題型一 直線和橢圓的位置關(guān)系
例1 如圖所示,橢圓C1:+=1(a>b>0)的離心率為,x軸被曲線C2:y=x2-b截得的線段長(zhǎng)等于C1的短軸長(zhǎng).C2與y軸的交點(diǎn)為M,過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線l與C2相交于點(diǎn)A,B,直線MA,MB分別與C1相交于點(diǎn)D,E.
(1)求C1,C2的方程;
(2)求證:MA⊥MB;
(3)記△MAB,△MDE的面積分別為S1,S2,若=λ,求λ的取值范圍.
破題切入點(diǎn) (1)利用待定系數(shù)法求解曲線C1,C2的方程.
(2)設(shè)出直線AB和曲線C2聯(lián)立,利用坐標(biāo)形式的向量證明.
(3)將S1和S2分別表示出來(lái),利用基本不等式求最值.
(1)解 由題意,知=,
所以a2=2b2.
又2=2b,得b=1.
所以曲線C2的方程:y=x2-1,橢圓C1的方程:+y2=1.
(2)證明 設(shè)直線AB:y=kx,A(x1,y1),B(x2,y2),
由題意,知M(0,-1).
則x2-kx-1=0,
·=(x1,y1+1)·(x2,y2+1)
=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+1
=-(1+k2)+k2+1=0,
所以MA⊥MB.
(3)解 設(shè)直線MA的方程:y=k1x-1,直線MB的方程:y=k2x-1,
由(2)知k1k2=-1,M(0,-1),
由解得或
所以A(k1,k-1).
同理,可得B(k2,k-1).
故S1=MA·MB=·|k1||k2|.
由解得或
所以D(,).
同理,可得E(,).
故S2=MD·ME
=·,
=λ==≥,
則λ的取值范圍是[,+∞).
題型二 直線和雙曲線的位置關(guān)系
例2 已知雙曲線C:x2-y2=1及直線l:y=kx-1.
(1)若l與C有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(2)若l與C交于A,B兩點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),且△AOB的面積為,求實(shí)數(shù)k的值.
破題切入點(diǎn) (1)聯(lián)立方程組,利用Δ>0求出k的取值范圍.
(2)聯(lián)立方程用根與系數(shù)的關(guān)系求解.
解 (1)雙曲線C與直線l有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
則方程組有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,
整理得(1-k2)x2+2kx-2=0.
∴
解得-|x2|時(shí),
S△OAB=S△OAD-S△OBD=(|x1|-|x2|)
=|x1-x2|;
當(dāng)A,B在雙曲線的兩支上且x1>x2時(shí),
S△OAB=S△ODA+S△OBD=(|x1|+|x2|)
=|x1-x2|.
∴S△OAB=|x1-x2|=,∴(x1-x2)2=(2)2,
即()2+=8,解得k=0或k=±.
又∵-0,b>0)的上焦點(diǎn)為F,上頂點(diǎn)為A,B為虛軸的端點(diǎn),離心率e=,且S△ABF=1-.拋物線N的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)為F.
(1)求雙曲線M和拋物線N的方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線l與拋物線N相切于點(diǎn)P,與拋物線的準(zhǔn)線相交于點(diǎn)Q,則以PQ為直徑的圓是否恒過(guò)y軸上的一個(gè)定點(diǎn)?如果是,試求出該點(diǎn)的坐標(biāo),如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
破題切入點(diǎn) (1)根據(jù)雙曲線的性質(zhì),用a,c表示已知條件,建立方程組即可求解雙曲線的方程,然后根據(jù)拋物線的焦點(diǎn)求出拋物線的方程.
(2)設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程,并求出點(diǎn)Q的坐標(biāo),然后根據(jù)圓的性質(zhì)列出關(guān)于點(diǎn)P的坐標(biāo)的方程,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程恒成立的問(wèn)題來(lái)解決.
解 (1)在雙曲線中,c=,
由e=,得=,
解得a=b,故c=2b.
所以S△ABF=(c-a)×b=(2b-b)×b
=1-,解得b=1.
所以a=,c=2,其上焦點(diǎn)為F(0,2).
所以雙曲線M的方程為-x2=1,
拋物線N的方程為x2=8y.
(2)由(1)知拋物線N的方程為y=x2,
故y′=x,拋物線的準(zhǔn)線為y=-2.
設(shè)P(x0,y0),則x0≠0,y0=x,
且直線l的方程為y-x=x0(x-x0),
即y=x0x-x.
由得
所以Q(,-2).
假設(shè)存在點(diǎn)R(0,y1),使得以PQ為直徑的圓恒過(guò)該點(diǎn),
也就是·=0對(duì)于滿(mǎn)足y0=x(x0≠0)的x0,y0恒成立.
由于=(x0,y0-y1),=(,-2-y1),
由·=0,
得x0·+(y0-y1)(-2-y1)=0,
整理得-2y0-y0y1+2y1+y=0,
即(y+2y1-8)+(2-y1)y0=0,(*)
由于(*)式對(duì)滿(mǎn)足y0=x(x0≠0)的x0,y0恒成立,
所以解得y1=2.
故以PQ為直徑的圓恒過(guò)y軸上的定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2).
總結(jié)提高 直線和圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題,萬(wàn)變不離其宗,構(gòu)建屬于自己的解題模板,形成一定的解題思路,利用數(shù)形結(jié)合思想來(lái)加以解決.