圆锥曲线的综合应用
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二轮专题——直线与圆锥曲线的位置关系综合应用【目标】掌握直线与圆锥曲线的位置关系,并会综合应用知识处理相关问题。
【重点】直线与圆锥曲线中的最值、值域、参数范围问题,定点、定值以及探究性问题。
【难点】圆锥曲线与三角、函数与方程、不等式、数列、平面向量等知识的的综合应用. 【知识与方法】圆锥曲线中的定点、定值、最值问题是圆锥曲线的综合问题,解决此类问题需要较强的代数运算能力和图形认识能力,要能准确地进行数与形的语言转换和运算,推理转换,并在运算过程中注意思维的严密性,以保证结果的完整.解决圆锥曲线综合题,关键是熟练掌握每一种圆锥曲线的定义、标准方程、图形与几何性质,注意挖掘知识的内在联系及其规律,通过对知识的重新组合,以达到巩固知识、提高能力的目的.1.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。
2.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。
3.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或值域. 当题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,可考虑利用数形结合法解. 【基础训练】1、若实数x 、y 满足x 2+y 2-2x+4y=0,则x-2y 的最大值是( )A 、5B 、10C 、9D 、5+25 2、若关于x 的方程)2(12-=-x k x有两个不等实根,则实数k 的取值范围是( )A 、)33,33(-B 、)3,3(-C 、⎥⎦⎤⎝⎛-0,33D 、⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡⋃⎥⎦⎤ ⎝⎛--33,2121,33 3、已知P 、Q 分别在射线y=x(x>0)和y=-x(x>0)上,且△POQ 的面积为1,(0为原点),则线段PQ 中点M 的轨迹为( )A 、双曲线x 2-y 2=1 B 、双曲线x 2-y 2=1的右支 C 、半圆x 2+y 2=1(x<0) D 、一段圆弧x 2+y 2=1(x>22)4、一个等边三角形有两个顶点在抛物线y 2=20x 上,第三个顶点在原点,则这个三角形的面积为5、椭圆191622=+yx在第一象限上一动点P ,若A(4,0),B(0,3),O(0,0),则APBOS 四边形的最大值为题型一、最值及值域问题例1.【广东省梅州市2013届高三总复习质检】已知F 1,F 2分别是椭圆C :22221(0)y x a b ab+=>>的上、下焦点,其中F 1也是抛物线C 1:24x y =的焦点,点M 是C 1与C 2在第二象限的交点,且15||3MF =。
圆锥曲线的综合应用及其求解策略有关圆锥曲线的综合应用的常见题型有:①、定点与定值问题;②、最值问题;③、求参数的取值范围问题;④、对称问题;⑤、实际应用问题。
解答圆锥曲线的综合问题,应根据曲线的几何特征,熟练运用圆锥曲线的相关知识,将曲线的几何特征转化为数量关系(如方程、不等式、函数等),再结合代数知识去解答。
解答过程中要重视函数思想、方程与不等式思想、分类讨论思想和数形结合思想的灵活应用。
一、定点、定值问题:这类问题通常有两种处理方法:①、第一种方法:是从特殊入手,先求出定点(或定值),再证明这个点(值)与变量无关;②、第二种方法:是直接推理、计算;并在计算的过程中消去变量,从而得到定点(定值)。
★【例题1】(2007年高考〃湖南文科〃19题〃13分)已知双曲线222x y -=的右焦点为F ,过点F 的动直线与双曲线相交于A 、B 两点,又已知点C 的坐标是(10),.(I )证明CA 〃CB 为常数;(II )若动点M 满足CM CA CB CO =++(其中O 为坐标原点),求点M 的轨迹方程.◆解:由条件知(20)F ,,设11()A x y ,,22()B x y ,. (I )当AB 与x 轴垂直时,可求得点A 、B的坐标分别为(2,(2,,此时则有(12)(11CA CB =⨯=-,.当AB 不与x 轴垂直时,设直线AB 的方程是(2)(1)y k x k =-≠±.代入222x y -=,则有2222(1)4(42)0k x k x k -+-+=.则12x x ,是上述方程的两个实根,所以212241k x x k +=-,2122421k x x k +=-,于是212121212(1)(1)(1)(1)(2)(2)CA CB x x y y x x k x x =--+=--+--2221212(1)(21)()41k x x k x x k =+-++++2222222(1)(42)4(21)4111k k k k k k k +++=-++--22(42)411k k =--++=-.∴ 综上所述,CA CB 为常数1-.(II )设()M x y ,,则(1)CM x y =-,,11(1)CA x y =-,,22(1)CB x y =-,,(10)CO =-,,由CM CA CB CO =++得:121213x x x y y y -=+-⎧⎨=+⎩,即12122x x x y y y +=+⎧⎨+=⎩,于是AB 的中点坐标为222x y +⎛⎫⎪⎝⎭,.当AB 不与x 轴垂直时,12122222yy y y x x x -==---,即1212()2y y y x x x -=--. 又因为A 、B 两点在双曲线上,所以22112x y -=,22222x y -=,两式相减得12121212()()()()x x x x y y y y -+=-+,即1212()(2)()x x x y y y -+=-.将1212()2yy y x x x -=--代入上式,化简得224x y -=. 当AB 与x 轴垂直时,122x x ==,求得(20)M ,,也满足上述方程.所以点M 的轨迹方程是224x y -=. ▲ 点拨:本题中“CA 〃CB 为常数”的证明,采用特殊位置“当AB 与x 轴垂直时”可轻易得出CA 〃CB = -1;接下来再从一般情况“当AB 不与x 轴垂直时”去加以论证,有了明确的目标,推理计算就要容易得多了!★【例题2】已知A,B 为椭圆22221x y a b +=(a>b>0)和双曲线22221x y a b-=的公共顶点,P,Q 分别为双曲线和椭圆上不同于A,B 的动点,且有→AP+→BP=λ(→AQ+→BQ)(λ∈R,|λ|>1),设AP,BP,AQ,BQ 斜率分别为k 1,k 2,k 3,k 4,求证:k 1+k 2+k 3+k 4为一个定值.◆解、点A(-a,0);B(a,0);∵由→AP+→BP=λ(→AQ+→BQ),依据向量加法的平行四边形法则,则有O 、Q 、P 三点共线;设P(x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则x 12a 2 - y 12b 2 =1,则x 12-a 2= a 2b 2〃y 12;∴ k 1+k 2 = y 1x 1+a + y 1x 1-a = 2x 1y 1x 12-a 2 = 2b 2a 2〃x 1y 1;同样有k 3+k 4= -2b 2a 2〃x 2y 2;由于x 1y 1 = x 2y 2,∴ 所求的定值为0。