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曲线问题综合--7.27(1)
2019-09-15 | 阅:  转:  |  分享 
  
题型一:轨迹方程的求法已知线段AB=6,直线AM,BM相交于M,且它们的斜率之积是,求点M的轨迹方程。【解析】以AB所在直线为x轴,AB垂直
平分线为y轴建立坐标系则A(-3,0),B(3,0),设点M的坐标为,则直线AM的斜率直线BM的斜率由已知有化简,整理得点M的
轨迹方程为已知动点P与平面上两定点连线的斜率的积为定值.(1)试求动点P的轨迹方程C.(2)设直线与曲线C交于M、N两点,当|MN
|=时,求直线l的方程.【解析】(1)设点,则依题意有,整理得由于,所以求得的曲线C的方程为()(Ⅱ)由消去y得解得由,解得所
以直线l的方程x-y+1=0或x+y-1=0已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在坐标轴上,直线y=x+1与椭圆交于P和Q,且OP⊥
OQ,|PQ|=,求椭圆方程.【解析】设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0),P(x1,y1),Q(x2,y2)由得(
m+n)x2+2nx+n-1=0,Δ=4n2-4(m+n)(n-1)>0,即m+n-mn>0,由OP⊥OQ,所以x1x2+y1y2
=0,即2x1x2+(x1+x2)+1=0,∴+1=0,∴m+n=2①又22,将m+n=2,代入得m·n=②由①、②式得m
=,n=或m=,n=故椭圆方程为+y2=1或x2+y2=1.在直角坐标系中,点到两点、的距离之和等于4,设点的轨迹为曲线,直线与曲
线交于、两点.(1)求出的方程;(2)若=1,求的面积;(3)若,求实数的值。【解析】(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的
轨迹C是以为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴,故曲线C的方程为.(2)设,由解得,,(3)设,其坐标满足消去y并整理得,故.
若,即.而,于是,化简得,所以.题型二:数形结合判断直线与圆锥曲线位置关系若直线y=kx+2与双曲线x2-y2=6的右支交于不同的
两点,则k的取值范围是【解析】由得(1-k2)x2-4kx-10=0,直线与双曲线右支有两个不同交点,解得-线与椭圆始终有交点,求的取值范围思路点拨:直线方程的特点是过定点(0,1),椭圆的特点是过定点(-2,0)和(2,0),和动点。【
解析】根据直线的方程可知,直线恒过定点(0,1),椭圆过动点,如果直线和椭圆始终有交点,则,即。过点P(3,2)和抛物线只有一
个公共点的直线有条。【解析】抛物线如图,点P(3,2)在抛物线的内部,根据过抛物线内一点和抛物线的对称轴平行或重合的直线和抛
物线只有一个交点,可知过点P(3,2)和抛物线只有一个公共点的直线有一条。类型三:中点弦问题过椭圆内一点M(2,1)引一条弦,
使弦被点M平分,求这条弦所在的直线方程。解法一:设所求直线方程为y-1=k(x-2),代入椭圆方程并整理得:又设直线与椭圆的交点为
A(),B(),则是方程的两个根,于是,又M为AB的中点,所以,解得,故所求直线方程为。解法二:设直线与椭圆的交点为A(),B()
,M(2,1)为AB的中点,所以,,又A、B两点在椭圆上,则,,两式相减得,所以,即,故所求直线方程为。解法三:设所求直线与椭圆的
一个交点为A(),由于中点为M(2,1),则另一个交点为B(),因为A、B两点在椭圆上,所以有,两式相减得,由于过A、B的直线只有
一条,故所求直线方程为。已知抛物线C的顶点为坐标原点,焦点在x轴上,直线y=x与抛物线C交于A,B两点,若P(2,2)为AB的中点
,则抛物线C的方程为________.[来源:Z|yy|100.Com]【解析】设抛物线C方程为y2=ax,直线y=x与抛物线C两
交点坐标为A(x1,y2),B(x2,y2),则有①-②整理得×=,∴a=4.所求抛物线方程为y2=4x.过椭圆上一点P(-8,0
)作直线交椭圆于Q点,求PQ中点的轨迹方程。解法一:设弦PQ中点M(),弦端点P(),Q(),则有,两式相减得,又因为,,所以,所
以,而,故。化简可得()。解法二:设弦中点M(),Q(),由,可得,,又因为Q在椭圆上,所以,即,所以PQ中点M的轨迹方程为(
)。求椭斜率为3的弦的中点轨迹方程。【解析】设弦中点M(),弦端点P(),Q(),则有,两式相减得,又因为,,所以,所以,而,故。
化简可得。题型四:与弦的垂直平分线有关的问题已知抛物线y=x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A、B,则|AB|=
【解析】设直线的方程为,,由,得由韦达定理知∴的中点,又∵在直线上∴解得,∴,∴,,由弦长公式.求实数m的取值范围,使抛物线y2=
x上存在两点关于直线y=m(x-3)对称解法1:设抛物线上两点A(x1,y1),B(x2,y2)关于直线y=m(x-3)对称,A,
B中点M(x,y),则当m=0时,有直线y=0,显然存在点关于它对称。当m0时,所以,所以M的坐标为,∵M在抛物线内,则有,得且m
0,综上所述,解法2:设两点为A(x1,y1),B(x2,y2),它们的中点为M(x,y),两个对称点连线的方程为x=-my+b,
与方程y2=x联立,得y2+my-b=0所以y1+y2=-m,即,又因为中点M在直线y=m(x-3)上,所以得M的坐标为又因为
中点M在直线x=-my+b上,,对于,有=m2+4b=10-m2>0,所以。题型五:求参数范围设、分别是椭圆的左、右焦点,过定点的
直线与椭圆交于不同的两点、,且∠为锐角(其中为坐标原点),求直线的斜率的取值范围.【解析】显然直线不满足题设条件,可设直线:,,联
立,消去,整理得:∴由得:或又∴又∵,即∴故由①、②得或已知A(-2,0),B(2,0),动点P与A、B两点连线的斜率分别为kP
A和kPB,且满足(t≠0且t≠-1).(1)求动点P的轨迹C的方程;(2)当t<0时,曲线C的两焦点为F1,F2,若曲线C上存
在点Q使得∠F1QF2=120O,求t的取值范围.【解析】(1)设点P坐标为(x,y),依题意得=ty2=t(x2-4)+=1,
轨迹C的方程为+=1(x≠2).(2)当-1<t<0时,曲线C为焦点在x轴上的椭圆,设|PF1|=r1,|PF2|=r2,则
r1+r2=2a=4.在△F1PF2中,|F1F2|=2c=4,∠F1PF2=120O,由余弦定理得4c2=r+r-2r1r2
cos120=r+r+r1r2=(r1+r2)2-r1r2≥(r1+r2)2-()2=3a2,∴16(1+t)≥12,
∴t≥-.所以当-≤t<0时,曲线上存在点Q使∠F1QF2=120O当t<-1时,曲线C为焦点在y轴上的椭圆,设|PF1|=r1
,|PF2|=r2,则r1+r2=2a=-4t,在△F1PF2中,|F1F2|=2c=4.∠F1PF2=120O,由余弦定理
得4c2=r+r-2r1r2cos120=r+r+r1r2=(r1+r2)2-r1r2≥(r1+r2)2-()2=3a2,
∴16(-1-t)≥-12t,∴t≤-4.所以当t≤-4时,曲线上存在点Q使∠F1QF2=120O综上知当t<0时,曲线上存
在点Q使∠AQB=120O的t的取值范围是.题型六:范围问题解决圆锥曲线中的取值范围问题应考虑的五个方面(1)利用圆锥曲线的几何
性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围.(2)利用已知参数的范围,求新参数范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间等量关
系(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围.(4)利用已知的不等关系构造不等式,从而求出参数的取值范围.(5)利
用求函数的值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.已知椭圆C:+=1(a>b>0)与双曲线-y2
=1的离心率互为倒数,且直线x-y-2=0经过椭圆的右顶点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设不过原点O的直线与椭圆C交于M,N两
点,且直线OM,MN,ON的斜率依次成等比数列,求△OMN面积的取值范围.【解析】(1)∵双曲线的离心率为,∴椭圆的离心率e==.
又∵直线x-y-2=0经过椭圆的右顶点,∴右顶点为点(2,0),即a=2,c=,b=1,∴椭圆方程为+y2=1.(2)由题意可设直
线的方程为y=kx+m(k≠0,m≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).联立消去y,并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4
(m2-1)=0,则x1+x2=-,x1x2=,于是y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2
.又直线OM,MN,ON的斜率依次成等比数列,故·==k2,则-+m2=0.由m≠0得k2=,解得k=±.又由Δ=64k2m2-1
6(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,得0为0,直线OM,ON中至少有一个斜率不存在,与已知矛盾).设原点O到直线的距离为d,则S△OMN=|MN|d=··|x1-x2|·
=|m|=.故由m的取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x
上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.(1)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;(2)若P是半椭圆x2+=1(x<
0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.【解析】(1)证明设P(x0,y0),A,B.因为PA,PB的中点在抛物线上,所以y1,
y2为方程2=4·,即y2-2y0y+8x0-y=0的两个不同的实根.所以y1+y2=2y0,所以PM垂直于y轴.(2)由(1)
可知所以|PM|=(y+y)-x0=y-3x0,|y1-y2|=2.所以△PAB的面积S△PAB=|PM|·|y1-y2|=.因为
x+=1(-1≤x0<0),所以y-4x0=-4x-4x0+4∈[4,5],所以△PAB面积的取值范围是.题型七:最值问题模型1:
利用三角函数有界性求最值过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,点O是坐标原点,则|AF|·|BF|的最小值是【解
析1】利用焦点弦二级结论解题(利用三角函数有界性求最值)设直线AB的倾斜角为θ,可得|AF|=,|BF|=,则|AF|·|BF|=
×=≥4.焦点弦常用的二级结论汇编:(1)过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,则①,;②定值,定值;③定值;④.(2)过抛物线的焦
点作倾斜角为(斜率为)的直线交抛物线于(在上方)两点,则①;②;③.(3)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,分别过作准线的垂线,
垂足分别为,准线与轴交于点,为坐标原点,则①;②三点共线;③三点共线;(4)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,分别过作准线的垂线
,垂足分别为,设中点为,过作准线的垂线,垂足为,则①;②;③;④;⑤;⑥以为直径的圆与准线相切,切点即为;⑦以为直径的圆与轴相切;
⑧;;⑨.(5)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,线段的垂直平分线交轴于点,则.(6)过抛物线的焦点作直线交抛物线于两点,为准
线上的一动点,且直线、、的斜率均存在,则直线、、的斜率成等差数列,即.【解析2】利用直线的参数方程解题设直线AB的倾斜角为θ,因为
直线与抛物线有两个焦点,所以则直线的参数方程为带入y2=4x得:所以当且仅当,即直线与抛物线对称轴垂直时,取得最小值4【解析3】设
点斜式方程解题当斜率k存在时,社会直线AB的方程为联立,得设,则由抛物线性质知:当斜率k不存在时,,综上知过抛物线y2=x的焦点F
的直线l交抛物线于A,B两点,且直线l的倾斜角θ≥,点A在x轴上方,则|FA|的取值范围是【解析】记点A的横坐标是x1,则有|A
F|=x1+=+=+|AF|cosθ,|AF|(1-cosθ)=,|AF|=.由≤θ<π得-1osθ)<4,<≤=1+,即|AF|的取值范围是.模型2:数形结合利用几何性质求最值在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2-y
2=1右支上的一个动点.若点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为________.解析双曲线x2-y2=
1的渐近线为x±y=0,直线x-y+1=0与渐近线x-y=0平行,故两平行线间的距离d==.由点P到直线x-y+1=0的距离大于c
恒成立,得c≤,故c的最大值为.如图,由抛物线y2=12x与圆E:(x-3)2+y2=16的实线部分构成图形Ω,过点P(3,0)的
直线始终与图形Ω中的抛物线部分及圆部分有交点,则|AB|的取值范围为【解析】由题意可知抛物线y2=12x的焦点为F(3,0),圆
(x-3)2+y2=16的圆心为E(3,0),因此点P,F,E三点重合,所以|PA|=4,设B(x0,y0),则由抛物线的定义可知
|PB|=x0+3,由得(x-3)2+12x=16,整理得x2+6x-7=0,解得x1=1,x2=-7(舍去),设圆E与抛物线交于
C,D两点,所以xC=xD=1,因此0≤x0≤1,又|AB|=|AP|+|BP|=4+x0+3=x0+7,所以|AB|=x0+7∈
[7,8]模型3:转化为函数利用基本不等式或二次函数、对勾函数等求最值椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过椭圆的右焦点F2作
一条直线l交椭圆于P,Q两点,则△F1PQ的内切圆面积的最大值是________.【解析】由题意得,直线l的斜率不为0,所以令直线
l:x=my+1,与椭圆方程联立消去x得(3m2+4)y2+6my-9=0,可设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y
2=-,y1y2=-.可知=|F1F2||y1-y2|==12,又=≤,故≤3.三角形周长与三角形内切圆的半径的积等于三角形面积的
二倍,则内切圆半径r=≤,其面积最大值为.已知椭圆+y2=1上两个不同的点A,B关于直线y=mx+对称.(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).【解析】(1)由题意知m≠0,可设直线AB的方程为y=-x+b.由消去y,得x2-x
+b2-1=0.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AB的中点M代入直线方程y=
mx+,解得b=-,②由①②得m<-或m>.(2)令t=∈∪,则t2∈.则|AB|=·,且O到直线AB的距离为d=.设△AOB的
面积为S(t),所以S(t)=|AB|·d=≤,当且仅当t2=时,等号成立,此时满足t2∈.故△AOB面积的最大值为.已知椭圆Γ
:+=1(a>b>0),经过点E,且离心率为.(1)求椭圆Γ的方程;(2)直线l与圆O:x2+y2=b2相切于点M,且与椭圆Γ相交
于不同的两点A,B,求|AB|的最大值.【解析】(1)将E代入椭圆方程,得+=1,由椭圆的离心率e===,解得a=2,b=1,所以
椭圆Γ的方程为+y2=1.(2)当直线l垂直于x轴时,由直线l与圆O:x2+y2=1相切,可知直线l的方程为x=±1,易求得|AB
|=.当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为y=kx+m,由直线l与圆O:x2+y2=1相切,得=1,即m2=k2+1.将y=k
x+m代入+y2=1,整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x
1x2=,故|AB|=|x1-x2|=·=·=4.又因为m2=k2+1,所以|AB|=≤=2,当且仅当|k|=,即k=±时等号成立
.综上所述,|AB|的最大值为2.已知点F为椭圆E:+=1(a>b>0)的左焦点,且两焦点与短轴的一个顶点构成一个等边三角形,直线
+=1与椭圆E有且仅有一个交点M.(1)求椭圆E的方程;(2)设直线+=1与y轴交于P,过点P的直线l与椭圆E交于不同的两点A,B
,若λ|PM|2=|PA|·|PB|,求实数λ的取值范围.【解析】(1)由题意,得a=2c,b=c,则椭圆E的方程为+=1.由得x
2-2x+4-3c2=0.∵直线+=1与椭圆E有且仅有一个交点M,∴Δ=4-4(4-3c2)=0,解得c2=1,∴椭圆E的方程为+
=1.(2)由(1)得M,∵直线+=1与y轴交于P(0,2),∴|PM|2=.当直线l与x轴垂直时,|PA|·|PB|=(2+)
×(2-)=1,∴λ|PM|2=|PA|·|PB|?λ=.当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=kx+2,A(x1,y1),
B(x2,y2),由消去y,得(3+4k2)x2+16kx+4=0,则x1x2=,且Δ=48(4k2-1)>0,∴|PA|·|PB
|=(1+k2)x1x2=(1+k2)·=1+=λ,∴λ=,∵k2>,∴<λ<1.综上可知,实数λ的取值范围是.已知动圆E经过点
F(1,0),且和直线l:x=-1相切.(1)求该动圆圆心E的轨迹G的方程;(2)已知点A(3,0),若斜率为1的直线l′与线段O
A相交(不经过坐标原点O和点A),且与曲线G交于B,C两点,求△ABC面积的最大值.【解析】(1)由题意可知点E到点F的距离等于点
E到直线l的距离,∴动点E的轨迹是以F(1,0)为焦点,直线x=-1为准线的抛物线,故轨迹G的方程是y2=4x.(2)设直线l′的
方程为y=x+m,其中-3<m<0.联立消去y,得x2+(2m-4)x+m2=0,则Δ=(2m-4)2-4m2=16(1-m)恒大
于零.设C(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4-2m,x1·x2=m2,∴|CB|=·=4.又点A到直线l′的距离d
=,∴S△ABC=×4×=2×(3+m).令=t,t∈(1,2),则m=1-t2,∴S△ABC=2t(4-t2)=8t-2t3.令
f(t)=8t-2t3,1<t<2,∴f′(t)=8-6t2,易知y=f(t)在上单调递增,在上单调递减.∴y=f(t)在t=,即
m=-时取得最大值.∴△ABC面积的最大值为.题型八:定点问题圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中
系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该
定点与变量无关.已知椭圆+=1(a>b>0)过点(0,1),其长轴、焦距和短轴的长的平方依次成等差数列.直线l与x轴正半轴和y轴分
别交于点Q,P,与椭圆分别交于点M,N,各点均不重合且满足=λ1,=λ2.(1)求椭圆的标准方程;(2)若λ1+λ2=-3,试证明
:直线l过定点,并求此定点.解(1)设椭圆的焦距为2c,由题意知b=1,且(2a)2+(2b)2=2(2c)2,又a2=b2+c
2,∴a2=3.∴椭圆的标准方程为+y2=1.(2)由题意设P(0,m),Q(x0,0),M(x1,y1),N(x2,y2),设l
方程为x=t(y-m),由=λ1知(x1,y1-m)=λ1(x0-x1,-y1),∴y1-m=-y1λ1,由题意y1≠0,∴λ1=
-1.同理由=λ2知λ2=-1.∵λ1+λ2=-3,∴y1y2+m(y1+y2)=0,①联立得(t2+3)y2-2mt2y+t2m
2-3=0,∴由题意知Δ=4m2t4-4(t2+3)(t2m2-3)>0,②且有y1+y2=,y1y2=,③③代入①得t2m2-3
+2m2t2=0,∴(mt)2=1,由题意mt<0,∴mt=-1,满足②,得直线l的方程为x=ty+1,过定点(1,0),即Q为定
点.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,直线y=4与y轴的交点为P,与抛物线C的交点为Q,且|QF|=2|PQ|.(1)
求p的值;(2)已知点T(t,-2)为C上一点,M,N是C上异于点T的两点,且满足直线TM和直线TN的斜率之和为-,证明:直线MN
恒过定点,并求出定点的坐标.解(1)设Q(x0,4),由抛物线定义,|QF|=x0+,又|QF|=2|PQ|,即2x0=x0+,
解得x0=,将点Q代入抛物线方程,解得p=4.(2)由(1)知C的方程为y2=8x,所以点T坐标为.设直线MN的方程为x=my+n
,点M,N,由得y2-8my-8n=0,Δ=64m2+32n>0,所以y1+y2=8m,y1y2=-8n,所以kMT+kNT=+=
+===-,解得n=m-1.所以直线MN的方程为x+1=m(y+1),恒过定点(-1,-1).已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x
轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3;最小值为1;(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)若直线与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左
右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点。求证:直线过定点,并求出该定点的坐标。解(I)由题意设椭圆的标准方程为,(II)设,
由得,,右顶点且,,,,,解得,且满足当时,,直线过定点与已知矛盾;当时,,直线过定点综上可知,直线过定点,定点坐标为题型九:定值
问题圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值.依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可(
2)求点到直线距离为定值.利用点到直线距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式
,再依据条件对解析式进行化简已知抛物线C:y2=2px经过点P(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B
,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.(1)求直线l的斜率的取值范围;(2)设O为原点,=λ,=μ,求证:+为定值.(1)解
因为抛物线y2=2px过点(1,2),所以2p=4,即p=2.故抛物线C的方程为y2=4x.由题意知,直线l的斜率存在且不为0.
设直线l的方程为y=kx+1(k≠0),由得k2x2+(2k-4)x+1=0.依题意知Δ=(2k-4)2-4×k2×1>0,解得k
<0或0-3,0)∪(0,1).(2)证明设A(x1,y1),B(x2,y2),由(1)知x1+x2=-,x1x2=.直线PA方程为y-
2=(x-1),令x=0,点M纵坐标为yM=+2=+2.同理得点N的纵坐标为yN=+2.由=λ,=μ,得λ=1-yM,μ=1-yN
.所以+=+=+=·=·=2.所以+为定值.已知动圆E经过定点D(1,0),且与直线x=-1相切,设动圆圆心E的轨迹为曲线C.(1
)求曲线C的方程;(2)设过点P(1,2)的直线l1,l2分别与曲线C交于A,B两点,直线l1,l2的斜率存在,且倾斜角互补,证明
:直线AB的斜率为定值.(1)解由已知,动点E到定点D(1,0)的距离等于E到直线x=-1的距离,由抛物线的定义知E点的轨迹是以
D(1,0)为焦点,以x=-1为准线的抛物线,故曲线C的方程为y2=4x.(2)证明由题意直线l1,l2的斜率存在,倾斜角互补,
得斜率互为相反数,且不等于零.设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l1的方程为y=k(x-1)+2,k≠0.直线l2的方程为
y=-k(x-1)+2,由得k2x2-(2k2-4k+4)x+(k-2)2=0,Δ=16(k-1)2>0,已知此方程一个根为1,∴
x1×1==,即x1=,同理x2==,∴x1+x2=,x1-x2=-=-,∴y1-y2=[k(x1-1)+2]-[-k(x2-1)
+2]=k(x1+x2)-2k=k·-2k=,∴kAB===-1,∴直线AB的斜率为定值-1.设F1,F2为椭圆C:+=1(b>0
)的左、右焦点,M为椭圆上一点,满足MF1⊥MF2,已知△MF1F2的面积为1.(1)求C的方程;(2)设C的上顶点为H,过点(2
,-1)的直线与椭圆交于R,S两点(异于H),求证:直线HR和HS的斜率之和为定值,并求出这个定值.【解析】(1)由椭圆定义得|M
F1|+|MF2|=4,①由垂直得|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2=4(4-b2),②由题意得S△MF1F2=|MF
1|·|MF2|=1,③由①②③,可得b2=1,C的方程为+y2=1.(2)依题意,H(0,1),显然直线的斜率存在且不为0,设
直线RS的方程为y=kx+m(k≠0),代入椭圆方程化简得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.由题意知,Δ=16(4k2
-m2+1)>0,设R(x1,y1),S(x2,y2),x1x2≠0,故x1+x2=,x1x2=.kHR+kHS=+=+=2k+(
m-1)=2k+(m-1)=2k-==-1.故kHR+kHS为定值-1.已知,椭圆C以过点A(1,),两个焦点为(-1,0)(1,
0)。(1)求椭圆C的方程;(2)E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,
并求出这个定值。【解析】(Ⅰ)由题意,c=1,可设椭圆方程为,将点A的坐标代入方程:解得:或(舍去),所以椭圆方程为(Ⅱ)设直
线AE方程为:,代入得设,,因为点在椭圆上,所以又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以—k代k,可得,所以直线E
F的斜率即直线EF的斜率为定值,其值为。题型十:探索新问题已知的三个顶点在抛物线:上运动,(1)求的焦点坐标;(2)若点在坐标原点
,且,点在上,且,求点的轨迹方程;(3)试研究:是否存在一条边所在直线的斜率为的正三角形,若存在,求出这个正三角形的边长,
若不存在,说明理由.【解析】(1)由得所以,焦点坐标为(2)设点的坐标为,边所在的方程为(显然存在的),与抛物线交于则得,
又点在抛物线上,故有,或(舍)-------①又的斜率为,则有,既代入①故点轨迹为(注:没写扣1分)另解:由上式①
过定点,,所以,,既【解法2】设点的坐标为,方程为,由得方程为,则得,同理可得方程为恒过定点,,所以,,
既(3)【解法1】若存在边所在直线的斜率为的正三角形,设,(其中不妨设),则,------①令,则,即将①代入得,
,-----------②线段的中点为,由①,②得的横坐标为,的纵坐标为又设由点在抛物线上,则,即,又因为,【
解法2】设,的三边所在直线的斜率分别是------①若边所在直线的斜率为,边所在直线和轴的正方向所成角为,则,所以即-----②
;又------③所以,将②,③代入上式得边长设,常数,定义运算“”:,定义运算“”:;对于两点、,定义.(1)若,求动
点的轨迹;(2)已知直线与(1)中轨迹交于、两点,若,试求的值;(3)在(2)中条件下,若直线不过原点且与轴交于点S,与轴交于点T
,并且与(1)中轨迹交于不同两点P、Q,试求的取值范围.【解析】(1)设,则又由≥0可得P(,)的轨迹方程为,轨迹C为顶点在原
点,焦点为的抛物线在轴上及第一象限的内的部分(2)由已知可得,整理得,由,得.∵,∴∴解得或(舍);(3)∵∴设直线,
依题意,,则,OxyPSTQQ1P1分别过P、Q作PP1⊥y轴,QQ1⊥y轴,垂足分别为P1、Q1,则.由消去y得∴≥.∵、取不相等的正数,∴取等的条件不成立∴的取值范围是(2,+);给定椭圆:,称圆心在坐标原点,半径为的圆是椭圆的“伴随圆”.(1)若椭圆过点,且焦距为,求“伴随圆”的方程;(2)如果直线与椭圆的“伴随圆”有且只有一个交点,那么请你画出动点轨迹的大致图形;(3)已知椭圆的两个焦点分别是,椭圆上一动点满足.设点是椭圆的“伴随圆”上的动点,过点作直线使得与椭圆都各只有一个交点,且分别交其“伴随圆”于点.研究:线段的长度是否为定值,并证明你的结论.【解析】(1)由题意得:,则;又由焦距为,所以焦距为,故所求的“伴随圆”的方程为(2)由于椭圆的“伴随圆”与直线有且只有一个交点,则圆心到直线的距离等于半径,即故动点轨迹方程为即动点的轨迹是:以原点为圆心半径为3的圆上八分之一弧(除去两端点)如图(3)由题意得:得,半焦距则椭圆的方程为“伴随圆”的方程为①当,中有一条无斜率时,不妨设无斜率,因为与椭圆只有一个交点,则其方程为或,当方程为时,此时与“伴随圆”交于点,,此时经过点(或)且与椭圆只有一个公点的直线(或),即为(或)显然直线,垂直;同理可证方程为时,直线,垂直,所以②当,都有斜时,设点,其中。设经过点与椭圆为只有一共点的直线为,则消去,得即经过化简得到:因为,所以有设,的斜率分为,因为,与椭圆都有只有一个交点,所以满足方程。所以,即,垂直.综合①②知:因为,经过点,又分别交其“伴随圆”于点,且,垂直,所以线段为“伴随圆”的直径,所以数学第六感更多内容见微信公众号:数学第六感;公众号:数学资料库;QQ教研群:391979252;微信号:ABC-shuxue;数学第六感更多内容见微信公众号:数学第六感;公众号:数学资料库;QQ教研群:391979252;微信号:ABC-shuxue;
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