圆锥曲线
1.已知F1,F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过F2作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为点A,交另一条渐近线于点B,且=,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
答案 A
解析 由F2(c,0)到渐近线y=x的距离为d==b,即||=b,则||=3b.
在△AF2O中,||=a , ||=c,tan∠F2OA=,tan∠AOB==,化简可得a2=2b2,即c2=a2+b2=a2,即e==,故选A.
2.设椭圆+=1(a>b>0)的焦点为F1,F2,P是椭圆上一点,且∠F1PF2=,若△F1PF2的外接圆和内切圆的半径分别为R,r,当R=4r时,椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
答案 B
2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos∠F1PF2,
由|PF1|+|PF2|=2a,∠F1PF2=,
可得|PF1||PF2|=,
则由三角形面积公式·r=|PF1||PF2|sin∠F1PF2,
可得·c=·,
6
∴e==.
3.2000多年前,古希腊大数学家阿波罗尼奥斯(Apollonius)发现:平面截圆锥的截口曲线是圆锥曲线.已知圆锥的高为PH,AB为地面直径,顶角为2θ,那么不过顶点P的平面与PH夹角>a>θ时,截口曲线为椭圆;与PH夹角a=θ时,截口曲线为抛物线;与PH夹角θ>a>0时,截口曲线为双曲线.如图,底面内的直线AM⊥AB,过AM的平面截圆锥得到的曲线为椭圆,其中与PB的交点为C,可知AC为长轴.那么当C在线段PB上运动时,截口曲线的短轴端点的轨迹为( )
A.圆的一部分 B.椭圆的一部分
C.双曲线的一部分 D.抛物线的一部分
答案 D
解析 如图,因为对于给定的椭圆来说,短轴的端点Q到焦点F的距离等于长半轴a,但短轴的端点Q到直线AM的距离也是a,即说明短轴的端点Q到定点F的距离等于到定直线AM的距离,且点F不在定直线AM上,所以由抛物线的定义可知,短轴的端点的轨迹是抛物线的一部分,故选D.
4.过双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,D为虚轴的一个端点,且△ABD为钝角三角形,则此双曲线离心率的取值范围为______________________.
答案 (1,)∪(,+∞)
解析 设双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点F1(-c,0),
令x=-c,可得y=±b=±,
设A,B,D(0,b),
6
可得=,
=,=,
若∠DAB为钝角,则·b2=c2-a2,
可得c20,
∴∠DBA不可能为钝角.
综上可得,e的取值范围为(1,)∪(,+∞).
5.已知直线MN过椭圆+y2=1的左焦点F,与椭圆交于M,N两点,直线PQ过原点O与MN平行,且与椭圆交于P,Q两点,则=________.
答案 2
解析 方法一 特殊化,设MN⊥x轴,
则|MN|===,|PQ|2=4,==2.
方法二 由题意知F(-1,0),当直线MN的斜率不存在时,|MN|==,|PQ|=2b=2,则=2;
当直线MN的斜率存在时,设直线MN的斜率为k,
则MN的方程为y=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2),
联立方程
整理得(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,
6
Δ=8k2+8>0.
由根与系数的关系,得
x1+x2=-,x1x2=,
则|MN|=
=.
直线PQ的方程为y=kx,P(x3,y3),Q(x4,y4),
则解得x2=,y2=,
则|OP|2=x+y=,
又|PQ|=2|OP|,
所以|PQ|2=4|OP|2=,
所以=2.
综上,=2.
6.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F的直线l与抛物线C交于A,B两点,且直线l与圆x2-px+y2-p2=0交于C,D两点,若|AB|=3|CD|,则直线l的斜率为________.
答案 ±
解析 由题意得F,由x2-px+y2-p2=0,配方得2+y2=p2,
所以直线l过圆心,可得|CD|=2p,
若直线l的斜率不存在,则l:x=,|AB|=2p,|CD|=2p,不符合题意,
∴直线l的斜率存在.
∴可设直线l的方程为y=k,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立
化为x2-x+=0,
所以x1+x2=p+,
所以|AB|=x1+x2+p=2p+,
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由|AB|=3|CD|,所以2p+=6p,
可得k2=,所以k=±.
7.已知A,B是椭圆C上关于原点对称的两点,若椭圆C上存在点P,使得直线PA,PB斜率的绝对值之和为1,则椭圆C的离心率的取值范围是________.
答案
由题意得≤1,
所以a2≥4b2=4a2-4c2,即3a2≤4c2,
所以e2≥,
又因为00恒成立,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=,y1y2=-,
所以|y1-y2|=
= =,
所以S△AOB=·|F1O|·|y1-y2|
==,
化简得18t4-t2-17=0,
即(18t2+17)(t2-1)=0,
解得t=1,t=-(舍去).
又圆O的半径r==,
所以r=,故圆O的方程为x2+y2=.
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