(完整版)圆锥曲线大题归类
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目录圆锥曲线十大题型全归纳题型一弦的垂直平分线问题 (2)题型二动弦过定点的问题 (3)题型三过已知曲线上定点的弦的问题 (4)题型四共线向量问题 (5)题型五面积问题 (7)题型六弦或弦长为定值、最值问题 (10)题型七直线问题 (14)题型八轨迹问题 (16)题型九对称问题 (19)题型十存在性问题 (21)圆锥曲线题型全归纳题型一: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。
题型二: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?并证明你的结论题型三: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。
题型四: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.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5.(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+=-.题型五:面积问题例题1、已知椭圆C :12222=+by a x (a >b >0)的离心率为,36短轴一个端点到右焦点的距离为3。
圆锥曲线大题综合归类:五个方程型目录重难点题型归纳 1【题型一】基础型 1【题型二】直线设为:x=ty+m型 4【题型三】直线无斜率不过定点设法:双变量型 7【题型四】面积最值 10【题型五】最值与范围型 13【题型六】定点:直线定点 15【题型七】定点:圆过定点 18【题型八】定值 21【题型九】定直线 23【题型十】斜率型:斜率和定 26【题型十一】斜率型:斜率和 29【题型十二】斜率型:斜率比 31【题型十三】斜率型:三斜率 34【题型十四】定比分点型:a=tb 36【题型十五】切线型 38【题型十六】复杂的“第六个方程” 41好题演练 45重难点题型归纳重难点题型归纳题型一基础型【典例分析】1已知椭圆x2a21+y2b21=1a1>b1>0与双曲线x2a22-y2b22=1a2>0,b2>0有共同的焦点,双曲线的左顶点为A-1,0,过A斜率为3的直线和双曲线仅有一个公共点A,双曲线的离心率是椭圆离心率的3倍.(1)求双曲线和椭圆的标准方程;(2)椭圆上存在一点P x P,y P-1<x P<0,y P>0,过AP的直线l与双曲线的左支相交于与A不重合的另一点B,若以BP为直径的圆经过双曲线的右顶点E,求直线l的方程.1已知F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的一个焦点,过点P t ,b 的直线l 交C 于不同两点A ,B .当t =a ,且l 经过原点时,AB =6,AF +BF =22.(1)求C 的方程;(2)D 为C 的上顶点,当t =4,且直线AD ,BD 的斜率分别为k 1,k 2时,求1k 1+1k 2的值.题型二直线设为:x =ty +m 型【典例分析】1已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的左、右焦点分别为F 1,F 2,右顶点为P ,点Q 0,b ,PF 2=1,∠F 1PQ =60°.(1)求双曲线C 的方程;(2)直线l 经过点F 2,且与双曲线C 相交于A ,B 两点,若△F 1AB 的面积为610,求直线l 的方程.1已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左焦点为F,右顶点为A,离心率为22,B为椭圆C上一动点,△FAB面积的最大值为2+1 2.(1)求椭圆C的方程;(2)经过F且不垂直于坐标轴的直线l与C交于M,N两点,x轴上点P满足PM=PN,若MN=λFP,求λ的值.题型三直线无斜率不过定点设法:双变量型【典例分析】1已知抛物线:y 2=2px p >0 ,过其焦点F 的直线与抛物线交于A 、B 两点,与椭圆x 2a 2+y 2=1a >1 交于C 、D 两点,其中OA ⋅OB =-3.(1)求抛物线方程;(2)是否存在直线AB ,使得CD 是FA 与FB 的等比中项,若存在,请求出AB 的方程及a ;若不存在,请说明理由.1已知双曲线E 的顶点为A -1,0 ,B 1,0 ,过右焦点F 作其中一条渐近线的平行线,与另一条渐近线交于点G ,且S △OFG =324.点P 为x 轴正半轴上异于点B 的任意点,过点P 的直线l 交双曲线于C ,D 两点,直线AC 与直线BD 交于点H .(1)求双曲线E 的标准方程;(2)求证:OP ⋅OH 为定值.题型四面积最值【典例分析】1已知椭圆x 23+y 22=1的左、右焦点分别为F 1,F 2.过F 1的直线交椭圆于B ,D 两点,过F 2的直线交椭圆于A ,C 两点,且AC ⊥BD ,垂足为P .(1)设P 点的坐标为(x 0,y 0),证明:x 203+y 202<1;(2)求四边形ABCD 的面积的最小值.1已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)过点M (2,3),点A 为其左顶点,且AM 的斜率为12,(1)求C 的方程;(2)点N 为椭圆上任意一点,求△AMN 的面积的最大值.2020年新高考全国卷Ⅱ数学试题(海南卷)题型五最值与范围型【典例分析】1设F 1、F 2分别是椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点.(1)若P 是该椭圆上的一个动点,求PF 1 ⋅PF 2 =-54,求点P 的坐标;(2)设过定点M (0,2)的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且∠AOB 为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.1已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)一个顶点A(0,-2),以椭圆E的四个顶点为顶点的四边形面积为45.(1)求椭圆E的方程;(2)过点P(0,-3)的直线l斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与直线交y=-3交于点M,N,当|PM|+|PN|≤15时,求k的取值范围.2021年北京市高考数学试题题型六定点:直线定点【典例分析】1已知F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,O为坐标原点,M为C的准线l上的一点,直线MF的斜率为-1,△OFM的面积为1.(1)求C的方程;(2)过点F作一条直线l ,交C于A,B两点,试问在l上是否存在定点N,使得直线NA与NB的斜率之和等于直线NF斜率的平方?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.1已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),四点P 12,2 ,P 20,2 ,P 3-2,2 ,P 42,2 中恰有三点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与椭圆C 相交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,若∠AMP 2=2∠ABP 2,试问直线l 是否经过定点?若经过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.题型七定点:圆过定点【典例分析】1如图,等边三角形OAB的边长为83,且其三个顶点均在抛物线E:x2=2py(p>0)上.(1) 求抛物线E的方程;(2) 设动直线l与抛物线E相切于点P,与直线y=-1相交于点Q.证明以PQ为直径的圆恒过y轴上某定点【变式演练】1已知动点P到点F1,0的距离与到直线l:x=4的距离之比为12,记点P的轨迹为曲线E.(1)求曲线E的方程;(2)曲线E与x轴正半轴交于点M,过F的直线交曲线E于A,B两点(异于点M),连接AM,BM并延长分别交l于D,C,试问:以CD为直径的圆是否恒过定点,若是,求出定点,若不是,说明理由.【典例分析】1如图,已知抛物线C :x 2=4y ,过点M (0,2)任作一直线与C 相交于A ,B 两点,过点B 作y 轴的平行线与直线AO 相交于点D (O 为坐标原点).(1)证明:动点D 在定直线上;(2)作C 的任意一条切线l (不含x 轴)与直线y =2相交于点N 1,与(1)中的定直线相交于点N 2,证明:|MN 2|2-|MN 1|2为定值,并求此定值.【变式演练】1已知抛物线C :y 2=2px 经过点P (1,2).过点Q (0,1)的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点A ,B ,且直线PA 交y 轴于M ,直线PB 交y 轴于N .(Ⅰ)求直线l 的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O 为原点,QM =λQO ,QN =μQO ,求证:1λ+1μ为定值..【典例分析】1已知直线l:x=my-1,圆C:x2+y2+4x=0.(1)证明:直线l与圆C相交;(2)设直线l与C的两个交点分别为A、B,弦AB的中点为M,求点M的轨迹方程;(3)在(2)的条件下,设圆C在点A处的切线为l1,在点B处的切线为l2,l1与l2的交点为Q.证明:Q,A,B,C四点共圆,并探究当m变化时,点Q是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.【变式演练】1已知双曲线E:x2a2-y2b2=1a>0,b>0的左、右焦点分别为F1、F2,F1F2=23且双曲线E经过点A3,2.(1)求双曲线E的方程;(2)过点P2,1作动直线l,与双曲线的左、右支分别交于点M、N,在线段MN上取异于点M、N的点H,满足PMPN=MHHN,求证:点H恒在一条定直线上.【典例分析】1已知点F是椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点,P是椭圆E的上顶点,O为坐标原点且tan∠PFO=33.(1)求椭圆的离心率e;(2)已知M1,0,N4,3,过点M作任意直线l与椭圆E交于A,B两点.设直线AN,BN的斜率分别为k1,k2,若k1+k2=2,求椭圆E的方程.【变式演练】1在平面直角坐标系中,己知圆心为点Q的动圆恒过点F(1,0),且与直线x=-1相切,设动圆的圆心Q的轨迹为曲线Γ.(Ⅰ)求曲线Γ的方程;(Ⅱ)过点F的两条直线l1、l2与曲线Γ相交于A、B、C、D四点,且M、N分别为AB、CD的中点.设l1与l2的斜率依次为k1、k2,若k1+k2=-1,求证:直线MN恒过定点.【典例分析】1设椭圆方程为x2a2+y2b2=1a>b>0,A-2,0,B2,0分别是椭圆的左、右顶点,动直线l过点C6,0,当直线l经过点D-2,2时,直线l与椭圆相切.(1)求椭圆的方程;(2)若直线l与椭圆交于P,Q(异于A,B)两点,且直线AP与BQ的斜率之和为-12,求直线l的方程.【变式演练】1已知点M1,3 2在椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0上,A,B分别是椭圆的左、右顶点,直线MA和MB的斜率之和满足:k MA+k MB=-1.(1)求椭圆的标准方程;(2)斜率为1的直线交椭圆于P,Q两点,椭圆上是否存在定点T,使直线PT和QT的斜率之和满足k PT+k QT=0(P,Q与T均不重合)?若存在,求出T点坐标;若不存在,说明理由.【典例分析】1已知圆F 1:x 2+y 2+2x -15=0和定点F 2(1,0),P 是圆F 1上任意一点,线段PF 2的垂直平分线交PF 1于点M ,设动点M 的轨迹为曲线E .(1)求曲线E 的方程;(2)设A (-2,0),B (2,0),过F 2的直线l 交曲线E 于M ,N 两点(点M 在x 轴上方),设直线AM 与BN 的斜率分别为k 1,k 2,求证:k 1k 2为定值.【变式演练】1已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0),离心率e =55,P 为椭圆上一点,F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,若△PF 1F 2的周长为2+25.(1)求椭圆E 的方程;(2)已知四边形ABCD (端点不与椭圆顶点重合)为椭圆的内接四边形,且AF 2 =λF 2C ,BF 2 =μF 2D ,若直线CD 斜率是直线AB 斜率的52倍,试问直线AB 是否过定点,若是,求出定点坐标,若不是,说明理由.江西省重点中学协作体2023届高三下学期第一次联考数学(理)试题题型十三斜率型:三斜率【典例分析】1已知F是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点,且P1,32在椭圆C上,PF垂直于x轴.(1)求椭圆C的方程.(2)过点F的直线l交椭圆C于A,B(异于点P)两点,D为直线l上一点.设直线PA,PD,PB的斜率分别为k1,k2,k3,若k1+k3=2k2,证明:点D的横坐标为定值.【变式演练】1在平面内动点P与两定点A1(-3,0),A2(3,0)连线斜率之积为-23.(1)求动点P的轨迹E的方程;(2)已知点F1(-1,0),F2(1,0),过点P作轨迹E的切线其斜率记为k(k≠0),当直线PF1,PF2斜率存在时分别记为k1,k2.探索1k⋅1k1+1k2是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.题型十四定比分点型:a =tb【典例分析】1已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),倾斜角为30°的直线过椭圆的左焦点F 1和上顶点B ,且S △ABF 1=1+32(其中A 为右顶点).(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若过点M (0,m )的直线l 与椭圆C 交于不同的两点P ,Q ,且PM =2MQ ,求实数m 的取值范围.【变式演练】1已知点M ,N 分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右顶点与上顶点,原点O 到直线MN 的距离为32,且椭圆的离心率为63.(1)求椭圆C 的方程;(2)斜率不为0的直线经过椭圆右焦点F 2,并且与椭圆交于A ,B 两点,若AF 2 =12F 2B ,求直线AB 的方程.题型十五切线型【典例分析】1法国数学家加斯帕尔·蒙日被誉为画法几何之父.他在研究椭圆切线问题时发现了一个有趣的重要结论:一椭圆的任两条互相垂直的切线交点的轨迹是一个圆,尊称为蒙日圆,且蒙日圆的圆心是该椭圆的中心,半径为该椭圆的长半轴与短半轴平方和的算术平方根.已知在椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,离心率e =12,左、右焦点分别是F 1、F 2,上顶点为Q ,且QF 2 =2,O 为坐标原点.(1)求椭圆C 的方程,并请直接写出椭圆C 的蒙日圆的方程;(2)设P 是椭圆C 外一动点(不在坐标轴上),过P 作椭圆C 的两条切线,过P 作x 轴的垂线,垂足H ,若两切线斜率都存在且斜率之积为-12,求△POH 面积的最大值.【变式演练】1已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的上顶点为A,左、右焦点分别为F1、F2,三角形AF1F2的周长为6,面积为3.(1)求椭圆C的方程;(2)已知点M是椭圆C外一点,过点M所作椭圆的两条切线互相垂直,求三角形AF2M面积的最大值.题型十六复杂的“第六个方程”【典例分析】1如图,已知点B2,1,点N为直线OB上除O,B两点外的任意一点,BK,NH分别垂直y轴于点K,H,NA⊥BK于点A,直线OA,NH的交点为M.(1)求点M的轨迹方程;(2)若E3,0,C,G是点M的轨迹在第一象限的点(C在G的右侧),且直线EC,EG的斜率之和为0,若△CEG的面积为152,求tan∠CEG.【变式演练】1已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为32,且椭圆C上的点到两个焦点的距离之和为4.(1)求椭圆C的方程;(2)设A为椭圆C的左顶点,过点A的直线l与椭圆交于点M,与y轴交于点N,过原点且与l平行的直线与椭圆交于点P.求SΔPAN⋅SΔPAM(SΔAOP)2的值.好题演练1(2023·贵州毕节·统考模拟预测)已知椭圆C的下顶点M,右焦点为F,N为线段MF的中点,O为坐标原点,ON=32,点F与椭圆C任意一点的距离的最小值为3-2.(1)求椭圆C的标准方程;(2)直线l:y=kx+m k≠0与椭圆C交于A,B两点,若存在过点M的直线l ,使得点A与点B关于直线l 对称,求△MAB的面积的取值范围.2(2023·天津南开·统考二模)已知椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的离心率为32,左、右顶点分别为A,B,上顶点为D,坐标原点O到直线AD的距离为255.(1)求椭圆的方程;(2)过A点作两条互相垂直的直线AP,AQ与椭圆交于P,Q两点,求△BPQ面积的最大值.3(2023·河北·统考模拟预测)已知直线l :x =12与点F 2,0 ,过直线l 上的一动点Q 作直线PQ ⊥l ,且点P 满足PF +2PQ ⋅PF -2PQ =0.(1)求点P 的轨迹C 的方程;(2)过点F 作直线与C 交于A ,B 两点,设M -1,0 ,直线AM 与直线l 相交于点N .试问:直线BN 是否经过x 轴上一定点?若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由.4(2023·北京东城·统考二模)已知焦点为F 的抛物线C :y 2=2px (p >0)经过点M (1,2).(1)设O 为坐标原点,求抛物线C 的准线方程及△OFM 的面积;(2)设斜率为k (k ≠0)的直线l 与抛物线C 交于不同的两点A ,B ,若以AB 为直径的圆与抛物线C 的准线相切,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.5(2023·四川自贡·统考三模)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的离心率e =22,设A 62,12 ,B -62,12,P 0,2 ,其中A ,B 两点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)过点P 的直线交椭圆C 于M ,N 两点(M 在线段AB 上方),在AN 上取一点H ,连接MH 交线段AB 于T ,若T 为MH 的中点,证明:直线MH 的斜率为定值.6(2023·江西赣州·统考二模)在平面直角坐标系xOy 中,F 1(-1,0),F 2(1,0),点P 为平面内的动点,且满足∠F 1PF 2=2θ,PF 1 ⋅PF 2 cos 2θ=2.(1)求PF 1 +PF 2 的值,并求出点P 的轨迹E 的方程;(2)过F 1作直线l 与E 交于A 、B 两点,B 关于原点O 的对称点为点C ,直线AF 2与直线CF 1的交点为T .当直线l 的斜率和直线OT 的斜率的倒数之和的绝对值取得值最小值时,求直线l 的方程.7(2023·四川乐山·统考三模)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (2,0),短轴长等于焦距.(1)求C 的方程;(2)过F 的直线交C 于P ,Q ,交直线x =22于点N ,记OP ,OQ ,ON 的斜率分别为k 1,k 2,k 3,若(k 1+k 2)k 3=1,求|OP |2+|OQ |2的值.8(2023·贵州贵阳·统考模拟预测)已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 与椭圆C 2:x 22+y 2=1的离心率相等,C 1的焦距是22.(1)求C 1的标准方程;(2)P 为直线l :x =4上任意一点,是否在x 轴上存在定点T ,使得直线PT 与曲线C 1的交点A ,B 满足PA PB =AT TB?若存在,求出点T 的坐标.若不存在,请说明理由.。
解析几何大题专题第一类题型 弦长面积问题1.(本小题满分14分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率是2,且过点P .直线2y x m =+与椭圆C 相交于,A B 两点.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)求PAB △的面积的最大值;(Ⅲ)设直线,PA PB 分别与y 轴交于点,M N .判断||PM ,||PN 的大小关系,并加以证明.2. (本小题14分) 已知椭圆22:13+=x y C m m,直线:20+-=l x y 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,与x 轴交于点B ,点,P Q 与点B 不重合.(Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)当2∆=OPQ S 时,求椭圆C 的方程;(Ⅲ)过原点O 作直线l 的垂线,垂足为.N 若λ=PN BQ ,求λ的值.3.(本小题共14分)已知椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>离心率等于12,(2,3)P、(2,3)Q-是椭圆上的两点.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ),A B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点,若直线AB的斜率为12,求四边形APBQ面积的最大值.4.(本小题满分14分)已知椭圆C:2231(0)mx my m+=>的长轴长为O为坐标原点.(Ⅰ)求椭圆C的方程和离心率;(Ⅱ)设点(3,0)A,动点B在y轴上,动点P在椭圆C上,且P在y轴的右侧,若||||BA BP=,求四边形OPAB面积的最小值.5.(本小题共14分)已知椭圆C:2214xy+=,F为右焦点,圆O:221x y+=,P为椭圆C上一点,且P位于第一象限,过点P作PT与圆O相切于点T,使得点F,T在OP两侧.(Ⅰ)求椭圆C的焦距及离心率;(Ⅱ)求四边形OFPT面积的最大值.6.(本小题13分)已知抛物线C:y2=2px经过点P(2,2),A,B是抛物线C上异于点O的不同的两点,其中O为原点.(I)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;(II)若OA OB,求△AOB面积的最小值.第二类题型 圆过定点问题( 包括点在圆上 点在圆外 点在圆内)1.(本小题满分14 分)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为2,椭圆C 与y 轴交于A , B 两点,且|AB |=2.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设点P 是椭圆C 上的一个动点,且直线PA ,PB 与直线x =4分别交于M , N两点.是否存在点P 使得以MN 为直径的圆经过点(2,0)?若存在,求出点P 的横坐标;若不存在,说明理由。
题型一:弦的垂直平分线问题题型二:动弦过定点的问题题型三:过已知曲线上定点的弦的问题题型四:向量问题题型五:面积问题题型六:弦或弦长为定值、最值问题题型七:直线问题圆锥曲线九大题型归纳题型八:对称问题题型九:存在性问题:(存在点,存在直线y =kx +m ,存在实数,存在图形:三角形(等比、等腰、直角),四边形(矩形、菱形、正方形),圆)题型一:弦的垂直平分线问题1过点T (-1,0)作直线l 与曲线N :y 2=x 交于A 、B 两点,在x 轴上是否存在一点E (x 0,0),使得ΔABE 是等边三角形,若存在,求出x 0;若不存在,请说明理由。
2024年高考数学专项复习圆锥曲线九大题型归纳(解析版)【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。
2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 |等于题型二:动弦过定点的问题1已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)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l :x =t (t >2)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?并证明你的结论题型三:过已知曲线上定点的弦的问题1已知点A 、B 、C 是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)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AC ∙BC =0,BC =2AC ,如图。
圆锥曲线常见题型归纳一、基础题涉及圆锥曲线的基本概念、几何性质,如求圆锥曲线的标准方程,求准线或渐近线方程,求顶点或焦点坐标,求与有关的值,求与焦半径或长(短)轴或实(虚)轴有关的角和三角形面积。
此类题在考试中最常见,解此类题应注意:(1)熟练掌握圆锥曲线的图形结构,充分利用图形来解题;注意离心率与曲线形状的关系; (2)如未指明焦点位置,应考虑焦点在x 轴和y 轴的两种(或四种)情况;(3)注意2,2,a a a ,2,2,b b b ,2,2,c c c ,2,,2p p p 的区别及其几何背景、出现位置的不同,椭圆中222b a c -=,双曲线中222b a c +=,离心率a c e =,准线方程a x 2±=;例题:(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 (答:C );(2)方程8=表示的曲线是_____ (答:双曲线的左支)(3)已知点)0,22(Q 及抛物线42x y =上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_____ (答:2)(4)已知方程12322=-++k y k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____ (答:11(3,)(,2)22---); (5)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 -=);(6)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 -=)二、定义题对圆锥曲线的两个定义的考查,与动点到定点的距离(焦半径)和动点到定直线(准线)的距离有关,有时要用到圆的几何性质。
此类题常用平面几何的方法来解决,需要对圆锥曲线的(两个)定义有深入、细致、全面的理解和掌握。
高考圆锥曲线的七种题型 题型一:定义的应用 1、圆锥曲线的定义:(1)椭圆 (2)椭圆 (3)椭圆 2、定义的应用(1)寻找符合条件的等量关系 (2)等价转换,数形结合 3、定义的适用条件: 典型例题例1、动圆M 与圆C 1:(x+1)2+y 2=36内切,与圆C 2:(x-1)2+y 2=4外切,求圆心M 的轨迹方程。
例2、方程表示的曲线是题型二: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,分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
2、双曲线:由,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。
典型例题例1、已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是例2、k 为何值时,方程15922=---ky k x 的曲线: (1)是椭圆; (2)是双曲线.题型三:圆锥曲线焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题 1、椭圆焦点三角形面积2tan2αb S = ;双曲线焦点三角形面积2cot2αb S =2、常利用第一定义和正弦、余弦定理求解3、22,,,n m mn n m n m +-+四者的关系在圆锥曲线中的应用; 典型例题例1、椭圆x a yba b 222210+=>>()上一点P 与两个焦点F F 12,的张角∠FP F 12=α,求证:△F 1PF 2的面积为b 22tanα。
例2、已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且,.求该双曲线的标准方程题型四:圆锥曲线中离心率,渐近线的求法1、a,b,c 三者知道任意两个或三个的相等关系式,可求离心率,渐进线的值;2、a,b,c 三者知道任意两个或三个的不等关系式,可求离心率,渐进线的最值或范围;3、注重数形结合思想不等式解法 典型例题例1、已知1F 、2F 是双曲线12222=-by a x (0,0>>b a )的两焦点,以线段21F F 为边作正三角形21F MF ,若边1MF 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )A. 324+B. 13-C.213+ D. 13+例2、双曲线22221x y a b==(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2,若P 为其上一点,且|PF 1|=2|PF 2|,则双曲线离心率的取值范围为 A. (1,3)B.(]1,3C.(3,+∞)D.[)3,+∞例3、椭圆G :22221(0)x y a b a b+=>>的两焦点为12(,0),(,0)F c F c -,椭圆上存在点M 使120F M F M ⋅=. 求椭圆离心率e 的取值范围;例4、已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60︒的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是 (A )(1,2] (B )(1,2) (C )[2,)+∞ (D )(2,)+∞题型五:点、直线与圆锥的位置关系判断 1、点与椭圆的位置关系点在椭圆内⇔12222<+b y a x点在椭圆上⇔12222=+b y a x点在椭圆外⇔12222>+by a x2、直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题:∆>0⇔相交∆=0⇔相切 (需要注意二次项系数为0的情况) ∆<0⇔相离3、弦长公式: =AB )(11212212x x k x x k -+=-+ak ∆+=21 =AB )(1111212212y y k y y k -+=-+ak ∆+=211 4、圆锥曲线的中点弦问题: 1、伟达定理: 2、点差法:(1)带点进圆锥曲线方程,做差化简 (2)得到中点坐标比值与直线斜率的等式关系典型例题例1、双曲线x 2-4y 2=4的弦AB 被点M (3,-1)平分,求直线AB 的方程.例2、已知中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆与直线L:x+y=1交于A,B 两点,C 是AB 的中点,若|AB|=22,O 为坐标原点,OC 的斜率为2/2,求椭圆的方程。
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx圆锥曲线⼀、椭圆:( 1)椭圆的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的和等于常数(⼤于| F1 F2 |)的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: 2a | F1F2 | 表⽰椭圆;2a | F1F2|表⽰线段F1F2; 2a| F1F 2 |没有轨迹;(2)椭圆的标准⽅程、图象及⼏何性质:中⼼在原点,焦点在x 轴上中⼼在原点,焦点在y 轴上标准⽅程图形x2y2y2x2a2b 21( a b 0)a 2b21(ab 0)yB 2yB 2P F2 PA 1 A 2x A 1xA 2OF1O F21B 1FB 1顶点对称轴焦点焦距离⼼率通径2b2aA1 (a,0), A2 (a,0)A1( b,0), A2 (b,0)B1 (0, b), B2(0, b)B1( 0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;短轴为2b,长轴为2aF1 (c,0), F2(c,0)F1 ( 0,c), F2 (0,c)| F1 F2 | 2c(c 0)c2 a 2 b 2(0 e 1) (离⼼率越⼤,椭圆越扁)a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常⽤结论:(1)椭圆x2y21(a b 0) 的两个焦点为F1, F2,过F1的直线交椭圆于A, B两a2 b 2点,则ABF 2的周长=(2)设椭圆x2y2221( a b 0)左、右两个焦点为 F1, F2,过 F1且垂直于对称轴的直线a b交椭圆于 P, Q 两点,则 P, Q 的坐标分别是| PQ |⼆、双曲线:( 1)双曲线的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的差的绝对值等于常数(⼩于| F1F2 | )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: | PF1 || PF2 | 2a 与 | PF2 | | PF1 |2a ( 2a| F1F2 | )表⽰双曲线的⼀⽀。
圆锥曲线大题梳理考情分析圆锥曲线问题是高考的热点问题之一,多数情况在倒数第二题出现,难度为中高档题型。
纵观近几年高考试卷,圆锥曲线的大题主要有以下几种类型:已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求直线方程或斜率、多边形面积或面积最值、证明直线过定点或点在定直线上等。
各种类型问题结构上具有一定的特征,解答方法也有一定的规律可循。
热点题型突破题型一:最值问题1(2024·安徽合肥·统考一模)已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F 0,1,过点F的直线l与C交于A,B两点,过A,B作C的切线l1,l2,交于点M,且l1,l2与x轴分别交于点D,E.(1)求证:DE= MF;d1d(2)设点P是C上异于A,B的一点,P到直线l1,l2,l的距离分别为d1,d2,d,求2d2的最小值.【思路分析】(1)利用导函数的几何意义求得直线l1,l2的表达式,得出D,E,M三点的坐标,联立直线l与抛物线方程根据韦达定理得出 DE= MF;d1d2d2k=221+1≥2,可求出d d12d2(2)利用点到直线距离公式可求得【规范解答的最小值.】(1)因为抛物线C的焦点为F 0,1,所以p=2,即C的方程为:x2=4y,如下图所示:设点A x 1,y 1,B x 2,y 2,由题意可知直线l 的斜率一定存在,设l :y =kx +1 ,=y =联立 x kx 2 y 4+1得x 2-4kx -4=0,所以x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4.11由x 2=4y ,得y =4x 2,y =2x ,所以l 1:y -y 1=x 1 x -x 1,即y =x 122x -x 14.2令y =0,得x =x 12x12,即D ,0 ,同理l 2:y =x 222x -x 24x22,且E ,0 ,1 1所以 DE =2 x 1-x 2=2 x 1+x 22-4x 1x 2=2k 2+1.x 122x 14x 22x -x -2x 24由y =y ==2y ,得 x =-k1,即M 2k ,-1 .所以 MF =4k 2+4=2 k 2+1,故 DE = MF .(2)设点P x 0,y 0,结合(1)知l 1:y -y 1=x12x -x 1,即l 1:2x 1x -4y -x 2=101因为x 2=4y 1,x 2=4y 00,所以d 1=4y -x 022x 1x 01-24x 1+16=0-2x 0-x 21 2x 1x42x 1+16x =1-x 0222x 1+4.同理可得d 2=x 2-x 022x 2+24,所以d 1d 2=x x 10- 222x 1+4-x ⋅2x 0222x 2+4x =1-2x 0x +x 21 + 0x x 22x 42x 122+4x + 1x 222 +16-4=kx -0+4 x 022k 322+1.又d =y kx 0+01-k 2+12=x 04kx 0+1-+k 21 4kx 0+2=x 04-4k 2+1,d 1所以d 2d 2-4=kx 0 -04+x 2232+k 2116⋅k 2+1 -2x 04kx 0 +42k =221+1≥2.当且仅当k =0时,等号成立;d21即直线l 斜率为0时,d 1d 2取最小值2;求最值及问题常用的两种方法:(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,则考虑用几何图形性质来解决;(2)代数法:题中所给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值,求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等。
圆锥曲线经典题型一.选择题(共10小题)1.直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,则此双曲线离心率的范围是()A.(1,)B.(,+∞) C.(1,+∞)D.(1,)∪(,+∞)2.已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的左、右两个焦点,若<0,则y0的取值范围是()A.B.C. D.3.设F1,F2分别是双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使得,其中O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为()A.B. C.D.4.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F作直线y=﹣x的垂线,垂足为A,交双曲线左支于B点,若=2,则该双曲线的离心率为()A.B.2 C.D.5.若双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=2相交,则此双曲线的离心率的取值范围是()A.(2,+∞)B.(1,2) C.(1,)D.(,+∞)6.已知双曲线C:的右焦点为F,以F为圆心和双曲线的渐近线相切的圆与双曲线的一个交点为M,且MF与双曲线的实轴垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.27.设点P是双曲线=1(a>0,b>0)上的一点,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,已知PF1⊥PF2,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线的一条渐近线方程是()A.B.C.y=2x D.y=4x8.已知双曲线的渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相交,则该双曲线的离心率的取值范围是()A.(,+∞) B.(1,)C.(2.+∞)D.(1,2)9.如果双曲线经过点P(2,),且它的一条渐近线方程为y=x,那么该双曲线的方程是()A.x2﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=110.已知F是双曲线C:x2﹣=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为()A.B.C.D.二.填空题(共2小题)11.过双曲线的左焦点F1作一条l交双曲线左支于P、Q两点,若|PQ|=8,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是.12.设F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使,O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为.三.解答题(共4小题)13.已知点F1、F2为双曲线C:x2﹣=1的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点M,∠MF1F2=30°.(1)求双曲线C的方程;(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1、P2,求•的值.14.已知曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)和曲线C2:+=1有相同的焦点,曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍.(Ⅰ)求曲线C1的方程;(Ⅱ)设点A是曲线C1的右支上一点,F为右焦点,连AF交曲线C1的右支于点B,作BC垂直于定直线l:x=,垂足为C,求证:直线AC恒过x轴上一定点.15.已知双曲线Γ:的离心率e=,双曲线Γ上任意一点到其右焦点的最小距离为﹣1.(Ⅰ)求双曲线Γ的方程;(Ⅱ)过点P(1,1)是否存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点?若直线l存在,请求直线l的方程;若不存在,说明理由.16.已知双曲线C:的离心率e=,且b=.(Ⅰ)求双曲线C的方程;(Ⅱ)若P为双曲线C上一点,双曲线C的左右焦点分别为E、F,且•=0,求△PEF的面积.一.选择题(共10小题)1.直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,则此双曲线离心率的范围是()A.(1,)B.(,+∞) C.(1,+∞)D.(1,)∪(,+∞)【解答】解:∵直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,∴1>b>0或b>1.∴e==>1且e≠.故选:D.2.已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的左、右两个焦点,若<0,则y0的取值范围是()A.B.C. D.【解答】解:由题意,=(﹣﹣x0,﹣y0)•(﹣x0,﹣y0)=x02﹣3+y02=3y02﹣1<0,所以﹣<y0<.故选:A.3.设F1,F2分别是双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使得,其中O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为()A.B. C.D.【解答】解:取PF2的中点A,则∵,∴⊥∵O是F1F2的中点∴OA∥PF1,∴PF1⊥PF2,∵|PF1|=3|PF2|,∴2a=|PF1|﹣|PF2|=2|PF2|,∵|PF1|2+|PF2|2=4c2,∴10a2=4c2,∴e=故选C.4.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F作直线y=﹣x的垂线,垂足为A,交双曲线左支于B点,若=2,则该双曲线的离心率为()A.B.2 C.D.【解答】解:设F(c,0),则直线AB的方程为y=(x﹣c)代入双曲线渐近线方程y=﹣x得A(,﹣),由=2,可得B(﹣,﹣),把B点坐标代入双曲线方程﹣=1,即=1,整理可得c=a,即离心率e==.故选:C.5.若双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=2相交,则此双曲线的离心率的取值范围是()A.(2,+∞)B.(1,2) C.(1,)D.(,+∞)【解答】解:∵双曲线渐近线为bx±ay=0,与圆(x﹣2)2+y2=2相交∴圆心到渐近线的距离小于半径,即∴b2<a2,∴c2=a2+b2<2a2,∴e=<∵e>1∴1<e<故选C.6.已知双曲线C:的右焦点为F,以F为圆心和双曲线的渐近线相切的圆与双曲线的一个交点为M,且MF与双曲线的实轴垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.2【解答】解:设F(c,0),渐近线方程为y=x,可得F到渐近线的距离为=b,即有圆F的半径为b,令x=c,可得y=±b=±,由题意可得=b,即a=b,c==a,即离心率e==,故选C.7.设点P是双曲线=1(a>0,b>0)上的一点,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,已知PF1⊥PF2,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线的一条渐近线方程是()A.B.C.y=2x D.y=4x【解答】解:由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,又|PF1|=2|PF2|,得|PF2|=2a,|PF1|=4a;在RT△PF1F2中,|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,∴4c2=16a2+4a2,即c2=5a2,则b2=4a2.即b=2a,双曲线=1一条渐近线方程:y=2x;故选:C.8.已知双曲线的渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相交,则该双曲线的离心率的取值范围是()A.(,+∞) B.(1,)C.(2.+∞)D.(1,2)【解答】解:∵双曲线渐近线为bx±ay=0,与圆x2+(y﹣2)2=1相交∴圆心到渐近线的距离小于半径,即<1∴3a2<b2,∴c2=a2+b2>4a2,∴e=>2故选:C.9.如果双曲线经过点P(2,),且它的一条渐近线方程为y=x,那么该双曲线的方程是()A.x2﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1【解答】解:由双曲线的一条渐近线方程为y=x,可设双曲线的方程为x2﹣y2=λ(λ≠0),代入点P(2,),可得λ=4﹣2=2,可得双曲线的方程为x2﹣y2=2,即为﹣=1.故选:B.10.已知F是双曲线C:x2﹣=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为()A.B.C.D.【解答】解:由双曲线C:x2﹣=1的右焦点F(2,0),PF与x轴垂直,设(2,y),y>0,则y=3,则P(2,3),∴AP⊥PF,则丨AP丨=1,丨PF丨=3,∴△APF的面积S=×丨AP丨×丨PF丨=,同理当y<0时,则△APF的面积S=,故选D.二.填空题(共2小题)11.过双曲线的左焦点F1作一条l交双曲线左支于P、Q两点,若|PQ|=8,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是20.【解答】解:∵|PF1|+|QF1|=|PQ|=8∵双曲线x2﹣=1的通径为==8∵PQ=8∴PQ是双曲线的通径∴PQ⊥F1F2,且PF1=QF1=PQ=4∵由题意,|PF2|﹣|PF1|=2,|QF2|﹣|QF1|=2∴|PF2|+|QF2|=|PF1|+|QF1|+4=4+4+4=12∴△PF2Q的周长=|PF2|+|QF2|+|PQ|=12+8=20,故答案为20.12.设F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使,O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为.【解答】解:取PF2的中点A,则∵,∴2•=0,∴,∵OA是△PF1F2的中位线,∴PF1⊥PF2,OA=PF1.由双曲线的定义得|PF1|﹣|PF2|=2a,∵|PF1|=|PF2|,∴|PF2|=,|PF1|=.△PF1F2中,由勾股定理得|PF1|2+|PF2|2=4c2,∴()2+()2=4c2,∴e=.故答案为:.三.解答题(共4小题)13.已知点F1、F2为双曲线C:x2﹣=1的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点M,∠MF1F2=30°.(1)求双曲线C的方程;(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1、P2,求•的值.【解答】解:(1)设F2,M的坐标分别为,因为点M在双曲线C上,所以,即,所以,在Rt△MF2F1中,∠MF1F2=30°,,所以…(3分)由双曲线的定义可知:故双曲线C的方程为:…(6分)(2)由条件可知:两条渐近线分别为…(8分)设双曲线C上的点Q(x0,y0),设两渐近线的夹角为θ,则点Q到两条渐近线的距离分别为,…(11分)因为Q(x0,y0)在双曲线C:上,所以,又cosθ=,所以=﹣…(14分)14.已知曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)和曲线C2:+=1有相同的焦点,曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍.(Ⅰ)求曲线C1的方程;(Ⅱ)设点A是曲线C1的右支上一点,F为右焦点,连AF交曲线C1的右支于点B,作BC垂直于定直线l:x=,垂足为C,求证:直线AC恒过x轴上一定点.【解答】(Ⅰ)解:由题知:a2+b2=2,曲线C2的离心率为…(2分)∵曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍,∴=即a2=b2,…(3分)∴a=b=1,∴曲线C1的方程为x2﹣y2=1;…(4分)(Ⅱ)证明:由直线AB的斜率不能为零知可设直线AB的方程为:x=ny+…(5分)与双曲线方程x2﹣y2=1联立,可得(n2﹣1)y2+2ny+1=0设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=﹣,y1y2=,…(7分)由题可设点C(,y2),由点斜式得直线AC的方程:y﹣y2=(x﹣)…(9分)令y=0,可得x===…(11分)∴直线AC过定点(,0).…(12分)15.已知双曲线Γ:的离心率e=,双曲线Γ上任意一点到其右焦点的最小距离为﹣1.(Ⅰ)求双曲线Γ的方程;(Ⅱ)过点P(1,1)是否存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点?若直线l存在,请求直线l的方程;若不存在,说明理由.【解答】解:(Ⅰ)由题意可得e==,当P为右顶点时,可得PF取得最小值,即有c﹣a=﹣1,解得a=1,c=,b==,可得双曲线的方程为x2﹣=1;(Ⅱ)过点P(1,1)假设存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点.设R(x1,y1),T(x2,y2),可得x12﹣=1,x22﹣=1,两式相减可得(x1﹣x2)(x1+x2)=(y1﹣y2)(y1+y2),由中点坐标公式可得x1+x2=2,y1+y2=2,可得直线l的斜率为k===2,即有直线l的方程为y﹣1=2(x﹣1),即为y=2x﹣1,代入双曲线的方程,可得2x2﹣4x+3=0,由判别式为16﹣4×2×3=﹣8<0,可得二次方程无实数解.故这样的直线l不存在.16.已知双曲线C:的离心率e=,且b=.(Ⅰ)求双曲线C的方程;(Ⅱ)若P为双曲线C上一点,双曲线C的左右焦点分别为E、F,且•=0,求△PEF的面积.【解答】解:(Ⅰ)∵C:的离心率e=,且b=,∴=,且b=,∴a=1,c=∴双曲线C的方程;(Ⅱ)令|PE|=p,|PF|=q由双曲线定义:|p﹣q|=2a=2平方得:p2﹣2pq+q2=4•=0,∠EPF=90°,由勾股定理得:p2+q2=|EF|2=12所以pq=4即S=|PE|•|PF|=2.。
1.平面上一点向二次曲线作切线得两切点,连结两切点的线段我们称切点弦•设过抛物线2x 2py 外一点P(X o ,y o )的任一直线与抛物线的两个交点为C 、D ,与抛物线切点弦 AB的交点为Q 。
2.已知定点F (1 , 0),动点P 在y 轴上运动,过点 P 作PM 交x 轴于点M ,并延长 MP 到点 N ,且 PM PF 0,| PM | | PN |. (1 )动点N 的轨迹方程;(2 )线I 与动点N 的轨迹交于 A , B 两点,若OA OB 直线l 的斜率k 的取值范围2止 1的左右顶点分别为3A 、B , P 为双曲线C 2 :支上(X 轴上方)一点,连 AP 交C 1于C ,连PB 并延长交 C 1于D ,且△ACD 与APCD 的(1 )求证:抛物线切点弦的方程为 X o X p(y + y o );(2)求证:1 1 2PC PPD| |PQ|4,且 4.6 | AB| 4 30 ,求3.如图,椭圆C 1面积相等,求直线 PD 的斜率及直线 CD 的倾斜角.4.已知点M ( 2,0), N(2,0),动点P 满足条件| PM | W .(I)求W 的方程;uur uuu(n)若RB 是W 上的不同两点,O 是坐标原点,求 OA OB 的最小值.2 25.已知曲线 C 的方程为:kx 2+(4- k )y 2=k +1,(k €R)| PN | 2 •记动点P 的轨迹为实用标准文案(I)若曲线C是椭圆,求k的取值范围;实用标准文案1(n)若曲线C 是双曲线,且有一条渐近线的倾斜角是60。
,求此双曲线的方程;(川)满足(n)的双曲线上是否存在两点 P ,Q 关于直线I : y=x -1对称,若存在,求出过P ,Q 的直线方程;若不存在,说明理由。
6.如图(21 )图,M (-2 , 0 )和N (2 , 0)是平面上的两点, 的两条渐进线I 1, I 2分别交于点M,N ,与椭圆交于点 A, B . °)若MON 3,双曲线的焦距为4。
1.已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为(2,0),右顶点为)0,3( (1)求双曲线C 的方程; (2)若直线2:+=kx y l 与双曲线C 恒有两个不同的交点A 和B ,且2>⋅OB OA (其中O 为原点). 求k 的取值范围.解:(Ⅰ)设双曲线方程为12222=-by a x ).0,0(>>b a由已知得.1,2,2,32222==+==b b ac a 得再由故双曲线C 的方程为.1322=-y x (Ⅱ)将得代入13222=-+=y x kx y .0926)31(22=---kx x k 由直线l 与双曲线交于不同的两点得⎪⎩⎪⎨⎧>-=-+=∆≠-.0)1(36)31(36)26(,0312222k k k k即.13122<≠k k 且①设),(),,(B B A A y x B y x A ,则 ,22,319,312622>+>⋅--=-=+B A B A B A B A y y x x OB OA kx x k k x x 得由 而2)(2)1()2)(2(2++++=+++=+B A B A B A B A B A B A x x k x x k kx kx x x y y x x.1373231262319)1(22222-+=+-+--+=k k k k k k k于是解此不等式得即,01393,213732222>-+->-+k k k k .3312<<k ② 由①、②得.1312<<k故k 的取值范围为).1,33()33,1(⋃-- 2..已知椭圆C :22a x +22by =1(a >b >0)的左.右焦点为F 1、F 2,离心率为e. 直线l :y =e x +a 与x 轴.y 轴分别交于点A 、B ,M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P 是点F 1关于直线l 的对称点,设=λ.(Ⅰ)证明:λ=1-e 2;(Ⅱ)确定λ的值,使得△PF 1F 2是等腰三角形.(Ⅰ)证法一:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是2222222.,,1,).,0(),0,(b a c c b y c x b y ax a ex y a e a +=⎪⎩⎪⎨⎧=-=⎪⎩⎪⎨⎧=++=-这里得由. 所以点M 的坐标是(a b c 2,-). 由).,(),(2a eaa b e a c AB AM λλ=+-=得即221e a ab e ac e a-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-λλλ解得证法二:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是).,0(),0,(a ea-设M 的坐标是00(,),x y00(,)(,),a aAM AB x y a e eλλ=+=u u u u r u u u r 由得所以⎪⎩⎪⎨⎧=-=.)1(00a y e a x λλ因为点M 在椭圆上,所以,122220=+by a x即.11)1(,1)()]1([22222222=-+-=+-e e b a a e aλλλλ所以 ,0)1()1(2224=-+--λλe e解得.1122e e -=-=λλ即(Ⅱ)解法一:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|,即.||211c PF = 设点F 1到l 的距离为d ,由,1||1|0)(|||21221c eec a e a c e d PF =+-=+++-==得.1122e ee =+-所以.321,3122=-==e e λ于是即当,32时=λ△PF 1F 2为等腰三角形. 解法二:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|, 设点P 的坐标是),(00y x ,则0000010.22y x ce y x c e a -⎧=-⎪+⎪⎨+-⎪=+⎪⎩,2022023,12(1).1e x c e e a y e ⎧-=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩解得由|PF 1|=|F 1F 2|得,4]1)1(2[]1)3([2222222c e a e c e c e =+-+++- 两边同时除以4a 2,化简得.1)1(2222e e e =+- 从而.312=e 于是32112=-=e λ 即当32=λ时,△PF 1F 2为等腰三角形. 3.设R y x ∈,,j i ρρ、为直角坐标平面内x 轴、y 轴正方向上的单位向量,若j y i x b j y i x a ρρρρϖρ)3( ,)3(-+=++=,且4=+b a ϖϖ.(Ⅰ)求点),(y x P 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)若A 、B 为轨迹C 上的两点,满足MB AM =,其中M (0,3),求线段AB 的长. [启思]4.已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OB OA +与)1,3(-=a 共线. (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且),( R ∈+=μλμλ,证明22μλ+为定值. 解:本小题主要考查直线方程、平面向量及椭圆的几何性质等基本知识,考查综合运用数学知识解决问题及推理的能力. 满分12分.(1)解:设椭圆方程为)0,(),0(12222c F b a by a x >>=+ 则直线AB 的方程为c x y -=,代入12222=+b y a x ,化简得02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令A (11,y x ),B 22,(y x ),则.,22222222122221b a b a c a x x b a c a x x +-=+=+ 由OB OA a y y x x OB OA +-=++=+),1,3(),,(2121与共线,得,0)()(32121=+++x x y y 又c x y c x y -=-=2211,,.23,0)()2(3212121c x x x x c x x =+∴=++-+∴ 即232222cba c a =+,所以36.32222a b a c b a =-=∴=, 故离心率.36==a c e (II )证明:(1)知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为.33222b y x =+设),(y x =,由已知得),,(),(),(2211y x y x y x μλ+=⎩⎨⎧+=+=∴.,2121x x y x x x μλμλ),(y x M Θ在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ 即.3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ① 由(1)知.21,23,23222221c b c a c x x ===+ [变式新题型3]抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴上,准线l 与x 轴相交于点A(–1,0),过点A 的直线与抛物线相交于P 、Q 两点.(1)求抛物线的方程;(2)若FP •FQ =0,求直线PQ 的方程;(3)设=λAQ (λ>1),点P 关于x 轴的对称点为M ,证明:FM =-λFQ ..6.已知在平面直角坐标系xoy 中,向量32),1,0(的面积为OFP ∆=,且,3OF FP t OM j ⋅==+u u u r u u u r u u u u r u u ur r .(I )设4t OF FP θ<<u u u r u u u r求向量与 的夹角的取值范围;(II )设以原点O 为中心,对称轴在坐标轴上,以F 为右焦点的椭圆经过点M ,且||,)13(,||2c t c 当-==取最小值时,求椭圆的方程.7.已知(0,2)M -,点A 在x 轴上,点B 在y 轴的正半轴,点P 在直线AB 上,且满足,AP PB =-u u u r u u u r ,0MA AP ⋅=u u ur u u u r . (Ⅰ)当点A 在x 轴上移动时,求动点P 的轨迹C 方程;(Ⅱ)过(2,0)-的直线l 与轨迹C 交于E 、F 两点,又过E 、F 作轨迹C 的切线1l 、2l ,当12l l ⊥,求直线l 的方程.8.已知点C 为圆8)1(22=++y x 的圆心,点A (1,0),P 是圆上的动点,点Q 在圆的半径CP 上,且.2,0AM AP AP MQ ==⋅(Ⅰ)当点P 在圆上运动时,求点Q 的轨迹方程; (Ⅱ)若直线12++=k kx y 与(Ⅰ)中所求点Q的轨迹交于不同两点F ,H ,O 是坐标原点,且4332≤⋅≤OH OF ,求△FOH 的面积已知椭圆E 的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过()2,0A -、()2,0B 、31,2C ⎛⎫ ⎪⎝⎭三点.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)若直线l :()1y k x =-(0k ≠)与椭圆E 交于M 、N 两点,证明直线AM 与直线BN 的交点在直线4x =上.10.如图,过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P(0,m)(m>0)作直线与抛物线交于A 、B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点。
完整版)圆锥曲线大题题型归纳圆锥曲线大题题型归纳基本方法:1.待定系数法:求解直线方程中的系数,求标准方程中的待定系数a、b、c、e、p等;2.齐次方程法:解决求离心率、渐近线、夹角等与比值有关的问题;3.韦达定理法:直线与曲线方程联立,交点坐标设而不求,用韦达定理写出转化完成。
但是,如果方程的根很容易求出,就不必用韦达定理,而直接计算出两个根;4.点差法:解决弦中点问题,端点坐标设而不求。
也叫五条等式法:点满足方程两个、中点坐标公式两个、斜率公式一个共五个等式;5.距离转化法:将斜线上的长度问题、比例问题、向量问题转化为水平或竖直方向上的距离问题、比例问题、坐标问题;基本思想:1.“常规求值”问题需要找等式,“求范围”问题需要找不等式;2.“是否存在”问题当作存在去求,若不存在则计算时自然会无解;3.证明“过定点”或“定值”,总要设一个或几个参变量,将对象表示出来,再说明与此变量无关;4.证明不等式,或者求最值时,若不能用几何观察法,则必须用函数思想将对象表示为变量的函数,再解决;5.有些题思路易成,但难以实施。
这就要优化方法,才能使计算具有可行性,关键是积累“转化”的经验;6.大多数问题只要真实、准确地将题目每个条件和要求表达出来,即可自然而然产生思路。
题型一:求直线、圆锥曲线方程、离心率、弦长、渐近线等常规问题例1、已知F1,F2为椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1的两个焦点,P在椭圆上,且∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为多少?点评:常规求值问题的方法:待定系数法,先设后求,关键在于找等式。
变式1、已知F1,F2分别是双曲线3x^2-5y^2=75的左右焦点,P是双曲线右支上的一点,且∠F1PF2=120°,求△F1PF2的面积。
变式2、已知F1,F2为椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(0<b<10)的左、右焦点,P是椭圆上一点。
1)求|PF1|/|PF2|的最大值;2)若∠F1PF2=60°且△F1PF2的面积为100b^2,求b的值。
圆锥曲线大综合第一部分 圆锥曲线常考题型和热点问题一.常考题型题型一:数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系 题型二:弦的垂直平分线问题题型三:动弦过定点问题题型四:过已知曲线上定点的弦的问题题型五:共线向量问题 题型六:面积问题题型七:弦或弦长为定值的问题题型八:角度问题题型九:四点共线问题题型十:范围为题(本质是函数问题)题型十一:存在性问题(存在点,存在直线 y = kx + m ,存在实数,三角形(等边、等腰、直角),四边形(矩形,菱形、正方形),圆)二.热点问题1. 定义与轨迹方程问题2. 交点与中点弦问题3. 弦长及面积问题4. 对称问题5. 范围问题6. 存在性问题7. 最值问题8. 定值,定点,定直线问题第二部分 知识储备一.与一元二次方程 ax 2 + bx + c = 0(a ≠ 0) 相关的知识(三个“二次”问题)1.判别式:2. 韦达定理:若一元二次方程 ax 2 + bx + c = 0(a ≠ 0) 有两个不等的实数根 x 1, x 2 ,则,3. 求根公式:若一元二次方程 ax 2 + bx + c = 0(a ≠ 0) 有两个不等的实数根 x 1, x 2 ,则x + x = - b1 2ax ⋅ x = c1 2 a ∆ = b 2 - 4acp p AB = 1+ k 2 x - x = (1+ k 2 )[(x + x )2 - 4x x ]( 或 AB = 1+ 1y - y )1 2 1 2 1 2k 2 12x =x 1 + x 1 , y = y 1 + y 22 2二.与直线相关的知识1. 直线方程的五种形式:点斜式,斜截式,截距式,两点式,一般式2. 与直线相关的重要内容:①倾斜角与斜率: y = tan ,∈[0,) ;②点到直线的距离公式:d = Ax 0 + By 0 + C(一般式)或 (斜截式) A 2 + B 23. 弦长公式:直线 y = kx + b 上两点 A (x 1, y 1), B (x 2 , y 2 ) 间的距离:4. 两直线 l 1 : y 1 = k 1x 1 + b 1, l 2 : y 2 = k 2 x 2 + b 2 的位置关系:①5. 中点坐标公式:已知两点 A (x 1, y 1), B (x 2 , y 2 ) ,若点 M (x , y )线段 AB 的中点,则三.圆锥曲线的重要知识考纲要求:对它们的定义、几何图形、标准方程及简单性质,文理要求有所不同。
圆锥曲线大题归类•定点问题X2例1•已知椭圆C:孑+ /= 1(a>1)的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M : (x-3)2+ (y—1)2 = 3 相切.(1)求椭圆C的方程;(2)若不过点A的动直线I与椭圆C交于P, Q两点,且APAQ= 0,求证:直线I过定点,并求该定点的坐标.[解析]⑴圆M的圆心为(3,1),半径r = 3.由题意知A(0,1), F(c,0),x直线AF的方程为c+ y= 1,即x+ cy—c= 0,w解得c2= 2, a2= c2+ 1 = 3,x2故椭圆C的方程为3+y2= 1.(2)方法一:由=0知AP I AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,1 故可设直线AP的方程为y= kx+1,直线AQ的方程为y=—只+ 1.y= kx+ 1,联立x22整理得(1+ 3k2)x2+ 6kx= 0,3 + y2= 1,解得x= 0 或x= 1+;:2,―6k 1 ― 3 k2故点P的坐标为(1 + 3k2,1 + 3k2),6k k 2— 3同理,点 Q 的坐标为(QT 匚3,Q 品)k 2 — 3 1 — 3k 2k 2 + 3 ― 1 + 3k 2 k 2 — 16k — = 4k ,k 2 + 3— 1 + 3k 21•••直线i 过定点(o ,— 2).方法二:由=0知AP I AQ ,从而直线PQ 与x 轴不垂直,故可设直线I 的方程为y = kx + t (t 丰1),y = kx +1, 联立X 2 23+宀3整理得(1 + 3k 2)x 2 + 6ktx + 3(t 2— 1) = 0.—6ktx1 +x 汁碍, 设 P(X 1, y”,Q(x 2, y 2)则3t 2— 1(*)x1x2=7+3?,由△= (6kt)2 — 4(1 + 3k 2) x 3(t 2— 1)>0,得 3k 2>t 2— 1•由=0,得 =(冷,y 1 — 1) •(,y 2 — 1)= (1 +『)x 1x 2+ k(t — 1)(x 1 + X 2) + (t — 1)2 = 0,1将(*)代入,得t = — 1,•••直线i 过定点(0,—刁.3•••直线I 的斜率为•••直线I 的方程为y = k 2— 1 6k k 2 — 34k % — k 2+ 3) + k 2 +3,即y = k 2—1 1 4k x — 2.例2•已知抛物线C :寸=2px(p>0)的焦点F(1,0), O为坐标原点,A, B是抛物线C上异于0的两点.(1)求抛物线C的方程;1⑵若直线OA, 0B的斜率之积为—㊁,求证:直线AB过x轴上一定点.[解析](1)因为抛物线y2= 2px(p>0)的焦点坐标为(1,0),所以号二1,所以p =2.所以抛物线C的方程为y2= 4x.(2)证明:①当直线AB的斜率不存在时,设A(4, t), B(4,—t).1因为直线OA, OB的斜率之积为一刃t —t 1所以』= —q,化简得t2= 32.4 4所以A(8, t), B(8,—t),此时直线AB的方程为x= 8.②当直线AB的斜率存在时,设其方程为y= kx+ b, A(X A, y A), B(X B, y B),2y2= 4x,联立得化简得ky2—4y + 4b= 0.y= kx+ b,根据根与系数的关系得y A y B=4b,因为直线OA,OB的斜率之积为一2,所以y A^B=—2,2 x A x B 2y A y B即X A X B + 2y A y B = 0.即;壬 + 2y A y B= 0,解得y A y B = 0(舍去)或y A y B= —32所以y A y B =匸=—32,即b= —8k,所以y= kx —8k, y= k(x —8).综上所述,直线AB过定点(8,0).圆锥曲线中定点问题的两种解法(1) 引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量, 再研究变化 的量与参数何时没有关系,找到定点.(2) 特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变 量无关. 二.定值问题X y例3•已知椭圆C:孑+ bj>= 1(a>b>0)的两个焦点分别为F i (— ,2,0),F 2「2,0),点M(1,0)与椭圆短轴的两个端点的连线互相垂直.导学号30072628(1) 求椭圆C 的方程;⑵过点M(1,0)的直线I 与椭圆C 相交于A , B 两点,设点N(3,2),记直线 AN , BN 的斜率分别为k 1, k 2,求证:k 1+ k 2定值. [解析](1)依题意,由已知得c = ,2,则a 2— b 2= 2,x 2 由已知易得b = |OM|= 1,所以a = .3,所以椭圆的方程为"3 + y 2^ 1. ⑵①当直线I 的斜率不存在时,不妨设 A(1,书,B (1,—¥),则k 1 + k 22 J6 2丄血2—3 2十 3=—2 — + —2 — = 2 为定值.②当直线I 的斜率存在时,设直线I 的方程为y = k(x — 1),依题意知,直线I 与椭圆C 必相交于两点,设A (X 1, y”, B (X 2, y 2), 冲 6k 2 3k 2 — 3 e则 x 1 + X 2= 3k 2 + 1, x 1x 2 = 3k 2+ 1,又 y 1 = k(X 1 — 1), y 2 = k(X 2— 1),y =k x —1 ,由x3+宀1得(3k 2 + 1)x 2 — 6/x + 3k 2— 3 = 0,所以k1+k2=3—1+3—2=2 — y 13 — X 2 + 2 — y 3 —X 13 — X 3 — X[2 — kx i —1] 3 — X 2 + [2 — kx 2— 1 ] 3— x i3 — x i 3— X 2 12— 2 x i + x ? + k[2x i x 2—4 x i + x 2 + 6]9— 3 x i + X 2 + X 1X 26k 2 3k 2 — 3 6k 212— 2X3k +1+ k[2 % 3k +1— 4X 3k^ + 6] 12 2k 2 + 1 c二 6k 2~~3k 2— 二 6 2k 2+ 1 二 2,9 — 3X3k +1+ 3k +1 综上,得k i + k 2为定值2. 例4 (2016北京理科) 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. 三•探索性问题例5.(2015新课标全国U, 12分,理)已知椭圆C : 9x 2 + y 2= m 2(m>0),直 线I 不过原点O 且不平行于坐标轴,I 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点 为M.(1)证明:直线OM 的斜率与I 的斜率的乘积为定值;⑵若l 过点(m ,m ),延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平 行四边形?若能,求此时l 的斜率;若不能,说明理由.[解析](1)设直线 l : y = kx + b (k M 0,0),A (x i ,y i ),B (x ,y 2),M (X M , y M ).将 y = kx + b 代入 9X 2 + y 2= m 2得(『+ 9)x 2 + 2kbx + b 2 — m 2= 0,故于是直线OM 的斜率kOM 二豐二-4即kOM k =- 9. 所以直线OM 的斜率与I 的斜率的乘积为定值.x i + X 2 — kb 2 二 k 2+ 9, y M = kx M + b = 9bk 2+ 9.⑵四边形OAPB 能为平行四边形.因为直线I 过点(m , m),所以I 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是 k>0,心 3.9 由(1)得OM 的方程为y = — RX .设点P 的横坐标为X P .9由尸—宀得应 9/ + y 2= m 2k 2m 2 ikm_9k 2+ 81,即 x p — 3 &9.将点(m , m)的坐标代入 I 的方程得bm3— k,因此X M Y —3,.四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段 AB 与线段OP 互相平分,即X P=2X M .因为 k i >0, k i 丰3, i = 1,2,所以当I 的斜率为4— .7或4+ .7时,四边形OAPB 为平行四边形. X 2 y 2例6.已知椭圆C:孑+含=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),右顶点为A,且AF|(1)求椭圆C 的标准方程;⑵若动直线l : y = kx + m 与椭圆C 有且只有一个交点P ,且与直线x =4 交于点Q,问:是否存在一个定点M(t,0),使得=0.若存在,求出点M 的坐标; 若不存在,说明理由.[解析]⑴由 c = 1, a — c = 1,得 a = 2,二 b=>3,2 2故椭圆C 的标准方程为X +3=1.于是ikm3求+ 92X k k — 3 m 3 k 2+ 9, 解得 k i = 4— 7, k 2= 4+ . 7.y = kx + m , ⑵由 3X 2+ 4y 2= 12,消去 y 得(3 + 4k 2)x 2+ 8kmx + 4m 2— 12= 0,••• △= 64k 2m 2— 4(3+ 4k 2)(4m 2— 12)= 0,即 m 2 = 3 + 4k 2., 4k 2 3 前 z 4k 3、y p = kx p + m = — — + m = m ,即卩 p ( — m ,伸- ••• M(t,0), Q(4,4k + m),4k 3••• = (― m — t, m),=(4 — t,4k + m),4k 3 4k••• = (—^— t) • —t)+m • (4+ m)=t 2—4t +3+ m (t —1)=0 恒成立,•••存在点M(1,0)符合题意.故 t =1, 故 t 2—4t + 3= 0,即 t = 1.•••存在点M(1,0)符合题意.设 P(x p , y p ),则 X P =4km 3+ 4k 24k m ,y p = kx p + m =—空 + m = 3 m m 即P(-半m)-••• M(t,0), Q(4,4k + m),••=(—签—t , m )‘= (4 — t,4k + m),4k4k —1) • —1)+-(4+ m) = t 2— 4t + 3+ 4km (t —1)= 0恒成立,故 t =1, 故 t 2—4t + 3= 0,即 t = 1.四、取值范围问题x例7.(2015浙江,15分)已知椭圆+ 卄1上两个不同的点A , B 关于直线1 y = mx +2 对称.(1)求实数m 的取值范围;⑵求△ AOB 面积的最大值(O 为坐标原点).1[解析] ⑴由题意知 m 工0,可设直线 AB 的方程为y 二一冷乂 + b.由 消去 y ,得(2 + m^x 2 — 2b x + b 2— 1 = 0.因为直线 y =—三乂+ bx 2 4与椭圆2 + y 2 = 1有两个不同的交点,所以 △= — 2b 2+ 2 +帚2>0,①2mbm 2b设M为AB 的中点,则M (m +2, R ,1 m2 + 2代入直线方程y = mx + 2,解得b =— 2m 2 .② 由①②得m< — f 或m 〉-^.上2 +丄⑵令t = m € (—普^, 0)U (0,普),则且O 到直线AB 的距离d ^j==. 设厶AOB 的面积为S (t ),所以 —2t 2— ;2+ 2=子,当且仅当t 2 =殳时,等号成立•2 ___ 、/- 2t 4+ 2t 2 + 号故厶AOB 面积的最大值为_2_.|AB|= . t 2+ 1 • 1 ,x 2 V 2例8.已知圆x 2 + y 2= 1过椭圆孑+詁=1(a>b>0)的两焦点,与椭圆有且仅有x 2 2 2+y = 1, 1 u 尸—m x+ b ,S(t)= 2|AB | d =t 2+- t+2两个公共点,直线I : y = kx + m 与圆x 3 + y 2= 1相切,与椭圆孑+詁=1相交于 — —— 23A ,B 两点.记A OA?OB •且于U 4. (1) 求椭圆的方程; (2) 求k 的取值范围;(3) 求厶OAB 的面积S 的取值范围.解:(1)由题意知2c = 2,所以c = 1•因为圆与椭圆有且只有两个公共点,从而bx 2=1,故a = .2,所以所求椭圆方程为2 + y 2^ 1.(2)因为直线I : y = kx + m 与圆x 2 + y 2= 1相切,所以原点O 到直线I 的距离为是-1,-今u2 1(3)|ABf = (X 1-X 2)2+ (y 1-y 2)2= (1 + k 2)[(x 1 + X 2)2-4x 1X 2]二 2— 2疋+〔 2,由236 4 1 1< k 2< 1,得"2 = AB|<3.设△ OAB 的 AB 边上的高为 d ,贝U S = 2AB|d = 2AB|, 所以S < 2■.即△ OAB 的面积S 的取值范围是 专,2 .例9•已知椭圆E:彳+ y3 = 1的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E 于A , M 两点,点N 在E 上, MA 丄NA.得(1 + 2k 2)x 2 + 4kmx + 2m 2- 2 = 0.设 A (X 1, y 1), B(x 2, y 2),则 X 1 + x 2 = —4km 1+ 2k 2, 2m 2— 2x1x2 二 G? "A=X 1X 2+ y 〔y 2 = (122k 2 +1+ k 2)X 1 x 2 + km(x 1 + X 2)+ m 2=仔? 2 3 1 由3^圧4,得2=1, 即卩k 的取值范围 =1, 即 卩 m 2= k 2 + 1.由y = kx + m ,⑴当t = 4, |AM|= |AN|时,求△ AMN的面积;⑵当2AM|=|AN|时,求k的取值范围.x y【解】(1)设M(x i, y i),则由题意知y i>0.当t= 4时,E的方程为+号=、. n1, A( —2, 0).由已知及椭圆的对称性知,直线AM的倾斜角为4.因此直线AMX y212的方程为y= x+ 2.将x=y —2代入4 + = 1得7y2—12y= 0.解得y= 0或y=〒,12 1 12 12 144所以y1 =—.因此△ AMN的面积S MMN = 2X 2^7 X-y = 药.x2(2)由题意知t>3, k>0, A( —t, 0).将直线AM的方程y= k(x+ . t)代入yy2t2k2—3t+ 3 = 1 得(3 + tk2)x2+ 2录tk2x + t2k2—3t = 0.由X1 •—*) = "3+lk^得为=t 1 + k22 k由2AM E IAN得穴二冇,即(k3—2)t= 3k(2k—1).当k= 3 2时上式不成立,因此3k 2k—1 y人十k3—2k2+ k—2 k—2 k2+ 1t-卞〒.t>3等价于k3 —2 - k3 -2 <0,即厂<0.由此得k3 —2<0,或k3—2>0, 解得3 2<k<2.因此k的取值范围是(32, 2).kz2 k—2>°,誹k—2<0,由题设知,直线AN的方程为y= —k(x+Jl),故同理可得五.最值问题卡左、右焦点分别是F i , F 2.以F i 为圆心、以3为半径的圆与以F 2为圆心、 以1为半径的圆相交,且交点在椭圆 C 上.(1)求椭圆C 的方程;x 2 y⑵设椭圆E :荷+ 4b 2= 1, P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y = kx + m 交椭圆E 于A , B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q.① 求器|的值;② 求△ ABQ 面积的最大值.解】(1)由题意知2a =4,则a = 2.又a =^,a 2-c 2二b 2,可得 b = 1,a 2 X 2 y 2⑵由⑴知椭圆E 的方程为16+ 4 = 1.由题意知Q(—入x,—入y . 因为弓+y o = 1,所以入=2,即|OQ|| = 2. 所以椭圆C 的方程为4 + y 2= 1.②设 A(X 1, y 1), B(x 2, y 2).将y = kx + m 代入椭圆E 的方程,可得(1 + 4k 2)x 2+ 8kmx + 4m 2 — 16= 0,由 40,可得 m 2<4 + 16k 2.① ①设P(x o , y o ), 1OQ1_ .|OP|_ 人2 2刊一入x —入y又 + 儿16 =1,即处 + y 0 = 1,因为直线y = kx + m 与y 轴交点的坐标为(0, m),所以△ OAB 的面积1 2 16k 2 + 4— m 2|m|S = 2|m||x1 — X2I = 一 1 + 4k 2将y = kX + m 代入椭圆C 的方程, 可得(1 + 4k 2)X 2 + 8kmx + 4m 2 — 4 = 0, 由0,可得m 2< 1 + 4k 2.② 由①②可知0<t w 1, 因此 S = 2「4 — 11= 2 . — t 2 + 4t , 故 S < 2 ,3.当且仅当t = 1,即m 2= 1 + 4k 2时取得最大值2,3. 由①知,△ ABQ 的面积为3S , 所以△ ABQ 面积的最大值为6.3. 例11.定圆M : (X +. 3)2 + y 2= 16,动圆N 过点F( 3, 0)且与圆M 相切, 记圆心N 的轨迹为E.①求轨迹E 的方程;贝U 有 X l + X 2 = 8km 1+ X 1X 2 = 4m 2 — 16 1+ 4k 2 .所以 x 〔 一 X 2I = 4 16k 2 + 4— m 2 1 + 4k 2 m 2 1 +4k 2 t. 216k 2+ 4— m 2m 2 1+ 4k 2 ^2 24— m 2 m 2 一 1+ 4k 2 1+②设点A , B , C 在E 上运动,A 与B 关于原点对称,且|AC| = |BC|,当△ ABC 的面积最小时,求直线 AB 的方程.⑵解:①••• F( 3,0)在圆M : (x + 3)2 + y 2= 16内,.••圆N 内切于圆M. ••• |NM|+ |NF|=4>|FM|,「.点N 的轨迹E 为椭圆,且2a = 4, c =. 3,二b = 1 ,二轨迹x 2E 的方程为4 + y 2= 1.②a.当AB 为长轴(或短轴)时,1S A ABC = 2|OC| AB|= 2.b .当直线AB 的斜率存在且不为0时,设直线AB 的方程为y = kx , A(X A ,X 2丄 2 d2 + y 2= 14 4k 2 y A ),联立方程 4得,x A 二 1+40 y A 二帀恳,:|°A|2= x A +y A 二y = kx 4 1 + k 2 1 4 1 + k 21+ 4k 2 •将上式中的k 替换为一R ,可得|OC|2= 0 + 4 .S\ABC = 2S ^AOC = |OA| OC|••• 1+ 4k 2 k 2 + 4 < 5 1 + R 2 8= 2 , • S A ABC >8,当且仅当1 + 4k 2= k 2 + 4,即k =±l 时等号成立,8 8 o此时△ ABC 面积的最小值是°.v 2>8,.・.A ABC 面积的最小值是 三 此时直线 5 5 5 AB 的方程为y =x 或y = — x. 4 1 + k 2 1+ 4k 2 •4 1 + k 2 k 2 + 4 4 1 + k 2 .1+ 4k 2 k 2 + 4。
历年高考圆锥曲线2000年:(10)过原点的直线与圆相切,若切点在第三象限,则该直03422=+++x y x 线的方程是( )(A ) (B ) (C )(D )x y 3=x y 3-=x 33x 33-(11)过抛物线的焦点F 作一条直线交抛物线于P 、Q 两点,若线()02>=a ax y段PF 与FQ 的长分别是、,则等于( )p q qp 11+(A )(B )(C ) (D )a 2a21a 4a4(14)椭圆的焦点为、,点P 为其上的动点,当为钝角14922=+y x 1F 2F 21PF F ∠ 时,点P 横坐标的取值范围是________。
(22)(本小题满分14分)如图,已知梯形ABCD 中,点E 分有向线段所成的比为,CD AB 2=AC λ双曲线过C 、D 、E 三点,且以A 、B 为焦点。
当时,求双曲线离心率4332≤≤λ的取值范围。
e 2004年3.过点(-1,3)且垂直于直线的直线方程为( )032=+-y x A .B .C .D .12=-+y x 052=-+y x 052=-+y x 072=+-y x 8.已知圆C 的半径为2,圆心在轴的正半轴上,直线与圆C 相切,则圆x 0443=++y x C 的方程为( )A .B .03222=--+x y x 0422=++x y x C .D .3222=-++x y x 0422=-+x y x 8.(理工类)已知椭圆的中心在原点,离心率,且它的一个焦点与抛物线21=e 的焦点重合,x y 42-= 则此椭圆方程为( )A .B .13422=+y x 16822=+y x C .D .1222=+y x 1422=+y x 22.(本小题满分14分)双曲线的焦距为2c ,直线过点(a ,0)和(0,b ),且点)0,1(12222>>=-b a by a x l (1,0)到直线的距离与点(-1,0)到直线的距离之和求双曲线的离心率e l l .54c s ≥的取值范围.2005年:9.已知双曲线的焦点为,点在双曲线上且则点1222=-y x 12,F F M 120,MF MF ⋅= 到M 轴的距离为(x )A .B .CD435310.设椭圆的两个焦点分别为过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△为12,,F F 2F 12F PF等腰直角三角形,则椭圆的离心率是()A B C .D 2121、(理工类)(本小题满分12分)设,两点在抛物线上,是的垂直平分线。
圆锥曲线大题归类一.定点问题例1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2=1(a >1)的上顶点为A ,右焦点为F ,直线AF 与圆M :(x -3)2+(y -1)2=3相切. (1)求椭圆C 的方程;(2)若不过点A 的动直线l 与椭圆C 交于P ,Q 两点,且AP →·AQ →=0,求证:直线l 过定点,并求该定点的坐标.[解析] (1)圆M 的圆心为(3,1),半径r = 3. 由题意知A (0,1),F (c,0),直线AF 的方程为xc +y =1,即x +cy -c =0, 由直线AF 与圆M 相切,得|3+c -c |c 2+1=3, 解得c 2=2,a 2=c 2+1=3, 故椭圆C 的方程为x 23+y 2=1.(2)方法一:由·=0知AP ⊥AQ ,从而直线AP 与坐标轴不垂直,故可设直线AP 的方程为y =kx +1,直线AQ 的方程为y =-1k x +1.联立⎩⎨⎧y =kx +1,x 23+y 2=1,整理得(1+3k 2)x 2+6kx =0,解得x =0或x =-6k1+3k 2,故点P 的坐标为(-6k 1+3k 2,1-3k 21+3k 2),同理,点Q 的坐标为(6kk 2+3,k 2-3k 2+3)∴直线l 的斜率为k 2-3k 2+3-1-3k 21+3k 26k k 2+3--6k 1+3k 2=k 2-14k ,∴直线l 的方程为y =k 2-14k (x -6kk 2+3)+k 2-3k 2+3,即y =k 2-14k x -12.∴直线l 过定点(0,-12).方法二:由·=0知AP ⊥AQ ,从而直线PQ 与x 轴不垂直,故可设直线l 的方程为y =kx +t (t ≠1),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +t ,x 23+y 2=1,整理得(1+3k 2)x 2+6ktx +3(t 2-1)=0. 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-6kt1+3k 2,x 1x 2=3(t 2-1)1+3k 2,(*)由Δ=(6kt )2-4(1+3k 2)×3(t 2-1)>0,得 3k 2>t 2-1.由·=0,得·=(x 1,y 1-1)·(x 2,y 2-1)=(1+k 2)x 1x 2+k (t -1)(x 1+x 2)+(t -1)2=0, 将(*)代入,得t =-12, ∴直线l 过定点(0,-12).例2.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F (1,0),O 为坐标原点,A ,B 是抛物线C 上异于O 的两点.(1)求抛物线C 的方程;(2)若直线OA ,OB 的斜率之积为-12,求证:直线AB 过x 轴上一定点. [解析] (1)因为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点坐标为(1,0),所以p2=1,所以p =2.所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)证明:①当直线AB 的斜率不存在时, 设A (t 24,t ),B (t 24,-t ).因为直线OA ,OB 的斜率之积为-12, 所以t t 24·-t t 24=-12,化简得t 2=32.所以A (8,t ),B (8,-t ),此时直线AB 的方程为x =8.②当直线AB 的斜率存在时,设其方程为y =kx +b ,A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),联立得⎩⎨⎧y 2=4x ,y =kx +b ,化简得ky 2-4y +4b =0.根据根与系数的关系得y A y B =4bk ,因为直线OA ,OB 的斜率之积为-12,所以y A x A ·y B x B=-12,即x A x B +2y A y B =0.即y 2A 4·y 2B4+2y A y B =0,解得y A y B =0(舍去)或y A y B =-32.所以y A y B =4bk =-32,即b =-8k , 所以y =kx -8k ,y =k (x -8).综上所述,直线AB 过定点(8,0). 圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 二.定值问题例3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),点M (1,0)与椭圆短轴的两个端点的连线互相垂直.导学号 30072628(1)求椭圆C 的方程;(2)过点M (1,0)的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,设点N (3,2),记直线AN ,BN 的斜率分别为k 1,k 2,求证:k 1+k 2定值. [解析] (1)依题意,由已知得c =2,则a 2-b 2=2,由已知易得b =|OM |=1,所以a =3,所以椭圆的方程为x 23+y 2=1. (2)①当直线l 的斜率不存在时,不妨设A (1,63),B (1,-63),则k 1+k 2=2-632+2+632=2为定值.②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2-6k 2x +3k 2-3=0,依题意知,直线l 与椭圆C 必相交于两点,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=6k 23k 2+1,x 1x 2=3k 2-33k 2+1,又y 1=k (x 1-1),y 2=k (x 2-1),所以k 1+k 2=2-y 13-x 1+2-y 23-x 2=(2-y 1)(3-x 2)+(2-y 2)(3-x 1)(3-x 1)(3-x 2)=[2-k (x 1-1)](3-x 2)+[2-k (x 2-1)](3-x 1)(3-x 1)(3-x 2)=12-2(x 1+x 2)+k [2x 1x 2-4(x 1+x 2)+6]9-3(x 1+x 2)+x 1x 2=12-2×6k 23k 2+1+k [2×3k 2-33k 2+1-4×6k 23k 2+1+6]9-3×6k 23k 2+1+3k 2-33k 2+1=12(2k 2+1)6(2k 2+1)=2,综上,得k 1+k 2为定值2. 例4 (2016北京理科) 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. 三.探索性问题例5.(2015·新课标全国Ⅱ,12分,理)已知椭圆C :9x 2+y 2=m 2(m >0),直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M .(1)证明:直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值;(2)若l 过点(m3,m ),延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平行四边形?若能,求此时l 的斜率;若不能,说明理由.[解析] (1)设直线l :y =kx +b (k ≠0,b ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x M ,y M ).将y =kx +b 代入9x 2+y 2=m 2得(k 2+9)x 2+2kbx +b 2-m 2=0,故 x M =x 1+x 22=-kb k 2+9,y M =kx M +b =9b k 2+9.于是直线OM 的斜率k OM =y M x M=-94,即k OM ·k =-9.所以直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值.(2)四边形OAPB 能为平行四边形.因为直线l 过点(m3,m ),所以l 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是k >0,k ≠3.由(1)得OM 的方程为y =-9k x . 设点P 的横坐标为x P .由⎩⎪⎨⎪⎧y =-9k x ,9x 2+y 2=m 2得x 2P =k 2m 29k 2+81,即x P =±km 3k 2+9. 将点(m3,m )的坐标代入l 的方程得b =m (3-k )3,因此x M =k (k -3)m 3(k 2+9).四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段AB 与线段OP 互相平分,即x P =2x M .于是±km3k 2+9=2×k (k -3)m 3(k 2+9),解得k 1=4-7,k 2=4+7. 因为k i >0,k i ≠3,i =1,2,所以当l 的斜率为4-7或4+7时,四边形OAPB 为平行四边形. 例6.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (1,0),右顶点为A ,且|AF |=1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动直线l :y =kx +m 与椭圆C 有且只有一个交点P ,且与直线x =4交于点Q ,问:是否存在一个定点M (t,0),使得·=0.若存在,求出点M 的坐标;若不存在,说明理由.[解析] (1)由c =1,a -c =1,得a =2,∴b =3, 故椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)由⎩⎨⎧y =kx +m ,3x 2+4y 2=12, 消去y 得(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-12=0,∴Δ=64k 2m 2-4(3+4k 2)(4m 2-12)=0,即m 2=3+4k 2. y P =kx P +m =-4k 2m +m =3m ,即P (-4k m ,3m ). ∵M (t,0),Q (4,4k +m ),∴=(-4k m -t ,3m ),=(4-t,4k +m ),∴·=(-4k m -t )·(4-t )+3m ·(4k +m )=t 2-4t +3+4km (t -1)=0恒成立, 故⎩⎨⎧t =1,t 2-4t +3=0,即t =1. ∴存在点M (1,0)符合题意. 设P (x P ,y P ),则x P =-4km 3+4k 2=-4km , y P =kx P +m =-4k 2m +m =3m ,即P (-4k m ,3m ). ∵M (t,0),Q (4,4k +m ),∴=(-4k m -t ,3m ),=(4-t,4k +m ),∴·=(-4k m -t )·(4-t )+3m ·(4k +m )=t 2-4t +3+4km (t -1)=0恒成立, 故⎩⎨⎧t =1,t 2-4t +3=0,即t =1. ∴存在点M (1,0)符合题意.四、取值范围问题例7.(2015·浙江,15分)已知椭圆x 22+y 2=1上两个不同的点A ,B 关于直线y =mx +12对称.(1)求实数m 的取值范围;(2)求△AOB 面积的最大值(O 为坐标原点).[解析] (1)由题意知m ≠0,可设直线AB 的方程为y =-1m x +b .由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =-1m x +b ,消去y ,得(12+1m 2)x 2-2b m x +b 2-1=0.因为直线y =-1m x +b与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点,所以Δ=-2b 2+2+4m 2>0,①设M 为AB 的中点,则M (2mb m 2+2,m 2bm 2+2),代入直线方程y =mx +12,解得b =-m 2+22m 2.② 由①②得m <-63或m >63.(2)令t =1m ∈(-62,0)∪(0,62),则且O 到直线AB 的距离d =t 2+12t 2+1.设△AOB 的面积为S (t ),所以 S (t )=12|AB |·d =12-2(t 2-12)2+2≤22,当且仅当t 2=12时,等号成立.故△AOB 面积的最大值为22.|AB |=t 2+1·-2t 4+2t 2+32t 2+12, 例8.已知圆x 2+y 2=1过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两焦点,与椭圆有且仅有两个公共点,直线l :y =kx +m 与圆x 2+y 2=1相切,与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1相交于A ,B 两点.记λ=OB OA •·,且23≤λ≤34. (1)求椭圆的方程; (2)求k 的取值范围;(3)求△OAB 的面积S 的取值范围.解:(1)由题意知2c =2,所以c =1.因为圆与椭圆有且只有两个公共点,从而b =1,故a =2,所以所求椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)因为直线l :y =kx +m 与圆x 2+y 2=1相切,所以原点O 到直线l 的距离为|m |12+k 2=1,即m 2=k 2+1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 22+y 2=1得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-4km 1+2k 2,x 1x 2=2m 2-21+2k 2.λ=·=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=k 2+11+2k 2,由23≤λ≤34,得12≤k 2≤1,即k 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-22∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,1.(3)|AB |2=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=2-2(2k 2+1)2,由12≤k 2≤1,得62≤|AB |≤43.设△OAB 的AB 边上的高为d ,则S =12|AB |d =12|AB |,所以64≤S ≤23.即△OAB 的面积S 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤64,23.例9.已知椭圆E :x 2t +y 23=1的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为k (k >0)的直线交E 于A ,M 两点,点N 在E 上,MA ⊥NA .(1)当t =4,|AM |=|AN |时,求△AMN 的面积; (2)当2|AM |=|AN |时,求k 的取值范围.【解】 (1)设M (x 1,y 1),则由题意知y 1>0.当t =4时,E 的方程为x 24+y 23=1,A (-2,0).由已知及椭圆的对称性知,直线AM 的倾斜角为π4.因此直线AM 的方程为y =x +2.将x =y -2代入x 24+y 23=1得7y 2-12y =0.解得y =0或y =127,所以y 1=127.因此△AMN 的面积S △AMN =2×12×127×127=14449.(2)由题意知t >3,k >0,A (-t ,0).将直线AM 的方程y =k (x +t )代入x 2t+y 23=1得(3+tk 2)x 2+2t ·tk 2x +t 2k 2-3t =0.由x 1·(-t )=t 2k 2-3t 3+tk 2得x 1=t (3-tk 2)3+tk 2,故|AM |=|x 1+t |1+k 2=6t (1+k 2)3+tk 2.由题设知,直线AN 的方程为y =-1k (x +t ),故同理可得|AN |=6k t (1+k 2)3k 2+t .由2|AM |=|AN |得23+tk 2=k3k 2+t, 即(k 3-2)t =3k (2k -1).当k =32时上式不成立,因此t =3k (2k -1)k 3-2. t >3等价于k 3-2k 2+k -2k 3-2=(k -2)(k 2+1)k 3-2<0,即k -2k 3-2<0.由此得⎩⎨⎧ k -2>0,k 3-2<0,或⎩⎨⎧k -2<0,k 3-2>0, 解得32<k <2.因此k 的取值范围是(32,2). 五.最值问题例10.平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为32,左、右焦点分别是F 1,F 2.以F 1为圆心、以3为半径的圆与以F 2为圆心、以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆E :x 24a 2+y 24b 2=1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y =kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .①求|OQ ||OP |的值; ②求△ABQ 面积的最大值.解】 (1)由题意知2a =4,则a =2.又c a =32,a 2-c 2=b 2,可得b =1,(2)由(1)知椭圆E 的方程为x 216+y 24=1.①设P (x 0,y 0),|OQ ||OP |=λ,由题意知Q (-λx 0,-λy 0).因为x 204+y 20=1,又(-λx 0)216+(-λy 0)24=1,即λ24⎝ ⎛⎭⎪⎫x 204+y 20=1, 所以λ=2,即|OQ ||OP |=2. 所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).将y =kx +m 代入椭圆E 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-16=0,由Δ>0,可得m 2<4+16k 2.①则有x1+x2=-8km1+4k2,x1x2=4m2-161+4k2.所以|x1-x2|=416k2+4-m21+4k2.因为直线y=kx+m与y轴交点的坐标为(0,m),所以△OAB的面积S=12|m||x1-x2|=216k2+4-m2|m|1+4k2=2(16k2+4-m2)m21+4k2=2⎝⎛⎭⎪⎫4-m21+4k2m21+4k2.设m21+4k2=t.将y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,由Δ≥0,可得m2≤1+4k2.②由①②可知0<t≤1,因此S=2(4-t)t=2-t2+4t,故S≤2 3.当且仅当t=1,即m2=1+4k2时取得最大值2 3.由①知,△ABQ的面积为3S,所以△ABQ面积的最大值为6 3.例11.定圆M:(x+3)2+y2=16,动圆N过点F(3,0)且与圆M相切,记圆心N的轨迹为E.①求轨迹E的方程;②设点A ,B ,C 在E 上运动,A 与B 关于原点对称,且|AC |=|BC |,当△ABC 的面积最小时,求直线AB 的方程.(2)解:①∵F (3,0)在圆M :(x +3)2+y 2=16内,∴圆N 内切于圆M .∵|NM |+|NF |=4>|FM |,∴点N 的轨迹E 为椭圆,且2a =4,c =3,∴b =1,∴轨迹E 的方程为x 24+y 2=1.②a.当AB 为长轴(或短轴)时,S △ABC =12|OC |·|AB |=2.b .当直线AB 的斜率存在且不为0时,设直线AB 的方程为y =kx ,A (x A ,y A ),联立方程⎩⎪⎨⎪⎧ x 24+y 2=1y =kx 得,x 2A =41+4k 2,y 2A =4k 21+4k 2,∴|OA |2=x 2A +y 2A =4(1+k 2)1+4k 2.将上式中的k 替换为-1k ,可得|OC |2=4(1+k 2)k 2+4. ∴S △ABC =2S △AOC =|OA |·|OC | =4(1+k 2)1+4k 2·4(1+k 2)k 2+4=4(1+k 2)(1+4k 2)(k 2+4). ∵(1+4k 2)(k 2+4)≤(1+4k 2)+(k 2+4)2=5(1+k 2)2,∴S △ABC ≥85,当且仅当1+4k 2=k 2+4,即k =±1时等号成立,此时△ABC 面积的最小值是85.∵2>85,∴△ABC 面积的最小值是85,此时直线AB 的方程为y =x 或y =-x .。