《数学曲线方程及圆锥曲线典型例题透析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数学曲线方程及圆锥曲线典型例题透析（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、曲线方程及圆锥曲线典型例题解析一知识要点1曲线方程（1）求曲线(图形)方程的方法及其具体步骤如下：步 骤含 义说 明1、“建”：建立坐标系；“设”：设动点坐标。建立适当的直角坐标系，用(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标。(1) 所研究的问题已给出坐标系，即可直接设点。(2) 没有给出坐标系，首先要选取适当的坐标系。2、现(限)：由限制条件，列出几何等式。写出适合条件P的点M的集合P=M|P(M)这是求曲线方程的重要一步，应仔细分析题意，使写出的条件简明正确。3、“代”：代换用坐标法表示条件P(M)，列出方程f(x,y)=0常常用到一些公式。4、“化”：化简化方程f(x,y)=0为最简形式。要
2、注意同解变形。5、证明证明化简以后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点。化简的过程若是方程的同解变形，可以不要证明，变形过程中产生不增根或失根，应在所得方程中删去或补上(即要注意方程变量的取值范围)。这五个步骤(不包括证明)可浓缩为五字“口诀”：建设现(限)代化”（2）求曲线方程的常见方法：直接法：也叫“五步法”，即按照求曲线方程的五个步骤来求解。这是求曲线方程的基本方法。转移代入法：这个方法又叫相关点法或坐标代换法。即利用动点是定曲线上的动点，另一动点依赖于它，那么可寻求它们坐标之间的关系，然后代入定曲线的方程进行求解。几何法：就是根据图形的几何性质而得到轨迹方程的方法。参数法：根据题中给定的
3、轨迹条件，用一个参数来分别动点的坐标，间接地把坐标x,y联系起来，得到用参数表示的方程。如果消去参数，就可以得到轨迹的普通方程。2圆锥曲线综合问题（1）圆锥曲线中的最值问题、范围问题通常有两类：一类是有关长度和面积的最值问题；一类是圆锥曲线中有关的几何元素的最值问题。这些问题往往通过定义，结合几何知识，建立目标函数，利用函数的性质或不等式知识，以及观形、设参、转化、替换等途径来解决。解题时要注意函数思想的运用，要注意观察、分析图形的特征，将形和数结合起来。圆锥曲线的弦长求法：设圆锥曲线Cf(x，y)=0与直线ly=kx+b相交于A(x1，y1)、B(x2，y2)两点，则弦长|AB|为：若弦AB
4、过圆锥曲线的焦点F，则可用焦半径求弦长，|AB|=|AF|+|BF|在解析几何中求最值，关键是建立所求量关于自变量的函数关系，再利用代数方法求出相应的最值注意点是要考虑曲线上点坐标(x，y)的取值范围。（2）对称、存在性问题，与圆锥曲线有关的证明问题它涉及到线段相等、角相等、直线平行、垂直的证明方法，以及定点、定值问题的判断方法。（3）实际应用题数学应用题是高考中必考的题型，随着高考改革的深入，同时课本上也出现了许多与圆锥曲线相关的实际应用问题，如桥梁的设计、探照灯反光镜的设计、声音探测，以及行星、人造卫星、彗星运行轨道的计算等。 涉及与圆锥曲线有关的应用问题的解决关键是建立坐标系，合理选择曲
5、线模型，然后转化为相应的数学问题作出定量或定性分析与判断，解题的一般思想是：（4）知识交汇题圆锥曲线经常和数列、三角、平面向量、不等式、推理知识结合到一块出现部分有较强区分度的综合题。二典例解析题型1：求轨迹方程例1（1）一动圆与圆外切，同时与圆内切，求动圆圆心的轨迹方程，并说明它是什么样的曲线。（2）双曲线有动点，是曲线的两个焦点，求的重心的轨迹方程。解析：（1）（法一）设动圆圆心为，半径为，设已知圆的圆心分别为、，将圆方程分别配方得：，当与相切时，有 当与相切时，有 将两式的两边分别相加，得，即 移项再两边分别平方得： 两边再平方得：，整理得，所以，动圆圆心的轨迹方程是，轨迹是椭圆。（法二
6、）由解法一可得方程，由以上方程知，动圆圆心到点和的距离和是常数，所以点的轨迹是焦点为、，长轴长等于的椭圆，并且椭圆的中心在坐标原点，焦点在轴上，圆心轨迹方程为。（2）如图，设点坐标各为，在已知双曲线方程中，已知双曲线两焦点为，存在，由三角形重心坐标公式有，即 。，。已知点在双曲线上，将上面结果代入已知曲线方程，有即所求重心的轨迹方程为：。点评：定义法求轨迹方程的一般方法、步骤；“转移法”求轨迹方程的方法。例2（2001上海，3）设P为双曲线y21上一动点，O为坐标原点，M为线段OP的中点，则点M的轨迹方程是 。解析：（1）答案：x24y21设P（x0，y0） M（x，y） 2xx0，2yy04
7、y21x24y21 点评：利用中间变量法（转移法）是求轨迹问题的重要方法之一。题型2：圆锥曲线中最值和范围问题例3（1）设AB是过椭圆中心的弦，椭圆的左焦点为，则F1AB的面积最大为（ ） A. B. C. D. （2）已知双曲线的左右焦点分别为F1，F2，点P在双曲线的右支上，且，则此双曲线的离心率的最大值是（ ） A. B. C. 2D. （3）已知A（3，2）、B（4，0），P是椭圆上一点，则|PA|PB|的最大值为（ ） A. 10B. C. D. 解析：（1）如图，由椭圆对称性知道O为AB的中点，则F1OB的面积为F1AB面积的一半。又，F1OB边OF1上的高为，而的最大值是b，所以
8、F1OB的面积最大值为。所以F1AB的面积最大值为cb。点评：抓住F1AB中为定值，以及椭圆是中心对称图形。（2）解析：由双曲线的定义，得：， 又，所以，从而 由双曲线的第二定义可得， 所以。又，从而。故选B。点评：“点P在双曲线的右支上”是衔接两个定义的关键，也是不等关系成立的条件。利用这个结论得出关于a、c的不等式，从而得出e的取值范围。（3）解析：易知A（3，2）在椭圆内，B（4，0）是椭圆的左焦点（如图），则右焦点为F（4，0）。连PB，PF。由椭圆的定义知： ， 所以。 由平面几何知识，即，而， 所以。点评：由PAF成立的条件，再延伸到特殊情形P、A、F共线，从而得出这一关键结论。例
9、4（1）（06全国1文，21）设P是椭圆短轴的一个端点，为椭圆上的一个动点，求的最大值。（2）（06上海文，21）已知在平面直角坐标系中的一个椭圆，它的中心在原点，左焦点为,右顶点为,设点.求该椭圆的标准方程；若是椭圆上的动点，求线段中点的轨迹方程；过原点的直线交椭圆于点，求面积的最大值。（3）（06山东文，21）已知椭圆的中心在坐标原点O，焦点在x轴上，椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形，两准线间的距离为l。()求椭圆的方程；()直线过点P(0,2)且与椭圆相交于A、B两点，当AOB面积取得最大值时，求直线l的方程。解析：（1）依题意可设P(0,1)，Q(x,y),则 |PQ|=，又
10、因为Q在椭圆上，所以，x2=a2(1y2)， |PQ|2= a2(1y2)+y22y+1=(1a2)y22y+1+a2， =(1a2)(y )2+1+a2 。因为|y|1,a1, 若a, 则|1, 当y=时, |PQ|取最大值，若1a,则当y=1时, |PQ|取最大值2。（2）由已知得椭圆的半长轴a=2,半焦距c=,则半短轴b=1， 又椭圆的焦点在x轴上, 椭圆的标准方程为。设线段PA的中点为M(x,y) ,点P的坐标是(x0,y0)，由x=得x0=2x1y=y0=2y由,点P在椭圆上,得，线段PA中点M的轨迹方程是。当直线BC垂直于x轴时,BC=2,因此ABC的面积SABC=1。当直线BC不
11、垂直于x轴时,说该直线方程为y=kx,代入,解得B(,),C(,)，则,又点A到直线BC的距离d=，ABC的面积SABC=。于是SABC=。由1,得SABC,其中,当k=时,等号成立。SABC的最大值是。（3）解：设椭圆方程为（）由已知得所求椭圆方程为。（）解法一：由题意知直线的斜率存在，设直线的方程为由，消去y得关于x的方程：，由直线与椭圆相交于A、B两点，解得。又由韦达定理得，。原点到直线的距离。.解法1：对两边平方整理得：（*），整理得：。又， ，从而的最大值为，此时代入方程（*）得，。所以，所求直线方程为：。解法2：令，则。当且仅当即时，此时。所以，所求直线方程为解法二：由题意知直线l
12、的斜率存在且不为零。设直线l的方程为，则直线l与x轴的交点，由解法一知且，解法1： =.下同解法一.解法2：。下同解法一。点评：文科06年高考主要考察了圆锥曲线的最值问题，主要是三角形的面积、弦长问题。处理韦达定理以及判别式问题啊是解题的关键。题型3：证明问题和对称问题例5（1）（06浙江理，19）如图，椭圆1（ab0）与过点A（2，0）B(0,1)的直线有且只有一个公共点T，且椭圆的离心率e=.()求椭圆方程；()设F、F分别为椭圆的左、右焦点，M为线段AF的中点，求证：ATM=AFT。（2）（06湖北理，20）设分别为椭圆的左、右顶点，椭圆长半轴的长等于焦距，且为它的右准线。（）、求椭圆的
13、方程；（）、设为右准线上不同于点（4，0）的任意一点，若直线分别与椭圆相交于异于的点，证明点在以为直径的圆内。（3）（06上海理，20）在平面直角坐标系O中，直线与抛物线2相交于A、B两点。求证：“如果直线过点T（3，0），那么3”是真命题；写出（1）中命题的逆命题，判断它是真命题还是假命题，并说明理由解析：（1）（I）过点、的直线方程为因为由题意得有惟一解，即有惟一解，所以 （），故又因为 即 所以 从而得 故所求的椭圆方程为（II）由（I）得 故从而由，解得所以 因为又得因此点评：本题主要考查直线与椭圆的位置关系、椭圆的几何性质，同时考察解析几何的基本思想方法和综合解题能力。（2）（）依题意得 a2c，4，解得a2，c1，从而b.故椭圆的方程为 .（）解法1：由（）得A（2，0），B（2，0）.设M（x0，y0）.M点在椭圆上，y0（4x02）. 又点M异于顶点A、B，2x00，0，则MBP为锐角，从而MBN为钝角，故点B在以MN为直径的圆内。解法2：由（）得A（2，0），B（2，0）.设M（x1，y1），N（x2，y2），则2x12，2x22，又MN的中点Q的坐标为（，），依题意，计算点B到圆心Q的距离与半径的差
