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1、直线与圆锥曲线的综合应用考情分析考点新知会求定点、定值、最值等问题;掌握函数与方程等价转换、分类讨论等思想方法掌握圆锥曲线的简单应用.1. (选修11P44习题4改编)以双曲线1的中心为顶点,且以该双曲线的右焦点为焦点的拋物线方程是_答案:y212x解析:双曲线1的中心为O(0,0),该双曲线的右焦点为F(3,0),则拋物线的顶点为(0,0),焦点为(3,0),所以p6,所以拋物线方程是y212x.2. 以双曲线3x2y212的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆的方程是_答案:1解析:双曲线方程可化为1,焦点为(0,4),顶点为(0,2)椭圆的焦点在y轴上,且a4,c2,此时b2, 椭圆方程为1.3
2、. 若抛物线y22px的焦点与椭圆1的右焦点重合,则p_答案:4解析:椭圆1的右焦点(2,0)是抛物线y22px的焦点,所以2,p4.4. 已知抛物线y22px的准线与双曲线x2y22的左准线重合,则抛物线的焦点坐标为_答案:(1,0)解析:设双曲线x2y22的实半轴、虚半轴、半焦距分别为a、b、c,则ab,c2.故其左准线x1,故1,p2.故焦点坐标为(1,0)5. 已知圆C:x2y26x4y80.以圆C与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和顶点,则适合上述条件的双曲线的标准方程为_答案:1解析:本小题主要考查圆、双曲线的性质圆C:x2y26x4y80,令y0x26x80,得圆C与坐标轴的
3、交点分别为(2,0)、(4,0),则a2,c4,b212,所以双曲线的标准方程为1.1. 圆锥曲线的统一定义平面内到一个定点F和到一条定直线l(F不在l上)的距离的比等于常数e的轨迹当0e1时,它表示双曲线;当e1时,它表示抛物线2. 曲线的方程与方程的曲线在直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)0的实数解建立了如下的关系:(1) 曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2) 以这个方程的解为坐标的点都在曲线C上,那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线(图形)3. 平面解析几何研究的两个主要问题(1) 根据已知条件,求出表示曲线
4、的方程;(2) 通过曲线的方程研究曲线的性质4. 求曲线方程的一般方法(五步法)求曲线(图形)的方程,一般有下面几个步骤:(1) 建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;(2) 写出适合条件p的点M的集合PM|p(M);(3) 用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)0;(4) 化方程f(x,y)0为最简形式;(5) 说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上题型1最值问题例1设椭圆中心在坐标原点,A(2,0)、B(0,1)是它的两个顶点,直线ykx(k0)与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点(1) 若6,求k的值;(2) 求四边形AEBF面积的最大值解:(
5、1) 依题设得椭圆的方程为y21,直线AB、EF的方程分别为x2y2,ykx(k0)设D(x0,kx0),E(x1,kx1),F(x2,kx2),其中x1x2,且x1、x2满足方程(14k2)x24,故x2x1 .由6,知x0x16(x2x0),得x0(6x2x0)x2,由D在AB上知x02kx02,得x0.所以,化简得24k225k60,解得k或k.(2) 解法1:根据点到直线的距离公式和式,点E、F到AB的距离分别为h1,h2.又AB,所以四边形AEBF的面积为SAB(h1h2)22.当2k1,即当k时,上式取等号所以S的最大值为2.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆的中心在原点O,右焦
6、点F在x轴上,椭圆与y轴交于A、B两点,其右准线l与x轴交于T点,直线BF交椭圆于C点,P为椭圆上弧AC上的一点(1) 求证:A、C、T三点共线;(2) 如果3,四边形APCB的面积最大值为,求此时椭圆的方程和P点坐标(1) 证明:设椭圆方程为1(ab0) ,则A(0,b),B(0,b),T.AT:1 ,BF:1 ,解得交点C,代入得1,满足式,则C点在椭圆上,即A、C、T三点共线(2) 解:过C作CEx轴,垂足为E,则OBFECF.3,CEb,EFc,则C,代入得1,a22c2,b2c2.设P(x0,y0),则x02y2c2.此时C,AC c,SABC2cc2,直线AC的方程为x2y2c0,
7、P到直线AC的距离为d,SAPCdAC cc.只须求x02y0的最大值,解法1:(x02y0)2x4y22x0y0x4y2(xy)3(x2y)6c2,x02y0c.当且仅当x0y0c时,(x02y0)maxc.解法2:令x02y0t,代入x2y2c2得(t2y0)22y2c20,即6y4ty0t22c20.(4t)224(t22c2)0,得tc.当tc,代入原方程解得x0y0c.四边形的面积最大值为c2c2c2,c21,a22,b21,此时椭圆方程为y21.P点坐标为.题型2定值问题例2已知双曲线C:1(a0,b0)的离心率为,右准线方程为x.(1) 求双曲线C的方程;(2) 设直线l是圆O:
8、x2y22上动点P(x0,y0)(x0y00)处的切线,l与双曲线C交于不同的两点A、B,求证:AOB的大小为定值(1) 解:由题意,得解得a1,c,b2c2a22,所求双曲线C的方程为x21.(2) 证明:证法1:点P(x0,y0)(x0y00)在圆x2y22上,圆在点P(x0,y0)处的切线方程为yy0(xx0),化简得x0xy0y2.由及xy2,得(3x4)x24x0x82x0.切线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且0x0.设A、B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),则x1x2,x1x2.cosAOB,且x1x2y1y2x1x2(2x0x1)(2x0x2)x1x242x0(
9、x1x2)xx1x20,AOB的大小为90.证法2:点P(x0,y0)(x0y00)在圆x2y22上,圆在点P(x0,y0)处的切线方程为yy0(xx0),化简得x0xy0y2.由及xy2,得(3x4)x24x0x82x0 ,(3x4)y28y0x82x0 .切线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且0x2,3x40.设A、B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),则x1x2,y1y2,x1x2y1y20,AOB的大小为90(xy2且x0y00,0x2,0y2,从而当3x40时,方程和方程的判别式均大于零)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:1(ab0)的右焦点为F(4m,0)(m0,m为
10、常数),离心率等于0.8,过焦点F、倾斜角为的直线l交椭圆C于M、N两点(1) 求椭圆C的标准方程;(2) 若90,求实数m;(3) 试问的值是否与的大小无关,并证明你的结论解:(1) c4m,椭圆离心率e, a5m. b3m. 椭圆C的标准方程为1.(2) 在椭圆方程1中,令x4m,解得y. 当90时,直线MNx轴,此时FMFN, . , ,解得m.(3) 的值与的大小无关证明如下:证法1:设点M、N到右准线的距离分别为d1、d2. , .又由图可知,MFcosd1c, d1,即.同理,cos1. cos1. .显然该值与的大小无关证法2:当直线MN的斜率不存在时,由(2)知,的值与的大小无
11、关当直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为yk(x4m),代入椭圆方程1,得(25k29)m2x2200m3k2x25m4(16k29)0.设点M(x1,y1)、N(x2,y2),0恒成立, x1x2,x1x2., MF5mx1,NF5mx2.显然该值与的大小无关题型3定点问题例3在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x3)2(y1)24和圆C2:(x4)2(y5)24.(1) 若直线l过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为2,求直线l的方程;(2) 设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线l1和l2,它们分别与圆C1和圆C2相交,且直线l1被圆C1截得的弦长与直线l2
12、被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标(提示:本题模拟高考评分标准,满分14分)解:(1) 设直线l的方程为yk(x4),即kxy4k0.由垂径定理,得圆心C1到直线l的距离d1,结合点到直线距离公式,得1,化简得24k27k0,解得k0或k.(4分)所求直线l的方程为y0或y(x4),即y0或7x24y280.(6分)(2) 设点P坐标为(m,n),直线l1、l2的方程分别为ynk(xm),yn(xm),即kxynkm0,xynm0.(8分)因为直线l1被圆C1截得的弦长与直线l2被圆C2截得的弦长相等,两圆半径相等由垂径定理,得圆心C1到直线l1与圆心C2到直线l2的距离相等
13、故有,化简得(2mn)kmn3或(mn8)kmn5.(12分)因为关于k的方程有无穷多解,所以有或解得点P坐标为或.(14分)已知椭圆y21的左顶点为A,过A作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点(1) 当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;(2) 当直线AM的斜率变化时,直线MN是否过x轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由解:(1) 直线AM的斜率为1时,直线AM为yx2,代入椭圆方程并化简得5x216x120,解之得x12,x2, 点M的坐标为.(2) 设直线AM的斜率为k,则AM为yk(x2),则化简得(14k2)x216k2x16k240. 此方程有一根为2, xM,同理可得xN.由(1)知若存在定点,则此点必为P. kMP,同理可计算得kPN.直线MN过x轴上的一定点P.(理)题型4轨迹问题例4如图,已知梯形ABCD中|AB|2|CD|,点E满足,双曲线过C、D、E