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2021年高考数学二轮复习 直线与圆锥曲线问题专题检测(含解析)
1.已知圆C:(x+1)2+y2=8,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足→AM=2→AP,→NP·→AM=0,点N的轨迹为曲线E. (1)求曲线E的方程;
(2)若直线y=kx+k2+1与(1)中所求点N的轨迹E交于不同的两点F,H,O是
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坐标原点,且≤→OF·→OH≤,求k2的取值范围.
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解 (1)如图所示,连结NA. 由→AM=2→AP,→NP·→AM=0,
可知NP所在直线为线段AM的垂直平分线, 所以NA=NM,
所以NC+NA=NC+NM=22>2=CA,
所以动点N的轨迹是以C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆, 且长轴长为2a=22,焦距2c=2,即a=2,c=1,b=1. 故曲线E的方程为+y=1. 2(2)设F(x1,y1),H(x2,y2).
x2
2
x??2+y2=1,由???y=kx+k2+1
2
2
2
2消去y,
得(2k+1)x+4kk+1x+2k=0,
2
Δ=8k2>0,
4kk+12k由根与系数的关系,得x1+x2=-,x1x2=2, 2
2k+12k+1→→
所以OF·OH=x1x2+y1y2
=x1x2+(kx1+k+1)(kx2+k+1) =(k+1)x1x2+kk+1(x1+x2)+k+1
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2
22
2
2
2
2
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(k+1)·2k4k(k+1)2=-+k+1 22
2k+12k+1k2+1=2. 2k+1
2
2→→32k+13由≤OF·OH≤,得≤2≤, 3432k+1412
解得≤k≤1.
2
2.(xx·广东)已知抛物线C的顶点为原点,其焦点F(0,c)(c>0)到直线l:x-y-2=0的
32距离为.设P为直线l上的点,过点P作抛物线C的两条切线PA,PB,其中A,B为切点.
2(1)求抛物线C的方程;
(2)当点P(x0,y0)为直线l上的定点时,求直线AB的方程; (3)当点P在直线l上移动时,求AF·BF的最小值.
|c+2|32
解 (1)依题意知=,c>0,解得c=1.
22所以抛物线C的方程为x=4y.
121
(2)由y=x得y′=x,
42设A(x1,y1),B(x2,y2),
11
则切线PA,PB的斜率分别为x1,x2,
22所以切线PA的方程为y-y1=(x-x1), 2即y=x-+y1,即x1x-2y-2y1=0.
22同理可得切线PB的方程为x2x-2y-2y2=0, 又点P(x0,y0)在切线PA和PB上,
所以x1x0-2y0-2y1=0,x2x0-2y0-2y2=0,
所以(x1,y1),(x2,y2)为方程x0x-2y0-2y=0 的两组解, 所以直线AB的方程为x0x-2y-2y0=0. (3)由抛物线定义知AF=y1+1,BF=y2+1, 所以AF·BF=(y1+1)(y2+1)=y1y2+(y1+y2)+1, ??x0x-2y-2y0=0,
联立方程?2
?x=4y,?
2
2222
x1
x1x21
消去x整理得y+(2y0-x0)y+y0=0, ∴y1+y2=x0-2y0,y1y2=y0,
∴AF·BF=y1y2+(y1+y2)+1=y0+x0-2y0+1
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2
2
2
2
222
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=y0+(y0+2)-2y0+1=2y0+2y0+5
1?29?=2?y0+?+, 2?2?
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∴当y0=-时,AF·BF取得最小值,且最小值为.
223.(xx·浙江)
222
x2y222
如图,点P(0,-1)是椭圆C1:2+2=1(a>b>0)的一个顶点,C1的长轴是圆C2:x+y=4
ab的直径.l1,l2是过点P且互相垂直的两条直线,其中l1交圆C2于A,B两点,l2交椭圆C1于另一点D.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)求△ABD面积取最大值时直线l1的方程.
??b=1,
解 (1)由题意得?
?a=2.?
2
所以椭圆C1的方程为+y=1.
4
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0). 由题意知直线l1的斜率存在,不妨设其为k, 则直线l1的方程为y=kx-1. 又圆C2:x+y=4, 故点O到直线l1的距离d=
2
2
2
x2
1
k2+1
,
所以AB=24-d=2
2
4k+3
. k2+1
又l2⊥l1,故直线l2的方程为x+ky+k=0. ??x+ky+k=0,由?2 2
?x+4y=4.?
消去y,整理得(4+k)x+8kx=0,
28k8k+1
故x0=-2.所以PD=2. 4+k4+k设△ABD的面积为S,
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