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1、 精品資料
2.6.3 曲線的交點(diǎn)
課時(shí)目標(biāo) 1.會(huì)求兩條曲線的交點(diǎn).2.會(huì)判斷直線與圓錐曲線的位置關(guān)系.3.能解決有關(guān)直線與圓錐曲線的綜合問(wèn)題.
1.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
設(shè)直線l的方程為Ax+By+C=0,圓錐曲線M的方程為f(x,y)=0,則由可得(消y)ax2+bx+c=0 (a≠0)
位置關(guān)系
交點(diǎn)個(gè)數(shù)
方程
相交
Δ>0
相切
Δ=0
相離
Δ<0
2.直線與圓錐曲線相交形成的弦長(zhǎng)問(wèn)題
(1)斜率為k的直線與圓錐曲線交于兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),則所
2、得弦長(zhǎng)P1P2=________________(用x1,x2表示)或P1P2= ________________(用y1,y2表示),其中求|x2- x1|與|y2-y1|時(shí)通常使用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,即作如下變形|x2-x1|= ,|y2-y1|=.
(2)當(dāng)斜率k不存在時(shí),可求出交點(diǎn)坐標(biāo),直接運(yùn)算(利用軸上兩點(diǎn)間距離公式).
(3)經(jīng)過(guò)圓錐曲線的焦點(diǎn)的弦(也稱焦點(diǎn)弦)的長(zhǎng)度,應(yīng)用圓錐曲線的定義,轉(zhuǎn)化為兩個(gè)焦半徑之和,往往比用弦長(zhǎng)公式簡(jiǎn)捷.
一、填空題
1.若直線y=kx+1與焦點(diǎn)在x軸上的橢圓+=1總有公共點(diǎn),則m的取值范圍是__________.
2.已知直線
3、l:y=x+b與曲線C:y=有兩個(gè)公共點(diǎn),則b的取值范圍為_(kāi)_________.
3.雙曲線-=1 (mn≠0)的離心率為2,有一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線y2=4x的焦點(diǎn)重合,則mn的值為_(kāi)_______.
4.已知拋物線y=-x2+3上存在關(guān)于直線x+y=0對(duì)稱的相異兩點(diǎn)A、B,則AB=________.
5.過(guò)點(diǎn)M(3,-1)且被點(diǎn)M平分的雙曲線-y2=1的弦所在直線方程為_(kāi)___________.
6.拋物線y2=12x截直線y=2x+1所得的弦長(zhǎng)為_(kāi)_______.
7.橢圓+=1和雙曲線-y2=1的公共焦點(diǎn)為F1、F2,P是兩曲線的一個(gè)交點(diǎn),那么cos∠F1PF2的值是______.
4、
8.已知拋物線y2=-x與直線y=k(x+1)相交于A、B兩點(diǎn),則△AOB的形狀是______________.
二、解答題
9.若拋物線y=-x2-2x+m及直線y=2x相交于不同的兩點(diǎn)A、B.
(1)求m的取值范圍;(2)求AB.
10.已知橢圓+=1,過(guò)點(diǎn)P(2,1)作一弦,使弦在這點(diǎn)被平分,求此弦所在直線的方程.
能力提升
11.若直線y=x+b與曲線y=3-有公共點(diǎn),則b的取值范圍是__________.
12.已知拋物線C:y=2x2,直線y=kx+2交
5、C于A,B兩點(diǎn),M是線段AB的中點(diǎn),過(guò)M作x軸的垂線交拋物線C于點(diǎn)N.
(1)證明:拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行;
(2)是否存在實(shí)數(shù)k使=0?若存在,求k的值;若不存在,說(shuō)明理由.
1.設(shè)直線l:Ax+By+C=0,圓錐曲線:f(x,y)=0,由 得ax2+bx+c=0.
(1)若a≠0,Δ=b2-4ac,則
①Δ>0,直線l與圓錐曲線有兩個(gè)不同交點(diǎn).
②Δ=0,直線l與圓錐曲線有唯一的公共點(diǎn).
③Δ<0,直線l與圓錐曲線沒(méi)有公共點(diǎn).
(2)若a=0,當(dāng)圓錐曲線為雙曲線時(shí),
6、l與雙曲線的漸近線平行或重合;當(dāng)圓錐曲線為拋物線時(shí),l與拋物線的對(duì)稱軸平行或重合.
2.涉及直線被圓錐曲線截得的弦的中點(diǎn)問(wèn)題時(shí),常用一元二次方程與系數(shù)的關(guān)系(韋達(dá)定理),這樣可直接得到兩交點(diǎn)的坐標(biāo)之和,也可用設(shè)而不求的方法(“點(diǎn)差法”)找到兩交點(diǎn)坐標(biāo)之和,直接與中點(diǎn)建立聯(lián)系.
3.有關(guān)曲線關(guān)于直線對(duì)稱的問(wèn)題,只需注意兩點(diǎn)關(guān)于一條直線對(duì)稱的條件:(1)兩點(diǎn)連線與該直線垂直(斜率互為負(fù)倒數(shù));(2)中點(diǎn)在此直線上(中點(diǎn)坐標(biāo)適合對(duì)稱軸方程).
2.6.3 曲線的交點(diǎn)
知識(shí)梳理
1.兩個(gè) 一個(gè) 無(wú)
2.(1)|x1-x2| |y1-y2|
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.[1,5)
2.[1,)
解
7、析 根據(jù)數(shù)形結(jié)合找b的范圍.
3.
解析 m+n=c2=1,e===2,
∴m=,n=.
4.3
解析 設(shè)AB的方程為y=x+b,與y=-x2+3聯(lián)立得:x2+x+b-3=0,
∴Δ=1-4(b-3)>0,x1+x2=-1,x1x2=b-3.
∴AB的中點(diǎn)C在x+y=0上:
即-+b-=0解得b=1符合Δ>0,
∴弦長(zhǎng)AB==3.
5.3x+4y-5=0
解析 這條弦的兩端點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),斜率為k,則
兩式相減再變形得
=(y1+y2)(y1-y2),
又弦中點(diǎn)為M(3,-1),故k=-.
故這條弦所在的直線方程為y+1=-(x-3),
8、即3x+4y-5=0.
6.
解析 由得4x2-8x+1=0,
∴x1+x2=2,x1x2=.
∴所得弦長(zhǎng)為|x1-x2|
==.
7.
解析 由題意可知,點(diǎn)P既在橢圓上又在雙曲線上,根據(jù)橢圓和雙曲線的定義,
可得
∴
又F1F2=2c=4,
∴cos∠F1PF2=
==.
8.直角三角形
解析 由
得k2x2+(2k2+1)x+k2=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
∵x1x2+y1y2
=x1x2+k2(x1+1)(x2+1)
=1+k2(1-+1)=0,
∴=0,∴OA⊥OB,
所以△AOB是直角三角形.
9.解 (1)依題意得方程
9、組
把②代入①,得2x=-x2-2x+m,
即x2+4x-m=0. ?、?
因?yàn)閽佄锞€與直線有兩個(gè)公共點(diǎn),
所以Δ=42-4(-m)>0,∴m>-4.
(2)設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
根據(jù)(1)中③x2+4x-m=0,
得x1+x2=-4,x1x2=-m,
所以AB=
=
=2.
10.解 方法一
如圖所示,設(shè)所求直線的方程為y-1=k(x-2),代入橢圓方程并整理,得
(4k2+1)x2-8(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0.
又設(shè)直線與橢圓的交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),則x1,x2是上述方程的兩個(gè)根,
∴x1+
10、x2=.
∵P為弦AB的中點(diǎn),
∴2==,解得k=-,
∴所求直線的方程為x+2y-4=0.
方法二 設(shè)直線與橢圓的交點(diǎn)為
A(x1,y1),B(x2,y2),
∵P為弦AB的中點(diǎn),∴x1+x2=4,y1+y2=2.
又∵A、B兩點(diǎn)在橢圓上,
∴x+4y=16,x+4y=16.
兩式相減,得(x-x)+4(y-y)=0,
即(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0.
∴==-,
即kAB=-.
∴直線方程為y-1=-(x-2),
即x+2y-4=0.
方法三 設(shè)所求直線與橢圓的一個(gè)交點(diǎn)為A(x,y),另一個(gè)交點(diǎn)為B(4-x,2-y),
11、∵A、B兩點(diǎn)在橢圓上,∴x2+4y2=16,①
(4-x)2+4(2-y)2=16.②
從而A、B在方程①-②所得直線x+2y-4=0上,由于過(guò)A、B的直線只有一條,
∴所求直線的方程為x+2y-4=0.
11.[1-2,3]
解析 曲線方程可化簡(jiǎn)為(x-2)2+(y-3)2=4 (1≤y≤3),即表示圓心為(2,3),半徑為2的半圓,依據(jù)數(shù)形結(jié)合,當(dāng)直線y=x+b與此半圓相切時(shí)需滿足圓心(2,3)到直線y=x+b距離等于2,解得b=1+2或b=1-2,因?yàn)槭窍掳雸A,故可得b=1+2(舍),當(dāng)直線過(guò)(0,3)時(shí),解得b=3,故1-2≤b≤3.
12.(1)證明
如圖所示,設(shè)
12、A(x1,2x),B(x2,2x),
把y=kx+2代入y=2x2,得2x2-kx-2=0,
由韋達(dá)定理得x1+x2=,x1x2=-1,
∴xN=xM==,
∴N點(diǎn)的坐標(biāo)為.
設(shè)拋物線在點(diǎn)N處的切線l的方程為
y-=m,
將y=2x2代入上式得2x2-mx+-=0.
∵直線l與拋物線C相切,
∴Δ=m2-8=m2-2mk+k2=(m-k)2=0,∴m=k,即l∥AB.
故拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行.
(2)解 假設(shè)存在實(shí)數(shù)k,使=0,
則NA⊥NB.
又∵M(jìn)是AB的中點(diǎn),∴MN=AB.
由(1)知yM=(y1+y2)=(kx1+2+kx2+2)
=[k(x1+x2)+4]==+2.
∵M(jìn)N⊥x軸,∴MN=|yM-yN|
=+2-=.
又AB=|x1-x2|
=
=
=.
∴=,解得k=2.
即存在k=2,使=0.