高考圆锥曲线的常见题型 典型例题题型一:定义的应用例1、动圆M 与圆C 1:(x+1)2+y 2=36内切,与圆C 2:(x-1)2+y 2=4外切,求圆心M 的轨迹方程。
例2、方程表示的曲线是题型二:圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): 1、椭圆:由,分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
2、双曲线:由,项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;3、抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。
典型例题 例1、已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是 例2、k 为何值时,方程15922=---ky k x 的曲线:(1)是椭圆;(2)是双曲线.题型三:圆锥曲线焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题1、椭圆焦点三角形面积2tan2αb S = ;双曲线焦点三角形面积2cot2αb S =2、常利用第一定义和正弦、余弦定理求解3、22,,,n m mn n m n m +-+四者的关系在圆锥曲线中的应用; 典型例题例1、 椭圆x a yba b 222210+=>>()上一点P 与两个焦点F F 12,的张角∠F P F 12=α, 求证:△F 1PF 2的面积为b 22tan α。
例2、已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且,.求该双曲线的标准方程题型四:圆锥曲线中离心率,渐近线的求法1、a,b,c 三者知道任意两个或三个的相等关系式,可求离心率,渐进线的值;2、a,b,c 三者知道任意两个或三个的不等关系式,可求离心率,渐进线的范围;3、注重数形结合思想不等式解法; 典型例题 例1、已知1F 、2F 是双曲线12222=-by a x (0,0>>b a )的两焦点,以线段21F F 为边作正三角形21F MF ,若边1MF 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是例2、 双曲线22221x y a b==(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2,若P 为其上一点,且|PF 1|=2|PF 2|,则双曲线离心率的取值范围为 例3、椭圆G :22221(0)x y a b a b+=>>的两焦点为12(,0),(,0)F c F c -,椭圆上存在点M 使120FM F M ⋅=u u u u v u u u u v. 求椭圆离心率e 的取值范围; 例4、已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60︒的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是题型五:点、直线与圆锥的位置关系判断 1、点与椭圆的位置关系点在椭圆内⇔12222<+b y a x ;点在椭圆上⇔12222=+b y a x ;点在椭圆外⇔12222>+by a x ;2、直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题:∆>0⇔相交∆=0⇔相切 (需要注意二次项系数为0的情况)∆<0⇔相离3、弦长公式:=AB )(11212212x x k x x k -+=-+ak ∆+=21 =AB )(1111212212y y k y y k -+=-+ak ∆+=2114、圆锥曲线的中点弦问题: 1、韦达定理: 2、点差法:(1)带点进圆锥曲线方程,做差化简 (2)得到中点坐标比值与直线斜率的等式关系 典型例题例1、双曲线x 2-4y 2=4的弦AB 被点M (3,-1)平分,求直线AB 的方程.例2、已知中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆与直线L:x+y=1交于A,B两点,C是AB的中点,若|AB|=22,O为坐标原点,OC的斜率为2/2,求椭圆的方程。
题型六:动点轨迹方程:1、求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围;2、求轨迹方程的常用方法:(1)直接法:直接利用条件建立之间的关系;例1、已知动点P到定点F(1,0)和直线的距离之和等于4,求P的轨迹方程.(2)待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。
例2、如线段AB过x轴正半轴上一点M(m,0),端点A、B到x轴距离之积为2m,以x轴为对称轴,过A、O、B三点作抛物线,则此抛物线方程为(3)定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;例3、由动点P向圆作两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=600,则动点P的轨迹方程为例4、点M与点F(4,0)的距离比它到直线的距离小于1,则点M的轨迹方程是_______例5、一动圆与两圆⊙M:和⊙N:都外切,则动圆圆心的轨迹为(4)代入转移法:动点依赖于另一动点的变化而变化,并且又在某已知曲线上,则可先用的代数式表示,再将代入已知曲线得要求的轨迹方程:例6、如动点P是抛物线上任一点,定点为,点M 分所成的比为2,则M的轨迹方程为__________(5)参数法:当动点坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。
例7、过抛物线的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,则弦AB 的中点M 的轨迹方程是 直线与圆锥曲线的常规解题方法总结:一、设直线与方程;(提醒:①设直线时分斜率存在与不存在;②设为y=kx+b 与x=my+n 的区别)二、设交点坐标;(提醒:之所以要设是因为不去求出它,即“设而不求”) 三、联立方程组;四、消元韦达定理;(提醒:抛物线时经常是把抛物线方程代入直线方程反而简单)五、根据条件重转化;常有以下类型:①“以弦AB 为直径的圆过点0”(提醒:需讨论K 是否存在)⇔OA OB ⊥ ⇔121K K •=- ⇔0OA OB •=u u u r u u u r⇔ 12120x x y y +=②“点在圆内、圆上、圆外问题”⇔“直角、锐角、钝角问题” ⇔“向量的数量积大于、等于、小于0问题” ⇔1212x x y y +>0;③“等角、角平分、角互补问题” ⇔斜率关系(120K K +=或12K K =);④“共线问题”(如:AQ QB λ=u u u r u u u r ⇔数的角度:坐标表示法;形的角度:距离转化法);(如:A 、O 、B 三点共线⇔直线OA 与OB 斜率相等);⑤“点、线对称问题”⇔坐标与斜率关系;⑥“弦长、面积问题”⇔坐标与弦长公式问题(提醒:注意两个面积公式的合理选择);六、化简与计算;七、细节问题不忽略:①判别式是否已经考虑;②抛物线问题中二次项系数是否会出现0.直线与圆锥曲线的基本解题思想总结:1、“常规求值”问题:需要找等式,“求范围”问题需要找不等式;2、“是否存在”问题:当作存在去求,若不存在则计算时自然会无解;3、证明定值问题的方法:⑴常把变动的元素用参数表示出来,然后证明计算结果与参数无关;⑵也可先在特殊条件下求出定值,再给出一般的证明。
4、处理定点问题的方法:⑴常把方程中参数的同次项集在一起,并令各项的系数为零,求出定点;⑵也可先取参数的特殊值探求定点,然后给出证明5、求最值问题时:将对象表示为变量的函数,几何法、配方法(转化为二次函数的最值)、三角代换法(转化为三角函数的最值)、利用切线的方法、利用均值不等式的方法等再解决;6、转化思想:有些题思路易成,但难以实施。
这就要优化方法,才能使计算具有可行性,关键是积累“转化”的经验;7、思路问题:大多数问题只要忠实、准确地将题目每个条件和要求表达出来,即可自然而然产生思路。
典例1、已知点()0,1F ,直线l :1y =-,P 为平面上的动点,过点P作直线l 的垂线,垂足为Q ,且QP QF FP FQ =u u u r u u u r u u u r u u u r g g .(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)已知圆M 过定点()0,2D ,圆心M 在轨迹C 上运动,且圆M 与x 轴交于A 、B 两点,设1DA l =,2DB l =,求1221l l l l +的最大值.例2、如图半圆,AB 为半圆直径,O 为半圆圆心,且OD ⊥AB ,Q 为线段OD 的中点,已知|AB |=4,曲线C 过Q 点,动点P 在曲线C 上运动且保持|PA |+|PB |的值不变.(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C 的方程;(2)过D 点的直线l 与曲线C 相交于不同的两点M 、N ,且M 在D 、N 之间,设DNDM =λ,求λ的取值范围.例3、设1F 、2F 分别是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左右焦点。
(1)设椭圆C 上点3(3,)2到点1F 、2F 距离和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标;(2)设K 是(1)中所得椭圆上的动点,求线段1KF 的中点B 的轨迹方程;(3)设点P 是椭圆C 上的任意一点,过原点的直线L 与椭圆相交于M ,N 两点,当直线PM ,PN 的斜率都存在,并记为PM k ,PN k ,试探究PM PN k K ⋅的值是否与点P 及直线L 有关,并证明你的结论。
例4、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:l y kx m =+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l 过定点,并求出该定点的坐标.例5、已知椭圆两焦点1F、2F在y轴上,短轴长为22,离心率为2 2,P是椭圆在第一象限弧上一点,且121PF PF⋅=u u u r u u u u r,过P作关于直线F1P对称的两条直线PA、PB分别交椭圆于A、B两点。
(1)求P点坐标;(2)求证直线AB的斜率为定值;典型例题:例1、由①、②解得,2x a =±.不妨设()2,0A a -,()2,0B a +,∴()2124l a =-+,()2224l a =++. ∴22212124211221664l l l l a l l l l a +++==+()222448162216464aa a a +==+++,③ 当0a ≠时,由③得,12221216162121226428l l l l a a+=++=⨯+≤.当且仅当22a =±时,等号成立.当0a =时,由③得,12212l l l l +=. 故当22a =±时,1221l l l l +的最大值为22.例2、解:(1)以AB 、OD 所在直线分别为x 轴、y 轴,O 为原点,建立平面直角坐标系,∵|PA |+|PB |=|QA |+|QB |=2521222=+>|AB |=4.∴曲线C 为以原点为中心,A 、B 为焦点的椭圆. 设其长半轴为a ,短半轴为b ,半焦距为c ,则2a =25,∴a =5,c =2,b =1.∴曲线C 的方程为52x +y 2=1.(2)设直线l 的方程为y =kx +2, 代入52x +y 2=1,得(1+5k 2)x 2+20kx +15=0.Δ=(20k )2-4×15(1+5k 2)>0,得k 2>53.由图可知21x x DNDM ==λ由韦达定理得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=⋅+-=+22122151155120k x x k k x x将x 1=λx 2代入得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=λ+=λ+2222222225115)51(400)1(k x k k x两式相除得)15(380)51(15400)1(2222k k k +=+=λλ+ 316)51(3804,320515,3510,532222<+<<+<∴<<∴>k k k k 即Θ 331,0,316)1(42<λ<∴>=λ<λλ+<∴解得DN DM Θ①,21DNDM x x ==λΘM 在D 、N 中间,∴λ<1 ②又∵当k 不存在时,显然λ=31=DNDM (此时直线l 与y 轴重合)综合得:1/3 ≤λ<1.例3、解:(1)由于点3(3,)2在椭圆上,22223()(3)21ab +=得2a =4,椭圆C 的方程为22143x y +=,焦点坐标分别为(1,0),(1,0)-…4分(2)设1KF 的中点为B (x, y )则点(21,2)K x y +…………………5分 把K的坐标代入椭圆22143x y +=中得22(21)(2)143x y ++=………7分 线段1KF 的中点B的轨迹方程为 221()1324y x ++= …………………8分(3)过原点的直线L 与椭圆相交的两点M ,N 关于坐标原点对称设0000(,)(,),(,)M x y N x y p x y --,,,M N P 在椭圆上,应满足椭圆方程,得222200222211x y x y a b a b +=+=,PM PN k K ⋅=2200022000y y y y y y x x x x x x -+-⋅=-+-=22b a-故:PM PN k K ⋅的值与点P 的位置无关,同时与直线L 无关. 例4、解:(Ⅰ)椭圆的标准方程为22143x y +=.(Ⅱ)设11()A x y ,,22()B x y ,,联立221.43y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=,22222212221226416(34)(3)03408344(3).34m k k m k m mk x x k m x x k ⎧⎪∆=-+->+->⎪⎪+=-⎨+⎪⎪-=⎪+⎩g ,即,则, 又22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k-=++=+++=+, 因为以AB 为直径的圆过椭圆的右焦点(20)D ,,1AD BD k k ∴=-,即1212122y yx x =---g ,1212122()40y y x x x x ∴+-++=,2222223(4)4(3)1640343434m k m mk k k k--∴+++=+++,2291640m mk k ∴++=. 解得:12m k =-,227km =-,且均满足22340k m +->,1、当12m k =-时,l 的方程为(2)y k x =-,直线过定点(20),,与已知矛盾;2、当227km =-时,l 的方程为27y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,直线过定点207⎛⎫⎪⎝⎭,. 所以,直线l 过定点,定点坐标为207⎛⎫⎪⎝⎭,. 例5、解(1)22142y x +=。