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1、题型一:定比点差法2题型二:齐次化3题型三:极点极线问题4题型四:蝴蝶问题10题型一:定比点差法例1已知椭圆()的离心率为,过右焦点且斜率为()的直线与相交于,两点,若,求【解析】由,可设椭圆为(),设,由,所以,又由(1)-(3)得,又又例2已知,过点的直线交椭圆于,(可以重合),求取值范围【解析】设,由,所以由(1)-(3)得:,又,又,从而例3已知椭圆的左右焦点分别为,是椭圆上的三个动点,且,若,求的值【解析】设,由,得满足满足由由(1)-(3)得:,又,同理可得题型二:齐次化例4已知抛物线,过点的直线与抛物线交于P,Q两点,为坐标原点证明:【解析】直线由,得则由,得:,整理得:,即:所
2、以,则,即:例5如图,椭圆,经过点,且斜率为的直线与椭圆交于不同的两点P,Q(均异于点,证明:直线AP与AQ的斜率之和为2【解析】设直线则由,得:则,故所以.即.例6已知椭圆,设直线不经过点且与相交于A,B两点若直线与直线的斜率的和为,证明:直线过定点【解析】设直线(1)由,得即:(2)由(1)(2)得:整理得:则,则,代入直线,得:显然,直线过定点题型三:极点极线问题例7已知椭圆M:(ab0)过A(2,0),B(0,1)两点(1)求椭圆M的离心率;(2)设椭圆M的右顶点为C,点P在椭圆M上(P不与椭圆M的顶点重合),直线AB与直线CP交于点Q,直线BP交x轴于点S,求证:直线SQ过定点【解析
3、】(1)因为点,都在椭圆上,所以,所以所以椭圆的离心率(2)由(1)知椭圆的方程为,由题意知:直线的方程为设(,),因为三点共线,所以有,所以所以所以因为三点共线,所以,即所以所以直线的方程为,即又因为点在椭圆上,所以所以直线的方程为所以直线过定点例8若双曲线与椭圆共顶点,且它们的离心率之积为(1)求椭圆C的标准方程;(2)若椭圆C的左、右顶点分别为,直线l与椭圆C交于P、Q两点,设直线与的斜率分别为,且试问,直线l是否过定点?若是,求出定点的坐标;若不是,请说明理由【解析】(1)由已知得双曲线的离心率为,又两曲线离心率之积为,所以椭圆的离心率为;由题意知,所以,所以椭圆的标准万程为(2)当直
4、线l的斜率为零时,由对称性可知:,不满足,故直线l的斜率不为零设直线l的方程为,由,得:,因为直线l与椭圆C交于P、Q两点,所以,整理得:,设、,则,因为,所以,整理得:,将,代入整理得:要使上式恒成立,只需,此时满足,因此,直线l恒过定点例9如图,椭圆E:的离心率是,过点P(0,1)的动直线与椭圆相交于A,B两点,当直线平行与轴时,直线被椭圆E截得的线段长为.(1)求椭圆E的方程;(2)在平面直角坐标系中,是否存在与点P不同的定点Q,使得恒成立?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(1)由已知,点在椭圆E上.因此,解得.所以椭圆的方程为.(2)当直线与轴平行时,设直线与椭圆
5、相交于C、D两点.如果存在定点Q满足条件,则,即.所以Q点在y轴上,可设Q点的坐标为.当直线与轴垂直时,设直线与椭圆相交于M、N两点.则,由,有,解得或.所以,若存在不同于点P的定点Q满足条件,则Q点的坐标只可能为.下面证明:对任意的直线,均有.当直线的斜率不存在时,由上可知,结论成立.当直线的斜率存在时,可设直线的方程为,A、B的坐标分别为.联立得.其判别式,所以,.因此.易知,点B关于y轴对称的点的坐标为.又,所以,即三点共线.所以.故存在与P不同的定点,使得恒成立.变式1已知A、B分别为椭圆E:(a1)的左、右顶点,G为E的上顶点,P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E
6、的另一交点为D(1)求E的方程;(2)证明:直线CD过定点.【解析】(1)依据题意作出如下图象:由椭圆方程可得:,椭圆方程为:(2)证明:设,则直线的方程为:,即:联立直线的方程与椭圆方程可得:,整理得:,解得:或将代入直线可得:所以点的坐标为.同理可得:点的坐标为当时,直线的方程为:,整理可得:整理得:所以直线过定点当时,直线:,直线过点故直线CD过定点变式2已知椭圆:的左焦点为,且过点.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知,分别为椭圆的左、右顶点,为直线上任意一点,直线,分别交椭圆于不同的两点,.求证:直线恒过定点,并求出定点坐标.【解析】(1)椭圆的一个焦点,则另一个焦点为,由椭圆的定义知
7、:,代入计算得又,所以椭圆的标准方程为(2)设,则直线,与联立,解得同理所以直线的斜率为=所以直线所以直线恒过定点,且定点坐标为变式3设椭圆过点,且左焦点为(1)求椭圆的方程;(2)当过点的动直线与椭圆相交于两不同点,时,在线段上取点,且满足,证明:点总在某定直线上【解析】(1)因为椭圆的左焦点为,所以,设椭圆方程为,又因为椭圆过点,所以,解得所以椭圆方程为:;(2)设直线的参数方程是,(为参数),代入椭圆方程,得:由,得,即,则,点轨迹的参数方程是,则,所以点在定直线上题型四:蝴蝶问题例10在平面直角坐标系中,已知圆,点,是圆上任意一点,线段的垂直平分线与半径相交于点,设点的轨迹为曲线。(1
8、)求曲线的方程;(2)若,设过点的直线与曲线分别交于点,其中,求证:直线必过轴上的一定点。(其坐标与无关)【解析】(1)在线段的垂直平分线上,由椭圆的定义知点的轨迹是以为焦点,6为长轴长的椭圆,曲线的方程为:。(2)点的坐标为直线方程为:,即,直线方程为:,即。分别与椭圆联立方程组,同时考虑到,解得:.当时,直线方程为:令,解得:。此时必过点;当时,直线方程为:,与轴交点为。所以直线必过轴上的一定点。例11已知椭圆的左右顶点分别为点,且,椭圆离心率为.(1)求椭圆的方程;(2)过椭圆的右焦点,且斜率不为的直线交椭圆于,两点,直线,的交于点,求证:点在直线上.【解析】(1)因为,椭圆离心率为,所
9、以,解得,.所以椭圆的方程是.(2)若直线的斜率不存在时,如图,因为椭圆的右焦点为,所以直线的方程是.所以点的坐标是,点的坐标是.所以直线的方程是,直线的方程是.所以直线,的交点的坐标是.所以点在直线上.若直线的斜率存在时,如图.设斜率为.所以直线的方程为.联立方程组消去,整理得.显然.不妨设,所以,.所以直线的方程是.令,得.直线的方程是.令,得.所以分子.所以点在直线上.例12已知椭圆C:1(ab0)的左、右顶点分别为A,B,离心率为,点P为椭圆上一点(1)求椭圆C的标准方程;(2)如图,过点C(0,1)且斜率大于1的直线l与椭圆交于M,N两点,记直线AM的斜率为k1,直线BN的斜率为k2
10、,若k12k2,求直线l斜率的值【解析】(1)因为椭圆的离心率为,所以a2c.又因为a2b2c2,所以bc.所以椭圆的标准方程为1.又因为点P为椭圆上一点,所以1,解得c1.以椭圆的标准方程为1.(2)由椭圆的对称性可知直线l的斜率一定存在,设其方程为ykx1.设M(x1,y1),N(x2,y2)联立方程组消去y可得(34k2)x28kx80.所以由根与系数关系可知x1x2,x1x2.因为k1,k2,且k12k2,所以.即.又因为M(x1,y1),N(x2,y2)在椭圆上,所以(4),(4)将代入可得:,即3x1x210(x1x2)120.所以310120,即12k220k30.解得k或k,又
11、因为k1,所以k.变式4如图,为坐标原点,椭圆()的焦距等于其长半轴长,为椭圆的上、下顶点,且(1)求椭圆的方程;(2)过点作直线交椭圆于异于的两点,直线交于点求证:点的纵坐标为定值3【解析】(1)由题意可知:,,又,有,故椭圆的方程为:(2)由题意知直线的斜率存在,设其方程为,用的横坐标表示的纵坐标,再联立的方程和椭圆的方程,消去得,利用韦达定理化简的纵坐标后可得所求的定值.设(),联立直线方程和椭圆方程得,消去得,,,且有,又,由得,故,整理得到,故故点的纵坐标为3变式5已知点在椭圆:上,为坐标原点,直线:的斜率与直线的斜率乘积为(1)求椭圆的方程;(2)不经过点的直线:(且)与椭圆交于,
12、两点,关于原点的对称点为(与点不重合),直线,与轴分别交于两点,求证:.【解析】()由题意,即又联立解得所以,椭圆的方程为:.()设,由,得,所以,即,又因为,所以,解法一:要证明,可转化为证明直线,的斜率互为相反数,只需证明,即证明.,.解法二:要证明,可转化为证明直线,与轴交点、连线中点的纵坐标为,即垂直平分即可.直线与的方程分别为:,分别令,得,而,同解法一,可得,即垂直平分.所以,.变式6椭圆()的左、右焦点分别为,在椭圆上,的周长为,面积的最大值为2.(1)求椭圆的方程;(2)直线()与椭圆交于,连接,并延长交椭圆于,连接,探索与的斜率之比是否为定值并说明理由.【解析】,得,所以椭圆C的方程为:设,则直线AD:,代入C:得,因为,代入化简得,设,则,所以,直线,同理可得,所以,所以:17学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司