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圆锥曲线
椭 圆
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切. 5. 6. 7. 8.
x0xy0yx2y2
21. 1若P在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是(x,y)P0000
a2ba2b2
x0xy0yx2y2
21. 1若P在椭圆外 ,则过Po作椭圆的两条切线切点为P、P,则切点弦PP的直线方程是(x,y)1212000222
abab
x2y22
Sbtan椭圆221 (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一点F,则椭圆的焦点角形的面积为. PFFPF1212
2ab
x2y2
椭圆221(a>b>0)的焦半径公式:
ab
|MF1|aex0,|MF2|aex0(F1(c,0) , F2(c,0)M(x0,y0)).
9. 设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交 P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF
⊥NF.
10. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
x2y2b2
11. AB是椭圆221的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则kOMkAB2,
aab
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即KAB
b2x0
2。
ay0
双曲线
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的内角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P在右支;外切:P在左支) 5. 6. 7.
8.
x0xy0yx2y2
21. 1若P在双曲线(a>0,b>0)上,则过的双曲线的切线方程是(x,y)P0000222
abab
x0xy0yx2y2
21. 1若P在双曲线(a>0,b>0)外 ,则过Po作双曲线的两条切线切点为P、P,则切点弦PP的直线方程是(x,y)1212000
a2ba2b2
x2y2
双曲线221(a>0,b>o)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为双曲线上任意一点F1PF2,则双曲线的焦点角形的面积为
ab
SF1PF2b2cot.
2
x2y2
双曲线221(a>0,b>o)的焦半径公式:(F1(c,0) , F2(c,0)
ab
当M(x0,y0)在右支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a.
当M(x0,y0)在左支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a
9. 设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交 P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应于焦点F的双曲线准线于M、N
两点,则MF⊥NF.
10. 过双曲线一个焦点F的直线与双曲线交于两点P、Q, A1、A2为双曲线实轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
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b2x0b2x0x2y2
11. AB是双曲线221(a>0,b>0)的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则KOMKAB2,即KAB2。
abay0ay0
x0xy0yx02y02x2y2
222. 12. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则被Po所平分的中点弦的方程是a2babab
x2y2x2y2x0xy0y
2. 13. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是22
aba2bab
椭圆与双曲线的对偶性质--
椭 圆
x2y2x2y2
1. 椭圆221(a>b>o)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交椭圆于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是221.
ababx2y2b2x0
2. 过椭圆221 (a>0, b>0)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2(常数).
abay0acx2y2
tancot. 3. 若P为椭圆221(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1, F 2是焦点, PF1F2, PF2F1,则
ac22ab
x2y2
4. 设椭圆221(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记F1PF2,
ab
PF1F2,F1F2P,则有
sinc
e.
sinsina
x2y2
5. 若椭圆221(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0<e
1时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准
ab
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线距离d与PF2的比例中项.
x2y2
6. P为椭圆221(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则2a|AF2||PA||PF1|2a|AF1|,当且仅当A,F2,P三
ab
点共线时,等号成立.
(xx0)2(yy0)222222
1AxByC07. 椭圆与直线有公共点的充要条件是. AaBb(AxByC)0022
abx2y21111
2;(2)|OP|2+|OQ|2的8. 已知椭圆221(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且OPOQ.(1)222
ab|OP||OQ|ab
4a2b2a2b2
最大值为2;(3)SOPQ的最小值是2.
ab2ab2x2y2|PF|e
. 9. 过椭圆221(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
ab|MN|2
x2y2a2b2a2b2
x010. 已知椭圆221( a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则. aaabx2y22b2
11. 设P点是椭圆221( a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记F.(2) 1||PF2|1PF2,则(1)|PF
1cosab2
x2y2
12. 设A、B是椭圆221( a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,PAB, PBA,BPA,c、e分别是椭圆的半焦距
ab
2a2b22ab2|cos|2
cot. 离心率,则有(1)|PA|2.(2) tantan1e.(3) SPAB2
222
baaccos
SPF1F2b2tan
.
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x2y2
13. 已知椭圆221( a>b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BCx
ab
轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 15. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.) 17. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.
椭圆与双曲线的对偶性质--
双曲线
x2y2
1. 双曲线221(a>0,b>0)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交双曲线于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是
ab
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x2y2
21. 2ab
x2y2b2x0
2. 过双曲线221(a>0,b>o)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2
abay0
(常数).
cax2y2
ant3. 若P为双曲线221(a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1, F 2是焦点, PF1F2, PF2F1,则
caab
(或
2
co
2
ca
tancot). ca22
x2y2
4. 设双曲线221(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记F1PF2,
ab
PF1F2,F1F2P,则有
sinc
e.
(sinsin)a
x2y2
5. 若双曲线221(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当1<e
1时,可在双曲线上求一点P,使得PF1是
ab
P到对应准线距离d与PF2的比例中项.
x2y2
6. P为双曲线221(a>0,b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为双曲线内一定点,则|AF2|2a|PA||PF1|,当且仅当A,F2,P三点
ab
共线且P和A,F2在y轴同侧时,等号成立.
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x2y222222
7. 双曲线221(a>0,b>0)与直线AxByC0有公共点的充要条件是AaBbC.
ab
x2y2
8. 已知双曲线221(b>a >0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且OPOQ.
ab
4a2b2a2b2111122
;(2)|OP|+|OQ|的最小值为2(1);(3)SOPQ的最小值是2.
ba2ba2|OP|2|OQ|2a2b2
x2y2|PF|e
. 9. 过双曲线221(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
ab|MN|2x2y2a2b2
10. 已知双曲线221(a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则x0或
abaa2b2
x0.
a
x2y22b2
11. 设P点是双曲线221(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记F.(2) 1||PF2|1PF2,则(1)|PF
1cosab
SPF1F2b2cot.
2
x2y2
12. 设A、B是双曲线221(a>0,b>0)的长轴两端点,P是双曲线上的一点,PAB, PBA,BPA,c、e分别是双
ab
2ab2|cos|
曲线的半焦距离心率,则有(1)|PA|2. 22
|accos|2a2b22
cot. (2) tantan1e.(3) SPAB2
2
bax2y2
13. 已知双曲线221(a>0,b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过双曲线右焦点F的直线与双曲线相交于A、B两点,点C在右准线l
ab
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上,且BCx轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 15. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点). 17. 双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项.
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圆锥曲线问题解题方法
圆锥曲线中的知识综合性较强,因而解题时就需要运用多种基础知识、采用多种数学手段来处理问题。熟记各种定义、基本公式、法则固然重要,但要做到迅速、准确解题,还须掌握一些方法和技巧。 一. 紧扣定义,灵活解题
灵活运用定义,方法往往直接又明了。
y2
1,P为双曲线上一点。 例1. 已知点A(3,2),F(2,0),双曲线x3
1
求|PA||PF|的最小值。
2
2
解析:如图所示,
双曲线离心率为2,F为右焦点,由第二定律知
1
|PF|即点P到准线距离。 2
|PA|
15
|PF||PA||PE|AM 22
二. 引入参数,简捷明快
参数的引入,尤如化学中的催化剂,能简化和加快问题的解决。 例2. 求共焦点F、共准线l的椭圆短轴端点的轨迹方程。
解:取如图所示的坐标系,设点F到准线l的距离为p(定值),椭圆中心坐标为M(t,0)(t为参数)
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b
,而ct c2
bpcpt
2
p
再设椭圆短轴端点坐标为P(x,y),则
xct
ybpt
2
消去t,得轨迹方程ypx
三. 数形结合,直观显示
将“数”与“形”两者结合起来,充分发挥“数”的严密性和“形”的直观性,以数促形,用形助数,结合使用,能使复杂问题简单化,抽象问题形象化。熟练的使用它,常能巧妙地解决许多貌似困难和麻烦的问题。 例3. 已知x,y
R,且满足方程x2y23(y0),又m
y3
,求m范围。 x3
解析:m
y322
的几何意义为,曲线xy3(y0)上的点与点(-3,-3)连线的斜率,如图所示 x3
第 10 页
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kPAmkPB
33 m
22
四. 应用平几,一目了然
用代数研究几何问题是解析几何的本质特征,因此,很多“解几”题中的一些图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解。
OQ|的值为________。 y24和直线ymx的交点为P、Q,则|OP||
解:OMP~OQN
OQ||OM||ON|5 |OP||
例4. 已知圆(x3)
五. 应用平面向量,简化解题
向量的坐标形式与解析几何有机融为一体,因此,平面向量成为解决解析几何知识的有力工具。
2
xyx2y2
1,直线l:1,P是l上一点,射线OP交椭圆于一点R,点Q在OP上且满足|OQ||例5. 已知椭圆:OP||OR|2,当点P在l上移动时,求点
1282416
Q的轨迹方程。
分析:考生见到此题基本上用的都是解析几何法,给解题带来了很大的难度,而如果用向量共线的条件便可简便地解出。
解:如图,OQ,OR,OP共线,设OROQ,OPOQ,OQ(x,y),则OR(x,y),OP(x,y)
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2|OQ||OP||OR|
22
2
|OQ||OQ|
2
点R在椭圆上,P点在直线l上
2x2
24
2y2
16
1,
x
12
y
8
1
x2y2xy 即
2416128
化简整理得点Q的轨迹方程为:
2(x1)2(y1)2
1(直线yx上方部分) 55323
六. 应用曲线系,事半功倍
利用曲线系解题,往往简捷明快,收到事半功倍之效。所以灵活运用曲线系是解析几何中重要的解题方法和技巧之一。 例6. 求经过两圆x
2
y26x40和x2y26y280的交点,且圆心在直线xy40上的圆的方程。
解:设所求圆的方程为:
x2y26x4(x2y26y28)0
(1)x2(1)y26x6y(284)0
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33
,),在直线xy40上 11
解得7
22
故所求的方程为xyx7y320
则圆心为(
七. 巧用点差,简捷易行
在圆锥曲线中求线段中点轨迹方程,往往采用点差法,此法比其它方法更简捷一些。
y2
1相交于两点P1、P2,求线段P1P2中点的轨迹方程。 例7. 过点A(2,1)的直线与双曲线x2
解:设P2(x2,y2),则 1(x1,y1),P
2
2y12
x1122
y2x2122
(x2x1)(x1x2)
1
2
-得
(y2y1)(y1y2)
2
y2y12(x1x2) 即
x2x1y1y2
设P1P2的中点为M(x0,y0),则
y2y12x0
kPP 12
x2x1y0y01
又kAM,而P1、A、M、P2共线
x02
y012x0
kPPkAM,即
12
x02y0
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P1P2中点M的轨迹方程是2x
2
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y24xy0
解析几何题怎么解
高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计30分左右, 考查的知识点约为20个左右. 其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查直线, 圆, 圆锥曲线, 参数方程和极坐标系中的基础知识. 解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 求解有时还要用到平几的基本知识,这点值得考生在复课时强化.
例1 已知点T是半圆O的直径AB上一点,AB=2、OT=t (0
(1)写出直线AB的方程; (2)计算出点P、Q的坐标; (3)证明:由点P发出的光线,经AB反射后,反射光线通过点Q. 讲解: 通过读图, 看出A,B点的坐标. (1 ) 显然A
'
‘
于是 直线AB 1,1t, B1,1t,
'
'
AA垂直且等于AT,使BB垂直且等于BT,AB交
的方程为ytx1;
x2y21,2t1t2
,); (2)由方程组解出P(0,1)、Q(22
1t1tytx1,
101
, kQT
0tt
1t2
01t21. 2tt(1t)t1t
(3)kPT
由直线PT的斜率和直线QT的斜率互为相反数知,由点P发出的光线经点T反射,反射光线通过点Q.
需要注意的是, Q点的坐标本质上是三角中的万能公式, 有趣吗?
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x2y2
例2 已知直线l与椭圆221(ab0)有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴分别交于R、S,求以线段SR为对角线的矩形ORPS的一个顶点P的轨迹方程.
ab
讲解:从直线l所处的位置, 设出直线l的方程,
由已知,直线l不过椭圆的四个顶点,所以设直线l的方程为ykxm(k0). 代入椭圆方程b2x2a2y2a2b2, 得 b2x2a2(k2x22kmxm2)a2b2. 化简后,得关于x的一元二次方程 (a2k2b2)x22ka2mxa2m2a2b20. 于是其判别式(2ka2m)24(a2k2b2)(a2m2a2b2)4a2b2(a2k2b2m2). 由已知,得△=0.即a2k2b2m2. ① 在直线方程
ykxm中,分别令y=0,x=0,求得R(
m
,0),S(0,m). k
myx,k,kx 令顶点P的坐标为(x,y), 由已知,得 解得
ym.my.
代入①式并整理,得 ab1, 即为所求顶点P的轨迹方程.
22
2
2
xy
方程ab1形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?
22
22
xy
x2y22 例3已知双曲线221的离心率e,过A(a,0),B(0,b)的直线到原点的距离是.
32ab
(1)求双曲线的方程; (2)已知直线
ykx5(k0)交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值.
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abab
dc23xy 讲解:∵(1)22,原点到直线AB:1的距离cababa3
b1,a.
2
故所求双曲线方程为 xy21.
3
3.2.
(2)把ykx5代入x23y23中消去y,整理得 设C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点是E(x0,y0),则 xx1x20
(13k2)x230kx780.
2
y115k51
y0kx05,kBE0. 22
13k13kx0k
x0ky0k0,即
.
15k5k2
k0,又k0,k7 22
13k13k
故所求k=±
为了求出k的值, 需要通过消元, 想法设法建构k的方程.
例4 已知椭圆C的中心在原点,焦点F1、F2在x轴上,点P为椭圆上的一个动点,且∠F1PF2的最大值为90°,直线l过左焦点F1与椭圆交于A、B两点,△ABF2的面积最大值为12.
(1)求椭圆C的离心率; (2)求椭圆C的方程. 讲解:(1)设|PF1|r1,|PF2
|r2,|F1F2|2c, 对PF1F2, 由余弦定理, 得
2r11r224c2(r1r2)22r1r24c24a24c24a24c2
cosF1PF21112e0,
rr2r1r22r1r22r1r2
2(12)2
2
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2 .2
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解出 e
(2)考虑直线l的斜率的存在性,可分两种情况: i) 当k存在时,设l的方程为 椭圆方程为
yk(xc)„„„„„„①
x2y22222
21,A(x1,y1),B(x2,y2) 由e2. 得 a2c,bc. 2ab2
于是椭圆方程可转化为 将①代入②,消去
x22y22c20„„„„„„②
y得 x22k2(xc)22c20,
整理为x的一元二次方程,得 (12k2)x24ck2x2c2(k21)0.
22
22ck则x1、x2是上述方程的两根.且|x2x1|,|AB|k2
|xx|2c(1k),
21
12k2122
也可这样求解:
AB边上的高h|FF|sinBFF2c|k|,
1212
1k2
S|F1F2||y1y2|
2
11k2|k|S22c()2c 22212kk c|k||x1x2|
.2
ii) 当k不存在时,把直线xc代入椭圆方程得y
,|AB|,S2 2由①②知S的最大值为
2c2 由题意得c2=12 所以c26b2 a22
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故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:
x22
y262
1.
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下面给出本题的另一解法,请读者比较二者的优劣: 设过左焦点的直线方程为:x
myc„„„„①
(这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.)
22
椭圆的方程为:xy1,A(x,y),B(x,y)
112222
ab
由e
2得:2
a2c2,b2c2,于是椭圆方程可化为:x22y22c20„„② .
2
把①代入②并整理得:(m22)y22mcyc20 于是y1,y2是上述方程的两根
.
|AB|y2y1|
AB边上的高h
m
2
4m2c24c2(m22)
m2222c(1m2),
m22
2cm2
,
2
1m22从而S1|AB|h122c(1m)2c22c2
22m22(m2)222cm2
1
m21
2m1
2
2c2.
当且仅当m=0取等号,即Smax
2c2.
由题意知c212, 于是 b2c262,a22. 故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:
x2122
y262
1.
x2y2
例5 已知直线yx1与椭圆221(ab0)相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线l:x2y0上.(1)求此椭圆的离心率;
ab
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(2 )若椭圆的右焦点关于直线l的对称点的在圆x
2
y24上,求此椭圆的方程.
yx1,
讲解:(1)设A、B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2).则由x2 得 y2
221
ba(a2b2)x22a2xa2a2b20,
根据韦达定理,得
2a22b2
x1x22,y1y2(x1x2)22, 22
abab
).
a2b2
∴线段AB的中点坐标为(2,
ab2a2b2
2a22b2222222
由已知得2,故椭圆的离心率为e0,a2b2(ac)a2c
2ab2a2b2
(2)由(1)知b
.
c,从而椭圆的右焦点坐标为F(b,0), 设F(b,0)关于直线l:x2y0的对称点为(x0,y0),则
y001xby
1且0200,解得
x0b222
34
x0b且y0b
55
由已知得
3242x2y22
xy4,(b)(b)4,b4,故所求的椭圆方程为1 .
5584
2
20
例6 已知⊙M:x
2
(y2)21,Q是x轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,
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(1)如果|AB|
423
,求直线MQ的方程;(2)求动弦AB的中点P的轨迹方程.
讲解:(1)由|AB|
423
,可得
|MP||MA|2(
Rt△MOQ中,
|AB|22221
)2(),233
由射影定理,得
|MB|2|MP||MQ|,得|MQ|3, 在
|OQ||MQ|2|MO|23222,故a或a5,
所以直线AB方程是2x
5y20或2x5y20;
2y2
,(*) ax
(2)连接MB,MQ,设P(x,y),Q(a,0),由点M,P,Q在一直线上,得
2
由射影定理得|MB|
|MP||MQ|,即x2(y2)2a241,(**)
71
y2,可得x2(y)2(y2).
416
把(*)及(**)消去a,并注意到
适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.
例7 如图,在Rt△ABC中,∠CBA=90°,AB=2,AC=(1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程;
2
2
。DO⊥AB于O点,OA=OB,DO=2,曲线E过C点,动点P在E上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变.
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(2)过D点的直线L与曲线E相交于不同的两点M、N且M在D、N之间,设DMDN,试确定实数的取值范围. 讲解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示∵| PA |+| PB |=| CA |+| CB |
轨迹是椭圆∵ab1,c1∴曲线E的方程是 x22y21 . (2)设直线L的方程为 ykx2, 代入曲线E的方程x22y22,得
(x1,y1),N(x2,y2), 则
① (8k)24(2k1)60,
xx8k,
122k21 ②
6
x1x22k21.③
i) L与y轴重合时,|DM|
|DN|1
3
ii) L与y轴不重合时, 由①得 k23DMxDxMx
2. 又∵DNx1,
DxNx2
∵x2x10, 或 x2x10,∴0<<1 ,
y=222(2)22222∴动点P的(2k21)x28kx60设M1
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(xx2)2(x1x2)2x1x264k2321∴ 22∵21xx6(2k1)x1x2x2x1123(22)k
而k231, ∴63(22)8.∴ 42k323(21)2k16116, ∴ 42, 33
01,11012,2,3
110,3111.∴的取值范围是,1 . 33
值得读者注意的是,直线L与y轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕.
例8 直线l过抛物线
(1)求证:4x1x2y22px(p0)的焦点,且与抛物线相交于A(x1,y1)和B(x2,y2)两点. p2;(2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD,直线l不是CD的垂直平分线.
2 讲解: (1)易求得抛物线的焦点F(P,0). 若l⊥x轴,则l的方程为xP,显然xxP.若l不垂直于x轴,可设yk(xP),代入抛物线方程整理得122242
2PP2P2. 综上可知 xP(12)x0,则x1x244k24x1x2p2.
22p4p2222(2)设C(c,c),D(d,d)且cd,则CD的垂直平分线l的方程为ycdcd(xcd)
2p2p
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22 升学助考一网通 假设l过F,则0cdcd(pcd)整理得 (cd)(2p2c2d2)0 p0 22p24p
22p2c2d20,cd0. 这时l的方程为y=0,从而l与抛物线y2px只相交于原点. 而l与抛物线有两个不同的交点,因此l与l不重合,l不是CD的垂直
平分线.
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圆锥曲线
椭 圆
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切. 5. 6. 7. 8.
x0xy0yx2y2
21. 1若P在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是(x,y)P0000
a2ba2b2
x0xy0yx2y2
21. 1若P在椭圆外 ,则过Po作椭圆的两条切线切点为P、P,则切点弦PP的直线方程是(x,y)1212000222
abab
x2y22
Sbtan椭圆221 (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一点F,则椭圆的焦点角形的面积为. PFFPF1212
2ab
x2y2
椭圆221(a>b>0)的焦半径公式:
ab
|MF1|aex0,|MF2|aex0(F1(c,0) , F2(c,0)M(x0,y0)).
9. 设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交 P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF
⊥NF.
10. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
x2y2b2
11. AB是椭圆221的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则kOMkAB2,
aab
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即KAB
b2x0
2。
ay0
双曲线
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的内角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P在右支;外切:P在左支) 5. 6. 7.
8.
x0xy0yx2y2
21. 1若P在双曲线(a>0,b>0)上,则过的双曲线的切线方程是(x,y)P0000222
abab
x0xy0yx2y2
21. 1若P在双曲线(a>0,b>0)外 ,则过Po作双曲线的两条切线切点为P、P,则切点弦PP的直线方程是(x,y)1212000
a2ba2b2
x2y2
双曲线221(a>0,b>o)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为双曲线上任意一点F1PF2,则双曲线的焦点角形的面积为
ab
SF1PF2b2cot.
2
x2y2
双曲线221(a>0,b>o)的焦半径公式:(F1(c,0) , F2(c,0)
ab
当M(x0,y0)在右支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a.
当M(x0,y0)在左支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a
9. 设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交 P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应于焦点F的双曲线准线于M、N
两点,则MF⊥NF.
10. 过双曲线一个焦点F的直线与双曲线交于两点P、Q, A1、A2为双曲线实轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
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b2x0b2x0x2y2
11. AB是双曲线221(a>0,b>0)的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则KOMKAB2,即KAB2。
abay0ay0
x0xy0yx02y02x2y2
222. 12. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则被Po所平分的中点弦的方程是a2babab
x2y2x2y2x0xy0y
2. 13. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是22
aba2bab
椭圆与双曲线的对偶性质--
椭 圆
x2y2x2y2
1. 椭圆221(a>b>o)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交椭圆于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是221.
ababx2y2b2x0
2. 过椭圆221 (a>0, b>0)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2(常数).
abay0acx2y2
tancot. 3. 若P为椭圆221(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1, F 2是焦点, PF1F2, PF2F1,则
ac22ab
x2y2
4. 设椭圆221(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记F1PF2,
ab
PF1F2,F1F2P,则有
sinc
e.
sinsina
x2y2
5. 若椭圆221(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0<e
1时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准
ab
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线距离d与PF2的比例中项.
x2y2
6. P为椭圆221(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则2a|AF2||PA||PF1|2a|AF1|,当且仅当A,F2,P三
ab
点共线时,等号成立.
(xx0)2(yy0)222222
1AxByC07. 椭圆与直线有公共点的充要条件是. AaBb(AxByC)0022
abx2y21111
2;(2)|OP|2+|OQ|2的8. 已知椭圆221(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且OPOQ.(1)222
ab|OP||OQ|ab
4a2b2a2b2
最大值为2;(3)SOPQ的最小值是2.
ab2ab2x2y2|PF|e
. 9. 过椭圆221(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
ab|MN|2
x2y2a2b2a2b2
x010. 已知椭圆221( a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则. aaabx2y22b2
11. 设P点是椭圆221( a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记F.(2) 1||PF2|1PF2,则(1)|PF
1cosab2
x2y2
12. 设A、B是椭圆221( a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,PAB, PBA,BPA,c、e分别是椭圆的半焦距
ab
2a2b22ab2|cos|2
cot. 离心率,则有(1)|PA|2.(2) tantan1e.(3) SPAB2
222
baaccos
SPF1F2b2tan
.
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x2y2
13. 已知椭圆221( a>b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BCx
ab
轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 15. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.) 17. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.
椭圆与双曲线的对偶性质--
双曲线
x2y2
1. 双曲线221(a>0,b>0)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交双曲线于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是
ab
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x2y2
21. 2ab
x2y2b2x0
2. 过双曲线221(a>0,b>o)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2
abay0
(常数).
cax2y2
ant3. 若P为双曲线221(a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1, F 2是焦点, PF1F2, PF2F1,则
caab
(或
2
co
2
ca
tancot). ca22
x2y2
4. 设双曲线221(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记F1PF2,
ab
PF1F2,F1F2P,则有
sinc
e.
(sinsin)a
x2y2
5. 若双曲线221(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当1<e
1时,可在双曲线上求一点P,使得PF1是
ab
P到对应准线距离d与PF2的比例中项.
x2y2
6. P为双曲线221(a>0,b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为双曲线内一定点,则|AF2|2a|PA||PF1|,当且仅当A,F2,P三点
ab
共线且P和A,F2在y轴同侧时,等号成立.
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x2y222222
7. 双曲线221(a>0,b>0)与直线AxByC0有公共点的充要条件是AaBbC.
ab
x2y2
8. 已知双曲线221(b>a >0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且OPOQ.
ab
4a2b2a2b2111122
;(2)|OP|+|OQ|的最小值为2(1);(3)SOPQ的最小值是2.
ba2ba2|OP|2|OQ|2a2b2
x2y2|PF|e
. 9. 过双曲线221(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
ab|MN|2x2y2a2b2
10. 已知双曲线221(a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则x0或
abaa2b2
x0.
a
x2y22b2
11. 设P点是双曲线221(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记F.(2) 1||PF2|1PF2,则(1)|PF
1cosab
SPF1F2b2cot.
2
x2y2
12. 设A、B是双曲线221(a>0,b>0)的长轴两端点,P是双曲线上的一点,PAB, PBA,BPA,c、e分别是双
ab
2ab2|cos|
曲线的半焦距离心率,则有(1)|PA|2. 22
|accos|2a2b22
cot. (2) tantan1e.(3) SPAB2
2
bax2y2
13. 已知双曲线221(a>0,b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过双曲线右焦点F的直线与双曲线相交于A、B两点,点C在右准线l
ab
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上,且BCx轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 15. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点). 17. 双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项.
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圆锥曲线问题解题方法
圆锥曲线中的知识综合性较强,因而解题时就需要运用多种基础知识、采用多种数学手段来处理问题。熟记各种定义、基本公式、法则固然重要,但要做到迅速、准确解题,还须掌握一些方法和技巧。 一. 紧扣定义,灵活解题
灵活运用定义,方法往往直接又明了。
y2
1,P为双曲线上一点。 例1. 已知点A(3,2),F(2,0),双曲线x3
1
求|PA||PF|的最小值。
2
2
解析:如图所示,
双曲线离心率为2,F为右焦点,由第二定律知
1
|PF|即点P到准线距离。 2
|PA|
15
|PF||PA||PE|AM 22
二. 引入参数,简捷明快
参数的引入,尤如化学中的催化剂,能简化和加快问题的解决。 例2. 求共焦点F、共准线l的椭圆短轴端点的轨迹方程。
解:取如图所示的坐标系,设点F到准线l的距离为p(定值),椭圆中心坐标为M(t,0)(t为参数)
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b
,而ct c2
bpcpt
2
p
再设椭圆短轴端点坐标为P(x,y),则
xct
ybpt
2
消去t,得轨迹方程ypx
三. 数形结合,直观显示
将“数”与“形”两者结合起来,充分发挥“数”的严密性和“形”的直观性,以数促形,用形助数,结合使用,能使复杂问题简单化,抽象问题形象化。熟练的使用它,常能巧妙地解决许多貌似困难和麻烦的问题。 例3. 已知x,y
R,且满足方程x2y23(y0),又m
y3
,求m范围。 x3
解析:m
y322
的几何意义为,曲线xy3(y0)上的点与点(-3,-3)连线的斜率,如图所示 x3
第 10 页
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kPAmkPB
33 m
22
四. 应用平几,一目了然
用代数研究几何问题是解析几何的本质特征,因此,很多“解几”题中的一些图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解。
OQ|的值为________。 y24和直线ymx的交点为P、Q,则|OP||
解:OMP~OQN
OQ||OM||ON|5 |OP||
例4. 已知圆(x3)
五. 应用平面向量,简化解题
向量的坐标形式与解析几何有机融为一体,因此,平面向量成为解决解析几何知识的有力工具。
2
xyx2y2
1,直线l:1,P是l上一点,射线OP交椭圆于一点R,点Q在OP上且满足|OQ||例5. 已知椭圆:OP||OR|2,当点P在l上移动时,求点
1282416
Q的轨迹方程。
分析:考生见到此题基本上用的都是解析几何法,给解题带来了很大的难度,而如果用向量共线的条件便可简便地解出。
解:如图,OQ,OR,OP共线,设OROQ,OPOQ,OQ(x,y),则OR(x,y),OP(x,y)
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2|OQ||OP||OR|
22
2
|OQ||OQ|
2
点R在椭圆上,P点在直线l上
2x2
24
2y2
16
1,
x
12
y
8
1
x2y2xy 即
2416128
化简整理得点Q的轨迹方程为:
2(x1)2(y1)2
1(直线yx上方部分) 55323
六. 应用曲线系,事半功倍
利用曲线系解题,往往简捷明快,收到事半功倍之效。所以灵活运用曲线系是解析几何中重要的解题方法和技巧之一。 例6. 求经过两圆x
2
y26x40和x2y26y280的交点,且圆心在直线xy40上的圆的方程。
解:设所求圆的方程为:
x2y26x4(x2y26y28)0
(1)x2(1)y26x6y(284)0
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33
,),在直线xy40上 11
解得7
22
故所求的方程为xyx7y320
则圆心为(
七. 巧用点差,简捷易行
在圆锥曲线中求线段中点轨迹方程,往往采用点差法,此法比其它方法更简捷一些。
y2
1相交于两点P1、P2,求线段P1P2中点的轨迹方程。 例7. 过点A(2,1)的直线与双曲线x2
解:设P2(x2,y2),则 1(x1,y1),P
2
2y12
x1122
y2x2122
(x2x1)(x1x2)
1
2
-得
(y2y1)(y1y2)
2
y2y12(x1x2) 即
x2x1y1y2
设P1P2的中点为M(x0,y0),则
y2y12x0
kPP 12
x2x1y0y01
又kAM,而P1、A、M、P2共线
x02
y012x0
kPPkAM,即
12
x02y0
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P1P2中点M的轨迹方程是2x
2
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y24xy0
解析几何题怎么解
高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计30分左右, 考查的知识点约为20个左右. 其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查直线, 圆, 圆锥曲线, 参数方程和极坐标系中的基础知识. 解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 求解有时还要用到平几的基本知识,这点值得考生在复课时强化.
例1 已知点T是半圆O的直径AB上一点,AB=2、OT=t (0
(1)写出直线AB的方程; (2)计算出点P、Q的坐标; (3)证明:由点P发出的光线,经AB反射后,反射光线通过点Q. 讲解: 通过读图, 看出A,B点的坐标. (1 ) 显然A
'
‘
于是 直线AB 1,1t, B1,1t,
'
'
AA垂直且等于AT,使BB垂直且等于BT,AB交
的方程为ytx1;
x2y21,2t1t2
,); (2)由方程组解出P(0,1)、Q(22
1t1tytx1,
101
, kQT
0tt
1t2
01t21. 2tt(1t)t1t
(3)kPT
由直线PT的斜率和直线QT的斜率互为相反数知,由点P发出的光线经点T反射,反射光线通过点Q.
需要注意的是, Q点的坐标本质上是三角中的万能公式, 有趣吗?
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x2y2
例2 已知直线l与椭圆221(ab0)有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴分别交于R、S,求以线段SR为对角线的矩形ORPS的一个顶点P的轨迹方程.
ab
讲解:从直线l所处的位置, 设出直线l的方程,
由已知,直线l不过椭圆的四个顶点,所以设直线l的方程为ykxm(k0). 代入椭圆方程b2x2a2y2a2b2, 得 b2x2a2(k2x22kmxm2)a2b2. 化简后,得关于x的一元二次方程 (a2k2b2)x22ka2mxa2m2a2b20. 于是其判别式(2ka2m)24(a2k2b2)(a2m2a2b2)4a2b2(a2k2b2m2). 由已知,得△=0.即a2k2b2m2. ① 在直线方程
ykxm中,分别令y=0,x=0,求得R(
m
,0),S(0,m). k
myx,k,kx 令顶点P的坐标为(x,y), 由已知,得 解得
ym.my.
代入①式并整理,得 ab1, 即为所求顶点P的轨迹方程.
22
2
2
xy
方程ab1形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?
22
22
xy
x2y22 例3已知双曲线221的离心率e,过A(a,0),B(0,b)的直线到原点的距离是.
32ab
(1)求双曲线的方程; (2)已知直线
ykx5(k0)交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值.
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abab
dc23xy 讲解:∵(1)22,原点到直线AB:1的距离cababa3
b1,a.
2
故所求双曲线方程为 xy21.
3
3.2.
(2)把ykx5代入x23y23中消去y,整理得 设C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点是E(x0,y0),则 xx1x20
(13k2)x230kx780.
2
y115k51
y0kx05,kBE0. 22
13k13kx0k
x0ky0k0,即
.
15k5k2
k0,又k0,k7 22
13k13k
故所求k=±
为了求出k的值, 需要通过消元, 想法设法建构k的方程.
例4 已知椭圆C的中心在原点,焦点F1、F2在x轴上,点P为椭圆上的一个动点,且∠F1PF2的最大值为90°,直线l过左焦点F1与椭圆交于A、B两点,△ABF2的面积最大值为12.
(1)求椭圆C的离心率; (2)求椭圆C的方程. 讲解:(1)设|PF1|r1,|PF2
|r2,|F1F2|2c, 对PF1F2, 由余弦定理, 得
2r11r224c2(r1r2)22r1r24c24a24c24a24c2
cosF1PF21112e0,
rr2r1r22r1r22r1r2
2(12)2
2
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2 .2
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解出 e
(2)考虑直线l的斜率的存在性,可分两种情况: i) 当k存在时,设l的方程为 椭圆方程为
yk(xc)„„„„„„①
x2y22222
21,A(x1,y1),B(x2,y2) 由e2. 得 a2c,bc. 2ab2
于是椭圆方程可转化为 将①代入②,消去
x22y22c20„„„„„„②
y得 x22k2(xc)22c20,
整理为x的一元二次方程,得 (12k2)x24ck2x2c2(k21)0.
22
22ck则x1、x2是上述方程的两根.且|x2x1|,|AB|k2
|xx|2c(1k),
21
12k2122
也可这样求解:
AB边上的高h|FF|sinBFF2c|k|,
1212
1k2
S|F1F2||y1y2|
2
11k2|k|S22c()2c 22212kk c|k||x1x2|
.2
ii) 当k不存在时,把直线xc代入椭圆方程得y
,|AB|,S2 2由①②知S的最大值为
2c2 由题意得c2=12 所以c26b2 a22
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故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:
x22
y262
1.
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下面给出本题的另一解法,请读者比较二者的优劣: 设过左焦点的直线方程为:x
myc„„„„①
(这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.)
22
椭圆的方程为:xy1,A(x,y),B(x,y)
112222
ab
由e
2得:2
a2c2,b2c2,于是椭圆方程可化为:x22y22c20„„② .
2
把①代入②并整理得:(m22)y22mcyc20 于是y1,y2是上述方程的两根
.
|AB|y2y1|
AB边上的高h
m
2
4m2c24c2(m22)
m2222c(1m2),
m22
2cm2
,
2
1m22从而S1|AB|h122c(1m)2c22c2
22m22(m2)222cm2
1
m21
2m1
2
2c2.
当且仅当m=0取等号,即Smax
2c2.
由题意知c212, 于是 b2c262,a22. 故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:
x2122
y262
1.
x2y2
例5 已知直线yx1与椭圆221(ab0)相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线l:x2y0上.(1)求此椭圆的离心率;
ab
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(2 )若椭圆的右焦点关于直线l的对称点的在圆x
2
y24上,求此椭圆的方程.
yx1,
讲解:(1)设A、B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2).则由x2 得 y2
221
ba(a2b2)x22a2xa2a2b20,
根据韦达定理,得
2a22b2
x1x22,y1y2(x1x2)22, 22
abab
).
a2b2
∴线段AB的中点坐标为(2,
ab2a2b2
2a22b2222222
由已知得2,故椭圆的离心率为e0,a2b2(ac)a2c
2ab2a2b2
(2)由(1)知b
.
c,从而椭圆的右焦点坐标为F(b,0), 设F(b,0)关于直线l:x2y0的对称点为(x0,y0),则
y001xby
1且0200,解得
x0b222
34
x0b且y0b
55
由已知得
3242x2y22
xy4,(b)(b)4,b4,故所求的椭圆方程为1 .
5584
2
20
例6 已知⊙M:x
2
(y2)21,Q是x轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,
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(1)如果|AB|
423
,求直线MQ的方程;(2)求动弦AB的中点P的轨迹方程.
讲解:(1)由|AB|
423
,可得
|MP||MA|2(
Rt△MOQ中,
|AB|22221
)2(),233
由射影定理,得
|MB|2|MP||MQ|,得|MQ|3, 在
|OQ||MQ|2|MO|23222,故a或a5,
所以直线AB方程是2x
5y20或2x5y20;
2y2
,(*) ax
(2)连接MB,MQ,设P(x,y),Q(a,0),由点M,P,Q在一直线上,得
2
由射影定理得|MB|
|MP||MQ|,即x2(y2)2a241,(**)
71
y2,可得x2(y)2(y2).
416
把(*)及(**)消去a,并注意到
适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.
例7 如图,在Rt△ABC中,∠CBA=90°,AB=2,AC=(1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程;
2
2
。DO⊥AB于O点,OA=OB,DO=2,曲线E过C点,动点P在E上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变.
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(2)过D点的直线L与曲线E相交于不同的两点M、N且M在D、N之间,设DMDN,试确定实数的取值范围. 讲解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示∵| PA |+| PB |=| CA |+| CB |
轨迹是椭圆∵ab1,c1∴曲线E的方程是 x22y21 . (2)设直线L的方程为 ykx2, 代入曲线E的方程x22y22,得
(x1,y1),N(x2,y2), 则
① (8k)24(2k1)60,
xx8k,
122k21 ②
6
x1x22k21.③
i) L与y轴重合时,|DM|
|DN|1
3
ii) L与y轴不重合时, 由①得 k23DMxDxMx
2. 又∵DNx1,
DxNx2
∵x2x10, 或 x2x10,∴0<<1 ,
y=222(2)22222∴动点P的(2k21)x28kx60设M1
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(xx2)2(x1x2)2x1x264k2321∴ 22∵21xx6(2k1)x1x2x2x1123(22)k
而k231, ∴63(22)8.∴ 42k323(21)2k16116, ∴ 42, 33
01,11012,2,3
110,3111.∴的取值范围是,1 . 33
值得读者注意的是,直线L与y轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕.
例8 直线l过抛物线
(1)求证:4x1x2y22px(p0)的焦点,且与抛物线相交于A(x1,y1)和B(x2,y2)两点. p2;(2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD,直线l不是CD的垂直平分线.
2 讲解: (1)易求得抛物线的焦点F(P,0). 若l⊥x轴,则l的方程为xP,显然xxP.若l不垂直于x轴,可设yk(xP),代入抛物线方程整理得122242
2PP2P2. 综上可知 xP(12)x0,则x1x244k24x1x2p2.
22p4p2222(2)设C(c,c),D(d,d)且cd,则CD的垂直平分线l的方程为ycdcd(xcd)
2p2p
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22 升学助考一网通 假设l过F,则0cdcd(pcd)整理得 (cd)(2p2c2d2)0 p0 22p24p
22p2c2d20,cd0. 这时l的方程为y=0,从而l与抛物线y2px只相交于原点. 而l与抛物线有两个不同的交点,因此l与l不重合,l不是CD的垂直
平分线.