圆锥曲线考点例题与解析

1、2y =4x 的顶学习必备欢迎下载圆锥曲线考点例题考点一求圆锥曲线方程求指定的圆锥曲线的方程是高考命题的重点，主要考查学生识图、画图、数形结合、等价转化、分类讨论、逻辑推理、合理运算及创新思维能力， 解决好这类问题，除要求同学们熟练掌握好圆锥曲线的定义、 性质外，命题人还常常将它与对称问题、 弦长问题、最值问题等综合在一起命制难度较大的题，解决这类问题常用定义法和待定系数法.典例探究例 1某电厂冷却塔的外形是如图所示的双曲线的一部分，绕其中轴 (即双曲线的虚轴 )旋转所成的曲面，其中 A、A是双曲线的顶点， C、 C是冷却塔上口直径的两个端点， B、 B是下底直径的两个端点，已知 AA =14

2、 m， CC =18 m,BB =22 m, 塔高 20 m.考点二直线与圆锥曲线直线与圆锥曲线联系在一起的综合题在高考中多以高档题、压轴题出现，主要涉及位置关系的判定，弦长问题、最值问题、对称问题、轨迹问题等.突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程、等价转化等数学思想方法，要求考生分析问题和解决问题的能力、计算能力较高，起到了拉开考生 “档次”，有利于选拔的功能.典例探究例 1如图所示，抛物线点为 O，点 A 的坐标为 (5，0)，倾斜角为4的直线l 与线段 OA 相交 (不经过点O 或点A)且交抛物线于M、 N 两点，求 AMN 面建立坐标系并写出该双曲线方程.例 2过点 (1，0)的直

3、线 l 与中心在原点，焦点在x 轴上且离心率为2 的椭圆 C2相交于A、 B 两点，直线y= 1 x 过线段 AB2的中点，同时椭圆 C 上存在一点与右焦点关于直线 l 对称，试求直线 l 与椭圆 C 的方程 .积最大时直线 l 的方程，并求 AMN 的最大面积 .例 2已知双曲线 C：2x2 y2 =2 与点P(1， 2)(1) 求过 P(1，2) 点的直线 l 的斜率取值范围，使 l 与 C 分别有一个交点， 两个交点，没有交点 .(2) 若 Q(1，1)，试判断以 Q 为中点的弦是否存在 .例3如图，已知某椭圆的焦点是F 1( 4， 0)、 F2(4， 0)，过点 F2 并垂直于 x 轴

4、的直线与椭圆的一个交点为 B，且 |F1B|+|F2B|=10 ， 椭 圆 上 不 同 的 两 点A(x1,y1),C(x2,y2)满足条件： |F2A|、|F2 B|、|F2C|成等差数列 .例 3如图，已知P1OP2 的面积为27 ， P 为线段 P1P2 的一个三等分点，求以4直线 OP1、OP2 为渐近线且过点P 的离心率为13 的双曲线方程 .(1)求该弦椭圆的方程；(2)求弦 AC 中点的横坐标；2(3) 设弦AC 的垂直平分线的方程为学习必备欢迎下载y=kx+m，求 m 的取值范围 .考点三圆锥曲线综合题圆锥曲线的综合问题包括： 解析法的应用，与圆锥曲线有关的定值问题、 最值问题

5、、参数问题、应用题和探索性问题， 圆锥曲线知识的纵向联系， 圆锥曲线知识和三角、复数等代数知识的横向联系，解答这部分试题，需要较强的代数运算能力和图形认识能力，要能准确地进行数与形的语言转换和运算，推理转换， 并在运算过程中注意思维的严密性，以保证结果的完整 .典例探究例 1已知圆k 过定点 A(a,0)(a 0),圆心 k 在抛物线C： y2=2ax 上运动， MN 为圆 k 在 y 轴上截得的弦 .(1)试问 MN 的长是否随圆心 k 的运动而变化？ (2)当 |OA|是 |OM |与|ON|的等差中项时， 抛物线 C 的准线与圆k 有怎样的位置关系？例 2如图，已知椭圆x 2y2m=1(

6、2m 1m 5),过其左焦点且斜率为1 的直线与椭圆及其准线的交点从左到右的顺序为A、B、C、 D，设 f(m)=|AB| |CD|(1)求 f(m)的解析式；(2)求 f(m)的最值 .例 3舰 A 在舰 B 的正东 6 千米处，舰 C在舰 B的北偏西 30°且与 B相距 4千米，它们准备捕海洋动物， 某时刻 A 发现动物信号， 4 秒后 B、C 同时发现这种信号， A发射麻醉炮弹 .设舰与动物均为静止的， 动物信号的传播速度为 1 千米 / 秒，炮弹的速度是 20 3g 千米 /秒，其中 g 为重力加速度，3若不计空气阻力与舰高， 问舰 A 发射炮弹的方位角和仰角应是多少？学法指

7、导怎样学好圆锥曲线圆锥曲线将几何与代数进行了完美结合 .借助纯代数的解决手段研究曲线的概念和性质及直线与圆锥曲线的位置关系，从数学家笛卡尔开创了坐标系那天就已经开始.高考中它依然是重点， 主客观题必不可少，易、中、难题皆有 .为此需要我们做到：1.重点掌握椭圆、双曲线、抛物线的定义和性质 .这些都是圆锥曲线的基石，高考中的题目都涉及到这些内容.2.重视求曲线的方程或曲线的轨迹，此处作为高考解答题的命题对象难度较大 . 所以要掌握住一般方法：定义法、直接法、待定系数法、相关点法、参数法等 .3.加强直线与圆锥曲线的位置关系问题的复习 .此处一直为高考的热点 .这类问题常涉及到圆锥曲线的性质和直线

8、的基本知识点、线段的中点、弦长、垂直问题，因此分析问题时利用数形结合思想和设而不求法与弦长公式及韦达定理联系去解决 .这样加强了对数学各种能力的考查 .4.重视对数学思想、 方法进行归纳提炼，达到优化解题思维、简化解题过程 .(1) 方程思想解析几何的题目大部分都以方程形式给定直线和圆锥曲线， 因此把直线与圆锥曲线相交的弦长问题利用韦达定理进行整体处理，就简化解题运算量.(2) 用好函数思想方法对于圆锥曲线上的一些动点， 在变化过程中会引入一些相互联系、 相互制约的量， 从而使一些线的长度及 a,b,c,e 之间构成函数关系，函数思想在处理这类问题时就很有效.(3) 掌握坐标法坐标法是解决有关

9、圆锥曲线问题的基本方法 .近几年都考查了坐标法， 因此要加强坐标法的训练 .学习必备欢迎下载圆锥曲线考点例题解析考点一斜率的等式 .解法二，用韦达定理 .【例题1】c2a 2b21命题意图： 本题考查选择适当的坐标系建立,得解法一： 由 e=2a2,曲线方程和解方程组的基础知识，考查应用a2所学积分知识、思想和方法解决实际问题。从而 a2=2b2 ,c=b.知识依托：待定系数法求曲线方程；点设椭圆方程为在曲线上，点的坐标适合方程。222x +2y =2b ,A(x1,y1),B( x2,y2)在椭圆上 .错解分析： 建立恰当的坐标系是解决本则 x12+2y12=2b2,x22 +2y22=2b

10、2, 两式相减题的关键。得，222(x1x2)+2( y1技巧与方法： 本题第2y1y2x1x2一问是待定系数法求曲.y2 )=0,x22( y1线方程。x1y2 )解：如图，建立直角x0坐标系 xOy,使 AA在 x设 AB 中点为 (x0,y0), 则 kAB=,又 (x0,y0)轴上， AA的中点为坐标原点O， CC与2 y0BB平行于 x 轴 .在直线 y= 11x0,于是 x0x2y 2x 上， y0=设双曲线方程为=1(a 0,b 222 y0a2b2 1,kAB= 1,设 l 的方程为 y= x+1.1AA =7右 焦 点 (b,0) 关 于 l的对称点设为0),则 a=(x ,

11、y ),2又设 B(11,y1),C(9,x2)因为点 B、C 在双y1曲线上，所以有则 xb解得 x1xbb112y1 292y22y1y11,12272b272b2由点 (1,1 b) 在椭圆上，得1+2(1 由题意，知y2 y1=20,由以上三式得：y1= 12,y2=8,b=7 2故双曲线方程为x 2y249=1.98【例题 2】命题意图： 本题利用对称问题来考查用待定系数法求曲线方程的方法，设计新颖，基础性强 .知识依托：待定系数法求曲线方程，如何处理直线与圆锥曲线问题，对称问题.错解分析： 不能恰当地利用离心率设出方程是学生容易犯的错误 .恰当地利用好对称问题是解决好本题的关键 .

12、技巧与方法： 本题是典型的求圆锥曲线方程的问题，解法一，将 A、B 两点坐标代入圆锥曲线方程，两式相减得关于直线ABb)2=2 b2,b2= 9 , a29 .168所求椭圆C 的方程为 8x 216 y 299=1,l 的方程为 y= x+1.解法二：由 e= c2 ,得 a 2b21 ,a2a22从而 a2=2b2 ,c=b.设椭圆 C 的方程为x2+2y2=2b2,l 的方程为 y=k(x 1),将 l 的方程代入 C 的方程，得 (1+2k2) x24k2 x+2k22b2=0,则x1+x2=4k 2,y1 +y2=k(x1 1)+ k(x2 2k 21学习必备欢迎下载2k1)= k(

13、x1+x2) 2k=12k 2 .直 线 l ： y= 1x 过 AB的 中 点2(x1x2 ,y1y2 ),则k12k 22 ,2212k2212k解得 k=0 ，或 k= 1.若 k=0,则 l 的方程为 y=0,焦点 F(c,0)关于直线 l 的对称点就是 F 点本身， 不能在椭圆 C 上，所以 k=0 舍去，从而k= 1，直线l 的方程为 y= (x 1),即 y= x+1,以下同解法一 .【例题 3】命题意图： 本题考查待定系数法求双曲线的方程以及综合运用所学知识分析问题、 解决问题的能力 .知识依托：定比分点坐标公式；三角形的面积公式； 以及点在曲线上，点的坐标适合方程 .错解分析

14、： 利用离心率恰当地找出双曲线的渐近线方程是本题的关键， 正确地表示出P1OP2 的面积是学生感到困难的.技巧与方法：利用点P 在曲线上和P1OP 2 的面积建立关于参数a、b 的两个方程，从而求出 a、 b 的值 .解：以 O 为原点， P1OP2 的角平分线为 x 轴建立如图所示的直角坐标系 .设双曲线方程为x 2y2=1( a 0,b 0)a2b22c21 (b2(13)2，得b3由 e =a2)2a.a2两渐近线 OP1、 OP2 方程分别为 y= 3x 和2y= 3x2设点 P1(x1,3 x1),P2(x2, 3 x2)(x1 0,x2220),则由点 P 分 P1P2所成的比 =

15、P1P=2,得 PPP2点坐标为 ( x12x2 , x12 x2 ),又点 P在双32曲线x 24 y 2=1上，所以a 29a 2( x12x2 )2( x12x2 ) 29a 29a2=1,即 (x1+2x2)2 (x1 2x2)2=9a2, 整 理 得8x1x2=9 a2又29213292| OP1|x14 x12x1,| OP |x24 x22 tanP1Ox2312sin P1OP221tan2 P1Ox91314SP OP1 | OP | | OP | sin P OP113 xx212212122411312即 x1x2=92由、得 a2=4,b2=9故双曲线方程为x2y 2=

16、1.4 9思路方法一般求已知曲线类型的曲线方程问题，可采用 “先定形， 后定式， 再定量” 的步骤 .定形指的是二次曲线的焦点位置与对称轴的位置 .定式根据“形”设方程的形式，注意曲线系方程的应用， 如当椭圆的焦点不确定在哪个坐标轴上时，可设方程为 mx2+ny2=1( m 0,n0).定量由题设中的条件找到 “式”中特定系数的等量关系， 通过解方程得到量的大小 . 考点二【例题 1】命题意图：直线与圆锥曲线相交，一个重要的问题就是有关弦长的问题 .本题考查处理直线与圆锥曲线相交问题的第一种方13227 ,4学习必备欢迎下载法“韦达定理法”.知识依托：弦长公式、三角形的面积公式、不等式法求最值

17、、函数与方程的思想.错解分析： 将直线方程代入抛物线方程后，没有确定 m 的取值范围 .不等式法求最值忽略了适用的条件 .技巧与方法： 涉及弦长问题， 应熟练地利用韦达定理设而不求计算弦长， 涉及垂直关系往往也是利用韦达定理， 设而不求简化运算 .解：由题意，可设l 的方程为y=x+m, 5 m 0.yxm2由方程组,消去y,得 x +(2 my 24x4)x+m2=0直线 l 与抛物线有两个不同交点M、N， 方 程 的 判 别 式=(2 m 4)2 4m2=16(1 m) 0,解得 m 1,又 5m 0, m 的范围为( 5， 0)设 M (x1,y1),N(x2,y2 ) 则 x1+x2=

18、4 2m， x1· x2=m2, |MN |=4 2(1 m) .点 A 到直线 l 的距离为d= 5m .2 S =2(5+ m)1m , 从而 S 2=4(1 m)(5+ m)2=2(22m)· (5+m)(5+ m) 2 2m5m5m 32(3) =128. S8 2 ,当且仅当2 2m=5+m,即 m= 1 时取等号 . 故直线 l 的方程为 y=x 1， AMN 的最大面积为 8 2 .【例题 2】命题意图： 第一问考查直线与双曲线交点个数问题，归结为方程组解的问题 .第二问考查处理直线与圆锥曲线问题的第二种方法“差分法” .知识依托：二次方程根的个数的判定、两点

19、连线的斜率公式、中点坐标公式.错解分析：第一问，求二次方程根的个数，忽略了二次项系数的讨论.第二问，算得以 Q 为中点弦的斜率为 2，就认为所求直线存在了 .技巧与方法： 涉及弦长的中点问题，常用“差分法”设而不求，将弦所在直线的斜率，弦的中点坐标联系起来，相互转化.解： (1) 当直线 l 的斜率不存在时， l 的方程为 x=1, 与曲线 C 有一个交点 .当 l 的斜率存在时，设直线 l 的方程为 y2= k(x 1),代入 C 的方程，并整理得(2 k2)x2+2(k2 2k)x k2+4 k 6=022*( )当 2 k =0,即 k=±时，方程 ( )有一个根， l 与 C

20、 有一个交点( )当 2 k2 0,即 k±2 时=2(k2 2k) 2 4(2 k2)( k2+4k 6)=16(3 2k)当=0,即 3 2k=0,k= 3 时，方程 (*)2有一个实根， l 与 C 有一个交点 .当 0,即 k 3 ,又 k± 2 ,故当 k22 或 2 k 2 或2 k 32时，方程 (* ) 有两不等实根，l 与 C 有两个交点 .当 0，即 k 3 时，方程 (* )无解，2l 与 C 无交点 .综上知：当k=±2 ,或 k=3 ，或 k 不2存在时， l 与 C 只有一个交点；当2 k32k2 , k,或或22 时， l 与 C 有

21、两个交点；学习必备欢迎下载当 k 3 时， l 与 C 没有交点 .由 |F2A|、 |F2B|、 |F2C|成等差数列，得24(25 x1)+4(25 x2)=2 ×9,由此(2)假设以 Q 为中点的弦存在， 设为 AB，54545且 A(x1,y1),B(x2,y2) ，则 2x12 y12=2,2x22 得出： x1 +x2=8.y22=2 两式相减得： 2(x1 x2)(x1+x2)=( y1 设弦 AC的中点为P(x0,y0), 则y2)(y1+y2)x1x2=4.又 x1+x2=2,y1+y2=2x0=2 2(x1 x2)=y1 y1(3) 解法一：由 A(x1,y1),

22、C(x2,y2) 在椭圆上 .即 kAB= y1 y2 =2 x1 x2但渐近线斜率为±2 ,结合图形知直线 AB 与 C 无交点，所以假设不正确，即以Q 为中点的弦不存在.【例题 3】命题意图：本题考查直线、椭圆、等差数列等基本知识，一、二问较简单，第三问巧妙地借助中垂线来求参数的范围，设计新颖，综合性，灵活性强.知识依托：椭圆的定义、 等差数列的定义，处理直线与圆锥曲线的方法 .错解分析：第三问在表达出“k= 25 y0”36时，忽略了“ k=0 ”时的情况，理不清题目中变量间的关系 .技巧与方法： 第一问利用椭圆的第一定义写方程；第二问利用椭圆的第二定义(即焦半径公式 )求解，

23、第三问利用 m 表示出弦 AC 的中点 P 的纵坐标 y0,利用 y0 的范围求 m 的范围 .解：(1)由椭圆定义及条件知， 2a=|F 1B|+|F 2B|=10, 得 a=5, 又 c=4, 所 以b=a2c2 =3.故椭圆方程为 x 2y 2=1.25 9(2) 由 点 B(4,yB) 在 椭 圆 上 ， 得9x=25|F 2B|=|yB|= .因为椭圆右准线方程为,54离心率为4 ，根据椭圆定义， 有 |F2 A|=4(25554 x1),|F2C|= 4 ( 25 x2)，5 49 x225y2925得11229 x225y2925得 9(x12 x22)+25( y12 y22)

24、=0,即9×( x1x2 )25( y1y2 )( y1y2 ) =0( x1 x2 )22x1x2将x1x2x04, y1y2y0, y1y2122x1x2k(k 0)代入上式，得 9× 4+25y0(1)=0k(k 0)即 k= 25 y0(当 k=0 时也成立 ).36由点 P(4， y0) 在弦 AC 的垂直平分线上，得y0=4k+m,所以 m=y0 4k=y0 25 y0= 16 y0.99由点 P(4， y0 )在线段BB (B与 B 关于 x 轴对称 )的内部，得9 y0 9 ,所以55 16 m 16 .55解法二：因为弦 AC 的中点为 P(4,y0)，所

25、以直线 AC 的方程为1yy0=(x 4)(k0)kx2y2将代入椭圆方程=1, 得259(9k2+25)x2 50(ky0+4)x+25(ky0+4) 2 25× 9k2=050(k04)所以x1+x2=9k 2 25 =8, 解 得学习必备欢迎下载25时也成立 )k=y0.(当 k=036(以下同解法一).思路方法1.直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题， 实际上是研究它们的方程组成的方程是否有实数解成实数解的个数问题，此时要注意用好分类讨论和数形结合的思想方法 .2.当直线与圆锥曲线相交时：涉及弦长问题，常用“韦达定理法”设而不求计算弦长( 即应用弦长公式 )；涉及弦长

26、的中点问题，常用“差分法”设而不求，将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来，相互转化 . 同时还应充分挖掘题目的隐含条件， 寻找量与量间的关系灵活转化， 往往就能事半功倍 . 考点三【例题 1】命题意图： 本题考查圆锥曲线科内综合的知识及学生综合、灵活处理问题的能力 . 知识依托： 弦长公式， 韦达定理， 等差中项，绝对值不等式，一元二次不等式等知识.错解分析：在判断d 与 R 的关系时， x0的范围是学生容易忽略的 .技巧与方法： 对第 (2)问，需将目标转化为判断 d=x0+ a 与 R=x02a 的大小 .22解： (1)设圆心 k(x0 ,y0),且 y0 =2 ax0,圆k的半径R

27、=|AK|=( x0a) 2y02x02a 2|MN |=2R2x022x02a 2x02=2a(定值 )弦 MN 的长不随圆心k 的运动而变化 .(2)设 M(0,y1)、N(0,y2)在圆 k：(xx0 )2+(y222y0) =x0 +a 中，令 x=0，得 y2 2y0y+y02 a2=0 y1y2=y02 a2 |OA|是 |OM |与 |ON |的等差中项 . |OM |+|ON|=|y1|+|y2|=2|OA |=2a. 又 |MN |=|y1 y2|=2a |y1|+|y2 |=|y1 y2| y1 y2 0，因此 y02 a20,即 2ax0 a2 0. 0 x0 a .2圆

28、心 k 到抛物线准线距离d=x0+ a a,2而圆 k 半径 R= x02a 2 a.且上两式不能同时取等号，故圆 k 必与准线相交 .【例题 2】命题意图： 本题主要考查利用解析几何的知识建立函数关系式， 并求其最值， 体现了圆锥曲线与代数间的科间综合 .知识依托：直线与圆锥曲线的交点，韦达定理， 根的判别式， 利用单调性求函数的最值 .错解分析： 在第 (1) 问中，要注意验证当2 m 5 时，直线与椭圆恒有交点.技巧与方法： 第 (1)问中，若注意到 xA,xD 为一对相反数， 则可迅速将 |AB| |CD |化简 .第 (2) 问，利用函数的单调性求最值是常用方法 .解：(1)设椭圆的

29、半长轴、 半短轴及半焦距依次为 a、 b、 c，则 a2=m,b2=m 1,c2=a2 b2=1椭圆的焦点为F1( 1,0),F 2(1,0).故直线的方程为 y=x+1, 又椭圆的准线方程为 x=± a 2 ,即 x=± m.c A( m, m+1),D (m,m+1)考虑方程组yx1,消去 y 得：x 2y 21mm122(m 1)x +m(x+1) =m(m 1)整理得： (2m 1)x2+2mx+2 m m2=0 =4 m2 4(2m 1)(2m m2)=8 m(m 1)2 2 m 5, 0恒 成 立 ，2mxB+xC=2m.1又 A、 B、 C、 D 都在直线 y=x+1 上|AB|=|xB xA|=2 =(xB xA) ·2 ,|CD |=2 (xD xC)学习必备 |AB| |CD|= 2 |xB xA+xD xC|= 2 |(xB+xC) (xA+xD)|又 xA= m,xD =m, xA+xD=0|AB|CD |=|xB+xC|· 2 =|12m|· 2=2 2m2m2m(2 m 5)故 f(m)= 2 2m ， m 2,5 .2m(2)由 f(m)=22m ，可知 f(m)= 222m21m又2121 212m5 f(m) 10 2 , 4 2 9