2021年山东省高考数学重难点热点复习:圆锥曲线
1.已知椭圆C :x 2
a +y 2
b =1(a >b >0)过点(1,√72),且离心率e =√32.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)已知斜率为12的直线l 与椭圆C 交于两个不同点A ,B ,点P 的坐标为(2,1),设直线P A 与PB 的倾斜角分别为α,β,证明:α+β=π.
【解答】解:(1)由题意得{ 1a 2+74b 2
=1,e =√1−b 2a 2=√32,
解得a 2=8,b 2=2,
所以椭圆的方程为C :x 28+y 22
=1. (2)证明:设直线l :y =−12x +m ,
由{y =12x +m ,x 28+y 22=1,消去y 得x 2+2mx +2m 2﹣4=0,△=4m 2﹣8m 2+16>0, 解得﹣2<m <2.
设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),
则x 1+x 2=−2m ,x 1⋅x 2=2m 2−4,
由题意,易知P A 与PB 的斜率存在,所以α,β≠π2.
设直线P A 与PB 的斜率分别为k 1,k 2,
则tan α=k 1,tan β=k 2,
要证α+β=π,即证tan α=tan (π﹣B )=﹣tan β,
只需证k 1+k 2=0,
∵k 1=y 1−1x 1−2,k 1=y 2−1x 2−2
, 故k 1+k 2=y 1−1x 1−2+y 2−1
x 2−2=(y 1−1)(x 2−2)+(y 2−1)(x 1−2)(x 1−2)(x 2−2), 又y 1=12x 1+m ,y 2=12x 2+m ,
所以(y 1−1)(x 2−2)+(y 2−1)(x 1−2)=(12x 1+m −1)(x 2−2)+(12x 2+m −1)(x 1−2)=x 1⋅x 2+(m −2)(x 1+x 2)−4(m −1)=2m 2−4+(m −2)(−2m)−
4(m −1)=0,
∴k 1+k 2=0,
故 α+β=π.
2.已知离心率为12的椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(−1,−32),直线l :y =kx +m 与椭圆C 交于M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)两点,其中x 1,x 2≠±a .
(1)求椭圆C 的方程;
(2)若A (﹣a ,0),且AM ⊥AN ,探究:直线l 是否过定点;若是,请求出定点的坐标,若不是,请说明理由.
【解答】解:(1)依题意,{ c a =121a 2+94b 2=1a 2=b 2+c
2,解得{a =2b =√3c =1, ∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1;
(2)由(1)可知A (﹣2,0),联立{y =kx +m
x 24+y 23=1可得,(3+4k 2)x 2+8mkx +4(m 2﹣3)=0,
则△=(8mk )2﹣4(3+4k 2)(4m 2﹣12)=16(12k 2﹣3m 2+9)>0,即3+4k 2﹣m 2>0, ∴x 1+x 2=−8mk
3+4k 2,x 1x 2=4(m 2−3)
3+4k 2,
又y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+mk(x 1+x 2)+m 2=
3m 2−12k 23+4k 2, ∵AM ⊥AN ,即AM →⋅AN →=0,
∴(x 1+2,y 1)•
(x 2+2,y 2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+y 1y 2=0, ∴4m 2−12
3+4k +2×−8mk
3+4k +4+3m 2−12k 2
3+4k =0,
∴7m 2﹣16mk +4k 2=0,
∴m =2k 或m =27k ,且均满足3+4k 2﹣m 2>0,
当m =2k 时,直线l 的方程为y =k (x +2),直线恒过(﹣2,0),舍去;
当m =27k 时,直线l 的方程为y =k(x +27),直线恒过(−27,0);
综上,直线过定点(−27,0).
3.已知动圆C 的圆心为点C ,圆C 过点P (3,0)且与被直线x =1截得弦长为4√2.不过。