圆锥曲线解题技巧
《2014广东高考圆锥曲线解题技巧剖析》
你是否为数学大题的无从下手、失分丢分而烦恼、懊悔不已呢?本资料将成为你的双翼。静下心来慢慢品味,它将助你一飞冲天。金榜题名之日,你定有非凡的收获。
x2y2
1(m0,n0且m
n) 标准方程:
mn
2a
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ktan,[0,)
②点到直
线的距离
d
③夹角公式tan
k2k1
1k2k
1
(3)弦长公式
直线ykxb上两点A(x1,y
1),B(x2,y2)间的距离:AB
1x2
或ABy1y2 (4)两条直线的位置关系 ①l1
l2k1k2=-1 ② l1//l2k1k2且b1b2
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)
参数方程:xacos,ybsin (2)、双曲线的方程的形式有两种
标准方程:
x2y2
mn
1(m
n0)
距离式方程:|
2a
(3)、三种圆锥曲线的通径你记得吗?
2b2 2b2
aa
;抛物线:2p
(4)、圆锥曲线的定义你记清楚了吗?
如:已知Fx2y2
1、F2是椭圆43
1的两个焦点,平面内一个动点M满足 MF1MF22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,SF1PF2b2tan
2
P在双曲线上时,SF1PF2b2cot
2
(其中F|PF21||PF2|24c2
1PF2,cos
|PF,PF1PF2|PF1||PF2|cos) 1||PF2|
:
(6)、记住焦半径公式:
(1)椭圆焦点在x轴上时为aex0;焦点在y轴上时为aey0,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|xp1|
2,焦点在y轴上时为|yp
1|2
(7)、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗?
1、点差法(中点弦问题) 2
设
Ax1,y1
、Bxx2y2,y2,Ma,b为椭圆43
1的弦AB中点则有 x2
2
2
2
1y11,x2y21;两式相减得
x2x2
1
2
2
2
43
434y
1
y23
0
x1x2x1x2
2y1y2
3a
4
y1y3
kAB=
4b
2、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ykxb,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
5y280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90
可得出AB⊥AC,从而得
x1x2y1y214(y1y2)160,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
x2220y2211161,x220y2
16
1 两式作差有
(x1x2)(x1x2)(y1y2)(y1y2)
x0y20160
50k
4
0 (1) F(2,0)为三角形重心,所以由
x1x232,得xyy24
03,由13
0得y02,
代入(1)得k
6
5
直线BC的方程为6x5y280 2)由AB⊥AC得x1x2y1y214(y1y2)160 (2)
设直线BC方程为
ykxb,代入4x25y280,得
(45k2)x210bkx5b2800
x10kb5b280
1x245k2,x1x245k2
8k4b280k2
y1y245k2,y1y245k2
代入(2)式得 9b232b16
45k2
0,解得b4(舍)
或b49 y
4
直线过定点(0,499),设D(x,y),则xy4x
1,即9y29x232y160所以所求点D的轨迹方程是x2
(y169)2(209
)2(y4)。 3、设而不求法
例2、如图,已知梯形ABCD中AB2CD,点E分有向线段所成的比为,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点当
233
4
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Cc
,h2
,
x2ay2
代入2b
21,求得h
,进而求得xE
,y,再代入x2y2
E
a2b
21,建
立目标函数f(a,b,c,)0,整理f(e,)0,此运算量可见是难上加难.我们对h可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
依题意记Ac, 0,Cc
,h,Ex1
20, y0,其中c
2
|AB|为双曲线的半焦距,h是梯形的高,由定比分点坐标公式得c
c
x0
12c21 yh0
1 x2设双曲线的方程为y2c
a2b21,则离心率ea
由点C、E在双曲线上,将点C、E的坐标和e
c
a
代入双曲线方程得
e2h2
4b2
1, ① e24211h2
b21 ②
由①式得 h2e2
b
241,
③
将③式代入②式,整理得 e2
4
4412, 故 13
e21
由题设2233
4
得,331e2
234 解得
e
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,
AEaexE,ACaexC,
cc
x2cAE3E121,又AC
1
,代入整理1e21,由题设223333
4
得,31e2
24 解得
e
所以双曲线的离心率的取值范围为
,
4、判别式法
例3已知双曲线C:y2x2
22
1,直线l过点A,0
,斜率为k,当0k1时,
双曲线的上支上有且仅有一点B到直线l的距离为
,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0. 由此出发,可设计如下解题思路:
l的距离为
2
l’的方程代入双曲线方程,消去y,令判别式
0
(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”,相当于化归的方程有唯一解. 据此设计出如下解题思
路: M到直线l的距离为:
kx2x22k
0k1
k2
1
2
于是,问题即可转化为如上关于x的方程. 由于0k1,所以
2x2xkx,从而有
kx2x22kkx2x22k.
于是关于x的方程
kx2x2k2(k2
1)
2x2
2(2(k21)2kkx)2,
2(k2
1)2kkx0
k21
x22k2(k2
1)2kx
2(k
2
1)2k
2
20,
2(k2
1)2kkx0.
由0k1可知: 方程k2
1
x2
2k
2(k
2
1)kx
2(k
2
1)k
2
20的二根同
正,故
2(k2
1)kkx0恒成立,于是等价于
k
2
1
x2
2k2(k2
1)2kx
2(k
2
1)2k
2
20.
由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式0,就可解得
k
25
5
. 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:x
2
2y28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
APPBAQ
QB
,求动点Q的轨迹所在曲线的方程. 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:
APPBAQ
QB来转化.由A、B、P、Q四点共线,不难得到x4(xAxB)2xAxB,8(xAxB)
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.
在得到x
fk于x,y的方程(不含kx4
,直接代入即可得到轨迹方程。从而简化消去参的过程。
简解:设AxAP1,y1,B(x2,y2),Q(x,y),则由
PBAQ
QB4x1xx1x
, 24x2x
解之得:x
4(x1x2)2x1x2
8(x (1)
1x2)
设直线AB的方程为:yk(x4)1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于 x 的一元二次方程:
2k
2
1
x24k(14k)x2(14k)280 (2)
∴
x4k(4k1x1)2
,2k21
14k)2
xx2(8
122k21.代入(1),化简得:x
4k3
k2
. (3) 与yk(x4)1联立,消去k得:2xy4(x4)0.
在(2)中,由64k2
64k240,解得 24
k2,结合(3)可
4
求得 162x162.
9
9
故知点Q的轨迹方程为:2xy40 (1629x1629).
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.
5、求根公式法
过点P(0,3),和椭圆x2y2
例5设直线lAP94
1
顺次交于A、B两点,试求PB的取值范围.
分析:本题中,绝大多数同学不难得到:AP=xAPBx,但从此后却一筹莫展, 问题的
B
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
PB=Ax已经是一个关系式,但由于有两个变量B
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.
1
5
; l的方程为:ykx3, 0解之得x27k69k25
1,2
9k2
4
. 因为椭圆关于y轴对称,点P在y轴上,所以只需考虑k0的情形.
当k0时,x27k69k2527k69k2
519k24,x2
9k2
4
, 所以 APx19k29k2PBx=
5=118k=118.
29k29k259k29k25929k2
由
(54k)21809k24
0, 解得 k2
5
9
, 所以 11
181, 综上 1AP1.
929k2
5
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,原因在于
AP
PBx1x不是关于x1,x2的对称关系式. 原因找到后,解决问题的方法自2
然也就有了,即我们可以构造关于x1,x2的对称关系式.
简解2:设直线l
y得
9k
2
4
x254kx450 (*)
x1x54k则
22,
9k4
x1x2459k24.令
x1
,则,1k2x232420
.
245k2在(*)中,由判别式0,可得 k
2
5
9, 从而有4324k236
136145k220
5
,所以425,解得55. 结合01得1AP51. 综上,1
PB1
5
. 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。本题也可从数形结合角度入手,给出一优美解法.
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1,
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
于是设直线l为 yxm,由∵MPFQ0得x1(x2即2x1x2
yxm22
得,3x4mx2m20 22
x2y2
x1(x21)y2(y11) 又yixim(i1,2)
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。
思维流程:
(Ⅰ)
1)(x2m)(x1m1)0
(x1x2)(m1)m2m0 由韦达定理得
2m224m4
2(m1)m2m0 解得m或m1(舍) 经检验
333m
4
符合条件. 3
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.
2cb
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A(2,0)、B(2,0)、
3
(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C1,三点.
2
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:
(Ⅰ) 又∵1即 (ac)(ac)1ac
22
,
∴a
2
2
x2
故椭圆方程为y21
2
(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
(Ⅱ) 1,
解题过程: (Ⅰ)设椭圆方程为mx
2
ny21m0,n0,将A(2,0)、B(2,0)、
C(1,3
2
)代入椭圆E的方程得
4m1,
解得m1,n1.∴椭圆E的方程x2y21 .
m9
4
n14343(Ⅱ)|FH|2,设ΔDFH边上的高为S1
DFH2
2hh 当点D在椭圆的上顶点时,h
最大为
SDFH
设ΔDFH的内切圆的半径为R,因为ΔDFH的周长为定值6.所以,S
DFH1
2
R6 所以R
.
点石成金:S的内切圆
1
2
的周长r的内切圆
例8、已知定点C(1
,0)及椭圆x2
3y25,
过点C的动直线与椭圆相交于A,B两点.
(Ⅰ)若线段AB中点的横坐标是
1
2
,求直线AB的方程; (Ⅱ)在x轴上是否存在点M,使为常数?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yk(x1), 将yk(x1)代入x
2
3y25, 消去y整理得 (3k21)x26k2x3k250.
设A(x1,y1),
B(x2,y2), 36k44(3k21)(3k2则5)0, (1)
x6k2
1x23k21. (2)
由线段AB中点的横坐标是1x1
2, 得
x223k21
3k212,解得k
,符合题意。
所以直线AB的方程为
x10
,或 x10.
(Ⅱ)解:假设在x轴上存在点M(m,0),使为常数. ①
当
直
线
AB
与
x
轴不垂直时,由(Ⅰ)知 x6k23k25
1x23k21, x1x23k21
. (3)
MAMB(x1m)(x2m)y1y2(x1m)(x2m)k2(x11)(x21)
(k21)x1x2(k2m)(x21x2)km2.
将(3)代入,整理得:
(6m1)k2
MAMB5(2m1)(3k21)2m
143k21m23k2
1
m2
m22m16m1433(3k21)
.
注意到是与k无关的常数, 从而有6m140,m
7
3
, 此时MAMB4
9
.
② 当直线AB与
x轴垂直时,此时点A,
B的坐标分别为1、1,当m
73时, 亦有MAMB4
9
. 综上,在x轴上存在定点M73,0
,使为常数.
点石成金:2
(2m114MAMB(6m1)k5)(3k21)2m
3k21m2
3k21
m2m22m16m1433(3k21). 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:
1)设椭圆方程为x2y2
解:(a2b
21(ab0)
则a2b4a2
8
a2
1
解得2 ∴椭圆方程为x2y21 b21b282(Ⅱ)∵直线l平行于OM,且在y轴上的截距为m
又KOM=
12 l的方程为:
y1
2
xm
由y12xmx22mx2m2
40 x2
y2
8
21∵直线l与椭圆交于A、B两个不同点,
(2m)24(2m24)0,解得2m2,且m0
(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x1x22m,x1x22m24
则k1
y11,ky2
1
x2 12x22
由x2
2mx2m240可得x1x22m,x1x22m24
而k1)(x22)(y21)(x12)1k2y11y21(y1 x12x22(x12)(x22)
2m242m24m4m4(x2)(x0
122)k1k20
故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形. 点石成金:直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形
k1k20
例10、已知双曲线x2ay223
2b
21的离心率e3,过A(a,0),B(0,b)的直线到原点
的距离是
2
. (1)求双曲线的方程;
(2)已知直线ykx5(k0)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)
ca23
3
,原点到直线AB:xayb
1的距离
d
aba2
b
2
ab
3c
2..
b1,a
.
故所求双曲线方程为 x2
y21.
3
(2)把ykx5代入x23y23中消去y,整理得 (13k2
)x2
30kx780. 设C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点是E(x0,y0),则
xx1x215k5
0213k2y0kx0513k2
, ky011
BExk
.
0 x0ky0k0,
即
15k13k25k
13k
2
k0,又k0,k27 故所求k=±
.
点石成金: C,D都在以B为圆心的圆上BC=BDBE⊥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a2b
21(ab0),
由已知得:ac3,ac1,
a2,c1,
b2a2c2
3
椭圆的标准方程为
x24y2
31.
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2).
ykx
联立m,
x2 得 (34k2)x28mkx4(m2
3)0,则4
y2
31.
64m2k216(34k2)(m23)0,即34k2m20,
x8mk 1x2
34k2
,
x1x2
4(m23)34k2.2 又ykx2
x2
3(m4k2)
1y2(1m)(kx2m)kx12mk(x1x2)m34k2
.
因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,
0),
ky1ADkBD1,即
x2y2
x1. y1y2x1x22(x1x2)40. 122
3(m24k2)4(m23)15mk34k234k234k
2
40. 7m216mk4k2
0.
解得:m2k12k,m27
,且均满足34k2m2
0. 当m1
2k时,l的方程yk(x2),直线过点(2,
0),与已知矛盾;
当m2k2
7时,l的方程为ykx27,直线过定点27,0
.
所以,直线l过定点,定点坐标为27,0
.
点石成金:以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点 CA⊥CB;
例12、已知双曲线x2
a2y2b2
1(a0,b0)的左右两个焦点分别为F1、F2,点P在双曲线右支上.(Ⅰ)若当点P的坐标为(
35,16
5
)时,PF1PF2,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,PF1(c35
,165
), PF2(c35,165
),
PF1PF2,PF1PF20,(c
3415)(c35)(16
5
)20 (1分) 解得 c2
25,c5. 由双曲线定义得: |PF1|PF2|2a,
2a(5
341)2(16)2(5341)2(16
)25555
(413)2(413)26,a3,b4
所求双曲线的方程为: x2
29y16
1
(法二) 因PF1PF2,由斜率之积为1,可得解.
(Ⅱ)设|PF1|r1,|PF2|r2,
(法一)设P的坐标为(x,y), 由焦半径公式得:
r1|aex|aex,r2|aex|exa
,
rr2a22a2
132,aex3(exa),xc,xa,
c
a,2ac
e的最大值为2,无最小值. 此时cbc2a2
e2a2,a
a
1, 此时双曲线的渐进线方程为yx
(法二)设F1PF2,(0,].
(1)当时, r1r22c,且r13r2,
2c4r2, 2ar1r22r2 此时 e
2c4r2a2
2r2. 2
(2)当(0,),由余弦定理得:
(2c)2
r2
2
2
2
1r22r1r2cos10r26r2cos
e
2cr26cos6cos2a2r,
22
cos(1,1),e(1,2),综上,e的最大值为2,但e无最小值.
考场指导:圆锥曲线的解题回顾总结提升
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。
如:(1)
x2y2
a2b
2
1(ab0)与直线相交于A、B,设弦AB中点为M(x,则有x0,y0)0y0a2b2k0。 (2)x22a2yb2
1(a0,b0)与直线l相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0)则有x0a2y
0b2k0
(3)y2=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.
典型例题 给定双曲线x2y2
1。过A(2,1
P2
2,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。
设P(x,y)为椭圆x2y2
典型例题 a2
b
2
1F2(c,0)
PF2F1。
(1)求证离心率esin();
sinsin
(2)求|PF3
3
1|
PF2|的最值。
(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(x1)(p0),直线xyt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。
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。
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
已知抛物线y2=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。
(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:x2+y2=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。
(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)
x2y2
典型例题 已知椭圆C的方程43
1,试确定m的取值范围,使得对于直线y4xm,椭圆C上有不同两点关于直线对称
(7)两线段垂直问题
圆锥曲线两焦半径互相垂直问题,常用
k1·y2
1·k2
y1来处理或用向量的坐标运算来处理。
x1·
x2
典型例题 已知直线l的斜率为k,且过点P(2,0
)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。
二、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
4ym0与圆x2y2x2y0相交于P、Q两点,O为坐标原点,
若OPOQ,求m的值。
(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yx1相交于P、Q两点,且OPOQ,
|PQ|2
,求此椭圆方程。
(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C2
221:xy4x2y0和C2:xy22y40
的交
点,且圆心在直线l:2x
4y10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。
P为椭圆x2y2
典型例题 a2b
21上一动点,A为长轴的右端点,B为短轴的上端点,求四边形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
ykxb代入圆锥曲线方程中,得到型如
ax2bxc0
的方程,方程的两根设为
xA
,
xB
,判别式为△,则
|AB|k2·|x△
Ax2B|k|a|
,若直接用结论,能减少配方、开方等运算过程。 例 求直线x
y10被椭圆x24y216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。
例
F1、Fx2y2
2
是椭圆
259
1的两个焦点,AB是经过
F1的弦,若|AB|8,求值
|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
y24x的焦点,点P
在抛物线
y24x上移动,若
|PA||PF|取得最小值,求点P的坐标。