数学
下列是有关直线与圆锥曲线的命题:①过点(2,4)作直线与抛物线y 2 =8x有且只有一个公共点,这样的直线有2条;②过抛物线y 2 =4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A,B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线有且仅有两条;③过点(3,1)作直线与双曲线 x 2 4 - y 2 =1 有且只有一个公共点,这样的直线有3条;④过双曲线 x 2 - y 2 2 =1 的右焦点作直线l交双曲线于A,B两点,若|AB|=4,则满足条件的

2020-04-29

下列是有关直线与圆锥曲线的命题:
①过点(2,4)作直线与抛物线y 2 =8x有且只有一个公共点,这样的直线有2条;
②过抛物线y 2 =4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A,B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线有且仅有两条;
③过点(3,1)作直线与双曲线
x 2
4
- y 2 =1
有且只有一个公共点,这样的直线有3条;
④过双曲线 x 2 -
y 2
2
=1
的右焦点作直线l交双曲线于A,B两点,若|AB|=4,则满足条件的直线l有3条;
⑤已知双曲线 x 2 -
y 2
2
=1
和点A(1,1),过点A能作一条直线l,使它与双曲线交于P,Q两点,且点A恰为线段PQ的中点.
其中说法正确的序号有______.(请写出所有正确的序号)
优质解答
①由题意可知点(2,4)在抛物线y 2 =8x上
故过点(2,4)且与抛物线y 2 =8x只有一个公共点时只能是
i)过点(2,4)且与抛物线y 2 =8x相切;ii)过点(2,4)且平行与对称轴.①故正确;
②过抛物线y 2 =4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A、B两点,
若直线AB的斜率不存在,则横坐标之和等于2,不适合.
故设直线AB的斜率为k,则直线AB为y=k(x-1)
代入抛物线y 2 =4x得,k 2 x 2 -2(k 2 +2)x+k 2 =0
∵A、B两点的横坐标之和等于5,
2( k 2 +2)
k 2
=5,k 2 =
4
3
,则这样的直线有且仅有两条,故②正确;
③由题意可得:双曲线x 2 -y 2 =3的渐近线方程为:y=±
1
2
x,
所以点(3,1)不是双曲线渐近线上的一点,
所以过点 (3,1)且与双曲线仅有一个公共点的直线有四条,其中两条是过点 (3,1)并且与双曲线相切的直线,另两条过点 (3,1)且平行于渐近线x+y=0的直线.故③错;
④∵双曲线的两个顶点之间的距离是2,小于4,
∴过抛物线的焦点一定有两条直线使得交点之间的距离等于4,
当直线与实轴垂直时,
有3-
y 2
2
=1,∴y=2,
∴直线AB的长度是4,
综上可知有三条直线满足|AB|=4,故④正确;
⑤设过点B(1,1)的直线方程为y=k(x-1)+1或x=1
(1)当k存在时有
y=k(x-1)+1
x 2 -
1
2
y
2
=1
得(2-k 2 )x 2 +(2k 2 -2k)x-k 2 +2k-3=0 (1)
当直线与双曲线相交于两个不同点,则必有△=(2k 2 -2k) 2 -4(2-k 2 )(-k 2 +2k-3)>0,
∴k<
3
2
设P(x 1 ,y 1 ),Q(x 2 ,y 2
∴x 1 +x 2 =
2(k- k 2 )
2- k 2
又B(1,1)为线段AB的中点
x 1 + x 2
2
=1 即
2(k- k 2 )
2- k 2
=1,∴k=2
当k=2,使2-k 2 ≠0但使△<0
因此当k=2时,方程(1)无实数解
故过点m(1,1)与双曲线交于两点A、B且M为线段AB中点的直线不存在.
(2)当x=1时,直线经过点M但不满足条件,
综上,符合条件的直线l不存在.故⑤错.
故答案为:①②④.
①由题意可知点(2,4)在抛物线y 2 =8x上
故过点(2,4)且与抛物线y 2 =8x只有一个公共点时只能是
i)过点(2,4)且与抛物线y 2 =8x相切;ii)过点(2,4)且平行与对称轴.①故正确;
②过抛物线y 2 =4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A、B两点,
若直线AB的斜率不存在,则横坐标之和等于2,不适合.
故设直线AB的斜率为k,则直线AB为y=k(x-1)
代入抛物线y 2 =4x得,k 2 x 2 -2(k 2 +2)x+k 2 =0
∵A、B两点的横坐标之和等于5,
2( k 2 +2)
k 2
=5,k 2 =
4
3
,则这样的直线有且仅有两条,故②正确;
③由题意可得:双曲线x 2 -y 2 =3的渐近线方程为:y=±
1
2
x,
所以点(3,1)不是双曲线渐近线上的一点,
所以过点 (3,1)且与双曲线仅有一个公共点的直线有四条,其中两条是过点 (3,1)并且与双曲线相切的直线,另两条过点 (3,1)且平行于渐近线x+y=0的直线.故③错;
④∵双曲线的两个顶点之间的距离是2,小于4,
∴过抛物线的焦点一定有两条直线使得交点之间的距离等于4,
当直线与实轴垂直时,
有3-
y 2
2
=1,∴y=2,
∴直线AB的长度是4,
综上可知有三条直线满足|AB|=4,故④正确;
⑤设过点B(1,1)的直线方程为y=k(x-1)+1或x=1
(1)当k存在时有
y=k(x-1)+1
x 2 -
1
2
y
2
=1
得(2-k 2 )x 2 +(2k 2 -2k)x-k 2 +2k-3=0 (1)
当直线与双曲线相交于两个不同点,则必有△=(2k 2 -2k) 2 -4(2-k 2 )(-k 2 +2k-3)>0,
∴k<
3
2
设P(x 1 ,y 1 ),Q(x 2 ,y 2
∴x 1 +x 2 =
2(k- k 2 )
2- k 2
又B(1,1)为线段AB的中点
x 1 + x 2
2
=1 即
2(k- k 2 )
2- k 2
=1,∴k=2
当k=2,使2-k 2 ≠0但使△<0
因此当k=2时,方程(1)无实数解
故过点m(1,1)与双曲线交于两点A、B且M为线段AB中点的直线不存在.
(2)当x=1时,直线经过点M但不满足条件,
综上,符合条件的直线l不存在.故⑤错.
故答案为:①②④.
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