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1、湖南省長沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí):直線與圓錐曲線問題的處理方法(2)
高考要求
直線與圓錐曲線聯(lián)系在一起的綜合題在高考中多以高檔題、壓軸題出現(xiàn),主要涉及位置關(guān)系的判定,弦長問題、最值問題、對稱問題、軌跡問題等 突出考查了數(shù)形結(jié)合、分類討論、函數(shù)與方程、等價(jià)轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,要求考生分析問題和解決問題的能力、計(jì)算能力較高,起到了拉開考生“檔次”,有利于選拔的功能
重難點(diǎn)歸納
1 直線與圓錐曲線有無公共點(diǎn)或有幾個公共點(diǎn)的問題,實(shí)際上是研究它們的方程組成的方程是否有實(shí)數(shù)解成實(shí)數(shù)解的個數(shù)問題,此時要注意用好分類討論和數(shù)形結(jié)合的思想方法
2 當(dāng)直線與圓錐曲
2、線相交時 涉及弦長問題,常用“韋達(dá)定理法”設(shè)而不求計(jì)算弦長(即應(yīng)用弦長公式);涉及弦長的中點(diǎn)問題,常用“點(diǎn)差法”設(shè)而不求,將弦所在直線的斜率、弦的中點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)系起來,相互轉(zhuǎn)化 同時還應(yīng)充分挖掘題目的隱含條件,尋找量與量間的關(guān)系靈活轉(zhuǎn)化,往往就能事半功倍
典型題例示范講解
例1如圖,已知某橢圓的焦點(diǎn)是F1(-4,0)、F2(4,0),過點(diǎn)F2并垂直于x軸的直線與橢圓的一個交點(diǎn)為B,且|F1B|+|F2B|=10,橢圓上不同的兩點(diǎn)A(x1,y1),C(x2,y2)滿足條件 |F2A|、|F2B|、|F2C|成等差數(shù)列
(1)求該弦橢圓的方程;
(2)求弦AC中點(diǎn)的橫坐標(biāo);
3、
(3)設(shè)弦AC的垂直平分線的方程為y=kx+m,求m的取值范圍
命題意圖 本題考查直線、橢圓、等差數(shù)列等基本知識,一、二問較簡單,第三問巧妙地借助中垂線來求參數(shù)的范圍,設(shè)計(jì)新穎,綜合性,靈活性強(qiáng)
知識依托 橢圓的定義、等差數(shù)列的定義,處理直線與圓錐曲線的方法
錯解分析 第三問在表達(dá)出“k=y0”時,忽略了“k=0”時的情況,理不清題目中變量間的關(guān)系
技巧與方法 第一問利用橢圓的第一定義寫方程;第二問利用橢圓的第二定義(即焦半徑公式)求解,第三問利用m表示出弦AC的中點(diǎn)P的縱坐標(biāo)y0,利用y0的范圍求m的范圍
解 (1)由橢圓定義及條件知,2a=|F1B
4、|+|F2B|=10,得a=5,又c=4,所以b==3
故橢圓方程為=1
(2)由點(diǎn)B(4,yB)在橢圓上,得|F2B|=|yB|= 因?yàn)闄E圓右準(zhǔn)線方程為x=,離心率為,根據(jù)橢圓定義,有|F2A|=(-x1),|F2C|=(-x2),由|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差數(shù)列,得(-x1)+(-x2)=2×,由此得出
x1+x2=8設(shè)弦AC的中點(diǎn)為P(x0,y0),則x0==4
(3)解法一 由A(x1,y1),C(x2,y2)在橢圓上 得
①-②得9(x12-x22)+25(y12-y22)=0,即9×=0(x1≠x2)
將 (k≠0)代入上式,
得
5、9×4+25y0(-)=0 (k≠0)即k=y0(當(dāng)k=0時也成立) 由點(diǎn)P(4,y0)在弦AC的垂直平分線上,得y0=4k+m,所以m=y0-4k=y0-y0=-y0 由點(diǎn)P(4,y0)在線段BB′(B′與B關(guān)于x軸對稱)的內(nèi)部,得-<y0<,所以-<m<
例2若拋物線上總存在關(guān)于直線對稱的兩點(diǎn),求的范圍
解法一 (對稱曲線相交法)
曲線關(guān)于直線對稱的曲線方程為
如果拋物線上總存在關(guān)于直線對稱的兩點(diǎn),則兩曲線
與必有不在直線上的兩個不同的交點(diǎn)(如圖所示),從而可由 ∵
∴ 代入得 有兩個不同的解,∴
解法二 (點(diǎn)差法)
設(shè)拋物線上以為端點(diǎn)的弦
6、關(guān)于直線對稱,且以為中點(diǎn)是拋物線(即)內(nèi)的點(diǎn)
從而有 由
(1)-(2)得
∴
由
從而有
例3 試確定的取值范圍,使得橢圓上有不同兩點(diǎn)關(guān)于直線對稱
解 設(shè)橢圓上以為端點(diǎn)的弦關(guān)于直線對稱,且以為中點(diǎn)是橢圓內(nèi)的點(diǎn)
從而有
由 (1)-(2)得
∴ 由
由在直線上
從而有
例4 已知直線過定點(diǎn)A(4,0)且與拋物線交于P、Q兩點(diǎn),若以PQ為直徑的圓恒過原點(diǎn)O,求的值
解 可設(shè)直線的方程為代入
得 設(shè),
則 由題意知,OP⊥OQ,則即 ∴此時,拋物線的方程為
學(xué)生鞏固練習(xí)
1 在拋物線y
7、2=16x內(nèi),通過點(diǎn)(2,1)且在此點(diǎn)被平分的弦所在直線的方程是_________
2 已知兩點(diǎn)M(1,)、N(-4,-),給出下列曲線方程
①4x+2y-1=0, ②x2+y2=3, ③+y2=1, ④-y2=1,在曲線上存在點(diǎn)P滿足|MP|=|NP|的所有曲線方程是_________
3 已知雙曲線C的兩條漸近線都過原點(diǎn),且都以點(diǎn)A(,0)為圓心,1為半徑的圓相切,雙曲線的一個頂點(diǎn)A1與A點(diǎn)關(guān)于直線y=x對稱
(1)求雙曲線C的方程
(2)設(shè)直線l過點(diǎn)A,斜率為k,當(dāng)0<k<1時,雙曲線C的上支上有且僅有一點(diǎn)B到直線l的距離為,試求k的值及此時B點(diǎn)的坐標(biāo)
8、
參考答案:
1 解析 設(shè)所求直線與y2=16x相交于點(diǎn)A、B,且A(x1,y1),B(x2,y2),代入拋物線方程得y12=16x1,y22=16x2,兩式相減得,(y1+y2)(y1-y2)=16(x1-x2)即kAB=8
故所求直線方程為y=8x-15答案 8x-y-15=0
2 解析 點(diǎn)P在線段MN的垂直平分線上,判斷MN的垂直平分線于所給曲線是否存在交點(diǎn) 答案 ②③④
3 解 (1)設(shè)雙曲線的漸近線為y=kx,由d==1,解得k=±1 即漸近線為y=±x,又點(diǎn)A關(guān)于y=x對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,)∴a==b,所求雙曲線C的方程為x2-y2=2
(2)設(shè)直線l y=k(x-)(0<k<1,依題意B點(diǎn)在平行的直線l′上,且l與l′間的距離為設(shè)直線l′ y=kx+m,應(yīng)有,化簡得m2+2km=2 ②
把l′代入雙曲線方程得(k2-1)x2+2mkx+m2-2=0,由Δ=4m2k2-4(k2-1)(m2-2)=0
可得m2+2k2=2 ③
②、③兩式相減得k=m,代入③得m2=,解得m=,k=,
此時x=,y= 故B(2,)