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(二)直線與圓錐曲線(2)
1.(2018洛陽模擬)已知拋物線C:y=-x2,點(diǎn)A,B在拋物線上,且橫坐標(biāo)分別為-,,拋物線C上的點(diǎn)P在A,B之間(不包括點(diǎn)A,點(diǎn)B),過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q.
(1)求直線AP的斜率k的取值范圍;
(2)求|PA||PQ|的最大值.
解 (1)由題意可知A,B,
設(shè)P(xP,-x),-
0,
當(dāng)-b>0)的焦距為2c,離心率為,圓O:x2+y2=c2,A1,A2是橢圓的左、右頂點(diǎn),AB是圓O的任意一條直徑,△A1AB面積的最大值為2.
(1)求橢圓C及圓O的方程;
(2)若l為圓O的任意一條切線,l與橢圓C交于兩點(diǎn)P,Q,求|PQ|的取值范圍.
解 (1)設(shè)B點(diǎn)到x軸距離為h,
則==2|A1O|h=ah,
易知當(dāng)線段AB在y軸時,
hmax=|BO|=c,∴=ac=2,
∵e==,
∴a=2c,∴a=2,c=1,b=,
∴橢圓C的方程為+=1,圓O的方程為x2+y2=1.
(2)①當(dāng)直線l的斜率不存在時,求得|PQ|=3;
②當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)直線l的方程為y=kx+m,
∵直線為圓的切線,
∴d==1,
∴m2=k2+1,
聯(lián)立
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
判別式Δ=48(3k2+2)>0,
由根與系數(shù)的關(guān)系得
∴弦長|PQ|=|x1-x2|
=,
令t=4k2+3≥3,
則|PQ|=∈.
綜上,|PQ|∈.
3.(2018江西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體聯(lián)考)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,短軸為MN,點(diǎn)P(4,0)滿足=15.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),過點(diǎn)P的動直線l與橢圓交于點(diǎn)A,B,是否存在常數(shù)λ,使得+λ為定值?若存在,求出λ的值;若不存在,請說明理由.
解 (1)=(-4,b)(-4,-b)=16-b2=15,
所以b=1,
又==,所以a2=4,
從而橢圓C的方程為+y2=1.
(2)當(dāng)l不為x軸時,
設(shè)l:x=my+4,A(x1,y1),B(x2,y2).
聯(lián)立l與C的方程可得(m2+4)y2+8my+12=0,
所以y1+y2=-,y1y2=,
+λ=x1x2+y1y2+λ[(x1-4)(x2-4)+y1y2]
=(1+λ)(1+m2)y1y2+4m(y1+y2)+16
=+16.
因?yàn)椋藶槎ㄖ担?
所以=,
解得λ=,此時定值為.
當(dāng)l為x軸時,A(-2,0),B(2,0).
+λ=-4+12=.
綜上,存在λ=,使得+λ為定值.
4.(2018宿州質(zhì)檢)已知橢圓C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,離心率e=,以橢圓C的長軸和短軸為對角線的四邊形的周長為4.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若經(jīng)過點(diǎn)P(1,0)的直線l交橢圓C于A,B兩點(diǎn),是否存在直線l0:x=x0(x0>2),使得A,B到直線l0的距離dA,dB滿足=恒成立,若存在,求出x0的值;若不存在,請說明理由.
解 (1)設(shè)橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),
∵=,∴c=a,
又∵4=4,
∴a2+b2=5,由b2=a2-c2=a2,
解得a=2,b=1,c=.
∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)若直線l的斜率不存在,
則直線l0為任意的x=x0(x0>2)都滿足要求;
當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)其方程為y=k(x-1),
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)(不妨令x1>1>x2),
則dA=x0-x1,dB=x0-x2,
|PA|=(x1-1),|PB|=(1-x2),
∵=,
∴= =,
解得x0=.
由得(1+4k2)x2-8k2x+4k2-4=0,
x1+x2=,x1x2=,
x0==4.
綜上可知,存在直線l0:x=4,使得A,B到直線l0的距離dA,dB滿足=恒成立.
5.(2018四省大聯(lián)考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)F(1,0),過直線l:x=2左側(cè)的動點(diǎn)P作PH⊥l于點(diǎn)H,∠HPF的角平分線交x軸于點(diǎn)M,且|PH|=|MF|,記動點(diǎn)P的軌跡為曲線Γ.
(1)求曲線Γ的方程;
(2)過點(diǎn)F作直線m交曲線Γ于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)C在l上,且BC∥x軸,試問:直線AC是否恒過定點(diǎn)?請說明理由.
解 (1)設(shè)P(x,y),由題意可知|MF|=|PF|,
所以==,
即=,化簡整理得+y2=1,
即曲線Γ的方程為+y2=1.
(2)由已知可得直線m的斜率不為0,
∴可設(shè)直線m的方程為x=ny+1,
聯(lián)立消去x,
得(n2+2)y2+2ny-1=0,Δ>0恒成立,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則C(2,y2),
則y1+y2=-,y1y2=-,x1=ny1+1,
∴直線AC的斜率為k=,
直線AC的方程為y-y2=(x-2),
即y=,
又=
==,
∴直線AC的方程為
y==,
∴直線AC過定點(diǎn)N.
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