从2004-2008五年高考与高考模拟题分析圆锥曲线综合题.doc

从2004-2008五年高考与高考模拟题分析圆锥曲线综合题【联立直线与曲线方程，直接利用韦达定理】这种问题主要是联立直线与曲线方程，产生韦达定理，把条件转化为韦达定理的应用，从而解决问题。比如以下这几个条件都是转化为韦达定理的常见类型：以弦AB为直径的圆过原点(或某个定点)即为直角(有时候会转化为锐角、钝角)等等，请同学注意总结补充。例题分析1：已知抛物线与过M的直线L相交于A、B两点，O为原点，若弦OA、OB，的斜率之和为1，求直线L的方程。分析:-这里就能用上韦达定理，不做了例题分析2：已知定点F（1，0），动点P在y轴上运动，过点P作PM交x轴于点M，并延长MP到点N，且（1）动点N的轨迹方程；（2）线l与动点N的轨迹交于A，B两点，若，求直线l的斜率k的取值范围.（1）设动点N的坐标为（x,y），则 ，因此，动点的轨迹方程为 （2）设l与抛物线交于点A（x1,y1）,B(x2,y2)，当l与x轴垂直时，则由， 不合题意，故与l与x轴不垂直，可设直线l的方程为y=kx+b(k0),则由-这里用上韦达定理由点A，B在抛物线又y2=4x, y=kx+b得ky24y+4b=0,所以因为解得直线l的斜率的取值范围是. 例题分析3：（2007福建卷21）如图、椭圆的一个焦点是F（1，0），O为坐标原点.（）已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成正三角形，求椭圆的方程；）设过点F的直线l交椭圆于A、B两点.若直线l绕点F任意转动，值有,求a的取值范围.解一：()设M，N为短轴的两个三等分点，因为MNF为正三角形， 所以,即1 因此，椭圆方程为 ()设()当直线 AB与x轴重合时， ()当直线AB不与x轴重合时，设直线AB的方程为：整理得所以因为恒有，所以AOB恒为钝角. 即恒成立.-这里用上韦达定理 又a2+b2m20,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2 a2 -a2b2+b2对mR恒成立.当mR时，a2b2m2最小值为0，所以a2- a2b2+b20. a2a2b2- b2, a20,b0,所以a0,解得a或a,综合（i）(ii)，a的取值范围为（，+）.例题分析4：已知曲线上任意一点到两个定点和的距离之和为4（1）求曲线的方程；（2）设过的直线与曲线交于、两点，且（为坐标原点），求直线的方程解：（1）根据椭圆的定义，可知动点的轨迹为椭圆， 其中，则 所以动点M的轨迹方程为 （2）当直线的斜率不存在时，不满足题意当直线的斜率存在时，设直线的方程为，设，-这里用到了韦达定理 ， 由方程组得则，代入，得即，解得，或所以，直线的方程是或 例题分析5：已知椭圆的中心在坐标原点，焦点在轴上，椭圆上的点到焦点距离的最大值为，最小值为（）求椭圆的标准方程；（）若直线与椭圆相交于，两点（不是左右顶点），且以为直径的圆过椭圆的右顶点，求证：直线过定点，并求出该定点的坐标解： (I)由题意设椭圆的标准方程为， (II)设，由得，.以AB为直径的圆过椭圆的右顶点，-这里用了韦达定理 ，解得，且满足.当时，直线过定点与已知矛盾；当时，直线过定点综上可知，直线过定点，定点坐标为(作业回顾1)：在平面直角坐标系中，经过点且斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点和（I）求的取值范围；（II）设椭圆与轴正半轴、轴正半轴的交点分别为，是否存在常数，使得向量与共线？如果存在，求值；如果不存在，请说明理由解：（）由已知条件，直线的方程为，代入椭圆方程得整理得直线与椭圆有两个不同的交点和等价于，解得或即的取值范围为（）设，则，由方程，又而所以与共线等价于，-这里用到了韦达定理 ，将代入上式，解得由（）知或，故没有符合题意的常数【弦长、面积的问题】这类问题比确明了，注意求面积的基本方法之一：面积分割，求面积的最值一般是建立有关变量k的函数关系，通过研究函数的最值求面积的最值(利用均值不等式很常见)。弦长公式：其中例题分析1：已知椭圆两焦点分别为F1、F2，P是椭圆在第一象限弧上一点，并满足，过P作倾斜角互补的两条直线PA、PB分别交椭圆于A、B两点.（）求P点坐标；（）求证直线AB的斜率为定值；（）求PAB面积的最大值.解：（）由题可得，设则，点在曲线上，则，从而，得.则点P的坐标为.（）由题意知，两直线PA、PB的斜率必存在，设PB的斜率为，则BP的直线方程为：.由得 ，设，则，同理可得，则，.所以：AB的斜率为定值.（）设AB的直线方程：.由，得，由，得P到AB的距离为，则。当且仅当取等号三角形PAB面积的最大值为。例题分析2：已知椭圆C:=1(ab0)的离心率为,短轴一个端点到右焦点的距离为.()求椭圆C的方程;()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，求AOB面积的最大值.解：（）设椭圆的半焦距为，依题意，所求椭圆方程为（）设，（1）当轴时，（2）当与轴不垂直时，设直线的方程为由已知，得把代入椭圆方程，整理得，当且仅当，即时等号成立当时，综上所述当最大时，面积取最大值例题分析3：已知椭圆的左、右焦点分别为，过的直线交椭圆于两点，过的直线交椭圆于两点，且，垂足为（）设点的坐标为，证明：；（）求四边形的面积的最小值解：（）椭圆的半焦距，由知点在以线段为直径的圆上，故，所以，（）（）当的斜率存在且时，的方程为，代入椭圆方程，并化简得设，则，；因为与相交于点，且的斜率为，所以，四边形的面积当时，上式取等号（）当的斜率或斜率不存在时，四边形的面积综上，四边形的面积的最小值为【涉及到弦的垂直平分线问题】 这种问题主要是需要用到弦AB的垂直平分线L的方程，往往是利用点差或者韦达定理产生弦AB的中点坐标M，结合弦AB与它的垂直平分线L的斜率互为负倒数，写出弦的垂直平分线L的方程，然后解决相关问题，比如：求L在x轴y轴上的截距的取值范围，求L过某定点等等。有时候题目的条件比较隐蔽，要分析后才能判定是有关弦AB的中点问题，比如：弦与某定点D构成以D为顶点的等腰三角形（即D在AB的垂直平分线上）、曲线上存在两点AB关于直线m对称等等。例题分析1：已知抛物线y=-x2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A、B，则|AB|等于解：设直线的方程为，由，进而可求出的中点，又由在直线上可求出，由弦长公式可求出例题分析2：已知椭圆的焦点在轴上，长轴长为，离心率为（）求椭圆的标准方程；（）已知点和直线：，线段是椭圆的一条弦且直线垂直平分弦，求实数的值解：（）；（）由条件可得直线的方程为于是，有，设弦的中点为，则由中点坐标公式得，由此及点在直线得例题分析3：如图，倾斜角为a的直线经过抛物线的焦点F，且与抛物线交于A、B两点。（）求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程；（）若a为锐角，作线段AB的垂直平分线m交x轴于点P，证明|FP|-|FP|cos2a为定值，并求此定值。解：设抛物线的标准方程为，则，从而因此焦点的坐标为（2，0）.又准线方程的一般式为。从而所求准线l的方程为。（）设，直线AB的斜率为，则直线方程为。将此式代入,得，故。记直线m与AB的交点为，则，故直线m的方程为.令y=0,得P的横坐标故。从而为定值。O1xy例题分析3：小王同学在平面直角坐标系内画了一系列直线，和以原点O为圆心为半径的圆，他发现这些直线和对应同一t值的圆的交点形成的轨迹很熟悉，然后又取长度为2的线段AB（不与x轴垂直），使AB的两端点在此轨迹上滑动，并记线段AB的垂直平分线与x轴的交点（1）求上述交点的轨迹方程；（2）求的取值范围解：（1）直线方程，圆的方程，消t即得轨迹E的方程为（2）显然AB不与y轴垂直，设AB所在直线方程为代入得设，由韦达定理得又，A、B中点为，线段AB的垂直平分线为：令y=0得，所以等号不成立，故的取值范围是例题分析4：设，两点在抛物线上，是的垂直平分线。（）当且仅当取何值时，直线经过抛物线的焦点？证明你的结论；（）当直线的斜率为2时，求在轴上截距的取值范围。解：（）两点到抛物线的准线的距离相等，抛物线的准线是轴的平行线，依题意不同时为0上述条件等价于上述条件等价于即当且仅当时，经过抛物线的焦点。（）设在轴上的截距为，依题意得的方程为；过点的直线方程可写为，所以满足方程得 为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式，即设的中点的坐标为，则，由，得，于是即得在轴上截距的取值范围为例题分析5：设、分别是椭圆的左、右焦点. （）若P是该椭圆上的一个动点，求的最大值和最小值； （）是否存在过点A（5，0）的直线l与椭圆交于不同的两点C、D，使得|F2C|=|F2D|？若存在，求直线l的方程；若不存在，请说明理由. 解：易知，设P（x，y），则， ，即点P为椭圆短轴端点时，有最小值3；当，即点P为椭圆长轴端点时，有最大值4 （）假设存在满足条件的直线l易知点A（5，0）在椭圆的外部，当直线l的斜率不存在时，直线l与椭圆无交点，所在直线l斜率存在，设为k，直线l的方程为 由方程组依题意 当时，设交点C，CD的中点为R，则又|F2C|=|F2D| 20k2=20k24，而20k2=20k24不成立， 所以不存在直线，使得|F2C|=|F2D|综上所述，不存在直线l，使得|F2C|=|F2D| 例题分析6：椭圆G：的两个焦点为F1、F2，短轴两端点B1、B2，已知F1、F2、B1、B2四点共圆，且点N（0，3）到椭圆上的点最远距离为（1）求此时椭圆G的方程；（2）设斜率为k（k0）的直线m与椭圆G相交于不同的两点E、F，Q为EF的中点，问E、F两点能否关于过点P（0，）、Q的直线对称？若能，求出k的取值范围；若不能，请说明理由解：（1）根据椭圆的几何性质，线段F1F2与线段B1B2互相垂直平分，故椭圆中心即为该四点外接圆的圆心故该椭圆中即椭圆方程可为，H（x,y）为椭圆上一点，则，则有最大值，（舍去），所求椭圆方程为（2）设，则由 两式相减得又直线PQ直线m 直线PQ方程为将点Q（）代入上式得，由得Q（），Q点必在椭圆内部，由此得故当时，E、F两点关于点P、Q的直线对称上题用判别式大于零来构建不等式也是常见方式。例题分析7：（2006年福建卷）已知椭圆的左焦点为F，O为坐标原点。（I）求过点O、F，并且与椭圆的左准线相切的圆的方程；（II）设过点F且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于A、B两点，线段AB的垂直平分线与轴交于点G，求点G横坐标的取值范围。解：（I）圆过点O、F，圆心M在直线上。设则圆半径由得解得所求圆的方程为（II）设直线AB的方程为代入整理得直线AB过椭圆的左焦点F，方程有两个不等实根。记中点则的垂直平分线NG的方程为令得点G横坐标的取值范围为作业回顾：已知点H（3，0），点P在y轴上，点Q在x轴的正半轴上，点M在直线PQ上，且满足=0，=，（1）当点P在y轴上移动时，求点M的轨迹C；（2）过点T（1，0）作直线l与轨迹C交于A、B两点，若在x轴上存在一点E（x0，0），使得ABE为等边三角形，求x0的值练习1：在平面直角坐标系中，已知点、，是平面内一动点，直线、的斜率之积为（）求动点的轨迹的方程；（）过点作直线与轨迹交于、两点，线段的中点为，求直线的斜率的取值范围练习2：已知双曲线，若双曲线上存在两点C、D关于直线对称，求的取值范围。以上题目中我们都是用韦达定理产生出中点坐标，同学也可以试试用点差产生中点坐标。【分比问题】这类问题主要是研究过一个定点P作直线与曲线产生两个交点AB，进而研究P分两个交点AB所成的比例关系。往往是两种形式出现，一种是以比例：，一种是向量：，有时候是求直线方程，有时候是求分比的值或取值范围等等，这种问题主要是抓住分比与坐标的关系，判断在联立方程时应该消去，以减少运算量，然后把问题转化到韦达定理的应用上。例题分析1：如图所示，已知圆为圆上一动点，点P在AM上，点N在CM上，且满足的轨迹为曲线E.I）求曲线E的方程；II）若过定点F（0，2）的直线交曲线E于不同的两点G、H（点G在点F、H之间），且满足，求的取值范围.解：（1）NP为AM的垂直平分线，|NA|=|NM|又动点N的轨迹是以点C（1，0），A（1，0）为焦点的椭圆.且椭圆长轴长为焦距2c=2. 曲线E的方程为 （2）当直线GH斜率存在时，设直线GH方程为得设 ，又当直线GH斜率不存在，方程为 例题分析2：已知椭圆C的中心在坐标原点，焦点在轴上，它的一个顶点恰好是抛物线的焦点，离心率为.（1）求椭圆C 的标准方程；（2）过椭圆C 的右焦点作直线交椭圆C于、两点，交轴于点，若， ，求证：.解：设椭圆C的方程为 （）抛物线方程化为，其焦点为， 则椭圆C的一个顶点为，即 由，椭圆C的方程为 （2）证明：右焦点，设，显然直线的斜率存在，设直线的方程为 ，代入方程 并整理，得， 又，而 ， ，即，所以 例题分析3：已知点的坐标分别是，直线相交于点M，且它们的斜率之积为（1）求点M轨迹的方程；（2）若过点的直线与（1）中的轨迹交于不同的两点、（在、之间），试求与面积之比的取值范围（为坐标原点）解：（1）设点的坐标为， 整理，得（）， （2）如图，由题意知直线的斜率存在，设的方程为将代入，整理，得，由，解得设，则令，且且，解得且 ，且故OBE与OBF面积之比的取值范围是(作业回顾1)：抛物线的焦点作倾角为的直线，与抛物线分别交于、两点（在轴左侧），求。(作业回顾2)：已知，直线，为平面上的动点，过点作的垂线，垂足为点，且，（）求动点的轨迹的方程；（）过点的直线交轨迹于两点，交直线于点已知，求