【学霸笔记:同步精讲】第3章 章末综合提升 讲义--2026版高中数学苏教版选必修1

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【学霸笔记:同步精讲】第3章 章末综合提升 讲义--2026版高中数学苏教版选必修1

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类型1 圆锥曲线的定义及应用
“回归定义”解题的三点应用
应用1:求轨迹方程时,若所求轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据圆锥曲线的定义,写出所求的轨迹方程;
应用2:涉及椭圆、双曲线的焦点三角形问题,常用定义结合解三角形的知识来解决;
应用3:求与抛物线有关的最值问题时,常利用定义把到焦点的距离转化为到准线的距离,结合几何图形,利用几何意义去解决.
提醒:应用定义解题时注意圆锥曲线定义中的限制条件.
【例1】 (1)已知动点M的坐标满足方程5=|3x+4y-12|,则动点M的轨迹是(  )
A.椭圆         B.双曲线
C.抛物线 D.以上都不对
(2)双曲线16x2-9y2=144的左、右两焦点分别为F1,F2,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=64,则∠F1PF2=________.
[尝试解答] _________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
类型2 圆锥曲线的方程
求圆锥曲线方程的一般步骤
求曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤.
(1)定形——指的是圆锥曲线的焦点位置与对称轴的位置.
(2)定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪条坐标轴上时,可设方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0).
(3)定量——由题设中的条件找到“式”中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小.
【例2】 (1)已知双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线交双曲线于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为(  )
A.=1 B.=1
C.=1 D.=1
(2)已知直线y=-x+2和椭圆=1(a>b>0)交于A,B两点,且a=2b.若|AB|=2,求椭圆的方程.
[尝试解答] _________________________________________________________
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类型3 圆锥曲线的性质及应用
求解离心率的三种方法
(1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲线)的焦点在x轴上还是y轴上都有关系式a2-b2=c2(a2+b2=c2)以及e=,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,这是基本且常用的方法.
(2)方程法:建立参数a与c之间的齐次关系式,从而求出其离心率,这是求离心率的十分重要的思路及方法.
(3)几何法:与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆(双曲线)的定义、几何性质,建立参数之间的关系,通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观.
【例3】 (1)已知F1,F2是椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为(  )
A. B.
C. D.
(2)若双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为(  )
A.2 B.
C. D.
[尝试解答] _________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
类型4 直线与圆锥曲线的位置关系
1.圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
(1)证明代数式为定值.依题设条件得出与代数式参数有关的等式,代入所求代数式,化简得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的表达式,再利用题设条件化简、变形.
(3)求某线段长度为定值.利用两点间距离公式求得表达式,再根据条件对其进行化简、变形即可.
2.圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y=kx+b,然后利用条件建立b,k间的等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.
(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.
【例4】 设椭圆C:=1(a>b>0),右顶点是A(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
[尝试解答] _________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)直线l与椭圆交于两点M,N(M,N不同于点A),若·=0,求证:直线l过定点,并求出定点坐标.
[尝试解答] _________________________________________________________
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1 / 4类型1 圆锥曲线的定义及应用
“回归定义”解题的三点应用
应用1:求轨迹方程时,若所求轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据圆锥曲线的定义,写出所求的轨迹方程;
应用2:涉及椭圆、双曲线的焦点三角形问题,常用定义结合解三角形的知识来解决;
应用3:求与抛物线有关的最值问题时,常利用定义把到焦点的距离转化为到准线的距离,结合几何图形,利用几何意义去解决.
提醒:应用定义解题时注意圆锥曲线定义中的限制条件.
【例1】 (1)已知动点M的坐标满足方程5=|3x+4y-12|,则动点M的轨迹是(  )
A.椭圆         B.双曲线
C.抛物线 D.以上都不对
(2)双曲线16x2-9y2=144的左、右两焦点分别为F1,F2,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=64,则∠F1PF2=________.
(1)C (2)60° [(1)把轨迹方程5=|3x+4y-12|写成=.
∴动点M到原点的距离与它到直线3x+4y-12=0的距离相等.∴点M的轨迹是以原点为焦点,直线3x+4y-12=0为准线的抛物线.
(2)双曲线方程16x2-9y2=144,化简为=1,
即a2=9,b2=16,所以c2=25,
解得a=3,c=5,所以F1(-5,0),F2(5,0).
设|PF1|=m,|PF2|=n,
由双曲线的定义知|m-n|=2a=6,又已知m·n=64,
在△PF1F2中,由余弦定理知
cos ∠F1PF2=
==
==.
又0°<∠F1PF2<180°,
所以∠F1PF2=60°.]
类型2 圆锥曲线的方程
 求圆锥曲线方程的一般步骤
求曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤.
(1)定形——指的是圆锥曲线的焦点位置与对称轴的位置.
(2)定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪条坐标轴上时,可设方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0).
(3)定量——由题设中的条件找到“式”中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小.
【例2】 (1)已知双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线交双曲线于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为(  )
A.=1 B.=1
C.=1 D.=1
(2)已知直线y=-x+2和椭圆=1(a>b>0)交于A,B两点,且a=2b.若|AB|=2,求椭圆的方程.
(1)C [法一:因为双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,所以解得所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±x.依题意,不妨设A,B到直线y=x的距离分别为d1,d2,因为d1+d2=6,所以=6,所以=6,
解得a=,所以b=3,
所以双曲线的方程为=1,故选C.
法二:因为双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,所以
解得如图所示,由d1+d2=6,即|AD|+|BE|=6,可得|CF|=3,故
b=3,所以a=,所以双曲线的方程为=1.]
(2)[解] 由消去y得x2-4x+8-2b2=0.由Δ=16-4(8-2b2)>0,得b2>2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由根与系数的关系得x1+x2=4,x1x2=8-2b2.
∵|AB|=2,∴·=2,
即·=2,解得b2=4,故a2=4b2=16.
∴所求椭圆的方程为=1.
类型3 圆锥曲线的性质及应用
求解离心率的三种方法
(1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲线)的焦点在x轴上还是y轴上都有关系式a2-b2=c2(a2+b2=c2)以及e=,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,这是基本且常用的方法.
(2)方程法:建立参数a与c之间的齐次关系式,从而求出其离心率,这是求离心率的十分重要的思路及方法.
(3)几何法:与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆(双曲线)的定义、几何性质,建立参数之间的关系,通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观.
【例3】 (1)已知F1,F2是椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为(  )
A. B.
C. D.
(2)若双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为(  )
A.2 B.
C. D.
(1)D (2)A [(1)由题意易知直线AP的方程为y=(x+a),①
直线PF2的方程为y=(x-c).②
联立①②,得P点纵坐标y=(a+c),
如图,过P向x轴引垂线,垂足为H,则PH=(a+c).
因为∠PF2H=60°,PF2=F1F2=2c,
所以sin 60°===,
即a+c=5c,即a=4c,
所以e==.故选D.
(2)由题意可知圆的圆心为(2,0),半径为2.因为双曲线=1的渐近线方程为y=±x,即bx±ay=0,且双曲线的一条渐近线与圆相交所得的弦长为2,所以=,所以=.故离心率e==2.故选A.]
类型4 直线与圆锥曲线的位置关系
1.圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
(1)证明代数式为定值.依题设条件得出与代数式参数有关的等式,代入所求代数式,化简得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的表达式,再利用题设条件化简、变形.
(3)求某线段长度为定值.利用两点间距离公式求得表达式,再根据条件对其进行化简、变形即可.
2.圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y=kx+b,然后利用条件建立b,k间的等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.
(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.
【例4】 设椭圆C:=1(a>b>0),右顶点是A(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆交于两点M,N(M,N不同于点A),若·=0,求证:直线l过定点,并求出定点坐标.
[解] (1)右顶点是A(2,0),离心率为,
所以a=2,=,
∴c=1,则b=,
∴椭圆的标准方程为=1.
(2)证明:当直线MN斜率不存在时,
设lMN:x=m,-2与椭圆方程=1联立,得|y|=,|MN|=2,
设直线MN与x轴交于点B,|MB|=|AB|,
即=2-m,
∴m=或m=2(舍),∴直线lMN过定点;
当直线MN斜率存在时,设直线MN斜率为k,M(x1,y1),N(x2,y2),则直线lMN:y=kx+b(k≠0),与椭圆方程=1联立,得
(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,
Δ=(8kb)2-4(4k2+3)(4b2-12)>0,k∈R,
∴x1+x2=-,x1x2=,
y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2.
·=0,则(x1-2,y1)(x2-2,y2)=0,
即x1x2-2(x1+x2)+4+y1y2=0,
∴7b2+4k2+16kb=0,
∴b=-k或b=-2k,
∴直线lMN:y=k或y=k(x-2),
∴直线过定点或(2,0)(舍去).
综上,直线l过定点.
章末综合测评(三) 圆锥曲线与方程
(满分:150分 时间:120分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2,若e2=e1,则a=(  )
A.   B.   C.   D.
A [由已知得e1=,e2==,因为e2=e1,所以=,解得a=.故选A.]
2.抛物线y2=4x的焦点到双曲线x2-=1的渐近线的距离是(  )
A. B.
C.1 D.
B [抛物线y2=4x的焦点为(1,0),到双曲线x2-=1的渐近线x-y=0的距离为=,故选B.]
3.已知点F,A分别为双曲线C:=1(a>0,b>0)的左焦点、右顶点,点B(0,b)满足·=0,则双曲线的离心率为(  )
A. B.
C. D.
D [∵·=0,∴FB⊥AB,∴b2=ac,又b2=c2-a2,∴c2-a2-ac=0,两边同除以a2,得e2-1-e=0,∴e=.]
4.已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的离心率为,则点(4,0)到C的渐近线的距离为(  )
A. B.2
C. D.2
D [法一:由离心率e==,得c=a,又b2=c2-a2,得b=a,所以双曲线C的渐近线方程为y=±x.由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C的渐近线的距离为=2.故选D.
法二:离心率e=的双曲线是等轴双曲线,其渐近线方程是y=±x,由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C的渐近线的距离为=2.故选D.]
5.与椭圆9x2+4y2=36有相同焦点,且短轴长为2的椭圆的标准方程为 (  )
A.=1 B.x2+=1
C.+y2=1 D.=1
B [椭圆9x2+4y2=36可化为=1,可知焦点在y轴上,焦点坐标为(0,±),故可设所求椭圆方程为=1(a>b>0),则c=.又2b=2,即b=1,所以a2=b2+c2=6,则所求椭圆的标准方程为x2+=1.]
6.若点O和点F(-2,0)分别为双曲线-y2=1(a>0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则·的取值范围为(  )
A.[3-2,+∞) B.[3+2,+∞)
C. D.
B [因为双曲线左焦点的坐标为F(-2,0),
所以c=2.
所以c2=a2+b2=a2+1,
即4=a2+1,解得a=.
设P(x,y),则·=x(x+2)+y2,
因为点P在双曲线-y2=1上,
所以·=x2+2x-1=--1.
又因为点P在双曲线的右支上,所以x≥.
所以当x=时,·最小,且为3+2,
即·的取值范围是[3+2,+∞).]
7.已知双曲线=1(b>0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A,B,C,D四点,四边形ABCD的面积为2b,则双曲线的方程为(  )
A.=1 B.=1
C.=1 D.=1
D [根据对称性,不妨设A在第一象限,A(x,y),

∴xy=·= b2=12,故双曲线的方程为=1,故选D.]
8.我们把离心率为黄金分割系数的椭圆称为“黄金椭圆”.如图,“黄金椭圆”C的中心在坐标原点,F为左焦点,A,B分别为长轴和短轴上的顶点,则∠ABF=(  )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
A [设椭圆的方程为=1(a>b>0).
由已知,得A(a,0),B(0,b),F(-c,0),
则=(-c,-b),=(a,-b).
∵离心率e==,
∴c=a,b=
==a,
∴·=b2-ac=0,∴∠ABF=90°.]
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知点M(1,0),A,B是椭圆+y2=1上的动点,当·取下列哪些值时,可以使·=0(  )
A.3 B.6
C.9 D.12
ABC [设A(x0,y0),且·=0.
因为·=·()=+·==,
将A点坐标代入椭圆,得=1,
所以=,代入上式可得·==-2x0+2=+(-2x02).
所以(·)min=,(·)max=9.对照选项,·可以取ABC.]
10.抛物线C:y2=4x的准线为l,P为C上动点.过P作⊙A:x2+(y-4)2=1的一条切线,Q为切点.过P作l的垂线,垂足为B.则(  )
A.l与⊙A相切
B.当P,A,B三点共线时,|PQ|=
C.当|PB|=2时,PA⊥AB
D.满足|PA|=|PB|的点P有且仅有2个
ABD [A选项,抛物线y2=4x的准线为x=-1,
⊙A的圆心(0,4)到直线x=-1的距离显然是1,等于圆的半径,
故准线l和⊙A相切,A选项正确;
B选项,P,A,B三点共线时,即PA⊥l,则P的纵坐标yP=4,
由=4xP,得到xP=4,故P(4,4),
此时切线长|PQ|===,B选项正确;
C选项,当|PB|=2时,xP=1,此时=4xP=4,故P(1,2)或P(1,-2),
当P(1,2)时,A(0,4),B(-1,2),kPA==-2,kAB==2,
不满足kPAkAB=-1;
当P(1,-2)时,A(0,4),B(-1,-2),kPA==-6,kAB==6,
不满足kPAkAB=-1;
于是PA⊥AB不成立,C选项错误;
D选项,法一:利用抛物线定义转化
根据抛物线的定义,|PB|=|PF|,这里F(1,0),
于是|PA|=|PB|时,P点的存在性问题转化成|PA|=|PF|时P点的存在性问题,
A(0,4),F(1,0),AF中点为,AF中垂线的斜率为-=,
于是AF的中垂线方程为:y=,与抛物线y2=4x联立可得y2-16y+30=0,
Δ=162-4×30=136>0,即AF的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个P点,使得|PA|=|PF|,D选项正确.
法二:设点直接求解
设P,由PB⊥l可得B(-1,t),又A(0,4),|PA|=|PB|,
根据两点间的距离公式,得=+1,整理得t2-16t+30=0,
Δ=162-4×30=136>0,则关于t的方程有两个解,
即存在两个这样的P点,D选项正确.
故选ABD.
]
11.已知椭圆C1:+y2=1过双曲线C2:=1(a,b>0)的焦点,C1的焦点恰为C2的顶点,C1与C2的交点按逆时针方向分别为A,B,C,D,O为坐标原点,则(  )
A.C2的离心率为
B.C1的右焦点到C2的一条渐近线的距离为
C.点A到C2的两顶点的距离之和等于4
D.四边形ABCD的面积为
ACD [对于A选项:椭圆C1:+y2=1的左、右顶点分别为(-2,0),(2,0),左、右焦点分别为(-,0),(,0),
由题意可知C2:=1(a,b>0)的焦点分别为(-2,0),(2,0),左、右顶点分别为(-,0),(,0),
所以a=,c=2,b=1,
所以双曲线的方程C2:-y2=1,因此C2的离心率为e==,故A正确;
对于B选项:双曲线的渐近线方程为y=±x,即x±y=0,
因此,C1的右焦点(,0)到直线x+y=0的距离为d=,故B错误;
对于C选项:由椭圆的定义可知,点A到C2的两顶点的距离之和等于4,故C正确;
对于D选项:联立联立
所以,四边形ABCD的面积S=4|xy|=4×=,
所以四边形ABCD的面积为,故D正确.]
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=________.
6 [法一:抛物线y2=8x的焦点为F(2,0).
∵N点在y轴上,设N(0,yN).
又∵M为FN的中点,
∴M,即M.
又∵M点在抛物线y2=8x上,
∴=8×1,得=32,
∴|FN|==6.
法二:抛物线y2=8x的焦点为F(2,0),准线l:x=-2.如图,设l与x轴的交点为A,分别过N,M作直线l的垂线,垂足分别为C,B.由M为FN的中点,易知线段BM为梯形AFNC的中位线.
∵|CN|=2,|AF|=4,∴|MB|=3.又由抛物线的定义得|MB|=|MF|,且|MN|=|MF|,∴|NF|=|NM|+|MF|=2|MF|=2|MB|=6.]
13.设双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则C的离心率为________.
 [由题可知A,B,F2三点横坐标相等,设A在第一象限,将x=c代入=1,
得y=±,即A,B,故|AB|==10,|AF2|==5,
又|AF1|-|AF2|=2a,得|AF1|=|AF2|+2a=2a+5=13,解得a=4,代入=5得b2=20,
故c2=a2+b2=36,即c=6,所以e===.]
14.过椭圆=1上一点P分别向圆C1:(x+3)2+y2=4和圆C2:(x-3)2+y2=1作切线,切点分别为M,N,则|PM|2+2|PN|2的最小值为________.
90 [因为圆C1:(x+3)2+y2=4和圆C2:(x-3)2+y2=1,
则C1(-3,0),半径R=2,C2(3,0),半径r=1,
由椭圆的方程可知a=6,b=3,
则c==3,
所以C1(-3,0),C2(3,0)为椭圆的两个焦点,
因为PM为圆C1的切线,PN为圆C2的切线,
故PM⊥C1M,PN⊥C2N,
则|PM|2==|PC1|2-4,
|PN|2==|PC2|2-1,
故|PM|2+2|PN|2=-4+2(|PC2|2-1)=|PC1|2+2|PC2|2-6,
根据椭圆的定义可得,|PC1|+|PC2|=2a=12,
设|PC2|=t,
则a-cta+c,即3t9,
所以|PM|2+2|PN|2=(12-t)2+2t2-6=3t2-24t+138=3(t-4)2+90,
故当t=4时,|PM|2+2|PN|2取得最小值90.
故答案为:90.]
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分13分)已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线=1(a>0,b>0)的一个焦点,并且这条准线与双曲线的两焦点的连线垂直,抛物线与双曲线交于点P,求抛物线的方程和双曲线的方程.
[解] 依题意,设抛物线的方程为y2=2px(p>0),
∵点P在抛物线上,∴6=2p×.∴p=2,
∴所求抛物线的方程为y2=4x.
∵双曲线的左焦点在抛物线的准线x=-1上,
∴c=1,即a2+b2=1,
又点P在双曲线上,
∴=1,
解方程组
得或(舍去).
∴所求双曲线的方程为4x2-y2=1.
16.(本小题满分15分)如图所示,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点).
(1)证明:动点D在定直线上;
(2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2.证明:-|MN1|2为定值,并求此定值.
[证明] (1)依题意可设AB的方程为y=kx+2,代入x2=4y,
得x2=4(kx+2),即x2-4kx-8=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1x2=-8,
直线AO的方程为y=x,
BD的方程为x=x2,
则交点D的坐标为.
又x1x2==4y1,
则有===-2,
即D点在定直线y=-2上(x≠0).
(2)依题意,切线l的斜率存在且不等于0.
设切线l的方程为y=ax+b(a≠0),代入x2=4y,得x2=4(ax+b),
即x2-4ax-4b=0,由Δ=0得(4a)2+16b=0,
化简整理,得b=-a2,故切线的方程为y=ax-a2.
分别令y=2,y=-2,
得N1,N2,
则|MN2|2-|MN1|2=+42-=8,
即|MN2|2-|MN1|2为定值8.
17.(本小题满分15分)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为(-2,0),离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为A1,A2,过点(-4,0)的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线MA1与NA2交于点P,证明:点P在定直线上.
[解] (1)设双曲线C的方程为=1(a>0,b>0),c为双曲线C的半焦距,
由题意可得解得
所以双曲线C的方程为=1.
(2)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),直线MN的方程为x=my-4,
则x1=my1-4,x2=my2-4.
联立得(4m2-1)y2-32my+48=0.
因为直线MN与双曲线C的左支交于M,N两点,所以4m2-1≠0,且Δ>0.
由根与系数的关系得所以y1+y2=y1y2.
因为A1,A2分别为双曲线C的左、右顶点,
所以A1(-2,0),A2(2,0).
直线MA1的方程为=,直线NA2的方程为=,
所以=,得===.
因为=


=-3,
所以=-3,解得x=-1,
所以点P在定直线x=-1上.
18.(本小题满分17分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),点A在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)是否存在斜率为2的直线l,使得当直线l与椭圆C有两个不同交点M,N时,能在直线y=上找到一点P,在椭圆C上找到一点Q,满足=?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
[解] (1)设椭圆C的焦距为2c,则c=1,
∵A在椭圆C上,
∴2a=|AF1|+|AF2|==2,∴a=,b2=a2-c2=1,
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)假设这样的直线存在,设直线l的方程为y=2x+t,
设M(x1,y1),N(x2,y2),P,Q(x4,y4),MN的中点为D(x0,y0),
由消去x,得9y2-2ty+t2-8=0,
∴y1+y2=,
且Δ=4t2-36(t2-8)>0,
故y0==,且-3<t<3,
由=,知四边形PMQN为平行四边形,
∴y0==,
得y4=,又-3<t<3,
可得-<y4<-1,∴点Q不在椭圆上,故不存在满足题意的直线l.
19.(本小题满分17分)已知椭圆E的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0)(c>0).点M在E上,MF2⊥F1F2,△MF1F2的周长为6+4,面积为c.
(1)求E的方程;
(2)设E的左、右顶点分别为A,B,过点的直线l与E交于C,D两点,记直线AC的斜率为k1,直线BD的斜率为k2,________.(从以下①②③三个问题中任选一个填到横线上并给出解答).
①求直线AC和BD交点的轨迹方程;
②是否存在实常数λ,使得k1=λk2恒成立;
③过点C作关于x轴的对称点C′,连接C′D得到直线l1,试探究:直线l1是否恒过定点.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
[解] (1)依题意,
解得
所以椭圆E的方程为+y2=1.
(2)设直线l的方程为x=ty+,
选择①,联立方程化简整理得4(t2+9)y2+12ty-27=0,
假设C(x1,y1),D(x2,y2),

所以ty1y2=(y1+y2),
直线AC的方程:y=(x+3);直线BD的方程:y=(x-3),
联立方程
两式相除,得=
==
==
==3,
即=3,解得x=6,
所以直线AC和BD交点的轨迹方程是直线x=6.
选择②,联立方程化简整理,得4(t2+9)y2+12ty-27=0,
假设C(x1,y1),D(x2,y2),

所以ty1y2=(y1+y2),
于是=·=
==
==
==,
故存在实数λ=,
使得k1=λk2恒成立.
选择③:设C(x1,y1),D(x2,y2),C′(x1,-y1),
联立方程化简整理,得4(t2+9)y2+12ty-27=0,

直线C′D与x轴交于点N,说明C′,D,N三点共线,于是kC′N=kDN,
假设N(m,0),
即=,
亦即-=,
则-y1(x2-m)=y2(x1-m),
所以y1(x2-m)+y2(x1-m)==y2+y1-m(y1+y2)=2ty1y2+(y1+y2)=2t+·=0,
解得m=6,
所以直线l恒过定点(6,0).
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