专题五 高考中的圆锥曲线问题
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圆锥曲线中关于定点定值问题在几何问题中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题。
对满足一定条件的曲线上两点连接所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点,这又构成了过定点问题。
定值,定点问题是高考中每年常考内容。
对满足一定条件曲线上两点连结所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点问题,可设该直线(曲线)上两点的坐标,利用坐标在直线(或曲线)上,建立点的坐标满足的方程(组),求出相应的直线(或曲线),然后再利用直线(或曲线)过定点的知识加以解决。
解决定值问题一种思路是进行一般计算推理求出其结果;另一种是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,然后再进行一般性证明或计算,即将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角形式,证明该式是恒定的。
例1、椭圆C :12422=+x y 在第一象限的一点P 的横坐标为1,过点P 作倾斜角互补的两条不同的直线PA,PB 分别交椭圆C 于另外两点A,B ,求证:直线AB 的斜率为定值。
例2: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,)1,3(-=+→→→a OB OA 与共线。
设M 为椭圆上任意一点,且),,(R OB OA OM ∈+=→→→μλμλ证明:22μλ+为定值。
例3、已知椭圆C 中心在原点,焦点在x 轴上,焦距为2,短轴长为32。
(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线)0(:≠+=k m kx y l 与椭圆交于不同的两点M 、N (M 、N 不是椭圆的左、右顶点),且以MN 为直径的圆经过椭圆的右顶点A 。
求证:直线l 过定点,并求出定点的坐标。
例题4、如图,椭圆E :12222=+b y a x ()0a b >>的左焦点为1F ,右焦点为2F ,过1F 的直线交椭圆于A 、B 两点,2ABF ∆的周长为8,且12AF F ∆面积最大时,12AF F ∆为正三角形。
(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设动直线l :y kx m =+与椭圆E 有且只有一个公共点P ,且与直线4x =相交于点Q 。
专题05 五类圆锥曲线题型-2024年高考数学大题秒杀技巧及专项训练(解析版)【题型1 圆锥曲线中的轨迹方程问题】【题型2 圆锥曲线中齐次化处理斜率乘积问题】【题型3 圆锥曲线中的三角形(四边形)面积问题】【题型4 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题】【题型5 圆锥曲线中的极点与极线】题型1 圆锥曲线中的轨迹方程问题曲线方程的定义一般地,如果曲线C 与方程(,)0F x y =之间有以下两个关系:①曲线C 上的点的坐标都是方程(,)0F x y =的解;②以方程(,)0F x y =的解为坐标的点都是曲线C 上的点.此时,把方程(,)0F x y =叫做曲线C 的方程,曲线C 叫做方程(,)0F x y =的曲线.求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);(2)设曲线上任意一点的坐标为),(y x ;(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;(4)用坐标表示这个等式,并化简;(5)确定化简后的式子中点的范围.上述五个步骤可简记为:求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围.y x 、求轨迹方程的方法:定义法:如果动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
直接法:如果动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 的坐标(,)x y 表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。
代入法(相关点法):如果动点P 的运动是由另外某一点P '的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出(,)P x y ,用(,)x y 表示出相关点P '的坐标,然后把P '的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P 的轨迹方程。
【高考地位】在直线与圆锥曲线的位置关系中,常出现这样一类问题:一个圆锥曲线上存在两点关于某直线对称,求方程中参数的范围. 这类问题涉及的知识面广,解题灵活性大,是高考中的一个热点和难点. 因此,掌握这类问题的解法是必要的和重要的.【方法点评】方法一判别式法使用情景:圆锥曲线中存在点关于直线对称问题解题模板:第一步假设这样的对称点A、B存在,利用对称中的垂直关系设出两点A、B所在的直线方程;第二步联立AB所在直线方程与圆锥曲线方程,求出中点C的坐标;第三步把C的坐标代入对称直线,求出两个参数之间的等式;第四步利用联立后方程的△求出其中需求参数的范围.例1. 已知椭圆C:3x2+4y2=12,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y=4x+m,椭圆C上有不同两点关于这条直线对称.解得:-213 13 <m<213 13. 【点评】对于此类问题有第一种解法,即抓住两点对称中体现的两要点:垂直(斜率之积为-1)和两点连线中点在对称直线上,至于参数的范围则是由联立后方程的△产生.例2、在以O 为原点的直角坐标系中,点A (4,-3)为OAB ∆的直角顶点,已知OA AB 2=,且点B 的纵坐标大于零. (1)求向量的坐标;(2)求圆02622=++-y y x x 关于直线OB 对称的圆的方程;(3)是否存在实数a ,使抛物线12-=ax y 上总有关于直线OB 对称的两个点?若不存在,说明理由;若存在,求a 的取值范围. 【解析】(1)设),(v u AB =→,则由⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=→→→→2OA AB OAAB ,得⎩⎨⎧=-=+03410022v u v u .解得⎩⎨⎧==86v u , 或⎩⎨⎧-=-=86v u .∵,∴,得,故.(3)设),(),,(2211y x Q y x P 为抛物线上关于直线OB 对称的两点,则:, 整理得:,即21,x x 为方程0225222=-++aa x a x 的两个相异实根. 于是由02254422>-⋅-=∆aaa ,得23>a . 故当23>a 时,抛物线12-=ax y 上总有关于直线OB 对称的两点. 【点拨】关于直线的对称圆的半径不变,只有圆心不同,所以欲求对称圆方程,只需求其圆心,即已知圆圆心的关于直线的对称点即可;若曲线上存在关于直线OB 的对称两点,则该两点的连线与曲线有两相异交点,即判别式大于零,由此即可求出a 的取值范围.【变式演练1】在抛物线24y x =上恒有两点关于直线3y kx =+对称,求k 的取值范围.【变式演练2】求证:抛物线y =12x 2-1上不存在关于直线y =x 对称的两点。
(1)当5AC =时,求cos POM ∠(2)求⋅PQ MN 的最大值.7.已知抛物线1C :28x y =的焦点点,1C 与2C 公共弦的长为4(1)求2C 的方程;(2)过F 的直线l 与1C 交于A ,(i )若AC BD =,求直线l 的斜率;(ii )设1C 在点A 处的切线与系.8.已知圆()(2:M x a y b -+-点O 且与C 的准线相切.(1)求抛物线C 的方程;(2)点()0,1Q -,点P (与Q 不重合)在直线切线,切点分别为,A B .求证:9.已知椭圆2212:12x y C b+=的左、右焦点分别为2222:12x y C b -=的左、右焦点分别为于y 轴的直线l 交曲线1C 于点Q 两点.a b (1)求椭圆的方程;(2)P 是椭圆C 上的动点,过点P 作椭圆为坐标原点)的面积为5217,求点12.过坐标原点O 作圆2:(2)C x ++参考答案:)(),0a-,(),0F c,所以AF时,在双曲线方程中令x c=,即2bBFa=,又AF BF= ()所以BFA V 为等腰直角三角形,即易知2BFA BAF ∠=∠;当BF 与AF 不垂直时,如图设()()0000,0,0B x y x y >>00tan(π)y BFA x c -∠=-即tan -又因为00tan y BAF x a∠=+,002tan 2y x aBAF +∠=4.(1)21±2(2)证明见解析.【分析】(1)求出椭圆左焦点F1 1x5.(1)21 2x y =(2)1510,33 P⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭【分析】(1)根据抛物线的焦半径公式可解;【点睛】方法技巧:圆锥曲线中的最值问题是高考中的热点问题,常涉及不等式、函数的值域问题,综合性比较强,解法灵活多样,但主要有两种方法:(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:三角换元法;(5)平面向量;(7.(1)2213x y -=(2)(i )36±;(ii )点F 在以【分析】(1)根据弦长和抛物线方程可求得交点坐标,结合同焦点建立方程组求解可得;(2)(i )设()11,A x y ,(2,B x 物线方程和双曲线方程,利用韦达定理,结合以及点M 坐标,利用FA FM ⋅【详解】(1)1C 的焦点为(0,2F 又1C 与2C 公共弦的长为46,且所以公共点的横坐标为26±,代入所以公共点的坐标为(26,3±所以229241a b -=②联立228y kx x y =+⎧⎨=⎩,得28160x kx --=,Δ=联立22213y kx x y =+⎧⎪⎨-=⎪⎩,得()2231129k x kx -++则3421231kx x k +=--,342931x x k =-,9.(1)2212x y +=,2212x y -=(2)12y x =-或12y x=(3)2【分析】(1)用b 表示12,e e ,由12e e ⋅=10.(1)2222114222x y x y +=-=,;(2)1;(3)是,=1x -【分析】(1)根据椭圆和双曲线的关系,结合椭圆和双曲线的性质,求得343+因为AB 既是过1C 焦点的弦,又是过所以2212||1()AB k x x =+⋅+-且121||()()22p p AB x x x =+++=所以212(1)k +=2240123(34)k k +,【点睛】因为//l OT ,所以可设直线l 的方程为由22x y =,得212y x =,得y '所以曲线E 在T 处的切线方程为联立22y x m y x =+⎧⎨=-⎩,得2x m y m =+⎧⎨=⎩()2,22N m m ++NT。