2021高考数学一轮复习课时作业51直线与圆锥曲线文
课时作业51 直线与圆锥曲线
[基础达标]
1．过椭圆＋＝1内一点P(3,1)，求被这点平分的弦所在直线方程．
解析：设直线与椭圆交于A(x1，y1)，B(x2，y2)两点，
由于A、B两点均在椭圆上，
故＋＝1，＋＝1，
两式相减得
＋＝0.
又∵P是A、B的中点，∴x1＋x2＝6，y1＋y2＝2，
∴kAB＝＝－.
∴直线AB的方程为y－1＝－(x－3)．
即3x＋4y－13＝0.
2．[2020·郑州测试]已知椭圆C：＋＝1(a>b>0)的离心率为，以椭圆的四个顶点为顶点的四边形的面积为8.
(1)求椭圆C的方程；
(2)如图，斜率为的直线l与椭圆C交于A，B两点，点P(2,1)在直线l的左上方．若∠APB＝90°，且直线PA，PB分别与y轴交于点M，N，求线段MN的长度．
解析：(1)由题意知解得
所以椭圆C的方程为＋＝1.
(2)设直线l：y＝x＋m，A(x1，y1)，B(x2，y2)，
联立，得消去y，化简整理，得x2＋2mx＋2m2－4＝0.
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则由Δ＝(2m)2－4(2m2－4)>0，得－2
b>0)，右焦点为F2(c,0)．
因为△AB1B2是直角三角形，且|AB1|＝|AB2|，
所以∠B1AB2＝90°，
因此|OA|＝|OB2|，得b＝.
由c2＝a2－b2得4b2＝a2－b2，
故a2＝5b2，c2＝4b2，所以离心率e＝＝.
在Rt△AB1B2中，OA⊥B1B2，故S△AB1B2＝·|B1B2|·|OA|＝|OB2|·|OA|＝·b＝b2.由题设条件S△AB1B2＝4得b2＝4，所以a2＝5b2＝20.因此所求椭圆的标准方程为＋＝1.
(2)由(1)知B1(－2,0)，B2(2,0)．由题意知直线l的斜率存在且不为0，故可设直线l的方程为x＝my－2，代入椭圆方程并整理得(m2＋5)y2－4my－16＝0.
设P(x1，y1)，Q(x2，y2)，
则y1＋y2＝，y1·y2＝－，
又＝(x1－2，y1)，＝(x2－2，y2)，
所以·＝(x1－2)(x2－2)＋y1y2＝(my1－4)(my2－4)＋y1y2＝(m2＋1)y1y2－4m(y1＋y2)＋16＝－－＋16＝－，
由PB2⊥QB2，得·＝0，
即16m2－64＝0，解得m＝±2.
所以满足条件的直线l有两条，其方程分别为x＋2y＋2＝0和x－2y＋2＝0.
5．[2020·唐山五校联考]在直角坐标系xOy中，长为＋1的线段的两端点C，D分别在
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x轴、y轴上滑动，＝ .记点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程；
(2)经过点(0,1)作直线与曲线E相交于A，B两点，＝＋，当点M在曲线E上时，求四边形AOBM的面积．
解析：(1)设C(m,0)，D(0，n)，P(x，y)．
由＝ ，得(x－m，y)＝(－x，n－y)，
所以得
由||＝＋1，得m2＋n2＝(＋1)2，
所以(＋1)2x2＋y2＝(＋1)2，
整理，得曲线E的方程为x2＋＝1.
(2)设A(x1，y1)，B(x2，y2)，
由＝＋，知点M坐标为(x1＋x2，y1＋y2)．
由题意知，直线AB的斜率存在．
设直线AB的方程为y＝kx＋1，代入曲线E的方程，得
(k2＋2)x2＋2kx－1＝0，
则x1＋x2＝－，x1x2＝－.
y1＋y2＝k(x1＋x2)＋2＝.
由点M在曲线E上，知(x1＋x2)2＋＝1，
即＋＝1，解得k2＝2.
这时|AB|＝|x1－x2|＝＝，
原点到直线AB的距离d＝＝，
所以平行四边形OAMB的面积S＝|AB|·d＝.
6．[2018·天津卷]设椭圆＋＝1(a>b>0)的左焦点为F，上顶点为B.已知椭圆的离心率为，点A的坐标为(b,0)，且|FB|·|AB|＝6.
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(1)求椭圆的方程；
(2)设直线l：y＝kx(k>0)与椭圆在第一象限的交点为P，且l与直线AB交于点Q.若＝sin∠AOQ(O为原点)，求k的值．
解析：(1)设椭圆的焦距为2c，由已知有＝，又由a2＝b2＋c2，可得2a＝3b.由已知可得|FB|＝a，|AB|＝b，
由|FB|·|AB|＝6，可得ab＝6，从而a＝3，b＝2.
所以，椭圆的方程为＋＝1.
(2)设点P的坐标为(x1，y1)，点Q的坐标为(x2，y2)．
由已知有y1>y2>0，故|PQ|sin∠AOQ＝y1－y2.
又因为|AQ|＝，而∠OAB＝，所以|AQ|＝y2.
由＝sin∠AOQ，可得5y1＝9y2.
由方程组消去x，可得y1＝.
易知直线AB的方程为x＋y－2＝0，
由方程组消去x，可得y2＝.
由5y1＝9y2，可得5(k＋1)＝3，两边平方，
整理得56k2－50k＋11＝0，解得k＝或k＝.
所以k的值为或.
[能力挑战]
7．[2020·贵州贵阳测试]已知椭圆C：＋＝1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1，F2，点M为短轴的上端点，·＝0，过F2且垂直于x轴的直线交椭圆C于A，B两点，|AB|＝.
(1)求椭圆C的方程；
(2)设经过点(2，－1)且不经过点M的直线l与椭圆C相交于G，H两点，若k1，k2分别是直线MG，MH的斜率，求k1＋k2的值．
解析：(1)由·＝0，得b＝c，
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将x＝c代入＋＝1中，得y＝±，
因为|AB|＝，所以＝，
又a2＝b2＋c2，所以a＝，b＝1，
故椭圆C的方程为＋y2＝1.
(2)根据题意设直线l的方程为y＋1＝k(x－2)(k≠－1)，即y＝kx－2k－1(k≠－1)，
将y＝kx－2k－1代入＋y2＝1中，得
(1＋2k2)x2－4k(2k＋1)x＋8k2＋8k＝0，
由题意知Δ＝－16k(k＋2)>0，得－2
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