高考数学浙江专版二轮复习与策略 专题13 圆锥曲.docx

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高考数学浙江专版二轮复习与策略专题13圆锥曲

突破点13 圆锥曲线中的综合问题

提炼1

解答圆锥曲线的定值、定点问题,从三个方面把握

(1)从特殊开始,求出定值,再证明该值与变量无关.

(2)直接推理、计算,在整个过程中消去变量,得定值.

(3)在含有参数的曲线方程里面,把参数从含有参数的项里面分离出来,并令其系数为零,可以解出定点坐标.

提炼2

用代数法求最值与范围问题时从下面几个方面入手

(1)若直线和圆锥曲线有两个不同的交点,则可以利用判别式求范围.

(2)若已知曲线上任意一点、一定点或与定点构成的图形,则利用圆锥曲线的性质(性质中的范围)求解.

(3)利用隐含或已知的不等关系式直接求范围.

(4)利用基本不等式求最值与范围.

(5)利用函数值域的方法求最值与范围.

提炼3

与圆锥曲线有关的探索性问题

(1)给出问题的一些特殊关系,要求探索出一些规律,并能论证所得规律的正确性.通常要对已知关系进行观察、比较、分析,然后概括出一般规律.

(2)对于只给出条件,探求“是否存在”类型问题,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由假设出发,结合已知条件进行推理,若推出相符的结论,则存在性得到论证;若推出矛盾,则假设不存在.

回访 直线与圆锥曲线的综合问题

1.(2016·浙江高考)如图131,设椭圆+y2=1(a>1).

图131

(1)求直线y=kx+1被椭圆截得的线段长(用a,k表示);

(2)若任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点,求椭圆离心率的取值范围.

[解] 

(1)设直线y=kx+1被椭圆截得的线段为AM,

由得(1+a2k2)x2+2a2kx=0,3分

故x1=0,x2=-.

因此|AM|=|x1-x2|=·.5分

(2)假设圆与椭圆的公共点有4个,由对称性可设y轴左侧的椭圆上有两个不同的点P,Q,满足|AP|=|AQ|.7分

记直线AP,AQ的斜率分别为k1,k2,且k1,k2>0,k1≠k2.

(1)知,|AP|=,

|AQ|=,

故=,9分

所以(k-k)[1+k+k+a2(2-a2)kk]=0.

由于k1≠k2,k1,k2>0得

1+k+k+a2(2-a2)kk=0,

因此=1+a2(a2-2).①

因为①式关于k1,k2的方程有解的充要条件是

1+a2(a2-2)>1,

所以a>.13分

因此,任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点的充要条件为1

由e==,得0

所求离心率的取值范围为0

2.(2015·浙江高考)已知椭圆+y2=1上两个不同的点A,B关于直线y=mx+对称.

图132

(1)求实数m的取值范围;

(2)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).

[解] 

(1)由题意知m≠0,

可设直线AB的方程为y=-x+b.3分

由消去y,得

x2-x+b2-1=0.5分

因为直线y=-x+b与椭圆+y2=1有两个不同的交点,所以Δ=-2b2+2+>0.①

将线段AB中点M代入直线方程y=mx+解得b=-.②

由①②得m<-或m>.7分

(2)令t=∈∪,

则|AB|=·,

且O到直线AB的距离为d=.10分

设△AOB的面积为S(t),所以

S(t)=|AB|·d=≤,

当且仅当t2=时,等号成立.

故△AOB面积的最大值为.15分

3.(2014·浙江高考)已知△ABP的三个顶点都在抛物线C:

x2=4y上,F为抛物线C的焦点,点M为AB的中点,=3.

图133

(1)若|PF|=3,求点M的坐标;

(2)求△ABP面积的最大值.

[解] 

(1)由题意知焦点F(0,1),准线方程为y=-1.2分

设P(x0,y0),由抛物线定义知|PF|=y0+1,得到y0=2,所以P(2,2)或P(-2,2).

由=3得M或M.6分

(2)设直线AB的方程为y=kx+m,点A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0).

由得x2-4kx-4m=0.8分

于是Δ=16k2+16m>0,x1+x2=4k,x1x2=-4m,所以AB的中点M的坐标为(2k,2k2+m).

由=3,得(-x0,1-y0)=3(2k,2k2+m-1),

所以由x=4y0,得k2=-m+.10分

由Δ>0,k2≥0,得-<m≤.

又因为|AB|=4·,

点F(0,1)到直线AB的距离为d=,

所以S△ABP=4S△ABF=8|m-1|

=.

记f(m)=3m3-5m2+m+1,

令f′(m)=9m2-10m+1=0,解得m1=,m2=1.12分

可得f(m)在上是增函数,在上是减函数,在上是增函数.

又f=>f,所以,当m=时,f(m)取到最大值,此时k=±.

所以,△ABP面积的最大值为.15分

热点题型1 圆锥曲线中的定值问题

题型分析:

圆锥曲线中的定值问题是近几年高考的热点内容,解决这类问题的关键是引入变化的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式恒成立,数式变换等寻找不受参数影响的量.

 已知椭圆C:

+=1(a>b>0)上一点P与椭圆右焦点的连线垂直于x轴,直线l:

y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(均不在坐标轴上).

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)设O为坐标原点,若△AOB的面积为,试判断直线OA与OB的斜率之积是否为定值?

【导学号:

58962055】

[解] 

(1)由题意知解得3分

∴椭圆C的标准方程为+=1.4分

(2)设点A(x1,y1),B(x2,y2),

由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,5分

由Δ=(8km)2-16(4k2+3)(m2-3)>0,得m2<4k2+3.6分

∵x1+x2=,x1x2=,

∴S△OAB=|m||x1-x2|=|m|·=,8分

化简得4k2+3-2m2=0,满足Δ>0,从而有4k2-m2=m2-3(*),9分

∴kOA·kOB===

==-·,由(*)式,得=1,12分

∴kOA·kOB=-,即直线OA与OB的斜率之积为定值-.15分

求解定值问题的两大途径

1.→

2.先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值.

[变式训练1] (2016·北京高考)已知椭圆C:

+=1过A(2,0),B(0,1)两点.

(1)求椭圆C的方程及离心率;

(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:

四边形ABNM的面积为定值.

[解] 

(1)由题意得a=2,b=1,

∴椭圆C的方程为+y2=1.3分

又c==,∴离心率e==.5分

(2)证明:

设P(x0,y0)(x0<0,y0<0),则x+4y=4.6分

又A(2,0),B(0,1),

∴直线PA的方程为y=(x-2).

令x=0,得yM=-,从而|BM|=1-yM=1+.9分

直线PB的方程为y=x+1.

令y=0,得xN=-,从而|AN|=2-xN=2+.12分

∴四边形ABNM的面积S=|AN|·|BM|

==2.

从而四边形ABNM的面积为定值.15分

热点题型2 圆锥曲线中的最值、范围问题

题型分析:

圆锥曲线中的最值、范围问题是高考重点考查的内容,解决此类问题常用的方法是几何法和代数法.

 (2016·全国乙卷)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.

(1)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;

(2)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.

[解] 

(1)因为|AD|=|AC|,EB∥AC,

所以∠EBD=∠ACD=∠ADC,所以|EB|=|ED|,

故|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|.

又圆A的标准方程为(x+1)2+y2=16,从而|AD|=4,

所以|EA|+|EB|=4.2分

由题设得A(-1,0),B(1,0),|AB|=2,

由椭圆定义可得点E的轨迹方程为+=1(y≠0).4分

(2)当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).

由得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,

则x1+x2=,x1x2=.

所以|MN|=|x1-x2|=.

过点B(1,0)且与l垂直的直线m:

y=-(x-1),点A到直线m的距离为,6分

所以|PQ|=2=4.

故四边形MPNQ的面积S=|MN||PQ|=12.8分

可得当l与x轴不垂直时,四边形MPNQ面积的取值范围为(12,8).12分

当l与x轴垂直时,其方程为x=1,|MN|=3,|PQ|=8,

故四边形MPNQ的面积为12.

综上,四边形MPNQ面积的取值范围为[12,8).15分

与圆锥曲线有关的取值范围问题的三种解法

1.数形结合法:

利用待求量的几何意义,确定出极端位置后数形结合求解.

2.构建不等式法:

利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解.

3.构建函数法:

先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域.

[变式训练2] (名师押题)已知抛物线C:

x2=2py(p>0),过其焦点作斜率为1的直线l交抛物线C于M,N两点,且|MN|=16.

(1)求抛物线C的方程;

(2)已知动圆P的圆心在抛物线C上,且过定点D(0,4),若动圆P与x轴交于A,B两点,求+的最大值.

[解] 

(1)设抛物线的焦点为F,则直线l:

y=x+.

由得x2-2px-p2=0,

∴x1+x2=2p,∴y1+y2=3p,

∴|MN|=y1+y2+p=4p=16,∴p=4,

∴抛物线C的方程为x2=8y.4分

(2)设动圆圆心P(x0,y0),A(x1,0),B(x2,0),

则x=8y0,且圆P:

(x-x0)2+(y-y0)2=x+(y0-4)2,

令y=0,整理得x2-2x0x+x-16=0,

解得x1=x0-4,x2=x0+4,6分

设t====,

当x0=0时,t=1, ①7分

当x0≠0时,t=.

∵x0>0,∴x0+≥8,

∴t≥==-1,且t<1, ②

综上①②知-1≤t≤1.11分

∵f(t)=t+在[-1,1]上单调递减,

∴+=t+≤-1+=2,

当且仅当t=-1,即x0=4时等号成立.

∴+的最大值为2.15分

热点题型3 圆锥曲线中的探索性问题

题型分析:

探索性问题一般分为探究条件和探究结论两种类型,若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在.若探究结论,则应先写出结论的表达式,再针对表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.

 如图134,在平面直角坐标系xOy中,已知F1,F2分别是椭圆E:

+=1(a>b>0)的左、右焦点,A,B分别是椭圆E的左、右顶点,D(1,0)为线段OF2的中点,且+5=0.

图134

(1)求椭圆E的方程;

(2)若M为椭圆E上的动点(异于点A,B),连接MF1并延长交椭圆E于点N,连接MD,ND并分别延长交椭圆E于点P,Q,连接PQ,设直线MN,PQ的斜率存在且分别为k1,k2.试问是否存在常数λ,使得k1+λk2=0恒成立?

若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.

[解题指导] 

(1)→→→→

(2)→→

→→

→→

[解] 

(1)∵+5=0,∴=5,∵a+c=5

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