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圆锥曲线解题技巧和方法综合(全)

2021-09-01 来源:乌哈旅游
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圆锥曲线的解题技巧

一、常规七大题型:

(1)中点弦问题

具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为(x1,y1),

(x2,y2),代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意

斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。

x2y2如:(1)221(ab0)与直线相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0),则有

abx0y02k0。 2abx2y2 (2)221(a0,b0)与直线l相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0)则有

abx0y02k0 2ab(3)y=2px(p>0)与直线l相交于A、B设弦AB中点为M(x0,y0),则有2y0k=2p,即y0k=p.

2

y21。 典型例题 给定双曲线x过A(2,1)的直线与双曲线交于两点P1 及P2,22求线段P1P2的中点P的轨迹方程。

(2)焦点三角形问题

椭圆或双曲线上一点P,与两个焦点F1、F2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。

x2y2 典型例题 设P(x,y)为椭圆221上任一点,F1(c,0),F2(c,0)为焦点,

abPF1F2,PF2F1。

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(1)求证离心率esin();

sinsin3 (2)求|PF1|PF2|的最值。

3

(3)直线与圆锥曲线位置关系问题

直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。 典型例题

抛物线方程y2p(x1)(p0),直线xyt与x轴的交点在抛物线准线的右边。

(1)求证:直线与抛物线总有两个不同交点

(2)设直线与抛物线的交点为A、B,且OA⊥OB,求p关于t的函数f(t)的表达式。

(4)圆锥曲线的相关最值(范围)问题

圆锥曲线中的有关最值(范围)问题,常用代数法和几何法解决。

<1>若命题的条件和结论具有明显的几何意义,一般可用图形性质来解决。

<2>若命题的条件和结论体现明确的函数关系式,则可建立目标函数(通常利用二次函数,三角函数,均值不等式)求最值。

(1),可以设法得到关于a的不等式,通过解不等式求出a的范围,即:“求范围,找不等式”。或者将a表示为另一个变量的函数,利用求函数的值域求出a的范围;对于(2)首先要把△NAB的面积表示为一个变量的函数,然后再求它的最大值,即:“最值问题,函数思想”。

最值问题的处理思路:

1、建立目标函数。用坐标表示距离,用方程消参转化为一元二次函数的最值问题,关键是由方程求x、y的范围;

2、数形结合,用化曲为直的转化思想;

3、利用判别式,对于二次函数求最值,往往由条件建立二次方程,用判别式求最值; 4、借助均值不等式求最值。

典型例题

2

已知抛物线y=2px(p>0),过M(a,0)且斜率为1的直线L与抛物线交于不同的两点A、B, |AB|≤2p

(1)求a的取值范围;(2)若线段AB的垂直平分线交x轴于点N,求△NAB面积的最大值。

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(5)求曲线的方程问题

1.曲线的形状已知--------这类问题一般可用待定系数法解决。 典型例题

已知直线L过原点,抛物线C 的顶点在原点,焦点在x轴正半轴上。若点A(-1,0)和点B(0,8)关于L的对称点都在C上,求直线L和抛物线C的方程。

2.曲线的形状未知-----求轨迹方程 典型例题

已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:x+y=1, 动点M到圆C的切线长与|MQ|的比等于常数(>0),求动点M的轨迹方程,并说明它是什么曲线。

N M 2

2

(6) 存在两点关于直线对称问题

在曲线上两点关于某直线对称问题,可以按如下方式分三步解决:求两点所在的直线,求这两直线的交点,使这交点在圆锥曲线形内。(当然也可以利用韦达定理并结合判别式来解决)

O Q x2y21,试确定m的取值范围,使得对于直线典型例题 已知椭圆C的方程43y4xm,椭圆C上有不同两点关于直线对称

(7)两线段垂直问题

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圆锥曲线两焦半径互相垂直问题,常用k1·k2运算来处理。

y1·y21来处理或用向量的坐标

x1·x2典型例题 已知直线l的斜率为k,且过点P(2,0),抛物线C:y4(x1),直线l与抛物线C有两个不同的交点(如图)。

(1)求k的取值范围;

(2)直线l的倾斜角为何值时,A、B与抛物线C的焦点连线互相垂直。

2

四、解题的技巧方面:

在教学中,学生普遍觉得解析几何问题的计算量较大。事实上,如果我们能够充分利用几何图形、韦达定理、曲线系方程,以及运用“设而不求”的策略,往往能够减少计算量。下面举例说明:

(1)充分利用几何图形

解析几何的研究对象就是几何图形及其性质,所以在处理解析几何问题时,除了运用代数方程外,充分挖掘几何条件,并结合平面几何知识,这往往能减少计算量。

典型例题 设直线3x4ym0与圆xyx2y0相交于P、Q两点,O为坐标原点,若OPOQ,求m的值。

22

(2) 充分利用韦达定理及“设而不求”的策略

我们经常设出弦的端点坐标而不求它,而是结合韦达定理求解,这种方法在有关斜率、中点等问题中常常用到。

典型例题 已知中心在原点O,焦点在y轴上的椭圆与直线yx1相交于P、Q两点,且OPOQ,|PQ|10,求此椭圆方程。 2

(3) 充分利用曲线系方程

利用曲线系方程可以避免求曲线的交点,因此也可以减少计算。

典型例题 求经过两已知圆C1:xy4x2y0和C2:xy2y40的

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2222实用标准文案

交点,且圆心在直线l:2x4y10上的圆的方程。

(4)充分利用椭圆的参数方程

椭圆的参数方程涉及到正、余弦,利用正、余弦的有界性,可以解决相关的求最值的问题.这也是我们常说的三角代换法。

x2y2典型例题 P为椭圆221上一动点,A为长轴的右端点,B为短轴的上端点,求四

ab边形OAPB面积的最大值及此时点P的坐标。

(5)线段长的几种简便计算方法

① 充分利用现成结果,减少运算过程

一般地,求直线与圆锥曲线相交的弦AB长的方法是:把直线方程ykxb代入圆锥曲线方程中,得到型如axbxc0的方程,方程的两根设为xA,xB,判别式为△,则|AB|过程。

例 求直线xy10被椭圆x4y16所截得的线段AB的长。

② 结合图形的特殊位置关系,减少运算 在求过圆锥曲线焦点的弦长时,由于圆锥曲线的定义都涉及焦点,结合图形运用圆锥曲线的定义,可回避复杂运算。

222△,若直接用结论,能减少配方、开方等运算1k2·|xAxB|1k2·|a|x2y21的两个焦点,AB是经过F1的弦,若|AB|8,求值例 F1、F2是椭圆

259|F2A||F2B|

③ 利用圆锥曲线的定义,把到焦点的距离转化为到准线的距离

例 点A(3,2)为定点,点F是抛物线y4x的焦点,点P在抛物线y4x上移动,若|PA||PF|取得最小值,求点P的坐标。

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22实用标准文案

圆锥曲线解题方法技巧归纳

第一、知识储备: 1. 直线方程的形式

(1)直线方程的形式有五件:点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。

(2)与直线相关的重要内容 ①倾斜角与斜率ktan,[0,) ②点到直线的距离dtank2k11k2k1Ax0By0CAB22 ③夹角公式:

(3)弦长公式

直线ykxb上两点A(x1,y1),B(x2,y2)间的距离:AB1k2x1x2

(1k2)[(x1x2)24x1x2] 或AB11y1y2 2k(4)两条直线的位置关系

①l1l2k1k2=-1 ② l1//l2k1k2且b1b2 2、圆锥曲线方程及性质

(1)、椭圆的方程的形式有几种?(三种形式)

x2y2 标准方程:1(m0,n0且mn)

mn 距离式方程:(xc)2y2(xc)2y22a 参数方程:xacos,ybsin (2)、双曲线的方程的形式有两种

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x2y2 标准方程:1(mn0)

mn 距离式方程:|(xc)2y2(xc)2y2|2a (3)、三种圆锥曲线的通径你记得吗?

2b22b22p 椭圆:;双曲线:;抛物线:aa(4)、圆锥曲线的定义你记清楚了吗?

x2y2如:已知F1、F2是椭圆1的两个焦点,平面内一个动点M满足

43MF1MF22则动点M的轨迹是( )

A、双曲线;B、双曲线的一支;C、两条射线;D、一条射线 (5)、焦点三角形面积公式:P在椭圆上时,SFPFb2tan

122 P在双曲线上时,SFPFb2cot

122ruuuuruuuruuuur|PF1|2|PF2|24c2uuu(其中F1PF2,cos,PF1•PF2|PF1||PF2|cos)

|PF1||PF2|(6)、记住焦半径公式:(1)

椭圆焦点在x轴上时为aex0;焦点在y轴上时为aey0,可简记为“左加右减,上加下减”。

(2)双曲线焦点在x轴上时为e|x0|a

(3)抛物线焦点在x轴上时为|x1|,焦点在y轴上时为|y1| (6)、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗? 第二、方法储备

1、点差法(中点弦问题) 设Ax1,y1文档

p2p2x2y2、Bx2,y2,Ma,b为椭圆1的弦AB中点则有

43实用标准文案

x1yxyxx211,221;两式相减得143434222222y21y2320

x1x2x1x24y1y2y1y23kAB=3a 4b2、联立消元法:你会解直线与圆锥曲线的位置关系一类的问题吗?

经典套路是什么?如果有两个参数怎么办?

设直线的方程,并且与曲线的方程联立,消去一个未知数,得到

一个二次方程,使用判别式0,以及根与系数的关系,代入弦长公式,设曲线上的两点A(x1,y1),B(x2,y2),将这两点代入曲线方程得到○1○2两个式子,然后○1-○2,整体消元······,若有两个字母未知数,则要找到它们的联系,消去一个,比如直线过焦点,则可以利用三点A、B、F共线解决之。若有向量的关系,则寻找坐标之间的关系,根与系数的关系结合消元处理。一旦设直线为

ykxb,就意味着k存在。

例1、已知三角形ABC的三个顶点均在椭圆4x25y280上,且点A是椭圆短轴的一个端点(点A在y轴正半轴上).

(1)若三角形ABC的重心是椭圆的右焦点,试求直线BC的方程; (2)若角A为900,AD垂直BC于D,试求点D的轨迹方程. 分析:第一问抓住“重心”,利用点差法及重心坐标公式可求出中点弦BC的斜率,从而写出直线BC的方程。第二问抓住角A为900可得出AB⊥AC,从而得x1x2y1y214(y1y2)160,然后利用联立消元法及交轨法求出点D的轨迹方程;

解:(1)设B(x1,y1),C(x2,y2),BC中点为(x0,y0),F(2,0)则有

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22x12y12x2y21,1 20162016两式作差有

(x1x2)(x1x2)(y1y2)(y1y2)02016x0y0k0 (1) 54F(2,0)为三角形重心,所以由

y02,代入(1)得kx1x2yy242,得x03,由10得336 5直线BC的方程为6x5y280

2)由AB⊥AC得x1x2y1y214(y1y2)160 (2) 设直线

BC

方程为

ykxb,代入4x25y280,得

(45k2)x210bkx5b2800

5b28010kb,x1x2 x1x22245k45k8k4b280k2y1y2,y1y2 代入(2)式得

45k245k29b232b1640b4(舍),解得或 b245k9直线过定点(0,),设D(x,y),则

9y29x232y160

49y49y41,即xx所以所求点D的轨迹方程是x2(y4、设而不求法

例2、如图,已知梯形ABCD中AB16220)()2(y4)。 992CD,点E分有向线段AC所

34成的比为,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点当23时,求双曲线离心率e的取值范围。

分析:本小题主要考查坐标法、定比分点坐标公式、双曲线的概念

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和性质,推理、运算能力和综合运用数学知识解决问题的能力。建立直角坐标系xOy,如图,若设

x2y2cC ,h,代入221,求得hLab2x2y21a2b2,

进而求得xEL,yEL,再代入

,建立目标函数

整理f(e,)0,此运算量可见是难上加难.我们对h可f(a,b,c,)0,

采取设而不求的解题策略,

建立目标函数f(a,b,c,)0,整理f(e,)0,化繁为简.

解法一:如图,以AB为垂直平分线为y轴,直线AB为x轴,建立直角坐标系xOy,则CD⊥y轴因为双曲线经过点C、D,且以A、B

为焦点,由双曲线的对称性知C、D关于y轴对称

c1依题意,记Ac, 0,C ,h,Ex0, y0,其中c|AB|为双

22曲线的半焦距,h是梯形的高,由定比分点坐标公式得

cc22c, yh x001211

ax2y2设双曲线的方程为221,则离心率ecaab由点C、E在双曲线上,将点C、E的坐标和ec代入双曲线方程得

e2h2 21, ①

4be2

42h21 ② 11b2h2e2由①式得 21, ③

4b文档

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将③式代入②式,整理得

e2 4412,

4故 123

e1由题设23得,21233

334e24解得 7e10

7 , 10所以双曲线的离心率的取值范围为

分析:考虑AE,AC为焦半径,可用焦半径公式, AE,AC用E,C的横坐标表示,回避h的计算, 达到设而不求的解题策略. 解法二:建系同解法一,AEaexE,ACaexC,

cc2cAE2xE,又,代入整理123,由题e1121AC1设23得,2134333 24e27e10

7 , 10解得

所以双曲线的离心率的取值范围为5、判别式法 例3已知双曲线C:y

x2直线l过点A1,

2222,0,斜率为k,当0k1时,双曲线的上支上有且仅有一点B到直线l的距离为2,试求k的值及此时点B的坐标。

分析1:解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段. 从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:过点B作与l平行的直线,必与双曲线C相切. 而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式

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0. 由此出发,可设计如下解题思路:

l:yk(x2)0k1

2

直线l’在l的上方且到直线l的距离为

l':ykx2k222k

把直线l’的方程代入双曲线方程,消去y,令判别式0

解得k的值

解题过程略.

分析2:如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表达,即所谓“有且仅有一点B到直线l的距离为2”,相当于化归的方程有唯一解. 据此设计出如下解题思路: 关于x的方程问题 kx2x22kk1求解 220k1有唯一

转化为一元二次方程根的问题 简解:设点M(x,2x2)为双曲线C上支上任一点,则点M到直线

l的距离为:

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kx2x22kk122

0k1 

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于是,问题即可转化为如上关于x的方程. 由于0k1,所以2x2xkx,从而有

kx2x22kkx2x22k.

于是关于x的方程

kx2x22k2(k21)

2x22(2(k21)2kkx)2,  22(k1)2kkx0k 21x22k2(k21)2kx2(k21)2k20,

222(k1)2kkx0. 由0k1可知:

方程k1x2k2(k1)2kx2(k1)2k20的二根同

22222正,故2(k21)2kkx0恒成立,于是等价于

k25. 521x2k2(k1)2kx222(k21)2k20.

2 由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式0,就可解得

k点评:上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性.

例4已知椭圆C:x22y28和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,在线段AB上取点Q,使曲线的方程.

分析:这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知从何入手。其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解. 因

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APAQ,求动点Q的轨迹所在PBQB实用标准文案

此,首先是选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消参可达到解题的目的.

由于点Q(x,y)的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率k作为参数,如何将x,y与k联系起来?一方面利用点Q在直线AB上;另一方面就是运用题目条件:P、Q四点共线,不难得到x4(xxB)2xAxB8(xAxB)AAPAQ来转化.由A、B、PBQB,要建立x与k的关系,只需

将直线AB的方程代入椭圆C的方程,利用韦达定理即可.

通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解决本题,已经做到心中有数.

将直线方程代入椭圆方程,消去y,利用韦达定理 APPBAQQB x4(xAxB)2xAxB 8(xAxB)

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xfk 利用点Q满足直线AB的方程:y = k (x—4)+1,消去参数k 点Q的轨迹方程 实用标准文案

在得到xfk之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到关于x,y的方程(不含k),则可由yk(x4)1解得

ky1,直接代入xfk即可得到轨迹方程。从而简化消去参的过x4程。

简解:设Ax1,y1,B(x2,y2),Q(x,y),则由APPBAQQB4x1可得:x24xx1, x2x解之得:x4(x1x2)2x1x2 (1)

8(x1x2)设直线AB的方程为:yk(x4)1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于 x的一元二次方程:

2k21x24k(14k)x2(14k)280 (2)

4k(4k1)x1x2,∴ 2k21 2xx2(14k)8.122k21代(3)

入(1),化简得:

x4k3. k2与yk(x4)1联立,消去k得:2xy4(x4)0. 在(2)中,由64k264k240,解得 2410k2104,结合(3)

可求得 162910x16210.9

109x162109故知点Q的轨迹方程为:2xy40 (162).

点评:由方程组实施消元,产生一个标准的关于一个变量的一元二次方程,其判别式、韦达定理模块思维易于想到. 这当中,难点在

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引出参,活点在应用参,重点在消去参.,而“引参、用参、消参”三步曲,正是解析几何综合问题求解的一条有效通道. 6、求根公式法 例5设直线l过点试求

x2y2P(0,3),和椭圆1顺次交于

94A、B两点,

AP的取值范围. PBPB分析:本题中,绝大多数同学不难得到:AP=xA,但从此后却一

xB筹莫展, 问题的根源在于对题目的整体把握不够. 事实上,所谓求取值范围,不外乎两条路:其一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式(或方程),这只需利用对应的思想实施;其二则是构造关于所求量的一个不等关系.

分析1: 从第一条想法入手,APx=A已经是一个关系式,但由PBxB于有两个变量xA,xB,同时这两个变量的范围不好控制,所以自然想到利用第3个变量——直线AB的斜率k. 问题就转化为如何将xA,xB转化为关于k的表达式,到此为止,将直线方程代入椭圆方程,消去y得出关于x的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.

把直线l的方程y = kx+3代入椭圆方程,消去y得到关于x的一元二次方程 求根公式

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xA= f(k),xB = g(k) AP/PB = —(xA / xB) 得到所求量关于k的函数关系式 由判别式得出k的取值范围

所求量的取值范围 实用标准文案

简解1:当直线l垂直于x轴时,可求得

AP1; PB5当l与x轴不垂直时,设Ax1,y1,B(x2,y2),直线l的方程为:

ykx3,代入椭圆方程,消去y得9k24x254kx450

解之得 x1,227k69k25. 29k4因为椭圆关于y轴对称,点P在y轴上,所以只需考虑k0的情形.

27k69k25当k0时,x19k24227k69k5, ,x29k24x19k29k25AP18k18=所以 =1=122PBx29k29k59k29k59295.

k2由 (54k)21809k240, 解得 k2, 所以 11综上 1189295k21,

559AP1. PB5 分析2: 如果想构造关于所求量的不等式,则应该考虑到:判别式往往是产生不等的根源. 由判别式值的非负性可以很快确定k的取值范围,于是问题转化为如何将所求量与k联系起来. 一般来说,韦达定理总是充当这种问题的桥梁,但本题无法直接应用韦达定理,原

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因在于

xAP1不是关于x1,x2的对称关系式. 原因找到后,解决问题PBx2的方法自然也就有了,即我们可以构造关于x1,x2的对称关系式. 把直线l的方程y = kx+3代入椭圆方程,消去y得到关于x的一元二次方程

韦达定理 xA+ xB = f(k),xA xB = g(k) AP/PB = —(xA / xB) 构造所求量与k的关系式 由判别式得出k的取值范围

关于所求量的不等式

简解2:设直线l的方程为:ykx3,代入椭圆方程,消去9k24x254kx450 (*)

则

x1x54k29k2,4 xx24519k24.令x1x,则,1324k22245k220.

在(*)中,由判别式0,可得 k259,

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y得

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324k236从而有 42545k20,所以 42136,解得 515. 5结合01得1. 综上,1AP1. PB515点评:范围问题不等关系的建立途径多多,诸如判别式法,均值不等式法,变量的有界性法,函数的性质法,数形结合法等等. 本题也可从数形结合的角度入手,给出又一优美解法.

解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时局部的胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠而看不清问题的实质所在,只有见微知著,树立全局观念,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里.

第三、推理训练:数学推理是由已知的数学命题得出新命题的基本思维形式,它是数学求解的核心。以已知的真实数学命题,即定义、公理、定理、性质等为依据,选择恰当的解题方法,达到解题目标,得出结论的一系列推理过程。在推理过程中,必须注意所使用的命题之间的相互关系(充分性、必要性、充要性等),做到思考缜密、推理严密。通过编写思维流程图来锤炼自己的大脑,快速提高解题能力。

例6椭圆长轴端点为A,B,O为椭圆中心,F为椭圆的右焦点,且AFFB1,OF1.

(Ⅰ)求椭圆的标准方程;

(Ⅱ)记椭圆的上顶点为M,直线l交椭圆于P,Q两点,问:是否存在直线l,使点F恰为PQM的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由。

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思维流程:

uuuruuuruuur(Ⅰ) 由AF•FB1,OF1 (ac)(ac)1,c1

a2,b1 写出椭圆方程

由F为PQM的重心 PQMF,MPFQ kPQ1

(Ⅱ)

yxm3x24mx2m220 22 消元 x2y2

两根之和, 两根之积 uuuruuurMP•FQ0 得出关于 m的方程 解出m

解题过程:

x2y2(Ⅰ)如图建系,设椭圆方程为221(ab0),则c1

ab又∵AFFB1即 (ac)(ac)1a2c2,∴a22

x2故椭圆方程为y21

2文档

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(Ⅱ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F恰为PQM的垂心,则

设P(x1,y1),Q(x2,y2),∵M(0,1),F(1,0),故kPQ1,

yxm于是设直线l为 yxm,由2得,2x2y23x24mx2m220

uuuruuur∵MPFQ0x1(x21)y2(y11) 又yixim(i1,2)

得x1(x21)(x2m)(x1m1)0 即

2x1x2(x1x2)(m1)m2m0 由韦达定理得 2m224m2(m1)m2m0

33解得m或m1(舍) 经检验m符合条件.

点石成金:垂心的特点是垂心与顶点的连线垂直对边,然后转化为两向量乘积为零.

例7、已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过

3A(2,0)、B(2,0)、C1,三点. 24343(Ⅰ)求椭圆E的方程:

(Ⅱ)若点D为椭圆E上不同于A、B的任意一点,F(1,0),H(1,0),当ΔDFH内切圆的面积最大时,求ΔDFH内心的坐标;

思维流程: 得到m,n的方程(Ⅰ) 解出m,n 由椭圆经过A、B、C三点 设方程为mxny1 22文档

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(Ⅱ) 由DFH内切圆面积最大 转化为DFH面积最大 转化为点D的纵坐标的绝对值最大最大 D为椭圆短轴端点

解题过程: (Ⅰ)设椭圆方程为mx2ny21m0,n0,将

3A(2,0)、B(2,0)、C(1,)代入椭圆E的方程,得

24m1,x2y211解得m,n.∴椭圆E的方程1 . 943mn1434得出D点坐标为0,DFH面积最大值为3 SDFH1周长r内切圆 2r内切圆3 33 3

(Ⅱ)|FH|2,设ΔDFH边上的高为SDFH2hh

当点D在椭圆的上顶点时,h最大为3,所以SDFH的最大值为3. 设ΔDFH的内切圆的半径为R,因为ΔDFH的周长为定值6.所以,

SDFH1R6 212文档

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所以R的最大值为3.所以内切圆圆心的坐标为(0,3)33.

点石成金:S的内切圆的周长r的内切圆

例8、已知定点C(1,过点C的动直线与椭圆0)及椭圆x23y25,相交于A,B两点.

(Ⅰ)若线段AB中点的横坐标是,求直线AB的方程; (Ⅱ)在x轴上是否存在点M,使MAMB为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由. 思维流程:

(Ⅰ)解:依题意,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为yk(x1), 将yk(x1)代入x23y25, 消去y整理得 (3k21)x26k2x3k250. 设A(x1,y1), B(x2,y2),

36k44(3k21)(3k25)0, (1) 则 6k2x1x22. (2)3k1x1x23k2112,解得由线段AB中点的横坐标是, 得23k122k331212,符合题意。

所以直线AB的方程为 x3y10,或 x3y10. (Ⅱ)解:假设在x轴上存在点M(m,0),使MAMB为常数.

① 当直线AB与x轴不垂直时,由(Ⅰ)知

6k23k25x1x22, x1x22. (3)

3k13k1uuuruuur所以MAMB(x1m)(x2m)y1y2(x1m)(x2m)k2(x11)(x21)

(k21)x1x2(k2m)(x1x2)k2m2.将(3)代入,整理得

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1142(2m)(3k1)2muuuruuur(6m1)k5233m2MAMBm3k213k21216m14m22m.

33(3k21)注意到MAMB是与k无关的常数, 从而有6m140,m, 此时

uuuruuur4MAMB.

973② 当直线AB与x轴垂直时,此时点A,B的坐标分别为

uuuruuur47221,、1,,当m3时, 亦有MAMB9. 330,使MAMB为常数. 综上,在x轴上存在定点M,731142(2m)(3k1)2muuuruuur(6m1)k533m2 点石成金:MAMBm2223k13k12 m22m16m14. 233(3k1)例9、已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),

l交椭圆于A、B两个不同点。

(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)求m的取值范围;

(Ⅲ)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形. 思维流程:

x2y2解:(1)设椭圆方程为221(ab0)

aba2b2x2y2a8则41解得2 ∴椭圆方程为1

8221b22ab文档

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(Ⅱ)∵直线l平行于OM,且在y轴上的截距为m 又KOM= l的方程为:yxm

1yxm2x22mx2m240 由22xy1281212∵直线l与椭圆交于

A、B两个不同点,

(2m)24(2m24)0,解得2m2,且m0(Ⅲ)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可

设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1x22m,x1x22m24 则k1y11y1,k22 x12x22由x22mx2m240可得

x1x22m,x1x22m24

而k1k2y11y21(y11)(x22)(y21)(x12) x12x22(x12)(x22)11(x1m1)(x22)(x2m1)(x12)22(x12)(x22)x1x2(m2)(x1x2)4(m1)(x12)(x22)

2m24(m2)(2m)4(m1)(x12)(x22)2m242m24m4m40 (x12)(x22)k1k20故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.

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点石成金:直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形k1k20

23x2y2例10、已知双曲线221的离心率e,过A(a,0),B(0,b)的直

3ab线到原点的距离是

3. 2 (1)求双曲线的方程;

(2)已知直线ykx5(k0)交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值. 思维流程: 解:∵(1)

daba2b2c23,a3原点到直线AB:

xy1ab的距离

3.ab3.c2.

b1,a 故所求双曲线方程为 x(2)把

23y21.

中消去

ykx5代入x23y23y,整理得

(13k2)x230kx780.

设C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点是E(x0,y0),则

x0kBEx1x215k5ykx5,00213k213k2 y110.x0k x0ky0k0, 即

15k5k2k0,又k0,k7 2213k13k故所求k=±7.

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点石成金: C,D都在以B为圆心的圆上BC=BDBE⊥CD; 例11、已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1. (Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(II)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A、B两点(A、B不是左

右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.

思维流程:

x2y2解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为221(ab0),

ab 由已知得:ac3,ac1,

x2y2 椭圆的标准方程为1. 22243bac3a2,c1, (II)设A(x1,y1),B(x2,y2).

ykxm,联立 x2y21.34 得 (34k2)x28mkx4(m23)0,则

64m2k216(34k2)(m23)0,即34k2m20, 8mk,x1x2234k4(m23).x1x234k2

3(m24k2)又y1y2(kx1m)(kx2m)kx1x2mk(x1x2)m.

34k2220), 因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2, kADkBD1,即

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y1y21. y1y2x1x22(x1x2)40. x12x223(m24k2)4(m23)15mk22407m16mk4k0. . 22234k34k34k实用标准文案

解得:m12k,m22k,且均满足34k2m20. 7 当m12k时,l的方程yk(x2),直线过点(2,0),与已知矛盾; 当m222k2x0. 时,l的方程为yk,直线过定点,777270. 所以,直线l过定点,定点坐标为,点石成金:以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点 CA⊥CB; 例

x2y212、已知双曲线221(a0,b0)的左右两个焦点分别为F1、F2,

ab点P在双曲线右支上. (Ⅰ)若当点P的坐标为(34116,)时,PF1PF255,求双曲线的方程;

(Ⅱ)若|PF1|3|PF2|,求双曲线离心率e的最值,并写出此时双曲线的

渐进线方程. 思维流程:

解:(Ⅰ)(法一)由题意知,PF13411634116,), PF2(c,), 555534134116PF1PF2,PF1PF20,(c)(c)()20 (1分)

555(c解得 c225,c5. 由双曲线定义得: |PF1||PF2|2a,

2a(5341216341216)()2(5)()25555(413)2(413)26,a3,b4 x2y2 所求双曲线的方程为: 1

916 (法二) 因PF1PF2,由斜率之积为1,可得解. (Ⅱ)设|PF1|r1,|PF2|r2, (法一)设P的坐标为

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(x,y), 由焦半径公式得

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r1|aex|aex,r2|aex|exa,

2a2,xa,a,2ac,

c2a2r13r2,aex3(exa),xce的最大值为

cbc2a2e213, 2,无最小值. 此时2,aaa此时双曲线的渐进线方程为y3x

(法二)设F1PF2,(0,].

(1)当时, r1r22c,且r13r2,2c4r2, 2ar1r22r2 此时 e2c2a4r22. 2r2(2)当,由余弦定理得: (0,)2(2c)r1r22r1r2cos10r26r2cos2222

e2cr2106cos106cos2a2r22,

2,但e无最小值.

cos(1,1),e(1,2),综上,e的最大值为

(以下法一)

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