考点27圆锥曲线的综合应用-2016届高考文科数学必考考点专题分类训练
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圆锥曲线综合训练题一、求轨迹方程:1、(1)已知双曲线1C 与椭圆2C :2213649x y +=有公共的焦点,并且双曲线的离心率1e 与椭圆的离心率2e 之比为73,求双曲线1C 的方程. (2)以抛物线28y x =上的点M 与定点(6,0)A 为端点的线段MA 的中点为P ,求P 点的轨迹方程. (1)解:1C 的焦点坐标为(0,13).±213e =由1273e e =得113e =设双曲线的方程为22221(,0)y x a b a b -=>则2222213139a b a b a ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 解得229,4a b == 双曲线的方程为22194y x -= (2)解:设点00(,),(,)M x y P x y ,则00622x x y y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴00262x x y y =-⎧⎨=⎩.代入2008y x =得:2412y x =-.此即为点P 的轨迹方程.2、(1)ABC ∆的底边16=BC ,AC 和AB 两边上中线长之和为30,建立适当的坐标系求此三角形重心G 的轨迹和顶点A 的轨迹.(2)△ABC 中,B(-5,0),C(5,0),且sinC-sinB=53sinA,求点A 的轨迹方程.解: (1)以BC 所在的直线为x 轴,BC 中点为原点建立直角坐标系.设G 点坐标为()y x ,,由20=+GB GC ,知G 点的轨迹是以B 、C 为焦点的椭圆,且除去轴上两点.因10=a ,8=c ,有6=b ,故其方程为()013610022≠=+y y x .设()y x A ,,()y x G '',,则()013610022≠'='+'y y x . ①由题意有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧='='33yy x x ,代入①,得A 的轨迹方程为()0132490022≠=+y y x ,其轨迹是椭圆(除去x 轴上两点).(2)分析:由于sinA 、sinB 、sinC 的关系为一次齐次式,两边乘以2R (R 为外接圆半径),可转化为边长的关系. 解:sinC-sinB=53sinA 2RsinC-2RsinB=53·2RsinA ∴BC AC AB 53=- 即6=-AC AB (*)∴点A 的轨迹为双曲线的右支(去掉顶点) ∵2a=6,2c=10 ∴a=3, c=5, b=4所求轨迹方程为116922=-y x (x>3) 点评:要注意利用定义直接解题,这里由(*)式直接用定义说明了轨迹(双曲线右支) 3、如图,两束光线从点M (-4,1)分别射向直线y = -2上两点P (x 1,y 1)和Q (x 2,y 2)后,反射光线恰好通过椭圆C :12222=+by a x (a >b >0)的两焦点,已知椭圆的离心率为21,且x 2-x 1=56,求椭圆C 的方程. 解:设a =2k ,c =k ,k ≠0,则b =3k ,其椭圆的方程为1342222=-ky k x . 由题设条件得:114)2(120x x k ----=--+, ①224)2(120x x k ----=--+, ②x 2-x 1=56, ③ 由①、②、③解得:k =1,x 1=511-,x 2=-1,所求椭圆C 的方程为13422=+y x . 4、在面积为1的PMN ∆中,21tan =M ,2tan -=N ,建立适当的坐标系,求出以M 、N 为焦点且过P 点的椭圆方程.∴所求椭圆方程为1315422=+y x 解:以MN 的中点为原点,MN 所在直线为x 轴建立直角坐标系,设),(y x P .则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==+-=-.1,21,2cy c x yc x y∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===233435c c y c x 且即)32,325(P ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+,43,13412252222b a ba 得⎪⎩⎪⎨⎧==.3,41522b a (1)求线段PQ 的中点的轨迹方程;(2)设∠POQ 的平分线交PQ 于点R (O 为原点),求点R 的轨迹方程.解:(1)设线段PQ 的中点坐标为M (x ,y ),由Q (4,0)可得点P (2x -4,2y ),代入圆的方程x 2+y 2=4可得(2x -4)2+(2y )2=4,整理可得所求轨迹为(x -2)2+y 2=1.(2)设点R (x ,y ),P (m ,n ),由已知|OP |=2,|OQ |=4,∴21||||=OQ OP ,由角平分线性质可得||||||||RQ PR OQ OP ==21,又∵点R 在线段PQ 上,∴|PR |=21|RQ |,∴点R 分有向线段PQ 的比为21,由定比分点坐标公式可得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+⨯+=+=+⨯+=32211021342211421n n y m m x ,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=23243y n x m ,∴点P 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛-23 ,243y x ,代入圆的方程x 2+y 2=4可得42324322=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x , 即234⎪⎭⎫ ⎝⎛-x +y 2=916(y ≠0). ∴点R 的轨迹方程为234⎪⎭⎫ ⎝⎛-x +y 2=916(y ≠0).6、已知动圆过定点()1,0,且与直线1x =-相切.(1) 求动圆的圆心轨迹C 的方程;(2) 是否存在直线l ,使l 过点(0,1),并与轨迹C 交于,P Q 两点,且满足0OP OQ ⋅=uu u v uuu v若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.解:(1)如图,设M 为动圆圆心, F ()1,0,过点M 作直线1x =-的垂线,垂足为N ,由题意知:MF MN =, 即动点M 到定点F 与定直线1x =-的距离相等,由抛物线的定义知,点M 的轨迹为抛物线,其中()1,0F 为焦点,1x =-为准线, ∴ 动点R 的轨迹方程为x y 42=(2)由题可设直线l 的方程为(1)(0)x k y k =-≠, 由2(1)4x k y y x=-⎧⎨=⎩得2440y ky k -+=△216160k =->,11k k <->或设),(11y x P ,),(22y x Q ,则124y y k +=,124y y k =由0OP OQ ⋅=u u u r u u u r ,即 ()11,OP x y =u u u r ,()22,OQ x y =u u u r,于是12120x x y y +=,即()()21212110ky y y y --+=,2221212(1)()0k y y k y y k +-++=,2224(1)40k k k k k +-+=g ,解得4k =-或0k =(舍去),又41k =-<-, ∴ 直线l 存在,其方程为440x y +-=7、设双曲线y ax 22231-=的两个焦点分别为F F 12、,离心率为2.(I )求此双曲线的渐近线l l 12、的方程;(II )若A 、B 分别为l l 12、上的点,且2512||||AB F F =,求线段AB 的中点M 的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线;(III )过点N ()10,能否作出直线l ,使l 与双曲线交于P 、Q 两点,且OP OQ →→=·0.若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.解:(I )Θe c a =∴=2422, Θc a a c 22312=+∴==,,∴-=双曲线方程为y x 2231,渐近线方程为y x =±334分(II )设A x y B x y ()()1122,,,,AB 的中点()M x y ,[]Θ2552522101033332233333331012121221221122121212121212122122||||||||()()()()()()AB F F AB F F c x x y y y x y x x x x y y y y y x x y y x x y y x x =∴==⨯=∴-+-===-=+=+∴+=--=+∴+++⎡⎣⎢⎤⎦⎥=又,,,, ∴+=+=321321007532512222()()y x x y ,即则M 的轨迹是中心在原点,焦点在x 轴上,长轴长为103,短轴长为1033的椭圆.(9分) (III )假设存在满足条件的直线l设l y k x l P x y Q x y :,与双曲线交于,、,=-()()()11122[]ΘOP OQ x x y y x x k x x x x k x x x x i →→=∴+=∴+--=∴+-++=·00110101212122121221212()()()()由得则,y k x y x k x k x k x x k k x x k k ii =--=⎧⎨⎪⎩⎪--+-=+=-=--()()()13131633063133312222212221222由(i )(ii )得k 230+= ∴k 不存在,即不存在满足条件的直线l .8、设M 是椭圆22:1124x y C +=上的一点,P 、Q 、T 分别为M 关于y 轴、原点、x 轴的对称点,N 为椭圆C 上异于M 的另一点,且MN⊥MQ,QN 与PT 的交点为E ,当M 沿椭圆C 运动时,求动点E 的轨迹方程.解:设点的坐标112211(,),(,)(0),(,),M x y N x y x y E x y ≠则111111(,),(,),(,),P x y Q x y T x y ----……1分221122221,(1)124 1.(2)124x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩L L L L L L L L ………3分 由(1)-(2)可得1.3MN QN k k •=-…6分又MN⊥MQ,111,,MN MQ MN x k k k y ⋅=-=-所以11.3QN y k x =直线QN 的方程为1111()3yy x x y x =+-,又直线PT 的方程为11.x y x y =-从而得1111,.22x x y y ==-所以112,2.x x y y ==-代入(1)可得221(0),3x y xy +=≠此即为所求的轨迹方程. 9、已知:直线L 过原点,抛物线C 的顶点在原点,焦点在x 轴正半轴上。
椭圆第一定义焦点在x 轴:cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩(其中θ为参数).面积公式S ab π=.离心率 ()0,1c e a ===.焦半径公式通径三角形面积椭圆22221x y a b +=(a >b >0)的左右焦点分别为1F ,2F ,点P 为椭圆上任意一点12F PF θ∠=,则椭圆的焦点三角形的面积为1222sin tan 1cos 2F PF S b b θθθ∆==+.切线方程若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=(a >b >0)上,则过0P 的切线方程是00221x x y y a b +=.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=(a >b >0)外,则过0P 作椭圆的两条切线切点为1P 、2P ,则切点弦12P P 的直线方程是00221x x y ya b+=. 中点弦方程在椭圆22221x y a b+=(a >b >0)的不平行于对称轴的弦AB 中点为00(,)M x y ,则0022:1AB AB x y l k a b +⋅=,代入M 坐标,可求出AB k ,进而利用点斜式可求得00:()AB AB l y y k x x -=-.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=(a >b >0)内,则被0P 所平分的中点弦的方程是2200002222x x y y x y a b a b+=+. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=(a >b >0)内,则过0P 的弦中点的轨迹方程是22002222x x y yx y a b a b+=+.双曲线第一定义平面内与两定点1F 、2F 的距离的差的绝对值等于常数2a (2a <12F F 且20a ≠)的点的轨迹叫做双曲线. 即:122MF MF a -=.第二定义焦点在x 轴:sec tan x a y b θθ=⎧⎨=⎩(其中θ为参数) 正割1sec cos θθ=.离心率()1,c e a ===+∞.渐近线双曲线22221x y a b -=的渐近线为b y x a=±双曲线22221y x a b-=的渐近线为ay x b=±. 焦半径公式焦点在x 轴上双曲线任意一点00(,)P x y 到焦点的距离: 左焦半径10=PF ex a + 右焦半径20=PF ex a -.通径双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的左右焦点分别为1F ,2F ,点P 为双曲线上任意一点12F PF θ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为1222sin t 1cos 2F PF S bb co θθθ∆==-.切线方程若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上,则过0P 的切线方程是00221x x y ya b-=. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)外,则过0P 作双曲线的两条切线切点为1P 、2P ,则切点弦12P P 的直线方程是00221x x y ya b-=. 中点弦方程在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的不平行于对称轴的弦AB 中点为00(,)M x y ,则0022:1AB AB x y l k a b-⋅=,代入M 坐标,可求出AB k ,进而利用点斜式可求得00:()AB AB l y y k x x -=-.若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)内,则被0P 所平分的中点弦的方程是2200002222x x y y x y a b a b-=-. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)内,则过0P 的弦中点的轨迹方程是22002222x x y y x y a b a b-=-抛物线定义平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线.标准方程设0p >,抛物线的标准方程、类型及其几何性质:222x pt y pt⎧=⎨=⎩(t 为参数,t R ∈). 抛物线22y px =(0p >)的图像和性质:(1)焦点坐标是:⎪⎭⎫⎝⎛02,p .(2)准线方程是:2p x -=.(3)顶点是焦点向准线所作垂线段中点,顶点平分焦点到准线的垂线段:2pOF OK ==. (4)焦准距:FK p =.(5)焦半径公式:若点),(00y x P 是抛物线px y 22=上一点,则该点到抛物线的焦点的距离(称为焦半径)是:02p PF x =+. (6) 抛物线的焦点弦:设过抛物线的焦点的直线与抛物线交11(,)P x y ,22(,)Q x y ,且1QM ⊥准线于点1M ,2PM ⊥准线于点2M ,则①焦点弦长121222p pPQ x x x x p =+++=++.②221212,4p y y p x x =-=.③若直线PQ 的倾斜角为θ,则22sin pPQ θ=. ④若F 为抛物线焦点,则有112PF QF p+=.⑤P 、O 、1M 三点共线,Q 、O 、2M 三点共线.(7)通径:过焦点垂直于轴的弦长为2p(8)焦半径为半径的圆:以p 为圆心、FP 为半径的圆必与准线相切.所有这样的圆过定点F 、准线是公切线.(9)焦半径为直径的圆:以焦半径FP 为直径的圆必与过顶点垂直于轴的直线相切.所有这样的圆过定点F 、过顶点垂直于轴的直线是公切线.(10)焦点弦为直径的圆:以焦点弦PQ 为直径的圆必与准线相切.所有这样的圆的公切线是准线.切线方程若000(,)P x y 在抛物线22y px =(0p >)上,则过0P 的切线方程是00()y y p x x =+.中点弦公式抛物线2:2C x py =上,过给定点00(,)P x y 的中点弦所在直线方程为2000py x x py x -=-.2016年高考数学理试题分类汇编圆锥曲线一、选择题1、(2016年四川高考)设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线22(p 0)y px => 上任意一点,M 是线段PF 上的点,且PM =2MF ,则直线OM 的斜率的最大值为( )(A )3 (B )23(C )2 (D )1 2、(2016年天津高考)已知双曲线2224=1x y b-(b >0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A 、B 、C 、D 四点,四边形的ABCD 的面积为2b ,则双曲线的方程为( )(A )22443=1y x -(B )22344=1y x -(C )2224=1x y b -(D )2224=11x y - 3、(2016年全国I 高考)已知方程x 2m 2+n –y 23m 2–n =1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是(A )(–1,3) (B )(–1,3) (C )(0,3) (D )(0,3)4、(2016年全国I 高考)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A ,B 两点,交C 的准线于D ,E 两点.已知|AB |=|DE|=C 的焦点到准线的距离为 (A )2 (B )4 (C )6 (D )85、(2016年全国II 高考)圆2228130x y x y +--+=的圆心到直线10ax y +-=的距离为1,则a=( )(A )43-(B )34- (C (D )2 6、(2016年全国II 高考)已知12,F F 是双曲线2222:1x y E a b -=的左,右焦点,点M 在E 上,1MF 与x 轴垂直,211sin 3MF F ∠=,则E 的离心率为( )(A (B )32(C (D )27、(2016年全国III 高考)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,A ,B 分别为C 的左,右顶点.P 为C 上一点,且PF x ⊥轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为(A )13(B )12(C )23(D )348、(2016年浙江高考) 已知椭圆C 1:22x m +y 2=1(m >1)与双曲线C 2:22x n–y 2=1(n >0)的焦点重合,e 1,e 2分别为C 1,C 2的离心率,则A .m >n 且e 1e 2>1B .m >n 且e 1e 2<1C .m <n 且e 1e 2>1D .m <n 且e 1e 2<1二、填空题1、(2016年北京高考)双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的渐近线为正方形OABC的边OA ,OC 所在的直线,点B 为该双曲线的焦点,若正方形OABC 的边长为2,则a =_______________.2、(2016年山东高考)已知双曲线E :22221x y a b-= (a >0,b >0),若矩形ABCD 的四个顶点在E 上,AB ,CD 的中点为E 的两个焦点,且2|AB |=3|BC |,则E 的离心率是_______.3、(2016年上海高考)已知平行直线012:,012:21=++=-+y x l y x l ,则21,l l 的距离_______________4、(2016年浙江高考)若抛物线y 2=4x 上的点M 到焦点的距离为10,则M 到y 轴的距离是_______. 三、解答题1、(2016年北京高考) 已知椭圆C :22221+=x y a b (0a b >>) ,(,0)A a ,(0,)B b ,(0,0)O ,OAB ∆的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 的椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N. 求证:BM AN ⋅为定值.2、(2016年山东高考)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b+=>> 的离心率是32,抛物线E :22x y =的焦点F 是C 的一个顶点. (I )求椭圆C 的方程;(II )设P 是E 上的动点,且位于第一象限,E 在点P 处的切线l 与C 交与不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过P 且垂直于x 轴的直线交于点M . (i )求证:点M 在定直线上;(ii )直线l 与y 轴交于点G ,记PFG △的面积为1S ,PDM △的面积为2S ,求12S S的最大值及取得最大值时点P 的坐标.3、(2016年上海高考) 有一块正方形菜地EFGH ,EH 所在直线是一条小河,收货的蔬菜可送到F 点或河边运走。
2016全国卷高考文科数学模拟试题汇编----圆锥曲线综合应用2015-11-2111.已知点A (0,2),抛物线C 1:y 2=ax (a >0)的焦点为F ,射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,若|FM|:|MN|=1:,则a 的值等于()A .B .C .1D .415. 过椭圆1162522=+y x 的中心任作一直线交椭圆于Q P 、两点,F 是椭圆的一个焦点,则△PQF 面积的最大值是 . 20.(本小题满分12分)在平面直角坐标系x Oy中,已知圆221C :(3)(1)4x y ++-=和圆222:(4)(5)4C x y -+-=.(I )若直线l 过点A(4,0),且被圆1C 截得的弦长为23,求直线l 的方程;(II )设P 为平面上的点,满足:存在过点P 的无穷多对互相垂直的直线1l 和2l ,它们分别与圆1C 和圆2C 相交,且直线1l 被圆1C 截得的弦长与直线2l 被圆2C 截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P 的坐标.5.过抛物线24y x =的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,若|AF |=5,则|BF |=A .14 B .1 C .54D .2 6.已知圆C :224xy +=,若点P (0x ,0y )在圆C 外,则直线l : 004x x y y +=与圆C 的位置关系为A .相离B .相切C .相交D .不能确定13.双曲线2214x b2y -=(b >0)的离心率为2,则此双曲线的焦点到渐近线的距离为__________。
20.(本小题满分12分)设M 是焦距为2的椭圆E :2221x a b2y +=(a >b >0)上一点,A 、B 是椭圆E 的左、右顶点,直线MA 与MB 的斜率分别为k 1,k 2,且k 1k 2=-12. (1)求椭圆E 的方程;(2)已知椭圆E :2221x a b 2y +=(a >b >0)上点N (0x ,0y )处切线方程为00221x x y ya b+=,4、已知过定点()2,0P 的直线l 与曲线22y x =-相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,当1S ∆AOB =时,直线l 的倾斜角为( )A .150B .135C .120D .不存在8、若双曲线C:22221x y a b -=的一条渐近线倾斜角为6π,则双曲线C 的离心率为( )A .2或3 B .233C .2或233D .220、(本小题满分12分)已知圆:E 221924x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭经过椭圆C:22221x y a b +=(0a b >>)的左、右焦点1F 、2F ,且与椭圆C 在第一象限的交点为A ,且1F ,E ,A三点共线.直线l 交椭圆C 于M ,N 两点,且λMN =OA (0λ≠).()1求椭圆C 的方程;()2当三角形AMN 的面积取到最大值时,求直线l 的方程.7.已知抛物线C :28y x =焦点为F ,点P 是C 上一点,若△POF的面积为2,则||PF =A .52 B .3 C .72D .4 已知椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的焦距为2,A 是E 的右顶点,P 、Q 是E 上关于原点对称的两点,且直线PA 的斜率与直线QA 的斜率之积为34-.(Ⅰ)求E 的方程;(Ⅱ)过E 的右焦点作直线l 与E 交于M 、N 两点,直线MA 、NA 与直线3x =分别交 于C 、D 两点,记△ACD 与△AMN 的面积分别为1S 、2S ,且12187S S ⋅=,求直线l 的方程.2、抛物线212y x =的焦点为( )A .()6,0 B .()0,6 C .()3,0 D .()0,35、若圆C 的半径为1,点C 与点()2,0关于点()1,0对称,则圆C 的标准方程为( )A .221xy += B .22(3)1x y -+=C .22(1)1x y -+= D .22(3)1x y +-=11、已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的虚轴端点到直线2y a x =的距离为1,则该双曲线的离心率为( )A .3B D .221、(本小题满分12分) 定长为3的线段AB 的两个端点,A B 分别在x 轴,y 轴上滑动,动点P 满足2BP PA =.(1)求点P 的轨迹曲线C 的方程; (2)若过点()1,0的直线与曲线C 交于,M N 两点,求OM ON ⋅的最大值。
压轴3 圆锥曲线综合问题【热点考法】高考对圆锥曲线综合问题的考查,往往从确定圆锥曲线的标准方程开始,结合直线与椭圆、双曲线、抛物线的位置关系,涉及平面向量、三角形面积、直线的斜率、定点(值)的探究与确定、存在性问题、参数范围的确定等等,综合考查圆锥曲线的定义、标准方程、几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系、灵活运用数学知识分析问题解决问题的能力.【热点考向】直线与圆锥曲线【解决法宝】研究直线与圆锥曲线交点问题,通常将直线方程与圆锥曲线方程联立,得到一元二次方程,利用判别式讨论有交点的限制条件,应用根与系数的关系探求坐标关系.应注意得问题有二,一是数形结合思想的运用,二是注意直线的斜率不存在的情况.例1【全国百强校】【2016届高三江西师大附中、鹰潭一中联考】已知抛物线C 的标准方程为)0(22>=p px y ,M 为抛物线C 上一动点,)0)(0,(≠a a A 为其对称轴上一点,直线MA 与抛物线C 的另一个交点为N .当A 为抛物线C 的焦点且直线MA 与其对称轴垂直时,△MON 的面积为18. (Ⅰ)求抛物线C 的标准方程; (Ⅱ)记ANAM t 11+=,若t 值与M 点位置无关,则称此时的点A 为“稳定点”,试求出所有“稳定点”,若没有,请说明理由.例2【湖北省(华师一附中 黄冈中学 黄石二中 荆州中学 襄阳四中 襄阳五中 孝感高中 鄂南高中)八校2016届高三第二次联考】 (本小题满分12分)定义:在平面内,点P 到曲线Γ上的点的距离的最小值称为点P 到曲线Γ的距离.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆M :(2212x y +=及点()A ,动点P 到圆M 的距离与到A 点的距离相等,记P 点的轨迹为曲线W .(Ⅰ)求曲线W 的方程;(Ⅱ)过原点的直线l (l 不与坐标轴重合)与曲线W 交于不同的两点,C D ,点E 在曲线W 上,且CE CD ⊥,直线DE 与x 轴交于点F ,设直线,DE CF 的斜率分别为12,k k ,求12.k k 例3【安徽省安庆市2016届高三下学期第二次模拟考试(二模)】(本小题满分12分)已知定圆:A (2216x y ++=,动圆M 过点)B,且和圆A 相切.(I )求动圆圆心M 的轨迹E 的方程;(II )设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹E 交于不同的两点P 、Q ,点()4,0N .若P 、Q 、N 三点不共线,且ONP ONQ ∠=∠.证明:动直线PQ 经过定点. 例4【重庆市巴蜀中学高2016级高三3月月考】(本小题满分12分)若椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左右焦点分别为21,F F ,线段21F F 被抛物线bx y 22=的焦点F 内分成了1:3的两段.(1)求椭圆的离心率;(2)过点)0,1(-C 的直线l 交椭圆于不同两点B A ,,且CB AC 2=,当AOB ∆的面积最大时,求直线l 和椭圆的方程.【热点集训】1. 【全国百强校】【2016届高三江西师大附中、鹰潭一中联考】已知中心在原点的双曲线C 的离心率等于32,其中一条准线方程34-=x ,则双曲线C 的方程是 ( ) A . 214x -= B .22145x y -= C .22125x y -= D .212x = 2. 【2016届高三江西师大附中、鹰潭一中联考】已知抛物线C 的顶点在坐标原点,准线方程为1-=x ,直线l 与抛物线C 相交于A,B 两点.若线段AB 的中点为)1,2(,则直线l 的方程为( )A .32-=x yB .52+-=x yC .3+-=x yD .1-=x y3.【安徽省安庆市2016届高三下学期第二次模拟考试(二模)】双曲线:C 22221x y a b-=(0a >,0b >)的一条渐近线方程为2y x =,则C 的离心率是( )ABC .2 D4.【安徽省安庆市2016届高三下学期第二次模拟考试(二模)】设点A 、(),0F c 分别是双曲线22221x y a b -=(0a >,0b >)的右顶点和右焦点,直线2a x c=交双曲线的一条渐近线于点P .若PAF ∆是等腰三角形,则此双曲线的离心率为( )AB .3 CD .25.【重庆市巴蜀中学高2016级高三3月月考】过抛物线x y 42=的焦点F 作直线l 与其交于B A ,两点,若4=AF ,则=BF ( )A .2B .34 C .32D .1 6. 【山东省济南市2016届高三3月高考模拟考试】已知抛物线px y 22=()0>p ,ABC ∆的三个顶点都在抛物线上,O 为坐标原点,设ABC ∆三条边AC BC AB ,,的中点分别为Q N M ,,,且Q N M ,,的纵坐标分别为321,,y y y ,若直线AC BC AB ,,的斜率之和为1-,则321111y y y ++的值为 A 、p 21-B 、p 1-C 、 p 1D 、p21 7.【湖北省(华师一附中 黄冈中学 黄石二中 荆州中学 襄阳四中 襄阳五中 孝感高中 鄂南高中)八校2016届高三第二次联考】设12,F F 为椭圆22195x y +=的两个焦点,点P 在椭圆上,若线段1PF 的中点在y 轴上,则21PF PF 的值为( )A .514B .513C .49D .598.【福建省泉州市2016届高三下学期3月质量检查】已知A ,B 为双曲线()0,01:2222>>=-b a by a x C 右支上两点,O 为坐标原点,若OAB ∆是边长为c 的等边三角形,且222b a c +=,则双曲线C 的渐近线方程为 .9. 【重庆市巴蜀中学高2016级高三3月月考】已知抛物线x y 82=的准线过双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 的左焦点,且被双曲线截得的线段长为6,则双曲线的渐近线方程为_______.10.【重庆市巴蜀中学高2016级高三3月月考】已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左右焦点分别为21,F F ,短轴两个端点为B A ,,且四边形B AF F 21是边长为2的正方形. (1)求椭圆C 的方程;(2)已知圆的方程是2222b a y x +=+,过圆上任一点P 作椭圆C 的两条切线1l 与2l ,求证:21l l ⊥.11.【安徽省安庆市2016届高三下学期第二次模拟考试(二模)】(本小题满分12分)已知圆:M 220x y +-=的圆心是椭圆:C 22221x y a b+=(0a b >>)的右焦点,过椭圆的左焦点和上顶点的直线与圆M 相切. (I )求椭圆C 的方程;(II )椭圆C 上有两点()11,A x y 、()22,B x y ,OA 、OB 斜率之积为14-,求2212x x +的值. 12.【湖北省(华师一附中 黄冈中学 黄石二中 荆州中学 襄阳四中 襄阳五中 孝感高中 鄂南高中)八校2016届高三第二次联考】(本题满分12分)已知抛物线22x py =上点P 处的切线方程为10x y --=.(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)设11(,)A x y 和22(,)B x y 为抛物线上的两个动点,其中12y y ≠且124y y +=,线段AB 的垂直平分线l 与y 轴交于点C ,求ABC ∆面积的最大值.13.【2016届高三江西师大附中、鹰潭一中联考】(本小题满分12分)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>,右顶点(2,0)A 。
圆锥曲线的综合问题(文视情况)[知识能否忆起]1.直线与圆锥曲线的位置关系判定直线与圆锥曲线的位置关系时,通常是将直线方程与曲线方程联立,消去变量y (或x )得关于变量x (或y )的方程:ax 2+bx +c =0(或ay 2+by +c =0).若a ≠0,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有:Δ>0⇔直线与圆锥曲线相交; Δ=0⇔直线与圆锥曲线相切; Δ<0⇔直线与圆锥曲线相离.若a =0且b ≠0,则直线与圆锥曲线相交,且有一个交点. 2.圆锥曲线的弦长问题设直线l 与圆锥曲线C 相交于A 、B 两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则弦长|AB |=1+k 2|x 1-x 2|或 1+1k 2|y 1-y 2|.[小题能否全取]1.(教材习题改编)与椭圆x 212+y 216=1焦点相同,离心率互为倒数的双曲线方程是( )A .y 2-x 23=1 B.y 23-x 2=1C.34x 2-38y 2=1D.34y 2-38x 2=1 解析:选A 设双曲线方程为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0),则⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=c 2,ca =2,c =2,得a =1,b = 3.故双曲线方程为y 2-x 23=1.2.(教材习题改编)直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .不确定解析:选A 由于直线y =kx -k +1=k (x -1)+1过定点(1,1),而(1,1)在椭圆内,故直线与椭圆必相交.3.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,这样的直线有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:选C 结合图形分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x =0,过点(0,1)且平行于x 轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x =0).4.过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A 且斜率为1的直线与椭圆的另一个交点为M ,与y 轴的交点为B ,若|AM |=|MB |,则该椭圆的离心率为________.解析:由题意知A 点的坐标为(-a,0),l 的方程为y =x +a ,所以B 点的坐标为(0,a ),故M 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,a 2,代入椭圆方程得a 2=3b 2,则c 2=2b 2,则c 2a 2=23,故e =63.答案:635.已知双曲线方程是x 2-y 22=1,过定点P (2,1)作直线交双曲线于P 1,P 2两点,并使P (2,1)为P 1P 2的中点,则此直线方程是________________.解析:设点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则由x 21-y 212=1,x 22-y 222=1,得k =y 2-y 1x 2-x 1=2x 2+x 1y 2+y 1=2×42=4,从而所求方程为4x -y -7=0.将此直线方程与双曲线方程联立得14x 2-56x +51=0,Δ>0,故此直线满足条件.答案:4x -y -7=01.直线与圆锥曲线的位置关系,主要涉及弦长、弦中点、对称、参数的取值范围、求曲线方程等问题.解题中要充分重视根与系数的关系和判别式的应用.2.当直线与圆锥曲线相交时: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.同时还应充分挖掘题目中的隐含条件,寻找量与量间的关系灵活转化,往往就能事半功倍.解题的主要规律可以概括为“联立方程求交点,韦达定理求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.直线与圆锥曲线的位置关系典题导入[例1] (2012·北京高考)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点为A (2,0),离心率为22.直线y=k (x -1)与椭圆C 交于不同的两点M ,N .(1)求椭圆C 的方程; (2)当△AMN 的面积为103时,求k 的值. [自主解答] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,c a =22,a 2=b 2+c 2,解得b =2,所以椭圆C 的方程为x 24+y 22=1. (2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,x 24+y22=1,得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-4=0.设点M ,N 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则 y 1=k (x 1-1),y 2=k (x 2-1),x 1+x 2=4k21+2k 2,x 1x 2=2k 2-41+2k 2,所以|MN |=x 2-x 12+y 2-y 12=1+k2[x 1+x 22-4x 1x 2]=21+k 24+6k21+2k2.又因为点A (2,0)到直线y =k (x -1)的距离d =|k |1+k2,所以△AMN 的面积为 S =12|MN |· d =|k |4+6k 21+2k 2. 由|k |4+6k 21+2k 2=103,解得k =±1. 由题悟法研究直线与圆锥曲线的位置关系时,一般转化为研究其直线方程与圆锥方程组成的方程组解的个数,但对于选择、填空题也可以利用几何条件,用数形结合的方法求解.以题试法1.(2012·信阳模拟)设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12 B .[-2,2] C .[-1,1]D .[-4,4]解析:选C 易知抛物线y 2=8x 的准线x =-2与x 轴的交点为Q (-2,0),于是,可设过点Q (-2,0)的直线l 的方程为y =k (x +2)(由题可知k 是存在的),联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =k x +2⇒k 2x 2+(4k 2-8)x +4k 2=0.当k =0时,易知符合题意;当k ≠0时,其判别式为Δ=(4k 2-8)2-16k 4=-64k 2+64≥0, 可解得-1≤k ≤1.最值与范围问题典题导入[例2] (2012·浙江高考)如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为12,其左焦点到点P (2,1)的距离为10.不过原点O 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,且线段AB 被直线OP 平分.(1)求椭圆C 的方程;(2)求△ABP 面积取最大值时直线l 的方程.[自主解答] (1)设椭圆左焦点为F (-c,0),则由题意得 ⎩⎪⎨⎪⎧2+c 2+1=10,c a =12,得⎩⎪⎨⎪⎧c =1,a =2.所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),线段AB 的中点为M .当直线AB 与x 轴垂直时,直线AB 的方程为x =0,与不过原点的条件不符,舍去.故可设直线AB 的方程为y =kx +m (m ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,3x 2+4y 2=12消去y ,整理得(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0, ① 则Δ=64k 2m 2-4(3+4k 2)(4m 2-12)>0,⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-8km3+4k 2,x 1x 2=4m 2-123+4k 2.所以线段AB 的中点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4km 3+4k 2,3m 3+4k 2. 因为M 在直线OP :y =12x 上,所以3m 3+4k 2=-2km3+4k 2.得m =0(舍去)或k =-32.此时方程①为3x 2-3mx +m 2-3=0,则Δ=3(12-m 2)>0,⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=m ,x 1x 2=m 2-33.所以|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=396·12-m 2, 设点P 到直线AB 的距离为d ,则d =|8-2m |32+22=2|m -4|13. 设△ABP 的面积为S ,则S =12|AB |·d =36·m -4212-m2.其中m ∈(-23,0)∪(0,23).令u (m )=(12-m 2)(m -4)2,m ∈[-23,2 3 ],u ′(m )=-4(m -4)(m 2-2m -6)=-4(m -4)(m -1-7)(m -1+7).所以当且仅当m =1-7时,u (m )取到最大值. 故当且仅当m =1-7时,S 取到最大值. 综上,所求直线l 的方程为3x +2y +27-2=0.由题悟法1.解决圆锥曲线的最值与范围问题常见的解法有两种: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.2.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.以题试法2.(2012·东莞模拟)已知抛物线y 2=2px (p ≠0)上存在关于直线x +y =1对称的相异两点,则实数p 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32 解析:选B 设抛物线上关于直线x +y =1对称的两点是M (x 1,y 1)、N (x 2,y 2),设直线MN 的方程为y =x +b .将y =x +b 代入抛物线方程,得x 2+(2b -2p )x +b 2=0,则x 1+x 2=2p -2b ,y 1+y 2=(x 1+x 2)+2b =2p ,则MN 的中点P 的坐标为(p -b ,p ).因为点P 在直线x +y =1上,所以2p -b =1,即b =2p -1.又Δ=(2b -2p )2-4b 2=4p 2-8bp >0,将b =2p -1代入得4p 2-8p (2p -1)>0,即3p 2-2p <0,解得0<p <23.定点定值问题典题导入[例3] (2012·辽宁高考)如图,椭圆C 0:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0,a ,b 为常数),动圆C 1:x 2+y 2=t 21,b <t 1<a .点A 1,A 2分别为C 0的左,右顶点,C 1与C 0相交于A ,B ,C ,D 四点.(1)求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程;(2)设动圆C 2:x 2+y 2=t 22与C 0相交于A ′,B ′,C ′,D ′四点,其中b <t 2<a ,t 1≠t 2.若矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,证明:t 21+t 22为定值.[自主解答] (1)设 A (x 1,y 1),B (x 1,-y 1),又知A 1(-a,0),A 2(a,0),则直线A 1A 的方程为y =y 1x 1+a(x +a ),①直线A 2B 的方程为y =-y 1x 1-a(x -a ).② 由①②得y 2=-y 21x 21-a2(x 2-a 2).③由点A (x 1,y 1)在椭圆C 0上,故x 21a 2+y 21b2=1.从而y 21=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 21a 2,代入③得x 2a 2-y 2b 2=1(x <-a ,y <0). (2)证明:设A ′(x 2,y 2),由矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,得4|x 1||y 1|=4|x 2|·|y 2|, 故x 21y 21=x 22y 22.因为点A ,A ′均在椭圆上,所以b 2x 21⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 21a 2=b 2x 22⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 22a 2.由t 1≠t 2,知x 1≠x 2,所以x 21+x 22=a 2,从而y 21+y 22=b 2, 因此t 21+t 22=a 2+b 2为定值.由题悟法1.求定值问题常见的方法有两种(1)从特殊入手,求出表达式,再证明这个值与变量无关;(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. 2.定点的探索与证明问题(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y =kx +b ,然后利用条件建立b 、k 等量关系进行消元,借助于直线系方程找出定点;(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明一般情况.以题试法3.(2012·山东省实验中学模拟)已知抛物线y 2=2px (p ≠0)及定点A (a ,b ),B (-a,0),ab ≠0,b 2≠2pa ,M 是抛物线上的点.设直线AM ,BM 与抛物线的另一个交点分别为M 1,M 2,当M 变动时,直线M 1M 2恒过一个定点,此定点坐标为________.解析:设M ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 202p ,y 0,M 1⎝ ⎛⎭⎪⎫y 212p ,y 1,M 2⎝ ⎛⎭⎪⎫y 222p ,y 2,由点A ,M ,M 1共线可知y 0-b y 202p-a=y 1-y 0y 212p -y 202p,得y 1=by 0-2pa y 0-b ,同理由点B ,M ,M 2共线得y 2=2pa y 0.设(x ,y )是直线M 1M 2上的点,则y 2-y 1y 222p -y 212p =y 2-y y 222p-x ,即y 1y 2=y (y 1+y 2)-2px ,又y 1=by 0-2pa y 0-b ,y 2=2pay 0, 则(2px -by )y 02+2pb (a -x )y 0+2pa (by -2pa )=0. 当x =a ,y =2pa b时上式恒成立,即定点为⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,2pa b .答案:⎝⎛⎭⎪⎫a ,2pa b1.已知双曲线x 2-y 23=1的左顶点为A 1,右焦点为F 2,P 为双曲线右支上一点,则1PA u u u r ,·2PF u u u r,的最小值为( )A .-2B .-8116C .1D .0解析:选A 设点P (x ,y ),其中x ≥1.依题意得A 1(-1,0),F 2(2,0),由双曲线方程得y 2=3(x 2-1).1PA u u u r ,·2PF u u u r ,=(-1-x ,-y )·(2-x ,-y )=(x +1)(x -2)+y 2=x 2+y 2-x -2=x 2+3(x 2-1)-x -2=4x 2-x -5=4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -182-8116,其中x ≥1.因此,当x =1时,1PA u u u r ,·2PF u u u r ,取得最小值-2.2.过抛物线y 2=2x 的焦点作一条直线与抛物线交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于2,则这样的直线( )A .有且只有一条B .有且只有两条C .有且只有三条D .有且只有四条解析:选B 设该抛物线焦点为F ,则|AB |=|AF |+|FB |=x A +p 2+x B +p2=x A +x B +1=3>2p =2.所以符合条件的直线有且仅有两条.3.(2012·南昌联考)过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 作与x 轴垂直的直线,分别与双曲线、双曲线的渐近线交于点M 、N (均在第一象限内),若FM u u u u r ,=4MN u u u u r,,则双曲线的离心率为( )A.54 B.53 C.35D.45解析:选B 由题意知F (c,0),则易得M ,N 的纵坐标分别为b 2a ,bc a ,由FM u u u u r ,=4MN u u u u r ,得b 2a =4·⎝ ⎛⎭⎪⎫bc a -b 2a ,即b c =45.又c 2=a 2+b 2,则e =c a =53. 4.已知椭圆x 225+y 216=1的焦点是F 1,F 2,如果椭圆上一点P 满足PF 1⊥PF 2,则下面结论正确的是( )A .P 点有两个B .P 点有四个C .P 点不一定存在D .P 点一定不存在解析:选D 设椭圆的基本量为a ,b ,c ,则a =5,b =4,c =3.以F 1F 2为直径构造圆,可知圆的半径r =c =3<4=b ,即圆与椭圆不可能有交点.5.已知椭圆C :x 22+y 2=1的两焦点为F 1,F 2,点P (x 0,y 0)满足x 202+y 20≤1,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围为________.解析:当P 在原点处时,|PF 1|+|PF 2|取得最小值2;当P 在椭圆上时,|PF 1|+|PF 2|取得最大值22,故|PF 1|+|PF 2|的取值范围为[2,2 2 ].答案:[2,2 2 ]6.(2013·长沙月考)直线l :x -y =0与椭圆x 22+y 2=1相交于A 、B 两点,点C 是椭圆上的动点,则△ABC 面积的最大值为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x 22+y 2=1,得3x 2=2,∴x =±63, ∴A ⎝⎛⎭⎪⎫63,63,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-63,-63, ∴|AB |=433.设点C (2cos θ,sin θ),则点C 到AB 的距离d =|2cos θ-sin θ|2=32·⎪⎪sin(θ-φ)⎪⎪≤32,∴S △ABC =12|AB |·d ≤12×433×32= 2.答案: 27.设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b2=1(0<b <1)的左,右焦点,过F 1的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且|AF 2|,|AB |,|BF 2|成等差数列.(1)求|AB |;(2)若直线l 的斜率为1,求b 的值.解:(1)由椭圆定义知|AF 2|+|AB |+|BF 2|=4, 又2|AB |=|AF 2|+|BF 2|,得|AB |=43.(2)l 的方程为y =x +c ,其中c =1-b 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ,B 两点坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x +c ,x 2+y 2b 2=1,化简得(1+b 2)x 2+2cx +1-2b 2=0.则x 1+x 2=-2c 1+b 2,x 1x 2=1-2b21+b 2.因为直线AB 的斜率为1,所以|AB |=2|x 2-x 1|,即43=2|x 2-x 1|.则89=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=41-b 21+b 22-41-2b21+b2=8b 41+b22,解得b =22. 8.(2012·黄冈质检)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,椭圆上任意一点到右焦点F 的距离的最大值为2+1.(1)求椭圆的方程;(2)已知点C (m,0)是线段OF 上一个动点(O 为坐标原点),是否存在过点F 且与x 轴不垂直的直线l 与椭圆交于A ,B 点,使得|AC |=|BC |?并说明理由.解:(1)∵⎩⎪⎨⎪⎧e =ca =22a +c =2+1,∴⎩⎨⎧a =2c =1,∴b =1,∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)由(1)得F (1,0),∴0≤m ≤1. 假设存在满足题意的直线l ,设l 的方程为y =k (x -1),代入x 22+y 2=1中,得(2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1,∴y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=-2k2k 2+1.设AB 的中点为M ,则M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2k22k 2+1,-k 2k 2+1.∵|AC |=|BC |,∴CM ⊥AB ,即k CM ·k AB =-1,∴k2k 2+1m -2k 22k 2+1·k =-1,即(1-2m )k 2=m . ∴当0≤m <12时,k =±m1-2m,即存在满足题意的直线l ; 当12≤m ≤1时,k 不存在,即不存在满足题意的直线l . 9.(2012·江西模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),直线y =x +6与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切,F 1,F 2为其左,右焦点,P 为椭圆C 上任一点,△F 1PF 2的重心为G ,内心为I ,且IG ∥F 1F 2.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l :y =kx +m (k ≠0)与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,且线段AB 的垂直平分线过定点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫16,0,求实数k 的取值范围.解:(1)设P (x 0,y 0),x 0≠±a ,则G ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 03,y 03. 又设I (x I ,y I ),∵IG ∥F 1F 2, ∴y I =y 03,∵|F 1F 2|=2c ,∴S △F 1PF 2=12·|F 1F 2|·|y 0|=12(|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|)·| y 03| ,∴2c ·3=2a +2c ,∴e =c a =12,又由题意知b =|6|1+1,∴b =3,∴a =2,∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1y =kx +m,消去y ,得(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0,由题意知Δ=(8km )2-4(3+4k 2)(4m 2-12)>0,即m 2<4k 2+3,又x 1+x 2=-8km 3+4k 2,则y 1+y 2=6m 3+4k2,∴线段AB 的中点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-4km 3+4k 2,3m 3+4k 2.又线段AB 的垂直平分线l ′的方程为y =-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -16,点P 在直线l ′上,∴3m 3+4k 2=-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4km 3+4k 2-16, ∴4k 2+6km +3=0,∴m =-16k (4k 2+3),∴4k 2+3236k2<4k 2+3,∴k 2>332,解得k >68或k <-68,∴k 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-68∪⎝ ⎛⎭⎪⎫68,+∞.1.(2012·长春模拟)已知点A (-1,0),B (1,0),动点M 的轨迹曲线C 满足∠AMB =2θ,|AM u u u u r|,·|BM u u u u r |,cos 2θ=3,过点B 的直线交曲线C 于P ,Q 两点.(1)求|AM u u u u r |,+|BM u u u u r|,的值,并写出曲线C 的方程;(2)求△APQ 的面积的最大值.解:(1)设M (x ,y ),在△MAB 中,|AB u u u r |,=2,∠AMB =2θ,根据余弦定理得|AM u u u u r |,2+|BM u u u u r |,2-2|AM u u u u r |,·|BM u u u u r |,cos 2θ=|AB u u u r |,2=4,即(|AM u u u u r |,+|BM u u u u r |,)2-2|AM u u u u r |,·|BM u u u u r|,·(1+cos 2θ)=4,所以(|AM u u u u r |,+|BM u u u u r |,)2-4|AM u u u u r |,| BM u u u u r |,·cos 2θ=4.因为|AM u u u u r |,·|BM u u u u r |,cos 2θ=3,所以(|AM u u u u r |,+|BM u u u u r |,)2-4×3=4,所以|AM u u u u r |,+|BM u u u u r|,=4.又|AM u u u u r |,+|BM |,=4>2=|AB u u u r |,因此点M 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆(点M 在x 轴上也符合题意),设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b>0),则a =2,c =1,所以b 2=a 2-c 2=3. 所以曲线C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设直线PQ 的方程为x =my +1.由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1x 24+y23=1,消去x ,整理得(3m 2+4)y 2+6my -9=0.①显然方程①的判别式Δ=36m 2+36(3m 2+4)>0, 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则△APQ 的面积S △APQ =12×2×|y 1-y 2|=|y 1-y 2|.由根与系数的关系得y 1+y 2=-6m 3m 2+4,y 1y 2=-93m 2+4,所以(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=48×3m 2+33m 2+42.令t =3m 2+3,则t ≥3,(y 1-y 2)2=48t +1t+2, 由于函数φ(t )=t +1t在[3,+∞)上是增函数,所以t +1t ≥103,当且仅当t =3m 2+3=3,即m =0时取等号,所以(y 1-y 2)2≤48103+2=9,即|y 1-y 2|的最大值为3,所以△APQ 的面积的最大值为3,此时直线PQ 的方程为x =1.2.(2012·郑州模拟)已知圆C 的圆心为C (m,0),m <3,半径为5,圆C 与离心率e >12的椭圆E :x2a2+y 2b 2=1(a >b >0)的其中一个公共点为A (3,1),F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点. (1)求圆C 的标准方程;(2)若点P 的坐标为(4,4),试探究直线PF 1与圆C 能否相切?若能,设直线PF 1与椭圆E 相交于D ,B 两点,求△DBF 2的面积;若不能,请说明理由.解:(1)由已知可设圆C 的方程为(x -m )2+y 2=5(m <3), 将点A 的坐标代入圆C 的方程中,得(3-m )2+1=5, 即(3-m )2=4,解得m =1,或m =5. ∴m <3,∴m =1.∴圆C 的标准方程为(x -1)2+y 2=5. (2)直线PF 1能与圆C 相切,依题意设直线PF 1的斜率为k ,则直线PF 1的方程为y =k (x -4)+4,即kx -y -4k +4=0, 若直线PF 1与圆C 相切,则|k -0-4k +4|k 2+1= 5.∴4k 2-24k +11=0,解得k =112或k =12.当k =112时,直线PF 1与x 轴的交点的横坐标为3611,不合题意,舍去.当k =12时,直线PF 1与x 轴的交点的横坐标为-4,∴c =4,F 1(-4,0),F 2(4,0). ∴由椭圆的定义得: 2a =|AF 1|+|AF 2|=3+42+12+3-42+12=52+2=6 2.∴a =32,即a 2=18,∴e =432=223>12,满足题意.故直线PF 1能与圆C 相切.直线PF 1的方程为x -2y +4=0,椭圆E 的方程为x 218+y 22=1.设B (x 1,y 1),D (x 2,y 2),把直线PF 1的方程代入椭圆E 的方程并化简得,13y 2-16y -2=0,由根与系数的关系得y 1+y 2=1613,y 1y 2=-213,故S △DBF 2=4|y 1-y 2|=4y 1+y 22-4y 1y 2=241013.1.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),过焦点F 的直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,若直线l 的倾斜角为45°,则弦AB 的中点坐标为( )A .(1,0)B .(2,2)C .(3,2)D .(2,4)解析:选C 依题意得,抛物线C 的方程是y 2=4x ,直线l的方程是y =x -1.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =x -1消去y得(x -1)2=4x ,即x 2-6x +1=0,因此线段AB 的中点的横坐标是62=3,纵坐标是y =3-1=2,所以线段AB 的中点坐标是(3,2).2.若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多1个B .2个C .1个D .0个解析:选B 由题意得4m 2+n2>2,即m 2+n 2<4,则点(m ,n )在以原点为圆心,以2为半径的圆内,此圆在椭圆x 29+y 24=1的内部.3.(2012·深圳模拟)如图,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,以椭圆C 的左顶点T 为圆心作圆T :(x +2)2+y 2=r 2(r >0),设圆T 与椭圆C 交于点M 与点N .(1)求椭圆C 的方程;(2)求TM u u u r ,·TN u u u r,的最小值,并求此时圆T 的方程;(3)设点P 是椭圆C 上异于M ,N 的任意一点,且直线MP ,NP 分别与x 轴交于点R ,S ,O 为坐标原点,求证:|OR |·|OS |为定值.解:(1)依题意,得a =2,e =c a =32, ∴c =3,b =a 2-c 2=1. 故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)易知点M 与点N 关于x 轴对称,设M (x 1,y 1),N (x 1,-y 1),不妨设y 1>0. 由于点M 在椭圆C 上,∴y 21=1-x 214.(*)由已知T (-2,0),则TM u u u r ,=(x 1+2,y 1),TN u u u r,=(x 1+2,-y 1), ∴TM u u u r ,·TN u u u r ,=(x 1+2,y 1)·(x 1+2,-y 1)=(x 1+2)2-y 21=(x 1+2)2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 214=54x 21+4x 1+3=54⎝⎛⎭⎪⎫x 1+852-15.由于-2<x 1<2,故当x 1=-85时,TM u u u r ,·TN u u u r ,取得最小值-15.把x 1=-85代入(*)式,得y 1=35,故M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-85,35,又点M 在圆T 上,代入圆的方程得r 2=1325.故圆T 的方程为(x +2)2+y 2=1325.(3)设P (x 0,y 0),则直线MP 的方程为:y -y 0=y 0-y 1x 0-x 1(x -x 0), 令y =0,得x R =x 1y 0-x 0y 1y 0-y 1,同理:x S =x 1y 0+x 0y 1y 0+y 1,故x R ·x S =x 21y 20-x 20y 21y 20-y 21.(**)又点M 与点P 在椭圆上,故x 20=4(1-y 20),x 21=4(1-y 21), 代入(**)式, 得x R ·x S =41-y 21y 20-41-y 20y 21y 20-y 21=4⎝ ⎛⎭⎪⎫y 20-y 21y 20-y 21=4. 所以|OR |·|OS |=|x R |·|x S |=|x R ·x S |=4为定值.平面解析几何(时间:120分钟,满分150分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)1.(2012·佛山模拟)已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是( ) A .1 B .-1 C .-2或-1D .-2或1解析:选D 由题意得a +2=a +2a,解得a =-2或a =1. 2.若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13 B .-13C .-32D.23解析:选B 设P (x P,1),由题意及中点坐标公式得x P +7=2,解得x P =-5,即P (-5,1),所以k =-13. 3.(2012·长春模拟)已知点A (1,-1),B (-1,1),则以线段AB 为直径的圆的方程是( ) A .x 2+y 2=2 B .x 2+y 2= 2 C .x 2+y 2=1D .x 2+y 2=4解析:选A AB 的中点坐标为(0,0), |AB |=[1--1]2+-1-12=22,∴圆的方程为x 2+y 2=2.4.(2012·福建高考)已知双曲线x 24-y 2b2=1的右焦点与抛物线y 2=12x 的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于( )A. 5 B .4 2 C .3D .5解析:选A ∵抛物线y 2=12x 的焦点坐标为(3,0),故双曲线x 24-y 2b2=1的右焦点为(3,0),即c =3,故32=4+b 2,∴b 2=5,∴双曲线的渐近线方程为y =±52x , ∴双曲线的右焦点到其渐近线的距离为⎪⎪⎪⎪⎪⎪52×31+54= 5.5.(2012·郑州模拟)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,线段F 1F 2被抛物线y 2=2bx 的焦点分成7∶3的两段,则此双曲线的离心率为( )A.98B.53C.324D.54解析:选B 依题意得,c +b 2=77+3×2c ,即b =45c (其中c 是双曲线的半焦距),a =c 2-b 2=35c ,则c a =53,因此该双曲线的离心率等于53. 6.设双曲线的左,右焦点为F 1,F 2,左,右顶点为M ,N ,若△PF 1F 2的一个顶点P 在双曲线上,则△PF 1F 2的内切圆与边F 1F 2的切点的位置是( )A .在线段MN 的内部B .在线段F 1M 的内部或NF 2内部C .点N 或点MD .以上三种情况都有可能解析:选C 若P 在右支上,并设内切圆与PF 1,PF 2的切点分别为A ,B ,则|NF 1|-|NF 2|=|PF 1|-|PF 2|=(|PA |+|AF 1|)-(|PB |+|BF 2|)=|AF 1|-|BF 2|.所以N 为切点,同理P 在左支上时,M 为切点.7.圆x 2+y 2-4x =0在点P (1, 3)处的切线方程为( ) A .x +3y -2=0 B .x +3y -4=0 C .x -3y +4=0D .x -3y +2=0解析:选D 圆的方程为(x -2)2+y 2=4,圆心坐标为(2,0),半径为2,点P 在圆上,设切线方程为y -3=k (x -1),即kx -y -k +3=0,所以|2k -k +3|k 2+1=2,解得k =33. 所以切线方程为y -3=33(x -1),即x -3y +2=0. 8.(2012·新课标全国卷)等轴双曲线C 的中心在原点,焦点在x 轴上,C 与抛物线y 2=16x 的准线交于A ,B 两点,|AB |=43,则C 的实轴长为( )A. 2 B .2 2 C .4D .8解析:选C 抛物线y 2=16x 的准线方程是x =-4,所以点A (-4,23)在等轴双曲线C :x 2-y 2=a 2(a >0)上,将点A 的坐标代入得a =2,所以C 的实轴长为4.9.(2012·潍坊适应性训练)已知双曲线C :x 24-y 25=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,P 为C 的右支上一点,且|PF 2|=|F 1F 2|,则|P F 2|=|F 1F 2|,则1PF u u u r ,·2PF u u u r,等于( )A .24B .48C .50D .56解析:选C 由已知得|PF 2|=|F 1F 2|=6,根据双曲线的定义可得|PF 1|=10,在△F 1PF 2中,根据余弦定理可得cos ∠F 1PF 2=56,所以1PF u u u r ,·2PF u u u r ,=10×6×56=50.10.(2012·南昌模拟)已知△ABC 外接圆半径R =1433,且∠ABC =120°,BC =10,边BC 在x 轴上且y 轴垂直平分BC 边,则过点A 且以B ,C 为焦点的双曲线方程为( )A.x 275-y 2100=1 B.x 2100-y 275=1 C.x 29-y 216=1D.x 216-y 29=1 解析:选D ∵sin ∠BAC =BC 2R =5314,∴cos ∠BAC =1114,|AC |=2R sin ∠ABC =2×1433×32=14,sin ∠ACB =sin(60°-∠BAC )=sin 60°cos∠BAC -cos 60°sin∠BAC =32×1114-12×5314=3314, ∴|AB |=2R sin ∠ACB =2×1433×3314=6,∴2a =||AC |-|AB ||=14-6=8,∴a =4,又c =5,∴b 2=c 2-a 2=25-16=9, ∴所求双曲线方程为x 216-y 29=1.11.(2012·乌鲁木齐模拟)已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,P ,Q 是抛物线上的两个点,若△PQF 是边长为2的正三角形,则p 的值是( )A .2± 3B .2+ 3 C.3±1D.3-1解析:选A 依题意得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,设P ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 212p ,y 1,Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 222p ,y 2(y 1≠y 2).由抛物线定义及|PF |=|QF |,得y 212p +p2=y 222p +p 2,所以y 21=y 22,所以y 1=-y 2.又|PQ |=2,因此|y 1|=|y 2|=1,点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12p ,y 1.又点P 位于该抛物线上,于是由抛物线的定义得|PF |=12p +p2=2,由此解得p =2± 3.12.已知中心在原点,焦点在坐标轴上,焦距为4的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( )A .32或4 2B .26或27C .25或27D.5或7解析:选C 设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m ≠n 且m ,n >0),与直线方程x +3y +4=0联立, 消去x 得(3m +n )y 2+83my +16m -1=0,由Δ=0得3m +n =16mn ,即3n +1m=16,①又c =2,即1m -1n=±4,②由①②联立得⎩⎪⎨⎪⎧m =17n =13或⎩⎪⎨⎪⎧m =1n =15,故椭圆的长轴长为27或2 5.二、填空题(本题有4小题,每小题5分,共20分)13.(2012·青岛模拟)已知两直线l 1:x +y sin θ-1=0和l 2:2x sin θ+y +1=0,当l 1⊥l 2时,θ=________.解析:l 1⊥l 2的充要条件是2sin θ+sin θ=0,即sin θ=0,所以θ=k π(k ∈Z ).所以当θ=k π(k ∈Z )时,l 1⊥l 2.答案:k π(k ∈Z )14.已知F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,A ,B 分别是此椭圆的右顶点和上顶点,P 是椭圆上一点,O 是坐标原点,OP ∥AB ,PF 1⊥x 轴,|F 1A |=10+5,则此椭圆的方程是______________________.解析:由于直线AB 的斜率为-b a ,故直线OP 的斜率为-b a ,直线OP 的方程为y =-b ax .与椭圆方程联立得x 2a 2+x 2a 2=1,解得x =±22a .根据PF 1⊥x 轴,取x =-22a ,从而-22a =-c ,即a =2c .又|F 1A |=a+c =10+5,故 2c +c =10+5,解得c =5,从而a =10.所以所求的椭圆方程为x 210+y 25=1.答案:x 210+y 25=115.(2012·陕西高考)右图是抛物线形拱桥,当水面在l 时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽________米.解析:设抛物线的方程为x 2=-2py ,则点(2,-2)在抛物线上,代入可得p=1,所以x 2=-2y .当y =-3时,x 2=6,即x =±6,所以水面宽为2 6.答案:2 616.(2012·天津高考)设m ,n ∈R ,若直线l :mx +ny -1=0与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B ,且l 与圆x 2+y 2=4相交所得弦的长为2,O 为坐标原点,则△AOB 面积的最小值为________.解析:由直线与圆相交所得弦长为2,知圆心到直线的距离为3,即1m 2+n2=3,所以m 2+n 2=13≥2|mn |,所以|mn |≤16,又A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1n ,所以△AOB 的面积为12|mn |≥3,最小值为3. 答案:3三、解答题(本题共6小题,共70分)17.(10分)求过直线l 1:x -2y +3=0与直线l 2:2x +3y -8=0的交点,且到点P (0,4)距离为2的直线方程.解:由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +3=0,2x +3y -8=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2.所以l 1与l 2的交点为(1,2),设所求直线y -2=k (x -1)(由题可知k 存在),即kx -y +2-k =0, ∵P (0,4)到直线距离为2,∴2=|-2-k |1+k 2, 解得k =0或k =43.∴直线方程为y =2或4x -3y +2=0.18.(12分)(2012·南昌模拟)已知圆C 过点P (1,1),且与圆M :(x +2)2+(y +2)2=r 2(r >0)关于直线x +y +2=0对称.(1)求圆C 的方程;(2)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A ,B ,且直线PA 和直线PB 的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP 和AB 是否平行?请说明理由.解:设圆心C (a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧a -22+b -22+2=0,b +2a +2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =0,则圆C 的方程为x 2+y 2=r 2,将点P 的坐标代入得r 2=2, 故圆C 的方程为x 2+y 2=2.(2)由题意知,直线PA 和直线PB 的斜率存在,且互为相反数,故可设PA :y -1=k (x -1),PB :y -1=-k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k x -1,x 2+y 2=2得(1+k 2)x 2+2k (1-k )x +(1-k )2-2=0.因为点P的横坐标x =1一定是该方程的解,故可得x A =k 2-2k -11+k 2.同理可得x B =k 2+2k -11+k 2,所以k AB =y B -y Ax B -x A=-k x B -1-kx A -1x B -x A=2k -k x B +x Ax B -x A=1=k OP ,所以,直线AB 和OP 一定平行.19.(12分)(2012·天津高考)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫55a ,22a 在椭圆上.(1)求椭圆的离心率;(2)设A 为椭圆的左顶点,O 为坐标原点.若点Q 在椭圆上且满足|AQ |=|AO |,求直线OQ 的斜率的值.解:(1)因为点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫55a ,22a 在椭圆上,故a 25a 2+a 22b 2=1,可得b 2a 2=58.于是e 2=a 2-b 2a 2=1-b 2a 2=38,所以椭圆的离心率e =64.(2)设直线OQ 的斜率为k ,则其方程为y =kx ,设点Q 的坐标为(x 0,y 0).由条件得⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0,x 20a 2+y 2b 2=1,消去y 0并整理得x 20=a 2b 2k 2a 2+b2.①由|AQ |=|AO |,A (-a,0)及y 0=kx 0, 得(x 0+a )2+k 2x 20=a 2.整理得(1+k 2)x 2+2ax 0=0,而x 0≠0,故x 0=-2a 1+k 2,代入①,整理得(1+k 2)2=4k 2·a 2b2+4.由(1)知a 2b 2=85,故(1+k 2)2=325k 2+4,即5k 4-22k 2-15=0,可得k 2=5. 所以直线OQ 的斜率k =± 5.20.(12分)(2012·河南模拟)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,短轴的一个端点为M (0,1),直线l :y =kx -13与椭圆相交于不同的两点A ,B .(1)若|AB |=4269,求k 的值;(2)求证:不论k 取何值,以AB 为直径的圆恒过点M . 解:(1)由题意知c a =22,b =1. 由a 2=b 2+c 2可得c =b =1,a =2, ∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -13,x 22+y 2=1得(2k 2+1)x 2-43kx -169=0.Δ=169k 2-4(2k 2+1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-169=16k 2+649>0恒成立,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=4k32k 2+1,x 1x 2=-1692k 2+1. ∴|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=41+k 29k 2+432k 2+1=4269, 化简得23k 4-13k 2-10=0,即(k 2-1)(23k 2+10)=0, 解得k =±1.(2)∵MA u u u r ,=(x 1,y 1-1),MB u u u r,=(x 2,y 2-1), ∴MA u u u r ,·MB u u u r,=x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1),=(1+k 2)x 1x 2-43k (x 1+x 2)+169=-161+k292k 2+1-16k 292k 2+1+169=0.∴不论k 取何值,以AB 为直径的圆恒过点M .21. (2012·广州模拟)设椭圆M :x 2a 2+y 22=1(a >2)的右焦点为F 1,直线l :x =a 2a 2-2与x 轴交于点A ,若1OF u u u r ,+21AF u u u u r,=0(其中O 为坐标原点).(1)求椭圆M 的方程;(2)设P 是椭圆M 上的任意一点,EF 为圆N :x 2+(y -2)2=1的任意一条直径(E ,F 为直径的两个端点),求PE u u u r ,·PF u u u r,的最大值.解:(1)由题设知,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a 2-2,0,F 1(a 2-2,0),由1OF u u u r ,+21AF u u u u r ,=0,得a 2-2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2a 2-2-a 2-2, 解得a 2=6.所以椭圆M 的方程为x 26+y 22=1.(2)设圆N :x 2+(y -2)2=1的圆心为N ,则PE u u u r ,·PF u u u r ,=(NE u u u r ,-NP u u u r ,)·(NF u u u r ,-NP u u u r ,)=(-NF u u u r ,-NP u u u r ,)·(NF u u u r ,-NP u u u r ,) =NP u u u r ,2-NF u u u r ,2 =NP u u u r ,2-1.从而将求PE u u u r ,·PF u u u r ,的最大值转化为求NP ―→,2的最大值.因为P 是椭圆M 上的任意一点,设P (x 0,y 0), 所以x 206+y 202=1,即x 20=6-3y 20.因为点N (0,2),所以NP u u u r ,2=x 20+(y 0-2)2=-2(y 0+1)2+12.因为y 0∈[-2, 2],所以当y 0=-1时,NP u u u r ,2取得最大值12.所以PE u u u r ,·PF u u u r,的最大值为11.22. (2012·湖北模拟)如图,曲线C 1是以原点O 为中心,F 1,F 2为焦点的椭圆的一部分.曲线C 2是以O 为顶点,F 2为焦点的抛物线的一部分,A 是曲线C 1和C 2的交点且∠AF 2F 1为钝角,若|AF 1|=72,|AF 2|=52. (1)求曲线C 1和C 2的方程;(2)设点C 是C 2上一点,若|CF 1|= 2|CF 2|,求△CF 1F 2的面积.解:(1)设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),则2a =|AF 1|+|AF 2|=72+52=6,得a =3.设A (x ,y ),F 1(-c,0),F 2(c,0),则(x +c )2+y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫722,(x -c )2+y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫522,两式相减得xc =32.由抛物线的定义可知|AF 2|=x +c =52,则c =1,x =32或x =1,c =32.又∠AF 2F 1为钝角,则x =1,c =32不合题意,舍去.当c =1时,b =22,所以曲线C 1的方程为x 29+y 28=1⎝ ⎛⎭⎪⎫-3≤x ≤32,曲线C 2的方程为y 2=4x ⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤x ≤32.(2)过点F 1作直线l 垂直于x 轴,过点C 作CC 1⊥l 于点C 1,依题意知|CC 1|=|CF 2|. 在Rt △CC 1F 1中,|CF 1|= 2|CF 2|=2|CC 1|,所以∠C 1CF 1=45°, 所以∠CF 1F 2=∠C 1CF 1=45°.在△CF 1F 2中,设|CF 2|=r ,则|CF 1|=2r ,|F 1F 2|=2. 由余弦定理得22+(2r )2-2×2×2r cos 45°=r 2, 解得r =2,所以△CF 1F 2的面积S △CF 1F 2=12|F 1F 2|·|CF 1|sin 45°=12×2×22sin 45°=2.。
(完整)文科圆锥曲线大题复习高三数学圆锥曲线专题一.知识要点1、直线的斜率公式:k = tan a= 土二4(x丰x)(a为直线的倾斜角)x - x i 221两种常用的直线方程:(1)点斜式(2)斜截式2、直线与圆的位置关系有:相交、相切、相离三种,其判断方法有:①几何法(常用方法)若圆心到直线的距离为d,圆的半径为r,则:d = r o直线与圆相切d < r o直线与圆相交d > r o直线与圆相离②代数法由直线方程与圆的方程联立方程组,消元得到一个一元二次方程,则:A = 0o直线与圆相切A< 0 o直线与圆相离A> 0 o直线与圆相交3、圆的弦长若圆心到弦的距离为d,圆的半径为r,弦长是/,则l = 2工;r2 —d 2 .4、圆锥曲线的定义(包括长轴,短轴,实轴,虚轴,离心率,双曲线的渐近线等)(1)椭圆:(2)双曲线:(3)抛物线:x2 y2 x2 y25、点P(x , y)和椭圆——+ — = K a > b > 0)的关系:(1)点P(x , y)在椭圆外o -0- +与> 1 ;(2)点P(x , y)0 0 a2 b2 0 0 a2 b2 0 0在椭圆上o x0- +,=1;⑶点P(x , y)在椭圆内o x e- +,< 1a2 b2 0 0a2 b26、直线与圆锥曲线的位置关系:由直线方程与圆锥曲线联立方程组,消元得到一个一元二次方程,则:(1)相交:A> 0 o直线与椭圆相交;A> 0 n直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有A> 0 , 当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故A> 0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;A> 0 n直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有A> 0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故A> 0也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。
【2016年高考考纲解读】(1)中心在坐标原点的椭圆的标准方程与几何性质,B 级要求; (2)中心在坐标原点的双曲线的标准方程与几何性质,A 级要求;(3)顶点在坐标原点的抛物线的标准方程与几何性质,A 级要求;曲线与方程,A 级要求. (4)有关直线与椭圆相交下的定点、定值、最值、范围等问题. 【重点、难点剖析】 1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|); (2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|). 2.圆锥曲线的标准方程(1)椭圆:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)(焦点在y 轴上); (2)双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在y 轴上). 3.圆锥曲线的几何性质 (1)椭圆:e =ca =1-b 2a 2;(2)双曲线:①e =ca =1+b 2a 2.②渐近线方程:y =±b a x 或y =±ab x . 4.求圆锥曲线标准方程常用的方法 (1)定义法 (2)待定系数法①顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线,可设为y 2=2ax 或x 2=2ay (a ≠0),避开对焦点在哪个半轴上的分类讨论,此时a 不具有p 的几何意义;②中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,椭圆方程可设为x 2m +y 2n =1(m >0,n >0); 双曲线方程可设为x 2m -y 2n =1(mn >0). 这样可以避免讨论和繁琐的计算. 5.求轨迹方程的常用方法(1)直接法:将几何关系直接转化成代数方程;(2)定义法:满足的条件恰适合某已知曲线的定义,用待定系数法求方程;(3)代入法:把所求动点的坐标与已知动点的坐标建立联系;注意:①建系要符合最优化原则;②求轨迹与“求轨迹方程”不同,轨迹通常指的是图形,而轨迹方程则是代数表达式;③化简是否同解变形,是否满足题意,验证特殊点是否成立等.6.有关弦长问题有关弦长问题,应注意运用弦长公式;有关焦点弦长问题,要重视圆锥曲线定义的运用,以简化运算.(1)斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则所得弦长|P1P2|=1+k2|x2-x1|或|P1P2|=1+1k2|y2-y1|.(2)弦的中点问题有关弦的中点问题,应灵活运用“点差法”来简化运算.7.圆锥曲线中的最值(1)椭圆中的最值F1,F2为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,P为椭圆上的任意一点,B为短轴的一个端点,O为坐标原点,则有①|OP|∈[b,a];②|PF1|∈[a-c,a+c];③|PF1|·|PF2|∈[b2,a2];④∠F1PF2≤∠F1BF2.(2)双曲线中的最值F1,F2为双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P为双曲线上的任一点,O为坐标原点,则有①|OP|≥a;②|PF1|≥c-a.8.定点、定值问题定点、定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变化的量表示问题的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系不受变化的量所影响的一个点、一个值,就是要求的定点、定值.化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.9.解决最值、范围问题的方法解决圆锥曲线中最值、范围问题的基本思想是建立目标函数或建立不等关系,根据目标函数或不等式求最值、范围,因此这类问题的难点,就是如何建立目标函数和不等关系.建立目标函数或不等关系的关键是选用一个合适的变量,其原则是这个变量能够表达要解决的问题,这个变量可以是直线的斜率、直线的截距、点的坐标等,要根据问题的实际情况灵活处理.【题型示例】题型1、椭圆的定义及其标准方程例1.(2015·广东,8)已知椭圆x 225+y 2m 2=1(m >0)的左焦点为F 1(-4,0),则m =( ) A .2 B .3 C .4 D .9 【答案】 B【解析】 由题意知25-m 2=16,解得m 2=9,又m >0,所以m =3.【变式探究】(2015·福建,11)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F ,短轴的一个端点为M ,直线l :3x -4y =0交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=4,点M 到直线l 的距离不小于45,则椭圆E 的离心率的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,32 B.⎝⎛⎦⎤0,34C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1 D.⎣⎡⎭⎫34,1【答案】 A 【解析】【变式探究】(2015·新课标全国Ⅱ,20)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,点(2,2)在C 上.(1)求C 的方程;(2)直线l 不经过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 中点为M ,证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.【解析】 (1)由题意得a 2-b 2a =22,4a 2+2b 2=1, 解得a 2=8,b 2=4.所以C 的方程为x 28+y 24=1.(2)设直线l :y =kx +b (k ≠0,b ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x M ,y M ).将y =kx +b 代入x 28+y 24=1得(2k 2+1)x 2+4kbx +2b 2-8=0.故x M =x 1+x 22=-2kb 2k 2+1,y M =k ·x M +b =b2k 2+1.于是直线OM 的斜率k OM =y M x M=-12k ,即k OM ·k =-12.所以直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值. 考点二 椭圆的性质例2.(2015·浙江,15)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点F (c ,0)关于直线y =bc x 的对称点Q 在椭圆上,则椭圆的离心率是 .【答案】 22 【解析】【变式探究】(2015·安徽,20)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点O 为坐标原点,点A 的坐标为(a ,0),点B 的坐标为(0,b ),点M 在线段AB 上,满足|BM |=2|MA |,直线OM 的斜率为510.(1)求E 的离心率e ;(2)设点C 的坐标为(0,-b ),N 为线段AC 的中点,证明:MN ⊥AB .【解析】【变式探究】(2015·陕西,20)如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),经过点A (0,-1),且离心率为22.(1)求椭圆E 的方程;(2)经过点(1,1),且斜率为k 的直线与椭圆E 交于不同的两点P ,Q (均异于点A ),证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为2.【解析】(1)解 由题设知c a =22,b =1, 结合a 2=b 2+c 2,解得a =2, 所以椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)证明 由题设知,直线PQ 的方程为y =k (x -1)+1(k ≠2),代入x 22+y 2=1,得(1+2k 2)x 2-4k (k -1)x +2k (k -2)=0,由已知Δ>0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),x 1x 2≠0,则x 1+x 2=4k (k -1)1+2k 2,x 1x 2=2k (k -2)1+2k 2, 从而直线AP ,AQ 的斜率之和k AP +k AQ =y 1+1x 1+y 2+1x 2=kx 1+2-k x 1+kx 2+2-kx2=2k +(2-k )⎝⎛⎭⎫1x 1+1x 2=2k +(2-k )x 1+x 2x 1x 2=2k +(2-k )4k (k -1)2k (k -2)=2k -2(k -1)=2.【变式探究】(2015·重庆,21)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PQ |=λ|PF 1|,且34≤λ<43,试确定椭圆离心率e 的取值范围. 【解析】=1+λ2|PF 1|.由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a ,进而|PF 1|+|PQ |+|QF 1|=4a , 于是(1+λ+1+λ2)|PF 1|=4a , 解得|PF 1|=4a1+λ+1+λ2,故|PF 2|=2a -|PF 1|= 2a (λ+1+λ2-1)1+λ+1+λ2.题型三 双曲线的定义及其标准方程例3.(2015·安徽,6)下列双曲线中,渐近线方程为y =±2x 的是( ) A .x 2-y 24=1B.x 24-y 2=1 C .x 2-y 22=1D.x 22-y 2=1【答案】 A【解析】 由双曲线渐近线方程的求法知;双曲线x 2-y 24=1的渐近线方程为y =±2x ,故选A.【变式探究】(2015·天津,5)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0 )的一个焦点为F (2,0),且双曲线的渐近线与圆(x -2)2+y 2=3相切,则双曲线的方程为( )A.x 29-y 213=1B.x 213-y 29=1C.x 23-y 2=1D .x 2-y 23=1【答案】 D 【解析】【变式探究】(2015·新课标全国Ⅱ,15)已知双曲线过点(4,3),且渐近线方程为y =±12x ,则该双曲线的标准方程为______________.【答案】 x 24-y 2=1【解析】 由双曲线渐近线方程为y =±12x ,可设该双曲线的标准方程为x 24-y 2=λ(λ≠0),已知该双曲线过点(4,3),所以424-(3)2=λ,即λ=1,故所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.【变式探究】(2015·北京,12)已知(2,0)是双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)的一个焦点,则b =________.【答案】3【解析】 由题意:c =2,a =1,由c 2=a 2+b 2.得b 2=4-1=3,所以b = 3.【变式探究】(2015·新课标全国Ⅰ,16)已知F 是双曲线C :x 2-y 28=1的右焦点,P 是C 的左支上一点,A (0,66).当△APF 周长最小时,该三角形的面积为________.【答案】 12 6 【解析】题型四 双曲线的几何性质例4.(2015·湖南,6)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( )A.73 B.54C.43D.53【答案】 D【解析】 由条件知y =-ba x 过点(3,-4), ∴3ba =4,即3b =4a ,∴9b 2=16a 2, ∴9c 2-9a 2=16a 2, ∴25a 2=9c 2,∴e =53.故选D.【变式探究】(2015·四川,7)过双曲线x 2-y 23=1的右焦点且与x 轴垂直的直线,交该双曲线的两条渐近线于A ,B 两点,则|AB |=( )A.433 B .2 3 C .6 D .4 3【答案】 D【解析】 右焦点F (2,0),过F 与x 轴垂直的直线为x =2,渐近线方程为x 2-y 23=0,将x =2代入渐近线方程得y 2=12,∴y =±23,∴A (2,23),B (2,-23),∴|AB |=4 3.【变式探究】(2015·重庆,9)设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点是F ,左、右顶点分别是A 1,A 2,过F 作A 1A 2的垂线与双曲线交于B ,C 两点,若A 1B ⊥A 2C ,则该双曲线的渐近线的斜率为( )A .±12B .±22 C .±1D .± 2【答案】 C【解析】 双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的右焦点F (c ,0),左、右顶点分别为A 1(-a ,0), A 2(a ,0),易求 B ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,C ⎝⎛⎭⎫c ,-b 2a ,则kA 2C =b 2ac +a,kA 1B =b 2aa -c ,又A 1B 与A 2C 垂直,则有kA 1B ·kA 2C =-1, 即b 2a c +a ·b 2a a -c =-1, ∴b 4a 2c 2-a 2=1, ∴a 2=b 2,即a =b , ∴渐近线斜率k =±ba =±1.【变式探究】(2015·湖北,9)将离心率为e 1的双曲线C 1的实半轴长a 和虚半轴长b (a ≠b )同时增加m (m >0)个单位长度,得到离心率为e 2的双曲线C 2,则( )A .对任意的a ,b ,e 1<e 2B .当a >b 时,e 1<e 2;当a <b 时,e 1>e 2C .对任意的a ,b ,e 1>e 2D .当a >b 时,e 1>e 2;当a <b 时,e 1<e 2 【答案】 B 【解析】题型五 抛物线的定义及其标准方程例5.(2015·陕西,3)已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线经过点(-1,1),则该抛物线焦点坐标为( ) A .(-1,0)B .(1,0)C .(0,-1)D .(0,1)【答案】 B【解析】 由于抛物线y 2=2px (p >0)的准线方程为x =-p 2,由题意得-p2=-1,p =2,焦点坐标为()1,0,故选B.【变式探究】(2015·浙江,19)如图,已知抛物线C 1:y =14x 2,圆C 2:x 2+(y -1)2=1,过点P (t ,0)(t >0)作不过原点O 的直线PA ,PB 分别与抛物线C 1和圆C 2相切,A ,B 为切点.(1)求点A ,B 的坐标; (2)求△PAB 的面积.注:直线与抛物线有且只有一个公共点,且与抛物线的对称轴不平行,则称该直线与抛物线相切,称该公共点为切点.【解析】(2)由(1)知,|AP |=t ·1+t 2 和直线PA 的方程tx -y -t 2=0, 点B 到直线PA 的距离是d =t 21+t 2,设△PAB 的面积为S (t ),所以S (t )=12|AP |·d =t 32.【变式探究】(2014·福建,21)已知曲线Γ上的点到点F (0,1)的距离比它到直线y =-3的距离小2.(1)求曲线Γ的方程;(2)曲线Γ在点P 处的切线l 与x 轴交于点A ,直线y =3分别与直线l 及y 轴交于点M ,N .以MN 为直径作圆C ,过点A 作圆C 的切线,切点为B .试探究:当点P 在曲线Γ上运动(点P 与原点不重合)时,线段AB 的长度是否发生变化?证明你的结论.【解析】由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =3,得M ⎝⎛⎭⎫12x 0+6x 0,3.又N (0,3),所以圆心C ⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 0,3. 半径r =12|MN |=|14x 0+3x 0|,|AB |=|AC |2-r 2=⎣⎡⎦⎤12x 0-⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 02+32-⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 02= 6.所以点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变.题型六 抛物线的性质例6.(2015·新课标全国Ⅰ,5)已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12,E 的右焦点与抛物线C :y 2=8x 的焦点重合,A ,B 是C 的准线与E 的两个交点,则|AB |=( )A .3B .6C .9D .12【答案】 B【解析】 因为e =c a =12,y 2=8x 的焦点为(2,0),所以c =2,a =4,故椭圆方程为x 216+y 212=1,将x =-2代入椭圆方程,解得y =±3,所以|AB |=6.【变式探究】(2015·福建,19)已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.【解析】法一 (1)解 由抛物线的定义得|AF |=2+p2.因为|AF |=3,即2+p2=3, 解得p =2,所以抛物线E 的方程为y 2=4x . (2)所以k GA+k GB=0,从而∠AGF=∠BGF,这表明点F到直线GA,GB的距离相等,故以F 为圆心且与直线GA相切的圆必与直线GB相切.题型七直线与圆锥曲线的位置关系例7.(2015·四川,10)设直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,与圆(x-5)2+y2=r2(r >0)相切于点M,且M为线段AB的中点,若这样的直线l恰有4条,则r的取值范围是() A.(1,3) B.(1,4) C.(2,3) D.(2,4)【答案】 D【解析】【变式探究】(2015·天津,19)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的上顶点为B ,左焦点为F ,离心率为55.(1)求直线BF 的斜率;(2)设直线BF 与椭圆交于点P (P 异于点B ),过点B 且垂直于BP 的直线与椭圆交于点Q (Q 异于点B ),直线PQ 与y 轴交于点M ,|PM |=λ|MQ |.①求λ的值;②若|PM |sin ∠BQP =759,求椭圆的方程.【解析】 (1)设F (-c ,0).由已知离心率c a =55及a 2=b 2+c 2,可得a =5c ,b =2c ,又因为B (0,b ),F (-c ,0),故直线BF 的斜率k =b -00-(-c )=2cc =2.【变式探究】(2015·北京,20)已知椭圆C :x 2+3y 2=3,过点D (1,0)且不过点E (2,1)的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线x =3交于点M .(1)求椭圆C 的离心率;(2)若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;(3)试判断直线BM 与直线DE 的位置关系,并说明理由.【解析】 (1)椭圆C 的标准方程为x 23+y 2=1, 所以a =3,b =1,c = 2. 所以椭圆C 的离心率e =c a =63.(2)因为AB 过点D (1,0)且垂直于x 轴,所以可设A (1,y 1),B (1,-y 1), 直线AE 的方程为y -1=(1-y 1)(x -2), 令x =3,得M (3,2-y 1),所以直线BM 的斜率k BM =2-y 1+y 13-1=1.。
高考必考点:圆锥曲线综合应用一、基础知识1、直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(或x)得到一个关于变量x(或y)的一元二次方程.(1)当a≠0时,设一元二次方程ax +bx+c=0的判别式为Δ,则Δ0⇔直线与圆锥曲线C相交;Δ=0⇔直线与圆锥曲线C相切;Δ0⇔直线与圆锥曲线C相离.(2)当a=0,b≠0时,得到一个一元一次方程,则直线l与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C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、直线与圆锥曲线的相交弦的弦长3、中点弦的重要结论:4、圆锥曲线的几个特殊结论:4.不垂直于x轴的直线与抛物线y =2px(p0)交于不同的两点P,Q,点M(m,0)(m0),则直线PQ过定点(-m,0)的充要条件是x轴是∠PMQ的角平分线.5.直线l与抛物线y =2px(p0)交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则直线l与x轴交于M(m,0)的充要条件是y1y2=-2pm.特别地,直线l过焦点的充要条件是y1y2=-2p .6.过点M(m,0)的直线l与抛物线y =2px(p0)交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则抛物线在A,B两点的切线交于点二、典题剖析角度1、轨迹问题点评:角度2、圆锥曲线弦长、面积问题点评:角度3、点差法问题点评:角度4、最值与范围问题点评:角度5、存在性问题点评:三、真题提升圆锥曲线在高考中比重比较大,大家平常联系也少不了,我这里就举一个例子,重点对做题步骤以及得分要点做一个说明,希望对大家有所启发。
评分细则:点评:解答第二问中得分点(1)求|MN|时,不写根与系数的关系,只要求对|MN|的给2分,但有些求|MN|时,没化简,只要经过简单化简对的,也给2分;(2)求|PQ|时,不论用什么方法,只要求对给1分;(3)S 的最简表达式对的给1分;(4)只要有验证l⊥x 轴时,S=12的给1分.解析几何解答题的阅卷原则(1)当“合理”与“公平”矛盾时,选择公平,即用评分细则处理试卷,即使不太合理,为了公平,也得遵守.例如:解答题答案中只有一个正确结果,也要给一分.不管他是如何得到的.(2)当证明过程较长时,可以引用大家熟知的结论不扣分.(3)保持数学学科的特点,注重解题过程的严谨性.要求考生养成表达完整、推理严谨的良好习惯,注意答题的规范性,必不可少的步骤必须写出来,以减少扣分.压轴解答题的答题技巧(1)在解题的过程中,要把所需的条件和结论写全,中间的步骤可以省略,即中间环节的证明有误或空缺,可以跳过去往下演算,写出结论,这样后面部分仍可得分.因数学第一问与第二问独立计分,当第一问做不好时,别放弃,可以借用第一问要证的结论来解第二问,只是不给前一问的分而已.(2)题目再难,每个题目中的条件总是可以推导出结论的,哪怕是只推导出一个结论,也可能是得分点,实在不行,写出题中应该用到的公式,也是有得分点的.。
2018-2016三年高考专题文科数学专题分类汇编:圆锥曲线的综合问题(解析附后)分析解读1.会处理动曲线(含直线)过定点的问题.2.会证明与曲线上的动点有关的定值问题.3.会按条件建立目标函数,研究变量的最值问题及变量的取值范围问题,注意运用“数形结合”“几何法”求某些量的最值.4.能与其他知识交汇,从假设结论成立入手,通过推理论证解答存在性问题.5.本节在高考中围绕直线与圆锥曲线的位置关系,展开对定值、最值、参数取值范围等问题的考查,注重对数学思想方法的考查,分值约为12分,难度偏大.2018年高考全景展示1.【2018年江苏卷】在平面直角坐标系中,A为直线上在第一象限内的点,,以AB为直径的圆C与直线l交于另一点D.若,则点A的横坐标为________.2.【2018年浙江卷】如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;(Ⅱ)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.3.【2018年江苏卷】如图,在平面直角坐标系中,椭圆C过点,焦点,圆O的直径为.(1)求椭圆C及圆O的方程;(2)设直线l与圆O相切于第一象限内的点P.①若直线l与椭圆C有且只有一个公共点,求点P的坐标;②直线l与椭圆C交于两点.若的面积为,求直线l的方程.4.【2018年全国卷Ⅲ文】已知斜率为的直线与椭圆交于,两点.线段的中点为.(1)证明:;(2)设为的右焦点,为上一点,且.证明:.2017年高考全景展示1.【2017山东,文21】(本小题满分14分)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)椭圆C 截直线y =1所得线段的长度为 (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)动直线l :y =kx +m (m ≠0)交椭圆C 于A ,B 两点,交y 轴于点M .点N 是M 关于O 的对称点,圆N 的半径为|NO |. 设D 为AB 的中点,DE ,DF 与圆N 分别相切于点E ,F ,求∠EDF 的最小值.2.【2017天津,文20】已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为,()0F c -,右顶点为A ,点E 的坐标为(0,)c ,EFA △的面积为22b .(I )求椭圆的离心率;(II )设点Q 在线段AE 上,3||2FQ c =,延长线段FQ 与椭圆交于点P ,点M ,N 在x 轴上,PM QN ∥,且直线PM 与直线QN 间的距离为c ,四边形PQNM 的面积为3c .(i )求直线FP 的斜率; (ii )求椭圆的方程.3.【2017浙江,21】如图,已知抛物线2x y =,点A11()24-,,39()24B ,,抛物线上的点)2321)(,(<<-x y x P .过点B 作直线AP 的垂线,垂足为Q .(Ⅰ)求直线AP 斜率的取值范围; (Ⅱ)求||||PQ PA ⋅的最大值.2016年高考全景展示1. 【2016高考山东文数】(本小题满分14分)已知椭圆C :(a >b >0)的长轴长为4,焦距为2.(I )求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过动点M (0,m )(m >0)的直线交x 轴与点N ,交C 于点A ,P (P 在第一象限),且M 是线段PN 的中点.过点P 作x 轴的垂线交C 于另一点Q ,延长线QM 交C 于点B .(i)设直线PM 、QM 的斜率分别为k 、k',证明为定值. (ii)求直线AB 的斜率的最小值.2.【2016高考天津文数】(设椭圆13222=+y a x (3>a )的右焦点为F ,右顶点为A ,已知||3||1||1FA eOA OF =+,其中O 为原点,e 为椭圆的离心率. (Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设过点A 的直线l 与椭圆交于点B (B 不在x 轴上),垂直于l 的直线与l 交于点M ,与y 轴交于点H ,若HF BF ⊥,且MAO MOA ∠=∠,求直线的l 斜率. 3.【2016高考四川文科】(本小题满分13分)已知椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>>的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点1)2P 在椭圆E 上.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设不过原点O 且斜率为12 的直线l 与椭圆E 交于不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为M ,直线OM与椭圆E 交于C ,D ,证明:MA MB MC MD ⋅=⋅.4.【2016高考新课标1文数】(本小题满分12分)在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :22(0)y px p =>于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连结ON 并延长交C 于点H .(I )求OH ON;(II )除H 以外,直线MH 与C 是否有其它公共点?说明理由.解析版1.【2018年江苏卷】在平面直角坐标系中,A 为直线上在第一象限内的点,,以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若,则点A 的横坐标为________.【答案】3【解析】分析:先根据条件确定圆方程,再利用方程组解出交点坐标,最后根据平面向量的数量积求结果.点睛:以向量为载体求相关变量的取值或范围,是向量与函数、不等式、三角函数、曲线方程等相结合的一类综合问题.通过向量的坐标运算,将问题转化为解方程或解不等式或求函数值域,是解决这类问题的一般方法.2.【2018年浙江卷】如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;(Ⅱ)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)【解析】分析: (Ⅰ)设P,A,B的纵坐标为,根据中点坐标公式得PA,PB的中点坐标,代入抛物线方程,可得,即得结论,(Ⅱ)由(Ⅰ)可得△PAB面积为,利用根与系数的关系可表示为的函数,根据半椭圆范围以及二次函数性质确定面积取值范围.点睛:求范围问题,一般利用条件转化为对应一元函数问题,即通过题意将多元问题转化为一元问题,再根据函数形式,选用方法求值域,如二次型利用对称轴与定义区间位置关系,分式型可以利用基本不等式,复杂性或复合型可以利用导数先研究单调性,再根据单调性确定值域.3.【2018年江苏卷】如图,在平面直角坐标系中,椭圆C过点,焦点,圆O的直径为.(1)求椭圆C及圆O的方程;(2)设直线l与圆O相切于第一象限内的点P.①若直线l与椭圆C有且只有一个公共点,求点P的坐标;②直线l与椭圆C交于两点.若的面积为,求直线l的方程.【答案】(1)椭圆C的方程为;圆O的方程为(2)①点P的坐标为;②直线l的方程为【解析】分析:(1)根据条件易得圆的半径,即得圆的标准方程,再根据点在椭圆上,解方程组可得a,b,即得椭圆方程;(2)第一问先根据直线与圆相切得一方程,再根据直线与椭圆相切得另一方程,解方程组可得切点坐标.第二问先根据三角形面积得三角形底边边长,再结合①中方程组,利用求根公式以及两点间距离公式,列方程,解得切点坐标,即得直线方程.(2)①设直线l与圆O相切于,则,所以直线l的方程为,即.由,消去y,得.(*)因为直线l与椭圆C有且只有一个公共点,所以.因为,所以.因此,点P的坐标为.②因为三角形OAB的面积为,所以,从而.设,由(*)得,所以.因为,所以,即,解得舍去),则,因此P的坐标为.综上,直线l的方程为.点睛:直线与椭圆的交点问题的处理一般有两种处理方法:一是设出点的坐标,运用“设而不求”思想求解;二是设出直线方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理求出交点坐标,适用于已知直线与椭圆的一个交点的情况.4.【2018年全国卷Ⅲ文】已知斜率为的直线与椭圆交于,两点.线段的中点为.(1)证明:;(2)设为的右焦点,为上一点,且.证明:.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【解析】分析:(1)设而不求,利用点差法,或假设直线方程,联立方程组,由判别式和韦达定理进行证明。
高三数学文科圆锥曲线大题训练(含详细解答)1.已知椭圆22:416C x y +=. (1)求椭圆C 的离心率;(2)设椭圆C 与y 轴下半轴的交点为B ,如果直线()10y kx k =+≠交椭圆C 于不同的两点,E F ,且,,B E F 构成以EF 为底边,B 为顶点的等腰三角形,判断直线EF 与圆2212x y +=的位置关系.2.已知椭圆的中心在坐标原点O,长轴长为离心率2e =,过右焦点F 的直线l 交椭圆于P ,Q 两点.(1)求椭圆的方程;(2)当直线l 的斜率为1时,求POQ ∆的面积;(3)若以,OP OQ 为邻边的平行四边形是矩形,求满足该条件的直线l 的方程.3.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的一个顶点为(2,0)A -(1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线l 过点A ,过O 作l 的平行线交椭圆C 于P ,Q 两点,如果以PQ 为直径的圆与直线l 相切,求l 的方程.4.已知离心率为2的椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>与直线2x =相交于,P Q 两点(点P 在x 轴上方),且2PQ =.点,A B 是椭圆上位于直线PQ 两侧的两个动点,且APQ BPQ ∠=∠. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)求四边形APBQ 面积的取值范围.5.已知椭圆的一个顶点为)1,0(-A ,焦点在x 轴上,若右焦点到直线022=+-y x 的距离为3. (1)求椭圆的标准方程;(2)设直线()0y kx m k =+≠与椭圆相交于不同的两点M 、N ,当AM AN =时,求m 的取值范围.6.已知椭圆1C 的中心在坐标原点,两焦点分别为双曲线222:12x C y -=的顶点,直线0=x 与椭圆1C 交于A ,B 两点,且点A的坐标为(1),点P 是椭圆1C 上异于点A ,B 的任意一点,点Q 满足0AQ AP ⋅=,0BQ BP ⋅=,且A ,B ,Q 三点不共线.(1)求椭圆1C 的方程; (2)求点Q 的轨迹方程;(3)求ABQ ∆面积的最大值及此时点Q 的坐标.7.如图,B A ,分别是椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的左右顶点,F 为其右焦点,2是AF 与FB 的等差中项,3是AF 与FB 的等比中项. (1)求椭圆C 的方程;(2)已知点P 是椭圆C 上异于B A ,的动点,直线l 过点A 且垂直于x 轴,若过F 作直线FQ 垂直于AP ,并交直线l 于点Q .证明:B P Q ,,三点共线.8.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>()0,1.圆22221:C x y a b +=+.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l ():0y kx m k =+≠与椭圆C 有且只有一个公共点M ,且l 与圆1C 相交于,A B 两点,问AM BM +=0是否成立?请说明理由.9.已知抛物线C :22(0)y px p =>的焦点为F ,若过点F 且斜率为1的直线与抛物线相交于,M N 两点,且8MN =.(1)求抛物线C 的方程;(2)设直线l 为抛物线C 的切线,且l ∥MN ,P 为l 上一点,求PM PN ⋅的最小值.10.已知动圆C 过定点)(2,0M ,且在x 轴上截得弦长为4.设该动圆圆心的轨迹为曲线C . (1)求曲线C 方程;(2)点A 为直线l :20x y --=上任意一点,过A 作曲线C 的切线,切点分别为P 、 Q ,APQ ∆面积的最小值及此时点A 的坐标.11.已知点)1,2(A 在抛物线:E 2x ay =上,直线1:l 1y kx =+(R k ∈,且0k ≠)与抛物线E 相交于C B ,两点,直线AC AB ,分别交直线2:l 1y =-于点S ,T .(1)求a 的值;(2)若S T =1l 的方程;(3)试判断以线段ST 为直径的圆是否恒过两个定点?若是,求这两个定点的坐标;若不是,说明理由.12.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 的中心在原点O ,焦点在x 轴上,短轴长为2(1)求椭圆C 的方程;(2)B A ,为椭圆C 上满足AOB ∆E 为线段AB 的中点,射线OE 交椭圆C 于点P ,设OP tOE =,求实数t 的值.13.已知点()2,1P 在抛物线()21:20C x py p =>上,直线l 过点()0,2Q 且与抛物线1C 交于A 、B 两点。
解析几何专题——圆锥曲线的综合运用专题训练生化 班 姓名 学号 一、选择题(在四个选项中有且只有一个是正确的,共10题,50分)1、斜率为1的直线l 与椭圆42x +y 2=1相交于A 、B 两点,则|AB |的最大值为 ( )A.2B.554 C.5104 D.51082、抛物线y =ax 2与直线y =kx +b (k ≠0)交于A 、B 两点,且此两点的横坐标分别为x 1,x 2,直线与x 轴交点的横坐标是x 3,则恒有 ( ) A.x 3=x 1+x 2 B.x 1x 2=x 1x 3+x 2x 3 C.x 1+x 2+x 3=0 D.x 1x 2+x 2x 3+x 3x 1=03、过点(3,0)的直线l 与双曲线4x 2-9y 2=36只有一个公共点,则直线l 共有 ( )(A)1条 (B)2条 (C)3条 (D)4条4、设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是 ( )A .[-21,21] B .[-2,2] C .[-1,1] D .[-4,4] 5、若动点(x ,y )在曲线14222=+by x (b >0)上变化,则x 2y 的最大值为 ( ) (A) ⎪⎩⎪⎨⎧≥<<+)4(2)40(442b b b b ; (B) ⎪⎩⎪⎨⎧≥<<+)2(2)20(442b bb b ; (C) 442+b ;(D) 2b 。
6、已知双曲线2212yx-=的焦点为F 1、F 2,点M 在双曲线上且120,MF MF ⋅=则点M 到x 轴的距离为( )(A )43 (B )53 (C(D7、已知F 1、F 2是双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的两焦点,以线段F 1F 2为边作正三角形MF 1F 2,若边MF 1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是 ( )A .324+B .13-C .213+ D .13+ 8、已知双曲线22a x -22by =1(a >0,b >0)的右焦点为F ,右准线与一条渐近线交于点A ,△OAF 的面积为22a (O 为原点),则两条渐近线的夹角为 ( )A .30ºB .45ºC .60ºD .90º9、从集合{1,2,3…,11}中任选两个元素作为椭圆方程12222=+ny m x 中的m 和n,则能组成落在矩形区域B={(x ,y)| |x |<11且|y|<9}内的椭圆个数为 ( )A .43B . 72C . 86D . 9010、设直线:220l x y ++=关于原点对称的直线为l ',若l '与椭圆2214y x +=的交点为A 、B ,点P 为椭圆上的动点,则使PAB ∆的面积为12的点P 的个数为( ) (A )1 (B )2 (C )3 (D )4二、填空题(只要求直接写出结果,不必写出计算过程或推证过程,共6题,30分) 11、直角坐标平面xoy 中,若定点A(1,2)与动点P(x,y)满足OA OP ⋅=4。
圆锥曲线的综合问题直线和圆锥曲线问题解法的一般规律“联立方程求交点,根与系数的关系求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.【一】.直线与圆锥曲线的位置关系(1)从几何角度看,可分为三类:无公共点,仅有一个公共点及有两个相异的公共点. (2)从代数角度看,可通过将表示直线的方程代入二次曲线的方程消元后所得一元二次方程解的情况来判断.1.设直线l 的方程为Ax +By +C =0,圆锥曲线方程f (x ,y )=0. 由Ax+0(,)0{By c f x y +==,消元。
如消去y 后得ax 2+bx +c =0. ①若a =0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l 与双曲线的渐近线平行或重合;当圆锥曲线是抛物线时,直线l 与抛物线的对称轴平行或重合. ②若a ≠0,设Δ=b 2-4ac .a .Δ > 0时,直线和圆锥曲线相交于不同两点;b .Δ = 0时,直线和圆锥曲线相切于一点;c .Δ < 0时,直线和圆锥曲线没有公共点.2.“点差法”的常见题型求中点弦方程、求(过定点、平行弦)弦中点轨迹、垂直平分线问题.必须提醒的是“点差法”具有不等价性,即要考虑判别式Δ>0是否成立.3.直线与圆锥曲线相交时的弦长问题(1)斜率为kP 2(x 2,y 2),则所得弦长|P 1P 2| |P 1P 2|(2)当斜率k (利用轴上两点间距离公式).4.圆锥曲线的中点弦问题遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =-b 2x 0a 2y 0;在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =b 2x 0a 2y 0;在抛物线y 2=2px (p >0)中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k=p y 0. 题型一 圆锥曲线中的范围、最值问题【例1】 已知抛物线C :y 2=4x ,过点A (-1,0)的直线交抛物线C 于P 、Q 两点,设AP →=λAQ →.(1)若点P 关于x 轴的对称点为M ,求证:直线MQ 经过抛物线C 的焦点F ;(2)若λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,12,求|PQ |的最大值.[思维启迪](1)可利用向量共线证明直线MQ 过F ;(2)建立|PQ |和λ的关系,然后求最值. 解析:(1)证明 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 1,-y 1). ∵AP →=λAQ →,∴x 1+1=λ(x 2+1),y 1=λy 2,∴y 21=λ2y 22,y 21=4x 1,y 22=4x 2,x 1=λ2x 2,∴λ2x 2+1=λ(x 2+1),λx 2(λ-1)=λ-1,∵λ≠1,∴x 2=1λ,x 1=λ,又F (1,0),∴MF →=(1-x 1,y 1)=(1-λ,λy 2)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1,y 2=λFQ →, ∴直线MQ 经过抛物线C 的焦点F . (2)解 由(1)知x 2=1λ,x 1=λ,得x 1x 2=1,y 21·y 22=16x 1x 2=16,∵y 1y 2>0,∴y 1y 2=4,=x 21+x 22+y 21+y 22-2(x 1x 2+y 1y 2)=⎝⎛⎭⎪⎫λ+1λ2+4⎝⎛⎭⎪⎫λ+1λ-12=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ+1λ+22-16, λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,12,λ+1λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤52,103,当λ+1λ=103,即λ=13时,|PQ |2有最大值1129,|PQ |的最大值为473.[探究提高]圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种: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求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.变式训练1 (2012·四川)如图,动点M 与两定点 A (-1,0)、B (1,0)构成△MAB ,且直线MA 、MB 的斜率之积为4.设动点M 的轨迹为C .(1)求轨迹C 的方程.(2)设直线y =x +m (m >0)与y 轴相交于点P ,与轨迹C 相交于点Q ,R ,且|PQ |<|PR |.求|PR ||PQ |的取值范围.解 (1)设M 的坐标为(x ,y ),当x =-1时,直线MA 的斜率不存在;此时,MA 的斜率为yx +1,MB 的斜率为yx -1.由题意,有y x +1·yx -1=4.化简可得,4x 2-y 2-4=0. 故动点M 的轨迹C 的方程为4x 2-y 2-4=0(x ≠1且x ≠-1).(2)由⎩⎨⎧y =x +m ,4x 2-y 2-4=0消去y ,可得3x 2-2mx -m 2-4=0.(*)对于方程(*),其判别式Δ=(-2m )2-4×3(-m 2-4)=16m 2+48>0, 而当1或-1为方程(*)的根时,m 的值为-1或1. 结合题设(m >0)可知,m >0且m ≠1. 设Q 、R 的坐标分别为(x Q ,y Q ),(x R ,y R ), 则x Q ,x R 为方程(*)的两根.因为|PQ |<|PR |,所以|x Q |<|x R |,x Q =m -2m 2+33,x R =m +2m 2+33.所以|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q =21+3m 2+121+3m 2-1=1+221+3m 2-1. 此时1+3m2>1,且1+3m 2≠2,所以1<1+221+3m 2-1<3,且1+221+3m2-1≠53, 所以1<|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q <3,且|PR ||PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x R x Q ≠53.综上所述,|PR ||PQ |的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,53∪⎝ ⎛⎭⎪⎫53,3.题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题【例2】 已知椭圆C 经过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,两个焦点为(-1,0)、(1,0).(1)求椭圆C 的方程;(2)E 、F 是椭圆C 上的两个动点,如果直线AE 的斜率与AF 的斜率互为相反数,证明直线EF 的斜率为定值,并求出这个定值.[思维启迪]可设直线AE 的斜率来计算直线EF 的斜率,通过推理计算消参. 解析(1)解 由题意,c =1,可设椭圆方程为x 21+b 2+y 2b 2=1.因为A 在椭圆上,所以11+b 2+94b 2=1,解得b 2=3,b 2=-34(舍去),所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)证明 设直线AE 的方程为y =k (x -1)+32,代入x 24+y 23=1.得(3+4k 2)x 2+4k (3-2k )x +4⎝ ⎛⎭⎪⎫32-k 2-12=0.设E (x E ,y E ),F (x F ,y F ).因为点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32在椭圆上,所以x E =4⎝ ⎛⎭⎪⎫32-k 2-123+4k 2y E =kx E +32-k .又直线AF 的斜率与AE 的斜率互为相反数,在上式中以-k 代替k ,可得x F =4⎝ ⎛⎭⎪⎫32+k 2-123+4k 2,y F =-kx F +32+k ,所以直线EF 的斜率k EF =y F -y E x F -x E =-k x E +x F +2k x F -x E =12, 即直线EF 的斜率为定值,其值为12.[探究提高]求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(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.变式训练2 椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,该椭圆经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32且离心率为12.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l :y =kx +m 与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左,右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.(1)解 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0),由e =c a =12,得a =2c ,∵a 2=b 2+c 2,∴b 2=3c 2,则椭圆方程变为x 24c 2+y 23c2=1.又椭圆过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,将其代入求得c 2=1,故a 2=4,b 2=3,即得椭圆的标准方程为x 24+y 23=1.(2)证明设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎨⎧y =kx +m ,x 24+y23=1,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=64m 2k 2-163+4k 2m 2-3>0,x 1+x 2=-8mk 3+4k 2,x 1·x 2=4m 2-33+4k2.①又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+mk (x 1+x 2)+m 2=3m 2-4k 23+4k 2.∵椭圆的右顶点为A 2(2,0),AA 2⊥BA 2, ∴(x 1-2)(x 2-2)+y 1y 2=0, ∴y 1y 2+x 1x 2-2(x 1+x 2)+4=0,∴3m 2-4k 23+4k 2+4m 2-33+4k 2+16mk 3+4k 2+4=0,∴7m 2+16mk +4k 2=0,解得m 1=-2k ,m 2=-2k 7,由①,得3+4k 2-m 2>0,当m 1=-2k 时,l 的方程为y =k (x -2),直线过定点(2,0),与已知矛盾. 当m 2=-2k 7时,l 的方程为y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -27,直线过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0,∴直线l 过定点,定点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫27,0.题型三 圆锥曲线中的探索性问题【例3】 已知中心在坐标原点O 的椭圆C 经过点A (2,3),且点F (2,0)为其右焦点. (1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在平行于OA 的直线l ,使得直线l 与椭圆C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于4?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.[思维启迪]可先假设l 存在,然后根据与C 有公共点和与OA 距离等于4两个条件探求. 解析解 方法一 (1)依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且可知其左焦点为F ′(-2,0). 从而有⎩⎨⎧ c =2,2a =|AF |+|AF ′|=3+5=8,解得⎩⎨⎧c =2,a =4. 又a 2=b 2+c 2,所以b 2=12, 故椭圆C 的方程为x 216+y 212=1.(2)假设存在符合题意的直线l ,设其方程为y =32x +t .由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,x 216+y 212=1,得3x 2+3tx +t 2-12=0.因为直线l 与椭圆C 有公共点, 所以Δ=(3t )2-4×3×(t 2-12)≥0, 解得-43≤t ≤4 3.另一方面,由直线OA 与l 的距离d =4,得|t |94+1=4,解得t =±213. 由于±213∉[-43,43],所以符合题意的直线l 不存在.方法二 (1)依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且有⎩⎨⎧4a 2+9b 2=1,a 2-b 2=4.从而a 2=16.所以椭圆C 的方程为x 216+y 212=1.(2)同方法一. [探究提高]解决直线与圆锥曲线位置关系的存在性问题,往往是先假设所求的元素存在,然后再推理论证,检验说明假设是否正确.变式训练3 (2012·江西)已知三点O (0,0),A (-2,1),B (2,1),曲线C 上任意一点M (x ,y )满足|MA →+MB →|=OM →·(OA →+OB →)+2. (1)求曲线C 的方程;(2)动点Q (x 0,y 0)(-2<x 0<2)在曲线C 上,曲线C 在点Q 处的切线为l .问:是否存在定点P (0,t )(t <0),使得l 与PA ,PB 都相交,交点分别为D ,E ,且△QAB 与△PDE 的面积之比是常数?若存在,求t 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)由MA →=(-2-x,1-y ),MB →=(2-x,1-y ),|MA →+MB →|=-2x2+2-2y2,OM →·(OA →+OB →)=(x ,y )·(0,2)=2y ,由已知得-2x2+2-2y2=2y +2,化简得曲线C 的方程:x 2=4y . (2)假设存在点P (0,t )(t <0)满足条件, 则直线PA 的方程是y =t -12x +t ,PB 的方程是y =1-t2x +t .曲线C 在Q 处的切线l 的方程是y =x 02x -x 204,它与y 轴的交点为F ⎝⎛⎭⎪⎫0,-x 204.由于-2<x 0<2,因此-1<x 02<1.①当-1<t <0时,-1<t -12<-12,存在x 0∈(-2,2),使得x 02=t -12,即l 与直线PA 平行,故当-1<t <0时不符合题意. ②当t ≤-1时,t -12≤-1<x 02,1-t 2≥1>x 02,所以l 与直线PA ,PB 一定相交.分别联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =t -12x +t ,y =x 02x -x24,⎩⎪⎨⎪⎧y =1-t 2x +t ,y =x 02x -x 24,解得D ,E 的横坐标分别是x D =x 20+4t2x 0+1-t,x E =x 20+4t2x 0+t -1,则x E -x D =(1-t )x 20+4tx 20-t -12.又|FP |=-x 204-t ,有S △PDE =12·|FP |·|x E -x D |=1-t8·x 20+4t 2t -12-x 20,又S △QAB =12·4·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 204=4-x 202,于是S △QAB S △PDE =41-t ·x 20-4[x 20-t -12]x 20+4t2=41-t ·x 40-[4+t -12]x 20+4t -12x 40+8tx 20+16t2.对任意x 0∈(-2,2),要使S △QAB S △PDE为常数,即只需t 满足⎩⎨⎧-4-t -12=8t ,4t -12=16t 2. 解得t =-1.此时S △QABS △PDE=2,故存在t =-1,使得△QAB 与△PDE 的面积之比是常数2. 该直线恒过一个定点A (12,0).19.圆锥曲线中的函数思想 思想与方法典例:(12分)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. 审 题 视 角(1)引入参数PQ 中点的纵坐标,先求k PQ ,利用直线PQ 的方程求解. (2)建立|PB |关于动点坐标的目标函数,利用函数的性质求最值.规 范 解 答(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=4x 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.温 馨 提 醒(1)本题是圆锥曲线中的综合问题,涉及到了定点问题以及最值问题.求圆锥曲线的最值问题是高考考查的一个重要问题,通常是先建立一个目标函数,然后利用函数的单调性、函数的图象、函数的有界性或基本不等式等求最值,本题是建立二次函数、利用二次函数的图象求最值.(2)本题的第一个易错点是,表达不出线段PQ 的中垂线方程,原因是想不到引入参数表示PQ 的中点.第二个易错点是,易忽视P 点坐标的取值范围.实质上是忽视了椭圆的范围.思想方法·感悟提高 方 法 与 技 巧1.解决直线与椭圆的位置关系问题,如果直线与椭圆有两个不同交点,可将直线方程y =kx+c 代入椭圆方程x 2a 2+y 2b2=1整理出关于x (或y )的一元二次方程Ax 2+Bx +C =0,Δ=B 2-4AC >0,可利用根与系数之间的关系求弦长(弦长为1+k 2Δ|A |).2.圆锥曲线综合问题要四重视: (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作用; (3)重视根与系数的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在解题中的作用.失 误 与 防 范 1.在解决直线与抛物线的位置关系时,要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况. 2.中点弦问题,可以利用“点差法”,但不要忘记验证Δ>0或说明中点在曲线内部.练出高分A 组 专项基础训练1.直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k 的值为 ( ) A .1 B .1或3 C .0 D .1或0解 析由⎩⎨⎧y =kx +2,y 2=8x得ky 2-8y +16=0,若k =0,则y =2,若k ≠0,若Δ=0,即64-64k =0,解得k =1,因此直线y =kx +2与抛物线y 2=8x 有且只有一个公共点,则k =0或k =1.2.AB 为过椭圆x 2a 2+y 2b2=1中心的弦,F (c,0)为它的焦点,则△FAB 的最大面积为( ) A .b 2 B .ab C .acD .bc解 析设A 、B 两点的坐标为(x 1,y 1)、(-x 1,-y 1), 则S △FAB =12|OF ||2y 1|=c |y 1|≤bc .3.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 且倾斜角为60°的直线l 与抛物线在第一、四象限分别交于A 、B 两点,则|AF ||BF |的值等于( )A .5B .4C .3D .2解 析记抛物线y 2=2px 的准线为l ,作AA 1⊥l ,BB 1⊥l ,BC ⊥AA 1,垂足分别是A 1、B 1、C ,则有cos 60°=|AC ||AB |=|AA 1|-|BB 1||AF |+|BF |=|AF |-|BF ||AF |+|BF |=12,由此得|AF ||BF |=3,选C.4.(2011·山东)设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值范围是 ( ) A .(0,2) B .[0,2] C .(2,+∞) D .[2,+∞)解 析∵x 2=8y ,∴焦点F 的坐标为(0,2),准线方程为y =-2.由抛物线的定义知|MF |=y 0+2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交,又圆心F 到准线的距离为4,故4<y 0+2,∴y 0>2.5.设抛物线x 2=4y 的焦点为F ,经过点P (1,4)的直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,且点P 恰为AB 的中点,则|AF →|+|BF →|=________.解 析设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意知x 1+x 2=2,且x 21=4y 1,x 22=4y 2,两式相减整理得,y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 24=12,所以直线AB 的方程为x -2y +7=0.将x =2y -7代入 x 2=4y 整理得4y 2-32y +49=0,所以y 1+y 2=8,又由抛物线定义得|AF →|+|BF →|=y 1+y 2+2=10.6.已知椭圆x 24+y 2=1的两个焦点为F 1、F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则|PF 2|=______.将x =-3代入椭圆方程得y p =12,由|PF 1|+|PF 2|=4⇒|PF 2|=4-|PF 1|=4-12=72.7.直线y =kx -2与抛物线y 2=8x 交于不同两点A 、B ,且AB 的中点横坐标为2,则k 的值是________.设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =kx -2,y 2=8x ,消去y 得k 2x 2-4(k +2)x +4=0,由题意得⎩⎨⎧Δ=[-4k +2]2-4×k 2×4>0,x 1+x 2=4k +2k 2=2×2,∴⎩⎨⎧k >-1,k =-1或k =2, 即k =2.8.(10分)椭圆x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)与直线x +y -1=0相交于P 、Q 两点,且OP ⊥OQ (O 为原点).(1)求证:1a 2+1b2等于定值;(2)若椭圆的离心率e ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,22,求椭圆长轴长的取值范围. (1)证明 由⎩⎨⎧b 2x 2+a 2y 2=a 2b 2,x +y -1=0消去y ,得(a 2+b 2)x 2-2a 2x +a 2(1-b 2)=0,∵直线与椭圆有两个交点,∴Δ>0, 即4a 4-4(a 2+b 2)a 2(1-b 2)>0 ⇒a 2b 2(a 2+b 2-1)>0, ∵a >b >0,∴a 2+b 2>1.设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则x 1、x 2是方程①的两实根. ∴x 1+x 2=2a 2a 2+b 2,x 1x 2=a 21-b 2a 2+b 2.由OP ⊥OQ 得x 1x 2+y 1y 2=0,又y 1=1-x 1,y 2=1-x 2,得2x 1x 2-(x 1+x 2)+1=0. 式②代入式③化简得a 2+b 2=2a 2b 2. ④∴1a 2+1b2=2. (2)解 利用(1)的结论,将a 表示为e 的函数由e =c a⇒b 2=a 2-a 2e 2,代入式④,得2-e 2-2a 2(1-e 2)=0. ∴a 2=2-e 221-e 2=12+121-e 2.∵33≤e ≤22,∴54≤a 2≤32. ∵a >0,∴52≤a ≤62.∴长轴长的取值范围为[5,6].9.(12分)给出双曲线x 2-y 22=1.(1)求以A (2,1)为中点的弦所在的直线方程;(2)若过点A (2,1)的直线l 与所给双曲线交于P 1,P 2两点,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程; (3)过点B (1,1)能否作直线m ,使得m 与双曲线交于两点Q 1,Q 2,且B 是Q 1Q 2的中点?这样的直线m 若存在,求出它的方程;若不存在,说明理由.解 (1)设弦的两端点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则⎩⎨⎧2x 21-y 21=2,2x 22-y 22=2,两式相减得到2(x 1-x 2)(x 1+x 2)=(y 1-y 2)(y 1+y 2),又x 1+x 2=4,y 1+y 2=2,所以直线斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=4.故求得直线方程为4x -y -7=0.(2)设P (x ,y ),P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2), 按照(1)的解法可得y 1-y 2x 1-x 2=2xy, ①由于P 1,P 2,P ,A 四点共线,得y 1-y 2x 1-x 2=y -1x -2,②由①②可得2x y =y -1x -2,整理得2x 2-y 2-4x +y =0,检验当x 1=x 2时,x =2,y =0也满足方程,故P 1P 2的中点P 的轨迹方程是2x 2-y 2-4x +y =0.(3)假设满足题设条件的直线m 存在,按照(1)的解法可得直线m 的方程为y =2x -1.考虑到方程组⎩⎨⎧y =2x -1,x 2-y22=1无解,因此满足题设条件的直线m 是不存在的.练出高分B 组 专项能力提升1.已知双曲线E 的中心为原点,F (3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N (-12,-15),则E 的方程为 ( ) A.x 23-y 26=1 B.x 24-y 25=1 C.x 26-y 23=1 D.x 25-y 24=1解 析∵k AB =0+153+12=1,∴直线AB 的方程为y =x -3.由于双曲线的焦点为F (3,0),∴c =3,c 2=9.设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则x 2a 2-x -32b 2=1.整理,得 (b 2-a 2)x 2+6a 2x -9a 2-a 2b 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=6a 2a 2-b2=2×(-12),∴a 2=-4a 2+4b 2,∴5a 2=4b 2.又a 2+b 2=9,∴a 2=4,b 2=5,∴双曲线E 的方程为x 24-y 25=1.2.已知抛物线y =-x 2+3上存在关于直线x +y =0对称的相异两点A 、B ,则|AB |等于 ( ) A .3B .4C .3 2D .4 2解 析设直线AB 的方程为y =x +b .由⎩⎨⎧y =-x 2+3y =x +b⇒x 2+x +b -3=0⇒x 1+x 2=-1, 得AB 的中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12+b .又M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12+b 在直线x +y =0上,可求出b =1,∴x 2+x -2=0,则|AB |=1+12·-12-4×-2=3 2.3.如图,已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线x -my +m =0与抛物线交于A 、B 两点,且△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则m 6+m 4的值是( ) A .1 B. 2 C .2 D .4 解 析设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意可知,p2=-m ,将x =my -m 代入抛物线方程y 2=2px (p >0)中,整理得y 2-2pmy +2pm =0,由根与系数的关系,得y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=2pm ,∴(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=(2pm )2-8pm =16m 4+16m 2,又△OAB 的面积S =12×p 2|y 1-y 2|=12(-m )×4m 4+m 2=22,两边平方即可得m 6+m 4=2.4.直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1恒有公共点,则m 的取值范围是______________.∵方程x 25+y 2m=1表示椭圆,∴m >0且m ≠5.∵直线y =kx +1恒过(0,1)点,∴要使直线与椭圆总有公共点,应有:025+12m ≤1,m ≥1,∴m 的取值范围是m ≥1且m ≠5.5.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1 (a >1,b >0)的焦距为2c ,离心率为e ,若点(-1,0)与(1,0)到直线x a -yb=1的距离之和s ≥45c ,则e 的取值范围是__________.解 析由题意知s =|-b -ab |a 2+b 2+|b -ab |a 2+b 2=2ab c ≥45c , ∴2c 2≤5ab ,∴2c 2a 2≤5b a.又b a =c 2-a 2a2=e 2-1,∴2e 2≤5e 2-1,∴4e 4≤25(e 2-1),∴4e 4-25e 2+25≤0, ∴54≤e 2≤5,∴52≤e ≤ 5. 6.若过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 依次交抛物线及其准线于点A 、B 、C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则抛物线的方程为____________.如图,过A 、B 分别作AD 、BE 垂直于准线,垂足分别为D 、E .由|BC |=2|BF |,即|BC |=2|BE |,则∠BCE =30°,又|AF |=3,即|AD |=3,|AC |=6, ∴F 为AC 的中点,KF 为△ACD 的中位线, ∴p =|FK |=12|AD |=32,所求抛物线方程为y 2=3x .7.(13分)(2012·上海)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.(1)过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x 轴围成的三角形的面积.(2)设斜率为1的直线l 交C 1于P 、Q 两点.若l 与圆x 2+y 2=1相切,求证:OP ⊥OQ .(3)设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M 、N 分别是C 1、C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值.(1)解 双曲线C 1:x 212-y 2=1,左顶点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0,渐近线方程:y =±2x .不妨取过点A 与渐近线y =2x 平行的直线方程为y =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +22,即y =2x +1. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x ,y =2x +1得⎩⎪⎨⎪⎧x =-24,y =12.所以所求三角形的面积为S =12|OA ||y |=28.(2)证明 设直线PQ 的方程是y =x +b .因为直线PQ 与已知圆相切,故|b |2=1,即b 2=2.由⎩⎨⎧y =x +b ,2x 2-y 2=1得x 2-2bx -b 2-1=0. 设P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 1+x 2=2b ,x 1x 2=-1-b 2.又y 1y 2=(x 1+b )(x 2+b ),所以 OP →·OQ →=x 1x 2+y 1y 2=2x 1x 2+b (x 1+x 2)+b 2=2(-1-b 2)+2b 2+b 2=b 2-2=0. 故OP ⊥OQ .(3)证明 当直线ON 垂直于x 轴时, |ON |=1,|OM |=22,则O 到直线MN 的距离为33. 当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为y =kx ⎝ ⎛⎭⎪⎫显然|k |>22, 则直线OM 的方程为y =-1kx .由⎩⎨⎧y =kx ,4x 2+y 2=1得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=14+k 2,y 2=k 24+k 2,所以|ON |2=1+k 24+k 2.同理|OM |2=1+k22k 2-1.设O 到直线MN 的距离为d ,因为(|OM |2+|ON |2)d 2=|OM |2|ON |2, 所以1d 2=1|OM |2+1|ON |2=3k 2+3k 2+1=3,即d =33.综上,O 到直线MN 的距离是定值.。
高二数学 圆锥曲线题型分类训练一、有关求值问题1.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,直线y =4与y 轴的交点为P ,与C 的交点为Q ,且|QF |=54|PQ |.(1)求C 的方程;(2)过F 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,若AB 的垂直平分线l ′与C 相交于M ,N 两点,且A ,M ,B ,N 四点在同一圆上,求l 的方程.2.圆x 2+y 2=4的切线与x 轴正半轴,y 三角形面积最小时,切点为P (如图).双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1过点P 心率为 3.(1)求C 1的方程;(2)椭圆C 2过点P 且与C 1有相同的焦点,直线l 过C 2C 2交于A ,B 两点.若以线段AB 为直径的圆过点P ,求l 的方程.3.已知抛物线1C :3x =y ,圆2C :22(4)1x y +-=的圆心为点M (Ⅰ)求点M 到抛物线1c 的准线的距离;(Ⅱ)已知点P 是抛物线1c 上一点(异于原点),过点P 作圆2c 的两条切线,交抛物线1c 于A ,B 两点,若过M ,P 两点的直线l 垂直于AB ,求直线l 的方程二、有关证明问题4.如图,在平面直角坐标系xOy 中,M 、N 分别是椭圆12422=+y x 的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P 、A 两点,其中P 在第一象限,过P 作x 轴的垂线,垂足为C ,连接AC ,并延长交椭圆于点B ,设直线PA 的斜率为k(1)当直线PA 平分线段MN ,求k 的值; (2)当k=2时,求点P 到直线AB 的距离d ; (3)对任意k>0,求证:PA ⊥PB5.已知曲线()()()22:528C m x m y m -+-=∈R .(1)若曲线C 是焦点在x 轴上的椭圆,求m 的取值范围;(2)设4m =,曲线C 与y 轴的交点为A ,B (点A 位于点B 的上方),直线4y kx =+与曲线C 交于不同的两点M ,N ,直线1y =与直线BM 交于点G ,求证:A ,G ,N 三点共线.三、有关求范围和最值问题6.椭圆C :2222+1x y a b=(a >b >0)的离心率为12,其左焦点到点P (2,1)原点O 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,且线段AB 被直线OP 平分. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ) 求∆ABP 的面积取最大时直线l 的方程.7.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的焦距为4,其短轴的两个端点与长轴的一个端点构成正三角形.(1)求椭圆C 的标准方程.(2)设F 为椭圆C 的左焦点,T 为直线x =-3上任意一点,过F 作TF 的垂线交椭圆C 于点P ,Q .①证明:OT 平分线段PQ (其中O 为坐标原点);②当|TF ||PQ |最小时,求点T 的坐标.8.如图,O 为坐标原点,椭圆C 1:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)右焦点分别为F 1,F 2,离心率为e 1;双曲线C 2:x 2a 2-y 2b2=1左、右焦点分别为F 3,F 4,离心率为e 2.已知e 1e 2=32,且|F 2F 4|=3-1.(1)求C 1,C 2的方程;(2)过F 1作C 1的不垂直于y AB ,M 为AB 的中点.当直线OM 与C 2交于P ,Q APBQ 面积的最小值.9.在平面直角坐标系xOy 中,F 是抛物线2:2C x py =(0)p >的焦点,M 是抛物线C 上 位于第一象限内的任意一点,过,,M F O 三点的圆的圆心为Q ,点Q 到抛物线C 的准线的距离为34.(Ⅰ)求抛物线C 的方程;(Ⅱ)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;(Ⅲ)若点M直线1:4l y kx =+与抛物线C 有两个不同的交点,A B ,l 与圆Q 有两个不同的交点,D E ,求当12k ≤≤时,22||||AB DE +的最小值.10.椭圆22122:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为2,x 轴被曲线22:C y x b =-截得的线段长等于C1的长半轴长。