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2020高考数学专题突破《解析几何》


k2 4 21+k2
=98,
1+2k2
即1+k22k21+1k+2 8k2=
9, 2
即 81k4(1+k2)=2(1+2k2)2(1+8k2),
整理得 17k6+9k4-24k2-2=0,
即(k2-1)(17k4+26k2+2)=0,解得 k=±1.
故存在直线 l:y=x-2 或 y=-x+2 满足题意.
(2)根据直线系方程过定点时参数没有关系(即直线系方程 对任意参数都成立),得到方程组fgxx,,yy==00,.
(3)以(2)中方程组的解为坐标的点就是直线所过的定点, 若定点具备一定的限制条件,可以特殊解决.
[例 3] 已知椭圆 C:x42+y2=1,过椭圆 C 的右顶点 A 的两条斜率之积为-14的直线分别与椭圆交于点 M,N.问:直 线 MN 是否过定点 D?若过定点 D,求出点 D 的坐标;若不 过定点,请说明理由.
(2)本题可将直线方程巧设为 x=my-1,用含 m 的式子 表示出|S1-S2|,并求其最大值.显然,此法无需考虑直线的 斜率是否存在,是解决此类问题的最佳选择.
提能点(二)
灵活运用策略, 尝试“借石攻玉”
策略1
点差法:解决中点弦问题
在圆锥曲线中,有关弦的中点条件,可利用点差法求解,
即对于圆锥曲线 ax2+by2=1 来说,当两点 M(x1,y1),N(x2,
12 12
= 3,当且仅当 m=±233时取等号,所以|S1-S2|的最大值为 3.
[微评] (1)当直线 l 的斜率不存在时,可知直线方程为 x =-1;当直线 l 的斜率存在(显然 k≠0)时,可设直线方程为 y=k(x+1)(k≠0).求解时一定要分直线 l 的斜率不存在与直 线 l 的斜率存在两种情况作答,缺少任何一种情况,步骤都 是不完整的.
所以|S1-S2|的最大值为 3.
法二:设 C(x1,y1),D(x2,y2),直线 l 的方程为 x=my-1, 与椭圆 M 的方程联立,消去 x,得(3m2+4)y2-6my-9=0,Δ>0
恒成立,且 y1+y2=3m62m+4,
故|S1-S2|=2||y2|-|y1||=2|y1+y2|=31m22|+m|4=3|m1|+2 |m4 |≤2
[微评] 本题易忽视椭圆的焦点在 y 轴上,从而写错轨迹 方程.注意不管是用待定系数法还是定义法求圆锥曲线的方 程,都要明确焦点的位置.另外,要正确运用 a,b,c 之间 的等量关系式,否则会产生错解.
失误2
因求解圆锥曲线的综合问题时不能合理转化 已知条件而受阻
[例 2] 已知椭圆 C:ax22+by22=1(a>b>0)的离心率为 22,椭 圆 C 和抛物线 y2=x 交于 M,N 两点,且直线 MN 恰好过椭圆 C 的右焦点 F.
策略2
联立方程法:解决对称问题
圆锥曲线上存在两点,关于某条直线对称,求参数的取
值范围,这类问题常见的解法是:设 P(x1,y1),Q (x2,y2)是
圆锥曲线上关于直线 y=kx+b 对称的两点,则 PQ 的方程为 y=-1kx+m,代入圆锥曲线方程,得到关于 x(或 y)的一元二 次方程,其中 P,Q 的横(或纵)坐标即为方程的根,故 Δ>0, 从而求得 k(或 b)的取值范围.
失误3
因忽视直线的斜率是否存在而失分
[例 3] 已知椭圆 M:ax22+y32=1(a>0)的一个焦点为 F(-1,0), 左、右顶点分别为 A,B,经过点 F 的直线 l 与椭圆 M 交于 C, D 两点.
(1)求椭圆 M 的方程;
[解] 因为 F(-1,0)为椭圆 M 的焦点,所以 c=1, 又 b= 3,所以 a=2, 所以椭圆 M 的方程为x42+y32=1.
则|AB|=
1+k2|x1-x2|=4
21+k2 1+2k2 .
由yy=2=kxx-2, 得 k2x2-(4k2+1)x+4k2=0, Δ2=8k2+1>0,x3+x4=4k2k+2 1,x3x4=4,
则|CD|=
1+k2|x3-x4|=
1+k21+8k2
k2
.
1+k21+8k2
由||CADB||=98,得
y2)在曲线上时,一定满

ax21+by21=1, ax22+by22=1,
从而两式相减得
xy22--yx11=-abxy22++xy11=-abxy00,其中(x0,y0)是 MN 的中点.
[例 1] 已知椭圆 E:ax22+by22=1(a>b>0)的右焦点为 F(3,0),
过点 F 的直线交椭圆 E 于 A,B 两点.若 AB 的中点坐标为
(2)记△ABD 与△ABC 的面积分别为 S1 和 S2,求|S1-S2| 的最大值.
[解] 法一:当直线 l 的斜率不存在时,直线方程为 x=-1,
此时△ABD 与△ABC 的面积相等,即|S1-S2|=0. 当直线 l 的斜率存在时,设 C(x1,y1),D(x2,y2),直线 l 的方
程为 y=k(x+1)(k≠0),与椭圆 M 的方程联立,消去 y,得(3+4k2)x2
即 M18+k2-4k22,1-+44kk2. 设直线 AN 的斜率为 k′,则 kk′=-14,即 k′=-41k, 把点 M 坐标中的 k 替换为-41k,得 N42k-2+8k12,4k42+k 1. 当 M,N 的横坐标不相等,即 k≠±12时,kMN=1-2k4k2,直 线 MN 的方程为 y-4k42+k 1=1-2k4k2·x-24-k2+8k12,即 y=1-2k4k2x, 该直线恒过定点(0,0).当 k=±12时,M,N 的横坐标为零, 直线 MN 也过定点(0,0). 综上可知,直线 MN 过定点 D(0,0).
当 MN 的斜率不存在时,点 M,N 关于 x 轴对称,此时 AM,AN 的斜率分别为12,-12,此时 M,N 恰为椭圆的上、 下顶点,直线 MN 也过定点(0,0).
综上可知,直线 MN 过定点 D(0,0). 法二:根据已知直线 AM,AN 的斜率存在且不为零, A(2,0).设 AM:y=k(x-2), 代入椭圆方程,得(1+4k2)x2-16k2x+16k2-4=0, 设 M(x1,y1),则 2x1=116+k24-k24, 即 x1=81k+2-4k22,y1=k(x1-2)=1-+44kk2,
“解析几何” 提能点(一)实防现止“思移维花定 接式木,”
失误1
求圆锥曲线方程时忽视焦点的位置致误
[例 1] 已知ห้องสมุดไป่ตู้ O:x2+y2=9,A(0,2),P 为动点,以线段
AP 为直径的圆内切于圆 O,则动点 P 的轨迹方程是________.
[解析] 设线段 AP 的中点为 M,N 为切点,连接 OM,
[微评] 求解本题第(2)问的常规思路是用关于 k 的代数 式表示出△OCD,△PAB 的面积,代入 S△OCD=97S△PAB,判断 所得方程是否有解.注意到此解法计算量较大,极易出错, 甚至难以进行下去,故可先将面积比转化为弦长比,再进行 计算,虽然转化过程较复杂,但计算量相对较小.在解答类 似的综合问题时,一定要注意对已知条件进行转化,通过合 理转化降低计算量,简化解题步骤.
由条件知 P14,0,F(2,0),SS△△OPACBD=78SS△△OOCADB=87SS△△OOCADB=87||CADB|| =97,故||CADB||=98.
由 x82+y42=1, y=kx-2
得 (1 + 2k2)x2 - 8k2x + 8k2 - 8 = 0 , Δ1 =
32k2+32>0,x1+x2=1+8k22k2,x1x2=81k+2-2k82,
MN,则|OM|+|MN|=|ON|=3.
取 A 关于 x 轴的对称点 A1,连接 A1P,则|A1P|+|AP|= 2(|OM|+|MN|)=6,
又|AA1|=4<6,所以点 P 的轨迹是以 A(0,2),A1(0,-2)
为焦点的椭圆,且 a=3,c=2,b2=a2-c2=5,
故动点 [答案]
Py9的2+轨x52迹=方1 程为y92+x52=1.
[例 2] 已知抛物线 C:y2=x 与直线 l:y=kx+34,要使 C 上存在关于直线 l 对称的两点,求实数 k 的取值范围.
[解] 设 C 上的 A(x1,y1),B(x2,y2)两点关于直线 l 对称, 线段 AB 的中点为 M(x0,y0),
则yy2122==xx12,, 两式相减,得(y1-y2)(y1+y2)=x1-x2. ∵y1+y2=2y0,AB⊥l,∴kAB=xy11--yx22=21y0=-1k,∴y0=-k2. 代入 y=kx+34,得 x0=y0-k 34=-12-43k. ∵点 M 在抛物线内部,∴y02<x0,即k42<-12-43k, 整理得 k2+3k+2<0.不等式等价于1k(k+1)(k2-k+3)<0, 解得-1<k<0,∴k 的取值范围为(-1,0).
(1,-1),则椭圆 E 的方程为
()
A.4x52+3y62 =1 C.2x72+1y82 =1
B.3x62+2y72 =1 D.1x82 +y92=1
[解析] 由题意知直线 AB 的斜率 k=0-3--11=12,
设 A(x1,y1),B(x2,y2),则xxaa212222+ +bbyy212222==11,,
+8k2x+4k2-12=0,Δ>0 恒成立,且 x1+x2=-3+8k42k2,此时|S1
-S2|=2||y2|-|y1||=2|y1+y2|=2|k(x1+1)+k(x2+1)|=2|k(x1+x2)+
2k|=31+2|4kk| 2=|k3|+124|k|≤2
12 = 12
3当且仅当k=± 23时,取等号,
[微评] 由于 A,B 两点在抛物线 C 上,所以 AB 的中 点在抛物线的内部.
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