高考模拟题分析圆锥曲线综合题。
联立直线与曲线方程,直接利用韦达定理】
这种问题主要是联立直线与曲线方程,产生韦达定理,把条件转化为韦达定理的应用,从而解决问题。比如以下这几个条件都是转化为韦达定理的常见类型:以弦ab为直径的圆过原点(或某个定点)即为直角(有时候会转化为锐角、钝角)等等,请同学注意总结补充。
例题分析1:已知抛物线与过m的直线l相交于a、b两点,o为原点,若弦oa、ob,的斜率之和为1,求直线l的方程。
分析: -这里就能用上韦达定理,不做了……
例题分析2:已知定点f(1,0),动点p在y轴上运动,过点p作pm交x轴于点m,并延长mp到点n,且(1)动点n的轨迹方程;(2)线l与动点n的轨迹交于a,b两点,若,求直线l的斜率k的取值范围。
1)设动点n的坐标为(x,y),则
因此,动点的轨迹方程为。
2)设l与抛物线交于点a(x1,y1),b(x2,y2),当l与x轴垂直时,则由, 不合题意,故与l与x轴不垂直,可设直线l的方程为y=kx+b(k≠0),则由---这里用上韦达定理。
由点a,b在抛物线又y2=4x, y=kx+b得ky2-4y+4b=0,所以因为。
解得直线l的斜率的取值范围是。
例题分析3:(2007福建卷21)如图、椭圆的一个焦点是f(1,0),o为坐标原点。(ⅰ已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成正三角形,求椭圆的方程;ⅱ)设过点f的直线l交椭圆于a、b两点。
若直线l绕点f任意转动,值有,求a的取值范围。
解一:(ⅰ设m,n为短轴的两个三等分点,因为△mnf为正三角形, 所以,即1=因此,椭圆方程为。
(ⅱ)设(ⅰ)当直线 ab与x轴重合时,(ⅱ当直线ab不与x轴重合时,设直线ab的方程为:
整理得所以。
因为恒有,所以aob恒为钝角。 即恒成立。
这里用上韦达定理。
又a2+b2m2>0,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2<0对mr恒成立,即a2b2m2> a2 -a2b2+b2对mr恒成立。
当mr时,a2b2m2最小值为0,所以a2- a2b2+b2<0. a2因为a>0,b>0,所以a0,解得a>或a< (舍去),即a>,综合(i)(ii),a的取值范围为(,+
例题分析4:已知曲线上任意一点到两个定点和的距离之和为4.(1)求曲线的方程;(2)设过的直线与曲线交于、两点,且(为坐标原点),求直线的方程.
解:(1)根据椭圆的定义,可知动点的轨迹为椭圆, 其中,,则.
所以动点m的轨迹方程为.
2)当直线的斜率不存在时,不满足题意.当直线的斜率存在时,设直线的方程为,设这里用到了韦达定理 ,∴由方程组得.则,,代入①,得.即,解得,或.
所以,直线的方程是或.
例题分析5:已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆上的点到焦点距离的最大值为,最小值为.(ⅰ求椭圆的标准方程;(ⅱ若直线与椭圆相交于,两点(不是左右顶点),且以为直径的圆过椭圆的右顶点,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
解: (i)由题意设椭圆的标准方程为,
ii)设,由得,.
以ab为直径的圆过椭圆的右顶点,,,这里用了韦达定理 ,解得,且满足。当时,,直线过定点与已知矛盾;当时,,直线过定点综上可知,直线过定点,定点坐标为。
作业回顾1):在平面直角坐标系中,经过点且斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点和.()求的取值范围;()设椭圆与轴正半轴、轴正半轴的交点分别为,是否存在常数,使得向量与共线?如果存在,求值;如果不存在,请说明理由.
解:(ⅰ由已知条件,直线的方程为,代入椭圆方程得.
整理得①直线与椭圆有两个不同的交点和等价于,解得或.即的取值范围为.
ⅱ)设,则,由方程①,.
又.③而.所以与共线等价于,--这里用到了韦达定理 ,将②③代入上式,解得.由(ⅰ)知或,故没有符合题意的常数.
弦长、面积的问题】这类问题比确明了,注意求面积的基本方法之一:面积分割,求面积的最值一般是建立有关变量k的函数关系,通过研究函数的最值求面积的最值(利用均值不等式很常见)。
弦长公式:
其中。例题分析1:已知椭圆两焦点分别为f1、f2,p是椭圆在第一象限弧上一点,并满足,过p作倾斜角互补的两条直线pa、pb分别交椭圆于a、b两点。
(ⅰ求p点坐标;(ⅱ求证直线ab的斜率为定值;(ⅲ求△pab面积的最大值。
解:(ⅰ由题可得,,设则,,∴点在曲线上,则,∴,从而,得。则点p的坐标为。
ⅱ)由题意知,两直线pa、pb的斜率必存在,设pb的斜率为,则bp的直线方程为:.由得,设,则,同理可得,则,.所以:ab的斜率为定值。
ⅲ)设ab的直线方程:.由,得,由,得p到ab的距离为,则。
当且仅当取等号∴三角形pab面积的最大值为。
例题分析2:已知椭圆c: =1(a>b>0)的离心率为,短轴一个端点到右焦点的距离为。
(ⅰ求椭圆c的方程;(ⅱ设直线l与椭圆c交于a、b两点,坐标原点o到直线l的距离为,求△aob面积的最大值。
解:(ⅰ设椭圆的半焦距为,依题意,所求椭圆方程为.
ⅱ)设,.(1)当轴时,.(2)当与轴不垂直时,设直线的方程为.由已知,得.
把代入椭圆方程,整理得,.
当且仅当,即时等号成立.当时,,综上所述.
当最大时,面积取最大值.
例题分析3:已知椭圆的左、右焦点分别为,.过的直线交椭圆于两点,过的直线交椭圆于两点,且,垂足为.(ⅰ设点的坐标为,证明:;
ⅱ)求四边形的面积的最小值.
解:(ⅰ椭圆的半焦距,由知点在以线段为直径的圆上,故,所以,.(当的斜率存在且时,的方程为,代入椭圆方程,并化简得.设,,则。
因为与相交于点,且的斜率为,所以,.
四边形的面积.
当时,上式取等号.(ⅱ当的斜率或斜率不存在时,四边形的面积.
综上,四边形的面积的最小值为.
涉及到弦的垂直平分线问题】
这种问题主要是需要用到弦ab的垂直平分线l的方程,往往是利用点差或者韦达定理产生弦ab的中点坐标m,结合弦ab与它的垂直平分线l的斜率互为负倒数,写出弦的垂直平分线l的方程,然后解决相关问题,比如:求l在x轴y轴上的截距的取值范围,求l过某定点等等。有时候题目的条件比较隐蔽,要分析后才能判定是有关弦ab的中点问题,比如:
弦与某定点d构成以d为顶点的等腰三角形(即d在ab的垂直平分线上)、曲线上存在两点ab关于直线m对称等等。
例题分析1:已知抛物线y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点a、b,则|ab|等于。
解:设直线的方程为,由,进而可求出的中点,又由在直线上可求出,∴,由弦长公式可求出.
例题分析2:已知椭圆的焦点在轴上,长轴长为,离心率为.(ⅰ求椭圆的标准方程;(ⅱ已知点和直线:,线段是椭圆的一条弦且直线垂直平分弦,求实数的值.
解:(ⅰⅱ)由条件可得直线的方程为.于是,有,.设弦的中点为,则由中点坐标公式得,,由此及点在直线得.
例题分析3:如图,倾斜角为a的直线经过抛物线的焦点f,且与抛物线交于a、b两点。(ⅰ求抛物线的焦点f的坐标及准线l的方程;(ⅱ若a为锐角,作线段ab的垂直平分线m交x轴于点p,证明|fp|-|fp|cos2a为定值,并求此定值。
解:设抛物线的标准方程为,则,从而因此焦点的坐标为(2,0).又准线方程的一般式为。从而所求准线l的方程为。
ⅱ)设,,直线ab的斜率为,则直线方程为。将此式代入,得,故。记直线m与ab的交点为,则,,故直线m的方程为。令y=0,得p的横坐标故。从而为定值。
例题分析3:小王同学在平面直角坐标系内画了一系列直线,和以原点o为圆心为半径的圆,他发现这些直线和对应同一t值的圆的交点形成的轨迹很熟悉,然后又取长度为2的线段ab(不与x轴垂直),使ab的两端点在此轨迹上滑动,并记线段ab的垂直平分线与x轴的交点.(1)求上述交点的轨迹方程;(2)求的取值范围.
解:(1)直线方程,圆的方程,消t即得轨迹e的方程为.
2)显然ab不与y轴垂直,设ab所在直线方程为。
代入得设,由韦达定理得。
又,a、b中点为,线段ab的垂直平分线为:.
令y=0得。
所以等号不成立,故的取值范围是.
例题分析4:设,两点在抛物线上,是的垂直平分线。(ⅰ当且仅当取何值时,直线经过抛物线的焦点?证明你的结论;(ⅱ当直线的斜率为2时,求在轴上截距的取值范围。
解:(ⅰ两点到抛物线的准线的距离相等,∵抛物线的准线是轴的平行线,,依题意不同时为0∴上述条件等价于∵∴上述条件等价于即当且仅当时,经过抛物线的焦点。
ⅱ)设在轴上的截距为,依题意得的方程为;过点的直线方程可写为,所以满足方程得为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式,即设的中点的坐标为,则,由,得,于是。
即得在轴上截距的取值范围为。
例题分析5:设、分别是椭圆的左、右焦点。 (若p是该椭圆上的一个动点,求的最大值和最小值; (是否存在过点a(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点c、d,使得|f2c|=|f2d|?
若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由。
解:易知,设p(x,y),则, ,即点p为椭圆短轴端点时,有最小值3;
当,即点p为椭圆长轴端点时,有最大值4
ⅱ)假设存在满足条件的直线l易知点a(5,0)在椭圆的外部,当直线l的斜率不存在时,直线l与椭圆无交点,所在直线l斜率存在,设为k,直线l的方程为
由方程组。依题意当时,设交点c,cd的中点为r,则。
又|f2c|=|f2d|
20k2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立, 所以不存在直线,使得|f2c|=|f2d|综上所述,不存在直线l,使得|f2c|=|f2d|
例题分析6:椭圆g:的两个焦点为f1、f2,短轴两端点b1、b2,已知f1、f2、b1、b2四点共圆,且点n(0,3)到椭圆上的点最远距离为(1)求此时椭圆g的方程;(2)设斜率为k(k≠0)的直线m与椭圆g相交于不同的两点e、f,q为ef的中点,问e、f两点能否关于过点p(0,)、q的直线对称?
若能,求出k的取值范围;若不能,请说明理由.
圆锥曲线综合高考实战篇圆锥曲线实用讲义
编者 孙斌。策划编辑 孙斌。封面设计 孙斌。前言。编者编写本书的初衷是以学生为中心,实用性优先,没有花里胡哨的冗杂。结论。本书筛选了2010 2018年的各地高考圆锥曲线大题并适当归类讲解,删。去了思维跨度大,计算量极高的题,总计一百余题。考虑到高中生学习繁忙,编者尽可能的将本书压缩到了一百余页,并...
圆锥曲线综合
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