直线与双曲线位置关系
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直线与双曲线的位置关系和抛物线及其标准方程
知识点1:直线与双曲线的位置关系 1.直线与双曲线的位置关系的判断
设直线y=kx+b ,双曲线x 2a 2-y 2
b 2=1 (a >0,b >0)联立消去y 得Ax 2+Bx+C=0(a ≠0),Δ=B 2 -4AC 。
若A=0即,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点; 若Δ>0,直线与双曲线相交,有两个交点; 若Δ=0,直线与双曲线相切,有一个交点; 若Δ<0,直线与双曲线相离,无交点;
直线与双曲线有一个公共点是直线与双曲线相切的必要不充分条件。 2.弦长问题
设直线l:y=kx+n ,圆锥曲线:F(x,y)=0,它们的交点为P1 (x 1,y 1),P2 (x 2,y 2), 且由,消去y →ax 2+bx+c=0(a ≠0),Δ=b 2 -4ac 。
弦长公式:12||PP =1212x y y -=-(k 为直线斜率) 例题选讲:
例1:直线l :y =kx +1与双曲线C :2x 2-y 2=1的右支交于不同的两点A 、B .求实数k 的取值范围;
解 (1)将直线l 的方程y=kx+1代入双曲线C 的方程2x 2-y 2=1后,整理得(k 2-2)x 2+2kx+2=0.①
依题意,直线l 与双曲线C 的右支交于不同两点,
故
⎩
⎪
⎨
⎪
⎧k2-2≠0,
Δ=(2k)2-8(k2-2)>0,
-2k
k2-2
>0,
2
k2-2
>0.
解得k的取值范围是-2 例2:已知中心在原点,顶点 12 , A A在x轴上,离心率为 21 3 的双曲线经过点(6,6) P (Ⅰ)求双曲线的方程; (Ⅱ)动直线l经过12 A PA ∆的重心G,与双曲线交于不同的两点, M N,问是否存在直线l 使G平分线段MN。试证明你的结论。 例3:已知椭圆C1的方程为x 2 4 +y2=1,双曲线C2的左、右焦点分别是C1的左、右顶点,而C2的左、右顶点分别是C1的左、右焦点. (1)求双曲线C2的方程; (2)若直线l:y=kx+2与双曲线C2恒有两个不同的交点A和B,且OA →·OB→ >2 (其中O 为原点),求k的取值范围. 解(1)设双曲线C2的方程为x 2 a2 -y 2 b2 =1, 则a2=4-1=3,c2=4,由a2+b2=c2,得b2=1, 故C2的方程为x 2 3 -y2=1. (2)将y=kx+2代入 x2 3 -y2=1,得(1-3k2)x2-62kx-9=0. 由直线l与双曲线C2交于不同的两点,得 ⎩⎪⎨⎪ ⎧ 1-3k 2 ≠0.Δ=(-62k )2 +36(1-3k 2 ) =36(1-k 2 )>0. ∴k 2≠1 3且k 2<1. ① 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=62k 1-3k 2,x 1x 2=-9 1-3k 2. ∴x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+(kx 1+2)(kx 2+2) =(k 2 +1)x 1x 2+2k (x 1+x 2)+2=3k 2+7 3k 2-1 . 又∵OA →·OB → >2,得x 1x 2+y 1y 2>2, ∴3k 2+73k 2-1>2,即-3k 2+93k 2-1 >0,解得13 ② 由①②得13 ⎫33,1. 例4:已知双曲线的中心在原点,焦点12,F F 在坐标轴上,,且过点(4,. (1)求双曲线方程; (2)若点()3,M m 在双曲线上,求证:120MF MF ⋅=; (3)对于(2)中的点M ,求21MF F ∆的面积. 解:(1)由题意,可设双曲线方程为2 2 x y λ-=,又双曲线过点(4,,解得6λ= ∴ 双曲线方程为2 2 6x y -=; (2)由(1)可知,a b == ,c =, ∴ () 1F -,() 2F ∴ () 13,MF m =--,() 223,MF m =-, ∴ 2123MF MF m ⋅=-, 又点()3,M m 在双曲线上, ∴ 296m -=, ∴ 2 3m =, 即120MF MF ⋅=; (3)121211 622 S F MF F F m = =⋅= ∴21MF F ∆的面积为6. 知识点2:抛物线及其标准方程 1.抛物线定义 平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线. 2.抛物线的标准方程与几何性质 标准方程 y 2=2px (p >0) y 2=-2px (p >0) 图形 范围 x ≥0,y ∈R x ≤0,y ∈R 对称轴 x 轴 顶点坐标 原点O (0,0) 焦点坐标 ⎝⎛⎭ ⎫p 2,0 ⎝⎛⎭ ⎫-p 2,0 准线方程 x =-p 2 x =p 2 离心率 e =1 例1:(1)(2011·辽宁高考)已知F 是拋物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该拋物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( ) A.3 4 B .1 C.54 D.74 (2)(2012·曲阜师大附中质检)在抛物线C :y =2x 2上有一点P ,若它到点A (1,3)的距离与它到抛物线C 的焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是( ) A .(-2,1) B .(1,2) C .(2,1) D .(-1,2) [自主解答] (1)如图,由抛物线的定义知,|AM |+|BN |=|AF |+|BF |=3,|CD |=32,所以中点C 的横坐标为32-14=54.