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2019年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題訓(xùn)練六 第2講 橢圓、雙曲線、拋物線 理
考情解讀 1.以選擇、填空的形式考查,主要考查圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程、性質(zhì)(特別是離心率),以及圓錐曲線之間的關(guān)系,突出考查基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能,屬于基礎(chǔ)題.2.以解答題的形式考查,主要考查圓錐曲線的定義、性質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)方程的求解,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,常常在知識(shí)的交匯點(diǎn)處命題,有時(shí)以探究的形式出現(xiàn),有時(shí)以證明題的形式出現(xiàn).該部分題目多數(shù)為綜合性問(wèn)題,考查分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,綜合運(yùn)用知識(shí)的能力等,屬于中、高檔題,一般難度較大.
圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì)
名稱(chēng)
橢圓
雙曲線
拋物線
定義
|PF1|+|PF2|=2a
(2a>|F1F2|)
||PF1|-|PF2||=2a
(2a<|F1F2|)
|PF|=|PM|,點(diǎn)F不在直線l上,PM⊥l于M
標(biāo)準(zhǔn)方程
+=1
(a>b>0)
-=1
(a>0,b>0)
y2=2px
(p>0)
圖形
幾何性質(zhì)
范圍
|x|≤a,|y|≤b
|x|≥a
x≥0
頂點(diǎn)
(a,0)(0,b)
(a,0)
(0,0)
對(duì)稱(chēng)性
關(guān)于x軸,y軸和原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)
焦點(diǎn)
(c,0)
(,0)
軸
長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a,短軸長(zhǎng)2b
實(shí)軸長(zhǎng)2a,虛軸長(zhǎng)2b
離心率
e==(0<e<1)
e==(e>1)
e=1
準(zhǔn)線
x=-
漸近線
y=x
熱點(diǎn)一 圓錐曲線的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
例1 若橢圓C:+=1的焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P在橢圓C上,且|PF2|=4則∠F1PF2等于( )
A.30 B.60 C.120 D.150
(2)已知拋物線x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)與雙曲線x2-y2=-的一個(gè)焦點(diǎn)重合,且在拋物線上有一動(dòng)點(diǎn)P到x軸的距離為m,P到直線l:2x-y-4=0的距離為n,則m+n的最小值為_(kāi)_______.
思維啟迪 (1)△PF1F2中利用余弦定理求∠F1PF2;(2)根據(jù)拋物線定義得m=|PF|-1.再利用數(shù)形結(jié)合求最值.
答案 (1)C (2)-1
解析 (1)由題意得a=3,c=,所以|PF1|=2.
在△F2PF1中,
由余弦定理可得cos∠F2PF1==-.
又因?yàn)閏os∠F2PF1∈(0,180),所以∠F2PF1=120.
(2)易知x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F(0,1),故p=2,
因此拋物線方程為x2=4y.
根據(jù)拋物線的定義可知m=|PF|-1,
設(shè)|PH|=n(H為點(diǎn)P到直線l所作垂線的垂足),
因此m+n=|PF|-1+|PH|.
易知當(dāng)F,P,H三點(diǎn)共線時(shí)m+n最小,
因此其最小值為|FH|-1=-1=-1.
思維升華 (1)對(duì)于圓錐曲線的定義不僅要熟記,還要深入理解細(xì)節(jié)部分:比如橢圓的定義中要求|PF1|+|PF2|>|F1F2|,雙曲線的定義中要求||PF1|-|PF2||<|F1F2|,拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到準(zhǔn)線的距離相等的轉(zhuǎn)化.
(2)注意數(shù)形結(jié)合,畫(huà)出合理草圖.
(1)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為.雙曲線x2-y2=1的漸近線與橢圓C有四個(gè)交點(diǎn),以這四個(gè)交點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形的面積為16,則橢圓C的方程為( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
(2)如圖,過(guò)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于點(diǎn)A,B,交其準(zhǔn)線l于點(diǎn)C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,則此拋物線的方程為( )
A.y2=9x B.y2=6x
C.y2=3x D.y2=x
答案 (1)D (2)C
解析 (1)∵橢圓的離心率為,∴==,
∴a=2b.∴橢圓方程為x2+4y2=4b2.
∵雙曲線x2-y2=1的漸近線方程為xy=0,
∴漸近線xy=0與橢圓x2+4y2=4b2在第一象限的交點(diǎn)為,
∴由圓錐曲線的對(duì)稱(chēng)性得四邊形在第一象限部分的面積為bb=4,
∴b2=5,∴a2=4b2=20.
∴橢圓C的方程為+=1.
(2)如圖,分別過(guò)A,B作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,由拋物線的定義知,|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|,
∵|BC|=2|BF|,∴|BC|=2|BB1|,
∴∠BCB1=30,∴∠A1AF=60.
連接A1F,則△A1AF為等邊三角形,
過(guò)F作FF1⊥AA1于F1,則F1為AA1的中點(diǎn),
設(shè)l交x軸于N,則|NF|=|A1F1|=|AA1|=|AF|,即p=,∴拋物線方程為y2=3x,故選C.
熱點(diǎn)二 圓錐曲線的幾何性質(zhì)
例2 (1)已知離心率為e的雙曲線和離心率為的橢圓有相同的焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2,P是兩曲線的一個(gè)公共點(diǎn),若∠F1PF2=,則e等于( )
A. B. C. D.3
(2)設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓+=1 (a>b>0)的左,右焦點(diǎn),若在直線x=上存在點(diǎn)P,使線段PF1的中垂線過(guò)點(diǎn)F2,則橢圓的離心率的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
思維啟迪 (1)在△F1F2P中利用余弦定理列方程,然后利用定義和已知條件消元;(2)可設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(,y),考察y存在的條件.
答案 (1)C (2)D
解析 (1)設(shè)橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為a1,雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)為a2,焦距為2c,|PF1|=m,|PF2|=n,且不妨設(shè)m>n,由m+n=2a1,m-n=2a2得m=a1+a2,n=a1-a2.
又∠F1PF2=,
∴4c2=m2+n2-mn=a+3a,
∴+=4,即+=4,解得e=,故選C.
(2)設(shè)P,線段F1P的中點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,
當(dāng)存在時(shí),則=,=,
由=-1,得
y2=,y2≥0,
但注意到b2-2c2≠0,即2c2-b2>0,
即3c2-a2>0,即e2>,故
0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,以O(shè)F為直徑作圓交雙曲線的漸近線于異于原點(diǎn)的兩點(diǎn)A、B,若(+)=0,則雙曲線的離心率e為( )
A.2 B.3 C. D.
(2)(xx課標(biāo)全國(guó)Ⅰ)已知F為雙曲線C:x2-my2=3m(m>0)的一個(gè)焦點(diǎn),則點(diǎn)F到C的一條漸近線的距離為( )
A. B.3 C.m D.3m
答案 (1)C (2)A
解析 (1)設(shè)OF的中點(diǎn)為C,則
+=2,由題意得,
2=0,
∴AC⊥OF,∴AO=AF,
又∠OAF=90,∴∠AOF=45,
即雙曲線的漸近線的傾斜角為45,
∴=tan 45=1,
則雙曲線的離心率e= =,故選C.
(2)雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為-=1(m>0),其漸近線方程為y= x=x,即y=x,不妨選取右焦點(diǎn)F(,0)到其中一條漸近線x-y=0的距離求解,得d==.故選A.
熱點(diǎn)三 直線與圓錐曲線
例3 過(guò)橢圓+=1(a>b>0)的左頂點(diǎn)A作斜率為2的直線,與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為B,與y軸的交點(diǎn)為C,已知=.
(1)求橢圓的離心率;
(2)設(shè)動(dòng)直線y=kx+m與橢圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn)P,且與直線x=4相交于點(diǎn)Q,若x軸上存在一定點(diǎn)M(1,0),使得PM⊥QM,求橢圓的方程.
思維啟迪 (1)根據(jù)=和點(diǎn)B在橢圓上列關(guān)于a、b的方程;(2)聯(lián)立直線y=kx+m與橢圓方程,利用Δ=0,=0求解.
解 (1)∵A(-a,0),設(shè)直線方程為y=2(x+a),B(x1,y1),
令x=0,則y=2a,∴C(0,2a),
∴=(x1+a,y1),=(-x1,2a-y1),
∵=,∴x1+a=(-x1),y1=(2a-y1),
整理得x1=-a,y1=a,
∵點(diǎn)B在橢圓上,∴()2+()2=1,∴=,
∴=,即1-e2=,∴e=.
(2)∵=,可設(shè)b2=3t,a2=4t,
∴橢圓的方程為3x2+4y2-12t=0,
由,得
(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12t=0,
∵動(dòng)直線y=kx+m與橢圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn)P,
∴Δ=0,即64k2m2-4(3+4k2)(4m2-12t)=0,
整理得m2=3t+4k2t,
設(shè)P(x1,y1)則有x1=-=-,
y1=kx1+m=,
∴P(-,),
又M(1,0),Q(4,4k+m),
∵x軸上存在一定點(diǎn)M(1,0),使得PM⊥QM,
∴(1+,-)(-3,-(4k+m))=0恒成立,
整理得3+4k2=m2.
∴3+4k2=3t+4k2t恒成立,故t=1.
∴橢圓的方程為+=1.
思維升華 待定系數(shù)法是求圓錐曲線方程的基本方法;解決直線與圓錐曲線問(wèn)題的通法是聯(lián)立方程,解方程組或利用弦長(zhǎng)公式等簡(jiǎn)化計(jì)算;涉及中點(diǎn)弦問(wèn)題時(shí),也可用“點(diǎn)差法”求解.
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)P到兩點(diǎn)(-,0),(,0)的距離之和等于4,設(shè)點(diǎn)P的軌跡為曲線C,直線l過(guò)點(diǎn)E(-1,0)且與曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的軌跡方程;
(2)求△AOB面積的最大值.
解 (1)由橢圓定義可知,點(diǎn)P的軌跡C是以(-,0),(,0)為焦點(diǎn),長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為2的橢圓,
故曲線C的方程為+y2=1.
(2)因?yàn)橹本€l過(guò)點(diǎn)E(-1,0),
可設(shè)直線l的方程為x=my-1或y=0(舍),
則整理得(m2+4)y2-2my-3=0.
由Δ=(-2m)2+12(m2+4)>0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).
解得y1=,
y2=.
則|y2-y1|=.
因?yàn)镾△AOB=|OE||y2-y1|=
=.
設(shè)g(t)=t+,t=,t≥.
則g(t)在區(qū)間[,+∞)上為增函數(shù),
所以g(t)≥.
所以S△AOB≤,當(dāng)且僅當(dāng)m=0時(shí)取等號(hào).
所以S△AOB的最大值為.
1.對(duì)涉及圓錐曲線上點(diǎn)到焦點(diǎn)距離或焦點(diǎn)弦的問(wèn)題,恰當(dāng)選用定義解題,會(huì)效果明顯,定義中的定值是標(biāo)準(zhǔn)方程的基礎(chǔ).
2.橢圓、雙曲線的方程形式上可統(tǒng)一為Ax2+By2=1,其中A、B是不等的常數(shù),A>B>0時(shí),表示焦點(diǎn)在y軸上的橢
圓;B>A>0時(shí),表示焦點(diǎn)在x軸上的橢圓;AB<0時(shí)表示雙曲線.
3.求雙曲線、橢圓的離心率的方法:(1)直接求出a,c,計(jì)算e=;(2)根據(jù)已知條件確定a,b,c的等量關(guān)系,然后把b用a,c代換,求.
4.通徑:過(guò)雙曲線、橢圓、拋物線的焦點(diǎn)垂直于對(duì)稱(chēng)軸的弦稱(chēng)為通徑,雙曲線、橢圓的通徑長(zhǎng)為,過(guò)橢圓焦點(diǎn)的弦中通徑最短;拋物線通徑長(zhǎng)是2p,過(guò)拋物線焦點(diǎn)的弦中通徑最短.
橢圓上點(diǎn)到焦點(diǎn)的最長(zhǎng)距離為a+c,最短距離為a-c.
5.拋物線焦點(diǎn)弦性質(zhì):
已知AB是拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)弦,F(xiàn)為拋物線的焦點(diǎn),A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)y1y2=-p2,x1x2=;
(2)|AB|=x1+x2+p=(α為弦AB的傾斜角);
(3)S△AOB=;
(4)+為定值;
(5)以AB為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線相切.
真題感悟
1.(xx廣東)已知中心在原點(diǎn)的雙曲線C的右焦點(diǎn)為F(3,0),離心率等于,則C的方程是( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 B
解析 由題意知:c=3,e==,∴a=2.b2=c2-a2=9-4=5,故所求雙曲線方程為-=1.
2.(xx遼寧)已知點(diǎn)A(-2,3)在拋物線C:y2=2px的準(zhǔn)線上,過(guò)點(diǎn)A的直線與C在第一象限相切于點(diǎn)B,記C的焦點(diǎn)為F,則直線BF的斜率為( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 拋物線y2=2px的準(zhǔn)線為直線x=-,而點(diǎn)A(-2,3)在準(zhǔn)線上,所以-=-2,即p=4,從而C:y2=8x,焦點(diǎn)為F(2,0).設(shè)切線方程為y-3=k(x+2),代入y2=8x得y2-y+2k+3=0(k≠0)①,由于Δ=1-4(2k+3)=0,所以k=-2或k=.
因?yàn)榍悬c(diǎn)在第一象限,
所以k=.
將k=代入①中,得y=8,再代入y2=8x中得x=8,
所以點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,8),
所以直線BF的斜率為.
押題精練
1.已知拋物線y2=2px的焦點(diǎn)F與雙曲線-=1的右焦點(diǎn)重合,拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為K,點(diǎn)A在拋物線上且|AK|=|AF|,則△AFK的面積為( )
A.4 B.8
C.16 D.32
答案 D
解析 F(,0),雙曲線-=1的右焦點(diǎn)為(4,0),
∴=4,p=8,∴拋物線方程為y2=16x,K(-4,0),設(shè)A(x,y),|AK|=|AF|?(x+4)2+y2=2(x-4)2+2y2,解得x2+y2-24x+16=0,與y2=16x聯(lián)立,解得x=4,y=8,
∴△AFK的面積為32.
2.設(shè)橢圓+=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別為A、B,點(diǎn)P在橢圓上且異于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)若直線AP與BP的斜率之積為-,求橢圓的離心率;
(2)若|AP|=|OA|,證明:直線OP的斜率k滿(mǎn)足|k|>.
(1)解 設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0),y0≠0.
由題意,有+=1.①
由A(-a,0),B(a,0),得kAP=,kBP=.
由kAP kBP=-,可得x=a2-2y,
代入①并整理得(a2-2b2)y=0.
由于y0≠0,故a2=2b2.于是e2==,所以橢圓的離心率e=.
(2)證明 方法一 依題意,直線OP的方程為y=kx,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0).由條件得
消去y0并整理,得x=,②
由|AP|=|OA|,A(-a,0)及y0=kx0,
得(x0+a)2+k2x=a2.
整理得(1+k2)x+2ax0=0.
而x0≠0,于是x0=,
代入②,整理得(1+k2)2=4k22+4.
又a>b>0,故(1+k2)2>4k2+4,即k2+1>4,
因此k2>3,所以|k|>.
方法二 依題意,直線OP的方程為y=kx,可設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,kx0).
由點(diǎn)P在橢圓上,有+=1.
因?yàn)閍>b>0,kx0≠0,
所以+<1,即(1+k2)x3,
所以|k|>.
(推薦時(shí)間:60分鐘)
一、選擇題
1.已知橢圓+=1(00,b>0)以及雙曲線-=1的漸近線將第一象限三等分,則雙曲線-=1的離心率為( )
A.2或 B.或
C.2或 D.或
答案 A
解析 由題意,可知雙曲線-=1的漸近線的傾斜角為30或60,則=或.
則e=== =或2.
故選A.
3.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程是y=x,它的一個(gè)焦點(diǎn)在拋物線y2=24x的準(zhǔn)線上,則雙曲線的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 B
解析 由雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程是y=x,可設(shè)雙曲線的方程為x2-=λ(λ>0).
因?yàn)殡p曲線-=1(a>0,b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)在拋物線y2=24x的準(zhǔn)線上,所以F(-6,0)是雙曲線的左焦點(diǎn),即λ+3λ=36,λ=9,所以雙曲線的方程為-=1.故選B.
4.已知橢圓+=1 (a>b>0),A(4,0)為長(zhǎng)軸的一個(gè)端點(diǎn),弦BC過(guò)橢圓的中心O,且=0,|-|=2|-|,則其焦距為( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 由題意,可知||=||=||,且a=4,
又|-|=2|-|,
所以,||=2||.故||=||.
又=0,所以⊥.
故△OAC為等腰直角三角形,||=||=2.
不妨設(shè)點(diǎn)C在第一象限,則點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,2),代入橢圓的方程,得+=1,解得b2=.
所以c2=a2-b2=42-=,c=.
故其焦距為2c=.
5.設(shè)F為拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn),過(guò)F且傾斜角為30的直線交C于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則△OAB的面積為( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 由已知得焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(,0),
因此直線AB的方程為y=(x-),
即4x-4y-3=0.
方法一 聯(lián)立拋物線方程,化簡(jiǎn)得4y2-12y-9=0,
則yA,B=,
故|yA-yB|==6.
因此S△OAB=|OF||yA-yB|=6=.
方法二 聯(lián)立方程得x2-x+=0,
則xA=,xB=,
故xA+xB=.
根據(jù)拋物線的定義有|AB|=xA+xB+p=+=12,
同時(shí)原點(diǎn)到直線AB的距離為h==,
因此S△OAB=|AB|h=.
6.橢圓M:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,P為橢圓M上任一點(diǎn),且
12的最大值的取值范圍是[c2,3c2],其中c=,則橢圓M的離心率e的取值范圍是( )
A.[,] B.[,]
C.(,1) D.[,1)
答案 B
解析 設(shè)P(x,y),F(xiàn)1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),
則=(-c-x,-y),=(c-x,-y),
=x2+y2-c2.
又x2+y2可看作P(x,y)到原點(diǎn)的距離的平方,
所以(x2+y2)max=a2,所以()max=b2,
所以c2≤b2=a2-c2≤3c2,即≤e2≤,
所以≤e≤.故選B.
二、填空題
7.已知雙曲線C的焦點(diǎn)、實(shí)軸端點(diǎn)恰好是橢圓+=1的長(zhǎng)軸端點(diǎn)、焦點(diǎn),則雙曲線C的漸近線方程是________.
答案 4x3y=0
解析 橢圓+=1的長(zhǎng)軸端點(diǎn)為(5,0)、焦點(diǎn)為(3,0),所以雙曲線的焦點(diǎn)為(5,0),實(shí)軸端點(diǎn)為(3,0),設(shè)雙曲線的方程為-=1,即c=5,a=3,b=4,所以漸近線方程為:y=x,即4x3y=0.
8.已知點(diǎn)P(0,2),拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,線段PF與拋物線C的交點(diǎn)為M,過(guò)M作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足為Q,若∠PQF=90,則p=________.
答案
解析 由拋物線的定義可得|MQ|=|MF|,F(xiàn)(,0),又PQ⊥QF,故M為線段PF的中點(diǎn),所以M(,1),把M(,1),代入拋物線y2=2px(p>0)得,1=2p,
解得p=,故答案為.
9.拋物線C的頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)F與雙曲線-=1的右焦點(diǎn)重合,過(guò)點(diǎn)P(2,0)且斜率為1的直線l與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),則弦AB的中點(diǎn)到拋物線準(zhǔn)線的距離為_(kāi)_______.
答案 11
解析 因?yàn)殡p曲線-=1的右焦點(diǎn)坐標(biāo)是(3,0).
所以=3,所以p=6.
即拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=12x.
設(shè)過(guò)點(diǎn)P(2,0)且斜率為1的直線l的方程為y=x-2,
聯(lián)立y2=12x消去y可得x2-16x+4=0,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),x1,2=82,
則x1+x2=16,
所以弦AB的中點(diǎn)到拋物線準(zhǔn)線的距離為
==11.故填11.
10.已知F1,F(xiàn)2是雙曲線-=1(a>0,b>0)的左,右焦點(diǎn),點(diǎn)P在雙曲線上且不與頂點(diǎn)重合,過(guò)F2作∠F1PF2的角平分線的垂線,垂足為A.若|OA|= b,則該雙曲線的離心率為_(kāi)______.
答案
解析 延長(zhǎng)F2A交PF1于B點(diǎn),則|PB|=|PF2|,
依題意可得|BF1|=|PF1|-|PF2|=2a.
又因?yàn)辄c(diǎn)A是BF2的中點(diǎn).
所以得到|OA|=|BF1|,所以b=a.
所以c=a.所以離心率為.
三、解答題
11.已知曲線C上的動(dòng)點(diǎn)P(x,y)滿(mǎn)足到定點(diǎn)A(-1,0)的距離與到定點(diǎn)B(1,0)的距離之比為.
(1)求曲線C的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)M(1,2)的直線l與曲線C交于兩點(diǎn)M、N,若|MN|=4,求直線l的方程.
解 (1)由題意得|PA|=|PB|
故=
化簡(jiǎn)得:x2+y2-6x+1=0(或(x-3)2+y2=8)即為所求.
(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=1.
將x=1代入方程x2+y2-6x+1=0得y=2,
所以|MN|=4,滿(mǎn)足題意.
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=kx-k+2,
由圓心到直線的距離d=2=,
解得k=0,此時(shí)直線l的方程為y=2.
綜上所述,滿(mǎn)足題意的直線l的方程為x=1或y=2.
12.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)P(a,b)(a>b>0)為動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓+=1的左,右焦點(diǎn).已知△F1PF2為等腰三角形.
(1)求橢圓的離心率e;
(2)設(shè)直線PF2與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),M是直線PF2上的動(dòng)點(diǎn),滿(mǎn)足=-2,求點(diǎn)M的軌跡方程.
解 (1)設(shè)F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)(c>0),
由題意,可得|PF2|=|F1F2|,即=2c,
整理得2()2+-1=0,得=-1(舍)或=,所以e=.
(2)由(1)知a=2c,b=c,
可得橢圓方程為3x2+4y2=12c2.
直線PF2的方程為y=(x-c).
所以A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)滿(mǎn)足方程組
消去y并整理,得5x2-8cx=0,
解得x1=0,x2=c,
得方程組的解
不妨設(shè)A(c,c),B(0,-c),M的坐標(biāo)為(x,y),
則=(x-c,y-c),=(x,y+c),
由y=(x-c),得c=x-y,
于是=(y-x,y-x),=(x,x),
由=-2,
得(y-x)x+(y-x)x=-2,
化簡(jiǎn)得18x2-16xy-15=0,
將y=代入c=x-y,
得c=,
由c>0,得x>0.
因此,點(diǎn)M的軌跡方程是
18x2-16xy-15=0(x>0).
13.(xx北京)已知A,B,C是橢圓W:+y2=1上的三個(gè)點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)當(dāng)點(diǎn)B是W的右頂點(diǎn),且四邊形OABC為菱形時(shí),求此菱形的面積;
(2)當(dāng)點(diǎn)B不是W的頂點(diǎn)時(shí),判斷四邊形OABC是否可能為菱形,并說(shuō)明理由.
解 (1)由橢圓W:+y2=1,知B(2,0)
∴線段OB的垂直平分線x=1.
在菱形OABC中,AC⊥OB,
將x=1代入+y2=1,得y=.
∴|AC|=|yA-yC|=.
∴菱形的面積S=|OB||AC|=2=.
(2)假設(shè)四邊形OABC為菱形.
∵點(diǎn)B不是W的頂點(diǎn),且直線AC不過(guò)原點(diǎn),
∴可設(shè)AC的方程為y=kx+m(k≠0,m≠0).
由
消y并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0.
設(shè)A(x1,y1),C(x2,y2),則
=-,=k+m=.
∴線段AC中點(diǎn)M,
∵M(jìn)為AC和OB交點(diǎn),∴kOB=-.
又k=-≠-1,
∴AC與OB不垂直.
∴OABC不是菱形,這與假設(shè)矛盾.
綜上,四邊形OABC不是菱形.
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