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文档简介

1、圆锥曲线复习题一、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。比方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。 1、定点f1,0,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,假设,求直线l的斜率k的取值范围.解:1设动点n的坐标为x,y,那么 ,因此,动点的轨迹方程为 2设l与抛物线交于点ax1,y1,b(x2,y2),当l与x轴垂直时,

2、那么由, 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),那么由由点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. 2、如图、椭圆的一个焦点是f1,0,o为坐标原点.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、bl绕点f任意转动,值有,求a的取值范围.解:()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

3、恒成立. 又a2+b2m2>0,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2<0对mr恒成立,即a2b2m2> a2 -a2b2+b2对mr恒成立.当mr时,a2b2m2最小值为0,所以a2- a2b2+b2<0. a2<a2b2- b2, a2<( a2-1)b2= b4,因为a>0,b>0,所以a<b2,即a2-a-1>0,解得a>或a<(舍去),即a>,综合i(ii),a的取值范围为,+.3、曲线上任意一点到两个定点和的距离之和为41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

4、圆的定义,可知动点的轨迹为椭圆, 其中,那么 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, , 由方程组得那么,代入,得即,解得,或所以,直线的方程是或 4、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;假设直线与椭圆相交于,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, ,解得,且满足.当时,直线过定点与矛盾;当时,直线过定点综上可知,直线过定点,定点坐标为5、在平

5、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,那么,由方程,又而所以与共线等价于, 将代入上式,解得由知或,故没有符合题意的常数二、弦长、面积的问题这类问题比拟明了,注意求面积的根本方法之一: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1、椭圆两焦点分别为f1、f2,p是

6、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,设那么,点在曲线上,那么,从而,得.那么点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,那么bp的直线方程为:.由得 ,设,那么,同理可得,那么,.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,那么。当且仅当取等号三角形pab面积的最大值为。2、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

7、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,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3、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,那么,;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4、双曲线c的方程

8、为,离心率,顶点到渐近线的距离为。 1求双曲线c的方程;(2)如图,p是双曲线c上一点,a,b两点在双曲线c的两条渐近线上,且分别位于第一、二象限,假设,求面积的取值范围。方法一 解由题意知,双曲线c的顶点0,a到渐近线,所以所以由所以曲线的方程是由知双曲线c的两条渐近线方程为设由将p点的坐标代入因为又所以记那么由又s1=2,当时,面积取到最小值,当当时,面积取到最大值所以面积范围是方法二由题意知,双曲线c的顶点0,a到渐近线,由所以曲线的方程是.设直线ab的方程为由题意知由由将p点的坐标代入得设q为直线ab与y轴的交点,那么q点的坐标为0,m=.三、对称问题涉及到弦的垂直平分线问题 这种问题

9、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,比方: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拟隐蔽,要分析后才能判定是有关弦ab的中点问题,比方: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。1、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,那么|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2、椭圆的焦点在轴上

10、,长轴长为,离心率为求椭圆的标准方程;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,那么由中点坐标公式得,由此及点在直线得3、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;假设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,那么,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,那么直线方程为。将此式代入,得,故。记直线m与ab的交点为,那么,故直线m的方

11、程为.令y=0,得p的横坐标故。从而为定值。o1xy4、某学生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5、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

12、?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,那么,由,得,于是即得在轴上截距的取值范围为6、设、分别是椭圆的左、右焦点. 假设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a5,0的直线l与椭圆交于不同的两点c、d,使得|f2c|=|f2d|?假设存在,求直线l的方程;假设不存在,请说明理由. 解

13、:易知,设px,y,那么, ,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a5,0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,那么又|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| 7、椭圆g:的两个焦点为f1、f2,短轴两端点b1、b2,f1、f2、b1、b2四点共圆,且点n0,3到椭圆上的点最远距离为1求

14、此时椭圆g的方程;2设斜率为kk0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p0,、q的直线对称?假设能,求出k的取值范围;假设不能,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,hx,y为椭圆上一点,那么,那么有最大值,舍去,所求椭圆方程为2设,那么由 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。8、椭圆的左焦点为f,o为坐标原点。i求过

15、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。设那么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。记中点那么的垂直平分线ng的方程为令得点g横坐标的取值范围为9、椭圆的两个焦点分别为,过点的直线与椭圆相交于点a,b两点,且求椭圆的离心率;直线ab的斜率;设点c与点a关于坐标原点对称,直线上有一点h(m,n)()在的外接圆上,求的值。解 1由,得,从而,整理得,故离心率2由1知,所以椭圆的方程

16、可以写为设直线ab的方程为即由设那么它们的坐标满足方程组 消去y整理,得依题意,而,有题设知,点b为线段ae的中点,所以联立三式,解得,将结果代入韦达定理中解得.(3)由2知,当时,得a由得线段的垂直平分线l的方程为直线l与x轴的交点是的外接圆的圆心,因此外接圆的方程为直线的方程为,于是点满足方程组由,解得,故当时,同理可得.10、,椭圆c以过点a1,两个焦点为1,01,0。(1) 求椭圆c的方程;(2) e,f是椭圆c上的两个动点,如果直线ae的斜率与af的斜率互为相反数,证明直线ef的斜率为定值,并求出这个定值。 解 由题意,c1,可设椭圆方程为。 因为a在椭圆上,所以,解得3,舍去。所以

17、椭圆方程为 证明 设直线方程:得,代入得 设,因为点1,在椭圆上,所以, 。又直线af的斜率与ae的斜率互为相反数,在上式中以代,可得, 。所以直线ef的斜率。即直线ef的斜率为定值,其值为。 四、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。1、如图,和两点分别在射线os、ot上移动,且,o为坐标原点,动点p满足.求的值

18、;求p点的轨迹c的方程,并说明它表示怎样的曲线?假设直线l过点e2,0交中曲线c于m、n两点,且,求l的方程.解:由得 , 设p点坐标为x,yx0,由得 消去m,n可得,又因, p点的轨迹方程为它表示以坐标原点为中心,焦点在轴上,且实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支。解法1:设直线l的方程为,将其代入c的方程得即 易知否那么,直线l的斜率为,它与渐近线平行,不符合题意设,那么l与c的两个交点在轴的右侧:,即 又由同理可得 由得:由得由得消去得 解之得: ,满足 故所求直线l存在,其方程为:或 解法2:设直线l方程为:,设又l过点e2,0交中曲线c于m、n两点,且,那么有:,所求l方程为:或。2

19、、给定抛物线c:,f是c的焦点,过点f的直线l与c相交于a、b两点,记o为坐标原点1求·的值;2设=,当三角形oab的面积s2,求的取值范围.解:1根据抛物线方程,可得f1,0,设直线l的方程为x=my+1,将其与c的方程联立,消去x得,设a,b的坐标分别为,.那么.因为,所以 故 . 2因为 所以.即,又 , 由、消去后,得,将其代入注意到>0,解得. 从而可得, .故三角形oab的面积s =|of|·,因为2恒成立. 所以只要解即可,解得.3、设直线与椭圆相交于a、b两个不同的点,与x轴相交于点c,记o为坐标原点. i证明:; ii假设的面积取得最大值时的椭圆方程

20、.i解:依题意,直线l显然不平行于坐标轴,故将,得 由直线l与椭圆相交于两个不同的点,得,即 ii解:设由,得因为,代入上式,得 于是,oab的面积 其中,上式取等号的条件是由将这两组值分别代入,均可解出所以,oab的面积取得最大值的椭圆方程是4、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假设过定点f0,2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:1np为am的垂直平分线,|na|=|nm|又动点n的轨迹是以点c1,0,a1,0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

21、直线gh方程为得设 ,又当直线gh斜率不存在,方程为 5、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,假设, ,求证:.解:设椭圆c的方程为 抛物线方程化为,其焦点为, 那么椭圆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 6、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假设过点的直线与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

22、: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,那么令,且且,解得且 ,且故obe与obf面积之比的取值范围是7、椭圆的方程为双曲线的两条渐近线为和,过椭圆的右焦点作直线,使得于点,又与交于点,与椭圆的两个交点从上到下依次为如图.(1)当直线的倾斜角为,双曲线的焦距为8时,求椭圆的方程;(2)设,证明:为常数. 解:1由,解得:, 所以椭圆的方程是:. 2解法1:设由题意得: 直线的方程为: ,直线的方程为: , 那么直线的方程为: ,其中点的坐标为; 由 得: ,那么点; 由 消y得:,那么; 由得:,那么:,同理由得:, 故为常数.

23、解法2:过作轴的垂线,过分别作的垂线,垂足分别为, 由题意得: 直线的方程为: ,直线的方程为: , 那么直线的方程为: ,其中点的坐标为; 由 得: ,那么直线m为椭圆e的右准线; 那么: ,其中e的离心率; , 故为常数. 8、给定抛物线c:y2=4x,f是c的焦点,过点f的直线l与c相交于a、b两点。设l的斜率为1,求与的夹角的余弦值;设,假设4,9,求l在y轴上截距的变化范围.答案:(1) (2)五、求轨迹方程问题1、1一动圆与圆外切,同时与圆内切,求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线。2双曲线有动点,是曲线的两个焦点,求的重心的轨迹方程。解:1法一设动圆圆心为,半径为,设圆的

24、圆心分别为、,将圆方程分别配方得:,当与相切时,有 当与相切时,有 将两式的两边分别相加,得,即 移项再两边分别平方得: 两边再平方得:,整理得,所以,动圆圆心的轨迹方程是,轨迹是椭圆法二由解法一可得方程,由以上方程知,动圆圆心到点和的距离和是常数,所以点的轨迹是焦点为、,长轴长等于的椭圆,并且椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,圆心轨迹方程为。2如图,设点坐标各为,在双曲线方程中,双曲线两焦点为,存在,由三角形重心坐标公式有,即 。,。点在双曲线上,将上面结果代入曲线方程,有即所求重心的轨迹方程为:。2、椭圆g的中心在坐标原点,长轴在轴上,离心率为,两个焦点分别为和,椭圆g上一点到和:的圆心为

25、点.(1)求椭圆g的方程(2)求的面积(3)问是否存在圆包围椭圆g?请说明理由.解:1设椭圆g的方程为: 半焦距为c; 那么 , 解得 , 所求椭圆g的方程为:. (2 )点的坐标为 3假设,由可知点6,0在圆外, 假设,由可知点-6,0在圆外; 不管k为何值圆都不能包围椭圆g.3、在平面直角坐标系xoy中,点p到点f3,0的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当p点运动时,d恒等于点p的横坐标与18之和 求点p的轨迹c;设过点f的直线l与轨迹c相交于m,n两点,求线段mn长度的最大值。解:设点p的坐标为x,y,那么3x-2由题设 当x>2时,由得 化简得 当时 由得化简得

26、 故点p的轨迹c是椭圆在直线x=2的右侧局部与抛物线在直线x=2的左侧局部包括它与直线x=2的交点所组成的曲线,参见图1如图2所示,易知直线x=2与,的交点都是a2,b2,直线af,bf的斜率分别为=,=.当点p在上时,由知. 当点p在上时,由知 假设直线l的斜率k存在,那么直线l的方程为i当k,或k,即k-2 时,直线i与轨迹c的两个交点m,n,都在c 上,此时由知mf= 6 - nf= 6 - 从而mn= mf+ nf= 6 - + 6 - =12 - ( +)由 得 那么,是这个方程的两根,所以+=*mn=12 - +=12 - 因为当 当且仅当时,等号成立。2当时,直线l与轨迹c的两个

27、交点 分别在上,不妨设点在上,点上,那么知, 设直线af与椭圆的另一交点为e 所以。而点a,e都在上,且 有1知 假设直线的斜率不存在,那么=3,此时综上所述,线段mn长度的最大值为.六、定点、定值问题1、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;假设直线与椭圆相交于,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,解得,且满足.当时,直线过定点与矛盾;当时,直线过定点综上可知,直线过定点,定点坐标为2、抛物线x24y

28、的焦点为f,a、b是抛物线上的两动点,且0过a、b两点分别作抛物线的切线,设其交点为证明·为定值;设abm的面积为s,写出sf()的表达式,并求s的最小值解:()由条件,得f(0,1),0设a(x1,y1),b(x2,y2)由,即得(x1,1y)(x2,y21), 将式两边平方并把y1x12,y2x22代入得y12y2 解、式得y1,y2,且有x1x2x224y24,抛物线方程为yx2,求导得yx所以过抛物线上a、b两点的切线方程分别是yx1(xx1)y1,yx2(xx2)y2,即yx1xx12,yx2xx22解出两条切线的交点m的坐标为(,)(,1) 4分所以·(,2)&

29、#183;(x2x1,y2y1)(x22x12)2(x22x12)0所以·为定值,其值为07分()由()知在abm中,fmab,因而s|ab|fm|fm|因为|af|、|bf|分别等于a、b到抛物线准线y1的距离,所以|ab|af|bf|y1y222()2于是s|ab|fm|()3,由2知s4,且当1时,s取得最小值43、如题图,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;假设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,那么,从而因此焦点的坐标为2

30、,0.又准线方程的一般式为。从而所求准线l的方程为。答21图解法一:如图21图作acl,bdl,垂足为c、d,那么由抛物线的定义知|fa|=|fc|,|fb|=|bd|.记a、b的横坐标分别为xxxz,那么|fa|ac|解得,类似地有,解得。记直线m与ab的交点为e,那么所以。故。解法二:设,直线ab的斜率为,那么直线方程为。将此式代入,得,故。记直线m与ab的交点为,那么,故直线m的方程为.令y=0,得p的横坐标故。从而为定值。4、椭圆的中心为坐标原点o,焦点在轴上,斜率为1且过椭圆右焦点f的直线交椭圆于a、b两点,与共线. 1求椭圆的离心率; 2设m为椭圆上任意一点,且,证明为定值.解:设

31、椭圆方程为那么直线ab的方程为化简得.令那么 共线,得又即,故离心率为ii证明:由i知,所以椭圆可化为.设,由得在椭圆上,即 由i知又又,代入得 故为定值,定值为15、如图,m是抛物线上y2=x上的一点,动弦me、mf分别交x轴于a、b两点,且ma=mb. 1假设m为定点,证明:直线ef的斜率为定值; 2假设m为动点,且emf=90°,求emf的重心g的轨迹解:1设my,y0,直线me的斜率为k(l>0)那么直线mf的斜率为k,方程为由,消解得(定值)所以直线ef的斜率为定值2直线me的方程为由得同理可得设重心gx, y,那么有消去参数得6、双曲线的右焦点为,过点的动直线与双曲

32、线相交于两点,点的坐标是i证明,为常数;ii假设动点满足其中为坐标原点,求点的轨迹方程解:由条件知,设,i当与轴垂直时,可设点的坐标分别为,此时当不与轴垂直时,设直线的方程是代入,有那么是上述方程的两个实根,所以,于是综上所述,为常数ii解法一:设,那么,由得:即于是的中点坐标为当不与轴垂直时,即又因为两点在双曲线上,所以,两式相减得,即将代入上式,化简得当与轴垂直时,求得,也满足上述方程所以点的轨迹方程是解法二:同解法一得当不与轴垂直时,由i 有由得当时,由得,将其代入有整理得当时,点的坐标为,满足上述方程当与轴垂直时,求得,也满足上述方程故点的轨迹方程是abxynco7、在平面直角坐标系中

33、,过定点作直线与抛物线相交于两点i假设点是点关于坐标原点的对称点,求面积的最小值;ii是否存在垂直于轴的直线,使得被以为直径的圆截得的弦长恒为定值?假设存在,求出的方程;假设不存在,说明理由此题不要求在答题卡上画图noacbyx解法1:依题意,点的坐标为,可设,直线的方程为,与联立得消去得由韦达定理得,于是,当时,假设满足条件的直线存在,其方程为,的中点为,与为直径的圆相交于点,的中点为,noacbyxl那么,点的坐标为,令,得,此时为定值,故满足条件的直线存在,其方程为,即抛物线的通径所在的直线解法2:前同解法1,再由弦长公式得,又由点到直线的距离公式得从而,当时,假设满足条件的直线存在,其

34、方程为,那么以为直径的圆的方程为,将直线方程代入得,那么设直线与以为直径的圆的交点为,那么有令,得,此时为定值,故满足条件的直线存在,其方程为,即抛物线的通径所在的直线8、如题21图倾斜角为的直线经过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点求抛物线的焦点的坐标及准线的方程;假设为锐角,作线段的垂直平分线交轴于点,证明为定值,并求此定值解:i设抛物线的标准方程为,那么,从而因此焦点的坐标为,又准线方程的一般式为从而所求准线的方程为ii解法一:如答21图作,垂足分别为,那么由抛物线的定义知,记的横坐标分别为,那么,解得类似地有,解得记直线与的交点为,那么所以故解法二:设,直线的斜率为,那么直线方程为将此式

35、代入得,故记直线与的交点为,那么,故直线的方程为,令,得点的横坐标,故从而为定值9、动圆过定点,且与直线相切,其中.i求动圆圆心的轨迹的方程;ii设a、b是轨迹上异于原点的两个不同点,直线和的倾斜角分别为和,当变化且为定值时,证明直线恒过定点,并求出该定点的坐标.解:i如图,设为动圆圆心,为记为,过点作直线的垂线,垂足为,由题意知:即动点到定点与定直线的距离相等,由抛物线的定义知,点的轨迹为抛物线,其中为焦点,为准线,所以轨迹方程为;ii如图,设,由题意得否那么且所以直线的斜率存在,设其方程为,显然,将与联立消去,得由韦达定理知1当时,即时,所以,所以由知:所以因此直线的方程可表示为,即所以直

36、线恒过定点2当时,由,得=将式代入上式整理化简可得:,所以,此时,直线的方程可表示为即所以直线恒过定点所以由12知,当时,直线恒过定点,当时直线恒过定点.七、最值和取值范围问题1、设,在平面直角坐标系中,向量,向量,动点的轨迹为e.1求轨迹e的方程,并说明该方程所表示曲线的形状; 2,证明:存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹e恒有两个交点a,b,且(o为坐标原点),并求出该圆的方程;(3),设直线与圆c:(1<r<2)相切于a1,且与轨迹e只有一个公共点b1,当r为何值时,|a1b1|取得最大值?并求最大值.解:1因为,所以, 即. 当m=0时,方程表示两直线,方程为

37、;当时, 方程表示的是圆当且时,方程表示的是椭圆; 当时,方程表示的是双曲线.(2).当时, 轨迹e的方程为,设圆心在原点的圆的一条切线为,解方程组得,即,要使切线与轨迹e恒有两个交点a,b, 那么使=,即,即, 且,要使, 需使,即,所以, 即且, 即恒成立.所以又因为直线为圆心在原点的圆的一条切线,所以圆的半径为, 所求的圆为.当切线的斜率不存在时,切线为,与交于点或也满足.综上, 存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆e恒有两个交点a,b,且.(3)当时,轨迹e的方程为,设直线的方程为,因为直线与圆c:(1<r<2)相切于a1, 由2知, 即 ,因为与轨迹e只有一个

38、公共点b1,由2知得,即有唯一解那么=, 即, 由得, 此时a,b重合为b1(x1,y1)点, 由 中,所以, b1(x1,y1)点在椭圆上,所以,所以,在直角三角形oa1b1中,因为当且仅当时取等号,所以,即当时|a1b1|取得最大值,最大值为1.2、直线经过椭圆 的左顶点a和上顶点d,椭圆的右顶点为,点和椭圆上位于轴上方的动点,直线,与直线分别交于两点i求椭圆的方程;求线段mn的长度的最小值;当线段mn的长度最小时,在椭圆上是否存在这样的点,使得的面积为?假设存在,确定点的个数,假设不存在,说明理由解: 方法一i由得,椭圆的左顶点为上顶点为 故椭圆的方程为直线as的斜率显然存在,且,故可设直线的方程为,从而由得0设那么得,从而 即又由得故又 当且仅当,即时等号成立 时,线段的长度取最小值由可知,当取最小值时,

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