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1、圓錐曲線的解題技巧一、常規(guī)七大題型:(1)中點(diǎn)弦問(wèn)題具有斜率的弦中點(diǎn)問(wèn)題,常用設(shè)而不求法(點(diǎn)差法):設(shè)曲線上兩點(diǎn)為(,)xy11,(,)xy22,代入方程,然后兩方程相減,再應(yīng)用中點(diǎn)關(guān)系及斜率公式(當(dāng)然在這里也要注意斜率不存在的請(qǐng)款討論),消去四個(gè)參數(shù)。如: (1))0( 12222babyax與直線相交于a、b,設(shè)弦ab 中點(diǎn)為m(x0,y0),則有02020kbyax。(2))0, 0(12222babyax與直線 l 相交于 a、b,設(shè)弦 ab中點(diǎn)為 m(x0,y0) 則有02020kbyax(3)y2=2px(p0)與直線 l 相交于 a、b設(shè)弦 ab中點(diǎn)為 m(x0,y0), 則有
2、2y0k=2p,即 y0k=p. 典型例題給定雙曲線xy2221。 過(guò) a (2, 1) 的直線與雙曲線交于兩點(diǎn)p1及p2,求線段p1p2的中點(diǎn) p的軌跡方程。(2)焦點(diǎn)三角形問(wèn)題橢圓或雙曲線上一點(diǎn)p,與兩個(gè)焦點(diǎn)f1、f2構(gòu)成的三角形問(wèn)題,常用正、余弦定理搭橋。典型例題設(shè) p(x,y) 為橢圓xayb22221上任一點(diǎn),fc10(, ),fc20( , )為焦點(diǎn),pf f12,pf f21。(1)求證離心率sinsin)sin(e;(2)求|pfpf1323的最值。(3)直線與圓錐曲線位置關(guān)系問(wèn)題直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的基本方法是解方程組,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為一元二次方程后利用判別式、根與系數(shù)的關(guān)系、
3、求根公式等來(lái)處理,應(yīng)特別注意數(shù)形結(jié)合的思想,通過(guò)圖形的直觀性幫助分析解決問(wèn)題,如果直線過(guò)橢圓的焦點(diǎn),結(jié)合三大曲線的定義去解。典型例題拋物線方程,直線與 軸的交點(diǎn)在拋物線準(zhǔn)線的右邊。yp xpxytx210() ()(1)求證:直線與拋物線總有兩個(gè)不同交點(diǎn)(2)設(shè)直線與拋物線的交點(diǎn)為a、b,且 oa ob ,求 p 關(guān)于 t 的函數(shù) f(t)的表達(dá)式。(4)圓錐曲線的相關(guān)最值(范圍)問(wèn)題圓錐曲線中的有關(guān)最值(范圍)問(wèn)題,常用代數(shù)法和幾何法解決。 若命題的條件和結(jié)論具有明顯的幾何意義,一般可用圖形性質(zhì)來(lái)解決。若命題的條件和結(jié)論體現(xiàn)明確的函數(shù)關(guān)系式,則可建立目標(biāo)函數(shù)(通常利用二次函數(shù),三角函數(shù),均值
4、不等式)求最值。(1) ,可以設(shè)法得到關(guān)于a 的不等式, 通過(guò)解不等式求出a 的范圍,即: “求范圍,找不等式 ” 。或者將 a 表示為另一個(gè)變量的函數(shù),利用求函數(shù)的值域求出a 的范圍;對(duì)于( 2)首先要把 nab的面積表示為一個(gè)變量的函數(shù),然后再求它的最大值, 即:“最值問(wèn)題,函數(shù)思想” 。最值問(wèn)題的處理思路: 1 、建立目標(biāo)函數(shù)。 用坐標(biāo)表示距離, 用方程消參轉(zhuǎn)化為一元二次函數(shù)的最值問(wèn)題,關(guān)鍵是由方程求x、y 的范圍;2、數(shù)形結(jié)合,用化曲為直的轉(zhuǎn)化思想;3、利用判別式,對(duì)于二次函數(shù)求最值,往往由條件建立二次方程,用判別式求最值;4、借助均值不等式求最值。典型例題已知拋物線 y2=2px(p
5、0) ,過(guò) m (a,0 )且斜率為1 的直線 l 與拋物線交于不同的兩點(diǎn) a、b,|ab| 2p (1)求 a 的取值范圍;(2)若線段 ab的垂直平分線交x 軸于點(diǎn) n,求 nab面積的最大值。(5)求曲線的方程問(wèn)題1曲線的形狀已知-這類(lèi)問(wèn)題一般可用待定系數(shù)法解決。典型例題已知直線 l 過(guò)原點(diǎn),拋物線c 的頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x 軸正半軸上。若點(diǎn)a (-1,0)和點(diǎn) b(0,8)關(guān)于 l 的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)都在c上,求直線 l 和拋物線 c的方程。2曲線的形狀未知-求軌跡方程典型例題已知直角坐標(biāo)平面上點(diǎn)q (2,0)和圓 c:x2+y2=1, 動(dòng)點(diǎn) m到圓 c 的切線長(zhǎng)與 |mq|的比等于常數(shù)(0),
6、求動(dòng)點(diǎn) m的軌跡方程,并說(shuō)明它是什么曲線。(6) 存在兩點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)問(wèn)題m n q o 在曲線上兩點(diǎn)關(guān)于某直線對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,可以按如下方式分三步解決:求兩點(diǎn)所在的直線,求這兩直線的交點(diǎn),使這交點(diǎn)在圓錐曲線形內(nèi)。(當(dāng)然也可以利用韋達(dá)定理并結(jié)合判別式來(lái)解決)典型例題已知橢圓c 的方程xy22431,試確定m 的取值范圍,使得對(duì)于直線yxm4,橢圓 c上有不同兩點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)(7)兩線段垂直問(wèn)題圓錐曲線兩焦半徑互相垂直問(wèn)題,常用kkyyxx1212121來(lái)處理或用向量的坐標(biāo)運(yùn)算來(lái)處理。典型例題已知直線l的斜率為k,且過(guò)點(diǎn)p(, )2 0,拋物線c yx:()241,直線l與拋物線 c有兩個(gè)不同的交點(diǎn)(
7、如圖) 。(1)求k的取值范圍;(2)直線l的傾斜角為何值時(shí), a、b與拋物線 c的焦點(diǎn)連線互相垂直。四、解題的技巧方面:在教學(xué)中,學(xué)生普遍覺(jué)得解析幾何問(wèn)題的計(jì)算量較大。事實(shí)上,如果我們能夠充分利用幾何圖形、韋達(dá)定理、曲線系方程,以及運(yùn)用“設(shè)而不求”的策略,往往能夠減少計(jì)算量。下面舉例說(shuō)明:(1)充分利用幾何圖形解析幾何的研究對(duì)象就是幾何圖形及其性質(zhì),所以在處理解析幾何問(wèn)題時(shí),除了運(yùn)用代數(shù)方程外,充分挖掘幾何條件,并結(jié)合平面幾何知識(shí),這往往能減少計(jì)算量。典型例題設(shè)直線340 xym與圓xyxy2220相交于 p、q兩點(diǎn),o為坐標(biāo)原點(diǎn),若op oq,求m的值。(2) 充分利用韋達(dá)定理及“設(shè)而不求
8、”的策略我們經(jīng)常設(shè)出弦的端點(diǎn)坐標(biāo)而不求它,而是結(jié)合韋達(dá)定理求解,這種方法在有關(guān)斜率、中點(diǎn)等問(wèn)題中常常用到。典型例題已知中心在原點(diǎn)o,焦點(diǎn)在y軸上的橢圓與直線yx1相交于 p、q兩點(diǎn),且op oq,|pq102,求此橢圓方程。(3) 充分利用曲線系方程利用曲線系方程可以避免求曲線的交點(diǎn),因此也可以減少計(jì)算。典型例題求經(jīng)過(guò)兩已知圓cxyxy122420:和cxyy22224:0 的交點(diǎn),且圓心在直線l:2410 xy上的圓的方程。(4)充分利用橢圓的參數(shù)方程橢圓的參數(shù)方程涉及到正、余弦,利用正、余弦的有界性,可以解決相關(guān)的求最值的問(wèn)題這也是我們常說(shuō)的三角代換法。典型例題p為橢圓22221xyab上
9、一動(dòng)點(diǎn), a為長(zhǎng)軸的右端點(diǎn), b為短軸的上端點(diǎn),求四邊形 oapb 面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)p的坐標(biāo)。(5)線段長(zhǎng)的幾種簡(jiǎn)便計(jì)算方法 充分利用現(xiàn)成結(jié)果,減少運(yùn)算過(guò)程一般地, 求直線與圓錐曲線相交的弦ab長(zhǎng)的方法是: 把直線方程ykxb代入圓錐曲線方程中,得到型如axbxc20的方程,方程的兩根設(shè)為xa,xb,判別式為,則|abkxxab12|12ak,若直接用結(jié)論,能減少配方、開(kāi)方等運(yùn)算過(guò)程。例求直線xy10被橢圓xy22416所截得的線段ab的長(zhǎng)。 結(jié)合圖形的特殊位置關(guān)系,減少運(yùn)算在求過(guò)圓錐曲線焦點(diǎn)的弦長(zhǎng)時(shí),由于圓錐曲線的定義都涉及焦點(diǎn),結(jié)合圖形運(yùn)用圓錐曲線的定義,可回避復(fù)雜運(yùn)算。例f1、f2是
10、橢圓xy222591的兩個(gè)焦點(diǎn), ab是經(jīng)過(guò)f1的弦,若|ab8,求值|22bfaf 利用圓錐曲線的定義,把到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線的距離例點(diǎn) a (3,2)為定點(diǎn),點(diǎn) f 是拋物線yx24的焦點(diǎn),點(diǎn) p在拋物線y24x上移動(dòng),若| |papf取得最小值,求點(diǎn)p的坐標(biāo)。圓錐曲線解題方法技巧歸納第一、知識(shí)儲(chǔ)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)容傾斜角與斜率tan,0,)k點(diǎn)到直線的距離0022axbycdab夾角公式:2121tan1kkk k(3)弦長(zhǎng)公式直線ykxb上兩點(diǎn)1122(,),(,)a xyb xy間的
11、距離:2121abkxx221212(1)()4kxxx x或12211abyyk(4)兩條直線的位置關(guān)系1212llk k=-1 212121/bbkkll且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:221(0,0)xymnmnmn且距離式方程:2222()()2xcyxcya參數(shù)方程:cos ,sinxayb(2)、雙曲線的方程的形式有兩種標(biāo)準(zhǔn)方程:221(0)xym nmn距離式方程:2222|()()| 2xcyxcya(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21ff 、是橢圓13422yx的兩個(gè)焦點(diǎn),平面內(nèi)一個(gè)
12、動(dòng)點(diǎn)m 滿(mǎn)足221mfmf則動(dòng)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:122tan2f pfpb在橢圓上時(shí), s(其中2221212121212|4,cos,|cos| |pfpfcf pfpfpfpfpfpfpf?uu u ruuu u ruuu ru uu u r)(6)、記住焦半徑公式:(1)00;xaexaey橢圓焦點(diǎn)在軸上時(shí)為焦點(diǎn)在 y軸上時(shí)為,可簡(jiǎn)記為“左加右減,上加下減” 。(2)0|xe xa雙曲線焦點(diǎn)在軸上時(shí)為(3)11|,|22ppxxy拋物線焦點(diǎn)在軸上時(shí)為焦點(diǎn)在 y軸上時(shí)為(6)、橢圓和雙曲線的基本量三
13、角形你清楚嗎?第二、方法儲(chǔ)備1、點(diǎn)差法(中點(diǎn)弦問(wèn)題)設(shè)11, yxa、22,yxb,bam,為橢圓13422yx的弦ab中點(diǎn)則有1342121yx,1342222yx;兩式相減得03422212221yyxx3421212121yyyyxxxxabk=ba432、聯(lián)立消元法:你會(huì)解直線與圓錐曲線的位置關(guān)系一類(lèi)的問(wèn)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0,以及根與系數(shù)的關(guān)系,代入弦長(zhǎng)公式,設(shè)曲線上的兩點(diǎn)1122(,),(,)a xyb xy, 將這兩點(diǎn)代入曲線方程得到12 兩個(gè)式子,然后1-2 ,整體消元
14、 ,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(guò)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ykxb,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805422yx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090,ad 垂直 bc于 d,試求點(diǎn) d 的軌跡方程 . 分析:第一問(wèn)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(xiě)出直線bc 的方程
15、。第二問(wèn)抓住角a 為090可得出 abac,從而得016)(14212121yyyyxx, 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 (1x,1y) ,c(2x,2y),bc中點(diǎn)為(00, yx),f(2,0) 則有11620,1162022222121yxyx兩式作差有016)(20)(21212121yyyyxxxx04500kyx(1) f(2,0)為三角形重心,所以由2321xx,得30 x,由03421yy得20y,代入( 1)得56k直線 bc 的方程為02856yx2)由 abac 得016)(14212121yyyyxx(2)設(shè)直線 bc 方程為805
16、4,22yxbkxy代入,得080510)54(222bbkxxk2215410kkbxx,222154805kbxx2222122154804,548kkbyykkyy代入( 2)式得0541632922kbb,解得)(4 舍b或94b直線過(guò)定點(diǎn)( 0,)94,設(shè) d(x,y) ,則1494xyxy,即016329922yxy所以所求點(diǎn) d 的軌跡方程是)4()920()916(222yyx。4、設(shè)而不求法例 2、 如圖,已知梯形 abcd 中cdab2, 點(diǎn) e 分有向線段ac所成的比為, 雙曲線過(guò) c、 d、 e 三點(diǎn),且以 a、 b 為焦點(diǎn)當(dāng)4332時(shí),求雙曲線離心率e的取值范圍。分析
17、: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(shí)解決問(wèn)題的能力。建立直角坐標(biāo)系xoy,如圖,若設(shè) chc,2,代入12222byax,求得hl,進(jìn)而求得,eexyll再代入12222byax,建立目標(biāo)函數(shù)( , , ,)0f a b c,整理( ,)0f e,此運(yùn)算量可見(jiàn)是難上加難 .我們對(duì)h可采取設(shè)而不求的解題策略, 建立目標(biāo)函數(shù)( , , ,)0f a b c,整理( ,)0f e,化繁為簡(jiǎn) . 解法一:如圖,以ab 為垂直平分線為y軸,直線 ab 為x軸,建立直角坐標(biāo)系xoy,則 cdy軸因?yàn)殡p曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)c、d,且以 a、b 為焦點(diǎn),由雙曲線
18、的對(duì)稱(chēng)性知c、d 關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)依題意,記 a0, c,chc,2,e00, yx,其中|21abc為雙曲線的半焦距,h是梯形的高,由定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式得122120cccx,10hy設(shè)雙曲線的方程為12222byax,則離心率ace由點(diǎn) c、e 在雙曲線上,將點(diǎn)c、e 的坐標(biāo)和ace代入雙曲線方程得14222bhe,11124222bhe由式得14222ebh,將式代入式,整理得214442e,故1312e由題設(shè)4332得,43231322e解得107e所以雙曲線的離心率的取值范圍為10,7分析:考慮,aeac為焦半徑 ,可用焦半徑公式 , ,aeac用,e c的橫坐標(biāo)表示,回避h的計(jì)算 , 達(dá)
19、到設(shè)而不求的解題策略解法二:建系同解法一,,ecaeaexacaex,22121ecccx,又1aeac,代入整理1312e,由題設(shè)4332得,43231322e解得107e所以雙曲線的離心率的取值范圍為10,75、判別式法例 3 已知雙曲線122:22xyc,直線l過(guò)點(diǎn)0 ,2a,斜率為k,當(dāng)10k時(shí),雙曲線的上支上有且僅有一點(diǎn)b 到直線l的距離為2,試求k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(lái)研究幾何圖形的一門(mén)學(xué)科,因此,數(shù)形結(jié)合必然是研究解析幾何問(wèn)題的重要手段. 從“有且僅有”這個(gè)微觀入手,對(duì)照草圖,不難想到:過(guò)點(diǎn)b 作與l平行的直線,必與雙曲線c 相切. 而相切的代數(shù)
20、表現(xiàn)形式是所構(gòu)造方程的判別式0. 由此出發(fā),可設(shè)計(jì)如下解題思路:10)2(:kxkyl解題過(guò)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l的距離為2” , 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(jiǎn)解:設(shè)點(diǎn))2,(2xxm為雙曲線 c上支上任一點(diǎn),則點(diǎn)m 到直線l的距離為:把直線l的方程代入雙曲線方程,消去y,令判別式0直線l在l的上方且到直線l的距離為2轉(zhuǎn)化為一元二次方程根的問(wèn)題求解問(wèn)題關(guān)于x的方程10212222kkkxkx有唯一于是,問(wèn)題即可轉(zhuǎn)化為如上關(guān)于x的方程 . 由于10k,所以kxxx22,從而有于是關(guān)于x
21、的方程由10k可知:方 程022)1(22)1(22122222kkxkkkxk的二 根 同 正, 故02) 1(22kxkk恒成立,于是等價(jià)于022)1(22) 1(22122222kkxkkkxk. 由如上關(guān)于x的方程有唯一解,得其判別式0,就可解得552k. 點(diǎn)評(píng):上述解法緊扣解題目標(biāo),不斷進(jìn)行問(wèn)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:xy2228和點(diǎn) p(4,1) ,過(guò) p 作直線交橢圓于a、b 兩點(diǎn),在線段 ab 上取點(diǎn) q,使appbaqqb,求動(dòng)點(diǎn) q 的軌跡所在曲線的方程 . 分析:這是一個(gè)軌跡問(wèn)題,解題困難在于多動(dòng)點(diǎn)的困擾,學(xué)生往往不知從何入手
22、。其實(shí),應(yīng)該想到軌跡問(wèn)題可以通過(guò)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(guò)消參可達(dá)到解題的目的 . 由于點(diǎn)),(yxq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k作為參數(shù),如何將yx,與k聯(lián)系起來(lái)?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:appbaqqb來(lái)轉(zhuǎn)化 .由 a、b、p、q 四點(diǎn)共線,不難得到)(82)(4bababaxxxxxxx,要建立x與k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(guò)這樣的分析,可以看出,雖然我們還沒(méi)有開(kāi)始解題,但對(duì)于如何解決本題,已經(jīng)做到心中有數(shù)
23、. 在得到kfx之后,如果能夠從整體上把握,認(rèn)識(shí)到:所謂消參,目的不過(guò)是得到關(guān)于yx,的方程(不含k) ,則可由1)4(xky解得41xyk,直接代入kfx即可得到軌跡方程。從而簡(jiǎn)化消去參的過(guò)程。簡(jiǎn)解:設(shè)),(),(,2211yxqyxbyxa,則由qbaqpbap可得:xxxxxx212144,解之得:)(82)(4212121xxxxxxx(1)設(shè)直線 ab 的方程為:1)4(xky,代入橢圓 c的方程,消去y得出關(guān)于x 的一元二次方程:08)41 (2)41(412222kxkkxk(2).128)41(2,12) 14(42221221kkxxkkkxx代入(1) ,化簡(jiǎn)得:.234k
24、kx(3) 與1)4(xky聯(lián)立,消去k得:.0)4(42xyx在(2)中,由02464642kk,解得41024102k,結(jié)合( 3)可求得.910216910216x故知點(diǎn) q 的軌跡方程為:042yx(910216910216x). 點(diǎn)評(píng):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(wèn)題求解的一條有效通道 . 將直線方程代入橢圓方程,消去y,利用韋達(dá)定理利用點(diǎn) q滿(mǎn)足直線 ab的方程:y = k (x4)+1 ,消去參數(shù)點(diǎn) q的軌跡方
25、6、求根公式法例 5 設(shè)直線l過(guò)點(diǎn) p (0,3) ,和橢圓xy22941順次交于 a、b 兩點(diǎn),試求appb的取值范圍 . 分析:本題中,絕大多數(shù)同學(xué)不難得到:appb=baxx, 但從此后卻一籌莫展 , 問(wèn)題的根源在于對(duì)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(duì)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,appb=baxx已經(jīng)是一個(gè)關(guān)系式,但由于有兩個(gè)變量baxx ,,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(wèn)題就轉(zhuǎn)化為
26、如何將baxx ,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x的一元二次方程,其求根公式呼之欲出 . 簡(jiǎn)解 1:當(dāng)直線l垂直于 x 軸時(shí),可求得51pbap; 當(dāng)l與 x 軸不垂直時(shí),設(shè))(,2211yxbyxa,直線l的方程為:3kxy,代入橢圓方程,消去y得045544922kxxk解之得.4959627222,1kkkx因?yàn)闄E圓關(guān)于 y 軸對(duì)稱(chēng),點(diǎn) p 在 y 軸上,所以只需考慮0k的情形 . 當(dāng)0k時(shí),4959627221kkkx,4959627222kkkx,所以21xxpbap=5929592922kkkk=59291812kkk=25929181k.
27、 由049180)54(22kk, 解得952k,所求量的取值范圍把直線l的方程y = kx+3 代入橢圓方程,消去y得到關(guān)于x的一元二次方程xa= f(k) ,xb = g(k)得到所求量關(guān)于k的函數(shù)關(guān)系式求根公式ap/pb = (xa / 由判別式得出k的取值范圍所以51592918112k,綜上511pbap. 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k的取值范圍,于是問(wèn)題轉(zhuǎn)化為如何將所求量與k聯(lián)系起來(lái) . 一般來(lái)說(shuō),韋達(dá)定理總是充當(dāng)這種問(wèn)題的橋梁,但本題無(wú)法直接應(yīng)用韋達(dá)定理,原因在于21xxpbap不是關(guān)于
28、21,xx的對(duì)稱(chēng)關(guān)系式. 原因找到后,解決問(wèn)題的方法自然也就有了, 即我們可以構(gòu)造關(guān)于21, xx的對(duì)稱(chēng)關(guān)系式 . 簡(jiǎn)解 2:設(shè)直線l的方程為:3kxy,代入橢圓方程,消去y得045544922kxxk(*)則.4945,4954221221kxxkkxx令21xx,則,.20453242122kk在(*)中,由判別式,0可得952k,從 而 有5362045324422kk, 所 以536214, 解 得551. 結(jié)合10得151. 綜上,511pbap. 點(diǎn)評(píng):范圍問(wèn)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
29、角把直線l的方程y = kx+3 代入橢圓方程,消去y得到關(guān)于x的一元二次方程xa+ xb = f(k) ,xa xb = g(k)構(gòu)造所求量與k的關(guān)系式關(guān)于所求量的不等式韋達(dá)定理ap/pb = (xa / xb)由判別式得出k的取值范圍度入手,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(shuō)明問(wèn)題,有時(shí)甚至?xí)痪植克m纏而看不清問(wèn)題的實(shí)質(zhì)所在,只有見(jiàn)微知著,樹(shù)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
30、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(guò)程。在推理過(guò)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(guò)編寫(xiě)思維流程圖來(lái)錘煉自己的大腦,快速提高解題能力。例 6 橢圓長(zhǎng)軸端點(diǎn)為ba,,o為橢圓中心,f為橢圓的右焦點(diǎn),且1fbaf,1of()求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;()記橢圓的上頂點(diǎn)為m,直線l交橢圓于qp,兩點(diǎn),問(wèn):是否存在直線l,使點(diǎn)f恰為pqm的垂心?若存在,求出直線l的方程 ;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。思維流程:()()消元解題過(guò)程:寫(xiě)出橢圓方由1affb?uuu ruu u r,()()1ac ac,1c由 f 為pqm的重兩 根
31、之得出關(guān)于解出 m ()如圖建系,設(shè)橢圓方程為22221(0)xyabab,則1c又1fbaf即22() ()1acacac,22a故橢圓方程為2212xy()假設(shè)存在直線l交橢圓于qp,兩點(diǎn),且f恰為pqm的垂心,則設(shè)1122(,),(,)p x yq xy,(0,1),(1,0)mf,故1pqk,于是設(shè)直線l為yxm,由2222yxmxy得,2234220 xmxm12210(1)(1)mp fqx xyyuuu r uuu r又(1,2)iiyxm i得1221(1)()(1)0 x xxm xm即212122()(1)0 x xxxmmm由韋達(dá)定理得解得43m或1m(舍)經(jīng)檢驗(yàn)43m符
32、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(duì)邊,然后轉(zhuǎn)化為兩向量乘積為零例 7、已知橢圓e的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,且經(jīng)過(guò)( 2,0)a、(2,0)b、31,2c三點(diǎn)()求橢圓e的方程:()若點(diǎn)d為橢圓e上不同于a、b的任意一點(diǎn),( 1,0),(1,0)fh, 當(dāng)dfh內(nèi)切圓的面積最大時(shí),求dfh內(nèi)心的坐標(biāo);思維流程:()()由橢圓經(jīng)過(guò)a、b、c設(shè)方程為122nymx得 到nm,的 方解出nm,由dfh內(nèi) 切 圓 面 積轉(zhuǎn)化為dfh面積最轉(zhuǎn)化為點(diǎn)d的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值最d為 橢 圓 短 軸解題過(guò)程:()設(shè)橢圓方程為122nymx0,0 nm,將( 2,0)a、(2,0)b、3(1,
33、)2c代入橢圓e的方程,得41,914mmn解得11,43mn.橢圓e的方程22143xy()| 2fh,設(shè)dfh邊上的高為hhsdfh221當(dāng)點(diǎn)d在橢圓的上頂點(diǎn)時(shí),h最大為3,所以dfhs的最大值為3設(shè)dfh的內(nèi)切圓的半徑為r, 因?yàn)閐fh的周長(zhǎng)為定值 6 所以,621rsdfh所以r的最大值為33所以?xún)?nèi)切圓圓心的坐標(biāo)為3(0,)3. 點(diǎn)石成金:的內(nèi)切圓的內(nèi)切圓的周長(zhǎng)rs21例 8、已知定點(diǎn))01(,c及橢圓5322yx,過(guò)點(diǎn)c的動(dòng)直線與橢圓相交于ab,兩點(diǎn). ()若線段ab中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是12,求直線ab的方程;()在x軸上是否存在點(diǎn)m,使mbma為常數(shù)?若存在,求出點(diǎn)m的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)
34、說(shuō)明理由. 思維流程:()解:依題意,直線ab的斜率存在,設(shè)直線ab的方程為(1)yk x,將(1)yk x代入5322yx, 消去y整理得2222(31)6350.kxk xk設(shè)1122()()a xyb xy,則4222122364(31)(35)0 (1) 6. (2)31kkkkxxk,由線段ab中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是12,得2122312312xxkk,解得33k,符合得出d點(diǎn)坐標(biāo)為33, 0題意。所以直線ab的方程為310 xy,或310 xy. ()解:假設(shè)在x軸上存在點(diǎn)(,0)m m,使mbma為常數(shù). 當(dāng)直線ab與x軸不垂直時(shí),由()知22121222635. (3)3131kkxx
35、x xkk,所以212121212()()()()(1)(1)ma mbxm xmy yxm xmkxxuu u r uuu r22221212(1)()().kx xkmxxkm將(3)代 入 , 整 理 得222222114(2)(31)2(61)5333131mkmmkma mbmmkkuu u r u uu r2216142.33(31)mmmk注意到mbma是與k無(wú)關(guān)的常數(shù), 從而有761403mm, 此時(shí)4.9ma mbuu u r u uu r 當(dāng)直線ab與x軸垂直時(shí),此時(shí)點(diǎn)ab,的坐標(biāo)分別為221133,、,當(dāng)73m時(shí), 亦有4.9ma mbuuu r uuu r綜上,在x軸上
36、存在定點(diǎn)703m,使mbma為常數(shù) . 點(diǎn)石成金:222222114(2)(31)2(61)5333131mkmmkma mbmmkkuu u r u uu r例 9、已知橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x 軸上,長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2 倍且經(jīng)過(guò)點(diǎn) m(2,1) ,平行于 om 的直線l在 y 軸上的截距為 m(m0) ,l交橢圓于a、b 兩個(gè)不同點(diǎn)。()求橢圓的方程;()求 m 的取值范圍;()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)0(12222babyax則2811422222bababa解得橢圓方程為12822yx()直線l平行于 om,且在
37、y 軸上的截距為 m 又 kom=21mxyl21的方程為:由0422128212222mmxxyxmxy直線 l 與橢圓交于 a、b 兩個(gè)不同點(diǎn),0, 22, 0)42(4)2(22mmmm且解得()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)42,2),(),(221212211mxxmxxyxbyxa且則21,21222111xykxyk由可得042222mmxx而)2)(2()2)(1()2()1(2121211221221121xxxyxyxyxykk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
38、一個(gè)等腰三角形021kk例 10、已知雙曲線12222byax的離心率332e,過(guò)),0(),0,(bbaa的直線到原點(diǎn)的距離是.23(1)求雙曲線的方程;(2)已知直線)0(5 kkxy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 ),332ac原 點(diǎn) 到 直 線ab:1byax的 距 離.3,1.2322abcabbaabd. 故所求雙曲線方程為.1322yx(2)把33522yxkxy代入中消去y,整理得07830)31(22kxxk. 設(shè)cdyxdyxc),(),(2211的中點(diǎn)是),(00yxe,則即7,0,03153115222kkk
39、kkkk又故所求k=7. 點(diǎn)石成金 : c,d都在以b為圓心的圓上bc=bdbecd; 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()求橢圓c的標(biāo)準(zhǔn)方程;(ii )若直線:ly=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(guò)橢圓c的右頂點(diǎn)求證:直線l過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo)思維流程:解: ()由題意設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為22221(0)xyabab,由已知得:31acac,222213acbac,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為22143xy(ii)設(shè)1122()()a xyb xy,聯(lián)立221.43ykxmxy,得222(
40、34)84(3)0kxmkxm,則又22221212121223(4)()()()34mky ykxm kxmk x xmk xxmk因?yàn)橐詀b為直徑的圓過(guò)橢圓的右頂點(diǎn)(2 0)d,1adbdkk,即1222211xyxy. 1212122()40y yx xxx2222223(4)4(3)1540343434mkmmkkkk2271640mmkk解得:12227kmkm,且均滿(mǎn)足22340km當(dāng)12mk時(shí),l的方程(2)yk x,直線過(guò)點(diǎn)(2 0),與已知矛盾;當(dāng)227km時(shí),l的方程為27ykx,直線過(guò)定點(diǎn)207,所以,直線l過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為207,點(diǎn)石成金:以ab為直徑的圓過(guò)橢圓c的右
41、頂點(diǎn)cacb; 例 12、 已知雙曲線)0, 0( 12222babyax的左右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為21ff 、,點(diǎn) p在雙曲線右支上 . ()若當(dāng)點(diǎn) p的坐標(biāo)為)516,5413(時(shí),21pfpf,求雙曲線的方程;()若|3|21pfpf,求雙曲線離心率e的最值 ,并寫(xiě)出此時(shí)雙曲線的漸進(jìn)線方程. 思維流程:解: ()(法一)由題意知 ,1pf)516,5413( c, 2pf)516,5413(c, 21pfpf,021pfpf)5413( c0)516()5413(2c(1 分)解得5,252cc. 由雙曲線定義得 : ,2|21apfpf2222)516()54135()516()54135(
42、2a6)341()341(22,4,3 ba所求雙曲線的方程為 : 116922yx(法二) 因21pfpf,由斜率之積為1,可得解 . ()設(shè)2211| ,|rpfrpf, ( 法一) 設(shè)p的坐標(biāo)為),(yx, 由焦半徑公式得aexexarexaexar|,|21,caxaexexarr2212),(3,3,2,2acaaxca2,e的最大值為 2,無(wú)最小值 . 此時(shí)31,2222eaacabac, 此時(shí)雙曲線的漸進(jìn)線方程為xy3(法二)設(shè)21pff,0(. (1)當(dāng)時(shí), 22121423,2rcrrcrr,且, 22122rrra此時(shí)2242222rrace. (2)當(dāng)),(0,由余弦定理
43、得 : cos610cos2222222122212rrrrrrc)(2cos6102cos6102222rrace, ) 1, 1(cos,)2, 1(e,綜上,e的最大值為 2,但e無(wú)最小值 . (以下法一 ) 附:1. 圓錐曲線的兩個(gè)定義:(1)第一定義 中要 重視“括號(hào)”內(nèi)的限制條件:橢圓中 ,與兩個(gè)定點(diǎn) f1,f2的距離的和等于常數(shù)2a,且此 常數(shù)2a一定要大于21ff,當(dāng)常數(shù)等于21ff時(shí),軌跡是線段 f1f2,當(dāng)常數(shù)小于21ff時(shí),無(wú)軌跡; 雙曲線中 ,與兩定點(diǎn)f1,f2的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)2a,且此常數(shù)2a一定要小于 |f1f2| ,定義中的 “絕對(duì)值” 與2a|f1f2
44、| 不可忽視 。若2a|f1f2| ,則軌跡是以f1,f2為端點(diǎn)的兩條射線,若2a|f1f2| ,則軌跡不存在。若去掉定義中的絕對(duì)值則軌跡僅表示雙曲線的一支。如 (1)已知定點(diǎn))0, 3(),0, 3(21ff,在滿(mǎn)足下列條件的平面上動(dòng)點(diǎn)p的軌跡中是橢圓的是a 421pfpf b621pfpf c1021pfpfd122221pfpf(答: c) ;(2)方程2222(6)(6)8xyxy表示的曲線是 _(答:雙曲線的左支)(2) 第二定義 中要 注意定點(diǎn)和定直線是相應(yīng)的焦點(diǎn)和準(zhǔn)線, 且 “點(diǎn)點(diǎn)距為分子、點(diǎn)線距為分母 ” ,其商即是離心率e。圓錐曲線的第二定義,給出了圓錐曲線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離與
45、此點(diǎn)到相應(yīng)準(zhǔn)線距離間的關(guān)系,要善于運(yùn)用第二定義對(duì)它們進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化 。如已知點(diǎn))0,22(q及拋物線42xy上一動(dòng)點(diǎn)p(x,y ), 則 y+|pq| 的最小值是_(答: 2)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(duì)稱(chēng)軸時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)位置的方程) :(1)橢圓 :焦點(diǎn)在x軸上時(shí)12222byax(0ab)cossinxayb(參數(shù)方程,其中為參數(shù)),焦點(diǎn)在y軸上時(shí)2222bxay1(0ab) 。方程22axbyc表示橢圓的充要條件是什么?(abc 0,且 a,b,c同號(hào), ab) 。如( 1) 已知方程12322kykx表示橢圓,則k的取值范圍為_(kāi)(答:11( 3,)(,2
46、)22u) ;(2)若ryx,,且62322yx,則yx的最大值是 _,22yx的最小值是_(答:5, 2)( 2) 雙 曲 線 : 焦點(diǎn) 在x軸 上 :2222byax =1 , 焦 點(diǎn) 在y軸 上 :2222bxay 1(0,0ab) 。方程22axbyc表示雙曲線的充要條件是什么?(abc 0,且 a,b異號(hào)) 。如( 1)雙曲線的離心率等于25,且與橢圓14922yx有公共焦點(diǎn),則該雙曲線的方程 _(答:2214xy) ;(2)設(shè)中心在坐標(biāo)原點(diǎn)o,焦點(diǎn)1f、2f在坐標(biāo)軸上,離心率2e的雙曲線c過(guò)點(diǎn))10, 4(p,則 c的方程為 _(答:226xy)(3)拋物線 :開(kāi)口向右時(shí)22(0)
47、ypx p,開(kāi)口向左時(shí)22(0)ypx p,開(kāi)口向上時(shí)22(0)xpy p,開(kāi)口向下時(shí)22(0)xpy p。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x2,y2分母的大小決定,焦點(diǎn)在分母大的坐標(biāo)軸上。如已知方程12122mymx表示焦點(diǎn)在y 軸上的橢圓,則m 的取值范圍是 _(答:)23, 1() 1,()(2)雙曲線 :由x2,y2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(hào)決定開(kāi)口方向。特別提醒 : (1)在求解橢圓、雙曲線問(wèn)題時(shí),首先要判斷焦點(diǎn)位置,焦點(diǎn)f1,f2的位置,是橢圓、雙曲線的定位條件,它決
48、定橢圓、雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的類(lèi)型,而方程中的兩個(gè)參數(shù),a b,確定橢圓、雙曲線的形狀和大小,是橢圓、雙曲線的定形條件; 在求解拋物線問(wèn)題時(shí), 首先要判斷開(kāi)口方向;(2) 在橢圓中,a最大,222abc,在雙曲線中,c最大,222cab。4. 圓錐曲線的幾何性質(zhì):(1)橢圓(以12222byax(0ab)為例) :范圍 :,axabyb;焦點(diǎn) :兩個(gè)焦點(diǎn)(,0)c; 對(duì)稱(chēng)性 :兩條對(duì)稱(chēng)軸0,0 xy,一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心(0,0 ) ,四個(gè)頂點(diǎn)(,0),(0,)ab, 其中長(zhǎng)軸長(zhǎng)為2a, 短軸長(zhǎng)為 2b; 準(zhǔn)線 : 兩條準(zhǔn)線2axc;離心率 :cea,橢圓01e,e越小,橢圓越圓;e越大,橢圓越扁。如( 1
49、)若橢圓1522myx的離心率510e,則m的值是 _(答: 3 或325) ;(2)以橢圓上一點(diǎn)和橢圓兩焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的面積最大值為1 時(shí),則橢圓長(zhǎng)軸的最小值為_(kāi)(答:22)(2)雙曲線 (以22221xyab(0,0ab)為例) :范圍 :xa或,xa yr;焦點(diǎn) :兩個(gè)焦點(diǎn)(,0)c;對(duì)稱(chēng)性 :兩條對(duì)稱(chēng)軸0,0 xy,一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心( 0,0 ) ,兩個(gè)頂點(diǎn)(,0)a,其中實(shí)軸長(zhǎng)為2a,虛軸長(zhǎng)為2b,特別地,當(dāng)實(shí)軸和虛軸的長(zhǎng)相等時(shí),稱(chēng)為等軸雙曲線,其方程可設(shè)為22,0 xyk k;準(zhǔn)線 :兩條準(zhǔn)線2axc;離心率:cea,雙曲線1e,等軸雙曲線2e,e越小,開(kāi)口越小,e越大,開(kāi)口越大;
50、兩條漸近線 :byxa。如 (1) 雙曲線的漸近線方程是023yx,則該雙曲線的離心率等于_ (答:132或133) ;(2)雙曲線221axby的離心率為5,則:a b= (答: 4 或14) ;(3)設(shè)雙曲線12222byax(a0,b0)中,離心率e2,2,則兩條漸近線夾角的取值范圍是_(答:,32) ;(3)拋物線 (以22(0)ypx p為例) : 范圍 :0,xyr;焦點(diǎn):一個(gè)焦點(diǎn)(,0)2p,其中p的幾何意義是:焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離;對(duì)稱(chēng)性 :一條對(duì)稱(chēng)軸0y,沒(méi)有對(duì)稱(chēng)中心, 只有一個(gè)頂點(diǎn) (0,0 ) ;準(zhǔn)線 :一條準(zhǔn)線2px; 離心率 :cea,拋物線1e。如設(shè)raa,0,則拋物線
51、24axy的焦點(diǎn)坐標(biāo)為 _(答:)161,0(a) ;5、點(diǎn)00(,)p xy和橢圓12222byax(0ab)的關(guān)系 : (1)點(diǎn)00(,)p xy在橢圓外2200221xyab; (2)點(diǎn)00(,)p xy在橢圓上220220byax1; (3)點(diǎn)00(,)p xy在橢圓內(nèi)2200221xyab6直線與圓錐曲線的位置關(guān)系:(1)相交 :0直線與橢圓相交;0直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有0,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0是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件;0直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有0,當(dāng)直線與拋物線的對(duì)稱(chēng)軸平行時(shí)
52、,直線與拋物線相交且只有一個(gè)交點(diǎn),故0也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。如(1)若直線 y=kx+2 與雙曲線 x2-y2=6 的右支有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則k 的取值范圍是 _(答: (-315,-1) ) ;(2) 直線 ykx1=0 與橢圓2215xym恒有公共點(diǎn), 則 m的取值范圍是 _(答: 1 ,5)( 5,+) ) ;(3)過(guò)雙曲線12122yx的右焦點(diǎn)直線交雙曲線于a、b兩點(diǎn),若 ab 4,則這樣的直線有 _條(答: 3) ;(2)相切:0直線與橢圓相切;0直線與雙曲線相切;0直線與拋物線相切;(3)相離 :0直線與橢圓相離;0直線與雙曲線相離;0直線與拋物線相離。
53、特別提醒 : (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(guò)雙曲線2222byax1 外一點(diǎn)00(,)p xy的直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn)的情況如下:p 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;p 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; p在兩條漸近線上但非原點(diǎn),只有兩條:一條是與另一漸近
54、線平行的直線,一條是切線; p 為原點(diǎn)時(shí)不存在這樣的直線;(3)過(guò)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(duì)稱(chēng)軸的直線。如( 1)過(guò)點(diǎn))4 ,2(作直線與拋物線xy82只有一個(gè)公共點(diǎn),這樣的直線有_(答: 2) ; (2)過(guò)點(diǎn) (0,2) 與雙曲線116922yx有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)的直線的斜率的取值范圍為 _(答:44 5,33) ;(3)過(guò)雙曲線1222yx的右焦點(diǎn)作直線l交雙曲線于 a、b兩點(diǎn),若ab4,則滿(mǎn)足條件的直線l有_條(答: 3) ;(4)對(duì)于拋物線c:xy42,我們稱(chēng)滿(mǎn)足0204xy的點(diǎn)),(00yxm在拋物線的內(nèi)部,若點(diǎn)),(00yxm在拋物線
55、的內(nèi)部,則直線l:)(200 xxyy與拋物線c 的位置關(guān)系是_(答:相離);(5)過(guò)拋物線xy42的焦點(diǎn)f作一直線交拋物線于p、q兩點(diǎn),若線段 pf與 fq的長(zhǎng)分別是p、q,則qp11_(答: 1) ;(6)設(shè)雙曲線191622yx的右焦點(diǎn)為f,右準(zhǔn)線為l,設(shè)某直線m交其左支、右支和右準(zhǔn)線分別于rqp,,則pfr和qfr的大小關(guān)系為 _(填大于、小于或等于 ) (答:等于);(7)求橢圓284722yx上的點(diǎn)到直線01623yx的最短距離(答:8 1313) ;(8)直線1axy與雙曲線1322yx交于a、b兩點(diǎn)。當(dāng)a為何值時(shí),a、b分別在雙曲線的兩支上?當(dāng)a為何值時(shí),以ab 為直徑的圓過(guò)坐
56、標(biāo)原點(diǎn)?(答:3,3;1a) ;7、焦半徑 (圓錐曲線上的點(diǎn)p到焦點(diǎn) f的距離) 的計(jì)算方法 :利用圓錐曲線的第二定義,轉(zhuǎn)化到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離,即焦半徑red,其中d表示 p到與 f所對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)線的距離。如( 1)已知橢圓1162522yx上一點(diǎn) p到橢圓左焦點(diǎn)的距離為3,則點(diǎn) p到右準(zhǔn)線的距離為 _(答:353) ;(2)已知拋物線方程為xy82,若拋物線上一點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離等于5,則它到拋物線的焦點(diǎn)的距離等于_;(3)若該拋物線上的點(diǎn)m到焦點(diǎn)的距離是4,則點(diǎn)m的坐標(biāo)為 _(答:7,(2,4)) ;(4)點(diǎn) p 在橢圓192522yx上,它到左焦點(diǎn)的距離是它到右焦點(diǎn)距離的兩倍,則點(diǎn) p的橫坐標(biāo)為
57、_(答:2512) ;(5)拋物線xy22上的兩點(diǎn) a、 b到焦點(diǎn)的距離和是5, 則線段 ab的中點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為 _(答: 2) ;( 6) 橢圓13422yx內(nèi)有一點(diǎn))1, 1(p,f 為右焦點(diǎn),在橢圓上有一點(diǎn)m ,使mfmp2之值最小,則點(diǎn)m的坐標(biāo)為 _(答:)1,362() ;8、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(wèn)題 :常利用第一定義和正弦、 余弦定理求解。 設(shè)橢圓或雙曲線上的一點(diǎn)00(,)p xy到兩焦點(diǎn)12,f f的距離分別為12,r r,焦點(diǎn)12f pf的面積為s,則在橢圓12222byax中,) 12arccos(212rrb, 且當(dāng)12rr即p為 短
58、 軸端 點(diǎn) 時(shí),最 大 為max222arccosacb;20tan|2sbc y,當(dāng)0|yb即p為短軸端點(diǎn)時(shí),m axs的最大值為 bc;對(duì)于雙曲線22221xyab的 焦 點(diǎn) 三 角 形 有 : 21221arccosrrb; 2cotsin21221brrs。如(1)短軸長(zhǎng)為5,離心率32e的橢圓的兩焦點(diǎn)為1f、2f,過(guò)1f作直線交橢圓于 a、b兩點(diǎn),則2abf的周長(zhǎng)為 _(答: 6) ;(2)設(shè) p 是等軸雙曲線)0(222aayx右支上一點(diǎn), f1、f2是左右焦點(diǎn),若0212ffpf,|pf1|=6 ,則該雙曲線的方程為(答:224xy) ;(3)橢圓22194xy的焦點(diǎn)為 f1、f
59、2,點(diǎn) p為橢圓上的動(dòng)點(diǎn), 當(dāng)pf2pf1 0 時(shí),點(diǎn) p的橫坐標(biāo)的取值范圍是(答:3 5 3 5(,)55) ;(4)雙曲線的虛軸長(zhǎng)為4,離心率 e26,f1、f2是它的左右焦點(diǎn),若過(guò)f1的直線與雙曲線的左支交于a、 b 兩點(diǎn),且ab是2af與2bf等差中項(xiàng),則ab_(答:8 2) ;(5)已知雙曲線的離心率為2,f1、f2是左右焦點(diǎn), p 為雙曲線上一點(diǎn),且6021pff,31221fpfs求該雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程(答:221412xy) ;9、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(guò)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
60、 bmf ; (3)設(shè) ab為焦點(diǎn)弦, a、b在準(zhǔn)線上的射影分別為a1,b1,若 p為 a1b1的中點(diǎn),則 pa pb; (4)若 ao的延長(zhǎng)線交準(zhǔn)線于c,則 bc平行于 x 軸,反之,若過(guò)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。10、弦長(zhǎng)公式 :若直線ykxb與圓錐曲線相交于兩點(diǎn)a、b,且12,x x分別為 a、b 的橫坐標(biāo),則ab2121kxx,若12,yy分別為a、 b 的縱坐標(biāo),則ab21211yyk,若弦 ab所在直線方程設(shè)為xkyb,則ab2121kyy。特別地,焦點(diǎn)弦(過(guò)焦點(diǎn)的弦) :焦點(diǎn)弦的弦長(zhǎng)的計(jì)算,一般不用弦長(zhǎng)公式計(jì)算,而是將焦點(diǎn)弦轉(zhuǎn)化為兩條焦半徑之和
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