高考圆锥曲线题型归类总结
高考圆锥曲线的七种题型 题型一:定义的应用 1、圆锥曲线的定义:
(1)椭圆 (2)椭圆 (3)椭圆 2、定义的应用
(1)寻找符合条件的等量关系 (2)等价转换,数形结合 3、定义的适用条件: 典型例题
例1、动圆M 与圆C 1:(x+1)+y=36内切, 与圆C 2:(x-1)+y=4外切, 求圆心M 的轨迹方程。
例2、方程
题型二:圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): 1、椭圆:由2、双曲线:由
, ,
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。 项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;
表示的曲线是
2
2
2
2
3、抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。 典型例题
x 2y 2
例1、已知方程+=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是
m -12-m
x 2y 2
-=1的曲线: 例2、k 为何值时, 方程
9-k 5-k
(1)是椭圆; (2)是双曲线.
题型三:圆锥曲线焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题 1、椭圆焦点三角形面积S =b tan
2
α
2
;双曲线焦点三角形面积S =b cot
2
α
2
2、常利用第一定义和正弦、余弦定理求解
3、m +n , m -n , mn , m 2+n 2四者的关系在圆锥曲线中的应用; 典型例题
22x y
例1、椭圆22=,求1(a >b >0) 上一点P 与两个焦点F F P F α1,2的张角∠F 12=
a b
证:△F 1PF 2的面积为b tan
2
α。
2
例2、已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且
.求该双曲线的标准方程
题型四:圆锥曲线中离心率,渐近线的求法
1、a,b,c 三者知道任意两个或三个的相等关系式,可求离心率,渐进线的值;
,
2、a,b,c 三者知道任意两个或三个的不等关系式,可求离心率,渐进线的最值或范围; 3、注重数形结合思想不等式解法 典型例题
x 2y 2
例1、已知F 1、F 2是双曲线2-2=1(a >0, b >0)的两焦点,以线段F 1F 2为边作正
a b
三角形MF 1F 2,若边MF 1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )
A. 4+2 B. -1 C.
+1
D. +1
2
x 2y 2
例2、双曲线2=2=1(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2, 若P 为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,
a b
则双曲线离心率的取值范围为 A. (1,3)
B. (1,3]
C.(3,+∞)
D. [3, +∞)
x 2y 2
例3、椭圆G :2+2=1(a >b >0) 的两焦点为F 1(-c ,0), F 2(c ,0) ,椭圆上存在
a b
点M 使F 1M ⋅F 2M =0. 求椭圆离心率e 的取值范围;
x 2y 2
例4、已知双曲线2-2=1(a >0, b >0) 的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60︒的直线
a b
与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是 (A )(1,2] (B )(1,2) (C )[2,+∞) (D )(2,+∞)
题型五:点、直线与圆锥的位置关系判断 1、点与椭圆的位置关系
x 2y 2
点在椭圆内⇔2+2
a b x 2y 2
点在椭圆上⇔2+2=1
a b x 2y 2
点在椭圆外⇔2+2>1
a b
2、直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题:
∆>0⇔相交
∆=0⇔相切 (需要注意二次项系数为0的情况) ∆
3、弦长公式: AB =
+k 2x 1-x 2=+k 2(x 1-x 2) =+k 2
∆ a
AB =+
111∆
y -y =+(y -y ) =+1212222
k k k a
4、圆锥曲线的中点弦问题: 1、伟达定理: 2、点差法:
(1)带点进圆锥曲线方程,做差化简 (2)得到中点坐标比值与直线斜率的等式关系
典型例题
例1、双曲线x 2-4y 2=4的弦AB 被点M (3,-1)平分, 求直线AB 的方程.
例2、已知中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆与直线L:x+y=1交于A,B 两点,C 是AB 的中点,若|AB|=22,O 为坐标原点,OC 的斜率为2/2,求椭圆的方程。
题型六:动点轨迹方程:
1、求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围; 2、求轨迹方程的常用方法: (1)直接法:直接利用条件建立
之间的关系
;
例1、如已知动点P 到定点F(1,0)和直线
的距离之和等于4,求P 的轨迹方程.
(2)待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。
例2、如线段AB 过x 轴正半轴上一点M (m ,0),端点A 、B 到x 轴距离之积为2m ,
以x 轴为对称轴,过A 、O 、B 三点作抛物线,则此抛物线方程为
(3)定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程; 例3、由动点P 向圆
作两条切线PA 、PB ,切点分别为A 、B ,∠APB=60,则动点
P 的轨迹方程为
例4、点M 与点F(4,0)的距离比它到直线
例5、一动圆与两圆⊙M :的轨迹为
(4)代入转移法:动点
在某已知曲线上,则可先用迹方程:
例6、如动点P 是抛物线则M 的轨迹方程为__________
(5)
参数法:当动点虑将
例7、过抛物线
的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,则弦AB 的中点M 的轨迹方
坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考
上任一点,定点为
, 点M 分
所成的比为2,
依赖于另一动点
的代数式表示
的变化而变化,并且,再将
又
和⊙N :
都外切,则动圆圆心
的距离小于1,则点M 的轨迹方程是_______
代入已知曲线得要求的轨
均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。
程是
题型七:(直线与圆锥曲线常规解题方法)
一、设直线与方程;(提醒:①设直线时分斜率存在与不存在;②设为y=kx+b与x=my+n的区别)
二、设交点坐标;(提醒:之所以要设是因为不去求出它, 即“设而不求”) 三、联立方程组;
四、消元韦达定理;(提醒:抛物线时经常是把抛物线方程代入直线方程反而简单) 五、根据条件重转化;常有以下类型:
①“以弦AB 为直径的圆过点0”(提醒:需讨论K 是否存在)
⇔OA ⊥OB ⇔K 1∙K 2=-1 ⇔OA ∙OB =0 ⇔ x 1x 2+y 1y 2=0
②“点在圆内、圆上、圆外问题”
⇔“直角、锐角、钝角问题” ⇔“向量的数量积大于、等于、小于0问题” ⇔x 1x 2+y 1y 2>0;
③“等角、角平分、角互补问题” ⇔斜率关系(K 1+K 2=0或K 1=K 2); ④“共线问题”
(如:AQ =λQB ⇔数的角度:坐标表示法;形的角度:距离转化法);
(如:A 、O 、B 三点共线⇔直线OA 与OB 斜率相等); ⑤“点、线对称问题” ⇔坐标与斜率关系; ⑥“弦长、面积问题”
⇔转化为坐标与弦长公式问题(提醒:注意两个面积公式的合理选择); 六、化简与计算; 七、细节问题不忽略;
①判别式是否已经考虑;②抛物线问题中二次项系数是否会出现0. 基本解题思想:
1、“常规求值”问题:需要找等式,“求范围”问题需要找不等式; 2、“是否存在”问题:当作存在去求,若不存在则计算时自然会无解;
3、证明定值问题的方法:⑴常把变动的元素用参数表示出来,然后证明计算结果与参数无
关;⑵也可先在特殊条件下求出定值,再给出一般的证明。
4、处理定点问题的方法:⑴常把方程中参数的同次项集在一起,并令各项的系数为零,求出定点;⑵也可先取参数的特殊值探求定点,然后给出证明
5、求最值问题时:将对象表示为变量的函数,几何法、配方法(转化为二次函数的最值)、三角代换法(转化为三角函数的最值)、利用切线的方法、利用均值不等式的方法等再解决; 6、转化思想:有些题思路易成,但难以实施。这就要优化方法,才能使计算具有可行性,关键是积累“转化”的经验;
7、思路问题:大多数问题只要忠实、准确地将题目每个条件和要求表达出来,即可自然而然产生思路。 典型例题:
例1、已知点F (0,1),直线l :y =-1,P 为平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为Q ,且QP QF =FP FQ .
(1)求动点P 的轨迹C 的方程;
(2)已知圆M 过定点D (0,2),圆心M 在轨迹C 上运动,且圆M 与x 轴交于A 、B
两点,设DA =l 1,DB =l 2,求
例2、如图半圆,AB 为半圆直径,O 为半圆圆心,且OD ⊥AB ,Q 为线段OD 的中点,已知|AB |=4,曲线C 过Q 点,动点P 在曲线C 上运动且保持|PA |+|PB |的值不变.
(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C 的方程;
l 1l 2
+的最大值. l 2l 1
(2)过D 点的直线l 与曲线C 相交于不同的两点M 、N ,且M 在D 、N 之间,设求λ的取值范围.
DM
=λ,DN
x 2y 2
例3、设F 1、F 2分别是椭圆C :2+2=1(a >b >0) 的左右焦点。
a b (1)设椭圆C
上点到两点F 1、F 2距离和等于4,写出椭圆C 的方程和焦点坐
标;
(2)设K 是(1)中所得椭圆上的动点,求线段KF 1的中点B 的轨迹方程;
(3)设点P 是椭圆C 上的任意一点,过原点的直线L 与椭圆相交于M ,N 两点,当直线
PM ,PN 的斜率都存在,并记为k PM ,k PN ,试探究k PM ⋅K PN 的值是否与点P
及直线L 有关,并证明你的结论。
例4、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.
例5、已知椭圆两焦点F 1、F 2在y
轴上,短轴长为
,P 是椭圆在第一 2
象限弧上一点,且PF 1⋅PF 2=1,过P 作关于直线F 1P 对称的两条直线PA 、PB 分别交椭圆
于A 、B 两点。 (1)求P 点坐标;
(2)求证直线AB 的斜率为定值;
典型例题:
例1、
由①、②解得,x =a ±2. 不妨设A (a -2,0),B (a +2,0), ∴
l 1=
l 2=
.
l 1l 2l 12+l 222∴+==
l 2l 1l 1l 2
=
= ③ l 1l 2+=
=
l 2l 1 当a ≠
0时,由③得,
当且仅当a =± 当a =0时,由③得,
l 1l 2
+=
2. l 2l 1
故当a =±l 1l 2
+的最大值为 l
2l 1
例2、解:(1)以AB 、OD 所在直线分别为x 轴、y 轴,O 为原点,建立平面直角坐标系,
∵|PA |+|PB |=|QA |+|QB |=222+12=2>|AB |=4. ∴曲线C 为以原点为中心,A 、B 为焦点的椭圆.
设其长半轴为a , 短半轴为b , 半焦距为c , 则2a =2, ∴a =5, c =2,b =1.
x 22
∴曲线C 的方程为+y =1.
5
(2)设直线l 的方程为y =kx +2,
x 2222
代入+y =1,得(1+5k ) x +20kx +15=0.
5
Δ=(20k ) -4×15(1+5k ) >0, 得k >
2
2
2
DM x 13
=. 由图可知=λ DN x 25
20k ⎧
x +x =-122⎪⎪1+5k 由韦达定理得⎨
15⎪x ⋅x =
12⎪1+5k 2⎩
将x 1=λx 2代入得
⎧400k 222
⎪(1+λ) x 2=⎪(1+5k 2) 2
⎨
⎪λx 2=15
2⎪1+5k 2⎩
(1+λ) 2400k 280两式相除得 ==2λ15(1+5k ) 3(5+)
k 2
3151208016
k 2>, ∴0
1533k k +533(2+5) k (1+λ) 216DM 1∴40, ∴解得
λ3DN 3
① ②
λ=
x 1DM =, M 在D 、N 中间,∴λ<1 x 2DN
又∵当k 不存在时,显然λ=综合得:1/3 ≤λ<1.
DM 1
= (此时直线l 与y 轴重合) DN 3
例3、解:(1
)由于点+
2
2
=1b 2
得2a =4, „2分
x 2y 2
+=1椭圆C 的方程为 43x 2y 2+=1把K 的坐标代入椭圆43
,焦点坐标分别为(-1,0),(1,0) „„4分
(2)设KF 1的中点为B (x, y)则点K (2x +1,2y ) „„„„„„„„„5分
(2x +1) 2(2y ) 2
+=1中得
43
„„„„„7分
12y 2
=1线段KF 1的中点B 的轨迹方程为 (x +) +2
4
设M (x 0, y 0) N (-x 0, -y 0),
„„„„„„„„„8分
(3)过原点的直线L 与椭圆相交的两点M ,N 关于坐标原点对称
p (x , y ) ,
x 02y 02x 2y 2
M , N , P 在椭圆上,应满足椭圆方程,得2+2=12+2=1 „„10分
a b a b b 2y -y 0y +y 0y 2-y 02
=-2 „„„„„„„„„„„13分 k PM ⋅K PN =⋅=2
2
a x -x 0x +x 0x -x 0
故:k PM ⋅K PN 的值与点P 的位置无关,同时与直线L 无关, „„„„„„14分
x 2y 2
+=1. „„„„(5分) 例4、解:(Ⅰ)椭圆的标准方程为43
(Ⅱ)设A (x 1,y 1) ,B (x 2,y 2) ,
⎧y =kx +m ,
⎪222
联立⎨x 2y 2得(3+4k ) x +8mkx +4(m -3) =0,
=1. ⎪+
43⎩
⎧
⎪∆=64m 2k 2-16(3+4k 2)(m 2-3) >0,即3+4k 2-m 2>0,则⎪
8mk ⎪
x +x =-, ⎨122
3+4k ⎪
⎪4(m 2-3)
. ⎪x 1 x 2=
3+4k 2⎩
3(m 2-4k 2)
又y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m ) =k x 1x 2+mk (x 1+x 2) +m =, 2
3+4k
2
2
0) , 因为以AB 为直径的圆过椭圆的右焦点D (2,
∴k AD k BD =-1,即
y 1y
2=-1, x 1-2x 2-2
3(m 2-4k 2) 4(m 2-3) 16mk
+++4=0, ∴y 1y 2+x 1x 2-2(x 1+x 2) +4=0,∴
3+4k 23+4k 23+4k 2
∴9m 2+16mk +4k 2=0.
解得:m 1=-2k ,m 2=-
2k 22
,且均满足3+4k -m >0, 7
1、当m 1=-2k 时,l 的方程为y =k (x -2) ,直线过定点(2,0) ,与已知矛盾; 2、当m 2=-
2k 2⎫⎛2⎫⎛
时,l 的方程为y =k x -⎪,直线过定点 ,0⎪. 77⎭⎝7⎭⎝
所以,直线l 过定点,定点坐标为 ,0⎪. „„„„(14分)
⎛2
⎝7⎫⎭
y 2x 2
+=1例5、解(1)F 1F 2(0,,设P (x 0, y 0)(x 0>0, y 0>0)
42。
22则PF 1⋅PF 2=x 0-(2-y 0) =1 1=(-x 0y 0), PF 2=(-x 0, y 0), ∴PF
222
x 0y 04-y 02
=1. ∴x 0= 点P (x 0, y 0) 在曲线上,则+
2422
4-y 02
-(2-y 0) =
1,得y 0=P
的坐标为 从而2
(2)由(1)知PF 1//x 轴,直线PA 、PB 斜率互为相反数,设PB 斜率为k (k >0) ,
⎧y =k (x -1) ⎪
则PB
的直线方程为:y =k (x -1)
由⎨x 2y 2得
=1⎪+
⎩24
(2+k 2) x 2+2k k ) x +k ) 2-4=0
2k (k -k 2--2
-1=设B (x B , y
B ), 则x B = 22
2+k 2+k x -x =
同理可得x A =,则A B
(x A -1) -k (x 1 y A -y B =-k B -
所以:AB
的斜率k AB =
8k
2
2+k
y A -y B
=
x A -x B
sin θ
4例6、 解:(1)由23=1|OF |⋅|FP |⋅sin θ, 得|OF |⋅|FP |=43, 由cos θ=t sin θ,
2
分
得tan θ=4. „„„„„„„„3分
t
4
ππ
, )„„643
(2)设P (x 0, y 0), 则(x 0-c , y 0), =(c , 0).
∴OF ⋅FP =(x 0-c , y 0) ⋅(c ,0) =(x 0-c ) c =t =1) c 2 1 S ∆OFP =|OF |⋅|y 0|=y 0=2∴x 0=„„„8分
∴|OP |=10分
∴当且仅当3c =
4, 即c =2时, |OP |取最小值26, 此时, OP =(23, ±23) c
∴=
3
(2, 23) +(0, 1) =(2, 3) 33
或=(2, -23) +(0, 1) =(2, -1) „„„„12分 椭圆长轴
2a =(2-2) 2+(3-0) 2+(2+2) 2+(3-0) 2=8
∴a =4, b 2=12
或2a =(2-2) 2+(-1-0) 2+(2+2) 2+(-1-0) 2=1+∴a =
1+21+ , b =
22
x 2y 2
+=1. 或x 2+y 2=1 „„„„14分 故所求椭圆方程为
16129+1+2
2