第七章 解析几何
第1讲 直线的方程
1.过点(4,-2),斜率为-的直线的方程是( )
A.x+y+2-4 =0
B.x+3y+6-4 =0
C.x+y-2 -4=0
D.x+y+2 -4=0
2.将圆x2+y2-2x-4y+1=0平分的直线是( )
A.x+y-1=0
B.x+y+3=0
C.x-y+1=0
D.x-y+3=0
3.(2014年广东潮州一模)经过圆x2-2x+y2=0的圆心,且与直线x+2y=0平行的直线方程是( )
A.x+2y-1=0
B.x-2y-2=0
C.x-2y+1=0
D.x+2y+2=0
4.(2014年广东惠州一模)已知点A(1,-2),B(5,6)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a的值为( )
A.-2或1
B.2或1
C.-2或-1
D.2或-1
5.过点P(1,2),且在两坐标轴的截距是相反数的直线方程为______________________.
6.若直线l沿x轴负方向平移3个单位,再沿y轴正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,那么直线l的斜率是__________.
7.曲线y=x3-2x+4在点(1,3)处的切线的倾斜角为________.
8.已知点P是直线l上的一点,将l绕点P按逆时针旋转α(0°0)的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,上顶点为B,已知|AB|=|F1F2|.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设P为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB为直径的圆经过点F1,经过点F2的直线l与该圆相切于点M,|MF2|=2 ,求椭圆的方程.
第7讲 双曲线
1.(2012年福建)已知双曲线-=1的右焦点为(3,0),则该双曲线的离心率等于( )
A. B.
C. D.
2.(2013年北京)若双曲线-=1的离心率为,则其渐近线方程为( )
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
3.(2013年福建)双曲线-y2=1的顶点到其渐近线的距离等于( )
A. B. C. D.
32
4.(2014年天津)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,双曲线的一个焦点在直线l上,则双曲线的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
5.(2014年大纲)双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,焦点到渐近线的距离为,则C的焦距等于( )
A.2 B.2 C.4 D.4
6.(2014年广东,由人教版选修21P803改编)若实数k满足00)的离心率为,虚轴长为2 .
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线x-y+m=0与双曲线C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点在圆x2+y2=5上,求m的值.
10.(2012年广东佛山一模)已知圆C1:(x-4)2+y2=1,圆C2:x2+(y-2)2=1,圆C1,C2关于直线l对称.
(1)求直线l的方程;
(2)直线l上是否存在点Q,使点Q到点A(-2 ,0)的距离减去点Q到点B(2 ,0)的距离的差为4?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
32
32
第8讲 抛物线
1.抛物线y2=8x的焦点到准线的距离是( )
A.1 B.2
C.4 D.8
2.(2014年安徽)抛物线y=x2的准线方程是( )
A.y=-1 B.y=-2
C.x=-1 D.x=-2
3.已知点P在抛物线y2=4x上,那么当点P到点Q(2,-1)的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P的坐标为( )
A. B.
C.(1,2) D.(1,-2)
4.(2013年四川)抛物线y2=8x的焦点到直线x-y=0的距离是( )
A.2 B.2
C. D.1
5.(2014年广东揭阳一模)已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,直线x-2y+4=0与C交于A,B两点,则cos∠AFB=( )
A. B.
C.- D.-
6.以抛物线的焦点弦为直径的圆一定和准线( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不确定
7.(2014年上海)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点与椭圆+=1的右焦点重合,则该抛物线的准线方程为__________.
8.(人教版选修21P748)如图X781是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2 m,水面宽4 m,则水位下降1 m后,水面宽________m.
图X781
9.(2012年广东)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C1:+=1(a>b>0)的左焦点为F1(-1,0),且点P(0,1)在C1上.
(1)求C1的方程;
(2)设直线l与椭圆C1和抛物线C2:y2=4x都相切,求直线l的方程.
32
10.(2012年广东汕头一模)已知椭圆C1:+=1(00,n>0)的右焦点与抛物线y2=8x的焦点相同,离心率为,则此椭圆的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
4.已知椭圆的焦点为F1,F2,P是椭圆上一个动点,延长F1P到点Q,使|PQ|=|PF2|,则动点Q的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线一支 D.抛物线
5.若AB是过椭圆+=1(a>b>0)中心的一条弦,M是椭圆上任意一点,且AM,BM与两坐标轴均不平行,kAM,kBM分别表示直线AM,BM的斜率,则kAM·kBM=( )
32
A.- B.-
C.- D.-
6.(由人教版选修21P497改编)已知圆(x+2)2+y2=36的圆心为M,设A为圆上任一点,N(2,0),线段AN的垂直平分线交直线MA于点P,则动点P的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
7.(由人教版选修21P625改编)已知圆(x+2)2+y2=1的圆心为M,设A为圆上任一点,N(2,0),线段AN的垂直平分线交直线MA于点P,则动点P的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
8.已知A,B分别是直线y=x和y=-x上的两个动点,线段AB的长为2 ,P是AB的中点,则动点P的轨迹C的方程为____________.
9.(由人教版选修21P502改编)已知动圆M过定点A(-3,0),并且内切于定圆B:(x-3)2+y2=64,求动圆圆心M的轨迹方程.
10.(2014年广东)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的一个焦点为(,0),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若动点P(x0,y0)为椭圆C外一点,且过点P所作的椭圆C的两条切线相互垂直,求点P的轨迹方程.
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第10讲 直线与圆锥曲线的位置关系
1.(2014年辽宁)已知点A(-2,3)在抛物线C:y2=2px的准线上,记抛物线的焦点为F,则直线AF的斜率为( )
A.- B.-1
C.- D.-
2.已知双曲线C1:-=1(a>0,b>0)的离心率为2.若抛物线C2:x2=2py(p>0)的焦点到双曲线C1的渐近线的距离为2,则抛物线C2的方程为( )
A.x2=y B.x2=y
C.x2=8y D.x2=16y
3.(2014年新课标Ⅱ)设点F为抛物线C:y2=3x的焦点,过点F且倾斜角为30°的直线交抛物线于A,B两点,则|AB|=( )
A. B.6
C.12 D.7
4.已知双曲线E的中心为原点,P(3,0)是E的焦点,过点P的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(-12,-15),则E的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
5.若点(3,1)是抛物线y2=2px的一条弦的中点,且这条弦所在直线的斜率为2,则p=________.
6.如图X7101,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点的直线l依次交抛物线及其准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程是______________.
图X7101
7.椭圆x2+4y2=4的长轴上一个顶点为A,以A为直角顶点作一个内接于椭圆的等腰直角三角形,则该三角形的面积是________.
8.(2013年广东潮州一模,由人教版选修21P47例7改编)已知点M(4,0),N(1,0),若动点P满足·=6||.
(1)求动点P的轨迹C;
(2)在曲线C上求一点Q,使点Q到直线l:x+2y-12=0的距离最小.
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9.设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点.
(1)设椭圆C上的点到F1,F2两点的距离之和等于2 ,写出椭圆C的方程;
(2)设过(1)中所得椭圆上的焦点F2,且斜率为1的直线与其相交于A,B两点,求△ABF1的面积;
(3)设点P是椭圆C上的任意一点,过原点的直线l与椭圆相交于M,N两点,当直线PM,PN的斜率都存在,并记为kPM,kPN,试探究kPM·kPN的值是否与点P及直线l有关,并证明你的结论.
第七章 解析几何
第1讲 直线的方程
1.B 2.C 3.A
4.C 解析:由=,得a2+3a+2=0,∴a=-1或a=-2.
5.y=2x或x-y+1=0 解析:当直线过原点时,方程为y=2x;当直线不经过原点时,设方程为+=1,把P(1,2)代入,得a=-1,∴x-y+1=0.
6.- 7.45°
8.x+y=0 解析:根据题意,点P为直线l1与l2的交点,解得点P的坐标为(1,-1).又直线l与直线l2垂直,直线l2的斜率为1,∴直线l的斜率为-1.由点斜式知,l的方程为y+1=-1(x-1),即x+y=0.
9.解:(1)当直线过原点时,该直线在x轴和y轴上的截距为零,∴a=2,即方程为3x+y=0.
当直线不经过原点时,
直线l可化为+=1.
∵截距存在,且均不为0,
32
∴=a-2,即a+1=1.
∴a=0,即方程为x+y+2=0.
(2)方法一:将l的方程化为y=-(a+1)x+a-2,
∴或∴a≤-1.
综上所述,a的取值范围是(-∞,-1].
方法二:将l的方程化为(x+y+2)+a(x-1)=0(a∈R).
它表示过l1:x+y+2=0与l2:x-1=0的交点(1,-3)的直线系(不包括x=1).
由图象可知,l的斜率为-(a+1)≥0,
即当a≤-1时,直线l不经过第二象限.
10.解:方法一:设所求直线方程为+=1(a2).
∵+=1,∴a=.
∴围成的三角形的面积S=-ab=-·=
=(b+2)+=+4
≥2 +4=8.
当且仅当b-2=,即b=4时,S最小.
此时a=-4,b=4.故x-y+4=0即为所求.
方法二:设所求直线方程为y-2=k(x+2),显然k>0,
由题意,S=·=4+2≥8.
当且仅当k=1时取等号,故x-y+4=0为所求直线方程.
第2讲 两直线的位置关系
1.C 2.A 3.A
4.A 解析:∵两条直线与两坐标轴围成的四边形有外接圆,∴对角互补,两条直线垂直,即m(m+2)-3=0.解得m=1或m=-3.故选A.
5.D 解析:由得交点P(-1,-2).若点P在直线x+ky+k+=0上,则k=-.此时三条直线交于一点P;若k=或k=-1时,有两条直线平行.故k≠-,和-1.
图D80
6.D 解析:圆x2+(y-3)2=4的圆心为(0,3),且直线l与直线x+y+1=0垂直,则l的斜率为1,方程是y=x+3.
7.(2,4) 解析:如图D80,由题意知,AC与BD相交,两线交点E为所求的点.AC:y=2x,BD:y=-x+6,联立,得x=2,y=4.
8.或 解析:∵两直线平行,∴当a≠0时,=≠.∴a=2.此时两直线的方程为x+2y-3=0与2x+4y+5=0.∴两平行直线之间的距离为d==;当a
32
=0时,两直线方程为x=1与x=-,此时两平行直线之间的距离为d=1-=.
9.解:正方形中心G(-1,0)到四边的距离均为=.
设与已知直线平行的一边所在直线的方程为x+3y+c1=0,
则=,即|c1-1|=6,解得c1=-5或c1=7.
故与已知边平行的直线的方程为x+3y+7=0.
设正方形另一组对边所在直线的方程为3x-y+c2=0,
则=,即|c2-3|=6.
解得c2=9或c2=-3.
故正方形另两边所在直线方程为3x-y+9=0和3x-y-3=0.
综上所述,正方形其他三边所在直线方程分别为x+3y+7=0,3x-y+9=0,3x-y-3=0.
10.解:由题意知,点A,B在直线l的同一侧.由平面几何性质可知,先作出点A关于直线l的对称点A′,然后连接A′B,则直线A′B与l的交点P为所求.事实上,设点P′是l上异于点P的点,则+=+>=+.
设A′(x,y),则解得
∴A′(3,-3).∴直线A′B的方程为18x+y-51=0.
由解得∴P.
第3讲 圆的方程
1.A 2.A 3.D
4.B 解析:圆的方程化为标准形式为(x-1)2+(y-1)2=1,
圆心(1,1)到直线x-y-2=0的距离d==,
所求距离的最大值为+1.故选B.
5.A 解析:将x2+y2+4x-2y-4=0转化为标准方程为(x+2)2+(y-1)2=32,的最大值是圆心到坐标原点的距离加半径,即+3=+3.故选A.
6.2 解析:最短弦为过点(3,1),且和点(3,1)与圆心的连线垂直的弦,则易知弦心距d==,所以最短弦长为2=2=2 .
7.(x-2)2+(y-1)2=4 解析:因为圆心在直线x-2y=0上,所以设圆心为(2a,a).因为圆C与y轴的正半轴相切,所以a>0,r=2a.又因为圆C截x轴所得弦的长为2 ,所以a2+()2=(2a)2,a2=1,a=1,则圆C的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=4.
8.(x+2)2+2= 解析:圆C的标准方程为2+(y+1)2=.圆心的坐标是.设与圆心关于已经直线对称的点的坐标是(x0,y0),则有解得x0=-2,y0=.所以与圆C关于直线x-y+1=0对称的圆的方程是(x+2)2+2=.
9.解:(1)由圆的一般方程,得
[-2(t+3)]2+4(1-4t2)2-4(16t4+9)>0,解得-0)的渐近线方程为y=±x,所以=2.又双曲线的一个焦点在直线l上,得c=5,所以a2+b2=5a2=c2=25,解得a=,b=2 .故双曲线的方程为-=1.
5.C 解析:双曲线的渐近线方程为y=±x,焦点(c,0)到渐近线的距离为d===b=,离心率为e==2,b2=c2-a2=4a2-a2=3,a2=1,c=2, 则C的焦距等于4.
6.D 解析:实数k满足00,曲线-=1的焦距为2,曲线-=1的焦距也为2.故选D.
7.x2-y2=1 解析:由题意知,双曲线C的两个焦点在x轴上,c=,a=1,∴b2=c2-a2=1,则C的方程为x2-y2=1.
8.44 解析:点A(5,0)为右焦点, PQ=2×2b=16.
根据双曲线的定义,得
两式相加,得PF+QF-PQ=12,PF+QF=28,
则△PQF的周长为PF+QF+PQ=44.
9.解:(1)由题意,得=,b2=c2-a2=2,解得a=1,c=.
∴所求双曲线C的方程为x2-=1.
(2)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0).
由得x2-2mx-m2-2=0,
Δ=8m2+8>0,两根满足x1+x2=2m.
∴x0==m,y0=x0+m=2m.
∵点M(x0,y0)在圆x2+y2=5上,
∴m2+(2m)2=5.∴m=±1.
10.解:(1)因为圆C1,C2关于直线l对称,圆C1的圆心C1的坐标为(4,0),圆C2的圆心C2的坐标为(0,2),
显然直线l是线段C1C2的中垂线,
线段C1C2中点的坐标是(2,1),
C1C2的斜率是k===-.
所以直线l的方程是y-1=-(x-2),即y=2x-3.
(2)假设这样的点Q存在.
因为点Q到点A(-2 ,0)的距离减去点Q到点B(2 ,0)的距离的差为4,
所以点Q在以A(-2 ,0)和B(2 ,0)为焦点,实轴长为4的双曲线的右支上,即c=2 ,a=2,b2=c2-a2=4.
所以点Q在曲线-=1(x≥2)上.
又点Q在直线l上,
联立
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消元,得3x2-12x+13=0.
Δ=122-4×3×130),则焦点F,准线l:x=-.设过F的直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为C,则由抛物线的定义,得|AB|=x1++x2+=p+x1+x2,则圆心C到准线的距离为(x1+x2)+=(p+x1+x2)=|AB|.
故以焦点弦为直径的圆与其准线相切.
方法二:设M为AB的中点,由A,M,B分别向准线l作垂线,垂足依次是A1,M1,B1,则|AB|=|AF|+|BF|=|AA1|+|BB1|=2|MM1|,即|MM1|=|AB|.∴以焦点弦为直径的圆与其准线相切.
7.x=-2 解析:椭圆+=1的右焦点为(2,0),=2,p=4,则该抛物线的准线方程为x=-2.
图D83
8.2 解析:设水面与桥的一个交点为A,如图D83,建立直角坐标系,则A的坐标为(2,-2).设抛物线方程为x2=-2py,代入点A,得p=1.设水位下降1 m后水面与桥的交点坐标为(x0,-3),则x=-2×(-3),x0=±,所以水面的宽度为2 m.
9.解:(1)由题意,得b=1,c==1⇒a=,b=c=1.
故椭圆C1的方程为+y2=1.
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(2)直线l的斜率显然存在,设直线l的方程为y=kx+m,
联立方程组消去y,整理得
(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
∵直线l与椭圆C1相切,
∴Δ=16k2m2-4(1+2k2)·(2m2-2)=0,
整理,得2k2-m2+1=0. ①
同理,由直线与抛物线C2相切,得
Δ=(2km-4)2-4k2m2=0,整理,得km=1. ②
由①②,解得k=,m=或k=-,m=-.
∴直线l方程为y=(x+2)或y=-(x+2).
10.解:(1)已知椭圆的长半轴长为2,半焦距为c=,
离心率e===,∴b2=1.
∴椭圆的上顶点为(0,1),即抛物线的焦点为(0,1).
∴抛物线的方程为x2=4y.
(2)设直线l的方程为y=k(x+1),E(x1,y1),F(x2,y2),
∵y=x2,∴y′=x.
∴切线l1,l2的斜率分别为,.
当l1⊥l2时,·=-1,即x1x2=-4.
由得x2-4kx-4k=0.
Δ=(-4k)2-4×(-4k)>0,解得k0. ①
∴x1x2=-4k=-4,即k=1.此时k=1满足①.
∴直线l的方程为x-y+1=0.
第9讲 轨迹与方程
1.A 2.C
3.A 解析:抛物线y2=8x的焦点为(2,0),∴椭圆焦点在x轴上且半焦距为2.∴=,m=4.∴n2=42-22=12.∴椭圆的方程为+=1.
4.A 解析:|QF1|=|PF1|+|PQ|=|PF1|+|PF2|=2a,
∴动点Q的轨迹是以F1为圆心,2a为半径的圆.
5.B 解析:方法一(直接法):设A(x1,y1),M(x0,y0),则B(-x1,-y1),kAM·kBM= · ===-.
方法二(特殊值法):因为四个选项为确定值,取A(a,0),B(-a,0),M(0,b),可得kAM·kBM=-.
6.B 解析:点P在线段AN的垂直平分线上,故|PA|=|PN|.又AM是圆的半径,∴|PM|+|PN|=|PM|+|PA|=|AM|=6>|MN|.由椭圆的定义知,点P的轨迹是椭圆.
7.C 解析:点P在线段AN的垂直平分线上,故|PA|=|PN|.又AM是圆的半径,∴|PM|-|PN|=|PM|-|PA|=|AM|=1|AB|.根据椭圆的定义,动点M的轨迹为椭圆,
即2a=8,a=4.
2c=6,c=3,则b2=a2-c2=7.
设点M的坐标为(x,y),其轨迹方程为+=1.
10.解:(1)c=,e==,∴a=3,b2=a2-c2=4,
∴椭圆C的标准方程为+=1.
(2)若动点P(x0,y0)为椭圆C外一点,且过点P所作的椭圆C的两条切线相互垂直,
设一条切线斜率为k,切线方程为y-y0=k(x-x0),
即y=kx+y0-kx0,联立方程组
整理,得(9k2+4)x2+18k(y0-kx0)x+9(y0-kx0)2-36=0.
Δ=2-4×9(9k2+4)=0,
化简,得(y0-kx0)2-9k2-4=0,
即(x-9)k2-2x0y0k+y-4=0.
显然k1,k2为方程的两个根,有k1k2==-1.
∴x+y=13.
故点P的轨迹方程为x2+y2=13.
第10讲 直线与圆锥曲线的位置关系
1.C 2.D
3.C 解析:由点F为抛物线C:y2=3x的焦点,得F.
则过点F且倾斜角为30°的直线为y=,
与抛物线y2=3x联立,得16x2-168x+9=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p=+=12.
4.B 解析:由双曲线E的中心为原点,P(3,0)是E的焦点,可设双曲线的方程为-=1(a2+b2=9),
设A(x1,y1),B(x2,y2),即-=1,-=1,
则kAB==·=·==1,
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则=,解得b2=5,a2=4.
故E的方程为-=1.
5.2 解析:设弦的两端点为P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则两式相减,得==2.
∵y1+y2=2,∴p=2.
6.y2=3x 解析:方法一:过A,B作准线垂线,垂足分别为A1,B1,则|AA1|=3,|BB1|=|BF|.∵|BC|=2|BF|,∴|BC|=2|BB1|,∴|AC|=2|AA1|=2|AF|=6,∴|CF|=3.
∴p=|CF|=,∴抛物线方程为y2=3x.
方法二:由抛物线的定义,|BF|等于B到准线的距离,由|BC|=2|BF|,得∠BCB1=30°.又|AF|=3,
从而A在抛物线上,代入抛物线方程y2=2px,解得p=或p=.
∵由图知,点F在点A左侧,∴3->,∴p