圆锥曲线在高考压轴题目中的考法探究题型分类类型1圆锥曲线中的轨迹方程问题在平面直角坐标系中,点分别在轴,轴上运动,且,动点满足.(1)求动点的轨迹的方程;(2)设圆上任意一点处的切线交轨迹于点两点,试判断以为直径的圆是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标.若不过定点,请说明理由.【答案】(1)(2)以为直径的圆过定点.【详解】(1)设由得①由得所以代入①式得整理得,所以动点的轨迹的方程为.(2)①当切线斜率不存在时,切线方程为(i)当切线方程为时,以为直径的圆的方程为②(ii)当切线方程为时,以为直径的圆的方程为,③由②③联立,可解得交点为.②当过点且与圆相切的切线斜率存在时,设切线方程为,则,故由联立并消去整理得因为所以切线与椭圆恒有两个交点,设,则所以所以,即以为直径的圆过原点综上所述,以为直径的圆过定点.方法总结1、曲线方程的定义一般地,如果曲线与方程之间有以下两个关系:①曲线上的点的坐标都是方程的解;②以方程的解为坐标的点都是曲线上的点.此时,把方程叫做曲线的方程,曲线叫做方程的曲线.2、求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);(2)设曲线上任意一点的坐标为;(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;(4)用坐标表示这个等式,并化简;(5)确定化简后的式子中点的范围.上述五个步骤可简记为:求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围.3、求轨迹方程的方法:3.1定义法:如果动点的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。3.2直接法:如果动点的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点所满足的几何上的等量关系,再用点的坐标表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。3.3代入法(相关点法):如果动点的运动是由另外某一点的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出,用表示出相关点的坐标,然后把的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点的轨迹方程。3.4点差法:圆锥曲线中与弦的中点有关的轨迹问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得,,,等关系式,由于弦的中点的坐标满足,且直线的斜率为,由此可求得弦中点的轨迹方程.类型2圆锥曲线中的中点弦问题已知椭圆的左、右焦点分别为、,离心率为,其短轴的一个端点到焦点的距离为.(1)求椭圆的标准方程;(2)若为的中点,为椭圆上一点,过且平行于的直线与椭圆相交于,两点,是否存在实数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)存在;【详解】(1)由题意,得,又,所以,所以,故椭圆的标准方程为;(2),,若直线的斜率不存在,则,,由,得,若直线的斜率存在,设直线的方程为,由消去,得,,设,,则,,由题意,,所以由题意知,直线的方程为,由消去,得,设,则,所以,由,得,综上,存在实数,使得成立.方法总结1、相交弦中点(点差法)直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处理该式子。主要有以下几种问题:(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;中点,,2、点差法设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得;;将两式相减,可得;;最后整理得:同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:设直线和曲线的两个交点,,代入抛物线方程,得;;将两式相减,可得;整理得:类型3圆锥曲线中的三角形(四边形)面积问题已知双曲线T:的离心率为,且过点.若抛物线C:的焦点F与双曲线T的右焦点相同.(1)求抛物线C的方程;(2)过点且斜率为正的直线l与抛物线C相交于A,B两点(A在M,B之间),点N满足:,求与面积之和的最小值,并求此时直线l的方程.【答案】(1)(2).【详解】(1)由题意得:,解之得,即双曲线的右焦点为,,所以;(2)根据题意不妨设直线l的方程为,,,,则由得∴∵,∴,又,同理,∴,当且仅当,时,“=”成立,即,此时,直线l的方程为.方法总结1、弦长公式(最常用公式,使用频率最高)2、三角形面积问题直线方程:3、焦点三角形的面积直线过焦点的面积为注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数4、平行四边形的面积直线为,直线为注意:为直线与椭圆联立后消去后的一元二次方程的系数.5、范围问题首选均值不等式,其实用二次函数,最后选导数均值不等式变式:作用:当两个正数的积为定值时求出这两个正数的和的最小值;当两个正数的和为定值时求出这两个正数的积的最大值注意:应用均值不等式求解最值时,应注意“一正二定三相等”圆锥曲线经常用到的均值不等式形式列举:(1)(注意分三种情况讨论)(2)当且仅当时,等号成立(3)当且仅当时等号成立.(4)当且仅当时,等号成立(5)当且仅当时等号成立.类型4圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题已知双曲线的中心为坐标原点,对称轴为轴和轴,且双曲线过点,.(1)求双曲线的方程;(2)设过点的直线分别交的左、右支于两点,过点作垂直于轴的直线,交直线于点,点满足.证明:直线过定点.【答案】(1)(2)证明见解析【详解】(1)由题意可知:双曲线焦点在轴上,故设双曲线方程为.将两点坐标代入双曲线方程得,所以,即双曲线方程为.(2)直线过定点,若三点共线,设点,直线方程为,由题意知:直线的方程为,点为线段的中点,从而,,若,化简得①又因为,代入①式得②联立,化简得,则,.代入②式左边得,由于,,,从而②式左边等于0成立,直线过定点.方法总结定点问题1.求解(或证明)直线和曲线过定点的基本思路是:把直线或曲线方程中的变量,视作常数,把方程一边化为零,既然是过定点,那么这个方程就是对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于,的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.2.常用方法:一是引进参数法,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;二是特殊到一般法,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.定值问题1.解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.常见定值问题的处理方法:(1)确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示(2)将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.2.定值问题的处理技巧:(1)对于较为复杂的问题,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直线等)求出定值,进而给后面一般情况的处理提供一个方向.(2)在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢(3)巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算定直线问题定直线问题是证明动点在定直线上,其实质是求动点的轨迹方程,所以所用的方法即为求轨迹方程的方法,如定义法、消参法、交轨法等.类型5圆锥曲线中的向量问题设点,分别是椭圆:的左、右焦点,且椭圆上的点到点的距离的最小值为.点M、N是椭圆上位于轴上方的两点,且向量与向量平行.(1)求椭圆的方程;(2)当时,求△的面积;(3)当时,求直线的方程.【答案】(1);(2);(3)【详解】解:(1)点、分别是椭圆的左、右焦点,,,椭圆上的点到点的距离的最小值为,,解得,椭圆的方程为,(2)由(1)可得,,点、是椭圆上位于轴上方的两点,可设,,,,,,,,解得,,,,,向量与向量平行,直线的斜率为,直线方程为,联立方程组,解得,(舍去),或,,,,,点到直线直线的距离为,的面积,(3)向量与向量平行,,,,即,设,,,,,,,,,,,,,,,解得,或(舍去),,,,直线的方程为,即为方法总结1.设为直线l的方向向量,若,则l斜率为k;若(m≠0),则l斜率为;2.A、B、C是平面内不重合的三点,若有下列条件之一,则A、B、C共线:=1\*GB3①=;=2\*GB3②=+且+=1;=3\*GB3③=(+)/(1+);=4\*GB3④∥.3.A、B、C是平面内不重合的三点,若有下列条件之一,则C为线段AB的中点:=1\*GB3①=;=2\*GB3②=(+).4.在四边形ABCD中,若∙=0,则ABAC;若∣+∣=∣-∣,则ABAD;若∙=∙,则ACBD.5.圆锥曲线中涉及向量相等,通常利用横坐标或纵坐标相等进行转化,涉及向量共线问题,通项利用非零向量共线转化,涉及向量的数量积,通常利用数量积的坐标运算进行转化.课时训练1.人造地球卫星在以地球的球心为一个焦点的椭圆轨道上运行,运行轨道离地面的最近距离为600千米,离心率为,将地球看作一个半径为6400千米的球体,以运行轨道的中心为坐标原点,运行轨道的中心与近地点所在直线为轴,建立平面直角坐标系,记该卫星的运行轨迹为曲线,定义千米为.(1)以为单位,求曲线的方程;(2)已知三颗卫星在轨道上运行,当轨道中心恰好为的重心时,则称此时为“三星对中”状态.则当三颗卫星成“三星对中”状态时,的面积是否为定值?若是,求出这个定值并给出证明;若不是,请说明理由.【答案】(1)(2)是定值,定值为,证明见解析【分析】(1)由已知条件设出椭圆方程待定系数求解即可;(2)分类讨论计算的面积,斜率存在时联立方程组由韦达定理计算的面积为定值即可.【详解】(1)设曲线,则解得.曲线的方程为.(2)设,①当直线斜率不存在时,如图 即,由轨道中心为的重心可知,,,因为点在椭圆上,所以,当时,,则,同理当时,.②当直线斜率存在时,如图: 设直线,联立整理得,且,则,由轨道中心为的重心可知,,则.将点坐标代入,化简得,即.由轨道中心为的重心,可知到直线的距离为轨道中心到直线的距离的3倍,所以,.综上所述,的面积为定值.【点睛】求解定值问题常用方法为:“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定值,再转化为有方向、有目的的一般性证明.2.已知椭圆:的左、右顶点分别为,,左焦点为,点在上,轴,且直线的斜率为.(1)求的方程;(2)(异于点)是线段上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为,直线与直线相交于点,问:是否为定值?若是,求出此定值,若不是,说明理由.【答案】(1)(2)是定值,定值是2【分析】(1)设,代入的方程,再结合直线的斜率为及左焦点为,即可得出,的值,进而得出的方程;(2)设直线的方程及,,,其中,,直线的方程与椭圆联立消去,根据韦达定理得出和,再由直线与直线相交于点,得出,,表示出,代入和即可得出,解出得出点在直线上,结合轴,即可得出的值.【详解】(1)设,因为点在上,直线的斜率为,椭圆的左焦点为,则由题意得,解得,,,所以的方程为.(2)由(1)知,,设,,,其中,,由题意设:,与联立消得,则,,因为直线与直线相交于点,且与的另一交点为,所以,,即,,所以,所以,即点在直线上,又轴,,所以,即为定值2.3.已知双曲线过点,且焦距为.(1)求的方程;(2)已知过点的动直线交的右支于两点,为线段上的一点,且满足,证明:点总在某定直线上.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据已知条件可得出关于、、的方程组,解出这三个量的值,即可得出双曲线的方程;(2)设点、、,记,则,,利用平面向量的坐标运算结合点差法求出点Q的轨迹方程,即可证得结论成立.【详解】(1)由题意可得,解得,所以,双曲线的方程为.(2)设点、、,因为,即,记, 又A、P、B、Q四点共线,则,,即,,有,,得,,又因为,则,作差可得,即,得,即,故点Q总在定直线上.【点睛】关键点点睛:本题考查利用线段长之比相等求点的轨迹方程,解题的关键在于引入参数,将相等的长度之比转化为向量的坐标运算,结合点差法进行求解.4.已知椭圆的左、右顶点分别为,,右焦点为F,C的
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