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專題10.4 圓錐曲線的綜合應(yīng)用
【三年高考】
1. 【2016高考浙江理數(shù)】已知橢圓C1:+y2=1(m>1)與雙曲線C2:–y2=1(n>0)的焦點(diǎn)重合,e1,e2分別為C1,C2的離心率,則( )
A.m>n且e1e2>1 B.m>n且e1e2<1 C.m
1 D.m>0)的左.右焦點(diǎn)分別為,,離心率為:雙曲線:的左.右焦點(diǎn)分別為,,離心率為.已知=,且.
(Ⅰ)求.的的方程;
(Ⅱ)過做的不垂直于y軸的弦AB,M為AB的中點(diǎn),當(dāng)直線OM與交于P,Q兩點(diǎn)時(shí),求四邊形APBQ面積的最小值
(2)由(1)可得,因?yàn)橹本€不垂直于軸,所以設(shè)直線的方程為,聯(lián)立直線與橢圓方程可得,則,則,因?yàn)樵谥本€上,所以,因?yàn)闉榻裹c(diǎn)弦,所以根據(jù)焦點(diǎn)弦弦長(zhǎng)公式可得,則直線的方程為,聯(lián)立直線與雙曲線可得,則,所以的坐標(biāo)為,則點(diǎn)到直線的距離為,,因?yàn)辄c(diǎn)在直線的兩端所以,則四邊形面積,因?yàn)?所以當(dāng)時(shí), 四邊形面積取得最小值為.
【三年高考命題回顧】
縱觀前三年各地高考試題, 由定義法求曲線的方程、由已知條件直接求曲線的方程、直線與圓錐曲線、圓錐曲線間的綜合等是高考的熱點(diǎn),題型大多為解答題,難度為中檔題或難題,主要考查求曲線軌跡方程的方法,圓錐曲線的定義與性質(zhì)應(yīng)用,各圓錐曲線間的聯(lián)系,直線與圓錐曲線間的位置關(guān)系及弦長(zhǎng)問題、最值問題、定點(diǎn)定值的探索問題等,其中直線與橢圓的位置關(guān)系、直線與拋物線的位置關(guān)系是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn),考查的知識(shí)點(diǎn)多,能力要求高,尤其是運(yùn)算變形能力,分析問題與解決綜合問題的能力,是高考中區(qū)分度較大的題目.
【2017年高考復(fù)習(xí)建議與高考命題預(yù)測(cè)】
由前三年的高考命題形式,橢圓、雙曲線、拋物線的性質(zhì)綜合問題是高考考試的重點(diǎn),每年必考,一般是兩小一大的布局,試題難度往往是有一道基礎(chǔ)題,另一道是提高題,難度中等以上,有時(shí)作為把關(guān)題.考查方面離心率是重點(diǎn),其它利用性質(zhì)求圓錐曲線方程,求焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)與面積,求弦長(zhǎng),求圓錐曲線中的最值或范圍問題,過定點(diǎn)問題,定值問題等.從近三年的高考試題來看,小題中雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì)是高考的熱點(diǎn),題型大多為選擇題、填空題,難度為中等偏低,主要考查雙曲線的定義及幾何性質(zhì),考查基本運(yùn)算能力及等價(jià)轉(zhuǎn)化思想,而橢圓、拋物線的性質(zhì)一般,一道小題,一道解答題,難度中等,有時(shí)作為把關(guān)題存在,而且三大曲線幾乎年年都考,故預(yù)測(cè)2017求曲線的方程和研究曲線的性質(zhì)、直線與圓錐曲線、圓錐曲線間的綜合等仍是高考的熱點(diǎn),題型大多為解答題,難度為仍中檔題或難題,仍主要考查求曲線軌跡方程的方法,圓錐曲線的定義與性質(zhì)應(yīng)用,各圓錐曲線間的聯(lián)系,直線與圓錐曲線間的位置關(guān)系及弦長(zhǎng)問題、最值問題、定點(diǎn)定值的探索問題等,其中直線與橢圓的位置關(guān)系、直線與拋物線的位置關(guān)系仍是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn),考查的知識(shí)點(diǎn)仍然較多,能力要求高,尤其是運(yùn)算變形能力,分析問題與解決綜合問題的能力,仍是高考中區(qū)分度較大的題目,在備考時(shí),熟練掌握求曲線方程的常用方法,掌握直線與圓錐曲線問題的常見題型與解法,加大練習(xí)力度,提高運(yùn)算能力和綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問題能力,要特別關(guān)注與向量、導(dǎo)數(shù)等知識(shí)的結(jié)合,關(guān)注函數(shù)思想、數(shù)形結(jié)合思想及分類討論思想等數(shù)學(xué)思想在解題中的應(yīng)用.
【2017年高考考點(diǎn)定位】
高考對(duì)圓錐曲線綜合問題的考查有三種主要形式:一是考查求曲線方程;二是考查圓錐曲線間的知識(shí)運(yùn)用;三是直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,這是高考中考查的重點(diǎn)和難點(diǎn),主要涉及的題型為中點(diǎn)弦問題、最值與取值范圍問題、定點(diǎn)與定值問題、探索性問題,從涉及的知識(shí)上講,常與平面向量、函數(shù)與導(dǎo)數(shù)、方程、不等式等知識(shí)相聯(lián)系,考查知識(shí)點(diǎn)多,運(yùn)算量大,能力要求高,難度大是這種題型的一大特征.
【考點(diǎn)1】求軌跡方程
【備考知識(shí)梳理】
1.曲線與方程
在平面直角坐標(biāo)系中,如果某曲線C(看作滿足某種條件的點(diǎn)的集合或軌跡)上的點(diǎn)與一個(gè)二元方程的實(shí)數(shù)解建立了如下的關(guān)系:
(1)曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)都是這個(gè)方程的解;
(2)以這個(gè)方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都在曲線上.那么,這個(gè)方程叫做這條曲線的方程;這條曲線叫做這個(gè)方程的曲線.
2.直接法求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的一般步驟
(1)建系——建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系.
(2)設(shè)點(diǎn)——設(shè)軌跡上的任一點(diǎn)P(x,y).
(3)列式——列出動(dòng)點(diǎn)P所滿足的關(guān)系式.
(4)代換——依條件式的特點(diǎn),選用距離公式、斜率公式等將其轉(zhuǎn)化為x,y的方程式,并化簡(jiǎn).
(5)證明——證明所求方程即為符合條件的動(dòng)點(diǎn)軌跡方程.
【規(guī)律方法技巧】
1. 求軌跡方程的常用方法一般分為兩大類,一類是已知所求曲線的類型,求曲線方程——先根據(jù)條件設(shè)出所求曲線的方程,再由條件確定其待定系數(shù)——待定系數(shù)法;另一類是不知曲線類型常用的方法有:
(1)直接法:直接利用條件建立x,y之間的關(guān)系F(x,y)=0;
(2)定義法:先根據(jù)條件得出動(dòng)點(diǎn)的軌跡是某種已知曲線,再由曲線的定義直接寫出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;
(3)代入法(相關(guān)點(diǎn)法):動(dòng)點(diǎn)P(x,y)依賴于另一動(dòng)點(diǎn)Q(x0,y0)的變化而變化,并且Q(x0,y0)又在某已知曲線上,則可先用x,y的代數(shù)式表示x0,y0,再將x0,y0代入已知曲線得要求的軌跡方程;
(4)參數(shù)法:當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P(x,y)坐標(biāo)之間的關(guān)系不易直接找到,也沒有相關(guān)動(dòng)點(diǎn)可用時(shí),可考慮將x,y均用一中間變量(參數(shù))表示,得參數(shù)方程,再消去參數(shù)得普通方程.
2. 求點(diǎn)的軌跡與求軌跡方程是不同的要求,求軌跡時(shí),應(yīng)先求軌跡方程,然后根據(jù)方程說明軌跡的形狀、位置、大小等
【考點(diǎn)針對(duì)訓(xùn)練】
1. 【2016江省衢州市高三4月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)】設(shè)點(diǎn)是曲線上任意一點(diǎn),其坐標(biāo)均滿足,則取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】D
2. 【2016江西省高安中學(xué)高三命題中心押題】在平面直角坐標(biāo)系中,兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、,動(dòng)點(diǎn)滿足:直線與直線的斜率之積為.
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;
(2)設(shè)為動(dòng)點(diǎn)的軌跡的左右頂點(diǎn),為直線上的一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)不在x軸上),連[交的軌跡于點(diǎn),連并延長(zhǎng)交的軌跡于點(diǎn),試問直線是否過定點(diǎn)?若成立,請(qǐng)求出該定點(diǎn)坐標(biāo),若不成立,請(qǐng)說明理由.
【解析】(1)已知,設(shè)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo),所以直線的斜率,直線的斜率(),又,所以,即.
(2)設(shè),又,則,故直線的方程為:,代入橢圓方程并整理得:。由韋達(dá)定理:即,,同理可解得:
故直線的方程為,即,故直線恒過定點(diǎn).
【考點(diǎn)2】圓錐曲線間的綜合
【備考知識(shí)梳理】
1.要熟記橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì).
2.要熟練掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì).
3.要熟練掌握拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì).
【規(guī)律方法技巧】
1. 解圓錐曲線間的綜合問題時(shí),要結(jié)合圖像進(jìn)行分析,理清所涉及到圓錐曲線間基本量之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)不同曲線間基本量的轉(zhuǎn)化.
2.熟練掌握橢圓、雙曲線、拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【考點(diǎn)針對(duì)訓(xùn)練】
1. 【2016江西省高安中學(xué)高三命題中心模擬】已知拋物線的焦點(diǎn)與雙曲線的一焦點(diǎn)重合,則該雙曲線的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】A.
2. 【2016屆寧夏六盤山高中高三四?!繖E圓的右焦點(diǎn)為,雙曲線的一條漸近線與橢圓交于兩點(diǎn),且,則橢圓的離心率為 _____.
【答案】
【考點(diǎn)3】直線與圓錐曲線位置關(guān)系的綜合問題
【備考知識(shí)梳理】
1.將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,消去y得到關(guān)于x的方程.
(1) 若≠0,當(dāng)△>0時(shí),直線與圓錐曲線有兩個(gè)交點(diǎn).
當(dāng)△=0時(shí),直線與圓錐曲線有且只有一個(gè)公共點(diǎn),此時(shí)直線與雙曲線相切.
當(dāng)△<0時(shí),直線與圓錐曲線無公共點(diǎn).
(2)當(dāng)=0時(shí),若圓錐曲線為雙曲線,則直線與雙曲線只有一個(gè)交點(diǎn),此時(shí)直線與雙曲線的漸近線平行;若圓錐曲線為拋物線,則直線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),此時(shí)直線與拋物線的對(duì)稱軸平行.
(3)設(shè)直線與圓錐曲線的交點(diǎn)A(,),B(,),則,.
2. 直線y=kx+b(k≠0)與橢圓相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn),則弦長(zhǎng)|AB|= |x1-x2|= =|y1-y2|=.
【規(guī)律方法技巧】
1.在處理直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題時(shí),常用設(shè)而不求法,即常將圓錐曲線與直線聯(lián)立,消去(或)化為關(guān)于(或)的一元二次方程,設(shè)出直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo),則交點(diǎn)的橫(縱)坐標(biāo)即為上述一元二次方程的解,利用根與系數(shù)關(guān)系,將,表示出來,注意判別式大于零不能丟,然后根據(jù)問題,再通過配湊將其化為關(guān)于與的式子,將,代入再用有關(guān)方法取處理,注意用向量法處理共線問題、垂直問題及平行問題.
2.再處理直線與圓錐曲線位置關(guān)系問題時(shí),首先確定直線的斜率,若不能確定,則需要分成直線斜率存在與不存在兩種情況討論,也可以將直線方程設(shè)為,避免分類討論.
3.定點(diǎn)與定值問題處理方法有兩種:
(1)從特殊入手,求出定點(diǎn)(定值),再證明這個(gè)定點(diǎn)(定值)與變量無關(guān).
(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算過程中消去變量,從而得到定點(diǎn)(定值).
4.最值問題常見解法有兩種:
(1)幾何法:若題中的條件與結(jié)論有明顯的幾何特征和意義,則考慮利用圖形的幾何性質(zhì)來解決,如三角不等式、圓錐曲線的定義等.
(2)代數(shù)法:利用相關(guān)知識(shí)和方法結(jié)合題中的條件,建立目標(biāo)函數(shù),利用函數(shù)的性質(zhì)、不等式或?qū)?shù)知識(shí)求出這個(gè)函數(shù)的最值.
5.參數(shù)范圍問題常見解法有兩種:
(1)不等式法:利用題意結(jié)合圖形列出所討論參數(shù)滿足的不等式(組),通過解不等式(組)解出參數(shù)的范圍,注意判別式大于0不能遺漏.
(2)函數(shù)最值法:利用題中條件和相關(guān)知識(shí),將所討論參數(shù)表示為某個(gè)變量的函數(shù),通過討論這個(gè)函數(shù)的值域求出該參數(shù)的范圍.
6.對(duì)探索性問題,先假設(shè)存在,依此為基礎(chǔ)推理,若推出矛盾,則不存在,求出值,則存在.
7. 直線與圓錐曲線位置關(guān)系中的中點(diǎn)弦問題常用點(diǎn)差法和參數(shù)法.
【考點(diǎn)針對(duì)訓(xùn)練】
1.【2016屆邯鄲市一中高三十研】已知橢圓過點(diǎn),離心率為,點(diǎn)分別為其左右焦點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若上存在兩個(gè)點(diǎn),橢圓上有兩個(gè)點(diǎn)滿足三點(diǎn)共線,三點(diǎn)共線,且,求四邊形面積的最小值.
2.【2016年河南八市重點(diǎn)高中聯(lián)考】已知橢圓的右焦點(diǎn)為,過作互相垂直的兩條直線分別與相交于和四點(diǎn).
(1)四邊形能否成為平行四邊形,請(qǐng)說明理由;
(2)求的最小值.
【解析】設(shè)點(diǎn)
(Ⅰ)若四邊形為平行四邊形,則四邊形為菱形,∴與在點(diǎn)處互相平分,又F的坐標(biāo)為,由橢圓的對(duì)稱性知垂直于軸,則垂直于軸,顯然這時(shí)不是平行四邊形.∴四邊形不可能成為平行四邊形.
【應(yīng)試技巧點(diǎn)撥】
1.求圓錐曲線方程的方法
求曲線方程的常見方法:
(1)直接法:直接法是將動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件或者等量關(guān)系,直接坐標(biāo)化,列出等式化簡(jiǎn)即得動(dòng)點(diǎn)軌跡方程
(2)定義法:若動(dòng)點(diǎn)軌跡的條件符合某一基本軌跡的定義(如橢圓、雙曲線、拋物線、圓等),可用定義直接探求
(3)相關(guān)點(diǎn)法:即利用動(dòng)點(diǎn)是定曲線上的動(dòng)點(diǎn),另一動(dòng)點(diǎn)依賴于它,那么可尋求它們坐標(biāo)之間的關(guān)系,然后代入定曲線的方程進(jìn)行求解根據(jù)相關(guān)點(diǎn)所滿足的方程,通過轉(zhuǎn)換而求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程
(4)參數(shù)法:若動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)()中的分別隨另一變量的變化而變化,我們可以以這個(gè)變量為參數(shù),建立軌跡的參數(shù)方程.根據(jù)題中給定的軌跡條件,用一個(gè)參數(shù)來分別動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo),間接地把坐標(biāo)聯(lián)系起來,得到用參數(shù)表示的方程.如果消去參數(shù),就可以得到軌跡的普通方程.
注意:(1)求曲線的軌跡與求曲線的軌跡方程的區(qū)別:求曲線的軌跡是在求出曲線軌跡方程后,再進(jìn)一步說明軌跡是什么樣的曲線.(2)求軌跡方程,一定要注意軌跡的純粹性和完備性.要注意區(qū)別“軌跡”與“軌跡方程”是兩個(gè)不同的概念.
(5)待定系數(shù)法:①頂點(diǎn)在原點(diǎn),對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸的拋物線,可設(shè)為或(),避開對(duì)焦點(diǎn)在哪個(gè)半軸上的分類討論,此時(shí)不具有的幾何意義.
②中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,橢圓方程可設(shè)為 (),雙曲線方程可設(shè)為 ().這樣可以避免繁瑣的計(jì)算.
利用以上設(shè)法,根據(jù)所給圓錐曲線的性質(zhì)求出參數(shù),即得方程.
2.最值或范圍問題的解決方法
解析幾何中的最值問題涉及的知識(shí)面較廣,解法靈活多樣,但最常用的方法有以下幾種:
(1)利用函數(shù),尤其是二次函數(shù)求最值;
(2)利用三角函數(shù),尤其是正、余弦函數(shù)的有界性求最值;
(3)利用不等式,尤其是基本不等式求最值;
(4)利用判別式求最值;
(5)利用數(shù)形結(jié)合,尤其是切線的性質(zhì)求最值.
3.求定值問題的方法
定值問題是解析幾何中的一種常見問題,基本的求解方法是:先用變量表示所需證明的不變量,然后通過推導(dǎo)和已知條件,消去變量,得到定值,即解決定值問題首先是求解非定值問題,即變量問題,最后才是定值問題.
4. 有關(guān)弦的問題
(1)有關(guān)弦長(zhǎng)問題,應(yīng)注意運(yùn)用弦長(zhǎng)公式及根與系數(shù)的關(guān)系,“設(shè)而不求”;有關(guān)焦點(diǎn)弦長(zhǎng)問題,要重視圓錐曲線定義的運(yùn)用,以簡(jiǎn)化運(yùn)算.
①斜率為的直線與圓錐曲線交于兩點(diǎn),,則所得弦長(zhǎng)或,其中求與時(shí)通常使用根與系數(shù)的關(guān)系,即作如下變形:
,.
②當(dāng)斜率不存在時(shí),可求出交點(diǎn)坐標(biāo),直接運(yùn)算(利用兩點(diǎn)間距離公式).
(2)弦的中點(diǎn)問題
有關(guān)弦的中點(diǎn)問題,應(yīng)靈活運(yùn)用“點(diǎn)差法”,“設(shè)而不求法”來簡(jiǎn)化運(yùn)算.
5.圓錐曲線的定義反映了它們的基本特征,理解定義是掌握其性質(zhì)的基礎(chǔ).因此,對(duì)于圓錐曲線的定義不僅要熟記,還要深入理解細(xì)節(jié)部分:比如橢圓的定義中要求,雙曲線的定義中要求.
6.解決直線與圓錐曲線位置關(guān)系問題的步驟:
(1)設(shè)方程及點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)聯(lián)立直線方程與曲線方程得方程組,消元得方程(注意二次項(xiàng)系數(shù)是否為零);
(3)應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系及判別式;
(4)結(jié)合已知條件、中點(diǎn)坐標(biāo)公式、斜率公式及弦長(zhǎng)公式求解
7.解析幾何解題的基本方法
解決圓錐曲線綜合題,關(guān)鍵是熟練掌握每一種圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、圖形與幾何性質(zhì),注意挖掘知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系及其規(guī)律,通過對(duì)知識(shí)的重新組合,以達(dá)到鞏固知識(shí)、提高能力的目的.綜合題中常常離不開直線與圓錐曲線的位置,因此,要樹立將直線與圓錐曲線方程聯(lián)立,應(yīng)用判別式、韋達(dá)定理的意識(shí).解析幾何應(yīng)用問題的解題關(guān)鍵是建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,合理建立曲線模型,然后轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代數(shù)問題作出定量或定性的分析與判斷.常用的方法:數(shù)形結(jié)合法,以形助數(shù),用數(shù)定形. 在與圓錐曲線相關(guān)的綜合題中,常借助于“平面幾何性質(zhì)”數(shù)形結(jié)合(如角平分線的雙重身份――對(duì)稱性、利用到角公式)、“方程與函數(shù)性質(zhì)”化解析幾何問題為代數(shù)問題、“分類討論思想”化整為零分化處理、“求值構(gòu)造等式、求變量范圍構(gòu)造不等關(guān)系”等等.
8.避免繁復(fù)運(yùn)算的基本方法
可以概括為:回避,選擇,尋求.所謂回避,就是根據(jù)題設(shè)的幾何特征,靈活運(yùn)用曲線的有關(guān)定義、性質(zhì)等,從而避免化簡(jiǎn)方程、求交點(diǎn)、解方程等繁復(fù)的運(yùn)算.所謂選擇,就是選擇合適的公式,合適的參變量,合適的坐標(biāo)系等,一般以直接性和間接性為基本原則.因?yàn)閷?duì)普通方程運(yùn)算復(fù)雜的問題,用參數(shù)方程可能會(huì)簡(jiǎn)單;在某一直角坐標(biāo)系下運(yùn)算復(fù)雜的問題,通過移軸可能會(huì)簡(jiǎn)單;在直角坐標(biāo)系下運(yùn)算復(fù)雜的問題,在極坐標(biāo)系下可能會(huì)簡(jiǎn)單“所謂尋求”.
9. 解析幾何與向量綜合時(shí)可能出現(xiàn)的向量?jī)?nèi)容:
(1)給出直線的方向向量或;
(2)給出與相交,等于已知過的中點(diǎn);
(3)給出,等于已知是的中點(diǎn);
(4)給出,等于已知與的中點(diǎn)三點(diǎn)共線;
(5) 給出以下情形之一:①;②存在實(shí)數(shù);③若存在實(shí)數(shù),等于已知三點(diǎn)共線;
(6) 給出,等于已知是的定比分點(diǎn),為定比,即;
(7) 給出,等于已知,即是直角,給出,等于已知是鈍角, 給出,等于已知是銳角;
(8)給出,等于已知是的平分線;
(9)在平行四邊形中,給出,等于已知是菱形;
(10)在平行四邊形中,給出,等于已知是矩形;
(11)在中,給出,等于已知是的外心(三角形外接圓的圓心,三角形的外心是三角形三邊垂直平分線的交點(diǎn));
(12)在中,給出,等于已知是的重心(三角形的重心是三角形三條中線的交點(diǎn));
(13)在中,給出,等于已知是的垂心(三角形的垂心是三角形三條高的交點(diǎn));
(14)在中,給出等于已知通過的內(nèi)心;
(15)在中,給出等于已知是的內(nèi)心(三角形內(nèi)切圓的圓心,三角形的內(nèi)心是三角形三條角平分線的交點(diǎn));
(16)在中,給出,等于已知是中邊的中線.
10.定點(diǎn)、定值問題必然是在變化中所表現(xiàn)出來的不變的量,那么就可以用變化的量表示問題的直線方程、數(shù)量積、比例關(guān)系等,這些直線方程、數(shù)量積、比例關(guān)系不受變化的量所影響的一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)值,就是要求的定點(diǎn)、定值.化解這類問題難點(diǎn)的關(guān)鍵就是引進(jìn)變的參數(shù)表示直線方程、數(shù)量積、比例關(guān)系等,根據(jù)等式的恒成立、數(shù)式變換等尋找不受參數(shù)影響的量.
11.解決圓錐曲線中最值、范圍問題的基本思想是建立目標(biāo)函數(shù)和建立不等關(guān)系,根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和不等式求最值、范圍,因此這類問題的難點(diǎn),就是如何建立目標(biāo)函數(shù)和不等關(guān)系.建立目標(biāo)函數(shù)或不等關(guān)系的關(guān)鍵是選用一個(gè)合適變量,其原則是這個(gè)變量能夠表達(dá)要解決的問題,這個(gè)變量可以是直線的斜率、直線的截距、點(diǎn)的坐標(biāo)等,要根據(jù)問題的實(shí)際情況靈活處理.
二年模擬
1. 【山西省榆林市高三第二次模擬】已知拋物線的準(zhǔn)線與雙曲線交于、兩點(diǎn),點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn),若為直角三角形,則雙曲線離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由題意得:而,選C.
2. 【2016年山西四校高三第三次聯(lián)考】已知雙曲線的左、右兩個(gè)焦點(diǎn)分別為為其左、右頂點(diǎn),以線段為直徑的圓與雙曲線的漸近線在第一象限的交點(diǎn)為,且,則雙曲線的離心率
為( )
A. B. C. D.
【答案】B
3. 【2016年山西省四校高三聯(lián)考】已知雙曲線的兩頂點(diǎn)為,虛軸兩端點(diǎn)為,兩焦點(diǎn)為,. 若以為直徑的圓內(nèi)切于菱形,則雙曲線的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】C
4. 【2016屆湖北省武漢市武昌區(qū)高三5月調(diào)研考試】已知橢圓的離心率為,過右焦點(diǎn)且斜率為的直線與相交于兩點(diǎn),若,則( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】因?yàn)?,所以,所以,,則橢圓方程=1變?yōu)椋O(shè),又=3,所以,所以,即.因?yàn)樵跈E圓上,所以 ①,
②. 由①-9②,得,所以,所以,所以,,從而,,所以,,故,故選B.
5. 【2016屆安徽六安一中高三下學(xué)期第三次模擬】如圖所示,橢圓的左,右頂點(diǎn)分別為,線段是垂直于橢圓長(zhǎng)軸的弦,連接相交于點(diǎn),則點(diǎn)的軌跡方程為____________.
【答案】
6.【2016屆天津市和平區(qū)高三第四次模擬】已知雙曲線的漸近線上的一點(diǎn)到其右焦點(diǎn)的距離等于2,拋物線過點(diǎn),則該拋物線的方程為( )
A. B. C. D.
【答案】B
7. 【2016屆湖北省黃岡中學(xué)高三5月一?!恳阎c(diǎn)是拋物線與圓在第一象限的公共點(diǎn),且點(diǎn)到拋物線焦點(diǎn)的距離等于,若拋物線上一動(dòng)點(diǎn)到其準(zhǔn)線與到點(diǎn)的距離之和的最小值為,為坐標(biāo)原點(diǎn),則直線被圓所截得的弦長(zhǎng)為( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】因圓的圓心為,半徑為,由題意,又動(dòng)點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離與動(dòng)點(diǎn)到的距離之和即為動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)到的距離之和.若這兩個(gè)距離之和最小為,當(dāng)且僅當(dāng)這三點(diǎn)共線且為的中點(diǎn)時(shí)最小.因,由此可得,代入可得,則很容易用拋物線的定義求得,這時(shí),故,圓心到的距離為,故弦長(zhǎng),應(yīng)選C.
8. 【2016屆廣西柳州市高三下4月模擬理】在平面直角坐標(biāo)系中,動(dòng)點(diǎn)到點(diǎn)的距離與它到直線的距離之比為.
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)設(shè)直線與曲線交于兩點(diǎn),與軸、軸分別交于兩點(diǎn)(且
在之間或同時(shí)在之外). 問:是否存在定值,對(duì)于滿足條件的任意實(shí)數(shù),都有的面積與的面積相等,若存在,求的值;若不存在,說明理由.
9. 【2016屆陜西省安康市高三第三次聯(lián)考理】如圖, 在平面直角坐標(biāo)系中, 拋物線的準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)的直線與拋物線交于兩點(diǎn), 設(shè)到準(zhǔn)線的距離.
(1)若,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若,求證:直線的斜率的平方為定值.
【解析】(1),設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為,,即軸,, 即,得,所以拋物線的方程為.
10.【2016屆山東省臨沂十八中高三三模理】已知已知點(diǎn)是直線上的動(dòng)點(diǎn),過作直線,,點(diǎn),線段的垂直平分線與交于點(diǎn).
(Ⅰ)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(Ⅱ)若點(diǎn),是直線上兩個(gè)不同的點(diǎn),且的內(nèi)切圓方程為,直線的斜率為,若,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【解析】(Ⅰ)依題意,點(diǎn)到點(diǎn)的距離等于它到直線的距離,點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)為焦點(diǎn),直線為準(zhǔn)線的拋物線.曲線的方程為.
(Ⅱ)設(shè)點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),直線方程為:,化簡(jiǎn),得.的內(nèi)切圓方程為,圓心到直線的距離為,即.故.易知,上式化簡(jiǎn)得,.同理,有,,是關(guān)于的方程的兩根.,. .,,.直線的斜率,則..函數(shù)在上單調(diào)遞增,....
11.【2015屆陜西省西安市第一中學(xué)高三下學(xué)期自主命題二】已知拋物線y2=8x的焦點(diǎn)F到雙曲線C:漸近線的距離為,點(diǎn)P是拋物線y2 =8x上的一動(dòng)點(diǎn),P到雙曲線C的上焦點(diǎn)F1(0,c)的距離與到直線x=-2 的距離之和的最小值為3,則該雙曲線的方程為
A. B. C. D.
【答案】C
12.【2015屆吉林省吉林市高三第三次模擬考試】已知直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P為直線l上一動(dòng)點(diǎn),M,N是拋物線C上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),若,, 則△PMN的面積的最大值為 .
【答案】
【解析】由題意知:當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí),的面積最大,所以直線的方程是,點(diǎn)到直線的距離,由得:或,所以,所以,所以的面積的最大值是,所以答案應(yīng)填:.
13.【2015屆吉林省東北師大附中高三第四次模擬】我們把焦點(diǎn)相同,且離心率互為倒數(shù)的橢圓和雙曲線稱為一對(duì)“相關(guān)曲線”.已知是一對(duì)相關(guān)曲線的焦點(diǎn),是橢圓和雙曲線在第一象限的交點(diǎn),當(dāng)時(shí),這一對(duì)相關(guān)曲線中橢圓的離心率為( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】A
14.【2015屆浙江省桐鄉(xiāng)一中高三下學(xué)期聯(lián)盟學(xué)校高考仿真測(cè)試】已知橢圓 的右焦點(diǎn)為,離心率為.設(shè)A,B為橢圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),的中點(diǎn)為M,的中點(diǎn)為N,原點(diǎn)在以線段為直徑的圓上.設(shè)直線AB的斜率為k,若,則的取值范圍為 .
【答案】
【解析】設(shè),,,代入得:,,,那么,,,代入根與系數(shù)的關(guān)系,得:,,代入整理得:,解得,,解得,所以,,所以離心率.
15.【2015屆遼寧省師大附中高三模擬】已知拋物線上一點(diǎn)到其焦點(diǎn)的距離為4;橢圓的離心率,且過拋物線的焦點(diǎn).
(1)求拋物線和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)的直線交拋物線于、兩不同點(diǎn),交軸于點(diǎn),已知,求證:為定值.
(3)直線交橢圓于,兩不同點(diǎn),,在軸的射影分別為,,,若點(diǎn)S滿足:,證明:點(diǎn)S在橢圓上.
(Ⅱ)直線的斜率必存在,設(shè)為,設(shè)直線與橢圓交于,則直線的方程為, ,聯(lián)立方程組: 所以,,所以 (*) 由得: 得: ,所以
將(*)代入上式,得
拓展試題以及解析
1. 已知橢圓的離心率,半焦距為,拋物線的準(zhǔn)線方程為,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 ∵拋物線的準(zhǔn)線方程為,∴,即,∵,∴,∴.∴,∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,選B.
【入選理由】本題主要考查橢圓的方程及幾何性質(zhì), 拋物線的方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是橢圓與 拋物線結(jié)合,體現(xiàn)學(xué)科內(nèi)綜合,故選此題.
2.已知雙曲線一焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)F相同,若拋物線的焦點(diǎn)到雙曲線的漸近線的距離為1,P為雙曲線左支上一動(dòng)點(diǎn),Q(1,3),則|PF|+|PQ|的最小值為 ( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【入選理由】本題主要考查雙曲線的方程及幾何性質(zhì), 拋物線的方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,數(shù)形結(jié)合思想和轉(zhuǎn)化思想,本題是雙曲線與拋物線結(jié)合,體現(xiàn)學(xué)科內(nèi)綜合,故選此題.
3.已知拋物線C的頂點(diǎn)為原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸,與橢圓交于M,N兩點(diǎn),M,N兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱,其中M(1,2),過拋物線C焦點(diǎn)的直線與交于在軸上方)兩點(diǎn),且.則的面積為( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【入選理由】本題主要考查橢圓的方程及幾何性質(zhì), 拋物線的方程及幾何性質(zhì),三角形面積,解直角三角形等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是橢圓與拋物線結(jié)合,體現(xiàn)學(xué)科內(nèi)綜合,故選此題.
4.已知橢圓C的一焦點(diǎn)與的焦點(diǎn)重合,點(diǎn)在橢圓C上.直線過點(diǎn),且與橢圓C交于,兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)點(diǎn)滿足,點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),延長(zhǎng)線段與橢圓C交于點(diǎn),四邊形能否為平行四邊形?若能,求出此時(shí)直線的方程,若不能,說明理由.
【解析】(1)拋物線的焦點(diǎn)為,故得,解得.
所以橢圓的方程為
(2)四邊形能為平行四邊形,點(diǎn)M為線段AB的中點(diǎn).
法一:(1)當(dāng)直線與軸垂直時(shí),直線的方程為滿足題意;(2)當(dāng)直線與軸不垂直時(shí),設(shè)直線,顯然.,,.將代入得,
故,.于是直線的斜率,即.由直線,過點(diǎn),得,因此.的方程為.設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.由得,即.四邊形為平行四邊形當(dāng)且僅當(dāng)線段與線段互相平分,即.于是.由,得滿足所以直線的方程為時(shí),四邊形為平行四邊形.綜上所述:直線的方程為或 .
【入選理由】本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì),拋物線的方程及幾何性質(zhì),直線方程,直線與橢圓的位置關(guān)系,探索性命題等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是綜合性較強(qiáng),體現(xiàn)壓柱題作用,故選此題.
5.已知雙曲線:的漸近線方程為,拋物線的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),焦
點(diǎn)在軸上,點(diǎn)為雙曲線與拋物線的一個(gè)公共點(diǎn).
(Ⅰ)求雙曲線與拋物線的方程;
(Ⅱ) 過拋物線的焦點(diǎn)作兩條相互垂直的直線,,與拋物線分別交于點(diǎn)、,、.
(ⅰ)若直線與直線的傾斜角互補(bǔ)(點(diǎn),不同于點(diǎn)),求直線的斜率;
(ⅱ)是否存在常數(shù),使得?若存在,試求出的值;若不存在,請(qǐng)說明
理由.
6.已知拋物線的焦點(diǎn)為,直線與軸的交點(diǎn)為,與拋物線的交點(diǎn)為,且.已知橢圓的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,且離心率為.
(Ⅰ)求拋物線和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)若橢圓的長(zhǎng)軸的兩端點(diǎn)為,,點(diǎn)為橢圓上異于,的動(dòng)點(diǎn),定直線與直線,分別交于,兩點(diǎn).請(qǐng)問以為直徑的圓是否經(jīng)過軸上的定點(diǎn),若存在,求出定點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】(Ⅰ)設(shè),代入,得,∴.又,即,∴. ∴拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.在橢圓中,,,∴,.∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(Ⅱ)如圖,設(shè),的斜率分別為,,,則,.∴ ,由:,知,由:,知,∴的中點(diǎn),∴以為直徑的圓的方程為: .令得,,
∴,∴,即,解得或,
∴存在定點(diǎn),在以為直徑的圓上.
【入選理由】本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì),拋物線的方程及幾何性質(zhì),直線方程,直線與橢圓的位置關(guān)系,圓的方程等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是綜合性較強(qiáng),體現(xiàn)壓柱題作用,故選此題.
7.已知是橢圓左右焦點(diǎn),過的直線交橢圓于兩點(diǎn),△的周長(zhǎng)為8,橢圓的離心率為.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)若直線與橢圓交于且,求證原點(diǎn)到直線的距離為定值.
(Ⅱ)當(dāng)存在時(shí),設(shè), ,【入選理由】本題主要考查橢圓的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì),直線方程,直線與橢圓的位置關(guān)系,向量垂直的充要條件等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是綜合性較強(qiáng),體現(xiàn)壓柱題作用,故選此題.
8.已知橢圓:的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)相同,為橢圓的左、右焦點(diǎn),為橢圓上任意一點(diǎn),面積的最大值為1.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)不過原點(diǎn)的直線:與橢圓交于兩點(diǎn)
①若直線與的斜率分別為,且,求證:直線過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);
②若直線的斜率是直線斜率的等比中項(xiàng),求面積的取值范圍.
【解析】(1)由拋物線的方程為得其焦點(diǎn)坐標(biāo)為,所以可得橢圓中, 當(dāng)點(diǎn)位于橢圓的短軸端點(diǎn)時(shí)的面積最大,此時(shí),所以,又由得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
【入選理由】本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,拋物線的方程,直線方程,直線與橢圓的位置關(guān)系,三角形面積,等比中項(xiàng)等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、基本運(yùn)算能力及推理能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,本題是綜合性較強(qiáng),體現(xiàn)壓柱題作用,故選此題.
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