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1、
課時作業(yè)(五十三) 直線與圓錐曲線的位置關系
1.已知中心在坐標原點的橢圓E的長軸的一個端點是拋物線y2=4x的焦點,且橢圓E的離心率是。
(1)求橢圓E的方程;
(2)過點C(-1,0)的動直線與橢圓E相交于A,B兩點。若線段AB的中點的橫坐標是-,求直線AB的方程。
解析:(1)由題知橢圓E的焦點在x軸上,且a=,
又c=ea=×=,
故b===,
故橢圓E的方程為+=1,即x2+3y2=5。
(2)依題意,直線AB的斜率存在,設直線AB的方程為y=k(x+1),將其代入x2+3y2=5,
消去y,整理得(3k2+1)x2+6k2x+3k2-5=0。
2、
設A,B兩點坐標分別為(x1,y1),(x2,y2)。
則
由線段AB中點的橫坐標是-,得=-=-,解得k=±,符合(*)式。
所以直線AB的方程為x-y+1=0或x+y+1=0。
2.已知圓C:(x+)2+y2=16,點A(,0),Q是圓上一動點,AQ的垂直平分線交CQ于點M,設點M的軌跡為E。
(1)求軌跡E的方程;
(2)過點P(1,0)的直線l交軌跡E于兩個不同的點A,B,△AOB(O是坐標原點)的面積S=,求直線AB的方程。
解析:(1)由題意|MC|+|MA|=|MC|+|MQ|=|CQ|=4>2,
所以軌跡E是以A,C為焦點,長軸長為4的橢圓,
3、
即軌跡E的方程為+y2=1。
(2)記A(x1,y1),B(x2,y2),
由題意,直線AB的斜率不可能為0,而直線x=1也不滿足條件,
故可設AB的方程為x=my+1。
由消去x得(4+m2)y2+2my-3=0,
所以則S=|OP||y1-y2|==。
由S=,解得m2=1,即m=±1。
故直線AB的方程為x=±y+1,即x+y-1=0或x-y-1=0為所求。
3.已知對稱中心為坐標原點的橢圓C1與拋物線C2:x2=4y有一個相同的焦點F1,直線l:y=2x+m與拋物線C2只有一個公共點。
(1)求直線l的方程;
(2)若橢圓C1經過直線l上的點P
4、,當橢圓C1的離心率取得最大值時,求橢圓C1的方程及點P的坐標。
解析:(1)由消去y,得x2-8x-4m=0,
∵直線l與拋物線C2只有一個公共點,
∴Δ=82+4×4m=0,解得m=-4。
∴直線l的方程為y=2x-4。
(2)∵拋物線C2的焦點為F1(0,1),
依題意知橢圓C1的兩個焦點的坐標為F1(0,1),F2(0,-1)
設橢圓C1的方程為+=1(a>1),
由消去y,得
(5a2-4)x2-16(a2-1)x+(a2-1)(16-a2)=0。(*)
由Δ=162(a2-1)2-4(5a2-4)(a2-1)(16-a2)≥0,
得a4-4a2
5、≥0(a2>0且a2-1>0),解得a2≥4。
∵a>1,∴a≥2,
∴e=≤,
當a=2時,emax=,此時橢圓C1的方程為+=1。
把a=2代入方程(*),解得x=。
又y=2x-4,∴y=-1,
∴點P的坐標為。
4.如圖,設橢圓的中心為原點O,長軸在x軸上,上頂點為A,左,右焦點分別為F1,F2,線段OF1,OF2的中點分別為B1,B2,且△AB1B2是面積為4的直角三角形。
(1)求該橢圓的離心率和標準方程。
(2)過B1作直線l交橢圓于P,Q兩點,使PB2⊥QB2,求直線l的方程。
解析:(1)設所求橢圓的標準方程為+=1(a>b&g
6、t;0),右焦點為F2(c,0)。
因為△AB1B2是直角三角形,又|AB1|=|AB2|,所以∠B1AB2為直角,因此|OA|=|OB2|,則b=,又c2=a2-b2,所以4b2=a2-b2,故a2=5b2,c2=4b2,所以離心率e==。
在Rt△AB1B2中,OA⊥B1B2。
故S=·|B1B2|·|OA|=|OB2|·|OA|=·b=b2。
由題設條件S=4得b2=4,從而a2=5b2=20。
因此所求橢圓的標準方程為+=1。
(2)由(1)知B1(-2,0),B2(2,0)。
由題意知直線l的傾斜角不為0,
故可設直線l的方程為x=my-2。
代入橢圓方程得(m2+5)y2-4my-16=0。
設P(x1,y1),Q(x2,y2),則y1,y2是上面方程的兩根,
因此y1+y2=,y1·y2=-。
又=(x1-2,y1),=(x2-2,y2),
所以·=(x1-2)(x2-2)+y1y2
=(my1-4)(my2-4)+y1y2
=(m2+1)y1y2-4m(y1+y2)+16
=--+16=-,
由PB2⊥QB2,得·=0,
即16m2-64=0,解得m=±2。
所以滿足條件的直線有兩條,其方程分別為x+2y+2=0和x-2y+2=0。