高考100题圆锥曲线:专题五轨迹问题
圆锥曲线轨迹方程经典例题
轨迹方程经典例题一、轨迹为圆的例题:1、 必修2课本P 124B 组2:长为2a 的线段的两个端点在x 轴和y 轴上移动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程:2、 必修2课本P 124B 组:已知M 与两个定点(0,0),A (3,0)的距离之比为21,求点M 的轨迹方程;(一般地:必修2课本P 144B 组2:已知点M(x ,y )与两个定点21,M M 的距离之比为一个常数m ;讨论点M(x ,y )的轨迹方程(分m =1,与m ≠1进行讨论)3、 必修2课本P 122例5:线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆1)1(22=++y x 上运动,求AB 的中点M 的轨迹。
二、椭圆类型:4、 定义法:(选修2-1P 50第3题)点M(x ,y )与定点F(2,0)的距离和它到定直线8=x 的距离之比为21,求点M 的轨迹方程.(圆锥曲线第二定义)讨论:当这个比例常数不是小于1,而是大于1,或等于1是的情形呢?(对应双曲线,抛物线)5、 圆锥曲线第一定义:(选修2-1P 50第2题)一个动圆与圆05622=+++x y x 外切,同时与圆091622=--+x y x 内切,求动圆的圆心轨迹方程。
6、 圆锥曲线第一定义:点M(00,y x )圆1F 9)1(22=++y x 上的一个动点, 点2F (1,0)为定点。
线段2MF 的垂直平分线与1MF 相交于点Q(x ,y ),求点Q 的轨迹方程;(注意点2F (1,0)在圆内)7、 其他形式:(选修2-1P 50例3)设点A,B 的坐标分别是(-5,0),(5,0),直线AM,BM 相交于点M ,且他们的斜率的乘积为94-,求点M 的轨迹方程:(是一个椭圆) (讨论当他们的斜率的乘积为94时可以得到双曲线)三、双曲线类型:8、圆锥曲线第一定义:点M(00,y x )圆1F 1)1(22=++y x 上的一个动点, 点2F (1,0)为定点。
高考数学圆锥曲线中的轨迹问题专题
高考数学圆锥曲线中的轨迹问题专题一、整理方法提升能力曲线轨迹方程的探求有两种题型,第一种题型是曲线类型已知,该题型常用的方法是找条件或用待定系数法,难度不大;第二种题型是曲线类型未知,该题型常用的方法有以下3种:1.定义法:如果所给的几何条件能够符合一些常见定义(如圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线的定义),则可从定义出发直接写出轨迹方程,这种方法叫做定义法.2.直接法:如果动点运动的条件有明显的等量关系,或者是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,易于表达成含未知数x、y的等式,从而得到轨迹方程,这种方法叫做直接法.3.参数法:求解轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x、y之间建立起联系,然后再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程,这种方法叫做N-个方程.常参数法.一般来说,引进了N个未知数与参数,要得到未知数x与y之间的关系,需要找1见的消参手法是:加、减、乘、除、平方、平方相加、平方相减以及整体消参等.相关点代入法、交轨法是参数法的一种特殊情况.例1例2例3二、练习巩固 整合提升练习1:已知圆M :()2211x y ++=,圆N :()2219x y -+=,动圆P 与圆M 外切并与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程;(2)l 是与圆P 、圆M 都相切的一条直线,l 与曲线C 交于A 、B 两点,当圆P 的半径最长时,求AB . 练习2:已知椭圆C :22142x y +=,()00,P x y 为椭圆C 外一点,过点P 作椭圆C 的两条切线PA 、PB ,其中A 、B 为切点.(1)当点()00,P x y 为定点时,求直线AB 的方程;(2)若PA 、PB 相互垂直,求点P 的轨迹方程.练习3:如图,抛物线1C :24x y =和2C :22x py =-(0p >).点()00,M x y 在抛物线2C 上,过M作1C 的切线,切点分别为A 、B (M 为原点O 时,A 、B 重合于O ).当01x =MA 的斜率为12-. (1)求p 的值;(2)当M 在2C 上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A 、B 重合于O 时,中点为O ).。
圆锥曲线中轨迹问题
圆锥曲线中轨迹问题曲线轨迹方程的探求一直是高考中的重点和热点,涉及面广,综合性强。
曲线轨迹方程的探求有两种类型,第一种类型是几何关系已知,轨迹未知;第二种类型是曲线形状已知,求方程。
类型一常用的方法有直接法、相关点法和参数法。
类型二常用的方法有定义法和待定系数法。
(1)直接法:如果题目中的条件有明显的等量关系,或者可以利用平面几何的基本知识推出等量关系,求方程时便可利用直接法。
(2)定义法:如果所给几何条件能够确定符合圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线的定义,则可直接利用曲线定义写出方程,这种方法称为定义法。
(3)相关点法:如果动点P(x,y)依赖于另一动点Q(a,b),而Q(a,b)又在某一已知曲线上运动,则可先列出关于x,y,a,b的方程组,利用x,y表示出a,b,把a,b代入已知曲线方程便可得出动点P的轨迹方程,又称为代入法。
(4)参数法:求轨迹方程有时很难直接找出动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x,y之间建立起联系,然后再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。
(5)交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,如求两动直线的交点时常用这种方法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然后消去参数得到轨迹方程。
(6)几何法:利用平面几何或解析几何的有关基础知识去分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件,然后求出动点的轨迹方程。
热点透析题型1:直接法【例1】已知定点A、B,且AB=2a。
如果动点P到点A的距离和到点B的距离之比为2:1,求点P的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?【解】本题首先要建立坐标系,建立坐标系的要求是保持对称性,以使所求方程简单,容易看出方程表示什么曲线。
如图,取AB所在的直线为x轴,从A到B为正方向,以AB的中点O为原点,以AB的中垂线为y轴,建立直角坐标系,则A(-a,0)、B(a,0)。
设P(x,y)。
∵即化简整理,得,即。
这就是动点P的轨迹方程。
100道圆锥曲线大题综合
圆锥曲线大题综合----学而思黎根飞老师一、轨迹方程(10道)1.动圆P 与定圆22:4320B x y y +--=相内切,且过点()02A -,,求动圆圆心P 的轨迹方程.【解析】 如图所示,设动圆P 的半径为r ,圆B 的方程可化为()22236x y +-=.又动圆P 过点()02A -,,从而r PA =, 6PB PA +=.则点P 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆, 且26a =,24c =, 即3a =,2c =,b =.故所求点P 的轨迹方程为22195y x +=.2.求到两不同定点距离之比为一常数(0)λλ≠的动点的轨迹方程.【解析】 以两不同定点A B ,所在的直线为x 轴,AB 的中垂线为y 轴,建立平面直角坐标系.设()P x y ,是轨迹上任一点,(0)(0)(0)A a B a a ->,,,. 由题设得PA PB λ==∴22222(1)()(1)20x y a ax λλ-++++=.当1λ=时,方程0x =表示一条直线. 当1λ≠时,方程为2222221211a x a y λλλλ⎛⎫+⎛⎫++= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭,表示一个圆. 所以当1λ=时,点的轨迹是一条直线;当1λ≠时,点的轨迹是一个圆.3.已知定点(30),B ,点A 在圆221x y +=上运动,M 是线段AB 上的一点,且13AM MB =,则点M 的轨迹方程是___________.【解析】 设11()(),,,M x y A x y .∵13AM MB = ,∴111()(3)3,,x x y y x y --=--,∴111(3)313x x x y y y ⎧-=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,∴1141343x x y y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.∵点A 在圆221x y +=上运动,∴22111x y +=,∴22441133x y ⎛⎫⎛⎫-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即2239416x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,∴点M 的轨迹方程是2239416x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭.4.已知点A B ,分别是射线()1:0l y x x =≥,()2:0l y x x =-≥上的动点,O 为坐标原点,且OAB ∆的面积为定值2,求线段AB 中点M 的轨迹C 的方程.【解析】 由题可设()11A x x ,,()22B x x -,,()M x y ,,其中1200x x >>,.则121222x x x x x y +⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩,①,②∵OAB ∆的面积为定值2,∴)121211222OAB S OA OB x x ∆=⋅===.22-①②,消去12x x ,,得:222x y -=.由于1200x x >>,,∴0x >,所以点M 的轨迹方程为222x y -=(0x >).5.一条变动的直线l 与椭圆24x +22y =1交于P 、Q 两点,M 是l 上的动点,满足关系2MP MQ ⋅=.若直线l 在变动过程中始终保持其斜率等于1.求动点M 的轨迹方程,并说明曲线的形状.【解析】 设动点(,)M x y ,动直线l :y x m =+,并设11(,)P x y ,22(,)Q x y 是方程组22,240y x m x y =+⎧⎨+-=⎩的解,消去y ,得2234240x mx m ++-=, 其中221612(24)0m m ∆=-->,∴m <<且1243m x x +=-,212243m x x -=,又∵1MP x =-,2MQ x =-.由2MP MQ ⋅=,得121x x x x -⋅-=, 也即21212()1x x x x x x -++=,于是有22424133mx m x -++=. ∵m y x =-,∴22243x y +-=.由22243x y +-=,得椭圆222177x x +=夹在直线y x =且不包含端点.由22243x y +-=-,得椭圆2221x y +=.6. 已知点(30)P -,,点A 在y 轴上,点Q 在x 轴的正半轴上,且0PA AQ ⋅=.点M 在直线AQ 上,满足32AM MQ =-.当点A 在y 轴上移动时,求动点M 的轨迹C 的方程.【解析】 设点M 的坐标为()x y ,,则由32AM MQ =- 得(0)2yA -,由0PA AM ⋅= 得23(3)()0422y x y y x -⋅=⇒=,,∴所求动点M 的轨迹C 的方程为24y x =.7.已知ABC ∆中,A B C ∠∠∠,,所对的边分别为a b c ,,,且a c b >>成等差数列,2AB =,求顶点C 的轨迹方程.【解析】 由2c =,2a b c +=得:4a b +=,以AB 所在直线为x 轴,以AB 的中垂线所在的直线为y 轴建立直角坐标系,则A 点坐标为(10)-,,B 点坐标为(10),, 设()C x y ,,则有4AC BC +=,即4+=,4x =-,两边再次平方化简得:223412x y +=;要构成三角形,必须满足C 点不在x 轴上,即0y ≠,故2x ≠±, 又a b >,即BC AC >>,解得0x <, 故所求的C 点的轨迹方程为223412x y +=(0x <且2)x ≠-.8.设()0A a -,,()0B a ,()0a >,已知直线MA 与MB 的斜率乘积为定值m ,求动点M 的轨迹方程,并根据m 地不同值讨论曲线的形状.【解析】 设动点M 的坐标为()x y ,,则直线MA 与MB 的斜率分别为MA yk x a=+, MB yk x a=-,依题意,得 222MA MBy y y k k m x a x a x a ⋅=⋅==+--, 化简,得222mx y a m -=,即为所求. 显然,当0m =时,方程表示直线0y =; 当0m <时,方程可化为22221x y a a m +=;1m =-时,方程表示圆222x y a +=; 1m <-时,方程表示焦点在y 轴上的椭圆; 10m -<<时,方程表示焦点在x 轴上的椭圆.当0m >时,方程可化为22221x y a a m-=,方程表示焦点在x 轴上的双曲线.9.如图,过()24P ,作互相垂直的直线1l 、2l ,若1l 交x 轴于点A ,2l 交y 轴于点B ,求线段AB 的中点轨迹方程.【解析】 解法一:(直接法)设()M x y ,是所求轨迹上任意一点,则A 、B 两点的坐标分别为()20A x ,、()02B y ,,∵M 为线段AB 的中点,连接PM ,∵PA PB ⊥,∴2PM AB =,∴=250x y +-=,即为所求轨迹方程. 解法二:(直接法)设M 的坐标为()x y ,,∵M 为线段AB 的中点,∴A B 、两点的坐标分别为()20A x ,、()02B y ,,∵PA PB ⊥,∴1PA PB k k ⋅=-,即()404211220yx x --⋅=-≠-2-整理得:()2501x y x +-=≠,当1x =时,A 、B 两点的坐标分别为()20A ,、()04B ,,线段AB 的中点为()12,仍满足250x y +-=.综上所述,所求轨迹方程为250x y +-=. 解法三:(直接法)设M 的坐标为()x y ,,∵PA PB ⊥,OA OB ⊥,且M 为线段AB 的中点,∴四边形OAPB 是圆内接四边形,且M 为圆心,∴OM MP =,∴x=,整理得:250x y +-=,即为所求轨迹方程. 解法四:(相关点法)设M 的坐标为()x y ,,A 、B 两点的坐标分别为()0A a ,,()0B b ,,则22a xb y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴22a xb y =⎧⎨=⎩, ∵PA PB ⊥,∴222PA PB AB +=,∴()()()()22222222422422x y x y -+++-=+,整理得:250x y +-=,即为所求轨迹方程. 解法五:(参数法)设直线1l 的方程为:()()420y k x k -=-≠,因为12l l ⊥,且2l 过点()24P ,,所以2l 的方程为:()142y x k -=--,所以420A k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,、204B k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,,设A B 、的中点M 的坐标为()x y ,,则42022242k x k y ⎧-+⎪=⎪⎪⎨⎪++⎪=⎪⎩,即2112x k y k⎧=-⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩消去参数k 得:250x y +-=,即为所求轨迹方程.10.已知动点P 与双曲线221x y -=的两个焦点1F 、2F 的距离之和为定值,且12cos F PF ∠的最小值为13-,求动点P 的轨迹方程.【解析】∵221x y-=,∴c . 设1PF m =,2PF n =,则2m n a +=(常数0a >),所以点P 是以12F F 、为焦点,2a 为长轴的椭圆,22a c>=,∴a >. 由余弦定理,有()222222121212224cos 122m n F F m n mn F F a F PF mn mn mn +=+---===-∠.∵222m n mn a +⎛⎫= ⎪⎝⎭≤,∴当且仅当m n -时,mn 取得最大值2a .此时12cos F PF ∠取得最小值22241a a --.由题意2224113a a --=-,解得23a =. ∴222321b a c =-=-=.∴P 点的轨迹方程为2213x y +=.二、弦长面积(30道)11.已知椭圆22:14y C x +=,过点(03)M ,的直线l 与椭圆C 相交于不同的两点A 、B .⑴若l 与x 轴相交于点N ,且A 是MN 的中点,求直线l 的方程;⑵设P 为椭圆上一点, 且OA OB OP λ+=(O 为坐标原点).求当AB <时,实数λ的取值范围.【解析】 ⑴设11()A x y ,,因为A 为MN 的中点,且M 的纵坐标为3,N 的纵坐标为0,所以, 又因为点11()A x y ,在椭圆C 上所以221114y x +=,即219116x +=,解得1x =,则点A的坐标为342⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,或42⎛⎫3 ⎪ ⎪⎝⎭,, 所以直线l的方程为7210y -+=或7210y +-=.⑵设直线AB 的方程为3y kx =+或0x =,11()A x y ,,22()B x y ,,33()P x y ,,当AB 的方程为0x =时,4AB => 当AB 的方程为3y kx =+时:由题设可得A 、B 的坐标是方程组22314y kx y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩的解,消去y 得22(4)650k x kx +++=,所以22(6)20(4)0k k =-+>△即25k >,则12264k x x k -+=+,12254x x k ⋅=+,1212224(3)(3)4y y kx kx k +=+++=+,因为AB =<<,解得216813k -<<, 所以258k <<.因为OA OB OP λ+=,即112233()()()x y x y x y λ+=,,,,所以当0λ=时,由0OA OB +=,得122604k x x k -+==+,1222404y y k +==+, 上述方程无解,所以此时符合条件的直线l 不存在;当0λ≠时,12326(4)x x k x k λλ+-==+,123224(4)y y y k λλ+==+, 因为点33()P x y ,在椭圆上,所以222261241(4)4(4)k k k λλ⎡⎤⎡⎤-+=⎢⎥⎢⎥++⎣⎦⎣⎦, 化简得22364k λ=+,因为258k <<,所以234λ<<,132y =则()22λ∈-,.综上,实数λ的取值范围为()22-,.12.设椭圆22221(0)x y C a b a b+=>>∶,其相应于焦点(20)F ,的准线方程为4x =.⑴求椭圆C 的方程;⑵已知过点()120F -,倾斜角为θ的直线交椭圆C 于A B ,两点,求证:22cos AB θ=-;⑶过点()120F -,作两条互相垂直的直线分别交椭圆C 于A B 、和D E 、,求AB DE +的最小值.【解析】 ⑴由题意得:222224c a c a b c=⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=+⎩∴2284a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴椭圆C 的方程为22184x y +=⑵方法一:由⑴知()120F -,是椭圆C的左焦点,离心率e 设l 为椭圆的左准线.则4l x =-∶作1AA l ⊥于1A ,1BB l ⊥于1B ,l 与x 轴交于点H (如图) ∵点A 在椭圆上∴11AF =)11cos 2F H AF θ=+1cos θ=∴1AF =,同理1BF =∴1122cos AB AF BF θ=+=+=-. 方法二:当π2θ≠时,记tan k θ=,则直线AB 方程为(2)y k x =+将其代入方程:2228x y +=得:2222(12)88(1)0k x k x k +++-= 设()11A x y ,,()22B x y , ,则1x ,2x 是此二次方程的两个根. ∴2122812k x x k +=-+,()21228112k x x k -=+AB ===)22112k k +==+① B A∵22tan k θ=,代入①式得AB =②当π2θ=时,AB =仍满足②式.∴AB = ⑶设直线AB 的倾斜角为θ,由于DE AB ⊥,由⑵可得AB =,DE =22sin 24AB DE θ+===+ 当π4θ=或3π4θ=时,AB DE +取得最小值3.13.设A 、B分别是直线5y x =和5y x =-上的两个动点,并且AB = 点P 满足OP OA OB =+.记动点P 的轨迹为C .⑴ 求轨迹C 的方程;⑵ 若点D 的坐标为()016,,M 、N 是曲线C 上的两个动点,且DM DN λ=,求实数λ的取值范围.【解析】 ⑴ 设()P x y ,,∵A ,B分别为直线5y x =和5y x =-上的点,故可设11A x x ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭、22B x ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,. ∵OP OA OB =+ ,∴)1212x x x y x x =+⎧⎪⎨-⎪⎩,∴12122x x x x x y +=⎧⎪⎨-=⎪⎩又AB =∴()()2212124205x x x x -++=. ∴22542045y x +=, 即轨迹C 的方程为2212516x y +=.⑵ 设()N s t ,,()M x y ,,则由DM DN λ=,可得()()1616x y s t λ-=-,,.故x s λ=,()1616y t λ=+-. ∵点M 、N 在曲线C 上, ∴()2222212516161612516s t t s λλλ⎧+=⎪⎪⎨-+⎪+=⎪⎩ 消去s 得()()22216161611616t t λλλ--++=.由题意知0λ≠,且1λ≠, 得17152t λλ-=. 又4t ≤, ∴171542λλ-≤,解得()35153λλ≠≤≤. 故实数λ的取值范围是()35153λλ≠≤≤.14.已知:圆221x y +=过椭圆22221x y a b+=(0a b >>)的两焦点,与椭圆有且仅有两个公共点;直线y kx m =+与圆221x y +=相切,与椭圆22221x y a b+=相交于A ,B 两点.记OA OB λ=⋅ ,且2334λ≤≤.(1)求椭圆的方程;(2)求k 的取值范围;(3)求OAB △的面积S 的取值范围.【解析】 (Ⅰ)由题意知22c =,1c =,因为圆与椭圆有且只有两个公共点,从而1b =.故a所求椭圆方程为2212x y +=(Ⅱ)因为直线l :y kx m =+与圆221x y +=相切所以原点O 到直线l1=,即:221m k =+又由2212y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,()222124220k x kmx m +++-=设()11A x y ,,()22B x y ,,则122412km x x k -+=+,21222212m x x k -=+()()22121212121OA OB x x y y k x x km x x m λ=⋅=+=++++22112k k λ+=+,且2334λ≤≤,故2112k ≤≤, 即k的范围为1122⎡⎤--⎢⎢⎥⎣⎦⎣⎦,∪, (Ⅲ)()()()()222221212121214AB x x y y k x x x x ⎡⎤=-+-=++-⎣⎦()222221k =-+,由2112k ≤≤,得:423AB ≤ 1122S AB d AB ==,所以:243S ≤≤ 15.已知点M 、N的坐标分别是()0、)0,直线PM 、PN 相交于点P ,且它们的斜率之积是12-.⑴ 求点P 的轨迹方程;⑵ 直线:l y kx m =+与圆22:1O x y +=相切,并与点P 的轨迹交于不同的两点A 、B.当43AB ⎫∈⎪⎪⎣⎭,时,求OA OB ⋅ 的取值范围. 【解析】 ⑴设()P x y ,,则(12MP NP k k x ⋅==-≠,整理得(2212x y x +=≠⑵∵圆O 与直线l 相切,1=,即221m k =+当直线l 过M 或N点时,有0k m +=,由2201k m m k ⎧+=⎪⎨=+⎪⎩,,解得1k =±, ∵直线l 与点P 的轨迹交于不同的两点A 、B ,且M 、N 不在点P 的轨迹上, ∴1k ≠± ①由2212x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩消去y ,得222(12)4220k x kmx m +++-=,设11()A x y ,,22()B x y ,,122412km x x k +=-+,21222212m x x k -⋅=+,AB ===将221m k =+代入上式得AB =又43AB ⎫∈⎪⎪⎣⎭,,424238()1624()19k k k k +<++≤,得 424242428()164()198()34()12k k k k k k k k ⎧+<⎪++⎪⎨+⎪⎪++⎩,,≥22220(2)(1)0(21)(23)k k k k ⎧+-<⎪⇒⎨-+⎪⎩,,≥2112k ⇒<≤.② 由①和②得2112k <≤,22121212121212()()(1)()+OA OB x x y y x x kx m kx m k x x km x x m ⋅=+=+++=+++22222224(1)1212m mkk km m k k--=+⋅+⋅+++,将221m k =+代入,得 222111112221k OA OB k k +⎛⎫⋅==+ ⎪++⎝⎭,∵2112k <≤∴2334OA OB ⎛⎤⋅∈ ⎥⎝⎦,.16.已知圆C 的方程为224x y +=,过点(24)M ,作圆C 的两条切线,切点分别为A 、B 直线恰好经过椭圆2222:1(0)x y T a b a b+=>>的右顶点和上顶点.⑴ 求椭圆T 的方程⑵已知直线:0)l y kx k =+>与椭圆T 相交于P ,Q 两点,O 为坐标原点,求OPQ △面积的最大值.【解析】 ⑴由题意:一条切线方程为:2x =,设另一条切线方程为:4(2)y k x -=-则2=,解得:34k =,此时切线方程为:3542y x =+切线方程与圆方程联立得:65x =-,85y =,则直线AB 的方程为22x y +=令0x =,解得1y =,∴1b =;令0y =,得2x =,∴2a = 故所求椭圆方程为2214x y +=⑵联立221.4y kx x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩整理得22(14)80k x +++=,令11()P x y ,,22()Q x y ,,则12214x x k -+=+,122814x x k=+,()2232(14)0k =-+>△,即:2210k ->原点到直线l的距离为d =,12PQ x =-,∴1212OPQS PQ d x =⋅=-==△1==当且仅当2k =时取等号,则OPQ △面积的最大值为117.如图,已知定点(10)F -,,(10)N ,,以线段FN为对角线作周长是边形MNEF .平面上的动点G 满足2OG =(O 为坐标原点). ⑴ 求点E 、M 所在曲线1C 的方程及动点G 的轨迹2C 的方程;⑵ 已知过点F 的直线l 交曲线1C 于点P 、Q ,交轨迹2C 于点A 、B,若(||AB ∈,求NPQ △的内切圆的半径的取值范围.【解析】 ⑴因为四边形MNEF为周长为E 到点F 、N的距离之和是又2NF =<,故由椭圆的定义知,曲线1C为椭圆,a 1c =,1b =.故曲线1C 的方程为2212x y +=.由2OG =,动点G 的轨迹为以坐标原点O 为圆心,2为半径的圆,其方程为224x y +=.⑵当l x ⊥轴时,将1x =-代入224x y +=得y =所以(AB =, 所以直线l 不垂直于x 轴,设直线l 的方程为(1)y k x =+, 圆2C 的圆心(00)O ,到直线l的距离d =,由圆的几何性质得,||AB ===由(||AB ∈,解得213k >. 联立方程22(1)12y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去x 得2212210y y k k ⎛⎫+--= ⎪⎝⎭.设11()P x y ,,22()Q x y ,,NPQ 内切圆半径为R , 则1222221122k ky y k k +==++,2122211122k y y k k-=-=++,因为()121122NF y y R PN PQ QN ⋅-=⋅⋅++, 其中,2NF =,PN PQ QN ++=,所以12R y -.而12y y -=== 因为213k >,所以221161(12)25k ->+,所以,NPQ △的内切圆半径的取值范围为2152⎛⎫⎪⎝⎭,.18.已知1F 、2F 是椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点,且离心率12e =,点P 为椭圆上的一个动点,12PF F △的内切圆面积的最大值为4π3. ⑴ 求椭圆的方程;⑵ 若A 、B 、C 、D 是椭圆上不重合的四个点,满足向量1F A 与1FC共线,1F B 与1F D 共线,且0AC BD ⋅=,求AC BD + 的取值范围.【解析】 ⑴由几何性质可知:当12PF F △内切圆面积取最大值时,即12PF F S △取最大值,且12max 1()22PF F S c b bc ⋅⋅=△. 由24ππ3r =得3r =又1222PF F C a c =+△为定值,12122PF F PF F rS C =△△,综上得22bc a c =+;又由12c e a ==,可得2a c =,即b =,经计算得2c =,b =4a =, 故椭圆方程为2211612x y +=.①⑵当直线AC 与BD 中有一条直线垂直于x 轴时,6814AC BD +=+=. ②当直线AC 斜率存在但不为0时,设AC 的方程为:(2)y k x =+,由22(2)11612y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 可得2222(34)1616480k x k x k +++-=,代入弦长公式得:2224(1)34k AC k +=+ ,同理由221(2)11612y x k x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩消去y 可得2222111341616480x x k k k ⎛⎫+++-= ⎪⎝⎭, 代入弦长公式得:2224(1)34k BD k +=+ ,所以2222222168(1)16811(34)(43)121(1)k AC BD k k k k ++==+++-++ 令21(01)1t k =∈+,,则24912124t t ⎛⎤-++∈ ⎥⎝⎦,,所以96147AC BD ⎡⎫+∈⎪⎢⎣⎭,,由①②可知,AC BD + 的取值范围是96147⎡⎤⎢⎥⎣⎦,.19.已知点A是圆(221:16F x y ++=上任意一点,点2F 与点1F 关于原点对称.线段2AF 的中垂线m 分别与12,AF AF 交于M 、N 两点.⑴ 求点M 的轨迹C 的方程;⑵ 设不过原点O 的直线l 与该椭圆交于P 、Q 两点,满足直线OP 、PQ 、OQ 的斜率依次成等比数列,求OPQ △面积的取值范围.【解析】 ⑴由题意得,()10F,)20F ,圆1F 的半径为4,且2MF MA =从而121112||||||||||4||MF MF MF MA AF F F +=+==>∴点M 的轨迹是以1F 、2F 为焦点的椭圆,其中长轴24a =,得到2a =,焦距2c =1b =, 椭圆方程为:2214x y +=⑵由题意可知,直线l 的斜率存在且不为0,故可设直线l 的方程为(0)y kx m m =+≠,11()P x y ,,22()Q x y ,,由22440y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消去y 得222(14)8km 4(1)0k x x m +++-=, 则22222226416(14)(1)16(41)0k m k m m k m =-+-=-+>△,且122814km x x k -+=+,21224(1)14m x x k -=+,故2212111212()()()y y kx m kx m k x x km x x m =++=+++, 因为直线OP ,PQ ,OQ 的斜率依次成等比数列,所以2221212121212()y y k x x km x x m k x x x x +++⋅==,即22228014k m m k-+=+,又0m ≠, 所以214k =,即12k =±, 由于直线OP ,OQ 的斜率存在,且0>△,得202m <<且21m ≠, 原点到O 到PQ的距离d,1122OPQ S PQ d =⋅⋅=△12m ==202m <<∵且21m ≠,∴OPQ S △的取值范围为(01),.综上所述OPQ S △的取值范围为(]01,.20.已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的离心率2e =,以坐标原点O 为圆心,半径为c (c 为椭圆的半焦距)的圆与直线l:3y =+相切.(1)求椭圆的方程;(2)若直线l 与圆O 的公共点为M ,与椭圆C 的公共点为N ,求OMN △的面积.【解析】 根据题意,圆的方程为222x y c +=.于是可得圆心()00O ,到直线l30y +-=的距离为c , 2分c =,c =.又∵c e a ==,∴2a =. 4分 ∴2221b a c =-=.6分 ∴椭圆的方程为2214x y +=.6分(Ⅱ)由22314y x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩,,得29320x -+=.8分设()11N x y ,,则13x =,113y =,即直线与椭圆相切,N 为切点.∴3ON =.又OM =∴3MN ===, 10分∴112232OMN S MN OM =⋅⋅=⨯=△.12分21.已知点()44P ,,圆C :()()2253x m y m -+=<与椭圆E :22221x y a b+=(0a b >>)有一个公共点()31A ,,1F ,2F 分别是椭圆的左、右焦点,直线1PF 与圆C 相切. (Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程;(Ⅱ)设Q 为椭圆E 上的一个动点,求AP AQ ⋅的范围.【解析】 (Ⅰ)点A 代入圆C 方程,得()2315m -+=.∵3m <,∴1m =圆C :()2215x y -+=.设直线1PF 的斜率为k ,则1PF :()44y k x =-+,即440kx y k --+=. ∵直线1PF 与圆C=.解得112k =,或12k =. 当112k =时,直线1PF 与x 轴的交点横坐标为3611,不合题意舍去. 当12k =时,直线1PF 与x 轴的交点横坐标为4-, ∴4c =.()140F -,,()240F ,.122a AF AF =+==,a =,218a =,22b =.椭圆E 的方程为:221182x y += (Ⅱ)()13AP = ,,设()Q x y ,,()()33136AP AQ x y x y ⋅=-+-=+-.∵221182x y +=,即()22318x y +=, 而()22323x y x y +⋅≥,∴18618xy -≤≤.则()()22336186x y x y xy xy 2+=++=+的取值范围是[]036,3x y +的取值范围是[]66-,.∴36AP AQ x y ⋅=+-的取值范围是[]120-,22. 已知椭圆22:14y C x +=,过点(01)M ,的直线l 与椭圆C 相交于两点A 、B .⑴若l 与x 轴相交于点P ,且P 为AM 的中点,求直线l 的方程;⑵设点102N ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,求NA NB + 的最大值.【解析】 ⑴设11()A x y ,,因为P 为AM 的中点,且P 的纵坐标为0,M 的纵坐标为1,所以1102y +=,解得11y =-,又因为点11()A x y ,在椭圆C 上,所以221114y x +=,即21114x +=,解得12x =,则点A的坐标为1⎫-⎪⎪⎝⎭或1⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以直线l的方程为330y -+=,或330y +-=.⑵设11()A x y ,,22()B x y ,,则1112NA x y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ,,2212NB x y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ,,所以1212(1)NA NB x x y y +=++-,,则NA NB +=,当直线AB 的斜率不存在时,其方程为0x =,(02)A ,,(02)B -,,此时1NA NB +=;当直线AB 的斜率存在时,设其方程为1y kx =+, 由题设可得A 、B 的坐标是方程组22114y kx y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩的解,消去y 得22(4)230k x kx ++-=所以22(2)12(4)0k k =++>△,12224kx x k -+=+,则121228(1)(1)4y y kx kx k +=+++=+, 所以22222222281211144(4)k k NA NB k k k --⎛⎫⎛⎫+=+-=+ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭≤, 当0k =时,等号成立,即此时NA NB +取得最大值1.综上,当直线AB 的方程为0x =或1y =时,NA NB +有最大值1.23.如图,四边形ABCD 的顶点都在椭圆22163x y +=上,对角线AC 、BD 互相垂直且平分于原点O .⑴若点A 在第一象限,直线AB 的斜率为1,求直线AB 的方程; ⑵求四边形ABCD 面积的最小值.【解析】 ⑴设()11A x y ,,()22B x y ,,直线AB 的方程为y x b =+∵四边形ABCD 的顶点都在椭圆22163x y +=上∴2226y x b x y =+⎧⎨+=⎩,∴()2226x x b ++=, 即2234260x bx b ++-=则()()222161226890b b b ∆=--=-> 1243b x x +=-,212263b x x -=∴()()()212121212y y x b x b x x b x x b =++=+++ 2222264633b b b b ---=+=又OA OB ⊥,所以12120OA OB x x y y ⋅=+=∴231203b -=∴24b =,2b =±∵点A 点在第一象限∴2b =- 所以直线AB 的方程为2y x =-⑵①若直线AB x ⊥轴,设其方程为0x x =,此时易知直线AC 、BD 的方程分别为y x =,y x =-,且四边形ABCD 是正方形,则()00A x x ,,()00B x x -,,2200163x x +=,202x =,四边形ABCD 的面积()2200248S x x ===②若直线AB 的斜率存在,设其方程为y kx m =+,()11A x y ,,()22B x y ,,2226y kx m x y =+⎧⎨+=⎩,∴()2226x kx m ++=, 即()222214km 260k x x m +++-=则()()()2222222222164212682263k m k m k m k m m k ⎡⎤∆=-+-=-+--⎣⎦()228630k m =+->122421km x x k +=-+,21222621m x x k -=+∴()()()2212121212km y y kx m kx m k x x x x m =++=+++()22222222222264262121k m k m k m m m k k k --++-==++又OA OB ⊥,所以2222212122226636602121m m k m k OA OB x x y y k k -+---⋅=+===++∴2222m k =+所以12AB x x ==-===直角三角形OAB 斜边AB 上的高h =所以12OABS h AB ∆===2==, 当且仅当0k =时取得此最小值,此时min 8S =综上所述,四边形ABCD 面积的最小值为8.24.已知椭圆2222:1x y M a b +=(0)a b >>的离心率为3,且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形周长为6+.⑴求椭圆M 的方程;⑵设直线l 与椭圆M 交于A B ,两点,且以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点C ,求ABC △面积的最大值.【解析】 ⑴因为椭圆M 上一点和它的两个焦点构成的三角形周长为6+所以226a c +=+,又椭圆的离心率为3,即3c a =,所以3c =,所以3a =,c =所以1b =,椭圆M 的方程为2219x y +=.⑵法一:不妨设BC 的方程()()30y n x n =->,,则AC 的方程为1(3)y x n=--.由22(3),19y n x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得2222169109n x n x n ⎛⎫+-+-= ⎪⎝⎭, 设()11A x y ,,()22B x y ,,因为222819391n x n -=+,所以22227391n x n -=+,同理可得2122739n x n -=+,所以26||91BC n =+,22266||99n AC n n =++, 2222121136(1)||||22(91)(9)1649ABC n n n n S BC AC n n n n ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭=⋅⋅=⋅=++⎛⎫++⎪⎝⎭△, 设12t n n =+≥,则22236464899t S t t t ==++≤,当且仅当83t =时取到等号,所以ABC △面积的最大值为38.法二:不妨设直线AB 的方程x ky m =+.由2219x ky m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去x 得222(9)290k y kmy m +++-=, 设11()A x y ,,22()B x y ,,则有12229km y y k +=-+,212299m y y k -=+. ①因为以AB 为直径的圆过点C ,所以 0CA CB ⋅=.由 ()()112233CA x y CB x y =-=- ,,,,得 1212(3)(3)0x x y y --+=. 将1122x ky m x ky m =+=+,代入上式,得 221212(1)(3)()(3)0k y y k m y y m ++-++-=.将 ① 代入上式,解得 125m =或3m =(舍)所以125m =(此时直线AB 经过定点1205D ⎛⎫⎪⎝⎭,,与椭圆有两个交点),所以121||||2ABC S DC y y ∆=-12= 设211099t t k =<+,≤,则ABC S ∆. 所以当25102889t ⎛⎤=∈ ⎥⎝⎦,时,ABC S △取得最大值38.25.已知椭圆W 的中心在原点,焦点在x 轴上,离心率为3,两条准线间的距离为6.椭圆W 的左焦点为F ,过左准线与x 轴的交点M 任作一条斜率不为零的直线l 与椭圆W 交于不同的两点A 、B ,点A 关于x 轴的对称点为C . ⑴求椭圆W 的方程;⑵求证:CF FB λ=(λ∈R ); ⑶求MBC ∆面积S 的最大值.【解析】 ⑴ 设椭圆W 的方程为22221x y a b+=,由题意可知2222,26,c a a b c a c ⎧=⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪⋅=⎪⎩解得a =,2c =,b , 所以椭圆W 的方程为22162x y +=.⑵ 解法1:因为左准线方程为23a x c=-=-,所以点M 坐标为(30)-,.于是可设直线l 的方程为(3)y k x =+.22(3),162y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得2222(13)182760k x k x k +++-=. 由直线l 与椭圆W 交于A 、B 两点,可知2222(18)4(13)(276)0k k k ∆=-+->,解得223k <.设点A ,B 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y ,则21221813k x x k -+=+,212227613k x x k-=+,11(3)y k x =+,22(3)y k x =+. 因为(2,0)F -、11(,)C x y -,所以11(2,)FC x y =+- ,22(2,)FB x y =+.又因为1221(2)(2)()x y x y +-+- 1221(2)(3)(2)(3)x k x x k x =+++++ 1212[25()12]k x x x x =+++2222541290[12]1313k k k k k --=++++2222(5412901236)013k k k k k --++==+,所以CF FB λ=.解法2:因为左准线方程为23a x c=-=-,所以点M 坐标为(30)-,.于是可设直线l 的方程为(3)y k x =+,点A ,B 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y , 则点C 的坐标为11(,)x y -,11(3)y k x =+,22(3)y k x =+. 由椭圆的第二定义可得 22113||||||3||x y FB FC x y +==+, 所以B ,F ,C 三点共线,即CF FB =. ⑶ 由题意知1211||||||||22S MF y MF y =+121||||2MF y y =⋅+ 121|()6|2k x x k =++ 23||13k k =+313||||k k =≤=+,当且仅当213k =时“=”成立,所以MBC ∆面积S的最大值为2.26.如图,椭圆()222210x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,当直线AB 经过椭圆的一个顶点时,其倾斜角恰为60︒. ⑴ 求该椭圆的离心率;⑵ 设线段AB 的中点为G ,AB 的中垂线与x 轴和y 轴分别交于D 、E 两点,记GFD △的面积为1S ,OED △(O 为原点)的面积为2S ,求12S S 的取值范围.【解析】 ⑴依题意,当直线AB 经过椭圆的顶点(0,)b 时,其倾斜角为60︒设 (,0)F c -,则tan 60bc︒==.将 b = 代入 222a b c =+,解得 2a c =. 所以椭圆的离心率为 12c e a ==.⑵由⑴,椭圆的方程可设为2222143x y c c+=.设11(,)A x y ,22(,)B x y .依题意,直线AB 不能与,x y 轴垂直,故设直线AB 的方程为()y k x c =+,将其代入2223412x y c +=,整理得222222(43)84120k x ck x k c c +++-=.则 2122843ck x x k -+=+, 121226(2)43ck y y k x x c k +=++=+,22243(,)4343ck ckG k k -++.因为 GD AB ⊥,所以 2223431443Dck k k ck x k +⨯=---+,2243D ck x k -=+. 因为 △GFD ∽△OED ,所以 2222222212222243()()||434343||()43ck ck ck S GD k k k ck S OD k ---++++==-+ 222242222242(3)(3)99999()ck ck c k c k ck c k k ++===+>.所以12S S 的取值范围是(9,)+∞. 27.已知1F ,2F 分别是椭圆15:22=+y x E 的左、右焦点,1F ,2F 关于直线02=-+y x 的对称点是圆C 的一条直径的两个端点.⑴求圆C 的方程;⑵设过点2F 的直线l 被椭圆E 和圆C 所截得的弦长分别为a ,b .当ab 最大时,求直线l 的方程.【解析】 ⑴ 先求圆C 关于直线02=-+y x 对称的圆D,由题知圆D 的直径为12F F ,所以圆D 的圆心0,0D (),半径2r c ===,圆心0,0D ()与圆心C 关于直线02=-+y x 对称(2,2)C ⇒⇒圆C 的方程为:22(2)(2)4x y -+-=.⑵由⑴知2F (2,0), ,据题可设直线l 方程为: x = my +2,m∈R. 这时直线l 可被圆和椭圆截得2条弦,符合题意.圆C:4)2()2(22=-+-y x 到直线l 的距离=.⇒在圆中,有勾股定理得: 22222444(41m 1m m b =-=++.设直线与椭圆相交于点1122(,),(,)E x y F x y ,联立直线和椭圆方程,整理得:5204544)(0145(22212122+=++-=++=+⇒=-++m m m my y m x x my y m )由椭圆的焦半径公式 得:51525)(210)(5252222121++⋅=+-=+-=m m x x x x a5158m 14515222222++⋅=+⋅++⋅=∴m m m m ab .令()0()5f x x y f x x =≥⇒=+在[0,3]上单调递增,在[3,)+∞上单调递减令()(3)f x f ≤⇒当23m =时,ab 取最大值,这时直线方程为: 2.x =+所以当ab 取最大值,直线方程为2x =+。
圆锥曲线的轨迹方程经典题型训练含参考答案
圆锥曲线的轨迹方程1.已知直线2:220(1)l x ay a a --=>椭圆222:1x C y a+=,1F ,2F 分别为椭圆的左右焦点.(Ⅰ)当直线l 过右焦点2F 时,求C 的标准方程;2.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别是1F ,2F ,P 是椭圆上的一点,I 为△12PF F 的内切圆圆心,11222PIF IF F PIF S S S =-V V V ,且△12PF F 的周长为6. (1)求椭圆C 的方程.3.椭圆2222:1(1)x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,椭圆E 上两动点P ,Q 使得四边形12PFQF为平行四边形,且平行四边形12PFQF 的周长和最大面积分别为8和 (1)求椭圆E 的标准方程;4.已知(2,0)A -,(2,0)B ,点P 在平面内运动,14PA PB k k =-g .(Ⅰ)求点P 的轨迹方程;5.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的两个焦点分别为1F ,2F ,且1F 是圆2270x y +-+=的圆心,点H 的坐标为(0,)b ,且△12HF F 的面积为 (1)求椭圆C 的方程.6.设1F ,2F 分别是椭圆2222:1(0,0)x y C a b a b+=>>的左,右焦点,A ,B 两点分别是椭圆C 的上,下顶点,△12AF F 是等腰直角三角形,延长1AF 交椭圆C 于D 点,且2ADF ∆的周长为 (1)求椭圆C 的方程;7.已知点F 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的一个焦点,点A 为椭圆的右顶点,点B 为椭圆的下顶点,椭圆上任意一点到点F 距离的最大值为3,最小值为1. (Ⅰ)求椭圆的标准方程;8.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,左右焦点分别为1F 、2F ,A 为椭圆上一点,1AF 与y 轴交于点B ,2||||AB F B =,||OB =. (1)求椭圆C 的方程;9.已知椭圆2222:1(0,0)x y E a b a b+=>>的左,右焦点分别为1(1,0)F -,2(1,0)F ,点P 在椭圆E 上,212PF F F ⊥,且12||3||PF PF =.(Ⅰ)求椭圆E 的标准方程;10.在平面直角坐标系xOy 中,点(1,0)F 为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的右焦点,过F 的直线与椭圆E交于A 、B 两点,线段AB 的中点为21(,)33P .(1)求椭圆E 的方程;11.已知抛物线C 的顶点为原点,其焦点(0F ,)(0)c c >关于直线:20l x y --=的对称点为M ,且||FM =P 为C 的准线上的任意一点,过点P 作C 的两条切线PA ,PB ,其中A ,B 为切点.(1)求抛物线C 的方程;12.已知1F ,2F 为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点,点P 在椭圆上,且过点2F 的直线l 交椭圆于A ,B 两点,△1AF B 的周长为.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;13.有一种曲线画图工具如图1所示.O 是滑槽AB 的中点,短杆ON 可绕O 转动,长杆MN 通过N 处铰链与ON 连接,MN 上的栓子D 可沿滑槽AB 滑动,且12DN ON ==,1DM =.当栓子D 在滑槽AB 内作往复运动时,带动N 绕O 转动,M 处的笔尖画出的曲线记为C .以O 为原点,AB 所在的直线为x 轴建立如图2所示的平面直角坐标系.(1)求曲线C 的轨迹方程;14.已知圆22(4)(4)25x y -+-=经过抛物线2:2(0)E y px p =>的焦点F ,且与抛物线E 的准线l 相切. (1)求抛物线E 的标准方程;15.已知焦点为F 的抛物线2:2(0)C y px p =>与圆222:1O x y p +=+交于点0(1,)P y . (1)求抛物线C 的方程;16.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为A ,B ,焦距为2,点P 为椭圆上异于A ,B的点,且直线PA 和PB 的斜率之积为34-.(Ⅰ)求C 的方程;17.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过点M ,且焦距为4.(1)求椭圆C 的标准方程;18.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的长轴长为28y x =的焦点重合.(1)求椭圆C 的标准方程;19.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上顶点为B ,圆22:4C x y '+=与y 轴的正半轴交于点A ,与C 有且仅有两个交点且都在x 轴上||,||OB O OA =为坐标原点). (1)求椭圆C 的方程;20.已知椭圆E 的中心为坐标原点O ,焦点在x ,1F ,2F 分别为椭圆E 的左、右焦点,点P 在椭圆E 上,以线段12F F 为直径的圆经过点P ,线段1F P 与y 轴交于点B ,且11||||6F P F B =g . (1)求椭圆E 的方程;21.已知(0,2)P -,点A ,B 分别为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右顶点,直线BP 交E 于另一点Q ,ABP ∆为等腰直角三角形,且||:||3:2PQ QB =.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;22.已知圆221:(3)16F x y ++=,圆心为1F ,定点2(3,0)F ,P 为圆1F 上一点,线段2PF 上一点K 满足222PF KF =u u u r u u u r,直线1PF 上一点Q 满足20QK KF =u u u r u u u r g .(1)求点Q 的轨迹E 的方程;23.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为12,F 是椭圆C 的一个焦点,点(0,2)M ,直线MF 的斜率为2.(1)求椭圆C 的方程;24.、已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的离心率12e =,左、右焦点分别为1F 、2F ,(4,0)P -,过点P 的直线斜率为k ,交椭圆E 于A ,B 两点,12211221sin sin sin()BF F BF F a BF F BF F ∠+∠=∠+∠. (1)求椭圆E 的方程;25.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为12,过椭圆右焦点F 的直线l 与椭圆交于A ,B 两点,当直线l 与x 轴垂直时,||3AB =. (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;26.已知椭圆2222:1x y C a b +=,右顶点为A ,右焦点为F ,O 为坐标原点,2OA OF =u u u r u u u r ,椭圆C 过点3(1,)2-.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;27.已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的焦距为1:4l x =与x 轴的交点为G ,过点(,0)M l 且不与x 轴重合的直线2l 交E 于点A ,B .当2l 垂直x 轴时,ABG ∆. (1)求E 的方程;28.已知点M 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F ,2F 分别是椭圆的左、右焦点,1260F MF ∠=︒,△12MF F 的面积为12.(1)求椭圆的方程;29.已知Q ,R 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的左右顶点,P 点为椭圆C 上一点,点P 关于x 轴的对称点为H ,且12PQ RH k k =g .(1)若椭圆C 经过圆22(1)4x y +-=的圆心,求椭圆C 的方程;30.已知1F ,2F 分别为椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左、右焦点,离心率为12,P 是椭圆上异于左右顶点的一动点,已知△12F PF 的内切圆半径的最大值为3. (Ⅰ)求椭圆E 的方程;31.已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,焦距为4,直线1:bl y x c=与椭圆相交于A 、B 两点,2F 关于直线1l 的对称点E 恰好在椭圆上.(1)求椭圆的标准方程;32.已知点3(1,)2P ,(1,)a x y =-r ,(1,)b x y =+r ,且||||4a b +=r r ,满足条件的点(,)Q x y 的轨迹为曲线C . (1)求曲线C 的方程;33.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,P 为抛物线上一点,当P 的横坐标为1时,3||2PF =. (1)求抛物线C 的方程;34.已知过点(4,0)A -的动直线l 与抛物线2:2(0)G x py p =>相交于B 、C 两点.当直线l 的斜率是12时,4AC AB =u u u r u u u r .(1)求抛物线G 的方程;35.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,Q 是抛物线上的一点,FQ =u u u r.(Ⅰ)求抛物线C 的方程;36.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>与抛物线2:4D y x =-有共同的焦点F ,且两曲线的公共点到F 的距离是它到直线4x =-(点F 在此直线右侧)的距离的一半. (1)求椭圆C 的方程;37.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,点3(1,)2P 在椭圆C 上,满足1294PF PF =u u u r u u u u r g . (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;38.直角坐标系xOy 中,1F ,2F 分别为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左右焦点,A 为椭圆的右顶点,点P 为椭圆C 上的动点(点P 与C 的左右顶点不重合),当△12PF F 为等边三角形时,123PF F S =V . (1)求椭圆C 的方程;(2)如图,M 为AP 的中点,直线MO 交直线4x =-于点D , 过点O 作//OE AP 交直线4x =-于点E ,证明11OEF ODF ∠=∠.39.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点为1F ,过点1F 且与x 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为2,且1F 与短轴两端点的连线相互垂直.(1)求椭圆C 的方程;40.已知椭圆2222:1(0)x y a b a bΓ+=>>的离心率为2,过椭圆Γ的焦点且垂直于x 轴的直线被椭圆Γ截得的弦长为2. (1)求椭圆Γ的方程;41.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点1F 的直线与C 交于M ,N 两点.2MNF ∆的周长为8,且||MN 的最小值为3. (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;42.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为1A 、2A ,上、下顶点分别为1B ,2B ,F 为其右焦点,1111B A B F =u u u u r u u u u r g ,且该椭圆的离心率为12.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;43.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,与x 轴交于点1A ,2A ,过x 轴上一点Q 引x 轴的垂线,交椭圆C 于点1P ,2P ,当Q 与椭圆右焦点重合时,12||1PP =. (1)求椭圆C 的方程;44.在平面直角坐标系内,点(1,0)F ,过点P 作直线:l x m =的垂线,垂足为M ,MF 的中点H 在y 轴上,且()0PM PF FM +=u u u u r u u u r u u u u rg .设点P 的轨迹为曲线Q .(1)求曲线Q 的方程;45.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点坐标为(,A ,B 分别是椭圆的左,右顶点,P 是椭圆上异于A ,B 的一点,且PA ,PB 所在直线斜率之积为14-.(1)求椭圆C 的方程;46.已知椭圆E 的中心为坐标原点O ,焦点在x ,1F 、2F 分别为楠圆E 的左、右焦点,点P 在椭圆E 上,以线段12F F 为直径的圆经过点P ,线段1F P 与y 轴交于点B ,且11||||6F P F B =g . (1)求椭圆E 的方程;47.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,经过左焦点1F 的最短弦长为3,离心率为12. (1)求椭圆的标准方程;48.点(1,1)A 是抛物线2:2C x py =内一点,F 是抛物线C 的焦点,Q 是抛物线C 上任意一点,且已知||||QA QF +的最小值为2.(1)求抛物线C 的方程;圆锥曲线的轨迹方程参考答案1.【解答】(Ⅰ)由题可得:22222,12,12a c a c a c =-=⇒==,所以椭圆C 的方程为2212x y +=.2.【解答】(1)因为11222PIF IF F PIF S S S =-V V V ,所以1212||||2||PF PF F F +=,即2a c =①, 又因为△12PF F 的周长为6,所以1212||||||6PF PF F F ++=,即226a c +=②,由①②可得2a =,1c =,则3b =,所以椭圆的方程为22143x y +=.3.【解答】(1)由平行四边形12PFQF 的周长为8,可知48a =,即2a =.由平行四边形的最大面积为23,可知3bc =,又1a b >>,解得3,1b c ==.所以椭圆方程为22143x y +=.4.【解答】(Ⅰ)设(,)P x y ,0y ≠,则2124n yy x x -=-+g ,22221(4)144x y x y =--⇒+=;所以点P 的轨迹方程:221(0)4x y y +=≠;5.【解答】(1)由224270x y x +-+=,可得22(22)1x y -+=,则圆心坐标为(22,0), 即1F (22,0),22c ∴=,Q △12HF F 的面积为22,∴12222c b ⨯⨯=, 1b ∴=,2229a b c ∴=+=,∴椭圆C 的方程为:2219x y +=;6.【解答】(1)2ADF ∆Q 的周长为42,由椭圆的定义可知,12||||2AF AF a +=,12||||2DF DF a +=, 442a ∴=,2a ∴=,又Q △12AF F 是等腰直角三角形,且222a b c =+,1b c ∴==,∴椭圆C 的方程为:2212x y +=;7.【解答】(Ⅰ)由题意可知,31a c a c +=⎧⎨-=⎩,解得21a c =⎧⎨=⎩,2223b a c ∴=-=,∴椭圆的标准方程为:22143x y +=; 8.【解答】(1)连接2AF ,如图所示:, 由题意得21||||||AB F B F B ==, 所以BO 为△12F AF 的中位线, 又因为12BO F F ⊥,所以212AF F F ⊥,且222||2||2b AF OB a ===, 又22c e a ==,222a b c =+,得22a =,21b =, ∴椭圆C 的方程为:2212x y +=;9.【解答】(Ⅰ)因为P 在椭圆上,所以12||||2PF PF a +=,又因为12||3||PF PF =, 所以2||2a PF =,13||2aPF =,因为212PF F F ⊥,所以2222121||||||PF F F PF +=,又12||2F F =,所以22a =,2221b a c =-=,所以椭圆的标准方程为:2212x y +=;10.【解答】(1)由题意可知,1c =,设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,∴1243x x +=,1223y y +=, 又Q 点A ,B 在椭圆上,∴22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式相减得:1212121222()()()()0x x x x y y y y a b +-+-+=, ∴2122122y y b x x a -=--,即直线AB 的斜率为:222b a -,又Q 直线AB 过右焦点(1,0)F ,过点21(,)33P , ∴直线AB 的斜率为:1031213-=--,2221b a ∴-=-,222a b ∴=,又222a b c =+Q ,1c =,22a ∴=,21b =,∴椭圆E 的方程为:2212x y +=;11.【解答】(1)由题意可知,焦点(0,)F c 到直线:20l x y --=的距离d =∴=1c =(负根舍去),∴抛物线C 的方程为:24x y =; 12.【解答】(Ⅰ)根据椭圆的定义,可得12||||2AF AF a +=,12||||2BF BF a +=,∴△1AF B 的周长为111122||||||||||||||4AF BF AB AF BF AF BF a ++=+++=,∴4a =,a =∴椭圆E 的方程为22213x y b +=,将P 代入得22b =,所以椭圆的方程为22132x y +=. 13.【解答】(1)设(,)M x y 则(,0)2x D1,即2214x y +=;14. 【解答】(1)由已知可得:圆心(4,4)到焦点F 的距离与到准线l 的距离相等,即点(4,4)在抛物线E 上,168p ∴=,解得2p =.∴抛物线E 的标准方程为24y x =.15.【解答】(1)将点0(1,)P y 代入得20220211y p y p ⎧=⎪⎨+=+⎪⎩,解得2p =,则抛物线C 的方程为24y x =; 16.【解答】(1)已知点P 在椭圆上,设0(P x ,0)y ,即有2200221x y a b+=,又2200022200034AP BPy y y b k k x a x a x a a ===-=-+--g ,且22c =,可得椭圆的方程为22143x y +=; 17.【解答】(1)由题意可知,2222242124a b c a b c ⎧+=⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩,解得22a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,∴椭圆C 的标准方程为:22184x y +=;18.【解答】(1)由抛物线的方程可得抛物线的焦点坐标为(2,0),所以由题意可得椭圆的右焦点(2,0),即2c =,2a =a =222642b a c =-=-=,所以椭圆的标准方程为:22162x y +=; 19.【解答】(1)Q 圆22:4C x y '+=与C 有且仅有两个交点且都在x 轴上,所以2a =, 又Q ||||OB OA =∴2b,解得b =C 的方程为22143x y +=;20.【解答】(1)设椭圆E 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,12||2F F c =,112BFO PF F ∠=∠Q ,1122FOB F PF π∠=∠=,∴△1F BO ∽△12F F P ,∴11121||||||||F B FO F F F P =, 即211112||||||||26F P F B FO F F c ===,c ∴=c e a ==,解得2a =,所以2221b a c =-=, 则椭圆E 的方程为2214x y +=;21.【解答】(Ⅰ)根据题意ABP ∆是等腰直角三角形,2a ∴=,(2,0)B ,设0(Q x ,0)y ,由||:||3:2PQ QB =,得32PQ QB =u u u r u u u r ,则006545x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,代入椭圆方程得21b =,∴椭圆E 的方程为:2214xy +=;22.【解答】(1)Q 222PF KF =u u u r u u u r,K ∴是线段2PF 的中点.又20QK KF =u u u r u u u r g ,QK ∴为线段2PF 的中垂线,则2||||QP QF =,1112||||||||||4F P FQ QP FQ QF =+=+=Q , ∴由椭圆的定义可知,点Q 的轨迹是以1F ,2F 为焦点,长轴为4的椭圆,则2a =,c ,21b ∴=,故点Q 的轨迹C 的方程为2214x y +=;23.【解答】(1)由题意,可得1222c a c⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得21a c =⎧⎨=⎩,则2223b a c =-=,故椭圆C 的方程为22143x y +=;24.【解答】(1)由正弦定理得2112||||||BF BF a F F +=,由椭圆的定义可得22a ac =,1c ∴=, 又Q 离心率12e =,∴12c a =,2a ∴=,2223b a c ∴=-=,∴椭圆E 的方程为:22143x y +=;25.【解答】(Ⅰ)由题意得:222223,1,2,b a c a a b c ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得:2,1a b c ===.所以椭圆的标准方程为:22143x y +=;26.【解答】(Ⅰ)由2OA OF =u u u r u u u r ,可得,2a c =,且过点3(1,)2-,则221914a b +=,焦解得:2a =,b =,所以椭圆的方程为:22143x y+=;27.【解答】(1)由焦距为2c =c =,即2223a b c -== ①;由题意可得(4,0)G,13||||||22AB MG AB ==g可得||AB =,由在椭圆上可得221314a b+=②; 由①②解得2a =,1b =,则椭圆的方程为2214xy +=;28.【解答】(1)设1(,0)F c -,2(,0)F c ,1||MF m =,2||MF n =可得2m n a +=,1sin 602mn ︒=,即8mn =, 又2222cos604m n mn c +-︒=,即22()24m n mn mn c +--=,即222444324a c b mn -===,可得b =,由12c e a ==,即2a c =,又2226b a c =-=,解得a =,c 22186x y +=;29.【解答】(1)设(,)P x y ,因为(,0)P a -,(,0)Q a ,则点P 关于x 轴的对称点(,)H x y -, PQy k x a =+,RH y k a x=-,因为22221x y a b +=,所以22222222(1)()x b y b a x a a =-=-, 所以2222212PQ RH y b k k a x a ===-g ,又椭圆C 过圆22(1)4x y +-=的圆心(0,1),∴22011a b+=, 所以22a =,21b =,所以椭圆C 的标准方程为2212x y +=;30.【解答】(Ⅰ)由题意知:12c a =,2a c ∴=,222b a c =-,∴b =,设△12PF F 的内切圆半径为r ,则12121211(||||||)(22)()22PF F S PF PF F F r a c r a c r =++=+=+V g g g ,故当△12PF F 面积最大时,r 最大,即P点位于椭圆短轴顶点时r ,)a c bc +=,把2a c =,b =代入,解得:2a =,b =,所以椭圆方程为22143x y +=; 31.【解答】(1)Q 焦距为4,2c ∴=,2(2,0)F ∴,Q 点2F 关于直线1:bl y x c=的对称点E 恰好在椭圆上,∴由椭圆的对称性可知,当b c =时,点2(2,0)F 关于直线1:l y x =的对称点E 坐标为(0,2),恰在椭圆上, 2b c ∴==,2228a b c =+=,∴椭圆的标准方程为:22184x y +=; 32.【解答】(1)设1(1,0)F -,2(1,0)F ,由(1,)a x y =-r,(1,)b x y =+r ,||||4a b +=r r ,4,即为12||||4QF QF +=,由124||F F >,可得Q 的轨迹是以1(1,0)F -,2(1,0)F 为焦点,且24a =的椭圆,由1c =,2a =,可得b ==,可得曲线C 的方程为22143x y +=;33.【解答】(1)由抛物线的方程可得准线方程为:2px =-,由抛物线的性质,到焦点的距离等于到准线的距离,3||2PF =,又P 的横坐标为1,所以3122p +=,所以1p =,所以抛物线的方程为:22y x =;34.【解答】(1)设1(B x ,1)y ,2(C x ,2)y ,当直线l 的斜率是12时,l 的方程为1(4)2y x =+,即24x y =-,由2224x py x y ⎧=⎨=-⎩得22(8)80y p y -++=,∴21212(8)640424p p y y y y ⎧=+->⎪⎪+=+⎨⎪=⎪⎩V ,①;又4AC AB =u u u r u u u r .214y y ∴=,②; 由①②和0p >得11y =,24y =,2p =,则抛物线的方程为24x y =;35.【解答】(Ⅰ)由题意可知,(2p F ,0),Q 点Q 在物线2:2C y px =上,∴设20(2y Q p ,0)y ,∴200(,)22y p FQ y p =-=u u u r ,∴200122y pp y ⎧-=⎪⎨⎪=⎩,解得2p =,∴抛物线C 的方程为:24y x =;36.【解答】(1)由题意知(1,0)F -,因而1c =,即221a b =+,又两曲线在第二象限内的交点(Q Q x ,)Q y 到F 的距离是它到直线4x =-的距离的一半,即42(1)Q Q x x +=-+,得23Q x =-,则283Q y =,代入到椭圆方程,得2248193a b+= .由2222481931a ba b ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,解得24a =,23b =, ∴所求椭圆的方程为22143x y +=.37.【解答】(1)设1F (,0)c -,2(,0)F c ,0c >,则12(1PF PF c =--u u u r u u u u r g ,3)(12c --g ,2399)1244c -=-+=,1c ∴=,∴2222219141a b a b c c ⎧+=⎪⎪=+⎨⎪=⎪⎩,解得21a b c =⎧⎪=⎨⎪=⎩∴椭圆C 的标准方程为:22143x y +=; 38.【解答】(1设椭圆的半个焦距c ,因为△12PF F 是等边三角形,所以P 此时在上顶点或下顶点,所以2a c =,所以bc 222a b c =+,解得24a =,23b =,所以椭圆的方程为:22143x y +=;39.【解答】(1)设右焦点为1(,0)F c ,令x c =,可得2b y a =±=±,可得22b a=1F 与短轴两端点的连线相互垂直,可得b c =,且222a b c -=,解得a 1b c ==,则椭圆方程为2212x y +=;40.【解答】(1)根据题意得22c ab a ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,又因为222b ac =-,解得22a =,则21b =, 所以椭圆Γ的方程为:2212x y +=;41.【解答】(1)根据椭圆的定义可得:122MF MF a +=,122NF NF a +=,则2MNF ∆的周长22112248MN MF NF MF NF MF MF a =++=+++==,解得2a =,又因为||MN 的最小值为3,所以223b a=,解得23b =,所以椭圆的标准方程为22143x y +=,42.【解答】(Ⅰ)1(,0)A a -,1(0,)B b ,(,0)F c ,11(,)B A a b =--u u u u r ,1(,)B F c b =-u u u u r ,由1111B A B F =u u u u r u u u u rg ,得21b ac -=,又12c a =,222a b c =+,解得:2a =,b =1c =.∴椭圆C 的标准方程为22143x y +=;43.【解答】(1)由题意可得离心率c e a ==x c =代入椭圆方程可得2||b y a =,所以221b a=,222c a b =-可得22a =,21b =,所以椭圆的方程为:2214x y +=;44.【解答】(1)设点(,)P x y ,依题意可得||||PM PF =,则222(1)(1)x x y +=-+,整理可得:24y x =,所以曲线Q 的方程24y x =;45.【解答】(1)设(,)P x y ,有题意可得(,0)A a -,(,0)B a ,由PA ,PB 所在直线斜率之积为14-,可得14y y x a x a =-+-g ,即22214y x a =--, 而P 在椭圆上可得:22222222(1)()x b y b a x a a =-=-g ,所以2214b a =,即224a b =,2223c a b ==-,解得:24a =,21b =,所以椭圆的方程为:2214x y +=;46.【解答】(1)设椭圆的方程为:22221(0)x y a b a b+=>>,12||2F F c =,因为112BFO PF F ∠=∠,1122FOB F PF π∠=∠=,所以△1F BO ∽△12F F P ,所以 11121||||||||F B FO F F F P =, 所以211112||||||||26F P F B FO F F c ===g g,可得c =,又c e a ==2a =,2221b a c =-=, 所以椭圆的方程为:2214x y +=;47.【解答】(1)由题意可得:12c a =,223b a =,222c a b =-,解得24a =,23b =,所以椭圆的标准方程为22143x y +=;48.【解答】(1)抛物线的准线方程为:2py =-,因为A 点在抛物线内部,过A 做AN 垂直于准线交于N ,抛物线于Q ,由抛物线的性质可得||||||||||QA QF QA QN AN +=+…,当且仅当,A ,Q ,N 三点共线时||||QA QF +最小,即||2AN =,即122p +=,解得:2p =,所以抛物线的方程为:24x y =;。
圆锥曲线之轨迹问题(有答案)
圆 锥 曲 线 之 轨 迹 问 题一、临阵磨枪1.直接法(五部法):如果动点满足的几何条件本身就是一些几何量的等量关系,或这些几何条件简单明了且易于表达,我们只须把这种关系“翻译”成含,x y 的等式就得到曲线的轨迹方程。
这种求轨迹的方法称之为直接法。
2.定义法:若动点轨迹的条件符合某一基本轨迹的定义(如圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义),则可根据定义直接求出动点的轨迹方程。
3.坐标转移法(代入法):有些问题中,其动点满足的条件不便于等式列出,但动点是随着另一动点(称之为相关点)而运动的,如果相关点所满足的条件是明显的,或是可分析的,这时我们可以用动点坐标表示相关点坐标,根据相关点所满足的方程即可求得动点的轨迹方程,这种求轨迹的方法坐标转移法,也称相关点法或代入法。
4.参数法:有时求动点应满足的几何条件不易求出,也无明显的相关点,但却较易发现(或经分析可发现)这个动点的运动常常受到另一个变量(角度、斜率、比值、截距或时间等)的制约,即动点坐标(,)x y 中的,x y 分别随另一变量的变化而变化,我们可以把这个变量设为参数,建立轨迹的参数方程,这种方法叫做参数法,如果需要得到轨迹的普通方程,只要消去参变量即可。
5.交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这类问题常可通过解方程组得出交点含参数的坐标,再消去参数得出所求轨迹方程,此种方法称为交轨法。
二、小试牛刀1.已知M (-3,0),N (3,0)6=-PN PM ,则动点P 的轨迹方程为 析:MN PM PN =-Q ∴点P 的轨迹一定是线段MN 的延长线。
故所求轨迹方程是 0(3)y x =≥2.已知圆O 的方程为222=+y x ,圆O '的方程为010822=+-+x y x ,由动点P 向两圆所引的切线长相等,则动点P 的轨迹方程为析:∵圆O 与圆O '外切于点M(2,0) ∴两圆的内公切线上的点向两圆所引的切线长都相等, 故动点P 的轨迹就是两圆的内公切线,其方程为2x =3.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x ,M 是椭圆上一动点,1F 为椭圆的左焦点,则线段1MF 的中点P 的轨迹方程为析:设P (,)x y 00(,)M x y 又1(,0)F c - 由中点坐标公式可得:00002222x c x x x c y y y y -⎧=⎪=+⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪=⎪⎩ 又点00(,)M x y 在椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 上 ∴2200221(0)x y a b a b +=>> 因此中点P 的轨迹方程为2222(2)41x c y a b++= 4.已知A 、B 、C 是不在同一直线上的三点,O 是平面ABC 内的一定点,P 是动点,若[)+∞∈+=-,0),21(λλBC AB OA OP ,则点P 的轨迹一定过三角形ABC 的 重 心。
圆锥曲线专题五:轨迹问题.
C D 圆锥曲线专题五:轨迹问题有关动点的轨迹问题是解析几何中的一类重要的问题,求动点的轨迹和圆锥曲线的定义、性质有着密切的关系。
在求解时要先画出相应的草图进行分析,再选择好相应的解题策略和具体方法。
探求曲线轨迹的基本方法主要有:直接法、定义法、待定系数法、相关点法(代入法)、 参数法。
(1)已知)3,2(A 且7||=PA ,则点P 的轨迹是 圆(2)已知∆ABC 的一边BC 的长为6,周长为16,则顶点A 的轨迹是什么?(椭圆,除去与BC 边共线的两个顶点。
) (3)若4||||)0,5(),0,1(=--MB MA B A 且则点M 的轨迹是 双曲线右支(4)过点(2,3)且与y 轴相切的圆的圆心的轨迹是什么?(抛物线)(5)(2003²北京春)在同一坐标系中,方程22221a x b y +>与20ax by += (0)a b >>的曲线大致是( )解析:将方程22221a x b y +>与20ax by +=转化为标准方程:222111y a b +=,2a y x b=-.因为0a b >>,因此110b a>>,所以有:椭圆的焦点在y 轴,抛物线的开口向左,得D 选项. 答案: D(6)已知圆C :091622=-++x y x 及圆内一点P (3,0),求过点P 且与已知圆内切的圆的圆心M 的轨迹方程。
分析:(1)圆C 的半径与圆心坐标可定。
(2)两圆内切可得:外圆半径=内圆半径+连心距。
(3)动点M 满足的等量关系:| MC | + | MP | = 10>| PC | (4)由定义可确定动点M 的轨迹为以P 、C 为焦点的椭圆。
(7)已知动圆与圆49)5(:221=++y x C 和圆C 2:1)5(22=+-y x 都外切,求动圆圆心P 的轨迹方程。
分析:(1)从已知条件可以确定圆C 1、C 2的圆心与半径。
圆锥曲线轨迹方程经典例题
定义法求轨迹方程经典例题 1. 动圆M 过定点P (-4,0),且与圆C :x 2 + y 2-8x = 0相切,求动圆圆心M 的轨迹方程
2.(选修2-1P 50第2题)一个动圆与圆05622=+++x y x 外切,同时与圆09162
2=--+x y x 内切,求动圆的圆心轨迹方程。
3.点M(00,y x )圆1F 9)1(22=++y x 上的一个动点, 点2F (1,0)为定点。
线段2MF 的垂直平分线与1MF 相交于点Q(x ,y ),求点Q 的轨迹方程
4.(选修2-1P 50第3题)点M(x ,y )与定点F(2,0)的距离和它到定直线8=x 的距离之比为21,求点M 的轨迹方程.(圆锥曲线第二定义)
6. (选修2-1P 50例3)设点A,B 的坐标分别是(-5,0),(5,0),直线AM,BM 相交于点M ,且他们的斜率的乘积为9
4-,求点M 的轨迹方程:(是一个椭圆)
1.点M(00,y x )圆1F 1)1(22=++y x 上的一个动点, 点2F (1,0)为定点。
线段2MF 的垂直平分线与1MF 相交于点Q(x ,y ),求点Q 的轨迹方程
2. (选修2-1P 59例5)点M(x ,y )与定点F(5,0)的距离和它到定直线516=
x 的距离之比为
45,求点M 的轨迹方程.(圆锥曲线第二定义)
3.(2013陕西卷文20)已知动点),(y x M 到直线4:=x l 的距离是它到点)0,1(N 的距离的2倍。
(1)求动点M 的轨迹C 的方程
4.(选修2-1P 50例3)设点A,B 的坐标分别是(-5,0),(5,0),直线AM,BM 相交于点M ,且他们的斜率的乘积为94,求点M 的轨迹方程:。
圆锥曲线轨迹的例题和练习(优秀).doc
圆锥曲线轨迹的例题和练习(优秀)专题:圆锥曲线轨迹首先,准备第一场战斗。
直接法(五部分法):如果运动点所满足的几何条件本身是某些几何量的等价关系,或者这些几何条件简单、明了、易于表达,我们只需要将这种关系“转化”为包含方程,就可以得到曲线的轨迹方程。
这种寻找轨迹的方法叫做直接法。
2.定义方法:如果运动点轨迹的条件满足基本轨迹的定义(如圆、椭圆、双曲线和抛物线的定义),则运动点的轨迹方程可以根据定义直接计算。
3.坐标转移法(替代法):在一些问题中,移动点满足的条件不容易在方程中列出,但是移动点随着另一个移动点(称为相关点)移动。
如果相关点满足的条件是明显的或可分析的,那么我们可以用移动点的坐标来表示相关点的坐标。
根据相关点所满足的方程,我们可以得到运动点的轨迹方程。
这种寻找轨迹的方法也称为坐标转移法或替代法。
4.参数方法: 有时很难找出一个运动点应该满足的几何条件,并且没有明显的相关点,但是更容易发现(或者可以通过分析找到)这个运动点的运动经常受到另一个变量(角度、斜率、比率、截距或时间等)的限制。
),也就是说,移动点的坐标随着另一个变量的变化而变化。
我们可以将这个变量设置为一个参数,并建立轨迹的参数方程。
这种方法称为参数方法。
如果我们需要得到轨迹的一般方程,我们只需要消除参数变量。
5.钢轨穿越方法:在寻找运动点轨迹的过程中,有时会出现需要两条运动曲线相交的轨迹问题。
这类问题通常可以通过求解方程来获得带参数的交点坐标,然后消除参数来获得期望的轨迹方程来解决。
这个方法被称为交集方法。
(2)小型试验手术刀1把。
已知的M轨迹(-圆锥曲线)首先,准备第一场战斗。
直接法(五部分法):如果运动点所满足的几何条件本身是某些几何量的等价关系,或者这些几何条件简单、明了、易于表达,我们只需要将这种关系“转化”为包含方程,就可以得到曲线的轨迹方程。
这种寻找轨迹的方法叫做直接法。
2.定义方法:如果运动点轨迹的条件满足基本轨迹的定义(如圆、椭圆、双曲线和抛物线的定义),则运动点的轨迹方程可以根据定义直接计算。
圆锥曲线轨迹问题
有关圆锥曲线轨迹问题1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法;例1、已知直角坐标系,点Q (2,0),圆C 方程为122=+y x ,动点M 到圆C 的切线长与MQ的比等于常数)0(>λλ,求动点M 的轨迹。
【练习】如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,124O O =. 过动点P 分别作圆2O 、圆2O 的切线PM PN ,(M N ,分别为切点),使得PM =. 试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.2.定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。
例2、已知动圆过定点,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,且与直线2p x =-相切,其中0p >.求动圆圆心C 的轨迹的方程;,02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭2p x =-【练习】 已知圆O 的方程为 x 2+y 2=100,点A 的坐标为(-6,0),M 为圆O 上任一点,AM 的垂直平分线交OM 于点P ,求点P 的方程。
三、相关点法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P(x,y)却随另一动点Q(x ’,y ’)的运动而有规律的运动,且动点Q 的轨迹为给定或容易求得,则可先将x ’,y ’表示为x,y 的式子,再代入Q 的轨迹方程,然而整理得P 的轨迹方程,代入法也称相关点法。
几何法:利用平面几何或解析几何的知识分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件,然而得出动点的轨迹方程。
例3、如图,从双曲线x 2-y 2=1上一点Q 引直线x+y=2的垂线,垂足为N 。
求线段QN 的中点P 的轨迹方程。
【练习】已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点分别是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),Q 是椭圆外的动点,满足.2||1a Q F =点P 是线段F 1Q 与该椭圆的交点,点T 在线段F 2Q 上,并且满足.0||,022≠=⋅TF TF PT求点T 的轨迹C 的方程;四、参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x,y之间建立起联系,然而再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。
高考100题圆锥曲线:专题五 轨迹问题
所以 FQB PAR ,所以 PRA PQF (等角的余角相等),所以 AR //FQ . (2)设 A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,F ( 轴交点为 N , S△ ABF
1 1 1 1 , 0) ,准线为 x ,S△ PQF PQ y1 y 2 ,设直线 AB 与 x 2 2 2 2
点在 x 轴上的椭圆. II.考场精彩·真题回放 【例 2】 (2016 全国乙理 20(1) )设圆 x y 2 x 15 0 的圆心为 A ,直线 l 过点 B 1,0 且与 x 轴不
2 2
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. 【解析】如图所示,圆 A 的圆心为 A 1,0 ,半径 R 4 ,
2
即 y 2 x 1 .易知当直线 AB 不存在时,点 M 也满足此方程,所以 AB 中点轨迹方程为 y x 1 .
精彩解读 【试题来源】人教版选修 2-1 第 50 页习题 2.2B 组第 2 题 【母题评析】本题属于求轨迹问题,采用定义法求轨迹方程.求轨迹问题在近几年高考试题中很常见,采 用命题的形式往往是解答题的其中一步. 【思路方法】利用两圆外切、内切的条件要求列出式子,经过推到转化为动点需要满足的条件要求,符合 定义,最后求出轨迹方程,这是定义法求轨迹. 【命题意图】本类题通常主要轨迹方程及求轨迹,考查学生对求轨迹的基本方法的掌握情况及对圆锥曲线 的概念的掌握情况. 【考试方向】这类试题在考查题型上,通常基本以解答的形式出现,选填题较少,难度持中,一般会出现 在解答题中的一步. 【难点中心】求轨迹问题方法较多,要根据提议灵活使用,另外求轨迹问题要注意考虑“完备性”和“纯 粹性” ,特别是参数法,还要注意参数的取值范围. III.理论基础·解题原理 1.曲线与方程 在平面直角坐标系中,如果某曲线 C(看作满足某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程的 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在曲线上. 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.辨明两个易误点
高三数学解答题难题突破—圆锥曲线中动点轨迹方程问题
高三数学解答题难题突破—圆锥曲线中动点轨迹方程问题本文介绍了解动点轨迹问题的四种方法:直译法、定义法、代入法和参数法。
其中,直译法包括建系、设点、列式、代换和证明五个步骤;定义法则是根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;代入法和参数法则是在特定条件下使用的方法。
此外,文章还提到了解轨迹问题时需要注意的两点:求点的轨迹与求轨迹方程是不同的要求,要验证曲线上的点是否都满足方程。
接下来,文章以一个例题为例,介绍了利用代点法求轨迹方程的具体步骤。
该例题要求求出点P的轨迹方程,通过设点、列式、代换和证明四个步骤,最终得出了轨迹方程x2+y2=2.此外,文章还介绍了如何利用轨迹方程验证曲线上的点是否都满足方程,以及如何去掉满足方程的解而不再曲线上的点。
最后,文章介绍了另一种解轨迹问题的方法:定义法。
该方法是先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程。
I)设圆心C的坐标为(x,y),则圆方程为(x-1)^2+y^2=1,又因为在y轴上截得的弦长为2,所以C到y轴的距离为1,即x^2+y^2=1.联立两式可得圆心C的轨迹方程为x^2+y^2-x-1=0.II)由题意可知,直线l的斜率为k,且过点Q(1,0),则直线方程为y=k(x-1)。
将直线方程代入圆的方程中,得到方程x^2+(k(x-1))^2-x-1=0,化简可得x^2(1+k^2)-2xk^2+k^2-1=0.由于直线l与轨迹C有交点A、B,所以方程有两个不同的实根,即Δ=4k^4-4(k^2+1)(k^2-1)≥0.解得-1≤k≤1.再将k带入直线方程可求出交点A、B的坐标,进而证明AR//FQ。
求AB中点的坐标为((k^2-1)/(1+k^2),k(k^2-2)/(1+k^2)),将其代入x^2+y^2-x-1=0中得到轨迹方程为x^4-2x^3+6x^2-2x+1-4y^2=0.1.定点、定值问题的解法定点、定值问题通常可以通过设定参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少。
高考数学解答题(新高考)圆锥曲线中的轨迹方程问题 (典型例题+题型归类练)(解析版)
专题01 圆锥曲线中的轨迹方程问题(典型例题+题型归类练)目录类型一:定义法求轨迹方程类型二:直接法类型三:代入法(相关点法)类型四:点差法一、必备秘籍1、曲线方程的定义一般地,如果曲线C 与方程(,)0F x y =之间有以下两个关系: ①曲线C 上的点的坐标都是方程(,)0F x y =的解; ②以方程(,)0F x y =的解为坐标的点都是曲线C 上的点.此时,把方程(,)0F x y =叫做曲线C 的方程,曲线C 叫做方程(,)0F x y =的曲线. 2、求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略); (2)设曲线上任意一点的坐标为),(y x ; (3)根据曲线上点所适合的条件写出等式; (4)用坐标表示这个等式,并化简; (5)确定化简后的式子中点的范围.上述五个步骤可简记为:求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围. 3、求轨迹方程的方法: 3.1定义法:如果动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
3.2直接法:如果动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 的坐标(,)x y 表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。
3.3代入法(相关点法):如果动点P 的运动是由另外某一点P '的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线y x 、例题5.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知P 是平面上的动点,且点P 与(2,0),(2,0)F F -的距离之差的的直线分别与x 轴的正半轴和y 为坐标原点.若2BP PA =,且1OQ AB ⋅=,则点,则0,0a b >>,(,BP x y ∴=,(PA a =-2BP PA =,a ∴又(),AB a b =-=,(,OQ x =-,1OQ AB ⋅=,()332x x ⎛⎫∴-⋅-+ ⎪⎝⎭)2230,0x y y +=>.故答案为:)2302x y +>.例题2.(2022·全国·高二课时练习)已知定点()0,4A ,满足12NR NM =,又12NR NM =,可得例题5.(2022·全国·高二课时练习)已知两个定点AP OB PB ⋅=(O 为坐标原点).(1)求动点P 的轨迹【答案】(1)24y x =设(),P x y ,()AP x =+,()1,0OB =,(1PB =-,(AP OB x ⋅=+()221x B y P =-+,因为AP OB PB ⋅=,则)221x x y +=-+,所以222121x x x x ++=-+,即24y x =.例题6.(2022·四川·富顺第二中学校高二阶段练习(文))已知直线线l 垂直于轴,动点在直线l 上,且OP OQ ⊥,记点的轨迹为C ,设点P 的坐标为(),x y ,则(Q x OP OQ ⊥,∴0OP OQ ⋅= 220x y -=,0x =时,P 、O 、Q 三点共线,不符合题意,故曲线C 的方程为(22x y x =≠ 412NR NM =;AP OB PB ⋅=;OP OQ ⊥等,根据这些已知条件直接转化为代数式求解.类型三:代入法(相关点法)21y =上运动时,连接A 与定点故答案为:()()22211x y -+-=,)()0,+∞.()22,x y ,(1221y y k-=)221212y y +=圆a=,24∴动圆圆心6.(2022·和2,动圆【答案】动圆O O=,大圆O的半径为5.过动点P分别作7.(2022·全国·高二课时练习)如图,圆O与圆O内切,且4【答案】圆心为(6,0),半径为3的圆.【详解】如图,以O O所在直线为x轴,以O O的中点为原点,设动点(,)P x y ,(,0)Q t (01)t ≤≤, 高二专题练习)在ABC 中,2BC y x =⨯+足,且33QM QP =. 求动点M 的轨迹Γ的方程;【答案】(1)221x y +=;0,),(,)y M x y ,则Q ,所以0(,0),(,QP x QM x y ==,由33QM QP =得x y ⎧=⎪⎨⎪⎩,即()22313x y +=,故动点的轨迹Γ的方程为x【答案】点M的轨迹方程为:x2+y2=a2(a>0).表示圆心在原点半径为a的圆.M x y,若A、B不与原点重合时,则AOB是直角三角形,且∠O为直角,设线段AB的中点(,)为半径的圆,。
圆锥曲线中的轨迹问题-高考数学复习课件
又点(4p,0)满足x2+y2-4px=0,
所以点M的轨迹方程为x2+y2-4px=0.
感悟提升
1.参数法求动点轨迹方程的一般步骤 (1)选择坐标系,设动点坐标P(x,y); (2)分析轨迹的已知条件,选定参数(选择参数时要考虑,既要有利于建立方程 又要便于消去参数); (3)建立参数方程; (4)消去参数得到普通方程; (5)讨论并判断轨迹. 2.常用的消参方法有:代入消参,加减消参,整体代换法,三角消参法(sin2θ +cos2θ=1)等,要特别注意:消参前后变量x,y的取值范围不能改变.
则 x1+x2=2(2pk-2 kb),x1x2=bk22, 所以 y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2=4kpb. 由OA⊥OB,得x1x2+y1y2=0,则b=-4pk.① 设点M(x,y)(x≠0,y≠0), 由 OM⊥AB,知xy·k=-1,则 k=-xy.②
2
法二 设N(x,y),M(x0,y0)(x0≠0).
由题意知B1(0,-3),B2(0,3), 所以 kMB1=y0x+0 3,kMB2=y0x-0 3. 因为 MB1⊥NB1,MB2⊥NB2,所以直线 NB1:y+3=-y0x+0 3x,①
直线 NB2:y-3=-y0x-0 3x,②
联立①②,解得x=y20x-0 9, y=-y0.
解 法一 设直线MB1:y=kx-3(k≠0), 则直线 NB1:y=-k1x-3.① 直线 MB1 与椭圆 C:1x82+y92=1 的交点 M 的坐标为2k122+k 1,26kk22+-13.
则直线 MB2 的斜率为 kMB2=62kk22- +1231k-3=-21k. 2k2+1
专题五圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大题)
第 4 讲 圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大题) __________________________ 热点分类突破 __________________________-典例研撕 各吓击區-热点一 定点问题解决圆锥曲线中的定点问题应注意(1) 分清问题中哪些是定的,哪些是变动的;(2) 注意“设而不求”思想的应用,引入参变量,最后看能否把变量消去;(3) “先猜后证”,也就是先利用特殊情况确定定点,然后验证,这样在整理式子时就有了明 确的方向.例1已知P (0,2)是椭圆C : a 2+b 2 =l (a >b >0)的一个顶点,C 的离心率e=g.(1)求椭圆的方程;⑵过点P 的两条直线l 1,l 2分别与C 相交于不同于点P 的A , B 两点,若*与12的斜率之和 为一4,则直线AB 是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.厂b = 2 ,解(1)由题意可得c =¥,a 3—2 - b 2 + c 2 ,解得a -眉,b-2 , c -辭,・•・椭圆的方程为手+芍-1. ⑵当直线AB 的斜率存在时,设直线 AB 的方程为 y - kx + t , A (x 1, y 1), B (x 2, y 2),y-kx + t ,联立,x 2 y 2消去y 并整理, X 2 + y 2 — 1€ 6 4' 可得(3k + 2)x 2 + 6ktx + 3t 2 - 12-0 ,- 36(kt )2 - 4 x (3k 2 + 2)⑶2 - 12)>0 ,即24(6k2-t2+4)>0,则x i+x2_^^^- ,x i x2_3^-121 23k2+2 1 23k2+ 2由l1与l2的斜率之和为-4 , 可得y!-+ y2-_-4,x1 x2又y i = kx1 + t, y2二kx2+1 ,y1- 2 _ y2- 2 _ kx1+1 - 2 _ kx2+1 - 2 . + _ +x1 x2 x1 x2- 6kt(t - 2)・----(t - 2)(x1+ x2) 3k2 + 2_2k+1——忆 _2k+ _- 4 ,3t2 - 12x1x23k2+2化简可得t二-k - 2 ,.*.y _ kx - k - 2 _ k(x - 1) - 2 ,•°•直线AB经过定点(1 , - 2).当直线AB的斜率不存在时,设直线AB的方程为x _ m , A(m , yj , B(m , y2),y i-2,y2-2_y i+y2-4,m m m又点A, B 均在椭圆上,. A , B 关于x 轴对称,. y i+ y2_ 0,. m_ i,故直线AB的方程为x_1 ,也过点(1 ,-2),综上直线AB经过定点,定点为(1 , - 2).跟踪演练1 (2019・攀枝花模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)上一点P(4,t)(t>0)到焦点F的距离等于5.(1)求抛物线C的方程和实数t的值;(2)若过F的直线交抛物线C于不同的两点A, B(均与P不重合),直线PA, PB分别交抛物线的准线l于点M,N.试判断以MN为直径的圆是否过点F,并说明理由.解 ⑴由抛物线定义可知I PF I 二4 f 2)二5,解得P 二2 ,故抛物线C 的方程为y 2二4x ,将P (4 , t )(t >0)代入抛物线方程解得t 二4.⑵以MN 为直径的圆一定过点F ,理由如下:设 A (x 1, y 1), B (x 2, y 2),设直线AB 的方程为x 二my + l (m 丘R ),代入抛物线C :y 2 = 4x , 化简整理得y 2 - 4my -4 = 0,环2 二-4,由⑴知P (4,4),所以直线PA 的方程为y -4二乩三(x -4)二丄三(x -4), x l - 4 my l - 3令x =-1得y 二的-5)儿+ 8, my l - 3__ - (4m - + 8、即 M - 1 , ------ 丛一,€ m y 1 -3 丿 同理可得j - 1 ,的-5汕+ 8€ m y 2 - 3 丿(4m - 5)y〔 + 8 (4m - 5)y 2 + 8 (2m - D 2y 1y 2 + (8m - 10)(y 1+y 2) + 16m 2y 1y 2- 3m (y 1+ y 2)+ 9-4(2m - |,2 + 4m (8m - 10) + 16-4m 2 - 3m ・4m + 916m 2- 9= 二-1 ,- 16m 2+ 9:.MF 丄NF , 故以MN 为直径的圆过点F .(也可用MF ・NF=0).热点二 定值问题 :'k MF k NF2(my 1 - 3) 2(my 2 - 3)求定值问题常见的方法有两种(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;(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.例2已知椭圆C:02+b2=l(a>b>O)经过点(0, V3),离心率为2,左、右焦点分别为厲(一c,0),F2(c,0).(1)求椭圆C的方程;3(2)P, N是C上异于M的两点,若直线PM与直线PN的斜率之积为一4证明:M, N两点的横坐标之和为常数.(1)解因为椭圆经过点(0,间,所以b =\:3 , 又因为e二2,所以V,2 a 2又C2 = a2~ b2 ,解得a 二 2 , b 二护, 所以椭圆C的方程为》+等二1.⑵证明设P , M , N三点坐标分别为(x p, y p) , (x M, y M) , (x N, y N), 设直线PM , PN斜率分别为k i, k2, 则直线pM方程为y~y p = k1(x - x P),x2+y2 二 1 由方程组,4 3' 消去y,得、y-y P二k1…x - x P(3 + 4k#)x2 - 8k1(k1x p- y p)x + 4k x p - 8k1x p y p+ 4y p - 12 二0 , 由根与系数的关系可得x +x二贴伙1Xp - yp),M p3+ 4k21故x_8k1(k1x p-y p) X_ 4k2x p- 8k”- 3x p,M_ 3 + 4* p_ 3 + 4k2 '从而 X N + X M =0,即 M ,N 两点的横坐标之和为常数 0.跟踪演练2 (2019.四川百校冲刺卷)已知椭圆C : X 2+y 2=l 的左、右焦点分别为F ], F 2,点 P (m , n )在椭圆C 上.(1)设点P 到直线l : x =4的距离为d 证明:韵为定值;⑵若0V m V 2, A , B 是椭圆C 上的两个动点(都不与点P 重合),且直线PA , PB 的斜率互为 相反数,求直线AB 的斜率(结果用n 表示).(1)证明 由已知,得a 2 = 4 , b 2 = 3 , :.C 2 = a 2 - b 2=1 ,即 F 1(- 1,0), F 2(1,0).(2)解 当0 < m < 2时,则n M 0 ,直线PA , PB 的斜率一定存在.同理可得S + Xp 二 sag 一 y p )3+4k 22.d…l PF 2l 2 为定值.2l m - 4l设 A (X 1, y 1) , B (x 2 , y 2),直线 PA 的斜率为 k ,则直线PA 的方程为y - n 二k (x - m ),即y-kx- km + n ,与椭圆C 的方程3x 2 + 4y 2二12 , 联立组成方程组,消去y ,整理得,(3 + 4k 2)x 2 - 8k (km - n )x + 4(km - n )2 - 12-0.工是4(km - n )2 - 12 于疋 x 二 ',y - kx, - km + n . 1 (3 + 4k 2)m I II 1根据直线PB 的斜率为-k ,将上式中的k 用-k 代替,4( - km - n )2 - 12 4(km + n )2 - 12 得x 二 - 2 [3 + 4( - k )2]m (3 + 4k 2)my 2-- kx 2+ km + n .于是 y 1 - y 2 二(kx 1 - km + n ) - (- kx 2 + km + n )- k (x 1+ x 2)- 2km(3 + 4k 2)m (3 + 4k 2)m 8(k 2m 2 + n 2)- 24 - 2m 2(3 + 4k 2) k •一(3 + 4k 2)m8n 2- 24- 6m 2注意到 3m 2+ 4n 2- 12,得 12- 4n 2- 3m 2,(3 + 4k 2)m k ,4(km - n )2 -12x 1 - x 2 -II 2 (3 + 4k 2)m 由根与系数的关系,得m ・x i4(km - n )2 - 123 + 4k 2 -k 4(km - n )2 - 12 4(km + n )2_ 2km4(km + n )2- 12 (3 + 4k 2)m 4[(km - n )2 - (km + n )2] _ - 16kmn(3 + 4k 2)m(3 + 4k 2)m 因此,直线AB 的斜率为J y^2 x 1 -x 2_ (8n2 - 24 - 6m2)k-16kmn_ 3m2- 4n2+ 12 _ 6m2 _3m_ 寸9- 3m8mn 8mn 4n 2n热点三存在性问题存在性问题的求解策略(1)若给出问题的一些特殊关系,要探索一般规律,并证明所得规律的正确性,通常要对已知关系进行观察、比较、分析,然后概括一般规律;(2)若只给出条件,求“不存在”“是否存在”等语句表述问题时,一般先对结论给出肯定存在的假设,然后由假设出发,结合已知条件进行推理,从而得出结论.例3 (2019•乐山、峨眉山联考)已知椭圆G:a2+b2=1(a>b>0)过点人(1,和点B(0,T)・⑴求椭圆G的方程;(2)设直线y=x+m与椭圆G相交于不同的两点M, N,记线段MN的中点为P,是否存在实数m,使得I BM I = I BN I?若存在,求出实数m;若不存在,请说明理由.解(1)椭圆G:a+b2_1(a>b>0)过点A,1,普…和点B(0,-1),:.b_1 ,由丄+ — _ 1,解得。
高中数学专题——圆锥曲线---轨迹问题
A.①②
B.①②④
C.②③④
D.①③
【解答】解:根据双纽线 C 的定义可得, (x a)2 y2 (x a)2 y2 a2 ,
用 (x, y) 替换方程中的 (x, y) ,原方程不变,所以双纽线 C 关于原点 O 中心对称,①正确;
根据三角形的等面积法可知,
1 2
|
PF1
||
PF2
| sin F1PF2
把到定点 F1(a, 0) ,F2 (a, 0) 距离之积等于 a2 (a 0) 的点的轨迹称为双纽线 C .已知点 P(x0 ,y0 ) 是双纽线 C
上一点,下列说法中正确的有 ( )
①双纽线
C
关于原点
O
中心对称;②
a 2
y0a2
;
③双纽线 C 上满足 | PF1 || PF2 | 的点 P 有两个;④ | PO | 的最大值为 2a .
圆锥曲线---轨迹问题
一.选择题(共 12 小题)
1.方程 | x 1| 1 ( y 1)2 所表示的曲线是 ( )
A.一个圆
B.两个圆
C.半个圆
D.两个半圆
【解答】解:将方程 | x 1| 1 ( y 1)2 化简,
得 (x 1)2 ( y 1)2 1 ,其中 0x2 , 0y2 .
因此方程 | x 1| 1 ( y 1)2 表示以 C(1,1) 为圆心,半径 r 1的圆. 故选: A .
10.已知点集 M {(x, y) | 1 x2 1 y2 xy} ,则平面直角坐标系中区域 M 的面积是 ( )
A.1
B. 3 4
C.
【解答】解:当 xy0 时,只需要满足 x21 , y21即可;
D. 2 2
高二数学圆锥曲线-轨迹练习
圆锥曲线-----轨迹一 基础热身1.点M 与点(4,0)F 的距离比它到直线:50l x +=的距离小1,则点M 的轨迹方程是______________.2.一动圆与圆221x y +=外切,而与圆22680x y x +-+=内切,则动圆圆心的轨迹方程是 _______3.已知椭圆13422=+y x 的两个焦点分别是F 1,F 2,P 是这个椭圆上的一个动点,延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|F 2P |,求Q 的轨迹方程是 .4.倾斜角为4π的直线交椭圆1422=+y x 于B A ,两点,则线段AB 中点的轨迹方程是 _______. 5.平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC OA OB αβ=+,其中,R αβ∈,且1αβ+=,则点C 的轨迹方程为____________________.二 典例回放1.⊙C :16)3(22=++y x 内部一点A (3,0)与圆周上动点Q 连线AQ 的中垂线交CQ 于P ,求点P 的轨迹方程.2.一条曲线在x 轴上方,它上面的每一个点到点(0,2)A 的距离减去它到x 轴的距离的差都是2,求这条曲线的方程。
3.△ABC 中,B (-3,8)、C (-1,-6),另一个顶点A 在抛物线y 2=4x 上移动,求此三角形重心G 的轨迹方程.4.抛物线 y 2=2px(p>0),O 为坐标原点,A 、B 在抛物线上,且OA ⊥OB ,求弦AB 中点M的轨迹方程.三 水平测试1.与两点)0,3(),0,3(-距离的平方和等于38的点的轨迹方程是( )()A 1022=-y x ()B 1022=+y x ()C 3822=+y x ()D 3822=-y x2.过椭圆4x 2+9y 2=36内一点P(1,0)引动弦AB,则AB 的中点M 的轨迹方程是()(A)4x 2+9y 2-4x=0 (B)4x 2+9y 2+4x=0 (C)4x 2+9y 2-4y=0 (D)4x 2+9y 2+4y=03.若()()031322=+---++y x y x ,则点()y x M ,的轨迹是( )(A)圆 (B)椭圆 (C)双曲线 (D)抛物线4.已知M (-2,0),N (2,0),|PM|-|PN|=4,则动点P 的轨迹是:()()A 双曲线 ()B 双曲线左支 ()C 一条射线 ()D 双曲线右支5.已知三角形ABC 中, 2,2,ABBC AC==则点A 的轨迹是________________.6.抛物线y=x 2+2mx+m 2+1-m 的顶点的轨迹方程为_________________________.7.线段AB 的两端点分别在两互相垂直的直线上滑动,且||2AB a =,求AB 的中点P 的轨迹方程。
【备战2019高考】黄金100题解读与扩展系列之圆锥曲线 专题五 轨迹问题 含解析
I .题源探究·黄金母题【例1】一动圆与圆05622=+++x y x 外切,同时与圆091622=--+x y x 内切,求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么曲线.设椭圆方程为:)0(12222>>=+b a by a x ,27936,3,6,122222=-=-====c a b c a a , 动圆圆心的轨迹方程为1273622=+y x ,它表示一个焦点在x 轴上的椭圆. II .考场精彩·真题回放【例2】(2016全国乙理20(1))设圆222150x y x ++-=的圆心为A ,直线l 过点()1,0B 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. 【解析】如图所示,圆A 的圆心为()1,0A -,半径4R =,因为//BE AC ,所以C EBD ∠=∠.又因为AC AD =,所以C EDB ∠=∠, 于是EBD EDB ∠=∠ ,所以EB ED =.故4AE EB AE ED AD +=+==为定值.又2AB =,点E 的轨迹是以A ,B 为焦点,长轴长为4的椭圆,由1c =,2a =,得23b =.故点E 的轨迹1C 的方程为()221043x y y +=≠.【例3】(2016全国丙卷20)已知抛物线的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线分别交C 于A ,B 两点,交C 的准线于P ,Q 两点.(1)若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明FQ AR ∥;(2)若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.所以FQB ∠PAR =∠,所以PRA ∠=PQF ∠(等角的余角相等),所以//AR FQ .(2)设1122(,),(,)A x y B x y ,1(,0)2F ,准线为12x =-,121122PQF S PQ y y ==-△,设直线AB 与x轴交点为N ,1212ABF S FN y y =-△,因为2PQF ABF S S ∆∆=,所以21FN =,得1N x =,即(1,0)N .设AB 中点为(,)M x y ,由21122222y x y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩,得2212122()y y x x -=-,即12121212y y y y x x -=+-.又12121y y y x x x -=--,所以11y x y=-, 即21y x =-.易知当直线AB 不存在时,点M 也满足此方程,所以AB 中点轨迹方程为21y x =-.精彩解读【试题来源】人教版选修2-1第50页习题2.2B 组第2题【母题评析】本题属于求轨迹问题,采用定义法求轨迹方程.求轨迹问题在近几年高考试题中很常见,采用命题的形式往往是解答题的其中一步.【思路方法】利用两圆外切、内切的条件要求列出式子,经过推到转化为动点需要满足的条件要求,符合定义,最后求出轨迹方程,这是定义法求轨迹.【命题意图】本类题通常主要轨迹方程及求轨迹,考查学生对求轨迹的基本方法的掌握情况及对圆锥曲线的概念的掌握情况.【考试方向】这类试题在考查题型上,通常基本以解答的形式出现,选填题较少,难度持中,一般会出现在解答题中的一步.【难点中心】求轨迹问题方法较多,要根据提议灵活使用,另外求轨迹问题要注意考虑“完备性”和“纯粹性”,特别是参数法,还要注意参数的取值范围. III .理论基础·解题原理1.曲线与方程在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作满足某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程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在曲线上.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.辨明两个易误点(1)轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,前者指曲线的形状、位置、大小等特征,后者指方程(包括范围).(2)求轨迹方程时易忽视轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.3.求动点的轨迹方程的一般步骤(1)建系——建立适当的坐标系;(2)设点——设轨迹上的任一点P(x,y);(3)列式——列出动点P所满足的关系式;(4)代换——依条件式的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为关于x,y的方程式,并化简;(5)证明——证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程.考点一直接法求轨迹方程直接法求点的轨迹方程是求轨迹方程的一种重要方法,也是高考考查的重要内容.直接法求点的轨迹方程,在高考中有以下两个命题角度:(1)明确给出等式,求轨迹方程;(2)给出已知条件,寻找题设中的等量关系,求轨迹方程.直接法求曲线方程的一般步骤:(1)建立合理的直角坐标系;(2)设出所求曲线上点的坐标,把几何条件或等量关系用坐标表示为代数方程;(3)化简整理这个方程,检验并说明所求的方程就是曲线的方程.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.考点二 定义法求轨迹 定义法求轨迹方程:(1)在利用圆锥曲线的定义求轨迹方程时,若所求的轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据曲线的方程,写出所求的轨迹方程;(2)利用定义法求轨迹方程时,还要看轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x 或y 进行限制.考点三 利用相关点法(代入法)求轨迹方程 相关点法求轨迹方程的一般步骤为:(1)设点:设动点坐标为(x ,y ),已知轨迹的点的坐标为(x 1,y 1), (2)求关系式:求出两点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=f (x ,y ),y 1=g (x ,y ).(3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程. 考点三 参数法求轨迹 借助参数t 表示变量y x ,得出⎩⎨⎧==)()(t g y t f x ,t 是参数,然后消去参数t ,得出轨迹方程,但要注意参数的取值范围. IV .题型攻略·深度挖掘【考试方向】这类试题在考查题型上,通常基本以选择题或填空题的形式出现,难度较小,往往与函数、三角函数、解三角形等知识交汇,有时会以向量平行为条件渗透到解析几何试题中. V .举一反三·触类旁通考向1 直接法求轨迹与平面向量的交汇【例4】(2015·天津津南模拟)平面直角坐标系中,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2∈R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( )A .直线B .椭圆C .圆D .双曲线【解析】设C (x ,y ),因为OC →=λ1OA →+λ2OB →,所以(x ,y )=λ1(3,1)+λ2(-1,3),即⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ1-λ2,y =λ1+3λ2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧λ1=y +3x10,λ2=3y -x10,又λ1+λ2=1,所以y +3x 10+3y -x10=1,即x +2y =5,所以点C 的轨迹为直线,故选A.【例5】已知M (4,0),N (1,0),若动点P 满足MN →·MP →=6|PN →|.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)设Q 是曲线C 上任意一点,求Q 到直线l :x +2y -12=0的距离的最小值.考向2 定义法求轨迹【例6】(2015·长春模拟)设圆(x +1)2+y 2=25的圆心为C ,A (1,0)是圆内一定点,Q 为圆周上任一点.线段AQ 的垂直平分线与CQ 的连线交于点M ,则M 的轨迹方程为( )A.4x 221-4y225=1 .4x 221+4y225=1 C.4x 225-4y221=1 .4x 225+4y221=1 【解析】∵M 为AQ 垂直平分线上一点,则|AM |=|MQ |,∴|MC |+|MA |=|MC |+|MQ |= |CQ |=5,故M 的轨迹为椭圆.∴a =52,c =1,则b 2=a 2-c 2=214,∴椭圆的方程为4x 225+4y221=1.【例7】(2013·高考课标全国卷Ⅰ节选)已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.【例8】(2015·山西临汾调研)在△ABC 中,|BC →|=4,△ABC 的内切圆切BC 于点D ,且|BD →|-|CD →|=22,则顶点A 的轨迹方程为________.【解析】以BC 的中点为原点,中垂线为y 轴建立如图所示的坐标系,E 、F 分别为两个切点.则|BE |=|BD |,|CD |=|CF |,|AE |=|AF |.∴|AB |-|AC |=22,∴点A 的轨迹为以B ,C 为焦点的双曲线的右支(y ≠0),且a =2,c =2,∴b =2, ∴顶点A 的轨迹方程为x 22-y 22=1(x >2).考向3 相关点法求轨迹【河北省唐山一中2015届高三上学期12月调研考试数学(理)试题】点)2,4(-P 与圆422=+y x 上任一点连线的中点的轨迹方程是( )A .22(2)(1)1x y -++= B .22(2)(1)4x y -++= C .22(4)(2)4x y ++-= D .22(2)(1)1x y ++-=【解析】设所求动点为(),x y ,圆422=+y x 上任一点()00,M x y ,则22004x y +=.因为(),x y 为)2,4(-P 和()00,M x y 的中点,所以000042422222x x x x y y y y +⎧=⎪=-⎧⎪⇒⎨⎨-+=+⎩⎪=⎪⎩,代入22004x y +=可得()()2224224x y -++=,整理可得()()22211x y -++=.即所求动点的轨迹方程是()()22211x y -++=.故A 正确.【例9】P 是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,OQ→=PF 1→+PF 2→,则动点Q 的轨迹方程是________.。
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【例 1】一动圆与圆 x2 y 2 6x 5 0 外切,同时与圆 x2 y2 6x 91 0 内切,求动圆圆心的轨迹方程,
并说明它是什么曲线 .
设椭圆方程为: x 2 a2
y2 b2
1(a b 0) ,
2a 12, a 6, c 3,b2 a2 c2 36 9 27 , 动圆圆心的轨迹方程为 x2 y 2 1 ,它表示一个焦点在 36 27
【解析】 如图所示,圆 A 的圆心为 A 1,0 ,半径 R 4 ,
y
ED
A
OB
x
C
因为 BE //AC ,所以 C EBD . 又因为 AC AD ,所以 C EDB ,
于是 EBD EDB ,所以 EB ED . 故 AE EB AE ED AD 4 为定值 .
又 AB 2 ,点 E 的轨迹是以 A , B 为焦点,长轴长为 4 的椭圆,
x 轴上的椭圆 .
II .考场精彩·真题回放
【例 2】( 2016 全国乙理 20(1))设圆 x2 y2 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 .
y1 y2
x1 x2
2
y
y1
,所以
,
x1
x1 y
即 y 2 x 1 .易知当直线 AB 不存在时,点 M 也满足此方程,所以 AB 中点轨迹方程为 y 2 x 1 .
y A
P
M
O FN
x
Q B
(2)若△ PQF 的面积是△ ABF 的面积的两倍,求 AB 中点的轨迹方程 .
所以 FQB PAR ,所以 PRA PQF (等角的余角相等),所以 AR//FQ .
(2)
设
A( x1,
y1), B( x2 ,
y2 )
,
F
1 (
,
0)
,准线为
x
2
轴交点为 N , S△ ABF
1 FN y1
y2 ,因为 S PQF
由 c 1 , a 2 ,得 b2 3 . 故点 E 的轨迹 C1 的方程为 x2 4
y2 1y 0.
3Leabharlann 【例 3】( 2016 全国丙卷 20)已知抛物线的焦点为 F ,平行于 x 轴的两条直线分别交 C 于 A , B 两点, 交 C 的
准线于 P , Q 两点 .
(1)若 F 在线段 AB 上, R 是 PQ 的中点,证明 AR∥FQ ;
2
1 , S△ PQF
2
1 PQ
2
1 y1
y2 ,设直线 AB 与 x
2
2S ABF ,所以 2 FN 1,得 xN 1 ,即 N (1,0) .设
AB 中点为 M ( x, y) ,
由 y12 2 y2
2 x1 ,得 y12 2 x2
y22
2(x1
x2) ,即
y1 x1
y2 x2
1 . 又 y1 y2