高三复习高考数学满分攻略压轴题圆锥曲线解题十招全归纳
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圆锥曲线的解题技巧一、常规七大题型:〔1〕中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法〔点差法〕:设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式〔当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论〕,消去四个参数。
如:〔1〕)0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(*0,y 0),则有0220=+k b y a x 。
〔2〕)0,0(12222>>=-b a by a x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(*0,y 0)则有02020=-k by a x 〔3〕y 2=2p*〔p>0〕与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(*0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p.典型例题 给定双曲线x y 2221-=。
过A 〔2,1〕的直线与双曲线交于两点P 1 及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。
〔2〕焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
典型例题 设P(*,y)为椭圆x a y b 22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。
〔1〕求证离心率βαβαsin sin )sin(++=e ;〔2〕求|||PF PF 1323+的最值。
〔3〕直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的根本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。
典型例题抛物线方程,直线与轴的交点在抛物线准线的右边。
y p x p x y t x 210=+>+=()()〔1〕求证:直线与抛物线总有两个不同交点〔2〕设直线与抛物线的交点为A 、B ,且OA ⊥OB ,求p 关于t 的函数f(t)的表达式。
高中数学圆锥曲线解题十招全归纳
1.熟悉圆锥曲线的基本概念,如焦点、准线、离心率等。
2. 对于椭圆和双曲线,要注意判断其是横向还是纵向,并掌握
其标准方程。
3. 解题时要注意转化,如通过平移、旋转等方式将方程转化为
标准方程。
4. 对于椭圆和双曲线的焦点、准线、离心率等参数要有清晰的
认识,能正确描绘出图形。
5. 注意判断椭圆和双曲线的类型,如是否为实心或空心图形等。
6. 对于椭圆和双曲线的对称性要有充分的认识。
7. 在解题过程中,注意运用对称性和几何意义,如面积公式、
周长公式等。
8. 对于椭圆和双曲线的渐近线,要了解其定义和性质,并掌握
其方程。
9. 在解题过程中,注意运用渐近线的性质,如过定点、过中心、垂直等。
10. 解题时要注意画出图形,有助于更好地理解题目和解题思路。
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高考数学圆锥曲线解题技巧高考数学两类压轴大题是导数和圆锥曲线,难度大、综合性强,取得满分不容易,但要得到尽可能多的分数还是有方法可行的。
下面店铺为高考考生整理数学圆锥曲线解题技巧,希望对大家有所帮助!高考数学圆锥曲线解题技巧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.高考数学圆锥曲线基础知识点圆锥曲线定义圆锥曲线包括圆,椭圆,双曲线,抛物线。
其统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
当e>1时为双曲线,当e=1时为抛物线,当e<1时为椭圆。
椭圆,双曲线,抛物线这些圆锥曲线有统一的定义:平面上,到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
且当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线。
离心率这里的参数e就是圆锥曲线的离心率,它不仅可以描述圆锥曲线的类型,也可以描述圆锥曲线的具体形状,简言之,离心率相同的圆锥曲线都是相似图形。
一个圆锥曲线,只要确定了离心率,形状就确定了。
特别的,因为抛物线的离心率都等于1,所以所有的抛物线都是相似图形。
准线在圆锥曲线的统一定义中:到定点与定直线的距离的比为常数e(e>0)的点的轨迹,叫圆锥曲线。
而这条定直线就叫做准线。
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圆锥曲线1.圆锥曲线的两定义:第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。
若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
如方程8=表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)2。
圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+by a x (0a b >>),焦点在y 轴上时2222bx a y +=1(0a b >>).方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A,B,C 同号,A ≠B ).若R y x ∈,,且62322=+y x ,则y x +的最大值是____,22y x +的最小值是___(答:)(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:2222bx a y -=1(0,0a b >>).方程22Ax By C +=表示双曲线的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B 异号).如设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的方程为_______(答:226x y -=)(3)抛物线:开口向右时22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->。
高考数学必胜秘诀――概念、方法、题型、易误点及应试技巧总结§圆锥曲线1.圆锥曲线的定义:定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视.若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在.若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支.如(1)已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是( )A .421=+PF PFB .621=+PF PF C .1021=+PF PF D .122221=+PF PF(2)方程8表示的曲线是_____2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+by a x (0a b >>)⇔{cos sin x a y b ϕϕ==(参数方程,其中ϕ为参数),焦点在y 轴上时2222bx a y +=1(0a b >>).方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B ,C 同号,A ≠B ).如(1)已知方程12322=-++ky k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____(2)若R y x ∈,,且62322=+y x ,则y x +的最大值是____,22y x +的最小值是__ _(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:2222bx a y -=1(0,0a b >>).方程22Ax By C +=表示双曲线的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B 异号).如(1)双曲线的焦距与实轴长之比等于25,且与椭圆14922=+y x 有公共焦点,则该双曲线的方程_______(2)设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,焦距与实轴长之比2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的方程为_______(3)抛物线:开口向右时22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->.3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):(1) 椭圆:由x 2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上.如已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是__(2)双曲线:由x 2,y 2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; (3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向. 特别提醒:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F 1,F 2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,a b ,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a 最大,222a b c =+,在双曲线中,c 最大,222c a b =+. 4.圆锥曲线的几何性质:(1)椭圆(以12222=+by a x (0a b >>)为例):①范围:,a x a b y b -≤≤-≤≤;②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),四个顶点(,0),(0,)a b ±±,其中长轴长为2a ,短轴长为2b ;如(1)若椭圆1522=+m y x 的焦距与长轴之比为510=e ,则m 的值是__ (2) 以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1时,则椭圆长轴的最小值为_ _(2)双曲线(以22221x y a b -=(0,0a b >>)为例):①范围:x a ≤-或,x a y R ≥∈;②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),两个顶点(,0)a ±,其中实轴长为2a ,虚轴长为2b ,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为22,0x y k k -=≠;④两条渐近线:by x a=±.如(1)双曲线的渐近线方程是023=±y x ,则该双曲线的焦距与实轴长之比等于______(2)双曲线221ax by -=:a b =(3)设双曲线12222=-by a x (a>0,b>0)中,焦距与实轴长之比e ∈[2,2],则两条渐近线夹角θ的取值范围是________(3)抛物线(以22(0)y px p =>为例):①范围:0,x y R ≥∈;②焦点:一个焦点(,0)2p,其中p 的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴0y =,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线2px =-; 如设R a a ∈≠,0,则抛物线24ax y =的焦点坐标为________5、点00(,)P x y 和椭圆12222=+by a x (0a b >>)的关系:(1) 点00(,)P x y 在椭圆外⇔2200221x y a b +>;(2)点00(,)P x y 在椭圆上⇔220220by a x +=1;(3)点00(,)P x y 在椭圆内⇔2200221x y a b +<6.直线与圆锥曲线的位置关系:(1)相交:0∆>⇔直线与椭圆相交; 0∆>⇒直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有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0∆>是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0∆>⇒直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有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0∆>也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件.如(1)若直线y=kx+2与双曲线x 2-y 2=6的右支有两个不同的交点,则k 的取值范围是_______(2)直线y ―kx ―1=0与椭圆2215x y m+=恒有公共点,则m 的取值范围是_______ (3)过双曲线12122=-y x 的右焦点直线交双曲线于A 、B 两点,若│AB ︱=4,则这样的直线有_____条(2)相切:0∆=⇔直线与椭圆相切;0∆=⇔直线与双曲线相切;0∆=⇔直线与抛物线相切;(3)相离:0∆<⇔直线与椭圆相离;0∆<⇔直线与双曲线相离;0∆<⇔直线与抛物线相离.特别提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交.如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线2222by a x -=1外一点00(,)P x y 的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P 点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P 点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P 在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线; ④P 为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线.如(1)过点)4,2(作直线与抛物线x y 82=只有一个公共点,这样的直线有___ ___(2)过点(0,2)与双曲线116922=-y x 有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为___ ___(3)过双曲线1222=-y x 的右焦点作直线l 交双曲线于A 、B 两点,若=AB 4,则满足条件的直线l有_ ___条(4)对于抛物线C :x y 42=,我们称满足0204x y <的点),(00y x M 在抛物线的内部,若点),(00y x M 在抛物线的内部,则直线l :)(200x x y y +=与抛物线C 的位置关系是_______(5)过抛物线x y 42=的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则=+qp 11_______ (6)设双曲线191622=-y x 的右焦点为F ,右准线为l ,设某直线m 交其左支、右支和右准线分别于R Q P ,,,则PFR ∠和QFR ∠的大小关系为___________(填大于、小于或等于)(7)求椭圆284722=+y x 上的点到直线01623=--y x 的最短距离.(8)直线1+=ax y 与双曲线1322=-y x 交于A 、B 两点. ①当a 为何值时,A 、B 分别在双曲线的两支上? ②当a 为何值时,以AB 为直径的圆过坐标原点?7、焦半径(圆锥曲线上的点P 到焦点F 的距离)如(1)已知抛物线方程为x y 82=,若抛物线上一点到y 轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于____;(2)若该抛物线上的点M 到焦点的距离是4,则点M 的坐标为_____(3)点P 在椭圆192522=+y x 上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P 的横坐标为_______(4)抛物线x y 22=上的两点A 、B 到焦点的距离和是5,则线段AB 的中点到y 轴的距离为______ 8、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解.设椭圆或双曲线上的一点00(,)P x y 到两焦点12,F F 的距离分别为12,r r ,焦点12F PF ∆的面积为S ,则在椭圆12222=+by a x 中,①θ=)12arccos(212-r r b ,且当12r r =即P 为短轴端点时,θ最大为θmax =222arccosa cb -;②20tan ||2S b c y θ==,当0||y b =即P 为短轴端点时,max S 的最大值为bc ;对于双曲线22221x y a b -=的焦点三角形有:①⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=21221arccos r r b θ;②2cot sin 21221θθb r r S ==. 如(1)短轴长为5,焦距与长轴之比为32=e 的椭圆的两焦点为1F 、2F ,过1F 作直线交椭圆于A 、B 两点,则2ABF ∆的周长为________(2)设P 是等轴双曲线)0(222>=-a a y x 右支上一点,F 1、F 2是左右焦点,若0212=⋅F F PF ,|PF 1|=6,则该双曲线的方程为(3)椭圆22194x y +=的焦点为F 1、F 2,点P 为椭圆上的动点,当PF 2→ ·PF 1→ <0时,点P 的横坐标的取值范围是(4)双曲线的虚轴长为4,焦距与实轴之比为26,F 1、F 2是它的左右焦点,若过F 1的直线与双曲线的左支交于A 、B 两点,且AB 是2AF 与2BF 等差中项,则AB =__________(5)已知双曲线的焦距与实轴之比为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且 6021=∠PF F ,31221=∆F PF S .求该双曲线的标准方程.9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质: (1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB 为焦点弦, M 为准线与x 轴的交点,则∠AMF =∠BMF ;(3)设AB 为焦点弦,A 、B 在准线上的射影分别为A 1,B 1,若P 为A 1B 1的中点,则PA ⊥PB ; (4)若AO 的延长线交准线于C ,则BC 平行于x 轴,反之,若过B 点平行于x 轴的直线交准线于C 点,则A ,O ,C 三点共线.10、弦长公式:若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB12x -,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =21211y y k-+, 若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB12y y -.如(1)过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=6,那么|AB|等于_______(2)过抛物线x y 22=焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,已知|AB|=10,O 为坐标原点,则ΔABC 重心的横坐标为_______11、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解.在椭圆12222=+b y a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;在双曲线22221x y a b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0202y a x b ;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=p y . 如(1)如果椭圆221369x y +=弦被点A (4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (2)已知直线y=-x+1与椭圆22221(0)x y a b a b+=>>相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线L :x -2y=0上,则此椭圆的焦距与实轴之比为_______(3)试确定m 的取值范围,使得椭圆13422=+y x 上有不同的两点关于直线m x y +=4对称.特别提醒:因为0∆>是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0∆>!12.你了解下列结论吗?(1)双曲线12222=-b y a x 的渐近线方程为02222=-by a x ; (2)以x a b y ±=为渐近线(即与双曲线12222=-by a x 共渐近线)的双曲线方程为λλ(2222=-b y a x 为参数,λ≠0).如与双曲线116922=-y x 有共同的渐近线,且过点)32,3(-的双曲线方程为_______(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为221mx ny +=;(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为22b a ,焦准距(焦点到相应准线的距离)为2b c,抛物线的通径为2p ,焦准距为p ;(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;(6)若抛物线22(0)y px p =>的焦点弦为AB ,1122(,),(,)A x y B x y ,则①12||AB x x p =++;②221212,4p x x y y p ==- (7)若OA 、OB 是过抛物线22(0)y px p =>顶点O 的两条互相垂直的弦,则直线AB 恒经过定点(2,0)p . 13.动点轨迹方程:(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围; (2)求轨迹方程的常用方法:①直接法:直接利用条件建立,x y 之间的关系(,)0F x y =;如已知动点P 到定点F(1,0)和直线3=x 的距离之和等于4,求P 的轨迹方程.②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数.如线段AB 过x 轴正半轴上一点M (m ,0))0(>m ,端点A 、B 到x 轴距离之积为2m ,以x 轴为对称轴,过A 、O 、B 三点作抛物线,则此抛物线方程为③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程; 如(1)由动点P 向圆221x y +=作两条切线PA 、PB ,切点分别为A 、B ,∠APB=600,则动点P 的轨迹方程为(2)点M 与点F(4,0)的距离比它到直线05=+x l :的距离小于1,则点M 的轨迹方程是_______(3) 一动圆与两圆⊙M :122=+y x 和⊙N :012822=+-+x y x 都外切,则动圆圆心的轨迹为④代入转移法:动点(,)P x y 依赖于另一动点00(,)Q x y 的变化而变化,并且00(,)Q x y 又在某已知曲线上,则可先用,x y 的代数式表示00,x y ,再将00,x y 代入已知曲线得要求的轨迹方程;如动点P 是抛物线122+=x y 上任一点,定点为)1,0(-A ,点M 分−→−PA 所成的比为2,则M 的轨迹方程为__________⑤参数法:当动点(,)P x y 坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将,x y 均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程).如(1)AB 是圆O 的直径,且|AB|=2a ,M 为圆上一动点,作MN ⊥AB ,垂足为N ,在OM 上取点P ,使||||OP MN =,求点P 的轨迹.(2)若点),(11y x P 在圆122=+y x 上运动,则点),(1111y x y x Q +的轨迹方程是____(3)过抛物线y x 42=的焦点F 作直线l 交抛物线于A 、B 两点,则弦AB 的中点M 的轨迹方程是________ 注意:①如果问题中涉及到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化.如已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点分别是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),Q 是椭圆外的动点,满足.2||1a Q F =点P 是线段F 1Q 与该椭圆的交点,点T 在线段F 2Q 上,并且满足.0||,022≠=⋅TF TF(1)设x 为点P 的横坐标,证明x aca F +=||1; (2) 求点T 的轨迹C 的方程;(3)试问:在点T 的轨迹C 上,是否存在点M ,使△F 1MF 2的面积S=.2b 若存在,求∠F 1MF 2的正切值;若不存在,请说明理由.②曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.③在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于“平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份――对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等.④如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点”,那么可选择应用“斜率或向量”为桥梁转化. 14、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容:(1) 给出直线的方向向量()k u ,1= 或()n m u ,=;(2)给出+与AB 相交,等于已知+过AB 的中点;(3)给出0=+,等于已知P 是MN 的中点;(4)给出()+=+λ,等于已知Q P ,与AB 的中点三点共线;(5) 给出以下情形之一:①//;②存在实数,AB AC λλ=使;③若存在实数,,1,OC OA OB αβαβαβ+==+且使,等于已知C B A ,,三点共线.(6) 给出λλ++=1OP ,等于已知P 是AB 的定比分点,λ为定比,即PB AP λ=(7) 给出0=⋅,等于已知MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,给出0<=⋅m ,等于已知AMB ∠是钝角, 给出0>=⋅m ,等于已知AMB ∠是锐角,(8)给出MP =⎪⎫ ⎛+λ,等于已知MP 是AMB ∠的平分线/(9)在平行四边形ABCD 中,给出0)()(=-⋅+AD AB AD AB ,等于已知ABCD 是菱形;(10) 在平行四边形ABCD 中,给出||||AB AD AB AD +=-,等于已知ABCD 是矩形;(11)在ABC ∆中,给出222==,等于已知O 是ABC ∆的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点); (12) 在ABC ∆中,给出0=++OC OB OA ,等于已知O 是ABC ∆的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点); (13)在ABC ∆中,给出⋅=⋅=⋅,等于已知O 是ABC ∆的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);(14)在ABC ∆中,给出+=()||||AB ACAB AC λ+)(+∈R λ等于已知通过ABC ∆的内心; (15)在ABC ∆中,给出0=⋅+⋅+⋅c b a 等于已知O 是ABC ∆的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);(16) 在ABC ∆中,给出()12AD AB AC =+,等于已知AD 是ABC ∆中BC 边的中线;高考数学必胜秘诀在哪?――概念、方法、题型、易误点及应试技巧总结§圆锥曲线1.圆锥曲线的定义:定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视.若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在.若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支.如(1)已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是 A .421=+PF PF B .621=+PF PF C .1021=+PF PF D .122221=+PF PF(答:C );(2)方程8表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+by a x (0a b >>)⇔{cos sin x a y b ϕϕ==(参数方程,其中ϕ为参数),焦点在y 轴上时2222bx a y +=1(0a b >>).方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B ,C 同号,A ≠B ).如(1)已知方程12322=-++ky k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____(答:11(3,)(,2)22---);(2)若R y x ∈,,且62322=+y x ,则y x +的最大值是____,22y x +的最小值是___2)(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:2222bx a y -=1(0,0a b >>).方程22Ax By C +=表示双曲线的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B 异号). 如(1)双曲线的离心率等于25,且与椭圆14922=+y x 有公共焦点,则该双曲线的方程_______(答:2214x y -=); (2)设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的方程为_______(答:226x y -=)(3)抛物线:开口向右时22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->.3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): (3) 椭圆:由x 2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上.如已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是__(答:)23,1()1,( --∞) (2)双曲线:由x 2,y 2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;(3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向. 特别提醒:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F 1,F 2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,a b ,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a 最大,222abc =+,在双曲线中,c 最大,222c a b =+.4.圆锥曲线的几何性质:(1)椭圆(以12222=+by a x (0a b >>)为例):①范围:,a x a b y b -≤≤-≤≤;②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),四个顶点(,0),(0,)a b ±±,其中长轴长为2a ,短轴长为2b ;如(1)若椭圆1522=+m y x 的离心率510=e ,则m 的值是__(答:3或325); (2)以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1时,则椭圆长轴的最小值为__(答:22)(2)双曲线(以22221x y a b -=(0,0a b >>)为例):①范围:x a ≤-或,x a y R ≥∈;②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),两个顶点(,0)a ±,其中实轴长为2a ,虚轴长为2b ,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为22,0x y k k -=≠;④两条渐近线:by x a=±.如(1)双曲线的渐近线方程是023=±y x ,则该双曲线的离心率等于______(答:2或3);(2)双曲线221ax by -=:a b =(答:4或14); (3)设双曲线12222=-b y a x (a>0,b>0)中,离心率e ∈[2,2],则两条渐近线夹角θ的取值范围是________(答:[,]32ππ);(3)抛物线(以22(0)y px p =>为例):①范围:0,x y R ≥∈;②焦点:一个焦点(,0)2p,其中p的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴0y =,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线2px =-;如设R a a ∈≠,0,则抛物线24ax y =的焦点坐标为________(答:)161,0(a); 5、点00(,)P x y 和椭圆12222=+by a x (0a b >>)的关系:(3) 点00(,)P x y 在椭圆外⇔2200221x y a b +>;(2)点00(,)P x y 在椭圆上⇔220220by a x +=1;(3)点00(,)P x y 在椭圆内⇔2200221x y a b +<6.直线与圆锥曲线的位置关系:(1)相交:0∆>⇔直线与椭圆相交; 0∆>⇒直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有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0∆>是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0∆>⇒直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有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0∆>也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件.如(1)若直线y=kx+2与双曲线x 2-y 2=6的右支有两个不同的交点,则k 的取值范围是_______(答:(-315,-1)); (2)直线y ―kx ―1=0与椭圆2215x y m+=恒有公共点,则m 的取值范围是_______(答:[1,5]∪(5,+∞));(3)过双曲线12122=-y x 的右焦点直线交双曲线于A 、B 两点,若│AB ︱=4,则这样的直线有_____条(答:3);(2)相切:0∆=⇔直线与椭圆相切;0∆=⇔直线与双曲线相切;0∆=⇔直线与抛物线相切; (3)相离:0∆<⇔直线与椭圆相离;0∆<⇔直线与双曲线相离;0∆<⇔直线与抛物线相离. 特别提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交.如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线2222by a x -=1外一点00(,)P x y 的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P 点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P 点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P 在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P 为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线.如(1)过点)4,2(作直线与抛物线x y 82=只有一个公共点,这样的直线有______(答:2);(2)过点(0,2)与双曲线116922=-y x 有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为______(答:4,3⎧⎪±±⎨⎪⎪⎩⎭); (3)过双曲线1222=-y x 的右焦点作直线l 交双曲线于A 、B 两点,若=AB 4,则满足条件的直线l有____条(答:3);(4)对于抛物线C :x y 42=,我们称满足0204x y <的点),(00y x M 在抛物线的内部,若点),(00y x M 在抛物线的内部,则直线l :)(200x x y y +=与抛物线C 的位置关系是_______(答:相离);(5)过抛物线x y 42=的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则=+qp 11_______(答:1); (6)设双曲线191622=-y x 的右焦点为F ,右准线为l ,设某直线m 交其左支、右支和右准线分别于R Q P ,,,则PFR ∠和QFR ∠的大小关系为___________(填大于、小于或等于) (答:等于);(7)求椭圆284722=+y x 上的点到直线01623=--y x); (8)直线1+=ax y 与双曲线1322=-y x 交于A 、B 两点.①当a 为何值时,A 、B 分别在双曲线的两支上?②当a 为何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答:①(;②1a =±);7、焦半径(圆锥曲线上的点P 到焦点F 的距离)如(1)已知抛物线方程为x y 82=,若抛物线上一点到y 轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于____;(2)若该抛物线上的点M 到焦点的距离是4,则点M 的坐标为_____(答:7,(2,4)±);(3)点P 在椭圆192522=+y x 上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P 的横坐标为_______(答:2512);(4)抛物线x y 22=上的两点A 、B 到焦点的距离和是5,则线段AB 的中点到y 轴的距离为______(答:2);8、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解.设椭圆或双曲线上的一点00(,)P x y 到两焦点12,F F 的距离分别为12,r r ,焦点12F PF ∆的面积为S ,则在椭圆12222=+by a x 中, ①θ=)12arccos(212-r r b ,且当12r r =即P 为短轴端点时,θ最大为θmax =222arccosa cb -;②20tan ||2S b c y θ==,当0||y b =即P 为短轴端点时,max S 的最大值为bc ;对于双曲线22221x y a b-=的焦点三角形有:①⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=21221arccos rr b θ;②2cot sin 21221θθb r r S ==. 如(1)短轴长为5,焦距与长轴之比为32=e 的椭圆的两焦点为1F 、2F ,过1F 作直线交椭圆于A 、B 两点,则2ABF ∆的周长为________(答:6);(2)设P 是等轴双曲线)0(222>=-a a y x 右支上一点,F 1、F 2是左右焦点,若0212=⋅F F PF ,|PF 1|=6,则该双曲线的方程为 (答:224x y -=);(3)椭圆22194x y +=的焦点为F 1、F 2,点P 为椭圆上的动点,当PF 2→ ·PF 1→<0时,点P 的横坐标的取值范围是(答:(); (4)双曲线的虚轴长为4,焦距与实轴之比为26,F 1、F 2是它的左右焦点,若过F 1的直线与双曲线的左支交于A 、B 两点,且AB 是2AF 与2BF 等差中项,则AB =__________(答:;(5)已知双曲线的焦距与实轴之比为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且6021=∠PF F ,31221=∆F PF S .求该双曲线的标准方程(答:221412x y -=); 9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质: (1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB 为焦点弦, M 为准线与x 轴的交点,则∠AMF =∠BMF ;(3)设AB 为焦点弦,A 、B 在准线上的射影分别为A 1,B 1,若P 为A 1B 1的中点,则PA ⊥PB ; (4)若AO 的延长线交准线于C ,则BC 平行于x 轴,反之,若过B 点平行于x 轴的直线交准线于C 点,则A ,O ,C 三点共线.10、弦长公式:若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB12x -,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =21211y y k-+,若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB12y y -.特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解.如(1)过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=6,那么|AB|等于_______(答:8); (2)过抛物线x y 22=焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,已知|AB|=10,O 为坐标原点,则ΔABC 重心的横坐标为_______(答:3);11、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解.在椭圆12222=+by a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;在双曲线22221x ya b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0202y a x b ;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0p y . 如(1)如果椭圆221369x y +=弦被点A (4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (答:280x y +-=);(2)已知直线y=-x+1与椭圆22221(0)x y a b a b+=>>相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线L :x -2y=0上,则此椭圆的焦距与实轴之比为_______(答:2);(3)试确定m 的取值范围,使得椭圆13422=+y x 上有不同的两点关于直线m x y +=4对称(答:1313⎛- ⎝⎭); 特别提醒:因为0∆>是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0∆>!12.你了解下列结论吗?(1)双曲线12222=-b y a x 的渐近线方程为02222=-by a x ; (2)以x a b y ±=为渐近线(即与双曲线12222=-b y a x 共渐近线)的双曲线方程为λλ(2222=-b y a x 为参数,λ≠0).如与双曲线116922=-y x 有共同的渐近线,且过点)32,3(-的双曲线方程为_______(答:224194x y -=) (3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为221mx ny +=;(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为22b a ,焦准距(焦点到相应准线的距离)为2b c,抛物线的通径为2p ,焦准距为p ;(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;(6)若抛物线22(0)y px p =>的焦点弦为AB ,1122(,),(,)A x y B x y ,则①12||AB x x p =++;②221212,4p x x y y p ==- (7)若OA 、OB 是过抛物线22(0)y px p =>顶点O 的两条互相垂直的弦,则直线AB 恒经过定点(2,0)p 13.动点轨迹方程:(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围; (2)求轨迹方程的常用方法:①直接法:直接利用条件建立,x y 之间的关系(,)0F x y =;如已知动点P 到定点F(1,0)和直线3=x 的距离之和等于4,求P 的轨迹方程.(答:212(4)(34)y x x =--≤≤或24(03)y x x =≤<);②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数.如线段AB 过x 轴正半轴上一点M (m ,0))0(>m ,端点A 、B 到x 轴距离之积为2m ,以x 轴为对称轴,过A 、O 、B 三点作抛物线,则此抛物线方程为 (答:22y x =);③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如(1)由动点P 向圆221x y +=作两条切线PA 、PB ,切点分别为A 、B ,∠APB=600,则动点P 的轨迹方程为(答:224x y +=);(2)点M 与点F(4,0)的距离比它到直线05=+x l :的距离小于1,则点M 的轨迹方程是_______ (答:216y x =);(3) 一动圆与两圆⊙M :122=+y x 和⊙N :012822=+-+x y x 都外切,则动圆圆心的轨迹为(答:双曲线的一支);。
高考圆锥曲线压轴题型总结直线与圆锥曲线相交,一般采取设而不求,利用韦达定理,在这里我将这个问题分成了三种类型,其中第一种类型的变式比较多。
而方程思想,函数思想在这里也用得多,两种思想可以提供简单的思路,简单的说就是只需考虑未知数个数和条件个数,。
使用韦达定理时需注意成立的条件。
题型4有关定点,定值问题。
将与之无关的参数提取出来,再对其系数进行处理。
(湖北卷)设A 、B 是椭圆λ=+223y x 上的两点,点N (1,3)是线段AB 的中点,线段AB 的垂直平分线与椭圆相交于C 、D 两点.(Ⅰ)确定λ的取值范围,并求直线AB 的方程;(Ⅱ)试判断是否存在这样的λ,使得A 、B 、C 、D 四点在同一个圆上?并说明理由.(I )解法1:依题意,可设直线AB 的方程为λ=++-=223,3)1(y x x k y 代入,整理得 .0)3()3(2)3(222=--+--+λk x k k x k ①设是方程则212211,),,(),,(x x y x B y x A ①的两个不同的根,0])3(3)3([422>--+=∆∴k k λ ②)3,1(.3)3(2221N k k k x x 由且+-=+是线段AB 的中点,得.3)3(,12221+=-∴=+k k k x x解得k=-1,代入②得,λ>12,即λ的取值范围是(12,+∞). 于是,直线AB 的方程为.04),1(3=-+--=-y x x y 即 解法2:设则有),,(),,(2211y x B y x A.0))(())((33,32121212122222121=+-++-⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=+y y y y x x x x y x y x λλ依题意,.)(3,212121y y x x k x x AB ++-=∴≠.04),1(3).,12(.12313,)3,1(.1,6,2,)3,1(222121=-+--=-+∞∴=+⨯>-==+=+∴y x x y AB N k y y x x AB N AB 即的方程为直线的取值范围是在椭圆内又由从而的中点是λλΘ(II )解法1:.02,13,=---=-∴y x x y CD AB CD 即的方程为直线垂直平分Θ代入椭圆方程,整理得.04442=-++λx x ③是方程则的中点为又设43004433,),,(),,(),,(x x y x M CD y x D y x C ③的两根,).23,21(,232,21)(21,10043043-=+=-=+=-=+∴M x y x x x x x 即且于是由弦长公式可得).3(2||)1(1||432-=-⋅-+=λx x k CD ④将直线AB 的方程代入椭圆方程得,04=-+y x.016842=-+-λx x ⑤同理可得.)12(2||1||212-=-⋅+=λx x k AB ⑥.||||.,)12(2)3(2,12CD AB <∴->->λλλ时当Θ假设在在λ>12,使得A 、B 、C 、D 四点共圆,则CD 必为圆的直径,点M 为圆心.点M 到直线AB 的距离为.2232|42321|2|4|00=-+-=-+=y x d ⑦ 于是,由④、⑥、⑦式和勾股定理可得.|2|2321229|2|||||22222CD AB d MB MA =-=-+=+==λλ故当12>λ时,A 、B 、C 、D 四点均在以M 为圆心,2||CD 为半径的圆上.(注:上述解法中最后一步可按如下解法获得:A 、B 、C 、D 共圆⇔△ACD 为直角三角形,A 为直角即|,|||||2DN CN AN ⋅=⇔ ).2||)(2||()2||(2d CD d CD AB -+= ⑧由⑥式知,⑧式左边=.212-λ由④和⑦知,⑧式右边=)2232)3(2)(2232)3(2(--+-λλ,2122923-=--=λλ∴⑧式成立,即A 、B 、C 、D 四点共圆解法2:由(II )解法1及12>λ.,13,-=-∴x y CD AB CD 方程为直线垂直平分Θ代入椭圆方程,整理得.04442=-++λx x ③将直线AB 的方程,04=-+y x 代入椭圆方程,整理得.016842=-+-λx x ⑤解③和⑤式可得.231,2122,4,321-±-=-±-λλx x不妨设)233,231(),233,231(),12213,12211(-+-+---------+λλλλλλD C A∴)21233,23123(---+-+-+=λλλλ)21233,23123(-------+=λλλλ计算可得0=⋅DA CA ,∴A 在以CD 为直径的圆上.又B 为A 关于CD 的对称点,∴A 、B 、C 、D 四点共圆.(注:也可用勾股定理证明AC ⊥AD )【点评】第一问可以作为直线与圆的知识点,第二问就作为函数思想算了,未知数一个嘛。
高考数学压轴题圆锥曲线解题技巧一、常规七大题型: (1)中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。
如:(1))0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有0220=+k b y a x 。
(2))0,0(12222>>=-b a by a x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB中点为M(x 0,y 0)则有0220=-k b y a x (3)y 2=2px (p>0)与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p.典型例题 给定双曲线x y 2221-=。
过A (2,1)的直线与双曲线交于两点P 1 及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。
(2)焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
典型例题 设P(x,y)为椭圆x a y b22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。
(1)求证离心率βαβαsin sin )sin(++=e ;(2)求|||PF PF 1323+的最值。
(3)直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。
典型例题抛物线方程,直线与轴的交点在抛物线准线的右边。
y p x p x y t x 210=+>+=()()(1)求证:直线与抛物线总有两个不同交点(2)设直线与抛物线的交点为A 、B ,且OA ⊥OB ,求p 关于t 的函数f(t)的表达式。
圆锥曲线的解题技巧一、常规七大题型:(1)中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。
如:(1))0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有02020=+k by a x 。
(2))0,0(12222>>=-b a by a x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0)则有02020=-k by a x (3)y 2=2px (p>0)与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p.典型例题 给定双曲线x y 2221-=。
过A (2,1)的直线与双曲线交于两点P 1 及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。
(2)焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
典型例题 设P(x,y)为椭圆x a y b 22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。
(1)求证离心率βαβαsin sin )sin(++=e ;(2)求|||PF PF 1323+的最值。
(3)直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。
典型例题抛物线方程,直线与轴的交点在抛物线准线的右边。
y p x p x y t x 210=+>+=()()(1)求证:直线与抛物线总有两个不同交点(2)设直线与抛物线的交点为A 、B ,且OA ⊥OB ,求p 关于t 的函数f(t)的表达式。
压轴题型11 圆锥曲线压轴解答题的处理策略命题预测解析几何是高考数学的重要考查内容,常作为试卷的拔高与区分度大的试题,其思维要求高,计算量大.令同学们畏惧.通过对近几年高考试题与模拟试题的研究,分析归纳出以下考点:(1)解析几何通性通法研究;(2)圆锥曲线中最值、定点、定值问题;(3)解析几何中的常见模型;解析几何的核心内容概括为八个字,就是“定义、方程、位置关系”.所有的解析几何试题都是围绕这八个字的内容与三大考向展开. 高频考法(1)直线交点的轨迹问题(2)向量搭桥进行翻译(3)弦长、面积范围与最值问题(4)斜率之和差商积问题(5)定点定值问题01 直线交点的轨迹问题交轨法解决.【典例1-1】(2024·陕西安康·模拟预测)已知双曲线22:13y C x −=的左、右顶点分别是12,A A ,直线l 与C 交于,M N 两点(不与2A 重合),设直线22,,A M A N l 的斜率分别为12,,k k k ,且()126k k k +=−.(1)判断直线l 是否过x 轴上的定点.若过,求出该定点;若不过,请说明理由.(2)若,M N 分别在第一和第四象限内,证明:直线1MA 与2NA 的交点P 在定直线上.【解析】(1)由题意可知12(1,0),(1,0),0A A k −≠,设直线l 的方程为1122,(,),(,)y kx m M x y N x y =+.2024届高考数学专项练习由2213y x y kx m ⎧−=⎪⎨⎪=+⎩消去y ,可得222(3)230k x kmx m −−−−=, 则23k ≠,2212(3)0m k ∆=+−>,即223k m <+,212122223,33km m x x x x k k ++==−−−. 因为()121212*********()()211()1kx m kx m kx x m k x x m k k k k k x x x x x x ⎛⎫⎡⎤+++−+−+=+= ⎪⎢⎥−−−++⎝⎭⎣⎦222222322()2336632133m kmk m k m k k k km kmm k k k ⎡⎤⎛⎫+−+−−⎢⎥ ⎪−−⎝⎭⎢⎥===−⎢⎥++−−+⎢⎥−−⎣⎦, 所以2m k =−,故直线l 的方程为(2)y k x =−,恒过点(2,0). (2)由题可知,直线1MA 的方程为11(1)1y y x x =++,直线2NA 的方程为22(1)1yy x x =−−,因为2121121212121212(1)(2)(1)2211(1)(2)(1)22y x x x x x x x x x y x x x x x x x +−+−+−+===−−−−−−+ 1212112121()322()2x x x x x x x x x x ++−−=−+++21221269333233k x k k x k −−−−==−++− 所以12x =,故点P 在定直线12x =上.【典例1-2】(2024·江苏苏州·模拟预测)已知点(1,0)A ,(0,1)B ,(1,1)C 和动点(,)P x y 满足2y 是PA PB ⋅,PA PC⋅的等差中项.(1)求P 点的轨迹方程;(2)设P 点的轨迹为曲线1C 按向量31,416a ⎛⎫=− ⎪⎝⎭平移后得到曲线2C ,曲线2C 上不同的两点M ,N 的连线交y 轴于点(0,)Q b ,如果MON ∠(O 为坐标原点)为锐角,求实数b 的取值范围;(3)在(2)的条件下,如果2b =时,曲线2C 在点M 和N 处的切线的交点为R ,求证:R 在一条定直线上. 【解析】(1)由题意可得(1,)PA x y =−−,(,1)PB x y =−−,(1,1)PC x y =−−, 则22(1)()()(1)PA PB x x y y x y x y ⋅=−⋅−+−⋅−=+−−,22(1)(1)()(1)21PA PC x x y y x y x y ⋅=−⋅−+−⋅−=+−−+, 又2y 是PA PB ⋅,PA PC ⋅的等差中项,()()22222212x y x y x y x y y ∴+−−++−−+=,整理得点(,)P x y 的轨迹方程为23122y x x =−+.(2)由(1)知2131:22C y x x =−+,又31,416a ⎛⎫=− ⎪⎝⎭,∴平移公式为34116x x y y ⎧=−⎪⎪⎨⎪=+'⎩'⎪即34116x x y y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=−'⎩'⎪,代入曲线1C 的方程得到曲线2C 的方程为:213331164242y x x ''⎛⎫⎛⎫−=+−++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭',即2yx .曲线2C 的方程为2yx .如图由题意可设M ,N 所在的直线方程为y kx b =+,由2y x y kx b⎧=⎨=+⎩消去y 得20x kx b −−=,令()11,M x y ,()()2212,N x y x x ≠,则1212x x kx x b+=⎧⎨=−⎩, ()()21111,,OM x y x x ∴==,()()22222,,ON x y x x ==,又MON ∠为锐角,cos 0||||OM ONMON OM ON ⋅∴∠=>⋅,即2212120||||x x x x OM ON +>⋅, 2212120x x x x ∴+>,又12x x b =−,2()0b b ∴−+−>,得0b <或1b >.(3)当2b =时,由(2)可得12122x x k x x b +=⎧⎨=−=−⎩,对2yx 求导可得2y x '=,∴抛物线2C 在点,()211,M x x ∴=,()222,N x x 处的切线的斜率分别为12M k x =,22N k x =,∴在点M ,N 处的切线方程分别为()2111:2M l y x x x x −=−,()2222:2N l y x x x x −=−, 由()()()211112222222y x x x x x x y x x x x ⎧−=−⎪≠⎨−=−⎪⎩,解得交点R 的坐标(,)x y . 满足12122x x x y x x +⎧=⎪⎨⎪=⋅⎩即22k x y ⎧=⎪⎨⎪=−⎩,R ∴点在定直线=2y −上. 【变式1-1】(2024·高三·全国·专题练习)已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)过点2,3P,且离2. (1)求椭圆C 的方程;(2)记椭圆C 的上下顶点分别为,A B ,过点()0,4斜率为k 的直线与椭圆C 交于,M N 两点,证明:直线BM 与AN 的交点G 在定直线上,并求出该定直线的方程.【解析】(1)由椭圆过点2,3P,且离心率为22,所以2222223122a b c e a a b c ⎧+=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得2284a b ⎧=⎨=⎩,故所求的椭圆方程为22184x y +=.(2)由题意得()0,2A ,()0,2B −,直线MN 的方程4y kx =+,设()()1122,,,M x y N x y ,联立224184y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()221216240k x kx +++=,由()22Δ25696120k k =−+>,即232k >,所以1221612kx x k −+=+,1222412x x k =+. 由求根公式可知,不妨设218246k k x −−−,228246k k x −+−= 直线AN 的方程为2222y y x x −−=,直线BM 的方程为1122y y x x ++=, 联立22112222y y x x y y xx −⎧−=⎪⎪⎨+⎪+=⎪⎩,得()()()()2121121121212222222266y x kx x kx x x y y y x kx x kx x x −++−===++++, 代入12,x x ,得222222241644628446112122324481246241246k k k y k k k k y k k k k k −−−−−−++===−+−+−−+−+, 解得1y =,即直线BM 与AN 的交点G 在定直线1y =上.【变式1-2】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线C 的中心为坐标原点O ,C 的一个焦点坐标为()10,3F ,离3 (1)求C 的方程;(2)设C 的上、下顶点分别为1A ,2A ,若直线l 交C 于()11,M x y ,()22,N x y ,且点N 在第一象限,120y y >,直线1A M 与直线2A N 的交点P 在直线35y =上,证明:直线MN 过定点. 【解析】(1)由题意得3c =,3ca3a =2226b c a =−=, 故C 的方程为22136y x −=;(2)证明:由已知条件得直线MN 的斜率存在,设直线MN :y kx t =+,联立2226y kx t y x =+⎧⎨−=⎩,消去y 整理得,()222214260k x ktx t −++−=, 由题设条件得2210k −≠,()()2222Δ16421260k t k t =−−−>,则122412kt x x k +=−,21222621t x x k −=−.由(1)得(13A ,(20,3A −, 则直线1A M :1133y y −,直线2A N :2233y y x +=, 11223333y y y y −−=++ 因为直线1A M 与直线2A N 的交点P 在直线35y =上,所以112233353335y y −=++因为2222136y x−=2222222233312y y y x −+−==,即()2222323y y x +=−所以(11211212122233323333523335y y y y y x x y −−−===+.又((()(221212123333y y k x x k t x x t =+++,(((2222222326433212121t t ktk k t t k k k −−=⨯−+=−−−,所以33353335t t −=+,解得5t =,所以直线MN 过定点()0,5.02 向量搭桥进行翻译将向量转化为韦达定理形式求解.【典例2-1】(2024·上海普陀·二模)设椭圆222:1(1)x y a a Γ+=>,Γ2倍,直线l 交Γ于A 、B 两点,C 是Γ上异于A 、B 的一点,O 是坐标原点. (1)求椭圆Γ的方程;(2)若直线l 过Γ的右焦点F ,且CO OB =,0CF AB ⋅=,求CBFS的值;(3)设直线l 的方程为(,R)y kx m k m =+∈,且OA OB CO +=,求||AB 的取值范围. 【解析】(1)由Γ24倍,得212a −22(1)a a −=, 又1a >,则2a =故椭圆Γ的方程为2212x y +=.(2)设Γ的左焦点为1F ,连接1CF , 因为CO OB =,所以点B 、C 关于点O 对称, 又0CF AB ⋅=,则CF AB ⊥, 由椭圆Γ的对称性可得,1CF CF ⊥,且三角形1OCF 与三角形OBF 全等,则1112CBFCF FSSCF CF ==⋅,又122211224CF CF CF CF F F ⎧+=⎪⎨+==⎪⎩,化简整理得, 12CF CF ⋅=,则1CBFS=.(3)设11(,)A x y ,11(,)B x y ,00(,)C x y ,又 OA OB CO +=,则012()x x x =−+,012()y y y =−+, 由2212x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得,222(12)4220k x mkx m +++−=, 222222168(12)(1)8(21)m k k m k m ∆=−+−=−+,由韦达定理得,122412mk x x k −+=+,21222212m x x k −=+,又121222()212my y k x x m k +=++=+,则02412mkx k =+,02212m y k −=+, 因为点C 在椭圆Γ上,所以222242()2()21212mk m k k −+=++, 化简整理得,22412m k =+,此时,22222218(21)8(21)6(21)04k k m k k +∆=−+=+−=+>,则2222212121()()(1)()AB x x y y k x x =−+−=+−222224221()4()1212mk m k k k−−+−++ 226(21)1k k ++226612k k ++ 令212t k =+,即1t ≥,则(]2266333=33,612k t k t t ++=+∈+, 则AB 的取值范围是3,6.【典例2-2】(2024·贵州安顺·一模)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b−=>>的一条渐近线方程为3y x =,右焦点F 3 (1)求双曲线C 的标准方程;(2)过点F 的直线l 与双曲线C 交于,M N 两点,()1,0A −.求AM AN ⋅的值.【解析】(1)由双曲线2222:1x y C a b −=的渐近线方程为3y =,可得3b a =又由焦点(c,0)F 32233(3)1c d ==+2c =,又因为222c a b =+,可得1,3a b =2213y x −=.(2)由(1)知2c =,可得(2,0)F ,当直线l 的斜率不存在时,即:2l x =,将2x =代入2213y x −=,可得13y =或23y =−,不妨设(2,3),(2,3)M N −,又由(1,0)A −,可得(3,3),(3,3)AM AN ==−, 所以333(3)0AM AN ⋅=⨯+⨯−=; 当直线l 的斜率存在时,即:(2)l y k x =−,联立方程组22(2)13y k x y x =−⎧⎪⎨−=⎪⎩,整理得2222(3)4430k x k x k −+−−=,设1122(,),(,)M x y N x y ,则2222(4)4(3)(43)0k k k ∆=+−+>,且22121222443,33k k x x x x k k ++==−−, 则222212121212(2)(2)2()4y y k x x k x x k x x k =−−=−++,且1122(1,),(1,)AM x y AN x y =+=+,则1212121212(1)(1)()1AM AN x x y y x x x x y y ⋅=+++=++++ 22212121212()12()4x x x x k x x k x x k =++++−++2221212(12)(1)()41k x x k x x k =−+++++=2222222434(12)(1)4133k k k k k k k +=−⋅++⋅++−−242244222484343412303k k k k k k k k k −+++++−+−==−,综上可得:0AM AN ⋅=.【变式2-1】(2024·全国·模拟预测)如图,已知抛物线()2:20E y px p =>,其焦点为F ,其准线与x 轴交于点C ,以FC 为直径的圆交抛物线于点B ,连接BF 并延长交抛物线于点A ,且4AF BF −=.(1)求E 的方程.(2)过点F 作x 轴的垂线与抛物线E 在第一象限交于点P ,若抛物线E 上存在点M ,N ,使得0MP NP ⋅=.求证:直线MN 过定点.【解析】(1)根据抛物线的性质可知CF p =.设直线AB 的倾斜角为θ,则在Rt CBF △中,cos BF p θ=. 由抛物线的定义知cos AF AF p θ=+,cos BF p BF θ=−, 所以1cos p AF θ=−,cos 1cos pBF p θθ==+,所以2sin cos θθ=. 所以222sin cos p p AB AF BF θθ=+==. 由24AF BF AB BF −=−=,得221cos 2cos 224cos cos p p p p θθθθ−−=⋅==,解得2p =. 所以E 的方程为24y x =.(2)由(1)知()1,2P .设直线MN 的方程为x my n =+,()11,M x y ,()22,N x y .联立抛物线方程,得2,4.x my n y x =+⎧⎨=⎩代入并整理,得2440y my n −−=.则124y y m +=,124y y n =−,且216160m n ∆=+>. 由0MP NP ⋅=,得()()11221,21,20x y x y −−⋅−−=,则()()()()()()()()12121212112211220x x y y my n my n y y ⎡⎤⎡⎤−−+−−=−+−++−−=⎣⎦⎣⎦,得()()()22121212250m y y mn m y y n n ++−−++−+=,所以()()()221424250m n mn m m n n +⨯−+−−⨯+−+=.整理得()()22341n m −=+.当()321n m −=−+,即21n m =−+时,直线MN 的方程为()21x m y =−+,则直线MN 恒过定点()1,2P ,不符合题意.当()321n m −=+,即25n m =+时,直线MN 的方程为()25x m y =++,则直线MN 恒过定点()5,2−.【变式2-2】(2024·山东聊城·二模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的短轴长为26. (1)求C 的方程;(2)直线:(0,0)l y kx m k m =+>>与C 交于,M N 两点,与y 轴交于点A ,与x 轴交于点B ,且,AM BM AN BN λμ==. (ⅰ)当12μλ==时,求k 的值;(ⅱ)当3λμ+=时,求点(0,3到l 的距离的最大值.【解析】(1)由题意得222226b c a b a a =⎧⎪⎨−==⎪⎩13b a =⎧⎪⎨=⎪⎩ 所以C 的方程为2213x y +=.(2)(ⅰ)由题意得()0,,,0m A m B k ⎛⎫− ⎪⎝⎭,由12AM BM =,得2OM OA OB =−,即,2m M m k ⎛⎫⎪⎝⎭,由2AN BN =,得2ON OB OA =−,即2,m N m k ⎛⎫−− ⎪⎝⎭, 将,M N 的坐标分别代入C 的方程,得222413m m k +=和222413m m k+=,解得213k =,又0k >,所以3k =(ⅱ)由22,13y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y ,得()222316330k x kmx m +++−=, 其中()()()222222Δ361231112310k m k m k m =−+−=−+>,设()()1122,,,M x y N x y ,则2121222633,3131km m x x x x k k −−+==++,由(),,0,,,0m AM BM AN BN A m B k λμ⎛⎫==− ⎪⎝⎭,得1122,m m x x x x k k λμ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以121212112x x m m m m m k x x x x k k k k λμ⎛⎫ ⎪+=+=−+ ⎪ ⎪++++⎝⎭, 由3λμ+=,得()221212230k x x mk x x m +++=,即222222223312303131m k k m k m k k −−++=++, 所以222222223312930m k k m k m k m −−++=, 因此22k m =,又0,0k m >>,所以k m =. 所以l 的方程为()1y k x =+,即l 过定点()1,0−,所以点(0,3−到l 的最大距离为点(0,3−与点()1,0−的距离21(3)2d =+=, 即点(0,3−到l 的距离的最大值为2.03 弦长、面积范围与最值问题1、建立目标函数,使用函数的最值或取值范围求参数范围.2、建立目标函数,使用基本不等式求最值.【典例3-1】(2024·浙江台州·二模)已知椭圆C :229881x y +=,直线l :=1x −交椭圆于M ,N 两点,T 为椭圆的右顶点,TMN △的内切圆为圆Q . (1)求椭圆C 的焦点坐标; (2)求圆Q 的方程;(3)设点()1,3P ,过P 作圆Q 的两条切线分别交椭圆C 于点A ,B ,求PAB 的周长.【解析】(1)椭圆的标准方程为2218198x y +=,因为819988−=,所以焦点坐标为320,⎛ ⎝⎭. (2)将=1x −代入椭圆方程229881x y +=得3=±y ,由对称性不妨设()1,3M −,()1,3N −−, 直线MT 的方程为()3313y x =−−−,即3490x y +−=, 设圆Q 方程为()222x t y r −+=,由于内切圆Q 在TMN △的内部,所以1t >−, 则Q 到直线MN 和直线MT 的距离相等,即223409134t t r +⨯−+==+,解得12t =,32r =,所以圆Q 方程为221924x y ⎛⎫−+= ⎪⎝⎭.(3)显然直线PA 和直线PB 的斜率均存在, 设过P 作圆Q 的切线方程为()13y k x =−+,其中k 有两个不同的取值1k 和2k 分别为直线PA 和PB 的斜率.由圆Q 21132321k k ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭=+,化简得:2812270k k +−=,则121232278k k k k ⎧+=−⎪⎪⎨⎪=−⎪⎩,由()122139881y k x x y ⎧=−+⎨+=⎩得()()222111119816384890k x k k x k k ++−+−−=, 可得21121848989A P A k k x x x k −−==+,所以()221111112211848924182713138989A A k k k k y k x k k k ⎛⎫−−−−+=−+=−+= ⎪++⎝⎭()()()111113271218271833271291232k k k k k −−−+−===−−+−.同理22222848989B k k x k −−=+,32B y =−,所以直线AB 的方程为32y =−, 所以AB 与圆Q 相切,将32y =−代入229881x y +=得7x =所以7AB =P 到直线AB 的距离为92,设PAB 的周长为m ,则PAB 的面积1319272222ABC S m =⨯=⨯△, 解得67m =.所以PAB 的周长为67.【典例3-2】(2024·高三·浙江金华·阶段练习)设抛物线()2:20C y px p =>,直线=1x −是抛物线C 的准线,且与x 轴交于点B ,过点B 的直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,()1,A n 是不在直线l 上的一点,直线AM ,AN 分别与准线交于P ,Q 两点. (1)求抛物线C 的方程; (2)证明:BP BQ =:(3)记AMN △,APQ △的面积分别为1S ,2S ,若122S S =,求直线l 的方程. 【解析】(1)因为=1x −为抛物线的准线,所以12p=,即24p =, 故抛物线C 的方程为24y x = (2)如图,设l :1x ty =−,()()1122,,,M x y N x y , 联立24y x =,消去x 得2440y ty −+=,则()2Δ1610t =−>,且121244y y t y y +=⎧⎨=⎩,又AM :()1111y ny n x x −−=−−,令=1x −得()1121,1y n P n x ⎛⎫−−− ⎪−⎝⎭, 同理可得()2221,1y n Q n x ⎛⎫−−− ⎪−⎝⎭,所以()()()()12121212222221122P Q y n y n y n y n y y n n n x x ty ty ⎡⎤−−−−+=−+−=−+⎢⎥−−−−⎣⎦()()()()()()1221122222222y n ty y n ty n ty ty −−+−−=−−⋅−,()()()212122212124248882202444ty y nt y y nn nt n n t y y t y y t −−++−=−=−=−++−,故BP BQ =.(3)由(2)可得:()()1222122222221nt y n y n S PQ ty ty t −−−==−=−−−22212211141212221nt S MN d t t t nt t −==++=−−+,由122S S =,得:212t −=,解得3t = 所以直线l 的方程为310x +=.【变式3-1】(2024·上海闵行·二模)如图,已知椭圆221:14x C y +=和抛物线()22:20C x py p =>,2C 的焦点F 是1C 的上顶点,过F 的直线交2C 于M 、N 两点,连接NO 、MO 并延长之,分别交1C 于A 、B 两点,连接AB ,设OMN 、OAB 的面积分别为OMN S △、OABS.(1)求p 的值; (2)求OM ON ⋅的值; (3)求OMNOABS S 的取值范围. 【解析】(1)椭圆221:14x C y +=的上顶点坐标为()0,1,则抛物线2C 的焦点为()0,1F ,故2p =.(2)若直线MN 与y 轴重合,则该直线与抛物线2C 只有一个公共点,不符合题意, 所以直线MN 的斜率存在,设直线MN 的方程为1y kx =+,点()11,M x y 、()22,N x y ,联立214y kx x y=+⎧⎨=⎩可得2440x kx −−=,216160k ∆=+>恒成立,则124x x =−,221212121241344x x OM ON x x y y x x ⋅=+=+=−+=−.(3)设直线NO 、MO 的斜率分别为1k 、2k ,其中10k >,20k <,联立12244y k x x y =⎧⎨+=⎩可得()221414k x +=,解得2141x k =+ 点A 在第三象限,则2141A x k =+点B 在第四象限,同理可得2241B x k =+,且121212121164y y x x k k x x ===− 121222124141OMN OAB B AOM ONx x x x S S OB OA x x k k ⋅⋅⋅===⋅⋅++()()2221212114141424k k k k ++++2121124224k k ≥⋅+, 当且仅当112k =时,等号成立. OMNOABS S 的取值范围为[)2,+∞. 【变式3-2】(2024·辽宁·二模)已知点P 为双曲线22:14x E y −=上任意一点,过点P 的切线交双曲线E 的渐近线于,A B 两点. (1)证明:P 恰为AB 的中点;(2)过点P 分别作渐近线的平行线,与OA 、OB 分别交于M 、N 两点,判断PMON 的面积是否为定值,如果是,求出该定值;如果不是,请说明理由;【解析】(1)由切线不可能平行于x 轴,即切线的斜率不可能为0, 设切线方程为:l x ty m =+,联立方程组2214x ty m x y =+⎧⎪⎨−=⎪⎩,整理得222(4)240t y tmy m −−+=+, 所以()()222Δ24(4)40tm t m =−−−=,可得2240t m +−=,即224m t =−,所以22220m y tmy t −++=,即2()0my t −=,所以t y m =,则2t x m m=+,所以点2(,)t tP m m m+,又由双曲线22:14x E y −=的渐近线方程为12y x =±,联立方程组12y xx ty m⎧=⎪⎨⎪=+⎩,可得2,22m m x y t t ==−−,即2(,)22m m A t t −−, 联立方程组12y xx ty m⎧=−⎪⎨⎪=+⎩,可得2,22m m x y t t −==++,即2(,)22m m B t t −++,所以222222244422244m mm tm m tmm m t t t t m m+++−−+====−− 222224m mtm tm t t t t m m−+−+===−,所以AB 的中点坐标为4(,)t m m又因为2224t t m m m m m++==,所以4(,)t P m m ,所以点P 与AB 的中点重合.(2)由2(,)22m m A t t−−,2(,)22m mB t t −++, 可得2222225()()22(2)m m m OA t t t =+=−−−,2222225()()22(2)m m m OB t t t −=+=+++, 所以44422222425252525[(2)(2)](4)m m m OA OB t t t m ⋅====−+−,即5OA OB =, 又由22223322224m m m m m OA OB t t t t t−⋅=⨯+⨯==−+−+−,可得3cos 5OA OB AOB OA OB ⋅∠==, 所以24sin 1cos 5AOB AOB ∠=−∠=, 所以114sin 52225AOBSOA OB AOB =∠=⨯⨯=, 因为P 为AB 的中点,所以112122PMON AOBS S ==⨯=, 所以四边形PMON 的面积为定值1.04 斜率之和差商积问题1、已知00(,)P x y 是椭圆22221x y a b +=上的定点,直线l (不过P 点)与椭圆交于A ,B 两点,且0PA PBk k +=,则直线l 斜率为定值2020b x a y .2、已知00(,)P x y 是双曲线22221x y a b−=上的定点,直线l (不过P 点)与双曲线交于A ,B 两点,且0PA PBk k +=,直线l 斜率为定值2020b x a y −.3、已知00(,)P x y 是抛物线22y px =上的定点,直线l (不过P 点)与抛物线交于M ,N 两点,若0PA PB k k +=,则直线l 斜率为定值0p y −. 4、00(,)P x y 为椭圆222:x y a bΓ2+=1)0,0(a b >>上一定点,过点P 作斜率为1k ,2k 的两条直线分别与椭圆交于,M N 两点.(1)若12(0)k k λλ+=≠,则直线MN 过定点2000222(,)y b x x y aλλ−−−; (2)若2122()b k k a λλ⋅=≠,则直线MN 过定点2222002222(,)a b a b x y a b a b λλλλ++−−−.5、设00(,)P x y 是直角坐标平面内不同于原点的一定点,过P 作两条直线AB ,CD 交椭圆222:x y a b Γ2+=1)0,0(a b >>于A 、B 、C 、D ,直线AB ,CD 的斜率分别为1k ,2k ,弦AB ,CD 的中点记为M ,N .(1)若12(0)k k λλ+=≠,则直线MN 过定点2002(,)y b x x aλλ−−;(2)若2122()b k k a λλ⋅=≠,则直线MN 过定点22002222(,)a x b y a b a b λλλ−−.6、过抛物线22(0)y px p =>上任一点00(,)P x y 引两条弦PA ,PB ,直线PA ,PB 斜率存在,分别记为12,k k ,即12(0)k k λλ+=≠,则直线AB 经过定点00022(,)y px y λλ−−.【典例4-1】(2024·上海徐汇·二模)已知椭圆22:143x y C +=,12A A 、分别为椭圆C 的左、右顶点,12F F 、分别为左、右焦点,直线l 交椭圆C 于M N 、两点(l 不过点2A ).(1)若Q 为椭圆C 上(除12A A 、外)任意一点,求直线1QA 和2QA 的斜率之积; (2)若112NF F M =,求直线l 的方程;(3)若直线2MA 与直线2NA 的斜率分别是12k k 、,且1294k k =−,求证:直线l 过定点.【解析】(1)在椭圆 22:143x y C +=中,左、右顶点分别为12(2,0)(2,0)A A −、,设点()000,(2)Q x y x ≠±,则12202000220000314322444QA QA x y y y k k x x x x ⎛⎫− ⎪⎝⎭⋅=⋅===−+−−−. (2)设()()1122,,,M x y N x y ,由已知可得1(1,0)F −,122111(1,)(+1,)NF x y F M x y =−−−=,,由112NF F M =得2211(1,)2(+1,)−−−=x y x y ,化简得2121=322x x y y −−⎧⎨=−⎩代入2222143x y +=可得22114(32)(32)1−−−+=x y ,联立2211143x y +=解得117=435=x y ⎧−⎪⎪⎨⎪⎪⎩由112NF F M =得直线l 过点1(1,0)F −,73(,5)48−N , 所以,所求直线方程为5=1)y x ±+.(3)设()()3344,,,M x y N x y ,易知直线l 的斜率不为0,设其方程为x my t =+(2t ≠),联立22143x my t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,可得()2223463120m y mty t +++−=,由2222364(34)(312)0m t m t ∆=−+−>,得2234t m <+.由韦达定理,得234342263123434,−+=−=++mt t y y y y m m .1294k k =−,34349224∴⋅=−−−y y x x . 可化为()()343449220y y my t my t ++−+−=, 整理即得()()223434499(2)9(2)0my ym t y y t ++−++−=,()222223126499(2)9(2)03434t mt m m t t m m −⎛⎫∴+⨯+−−+−= ⎪++⎝⎭,由20t −≠,进一步得2222(49)(2)183(2)03434m t m tt m m ++−+−=++,化简可得16160t −=,解得1t =, 直线MN 的方程为1x my =+,恒过定点(1,0).【典例4-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右顶点分别为()(),,2,2A B C a b D a b −,直线AC 的斜率为12,直线AC 与椭圆E 交于另一点G ,且点G 到x 轴的距离为43. (1)求椭圆E 的方程.(2)若点P 是E 上与点,A B 不重合的任意一点,直线,PC PD 与x 轴分别交于点,M N . ①设直线,PM PN 的斜率分别为12,k k ,求2112k k k k −的取值范围. ②判断22||AM BN +是否为定值.若为定值,求出该定值;若不为定值,说明理由.【解析】(1)由题意知,(),0A a −.由直线AC 的斜率为12()2012b a −=,所以2a b =. 直线AC 的方程为()12y x a =+. 设(),G s t ,则0,0s t >>.由点G 到x 轴的距离为43,得43t =. 由点G 在直线AC 上,得()4132s a =+,所以83s a =−.由点G 在椭圆E 上,得2222843312a a a⎛⎫⎛⎫− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+=,解得2a =.所以2b =.所以椭圆E 的方程为22142x y+=.(2)①设()00,P x y (020y ≤<或002y < 由(1)知,()()2,2,2,2C D −, 则00120022,22PC PD y y k k k k x x −−====−+, 所以0021121200002211442222x x k k k k k k y y y y −+−−=−=−==−−−−. 由020y −<或002y <≤得02222y −<或02222y <−≤ 所以0442222y −<−或0424222y <≤+− 故2112k k k k −的取值范围是)(422,22,422⎡−⋃+⎣. ②由①知2200142x y +=,即2220004x y y +=−.设()()12,0,,0M x N x . 因为,,P C M 三点共线, 所以00120222y x x −−=−−,得0001002422222x y x x y y −+−=+=−−.因为,,P D N 三点共线,所以00220222y x x −−=++, 得0002002422222x x y x y y −−−−=−=−−.所以()()222222000012002222222222y x x y AM BN x x y y ⎛⎫⎛⎫−−−+=++−=++−= ⎪ ⎪−−⎝⎭⎝⎭()220002008816822x y y y y +++=−−()()()()()2000220000848221616882222y y y yy y y y y −+−++=++=−−−−()0000821681622y y y y −+++=−−.故22||AM BN +为定值16.【变式4-1】(2024·高三·上海闵行·期中)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b −=>>2()3,1−在双曲线C 上.过C 的左焦点F 作直线l 交C 的左支于A 、B 两点. (1)求双曲线C 的方程;(2)若()2,0M −,试问:是否存在直线l ,使得点M 在以AB 为直径的圆上?请说明理由.(3)点()4,2P −,直线AP 交直线2x =−于点Q .设直线QA 、QB 的斜率分别1k 、2k ,求证:12k k −为定值.【解析】(1)由双曲线2222y :1x C a b −=2,且()3,1M −在双曲线C 上,可得222229112a b c e a c a b ⎧−=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得228,8a b ==,∴双曲线的方程为22188x y −=.(2)双曲线C 的左焦点为()4,0F −,当直线l 的斜率为0时,此时直线为0y =,与双曲线C 左支只有一个交点,舍去; 当直线l 的斜率不为0时,设:4l x my =−,联立方程组2248x my x y =−⎧⎨−=⎩,消x 得()221880m y my −−+=,易得Δ0>, 设()()1122,,,A x y B x y ,则12122288,011m y y y y m m +==<−−,可得11m −<<, ∵()()11222,,2,MA x y MB x y =+=+,则()()()()211212122222MA MB x x y y my my y y ⋅=+++=−−+()()()22212122281161244411m mm y y m y y m m +=+−++=−+=−−−,即0MA MB ⋅≠,可得MA 与MB 不垂直,∴不存在直线l ,使得点M 在以AB 为直径的圆上. (3)由直线()1:24AP y k x −=+,得(12,22)Q k −+, ∴2121222222222y k y k k x my −−−−==+−,又11111224PAy y k k x my −−===+,∴()()()()12121121121212222222222y my my y k y y k k k my my my my −−−−−−−−−=−=−− ()2111112224222my y my mk y my my −−+++=−,∵1112y k my −=,∴1112k my y =−,且1212y y my y +=, ∴()()()1212121212122222m y y y y k k my my y y y −−−===−−+−,即12k k −为定值.【变式4-2】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b−=>>的左、右焦点分别为12,F F ,从下面3个条件中选出2个作为已知条件,并回答下面的问题:①点()32,1P −在双曲线C 上;②点Q 在双曲线C 上,1290QF F ∠=︒,且113QF =;③双曲线C 的一条渐近线与直线33y x =−垂直. (1)求双曲线C 的方程;(2)设,A B 分别为双曲线C 的左、右顶点,过点()0,1−的直线l 与双曲线C 交于,M N 两点,若AMBNk a k =−,求直线l 的斜率.【解析】(1)选①②,因为点()32,1P −在双曲线C 上,所以221811a b −=, 由题意可设()1(,0),,Q F c Q c y −−,因为点Q 在双曲线C 上,所以22221Q y ca b−=,所以2Q b y a =±,又113QF =,所以213b a =,联立222181113a b b a ⎧−=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以3,1a b ==(负值舍去),故双曲线C 的方程为2219x y −=;选①③, 由①,得221811a b −=,由③,得31ba−⨯=−, 联立22181131a b b a⎧−=⎪⎪⎨⎪−⨯=−⎪⎩,解得3,1a b ==(负值舍去),故双曲线C 的方程为2219x y −=,选②③,由题意可设()1(,0),,Q F c Q c y −−,因为点Q 在双曲线C 上,所以22221Q y ca b−=,所以2Q b y a =±,又113QF =,所以213b a =,又由③,得31ba−⨯=−,联立21331b a b a⎧=⎪⎪⎨⎪−⨯=−⎪⎩,解得3,1a b ==(负值舍去),故双曲线C 的方程为2219x y −=.(2)依题意可知()()3,0,3,0A B −,易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为1y kx =−,()()1122,,,M x y N x y ,联立22119y kx x y =−⎧⎪⎨−=⎪⎩,消去y 并整理,得()221918180k x kx −+−=, 由()()()222Δ(18)4191836290k k k =−−⨯−=−>,且2190k −≠,得229k <且219k ≠,所以1212221818,1919k x x x x k k +=−=−−−, 又221119x y −=,即221199x y −=,则1111339y x x y −=+, 所以()()11121122122233339933AMBNy x x x k x y y y k y y x x −−−+===−−()()()()()121212122121212393991191x x x x x x x x kx kx k x x k x x −++−++==−−⎡⎤−++⎣⎦2222222218183996119193911818911919kk k k k k k k k k −+⨯+−+−−===−−⎛⎫−++ ⎪−−⎝⎭, 整理得218310k k −−=,解得16k =−或13k =(舍去),故直线l 的斜率为16−.05 定点定值问题1、定值问题解析几何中定值问题的证明可运用函数的思想方法来解决.证明过程可总结为“变量—函数—定值”,具体操作程序如下:(1)变量----选择适当的量为变量.(2)函数----把要证明为定值的量表示成变量的函数. (3)定值----化简得到的函数解析式,消去变量得到定值. 2、求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明该定值与变量无关; (2)直接推理、计算,并在计算推理过程中消去变量,从而得到定值. 3、求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明; (2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;(3)求证直线过定点()00,x y ,常利用直线的点斜式方程()00y y k x x −=−或截距式y kx b =+来证明. 一般解题步骤:①斜截式设直线方程:y kx m =+,此时引入了两个参数,需要消掉一个.②找关系:找到k 和m 的关系:m =()f k ,等式带入消参,消掉m . ③参数无关找定点:找到和k 没有关系的点.【典例5-1】(2024·全国·模拟预测)已知离心率为23的椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为12,A A ,点P 为椭圆C 上的动点,且12A PA 面积的最大值为35():20l x my m =−≠与椭圆C 交于,A B 两点,点()1,0D −,直线,AD BD 分别交椭圆C 于,G H 两点,过点2A 作直线GH 的垂线,垂足为M . (1)求椭圆C 的方程.(2)记直线GH 的斜率为k ,证明:km 为定值.(3)试问:是否存在定点N ,使MN 为定值?若存在,求出定点N 的坐标;若不存在,说明理由. 【解析】(1)由题意,得22235,2,3,ab c a a b c ⎧=⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩解得2229,5,4.a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩所以椭圆C 的方程为22195x y +=. (2)证明:设()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y G x y H x y . 又()1,0D −,所以可设直线AD 的方程为1111x x y y +=−. 联立椭圆方程与直线AD 的方程,得112211,1.95x x y y x y +⎧=−⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 消去x ,得()()222211111519101400x y y x y y y ⎡⎤++−+−=⎣⎦. 又2211195x y +=,所以22115945x y +=,可得()()2211115140x y x y y y +−+−=.由根与系数的关系,得2113145y y y x −=+,则13145y y x −=+,所以11131111459155x y x x y x x +−−−=⋅−=++,同理,得224422594,55x y x y x x −−−==++. 从而直线GH 的斜率()()()()()()2112214321214312212144454555595959559555y y y x y x y y x x k x x x x x x x x x x −−−+−+−++====−−−−−++−++−++()()()122112454516y x y x x x +−+−.又11222,2x my x my =−=−, 所以()()()()()1221121212434312316164y my y my y y k x x x x m +−+−===−−,即34km =,为定值. (3)由(2)可得直线GH 的方程为11114594355y x m x y x x ⎛⎫+=⋅+− ⎪++⎝⎭. 由椭圆的对称性可知,若直线GH 恒过定点,则此定点必在x 轴上, 所以令0y =,得()()()()()11111111116235916595135535353x x my x x x x x x x +−+++=−===++++.故直线GH 恒过定点T ,且点T 的坐标为1,03⎛⎫⎪⎝⎭.因为2A M GH ⊥,垂足为M ,且()23,0A ,所以点M 在以2A T 为直径的圆上运动.故存在点5,03N ⎛⎫⎪⎝⎭,使21423MN A T ==.【典例5-2】(2024·黑龙江双鸭山·模拟预测)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b −=>>的焦距为25点3)D 在C 上. (1)求C 的方程;(2)直线:1l x my =+与C 的右支交于A ,B 两点,点E 与点A 关于x 轴对称,点D 在x 轴上的投影为点G . (ⅰ)求m 的取值范围; (ⅱ)求证:直线BE 过点G .【解析】(1)由已知得222251631a b a b ⎧+=⎪⎨−=⎪⎩,解得224,1a b ==,所以C 的方程为2214x y −=.(2)(i )设()11,A x y ,()22,B x y ,则()11,E x y −,联立22144x my x y =+⎧⎨−=⎩, 消去x 得()224230m y my −+−=,则240m −≠,()()222Δ41241630m m m =+−=−>,解得||3m >||2m ≠.又l 与C 的右支交于A ,B 两点,C 的渐近线方程为12y x =±,则11||2m >,即0||2m <<, 所以|m 的取值范围为(3,2). (ii )由(i )得12224my y m +=−−,12234y y m −=−, 又点3)D 在x 轴上的投影为(4,0)G ,所以()224,GB x y =−,()114,GE x y =−−, 所以()()122144x y x y −+−()()122133my y my y =−+−()121223my y y y =−+,223223044mm m m −−=⋅−⋅=−−, 所以//GB GE ,又GB ,GE 有公共点G ,所以B ,G ,E 三点共线,所以直线BE 过点G .【变式5-1】(2024·陕西西安·一模)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左,右焦点分别为1F ,2F ,且1F ,2F 与短轴的一个端点Q 构成一个等腰直角三角形,点23P ⎝⎭在椭圆E ,过点2F 作互相垂直且与x 轴不重合的两直线AB ,CD 分别交椭圆E 于A ,B 和点C ,D ,且点M ,N 分别是弦AB ,CD 的中点.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若()0,1D ,求以CD 为直径的圆的方程;(3)直线MN 是否过x 轴上的一个定点?若是,求出该定点坐标;若不是,说明理由. 【解析】(1)因为椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>经过点23P ⎝⎭, 且1F ,2F 与短轴的一个端点Q 构成一个等腰直角三角形, 可得b c =,则22222a b c b =+=,所以2223122b b+=⨯,解得222,1a b ==, 所以椭圆E 的标准分别为2212x y +=.(2)由(1)得1(1,0),(0,1)F D −,所以直线CD 的方程为1x y +=,联立方程组22112x y x y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得41,33x y ==−或0,1x y ==,所以41(,)33C −, 则CD 的中点为21(,)33N 且423CD =CD 为直径的圆的方程为22218()()339x y −+−=. (3)设直线AB 的方程为1x my =+,且0m ≠,则直线CD 的方程为11x y m=−+, 联立方程组22112x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得22(2)210m y my ++−=, 设1122(,),(,)A x y B x y ,则0∆>且12122221,22y y y y m m +=−=−++, 所以12121224(1)(1)()22x x my my m y y m +=+++=++=+, 由中点坐标公式得222(,)22mM m m −++, 将M 的坐标中的用1m −代换,可得CD 的中点为2222(,)2121m mN m m ++,所以232(1)MN mk m =−,所以直线MN 的方程为22232()22(1)2m m y x m m m +=−+−+,即23(1)12m y x m =−−,则直线MN 过定点2(,0)3. 【变式5-2】(2024·浙江·二模)已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b−=>>左右焦点分别为1F ,2F ,点()3,2P 在双曲线上,且点()3,2P 到双曲线两条渐近线的距离乘积为65,过1F 分别作两条斜率存在且互相垂直的直线1l ,2l ,已知1l 与C 双曲线左支交于A ,B 两点,2l 与C 左右两支分别交于E ,F 两点. (1)求双曲线C 的方程;(2)若线段AB ,EF 的中点分别为M ,N ,求证:直线MN 恒过定点,并求出该定点坐标. 【解析】(1)设双曲线C 的两渐近线方程分别为b y x a=,by x a =−,点()3,2P 到双曲线两渐近线的距离乘积为22294323265b a b a b a ccc −−+⨯==,由题意可得:222222229465941a b c b a c a b ⎧+=⎪⎪−⎪=⎨⎪⎪−=⎪⎩,解得23a =,22b =, 所以双曲线C 的方程为22132x y −=.(2)设直线1l 的方程为(5y k x =, 由1l ,2l 互相垂直得2l 的方程(15y x k=−, 联立方程得(225132y k x x y ⎧=⎪⎨⎪−=⎩,消y 得()222223651560k x k x k −−−−=,0∆>成立,所以212352M x x k x +=,(255M M ky k x == 所以点M 坐标为23525k k ⎝⎭,联立方程得(2215132y x k x y ⎧=−⎪⎪⎨⎪−=⎪⎩,所以34352N x x x +==(1255N N k y x k −=−=, 所以点N 坐标为223525,2323k k k ⎛⎫− ⎪ ⎪−−⎝⎭,根据对称性判断知定点在x 轴上, 直线MN 的方程为()N MM M N My y y y x x x x −−=−−,则当0y =时,222223525352523232323351252525M N N M N M k k kx y x y k k k k x y y kk k −−−−−−===−−−−−−所以直线MN 恒过定点,定点坐标为()35,0−.1.已知椭圆Γ:()222210x y a b a b +=>>的上顶点为()0,1A ,离心率3e =()2,1P −的直线l 与椭圆Γ交于B ,C 两点,直线AB 、AC 分别与x 轴交于点M 、N .(1)求椭圆Γ的方程;(2)已知命题“对任意直线l ,线段MN 的中点为定点”为真命题,求AMN 的重心坐标;(3)是否存在直线l ,使得2AMN ABC S S =△△?若存在,求出所有满足条件的直线l 的方程;若不存在,请说明理由.(其中AMNS、ABCS分别表示AMN 、ABC 的面积)【解析】(1)依题意1b =,3c e a ==222c a b =−, 解得2a =,所以椭圆Γ的方程为2214x y +=;(2)因为命题“对任意直线l ,线段MN 的中点为定点”为真命题,。
AQP BFH2 2 2 21、定义法解圆锥曲线问题的常用方法大全(1) 椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1r 2=ed 2。
(2) 双曲线有两种定义。
第一定义中, r 1- r 2 = 2a ,当 r 1>r 2 时,注意 r 2 的最小值为 c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。
(3) 抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题, 最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
3、解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),弦 AB 中点为 M(x 0,y 0),将点 A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关 系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:x 2 y 2x y (1) + = 1(a > b > 0) 与直线相交于 A 、B ,设弦 AB 中点为 M(x 0,y 0),则有 0 + 0 k = 0 。
a 2b 2 a 2 b 2(2) x 2 - y 2 = 1(a > 0, b > 0) 与直线 l 相交于 A 、B ,设弦 AB 中点为 M(x ,y )则有 x y - 0 = 00 00 k a 2 b 2 a 2 b 2(3) y 2=2px (p>0)与直线 l 相交于 A 、B 设弦 AB 中点为 M(x 0,y 0),则有 2y 0k=2p,即 y 0k=p.【典型例题】例 1、(1)抛物线 C:y 2=4x 上一点 P 到点 A(3,4 )与到准线的距离和最小,则点 P 的坐标为(2)抛物线 C: y 2=4x 上一点 Q 到点 B(4,1)与到焦点 F 的距离和最小,则点 Q 的坐标为 。
《圆锥曲线解题十招全归纳》招式一:弦的垂直平分线问题 (2)招式二:动弦过定点的问题 (4)招式四:共线向量问题 (6)招式五:面积问题 (13)招式六:弦或弦长为定值、最值问题 (16)招式七:直线问题 (19)招式八:轨迹问题 (23)招式九:对称问题 (30)招式十、存在性问题 (33)招式一:弦的垂直平分线问题例题1、过点T(-1,0)作直线l 与曲线N :2y x =交于A 、B 两点,在x 轴上是否存在一点E(0x ,0),使得ABE∆是等边三角形,若存在,求出0x ;若不存在,请说明理由。
解:依题意知,直线的斜率存在,且不等于0。
设直线:(1)l y k x =+,0k ≠,11(,)A x y ,22(,)B x y 。
由2(1)y k x y x=+⎧⎨=⎩消y 整理,得2222(21)0k x k x k +-+= ① 由直线和抛物线交于两点,得2242(21)4410k k k ∆=--=-+> 即2104k <<② 由韦达定理,得:212221,k x x k -+=-121x x =。
则线段AB 的中点为22211(,)22k k k--。
线段的垂直平分线方程为:221112()22k y x k k k --=--令y=0,得021122x k =-,则211(,0)22E k -ABE ∆为正三角形,∴211(,0)22E k -到直线AB 的距离d 。
AB =221k k =+d =221k +=k =053x =。
【涉及到弦的垂直平分线问题】这种问题主要是需要用到弦AB 的垂直平分线L 的方程,往往是利用点差或者韦达定理........产生弦AB 的中点坐标M ,结合弦AB 与它的垂直平分线L 的斜率互为负倒数,写出弦的垂直平分线L 的方程,然后解决相关问题,比如:求L 在x 轴y 轴上的截距的取值范围,求L 过某定点等等。
有时候题目的条件比较隐蔽,要分析后才能判定是有关弦AB 的中点问题,比如:弦与某定点D 构成以D 为顶点的等腰三角形(即D 在AB 的垂直平分线上)、曲线上存在两点AB 关于直线m 对称等等。
例题分析1: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|等于解:设直线AB 的方程为y x b =+,由22123301y x x x b x x y x b⎧=-+⇒++-=⇒+=-⎨=+⎩,进而可求出AB的中点11(,)22M b--+,又由11(,)22M b--+在直线0x y+=上可求出1b=,∴220x x+-=,由弦长公式可求出AB==.招式二:动弦过定点的问题例题2、已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为32,且在x 轴上的顶点分别为A 1(-2,0),A 2(2,0)。
(I )求椭圆的方程;(II )若直线:(2)l x t t =>与x 轴交于点T,点P 为直线l 上异于点T 的任一点,直线PA 1,PA 2分别与椭圆交于M 、N 点,试问直线MN 是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论解:(I )由已知椭圆C 的离心率32c e a ==,2a =,则得3,1c b ==。
从而椭圆的方程为2214x y += (II )设11(,)M x y ,22(,)N x y ,直线1A M 的斜率为1k ,则直线1A M 的方程为1(2)y k x =+,由122(2)44y k x x y =+⎧⎨+=⎩消y 整理得222121(14)161640k x k x k +++-=12x -和是方程的两个根,21121164214k x k -∴-=+则211212814k x k -=+,1121414k y k =+,即点M 的坐标为2112211284(,)1414k k k k -++,同理,设直线A 2N 的斜率为k 2,则得点N 的坐标为2222222824(,)1414k k k k --++ 12(2),(2)p p y k t y k t =+=-12122k k k k t -∴=-+,直线MN 的方程为:121121y y y y x x x x --=--,∴令y=0,得211212x y x y x y y -=-,将点M 、N 的坐标代入,化简后得:4x t=又2t >,∴402t<<椭圆的焦点为(3,0)43t∴=,即433t = 故当433t =时,MN 过椭圆的焦点。
招式三:过已知曲线上定点的弦的问题例题4、已知点A 、B 、C 是椭圆E :22221x y a b+= (0)a b >>上的三点,其中点A (23,0)是椭圆的右顶点,直线BC 过椭圆的中心O ,且0AC BC =,2BC AC =,如图。
(I)求点C 的坐标及椭圆E 的方程;(II)若椭圆E 上存在两点P 、Q ,使得直线PC 与直线QC 关于直线3x =对称,求直线PQ 的斜率。
解:(I)2BC AC =,且BC 过椭圆的中心OOC AC∴=0AC BC =2ACO π∴∠=又A (23,0)∴点C 的坐标为(3,3)。
A (23,0)是椭圆的右顶点,23a ∴=,则椭圆方程为:222112x y b += 将点C (3,3)代入方程,得24b =,∴椭圆E 的方程为221124x y += (II)直线PC 与直线QC 关于直线3x =对称,∴设直线PC 的斜率为k ,则直线QC 的斜率为k -,从而直线PC 的方程为:3(3)y k x -=-,即3(1)y kx k =+-,由223(1)3120y kx k x y ⎧=+-⎪⎨+-=⎪⎩消y ,整理得: 222(13)63(1)91830k x k k x k k ++-+--=3x =是方程的一个根,229183313Pk k x k --∴=+即2291833(13)P k k x k --=+同理可得:2291833(13)Qk k x k +-=+ 3(1)3(1)P Q P Q y y kx k kx k -=+-+-+=()23P Q k x x k +-=2123(13)k k -+2222918391833(13)3(13)P Q k k k k x x k k --+--=-++=2363(13)k k -+13P Q PQP Q y y k x x -∴==- 则直线PQ 的斜率为定值13。
招式四:共线向量问题1:如图所示,已知圆M A y x C ),0,1(,8)1(:22定点=++为圆上一动点,点P 在AM 上,点N 在CM 上,且满足N AM NP AP AM 点,0,2=⋅=的轨迹为曲线E.I )求曲线E 的方程;II )若过定点F (0,2)的直线交曲线E 于不同的两点G 、H (点G 在点F 、H 之间),且满足FH FG λ=,求λ的取值范围. 解:(1).0,2=⋅=AM NP AP AM ∴NP 为AM 的垂直平分线,∴|NA|=|NM| 又.222||||,22||||>=+∴=+AN CN NM CN ∴动点N 的轨迹是以点 C (-1,0),A (1,0)为焦点的椭圆.且椭圆长轴长为,222=a焦距2c=2. .1,1,22===∴b c a ∴曲线E 的方程为.1222=+y x (2)当直线GH 斜率存在时,设直线GH 方程为,12,222=++=y x kx y 代入椭圆方程 得.230.034)21(222>>∆=+++k kx x k 得由设),,(),,(2211y x H y x G)2(216213),1(21821422212221k k x x k k k k x x +=+=+-=+-=+则)2,()2,(,2211-=-∴=y x y x FH FG λλ 又,,2121x x x x =∴=∴λλ,)21(332)21(33221)2()1(2222+=+=++⇒kk k λλ.331.316214.316)21(3324,2322<<<++<∴<+<∴>λλλ解得kk .131,10<<∴<<λλ 又 又当直线GH 斜率不存在,方程为.31,31,0===λFH FG x )1,31[,131的取值范围是即所求λλ<≤∴ 2:已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,它的一个顶点恰好是抛物线214y x =的焦点,离心率为255.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过椭圆C 的右焦点作直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,交y 轴于M 点,若1MA AF λ=,2MB BF λ= ,求证:1210λλ+=-.解:设椭圆C 的方程为22221x y a b+= (a >b >0)抛物线方程化为24x y =,其焦点为(0,1),则椭圆C 的一个顶点为(0,1),即 1b =由5c e a ===,∴25a =,椭圆C 的方程为 2215x y +=(2)证明:右焦点(2,0)F ,设11220(,),(,),(0,)A x y B x y M y ,显然直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为 (2)y k x =-,代入方程2215x y += 并整理,得2222(15)202050k x k x k +-+-=∴21222015k x x k +=+,212220515k x x k-=+ 又110(,)MA x y y =-,220(,)MB x y y =-,11(2,)AF x y =--,22(2,)BF x y =--,而 1MA AF λ=, 2MB BF λ=,即110111(0,)(2,)x y y x y λ--=--,220222(0,)(2,)x y y x y λ--=-- ∴1112x x λ=-,2222x x λ=-,所以 121212121212122()2102242()x x x x x x x x x x x x λλ+-+=+==----++ 3、已知△OFQ 的面积S=26, 且m FQ OF =•。
设以O 为中心,F 为焦点的双曲线经过Q ,2)146(,||c m c OF -==,当||OQ 取得最小值时,求此双曲线方程。
解:设双曲线方程为12222=-by a x , Q (x 0, y 0)。
),(00y c x FQ -= , S △OFQ =62||||210=y OF ,∴c y 640±=。
),)(0,(00y c x c FQ OF -=•=c(x 0-c)=c x c 46)146(02=⇒-。