9.6圆锥曲线的综合问题.pdf
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- 9.6 圆锥曲线 综合 问题
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1、 年高考年模拟 版(教师用书)圆锥曲线的综合问题考点一 曲线与方程 “曲线的方程”与“方程的曲线”在直角坐标系中,如果某曲线(看作适合某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程(,)的实数解建立了如下的关系:()曲线上的点的坐标都是这个方程的解;()以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么,这个方程叫做 曲线的方程,这条曲线叫做 方程的曲线 事实上,曲线可以看作一个点集,以二元方程的解作为坐标的点也组成一个点集 上述定义中,条件(),条件()求动点的轨迹方程的步骤()建系建立适当的坐标系;()设点设轨迹上的任一点(,);()列式列出动点 的坐标所满足的关系式;()代换依条件的特点,选用
2、距离公式、斜率公式等将其转化为关于、的方程式,并化简;()证明证明所求方程即为符合条件的动点的轨迹方程考点二 定点与定值问题 定点问题定点问题通常情况下要建立含参数的曲线方程,选取合适的坐标(可通过取参数的不同特殊值及对应的方程组的根的求解来完成),即可说明此坐标适合该曲线方程且与参数无关定值问题()定值问题的求解:可先考虑能否用特殊点或特殊值求出定值,再推广到一般结论()定值问题的证明:可运用函数的思想方法来解决一般步骤如下:()选择适当的变量;()把要证明的是定值的量表示成上述变量的函数;()把是定值的量化成与变量无关的形式,从而证明是定值考点三 最值与范围问题 圆锥曲线中的最值问题大致可
3、分为两类:一是涉及距离、面积的最值以及与之相关的一些问题;二是求直线或圆锥曲线中几何元素的最值,以及当这些元素存在最值时,求解与之有关的一些问题对于最值问题,一般可以用数形结合的方法或转化为函数的最值问题加以解决;解决最值范围问题时,应重视曲线的定义、曲线的几何特征、方程的代数特征在解题中的作用知识拓展 圆锥曲线中的最值和范围问题的求解方法求解有关圆锥曲线的最值、参数范围的问题:一是注意题目中的几何特征,充分考虑图形的性质;二是运用函数思想,建立目标函数,求解最值在利用代数法解决最值和范围问题时常从五个方面考虑:()利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;()利用已知参数的范围,求新
4、参数的范围,解这类问题的核心是两个参数之间建立等量关系;()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;()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;()利用求函数值域的方法,确定参数的取值范围求有关圆锥曲线的最值问题时应注意以下几点:()圆锥曲线上本身存在最值问题,如()椭圆上两点间的最大距离为(长轴长);()双曲线上两点间的最小距离为(实轴长);()椭圆的焦半径的取值范围为,与 分别表示椭圆焦点到椭圆上点的最短与最长距离;()抛物线的顶点与抛物线的准线距离最近()由直线(系)和圆锥曲线(系)的位置关系,求直线中或圆锥曲线中某个参数(系数)的范围,解决方法是把所求参数转
5、化为关于另一变元的函数求解考点四 存在性问题 存在性问题一般分为探究条件、探究结论两种若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在;若探究结论,则应先求出结论的表达式,再针对其表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论反证法与验证法是求解存在性问题的常用方法考点一 曲线与方程设,则关于,的方程()所表示的曲线是()长轴在 轴上的椭圆长轴在 轴上的椭圆实轴在 轴上的双曲线实轴在 轴上的双曲线答案 两定点(,),(,),动点 在抛物线 上移动,则 重心 的轨迹方程是()答案 已知圆:(),:(),动圆 与圆、都相切,则动圆 的圆心轨迹 的方程为 专题九 圆锥曲线 答案 或
6、设三个数(),()成等差数列,记(,)对应点的曲线是 求曲线 的方程考点二 定点与定值问题已知直线 与双曲线 相切于点,与双曲线的两条渐近线交于,两点,则 的值为()与 的位置有关答案(多选题)设,是抛物线 上的两个不同的点,是坐标原点若直线 与 的斜率之积为 ,则()以 为直径的圆的面积大于 直线 过定点(,)点 到直线 的距离不大于 答案 已知椭圆:(),四点(,),(,),中恰有三点在椭圆 上()求 的方程;()设直线 不经过 点且与 相交于,两点若直线 与直线 的斜率的和为,证明:过定点考点三 最值与范围问题若,则双曲线 的离心率的取值范围是()(,)(,)(,)(,)答案 已知双曲线
7、:()的右顶点到其一条渐近线的距离等于 ,抛物线:()的焦点与双曲线 的右焦点重合,则抛物线 上的动点 到直线:和:距离之和的最小值为()答案 设 是椭圆 上一点,分别是两圆:()和:()上的点,则 的最小值和最大值分别为(),答案 考点四 存在性问题已知定点(,)及椭圆 ,过点 的动直线与椭圆相交于,两点()若线段 中点的横坐标是 ,求直线 的方程;()在 轴上是否存在点,使为常数?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由已知抛物线:()的焦点为,为 上一动点,点(,),以线段 为直径作当 过 时,的面积为()求 的方程;()是否存在垂直于 轴的直线,使得 被 所截得的弦长为定值?若存在
8、,求 的方程;若不存在,说明理由考点一 曲线与方程(云南昆明一中第二次月考,)已知圆:(),定点(,),点 为圆 上的动点,点 在 上,点 在 上,且满足 ,则点 的轨迹方程为()答案 由 ,知 为 的中点,且,垂直平分,点 的轨迹是以,为焦点的椭圆,且 ,(),点 的轨迹方程为 ,故选(陕西西安铁一中二模,)在平面直角坐标系 中,动点 关于 轴的对称点为,且 ,则点 的轨迹方程为()答案 设(,),则(,),(,)(,),故选 考点二 定点与定值问题(北京海淀一模文,)已知椭圆:()的左顶点为(,),两个焦点与短轴的一个顶点构成等腰直角三角形,过点(,)且与 轴不重合的直线 与椭圆交于不同的
9、两点,()求椭圆 的方程;()当 与 垂直时,求 的长;()若过点 且平行于 的直线交直线 于点,求证:直线 恒过定点 年高考年模拟 版(教师用书)解析()因为(,),所以 因为两个焦点与短轴的一个顶点构成等腰直角三角形,所以 又 ,所以 所以椭圆 的方程为 ()解法一:设(,),则 ,因为 与 垂直,所以 ,联立 ,解得 ,或 ,(舍)所以 解法二:设(,),因为 与 垂直,所以点 在以 为直径的圆上,又因为以 为直径的圆的圆心为 ,(),半径为 ,所以圆的方程为 ()联立(),解得 ,或 ,(舍)所以 ()证明:设(,),(,),直线 的方程为 ,由,得()显然,则 ,因为直线 与 平行,
10、所以 ,则直线 的方程为 (),令 ,则 (),即 ,()()()(),直线 的方程为 (),()(),令 ,得 因为 (),故 ,所以直线 恒过定点(,)(河南开封 月联考,)已知直线:,:,动点,分别在,上移动,是线段 的中点,记点 的轨迹为曲线()求曲线 的方程;()过点(,)分别作直线,交曲线 于,两点,设这两条直线的斜率分别为,且 ,证明:直线 过定点解析()根据条件设(,),(,),()()设(,)是线段 的中点,则 (),消去,可得曲线 的方程为 ()证明:由()知,点(,)为椭圆 的上顶点,当直线 的斜率不存在时,设(,),则(,),由 得,得 ;当直线 的斜率存在时,设 的方
11、程为 (),(,),(,),联立 ,(),得 ,则 ()(),即()()()()()()(),由,得()(),即 (),故直线 过定点(,)经检验,此时直线与椭圆有两个交点,满足题意综上所述,直线 过定点(,)考点三 最值与范围问题(安徽高三期末)如图,已知、分别是椭圆:的左、右焦点,过 的直线 与过 的直线 交于点,线段 的中点为,线段 的垂直平分线 与 的交点(第一象限)在椭圆上,若 为坐标原点,则 的取值范围为()专题九 圆锥曲线 ,()(,)(,)答案 因为 为线段 的垂直平分线,所以 由中位线定理可得 设点(,)(,)由 两 点 间 的 距 离 公 式,得 ()(),同理可得 ,所以
12、 ,故 ,因为 ,所以 ,故 ,所以 因为(,),所以 (,)故 的取值范围为(,)故选(安徽高三期末)双曲线:(,)的左,右焦点分别为(,),(,),若双曲线 的渐近线上存在点 满足 ,则双曲线 的实轴长的最小值为()答案 设(,),由 可得()(),整理得(),即点 在以(,)为圆心,为半径的圆上又点 到双曲线 的渐近线的距离为,当双曲线 的渐近线与圆()相切时,取得最大值,从而 ,故 故双曲线 的实轴长的最小值为 故选 思路分析 设(,),由 ,利用距离公式化简得出点 在圆()上,当双曲线 的渐近线与圆相切时,取得最大值,得出 ,结合 得出 的最小值(河南中原名校联盟第三次测评,)椭圆:
13、()的长轴长、短轴长和焦距成等差数列,若点 为椭圆 上的任意一点,且 在第一象限,为坐标原点,(,)为椭圆 的右焦点,则的取值范围为()(,),(),(,(答案 因为椭圆 的长轴长、短轴长和焦距成等差数列,所以 ,即 ,又(,)为椭圆 的右焦点,所以 因为 ,所以解方程组,得,所以椭圆方程为 设(,)(,),则 ,得 ,所以 (,)(,)()(),又因为,所以当 时,取得最大值,当 趋近于 时,的值趋近于,所以的取值范围为,(考点四 存在性问题(四川绵阳二诊,)已知椭圆:()的右焦点为,点(,)为椭圆 内一点若椭圆 上存在一点,使得 ,则 的取值范围是()(,(,答案 椭圆:()的右焦点为(,
14、),左焦点为(,),由椭圆的定义可得 ,即 ,又 ,可得 ,由 ,可得,解得 ,所以,又 在椭圆内,所以 ,所以(),解得 或 ,结合得 故选 思路分析 由题意可知椭圆的左焦点为(,),右焦点为(,),由椭圆的定义可得 ,即 ,由条件得 ,由三点共线取得最值,解不等式,再由点 在椭圆内部,可得所求范围(原创冲刺卷三,)已知定点(,)和定直线:年高考年模拟 版(教师用书),动圆 在直线 的上方,其半径 ,且圆 上的点到直线 的距离的最小值等于()求圆心 的轨迹 的方程;()已知直线 交曲线 于,两点,交 轴于点,交 轴正半轴于点,是否存在直线,使得,两点纵坐标之积为,且?若存在,求出直线 的方程
15、,若不存在,请说明理由解析()由题意可知,动点 到定点(,)的距离等于到定直线:的距离,根据抛物线的定义可知,点 的轨迹 是以 为焦点的抛物线,故圆心 的轨迹 的方程为 (分)()假设存在符合条件的直线,由已知可知直线的斜率存在,设直线 的方程为(,),(,),(,)由,得 ,所以,(分)所以 ,由 ,得 ,又,所以 (分)由 ,得 ,作 轴,轴,垂足分别为,则 (),(分)因为 ,(),所以 ,所以 故存在符合条件的直线,其方程为 或 (分)考法一 有关轨迹方程问题的求法 例 (山东滨州三模,)在平面直角坐标系 中,已知点(,),直线:,动点 满足到点 的距离与到直线 的距离之比为 已知点(
16、,),是圆:上一个动点,线段 的垂直平分线交 于点,分别在 轴,轴上运动,且 ,动点 满足 ()从,这三个条件中任选一个,求动点 的轨迹 的方程;(注:如果选择多个条件分别解答,那么按第一个解答计分)()设圆:上任意一点 处的切线交轨迹 于,两点,试判断以 为直径的圆是否过定点?若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由解析()若选,设(,),根据题意得,(),整理得 所以动点 的轨迹 的方程为 若选,连接,由:得(),由题意得 ,所以 ,所以点 的轨迹 是以,为焦点的椭圆,且 ,故 所以动点 的轨迹 的方程为 若选,设(,),(,),(,),故 ,()因为 ,所以 ,即 ,将其代入()
17、得 ,所以动点 的轨迹 的方程为 ()当过点 且与圆 相切的切线斜率不存在时,切线方程为 ,当切线方程为 时,(,),(,)所以以 为直径的圆的方程为()当切线方程为 时,(,),(,),所以以 为直径的圆的方程为()联立,可解得交点为(,)当过点 且与圆 相切的切线斜率存在时,设切线方程为,则 ,故 ()联立切线与椭圆 的方程得,消去,得()因为 ()()()()(),所以切线与椭圆 恒有两个交点设(,),(,),则 ,因为(,),(,),所以()()专题九 圆锥曲线 ()()()()所以 所以以 为直径的圆过原点(,)综上所述,以 为直径的圆过定点(,)方法总结 求动点轨迹方程常用的方法直
18、接法;定义法;几何法;相关点法(代入法);参数法;交轨法其中统称为间接法,体现了一种转化思想,若解题过程中引入了 个参数,则只需建立()个方程在探求轨迹方程的过程中,需要注意的是轨迹方程的“完备性”和“纯粹性”,因此,在求得轨迹方程之后,要深入地思考一下:是否还遗漏了一些点;是否还有另一个满足条件的轨迹方程存在;在所求得的轨迹方程中,的取值范围是否有限制例 已知动圆 和定圆:()相内切,并且外切于定圆:(),则 动 圆 圆 心 的 轨 迹 方 程为 解析 设动圆 的半径为,圆心为(,),由题意知两定圆圆心(,),(,),半径 ,则 ,故 ()()又 ,则动圆圆心 的轨迹是椭圆,设其方程为 ()
19、,椭圆焦点为(,),(,),则 ,所以 所以动圆圆心 的轨迹方程是 答案 考法二 圆锥曲线中的定点、定值问题的求解方法 例 (山东济南 月模拟,)已知平面上一动点 的坐标为(,)()求点 的轨迹 的方程;()点 在轨迹 上,且纵坐标为 ()证明直线 过定点,并求出定点坐标;()分别以,为圆心作与直线 相切的圆,两圆公共弦的中点为,在平面内是否存在定点,使得 为定值?若存在,求出点 坐标;若不存在,请说明理由解析()设动点 的坐标为(,),因为 的坐标为(,),所以 ,消去参数 得 ()()因为点 在轨迹 上,且纵坐标为 ,所以点 的坐标为,当 时,直线 的方程为 ;当 时,直线 的斜率为 ,所
20、以直线 的方程为 (),整理得 (),所以直线 过定点(,)()因为 的坐标为(,),且圆 与直线 相切,所以圆 的方程为()()(),同理,圆 的方程为()()(),两圆方程相减得()(),将(,),代入并整理得 ()(),由()可知直线 的方程为(),因为 是两条直线的交点,所以两个方程相乘得 ()(),整理得 (),即点 的轨迹是以,()为圆心,为半径的圆,所以存在点 ,(),满足 方法总结 求解定点、定值问题的常用方法:()直接推理、计算,并在计算的过程中消去变量,从而得到定点或定值;()从特殊情况入手,求出定点或定值,再证明定点或定值与变量无关例(云南昆明摸底,)设点 为抛物线:的准
21、线上一点(不同于准线与 轴的交点),过抛物线 的焦点 且垂直于 轴的直线与 交于,两点,设,的斜率分别为,则的值为()解析 不妨设点 在 轴的上方,由题意知抛物线 的准线方程为 ,焦点(,)将 代入抛物线 的方程,得 ,所以(,),(,)设点 的坐标为(,)(),则 ,所以 故选 答案 考法三 圆锥曲线中的最值(范围)问题的求解方法 例 (山东威海三模,)已知(,)是椭圆:()上一点,以点 及椭圆的左、右焦点,为顶点的三角形面积为 ()求椭圆 的标准方程;()过 作斜率存在且互相垂直的直线,是 与 两交点所连线段的中点,是 与 两交点所连线段的中点,求 面积的最大值解析()由点(,)在椭圆上可
22、得 ,整理得 年高考年模拟 版(教师用书)由 ,解得 ,所以 ,代入式整理得 ,解得 (舍去),则 所以椭圆的标准方程为 ()由()可得(,),所以设直线:,联立直线与椭圆的方程得,消去,并整理得()所以直线 与椭圆两交点所连线段的中点 的纵坐标 ,同理,直线 与椭圆两交点所连线段的中点 的纵坐标 ,所以 ()()(),将上式分子、分母同除以()可得,不妨设,令,则 ,令(),则 (),因为,所以 (),所以()在,)上单调递增,所以当 时,的面积取得最大值,为 方法总结 圆锥曲线中的最值(范围)问题的求解方法几何法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,找到取最
23、值的特殊位置,此类方法,选择题、填空题中常用到代数法根据题目构建关于变量的等式或不等式,从而采用函数思想进行最值或范围的求解利用代数法解决求参数范围的问题,考虑先建立目标函数(通常为二次函数),再求这个函数的最值求函数最值常见的方法有配方法、判别式法、基本不等式法、单调性法、导数法、三角换元法等例(豫北名校第二次联考,)已知抛物线 与双曲线 ()有共同的焦点,为坐标原点,点 在 轴上方且在双曲线上,则的最小值为()解析 抛物线的标准方程为 ,焦点 的坐标为(,),则双曲线 ()的半焦距 ,由 ,得 ,故双曲线的方程为 设(,)(),则 ,则 (,)(,)(),又因为 ,故当 时,取得最小值 ,
24、故选 答案 考法四 存在性问题 例 (福建三明 月质量检查,)已知椭圆:()经过点(,),且离心率为 ()求椭圆 的标准方程与焦距;()若直线:与椭圆 的交点为、两点,线段 的中点为,是否存在常数,使 恒成立?请说明理由解析()因为椭圆:()经过点(,),且离心率为 ,所以 ,又因为 ,所以解得 ,故所求椭圆的方程为 ,焦距为 ()存在常数 ,使 恒成立理由如下:由 ,得(),设(,),(,),则 ,又因为(,),(,),所以()()()()()()()所以,因为线段 的中点为,所以 ,所以 即存在常数 ,使 恒成立专题九 圆锥曲线 例(新疆乌鲁木齐开学摸底,)已知椭圆:()的一个焦点与上、下
25、顶点构成直角三角形,以椭圆 的长轴长为直径的圆与直线 相切()求椭圆 的标准方程;()设过椭圆右焦点且不平行于 轴的动直线与椭圆 相交于、两点,探究在 轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,试求出该定值和点 的坐标;若不存在,请说明理由解析()由题意知,又,解得 ,则椭圆 的标准方程为 ()存在当直线的斜率存在时,设直线方程为(),联立 ,()得(),则 ,假设存在点(,),则 (,)(,)()()()()()()()()()要使为定值,则的值与 无关,(),解得 ,此时 ,为定值,定点 的坐标为,()当直线的斜率不存在时,不妨取 ,若,(),则 ,()()所以在 轴上存在定点 ,(),使得为
26、定值 考法一 有关轨迹方程问题的求法(山东百师联盟测试五,)已知圆:(),圆:(),动圆 与,都外切,则动圆圆心 的轨迹方程为()()()()()答案(安 徽 五 校 联 盟 第 二 次 质 检,)()()表示的曲线方程为()()()()()答案(届广东广州增城中学月考,)从抛物线 上任意一点 向 轴作垂线,垂足为,点 是线段 上的一点,且满足 ()求点 的轨迹 的方程;()设直线 ()与轨迹 交于,两点,为 上异于,的任意一点,直线,分别与直线 交于,两点,以 为直径的圆是否过 轴上的定点?若过定点,求出符合条件的定点坐标;若不过定点,请说明理由考法二 圆锥曲线中的定点、定值问题的求解方法(
27、山东德州 月二模,)已知椭圆:()与圆 相交于,四点,四边形 为正方形,为椭圆的左、右焦点,且的周长为()()求椭圆 的方程;()设直线 与椭圆 相交于、两点,(,),若直线 与直线 的斜率之积为 ,证明:直线 恒过定点(届广东深圳实验学校 月月考,)已知椭圆:()的离心率为 ,直线:与椭圆 有且仅有一个公共点()求椭圆 的方程及 点坐标;()设直线 与 轴交于点 过点 的直线与 交于,两点,记 在 轴上的投影为,为 的中点,直线,与 轴分别交于,两点试探究 是不是定值若为定值,求出此定值,否则,请说明理由考法三 圆锥曲线中的最值(范围)问题的求解方法(陕西宝鸡中学二模,)已知抛物线 的焦点为
28、,双曲线 的左、右焦点分别为、,点 是双曲线右支上一点,则 的最小值为()答案 年高考年模拟 版(教师用书)(广东广州天河外国语学校 月测试,)已知椭圆 ()经过点(,),离心率为 ,、为椭圆上不同的三点,且满足,为坐标原点()若直线、的斜率都存在,求证:为定值;()求 的取值范围考法四 存在性问题(内蒙古通辽五中模拟,)已知椭圆 ()的离心率 ,过点(,)和(,)的直线与原点的距离为 ()求椭圆的方程;()已知定点(,),若直线()与椭圆交于、两点,问:是否存在这样的实数,使得以 为直径的圆过 点?若存在,请求出 值,若不存在,请说明理由考法一 有关轨迹方程问题的求法(江西金太阳示范卷十八,
29、)曲线 关于直线 对称的曲线方程是()答案 设所求曲线上任意一点为(,),点(,)关于直线 的对称点为(,),则 (),即 ,故选(山西临汾模拟,)已知椭圆:()的左,右顶点分别为,点,是椭圆 上关于长轴对称的两点,若直线 与 相交于点,则点 的轨迹方程是()()()()()()答案 由题意可知(,),(,),设(,),(,),(,),则直线 的斜率 ,直线 的方程为 (),直线 的斜率 ,直线 的方程为 (),相乘得 (),由 ,得 (),则 (),整理得 (),则点 的轨迹方程为 ()(),故选(浙江金华十校联考,)如图,是平面 的斜线段,为斜足,点 满足(),且在平面 内运动,则()当
30、时,点 的轨迹是抛物线当 时,点 的轨迹是一条直线当 时,点 的轨迹是椭圆当 时,点 的轨迹是双曲线答案 在 中,由,得 当 时,可知点 在线段 的中垂面上运动,又点 在平面 内,所以 在两个平面的交线上,即点 的轨迹为一条直线;当 时,可知点 的轨迹为一个球面(相对应于平面中的阿波罗尼斯圆),又点 在平面 内,所以点 在平面 和球面的截口曲线上,即点 的轨迹为一个圆故选(云南名校 月月考,)古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前 公元前 年)的著作圆锥曲线论是古代世界光辉的科学成果,他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数(,且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆 在平面直角坐
31、标系中,设(,),(,),动点 满足 ,则动点 的轨迹方程为()()()()()答案 设(,),由 ,得()(),所以()(),即 故动点 的轨迹方程为()故选(江西九江 月联考,)设(,),点 在 轴上,点 在 轴上,且 ,当点 在 轴上运动时,则点 的轨迹方程为 答案 解析 设(,),(,),(,),由 ,得 ,即 ,因为,(,),(,),所以(,)(,),所以 ,即 ,所以点 的轨迹方程为 专题九 圆锥曲线 考法二 圆锥曲线中的定点、定值问题的求解方法(浙江高考数学仿真卷(三),)已知椭圆:上一点(不与左、右顶点重合),直线:上一点,若右焦点 恒在以 为直径的圆上,则 答案 解析 设(,
32、),(,),由题意得 (,)(,),(),又因为点(,)在椭圆上,所以 所 以 ()(湖北黄冈 月新起点考试,)椭 圆 的 焦 点 为(,),(,),椭圆上一点 ,直线 的斜率存在,且不经过点,与椭圆 交于,两点,且 ()求椭圆 的方程;()求证:直线 过定点解析()由题意得 ,()(),则 ,所以椭圆 的方程为 ()设直线 的方程为,由题意知 联立,消去 得(),()()(),即 设(,),(,),则 ,由 ,得()(),即()(),把 ,代入得 ,把 代入,解得 ,而直线不过点(,),所以,即 且,所以直线:()过定点(,)考法三 圆锥曲线中最值(范围)问题的求解方法(东北师大附中五模,)
33、直线 过抛物线 的焦点 且与抛物线交于,两点,若线段,的长分别为,则 的最小值是()答案 由抛物线焦点弦的性质可知 ,则()(),当且仅当 ,时等号成立 即 的最小值是 选(广东百校联考,)已知抛物线 的焦点为,过点 作直线 交抛物线于,两点,则 的最小值为()答案 由 得焦点坐标为(,)设(,),(,),:,将 代入抛物线方程,可得 (),即 ,所以 ,所以 (),由抛物线的性质,可得 ,故 ()()()(),由()可得 ,从而有 ,当且仅当 时取等号(浙江嘉兴、丽水基础检测,)已知 是椭圆 ()和双曲线 (,)的一个交点,是椭圆和双曲线的公共焦点,分别为椭圆和双曲线的离心率,若 ,则 的最
34、小值为 答案 解析 本题考查椭圆与双曲线的定义与标准方程以及离心率的求法;考查学生运算求解的能力和数形结合的思想;考查了数学运算的核心素养设 ,则由椭圆和双曲线的定义有 ,即 ,在 中,由余弦定理得 ,联立可得 ,即,所以 ,即 ,故 的最小值为 考法四 存在性问题(广东广州第十六中学质量检测(一),)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,过 年高考年模拟 版(教师用书)点 的直线与椭圆交于,两点,延长 交椭圆 于点,的周长为()求 的离心率及方程;()试问:是否存在定点(,),使得为定值?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由解析()由题意可知 ,则 又 的周长为,所以 ,即 ,则 ,故 的方程
35、为 ()解法一:假设存在点,使得为定值若直线 的斜率存在,设 的方程为()设(,),(,),联立 ,(),消去 得(),根据根与系数的关系可得 ,由于(,),(,),则()()()()()因为为定值,所以,解得 定值为 若直线 的斜率不存在,直线 的方程为 ,(),(),则(),故存在点,且 解法二:假设存在点,使得为定值由已知得 与 轴不重合,可设 的方程为,设(,),(,),联立,消去,得(),则 ,由于(,),(,),则()()()()()()因为为定值,所以,解得 ,故存在点,且 (天津滨海七校联考,)已知椭圆:()的离心率 ,左焦点为,右焦点为,且椭圆上一动点 与 的最远距离为 ,过
36、 的直线 与椭圆 交于,两点()求椭圆 的标准方程;()当 以 为直角时,求直线 的方程;()直线 的斜率存在且不为 时,试问 轴上是否存在一点 使得?若存在,求出点 的坐标,若不存在,请说明理由解析 本题考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、直线与椭圆的位置关系,考查学生的空间想象能力及运算求解能力,考查的核心素养是直观想象及数学运算(),椭圆 的标准方程为 ()解 法 一:当 以 为 直 角 时,是 以 为直角的直角三角形,设(,),则 ,又 ,(,)或(,),对于(,),;对于(,),直线 的方程为 或 解法二:由题意可知,当直线 的斜率不存在时,不符合题意易知直线 的斜率不为,设直线:(
37、),则:(),由(),(),得(),()()(),解得 ,直线 的方程为 或()设(,),(,),(,),:(),(),(),()()()(),(),()(),(,)(安徽淮南一模,)已知椭圆:()的专题九 圆锥曲线 离心率为 ,分别是椭圆的左、右焦点,过点 的直线交椭圆于,两点,且 的周长为()求椭圆 的方程;()过点(,)作斜率为()的直线 与椭圆 交于两点,试判断在 轴上是否存在点,使得 是以 为底边的等腰三角形若存在,求点 横坐标的取值范围,若不存在,请说明理由解析()由题意可得 ,(分)所以 ,(分)所以椭圆 的方程为 (分)()设直线 的方程为 ,(,),(,),的中点为(,),假
38、设存在点(,),使得 是以 为底边的等腰三角形,则 由,得(),故 ,所以 ,(分)因为,所以 ,即 ,(分)所以 ,(分)当 时,所以 (分)当 时,所以 (分)综上,点 横坐标的取值范围是 ,(分)思路分析 ()由题意离心率及 的值和,之间的关系求出椭圆的方程;()假设存在,设 的坐标和直线 的方程,将直线与椭圆的方程联立求出两根之和,进而求出 的中点 的坐标,由题意可得,可得 的横坐标与 的关系,再由均值不等式求出 的横坐标范围(山西大同高三学情调研,)椭圆 ()的左、右焦点分别为,且离心率 ()设 是直线 与椭圆的一个交点,求 取最小值时椭圆的方程;()已知(,),是否存在斜率为 的直
39、线 与()中的椭圆交于不同的两点,使得点 在线段 的垂直平分线上?若存在,求出直线 在 轴上截距的范围;若不存在,请说明理由解析 本题主要考查了椭圆的方程、几何性质及直线与椭圆的位置关系,考查的核心素养是逻辑推理与数学运算(),椭圆的方程可化为 ,将 与 联立,消去 并化简得 ,由 (),解得,即,当且仅当 时,取最小值 ,椭圆的方程为 ()设直线 在 轴上的截距为,则直线 的方程为,代入 ,消去 并整理得(),直线 与椭圆交于不同的两点,()()(),即 设(,),(,),的中点为,则 ,(),的中点 的坐标为,当 时,化简得 ,代入 ,得,又,故 当 时,综上,时,直线 在 轴上截距的范围
40、为,();时,直线 在 轴上截距的范围为(,)考点一 曲线与方程(课标,分)已知点(,),(,),动点(,)满足直线 与 的斜率之积为 记 的轨迹为曲线()求 的方程,并说明 是什么曲线;()过坐标原点的直线交 于,两点,点 在第一象限,轴,垂足为,连接 并延长交 于点()证明:是直角三角形;()求 面积的最大值(课标,分)设 为坐标原点,动点 在椭圆:上,过 作 轴的垂线,垂足为,点 满足 ()求点 的轨迹方程;()设点 在直线 上,且 证明:过点 且垂 年高考年模拟 版(教师用书)直于 的直线 过 的左焦点 考点二 定点与定值问题(北京,分)已知椭圆:过点(,),且 ()求椭圆 的方程;(
41、)过点(,)的直线 交椭圆 于点,直线,分别交直线 于点,求 的值(课标,文,理,分)已知,分别为椭圆:()的左、右顶点,为 的上顶点,为直线 上的动点,与 的另一交点为,与 的另一交点为()求 的方程;()证明:直线 过定点(新高考,分)已知椭圆:()的离心率为 ,且过点(,)()求 的方程;()点,在 上,且,为垂足证明:存在定点,使得 为定值考点三 最值与范围问题(北京,分)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线:就是其中之一(如图)给出下列三个结论:曲线 恰好经过 个整点(即横、纵坐标均为整数的点);曲线 上任意一点到原点的距离都不超过 ;曲线 所围成的“心形”区域的面积小于 其中
42、,所有正确结论的序号是()答案(浙江,分)如图,已知椭圆:,抛物线:(),点 是椭圆 与抛物线 的交点,过点 的直线 交椭圆 于点,交抛物线 于点(,不同于)()若 ,求抛物线 的焦点坐标;()若存在不过原点的直线 使 为线段 的中点,求 的最大值(课标,分)已知椭圆:的焦点在 轴上,是 的左顶点,斜率为()的直线交 于,两点,点 在 上,()当 ,时,求 的面积;()当 时,求 的取值范围(浙江,分)如图,已知点(,)为抛物线 ()的焦点过点 的直线交抛物线于,两点,点 在抛物线上,使得 的重心 在 轴上,直线 交 轴于点,且 在点 的右侧记,的面积分别为,()求 的值及抛物线的准线方程;(
43、)求的最小值及此时点 的坐标(山东,分)在平面直角坐标系 中,椭圆:()的离心率为 ,焦距为()求椭圆 的方程;()如图,动直线:交椭圆 于,两点,是椭圆 上一点,直线 的斜率为,且 是线段 延长线上一点,且 ,的半径为 ,是 的两条切线,切点分别为,求 的最大值,并求取得最大值时直线 的斜率考点四 存在性问题(课标,分)已知椭圆:(),直线 不过原点 且不平行于坐标轴,与 有两个交点,线段 的中点为()证明:直线 的斜率与 的斜率的乘积为定值;()若 过点,(),延长线段 与 交于点,四边形 能否为平行四边形?若能,求此时 的斜率;若不能,说明理由专题九 圆锥曲线 考点一 曲线与方程(课标,
44、理,文,分)已知抛物线:的焦点为,平行于 轴的两条直线,分别交 于,两点,交 的准线于,两点()若 在线段 上,是 的中点,证明;()若 的面积是 的面积的两倍,求 中点的轨迹方程解析 由题设知 ,()设:,:,则,且,(),(),(),(),()记过,两点的直线为,则 的方程为()(分)()由于 在线段 上,故 记 的斜率为,的斜率为,则 所以(分)()设 与 轴的交点为(,),则 ,由题设可得 ,所以 (舍去),或 (分)设满足条件的 的中点为(,)当 与 轴不垂直时,由 可得 ()而,所以 ()当 与 轴垂直时,与 重合所以,所求轨迹方程为 (分)疑难突破 第()问求解关键是把 的证明转
45、化为 的证明;第()问需找到 中点所满足的几何条件,从而将其转化为等量关系在利用斜率表示几何等量关系时应注意分类讨论思想的应用评析 本题主要考查抛物线的性质,直线的斜率及其应用,轨迹方程的求法等知识,考查分类讨论思想的应用,考查考生对基础知识和基本技能的应用能力(广东理,分)已知椭圆:()的一个焦点为(,),离心率为 ()求椭圆 的标准方程;()若动点(,)为椭圆 外一点,且点 到椭圆 的两条切线相互垂直,求点 的轨迹方程解析()由题意知 ,故椭圆 的标准方程为 ()设两切线为,当 轴 或 轴 时,轴 或 轴,可 知(,)当 与 轴不垂直且不平行时,设 的斜率为,且,则 的斜率为 ,的方程为
46、(),与 联立,整理得()()(),直线 与椭圆相切,即()()(),(),是方程()的一个根,同理,是方程()的另一个根,(),整理得 ,其中,点 的轨迹方程为 ()(,)满足上式综上,点 的轨迹方程为 评析 本题考查椭圆的标准方程、直线与圆锥曲线的位置关系以及轨迹方程的求法 考查分类讨论思想以及方程思想的应用(湖北理,分)在平面直角坐标系 中,点 到点(,)的距离比它到 轴的距离多 记点 的轨迹为()求轨迹 的方程;()设斜率为 的直线 过定点(,)求直线 与轨迹 恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时 的相应取值范围解析()设点(,),依题意得 ,即(),化简整理得 ()故点 的轨迹
47、 的方程为 ,()在点 的轨迹 中,记:,:(),依题意,可设直线 的方程为()由方程组(),可得()()当 时,此时 把 代入轨迹 的方程,得 故此时直线:与轨迹 恰好有一个公共点,()()当 时,方程的判别式为 ()设直线 与 轴的交点为(,),则由(),令 ,得 若,由解得 或 即当(,),()时,直线 与 没有公共点,与 有一个公共点,故此时直线 与轨迹 恰好有一个公共点 年高考年模拟 版(教师用书)若 ,或,则由解得 ,或 即当 ,时,直线 与 只有一个公共点,与 有一个公共点当 ,)时,直线 与 有两个公共点,与 没有公共点故当 ,),时,直线 与轨迹 恰好有两个公共点若,则由解得
48、 或 即当 ,(),()时,直线 与 有两个公共点,与 有一个公共点,故此时直线 与轨迹 恰好有三个公共点综合()()可知,当(,),()时,直线 与 轨 迹 恰 好 有 一 个 公 共 点;当 ,),时,直 线 与 轨 迹 恰 好 有 两 个 公 共 点;当 ,(),()时,直线 与轨迹 恰好有三个公共点评析 本题考查了直线和抛物线的位置关系,考查了数形结合的方法,灵活地利用判别式是求解的关键盲目利用抛物线的定义而漏掉射线 ()就会造成错解而失分(课标,理,文,分)已知圆:(),圆:(),动圆 与圆 外切并且与圆 内切,圆心 的轨迹为曲线()求 的方程;()是与圆,圆 都相切的一条直线,与曲
49、线 交于,两点,当圆 的半径最长时,求 解析 由已知得圆 的圆心为(,),半径 ;圆 的圆心为(,),半径 设圆 的圆心为(,),半径为()因为圆 与圆 外切并且与圆 内切,所以 ()()由椭圆的定义可知,曲线 是以、为左、右焦点,长半轴长为,短半轴长为 的椭圆(左顶点除外),其方程为 ()()对于曲线 上任意一点(,),由于 ,所以,当且仅当圆 的圆心为(,)时,所以当圆 的半径最长时,其方程为()若 的倾斜角为,则 与 轴重合,可得 若 的倾斜角不为,由 知 不平行于 轴,设 与 轴的交点为,则 ,可求得(,),所以可设:()由 与圆 相切得 ,解得 当 时,将 代入 ,并整理得 ,解得,
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