高考数学第一轮复习圆锥曲线的综合问题讲课稿
2024届高考一轮复习数学课件(新教材人教A版强基版):圆锥曲线中的综合问题全文
所以B→D=(x1-2,y1),B→E=(x2-2,y2),
则(x1-2)(x2-2)+y1y2=0,
将x1=ky1+m,x2=ky2+m代入上式得
(k2+1)y1y2+k(m-2)(y1+y2)+(m-2)2=0,
将
①
代
入
上
式
得
(k2+
1)
m2-4 k2+4
+
k(m
-
2)
-k2+2km4 +
(m
x1+x2=-8 267m,x1x2=4m227-3, y1y2=6x1x2+ 6m(x1+x2)+m2=24m2-3-2748m2+27m2, ∵O→A·O→B=0,∴x1x2+y1y2=0, 代入根与系数的关系得 m2=12,m=±2 3,满足 Δ>0, ∴直线 l 的方程为 y= 6x±2 3.
4k2+1
又直线 OP 的斜率为--12--00=12,且直线 OP 与 MQ 不重合,
所以MQ∥OP.
题型二 定点与定值
例 2 (2022·济南模拟)已知椭圆 C:ax22+by22=1(a>b>0)的左、右顶点分别为 A,B,点 P(0,2),连接 PA,PB 交椭圆 C 于点 M,N,△PAB 为直角三角 形,且|MN|=35|AB|. (1)求椭圆的标准方程;
设经过点F且斜率为k(k≠0)的直线的方程为y=kx+1,与曲线C的方 程联立得 y=kx+1, x32+y42=1, 消去 y 整理得(4+3k2)x2+6kx-9=0, Δ=36k2+4×9×(4+3k2)=144(1+k2)>0恒成立, 设M(x1,y1),N(x2,y2),
则|MN|= 1+k2|x1-x2|= 1+k2×4+Δ3k2=124+1+3kk22, x1+x2=-4+6k3k2,
高考理科第一轮复习课件(7.10圆锥曲线的综合问题)
得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0.
由于Δ>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有
8k 2 4k 2 12 x1 x 2 , x1 x 2 , 2 2 3 4k 3 4k AB
得x2+ky2-4y=0.
当k=0时,方程为x2=4y表示抛物线;
当k=1时,方程表示以(0,2)为圆心,2为半径的圆;
当k>0且k≠1时,方程表示椭圆;
当k<0时,方程表示焦点在x轴上的双曲线.
(2)当k=0时,轨迹T的方程为x2=4y.
设A(xA,yA),B(xB,yB),M(xM,yM),N(xN,yN). 由题意设直线AB的方程为y=k1x+1, 联立x2=4y有:x2-4k1x-4=0,
3 4
②是否存在点M,使得直线MQ与抛物线C相切于点M?若存在,
求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
③若点M的横坐标为 2 ,直线l: kx 与抛物线C有两个不 y
同的交点A,B,l与圆Q有两个不同的交点D,E,求当
1 ≤k≤2 2
1 4
时,|AB|2+|DE|2的最小值.
【思路点拨】(1)利用椭圆的两个顶点(a,0)与(0,b)一个在圆
(2)两大解法:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变
量无关.
②引进变量法:其解题流程为
x 2 y2 【变式训练】已知椭圆 2 2 1(a b 0) 的左焦点F1(-1, a b
0),长轴长与短轴长的比是 2 3. ∶ (1)求椭圆的方程. (2)过F1作两直线m,n交椭圆于A,B,C,D四点,若m⊥n, 求证: 1
2023年高考数学(理科)一轮复习课件——圆锥曲线的综合问题 第二课时 定值问题
索引
(2)若直线 l 交椭圆 E 于 M,N 两点,直线 OM 的斜率为 k1,直线 ON 的斜率 为 k2,且 k1k2=-19,证明:△OMN 的面积是定值,并求此定值.
证明 当直线l的斜率不存在时,
索引
答题模板
第一步 求圆锥曲线的方程 第二步 特殊情况分类讨论 第三步 联立直线和圆锥曲线的方程 第四步 应用根与系数的关系用参数表示点的坐标 第五步 根据相关条件计算推证 第六步 明确结论
索引
训练 2 (2021·大同调研)如图,在平面直角坐标系 xOy 中, 椭圆 C:xa22+by22=1(a>b>0)的左、右顶点分别为 A,B,
已知|AB|=4,且点e,345在椭圆上,其中 e 是椭圆的
离心率.
(1)求椭圆 C 的方程;
解 ∵|AB|=4,∴2a=4,即a=2. 又点e,345在椭圆上,∴ae22+1465b2=1,即1c62 +1465b2=1, 又b2+c2=a2=4,联立方程解得b2=3, ∴椭圆 C 的方程为x42+y32=1.
(1)求动点 M 的轨迹 E 的方程;
[规范解答]
解 设M(x,y),P(x0,y0), 由(1- 3)O→Q=O→P- 3O→M, 得O→Q-O→P= 3O→Q- 3O→M, 即P→Q= 3M→Q,2 分
索引
∴xy00==x,3y,又点 P(x0,y0)在圆 O:x2+y2=6 上, ∴x20+y20=6,∴x2+3y2=6, ∴轨迹 E 的方程为x62+y22=1.4 分
索引
感悟提升
解此类题的要点有两个:一是计算面积,二是恒等变形.如本题,要求△OMN 的面积,则需要计算弦长|MN|和原点 O 到直线 l 的距离 d,然后由面积公式 表达出 S△OMN(如果是其他凸多边形,一般需要分割成三角形分别求解),再 将由已知得到的变量之间的等量关系代入面积关系式中,进行恒等变形, 即得 S△OMN 为定值23.
2023版高考数学一轮总复习:高考中圆锥曲线解答题的提分策略课件文
提
分
策 2.求解圆锥曲线问题的策略
略
在具体求解时,可将整个解题过程分成以下三步:
4 2
2
4
2 22
同理得抛物线在点B处的切线方程为y= x- ,
2
4
1
12
1 +2
= − ,
=
=
2,
2
4
2
由൞
得ቐ
即P(2k,-b).
1 2
2
22
=
= −,
= − ,
4
2
4
|2 2+2|
设点P到直线AB的距离为d,则d=
,
2
1
所以S△PAB= |AB|·d=4
3 3
3 3
(9分)
若直线MN与x轴垂直,可得N(x1,-y1).由·=0得(x1-2)(x1-2)+(y11)·(-y1-1)=0.
12 12
2
2
又 + =1,可得31 -8x1+4=0.解得x1=2(舍去),或x1= .
6 3
3
2 1
此时直线MN过点P( ,- ).
3 3
(10分)
|DQ|为定值.
思维导引 (1)
给什么
得什么
求什么
想什么
求C的方程,需求出a2,b2.
(2)
给什么
得什么
求什么
想什么
缺什么
找什么
证明存在定点Q,使得|DQ|为定值,由于Q未知,D是动点,直接求解难度大,因此想到转化
为求其他更易求的定值,与|DQ|建立联系即可.
已知定点A(2,1),直线MN过定点P,将|DQ|与|AP|建立联系即可.
高考数学一轮教案(圆锥曲线的综合问题)
高考数学一轮教案(圆锥曲线的综合问题)§9.8圆锥曲线的综合问题★ 知识分类★1.直线与圆锥曲线c的位置关系:通过将线l的方程代入曲线C的方程,并消除y或X,我们得到了方程AX2+BX+C=0(1)交点个数:① 当a=0或a≠ 0,s=0,曲线和直线之间只有一个交点;② 当≠ 0且s>0时,曲线与直线有两个交点;③ 当s<0时,曲线和直线之间没有交点。
(2)弦长公式:|ab|?1?k2?|x2?x1|?1?k2?(x1?x2)2?4x1?x22.对称问题:曲线上的两点与已知直线对称:① 曲线上两点的直线垂直于已知的直线(获得斜率);② 曲线上两点的直线和曲线有两个公共点(s>0);③ 曲线上两点的中点在对称直线上。
3.求出运动点的轨迹方程:①轨迹类型已确定的,一般用待定系数法;②动点满足的条件在题目中有明确的表述且轨迹类型未知的,一般用直接法;③一动点随另一动点的变化而变化,一般用代入转移法。
★ 重点难点突破★重点:掌握直线与圆锥曲线的位置关系的判断方法及弦长公式;掌握弦中点轨迹的求法;理解和掌握求曲线方程的方法与步骤,能利用方程求圆锥曲线的有关范围与最值难点:轨迹方程的求法及圆锥曲线的有关范围与最值问题重点和难点:综合运用方程、函数、不等式和轨迹知识解决相关问题1.体验解题时“设而不求”的简化运算功能①求弦长时用韦达定理设而不求;②弦中点问题用“点差法”设而不求.2.体验数学思维方法(主要是方程思维、变换思维、数形结合)在问题解决中的应用x2y2??1的左焦点,点a(1,1),动点p在椭圆上,则|pa|?|pf问题1:已知点f1为椭圆1|的最小值95为.刻度盘:将F2设置为椭圆的右焦点,使用定义将|Pf1 |转换为|PF2 |并组合图形,|pa|?|pf1|?6?|pa|?|pf2|,当p、a、f2共线时最小,最小值为6-2★ 热门考点问题类型分析★考点1直线与圆锥曲线的位置关系题型1:交点个数问题[示例1]让抛物线y2=8x的准直与点Q处的x轴相交。
2025年新人教版高考数学一轮复习讲义 第八章 §8.11 圆锥曲线中求值与证明问题
(2)记C的左、右顶点分别为A1,A2,过点(-4,0)的直线与C的左支交于M, N两点,M在第二象限,直线MA1与NA2交于点P.证明:点P在定直线上.
由(1)可得A1(-2,0),A2(2,0), 设M(x1,y1),N(x2,y2), 显然直线MN的斜率不为0, 设直线 MN 的方程为 x=my-4,且-12<m<12, 与x42-1y62 =1 联立可得(4m2-1)y2-32my+48=0,
a=2,
⇒b=1, c= 3,
∴椭圆 C 的方程为y42+x2=1.
(2)若点P为椭圆C上的动点,且在第一象限运动,直线AP的斜率为k,
且与y轴交于点M,过点M与AP垂直的直线交x轴于点N,若直线PN的 斜率为-25k ,求k值.
由题意知A(-1,0),kAP=k,
则直线lAP:y=k(x+1),∴M(0,k),
1234
若以AB为直径的圆经过坐标原点, 则O→A·O→B=0,即 xAxB+yAyB=1-3-2 a2=0, 所以a=±1,满足要求.
1234
2.(2023·宁德模拟)若
A-1,-
22,B1,
22,C(0,1),D
23,21四点中
恰有三点在椭圆 T:ax22+by22=1(a>b>0)上.
(1)求椭圆T的方程;
1234
由于
A-1,-
22,B1,
22两点关于原点对称,必在椭圆上,
则a12+21b2=1,且43a2+41b2<1,
∴C(0,1)必在椭圆上,
即有b12=1,则 b=1,a2=2, ∴椭圆 T 的方程为x22+y2=1.
1234
(2)动直线y=
2 2x
高三数学一轮复习 第8篇 第6节 圆锥曲线的综合问题课件 理
故双曲线的实轴长为 2a=4.故选 C.
(2)椭圆 x2 + y 2 =1 的焦点坐标为 F1(- 7 ,0),F2( 7 ,0),离心率为 e= 7 .
16 9
4
由于双曲线 x2 - y 2 =1 与椭圆 x2 + y 2 =1 有相同的焦点,
a2 b2
16 9
因此 a2+b2=7.
又双曲线的离心率 e= a2 b2 = 7 ,所以 7 = 2 7 ,
夯基固本
考点突破
规范答题
线和圆锥曲线的位置关系 已知直线 l:ax+by+c=0,圆锥曲线 M:f(x,y)=0.
联立方程组
ax
f
(
x,
by y)
c 0,
0,
消去
y,整理得
Ax2+Bx+C=0.
(1)若 A=0 且 B≠0,则直线 l 和圆锥曲线 M 只有一个公共点.
(2)已知双曲线 x2 - y 2 =1(a>0,b>0)和椭圆 x2 + y 2 =1 有相同的焦点,且双
a2 b2
16 9
曲线的离心率是椭圆离心率的两倍,则双曲线的方程为
.
解析:(1)设双曲线方程为 x2-y2=a2(a>0),
由抛物线的准线方程为 x=-4, 代入上式得 y2=16-a2. ∴16-a2=12,∴a2=4,a=2,
又∵c=1,∴a2=5,∴椭圆的方程为 x2 + y 2 =1.
答案: x2 + y 2 =1
54
54
考点突破
剖典例 找规律
考点一 圆锥曲线间的综合问题
【例 1】 (1)等轴双曲线 C 的中心在原点,焦点在 x 轴上,C 与抛物线 y2=16x
2023届高三数学一轮复习专题 直线与圆锥曲线的综合运用 讲义 (解析版)
直线与圆锥曲线的综合运用一、知识梳理1.直线与圆锥曲线的位置关系的判断将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去一个变量得到关于x(或y)的一元方程:ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0).(1)若a≠0,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有①Δ>0①直线与圆锥曲线相交;①Δ=0①直线与圆锥曲线相切;①Δ<0①直线与圆锥曲线相离.(2)若a=0,b≠0,即得到一个一元一次方程,则直线l与圆锥曲线E相交,且只有一个交点.①若E为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;①若E为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.2.圆锥曲线的弦长设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则AB=1+k2|x2-x1|=1+1k2|y2-y1|.3.过一点的直线与圆锥曲线的位置关系(1)过椭圆外一点总有两条直线与椭圆相切;过椭圆上一点有且只有一条直线与椭圆相切;过椭圆内一点的直线与椭圆相交.(2)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条与对称轴平行或重合的直线;过抛物线上一点总有两条直线与抛物线有且只有一个公共点:一条切线和一条与对称轴平行或重合的直线;过抛物线内一点只有一条直线与抛物线有且只有一个公共点:一条与对称轴平行或重合的直线.(3)过双曲线外不在渐近线上的一点总有四条直线与双曲线有且只有一个交点:两条切线和两条与渐近线平行的直线;过双曲线上条直线与双曲线有且只有一个交点:一条切线和两条与渐近线平行的直线; 过双曲线内一点总有两条直线与双曲线有且只有一个交点:两条与渐近线平行的直线.二、课前预习1.若直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1总有公共点,则m 的取值范围是____.2.斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为____.3.直线mx +ny =4与①O :x 2+y 2=4没有交点,则过点P (m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数是____个.4.已知A 1,A 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右顶点,P 是椭圆C 上异于A 1,A 2的任意一点,若直线P A 1,P A 2的斜率的乘积为-49,则椭圆C 的离心率为____.5.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点)23,1(P ,离心率为12.(1) 求椭圆C 的方程. (2) 若斜率为32的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,试探究OA 2+OB 2是否为定值?若为定值,求出此定值;若不是定值,请说明理由.三、典型例题题型一. 直线与圆锥曲线的位置关系例1已知直线l :y =2x +m ,椭圆C :x 24+y 22=1.试问当m 取何值时,直线l 与椭圆C :(1)有两个不重合的公共点; (2)有且只有一个公共点; (3)没有公共点.变式 在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-1,0),且点P (0,1)在C 1上. (1)求椭圆C 1的方程;(2)设直线l 同时与椭圆C 1和抛物线C 2:y 2=4x 相切,求直线l 的方程.例2 如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知焦点在x 轴上,离心率为12的椭圆E 的左顶点为A ,点A 到右准线的距离为6. (1)求椭圆E 的标准方程; (2)过点A 且斜率为32的直线与椭圆E 交于点B ,过点B 与右焦点F 的直线交椭圆E 于M 点,求M 点的坐标.题型二 弦长问题例3 如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) 的离心率e =22,右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F 的直线交椭圆于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点P ,C ,若PC =2AB ,求直线AB 的方程.变式 如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,过椭圆右焦点F 作两条互相垂直的弦AB 与CD .当直线AB 斜率为0时,AB =4. (1)求椭圆的方程;(2)若|AB |+|CD |=487,求直线AB 的方程.BAOxy lP C题型三 定点问题例4 如图,在平面直角坐标系xOy中,离心率为2的椭圆:C 22221(0)x y a b a b+=>>的左顶点为A ,过原点O 的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C 交于,P Q 两点,直线,PA QA 分别与y 轴交于,M N 两点.若直线PQ斜率为2时,PQ = (1)求椭圆C 的标准方程;(2)试问以MN 为直径的圆是否经过定点(与直线PQ 的斜率无关)?请证明你的结论.例5 已知椭圆C :x 2a 2+y 2=1(a >1)的上顶点为A ,右焦点为F ,直线AF 与圆M :x 2+y 2-6x -2y +7=0相切.(1)求椭圆C 的方程;(2)若不过点A 的动直线l 与椭圆C 相交于P 、Q 两点,且AP →·AQ →=0,求证:直线l 过定点,并求出该定点N 的坐标.变式1 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),四点1P (1,1),2P (0,1),)23,1(3 P ,)23,1(4P 中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为-1,证明:l 过定点.变式2 如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,椭圆上动点P 到一个焦点的距离的最小值为3(2-1).(1) 求椭圆C 的标准方程;(2) 已知过点M (0,-1)的动直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,试判断以线段AB 为直径的圆是否恒过定点,并说明理由.题型四 定值问题例6 已知椭圆)(:012222>>=+b a by a x C 的离心率为23,且过点),(12-P .(1)求椭圆C 的方程;(2)设点Q 在椭圆C 上,且PQ 与x 轴平行,过P 点作两条直线分别交椭圆C 于),(11y x A),(22y x B 两点,若直线PQ 平分APB ∠,求证:直线AB 的斜率是定值,并求出这个定值.变式 在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的焦距为2,离心率为22,椭圆的右顶点为A . (1)求该椭圆的方程;(2)过点(2,2)D -作直线PQ 交椭圆于两个不同点,P Q ,求证:直线,AP AQ 的斜 率之和为定值.例7 如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆22221x y a b+=(0)a b >>,焦点到相应准线的距离为1. (1)求椭圆的标准方程;(2)若P 为椭圆上的一点,过点O 作OP 的垂线交直线y =于点Q ,求2211OP OQ +的值.变式在平面直角坐标系xOy 中,已知圆222:O x y b +=经过椭圆222:14x y E b +=(02)b <<的焦点.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设直线:l y kx m =+交椭圆E 于,P Q 两点,T 为弦PQ 的中点,(1,0),(1,0)M N -,记直线,TM TN 的斜率分别为12,k k ,当22221m k -=时,求12k k ⋅的值.题型五 最值、范围问题例8 已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F (-1,0),左准线方程为x =-2.(1) 求椭圆C 的标准方程;(2) 若椭圆C 上有A ,B 两点,满足OA ①OB (O 为坐标原点),求①AOB 面积的取值范围.例9 如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左顶点为A ,点B 是椭圆C 上异于左、右顶点的任一点,P 是AB 的中点,过点B 且与AB 垂直的直线与直线OP 交于点Q ,已知椭圆C 的离心率为12,点A 到右准线的距离为6。
2024届高考一轮复习数学课件(新人教B版):圆锥曲线中探索性与综合性问题
(2)在抛物线E上任取与原点不重合的点A,过A作抛物线E的切线交x轴 于点B,点A在直线x=-1上的射影为点C,试判断四边形ACBF的形状, 并说明理由.
1234
设A(x0,y0),则过A作抛物线E的切线为y-y0=k(x-x0), 即 x=y-k y0+x0, 代入 y2=4x,整理得 ky2-4y+4y0-ky20=0, 因为此直线与抛物线相切,所以 Δ=4(4-4ky0+k2y20)=0, 即(ky0-2)2=0,解得 k=y20, 所以过 A 的切线为 y-y0=y20(x-x0),
=kx-p2, 联立抛物线方程得 k2x2-(k2p+2p)x+k24p2=0,
Δ=(k2p+2p)2-k4p2>0, 设 A(x1,y1),B(x2,y2),x1+x2=k2pk+2 2p=2kp2 +p, 此时|AB|=x1+x2+p=2kp2 +2p>2p,
显然当直线AB的斜率不存在时,|AB|的值最小, 即2p=4,解得p=2, ∴抛物线E:y2=4x.
第八章 直线和圆、圆锥曲线
§8.13 圆锥曲线中探索性 与综合性问题
题型一 探索性问题
例 1 (2023·南通模拟)已知双曲线 C:ax22-by22=1(a>0,b>0)的离心率为 2,
且过点
315,
2.
(1)求双曲线C的标准方程;
依题意ac=2, 35a2-b22=1,
结合 c2=a2+b2,
所以抛物线C的标准方程为x2=4y.
(2)不过点M的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若直线MA,MB的斜率 之积为-2,试判断直线l能否与圆(x-2)2+(y-m)2=80相切?若能,求 此时直线l的方程;若不能,请说明理由.
2023年高考数学(文科)一轮复习讲义——圆锥曲线的综合问题 第一课时 定点问题
第一课时 定点问题题型一 直线过定点问题例1 (2020·全国Ⅰ卷)已知A ,B 分别为椭圆E :x 2a 2+y 2=1(a >1)的左、右顶点,G 为E 的上顶点,AG →·GB →=8,P 为直线x =6上的动点,P A 与E 的另一交点为C ,PB 与E 的另一交点为D . (1)求E 的方程;(2)证明:直线CD 过定点.(1)解 由题设得A (-a ,0),B (a ,0),G (0,1). 则AG→=(a ,1),GB →=(a ,-1). 由AG →·GB →=8,得a 2-1=8, 解得a =3或a =-3(舍去). 所以椭圆E 的方程为x 29+y 2=1.(2)证明 设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),P (6,t ).若t ≠0,设直线CD 的方程为x =my +n ,由题意可知-3<n <3. 易知直线P A 的方程为y =t9(x +3), 所以y 1=t9(x 1+3).易知直线PB 的方程为y =t3(x -3), 所以y 2=t3(x 2-3).可得3y 1(x 2-3)=y 2(x 1+3).① 由于x 229+y 22=1, 故y 22=-(x 2+3)(x 2-3)9,②由①②可得27y 1y 2=-(x 1+3)(x 2+3), 结合x =my +n ,得(27+m 2)y 1y 2+m (n +3)(y 1+y 2)+(n +3)2=0.③ 将x =my +n 代入x 29+y 2=1, 得(m 2+9)y 2+2mny +n 2-9=0. 所以y 1+y 2=-2mnm 2+9,y 1y 2=n 2-9m 2+9.代入③式,得(27+m 2)(n 2-9)-2m (n +3)mn +(n +3)2(m 2+9)=0. 解得n =-3(舍去)或n =32. 故直线CD 的方程为x =my +32, 即直线CD 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0.若t =0,则直线CD 的方程为y =0,过点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0.综上,直线CD 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0.感悟提升 圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.训练1 已知点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上一点,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,|PF 1|+|PF 2|=4. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线l 不经过P 点且与椭圆C 相交于A ,B 两点.若直线P A 与直线PB 的斜率之和为1,问:直线l 是否过定点?证明你的结论. 解 (1)由|PF 1|+|PF 2|=4,得a =2, 又P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32在椭圆上,代入椭圆方程有1a 2+94b 2=1,解得b =3,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1. (2)当直线l 的斜率不存在时, 设A (x 1,y 1),B (x 1,-y 1),k 1+k 2=y 1-32-y 1-32x 1+1=1,解得x 1=-4,与椭圆无交点,不符合题意;当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,3x 2+4y 2-12=0,整理得(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0, x 1+x 2=-8km3+4k 2,x 1x 2=4m 2-123+4k 2, Δ=48(4k 2-m 2+3)>0. 由k 1+k 2=1,整理得(2k -1)x 1x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫k +m -52(x 1+x 2)+2m -4=0,即(m -4k )(2m -2k -3)=0.当m =k +32时,此时,直线l 过P 点,不符合题意;当m =4k 时,Δ=4k 2-m 2+3>0有解,此时直线l :y =k (x +4)过定点(-4,0).题型二 圆过定点问题例2 (2021·湖南三湘名校联考)已知椭圆C :y 2a 2+x 2b 2=1(a >b ≥1)的离心率为22,它的上焦点到直线bx +2ay -2=0的距离为23. (1)求椭圆C 的方程;(2)过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,0的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,试探究以线段AB 为直径的圆是否过定点.若过,求出定点坐标;若不过,请说明理由. 解 (1)由题意得,e =c a =22. 又a 2=b 2+c 2, 所以a =2b ,c =b . 又|2ac -2|4a 2+b 2=23,a >b ≥1,所以b 2=1,a 2=2, 故椭圆C 的方程为y 22+x 2=1.(2)当AB ⊥x 轴时,以线段AB 为直径的圆的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -132+y 2=169.当AB ⊥y 轴时,以线段AB 为直径的圆的方程为x 2+y 2=1. 可得两圆交点为Q (-1,0).由此可知,若以线段AB 为直径的圆过定点,则该定点为Q (-1,0). 下证Q (-1,0)符合题意. 设直线l 的斜率存在,且不为0, 其方程设为y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13,代入y 22+x 2=1,并整理得(k 2+2)x 2-23k 2x +19k 2-2=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 23(k 2+2),x 1x 2=k 2-189(k 2+2), 所以QA →·QB →=(x 1+1)(x 2+1)+y 1y 2=x 1x 2+x 1+x 2+1+k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-13⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-13 =(1+k 2)x 1x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13k 2(x 1+x 2)+1+19k 2=(1+k 2)·k 2-189(k 2+2)+⎝⎛⎭⎪⎫1-13k 2·2k 23(k 2+2)+1+19k 2 =0.故QA→⊥QB →,即Q (-1,0)在以线段AB 为直径的圆上.综上,以线段AB 为直径的圆恒过定点(-1,0).感悟提升 1.定点问题,先猜后证,可先考虑运动图形是否有对称性及特殊(或极端)位置猜想,如直线的水平位置、竖直位置,即k =0或k 不存在时.2.圆过定点问题,一般从圆的直径所对的圆心角为直角入手,利用垂直关系找到突破口,从而解决问题.训练2 (2022·江西红色七校联考)已知椭圆C :y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为2 2. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点S ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0的动直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点T ,使得无论直线l 如何转动,以AB 为直径的圆恒过点T ?若存在,求出点T 的坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)由椭圆的定义可得2a =22, 则a =2,∵椭圆C 的离心率e =c a =22, ∴c =1,则b =a 2-c 2=1,∴椭圆C 的标准方程为y 22+x 2=1.(2)当直线l 不与x 轴重合时,设直线l 的方程为x =my -13,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),T (t ,0),由⎩⎪⎨⎪⎧x =my -13,y 22+x 2=1消去x 并整理,得(18m 2+9)y 2-12my -16=0,Δ=144m 2+64(18m 2+9)=144(9m 2+4)>0恒成立, 则y 1+y 2=12m 18m 2+9=4m 6m 2+3,y 1y 2=-1618m 2+9. 由于以AB 为直径的圆恒过点T , 则TA ⊥TB ,TA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫my 1-t -13,y 1,TB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫my 2-t -13,y 2,则TA →·TB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫my 1-t -13⎝ ⎛⎭⎪⎫my 2-t -13+y 1y 2 =(m 2+1)y 1y 2-m ⎝ ⎛⎭⎪⎫t +13(y 1+y 2)+⎝ ⎛⎭⎪⎫t +132=-16(m 2+1)-m ⎝ ⎛⎭⎪⎫t +13×12m18m 2+9+⎝ ⎛⎭⎪⎫t +132 =⎝ ⎛⎭⎪⎫t +132-(12t +20)m 2+1618m 2+9=0, ∵点T 为定点,∴t 为定值,与m 无关, ∴12t +2018=169,解得t =1,此时TA →·TB→=⎝ ⎛⎭⎪⎫432-169=0,符合题意. 当直线l 与x 轴重合时,AB 为椭圆C 的短轴,易知以AB 为直径的圆过点(1,0). 综上所述,存在定点T (1,0),使得无论直线l 如何转动,以AB 为直径的圆恒过定点T .圆锥曲线中的“伴侣点”问题在圆锥曲线的很多性质中,常常出现一对活跃的点A (m ,0)和B ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2m ,0,这一对点总是同时出现在圆锥曲线的对称轴上,形影不离,相伴而行,我们把这对特殊的点形象地称作圆锥曲线的“伴侣点”.圆锥曲线的“伴侣点”在我们研究圆锥曲线的性质中具有重要的地位,蕴涵着圆锥曲线许多有趣的性质. 例 已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),设A (m ,0)和B ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2m ,0(0<m <a )是x 轴上的两点,过点A 作斜率不为0的直线l ,使得l 交双曲线于C ,D 两点,作直线BC 交双曲线于另一点E .证明:直线DE 垂直于x 轴. 证明 设点C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),E (x 3,y 3), 则直线l 的方程为y =y 1x 1-m(x -m ). 把直线l 的方程代入双曲线方程,整理得(b 2x 21-a 2y 21-2b 2mx 1+b 2m 2)x 2+2a 2my 21x -a 2y 21m 2-a 2b 2(x 1-m )2=0, 由b 2x 21-a 2y 21=a 2b 2(点C 在双曲线上),上面方程可化简为(a 2b 2-2b 2mx 1+b 2m 2)x 2+2a 2my 21x -a 2[(y 21+b 2)m 2+b 2x 21-2b 2mx 1]=0, 又因为b 2x 21-a 2y 21=a 2b 2, 所以a 2(y 21+b 2)=b 2x 21,代入上式,方程又可化简为(a 2b 2-2b 2mx 1+b 2m 2)x 2+2a 2my 21x -b 2x 21m 2-a 2b 2x 21+2a 2b 2mx 1=0,由已知,显然a 2b 2-2b 2mx 1+b 2m 2≠0,于是x 1x 2=-x 21m 2+a 2x 21-2a 2mx 1a 2-2mx 1+m 2,因为x 1≠0,得x 2=-x 1m 2+a 2x 1-2a 2ma 2-2mx 1+m 2(*) 同理,直线BC 的方程为y =y 1x 1-a 2m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 2m , 所以只要把(*)中m 换成a 2m,就可以得到x 3=-x 1⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2m 2+a 2x 1-2a 2a 2m a 2-2a 2m x 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2m 2=-x 1m 2+a 2x 1-2a 2m a 2-2mx 1+m 2, 所以x 2=x 3,故直线DE 垂直于x 轴.1.已知抛物线C 的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点A (1,2)为抛物线C 上一点. (1)求抛物线C 的方程;(2)若点B (1,-2)在抛物线C 上,过点B 作抛物线C 的两条弦BP 与BQ ,如k BP ·k BQ =-2,求证:直线PQ 过定点.(1)解 若抛物线的焦点在x 轴上,设抛物线方程为y 2=ax ,代入点A (1,2),可得a =4,所以抛物线方程为y 2=4x .若抛物线的焦点在y 轴上,设抛物线方程为x 2=my ,代入点A (1,2),可得m =12,所以抛物线方程为x 2=12y .综上所述,抛物线C 的方程是y 2=4x 或x 2=12y .(2)证明 因为点B (1,-2)在抛物线C 上,所以由(1)可得抛物线C 的方程是y 2=4x .易知直线BP ,BQ 的斜率均存在,设直线BP 的方程为y +2=k (x -1),将直线BP 的方程代入y 2=4x ,消去y ,得 k 2x 2-(2k 2+4k +4)x +(k +2)2=0.设P (x 1,y 1),则x 1=(k +2)2k 2,所以P ⎝⎛⎭⎪⎫(k +2)2k 2,2k +4k . 用-2k 替换点P 坐标中的k ,可得Q ((k -1)2,2-2k ),从而直线PQ 的斜率为2k +4k -2+2k(k +2)2k 2-(k -1)2=2k 3+4k-k 4+2k 3+4k +4=2k-k 2+2k +2,故直线PQ 的方程是 y -2+2k =2k -k 2+2k +2·[x -(k -1)2]. 在上述方程中,令x =3,解得y =2, 所以直线PQ 恒过定点(3,2).2.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-3,0),F 2(3,0),且经过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,12.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点B (4,0)作一条斜率不为0的直线l 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,记点P 关于x 轴对称的点为P ′.证明:直线P ′Q 经过x 轴上一定点D ,并求出定点D 的坐标.(1)解 由椭圆的定义,可知 2a =|AF 1|+|AF 2|=(23)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+12=4.解得a =2.又b 2=a 2-(3)2=1.∴椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1. (2)证明 由题意,设直线l 的方程为 x =my +4(m ≠0).设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则P ′(x 1,-y 1).由⎩⎨⎧x =my +4,x 24+y 2=1,消去x ,可得(m 2+4)y 2+8my +12=0. ∵Δ=16(m 2-12)>0,∴m 2>12. ∴y 1+y 2=-8mm 2+4,y 1y 2=12m 2+4.∵k P ′Q =y 2+y 1x 2-x 1=y 2+y 1m (y 2-y 1).∴直线P ′Q 的方程为 y +y 1=y 2+y 1m (y 2-y 1)(x -x 1).令y =0,可得x =m (y 2-y 1)y 1y 1+y 2+my 1+4.∴x =2my 1y 2y 1+y 2+4=2m ·12m 2+4-8m m 2+4+4=24m-8m+4=1.∴D (1,0).∴直线P ′Q 经过x 轴上定点D ,其坐标为(1,0).3.如图,已知直线l :y =kx +1(k >0)关于直线y =x +1对称的直线为l 1,直线l ,l 1与椭圆E :x 24+y 2=1分别交于点A ,M 和A ,N ,记直线l 1的斜率为k 1.(1)求kk 1的值;(2)当k 变化时,求证:直线MN 恒过定点,并求出该定点的坐标.(1)解 设直线l 上任意一点P (x ,y )关于直线y =x +1对称的点为P 0(x 0,y 0), 直线l 与直线l 1的交点为(0,1),所以l :y =kx +1,l 1:y =k 1x +1,k =y -1x ,k 1=y 0-1x 0, 由y +y 02=x +x 02+1,得y +y 0=x +x 0+2,①由y -y 0x -x 0=-1,得y -y 0=x 0-x ,②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧y =x 0+1,y 0=x +1,所以kk 1=yy 0-(y +y 0)+1xx 0=(x +1)(x 0+1)-(x +x 0+2)+1xx 0=1. (2)证明 由⎩⎨⎧y =kx +1,x 24+y 2=1,得 (4k 2+1)x 2+8kx =0,设M (x M ,y M ),N (x N ,y N ),所以x M =-8k 4k 2+1,所以y M =1-4k 24k 2+1.同理可得x N =-8k 14k 21+1=-8k4+k 2,y N =1-4k 214k 21+1=k 2-44+k 2. k MN =y M -y N x M -x N =1-4k 24k 2+1-k 2-44+k 2-8k 4k 2+1--8k4+k 2 =8-8k 48k (3k 2-3)=-k 2+13k , 直线MN :y -y M =k MN (x -x M ),即y -1-4k 24k 2+1=-k 2+13k ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x --8k 4k 2+1, 即y =-k 2+13k x -8(k 2+1)3(4k 2+1)+1-4k 24k 2+1=-k 2+13k x -53.所以当k 变化时,直线MN 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-53. 4.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别是双曲线C 2:x 2m 2-y 2=1的左、右焦点,且C 1与C 2相交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫233,33. (1)求椭圆C 1的标准方程;(2)设直线l :y =kx -13与椭圆C 1交于A ,B 两点,以线段AB 为直径的圆是否恒过定点?若恒过定点,求出该定点;若不恒过定点,请说明理由.解 (1)将⎝ ⎛⎭⎪⎫233,33代入x 2m 2-y 2=1,解得m 2=1, ∴a 2=m 2+1=2,将⎝ ⎛⎭⎪⎫233,33代入x 22+y 2b 2=1,解得b 2=1,∴椭圆C 1的标准方程为x 22+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -13,x 22+y 2=1,整理得(9+18k 2)x 2-12kx -16=0, ∴x 1+x 2=12k 9+18k 2,x 1x 2=-169+18k 2, Δ=144k 2+64(9+18k 2)>0.由对称性可知,以AB 为直径的圆若恒过定点,则定点必在y 轴上. 设定点为M (0,y 0),则MA →=(x 1,y 1-y 0),MB →=(x 2,y 2-y 0) MA →·MB →=x 1x 2+(y 1-y 0)(y 2-y 0) =x 1x 2+y 1y 2-y 0(y 1+y 2)+y 20=x 1x 2+k 2x 1x 2-k 3(x 1+x 2)-y 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤k (x 1+x 2)-23+19+y 20 =(1+k 2)x 1x 2-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+y 0(x 1+x 2)+y 20+23y 0+19 =18(y 20-1)k 2+9y 20+6y 0-159+18k 2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 20-1=0,9y 20+6y 0-15=0,解得y 0=1, ∴M (0,1),∴以线段AB 为直径的圆恒过定点(0,1).。
高考一轮复习必备—圆锥曲线讲义全
高考一轮复习必备—圆锥曲线讲义全-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANⅠ复习提问一、直线l 与圆锥曲线C 的位置关系的判断判断直线l 与圆锥曲线C 的位置关系时,通常将直线l 的方程0Ax By C ++=(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程F (x ,y )=0,消去y (也可以消去x )得到关于一个变量的一元二次方程,即联立(,)0Ax By C F x y ++=⎧⎨=⎩消去y 后得20ax bx c ++= (1)当0a =时,即得到一个一元一次方程,则l 与C 相交,有且只有一个交点,此时,若C 为双曲线,则直线l 与双曲线的渐近线平行;若C 为抛物线,则直线l 抛物线的对称轴平行。
(2)当0a ≠时,0∆>,直线l 与曲线C 有两个不同的交点;0∆=,直线l 与曲线C 相切,即有唯一公共点(切点);0∆<,直线l 与曲线C 相离。
二、圆锥曲线的弦长公式相交弦AB的弦长1212AB AB AB x y y ⎧⎪=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=-==-⎪⎪⎩三、中点弦所在直线的斜率(1)若椭圆方程为22221(0)x y a b a b +=>>时,以P 00(x ,y )为中点的弦所在直线斜率202(0)b k y a =-≠00x y ,即22op b k k a =-;若椭圆方程为22221(0)y x a b a b +=>>时,相应结论为202(0)a k y b =-≠0x y ,即22op a k k b =-;(2)P 00(x ,y )是双曲线22221x y a b -=内部一点,以P 为中点的弦所在直线斜率202(0)b k y a =≠0x y ,即22op b k k a =; 若双曲线方程为22221y x a b -=时,相应结论为202(0)a k y b =≠0x y ,即22op a k k b =;(3))P 00(x ,y )是抛物线22y px =内部一点,以P 为中点的弦所在直线斜率0(0)pk y =≠0y ;若方程为22x py =时,相应结论为k p=0x 。
高考数学一轮复习讲义圆锥曲线综合应用
(1)Q 为 AB 的垂直平分线与直线 y=-5 的交点.所以联立方 程,解方程组是解决此问题的重要思想方法.(2)建立△OPQ 的面积的函数表达式、注意函数的定义域.
批阅笔记
(1)主要考查直线、抛物线、两点间距离、函数单调性等知识, 考查抽象思维能力及数形结合的数学思想.(2)S△OPQ 的函数解 析式不能正确表达,是本题的一个重要失分点.(3)忽视对函 数定义域的限定.
探究提高
(1)待定系数法求曲线方程是一种重要的方法,要结合题目特 点,灵活运用;(2)在研究探索性问题时,通常是以存在入 手.本题研究的是是否存在等腰三角形 F1PQ,所以要对两 等边进行讨论.
变式训练 2
已知直线 x-2y+2=0 经过椭圆 C:xa22+by22= 1 (a>b>0)的左顶点 A 和上顶点 D,椭圆 C 的 右顶点为 B,点 S 是椭圆 C 上位于 x 轴上方 的动点,直线 AS,BS 与直线 l:x=130分别交 于 M,N 两点. (1)求椭圆 C 的方程; (2)求线段 MN 的长度的最小值; (3)当线段 MN 的长度最小时,椭圆 C 上是否存在这样的点 T, 使得△TSB 的面积为15?若存在,确定点 T 的个数,若不存 在,说明理由.
意结合图形列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过
解不等式(组)得出参数的变化范围;(2)转化为求函数的
值域.把所讨论的参数作为一个变量,另一个适当的参
数作为自变量来表示这个变量,从而建立函数关系,再
通过讨论函数的值域求出参数的变化范围.
求圆锥曲线的方程、离心率
例 1 已知中心在原点、焦点在坐标轴上的椭圆经过点 M1,43 2,N-3 2 2, 2. (1)求椭圆的离心率;
思想与方法
2025届高中数学一轮复习《圆锥曲线最值与范围问题》ppt
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圆锥曲线中最值的求法 (1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来 解决,这就是几何法. (2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立起目标函 数,再求这个函数的最值,求函数最值的常用方法有配方法、判别式法、基本不等式法及单 调性法等.
5-82=2.
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高考一轮总复习•数学
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圆锥曲线中取值范围问题的五种常用解法 (1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围. (2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解决这类问题的核心是建立两个参数之间 的等量关系. (3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围. (4)利用已知的不等关系构造不等式,从而求出参数的取值范围. (5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数 的取值范围.
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即 16y20<(x0-4)2. 因为x420+y20=1,所以y02x-02 1=-14, 所以 5x20-8x0>0,解得 x0>85或 x0<0. 因为 0<x0≤2,所以85<x0≤2, 所以 EF=2 r2-d2=2 x40-12-4xy002=2 5-x80≤2 所以该圆被 x 轴截得的弦长|EF|的最大值为 2.
所以|AB|= 1+14 x1+x22-4x1x2= 解得 p=2(负值舍去).
1+14 8p-22-4=4 15,
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(2)由题知,直线 MN 的斜率不为 0,设直线 MN 的方程为 x=my+b,由(1)知,抛物线
C 的方程
2025年新人教版高考数学一轮复习讲义 第八章 §8.13 圆锥曲线中定点与定值问题
2025年新人教版高考数学一轮复习讲义第八章§8.13 圆锥曲线中定点与定值问题题型一 定点问题(1)求C的方程;(2)过点(-2,3)的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M,N,证明:线段MN的中点为定点.由题意可知,直线PQ的斜率存在,如图,设B(-2,3),直线PQ:y=k(x+2)+3,P(x1,y1),Q(x2,y2),消去y得(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16(k2+3k)=0,则Δ=64k2(2k+3)2-64(4k2+9)(k2+3k)=-1 728k>0,解得k<0,所以线段MN的中点是定点(0,3).思维升华求解直线或曲线过定点问题的基本思路(1)把直线或曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.(2)由直线方程确定其过定点时,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).跟踪训练1 (2024·郑州质检)已知椭圆C:=1(a>b>0)的上顶点和两焦点构成的三角形为等腰直角三角形,且面积为2,点M为椭圆C的右顶点.(1)求椭圆C的方程;又a2=b2+c2,则a=2,(2)若经过点P(t,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点,实数t取何值时以AB 为直径的圆恒过点M ?由(1)知M(2,0),若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=t(-2<t<2),若直线l的斜率存在,不妨设直线l:y=k(x-t),A(x1,y1),B(x2,y2),得(1+2k2)x2-4k2tx+2k2t2-4=0.易得(1+k2)x1x2-(2+k2t)(x1+x2)+4+k2t2=0,即(1+k2)(2k2t2-4)-(2+k2t)·4k2t+(4+k2t2)(1+2k2)=0,整理得k2(3t2-8t+4)=0,因为k不恒为0,题型二 定值问题例2 在平面直角坐标系Oxy中,已知△ABC的两个顶点坐标为B(-2,0),C(2,0),直线AB,AC的斜率乘积为(1)求顶点A的轨迹Γ的方程;依题意,过点P(1,0)与曲线Γ交于点M,N的直线斜率存在且不为零,设直线MN的方程为x=my+1(m≠0),即有2my1y2=3(y1+y2),又(x1y2+x2y1)+2(y2-y1)=(my1+1)y2+(my2+1)y1+2(y2-y1)=2my1y2+3y2-y1=3(y1+y2)+3y2-y1=2(y1+3y2),(x1y2-x2y1)+2(y2+y1)=(my1+1)y2-(my2+1)y1+2(y2+y1)=y1+3y2,思维升华圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值.依题设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式,化简即可得出定值.(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.如图所示,过点F作F A⊥MN,垂足为A,MN交x轴于点E,因为|MF|=|MN|,所以△MNF是等边三角形,因为O是FB的中点,所以|DF|=|DN|,MD⊥DF,所以|MN|=8,|AN|=4,(2)若斜率不为0的直线l1与抛物线C相切,切点为G,平行于l1的直线交抛物线C于P,Q两点,且∠PGQ=,证明:点F到直线PQ与到直线l1的距离之比为定值.由(1)可知抛物线C的方程是x2=8y,由题意知直线PQ斜率存在,设直线PQ的方程为y=kx+m(k≠0),即(x1+x0)(x2+x0)=-64,得x2-8kx-8m=0,其中Δ=64k2+32m>0,则x1+x2=8k,x1x2=-8m,所以-8m+32k2+16k2=-64,所以m=6k2+8.设点F到直线PQ和直线l1的距离分别为d1,d2,所以点F到直线PQ与到直线l的距离之比是定值,定值为3.知识过关(1)求实数k的取值范围;化简整理得(1-4k2)x2-24kx-52=0,Δ=(-24k)2+4×(1-4k2)×52=208-256k2,要使直线与双曲线的右支有两个不同的交点A和B,(2)证明:当k变化时,点D的纵坐标为定值.设A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0),(1)求双曲线C的方程;(2)若直线l与双曲线C在第一象限交于A,B两点,直线x=3交线段AB于点Q,且S△F AQ∶S△FBQ=|F A|∶|FB|,证明:直线l过定点.由已知得,双曲线C的右焦点为F(3,0),直线x=3过双曲线C的右焦点.所以sin∠AFQ=sin∠BFQ,所以直线AF与直线BF的倾斜角互补,k AF+k BF=0.显然直线l的斜率存在且不为0,所以(kx1+m)(x2-3)+(kx2+m)(x1-3)=0,整理得2kx1x2+(m-3k)(x1+x2)-6m=0.化简得k+m=0,即m=-k,所以直线l的方程为y=kx-k=k(x-1),恒过点(1,0),所以直线l过定点.能力拓展3.(2023·深圳模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(2,0).(1)求抛物线C的标准方程;∵抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F(2,0),故抛物线C的标准方程为y2=8x.(2)抛物线C在x轴上方一点A的横坐标为2,过点A作两条倾斜角互补的直线,与曲线C的另一个交点分别为B,C,求证:直线BC的斜率为定值.∵点A的横坐标为2,即y2=8×2,解得y=±4,故A点的坐标为(2,4),设B(x1,y1),C(x2,y2),由已知设AB:m(y-4)=x-2,即x=my-4m+2,代入抛物线C的方程得y2=8(my-4m+2),即y2-8my+32m-16=0,则y1+4=8m,故y1=8m-4,∴x1=my1-4m+2=m(8m-4)-4m+2=8m2-8m+2,即B(8m2-8m+2,8m-4),设AC:-m(y-4)=x-2,即x=-my+4m+2,同理可得y2=-8m-4,则x2=-my2+4m+2=-m(-8m-4)+4m+2=8m2+8m+2,即C(8m2+8m+2,-8m-4),∴直线BC的斜率为定值.(1)证明:k BF·k BG为定值;因为BG∥P A,(2)证明:直线GF过定点,并求出该定点;当直线GF的斜率存在时,设GF的方程为y=k(x-t)(k≠0),则Δ=64k4t2-16(4k2+3)(k2t2-3)=48(4k2+3-k2t2)>0,设G(x1,y1),F(x2,y2),约去k2并化简得t2-3t+2=0,解得t=1(t=2不符合题意,舍去),此时直线GF过定点(1,0);当直线GF的斜率不存在时,设GF的方程为x=m,其中m≠2,。
高考一轮复习必备圆锥曲线讲义
Ⅰ复习提问一、直线l 与圆锥曲线C 的位置关系的判断 判断直线l 与圆锥曲线C 的位置关系时,通常将直线l 的方程0Ax By C ++=(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程F (x ,y )=0,消去y (也可以消去x )得到关于一个变量的一元二次方程,即联立0(,)0Ax By C F x y ++=⎧⎨=⎩消去y 后得20ax bx c ++=(1)当0a =时,即得到一个一元一次方程,则l 与C 相交,有且只有一个交点,此时,若C 为双曲线,则直线l 与双曲线的渐近线平行;若C 为抛物线,则直线l 抛物线的对称轴平行。
(2)当0a ≠时,0∆>,直线l 与曲线C 有两个不同的交点;0∆=,直线l 与曲线C 相切,即有唯一公共点(切点);0∆<,直线l 与曲线C 相离。
二、圆锥曲线的弦长公式相交弦的弦长1212AB AB AB x y y ⎧⎪=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=-==-⎪⎪⎩三、中点弦所在直线的斜率 (1)若椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>时,以P 00(x ,y )为中点的弦所在直线斜率202(0)b k y a =-≠0x y ,即22op b k k a=-;若椭圆方程为22221(0)y x a b a b+=>>时,相应结论为202(0)a k y b =-≠0x y ,即22op a k k b =-;(2)P 00(x ,y )是双曲线22221x y a b -=内部一点,以P 为中点的弦所在直线斜率202(0)b k y a =≠00x y ,即22op b k k a =; 若双曲线方程为22221y x a b-=时,相应结论为202(0)a k y b =≠0x y ,即22op a k k b =;(3))P 00(x ,y )是抛物线22y px=内部一点,以P 为中点的弦所在直线斜率0(0)pk y =≠0y ; 若方程为22x py =时,相应结论为k p=0x 。
高考数学一轮复习讲义 第58课时 圆锥曲线的综合问题 理
高考数学一轮复习讲义第58课时圆锥曲线的综合问题理(或)的一元二次方程,利用方程组的解与端点坐标的关系,结合韦达定理得到弦长公式:=、涉及垂直关系问题,一般是利用斜率公式及韦达定理求解,设、,是直线与圆锥曲线的两个交点,为坐标原点,则,解析几何解题的基本方法:数形结合法,以形助数,用数定形、常用此法简化运算、基本知识方法在几何问题中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题,解决这类问题一种思路是进行一般计算推理求出其结果;另一种是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,然后再进行一般性证明或计算,即将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角形式,证明该式是恒定的、如果试题以客观题形式出现,特殊方法往往比较奏效、对满足一定条件曲线上两点连结所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点问题,设该直线(曲线)上两点的坐标,利用坐标在直线(或曲线)上,建立点的坐标满足的方程(组),求出相应的直线(或曲线),然后再利用直线(或曲线)过定点的知识加以解决、可从特殊情况入手,先探求定点,再证明一般情况、解析几何的最值和范围问题,一般先根据条件列出所求目标的函数关系式,然后根据函数关系式的特征选用参数法、配方法、判别式法、不等式法、单调性法、导数法以及三角函数最值法等求出它的最大值和最小值、典例分析:考点一弦长问题问题1、设直线过双曲线的一个焦点,交双曲线于、两点,为坐标原点,若,求的值、考点二焦点弦问题问题2、过抛物线()的焦点作一条直线交抛物线于、,两点,设直线的倾斜角为、求证:;考点三范围与最值问题问题3、(湖北)已知一条曲线在轴右边,上每一点到点的距离减去它到轴距离的差都是、(Ⅰ)求曲线的方程;(Ⅱ)是否存在正数,对于过点且与曲线有两个交点的任一直线,都有?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由、问题4、(浙江)如图,椭圆:()的离心率为,其左焦点到点的距离为、不过原点的直线与相交于,两点,且线段被直线平分、(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)求的面积取最大时直线的方程、考点四定点定值问题问题5、(陕西)已知动圆过定点, 且在轴上截得的弦的长为、(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹的方程;(Ⅱ)已知点, 设不垂直于轴的直线与轨迹交于不同的两点, , 若轴是的角平分线, 证明直线过定点、问题6、(山东)已知直线与椭圆: 交于,两不同点,且的面积,其中为坐标原点、(Ⅰ)证明和均为定值;(Ⅱ)设线段的中点为,求的最大值;(Ⅲ)略、考点五探索性问题问题7、(湖北)直线:与双曲线:的右支交于不同的两点、、(Ⅰ)求实数的取值范围;(Ⅱ)是否存在实数,使得以线段为直径的圆经过双曲线的右焦点?若存在,求出的值;若不存在,说明理由、课后作业:(南通九校联考)过双曲线的右焦点作直线交双曲线于、两点,若,则满足条件的直线有条条条无数条已知双曲线: ,过点作直线,使与有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线共有条条条条(北京海淀区)若不论为何值,直线与直线总有公共点,则的取值范围是直线与椭圆公共点的个数是随变化而改变椭圆与直线交于两点,的中点为,且的斜率为,则的值为已知椭圆,则以为中点的弦的长度是若直线和椭圆恒有公共点,则实数的取值范围为过椭圆的一个焦点的直线交椭圆于、两点,求面积的最大值中心在原点,焦点在轴上的椭圆的左焦点为,离心率为,过作直线交椭圆于两点,已知线段的中点到椭圆左准线的距离是,则已知椭圆()的右焦点为,过作直线与椭圆相交于、两点,若有,求椭圆离心率的取值范围、抛物线的顶点任意作两条互相垂直的弦、,求证:交抛物线的对称轴上一定点、走向高考:(福建)已知双曲线(,)的右焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是(江西)是双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则的最大值为 (安徽)已知直线交抛物线于两点、若该抛物线上存在点,使得为直角,则的取值范围为(全国Ⅰ)已知椭圆的左、右焦点分别为,、过的直线交椭圆于两点,过的直线交椭圆于两点,且,垂足为、(Ⅰ)设点的坐标为,证明:;(Ⅱ)求四边形的面积的最小值、。
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8.7 圆锥曲线的综合问题●知识梳理解析几何是联系初等数学与高等数学的纽带,它本身侧重于形象思维、推理运算和数形结合,综合了代数、三角、几何、向量等知识.反映在解题上,就是根据曲线的几何特征准确地转换为代数形式,根据方程画出图形,研究几何性质.学习时应熟练掌握函数与方程的思想、数形结合的思想、参数的思想、分类与转化的思想等,以达到优化解题的目的.具体来说,有以下三方面:(1)确定曲线方程,实质是求某几何量的值;含参数系数的曲线方程或变化运动中的圆锥曲线的主要问题是定值、最值、最值范围问题,这些问题的求解都离不开函数、方程、不等式的解题思想方法.有时题设设计的非常隐蔽,这就要求认真审题,挖掘题目的隐含条件作为解题突破口.(2)解析几何也可以与数学其他知识相联系,这种综合一般比较直观,在解题时保持思维的灵活性和多面性,能够顺利进行转化,即从一知识转化为另一知识.(3)解析几何与其他学科或实际问题的综合,主要体现在用解析几何知识去解有关知识,具体地说就是通过建立坐标系,建立所研究曲线的方程,并通过方程求解来回答实际问题.在这一类问题中“实际量”与“数学量”的转化是易出错的地方,这是因为在坐标系中的量是“数量”,不仅有大小还有符号.●点击双基1.(2005年春季北京,5)设abc ≠0,“ac >0”是“曲线ax 2+by 2=c 为椭圆”的 A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件解析:ac >0曲线ax 2+by 2=c 为椭圆. 反之成立. 答案:B2.到两定点A (0,0),B (3,4)距离之和为5的点的轨迹是 A.椭圆 B.AB 所在直线 C.线段AB D.无轨迹解析:数形结合易知动点的轨迹是线段AB :y =34x ,其中0≤x ≤3. 答案:C3.若点(x ,y )在椭圆4x 2+y 2=4上,则2-x y的最小值为 A.1B.-1C.-323D.以上都不对解析:2-x y的几何意义是椭圆上的点与定点(2,0)连线的斜率.显然直线与椭圆相切时取得最值,设直线y =k (x -2)代入椭圆方程(4+k 2)x 2-4k 2x +4k 2-4=0.令Δ=0,k =±323.∴k min =-323.答案:C4.(2005年春季上海,7)双曲线9x 2-16y 2=1的焦距是____________.解析:将双曲线方程化为标准方程得912x -1612y =1.∴a 2=91,b 2=161,c 2=a 2+b 2=91+161=14425.∴c =125,2c =65.答案:655.(2004年春季北京)若直线mx +ny -3=0与圆x 2+y 2=3没有公共点,则m 、n 满足的关系式为____________;以(m ,n )为点P 的坐标,过点P 的一条直线与椭圆72x +32y =1的公共点有____________个.解析:将直线mx +ny -3=0变形代入圆方程x 2+y 2=3,消去x ,得 (m 2+n 2)y 2-6ny +9-3m 2=0. 令Δ<0得m 2+n 2<3. 又m 、n 不同时为零, ∴0<m 2+n 2<3.由0<m 2+n 2<3,可知|n |<3,|m |<3, 再由椭圆方程a =7,b =3可知公共点有2个.答案:0<m 2+n 2<3 2 ●典例剖析【例1】 (2005年春季北京,18)如图,O 为坐标原点,直线l 在x 轴和y 轴上的截距分别是a 和b (a >0,b ≠0),且交抛物线y 2=2px (p >0)于M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)两点.(1)写出直线l 的截距式方程; (2)证明:11y +21y =b1; (3)当a =2p 时,求∠MON 的大小.剖析:易知直线l 的方程为a x +by=1,欲证11y +21y =b 1,即求2121y y y y +的值,为此只需求直线l 与抛物线y 2=2px 交点的纵坐标.由根与系数的关系易得y 1+y 2、y 1y 2的值,进而证得11y +21y =b1.由·=0易得∠MON =90°.亦可由k OM ·k ON =-1求得∠MON =90°. (1)解:直线l 的截距式方程为a x +by =1.①(2)证明:由①及y 2=2px 消去x 可得by 2+2pay -2pab =0.②点M 、N 的纵坐标y 1、y 2为②的两个根,故y 1+y 2=bpa2-,y 1y 2=-2pa . 所以11y +21y =2121y y y y +=pa b pa22--=b1.(3)解:设直线OM 、ON 的斜率分别为k 1、k 2, 则k 1=11x y ,k 2=22x y.当a =2p 时,由(2)知,y 1y 2=-2pa =-4p 2,由y 12=2px 1,y 22=2px 2,相乘得(y 1y 2)2=4p 2x 1x 2, x 1x 2=22214)(p y y =2224)4(pp =4p 2, 因此k 1k 2=2121x x y y =2244p p -=-1.所以OM ⊥ON ,即∠MON =90°.评述:本题主要考查直线、抛物线等基本知识,考查运用解析几何的方法分析问题和解决问题的能力.【例2】 (2005年黄冈高三调研考题)已知椭圆C 的方程为22a x +22b y =1(a >b >0),双曲线22a x -22by =1的两条渐近线为l 1、l 2,过椭圆C 的右焦点F 作直线l ,使l ⊥l 1,又l 与l 2交于P 点,设l 与椭圆C 的两个交点由上至下依次为A 、B .(如下图)(1)当l 1与l 2夹角为60°,双曲线的焦距为4时,求椭圆C 的方程; (2)当FA =λAP 时,求λ的最大值.剖析:(1)求椭圆方程即求a 、b 的值,由l 1与l 2的夹角为60°易得a b=33,由双曲线的距离为4易得a 2+b 2=4,进而可求得a 、b .(2)由FA =λAP ,欲求λ的最大值,需求A 、P 的坐标,而P 是l 与l 1的交点,故需求l 的方程.将l 与l 2的方程联立可求得P 的坐标,进而可求得点A 的坐标.将A 的坐标代入椭圆方程可求得λ的最大值.解:(1)∵双曲线的渐近线为y =±abx ,两渐近线夹角为60°, 又ab<1, ∴∠POx =30°,即ab=tan30°=33.∴a =3b . 又a 2+b 2=4,∴a 2=3,b 2=1.故椭圆C 的方程为32x +y 2=1.(2)由已知l :y =b a (x -c ),与y =a b x 解得P (c a 2,cab),由FA =λAP 得A (λλ+⋅+12c a c ,λλ+⋅1c ab ). 将A 点坐标代入椭圆方程得(c 2+λa 2)2+λ2a 4=(1+λ)2a 2c 2. ∴(e 2+λ)2+λ2=e 2(1+λ)2.∴λ2=2224--e e e =-[(2-e 2)+222e-]+3≤3-22. ∴λ的最大值为2-1.评述:本题考查了椭圆、双曲线的基础知识,及向量、定比分点公式、重要不等式的应用.解决本题的难点是通过恒等变形,利用重要不等式解决问题的思想.本题是培养学生分析问题和解决问题能力的一道好题.【例3】 设椭圆中心是坐标原点,长轴在x 轴上,离心率e =23,已知点P (0,23)到这个椭圆上的点的最远距离是7,求这个椭圆方程,并求椭圆上到点P 的距离等于7的点的坐标.剖析:设椭圆方程为22a x +22by =1,由e =23知椭圆方程可化为x 2+4y 2=4b 2,然后将距离转化为y 的二次函数,二次函数中含有一个参数b ,在判定距离有最大值的过程中,要讨论y =-21是否在y 的取值范围内,最后求出椭圆方程和P 点坐标. 解法一:设所求椭圆的直角坐标方程是22a x +22by =1,其中a >b >0待定.由e 2=22a c =222ab a -=1-(a b )2可知a b =21e -=431-=21,即a =2b . 设椭圆上的点(x ,y )到点P 的距离为d ,则d 2=x 2+(y -23)2=a 2(1-22by )+y 2-3y +49=4b 2-3y 2-3y +49=-3(y +21)2+4b 2+3,其中-b ≤y ≤b . 如果b <21,则当y =-b 时d 2(从而d )有最大值,由题设得(7)2=(b +23)2,由此得b =7-23>21,与b <21矛盾.因此必有b ≥21成立,于是当y =-21时d 2(从而d )有最大值,由题设得(7)2=4b 2+3,由此可得b =1,a =2.故所求椭圆的直角坐标方程是42x +y 2=1.由y =-21及求得的椭圆方程可得,椭圆上的点(-3,-21),点(3,-21)到点P 的距离都是7.解法二:根据题设条件,设椭圆的参数方程是x =a cos θ,y =b sin θ,∵e =23, ∴a =2b .设椭圆上的点(x ,y )到点P 的距离为d ,则d 2=x 2+(y -23)2=a 2cos 2θ+(b sin θ-23)2=-3b 2·(sin θ+b21)2+4b 2+3.如果b21>1,即b <21,则当sin θ=-1时,d 2(从而d )有最大值,由题设得(7)2=(b +23) 2,由此得b =7-23>21,与b <21矛盾.其中a >b >0待定,0≤θ<2π,因此必有b 21≤1成立,于是当sin θ=-b21时,d 2(从而d )有最大值,由题设得(7)2=4b 2+3. x =2cos θ, y =sin θ.消去参数得42x +y 2=1,由sin θ=21-,cos θ=±23知椭圆上的点(-3,-21),(3,-21)到P 点的距离都是7. 评述:本题体现了解析几何与函数、三角知识的横向联系,解答中要注意讨论. 深化拓展根据图形的几何性质,以P 为圆心,以7为半径作圆,圆与椭圆相切时,切点与P 的距离为7,此时的椭圆和切点即为所求.读者不妨一试.x 2+(y -23)2=7,x 2+4y 2=4b 2,得3y 2+3y -49=4b 2-7, 由Δ=0得b 2=1,即椭圆方程为x 2+4y 2=4.所求点为(-3,-21)、(3,-21).●闯关训练 夯实基础1.(2005年北京东城区目标检测)以正方形ABCD 的相对顶点A 、C 为焦点的椭圆,恰好过正方形四边的中点,则该椭圆的离心率为A.3210- B.315- C.215-D.2210-解析:建立坐标系,设出椭圆方程,由条件求出椭圆方程,可得e =2210-. 答案:D2.已知F 1(-3,0)、F 2(3,0)是椭圆m x 2+ny 2=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,当∠F 1PF 2=3π2时,△F 1PF 2的面积最大,则有A.m =12,n =3B.m =24,n =6C.m =6,n =23D.m =12,n =6解析:由条件求出椭圆方程即得m =12,n =3. 答案:A3.(2005年启东市第二次调研)设P 1(2,2)、P 2(-2,-2),M 是双曲由此得b =1,a =2.所以椭圆参数方程提示:由线y =x1上位于第一象限的点,对于命题①|MP 2|-|MP 1|=22;②以线段MP 1为直径的圆与圆x 2+y 2=2相切;③存在常数b ,使得M 到直线y =-x +b 的距离等于22|MP 1|.其中所有正确命题的序号是____________.解析:由双曲线定义可知①正确,②画图由题意可知正确,③由距离公式及|MP 1|可知正确.答案:①②③4.(2004年全国Ⅱ,15)设中心在原点的椭圆与双曲线2x 2-2y 2=1有公共的焦点,且它们的离心率互为倒数,则该椭圆的方程是_________________.解析:双曲线中,a =21=b ,∴F (±1,0),e =ac =2.∴椭圆的焦点为(±1,0),离心率为22.∴长半轴长为2,短半轴长为1. ∴方程为22x +y 2=1.答案:22x +y 2=15.(1)试讨论方程(1-k )x 2+(3-k 2)y 2=4(k ∈R )所表示的曲线; (2)试给出方程622-+k k x +1622--k k y =1表示双曲线的充要条件.解:(1)3-k 2>1-k >0⇒k ∈(-1,1),方程所表示的曲线是焦点在x 轴上的椭圆;1-k >3-k 2>0⇒k ∈(-3,-1),方程所表示的曲线是焦点在y 轴上的椭圆;1-k =3-k 2>0⇒k =-1,表示的是一个圆;(1-k )(3-k 2)<0⇒k ∈(-∞,-3)∪(1,3),表示的是双曲线;k =1,k =-3,表示的是两条平行直线;k =3,表示的图形不存在.(2)由(k 2+k -6)(6k 2-k -1)<0⇒(k +3)(k -2)(3k +1)(2k -1)<0⇒k ∈(-3,-31)∪(21,2). 6.(2003年湖北八市模拟题)已知抛物线y 2=2px 上有一内接正△AOB ,O 为坐标原点.(1)求证:点A 、B 关于x 轴对称; (2)求△AOB 外接圆的方程. (1)证明:设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2), ∵|OA |=|OB |,∴x 12+y 12=x 22+y 22. 又∵y 12=2px 1,y 22=2px 2,∴x 22-x 12+2p (x 2-x 1)=0, 即(x 2-x 1)(x 1+x 2+2p )=0.又∵x 1、x 2与p 同号,∴x 1+x 2+2p ≠0. ∴x 2-x 1=0,即x 1=x 2.由抛物线对称性,知点A 、B 关于x 轴对称. (2)解:由(1)知∠AOx =30°,则y 2=2px , x =6p ,y =33x y =23p .∴A (6p ,23p ).方法一:待定系数法,△AOB 外接圆过原点O ,且圆心在x 轴上,可设其方程为x 2+y 2+dx =0.将点A (6p ,23p )代入,得d =-8p .故△AOB 外接圆方程为x 2+y 2-8px =0.方法二:直接求圆心、半径,设半径为r ,则圆心(r ,0). 培养能力 7.(理)(2004年北京,17)如下图,过抛物线y 2=2px (p >0)上一定点P (x 0,y 0) (y 0>0),作两条直线分别交抛物线于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2).(1)求该抛物线上纵坐标为2p的点到其焦点F 的距离; (2)当P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求021y y y +的值,并证明直线AB 的斜率是非零常数.解:(1)当y =2p 时,x =8p . 又抛物线y 2=2px 的准线方程为x =-2p, 由抛物线定义得所求距离为8p -(-2p )=85p .(2)设直线P A 的斜率为k P A ,直线PB 的斜率为k PB . 由y 12=2px 1,y 02=2px 0, 相减得(y 1-y 0)(y 1+y 0)=2p (x 1-x 0),故k P A =0101x x y y --=012y y p+(x 1≠x 0).∴同理可得k PB =22y y p+(x 2≠x 0).由P A 、PB 倾斜角互补知k P A =-k PB , 即12y y p+=-022y y p +,所以y 1+y 2=-2y 0,故21y y y +=-2. 设直线AB 的斜率为k AB . 由y 22=2px 2,y 12=2px 1, 相减得(y 2-y 1)(y 2+y 1)=2p (x 2-x 1), 所以k AB =1212x x y y --=212y y p+(x 1≠x 2).将y 1+y 2=-2y 0(y 0>0)代入得 k AB =212y y p +=-0y p,所以k AB 是非零常数.(文)如下图,抛物线关于x 轴对称,它的顶点在坐标原点,点P (1,2)、A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)均在抛物线上.(1)写出该抛物线的方程及其准线方程;(2)当P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时,求y 1+y 2的值及直线AB 的斜率. 解:(1)由已知条件,可设抛物线的方程为y 2=2px .∵点P (1,2)在抛物线上, ∴22=2p ·1,得p =2.故所求抛物线的方程是y 2=4x ,准线方程是x =-1. (2)设直线P A 的斜率为k P A ,直线PB 的斜率为k PB . 则k P A =1211--x y (x 1≠1),k PB =1222--x y (x 2≠1). ∵P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补,∴k P A =-k PB . 由A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)在抛物线上,得 y 12=4x 1, ①y 22=4x 2,②∴1412211--y y =-1412222--y y .∴y 1+2=-(y 2+2).∴y 1+y 2=-4. 由①-②得直线AB 的斜率 k AB =1212x x y y --=214y y +=-44=-1(x 1≠x 2).8.(2003年北京东城区模拟题)从椭圆22a x +22by =1(a >b >0)上一点M 向x 轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F 1,且它的长轴右端点A 与短轴上端点B 的连线AB ∥OM .(1)求椭圆的离心率;(2)若Q 是椭圆上任意一点,F 2是右焦点,求∠F 1QF 2的取值范围; (3)过F 1作AB 的平行线交椭圆于C 、D 两点,若|CD |=3,求椭圆的方程. 解:(1)由已知可设M (-c ,y ),则有22)(ac -+22b y =1. ∵M 在第二象限,∴M (-c ,ab 2).又由AB ∥OM ,可知k AB =k OM .∴-ac b 2=-ab .∴b =c .∴a =2b .∴e =ac=22.(2)设|F 1Q |=m ,|F 2Q |=n ,则m +n =2a ,mn >0.|F 1F 2|=2c ,a 2=2c 2, ∴cos ∠F 1QF 2=mnc n m 24222-+=mn c mn n m 242)(22--+=mnc a 24422--1=mn a 2-1≥22)2(n m a +-1=22a a -1=0.当且仅当m =n =a 时,等号成立.故∠F 1QF 2∈[0,2π].(3)∵CD ∥AB ,k CD =-a b =-22.设直线CD 的方程为y =-22(x +c ),即y =-22(x +b ).22a x +22b y =1,y =-22(x +b ).(a 2+2b 2)x 2+2a 2bx -a 2b 2=0. 设C (x 1,y 1)、D (x 2,y 2),∵a 2=2b 2, ∴x 1+x 2=-22222b a b a +=-2344bb =-b ,x 1·x 2=-22222b a b a +=-2442bb =-22b . ∴|CD |=21k +|x 1-x 2|=21k +·212214)(x x x x -+ =2)22(1-+·222)(b b +-=229b =3. ∴b 2=2,则a 2=4.∴椭圆的方程为42x +22y =1.探究创新9.(2005年春季上海,22)(1)求右焦点坐标是(2,0),且经过点(-2,-2)的椭圆的标准方程.(2)已知椭圆C 的方程是22a x +22by =1(a >b >0).设斜率为k 的直线l 交椭圆C 于A 、B两点,AB 的中点为M .证明:当直线l 平行移动时,动点M 在一条过原点的定直线上.(3)利用(2)所揭示的椭圆几何性质,用作图方法找出下面给定椭圆的中心,简要写出作图步骤,并在图中标出椭圆的中心.(1)解:设椭圆的标准方程为22a x +22by =1,a >b >0,∴a 2=b 2+4,即椭圆的方程为422+b x +22b y =1. ∵点(-2,-2)在椭圆上,则 消去y ,整理得∴442+b +22b=1. 解得b 2=4或b 2=-2(舍).由此得a 2=8,即椭圆的标准方程为82x +42y =1.(2)证明:设直线l 的方程为y =kx +m ,与椭圆C 的交点A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2), y =kx +m ,22a x +22b y =1. 解得(b 2+a 2k 2)x 2+2a 2kmx +a 2m 2-a 2b 2=0. ∵Δ>0,∴m 2<b 2+a 2k 2,即-222k a b +<m <222k a b +.则x 1+x 2=-22222k a b km a +,y 1+y 2=kx 1+m +kx 2+m =22222k a b mb +,∴AB 中点M 的坐标为(-2222k a b km a +,2222ka b mb +). ∴线段AB 的中点M 在过原点的直线b 2x +a 2ky =0上.(3)解:如下图,作两条平行直线分别交椭圆于A 、B 和C 、D ,并分别取AB 、CD 的中点M 、N ,连结直线MN ;又作两条平行直线(与前两条直线不平行)分别交椭圆于A 1、B 1和C 1、D 1,并分别取A 1B 1、C 1D 1的中点M 1、N 1,连结直线M 1N 1,那么直线MN 和M 1N 1的交点O 即为椭圆中心.●思悟小结在知识的交汇点处命题,是高考命题的趋势,而解析几何与函数、三角、数列、向量等知识的密切联系,正是高考命题的热点,为此在学习时应抓住以下几点:1.客观题求解时应注意画图,抓住涉及到的一些元素的几何意义,用数形结合法去分析解决.2.四点重视:①重视定义在解题中的作用;②重视平面几何知识在解题中的简化功能;③重视根与系数关系在解题中的作用;④重视曲线的几何特征与方程的代数特征的统一.3.注意用好以下数学思想、方法:①方程思想;②函数思想;③对称思想;④参数思想;⑤转化思想;⑥分类思想. 除上述几种常用数学思想外,整体思想、数形结合思想、主元分析思想、正难则反思想、构造思想等也是解析几何解题中不可缺少的思想方法.在复习中必须给予足够的重视,真正发挥数学解题思想作为联系知识与能力中的作用,从而提高简化计算能力.●教师下载中心则有教学点睛本节是圆锥曲线的综合应用,主要是曲线方程的运用、变量范围的计算、最值的确定等,解决这类问题的关键是依据解析几何本身的特点,寻找一个突破口,那么如何找到解决问题的突破口呢?(1)结合定义利用图形中几何量之间的大小关系.(2)建立目标函数,转化为求函数的最值问题.(3)利用代数基本不等式.代数基本不等式的应用,往往需要创造条件,并进行巧妙的构思.(4)结合参数方程,利用三角函数的有界性.直线、圆或椭圆的参数方程,它们的一个共同特点是均含有三角式.因此,它们的应用价值在于:①通过参数θ简明地表示曲线上点的坐标;②利用三角函数的有界性及其变形公式来帮助求解诸如最值、范围等问题. (5)构造一个二次方程,利用判别式Δ≥0.拓展题例【例1】 (2005年启东市第二次调研题)抛物线y 2=4px (p >0)的准线与x 轴交于M 点,过点M 作直线l 交抛物线于A 、B 两点.(1)若线段AB 的垂直平分线交x 轴于N (x 0,0),求证:x 0>3p ;(2)若直线l 的斜率依次为p ,p 2,p 3,…,线段AB 的垂直平分线与x 轴的交点依次为N 1,N 2,N 3,…,当0<p <1时,求||121N N +||132N N +…+||11110N N 的值.(1)证明:设直线l 方程为y =k (x +p ),代入y 2=4px .得k 2x 2+(2k 2p -4p )x +k 2p 2=0. Δ=4(k 2p -2p )2-4k 2·k 2p 2>0, 得0<k 2<1.令A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-2242k p p k -,y 1+y 2=k (x 1+x 2+2p )=k p4, AB 中点坐标为(222kp k p -,k p2). AB 垂直平分线为y -k p 2=-k 1(x -222k p k p -).令y =0,得x 0=222k p p k +=p +22kp. 由上可知0<k 2<1,∴x 0>p +2p =3p .∴x 0>3p .(2)解:∵l 的斜率依次为p ,p 2,p 3,…时,AB 中垂线与x 轴交点依次为N 1,N 2,N 3,…(0<p <1).∴点N n 的坐标为(p +122-n p,0).|N n N n +1|=|(p +122-n p)-(p +122+n p )|=122)1(2+-n pp ,||11+n n N N =)1(2212p p n -+, 所求的值为)1(212p -[p 3+p 4+…+p 21]=)1()1(2)1(2193p p p p +--. 【例2】 (2003年南京市模拟题)已知双曲线C :22a x -22by =1(a >0,b >0),B 是右顶点,F 是右焦点,点A 在x 轴正半轴上,且满足|OA |、|OB |、|OF |成等比数列,过F 作双曲线C 在第一、三象限的渐近线的垂线l ,垂足为P .(1)求证:·OP =·;(2)若l 与双曲线C 的左、右两支分别相交于点D 、E ,求双曲线C 的离心率e 的取值范围.(1)证法一:l :y =-ba(x -c ). y =-ba(x -c ), y =ab x . 解得P (c a 2,cab).∵|OA |、|OB |、|OF |成等比数列,∴A (c a 2,0).∴PA =(0,-c ab ),OP =(c a 2,cab),FP =(-c b 2,c ab).∴·OP =-222c b a ,·=-222cb a .∴·OP =·.证法二:同上得P (c a 2,cab).∴P A ⊥x 轴,·-·=·=0.∴·=·. y =-b a(x -c ),b 2x 2-a 2y 2=a 2b 2. ∴b 2x 2-24ba (x -c )2=a 2b 2, 即(b 2-24b a )x 2+224b a cx -(224bca +a 2b 2)=0.∵x 1·x 2=24222224)(ba b b a b c a -+-<0, ∴b 4>a 4,即b 2>a 2,c 2-a 2>a 2.∴e 2>2,即e >2.(2)解:。