小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-01高考數(shù)學(xué)圓錐曲線的綜合問題復(fù)習(xí)教案。
§9.8圓錐曲線的綜合問題
★知識梳理★
1.直線與圓錐曲線C的位置關(guān)系:
將直線的方程代入曲線C的方程,消去y或者消去x,得到一個(gè)關(guān)于x(或y)的方程ax2+bx+c=0.
(1)交點(diǎn)個(gè)數(shù):
①當(dāng)a=0或a≠0,⊿=0時(shí),曲線和直線只有一個(gè)交點(diǎn);②當(dāng)a≠0,⊿0時(shí),曲線和直線有兩個(gè)交點(diǎn);③當(dāng)⊿0時(shí),曲線和直線沒有交點(diǎn)。
(2)弦長公式:
2.對稱問題:
曲線上存在兩點(diǎn)關(guān)于已知直線對稱的條件:①曲線上兩點(diǎn)所在的直線與已知直線垂直(得出斜率)②曲線上兩點(diǎn)所在的直線與曲線有兩個(gè)公共點(diǎn)(⊿0)③曲線上兩點(diǎn)的中點(diǎn)在對稱直線上。
3.求動點(diǎn)軌跡方程:
①軌跡類型已確定的,一般用待定系數(shù)法;②動點(diǎn)滿足的條件在題目中有明確的表述且軌跡類型未知的,一般用直接法;③一動點(diǎn)隨另一動點(diǎn)的變化而變化,一般用代入轉(zhuǎn)移法。
★重難點(diǎn)突破★
重點(diǎn):掌握直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的判斷方法及弦長公式;掌握弦中點(diǎn)軌跡的求法;理解和掌握求曲線方程的方法與步驟,能利用方程求圓錐曲線的有關(guān)范圍與最值
難點(diǎn):軌跡方程的求法及圓錐曲線的有關(guān)范圍與最值問題
重難點(diǎn):綜合運(yùn)用方程、函數(shù)、不等式、軌跡等方面的知識解決相關(guān)問題
1.體會“設(shè)而不求”在解題中的簡化運(yùn)算功能
①求弦長時(shí)用韋達(dá)定理設(shè)而不求;②弦中點(diǎn)問題用“點(diǎn)差法”設(shè)而不求.
2.體會數(shù)學(xué)思想方法(以方程思想、轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想為主)在解題中運(yùn)用
問題1:已知點(diǎn)為橢圓的左焦點(diǎn),點(diǎn),動點(diǎn)在橢圓上,則的最小值為.
點(diǎn)撥:設(shè)為橢圓的右焦點(diǎn),利用定義將轉(zhuǎn)化為,結(jié)合圖形,,當(dāng)共線時(shí)最小,最小值為
★熱點(diǎn)考點(diǎn)題型探析★
考點(diǎn)1直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
題型1:交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題
[例1]設(shè)拋物線y2=8x的準(zhǔn)線與x軸交于點(diǎn)Q,若過點(diǎn)Q的直線l與拋物線有公共點(diǎn),則直線l的斜率的取值范圍是()
A.[-,]B.[-2,2]C.[-1,1]D.[-4,4]
【解題思路】解決直線與圓錐曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題的通法為判別式法
[解析]易知拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)為Q(-2,0),
于是,可設(shè)過點(diǎn)Q(-2,0)的直線的方程為,
聯(lián)立
其判別式為,可解得,應(yīng)選C.
【名師指引】(1)解決直線與圓錐曲線的交點(diǎn)問題的方法:一是判別式法;二是幾何法
(2)直線與圓錐曲線有唯一交點(diǎn),不等價(jià)于直線與圓錐曲線相切,還有一種情況是平行于對稱軸(拋物線)或平行于漸近線(雙曲線)
(3)聯(lián)立方程組、消元后得到一元二次方程,不但要對進(jìn)行討論,還要對二次項(xiàng)系數(shù)是否為0進(jìn)行討論
【新題導(dǎo)練】
1.(09摸底)已知將圓上的每一點(diǎn)的縱坐標(biāo)壓縮到原來的,對應(yīng)的橫坐標(biāo)不變,得到曲線C;設(shè),平行于OM的直線在y軸上的截距為m(m≠0),直線與曲線C交于A、B兩個(gè)不同點(diǎn).
(1)求曲線的方程;(2)求m的取值范圍.
[解析](1)設(shè)圓上的動點(diǎn)為壓縮后對應(yīng)的點(diǎn)為,則,
代入圓的方程得曲線C的方程:
(2)∵直線平行于OM,且在y軸上的截距為m,又,
∴直線的方程為.由,得
∵直線與橢圓交于A、B兩個(gè)不同點(diǎn),∴
解得.∴m的取值范圍是.
題型2:與弦中點(diǎn)有關(guān)的問題
[例2](08韶關(guān)調(diào)研)已知點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別是,.直線相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積為-2.(Ⅰ)求動點(diǎn)M的軌跡方程;
(Ⅱ)若過點(diǎn)的直線交動點(diǎn)M的軌跡于C、D兩點(diǎn),且N為線段CD的中點(diǎn),求直線的方程.
【解題思路】弦中點(diǎn)問題用“點(diǎn)差法”或聯(lián)立方程組,利用韋達(dá)定理求解
[解析](Ⅰ)設(shè),
因?yàn)?所以化簡得:
(Ⅱ)設(shè)
當(dāng)直線⊥x軸時(shí),的方程為,則,它的中點(diǎn)不是N,不合題意
設(shè)直線的方程為將代入得
…………(1)…………(2)
(1)-(2)整理得:
直線的方程為即所求直線的方程為
解法二:當(dāng)直線⊥x軸時(shí),直線的方程為,則,
其中點(diǎn)不是N,不合題意.故設(shè)直線的方程為,
將其代入化簡得
由韋達(dá)定理得,
又由已知N為線段CD的中點(diǎn),得,解得,
將代入(1)式中可知滿足條件.
此時(shí)直線的方程為,即所求直線的方程為
【名師指引】通過將C、D的坐標(biāo)代入曲線方程,再將兩式相減的過程,稱為代點(diǎn)相減.這里,代點(diǎn)相減后,適當(dāng)變形,出現(xiàn)弦PQ的斜率和中點(diǎn)坐標(biāo),是實(shí)現(xiàn)設(shè)而不求(即點(diǎn)差法)的關(guān)鍵.兩種解法都要用到“設(shè)而不求”,它對簡化運(yùn)算的作用明顯,用“點(diǎn)差法”解決弦中點(diǎn)問題更簡潔
【新題導(dǎo)練】
2.橢圓的弦被點(diǎn)所平分,求此弦所在直線的方程。
[解析]設(shè)弦所在直線與橢圓交于兩點(diǎn),則
,,兩式相減得:,
化簡得,
把代入得
故所求的直線方程為,即
3.已知直線y=-x+1與橢圓相交于A、B兩點(diǎn),且線段AB的中點(diǎn)在直線L:x-2y=0上,求此橢圓的離心率
[解析]設(shè),AB的中點(diǎn)為,
代入橢圓方程得,,兩式相減,得.
AB的中點(diǎn)為在直線上,,
,而
題型3:與弦長有關(guān)的問題
[例3](山東泰州市聯(lián)考)已知直線被拋物線截得的弦長為20,為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)求實(shí)數(shù)的值;
(2)問點(diǎn)位于拋物線弧上何處時(shí),△面積最大?
【解題思路】用“韋達(dá)定理”求弦長;考慮△面積的最大值取得的條件
[解析](1)將代入得,
由△可知,弦長AB,解得;
(2)當(dāng)時(shí),直線為,要使得內(nèi)接△ABC面積最大,
則只須使得,即,即位于(4,4)點(diǎn)處.
【名師指引】用“韋達(dá)定理”不要忘記用判別式確定范圍
【新題導(dǎo)練】
4.(山東省濟(jì)南市高三統(tǒng)一考試)
已知橢圓與直線相交于兩點(diǎn).
(1)當(dāng)橢圓的半焦距,且成等差數(shù)列時(shí),求橢圓的方程;
(2)在(1)的條件下,求弦的長度;
[解析](1)由已知得:,∴
所以橢圓方程為:
(2),由,得
∴∴
(文)已知點(diǎn)和,動點(diǎn)C到A、B兩點(diǎn)的距離之差的絕對值為2,點(diǎn)C的軌跡與直線交于D、E兩點(diǎn),求線段DE的長.
(文)解:根據(jù)雙曲線的定義,可知C的軌跡方程為.設(shè),,
聯(lián)立得.則.
所以.
故線段DE的長為.
考點(diǎn)2:對稱問題
題型:對稱的幾何性質(zhì)及對稱問題的求法(以點(diǎn)的對稱為主線,軌跡法為基本方法)
【新題導(dǎo)練】
[例4]若直線l過圓x2+y2+4x-2y=0的圓心M交橢圓=1于A、B兩點(diǎn),若A、B關(guān)于點(diǎn)M對稱,求直線l的方程.
[解析],設(shè),則
又,,兩式相減得:,
化簡得,
把代入得
故所求的直線方程為,即
所以直線l的方程為:8x-9y+25=0.
5.已知拋物線y2=2px上有一內(nèi)接正△AOB,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
求證:點(diǎn)A、B關(guān)于x軸對稱;
[解析]設(shè),,,
,即,
,,,故點(diǎn)A、B關(guān)于x軸對稱
6.在拋物線y2=4x上恒有兩點(diǎn)關(guān)于直線y=kx+3對稱,求k的取值范圍.
[解析](1)當(dāng)時(shí),曲線上不存在關(guān)于直線對稱的兩點(diǎn).
(2)當(dāng)k≠0時(shí),設(shè)拋物線y2=4x上關(guān)于直線對稱的兩點(diǎn),AB的中點(diǎn)為,則直線直線的斜率為直線,可設(shè)
代入y2=4x得
,
在直線y=kx+3上,,
代入得即,又恒成立,所以-1<k<0.
綜合(1)(2),k的取值范圍是(-1,0)
考點(diǎn)3圓錐曲線中的范圍、最值問題
題型:求某些變量的范圍或最值
[例5]已知橢圓與直線相交于兩點(diǎn).當(dāng)橢圓的離心率滿足,且(為坐標(biāo)原點(diǎn))時(shí),求橢圓長軸長的取值范圍.
【解題思路】通過“韋達(dá)定理”溝通a與e的關(guān)系
[解析]由,得
由,得此時(shí)
由,得,∴
即,故由,得
∴由得,∴
所以橢圓長軸長的取值范圍為
【名師指引】求范圍和最值的方法:
幾何方法:充分利用圖形的幾何特征及意義,考慮幾何性質(zhì)解決問題
代數(shù)方法:建立目標(biāo)函數(shù),再求目標(biāo)函數(shù)的最值.
【新題導(dǎo)練】
7.已知P是橢圓C:的動點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)O的對稱點(diǎn)是B,若|PB|的最小值為,求點(diǎn)P的橫坐標(biāo)的取值范圍。
[解析]由,設(shè)
,
,,解得或
又或
8.定長為3的線段AB的兩個(gè)端點(diǎn)在拋物線上移動,記線段AB的中點(diǎn)為M,求點(diǎn)M到y(tǒng)軸的最短距離,并求此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo).
[解析]設(shè),,
因AB與x軸不平行,故可設(shè)AB的方程為,
將它代入得
由得即
,
將代入得
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)取等號,此時(shí),
所以,點(diǎn)M為或時(shí),到y(tǒng)軸的最短距離最小,最小值為.
9.直線m:y=kx+1和雙曲線x2-y2=1的左支交于A,B兩點(diǎn),直線過點(diǎn)P(-2,0)和線段AB的中點(diǎn)M,求在y軸上的截距b的取值范圍.
[解析]由消去y得:
解得
設(shè)M(x0,y0)則
三點(diǎn)共線
令上為減函數(shù).
10.已知橢圓,A(4,0),B(2,2)是橢圓內(nèi)的兩點(diǎn),P是橢圓上任一點(diǎn),求:(1)求的最小值;
(2)求|PA|+|PB|的最小值和最大值.
[解析](1)最小值為
(2)最大值為10+|BC|=;最小值為10-|BC|=.
考點(diǎn)4定點(diǎn),定值的問題
題型:論證曲線過定點(diǎn)及圖形(點(diǎn))在變化過程中存在不變量
[例6]已知P、Q是橢圓C:上的兩個(gè)動點(diǎn),是橢圓上一定點(diǎn),是其左焦點(diǎn),且|PF|、|MF|、|QF|成等差數(shù)列。
求證:線段PQ的垂直平分線經(jīng)過一個(gè)定點(diǎn)A;
【解題思路】利用“|PF|、|MF|、|QF|成等差數(shù)列”找出兩動點(diǎn)間的坐標(biāo)關(guān)系
證明:設(shè)知
同理
①當(dāng),
從而有設(shè)PQ的中點(diǎn)為,
得線段PQ的中垂線方程為
②當(dāng)
線段PQ的中垂線是x軸,也過點(diǎn)
【名師指引】定點(diǎn)與定值問題的處理一般有兩種方法:
(1)從特殊入手,求出定點(diǎn)和定值,再證明這個(gè)點(diǎn)(值)與變量無關(guān);
(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算過程中消去變量,從而得到定點(diǎn)(定值).
【新題導(dǎo)練】
11.已知拋物線C的方程為y=x2-2m2x-(2m2+1)(m∈R),則拋物線C恒過定點(diǎn)
[解析](-1,0)[令x=-1得y=0]
12.試證明雙曲線-=1(a>0,b>0)上任意一點(diǎn)到它的兩條漸近線的距離之積為常數(shù).
[解析]雙曲線上任意一點(diǎn)為,
它到兩漸近線的距離之積
考點(diǎn)6曲線與方程
題型:用幾種基本方法求軌跡方程
[例7]已知拋物線C:y2=4x,若橢圓左焦點(diǎn)及相應(yīng)的準(zhǔn)線與拋物線C的焦點(diǎn)F及準(zhǔn)線l分別重合,試求橢圓短軸端點(diǎn)B與焦點(diǎn)F連線中點(diǎn)P的軌跡方程;
【解題思路】探求動點(diǎn)滿足的幾何關(guān)系,在轉(zhuǎn)化為方程
[解析]由拋物線y2=4x,得焦點(diǎn)F(1,0),準(zhǔn)線x=-1
(1)設(shè)P(x,y),則B(2x-1,2y),橢圓中心O′,則|FO′|∶|BF|=e,
又設(shè)點(diǎn)B到l的距離為d,則|BF|∶d=e,∴|FO′|∶|BF|=|BF|∶d,
即(2x-2)2+(2y)2=2x(2x-2),化簡得P點(diǎn)軌跡方程為y2=x-1(x>1)
[名師指引]求曲線方程的方法主要有:直接法、定義法、代入法、參數(shù)法,本題用到直接法,但題目條件需要轉(zhuǎn)化
【新題導(dǎo)練】
13.點(diǎn)P為雙曲線上一動點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),M為線段OP中點(diǎn),則點(diǎn)M的軌跡方程是.
[解析][相關(guān)點(diǎn)法]
14.過雙曲線C:的右焦點(diǎn)F作直線l與雙曲線C交于P、Q兩點(diǎn),,求點(diǎn)M的軌跡方程.
[解析]右焦點(diǎn)(2,0),設(shè)
得,,直線l的斜率
又,,兩式相減得,
把,,代入上式得
15.已知動點(diǎn)與雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)、的距離之和為定值,且的最小值為.求動點(diǎn)的軌跡方程;
[解析](1)由條件知,動點(diǎn)的軌跡為橢圓,其中半焦距為,
點(diǎn)P在y軸上時(shí)最大,由余弦定理得,動點(diǎn)的軌跡方程.
16.(廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué))已知圓C:.
(1)直線過點(diǎn)P(1,2),且與圓C交于A、B兩點(diǎn),若,求直線的方程;
(2)過圓C上一動點(diǎn)M作平行于y軸的直線m,設(shè)m與x軸的交點(diǎn)為N,若向量,求動點(diǎn)的軌跡方程.
(3)若點(diǎn)R(1,0),在(2)的條件下,求的最小值.
解析(1)①當(dāng)直線垂直于軸時(shí),則此時(shí)直線方程為,與圓的兩個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為和,其距離為,滿足題意……1分
②若直線不垂直于軸,設(shè)其方程為,即…2分
設(shè)圓心到此直線的距離為,則,得
∴,,………4分故所求直線方程為3x-4y+5=0
綜上所述,所求直線為3x-4y+5=0或x=1……………5分
(2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x0,y0),Q點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y)則N點(diǎn)坐標(biāo)是(x0,0)
∵,∴即,………7分
又∵,∴…………9分
直線m//y軸,所以,,∴點(diǎn)的軌跡方程是()……10分
(3)設(shè)Q坐標(biāo)為(x,y),,,……11分
又()可得:
.………13分
…………14分
★課后訓(xùn)練★
基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練
1.已知是三角形的一個(gè)內(nèi)角,且,則方程表示
(A)焦點(diǎn)在x軸上的橢圓(B)焦點(diǎn)在y軸上的橢圓
(C)焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線(D)焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線
1.[解析]B.由知,
2.已知點(diǎn)M(3,4)在一橢圓上,則以點(diǎn)M為頂點(diǎn)的橢圓的內(nèi)接矩形的面積是()
(A)12(B)24(C)48(D)與橢圓有關(guān)
2.[解析]C[由橢圓的對稱性可知];
3.已知點(diǎn)F(,直線,點(diǎn)B是l上的動點(diǎn).若過B垂直于y軸的直線與線段BF的垂直平分線交于點(diǎn)M,則點(diǎn)M的軌跡是()
A.雙曲線B.橢圓C.圓D.拋物線
3.[解析]D.[MB=MF]
4.過雙曲線的右焦點(diǎn)作直線交雙曲線于A、B兩點(diǎn),且,則這樣的直線有___________條.
4.[解析]3;垂直于實(shí)軸的弦長為4,實(shí)軸長為2.
5.是橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動,則的最大值是.
5.[解析]≤;
6.若雙曲線與圓有公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.
6.[解析][]
綜合提高訓(xùn)練
7.已知拋物線的弦AB經(jīng)過點(diǎn)P(4,2)且OA⊥OB(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),弦AB所在直線的方程為
7.[解析]12x—23y—2=0記住結(jié)論:
8.已知橢圓,直線l到原點(diǎn)的距離為求證:直線l與橢圓必有兩上交點(diǎn).
8.[解析]證明:當(dāng)直線l垂直x軸時(shí),由題意知:
不妨取代入曲線E的方程得:
即G(,),H(,-)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
當(dāng)直線l不垂直x軸時(shí),設(shè)直線l的方程為:
由題意知:
由
∴直線l與橢圓E交于兩點(diǎn),綜上,直線l必與橢圓E交于兩點(diǎn)
9.求過橢圓內(nèi)一點(diǎn)A(1,1)的弦PQ的中點(diǎn)M的軌跡方程.
9.[解析]解:設(shè)動弦PQ的方程為,設(shè)P(),Q(),M(),則:①②
①-②得:
當(dāng)時(shí),
由題意知,即③
③式與聯(lián)立消去k,得④
當(dāng)時(shí),k不存在,此時(shí),,也滿足④.
故弦PQ的中點(diǎn)M的軌跡方程為:
10.已知拋物線.過動點(diǎn)M(,0)且斜率為1的直線與該拋物線交于不同的兩點(diǎn)A、B.若,求a的取值范圍.
10.[解析]直線的方程為,將,
得:.
設(shè)直線與拋物線的兩個(gè)不同交點(diǎn)的坐標(biāo)為、,
則又,
∴.
∵,∴.
解得.
11.過拋物線的焦點(diǎn)作一條斜率為k(k≠0)的弦,此弦滿足:①弦長不超過8;②弦所在的直線與橢圓3x2+2y2=2相交,求k的取值范圍.
11.解析:拋物線的焦點(diǎn)為(1,0),設(shè)弦所在直線方程為
由得2分
∴故
由,解得k≥1
由得8分
由,解得k23因此1≤k23
∴k的取值范圍是[,-1]∪[1,]
12.在直角坐標(biāo)平面內(nèi),已知兩點(diǎn)A(-2,0)及B(2,0),動點(diǎn)Q到點(diǎn)A的距離為6,線段BQ的垂直平分線交AQ于點(diǎn)P。
(Ⅰ)證明|PA|+|PB|為常數(shù),并寫出點(diǎn)P的軌跡T的方程;
(Www.zwb5.CoM 小學(xué)作文網(wǎng))
12.解:)連結(jié)PB∵線段BQ的垂直平分線與AQ交于點(diǎn)P,∴|PB|=|PQ|,又|AQ|=6,
∴|PA|+|PB|=|PA|+|PQ|=|AQ|=6(常數(shù))。
又|PA|+|PB||AB|,從而P點(diǎn)的軌跡T是中心在原點(diǎn),以A、B為兩個(gè)焦點(diǎn),長軸在x軸上的橢圓,其中,2a=6,2c=4,∴橢圓方程為
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近線垂直,那么此雙曲線的離心率為
(A)(B)(C)(D)
【答案】D
2、(2010遼寧理數(shù))設(shè)拋物線y2=8x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點(diǎn),PA⊥l,A為垂足.如果直線AF的斜率為,那么|PF|=
(A)(B)8(C)(D)16
【答案】B
3、(2010上海文數(shù))8.動點(diǎn)到點(diǎn)的距離與它到直線的距離相等,則的軌跡方程為y28x。
4、(2010全國卷2理數(shù))(15)已知拋物線的準(zhǔn)線為,過且斜率為的直線與相交于點(diǎn),與的一個(gè)交點(diǎn)為.若,則.
若雙曲線-=1(b0)的漸近線方程式為y=,則b等于。
【答案】1
5、已知橢圓的兩焦點(diǎn)為,點(diǎn)滿足,則||+|的取值范圍為_______,直線與橢圓C的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)_____。
6、已知點(diǎn)P是雙曲線右支上一點(diǎn),、分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),I為的內(nèi)心,若成立,則雙曲線的離心率為(▲)
A.4B.C.2D.
8、(2010重慶理數(shù))(10)到兩互相垂直的異面直線的距離相等的點(diǎn),在過其中一條直線且平行于另一條直線的平面內(nèi)的軌跡是
A.直線B.橢圓C.拋物線D.雙曲線
解析:排除法軌跡是軸對稱圖形,排除A、C,軌跡與已知直線不能有交點(diǎn),排除B
9、(2010四川理數(shù))橢圓的右焦點(diǎn),其右準(zhǔn)線與軸的交點(diǎn)為A,在橢圓上存在點(diǎn)P滿足線段AP的垂直平分線過點(diǎn),則橢圓離心率的取值范圍是
(A)(B)(C)(D)
解析:由題意,橢圓上存在點(diǎn)P,使得線段AP的垂直平分線過點(diǎn),
即F點(diǎn)到P點(diǎn)與A點(diǎn)的距離相等
而|FA|=
|PF|∈[a-c,a+c]
于是∈[a-c,a+c]
即ac-c2≤b2≤ac+c2
∴
又e∈(0,1)
故e∈
答案:D
10、(2010福建理數(shù))若點(diǎn)O和點(diǎn)分別是雙曲線的中心和左焦點(diǎn),點(diǎn)P為雙曲線右支上的任意一點(diǎn),則的取值范圍為()
A.B.C.D.
【答案】B
11、(北京市海淀區(qū)2010年4月高三第一次模擬考試?yán)砜圃囶})已知有公共焦點(diǎn)的橢圓與雙曲線中心為原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,左右焦點(diǎn)分別為,且它們在第一象限的交點(diǎn)為P,是以為底邊的等腰三角形.若,雙曲線的離心率的取值范圍為.則該橢圓的離心率的取值范圍是.
12、(2010年4月北京市西城區(qū)高三抽樣測試?yán)砜疲┮阎p曲線的左頂點(diǎn)為,右焦點(diǎn)為,為雙曲線右支上一點(diǎn),則的最小值為___________.
13、(北京市東城區(qū)2010屆高三第二學(xué)期綜合練習(xí)理科)直線過雙曲線的右焦點(diǎn)且與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),若原點(diǎn)在以為直徑的圓外,則雙曲線離心率的取值范圍是.
14、(2010全國卷1文數(shù))已知、為雙曲線C:的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,∠=,則
(A)2(B)4(C)6(D)8
15、(2010全國卷1理數(shù))(9)已知、為雙曲線C:的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,∠P=,則P到x軸的距離為
(A)(B)(C)(D)
16、(2010重慶理數(shù))(14)已知以F為焦點(diǎn)的拋物線上的兩點(diǎn)A、B滿足,則弦AB的中點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為___________.
解析:設(shè)BF=m,由拋物線的定義知
中,AC=2m,AB=4m,
直線AB方程為
與拋物線方程聯(lián)立消y得
所以AB中點(diǎn)到準(zhǔn)線距離為
17、(2010上海文數(shù))已知橢圓的方程為,、和為的三個(gè)頂點(diǎn).
(1)若點(diǎn)滿足,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)設(shè)直線交橢圓于、兩點(diǎn),交直線于點(diǎn).若,證明:為的中點(diǎn);
(3)設(shè)點(diǎn)在橢圓內(nèi)且不在軸上,如何構(gòu)作過中點(diǎn)的直線,使得與橢圓的兩個(gè)交點(diǎn)、滿足?令,,點(diǎn)的坐標(biāo)是(-8,-1),若橢圓上的點(diǎn)、滿足,求點(diǎn)、的坐標(biāo).
解析:(1);
(2)由方程組,消y得方程,
因?yàn)橹本€交橢圓于、兩點(diǎn),
所以0,即,
設(shè)C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),
則,
由方程組,消y得方程(k2k1)xp,
又因?yàn)?,所以?br>
故E為CD的中點(diǎn);
(3)因?yàn)辄c(diǎn)P在橢圓Γ內(nèi)且不在x軸上,所以點(diǎn)F在橢圓Γ內(nèi),可以求得直線OF的斜率k2,由知F為P1P2的中點(diǎn),根據(jù)(2)可得直線l的斜率,從而得直線l的方程.
,直線OF的斜率,直線l的斜率,
解方程組,消y:x22x480,解得P1(6,4)、P2(8,3).
18、(2010全國卷2理數(shù))(21)(本小題滿分12分)
己知斜率為1的直線l與雙曲線C:相交于B、D兩點(diǎn),且BD的中點(diǎn)為.
(Ⅰ)求C的離心率;
(Ⅱ)設(shè)C的右頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,,證明:過A、B、D三點(diǎn)的圓與x軸相切.
19、(2010安徽文數(shù))橢圓經(jīng)過點(diǎn),對稱軸為坐標(biāo)軸,
焦點(diǎn)在軸上,離心率。
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求的角平分線所在直線的方程。
20、(2010全國卷1理數(shù))(21)(本小題滿分12分)
已知拋物線的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)的直線與相交于、兩點(diǎn),點(diǎn)A關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為D.
(Ⅰ)證明:點(diǎn)F在直線BD上;
(Ⅱ)設(shè),求的內(nèi)切圓M的方程.
21、(2010江蘇卷)在平面直角坐標(biāo)系中,如圖,已知橢圓的左、右頂點(diǎn)為A、B,右焦點(diǎn)為F。設(shè)過點(diǎn)T()的直線TA、TB與橢圓分別交于點(diǎn)M、,其中m0,。
(1)設(shè)動點(diǎn)P滿足,求點(diǎn)P的軌跡;
(2)設(shè),求點(diǎn)T的坐標(biāo);
(3)設(shè),求證:直線MN必過x軸上的一定點(diǎn)(其坐標(biāo)與m無關(guān))。
22、在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)M到點(diǎn)的距離之和是4,點(diǎn)M的軌跡是C與x軸的負(fù)半軸交于點(diǎn)A,不過點(diǎn)A的直線與軌跡C交于不同的兩點(diǎn)P和Q.
(I)求軌跡C的方程;
(II)當(dāng)時(shí),求k與b的關(guān)系,并證明直線過定點(diǎn).
解:(1)的距離之和是4,
的軌跡C是長軸為4,焦點(diǎn)在x軸上焦中為的橢圓,
其方程為…………3分
(2)將,代入曲線C的方程,
整理得
…………5分
因?yàn)橹本€與曲線C交于不同的兩點(diǎn)P和Q,
所以①
設(shè),則
②…………7分
且③
顯然,曲線C與x軸的負(fù)半軸交于點(diǎn)A(-2,0),
所以
由
將②、③代入上式,整理得…………10分
所以
即經(jīng)檢驗(yàn),都符合條件①
當(dāng)b=2k時(shí),直線的方程為
顯然,此時(shí)直線經(jīng)過定點(diǎn)(-2,0)點(diǎn).
即直線經(jīng)過點(diǎn)A,與題意不符.
當(dāng)時(shí),直線的方程為
顯然,此時(shí)直線經(jīng)過定點(diǎn)點(diǎn),且不過點(diǎn)A.
綜上,k與b的關(guān)系是:
且直線經(jīng)過定點(diǎn)點(diǎn)…………13分
23、(北京市朝陽區(qū)2010年4月高三年級第二學(xué)期統(tǒng)一考試?yán)砜疲ū拘☆}滿分13分)
已知中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的橢圓C的離心率為,且經(jīng)過點(diǎn),過點(diǎn)P(2,1)的直線與橢圓C在第一象限相切于點(diǎn)M.
(1)求橢圓C的方程;
(2)求直線的方程以及點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3))是否存過點(diǎn)P的直線與橢圓C相交于不同的兩點(diǎn)A、B,滿足?若存在,求出直線l1的方程;若不存在,請說明理由.
解(Ⅰ)設(shè)橢圓C的方程為,由題意得
解得,故橢圓C的方程為.……………………4分
(Ⅱ)因?yàn)檫^點(diǎn)P(2,1)的直線l與橢圓在第一象限相切,所以l的斜率存在,故可調(diào)直線l的議程為
由得.①
因?yàn)橹本€與橢圓相切,所以
整理,得解得[
所以直線l方程為
將代入①式,可以解得M點(diǎn)橫坐標(biāo)為1,故切點(diǎn)M坐標(biāo)為…………9分
(Ⅲ)若存在直線l1滿足條件,的方程為,代入橢圓C的方程得
因?yàn)橹本€l1與橢圓C相交于不同的兩點(diǎn)A,B,設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為
所以
所以.
又,
因?yàn)榧矗?br>
所以.
即
所以,解得
因?yàn)锳,B為不同的兩點(diǎn),所以.
于是存在直線1滿足條件,其方程為………………………………13分
24、直線的右支交于不同的兩點(diǎn)A、B.
(I)求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(II)是否存在實(shí)數(shù)k,使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點(diǎn)F?若存在,求出k的值;若不存在,說明理由.
答案:.解:(Ⅰ)將直線
……①
依題意,直線l與雙曲線C的右支交于不同兩點(diǎn),故
(Ⅱ)設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、,則由①式得
……②
假設(shè)存在實(shí)數(shù)k,使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點(diǎn)F(c,0).
則由FA⊥FB得:
整理得
……③
把②式及代入③式化簡得
解得
可知使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點(diǎn).
圓錐曲線
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?下面是小編為大家整理的“圓錐曲線”,希望能對您有所幫助,請收藏。
一、的最值若A為橢圓內(nèi)一定點(diǎn)(異于焦點(diǎn)),P是C上的一個(gè)動點(diǎn),F(xiàn)是C的一個(gè)焦點(diǎn),e是C的離心率,求的最小值。
例1.已知橢圓內(nèi)有一點(diǎn)A(2,1),F(xiàn)是橢圓C的左焦點(diǎn),P為橢圓C上的動點(diǎn),求的最小值。
分析:注意到式中的數(shù)值“”恰為,則可由橢圓的第二定義知等于橢圓上的點(diǎn)P到左準(zhǔn)線的距離。這種方法在本期《橢圓中減少運(yùn)算量的主要方法》一文中已經(jīng)介紹過,這里不再重復(fù),答案為。
二、的最值
若A為橢圓C內(nèi)一定點(diǎn)(異于焦點(diǎn)),P為C上的一個(gè)動點(diǎn),F(xiàn)是C的一個(gè)焦點(diǎn),求的最值。
例2.已知橢圓內(nèi)有一點(diǎn)A(2,1),F(xiàn)為橢圓的左焦點(diǎn),P是橢圓上動點(diǎn),求的最大值與最小值。
解:如圖1,設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為,可知其坐標(biāo)為(3,0)
圖1
由橢圓的第一定義得:
可知,當(dāng)P為的延長線與橢圓的交點(diǎn)時(shí),最大,最大值為,當(dāng)P為的延長線與橢圓的交點(diǎn)時(shí),最小,最小值為。
故的最大值為,最小值為。
三、的最值
若A為橢圓C外一定點(diǎn),為C的一條準(zhǔn)線,P為C上的一個(gè)動點(diǎn),P到的距離為d,求的最小值。
例3.已知橢圓外一點(diǎn)A(5,6),為橢圓的左準(zhǔn)線,P為橢圓上動點(diǎn),點(diǎn)P到的距離為d,求的最小值。
解:如圖2,設(shè)F為橢圓的左焦點(diǎn),可知其坐標(biāo)為
圖2
根據(jù)橢圓的第二定義有:,即
可知當(dāng)P、F、A三點(diǎn)共線且P在線段AF上時(shí),最小,最小值。
故的最小值為10。
四、橢圓上定長動弦中點(diǎn)到準(zhǔn)線距離的最值
例4.定長為的線段AB的兩個(gè)端點(diǎn)分別在橢圓上移動,求AB的中點(diǎn)M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離。
解:設(shè)F為橢圓的右焦點(diǎn),如圖3,作于A”,BB”⊥于B”,MM”⊥于M”
圖3
則
當(dāng)且僅當(dāng)AB過焦點(diǎn)F時(shí)等號成立。
故M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離為。
評注:是橢圓的通徑長,是橢圓焦點(diǎn)弦長的最小值,是AB能過焦點(diǎn)的充要條件。
高考數(shù)學(xué)圓錐曲線經(jīng)典例題及總結(jié)教案
圓錐曲線
1.圓錐曲線的兩定義:
第一定義中要重視“括號”內(nèi)的限制條件:橢圓中,與兩個(gè)定點(diǎn)F,F(xiàn)的距離的和等于常數(shù),且此常數(shù)一定要大于,當(dāng)常數(shù)等于時(shí),軌跡是線段FF,當(dāng)常數(shù)小于時(shí),無軌跡;雙曲線中,與兩定點(diǎn)F,F(xiàn)的距離的差的絕對值等于常數(shù),且此常數(shù)一定要小于|FF|,定義中的“絕對值”與<|FF|不可忽視。若=|FF|,則軌跡是以F,F(xiàn)為端點(diǎn)的兩條射線,若﹥|FF|,則軌跡不存在。若去掉定義中的絕對值則軌跡僅表示雙曲線的一支。
2.圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程(標(biāo)準(zhǔn)方程是指中心(頂點(diǎn))在原點(diǎn),坐標(biāo)軸為對稱軸時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)位置的方程):
(1)橢圓:焦點(diǎn)在軸上時(shí)(),焦點(diǎn)在軸上時(shí)=1()。方程表示橢圓的充要條件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同號,A≠B)。
(2)雙曲線:焦點(diǎn)在軸上:=1,焦點(diǎn)在軸上:=1()。方程表示雙曲線的充要條件是什么?(ABC≠0,且A,B異號)。
(3)拋物線:開口向右時(shí),開口向左時(shí),開口向上時(shí),開口向下時(shí)。
3.圓錐曲線焦點(diǎn)位置的判斷(首先化成標(biāo)準(zhǔn)方程,然后再判斷):
(1)橢圓:由,分母的大小決定,焦點(diǎn)在分母大的坐標(biāo)軸上。
(2)雙曲線:由,項(xiàng)系數(shù)的正負(fù)決定,焦點(diǎn)在系數(shù)為正的坐標(biāo)軸上;
(3)拋物線:焦點(diǎn)在一次項(xiàng)的坐標(biāo)軸上,一次項(xiàng)的符號決定開口方向。
提醒:在橢圓中,最大,,在雙曲線中,最大,。
4.圓錐曲線的幾何性質(zhì):
(1)橢圓(以()為例):①范圍:;②焦點(diǎn):兩個(gè)焦點(diǎn);③對稱性:兩條對稱軸,一個(gè)對稱中心(0,0),四個(gè)頂點(diǎn),其中長軸長為2,短軸長為2;④準(zhǔn)線:兩條準(zhǔn)線;⑤離心率:,橢圓,越小,橢圓越圓;越大,橢圓越扁。
(2)雙曲線(以()為例):①范圍:或;②焦點(diǎn):兩個(gè)焦點(diǎn);③對稱性:兩條對稱軸,一個(gè)對稱中心(0,0),兩個(gè)頂點(diǎn),其中實(shí)軸長為2,虛軸長為2,特別地,當(dāng)實(shí)軸和虛軸的長相等時(shí),稱為等軸雙曲線,其方程可設(shè)為;④準(zhǔn)線:兩條準(zhǔn)線;⑤離心率:,雙曲線,等軸雙曲線,越小,開口越小,越大,開口越大;⑥兩條漸近線:。
(3)拋物線(以為例):①范圍:;②焦點(diǎn):一個(gè)焦點(diǎn),其中的幾何意義是:焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離;③對稱性:一條對稱軸,沒有對稱中心,只有一個(gè)頂點(diǎn)(0,0);④準(zhǔn)線:一條準(zhǔn)線;⑤離心率:,拋物線。
5、點(diǎn)和橢圓()的關(guān)系:(1)點(diǎn)在橢圓外;(2)點(diǎn)在橢圓上=1;(3)點(diǎn)在橢圓內(nèi)
6.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系:
(1)相交:直線與橢圓相交;直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有,當(dāng)直線與雙曲線的漸近線平行時(shí),直線與雙曲線相交且只有一個(gè)交點(diǎn),故是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件;直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有,當(dāng)直線與拋物線的對稱軸平行時(shí),直線與拋物線相交且只有一個(gè)交點(diǎn),故也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。
(2)相切:直線與橢圓相切;直線與雙曲線相切;直線與拋物線相切;
(3)相離:直線與橢圓相離;直線與雙曲線相離;直線與拋物線相離。
提醒:(1)直線與雙曲線、拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí)的位置關(guān)系有兩種情形:相切和相交。如果直線與雙曲線的漸近線平行時(shí),直線與雙曲線相交,但只有一個(gè)交點(diǎn);如果直線與拋物線的軸平行時(shí),直線與拋物線相交,也只有一個(gè)交點(diǎn);(2)過雙曲線=1外一點(diǎn)的直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn)的情況如下:①P點(diǎn)在兩條漸近線之間且不含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時(shí),有兩條與漸近線平行的直線和分別與雙曲線兩支相切的兩條切線,共四條;②P點(diǎn)在兩條漸近線之間且包含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時(shí),有兩條與漸近線平行的直線和只與雙曲線一支相切的兩條切線,共四條;③P在兩條漸近線上但非原點(diǎn),只有兩條:一條是與另一漸近線平行的直線,一條是切線;④P為原點(diǎn)時(shí)不存在這樣的直線;(3)過拋物線外一點(diǎn)總有三條直線和拋物線有且只有一個(gè)公共點(diǎn):兩條切線和一條平行于對稱軸的直線。
7、焦點(diǎn)三角形(橢圓或雙曲線上的一點(diǎn)與兩焦點(diǎn)所構(gòu)成的三角形)問題:,當(dāng)即為短軸端點(diǎn)時(shí),的最大值為bc;對于雙曲線。如(1)短軸長為,
8、拋物線中與焦點(diǎn)弦有關(guān)的一些幾何圖形的性質(zhì):(1)以過焦點(diǎn)的弦為直徑的圓和準(zhǔn)線相切;(2)設(shè)AB為焦點(diǎn)弦,M為準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),則∠AMF=∠BMF;(3)設(shè)AB為焦點(diǎn)弦,A、B在準(zhǔn)線上的射影分別為A,B,若P為AB的中點(diǎn),則PA⊥PB;(4)若AO的延長線交準(zhǔn)線于C,則BC平行于x軸,反之,若過B點(diǎn)平行于x軸的直線交準(zhǔn)線于C點(diǎn),則A,O,C三點(diǎn)共線。
9、弦長公式:若直線與圓錐曲線相交于兩點(diǎn)A、B,且分別為A、B的橫坐標(biāo),則=,若分別為A、B的縱坐標(biāo),則=,若弦AB所在直線方程設(shè)為,則=。特別地,焦點(diǎn)弦(過焦點(diǎn)的弦):焦點(diǎn)弦的弦長的計(jì)算,一般不用弦長公式計(jì)算,而是將焦點(diǎn)弦轉(zhuǎn)化為兩條焦半徑之和后,利用第二定義求解。
拋物線:
在雙曲線中,以為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率k=;在拋物線中,以為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率k=。
提醒:因?yàn)槭侵本€與圓錐曲線相交于兩點(diǎn)的必要條件,故在求解有關(guān)弦長、對稱問題時(shí),務(wù)必別忘了檢驗(yàn)!
11.了解下列結(jié)論
(1)雙曲線的漸近線方程為;
(2)以為漸近線(即與雙曲線共漸近線)的雙曲線方程為為參數(shù),≠0)。
(3)中心在原點(diǎn),坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓、雙曲線方程可設(shè)為;
(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點(diǎn)且垂直于對稱軸的弦)為,焦準(zhǔn)距(焦點(diǎn)到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離)為,拋物線的通徑為,焦準(zhǔn)距為;
(5)通徑是所有焦點(diǎn)弦(過焦點(diǎn)的弦)中最短的弦;
(6)若拋物線的焦點(diǎn)弦為AB,,則①;②
(7)若OA、OB是過拋物線頂點(diǎn)O的兩條互相垂直的弦,則直線AB恒經(jīng)過定點(diǎn)
12、解析幾何與向量綜合時(shí)可能出現(xiàn)的向量內(nèi)容:
(1)給出直線的方向向量或;
(2)給出與相交,等于已知過的中點(diǎn);
(3)給出,等于已知是的中點(diǎn);
(4)給出,等于已知與的中點(diǎn)三點(diǎn)共線;
(5)給出以下情形之一:①;②存在實(shí)數(shù);③若存在實(shí)數(shù),等于已知三點(diǎn)共線.
(6)給出,等于已知,即是直角,給出,等于已知是鈍角,給出,等于已知是銳角,
(8)給出,等于已知是的平分線/
(9)在平行四邊形中,給出,等于已知是菱形;
(10)在平行四邊形中,給出,等于已知是矩形;
(11)在中,給出,等于已知是的外心(三角形外接圓的圓心,三角形的外心是三角形三邊垂直平分線的交點(diǎn));
(12)在中,給出,等于已知是的重心(三角形的重心是三角形三條中線的交點(diǎn));
(13)在中,給出,等于已知是的垂心(三角形的垂心是三角形三條高的交點(diǎn));
(14)在中,給出等于已知通過的內(nèi)心;
(15)在中,給出等于已知是的內(nèi)心(三角形內(nèi)切圓的圓心,三角形的內(nèi)心是三角形三條角平分線的交點(diǎn));
(16)在中,給出,等于已知是中邊的中線;
(3)已知A,B為拋物線x2=2py(p0)上異于原點(diǎn)的兩點(diǎn),,點(diǎn)C坐標(biāo)為(0,2p)
(1)求證:A,B,C三點(diǎn)共線;
(2)若=()且試求點(diǎn)M的軌跡方程。
(1)證明:設(shè),由得
,又
,,即A,B,C三點(diǎn)共線。
(2)由(1)知直線AB過定點(diǎn)C,又由及=()知OMAB,垂足為M,所以點(diǎn)M的軌跡為以O(shè)C為直徑的圓,除去坐標(biāo)原點(diǎn)。即點(diǎn)M的軌跡方程為x2+(y-p)2=p2(x0,y0)。
13.圓錐曲線中線段的最值問題:
例1、(1)拋物線C:y2=4x上一點(diǎn)P到點(diǎn)A(3,4)與到準(zhǔn)線的距離和最小,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為______________
(2)拋物線C:y2=4x上一點(diǎn)Q到點(diǎn)B(4,1)與到焦點(diǎn)F的距離和最小,則點(diǎn)Q的坐標(biāo)為。
分析:(1)A在拋物線外,如圖,連PF,則,因而易發(fā)現(xiàn),當(dāng)A、P、F三點(diǎn)共線時(shí),距離和最小。
(2)B在拋物線內(nèi),如圖,作QR⊥l交于R,則當(dāng)B、Q、R三點(diǎn)共線時(shí),距離和最小。解:(1)(2,)(2)()
1、已知橢圓C1的方程為,雙曲線C2的左、右焦點(diǎn)分別為C1的左、右頂點(diǎn),而C2的左、右頂點(diǎn)分別是C1的左、右焦點(diǎn)。
(1)求雙曲線C2的方程;
(2)若直線l:與橢圓C1及雙曲線C2恒有兩個(gè)不同的交點(diǎn),且l與C2的兩個(gè)交點(diǎn)A和B滿足(其中O為原點(diǎn)),求k的取值范圍。
解:(Ⅰ)設(shè)雙曲線C2的方程為,則
故C2的方程為(II)將
由直線l與橢圓C1恒有兩個(gè)不同的交點(diǎn)得
即①
.由直線l與雙曲線C2恒有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B得
解此不等式得③
由①、②、③得
故k的取值范圍為
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)A(0,-1),B點(diǎn)在直線y=-3上,M點(diǎn)滿足MB//OA,MAAB=MBBA,M點(diǎn)的軌跡為曲線C。
(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)P為C上的動點(diǎn),l為C在P點(diǎn)處得切線,求O點(diǎn)到l距離的最小值。
(Ⅰ)設(shè)M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).所以=(-x,-1-y),=(0,-3-y),=(x,-2).再由愿意得知(+)=0,即(-x,-4-2y)(x,-2)=0.
所以曲線C的方程式為y=x-2.(Ⅱ)設(shè)P(x,y)為曲線C:y=x-2上一點(diǎn),因?yàn)閥=x,所以的斜率為x因此直線的方程為,即。
則O點(diǎn)到的距離.又,所以
當(dāng)=0時(shí)取等號,所以O(shè)點(diǎn)到距離的最小值為2.
設(shè)雙曲線(a>0,b>0)的漸近線與拋物線y=x2+1相切,則該雙曲線的離心率等于()
設(shè)雙曲線的一條漸近線,則雙曲線的離心率為().
過橢圓()的左焦點(diǎn)作軸的垂線交橢圓于點(diǎn),為右焦點(diǎn),若,則橢圓的離心率為
已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別是、,其一條漸近線方程為,點(diǎn)在雙曲線上.則=()0
已知直線與拋物線相交于兩點(diǎn),為的焦點(diǎn),若,則()
已知直線和直線,拋物線上一動點(diǎn)到直線和直線的距離之和的最小值是()
設(shè)已知拋物線C的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)為F(1,0),直線l與拋物線C相交于A,B兩點(diǎn)。若AB的中點(diǎn)為(2,2),則直線l的方程為_____________.
橢圓的焦點(diǎn)為,點(diǎn)P在橢圓上,若,則;的大小為.
過拋物線的焦點(diǎn)F作傾斜角為的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),若線段AB的長為8,則________________
【解析】設(shè)切點(diǎn),則切線的斜率為.由題意有又解得:
雙曲線的一條漸近線為,由方程組,消去y,得有唯一解,所以△=,所以,
由漸近線方程為知雙曲線是等軸雙曲線,∴雙曲線方程是,于是兩焦點(diǎn)坐標(biāo)分別是(-2,0)和(2,0),且或.不妨去,則,.
∴=
【解析】設(shè)拋物線的準(zhǔn)線為直線
恒過定點(diǎn)P.如圖過分別作于,于,由,則,點(diǎn)B為AP的中點(diǎn).連結(jié),則,
點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,故點(diǎn)的坐標(biāo)為
,故選D
1.點(diǎn)P處的切線PT平分△PF1F2在點(diǎn)P處的外角.
2.PT平分△PF1F2在點(diǎn)P處的外角,則焦點(diǎn)在直線PT上的射影H點(diǎn)的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個(gè)端點(diǎn).
3.以焦點(diǎn)弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)準(zhǔn)線相離.
4.以焦點(diǎn)半徑PF1為直徑的圓必與以長軸為直徑的圓內(nèi)切.
5.若在橢圓上,則過的橢圓的切線方程是.
6.若在橢圓外,則過Po作橢圓的兩條切線切點(diǎn)為P1、P2,則切點(diǎn)弦P1P2的直線方程是.
7.橢圓(a>b>0)的左右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P為橢圓上任意一點(diǎn),則橢圓的焦點(diǎn)角形的面積為.
8.橢圓(a>b>0)的焦半徑公式:
,(,).
9.設(shè)過橢圓焦點(diǎn)F作直線與橢圓相交P、Q兩點(diǎn),A為橢圓長軸上一個(gè)頂點(diǎn),連結(jié)AP和AQ分別交相應(yīng)于焦點(diǎn)F的橢圓準(zhǔn)線于M、N兩點(diǎn),則MF⊥NF.
10.過橢圓一個(gè)焦點(diǎn)F的直線與橢圓交于兩點(diǎn)P、Q,A1、A2為橢圓長軸上的頂點(diǎn),A1P和A2Q交于點(diǎn)M,A2P和A1Q交于點(diǎn)N,則MF⊥NF.
11.AB是橢圓的不平行于對稱軸的弦,M為AB的中點(diǎn),則,
即。
12.若在橢圓內(nèi),則被Po所平分的中點(diǎn)弦的方程是.
13.若在橢圓內(nèi),則過Po的弦中點(diǎn)的軌跡方程是.
二、雙曲線
1.點(diǎn)P處的切線PT平分△PF1F2在點(diǎn)P處的內(nèi)角.
2.PT平分△PF1F2在點(diǎn)P處的內(nèi)角,則焦點(diǎn)在直線PT上的射影H點(diǎn)的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個(gè)端點(diǎn).
3.以焦點(diǎn)弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)準(zhǔn)線相交.
4.以焦點(diǎn)半徑PF1為直徑的圓必與以實(shí)軸為直徑的圓相切.(內(nèi)切:P在右支;外切:P在左支)
5.若在雙曲線(a>0,b>0)上,則過的雙曲線的切線方程是.
6.若在雙曲線(a>0,b>0)外,則過Po作雙曲線的兩條切線切點(diǎn)為P1、P2,則切點(diǎn)弦P1P2的直線方程是.
7.雙曲線(a>0,b>o)的左右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P為雙曲線上任意一點(diǎn),則雙曲線的焦點(diǎn)角形的面積為.
8.雙曲線(a>0,b>o)的焦半徑公式:(,
當(dāng)在右支上時(shí),,.
當(dāng)在左支上時(shí),,
9.設(shè)過雙曲線焦點(diǎn)F作直線與雙曲線相交P、Q兩點(diǎn),A為雙曲線長軸上一個(gè)頂點(diǎn),連結(jié)AP和AQ分別交相應(yīng)于焦點(diǎn)F的雙曲線準(zhǔn)線于M、N兩點(diǎn),則MF⊥NF.
10.過雙曲線一個(gè)焦點(diǎn)F的直線與雙曲線交于兩點(diǎn)P、Q,A1、A2為雙曲線實(shí)軸上的頂點(diǎn),A1P和A2Q交于點(diǎn)M,A2P和A1Q交于點(diǎn)N,則MF⊥NF.
11.AB是雙曲線(a>0,b>0)的不平行于對稱軸的弦,M為AB的中點(diǎn),則,即。
12.若在雙曲線(a>0,b>0)內(nèi),則被Po所平分的中點(diǎn)弦的方程是.
13.若在雙曲線(a>0,b>0)內(nèi),則過Po的弦中點(diǎn)的軌跡方程是.
橢圓與雙曲線的對偶性質(zhì)--(會推導(dǎo)的經(jīng)典結(jié)論)
橢圓
1.橢圓(a>b>o)的兩個(gè)頂點(diǎn)為,,與y軸平行的直線交橢圓于P1、P2時(shí)A1P1與A2P2交點(diǎn)的軌跡方程是.
2.過橢圓(a>0,b>0)上任一點(diǎn)任意作兩條傾斜角互補(bǔ)的直線交橢圓于B,C兩點(diǎn),則直線BC有定向且(常數(shù)).
3.若P為橢圓(a>b>0)上異于長軸端點(diǎn)的任一點(diǎn),F1,F2是焦點(diǎn),,,則.
4.設(shè)橢圓(a>b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1、F2,P(異于長軸端點(diǎn))為橢圓上任意一點(diǎn),在△PF1F2中,記,,,則有.
5.若橢圓(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,左準(zhǔn)線為L,則當(dāng)0<e≤時(shí),可在橢圓上求一點(diǎn)P,使得PF1是P到對應(yīng)準(zhǔn)線距離d與PF2的比例中項(xiàng).
6.P為橢圓(a>b>0)上任一點(diǎn),F1,F2為二焦點(diǎn),A為橢圓內(nèi)一定點(diǎn),則,當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),等號成立.
7.橢圓與直線有公共點(diǎn)的充要條件是.
8.已知橢圓(a>b>0),O為坐標(biāo)原點(diǎn),P、Q為橢圓上兩動點(diǎn),且.(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最大值為;(3)的最小值是.
9.過橢圓(a>b>0)的右焦點(diǎn)F作直線交該橢圓右支于M,N兩點(diǎn),弦MN的垂直平分線交x軸于P,則.
10.已知橢圓(a>b>0),A、B、是橢圓上的兩點(diǎn),線段AB的垂直平分線與x軸相交于點(diǎn),則.
11.設(shè)P點(diǎn)是橢圓(a>b>0)上異于長軸端點(diǎn)的任一點(diǎn),F1、F2為其焦點(diǎn)記,則(1).(2).
12.設(shè)A、B是橢圓(a>b>0)的長軸兩端點(diǎn),P是橢圓上的一點(diǎn),,,,c、e分別是橢圓的半焦距離心率,則有(1).(2).(3).
13.已知橢圓(a>b>0)的右準(zhǔn)線與x軸相交于點(diǎn),過橢圓右焦點(diǎn)的直線與橢圓相交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)在右準(zhǔn)線上,且軸,則直線AC經(jīng)過線段EF的中點(diǎn).
14.過橢圓焦半徑的端點(diǎn)作橢圓的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應(yīng)交點(diǎn)與相應(yīng)焦點(diǎn)的連線必與切線垂直.
15.過橢圓焦半徑的端點(diǎn)作橢圓的切線交相應(yīng)準(zhǔn)線于一點(diǎn),則該點(diǎn)與焦點(diǎn)的連線必與焦半徑互相垂直.
16.橢圓焦三角形中,內(nèi)點(diǎn)到一焦點(diǎn)的距離與以該焦點(diǎn)為端點(diǎn)的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率).
(注:在橢圓焦三角形中,非焦頂點(diǎn)的內(nèi)、外角平分線與長軸交點(diǎn)分別稱為內(nèi)、外點(diǎn).)
17.橢圓焦三角形中,內(nèi)心將內(nèi)點(diǎn)與非焦頂點(diǎn)連線段分成定比e.
18.橢圓焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點(diǎn)到橢圓中心的比例中項(xiàng).
雙曲線
1.雙曲線(a>0,b>0)的兩個(gè)頂點(diǎn)為,,與y軸平行的直線交雙曲線于P1、P2時(shí)A1P1與A2P2交點(diǎn)的軌跡方程是.
2.過雙曲線(a>0,b>o)上任一點(diǎn)任意作兩條傾斜角互補(bǔ)的直線交雙曲線于B,C兩點(diǎn),則直線BC有定向且(常數(shù)).
3.若P為雙曲線(a>0,b>0)右(或左)支上除頂點(diǎn)外的任一點(diǎn),F1,F2是焦點(diǎn),,,則(或).
4.設(shè)雙曲線(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1、F2,P(異于長軸端點(diǎn))為雙曲線上任意一點(diǎn),在△PF1F2中,記,,,則有.
5.若雙曲線(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,左準(zhǔn)線為L,則當(dāng)1<e≤時(shí),可在雙曲線上求一點(diǎn)P,使得PF1是P到對應(yīng)準(zhǔn)線距離d與PF2的比例中項(xiàng).
6.P為雙曲線(a>0,b>0)上任一點(diǎn),F1,F2為二焦點(diǎn),A為雙曲線內(nèi)一定點(diǎn),則,當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線且和在y軸同側(cè)時(shí),等號成立.
7.雙曲線(a>0,b>0)與直線有公共點(diǎn)的充要條件是.
8.已知雙曲線(b>a>0),O為坐標(biāo)原點(diǎn),P、Q為雙曲線上兩動點(diǎn),且.
(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最小值為;(3)的最小值是.
9.過雙曲線(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)F作直線交該雙曲線的右支于M,N兩點(diǎn),弦MN的垂直平分線交x軸于P,則.
10.已知雙曲線(a>0,b>0),A、B是雙曲線上的兩點(diǎn),線段AB的垂直平分線與x軸相交于點(diǎn),則或.
11.設(shè)P點(diǎn)是雙曲線(a>0,b>0)上異于實(shí)軸端點(diǎn)的任一點(diǎn),F1、F2為其焦點(diǎn)記,則(1).(2).
12.設(shè)A、B是雙曲線(a>0,b>0)的長軸兩端點(diǎn),P是雙曲線上的一點(diǎn),,,,c、e分別是雙曲線的半焦距離心率,則有(1).
(2).(3).
13.已知雙曲線(a>0,b>0)的右準(zhǔn)線與x軸相交于點(diǎn),過雙曲線右焦點(diǎn)的直線與雙曲線相交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)在右準(zhǔn)線上,且軸,則直線AC經(jīng)過線段EF的中點(diǎn).
14.過雙曲線焦半徑的端點(diǎn)作雙曲線的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應(yīng)交點(diǎn)與相應(yīng)焦點(diǎn)的連線必與切線垂直.
15.過雙曲線焦半徑的端點(diǎn)作雙曲線的切線交相應(yīng)準(zhǔn)線于一點(diǎn),則該點(diǎn)與焦點(diǎn)的連線必與焦半徑互相垂直.
16.雙曲線焦三角形中,外點(diǎn)到一焦點(diǎn)的距離與以該焦點(diǎn)為端點(diǎn)的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率).
(注:在雙曲線焦三角形中,非焦頂點(diǎn)的內(nèi)、外角平分線與長軸交點(diǎn)分別稱為內(nèi)、外點(diǎn)).
17.雙曲線焦三角形中,其焦點(diǎn)所對的旁心將外點(diǎn)與非焦頂點(diǎn)連線段分成定比e.
18.雙曲線焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點(diǎn)到雙曲線中心的比例中項(xiàng).
其他常用公式:
1、連結(jié)圓錐曲線上兩個(gè)點(diǎn)的線段稱為圓錐曲線的弦,利用方程的根與系數(shù)關(guān)系來計(jì)算弦長,常用的弦長公式:
2、直線的一般式方程:任何直線均可寫成(A,B不同時(shí)為0)的形式。
3、知直線橫截距,常設(shè)其方程為(它不適用于斜率為0的直線)
與直線垂直的直線可表示為。
4、兩平行線間的距離為。
5、若直線與直線平行
則(斜率)且(在軸上截距)(充要條件)
6、圓的一般方程:,特別提醒:只有當(dāng)時(shí),方程才表示圓心為,半徑為的圓。二元二次方程表示圓的充要條件是且且。
7、圓的參數(shù)方程:(為參數(shù)),其中圓心為,半徑為。圓的參數(shù)方程的主要應(yīng)用是三角換元:;
8、為直徑端點(diǎn)的圓方程
切線長:過圓()外一點(diǎn)所引圓的切線的長為()
9、弦長問題:①圓的弦長的計(jì)算:常用弦心距,弦長一半及圓的半徑所構(gòu)成的直角三角形來解:;②過兩圓、交點(diǎn)的圓(公共弦)系為,當(dāng)時(shí),方程為兩圓公共弦所在直線方程.。
攻克圓錐曲線解答題的策略
摘要:為幫助高三學(xué)生學(xué)好圓錐曲線解答題,提高成績,戰(zhàn)勝高考,可從四個(gè)方面著手:知識儲備、方法儲備、思維訓(xùn)練、強(qiáng)化訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞:知識儲備方法儲備思維訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練
第一、知識儲備:
1.直線方程的形式
(1)直線方程的形式有五件:點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式、斜截式、截距式、一般式。
(2)與直線相關(guān)的重要內(nèi)容
①傾斜角與斜率
②點(diǎn)到直線的距離③夾角公式:
(3)弦長公式
直線上兩點(diǎn)間的距離:
或
(4)兩條直線的位置關(guān)系
①=-1②
2、圓錐曲線方程及性質(zhì)
(1)、橢圓的方程的形式有幾種?(三種形式)
標(biāo)準(zhǔn)方程:
距離式方程:
參數(shù)方程:
(2)、雙曲線的方程的形式有兩種
標(biāo)準(zhǔn)方程:
距離式方程:
(3)、三種圓錐曲線的通徑你記得嗎?
(4)、圓錐曲線的定義你記清楚了嗎?
如:已知是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),平面內(nèi)一個(gè)動點(diǎn)M滿足則動點(diǎn)M的軌跡是()
A、雙曲線;B、雙曲線的一支;C、兩條射線;D、一條射線
(5)、焦點(diǎn)三角形面積公式:
(其中)
(6)、記住焦半徑公式:(1),可簡記為“左加右減,上加下減”。
(2)
(3)
(6)、橢圓和雙曲線的基本量三角形你清楚嗎?
第二、方法儲備
1、點(diǎn)差法(中點(diǎn)弦問題)
設(shè)、,為橢圓的弦中點(diǎn)則有
,;兩式相減得
=
2、聯(lián)立消元法:你會解直線與圓錐曲線的位置關(guān)系一類的問題嗎?經(jīng)典套路是什么?如果有兩個(gè)參數(shù)怎么辦?
設(shè)直線的方程,并且與曲線的方程聯(lián)立,消去一個(gè)未知數(shù),得到一個(gè)二次方程,使用判別式,以及根與系數(shù)的關(guān)系,代入弦長公式,設(shè)曲線上的兩點(diǎn),將這兩點(diǎn)代入曲線方程得到○1○2兩個(gè)式子,然后○1-○2,整體消元,若有兩個(gè)字母未知數(shù),則要找到它們的聯(lián)系,消去一個(gè),比如直線過焦點(diǎn),則可以利用三點(diǎn)A、B、F共線解決之。若有向量的關(guān)系,則尋找坐標(biāo)之間的關(guān)系,根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合消元處理。一旦設(shè)直線為,就意味著k存在。
例1、已知三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)均在橢圓上,且點(diǎn)A是橢圓短軸的一個(gè)端點(diǎn)(點(diǎn)A在y軸正半軸上).
(1)若三角形ABC的重心是橢圓的右焦點(diǎn),試求直線BC的方程;
(2)若角A為,AD垂直BC于D,試求點(diǎn)D的軌跡方程.
分析:第一問抓住“重心”,利用點(diǎn)差法及重心坐標(biāo)公式可求出中點(diǎn)弦BC的斜率,從而寫出直線BC的方程。第二問抓住角A為可得出AB⊥AC,從而得,然后利用聯(lián)立消元法及交軌法求出點(diǎn)D的軌跡方程;
解:(1)設(shè)B(,),C(,),BC中點(diǎn)為(),F(2,0)則有
兩式作差有(1)
F(2,0)為三角形重心,所以由,得,由得,代入(1)得
直線BC的方程為
2)由AB⊥AC得(2)
設(shè)直線BC方程為,得
,
代入(2)式得
,解得或
直線過定點(diǎn)(0,,設(shè)D(x,y),則,即
所以所求點(diǎn)D的軌跡方程是。
4、設(shè)而不求法
例2、如圖,已知梯形ABCD中,點(diǎn)E分有向線段所成的比為,雙曲線過C、D、E三點(diǎn),且以A、B為焦點(diǎn)當(dāng)時(shí),求雙曲線離心率的取值范圍。
分析:本小題主要考查坐標(biāo)法、定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式、雙曲線的概念和性質(zhì),推理、運(yùn)算能力和綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力。建立直角坐標(biāo)系,如圖,若設(shè)C,代入,求得,進(jìn)而求得再代入,建立目標(biāo)函數(shù),整理,此運(yùn)算量可見是難上加難.我們對可采取設(shè)而不求的解題策略,
建立目標(biāo)函數(shù),整理,化繁為簡.
解法一:如圖,以AB為垂直平分線為軸,直線AB為軸,建立直角坐標(biāo)系,則CD⊥軸因?yàn)殡p曲線經(jīng)過點(diǎn)C、D,且以A、B為焦點(diǎn),由雙曲線的對稱性知C、D關(guān)于軸對稱
依題意,記A,C,E,其中為雙曲線的半焦距,是梯形的高,由定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式得
,
設(shè)雙曲線的方程為,則離心率
由點(diǎn)C、E在雙曲線上,將點(diǎn)C、E的坐標(biāo)和代入雙曲線方程得
,①
②
由①式得,③
將③式代入②式,整理得
,
故
由題設(shè)得,
解得
所以雙曲線的離心率的取值范圍為
分析:考慮為焦半徑,可用焦半徑公式,用的橫坐標(biāo)表示,回避的計(jì)算,達(dá)到設(shè)而不求的解題策略.
解法二:建系同解法一,,
,又,代入整理,由題設(shè)得,
解得
所以雙曲線的離心率的取值范圍為
5、判別式法
例3已知雙曲線,直線過點(diǎn),斜率為,當(dāng)時(shí),雙曲線的上支上有且僅有一點(diǎn)B到直線的距離為,試求的值及此時(shí)點(diǎn)B的坐標(biāo)。
分析1:解析幾何是用代數(shù)方法來研究幾何圖形的一門學(xué)科,因此,數(shù)形結(jié)合必然是研究解析幾何問題的重要手段.從“有且僅有”這個(gè)微觀入手,對照草圖,不難想到:過點(diǎn)B作與平行的直線,必與雙曲線C相切.而相切的代數(shù)表現(xiàn)形式是所構(gòu)造方程的判別式.由此出發(fā),可設(shè)計(jì)如下解題思路:
解題過程略.
分析2:如果從代數(shù)推理的角度去思考,就應(yīng)當(dāng)把距離用代數(shù)式表達(dá),即所謂“有且僅有一點(diǎn)B到直線的距離為”,相當(dāng)于化歸的方程有唯一解.據(jù)此設(shè)計(jì)出如下解題思路:
簡解:設(shè)點(diǎn)為雙曲線C上支上任一點(diǎn),則點(diǎn)M到直線的距離為:
于是,問題即可轉(zhuǎn)化為如上關(guān)于的方程.
由于,所以,從而有
于是關(guān)于的方程
由可知:
方程的二根同正,故恒成立,于是等價(jià)于
.
由如上關(guān)于的方程有唯一解,得其判別式,就可解得.
點(diǎn)評:上述解法緊扣解題目標(biāo),不斷進(jìn)行問題轉(zhuǎn)換,充分體現(xiàn)了全局觀念與整體思維的優(yōu)越性.
例4已知橢圓C:和點(diǎn)P(4,1),過P作直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),在線段AB上取點(diǎn)Q,使,求動點(diǎn)Q的軌跡所在曲線的方程.
分析:這是一個(gè)軌跡問題,解題困難在于多動點(diǎn)的困擾,學(xué)生往往不知從何入手。其實(shí),應(yīng)該想到軌跡問題可以通過參數(shù)法求解.因此,首先是選定參數(shù),然后想方設(shè)法將點(diǎn)Q的橫、縱坐標(biāo)用參數(shù)表達(dá),最后通過消參可達(dá)到解題的目的.
由于點(diǎn)的變化是由直線AB的變化引起的,自然可選擇直線AB的斜率作為參數(shù),如何將與聯(lián)系起來?一方面利用點(diǎn)Q在直線AB上;另一方面就是運(yùn)用題目條件:來轉(zhuǎn)化.由A、B、P、Q四點(diǎn)共線,不難得到,要建立與的關(guān)系,只需將直線AB的方程代入橢圓C的方程,利用韋達(dá)定理即可.
通過這樣的分析,可以看出,雖然我們還沒有開始解題,但對于如何解決本題,已經(jīng)做到心中有數(shù).
在得到之后,如果能夠從整體上把握,認(rèn)識到:所謂消參,目的不過是得到關(guān)于的方程(不含k),則可由解得,直接代入即可得到軌跡方程。從而簡化消去參的過程。
簡解:設(shè),則由可得:,
解之得:(1)
設(shè)直線AB的方程為:,代入橢圓C的方程,消去得出關(guān)于x的一元二次方程:
(2)
∴
代入(1),化簡得:(3)
與聯(lián)立,消去得:
在(2)中,由,解得,結(jié)合(3)可求得
故知點(diǎn)Q的軌跡方程為:().
點(diǎn)評:由方程組實(shí)施消元,產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)于一個(gè)變量的一元二次方程,其判別式、韋達(dá)定理模塊思維易于想到.這當(dāng)中,難點(diǎn)在引出參,活點(diǎn)在應(yīng)用參,重點(diǎn)在消去參.,而“引參、用參、消參”三步曲,正是解析幾何綜合問題求解的一條有效通道.
6、求根公式法
例5設(shè)直線過點(diǎn)P(0,3),和橢圓順次交于A、B兩點(diǎn),試求的取值范圍.
分析:本題中,絕大多數(shù)同學(xué)不難得到:=,但從此后卻一籌莫展,問題的根源在于對題目的整體把握不夠.事實(shí)上,所謂求取值范圍,不外乎兩條路:其一是構(gòu)造所求變量關(guān)于某個(gè)(或某幾個(gè))參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式(或方程),這只需利用對應(yīng)的思想實(shí)施;其二則是構(gòu)造關(guān)于所求量的一個(gè)不等關(guān)系.
分析1:從第一條想法入手,=已經(jīng)是一個(gè)關(guān)系式,但由于有兩個(gè)變量,同時(shí)這兩個(gè)變量的范圍不好控制,所以自然想到利用第3個(gè)變量——直線AB的斜率k.問題就轉(zhuǎn)化為如何將轉(zhuǎn)化為關(guān)于k的表達(dá)式,到此為止,將直線方程代入橢圓方程,消去y得出關(guān)于的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.
簡解1:當(dāng)直線垂直于x軸時(shí),可求得;
當(dāng)與x軸不垂直時(shí),設(shè),直線的方程為:,代入橢圓方程,消去得
解之得
因?yàn)闄E圓關(guān)于y軸對稱,點(diǎn)P在y軸上,所以只需考慮的情形.
當(dāng)時(shí),,,
所以===.
由,解得,
所以,
綜上.
分析2:如果想構(gòu)造關(guān)于所求量的不等式,則應(yīng)該考慮到:判別式往往是產(chǎn)生不等的根源.由判別式值的非負(fù)性可以很快確定的取值范圍,于是問題轉(zhuǎn)化為如何將所求量與聯(lián)系起來.一般來說,韋達(dá)定理總是充當(dāng)這種問題的橋梁,但本題無法直接應(yīng)用韋達(dá)定理,原因在于不是關(guān)于的對稱關(guān)系式.原因找到后,解決問題的方法自然也就有了,即我們可以構(gòu)造關(guān)于的對稱關(guān)系式.
簡解2:設(shè)直線的方程為:,代入橢圓方程,消去得
(*)
則
令,則,
在(*)中,由判別式可得,
從而有,所以,解得.
結(jié)合得.
綜上,.
點(diǎn)評:范圍問題不等關(guān)系的建立途徑多多,諸如判別式法,均值不等式法,變量的有界性法,函數(shù)的性質(zhì)法,數(shù)形結(jié)合法等等.本題也可從數(shù)形結(jié)合的角度入手,給出又一優(yōu)美解法.
解題猶如打仗,不能只是忙于沖鋒陷陣,一時(shí)局部的勝利并不能說明問題,有時(shí)甚至?xí)痪植克m纏而看不清問題的實(shí)質(zhì)所在,只有見微知著,樹立全局觀念,講究排兵布陣,運(yùn)籌帷幄,方能決勝千里.
第三、推理訓(xùn)練:數(shù)學(xué)推理是由已知的數(shù)學(xué)命題得出新命題的基本思維形式,它是數(shù)學(xué)求解的核心。以已知的真實(shí)數(shù)學(xué)命題,即定義、公理、定理、性質(zhì)等為依據(jù),選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法,達(dá)到解題目標(biāo),得出結(jié)論的一系列推理過程。在推理過程中,必須注意所使用的命題之間的相互關(guān)系(充分性、必要性、充要性等),做到思考縝密、推理嚴(yán)密。通過編寫思維流程圖來錘煉自己的大腦,快速提高解題能力。
例6橢圓長軸端點(diǎn)為,為橢圓中心,為橢圓的右焦點(diǎn),且,.
(Ⅰ)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)記橢圓的上頂點(diǎn)為,直線交橢圓于兩點(diǎn),問:是否存在直線,使點(diǎn)恰為的垂心?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由。
思維流程:
解題過程:
(Ⅰ)如圖建系,設(shè)橢圓方程為,則
又∵即,∴
故橢圓方程為
(Ⅱ)假設(shè)存在直線交橢圓于兩點(diǎn),且恰為的垂心,則
設(shè),∵,故,
于是設(shè)直線為,由得,
∵又
得即
由韋達(dá)定理得
解得或(舍)經(jīng)檢驗(yàn)符合條件.
點(diǎn)石成金:垂心的特點(diǎn)是垂心與頂點(diǎn)的連線垂直對邊,然后轉(zhuǎn)化為兩向量乘積為零.
例7、已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,且經(jīng)過、、三點(diǎn).
(Ⅰ)求橢圓的方程:
(Ⅱ)若點(diǎn)D為橢圓上不同于、的任意一點(diǎn),,當(dāng)Δ內(nèi)切圓的面積最大時(shí),求Δ內(nèi)心的坐標(biāo);
思維流程:
(Ⅰ)
解題過程:(Ⅰ)設(shè)橢圓方程為,將、、代入橢圓E的方程,得
解得.∴橢圓的方程.
(Ⅱ),設(shè)Δ邊上的高為
當(dāng)點(diǎn)在橢圓的上頂點(diǎn)時(shí),最大為,所以的最大值為.
設(shè)Δ的內(nèi)切圓的半徑為,因?yàn)棣さ闹荛L為定值6.所以,
所以的最大值為.所以內(nèi)切圓圓心的坐標(biāo)為.
點(diǎn)石成金:
例8、已知定點(diǎn)及橢圓,過點(diǎn)的動直線與橢圓相交于兩點(diǎn).
(Ⅰ)若線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是,求直線的方程;
(Ⅱ)在軸上是否存在點(diǎn),使為常數(shù)?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
思維流程:
(Ⅰ)解:依題意,直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,
將代入,消去整理得
設(shè)
則
由線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是,得,解得,符合題意。
所以直線的方程為,或.
(Ⅱ)解:假設(shè)在軸上存在點(diǎn),使為常數(shù).
①當(dāng)直線與軸不垂直時(shí),由(Ⅰ)知
所以
將代入,整理得
注意到是與無關(guān)的常數(shù),從而有,此時(shí)
②當(dāng)直線與軸垂直時(shí),此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,當(dāng)時(shí),亦有
綜上,在軸上存在定點(diǎn),使為常數(shù).
點(diǎn)石成金:
例9、已知橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,長軸長是短軸長的2倍且經(jīng)過點(diǎn)M(2,1),平行于OM的直線在y軸上的截距為m(m≠0),交橢圓于A、B兩個(gè)不同點(diǎn)。
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求m的取值范圍;
(Ⅲ)求證直線MA、MB與x軸始終圍成一個(gè)等腰三角形.
思維流程:
解:(1)設(shè)橢圓方程為
則∴橢圓方程為
(Ⅱ)∵直線l平行于OM,且在y軸上的截距為m
又KOM=
由
∵直線l與橢圓交于A、B兩個(gè)不同點(diǎn),
(Ⅲ)設(shè)直線MA、MB的斜率分別為k1,k2,只需證明k1+k2=0即可
設(shè)
則
故直線MA、MB與x軸始終圍成一個(gè)等腰三角形.
點(diǎn)石成金:直線MA、MB與x軸始終圍成一個(gè)等腰三角形
例10、已知雙曲線的離心率,過的直線到原點(diǎn)的距離是
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知直線交雙曲線于不同的點(diǎn)C,D且C,D都在以B為圓心的圓上,求k的值.
思維流程:
解:∵(1)原點(diǎn)到直線AB:的距離.
故所求雙曲線方程為
(2)把中消去y,整理得.
設(shè)的中點(diǎn)是,則
即
故所求k=±.
點(diǎn)石成金:C,D都在以B為圓心的圓上BC=BDBE⊥CD;
例11、已知橢圓C的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,橢圓C上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離的最大值為3,最小值為1.
(Ⅰ)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(II)若直線y=kx+m與橢圓C相交于A、B兩點(diǎn)(A、B不是左右頂點(diǎn)),且以AB為直徑的圓過橢圓C的右頂點(diǎn).求證:直線過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
思維流程:
解:(Ⅰ)由題意設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
由已知得:,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(II)設(shè).
聯(lián)立
得,則
又.
因?yàn)橐詾橹睆降膱A過橢圓的右頂點(diǎn),
,即..
..
解得:,且均滿足.
當(dāng)時(shí),的方程,直線過點(diǎn),與已知矛盾;
當(dāng)時(shí),的方程為,直線過定點(diǎn).
所以,直線過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.
點(diǎn)石成金:以AB為直徑的圓過橢圓C的右頂點(diǎn)CA⊥CB;
例12、已知雙曲線的左右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)P在雙曲線右支上.
(Ⅰ)若當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為時(shí),,求雙曲線的方程;
(Ⅱ)若,求雙曲線離心率的最值,并寫出此時(shí)雙曲線的漸進(jìn)線方程.
思維流程:
解:(Ⅰ)(法一)由題意知,,,
,(1分)
解得.由雙曲線定義得:
,
所求雙曲線的方程為:
(法二)因,由斜率之積為,可得解.
(Ⅱ)設(shè),
(法一)設(shè)P的坐標(biāo)為,由焦半徑公式得,,,
的最大值為2,無最小值.此時(shí),
此時(shí)雙曲線的漸進(jìn)線方程為
(法二)設(shè),.
(1)當(dāng)時(shí),,
此時(shí).
(2)當(dāng),由余弦定理得:
,
,,綜上,的最大值為2,但無最小值.(以下法一)
幾何圓錐曲線
第十章圓錐曲線
★知識網(wǎng)絡(luò)★
第1講橢圓
★知識梳理★
1.橢圓定義:
(1)第一定義:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和為常數(shù)的動點(diǎn)的軌跡叫橢圓,其中兩個(gè)定點(diǎn)叫橢圓的焦點(diǎn).
當(dāng)時(shí),的軌跡為橢圓;;
當(dāng)時(shí),的軌跡不存在;
當(dāng)時(shí),的軌跡為以為端點(diǎn)的線段
(2)橢圓的第二定義:平面內(nèi)到定點(diǎn)與定直線(定點(diǎn)不在定直線上)的距離之比是常數(shù)()的點(diǎn)的軌跡為橢圓
(利用第二定義,可以實(shí)現(xiàn)橢圓上的動點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離相互轉(zhuǎn)化).
2.橢圓的方程與幾何性質(zhì):
標(biāo)準(zhǔn)方程
性
質(zhì)參數(shù)關(guān)系
焦點(diǎn)
焦距
范圍
頂點(diǎn)
對稱性關(guān)于x軸、y軸和原點(diǎn)對稱
離心率
準(zhǔn)線
3.點(diǎn)與橢圓的位置關(guān)系:
當(dāng)時(shí),點(diǎn)在橢圓外;當(dāng)時(shí),點(diǎn)在橢圓內(nèi);當(dāng)時(shí),點(diǎn)在橢圓上;
4.直線與橢圓的位置關(guān)系
直線與橢圓相交;直線與橢圓相切;直線與橢圓相離
★重難點(diǎn)突破★
重點(diǎn):掌握橢圓的定義標(biāo)準(zhǔn)方程,會用定義和求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,能通過方程研究橢圓的幾何性質(zhì)及其應(yīng)用
難點(diǎn):橢圓的幾何元素與參數(shù)的轉(zhuǎn)換
重難點(diǎn):運(yùn)用數(shù)形結(jié)合,圍繞“焦點(diǎn)三角形”,用代數(shù)方法研究橢圓的性質(zhì),把握幾何元素轉(zhuǎn)換成參數(shù)的關(guān)系
1.要有用定義的意識
問題1已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),過的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn)若,則=______________。
[解析]的周長為,=8
2.求標(biāo)準(zhǔn)方程要注意焦點(diǎn)的定位
問題2橢圓的離心率為,則
[解析]當(dāng)焦點(diǎn)在軸上時(shí),;
當(dāng)焦點(diǎn)在軸上時(shí),,
綜上或3
★熱點(diǎn)考點(diǎn)題型探析★
考點(diǎn)1橢圓定義及標(biāo)準(zhǔn)方程
題型1:橢圓定義的運(yùn)用
[例1](湖北部分重點(diǎn)中學(xué)2009屆高三聯(lián)考)橢圓有這樣的光學(xué)性質(zhì):從橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)出發(fā)的光線,經(jīng)橢圓反射后,反射光線經(jīng)過橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn),今有一個(gè)水平放置的橢圓形臺球盤,點(diǎn)A、B是它的焦點(diǎn),長軸長為2a,焦距為2c,靜放在點(diǎn)A的小球(小球的半徑不計(jì)),從點(diǎn)A沿直線出發(fā),經(jīng)橢圓壁反彈后第一次回到點(diǎn)A時(shí),小球經(jīng)過的路程是
A.4aB.2(a-c)C.2(a+c)D.以上答案均有可能
[解析]按小球的運(yùn)行路徑分三種情況:
(1),此時(shí)小球經(jīng)過的路程為2(a-c);
(2),此時(shí)小球經(jīng)過的路程為2(a+c);
(3)此時(shí)小球經(jīng)過的路程為4a,故選D
【名師指引】考慮小球的運(yùn)行路徑要全面
【新題導(dǎo)練】
1.(2007佛山南海)短軸長為,離心率的橢圓兩焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,過F1作直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),則△ABF2的周長為()
A.3B.6C.12D.24
[解析]C.長半軸a=3,△ABF2的周長為4a=12
2.(廣雅中學(xué)2008—2009學(xué)年度上學(xué)期期中考)已知為橢圓上的一點(diǎn),分別為圓和圓上的點(diǎn),則的最小值為()
A.5B.7C.13D.15
[解析]B.兩圓心C、D恰為橢圓的焦點(diǎn),,的最小值為10-1-2=7
題型2求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
[例2]設(shè)橢圓的中心在原點(diǎn),坐標(biāo)軸為對稱軸,一個(gè)焦點(diǎn)與短軸兩端點(diǎn)的連線互相垂直,且此焦點(diǎn)與長軸上較近的端點(diǎn)距離為-4,求此橢圓方程.
【解題思路】將題中所給條件用關(guān)于參數(shù)的式子“描述”出來
[解析]設(shè)橢圓的方程為或,
則,
解之得:,b=c=4.則所求的橢圓的方程為或.
【名師指引】準(zhǔn)確把握圖形特征,正確轉(zhuǎn)化出參數(shù)的數(shù)量關(guān)系.
[警示]易漏焦點(diǎn)在y軸上的情況.
【新題導(dǎo)練】
3.如果方程x2+ky2=2表示焦點(diǎn)在y軸的橢圓,那么實(shí)數(shù)k的取值范圍是____________.
[解析](0,1).橢圓方程化為+=1.焦點(diǎn)在y軸上,則2,即k1.
又k0,∴0k1.
4.已知方程,討論方程表示的曲線的形狀
[解析]當(dāng)時(shí),,方程表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,
當(dāng)時(shí),,方程表示圓心在原點(diǎn)的圓,
當(dāng)時(shí),,方程表示焦點(diǎn)在x軸上的橢圓
5.橢圓對稱軸在坐標(biāo)軸上,短軸的一個(gè)端點(diǎn)與兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)正三角形,焦點(diǎn)到橢圓上的點(diǎn)的最短距離是,求這個(gè)橢圓方程.
[解析],,所求方程為+=1或+=1.
考點(diǎn)2橢圓的幾何性質(zhì)
題型1:求橢圓的離心率(或范圍)
[例3]在中,.若以為焦點(diǎn)的橢圓經(jīng)過點(diǎn),則該橢圓的離心率.
【解題思路】由條件知三角形可解,然后用定義即可求出離心率
[解析],
,
【名師指引】(1)離心率是刻畫橢圓“圓扁”程度的量,決定了橢圓的形狀;反之,形狀確定,離心率也隨之確定
(2)只要列出的齊次關(guān)系式,就能求出離心率(或范圍)
(3)“焦點(diǎn)三角形”應(yīng)給予足夠關(guān)注
【新題導(dǎo)練】
6.(執(zhí)信中學(xué)2008-2009學(xué)年度第一學(xué)期高三期中考試)如果一個(gè)橢圓的長軸長是短軸長的兩倍,那么這個(gè)橢圓的離心率為
....
[解析]選
7.(江蘇鹽城市三星級高中2009屆第一協(xié)作片聯(lián)考)已知m,n,m+n成等差數(shù)列,m,n,mn成等比數(shù)列,則橢圓的離心率為
[解析]由,橢圓的離心率為
8.(山東濟(jì)寧2007—2008學(xué)年度高三第一階段質(zhì)量檢測)
我國于07年10月24日成功發(fā)射嫦娥一號衛(wèi)星,并經(jīng)四次變軌飛向月球。嫦娥一號繞地球運(yùn)行的軌跡是以地球的地心為焦點(diǎn)的橢圓。若第一次變軌前衛(wèi)星的近地點(diǎn)到地心的距離為m,遠(yuǎn)地點(diǎn)到地心的距離為n,第二次變軌后兩距離分別為2m、2n(近地點(diǎn)是指衛(wèi)星距離地面最近的點(diǎn),遠(yuǎn)地點(diǎn)是距離地面最遠(yuǎn)的點(diǎn)),則第一次變軌前的橢圓的離心率比第二次變軌后的橢圓的離心率()
A.不變B.變小C.變大D.無法確定
[解析],,選A
題型2:橢圓的其他幾何性質(zhì)的運(yùn)用(范圍、對稱性等)
[例4]已知實(shí)數(shù)滿足,求的最大值與最小值
【解題思路】把看作的函數(shù)
[解析]由得,
當(dāng)時(shí),取得最小值,當(dāng)時(shí),取得最大值6
【名師指引】注意曲線的范圍,才能在求最值時(shí)不出差錯
【新題導(dǎo)練】
9.已知點(diǎn)是橢圓(,)上兩點(diǎn),且,則=
[解析]由知點(diǎn)共線,因橢圓關(guān)于原點(diǎn)對稱,
10.如圖,把橢圓的長軸分成等份,過每個(gè)分點(diǎn)作軸的垂線交橢圓的上半部分于七個(gè)點(diǎn),是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)
則________________
[解析]由橢圓的對稱性知:.
考點(diǎn)3橢圓的最值問題
題型:動點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動時(shí)涉及的距離、面積的最值
[例5]橢圓上的點(diǎn)到直線l:的距離的最小值為___________.
【解題思路】把動點(diǎn)到直線的距離表示為某個(gè)變量的函數(shù)
[解析]在橢圓上任取一點(diǎn)P,設(shè)P().那么點(diǎn)P到直線l的距離為:
【名師指引】也可以直接設(shè)點(diǎn),用表示后,把動點(diǎn)到直線的距離表示為的函數(shù),關(guān)鍵是要具有“函數(shù)思想”
【新題導(dǎo)練】
11.橢圓的內(nèi)接矩形的面積的最大值為
[解析]設(shè)內(nèi)接矩形的一個(gè)頂點(diǎn)為,
矩形的面積
12.是橢圓上一點(diǎn),、是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),求的最大值與最小值
[解析]
當(dāng)時(shí),取得最大值,
當(dāng)時(shí),取得最小值
13.(2007惠州)已知點(diǎn)是橢圓上的在第一象限內(nèi)的點(diǎn),又、,
是原點(diǎn),則四邊形的面積的最大值是_________.
[解析]設(shè),則
考點(diǎn)4橢圓的綜合應(yīng)用
題型:橢圓與向量、解三角形的交匯問題
[例6]已知橢圓的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),一個(gè)長軸端點(diǎn)為,短軸端點(diǎn)和焦點(diǎn)所組成的四邊形為正方形,直線與y軸交于點(diǎn)P(0,m),與橢圓C交于相異兩點(diǎn)A、B,且.
(1)求橢圓方程;
(2)求m的取值范圍.
【解題思路】通過,溝通A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系,再利用判別式和根與系數(shù)關(guān)系得到一個(gè)關(guān)于m的不等式
[解析](1)由題意可知橢圓為焦點(diǎn)在軸上的橢圓,可設(shè)
由條件知且,又有,解得
故橢圓的離心率為,其標(biāo)準(zhǔn)方程為:
(2)設(shè)l與橢圓C交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2)
y=kx+m2x2+y2=1得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)0(*)
x1+x2=-2kmk2+2,x1x2=m2-1k2+2
∵AP=3PB∴-x1=3x2∴x1+x2=-2x2x1x2=-3x22
消去x2,得3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3(-2kmk2+2)2+4m2-1k2+2=0
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0
m2=14時(shí),上式不成立;m2≠14時(shí),k2=2-2m24m2-1,
因λ=3∴k≠0∴k2=2-2m24m2-10,∴-1m-12或12m1
容易驗(yàn)證k22m2-2成立,所以(*)成立
即所求m的取值范圍為(-1,-12)∪(12,1)
【名師指引】橢圓與向量、解三角形的交匯問題是高考熱點(diǎn)之一,應(yīng)充分重視向量的功能
【新題導(dǎo)練】
14.(2007廣州四校聯(lián)考)設(shè)過點(diǎn)的直線分別與軸的正半軸和軸的正半軸交于、兩點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于軸對稱,為坐標(biāo)原點(diǎn),若,且,則點(diǎn)的軌跡方程是()
A.B.
C.D.
[解析],選A.
15.如圖,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,AB=2,AC=。一曲線E過點(diǎn)C,動點(diǎn)P在曲線E上運(yùn)動,且保持|PA|+|PB|的值不變,直線l經(jīng)過A與曲線E交于M、N兩點(diǎn)。
(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線E的方程;
(2)設(shè)直線l的斜率為k,若∠MBN為鈍角,求k的取值范圍。
解:(1)以AB所在直線為x軸,AB的中點(diǎn)O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,則A(-1,0),B(1,0)
由題設(shè)可得
∴動點(diǎn)P的軌跡方程為,
則
∴曲線E方程為
(2)直線MN的方程為
由
∴方程有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根
∵∠MBN是鈍角
即
解得:
又M、B、N三點(diǎn)不共線
綜上所述,k的取值范圍是
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基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練
1.如圖所示,橢圓中心在原點(diǎn),F是左焦點(diǎn),直線與BF交于D,且,則橢圓的離心率為()
ABCD
[解析]B.
2.(廣東省四校聯(lián)合體2007-2008學(xué)年度聯(lián)合考試)設(shè)F1、F2為橢圓+y2=1的兩焦點(diǎn),P在橢圓上,當(dāng)△F1PF2面積為1時(shí),的值為
A、0B、1C、2D、3
[解析]A.,P的縱坐標(biāo)為,從而P的坐標(biāo)為,0,
3.(廣東廣雅中學(xué)2008—2009學(xué)年度上學(xué)期期中考)橢圓的一條弦被平分,那么這條弦所在的直線方程是
A.B.C.D.
[解析]D.,,兩式相減得:,,
4.在中,,.若以為焦點(diǎn)的橢圓經(jīng)過點(diǎn),則該橢圓的離心率.
[解析]
5.已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),若,則此橢圓的離心率為_________.
[解析][三角形三邊的比是]
6.(2008江蘇)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓1(0)的焦距為2,以O(shè)為圓心,為半徑的圓,過點(diǎn)作圓的兩切線互相垂直,則離心率=.
[解析]
綜合提高訓(xùn)練
7、已知橢圓與過點(diǎn)A(2,0),B(0,1)的直線l有且只有一個(gè)公共點(diǎn)T,且橢圓的離心率.求橢圓方程
[解析]直線l的方程為:
由已知①
由得:
∴,即②
由①②得:
故橢圓E方程為
8.(廣東省汕頭市金山中學(xué)2008-2009學(xué)年高三第一次月考)
已知A、B分別是橢圓的左右兩個(gè)焦點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P)在橢圓上,線段PB與y軸的交點(diǎn)M為線段PB的中點(diǎn)。
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)點(diǎn)C是橢圓上異于長軸端點(diǎn)的任意一點(diǎn),對于△ABC,求的值。
[解析](1)∵點(diǎn)是線段的中點(diǎn)
∴是△的中位線
又∴
∴
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1
(2)∵點(diǎn)C在橢圓上,A、B是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)
∴AC+BC=2a=,AB=2c=2
在△ABC中,由正弦定理,
∴=
9.(海珠區(qū)2009屆高三綜合測試二)已知長方形ABCD,AB=2,BC=1.以AB的中點(diǎn)為原點(diǎn)建立如圖8所示的平面直角坐標(biāo)系.
(Ⅰ)求以A、B為焦點(diǎn),且過C、D兩點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)過點(diǎn)P(0,2)的直線交(Ⅰ)中橢圓于M,N兩點(diǎn),是否存在直線,使得以弦MN為直徑的圓恰好過原點(diǎn)?若存在,求出直線的方程;若不存在,說明理由.