解析几何中的综合问题
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专题三 压轴解答题第二关 椭圆相关的综合问题【名师综述】纵观近三年的高考题,解析几何题目是每年必考题型,主要体现在解析几何知识内的综合及与其它知识之间的综合,且椭圆考查的最多,,同时可能与平面向量、导数相交汇,每个题一般设置了两个问,第(1)问一般考查曲线方程的求法,主要利用定义法与待定系数法求解,而第(2)问主要涉及最值问题、定值问题、对称问题、轨迹问题、探索性问题、参数范围问题等.这类问题综合性大,解题时需根据具体问题,灵活运用解析几何、平面几何、函数、不等式、三角知识,正确构造不等式,体现了解析几何与其他数学知识的密切联系.【考点方向标】 方向一 中点问题典例1.(2020·山东高三期末)已知椭圆(222:12x y C a a +=>的右焦点为F ,P 是椭圆C 上一点,PF x ⊥轴,2PF =. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点,且OM ,求AOB ∆面积的最大值.【举一反三】(2020·河南南阳中学高三月考)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点与抛物线2y =的焦点重合,且椭圆C (1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,线段AB 的中点为(1,)M t ,直线m 是线段AB 的垂直平分线,求证:直线m 过定点,并求出该定点的坐标.方向二 垂直问题典例2.(2020·安徽期末)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的离心率2e =,且过点(22.(1)求椭圆C 的方程;(2)如图,过椭圆C 的右焦点F 作两条相互垂直的直线,AB DE 交椭圆分别于,,,A B D E ,且满足12AM AB =,12DN DE =,求MNF ∆面积的最大值.【举一反三】(2020·吉林东北师大附中高三月考)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的左焦点为F ,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,A ,B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,且AB OP ,且POB ∆的面积是12,其中O 是坐标原点. (1)求椭圆C 的方程.(2)若过点F 的直线1l ,2l 互相垂直,且分别与椭圆C 交于点M ,N ,S ,T 四点,求四边形MSNT 的面积S 的最小值.方向三 面积问题典例3.(2020·安徽高三月考)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左焦点为()1,0F -,经过点F 的直线与椭圆相交于M ,N 两点,点P 为线段MN 的中点,点O 为坐标原点.当直线MN 的斜率为1时,直线OP 的斜率为12-.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若点A 为椭圆的左顶点,点B 为椭圆的右顶点,过F 的动直线交该椭圆于C ,D 两点,记ACD ∆的面积为1S ,BCD ∆的面积为2S ,求21S S -的最大值.典例4.(2020·河南高三月考)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率2e =,且椭圆过点)(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线l 与C 交于M 、N 两点,点D 在椭圆C 上,O 是坐标原点,若OM ON OD +=,判定四边形OMDN 的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;如果不是,请说明理由.【举一反三】(2020·全国高三专题练习)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>>线E :22x y =的焦点F 是C 的一个顶点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅰ)设P 是E 上的动点,且位于第一象限,E 在点P 处的切线l 与C 交与不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过P 且垂直于x 轴的直线交于点M . (i )求证:点M 在定直线上;(ii )直线l 与y 轴交于点G ,记PFG △的面积为1S ,PDM △的面积为2S ,求12S S 的最大值及取得最大值时点P 的坐标.(2020·重庆高三月考)已知椭圆2222:1x y C a b +=(0)a b >>的离心率e =且圆221x y +=经过椭圆C的上、下顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 与椭圆C 相切,且与椭圆22122:144x y C a b+=相交于M ,N 两点,证明:OMN 的面积为定值(O 为坐标原点).方向四 范围与定值问题典例5.(2020·内蒙古高三期末)已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的离心率32e =,且圆222x y +=过椭圆C 的上,下顶点. (1)求椭圆C 的方程. (2)若直线l 的斜率为12,且直线l 交椭圆C 于P 、Q 两点,点P 关于点的对称点为E ,点()2,1A -是椭圆C 上一点,判断直线AE 与AQ 的斜率之和是否为定值,如果是,请求出此定值:如果不是,请说明理.典例6.(2020·全国高三专题练习)已知顶点为原点的抛物线C 的焦点与椭圆2221y x a+=的上焦点重合,且过点(22,1).(1)求椭圆的标准方程;(2)若抛物线上不同两点A ,B 作抛物线的切线,两切线的斜率121k k =-,若记AB 的中点的横坐标为m ,AB 的弦长()g m ,并求()g m 的取值范围.【举一反三】(2020·全国高三专题练习(理))已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的长轴长是离心率的两倍,直线l :4430x y -+=交C 于A ,B 两点,且AB 的中点横坐标为12-. (1)求椭圆C 的方程;(2)若M ,N 是椭圆C 上的点,O 为坐标原点,且满足2234OM ON +=,求证:OM ,ON 斜率的平方之积是定值.(2020·四川石室中学高三月考(文))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的长轴长是短轴长的两倍,焦距(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设不过原点O 的直线l 与椭圆C 交于两点M 、N ,且直线OM 、MN 、ON 的斜率依次成等比数列,求ⅠOMN 面积的取值范围.【压轴选编】1.(2020·全国高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的离心率e =C 上的点到点()0,2Q 的距离的最大值为3. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅰ)在椭圆C 上,是否存在点(),M m n ,使得直线l :1mx ny +=与圆O :221x y +=相交于不同的两点A 、B ,且OAB ∆的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及对应的OAB ∆的面积;若不存在,请说明理由.2.【福建省龙岩市2019届高三第一学期期末教学质量检查】已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1的直线与椭圆C 交于M,N 两点,ΔF 2MN 的周长为8,直线y =x 被椭圆C 截得的线段长为4√427.(1)求椭圆C 的方程;(2)设A,B 是椭圆上两动点,线段AB 的中点为P ,OA,OB 的斜率分别为k 1,k 2(O 为坐标原点),且4k 1k 2=−3,求|OP |的取值范围.3.【2019湖北省重点中学联考】已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率e =,且经过点1,2⎛ ⎝⎭.(1)求椭圆方程;(2)过点()0,2P 的直线与椭圆交于M N 、两个不同的点,求线段MN 的垂直平分线在x 轴截距的范围.4.【湖南省湘潭市2019届高三上学期第一次模拟检测】已知点F(√3,0)是椭圆C:x 2a2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点,点M (√3,12)在椭圆C 上. (1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 与椭圆C 交于不同的A,B 两点,且k OA +k OB =−12(O 为坐标原点),求直线l 斜率的取值范围.5.【北京市海淀区2019届高三上学期期末考试】已知点B(0,−2)和椭圆M:x 24+y 22=1. 直线l:y =kx +1与椭圆M 交于不同的两点P,Q . (Ⅰ) 求椭圆M 的离心率; (Ⅰ) 当k =12时,求ΔPBQ 的面积;(Ⅰ)设直线PB 与椭圆M 的另一个交点为C ,当C 为PB 中点时,求k 的值 .6. 【宁夏六盘山高级中学2019届高三上学期期末考试】已知椭圆C:x 2a2+y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为√32,长轴长为4,直线y =kx +m 与椭圆C 交于A,B 两点且∠AOB 为直角,O 为坐标原点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅰ)求AB 长度的最大值.7.(2020·河南鹤壁高中高三月考)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左右焦点分别为12,F F ,P 是椭圆短轴的一个顶点,并且12PF F ∆是面积为1的等腰直角三角形. (1)求椭圆E 的方程;(2)设直线1:1l x my =+与椭圆E 相交于,M N 两点,过M 作与y 轴垂直的直线2l ,已知点3(,0)2H ,问直线NH 与2l 的交点的横坐标是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.8.(2020·江西高三)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>过点1)2-.(1)求椭圆C 的方程.(2)若A ,B 是椭圆C 上的两个动点(A ,B 两点不关于x 轴对称),O 为坐标原点,OA ,OB 的斜率分别为1k ,2k ,问是否存在非零常数λ,使当12k k λ=时,AOB ∆的面积S 为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.9.(2020·甘肃省岷县第一中学期末)已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)(,0)A a ,(0,)B b ,(0,0)O ,OAB ∆的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:||||AN BM ⋅为定值.10.(2020·江苏高三期末)已知椭圆2222:1x y C a b+=(0)a b >>的左右焦点分别为12,F F ,焦距为4,且椭圆过点5(2,)3,过点2F 且不平行于坐标轴的直线l 交椭圆与,P Q 两点,点Q 关于x 轴的对称点为R ,直线PR 交x 轴于点M .(1)求1PFQ 的周长; (2)求1PF M 面积的最大值.11.(2020·河南高三期末)已知椭圆C :()222210x y a b a b+=>>过点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,过坐标原点O 作两条互相垂直的射线与椭圆C 分别交于M ,N 两点.(1)证明:当229a b +取得最小值时,椭圆C . (2)若椭圆C 的焦距为2,是否存在定圆与直线MN 总相切?若存在,求定圆的方程;若不存在,请说明理由.12.(2020·四川高三月考)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的短轴顶点分别为,A B ,且短轴长为2,T 为椭圆上异于,A B 的任意-一点,直线,TA TB 的斜率之积为13- (1)求椭圆C 的方程;(2)设O 为坐标原点,圆223:4O x y +=的切线l 与椭圆C 相交于,P Q 两点,求POQ △面积的最大值.13.(2020·内蒙古高三)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为3,以原点O 为圆心,椭圆C 的长半轴长为半径的圆与直线260x -+=相切. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知点A ,B 为动直线()()20y k x k =-≠与椭圆C 的两个交点,问:在x 轴上是否存在定点E ,使得2EA EA AB +⋅为定值?若存在,试求出点E 的坐标和定值;若不存在,请说明理由.14.(2020·河北高三期末)设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点为0),四条直线x a =±,y b =±所围成的区域面积为(1)求C 的方程;(2)设过(0,3)D 的直线l 与C 交于不同的两点,A B ,设弦AB 的中点为M ,且1||||2OM AB =(O 为原点),求直线l 的方程.15.(2020·山东高三期末)已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的短轴长和焦距相等,左、右焦点分别为1F 、2F ,点1,2Q ⎛ ⎝⎭满足:122QF QF a +=.已知直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 过点2F ,且222AF F B =,求直线l 的方程;(3)若直线l 与曲线ln y x =相切于点(),ln T t t (0t >),且AB 中点的横坐标等于23,证明:符合题意的点T 有两个,并任求出其中一个的坐标.16.(2020·安徽高三)已知椭圆2222:1(0)x y a b a b Γ+=>>过点(1,1)M 离心率为2.(1)求Γ的方程;(2)如图,若菱形ABCD 内接于椭圆Γ,求菱形ABCD 面积的最小值.17.(2020·福建省福州第一中学高三开学考试)已知O 为坐标原点,椭圆E :()222210x y a b a b+=>>的焦距为y x =截圆O :222x y a +=与椭圆E 所得的弦长之比为2,椭圆E 与y 轴正半轴的交点分别为A .(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设点()00,B x y (00y ≠且01y ≠±)为椭圆E 上一点,点B 关于x 轴的对称点为C ,直线AB ,AC分别交x 轴于点M ,N .试判断OM ON ⋅是否为定值?若是求出该定值,若不是定值,请说明理由.18.(2020·江西高三期末)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过点31,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,且离心率为12.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点31,2Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭是椭圆上的点,,A B 是椭圆上位于直线PQ 两侧的动点,当,A B 运动时,满足APQ BPQ ∠=∠,试问直线AB 的斜率是否为定值?请说明理由.19.(2020·甘肃高三期末)设椭圆2222:1y x C a b +=(0)a b >>的离心率是2,直线1x =被椭圆C 截得的弦长为(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点M 的直线l 与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,当MAB △的面积最大时,求直线l 的方程.20.(2020·江西高三期末)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,F 为椭圆C 的右焦点,2D ⎛ ⎝⎭为椭圆上一点,C 的离心率2e =(1)求椭圆C 的标准方程;(2)斜率为k 的直线l 过点F 交椭圆C 于,M N 两点,线段MN 的中垂线交x 轴于点P ,试探究||||PF MN 是否为定值,如果是,请求出该定值;如果不是,请说明理由.21.(2020·青海高三期末)已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为,短轴的一个端点到右焦点的距离为2,(1)试求椭圆M 的方程; (2)若斜率为12的直线l 与椭圆M 交于C 、D 两点,点3(1)2P ,为椭圆M 上一点,记直线PC 的斜率为1k ,直线PD 的斜率为2k ,试问:12k k +是否为定值?请证明你的结论22.(2020·四川高三期末)在平面直角坐标系中,已知点(2,0)A -,(2,0)B ,动点(,)P x y 满足直线AP 与BP 的斜率之积为34-.记点P 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)若M ,N 是曲线C 上的动点,且直线MN 过点10,2D ⎛⎫⎪⎝⎭,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 的坐标;若不存在,请说明理由.23.(2020·山西高三期末)已知()()122,0,2,0F F -是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的两个焦点,M 是椭圆C 上一点,当112MF F F ⊥时,有213MF MF =. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设过椭圆右焦点2F 的动直线l 与椭圆交于,A B 两点,试问在x 铀上是否存在与2F 不重合的定点T ,使得22ATF BTF ∠=∠恒成立?若存在,求出定点T 的坐标,若不存在,请说明理由.专题三 压轴解答题第二关 椭圆相关的综合问题【名师综述】纵观近三年的高考题,解析几何题目是每年必考题型,主要体现在解析几何知识内的综合及与其它知识之间的综合,且椭圆考查的最多,,同时可能与平面向量、导数相交汇,每个题一般设置了两个问,第(1)问一般考查曲线方程的求法,主要利用定义法与待定系数法求解,而第(2)问主要涉及最值问题、定值问题、对称问题、轨迹问题、探索性问题、参数范围问题等.这类问题综合性大,解题时需根据具体问题,灵活运用解析几何、平面几何、函数、不等式、三角知识,正确构造不等式,体现了解析几何与其他数学知识的密切联系.【考点方向标】 方向一 中点问题典例1.(2020·山东高三期末)已知椭圆(222:12x y C a a +=>的右焦点为F ,P 是椭圆C 上一点,PF x ⊥轴,PF =(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点,且OM ,求AOB ∆面积的最大值.【答案】(1)22182x y +=;(2)2. 【解析】(1)设椭圆C 的焦距为()20c c >,由题知,点,2P c ⎛⎫±⎪ ⎪⎝⎭,b =则有222212c a ⎛⎫⎪⎝⎭+=,2234c a ∴=,又22222a b c c =+=+,28a ∴=,26c =, 因此,椭圆C 的标准方程为22182x y +=;(2)当AB x ⊥轴时,M 位于x 轴上,且OMAB ⊥,由OM =AB12AOB S OM AB ∆=⋅=; 当AB 不垂直x 轴时,设直线AB 的方程为y kx t =+,与椭圆交于()11,A x y ,()22,B x y ,由22182x y y kx t ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得()222148480k x ktx t +++-=. 122814kt x x k -∴+=+,21224814t x x k-=+,从而224,1414kt t M k k -⎛⎫ ⎪++⎝⎭已知OM =()2222214116k t k+=+.()()()22222212122284814141414kt t AB k x x x x k k k ⎡⎤--⎛⎫⎡⎤=++-=+-⨯⎢⎥ ⎪⎣⎦++⎝⎭⎢⎥⎣⎦()()()222221682114k t k k -+=++. 设O 到直线AB 的距离为d ,则2221t d k=+, ()()()222222221682114114AOBk t t S k k k ∆-+=+⋅++. 将()2222214116k t k+=+代入化简得()()2222219241116AOB k k S k ∆+=+.令2116k p +=,则()()()22222211211192414116AOBp p k k S p k ∆-⎛⎫-+ ⎪+⎝⎭==+211433433p ⎡⎤⎛⎫=--+≤⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.当且仅当3p =时取等号,此时AOB ∆的面积最大,最大值为2. 综上:AOB ∆的面积最大,最大值为2. 【举一反三】(2020·河南南阳中学高三月考)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点与抛物线2y =的焦点重合,且椭圆C 的离心率为2. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,线段AB 的中点为(1,)M t ,直线m 是线段AB 的垂直平分线,求证:直线m 过定点,并求出该定点的坐标.【答案】(1)2214x y +=;(2)直线m 过定点3,04⎛⎫ ⎪⎝⎭,详见解析.【解析】(1)抛物线2y =的焦点为,则c =椭圆C 的离心率c e a ==2222,1a b a c ==-=. 故椭圆C 的标准方程为2214x y +=.(2)方法一:显然点(1,)M t 在椭圆C 内部,故t <<,且直线l 的斜率不为0. 当直线l 的斜率存在且不为0时,易知0t ≠,设直线l 的方程为(1)y k x t =-+, 代入椭圆方程并化简得22222(14)(88)48440k x kt k x k kt t ++-+-+-=.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则212288214kt k x x k -+=-=+,解得14k t =-. 因为直线m 是线段AB 的垂直平分线,故直线:4(1)m y t t x -=-,即(43)y t x =-.令430x -=,此时3,04x y ==,于是直线m 过定点3,04⎛⎫⎪⎝⎭.当直线l 的斜率不存在时,易知0t =,此时直线:0m y =,故直线m 过定点3,04⎛⎫⎪⎝⎭.综上所述,直线m 过定点3,04⎛⎫ ⎪⎝⎭.方法二:显然点(1,)M t 在椭圆C 内部,故t <<,且直线l 的斜率不为0. 当直线l 的斜率存在且不为0时,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则有221114x y +=,222214x y +=,两式相减得12121212()()()()04x x x x y y y y +-++-=.由线段AB 的中点为(1,)M t ,则12122,2x x y y t +=+=, 故直线l 的斜率121214y y k x x t-==--.因为直线m 是线段AB 的垂直平分线,故直线:4(1)m y t t x -=-,即(43)y t x =-. 令430x -=,此时3,04x y ==,于是直线m 过定点3,04⎛⎫⎪⎝⎭. 当直线l 的斜率不存在时,易知0t =,此时直线:0m y =,故直线m 过定点3,04⎛⎫ ⎪⎝⎭.综上所述,直线m 过定点3,04⎛⎫ ⎪⎝⎭.方向二 垂直问题典例2.(2020·安徽期末)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的离心率2e =,且过点(22.(1)求椭圆C 的方程;(2)如图,过椭圆C 的右焦点F 作两条相互垂直的直线,AB DE 交椭圆分别于,,,A B D E ,且满足12AM AB =,12DN DE =,求MNF ∆面积的最大值. 【答案】(1)2212x y +=;(2)19.【解析】(1)根据条件有22222{13124a b a b=+=,解得222,1a b ==,所以椭圆22:12x C y +=. (2)根据12AM AB =,12CN CD =可知,,M N 分别为,AB DE 的中点, 且直线,AB DE 斜率均存在且不为0,现设点()()1122,,,A x y B x y ,直线AB 的方程为1x my =+,不妨设0m >, 联立椭圆C 有()222210m y my ++-=, 根据韦达定理得:12222m y y m +=-+,()12122422x x m y y m +=++=+, 222,22m M m m -⎛⎫ ⎪++⎝⎭,MF =,同理可得12NF m =⎛⎫-+ ⎪⎝⎭, 所以MNF ∆面积2112142MNFm m S MF NF m m ∆+==⎛⎫++ ⎪⎝⎭,现令12t m m =+≥, 那么21124294MNF t S t t t∆==≤++,所以当2t =,1m =时,MNF ∆的面积取得最大值19. 【举一反三】(2020·吉林东北师大附中高三月考)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的左焦点为F ,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,A ,B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,且AB OP ,且POB ∆的面积是12,其中O 是坐标原点. (1)求椭圆C 的方程.(2)若过点F 的直线1l ,2l 互相垂直,且分别与椭圆C 交于点M ,N ,S ,T 四点,求四边形MSNT 的面积S 的最小值.【答案】(1)2212x y +=;(2)169【解析】(1)依题意画出下图可设2(,)b P c a-,(,0)A a ,(0,)B b ,则有:22221122OPAB POB b b k k ac a S bc b c a∆⎧-===⎪-⎪⎪==⎨⎪+=⎪⎪⎩,解得11a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,Ⅰ椭圆C 的标准方程为2212x y +=;(2)Ⅰ当1l x ⊥,2//l x 时,22122222MSNTb S a b a===; Ⅰ当1l ,2l 斜率存在时,设1l :1x ky =-,2l :11x y k=-,分别联立椭圆方程2212x y +=,联立22112x ky x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得()222210k y ky +--=, Ⅰ12222k y y k +=+,12212y y k -=+, ⅠMN==)2212k k +=+,同理)22221111122k k ST k k⎫+⎪+⎝⎭==++, Ⅰ12S MN ST =()()()22228112221k k k +=++()()()222241221k k k +=++()2222241221()2k k k +≥+++()22224(1)169914k k +==+,当且仅当22221k k +=+即21k =即1k =±时等号成立, 故四边形MSNT 的面积S 的最小值min 169S =.方向三 面积问题典例3.(2020·安徽高三月考)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左焦点为()1,0F -,经过点F 的直线与椭圆相交于M ,N 两点,点P 为线段MN 的中点,点O 为坐标原点.当直线MN 的斜率为1时,直线OP 的斜率为12-.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若点A 为椭圆的左顶点,点B 为椭圆的右顶点,过F 的动直线交该椭圆于C ,D 两点,记ACD ∆的面积为1S ,BCD ∆的面积为2S ,求21S S -的最大值.【答案】(1)2212x y +=(2【解析】(1)设()11,M x y ,()22,N x y ,则点1212,22x x y y P ++⎛⎫⎪⎝⎭,由条件知直线MN 的斜率为12121y y x x -=-,直线OP 的斜率为121212y y x x +=-+,而22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式作差得,22221212220x x y y a b --+=, 所以()()()()22212121222212121212y y y y y y b a x x x x x x -+--===---+,即222a b =, 又左焦点为()1,0F -,所以22222221c a b b b b =-=-==,所以椭圆E 的标准方程为2212x y +=.(2)设直线CD 的方程为1x my =-,记C ,D 过标为()11,x y ,()22,x y ,则1121212S AF y y y y =⋅-=-,2121212S BF y y y y =⋅-=-, 所以2112S S y y -=-.联立方程,22221x y x my ⎧+=⎨=-⎩,消去x ,得()222210m y my +--=,所以12222m y y m +=+,12212y y m =-+,12y y -==,令21tm =+,则1t ≥,且()()()2222818882122122m tt mt t+==≤=+++++,当且仅当1t =时等号成立, 所以2112S S y y -=-21S S -.典例4.(2020·河南高三月考)已知椭圆()2222:10x y C a b ab +=>>的离心率2e =,且椭圆过点)(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线l 与C 交于M 、N 两点,点D 在椭圆C 上,O 是坐标原点,若OM ON OD +=,判定四边形OMDN 的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;如果不是,请说明理由.【答案】(1)22142x y+=;(2. 【解析】(1)设椭圆C 的焦距为()20c c >,由题意可得222222211c aa b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得24a =,22b =,因此,椭圆C 的标准方程为22142x y +=;(2)当直线l 的斜率不存在时,直线MN 的方程为1x =-或1x =.若直线l 的方程为1x =,联立221142x x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,可得1x y =⎧⎪⎨=⎪⎩此时,MN =OMDN的面积为122=同理,当直线l 的方程为1x =-时,可求得四边形OMDN; 当直线l 的斜率存在时,设直线l 方程是y kx m =+,代人到22142x y +=,得()222124240k x kmx m +++-=,122412km x x k -∴+=+,21222412m x x k -=+,()228420k m ∆=+->, ()12122221my y k x x m k∴+=++=+,12MN x x =-==,点O 到直线MN的距离d =,由OM OC OD +=,得122421D km x x x k =+=-+,122212D my y y k =+=+, 点D 在椭圆C 上,所以有222421212142km m k k -⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭+=,整理得22122k m +=,由题意知,四边形OMDN 为平行四边形,∴平行四边形OMDN的面积为1222OMDN OMNS S MN d ∆==⨯⨯=()222121k k +====+故四边形OMDN . 【举一反三】(2020·全国高三专题练习)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>>线E :22x y =的焦点F 是C 的一个顶点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅰ)设P 是E 上的动点,且位于第一象限,E 在点P 处的切线l 与C 交与不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过P 且垂直于x 轴的直线交于点M . (i )求证:点M 在定直线上;(ii )直线l 与y 轴交于点G ,记PFG △的面积为1S ,PDM △的面积为2S ,求12S S 的最大值及取得最大值时点P 的坐标.【答案】(Ⅰ)2241x y +=;(Ⅰ)(Ⅰ)见解析;(Ⅰ)12S S 的最大值为94,此时点P的坐标为1,)24【解析】(Ⅰ=,解得2a b =. 因为抛物线的焦点为10,2F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以11,2a b ==,所以椭圆的方程为2241x y +=.(Ⅰ)(1)设2,(0)2m m P m ⎛⎫> ⎪⎝⎭,由22x y =可得y x '=,所以直线l 的斜率为m ,其直线方程为2()2m y m x m -=-,即22my mx =-. 设()()()112200,,,,,A x y B x y D x y ,联立方程组2222m y mx x y ⎧=-⎪⎨⎪=⎩消去y 并整理可得()223441410m x m x m +-+-=,故由其判别式>0∆可得0m <<3122441m x x m +=+, 故312022241x x m x m +==+,代入22m y mx =-可得()202241m y m =-+, 因为0014y x m =-,所以直线OD 的方程为14y x m=-. 联立14y x m x m⎧=-⎪⎨⎪=⎩可得点的纵坐标为14y =-,即点M 在定直线14y =-上. (2)由(1)知直线l 的方程为22m y mx =-,令0x =得22m y =-,所以20,2m G ⎛⎫- ⎪⎝⎭,又()2322212,,,0,,2241241m m m P m F D m m ⎛⎫⎛⎫-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以()2111||124S GF m m m ==+,()()22202211||2841m m S PM m x m +=⋅-=+, 所以()()()221222241121m m S S m ++=+,令221t m =+,则1222(21)(1)112S t t S t t t -+==-++, 因此当112t =,即2t =时,12S S 最大,其最大值为94,此时2m =满足>0∆,所以点P 的坐标为1,24⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭,因此12S S 的最大值为94,此时点P 的坐标为1,24⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. (2020·重庆高三月考)已知椭圆2222:1x y C a b +=(0)a b >>的离心率2e =,且圆221x y +=经过椭圆C的上、下顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 与椭圆C 相切,且与椭圆22122:144x y C a b+=相交于M ,N 两点,证明:OMN 的面积为定值(O 为坐标原点).【答案】(1)2214x y +=;(2)见解析.【解析】(1)解:因为圆221x y +=过椭圆C 的上、下顶点,所以1b =.又离心率2e ==,所以21314a -=,则24a =. 故椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)证明:椭圆221:1164x y C +=,当直线l 的斜率不存在时,这时直线l 的方程为2x =±,联立2221164x x y =±⎧⎪⎨+=⎪⎩,得y =||MN =则12||2OMN S MN ∆=⨯⨯= 当直线l 的斜率存在时,设:l y kx m =+,联立2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()()222418410k x kmx m +++-=,由0∆=,可得2241m k =+. 联立221164y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()()222418440k x kmx m +++-=.设()11,,M x y ()22,N x y ,所以1228,41km x x k +=-+()21224441m x x k -=+,则||MN ==.因为原点到直线l的距离d ==1||2OMNS MN d =⋅=. 综上所述,OMN ∆的面积为定值方向四 范围与定值问题典例5.(2020·内蒙古高三期末)已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的离心率e =且圆222x y +=过椭圆C 的上,下顶点. (1)求椭圆C 的方程. (2)若直线l 的斜率为12,且直线l 交椭圆C 于P 、Q 两点,点P 关于点的对称点为E ,点()2,1A -是椭圆C 上一点,判断直线AE 与AQ 的斜率之和是否为定值,如果是,请求出此定值:如果不是,请说明理.【答案】(1)22182x y +=;(2)是,0. 【解析】(1)因为圆222x y +=过椭圆C的上,下顶点,所以b =又离心率2e =3a c =,于是有222b a a bc ⎧=⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩,解得a =b =所以椭圆C 的方程为22182x y +=; (2)由于直线l 的斜率为12,可设直线l 的方程为12y x t =+,代入椭圆C :2248x y +=, 可得222240x tx t ++-=.由于直线l 交椭圆C 于P 、Q 两点,所以()2244240t t ∆=-->, 整理解得22t -<<设点()11,P x y 、()22,Q x y ,由于点P 与点E 关于原点的对称,故点()11,E x y --,于是有122x x t +=-,21224x x t =-.若直线AE 与AQ 的斜率分别为AE k ,AQ k ,由于点()2,1A -,则21211122AE AQ y y k k x x ---+=++-+()()()()()()122121212122x y x y x x ---++=+-, 又Ⅰ1112y x t =+,2212y x t =+. 于是有()()()()12212121x y x y ---++()()2112211224y y x y x y x x =--++--()211212124x x x x tx tx x x =--+++--()12124x x t x x =-+--()()224240t t t =-----=,故直线AE 与AQ 的斜率之和为0,即0AE AQ k k +=.典例6.(2020·全国高三专题练习)已知顶点为原点的抛物线C 的焦点与椭圆2221y x a+=的上焦点重合,且过点.(1)求椭圆的标准方程;(2)若抛物线上不同两点A ,B 作抛物线的切线,两切线的斜率121k k =-,若记AB 的中点的横坐标为m ,AB 的弦长()g m ,并求()g m 的取值范围.【答案】(1)2215y x +=;(2)[)8,+∞. 【解析】(1)由题意可知,设抛物线方程为:22x py =点在抛物线C 上,所以抛物线C 的方程为28x y =,所以椭圆的上焦点为(0,2),所以椭圆的标准方程为2215y x +=;(2)设211,,8x A x ⎛⎫ ⎪⎝⎭222,8x B x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,在A 点处的切线的斜率114x k =,在B 点处的切线的斜率224x k =,又1212116x xk k ⋅==-,所以 22212188ABx x k x x -=-218x x +=,4m =212x x m +=,而12|||AB x =-===所以g()m =20m ≥,所以()8g m ≥.【举一反三】(2020·全国高三专题练习(理))已知椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的长轴长是离心率的两倍,直线l :4430x y -+=交C 于A ,B 两点,且AB 的中点横坐标为12-. (1)求椭圆C 的方程;(2)若M ,N 是椭圆C 上的点,O 为坐标原点,且满足2234OM ON +=,求证:OM ,ON 斜率的平方之积是定值.【答案】(1)22241x y +=(2)证明见解析【解析】由椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的长轴长是离心率的两倍得22a e =,即2a c =………..Ⅰ 设1122(,),(,)A x y B x y联立22221x y a b+=和4430x y -+=整理得222222239()0216a b x a x a a b +++-=; 所以2122232ax x a b +=-+, 依题意得:22232=1aa b--+,即222a b =……..Ⅰ· 由ⅠⅠ得依题意得:2211,24a b ==,所以椭圆C 的方程为22241x y +=.(2)设3344(,),(,)M x y N x y ,由223||||4OM ON +=得2222334434x y x y +++= 因为3344(,),(,)M x y N x y 在椭圆C 上,所以22332244241,241,x y x y ⎧+=⇒⎨+=⎩223412x x +=, 22223422342222343411(12)(12)44OM ON x x y y K K x x x x -⋅-⋅===222234342234112()4)1164x x x x x x -++=( (2020·四川石室中学高三月考(文))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的长轴长是短轴长的两倍,焦距(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设不过原点O 的直线l 与椭圆C 交于两点M 、N ,且直线OM 、MN 、ON 的斜率依次成等比数列,求ⅠOMN 面积的取值范围.【答案】(1)2214x y +=;(2) (0,1).【解析】(1)由已知得222222{2a bc a c a b =⨯==-⇒2{1a b ==ⅠC 方程:2214x y += (2)由题意可设直线l 的方程为:y kx m =+(0,0)k m ≠≠联立2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 并整理,得:222(14)84(1)0k x kmx m +++-= 则Ⅰ22226416(14)(1)k m k m =-+-2216(41)0k m =-+>,此时设11(,)M x y 、22(,)N x y Ⅰ212122284(1),1414km m x x x x k k-+=-=++ 于是2212121212()()()y y kx m kx m k x x km x x m =++=+++又直线OM 、MN 、ON 的斜率依次成等比数列,Ⅰ2221211121212()y y k x x km x x m k x x x x +++⋅==⇒22228014k m m k-+=+ 由0m ≠得:214k =⇒12k =±.又由Ⅰ0>得:202m << 显然21m ≠(否则:120x x =,则12,x x 中至少有一个为0,直线OM 、ON 中至少有一个斜率不存在,矛盾!)设原点O 到直线l 的距离为d ,则1212OMNSMN d x ==-12== 故由m 得取值范围可得ⅠOMN 面积的取值范围为(0,1)【压轴选编】1.(2020·全国高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的离心率e =C 上的点到点()0,2Q 的距离的最大值为3. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅰ)在椭圆C 上,是否存在点(),M m n ,使得直线l :1mx ny +=与圆O :221x y +=相交于不同的两点A 、B ,且OAB ∆的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及对应的OAB ∆的面积;若不存在,请说明理由. 【答案】(1);(2)存在,M 的坐标为62,22⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭、62,22⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭、62,22⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭、62,22⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭,最大值为.【解析】(Ⅰ)因为e =2223c a =,于是223a b .设椭圆C 上任一点,椭圆方程为,,=Ⅰ当,即时,(此时舍去;Ⅰ当即时,综上椭圆C 的方程为.(Ⅰ)圆心到直线l 的距离为221d m n=+,弦长,所以OAB ∆的面积为点,当时,由得综上所述,椭圆上存在四个点2⎫⎪⎪⎝⎭、⎛⎝⎭、⎝⎭、⎛ ⎝⎭,使得直线与圆相交于不同的两点A 、B ,且OAB ∆的面积最大,且最大值为12. 2.【福建省龙岩市2019届高三第一学期期末教学质量检查】已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1的直线与椭圆C 交于M,N 两点,ΔF 2MN 的周长为8,直线y =x 被椭圆C 截得的线段长为4√427.(1)求椭圆C 的方程;(2)设A,B 是椭圆上两动点,线段AB 的中点为P ,OA,OB 的斜率分别为k 1,k 2(O 为坐标原点),且4k 1k 2=−3,求|OP |的取值范围.【解析】(1)根据题意4a =8,∴a =2. 把y =x 代入椭圆方程x 24+y 2b 2=1得,x 2=4b 24+b 2, 因为直线y =x 被椭圆C 截得的线段长为4√427, 所以2√4b 24+b 2+4b 24+b 2=4√427,解得b 2=3, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),P (x 0,y 0),由k 1k 2=−34,得3x 1x 2+4y 1y 2=0,当AB 的斜率不存在时,x 1=x 2,y 1=−y 2,3x 12−4y 12=0,又3x 12+4y 12=12, ∴x 12=2,这时|OP |=√2.当AB 的斜率存在时,设直线AB:y =kx +m ,由得{3x 2+4y 2=12y =kx +m :(3+4k 2)x 2+8kmx +4m 2−12=0, 由Δ>0得m 2<4k 2+3Ⅰx 1+x 2=−8km 3+4k 2,x 1x 2=4m 2−123+4k 2,结合3x 1x 2+4y 1y 2=0得2m 2=4k 2+3≥3Ⅰ 由ⅠⅠ知m ≠0且m 2≥32,x 0=x 1+x 22=−2k m ,y 0=kx 0+m =32m ,∴|OP|2=x 02+y 02=4k 2m 2+94m 2=2m 2−3m 2+94m 2=2−34m 2≥32∴√2>|OP |≥√62综上|OP |的取值范围为[√62,√2]. 3.【2019湖北省重点中学联考】已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率2e =,且经过点1,2⎛ ⎝⎭. (1)求椭圆方程;(2)过点()0,2P 的直线与椭圆交于M N 、两个不同的点,求线段MN 的垂直平分线在x 轴截距的范围.【解析】(1)2212x y += (2)PM 的斜率不存在时, MN 的垂直平分线与x 轴重合,没有截距,故PM 的斜率存在. 设PM 的方程为2y kx =+,代入椭圆方程 得: ()2212860k x kx +++=PM 与椭圆有两个不同的交点()()22841260k k ∴∆=-+⨯>,即232k >,即2k >或2k <-设()()1122,,,,M x y N x y MN 的中点()0,0Q x y 则120002242,221212x x k x y kx k k +==-=+=++ MN ∴的垂直平分线的方程为222141212k y x k k k ⎛⎫-=-+ ⎪++⎝⎭∴在x 轴上的截距为222242121212k k kk k k -=-+++ 设()2212xf x x =-+,则()()()22222112x f x x-+'=, 232x ∴>时, ()0f x '>恒成立x ∴>()0;f x x <<<时()0f x <<MN ∴的垂直平分线在x 轴上的截距的范围是⎛⎫⎛⋃ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭4.【湖南省湘潭市2019届高三上学期第一次模拟检测】已知点F(√3,0)是椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点,点M (√3,12)在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 与椭圆C 交于不同的A,B 两点,且k OA +k OB =−12(O 为坐标原点),求直线l 斜率的取值范围. 【解析】(1)由题可知,椭圆的另一个焦点为(−√3,0),所以点M 到两焦点的距离之和为√(2√3)2+(12)2+12=4.所以a =2.又因为c =√3,所以b =1,则椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)当直线l 的斜率不存在时,结合椭圆的对称性可知,k OA +k OB =0,不符合题意. 故设l 直线的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 联立{y =kx +m x 24+y 2=1,可得(4k 2+1)x 2+8kmx +4(m 2−1)=0.所以{x 1+x 2=−8km4k 2+1,x 1x 2=4(m 2−1)4k 2+1, 而k OA +k OB =y 1x 1+y 2x 2=(kx 1+m )x 2+(kx 2+m )x 1x 1x 2=2k +m (x 1+x 2)x 1x 2=2k +−8km 24(m 2−1)=−2km 2−1,由k OA +k OB =−12,可得m 2=4k +1.所以k ≥−14,又因为16(4k 2−m 2+1)>0,所以4k 2−4k >0.综上,k ∈[−14,0)∪(1,+∞).5.【北京市海淀区2019届高三上学期期末考试】已知点B(0,−2)和椭圆M:x 24+y 22=1. 直线l:y =kx +1与椭圆M 交于不同的两点P,Q . (Ⅰ) 求椭圆M 的离心率;(Ⅰ) 当k =12时,求ΔPBQ 的面积;(Ⅰ)设直线PB 与椭圆M 的另一个交点为C ,当C 为PB 中点时,求k 的值 . 【解析】(Ⅰ)因为a 2=4,b 2=2,所以a =2,b =√2,c =√2 所以离心率e =c a=√22(Ⅰ)设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2)若k =12,则直线l 的方程为y =12x +1由{x 24+y 22=1y =12x +1 ,得3x 2+4x −4=0 解得 x 1=−2,x 2=23设A(0,1),则 S ΔPBQ =12|AB|(|x 1|+|x 2|)=12×3×(23+2)=4(Ⅰ)法一: 设点C(x 3,y 3),因为P(x 1,y 1),B(0,−2),所以{x 3=x 12y 3=−2+y 12又点P(x 1,y 1),C(x 3,y 3)都在椭圆上,所以{x 124+y 122=1(x 12)24+(−2+y 12)22=1解得{x 1=√142y 1=−12 或{x 1=−√142y 1=−12 所以 k =−3√1414或k =3√1414法二:设C(x 3,y 3)显然直线PB 有斜率,设直线PB 的方程为y =k 1x −2 由{x 24+y 22=1y =k 1x −2, 得 (2k 12+1)x 2−8k 1x +4=0所以{Δ=16(2k 12−1)>0x 1+x 3=8k12k 12+1x 1x 3=42k 12+1又x 3=12x 1 解得{x 1=−√142k 1=−3√1414 或 {x 1=√142k 1=3√1414所以{x 1=−√142y 1=−12或 {x 1=√142y 1=−12所以k =3√1414或k =−3√14146. 【宁夏六盘山高级中学2019届高三上学期期末考试】已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为√32,长轴长为4,直线y =kx +m 与椭圆C 交于A,B 两点且∠AOB 为直角,O 为坐标原点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅰ)求AB 长度的最大值. 【解析】(I )由2a =4,Ⅰa =2,e =√32,Ⅰc =√3,b =1所以椭圆方程为x 24+y 2=1(II )设A(x 1,y 1) B(x 2,y 2),把y =kx +m 代入x 24+y 2=1,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2−4=0 x 1+x 2=−8km4k 2+1,x 1x 2=4m 2−44k 2+1,∠AOB =90°,OA⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅OB ⃑⃑⃑⃑⃑ =x 1x 2+y 1y 2=0, x 1x 2+(kx 1+m)(kx 2+m)=04k 2+4=5m 2,Δ=16(4k 2+1−m 2)>0 Ⅰ4k 2+1−m 2=4k 2+1−4k 2+45>0 Ⅰ16k 2+1>0,则|AB |=√1+k 2⋅√(x 1+x 2)2−4x 1x 2=4√1+k 2√4k 2+1−m 24k 2+1=4√1+k 2√4k 2+1−4k 2+454k 2+1=45√5⋅√16k 4+17k 2+116k 4+8k 2+1。
化点为斜——几类经典解析几何综合问题的消参通法
范习昱;张海叶
【期刊名称】《数理化解题研究》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】解析几何问题一般计算较为繁琐,究其根本原因是对参数的处理,而消参方法多样是困扰学生破解这类问题的主要因素.文章发现很多经典的解析几何综合问题都可利用一种通法消参,即“化点为斜”.
【总页数】5页(P5-9)
【作者】范习昱;张海叶
【作者单位】镇江市丹徒高级中学
【正文语种】中文
【中图分类】G632
【相关文献】
1.把“根”留住——含参数的零点问题的消参策略
2.从消参的角度探析一道解析几何题的简解
3.解决解析几何问题的法宝——消元法
4.解析几何中的减元消参基本策略
5.解析几何中“点参”和“线参”的选择策略
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平面向量与解析几何交汇的综合问题基础知识梳理1.向量的概念、向量的几何表示、向量的加法和减法;2. 实数与向量的积、两个向量共线的充要条件、向量的坐标运算;3. 平面向量的数量积及其几何意义、平面两点间的距离公式、线段定比分点人坐标公式和向量的平衡移公式;4. 椭圆、双曲线、抛物线的定义及简单几何性质的灵活运用;5.曲线方程(含指定圆锥曲线方程及轨迹方程);6. 直线与圆锥曲线的位置关系问题(交点、弦长、中点弦与斜率、对称问题)确定参数的取值范围;7. 平面向量作为工具综合处理有关长度、角度、垂直、射影等问题以及圆锥曲线中的典型问题。
向量的基本知识:1.下列命题中是正确的有①设向量a 与b 不共线,若()()0a b a b +⋅-=,则||||a b =; ②||||||a b a b ⋅=⋅; ③a b a c ⋅=⋅,则b c =; ④若()a b c ⊥-,则a b a c ⋅=⋅向量的数运算:2.在ABC ∆中,0<⋅AC AB ,ABC ∆的面积是415,若3||=AB ,5||=AC ,则BAC ∠=_________3.已知|a |=|b |=2,a 与b 的夹角为600,则a +b 在a 上的投影为 。
4. 若正方形ABCD 边长为1,点P 在线段AC 上运动,则)(+⋅的取值范围是 .[-2,41] 向量形的意义:6. P 为ΔABC 所在平面上的点,且满足AP =AB +12AC ,则ΔABP 与ΔABC 的面积之比是_______.1∶27。
已知P 是ABC ∆内一点,且满足23PA PB PC ++=0,记ABP ∆、BCP ∆、ACP ∆的面积依次为123,,S S S ,则123::S S S 等于向量与解析几何 例题讲解一、“减少运算量,提高思维量” 是未来几年高考的一个方向,高考中对求轨迹的方程倾向于利用适当的转化再用定义法,以利于减少运算量,提高思维量。
第九节圆锥曲线的综合问题最新考纲考情分析1.掌握解决直线与椭圆、抛物线的位置关系的思想方法.2.了解圆锥曲线的简单应用.3.理解数形结合的思想.1.直线与椭圆、抛物线的位置关系是近几年高考命题的热点.2.考查知识有直线与椭圆、抛物线相交,涉及弦长、中点、面积、对称、存在性问题.3.题型主要以解答题的形式出现,属中高档题。
知识点一直线与圆锥曲线的位置关系1.直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y(也可以消去x)得到一个关于变量x(或变量y)的一元方程.即错误!消去y,得ax2+bx+c=0。
(1)当a≠0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为Δ,则Δ>0⇔直线与圆锥曲线C相交;Δ=0⇔直线与圆锥曲线C相切;Δ<0⇔直线与圆锥曲线C相离.(2)当a=0,b≠0时,即得到一个一元一次方程,则直线l 与圆锥曲线C相交,且只有一个交点,此时,若C为双曲线,则直线l与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C为抛物线,则直线l与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.2.圆锥曲线的弦长设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=错误!|x1-x2|=错误!·错误!=错误!·|y1-y2|=错误!·错误!.知识点二圆锥曲线中的最值与取值范围问题圆锥曲线中的最值与取值范围问题一直是高考命题的热点,各种题型都有,命题角度很广,归纳起来常见的命题角度有:1.转化为函数利用基本不等式或二次函数求最值;2.利用三角函数有界性求最值;3.数形结合利用几何性质求最值.知识点三圆锥曲线中的定值与定点问题1.这类问题一般考查直线与圆锥曲线的位置关系,一元二次方程的根与系数之间的关系,考查斜率、向量的运算以及运算能力.2.解决这类定点与定值问题的方法有两种:一是研究一般情况,通过逻辑推理与计算得到定点或定值,这种方法难度大,运算量大,且思路不好寻找;另外一种方法就是先利用特殊情况确定定点或定值,然后验证,这样在整理式子或求值时就有了明确的方向.1.思考辨析判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)直线l与椭圆C相切的充要条件是:直线l与椭圆C只有一个公共点.(√)(2)直线l与双曲线C相切的充要条件是:直线l与双曲线C只有一个公共点.(×)(3)直线l与抛物线C相切的充要条件是:直线l与抛物线C 只有一个公共点.(×)(4)如果直线x=ty+a与圆锥曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则弦长|AB|=错误!|y1-y2|.(√)解析:(2)因为直线l与双曲线C的渐近线平行时,也只有一个公共点,是相交,但并不相切.(3)因为直线l与抛物线C的对称轴平行或重合时,也只有一个公共点,是相交,但不相切.2.小题热身(1)过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有(C)A.1条B.2条C.3条D.4条解析:结合图形分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x=0,过点(0,1)且平行于x轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x=0).(2)(2020·浙江八校联考)抛物线y=ax2与直线y=kx+b(k≠0)交于A,B两点,且这两点的横坐标分别为x1,x2,直线与x轴交点的横坐标是x3,则(B)A.x3=x1+x2B.x1x2=x1x3+x2x3C.x1+x2+x3=0 D.x1x2+x2x3+x3x1=0解析:由错误!消去y得ax2-kx-b=0,可知x1+x2=错误!,x1x2=-错误!,令kx+b=0得x3=-错误!,所以x1x2=x1x3+x2x3.(3)已知抛物线y=ax2(a>0)的准线为l,l与双曲线x24-y2=1的两条渐近线分别交于A,B两点,若|AB|=4,则a=错误!.解析:抛物线y=ax2(a〉0)的准线l:y=-错误!,双曲线错误!-y2=1的两条渐近线分别为y=错误!x,y=-错误!x,可得x A=-错误!,x B=错误!,可得|AB|=错误!-错误!=4,解得a=错误!。