2009年高考專題點(diǎn)撥數(shù)學(xué)直線、圓、圓錐曲線
題型一、動(dòng)點(diǎn)軌跡方程問(wèn)題
例1.如圖,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足:
(Ⅰ)求點(diǎn)P的軌跡方程;
(Ⅱ)設(shè)d為點(diǎn)P到直線l:的距離,若,求的值。
解:(I)由雙曲線的定義,點(diǎn)P的軌跡是以M、N為焦點(diǎn),實(shí)軸長(zhǎng)
(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(diǎn),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?yàn)殡p曲線的離心率e==2,直線l:x=是雙曲線的右準(zhǔn)線,故=e=2,
所以d=|PN|,因此
變式:
在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)P到兩點(diǎn),的距離之和等于4,設(shè)點(diǎn)P的軌跡為.
(Ⅰ)寫出C的方程;
(Ⅱ)設(shè)直線與C交于A,B兩點(diǎn).k為何值時(shí)?此時(shí)的值是多少?
解:(Ⅰ)設(shè)P(x,y),由橢圓定義可知,點(diǎn)P的軌跡C是以為焦點(diǎn),長(zhǎng)半軸為2的橢圓.它的短半軸,故曲線C的方程為.
(Ⅱ)設(shè),其坐標(biāo)滿足
消去y并整理得,故.
,即.而,
于是.
所以時(shí),,故.
當(dāng)時(shí),,.,
而,所以.
題型二、線性規(guī)劃問(wèn)題
例2.①若為不等式組表示的平面區(qū)域,則當(dāng)從-2連續(xù)變化到1時(shí),動(dòng)直線 掃過(guò)中的那部分區(qū)域的面積為 ( C )
A. B.
②在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)的坐標(biāo)分別為.如果是圍成的區(qū)域(含邊界)上的點(diǎn),那么當(dāng)取到最大值時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)是 _____
變式:
1.若實(shí)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(dāng)時(shí),恒有,則以,b為坐標(biāo)點(diǎn) 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(yīng)用
例3. 已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),過(guò)的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),若,則= 8
例4. 已知拋物線:,直線交于兩點(diǎn),是線段的中點(diǎn),過(guò)作軸的垂線交于點(diǎn).
(Ⅰ)證明:拋物線在點(diǎn)處的切線與平行;
(Ⅱ)是否存在實(shí)數(shù)使,若存在,求的值;若不存在,說(shuō)明理由.
解:(Ⅰ)如圖,設(shè),,把代入得,
由韋達(dá)定理得,,
,點(diǎn)的坐標(biāo)為.
設(shè)拋物線在點(diǎn)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(shè)存在實(shí)數(shù),使,則,又是的中點(diǎn), .
由(Ⅰ)知.
軸,.
又
.
,解得.即存在,使.
變式:
已知雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)為的曲線C上.
(Ⅰ)求雙曲線C的方程;
(Ⅱ)記O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q (0,2)的直線l與雙曲線C相交于不同的兩點(diǎn)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(diǎn)(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(shè)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(diǎn)E、F,
∴ ∴k∈(-)∪(1,).
設(shè)E(x1,y1),F(x2,y2),則由①式得x1+x2=于是
|EF|=
=,而原點(diǎn)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(wèn)題
例5.①已知雙曲線的左右焦點(diǎn)分別為,為的右支上一點(diǎn),且,則的面積等于( C )
(A) (B) (C) (D)
②已知、是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),滿足的點(diǎn)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(shè)是等腰三角形,,則以為焦點(diǎn)且過(guò)點(diǎn)的雙曲線的離心率為( B )
A. B. C. D.
2.已知是拋物線的焦點(diǎn),是上的兩個(gè)點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為,則的面積等于 2
題型五、直線與圓錐曲線位置關(guān)系問(wèn)題
例6.已知拋物線和三個(gè)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的一條直線交拋物線于、兩點(diǎn),的延長(zhǎng)線分別交曲線于.
(1)證明三點(diǎn)共線;
(2)如果、、、四點(diǎn)共線,問(wèn):是否存在,使以線段為直徑的圓與拋物線有異于、的交點(diǎn)?如果存在,求出的取值范圍,并求出該交點(diǎn)到直線的距離;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)設(shè),
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(diǎn)在直線上,所以三點(diǎn)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(diǎn),則,所以存在,使以為直徑的圓與拋物線有異于的交點(diǎn) ,則,所以交點(diǎn)到的距離為
例7.已知中心在原點(diǎn)的雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)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(gè)不同的點(diǎn),且線段的垂直平分線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為,求的取值范圍.
解:(Ⅰ)設(shè)雙曲線的方程為,由題設(shè)得
解得 所以雙曲線的方程為.
(Ⅱ)設(shè)直線的方程為,點(diǎn),的坐標(biāo)滿足方程組
將①式代入②式,得,整理得.
此方程有兩個(gè)不等實(shí)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(diǎn)坐標(biāo)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(diǎn)坐標(biāo)分別為,.由題設(shè)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(shè)橢圓中心在坐標(biāo)原點(diǎn),是它的兩個(gè)頂點(diǎn),直線與AB相交于點(diǎn)D,與橢圓相交于E、F兩點(diǎn).
(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)求四邊形面積的最大值.
解:(Ⅰ)依題設(shè)得橢圓的方程為,
直線的方程分別為,.
如圖,設(shè),其中,
且滿足方程,故.①
由知,得;
由在上知,得.,
化簡(jiǎn)得,解得或.
(Ⅱ)根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式和①式知,點(diǎn)到的距離分別為
,.
又,所以四邊形的面積為
,
當(dāng),即當(dāng)時(shí),上式取等號(hào).所以的最大值為.
反饋練習(xí):
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(biāo)準(zhǔn)方程是( B )
A. B.
C. D.
3.雙曲線(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1、F2,若P為其上一點(diǎn),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(shè)橢圓的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)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(diǎn),它到右焦點(diǎn)及左準(zhǔn)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(diǎn)在拋物線y2=2px的準(zhǔn)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(diǎn)到的距離的最小值為___
8.在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的焦距為2,以O(shè)為圓心,為半徑的圓,過(guò)點(diǎn)作圓的兩切線互相垂直,則離心率=
9.過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)作一條斜率為2的直線與橢圓交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為
10.已知圓.以圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別作為雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)和頂點(diǎn),則適合上述條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為
11.已知的頂點(diǎn)在橢圓上,在直線上,且.
(Ⅰ)當(dāng)邊通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),求的長(zhǎng)及的面積;
(Ⅱ)當(dāng),且斜邊的長(zhǎng)最大時(shí),求所在直線的方程.
解:(Ⅰ)因?yàn)?sub>,且邊通過(guò)點(diǎn),所以所在直線的方程為.
設(shè)兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為.由得.
所以.又因?yàn)?sub>邊上的高等于原點(diǎn)到直線的距離.
所以,.
(Ⅱ)設(shè)所在直線的方程為,由得.
因?yàn)?sub>在橢圓上,所以.設(shè)兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為,
則,,所以.
又因?yàn)?sub>的長(zhǎng)等于點(diǎn)到直線的距離,即.
所以.
所以當(dāng)時(shí),邊最長(zhǎng),(這時(shí))此時(shí)所在直線的方程為.
12.雙曲線的中心為原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,兩條漸近線分別為,經(jīng)過(guò)右焦點(diǎn)垂直于的直線分別交于兩點(diǎn).已知成等差數(shù)列,且與同向.
(Ⅰ)求雙曲線的離心率;(Ⅱ)設(shè)被雙曲線所截得的線段的長(zhǎng)為4,求雙曲線的方程.
解:(1)設(shè),,
由勾股定理可得:
得:,,
由倍角公式,解得,則離心率.
(2)過(guò)直線方程為與雙曲線方程聯(lián)立
將,代入,化簡(jiǎn)有
將數(shù)值代入,有 解得,得雙曲線方程為
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