2019高考数学黄金专题100讲 第84讲 解析几何中问题的转换含解析
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I .题源探究·黄金母题【例1】已知圆1C :222880x y x y +++-=,圆2C :224420x y x y +---=,试判断圆1C 与圆2C 的位置关系.【解析】(法一)圆1C 与圆2C 的方程联立得到方程组22222880,4420.x y x y x y x y ⎧+++-=⎪⎨+---=⎪⎩①②①-②得210x y +-=, ③由③得12xy +=.把上式代入①并整理得2230x x --=. ④ 方程④的判别式()()22413160∆=--⨯⨯-=>,所以方程④有两个不等的实数根,即圆1C 与圆2C 相交.(法二)把圆1C :222880x y x y +++-=,圆2C : 224420x y x y +---=,化为标准方程,得()()221425x y +++=与()()222210x y -+-=.圆1C 的圆心是点()1,4--,半径长15r =; 圆2C 的圆心是点()2,2,半径长2r =. 圆1C 与圆2C 的连心线的长为=圆1C 与圆2C的半径长之和为125r r +=+,半径长之差为125r r -=-而55<<,即1212r r r r <<-+,所以圆1C 与圆2C 相交,它们有两个公共点A B 、.II .考场精彩·真题回放【例2】【2019年山东高考】已知圆M :2220(0)x y ay a +-=>截直线0x y +=所得线段的长度是M 与圆N : 22(1)(1)1x y -+-=的位置关系是( ) A .内切 B .相交 C .外切 D .相离【答案】B【例3】﹙2019年湖南高考文科﹚若圆221:1C x y +=与圆222:680C x y x y m +--+=外切,则m =( )A .21B .19C .9D .-11 【答案】C 【解析】圆2C 配方得()()223425x y m-+-=-,则圆心为()23,4C ,且由250m ->,得25m <.根据圆与圆外切的判定(圆心距离等于半径和)1=+9m ⇒=,故选C.【例4】﹙2019年北京高考卷﹚已知圆C :()()22341x y -+-=和两点(),0A m -,()(),00B m m >,若圆C 上存在点P ,使得90APB ∠=,则m 的最大值为( )A.7B.6C.5D.4 【答案】B【解析】由题意知,点P 在以原点00(,)为圆心,以m 为半径的圆上,又因为点P 在已知圆上,所以只要两圆有公共点即可.由题意知两圆的圆心距5d ==,根 据两圆有公共点可知|1|51m m -≤≤+所以46m ≤≤, 所以m 的最大值为6,故选B .【例5】【2019重庆高考卷】已知圆()()221:231C x y -+-=,圆()()222:349C x y -+-=,,M N 分别是圆12,C C 上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM PN+的最小值为( ) ( )A .4-B 1-C .6-D 【答案】A【解析】两圆的圆心和半径分别为12(2,3),(3,4)C C ,121,3r r ==,两圆相离.()()221:231C x y -+-=关于x的对称圆的方程为()()223:231C x y -++=,圆心3(2,3)C -,所以13PC PC =,所以动点P 到圆心 32(2,3),(3,4)C C -的距离之和的最小值为2C ==,所以PM PN+的最小值为23134C C --=-,故选A .【例6】【2019高考山东高考卷】圆22(2)4x y ++=与圆22(2)(1)9x y -+-=的位置关系为A .内切B .相交C .外切D .相离 【答案】B【解析】两圆的圆心分别为)0,2(-,)1,2(,半径 分别为2=r ,3=R 两圆的圆心距离为17)10()22(22=-+--,则r R r R +<<-17,所以两圆相交,故选B .精彩解读【试题来源】人教版A 版必修二第129页例3.【母题评析】本题判断已知方程的两个圆的位置关系,解答时用直接法求出两圆圆心距的大小,然后与两圆的半径和与差进行比较来解答的.对于高考对两圆位置关系考查难度不大前提下,此类题具有较强的代表性,命题人常常以此为母题加以改造命制新的高考试题.【思路方法】本题解答主要是利用几何法判断两个圆的位置关系,即直接法求出两圆圆心距的大小,然后与两圆的半径和与差进行比较.【命题意图】本类题主要考查两圆的位置关系,以及考查逻辑思维能力、运算求解能力.【考试方向】这类试题在考查题型上,主要是单独命题在选择题与填空题中考查,不可能在解答题中出现,难度偏下.【难点中心】比较圆心距与两个圆的半径和与半径差的大小关系,特别是遇到参数问题时,如何建立等式或不等式是一个难点. III .理论基础·解题原理考点一 几何法判断圆与圆的位置关系考点二 代数法判断两圆位置关系判断圆1C 与圆2C 的方程组221112222200x y D x E y F x y D x E y F ⎧++++=⎪⎨++++=⎪⎩解的个数:①若有两组实数解,则圆1C 与圆2C 相交;②若有一组实数解,则圆1C 与圆2C 相切(外切与内切);③若无实数解,则圆1C 与圆2C 相离(外离与内含).考点三 圆系方程方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的充要条件是:0=B 且0≠=C A 且2240D E AF +->.过圆1C :221110x y D x E y F ++++=与2C :222220x y D x E y F ++++=的交点的圆系方程C :22111x y D x E y F +++++222220()x y D x E y F λ++++=(1λ≠-).当1λ=-时,12()D D x -+1(E -2120)E y F F +-=表示两圆的公共弦所在直线方程.IV .题型攻略·深度挖掘 【考试方向】高考对本部分知识的考查主要以选择题、填空题的形式出现,试题难度较易,通常考查两个已知圆的位置关系、已知位置关系求参数、两个圆的公共弦问题、两个圆的公切线问题、与两圆相关的轨迹等主要问题. 【技能方法】若判断两圆位置关系一般只须利用两点间的距离公式求两圆心间的距离d ,然后比较与两圆半径和12r r +与差12r r -的大小关系;若求参数或圆方程问题一般是利用两圆位置关系建立方程(组)或不等式(组)求解. 【易错指导】(1)涉及到两圆的公切线与公共弦等问题时,易忽视相关直线的斜率存在与不存在而致错; (2)将由几何法得到的几何等式不能正确转化为代数等式而导致解题无法进行;(3)2222111222()(0)x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=表示过圆1C : 221110x y D x E y F +++=+和2C :222220x y D x E y F +++=+的交点的圆系方程,此圆系方程中不含有圆2C 的方程.如果在解题中不注意对圆2C 的方程进行验证.V .举一反三·触类旁通考向1 圆与圆的位置关系的判断【例7】【2019江苏南京市三模】在平面直角坐标系xOy 中,圆M :()()()22310x a y a a -++-=>,点N 为圆M 上任意一点.若以N 为圆心,ON 为半径的圆与圆M 至多有一个公共点,则a 的最小值为___________.【答案】3【名师点拨】若判断两圆位置关系一般只须利用两点间的距离公式求两圆心间的距离d ,然后比较与两圆半径和与差的大小关系;若求参数或圆方程问题一般是利用两圆位置关系建立方程(组)求解. 【跟踪练习【2019黑龙江大庆一中下期开学考试】在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为228150x y x +-+=,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是( )A .34B .43C .12D .14【答案】A【解析】圆C 的方程为228150x y x +-+=,即22(4)1x y -+=,表示以(4,0)C 为圆心,半径等于1的圆,要使直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,只需要2y kx =-和圆22(4)4x y -+=有公共点,即点(4,0)C 到直线2y kx =-的距离为2d =≤,即2340k k -≤解 得403k ≤≤,则k 的最大值是43,故选A .考向2 两圆的公共弦问题【例8】【2019届湖南省高三六校联考】已知圆2224250x y x y a +-++-=与圆 222(210)2210160x y b x by b b +---+-+=相交于1122(,),(,)A x y B x y 两点,且满足22221122x y x y +=+,则b =________.【答案】53【解析】两圆公共弦AB所在直线方程为22(214)(22)5210160b x b y a b b -+++--+-=,设其中一圆的圆心为(2,1)C -.∵OA OB=,∴OC AB ⊥,∴1OC ABk k ⋅=-,得53b =.【方法点睛】本题解答的要点有二,一是通过两圆为方程得到它们公共弦所在直线的方程,把问题转化为直线与圆的位置关系;二是对条件“22221122x y x y +=+”的理解和应用,考查考生数形结合的意识,实质上表达了,A B 两点到原点的距离相等,这样通过圆的性质来解答,问题就变得容易了.【跟踪练习【2019重庆五区开学抽测】若圆224x y +=与圆22260x y ay -++=(0a >)的公共弦长为23,则a =__________.【答案】1考向3 两圆公切线问题【例9】【2019江苏清江中学考前一周双练】已知圆22:(2)1C x y +-=,D 为x 轴正半轴上的动点,若圆C 与圆D 相外切,且它们的内公切线恰好经过坐标原点,则圆D 的方程是___________.【答案】22(9x y -+= 【解析】设内公切线l 的方程为(0)y kx k =>,即0kx y -=,因为直线l 与圆C 相切,所以C 到直线l的距离1d ==,解得k =.直线CD的方程是2y x =+,令0y =,解得D坐标,4CD ==,所以圆D 的半径等于3,圆D 方程是22(9x y -+=. 【题型总结】两圆公切线问题常见两类题型:(1)求两个已知圆的公切线;(2)根据公切线方程求相关参数;(3)根据公切线的条件判断两圆位置关系,并求角相关问题.求解此类题的方法与求解直线和圆相切的方法基本是一样,只是涉及到两个圆的相切问题. 考向4 两圆位置关系中的最值问题【例10】【2019浙江诸暨市教学质检】)已知圆)0()1(:222>=+-r r y x C 与直线3:+=x y l ,且直线l 上有唯一的一个点P ,使得过P 点作圆C 的两条切线互相垂直,则=r _________;设EF 是直线l 上的一条线段,若对于圆C 上的任意一点Q ,2π≥∠EQF ,则EF的最小值是________.【答案】4+【解析】根据圆的对称性知直线l 上的唯一点P 与圆心C 所在直线必与直线l 垂直,则PC 所在直线的方程为(1)y x =--,即1y x =-+,与直线3y x =+联立求解得(1,2)P -,再根据对称性知过点(1,2)P -的两条切线必与坐标轴垂直,即为1x =-,2y =,易得2r =;由题意,知EF取得最小值时,一定关于直线1y x =-+对称,如图所示,因此可设以点(1,2)P -为圆心,以R 为半径的圆,即222(1)(2)x y R ++-=与圆C 内切时,EF 的最小值即为2R ,由相切条件易知22)4R =+=+.【名师点拨】数形结合法是求解析几何问题中最值问题常用方法,它可以将所涉及到的几何量及其相互间的关系直观的反映在图形上,此时常常可通过直观观察得到答案.【跟踪练习】【2019海南省文昌中学上期期末】在平面直角坐标系中,过动点P 分别作圆964:221=+--+y x y x C 与圆:2C 012222=++++y x y x 的切线),(为切点与B A PB PA ,若PB PA = 若O 为原点,则OP 的最小值为( )A .2B .54C .53D .5【答案】B【例11】点P 在圆0114822=+--+y x y x 上,点Q 在圆012422=++++y x y x 上,则||PQ 的最小值是( )A .5B .0C . 5D .5-【答案】C【解析】圆0114822=+--+y x y x 的圆心坐标为)2,4(M ,半径为31=R ;圆012422=++++y x y x 的圆心坐标为)1,2(--N ,半径为22=R ,且53||=MN ,则||PQ 的最小值为553-,故选C .【方法提炼】圆问题中最值问题要考虑两个方向:(1)几何法,利用平面几何知识分析直线、圆心之间的距离关系、圆与圆的位置关系、图形的对称性;(2)代数法,也就是通过建立某些变量的关系表达式,然后结合基本不等式、配方法可求得最大(小)值. 【跟踪练习】已知圆()()221:231C x y -+-=,圆()()222:349C x y -+-=,,M N分别是圆12,C C 上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM PN +的最小值为( )A .4-B 1-C .6-D 【答案】A【解析】如图:如图圆1C 关于x 轴的对称圆的圆心坐标()32-,A ,半径为1,圆2C 的圆心坐标()43,,半 径为3,|PNPM +的最小值为圆A 与圆2C 的圆心距减去两个圆的半径和,即:()()42531342322-=--++-,故选A .考向4 与圆有关的轨迹问题 【例12】已知圆()221:21C x y ++=,圆222:4770C x y x +--=,动圆P 与圆1C 外切,与圆2C 内切,则动圆圆心P 的轨迹方程是___________.【答案】2212521x y +=【方法点睛】与圆相切有关的轨迹问题,通常利用相切条件确定出动点满足的几何条件,此条件常常与椭圆、双曲线、抛物线相关,即主要是结合圆锥曲线的定义来解.【跟踪练习】已知动圆M 与圆1C :2251)6(x y ++=外切,与圆2C :2251)6(x y -+=内切,则动圆圆心的轨迹方程为___________.【答案】221(0)169x y x -=>【解析】设动圆圆心(),M x y ,半径为r ,由圆1C 方程可知圆心()15,0C -,半径14r =,由圆2C 方程可知圆心()25,0C ,半径24r =.因为圆M 与圆1C 外切,所以11MC r r =+.因为圆M 与圆2C 内切,所以22MC r r =-,所以()()1212128MC MC r r r r r r -=+--=+=,即128MC MC -=,又因为12810C C <=,所以点M 的轨迹是以12,C C 为焦点的双曲线的右支,此时28,5a c ==,所以4a =, 2229b c a =-=,所以点M 的轨迹方程是221(0)169x y x -=>.考向6 圆系方程的应用【例13】圆心在直线40x y --=上,并且经过圆22640x y x ++-=与圆2x +2y 6y +28-=0交点的圆的方程为___________.【答案】227320x y x y +-+-=【跟踪练习】经过点22M -(,)以及圆2260x y x +-=与圆224x y +=交点的圆的方程为___________.【答案】22320x y x +--= 【解析】设过圆2260x y x +-=与圆224x y +=交点的圆的方程为 2222640x y x x y λ+-++-=()…①.把点M 的坐标22-(,)代入①式得1λ=,把1λ=代入①并化简得22320x y x +--=,∴所求圆的方程为:22320x y x +--=. 考向6 直线与圆和其它知识的交汇【例14】若圆221:0C x y ax ++=与圆222:2tan 0C x y ax y q +++=都关于直线210x y --=对称,则sin cos q q =( )A .25B .25-C .637-D .23-【答案】B【解析】圆1C 的圆心为,02a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,2C 的圆心为tan ,2a θ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,圆心都在直线210x y --=,所以有 tan 10,2102a a θ--=-+-=,解得222s i n c o st a n21,t a n 2,s i n c o s s i n c o s t a n 15a θθθθθθθθθ⋅=-=-⋅===-++. 【思维点睛】解答圆与其它知识的交汇题通常考虑两种途径:(1)利用两圆位置关系的将问题转化与之交汇相关的数学结论,再求解;(2)利用与之交汇的知识将问题转化为与两圆位置关系相关的数学结论,再求解.【跟踪练习】两个圆2221240()C x y ax a a +++-=∈R :与2222210()C x y by b b +--+=∈R :恰有三条公切线,则a b +的最小值为( )A 、6-B 、3- C、- D 、3【答案】C。
2019年高考数学试题分项版——解析几何(解析版)一、选择题1.(2019·全国Ⅰ文,10)双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的倾斜角为130°,则C的离心率为()A.2sin 40°B.2cos 40° C. D.答案 D解析由题意可得-=tan 130°,所以e=====.2.(2019·全国Ⅰ文,12)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为()A.+y2=1B.+=1C.+=1D.+=1答案 B解析由题意设椭圆的方程为+=1(a>b>0),连接F1A,令|F2B|=m,则|AF2|=2m,|BF1|=3m.由椭圆的定义知,4m=2a,得m=,故|F2A|=a=|F1A|,则点A为椭圆C的上顶点或下顶点.令∠OAF2=θ(O为坐标原点),则sin θ==.在等腰三角形ABF1中,cos 2θ==,因为cos 2θ=1-2sin2θ,所以=1-22,得a2=3.又c2=1,所以b2=a2-c2=2,椭圆C的方程为+=1,故选B.3.(2019·全国Ⅱ文,9)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p等于()A.2 B.3 C.4 D.8答案 D解析由题意知,抛物线的焦点坐标为,椭圆的焦点坐标为(±,0),所以=,解得p=8,故选D.4.(2019·全国Ⅱ文,12)设F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为() A. B.C.2 D.答案 A解析如图,由题意知,以OF为直径的圆的方程为2+y2=①,将x2+y2=a2记为②式,①-②得x=,则以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2的相交弦所在直线的方程为x =,所以|PQ|=2.由|PQ|=|OF|,得2=c,整理得c4-4a2c2+4a4=0,即e4-4e2+4=0,解得e =,故选A.5.(2019·全国Ⅲ文,10)已知F是双曲线C:-=1的一个焦点,点P在C上,O为坐标原点.若|OP|=|OF|,则△OPF的面积为()A. B. C. D.答案 B解析由F是双曲线-=1的一个焦点,知|OF|=3,所以|OP|=|OF|=3.不妨设点P在第一象限,P(x0,y0),x0>0,y0>0,则解得所以P,所以S△OPF=|OF|·y0=×3×=.6.(2019·北京文,5已知双曲线-y2=1(a>0)的离心率是,则a等于()A.B.4 C.2 D.答案 D解析由双曲线方程-y2=1,得b2=1,∴c2=a2+1.∴5=e2===1+.结合a>0,解得a=.7.(2019·天津文,6)已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A. B.C.2 D.答案 D解析由题意,可得F(1,0),直线l的方程为x=-1,双曲线的渐近线方程为y=±x.将x=-1代入y=±x,得y=±,所以点A,B的纵坐标的绝对值均为.由|AB|=4|OF|可得=4,即b=2a,b2=4a2,故双曲线的离心率e===.8.(2019·浙江,2)渐近线方程为x±y=0的双曲线的离心率是()A.B.1C.D.2答案 C解析因为双曲线的渐近线方程为x±y=0,所以无论双曲线的焦点在x轴上还是在y轴上,都满足a=b,所以c=a,所以双曲线的离心率e==.9.(2019·全国Ⅰ理,10)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为()A.+y2=1B.+=1C.+=1D.+=1答案 B解析由题意设椭圆的方程为+=1(a>b>0),连接F1A,令|F2B|=m,则|AF2|=2m,|BF1|=3m.由椭圆的定义知,4m=2a,得m=,故|F2A|=a=|F1A|,则点A为椭圆C的上顶点或下顶点.令∠OAF2=θ(O为坐标原点),则sin θ==.在等腰三角形ABF1中,cos 2θ==,因为cos 2θ=1-2sin2θ,所以=1-22,得a2=3.又c2=1,所以b2=a2-c2=2,椭圆C的方程为+=1,故选B.10.(2019·全国Ⅱ理,8)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p 等于()A.2 B.3 C.4 D.8答案 D解析由题意知,抛物线的焦点坐标为,椭圆的焦点坐标为(±,0),所以=,解得p=8,故选D.11.(2019·全国Ⅱ理,11)设F 为双曲线C :-=1(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P ,Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( ) A. B. C .2 D. 答案 A 解析 如图,由题意知,以OF 为直径的圆的方程为2+y 2=①,将x 2+y 2=a 2记为②式,①-②得x = ,则以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2的相交弦所在直线的方程为x =,所以|PQ |=2.由|PQ |=|OF |,得2=c ,整理得c 4-4a 2c 2+4a 4=0,即e 4-4e 2+4=0,解得e= ,故选A.12.(2019·全国Ⅲ理,10)双曲线C :-=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点.若|PO |=|PF |,则△PFO 的面积为( ) A.B.C .2D .3答案 A解析 不妨设点P 在第一象限,根据题意可知c 2=6, 所以|OF |= .又tan ∠POF ==,所以等腰△POF 的高h = ×=,所以S △PFO =× ×=. 13.(2019·北京理,4)已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为12,则( )A .222a b =B .2234a b =C .2a b =D .34a b =【思路分析】由椭圆离心率及隐含条件222a b c =+得答案.【解析】:由题意,12c a =,得2214c a =,则22214a b a -=,22244a b a ∴-=,即2234a b =.故选:B .【归纳与总结】本题考查椭圆的简单性质,熟记隐含条件是关键,是基础题.14.(2019·北京理,8)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线22:1||C x y x y +=+就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点);②曲线C ③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是( )A .①B .②C .①②D .①②③【思路分析】将x 换成x -方程不变,所以图形关于y 轴对称,根据对称性讨论y 轴右边的图形可得.【解析】:将x 换成x -方程不变,所以图形关于y 轴对称, 当0x =时,代入得21y =,1y ∴=±,即曲线经过(0,1),(0,1)-;当0x >时,方程变为2210y xy x -+-=,所以△224(1)0x x =--…,解得(0x ∈, 所以x 只能取整数1,当1x =时,20y y -=,解得0y =或1y =,即曲线经过(1,0),(1,1), 根据对称性可得曲线还经过(1,0)-,(1,1)-, 故曲线一共经过6个整点,故①正确.当0x >时,由221x y xy +=+得222212x y x y xy ++-=…,(当x y =时取等),222x y ∴+…,∴C 上y ,根据对称性可得:曲线C在x 轴上图形面积大于矩形面积122=⨯=,x 轴下方的面积大于等腰直角三角形的面积12112=⨯⨯=,因此曲线C 所围成的“心形”区域的面积大于213+=,故③错误. 故选:C .【归纳与总结】本题考查了命题的真假判断与应用,属中档题.15.(2019·天津理,5)已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线-=1(a >0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A. B.C.2 D.答案 D解析由题意,可得F(1,0),直线l的方程为x=-1,双曲线的渐近线方程为y=±x.将x =-1代入y=±x,得y=±,所以点A,B的纵坐标的绝对值均为.由|AB|=4|OF|可得=4,即b=2a,b2=4a2,故双曲线的离心率e===.二、填空题1.(2019·全国Ⅲ文,15)设F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为________.答案(3,)解析不妨令F1,F2分别为椭圆C的左、右焦点,根据题意可知c==4.因为△MF1F2为等腰三角形,所以易知|F1M|=2c=8,所以|F2M|=2a-8=4.设M(x,y),则得所以M的坐标为(3,).2.(2019·北京文,11)设抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.则以F为圆心,且与l相切的圆的方程为________.答案(x-1)2+y2=4解析∵抛物线y2=4x的焦点F的坐标为(1,0),准线l为直线x=-1,∴圆的圆心坐标为(1,0).又∵圆与l相切,∴圆心到l的距离为圆的半径,∴r=2.∴圆的方程为(x-1)2+y2=4.3.(2019·浙江,12)已知圆C的圆心坐标是(0,m),半径长是r.若直线2x-y+3=0与圆C 相切于点A(-2,-1),则m=________,r=________.答案-2解析 方法一 设过点A (-2,-1)且与直线2x -y +3=0垂直的直线方程为l :x +2y +t =0,所以-2-2+t =0,所以t =4,所以l :x +2y +4=0,令x =0,得m =-2,则r = = .方法二 因为直线2x -y +3=0与以点(0,m )为圆心的圆相切,且切点为A (-2,-1),所以×2=-1,所以m =-2,r = = .4.(2019·浙江,15)已知椭圆+=1的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方.若线段PF 的中点在以原点O 为圆心 ,|OF |为半径的圆上,则直线PF 的斜率是________. 答案解析 依题意,设点P (m ,n )(n >0),由题意知F (-2,0),|OF |=2,所以线段FP 的中点M在圆x 2+y 2=4上,所以2+2=4,又点P (m ,n )在椭圆 +=1上,所以+=1,所以4m 2-36m -63=0,所以m =-或m =(舍去),当m =-时,n =,所以k PF == .5.(2019·江苏,7)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线x 2-=1(b >0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是_________________. 答案 y =± x解析 因为双曲线x 2-=1(b >0)经过点(3,4),所以9-=1,得b = ,所以该双曲线的渐近线方程是y =±bx =± x .6.(2019·江苏,10)在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线y =x +(x >0)上的一个动点,则点P 到直线x +y =0的距离的最小值是________. 答案 4解析 设P,x >0,则点P 到直线x +y =0的距离d ==≥=4,当且仅当2x =,即x = 时取等号,故点P 到直线x +y =0的距离的最小值是4.7.(2019·全国Ⅰ理,16)已知双曲线C :-=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若 = , · =0,则C 的离心率为________. 答案 2解析 因为F 1B →·F 2B →=0,所以F 1B ⊥F 2B ,如图.因为=,所以点A为F1B的中点,又点O为F1F2的中点,所以OA∥BF2,所以F1B⊥OA,所以|OF1|=|OB|,所以∠BF1O=∠F1BO,所以∠BOF2=2∠BF1O.因为直线OA,OB为双曲线C的两条渐近线,所以tan∠BOF2=,tan∠BF1O=.因为tan∠BOF2=tan(2∠BF1O),所以=,所以b2=3a2,所以c2-a2=3a2,即2a=c,所以双曲线的离心率e==2.8.(2019·全国Ⅲ理,15)设F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为________.答案(3,)解析不妨令F1,F2分别为椭圆C的左、右焦点,根据题意可知c==4.因为△MF1F2为等腰三角形,所以易知|F1M|=2c=8,所以|F2M|=2a-8=4.设M(x,y),则=,=,,,得所以M的坐标为(3,).三、解答题1.(2019·全国Ⅰ文,21)已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.(1)若A在直线x+y=0上,求⊙M的半径;(2)是否存在定点P,使得当A运动时,|MA|-|MP|为定值?并说明理由.解(1)因为⊙M过点A,B,所以圆心M在AB的垂直平分线上.由已知A在直线x+y=0上,且A,B关于坐标原点O对称,所以M在直线y=x上,故可设M(a,a).因为⊙M与直线x+2=0相切,所以⊙M的半径为r=|a+2|.由已知得|AO|=2.又MO⊥AO,故可得2a2+4=(a+2)2,解得a=0或a=4.故⊙M的半径r=2或r=6.(2)存在定点P(1,0),使得|MA|-|MP|为定值.理由如下:设M(x,y),由已知得⊙M的半径为r=|x+2|,|AO|=2.由于MO⊥AO,故可得x2+y2+4=(x+2)2,化简得M的轨迹方程为y2=4x.因为曲线C:y2=4x是以点P(1,0)为焦点,以直线x=-1为准线的抛物线,所以|MP|=x+1.因为|MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1,所以存在满足条件的定点P.2.(2019·全国Ⅱ文,20)已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点,P为C上的点,O为坐标原点.(1)若△POF2为等边三角形,求C的离心率;(2)如果存在点P,使得PF1⊥PF2,且△F1PF2的面积等于16,求b的值和a的取值范围.解(1)连接PF1.由△POF2为等边三角形可知在△F1PF2中,∠F1PF2=90°,|PF2|=c,|PF1|=c,于是2a=|PF1|+|PF2|=(+1)c,故C的离心率为e==-1.(2)由题意可知,若满足条件的点P(x,y)存在,则|y|·2c=16,·=-1,即c|y|=16,①x2+y2=c2,②又+=1.③由②③及a2=b2+c2得y2=.又由①知y2=,故b=4.由②③及a2=b2+c2得x2=(c2-b2),所以c2≥b2,从而a2=b2+c2≥2b2=32,故a≥4.当b=4,a≥4时,存在满足条件的点P.所以b=4,a的取值范围为[4,+∞).3.(2019·全国Ⅲ文,21)已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.(1)证明:直线AB过定点;(2)若以E为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程.(1)证明设D,A(x1,y1),则=2y1.由于y′=x,所以切线DA的斜率为x1,故=x1,整理得2tx1-2y1+1=0.设B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0.所以直线AB的方程为2tx-2y+1=0.所以直线AB过定点.(2)解由(1)得直线AB的方程为y=tx+.由可得x2-2tx-1=0,于是x1+x2=2t,y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1.设M为线段AB的中点,则M.由于⊥,而=(t,t2-2),与向量(1,t)平行,所以t+(t2-2)t=0.解得t=0或t=±1.当t=0时,||=2,所求圆的方程为x2+2=4;当t=±1时,||=,所求圆的方程为x2+2=2.4.(2019·北京文,19)已知椭圆C:+=1的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1).(1)求椭圆C的方程;(2)设O为原点,直线l:y=kx+t(t≠±1)与椭圆C交于两个不同点P,Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N.若|OM|·|ON|=2,求证:直线l经过定点.(1)解由题意,得b2=1,c=1,所以a2=b2+c2=2.所以椭圆C的方程为+y2=1.(2)证明设P(x1,y1),Q(x2,y2),则直线AP的方程为y=x+1.令y=0,得点M的横坐标x M=-.又y1=kx1+t,从而|OM|=|x M|=.同理,|ON|=.由得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,则x1+x2=-,x1x2=.所以|OM|·|ON|=·===2.又|OM|·|ON|=2,所以2=2.解得t=0,所以直线l经过定点(0,0).5.(2019·天津文,19)设椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,左顶点为A,上顶点为B.已知|OA|=2|OB|(O为原点).(1)求椭圆的离心率;(2)设经过点F且斜率为的直线l与椭圆在x轴上方的交点为P,圆C同时与x轴和直线l 相切,圆心C在直线x=4上,且OC∥AP.求椭圆的方程.解(1)设椭圆的半焦距为c,由已知有a=2b,又由a2=b2+c2,消去b得a2=2+c2,解得=.所以椭圆的离心率为.(2)由(1)知,a=2c,b=c,故椭圆方程为+=1.由题意,F(-c,0),则直线l的方程为y=(x+c).点P的坐标满足消去y并化简,得到7x2+6cx-13c2=0,解得x1=c,x2=-.代入到l的方程,解得y1=c,y2=-c.因为点P在x轴上方,所以P.由圆心C在直线x=4上,可设C(4,t).因为OC∥AP,且由(1)知A(-2c,0),故=,解得t=2.因为圆C与x轴相切,所以圆C的半径为2.又由圆C与l相切,得=2,可得c=2.所以,椭圆的方程为+=1.6.(2019·浙江,21)如图,已知点F(1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点.过点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧.记△AFG,△CQG的面积分别为S1,S2.(1)求p的值及抛物线的准线方程;(2)求的最小值及此时点G的坐标.解(1)由题意得=1,即p=2.所以,抛物线的准线方程为x=-1.(2)设A(x A,y A),B(x B,y B),C(x C,y C),重心G(x G,y G).令y A=2t,t≠0,则x A=t2.由于直线AB过点F,故直线AB的方程为x=y+1,代入y2=4x,得y2-y-4=0,故2ty B=-4,即y B=-,所以B.又由于x G=(x A+x B+x C),y G=(y A+y B+y C)及重心G在x轴上,故2t-+y C=0.即C,G.所以,直线AC的方程为y-2t=2t(x-t2),得Q(t2-1,0).由于Q在焦点F的右侧,故t2>2.从而====2-.令m=t2-2,则m>0,=2-=2-≥2-=1+.当且仅当m=时,取得最小值1+,此时G(2,0).7.(2019·江苏,17)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的焦点为F1(-1,0),F2(1,0).过F2作x轴的垂线l,在x轴的上方,l与圆F2:(x-1)2+y2=4a2交于点A,与椭圆C交于点D.连接AF1并延长交圆F2于点B,连接BF2交椭圆C于点E,连接DF1.已知DF1=.(1)求椭圆C的标准方程;(2)求点E的坐标.解(1)设椭圆C的焦距为2c.因为F1(-1,0),F2(1,0),所以F1F2=2,则c=1.又因为DF1=,AF2⊥x轴,所以DF2===.因此2a=DF1+DF2=4,所以a=2.由b2=a2-c2,得b2=3.所以椭圆C的标准方程为+=1.(2)方法一由(1)知,椭圆C:+=1,a=2.因为AF2⊥x轴,所以点A的横坐标为1.将x=1代入圆F2方程(x-1)2+y2=16,解得y=±4.因为点A在x轴上方,所以A(1,4).又F1(-1,0),所以直线AF1:y=2x+2.由得5x2+6x-11=0,解得x=1或x=-.将x=-代入y=2x+2,得y=-.因此B.又F2(1,0),所以直线BF2:y=(x-1).由得7x2-6x-13=0,解得x=-1或x=.又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以x=-1.将x=-1代入y=(x-1),得y=-.因此E.方法二由(1)知,椭圆C:+=1.如图,连接EF1.因为BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB,从而∠BF1E=∠B.因为F2A=F2B,所以∠A=∠B.所以∠A=∠BF1E,从而EF1∥F2A.因为AF2⊥x轴,所以EF1⊥x轴.因为F1(-1,0),由得y=±.又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以y=-.因此E.8.(2019·江苏,18)如图,一个湖的边界是圆心为O的圆,湖的一侧有一条直线型公路l,湖上有桥AB(AB是圆O的直径).规划在公路l上选两个点P,Q,并修建两段直线型道路PB,QA,规划要求:线段PB,QA上的所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.已知点A,B到直线l的距离分别为AC和BD(C,D为垂足),测得AB=10,AC=6,BD=12(单位:百米).(1)若道路PB与桥AB垂直,求道路PB的长;(2)在规划要求下,P和Q中能否有一个点选在D处?并说明理由;(3)在规划要求下,若道路PB和QA的长度均为d(单位:百米),求当d最小时,P,Q两点间的距离.解方法一(1)过A作AE⊥BD,垂足为E.由已知条件得,四边形ACDE为矩形,DE=BE=AC=6,AE=CD=8.因为PB⊥AB,所以cos∠PBD=sin∠ABE===.所以PB===15.因此道路PB的长为15(百米).(2)①若P在D处,由(1)可得E在圆上,则线段BE上的点(除B,E)到点O的距离均小于圆O的半径,所以P选在D处不满足规划要求.②若Q在D处,连接AD,由(1)知AD==10,从而cos∠BAD==>0,所以∠BAD为锐角.所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径.因此Q选在D处也不满足规划要求.综上,P和Q均不能选在D处.(3)先讨论点P的位置.当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.设P1为l上一点,且P1B⊥AB,由(1)知,P1B=15,此时P1D=P1B sin∠P1BD=P1B cos∠EBA =15×=9;当∠OBP>90°时,在△PP1B中,PB>P1B=15.由上可知,d≥15.再讨论点Q的位置.由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,CQ===3.此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O 的半径.综上,当PB⊥AB,点Q位于点C右侧,且CQ=3时,d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=PD+CD+CQ=17+3.因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+3(百米).方法二(1)如图,过O作OH⊥l,垂足为H.以O为坐标原点,直线OH为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系.因为BD=12,AC=6,所以OH=9,直线l的方程为y=9,点A,B的纵坐标分别为3,-3.因为AB为圆O的直径,AB=10,所以圆O的方程为x2+y2=25.从而A(4,3),B(-4,-3),直线AB的斜率为.因为PB⊥AB,所以直线PB的斜率为-,直线PB的方程为y=-x-.所以P(-13,9),PB==15.所以道路PB的长为15(百米).(2)①若P在D处,取线段BD上一点E(-4,0),则EO=4<5,所以P选在D处不满足规划要求.②若Q在D处,连接AD,由(1)知D(-4,9),又A(4,3),所以线段AD:y=-x+6(-4≤x≤4).在线段AD上取点M,因为OM=<=5,所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径.因此Q选在D处也不满足规划要求.综上,P和Q均不能选在D处.(3)先讨论点P的位置.当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.设P1为l上一点,且P1B⊥AB,由(1)知,P1B=15,此时P1(-13,9);当∠OBP>90°时,在△PP1B中,PB>P1B=15.由上可知,d≥15.再讨论点Q的位置.由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,设Q(a,9),由AQ==15(a>4),得a=4+3,所以Q(4+3,9).此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.综上,当P(-13,9),Q(4+3,9)时,d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=4+3-(-13)=17+3.因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+3(百米).9.(2019·全国Ⅰ理,19)已知抛物线C:y2=3x的焦点为F,斜率为的直线l与C的交点为A,B,与x轴的交点为P.(1)若|AF|+|BF|=4,求l的方程;(2)若=3,求|AB|.解设直线l:y=x+t,A(x1,y1),B(x2,y2).(1)由题设得F,故|AF|+|BF|=x1+x2+,由题设可得x1+x2=.由可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,令Δ>0,得t<,则x1+x2=-.从而-=,得t=-.所以l的方程为y=x-.(2)由=3可得y1=-3y2,由可得y2-2y+2t=0,所以y1+y2=2,从而-3y2+y2=2,故y2=-1,y1=3,代入C的方程得x1=3,x2=,即A(3,3),B,故|AB|=.10.(2019·全国Ⅱ理,21)已知点A(-2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为-.记M的轨迹为曲线C.(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连接QE 并延长交C于点G.(ⅰ)证明:△PQG是直角三角形;(ⅱ)求△PQG面积的最大值.(1)解由题设得·=-,化简得+=1(|x|≠2),所以C为中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)(ⅰ)证明设直线PQ的斜率为k,则其方程为y=kx(k>0).由得x=±.记u=,则P(u,uk),Q(-u,-uk),E(u,0).于是直线QG的斜率为,方程为y=(x-u).由得(2+k2)x2-2uk2x+k2u2-8=0.①设G(x G,y G),则-u和x G是方程①的解,故x G=,由此得y G=.从而直线PG的斜率为=-,因为k PQ·k PG=-1.所以PQ⊥PG,即△PQG是直角三角形.(ⅱ)解由(ⅰ)得|PQ|=2u,|PG|=,所以△PQG的面积S=|PQ||PG|==.设t=k+,则由k>0得t≥2,当且仅当k=1时取等号.因为S=在[2,+∞)上单调递减,所以当t=2,即k=1时,S取得最大值,最大值为. 因此,△PQG面积的最大值为.11.(2019·全国Ⅲ理,21)已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.(1)证明:直线AB过定点;(2)若以E为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.(1)证明 设D,A (x 1,y 1),则=2y 1.由y ′=x ,所以切线DA 的斜率为x 1,故=x 1.整理得2tx 1-2y 1+1=0.设B (x 2,y 2),同理可得2tx 2-2y 2+1=0. 故直线AB 的方程为2tx -2y +1=0. 所以直线AB 过定点.(2)解 由(1)得直线AB 的方程为y =tx +. 由可得x 2-2tx -1=0,Δ=4t 2+4>0, 于是x 1+x 2=2t ,x 1x 2=-1,y 1+y 2 =t (x 1+x 2)+1=2t 2+1, |AB |= |x 1-x 2|= =2(t 2+1). 设d 1,d 2分别为点D ,E 到直线AB 的距离, 则d 1= ,d 2=,因此,四边形ADBE 的面积S =|AB |(d 1+d 2) =(t 2+3) .设M 为线段AB 的中点,则M. 由于⊥ ,而 =(t ,t 2-2),与坐标为(1,t )的向量平行,所以t +(t 2-2)t =0. 解得t =0或t =±1.当t =0时,S =3;当t =±1时,S =4 . 因此,四边形ADBE 的面积为3或4 .12.(2019·北京理,18)(14分)已知抛物线2:2C x py =-经过点(2,1)-. (Ⅰ)求抛物线C 的方程及其准线方程;(Ⅱ)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线1y =-分别交直线OM ,ON 于点A 和点B .求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.【思路分析】(Ⅰ)代入点(2,1)-,解方程可得p ,求得抛物线的方程和准线方程;(Ⅱ)抛物线24x y =-的焦点为(0,1)F -,设直线方程为1y kx =-,联立抛物线方程,运用韦达定理,以及直线的斜率和方程,求得A ,B 的坐标,可得AB 为直径的圆方程,可令0x =,解方程,即可得到所求定点.【解析】:(Ⅰ)抛物线2:2C x py =-经过点(2,1)-.可得42p =,即2p =, 可得抛物线C 的方程为24x y =-,准线方程为1y =; (Ⅱ)证明:抛物线24x y =-的焦点为(0,1)F -,设直线方程为1y kx =-,联立抛物线方程,可得2440x kx +-=, 设1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y , 可得124x x k +=-,124x x =-, 直线OM 的方程为11y y x x =,即14xy x =-, 直线ON 的方程为22y y x x =,即24xy x =-, 可得14(A x ,1)-,24(B x ,1)-, 可得AB 的中点的横坐标为121142()224kk x x -+==-, 即有AB 为直径的圆心为(2,1)k -,半径为212||1441616||222AB k x x +=-==, 可得圆的方程为222(2)(1)4(1)x k y k -++=+, 化为224(1)4x kx y -++=, 由0x =,可得1y =或3-.则以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点(0,1),(0,3)-.【归纳与总结】本题考查抛物线的定义和方程、性质,以及圆方程的求法,考查直线和抛物线方程联立,运用韦达定理,考查化简整理的运算能力,属于中档题.13.(2019·天津理,18)设椭圆+=1(a >b >0)的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4,离心率为. (1)求椭圆的方程;(2)设点P 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M 为直线PB 与x 轴的交点,点N 在y 轴的负半轴上.若|ON |=|OF |(O 为原点),且OP ⊥MN ,求直线PB 的斜率.解(1)设椭圆的半焦距为c,依题意,2b=4,=,又a2=b2+c2,可得a=,b=2,c =1.所以椭圆的方程为+=1.(2)由题意,设P(x P,y P)(x P≠0),M(x M,0),直线PB的斜率为k(k≠0),又B(0,2),则直线PB 的方程为y=kx+2,与椭圆方程联立得整理得(4+5k2)x2+20kx=0,可得x P=-,代入y=kx+2得y P=.所以直线OP的斜率为=.在y=kx+2中,令y=0,得x M=-.由题意得N(0,-1),所以直线MN的斜率为-.由OP⊥MN,得·=-1,化简得k2=,从解得k=±.所以直线PB的斜率为或-.。
专题 平面解析几何1.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为A .2212x y +=B .22132x y += C .22143x y +=D .22154x y += 【答案】B【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===, 由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得2n =.22224,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===, 由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4422cos 9n n AF F n n n BF F n ⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得2n =.22224,,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B . 【名师点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好地落实了直观想象、逻辑推理等数学素养.2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆2231x y pp+=的一个焦点,则p = A .2 B .3 C .4 D .8【答案】D【解析】因为抛物线22(0)y px p =>的焦点(,0)2p是椭圆2231x y p p +=的一个焦点,所以23()2p p p -=,解得8p =,故选D .【名师点睛】本题主要考查抛物线与椭圆的几何性质,渗透逻辑推理、运算能力素养.解答时,利用抛物线与椭圆有共同的焦点即可列出关于p 的方程,从而解出p ,或者利用检验排除的方法,如2p =时,抛物线焦点为(1,0),椭圆焦点为(±2,0),排除A ,同样可排除B ,C ,从而得到选D .3.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】设F 为双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆222x y a +=交于P ,Q 两点.若PQ OF =,则C的离心率为A BC .2D【答案】A【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴, 又||PQ OF c ==,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径,∴||2c OA =,,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭, 又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a =∴==.e ∴=,故选A .【名师点睛】本题为圆锥曲线离心率的求解,难度适中,审题时注意半径还是直径,优先考虑几何法,避免代数法从头至尾运算繁琐,准确率大大降低,双曲线离心率问题是圆锥曲线中的重点问题,需强化练习,才能在解决此类问题时事半功倍,信手拈来.解答本题时,准确画图,由图形对称性得出P 点坐标,代入圆的方程得到c 与a 的关系,可求双曲线的离心率.4.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为A BC .D .【答案】A【解析】由2,a b c ====,P PO PF x =∴=,又P 在C 的一条渐近线上,不妨设为在b y x a =上,则P P b y x a =⋅==112224PFO P S OF y ∴=⋅==△,故选A . 【名师点睛】本题考查以双曲线为载体的三角形面积的求法,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取公式法,利用数形结合、转化与化归和方程思想解题.忽视圆锥曲线方程和两点间的距离公式的联系导致求解不畅,采取列方程组的方式解出三角形的高,便可求三角形面积.5.【2019年高考北京卷理数】已知椭圆2222 1x y a b+=(a >b >0)的离心率为12,则A .a 2=2b 2B .3a 2=4b2C .a =2bD .3a =4b【答案】B【解析】椭圆的离心率2221,2c e c a b a ===-,化简得2234a b =, 故选B.【名师点睛】本题考查椭圆的标准方程与几何性质,属于容易题,注重基础知识、基本运算能力的考查.由题意利用离心率的定义和,,a b c 的关系可得满足题意的等式. 6.【2019年高考北京卷理数】数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :221||x y x y +=+就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点);②曲线C ;③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是 A .① B .② C .①②D .①②③【答案】C 【解析】由221x y x y+=+得,221y x y x -=-,2222||3341,10,2443x x x y x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭厔, 所以x 可取的整数有0,−1,1,从而曲线22:1C x y x y +=+恰好经过(0,1),(0,−1),(1,0),(1,1), (−1,0),(−1,1),共6个整点,结论①正确.由221x y x y +=+得,222212x y x y +++…,解得222x y +≤,所以曲线C 上任意一. 结论②正确.如图所示,易知()()()()0,1,1,0,1,1,,0,1A B C D -, 四边形ABCD 的面积13111122ABCD S =⨯⨯+⨯=四边形,很明显“心形”区域的面积大于2ABCD S 四边形,即“心形”区域的面积大于3,说法③错误.故选C.【名师点睛】本题考查曲线与方程、曲线的几何性质,基本不等式及其应用,属于难题,注重基础知识、基本运算能力及分析问题、解决问题的能力考查,渗透“美育思想”.将所给方程进行等价变形确定x 的范围可得整点坐标和个数,结合均值不等式可得曲线上的点到坐标原点距离的最值和范围,利用图形的对称性和整点的坐标可确定图形面积的范围.7.【2019年高考天津卷理数】已知抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,若l 与双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且||4||A B O F =(O 为原点),则双曲线的离心率为A BC .2D 【答案】D【解析】抛物线24y x =的准线l 的方程为1x =-, 双曲线的渐近线方程为by x a=±, 则有(1,),(1,)b b A B a a ---,∴2b AB a =,24ba=,2b a =,∴c e a ===故选D.【名师点睛】本题考查抛物线和双曲线的性质以及离心率的求解,解题关键是求出AB 的长度.解答时,只需把4AB OF =用,,a b c 表示出来,即可根据双曲线离心率的定义求得离心率.8.【2019年高考浙江卷】渐近线方程为x ±y =0的双曲线的离心率是A .2B .1C D .2【答案】C【解析】因为双曲线的渐近线方程为0x y ±=,所以a b =,则c ==,所以双曲线的离心率ce a==故选C. 【名师点睛】本题根据双曲线的渐近线方程可求得a b =,进一步可得离心率,属于容易题,注重了双曲线基础知识、基本计算能力的考查.理解概念,准确计算,是解答此类问题的基本要求.部分考生易出现理解性错误.9.【2019年高考浙江卷】已知圆C 的圆心坐标是(0,)m ,半径长是r .若直线230x y -+=与圆C 相切于点(2,1)A --,则m =___________,r =___________. 【答案】2-【解析】由题意可知11:1(2)22AC k AC y x =-⇒+=-+,把(0,)m代入直线AC 的方程得2m =-,此时||r AC ===【名师点睛】本题主要考查圆的方程、直线与圆的位置关系.首先通过确定直线AC 的斜率,进一步得到其方程,将(0,)m 代入后求得m ,计算得解.解答直线与圆的位置关系问题,往往要借助于数与形的结合,特别是要注意应用圆的几何性质.10.【2019年高考浙江卷】已知椭圆22195x y +=的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方,若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,OF 为半径的圆上,则直线PF 的斜率是___________.【解析】方法1:如图,设F 1为椭圆右焦点.由题意可知||=|2OF OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,设(,)P x y ,可得22(2)16x y -+=,与方程22195x y +=联立,可解得321,22x x =-=(舍), 又点P 在椭圆上且在x轴的上方,求得32P ⎛- ⎝⎭,所以212PFk ==.方法2:(焦半径公式应用)由题意可知|2OF |=|OM |=c =, 由中位线定理可得12||4PF OM ==,即342p p a ex x -=⇒=-,从而可求得3,22P ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以212PFk ==.【名师点睛】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、圆的方程与性质的应用,利用数形结合思想,是解答解析几何问题的重要途径.结合图形可以发现,利用三角形中位线定理,将线段长度用圆的方程表示,与椭圆方程联立可进一步求解.也可利用焦半径及三角形中位线定理解决,则更为简洁.11.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】设12F F ,为椭圆C :22+13620x y =的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若12MF F △为等腰三角形,则M 的坐标为___________.【答案】(【解析】由已知可得2222236,20,16,4a b c a b c ==∴=-=∴=,11228MF F F c ∴===,∴24MF =.设点M 的坐标为()()0000,0,0x y x y >>,则121200142MF F S F F y y =⋅⋅=△,又12014,42MF F S y =⨯=∴=△,解得0y =,22013620x ∴+=,解得03x =(03x =-舍去),M \的坐标为(.【名师点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好地落实了直观想象、逻辑推理等数学素养.解答本题时,根据椭圆的定义分别求出12MF MF 、,设出M 的坐标,结合三角形面积可求出M 的坐标. 12.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB=,120F B F B ⋅=,则C 的离心率为____________.【答案】2【解析】如图,由1,F A AB =得1.F A AB =又12,OF OF =得OA 是三角形12F F B 的中位线,即22,2.BF OA BF OA =∥由120F B F B ⋅=,得121,,F B F B OA F A ⊥∴⊥∴1OB OF =,1AOB AOF ∠=∠,又OA 与OB 都是渐近线,得21,BOF AOF ∠=∠又21πBOF AOB AOF ∠+∠+∠=,∴2160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=又渐近线OB 的斜率为tan 60ba=︒=2c e a ====.【名师点睛】本题结合平面向量考查双曲线的渐近线和离心率,渗透了逻辑推理、直观想象和数学运算素养,采取几何法,利用数形结合思想解题.解答本题时,通过向量关系得到1F A AB =和1OA F A ⊥,从而可以得到1AOB AOF ∠=∠,再结合双曲线的渐近线可得21,BOF AOF ∠=∠进而得到2160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=从而由t a n 63ba=︒. 13.【2019年高考江苏卷】在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线2221(0)y x b b-=>经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是 ▲ .【答案】y =【解析】由已知得222431b-=,解得b =b =因为0b >,所以b =因为1a =,所以双曲线的渐近线方程为y =.【名师点睛】双曲线的标准方程与几何性质,往往以小题的形式考查,其难度一般较小,是高考必得分题.双曲线渐近线与双曲线标准方程中的,a b 密切相关,事实上,标准方程中化1为0,即得渐近线方程.14.【2019年高考江苏卷】在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线4(0)y x x x=+>上的一个动点,则点P 到直线x +y =0的距离的最小值是 ▲ . 【答案】4【解析】当直线x +y =0平移到与曲线4y x x=+相切位置时,切点Q 即为点P ,此时到直线x +y =0的距离最小. 由2411y x '=-=-,得)x x ==,y =Q , 则切点Q 到直线x +y =04=,故答案为4.【名师点睛】本题考查曲线上任意一点到已知直线的最小距离,渗透了直观想象和数学运算素养.采取导数法和公式法,利用数形结合和转化与化归思想解题. 15.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若|AF |+|BF |=4,求l 的方程; (2)若3AP PB =,求|AB |. 【答案】(1)3728y x =-;(2【解析】设直线()()11223:,,,,2l y x t A x y B x y =+. (1)由题设得3,04F ⎛⎫⎪⎝⎭,故123||||2AF BF x x +=++,由题设可得1252x x +=.由2323y x t y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩,可得22912(1)40x t x t +-+=,则1212(1)9t x x -+=-. 从而12(1)592t --=,得78t =-. 所以l 的方程为3728y x =-. (2)由3AP PB =可得123y y =-.由2323y x t y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩,可得2220y y t -+=. 所以122y y +=.从而2232y y -+=,故211,3y y =-=. 代入C 的方程得1213,3x x ==.故||AB =. 【名师点睛】本题考查抛物线的几何性质、直线与抛物线的综合应用问题,涉及平面向量、弦长的求解方法,解题关键是能够通过直线与抛物线方程的联立,利用根与系数的关系构造等量关系.16.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连结QE 并延长交C 于点G .(i )证明:PQG △是直角三角形; (ii )求PQG △面积的最大值.【答案】(1)见解析;(2)169. 【解析】(1)由题设得1222y y x x ⋅=-+-,化简得221(||2)42x y x +=≠,所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点. (2)(i )设直线PQ 的斜率为k ,则其方程为(0)y kx k =>.由22142y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩得x =记u =,则(,),(,),(,0)P u uk Q u uk E u --.于是直线QG 的斜率为2k ,方程为()2ky x u =-. 由22(),2142k y x u x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得 22222(2)280k x uk x k u +-+-=.①设(,)G G G x y ,则u -和G x 是方程①的解,故22(32)2G u k x k +=+,由此得322G uky k=+. 从而直线PG 的斜率为322212(32)2uk uk k u k kuk -+=-+-+.所以PQ PG ⊥,即PQG △是直角三角形.(ii )由(i)得||2PQ =||PG =,所以△PQG 的面积222218()18(1)||12(12)(2)12()k k k k S PQ PG k k k k++===++++‖. 设t =k +1k,则由k >0得t ≥2,当且仅当k =1时取等号. 因为2812tS t=+在[2,+∞)单调递减,所以当t =2,即k =1时,S 取得最大值,最大值为169. 因此,△PQG 面积的最大值为169. 【名师点睛】本题考查了求椭圆的标准方程,以及利用直线与椭圆的位置关系,判断三角形形状以及三角形面积最大值问题,考查了数学运算能力,考查了求函数最大值问题.17.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】已知曲线C :y =22x ,D 为直线y =12-上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点: (2)若以E (0,52)为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.【答案】(1)见详解;(2)3或【解析】(1)设()111,,,2D t A x y ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则2112x y =.由于y'x =,所以切线DA 的斜率为1x ,故11112y x x t+=- . 整理得112 2 +1=0. tx y -设()22,B x y ,同理可得222 2 +1=0tx y -.故直线AB 的方程为2210tx y -+=. 所以直线AB 过定点1(0,)2.(2)由(1)得直线AB 的方程为12y tx =+. 由2122y tx x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得2210x tx --=. 于是()2121212122,1,121x x t x x y y t x x t +==-+=++=+,()212||21AB x t =-==+.设12,d d 分别为点D ,E到直线AB的距离,则12d d ==.因此,四边形ADBE 的面积()(2121||32S AB d d t =+=+设M 为线段AB 的中点,则21,2M t t ⎛⎫+⎪⎝⎭. 由于EM AB ⊥,而()2,2EM t t =-,AB 与向量(1, )t 平行,所以()220t t t +-=.解得t =0或1t =±.当t =0时,S =3;当1t =±时,S =因此,四边形ADBE 的面积为3或【名师点睛】此题第一问是圆锥曲线中的定点问题,第二问是求面积类型,属于常规题型,按部就班地求解就可以,思路较为清晰,但计算量不小.18.【2019年高考北京卷理数】已知抛物线C :x 2=−2py 经过点(2,−1).(1)求抛物线C 的方程及其准线方程;(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =−1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B .求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.【答案】(1)抛物线C 的方程为24x y =-,准线方程为1y =;(2)见解析.【解析】(1)由抛物线2:2C x py =-经过点(2,1)-,得2p =.所以抛物线C 的方程为24x y =-,其准线方程为1y =. (2)抛物线C 的焦点为(0,1)F -. 设直线l 的方程为1(0)y kx k =-≠.由21,4y kx x y=-⎧⎨=-⎩得2440x kx +-=. 设()()1122,,,M x y N x y ,则124x x =-. 直线OM 的方程为11y y x x =. 令1y =-,得点A 的横坐标11A x x y =-. 同理得点B 的横坐标22B x x y =-. 设点(0, )D n ,则1212,1,,1x x DA n DB n y y ⎛⎫⎛⎫=---=--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 21212(1)x x DA DB n y y ⋅=++ 2122212(1)44x x n x x =++⎛⎫⎛⎫-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 21216(1)n x x =++ 24(1)n =-++.令0DA DB ⋅=,即24(1)0n -++=,则1n =或3n =-. 综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,3)-.【名师点睛】本题主要考查抛物线方程的求解与准线方程的确定,直线与抛物线的位置关系,圆的性质及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19.【2019年高考天津卷理数】设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4(1)求椭圆的方程;(2)设点P在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M为直线PB与x轴的交点,点N在y轴的负半轴上.若||||ON OF=(O为原点),且OP MN⊥,求直线PB的斜率.【答案】(1)22154x y+=;(2)5或5-.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c,依题意,24,5cba==,又222a b c=+,可得a=2,b=1c=.所以,椭圆的方程为22154x y+=.(2)由题意,设()()()0,,0P P p MP x y x M x≠,.设直线PB的斜率为()0k k≠,又()0,2B,则直线PB的方程为2y kx=+,与椭圆方程联立222,1,54y kxx y=+⎧⎪⎨+=⎪⎩整理得()2245200k x kx++=,可得22045Pkxk=-+,代入2y kx=+得2281045Pkyk-=+,进而直线OP的斜率24510Ppy kx k-=-.在2y kx=+中,令0y=,得2Mxk=-.由题意得()0,1N-,所以直线MN的斜率为2k-.由OP MN⊥,得2451102k kk-⎛⎫⋅-=-⎪-⎝⎭,化简得2245k=,从而5k=±所以,直线PB或.【名师点睛】本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程等基础知识.考查用代数方法研究圆锥曲线的性质.考查运算求解能力,以及用方程思想解决问题的能力.20.【2019年高考江苏卷】如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的焦点为F 1(–1、0),F 2(1,0).过F 2作x 轴的垂线l ,在x 轴的上方,l 与圆F 2:222(1)4x y a -+=交于点A ,与椭圆C 交于点D .连结AF 1并延长交圆F 2于点B ,连结BF 2交椭圆C 于点E ,连结DF 1. 已知DF 1=52. (1)求椭圆C 的标准方程; (2)求点E 的坐标.【答案】(1)22143x y +=;(2)3(1,)2E --. 【解析】(1)设椭圆C 的焦距为2c .因为F 1(−1,0),F 2(1,0),所以F 1F 2=2,c =1.又因为DF 1=52,AF 2⊥x 轴,所以DF 232==, 因此2a =DF 1+DF 2=4,从而a =2. 由b 2=a 2−c 2,得b 2=3.因此,椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)解法一:由(1)知,椭圆C :22143x y +=,a =2,因为AF 2⊥x 轴,所以点A 的横坐标为1.将x =1代入圆F 2的方程(x −1) 2+y 2=16,解得y =±4. 因为点A 在x 轴上方,所以A (1,4). 又F 1(−1,0),所以直线AF 1:y =2x +2.由22()22116y x x y =+-+=⎧⎨⎩,得256110x x +-=,解得1x =或115x =-. 将115x =-代入22y x =+,得 125y =-, 因此1112(,)55B --.又F 2(1,0),所以直线BF 2:3(1)4y x =-.由221433(1)4x y x y ⎧⎪⎪⎨⎪+=-⎩=⎪,得276130x x --=,解得1x =-或137x =. 又因为E 是线段BF 2与椭圆的交点,所以1x =-. 将1x =-代入3(1)4y x =-,得32y =-. 因此3(1,)2E --.解法二:由(1)知,椭圆C :22143x y +=.如图,连结EF 1.因为BF 2=2a ,EF 1+EF 2=2a ,所以EF 1=EB , 从而∠BF 1E =∠B .因为F 2A =F 2B ,所以∠A =∠B , 所以∠A =∠BF 1E ,从而EF 1∥F 2A .因为AF 2⊥x 轴,所以EF 1⊥x 轴.因为F 1(−1,0),由221431x x y ⎧⎪⎨+==-⎪⎩,得32y =±.又因为E 是线段BF 2与椭圆的交点,所以32y =-. 因此3(1,)2E --.【名师点睛】本小题主要考查直线方程、圆的方程、椭圆方程、椭圆的几何性质、直线与圆及椭圆的位置关系等基础知识,考查推理论证能力、分析问题能力和运算求解能力. 21.【2019年高考浙江卷】如图,已知点(10)F ,为抛物线22(0)y px p =>的焦点,过点F的直线交抛物线于A 、B 两点,点C 在抛物线上,使得ABC △的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 的右侧.记,AFG CQG △△的面积分别为12,S S . (1)求p 的值及抛物线的准线方程;(2)求12S S 的最小值及此时点G 的坐标.【答案】(1)p =2,准线方程为x =−1;(2)最小值为1,此时G (2,0).【解析】(1)由题意得12p=,即p =2. 所以,抛物线的准线方程为x =−1.(2)设()()(),,,,,A A B B c c A x y B x y C x y,重心(),G G G x y .令2,0A y t t =≠,则2A x t =.由于直线AB 过F ,故直线AB 方程为2112t x y t-=+,代入24y x =,得 ()222140t y y t---=,故24B ty =-,即2B y t =-,所以212,B tt ⎛⎫- ⎪⎝⎭.又由于()()11,33G A B c G A B c x x x x y y y y =++=++及重心G 在x 轴上,故220c t y t -+=,得242211222,2,,03t t C t t G t t t ⎛⎫⎛⎫-+⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 所以,直线AC 方程为()222y t t x t -=-,得()21,0Q t -. 由于Q 在焦点F 的右侧,故22t >.从而4224221244242222211|2|||322221222211|||1||2|23A c t t t FG y t S t t t t t S t t QG y t t t t-+-⋅⋅--====--+--⋅--⋅-. 令22m t =-,则m >0,1221222134324S m S m m m m =-=-=+++++….当m =时,12S S取得最小值1G (2,0).【名师点睛】本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系等基础知识,同时考查运算求解能力和综合应用能力.。
第84课演 绎 推 理1. 理解演绎推理的基本方法,并能运用它们进行一些简单的推理.2. 了解合情推理和演绎推理之间的区别和联系.1. 阅读:文科:选修12第36~39页;理科:选修22第70~72页.2. 解悟:①熟悉并搞清以下概念:大前提、小前提、结论,试举例说明;②演绎推理的特点是什么?对比归纳、类比的特点,它们有什么不同?③三段论推理的依据,用集合的观点;理解:若集合M 的所有元素都具有性质P ,S 是M 的一个子集,那么S 中所有元素也都具有性质P.3. 践习:在教材空白处,完成以下题目:文科选修12第39页、理科选修22第72页,练习第3、4题.基础诊断1. 函数y =22++1的图象是一条抛物线,用三段论表示为 大前提:二次函数的图象是一条抛物线;小前提:函数y =22++1是二次函数;结论:函数y =22++1的图象是一条抛物线 .2. 将以下三段论补充完整:垂直于同一个平面的两条直线平行 (大前提),a ⊥α,b ⊥α(小前提),a ∥b(结论).3. 若f(a +b)=f(a)f(b)(a ,b ∈N *),且f (1)=2,则f (2)f (1)+f (4)f (3)+…+f (2 020)f (2 019)= 2 020 W. 解析:因为f (a +b )=f (a )+f (b )(a ,b ∈N *),且f (1)=2,令b =1,则f (a +1)=f (a )f (1)=2f (a ),所以f (a +1)f (a )=2,所以f (2)f (1)+f (4)f (3)+…+f (2 020)f (2 019)=2×1 010=2 020. .范例导航考向 运用演绎推理证明结论例1 如图,四边形ABCD 是正方形,PB ⊥平面ABCD ,MA ⊥平面ABCD ,PB =BA =2MA. 求证:(1) 平面AMD ∥平面BPC ;(2) 平面PMD ⊥平面PBD.解析:(1) 因为PB ⊥平面ABCD ,MA ⊥平面ABCD ,所以PB ∥MA.因为PB ⊂平面BPC ,MA ⊄平面BPC ,所以MA ∥平面BPC.同理,DA ∥平面BPC.因为MA ⊂平面AMD ,AD ⊂平面AMD ,MA ∩AD =A ,所以平面AMD ∥平面BPC.(2) 连结AC 交BD 于点E ,取PD 的中点F ,连结EF ,MF.因为四边形ABCD 是正方形,所以E 为BD 的中点.因为F 为PD 的中点,所以EF ∥PB ,EF =12PB. 又AM ∥PB ,AM =12PB , 所以AM =EF ,AM ∥EF ,所以四边形AMFE 为平行四边形,所以MF ∥AE.因为PB ⊥平面ABCD ,AE ⊂平面ABCD ,所以PB ⊥AE ,所以MF ⊥PB.因为四边形ABCD 是正方形,所以AC ⊥BD ,所以MF ⊥BD.又PB ∩BD =B ,PB ,BD ⊂平面PBD ,所以MF ⊥平面PBD.又MF ⊂平面PMD ,所以平面PMD ⊥平面PBD.已知实数a ≠0,且函数f()=a(2+1)-⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1a 有最小值-1,试证明a =1. 解析:f()=a(2+1)-⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1a =a 2-2+a -1a , 因为函数f()有最小值-1,所以a>0,且最小值a -2a=-1, 即a 2+a -2=0,所以a =1或a =-2(舍去),故a =1. 例2 将具有下列性质的所有函数组成集合M :函数y =f()(∈D),对任意,y ,x +y 2∈D 均满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 2≥12[f()+f(y)],当且仅当=y 时等号成立. (1) 若定义在(0,+∞)上的函数f()∈M ,试比较f(3)+f(5)与2f(4)的大小;(2) 设函数g()=-2,求证:g()∈M.解析:(1) 因为函数y =f()(∈D),对任意,y ,x +y 2∈D 均满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 2≥12[f()+f(y)], 所以令=3,y =5代入f ⎝⎛⎭⎪⎫x +y 2≥12[f()+f(y)],得12[f(3)+f(5)]≤f(4), 所以f(3)+f(5)≤2f(4).(2) 因为g()=-2,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22-12[g(1)+g(2)]=-(x 1+x 2)24+x 21+x 222=(x 1-x 2)24≥0, 所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22≥12[g(1)+g(2)], 所以g()∈M.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -2,n ∈N *.(1) 求数列{a n }的通项公式;(2) 设数列{a 2n }的前n 项和为T n ,求S 2n T n; (3) 判断数列{3n -a n }中是否存在三项成等差数列,并证明你的结论.解析:(1) 当n =1时,S 1=2a 1-2,解得a 1=2.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2a n -2)-(2a n -1-2)=2a n -2a n -1,即a n =2a n -1.因为a 1≠0,所以a na n -1=2,从而数列{a n }是以2为首项,2为公比的等比数列,所以a n =2n .(2) 因为a 2n =(2n )2=4n ,所以a 2n +1a 2n=4, 故数列{a 2n }是以4为首项,4为公比的等比数列,从而S 2n =2(1-22n )1-2=2(4n -1), T n =4(1-4n )1-4=43(4n -1),所以S 2n T n =32. (3) 不存在.假设数列{3n -a n }中存在三项成等差数列,不妨设第m ,n ,(m <n <)项成等差数列,则2(3n -a n )=3m -a m +3-a ,即2(3n -2n )=3m -2m +3-2.因为m <n <,且m ,n ,∈N *,所以n +1≤.因为2(3n -2n )=3m -2m +3-2≥3m -2m +3n +1-2n +1,所以-3n ≥3m -2m ,不等式不成立.综上所述,数列{3n -a n }中不存在三项成等差数列.自测反馈1. 命题“有些有理数是无限循环小数,整数是有理数,所以整数是无限循环小数”是假命题,推理错误的原因是 ③ W.(填序号)①使用了归纳推理;②使用了类比推理;③使用了“三段论”,但推理形式错误;④使用了“三段论”,但小前提错误.解析:因为大前提:“有些有理数是无限循环小数”不是全称命题,所以不符合三段论推理形式,所以推理形式错误.2. 因为指数函数y =a 是增函数,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 是指数函数,则y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x是增函数,这个结论是错误的,这是因为 大前提 错误. (填“大前提”“小前提”或“推理形式”)解析:因为当a>1时,函数y =a 是一个增函数,当0<a<1时,函数y =a 是一个减函数,所以指数函数y =a 是增函数这个大前提是错误的.3. 如果函数f()在区间D 上是凸函数,那么对于区间D 上的任意1,2,…,n ,都有f (x 1)+f (x 2)+…+f (x n )n ≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 2+…+x n n .如果y =sin 在区间(0,π)上是凸函数,那么在△ABC 中,sin A +sin B +sin C 的最大值是 2W. 解析:因为y =sin 在区间(0,π)上是凸函数,且在△ABC 中,A ,B ,C ∈(0,π),A +B +C =π,所以sin A +sin B +sin C3≤sin A +B +C 3=sin π3=32,所以sin A +sin B +sin C ≤332. 4. 设m 为实数,利用三段论求证:关于的方程2-2m +m -1=0有两个相异实根.解析:形如a 2+b +c =0(a ≠0)的方程,当b 2-4ac>0时,方程有两个相异实根,因为方程2-2m +m -1=0满足(-2m)2-4(m -1)=4m 2-4m +4=(2m -1)2+3>0,所以方程2-2m +m -1=0有两个相异实根.1. 演绎推理是由一般到特殊的推理,只要演绎推理的大前提、小前提和推理形式是正确的,其结论一定是正确的.2. 应用“三段论”解决问题时,首先应该明确什么是大前提和小前提,但为了叙述简捷,若大前提是显然的,则可以省略.3. 你还有哪些体悟,写下;:。
2019年高考苏教版(理科)数学练习题之转化与化归思想典例1 对任意的|m |≤2,函数f (x )=mx 2-2x +1-m 恒为负,则x 的取值范围为________. 分析 本题的解析式中有两个变量x ,m .以m 作为主元,把x 看成系数问题会轻易解决. 解析 对任意的|m |≤2,有f (x )=mx 2-2x +1-m <0恒成立,等价于当|m |≤2时,(x 2-1)m -2x +1<0恒成立.设g (m )=(x 2-1)m -2x +1,则原问题转化为g (m )<0恒成立(m ∈[-2,2]), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ g (-2)<0,g (2)<0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2x 2+2x -3>0,2x 2-2x -1<0. 解得7-12<x <3+12. 从而实数x 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫7-12,3+12. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫7-12,3+12 点评 本题如果以x 为主元,会给解题带来很大的难度,而如果以m 为主元,就为解题找到新的突破口.根据已知条件,建立以参数为主元的不等式是一个转化的数学思想,通过转化就可利用一次函数g (m )的单调性通过数形结合解决问题,体现了函数与不等式之间的转化关系.典例2 已知a 1,a 2,a 3成等差数列(a 1≠0),a 2,a 3,a 4成等比数列,a 3,a 4,a 5的倒数也成等差数列,问a 1,a 3,a 5之间有什么关系?分析 题目中有5个元素:a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,而解题目标是探讨a 1,a 3,a 5之间有什么关系,因此,a 2,a 4对求解目标是多余的,需要从多元向少元化归,即在解题时,设法把a 2,a 4消去.解 由题设,⎩⎨⎧a 2=a 1+a 32,a23=a 2a 4,2a 4=1a 3+1a 5,为消去a 2,a 4,可从方程组中解出a 2=a 1+a 32和a 4=2a 3a 5a 3+a 5, 代入a 23=a 2a 4得a 23=a 1+a 32·2a 3a 5a 3+a 5, 因为a 3≠0,则a 3=(a 1+a 3)a 5a 3+a 5,整理得a 23=a 1a 5. 因此,a 1,a 3,a 5成等比数列.点评 一个题目含有较多的元素,它们之间有一定的联系,我们在解题时,总是希望通过一定的变形、转化来减少题目中的元素,从而变成一个较容易的题目,这是一种从多元向少元的化归,实现这一化归的主要方法是消元法.例如,解二元一次方程组时,遇到两个未知数,我们用消元法变成一个一元一次方程就是一种典型的从多元向少元的化归.典例3 设对所有实数x ,不等式x 2log 24(a +1)a +2x log 22a a +1+log 2(a +1)24a 2>0恒成立,求a 的取值范围.分析 这是一个含有参数的不等式的恒成立的问题,但是,这个题目的表面比较复杂,我们可以通过log 22a a +1=t 换元,化为简单的参数的一元二次不等式. 解 设log 22a a +1=t ,则log 24(a +1)a =log 28(a +1)2a =3-t ,log 2(a +1)24a 2=-2t . 于是,已知的不等式化为(3-t )x 2+2tx -2t >0.该不等式对所有实数x 恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧3-t >0,Δ=4t 2+8t (3-t )<0,解得t <0. 即log 22a a +1<0,进一步解得0<a <1. 点评 换元是一种常见的转化方法,往往能把很杂、很陌生的问题,化归为我们熟悉的简单的问题.这种转化方法在研究函数、不等式、三角函数时应用很广. 从上面的例题可以看出转化与化归思想解题思路如下:1.化归的目标要达到:使陌生问题熟悉化,复杂问题简单化,抽象问题直观化,化归过程严谨合理.2.转化的途径很多,比如从超越式到代数式、从无理式到有理式、从分式到整式等等;或者比较难以解决、比较抽象的问题,转化为比较直观的问题,以便准确把握问题的求解过程,比如数形结合法;或者从非标准型向标准型进行转化.跟踪演练1.若不等式x 2+ax +1≥0对一切x ∈⎝⎛⎦⎤0,12都成立,则实数a 的最小值为________. 答案 -52解析 ∵x 2+ax +1≥0对一切x ∈⎝⎛⎦⎤0,12都成立, ∴a ≥-⎝⎛⎭⎫x +1x ,而y =-x -1x 在⎝⎛⎦⎤0,12上单调递增,y max =-52,故a min =-52. 2.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n =________.答案 -1n解析 由题意,得S 1=a 1=-1,又由a n +1=S n S n +1,得S n +1-S n =S n S n +1,所以S n ≠0,所以S n +1-S n S n S n +1=1,即1S n +1-1S n=-1, 故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=-1为首项,-1为公差的等差数列,得1S n =-1-(n -1)=-n , 所以S n =-1n. 3.设椭圆中心在坐标原点,A (2,0),B (0,1)是它的两个顶点,直线y =kx (k >0)与AB 相交于点D ,与椭圆相交于E ,F 两点.(1)若ED →=6DF →,求k 的值;(2)求四边形AEBF 面积的最大值.解 (1)依题意得椭圆的方程为x 24+y 2=1,直线AB ,EF 的方程分别为x +2y =2,y =kx (k >0).如图,设D (x 0,kx 0),E (x 1,kx 1),F (x 2,kx 2),其中x 1<x 2,且x 1,x 2满足方程(1+4k 2)x 2=4,故x 2=-x 1=21+4k 2.①由ED →=6DF →知,x 0-x 1=6(x 2-x 0),得x 0=17(6x 2+x 1)=57x 2=1071+4k 2. 由D 在AB 上知,x 0+2kx 0=2,得x 0=21+2k ,所以21+2k =1071+4k 2, 化简得24k 2-25k +6=0,解得k =23或k =38.(2)根据点到直线的距离公式和①式知,点E ,F 到AB 的距离分别为h 1=|x 1+2kx 1-2|5=2(1+2k +1+4k 2)5(1+4k 2), h 2=|x 2+2kx 2-2|5=2(1+2k -1+4k 2)5(1+4k 2). 又AB =22+1=5,所以四边形AEBF 的面积为S =12·AB ·(h 1+h 2) =12·5·4(1+2k )5(1+4k 2)=2(1+2k )1+4k 2=21+4k 2+4k 1+4k 2≤22, 当4k 2=1(k >0),即当k =12时,上式取等号. 所以S 的最大值为2 2.即四边形AEBF 面积的最大值为2 2.4.如图,A ,B 是函数y =e 2x 的图象上两点,分别过A ,B 作x 轴的平行线与函数y =e x 的图象交于C ,D 两点.(1)求点A 与原点O 连成直线的斜率的取值范围;(2)若直线AB 过原点O ,求证直线CD 也过原点O ;(3)当直线BC 与y 轴平行时,设B 点的横坐标为x ,四边形ABDC 的面积为f (x ),若方程2f (x )-3e x =0在区间[t ,t +1]上有实数解,求整数t 的值.(1)解 设过原点O 且和函数y =e 2x 的图象相切的切线的切点为P (x 0,y 0),则y 0=02ex ,又y ′=2e 2x ,切线OP 的斜率k OP =y 0x 0=022e x ,由020e x x =022e x ,得x 0=12,k OP =022e x =2e. 结合图象知,点A 与原点O 连成直线斜率的取值范围是(-∞,0)∪[2e ,+∞).(2)证明 由已知可设A ,B ,C ,D 各点的坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 1),D (x 4,y 2),则y 1=12ex ,y 2=22e x ,且y 1=3e x ,y 2=4e x , ∴12e x =3e x ,22e x =4e x ,∴2x 1=x 3,2x 2=x 4,∵直线AB 过原点O ,∴y 2x 2=y 1x 1,∴y 22x 2=y 12x 1, 于是y 2x 4=y 1x 3,即k OD =k OC ,∴直线CD 也过原点O . (3)解 当直线BC 与y 轴平行时,x 2=x 3=2x 1=x ,x 4=2x 2=4x 1=2x ,∴f (x )=12[(x 3-x 1)+(x 4-x 2)](y 2-y 1) =3x 4(e 2x -e x )=3x 4(e x -1)e x , 于是方程2f (x )-3e x =0可化为32x (e x -1)e x -3e x =0, 由于e x >0,且x =0不是该方程的解,∴原方程等价于e x -2x-1=0. 令g (x )=e x -2x -1,则g ′(x )=e x +2x 2>0对一切x ∈(-∞,0)∪(0,+∞)恒成立, ∴g (x )在(-∞,0)和(0,+∞)上都是增函数,又∵g (1)=e -3<0,g (2)=e 2-2>0,g (-3)=e -3-13<0,g (-2)=e -2>0, ∴方程2f (x )-3e x =0有且只有两个实根,并且分别在区间[1,2]和[-3,-2]上, ∴整数t 的值为1和-3.。
试题习题,尽在百度百度文库,精选试题I .题源探究·黄金母题【例1】海中一小岛,周围mile n 8.3内有暗礁,海轮由西向东航行,望见该岛在北偏东70°,航行mile n 8以后,望见这岛在北偏东60°,如果这艘轮船不改变航向继续前进,有没有触礁的危险?【解析】根据题意作出如图所示,其中设C 为岛所在位置,B A,是该轮船航行前后的位置,过C 作AB CD 于D ,根据题意知,在△ABC 中,8AB ,20CAB,150ABC,∴CAB ABC ACB180=10°,∠CBD=30°,由正弦定理得,ACBAB CABBC sinsin,∴ACB CAB AB BC sin sin =10sin 20sin 8≈15.7560,∴CBDBC CDsin≈7.878>3.8,∴没有触礁的危险.答:没有触礁的危险.精彩解读【试题来源】人教版A 版必修5第24页复习参考题A 组第2题.【母题评析】本题考查利用正余弦定理解与三角形有关的综合问题,是常考题型.【思路方法】根据题意画出图形,C 为岛所在位置,B A,是该轮船航行前后的位置,过C 作AB CD于D ,根据题意知,在△ABC 中,8AB,20CAB ,150ABC ,要判断是否触礁,即需要计算C 点到直线AB 的距离CD ,在△ABC 中利用正弦定理计算出BC,在通过解直角三角形即可求出CD .II .考场精彩·真题回放【例2】【2015高考湖南,理17】设ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,tan a b A ,且B 为钝角.(1)证明:2B A;(2)求sin sin AC 的取值范围.。
专题01.04--解析几何中的定值问题一、问题概述定值问题是解析几何中的常见题型也是江苏高考中的热点问题.在解析几何中,当几何量与参数无关时,这就构成了定值问题.解决此类问题时,要善于运用辩证的观点去思考分析,在动点的“变”中寻找定值的“不变”性,一种思路是进行一般的计算推理求出结果,选定一个适合该题设的参变量,用题中已知量和参变量表示题中的定义,列出方程,再用根与系数的关系,“点在曲线上”,点差法等导出所求定值的关系所需要的表达式,化简整理求出结果(例1,例2);另一种思路是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少(例1,例3),用特殊探索法(特殊值,特殊位置,特殊图形)先确定出定值,揭开神秘面纱,这样可将盲目的探索问题转化为有方向有目标的一般的证明题,从而找到解决问题的突破口,将该问题涉及的几何形式转化为代数形式或三角形式,证明该式是恒定的.同时,有许多定值问题,通过特殊探索法不但能够确定出定值,还可以为我们提供解题的线索,如果试题以客观形式出现,特殊化方法往往比较凑效. 二、释疑拓展1.【南京市2018届高三第三次模拟考试.18题】如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点P (85,35),离心率为32.已知过点M (25,0)的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)试问x 轴上是否存在定点N ,使得NA →·NB →为定值.若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.2.【苏锡常镇四市2014届高三教学情况调研(一).18题】如图,在平面直角坐标系xOy中,已知A,B,C是椭圆22221(0)x ya ba b+=>>上不同的三点,A,(3,3)B--,C在第三象限,线段BC的中点在直线OA上.(1)求椭圆的标准方程;(2)求点C的坐标;(3)设动点P在椭圆上(异于点A,B,C)且直线PB,PC分别交直线OA于M,N两点,证明OM ON⋅为定值并求出该定值.3.【盐城市2015届高三第三次模拟考试.18题】如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>直线l与x轴交于点E,与椭圆C交于A、B两点.当直线l垂直于x轴且点E为椭圆C的右焦点时,弦AB的长为3.(1)求椭圆C的方程;(2)若点E的坐标为,点AA与原点O的直线交椭圆C于另一点P,求PAB∆的面积;(3)是否存在点E,使得2211EA EB+为定值?若存在,请指出点E的坐标,并求出该定值;若不存在,请说明理由.三、专题反思(你学到了什么?还想继续研究什么?)四、巩固训练1.【镇江市2014届高三第一学期期末调研.18题】椭圆12222=+by a x (0>>b a )的左、右焦点分别为21,F F ,右顶点为A ,直线l 过2F 交椭圆于B ,C 两点。
第82题求曲线方程或轨迹方程I.题源探究·黄金母题【例1】如图,在圆错误!未找到引用源。
上任取一点错误!未找到引用源。
,过点错误!未找到引用源。
作错误!未找到引用源。
轴的垂线段错误!未找到引用源。
为垂足.当点错误!未找到引用源。
在圆上运动时,线段错误!未找到引用源。
的中点错误!未找到引用源。
的轨迹是什么?【答案】动点错误!未找到引用源。
的轨迹是中心在原点,长轴长为4,短轴长为2的椭圆.【解析】设点错误!未找到引用源。
的坐标为错误!未找到引用源。
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上,∴错误!未找到引用源。
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的轨迹是中心在原点,长轴长为4,短轴长为2的椭圆.【例2】已知点错误!未找到引用源。
的坐标分别是错误!未找到引用源。
,直线错误!未找到引用源。
相交于点错误!未找到引用源。
,且它们的斜率之积是错误!未找到引用源。
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的轨迹方程.【答案】错误!未找到引用源。
【解析】设错误!未找到引用源。
,由已知得错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
,化简即得点错误!未找到引用源。
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.精彩解读【试题来源】例1:人教A版选修1-1P34例2.例2:人教A版选修1-1P35例3.【母题评析】本题轨迹方程的求法,考查考生的分析问题、解决问题以及转化与化归能力.【思路方法】可以采用直接法、定义法、相关点法、交轨法、参数法等解题.II.考场精彩·真题回放【例1】【2017高考天津文5】已知双曲线错误!未找到引用源。
的左焦点为错误!未找到引用源。
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.若经过错误!未找到引用源。
和错误!未找到引用源。
2019年高考数学试题分类汇编解析几何一、选择题.1、(2019年高考全国I 卷理科10)双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线的倾斜角为130°,则C 的离心率为 A .2sin40° B .2cos40°C .1sin50︒D .1cos50︒答案:C解析:由题可知,130tan ︒=-a b 即,50tan ︒=a b 则有︒︒=50cos 50sin 2222a b ,即︒︒=-50cos 50sin 22222a a c 所以︒︒=-50cos 50sin 1222e ,︒=50cos 12e ,故选D 2、(2019年高考全国I 卷理科10,文科12)已知椭圆C 的焦点为12(1,0),(1,0)F F -,过F 2的直线与C交于A ,B 两点.若22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为A .2212x y +=B .22132x y +=C .22143x y +=D .22154x y +=答案:B解析:设x B F =||2,则x B F B F AF AB B F 3||3||||||||2221==+== 由椭圆定义得x a B F B F 42||||21==+,故,23||,2||12aB F a B F ==a AF a AF a AF =-==||2||,||212在21F AF ∆和21F BF ∆中,由余弦定理得a c a a c a F AF 1224cos 22221=⨯⨯-+=∠ a a c a a c a F BF 2222212221249441cos -=⨯⨯-+=∠ 21F AF ∠、21F BF ∠互补得a a a 122=-,解得32=a ,22=b ,方程为12322=+y x 。
故选B 3、(2019年高考全国II 卷理科8,文科9)若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆2231x y pp+=的一个焦点,则p=A .2B .3C .4D .8 答案:D解析:易知抛物线的焦点为)0,2(p,故椭圆焦点在x 轴上 由p p p b a c 23222=-=-=,则p p 2)2(2=,解得p=8。
第84题 解析几何中问题的转换I .题源探究·黄金母题【例1】设Q 是圆()22116C x y ++=:上的动点,另有()1,0A ,线段AQ 的垂直平分线交直线CQ 于点P ,当点Q 在圆上运动时,求点P 的轨迹方程.【答案】22143x y += 【解析】设()P x y ,.焦点的椭圆,且21a c ==,,23b =,∴点P 的轨迹方程为22143x y +=.【例2】已知经过椭圆2212516x y +=的右焦点2F 作垂直于x 轴的直线AB ,交椭圆于,A B 两点,1F 是椭圆的左焦点. (I )求1AF B ∆的周长;(II )如果AB 不垂直于x 轴,1AF B ∆的周长有变化吗?为什么? 【答案】(I )20;(II )没有变化.【解析】(I )由已知,当AB x ⊥轴时,3A B x x ==,代入椭圆的方程可得纵坐标分别为1616,55-,从而325AB =. 1AF B ∴△32205=.精彩解读【试题来源】例1:人教A 版选修1-1P 42习题2.1T 7改编. 例2:人教A 版选修1-1P 36练习T 3.【母题评析】这类题考查椭圆、双曲线、抛物线的定义,考查考生简单的识记及基本计算能力. 【思路方法】利用圆锥曲线的定义解题.(II )如果AB 不垂直于x 轴,1AF B ∆的周长不变,证明如下: 由椭圆的定义可知:12122,2AF AF a BF BF a +=+=, 两式相加即得1AF B ∆的周长为420a =.II .考场精彩·真题回放【例1】【2017高考全国I 】已知双曲线C :22221x y a b -=(a >0,b >0)的右顶点为A ,以A 为圆心,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线交于M 、N 两点.若∠MAN =60°,则C 的离心率为________.【答案】3点(,0)A a 到直线by x a=的距离AP =在Rt PAN ∆中,cos PA PAN NA=,代入计算得223a b =,即a ,由222c a b =+得2c b =,所以c e a ===【例2】【2017高考山东文15】在平面直角坐标系xOy 中,双曲线22221(00)x y a b a b-=>>, 的右支与焦点为F 的抛物线22(0)x py p =>交于A ,B 两点,若|AF |+|BF |=4|OF |,则该双曲线的渐近线方程为 .【命题意图】这类题主要考查圆锥曲线的定义及简单的几何性质.这类题能较好的考查考生逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.【考试方向】这类试题在考查题型上,可以是选择题、填空题,也可以是解答题第(1)小题,难度中等偏易. 【难点中心】1.抛物线的定义是解决抛物线问题的基础,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化.如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题.因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题,可以优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线的距离,这样就可以使问题简单化.2.双曲线渐近线是其独有的性质,所以有关渐近线问题受到出题者的青睐.做好这一类问题要抓住以下重点:①求解渐近线,直接把双【答案】2y x =±222A B pb y y p a a +==⇒=⇒渐近线方程为y x =.【例3】【2017高考浙江21】如图,已知抛物线2x y =,点A 11()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. 【答案】(Ⅰ))1,1(-;(Ⅱ)2716【解析】试题分析:(Ⅰ)由两点求斜率公式可得AP 的斜率为21-x ,由1322x -<<,得AP 斜率的取值范围;(Ⅱ)联立直线AP 与BQ 的方程,得Q 的横坐标,进而表达||PA 与||PQ 的长度,通过函数3)1)(1()(+--=k k k f 求解||||PQ PA ⋅的最大值.曲线后面的1换成0即可;②双曲线的焦点到渐近线的距离是b ;③双曲线的顶点到渐近线的距离是ab c.试题解析:(Ⅰ)设直线AP 的斜率为k ,则212412-=+-=x x x k , ∵1322x -<<,∴直线AP 斜率的取值范围是)1,1(-.(Ⅱ)联立直线AP 与BQ 的方程110,24930,42kx y k x ky k ⎧-++=⎪⎪⎨⎪+--=⎪⎩解得点Q 的横坐标是)1(23422+++-=k k k x Q ,)1112x PA k ⎫=+=⎪⎭+,)()()2311,11Qk k PQ xx PA PQ k k -+=-=∴=--+.令3)1)(1()(+--=k k k f ,因为2)1)(24()('+--=k k k f ,所以 f (k )在区间)21,1(-上单调递增,)1,21(上单调递减,因此当12k =时,||||PQ PA ⋅取得最大值2716. 【名师点睛】本题主要考查直线方程、直线与抛物线的位置关系等基础知识,同时考查解析几何的基本思想方法和运算求解能力,通过表达||PA 与||PQ 的长度,通过函数3)1)(1()(+--=k k k f 求解||||PQ PA ⋅的最大值.【例4】【2017高考全国I 文20】设A ,B 为曲线C :y=24x 上两点,A 与B的横坐标之和为4. (I )求直线AB 的斜率;(II )设M 为曲线C 上一点,C 在M 处的切线与直线AB 平行,且AM ⊥BM ,求直线AB 的方程.【答案】(I )1;(II )7y x =+.【解析】试题分析:(I )设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由两点求斜率公式求AB 的斜率;(II )联立直线与抛物线方程,消y ,得12||AB x x -=,解出m .试题解析:(I )设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则12x x ≠,2114x y =,2224x y =,x 1+x 2=4,于是直线AB 的斜率12121214y y x x k x x -+===-. (II )由24x y =,得2xy'=.设M (x 3,y 3),由题设知312x=,解得32x =,于是M (2,1).设直线AB 的方程为y x m =+,故线段AB 的中点为N (2,2+m ),|MN |=|m +1|.将y x m =+代入24x y =得2440x x m --=.当16(1)0m ∆=+>,即1m >-时,1,22x =±从而12||AB x x -=.由题设知||2||AB MN =,即2(1)m =+,解得7m =. 所以直线AB 的方程为7y x =+.【名师点睛】本题主要考查直线与圆锥曲线位置关系,所使用方法为韦达定理法: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. 【例5】【2017高考江苏17】如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上,且位于第一象限,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l . (I )求椭圆E 的标准方程;(II )若直线12,l l 的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标..【解析】(I )设椭圆的半焦距为c .∵椭圆E 的离心率为12,∴12c a =①.∵两准线之间的距离为8,∴228a c =②.联立①②得2,1a c ==,∴b =,故椭圆E 的标准方程为22143x y +=.(II )解法一:由(I )知()()121,0,1,0F F -.从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+ ① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=-- ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,∴2001(,)x Q x y --. ∵点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=.因此点P 的坐标为4737(77. 解法二:设00(,)P x y ,则000,0x y >>,由题意得00001(1)1(1)x y x y x y x y +⎧=-+⎪⎪⎨-⎪=--⎪⎩,整理得02001x x x y y =-⎧⎪-⎨=⎪⎩,∵点00(,)P x y 在椭圆E 上,∴2200143x y +=,∴2220020(1)33y x y -=,∴2200169,77x y ==,故点P 的坐标是4737⎝⎭. 解法三(参数方程):设()2cos ,3sin 0,2P θθθ⎛π⎫⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则123sin 3sin ,,PF PF k k θθ==∴直线12,l l 方程分别为))1,13sin 3sin y x y x θθ=+=-.联立解得22cos ,,3sin Q θθ⎛- ⎝又Q 在椭圆上,()2222cos 11433sin θθ-⎛⎫∴+=,整理得427cos 10cos 80,θθ+-= ()()22247cos 4cos 20,cos 7θθθ∴-+=∴=.又0,2θπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,2221cos ,sin ,77θθ∴==∴点P 的坐标是737,77⎛ ⎝⎭.解法四(秒杀技):由已知得1290QF P QF P ∠=∠=︒,故这四个点共圆.若12,,,P F Q F 四点共圆,则圆以12F F 为直径,方程为221x y +=,但它与椭圆22143x y +=无交点,故应该是12,,,P Q F F 四点共圆(即在以PQ 为直径的圆上),从而,P Q 关于y 轴对称.设()()0000,0,0P x y x y >>,则()00,Q x y -,且,P Q 是圆()22200x y y x +-=与椭圆22143x y +=的交点,又12,F F 在此圆上,()2200220010,1,43y x x y ⎧+-=⎪∴⎨+=⎪⎩解得00,7.x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(注意:000,0x y >>)III .理论基础·解题原理1.()1212220MF a a F F +=>> 2.()1212220MF a F F a -=>>3.IV .题型攻略·深度挖掘【考试方向】这类试题在考查题型上,通常以选择题或填空题的形式出现,也可以是解答题的第(1)小题,难度中等偏易.【技能方法】1.根据抛物线的定义,实现抛物线上的点到焦点与到准线的距离相互转化,从而解决问题; 2.利用圆锥曲线的定义将折线段和的问题化归为平面上直线段最短来解决最值问题. 【易错指导】1.利用圆锥曲线的定义解题时,要注意曲线之间的共性和个性.2.利用圆锥曲线的定义解题时,涉及圆锥曲线上的点与两个焦点的问题,常用第一定义;涉及焦点与准线的问题,常用统一定义.要加强数形结合、化归思想的应用,以便得到最佳解题途径.V .举一反三·触类旁通考向1 利用定义求圆锥曲线几何量问题(焦点三角形面积、焦点弦三角形周长、离心率等)【例1】【2018云南昆明高三教学质量检查(二统)】已知1F ,2F 是椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的两个焦点,过原点的直线l 交E 于,A B 两点,220AF BF ⋅=,且2234||AF BF =,则E 的离心率为( ) A .12 B .34 C .27 D .57【答案】D 【解析】22120,AF BF AF BF ⋅=∴⊥,连接11,AF BF ,由椭圆的对称性可知,12F AF B 是矩形,设【 方法点睛】本题主要考查双曲线的定义及离心率,属于难题.离心率的求解在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:①直接求出,a c ,从而求出e ;②构造,a c 的齐次式,求出e ;③采用离心率的定义以及圆锥曲线的定义来求解;④根据圆锥曲线的统一定义求解.本题是利用双曲线的几何性质以及双曲线的定义根据方法①求解的.【例2】【2018甘肃张掖高三备考质量检测第一次考试】设,A B 是椭圆22:1122x y C +=的两个焦点,点P 是椭圆C 与圆22:10M x y +=的一个交点,则 PA PB -=()A .B .C .D .【答案】C【解析】由题意知()2222{240PA PB a PA PB c +==+==,()2222PA PB PA PB PA PB ∴+=++,解得28PA PB =,()222232PA PB PA PB PA PB ∴-=+-=,PA PB -=C .【例3】【2018河北石家庄高三下学期一模】已知1F ,2F 分别为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点和右焦点,过2F 的直线l 与双曲线的右支交于A ,B 两点,12AF F ∆的内切圆半径为1r ,12BF F ∆的内切圆半径为2r ,若122r r =,则直线l 的斜率为( )A .1B C.2 D .【答案】D【解析】设12AF F ∆的内切圆圆心为1,I ,12BF F ∆的内切圆圆心为2,I ,边1212AF AF F F 、、上的切点211212221tan,tan tan 90222tan 2r r I F O r r F E F E θθθ⎛⎫=∠=︒-=== ⎪⎝⎭,,222tan12tan ,tan tan 22221tan 2θθθθθ∴==∴==-故选D . 【跟踪练习】1.【2018湖南郴州高三第二次教学质量检测】设椭圆2222:1x y E a b+= (0a b >>)的一个焦点()2,0F 点()2,1A -为椭圆E 内一点,若椭圆E 上存在一点P ,使得8PA PF +=,则椭圆E 的离心率的取值范围是A .44,97⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .4497⎛⎫⎪⎝⎭, C .22,97⎡⎫⎪⎢⎣⎭ D .22,97⎡⎤⎢⎥⎣⎦( )【答案】A【解析】4497e ≤≤,椭圆E 的离心率的取值范围是44,97⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选A . 【方法点晴】本题主要考查利用椭圆定与性质求椭圆的离心率,属于难题.求解与双曲线性质有关的问题时要结合图形进行分析,既使不画出图形,思考时也要联想到图形,当涉及顶点、焦点、实轴、虚轴、渐近线等双曲线的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系.求离心率范围问题应先将e 用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于e 的不等式,从而求出e 的范围.本题是利用椭圆的定义以及三角形两边与第三边的关系构造出关于e 的不等式,最后解出e 的范围.2.【2018安徽淮南二中、宿城一中高三第四次考试】已知双曲线22142x y -=右焦点为,F P 为双曲线左支上一点,点(A ,则APF ∆周长的最小值为( )A .4B .(41C .2D 【答案】B【解析】曲线22142x y -=右焦点为F ),APF ∆周长2l AF AP PF AF AP a PF =++=++'+ 要使APF ∆周长最小,只需AP PF +' 最小,如图:当,,A P F '三点共线时取到,故l =2|AF |+2a =(41+,故选B .点睛:本题考查了双曲线的定义,两条线段之和取得最小值的转化,考查了转化思想,属于中档题.3.【2018江西上饶高三下学期第二次高考模拟】已知点12,F F 分别是双曲线22146x y -=的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P ,使()22·0OP OF F P +=(O 为坐标原点)且12=PF PF λ,则实数λ的值为A .3B .2C .3D . ( ) 【答案】A考向2 利用定义判定某些位置关系【例4】【2018河南商丘九校高三模拟】设过抛物线的焦点F 的弦为PQ ,则以PQ 为直径的圆与抛物线的准线的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .以上均有可能 【答案】B【解析】设抛物线22(0),,0,22p p y px p F x ⎛⎫=>∴=-⎪⎝⎭,以PQ 为直径的圆的圆心到准线距离为|PQ|22222P Q P Q x x x x p p p x r ++++=+=== 即相切,所以选B点睛:判断直线与圆的位置关系的常见方法 (1)几何法:利用d 与r 的关系. (2)代数法:联立方程之后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. 上述方法中最常用的是几何法,点与圆的位置关系法适用于动直线问题.【例5】【2018山西太原十二高三上学期1月月考】如图,两条距离为4的直线都与y 轴平行,它们与抛物线2(014)y px p =-<<和圆()2249x y -+=分别交于,A B 和,C D ,且抛物线的准线与圆相切,则当AB CD ⋅取得最大值时,直线AB 的方程为( )A .2x =-B .x =C .x =D .1x =- 【答案】B【解析】根据题意,由抛物线的准线与圆相切可得12p= 或7,又014p <<,故2p =,【例6】【2018河南南阳一中高三第七次考试】已知抛物线2:2(0)C x py p =>,过焦点F 的直线交C 于,A B 两点,D 是抛物线的准线l 与y 轴的交点.(1)若//AB l ,且ABD ∆的面积为1,求抛物线的方程;(2)设M 为AB 的中点,过M 作l 的垂线,垂足为N ,证明:直线AN 与抛物线相切. 【答案】(1)22x y =(2)见解析【解析】试题分析:(1)由//AB l 可得A ,B 坐标,根据坐标表示三角形ABD 面积,解出p (2)设221212,,,22x x A x B x p p ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则根据导数几何意义可得在A 处的切线斜率;根据直线方程与抛物线方程,依次解出M ,N 坐标,易得AN 斜率,由斜率相等证得结论成立试题解析:(1)因为//AB l ,所以,2FD p AB p ==,所以2ABD S p ∆=,所以1p =, 故抛物线C 的方程为22x y =.所以22222111112112121211222222222ANx x x p x x x p p x p p p pk x kp px +-++=====--,又22x py =,所以x y p'=, 所以抛物线22x py =在A 处的切线斜率为1x k p=,所以直线AN 与抛物线相切. 【跟踪练习】1.【2018吉林实验中学高三上学期第五次月考】若抛物线24y x =的焦点是F ,准线是l ,点()4,M m 是抛物线上一点,则经过点F 、M 且与l 相切的圆共 ( )A .0个B .1个C .2个D .4个 【答案】D【解析】()21,0,444F m m MF =⨯∴=±∴中垂线方程为68310x y ±-=,与抛物线有四个交点,而交点恰为经过点F 、M 且与l 相切的圆的圆心,所以满足条件的圆有四个,选D .点睛:1.凡涉及抛物线上的点到焦点距离时,一般运用定义转化为到准线距离处理.2.若()00,P x y 为抛物线22(0)y p x p =>上一点,由定义易得02pP F x =+;若过焦点的弦AB AB 的端点坐标为()()1122,,,A x y B x y ,则弦长为1212,AB x x p x x =+++可由根与系数的关系整体求出;若遇到其他标准方程,则焦半径或焦点弦长公式可由数形结合的方法类似地得到.2.【2018福建泉州高中毕业班1月质量检查】在平面直角坐标系xOy 中,点()4,4A 在抛物线2:2(0)C y px p =>上.(1)求C 的方程和C 的焦点的坐标;(2)设点B 为准线与x 轴的交点,直线l 过点B ,且与直线OA 垂直,求证:l 与C 相切. 【答案】(1)24y x =焦点F 的坐标()1,0(2)见解析【解析】试题分析:(1)利用点()4,4A 在抛物线2:2(0)C y px p =>上解得p ,进而求得C 的方程和C 的焦点的坐标;(2)根据题意明确l 的方程,联立方程利用判别式判断二者的位置关系.由方程组210{4x y y x++==,可得2440y y ++=,因为2416160b ac ∆=-=-=,所以l 与C 相切.3.【2018福建福州高三上学期期末质检】已知圆()221:582C x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭,抛物线()2:20E x py p =>上两点()12,A y -与()24,B y ,若存在与直线AB 平行的一条直线和C 与E 都相切,则E 的准线程为( )A .12x =-B .1y =-C .12y =- D .1x =- 【答案】C考向3 利用定义求轨迹【例7】【2018百校联盟TOP20一月联考】根据天文物理学和数学原理,月球绕地球运行时的轨道是一个椭圆.地球位于椭圆的两个焦点位置中的一个,椭圆上的点距离地球最近的点称为近地点.已知月球的近地点约为36万千米,月球轨道上点P 与椭圆两焦点12,F F 构成的三角形12PF F 面积约为(万千米)2,123F PF π∠=,则月球绕地球运行轨道的一个标准方程为( )A .222213614x y +=B .2221384036x y +=⨯ C .2221484836x y +=⨯ D .2221483624x y +=⨯ 【答案】B【解析】设月球绕地球运行轨道的一个标准方程为22221(0)x y a b a b+=>>.由椭圆的定义和余弦定理可得焦点三角形的面积22tan63S b π===24036b =⨯.由于地球的近地点为36,所以36a c -=.∵()()2224036b a c a c a c =-=+-=⨯,∴40a c +=,∴38a =.故所求的标准方程为2221384036x y +=⨯.选B . 【例8】ABC ∆中,BC 长为a ,顶点A 在移动过程中满足条件1sin sin sin 2C B A -=,求点A 的轨迹方程.【解析】以BC 所在的直线为x 轴,BC 的中垂线为y 轴,建立直角坐标系.111sin sin sin ,222C B A AB AC BC a -=∴-==,∴点A 的轨迹是以BC 为焦点的双曲线的右支(不含顶点),故其方程为22221341616x ya x aa-=>⎛⎫ ⎪⎝⎭.【例9】一动圆与圆()221:34O x y ++=外切,同时与圆()222:3100O x y -+=内切,求动圆圆心的轨迹方程.【答案】2213627x y +=变式练习:已知动圆P 与圆()221:42O x y ++=外切,同时与圆()222:42O x y -+=内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.【答案】(221214x y x -=≥ 【解析】由已知得:12,PO R PO R ⎧=+⎪⎨=⎪⎩两式相减得12128PO PO O O -==,由双曲线的定义可知:所求动圆圆心P 的轨迹是以()()4,0,4,0-为焦点,实轴长的双曲线右支.由2,4a c ==得,a b =,故所求的轨迹方程为(221214x y x -=≥. 【跟踪练习】1.【2018内蒙古呼和浩特市高三第一次质量调研】已知21,F F 是双曲线22221(0,0)y x a b a b-=>>的上、下两个焦点,过1F 的直线与双曲线的上下两支分别交于点,B A ,若2ABF ∆为等边三角形,则双曲线的渐近线方程为( )A .y =B .2y x =±C .y =D .y x = 【答案】D即222214416224282c a a a a a =+-⨯⨯⨯-=(),解得227c a =由此可得双曲线C 的渐近线方程为y x =,故选D . 【点睛】本题主要考查双曲线的定义和简单几何性质等知识,根据条件求出a ,b 的关系是解决本题的关键.2.【2018宁夏石嘴山三中高三下学期一模】如图,已知圆(22:16E x y +=,点),F P 是圆E 上任意一点,线段PF 的垂直平分线和半径PE 相交于Q .(1)求动点Q 的轨迹Γ的方程;(2)已知,,A B C 是轨迹Γ的三个动点,点A 在一象限,B 与A 关于原点对称,且CA CB =,问ABC ∆的面积是否存在最小值?若存在,求出此最小值及相应直线AB 的方程;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2214x y +=;(2)8,5y x =.【解析】试题分析:(1)连接QF ,根据题意,QP QF =,则QE QF += 4QE QP +=>得动点Q 的轨迹Γ是以,E F 为焦点,长轴长为4的椭圆,即可求出动点Q 的轨迹Γ的方程;(2)设直线AB 的方程为y kx =,与椭圆方程联立,求出A 的坐标,同理可得点C 的坐标,进而表示出ABC ∆的面积,利用基本不等式,即可得出结论.∵|CA|=|CB|,∴C 在AB 的垂直平分线上,∴直线OC,同理可得|OC|=当且仅当k =1时取等号,∴S △ABC≥85. 综上,当直线AB 的方程为y =x 时,△ABC 的面积有最小值85. 3.【2018百校联盟TOP20一月联考】已知点()0,2F ,过点()0,2P -且与y 轴垂直的直线为1l ,2l x ⊥轴,交1l 于点N ,直线l 垂直平分FN ,交2l 于点M .(1)求点M 的轨迹方程;(2)记点M 的轨迹为曲线E ,直线AB 与曲线E 交于不同两点()()1122,,,A x y B x y ,且2211x x m -=+(m 为常数),直线l '与AB 平行,且与曲线E 相切,切点为C ,试问ABC ∆的面积是否为定值.若为定值,求出ABC ∆的面积;若不是定值,说明理由.【答案】(1)28x y =(2)ABC ∆的面积为定值.【解析】试题分析:(1)根据抛物线的定义可得点M 的轨迹,根据待定系数法可得轨迹方程.(2)设直线AB的方程为y kx b =+,与抛物线方程联立消元后可得AB 中点()24,4Q k k b +的坐标为.同样设出切线方程y kx t =+,与抛物线方程联立消元后可得切点C 的坐标为()24,2k k ,故得CQ ⊥ x 轴.于是2112ABC S CQ x x ∆=⋅-,由此通过计算可证得ABC ∆的面积为定值.(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,设其方程为y kx b =+,由2{8y kx bx y=+=消去x 整理得2880x kx b --=.则 12128,8x x k x x b +=⋅=-.设AB 的中点为Q ,则点()24,4Q k k b +的坐标为.由条件设切线方程为y kx t =+,由2{8y kx t x y=+=消去y 整理得 2880x kx t --=. ∵ 直线与抛物线相切,∴264320k t ∆=+=,∴ 22t k =-,∴切点C 的横坐标为4k ,∴ 点()24,2C k k 的坐标为.∴CQ ⊥x 轴.∵2211x x m -=+,∴()()()()2222221124864321x x x x b k b m -=+--=+=+,∴()22216432m k b +-=.∴()()()322212111122264ABC m S CQ x x k b x x ∆+=⋅-=⋅+⋅-=.∵m 为常数,∴ABC ∆的面积为定值. 点睛:圆锥曲线中求定值问题常见的方法(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)由题意得到目标函数,直接通过推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到目标函数的取值与变量无关,从而证得定值. 考向4 利用定义求最值【例10】已知定点()32M F ,,是抛物线24y x =的焦点,在此抛物线上求一点P ,使PM PF +取得最小值,求点P 的坐标.【名师点睛】根据抛物线的定义,建立点P 到焦点与到准线的距离相等关系【例11】(1)已知点1F 是双曲线221412x y -=的左焦点,定点()1,4A ,P 是双曲线右支上动点,则1PF PA+的最小值为 .(2)F 是221259x y +=的右焦点,P 是其上一点,定点()2,1B ,则54P B P F +的最小值PF +的最小值为 .【答案】(1)9;(2)17410- 【解析】(1)设双曲线右焦点为2F ,则()112222249PF PA PF PF PA PF a PA PF AF +=-++=++≥+=.【名师点睛】利用圆锥曲线的定义将折线段和的问题化归为平面上直线段最短来解决.【例12】【2018吉林长春高三下学期第二次模拟】双曲线C 的渐近线方程为y x =,一个焦点为(0,F ,点)A,点P 为双曲线第一象限内的点,则当点P 的位置变化时,PAF ∆周长的最小值为( )A .8B .10C .4+D .3+【解析】由已知双曲线方程为22143y x -=,设双曲线的上焦点为F ',则4PF PF ='+,△PAF 的点晴:本题考查的是双曲线定义的应用.由双曲线的定义及点P 为双曲线第一象限内的点可得4PF PF='+,于是可表示为△PAF 的周长7PF PA AF PF PA ++=++',在点P 的位置变化过程中,当折线变成直线,即三点共线时PF PA '+的最小值为3AF '=,于是可得三角形周长的最小值. 【跟踪练习】1.如图,M 是以,A B 为焦点的双曲线222x y -=右支上任一点,若点M 到点()3,1C 与点B 的距离之和为S ,则S 的取值范围是( )A .)+∞ B .)+∞ C . D .)+∞【解析】2MB MC MA a MC MA MC AC +=-+=+-≥-=2.【2018河南濮阳高三一模】已知双曲线224x y -=,1F 是左焦点,1P ,2P 是右支上两个动点,则111212F P F P PP +-的最小值是( )A .4B .6C .8D .16 【答案】C【解析】112112222,2FP a F P FP a F P =+=+,122,,PF P 三点共线时等号成立,故选C .3.【2018重庆綦江区高三模拟】已知点)M 及抛物线28x y =上一动点()00,P x y ,则0y PM +的最小值是( )A .1B .2C .3D .4【解析】设抛物线的焦点为F ,则()0,2F ,准线方程为2y =-,过点()00,P x y向准线作垂线,垂足点睛:本题主要考查了抛物线的定义,抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离,在此题中首先应将0y 转化为到准线的距离,要重视定义在解题中的应用,灵活地进行抛物线上的点到焦点距离与到准线距离的相互转换.考向5 利用定义解决其它问题【例13】【2018河南郑州高三一模】设抛物线24y x =的焦点为F,过点)M的直线与抛物线相交于A ,B 两点,与抛物线的准线相交于C ,3BF =,则BCF 与ACF 的面积之比BCF ACFSS=( )A .34 B .45 C .56 D .67【答案】D【解析】画出抛物线24y x =的图象如图所示.由抛物线方程24y x =,得焦点F 的坐标为(1,0),准线方程为x =−1.过点,A B 作准线的垂线,垂足分别为,E N .由(2{ 4y k x y x==消去y整理得()22224+5=0k x x k -+,设()()1122,,,A x y B x y ,则125x x =.由条件知213BF BN x ==+=,∴22x =.∴152x =,∴1712AE x =+=. ∵在△AEC 中,BN ∥AE ,∴67BCFACF BC BN S S AC AE ∆∆===,故选D . 点睛:本题将抛物线的定义和平面几何知识综合在一起,考查学生分析问题解决问题的能力.解题中先根据平面几何知识将三角形的面积比转化为三角形边的长度比,并根据抛物线的定义将问题转化为相似三角形对应边的比.同时解题中还要注意直线和抛物线位置关系的运用,通过代数方法得到点A ,B 的坐标之间的关系也是解题的关键点.【例14】【2018江西高三教学质量监测】已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,以点1F 为圆心,以3为半径的圆与以点2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.设点()0,A b ,在12AF F ∆中,1223FAF π∠=. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点()2,1P -的直线l 不经过点A ,且与椭圆C 相交于M ,N 两点,若直线AM 与AN 的斜率分别为1k ,2k ,求12k k +的值.【答案】(1) 2214x y +=;(2)-1.(2)直线l 的斜率显然存在,设直线l 方程:()12y k x +=-,交点()11,M x y ,()22,N x y 由2221{44y kx k x y =--+=()()()2221482142140k x k k x k ⇒+-+++-=.由韦达定理可得121k k +=-.试题解析:(1)设两圆的一个交点为P ,则13PF =,21PF =,由P 在椭圆上可得1224PF PF a +==,则2a =,①由121233F AF F AO ππ∠=⇒∠=,∴23a b c ==,② 联立①②,解得2{1a b ==,∴椭圆方程为2214x y +=.()()()()1212121212222222kx x k x x k x x k x x x x -++++==-()()()22282124214k k k k k +⋅+=-+-()221k k =-+1=-.【例15】【2018安徽合肥高三第二次教学质量检测】已知点()1,0A 和动点B ,以线段AB 为直径的圆内切于圆22:4O x y +=.(1)求动点B 的轨迹方程;(2)已知点()2,0P ,()2,1Q -,经过点Q 的直线l 与动点B 的轨迹交于M ,N 两点,求证:直线PM 与直线PN 的斜率之和为定值.【答案】(1)22143x y +=;(2)见解析. 【解析】试题分析:(1)设以线段AB 为直径的圆的圆心为C ,取()'1,0A -,借助几何知识分析可得动点B的轨迹是以'A A ,为焦点,长轴长为4的椭圆,根据待定系数法可得动点B 的轨迹方程为22143x y +=.(2)①当直线l 垂直于x 轴时,不合题意;②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为()12y k x +=-,与椭圆方程联立消元后可得二次方程,根据二次方程根与系数的关系及斜率公式可得3PM PN k k +=,为定值.试题解析:(1)如图,设以线段AB 为直径的圆的圆心为C ,取()'1,0A -.依题意,圆C 内切于圆O ,设切点为D ,则O ,C ,D 三点共线,O 为'AA 的中点,C 为AB 中点,2A B OC ∴'=.(2)①当直线l 垂直于x 轴时,直线l 的方程为2x =,此时直线l 与椭圆22143x y +=相切,与题意不符.②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为()12y k x +=-.由()2212{143y k x x y +=-+=消去y 整理得()()222243168161680k x k k x k k +-+++-=.∵直线l 与椭圆交于M ,N 两点,∴()()()2222168443161680k kk k k ∆=+-++->,解得12k <.设()11,M x y ,()22,N x y ,则22121222168161684343k k k k x x x x k k ++-+==++,, ()()121212121222112222222PM PN k x k x y y k k k x x x x x x --⎛⎫∴+=+=+=-+ ⎪------⎝⎭. 点睛:(1)解题时注意圆锥曲线定义的两种应用,一是利用定义求曲线方程,二是根据曲线的定义求曲线上的点满足的条件,并进一步解题.(2)求定值问题常见的方法: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. 【跟踪练习】1.【2018北京朝阳区高三一模】已知F 为抛物线2:4C y x =的焦点,过点F 的直线l 交抛物线C 于,A B 两点,若8AB =,则线段AB 的中点M 到直线10x +=的距离为( )A .2B .4C .8D .16 【答案】B【解析】如图,抛物线24y x =的焦点为()1,0F ,准线为1x =-,即10x +=,分别过,A B 作准线的垂线,垂2.【2018山西晋城高三上学期一模】抛物线2:4C y x =的焦点为F ,其准线l 与x 轴交于点A ,点M 在抛物线C 上,当MA MF=AMF ∆的面积为( )A .1BC .2D .【答案】C【解析】如图,设()000,(0)M x y y >,过M 作MN l ⊥于N ,则MF MN =.由条件知MA MF=45NAF ∠=︒,所以AN MN =,故001y x =+.又点()000,(0)M x y y >在抛物线上,2004y x ∴=.由002001{4y x y x =+=,解得001{ 2x y ==,从而得()1,2MC .3.【2018河南郑州高三二模】已知圆22O:4x y +=,点()1,0,F P 为平面内一动点,以线段FP 为直径的圆内切于圆O ,设动点P 的轨迹为曲线C .(Ⅰ)求曲线C 的方程;(Ⅱ) ,M N 是曲线C 上的动点,且直线MN 经过定点102⎛⎫ ⎪⎝⎭,,问在y 轴上是否存在定点Q ,使得MQO NQO∠=∠,若存在,请求出定点Q ,若不存在,请说明理由. 【答案】(Ⅰ)22143x y +=;(Ⅱ) 存在定点0,6(). 【解析】试题分析:(1)由两圆内切,圆心距等于半径差,可知动圆圆心S 到O 与F的距离和为定值试题解析:(Ⅰ)设PF 的中点为S ,切点为T ,连OS ST ,,则OS SF OT 2+==,取F 关于y 轴的对称点F',连F'P ,故F'P FP 2OS SF 4+=+=().所以点B 的轨迹是以F',F 为焦点,长轴长为4的椭圆.其中,a 2c 1,==,曲线C 方程为22143x y +=.由得MQO NQO ∠=∠,得直线得MQ 与NQ 斜率和为零.故()1212121212121211122220,kx x m x x kx m kx m y m y m x x x x x x ⎛⎫+-++-+- ⎪--⎝⎭+=+==()()12122224611114220.23423434k m k kx x m x x k m k k k ---⎛⎫⎛⎫+-+=⋅+-⋅== ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭存在定点0,6(),当斜率不存在时定点0,6()也符合题意. 【点睛】求曲线方程常见有定义法、几何转化法、相关点法、参数法等,本题是几何法,对于有明显几何意义关系的,如本题两圆内切,可先写出几何关系,再转化为所求点的几何关系,即可求出轨迹方程.。