圆锥曲线常考题型解题技巧总结
圆锥曲线的解题方法(精选4篇)
圆锥曲线的解题方法(精选4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高考数学圆锥曲线大题所有题型解法
高考数学圆锥曲线大题所有题型解法
高考数学圆锥曲线大题的题型多种多样,以下是常见的几种题型和解法:
1.求圆锥曲线的方程:通过给定的条件,根据圆锥曲线的定义和性质,可以求出圆锥曲线的方程。
例如,已知圆锥曲线的焦点、准线或者过定点的直线方程,可以根据定义和性质求出圆锥曲线的方程。
2.求圆锥曲线的性质:通过已知的条件,可以利用圆锥曲线的性质来求解问题。
例如,已知圆锥曲线的焦点和准线,可以求出其焦距、离心率等性质。
3.求直线与圆锥曲线的交点:通过已知的直线方程和圆锥曲线的方程,可以求出它们的交点。
可以将直线方程代入圆锥曲线方程,解方程得到交点的坐标。
4.求切线和法线:通过已知的条件,可以求出圆锥曲线上某点的切线和法线方程。
例如,已知圆锥曲线上一点的坐标,可以求出该点处的切线和法线方程。
5.求曲线的参数方程:对于给定的圆锥曲线方程,可以通过变量替换的方法,将其转化为参数方程。
例如,对于抛物线,可以令y=xt^2,将方程转化为参数方程。
这些只是一些常见的题型和解法,实际上高考数学圆锥曲线大
题的题型和解法还有很多,需要根据具体的题目来进行分析和解决。
掌握圆锥曲线的基本定义、性质和常见的解题方法,能够更好地应对这类题目。
圆锥曲线专题:最值与范围问题的6种常见考法(解析版)
圆锥曲线专题:最值与范围问题的6种常见考法一、圆锥曲线中的最值问题类型较多,解法灵活多变,但总体上主要有两种方法:1、几何法:通过利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求解;2、代数法:把要求最值的几何量或代数表达式表示为某个(些)参数的函数(解析式),然后利用函数方法、不等式方法等进行求解.二、最值问题的一般解题步骤三、参数取值范围问题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、利用求函数的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.题型一距离与长度型最值范围问题【例1】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2,点E 在椭圆上.当线段2EF 的中垂线经过1F 时,恰有21cos EF F ∠.(1)求椭圆的标准方程;(2)直线l 与椭圆相交于A 、B 两点,且||2AB =,P 是以AB 为直径的圆上任意一点,O 为坐标原点,求||OP 的最大值.【答案】(1)2212x y +=;(2)max ||OP 【解析】(1)由焦距为2知1c =,连结1EF ,取2EF 的中点N ,线段2EF 的中垂线经过1F 时,1||22EF c ∴==,221212cos ,.1,F N EF F F N F F ∠∴∴-2122,2EF a EF EF a ∴=-∴=+=∴由所以椭圆方程为2212x y +=;(2)①当l 的斜率不存在时,AB 恰为短轴,此时||1OP =;②当l 的斜率存在时,设:l y kx m =+.联立2212x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得到222(21)4220k x kmx m +++-=,∴△2216880k m =-+>,122421km x x k -+=+,21222221m x x k -=+.21AB x x =-=2==,化简得2222122k m k +=+.又设M 是弦AB 的中点,121222()221my y k x x m k +=++=+∴()2222222241,,||212121km m k M OM k k k m -+⎛⎫= ⎪⎝⎭+⋅++,∴()()()222222222412141||22212221k k k OM k k k k +++=⋅=++++,令2411k t += ,则244||43(1)(3)4t OM t t t t===-++++∴||1OM =- (仅当t =,又||||||||1OP OM MP OM +=+2k =时取等号).综上:max ||OP =【变式1-1】已知抛物线21:4C y x =的焦点F 也是椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点,1C 与2C 的公共弦长为3.(1)求椭圆2C 的方程;(2)过椭圆2C 的右焦点F 作斜率为(0)k k ≠的直线l 与椭圆2C 相交于A ,B 两点,线段AB 的中点为P ,过点P 做垂直于AB 的直线交x 轴于点D ,试求||||DP AB 的取值范围.【答案】(1)22143x y +=;(2)1(0,)4【解析】(1)抛物线21:4C y x =的焦点F 为(1,0),由题意可得2221c a b =-=①由1C 与2C 关于x 轴对称,可得1C 与2C 的公共点为2,33⎛± ⎝⎭,可得2248193a b +=②由①②解得2a =,b ,即有椭圆2C 的方程为22143x y+=;(2)设:(1)l y k x =-,0k ≠,代入椭圆方程,可得2222(34)84120k x k x k +-+-=,设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,则2122834kx x k +=+,212241234k x x k -=+,即有()312122286223434k ky y k x x k k k k -+=+-=-=++,由P 为中点,可得22243()3434k kP k k -++,,又PD 的斜率为1k -,即有222314:3434k k PD y x k k k ⎛⎫--=-- ++⎝⎭,令0y =,可得2234k x k=+,即有22034k D k ⎛⎫⎪+⎝⎭可得2334PD k ==+又AB ==2212(1)34k k +=+,即有DP AB =,由211k +>,可得21011k <<+,即有104<,则有||||DP AB 的取值范围为1(0,)4.【变式1-2】已知曲线C 上任意一点(),P x y2=,(1)求曲线C 的方程;(2)若直线l 与曲线C 在y 轴左、右两侧的交点分别是,Q P ,且0OP OQ ⋅=,求22||OP OQ +的最小值.【答案】(1)2212y x -=;(2)8【解析】(1)设())12,F F ,2=,等价于12122PF PF F F -=<,∴曲线C 为以12,F F 为焦点的双曲线,且实轴长为2,焦距为故曲线C 的方程为:2212y x -=;(2)由题意可得直线OP 的斜率存在且不为0,可设直线OP 的方程为()0y kx k =≠,则直线OQ 的方程为1=-y x k ,由2212y x y kx ⎧-=⎪⎨⎪=⎩,得222222222x k k y k ⎧=⎪⎪-⎨⎪=⎪-⎩,所以()2222221||2k OP x y k+=+=-,同理可得,()2222212121||1212k k OQ k k⎛⎫+ ⎪+⎝⎭==--,所以()()()22222222211111||||22121k k k OP OQ k k -+-++===++()()22222222112222228||||OQ OP OP OQ OP OQOP OQ OP OQ ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥+=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,当且仅当2OP OQ ==时取等号,所以当2OP OQ ==时,22||OP OQ +取得最小值8.【变式1-3】已知抛物线()2:20E x py p =>的焦点为F ,过点F 且倾斜角为3π的直线被E 所截得的弦长为16.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点C 为抛物线上的任意一点,以C 为圆心的圆过点F ,且与直线12y =-相交于,A B两点,求FA FB FC ⋅⋅的取值范围.【答案】(1)24x y =;(2)[)3,+∞【解析】(1)由抛物线方程得:0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,可设过点F 且倾斜角为3π的直线为:2py =+,由222p y x py⎧=+⎪⎨⎪=⎩得:220x p --=,由抛物线焦点弦长公式可得:)12122816y y p x x p p ++=++==,解得:2p =,∴抛物线E 的方程为:24x y =.(2)由(1)知:()0,1F ,准线方程为:1y =-;设AFB θ∠=,圆C 的半径为r ,则2ACB θ∠=,FC CA CB r ===,1133sin 2224AFBSFA FB AB AB θ∴=⋅=⋅=,又2sin AB r θ=,3FA FB r ∴⋅=;由抛物线定义可知:11c CF y =+≥,即1r ≥,333FA FB FC r ∴⋅⋅=≥,即FA FB FC ⋅⋅的取值范围为[)3,+∞.题型二面积型最值范围问题20y -=与圆O 相切.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)椭圆C 的上顶点为B ,EF 是圆O 的一条直径,EF不与坐标轴重合,直线BE 、BF 与椭圆C 的另一个交点分别为P 、Q ,求BPQ 的面积的最大值及此时PQ 所在的直线方程.【答案】(1)2219x y +=;(2)()max278BPQ S=,PQ 所在的直线方程为115y x =±+【解析】20y -=与圆O相切,则1b =,由椭圆的离心率223c e a ==,解得:29a =,椭圆的标准方程:2219x y +=;(2)由题意知直线BP ,BQ 的斜率存在且不为0,BP BQ ⊥,不妨设直线BP 的斜率为(0)k k >,则直线:1BP y kx =+.由22119y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22218911991k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,或01x y =⎧⎨=⎩,所以2221819,9191k k P k k ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭.用1k -代替k ,2229189,9k k Q k k ⎛⎫-+ ⎝+⎪⎭则21891k PB k ==+2189BQ k==+,22222111818162(1)22919(9)(19)BPQ k k k S PB BQ k k k k +=⋅=⋅=++++△342221162()162()99829982k k k k k k k k ++==++++,设1k k μ+=,则21621622764829(2)89BPQ S μμμμ∆==≤+-+.当且仅当649μμ=即183k k μ+==时取等号,所以()max278BPQ S=.即21128(()49k k kk-=+-=,1k k -=直线PQ的斜率222222291911191918181010919PQk k k k k k k k k k k k k ---+-⎛⎫++===-= ⎪⎝⎭--++PQ所在的直线方程:1y =+.【变式2-1】在平面直角坐标系xOy 中,ABC 的周长为12,AB ,AC 边的中点分别为()11,0F -和()21,0F ,点M 为BC 边的中点(1)求点M 的轨迹方程;(2)设点M 的轨迹为曲线Γ,直线1MF 与曲线Γ的另一个交点为N ,线段2MF 的中点为E ,记11NF O MF E S S S =+△△,求S 的最大值.【答案】(1)()221043x y y +=≠;(2)max 32S =【解析】(1)依题意有:112F F =,且211211262MF MF F F ++=⨯=,∴121242MF MF F F +=>=,故点M 的轨迹C 是以()11,0F -和()21,0F 为焦点,长轴长为4的椭圆,考虑到三个中点不可共线,故点M 不落在x 上,综上,所求轨迹方程:()221043x y y +=≠.(2)设()11,M x y ,()22,N x y ,显然直线1MF 不与x 轴重合,不妨设直线1MF 的方程为:1x ty =-,与椭圆()221043x y y +=≠方程联立整理得:()2234690t y ty +--=,()()22236363414410t t t ∆=++=+>,112634t y y t +=+,1129034y y t =-<+,11111122NF O S F y y O ==△,112122211112222MF E MF F S S F F y y ==⋅=△△,∴()()1112122111Δ22234NF O MF E S S S y y y y t =+=+=-=⋅=+△△令()2344u t u =+≥,则()S u ϕ====∵4u ≥,∴1104u <≤,当114u =,即0=t 时,∴max 32S =,∴当直线MN x ⊥轴时,∴max 32S =.【变式2-2】已知双曲线()222210x y a a a-=>的右焦点为()2,0F ,过右焦点F 作斜率为正的直线l ,直线l 交双曲线的右支于P ,Q 两点,分别交两条渐近线于,A B 两点,点,A P 在第一象限,O 为原点.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)设OAP △,OBP ,OPQ △的面积分别是OAP S △,OBP S △,OPQS ,求OPQ OAP OBPS S S ⋅△△△的范围.【答案】(1)()1,+∞;(2)).【解析】(1)因为双曲线()222210x y a a a-=>的右焦点为()2,0F ,故2c =,由222c a a =+得22a =,所以双曲线的方程为,22122x y -=,设直线l 的方程为2x ty =+,联立双曲线方程得,()222222121021420Δ0120t x y t y ty t x ty y y ⎧⎧-≠⎪-=⎪⇒-++=⇒>⇒<⎨⎨=+⎪⎪⋅<⎩⎩,解得01t <<,即直线l 的斜率范围为()11,k t=∈+∞;(2)设()11,P x y ,渐近线方程为y x =±,则P 到两条渐近线的距离1d ,2d 满足,22111212x yd d-⋅==而21221AAxy x tx ty yt⎧⎧=⎪⎪=⎪⎪-⇒⎨⎨=+⎪⎪=⎪⎪-⎩⎩,OA==21221BBxy x tx ty yt⎧⎧=⎪⎪=-⎪⎪+⇒⎨⎨=+-⎪⎪=⎪⎪+⎩⎩,OB==所以12122112221OAP OBPS S OA d OB d d dt⋅=⋅⋅⋅=-△△由()2222214202x y t y tyx ty⎧-=⇒-++=⎨=+⎩,12OPQ OFP OFQ P QS S S OF y y=+=-△△△所以,OPQOAP OBPSS S=⋅△△△,∵01t<<,∴)2OPQOAP OBPSS S∈⋅△△△.【变式2-3】已知抛物线()2:20E y px p=>的焦点为F,P为E上的一个动点,11,2⎛⎫⎪⎝⎭Q与F在E的同一侧,且PF PQ+的最小值为54.(1)求E的方程;(2)若A点在y轴正半轴上,点B、C为E上的另外两个不同点,B点在第四象限,且AB,OC互相垂直、平分,求四边形AOBC的面积.(人教A版专题)【答案】(1)2y x=;(2)【解析】(1)作出E的准线l,方程为2px=-,作PR l⊥于R,所以PR PF=,即PR PQ+的最小值为54,因为11,2⎛⎫⎪⎝⎭Q与F在E的同一侧,所以当且仅当P,Q,R三点共线时PR PQ+取得最小值,所以5124p+=,解得0.5p=,所以E的方程为2y x=;(2)因为AB,OC互相垂直、平分,所以四边形AOBC是菱形,所以BC x⊥轴,设点()0,2A a,所以2BC a=,由抛物线对称性知()2,B a a-,()2,C a a,由AO OB =,得2a=a =所以菱形AOBC 的边AO =23h a ==,其面积为3S AO h =⋅==题型三坐标与截距型最值范围问题【例3】已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>过点(),渐近线方程为12y x =±,直线l 是双曲线C 右支的一条切线,且与C 的渐近线交于A ,B 两点.(1)求双曲线C 的方程;(2)设点A ,B 的中点为M ,求点M 到y 轴的距离的最小值.【答案】(1)2214x y -=;(2)2【解析】(1)由题设可知2281112a b b a ⎧-=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得21a b =⎧⎨=⎩则C :2214x y -=.(2)设点M 的横坐标为0M x >当直线l 斜率不存在时,则直线l :2x =易知点M 到y 轴的距离为2M x =﹔当直线l 斜率存在时,设l :12y kx m k ⎛⎫=+≠± ⎪⎝⎭,()11,A x y ,()22,B x y ,联立2214x y y kx m ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩,整理得()222418440k x kmx m -+++=,()()222264164110k m k m ∆=--+=,整理得2241k m =+联立2204x y y kx m ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩,整理得()22241840k x kmx m -++=,则122288841km km k x x k m m+=-=-=--,则12402Mx x kx m +==->,即0km <则222216444Mk x m m==+>,即2M x >∴此时点M 到y 轴的距离大于2;综上所述,点M 到y 轴的最小距离为2.【变式3-1】若直线:l y =22221(0,0)x y a b a b -=>>的一个焦点,且与双曲线的一条渐近线平行.(1)求双曲线的方程;(2)若过点B (0,b )且与x 轴不平行的直线和双曲线相交于不同的两点M ,N ,MN 的垂直平分线为m ,求直线m 与y 轴上的截距的取值范围.【答案】(1)2213x y -=;(2)(4,)+∞.【解析】(1)直线323:33l y =-过x 轴上一点(2,0),由题意可得2c =,即224a b +=,双曲线的渐近线方程为b y x a=±,由两直线平行的条件可得b a =1a b ==,即有双曲线的方程为2213x y -=.(2)设直线1(0)y kx k =+≠,代入2213x y -=,可得22(13)660k x kx ---=,设1122(,),(,)M x y N x y ,则12122266,1313k x x x x k k +==--,MN 中点为2231,1313kk k ⎛⎫ --⎝⎭,可得MN 的垂直平分线方程为221131313k y x k k k ⎛⎫-=-- ⎪--⎝⎭,令0x =,可得2413y k =-,由223624(13)0k k ∆=+->,解得232k <,又26031k <-,解得231k <,综上可得,2031k <<,即有2413k -的范围是(4,)+∞,可得直线m 与y 轴上的截距的取值范围为(4,)+∞.【变式3-2】已知动圆C 过定点(2,0)A ,且在y 轴上截得的弦长为4,圆心C 的轨迹为曲线Γ.(1)求Γ的方程:(2)过点(1,0)P 的直线l 与F 相交于,M N 两点.设PN MP λ=,若[]2,3λ∈,求l 在y 轴上截距的取值范围.【答案】(1)24y x =;(2)⎡-⎣【解析】(1)设(,)C x y ,圆C 的半径为R ,则()()22222220R x x y =+=-+-整理,得24y x=所以Γ的方程为24y x =.(2)设1122(,),(,)M x y N x y ,又(1,0)P ,由PN MP λ=,得()()22111,1,x y x y λ-=--21211(1)x x y y λλ-=-⎧∴⎨=-⎩①②由②,得12222y y λ=,∵2211224,4y x y x ==∴221x x λ=③联立①、③解得2x λ=,依题意有0λ>(2,N N ∴-或,又(1,0)P ,∴直线l 的方程为())11y x λ-=-,或())11y x λ-=--,当[2,3]k ∈时,l 在y轴上的截距为21λ-或21λ--,21=[2,3]上是递减的,21λ≤≤-,21λ-≤-≤-∴直线l 在y轴上截距的取值范围为⎡--⎣.【变式3-3】已知两个定点A 、B 的坐标分别为()1,0-和()1,0,动点P 满足AP OB PB ⋅=(O 为坐标原点).(1)求动点P 的轨迹E 的方程;(2)设点(),0C a 为x 轴上一定点,求点C 与轨迹E 上点之间距离的最小值()d a ;(3)过点()0,1F 的直线l 与轨迹E 在x 轴上方部分交于M 、N 两点,线段MN 的垂直平分线与x 轴交于D 点,求D 点横坐标的取值范围.【答案】(1)24y x =;(2)(),22a a d a a ⎧<⎪=⎨≥⎪⎩;(3)()3,+∞【解析】(1)设(),P x y ,()1,AP x y =+,()1,0OB =,()1,PB x y =--,()1101AP OB x y x ⋅=+⨯+⨯=+,B P =AP OB PB ⋅=,则1x +,所以2222121x x x x y ++=-++,即24y x =.(2)设轨迹E :24y x =上任一点为()00,Q x y ,所以2004y x =,所以()()222200004CQ x a y x a x =-+=-+()()20200220x a x a x =--+≥,令()()()220000220g x x a x a x =--+≥,对称轴为:2a -,当20a -<,即2a <时,()0g x 在区间[)0,∞+单调递增,所以00x =时,()0g x 取得最小值,即2min 2CQ a =,所以min CQ a =,当20a -≥,即2a ≥时,()0g x 在区间[)0,2a -单调递减,在区间[)2,a -+∞单调递增,所以02x a =-时,()0g x 取得最小值,即()22min 2244CQ a a a =--+=-,所以minCQ =,所以(),22a a d a a ⎧<⎪=⎨≥⎪⎩(3)当直线l 的斜率不存在时,此时l :0x =与轨迹E 不会有两个交点,故不满足题意;当直线l 的斜率存在时,设l :1y kx =+,()11,M x y 、()22,N x y ,代入24y x =,得2+14y y k =⨯,即2440ky y -+=,所以124y y k +=,124y y k =,121212211242y y y y x x k k k k k--+-+=+==-,因为直线l 与轨迹E 在x 轴上方部分交于M 、N 两点,所以0∆>,得16160k ->,即1k <;又M 、N 两点在x 轴上方,所以120y y +>,120y y >,即40k>,所以0k >,又1k <,所以01k <<,所以MN 中点1212,22x x y y ++⎛⎫⎪⎝⎭,即2212,kk k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以垂直平分线为22121y x k k k k ⎛⎫-=--+ ⎝⎭,令0y =,得222111152248x k k k ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭,因为01k <<,所以11k >,所以21115248x k ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在11k >时单调递增,所以22111511522134848k ⎛⎫⎛⎫-+>-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即3x >,所以D 点横坐标的取值范围为:()3,+∞.题型四斜率与倾斜角最值范围问题【例4】设12F F 、分别是椭圆2214x y +=的左、右焦点.(1)若P 是该椭圆上的一个动点,求125=4PF PF ⋅-,求点P 的坐标;(2)设过定点(0,2)M 的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且AOB ∠为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.【答案】(1)⎛ ⎝⎭;(2)2,2⎛⎛⎫-⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【解析】(1)由题意知,2,1,a b c ===所以())12,F F ,设(,)(0,0)P m n m n >>,则22125(,),)34PF PF m n m n m n ⋅=-⋅-=+-=-,又2214m n +=,有222214534m n m n ⎧+=⎪⎪⎨⎪+-=-⎪⎩,解得1m n =⎧⎪⎨=⎪⎩,所以P ;(2)显然0x =不满足题意,设直线l 的方程为2y kx =+,设()()1122,,A x y B x y ,,22221(14)1612042x y k x kx y kx ⎧+=⎪⇒+++=⎨⎪=+⎩,22(16)4(41)120k k ∆=-+⨯>,解得234k >,①1212221612,4141k x x x x k k +=-=++,则212121212(2)(2)2()4y y kx kx k x x k x x =++=+++,又AOB ∠为锐角,则cos 0AOB ∠>,即0OA OB ⋅>,12120x x y y +>,所以21212121212(1)2()4x x y y y y k x x k x x +==++++2222212(1)1624(4)40414141k k k k k k k +⋅-=-+=>+++,解得204k <<,②由①②,解得322k -<<或322k <<,所以实数k的取值范围为(2,-.【变式4-1】已知椭圆:Γ22221(0x y a b a b +=>>)的左焦点为F ,其离心率22e =,过点F垂直于x 轴的直线交椭圆Γ于P ,Q两点,PQ (1)求椭圆Γ的方程;(2)若椭圆的下顶点为B ,过点D (2,0)的直线l 与椭圆Γ相交于两个不同的点M ,N ,直线BM ,BN 的斜率分别为12,k k ,求12k k +的取值范围.【答案】(1)2212x y +=;(2)()1211,,2222k k ⎛⎫⎛+∈-∞⋃-⋃+∞⎪ ⎝⎭⎝【解析】(1)由题可知2222222c e a bPQ a a b c⎧==⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得11a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩.所以椭圆Γ的方程为:2212x y +=.(2)由题可知,直线MN 的斜率存在,则设直线MN 的方程为(2)y k x =-,11(,)M x y ,22(,)N x y .由题可知2212(2)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩,整理得2222(21)8820k x k x k +-+-=22222(8)4(21)(81)8(21)0k k k k ∆=--+-=-->,解得22k ⎛∈- ⎝⎭.由韦达定理可得2122821k x x k +=+,21228221k x x k -=+.由(1)知,点(0,1)B -设椭圆上顶点为A ,(0,1)A ∴,12DA k k ≠=-且12DB k k ≠=,∴()()1212121212211111k x k x y y k k x x x x -+-++++=+=+()()()221221228121212228212k k k x x k k k k x x k -⋅-++=+=+-+()242111212,,221212122k k k k k k ⎛⎫⎛=-==-∈+∞⋃-∞⋃ ⎪ +++⎝⎭⎝∴12k k +的取值范围为()11,,2222⎛⎫⎛-∞⋃-⋃+∞ ⎪ ⎝⎭⎝.【变式4-2】)已知椭圆1C 的方程为22143x y +=,双曲线2C 的左、右焦点分别为1C 的左、右顶点,而2C 的左、右顶点分别是1C 的左、右焦点.(1)求双曲线2C 的方程;(2)若直线:2l y kx =+与双曲线2C 恒有两个不同的交点A 和B ,且1OA OB ⋅>(其中O 为原点),求k 的取值范围.【答案】(1)2213y x -=(2)(()1,1-【解析】(1)由题,在椭圆1C 中,焦点坐标为()1,0-和()1,0;左右顶点为()2,0-和()2,0,因为双曲线2C 的左、右焦点分别为1C 的左、右顶点,而2C 的左、右顶点分别是1C 的左、右焦点,所以在双曲线2C 中,设双曲线方程为22221x ya b-=,则221,4a c ==,所以2223b c a =-=,所以双曲线2C 的方程为2213y x -=(2)由(1)联立22213y kx y x =+⎧⎪⎨-=⎪⎩,消去y ,得()223470k x kx -++=①;消去x ,得()2223121230k y y k -+-+=②设()()1122,,,A x y B x y ,则12,x x 为方程①的两根,12,y y 为方程②的两根;21212227123,33k x x y y k k -+⋅=⋅=--,21212227123133k OA OB x x y y k k -+⋅=⋅+⋅=+>--,得23k >或21k <③,又因为方程①中,()22216384k k k ∆=-4⨯7-=-12+>0,得27k <④,③④联立得k的取值范围(()1,1⋃-⋃【变式4-3】已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点F 到准线的距离为2.(1)求C 的方程;(2)已知O 为坐标原点,点P 在C 上,点Q 满足9PQ QF =,求直线OQ 斜率的最大值.【答案】(1)24y x =;(2)最大值为13.【解析】(1)抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为2p x =-,由题意,该抛物线焦点到准线的距离为222p p p ⎛⎫--== ⎪⎝⎭,所以该抛物线的方程为24y x =;(2)[方法一]:轨迹方程+基本不等式法设()00,Q x y ,则()00999,9PQ QF x y ==--,所以()00109,10P x y -,由P 在抛物线上可得()()200104109y x =-,即20025910y x +=,据此整理可得点Q 的轨迹方程为229525=-y x ,所以直线OQ 的斜率000220001025925910OQ y y y k y x y ===++,当00y =时,0OQ k =;当00y ≠时,0010925OQ k y y =+,当00y >时,因为0092530y y +≥,此时103OQ k <≤,当且仅当00925y y =,即035y =时,等号成立;当00y <时,0OQ k <;综上,直线OQ 的斜率的最大值为13.[方法二]:【最优解】轨迹方程+数形结合法同方法一得到点Q 的轨迹方程为229525=-y x .设直线OQ 的方程为y kx =,则当直线OQ 与抛物线229525=-y x 相切时,其斜率k 取到最值.联立2,29,525y kx y x =⎧⎪⎨=-⎪⎩得22290525k x x -+=,其判别式222940525⎛⎫∆=--⨯= ⎪⎝⎭k ,解得13k =±,所以直线OQ 斜率的最大值为13.题型五向量型最值范围问题【例5】在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线221:142x y C -=与椭圆222:142x y C +=,A ,B分别为1C 的左、右顶点,点P 在双曲线1C 上,且位于第一象限.(1)直线OP 与椭圆2C 相交于第一象限内的点M ,设直线PA ,PB ,MA ,MB 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,4k ,求1234k k k k +++的值;(2)直线AP 与椭圆2C 相交于点N (异于点A ),求AP AN ⋅的取值范围.【答案】(1)0;(2)()16,+∞【解析】(1)方法1:设直线():0OP y kx k =>,联立22142y kxx y =⎧⎪⎨-=⎪⎩,消y ,得()22124k x -=,所以20120k k >⎧⎨->⎩,解得202k <<,设()()1111,0,0P x y x y >>,则11x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以P ⎛⎫.联立22142y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,消y ,得()22124k x +=,设()()2222,0,0M x y x y >>,则22x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以M ⎛⎫.因为()2,0A -,()2,0B ,所以211111221112821124224412k y y x y k k k x x x k k-+=+===-+---,222223422222821124224412ky y x y k k k x x x k k ++=+==--+--+,所以1234110k k k k k k ⎛⎫+++=+-= ⎪⎝⎭.方法2设()()1111,0,0P x y x y >>,()()2222,0,0M x y x y >>,因为()2,0A -,()2,0B ,所以11111221112224y y x yk k x x x +=+=-+-,22223422222224y y x yk k x x x +=+=-+-.因为点P 在双曲线1C 上,所以2211142x y -=,所以221142x y -=,所以1121x k k y +=.因为点Q 在椭圆线2C 上,所以2222142x y +=,所以222242x y -=-,所以2342x k k y +=-.因为O ,P ,M 三点共线,所以1212y y x x =,所以121234120x x k k k k y y +++=-=.(2)设直线AP 的方程为2y kx k =+,联立22224y kx k x y =+⎧⎨-=⎩,消y ,得()()22222184210k x k x k -+++=,解得12x =-,2224212k x k +=-,所以点P 的坐标为222424,1212k k k k ⎛⎫+ ⎪--⎝⎭,因为点P 位于第一象限,所以222420124012k k k k ⎧+>⎪⎪-⎨⎪>⎪-⎩,解得202k <<,联立22224y kx k x y =+⎧⎨+=⎩,消y ,得()()22222184210k x k x k +++-=,解得32x =-,2422412kx k -=+,所以点N 的坐标为222244,1212k k k k ⎛⎫- ++⎝⎭,所以()22222224161422444221212121214k k k k kAP AN AP AN k k k k k +⎛⎫⎛⎫+-⋅=⋅=--+⋅= ⎪⎪-+-+-⎝⎭⎝⎭,设21t k =+,则312t <<,所以22161616314(1)48384t tAP AN t t t t t ⋅===---+-⎛⎫-+ ⎪⎝⎭.因为函数3()4f x x x=+在区间31,2⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,所以当312t <<时,3748t t <+<,所以30841t t ⎛⎫<-+< ⎪⎝⎭,所以1616384t t >⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,即16AP AN ⋅>,故AP AN ⋅的取值范围为()16,+∞.【变式5-1】已知O为坐标原点,椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>的离心率为3,且经过点P.(1)求椭圆C的方程;(2)直线l与椭圆C交于A,B两点,直线OA的斜率为1k,直线OB的斜率为2k,且1213k k=-,求OA OB⋅的取值范围.【答案】(1)22193x y+=;(2)[3,0)(0,3]-.【解析】(1)由题意,223611caa b⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,又222a b c=+,解得3,a b==所以椭圆C为22193x y+=.(2)设()()1122,,,A x yB x y,若直线l的斜率存在,设l为y kx t=+,联立22193y kx tx y=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y得:()222136390+++-=k x ktx t,22Δ390k t=+->,则12221226133913ktx xktx xk-⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,又12k k=121213y yx x=-,故121213=-y y x x且120x x≠,即2390-≠t,则23≠t,又1122,y kx t y kx t=+=+,所以()()()222222222121212221212122691133939313-+++++-+==+=+==---+k t tkx t kx t kt x x ty y t kkk ktx x x x x x tk,整理得222933=+≥t k,则232≥t且Δ0>恒成立.221212121212222122393333133313--⎛⎫⋅=+=-==⋅=⋅=-⎪+⎝⎭t tOA OB x x y y x x x x x xk t t,又232≥t,且23≠t,故2331[3,0)(0,3)⎛⎫-∈-⎪⎝⎭t.当直线l的斜率不存在时,2121,x x y y==-,又12k k=212113-=-yx,又2211193x y+=,解得2192x=则222111233⋅=-==OA OB x y x.综上,OA OB ⋅的取值范围为[3,0)(0,3]-.【变式5-2】已知双曲线22221(00)x y C a b a b-=>>:,的离心率为2,F 为双曲线的右焦点,直线l 过F 与双曲线的右支交于P Q ,两点,且当l 垂直于x 轴时,6PQ =;(1)求双曲线的方程;(2)过点F 且垂直于l 的直线'l 与双曲线交于M N ,两点,求MP NQ MQ NP ⋅⋅+的取值范围.【答案】(1)2213y x -=;(2)(],12-∞-【解析】(1)依题意,2c a =,当l 垂直于x 轴时,226b PQ a==,即23b a =,即223c a a -=,解得1a =,b =2213y x -=;(2)设:2PQ l x my =+,联立双曲线方程2213y x -=,得:()22311290m y my -++=,当0m =时,()()()()2,3,2,3,0,1,0,1P Q M N --,12MP NQ MQ NP ⋅+⋅=-,当0m ≠时,设()()()()11223344,,,,,,,P x y Q x y M x y N x y ,因为直线PQ 与双曲线右支相交,因此1229031y y m =<-,即m ⎛⎫⎛∈⋃ ⎪ ⎝⎭⎝⎭,同理可得234293m y y m =-,依题意()()MP NQ MF FP NF FQ MF NF FP FQ =+⋅+=⋅+⋅⋅,同理可得,()()MQ NP MF FQ NF FP MF NF FP FQ =+⋅+⋅=⋅+⋅,而()212342111FP FQ MF NF m y y y y m ⎛⎫⋅+⋅=+++ ⎪⎝⎭,代入122931y y m =-,234293m y y m =-,()()()()()()222242224222919118163633133103133m m m m m FP FQ MF NF m m m m m m ++-+++⋅+⋅=+==----+--,分离参数得,2429663103m FP FQ MF NF m m ⋅+⋅=---+,因为3333m ⎛⎫⎛∈⋃ ⎪ ⎝⎭⎝⎭,当210,3m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,由22110,3m m ⎛⎫+∈+∞ ⎪⎝⎭,()22966,61310FP FQ MF NF m m ⋅+⋅=-∈-∞-⎛⎫+- ⎪⎝⎭,所以()()2,12MP NQ MQ N FP FQ MF NF P ⋅=⋅+⋅∈∞-⋅-+,综上可知,MP NQ MQ NP ⋅⋅+的取值范围为(],12-∞-.【变式5-3】已知抛物线()2:20E x py p =>的焦点为F ,直线4x =分别与x 轴交于点P ,与抛物线E 交于点Q ,且54QF PQ =.(1)求抛物线E 的方程;(2)如图,设点,,A B C 都在抛物线E 上,若ABC 是以AC 为斜边的等腰直角三角形,求AB AC ⋅uu u r uuu r的最小值.【答案】(1)24x y =;(2)32【解析】(1)设点()04,Q y ,由已知000216524py p y y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,则8102p p p +=,即24p =.因为0p >,则2p =,所以抛物线E 的方程是24x y =.(2)设点()222312123123,,,,,444x x x A x B x C x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,直线AB 的斜率为()0k k >,因为AB BC ⊥,则直线BC 的斜率为1k-.因为AB BC =,则1223x x x x -=-,得()2312x x k x x -=-,①因为22121212444x x x x k x x -+==-,则124x x k +=,即124x k x =-,②因为223223231444x x x x k x x -+-==-,则234x x k +=-,即324x x k =--③将②③代入①,得()2242420x k k x k+--=,即()()322212120k k x k kk-+---=,则()()32211k xk k -=+,所以()()()()22222122··cos 451421AB AC AB AC AB x x k k x k ︒===-+=-+()()()()()2332222411614111k k k k k k k k ⎡⎤-+⎢⎥=-+=++⎢⎥⎣⎦因为212k k +≥,则()22214k k +≥,又()22112k k++≥,则()()3222121k k k +≥+,从而()()3222121kk k +≥+当且仅当1k =时取等号,所以AB AC 的最小值为32.题型六参数型最值范围问题【例6】已知点()()1122,,,M x y N x y 在椭圆222:1(1)xC y a a+=>上,直线,OM ON 的斜率之积是13-,且22212x x a +=.(1)求椭圆C 的方程;(2)若过点()0,2Q 的直线与椭圆C 交于点,A B ,且(1)QB t QA t =>,求t 的取值范围.【答案】(1)2213x y +=;(2)(]1,3【解析】(1)椭圆方程改写为:2222x a y a +=,点()()1122,,,M x y N x y 在椭圆上,有222211a y a x =-,222222a y a x =-,两式相乘,得:()()()222222222241142122122a a a y y a x a x x x x x --==-++,由22212x x a +=,得222212241a y y x x =,由直线,OM ON 的斜率之积是13-,得121213y y x x =-,即222212129y y x x =,∴49a =,23a =,椭圆C 的方程为:2213x y +=.(2)过点()0,2Q 的直线若斜率不存在,则有()0,1A ,()0,1B -,此时3t =;当过点()0,2Q 的直线斜率存在,设直线方程为2y kx =+,由22213y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,得()22131290k x kx +++=,直线与椭圆C 交于点,A B 两点,∴()2221249(13)36360k k k ∆=-⨯⨯+=->,得21k >设()()1122,,,A x y B x y '''',(1)QB t QA t =>,21x x t '='由韦达定理12122121212(1)13913k x x t x k x x tx k ''''-⎧+==+⎪⎪+⎨⎪⋅+'='=⎪⎩,消去1x ',得()229131441t k t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭+,由21k >,2101k<<,∴()2311641t t <<+,由1t >,解得13t <<,综上,有13t <≤,∴t 的取值范围为(]1,3【变式6-1】已知A 、B 分别是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左右顶点,O 为坐标原点,=6AB ,点2,3⎛⎫⎪⎝⎭5在椭圆C 上.过点()0,3P -,且与坐标轴不垂直的直线交椭圆C 于M 、N 两个不同的点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若点B 落在以线段MN 为直径的圆的外部,求直线的斜率k 的取值范围;(3)当直线的倾斜角θ为锐角时,设直线AM 、AN 分别交y 轴于点S 、T ,记PS PO λ=,PT PO μ=,求λμ+的取值范围.【答案】(1)22195x y +=;(2)227,,1,332k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∈-∞-⋃⋃+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭;(3)4,23⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】(1)因为=6AB ,所以=3a ;又点2,3⎛⎫ ⎪⎝⎭5在图像C 上即()22252319b⎛⎫⎪⎝⎭+=,所以b 所以椭圆C 的方程为22195x y +=;(2)由(1)可得()3,0B ,设直线3l y kx =-:,设11(,)M x y 、22(,)N x y ,由22=-3=195y kx x y ⎧⎪⎨+⎪⎩得22(59)54360k x kx +-+=,22(54)436(59)0k k ∆=-⨯⨯+>解得23k >或23k <-①∵点()3,0B 在以线段MN 为直径的圆的外部,则0BM BN ⋅>,又12212254+=5+936=5+9k x x k x x k ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩②211221212(3,)(3,)(1)3(1)()180BM BN x y x y k x x k x x ⋅=--=+-+++>,解得1k <或72k >由①②得227,,1,332k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∈-∞-⋃⋃+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(3)设直线3l y kx =-:,又直线的倾斜角θ为锐角,由(2)可知23k >,记11(,)M x y 、22(,)N x y ,所以直线AM 的方程是:()1133y y x x =++,直线AN 的方程是:()2233y y x x =++.令=0x ,解得113+3y y x =,所以点S 坐标为1130,+3y x ⎛⎫ ⎪⎝⎭;同理点T 为2230,+3y x ⎛⎫⎪⎝⎭.所以1130,3+3y PS x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,2230,3+3y PT x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()0,3PO =.由PS PO λ=,PT PO μ=,可得:11333+3y x λ+=,22333+3y x μ+=,所以1212233y yx x λμ+=++++,由(2)得1225495k x x k +=+,1223695x k x =+,所以()()()1212121212122311333338229kx x k x x kx kx x x x x x x λμ--++-+-+=++=+++++()222254231189595254936369595k k k k k k k k ⎛⎫⋅+-- ⎪++⎝⎭=+⎛⎫++ ⎪++⎝⎭21012921k k k +=-⨯+++()()2110291k k +=-⨯++101291k =-⨯++,因为23k >,所以5131,0315k k +><<+,10142,2913k ⎛⎫-⨯+∈ ⎪+⎝⎭,故λμ+的范围是4,23⎛⎫⎪⎝⎭.【变式6-2】设A ,B 为双曲线C :22221x y a b-=()00a b >>,的左、右顶点,直线l 过右焦点F 且与双曲线C 的右支交于M ,N 两点,当直线l 垂直于x 轴时,AMN 为等腰直角三角形.(1)求双曲线C 的离心率;(2)已知4AB =,若直线AM ,AN 分别交直线1x =于P ,Q 两点,若()0D t ,为x 轴上一动点,当直线l 的倾斜角变化时,若PDQ ∠为锐角,求t 的取值范围.【答案】(1)2;(2){2t t <-或}4t >【解析】(1)由双曲线C :22221x y a b-=()00a b >>,可得:右焦点(),0F c ,将x c =代入2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>中,2by a=±,当直线l 垂直于x 轴时,AMN 为等腰直角三角形,此时AF FM =,即2b ac a+=,整理得:220a ac b +-=,因为222b c a =-,所以2220a ac c +-=,方程两边同除以2a 得:220e e +-=,解得:2e =或1-(舍去),所以双曲线C 的离心率为2;(2)因为24AB a ==,所以2a =,因为2c e a ==,解得4c =,故22212b c a =-=,所以双曲线的方程为221412x y -=,当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为:()4y k x =-,与双曲线联立得:()22223816120kxk x k -+--=,设()()1122,,,M x y N x y ,则212283k x x k +=-,212216123k x x k +=-,则()()()221212121244416y y k x x k x x x x =--=-++⎡⎤⎣⎦222221612321633k k k k k ⎛⎫+=-+ ⎪--⎝⎭22363k k -=-,因为直线l 过右焦点F 且与双曲线C 的右支交于,M N 两点,所以22121222816124,433k k x x x x k k ++=>=>--,解得:23k >,直线()11:22y AM y x x =++,则1131,2y P x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,同理可求得:2231,2y Q x ⎛⎫⎪+⎝⎭,所以11,213y D x P t ⎪+⎛⎫=- ⎝⎭,22,213y D x Q t ⎪+⎛⎫=- ⎝⎭,因为PDQ ∠为锐角,所以()()12221192202D y y x Q t x P D t ⋅=+-+>++,即()1122122109224y y x x x t x t +-+++>+,所以22222221203693161216433k k k k t k t k -⨯-++--+++>-所以21290t t +-->即()219t ->,解得2t <-或4t >;当直线l 的斜率不存在时,将4x =代入双曲线可得6y =±,此时不妨设()()4,6,4,6M N -,此时直线:2AM y x =+,点P 坐标为()1,3,同理可得:()1,3Q -,所以()1,3DP t =-,()1,3DQ t =--,因为PDQ ∠为锐角,所以2280DP DQ t t ⋅=-->,解得2t <-或4t >;综上所述,t 的取值范围{2t t <-或}4t >【变式6-3】22122:1y x C a b-=上的动点P 到两焦点的距离之和的最小值为22:2(0)C x py p =>的焦点与双曲线1C 的上顶点重合.(1)求抛物线2C 的方程;(2)过直线:(l y a a =为负常数)上任意一点M 向抛物线2C 引两条切线,切点分别为AB ,坐标原点O 恒在以AB 为直径的圆内,求实数a 的取值范围.【答案】(1)24x y =;(2)40a -<<.【解析】(1)由已知:双曲线焦距为,则长轴长为2,故双曲线的上顶点为(0,1),即为抛物线焦点.∴抛物线2C 的方程为24x y =;(2)设(,)M m a ,2111(,)4A x x ,2221(,)4B x x ,故直线MA 的方程为211111()42y x x x x -=-,即21142y x x x =-,所以21142a x m x =-,同理可得:22242a x m x =-,∴1x ,2x 是方程242a xm x =-的两个不同的根,则124x x a =,2212121()416OA OB x x x x a a ∴⋅=+=+,由O 恒在以AB 为直径的圆内,240a a ∴+<,即40a -<<.。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线作为高等数学中的重要内容,在高考中常常出现,并且是考察学生数学运算能力和理解能力的重要方面。
圆锥曲线问题在高考中的常见题型有:直线与圆锥曲线的交点问题、圆锥曲线的参数方程问题、圆锥曲线的性质和应用问题等。
下面我们来一一介绍这些常见题型的解题技巧。
一、直线与圆锥曲线的交点问题这是圆锥曲线问题中最常见的一个题型,题目通常要求求出直线与圆锥曲线的交点坐标。
解题技巧如下:1. 分析题目给出的直线和圆锥曲线,确定直线方程和圆锥曲线方程;2. 将直线方程代入圆锥曲线方程中,解方程得出交点坐标;3. 特别要注意,当圆锥曲线为椭圆或双曲线时,有两个交点,需要分别求解;4. 当圆锥曲线为抛物线时,还需要注意直线的位置与抛物线的开口方向。
二、圆锥曲线的参数方程问题圆锥曲线的参数方程问题通常考查学生对参数方程的理解和应用能力,解答这类问题的关键在于用参数代换替换变量。
解题技巧如下:1. 给出的圆锥曲线通常可以用参数方程表示,将已知的参数方程代入题目求解;2. 注意参数方程的参数范围,有时需要根据范围重新调整参数;3. 对于给出的参数方程,需要将参数代换替换变量,进而得出答案。
三、圆锥曲线的性质和应用问题圆锥曲线的性质和应用问题通常要求学生掌握圆锥曲线的基本性质,以及如何应用这些性质解决实际问题。
解题技巧如下:1. 需要牢记圆锥曲线的基本性质,例如椭圆的焦点、双曲线的渐近线等;2. 掌握各种类型圆锥曲线的标准方程和参数方程;3. 对于应用问题,需要在掌握了基本性质的前提下,将问题转化为数学模型,进而解决。
以上就是圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧,希望对大家备战高考有所帮助。
在复习期间,建议大家多做练习题,加深对圆锥曲线知识的理解,提高解题能力。
多思考,灵活运用各种解题技巧,相信大家一定能在高考中取得好成绩!。
高考数学圆锥曲线及解题技巧汇总
高考数学圆锥曲线及解题技巧汇总高考数学圆锥曲线及解题技巧汇总在高中数学圆锥曲线知识点学习中,很多同学都遇到难题,说圆锥曲线难,也是高考必考之一在选择、填空、解答这几种题型中,都有圆锥曲线的身影, 接下来小编总结了高考数学圆锥曲线及解题技巧,希望对你有用。
高考数学圆锥曲线及解题技巧1:牢记核心知识点核心的知识点是基础,好多同学在做圆锥曲线题时,特别是小题,比如椭圆,双曲线离心率公式和范围记不清,焦点分别在x轴,y轴上的双曲线的渐近线方程也傻傻分不清,在做题时自然做不对。
高考数学圆锥曲线及解题技巧2:计算能力与速度计算能力强的同学学圆锥曲线相对轻松一些,计算能力是可以通过多做题来提升的。
后期可以尝试训练自己口算得到联立后的二次方程,然后得到判别式,两根之和,两根之积的整式。
当然也要掌握一些解题的小技巧,加快运算速度。
高考数学圆锥曲线及解题技巧3:思维套路拿到圆锥曲线的题,很多同学说无从下手,从表面感觉很难。
老师建议:山重水复疑无路,没事你就算两步。
大部分的圆锥曲线大题,都有共同的三部曲:一设二联立三韦达定理。
一设:设直线与圆锥曲线的两个交点,坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线方程为y=kx+b。
二联立:通过快速计算或者口算得到联立的二次方程。
三韦达定理:得到二次方程后立马得出判别式,两根之和,两根之积。
走完三部曲之后,在看题目给出了什么条件,要求什么。
例如涉及弦长问题,常用“根与系数的关系”设而不求计算弦长(即应用弦长公式);涉及弦的中点问题,常用“点差法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来,相互转化。
总结起来:找值列等量关系,找范围列不等关系,通常结合判别式,基本不等式求解。
高考数学圆锥曲线及解题技巧4:直线与圆锥曲线位置关系这类问题主要采用分析判别式,有△>0,直线与圆锥曲线相交;△=0,直线与圆锥曲线相切;△<0,直线与圆锥曲线相离.若且a=0,b≠0,则直线与圆锥曲线相交,且有一个交点.注意:设直线方程时一定要考虑斜率不存在的情况,可单独提前讨论高考数学圆锥曲线及解题技巧5:圆锥曲线与向量结合问题这类问题主要利用向量的相等,平行,垂直去寻找坐标间的数量关系,往往要和根与系数的关系结合应用,体现数形结合的思想,达到简化计算的目的。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线是数学中的重要概念,也是高中数学中的重要内容之一。
在高考中,圆锥曲线问题往往是考查学生分析能力、解题技巧和数学理论应用能力的重要内容。
圆锥曲线问题包括了圆、椭圆、双曲线和抛物线等内容,这些问题在高考中的常见题型有很多,下面我们就来总结一下圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧。
一、圆锥曲线的常见题型1. 求解圆锥曲线的焦点、直径等坐标问题2. 求圆锥曲线与坐标轴的交点3. 求圆锥曲线的参数方程4. 求解圆锥曲线的切线方程5. 求解圆锥曲线的渐近线方程6. 判断点是否在圆锥曲线内部或外部等问题这些都是高考中经常出现的圆锥曲线的题型,考查学生的代数计算、几何推理、参数方程应用等多方面的数学能力。
二、解题技巧1. 确定圆锥曲线的类型在解题时首先要明确圆锥曲线的类型,包括圆、椭圆、双曲线和抛物线等。
这样可以根据具体的类型选择相应的解题方法,避免盲目求解导致错误。
2. 利用几何的方法辅助求解对于椭圆、双曲线等圆锥曲线,可以利用几何的方法来辅助求解,比如通过图形性质来确定焦点、直径等坐标,利用图形的对称性质来求解切线方程等。
3. 转换坐标系有些圆锥曲线问题在直角坐标系中比较复杂,但是如果将坐标系进行适当的旋转、平移或变换,可能会使问题更易于求解。
将坐标系转换成合适的坐标系是解决问题的有效方法之一。
4. 参数化求解对于一些复杂的圆锥曲线问题,可以尝试使用参数方程来进行求解,将问题转化成参数方程的形式,有时会使问题变得更加简单。
5. 利用数学工具软件辅助求解在解题过程中,可以利用数学软件来辅助求解,比如利用计算机绘制图形、求解方程等,可以帮助理清思路、验证结果,并避免繁琐的计算错误。
三、举例分析以下举一个常见的圆锥曲线问题作为例子进行分析:已知椭圆的方程为:\[ \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 \]求椭圆的焦点坐标及渐近线方程。
圆锥曲线解题技巧和方法综合全
圆锥曲线的解题技巧一、常规七大题型:(1)中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。
如:(1))0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有02020=+k by a x 。
(2))0,0(12222>>=-b a by a x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0)则有02020=-k by a x (3)y 2=2px (p>0)与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p.典型例题 给定双曲线x y 2221-=。
过A (2,1)的直线与双曲线交于两点P 1 及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。
(2)焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
典型例题 设P(x,y)为椭圆x a y b 22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。
(1)求证离心率βαβαsin sin )sin(++=e ;(2)求|||PF PF 1323+的最值。
(3)直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。
典型例题抛物线方程,直线与轴的交点在抛物线准线的右边。
y p x p x y t x 210=+>+=()()(1)求证:直线与抛物线总有两个不同交点(2)设直线与抛物线的交点为A 、B ,且OA ⊥OB ,求p 关于t 的函数f(t)的表达式。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线是解析几何中的一个重要分支,涉及广泛且难度较大。
在高考中,经常出现各种关于圆锥曲线的问题,如求解方程、定位点、证明定理、计算面积等等。
本文将介绍圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧,以供大家参考。
常见题型1. 判定方程类型判定方程 $Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0$ 的类型。
同学们需要掌握二次型的知识,使用行列式和 $\Delta$ 判别法即可。
其中,行列式 $AC-B^2$ 确定了方程的类型:$AC-B^2>0$ 时,方程为椭圆方程;2. 求曲线方程通常给出几何条件,让同学们求出曲线方程。
此类问题需要根据情况选择不同的方法,在此介绍两种主要的解法:(1)通过几何条件确定曲线类型,再代入方程求解。
例如,已知一个抛物线上的顶点坐标和另外一点的坐标,可以用顶点公式和对称性解出对称轴和开口方向,进而确定方程。
(2)确定曲线焦点和准线,利用焦准式求解方程。
例如,已知一个双曲线的焦距和离心率,可以通过求出曲线的焦点和准线,利用焦准式求解方程。
3. 定位点通常给出一个几何条件,要求定位某个点的坐标。
此类问题有多种方法,例如利用坐标系的对称性、平移、伸缩等变化来确定点的位置,或者利用直线方程、曲线方程的关系求解点的坐标等。
4. 证明定理此类问题一般是让同学们证明某个定理或者结论。
需要掌握各种定理的证明方法,例如对偶证明、取对数证明、辅助线证明、画图论证等。
5. 计算面积此类问题一般要求同学们计算某个图形或者曲面的面积。
需要灵活运用面积公式、积分等方法,注意确定积分区间以及被积函数的形式。
解题技巧1. 建立坐标系建立坐标系是解决圆锥曲线问题的前提,可以帮助理清几何图形的关系和计算各种量的大小。
要注意选择坐标系的方向和起点,以便于计算和简化计算公式。
2. 利用几何条件圆锥曲线问题往往给出具体的几何条件,同学们需要认真理解并灵活运用。
常见的几何条件有点的坐标、直线的方程、曲线类型、焦准距等等。
解圆锥曲线问题常用的八种方法与七种常规题型
解圆锥曲线问题常用的八种方法与七种常规题型一、解圆锥曲线问题常用的八种方法:1.直线的交点法:利用直线与圆锥曲线的交点来解题,求出直线与曲线的交点坐标,从而得到问题的解。
该方法适用于直线与圆锥曲线有交点的情况。
2.过顶点的直线法:通过过顶点的直线与圆锥曲线的交点性质来解题。
一般情况下,过顶点的直线与圆锥曲线有两个交点,利用这两个交点可以得到问题的解。
3.平行线法:对于平行线与圆锥曲线的交点性质进行分析,可以得到问题的解。
一般情况下,平行线与圆锥曲线有两个交点,通过求解这两个交点可以得到问题的解。
4.切线法:利用切线与圆锥曲线的交点性质来解题。
一般情况下,切线与圆锥曲线有一个交点,通过求解这个交点可以得到问题的解。
5.对称法:通过对称性质,将圆锥曲线转化为标准形式或特殊形式,从而简化问题的求解过程。
6.几何平均法:利用几何平均的性质,将圆锥曲线的方程进行变换,从而得到问题的解。
7.参数方程法:通过给定的参数方程,求解参数,从而得到与曲线相关的问题的解。
8.解析几何法:通过解析几何的方法,将问题抽象为代数方程,从而求解问题。
二、解圆锥曲线问题常规题型:1.已知曲线方程,求曲线的性质:如给定椭圆的方程,求椭圆的长短轴、焦点、离心率等。
2.已知曲线性质,求曲线方程:如给定一个椭圆的长短轴、焦点、离心率等,求椭圆的方程。
3.已知曲线方程和一个点,判断该点是否在曲线上:如给定一个椭圆的方程和一个点P,判断点P是否在椭圆上。
4.已知曲线方程和一个直线,判断该直线是否与曲线有交点:如给定一个椭圆的方程和一条直线L,判断直线L是否与椭圆有交点。
5.已知曲线方程和一个点,求该点到曲线的距离:如给定一个椭圆的方程和一个点P,求点P到椭圆的距离。
6.已知曲线方程和一个点,求该点在曲线上的切线方程:如给定一个椭圆的方程和一个点P,求点P在椭圆上的切线方程。
7.已知曲线方程和两个点,求该曲线上两点之间的弧长:如给定一个椭圆的方程和两个点A、B,求椭圆上从点A到点B的弧长。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线是数学中的一个重要概念,在高考数学考试中经常出现。
圆锥曲线问题在高考中的题型多样,涉及到椭圆、双曲线和抛物线等各种不同的情况。
学生需要掌握不同类型圆锥曲线的基本知识和解题方法,才能在考试中取得好成绩。
本文将详细介绍圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧。
一、椭圆问题在高考数学中,椭圆问题是圆锥曲线中的一个常见题型。
椭圆是圆锥曲线中的一种,其数学方程一般表示为x²/a² + y²/b² = 1。
椭圆问题在高考中主要涉及到椭圆的性质、方程和相关的几何问题。
下面是一些常见的椭圆问题和解题技巧:1. 椭圆的性质椭圆有许多独特的性质,例如焦点、长轴、短轴等。
解决椭圆问题时,首先需要熟悉椭圆的基本性质,包括焦点的坐标、长轴和短轴的长度等。
了解这些性质可以帮助学生更好地理解和解决椭圆相关的问题。
2. 椭圆的方程学生需要掌握椭圆的标准方程和一般方程,以及如何从一个方程中得到椭圆的相关信息。
如何通过椭圆的方程确定焦点和长轴的长度等。
熟练掌握椭圆的方程和相关的计算方法是解决椭圆问题的关键。
3. 几何问题在高考中,椭圆问题经常涉及到与椭圆相关的几何问题,例如椭圆的切线、法线、焦点、离心率等。
解决这些问题需要学生具有一定的几何直觉和解题技巧,可以通过画图、几何推理等方法来解决。
二、双曲线问题三、抛物线问题在解决圆锥曲线问题时,学生需要注意以下几个解题技巧:1. 画图对于圆锥曲线相关的几何问题,画图是非常重要的。
学生可以通过画图来直观地理解问题,并且可以通过几何推理来解决问题。
2. 几何推理圆锥曲线问题往往需要一定的几何推理能力,例如通过推导得到相关的性质和结论。
学生需要熟练掌握几何推理的方法,以便解决圆锥曲线问题。
3. 代数计算除了几何推理,对于圆锥曲线的方程和相关计算问题,学生还需要掌握代数计算的方法,包括因式分解、配方法、求导等。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线作为高等数学中的重要内容,经常出现在高中数学的教学中,也是高考数学中的一个热点考点。
掌握圆锥曲线的相关知识和解题技巧对于学生来说非常重要。
本文将介绍圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧,希望能够帮助广大学生更好地应对高考数学考试。
一、圆锥曲线问题的常见题型1. 椭圆的方程与特征:椭圆的标准方程为\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1,其中a和b分别为椭圆在x轴和y轴上的半轴长。
在高考中,通常会出现给定椭圆的焦点、顶点等信息求椭圆的方程,或者反过来给定椭圆的方程求椭圆的相关信息的题目。
2. 抛物线的方程与性质:抛物线的标准方程为y=ax^2+bx+c,其中a不等于0。
高考中常见的题型包括给定抛物线的焦点、直径和顶点求抛物线的方程,或者求解抛物线与直线的交点等。
圆的标准方程为(x-a)^2+(y-b)^2=r^2,其中(a,b)为圆心坐标,r为半径。
高考中常见的题型包括求解圆与直线、圆与圆的交点、圆心坐标等。
1. 熟练掌握圆锥曲线的标准方程在解题时,首先要掌握圆锥曲线的标准方程,根据题目中给出的相关信息将其代入方程中,从而求出所需的未知数。
熟练掌握标准方程对于解题是非常重要的。
2. 注意利用圆锥曲线的性质在解题时,要善于利用圆锥曲线的性质,例如椭圆和双曲线的焦点、顶点等特征,抛物线的焦点、直径等特征,以及圆的半径、圆心坐标等特征。
通过这些性质,可以更快速地解题。
3. 结合几何思维进行分析在解题过程中,可以结合几何思维进行分析,画出相应的图形来辅助解题。
通过直观的几何图形,有时可以更好地理解题目要求,并且更容易找到解题的思路。
4. 熟练掌握相关公式和定理在解题过程中,要熟练掌握相关的公式和定理,例如椭圆和双曲线的离心率公式,抛物线的焦点、准线和方程性质,以及圆的切线和法线方程等。
熟练掌握这些公式和定理可以为解题提供更多的思路和方法。
圆锥曲线解答题题型及方法归纳总结
题型一:弦的垂直平分线问题
例题1、过点T(-1,0)作直线 与曲线N: 交于A、B两点,在x轴上是否存在一点E( ,0),使得
是等边三角形,ห้องสมุดไป่ตู้存在,求出 ;若不存在,请说明理由。
【涉及到弦的垂直平分线问题】
这种问题主要是需要用到弦AB的垂直平分线L的方程,往往是利用点差或者韦达定理产生弦AB的中点坐标M,结合弦AB与它的垂直平分线L的斜率互为负倒数,写出弦的垂直平分线L的方程,然后解决相关问题,比如:求L在x轴y轴上的截距的取值范围,求L过某定点等等。有时候题目的条件比较隐蔽,要分析后才能判定是有关弦AB的中点问题,比如:弦与某定点D构成以D为顶点的等腰三角形(即D在AB的垂直平分线上)、曲线上存在两点AB关于直线m对称等等。
(Ⅱ)求四边形 的面积的最小值.
题型六:弦或弦长为定值、最值问题
1、已知△ 的面积为 ,
(1)设 ,求 正切值的取值范围;
(2)设以O为中心,F为焦点的双曲线经过点Q(如图), 当 取得最小值时,求此双曲线的方程。
2、已知椭圆 两焦点分别为F1、F2,P是椭圆在第一象限弧上一点,并满足 ,过P作倾斜角互补的两条直线PA、PB分别交椭圆于A、B两点.(Ⅰ)求P点坐标;(Ⅱ)求证直线AB的斜率为定值;(Ⅲ)求△PAB面积的最大值.
例题分析1:已知抛物线y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A、B,则|AB|等于
解:设直线 的方程为 ,由 ,进而可求出 的中点 ,又由 在直线 上可求出 ,∴ ,由弦长公式可求出 .
题型二:动弦过定点的问题
例题2、已知椭圆C: 的离心率为 ,且在x轴上的顶点分别为A1(-2,0),A2(2,0)。
圆锥曲线专题:定值问题的7种常见考法(解析版)
圆锥曲线专题:定值问题的7种常见考法一、定值问题处理方法1、解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值,求定值问题常见的解题方法有两种:法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。
2、直接法解题步骤第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:b kx y +=或n my x +=、点的坐标;第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。
二、常见定值问题的处理方法1、处理较为复杂的问题,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直线等)求出定值,进而给后面一般情况的处理提供一个方向;2、在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢;3、巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算。
三、常见条件转化1、对边平行:斜率相等,或向量平行;2、两边垂直:斜率乘积为-1,或向量数量积为0;3、两角相等:斜率成相反数或相等或利用角平分线性质;4、直角三角形中线性质:两点的距离公式5、点与圆的位置关系:(·1)圆外:点到直径端点向量数量积为正数;(2)圆上:点到直径端点向量数量积为零;(3)圆内:点到直径端点向量数量积为负数。
四、常用的弦长公式:(1)若直线AB 的方程设为b kx y +=,()11y x A ,,()22y x B ,,则()a k x x x x k x x k AB ∆⋅+=-+⋅+=-⋅+=22122122121411(2)若直线AB 的方程设为n my x +=,()11y x A ,,()22y x B ,,则()am y y y y m y y m AB ∆⋅+=-+⋅+=-⋅+=22122122121411【注】上式中a 代表的是将直线方程带入圆锥曲线方程后,化简得出的关于x 或y 的一元二次方程的二次项系数。
解圆锥曲线问题常用的八种方法及七种常规题型
解圆锥曲线问题常用的八种方法与七种常规题型总论:常用的八种方法1、定义法2、韦达定理法3、设而不求点差法4、弦长公式法5、数形结合法6、参数法〔点参数、K 参数、角参数〕7、代入法8、充分利用曲线系方程法七种常规题型〔1〕中点弦问题 〔2〕焦点三角形问题〔3〕直线与圆锥曲线位置关系问题 〔4〕圆锥曲线的有关最值〔围〕问题 〔5〕求曲线的方程问题1.曲线的形状--------这类问题一般可用待定系数法解决。
2.曲线的形状未知-----求轨迹方程〔6〕存在两点关于直线对称问题 〔7〕两线段垂直问题常用的八种方法1、定义法〔1〕椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
〔2〕双曲线有两种定义。
第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离〞互相转化。
〔3〕抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要无视判别式的作用。
3、设而不求法解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法〞。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法〞,即设弦的两个端点A(*1,y 1),B(*2,y 2),弦AB 中点为M(*0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求〞法,具体有:〔1〕)0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(*0,y 0),则有02020=+k by a x 。
圆锥曲线题型归纳及解题技巧
圆锥曲线题型归纳及解题技巧学好圆锥曲线的几个关键点1、牢记核心知识点核心的知识点是基础,好多同学在做圆锥曲线题时,特别是小题,比如椭圆,双曲线离心率公式和范围记不清,焦点分别在x轴,y轴上的双曲线的渐近线方程也傻傻分不清,在做题时自然做不对。
2、计算能力与速度计算能力强的同学学圆锥曲线相对轻松一些,计算能力是可以通过多做题来提升的。
后期可以尝试训练自己口算得到联立后的二次方程,然后得到判别式,两根之和,两根之积的整式。
当然也要掌握一些解题的小技巧,加快运算速度。
3、思维套路拿到圆锥曲线的题,很多同学说无从下手,从表面感觉很难。
老师建议:山重水复疑无路,没事你就算两步。
大部分的圆锥曲线大题,都有共同的三部曲:一设二联立三韦达定理。
一设:设直线与圆锥曲线的两个交点,坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线方程为y=kx+b。
二联立:通过快速计算或者口算得到联立的二次方程。
三韦达定理:得到二次方程后立马得出判别式,两根之和,两根之积。
走完三部曲之后,在看题目给出了什么条件,要求什么。
例如涉及弦长问题,常用“根与系数的关系”设而不求计算弦长(即应用弦长公式);涉及弦的中点问题,常用“点差法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来,相互转化.总结起来:找值列等量关系,找范围列不等关系,通常结合判别式,基本不等式求解。
4、题型总结圆锥曲线中常见题型总结1、直线与圆锥曲线位置关系这类问题主要采用分析判别式,有△>0,直线与圆锥曲线相交;△=0,直线与圆锥曲线相切;△<0,直线与圆锥曲线相离.若且a=0,b≠0,则直线与圆锥曲线相交,且有一个交点.注意:设直线方程时一定要考虑斜率不存在的情况,可单独提前讨论。
2、圆锥曲线与向量结合问题这类问题主要利用向量的相等,平行,垂直去寻找坐标间的数量关系,往往要和根与系数的关系结合应用,体现数形结合的思想,达到简化计算的目的。
3、圆锥曲线弦长问题弦长问题主要记住弦长公式:设直线l与圆锥曲线C相交于A(x1,y1),B (x2,y2)两点,则:4、定点、定值问题(1)定点问题可先运用特殊值或者对称探索出该定点,再证明结论,即可简化运算;(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.5、最值、参数范围问题这类常见的解法有两种:几何法和代数法.(1)若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法;(2)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,这就是代数法.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下五个方面考虑:(1)利用判别式来构造不等关系,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,解这类问题的核心是在两个参数之间建立等量关系;(3)利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用基本不等式求出参数的取值范围;(5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.6、轨迹问题轨迹问题一般方法有三种:定义法,相关点法和参数法。
圆锥曲线大题解题技巧
圆锥曲线大题解题技巧圆锥曲线是数学中一个重要的几何分支,它包括椭圆、双曲线和抛物线等曲线。
在解决圆锥曲线相关的大题时,掌握一些解题技巧是非常有帮助的。
以下是一些常见的解题技巧:1. 熟悉基本定义和性质:-掌握圆锥曲线的标准方程形式,了解它们的焦点、准线、偏心率等基本性质。
-理解直线与圆锥曲线的位置关系,包括相切、相交和相离。
2. 利用坐标法:-将圆锥曲线问题转化为代数问题,通过建立坐标系,将曲线方程转化为标准形式。
-利用坐标法求解直线与圆锥曲线的交点、弦长、面积等。
3.应用韦达定理:-韦达定理在解决圆锥曲线问题时非常有用,特别是在求解直线与圆锥曲线的交点问题时。
-利用韦达定理可以快速找到交点的坐标。
4. 利用参数方程:-对于某些复杂的圆锥曲线问题,可以尝试使用参数方程来简化问题。
-参数方程可以帮助我们更好地理解曲线的形状和性质。
5. 利用极坐标:-在处理与极点和极线相关的问题时,极坐标方法可以提供简洁的解决方案。
-极坐标方法特别适用于求解与焦点、准线相关的问题。
6. 利用图形工具:-利用几何画板等图形工具可以帮助我们直观地理解圆锥曲线的性质和问题。
-图形工具可以帮助我们验证答案的正确性。
7. 注意特殊情况:-在解决圆锥曲线问题时,要注意特殊点的存在,如顶点、焦点、准线等。
-特殊点的性质往往在解题中起到关键作用。
8. 练习和总结:-定期练习圆锥曲线相关的题目,总结解题方法和技巧。
-学习并掌握常见的解题模式和思路。
通过以上技巧的运用,可以大大提高解决圆锥曲线大题的效率和准确性。
重要的是要理解每个技巧背后的数学原理,这样才能在遇到不同问题时灵活运用。
高中数学圆锥曲线解题方法归纳
高中数学圆锥曲线解题方法归纳圆锥曲线是高中数学中的一个重要部分,包括椭圆、双曲线和抛物线。
这些曲线通常通过平面截取圆锥的不同部分来形成。
为了更好地理解和解决这类问题,我们需要掌握一些基本的解题方法。
1. 定义法:根据圆锥曲线的定义来解题。
例如,椭圆和双曲线的定义是两个焦点到曲线上任一点的距离之和或差为一个常数。
抛物线的定义是一个点到固定点(焦点)和固定直线(准线)的距离相等。
2. 参数方程法:对于一些复杂的圆锥曲线问题,我们可以使用参数方程来表示曲线上点的坐标。
这样可以将几何问题转化为代数问题,便于计算。
3. 切线法:对于一些与圆锥曲线切线相关的问题,我们可以使用切线性质来解题。
例如,切线到曲线上任一点的距离在切点处达到最小值。
4. 极坐标法:将问题转化为极坐标形式,利用极坐标的性质来解题。
例如,在极坐标下,距离和角度的关系可以简化为数学表达式。
5. 几何法:利用圆锥曲线的几何性质来解题。
例如,椭圆的焦点到椭圆中心的距离等于椭圆上任一点到椭圆中心的距离减去椭圆半径。
6. 代数法:通过代数运算来解题。
例如,解联立方程来找到满足多个条件的点的坐标。
7. 数形结合法:结合图形和数学表达式来解题。
通过观察图形,可以更好地理解问题的本质,从而找到合适的解题方法。
以上是高中数学中圆锥曲线解题的一些基本方法。
需要注意的是,每种方法都有其适用的范围和局限性,需要根据具体问题选择合适的方法。
同时,这些方法也不是孤立的,有时需要综合运用多种方法来解决一个复杂的问题。
通过大量的练习和总结,我们可以提高解决圆锥曲线问题的能力。
圆锥曲线解题的万能套路
圆锥曲线解题的万能套路可以归纳为以下步骤:
1. 确定焦点位置:根据题目给定的条件,确定圆锥曲线的焦点位置,是位于X 轴上还是Y轴上。
2. 设而不求:设定圆锥曲线上的两点坐标,然后根据点在曲线上的性质,列出方程,但不求解。
3. 点差法:如果题目涉及弦的中点问题,可以使用点差法。
将两个点在曲线上的坐标分别带入方程,然后作差,化简后可以求得中点的坐标。
4. 联立方程:将题目给定的图形方程与圆锥曲线方程联立,形成一元二次方程组。
5. 使用韦达定理:利用韦达定理,将方程组的解用函数的k表示出来。
6. 求切线方程:如果需要求切线方程,可以通过图形的一个切点代入,求得切线斜率,进而得到切线方程。
7. 弦长公式:如果需要求弦长,可以使用弦长公式,将直线方程与图形方程联立,化简后得到一元二次不等式,通过韦达定理求解。
8. 求最值:根据题目给定的条件,利用函数关系或几何关系求出最值。
9. 求轨迹方程:根据题目给定的条件,利用待定系数法或定义法求出轨迹方程。
以上步骤可以作为圆锥曲线解题的万能套路,但具体解题过程中还需根据题目的具体情况进行灵活应用。
圆锥曲线解题技巧综合运用不同解题方法
圆锥曲线解题技巧综合运用不同解题方法圆锥曲线是高中数学中的一个重要内容,经常在各类考试中出现。
掌握圆锥曲线的解题技巧,可以帮助我们高效解答题目。
本文将介绍几种常见的圆锥曲线解题方法,并综合运用它们来解决各类题目。
一、直接法直接法是最常用的解题方法之一,它适用于给定了圆锥曲线的方程,要求我们找出特定点或确定一些性质的情况。
以二次曲线为例,我们可以通过将方程标准化,然后研究其各项系数的符号、平方项的系数与常数项的关系等来推导出特定点的坐标、曲线的类型等信息。
二、参数法参数法常用于求解曲线上的点的坐标或曲线的方程。
当我们遇到较复杂的曲线方程,难以直接分析时,可以通过引入参数的方法,将曲线的方程转化为参数方程进行处理。
例如,对于椭圆和双曲线,我们可以通过引入参数来表示曲线上的点的坐标。
设参数为θ,则椭圆的参数方程为x=acosθ,y=bsinθ;双曲线的参数方程为x=asecθ,y=btanθ。
通过选取不同的参数值,我们可以得到曲线上的不同点,进而求解问题。
三、几何法几何法是通过几何图形的性质来解决问题的方法。
在圆锥曲线的学习过程中,我们会学到各种曲线的几何性质,如椭圆的离心率、焦点定理、双曲线的渐近线等。
利用这些性质,我们可以通过绘制几何图形,运用几何关系来解决问题。
四、导数法导数法常用于求解曲线的切线、法线以及曲率等问题。
对于给定的曲线方程,我们可以通过求导数来得到曲线的斜率,从而得到切线或法线的方程。
同时,导数还可以帮助我们研究曲线的凸凹性、极值等性质,进一步推导出曲线的特点。
五、解析法解析法是一种基于代数分析的方法,适用于较复杂的曲线方程求解。
通过对方程进行代数运算、化简等操作,我们可以得到曲线的一些基本性质或特定点的坐标。
在解析法中,我们常用的技巧包括配方法、消元法、代入法等,根据方程的特点和题目要求来灵活选择合适的方法。
此外,还需要注意方程中的各项系数和常数项之间的关系,以便得到准确的解答。
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圆锥曲线常考题型解题技巧总结1 圆锥曲线定义的妙用1.求动点轨迹例1 一动圆与两圆:x 2+y 2=1和x 2+y 2-6x +5=0都外切,则动圆圆心的轨迹为( )A .抛物线B .双曲线C .双曲线的一支D .椭圆思路点拨 分析题意,看满足哪种曲线的定义.规范解答 x 2+y 2=1是圆心为原点,半径为1的圆,x 2+y 2-6x +5=0化为标准方程为(x -3)2+y 2=4,是圆心为A (3,0),半径为2的圆.设所求动圆圆心为P ,动圆半径为r ,如图,则⎭⎪⎬⎪⎫|PO |=r +1|P A |=r +2⇒|P A |-|PO |=1<|AO |=3,符合双曲线的定义,结合图形可知,动圆圆心的轨迹为双曲线的一支.答案 C2.解三角形例2 设F 1、F 2为曲线C 1:x 26+y 22=1的焦点,P 是曲线C 2:x 23-y 2=1与C 1的一个交点,求cos ∠F 1PF 2的值.思路点拨 利用椭圆与双曲线的定义求出|F 1F 2|,|PF 1|和|PF 2|,然后由余弦定理求解.规范解答 曲线C 1:x 26+y 22=1与曲线C 2:x 23-y 2=1的焦点重合,两曲线共有四个交点,不妨设P 为第一象限的交点.则|PF 1|+|PF 2|=26,|PF 1|-|PF 2|=23,解得|PF 1|=6+3,|PF 2|=6-3.又|F 1F 2|=4,在△F 1PF 2中,由余弦定理可求得cos ∠F 1PF 2=(6+3)2+(6-3)2-422×(6+3)×(6-3)=13. 3.求离心率例3 如图,F 1、F 2是椭圆C 1:x 24+y 2=1与双曲线C 2的公共焦点,A 、B 分别是C 1、C 2在第二、四象限的公共点.若四边形AF 1BF 2为矩形,则C 2的离心率是________.思路点拨 由椭圆可求出|AF 1|+|AF 2|,由矩形求出|AF 1|2+|AF 2|2,再求出|AF 2|-|AF 1|即可求出双曲线方程中的a ,进而求得双曲线的离心率.解析 由椭圆可知|AF 1|+|AF 2|=4,|F 1F 2|=2 3.因为四边形AF 1BF 2为矩形,所以|AF 1|2+|AF 2|2=|F 1F 2|2=12,所以2|AF 1||AF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)2-(|AF 1|2+|AF 2|2)=16-12=4,所以(|AF 2|-|AF 1|)2=|AF 1|2+|AF 2|2-2|AF 1|·|AF 2|=12-4=8,所以|AF 2|-|AF 1|=22,因此对于双曲线有a =2,c =3,所以C 2的离心率e =c a =62. 答案 62例4 已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,点P 在双曲线的右支上,且|PF 1|=4|PF 2|,则此双曲线的离心率e 的取值范围是________.解析 由双曲线的定义有|PF 1|-|PF 2|=2a .又∵|PF 1|=4|PF 2|,∴|PF 1|=83a ,|PF 2|=23a , 在△PF 1F 2中,应有:|PF 1|+|PF 2|≥|F 1F 2|, 即103a ≥2c ,∴e ≤53, 又e >1,∴离心率e 的取值范围是(1,53]. 答案 (1,53] 4.求最值例5 线段|AB |=4,|P A |+|PB |=6,M 是AB 的中点,当P 点在同一平面内运动时,PM 的长度的最小值是________.解析 由于|P A |+|PB |=6>4=|AB |,故由椭圆定义知P 点的轨迹是以M 为原点,A 、B 为焦点的椭圆,且a =3,c =2,∴b =a 2-c 2= 5.于是PM 的长度的最小值是b = 5.答案 5例6 已知F 是双曲线x 23-y 2=1的右焦点,P 是双曲线右支上一动点,定点M (4,2),求|PM |+|PF |的最小值.解 设双曲线的左焦点为F ′,如图所示,则F ′(-2,0),由双曲线的定义知:|PF ′|-|PF |=2a =23,所以|PF |=|PF ′|-23,所以|PM |+|PF |=|PM |+|PF ′|-23,要使|PM |+|PF |取得最小值,只需|PM |+|PF ′|取得最小值,由图可知,当P 、F ′、M 三点共线时,|PM |+|PF ′|最小,此时|MF ′|=210,故|PM |+|PF |的最小值为210-2 3.2 抛物线的焦点弦性质例1 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的一条直线和抛物线相交,两交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),证明:(1)|AB |=x 1+x 2+p ;(2)通径长为2p ;(3)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2; (4)若直线AB 的倾斜角为θ,则|AB |=2p sin 2θ; (5)以AB 为直径的圆与准线相切;(6)1|AF |+1|BF |=2p.证明 (1)由定义可得:|AB |=|AF |+|FB |=x 1+p 2+x 2+p 2=x 1+x 2+p . (2)过焦点F (p 2,0)与x 轴垂直的直线被抛物线截得的弦长为2p .(3)①当AB ⊥x 轴时,易得A (p 2,p ),B (p 2,-p ), ∴y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24.②当AB 的斜率存在时,设为k (k ≠0),则直线AB 的方程为y =k (x -p 2),代入抛物线方程y 2=2px ,消元得y 2=2p (y k +p 2),即y 2-2py k -p 2=0,∴y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24.(4)①θ=90°时,k 不存在,易得:A (p 2,p ),B (p 2,-p ),|AB |=2p =2p sin 290°=2psin 2θ.②θ≠90°时,k =tan θ,直线AB 方程为y =tan θ(x -p 2),联立方程组,由根与系数的关系得:|AB |=p +x 1+x 2=2psin 2θ.(5)如图:|MM 1|=|AA 1|+|BB 1|2=|AF |+|BF |2=|AB |2,故以AB 为直径的圆与准线相切.(6)|AF |=x 1+p 2,|BF |=x 2+p 2,∴1|AF |+1|BF |=1x 1+p 2+1x 2+p 2=x 1+x 2+p (x 1+p 2)(x 2+p 2)=x 1+x 2+px 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24=x 1+x 2+pp 24+p 24+p 2(x 1+x 2)=x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2+p )=2p .例2 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的一条直线和抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).证明:(1)AO 交准线于C ,则直线CB 平行于抛物线的对称轴.(2)过B 作BC ⊥准线l ,垂点为C ,则AC 过原点O 共线.证明 (1)设直线AB 的方程为:x =my +p 2,代入y 2=2px ,得:y 2-2pmy -p 2=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1y 2=-p 2,y =y 1x 1x ,x =-p 2,联立得C (-p 2,-py 12x 1), y C =-py 12x 1=-py 12·y 212p=-p 2y 1=y 1y 2y 1=y 2, ∴BC ∥x 轴.(2)设直线AB 的方程:x =my +p 2, 代入y 2=2px 得:y 2-2pmy -p 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1y 2=-p 2.∵BC ∥x 轴,∴C (-p 2,y 2),即C (-p 2,-p 2y 1), k OC =-p 2y 1-p 2=2p y 1=y 21x 1×1y 1=y 1x 1=k OA , ∴O C →∥O A →且公共点为O ,∴直线AC 过点O .例3 设F 为抛物线y 2=4x 的焦点,A ,B ,C 为该抛物线上三点,若F A →+FB →+FC →=0,则|F A→|+|FB →|+|FC →|=________.解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),又F (1,0).由F A →+FB →+FC →=0知(x 1-1)+(x 2-1)+(x 3-1)=0,即x 1+x 2+x 3=3,|F A →|+|FB →|+|FC →|=x 1+x 2+x 3+32p =6. 答案 63 巧解直线和椭圆位置关系问题——“设而不求”法的应用直线和椭圆位置关系问题中设而不求、整体代换是常用的运算技巧,在解题中要注意运用. 直线和椭圆相交时要切记Δ>0是求参数范围的前提条件,不要因忘记造成不必要的失分.例 已知椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),过点A (-a,0),B (0,b )的直线倾斜角为π6,原点到该直线的距离为32. (1)求椭圆的方程;(2)斜率大于零的直线过D (-1,0)与椭圆分别交于点E ,F ,若ED →=2DF →,求直线EF 的方程;(3)对于D (-1,0),是否存在实数k ,使得直线y =kx +2分别交椭圆于点P ,Q ,且|DP |=|DQ |,若存在,求出k 的值,若不存在,请说明理由.思路点拨解 (1)由b a =33,12ab =12×32×a 2+b 2,得a =3,b =1,所以椭圆的方程是x 23+y 2=1. (2)设EF :x =my -1(m >0)代入x 23+y 2=1, 得(m 2+3)y 2-2my -2=0.设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2).由ED →=2DF →,得y 1=-2y 2,由y 1+y 2=-y 2=2m m 2+3,y 1y 2=-2y 22=-2m 2+3得 (-2m m 2+3)2=1m 2+3, ∴m =1,m =-1(舍去),直线EF 的方程为x =y -1,即x -y +1=0.(3)记P (x ′1,y ′1),Q (x ′2,y ′2).将y =kx +2代入x 23+y 2=1, 得(3k 2+1)x 2+12kx +9=0(*),x ′1,x ′2是此方程的两个相异实根.设PQ 的中点为M ,则x M =x ′1+x ′22=-6k 3k 2+1,y M =kx M +2=23k 2+1.由|DP |=|DQ |,得DM ⊥PQ ,∴k DM =y M x M +1=23k 2+1-6k 3k 2+1+1=-1k , ∴3k 2-4k +1=0,得k =1或k =13. 但k =1,k =13均不能使方程(*)有两相异实根, ∴满足条件的k 不存在.4 解析几何中的定值与最值问题1.定点、定值问题对于解析几何中的定点、定值问题,要善于运用辩证的观点去思考分析,在动点的“变”中寻求定值的“不变”性,用特殊探索法(特殊值、特殊位置、特殊图形等)先确定出定值,揭开神秘的面纱,这样可将盲目的探索问题转化为有方向有目标的一般性证明题,从而找到解决问题的突破口.例1 已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点的直线交椭圆于A ,B 两点,OA →+OB →与a =(3,-1)共线.设M 为椭圆上任意一点,且OM →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),求证:λ2+μ2为定值.证明 ∵M 是椭圆上任意一点,若M 与A 重合,则OM →=OA →,此时λ=1,μ=0,∴λ2+μ2=1,现在需要证明λ2+μ2为定值1.设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0),A (x 1,y 1), B (x 2,y 2),AB 的中点为N (x 0,y 0),∴⎩⎨⎧ x 21a 2+y 21b 2=1, ①x 22a 2+y 22b 2=1, ②①-②得(x 1-x 2)(x 1+x 2)a 2+(y 1-y 2)(y 1+y 2)b 2=0, 即y 1-y 2x 1-x 2=-b 2(x 1+x 2)a 2(y 1+y 2)=-b 2x 0a 2y 0, 又∵k AB =y 1-y 2x 1-x 2=1,∴y 0=-b 2a 2x 0. ∴直线ON 的方向向量为ON →=⎝⎛⎭⎫1,-b 2a 2,∵ON →∥a ,∴13=b 2a 2. ∴a 2=3b 2,∴椭圆方程为x 2+3y 2=3b 2,又直线方程为y =x -c .联立⎩⎪⎨⎪⎧y =x -c ,x 2+3y 2=3b 2, 得4x 2-6cx +3c 2-3b 2=0.∵x 1+x 2=32c ,x 1x 2=3c 2-3b 24=38c 2. 又设M (x ,y ),则由OM →=λOA →+μOB →,得⎩⎪⎨⎪⎧x =λx 1+μx 2,y =λy 1+μy 2, 代入椭圆方程整理得λ2(x 21+3y 21)+μ2(x 22+3y 22)+2λμ(x 1x 2+3y 1y 2)=3b 2.又∵x 21+3y 21=3b 2,x 22+3y 22=3b 2,x 1x 2+3y 1y 2=4x 1x 2-3c (x 1+x 2)+3c 2=32c 2-92c 2+3c 2=0,∴λ2+μ2=1,故λ2+μ2为定值. 例2 已知椭圆x 24+y 22=1上的两个动点P ,Q ,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),且x 1+x 2=2. (1)求证:线段PQ 的垂直平分线经过一个定点A ;(2)设点A 关于原点O 的对称点是B ,求|PB |的最小值及相应的P 点坐标.(1)证明 ∵P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),且x 1+x 2=2.当x 1≠x 2时,由⎩⎪⎨⎪⎧x 21+2y 21=4,x 22+2y 22=4,得 y 1-y 2x 1-x 2=-12·x 1+x 2y 1+y 2. 设线段PQ 的中点为N (1,n ),∴k PQ =y 1-y 2x 1-x 2=-12n , ∴线段PQ 的垂直平分线方程为y -n =2n (x -1),∴(2x -1)n -y =0,该直线恒过一个定点A (12,0). 当x 1=x 2时,线段PQ 的中垂线也过定点A (12,0). 综上,线段PQ 的垂直平分线恒过定点A (12,0). (2)解 由于点B 与点A 关于原点O 对称,故点B (-12,0). ∵-2≤x 1≤2,-2≤x 2≤2,∴x 1=2-x 2∈[0,2],|PB |2=(x 1+12)2+y 21=12(x 1+1)2+74≥94, ∴当点P 的坐标为(0,±2)时,|PB |min =32. 2.最值问题解决圆锥曲线中的最值问题,一般有两种方法:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解非常巧妙;二是代数法,将圆锥曲线中的最值问题转化为函数问题(即根据条件列出所求的目标函数),然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角有界法、函数单调法及基本不等式法等,求解最大或最小值.例3 已知平面内一动点P 到点F (1,0)的距离与点P 到y 轴的距离的差等于1.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点F 作两条斜率存在且互相垂直的直线l 1,l 2,设l 1与轨迹C 相交于点A ,B ,l 2与轨迹C 相交于点D ,E ,求AD →·EB →的最小值.解 (1)设动点P 的坐标为(x ,y ), 由题意有(x -1)2+y 2-|x |=1.化简得y 2=2x +2|x |.当x ≥0时,y 2=4x ;当x <0时,y =0.所以,动点P 的轨迹C 的方程为y 2=4x (x ≥0)和y =0 (x <0).(2)由题意知,直线l 1的斜率存在且不为0,设为k ,则l 1的方程为y =k (x-1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1,x 2是上述方程的两个实根,于是x 1+x 2=2+4k 2,x 1x 2=1.因为l 1⊥l 2,所以l 2的斜率为-1k. 设D (x 3,y 3),E (x 4,y 4),则同理可得x 3+x 4=2+4k 2,x 3x 4=1.故AD →·EB →=(AF →+FD →)·(EF →+FB →)=AF →·EF →+AF →·FB →+FD →·EF →+FD →·FB →=|AF →|·|FB →|+|FD →|·|EF →|=(x 1+1)(x 2+1)+(x 3+1)(x 4+1)=x 1x 2+(x 1+x 2)+1+x 3x 4+(x 3+x 4)+1=1+⎝⎛⎭⎫2+4k 2+1+1+(2+4k 2)+1 =8+4⎝⎛⎭⎫k 2+1k 2≥8+4×2k 2·1k2=16. 当且仅当k 2=1k2,即k =±1时, AD →·EB →取得最小值16.5 圆锥曲线中存在探索型问题存在探索型问题作为探索性问题之一,具备了内容涉及面广、重点题型丰富等命题要求,方便考查分析、比较、猜测、归纳等综合能力,因而受到命题人的喜爱.圆锥曲线存在探索型问题是指在给定题设条件下是否存在某个数学对象(数值、性质、图形)使某个数学结论成立的数学问题.下面仅就圆锥曲线中的存在探索型问题展开讨论.1.常数存在型问题例1 直线y =ax +1与双曲线3x 2-y 2=1相交于A ,B 两点,是否存在这样的实数a ,使A ,B 关于直线y =2x 对称?请说明理由.分析 先假设实数a 存在,然后根据推理或计算求出满足题意的结果,或得到与假设相矛盾的结果,从而否定假设,得出某数学对象不存在的结论.解 设存在实数a ,使A ,B 关于直线l :y =2x 对称,并设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB 中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22. 依题设有y 1+y 22=2·x 1+x 22, 即y 1+y 2=2(x 1+x 2),①又A ,B 在直线y =ax +1上,∴y 1=ax 1+1,y 2=ax 2+1,∴y 1+y 2=a (x 1+x 2)+2,②由①②,得2(x 1+x 2)=a (x 1+x 2)+2,即(2-a )(x 1+x 2)=2,③联立⎩⎪⎨⎪⎧y =ax +1,3x 2-y 2=1得(3-a 2)x 2-2ax -2=0, ∴x 1+x 2=2a 3-a 2,④ 把④代入③,得(2-a )·2a 3-a 2=2, 解得a =32,经检验符合题意, ∴k AB =32,而k l =2,∴k AB ·k l =32×2=3≠-1. 故不存在满足题意的实数a .2.点存在型问题例2 在平面直角坐标系中,已知圆心在第二象限,半径为22的圆与直线y =x 相切于原点O ,椭圆x 2a 2+y 29=1与圆C 的一个交点到椭圆两焦点的距离之和为10. (1)求圆C 的方程;(2)试探究圆C 上是否存在异于原点的点Q ,使Q 到椭圆右焦点F 的距离等于线段OF 的长.若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.分析 假设满足条件的点Q 存在,根据其满足的几何性质,求出Q 的坐标,则点Q 存在,若求不出Q 的坐标,则点Q 就不存在.解 (1)由题意知圆心在y =-x 上,设圆心的坐标是(-p ,p ) (p >0),则圆的方程可设为(x +p )2+(y -p )2=8,由于O (0,0)在圆上,∴p 2+p 2=8,解得p =2,∴圆C 的方程为(x +2)2+(y -2)2=8.(2)椭圆x 2a 2+y 29=1与圆C 的一个交点到椭圆两焦点的距离之和为10,由椭圆的定义知2a =10,a =5,∴椭圆右焦点为F (4,0).假设存在异于原点的点Q (m ,n )使|QF |=|OF |,则有⎩⎪⎨⎪⎧(m +2)2+(n -2)2=8,(m -4)2+n 2=16且m 2+n 2≠0, 解得⎩⎨⎧ m =45,n =125,故圆C 上存在满足条件的点Q ⎝⎛⎭⎫45,125.3.直线存在型问题例3 已知椭圆P 的中心O 在坐标原点,焦点在x 轴上,且经过点A (0,23),离心率为12. (1)求椭圆P 的方程;(2)是否存在过点E (0,-4)的直线l 交椭圆P 于点R ,T ,且满足OR →·OT →=167.若存在,求直线l 的方程;若不存在,请说明理由.解 (1)设椭圆P 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 由题意,得b =23,e =c a =12, ∴a =2c ,b 2=a 2-c 2=3c 2,c 2=4,c =2,a =4,∴椭圆P 的方程为x 216+y 212=1. (2)假设存在满足题意的直线l .易知当直线l 的斜率不存在时,OR →·OT →=-12≠167不满足题意. 故可设直线l 的方程为y =kx -4,R (x 1,y 1),T (x 2,y 2).∵OR →·OT →=167,∴x 1x 2+y 1y 2=167. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,x 216+y 212=1,得(3+4k 2)x 2-32kx +16=0, 由Δ>0得,(-32k )2-4(3+4k 2)×16>0,解得k 2>14.① ∴x 1+x 2=32k 3+4k 2,x 1x 2=163+4k 2, ∴y 1y 2=(kx 1-4)(kx 2-4)=k 2x 1x 2-4k (x 1+x 2)+16,故x 1x 2+y 1y 2=163+4k 2+16k 23+4k 2-128k 23+4k 2+16=167, 解得k 2=1,②由①②解得k =±1,∴直线l 的方程为y =±x -4.故存在直线l :x +y +4=0或x -y -4=0满足题意.6 圆锥曲线中的易错点剖析1.忽视定义中的条件而致误例1 平面内一点M 到两定点F 1(0,-4),F 2(0,4)的距离之和为8,则点M 的轨迹为( )A .椭圆B .圆C .直线D .线段错解 根据椭圆的定义,点M 的轨迹为椭圆,故选A.正解 因为点M 到两定点F 1,F 2的距离之和为|F 1F 2|,所以点M 的轨迹是线段F 1F 2. 答案 D2.忽视标准方程的特征而致误例2 设抛物线y =mx 2 (m ≠0)的准线与直线y =1的距离为3,求抛物线的标准方程.错解 抛物线y =mx 2 (m ≠0)的准线方程为y =-m 4. 又与直线y =1的距离为3的直线为y =-2或y =4.故-m 4=-2或-m 4=4. 所以m =8或m =-16.所以抛物线的标准方程为y =8x 2或y =-16x 2.正解 由于y =mx 2 (m ≠0)可化为x 2=1my , 其准线方程为y =-14m .由题意知-14m =-2或-14m=4, 解得m =18或m =-116. 则所求抛物线的标准方程为x 2=8y 或x 2=-16y .3.涉及弦长问题时,忽视判别式Δ>0这一隐含条件而致误例3 正方形ABCD 的A ,B 两点在抛物线y =x 2上,另两点C ,D 在直线y =x -4上,求正方形的边长.错解 ∵AB 与直线y =x -4平行,∴设直线AB 的方程为y =x +b ,A (x 1,x 21),B (x 2,x 22),则由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ,y =x 2⇒x 2-x -b =0, |AB |2=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2(1+4b ). ∵AB 与直线y =x -4间的距离为d =|b +4|2, ∴2(1+4b )=(b +4)22, 即b 2-8b +12=0,解得b =2或b =6,∴|AB |=32或|AB |=5 2.∴设直线AB 的方程为y =x +b ,A (x 1,x 21),B (x 2,x 22),则由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ,y =x 2⇒x 2-x -b =0, |AB |2=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2(1+4b ). ∵AB 与直线y =x -4间的距离为d =|b +4|2, ∴2(1+4b )=(b +4)22, 即b 2-8b +12=0,解得b =2或b =6,∵Δ=1+4b >0,∴b >-14. ∴b =2或b =6都满足Δ>0,∴b =2或b =6.∴|AB |=32或|AB |=5 2.7 圆锥曲线中的数学思想方法1.方程思想方程思想就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或解方程组,或者运用方程的性质去分析、转化问题,使问题得以解决.本章中,方程思想的应用最为广泛.例1 已知直线y =-12x +2和椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)相交于A ,B 两点,且a =2b ,若|AB |=25,求椭圆的方程.解 由⎩⎨⎧ y =-12x +2,x 24b 2+y 2b 2=1消去y 并整理得x 2-4x +8-2b 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系得x 1+x 2=4,x 1x 2=8-2b 2.∵|AB |=25,∴ 1+14·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=25, 即52·16-4(8-2b 2)=25, 解得b 2=4,故a 2=4b 2=16.∴所求椭圆的方程为x 216+y 24=1. 2.函数思想很多与圆锥曲线有关的问题中的各个数量在运动变化时,都是相互联系、相互制约的,它们之间构成函数关系.这类问题若用函数思想来分析、寻找解题思路,会有很好的效果.一些最值问题常用函数思想,运用根与系数的关系求弦的中点和弦长问题,是经常使用的方法.例2 若点(x ,y )在x 24+y 2b2=1 (b >0)上运动,求x 2+2y 的最大值. 解 ∵x 24+y 2b2=1 (b >0), ∴x 2=4⎝⎛⎭⎫1-y 2b 2≥0,即-b ≤y ≤b . ∴x 2+2y =4⎝⎛⎭⎫1-y 2b 2+2y =-4y 2b 2+2y +4=-4b 2⎝⎛⎭⎫y -b 242+4+b 24. 当b 24≤b ,即0<b ≤4时,若y =b 24,则x 2+2y 取得最大值,其最大值为4+b 24; 当b 24>b ,即b >4时,若y =b ,则x 2+2y 取得最大值,其最大值为2b . 综上所述,x 2+2y 的最大值为⎩⎪⎨⎪⎧ 4+b 24, 0<b ≤4,2b , b >4.3.分类讨论思想本章中,涉及的字母参数较多,同时圆锥曲线的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上,所以必须要注意分类讨论.例3 求与双曲线x 24-y 2=1有共同的渐近线且焦距为10的双曲线的方程. 分析 由题意可设所求双曲线的方程为x 24-y 2=λ (λ≠0),将λ分为λ>0,λ<0两种情况进行讨论.解 由题意可设所求双曲线的方程为x 24-y 2=λ (λ≠0), 即x 24λ-y 2λ=1 (λ≠0). 当λ>0时,c 2=4λ+λ=5λ=25,即λ=5,∴所求双曲线的方程为x 220-y 25=1. 当λ<0时,c 2=(-4λ)+(-λ)=-5λ=25,即λ=-5,∴所求双曲线的方程为y 25-x 220=1. 综上所述,所求双曲线的方程为x 220-y 25=1或y 25-x 220=1.。