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文档简介
012二次曲线相交问题
二次曲线一般包括圆锥曲线和圆,二次曲线与二次曲线的方程联立时,并不能保证二次曲线与二次
曲线的轨迹相切,具体见附件《一个椭圆最值问题构圆解法的反思.曹军》
例若双曲线系与圆没有公共点,则实数&的取值范围为----------
解8,一£)。6,+8);画图易知,只须9r>1即可,
例试判断圆O:V+y2—©+2=0与抛物线c:V=7x有无交点,并说明道理.
错解两方程联立|:+旷―4丫2=()…①,消去可得12+3x+2=0…③,由于△>(),故两曲线
y2=lx…②
有两个不同的交点.
错因分析△>()只是两曲线有交点的必要条件,而非充分条件!因为方程③中的x有解,并不能保证
方程①和②中的),也有解!设③的两根为不,上,由韦达定理可知:显然有这与方
xix2=23<°
程②中的“xNO”相矛盾,故这两个曲线没有交点!
例若抛物线)=/+/〃与椭圆、+),2=1有4个不同的交点,则〃?的取值范围是().
1717
A.m>—2B.m>C.—2<nz<—1D.----</?7<—1
88
解选D;联立两个方程得:2y~+y-2-m=0,则等价于/(y)=2)?+y-2-/〃在ye(-l,1)上有两
A>()
个不同实根,即<一7£(—1/);当然,也可以参数分离令〃?=2产+'一2,画图分析即可.
/(1)>0
/(-1)>0
注为些资料书上,给出的方法是等价于/(),)=2V+y-2-阳在ye(小,+oo)上布两个不同实根,此
A>0
时则有:,也可以得到上述答案,估计有人会疑惑究竟哪种方法正确?
4
/(w)>0
实际上,这两种方法是一致的,因为在联立的时候有:三竺+丁=1,显然,只要),£(〃?,+8),亦必
有),因此,在处理二次曲线交点的问题时,一般选取不含参数的区间分析求解,理清笼这一点的
话,对于二次曲线的公共点问题的处理就很简单了.
例请讨论抛物线V=与圆F+/-2办+/-1=。的交点的个数.
法一利用二次函数根的分布,由于此题的根是以0为界,可以直接利用韦达定理分析
,1
%+々=2〃-5,
抛物线和圆的方程联立:2Y+(l-4a)x+2(/-l)=0,设此方程的两根为内、起,则,
2
xlx2=«-1
同时,A=17-8a,因此,讨论如下:
(I)当八<0,即〃〉没有交点:
17
(2)当△=(),即〃=一时,x=x,=—>0,故有2个交点;
88
(3)当△>(),即av□时,
艰据两个根中是否含有0:
8
(i)有一个根是玉=0,则a=±\:
①当口时,另一个根寸|>。,因此,有3个交点;
②当。=一1时,另一个根毛=-|<0,因此,有I个交点;
(ii)两个根中都不含有0,根据根的正负分布:
:C解得小今此时有4个交点;
①有两个正根,则,
②有两个负根,贝IJ解得av—1,此时没有交点;
xix2>0
③有一正一负根,则%与<。,解得此时有2交点;
综上所述,当。=-1时,有1个交点;当〃=□或时,有2个交点;当a=l时,有3个交点;
8
当时,有4个交点;当tZ>U■或4<-1时,没有交点.
88
法二利用参数方程+分参
圆f+y2_2奴+/一]=。的参数方程是•一(0”<2兀),代入抛物线方程,并整理化简可得
[y=sin”
2
2COS<9+COS<9+«-2=0;此时原方程组的解的组数,可以转化为cos。的值对应的。的个数.
显然,可以分离常数,«=-2COS26>-COS<9+2,令/=COS0,则让[一1,1],a=-2r-t+2,作出函数
八/)=-2/一+2在/日-1,1]上的图象,然后平移直线_>,=[进行分析即可!
如图所示,函数/(,)=—2产—i+2的两个端点是A(T,1),即,一1),顶点是C(-弓),平移直线y=〃,
分类讨论如下:
①当”=□时,J=cos6=-L又OK0V2人,故0有两个值,对应的交点也是两个;
84
②当々=1时,r(=-1,r2e(-l,l),故。有三个值,对应的交点也是三个;
类似分析,可得:③当。=-1时,1=1,有一个交点;④当1<〃<?时,有四个交点;⑤当—Ivavl
8
时,有两个交点;⑥当装或。<-1时,没有交点!
注法一和法二对比,显然,法二更加简单,因此,在解决此类问题时,参数方程结合参数分离更具
有优势,不过对于根的分布也要热练掌握.
法三利用数形结合法,从左向右平移圆*-。)2+),2=],如图所示,观察圆与抛物线),2=』%的交点
当一1<。<1时,相交,有2个交点;当。=1时,相切+相交,有3个交点;
当1<”口时,相交,有4个交点;当4=口时,相切,有2个交点;当?时,相离,没有交点.
888
显然,此法对于解答题来说并不严密,但是,我们可以借此更加直观的了解两条曲线间的位置关系以
及变化规律.
练习已知曲线G:/+生竺之及G:y=f+],讨论C|与C2的公共点的个数・
答案①当机>2或机vi-应时,没有公共点;②当机=1-夜时,有1个公共点;
2
③当〃?二』或1-也<〃?<1+及时,有2个公共点;④当〃?=1+及时,有3个公共点;
2
⑤当1+正<〃?<3时,有4个公共点.
2
例(1988全国卷理压轴)如图,直线/的方程为工=-卷,其中〃>0,椭圆的中心为O(2+^,0),焦
点在x轴上,长半轴长为2,短半轴长为1,它的一个顶点为乂^,。).问〃在哪个范围内取值时,椭圆
上有四个不同的点,它们中每一个点到点4的距离等于该点到直线/的距离.
解根据题意易知:等价于箱圆〕x.(2+4f
\2川+y2=l和抛物线),2=2Px有四个交点.
7〃_4)工+式+2〃=0,则等价于该方程有两个不相等的正根,不妨
联立椭圆和抛物线的方程:r+(
4
△=(7〃_4)、4(『+2〃>0
设为X]、“2>0,故,X+々=一(7〃-4)>0.同时结合〃>0,最终可解得Ov”V』.
23
x(x2=?+2〃>()
例(1985广东)在直角坐标系中,有椭圆I和抛物线1【,它们的参数方程分别为
3、
x=〃?+2cos。x=—+r
IJr(用是常数,夕是参数),H:2(,是参数),
IkEsin*[t疝
17
求证:当且仅当用e时,椭圆I和抛物线1【有交点.
L22]
法一从I和n中分别消去外/得:任答.+《=1、y=6(彳一5),
联立这两个方程得:
x2-2(/??-4)x+mr-16=0,
欲使得椭圆I和抛物线II有交点,等价于上述方程至少有一个不小于之的根,令
2
f(x)=-2(m-4)x+nr-16,利用根的分布可得:
①有一个不小于』的根,则/口
<0,解得一-<m<—;
A=4(/??-4)2-4(/n2-16)>0
②有两个不小于』的根,
m-4>—,无解.
2
综上所述,当且仅当me时,椭圆I和抛物线II有交点.
L22」
注也可以从反面考虑,同祥分成两种情况:
A=4(机-4)2-4(用2-16)>0
①不存在实数根,则△<():②两个根都小于士,则m-4<-
00
法二将I的参数方程代入【I中:3如2夕=63+285。-口,整理得:
因此,欲使得椭圆I和抛物线II有交点,等价于求关于。的函数,〃的值域,易求得-1,-
22
例当实数皿、〃、〃满足何关系时,曲线。1:1+马=1(。>人0)与曲线6:5=/+〃?有四个不同的
交点?
解联立两个曲线的方程:a2y2+b2y-b2(m+a2)=O,欲使得两个曲线有四个不同的交点,等价于该
方程在(-力,))上有两个不同实根,令/(y)=a2y2则
△=。4+4a~b2(m+a2)>0
2/
f(-b)>0
/0)>0
最终解得:当加2且b时,两个曲线有四个不同的交点.
二次函数根的分布规律一抓或三抓
例(2016浙江理)如图,设椭圆++>,2=](〃>[).
(I)求直线),=去+1被椭圆截得的线段长(用“、太表示);
(2)若任意以点40,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点,求椭圆离心率的取值范围.
解⑴设直线被椭圆截得的线段为AP,A(O,1),PH,/),直线丁=h+1与椭圆联立:
(1+<也2濡+2/"=0,可得:故|4H=VF7F|o-wl=V^.^&.
(2)法一参考答案的解法,利用了第(1)小问
假设圆与椭圆的公共点有4个,利用对称性,可设y轴左侧的椭圆上有两个不同的点P、Q,满足
|AP|=|A0|.
记直线AP、AQ的斜率分别为4、&,且占、&>(),k”.
由⑴知|AP|=2a*|gJR,|从。|=生典当,故2al正=2°2间丘石,整理可得:
1+〃"I;\+a~k;/\+a^krI\+crk;/
伏;-后)[1+&;+后+/(2_。2*砌=0,即]+&:+后+。2(2_7庶后二。,
即(3+1](3+[=1+。2(/-2),此式关于4、匕的方程有解的充要条件是:\+a2(a2-2)>\,解得
a〉近,乂。=£=包二1=故所求离心率的取值范围为0<eW也.
法二圆和椭圆存在公共点।因此,也可以联立圆和椭圆的方程,利用根的分布进行求解.
x+(y-lr=r
设以点4(0,1)为圆心的圆的半径为“厂>0),则<d,zz>(£72-1)/+2y+r2-1-6Z2=0,此
—+r=i
方程在(-1,1)上有两个不同的解的充要条件为:令/*)=(/-1)产+2),+/-1-42,则
△=4-4(«2-l)(r-l-«2)>0
-1<——r—<1
2(a—l)
/(l)=(«2-l).l2+2xl+r2-l-fr>0
/(-I)=(a2-l).(-l)2+2x(-l)+r2-l-«2>0
a2>2
解得1,,因此,当/>2时,圆和椭圆有4个交点,进而,当1</«2时,圆
——+。~-1+2>/>4
a2-\
和椭圆至多有3个交点,由于e=£=近巨1-5,故所求离心率的取值范围为0yq.
法三假设圆和椭圆有4个公共点,则点之间存在着对称关系,因此,也可以从对称的角度分析.
有对称性可知,如果圆和椭圆至多有3个公共点,也就等价于椭圆上不能存在关于直线y=H+l对称
的两个点,因为,假设存在两个点关于直线),=依+1对称,结合对称性可知,此时椭圆上必定存在4个点
到点40,1)的距离相等,亦即此时圆和椭圆有4个公共点.
设P(%,y)、。(占,%)两点关于直线>=依+1对称,设点尸、。的中点为M(%,)b),利用点差法,
%+21
),nXZ±・2L±a.=2i二土.•生=_[,即%.生=_,,又%=日。+1,联立方程组,
可得
xx
宕+,2_]\~2百+々-x22x0a-2x0a-
可解得点用j"1,~^1,此时只需要点M不在椭圆内部即可,即"W"-+f—21,整理
((1一才)攵\-a-)a~U-«/
得:a2-2<-^,故/一2工0,即苏42,由于。=£=业==/3X,故所求离心率的取值范围为
k2aa\
0<e<—.
2
注此题的第(2)小问,在表述上,实际上是有问题的,因为不可能出现至多3个公共点情况,要么至
多4个,要么至多2个.
例(2014天津文理)设椭圆汇+与=1(。>〃>0)的左、右焦点为耳、F2,右顶点为A,上顶点为反已
(Tb"
知朋=和用.
(1)求椭圆的离心率;
(2)(理)设P为椭圆上异于其顶点的一点,以线段尸8为直径的圆经过点入,经过原点的直线/与该圆
相切.求直线的斜率.
(2)(文)设尸为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB为直径的圆经过点居,经过点用的直线/与该圆
相切于点M,|加6|=2近,求椭圆的方程.
例(2014重庆文压4由、理)如图,设椭圆三十£=1(。>〃>0)的左、右焦点分别为£、6点D在椭
圆上,簿^=2拉,△。耳鸟的面积为日.
(I)求椭圆的标准方程;
(2)设圆心在y轴上的圆与椭圆在x轴的上方有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直
并分别过不同的焦点,求圆的半径.
答案(1)[+),2=1;(2)半.
例(2006湖南文理压轴)已知椭圆G:?+]■=1,抛物线G:()'-〃7)2=2px(P>。),且CI、G的
公共弦AB过椭圆。的右焦点.
⑴当ABLi轴时,求〃7、〃的值,并判断抛物线G的焦点是否在直线A8上;
(2)(理)是否存在〃人〃的值,使抛物线C2的焦点恰在直线A8上?若存在,求出符合条件的〃?、〃的
值;若不存在,请说明理由.
(2)(文)若〃=&且抛物线G的焦点在直线AB上,求〃?的值及直线的方程.
3
例(1989全国卷文压柚)给定椭圆方程a+A=l(a>Z7>0),求与这个椭圆有公共焦点的双曲线,使
得以它们的交点为顶点的四边形面积最大,并求相应的四边形的顶点坐标.
解由椭圆和双曲线关于坐标轴的对称性知,以它们的交点为顶点的四边形是长方形,因此,不妨设
交点为Ssine,acos6),则面积S=4|加由0・〃8S。=2aZ?|sin26|,当且仅当|sin2。|=1,即20=:+%兀,即
。=二+如时,S有最大值26心,此时相应的四边形的顶点坐标分别为:f--1/?,--t/')■»f———Z?,——>
422222I
X/\
同时,设此时的双曲线方程为二-二=1,贝h〃2+〃2=/一〃…①,同时,代入上面的顶点坐标,可
得:工-<=2…②,联立①@可解得4=/」(/_/),故双曲线方程为一^————=|,
“〃-2;(/一从);面_从)
恰好是等轴双曲线!
练习已知双曲线G与椭圆C:?+?=1具有相同的焦点,则两条曲线相交四个交点形成四边形面
积最大时,双曲线G的离心率为.
解夜;
例如图,正方形A8CO内接于椭圆*■+**=1(。>/2>0),且它的四条边与坐标轴平行,正方形MNPQ
的顶点M、N在椭圆上,顶点P、。在正方形的边A8上,且4、M都在第一象限.
(1)若正方形A8C。的边长为4,且与),轴交于七、尸两点,正方形MNPQ的边长为2.
(i)求证:直线4M与△ABE的外接圆相切;(ii)求椭圆的标准方程.
(2)设椭圆的离心率为e,直线人M的斜率为k,求证:2e2—k是定值.
解⑴⑴依题意:42,2),E(0,-2),则AM=(2,-1),A£=(-2,-4),故AM・AE=O,
即/U/_LA£,由于八七是外接圆半径,因此,直线AM与△八4K的外接圆相切;
44,
示+m二1
":=20,即椭圆的标准方程为二+21=1
(ii)将点A、历代入椭圆方程:•’?,解得
161,h2=5205
/7
⑵设正方形人BCD的边长为为,止方形MNPQ的边长为2/,则&s,s),M(s+2/"),代入椭圆方程
s~s~.Is-t
a2/($+3/),b~St-s
得;2
14ra~4t
y+Qb2s2(s+3/)
lS2
Xk=~=—,因此,2e-k=2f即V-攵是定值2.
s+2t-s2t
例(2012辽宁理)如图,椭圆Co:二+工=l(a>〃>(),。、)为常数),动圆G:/+y2",b<ti<a,
ab
点A、4分别为Co的左、右顶点,G与C0相交于4、B、C、D四点.
(1)求直线A4,与直线AZB交点M的轨迹方程:
(2)设动圆G:f+V=%与C。相交于A、B'、C'、。'四点,其中力jva,乙乜.若矩形ABC。与
矩形483的面积相等,证明:片+片为定值.
解⑴设A(%,y),8(/,-y),又A(-%0),4(%0),
故直线A4,、A?8的方程分别为:y=—*—(%+〃)…①,v=——(x-fl)-*@
2222
2
由①X②可得:y=^L(x2_a2)=___健"_心,即为二一三=1,
x;-crx[-a~a~b~
因此,点M的轨迹方程为乂-*=1(XVF,),V0).
⑵法一设4(占,为),由矩形ABC。与矩形AFUD的面积相等可得:4|x,y,|=4|x2y2|,即为
/2\/2\
x-y~=x}y],即为1-4=xi•b'1一与,由于1尸,2,再工七,可解得:x;+x;=J,进而可得
、。)IaJ
y;+y;=〃,故[+g"+y:+考+¥=/+/,即1+g为定值心+6.
法二设£)(acosa,Z?sina),£>'(〃cos/7,〃sin/7),不妨取a、pw(0,]),
由矩形ABC£)与矩形4'夕CTX的面积相等可得:4^cosa«/?sina=4t/cos/?«/?sin/?,即为sin2a=sin24,
由于点D、。'不重合,即a予户,则必有加=冗-26,即。='-夕,故"°s;a=smj,因此,
2[sin'a=cos'0
R+片=a?cos?a+b2sin2a+a2cos2+b2sin2/3=a2+b2,即/;+片为定值a2+b2.
注对于第(1)小问中的轨迹范围限制"x<-a,y<0",这个是有争议的,不能“如图”得到.
2
例(2012辽宁文)如图,动圆G:d+),2=/,与椭圆G:3~+y2=l相交于4、B、C、。四
点,点A、4分别为G的左,右顶点.
(I)当/为何值时,矩形A8CO的面枳取得最大值?并求出具最大面积;
(2)求直线A4,与直线&B交点M的轨迹方程.
解⑴法一设4%,%),则矩形4BC。的面积S=4、%|,又1吟+)群乐屈,叫不木
当且仅当孩=|切=4,即闻=乎、|%|=4时取等号,故5=4氐),。|«6,尸二4+),;=5.
因此,当/=逐时,矩形4BCO的面积取得最大值6.
法二设A(3cos8,sin。),则矩形ABCD的面积S=4|3cos。・sinq=6卜也24W6,当且仅当
26专+版(AeZ),即。=:+g(kwZ)时取等号,此时cos2〃=sire=g,故『=9cos?O+sii?0=5.
因此,当/=6时,矩形A8CD的面积取得最大值6.
(2)由于4%,%),8(%,-%),A(-3,0),4(3,0),
故直线A4,、4B的方程分别为:),="4。+3)…①,尸二2^a-3)…②
毛+3'4―3
片I
2---------1,
由①X②可得:尸=#_,_9)=々一(x2-9),即为三一),2=1,
9%-99
八
因此,点M的轨迹方程为^-y2=\(x<-3,y<0).
例(2012广东理)在平面直角坐标系xQy中,已知椭圆。:*+£=1(”〃>0)的离心率6=小|,且
椭圆C上的点到0(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,是否存在点使得直线/:〃ix+〃.y=l与圆O:.P+y2=1相交于不同的两点A、
B,且△403的面积最大?若存在,求出点M的坐标及相对应的△408的面积:若不存在,清说明理由.
解(1)一"=/一1=一_1,/=3从,椭圆方程为f+3),2=3吐
a'3
椭圆上的点P(x,y)到点Q的距离为d=尸f=J—2(y十1)2+6+3//(一〃<y<b),
2
①当一〃工一1,即〃之1时,dmax=xl6+3b=3,解得〃=1;②当_/?>_1,即〃<|时,
=>Jb2+4b+4=3,解得〃=1(舍):因此,Z>=1>椭圆C的方程为鼻■+)3=1一
(2)在aAOB中,|0川=|。同=1,故S“Q8=^\OA\\OB\sinZAOB=^inZAOB<^,当且仅当N4OB=9()。
时,S△八。8取得最大值!,此时,点。到直线/的距离为4=/1,=',即"??+〃2=2…①
2yjm2+n22
又点M(〃?,〃)在椭圆上,即m2+3/=3…②,联合①②可解得加=-,/=1,因此,存在点M(〃?,〃)
22
使得直线/与圆0相交于不同的两点A、B,且AAOB的面积最大值为1,此时点M的坐标为(当,,
2122
872WV6V2WV6V2
2,2)2J>[2,2
例(2011辽宁文理)如图,已知椭圆G的中心在原点O,长轴左、右端点M、N在.1轴上,椭圆C2
的短轴为MN,且G、Q的离心率都为e,直线/_LMN,/与Ci交于两点,与。2交于两点,这四点按纵坐
标从大到小依次为A、B、C、D.
⑴设e=;,求忸C|与|AQ|的比值;
(2)当e变化时,是否存在直线/,使得8O〃AN,并说明理由.
解根据题意,可设G:「+==l,C,:£+E=l,其中〃、以〃?>0,
ab~nra"
由于一4二一二=/一1,因此可解得:b=axl^7,m=-fJL=
a'in-VI-e2
设直线BC为x=/,则忸。|=28,1_£,|初=24故居^=\=1一6
⑴当T时,叫"T
(2)假设存在直线/,使得40〃AN,结合图形,易知此时必有-avfvO,
嚅徵符即言=1-解得,二色工2,故一丝工2<0,解得当”1.
-e"-e
因此,当也<e<l时,存在直线/,使得30ZMN:当0<e4交时,不存在直线/,使得30〃AN.
22
o13圆锥曲线vs线性规划
例(2014陕西理)在直角坐标系x0y中,已知点A(l,l),以2,3),C(3,2),点p(x,),)在△A4C三边
围成的区域(含边界)上
⑴若0A+P8+PC=0,求0同;
(2)设OP=rriAB+nAC(/n,〃eR),用小y表示in—n»并求m—n的最大值.
解(1)P是△A8C的重心,OP=j(OA+OB+OC)=(2,2),M=272;
JV—,7?+2〃
(2)OP=mAB+nAC=>,两式相减得:m-n=y-x4,y-x=t,如图,当直线y-x=,
y=2m+n
过点以2,3)时,,取得最大值1,故阳-〃的最大值为1.
yf
3
2
例(2015天津现)已知椭圆0+与=1(4>%>0)的左焦点为f(-c,0),离心率为正,点M在椭圆上
ab3
且位于第一象限,直线而被圆/+),2=?截得的线段的长为c,|尸叫=誓.
(1)求直线的斜率;(2)求椭圆的方程;
(3)设动点P在椭圆上,若直线仪的斜率大于夜,求直线OP(。为原点)的斜率的取值范围.
匚>0
分析前两问比较常规,对于第(3)问等价于:已知X、),在的约束下,求上的取值范围,
x
画出图形,显然是线性规划的问题,然后数形结合求解即可;当然,也可以利用代数法求解.
解(1)由已知有£■=’,又由/=〃+。2,可得〃2=3。2,6=2〃,设直线/M的斜率为k(k>0),
a23
,解得人=4
则直线九M的方程为y=&(.r+c),由已知有
⑵由(I)得椭圆方程为三+2=1,直线尸加为了=2a+。,两个方程联立:3/+勿才-5。2=0,解
得l=-2°或1=C,因为点"在第一象限,可得点M
3
些,解得c=l,所以桶圆方程为工+《=1.
由忻M|=(c+c)2+
332
(3)法一代数法,难度较大
设点尸(.1,),),直线FP的斜率为3得/=上,即尸r(x+l)(xh-1),与椭圆联立:2/+3/(X+1)2=6,
又由已知,得/=卷:;〉&,解得一]<x<—l或一1<文<0.
设直线0P的斜率为〃7,得〃?=£,即),=如行工0),与椭圆联立:zzr=4--.
xx*3
①当x/-2,-1时,Wy=/(x+l)<0,因此〃7>0,于是〃?=J马一2,得〃?e曝,2g
12JVx-31-3J
=L3,得8,3);
②当xc(T,O)时,Wy=f(x+l)>0,因此,"?<0,于是〃厂
综上所述,直线0P的斜率的取值范围是(TO,-竽)U(W学.
法二数形结合,转化为线性规划问题
y=y/2(x+l)(arz\
联立方程.J,解得点《(O,夜),P2-;,—,过点尸作垂直于X轴的直线交椭圆于点
T+T=,1
鸟[一1,一丝1、巴(一1,孚1,由于直线F尸的斜率大于3,
即夜,可得点P的取值范围,如
13)A3JJV十1
图,红色虚线部分所示,不包括端点:
,VV
P4
✓
✓/、、
/\
\/FO1'y:0);
PXJy
当点尸位于曲线<6上时,%V攵阴=-邛,而12百
1一、印%<——;
72.2G
0nk
当点P位于曲线—上时,k0Pt<k0P<kOPi,<OP-
综•上所述,直线。户的斜率的取值范围是(-<时叫u侍金.
例(2009湖南文)己知椭圆C的中心在原点焦点在X轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的
四边形是一个面积为8的正方形(记为Q).
(1)求椭圆。的方程;
(2)设点P是椭圆C的左准线与x轴的交点,过点P的直线/与椭圆C相交于M、N两点,当线段MN
的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线/的斜率的取值范围.
解⑴?⑵显然,实质是线性规划问题,因此,只需要把中点坐标,用含斜率的式子表
示出来,再结合约束条件求解范围即可.
易得尸(-4,0),显然直线1的斜率存在,因此,设宜线1的方程为y=小+4).设M(x,,y),N0,%),
线段MN的中点为Ga。,%),直线1与椭圆联立:(1+2公)/+16攵2工+32犬-8=0,
x+x8公,/彳、4%
由△>()可得:—©>%=-----2=-------•%=k(x»+4)=----
22“21+2公加01+2〃
由于玉=土泠=一*了《0,故点G不可能在y轴的右边,又直线士81、£82方程分别为),=-—2、
4k8A
<------
为二与+2l+2k2一l+2k*
),=4+2,所以点G在正方形Q内(包括边界)的充要条件为:•,即V
%N[%-24k弘2
------>-------2
1+2公一1+2公
县立二,此时⑥也成立.
亦即解得一
22
综上所述,直线1斜率的取值范围是-也一'“一।
22
例(2008北京文)已知"fiC的顶点A、6在椭圆x2+3/=4上,C在直线/:y=x+2上,且〃/.
(1)当48边通过坐标原点。时,求AB的长及AABC的面积;
(2)当NA4C=90°,且斜边AC的长最大时,求A8所在直线的方程.
=14平几性质vs圆锥曲线
相似三角形
例(2014安徽理)如图,已知两条抛物线耳:叫=2取出>0)和与:\=2「2Mp2>0),过原点。的两
条直线4和〃,4与耳、马分别交于A、4两点,,2与弓、石2分别交于4、为两点.
(1)证明:44〃人名;
⑵过。作直线/(异于4、/?)与七、鸟分别交于G、G两点,记△A4G与△&&&的面积分别
为5与冬,求冬的值.
解(1)由可得交点坐标为(理,互],设直线乙、/,的斜率分别为&、仁,可得交点
y=2pxIKk)
(2巧2pJ(2p22PJ(2/;(2PllJ2P22Pl
法一转化为向量平行;
2"2p,2Pl2Pl_.,11J___1_
4与==ZPl
豆一不,飞R[^~T;k1%)
4瓦=倍令华-华伍-屋-£|.故的之.所以.〃4%
法二利用平儿,转化为线段比例,相比较而言,此法更简洁!
由于幽=四=且,㈣=迎=上,幽二幽
所以A&〃&&.
|04|-%P11°闵4〃2|。4「。叫I
(2)由(I)知A俗〃&生,同理可得:
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