目录
直线和圆锥曲线经常考查的一些题型 ..................................................................................................................... 2
题型一数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系 .......................................................................................... 3 题型二:弦的垂直平分线问题 ......................................................................................................................... 4 题型三:动弦过定点的问题 ............................................................................................................................. 9 题型四:过已知曲线上定点的弦的问题 ....................................................................................................... 14 题型五:共线向量问题 ................................................................................................................................... 19 题型六:面积问题 ........................................................................................................................................... 28 题型七:弦或弦长为定值问题 ....................................................................................................................... 34 题型八:角度问题 ........................................................................................................................................... 39 问题九:四点共线问题 ................................................................................................................................... 47 问题十:范围问题(本质是函数问题) ....................................................................................................... 50 问题十一、存在性问题: ............................................................................................................................... 56
第1页共69页
直线和圆锥曲线经常考查的一些题型
解决直线和圆锥曲线的位置关系的解题步骤是: (1)直线的斜率不存在,直线的斜率存在, (2)联立直线和曲线的方程组; (3)讨论类一元二次方程 (4)一元二次方程的判别式 (5)韦达定理,同类坐标变换 (6)同点纵横坐标变换 (7)x,y,k (斜率)的取值范围
(8)目标:弦长,中点,垂直,角度,向量,面积,范围等等 运用的知识: 1、中点坐标公式:x?x1?x2y?y2,y?1,其中x,y是点A?x1,y1?,B?x2,y2?的中点坐标。 222、弦长公式:若点A(x1,y1),B(x2,y2)在直线y?kx?b(k?0)上,
则y1?kx1?b,y2?kx2?b,这是同点纵横坐标变换,是两大坐标变换技巧之一,
AB?(x1?x2)2?(y1?y2)2?(x1?x2)2?(kx1?kx2)2?(1?k2)(x1?x2)2 ?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2] 或者AB?(x1?x2)?(y1?y2)?(x1?221k121x2)?(y1?y2)2?(1?2)(y1?y2)2 kk?(1?1)[(y1?y2)2?4y1y2]。 2k3、两条直线l1:y?k1x?b1,l2:y?k2x?b2垂直:则k1k2??1,两条直线垂直,则直线所在的向量
??v1?v2?0
4、韦达定理:若一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)有两个不同的根x1,x2,则x1?x2??
2bc,xx?。 12aa
第2页共69页
题型一数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系
x2y2例题1、已知直线l:y?kx?1与椭圆C:??1始终有交点,求m的取值范围
4m思路点拨:直线方程的特点是过定点(0,1),椭圆的特点是过定点(-2,0)和(2,0),和动点
(0,?m),且m?4。
x2y2解:根据直线l:y?kx?1的方程可知,直线恒过定点?0,1?,椭圆C:??1过动点
4mx2y2,且m?4,即?1始终有交点,则m?1(0,?m),且m?4,如果直线l:y?kx?1和椭圆C:?4m1?m且m?4。
规律提示:通过直线的代数形式,可以看出直线的特点:
l:y?kx?1?过定点?0,1? l:y?k(x?1)?过定点??1,0? l:y?2?k(x?1)?过定点??1,2?
证明直线过定点,也是将满足条件的直线整理成以上三种形式之一,再得出结论。 练习:1、过点P?3,2?和抛物线y?x?3x?2只有一个公共点的直线有()条。
2 A.4 B.3 C.2 D.1
第3页共69页
题型二:弦的垂直平分线问题
弦的垂直平分线问题和对称问题是一种解题思维,首先弄清楚哪个是弦,哪个是对称轴,用到的知识是:垂直(两直线的斜率之积为?1)和平分(中点坐标公式)。
例题2、过点T??1,0?作直线l与曲线N:y?x交于A、B两点,在x轴上是否存在一点E(x0,0),使
2得?ABE是等边三角形,若存在,求出x0;若不存在,请说明理由。
分析:过点T??1,0?的直线和曲线N:y?x相交A、B两点,则直线的斜率存在且不等于0,可以设
2直线的方程,联立方程组,消元,分析类一元二次方程,看判别式,运用韦达定理,得弦的中点坐标,再由垂直和中点,写出垂直平分线的方程,得出E点坐标,最后由正三角形的性质:中线长是边长的运用弦长公式求弦长。
解:依题意知,直线的斜率存在,且不等于0。
设直线l:y?k(x?1),k?0,A(x1,y1),B(x2,y2)。
32倍。?y?k(x?1)2222由?2消y整理,得kx?(2k?1)x?k?0① ?y?x由直线和抛物线交于两点,得??(2k?1)?4k??4k?1?0,即0?k?224221② 42k2?1由韦达定理,得:x1?x2??,x1x2?1。 2k2k2?11则线段AB的中点为(?,)。
2k22k111?2k2线段的垂直平分线方程为:y???(x?) 22kk2k令y=0,得x0?1111?E(?,0) ,则222k22k2113?,0)到直线AB的距离d为AB。 22k22??ABE为正三角形,?E(第4页共69页
1?4k22?AB?(x1?x2)?(y1?y2)? ?1?k2k221?k2d?
2k31?4k21?k2392??1?k?;解得满足②式 k??2k22k13此时x0?5。 3思维规律:直线过定点设直线的斜率k,利用韦达定理法,将弦的中点用k表示出来,再利用垂直关系将弦的垂直平分线方程写出来,求出了横截距的坐标;再利用正三角形的性质:高是边长的3倍,将k确
2定,进而求出x0的坐标。
x2例题3、已知椭圆?y2?1的左焦点为F,O为坐标原点。
2(Ⅰ)求过点O、F,并且与x??2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x轴交于点G,求点G横坐标的取值范围。
分析:第一问求圆的方程,运用几何法:圆心在弦的垂直平分线上,圆心到切线的距离等于圆心到定点的距离;第二问,过定点的弦的垂直平分线如果和x轴相交,则弦的斜率存在,且不等于0,设出弦AB所在的直线的方程,运用韦达定理求出弦中点的横坐标,由弦AB的方程求出中点的总坐标,再有弦AB的斜率,得到线段AB的垂直平分线的方程,就可以得到点G的坐标。
解:(I) ∵a2?2,b2?1,∴c?1,F(?1,0),l:x??2.
?1?1∵圆过点O、F,∴圆心M在直线x??上,设M??,t?,则圆
2?2?13半径:r?(?)???2??
222212231?9?由OM?r,得(?)?t?,解得t??2,∴所求圆的方程为?x????y?2??.
2?4?22(II)由题意可知,直线AB的斜率存在,且不等于0,设直线AB的方程为y?k?x?1??k?0?,
第5页共69页