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专题17 圆锥曲线的综合应用
一、知识速览
二、考点速览
知识点1 直线与椭圆的位置关系
1、直线与椭圆的位置判断
1
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设直线方程为
,椭圆方程为
联立
消去y 得一个关于x 的一元二次方程
①
直线和椭圆相交
直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②
直线和椭圆相切
直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③
直线和椭圆相离
直线和椭圆无公共点.
2、直线与椭圆相交的弦长公式
(1)定义:连接椭圆上两个点的线段称为椭圆的弦.
(2)求弦长的方法
①交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求.
②根与系数的关系法:如果直线的斜率为k,被椭圆截得弦AB 两端点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则弦长公式为:
知识点2 直线与双曲线的位置关系
1、直线与双曲线的位置关系判断
将双曲线方程
与直线方程
联立消去
得到关于
的一元二次方程
,
(1)当
,即
,直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线只有一个交点;
(2)当
,即
,设该一元二次方程的判别式为
,
若
,直线与双曲线相交,有两个公共点;
若
,直线与双曲线相切,有一个公共点;
若
,直线与双曲线相离,没有公共点;
注意:直线与双曲线有一个公共点时,可能相交或相切.
2、直线与双曲线弦长求法
若直线
与双曲线
(
,
)交于
,
两点,
则
或
(
).(具体同椭圆相同)
知识点3 直线与抛物线的位置关系
1、直线与抛物线的位置关系有三种情况
相交(有两个公共点或一个公共点);
相切(有一个公共点);
相离(没有公共点).
2
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2、以抛物线
与直线的位置关系为例:
(1)直线的斜率
不存在,设直线方程为
,
若
,直线与抛物线有两个交点;
若
,直线与抛物线有一个交点,且交点既是原点又是切点;
若
,直线与抛物线没有交点.
(2)直线的斜率
存在.
设直线
,抛物线
,
直线与抛物线的交点的个数等于方程组
,的解的个数,
即二次方程
(或
)解的个数.
①若
,
则当
时,直线与抛物线相交,有两个公共点;
当
时,直线与抛物线相切,有个公共点;
当
时,直线与抛物线相离,无公共点.
②若
,则直线
与抛物线
相交,有一个公共点.
3、直线与抛物线相交弦长问题
(1)一般弦长
设
为抛物线
的弦,
,
,弦AB 的中点为
.
①弦长公式:
(
为直线
的斜率,且
).
②
,
推导:由题意,知
,①
②
由①-②,得
,故
,即
.
③直线
的方程为
.
(2)焦点弦长
如图,
是抛物线
过焦点
的一条弦,
设
,
,
的中点
,
过点
,
,
分别向抛物线的准线作垂线,垂足分别为点
,
,
,
根据抛物线的定义有
,
,
3
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故
.
又因为
是梯形
的中位线,所以
,
从而有下列结论;
①以
为直径的圆必与准线相切.
②
(焦点弦长与中点关系)
③
.
④若直线
的倾斜角为
,则
.
⑤
,
两点的横坐标之积,纵坐标之积均为定值,即
,
.
⑥
为定值
.
一、直线与圆锥曲线位置关系
1、直线与圆锥曲线有两个不同的公共点的判定:通常的方法是直线与圆锥曲线方程联立方程消元后得到
一元二次方程,其中
;另一方面就是数形结合,如直线与双曲线有两个不同的公共点,可通过判定直
线的斜率与双曲线渐近线的斜率的大小得到.
2、直线与圆锥曲线只有一个公共点则直线与双曲线的一条渐近线平行,或直线与抛物线的对称轴平行,
或直线与圆锥曲线相切.
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)直线l:
与椭圆C:
的位置
关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】A
【解析】将直线l:
变形为l:
,
由
得
,于是直线l 过定点
,
而
,于是点
在椭圆C:
内部,
4
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因此直线l:
与椭圆C:
相交.故选:A.
【典例2】(2023·高三课时练习)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
【解析】直线
过定点
,
∵
,∴
在抛物线
内部,
∴直线
与抛物线
相交,故选:A.
【典例3】(2023·四川成都·高三模拟预测)已知命题p:
,命题q:直线
与抛物线
有两个公共点,则p 是q 的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】由
和
可得
,
整理得到:
,
因为直线与抛物线有两个不同的交点,故
,
故
,故命题q 成立能推出命题p 成立;
反之,若
,取
,此时
仅有一个实数根
,
故此时直线与抛物线仅有一个不同的交点,
故命题p 成立不能推出命题q 成立,
故p 是q 的必要不充分条件,故选:B.
【典例4】(2023 上·江西南昌·高三校考阶段练习)已知直线
与双曲线
,若直线与双曲
线左支交于两点,求实数
的取值范围.
【答案】
【解析】因为直线与双曲线
左支交于两点,所以两点横坐标皆小于
,
把
代入
得:
,
所以
有两个小于
的零点,
因为
,所以
,
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所以
,解得
,
则实数
的范围为
.
二、直线与圆锥曲线的弦长问题
设
,
根据两点距离公式
.
(1)若
在直线
上,代入化简,得
;
(2)若
所在直线方程为
,代入化简,得
(3)构造直角三角形求解弦长,
.其中
为直线
斜率,
为直线倾斜角.
【典例1】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆
,过左焦点
作倾斜角为
的直线交椭圆于
、
两点,则弦
的长为 .
【答案】
【解析】在椭圆
中,
,
,则
,故点
,
设点
、
,由题意可知,直线
的方程为
,即
,
联立
可得
,
,
由韦达定理可得
,
,
所以,
.
故答案为:
.
【典例2】(2023·四川乐山·高三统考二模)已知直线
与抛物线
交于点
、
,
以线段
为直径的圆经过定点
,则
( )
A.
B. C. D.
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【答案】C
【解析】记
,则直线的方程可表示为
,设点
、
,
联立
可得
,
,可得
,
由韦达定理可得
,
,
,
,
由已知可得
,
则
,
可得
,
所以,
.故选:C.
【典例3】(2023·新疆喀什·高三校考模拟预测)已知双曲线C 两条准线之间的距离为1,离心率为2,直
线l 经过C 的右焦点,且与C 相交于A、B 两点.
(1)求C 的标准方程;
(2)若直线l 与该双曲线的渐近线垂直,求AB 的长度.
【答案】(1)
=1;(2)3
【解析】(1)因为直线l 经过C 的右焦点,
所以该双曲线的焦点在横轴上,
因为双曲线C 两条准线之间的距离为1,
所以有
,
又因为离心率为2,
所以有
代入
中,可得
,
∴C 的标准方程为:
;
(2)由上可知:该双曲线的渐近线方程为
,
所以直线l 的斜率为
,
由于双曲线和两条直线都关于y 轴对称,
所以两条直线与双曲线的相交弦相等.
又因为直线斜率的绝对值小于渐近线斜率的绝对值,
所以直线与双曲线交于左右两支,
因此不妨设直线l 的斜率为
,
方程为
与双曲线方程联立为:
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,
设
,则有
,
三、求解圆锥曲线中的定点问题的两种方法
1、特殊推理法:先从特殊情况入手,求出定点,再证明定点与变量无关.
2、直接推理法:①选择一个参数建立直线系方程,一般将题目中给出的曲线方程(包含直线方程)中的
常量当成变量,将变量x,y 当成常量,将原方程转化为kf(x,y)+g(x,y)=0 的形式(k 是原方程中的
常量);②根据直线过定点时与参数没有关系(即直线系方程对任意参数都成立),得到方程组③以②中
方程组的解为坐标的点就是直线所过的定点,若定点具备一定的限制条件,可以特殊解决.
【典例1】(2022·江苏泰州·高三统考模拟预测)已知,
是过点
的两条互相垂直的直线,且与椭
圆
相交于A,B 两点,
与椭圆
相交于C,D 两点.
(1)求直线的斜率k 的取值范围;
(2)若线段
,
的中点分别为M,N,证明直线
经过一个定点,并求出此定点的坐标.
【答案】(1)
;(2)证明见解析;定点
.
【解析】(1)根据题意直线,
的斜率均存在且不为0
直线,
分别为
,
,
联立
得
,
由
得
,则
或
,
同理
,则
,
所以k 的取值范围为
.
(2)设
,
,由(1)得
,
所以
,则
,
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所以
,则
,
同理
,
则直线
的方程为
,
化简整理得
因此直线
经过一个定点
.
【典例2】(2023·吉林·通化一中高三校联考模拟预测)已知曲线E 上任意一点Q 到定点
的距离
与Q 到定直线
的距离之比为
.
(1)求曲线E 的轨迹方程;
(2)斜率为
的直线l 交曲线E 于B,C 两点,线段BC 的中点为M,点M 在x 轴下方,直线OM
交曲线E 于点N,交直线
于点D,且满足
(O 为原点).求证:直线l 过定点.
【答案】(1)
;(2)证明见解析
【解析】(1)设曲线E 上任意一点
,由题意知
,
化简整理得
,所以曲线E 的轨迹方程为
;
(2)设
,
,直线l 的方程为
,
联立
,得
,
因为有两个交点,所以
,即
,
所以
,
,
即
,
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因为点M 在x 轴下方,所以
,又
,所以
,
所以直线OM 的斜率
,则直线OM 的直线方程为
,
将其代入双曲线E 的方程,整理得
,
所以
,
将
代入直线
,解得
,
又因为
,所以有
.
由
,解得
,
因为
,
,所以
,
因此直线l 的方程为
,故直线l 过定点
.
【典例3】(2022 上·江苏苏州·苏州中学高三校联考阶段练习)在平面直角坐标系
中,已知点
在抛
物线
上,圆
(1)若
,
为圆
上的动点,求线段
长度的最小值;
(2)若点
的纵坐标为4,过
的直线
与圆
相切,分别交抛物线
于
(异于点
),求证:直
线
过定点.
【答案】(1)1;(2)证明见解析
【解析】(1)设
,则
,
当
,Q 为
线段与圆
的交点时,
(2)题意可知
,过P 点直线
与圆
相切,
则
,即
,①
设直线
为:
,
则与抛物线C 的交点方程可化为:
,
令
,则:
,②
题意有,①②方程同解,故有
,
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即:
,
所以直线
为:
,即
,
由
,解得
,
直线
恒过
.
四、圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
1、求代数式为定值:依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式,化简即可得出定值;
2、求点到直线的距离为定值:利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简变形求
得;
3、求某线段长度为定值:利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简变形即可求得.
【典例1】(2023 上·四川·南江中学高三校联考阶段练习)以坐标原点为对称中心,坐标轴为对称轴的椭
圆过点
.
(1)求椭圆的方程.
(2)设
是椭圆上一点(异于
),直线
与
轴分别交于
两点.证明在
轴上存在两点
,使得
是定值,并求此定值.
【答案】(1)
;(2)证明见解析,定值为
.
【解析】(1)设椭圆方程为
,
则
,解得
,
所以椭圆的方程为
.
(2)设
,
,
则
,
由
,得
,
而
,于是
,
,
同理
,
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而
,于是
,
则
,
,
令
,
而
是椭圆上的动点,则
,得
,
于是
,
所以存在
和
,使得
是定值,且定值为
.
【典例2】(2023 上·广东深圳·高三统考期末)点
是平面直角坐标系
上一动点,两直线
,
,已知
于点
,
位于第一象限;
于点
,
位于第四象限.若四边形
的面积
为2.
(1)若动点
的轨迹为
,求
的方程.
(2)设
,过点
分别作直线
,
交
于点
,
.若
与
的倾斜角互补,证明直线
的斜率为一定值,并求出这个定值.
【答案】(1)
;(2)证明见解析,定值为
.
【解析】(1)设
,依题意得
且
,即
且
,
设
,则
,
因为直线的方向向量为
,
所以
,
,即
,
所以
,
所以四边形
的面积为
,
即动点
的轨迹方程为
.
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(2)设直线
(
或
),
则
,
联立
得
,
整理得
,
所以
,即
,
所以
,
同理得
,
,
所以直线
的斜率
,得证.
【典例3】(2023·河北衡水·高三模拟预测)已知点
在抛物线
上,过点
的直线与
相交于
两点,直线
分别与
轴相交于点
.
(1)当弦
的中点横坐标为3 时,求的一般方程;
(2)设
为原点,若
,求证:
为定值.
【答案】(1)
或
;(2)证明见解析
【解析】(1)由点
在抛物线
上,所以
,
所以抛物线
的方程为
.
设直线的方程为
.
由
,得
.
依题意
,解得
且
.
且
.
因为弦
的中点横坐标为3,
所以
,即
,解得
或
,
所以的一般方程为
或
.
(2)直线
的方程为
,
又
,令
,得点
的纵坐标为
.
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所以
,
同理得点
的坐标为
.
由
,得
,
.
所以
.
所以
,即
为定值
.
五、圆锥曲线中的范围、最值问题的解题方法
(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.
【典例1】(2022 上·江苏宿迁·如东中学高三校考期中)已知
为椭圆
的左、右焦点,点
为
其上一点,且
.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)已知直线
与椭圆
相交于
两点,与
轴交于点
,若存在
,使得
,
求
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)由题意设椭圆的标准方程为
,
因为点
为椭圆上一点,且
,
所以
,解得
,
所以椭圆的标准方程为
.
(2)
设
又
,
由
得,
,
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联立
可得
,
即
,
,
且
,
又
,
则
,
,
代入
得
,
,解得
.
的取值范围是
.
【典例2】(2023·河北秦皇岛·高三校联考二模)已知双曲线
实轴的一个端点是
,虚
轴的一个端点是
,直线
与双曲线的一条渐近线的交点为
.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线
与曲线
有两个不同的交点
是坐标原点,求
的面积最小值.
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)设点
,点
,则直线
的方程为
,
与渐近线
联立,得
,解之得
,
即直线
与双曲线的一条渐近线交点为
,
又直线
与双曲线的一条渐近线的交点为
,
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所以
,即
,因此双曲线方程为
.
(2)设
,
把
代入
,得
,
则
,
,
,
点
到直线
的距离
,
所以
的面积为
,
令
,所以
,
令
,则
,
因为
,所以
,
由
,得
,
由
,得
,
由
,得
,
即当
时,等号成立,
此时满足
,所以
面积的最小值为
.
【典例3】(2023·全国·高三模拟预测)已知
是抛物线
的焦点,过点
的直线交抛物
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线
于
、
两点,且
.
(1)求抛物线
的方程;
(2)若
为坐标原点,过点
作
轴的垂线交直线
于点
,过点
作直线
的垂线与抛物线
的另
一交点为
,
的中点为
,求
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)抛物线
的焦点为
,
若直线
与
轴重合,则直线
与抛物线
只有一个公共点,不合乎题意,
设直线
的方程为
,设点
、
,
联立
可得
,
,
由韦达定理可得
,
,
,解得
,
所以,抛物线
的方程为
.
(2)设点
、
,则
,
由(1)可得
,
,
又因为直线
的方程为
,
将
代入直线
的方程可得
,
可得
,即点
,
所以,
,
因为
,则
,
所以,直线
的方程为
,
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联立
可得
,
则
,故
,
则
,
由
的中点为
,可得
,
故
、
、
三点共线,
则
.
又由
,知
,
故
.
故
的取值范围为
.
六、圆锥曲线中的证明问题
1、圆锥曲线中的证明问题,常见的有位置关系方面的,如证明相切、垂直、过定点等;数量关系方面的,
如存在定值、恒成立、值相等、角相等、三点共线等.在熟悉圆锥曲线的定义和性质的前提下,要多采用
直接法证明,但有时也会用到反证法.
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆
过
和
两点.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)如图所示,记椭圆的左、右顶点分别为A,B,当动点M 在定直线
上运动时,直线
,
分
别交椭圆于两点P 和Q(不同于B,A).证明:点B 在以
为直径的圆内.
【答案】(1)
;(2)证明见解析.
【解析】(1)依题意,将点
和
的坐标代入椭圆
,
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得
,解得
,
所以椭圆方程为
(2)由(1)知
,显然点
不在x 轴上,设
,
,
直线
斜率分别为
,
直线
的方程为
,
的方程为
,
由
,消去
得
,显然
,
于是
,解得
,
则
,
由
,消去
得
,显然
,
于是
,解得
,
则
,
因此
,
,
则
,
则有
为钝角, 所以点B 在以
为直径的圆内.
【典例2】(2023 上·福建泉州·高三校考阶段练习)点
是抛物线
:
(
)的焦点,
为坐
标原点,过点
作垂直于
轴的直线,与抛物线
相交于
,
两点,
,抛物线
的准线与
轴
交于点
.
(1)求抛物线
的方程;
(2)设
、
是抛物线
上异于
、
两点的两个不同的点,直线
、
相交于点
,直线
、
相交于点
,证明:
、
、
三点共线.
【答案】(1)
;(2)详见解析.
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【解析】(1)抛物线
:
(
)的焦点坐标为:
过点
作垂因为直于
轴的直线,与抛物线
相交于
,
两点,且
,
不妨设
,则
,
解得
或
(舍去),
所以抛物线
的方程为
;
(2)如图所示:
由(1)知
,设
,
则直线AC 的方程为:
,
直线BD 的方程为:
,
联立得
,解得
,
则
,
所以
,
则直线BC 的方程为:
,
直线AD 的方程为:
,
联立得
,解得
,
则
,
20
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所以
,则
,
所以E,K,G 三点共线.
七、圆锥曲线中的探索性问题
“肯定顺推法”解决探索性问题,即先假设结论成立,用待定系数法列出相应参数的方程,倘若相应方程
有解,则探索的元素存在(或命题成立),否则不存在(或不成立).
【典例1】(2023 下·河南开封·通许一中高三校考阶段练习)已知椭圆
过点
和
.
(1)求C 的方程;
(2)不过原点
的直线与
交于不同的
两点,且直线
的斜率成等比数列.在
上是否存
在一点
,使得四边形
为平行四边形?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)存在;
或
或
或
.
【解析】(1)由题意可得
,解得
,
故C 的方程为
;
(2)由题意知直线的斜率一定存在,设直线的l 方程为
,
设
,
由
,得
,
需满足
,
则
,
所以
,
故
;
由于直线
的斜率成等比数列,即
,即
,
21
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故
,解得
,
存在点M,使得四边形
为平行四边形,
理由如下:四边形
为平行四边形,则
,
故
,
又点M 在椭圆C 上,故
,
因为
,
所以
,即
,
当
,满足
,
所以直线l 的方程为
或
或
或
.
【典例2】(2023 上·重庆·高三统考阶段练习)已知抛物线
经过点
,直线
与
交于
,
两点(异于坐标原点
).
(1)若
,证明:直线过定点.
(2)已知
,直线
在直线的右侧,
,与
之间的距离
,
交
于
,
两点,试问
是否存在
,使得
?若存在,求
的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)存在,
【解析】(1)证明:将点
代入
,得
,即
.
联立
得
,
由
,设
,
,
则
,
.
因为
,
所以
恒成立,则
,
所以的方程为
,
故直线过定点
.
22
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(2)联立
得
,
则
且
,即
,
,
设
,同理可得
.
因为直线
在的右侧,所以
,
则
,即
.
所以
,
即
,解得
,
因为
,所以满足条件的
存在,
.
【典例3】(2023 上·重庆·南开中学高三校考阶段练习)已知双曲线
的左、右顶点
分别为A、B,渐近线方程为
,焦点到渐近线距离为1,直线
与C 左右两支分别交于
P,Q,且点
在双曲线C 上.记
和
面积分别为
,
,
,
的斜率分别为
,
(1)求双曲线C 的方程;
(2)若
,试问是否存在实数
,使得
,
,
.成等比数列,若存在,求出
的值,不存在
说明理由.
【答案】(1)
;(2)存在,
【解析】(1)由题可得
,解得
,所以双曲线C 的方程为
;
(2)由点
在
上可得:
.
联立
和
整理得:
,
23
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设
,
,则有:
,
,
,
又由直线交左右两支各一点可得:
,所以
,即
,
所以
,
又
到直线
的距离
,
到直线
的距离
,
所以
,所以
,
所以
(
),解得
,
又
,
其中
,
,
所以
,假设存在实数
,使得
,
,
成等比数列,
则有
,所以
,解得
,故存在
满足题意.
易错点2 忽视直线与双曲线相交的特殊性
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点拨:直线与双曲线的位置关系分为:相交、相离、相切三种。其判定方法有两种
一是将直线方程与双曲线的方程联立消去一个未知数,得到一个一元二次方程
,
(1)若
,直线与双曲线相交,有两个交点;若
,直线与渐进线平行,有一个交点
(2)若
,直线与双曲线相切,有且只有一个公共点;
(3)若
,直线与双曲线相离,没有公共点;
二是可以利用数形结合的思想
【典例1】(2023·重庆·统考高三二模)已知点
和双曲线
,过点
且与双曲线
只有一
个公共点的直线有( )
A.2 条 B.3 条 C.4 条 D.无数条
【答案】A
【解析】由题意可得,双曲线
的渐近线方程为
,点
是双曲线的顶点.
①若直线的斜率不存在时,直线的方程为
,
此时,直线与双曲线
只有一个公共点,合乎题意;
②若直线的斜率存在,则当直线平行于渐近线
时,直线与双曲线只有一个公共点.
若直线的斜率为
,则直线的方程为
,此时直线为双曲线
的一条渐近线,不合乎题
意.
综上所述,过点
与双曲线只有一个公共点的直线共有
条.故选:A.
【典例2】(2022·吉林·东北师大附中高三校考模拟预测)过点
且与双曲线
有且只有一个
公共点的直线有( )条.
A.0 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】由双曲线
得其渐近线方程为
.
①过点
且分别与渐近线平行的两条直线
与双曲线有且仅有一个交点;
②设过点
且与双曲线相切的直线为
,
联立
,化为
,
25
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得到
,解得
.
则切线
分别与双曲线有且仅有一个公共点.
综上可知:过点
且与双曲线
仅有一个公共点的直线共有4 条.故选:
.
易错点2 忽视特殊性误判直线与抛物线的位置关系
点拨:在直线与抛物线的位置关系中存在特殊情况,即直线与抛物线对称轴平行时只有一个交点。在解题
时要注意,不要忘记其特殊性.
【典例1】(2023·全国·高三校联考期末)过点
作直线,使它与抛物线
仅有一个公共点,这样
的直线有( )
A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条
【答案】B
【解析】当直线的斜率不存在时,直线
,代入抛物线方程可
,
故直线
与抛物线有两个交点.不满足要求,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为
,
由
,消
得,
,
当
时,解得
,直线
与抛物线有且只有一个交点,符合题意;
当
时,由
,可得
,
即当
时,符合题意.综上,满足条件的直线有2 条.故选:B.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线
与曲线
恰有一个公共点,则实数a 的
值为 .
【答案】0 或
或
【解析】当
时,曲线
为直线
,显然直线
与
有唯一公共点
,因此
;
当
时,由
消去y 并整理得:
,
当
时,
,直线
与曲线
有唯一公共点
,因此
;
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当
且
时,
,则
,
此时直线
与曲线
相切,有唯一公共点,因此
,
所以实数a 的值为0 或
或
.
故答案为:0 或
或
易错点3 解决直线与圆锥曲线位置关系时忽视对直线斜率不存在的讨论
点拨:解决直线与圆锥曲线位置关系时,常规的方法是设出直线方程,然后与圆锥曲线方程联立,转化为
方程的根与系数间的关系问题求解,因此应注意以下几个问题①所设直线的斜率是否存在,②消元后的方
程是否为一元二次方程,③一元二次方程是否有实根。
【典例1】(2023 上·山东聊城·高三校联考期末)(多选)已知过点
的直线与椭圆
交于
、
两点,则弦长
可能是( )
A.1 B.
C.
D.3
【答案】BC
【解析】当直线斜率存在时,设过
斜率存在的直线方程为:
,
联立方程组
消去
,并整理得
,易得
,
设
,
,则
,
,
,
,
当斜率不存在时
,故
.故选:BC.
【典例2】(2023·河南·校联考模拟预测)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
.过
的直线l 交C 的右支于M,N 两点,且当l 垂直于x 轴时,l 与C 的两条渐近线所围成的三角形的面积为
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4.
(1)求C 的方程;
(2)证明:
,求
.
【答案】(1)
;(2)证明见解析,
【解析】(1)根据题意有
,C 的渐近线方程为
,
将
代入两个渐近线方程得到交点坐标为
,
,
l 与C 的两条渐近线所围成的三角形的面积为
,
所以
,C 的方程为
.
(2)设
,
,其中
,
,
由(1)可知
,
,
当
轴时,显然MN 与
不垂直.
当l 不垂直于x 轴时,设l 的方程为
时,代入C 的方程有:
,故
,
,
,
,
当
时有:
①,
由
得到
,代入
,
整理有
②,
由①,②可得
.
所以.
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