2023届高考数学一轮复习讲义-圆锥曲线焦点弦(含答案)

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2023届高考数学一轮复习讲义-圆锥曲线焦点弦(含答案)

资源简介

2023届圆锥曲线焦点弦
弦长计算公式:
典例分析
例1(1)已知直线与抛物线交于,两点,则______.
(2)已知斜率为1的直线过椭圆的右焦点,交椭圆于两点,则弦的长为( )
A. B. C. D.
对点练习
已知双曲线:的一条渐近线方程是,过其左焦点作斜率为2的直线交双曲线于,两点,则截得的弦长( )
A. B. C.10 D.
例2(1)已知抛物线的焦点到其准线的距离为2.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)设直线与抛物线交于两点,且与的横坐标之和为4,求的值及.
(2)直线交抛物线于A,B两点.若AB的中点横坐标为2,则弦长为______
对点练习
1.过抛物线的焦点的直线交于,两点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.1
2.椭圆经过点,离心率为,左、右焦点分别为
(1)求椭圆的方程
(2)斜率为的直线l与椭圆交于A,B两点,当时,求直线的方程
3.已知点,,动点满足条件.记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过曲线的一个焦点作倾斜角为45°的直线与曲线交于,两点,求.
例3.已知抛物线C:的焦点为F,过点F分别作两条直线,,直线l1与抛物线C交于A、B两点,直线l2与抛物线C交于D、E两点,若与的斜率的平方和为1,则的最小值为(  )
A.16 B.20 C.24 D.32
对点练习
1.过椭圆的焦点的弦中最短弦长是( )
A. B. C. D.
2.过椭圆上的焦点作两条相互垂直的直线,交椭圆于两点,交椭圆于两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例4.已知双曲线:的左 右焦点分别为,,直线与交于,两点,当最小时,四边形的面积为___________.
对点练习
设直线与抛物线相交于 两点,为坐标原点,若,则面积的取值范围是( )
A. B. C. D.
综合练习
1.过拋物线:焦点F的直线与抛物线相交于A,B两点,,O为坐标原点,且△的面积为,则抛物线C的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.经过椭圆(a>b>0)的焦点且垂直于椭圆长轴的弦长为( )
A. B. C. D.
3.已知F是椭圆的一个焦点,AB为过椭圆中心的一条弦,则△ABF面积的最大值为( )
A.6 B.15 C.20 D.12
4.已知双曲线的离心率为,且其顶点到其渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)直线:与双曲线交于,两点,若,求的值.
5.直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,且.
(1)求与满足的关系;
(2)求证:点到直线的距离是定值,并求的最小值.
2023届圆锥曲线焦点弦解析
弦长计算公式:
典例分析
例1(1)已知直线与抛物线交于,两点,则______.
【解析】联立,得:,即,
设,,则,,
所以.
(2)已知斜率为1的直线过椭圆的右焦点,交椭圆于两点,则弦的长为( )
A. B. C. D.
【解析】由椭圆得,,所以,
所以右焦点坐标为,则直线的方程为,设,
联立,消y得,,则,
所以.即弦长为.故选:C.
对点练习
已知双曲线:的一条渐近线方程是,过其左焦点作斜率为2的直线交双曲线于,两点,则截得的弦长( )
A. B. C.10 D.
【解析】∵双曲线:的一条渐近线方程是,
∴,即,∵左焦点,∴,∴,∴,,
∴双曲线方程为,直线的方程为,
设,由,消可得,∴,,
∴.故选:C
例2(1)已知抛物线的焦点到其准线的距离为2.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ)设直线与抛物线交于两点,且与的横坐标之和为4,求的值及.
【解析】(1)因为抛物线的焦点到其准线的距离为2,
所以,的方程为.
(2)设,则,
两式相减得,,
,联立,消去整理得,,
∵直线过抛物线的焦点,.
(2)直线交抛物线于A,B两点.若AB的中点横坐标为2,则弦长为______
【解析】设,易知k=0不合题意,将直线代入抛物线方程得:,所以,
因为AB的中点横坐标为2,所以,
所以,则.
对点练习
1.过抛物线的焦点的直线交于,两点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.1
【解析】方法一:如图,分别过点,作准线的垂线,,垂足分别为,,过点作于点,交轴于点.由已知条件及抛物线的定义,得,,所以.在中,因为,,所以,所以,所以焦点到准线的距离为,即.
方法二:依题意,直线不与轴垂直,设直线的方程为,将其代入抛物线的方程,得.设,,则.因为,所以,即,,所以,解得.
故选:C.
2.椭圆经过点,离心率为,左、右焦点分别为
(1)求椭圆的方程
(2)斜率为的直线l与椭圆交于A,B两点,当时,求直线的方程
【解析】(1)因为椭圆经过点,离心率为,
所以,,因为,所以得,
所以椭圆方程为,
(2)设直线l为,设,
由,得,由,得,
由根与系数的关系得,因为,
所以,
解得,所以直线的方程为或
3.已知点,,动点满足条件.记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过曲线的一个焦点作倾斜角为45°的直线与曲线交于,两点,求.
【解析】(1)因为,
所以点的轨迹是以为焦点,实轴长为的双曲线,
所以,所以,所以的方程为:;
(2)不妨设焦点,则直线:
由消去得:.设,,则,,
所以.
例3.已知抛物线C:的焦点为F,过点F分别作两条直线,,直线l1与抛物线C交于A、B两点,直线l2与抛物线C交于D、E两点,若与的斜率的平方和为1,则的最小值为(  )
A.16 B.20 C.24 D.32
【解析】抛物线C:的焦点,设直线l1:,直线l2:
由题意可知,则,联立,整理得:
设,,则,
设,,同理可得:
由抛物线的性质可得:,
∴,
当且仅当时,上式“=”成立.∴的最小值24.故选:C
对点练习
1.过椭圆的焦点的弦中最短弦长是( )
A. B. C. D.
【解析】显然过椭圆焦点的最短弦所在直线l不垂直y轴,设l的方程为:x=my+c,
由消去x并整理得:,
设直线l与椭圆交于点,则有,
则有
,当且仅当时取“=”,
于是,当,即直线l垂直于x轴时,,
所以过椭圆的焦点的最短弦是与焦点所在坐标轴垂直的弦,最短弦长是.
故选:A
2.过椭圆上的焦点作两条相互垂直的直线,交椭圆于两点,交椭圆于两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解析】当直线有一条斜率不存在时,不妨设直线斜率不存在,则直线斜率为0,
此时,,所以,
当直线的斜率都存在且不为0时,不妨设直线的斜率为k,则直线的斜率为,
不妨设直线都过椭圆的右焦点,所以直线,直线,
联立与椭圆T,可得,
,,所以,
同理,所以,
令,因为,所以,所以=,
令,因为,所以,所以,所以,
所以,综上的取值范围是.故选:C
例4.已知双曲线:的左 右焦点分别为,,直线与交于,两点,当最小时,四边形的面积为___________.
【解析】设,由,得,
由韦达定理得,
所以,
当时,有最小值,设到直线的距离分别为,

所以四边形的面积为
对点练习
设直线与抛物线相交于 两点,为坐标原点,若,则面积的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解析】因为直线与抛物线相交于 两点,所以该直线斜率不为零,
设该直线的方程为,其中不同时为零;设 ,
由可得,则,,即;
因此,
又,所以,即,解得;
所以;
又点到直线的距离为,所以的面积为,即面积的取值范围是.故选:D.
综合练习
1.过拋物线:焦点F的直线与抛物线相交于A,B两点,,O为坐标原点,且△的面积为,则抛物线C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【解析】由题设,令为,联立抛物线方程并整理得,
∴若,则,,又易得,
∴,则,即,
∴, 又,而,
∴,即,又,则,故.故选:D
2.经过椭圆(a>b>0)的焦点且垂直于椭圆长轴的弦长为( )
A. B. C. D.
【解析】将或代入椭圆的标准方程得,,
解得,因此,过焦点且垂直于长轴的弦长是.故选:D.
3.已知F是椭圆的一个焦点,AB为过椭圆中心的一条弦,则△ABF面积的最大值为( )
A.6 B.15 C.20 D.12
【解析】显然直线AB不垂直y轴,椭圆中心为原点O,设直线AB的方程为:x=my,
由消去y得:,设,
由椭圆对称性,不妨令,焦点,
△ABF的面积,当且仅当时取“=”,所以△ABF面积的最大值为12.故选:D
4.已知双曲线的离心率为,且其顶点到其渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)直线:与双曲线交于,两点,若,求的值.
【解析】(1)由题得顶点到渐近线,即的距离为,
即,离心率,又,
则可解得,故双曲线方程为;
(2)设,联立可得,
则,解得,
则,解得.
5.直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,且.
(1)求与满足的关系;
(2)求证:点到直线的距离是定值,并求的最小值.
【解析】(1)设点A,B,联立消得,
∴,由得
代入化简可得和满足的关系为:;
(2)由点到直线的距离公式可得:,由(1)得
代入可解得为定值;由直线与双曲线交点弦弦长公式可得:
,令(t≤3)
化简可得,由t≤3可得当,t=3时.

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