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,

⎧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.

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

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.