高考圆锥曲线习题分类
(完整版)圆锥曲线的综合经典例题(含答案解析)
经典例题精析类型一:求曲线的标准方程1. 求中心在原点,一个焦点为且被直线截得的弦AB的中点横坐标为的椭圆标准方程.思路点拨:先确定椭圆标准方程的焦点的位置(定位),选择相应的标准方程,再利用待定系数法确定、(定量).解析:方法一:因为有焦点为,所以设椭圆方程为,,由,消去得,所以解得故椭圆标准方程为方法二:设椭圆方程,,,因为弦AB中点,所以,由得,(点差法)所以又故椭圆标准方程为.举一反三:【变式】已知椭圆在x轴上的一个焦点与短轴两端点连线互相垂直,且该焦点与长轴上较近的端点的距离为.求该椭圆的标准方程.【答案】依题意设椭圆标准方程为(),并有,解之得,,∴椭圆标准方程为2.根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)与双曲线有共同的渐近线,且过点;(2)与双曲线有公共焦点,且过点解析:(1)解法一:设双曲线的方程为由题意,得,解得,所以双曲线的方程为解法二:设所求双曲线方程为(),将点代入得,所以双曲线方程为即(2)解法一:设双曲线方程为-=1由题意易求又双曲线过点,∴又∵,∴,故所求双曲线的方程为.解法二:设双曲线方程为,将点代入得,所以双曲线方程为.总结升华:先根据已知条件确定双曲线标准方程的焦点的位置(定位),选择相应的标准方程,再利用待定系数法确定、.在第(1)小题中首先设出共渐近线的双曲线系方程.然后代点坐标求得方法简便.第(2)小题实轴、虚轴没有唯一给出.故应答两个标准方程.(1)求双曲线的方程,关键是求、,在解题过程中应熟悉各元素(、、、及准线)之间的关系,并注意方程思想的应用.(2)若已知双曲线的渐近线方程,可设双曲线方程为().举一反三:【变式】求中心在原点,对称轴在坐标轴上且分别满足下列条件的双曲线的标准方程.(1)一渐近线方程为,且双曲线过点.(2)虚轴长与实轴长的比为,焦距为10.【答案】(1)依题意知双曲线两渐近线的方程是,故设双曲线方程为,∵点在双曲线上,∴,解得,∴所求双曲线方程为.(2)由已知设, ,则()依题意,解得.∴双曲线方程为或.3.求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程:(1)过点;(2)焦点在直线:上思路点拨:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一次项系数;从实际分析,一般需结合图形确定开口方向和一次项系数两个条件,否则,应展开相应的讨论解析:(1)∵点在第二象限,∴抛物线开口方向上或者向左当抛物线开口方向左时,设所求的抛物线方程为(),∵过点,∴,∴,∴,当抛物线开口方向上时,设所求的抛物线方程为(),∵过点,∴,∴,∴,∴所求的抛物线的方程为或,对应的准线方程分别是,.(2)令得,令得,∴抛物线的焦点为或当焦点为时,,∴,此时抛物线方程;焦点为时,,∴,此时抛物线方程为∴所求的抛物线的方程为或,对应的准线方程分别是,.总结升华:这里易犯的错误就是缺少对开口方向的讨论,先入为主,设定一种形式的标准方程后求解,以致失去一解.求抛物线的标准方程关键是根据图象确定抛物线开口方向,选择适当的方程形式,准确求出焦参数P.举一反三:【变式1】分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)焦点为F(4,0);(2)准线为;(3)焦点到原点的距离为1;(4)过点(1,-2);(5)焦点在直线x-3y+6=0上.【答案】(1)所求抛物线的方程为y2=16x;(2)所求抛物线的标准方程为x2=2y;(3)所求抛物线的方程y2=±4x或x2=±4y;(4)所求抛物线的方程为或;(5)所求抛物线的标准方程为y2=-24x或x2=8y.【变式2】已知抛物线的顶点在原点,焦点在轴负半轴上,过顶点且倾角为的弦长为,求抛物线的方程.【答案】设抛物线方程为(),又弦所在直线方程为由,解得两交点坐标,∴,解得.∴抛物线方程为.类型二:圆锥曲线的焦点三角形4.已知、是椭圆()的两焦点,P是椭圆上一点,且,求的面积.思路点拨:如图求的面积应利用,即.关键是求.由椭圆第一定义有,由余弦定理有,易求之.解析:设,,依题意有(1)2-(2)得,即.∴.举一反三:【变式1】设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为()A.B.C.D.【答案】依据双曲线的定义有,由得、,又,则,即,所以,故选A.【变式2】已知双曲线实轴长6,过左焦点的弦交左半支于、两点,且,设右焦点,求的周长.【答案】:由双曲线的定义有: ,,两式左、右分别相加得(.即∴.故的周长.【变式3】已知椭圆的焦点是,直线是椭圆的一条准线.①求椭圆的方程;②设点P在椭圆上,且,求.【答案】① .②设则,又.【变式4】已知双曲线的方程是.(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;(2)设和是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且,求的大小【答案】(1)由得,∴,,.焦点、,离心率,渐近线方程为.(2),∴∴【变式5】中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与双曲线有共同焦点和,且,又椭圆长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比.(1)求椭圆与双曲线的方程;(2)若为这两曲线的一个交点,求的余弦值.【答案】(1)设椭圆方程为(),双曲线方程,则,解得∵,∴, .故所求椭圆方程为,双曲线方程为.(2)由对称性不妨设交点在第一象限.设、.由椭圆、双曲线的定义有:解得由余弦定理有.类型三:离心率5.已知椭圆上的点和左焦点,椭圆的右顶点和上顶点,当,(O为椭圆中心)时,求椭圆的离心率.思路点拨:因为,所以本题应建立、的齐次方程,使问题得以解决.解析:设椭圆方程为(),,,则,即.∵,∴,即,∴.又∵,∴.总结升华:求椭圆的离心率,即求的比值,则可由如下方法求.(1)可直接求出、;(2)在不好直接求出、的情况下,找到一个关于、的齐次等式或、用同一个量表示;(3)若求的取值范围,则想办法找不等关系.举一反三:【变式1】如图,和分别是双曲线的两个焦点,和是以为圆心,以为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且是等边三角形,则双曲线的离心率为()A.B.C.D.【答案】连接,则是直角三角形,且,令,则,,即,,所以,故选D.【变式2】已知椭圆()与x轴正半轴交于A点,与y轴正半轴交于B点,F点是左焦点,且,求椭圆的离心率.法一:,,∵, ∴,又,,代入上式,得,利用代入,消得,即由,解得,∵,∴.法二:在ΔABF中,∵,,∴,即下略)【变式3】如图,椭圆的中心在原点, 焦点在x轴上, 过其右焦点F作斜率为1的直线, 交椭圆于A、B两点, 若椭圆上存在一点C, 使. 求椭圆的离心率.【答案】设椭圆的方程为(),焦距为,则直线l的方程为:,由,消去得,设点、,则∵+, ∴C点坐标为.∵C点在椭圆上,∴.∴∴又∴∴【变式4】设、为椭圆的两个焦点,点是以为直径的圆与椭圆的交点,若,则椭圆离心率为_____.【答案】如图,点满足,且.在中,有:∵,∴,令此椭圆方程为则由椭圆的定义有,,∴又∵,∴,,∴∴,∴,即.6.已知、为椭圆的两个焦点,为此椭圆上一点,且.求此椭圆离心率的取值范围;解析:如图,令, ,,则在中,由正弦定理,∴,令此椭圆方程为(),则,,∴即(),∴, ∴,∵,且为三角形内角,∴,∴,∴, ∴.即此椭圆离心率的取值范围为.举一反三:【变式1】已知椭圆,F1,F2是两个焦点,若椭圆上存在一点P,使,求其离心率的取值范围.【答案】△F1PF2中,已知,|F1F2|=2c,|PF1|+|PF2|=2a,由余弦定理:4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos120°①又|PF1|+|PF2|=2a ②联立①②得4c2=4a2-|PF1||PF2|,∴【变式2】椭圆的焦点为,,两条准线与轴的交点分别为,若,则该椭圆离心率的取值范围是()A.B.C.D.【答案】由得,即,解得,故离心率.所以选D.【变式3】椭圆中心在坐标系原点,焦点在x轴上,过椭圆左焦点F的直线交椭圆P、Q两点,且OP⊥OQ,求其离心率e的取值范围.【答案】e∈[,1)【变式4】双曲线(a>1,b>0)的焦距为2c,直线过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线的距离与点(-1,0)到直线的距离之和s≥c.求双曲线的离心率e的取值范围.【答案】直线的方程为bx+ay-ab=0.由点到直线的距离公式,且a>1,得到点(1,0)到直线的距离.同理得到点(-1,0)到直线的距离.=.由s≥c,得≥c,即5a≥2c2.于是得5≥2e2.即4e4-25e2+25≤0.解不等式,得≤e2≤5.由于e>1,所以e的取值范围是.类型五:轨迹方程7.已知中,,,为动点,若、边上两中线长的和为定值15.求动点的轨迹方程.思路点拨:充分利用定义直接写出方程是求轨迹的直接法之一.应给以重视解法一:设动点,且,则、边上两中点、的坐标分别为,.∵,∴,即.从上式知,动点到两定点,的距离之和为常数30,故动点的轨迹是以,为焦点且,,的椭圆,挖去点.∴动点的轨迹方程是().解法二:设的重心,,动点,且,则.∴点的轨迹是以,为焦点的椭圆(挖去点),且,,.其方程为().又, 代入上式,得()为所求.总结升华:求动点的轨迹,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,建立等式,利用直接法或间接法得到轨迹方程.举一反三:【变式1】求过定点且和圆:相切的动圆圆心的轨迹方程.【答案】设动圆圆心, 动圆半径为,.(1)动圆与圆外切时,,(2)动圆与圆内切时,,由(1)、(2)有.∴动圆圆心M的轨迹是以、为焦点的双曲线,且,,.故动圆圆心的轨迹方程为.【变式3】已知圆的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程.【答案】设动圆圆心P(x,y),动圆的半径为R,由两圆外切的条件可得:,.∴.∴动圆圆心P的轨迹是以M1、M2为焦点的双曲线的右支,其中c=4,a=2,∴b2=12,故所求轨迹方程为.【变式4】若动圆与圆:相外切,且与直线:相切,求动圆圆心的轨迹方程.法一:设,动圆半径,动圆与直线切于点,点.依题意点在直线的左侧,故∵,∴.化简得, 即为所求.法二:设,作直线:.过作于,交于,依题意有, ∴,由抛物线定义可知,点的轨迹是以为顶点,为焦点,:为准线的抛物线.故为所求.。
圆锥曲线经典题型
题型一:定义法题型二:中点弦问题---点差法题型三对称问题题型四面积问题题型五角平分线题型六平行四边形题型七切线问题题型八四点共圆题型九角度问题题型三 对称问题【2015浙江理】已知椭圆2212x y +=上两个不同的点,A B 关于直线12y mx =+对称. (1)求实数m 的取值范围;(2)求AOB △面积的最大值(O 为坐标原点).已知椭圆13422=+y x ,试确定的m 取值范围,使得对于直线m x y +=4,椭圆上总有不同的两点关于该直线对称。
题型四 面积问题1(2016全国3)已知抛物线C :22y x = 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线12,l l 分别交C 于A ,B 两点,交C的准线于P ,Q 两点.(I )若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明AR ∥FQ ;(II )若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.题型四 面积问题2如图,已知点(10)F ,为抛物线22(0)y px p =>的焦点,过点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,点C 在抛物线上,使得ABC △的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 的右侧.记,AFG CQG △△的面积分别为12,S S . (1)求p 的值及抛物线的标准方程; (2)求12S S 的最小值及此时点G 的坐标.题型四 面积问题3已知A 、B 是椭圆()012222>>=+b a by a x 的左、右顶点B(2,0),过椭圆C 的右焦点F 的直线交其于点M,N,交直线x=4于点P ,且直线PAPF,PB 的斜率成公差不为零的等差数列(1) 求椭圆C 的方程(2)若记△AMB,△ANB 的面积分别为21,S S ,求21S S 的取值范围题型五 角平分线(2010安徽文)椭圆E 经过点A (2,3),对称轴为坐标轴,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率21=e (1)求椭圆E 的方程;(2)求∠F 1AF 2的角平分线所在直线的方程.题型七 切线问题如图,过抛物线py x C 2:21=上的一点Q 与抛物线py x C 2:22-=相切于B A ,两点.若抛物线py x C 2:21=的焦点1F 到抛物线py x C 2:22-=的焦点2F 的距离为21 (Ⅰ)求抛物线1C 的方程;(Ⅱ)求证:直线AB 与抛物线1C 相切于一点P .题型八 四点共圆已知O 为坐标原点,F 为椭圆22:12y C x +=在y 轴正半轴上的焦点,过F 且斜率为-2的直线l 与C 交与A 、B 两点,点P 满足0.OA OB OP ++=(Ⅰ)证明:点P 在C 上;(Ⅱ)设点P 关于点O 的对称点为Q ,证明:A 、P 、B 、Q 四点在同一圆上.题型九 角度问题求解椭圆中的角度问题常用方法: 1.余弦定理2.向量,||||cos a b a b θ⋅= 角度问题的等价转化:①“以弦AB 为直径的圆过点O ”(提醒:需讨论K 是否存在)⇔OA OB ⊥ ⇔121K K •=- ⇔0OA OB •= ⇔ 12120x x y y +=②“直角、锐角、钝角问题” ⇔“向量的数量积大于、等于、小于0问题” ③“等角、角平分、角互补问题” ⇔斜率关系(120K K +=或12K K =);已知椭圆C : +=1(a >b >0)的离心率为,直线l :y =x +2与以原点为圆心、椭圆C 的短半轴为半径的圆O 相切.(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆C 的左顶点A 作直线m ,与圆O 相交于两点R ,S ,若△ORS 是钝角三角形,求直线m 的斜率k 的取值范围.题型三十八:三角形的内切圆问题()r CA BC AB S ABC ⋅++=∆21例1:双曲线C 的方程为1322=-y x ,左右焦点21,F F ,过点2F 作直线与双曲线C 的右支于点Q P 、,使得901=∠PQ F ,则PQ F 1∆的内切圆的半径是例2.椭圆1162522=+y x 的左右焦点21,F F ,弦AB 过点1F 且2ABF ∆内切圆的周长为π,若B A 、的坐标分别为()()2211,,,y x y x ,则=-21y y。
圆锥曲线习题集
圆锥曲线习题集圆锥曲线,又称锥形曲线,是数学中一组与三角函数和幂函数有关的曲线。
它由一个已知的基本曲线及其一定方向上的一定比例移动的一组点构成。
圆锥曲线的形状可以用许多不同的方式来研究,根据其形状,可以将它分为几何圆锥曲线和数学圆锥曲线。
圆锥曲线的几何方程可以用奥萨莫多夫公式来表达,它的几何图形是一种双曲线,形状类似于半圆形。
由于它的特殊特性,它一般用于描述空间相关的定义和问题。
圆锥曲线是基础数学中的重要研究内容,因此有许多关于圆锥曲线的习题集出现,下面介绍几类关于圆锥曲线的习题集。
一、几何圆锥曲线习题集1、求出一个几何圆锥曲线的参数方程,包括参数化椭圆锥曲线,参数化双曲线锥曲线以及参数化三次曲线锥曲线。
2、求出一个几何圆锥曲线的极坐标方程,包括极坐标椭圆锥曲线,极坐标双曲线锥曲线以及极坐标三次曲线锥曲线。
3、求出几何圆锥曲线的平面解析方程,并推导出其各项参数。
4、求出一个特定几何圆锥曲线的曲率及其绘制方法。
5、求出几何圆锥曲线的切线方程,并给出其斜率。
6、求出一个几何圆锥曲线的笛卡尔坐标方程,包括笛卡尔椭圆锥曲线,笛卡尔双曲线锥曲线以及笛卡尔三次曲线锥曲线。
7、求出几何圆锥曲线的轨迹方程,并给出其特点和性质。
二、数学圆锥曲线习题集1、求出一个数学圆锥曲线的椭圆锥曲线参数方程,包括参数椭圆锥曲线,椭圆双曲锥曲线和椭圆三次曲线锥曲线。
2、求出一个数学圆锥曲线的极坐标方程,包括极坐标椭圆锥曲线,极坐标双曲线锥曲线和极坐标三次曲线锥曲线。
3、求出数学圆锥曲线的平面解析方程,并给出其参数。
4、求出数学圆锥曲线的曲率及其导数,并给出其绘制方法。
5、求出数学圆锥曲线的切线方程,并给出其斜率。
6、求出一个数学圆锥曲线的笛卡尔坐标方程,包括笛卡尔椭圆锥曲线,笛卡尔双曲线锥曲线和笛卡尔三次曲线锥曲线。
7、求出数学圆锥曲线的轨迹方程,并给出其特点和性质。
圆锥曲线的研究非常复杂,它不仅需要学习复杂的数学理论,也要熟悉和掌握各类习题的解题方法。
高考数学试题分类汇编——圆锥曲线试题
卜人入州八九几市潮王学校圆锥曲线一、选择题1.〔2021理〕过双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的右顶点A 作斜率为1-的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为,B C .假设12AB BC =,那么双曲线的离心率是()A.B答案:C【解析】对于(),0A a ,那么直线方程为x y a +-=,直线与两渐近线的交点为B ,C ,22,,(,)a ab a abB C a b a b a b a b ⎛⎫- ⎪++--⎝⎭,那么有22222222(,),,a b a b ab ab BC AB a b a b a b a b ⎛⎫=-=- ⎪--++⎝⎭,因222,4,AB BC a b e =∴=∴= 2.〔2021文〕椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF x ⊥轴,直线AB 交y 轴于点P .假设2AP PB =,那么椭圆的离心率是〔〕A.BC .13D .12答案:D【解析】对于椭圆,因为2AP PB =,那么12,2,2OA OF a c e =∴=∴=3.(2021卷理)设双曲线12222=-b y a x 的一条渐近线与抛物线y=x 2+1只有一个公一共点,那么双曲线的离心率为().A.45B.5C.25D.5【解析】:双曲线12222=-b y a x 的一条渐近线为xa b y =,由方程组21b y xa y x ⎧=⎪⎨⎪=+⎩,消去y,得210b x x a -+=有唯一解,所以△=2()40ba -=,所以2ba =,2c e a ====,应选D.答案:D.:此题考察了双曲线的渐近线的方程和离心率的概念,以及直线与抛物线的位置关系,只有一个公一共点,那么解方程组有唯一解.此题较好地考察了根本概念根本方法和根本技能.4.(2021卷文)设斜率为2的直线l 过抛物线2(0)y ax a =≠的焦点F,且和y 轴交于点A,假设△OAF(O 为坐标原点)的面积为4,那么抛物线方程为().A.24y x =±B.28y x =±C.24y x =D.28y x = 【解析】:抛物线2(0)y ax a =≠的焦点F 坐标为(,0)4a ,那么直线l 的方程为2()4ay x =-,它与y 轴的交点为A (0,)2a -,所以△OAF 的面积为1||||4242a a ⋅=,解得8a =±.所以抛物线方程为28y x =±,应选B.答案:B.:此题考察了抛物线的HY方程和焦点坐标以及直线的点斜式方程和三角形面积的计算.考察数形结合的数学思想,其中还隐含着分类讨论的思想,因参数a的符号不定而引发的抛物线开口方向的不定以及焦点位置的相应变化有两种情况,这里加绝对值号可以做到合二为一.5.〔2021〔A〕22124x y-=〔B〕22142x y-=〔C〕22146x y-=〔D〕221410x y-=[解析]由e=得222222331,1,222c b ba a a=+==,选B6.〔2021卷文〕以下曲线中离心率为的是A. B. C. D.【解析】根据双曲线22221x ya b-=的离心率cea=可判断得.cea==.选B。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线作为高等数学中的重要内容,在高考中常常出现,并且是考察学生数学运算能力和理解能力的重要方面。
圆锥曲线问题在高考中的常见题型有:直线与圆锥曲线的交点问题、圆锥曲线的参数方程问题、圆锥曲线的性质和应用问题等。
下面我们来一一介绍这些常见题型的解题技巧。
一、直线与圆锥曲线的交点问题这是圆锥曲线问题中最常见的一个题型,题目通常要求求出直线与圆锥曲线的交点坐标。
解题技巧如下:1. 分析题目给出的直线和圆锥曲线,确定直线方程和圆锥曲线方程;2. 将直线方程代入圆锥曲线方程中,解方程得出交点坐标;3. 特别要注意,当圆锥曲线为椭圆或双曲线时,有两个交点,需要分别求解;4. 当圆锥曲线为抛物线时,还需要注意直线的位置与抛物线的开口方向。
二、圆锥曲线的参数方程问题圆锥曲线的参数方程问题通常考查学生对参数方程的理解和应用能力,解答这类问题的关键在于用参数代换替换变量。
解题技巧如下:1. 给出的圆锥曲线通常可以用参数方程表示,将已知的参数方程代入题目求解;2. 注意参数方程的参数范围,有时需要根据范围重新调整参数;3. 对于给出的参数方程,需要将参数代换替换变量,进而得出答案。
三、圆锥曲线的性质和应用问题圆锥曲线的性质和应用问题通常要求学生掌握圆锥曲线的基本性质,以及如何应用这些性质解决实际问题。
解题技巧如下:1. 需要牢记圆锥曲线的基本性质,例如椭圆的焦点、双曲线的渐近线等;2. 掌握各种类型圆锥曲线的标准方程和参数方程;3. 对于应用问题,需要在掌握了基本性质的前提下,将问题转化为数学模型,进而解决。
以上就是圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧,希望对大家备战高考有所帮助。
在复习期间,建议大家多做练习题,加深对圆锥曲线知识的理解,提高解题能力。
多思考,灵活运用各种解题技巧,相信大家一定能在高考中取得好成绩!。
圆锥曲线大题题型分类归纳大全
圆锥曲线大题题型归纳梳理圆锥曲线中的求轨迹方程问题解题技巧求动点的轨迹方程这类问题可难可易是高考中的高频题型,求轨迹方程的主要方法有直译法、相关点法、定义法、参数法等。
【例1.】已知平面上两定点),,(),,(2020N M -点P 满足MN MP =•求点P 的轨迹方程。
【例2.】已知点P 在椭圆1422=+y x 上运动,过P 作y 轴的垂线,垂足为Q ,点M 满足,PQ PM 31=求动点M 的轨迹方程。
【例3.】已知圆),,(,)(:0236222B y x A =++点P 是圆A 上的动点,线段PB 的中垂线交PA 于点Q ,求动点Q 的轨迹方程。
【例4.】过点),(10的直线l 与椭圆1422=+y x 相交于B A ,两点,求AB 中点M 的轨迹方程。
巩固提升1. 在平面直角坐标系xOy 中,点()(),,,,4010B A 若直线02++-m y x 上存在点P ,使得,PB PA 21=则实数m 的取值范围为_________________.2. 已知()Q P ,,24-为圆422=+y x O :上任意一点,线段PQ 的中点为,M 则OM 的取值范围为________________.3. 抛物线x y C 42:的焦点为,F 点A 在抛物线上运动,点P 满足,FA AP 2-=则动点P 的轨迹方程为_____________________.4. 已知定圆,)(:100422=++y x M 定点),,(40F 动圆P 过定点F 且与定圆M 内切,则动圆圆心P 的轨迹方程为____________________.5. 已知定直线,:2-=x l 定圆,)(:4422=+-y x A 动圆H 与直线l 相切,与定圆A 外切,则动圆圆心H 的轨迹方程为____________________6. 直线033=+-+t y tx l :与抛物线x y 42=的斜率为1的平行弦的中点轨迹有公共点,则实数t 的取值范围为_________________.7. 抛物线y x 42=的焦点为,F 过点),(10-M 作直线l 交抛物线于B A ,两点,以BF AF ,为邻边作平行四边形,FARB 求顶点R 的轨迹方程。
高考圆锥曲线题型归类总结
圆锥曲线的七种常考题型题型一:定义的应用 1、圆锥曲线的定义:(1)椭圆 (2)双曲线 (3)抛物线 2、定义的应用(1)寻找符合条件的等量关系 (2)等价转换,数形结合 3、定义的适用条件: 典型例题例1、动圆M 与圆C 1:()22136x y ++=内切,与圆C 2:()2214x y -+=外切,求圆心M 的轨迹方程。
例2、方程()()2222668x y x y -+-++=表示的曲线是题型二:圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): 1、椭圆:由22x y 、分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
2、双曲线:由22x y 、系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; 3、抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。
典型例题例1、已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是例2、k 为何值时,方程15922=---ky k x 表示的曲线: (1)是椭圆;(2)是双曲线.题型三:圆锥曲线焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题 1、常利用定义和正弦、余弦定理求解2、12PF m PF n ==,,22m n m n mn m n +-+,,,四者的关系在圆锥曲线中的应用 典型例题例1、椭圆x a yba b 222210+=>>()上一点P 与两个焦点F F 12,的张角α=∠21PF F ,求21PF F ∆的面积。
例2、已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且6021=∠PF F ,31221=∆PF F S .求该双曲线的标准方程题型四:圆锥曲线中离心率,渐近线的求法1、a,b,c 三者知道任意两个或三个的相等关系式,可求离心率,渐进线的值;2、a,b,c 三者知道任意两个或三个的不等关系式,可求离心率,渐进线的最值或范围;3、注重数形结合思想不等式解法 典型例题例1、已知1F 、2F 是双曲线12222=-by a x (00>>b a ,)的两焦点,以线段21F F 为边作正三角形21F MF ,若边1MF 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )A. 324+B. 13-C.213+ D. 13+ 例2、双曲线)00(12222>>=-b a by a x ,的两个焦点为F 1、F 2,若P 为其上一点,且|PF 1|=2|PF 2|,则双曲线离心率的取值范围为 A. (1,3) B.(]13,C.(3,+∞)D.[)3,+∞例3、椭圆G :22221(0)x y a b a b+=>>的两焦点为12(,0),(,0)F c F c -,椭圆上存在点M 使120FM F M ⋅=. 求椭圆离心率e 的取值范围;例4、已知双曲线22221(00)x y a b a b-=>>,的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60︒的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是 (A )(1,2] (B )(1,2) (C )[2,)+∞ (D )(2,)+∞题型五:点、直线与圆锥的位置关系判断 1、点与椭圆的位置关系点在椭圆内⇔12222<+b y a x点在椭圆上⇔12222=+b y a x点在椭圆外⇔12222>+by a x2、直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题:∆>0⇔相交∆=0⇔相切 (需要注意二次项系数为0的情况) ∆<0⇔相离3、弦长公式: =AB )(11212212x x k x x k -+=-+ak ∆+=21 =AB )(1111212212y y k y y k -+=-+ak ∆+=2114、圆锥曲线的中点弦问题: 1、韦达定理: 2、点差法:(1)带点进圆锥曲线方程,做差化简 (2)得到中点坐标比值与直线斜率的等式关系典型例题例1、双曲线x 2-4y 2=4的弦AB -被点M (3,-1)平分,求直线AB 的方程.例2、已知中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆与直线l :x+y=1交于A,B 两点,C 是AB 的中点,若|AB|=22,O 为坐标原点,OC 的斜率为22,求椭圆的方程。
高三圆锥曲线大题
高三圆锥曲线大题
圆锥曲线大题是高中数学中的一个重要题型,主要涉及椭圆、双曲线和抛物线等圆锥曲线的性质和应用。
以下是一些高三圆锥曲线大题的常见类型和解题技巧:
1.求圆锥曲线的方程:给定一些条件(如焦点、顶点、离心率等),
要求出圆锥曲线的方程。
这类题目需要掌握圆锥曲线的标准方
程和性质,以及如何利用这些条件求解方程。
2.求圆锥曲线的交点:给定两个圆锥曲线方程,要求它们的交点
坐标。
这类题目需要联立两个方程,通过解方程组得到交点坐
标。
在解方程组时,需要运用代数运算和韦达定理等数学知识。
3.求圆锥曲线的离心率:给定圆锥曲线的方程和焦点,要求离心
率。
这类题目需要利用离心率的定义和公式,通过计算得到离
心率。
4.判断圆锥曲线的位置关系:给定两个圆锥曲线,判断它们的位
置关系(如相交、相切、相离等)。
这类题目需要利用圆锥曲线
的几何性质,通过比较半径、距离等参数来判断位置关系。
解题技巧:
1.熟悉圆锥曲线的标准方程和性质,能够灵活运用它们解决问题。
2.掌握代数运算和韦达定理等数学知识,能够熟练处理方程组和
解的问题。
3.注意圆锥曲线的几何性质,如对称性、焦点、离心率等,能够
利用它们简化问题和提高解题效率。
4.多做练习题,熟悉不同类型的圆锥曲线大题,提高解题能力和
思维水平。
高考数学必做61道圆锥曲线问题——圆锥曲线性质大全.doc
高考数学必做61道圆锥曲线问题——圆锥曲线性质大全.doc
高考数学必做 61 道圆锥曲线问题——圆
锥曲线性质大全
一、神奇曲线,定义统一
01. 距离和差,轨迹椭双
02. 距离定比,三线统一
二、过焦半径,相关问题
03.切线焦径,准线作法
04. 焦点切线,射影是圆
05. 焦半径圆,切于大圆
06. 焦点弦圆,准线定位
07. 焦三角形,内心轨迹
三、焦点之弦,相关问题
08.焦点半径,倒和定值
09.正交焦弦,倒和定值
10. 焦弦中垂,焦交定长
11. 焦弦投影,连线截中
12. 焦弦长轴,三点共线
13. 对焦连线,互相垂直
14. 相交焦弦,轨迹准线
15. 相交焦弦,角分垂直
16. 定点交弦,轨迹直线
17. 焦弦直线,中轴分比。
高中圆锥曲线大题题型
高中圆锥曲线大题题型
高中数学中,圆锥曲线是一个重要的内容,涉及到多个题型。
下面我将从多个角度,给出几个常见的圆锥曲线大题题型。
1. 求圆锥曲线的方程,这是最基本的题型,要求根据给定的条件,求出圆锥曲线的方程。
例如,已知椭圆的焦点坐标和长轴长度,要求写出椭圆的方程。
2. 判断圆锥曲线类型,这类题目要求根据给定的方程,判断圆
锥曲线的类型。
例如,给定一个方程,要求判断它是椭圆、双曲线
还是抛物线。
3. 求圆锥曲线的性质,这类题目要求根据给定的方程,求出圆
锥曲线的焦点、顶点、离心率等性质。
例如,已知双曲线的方程,
要求求出其焦点坐标和离心率。
4. 求圆锥曲线的参数,这类题目给出了圆锥曲线的一些性质,
要求求出其参数。
例如,已知椭圆的离心率和焦点坐标,要求求出
其长轴和短轴的长度。
5. 圆锥曲线的图形变换,这类题目要求根据给定的变换规律,求出圆锥曲线的新方程。
例如,已知抛物线的顶点和对称轴方程,要求求出经过平移和缩放后的新抛物线的方程。
以上只是一些常见的圆锥曲线大题题型,实际上还有很多变种和扩展题型。
在解题时,需要熟练掌握圆锥曲线的性质和公式,灵活运用相关知识,多加练习,才能提高解题能力。
希望以上解答对你有所帮助。
圆锥曲线高考常考题型
圆锥曲线高考常考题型:一、基本概念、基本性质题型二、平面几何知识与圆锥曲线基础知识的结合题型三、直线与圆锥曲线的相交关系题型(一)中点、中点弦公式(二)弦长(三)焦半径与焦点三角形四、面积题型(一)三角形面积(二)四边形面积五、向量题型(一)向量数乘形式(二)向量数量积形式(三)向量加减法运算(四)点分向量(点分线段所成的比)六、切线题型(一)椭圆的切线(二)双曲线的切线(三)抛物线的切线七、最值问题题型(一)利用三角形边的关系(二)利用点到线的距离关系一、基本概念题型:主要涉及到圆锥曲线定义、焦点、焦距、长短轴、实虚轴、准线、渐近线、离心率等基本概念知识的考查。
例1:已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的焦距为2,准线为4=x ,则该椭圆的离心率为例2:已知双曲线方程)0,(12222>=-b a b y a x 的离心率为25,则渐近线方程为例3:已知双曲线方程为)1(1)1(2222>=+-a a y a x ,则双曲线离心率取值范围为例4:已知抛物线方程为x y 82-=,则焦点坐标为例5:已知椭圆C :13422=+y x 上一点P 到左焦点的距离为23,则点P 到左准线的距离为 ,到右准线的距离为例6:已知双曲线M :13622=-y x 上一点P 到左准线的距离为2,则点P 到右焦点的距离为二、平面几何知识与圆锥曲线基本知识的结合。
该考点主要涉及到平面几何知识中的中位线、中垂线、角平分线定理,射影定理、勾股定理、余弦定理 、相似三角形、三角形四心性质、等腰梯形、直角梯形性质 、圆的性质、长度和坐标的相互转换等当 然还会涉及圆锥曲线基本知识,包括定义、基本概念、基本性质。
例1:①过三点(1,3)A ,(4,2)B ,(1,7)C -的圆交y 轴于M ,N 两点,则||MN =( )A .26B .8C .46D .10②设点M (0x ,1),若在圆O:221x y +=上存在点N ,使得∠OMN=45°,则0x 的取值范围是________.③已知点P 为椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上一点,21F F 、为椭圆的两焦点,若21213,120PF PF PF F =︒=∠且,则椭圆的离心率为例2:已知21F F 、为双曲线192722=-y x 的左右焦点,P 为双曲线上一点,M(2,0),PM 为21PF F ∠的角平分线,则2PF =例3:已知P 为椭圆12922=+y x 上一点,21F F 、为椭圆的交点,M 为线段1PF 的中点,1=OM ,则=1PF例4:①已知21F F 、为椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的焦点,点P (b a ,),△21F PF 为等角三角形,则椭圆的离心率为②已知F 1,F 2是双曲线E 22221x y a b -=的左,右焦点,点M 在E 上,M F 1与x 轴垂直,sin2113MF F ∠=,则E 的离心率为(A (B )32(C (D )2③已知A ,B 为双曲线E 的左,右顶点,点M 在E 上,ABM 为等腰三角形,且顶角为120°,则E 的离心率为( )A .2 C D 例5:已知椭圆方程为)0(12222>>=+b a by a x ,点A 为椭圆右准线与x 轴的交点,若椭圆上存在点P ,使得线段AP 的中垂线经过右焦点F ,则椭圆离心率的取值范围为例6:已知1F (-c ,0)、2F (c,0)为椭圆C:)0(12222>>=+b a by a x 的左右焦点,若在直线22a x c=存在一点P 使得线段1PF 的中垂线经过2F ,则椭圆离心率的取值范围为例7:已知斜率为2的直线过抛物线)0(2>=a ax y 的焦点且与y 轴的交点为A ,若△OAF 的面积为4,则抛物线方程为三、直线与圆锥曲线(一)直线与圆锥曲线相交,中点,中点弦公式1、直线与圆锥曲线相交,即有两个交点,一般设两个交点坐标为),(),(2211y x y x 、,联立方程,方程有两个根,以下三点需注意:①联立时,直线一般采用斜截式,将y 用kx+m 替换,得到一个关于x 的一元二次方程,当然也可以将x 用y 的表达式替换,得到关于y 的一元二次方程; ②联立得到的一元二次方程中,暗含了一个不等式,0>∆; ③我们很少需要求解21x x 、,一般通过韦达定理得到2121x x x x 、+的值 或者表达式。
圆锥曲线10类大题梳理(解析版)
圆锥曲线大题梳理考情分析圆锥曲线问题是高考的热点问题之一,多数情况在倒数第二题出现,难度为中高档题型。
纵观近几年高考试卷,圆锥曲线的大题主要有以下几种类型:已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求直线方程或斜率、多边形面积或面积最值、证明直线过定点或点在定直线上等。
各种类型问题结构上具有一定的特征,解答方法也有一定的规律可循。
热点题型突破题型一:最值问题1(2024·安徽合肥·统考一模)已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F 0,1,过点F的直线l与C交于A,B两点,过A,B作C的切线l1,l2,交于点M,且l1,l2与x轴分别交于点D,E.(1)求证:DE= MF;d1d(2)设点P是C上异于A,B的一点,P到直线l1,l2,l的距离分别为d1,d2,d,求2d2的最小值.【思路分析】(1)利用导函数的几何意义求得直线l1,l2的表达式,得出D,E,M三点的坐标,联立直线l与抛物线方程根据韦达定理得出 DE= MF;d1d2d2k=221+1≥2,可求出d d12d2(2)利用点到直线距离公式可求得【规范解答的最小值.】(1)因为抛物线C的焦点为F 0,1,所以p=2,即C的方程为:x2=4y,如下图所示:设点A x 1,y 1,B x 2,y 2,由题意可知直线l 的斜率一定存在,设l :y =kx +1 ,=y =联立 x kx 2 y 4+1得x 2-4kx -4=0,所以x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4.11由x 2=4y ,得y =4x 2,y =2x ,所以l 1:y -y 1=x 1 x -x 1,即y =x 122x -x 14.2令y =0,得x =x 12x12,即D ,0 ,同理l 2:y =x 222x -x 24x22,且E ,0 ,1 1所以 DE =2 x 1-x 2=2 x 1+x 22-4x 1x 2=2k 2+1.x 122x 14x 22x -x -2x 24由y =y ==2y ,得 x =-k1,即M 2k ,-1 .所以 MF =4k 2+4=2 k 2+1,故 DE = MF .(2)设点P x 0,y 0,结合(1)知l 1:y -y 1=x12x -x 1,即l 1:2x 1x -4y -x 2=101因为x 2=4y 1,x 2=4y 00,所以d 1=4y -x 022x 1x 01-24x 1+16=0-2x 0-x 21 2x 1x42x 1+16x =1-x 0222x 1+4.同理可得d 2=x 2-x 022x 2+24,所以d 1d 2=x x 10- 222x 1+4-x ⋅2x 0222x 2+4x =1-2x 0x +x 21 + 0x x 22x 42x 122+4x + 1x 222 +16-4=kx -0+4 x 022k 322+1.又d =y kx 0+01-k 2+12=x 04kx 0+1-+k 21 4kx 0+2=x 04-4k 2+1,d 1所以d 2d 2-4=kx 0 -04+x 2232+k 2116⋅k 2+1 -2x 04kx 0 +42k =221+1≥2.当且仅当k =0时,等号成立;d21即直线l 斜率为0时,d 1d 2取最小值2;求最值及问题常用的两种方法:(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,则考虑用几何图形性质来解决;(2)代数法:题中所给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值,求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等。
圆锥曲线解题的七种题型和八种方法
解圆锥曲线问题常用的八种方法与七种常规题型总论:常用的八种方法1、定义法2、韦达定理法3、设而不求点差法4、弦长公式法5、数形结合法6、参数法(点参数、K 参数、角参数)7、代入法8、充分利用曲线系方程法七种常规题型(1)中点弦问题(2)焦点三角形问题(3)直线与圆锥曲线位置关系问题(4)圆锥曲线的有关最值(范围)问题 (5)求曲线的方程问题1.曲线的形状已知--------这类问题一般可用待定系数法解决。
2.曲线的形状未知-----求轨迹方程(6) 存在两点关于直线对称问题 (7)两线段垂直问题常用的八种方法1、定义法(1)椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
(2)双曲线有两种定义。
第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。
(3)抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
3、设而不求法解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),弦AB 中点为M(x 0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:(1))0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有0220=+k b y a x 。
42圆锥曲线的几类基本习题
圆锥曲线的几类基本习题一. 弦的中点问题具有斜率的弦中点问题,一般设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式,消去四个参数。
例1.给定双曲线x y 2221-=。
过A (2,1)的直线与双曲线交于两点P 1及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。
分析:设P x y 111(,),P x y 222(,)代入方程得x y 121221-=,x y 222221-=。
两式相减得()()()()x x x x y y y y 12121212120+--+-=。
又设中点P (x,y ),将x x x 122+=,y y y 122+=代入,当x x 12≠时得 22201212x y y y x x ---=·。
又k y y x x y x =--=--121212, 代入得24022x y x y --+=。
当弦P P 12斜率不存在时,其中点P (2,0)的坐标也满足上述方程。
因此所求轨迹方程是8174127122()()x y ---=。
例2. 已知椭圆x y 22651+=,通过点(1,1)引一弦,使它在这点被平分,求此弦所在的直线方程。
略解:有()()()()x x x x y y y y 12121212650+-++-=,代入得13251212+--=()()y y x x 0,得k y y x x =--=-121256。
从而直线方程是56110x y +-=。
此题将椭圆变为双曲线、抛物线都是同一方法。
二. 焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
例3. 设P(x,y)为椭圆x a y b22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。
(1)求证离心率e =+-coscos αβαβ22; (2)求tg tg αβ22的值;(3)求|||PF PF 1323+的最值。
完整版)圆锥曲线大题题型归纳
完整版)圆锥曲线大题题型归纳圆锥曲线大题题型归纳基本方法:1.待定系数法:求解直线方程中的系数,求标准方程中的待定系数a、b、c、e、p等;2.齐次方程法:解决求离心率、渐近线、夹角等与比值有关的问题;3.韦达定理法:直线与曲线方程联立,交点坐标设而不求,用韦达定理写出转化完成。
但是,如果方程的根很容易求出,就不必用韦达定理,而直接计算出两个根;4.点差法:解决弦中点问题,端点坐标设而不求。
也叫五条等式法:点满足方程两个、中点坐标公式两个、斜率公式一个共五个等式;5.距离转化法:将斜线上的长度问题、比例问题、向量问题转化为水平或竖直方向上的距离问题、比例问题、坐标问题;基本思想:1.“常规求值”问题需要找等式,“求范围”问题需要找不等式;2.“是否存在”问题当作存在去求,若不存在则计算时自然会无解;3.证明“过定点”或“定值”,总要设一个或几个参变量,将对象表示出来,再说明与此变量无关;4.证明不等式,或者求最值时,若不能用几何观察法,则必须用函数思想将对象表示为变量的函数,再解决;5.有些题思路易成,但难以实施。
这就要优化方法,才能使计算具有可行性,关键是积累“转化”的经验;6.大多数问题只要真实、准确地将题目每个条件和要求表达出来,即可自然而然产生思路。
题型一:求直线、圆锥曲线方程、离心率、弦长、渐近线等常规问题例1、已知F1,F2为椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1的两个焦点,P在椭圆上,且∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为多少?点评:常规求值问题的方法:待定系数法,先设后求,关键在于找等式。
变式1、已知F1,F2分别是双曲线3x^2-5y^2=75的左右焦点,P是双曲线右支上的一点,且∠F1PF2=120°,求△F1PF2的面积。
变式2、已知F1,F2为椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(0<b<10)的左、右焦点,P是椭圆上一点。
1)求|PF1|/|PF2|的最大值;2)若∠F1PF2=60°且△F1PF2的面积为100b^2,求b的值。
解圆锥曲线问题常用的八种方法及七种常规题型
解圆锥曲线问题常用的八种方法与七种常规题型总论:常用的八种方法1、定义法2、韦达定理法3、设而不求点差法4、弦长公式法5、数形结合法6、参数法〔点参数、K 参数、角参数〕7、代入法8、充分利用曲线系方程法七种常规题型〔1〕中点弦问题 〔2〕焦点三角形问题〔3〕直线与圆锥曲线位置关系问题 〔4〕圆锥曲线的有关最值〔围〕问题 〔5〕求曲线的方程问题1.曲线的形状--------这类问题一般可用待定系数法解决。
2.曲线的形状未知-----求轨迹方程〔6〕存在两点关于直线对称问题 〔7〕两线段垂直问题常用的八种方法1、定义法〔1〕椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
〔2〕双曲线有两种定义。
第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离〞互相转化。
〔3〕抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要无视判别式的作用。
3、设而不求法解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法〞。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法〞,即设弦的两个端点A(*1,y 1),B(*2,y 2),弦AB 中点为M(*0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求〞法,具体有:〔1〕)0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(*0,y 0),则有02020=+k by a x 。
(完整版)圆锥曲线大题归类
圆锥曲线大题归类•定点问题X2例1•已知椭圆C:孑+ /= 1(a>1)的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M : (x-3)2+ (y—1)2 = 3 相切.(1)求椭圆C的方程;(2)若不过点A的动直线I与椭圆C交于P, Q两点,且APAQ= 0,求证:直线I过定点,并求该定点的坐标.[解析]⑴圆M的圆心为(3,1),半径r = 3.由题意知A(0,1), F(c,0),x直线AF的方程为c+ y= 1,即x+ cy—c= 0,w解得c2= 2, a2= c2+ 1 = 3,x2故椭圆C的方程为3+y2= 1.(2)方法一:由=0知AP I AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,1 故可设直线AP的方程为y= kx+1,直线AQ的方程为y=—只+ 1.y= kx+ 1,联立x22整理得(1+ 3k2)x2+ 6kx= 0,3 + y2= 1,解得x= 0 或x= 1+;:2,―6k 1 ― 3 k2故点P的坐标为(1 + 3k2,1 + 3k2),6k k 2— 3同理,点 Q 的坐标为(QT 匚3,Q 品)k 2 — 3 1 — 3k 2k 2 + 3 ― 1 + 3k 2 k 2 — 16k — = 4k ,k 2 + 3— 1 + 3k 21•••直线i 过定点(o ,— 2).方法二:由=0知AP I AQ ,从而直线PQ 与x 轴不垂直,故可设直线I 的方程为y = kx + t (t 丰1),y = kx +1, 联立X 2 23+宀3整理得(1 + 3k 2)x 2 + 6ktx + 3(t 2— 1) = 0.—6ktx1 +x 汁碍, 设 P(X 1, y”,Q(x 2, y 2)则3t 2— 1(*)x1x2=7+3?,由△= (6kt)2 — 4(1 + 3k 2) x 3(t 2— 1)>0,得 3k 2>t 2— 1•由=0,得 =(冷,y 1 — 1) •(,y 2 — 1)= (1 +『)x 1x 2+ k(t — 1)(x 1 + X 2) + (t — 1)2 = 0,1将(*)代入,得t = — 1,•••直线i 过定点(0,—刁.3•••直线I 的斜率为•••直线I 的方程为y = k 2— 1 6k k 2 — 34k % — k 2+ 3) + k 2 +3,即y = k 2—1 1 4k x — 2.例2•已知抛物线C :寸=2px(p>0)的焦点F(1,0), O为坐标原点,A, B是抛物线C上异于0的两点.(1)求抛物线C的方程;1⑵若直线OA, 0B的斜率之积为—㊁,求证:直线AB过x轴上一定点.[解析](1)因为抛物线y2= 2px(p>0)的焦点坐标为(1,0),所以号二1,所以p =2.所以抛物线C的方程为y2= 4x.(2)证明:①当直线AB的斜率不存在时,设A(4, t), B(4,—t).1因为直线OA, OB的斜率之积为一刃t —t 1所以』= —q,化简得t2= 32.4 4所以A(8, t), B(8,—t),此时直线AB的方程为x= 8.②当直线AB的斜率存在时,设其方程为y= kx+ b, A(X A, y A), B(X B, y B),2y2= 4x,联立得化简得ky2—4y + 4b= 0.y= kx+ b,根据根与系数的关系得y A y B=4b,因为直线OA,OB的斜率之积为一2,所以y A^B=—2,2 x A x B 2y A y B即X A X B + 2y A y B = 0.即;壬 + 2y A y B= 0,解得y A y B = 0(舍去)或y A y B= —32所以y A y B =匸=—32,即b= —8k,所以y= kx —8k, y= k(x —8).综上所述,直线AB过定点(8,0).圆锥曲线中定点问题的两种解法(1) 引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量, 再研究变化 的量与参数何时没有关系,找到定点.(2) 特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变 量无关. 二.定值问题X y例3•已知椭圆C:孑+ bj>= 1(a>b>0)的两个焦点分别为F i (— ,2,0),F 2「2,0),点M(1,0)与椭圆短轴的两个端点的连线互相垂直.导学号30072628(1) 求椭圆C 的方程;⑵过点M(1,0)的直线I 与椭圆C 相交于A , B 两点,设点N(3,2),记直线 AN , BN 的斜率分别为k 1, k 2,求证:k 1+ k 2定值. [解析](1)依题意,由已知得c = ,2,则a 2— b 2= 2,x 2 由已知易得b = |OM|= 1,所以a = .3,所以椭圆的方程为"3 + y 2^ 1. ⑵①当直线I 的斜率不存在时,不妨设 A(1,书,B (1,—¥),则k 1 + k 22 J6 2丄血2—3 2十 3=—2 — + —2 — = 2 为定值.②当直线I 的斜率存在时,设直线I 的方程为y = k(x — 1),依题意知,直线I 与椭圆C 必相交于两点,设A (X 1, y”, B (X 2, y 2), 冲 6k 2 3k 2 — 3 e则 x 1 + X 2= 3k 2 + 1, x 1x 2 = 3k 2+ 1,又 y 1 = k(X 1 — 1), y 2 = k(X 2— 1),y =k x —1 ,由x3+宀1得(3k 2 + 1)x 2 — 6/x + 3k 2— 3 = 0,所以k1+k2=3—1+3—2=2 — y 13 — X 2 + 2 — y 3 —X 13 — X 3 — X[2 — kx i —1] 3 — X 2 + [2 — kx 2— 1 ] 3— x i3 — x i 3— X 2 12— 2 x i + x ? + k[2x i x 2—4 x i + x 2 + 6]9— 3 x i + X 2 + X 1X 26k 2 3k 2 — 3 6k 212— 2X3k +1+ k[2 % 3k +1— 4X 3k^ + 6] 12 2k 2 + 1 c二 6k 2~~3k 2— 二 6 2k 2+ 1 二 2,9 — 3X3k +1+ 3k +1 综上,得k i + k 2为定值2. 例4 (2016北京理科) 求定值问题常见的方法(1) 从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2) 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 三•探索性问题例5.(2015新课标全国U, 12分,理)已知椭圆C : 9x 2 + y 2= m 2(m>0),直 线I 不过原点O 且不平行于坐标轴,I 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点 为M.(1)证明:直线OM 的斜率与I 的斜率的乘积为定值;⑵若l 过点(m ,m ),延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平 行四边形?若能,求此时l 的斜率;若不能,说明理由.[解析](1)设直线 l : y = kx + b (k M 0,0),A (x i ,y i ),B (x ,y 2),M (X M , y M ).将 y = kx + b 代入 9X 2 + y 2= m 2得(『+ 9)x 2 + 2kbx + b 2 — m 2= 0,故于是直线OM 的斜率kOM 二豐二-4即kOM k =- 9. 所以直线OM 的斜率与I 的斜率的乘积为定值.x i + X 2 — kb 2 二 k 2+ 9, y M = kx M + b = 9bk 2+ 9.⑵四边形OAPB 能为平行四边形.因为直线I 过点(m , m),所以I 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是 k>0,心 3.9 由(1)得OM 的方程为y = — RX .设点P 的横坐标为X P .9由尸—宀得应 9/ + y 2= m 2k 2m 2 ikm_9k 2+ 81,即 x p — 3 &9.将点(m , m)的坐标代入 I 的方程得bm3— k,因此X M Y —3,.四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段 AB 与线段OP 互相平分,即X P=2X M .因为 k i >0, k i 丰3, i = 1,2,所以当I 的斜率为4— .7或4+ .7时,四边形OAPB 为平行四边形. X 2 y 2例6.已知椭圆C:孑+含=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),右顶点为A,且AF|(1)求椭圆C 的标准方程;⑵若动直线l : y = kx + m 与椭圆C 有且只有一个交点P ,且与直线x =4 交于点Q,问:是否存在一个定点M(t,0),使得=0.若存在,求出点M 的坐标; 若不存在,说明理由.[解析]⑴由 c = 1, a — c = 1,得 a = 2,二 b=>3,2 2故椭圆C 的标准方程为X +3=1.于是ikm3求+ 92X k k — 3 m 3 k 2+ 9, 解得 k i = 4— 7, k 2= 4+ . 7.y = kx + m , ⑵由 3X 2+ 4y 2= 12,消去 y 得(3 + 4k 2)x 2+ 8kmx + 4m 2— 12= 0,••• △= 64k 2m 2— 4(3+ 4k 2)(4m 2— 12)= 0,即 m 2 = 3 + 4k 2., 4k 2 3 前 z 4k 3、y p = kx p + m = — — + m = m ,即卩 p ( — m ,伸- ••• M(t,0), Q(4,4k + m),4k 3••• = (― m — t, m),=(4 — t,4k + m),4k 3 4k••• = (—^— t) • —t)+m • (4+ m)=t 2—4t +3+ m (t —1)=0 恒成立,•••存在点M(1,0)符合题意.故 t =1, 故 t 2—4t + 3= 0,即 t = 1.•••存在点M(1,0)符合题意.设 P(x p , y p ),则 X P =4km 3+ 4k 24k m ,y p = kx p + m =—空 + m = 3 m m 即P(-半m)-••• M(t,0), Q(4,4k + m),••=(—签—t , m )‘= (4 — t,4k + m),4k4k —1) • —1)+-(4+ m) = t 2— 4t + 3+ 4km (t —1)= 0恒成立,故 t =1, 故 t 2—4t + 3= 0,即 t = 1.四、取值范围问题x例7.(2015浙江,15分)已知椭圆+ 卄1上两个不同的点A , B 关于直线1 y = mx +2 对称.(1)求实数m 的取值范围;⑵求△ AOB 面积的最大值(O 为坐标原点).1[解析] ⑴由题意知 m 工0,可设直线 AB 的方程为y 二一冷乂 + b.由 消去 y ,得(2 + m^x 2 — 2b x + b 2— 1 = 0.因为直线 y =—三乂+ bx 2 4与椭圆2 + y 2 = 1有两个不同的交点,所以 △= — 2b 2+ 2 +帚2>0,①2mbm 2b设M为AB 的中点,则M (m +2, R ,1 m2 + 2代入直线方程y = mx + 2,解得b =— 2m 2 .② 由①②得m< — f 或m 〉-^.上2 +丄⑵令t = m € (—普^, 0)U (0,普),则且O 到直线AB 的距离d ^j==. 设厶AOB 的面积为S (t ),所以 —2t 2— ;2+ 2=子,当且仅当t 2 =殳时,等号成立•2 ___ 、/- 2t 4+ 2t 2 + 号故厶AOB 面积的最大值为_2_.|AB|= . t 2+ 1 • 1 ,x 2 V 2例8.已知圆x 2 + y 2= 1过椭圆孑+詁=1(a>b>0)的两焦点,与椭圆有且仅有x 2 2 2+y = 1, 1 u 尸—m x+ b ,S(t)= 2|AB | d =t 2+- t+2两个公共点,直线I : y = kx + m 与圆x 3 + y 2= 1相切,与椭圆孑+詁=1相交于 — —— 23A ,B 两点.记A OA?OB •且于U 4. (1) 求椭圆的方程; (2) 求k 的取值范围;(3) 求厶OAB 的面积S 的取值范围.解:(1)由题意知2c = 2,所以c = 1•因为圆与椭圆有且只有两个公共点,从而bx 2=1,故a = .2,所以所求椭圆方程为2 + y 2^ 1.(2)因为直线I : y = kx + m 与圆x 2 + y 2= 1相切,所以原点O 到直线I 的距离为是-1,-今u2 1(3)|ABf = (X 1-X 2)2+ (y 1-y 2)2= (1 + k 2)[(x 1 + X 2)2-4x 1X 2]二 2— 2疋+〔 2,由236 4 1 1< k 2< 1,得"2 = AB|<3.设△ OAB 的 AB 边上的高为 d ,贝U S = 2AB|d = 2AB|, 所以S < 2■.即△ OAB 的面积S 的取值范围是 专,2 .例9•已知椭圆E:彳+ y3 = 1的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E 于A , M 两点,点N 在E 上, MA 丄NA.得(1 + 2k 2)x 2 + 4kmx + 2m 2- 2 = 0.设 A (X 1, y 1), B(x 2, y 2),则 X 1 + x 2 = —4km 1+ 2k 2, 2m 2— 2x1x2 二 G? "A=X 1X 2+ y 〔y 2 = (122k 2 +1+ k 2)X 1 x 2 + km(x 1 + X 2)+ m 2=仔? 2 3 1 由3^圧4,得2=1, 即卩k 的取值范围 =1, 即 卩 m 2= k 2 + 1.由y = kx + m ,⑴当t = 4, |AM|= |AN|时,求△ AMN的面积;⑵当2AM|=|AN|时,求k的取值范围.x y【解】(1)设M(x i, y i),则由题意知y i>0.当t= 4时,E的方程为+号=、. n1, A( —2, 0).由已知及椭圆的对称性知,直线AM的倾斜角为4.因此直线AMX y212的方程为y= x+ 2.将x=y —2代入4 + = 1得7y2—12y= 0.解得y= 0或y=〒,12 1 12 12 144所以y1 =—.因此△ AMN的面积S MMN = 2X 2^7 X-y = 药.x2(2)由题意知t>3, k>0, A( —t, 0).将直线AM的方程y= k(x+ . t)代入yy2t2k2—3t+ 3 = 1 得(3 + tk2)x2+ 2录tk2x + t2k2—3t = 0.由X1 •—*) = "3+lk^得为=t 1 + k22 k由2AM E IAN得穴二冇,即(k3—2)t= 3k(2k—1).当k= 3 2时上式不成立,因此3k 2k—1 y人十k3—2k2+ k—2 k—2 k2+ 1t-卞〒.t>3等价于k3 —2 - k3 -2 <0,即厂<0.由此得k3 —2<0,或k3—2>0, 解得3 2<k<2.因此k的取值范围是(32, 2).kz2 k—2>°,誹k—2<0,由题设知,直线AN的方程为y= —k(x+Jl),故同理可得五.最值问题卡左、右焦点分别是F i , F 2.以F i 为圆心、以3为半径的圆与以F 2为圆心、 以1为半径的圆相交,且交点在椭圆 C 上.(1)求椭圆C 的方程;x 2 y⑵设椭圆E :荷+ 4b 2= 1, P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y = kx + m 交椭圆E 于A , B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q.① 求器|的值;② 求△ ABQ 面积的最大值.解】(1)由题意知2a =4,则a = 2.又a =^,a 2-c 2二b 2,可得 b = 1,a 2 X 2 y 2⑵由⑴知椭圆E 的方程为16+ 4 = 1.由题意知Q(—入x,—入y . 因为弓+y o = 1,所以入=2,即|OQ|| = 2. 所以椭圆C 的方程为4 + y 2= 1.②设 A(X 1, y 1), B(x 2, y 2).将y = kx + m 代入椭圆E 的方程,可得(1 + 4k 2)x 2+ 8kmx + 4m 2 — 16= 0,由 40,可得 m 2<4 + 16k 2.① ①设P(x o , y o ), 1OQ1_ .|OP|_ 人2 2刊一入x —入y又 + 儿16 =1,即处 + y 0 = 1,因为直线y = kx + m 与y 轴交点的坐标为(0, m),所以△ OAB 的面积1 2 16k 2 + 4— m 2|m|S = 2|m||x1 — X2I = 一 1 + 4k 2将y = kX + m 代入椭圆C 的方程, 可得(1 + 4k 2)X 2 + 8kmx + 4m 2 — 4 = 0, 由0,可得m 2< 1 + 4k 2.② 由①②可知0<t w 1, 因此 S = 2「4 — 11= 2 . — t 2 + 4t , 故 S < 2 ,3.当且仅当t = 1,即m 2= 1 + 4k 2时取得最大值2,3. 由①知,△ ABQ 的面积为3S , 所以△ ABQ 面积的最大值为6.3. 例11.定圆M : (X +. 3)2 + y 2= 16,动圆N 过点F( 3, 0)且与圆M 相切, 记圆心N 的轨迹为E.①求轨迹E 的方程;贝U 有 X l + X 2 = 8km 1+ X 1X 2 = 4m 2 — 16 1+ 4k 2 .所以 x 〔 一 X 2I = 4 16k 2 + 4— m 2 1 + 4k 2 m 2 1 +4k 2 t. 216k 2+ 4— m 2m 2 1+ 4k 2 ^2 24— m 2 m 2 一 1+ 4k 2 1+②设点A , B , C 在E 上运动,A 与B 关于原点对称,且|AC| = |BC|,当△ ABC 的面积最小时,求直线 AB 的方程.⑵解:①••• F( 3,0)在圆M : (x + 3)2 + y 2= 16内,.••圆N 内切于圆M. ••• |NM|+ |NF|=4>|FM|,「.点N 的轨迹E 为椭圆,且2a = 4, c =. 3,二b = 1 ,二轨迹x 2E 的方程为4 + y 2= 1.②a.当AB 为长轴(或短轴)时,1S A ABC = 2|OC| AB|= 2.b .当直线AB 的斜率存在且不为0时,设直线AB 的方程为y = kx , A(X A ,X 2丄 2 d2 + y 2= 14 4k 2 y A ),联立方程 4得,x A 二 1+40 y A 二帀恳,:|°A|2= x A +y A 二y = kx 4 1 + k 2 1 4 1 + k 21+ 4k 2 •将上式中的k 替换为一R ,可得|OC|2= 0 + 4 .S\ABC = 2S ^AOC = |OA| OC|••• 1+ 4k 2 k 2 + 4 < 5 1 + R 2 8= 2 , • S A ABC >8,当且仅当1 + 4k 2= k 2 + 4,即k =±l 时等号成立,8 8 o此时△ ABC 面积的最小值是°.v 2>8,.・.A ABC 面积的最小值是 三 此时直线 5 5 5 AB 的方程为y =x 或y = — x. 4 1 + k 2 1+ 4k 2 •4 1 + k 2 k 2 + 4 4 1 + k 2 .1+ 4k 2 k 2 + 4。
高考分类汇编(圆锥曲线大题含答案)
7k2 1
2
0,
2k 1
解得 k 2
1 ,即k
7
.
7
7
故直线 l 的方程为 x 7y 1 0 或 x 7 y 1 0 .
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12 .( 20XX
年高考四川卷
(理))已知椭圆
C:
x2 a2
y2 b2
1,(a
b
0) 的两个焦点分别为 F1( 1,0), F2(1,0) ,
且椭圆
C
经过点
41 P( , )
kk1 kk2
x2 y2
b2
解:( Ⅰ) 由于 c 2 a 2 b2 , 将 x
c 代入椭圆方程 a 2
b2
1y
得
a
2
2b 由题意知 a
1 ,即 a
2b 2
ec
3
又 a2
所以 a 2 , b 1
x2 y2 1 所以椭圆方程为 4
( Ⅱ) 由题意可知 :
PF1 PM = PF2 PM
, PF1
PM = PF2
中, 过椭圆
M
x2 : a2
y2 b2 1(a b 0) 的右焦点 F 作直 x y
3 0交 M 于 A, B 两点 , P 为 AB 的中点 ,
且 OP 的斜率为 1 . 2
( Ⅰ) 求 M 的方程 ;( Ⅱ) C, D 为 M 上的两点 , 若四边形 ABCD 的对角线 CD AB, 求四边形 ABCD 面
8.( 20XX 年普通高等学校招生统一考试天津数学(理)试题(含答案)
) 设椭圆
x2
2
a
y2 2 1(a b 0) 的左焦 b
点为 F, 离心率为 3 , 过点 F 且与 x 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为 3
(完整版)圆锥曲线专题
圆锥曲线的综合问题直线和圆锥曲线问题解法的一般规律“联立方程求交点,根与系数的关系求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.【一】.直线与圆锥曲线的位置关系(1)从几何角度看,可分为三类:无公共点,仅有一个公共点及有两个相异的公共点. (2)从代数角度看,可通过将表示直线的方程代入二次曲线的方程消元后所得一元二次方程解的情况来判断.1.设直线l 的方程为Ax +By +C =0,圆锥曲线方程f (x ,y )=0. 由Ax+0(,)0{By c f x y +==,消元。
如消去y 后得ax 2+bx +c =0. ①若a =0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l 与双曲线的渐近线平行或重合;当圆锥曲线是抛物线时,直线l 与抛物线的对称轴平行或重合. ②若a ≠0,设Δ=b 2-4ac .a .Δ > 0时,直线和圆锥曲线相交于不同两点;b .Δ = 0时,直线和圆锥曲线相切于一点;c .Δ < 0时,直线和圆锥曲线没有公共点.2.“点差法”的常见题型求中点弦方程、求(过定点、平行弦)弦中点轨迹、垂直平分线问题.必须提醒的是“点差法”具有不等价性,即要考虑判别式Δ>0是否成立.3.直线与圆锥曲线相交时的弦长问题(1)斜率为kP 2(x 2,y 2),则所得弦长|P 1P 2| |P 1P 2|(2)当斜率k (利用轴上两点间距离公式).4.圆锥曲线的中点弦问题遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =-b 2x 0a 2y 0;在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =b 2x 0a 2y 0;在抛物线y 2=2px (p >0)中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k=p y 0. 题型一 圆锥曲线中的范围、最值问题【例1】 已知抛物线C :y 2=4x ,过点A (-1,0)的直线交抛物线C 于P 、Q 两点,设AP →=λAQ →.(1)若点P 关于x 轴的对称点为M ,求证:直线MQ 经过抛物线C 的焦点F ;(2)若λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,12,求|PQ |的最大值.[思维启迪](1)可利用向量共线证明直线MQ 过F ;(2)建立|PQ |和λ的关系,然后求最值. 解析:(1)证明 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 1,-y 1). ∵AP →=λAQ →,∴x 1+1=λ(x 2+1),y 1=λy 2,∴y 21=λ2y 22,y 21=4x 1,y 22=4x 2,x 1=λ2x 2,∴λ2x 2+1=λ(x 2+1),λx 2(λ-1)=λ-1,∵λ≠1,∴x 2=1λ,x 1=λ,又F (1,0),∴MF →=(1-x 1,y 1)=(1-λ,λy 2)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1,y 2=λFQ →, ∴直线MQ 经过抛物线C 的焦点F . (2)解 由(1)知x 2=1λ,x 1=λ,得x 1x 2=1,y 21·y 22=16x 1x 2=16,∵y 1y 2>0,∴y 1y 2=4,=x 21+x 22+y 21+y 22-2(x 1x 2+y 1y 2)=⎝⎛⎭⎪⎫λ+1λ2+4⎝⎛⎭⎪⎫λ+1λ-12=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ+1λ+22-16, λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,12,λ+1λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤52,103,当λ+1λ=103,即λ=13时,|PQ |2有最大值1129,|PQ |的最大值为473.[探究提高]圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.变式训练1 (2012·四川)如图,动点M 与两定点 A (-1,0)、B (1,0)构成△MAB ,且直线MA 、MB 的斜率之积为4.设动点M 的轨迹为C .(1)求轨迹C 的方程.(2)设直线y =x +m (m >0)与y 轴相交于点P ,与轨迹C 相交于点Q ,R ,且|PQ |<|PR |.求|PR ||PQ |的取值范围.解 (1)设M 的坐标为(x ,y ),当x =-1时,直线MA 的斜率不存在;此时,MA 的斜率为yx +1,MB 的斜率为yx -1.由题意,有y x +1·yx -1=4.化简可得,4x 2-y 2-4=0. 故动点M 的轨迹C 的方程为4x 2-y 2-4=0(x ≠1且x ≠-1).(2)由⎩⎨⎧y =x +m ,4x 2-y 2-4=0消去y ,可得3x 2-2mx -m 2-4=0.(*)对于方程(*),其判别式Δ=(-2m )2-4×3(-m 2-4)=16m 2+48>0, 而当1或-1为方程(*)的根时,m 的值为-1或1. 结合题设(m >0)可知,m >0且m ≠1. 设Q 、R 的坐标分别为(x Q ,y Q ),(x R ,y R ), 则x Q ,x R 为方程(*)的两根.因为|PQ |<|PR |,所以|x Q |<|x R |,x Q =m -2m 2+33,x R =m +2m 2+33.所以|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q =21+3m 2+121+3m 2-1=1+221+3m 2-1. 此时1+3m2>1,且1+3m 2≠2,所以1<1+221+3m 2-1<3,且1+221+3m2-1≠53, 所以1<|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q <3,且|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q ≠53.综上所述,|PR ||PQ |的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,53∪⎝ ⎛⎭⎪⎫53,3.题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题【例2】 已知椭圆C 经过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,两个焦点为(-1,0)、(1,0).(1)求椭圆C 的方程;(2)E 、F 是椭圆C 上的两个动点,如果直线AE 的斜率与AF 的斜率互为相反数,证明直线EF 的斜率为定值,并求出这个定值.[思维启迪]可设直线AE 的斜率来计算直线EF 的斜率,通过推理计算消参. 解析(1)解 由题意,c =1,可设椭圆方程为x 21+b 2+y 2b 2=1.因为A 在椭圆上,所以11+b 2+94b 2=1,解得b 2=3,b 2=-34(舍去),所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)证明 设直线AE 的方程为y =k (x -1)+32,代入x 24+y 23=1.得(3+4k 2)x 2+4k (3-2k )x +4⎝ ⎛⎭⎪⎫32-k 2-12=0.设E (x E ,y E ),F (x F ,y F ).因为点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32在椭圆上,所以x E =4⎝ ⎛⎭⎪⎫32-k 2-123+4k 2y E =kx E +32-k .又直线AF 的斜率与AE 的斜率互为相反数,在上式中以-k 代替k ,可得x F =4⎝ ⎛⎭⎪⎫32+k 2-123+4k 2,y F =-kx F +32+k ,所以直线EF 的斜率k EF =y F -y E x F -x E =-k x E +x F +2k x F -x E =12, 即直线EF 的斜率为定值,其值为12.[探究提高]求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.变式训练2 椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,该椭圆经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32且离心率为12.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l :y =kx +m 与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左,右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.(1)解 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0),由e =c a =12,得a =2c ,∵a 2=b 2+c 2,∴b 2=3c 2,则椭圆方程变为x 24c 2+y 23c2=1.又椭圆过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,将其代入求得c 2=1,故a 2=4,b 2=3,即得椭圆的标准方程为x 24+y 23=1.(2)证明设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎨⎧y =kx +m ,x 24+y23=1,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=64m 2k 2-163+4k 2m 2-3>0,x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=4m 2-33+4k2.①又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=3m 2-4k 23+4k 2.∵椭圆的右顶点为A 2(2,0),AA 2⊥BA 2, ∴(x 1-2)(x 2-2)+y 1y 2=0, ∴y 1y 2+x 1x 2-2(x 1+x 2)+4=0,∴3m 2-4k 23+4k 2+4m 2-33+4k 2+16mk 3+4k 2+4=0,∴7m 2+16mk +4k 2=0,解得m 1=-2k ,m 2=-2k 7,由①,得3+4k 2-m 2>0,当m 1=-2k 时,l 的方程为y =k (x -2),直线过定点(2,0),与已知矛盾. 当m 2=-2k 7时,l 的方程为y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -27,直线过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0,∴直线l 过定点,定点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0.题型三 圆锥曲线中的探索性问题【例3】 已知中心在坐标原点O 的椭圆C 经过点A (2,3),且点F (2,0)为其右焦点. (1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在平行于OA 的直线l ,使得直线l 与椭圆C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于4?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.[思维启迪]可先假设l 存在,然后根据与C 有公共点和与OA 距离等于4两个条件探求. 解析解 方法一 (1)依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且可知其左焦点为F ′(-2,0). 从而有⎩⎨⎧ c =2,2a =|AF |+|AF ′|=3+5=8,解得⎩⎨⎧c =2,a =4. 又a 2=b 2+c 2,所以b 2=12, 故椭圆C 的方程为x 216+y 212=1.(2)假设存在符合题意的直线l ,设其方程为y =32x +t .由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,x 216+y 212=1,得3x 2+3tx +t 2-12=0.因为直线l 与椭圆C 有公共点, 所以Δ=(3t )2-4×3×(t 2-12)≥0, 解得-43≤t ≤4 3.另一方面,由直线OA 与l 的距离d =4,得|t |94+1=4,解得t =±213. 由于±213∉[-43,43],所以符合题意的直线l 不存在.方法二 (1)依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且有⎩⎨⎧4a 2+9b 2=1,a 2-b 2=4.从而a 2=16.所以椭圆C 的方程为x 216+y 212=1.(2)同方法一. [探究提高]解决直线与圆锥曲线位置关系的存在性问题,往往是先假设所求的元素存在,然后再推理论证,检验说明假设是否正确.变式训练3 (2012·江西)已知三点O (0,0),A (-2,1),B (2,1),曲线C 上任意一点M (x ,y )满足|MA →+MB →|=OM →·(OA →+OB →)+2. (1)求曲线C 的方程;(2)动点Q (x 0,y 0)(-2<x 0<2)在曲线C 上,曲线C 在点Q 处的切线为l .问:是否存在定点P (0,t )(t <0),使得l 与PA ,PB 都相交,交点分别为D ,E ,且△QAB 与△PDE 的面积之比是常数?若存在,求t 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)由MA →=(-2-x,1-y ),MB →=(2-x,1-y ),|MA →+MB →|=-2x2+2-2y2,OM →·(OA →+OB →)=(x ,y )·(0,2)=2y ,由已知得-2x2+2-2y2=2y +2,化简得曲线C 的方程:x 2=4y . (2)假设存在点P (0,t )(t <0)满足条件, 则直线PA 的方程是y =t -12x +t ,PB 的方程是y =1-t2x +t .曲线C 在Q 处的切线l 的方程是y =x 02x -x 204,它与y 轴的交点为F ⎝⎛⎭⎪⎫0,-x 204.由于-2<x 0<2,因此-1<x 02<1.①当-1<t <0时,-1<t -12<-12,存在x 0∈(-2,2),使得x 02=t -12,即l 与直线PA 平行,故当-1<t <0时不符合题意. ②当t ≤-1时,t -12≤-1<x 02,1-t 2≥1>x 02,所以l 与直线PA ,PB 一定相交.分别联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =t -12x +t ,y =x 02x -x24,⎩⎪⎨⎪⎧y =1-t 2x +t ,y =x 02x -x 24,解得D ,E 的横坐标分别是x D =x 20+4t2x 0+1-t,x E =x 20+4t2x 0+t -1,则x E -x D =(1-t )x 20+4tx 20-t -12.又|FP |=-x 204-t ,有S △PDE =12·|FP |·|x E -x D |=1-t8·x 20+4t 2t -12-x 20,又S △QAB =12·4·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 204=4-x 202,于是S △QAB S △PDE =41-t ·x 20-4[x 20-t -12]x 20+4t2=41-t ·x 40-[4+t -12]x 20+4t -12x 40+8tx 20+16t2.对任意x 0∈(-2,2),要使S △QAB S △PDE为常数,即只需t 满足⎩⎨⎧-4-t -12=8t ,4t -12=16t 2. 解得t =-1.此时S △QABS △PDE=2,故存在t =-1,使得△QAB 与△PDE 的面积之比是常数2. 该直线恒过一个定点A (12,0).19.圆锥曲线中的函数思想 思想与方法典例:(12分)已知椭圆x 24+y 22=1上的两个动点P ,Q ,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)且x 1+x 2=2.(1)求证:线段PQ 的垂直平分线经过一个定点A ;(2)设点A 关于原点O 的对称点是B ,求|PB |的最小值及相应的P 点坐标. 审 题 视 角(1)引入参数PQ 中点的纵坐标,先求k PQ ,利用直线PQ 的方程求解. (2)建立|PB |关于动点坐标的目标函数,利用函数的性质求最值.规 范 解 答(1)证明 ∵P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),且x 1+x 2=2.当x 1≠x 2时,由⎩⎨⎧x 21+2y 21=4x 22+2y 22=4,得y 1-y 2x 1-x 2=-12·x 1+x 2y 1+y 2.设线段PQ 的中点N (1,n ),∴k PQ =y 1-y 2x 1-x 2=-12n, ∴线段PQ 的垂直平分线方程为y -n =2n (x -1),∴(2x -1)n -y =0,该直线恒过一个定点A (12,0).当x 1=x 2时,线段PQ 的中垂线也过定点A (12,0).综上,线段PQ 的垂直平分线恒过定点A (12,0).(2)解 由于点B 与点A 关于原点O 对称, 故点B (-12,0).∵-2≤x 1≤2,-2≤x 2≤2,∴x 1=2-x 2∈[0,2], |PB |2=(x 1+12)2+y 21=12(x 1+1)2+74≥94, ∴当点P 的坐标为(0,±2)时,|PB |min =32.温 馨 提 醒(1)本题是圆锥曲线中的综合问题,涉及到了定点问题以及最值问题.求圆锥曲线的最值问题是高考考查的一个重要问题,通常是先建立一个目标函数,然后利用函数的单调性、函数的图象、函数的有界性或基本不等式等求最值,本题是建立二次函数、利用二次函数的图象求最值.(2)本题的第一个易错点是,表达不出线段PQ 的中垂线方程,原因是想不到引入参数表示PQ 的中点.第二个易错点是,易忽视P 点坐标的取值范围.实质上是忽视了椭圆的范围.思想方法·感悟提高 方 法 与 技 巧1.解决直线与椭圆的位置关系问题,如果直线与椭圆有两个不同交点,可将直线方程y =kx+c 代入椭圆方程x 2a 2+y 2b2=1整理出关于x (或y )的一元二次方程Ax 2+Bx +C =0,Δ=B 2-4AC >0,可利用根与系数之间的关系求弦长(弦长为1+k 2Δ|A |).2.圆锥曲线综合问题要四重视: (1)重视定义在解题中的作用;(2)重视平面几何知识在解题中的作用; (3)重视根与系数的关系在解题中的作用;(4)重视曲线的几何特征与方程的代数特征在解题中的作用.失 误 与 防 范 1.在解决直线与抛物线的位置关系时,要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况. 2.中点弦问题,可以利用“点差法”,但不要忘记验证Δ>0或说明中点在曲线内部.练出高分A 组 专项基础训练1.直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k 的值为 ( ) A .1 B .1或3 C .0 D .1或0解 析由⎩⎨⎧y =kx +2,y 2=8x得ky 2-8y +16=0,若k =0,则y =2,若k ≠0,若Δ=0,即64-64k =0,解得k =1,因此直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k =0或k =1.2.AB 为过椭圆x 2a 2+y 2b2=1中心的弦,F (c,0)为它的焦点,则△FAB 的最大面积为( ) A .b 2 B .ab C .acD .bc解 析设A 、B 两点的坐标为(x 1,y 1)、(-x 1,-y 1), 则S △FAB =12|OF ||2y 1|=c |y 1|≤bc .3.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为60°的直线l 与抛物线在第一、四象限分别交于A 、B 两点,则|AF ||BF |的值等于( )A .5B .4C .3D .2解 析记抛物线y 2=2px 的准线为l ,作AA 1⊥l ,BB 1⊥l ,BC ⊥AA 1,垂足分别是A 1、B 1、C ,则有cos 60°=|AC ||AB |=|AA 1|-|BB 1||AF |+|BF |=|AF |-|BF ||AF |+|BF |=12,由此得|AF ||BF |=3,选C.4.(2011·山东)设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值范围是 ( ) A .(0,2) B .[0,2] C .(2,+∞) D .[2,+∞)解 析∵x 2=8y ,∴焦点F 的坐标为(0,2),准线方程为y =-2.由抛物线的定义知|MF |=y 0+2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交,又圆心F 到准线的距离为4,故4<y 0+2,∴y 0>2.5.设抛物线x 2=4y 的焦点为F ,经过点P (1,4)的直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,且点P 恰为AB 的中点,则|AF →|+|BF →|=________.解 析设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意知x 1+x 2=2,且x 21=4y 1,x 22=4y 2,两式相减整理得,y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 24=12,所以直线AB 的方程为x -2y +7=0.将x =2y -7代入 x 2=4y 整理得4y 2-32y +49=0,所以y 1+y 2=8,又由抛物线定义得|AF →|+|BF →|=y 1+y 2+2=10.6.已知椭圆x 24+y 2=1的两个焦点为F 1、F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则|PF 2|=______.将x =-3代入椭圆方程得y p =12,由|PF 1|+|PF 2|=4⇒|PF 2|=4-|PF 1|=4-12=72.7.直线y =kx -2与抛物线y 2=8x 交于不同两点A 、B ,且AB 的中点横坐标为2,则k 的值是________.设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =kx -2,y 2=8x ,消去y 得k 2x 2-4(k +2)x +4=0,由题意得⎩⎨⎧Δ=[-4k +2]2-4×k 2×4>0,x 1+x 2=4k +2k 2=2×2,∴⎩⎨⎧k >-1,k =-1或k =2, 即k =2.8.(10分)椭圆x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)与直线x +y -1=0相交于P 、Q 两点,且OP ⊥OQ (O 为原点).(1)求证:1a 2+1b2等于定值;(2)若椭圆的离心率e ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,22,求椭圆长轴长的取值范围. (1)证明 由⎩⎨⎧b 2x 2+a 2y 2=a 2b 2,x +y -1=0消去y ,得(a 2+b 2)x 2-2a 2x +a 2(1-b 2)=0,∵直线与椭圆有两个交点,∴Δ>0, 即4a 4-4(a 2+b 2)a 2(1-b 2)>0 ⇒a 2b 2(a 2+b 2-1)>0, ∵a >b >0,∴a 2+b 2>1.设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则x 1、x 2是方程①的两实根. ∴x 1+x 2=2a 2a 2+b 2,x 1x 2=a 21-b 2a 2+b 2.由OP ⊥OQ 得x 1x 2+y 1y 2=0,又y 1=1-x 1,y 2=1-x 2,得2x 1x 2-(x 1+x 2)+1=0. 式②代入式③化简得a 2+b 2=2a 2b 2. ④∴1a 2+1b2=2. (2)解 利用(1)的结论,将a 表示为e 的函数由e =c a⇒b 2=a 2-a 2e 2,代入式④,得2-e 2-2a 2(1-e 2)=0. ∴a 2=2-e 221-e 2=12+121-e 2.∵33≤e ≤22,∴54≤a 2≤32. ∵a >0,∴52≤a ≤62.∴长轴长的取值范围为[5,6].9.(12分)给出双曲线x 2-y 22=1.(1)求以A (2,1)为中点的弦所在的直线方程;(2)若过点A (2,1)的直线l 与所给双曲线交于P 1,P 2两点,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程; (3)过点B (1,1)能否作直线m ,使得m 与双曲线交于两点Q 1,Q 2,且B 是Q 1Q 2的中点?这样的直线m 若存在,求出它的方程;若不存在,说明理由.解 (1)设弦的两端点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则⎩⎨⎧2x 21-y 21=2,2x 22-y 22=2,两式相减得到2(x 1-x 2)(x 1+x 2)=(y 1-y 2)(y 1+y 2),又x 1+x 2=4,y 1+y 2=2,所以直线斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=4.故求得直线方程为4x -y -7=0.(2)设P (x ,y ),P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2), 按照(1)的解法可得y 1-y 2x 1-x 2=2xy, ①由于P 1,P 2,P ,A 四点共线,得y 1-y 2x 1-x 2=y -1x -2,②由①②可得2x y =y -1x -2,整理得2x 2-y 2-4x +y =0,检验当x 1=x 2时,x =2,y =0也满足方程,故P 1P 2的中点P 的轨迹方程是2x 2-y 2-4x +y =0.(3)假设满足题设条件的直线m 存在,按照(1)的解法可得直线m 的方程为y =2x -1.考虑到方程组⎩⎨⎧y =2x -1,x 2-y22=1无解,因此满足题设条件的直线m 是不存在的.练出高分B 组 专项能力提升1.已知双曲线E 的中心为原点,F (3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N (-12,-15),则E 的方程为 ( ) A.x 23-y 26=1 B.x 24-y 25=1 C.x 26-y 23=1 D.x 25-y 24=1解 析∵k AB =0+153+12=1,∴直线AB 的方程为y =x -3.由于双曲线的焦点为F (3,0),∴c =3,c 2=9.设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则x 2a 2-x -32b 2=1.整理,得 (b 2-a 2)x 2+6a 2x -9a 2-a 2b 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=6a 2a 2-b2=2×(-12),∴a 2=-4a 2+4b 2,∴5a 2=4b 2.又a 2+b 2=9,∴a 2=4,b 2=5,∴双曲线E 的方程为x 24-y 25=1.2.已知抛物线y =-x 2+3上存在关于直线x +y =0对称的相异两点A 、B ,则|AB |等于 ( ) A .3B .4C .3 2D .4 2解 析设直线AB 的方程为y =x +b .由⎩⎨⎧y =-x 2+3y =x +b⇒x 2+x +b -3=0⇒x 1+x 2=-1, 得AB 的中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12+b .又M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12+b 在直线x +y =0上,可求出b =1,∴x 2+x -2=0,则|AB |=1+12·-12-4×-2=3 2.3.如图,已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线x -my +m =0与抛物线交于A 、B 两点,且△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则m 6+m 4的值是( ) A .1 B. 2 C .2 D .4 解 析设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意可知,p2=-m ,将x =my -m 代入抛物线方程y 2=2px (p >0)中,整理得y 2-2pmy +2pm =0,由根与系数的关系,得y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=2pm ,∴(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=(2pm )2-8pm =16m 4+16m 2,又△OAB 的面积S =12×p 2|y 1-y 2|=12(-m )×4m 4+m 2=22,两边平方即可得m 6+m 4=2.4.直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1恒有公共点,则m 的取值范围是______________.∵方程x 25+y 2m=1表示椭圆,∴m >0且m ≠5.∵直线y =kx +1恒过(0,1)点,∴要使直线与椭圆总有公共点,应有:025+12m ≤1,m ≥1,∴m 的取值范围是m ≥1且m ≠5.5.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1 (a >1,b >0)的焦距为2c ,离心率为e ,若点(-1,0)与(1,0)到直线x a -yb=1的距离之和s ≥45c ,则e 的取值范围是__________.解 析由题意知s =|-b -ab |a 2+b 2+|b -ab |a 2+b 2=2ab c ≥45c , ∴2c 2≤5ab ,∴2c 2a 2≤5b a.又b a =c 2-a 2a2=e 2-1,∴2e 2≤5e 2-1,∴4e 4≤25(e 2-1),∴4e 4-25e 2+25≤0, ∴54≤e 2≤5,∴52≤e ≤ 5. 6.若过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 依次交抛物线及其准线于点A 、B 、C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则抛物线的方程为____________.如图,过A 、B 分别作AD 、BE 垂直于准线,垂足分别为D 、E .由|BC |=2|BF |,即|BC |=2|BE |,则∠BCE =30°,又|AF |=3,即|AD |=3,|AC |=6, ∴F 为AC 的中点,KF 为△ACD 的中位线, ∴p =|FK |=12|AD |=32,所求抛物线方程为y 2=3x .7.(13分)(2012·上海)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.(1)过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x 轴围成的三角形的面积.(2)设斜率为1的直线l 交C 1于P 、Q 两点.若l 与圆x 2+y 2=1相切,求证:OP ⊥OQ .(3)设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M 、N 分别是C 1、C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值.(1)解 双曲线C 1:x 212-y 2=1,左顶点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0,渐近线方程:y =±2x .不妨取过点A 与渐近线y =2x 平行的直线方程为y =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +22,即y =2x +1. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x ,y =2x +1得⎩⎪⎨⎪⎧x =-24,y =12.所以所求三角形的面积为S =12|OA ||y |=28.(2)证明 设直线PQ 的方程是y =x +b .因为直线PQ 与已知圆相切,故|b |2=1,即b 2=2.由⎩⎨⎧y =x +b ,2x 2-y 2=1得x 2-2bx -b 2-1=0. 设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 1+x 2=2b ,x 1x 2=-1-b 2.又y 1y 2=(x 1+b )(x 2+b ),所以 OP →·OQ →=x 1x 2+y 1y 2=2x 1x 2+b (x 1+x 2)+b 2=2(-1-b 2)+2b 2+b 2=b 2-2=0. 故OP ⊥OQ .(3)证明 当直线ON 垂直于x 轴时, |ON |=1,|OM |=22,则O 到直线MN 的距离为33. 当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为y =kx ⎝ ⎛⎭⎪⎫显然|k |>22, 则直线OM 的方程为y =-1kx .由⎩⎨⎧y =kx ,4x 2+y 2=1得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=14+k 2,y 2=k 24+k 2,所以|ON |2=1+k 24+k 2.同理|OM |2=1+k22k 2-1.设O 到直线MN 的距离为d ,因为(|OM |2+|ON |2)d 2=|OM |2|ON |2, 所以1d 2=1|OM |2+1|ON |2=3k 2+3k 2+1=3,即d =33.综上,O 到直线MN 的距离是定值.。
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1、中点问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。
2、在椭圆12222=+b y a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;在双曲线22221x ya b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0202y a x b ;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0p y 。
如(1)10.过点M (-2,0)的直线m 与椭圆1222=+y x 交于P 1,P 2,线段P 1P 2的中点为P ,设直线m 的斜率为k 1(01≠k ),直线OP 的斜率为k 2,则k 1k 2的值为A .2B .-2C .21D .-21 (2)如果椭圆221369x y +=弦被点A (4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (答:280x y +-=);(3)已知直线y=-x+1与椭圆22221(0)x y a b a b +=>>相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线L :x -2y=0上,则此椭圆的离心率为_______(答:22);(4)试确定m 的取值范围,使得椭圆13422=+y x 上有不同的两点关于直线m x y +=4对称(答:213213,1313⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭);双变量比例问题为综合问题最好要是解析的思想明确主要以几道例题寻早一下其中的规律 一、利用其中一个变量求另一个变量的范围1、已知O 为坐标原点,点E 、F 的坐标分别为(-1,0)、(1,0),动点A 、M 、N 满足||||AE m EF =(1m >),0MN A F =⋅,1()2ON OA OF =+ ,//AM ME.(Ⅰ)求点M 的轨迹W 的方程;(Ⅱ)点0(,)2mP y 在轨迹W 上,直线PF 交轨迹W 于点Q ,且PF FQ λ= ,若12λ≤≤,求实数m 的范围.1、 解:(Ⅰ)∵0MN AF ⋅=,1()2ON OA OF =+ ,∴ MN 垂直平分AF .又//AM ME,∴ 点M 在AE 上,∴ ||||||||2AM ME AE m EF m +===,||||MA MF = ,∴ ||||2||ME MF m EF +=>, ……………………………………………4分∴ 点M 的轨迹W 是以E 、F 为焦点的椭圆,且半长轴a m =,半焦距1c =, ∴ 22221b a c m =-=-.∴ 点M 的轨迹W 的方程为222211x y m m +=-(1m >).…………………………6分(Ⅱ)设11(,)Q x y∵ 0(,)2mP y ,PF FQ λ= ,∴ 1011(1),2.mx y y λλ⎧-=-⎪⎨⎪-=⎩ ∴ 1101(1),21.m x y y λλλ⎧=+-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩…………………………8分 由点P 、Q 均在椭圆W 上,∴ 202220222211,411(1) 1.2(1)y m y m m m λλλ⎧+=⎪-⎪⎨⎪+-+=⎪-⎩…………………………10分 消去0y 并整理,得2211m m m λ-+=-,由221121m m m -+-≤≤及1m >,解得12m <≤. …………………………14分 2. (本小题满分13分)设x ,y R ∈,i ,j 为直角坐标平面内x ,y 轴正方向上的单位向量,若a x i y j =++()1,b x i y j ab =-++=()||||14,。
(I )求点M x y (),的轨迹C 的方程;(II )过点(0,m )作直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,若||||O AO B O AO B →+→=→-→,求m 的取值范围。
2、 (共13分)解:(I ) a x i y j b x i y j=++=-+()()11,又||||()()a b x y x y +=∴+++-+=41142222∴点M (x ,y )的轨迹C 是以(-10,)、(1,0)为焦点,长轴长为4的椭圆,故椭圆方程为x y 22431+=5分 (II )若||||O AO B O AO B →+→=→-→,则以OA OB →→、为邻边的平行四边形是矩形设直线l 的方程为y k x m =+,l 与C 的交点A x y B x y ()()1122,、, O A O Bx x y y y k x m x y →⊥→∴+==++=⎧⎨⎪⎩⎪1112220431(*)由得,①()()348412083441234222122122212212122+++-=+=-+=-+=+++k x k m x m x x k m k xx m k yy k xx k m x x m ∴=-+y y m kk1222231234②将①②代入()得,③又△,得④由③④得*7121201271207120127012390712390341272222222222222m kk mk mm kmm m mm --==-≥∴-≥∴≥>-+>∴--+>∴>≥∴≤-≥m m 22172217或 13分 二、比例问题 3.(本小题满分13分) 已知双曲线C 的中心为坐标原点O ,焦点F 1、F 2在x 轴上,点P 在双曲线的左支上,点M 在右准线上,且满足.||||,11OM OF PM O F == (Ⅰ)求双曲线C 的离心率e ;(Ⅱ)若双曲线C 过点Q (2,3),B 1、B 2是双曲线虚轴的上、下端点,点A 、B 是双曲线上不同的两点,且B B A B B B A B 1222,⊥=λ,求直线AB 的方程.3.(共13分)解:(I )设双曲线C 的方程为).0,(),0,(),0,0(1212222c F c F b a by a x ->>=-且,2,||,2||2||.|,|||,12111ace c c a c PM c a PF a PF OMPF OM OF PM O F ==+∴=+=+=∴∴==为菱形四边形2=∴e…………5分(II )由(I )知,3,2,22222a a cb ac e =-=∴=∴=.193.9,3,1334),3,2(,132222222222=-∴===-∴=-∴y x C b a aa Q C ay a x C 的方程为双曲线过点又曲线的方程为双曲线 ,22B B A B λ= A ∴、B 2、B 三点共线..,1212B B A B B B A B ⊥∴⊥(1)当直线AB 垂直x 轴时,不合题意.(2)当直线AB 不垂直x 轴时,由),3,0(),3,0(21-B B 可设直线AB 的方程为,3-=kx y ①∴直线B 1B 的方程为.31+-=x ky ②由①,②知)133,16(222+-+k k k k B ,代入双曲线方程得,12,016,9)1()1(9)1(36324222222±±==+-∴=+--+⨯k k k k k k k 解得故直线AB 的方程为3)12(-±±=x y…………13分东城区一模4.(本小题满分13分)已知点.6),0)(0,(),0,4(PB m AP AB P m m B m A =⋅满足动点的常数是大于 (Ⅰ)求点P 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)点Q 是轨迹C 上一点,过点Q 的直线l 交x 轴于点M y m F 轴于点交),0,(-,若的斜率求直线l QF MQ ,2=.解:(Ⅰ)设).,(),,4(),0,3(),,(y x m PB y m x AP m AB y x P --=-=-=则……3分 |,|6PB m AP AB =⋅.)(6)4(322y m x m m x m +-=--∴则点P 的轨迹C 的方程为.1342222=+m y m x …………………………5分(Ⅱ)设),,(Q Q y x Q 直线).,0(),(:km M m x k y l 则点+=当得由于时),,0(),0,(,2km M m F QF MQ -=).,(2),(Q Q Q Q y x m km y x ---=-.31,32km y m x Q Q =-=…………………………………………7分 又点.139494,3,3222222=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-m m k m m km m Q 所以在椭圆上 解得.62±=k ………………………………………………9分 当.,2,2km y m x QF MQ Q Q -=-=-=时…………………………11分故直线.62,0±的斜率是l ………………………………………………13分4.(本小题共13分)已知双曲线12222=-b y a x 的右焦点是F ,右顶点是A ,虚轴的上端点是B ,且1AB AF ⋅=-,120BAF ∠= .⑴ 求双曲线C 的方程;⑵ 过点P(0,4)的直线l 交双曲线C 于M 、N 两点,交x 轴于点Q (点Q 与双曲线C 的顶点不重合),当1PQ λ= 2OM ON λ= ,且12327λλ+=-时,求点Q的坐标..(本小题满分13分)解:(Ⅰ)由条件知).0,(),0(),0,(c F b B a A.1)()0,(),(-=-=-⋅-=⋅c a a a c b a AF AB ① ………………………2分.21120cos )()(||||cos -==-=--=⋅⋅=c a a c c c a a AF AB AF AB BAF.2a c =∴ ② …………………………………………………………………4分解①,②得.2,1==c a 则.3222=-=a c b故双曲线C 的方程为.1322=-y x ………………………………………………6分(Ⅱ)由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零, 设l 的方程为:).0,4(),,(),,(,42211kQ y x N y x M kx y -+=则).,4()44(.1111y kx k QM PQ +=-⋅-∴=∴λλ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-∴111111114,44.4),4(4λλλλy k k x y k x k ……………………………………8分 ),(11y x M 在双曲线C 上, .01316)1(16212112=--+∴λλλk .03161632)16(.031616321621212222211=-++-∴=--++∴k k k k λλλλλ同理.03161632)16(22222--++-k k λλ ……………………………………11分 若0162=-k ,则直线l 过项点,不合题意,∴0162≠-k03161632)16(,22221=-++-∴k x x k 是二次方程λλ的两根 .3,0,9.73216322221±=∴>∆=∴-=-=+∴k k k 此时λλ ∴所求Q 点的坐标为).0,34(± ……………………………………………………13分5.本小题满分13分已知平面上两个定点(0,2)M -、(0,2)N ,P 为一个动点,且满足MP MN ⋅=||||PN MN ⋅ .⑴ 求动点P 的轨迹C 的方程;⑵ 若A 、B 是轨迹C 上的两个不同动点AN NB λ=.分别以A 、B 为切点作轨迹C 的切线,设其交点为Q ,证明NQ AB ⋅为定值.5.(本小题满分13分)解:(I )设).,(y x P.84),2,(),4,0(),2,(+=⋅--==+=y MN MP y x PN MN y x MP 由已知22)2(4||||-+=⋅y x MN PN…………3分.8,.)2(484|,|||222y x y x y MN PN MN MP =-+=+∴⋅=⋅得整理即动点P 的轨迹C 为抛物线,其方程为.82y x =…………6分(II )解法一:由已知N (0,2).⎩⎨⎧-=-=--=--=)2(2),2,()2,(,).,(),,(212122112211y y x x y x y x NB AN y x B y x A λλλλ即得由设将(1)式两边平方并把2212221218,8y y y x y x λ===代入得(3分) 解(2)、(3)式得λλ2,221==y y ,且有.16822221-=-=-=y x x x λλ …………8分抛物线方程为.41,812x y x y ='=求导得 所以过抛物线上A 、B 两点的切线方程分别是,)(41,)(41222111y x x x y y x x x y +-=+-=)2,2()8,2(.8141,8141212121222211-+=+-=-=x x x x x x Q x x x y x x x y 的坐标为解出两条切线的交点即…………11分(1) (2)),()4,2(211221y y x x x x AB NQ --⋅-+=⋅所以 0)8181(4)(2121222122=---=x x x x 所以AB NQ ⋅为定值,其值为0. …………13分解法二:由已知N (0,2)168.81,2.2:,,,,,).,(),,(222211=--⎪⎩⎪⎨⎧=+=+==kx x x y kx y kx y AB x AB B N A NB AN y x B y x A 可得由设轴不垂直与直线三点共线知由设 λ1621-=x x…………8分以下同解法一 6.(本小题满分14分)设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的焦点分别为12(1,0)F F (-1,0)、,右准线l 交x 轴于点A ,且122AF AF =.(Ⅰ)试求椭圆的方程;(Ⅱ)过1F 、2F 分别作互相垂直的两直线与椭圆分别交于D 、E 、M 、N 四点(如图所示),试求四边形DMEN 面积的最大值.6.本小题满分14分解(Ⅰ)由题意,12||22F F c ==, ∴()2,0A a , 2分∵122AF AF =∴2F 为A 1F 的中点 3分∴23a =,22b =即 椭圆方程为22132x y +=. 5分(Ⅱ)当直线DE 与x 轴垂直时,DE 2423b a ==,yxOF 2F 1E MNDA l此时223MN a ==,四边形DMEN 的面积为42DE MN⋅=.同理当MN 与x 轴垂直时,也有四边形DMEN 的面积为42DE MN⋅=. 7分当直线DE ,MN 均与x 轴不垂直时,设():1DE y k x =+,代入椭圆方程,消去y 得:()()2222236360k xk x k +++-=.设()11,D x y ,()22,E x y ,则212221226,2336,23k x x k k x x k ⎧-+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩8分 所以,()221212122431423k x x x x x x k ⋅+-=+-=+,所以,()22122431123k DE k x x k +=+-=+,同理,MN =22221143143131223k k k k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=⎛⎫++- ⎪⎝⎭. 10分 所以,四边形的面积S =2DE MN ⋅=()224311223k k +⋅⋅+22143132k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭+=222212421613k k k k ⎛⎫++ ⎪⎝⎭⎛⎫++ ⎪⎝⎭, 令221u k k =+,得24(2)44136136u S u u +==-++ 因为2212u k k=+≥,当1k =±时,962,25u S ==,且S 是以u 为自变量的增函数,所以96 4.25S ≤<综上可知,964.25S ≤≤即四边形DMEN 面积的最大值为4,最小值为9625. 14分7.(本小题13分)如图,在直角坐标系中,O 为坐标原点,直线AB ⊥x 轴与点C , ||4OC =,3CD DO =,动点M 到直线AB 的距离是它到点D 的距离的2倍。