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文檔簡介
1、.高中數(shù)學(xué)圓錐曲線解答題解法面面觀匯編:范文橋圓錐曲線解答題中的十一題型:幾乎全面版題型一:數(shù)形結(jié)合確定直線和圓錐曲線的位置關(guān)系題型二:弦的垂直平分線問題題型三:動弦過定點的問題題型四:過已知曲線上定點的弦的問題題型五:向量問題題型六:面積問題題型七:弦或弦長為定值、最值問題問題八:直線問題問題九:對稱問題問題十、存在性問題:(存在點,存在直線y=kx+m,存在實數(shù),存在圖形:三角形(等比、等腰、直角),四邊形(矩形、菱形、正方形),圓)題型一:數(shù)形結(jié)合確定直線和圓錐曲線的位置關(guān)系(簡單題型未總結(jié))題型二:弦的垂直平分線問題例題1、過點T(-1,0)作直線與曲線N :交于A、B兩點,在x軸上是
2、否存在一點E(,0),使得是等邊三角形,若存在,求出;若不存在,請說明理由。解:依題意知,直線的斜率存在,且不等于0。設(shè)直線,。由消y整理,得 由直線和拋物線交于兩點,得即 由韋達定理,得:。則線段AB的中點為。線段的垂直平分線方程為:令y=0,得,則為正三角形,到直線AB的距離d為。解得滿足式此時?!旧婕暗较业拇怪逼椒志€問題】 這種問題主要是需要用到弦AB的垂直平分線L的方程,往往是利用點差或者韋達定理產(chǎn)生弦AB的中點坐標(biāo)M,結(jié)合弦AB與它的垂直平分線L的斜率互為負(fù)倒數(shù),寫出弦的垂直平分線L的方程,然后解決相關(guān)問題,比如:求L在x軸y軸上的截距的取值范圍,求L過某定點等等。有時候題目的條件比
3、較隱蔽,要分析后才能判定是有關(guān)弦AB的中點問題,比如:弦與某定點D構(gòu)成以D為頂點的等腰三角形(即D在AB的垂直平分線上)、曲線上存在兩點AB關(guān)于直線m對稱等等。例題分析1:已知拋物線y=-x2+3上存在關(guān)于直線x+y=0對稱的相異兩點A、B,則|AB|等于解:設(shè)直線的方程為,由,進而可求出的中點,又由在直線上可求出,由弦長公式可求出題型三:動弦過定點的問題例題2、已知橢圓C:的離心率為,且在x軸上的頂點分別為A1(-2,0),A2(2,0)。(I)求橢圓的方程;(II)若直線與x軸交于點T,點P為直線上異于點T的任一點,直線PA1,PA2分別與橢圓交于M、N點,試問直線MN是否通過橢圓的焦點?
4、并證明你的結(jié)論解:(I)由已知橢圓C的離心率,,則得。從而橢圓的方程為(II)設(shè),直線的斜率為,則直線的方程為,由消y整理得是方程的兩個根,則,即點M的坐標(biāo)為,同理,設(shè)直線A2N的斜率為k2,則得點N的坐標(biāo)為,直線MN的方程為:,令y=0,得,將點M、N的坐標(biāo)代入,化簡后得:又,橢圓的焦點為,即故當(dāng)時,MN過橢圓的焦點。題型四:過已知曲線上定點的弦的問題例題4、已知點A、B、C是橢圓E: 上的三點,其中點A是橢圓的右頂點,直線BC過橢圓的中心O,且,如圖。(I)求點C的坐標(biāo)及橢圓E的方程;(II)若橢圓E上存在兩點P、Q,使得直線PC與直線QC關(guān)于直線對稱,求直線PQ的斜率。 解:(I) ,且
5、BC過橢圓的中心O又點C的坐標(biāo)為。A是橢圓的右頂點,則橢圓方程為:將點C代入方程,得,橢圓E的方程為(II) 直線PC與直線QC關(guān)于直線對稱,設(shè)直線PC的斜率為,則直線QC的斜率為,從而直線PC的方程為:,即,由消y,整理得:是方程的一個根,即同理可得:則直線PQ的斜率為定值。題型五:共線向量問題1:如圖所示,已知圓為圓上一動點,點P在AM上,點N在CM上,且滿足的軌跡為曲線E.I)求曲線E的方程;II)若過定點F(0,2)的直線交曲線E于不同的兩點G、H(點G在點F、H之間),且滿足,求的取值范圍.解:(1)NP為AM的垂直平分線,|NA|=|NM|又動點N的軌跡是以點C(1,0),A(1,
6、0)為焦點的橢圓.且橢圓長軸長為焦距2c=2. 曲線E的方程為 (2)當(dāng)直線GH斜率存在時,設(shè)直線GH方程為得設(shè) ,又當(dāng)直線GH斜率不存在,方程為 2:已知橢圓C的中心在坐標(biāo)原點,焦點在軸上,它的一個頂點恰好是拋物線的焦點,離心率為.(1)求橢圓C 的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過橢圓C 的右焦點作直線交橢圓C于、兩點,交軸于點,若, ,求證:.解:設(shè)橢圓C的方程為 ()拋物線方程化為,其焦點為, 則橢圓C的一個頂點為,即 由,橢圓C的方程為 (2)證明:右焦點,設(shè),顯然直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為 ,代入方程 并整理,得, 又,而 , ,即,所以 3、已知OFQ的面積S=2, 且。設(shè)以O(shè)為中心,F(xiàn)為焦
7、點的雙曲線經(jīng)過Q, ,當(dāng)取得最小值時,求此雙曲線方程。解:設(shè)雙曲線方程為, Q(x0, y0)。 , SOFQ=,。=c(x0c)=。當(dāng)且僅當(dāng),所以。類型1求待定字母的值例1設(shè)雙曲線C:與直線L:x+y=1相交于兩個不同的點A、B,直線L與y軸交于點P,且PA=,求的值思路:設(shè)A、B兩點的坐標(biāo),將向量表達式轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)表達式,再利用韋達定理,通過解方程組求a的值。 解:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(0,1)PA= x1=.聯(lián)立消去y并整理得,(1a2)x2+2a2x2a2=0(*)A、B是不同的兩點,0<a<且a1. 于是x1+x2= 且x1 x2=,即,消去x2得,=,
8、a=,0<a<且a1,a=。類型2求動點的軌跡例2如圖2 ,動直線與y軸交于點A,與拋物交于不同的兩點B和C, 且滿足BP=PC, AB=AC,其中。求POA的重心Q的軌跡。思路:將向量表達式轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)表達式,消去參數(shù)獲得重心Q的軌跡方程,再運用判別式確定實數(shù)k的取值范圍,從而確定軌跡的形狀。ABCOPxy解:由得,k2x2+(2k1)x+4=0.由設(shè)P(x,y),B(x1,y1),C(x2,y2), (圖2)則x1+x2=, x1.x2=.由= = 由 =。 消去k得, x2 y6=0 (*) 設(shè)重心Q(x,y),則,代入(*)式得,3x6y4=0。因為故點Q的軌跡方程是3x6y
9、4=0(),其軌跡是直線3x6y4=0上且不包括點的線段AB。類型3證明定值問題例3已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點O,焦點在x軸上,斜率為1且過橢圓右焦點F的直線交橢圓于A、B兩點,與共線。設(shè)M為橢圓上任意一點,且,其中證明:為定值。思路:設(shè)A、B、M三點的坐標(biāo),將向量間的共線關(guān)系、和差關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系,再利用方程組、韋達定理、點在橢圓上滿足方程等證明定值。解:設(shè)橢圓方程為 則直線AB的方程為代入橢圓方程中,化簡得,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則由 與共線,得,。又而于是。因此橢圓方程為設(shè)M(x, y), 由得,因M為橢圓上一點,所以 即 又,則 而代入得,=1,為定值。類型4探索點、線
10、的存在性例4在ABC中,已知B(2, 0), C(2, 0), ADBC于D,ABC的垂心H分有向線段AD 設(shè)P(1, 0), Q(1, 0), 那么是否存在點H,使成等差數(shù)列,為什么?思路:先將ACBH轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系,由此獲得動點H的軌跡方程;再將向量的長度關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)(坐標(biāo))關(guān)系,通過解代數(shù)方程組獲解。解: 設(shè)H(x, y), 由分點坐標(biāo)公式知H為垂心 ACBH,整理得,動點H的軌跡方程為 。 , , 。假設(shè)成等差數(shù)列,則 即 H在橢圓上 a=2, b=, c=1,P、Q是焦點,即 由得, 聯(lián)立、可得,顯然滿足H點的軌跡方程,故存在點H(0,±),使成等差數(shù)列。類型5求相關(guān)量的
11、取值范圍 例5給定拋物線C:,F(xiàn)是C的焦點,過點F的直線l與C相交于A、B兩點,且,求l在軸上截距的變化范圍。思路:設(shè)A、B兩點的坐標(biāo),將向量間的共線關(guān)系轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)關(guān)系,再求出l在軸上的截距,利用函數(shù)的單調(diào)性求其變化范圍。解:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由得,即 由得, 。 聯(lián)立、得,。而當(dāng)直線l垂直于軸時,不符合題意。因此直線l的方程為或直線l在軸上的截距為或由知,在上遞減的,所以 于是直線l在軸上截距的變化范圍是存在、向量例6、雙曲線,若上存在一點。解:方程為,即。由,消去y得,定值問題例7:是拋物線上的兩點,滿足(為坐標(biāo)原點),求證:(1)兩點的橫坐標(biāo)之積、縱坐標(biāo)之積分別是定值
12、;(2)直線經(jīng)過一定點。分析:(1)設(shè),則又由 (2)直線的方程為,故直線過定點。題型六:面積問題例題1、已知橢圓C:(ab0)的離心率為短軸一個端點到右焦點的距離為。()求橢圓C的方程;()設(shè)直線l與橢圓C交于A、B兩點,坐標(biāo)原點O到直線l的距離為,求AOB面積的最大值。解:()設(shè)橢圓的半焦距為,依題意,所求橢圓方程為。()設(shè),。(1)當(dāng)軸時,。(2)當(dāng)與軸不垂直時,設(shè)直線的方程為。由已知,得。把代入橢圓方程,整理得,。當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立。當(dāng)時,綜上所述。當(dāng)最大時,面積取最大值。2、已知橢圓C:=1(ab0)的離心率為,短軸一個端點到右焦點的距離為.()求橢圓C的方程;()設(shè)直線l與橢圓
13、C交于A、B兩點,坐標(biāo)原點O到直線l的距離為,求AOB面積的最大值.解:()設(shè)橢圓的半焦距為,依題意,所求橢圓方程為()設(shè),(1)當(dāng)軸時,(2)當(dāng)與軸不垂直時,設(shè)直線的方程為由已知,得把代入橢圓方程,整理得,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立當(dāng)時,綜上所述當(dāng)最大時,面積取最大值3、已知橢圓的左、右焦點分別為,過的直線交橢圓于兩點,過的直線交橢圓于兩點,且,垂足為()設(shè)點的坐標(biāo)為,證明:;()求四邊形的面積的最小值解:()橢圓的半焦距,由知點在以線段為直徑的圓上,故,所以,()()當(dāng)?shù)男甭蚀嬖谇視r,的方程為,代入橢圓方程,并化簡得設(shè),則,;因為與相交于點,且的斜率為,所以,四邊形的面積當(dāng)時,上式取等號()當(dāng)
14、的斜率或斜率不存在時,四邊形的面積綜上,四邊形的面積的最小值為題型七:弦或弦長為定值、最值問題1、已知的面積為,(1)設(shè),求正切值的取值范圍;(2)設(shè)以O(shè)為中心,F(xiàn)為焦點的雙曲線經(jīng)過點Q(如圖), 當(dāng) 取得最小值時,求此雙曲線的方程。解析:(1)設(shè) (2)設(shè)所求的雙曲線方程為,又,當(dāng)且僅當(dāng)時,最小,此時的坐標(biāo)是或 ,所求方程為2、已知橢圓兩焦點分別為F1、F2,P是橢圓在第一象限弧上一點,并滿足,過P作傾斜角互補的兩條直線PA、PB分別交橢圓于A、B兩點.()求P點坐標(biāo);()求證直線AB的斜率為定值;()求PAB面積的最大值.解:()由題可得,設(shè)則,點在曲線上,則,從而,得.則點P的坐標(biāo)為.(
15、)由題意知,兩直線PA、PB的斜率必存在,設(shè)PB的斜率為,則BP的直線方程為:.由得 ,設(shè),則,同理可得,則,.所以:AB的斜率為定值.()設(shè)AB的直線方程:.由,得,由,得P到AB的距離為,則。當(dāng)且僅當(dāng)取等號三角形PAB面積的最大值為。3、已知橢圓的左焦點為F,O為坐標(biāo)原點。(I)求過點O、F,并且與橢圓的左準(zhǔn)線相切的圓的方程;(II)設(shè)過點F且不與坐標(biāo)軸垂直的直線交橢圓于A、B兩點,線段AB的垂直平分線與軸交于點G,求點G橫坐標(biāo)的取值范圍。解:(I)圓過點O、F,圓心M在直線上。設(shè)則圓半徑由得解得所求圓的方程為(II)設(shè)直線AB的方程為代入整理得直線AB過橢圓的左焦點F,方程有兩個不等實根
16、。記中點則的垂直平分線NG的方程為令得點G橫坐標(biāo)的取值范圍為4、已知點的坐標(biāo)分別是,直線相交于點M,且它們的斜率之積為(1)求點M軌跡的方程;(2)若過點的直線與(1)中的軌跡交于不同的兩點、(在、之間),試求與面積之比的取值范圍(為坐標(biāo)原點)解:(1)設(shè)點的坐標(biāo)為, 整理,得(), (2)如圖,由題意知直線的斜率存在,設(shè)的方程為將代入,整理,得,由,解得設(shè),則令,且且,解得且 ,且故OBE與OBF面積之比的取值范圍是5、已知橢圓:的右頂點為,過的焦點且垂直長軸的弦長為 (I)求橢圓的方程; (II)設(shè)點在拋物線:上,在點處的切線與交于點當(dāng)線段的中點與的中點的橫坐標(biāo)相等時,求的最小值解析:(I
17、)由題意得所求的橢圓方程為, (II)不妨設(shè)則拋物線在點P處的切線斜率為,直線MN的方程為,將上式代入橢圓的方程中,得,即,因為直線MN與橢圓有兩個不同的交點,所以有,設(shè)線段MN的中點的橫坐標(biāo)是,則, 設(shè)線段PA的中點的橫坐標(biāo)是,則,由題意得,即有,其中的或;當(dāng)時有,因此不等式不成立;因此,當(dāng)時代入方程得,將代入不等式成立,因此的最小值為1題型八:直線問題例題1、設(shè)橢圓過點,且著焦點為()求橢圓的方程;()當(dāng)過點的動直線與橢圓相交與兩不同點時,在線段上取點,滿足,證明:點總在某定直線上解 (1)由題意: ,解得,所求橢圓方程為 (2)方法一 設(shè)點Q、A、B的坐標(biāo)分別為。由題設(shè)知均不為零,記,則
18、且又A,P,B,Q四點共線,從而于是 , , 從而 ,(1) ,(2)又點A、B在橢圓C上,即 (1)+(2)×2并結(jié)合(3),(4)得即點總在定直線上方法二設(shè)點,由題設(shè),均不為零。且 又 四點共線,可設(shè),于是 (1) (2)由于在橢圓C上,將(1),(2)分別代入C的方程整理得 (3) (4)(4)(3) 得 即點總在定直線上2、已知曲線上任意一點到兩個定點和的距離之和為4(1)求曲線的方程;(2)設(shè)過的直線與曲線交于、兩點,且(為坐標(biāo)原點),求直線的方程解:(1)根據(jù)橢圓的定義,可知動點的軌跡為橢圓, 其中,則 所以動點M的軌跡方程為 (2)當(dāng)直線的斜率不存在時,不滿足題意當(dāng)直線
19、的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,設(shè), 由方程組得則,代入,得即,解得,或所以,直線的方程是或 3、設(shè)、分別是橢圓的左、右焦點。()若是該橢圓上的一個動點,求·的最大值和最小值;()設(shè)過定點的直線與橢圓交于不同的兩點、,且為銳角(其中為坐標(biāo)原點),求直線的斜率的取值范圍。解:()解法一:易知 所以,設(shè),則因為,故當(dāng),即點為橢圓短軸端點時,有最小值當(dāng),即點為橢圓長軸端點時,有最大值解法二:易知,所以,設(shè),則(以下同解法一)()顯然直線不滿足題設(shè)條件,可設(shè)直線,聯(lián)立,消去,整理得:由得:或又 又,即 故由、得或題型九:軌跡問題軌跡法:1直接法:如果動點運動的條件就是一些幾何量的等量關(guān)系,這些
20、條件簡單明確,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y的等式,就得到軌跡方程,這種方法稱之為直接法;例1、已知直角坐標(biāo)系中,點Q(2,0),圓C的方程為,動點M到圓C的切線長與的比等于常數(shù),求動點M的軌跡?!窘馕觥吭O(shè)MN切圓C于N,則。設(shè),則 化簡得(1) 當(dāng)時,方程為,表示一條直線。(2) 當(dāng)時,方程化為表示一個圓。如圖,圓與圓的半徑都是1,. 過動點分別作圓、圓的切線(分別為切點),使得. 試建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,并求動點的軌跡方程.【解析】以的中點為原點,所在直線為軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則,.由已知,得.因為兩圓半徑均為1,所以.設(shè),則,即.(或)評析:1、用直接法求動點軌跡一般有建
21、系,設(shè)點,列式,化簡,證明五個步驟,最后的證明可以省略,但要注意“挖”與“補”。2、求軌跡方程一般只要求出方程即可,求軌跡卻不僅要求出方程而且要說明軌跡是什么。2定義法:運用解析幾何中一些常用定義(例如圓錐曲線的定義),可從曲線定義出發(fā)直接寫出軌跡方程,或從曲線定義出發(fā)建立關(guān)系式,從而求出軌跡方程。例2、已知動圓過定點,且與直線相切,其中.求動圓圓心的軌跡的方程;【解析】如圖,設(shè)為動圓圓心,為記為,過點作直線的垂線,垂足為,由題意知:即動點到定點與定直線的距離相等,由拋物線的定義知,點的軌跡為拋物線,其中為焦點,為準(zhǔn)線,所以軌跡方程為; 已知圓O的方程為 x2+y2=100,點A的坐標(biāo)為(-6
22、,0),M為圓O上任一點,AM的垂直平分線交OM于點P,求點P的方程?!窘馕觥坑芍写咕€知,故,即P點的軌跡為以A、O為焦點的橢圓,中心為(-3,0),故P點的方程為已知A、B、C是直線l上的三點,且|AB|=|BC|=6,O切直線l于點A,又過B、C作O異于l的兩切線,設(shè)這兩切線交于點P,求點P的軌跡方程. 【解析】設(shè)過B、C異于l的兩切線分別切O于D、E兩點, 兩切線交于點P.由切線的性質(zhì)知:|BA|=|BD|,|PD|=|PE|,|CA|=|CE|,故|PB|+|PC|=|BD|+|PD|+|PC|=|BA|+|PE|+|PC|=|BA|+|CE|=|AB|+|CA|=6+12=186=|
23、BC|,故由橢圓定義知,點P的軌跡是以B、C為兩焦點的橢圓, 以l所在的直線為x軸,以BC的中點為原點,建立坐標(biāo)系, 可求得動點P的軌跡方程為:l O ' PE D C B A 評析:定義法的關(guān)鍵是條件的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化成某一基本軌跡的定義條件。 三、相關(guān)點法:動點所滿足的條件不易表述或求出,但形成軌跡的動點P(x,y)卻隨另一動點Q(x,y)的運動而有規(guī)律的運動,且動點Q的軌跡為給定或容易求得,則可先將x,y表示為x,y的式子,再代入Q的軌跡方程,然而整理得P的軌跡方程,代入法也稱相關(guān)點法。幾何法:利用平面幾何或解析幾何的知識分析圖形性質(zhì),發(fā)現(xiàn)動點運動規(guī)律和動點滿足的條件,然而得出動點的軌跡
24、方程。例3、如圖,從雙曲線x2-y2=1上一點Q引直線x+y=2的垂線,垂足為N。求線段QN的中點P的軌跡方程。【解析】設(shè)動點P的坐標(biāo)為(x,y),點Q的坐標(biāo)為(x1,y1)則N( 2x-x1,2y-y1)代入x+y=2,得2x-x1+2y-y1=2又PQ垂直于直線x+y=2,故,即x-y+y1-x1=0由解方程組得, 代入雙曲線方程即可得P點的軌跡方程是2x2-2y2-2x+2y-1=0已知橢圓的左、右焦點分別是F1(c,0)、F2(c,0),Q是橢圓外的動點,滿足點P是線段F1Q與該橢圓的交點,點T在線段F2Q上,并且滿足求點T的軌跡C的方程;【解析】解法一:(相關(guān)點法)設(shè)點T的坐標(biāo)為 當(dāng)
25、時,點(,0)和點(,0)在軌跡上.當(dāng)|時,由,得.又,所以T為線段F2Q的中點. 設(shè)點Q的坐標(biāo)為(),則因此 由得 將代入,可得綜上所述,點T的軌跡C的方程是解法二:(幾何法)設(shè)點T的坐標(biāo)為 當(dāng)時,點(,0)和點(,0)在軌跡上.當(dāng)|時,由,得.又,所以T為線段F2Q的中點.在QF1F2中,所以有綜上所述,點T的軌跡C的方程是評析:一般地:定比分點問題,對稱問題或能轉(zhuǎn)化為這兩類的軌跡問題,都可用相關(guān)點法。四、參數(shù)法:求軌跡方程有時很難直接找到動點的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)之間的關(guān)系,則可借助中間變量(參數(shù)),使x,y之間建立起聯(lián)系,然而再從所求式子中消去參數(shù),得出動點的軌跡方程。例4、在平面直角坐標(biāo)系
26、xOy中,拋物線y=x2上異于坐標(biāo)原點O的兩不同動點A、B滿足AOBO(如圖4所示).求AOB的重心G(即三角形三條中線的交點)的軌跡方程;【解析】解法一:以O(shè)A的斜率k為參數(shù)由解得A(k,k2)OAOB,OB:由解得B設(shè)AOB的重心G(x,y),則消去參數(shù)k得重心G的軌跡方程為解法二:設(shè)AOB的重心為G(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),則 (1)OAOB ,即,(2)又點A,B在拋物線上,有,代入(2)化簡得所以重心為G的軌跡方程為。如圖,設(shè)拋物線的焦點為F,動點P在直線上運動,過P作拋物線C的兩條切線PA、PB,且與拋物線C分別相切于A、B兩點.求APB的重心G的軌跡方程.【
27、解析】設(shè)切點A、B坐標(biāo)分別為,切線AP的方程為: 切線BP的方程為:解得P點的坐標(biāo)為:所以APB的重心G的坐標(biāo)為 ,所以,由點P在直線l上運動,從而得到重心G的軌跡方程為:五、交軌法:求兩動曲線交點軌跡時,可由方程直接消去參數(shù),例如求兩動直線的交點時常用此法,也可以引入?yún)?shù)來建立這些動曲線的聯(lián)系,然而消去參數(shù)得到軌跡方程??梢哉f是參數(shù)法的一種變種。例5 、拋物線的頂點作互相垂直的兩弦OA、OB,求拋物線的頂點O在直線AB上的射影M的軌跡。解1(交軌法):點A、B在拋物線上,設(shè)A(,B(所以kOA= kOB=,由OA垂直O(jiān)B得kOA kOB = -1,得yAyB= -16p2 ,又AB方程可求得
28、,即(yA+yB)y-4px-yAyB=0,把 yAyB= -16p2代入得AB方程(yA+yB)y-4px+16p2 =0 又OM的方程為 由消去得yA+yB即得, 即得。所以點M的軌跡方程為,其軌跡是以為圓心,半徑為的圓,除去點(0,0)。評析:用交軌法求交點的軌跡方程時,不一定非要求出交點坐標(biāo),只要能消去參數(shù),得到交點的兩個坐標(biāo)間的關(guān)系即可。交軌法實際上是參數(shù)法中的一種特殊情況。解2(幾何法):由解1中AB方程(yA+yB)y-4px+16p2 =0 可得AB過定點(4p,0)而OM垂直AB,所以由圓的幾法性質(zhì)可知:M點的軌跡是以為圓心,半徑為的圓。所以方程為,除去點(0,0)。1、已知
29、定點F(1,0),動點P在y軸上運動,過點P作PM交x軸于點M,并延長MP到點N,且(1)動點N的軌跡方程;(2)線l與動點N的軌跡交于A,B兩點,若,求直線l的斜率k的取值范圍.(1)設(shè)動點N的坐標(biāo)為(x,y),則 ,因此,動點的軌跡方程為 (2)設(shè)l與拋物線交于點A(x1,y1),B(x2,y2),當(dāng)l與x軸垂直時,則由, 不合題意,故與l與x軸不垂直,可設(shè)直線l的方程為y=kx+b(k0),則由由點A,B在拋物線又y2=4x, y=kx+b得ky24y+4b=0,所以因為解得直線l的斜率的取值范圍是. 題型九:對稱問題1、例:若橢圓上存在兩點A,B 關(guān)于:對稱,求的取值范圍解法(1)設(shè)直
30、線AB的方程為由消去得由題意知該方程有兩個不等式跟 故即設(shè)A,B則 設(shè)AB中點M則,又點M在直線上 即解得解法(2):設(shè)A,B,AB中點M 又A,B在橢圓上,兩式相減得即也即中點M在上 由求得又必在橢圓內(nèi)部 即解得2、已知實軸長為2a,虛軸長為2b的雙曲線S的焦點在x軸上,直線是雙曲線S的一條漸近線,而且原點O,點A(a,0)和點B(0,-b)使等式·成立.(I)求雙曲線S的方程;(II)若雙曲線S上存在兩個點關(guān)于直線對稱,求實數(shù)k的取值范圍.解:(I)根據(jù)題意設(shè)雙曲線S的方程為且解方程組得所求雙曲線的方程為解法一(設(shè)而不求法):(II)當(dāng)k=0時,雙曲線S上顯然不存在兩個點關(guān)于直線
31、當(dāng)時,設(shè)又曲線S上的兩點M、N關(guān)于直線對稱,由直線MN的方程為則M、N兩點的坐標(biāo)滿足方程組消去y得顯然即設(shè)線段MN中點為則在直線即即的取值范圍是解法二(點差法):當(dāng)k=0時,雙曲線S上顯然不存在兩個點關(guān)于直線當(dāng)時,設(shè) 兩式相減整理得 的取值范圍是問題十、存在性問題:(存在點,存在直線y=kx+m,存在實數(shù),存在圖形:三角形(等比、等腰、直角),四邊形(矩形、菱形、正方形),圓)1、設(shè)橢圓E: (a,b>0)過M(2,) ,N(,1)兩點,O為坐標(biāo)原點,(I)求橢圓E的方程;(II)是否存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,且?若存在,寫出該圓的方程,并求|
32、AB |的取值范圍,若不存在說明理由。解:(1)因為橢圓E: (a,b>0)過M(2,) ,N(,1)兩點,所以解得所以橢圓E的方程為(2)假設(shè)存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,且,設(shè)該圓的切線方程為解方程組得,即, 則=,即,要使,需使,即,所以,所以又,所以,所以,即或,因為直線為圓心在原點的圓的一條切線,所以圓的半徑為,所求的圓為,此時圓的切線都滿足或,而當(dāng)切線的斜率不存在時切線為與橢圓的兩個交點為或滿足,綜上, 存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,且.因為,所以, 當(dāng)時因為所以,所以,所以當(dāng)且僅當(dāng)時取”=”.
33、當(dāng)時,. 當(dāng)AB的斜率不存在時, 兩個交點為或,所以此時,綜上, |AB |的取值范圍為即: 2、在平面直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過點且斜率為的直線與橢圓有兩個不同的交點和(I)求的取值范圍;(II)設(shè)橢圓與軸正半軸、軸正半軸的交點分別為,是否存在常數(shù),使得向量與共線?如果存在,求值;如果不存在,請說明理由解:()由已知條件,直線的方程為,代入橢圓方程得整理得直線與橢圓有兩個不同的交點和等價于,解得或即的取值范圍為()設(shè),則,由方程,又而所以與共線等價于,將代入上式,解得由()知或,故沒有符合題意的常數(shù)3、設(shè)、分別是橢圓的左、右焦點. ()若P是該橢圓上的一個動點,求的最大值和最小值; ()是否存在過點
34、A(5,0)的直線l與橢圓交于不同的兩點C、D,使得|F2C|=|F2D|?若存在,求直線l的方程;若不存在,請說明理由. 解:易知,設(shè)P(x,y),則, ,即點P為橢圓短軸端點時,有最小值3;當(dāng),即點P為橢圓長軸端點時,有最大值4 ()假設(shè)存在滿足條件的直線l易知點A(5,0)在橢圓的外部,當(dāng)直線l的斜率不存在時,直線l與橢圓無交點,所在直線l斜率存在,設(shè)為k,直線l的方程為 由方程組依題意 當(dāng)時,設(shè)交點C,CD的中點為R,則又|F2C|=|F2D| 20k2=20k24,而20k2=20k24不成立, 所以不存在直線,使得|F2C|=|F2D|綜上所述,不存在直線l,使得|F2C|=|F2
35、D| 4、橢圓G:的兩個焦點為F1、F2,短軸兩端點B1、B2,已知F1、F2、B1、B2四點共圓,且點N(0,3)到橢圓上的點最遠距離為(1)求此時橢圓G的方程;(2)設(shè)斜率為k(k0)的直線m與橢圓G相交于不同的兩點E、F,Q為EF的中點,問E、F兩點能否關(guān)于過點P(0,)、Q的直線對稱?若能,求出k的取值范圍;若不能,請說明理由解:(1)根據(jù)橢圓的幾何性質(zhì),線段F1F2與線段B1B2互相垂直平分,故橢圓中心即為該四點外接圓的圓心故該橢圓中即橢圓方程可為,H(x,y)為橢圓上一點,則,則有最大值,(舍去),所求橢圓方程為(2)設(shè),則由 兩式相減得又直線PQ直線m 直線PQ方程為將點Q()代
36、入上式得,由得Q(),Q點必在橢圓內(nèi)部,由此得故當(dāng)時,E、F兩點關(guān)于點P、Q的直線對稱5、已知橢圓的離心率為,過右焦點F的直線與相交于、兩點,當(dāng)?shù)男甭蕿?時,坐標(biāo)原點到的距離為 (I)求,的值;(II)上是否存在點P,使得當(dāng)繞F轉(zhuǎn)到某一位置時,有成立?若存在,求出所有的P的坐標(biāo)與的方程;若不存在,說明理由。解:()設(shè) 當(dāng)?shù)男甭蕿?時,其方程為到的距離為 ,故 , , 由 ,得 ,=()C上存在點,使得當(dāng)繞轉(zhuǎn)到某一位置時,有成立。由 ()知橢圓C的方程為+=6. 設(shè) () 假設(shè)上存在點P,且有成立,則,整理得 故 將 于是 , =, , 代入解得,此時于是=, 即 因此, 當(dāng)時, ; 當(dāng)時, 。()當(dāng)垂直于軸時,由知,C上不存在點P使成立。綜上,C上存在點使成立,此時的方程為.6、已知直線經(jīng)過橢圓 的左頂點A和上頂點D,橢圓的右頂點為,點是橢圓上位于軸上方的動點,直線與直線分別交于兩點。 (I)求橢圓的方程; ()求線段MN的長度的最小值; ()當(dāng)線段MN的長度最小時,在橢圓上是否存在這樣的點,使得的面積為?若存在,確定點的個數(shù),若不存在,說明理由(I)由已知得,橢圓的左頂點為上頂點為 故橢圓的方程為()直線AS的斜率顯然存在,且,故可設(shè)直線的方程為,從而由得0設(shè)則得,從而 即又,由得 故又 ,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立
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