2021_2022学年新教材高中数学第二章平面解析几何2.8直线与圆锥曲线的位置关系学案含解析新人教

2022-07-11 13:53:17   文档大全网     [ 字体:小 中 大 ] [ 阅读: ]

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2.8 直线与圆锥曲线的位置关系



关键能力·合作学习

类型一 直线与圆锥曲线的位置关系(逻辑推理)



1.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率k的取值X围是( )

11A.-2,2 B.[-2,2]



C.[-1,1] D.[-4,4]

【解析】选C.由已知,得直线l的方程为y=k(x+2),与抛物线方程联立方程组,整理得ky2-8y+16k=0.

当k=0时,直线与抛物线有一个交点.当k≠0时, 由Δ=64-64k2≥0,解得-1≤k≤1,所以-1≤k≤1,且k≠0. 综上得-1≤k≤1. 2.已知双曲线

C:x2-

y2

4 =1,过点P(1,2)的直线l,使l与C有且只有一个公共点,则满足

上述条件的直线l共有( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条

【解析】选B.因为双曲线的渐近线方程为y=±2x,点P在一条渐近线上,又由于双曲线的顶点为(±1,0),所以过点P且与双曲线相切的切线只有一条.过点P平行于渐近线的直线只有一条,所以与双曲线只有一个公共点的直线有两条.

x2

3.若椭圆2 +y2=a2(a>0)与连接两点A(1,2),B(3,4)的线段有公共点,则实数a的取值X围为________.

x2

【解析】若椭圆2 +y2=a2(a>0)和连接两点A(1,2),B(3,4)的线段没有公共点,所以A,B都在椭圆内或A,B都在椭圆外,

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当点A,B都在椭圆内时,

9

2+16,

2

122+4,

82

解得a>2 ;当点A,B都在椭圆外时,

92,+16>a232

解得0<a<2 .



122+4>a,

3282

所以实数a的取值X围是0, ∪ . ,+∞22

所以当椭圆与线段AB有公共点时实数a的取值X围是答案:

8232

,22



关于直线与圆锥曲线的交点个数判断

(1)代数法:直线与圆锥曲线的方程联立、消元,

①如果得到的是一元二次方程,则利用Δ判断方程根的个数,即直线与圆锥曲线交点的个数; ②如果得到的是一元一次方程,则表示直线与双曲线的渐近线平行,或直线与抛物线的对称轴平行,此时直线与圆锥曲线有一个交点.

(2)几何法:一般适用直线与双曲线的位置关系,可以判断直线的斜率与渐近线斜率的大小,结合图象可以判断直线与双曲线的交点个数.

类型二 直线与圆锥曲线相切问题(逻辑推理、数学运算)

x2y2

【典例】设点M是椭圆C:a2 +b2 =1(a>b>0)上一动点,椭圆的长轴长为43 ,离心率为63 .

(1)求椭圆C的方程;

(2)求点M到直线l1:x+y-5=0距离的最大值及此时点M的坐标.

【思路导引】(1)利用长轴长、离心率求a,c,再求出b.(2)利用与直线l1平行且与椭圆相切的直线求最大值.

【解析】(1)由题意可知2a=43 ,则a=23 , c6

离心率e=a =3 ,则c=22 ,b2=a2-c2=4,

8232

. ,22

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x2y2

所以椭圆的标准方程为12 +4 =1.

(2)由直线l1的方程与椭圆的方程可以设为,直线l1与椭圆不相交,设直线m平行于直线l1, 则直线m的方程可以设为x+y+k=0,

x+y+k=0,

由方程组x2y2消 去y,得4x2+6kx+3k2-12=0①,

12+4=1,

令方程①的根的判别式Δ=0,得36k2-4×4(3k2-12)=0②, 解方程②得k1=4或k2=-4,

由图可知,当k=4时,直线m与椭圆的交点到直线l1的距离最远,此时直线m的方程为x+y+4=0,



直线m与直线l1的距离d=92

最大值为2 .

此时由方程4x2+6kx+3k2-12=0, 即x2+6x+9=0,解得x=-3,所以y=-1. 故点M的坐标是-3,-1 .



关于直线与圆锥曲线相切的问题

(1)直线与圆锥曲线相切与直线与圆锥曲线有一个交点不同,相切是当两个交点重合为一个交点时的情况,而相交于一个交点则是与渐近线、抛物线的对称轴平行时的情况; (2)利用直线与圆锥曲线相切可以求参数的X围、解决距离的最值问题等.



设双曲线Γ的方程为方程.

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x2-

y2

4 l是经过点M(1,1)的直线,且和Γ有且仅有一个公共点,求l的|4-(-5)|

12+12

92

=2 ,所以点M到直线l1:x+y-5=0距离的

()


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