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高中数学 圆锥曲线题型总结

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,AB ====或者AB ==== 3、两条直线111222:,:l y k x b l y k x b =+=+垂直:则121k k =-两条直线垂直,则直线所在的向量120v v =4、韦达定理:若一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠有两个不同的根12,x x ,则1212,b cx x x x a a+=-=。

常见的一些题型: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04m ±≠(,且,如果直线:1l y kx =+和椭圆22:14x y C m+=14m ≥≠,且,即14m m ≤≠且。

规律提示:通过直线的代数形式,可以看出直线的特点::101l y kx =+⇒过定点(,) :(1)1l y k x =+⇒-过定点(,0) :2(1)1l y k x -=+⇒-过定点(,2)题型二:弦的垂直平分线问题例题2、过点T(-1,0)作直线l 与曲线N :2y x =交于A 、B 两点,在x 轴上是否存在一点E(0x ,0),使得ABE ∆是等边三角形,若存在,求出0x ;若不存在,请说明理由。

解:依题意知,直线的斜率存在,且不等于0。

设直线:(1)l y k x =+,0k ≠,11(,)A x y ,22(,)B x y 。

由2(1)y k x y x =+⎧⎨=⎩消y 整理,得2222(21)0k x k x k +-+= ①由直线和抛物线交于两点,得2242(21)4410k k k ∆=--=-+>即2104k <<② 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 =221k k =+d =21k +=解得13k=±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 y a b a b+=>>x 轴上的顶点分别为A 1(-2,0),A 2(2,0)。

(I )求椭圆的方程;(II )若直线:(2)l x t t =>与x 轴交于点T,点P 为直线l 上异于点T 的任一点,直线PA 1,PA 2分别与椭圆交于M 、N 点,试问直线MN是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论 解:(I )由已知椭圆C 的离心率3c ea ==,2a =,则得3,1c b ==。

从而椭圆的方程为2214x y += (II )设11(,)M x y ,22(,)N x y ,直线1A M 的斜率为1k ,则直线1A M 的方程为1(2)y k x =+,由122(2)44y k x x y =+⎧⎨+=⎩消y 整理得222121(14)161640k x k x k +++-=12x -和是方程的两个根,21121164214k x k -∴-=+ 则211212814k x k -=+,1121414k y k =+,即点M 的坐标为2112211284(,)1414k k k k -++,同理,设直线A 2N 的斜率为k 2,则得点N 的坐标为2222222824(,)1414k k k k --++ 12(2),(2)p p y k t y k t =+=-12122k k k k t-∴=-+,直线MN 的方程为:121121y y y y x x x x --=--,∴令y=0,得211212x y x y x y y -=-,将点M 、N 的坐标代入,化简后得:4x t=又2t >,∴402t<< 椭圆的焦点为(3,0)43t∴=,即43t =故当43t=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 (23,0)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 关于直线3x=对称,求直线PQ 的斜率。

解:(I)2BC AC=,且BC 过椭圆的中心OOC AC∴=0AC BC =2ACO π∴∠=又A (23,0)∴点C 的坐标为3,3)。

A (23,0)是椭圆的右顶点,3a ∴=222112x y b+= 将点C 3,3)代入方程,得24b =,∴椭圆E 的方程为221124x y +=(II)直线PC 与直线QC 关于直线3x=∴设直线PC 的斜率为k ,则直线QC 的斜率为k -,从而直线PC 的方程为:3(3)y k x =-,即 3(1)y kx k =+-,由22)3120y kx k x y ⎧=+-⎪⎨+-=⎪⎩消y ,整理得:222(13)(1)91830k x k x k k ++-+--=3x =是方程的一个根,229183313Pk kx k --∴=+即2P x =同理可得:2Qx = ))P Q P Q y ykx k kx k -=-++=()P Q k x x +-=22P Q x x-= =13P Q PQ P Qy 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 ,求实数的取值范围。

解:设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),DP DQ(x 1,y 1-3)=(x 2,y 2-3) 即12123(3)x x y y方法一:方程组消元法 又P 、Q 是椭圆29x +24y =1上的点22222222194()(33)194x y x y消去x 2, 可得222222(33)14y y即y 2=1356又-2y 22,-213562解之得:155λ≤≤ 则实数的取值范围是1,55⎡⎤⎢⎥⎣⎦。

方法二: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2234936y kx x y =+⎧⎨+=⎩消y 整理后,得 22(49)54450k x kx +++=P 、Q 是曲线M 上的两点22(54)445(49)k k ∴∆=-⨯+=2144800k -≥即295k≥ ①由韦达定理得:1212225445,4949k x x x x k k +=-=++212121221()2x x x x x x x x +=++222254(1)45(49)k k λλ+∴=+即22223694415(1)99k k k λλ+==++ ②由①得211095k <≤,代入②,整理得 236915(1)5λλ<≤+,解之得155λ<< 当直线PQ 的斜率不存在,即0x =时,易知5λ=或15λ=。

总之实数的取值范围是1,55⎡⎤⎢⎥⎣⎦。

题型六:面积问题例题6、已知椭圆C :12222=+by a x (a >b >0)的离心率为,36短轴一个端点到右焦点的距离为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 a a ⎧=⎪⎨⎪=⎩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 =+。

由已知2=,得223(1)4m k =+。

把y kx m =+代入椭圆方程,整理得222(31)6330k x kmx m +++-=,122631kmx x k -∴+=+,21223(1)31m x x k -=+。

22221(1)()AB k x x ∴=+-22222223612(1)(1)(31)31k m m k k k ⎡⎤-=+-⎢⎥++⎣⎦22222222212(1)(31)3(1)(91)(31)(31)k k m k k k k ++-++==++ 2422212121233(0)34196123696k k k k k k=+=+≠+=++⨯+++≤。

当且仅当2219kk =,即33k =±时等号成立。

当0k =时,3AB =,综上所述max 2AB =。

∴当AB 最大时,AOB △面积取最大值max 133222SAB =⨯⨯=。

题型七:弦或弦长为定值问题例题7、在平面直角坐标系xOy 中,过定点C (0,p )作直线与抛物线x 2=2py (p>0)相交于A 、B 两点。

(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⎩⎨⎧+==.22p kx y pyx 消去y 得x 2-2pkx-2p 2=0.由韦达定理得x 1+x 2=2pk,x 1x 2=-2p 2. 于是21221x x p S S S ACN BCN ABN-⋅=+=∆∆∆=21221214)(x x x x p x x p -+=-=.228422222+=+k p p k p p222min 0p S k ABN ==∴∆)时,(当.(Ⅱ)假设满足条件的直线l 存在,其方程为y=a,AC 的中点为为直与AC t O ,'径的圆相交于点P 、Q ,PQ 的中点为H ,则)点的坐标为(2,2,11py x O PQ H O +'⊥'2121)(2121p y x AC P O -+=='=22121p y +.,221211p y a p y a H O --=+-=' 222HO P O PH '-'=∴=21221)2(41)(41p y a p y ---+ =),()2(1a p a y pa -+-22)2(PH PQ =∴=.)()2(42⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-a p a y p a 令02=-p a ,得p PQ p a ==此时,2为定值,故满足条件的直线l 存在,其方程为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22222122122128414)(11p k p k x x x x k x x k AB +⋅+=-+⋅+=-+==.21222+⋅+k k p又由点到直线的距离公式得212kp d+=.从而,,2212212212122222+=+⋅+⋅+⋅=⋅⋅=∆k p k pk k p AB d S ABN.22max 02p S k ABN ==∴∆)时,(当(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).(1)2(4))((4,0))((121112a p a y p a y a p a x y a p a x x x -+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=---∆=----=则 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.)()2(2)()2(41143a p a y p a a p a y p a x x PQ -+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-=-=令p PQ p a p a ===-此时得,2,02为定值,故满足条件的直线l 存在,其方程为2py =.即抛物线的通径所在的直线。

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