高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结31136.pdf

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1、.1/18 高考数学圆锥曲线概念方法题型易误点技巧总结 一.圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义中要重视“括号”的限制条件:椭圆中,与两个定点 F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于21FF,当常数等于21FF时,轨迹是线段 F1F2,当常数小于21FF时,无轨迹;双曲线中,与两定点 F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值”与2a|F1F2|不可忽视。若2a|F1F2|,则轨迹是以 F1,F2为端点的两条射线,若2a|F1F2|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。(2)第二定义中要注意定点和定直线

2、是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率e。圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。练习:1.已知定点)0,3(),0,3(21FF,在满足以下条件的平面上动点 P 的轨迹中是椭圆的是(答:C);A421 PFPF B621 PFPF C1021 PFPF D122221 PFPF 2.方程2222(6)(6)8xyxy表示的曲线是_(答:双曲线的左支)3.已知点)0,22(Q与抛物线42xy 上一动点 P(x,y),则 y+|PQ|的最小值是_(答:2)二.圆锥曲线的标准方程(标准方程是

3、指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x轴上时12222byax(0ab)cossinxayb(参数方程,其中为参数),焦点在y轴上时2222bxay1(0ab)。方程22AxByC表示椭圆的充要条件是什么?(ABC0,且 A,B,C 同号,AB)。(2)双曲线:焦点在x轴上:2222byax=1,焦点在y轴上:2222bxay1(0,0ab)。方程22AxByC表示双曲线的充要条件是什么?(ABC0,且 A,B 异号)。(3)抛物线:开口向右时22(0)ypx p,开口向左时22(0)ypx p,开口向上时22(0)xpy p,开口向下时22(0)xpy

4、 p。.2/18 练习:1.已知方程12322kykx表示椭圆,则k的取值围为_(答:11(3,)(,2)22);2.若Ryx,,且62322 yx,则yx的最大值是_,22yx 的最小值是_(答:5,2)3.双曲线的离心率等于25,且与椭圆14922yx有公共焦点,则该双曲线的方程_ 4.设中心在坐标原点O,焦点1F、2F在坐标轴上,离心率2e的双曲线 C 过点)10,4(P,则 C 的方程为_(答:226xy)5.已知方程12122mymx表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值围是_ 三.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):(1)椭圆:由x2,y2分母的大小决定,焦

5、点在分母大的坐标轴上。(2)双曲线:由x2,y2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;(3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。特别提醒:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点 F1,F2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,a b,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a最大,222abc,在双曲线中,c最大,222cab。四.圆锥曲线的几何性质:(1)椭圆(以12222byax(0ab)为例):围:,axabyb ;焦点:

6、两个焦点(,0)c;对称性:两条对称轴0,0 xy,一个对称中心(0,0),四个顶点(,0),(0,)ab,其中长轴长为 2a,短轴长为 2b;准线:两条准线2axc;离心率:cea,椭圆01e,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。(2)双曲线(以22221xyab(0,0ab)为例):围:xa 或,xa yR;焦点:两个焦点(,0)c;对称性:两条对称轴0,0 xy,一个对称中心(0,0),两个顶点(,0)a,其中实轴长为 2a,虚轴长为 2b,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为22,0 xyk k;准线:两条准线2axc;离心率:cea,双曲线1e,等轴双曲线.3

7、/18 2e,e越小,开口越小,e越大,开口越大;两条渐近线:byxa。(3)抛物线(以22(0)ypx p为例):围:0,xyR;焦点:一个焦点(,0)2p,其中p的几何意义是:焦点到准线的距离;对称性:一条对称轴0y,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);准线:一条准线2px ;离心率:cea,抛物线1e。练习:1.若椭圆1522myx的离心率510e,则m的值是_(答:3 或325);2.以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为 1 时,则椭圆长轴的最小值为_ 3.双曲线的渐近线方程是023 yx,则该双曲线的离心率等于_(答:132或133);4.双曲线221axby的离心

8、率为5,则:a b=(答:4 或14);5.设双曲线12222byax(a0,b0)中,离心率 e2,2,则两条渐近线夹角的取值围是_(答:,3 2);6.设Raa,0,则抛物线24axy 的焦点坐标为_(答:)161,0(a);五、点00(,)P xy和椭圆12222byax(0ab)的关系:(1)点00(,)P xy在椭圆外2200221xyab;(2)点00(,)P xy在椭圆上220220byax1;(3)点00(,)P xy在椭圆2200221xyab 六直线与圆锥曲线的位置关系:(1)相交:0 直线与椭圆相交;0 直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有0,当直线与双曲线的渐近

9、线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0 是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0 直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故0 也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。如(2)相切:0 直线与椭圆相切;0 直线与双曲线相切;0 直线与抛物线相切;(3)相离:0 直线与椭圆相离;0 直线与双曲线相离;0 直线与抛物线相离。特别提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直

10、.4/18 线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线2222byax1 外一点00(,)P xy的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:P 点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;P 点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;P 在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;P 为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线.练习:1.若直线 y=kx+2 与双

11、曲线 x2-y2=6 的右支有两个不同的交点,则 k 的取值围是_ 2.直线 ykx1=0 与椭圆2215xym恒有公共点,则 m 的取值围是_ 3.过双曲线12122yx的右焦点直线交双曲线于 A、B 两点,若AB4,则这样的直线有_条 4.过点)4,2(作直线与抛物线xy82只有一个公共点,这样的直线有_(答:2);5.过点(0,2)与双曲线116922yx有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值围为_ 6.过双曲线1222yx的右焦点作直线l交双曲线于 A、B 两点,若AB4,则满足条件的直线l有_ 7.对于抛物线 C:xy42,我们称满足0204xy的点),(00yxM在抛物线的部,若点)

12、,(00yxM在抛物线的部,则直线l:)(200 xxyy与抛物线 C 的位置关系是_(答:相离);8.过抛物线xy42的焦点F作一直线交抛物线于 P、Q 两点,若线段 PF 与 FQ 的长分别是p、q,则qp11_(答:1);9.设双曲线191622yx的右焦点为F,右准线为l,设某直线m交其左支、右支和右准线分别于RQP,,则PFR和QFR的大小关系为_(填大于、小于或等于)(答:等于);10.求椭圆284722 yx上的点到直线01623 yx的最短距离(答:8 1313);11.直线1 axy与双曲线1322yx交于A、B两点。当a为何值时,A、B分别在双曲线的两支上?当a为何值时,以

13、 AB 为直径的圆过坐标原点?(答:3,3;1a );七、焦半径(圆锥曲线上的点 P 到焦点 F 的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,转化到.5/18 相应准线的距离,即焦半径red,其中d表示 P 到与 F 所对应的准线的距离。练习:1.已知椭圆1162522yx上一点 P 到椭圆左焦点的距离为 3,则点 P 到右准线的距离为_(答:353);2.已知抛物线方程为xy82,若抛物线上一点到y轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于_;3.若该抛物线上的点M到焦点的距离是 4,则点M的坐标为_(答:7,(2,4));4.点 P 在椭圆192522yx上,它到左焦点的距离是它到右焦点

14、距离的两倍,则点 P 的横坐标为_ 5.抛物线xy22上的两点 A、B 到焦点的距离和是 5,则线段 AB 的中点到y轴的距离为_ 6.椭圆13422yx有一点)1,1(P,F 为右焦点,在椭圆上有一点 M,使MFMP2 之值最小,则点M 的坐标为_(答:)1,362();八、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点00(,)P xy到两焦点12,F F的距离分别为12,r r,焦点12FPF的面积为S,则在椭圆12222byax中,)12arccos(212rrb,且当12rr即P为短轴端点时,最大为max222

15、arccosacb;20tan|2Sbc y,当0|yb即P为短轴端点时,maxS的最大值为bc;对于双曲线22221xyab的焦点三角形有:21221arccosrrb;2cotsin21221brrS。练习:1.短轴长为5,离心率32e的椭圆的两焦点为1F、2F,过1F作直线交椭圆于 A、B 两点,则2ABF的周长为_(答:6);2.设 P 是等轴双曲线)0(222aayx右支上一点,F1、F2是左右焦点,若0212FFPF,|PF1|=6,则该双曲线的方程为(答:224xy);3.椭圆22194xy的焦点为 F1、F2,点 P 为椭圆上的动点,当PF2PF10 时,点 P 的横坐标的取值

16、围是(答:3 5 3 5(,)55);.6/18 4.双曲线的虚轴长为 4,离心率 e26,F1、F2是它的左右焦点,若过 F1的直线与双曲线的左支交于 A、B 两点,且AB是2AF与2BF等差中项,则AB_(答:8 2);5.已知双曲线的离心率为 2,F1、F2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且6021PFF,31221FPFS 求该双曲线的标准方程(答:221412xy);九、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设 AB 为焦点弦,M 为准线与 x 轴的交点,则AMFBMF;(3)设 AB 为焦点弦,A、B 在准线上的射影分别为 A1,B

17、1,若 P 为 A1B1的中点,则 PAPB;(4)若 AO 的延长线交准线于 C,则 BC 平行于 x 轴,反之,若过 B 点平行于 x 轴的直线交准线于 C 点,则 A,O,C 三点共线。十、弦长公式:若直线ykxb与圆锥曲线相交于两点 A、B,且12,x x分别为 A、B 的横坐标,则AB2121kxx,若12,y y分别为 A、B 的纵坐标,则AB21211yyk,若弦 AB 所在直线方程设为xkyb,则AB2121kyy。特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。练习:1.过抛物线 y2=4x 的焦点

18、作直线交抛物线于 A(x1,y1),B(x2,y2)两点,若 x1+x2=6,那么|AB|等于_ 2.过抛物线xy22焦点的直线交抛物线于 A、B 两点,已知|AB|=10,O 为坐标原点,则ABC 重心的横坐标为_(答:3);十一、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。在椭圆12222byax中,以00(,)P xy为中点的弦所在直线的斜率 k=0202yaxb;在双曲线22221xyab中,以00(,)P xy为中点的弦所在直线的斜率 k=0202yaxb;在抛物线22(0)ypx p中,以00(,)P xy为中点的弦所在直线的斜率 k=0py。练习:1.如

19、果椭圆221369xy弦被点 A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是(答:280 xy);2.已知直线 y=x+1 与椭圆22221(0)xyabab相交于 A、B 两点,且线段 AB 的中点在直线 L:x2y=0.7/18 上,则此椭圆的离心率为_(答:22);特别提醒:因为0 是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0!十二你了解以下结论吗?(1)双曲线12222byax的渐近线方程为02222byax;(2)以xaby为渐近线(即与双曲线12222byax共渐近线)的双曲线方程为(2222byax为参数,0)。(3)中心在原点,坐标轴为对称

20、轴的椭圆、双曲线方程可设为221mxny;(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为22ba,焦准距(焦点到相应准线的距离)为2bc,抛物线的通径为2p,焦准距为p;(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;(6)若抛物线22(0)ypx p的焦点弦为 AB,1122(,),(,)A x yB xy,则12|ABxxp;221212,4px xy yp (7)若 OA、OB 是过抛物线22(0)ypx p顶点 O 的两条互相垂直的弦,则直线 AB 恒经过定点(2,0)p13动点轨迹方程:(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的围;(2)求轨迹方程的常用方法:直

21、接法:直接利用条件建立,x y之间的关系(,)0F x y;如已知动点 P 到定点 F(1,0)和直线3x的距离之和等于 4,求 P 的轨迹方程(答:212(4)(34)yxx 或24(03)yxx);待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。如线段 AB 过 x 轴正半轴上一点 M(m,0))0(m,端点 A、B 到 x 轴距离之积为 2m,以 x 轴为对称轴,过 A、O、B 三点作抛物线,则此抛物线方程为(答:22yx);定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如(1)由动点 P向圆221x

22、y作两条切线 PA、PB,切点分别为 A、B,APB=600,则动点 P 的轨迹方程为(答:224xy);(2).8/18 点 M 与点 F(4,0)的距离比它到直线05xl:的距离小于 1,则点 M 的轨迹方程是_(答:216yx);(3)一动圆与两圆M:122 yx和N:012822xyx都外切,则动圆圆心的轨迹为(答:双曲线的一支);代入转移法:动点(,)P x y依赖于另一动点00(,)Q xy的变化而变化,并且00(,)Q xy又在某已知曲线上,则可先用,x y的代数式表示00,xy,再将00,xy代入已知曲线得要求的轨迹方程;如动点 P 是抛物线122 xy上任一点,定点为)1,0

23、(A,点 M 分PA所成的比为2,则M 的轨迹方程为 _(答:3162xy);参数法:当动点(,)P x y坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将,x y均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。如(1)AB 是圆 O 的直径,且|AB|=2a,M 为圆上一动点,作 MNAB,垂足为 N,在 OM 上取点P,使|OPMN,求点P的轨迹。(答:22|xya y);(2)若点),(11yxP在圆122 yx上运动,则点),(1111yxyxQ的轨迹方程是_(答:2121(|)2yxx);(3)过抛物线yx42的焦点 F 作直线l交抛物线于 A、B 两点,则

24、弦 AB 的中点 M 的轨迹方程是_(答:222xy);注意:如果问题中涉与到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。如已 知 椭 圆)0(12222babyax的左、右焦点分别是 F1(c,0)、F2(c,0),Q 是椭圆外的动点,满足.2|1aQF点 P 是线段 F1Q 与该椭圆的交点,点 T 在线段 F2Q上,并且满足.0|,022TFTFPT(1)设x为 点 P 的 横 坐 标,证 明xacaPF|1;(2)求点 T 的轨迹 C 的方程;(3)试问:在点 T 的轨迹 C 上,是否存在点

25、 M,使F1MF2的面积 S=.2b若存在,求F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由.(答:(1)略;(2)222xya;(3)当2bac时不存在;当2bac时存在,此时F1MF22)曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于“平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量围构造不等关系”等等.如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点”,那么可选择应用“斜率或

26、向量”为桥梁转化.14、解析几何与向量综合时可能出现的向量容:(1)给出直线的方向向量ku,1或nmu,;.9/18(2)给出OBOA 与AB相交,等于已知OBOA 过AB的中点;(3)给出0 PNPM,等于已知P是MN的中点;(4)给出BQBPAQAP,等于已知QP,与AB的中点三点共线;(5)给 出 以 下 情 形 之 一:ACAB/;存 在 实 数,ABAC使;若 存 在 实 数,1,OCOAOB 且使,等于已知CBA,三点共线.(6)给出1OBOAOP,等于已知P是AB的定比分点,为定比,即PBAP(7)给出0MBMA,等于已知MBMA,即AMB是直角,给出0mMBMA,等于已知AMB

27、是钝角,给出0mMBMA,等于已知AMB是锐角,(8)给出MPMBMBMAMA,等于已知MP是AMB的平分线/(9)在平行四边形ABCD中,给出0)()(ADABADAB,等于已知ABCD是菱形;(10)在平行四边形ABCD中,给出|ABADABAD,等于已知ABCD是矩形;(11)在ABC中,给出222OCOBOA,等于已知O是ABC的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);(12)在ABC中,给出0OCOBOA,等于已知O是ABC的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);(13)在ABC中,给出OAOCOCOBOBOA,等于已知O是ABC的垂心(三角形的垂

28、心是三角形三条高的交点);(14)在ABC中,给出 OAOP()|ABACABAC)(R等于已知AP通过ABC的心;(15)在ABC中,给出,0OCcOBbOAa等于已知O是ABC的心(三角形切圆的圆心,三角形的心是三角形三条角平分线的交点);(16)在ABC中,给出12ADABAC,等于已知AD是ABC中BC边的中线;求解圆锥曲线问题的几种措施 圆锥曲线中的知识综合性较强,因而解题时就需要运用多种基础知识、采用多种数学手段来处理问题。熟记各种定义、基本公式、法则固然重要,但要做到迅速、准确解题,还须掌握一些方法和技巧。一.紧扣定义,灵活解题 灵活运用定义,方法往往直接又明了。例 1.已知点

29、A(3,2),F(2,0),双曲线xy2231,P 为双曲线上一点。.10/18 求|PAPF12的最小值。解析:如下图,双曲线离心率为 2,F 为右焦点,由第二定律知12|PF即点 P 到准线距离。|PAPFPAPEAM1252 二.引入参数,简捷明快 参数的引入,尤如化学中的催化剂,能简化和加快问题的解决。例 2.求共焦点 F、共准线l的椭圆短轴端点的轨迹方程。解:取如下图的坐标系,设点 F 到准线l的距离为 p(定值),椭圆中心坐标为 M(t,0)(t 为参数)pbc2,而ct bpcpt2 再设椭圆短轴端点坐标为 P(x,y),则 xctybpt 消去 t,得轨迹方程ypx2 三.数形

30、结合,直观显示 将“数”与“形”两者结合起来,充分发挥“数”的严密性和“形”的直观性,以数促形,用形助数,结合使用,能使复杂问题简单化,抽象问题形象化。熟练的使用它,常能巧妙地解决许多貌似困难和麻烦的问题。例 3.已知x yR,,且满足方程xyy2230(),又myx33,求 m 围。解析:myx33的几何意义为,曲线xyy2230()上的点与点(3,3)连线的斜率,如下图 kmkPAPB.11/18 332352m 四.应用平几,一目了然 用代数研究几何问题是解析几何的本质特征,因此,很多“解几”题中的一些图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解。例 4.已知圆

31、()xy3422和直线ymx的交点为 P、Q,则|OP OQ的值为_。解:OMPOQN|OP OQOM ON 5 五.应用平面向量,简化解题 向量的坐标形式与解析几何有机融为一体,因此,平面向量成为解决解析几何知识的有力工具。例 5.已知椭圆:xy2224161,直线l:xy1281,P 是l上一点,射线 OP 交椭圆于一点 R,点 Q 在 OP 上且满足|OQ OPOR2,当点 P 在l上移动时,求点 Q 的轨迹方程。分析:考生见到此题基本上用的都是解析几何法,给解题带来了很大的难度,而如果用向量共线的条件便可简便地解出。解:如图,OQOROP,共线,设OROQ,OPOQ,OQxy(),则O

32、Rxy(),OPxy(),|OQ OPOR2|OQOQ222 2 点 R 在椭圆上,P 点在直线l上 222224161xy,xy1281 即xyxy222416128 化简整理得点 Q 的轨迹方程为:()()xy152153122(直线yx 23上方部分)六.应用曲线系,事半功倍 利用曲线系解题,往往简捷明快,收到事半功倍之效。所以灵活运用曲线系是解析几何中重要的解题方法和技巧之一。例 6.求经过两圆xyx22640和xyy226280的交点,且圆心在直线xy40上的.12/18 圆的方程。解:设所求圆的方程为:xyxxyy2222646280()()()()1166284022xyxy 则

33、圆心为()3131,在直线xy40上 解得 7 故所求的方程为xyxy227320 七.巧用点差,简捷易行 在圆锥曲线中求线段中点轨迹方程,往往采用点差法,此法比其它方法更简捷一些。例 7.过点 A(2,1)的直线与双曲线xy2221相交于两点 P1、P2,求线段 P1P2中点的轨迹方程。解:设P xy111(),P xy222(),则 xyxy12122222211212 得()()()()xxxxyyyy211221122 即yyxxxxyy212112122()设 P1P2的中点为M xy()00,则 kyyxxxyP P1 22121002 又kyxAM0012,而 P1、A、M、P2

34、共线 kkP PAM1 2,即yxxy0000122 P P12中点 M 的轨迹方程是24022xyxy 解析几何题怎么解 高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题,1个填空题,1个解答题),共计30分左右,考查的知识点约为 20个左右.其命题一般紧扣课本,突出重点,全面考查.选择题和填空题考查直线,圆,圆锥曲线,参数方程和极坐标系中的基础知识.解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点,通过知识的重组与,使知识形成网络,着重考查直线与圆锥曲线的位置关系,求解有时还要用到平几的基本知识,这点值得考生在复课时强化.例 1 已知点 T 是半圆 O 的直径 AB 上一点,AB=2、OT=t (0t1),以

35、 AB 为直腰作直角梯形BBAA,使AA垂直且等于 AT,使BB垂直且等于 BT,BA交半圆于 P、Q 两点,建立如下图的直角坐标系.(1)写出直线BA的方程;(2)计算出点 P、Q 的坐标;(3)证明:由点 P 发出的光线,经 AB 反射后,反射光线通过点Q.讲解:通过读图,看出,BA点的坐标.(1)显然tA1,1,,tB 11 于是 直线BA.13/18 的方程为1txy;(2)由方程组,1,122txyyx解出),(10P、),(2221112ttttQ;(3)ttkPT1001,tttttttttkQT1111201122222)(.由直线 PT 的斜率和直线 QT 的斜率互为相反数知

36、,由点 P 发出的光线经点 T 反射,反射光线通过点 Q.需要注意的是,Q 点的坐标本质上是三角中的万能公式,有趣吗?例 2 已知直线 l 与椭圆)0(12222babyax有且仅有一个交点 Q,且与 x 轴、y 轴分别交于 R、S,求以线段 SR为对角线的矩形 ORPS 的一个顶点 P 的轨迹方程 讲解:从直线l所处的位置,设出直线l的方程,由已知,直线 l 不过椭圆的四个顶点,所以设直线l 的方程为).0(kmkxy 代入椭圆方程,222222bayaxb 得 .)2(22222222bamkmxxkaxb 化简后,得关于x的一元二次方程 .02)(222222222bamamxkaxbk

37、a 于是其判别式).(4)(4)2(222222222222222mbkababamabkamka 由已知,得=0即.2222mbka 在直线方程mkxy中,分别令y=0,x=0,求得).,0(),0,(mSkmR 令顶点P 的坐标为(x,y),由已知,得.,.,ymxykmykmx解得 代入式并整理,得 12222ybxa,即为所求顶点 P 的轨迹方程 方程12222ybxa形似椭圆的标准方程,你能画出它的图形吗?例 3 已知双曲线12222byax的离心率332e,过),0(),0,(bBaA的直线到原点的距离是.23 (1)求双曲线的方程;(2)已知直线)0(5kkxy交双曲线于不同的点

38、 C,D 且 C,D 都在以B 为圆心的圆上,求 k 的值.讲解:(1),332ac原点到直线 AB:1byax的距离.3,1.2322abcabbaabd.故所求双曲线方程为.1322 yx(2)把33522yxkxy代入中消去 y,整理得 07830)31(22kxxk.14/18 设CDyxDyxC),(),(2211的中点是),(00yxE,则 012000220115515,.21313BEyxxkxykxkkkxk ,000kkyx即7,0,03153115222kkkkkkk又 故所求 k=7.为了求出k的值,需要通过消元,想法设法建构k的方程.例 4 已知椭圆 C 的中心在原点

39、,焦点 F1、F2在 x 轴上,点 P 为椭圆上的一个动点,且F1PF2的最大值为 90,直线 l 过左焦点 F1与椭圆交于 A、B 两点,ABF2的面积最大值为 12(1)求椭圆 C 的离心率;(2)求椭圆 C 的方程 讲解:(1)设112212|,|,|2PFrPFrFFc,对,21FPF 由余弦定理,得 1)2(2441244242)(24cos22122212221221221212221121rrcarrcarrcrrrrrrcrrPFF0212e,解出.22e(2)考虑直线l的斜率的存在性,可分两种情况:i)当 k 存在时,设 l 的方程为)(cxky 椭圆方程为),(),(,12

40、2112222yxByxAbyax由.22e得2222,2cbca.于是椭圆方程可转化为 222220 xyc 将代入,消去y得 02)(22222ccxkx,整理为x的一元二次方程,得0)1(24)21(22222kcxckxk.则 x1、x2是上述方程的两根且221221122|kkcxx,2212221)1(22|1|kkcxxkAB,AB 边上的高,1|2sin|22121kkcFBFFFh ckkkkcS21|)211(2221222 2242222224421|12 22 22 22.1121444kkkkcccckkkkk ii)当 k 不存在时,把直线cx代入椭圆方程得221,

41、|2,2222ycABc Scc 由知S 的最大值为22c 由题意得22c=12 所以2226bc2122a 故当ABF2面积最大时椭圆的方程为:.12621222yx 下面给出此题的另一解法,请读者比较二者的优劣:也可这样求解:|212121yyFFS|21xxkc.15/18 设过左焦点的直线方程为:cmyx (这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.)椭圆的方程为:),(),(,122112222yxByxAbyax 由.22e得:,22222cbca于是椭圆方程可化为:022222cyx 把代入并整理得:02)2(222cmcyym 于是21,yy是上述方程的两根.2221

42、21221|()()1|ABxxyymyy2)2(441222222mmccmm2)1(2222mmc,AB 边上的高212mch,从而222222)2(122122)1(2221|21mmcmcmmchABS.221111222222cmmc 当且仅当m=0取等号,即.22maxcS 由题意知1222c,于是 212,26222acb.故当ABF2面积最大时椭圆的方程为:.12621222yx 例 5 已知直线1xy与椭圆)0(12222babyax相交于 A、B两点,且线段 AB的中点在直线02:yxl上.()求此椭圆的离心率;(2)若椭圆的右焦点关于直线l的对称点的在圆422 yx上,求

43、此椭圆的方程.讲解:(1)设 A、B 两点的坐标分别为11).,(),(22222211byaxxyyxByxA,则由得 02)(2222222baaxaxba,根据韦达定理,得,22)(,2222212122221babxxyybaaxx 线段 AB 的中点坐标为(222222,babbaa).由已知得2222222222222)(22,02cacabababbaa,故椭圆的离心率为22e.(2)由(1)知,cb 从而椭圆的右焦点坐标为),0,(bF 设)0,(bF关于直线02:yxl的对称点为.16/18 ,02221210),(000000ybxbxyyx且则解得bybx545300且

44、由已知得 4,4)54()53(,42222020bbbyx,故所求的椭圆方程为14822yx.例 6 已知M:xQyx是,1)2(22轴上的动点,QA,QB 分别切M 于 A,B 两点,(1)如果324|AB,求直线 MQ 的方程;(2)求动弦 AB 的中点 P 的轨迹方程.讲解:(1)由324|AB,可得,31)322(1)2|(|2222ABMAMP由射影定理,得 ,3|,|2MQMQMPMB得 在 RtMOQ 中,523|2222MOMQOQ,故55aa或,所以直线 AB 方程是;0525205252yxyx或 (2)连接 MB,MQ,设),0,(),(aQyxP由点 M,P,Q 在一

45、直线上,得(*),22xya 由射影定理得|,|2MQMPMB即(*),14)2(222ayx 把(*)与(*)消去 a,并注意到2y,可得).2(161)47(22yyx 适时应用平面几何知识,这是快速解答此题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.例 7 如图,在 RtABC 中,CBA=90,AB=2,AC=22。DOAB 于 O 点,OA=OB,DO=2,曲线 E 过 C 点,动点 P在 E 上运动,且保持|PA|+|PB|的值不变.(1)建立适当的坐标系,求曲线 E 的方程;(2)过 D 点的直线 L 与曲线 E 相交于不同的两点 M、N 且 M 在 D、N 之间,设DNDM,试确定实数

46、的取值围 讲 解:(1)建 立 平 面 直角 坐 标 系,如 下 图|PA|+|PB|=|CA|+|CB|y=22)22(22222动点 P 的轨迹是椭圆2,1,1abc曲线 E 的方程是 1222 yx.(2)设直线 L 的方程为 2 kxy,代入曲线 E 的方程2222yx,得A O B C.17/18 068)12(22kxxk设 M1(),(),221,1yxNyx,则.126,128,06)12(4)8(2212212kxxkkxxkk i)L 与 y 轴重合时,31|DNDM ii)L 与 y 轴不重合时,由得 .232k 又21xxxxxxDNDMNDMD,012 xx 或 ,0

47、12 xx01,212)(122121221xxxxxxxx)12(332)12(664)(2222122kkkxxxx 而,232k.8)12(362k,316)12(33242k316214,31012,.131,3101,21,10的取值围是1,31.值得读者注意的是,直线 L 与 y 轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕.例 8 直线l过抛物线)0(22ppxy的焦点,且与抛物线相交于A),(),(2211yxByx和两点.(1)求证:2214pxx;(2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD,直线 l 不是 CD 的垂直平分线.讲解:(1)易求得抛物线的焦点)0,2(PF.若 lx

48、轴,则 l 的方程为4,2221PxxPx显然.若 l 不垂直于 x 轴,可设)2(Pxky,代入抛物线方程整理得4,04)21(221222PxxPxkPPx则.综上可知 2214pxx.(2)设dcdpdDcpcC且),2(),2(22,则 CD 的垂直平分线l的方程为)4(2222pdcxpdcdcy 假设l过 F,则)42(22022pdcppdcdc整理得0)2)(222dcpdc0p.18/18 02222dcp,0dc.这时l的方程为 y=0,从而l与抛物线pxy22只相交于原点.而 l 与抛物线有两个不同的交点,因此l与 l 不重合,l 不是 CD 的垂直平分线.此题是课此题的

49、深化,你能够找到它的原形吗?知识在记忆中积累,能力在联想中提升.课本是高考试题的生长点,复课切忌忘掉课本!例 9 某工程要将直线公路 l 一侧的土石,通过公路上的两个道口 A 和 B,沿着道路 AP、BP 运往公路另一侧的 P 处,PA=100m,PB=150m,APB=60,试说明怎样运土石最省工?讲解:以直线 l 为 x 轴,线段 AB 的中点为原点对立直角坐标系,则在l 一侧必存在经 A 到 P 和经 B 到 P 路程相等的点,设这样的点为 M,则|MA|+|AP|=|MB|+|BP|,即|MA|MB|=|BP|AP|=50,750|AB,M 在双曲线1625252222yx的右支上.故曲线右侧的土石层经道口 B 沿 BP 运往 P 处,曲线左侧的土石层经道口A 沿 AP 运往 P 处,按这种方法运土石最省工.

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