圆锥曲线高考大题的类型与解法(Word版)

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圆锥曲线高考大题的类型与解法(Word版)

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圆锥曲线高考大题的类型与解法
圆锥曲线问题是近几年高考的热点问题之一,可以这样毫不夸张地说,只要是数学高考试卷,都必有一个圆锥曲线问题的12分大题。从题型上看是20(或21)题的12分大题,难度为中,高档题型,一般的考生都只能拿到4到10分。纵观近几年高考试卷,归结起来圆锥曲线大题问题主要包括:①已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求直线方程(或直线的斜率);②已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求多边形的面积(或多边形面积的最值);③已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求某个式子的值(或取值范围)和证明某个式子的值为定值;④已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,求点的坐标(或点的轨迹方程);⑤已知过定点的直线与圆锥曲线相交于不同两点,证明直线过定点(或点在定直线上)等几种类型。各种类型问题结构上具有一定的特征,解答方法也有一定的规律可寻。那么在实际解答圆锥曲线大题问题时,到底应该如何抓住问题的结构特征,快捷,准确地予以解答呢?下面通过典型例题的详细解析来回答这个问题。
【典例1】解答下列问题:
1、(理)已知椭圆C:=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B(0,1),右焦点为F,连接BF并延长与椭圆C相交于点C,且|CF|=
|BF|。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设经过点(1,0)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,直线AM,AN分别与直线x=3相交于点P,点Q,若APQ的面积是AMN的面积的2倍。求直线l的方程。(文)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,且经过点(,)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在经过点(0,2)的直线与椭圆C相交于不同的两点M,N,使得M,N与Y轴上的一点P连线后组成以P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由(2019成都市高三零诊)
【解析】
【考点】①椭圆定义与性质;②求椭圆方程的基本方法;③求直线方程的基本方法;
④设而不求,整体代入数学思想及运用;⑤直线斜率的定义与基本求法;⑥求解探索性问题的基本方法。
【解题思路】(理)(1)运用椭圆的性质和求椭圆方程的基本方法,结合问题条件得到关于a,b,c的方程组,求解方程组求出a,b的值就可得出椭圆C的方程;(2)根据求直线方程的基本方法求出直线l的方程;联立直线方程和椭圆方程消去x得到关于y的一元二次方程,结合问题条件得到关于参数m的方程,求解方程求出m的值就可求出直线l的方程。(文)运用椭圆的性质和求椭圆方程的基本方法,结合问题条件得到关于a,b,c的方程组,求解方程组求出a,b的值就可得出椭圆C的方程;(2)根据求直线方程的基本方法求出直线l的方程;联立直线方程和椭圆方程消去x得到关于y的一元二次方程,结合问题条件得到关于参数m的方程,求解方程就可得出结论。
【详细解答】(理)(1)设点C(,),
椭圆C:=1(a>b>0)的右顶点
为A,上顶点为B(0,1),右焦点为F,b=1,A(a,0),F(,0),连接BF并延长与椭圆C相交于点C,且|CF|=
|BF|,=,=,-
=,
a=2,即椭圆C的方程为:+=1;(2)设点M(,),N(,),直线l过点(1,0),直线l的方程为:x=my+1,联立直线l的方程和椭圆C的方程得:(4+)+2my-3=0,+=-,
.=-,直线AM,AN的方程分别为:y=(x-2),y=
(x-2),直线AM,AN分别与直线x=3相交于点P,点Q,P(3,),Q(3,),|MN|=
=,==,|PQ|=-
=,==

=1==
,=,
=,m=2,直线l的方程为:x-2y-1=0或x+2y-1=0。
(文)(1)
椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,且经过点(,),
=①,且+=1②,=+③,联立①②③解得:=4,=1,椭圆C的方程为:+=1;(2)设存在经过点(0,2)的直线与椭圆C相交于不同的两点M,N,使得M,N与Y轴上的一点P连线后组成以P为直角顶点的等腰直角三角形,点M(,),N(,),P(0,),线段MN的中点为Q(,)直线l过点(0,2),直线l的方程为:x=my-2m,联立直线l的方程和椭圆C的方程得:(4+)-4y
+4-4=0,+=,
.=,=16-4(4+)(4-4)=-48+64
>0,+=m(+)-4m=,<,=,=,
Q(,
),
PMN是以点P为直角顶点的等腰直角三角形,直线PQ的方程为:y-
=-m(x-),令x=0,得y=,=,|PQ|=
=,|MN|=.=,|MN|=2|PQ|,
=,
m=,存在经过点(0,2)直线l,其方程为:x-2y+4=0或x+2y-4=0与椭圆C相交于不同的两点M,N,使得M,N与Y轴上的一点P(0,-)连线后组成以P为直角顶点的等腰直角三角形。
2、(理)已知长度为4的线段AB的两个端点A,B分别在X轴和Y轴上运动,动点P满足=3,记动点P的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)设不经过点H(0,1)的直线y=2x+t,与曲线C相交于两点M,N,若直线HM与HN的斜率之和为1,求实数t的值。
(文)已知点A(m,0)和B(0,n),且+=16,动点P满足=3,记动点P的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)设不经过点H(0,1)的直线y=2x+t,与曲线C相交于两点M,N,若直线HM与HN的斜率之和为1,求实数t的值(2019成都市高三一诊)
【解析】
【考点】①点轨迹方程的定义与基本求法;②椭圆的定义与性质;③直线斜率的定义与基本求法;④设而不求,整体代入数学思想及运用。
【解题思路】(理)(1)运用求点的轨迹方程的基本方法就可求曲线C的方程;(2)联立直线方程和曲线方程联立消去y得到关于x的一元二次方程,;结合韦达定理得到两根之和与两根之积关于t的式子,利用已知直线上两点的坐标求直线的斜率的公式分别求出直线HM,HN的斜率,根据斜率之和为1得到关于t的方程,求解方程并注意M,N是不同两点,直线y=2x+t不经过点(0,1)的条件就可求出t的值;
【详细解答】如图,设P(x,y),A(,0),B(0,),
y
=(x,y-),=(-x,-y),=3,
B
(x,y-)=(3-3x,-3y),
x=3-3x,
P(x,y)
=x,
y-=-3y,
0
A
x
=4y,|AB|==4,+16=16,+=1,曲线C的方程是:+=1;(2)设M(,),N(,),直线y=2x+t不经过点(0,1),
10+
t,即t
1,由
+=1,得:37+36tx+9-9=0,+=-,.
y=2x+t,=,M,N是不同两点,
=-437
(9-9)=36(36-37+37)>0,-+=+===4
+=+4=1,t=31,且-<3<,t的值是3。
(文)(1)如图,设P(x,y),A(,0),B(0,),
y
=(x,y-),=(-x,-y),=3,
B
(x,y-)=(3-3x,-3y),
x=3-3x,
P(x,y)
=x,
y-=-3y,
0
A
x
=4y,|AB|==4,+16=16,+=1,曲线C的方程是:+=1;(2)设M(,),N(,),直线y=2x+t不经过点(0,1),
10+
t,即
t
1,由
+=1,得:
37+36tx+9-9=0,+=-,.
y=2x+t,
=,M,N是不同两点,
=-437
(9-9)=36(36-37+37)>0,-+=+4=1,t=31,且-<3<,t的值是3。
3、已知椭圆C:=1(a>b>0)的短轴长为4,离心率为。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(理)设椭圆C的左右焦点分别为,,左右顶点分别为A,B,点M,N为椭圆C设位于X轴上方的两点,且M//N,记直线AM,BN的斜率分别为,,若3
+2=0,求直线M/的方程。(文)设椭圆C的左右焦点分别为,,左右顶点分别为A,B,点M,N为椭圆C设位于X轴上方的两点,且M//N,直线M
的斜率为2
,记直线AM,BN的斜率分别为,,求3+2的值(2019成都市高三二诊)
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②椭圆离心率的定义与性质;③椭圆标准方程的定义与求法;④设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑤直线与椭圆相交的定义与性质;⑥已知直线上两点的坐标,求直线斜率的基本方法;⑦求直线方程的基本方法。
【解题思路】(1)运用椭圆的定义与性质,结合椭圆离心率的定义与性质,求出a,b的值,从而得到椭圆的标准方程;(2)(理)运用设而不求,整体代入数学思想,结合问题条件和已知直线上两点求直线斜率的公式把,表示出来,从而得到关于参数M的方程,求解方程得出m的值,利用求直线方程的基本方法就可求出直线M的方程。(文)运用设而不求,整体代入数学思想,结合问题条件和已知直线上两点求直线斜率的公式把,表示出来,从而得到关于参数m的方程,求解方程得出m的值,利用求直线方程的基本方法就可求出直线M的方程。
【详细解答】(1)
由题意有:2b=4①,=②,=
+③,联立①②③解
得=9,
=8,
椭圆C的标准方程是:
N
y
EMBED
Equation.DSMT4
+
=1;(2)(理)设M(,),
M
D(,),N(,),由(1)知,
A
B
(-1,0),(1,0),A(-3,0),
B(3,0),如图,直线M过点(-1,0),直线M的方程为:x=my-1,
由x=my-1,得:(8+9)-16my-64=0,+=,.=-,
+
=1,M//N,
点D与点N关于原点对称,=-,=-,
N(-,-),=,==,3+2=0,=-,
3(+3)=-2(+3),3+2+9+6=0,3(m-1)
+2(m-1)
+9+6=0,5m-3+2++4=0,=,
=-,>0,m>0,.=-.=-,m=,直线M的方程是:x=y-1,即:y=2x+2。(2)设M(,),直线M与椭圆C的另一个交点为D(,),N(,),由(1)知,(-1,0),(1,0),A(-3,0),B(3,0),如图,直线M过点(-1,0),斜率为2直线M的方程为:y=2(x+1),由y=2(x+1),14+27x+9=0,
+
=-

+
=1,.=,M//N,
点D与点N关于原点对称,=-,=-,
N(-,-),=,=
=,3+2=+=
==
==,+
=-
,.=,=-或=-,=2(x+1)>0,=-,3+2
===0。
『思考问题1』
(1)【典例1】中问题的特点是:①条件是过某一定点的直线与曲线相交于不同的两点,②所求问题是直线的方程或直线斜率的值(或取值范围);
(2)解答这类问题的基本思路是:①设出两点的坐标和直线的斜率k(注意考虑斜率不存在的情况,为了避免考虑直线斜率的存在和不存在的情况,也可以直接设过定点的直线方程为:x=my+n,mR),然后运用点斜式,写出直线的方程;②联立直线方程与曲线方程,消去一个未知数化为关于x(或y)的一元二次方程;③运用韦达定理得到两根的和与积关于参数k(或m)的式子,并根据直线方程求出问题中需要的其他量关于参数k(或m)的式子;④结合问题条件得到关于参数k(或m)的方程(或不等式)(注意相交于不同两点的条件);⑤求解方程(或不等式)求出参数k(或m)的值;⑥得出问题的结果。
[练习1]解答下列问题:
1、(理)设椭圆C:+=1的右焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点M的坐标为(2,0)。
(1)当l与X轴垂直时,求直线AM的方程;
(2)设O为坐标原点,证明:OMA=OMB。
(文)设抛物线C:=2x,点A(2,0),B(-2,0),过点A的直线l与C交于M,N两点。
(1)当l与X轴垂直时,求直线BM的方程;
(2)证明:ABM=ABN(2018全国高考新课标I卷)
2、设抛物线C:=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8。
(1)求直线l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程(2018全国高考新课标II卷)
3、已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,
m)(m>0)(2018全国高考新课标III卷)。
(1)证明:k<-;
(2)(理)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=0,证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差。(文)设F为C的右焦点,P为C上一点,,且++=0,证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差。
【典例2】解答下列问题:
1、已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-,0),(,0),且经过点A(,)(2020成都市高三零诊)。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(理)过点B(4,0)作一条斜率不为0的直线l与椭圆C相较于P,Q两点,记点P关于X轴对称的点为,若直线Q与X轴相较于点D,求DPQ面积的最大值。
(文)过点B(4,0)作一条斜率不为0的直线l与椭圆C相较于P,Q两点,记点P关于X轴对称的点为,证明直线Q经过X轴上一定点D,并求出定点D的坐标。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;④椭圆弦长公式及运用;⑤点到直线的距离公式及运用;⑥三角形面积公式及运用;⑦求函数最值的基本方法。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)(理)利用设而不求,整体代入的数学思想,点到直线的距离公式和椭圆的弦长公式,结合问题条件求出|PQ|,点D到直线PQ的距离关于参数k的式子,根据三角形的面积公式得到DPQ面积关于参数k的函数,由求函数最值的基本方法求出函数的最值就可得到DPQ面积的最大值。(文)利用设而不求,整体代入的数学思想,求直线方程的基本方法求出直线Q的方程,运用证明直线过定点的基本方法证明直线Q经过X轴上一定点D,并求出定点D的坐标。
【详细解答】(1)c=,A(,)在椭圆C上,=+3①,+=1②,联立①②解得:=4,=1,椭圆C的标准方程为+=1;(2)(理)设P(,),Q(,),直线l的斜率不为0,过点B(4,0),直线l的方程为:x=my+4,由x=my+4,得(+4)+8my+12=0,+=-,.=,|PQ|=.
+=1,
==,点
P关于X轴对称的点为,(,-),直线Q的方程为,y-=(x-),令y=0得x=-==
==4+=4-3=1,点D(1,0),==,
P,Q是不同的两点,=64-48(4+)=16-1612>0,>12,
=|PQ|.=.=,设t=,t(0,
+),===,当且仅当t=4,即m=2时,等号成立,DPQ面积的最大值为。(2)设P(,),Q(,),直线l的斜率不为0,且过点B(4,0),直线l的方程为:x=my+4由
x=my+4,得(+4)+8my
+=1,+12=0,+
=-,.=,点P关于X轴对称的点为,(,-),直线Q的方程为,y-=
(x-),令y=0得x=-=
===4+=4-3=1为定值,直线Q经过X轴上一定点D,且定点D的坐标为(1,0)。
(1题图)
(2题图)
(3题图)
2、已知椭圆C:+
=1(0(1)求C的方程;
(2)若点P在C上,点Q在直线x=6上,且|BP|=|BQ|,BP
BQ,求APQ的面积(2020全国高考新课标III)。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③直线垂直直线的定义与性质;④求直线方程的基本方法;⑤点到直线的距离公式及运用;⑥两点之间的距离公式及运用;⑦三角形面积公式及运用。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出的值就可得到椭圆的标准方程;(2)设点P(,),Q(6,),根据等腰直角三角形的性质,直线垂直直线的性质和两点之间的距离公式,结合问题条件得到关于,,的方程组,求解方程组求出,,的值,利用三角形的面积公式通过运算就可求出APQ的面积。
【详细解答】(1)椭圆C:+
=1(0==,25=+,=25-=,即椭圆C的方程为:+=1;
(2)如图设点P(,),Q(6,),A(-5,0),B(5,0),|BP|=|BQ|,BP
BQ,点P在C上,.=-1①,+
=1②,=
③,联立①②③解得:=3,=1,=2,或=-3,=1,=8,P(3,1),Q(6,2),或P(-3,1),Q(6,8),|AQ|==5,或|AQ|=
=,直线AQ的方程为:2x-11y+10=0,或8x-11y+40=0,=
=,或==,=|AQ|.=5=,
或=|AQ|.==,综上所述APQ的面积为。
3、已知椭圆C:+=1(a>b>0)过点M(2,3),点A为其左顶点,且AM的斜率为(2020全国高考新高考II)。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)N为椭圆上任意一点,求AMN面积的最大值。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③求直线方程的基本方法;④点到直线的距离公式及运用;⑤两点之间的距离公式及运用;⑥三角形面积公式及运用;⑦求三角函数最值的基本方法。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)设点N(x,y),根据椭圆的性质,点到直线的距离公式和两点之间的距离公式,结合问题条件求出|AM|的值,得到点N到直线AM的距离关于角的三角函数式,由三角形的面积公式得到AMN面积关于角的三角函数式,利用求三角函数最值的基本方法就可求出AMN面积的最大值。
【详细解答】(1)椭圆C:+=1(a>b>0)过点M(2,3),点A为其左顶点,且AM的斜率为,+=1①,==②,联立①②解得:=16,=12,椭圆C的标准方程为:+=1;(2)如图设点N(x,y),点A(-4,0),点N为椭圆C上任意一点,|AM|==3,N(4cos,2sin)(
),直线AM的方程为:x-2y+4=0,=
=,=|AM|.=3
=6,当且仅当=,即=时,取得最大值为18,
AMN面积的最大值为18。
『思考问题2』
(1)【典例2】中问题的特点是:①条件是过某一定点的直线与曲线相交于不同的两点,②所求问题是多边形面积的值(或取值范围或最值);
(2)解答这类问题的基本思路是::①设出两点的坐标和直线的斜率k(注意考虑斜率不存在的情况,为了避免考虑直线斜率的存在和不存在的情况,也可以直接设过定点的直线方程为:x=my+n,mR),运用点斜式,写出直线的方程;②联立直线方程与曲线方程消去一个未知数化为关于x(或y)的一元二次方程;③运用韦达定理得到两根的和与积关于参数k(或m)的式子,并根据直线方程求出问题中需要的其他量关于参数k(或m)的式子;④运用多边形面积的相关知识把多边形的面积表示成关于参数的函数;⑤求出关于参数的函数值(或值域或最值);⑥得出问题的结果。
[练习2]解答下列问题:
1、已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B(2019全国高考新课标III)。
(1)证明:直线AB过定点;
(2)(理)若以E(0,)为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积。(文)若以E(0,)为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程。
2、(理)已知点A(-2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足这些AM与BM的斜率之积为-,记M的轨迹为曲线C。
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过质保原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PEX轴,垂足为E,连接QE并延长交C于点G。
①证明:PQG是直角三角形;
②求PQG面积的最大值。
(文)已知,是椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点,P为C上一点,O为坐标原点。
(1)若PO为等边三角形,求C的离心率;
(2)如果存在点P,使得PP,且P的面积等于16,求b的值和a的取值范
围(2019全国高考新课标II)
3、(理)在平面在直角坐标系XOY中,动点M与定点F(1,0)的距离和它到直线x=4的距离的比是1:2,记动点M的轨迹为曲线C,直线l:y=kx+m(m
0)与曲线C相交于不同两点P,Q。
(1)求曲线C的方程;
(2)求OPQ面积的最大值。
(文)在平面在直角坐标系XOY中,已知点A(-1,0),B(1,0),动点M满足|AM|+|BM|=4,记动点M的轨迹为曲线C,直线l:y=kx+2与曲线C相交于不同的两点P,Q。
(1)求曲线C的方程;
(2)若曲线C上存在点N,使得+=(R),求的取值范围(2018成都市高三三诊)。
【典例3】解答下列问题:
1、(理)已知椭圆E:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-1,0),(1,0),点P在椭圆E上,P,且|P|=3|P|。
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)设直线l:x=my+1(mR)与椭圆E相较于A,B两点,与圆+=相较于C,D两点,求|AB|.|CD|的取值范围。
(文)已知椭圆E:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-1,0),(1,0),点P(1,)在椭圆E上。
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)设直线l:x=my+1(mR)与椭圆E相较于A,B两点,与圆+=相较于C,D两点,当|AB|.|CD|的值为8时,求直线l的方程(2020成都市高三二诊)。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③直线垂直直线的定义与性质;④设而不求,整体代入数学思想及运用;⑤椭圆弦长公式及运用;⑥圆弦长公式及运用;⑦求函数值域的基本方法。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)(理)设A(,),B(,),根据椭圆的性质,椭圆弦长公式和圆弦长公式,结合问题条件得到|AB|,|CD|关于参数m的式子,从而得到|AB|.|CD|关于参数m的函数,利用求函数值域的基本方法就可求出|AB|.|CD|的取值范围;(文)设A(,),B(,),P(,)根据椭圆的性质,椭圆弦长公式和圆弦长公式,结合问题条件得到关于参数m的方程,求解方程求出m的值就可得到直线l的方程。
【详细解答】(理)(1)设P(,),椭圆E:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-1,0),(1,0),点P在椭圆E上,P,且|P|=3|P|,=+1①,+=1②,.
=-1③,2=a④,联立①②③④解得:=2,=1,椭圆E的标准方程为:+=1;(2)如图设A(,),B(,),由
+=1,得:(2+
)+2my-1=0,+=-,.=-,
x=my+1,|AB|=.=,+
=2,直线l:x=my+1(mR)与圆+=相较于C,D两点,==,
|CD|=4(2-)=,|AB|.|CD|=.=
=8(2-),2-<2,48(2-)<16,即|AB|.|CD|的取值范围是[4,16)。
(文)(1)椭圆E:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-1,0),(1,0),点P(1,)在椭圆E上,=+1①,+=1②,联立①②解得:=2,=1,椭圆E的标准方程为:+=1;(2)如图设A(,),B(,),由
+=1,得:(2+
)+2my-1=0,+=-,.=-,|AB|
x=my+1,
=.=,+=2,直线l:x=my+1
(mR)与圆+=相较于C,D两点,==,|CD|=4(2-
)=,|AB|.|CD|=.==8,
=1,m=1,当|AB|.|CD|的值为8时,直线l的方程为:x-y-1=0或x+y-1=0。
(1题图)
(2题图)
(3题图)
2、已知椭圆C:=1(a>b>0)的左焦点为(-
,0),点Q(1,)在椭圆C上(2020成都市高三三诊)。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)经过圆O:+=5上一动点P作椭圆C的两条切线,切点分别记为A,B,直线PA,PB分别与圆O相较于异于点P的M,N两点。
(理)①求证:+=0;②求OAB的面积的取值范围。(文)①当直线PA,PB的斜率都存在时,记直线PA,PB斜率分别为,,求证:.=-1;②求的取值范围。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③圆的定义与性质;④设而不求,整体代入数学思想及运用;⑤椭圆切线的定义与性质;⑥直线斜率的定义与基本求法;⑦椭圆弦长公式及运用;⑧点到直线的距离公式及运用;⑨三角形面积公式及运用;⑩求函数值域的基本方法。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)(理)①如图设P(,),运用椭圆切线的性质,结合问题条件得到直线PA,PB的斜率,关于,的式子,根据点P在圆O上,证明直线PM垂直直线PN,利用圆的性质就可证明+=0;②如图设A(,),B(,),运用椭圆切线的性质,结合问题条件得到直线PA,PB的斜率关于,的式子,关于,的式子,从而得到直线PA,PB的方程,根据点P在直线PA,PB上,得到关于,,,,,的等式,从而求出直线AB的方程,联立直线AB和椭圆C的方程,得到关于x的一元二次方程,从而由题意弦长公式和点到直线的距离公式求出|AB|,
的值,根据三角形的面积公式得到OAB的面积关于的函数,利用求函数值域的基本方法就可求出OAB面积的取值范围;(文)①如图设P(,),运用椭圆切线的性质,结合问题条件得到直线PA,PB的斜率,关于,的式子,根据点P在圆O上就可证明.=-1;②如图设A(,),B(,),运用椭圆切线的性质,结合问题条件得到直线PA,PB的斜率关于,的式子,关于,的式子,从而得到直线PA,PB的方程,根据点P在直线PA,PB上,得到关于,,,,,的等式,从而求出直线AB的方程,联立直线AB和椭圆C的方程,得到关于x的一元二次方程,从而由题意弦长公式和点到直线的距离公式求出|AB|关于的式子,根据直线PAPB得到MN是圆O的直径求出|MN|的值,从而得到关于的函数,利用求函数值域的基本方法就可求出的取值范围。
【详细解答】(1)椭圆C:=1(a>b>0)的左焦点为(-
,0),点Q(1,)在椭圆C上,=+3①,+=1②,联立①②解得:=4,=1,椭圆E的标准方程为:+=1;(2)(理)①如图设P(,),(i)当直线PA,PB的斜率存在时,设过点P(,)与椭圆C相切的直线方程为:y=k(x-)+,联立直线和椭圆方程消去y得:(1+4)+8k(-k)x+4-4=0,直线与椭圆相切,=64-16[-1].
(1+4)=(4-)+2k+1-=0,
设直线PA,PB的斜率分别为,,点P(,)在圆O:+=5上,+=5,
.===-1,PAPB,即MN是圆O的直径,+=0;(ii)当直线PA或直线PB的斜率不存在时,当y=1时,=5-1=4,x=2或x=-2,点(2,1),(-2,1)在圆O上,取P(2,1),直线PA的方程为:x=2,直线PB的方程为:y=1,点M(2,1),N(-2,1),=(2,-1),=(-2,1),+=0也成立,综上所述,+=0;②如图设A(,),B(,),(i)当直线PA的斜率存在时,设直线PA,PB的斜率分别为,,则直线PA的方程为:y=(x-)+,联立直线PA与椭圆C的方程消去y得:(1+4)+8(-)x+4-4=0,直线PA与椭圆C相切,=64-16[-1].
(1+4)=(4-)+2k+1-=0,=-=-=-,直线PA的方程为;y=-(x-)+,即:+y-1=0,(ii)当直线PA的斜率不存在时,直线PA的方程为:x=2或
x=-2,也满足+y-1=0,直线PA的方程为:+y-1=0,同理可得直线PB的方程为:+y-1=0,点P(,)在直线PA,PB上,+-1=0,+-1=0,直线AB的方程为:+y-1=0,联立直线AB和椭圆C的方程消去y得:(3+5)-8x+16-16=0,
+=,.=,|AB|
=.==,
==,=.=,
令t=,t[1,4],则==,
t[1,4],[4,5],即:OAB面积的取值范围是[,1]。(文)①如图设P(,),当直线PA,PB的斜率存在时,设过点P(,)与椭圆C相切的直线方程为:y=k(x-)+,联立直线和椭圆方程消去y得:(1+4)+8k(-k)x+4-4=0,直线与椭圆相切,=64-16[-1].
(1+4)=(4-)+2k+1-=0,直线PA,PB的斜率分别为,,点P(,)在圆O:+=5上,+=5,即:
.===-1,②如图设A(,),B(,),(i)当直线PA的斜率存在时,设直线PA,PB的斜率分别为,,则直线PA的方程为:y=(x-)+,联立直线PA与椭圆C的方程消去y得:(1+4)+8(-)x+4-4=0,直线PA与椭圆C相切,=64-16[-1].
(1+4)=(4-)+2k+1-=0,=-=-=-,直线PA的方程为;y=-(x-)+,即:+y-1=0,(ii)当直线PA的斜率不存在时,直线PA的方程为:x=2或x=-2,也满足+y-1=0,直线PA的方程为:+y-1=0,同理可得直线PB的方程为:+y-1=0,点P(,)在直线PA,PB上,+-1=0,+-1=0,直线AB的方程为:+y-1=0,联立直线AB和椭圆C的方程消去y得:(3+5)-8x+16-16=0,
+=,.
=,|AB|=.=
=,直线PAPB,MN是圆O的直径|MN|=2,
==1-,[0,5],[,],1-
[,],的取值范围是
[,]。
3、已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,且过点A(2,1)。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)点M,N在C上,且AM
AN,AD
MN,D为垂足,证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值(2020全国高考新高考I)。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③直线垂直直线的定义与性质;④设而不求,整体代入数学思想及运用;⑤两点之间的距离公式及运用。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)如图设M(,),N(,),运用椭圆的性质和设而不求,整体代入的数学思想得到关于m,n的等式,从而求出直线MN的方程,由直线MN的方程可得直线MN过定点P,取线段AP的中点为Q就可证明结论。
【详细解答】(1)椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,且过点A(2,1),=①,+=1②,联立①②解得:=6,=3,椭圆C的标准方程为:
+=1;(2)如图设M(,),N(,),直线MN的方程为:x=my+n,联立直线MN和椭圆C的方程消去x得:(2+
)+2mny+
-6=0,+=-,
.=,+=m(+)+2n=-+=,.
=.+mn(+)+=-+=,
AM
AN,=(-2,-1),=(-2,-1),.=(-2)(-2)
+(-1)(-1)=.-2(+)+4+.-(+)+1=-+
++==0,(3n-m-2)(n+m-2)=0,点A(2,1)不在直线MN上,2m+n,即n+m-20,3n-m-2=0,m=3n-2,直线MN的方程为:x=(3n-2)y+n,令y=-得x=,直线MN过定点P(,-),取AP的中点
Q(,),①若点P与点D重合,则|QD|==;②若点P与点D不重合,AP是RtADP的斜边,|QD|=|AP|==
=,综上所述,存在点Q(,),使得|QD|=为定值。
『思考问题3』
(1)【典例3】中问题的特点是:①条件是过某一定点的直线与曲线相交于不同的两点,②所求问题是某一式子的值(或取值范围或最值)或证明某一式子为定值;
(2)解答这类问题的基本方法是::①设出两点的坐标和直线的斜率k(注意考虑斜率不存在的情况,为了避免考虑直线斜率的存在和不存在的情况,也可以直接设过定点的直线方程为:x=my+n,mR),运用点斜式,写出直线的方程;②联立直线方程与曲线方程消去一个未知数得到关于x(或y)的一元二次方程;③运用韦达定理得到两根的和与积关于参数k(或m)的式子,并根据直线方程求出问题中需要的其他量关于参数k(或m)的式子;④运用相关知识把问题中的式子表示成关于参数的函数;⑤求出关于参数的函数的值(或值域或最值)或证明该式子的值与参数无关(为定值);⑥得出问题的结果。
[练习3]解答下列问题:
1、(理)在直角坐标系XOY中,曲线C:y=与直线l:y=kx+a(a>0)交于M、N两点。
(1)当k=0时,分别求C在点M和N处的切线方程;
(2)Y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有OPM=OPN?说明理由。
(文)已知过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C:=1交于M、N两点。
(1)求k的取值范围;
(2)若.=12,其中O为坐标原点,求|MN|(2015全国高考新课标I卷)
2、已知椭圆C:9+=(m>0),直线l不经过原点O,且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A、B,线段AB中点为M。
(1)证明:OM的斜率与直线l的斜率乘积为定值;
(2)若l过点(,m),延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,求此时l的斜率;若不能,说明理由。
(文)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,点(2,)在C上。
(1)求C的方程;
(2)直线l不经过原点O,且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A、B,线段AB中点为M,证明:OM的斜率与直线l的斜率乘积为定值(2015全国高考新课标II卷)
【典例4】解答下列问题:
1、已知椭圆C:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为(-,0),(,0),且经过点A(,)(2020成都市高三零诊)。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(理)过点B(4,0)作一条斜率不为0的直线l与椭圆C相较于P,Q两点,及点P关于X轴对称的点为,证明:Q经过X轴上一定点D,并求出定点D的坐标。(文)过点B(4,0)作一条斜率不为0的直线l与椭圆C相较于P,Q两点,记点P关于X轴对称的点为,证明直线Q经过X轴上一定点D,并求出定点D的坐标。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与求法;②求椭圆标准方程的基本方法;③设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;④椭圆弦长公式及运用;⑤点到直线的距离公式及运用;⑥三角形面积公式及运用;⑦求函数最值的基本方法;⑧求直线方程的基本方法。
【解题思路】(1)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)(理)设P(,),Q(,),运用设而不求,整体代入的数学思想,点到直线的距离公式和椭圆的弦长公式,结合问题条件求出|PQ|,点D到直线PQ的距离关于参数m的式子,根据三角形的面积公式得到DPQ面积关于参数m的函数,利用求函数最值的基本方法求出函数的最值就可得到DPQ面积的最大值。(文)利用设而不求,整体代入的数学思想,求直线方程的基本方法求出直线Q的方程,运用证明直线过定点的基本方法证明直线Q经过X轴上一定点D,并求出定点D的坐标。
【详细解答】(1)c=,点A(,)在椭圆C上,=+3,且+=1,
=4,=1,椭圆C的标准方程为+=1;(2)(理)设P(,),Q(,),直线l的斜率不为0,且过点B(4,0),直线l的方程为:x=my+4(m0),由x=my+4,得(+4)+8my+12=0,+=-,.=,
+=1,|PQ|==
=,点P关于X轴对称的点为,(,-),直线Q
的方程为,y-=(x-),令y=0得x=-=
===4+=4-3=1,点D(1,0),
==,P,Q是不同的两点,=64-48(4+)=16-16
12>0,>12,=|PQ|.=.
=,设t=,t(0,+),==
=,当且仅当t=4,即m=2时,等号成立,DPQ面积的最大值为。
(文)设P(,),Q(,),直线l的斜率不为0,且过点B(4,0),直线l的方程为:x=my+4(m0),由x=my+4,得(+4)+8my+12=0,+=-,
+=1,.=,点P关于X轴对称的点为,
(,-),直线Q的方程为,y-=(x-),令y=0,得;
x=-==
==4+=4-3=1为定值,直线Q经过X轴上一定点D,且定点D的坐标为(1,0)。
(1题图)
(2题图)
(3题理科图)
(3题文科图)
2、已知椭圆:=1(a>b>0)的右焦点F与抛物线的焦点重合,的中心与的顶点重合,过F且与X轴垂直的直线交于A,B两点,交于C,D两点,且|CD|
=|AB|(2020全国高考新课标II)。
(1)求的离心率;
(2)(理)设M是与的公共点,若|MF|=5,求与的标准方程。(文)若的四个顶点到的准线距离之和为12,求与的标准方程。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与求法;②求椭圆标准方程的基本方法;③抛物线的定义与性质;④设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑤弦长公式及运用;⑥求抛物线标准方程的基本方法。
【解题思路】(1)运用椭圆和抛物线的性质,弦长公式,设而不求,整体代入数学思想,结合问题条件得到关于a,c的等式,利用求椭圆离心率的基本方法就可求出求出的离心率;(2)(理)设点M(,),由(1)得:a=2c,从而得到值含参数c的椭圆,抛物线的方程,根据点M是椭圆,抛物线的公共点得到关于的一元二次方程,结合问题条件得到关于的等式,求出关于参数c的表示式,把代入一元二次方程得到关于参数c的方程,求解方程求出参数c的值就可求得与的标准方程。(文)设点M(,),由(1)得:a=2c,从而得到值含参数c的椭圆,抛物线的方程,根据点M是椭圆,抛物线的公共点得到关于的一元二次方程,结合问题条件得到关于的等式,求出关于参数c的表示式,把代入一元二次方程得到关于参数c的方程,求解方程求出参数c的值就可求得与的标准方程。
【详细解答】(1)椭圆:=1(a>b>0)的右焦点F与抛物线的焦点重合,的中心与的顶点重合,过F且与X轴垂直的直线交于A,B两点,交于C,D
两点,A(c,),B(c,-),C(c,2c),D(c,-2c),|AB|=,|CD|
=4c,|CD|=|AB|,4c=,3ac=2=2(-),2+3e-2=0,
e=,的离心率为;(2)(理)如图设点M(,),由(1)得:a=2c,椭圆的方程为:+=1,抛物线的方程为:=4cx,点M(,)是与的公共点,+=1,=4c,+=1,|MF|=
c+=5,=5-c,+=1,-2c-3=0,c=3,椭圆的标准方程为:+=1,抛物线的标准方程为:=12x。(文)如图设点M(,),由(1)得:a=2c,椭圆的方程为:+=1,抛物线的方程为:=4cx,点M(,)是与的公共点,+=1,=4c,+=1,的四个顶点到的准
线距离之和为12,3c+c+c+c=6c=12,c=2,椭圆的标准方程为:+=1,抛
物线的标准方程为:=8x。
3、(理)已知抛物线C:=2px过点P(1,1),过点(0,)的直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作X轴的垂线分别与直线OP,ON交于点A,B,其中O为原点。
(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:A为线段BM的中点。
(文)已知椭圆C的两个顶点分别为A(-2,0),B(2,0),焦点在X轴上,离心率为。
(1)求椭圆C的方程;
(2)点D为X轴上一点,过D作X轴的垂线交椭圆C于不同两点M,N,过D作AM的垂线交BN于点E,求证:BDE与BDN的面积之比为4:5(2017全国高考北京卷)
【解析】
【考点】①椭圆的定义与求法;②求椭圆标准方程的基本方法;③抛物线的定义与性质;④求抛物线标准方程的基本方法;⑤设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑥三角形面积公式及运用。
【解题思路】(1)(理)运用求抛物线标准方程的基本方法,结合问题条件求出p的值就可得到抛物线的标准方程;(文)运用求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值就可得到椭圆的标准方程;(2)(理)如图设M(,),N(,),运用设而不求,整体代入的数学思想,求直线方程的基本方法求出直线OP,ON的方程,从而结合问题条件求出点A,B的坐标,比较点A与线段BM中点的坐标就可证明结论。(文)如图设M(,),N(,),D(,0),运用设而不求,整体代入的数学思想,求直线方程的基本方法求出直线BN,DE的方程,从而结合问题条件求出点E的坐标,利用三角形面积公式把BDE与BDN的面积表示成关于参数的式子,比较BDE与BDN的面积就可证明结论。
【详细解答】(1)(理)抛物线C:=2px过点P(1,1),1=2p,p=,抛物线C的标准方程为:=x,抛物线C的焦点坐标为(,0),准线方程为:x=-;(文)椭圆C的两个顶点分别为A(-2,0),B(2,0),焦点在X轴上,离心率为,a=2,=,c=,
=-=4-3=1,椭圆C的标准方程为:+=1;(2)(理)如图设M(,),N(,),直线l过点(0,),直线l的方程为:x=my-m,由
x=my-m,得:
-my+m=0,+=m,.=m,直线OP,ON的方程
=x,分别为:y=x,y=x,直线AB方程为:x=,直线AB分别与直线OP,ON交于点A,B,A(,),B(,),设线段BM中点的坐标为(,),
==,===
=,(2-1)=m(2-1)(-)=m[2.-(+)+]=m(m-m+)
=,==,线段BM中点的坐标为(,),点A为线段BM的中点。(文)如图设M(,),N(,),D(,0),直线MN的方程为:x=,联立直线MN和椭圆C的方程解得:==,=,=-,M(,),N(,-),
直线DE垂直直线AM,直线DE的方程为;y=-
(x-),直线BN的方程为:y=(x-2),联立直线DE,BN的方程解得:x=,
y=-,点E的坐标为(,-)=|BD||-|,
=|BD||-|,==。
『思考问题4』
(1)【典例4】中问题的特点是:①条件是过某一定点的直线与曲线相交于不同的两点,②所求问题是某点的坐标(或点的轨迹方程);
(2)解答这类问题的基本方法是:①设出两点的坐标和直线的斜率k(注意考虑斜率不存在的情况,为了避免考虑直线斜率的存在和不存在的情况,也可以直接设过定点的直线方程为:x=my+n,mR),运用点斜式,写出直线的方程;②联立直线方程与曲线方程得到方程组,消去一个未知数化为关于x(或y)的一元二次方程;③运用韦达定理得到两根的和与积关于参数k(或m)的式子,并根据直线方程求出问题中需要的其他量关于参数k(或m)的式子;④运用相关知识结合问题的条件把点的坐标表示成关于参数k(或m)的式子;⑤求出参数的值得到点的坐标(或消去参数得到点的轨迹方程);⑥得出问题的结果。
[练习4]解答下列问题:
1、如图,在平面直角坐标系XOY中,椭圆E:=1(a>b>0)的左,右焦点分别为,,离心率为,两准线之间的距离为8,点P在同一E上,且位于第一象限,过点作直线P的垂线,过点作直线P的垂线。
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若直线,的交点Q在椭圆E上,求点P的坐标(2017全国高考江苏卷)
2、(理)已知抛物线C:=2x的焦点为F,平行于X轴的两条直线,分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点。
(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明:AR//FQ;
(2)若PQF的面积是ABF的面积的2倍,求AB中点的轨迹方程。
(文)同理(2016全国高考新课标III卷)
3、已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,点P(0,1)和点A(m,n)(mn),都在椭圆C上,直线PA交X轴于点M。
(1)求椭圆C的方程,并求点M的坐标(用m、n表示);
(2)设O为原点,点B与点A关于X轴对称,直线PB交X轴于点N,问:Y轴上是否存在点Q,使得OQM=ONQ?若存在,求点Q的坐标;若不存在,说明理由。
(文)已知椭圆C:=3,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M。
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若AB垂直于X轴,求直线BM的斜率;
(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由(2015全国高考北京卷)
【典例5】解答下列问题:
1、(理)已知椭圆C:+=1的右焦点为F,过点F的直线(不与X轴重合)与椭圆C相交于A,B两点,直线l:x=2与X轴相较于点H,过点A作ADl,垂足为D。
(1)求四边形OAHB(O为坐标原点)面积的取值范围;
(2)证明:直线BD过定点E,并求出点E的坐标。
(文)已知椭圆C:+=1的右焦点为F,过点F的直线(不与X轴重合)与椭圆C相交于A,B两点,直线l:x=2与X轴相较于点H,E为线段FH的中点,直线BE与直线l的交点为D。
(1)求四边形OAHB(O为坐标原点)面积的取值范围;
(2)证明:直线AD与X轴平行(2020成都市高三一诊)。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②四边形面积的定义与求法;③函数值域的定义与求法;④设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑤直线过定点证明的基本方法。
【解题思路】(1)运用设而不求,整体代入数学思想的基本方法把弦长|AB|表示
成关于参
数m的式子,从而把四边形OAHB的面积表示成关于参数m的式子,利用求函数值域的基本方法就可求出四边形OAHB面积的取值范围;(2)(理)运用求直线方程的基本方法求出直线BD的方程,结合证明直线过定点的基本方法证明直线BD过定点并求出定点E的坐标。
(文)运用已知直线上两点的坐标,求直线斜率的公式把直线AD的斜率表示为关于m的式子,结合问题条件证明该式的值为0,就可得到结论。
【详细解答】(1)如图,设A(,),B(,),H(,0),H是直线l:x=2与X轴的交
点,=2,H(2,0),直线AB过点F(1,0),
y
直线AB的方程为x=my+1(mR),

B
l
x=my+1,
(+2)+2my-1=0,+
H
x
+
=1,
=
-,.=-,
A
D
|.|===.2.
=
,设t=,t[1,+),===,>0,0<,四边形OAHB面积的取值范围是(0,];
(2)(理)AD直线l于点D,D(2,),B(,),=,
直线BD的方程为:y-=(x-2),y=(x-2)+
,令y=0,x=
-
+2===,由(1)知+=
-,.=-,+=2m.,x==
=,直线BD过定点E(,0)。(文)由(1)知H(2,0),F(1,0),E是线段FH的中点,E(,0),B(,),==,
直线BE的方
程为:y=
(x-),联立直线BE和直线l的方程解得:x=2,y=,D
(2,
),===
===0,
直线AD与X轴平行。
2、已知A,B分别为椭圆E:+=1(a>1)的左,右顶点,G为E上顶点,.=8,P为直线x=6上的动点,PA与E的另一个交点为C,PB与E的另一个交点为D。
(1)求E的方程;
(2)证明:直线CD过定点(2020全国高考新课标I)。
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③求直线方程的基本方法;④设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑤证明直线过定点的基本方法。
【解题思路】(1)运用椭圆的性质和求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出的值,从而得到椭圆E的标准方程;(2)如图,设C(,),D(,),P(6,),运用求直线方程的基本方法求出直线PA,PB的方程,从而得到点C,D关于参数的坐标,根据求直线方程的基本方法求出直线CD的方程,利用证明直线过定点的基本方法证明直线CD过定点。
【详细解答】(1)
A,B分别为椭圆E:+=1(a>1)的左,右顶点,G为E上顶点,A(-a,0),B(a,0),G(0,1),=(a,1),=(a,-1),.=-1=8,=9,即:椭圆E的标准方程为:+=1;(2)如图,设C(,),D(,),P(6,),直线CD的方程为;x=my+n,由
y
(1)知,A(-3,0),B(3,0),直线PA,PB
G
p
的方程分别为:y=(x+3),y=(x-3),=
C
(+3),=(-3),3(-3)=(
A
B
x
+3),点C,D在椭圆E上,=1-,=1
D
-,=,=,27=-(+3)(+3),
(27+)+m(n+3)(+)+=0①,联立直线CD和椭圆E的方程得:(+9)+2nmy+-9=0,+=-,.=②,联立①②得:(27+)(-9)-2n(n+3)+(+9)=0,n=-3,或n=,-3n=,直线CD的方程为x=my+,令y=0,得x=,直线CD过定点(,0)。
3、(理)已知抛物线C:=2py经过点(2,-1)。
(1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B,求证:以AB为直径的圆经过Y轴上的两个定点。
(文)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为原点,直线l:y=kx+t(t1)与椭圆C相较于不同两点P,Q,直线AP与X轴相较于点M,直线AQ与X轴相较于点N,若|OM|.|ON|=2,求证:直线l经过定点(2019全国高考北京)
【解析】
【考点】①椭圆的定义与性质;②求椭圆标准方程的基本方法;③抛物线的定义与性质;④求抛物线标准方程的基本方法;⑤设而不求,整体代入数学思想运用的基本方法;⑥求直线方程的基本方法;⑦求圆方程的基本方法;⑧证明圆过定点的基本方法;⑨证明直线过定点的基本方法。
【解题思路】(1)(理)运用抛物线的性质和求抛物线标准方程的基本方法,结合问题条件求出p的值,从而得到抛物线C的标准方程;(文)运用椭圆的性质和求椭圆标准方程的基本方法,结合问题条件求出,的值,从而得到椭圆C的标准方程;(2)(理)如图,设M(,),N(,),运用设而不求,整体代入的数学思想和求直线方程的基本方法求出直线OM,ON的方程,从而得到点A,B关于参数,,,的坐标,根据求圆方程的基本方法求出以AB为直径的圆的方程,利用证明圆过定点的基本方法证明圆过定点。(文)如图,设P(,),Q(,),运用设而不求,整体代入的数学思想和求直线方程的基本方法求出直线AP,AQ的方程,从而得到点M,N关于参数,,,
的坐标,结合条件得到含参数k,t的等式,求出t关于参数k的表达式,得到直线l含
参数k的方程,利用证明直线过定点的基本方法证明直线l过定点。
【详细解答】(1)(理)抛物线C:=2py经过点(2,-1),4=-2p,p=-2,抛物线C的标准方程为:=-4y,其准线方程为:y=1;(文)椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1),=+1①,b=1②,联立①②解得:=2,=1,椭圆C的标准方程为:+=1;(2)(理)如图,
y
设M(,),N(,),由(1)知抛物线C
0
M
x
的焦点为F(0,-1),直线l过点F,直线l的方
B
F
A
程为:x=my+m,联立直线l和抛物线C的方程得:
N
+(2+4)y+=0,+=-2-,.=1,直线OM,ON的方程分别为:
y=x,y=x,A(-,-1),B(-,-1),以AB为直径的圆的圆心为(,-1),====[-4]=
(+)=4+,以AB为直径的圆的方程为:+=4+,令x=0,
得:=4,y=1或y=-3,以AB为直径的圆经过Y轴上的两个定点(0,1)和
(0,-3)。(文)如图,设P(,),
y
Q(,),联立直线l和椭圆C的方程
A
得:(1+2
)+4ktx+2-2=0,+
P
M
x
=-,.=,直线AP,AQ
Q
的方程分别为:y=x+1,y=x+1,M(,0),N(,0),|OM|
=||,|ON|=||,|OM|.|ON|=2,=
===2,t=0,直线l的方程为:y=kx,令x=0,得y=0,
直线l过定点(0,0)。
『思考问题5』
(1)【典例5】中问题的特点是:①条件是过某一定点的直线与曲线相交于不同的两点,②所求问题是直线过定点(或点在定直线上);
(2)解答这类问题的基本方法是::①设出两点的坐标和直线的斜率k(注意考虑斜率不存在的情况,为了避免考虑直线斜率的存在和不存在的情况,也可以直接设过定点的直线方程为:x=my+n,mR),运用点斜式,写出直线的方程;②联立直线方程与曲线方程消去一个未知数化为关于x(或y)的一元二次方程;③运用韦达定理得到两根的和与积关于参数k(或m)的式子,并根据直线方程求出问题中需要的其他量关于参数k(或m)的式子;④运用相关知识结合问题的条件把直线方程(或某点的坐标)表示成关于参数k(或m)的式子;⑤确定直线存在与参数k(或m)无关的点(定点)(或把某点的坐标代入给定的直线方程验证);⑥得出问题的结果。
[练习5]解答下列问题:
1、已知椭圆C:=1(a>b>0)的右焦点F(,0),长半轴与短半轴之比等于
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(理)设不经过点点B(0,1)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B(0,1)在以线段MN为直径的圆上,证明直线l过定点,并求出该定点的坐标。(文)设经过点A(1,0)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B(0,1)在以线段MN为直径的圆上,求直线l的方程(2018成都市高三一诊)
2、(理)已知椭圆C:=1(a>b>0),四点(1,1),(0,1),(-1,),(1,)恰有三点在椭圆C上,
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过点且与C相交于A,B两点,若直线A与直线B的斜率的和为-1,证明:l过定点。
(文)时A,B为曲线C:y=上两点,A与B的横坐标之和为4.
(1)求直线AB的斜率;
(2)设M为曲线C上一点,C在M处的切线与直线AB平行,且AMBM,求直线AB的方程(2017全国高考新课标I卷)
3、设O为坐标原点,动点M在椭圆C:+=1上,过M作X轴的垂线,垂足为N,点P满足:=。
(1)求点P的轨迹方程;
(2)设点Q在直线x=-3上,且.=1,证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F(2017全国高考新课标II卷)
O
x
O
F
O
N
0

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