2009年高考專題點撥數(shù)學直線、圓、圓錐曲線
題型一、動點軌跡方程問題
例1.如圖,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的兩點,動點P滿足:
(Ⅰ)求點P的軌跡方程;
(Ⅱ)設d為點P到直線l:的距離,若,求的值。
解:(I)由雙曲線的定義,點P的軌跡是以M、N為焦點,實軸長
(II)由(I)及(21)圖,易知|PN|1,因|PM|=2|PN|2, ①
知|PM|>|PN|,故P為雙曲線右支上的點,所以|PM|=|PN|+2. ②
將②代入①,得2||PN|2-|PN|-2=0,解得|PN|=,所以|PN|=.
因為雙曲線的離心率e==2,直線l:x=是雙曲線的右準線,故=e=2,
所以d=|PN|,因此
變式:
在平面直角坐標系中,點P到兩點,的距離之和等于4,設點P的軌跡為.
(Ⅰ)寫出C的方程;
(Ⅱ)設直線與C交于A,B兩點.k為何值時?此時的值是多少?
解:(Ⅰ)設P(x,y),由橢圓定義可知,點P的軌跡C是以為焦點,長半軸為2的橢圓.它的短半軸,故曲線C的方程為.
(Ⅱ)設,其坐標滿足
消去y并整理得,故.
,即.而,
于是.
所以時,,故.
當時,,.,
而,所以.
題型二、線性規(guī)劃問題
例2.①若為不等式組表示的平面區(qū)域,則當從-2連續(xù)變化到1時,動直線 掃過中的那部分區(qū)域的面積為 ( C )
A. B.
②在平面直角坐標系中,點的坐標分別為.如果是圍成的區(qū)域(含邊界)上的點,那么當取到最大值時,點的坐標是 _____
變式:
1.若實數(shù)x、y滿足則的取值范圍是( D )
A.(0,2) B.(0,2) C.(2,+∞) D.[2,+∞)
2.若,且當時,恒有,則以,b為坐標點 所形成的平面區(qū)域的面積等于 ( C )
(A) (B) (C)1 (D)
題型三、圓錐曲線定義的應用
例3. 已知為橢圓的兩個焦點,過的直線交橢圓于A、B兩點,若,則= 8
例4. 已知拋物線:,直線交于兩點,是線段的中點,過作軸的垂線交于點.
(Ⅰ)證明:拋物線在點處的切線與平行;
(Ⅱ)是否存在實數(shù)使,若存在,求的值;若不存在,說明理由.
解:(Ⅰ)如圖,設,,把代入得,
由韋達定理得,,
,點的坐標為.
設拋物線在點處的切線的方程為,
將代入上式得,直線與拋物線相切,
,.即.
(Ⅱ)假設存在實數(shù),使,則,又是的中點, .
由(Ⅰ)知.
軸,.
又
.
,解得.即存在,使.
變式:
已知雙曲線的兩個焦點為的曲線C上.
(Ⅰ)求雙曲線C的方程;
(Ⅱ)記O為坐標原點,過點Q (0,2)的直線l與雙曲線C相交于不同的兩點E、F,若△OEF的面積為求直線l的方程
解:(Ⅰ)依題意,由a2+b2=4,得雙曲線方程為(0<a2<4),
將點(3,)代入上式,得.解得a2=18(舍去)或a2=2,故所求雙曲線方程為
(Ⅱ)依題意,可設直線l的方程為y=kx+2,代入雙曲線C的方程并整理,得(1-k2)x2-4kx-6=0.
∵直線I與雙曲線C相交于不同的兩點E、F,
∴ ∴k∈(-)∪(1,).
設E(x1,y1),F(x2,y2),則由①式得x1+x2=于是
|EF|=
=,而原點O到直線l的距離d=,
∴SΔOEF=
若SΔOEF=,即解得k=±,滿足②.
故滿足條件的直線l有兩條,其方程分別為y=和
題型四、圓錐曲線性質(zhì)問題
例5.①已知雙曲線的左右焦點分別為,為的右支上一點,且,則的面積等于( C )
(A) (B) (C) (D)
②已知、是橢圓的兩個焦點,滿足的點總在橢圓內(nèi)部,則橢圓離心率的取值范圍是( C )
A. B. C. D.
變式:
1.設是等腰三角形,,則以為焦點且過點的雙曲線的離心率為( B )
A. B. C. D.
2.已知是拋物線的焦點,是上的兩個點,線段AB的中點為,則的面積等于 2
題型五、直線與圓錐曲線位置關(guān)系問題
例6.已知拋物線和三個點,過點的一條直線交拋物線于、兩點,的延長線分別交曲線于.
(1)證明三點共線;
(2)如果、、、四點共線,問:是否存在,使以線段為直徑的圓與拋物線有異于、的交點?如果存在,求出的取值范圍,并求出該交點到直線的距離;若不存在,請說明理由.
解:(1)設,
則直線的方程:,即
因在上,所以① 又直線方程:
由得:,所以
同理,,所以直線的方程:
令得
將①代入上式得,即點在直線上,所以三點共線
(2)由已知共線,所以 以為直徑的圓的方程:,由得
所以(舍去), 。要使圓與拋物線有異于的交點,則,所以存在,使以為直徑的圓與拋物線有異于的交點 ,則,所以交點到的距離為
例7.已知中心在原點的雙曲線的一個焦點是,一條漸近線的方程是.
(Ⅰ)求雙曲線的方程;
(Ⅱ)若以為斜率的直線與雙曲線相交于兩個不同的點,且線段的垂直平分線與兩坐標軸圍成的三角形的面積為,求的取值范圍.
解:(Ⅰ)設雙曲線的方程為,由題設得
解得 所以雙曲線的方程為.
(Ⅱ)設直線的方程為,點,的坐標滿足方程組
將①式代入②式,得,整理得.
此方程有兩個不等實根,于是,且.整理得
. ③
由根與系數(shù)的關(guān)系可知線段的中點坐標滿足
,.
從而線段的垂直平分線的方程為.
此直線與軸,軸的交點坐標分別為,.由題設可得
.整理得,.
將上式代入③式得,
整理得,.解得或.
所以的取值范圍是.
變式:
設橢圓中心在坐標原點,是它的兩個頂點,直線與AB相交于點D,與橢圓相交于E、F兩點.
(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)求四邊形面積的最大值.
解:(Ⅰ)依題設得橢圓的方程為,
直線的方程分別為,.
如圖,設,其中,
且滿足方程,故.①
由知,得;
由在上知,得.,
化簡得,解得或.
(Ⅱ)根據(jù)點到直線的距離公式和①式知,點到的距離分別為
,.
又,所以四邊形的面積為
,
當,即當時,上式取等號.所以的最大值為.
反饋練習:
1.已知變量滿足約束條件則的最大值為( B )
A. B. C. D.
2.若圓的半徑為1,圓心在第一象限,且與直線和軸相切,則該圓的標準方程是( B )
A. B.
C. D.
3.雙曲線(a>0,b>0)的兩個焦點為F1、F2,若P為其上一點,且|PF1|=2|PE2|,則雙曲線離心率的取值范圍為( B )
A.(1,3) B.(1,3) C.(3,+∞) D. [3,+∞)
4.設橢圓的右焦點與拋物線的焦點相同,離心率為,則此橢圓的方程為( B )
A. B. C. D.
5.雙曲線的右支上存在一點,它到右焦點及左準線的距離相等,則雙曲線離心率的取值范圍是( C )
A. B. C. D.
6.若雙曲線的左焦點在拋物線y2=2px的準線上,則p的值為( C )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)4
7.已知直線與圓,則上各點到的距離的最小值為___
8.在平面直角坐標系中,橢圓的焦距為2,以O為圓心,為半徑的圓,過點作圓的兩切線互相垂直,則離心率=
9.過橢圓的右焦點作一條斜率為2的直線與橢圓交于兩點,為坐標原點,則的面積為
10.已知圓.以圓與坐標軸的交點分別作為雙曲線的一個焦點和頂點,則適合上述條件的雙曲線的標準方程為
11.已知的頂點在橢圓上,在直線上,且.
(Ⅰ)當邊通過坐標原點時,求的長及的面積;
(Ⅱ)當,且斜邊的長最大時,求所在直線的方程.
解:(Ⅰ)因為,且邊通過點,所以所在直線的方程為.
設兩點坐標分別為.由得.
所以.又因為邊上的高等于原點到直線的距離.
所以,.
(Ⅱ)設所在直線的方程為,由得.
因為在橢圓上,所以.設兩點坐標分別為,
則,,所以.
又因為的長等于點到直線的距離,即.
所以.
所以當時,邊最長,(這時)此時所在直線的方程為.
12.雙曲線的中心為原點,焦點在軸上,兩條漸近線分別為,經(jīng)過右焦點垂直于的直線分別交于兩點.已知成等差數(shù)列,且與同向.
(Ⅰ)求雙曲線的離心率;(Ⅱ)設被雙曲線所截得的線段的長為4,求雙曲線的方程.
解:(1)設,,
由勾股定理可得:
得:,,
由倍角公式,解得,則離心率.
(2)過直線方程為與雙曲線方程聯(lián)立
將,代入,化簡有
將數(shù)值代入,有 解得,得雙曲線方程為
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