直线和圆锥曲线常考题型运用的知识: 1、中点坐标公式:1212,y 22x x y yx ++==,其中,x y 是点1122(,)(,)A x y B x y ,的中点坐标。
2、弦长公式:若点1122(,)(,)A x y B x y ,在直线(0)y kx b k =+≠上,则1122y kx b y kx b =+=+,,这是同点纵横坐标变换,是两大坐标变换技巧之一,=342,则x 题型五:共线向量问题 题型六:面积问题题型七:弦或弦长为定值问题 题型八:角度问题 问题九:四点共线问题问题十:范围问题(本质是函数问题)问题十一、存在性问题:(存在点,存在直线y=kx+m ,存在实数,存在图形:三角形(等比、等腰、直角),四边形(矩形、菱形、正方形),圆) 题型一:数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系例题1、已知直线:1l y kx =+与椭圆22:14x y C m +=始终有交点,求m 的取值范围解:根据直线:1l y kx =+的方程可知,直线恒过定点(0,1),椭圆22:14x y C m +=过动点0±(,,则1例题2一点 设直线由2y y =⎧⎨=⎩即20k <由韦达定理,得:212221,k x x k -+=-121x x =。
则线段AB 的中点为22211(,22k k k--。
线段的垂直平分线方程为:221112()22k y x k k k --=--令y=0,得021122x k =-,则211(,0)22E k -ABE ∆为正三角形,∴211(,0)22E k -到直线AB 的距离d AB 。
AB=221kk=+d=21k+=k=±满足②式此时053x=。
题型三:动弦过定点的问题例题3、已知椭圆C:22221(0)x ya ba b+=>>且在x(I(II)异于点解:(I224xy+(II2)x+,由2yx=⎧⎨⎩根,12x∴-=的坐标为2128(k-同理,设直线A2N的斜率为k2,则得点N的坐标为222222(,1414k k++12(2),(2)p py k t y k t=+=-12122k kk k t-∴=-+,直线MN的方程为:121121y y y yx x x x--=--,∴令y=0,得211212x y x yxy y-=-,将点M、N的坐标代入,化简后得:4xt=又2t>,∴402t<<椭圆的焦点为0)4t∴=3t=故当t =时,MN 过椭圆的焦点。
题型四:过已知曲线上定点的弦的问题 例题4、已知点A 、B 、C 是椭圆E :22221x y a b+= (0)a b >>上的三点,其中点A 是椭圆的右顶点,直线BC 过椭圆的中心O ,且0AC BC =,2BC AC =,如图。
(I)求点C 的坐标及椭圆E 的方程;(II)若椭圆E 上存在两点P 、Q ,使得直线PC 与直线QC解:(I) 2BC AC =,且OC AC∴=0ACBC =∴∠又 A (23,0)A (23,0)是椭圆的右顶点,(II)∴y -2(13)0k +3x =是方程的一个根,229183313Pk k x k --∴=+即2P x =同理可得:2Q x = ))P Q P Q y y kx k kx k -=-++=()P Q k x x +- 22P Q x x -=13P Q PQP Q y y k x x -==- 则直线PQ 的斜率为定值13。
题型五:共线向量问题例题5、设过点D(0,3)的直线交曲线M :22194x y +=于P 、Q 两点,且DP DQ l =uuu r uuu r ,求实数l的取值范围。
解:设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),Q DP DQ l =uuu r uuu r\(x 1,y 1-3)=l (x 2,y 2-3)即12123(3)x x y y l l ì=ïïíï=+-ïïî 判别式法、韦达定理法、配凑法 设直线PQ 的方程为:3,0y kx k =+≠,由223y kx =+⎧⎨消y 整理后,得 P 1212()x x x x + ② 的距离为3。
(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,坐标原点O 到直线l 的距离为23,求△AOB 面积的最大值。
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,依题意c aa ⎧=⎪⎨⎪=⎩1b ∴=,∴所求椭圆方程为2213x y +=。
(Ⅱ)设11()A x y ,,22()B x y ,。
(1)当AB x ⊥轴时,AB 。
(2)当AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y kx m =+,得223(1)4m k =+。
= (p>0)(Ⅰ)若点N 是点C 关于坐标原点O 的对称点,求△ANB 面积的最小值;(Ⅱ)是否存在垂直于y 轴的直线l ,使得l 被以AC 为直径的圆截得弦长恒为定值?若存在,求出l的方程;若不存在,说明理由。
(Ⅰ)依题意,点N 的坐标为N (0,-p ),可设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB的方程为y=kx+p,与x 2=2py 联立得⎨⎧=22py x 消去y 得x 2-2pkx-2p 2=0.由韦达定理得x 1+x 2=∴径的圆则O 'O '=∴令2py =, 即抛物线的通径所在的直线. 解法2:(Ⅰ)前同解法1,再由弦长公式得 =.21222+⋅+k k p又由点到直线的距离公式得212kp d +=.从而,,2212212212122222+=+⋅+⋅+⋅=⋅⋅=∆k p k p k k p AB d S ABN(Ⅱ)假设满足条件的直线t 存在,其方程为y=a ,则以AC 为直径的圆的方程为,0))(())(0(11=-----y y p y x x x 将直线方程y=a 代入得设直线l 与以AC 为直径的圆的交点为P (x 2,y 2),Q (x 4,y 4),则有 2py =. 满足:PM +P 的坐标.解:((Ⅱ)1cos PN =-cos 2.PM PN MPN PM PN =- ① 因为不为椭圆长轴顶点,故P 、M 、N 构成三角形PMN中,4,MN =由余弦定理有2222cos .MN PM PN PM PN MPN =+- ② 将①代入②,得 22242(2).PM PN PM PN =+--故点P 在以M 、N 为焦点,实轴长为2213x y -=上.由(Ⅰ)知,点P 的坐标又满足22195x y +=,所以由方程组22225945,3 3.x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ 即P点坐标为. 问题九:四点共线问题例题9、设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过点M,且着焦点为1(F(Ⅰ(ⅡQ ,满足AP QB AQ PB =,证明:点解 (1)由题意:,,,AP PB AQ QB 均不为零,记AP AQ PBQB=,则λB ,Q 四点共线,从而AQ QB λ=11λ=- 121λ+121λ+从而22212241x x x λλ-=-,(1)2221221y y y λλ-=-,(2)又点A 、B 在椭圆C 上,即(1)+(2)×2并结合(3),(4)得424s y += 即点(,)Q x y 总在定直线220x y +-=上方法二设点1122(,),(,),(,)Q x y A x y B x y ,由题设,,,,PA PB AQ QB 均不为零。
且PA PB AQQB=又 ,,,P A Q B 四点共线,可设,(0,1)PA AQ PB BQ λλλ=-=≠±,于是1141,11x yx y λλλλ--==-- (1) 41x yλλ++ (2)24,=整理得设1F 、中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围。
解:(Ⅰ)解法一:易知2,1,a b c ===所以())12,F F ,设(),P x y ,则 因为[]2,2x ∈-,故当0x =,即点P 为椭圆短轴端点时,12PF PF ⋅有最小值2- 当2x =±,即点P 为椭圆长轴端点时,12PF PF ⋅有最大值1解法二:易知2,1,a b c ===())12,F F ,设(),P x y ,则((22222211232x y x y x y ⎡⎤=+++-+-=+-⎢⎥⎣⎦(以下同解法一) (Ⅱ)显然直线0x =不满足题设条件,可设直线()()1222:2,,,,l y kx A x y B x y =-,联立22214y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,整理得:2214304k x kx ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭ ∴121243,11k x x x x +=-⋅=∴OA OB x x ⋅=()4x x ++284k -=++=设椭圆E: 22221x y a b+=(a,b>0)过M (2) ,,1)两点,O 为坐标原点,(I )求椭圆E 的方程;(II )是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A,B,且OA OB ⊥?若存在,写出该圆的方程,并求|AB |的取值范围,若不存在说明理由。
解:(1)因为椭圆E: 22221x y a b+=(a,b>0)过M (2) ,,1)两点,所以2222421611a b a b +=+=⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩解得22118114a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以2284a b ⎧=⎨=⎩椭圆E 的方程为22184x y +=(2)假设存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A,B,且OA OB ⊥,设该圆的切线方程为y k x m =+解方程组221x y y kx m+==+⎧⎪⎨⎪得2x1x ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,1y y 使O 以2k 因为为r =y 与椭圆22184x y +=的两个交点为或(满足OA OB ⊥,综上, 存在圆心在原点的圆2283x y +=,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A,B,且OA OB ⊥.因为12221224122812kmx xkmx xk⎧+=-⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,所以222 22212121222224288(84) ()()4()41212(12)km m k mx x x x x xk k k--+ -=+-=--⨯=+++, ==,①当k因为4k.②当k③当此时||AB综上,。