专题五 高考中的圆锥曲线问题
1. 已知F 1、F 2为椭圆x 225+y 2
9
=1的两个焦点,过F 1的直线交椭圆于A 、B 两点.若|F 2A |+|F 2B |=12,则|AB |
=_______.
2. 设AB 为过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的弦,则|AB |的最小值为 ( )
A.p
2 B .p C .2p D .无法确定
3. 若双曲线x 2a 2-y 2
3
=1的一条渐近线被圆(x -2)2+y 2=4所截得的弦长为2,则该双曲线的实轴长为
( ) A .1 B .2 C .3 D .6
4. 在抛物线y =2x 2上有一点P ,它到A (1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是
( ) A .(-2,1) B .(1,2) C .(2,1) D .(-1,2)
5. 设坐标原点为O ,抛物线y 2=2x 与过焦点的直线交于A 、B 两点,则OA →·OB →
等于( )
A.34 B .-34 C .3 D .-3
题型一 圆锥曲线中的范围、最值问题
例
1
(浙江改编)如图所示,在直角坐标系xOy 中,点P (1,1
2
)
到抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线的距离为5
4
.点M (t,1)是C 上的
定点,A ,B 是C 上的两动点,且线段AB 的中点Q (m ,n )在直线 OM 上.
(1)求曲线C 的方程及t 的值;
(2)记d =|AB |
1+4m 2
,求d 的最大值.
思维升华 圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用均值不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.
已知点A (-1,0),B (1,0),动点M 的轨迹曲线C 满足
∠AMB =2θ,|AM →
|·|
BM →
|cos 2θ=3,过点B 的直线交曲线C 于P ,Q 两点.
(1)求|AM →|+|BM →
|的值,并写出曲线C 的方程; (2)求△APQ 面积的最大值.
题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题
例
2(福建)如图,等边三角形OAB的边长为83,且其三个顶点均在抛物线E:x2=2py(p>0)上.
(1)求抛物线E的方程;
(2)设动直线l与抛物线E相切于点P,与直线y=-1相交于点Q,证明:以PQ为直径的圆恒过y轴上某定点.
思维升华求定点及定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
(江西)椭圆C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的离心率e=
3
2,a
+b=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图所示,A、B、D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线DP交x轴于点N,
直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m.证明:2m-k为定值.
题型三圆锥曲线中的探索性问题
例3(广东)
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:x2
a2+y2
b2=1(a>b>0)的离心率e=
2
3,且椭圆C上的点到点
Q(0,2)的距离的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程.
(2)在椭圆C上,是否存在点M(m,n),使得直线l:mx+ny=1与圆O:x2+y2=1相交于不同的两点A、
B,且△OAB的面积最大?若存在,求出点M的坐标及对应的△OAB的面积;若不存在,请说明理由.
思维升华(1)存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.
(2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法.
已知椭圆C 1、抛物线C 2的焦点均在x 轴上,C 1的中
心和C 2的顶点均为原点O
(1)求C 1,C 2的标准方程;
(2)是否存在直线l 满足条件:①过C 2的焦点F ;②与C 1交于不同的两点M ,N ,且满足OM →⊥ON →
?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.
题型四 直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
例4
(浙江)
如图,点P (0,-1)是椭圆C 1:x 2
a 2+y 2
b
2=1(a >b >0) 的一个顶点,C 1的长轴是圆C 2:x 2+y 2=4的直径.l 1,
l 2是过点P 且互相垂直的两条直线,其中l 1交圆C 2于A ,B 两点,l 2交椭圆C 1于另一点D .
(1)求椭圆C 1的方程;
(2)求△ABD 面积取最大值时直线l 1的方程.
思维升华 对直线、圆及圆锥曲线的交汇问题,要认真审题,学会将问题拆分成基本问题,然后综合利用数形结合思想、化归与转化思想、方程的思想等来解决问题,这样可以渐渐增强自己解决综合问题的能力.
(重庆) 如图,椭圆的中心为原点O,长轴在x轴上,
离心率e=
2
2,过左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于A,A′两点,|AA′|=4.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)取垂直于x轴的直线与椭圆相交于不同的两点P,P′,过P,P′作圆心为Q的圆,使椭圆上的其余点均在圆Q外.若PQ⊥P′Q,求圆Q的标准方程.
高分演练
1. 已知中心在坐标原点O 的椭圆C 经过点A (2,3),且点F (2,0)为其右焦点.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)是否存在平行于OA 的直线l ,使得直线l 与椭圆C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于4?若存在,
求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.l 不存在.
2. 如图,椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为3
2
,x 轴被曲
线C 2:y =x 2-b 截得的线段长等于C 1的长半轴长. (1)求C 1,C 2的方程;
(2)设C 2与y 轴的交点为M ,过坐标原点O 的直线l 与C 2相交于点A ,B ,两直线MA ,MB 分别与C 1相交于点D ,E . ①证明:MD ⊥ME ;
②记△MAB ,△MDE 的面积分别为S 1,S 2.问:是否存在直线l ,使得S 1S 2=17
32
?请说明理由.
3. 如图,已知直线l :y =kx -2与抛物线C :x 2=-2py (p >0)交于
A 、
B 两点,O 为坐标原点,OA →+OB →
=(-4,-12). (1)求直线l 的方程和抛物线C 的方程;
(2)若抛物线上一动点P 从A 到B 运动时,求△ABP 面积的最大值.
4. 如图,椭圆长轴的端点为A ,B ,O 为椭圆的中心,F 为椭圆
的右焦点,且AF →·FB →=1,|OF →|=1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)记椭圆的上顶点为M ,直线l 交椭圆于P ,Q 两点,问:是否存在直线l ,使
点F 恰为△PQM 的垂心,若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.
5. 在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 29+y 2
5
=1的左,右顶点分别为A ,B ,右焦点为F .设过点T (t ,m )的直线TA ,TB 与此椭圆分别交于点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),其中m >0,y 1>0,y 2<0.
(1)设动点P 满足:|PF |2-|PB |2=4,求点P 的轨迹;
(2)设x 1=2,x 2=13
,求点T 的坐标; (3)设t =9,求证:直线MN 必过x 轴上的一定点(其坐标与m 无关).
6. (上海)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.
(1)过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x 轴围成的三角形的面积.
(2)设斜率为1的直线l 交C 1于P 、Q 两点.若l 与圆x 2+y 2=1相切,求证:OP ⊥OQ .
(3)设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M 、N 分别是C 1、C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值.。