(通用版)2022年高考數(shù)學二輪復習 第一部分 專題十三 圓錐曲線的綜合問題講義 理(重點生含解析)
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1、(通用版)2022年高考數(shù)學二輪復習 第一部分 專題十三 圓錐曲線的綜合問題講義 理(重點生,含解析)卷卷卷2018橢圓的標準方程、直線與橢圓的位置關(guān)系、證明問題T19直線與拋物線的位置關(guān)系、弦長問題、拋物線與圓的綜合問題T19直線與橢圓的位置關(guān)系、不等式的證明與平面向量綜合問題T202017橢圓的標準方程、直線過定點問題T20軌跡問題、直線過定點問題T20直線與拋物線的位置關(guān)系、直線方程、圓的方程T202016軌跡問題、定值問題、面積的取值范圍問題T20直線與橢圓的位置關(guān)系、求三角形的面積、參數(shù)的取值范圍問題T20直線與拋物線的位置關(guān)系、軌跡問題、證明問題T20縱向把握趨勢卷3年3考,難度較
2、大,涉及橢圓的標準方程、直線與橢圓的位置關(guān)系、定點問題、定值問題、軌跡問題、取值范圍問題及證明問題特別注意2018年高考將此綜合題前移到第19題,難度降低這一變化,預計2019年仍會以橢圓為載體考查橢圓方程、直線與橢圓的位置關(guān)系以及定點或定值問題卷3年3考,難度偏大,涉及軌跡問題、直線與拋物線的位置關(guān)系、直線與橢圓的位置關(guān)系、軌跡問題、三角形面積、范圍問題以及直線過定點問題特別注意2018年高考將此綜合題前移到第19題,難度降低這一變化,預計2019年會以橢圓為載體考查弦長問題及弦長取值范圍問題卷3年3考,涉及直線與橢圓的位置關(guān)系、直線與拋物線的位置關(guān)系、軌跡問題及證明問題預計2019年會將拋
3、物線與圓綜合考查,考查直線與圓或拋物線的位置關(guān)系及其應(yīng)用問題橫向把握重點解析幾何是數(shù)形結(jié)合的典范,是高中數(shù)學的主要知識板塊,是高考考查的重點知識之一,在解答題中一般會綜合考查直線、圓、圓錐曲線等試題難度較大,多以壓軸題出現(xiàn)解答題的熱點題型有:(1)直線與圓錐曲線位置關(guān)系;(2)圓錐曲線中定點、定值、最值及范圍的求解;(3)軌跡方程及探索性問題的求解.求什么想什么求拋物線C的方程,想到求p的值給什么用什么給出焦點F的坐標,利用焦點坐標與p的關(guān)系求p求什么想什么求證:直線AB過x軸上一定點,想到直線AB的方程給什么用什么題目條件中給出“A,B是拋物線C上異于點O的兩點”以及“直線OA,OB的斜率之
4、積為”,可設(shè)A,B兩點的坐標,也可設(shè)直線AB的方程差什么找什么要求直線AB的方程,還需要知道直線AB的斜率是否存在,可分類討論解決當直線AB的斜率存在時,設(shè)其方程為ykxb,A(xA,yA),B(xB,yB),聯(lián)立消去x,化簡得ky24y4b0.所以yAyB,因為直線OA,OB的斜率之積為,所以,整理得xAxB2yAyB0.即2yAyB0,解得yAyB0(舍去)或yAyB32.所以yAyB32,即b8k,所以ykx8k,即yk(x8)綜上所述,直線AB過定點(8,0)題后悟通思路受阻分析不能正確應(yīng)用條件“直線OA,OB的斜率之積為”是造成不能解決本題的關(guān)鍵技法關(guān)鍵點撥定點問題實質(zhì)及求解步驟解析
5、幾何中的定點問題實質(zhì)是:當動直線或動圓變化時,這些直線或圓相交于一點,即這些直線或圓繞著定點在轉(zhuǎn)動這類問題的求解一般可分為以下三步:對點訓練1(2018成都一診)已知橢圓C:1(ab0)的右焦點F(,0),長半軸長與短半軸長的比值為2.(1)求橢圓C的標準方程;(2)設(shè)不經(jīng)過點B(0,1)的直線l與橢圓C相交于不同的兩點M,N,若點B在以線段MN為直徑的圓上,證明直線l過定點,并求出該定點的坐標解:(1)由題意得,c,2,a2b2c2,a2,b1,橢圓C的標準方程為y21.(2)當直線l的斜率存在時,設(shè)直線l的方程為ykxm(m1),M(x1,y1),N(x2,y2)聯(lián)立消去y,可得(4k21
6、)x28kmx4m240.16(4k21m2)0,x1x2,x1x2.點B在以線段MN為直徑的圓上,0.則(x1,kx1m1)(x2,kx2m1)(k21)x1x2k(m1)(x1x2)(m1)20,(k21)k(m1)(m1)20,整理,得5m22m30,解得m或m1(舍去)直線l的方程為ykx.易知當直線l的斜率不存在時,不符合題意故直線l過定點,且該定點的坐標為.題型策略(二)(2018沈陽質(zhì)監(jiān))設(shè)O為坐標原點,動點M在橢圓1上,過M作x軸的垂線,垂足為N,點P滿足 .(1)求點P的軌跡E的方程;(2)過F(1,0)的直線l1與點P的軌跡交于A,B兩點,過F(1,0)作與l1垂直的直線l
7、2與點P的軌跡交于C,D兩點,求證:為定值破題思路第(1)問求什么想什么求點P的軌跡E的方程,想到建立點P的橫坐標x與縱坐標y的關(guān)系式給什么用什么題目條件中給出 ,利用此條件建立點P的橫坐標與縱坐標的關(guān)系式差什么找什么要求點P的軌跡方程,還缺少點P,M,N的坐標,可設(shè)點P(x,y),M(x0,y0),N(x,0),然后用x,y表示x0,y0第(2)問求什么想什么要證明為定值,想到利用合適的參數(shù)表示|AB|和|CD|給什么用什么題目條件給出過F(1,0)互相垂直的兩條直線分別與軌跡E分別交于A,B和C,D兩點,用弦長公式可求|AB|和|CD|差什么找什么要求|AB|和|CD|,還缺少直線l1和l
8、2的方程,可設(shè)出直線斜率,利用點斜式表示直線方程但要注意直線斜率不存在的情況規(guī)范解答(1)設(shè)P(x,y),M(x0,y0),則N(x,0) ,(0,y)(x0x,y0),x0x,y0.又點M在橢圓上,1,即1.點P的軌跡E的方程為1.(2)證明:由(1)知F為橢圓1的右焦點,當直線l1與x軸重合時,|AB|6,|CD|,.當直線l1與x軸垂直時,|AB|,|CD|6,.當直線l1與x軸不垂直也不重合時,可設(shè)直線l1的方程為yk(x1)(k0),則直線l2的方程為y(x1),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立消去y,得(89k2)x218k2x9k2720,則(18k2)24(89k2)
9、(9k272)2 304(k21)0,x1x2,x1x2,|AB| .同理可得|CD|.綜上可得為定值題后悟通思路受阻分析在解決本題第(1)問時,不能正確應(yīng)用 求得點P的軌跡E的方程,導致第(2)問也無法求解,是解決本題易發(fā)生的錯誤之一;在解決第(2)問時,忽視直線斜率的不存在性或不能正確求解|AB|,|CD|都是常見解題失誤的原因.技法關(guān)鍵點撥定值問題實質(zhì)及求解步驟定值問題一般是指在求解解析幾何問題的過程中,探究某些幾何量(斜率、距離、面積、比值等)與變量(斜率、點的坐標等)無關(guān)的問題其求解步驟一般為:對點訓練2已知橢圓C的兩個頂點分別為A(2,0),B(2,0),焦點在x軸上,離心率為.(
10、1)求橢圓C的方程;(2)如圖所示,點D為x軸上一點,過點D作x軸的垂線交橢圓C于不同的兩點M,N,過點D作AM的垂線交BN于點E.求證:BDE與BDN的面積之比為定值,并求出該定值解:(1)設(shè)橢圓C的方程為1(ab0),由題意得解得所以橢圓C的方程為y21.(2)證明:法一:設(shè)D(x0,0),M(x0,y0),N(x0,y0),2x03)的左頂點,斜率為k(k0)的直線交E于A,M兩點,點N在E上,MANA.(1)當t4,|AM|AN|時,求AMN的面積;(2)當2|AM|AN|時,求k的取值范圍破題思路第(1)問求什么想什么求AMN的面積,想到三角形的面積公式S底高或Sabsin C給什么
11、用什么題目條件中給出“MANA,|AM|AN|”,得AMN為等腰直角三角形,故可利用面積S|AM|AN|求解差什么找什么到此就缺少|(zhì)AM|,|AN|的值,由于A點已知,故想法求M,N的坐標第(2)問求什么想什么求k的取值范圍,想到建立關(guān)于k的不等式給什么用什么題目條件中給出2|AM|AN|,可利用此條件建立t與k的關(guān)系式差什么找什么缺少關(guān)于k的不等式,想到t3即可建立k的不等式規(guī)范解答(1)由|AM|AN|,可得M,N關(guān)于x軸對稱,由MANA,可得直線AM的斜率k為1.因為t4,所以A(2,0),所以直線AM的方程為yx2,代入橢圓方程1,可得7x216x40,解得x2或x,所以M,N,則AM
12、N的面積為.(2)由題意知t3,k0,A(,0),將直線AM的方程yk(x)代入1得(3tk2)x22tk2xt2k23t0,設(shè)M(x1,y1),則x1(),即x1,故|AM|x1|.由題設(shè)知,直線AN的方程為y(x),故同理可得|AN|.由2|AM|AN|,得,即(k32)t3k(2k1)當k時上式不成立,因此t.由t3,得3,所以0,即0.由此得或解得k3,不能建立關(guān)于k的不等式,從而導致問題無法求解.技法關(guān)鍵點撥利用題目中隱藏的已知參數(shù)的范圍求新參數(shù)的范圍問題的核心是建立兩個參數(shù)之間的等量關(guān)系,將新參數(shù)的范圍轉(zhuǎn)化為已知參數(shù)的范圍問題.設(shè)橢圓1(a)的右焦點為F,右頂點為A.已知|OA|O
13、F|1,其中O為原點,e為橢圓的離心率(1)求橢圓的方程及離心率e的值;(2)設(shè)過點A的直線l與橢圓交于點B(B不在x軸上),垂直于l的直線與l交于點M,與y軸交于點H.若BFHF,且MOAMAO,求直線l的斜率的取值范圍破題思路第(1)問求什么想什么求橢圓的標準方程及離心率e的值,想到利用a,b,c的關(guān)系求參數(shù)a及離心率e的值給什么用什么題目條件中給出|OA|OF|1,則ac1差什么找什么還缺少一個關(guān)于a和c的關(guān)系式,可利用a2b2c2第(2)問求什么想什么求直線l的斜率k的取值范圍,想到建立關(guān)于斜率k的不等式給什么用什么由題目條件垂直于直線l的直線與l交于點M,與y軸交于點H,利用kkMH
14、1,建立關(guān)于k的兩條直線方程,由題目條件MOAMAO,利用三角形的大角對大邊,建立關(guān)于xM的不等式,利用題目條件BFHF,即0建立關(guān)系式差什么找什么還缺少關(guān)于k的不等式,應(yīng)找到xM與k的關(guān)系構(gòu)建關(guān)于k的不等式規(guī)范解答(1)由題意可知|OF|c,又|OA|OF|1,所以a1,解得a2,所以橢圓的方程為1,離心率e.(2)設(shè)M(xM,yM),易知A(2,0),在MAO中,MOAMAO|MA|MO|,即(xM2)2yxy,化簡得xM1.設(shè)直線l的斜率為k(k0),則直線l的方程為yk(x2)設(shè)B(xB,yB),聯(lián)立消去y,整理得(4k23)x216k2x16k2120,解得x2或x.由題意得xB,從
15、而yB.由(1)知F(1,0),設(shè)H(0,yH),則(1,yH),.由BFHF,得0,即0,解得yH,所以直線MH的方程為yx.由消去y,得xM.由xM1,得1,解得k或k,所以直線l的斜率的取值范圍為.題后悟通思路受阻分析不能將條件中的幾何信息MOAMAO準確地轉(zhuǎn)化成代數(shù)不等式xM1,并將其用直線l的斜率表示出來,得到目標不等式,是不能正確求解此題的常見原因.技法關(guān)鍵點撥利用已知條件中的幾何關(guān)系構(gòu)建目標不等式的核心是用轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學思想,將幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式,從而構(gòu)建出目標不等式.已知中心在原點,焦點在y軸上的橢圓C,其上一點Q到兩個焦點F1,F(xiàn)2的距離之和為4,離心率為.(1)求橢
16、圓C的方程;(2)若直線l與橢圓C交于不同的兩點M,N,且線段MN恰被直線x平分,設(shè)弦MN的垂直平分線的方程為ykxm,求m的取值范圍破題思路第(1)問求什么想什么求橢圓C的方程,想到求橢圓的長半軸a和短半軸b的值給什么用什么題目條件中給出橢圓焦點的位置,以及橢圓上一點Q到兩個焦點F1,F(xiàn)2的距離之和及離心率,用橢圓的定義和離心率公式即可求a,b的值第(2)問求什么想什么求m的取值范圍,想到建立關(guān)于m的不等式給什么用什么題目條件給出線段MN恰被直線x平分,弦MN的垂直平分線方程為ykxm,用ykxm是弦MN的中垂線及MN的中點在直線x上,可設(shè)出中點坐標P,建立y0與m的關(guān)系,通過y0范圍求m范
17、圍或建立m與k的關(guān)系式差什么找什么還缺少建立不等式的條件,注意到MN的中點在橢圓內(nèi)部及直線x上,其隱含條件為線段MN的中點縱坐標的范圍可確定或聯(lián)立直線l與橢圓方程,利用判別式0求解規(guī)范解答(1)由題意可設(shè)橢圓C的方程為1(ab0),由條件可得a2,c,則b1.故橢圓C的方程為x21.(2)法一:設(shè)弦MN的中點為P,M(xM,yM),N(xN,yN),則由點M,N為橢圓C上的點,可知4xy4,4xy4,兩式相減,得4(xMxN)(xMxN)(yMyN)(yMyN)0,將xMxN21,yMyN2y0,代入上式得k.又點P在弦MN的垂直平分線上,所以y0km,所以my0ky0.由點P在線段BB上B(
18、xB,yB),B(xB,yB)為直線x與橢圓的交點,如圖所示,所以yBy0yB,即y0.所以m0,得k,所以mk,即m的取值范圍為.題后悟通思路受阻分析利用點差法求解第(2)問時,關(guān)鍵是利用點差法得到目標參數(shù)m與y0的關(guān)系,再根據(jù)點P與橢圓的位置關(guān)系得到y(tǒng)0的取值范圍,從而求得目標參數(shù)m的取值范圍很多同學在解決本題時往往出現(xiàn)如下失誤:(1)忽視y0的取值范圍而造成思路受阻無法正確求解(2)利用判別式法求解此題時,抓住直線與圓錐曲線相交這一條件,利用判別式0構(gòu)建m與k的關(guān)系式,從而得所求,但部分考生忽視0,導致思路受阻而無法求解技法關(guān)鍵點撥(1)利用點在曲線內(nèi)(外)的充要條件構(gòu)建目標不等式的核心
19、是抓住目標參數(shù)和某點的關(guān)系,根據(jù)點與圓錐曲線的位置關(guān)系構(gòu)建目標不等式(2)利用判別式構(gòu)建目標不等式的核心是抓住直線與圓錐曲線的位置關(guān)系和判別式的關(guān)系建立目標不等式對點訓練1已知焦點在y軸上的橢圓E的中心是原點O,離心率等于,以橢圓E的長軸和短軸為對角線的四邊形的周長為4.直線l:ykxm與y軸交于點P,與橢圓E相交于A,B兩個點(1)求橢圓E的方程;(2)若3,求m2的取值范圍解:(1)根據(jù)已知設(shè)橢圓E的方程為1(ab0),焦距為2c,由已知得,ca,b2a2c2.以橢圓E的長軸和短軸為對角線的四邊形的周長為4,42a4,a2,b1.橢圓E的方程為x21.(2)根據(jù)已知得P(0,m),設(shè)A(x
20、1,kx1m),B(x2,kx2m),由消去y,得(k24)x22mkxm240.由已知得4m2k24(k24)(m24)0,即k2m240,且x1x2,x1x2.由3,得x13x2.3(x1x2)24x1x212x12x0.0,即m2k2m2k240.當m21時,m2k2m2k240不成立,k2.k2m240,m240,即0.解得1m2b0),焦距為2c,則bc,a2b2c22b2,橢圓E的標準方程為1.又橢圓E過點,1,解得b21.橢圓E的標準方程為y21.(2)由于點(2,0)在橢圓E外,直線l的斜率存在設(shè)直線l的斜率為k,則直線l:yk(x2),設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)由消
21、去y得,(12k2)x28k2x8k220.由0,得0k2b0)經(jīng)過點P,且離心率為.(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)F1,F(xiàn)2分別為橢圓C的左、右焦點,不經(jīng)過F1的直線l與橢圓C交于兩個不同的點A,B.如果直線AF1,l,BF1的斜率依次成等差數(shù)列,求焦點F2到直線l的距離d的取值范圍解:(1)由題意,知解得所以橢圓C的方程為y21.(2)易知直線l的斜率存在且不為零設(shè)直線l的方程為ykxm,代入橢圓方程y21,整理得(12k2)x24kmx2(m21)0.由(4km)28(12k2)(m21)0,得2k2m21.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1x2,x1x2.因為F1(1,0),
22、所以kAF1,kBF1.由題可得2k,且y1kx1m,y2kx2m,所以(mk)(x1x22)0.因為直線l:ykxm不過焦點F1(1,0),所以mk0,所以x1x220,從而20,即mk.由得2k221,化簡得|k|.焦點F2(1,0)到直線l:ykxm的距離d,令t,由|k|知t(1,)于是d,因為函數(shù)f (t)在1,上單調(diào)遞減,所以f ()df (1),解得d2,所以焦點F2到直線l的距離d的取值范圍是(,2)4(2019屆高三合肥調(diào)研)已知M為橢圓C:1上的動點,過點M作x軸的垂線,垂足為D,點P滿足 .(1)求動點P的軌跡E的方程;(2)若A,B兩點分別為橢圓C的左、右頂點,F(xiàn)為橢圓
23、C的左焦點,直線PB與橢圓C交于點Q,直線QF,PA的斜率分別為kQF,kPA,求的取值范圍解:(1)設(shè)P(x,y),M(m,n),依題意知D(m,0),且y0.由,得(mx,y)(0,n),則有又M(m,n)為橢圓C:1上的點,1,即x2y225,故動點P的軌跡E的方程為x2y225(y0)(2)依題意知A(5,0),B(5,0),F(xiàn)(4,0),設(shè)Q(x0,y0),線段AB為圓E的直徑,APBP,設(shè)直線PB的斜率為kPB,則kQFkPBkQFkQB,點P不同于A,B兩點且直線QF的斜率存在,5x00,則所以x1x2(my16)(my26)4m212,因為x1x2,所以x1x236,假設(shè)存在N
24、(x0,y0),使得0,由題意可知y0,所以y02m,由N點在拋物線上可知x0,即x0m2,又(x1x0,y1y0),(x2x0,y2y0),若0,則x1x2x0(x1x2)xy1y2y0(y1y2)y0,由代入上式化簡可得:3m416m2120,即(m26)(3m22)0,所以m2,故m,所以存在直線3xy180或3xy180,使得NANB.題后悟通思路受阻分析本題(2)中條件的關(guān)系較多且層層遞進又相互關(guān)聯(lián)先是過定點的直線l與曲線T相交于A,B,再是過A,B中點與x軸平行的直線交曲線T于點N,再是NANB,能否合理轉(zhuǎn)化這些條件及條件中的關(guān)系是正確解決此題的關(guān)鍵常因不會轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化過程中計算失誤
25、導致無法繼續(xù)解題或解題失誤技法關(guān)鍵點撥存在性問題的求解方法(1)解決存在性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化一般步驟:假設(shè)滿足條件的曲線(或直線、點)等存在,用待定系數(shù)法設(shè)出;列出關(guān)于待定系數(shù)的方程(組);若方程(組)有實數(shù)解,則曲線(或直線、點等)存在,否則不存在(2)反證法與驗證法也是求解存在性問題常用的方法題型策略(二)含字母參數(shù)的存在性問題如圖,橢圓C:1(ab0)經(jīng)過點P,離心率e,直線l的方程為x4.(1)求橢圓C的方程;(2)AB是經(jīng)過右焦點F的任一弦(不經(jīng)過點P),設(shè)直線AB與直線l相交于點M,記直線PA,PB,PM的斜率分別為k1,k2,k3.問:是否存在常數(shù),
26、使得k1k2k3?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由破題思路第(1)問求什么想什么求橢圓C的方程,想到求a,b的值給什么用什么題目條件中給出橢圓過點P,離心率e.將P點坐標代入橢圓方程可得a,b的關(guān)系式;用離心率公式可得a,c的關(guān)系式,另外,還有a2b2c2,即可求得a,b的值第(2)問求什么想什么判斷是否存在常數(shù),使k1k2k3成立想到k1k2k3是否有解給什么用什么題目條件中給出直線AB過右焦點F,且與橢圓及直線l分別交于點A,B,M,直線PA,PB,PM的斜率分別為k1,k2,k3,想到用斜率公式表示k1,k2,k3差什么找什么需要A,B,M的坐標,可設(shè)出A,B,M的坐標,通過建立直
27、線AB與橢圓方程的方程組求得各坐標的關(guān)系規(guī)范解答(1)由題意得解得故橢圓C的方程為1.(2)由題意可設(shè)直線AB的斜率為k,則直線AB的方程為yk(x1),代入橢圓方程,并整理,得(4k23)x28k2x4(k23)0,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),且x1x21,則x1x2,x1x2,在方程中令x4,得點M的坐標為(4,3k)從而k1,k2,k3k.因為A,F(xiàn),B三點共線,所以kkAFkBF,即k,所以k1k22k,將代入得,k1k22k2k1,又k3k,所以k1k22k3.故存在常數(shù)2符合題意題后悟通思路受阻分析不會利用A,F(xiàn),B三點共線建立各個坐標之間的數(shù)量關(guān)系,從而不能將k1k2進
28、行化簡是導致解題受阻、不能正確求解的主要原因技法關(guān)鍵點撥字母參數(shù)值存在性問題的求解方法求解字母參數(shù)值的存在性問題時,通常的方法是首先假設(shè)滿足條件的參數(shù)值存在,然后利用這些條件并結(jié)合題目的其他已知條件進行推理與計算,若不出現(xiàn)矛看,并且得到了相應(yīng)的參數(shù)值,就說明滿足條件的參數(shù)值存在;若在推理與計算中出現(xiàn)了矛盾,則說明滿足條件的參數(shù)值不存在,同時推理與計算的過程就是說明理由的過程對點訓練(2019屆高三福州四校聯(lián)考)已知橢圓C:1(ab0)的兩個焦點分別為F1,F(xiàn)2,短軸的一個端點為P,PF1F2內(nèi)切圓的半徑為,設(shè)過點F2的直線l被橢圓C截得的線段為RS,當lx軸時,|RS|3.(1)求橢圓C的標準
29、方程;(2)在x軸上是否存在一點T,使得當l變化時,總有TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱?若存在,請求出點T的坐標;若不存在,請說明理由解:(1)由內(nèi)切圓的性質(zhì),得2cb(2a2c),所以.將xc代入1,得y,所以3.又a2b2c2,所以a2,b,故橢圓C的標準方程為1.(2)當直線l垂直于x軸時,顯然x軸上任意一點T都滿足TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱當直線l不垂直于x軸時,假設(shè)存在T(t,0)滿足條件,設(shè)l的方程為yk(x1),R(x1,y1),S(x2,y2)聯(lián)立消去y,得(34k2)x28k2x4k2120,由根與系數(shù)的關(guān)系得,其中0恒成立,由TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱,得kTSkT
30、R0(顯然TS,TR的斜率存在),即0.因為R,S兩點在直線yk(x1)上,所以y1k(x11),y2k(x21),代入得0,即2x1x2(t1)(x1x2)2t0.將代入得0,則t4,綜上所述,存在T(4,0),使得當l變化時,總有TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱高考大題通法點撥圓錐曲線問題重在“設(shè)”設(shè)點、設(shè)線思維流程策略指導 圓錐曲線解答題的常見類型是:第1小題通常是根據(jù)已知條件,求曲線方程或離心率,一般比較簡單第2小題往往是通過方程研究曲線的性質(zhì)弦長問題、中點弦問題、動點軌跡問題、定點與定值問題、最值問題、相關(guān)量的取值范圍問題等等,這一小題綜合性較強,可通過巧設(shè)“點”“線”,設(shè)而不求在具體
31、求解時,可將整個解題過程分成程序化的三步:第一步,聯(lián)立兩個方程,并將消元所得方程的判別式與根與系數(shù)的關(guān)系正確寫出;第二步,用兩個交點的同一類坐標的和與積,來表示題目中涉及的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系;第三步,求解轉(zhuǎn)化而來的代數(shù)問題,并將結(jié)果回歸到原幾何問題中在求解時,要根據(jù)題目特征,恰當?shù)脑O(shè)點、設(shè)線,以簡化運算已知橢圓C:1(ab0)的右焦點為F(1,0),且點P在橢圓C上,O為坐標原點(1)求橢圓C的標準方程;(2)設(shè)過定點T(0,2)的直線l與橢圓C交于不同的兩點A,B,且AOB為銳角,求直線l的斜率k的取值范圍;(3)過橢圓C1:1上異于其頂點的任一點P,作圓O:x2y2的兩條切線,切點分別為M
32、,N(M,N不在坐標軸上),若直線MN在x軸、y軸上的截距分別為m,n,證明:為定值破題思路第(1)問求什么想什么求橢圓C的標準方程,想到求a和b的值給什么用什么題目條件中給出橢圓的右焦點為F(1,0)以及橢圓上的一點P,將點P代入橢圓方程中,再結(jié)合c2a2b2即可求解第(2)問求什么想什么求直線l的斜率k的取值范圍,想到建立關(guān)于k的不等式給什么用什么題目條件中給出直線l過定點(0,2)與橢圓交于不同的兩點A,B且AOB為銳角,可用k表示出直線l的方程,與橢圓聯(lián)立,得出關(guān)于x的一元二次方程由于直線與橢圓相交,故判別式0,由于AOB為銳角,故0,從而得出關(guān)于k的不等式第(3)問求什么想什么證明:
33、為定值,想到尋找合適的參數(shù)表示m和n或求出m和n的值給什么用什么題目條件中給出M,N是過橢圓C1上異于其頂點的任一點P作圓O的切線所得切點以及m,n為直線MN在x軸、y軸上的截距用P,M,N的坐標表示出切線PM,PN的方程以及直線MN的方程,再用點P的坐標表示出m和n差什么找什么需求出m,n,可利用P點坐標表示m,n.然后借助點P在橢圓C1上求得定值證明問題規(guī)范解答(1)由題意得c1,所以a2b21.又點P在橢圓C上,所以1.由可解得a24,b23,所以橢圓C的標準方程為1.(2)設(shè)直線l的方程為ykx2,A(x1,y1),B(x2,y2),由得(4k23)x216kx40,因為16(12k2
34、3)0,所以k2,則x1x2,x1x2.因為AOB為銳角,所以0,即x1x2y1y20,所以x1x2(kx12)(kx22)0,所以(1k2)x1x22k(x1x2)40,即(1k2)2k40,解得k2,所以k2,解得k或k.故直線l的斜率k的取值范圍為.(3)證明:由(1)知橢圓C1的方程為1,設(shè)P(x0,y0),M(x3,y3),N(x4,y4),因為M,N不在坐標軸上,所以kPM,直線PM的方程為yy3(xx3),化簡得x3xy3y.同理可得直線PN的方程為x4xy4y.把P點的坐標代入得所以直線MN的方程為x0xy0y.令y0,得m,令x0,得n,所以x0,y0,又點P在橢圓C1上,所
35、以2324,即,為定值關(guān)鍵點撥解決直線與圓錐曲線位置關(guān)系問題的步驟(1)設(shè)方程及點的坐標;(2)聯(lián)立直線方程與曲線方程得方程組,消元得方程(注意二次項系數(shù)是否為零);(3)應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系及判別式;(4)結(jié)合已知條件、中點坐標公式、斜率公式及弦長公式求解對點訓練(2018全國卷)設(shè)橢圓C:y21的右焦點為F,過F的直線l與C交于A,B兩點,點M的坐標為(2,0)(1)當l與x軸垂直時,求直線AM的方程;(2)設(shè)O為坐標原點,證明:OMAOMB.解:(1)由已知得F(1,0),l的方程為x1.則點A的坐標為或.又M(2,0),所以直線AM的方程為yx或yx,即xy20或xy20.(2)證明:當
36、l與x軸重合時,OMAOMB0.當l與x軸垂直時,OM為AB的垂直平分線,所以O(shè)MAOMB.當l與x軸不重合也不垂直時,設(shè)l的方程為yk(x1)(k0),A(x1,y1),B(x2,y2),則x1,x20)和定點M(0,1),設(shè)過點M的動直線交拋物線C于A,B兩點,拋物線C在A,B處的切線的交點為N.(1)若N在以AB為直徑的圓上,求p的值;(2)若ABN的面積的最小值為4,求拋物線C的方程解:設(shè)直線AB:ykx1,A(x1,y1),B(x2,y2),將直線AB的方程代入拋物線C的方程得x22pkx2p0,則x1x22pk,x1x22p.(1)由x22py得y,則A,B處的切線斜率的乘積為,點
37、N在以AB為直徑的圓上,ANBN,1,p2.(2)易得直線AN:yy1(xx1),直線BN:yy2(xx2),聯(lián)立結(jié)合式,解得即N(pk,1)所以|AB|x2x1|,點N到直線AB的距離d,則SABN|AB|d2,當k0時,取等號,ABN的面積的最小值為4,24,p2,故拋物線C的方程為x24y.2(2019屆高三河北“五個一名校聯(lián)盟”模擬)在平面直角坐標系xOy中,已知橢圓C:y21,點P(x1,y1),Q(x2,y2)是橢圓C上兩個動點,直線OP,OQ的斜率分別為k1,k2,若m,n,mn0.(1)求證:k1k2;(2)試探求POQ的面積S是否為定值,并說明理由解:(1)證明:k1,k2存
38、在,x1x20,mn0,y1y20,k1k2.(2)當直線PQ的斜率不存在,即x1x2,y1y2時,由,得y0,又由P(x1,y1)在橢圓上,得y1,|x1|,|y1|,SPOQ|x1|y1y2|1.當直線PQ的斜率存在時,設(shè)直線PQ的方程為ykxb(b0)由得(4k21)x28kbx4b240,64k2b24(4k21)(4b24)16(4k21b2)0,x1x2,x1x2.y1y20,(kx1b)(kx2b)0,得2b24k21,滿足0.SPOQ|PQ|b|2|b|1.POQ的面積S為定值3.(2018長春質(zhì)檢)如圖,在矩形ABCD中,|AB|4,|AD|2,O為AB的中點,P,Q分別是A
39、D和CD上的點,且滿足,直線AQ與BP的交點在橢圓E:1(ab0)上(1)求橢圓E的方程;(2)設(shè)R為橢圓E的右頂點,M為橢圓E第一象限部分上一點,作MN垂直于y軸,垂足為N,求梯形ORMN面積的最大值解:(1)設(shè)AQ與BP的交點為G(x,y),P(2,y1),Q(x1,2),由題可知,.kAGkAQ,kBGkBP,從而有,整理得y21,即橢圓E的方程為y21.(2)由(1)知R(2,0),設(shè)M(x0,y0),則y0,從而梯形ORMN的面積S(2x0)y0,令t2x0,則2t0,u4t3t4單調(diào)遞增,當t(3,4)時,u0),直線xmy3與E交于A,B兩點,且6,其中O為坐標原點(1)求拋物線
40、E的方程;(2)已知點C的坐標為(3,0),記直線CA,CB的斜率分別為k1,k2,證明:2m2為定值解:(1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立消去x,整理得y22pmy6p0,則y1y22pm,y1y26p,x1x29,由x1x2y1y296p6,解得p,所以y2x.(2)證明:由題意得k1,k2,所以m,m,所以2m2222m22m212m362m212m36.由(1)可知:y1y22pmm,y1y26p3,所以2m212m3624,所以2m2為定值5(2018惠州調(diào)研)已知C為圓(x1)2y28的圓心,P是圓上的動點,點Q在圓的半徑CP上,且有點A(1,0)和AP上的點M,滿足
41、0,2.(1)當點P在圓上運動時,求點Q的軌跡方程;(2)若斜率為k的直線l與圓x2y21相切,與(1)中所求點Q的軌跡交于不同的兩點F,H,O是坐標原點,且,求k的取值范圍解:(1)由題意知MQ是線段AP的垂直平分線,所以|CP|QC|QP|QC|QA|2|CA|2,所以點Q的軌跡是以點C,A為焦點,焦距為2,長軸長為2的橢圓,所以a,c1,b1,故點Q的軌跡方程是y21.(2)設(shè)直線l:ykxt,F(xiàn)(x1,y1),H(x2,y2),直線l與圓x2y21相切1t2k21.聯(lián)立(12k2)x24ktx2t220,則16k2t24(12k2)(2t22)8(2k2t21)8k20k0,x1x2,
42、x1x2,所以x1x2y1y2(1k2)x1x2kt(x1x2)t2ktt2k21,所以k2|k|,所以k或k.故k的取值范圍是.6.如圖所示,設(shè)橢圓M:1(ab0)的左頂點為A,中心為O,若橢圓M過點P,且APOP.(1)求橢圓M的方程;(2)若APQ的頂點Q也在橢圓M上,試求APQ面積的最大值;(3)過點A作兩條斜率分別為k1,k2的直線交橢圓M于D,E兩點,且k1k21,求證:直線DE過定點解:(1)由APOP,可知kAPkOP1.又點A的坐標為(a,0),所以1,解得a1.又因為橢圓M過點P,所以1,解得b2,所以橢圓M的方程為x21.(2)由題意易求直線AP的方程為,即xy10.因為
43、點Q在橢圓M上,故可設(shè)Q,又|AP|,所以SAPQ cos1 .當2k(kZ),即2k(kZ)時,SAPQ取得最大值.(3)證明:法一:由題意易得,直線AD的方程為yk1(x1),代入x23y21,消去y,得(3k1)x26kx3k10.設(shè)D(xD,yD),則(1)xD,即xD,yDk1.設(shè)E(xE,yE),同理可得xE,yE.又k1k21且k1k2,可得k2且k11,所以xE,yE,所以kDE,故直線DE的方程為y.令y0,可得x2.故直線DE過定點(2,0)法二:設(shè)D(xD,yD),E(xE,yE)若直線DE垂直于y軸,則xExD,yEyD,此時k1k2與題設(shè)矛盾,若DE不垂直于y軸,可設(shè)
44、直線DE的方程為xtys,將其代入x23y21,消去x,得(t23)y22tsys210,則yDyE,yDyE.又k1k21,可得(t21)yDyEt(s1)(yDyE)(s1)20,所以(t21)t(s1)(s1)20,可得s2或s1.又DE不過點A,即s1,所以s2.所以DE的方程為xty2.故直線DE過定點(2,0)7(2018南昌模擬)如圖,已知直線l:ykx1(k0)關(guān)于直線yx1對稱的直線為l1,直線l,l1與橢圓E:y21分別交于點A,M和A,N,記直線l1的斜率為k1. (1)求kk1的值;(2)當k變化時,試問直線MN是否恒過定點?若恒過定點,求出該定點坐標;若不恒過定點,請說明理由解:(1)設(shè)直線l上任意一點P(x,y)關(guān)于直線yx1對稱的點為P0
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