高中数学二轮专题复习圆锥曲线结论技巧——02点差法 学案(原卷版+解析版)

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高中数学二轮专题复习圆锥曲线结论技巧——02点差法 学案(原卷版+解析版)

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点差法
1、点差法的原理
设直线与圆锥曲线的交点(弦的端点)坐标为、,将这两点代入圆锥曲线的方程并对所得两式作差,得到一个与弦的中点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为“点差法”。
2.有心二次曲线的点差法
(1)设点:若,是椭圆上不重合的两点,则,
(2)作差:两式相减得,
(3)表斜率:是直线的斜率,是线段的中点,化简可得,
注意:在双曲线中有适用条件
当中点满足时,中点弦不存在。
3.抛物线中的点差法
已知抛物线,其任意弦AB的中点为,将点代入曲线方程,得,两式作差,得,式子两边同除以,得。
4.点差法的基本题型
(1)求以定点为中点的弦所在直线的方程;
(2)过定点的弦和平行弦的中点轨迹问题;
(3)求与中点弦有关的圆锥曲线的问题;
与中点有关的集合特征:中垂线、等腰三角形、平行四边形等。
一、求直线问题
已知椭圆的一个顶点为,离心率,直线交椭圆于两点,如果的重心恰好为椭圆的右焦点,直线方程为________.
【简要答案】
【答案】
由题意得,又,解得.
∴椭圆的方程为.∴椭圆右焦点的坐标为,
设线段的中点为,
由三角形重心的性质知,从而,
解得,所以点Q的坐标为.
设,则,且,
以上两式相减得,
∴,
故直线的方程为,即.
答案:
已知双曲线,过能否作直线l,使l与双曲线交于P、Q两点,且B为线段PQ的中点?
【简要答案】不存在
【答案】假设直线存在,由点差法,所以,可得,此时联立方程得,所以,矛盾。
已知抛物线的一条弦恰好以为中点,则弦所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
【简要答案】B
【答案】由题意得:设,都在抛物线上
,直线还经过,
所以直线方程为。
已知是抛物线的焦点,是上的两个点,线段的中点为,则的面积等于 .
【简要答案】2
【解析】:代入结论可得,,直线AB方程为,面积为2。
二、求轨迹问题
已知椭圆的方程是.设斜率为的直线,交椭圆于 两点,的中点为.证明:当直线平行移动时,动点在一条过原点的定直线上.
【简要答案】略
【答案】利用点差法可得:,即,即在过原点的定直线上。
已知椭圆的弦AB所在的直线过点,求AB的中点F的轨迹方程。
【简要答案】
【答案】设,①当AB斜率存在时,由点差法可得,即(),整理得();②当AB斜率不存在时,,此时,满足方程,综上F的轨迹为。
设椭圆方程为:,过点的直线交椭圆于点,是坐标原点,点满足,当绕点旋转时,求动点的轨迹方程。
【简要答案】
【答案】设,①当AB斜率存在时,由点差法可得,即(),整理得();②当AB斜率不存在时,,此时,满足方程,综上P的轨迹为。
三、与中点有关的圆锥曲线问题
已知椭圆,点为左焦点,点为下顶点,平行于的直线交椭圆于两点,且的中点为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【简要答案】A
【答案】设A(,),B(,),又的中点为,则
又因为A、B在椭圆上所以
两式相减,得:
∵,
∴,∴,平方可得, ∴=,,
故选A.
已知双曲线为该双曲线的右焦点,过的直线交该双曲线于两点,且的中点,则该双曲线的方程为 .
【简要答案】:.
【答案】中点弦问题一般采用点差法.,
设两式作差得

,所以双曲线方程为.
已知为椭圆的右焦点,过点的直线与椭圆交于两点,为的中点,为坐标原点.若△是以为底边的等腰三角形,且△外接圆的面积为,则椭圆的长轴长为___________.
【简要答案】
【答案】由△外接圆的面积为,则其外接圆半径为.
∵△是以为底边的等腰三角形,设,则,
∴,得,∴或.
不妨设点在轴下方,由△是以为底边的等腰三角形,知:或
又根据点差法可得,有,而此时焦点在轴上,舍去)∵为椭圆的右焦点,
∴,故椭圆的长轴长为.故答案为:.
已知直线:与椭圆:交于,两点.
(1)若直线过椭圆的左焦点,求;
(2)线段的垂直平分线与轴交于点,求.
【简要答案】(1);(2).
【答案】(1)由题意,椭圆,可得,
则,左焦点,
则直线的方程为,设,,
联立方程,整理得,
所以,且,,
所以.
(2)设,,的中点,
由题知线段的垂直平分线方程为,直线不平行于轴,即,由,两式相减整理得 ①,
因为是的中点,所以,,
因为,所以,
所以①变形为,解得,所以,
代入直线,可得,解得.
练习题
1.已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点.若的中点坐标为,则的方程为 ( )
A. B. C. D.
【解析】:由结论可得:,得,,选D。
2.已知双曲线的中心为原点,是的焦点,过的直线与相交于两点,且的中点为,则的方程为 ( )
A. B. C. D.
【解析】:由结论可得:,得,,选B。
3.椭圆的一条弦被点平分,则此弦所在的直线方程是
A. B. C. D.
【解析】设过点A的直线与椭圆相交于两点,E(x1,y1),
F(x2,y2),则有①,②,
①﹣②式可得:
又点A为弦EF的中点,且A(4,2),∴x1+x2=8,y1+y2=4,
∴(x1﹣x2)﹣(y1﹣y2)=0即得kEF=
∴过点A且被该点平分的弦所在直线的方程是y﹣2=﹣(x﹣4),即x+2y﹣8=0.故选D.
4.已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【解析】由题设,则线段的中点为,由三角形重心的性质知,即,解得:即代入直线,得①.
又B为线段的中点,则,
又为椭圆上两点,,
以上两式相减得,
所以,化简得②
由①②及,解得:,即离心率. 故选:C.
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点差法
1、点差法的原理
设直线与圆锥曲线的交点(弦的端点)坐标为、,将这两点代入圆锥曲线的方程并对所得两式作差,得到一个与弦的中点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为“点差法”。
2.有心二次曲线的点差法
(1)设点:若,是椭圆上不重合的两点,则,
(2)作差:两式相减得,
(3)表斜率:是直线的斜率,是线段的中点,化简可得,
注意:在双曲线中有适用条件
当中点满足时,中点弦不存在。
3.抛物线中的点差法
已知抛物线,其任意弦AB的中点为,将点代入曲线方程,得,两式作差,得,式子两边同除以,得。
4.点差法的基本题型
(1)求以定点为中点的弦所在直线的方程;
(2)过定点的弦和平行弦的中点轨迹问题;
(3)求与中点弦有关的圆锥曲线的问题;
与中点有关的集合特征:中垂线、等腰三角形、平行四边形等。
一、求直线问题
已知椭圆的一个顶点为,离心率,直线交椭圆于两点,如果的重心恰好为椭圆的右焦点,直线方程为________.
已知双曲线,过能否作直线l,使l与双曲线交于P、Q两点,且B为线段PQ的中点?
已知抛物线的一条弦恰好以为中点,则弦所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
已知是抛物线的焦点,是上的两个点,线段的中点为,则的面积等于 .
二、求轨迹问题
已知椭圆的方程是.设斜率为的直线,交椭圆于 两点,的中点为.证明:当直线平行移动时,动点在一条过原点的定直线上。
已知椭圆的弦AB所在的直线过点,求AB的中点F的轨迹方程。
设椭圆方程为:,过点的直线交椭圆于点,是坐标原点,点满足,当绕点旋转时,求动点的轨迹方程。
三、与中点有关的圆锥曲线问题
已知椭圆,点为左焦点,点为下顶点,平行于的直线交椭圆于两点,且的中点为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
已知双曲线为该双曲线的右焦点,过的直线交该双曲线于两点,且的中点,则该双曲线的方程为 .
已知为椭圆的右焦点,过点的直线与椭圆交于两点,为的中点,为坐标原点.若△是以为底边的等腰三角形,且△外接圆的面积为,则椭圆的长轴长为___________.
已知直线:与椭圆:交于,两点.
(1)若直线过椭圆的左焦点,求;
(2)线段的垂直平分线与轴交于点,求.
练习题
1.已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点.若的中点坐标为,则的方程为 ( )
A. B. C. D.
2.已知双曲线的中心为原点,是的焦点,过的直线与相交于两点,且的中点为,则的方程为 ( )
A. B. C. D.
3.椭圆的一条弦被点平分,则此弦所在的直线方程是
A. B. C. D.
4.已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
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