩點,且線段AB的中點為M(-2,1),則直線l的斜率為( ) A. B. C. D.1 C [由題意得=,2ab=12?a2=12,b2=3,利用點差法得直線l的斜率為-=-=,選C.] 4.若拋物線x2=4y上有一條長為6的動弦AB,則AB的中點到x軸的最短距離為( ) A. B. C.1 D.2 D [設拋物線的
14、焦點為F(0,1),AB的中點為M,準線方程為y=-1,則點M到準線的距離d=(|AF|+|BF|)≥|AB|=3,即點M到準線的距離的最小值為dmin=3,所以點M到x軸的最短距離d′min=dmin-1=2,選D.] 5.已知P為橢圓+=1上的點,點M為圓C1:(x+3)2+y2=1上的動點,點N為圓C2:(x-3)2+y2=1上 的動點,則|PM|+|PN|的最大值為( ) A.8 B.12 C.16 D. 20 B [由題可知,(|PM|+|PN|)max=|PC1|+|PC2|+2=12,故選B.] 6.過曲線C1:-=1(a>0,b>0)的左焦點F1作曲線C2:x2+y
15、2=a2的切線,設切點為M,延長F1M交曲線C3:y2=2px(p>0)于點N,其中C1、C3有一個共同的焦點,若|MF1|=|MN|,則曲線C1的離心率為( ) A. B.-1 C.+1 D. D [如圖所示, OM⊥F1N,且M為線段F1N的中點,所以AN=F2N=2a,F(xiàn)2N⊥F1N,所以在Rt△F1F2N中,cos∠NF1F2==,在Rt△F1AN中,cos∠F1NA==,又因為∠NF1F2=∠F1NA,所以=,即c2-a2=b2=ac,解之得e=,故選D.] 7.已知雙曲線C1:-y2=1,雙曲線C2:-=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,M是雙曲線C2的
16、一條漸近線上的點,且OM⊥MF2,O為坐標原點,若S△OMF2=16,且雙曲線C1,C2的離心率相同,則雙曲線C2的實軸長是( ) A.32 B.16 C.8 D.4 B [因為雙曲線C2:-=1與雙曲線C1:-y2=1的離心率相同,所以e==,解得=,即雙曲線C2的一條漸近線方程為y=x,即x-2y=0,又因為OM⊥MF2,△OMF2的面積為16,所以|OM|·|MF2|=|MF2|2=16,解得|MF2|=4,即右焦點F2(c,0)到漸近線x-2y=0的距離為4,所以=4,解得c=4,a==8,2a=16,即雙曲線C2的實軸長為16.故選B.] 8.拋物線y2=2px(p>0)的
17、焦點為F,O為坐標原點,M為拋物線上一點,且|MF|=4|OF|,△MFO的面積為4,則拋物線方程為( ) A.y2=6x B.y2=8x C.y2=16x D.y2=x B [依題意,設M(x,y),|OF|=,所以|MF|=2p,x+=2p,x=,y=p,又△MFO的面積為4,所以××p=4,p=4,所以拋物線方程為y2=8x,選B.] 9.在平面直角坐標系xOy中,直線l:y=2x-4,圓C的半徑為1,圓心在直線l上,若圓C上存在點M,且M在圓D:x2+(y+1)2=4上,則圓心C的橫坐標a的取值范圍是( ) A. B. C. D.∪ B [點M既在圓C上,又在圓
18、D上,所以圓C和圓D有公共點,圓C 的圓心為(a,2a-4) ,半徑為1,圓D的圓心為(0,-1) ,半徑為2,則圓心距= ,滿足 ,解得:0≤a≤ ,故選B.] 10.已知圓C:x2+y2=4,點P為直線x+2y-9=0上一動點,過點P向圓C引兩條切線PA、PB, A、B為切點,則直線AB經(jīng)過定點 A. B. C.(2,0) D.(9,0) A [設A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0), 則PA:x1x+y1y=4;PB:x2x+y2y=4; 即x1x0+y1y0=4;x2x0+y2y0=4;因此A、B在直線x0x+y0y=4上,直線AB方程為x0x+y0y=4,又
19、x0+2y0-9=0,所以(9-2y0)x+y0y=4?y0(y-2x)+9x-4=0即y-2x=0,9x-4=0?y=,x=,直線AB經(jīng)過定點,選A.] 11.已知橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,上、下頂點分別是B1,B2,點C是B1F2的中點,若·=2,且CF1⊥B1F2,則橢圓的方程為________. +=1 [由題意可得F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),B1(0,b),B2(0,-b),C,·=(-c,-b)·(c,-b)=-c2+b2=2①,⊥,可得·=0,即有·(c,-b)=-c2+=0②,解得c=1,b=,a==2,可得橢圓的方程為+=1.] 12.
20、在平面直角坐標系xOy中,圓C的方程為x2+y2-8x+15=0,若直線y=kx-2上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點,則k的最大值是________. [圓C的標準方程為(x-4)2+y2=1,圓心為(4,0).由題意知(4,0)到kx-y-2=0的距離應不大于2,即≤2.整理,得3k2-4k≤0,解得0≤k≤.故k的最大值是.] 13.已知雙曲線C:-=1(b>a>0)的右焦點為F,O為坐標原點,若存在直線l過點F交雙曲線C的右支于A,B兩點,使·=0,則雙曲線離心率的取值范圍是________. 【導學號:07804192】 [設A(x1,y1),
21、B(x2,y2),直線l的方程為x=my+c(0≤m<),聯(lián)立雙曲線方程,消去x,得(b2m2-a2)y2+2b2mcy+b4=0,所以y1+y2=-①,y1y2=②.因為·=x1x2+y1y2=0,即m2y1y2+mc(y1+y2)+c2+y1y2=0,代入①②整理,得b4m2-2b2m2c2+c2b2m2-a2c2+b4=0,0≤m2=<.由b4-a2b2≥0,得(c2-a2)2-a2c2≥0,即c4-3a2c2+a4≥0,e4-3e2+1≥0,解得e≥;由<,得b4-a4-a2c2<0,即(c2-a2)2-a4-a2c2<0,c4-3a2c2<0,所以<.綜上所述,e∈.] 14.已知
22、直線l:x=my+1過橢圓C:+=1(a>b>0)的右焦點F,拋物線x2=4y的焦點為橢圓C的上頂點,且直線l交橢圓C于A,B兩點. (1)求橢圓C的方程; (2)若直線l交y軸于點M,且=λ1,=λ2,當m變化時, λ1+λ2的值是否為定值?若是,求出這個定值,若不是,說明由. [解] (1)易知橢圓右焦點F(1,0),∴c=1,拋物線x2=4y的焦點坐標(0,),∴b=, ∴a2=b2+c2=4. ∴橢圓C的方程為+=1 . (2)易知m≠0,M,設A(x1,y1),B(x2,y2), 由 ?(3m2+4)y2+6my-9=0, ∴Δ=(6m)2+36(3m2+4)=144(
23、m2+1)>0. ∴y1+y2=-,y1·y2=- . 又由=λ1,=λ2得:λ1=-1-, λ2=-1-. ∴λ1+λ2=-2-·=- . 15.已知橢圓C的中心在坐標原點,焦點在x軸上,離心率為,它的一個頂點恰好是拋物線x2=4y的焦點. (1)若A,B是橢圓C上關于x軸對稱的任意兩點,設點P(-4,0),連接PA交橢圓C于另一點E,求證:直線BE與x軸相交于定點M; (2)設O為坐標原點,在(2)的條件下,過點M的直線交橢圓C于S,T兩點,求·的取值范圍. [解] (1)證明:設橢圓C的標準方程為+=1(a>b>0),拋物線x2=4y的焦點為(0,).由題意,可得∴ ∴
24、橢圓C的標準方程為+=1.
由題意可知直線PA存在斜率,設直線PA的方程為y=k(x+4),代入橢圓方程可得(4k2+3)x2+32k2x+64k2-12=0.
由Δ=322k4-4(4k2+3)(64k2-12)>0,有-
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