高考数学大一轮复习 高考专题突破五 高考中的立体几何问题课件 理 北师大版.ppt

高考专题突破五高考中的圆锥曲线问题 考点自测 课时作业 题型分类深度剖析 内容索引 考点自测 1 2015 课标全国 已知a b为双曲线e的左 右顶点 点m在e上 abm为等腰三角形 且顶角为120 则e的离心率为 答案 解析 abm为等腰三角形 且 abm 120 bm ab 2a mbn 60 答案 解析 由 op of of 知 fpf 90 即fp pf 由椭圆定义 得 pf pf 2a 4 8 12 在rt pff 中 由勾股定理 答案 解析 设c x1 y1 x1 0 d x2 y2 即2c4 a2b2 a2 a2 c2 a4 a2c2 2c4 a2c2 a4 0 2e4 e2 1 0 2 设b为双曲线的右焦点 如图所示 四边形oabc为正方形且边长为2 又a2 b2 c2 8 a 2 答案 解析 答案 解析 题型分类深度剖析 题型一求圆锥曲线的标准方程 答案 解析 设a x1 y1 b x2 y2 联立直线与椭圆的方程 又因为a2 b2 9 解得b2 9 a2 18 得 a2 b2 x2 6b2x 9b2 a4 0 思维升华 求圆锥曲线的标准方程是高考的必考题型 主要利用圆锥曲线的定义 几何性质 解得标准方程中的参数 从而求得方程 跟踪训练1 2015 天津 已知双曲线 1 a 0 b 0 的一个焦点为f 2 0 且双曲线的渐近线与圆 x 2 2 y2 3相切 则双曲线的方程为 答案 解析 则a2 b2 4 题型二圆锥曲线的几何性质 例2 1 2015 湖南 若双曲线 1的一条渐近线经过点 3 4 则此双曲线的离心率为 答案 解析 即3b 4a 9b2 16a2 9c2 9a2 16a2 答案 解析 思维升华 圆锥曲线的几何性质是高考考查的重点 求离心率 准线 双曲线渐近线 是常考题型 解决这类问题的关键是熟练掌握各性质的定义 及相关参数间的联系 掌握一些常用的结论及变形技巧 有助于提高运算能力 答案 解析 pf p ef p y p 题型三最值 范围问题 例3若直线l y 过双曲线 1 a 0 b 0 的一个焦点 且与双曲线的一条渐近线平行 1 求双曲线的方程 解答 所以a2 3b2 且a2 b2 c2 4 2 若过点b 0 b 且与x轴不平行的直线和双曲线相交于不同的两点m n mn的垂直平分线为m 求直线m在y轴上的截距的取值范围 解答 几何画板展示 由 1 知b 0 1 依题意可设过点b的直线方程为 y kx 1 k 0 m x1 y1 n x2 y2 设mn的中点为q x0 y0 得1 3k2 1 0 0 1 故直线m在y轴上的截距的取值范围为 4 4 思维升华 圆锥曲线中的最值 范围问题解决方法一般分两种 一是代数法 从代数的角度考虑 通过建立函数 不等式等模型 利用二次函数法和均值不等式法 换元法 导数法等方法求最值 二是几何法 从圆锥曲线的几何性质的角度考虑 根据圆锥曲线几何意义求最值与范围 跟踪训练3如图 曲线 由两个椭圆t1 1 a b 0 和椭圆t2 1 b c 0 组成 当a b c成等比数列时 称曲线 为 猫眼 a 2 c 1 解答 证明 几何画板展示 设斜率为k的直线交椭圆t1于点c x1 y1 d x2 y2 线段cd的中点为m x0 y0 k存在且k 0 x1 x2且x0 0 3 若斜率为的直线l为椭圆t2的切线 且交椭圆t1于点a b n为椭圆t1上的任意一点 点n与点a b不重合 求 abn面积的最大值 解答 几何画板展示 由 0化简得m2 b2 2c2 由 0得m2 b2 2a2 l1 l2两平行线间距离 题型四定值 定点问题 例4 2016 全国乙卷 设圆x2 y2 2x 15 0的圆心为a 直线l过点b 1 0 且与x轴不重合 l交圆a于c d两点 过b作ac的平行线交ad于点e 1 证明 ea eb 为定值 并写出点e的轨迹方程 解答 因为 ad ac eb ac 故 ebd acd adc 所以 eb ed 故 ea eb ea ed ad 又圆a的标准方程为 x 1 2 y2 16 从而 ad 4 所以 ea eb 4 由题设得a 1 0 b 1 0 ab 2 几何画板展示 2 设点e的轨迹为曲线c1 直线l交c1于m n两点 过b且与l垂直的直线与圆a交于p q两点 求四边形mpnq面积的取值范围 解答 几何画板展示 当l与x轴不垂直时 设l的方程为y k x 1 k 0 m x1 y1 n x2 y2 故四边形mpnq的面积 当l与x轴垂直时 其方程为x 1 mn 3 pq 8 四边形mpnq的面积为12 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 解答 1 求椭圆c的方程 又a2 b2 c2 解得a 2 2 设p是椭圆c上一点 直线pa与y轴交于点m 直线pb与x轴交于点n 求证 an bm 为定值 证明 几何画板展示 由 1 知 a 2 0 b 0 1 设椭圆上一点p x0 y0 当x0 0时 y0 1 bm 2 an 2 an bm 4 故 an bm 为定值 题型五探索性问题 例5 2015 广东 已知过原点的动直线l与圆c1 x2 y2 6x 5 0相交于不同的两点a b 解答 圆c1 x2 y2 6x 5 0化为 x 3 2 y2 4 圆c1的圆心坐标为 3 0 1 求圆c1的圆心坐标 2 求线段ab的中点m的轨迹c的方程 解答 几何画板展示 设m x y a b为过原点的直线l与圆c1的交点 且m为ab的中点 由圆的性质知mc1 mo 由向量的数量积公式得x2 3x y2 0 易知直线l的斜率存在 设直线l的方程为y mx 把相切时直线l的方程代入圆c1的方程 当直线l经过圆c1的圆心时 m的坐标为 3 0 又 直线l与圆c1交于a b两点 m为ab的中点 点m的轨迹c的方程为x2 3x y2 0 3 是否存在实数k 使得直线l y k x 4 与曲线c只有一个交点 若存在 求出k的取值范围 若不存在 说明理由 解答 几何画板展示 若直线l与曲线c只有一个交点 令f x 0 当 0时 思维升华 1 探索性问题通常采用 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探索性问题常用的方法 跟踪训练5已知抛物线c y2 2px p 0 的焦点为f a为c上异于原点的任意一点 过点a的直线l交c于另一点b 交x轴的正半轴于点d 且有 fa fd 当点a的横坐标为3时 adf为正三角形 1 求c的方程 解答 因为 fa fd 解得t 3 p或t 3 舍去 所以抛物线c的方程为y2 4x 2 若直线l1 l 且l1和c有且只有一个公共点e 证明直线ae过定点 并求出定点坐标 证明 由 1 知f 1 0 因为直线l1和直线ab平行 设a x0 y0 x0y0 0 d xd 0 xd 0 因为 fa fd 则 xd 1 x0 1 由xd 0 得xd x0 2 故d x0 2 0 直线ae恒过点f 1 0 所以直线ae过定点f 1 0 abe的面积是否存在最小值 若存在 请求出最小值 若不存在 请说明理由 解答 几何画板展示 由 知直线ae过焦点f 1 0 设直线ae的方程为x my 1 所以点b到直线ae的距离为 所以 abe的面积的最小值为16 则 abe的面积 课时作业 1 求椭圆e的方程 1 2 3 4 解答 5 a 2 1 2 3 4 5 解答 1 2 3 4 5 当直线l与x轴垂直时不满足条件 即4 x1 2 x2 2 y1 1 y2 1 5 故可设a x1 y1 b x2 y2 直线l的方程为y k x 2 1 代入椭圆方程得 3 4k2 x2 8k 2k 1 x 16k2 16k 8 0 1 2 3 4 5 4 x1 2 x2 2 1 k2 5 即4 x1x2 2 x1 x2 4 1 k2 5 1 2 3 4 5 解答 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解答 1 2 3 4 5 设a x1 y1 则b x1 y1 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解答 1 2 3 4 5 当l1的斜率为2时 直线l1的方程为y 2x b 从而a2 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解答 由题意 直线l1 l2的斜率存在且不为0 得 4 5k2 x2 20kx 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 求该椭圆的离心率 解答 1 2 3 4 5 2 设直线ab和ac分别与直线x 4交于点m n 问 x轴上是否存在定点p使得mp np 若存在 求出点p的坐标 若不存在 说明理由 解答 1 2 3 4 5 依题意 直线bc的斜率不为0 设b x1 y1 c x2 y2 设其方程为x ty 1 1 2 3 4 5 假设x轴上存在定点p p 0 使得mp np 将x1 ty1 1 x2 ty2 1代入上式 整理得 1 2 3 4 5 所以x轴上存在定点p 1 0 或p 7 0 使得mp np 1 2 3 4 5 解答 1 求椭圆的标准方程 1 2 3 4 5 将点p的坐标代入椭圆方程得c2 1 1 2 3 4 5 解答 2 求四边形acb