圆锥曲线的综合问题 高考数学 易错点
高中数学错题精选圆锥曲线部分
圆锥曲线易错点分析圆锥曲线是高中数学的重要内容,在每年的高考中都占有较大的比例,然而其中也有许多知识点容易搞混或用错,下面摘取一些常见的错误展示出来,希同学们在学习时要引起重视。
例1、双曲线x 29 - y 216 =1上有一点P 到左准线的距离为165,则P 到右焦点的距离为 。
错解:设F 1、F 2分别为由双曲线的左、右焦点,则由双曲线的方程为x 29 - y 216=1,易求得a=3,c=5,从而离心率e =53 ,再由第二定义,易求|PF 1|=ed 1=161635=⨯,于是又由第一定义6212==-a PF PF ,得|PF 2|=3166±。
剖析:以上出现两解的原因是考虑到P 而事实上P 若在右支上,则其到F 1的最短距离应为右顶点A 2到F 1的距离| A 2 F 1|=a+c =8,而8316<,故点P 于是|PF 2|=3343166=+。
小结:一般地,若|PF 1| ≥ a+c,则P 可能在两支上,若|PF 1| < a+c,则P 只能在一支上。
例2、已知双曲线的一条准线方程为x=2,其相应的焦点为(8,0)离心率为32,求双曲线的方程。
错解:由48,16:,8,2222=∴===b a c ca 得,于是可求得双曲线的方程为 1481622=-y x 。
点评:看起来问题已经解决,然而离心率这个条件似乎多余,而根据求得的方程又得不到离心率为32 。
错误是显然的,那么问题在哪里呢?其实问题就在于此方程并不是标准方程,而我们把它当作了标准方程。
正确的做法是利用双曲线的第二定义来求出方程(下略)。
由此看来,判断准方程的类型是个关键。
例3、过点(0,1)作直线,使它与抛物线x y 42=仅有一个公共点,这样的直线有 A.1条 B.2条 C. 3条 D. 0条错解:设直线的方程为1+=kx y ,联立⎩⎨⎧+==142kx y x y ,得()x kx 412=+,即:01)42(22=+-+x k x k ,再由Δ=0,得k=1,得答案A.剖析:本题的解法有两个问题,一是将斜率不存在的情况考虑漏掉了,另外又将斜率k=0的情形丢掉了,故本题应有三解,即直线有三条。
2024届高考数学易错题专项(圆锥曲线)练习(附答案)
2024届高考数学易错题专项(圆锥曲线)练习 易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹方程)易错点二:忽略了给定条件对e范围的限定(离心率的求算)A.3B.2易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)易错点四:意义不明导致定点问题错误(有关直线与圆锥曲线的定点与定值问题)22x y参考答案易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹方程)2⎝⎭如图所示,过P作PB⊥准线,垂足为由抛物线定义可知PF=设直线AP为p y k x⎛⎫+=) 由已知可知24y x =,则()1,0F )()(11223,,,x y B x y C x 、、()11y x k=--,【答案详解】 )0QN PN +⋅= ,可得QN QP =4QP MP ==,所以NQ QM +的轨迹是以M ,N 为焦点,长轴长为 故||||DB DA =,则||||||||DC DB -=设()11,A x y ,()22,B x y .由题意,设直线l 的方程为6,x my =+则2164240m ∆=+⨯>,由韦达定理可得所以2412x x m +=+,36x x =,9.已知()2,0A -,()2,0B,对于平面内一动点M ,且2PM AM BM =.求点Р的轨迹C 的方程;【答案】当||2x <,22:2C x y +=;当||2x >,易错点二:忽略了给定条件对e范围的限定(离心率的求算)=,由切线长定理可知,PA PB=与双曲线6.已知直线y kxPA PB不同的一点,直线,线的离心率为()A.3B.2 【答案】D故选:A.9.已知F为双曲线C:2 2 x a的渐近线和右支于点A,B10.已知双曲线22 :xEa-右支交于B,C两点,且则双曲线E的离心率为(又因为0AF BF ⋅=,所以AF BF ⊥所以四边形1AF BF 为矩形, 设||BF t =,则||3CF t =,易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)故答案为:182.已知ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若则ABC 面积的最大值为 . 【答案】22【详细分析】由余弦定理变形得出6AB AC +=,A 在以椭圆上,因此当A 是椭圆短轴顶点时,A 到BC 的距离最大,由此可求得三角形面积最设椭圆方程为22221x ya b+=,则所以2222b a c=-=,当A是椭圆短轴顶点时,A由椭圆的第二定义知:AO AH=【答案】(]4,7【详细分析】作点N 关于原点的对称点12EF F N =且M 、1F 、E 三点共线,故因为O 为EN 、12F F 的中点,所以,四边形1EF 所以,12//EF F N 且12EF F N =,因为12//MF F N ,故M 、1F 、E 三点共线,则MF 问题)) 当直线l 的斜率不为0时,设直线l :4x ny =+,联立得2242x ny x y =+⎧⎪⎨+⎪⎩3.已知椭圆2222:1(x yCa b+=23.因为椭圆的离心率为32,所以当直线AB 的斜率存在时,设直线将y kx m =+与2214x y +=联立,消去()(所以直线CM 的斜率为00CM y n k x m-=-可得直线CM 交x 轴于点0my nx P ⎛-设()()1122,,,,:AB A x y B x y l x =因为1F 在椭圆内部,则直线22x y ⎧设直线:l y kx m =+交该椭圆220x +将y kx m =+代入221205x y +=)当直线L与x轴平行时,以AB为直径的圆方程为当直线L与y轴重合时,以AB为直径的圆方程为设()00,P x y ,且000,0x y >>; 易知直线PA 的斜率002PA y k x =+,所以1y +0,0.∴直线CD恒过定点()【名师点评】关键点名师点评:本题考查直线与椭圆综合应用中的直线过定点问题的求解,解题关键是能够利用中点坐标公式表示出,A B坐标,利用点在椭圆上可构造方程组整理得到,C D所满足的直线方程,根据直线CD方程可确定定点坐标.。
高中数学圆锥曲线中常见错误剖析
圆锥曲线中常见错误剖析圆锥曲线是高中数学的重要内容,每年的高考中都占有较大的比重。
纵观近几年各地的高考试卷,以圆锥曲线为背景的试题设计上,命题者虽然在立意创新、知识的综合和交叉、数学方法的渗透上动了不少脑筋,但总的来说在解法上还是以考查圆锥曲线的通性通法为主,注重的是常规思路。
即便如此,考生在此类题目的考试中得分率并不高,其中一个重要原因是平时学习时,对圆锥曲线中的一些常见错误认识不足。
本文试图对圆锥曲线中的一些易错点作简单剖析,希望引起同学们的注意。
一、机械套用圆锥曲线的定义导致错误例1 已知F 1、F 2是双曲线1201622=-y x 的焦点,P 为双曲线上一点,若P 点到焦点F 1的距离等于9,求点P 到焦点F 2的距离。
(2003年某某卷改变)错解双曲线的实轴长为8,由双曲线定义知8||||.||21=-PF PF ,即8|||9|2=-PF ,得|PF 2|=1或17。
剖析上述解法由于机械套用了双曲线定义,从而导致错误。
事实上,设F 1为左焦点,因为右顶点到左焦点的距离为10>9,所以P 点必在双曲线的左支上,从而|PF 2|=1不合,所以|PF 2|=17。
二、盲目套用标准方程导致错误例2 已知橢圆的一个焦点F (0,22-),对应的准线方程为:429-=y 且离心率e 满足:32,,31e 成等比数列,求这个橢圆的方程。
错解∵橢圆的一个焦点F (0,22-),∴c=22 ,又橢圆的一条准线方程为:429-=y , ∴4292=c a ,∴,92=a b 2=1 ∴橢圆方程为.1922=+x y 剖析本题解法的错误是默认椭圆是标准情形,盲目套用了标准方程,从而给人造成一种题目条件多余的错觉。
其实,只有对标准情形下的圆锥曲线,在求方程时,我们可以用待定系数法求基本 几何量来解决,当圆锥曲线不能定位时一般采用定义法求解。
正确解法如下:∵橢圆的一个焦点F (0,22-),相应的准线方程为:429-=y .又由橢圆的离心率e 满足:32,,31e 成等比数列,可求得:32=e ,设橢圆上任意一点P (x ,y ),P 到焦点F 对应的准线距 离为d ,由橢圆的第二定义得e d PF=,即e d PF ⋅=,∴32429)22(22⋅+=++y y x 化简即得0423239722=+++y y x 是一个中心不在原点的橢圆.三、忽视特殊情形导致错误例3 已知点 M (-2,0),N (2,0),动点 P 满足条件|PM |-|PN |=,记动点 P 的轨迹为 W. (2006年卷)(Ⅰ)求 W 的方程;(Ⅱ)若 A ,B 是W 上的不同两点,O 是坐标原点,求OA 、OB 的最小值.错解(Ⅰ)由|PM|-|PN|= P 的轨迹是以 ,M N 为焦点的双曲线的右支,实半轴长a = c=2,故虚半轴长2=b ,所以 W 的方程为22122x y -=(x ≥。
高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结
2 2 2 2 高考数学圆锥曲线概念方法题型易误点技巧总结一. 圆锥曲线的两个定义 :( 1)第一定义 中要 重视“括号” 内的限制条件 :椭圆中 ,与两个定点 F 1 ,F 2 的距离的和等于常数2a ,且此常数 2a 一定要大于F 1 F 2 ,当常数等于 F 1 F 2 时,轨迹是线段 1 2 ,当常数小于 F 1 F 2 时,无轨迹;双曲线中 ,与两定点 F 1 ,F 2 的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数 2a 一定要小于 1 2 ,定义中的“绝对值”与2a < 1 2 不可忽视 。
若 2a = 1 2 ,则轨迹是以F 1 , F 2 为端点的两条射线,若 2a ﹥ 1 2 ,则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
( 2) 第二定义 中要 注意定点和定直线是相应的焦点和准线 ,且“ 点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率 e 。
圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于 运用第二定义对它们进行相互转化 。
练习:1. 已知定点F 1 ( 3,0), F 2 (3,0) ,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是(答: C );A . PF 1 PF 2 4B . PF 1 PF 26C . PF 1PF 2102D . PF 12PF 2 122. 方程 ( x 6)2y 2( x 6)2y28 表示的曲线是(答:双曲线的左支)23. 已知点 Q( 2 2 ,0 ) 及抛物线 yx上一动点 P () ,则的最小值是(答: 2)4二. 圆锥曲线的标准方程 (标准方程是指中心 (顶点) 在原点, 坐标轴为对称轴时的标准位置的方程) :( 1) 椭圆 :焦点在 x 轴上时 xa 2 y 1( ab 0 )b2x acos y bsin(参数方程,其中 为参2数),焦点在 y 轴上时 y2 x = 1( ab 0 )。
圆锥曲线中的易错点
( 4 ) z ∈R, z∈Q
7 .“ z ∈R, 有z 。 一 一m<O ” 是假命 题 , 则“ V ∈R, 有z 一眦 一m ≥O ” 是 真命题 , 即 △一 +4 优 ≤O , 解得 m 的范 围为 [ 一4 , O ] .
实数 b的取值 范围是[ O , 4 ] .
专项 突破
理 解 定义
清 除 障碍
1 . 以 A , C 为 焦 点 的 椭 圆 . 2 . 双 曲 线 的 一 支 . 3 . ( 1 , 1 ) .4 . 5 .
5 . + 一n 。 ( 提示 : QF 2 =Q F, 由定义知 F F 一2 a ) .
, 则 一 一 ( 一 )
一
+( 卜 ) , 令 m— , ” 一1 一 , 则 一m + 综上 : “ A, B, P三点共线” 的充要 条件是“ m+ 一1 ” .
, 且 m+ 一1 .
专 项突破
2 .存在 a ∈R, 使s i n z 口 +C O S 。 a ≠1 . 3 .对任 意的 四边形 , 它们 的对角线不相等.
挑 战 自我—— 常用逻 辑 用语
1 .( 3 ) . 2 .否. 3 .必要 不充分.
・
6 。
离是 3 .直线 一愚 一2与焦 点在 z轴 上 的椭 圆X 2 十 Z 一1恒有 公 共点
,
●
.. ... .. .. .. ... .. ... .. .. . .. . . . ... .. .. .. ... .. . .. .. .一
则 的取值 范 围是
4 .与 Y轴 相 切 于 右 侧 , 并 与 oC: x + 一 6 z—o也 相 切 的 圆 的 圆心 的轨 迹 方 程 为 5 .过 4( 2 , 4 ) 作 直 线与 抛物 线 y =8 x只有 一个 公共 点 , 这 样 的直线 有
圆锥曲线问题的三个易错点
圆锥曲线问题的三个易错点解决圆锥曲线的有关问题是高考的重要内容之一,在平时的学习中只有加深对概念、公式和方法的理解,才能自觉地辨析正误,增强了防错的能力,提高解题的效率.现举例供大家参考.易错点一:忽视定义中的隐含条件致误例1.已知动点(,)P x y满足|3411|x y =+-,则点P 的轨迹是( ).A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆错解辨析:由已知条件|3411|x y =+-可得15=表示(,)P x y 到定点为(1,2)的距离等于到直线3411x y +-=0的距离,故表示抛物线,选B.策略:以上解法利用圆锥曲线的定义解题,忽视了(1,2)点就在直线3x+4y-11=0上,故正确选项应为A.我们在利用圆锥曲线的统一定义解题时,一定要避免忽视定义中的隐含条件致误.易错点二:忽视直线存在性的检验致误例2.已知双曲线2212y x -=,过(1,1)P 能否作一条直线l 与双曲线交于A ,B 两点,且P 为线段AB 的中点?错解辨析:设能作直线l 满足条件,设A (11y x ,),B (22y x ,),则有221112y x -=,222212y x -=,化简得()212121212y y x x x x y y ++=--,P AB 的中点为 (1,1)222121=+=+∴y y x x ,,,得12122AB y y k x x -==-,直线l 的方程为12(1)y x -=-,即存在直线l ,其方程为12-=x y .以上解法忽视了对直线l 的存在性的检验,把直线12-=x y 代入双曲线方程中得03422=+-x x ,其判别式()032442<⨯⨯--=∆,即直线与双曲线无公共点,不存在直线满足条件.策略:在解决有关直线与圆锥曲线的问题时,一定要注意验证判别式∆,初学者往往会因为先入为主,求出直线的方程不去检验而导致解题错误,真可谓功亏一篑!易错点三:忽视曲线的范围致误例3已知1F 、2F 是双曲线201622y x -=1的左、右焦点,点P 在双曲线上.若点P 到焦点1F 的距离等于9,求点P 到焦点2F 的距离.错解辨析:双曲线的实轴长为8,由12||||||8PF PF =-,即2|9||8PF =-,得2||1,PF =或17.上述解法忽视了圆锥曲线(双曲线)的范围,由4,6a c ==,故2||2PF c a ≥-=,因此2||1PF =不合题意,故2||17PF =.策略:把以上问题一般化,设双曲线)0,0( 12222>>=-b a by a x ,21,F F 是其左右焦点,由10||PF a ex =+,20||PF a ex =-,又注意到0x a ≥或0x a ≤-,故00,a ex a c a ex a c -≥+-≤-,得2||PF c a ≥-.我们在解决有关圆锥曲线(或二元二次方程)有关的问题时,一定要注意x ,y 的取值范围,往往会因为忽视曲线的范围不自觉地导致解题错误.。
易错点10 圆锥曲线(解析版)
易错点10 圆锥曲线易错点1:椭圆及其方程1、焦点位置不确定导致漏解 要注意根据焦点的位置选择椭圆方程的标准形式,知道,,a b c 之间的大小关系和等量关系:2、椭圆的几何性质3、直线与椭圆的位置关系(1)忽视直线斜率为0或不存在的情况(2)在用椭圆与直线联立求解时,消元后得到的方程中要注意:二次项的系数是否为零?判别式的限制.(求交点,弦长,中点,斜率,对称,存在性问题都在下进行).4、求轨迹方程时,忽视对结论进行验证。
易错点2:双曲线及其方程1、焦点位置不确定导致漏解 要注意根据焦点的位置选择双曲线方程的标准形式,知道,,a b c 之间的大小关系和等量关系:2、双曲线的几何性质,渐近线、离心率、焦半经、通径;3、直线与双曲线的位置关系(3)忽视直线斜率与渐近线平行的情况;(4)在用椭圆与直线联立求解时,消元后得到的方程中要注意:二次项的系数是否为零?判别式的限制.(求交点,弦长,中点,斜率,对称,存在性问题都在下进行).易错点3:抛物线及其方程 1、主观认为抛物线的顶点就是原点;2:忽视抛物线的变化趋势,只从图形的局部,乱下结论; 3:在使用抛物线的焦半径公式时,错把纵坐标写成横坐标; 4:解决直线与抛物线综合题时,忽略对直线斜率不存在情况的讨论; 5:在解有关直线与抛物线的位置关系的问题 必记结论直线AB 过抛物线22(0)y px p =>的焦点,交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如图:(1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24.(2)|AB |=x 1+x 2+p ,x 1+x 2≥122x x =p ,即当x 1=x 2时,弦长最短为2p .(3)1|AF |+1|BF |为定值2p.(4)弦长AB =2psin 2α(α为AB 的倾斜角).(5)以AB 为直径的圆与准线相切。
(6)以AF 为直径的圆与y 轴相切.(7)焦点F 对A ,B 在准线上射影的张角为90°.1.抛物线22y x =的焦点到准线的距离为( ) A .4 B .2C .1D .12【答案】C【详解】抛物线22y x =的焦点到准线的距离为p , 由抛物线标准方程22y x =可得1p =, 故选:C.2.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的一个焦点(c,0)F 到C 的一条渐近线的距离为27c ,则C 的离心率为( ) A .11215B .335C .7515D .1615【答案】C【详解】因为C 的一个焦点(),0F c 到C 的一条渐近线的距离为27c ,不妨取渐近线方程为by x a=-,即0bx ay +=,所以2227bc bc b c c a b ===+,, 两边平方得22449c b =.又222b c a =-,所以()222449c c a =-,化简得224945c a =,所以7515c a =. 故选:C.3.已知12,F F 是双曲线222:1(0)2x yC a a -=>的左右焦点,直线l 过1F 与抛物线28x y =的焦点且与双曲线的一条渐近线平行,则12F F =( )A .B .C .4D .4.已知12,F F 分别为椭圆142x y+=的左右焦点,点P 为椭圆上一点,以2F 为圆心的圆与直线1PF 恰好相切于点P ,则12PF F ∠是( ) A .45︒ B .30 C .60︒ D .75︒5.若椭圆222:1(2)4x y C a a +=>上存在两点()()()112212,,,A x y B x y x x ≠到点,05P ⎛⎫ ⎪⎝⎭的距离相等,则椭圆的离心率的取值范围是( )A .⎛ ⎝⎭B .⎫⎪⎪⎝⎭C .⎛ ⎝⎭D .⎫⎪⎪⎝⎭1.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>满足b a =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则双曲线C 的方程为( ) A .22145x y -=B .221810x y -=C .22154x y -=D .22143x y -=【答案】A2.已知1F 是双曲线221x y a b -=(0a >,0b >)的左焦点,点P 在双曲线上,直线1PF 与x轴垂直,且1PF a =,那么双曲线的离心率是( ) AB C .2D .3A .1B .2C .D .44.设B 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上顶点,若C 上的任意一点P 都满足||2PB b ≤,则C 的离心率的取值范围是( )A .⎫⎪⎪⎣⎭B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .⎛ ⎝⎦D .10,2⎛⎤⎥⎝⎦5.设双曲线C :221x y a b -=(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2P 是C 上一点,且F 1P ⊥F 2P .若⊥PF 1F 2的面积为4,则a =( ) A .1 B .2C .4D .8【详解】5ca=,11||2PF P ⋅12F P F P ⊥,|PF ∴()2122PF PF ∴-+故选:A.一、单选题1.抛物线W :24y x =的焦点为F .对于W 上一点P ,若P 到直线5x =的距离是P 到点F 距离的2倍,则点P 的横坐标为( ) A .1 B .2C .3D .42.双曲线221y x a -=的实轴长为4,则其渐近线方程为( )A .40x y ±=B .40x y ±=C .20x y ±=D .20x y ±=A .抛物线B .直线C .抛物线或直线D .以上结论均不正确【答案】C【详解】由题意,一动点到一定点的距离与它到一定直线的距离之比为1, 可得该动点到定点和定直线距离相等, 当定点不在定直线上时,动点的轨迹是抛物线;当定点在定直线上时,动点的轨迹是经过该定点且垂直于定直线的直线; 故选C .4.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为2,离心率12e =,则椭圆C 的标准方程为( )A .2212x y +=B .2214x y +=C .22143x y +=D .2211612x y +=【答案】C【详解】由于2c =2,所以c =1,5.已知双曲线221x y a b -=的离心率为3,则双曲线221x y b a -=的离心率为( ).A B .98C D .36.已知抛物线的焦点为F ,准线为l ,点P 在D 上,过点P 作准线l 的垂线,垂足为A ,若PA AF =,则PF =( )A .2B .C .D .4πAPxRt ACF 中,60,则作FB AP ⊥的中点,因为7.设双曲线22221(0,0)y a b a b-=>>的左右焦点为12,F F ,过2F 的直线与双曲线右支交,A B 两点,设AB 中点为P ,若1||AB P =,且145F PA ∠=︒,则该双曲线的离心率为( )AB C D 又 又∠90 ,所以t ,AB 在1F AB 中,由勾股定理得:21BF =1=5BF t由双曲线定义可知:22AF t a =-2PF AP =-在12F F P 中,由余弦定理可得:代入计算得:8.设椭圆()22:10x y C a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,点M ,N 在C 上(M 位于第一象限),且点M ,N 关于原点O 对称,若12MN F F =,22NF =,则C 的离心率为( )A B .12C D二、多选题9.已知双曲线222:1(0)3x y C a a -=>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率为2,P 为C 上一点,则( )A .双曲线C 的实轴长为2B .双曲线C 的一条渐近线方程为y =C .122PF PF -=D .双曲线C 的焦距为410.已知抛物线C :24y x =的焦点为F ,P 为C 上一点,下列说法正确的是( ) A .C 的准线方程为116y =- B .直线1y x =-与C 相切C .若()0,4M ,则PM 的最小值为D .若()3,5M ,则PMF △的周长的最小值为11PN准线,交于点PFM C MP PF =++当且仅当M 、N 三点共线时取等号,故故选:BCD三、解答题11.已知双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>经过点,且渐近线方程为y x =±. (1)求C 的方程;(2)若抛物线22x py =(0)p >与C 的右支交于点A ,B ,证明:直线AB 过定点.20,48p =-,12.已知椭圆22:1(0)x y E a b a b+=>>,过点(1,1)--P 且与x 轴平行的直线与椭圆E 恰有一个公共点,过点P 且与y 轴平行的直线被椭圆E(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设过点P 的动直线与椭圆E 交于,M N 两点,T 为y 轴上的一点,设直线MT 和NT 的斜率分别为1k 和2k ,若1211k k +为定值,求点T 的坐标.。
圆锥曲线题常见错解类型及剖析
圆锥曲线题常见错解类型及剖析圆锥曲线是高中数学的重要内容,每年的高考中都占有较大的比重。
解析几何解题中由于审题不严,考虑不周,忽视甚至挖掘不出题目的隐含条件,常会使解题感觉困难或产生错 误。
下面对圆锥曲线题常见错解类型作剖析,以引起注意。
一、概念不清例1 已知圆2211C x y +=:,圆2221090C x y x +-+=:都内切于动圆,试求动圆圆心的轨迹方程。
错解:圆C 2:221090x y x +-+=,即为22(5)16x y -+=而圆C 1:221x y +=的圆心为C 1(0,0),半径11r =设所求动圆圆心M 的坐标为(x,y ),圆的半径为r ,则1||1r O M =+且2||4r O M =+ 所以12||3O M O M -=3化简得2216809640x x y --+=。
即225()21944x y --=为所求动圆圆心的轨迹方程。
剖析:上述解法将1212|||3||||||3O M O M O M O M -=-=看成,误认为动圆圆心的轨迹为双曲线,这与题意不符。
事实上,12||3O M O M -=表示动点M 到定点12O O 及的距离差为常数3且12|53O O =>,点M 的轨迹为双曲线右支,方程为:225()21(4)944x y x --=≥ 二、盲目运用圆锥曲线定义致错例2、双曲线221169x y -=上的点P 到点(5,0)的距离为8.5,则点P 到点(5,0-)的距离_______。
错解:设双曲线的两个焦点分别为12(5,0),(5,0)F F -,由双曲线定义知128PF PF -= 所以1216.50.5PF PF ==或,故点P 到点(5,0-)的距离为16.5或0.5.剖析:由题意知,双曲线左支上的点到左焦点的最短距离为1,所以10.5PF =不合题意,事实上,在求解此类问题时,应灵活运用双曲线定义,分析出点P 的存在情况,然后再求解。
高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结
高考数学圆锥曲线概念方法题型易误点技巧总结一.圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。
若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率e 。
圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。
练习:1.已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是(答:C ); A .421=+PF PF B .621=+PF PF C .1021=+PF PF D .122221=+PF PF2.方程8表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)3.已知点)0,22(Q 及抛物线4x y =上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_____(答:2)二.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+b y a x (0a b >>)⇔{cos sin x a y b ϕϕ==(参数方程,其中ϕ为参数),焦点在y 轴上时2222bx a y +=1(0a b >>)。
方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A ,B ,C 同号,A ≠B )。
直击圆锥曲线几大常见易错题型_
直击圆锥曲线几大常见易错题型
作者:林勇娟
来源:《中学生数理化·学研版》2015年第03期
高考对本章内容的考查比较全面,主要考查圆锥曲线的定义、标准方程、性质、轨迹、直线与圆锥曲线的位置关系以及圆锥曲线和三角函数、平面向量、不等式相结合设计为存在性问题、定点问题、定值问题、参数问题等.总之,高考中的圆锥曲线题主要考查学生的运算能力、综合分析应用能力,但学生往往因知识掌握不牢或忽视一些基本性质、基本条件而导致出错.为此,下面给出几大圆锥曲线易错题型,并进行分析,以帮助学生跳出误区,提高解题正确率.
一、忽略定义的限制条件致误
二、忽略椭圆方程中a>b>0致误
三、忽略讨论焦点的位置致误
四、混淆抛物线标准方程致误
五、忽略题目隐含条件致误。
高中数学圆锥曲线问题常见错误剖析专题辅导
高中数学圆锥曲线问题常见错误剖析圆锥曲线是历届高考命题的热点,求解圆锥曲线问题时,同学们应注意避免以下常见错误。
一、概念不清例1 已知圆1y x C 221=+:,圆09x 10y x C 222=+-+:都内切于动圆,试求动圆圆心的轨迹方程。
错解:圆C 2:09x 10y x 22=+-+,即为16y )5x (22=+-所以圆C 2的圆心为O 2(5,0),半径r 2=4而圆C 1:1y x 22=+的圆心为C 1(0,0),半径1r 1=设所求动圆圆心M 的坐标为(x,y ),圆的半径为r ,则1|M O |r 1+=且4|M O |r 2+=所以3|M O ||M O |21=-,即3y )5x (y x 2222=+--+化简得064y 9x 80x 1622=+-- 即14y 49)25x (22=--为所求动圆圆心的轨迹方程。
剖析:上述解法将3||M O ||M O ||3|M O ||M O |2121=-=-看成,误认为动圆圆心的轨迹为双曲线,这与题意不符。
事实上,3|M O ||M O |21=-表示动点M 到定点21O O 及的距离差为常数3且35|O O |21>=,点M 的轨迹为双曲线右支,方程为: )4x (14y 49)25x (22≥=-- 二、忽视隐含条件例2 点P 与定点F (2,0)的距离和它到直线x=8的距离比是1:3,求动点P 与定点)345(P 1,距离的最大值。
错解:设动点P (x ,y )到直线x=8的距离为d ,则31d |PF |=,即31|8x |y )2x (22=-+- 两边平方,整理得129y )49()45x (222=+- 由此式可得222)49()y 921()45x (⨯-=-因为221)3y ()45x (|PP |-+-=161377)24y (81)3y ()49()y 921(2222++-=-+⨯-=所以153********|PP |max 1== 剖析:由上述解题过程知,动点P (x,y )在一椭圆上,由椭圆性质知,椭圆上点的横纵坐标都是有限制的,上述错解在于忽视了223y 223≤≤-这一取值范围,由以上解题过程知,|P P |1的最值可由二次函数在区间上的单调性给予解决。
圆锥曲线概念、方法、题型、易误点技巧总结
圆锥曲线概念、方法、题型、易误点技巧总结圆锥曲线概念、方法、题型、易误点技巧总结1.圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义中要重视括号"内的限制条件:椭圆中,与两个定点」'的距离的和等于常数2a,且此常数2a 一定要大于-■■'A当常数等于■时,轨迹是线段-,当常数小于「: 7时,无轨迹;双曲线中,与两定点「的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a 一定要小于,:7, 定义中的绝对值”与:•化不可忽视。
若 ',则轨迹是以」,为端点的两条射线,若则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
比如:①已知定点心、,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是A . I+ 形1=4 B・刊】卜跑卜6C .昭|+|少卜ID D . i^r+i^r=12 (答:C);②方程莎7-如6)W=8表示的曲线是_______________ (答:双曲线的左支)(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率e。
圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。
如已知点「「及抛物线」上一动点P (x,y),则y+|PQ|的最小值是 _____________________ (答:2)2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):f , 、一k二迂 cos爭(1)椭圆:焦点在x轴上时疋+沪%(参数方程,其中 '-为参数),焦点在y轴上时』】 ' ‘一。
方程::'表示椭圆的充要条件是什么?(AB&0,且A,2 2B, C同号,AT)。
比如:已知方程云F"表示椭圆,则k的取值范围为 ____________________ (答:6孰(冷,2));(2)双曲线:焦点在x轴上:——,焦点在y轴上: 召—卜呛>%2。
2023届高考数学复习专题 圆锥曲线易错题辨析
2023届高考数学复习专题 ★★圆锥曲线易错题辨析圆锥曲线是解析几何的重要内容,这部分内容的特点是综合性强。
这类试题几乎处处涉及函数与方程、不等式、三角与直线等内容,体现了它对各种能力的要求。
它要求同学们有较高的计算能力,但很多同学基础知识掌握欠佳,运算能力差,做这部分试题时经常出现错误。
下面举例说明,希望引起同学们的重视。
1、 忽视前提条件例1:已知动点P 到点F (0,1)的距离是到直线l :y=1距离的2倍,则点P 的轨迹为( )A 、直线B 、椭圆C 、双曲线D 、抛物线错解:设d 表示点P 到直线l 的距离,由已知条件得离心率21PF e d==>,故点P 的轨迹为双曲线,选C 错解分析:上述解法看上去“天衣无缝”,实际上却犯了一个错误。
可能因为是选择题,同学们解题时放松了警惕,若认真分析题意就发现问题的核心所在:点F (0,1)在直线:y 1l =上,而圆锥曲线的统一定义中,焦点不会在对应的准线上。
正解:P 点的轨迹是过F (0,1)且和直线y 1=夹角为6π的两条直线1y x =±+,故选A 。
2、忽视隐含条件 例2:已知2226x y x +=,求22x y +的取值范围。
错解:由已知得2262y x x =-,故22226(3)9x y x x x +=-+=--+当3x =时,22x y +有最大值9,即22x y +的取值范围是(,9]-∞错解分析:题中条件包含两个意思:一是2262y x x =-,即2y 可以用x 的代数式表示;二是22620y x x =-≥,即03x ≤≤,这个条件往往被忽略,产生错解。
正解:由已知得2262y x x =-因22620y x x =-≥,故03x ≤≤故22226(3)9x y x x x +=-+=--+当0x =时,22x y +有最小值为0;当3x =时,22x y +有最大值9故22x y +的取值范围是[0,9]3、 实施非等价转化例3:在平面直角坐标系xOy 中,动点N 到定点M (1,0)的距离比它到y 轴的距离大1,求动点N 的轨迹方程。
专题12 圆锥曲线 -备战2021年新高考数学纠错笔记 (原卷版)
所以|AB|2=(1+k2)(x2-x1)2=(1+k2)·
= = =3+ .
当k≠0时,上式=3+ ≤3+ =4,
当且仅当9k2= ,即k=± 时等号成立.此时|AB|=2;当k=0时,|AB|= ,
综上所述|AB|max=2.
所以当|AB|最大时,△AOB面积取最大值Smax= ×|AB|max× = .
【正解】设A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)当AB⊥x轴时,|AB|= ,此时△AOB面积为定值,即 .
(2)当AB与x轴不垂直时,同错解.
综上所述,△AOB面积的最大值为 .
【巩固练习3】已知椭圆 : 的左焦点与上顶点关于直线 对称,又点 在 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若动直线 与椭圆 有且只有一个公共点,过点 作 的垂线,垂足为 ,试证点 总在定圆上.
【正解】因为2c=8,所以c=4,
①当焦点在x轴上时,由椭圆的标准方程知a2=36,b2=k2,a2=b2+c2,
所以36=k2+42,即k2=20,又k>0,故 ;
②当焦点在y轴上时,由椭圆的标准方程知a2=k2,b2=36,a2=b2+c2,
所以k2=36+42,即k2=52,又k>0,故 .
综上, 或 .
【错解1】因为2c=8,所以c=4,由椭圆的标准方程知a2=36,b2=k2,a2=b2+c2,
所以36=k2+42,即k2=20,又k>0,故 .
【错解2】因为2c=8,所以c=4,由椭圆的标准方程知a2=k2,b2=36,a2=b2+c2,
所以k2=36+42,即k2=52,又k>0,故 .
【错因】当椭圆的焦点位置不确定时,求椭圆的标准方程需要进行分类讨论,而错解中忽略了对椭圆的焦点位置的讨论,从而导致错误.
高考数学(四海八荒易错集)专题16圆锥曲线的综合问题文
专题16 圆锥曲线的综合问题1.设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线y 2=2px (p >0)上任意一点,M 是线段PF 上的点,且|PM |=2|MF |,则直线OM 的斜率的最大值为( ) A.33 B.23 C.22D .1 答案 C 解析 如图,2.直线3x -4y +4=0与抛物线x 2=4y 和圆x 2+(y -1)2=1从左到右的交点依次为A 、B 、C 、D ,则|AB ||CD |的值为________. 答案116解析 由⎩⎪⎨⎪⎧3x -4y +4=0,x 2=4y得x 2-3x -4=0,∴x A =-1,x D =4,∴y A =14,y D =4.直线3x -4y +4=0恰过抛物线的焦点F (0,1), ∴|AF |=y A +1=54,|DF |=yD +1=5,∴|AB ||CD |=|AF |-1|DF |-1=116. 3.已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为F 1(-2,0),点B (2,2)在椭圆C 上,直线y =kx (k ≠0)与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N . (1)求椭圆C 的方程;(2)在x 轴上是否存在点P ,使得无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),因为椭圆的左焦点为F 1(-2,0), 所以a 2-b 2=4.①因为点B (2,2)在椭圆C 上, 所以4a 2+2b2=1.②由①②解得,a =22,b =2. 所以椭圆C 的方程为x 28+y 24=1.(2)方法一 因为椭圆C 的左顶点为A , 则点A 的坐标为(-22,0).因为直线y =kx (k ≠0)与椭圆x 28+y 24=1交于两点E ,F ,设点E (x 0,y 0)(不妨设x 0>0),则点F (-x 0,-y 0).假设在x 轴上存在点P (t,0),使得∠MPN 为直角,则MP →·NP →=0. 即t 2+-22k 1+1+2k 2×-22k 1-1+2k2=0,即t 2-4=0,解得t =2或t =-2.故存在点P (2,0)或P (-2,0),无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角. 方法二 因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A 的坐标为(-22,0).因为直线y =kx (k ≠0)与椭圆x 28+y 24=1交于两点E ,F ,设点E (x 0,y 0),则点F (-x 0,-y 0).所以直线AE 的方程为y =y 0x 0+22(x +22).因为直线AE 与y 轴交于点M , 令x =0得y =22y 0x 0+22,即点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22y 0x 0+22.同理可得点N ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22y 0x 0-22.假设在x 轴上存在点P (t,0),使得∠MPN 为直角,则MP →·NP →=0.故存在点P (2,0)或P (-2,0),无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角.4.设圆x 2+y 2+2x -15=0的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .(1)证明|EA |+|EB |为定值,并写出点E 的轨迹方程;(2)设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M ,N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围. 解 (1)因为|AD |=|AC |,EB ∥AC ,故∠EBD =∠ACD =∠ADC ,所以|EB |=|ED |, 故|EA |+|EB |=|EA |+|ED |=|AD |.又圆A 的标准方程为(x +1)2+y 2=16,从而|AD |=4,所以|EA |+|EB |=4.由题设得A (-1,0),B (1,0),|AB |=2,由椭圆定义可得点E 的轨迹方程为:x 24+y 23=1(y ≠0).(2)当l 与x 轴不垂直时,设l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,x 24+y23=1得(4k 2+3)x 2-8k 2x +4k 2-12=0.则x 1+x 2=8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2-124k 2+3,所以|MN |=1+k 2|x 1-x 2|=k 2+4k 2+3.当l 与x 轴垂直时,其方程为x =1,|MN |=3,|PQ |=8,四边形MPNQ 的面积为12. 综上,四边形MPNQ 面积的取值范围为[12,83).5.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 23=1(a >0)与抛物线C 2:y 2=2ax 相交于A ,B 两点,且两曲线的焦点F 重合.(1)求C 1,C 2的方程;(2)若过焦点F 的直线l 与椭圆分别交于M ,Q 两点,与抛物线分别交于P ,N 两点,是否存在斜率为k (k ≠0)的直线l ,使得|PN ||MQ |=2?若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)因为C 1,C 2的焦点重合, 所以a 2-3=a2,所以a 2=4. 又a >0,所以a =2.于是椭圆C 1的方程为x 24+y 23=1,抛物线C 2的方程为y 2=4x . (2)假设存在直线l 使得|PN ||MQ |=2,则可设直线l 的方程为y =k (x -1),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 3,y 3),N (x 4,y 4).由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k x -,可得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,则x 1+x 4=2k 2+4k2,x 1x 4=1,所以|PN |=1+k 2·x 1+x 42-4x 1x 4=+k2k 2.由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k x -,可得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0,则x 2+x 3=8k 23+4k 2,x 2x 3=4k 2-123+4k2,易错起源1、范围、最值问题例1、如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PQ |=λ|PF 1|,且34≤λ<43,试确定椭圆离心率e 的取值范围.解 (1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=+22+-22=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1. 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)如图,由PF 1⊥PQ ,|PQ |=λ|PF 1|,得 |QF 1|=|PF 1|2+|PQ |2=1+λ2|PF 1|.由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a , 进而|PF 1|+|PQ |+|QF 1|=4a , 于是(1+λ+1+λ2)|PF 1|=4a , 解得|PF 1|=4a1+λ+1+λ2, 故|PF 2|=2a -|PF 1|=2aλ+1+λ2-1+λ+1+λ2.由勾股定理得|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2=4c 2,进而12<e 2≤59,即22<e ≤53.【变式探究】如图,已知椭圆:x 24+y 2=1,点A ,B 是它的两个顶点,过原点且斜率为k 的直线l 与线段AB 相交于点D ,且与椭圆相交于E ,F 两点.(1)若ED →=6DF →,求k 的值; (2)求四边形AEBF 面积的最大值.解 (1)依题设得椭圆的顶点A (2,0),B (0,1), 则直线AB 的方程为x +2y -2=0. 设直线EF 的方程为y =kx (k >0).由点D 在线段AB 上,知x 0+2kx 0-2=0, 得x 0=21+2k ,所以21+2k =1071+4k 2,化简,得24k 2-25k +6=0,解得k =23或k =38.(2)根据点到直线的距离公式,知点A ,B 到线段EF 的距离分别为h 1=2k 1+k2,h 2=11+k2,又|EF |=41+k21+4k 2, 所以四边形AEBF 的面积为S =12|EF |(h 1+h 2)=+2k 1+4k2【名师点睛】解决范围问题的常用方法:(1)数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后,数形结合求解. (2)构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解.(3)构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域. 【锦囊妙计,战胜自我】圆锥曲线中的范围、最值问题,可以转化为函数的最值问题(以所求式子或参数为函数值),或者利用式子的几何意义求解. 易错起源2、定点、定值问题例2、椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,其左焦点到点P (2,1)的距离为10.(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. 解 (1)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.又由题意知+c2+12=10,解得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)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y23=1,得(3+4k 2)x 2+8mkx +4(m 2-3)=0.则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=64m 2k 2-+4k2m 2-,x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=m 2-3+4k2.①又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m ) =k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 23+4k2. ∵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, ∴m 2-4k 23+4k 2+m 2-3+4k 2+16mk3+4k2+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>0,②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,且满足②, ∴直线l 过定点,定点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0.【变式探究】已知抛物线:y 2=2px (p >0)的焦点F 在双曲线:x 23-y 26=1的右准线上,抛物线与直线l :y =k (x -2)(k >0)交于A ,B 两点,AF ,BF 的延长线与抛物线交于C ,D 两点.(1)求抛物线的方程;(2)若△AFB 的面积等于3,求k 的值; (3)记直线CD 的斜率为k CD ,证明:k CDk为定值,并求出该定值. 解 (1)双曲线:x 23-y 26=1的右准线方程为:x =1,所以F (1,0),则抛物线的方程为:y 2=4x . (2)设A (y 214,y 1),B (y 224,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k x -得ky 2-4y -8k =0,Δ=16+32k 2>0,y 1+y 2=4k,y 1y 2=-8.S △AFB =12×1×|y 1-y 2|=12y 1+y 22-4y 1y 2=21k 2+2=3,解得k =2.(3)设C (y 234,y 3),则FA →=(y 214-1,y 1),FC →=(y 234-1,y 3),【名师点睛】(1)动线过定点问题的两大类型及解法①动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t =mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).②动曲线C过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.(2)求解定值问题的两大途径①由特例得出一个值此值一般就是定值→证明定值:将问题转化为证明待证式与参数某些变量无关②先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值.【锦囊妙计,战胜自我】1.由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜式:y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式:y=kx+m,则直线必过定点(0,m).2.解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等与题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.易错起源3、探索性问题例3、如图,抛物线C:y2=2px的焦点为F,抛物线上一定点Q(1,2).(1)求抛物线C 的方程及准线l 的方程;(2)过焦点F 的直线(不经过Q 点)与抛物线交于A ,B 两点,与准线l 交于点M ,记QA ,QB ,QM 的斜率分别为k 1,k 2,k 3,问是否存在常数λ,使得k 1+k 2=λk 3成立,若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)把Q (1,2)代入y 2=2px ,得2p =4,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系,知 x 1+x 2=2k 2+4k2,x 1x 2=1.又Q (1,2),则k 1=2-y 11-x 1,k 2=2-y 21-x 2.因为A ,F ,B 共线,所以k AF =k BF =k , 即y 1x 1-1=y 2x 2-1=k .所以k 1+k 2=2-y 11-x 1+2-y 21-x 2=y 1x 1-1+y 2x 2-1-x 1+x 2-x 1x 2-x 1+x 2+1=2k -2k 2+4k2-1-2k 2+4k2+1=2k +2, 即k 1+k 2=2k +2.又k 3=k +1,可得k 1+k 2=2k 3.即存在常数λ=2,使得k 1+k 2=λk 3成立.【变式探究】如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是22,点P (0,1)在短轴CD 上,且PC →·PD →=-1.(1)求椭圆E 的方程;(2)设O 为坐标原点,过点P 的动直线与椭圆交于A ,B 两点.是否存在常数λ,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 22=1,y =kx +1,得(2k 2+1)x 2+4kx -2=0,其判别式Δ=(4k )2+8(2k 2+1)>0, 所以x 1+x 2=-4k 2k 2+1,x 1x 2=-22k 2+1,从而,OA →·OB →+λPA →·PB →=x 1x 2+y 1y 2+λ[x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)] =(1+λ)(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=-2λ-k2+-2λ-2k2+1=-λ-12k+1-λ-2.【名师点睛】解决探索性问题的注意事项:存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时,要分类讨论.(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.【锦囊妙计,战胜自我】1.解析几何中的探索性问题,从类型上看,主要是存在类型的相关题型,解决这类问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.2.反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法.1.若曲线ax2+by2=1为焦点在x轴上的椭圆,则实数a,b满足( )A.a2>b2.1a <1 bC.0<a<b.0<b<a 答案 C2.已知椭圆x 24+y 2b2=1(0<b <2)的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是( )A .1 B. 2 C.32 D. 3答案 D解析 由椭圆的方程,可知长半轴长a =2;由椭圆的定义,可知|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a =8,所以|AB |=8-(|AF 2|+|BF 2|)≥3.由椭圆的性质,可知过椭圆焦点的弦中,通径最短,即2b 2a=3,可求得b 2=3,即b = 3.3.已知直线AB 与抛物线y 2=2x 交于A ,B 两点,M 是AB 的中点,C 是抛物线上的点,且使得CA →·CB →取最小值,抛物线在点C 处的切线为l ,则( )A .CM ⊥AB B .CM ⊥CBC .CM ⊥CAD .CM ⊥l答案 D解析 如图所示,CA →·CB →=(AM →-CM →)·(BM →-CM →)=CM →2-(BM →+AM →)·CM →+AM →·BM →=CM →2-14AB →2,当直线AB 一定时,当且仅当|CM →|取得最小值时,使得CA →·CB →取最小值,只有当CM ⊥l 时,|CM →|取得最小值,故选D.4.已知抛物线y 2=2px (p >0),△ABC 的三个顶点都在抛物线上,O 为坐标原点,设△ABC 三条边AB ,BC ,AC 的中点分别为M ,N ,Q ,且M ,N ,Q 的纵坐标分别为y 1,y 2,y 3.若直线AB ,BC ,AC 的斜率之和为-1,则1y 1+1y 2+1y 3的值为( )A .-12pB .-1pC.1pD.12p答案B即⎩⎪⎨⎪⎧p y 1=y A -y B x A -x B=k AB ,p y 2=y B -yC x B-x C=k BC,p y 3=y A -y C x A-x C=k AC,所以1y 1+1y 2+1y 3=-1p.5.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP →的最大值为( )A .2B .3C .6D .8 答案 C解析 由题意得F (-1,0),设点P (x 0,y 0),则y 2=3(1-x 204)(-2≤x 0≤2).OP →·FP →=x 0(x 0+1)+y 20=x 20+x 0+y 2=x 2+x 0+3(1-x 204)=14(x 0+2)2+2.又因为-2≤x 0≤2,所以当x 0=2时,OP →·FP →取得最大值,最大值为6,故选C.6.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,A ,B 为左,右顶点,点P 为双曲线C 在第一象限的任意一点,点O 为坐标原点,若直线PA ,PB ,PO 的斜率分别为k 1,k 2,k 3,记m =k 1k 2k 3,则m 的取值范围为________.答案 (0,22)∴0<k 3<2,∴0<m =k 1k 2k 3<2 2.7.已知A (1,2),B (-1,2),动点P 满足AP →⊥BP →.若双曲线x 2a2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线与动点P 的轨迹没有公共点,则双曲线离心率的取值范围是________.答案 (1,2)解析 设P (x ,y ),由题设条件,得动点P 的轨迹为(x -1) (x +1)+(y -2)(y -2)=0, 即x 2+(y -2)2=1,它是以(0,2)为圆心,1为半径的圆.又双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±bax ,即bx ±ay =0,由题意,可得2aa 2+b2>1,即2ac>1, 所以e =ca<2, 又e >1,故1<e <2.8.在直线y =-2上任取一点Q ,过Q 作抛物线x 2=4y 的切线,切点分别为A 、B ,则直线AB 恒过定点________.答案 (0,2)解析 设Q (t ,-2),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),抛物线方程变为y =14x 2,则y ′=12x ,则在点A 处的切线方9.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,A (a,0),B (0,b ),O (0,0),△OAB 的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N .求证:|AN |·|BM |为定值. (1)解 由已知c a =32,12ab =1. 又a 2=b 2+c 2,解得a =2,b =1,c = 3. ∴椭圆方程为x 24+y 2=1.(2)证明 由(1)知,A (2,0),B (0,1). 设椭圆上一点P (x 0,y 0),则x 204+y 20=1.当x 0≠0时,直线PA 方程为y =y 0x 0-2(x -2),令x =0得y M =-2y 0x 0-2.从而|BM |=|1-y M |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪1+2y 0x 0-2. 直线PB 方程为y =y 0-1x 0x +1. 令y =0得x N =-x 0y 0-1.∴|AN |·|BM |=4. 故|AN |·|BM |为定值.10.已知椭圆M :x 2a 2+y 23=1(a >0)的一个焦点为F (-1,0),左,右顶点分别为A ,B .经过点F 的直线l与椭圆M 交于C ,D 两点.(1)求椭圆方程;(2)当直线l 的倾斜角为45°时,求线段CD 的长;(3)记△ABD 与△ABC 的面积分别为S 1和S 2,求|S 1-S 2|的最大值. 解 (1)因为F (-1,0)为椭圆的焦点, 所以c =1,又b 2=3,所以a 2=4, 所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)因为直线的倾斜角为45°,所以直线的斜率为1, 所以直线方程为y =x +1,和椭圆方程联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =x +1,消掉y ,得到7x 2+8x -8=0,所以Δ=288>0,x 1+x 2=-87,x 1x 2=-87,所以|CD |=1+k 2|x 1-x 2|=247.(3)当直线l 无斜率时,直线方程为x =-1, 此时D (-1,32),C (-1,-32),△ABD ,△ABC 面积相等,|S 1-S 2|=0.当直线l 斜率存在(显然k ≠0)时,设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),设直线方程为y =k (x +1)(k ≠0),和椭圆方程联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k x +,。
高中数学易错点及数学圆锥曲线公式大全
高中数学易错点及数学圆锥曲线公式大全在每年的高考中,有关圆锥曲线的试题约占全卷总分的13%,是相当重要的考点。
下面小编整理了《高中数学圆锥曲线公式大全》,欢迎阅读。
高中数学圆锥曲线公式大全1.焦半径公式,P为椭圆上任意一点,则│PF1│= a + eXo│PF2│= a - eXo(F1 F2分别为其左,右焦点)2.通径长 = 2b?/a3.焦点三角形面积公式S⊿PF1F2 = b?tan(θ/2) (θ为∠F1PF2)(这个可能有点难理解,不过结合第一定义可以较快的推,双曲线的也是同样方法)4.(左)准点Q (自己取的名字方便叙述,准线与X轴的焦点)过左焦点F1的任意一条线与椭圆交与A ,B 那么一定有:X轴平分∠AQB(在右边也是一样)1.通径就不说了2.焦半径公式(有8个,很难打符号的,不过可以根据极坐标方程来直接解答,比焦半径公式还快一些)3.焦点三角形面积公式S⊿PF1F2 =b?cot(θ/2) (左右支都是它)y?=2px (p>0)过焦点的直线交它于A(X1,Y1),B(X2,Y2)两点1.│AB│=X1 + X2 + p =2p/sin?θ (θ为直线AB的倾斜角)2. Y1*Y2 = -p? , X1*X2 = p?/43.1/│FA│ + 1/│FB│ = 2/p4.结论:以AB 为直径的圆与抛物线的准线线切5.焦半径公式:│FA│= X1 + p/2 = p/(1-cosθ)直线与圆锥曲线 y= F(x) 相交于A ,B,则│AB│=√(1+k?) * [√Δ/│a│]圆锥曲线包括椭圆(圆为椭圆的特例),抛物线,双曲线。
圆锥曲线(二次曲线)的统一定义:到定点(焦点)的距离与到定直线(准线)的距离的商是常数e(离心率)的点的轨迹。
当e>1时,为双曲线的一支,当e=1时,为抛物线,当0有途网小编建议还是先研究书本的基本概念,掌握相关公式,图形特点,利用这些概念解决题目,之后再做习题。
高考数学(易错集)专题16 圆锥曲线的综合问题 理(2021年最新整理)
2017年高考数学(四海八荒易错集)专题16 圆锥曲线的综合问题理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017年高考数学(四海八荒易错集)专题16 圆锥曲线的综合问题理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题16 圆锥曲线的综合问题1.设O为坐标原点,P是以F为焦点的抛物线y2=2px(p〉0)上任意一点,M是线段PF上的点,且|PM|=2|MF|,则直线OM的斜率的最大值为( )A.错误! B。
错误! C.错误! D.1答案C解析如图,2.直线3x-4y+4=0与抛物线x2=4y和圆x2+(y-1)2=1从左到右的交点依次为A、B、C、D,则错误!的值为________.答案错误!解析由错误!得x2-3x-4=0,∴x A=-1,x D=4,∴y A=错误!,y D=4。
直线3x-4y+4=0恰过抛物线的焦点F(0,1),∴|AF|=y A+1=错误!,|DF|=yD+1=5,∴错误!=错误!=错误!.3.已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,左顶点为A,左焦点为F1(-2,0),点B(2,错误!)在椭圆C上,直线y=kx(k≠0)与椭圆C交于E,F两点,直线AE,AF分别与y 轴交于点M,N。
(1)求椭圆C的方程;(2)在x轴上是否存在点P,使得无论非零实数k怎样变化,总有∠MPN为直角?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解(1)设椭圆C的方程为错误!+错误!=1(a>b>0),因为椭圆的左焦点为F1(-2,0),所以a2-b2=4。
数学易错锦囊专题10 圆锥曲线易错点典例分析_点评_巩固
易错锦囊专题10 圆锥曲线易错点典例分析、点评、巩固易错点1 混淆“轨迹”与“轨迹方程”如图,已知点0(1)F ,,直线:1l x =-,P 为平面上的动点,过P 作直线l 的垂线,垂足为点Q ,且QP QF FP FQ ⋅=⋅,求动点P 的轨迹.【错解】设点P (x ,y ),则Q (-1,y ),由QP QF FP FQ ⋅=⋅,得(x +1,0)·(2,-y )=(x -1,y )·(-2,y ),化简得y 2=4x . 【错因分析】错解中求得的是动点的轨迹方程,而不是轨迹,混淆了“轨迹”与“轨迹方程”的区别.【试题解析】设点P (x ,y ),则Q (-1,y ),由QP QF FP FQ ⋅=⋅,得(x +1,0)·(2,-y )=(x -1,y )·(-2,y ),化简得y 2=4x . 故动点P 的轨迹为焦点坐标为(1,0)的抛物线.【参考答案】动点P 的轨迹为焦点坐标为(1,0)的抛物线.1.求轨迹方程时,若题设条件中无坐标系,则需要先建立坐标系,建系时,尽量取已知的相互垂直的直线为坐标轴,或利用图形的对称性选轴,或使尽可能多的点落在轴上.求轨迹方程的方法有:(1)直接法:直接法求曲线方程时最关键的就是把几何条件或等量关系翻译为代数方程,要注意翻译的等价性.(2)定义法:求轨迹方程时,若动点与定点、定直线间的等量关系满足圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,则可直接根据定义先确定轨迹类型,再写出其方程.(3)相关点法:动点所满足的条件不易得出或转化为等式,但形成轨迹的动点,()P x y 却随另一动点(),Q x y ''的运动而有规律地运动,而且动点Q 的轨迹方程为给定的或容易求得的,则可先将x ',y '表示成关于x ,y 的式子,再代入Q 的轨迹方程整理化简即得动点P 的轨迹方程.(4)参数法:若动点,()P x y 坐标之间的关系不易直接找到,且无法判断动点,()P x y 的轨迹,也没有明显的相关动点可用,但较易发现(或经分析可发现)这个动点的运动受到另一个变量的制约,即动点,()P x y 中的x ,y 分别随另一变量的变化而变化,我们可称这个变量为参数,建立轨迹的参数方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法.2.求轨迹方程与求轨迹是有区别的,若是求轨迹,则不仅要求出方程,而且还要说明和讨论所求轨迹是什么样的图形,即说出图形的形状、位置等.1.已知定点(1,0)A -及直线:2l x =-,动点P 到直线l 的距离为d ,若||2PA d =. (1)求动点P 的轨迹C 方程;(2)设,M N 是C 上位于x 轴上方的两点,B 坐标为(1,0),且AM BN ∥,MN 的延长线与x 轴交于点(3,0)D ,求直线AM 的方程.【答案】(1)2212x y +=;(2)(1)2y x =+.【解析】(1)设(,)P x y ,则由(1,0)A -,知||PA =又:2l x =-,∴|2|d x =+,2=,∴2221(1)(2)2x y x ++=+, ∴2222x y +=,∴点P 的轨迹方程为2212x y +=.(2)设1122(,),(,)M x y N x y ()120,0y y >>, ∵(1,0)(1,0),(3,0)A B D -,, ∴B 为AD 中点, ∵//AM BN ,∴1212,322x x y y +==, ∴1223x x =-,又221112x y +=,∴()222223412x y -+=, 又222212x y +=,∴2151,42x x ==-,∵0y >,∴1y =,∴111AM y k x ==+,∴直线AM 的方程为1)y x =+. 【名师点睛】本题考查椭圆的轨迹方程,直线与椭圆的位置关系,求轨迹方程用的是直接法,另外还有定义法、相关点法、参数法、交轨法等.易错点2 求轨迹方程时忽略变量的取值范围已知曲线C :y=x 2-2x +2和直线l :y =kx (k ≠0),若C 与l 有两个交点A 和B ,求线段AB 中点的轨迹方程.【错解】依题意,由⎩⎨⎧y =x 2-2x +2,y =kx ,分别消去x 、y 得,(k 2-1)x 2+2x -2=0,① (k 2-1)y 2+2ky -2k 2=0.②设AB 的中点为P (x ,y ),则在①②中分别有12212212121x x x k y y k y k +⎧==⎪⎪-⎨+⎪==⎪-⎩,故线段AB 中点的轨迹方程为220x y x --=.【错因分析】消元过程中,由于两边平方,扩大了变量y 的允许范围,故应对x ,y 加以限制.【试题解析】依题意,由⎩⎨⎧y =x 2-2x +2y =kx,分别消去x 、y 得,(k 2-1)x 2+2x -2=0,① (k 2-1)y 2+2ky -2k 2=0.②设AB 的中点为P (x ,y ),则在①②中分别有⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1+x 22=11-k 2, ③y =y 1+y 22=k1-k 2, ④又对②应满足222212221221044(2)(1)0201201k k k k k y y k k y y k ∆⎧-≠⎪=-⨯-⨯->⎪⎪⎨+=>-⎪⎪⎪=>-⎩,解得22<k <1.结合③④,则有x >2,y > 2.所以所求轨迹方程是x 2-y 2-x =0(x >2,y >2). 【参考答案】轨迹方程是x 2-y 2-x =0(x >2,y >2).1.一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C (看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程(,)0f x y =的实数解建立了如下的关系: (1)曲线上点的坐标都是这个方程的解; (2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么,这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线.2.要注意有的轨迹问题包含一定的隐含条件,由曲线和方程的概念可知,在求曲线时一定要注意它的“完备性”和“纯粹性”,即轨迹若是曲线的一部分,应对方程注明x 的取值范围,或同时注明x ,y 的取值范围.2.已知圆221:(3)1C x y ++=和圆222:(3)9C x y -+=,动圆M 同时与圆1C 及圆2C 相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为A .2218y x -=B .221(1)8y x x -=-≤C .2218x yD .221(1)8y x x -=≥【答案】B【解析】设动圆的圆心M 的坐标为(,)x y ,半径为r , 则由题意可得121,3MC r MC r =+=+,相减可得21122MC MC C C -=<,所以点M 的轨迹是以12,C C 为焦点的双曲线的左支,由题意可得22,3a c ==,所以b ==故点M 的轨迹方程为221(1)8y x x -=-≤,故选B.【名师点睛】本题主要考查了圆与圆的位置关系,以及双曲线的定义、性质和标准方程的应用,其中解答中根据圆与圆的位置关系,利用双曲线的定义得到动点的轨迹是以12,C C 为焦点的双曲线的左支是解答的关键,着重考查了转化思想,以及推理与计算能力,属于基础题.易错点3 忽略椭圆定义中的限制条件若方程22186x y k k +=--表示椭圆,则实数k 的取值范围为________________.【错解】由8060k k ->⎧⎨->⎩,可得68k <<,所以实数k 的取值范围为(6,8).【错因分析】忽略了椭圆标准方程中a >b >0这一限制条件,当a =b >0时表示的是圆的方程.【试题解析】由806086k k k k ->⎧⎪->⎨⎪-≠-⎩,可得68k <<且7k ≠,所以实数k 的取值范围为(6,7)∪(7,8).【方法点睛】准确理解椭圆的定义,明确椭圆定义中的限制条件,才能减少解题过程中的失误,从而保证解题的正确性. 【参考答案】(6,7)∪(7,8).平面上到两定点12,F F 的距离的和为常数(大于两定点之间的距离)的点P 的轨迹是椭圆. 这两个定点叫做椭圆的焦点,两个定点之间的距离叫做椭圆的焦距,记作122F F c =.定义式:12122(2)PF PF a a F F +=>. 要注意,该常数必须大于两定点之间的距离,才能构成椭圆.3.已知F 1,F 2为两定点,|F 1F 2|=8,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=8,则动点M 的轨迹是A .椭圆B .直线C .圆D .线段【答案】D【解析】虽然动点M 到两个定点F 1,F 2的距离为常数8,但由于这个常数等于|F 1F 2|,故动点M 的轨迹是线段F 1F 2,故选D .平面上到两定点12,F F 的距离的和为常数(大于两定点之间的距离)的点P 的轨迹是椭圆.若忽略了椭圆定义中|F 1F 2|<2a 这一隐含条件,就会错误地得出点M 的轨迹是椭圆.易错点4 忽略对椭圆焦点位置的讨论已知椭圆的标准方程为2221(0)36x y k k+=>,并且焦距为8,则实数k 的值为_____________.1. 解决已知椭圆的焦点位置求方程中的参数问题,应注意结合焦点位置与椭圆方程形式的对应关系求解.2.求椭圆的方程有两种方法:(1)定义法.根据椭圆的定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程.(2)待定系数法.这种方法是求椭圆的方程的常用方法,其一般步骤是:第一步,做判断.根据条件判断椭圆的焦点在x轴上,还是在y轴上,还是两个坐标轴都有可能(这时需要分类讨论).第二步,设方程.根据上述判断设方程为22221(0)x ya ba b+=>>或22221(0)y xa ba b+=>>.第三步,找关系.根据已知条件,建立关于,,a b c的方程组(注意椭圆中固有的等式关系222c a b=-).第四步,得椭圆方程.解方程组,将解代入所设方程,即为所求.3.用待定系数法求椭圆的方程时,要“先定型,再定量”,不能确定焦点的位置时,需要分焦点在x 轴上和在y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(其中A >0,B >0,A ≠B ).求椭圆的标准方程的方法可以采用待定系数法,此时要注意根据焦点的位置选择椭圆的标准方程;也可以利用椭圆的定义及焦点位置或点的坐标确定椭圆的标准方程.4.关于曲线C :222214x y a a +=-性质的叙述,正确的是A .一定是椭圆B .可能为抛物线C .离心率为定值D .焦点为定点【答案】D【解析】因为曲线方程没有一次项,不可能为抛物线,故B 错误; 因为24a -可正也可负,所以曲线可能为椭圆或双曲线.若曲线为椭圆,则()22244c a a =--=,∴2c =,2e a=,离心率不是定值,焦点()2,0,()2,0-,为定点.若曲线为双曲线,方程为222214x y a a-=-,则()22244c a a =+-=,∴2c =,2e a =,离心率不是定值,焦点()2,0,()2,0-为定点,故选D.【名师点睛】本题考查了圆锥曲线的标准方程和性质,体现了分类讨论的思想.易错点5 忽略椭圆的范围设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率32e=,已知点3(0,)2P到椭圆的最远距离为7,求椭圆的标准方程.1.椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的范围就是方程中变量x ,y 的范围,由22221x y a b +=得222211x y a b =-≤,则||x a ≤;222211y x b a=-≤,则||y b ≤.故椭圆落在直线x =±a ,y =±b 围成的矩形内,因此用描点法画椭圆的图形时就可以不取“矩形”范围以外的点了.同时,在处理椭圆的一些参数或最值问题时要注意x ,y 的取值范围.2.设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上任意一点,()P x y ,则当0x =时,||OP 有最小值b ,P点在短轴端点处;当x a =±时,||OP 有最大值a ,P 点在长轴端点处. 3.(1)解决椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中的范围问题常用的关系有:①-a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b ; ②离心率0<e <1;③一元二次方程有解,则判别式0∆≥.(2)解决与椭圆有关的最值问题常用的方法有以下几种:①利用定义转化为几何问题处理;②利用三角替代(换元法)转化为三角函数的最值问题处理; ③利用数与形的结合,挖掘数学表达式的几何特征,进而求解;④利用函数最值的研究方法,将其转化为函数的最值问题来处理,此时,应注意椭圆中x 、y 的取值范围,常常是化为闭区间上的二次函数的最值来求解.5.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的上顶点为(0,1)B,且过点P . (1)求椭圆C 的方程及其离心率;(2)斜率为k 的直线l 与椭圆C 交于,M N 两个不同的点,当直线,OM ON 的斜率之积是不为0的定值时,求此时MON △的面积的最大值.【答案】(1)2214x y +=,e =(2)1. 【解析】(1)由题意可得1b =.又)2P 在椭圆C上,所以222(12a +=,解得2a =,所以椭圆C 的方程为2214x y +=,所以c =C的离心率c e a == (2)设直线l 的方程为()0y kx m m =+≠.由22,14y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,得()222418440k x kmx m +++-=, 所以22222(8)4(41)(44)6416160km k m k m ∆=-+-=-+>,设()()1122,,,M x y N x y ,则2121222844,4141km m x x x x k k --+==++. ()()()2212121212121212OM ONkx m kx m k x x km x x my y k k x x x x x x +++++===222222244841414441m kmk km m k k m k --⨯+⨯+++=-+222444m k m -=-, 由题意,OM ON k k 为定值,所以21444k -=-,即214k =,解得12k =±.此时MN=== 点O 到直线y kx m =+的距离|5m d =.11||22MON S MN d m ==△==.显然,当21m =(此时214k =,21m =满足226416160k m ∆=-+>),即1m =±时,S 取得最大值,最大值为1.易错点6 忽略双曲线定义中的限制条件已知F 1(-5,0),F 2(5,0),动点P 满足|PF 1|-|PF 2|=2a ,当a 为3和5时,点P的轨迹分别为A .双曲线和一条直线B .双曲线和一条射线C .双曲线的一支和一条直线D .双曲线的一支和一条射线在求解与双曲线有关的轨迹问题时,准确理解双曲线的定义,才能正确解题.当||MF 1|-|MF 2||=2a <|F 1F 2|(a >0),即|MF 1|-|MF 2|=±2a ,0<2a <|F 1F 2|时,点M 的轨迹是双曲线,其中取正号时为双曲线的右(上)支,取负号时为双曲线的左(下)支; 当||MF 1|-|MF 2||=2a =|F 1F 2|(a >0)时,点M 的轨迹是以点F 1,F 2为端点的两条射线; 当||MF 1|-|MF 2||=2a >|F 1F 2|(a >0)时,点M 的轨迹不存在.6.如图,在ABC △中,已知||AB =且三内角A ,B ,C 满足2sin sin 2sin A C B +=,以AB 边所在的直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系,求顶点C 的轨迹方程.【答案】221(26x y x -=>.【解析】由题意可得(A -,B .因为2sin sin 2sin A C B +=,由正弦定理可得||||||22BC AB AC +=,故|||||12|||AC BC AB AB -=<=, 由双曲线的定义知,点C 的轨迹为双曲线的右支(除去与x 轴的交点).由题意,设所求轨迹方程为22221()x y x a a b-=>,因为a =c =所以2226b c a =-=,故所求轨迹方程为221(26x y x -=>.【名师点睛】求解与双曲线有关的轨迹问题时要特别注意:(1)双曲线的焦点所在的坐标轴;(2)检验所求的轨迹对应的是双曲线的一支还是两支.易错点7 忽略双曲线中的隐含条件已知M 是双曲线2216436x y -=上一点,F 1,F 2是双曲线的左、右焦点,且1||17MF =,则2MF =_____________.【错解】由双曲线的定义可知,12||||216||MF MF a ==-,因为1||17MF =,所以2||1MF =【参考答案】331.在求解双曲线上的点到焦点的距离d 时,一定要注意d c a ≥-这一隐含条件. 2.双曲线方程中,a b 的大小关系是不确定的,但必有0,0c a c b >>>>.3.由22221(0,0)x y a b a b -=>>,知221x a ≥,所以x a -≤或x a ≥,因此双曲线位于不等式x a ≥和x a -≤所表示的平面区域内,同时,也指明了坐标系内双曲线上点的横坐标的取值范围.7.过双曲线的一个焦点2F 作垂直于实轴的直线,交双曲线于,P Q ,1F 是另一焦点,若1=3PFQ π∠,则双曲线的离心率e 等于A 1 BC 1D 2+【答案】B【解析】由双曲线的对称性可知,12PF F △是以点2F 为直角顶点,且126PF F π∠=,则122PF PF =,由双曲线的定义可得1222PF PF PF a -==, 在12Rt PF F △中,212122tan 2PF a PF F F F c ∠===,ce a ∴== B.【名师点睛】本题考查双曲线的离心率的求解,要充分研究双曲线的几何性质,在遇到焦点时,善于利用双曲线的定义来求解,考查逻辑推理能力和计算能力,属于中等题.易错点8 忽略双曲线的焦点所在位置的讨论已知双曲线的渐近线方程是23y x =±,焦距为226,求双曲线的标准方程.1.求解双曲线的标准方程时,先确定双曲线的类型,也就是确定双曲线的焦点所在的坐标轴是x 轴还是y 轴,从而设出相应的标准方程的形式,然后利用待定系数法求出方程中的22,a b 的值,最后写出双曲线的标准方程.2. 在求双曲线的方程时,若不知道焦点的位置,则进行讨论,或可直接设双曲线的方程为221(0)Ax By AB +=<.8.已知双曲线的一条渐近线方程为0x y ±=,且过点()12P ,--,则该双曲线的标准方程为__________.【答案】22133y x -=【解析】根据题意,双曲线的一条渐近线方程为0x y ±=,可设双曲线方程为()220x y λλ-=≠, ∵双曲线过点()12P ,--,∴14λ-=,即3λ=-.∴所求双曲线方程为22133y x -=,故答案为22133y x -=.【名师点睛】本题考查双曲线的标准方程的求法,需要学生熟练掌握已知渐近线方程时,如何设出双曲线的标准方程.易错点9 忽略直线与双曲线只有一个公共点的特殊情况若过点(1,1)P 且斜率为k 的直线l 与双曲线2214y x -=只有一个公共点,则k =___________.【错解】由题意可得:(1)1l y k x =-+,代入双曲线方程得【方法点睛】解决直线与双曲线的位置关系的题目时,要注意讨论联立直线与双曲线的方程消元后得到的方程是否为一元一次方程,即二次项系数是否为0,因为直线与双曲线有一个21. 直线与双曲线有三种位置关系:(1)无公共点,此时直线有可能为双曲线的渐近线. (2)有一个公共点,分两种情况:①直线是双曲线的切线,特别地,直线过双曲线一个顶点,且垂直于实轴; ②直线与双曲线的一条渐近线平行,与双曲线的一支有一个公共点. (3)有两个公共点,可能都在双曲线一支上,也可能两支上各有一点.2.研究直线与双曲线位置关系的一般思路仍然是联立二者的方程,解方程组或者转化为一元二次方程,依据根的判别式和根与系数的关系求解.要注意讨论转化以后的方程的二次项系数,即若二次项系数为0,则直线与双曲线的渐近线平行或重合;若二次项系数不为0,则进一步研究二次方程的根的判别式∆,得到直线与双曲线的交点个数.9.已知直线y kx =与双曲线22416x y -=.当k 为何值时,直线与双曲线: (1)有两个公共点;(2)有一个公共点;(3)没有公共点. 【答案】见解析.【解析】由22416x y y kx -==⎧⎨⎩消去y 得22(4)160k x --= ①,当240k -=,即2k =±时,方程①无解;当240k -≠时,2204(4)(16)64(4)k k ∆=---=-, 当0∆>,即22k -<<时,方程①有两解; 当0∆<,即2k <-或2k >时,方程①无解; 当0∆=,且240k -≠时,这样的k 值不存在.综上所述,(1)当22k -<<时,直线与双曲线有两个公共点; (2)不存在使直线与双曲线有一个公共点的k 值; (3)当2k -≤或2k ≥时,直线与双曲线没有公共点.【名师点睛】研究直线与双曲线位置关系的一般思路仍然是联立二者的方程,解方程组或者转化为一元二次方程,依据根的判别式和根与系数的关系求解.要注意讨论转化以后的方程的二次项系数,即若二次项系数为0,则直线与双曲线的渐近线平行或重合;若二次项系数不为0,则进一步研究二次方程的根的判别式∆,得到直线与双曲线的交点个数.易错点10 忽略抛物线定义中的限制条件已知点P 到F (4,0)的距离与到直线5x =-的距离相等,求点P 的轨迹方程.【参考答案】2189y x =+.1.抛物线的标准方程是特殊的抛物线方程,对坐标轴的位置有严格的要求.若从题意中无法判断方程是否为标准方程,可按求曲线方程的一般步骤求解.2.抛物线定义中要求直线l 不经过点F ,若l 经过F 点,则轨迹为过定点F 且垂直于定直线l 的一条直线.因此当动点P 到定点F 的距离与它到定直线l 的距离相等时,不能盲目套用抛物线定义.10.已知圆C 的方程22100x y x +-=,求与y 轴相切且与圆C 外切的动圆圆心P 的轨迹方程.【答案】220(0)y x x =>或)00(y x =<.【解析】设P 点坐标为(x ,y ),动圆的半径为R ,∵动圆P 与y 轴相切,∴R x =, ∵动圆与定圆C :2252)5(x y -+=外切,∴5PC R =+,∴5PC x =+. 当点P 在y 轴右侧,即x >0时,5PC x =+,点P 的轨迹是以(5,0)为焦点的抛物线,则圆心P 的轨迹方程为220(0)y x x =>;当点P 在y 轴左侧,即x <0时,5PC x =-+,此时点P 的轨迹是x 轴的负半轴,即方程)00(y x =<.故点P 的轨迹方程为220(0)y x x =>或)00(y x =<.【名师点睛】抛物线的轨迹问题,既可以用轨迹法直接求解,也可以转化为利用抛物线的定义求解,利用抛物线的定义求解的关键是找到条件满足动点到定点的距离等于到定直线的距离,需要依据条件进行转化.易错点11 忽略抛物线的焦点所在位置的讨论设抛物线y 2=mx 的准线与直线x =1的距离为3,求抛物线的方程.【错解】易知准线方程为x =-m4,因为准线与直线x =1的距离为3, 所以准线方程为x =-2, 所以-m4=-2,解得m =8,故抛物线方程为y 2=8x .【错因分析】题目条件中未给出m 的符号,当m >0或m <0时,抛物线的准线是不同的,错解中考虑问题欠周到.【试题解析】当m >0时,准线方程为x =-m4,由条件知1-(-m4)=3,所以m =8.此时抛物线方程为y 2=8x ; 当m <0时,准线方程为x =-m4,由条件知-m4-1=3,所以m =-16,此时抛物线方程为y 2=-16x .所以所求抛物线方程为y 2=8x 或y 2=-16x . 【参考答案】y 2=8x 或y 2=-16x .1. 抛物线的四种标准方程与对应图形如下表所示:图形标准方程22(0)y px p=>22(0)y px p=->22(0)x py p=>22(0)x py p=->焦点坐标(,0)2p(,0)2p-(0,)2p(0,)2p-准线方程2px=-2px=2py=-2py=注:抛物线标准方程中参数p的几何意义是:抛物线的焦点到准线的距离,所以p的值永远大于0.2.求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点的位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.用待定系数法求抛物线标准方程的步骤:若无法确定抛物线的位置,则需分类讨论.特别地,已知抛物线上一点的坐标,一般有两种标准方程.11.顶点在原点,且过点(1,1)-的抛物线的标准方程是 A .2y x =-B .2x y =C .2y x =-或2x y =D .2y x =或2x y =-【答案】C【解析】当焦点在x 轴上时,设方程为2y ax =,将(1,1)-代入得1a =-,2y x ∴=-;当焦点在y 轴上时,设方程为2x ay =,将(1,1)-代入得1a =,2x y ∴=.故选C .本题若只考虑焦点在x 轴的负半轴上的情况,而忽略了焦点也可能在y 轴的正半轴上的情况,则会出现漏解.易错点12 忽略直线与抛物线有一个公共点的特殊情况求过定点(11)P -,,且与抛物线22y x =只有一个公共点的直线l 的方程.直线l y kx b =+:与抛物线22(0)y px p =>公共点的个数等价于方程组22y x p b x y k ⎧⎨==+⎩的解的个数.(1)若0k ≠,则当0∆>时,直线和抛物线相交,有两个公共点;当0∆=时,直线和抛物线相切,有一个公共点;当0∆<时,直线和抛物线相离,无公共点.(2)若0k =,则直线y b =与抛物线22(0)y px p =>相交,有一个公共点.特别地,当直线l 的斜率不存在时,设x m =,则当0m >时,直线l 与抛物线相交,有两个公共点;当0m =时,直线l 与抛物线相切,有一个公共点;当0m <时,直线l 与抛物线相离,无公共点.12.“直线与抛物线相切”是“直线与抛物线只有一个公共点”的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A【解析】“直线与抛物线相切”可得“直线与抛物线只有一个公共点”,“直线与抛物线只有一个公共点”时,直线可能与对称轴平行,此时不相切,故“直线与抛物线相切”是“直线与抛物线只有一个公共点”的充分不必要条件.故选A .本题易忽略直线平行于抛物线的对称轴时,直线与抛物线也只有一个交点,而漏掉k =0.。
备战高考数学纠错笔记系列专题10圆锥曲线文(2021年整理)
在求解与双曲线有关的轨迹问题时,准确理解双曲线的定义,才能正确解题.
当||MF1|-|MF2||=2a<|F1F2|(a>0),即|MF1|-|MF2|=±2a,0<2a<|F1F2|时,点M的轨迹是双曲线,其中取正号时为双曲线的右(上)支,取负号时为双曲线的左(下)支;
当||MF1|-|MF2||=2a=|F1F2|(a>0)时,点M的轨迹是以点F1,F2为端点的两条射线;
当双曲线的焦点在y轴上时,由 且 ,两式联立解得 , ,所以所求双曲线的标准方程为 .
综上,所求双曲线的标准方程为 或 .
【参考答案】 或 .
1.求解双曲线的标准方程时,先确定双曲线的类型,也就是确定双曲线的焦点所在的坐标轴是
x轴还是y轴,从而设出相应的标准方程的形式,然后利用待定系数法求出方程中的 的值,最后写出双曲线的标准方程。
【错因分析】错解忽略了双曲线中的一个隐含条件,即双曲线上的点到任一焦点的距离都大于等于c-a,从而两解中要舍去不满足要求的那个.
【试题解析】由双曲线方程 可得 , , ,
由双曲线的图形可得点M到右焦点F2的距离 .
因为 , ,所以 (舍去)或 .
【参考答案】33
1.在求解双曲线上的点到焦点的距离d时,一定要注意 这一隐含条件.
【解析】设点P(x,y),其中x≥1。
依题意,得A1(-1,0),F2(2,0),则 · =(-1-x,-y)·(2-x,—y)=(x+1)(x-2)+y2=x2+3(x2-1)—x—2=4x2—x—5=4(x— )2- 。
因此当x=1时, · 取得最小值—2.
易错点6 忽略双曲线的焦点所在位置的讨论
A.双曲线和一条直线B.双曲线和一条射线
高考数学应考易错点:圆锥曲线中范围问题
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高考数学应考易错点:圆锥曲线中范围问题
解题路线图
①设方程。
②解系数。
③得结论。
构建答题模板
①提关系:从题设条件中提取不等关系式。
②找函数:用一个变量表示目标变量,代入不等关系式。
③得范围:通过求解含目标变量的不等式,得所求参数的范围。
④再回顾:注意目标变量的范围所受题中其他因素的制约。
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1.(2017·北京卷)已知抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1).过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点.(1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标和准线方程; (2)求证:A 为线段BM 的中点.解析:(1)由抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1),得p =12.所以抛物线C 的方程为y 2=x .抛物线C 的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,准线方程为x =-14.直线ON 的方程为y =y 2x 2x ,点B 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫x 1,y 2x 1x 2. 因为y 1+y 2x 1x 2-2x 1=y 1x 2+y 2x 1-2x 1x 2x 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫kx 1+12x 2+⎝⎛⎭⎪⎫kx 2+12x 1-2x 1x2x 2=k -x 1x 2+12x 2+x 1x 2=k -14k 2+1-k 2k2x 2=0,所以y 1+y 2x 1x 2=2x 1, 故A 为线段BM 的中点.2.(2017·全国卷Ⅲ)已知抛物线C :y 2=2x ,过点(2,0)的直线l 交C 于A ,B 两点,圆M 是以线段AB 为直径的圆.(1)证明:坐标原点O 在圆M 上;(2)设圆M 过点P (4,-2),求直线l 与圆M 的方程.(2)由(1)可得y 1+y 2=2m ,x 1+x 2=m (y 1+y 2)+4=2m 2+4,故圆心M 的坐标为(m 2+2,m ), 圆M 的半径r =m 2+2+m 2.由于圆M 过点P (4,-2),因此AP →·BP →=0, 故(x 1-4)(x 2-4)+(y 1+2)(y 2+2)=0, 即x 1x 2-4(x 1+x 2)+y 1y 2+2(y 1+y 2)+20=0. 由(1)可得y 1y 2=-4,x 1x 2=4,所以2m 2-m -1=0,解得m =1或m =-12.当m =1时,直线l 的方程为x -y -2=0,圆心M 的坐标为(3,1),圆M 的半径为10, 圆M 的方程为(x -3)2+(y -1)2=10.当m =-12时,直线l 的方程为2x +y -4=0,圆心M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫94,-12,圆M 的半径为854,圆M 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -942+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +122=8516.3.(2017·山东卷)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,焦距为2.(1)求椭圆E 的方程;(2)如图,动直线l :y =k 1x -32交椭圆E 于A ,B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为k 2,且k 1k 2=24.M 是线段OC 延长线上一点,且|MC |∶|AB |=2∶3,⊙M 的半径为|MC |,OS ,OT 是⊙M 的两条切线,切点分别为S ,T .求∠SOT 的最大值,并求取得最大值时直线l 的斜率. 解析:(1)由题意知e =c a =22,2c =2,所以a =2,b =1, 所以椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =k 1x -32,得(4k 21+2)x 2-43k 1x -1=0.由题意知Δ>0,且x 1+x 2=23k 12k 21+1,x 1x 2=-1k 21+,所以|AB |= 1+k 21|x 1-x 2| = 2 1+k 21 1+8k 211+2k 21. 由题意可知圆M 的半径r 为 r =23|AB |=223 1+k 21 1+8k 212k 21+1. 由题设知k 1k 2=24,所以k 2=24k 1, 因此直线OC 的方程为y =24k 1x .联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =24k1x ,得x 2=8k 211+4k 21,y 2=11+4k 21,因此|OC |=x 2+y 2=1+8k 211+4k 21.由题意可知sin ∠SOT 2=rr +|OC |=11+|OC |r, 而|OC |r =1+8k 211+4k 21223 1+k 21 1+8k 211+2k 21=3241+2k 211+4k 211+k 21, 令t =1+2k 21,则t >1,1t∈(0,1),因此|OC |r =32t 2t 2+t -1=3212+1t -1t2=321-⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -122+94≥1,当且仅当1t =12,即t =2时等号成立,此时k 1=±22,所以sin ∠SOT 2≤12,因此∠SOT 2≤π6,所以∠SOT 的最大值为π3.综上所述:∠SOT 的最大值为π3,取得最大值时直线l 的斜率为k 1=±22.4.已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为F 1(-2,0),点B (2,2)在椭圆C 上,直线y =kx (k ≠0)与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N .(1)求椭圆C 的方程;(2)在x 轴上是否存在点P ,使得无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),因为椭圆的左焦点为F 1(-2,0), 所以a 2-b 2=4.①因为点B (2,2)在椭圆C 上, 所以4a 2+2b2=1.②由①②解得,a =22,b =2.所以椭圆C 的方程为x 28+y 24=1.因为直线AE 与y 轴交于点M , 令x =0得y =22k1+1+2k 2,即点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22k 1+1+2k 2. 同理可得点N (0,22k1-1+2k2). 假设在x 轴上存在点P (t,0),使得∠MPN 为直角,则MP →·NP →=0. 即t 2+-22k 1+1+2k 2×-22k 1-1+2k 2=0, 即t 2-4=0,解得t =2或t =-2.故存在点P (2,0)或P (-2,0),无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角. 方法二 因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A 的坐标为(-22,0).因为直线y =kx (k ≠0)与椭圆x 28+y 24=1交于两点E ,F ,设点E (x 0,y 0),则点F (-x 0,-y 0).所以直线AE 的方程为y =y 0x 0+22(x +22).因为直线AE 与y 轴交于点M , 令x =0得y =22y 0x 0+22,即点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22y 0x 0+22.同理可得点N ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22y 0x 0-22.假设在x 轴上存在点P (t,0),使得∠MPN 为直角,则MP →·NP →=0. 即t 2+-22y 0x 0+22×-22y 0x 0-22=0,即t 2+8y 2x 20-8=0.因为点E (x 0,y 0)在椭圆C 上,所以x 208+y 204=1,即y 20=8-x 22.将y 20=8-x 202代入得t 2-4=0.解得t =2或t =-2.故存在点P (2,0)或P (-2,0),无论非零实数k 怎样变化,总有∠MPN 为直角.5.设圆x 2+y 2+2x -15=0的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .(1)证明|EA |+|EB |为定值,并写出点E 的轨迹方程;(2)设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M ,N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围. 解 (1)因为|AD |=|AC |,EB ∥AC , 故∠EBD =∠ACD =∠ADC ,所以|EB |=|ED |, 故|EA |+|EB |=|EA |+|ED |=|AD |.又圆A 的标准方程为(x +1)2+y 2=16,从而|AD |=4,所以|EA |+|EB |=4.由题设得A (-1,0),B (1,0),|AB |=2,由椭圆定义可得点E 的轨迹方程为:x 24+y 23=1(y ≠0).(2)当l 与x 轴不垂直时,设l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,x 24+y23=1得(4k 2+3)x 2-8k 2x +4k 2-12=0.则x 1+x 2=8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2-124k 2+3,所以|MN |=1+k 2|x 1-x 2|=k 2+4k 2+3.过点B (1,0)且与l 垂直的直线m :y =-1k(x -1),点A 到m 的距离为2k 2+1,所以|PQ |=242-⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2+12=44k 2+3k 2+1. 故四边形MPNQ 的面积S =12|MN ||PQ |=121+14k 2+3. 可得当l 与x 轴不垂直时,四边形MPNQ 面积的取值范围为(12,83).当l 与x 轴垂直时,其方程为x =1,|MN |=3,|PQ |=8,四边形MPNQ 的面积为12. 综上,四边形MPNQ 面积的取值范围为[12,83).6.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 23=1(a >0)与抛物线C 2:y 2=2ax 相交于A ,B 两点,且两曲线的焦点F 重合.(1)求C 1,C 2的方程;(2)若过焦点F 的直线l 与椭圆分别交于M ,Q 两点,与抛物线分别交于P ,N 两点,是否存在斜率为k (k ≠0)的直线l ,使得|PN ||MQ |=2?若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.(2)假设存在直线l 使得|PN ||MQ |=2,则可设直线l 的方程为y =k (x -1),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 3,y 3),N (x 4,y 4).由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k x -,可得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,则x 1+x 4=2k 2+4k2,x 1x 4=1,所以|PN |=1+k 2·x 1+x 42-4x 1x 4=+k2k 2.由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k x -,可得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0,则x 2+x 3=8k 23+4k 2,x 2x 3=4k 2-123+4k 2,所以|MQ |=1+k 2·x 2+x 32-4x 2x 3=+k 23+4k2.若|PN ||MQ |=2, 则+k2k 2=2×+k 23+4k2,解得k =±62. 故存在斜率为k =±62的直线l ,使得|PN ||MQ |=2.易错起源1、范围、最值问题例1、如图,椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PQ |=λ|PF 1|,且34≤λ<43,试确定椭圆离心率e 的取值范围.解 (1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=+22+-22=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1. 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.(2)如图,由PF 1⊥PQ ,|PQ |=λ|PF 1|,得 |QF 1|=|PF 1|2+|PQ |2=1+λ2|PF 1|.由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a , 进而|PF 1|+|PQ |+|QF 1|=4a , 于是(1+λ+1+λ2)|PF 1|=4a , 解得|PF 1|=4a1+λ+1+λ2, 故|PF 2|=2a -|PF 1|=2aλ+1+λ2-1+λ+1+λ2.由勾股定理得|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2=4c 2,从而⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 1+λ+1+λ22+⎝⎛⎭⎪⎫2a λ+1+λ2-1+λ+1+λ22=4c 2, 两边除以4a 2,得4+λ+1+λ22+λ+1+λ2-2+λ+1+λ22=e 2. 若记t =1+λ+1+λ2,则上式变成 e 2=4+t -2t 2=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -142+12. 由34≤λ<43,并注意到1+λ+1+λ2关于λ的单调性,得3≤t <4,即14<1t ≤13. 进而12<e 2≤59,即22<e ≤53.【变式探究】如图,已知椭圆:x 24+y 2=1,点A ,B 是它的两个顶点,过原点且斜率为k 的直线l 与线段AB相交于点D ,且与椭圆相交于E ,F 两点.(1)若ED →=6DF →,求k 的值; (2)求四边形AEBF 面积的最大值.解 (1)依题设得椭圆的顶点A (2,0),B (0,1), 则直线AB 的方程为x +2y -2=0. 设直线EF 的方程为y =kx (k >0).设D (x 0,kx 0),E (x 1,kx 1),F (x 2,kx 2),其中x 1<x 2,联立直线l 与椭圆的方程⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =kx消去y ,得方程(1+4k 2)x 2=4. 故x 2=-x 1=21+4k2,由ED →=6DF →知,x 0-x 1=6(x 2-x 0), 得x 0=17(6x 2+x 1)=57x 2=1071+4k 2, 由点D 在线段AB 上,知x 0+2kx 0-2=0, 得x 0=21+2k ,所以21+2k =1071+4k 2, 化简,得24k 2-25k +6=0,解得k =23或k =38.(2)根据点到直线的距离公式,知点A ,B 到线段EF 的距离分别为h 1=2k 1+k2,h 2=11+k2,又|EF |=41+k21+4k 2, 所以四边形AEBF 的面积为S =12|EF |(h 1+h 2)=+2k 1+4k 2=21+4k 2+4k1+4k2=21+4k1+4k2=21+44k +1k ≤22, 当且仅当4k =1k ,即k =12时,取等号, 所以四边形AEBF 面积的最大值为2 2.【名师点睛】解决范围问题的常用方法:(1)数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后,数形结合求解.(2)构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解.(3)构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域.【锦囊妙计,战胜自我】圆锥曲线中的范围、最值问题,可以转化为函数的最值问题(以所求式子或参数为函数值),或者利用式子的几何意义求解.易错起源2、定点、定值问题例2、椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,其左焦点到点P (2,1)的距离为10. (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.解 (1)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 23c 2=1. 又由题意知+c 2+12=10,解得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)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +m ,x 24+y 23=1,得(3+4k 2)x 2+8mkx +4(m 2-3)=0.则⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=64m 2k 2-+4k 2m 2-,x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=m 2-3+4k 2.① 又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m ) =k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2 =m 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, ∴m 2-4k 23+4k 2+m 2-3+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>0,②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,且满足②, ∴直线l 过定点,定点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0. 【变式探究】已知抛物线:y 2=2px (p >0)的焦点F 在双曲线:x 23-y 26=1的右准线上,抛物线与直线l :y =k (x -2)(k >0)交于A ,B 两点,AF ,BF 的延长线与抛物线交于C ,D 两点.(1)求抛物线的方程;(2)若△AFB 的面积等于3,求k 的值;(3)记直线CD 的斜率为k CD ,证明:k CD k为定值,并求出该定值. 解 (1)双曲线:x 23-y 26=1的右准线方程为:x =1, 所以F (1,0),则抛物线的方程为:y 2=4x .(3)设C (y 234,y 3),则FA →=(y 214-1,y 1),FC →=(y 234-1,y 3), 因为A ,F ,C 共线,所以(y 214-1)y 3-y 1(y 234-1)=0, 即y 23+(4y 1-y 1)y 3-4=0. 解得:y 3=y 1(舍)或y 3=-4y 1, 所以C (4y 21,-4y 1),同理D (4y 22,-4y 2), k CD =-4y 1+4y 24y 21-4y 22=-y 1y 2y 1+y 2=2k , 故k CD k=2(定值). 【名师点睛】(1)动线过定点问题的两大类型及解法①动直线l 过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y =kx +t ,由题设条件将t 用k 表示为t =mk ,得y =k (x +m ),故动直线过定点(-m,0).②动曲线C 过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C 的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.(2)求解定值问题的两大途径 ①由特例得出一个值此值一般就是定值→证明定值:将问题转化为证明待证式与参数某些变量无关②先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值.【锦囊妙计,战胜自我】1.由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜式:y -y 0=k (x -x 0),则直线必过定点(x 0,y 0);若得到了直线方程的斜截式:y =kx +m ,则直线必过定点(0,m ).2.解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等与题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值. 易错起源3、探索性问题例3、如图,抛物线C :y 2=2px 的焦点为F ,抛物线上一定点Q (1,2).(1)求抛物线C 的方程及准线l 的方程;(2)过焦点F 的直线(不经过Q 点)与抛物线交于A ,B 两点,与准线l 交于点M ,记QA ,QB ,QM 的斜率分别为k 1,k 2,k 3,问是否存在常数λ,使得k 1+k 2=λk 3成立,若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)把Q (1,2)代入y 2=2px ,得2p =4,所以抛物线方程为y 2=4x ,准线l 的方程为x =-1.(2)由条件可设直线AB 的方程为y =k (x -1),k ≠0.由抛物线准线l :x =-1,可知M (-1,-2k ).又Q (1,2),所以k 3=2+2k 1+1=k +1, 即k 3=k +1.把直线AB 的方程y =k (x -1),代入抛物线方程y 2=4x ,并整理,可得k 2x 2-2(k 2+2)x +k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系,知x 1+x 2=2k 2+4k2,x 1x 2=1.又Q (1,2),则k 1=2-y 11-x 1,k 2=2-y 21-x 2. 因为A ,F ,B 共线,所以k AF =k BF =k ,即y 1x 1-1=y 2x 2-1=k . 所以k 1+k 2=2-y 11-x 1+2-y 21-x 2=y 1x 1-1+y 2x 2-1-x 1+x 2-x 1x 2-x 1+x 2+1=2k -2k 2+4k 2-1-2k 2+4k 2+1=2k +2, 即k 1+k 2=2k +2.又k 3=k +1,可得k 1+k 2=2k 3.即存在常数λ=2,使得k 1+k 2=λk 3成立. 【变式探究】如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是22,点P (0,1)在短轴CD 上,且PC →·PD→=-1.(1)求椭圆E 的方程;(2)设O 为坐标原点,过点P 的动直线与椭圆交于A ,B 两点.是否存在常数λ,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.(2)当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =kx +1,A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 22=1,y =kx +1,得(2k 2+1)x 2+4kx -2=0, 其判别式Δ=(4k )2+8(2k 2+1)>0,所以x 1+x 2=-4k 2k +1,x 1x 2=-22k +1, 从而,OA →·OB →+λPA →·PB →=x 1x 2+y 1y 2+λ[x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)]=(1+λ)(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1 =-2λ-k 2+-2λ-2k 2+1=-λ-12k 2+1-λ-2. 所以当λ=1时,-λ-12k 2+1-λ-2=-3, 此时OA →·OB →+λPA →·PB →=-3为定值.当直线AB 斜率不存在时,直线AB 即为直线CD ,此时,OA →·OB →+λPA →·PB →=OC →·OD →+λPC →·PD →=-2-1=-3.故存在常数λ=1,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值-3.【名师点睛】解决探索性问题的注意事项:存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时,要分类讨论.(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.【锦囊妙计,战胜自我】1.解析几何中的探索性问题,从类型上看,主要是存在类型的相关题型,解决这类问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.2.反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法.。