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专题20 圆锥曲线的方程(弦长问题)
题型一:求椭圆的弦长
题型二:求椭圆的弦长的最值(范围)
题型三:根据椭圆的弦长求参数
题型四:求双曲线的弦长(含最值范围)
题型五:根据双曲线的弦长求参数
题型六:求抛物线焦点弦
题型七:求抛物线中非焦点弦
题型八:根据抛物线弦长求参数
题型一:求椭圆的弦长
1.已知椭圆
经过
中的三点.
(1)求
的方程;
(2)设
分别为
的左、右顶点,动点
在直线
上,直线
与
的另一个交点为
,直线
与
的另一个交点为
.
(i)证明:直线
过定点,并求出该定点坐标;
(ii)当直线
的斜率为1 时,求线段
的长.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,
;(ii)
.
【分析】(1)利用对称性得出图象上的两点,再分类讨论即可;
(2)(i)设直线
方程,将点
坐标代入直线
、
方程中,得出关系式,再利用非对称韦达化简
求解;
(ii)利用弦长公式求解.
【详解】(1)由题可知点
均在椭圆
上,
若点
也在椭圆
上,则
,方程组无解,
所以椭圆
经过点
,
所以
,解得
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)(i)由对称性可知直线
经过的定点必在
轴上且异于原点与左、右顶点,
设定点为
,且
,
当直线
的斜率不为0 时,设直线
的方程为
,
,
联立
,得
,
则
,
,
由(1)可得
,
则直线
的方程为
,直线
的方程为
,
由题意知直线
与
交于点
,且点
在直线
上,
所以
,即
,
所以
,即
,
所以
①,
当
,
,得
,
代入①得,
,
若
时,上式恒成立,直线过定点
;
若
,则
,即
②,
②式与
联立得,
,
②式与
联立得,
,
则
,得
与
矛盾;
当
,即直线
的斜率不存在时,
若
,则直线
的方程为
,
取
,满足①式.
当直线
的斜率为0 时,直线
,过点
.
综上,直线
过定点,且该定点的坐标为
.
(ii)由(i)可知直线
过定点
,由题可知直线
的斜率为1,
所以
,
所以
.
2.已知直线
与椭圆
交于
两点.
(1)若直线过椭圆
的左焦点
,求
;
(2)设线段
的垂直平分线与
轴交于点
,求
.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)联立方程组,利用弦长公式
求解;
(2)联立方程组,求线段
的中点坐标,进而求出线段
的垂直平分线方程,求出参数,即可利用弦
长公式求解.
【详解】(1)由题知,
,左焦点
,
则直线的方程为:
,设
,
联立方程
得
,
所以
,
所以
.
(2)设
的中点
,
联立方程
得
,
所以
,
所以
,
因为线段
的垂直平分线与
轴交于点
,
所以线段
的垂直平分线方程为:
,
所以
,解得
(满足
),
所以
,
所以
.
3.已知椭圆
经过点
,且离心率为
.
(1)求
的方程;
(2)若直线
与
交于点
,
,求
.
【答案】(1)
;
(2)
.
【分析】(1)利用给定的点及离心率,列出方程组并求解即可.
(2)联立直线与椭圆方程,利用弦长公式求得答案.
【详解】(1)由椭圆
经过点
,且离心率为
,得
,解得
,
,
所以C 的方程为
.
(2)设
,
,由
消去
得
,
则
,
,
所以
.
4.已知椭圆
,过原点
且倾斜角为
的直线交椭圆于
两点,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】依题写出直线的点斜式方程,与椭圆方程联立,求出两交点坐标,利用两点距离公式计算即得.
【详解】依题意,可得直线的方程为:
,代入
中,整理解得:
,
当
,
;当
时,
,故有
,
则
.
故选:D.
5.已知椭圆
的右焦点为
,且经过点
(1)求椭圆C 的标准方程:
(2)经过椭圆C 的右焦点作倾斜角为
的直线l,直线l 与椭圆相交于M,N 两点,求线段MN 的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆右焦点
,且过点
,从而可求解.
(2)根据题意求出直线方程为
,与椭圆方程联立后,利用根与系数关系从而可求解.
【详解】(1)由题意得
,
解得
,
故椭圆的标准方程为
.
(2)由题意可得直线的方程为
,
与椭圆方程联立
,得
,
设
,
,则
,
故
.
6.已知椭圆
,一组平行直线的斜率是
.
(1)当它们与椭圆相交时,证明这些直线被椭圆截得的线段的中点在同一条直线上;
(2)这组直线中经过椭圆上焦点的直线与椭圆交于
两点,求
.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)设这组平行直线的方程为
,与椭圆方程联立,借助韦达定理求得弦中点坐标即可
判断得解.
(2)求出椭圆焦点坐标及直线
的方程,再利用弦长公式计算即得.
【详解】(1)设这组平行直线的方程为
,则
,消去y 得
,
由
,得
,
设交点坐标为
,
则
,因此这组平行直线与椭圆交点的中点坐标为
,
显然点
始终在直线
上,
所以这些直线被椭圆截得的线段的中点在同一条直线
上.
(2)椭圆
的焦点坐标为
,由对称性,不妨取焦点
,直线
,
设
,由(1)知,
,
所以
.
7.已知斜率为2 的直线经过椭圆
的右焦点
,与椭圆相交于A,B 两点,求:
(1)直线
的方程;
(2)弦长
.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出椭圆右焦点,利用点斜式求出直线方程;
(2)法一:联立直线与椭圆方程,得到两交点坐标,利用两点间距离公式求出答案;
法二:联立直线与椭圆方程,消去
,得到两根之和与两根之积,利用弦长公式求出答案;
法三:联立直线与椭圆方程,消去
,得到两根之和与两根之积,利用弦长公式求出答案;
【详解】(1)∵直线
过椭圆
的右焦点
,且斜率为2,
∴直线
的方程为
,即
.
(2)法一:联立
解得
或
,
不妨设
,
,
∴
.
法二:联立
,消去
得,
,
设点
,
则
,
,
∴
法三:联立
,消去
得,
,
设点
,
则由根与系数的关系得
,
所以
.
8.已知点
,
是椭圆
:
的左右焦点,且椭圆
的短轴长为
,离心率为
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)若直线过点
且斜率为2,与椭圆
交于
两点,求线段
的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据短轴长和离心率,结合
,求出
,
,得到椭圆方程;
(2)求出直线方程为
,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,根据弦长公式求出答案.
【详解】(1)由题意得
,解得
,
又
,故
,解得
,
故椭圆方程为
;
(2)由题意得
,
,
可得直线方程为
,
联立
与
得
,
设
,故
,
故
.
9.已知椭圆C:
(
)的离心率为
,短轴长为
.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)经过椭圆C 的右焦点
作倾斜角为45°的直线l 与椭圆C 相交于M,N 两点,求线段MN 的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)确定
,从而求出椭圆C 的方程;
(2)由
及斜率求出直线l 的方程,联立直线l 方程与椭圆方程,结合韦达定理和弦长公式即可求得
线段MN 的长.
【详解】(1)由题意可得
,
,
,即
,
因为
,得
,
所以,椭圆C 的方程为
;
(2)椭圆C 的右焦点
,直线l 的倾斜角为45°,则直线l 的斜率为1,
所以直线l 的方程为
,
由
可得
,
设交点
,
则
,
,
所以线段MN 的长为
.
题型二:求椭圆的弦长的最值(范围)
10.已知椭圆
的上顶点为A,过点A 的直线与C 交于另一点B,则
的最大值为
.
【答案】
【分析】设出点
,根据两点间距离公式列式运算得解.
【详解】设
,则
,
,又
,
所以
,
当且仅当
时,
取得最大值.
所以
的最大值为
.
故答案为:
.
11.已知中心在坐标原点的椭圆
的一个焦点为
,且过点
,过原点
作两条互相垂直的射线
交椭圆于
、
两点,则弦长
的取值范围为 .
【答案】
【分析】先求出椭圆的标准方程,对直线
的斜率是否同时存在进行分类讨论,当直线
分别
与两坐标轴重合时,直接求出
的值;当直线
的斜率都存在时,设直线
,求出
关于
的表达式,利用二次函数的基本性质可求得
的取值范围.
【详解】由题意焦点在
轴上面,
,所以
,
所以椭圆的标准方程为
,
当直线
分别与两坐标轴重合时,
;
当直线
的斜率都存在时,设直线
,联立
,可得
,
所以
,
同理可得
,
所以
,
因为
,则
,令
,
令
,
因为函数
在
上为增函数,在
上为减函数,
又因为
,
,则
,
此时
,则
.
综上所述,
的取值范围是
.
故答案为:
.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
12.在平面直角坐标系
中,已知椭圆
的左、右顶点分别为
,上顶点为
,且
,
的面积为2.
(1)求
的方程;
(2)若直线交
于
两点,以线段
为直径的圆的另一个交点为
,且
,求
的最大
值.
【答案】(1)
(2)2.
【分析】(1)由
,再结合
的面积,即可求出
,从而可求解.
(2)结合题意作出图形,求得
三点共线,且
,然后再分别讨论直线斜率存在与不存在两
种情况,再与椭圆方程联立,利用韦达定理从而可求解.
【详解】(1)由题得
,所以
,
所以
,即
①,
因为
的面积为
,所以
,
即
②,联立①②,得
,
故
的方程为
.
(2)如图,因为以线段
为直径的圆相交于异于原点的点
,
根据直径所对的圆周角为90°得到
三点共线.
三点共线,且
.
因为
,所以原点
到直线的距离为1.
当直线斜率不存在时,直线的方程为
或
.
当
时,不妨设
,
则
,当
时,同理
.
当直线斜率存在时,设直线的方程为
,即
.
所以原点
到直线的距离为
,则
.
联立
,消元得
,
则
,即
,
设
,则
,
由
,得
,则
,
,
令
,
,
则
.
由
,所以当
,即
时,
,
综上可知,
的最大值为
.
13.已知椭圆
的离心率为
,焦距为
.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)直线的斜率为
,且与坐标轴的交点均在椭圆内部,直线与椭圆交于
两点,求线段
的长度的
取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,得到
且
,求得
的值,即可得到椭圆
的方程;
(2)设直线:
,且
,联立方程,设
,
,由韦达定理结合椭圆
弦长公式得到
,进而求得
的取值范围.
【详解】(1)因为
的离心率为
,且焦距为
,
可得
且
,解得
,
,则
,
所以椭圆
的标准方程为
.
(2)直线的斜率为
,且与坐标轴的交点均在椭圆内部,
设直线:
,且
,
联立方程组
,整理得
,
设
,
,则
,
,
因此
,
由
,可得
,即
,
所以
的取值范围为
.
14.已知
为椭圆
的左、右焦点,
为椭圆
的上顶点,若
为直角三角
形,且椭圆过点
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)过点
作斜率互为相反数的两条直线与
分别交椭圆
于
两点,
①求证:通过点
的直线的斜率为定值,并求出该定值;
②求
的最大值.
【答案】(1)
(2)①证明见解析,定值为1;②4.
【分析】(1)根据三角形边长关系以及椭圆上的点坐标求出
,从而得到椭圆方程;
(2)①根据题意设直线与
的方程,分别与椭圆方程联立求得点
的坐标,再根据斜率公式计算即可
得到定值;②利用两点间距离公式,结合基本不等式求最值.
【详解】(1)由题意
,则
是等腰直角三角形,即得
,从而
.
又椭圆过点
则有
解得
.
椭圆
的方程:
.
(2)
①由(1)知椭圆
的方程为
,设直线的方程:
,则
的方程是
.
令
,
由
可得
则有
,
同理得
,
.
即直线
的斜率为定值,且定值为1.
②由①知
,
则
又
,当且仅当
即当
时等号成立,
所以
,即
的最大值为4.
15.已知
是椭圆
的一个顶点,点
是
上一点.
(1)求椭圆
的方程.
(2)若过点
的直线与椭圆
交于
,
两点(异于点
),设直线
,
的斜率分别为
,
.
(ⅰ)证明:
为定值.
(ⅱ)求
的最小值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)3
【分析】(1)由条件列关于
的方程,解方程求
可得结论;
(2)(ⅰ)结合题意确定直线的斜率不为
,设直线方程为
,联立方程组化简,结合设而不求
法证明结论;
(ⅱ)结合(ⅰ)表示
,再求其最小值即可.
【详解】(1)由题可知
解得
,
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)(ⅰ)证明:若直线的斜率为
,则直线与椭圆的交点为
,矛盾,
故直线的斜率不为
,设其方程为
,
,
.
由
,
消
得:
,
方程的判别式
,
由已知
为方程
的解,
所以
,
,
因为
,
,
所以
,为定值.
(ⅱ)
,
因为
,当且仅当
时,
取得最小值
,
所以
的最小值为.
【点睛】(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去
(或
)建立一元二次方程,
然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.(2)涉及到直线方程的设法
时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为
或不存在等特殊情形.
16.已知椭圆
的左、右顶点分别为
、
,点
是
上一点,且直线
与
直线
的斜率之积为
.
(1)求
的方程及其长轴长;
(2)若圆
的切线与
交于
、
两点,求
的最大值.
【答案】(1)方程为
,其长轴长为4.
(2)
【分析】(1)根据斜率之积为定值可求出
,再利用
算出
直接写出椭圆方程即可;
(2)分类讨论当直线斜率不存在时,可求出弦长
,当斜率存在时,切线方程为
与椭
圆联立,根据弦长公式求出弦长的最大值即可求解.
【详解】(1)由椭圆可得
,
由题知,
,
解得
,
,
所以椭圆
的方程为
,其长轴长为4.
(2)①当
轴时,
,
的横坐标为1 或-1,
代入椭圆方程可得
,所以
;
②当不垂直
轴时,设切线的方程为
,
所以圆心到切线的距离
,得
,
联立方程
,整理得
,
此时
,即
,
设
,
,则
,
,
所以,
设
,则
,
,
所以
,
综上所述,
.
【点睛】思路点睛:解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤:
(1)得出直线方程,设交点为
;
(2)联立直线与曲线方程,得到关于
或
的一元二次方程;
(3)写出韦达定理;
(4)将所求问题或题中关系转化为
形式;
(5)代入韦达定理求解.
17.已知椭圆
的离心率为
,右顶点
到左焦点的距离为3,直线 与椭圆
交于点
,
.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)设直线
,
的斜率分别为
,
.若
,求
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出椭圆的半焦距为,根据已知列出方程组求解,即可得出答案;
(2)设出直线
的方程,根据斜率关系确定出直线
所过的定点,进而表示出弦长
,化简结合参
数范围求解即可得出最小值.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,
由题意得
,解得
,所以
,
所以椭圆
的标准方程为
.
(2)由题意知,直线的斜率不为
,设其方程为
,
,
,
由
,得
,
所以
,
,
,
因为
,
,
所以
,
解得
,所以直线的方程为
,直线过定点
,
此时,
,
,
所以
,
因为
,当且仅当
时
取到最小值
,
所以
的最小值为.
【点睛】方法点睛:解答圆锥曲线的定点问题的策略:
(1)参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目
中核心变量(通常为变量
);②利用条件找到
与过定点的曲线
之间的关系,得到关于
与
的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;
(2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,
再证明该定点与变量无关.
18.动点M 与定点
的距离和它到定直线
的距离比是常数
,
(1)求动点M 的轨迹C 的方程;
(2)若直线l 过点
,且与C 交于A,B 两点,当
最大时,求直线l 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设
,根据题意列式整理即可得轨迹方程;
(2)分类讨论直线的斜率是否存在,联立方程利用韦达定理整理可得
.解法
一:换元令
,结合二次函数求最值;解法二:利用基本不等式求最值.
【详解】(1)设
,得
,
整理得M 的轨迹C 的方程为
.
(2)当直线l 的斜率不存在时,方程为
,此时
;
当直线l 的斜率存在时,设方程为
,
,
,
联立方程
,消y 得
,
恒成立,故
,
则
,
,
所以
,
法一:令
,
,则
,
可得
,
当
,即
,
时,
取得最大值3;
综上所述,当
最大时,所求直线l 的方程为
;
法二:
,
当且仅当
,即
时,等号成立,
综上所述,当
最大时,所求直线l 的方程为
.
19.已知椭圆
的离心率为
,以椭圆
的四个顶点为顶点的四边形的周长为8.
(1)求椭圆
的方程;
(2)设直线是圆
的一条切线,且直线与椭圆
交于
,
两点,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接由题意建立关于
的方程组求出
即可得解.
(2)当直线l 的斜率不存在时易得
;当直线l 的斜率存在时设其方程为
,由直线l 与圆相
切得参数k 与m 的关系式,由直线与椭圆相交联立方程得韦达定理,再根据弦长公式结合基本不等式即可
求解.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,依题意
,
,
所求椭圆方程为
.
(2)①当直线l 的斜率不存在时,
,将其代入
得
,
故可得
;
②当直线l 的斜率存在时,设
,
,
,
由
与圆
相切,所以圆心
到
的距离
,
所以
,
由
得
,
所以
,
设
,则
,
,
当
时,
当
时,
,
当且仅当
即
时等号成立,所以
,
又因为
,所以
.
20.已知椭圆
的左、右焦点分别为
,过
的直线与
交于
两点,
的周长为8.
(1)求
的方程;
(2)若直线
与
交于
两点,且原点
到直线
的距离为定值1,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由
的周长结合椭圆的定义得出
,再由
的关系求出
,进而得出椭圆的方
程;
(2)当直线
斜率不存在时,
,当直线
斜率存在时,设直线
的方程为
,由原点
到直线
的距离为定值1,得
,再联立方程组,由弦长公式求最值.
【详解】(1)因为
的周长为8,
所以
,解得
,
焦距为
,
,所以
,
所以椭圆E 的方程为
.
(2)
当直线
斜率不存在时,为
或
,
当
时,
,则
,
当
时,同理
,
当直线
斜率存在时,设斜率为
,则直线
的方程为
,
因为原点
到直线
的距离为定值1,所以
,则
,
设
,
联立椭圆于直线方程
,
消元得
,
所以
,
由
,得
,
,
令
,
则
,
由
,所以当
时,
,
所以
的最大值
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
,
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x(或y)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
的形式;
(5)代入韦达定理求解.
21.已知椭圆
的左、右焦点分别为
,点
在
上,且到
的距离分
别为
,满足
,过点
作两直线与
分别交
于
两点,记直线与
的斜率分别为
,且满足
.
(1)证明:
;
(2)求
的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据题意,列出方程组,求得
关系,再结合点P 在椭圆上求得椭圆的标准方程,利用
求解即可;
(2)设直线为
,得到直线
为
,联立方程组,结合根与系数的关
系,分别求得
,利用两点间的距离公式,根据基本不等式,即可求解.
【详解】(1)由题意
,则
,所以
,
由椭圆定义知:
,又
,所以
,所以
,即
,
所以
,由点
在椭圆
上得:
,解得
,
所以椭圆
的方程为
.
所以
,所以
;
(2)由题意直线为
,不妨取
,则直线
为
,
联立方程组
,整理得
,
由
,
解得
,
又由
,可得
,则
,
同理可得:
,
,
所以
,
,所以
,当且仅当
即
时,等号成立,
因此,
的最大值为
.
22.已知坐标原点为
,椭圆
的上顶点为
,右焦点为
,且
,
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)过
作互相垂直的两条直线分别交
于
、
两点,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用已知条件求出
、的值,可得出的值,由此可得出椭圆
的方程;
(2)分析可知,直线
的斜率存在,设直线
的方程为
,将该直线方程与椭圆方程联立,列
出韦达定理,由
可求出
的值,然后利用弦长公式结合二次函数的基本性质可求得
的最
大值.
【详解】(1)解:易知点
、
,则
,
,
,则
,故
,
因此,椭圆
的方程为
.
(2)解:设点
、
,
若
轴,则
、
关于
轴对称,即点
,
,不合乎题意,
所以,直线
的斜率存在,设直线
的方程为
,
联立
可得
,
,
由韦达定理可得
,
,
因为
,
,同理可得
,
,
因为直线
不过点
,则
,整理可得
,解得
,满足
,
所以,
,
,
则
,
因为
,令
,
则
,
因为函数
在
上单调递增,
故当
时,即当
时,
取最大值,且其最大值为
.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:
一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;
二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函
数的单调性或三角函数的有界性等求最值.
题型三:根据椭圆的弦长求参数
23.已知
为椭圆
:
上一点,且点
到两焦点距离之和为
,且椭圆离心率为
.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)若直线
被椭圆
截得的线段长为
,求
的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,直接求出
,即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,消
得到
,结合条件,利用韦达定理和弦长公式,即可
求解.
【详解】(1)由题可得
,则
,
又由
得
,则
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)设直线
与椭圆
交于
,
两点,
联立方程组
,消
得到
,
则
,
由于
,又
,
则
,整理得到
,解得
,
又
时,
,所以
满足题意.
24.已知椭圆
的右焦点为
,离心率为
,
为
轴上一动点.
(1)求
的方程;
(2)过
点作与直线
垂直的直线交
于
两点,当
时,求直线
的斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由离心率求得
,即可求解;
(2)设
,通过
斜率不存在,
和
三种情况讨论即可.
【详解】(1)因为椭圆
的离心率为
,
,
所以
,解得
,
所以
,故
的方程为
.
(2)由(1)知
,设点
,则直线
的斜率为
.
当直线
斜率不存在时判断是否符合题意
当
时,直线
的方程为
,
将
代入
的方程,解得
,
则
,不符合题意;
当
时,直线
的斜率为
,
直线
的方程为
,设
,
,
联立
得
.
则
,
,
所以
.
因为
,所以
,解得
,
故当
时,
的斜率为
.
25.椭圆
长轴长为4,离心率为
,左右焦点分别为
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)斜率为
且过
的直线与椭圆
文于
两点,弦长
,求
的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由椭圆的基本性质得到
的值,写出椭圆方程即可;
(2)设出直线方程,联立方程组,由韦达定理得到
,利用弦长公式计算即可求参.
【详解】(1)由题意可知
,则
,
因为
,所以
,得到
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)因为
,直线过
且斜率为
,所以直线
,
联立方程组
,得
,
设
,则
,
所以
.
所以
,计算得
,所以
.
26.已知椭圆
(
)的半焦距为,离心率
,直线
交椭圆于
,
两点,
若
,求椭圆的方程.
【答案】
【分析】根据已知条件求得
,从而求得椭圆的方程.
【详解】依题意,
,
所以椭圆方程可化为
,
由
消去
并化简得
,
,
①,
设
,则
,
所以
,
,满足①,所以
,
所以椭圆方程为
.
27.已知斜率为
的直线过点
,且与椭圆
相交于不同的两点
,
,
(1)若
,
中点的纵坐标为
,求直线的方程;
(2)若弦长
,求
的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线的方程为
,联立椭圆方程并根据纵坐标可得
,求出直线的方
程;
(2)利用弦长公式计算求得直线的方程,可得
.
【详解】(1)根据题意可设直线的方程为
,
设
的中点为
,如下图所示:
联立
,整理可得
,
易知
,解得
或
,
且
,由
,
中点的纵坐标为
,可得
,
解得
或
(舍),
因此直线的方程为
.
(2)由(1)可得
;
又弦长
,可得
,
整理可得
,
解得
,即
,满足题意,
因此直线的方程为
,即
,
可得
.
28.已知椭圆
经过点
,离心率为
,过点
的直线与椭圆交于不同的
两点
、
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若
,求直线
的方程.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)根据题意可得出关于
、
、的方程组,解出这三个量的值,即可得出椭圆的方程;
(2)分析可知,直线
不与
轴重合,设直线
的方程为
,设点
、
,将
直线
的方程与椭圆的方程联立,列出韦达定理,利用弦长公式结合韦达定理求出
的值,即可得出直
线
的方程.
【详解】(1)由题意可得
,解得
,
因此,椭圆的方程为
.
(2)若直线
与
轴重合,则
,不合乎题意,
设直线
的方程为
,设点
、
,
联立
可得
,
则
,所以,
,
由韦达定理可得
,
,
所以,
,解得
,
所以,直线
的方程为
或
,即
或
.
29.已知椭圆
的左焦点为
,且点
在椭圆C 上.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)若斜率为
的直线交椭圆C 于A、B 两点,且
,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可知:
,进而可得
和方程;
(2)设直线:
,联立方程,利用弦长公式结合韦达定理运算求解即可.
【详解】(1)由题意可知:
,则
,
所以椭圆C 的标准方程为
.
(2)设直线:
,
联立方程
,消去y 可得
,
则
,解得
,
可得
,
则
,解得
,
所以直线的方程为
,即
.
30.已知椭圆
的离心率
,一个焦点为
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)若斜率为1 的直线交椭圆
于
,
两点,且
,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)根据焦点坐标和离心率求出
、
,即可解出椭圆方程;
(2)设直线方程为
,联立椭圆方程再利用弦长公式即可求出直线方程;
【详解】(1)由题知
,
,则
,
椭圆
的方程为
.
(2)设直线方程为
,点
,
,
由方程组
,化简得:
,
,可得
.
,
,解得
,
直线方程
或
.
题型四:求双曲线的弦长
31.已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
,点
在
上,且
.
(1)求
的标准方程;
(2)过
的直线交双曲线
于
两点(
两点均位于
轴下方,
在左,
在右),线段
与线
段
交于点
,若
的面积等于
的面积,求
.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件得到
,再利用点
在双曲线上和
间的关系,建立方程组
,求出
,即可求解;
(2)设直线方程为
,联立双曲线方程得到
,根据条件得到点
和点
到直线
的距离相等,从而可求出
,再利用弦长公式,即可求解.
【详解】(1)因为
,且
,所以焦点
,即
,
又
,由
,解得
,所以双曲线
.
(2)由题知直线斜率不为
,设过
的直线为
,
由
,消
得到
,
则
,且
设
,则由韦达定理有
,
因为
,所以
,
即点
和点
到直线
的距离相等,
则有
,解得
,
所以
,
故
.
32.已知O 为坐标原点,动点P 到x 轴的距离为d,且
,其中
均为常数,动点P 的轨迹
称为
曲线.
(1)判断
曲线为何种圆锥曲线?
(2)若
曲线为双曲线,试问
应满足什么条件?
(3)设曲线C 为
曲线,斜率为1 的直线l 过曲线C 的右焦点,且与曲线C 交于A,B 两个不同的点,求
.
【答案】(1)椭圆
(2)
,且
.
(3)
【分析】(1)设
,根据
曲线的定义,可得
的坐标满足的方程,分析可得结果.
(2)将
整理为
,根据双曲线方程的特点分析可得结果.
(3)先根据
为
曲线可得曲线
的方程,利用双曲线的性质及弦长公式易得结果.
【详解】(1)设
,由
,得
,
当
时,
,即
,所以
曲线为椭圆.
(2)由
,得
.
若
曲线为双曲线,则
,
所以
可化为
,
所以
,则
;
故
应满足
且
曲线为双曲线.
(3)由
,得曲线
的方程为
,
则
的右焦点坐标为
,所以直线的方程为
.
联立
得
.
设
,则
若
,则
则
.
33.已知双曲线C:
的焦距为
且左右顶点分别为
,
,过点
的直线与双曲
线C 的右支交于M,N 两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线
的斜率为
,求弦长
.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用双曲线的焦距、结合双曲线方程求解即可;
(2)先求出直线的方程,与双曲线的方程联立,利用韦达定理及弦长公式计算即可.
【详解】(1)因为双曲线的焦距为
,所以
,即
,
又
,所以
,解得
,
则双曲线的方程为
.
(2)由题意,直线
的方程为
,
联立
,消去y 并整理得
,
设
,
,此时
,
由韦达定理得
,
,
所以
.
34.已知双曲线
与圆
相切,且
的渐近线方程为
.
(1)求
的方程;
(2)若
的右顶点为
,过
的右焦点的直线交
于
两点,且
,求
.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)利用双曲线与圆相切以及渐近线方程即可得结果;
(2)设直线方程
,联立双曲线方程利用韦达定理以及
,再由弦长公式计算可得
.
【详解】(1)根据题意可得
,即
;
所以双曲线
的标准方程为
(2)如下图所示:
易知双曲线右焦点的坐标为
,
设直线
,代入
,得
,
整理得
设
.则
由
,
所以
,即可得
,
解得
此时
.
所以
,
因此
35.已知双曲线
的实轴长为
,点
在双曲线
上.
(1)求双曲线
的标准方程;
(2)设
是双曲线
与圆
在第一象限的交点,且
为双曲线
的焦点,求
的面积.
(3)过点
且斜率为
的直线与双曲线
的另一个交点为
,求
.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由已知
,再将点
代入双曲线方程可得解;
(2)联立双曲线与圆可得点
坐标,进而可得三角形面积;
(3)由已知可得直线
方程,联立直线与双曲线,结合韦达定理与弦长公式可得解.
【详解】(1)由已知双曲线的实轴长为
,即得
,
所以双曲线方程为
,
又双曲线过点
,则
,
解得
,
则双曲线方程
;
(2)联立双曲线与圆的方程,
即
,解得
,
由点
在第一象限,则
,
又
,
所以
;
(3)由已知直线
,即
,
联立直线与双曲线,即
,
得
,
,
且
,
,
则弦长
.
36.已知双曲线
与圆
相切,且
的渐近线方程为
.
(1)求
的方程;
(2)若
的右顶点为
,过
的右焦点的直线交
于
两点,且
,求
.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)根据题意确定
的值,可得双曲线
的标准方程.
(2)设直线的方程为
,根据
,可求的值,再利用弦长公式求弦长.
【详解】(1)根据题意:
,
.
所以双曲线
的标准方程为:
.
(2)如图:
双曲线右焦点的坐标为
,设直线:
,代入
,
得:
,整理得:
,(
)
设
,
.
则
,
.
由
,
所以
.
此时:
,
.
所以
,
所以
.
37.已知双曲线C:
的离心率为2.且经过点
.
(1)求C 的方程;
(2)若直线l 与C 交于A,B 两点,且
(点O 为坐标原点),求
的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据离心率以及经过的点即可联立求解曲线方程;
(2)联立直线与双曲线方程得韦达定理,进而根据向量的数量积的坐标运算化简得
,根据弦
长公式,结合不等式即可求解,
【详解】(1)由题意可得
,解得
,
故双曲线方程为
.
(2)当直线斜率不存在时,可设
,
则
,
将其代入双曲线方程
,
又
,解得
,
此时
,
当直线斜率存在时,设其方程为
,设
,
联立
,
故
,
则
,
化简得
,此时
,
所以
,
当
时,此时
,
当
时,此时
,
,故
,
因此
,
综上可得
.
38.已知双曲线
的左、右焦点分别为
、
,两条渐近线的夹角为
,
是双曲线上一点,且
的面积为
.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线
交于
、
两点,且坐标原点
在以
为直径的圆上,求
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得
,从而将方程化为
,再由三角形面积及点在曲线上求出
,
即可得解;
(2)依题意可得
,当直线的斜率不存在时直接求出
,当直线的斜率存在时,设直线的
方程为
,
,
,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,由
得
到
,再由弦长公式及计算可得.
【详解】(1)由题可知双曲线的渐近线方程为
,
因为
,所以
,所以直线
的斜率大于1.
由两条渐近线的夹角为
,可得
,因为
,所以
,
即双曲线方程为
,
因为
的面积为
,所以
,所以
.
因为点
在双曲线上,所以将点的坐标代入方程可得
,
解得
或
.因为条件
,所以
,即双曲线的方程为
.
(2)因为以
为直径的圆过坐标原点,所以
,所以
,即
,
①当直线的斜率不存在时,设直线的方程为
,设
,
由
可得
,
又点
、
在双曲线上,代入可得
,解得
.
所以
.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为
,
由
联立消去
整理得
(*),
因为直线与双曲线交于
两点,所以
,
即
.
设
,
,
则
,
由
得到
,所以
,
即
,
即
,
所以
,
化简得
.
所以
.
当
时上式取等号,且方程(*)有解.
综上可得
的最小值是
.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
、
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于
(或
)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
、
的形式;
(5)代入韦达定理求解.
39.已知双曲线
的离心率为2,其中一个焦点到一条渐近线的距离等于
.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线
交于
两点,且坐标原点
在以
为直径的圆上,求
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)双曲线中,焦点到渐近线的距离为
,结合离心率可得
,即得;
(2)将坐标原点
在以
为直径的圆上转化为
,当直线斜率不存在时,易得
,
当直线的斜率存在时,设直线
,联立双曲线方程,根据
,可得
,进而根
据弦长公式可得.
【详解】(1)解:由题意得
,双曲线焦点
到渐近线
的距离为
,
又因为
,解得
,
所以双曲线方程为:
;
(2)
因为以
为直径的圆过坐标原点,所以
,所以
,即:
.
①当直线的斜率不存在时,设直线的方程为
,设
,
,
由
可得
,
又点
在双曲线上,代入可得
,解得
,
,
所以
.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为
,
由
联立消去
整理得
①,
因为直线与双曲线交于
两点,所以
,
且判别式
.
设
,
则
,
,
由
得到:
,所以
,
即
,
所以
,
化简得
.
所以
.
当
时上式取等号,且方程①有解.
综上可得
的最小值是
.
【点睛】关键点点睛:把位置关系坐标原点
在以
为直径的圆上转化为数量关系
,即
,设直线后联立双曲线,用韦达定理代入可得到直线中参数关系,再根据弦长公式求最值即
可.
40.已知双曲线
的一条渐近线方程为
,
为坐标原点,点
在双曲
线
上.
(1)求双曲线
的方程;
(2)若直线与双曲线
交于
两点,且
,求
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得
,解得
、
,即可得解;
(2)解法一:设
,直线的方程为
,联立直线与双曲线方程,消
元、列出韦达定理,由
整理得到
,即可表示出
,从而求出其最小值;
解法二:设
,
,联立直线与双曲线方程,即可求出
、
,即可得到
,
同理得到
,从而得到
,再由基本不等式计算可得.
【详解】(1)由双曲线C 的一条渐近线方程为
,且双曲线过
,
所以
,解得
,
故双曲线
的方程为
.
(2)解法一:设
,直线的方程为
,
联立
,得
,
则
,且
,
由
,即
,即
,
即
,
即
,整理得
,
所以
,当且仅当
时,等号成立,
故
的最小值为
.
方法二:由题意知直线
的斜率存在且不等于
,
设
,
,
由
,即
,
联立
,解得
,
则
,同理
,其中
,
故
,
而
,
当且仅当
时,等号成立,
故
的最小值为
.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
、
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于
(或
)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
、
的形式;
(5)代入韦达定理求解.
题型五:根据双曲线的弦长求参数
41.已知双曲线
过点
,右焦点
到渐近线的距离为
.
(1)求双曲线
的标准方程;
(2)若直线过双曲线
的右焦点
,与双曲线
交于
两点,满足
,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
,
或
【分析】(1)借助点到直线的距离公式计算可得
,再代入点
计算即可得
,即可得;
(2)分直线斜率不存在、斜率存在进行讨论,当斜率存在时,设出直线方程,借助韦达定理与弦长公式
计算即可得.
【详解】(1)由点到直线的距离公式可知:
右焦点
到渐近线
的距离为
,
又双曲线C 过点
,所以
,解得
,
所以双曲线C 的方程为
;
(2)由(1)可知:右焦点坐标为
,
当直线的斜率不存在时,
,
,满足题意;
当直线的斜率存在时,
设
,联立
消去y 得:
,
所以
,
设
,则
,
所以
.
则
,解得
,即
,满足
;
所以直线的方程为
,
或
.
42.已知双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
.
(1)求双曲线C 的标准方程;
(2)若直线
与双曲线C 交于A,B 两点,且
,求实数m 的值.
【答案】(1)
(2)
.
【分析】(1)由双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
,得
,
,由此能求出双曲线方程;
(2)联立方程组
,得
,利用韦达定理、弦长公式、根的判别式能求出结
果.
【详解】(1)双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
,
设双曲线的方程
(
,
),
由已知得
,
,所以
,
.
所以双曲线方程为
.
(2)直线
与双曲线C 交于A,B 两点,且
,
联立方程组
,得
,
当
时,设
,
,
.
所以
令
,解得
.
经检验
符合题意,所以
.
43.已知中心为坐标原点,焦点在坐标轴上的双曲线
经过
两点.
(1)求
的离心率;
(2)若直线
与
交于
两点,且
,求
.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)设双曲线方程,由已知点坐标代入待定系数,再由方程确定
求出离心率;
(2)联立直线与双曲线方程,由韦达定理代入弦长公式得关于
的方程求解即可.
【详解】(1)由题意,设
,
由双曲线
经过
两点,得
,
得
,即
,则
,
所以
的离心率为
.
(2)设
,由
,得
,
依题意可得
,且
,即
.
由韦达定理得
,
所以
,
整理得
,解得
或
.
44.已知双曲线
:
的左右焦点分别为
,
,
到其中一条渐近线的距离为1,
过
且垂直于
轴的直线交双曲线于A,B,且
.
(1)求E 的方程;
(2)过
的直线交曲线E 于M,N 两点若
,求直线的方程
【答案】(1)
(2)
或
或
.
【分析】(1)根据
到其中一条渐近线的距离为1 可求出b 的值,根据
可求出a 的值,即可求得
答案;
(2)判断直线斜率存在,设直线方程并联立双曲线方程,可得根与系数的关系式,利用双曲线弦长公式
结合弦长可求出直线斜率,即可求得答案.
【详解】(1)由题意知双曲线
:
的渐近线方程为
,
,
,
到其中一条渐近线的距离为1,不妨取渐近线
,即
,
则
,
又过
且垂直于
轴的直线交双曲线于A,B,且
,
将
代入
中,得
,
故
,
故E 的方程为
.
(2)若直线的斜率不存在,其方程为
,代入
,
得
,即
,不符合题意;
故直线l 的斜率存在,设其方程为
,联立
,
得
,
需满足
,且
,
设
,则
,
则
,
即
,解得
或
,
故直线的方程为
或
,
即
或
或
.
题型六:求抛物线焦点弦
45.已知抛物线
的焦点F 到其准线的距离为4.
(1)求p 的值;
(2)过焦点F 且斜率为1 的直线与抛物线交于A,B 两点,求
.
【答案】(1)
;
(2)
【分析】(1)利用抛物线方程得到焦点坐标和准线方程,即可得到答案;
(2)通过题意得到焦点坐标,然后得到直线
的方程,与抛物线进行联立可得
,利用韦
达定理可得
,即可得到答案
【详解】(1)由抛物线
可得焦点
,准线方程为
,
又因为抛物线
的焦点到其准线的距离为
,
所以
;
(2)由(1)可得抛物线的方程为
,所以焦点
,
则直线
的方程为
设
,
联立
,整理可得
,所以
,
由抛物线的性质可得
.
46.已知直线
与抛物线
交于
,
两点,已知弦
的中点的纵
坐标为2.
(1)求
;
(2)直线
与抛物线
交于
,
两点,求
的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)联立与
的方程,得出
即可
(2)联立
与
的方程得出
,
两点的横坐标之和,然后用
表示出
,运用函数的知识求出范围
即可
【详解】解:(1)设
,
,
联立与
的方程得
,
则
,
即
.
(2)直线
经过
的焦点(4,0),
设
,
,则
.
联立
,得
,
则
.
因为
,且
,所以
.
所以
.
从而
的取值范围为
.
【点睛】要注意
,比用弦长公式求
计算量要小些.
47.已知抛物线
:
与圆
:
的两个交点之间的距离为4.
求p 的值;
设过抛物线
的焦点F 且斜率为2 的直线与抛物线交于A,B 两点,求
.
【答案】(1)p=2;(2)5
【分析】
设交点为E,
易知
,
,代入
得
,
;
直线的方程为
,分别于抛物线联立,根据韦达定理和抛物线的性质即可求出.
【详解】
设交点为E,
易知
,
,
代入
得
,
,
由
知,抛物线抛物线
:
.
直线AB 的方程为
,
设
,
联立
得
,
所以
,
所以
.
【点睛】本题主要考查直线与圆锥曲线位置关系,所使用方法为韦达定理法:因直线的方程是一次的,圆
锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问
题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦
达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用.
48.在平面直角坐标系
中,已知点
,横坐标非负的动点
到
轴的距离为
,且
,记点
的运动轨迹为曲线
.
(1)求
的方程;
(2)若
是
上两点,且线段
的中点为
,求
.
【答案】(1)
(2)16
【分析】(1)根据点点距离公式即可求解,
(2)根据点差法求解直线的斜率,即可由焦点弦公式即可求解.
【详解】(1)设
,则
.
由
,可得
,
整理得
的方程为
.
(2)设
,
因为线段
的中点为
,所以
,
则
,则
.
所以
,
则直线
的方程为
,显然直线
经过点
.
由(1)可知,
是以
为焦点的抛物线,所以
.
49.已知抛物线
的焦点为
,准线方程为
.
(1)求抛物线
的方程;
(2)若直线:
与抛物线
交于
,
两点,求
.
【答案】(1)
;(2)16.
【分析】(1)根据题得到
,求得
,即可求得抛物线
的方程;
(2)由(1)可得焦点
,得到
过焦点
,联立方程组,根据根与系数的关系,求得
,进而求得
.
【详解】(1)由题意,抛物线
的准线方程为
,
可得
,解得
,所以抛物线
的方程为
.
(2)由(1)知,抛物线的方程为
,可得焦点
显然直线
过焦点
,
联立
,消去
可得
,
设
,
,则
,
故
.
50.已知抛物线
上有一点
到焦点
的距离为,
(1)求
及
的值.
(2)过焦点
的直线交抛物线于
,
两点,若
,求直线的方程.
【答案】(1)
,
;(2)
或
.
【分析】(1)首先表示出抛物线的准线方程,根据抛物线的定义求出
,从而得到抛物线方程,再代入
点的坐标求出
;
(2)设直线的方程为:
,
,
,联立直线与抛物线方程,消元、利用焦半径
公式得到方程,解得
,即可求出直线方程.
【详解】解:(1)抛物线
的准线方程为
,
由题意知
,
,所以抛物线方程为
,
,
.
(2)由题意知直线的斜率存在,设为
,则直线的方程为:
,
代入抛物线方程
,整理得
,
设点
,
,
,
,
又
,即
,
,
,
,
所求直线方程为:
或
.
题型七:求抛物线中非焦点弦
51.已知抛物线
的焦点
为椭圆
的右焦点,且
的右顶点为
.
(1)求
的方程;
(2)设过点
且倾斜角为
的直线与
交于
两点,求
.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线的焦点坐标即可得到
,从而得到其标准方程;
(2)联立直线与抛物线方程,结合弦长公式代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)因为
,所以
的右焦点坐标为
,
所以
,即
,
所以
的方程为
.
(2)依题意可得直线的方程为
.
由
得
.
设
,则
,
则
.
52.已知过
的直线交抛物线
于A,B 两点,其中O 为坐标原点.
(1)求证:
;
(2)若线段AB 的中点的纵坐标为1,求|AB|.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)把直线的方程与抛物线方程联立,利用韦达定理,结合数量积的坐标表示即可证明;
(2)由中点坐标公式可得
,再由弦长公式求解.
【详解】(1)当直线l 的斜率为0 时,显然不符合题意,
设直线
,
联立
,整理可得:
,
由韦达定理可得:
则
,所以
.
(2)因为线段AB 的中点的纵坐标为1,
所以
,所以
,
所以
,
所以
.
53.曲线
上的每一点到定点
的距离与到定直线
的距离相等.
(1)求出曲线
的标准方程;
(2)若直线
与曲线
交于
两点,求弦
的长.
【答案】(1)
(2)16
【分析】(1)由抛物线定义可知曲线类型,然后可得方程;
(2)直线方程联立抛物线方程消元,然后利用韦达定理,结合弦长公式可得.
【详解】(1)由抛物线定义可知,曲线
为开口向右的抛物线,其中
,
所以,曲线
的标准方程为
.
(2)设
,
联立
,消去y 得
,
所以
,
由弦长公式得
.
54.已知抛物线
仅经过
中的一点.
(1)求
的方程.
(2)过原点
作圆
的两条切线,切点分别为E,F.且E,F 在
的准线上.
①求;
②若
是圆
上纵坐标最大的点,点M,N 在
上,线段PM,PN 的中点分别为
,
,且点G,H 也在
上,求|MN|.
【答案】(1)
(2)①
;②
【分析】(1)通过代入四个给定点,验证满足抛物线方程的点,确定参数
的值;
(2)①利用抛物线的准线方程,结合圆的切线性质,建立方程求解半径;
②通过参数方程设点,结合中点坐标公式和抛物线方程,解方程确定点M、N 的坐标,最终计算距离
.
【详解】(1)因为
中的
,
所以点
不可能在
上,
点
关于
轴对称,要么都在
上,要么都不在
上,
因为
只经过四个点中的一点,所以
都不在
上,
所以点
在
上,将其坐标代入
,得
,
所以
的方程为
(2)(i)由题可知,O,E,D,F 四点共圆,该圆是以OD 为直径的圆,
又
,所以该圆的方程为
,..
与圆
的方程
相减,得直线EF 即
的准线的方程为
,
解得
.
(ii)由(i)可知
.
设
.
因为点G,H 在
上,所以
,
将
代入,可得
,
同理有
,
所以
是方程
的两个根,
所以
,
所以
.
题型八:根据抛物线弦长求参数
55.已知双曲线
(
,
)的渐近线方程为
,焦距长为4.
(1)求C 的标准方程;
(2)点
在C 上,点P 的坐标为
,O 为原点,求
面积的最小值;
(3)过C 的右焦点F 的直线与C 交于D,E 两点,以DE 为直径的圆与直线
交于M,N 两点,若
,求直线DE 的方程.
【答案】(1)
;
(2) ;
(3)
或
或
.
【分析】(1)利用渐近线和焦距可求得双曲线的标准方程;
(2)利用切线结合几何意义可求得面积最小值;
(3)利用方程组计算弦长和中点坐标,结合垂径定理和勾股定理可列出方程求解即可.
【详解】(1)由双曲线
(
,
)的渐近线方程为
,可得
,
又由焦距长为4,可得
即
则有
,
联立上面两式解得:
,
所以双曲线方程为:
;
(2)由点P 的坐标为
,O 为原点,则
,
此时直线
的斜率为
,
利用平行于
的直线
与双曲线
相切,即联立方程组得:
,整理得:
,
由
,解得
,
此时切点为
,可以得到这个
的面积最小,
再由平行线间的距离公式可得:
,
则
最小面积为
;
(3)设过C 的右焦点F 的直线为
,与双曲线
联立方程组得:
,
设交点
,则有
所以
设交点
的中点为
,
则有
,则
,
所以中点为
到直线
的距离为
,
再由
,结合勾股定理可得:
,解得:
或
;
所以直线DE 的方程
或
或
.
56.已知双曲线
的离心率为
,且过点
.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过双曲线
右焦点的直线与双曲线
相交于
两点,若线段
的长为8,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)运用双曲线的离心率的公式和a,b,c 的关系,解方程可得
,
,进而得到双曲线
的方程;
(2)直线的方程为
,代入双曲线方程,设
、
,运用韦达定理和弦长公式
即可求解.
【详解】(1)依题意可得
,解得
,
,
,
双曲线的标准方程为
.
(2)右焦点为
,
当直线无斜率时,此时
,代入双曲线方程可得
,满足
,
当直线有斜率,此时设直线的方程为
,
由
,可得
,
设
、
,
,
由根与系数的关系可得:
,
,
,解得
,故
,
故直线的方程为
,
综上可得
或
.
57.已知双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
.
(1)求双曲线C 的标准方程;
(2)若直线
与双曲线C 交于A,B 两点,且
,求实数m 的值.
【答案】(1)
(2)
.
【分析】(1)由双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
,得
,
,由此能求出双曲线方程;
(2)联立方程组
,得
,利用韦达定理、弦长公式、根的判别式能求出结
果.
【详解】(1)双曲线C 与椭圆
有公共焦点,其渐近线方程为
,
设双曲线的方程
(
,
),
由已知得
,
,所以
,
.
所以双曲线方程为
.
(2)直线
与双曲线C 交于A,B 两点,且
,
联立方程组
,得
,
当
时,设
,
,
.
所以
令
,解得
.
经检验
符合题意,所以
.