第54讲圆锥曲线的综合应用-证明、探究性问题(达标检测)(教师版).docx
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1、圆锥曲线的综合应用证明,探究性问题达标检测A组一应知应会221. (2020沙坪坝区校级模拟)已知双曲线C:三-Xl(a0,b0)的左焦点为Fi,过Fi的直线Ia2b2与y轴相交于点M,与C的右支相交于点P,且M为线段P尸1的中点,若C的渐近线上存在一点N,使得诵=2而,则C的离心率为()A.2B.C.2D.53【分析】由题可知,Fi(-c,0),直线/的斜率一定存在,设其方程为y=&(x+c),则M(0,kc),P(c,2kc)f222将点P的坐标代入双曲线C的方程,有j4kC,由平面向量的线性坐标运算可得点N(22,2i3abc),代入y=且K得上=Sk,联立,消去也并结合离心率e=*即可
2、得解.3aa2a【解答】解:由题可知,Fi(-c,0),直线/的斜率定存在,设其方程为y=A(x+c),则M(0,品),YM为线段PFI的中点,J点尸(c,2kc),222将其代入双曲线C的方程,有J_4kC,2,2l一ab,;而=2而,点N(2匚kc且点N在渐近线尸巨丫上,33a2联立,消去k得,空,a29,离心率e=q=5,a3故选:B.2. (2020绥化模拟)已知对任意正实数?,p,q,有如下结论成立:若典上,则有典上卫E成立,nqnqn+q现已知椭圆三片=1上存在一点P,尸2为其焦点,在47i尸2中,N尸尸1F2=15,NP产2F=75,则椭圆的离心率为()A.AB.返C.返D.返2
3、232【分析】结合正弦定理和题中的新定义可知,IPFJ+PF2JFIFml,从而sinl50+sin75sin90j-=_竺一,结合正弦的两角和差公式分别算出sinl5o和sin750,代入上式进行sinl5+sin75sin90化简即可得离心率的值.【解答】解:在4PFF2中,由正弦定理知,IPFll Ipf2I f1f2SinZPF2F1 %inZPF1F2 %inZF1PF2IPFll+PF2FF2Sinl50+sin750sin900所以-2a2c即&=_居幽_sinl5+sin75sin90asinl5+sin75sin 15o +sin75o =sinI5o +cos 150=2s
4、in (45o +15o )=零所以离心率e=q=g=返.a63故选:C.2v23. (2020春杭州期末)以双曲线C-=l(0,b0)的左顶点A为圆心作半径为的圆,此2,2ab圆与渐近线交于坐标原点。及另点8,且存在直线y=h使得8点和右焦点尸关于此直线对称,则双曲线的离心率为()A.骼B.2C.3D.3【分析】利用已知条件求出8的坐标,结合B与尸关于y=丘对称,得到小。的方程,然后求解离心率即可.【解答】解:由题意可知A(0),F(c,0),22以双曲线C2-%=l(0,bO)的左顶点A为圆心作半径为”的圆(x+)2+v2=2,此圆与a2b2_b1y三X渐近线),=-2X交于坐标原点。及另
5、一点8,可得a,消去y,a(x+a)2+y2=a2232可得/+2x+-2=o,所以8=12a,则用=?-b.存在直线y=h使得B点和右焦点尸关于此直线对称,2a?bIC2o3,3132,可得:心=J,可得=2a:C,8尸的中点为:(C二,。),koa3o2,222_za2ab乙CC2cc2333中点在直线y=心;上,可得昌b=2a+。(.二_),2o2.92c2ab乙C整理可得4%2=(2a3+c3)Cc3-2a3),把2=c2-W代入上式.化简可得44=c4,e=La解得e=2故选:B.2v24.(2020浙江学业考试)设Fi,尸2分别是双曲线三4=l(,b0)的左、右焦点.若双曲线上存a
6、2b2在一点P,使得IPaI=4P尸2|,且NAPF2=60,则该双曲线的离心率是()A.逗B.运C.&D.&5353【分析】由双曲线的定义及题意可得仍户,俨心|的值,再由余弦定的可得mc的关系,进而求出双曲线的离心率.【解答】解:由双曲线的定义可得IPFILIP尸2=24,而IPg|=4|尸尺|,所以IPFlI=&,|尸乃|=2小33在APFIF2中/尸PF2=6O,由余弦定理可得IFI尸22=4c2=p产2+pF22-2IPFlIlPF2cosNFPF2=越9/人4/o8a2a1_52293329_整理可得:4c2=四/,即/=23/,所以e=_=Y亘,99a3故选:B.5. (2020南
7、平三模)已知双曲线=r-J=(0,力0)的左、右焦点分别为尸(-c,0),尸2(c,0).若2,21ab双曲线上存在点P满足PF=cP尸2|,则该双曲线的离心率的取值范围是()A.(1,l+2B.(1,l+3)C.(1,l+2)D.(1,l+3【分析】点P(历,W)在右支上并注意到禾IJ用PQ=d?尸2|,进而根据双曲线定义表示出IPFIl和仍尸2|代入EF=c仍户2,求得e的范围.【解答】解:.RP尸Il=CIP尸2,.FFlI3,P在双曲线右支上,Ipf2Ic设P点的横坐标为我,注意到由双曲线第二定义,知I尸尸=+ew,PF2=ex0-a,则FX(Ta=2.*=a(a+c)*,ex+ace
8、c-ea分子分母同时除以“,得手J.,e-e解得IVeW扬1.e-e故选:A.6. (2020闵行区校级三模)已知产为抛物线y2=4的焦点,A、8、C为抛物线上三点,当而+祚+而=五时,则存在横坐标x2的点A、8、C有()A.0个B.2个C.有限个,但多于2个D.无限多个【分析】设4(XI,y),B(X2,”),C(X3,”),利用直+而+而二1,说明/为AABC的重心,利用重心坐标公式结合不等式转化求解加W2,讨论推出2W2,32,得到结果.【解答】解:设A(x,j),B(X2,”),C(x3,y3),先证xW2,由强+而+而=1知,尸为AABC的重心,XF(LO),Biyly2y33i3U
9、x2+a3=3-Xi,y2+y3=-y,工(丫2+丫3)2=年+丫:+2丫2丫30,b0)的右顶点为A,抛物线Cv=I60r(0)azbz的焦点为尸,若在双曲线E的渐近线上存在点P,使得AP_LFP,则双曲线E的离心率的取值范围是()A.(1,-B.(1,2)C.舟,-too)D.(2,+8)【分析】求出双曲线的右顶点和渐近线方程,抛物线的焦点坐标,可设P(小,旦团),利用向量的垂直a的条件得关于用的一元二次方程,再由二次方程的判别式大于等于0,化简整理即可求得离心率的范围.22【解答】解:双曲线E:3r-=l(0,7O)的右顶点为A(4,0),2,2ab抛物线C:j2=160r的焦点为F(4
10、小0),双曲线的渐近线方程为y=土旦r,a可设P(?,tn)a即有AP=(w-a,-m)tFP=(楸-4,/),aa由HAJ_FP,得下_L而,可得获而=0,2即为Cm-a)(m-4a)+-2n2=0,2a化为(l+-)irr-5tw+42=0,2a由题意可得a=254(1+月一)4/20,2a即有9/216户=16(c2-2),即16c225u2,则e=WwS.a4由el,可得lVe24故选:A.2228. (2020河南二模)已知椭圆。:2L-+-=(abO)与圆C2:x2+y2=-,若在椭圆。上不存2,24ab+在点P,使得由点尸所作的圆C2的两条切线互相垂直,则椭圆。的离心率的取值范围
11、是()A.(0,争B.(0,多C,除1)D.除1)【分析】由题意画出图形,把问题转化为SinNA尸Osin45,且返,由此可得椭圆的离心率的取值a3范围.【解答】解:如图,若在椭圆Ci上不存在点P,使得由点P所作的圆C2的两条切线互相垂直,则两条切线夹角的最大值小于90(由于短轴顶点处的两条切线的夹角最大为120,故这种情况不存在)或两条切线夹角的最小值大于90,如图:由NAPo45,即sin4POsin45,即,2上返,.互近 a 2 a 3又 OVeVL,椭圆G的离心率的取值范围是(0,返).3故选:A.229.(多选)(2020青岛模拟)已知曲线C的方程为一=(lR),则下列结论正确的是
12、()k2-26-kA.当攵=8时,曲线C为椭圆,其焦距为4丁元B.当&=2时,曲线C为双曲线,其离心率为3C.存在实数2使得曲线C为焦点在),轴上的双曲线D.当=-3时,曲线。为双曲线,其渐近线与圆(X-4)2+y2=9相切【分析】求得2=8时,曲线C的方程和焦距,即可判断4求得左=2时,曲线C的方程,可得a,b,c,e,即可判断8;若曲线C为焦点在y轴上的双曲线,可得女的不等式组,解不等式可得人的范围,即可判断C;求得及=-3时,曲线C的方程和渐近线方程,圆的圆心和半径,结合直线和圆的位置关系,即可判断D.22【解答】解:当2=8时,曲线C的方程为+2一=1,曲线C表示焦点在X轴上的椭圆,c
13、=622=622215,焦距为2c=47,故4正确;当A=2时,曲线C的方程为普-I=1,曲线C为焦点在X轴上的双曲线,且=,Z?=2,c=2+4=6可得e=,故8正确:a6-k6若曲线C为焦点在y轴上的双曲线,可得Io,BpJ/一,k无实数解,故C错误;k2-20-2k0,b0)的左、右焦点,若在双曲线右支上存在点P,满足IP户2=FI尸21,且尸2到直线P乃的距离等于双曲线的实轴长,则关于该双曲线的下列结论正确的是()A.渐近线方程为4x3y=0B.渐近线方程为3x4y=0C.离心率为互D.离心率为互34【分析】设IP尸2=BP2=2c,运用双曲线的定义和等腰三角形的性质可得关于小C的方程
14、,得到双曲线的离心率,再由隐含条件即可得到与人的关系,求出双曲线的渐近线方程.【解答】解:设IP尸2=iF2=2c,由IPFlI-IP产2=2,可得IPFII=2c+24,由尸2到直线PFi的距离等于双曲线的实轴长2,设PQ的中点由等腰三角形P尸1尸2的性质可得,FMLPF,即有(c+a)2+(2)2=(2c)2,化简得e=g=l,a3由3c=5,得9c2=25tA即9(a2+h2=25a2,得1602=92即有3b=4,则双曲线的渐近线方程为J=A,a3BP4x3y=0.故选:AC.22IL(2020春宝山区校级月考)设尸|、尸2分别为双曲线J=I(a0,b0)的左、右焦点.在双a2b2曲线
15、右支上存在点P,满足IHF2|=回尸2|,且尸2到直线尸Fl的距离等于双曲线的实轴长,则上=.a【分析】利用题设条件和双曲线性质在三角形中寻找等量关系,得出与。之间的等量关系,推出结果.【解答】解:依题意I尸尸2|=内尸2|,可知三角形P尸2巧是一个等腰三角形,尸2在直线Pn的投影是其中点,由勾股定理知可知IPAI=244c2-4a2=44根据双曲定义可知48-2c=2,整理得c=2hm代入c?=/+/整理得劝2-助力=。,求得t=4.a3故答案为:名.32212.(2020平阳县模拟)设尸为双曲线C:-l(a0,b0)的右焦点,O为坐标原点,以O尸为直径的圆与双曲线C的其中一条渐近线交于点P
16、(不同于。),若双曲线C右支上存在点M满足百i=而,则双曲线C的离心率为.【分析】由题意如图所示设渐近线的方程,可得IoPl的值,P在渐近线上可得P的坐标,再由而一而,则可得M为的中点,将M的坐标代入双曲线的方程,可得小C的关系,进而求出双曲线的离心率.【解答】解:如图所示:双曲线对称性,设渐近线的方程为:y=W,即加缈=0,右焦点尸(c,0),所以尸到渐近线的距离d=-=b,在直角三角形OF以中可得IoH=JoF2_d2=Jc2-b22,所以Qpl=,IPFl=b,所以可求得p(y,也),CC22F(c,0),因为西=而.则可得M为P,尸的中点,所以M(a+c,独),2c2c22把M代入双曲
17、线C:-l(aO,b0),azbz/2,222,2可得Aa_a:整理可得c2=22,所以4acz4bc2故答案为:222r13. (2020春山西期中)已知椭圆W:5+l(ab0)的右焦点为F(E,0),且离心率为Y1,a2b22ABC的三个顶点都在椭圆W上,直线A8,BC,AC的斜率存在且均不为0,记它们的斜率分别为匕,Q,外,设AB,BC,AC的中点分别为M,N,P,O为坐标原点,若直线OM,OMOP的斜率之和为3,4则工+1+1=.勺k2k3【分析】先根据c=,义工1求得=2,b=l,从而得椭圆W的方程为为2一+y2=1,再设4(加,a24y1y1),B(X2y2)C(3y3)利用点差法
18、可得一-=-4kCIl,=-4kCRl,=-4kad,所以kB0Wkc/NkAC钮OP-4a0M+kN+k0p)=-3【解答】解:由题意可得,c=,J巫,所以a=2,b=l,a22C椭圆W的标准方程为,+y2=i22设A(x,y)tB(2,),C(刈,”),则+yj=1诙T性也汨(乂2-Xp(X2+X1/、/、两式作差得,=-(丫1+丫2)。2-丫1).x2-l4(丫2+丫1)即1,t1,=-4kw丫2一丫1x2+xlkAB此同理可得,;=-4koNkBC= -4kop,4+=-4ckM+k0N+k0P-3故答案为:-3.14. (2019秋徐汇区校级期末)已知椭圆G::+右1(0五)左、右焦
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