高二同步学讲义 圆锥曲线专题复习(3)

2019-03-16 12:29

锥曲线的相关知识,将曲线的几何特征转化为数量关系(如方程、不等式、函数等),再结合代数知识去解答。解答过程中要重视函数思想、方程与不等式思想、分类讨论思想和数形结合思想的灵活应用。 一、定点、定值问题:

这类问题通常有两种处理方法:①、第一种方法:是从特殊入手,先求出定点(或定值),再证明这个点(值)与变量无关;②、第二种方法:是直接推理、计算;并在计算的过程中消去变量,从而得到定点(定值)。

★【例题1】(2007年高考〃湖南文科〃19题〃13分)已知双曲线x2?y2?2的右焦点为F,过点F的动直线与双曲线相交于A、B两点,又已知

????????点C的坐标是(1,(I)证明CA〃CB为常数;(II)若动点M满足0).?????????????????,求点M的轨迹方程. CM?CA?CB?CO(其中O为坐标原点)

0),设A(x1,y1),B(x2,y2). ◆解:由条件知F(2,(I)当AB与x轴垂直时,可求得点A、B的坐标分别为(2,2),(2,?2),

????????此时则有CA?CB?(1,2)?(1,?2)??1.

当AB不与x轴垂直时,设直线AB的方程是y?k(x?2)(k??1).代入

x2?y2?2,则有(1?k2)x2?4k2x?(4k2?2)?0.则x1,x2是上述方

程的两个实根,

4k24k2?2所以x1?x2?2,x1x2?2,于是

k?1k?1????????CA?CB?(x1?1)(x2?1)?y1y2?(x1?1)(x2?1)?k2(x1?2)(x2?2)(k2?1)(4k2?2)4k2(2k2?1)??4k2?1?(k?1)x1x2?(2k?1)(x1?x2)?4k?1?22k?1k?1222 11

?(?4k2?2)?4k2?1??1.

????????∴ 综上所述,CA?CB为常数?1.

?????????????(II)设M(x,y),则CM?(x?1,y),CA?(x1?1,y1),CB?(x2?1,y2),??????????????????????x?1?x1?x2?3,?x1?x2?x?2,即?于CBC?O得:?CO?(?1,0),由CM?CA?y?y?yy?y?y?12?12是AB的中点坐标为??x?2y?,?. ?22?yyy?yy2(x当AB不与x轴垂直时,12?,即y1?y2? ?1?x2).x?2x?2x1?x2x?2?2222又因为A、B两点在双曲线上,所以x12?y12?2,x2?y2?2,两式相减

(x1?x2)(x1?x2)?(y1?y2)(y1?y2),即(x1?x2)(x?2)?(y1?y2)y.

将y1?y2?y(x1?x2)代入上式,化简得x2?y2?4. x?20),也满足上述方程.所以当AB与x轴垂直时,x1?x2?2,求得M(2,点M的轨迹方程是x2?y2?4.

????????▲ 点拨:本题中“CA〃CB为常数”的证明,采用特殊位置“当????????AB与x轴垂直时”可轻易得出CA〃CB= -1;接下来再从一般情况“当

AB不与x轴垂直时”去加以论证,有了明确的目标,推理计算就要容

易得多了!

x2y2x2y2★【例题2】已知A,B为椭圆2?2?1(a>b>0)和双曲线2?2?1的公

abab→→

共顶点,P,Q分别为双曲线和椭圆上不同于A,B的动点,且有AP+BP→→

=?(AQ+BQ)(?∈R,|?|>1),设AP,BP,AQ,BQ斜率分别为

12

k1,k2,k3,k4,求证:k1+k2+k3+k4为一个定值.

→→→→

◆解、点A(-a,0);B(a,0);∵由AP+BP=?(AQ+BQ),依据向量加法的平行四边形法则,则有O、Q、P三点共线;设P(x1,y1)、Q(x2,y2),

2

x12y12ay1y12x1y1则2 - 2 =1,则x12-a2 = 2〃y12;∴ k1+k2 = + = 22 = abbx1+ax1-ax1-a

2b2x1

〃; a2y1

-2b2x2x1x2

同样有k3+k4= 2〃;由于 = ,∴ 所求的定值为0。

ay2y1y2

▲ 点拨:本题中的特殊位置难以确定,因而采用直接推理、计算;并逐渐化简,从而得到其定值为0。 二、最值问题:

常见解法有两种:几何法与代数法。①若题目中的条件或结论能明显体现某种几何特征及意义,或反映出了某种圆锥曲线的定义,则直接利用图形的性质或圆锥曲线的定义来求解,这就是几何法;②将圆锥曲线中的最值问题通过建立目标函数,转化为二次函数或三角函数的最值问题,再充分利用均值不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等相关知识去求解。

★【例题3】、抛物线x2=4y的焦点F和点A(-1,8),P为抛物线上一点,则|PA|+|PF| 最小值是( ) A 6 B 9 C 12 D 16

▲若将上题中点A的条件改为A(3,1),其它不变,

则应为____

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◆ 解析:由抛物线定义,可知当A、P、(H如图1)三点共线时,|PA|+|PF|最小,其最小值为9。

▲条件改动之后,则当A、P、F三点共线时(如图2),|PA|+|PF|最小,其最小值为3。

▲ 点拨:本题的求解,主要是扣住了抛物线的定义,充分挖掘图形的特征,从而解决所求之问题。运用几何法求解,解答过程简单、明了,但对综合运用图形的几何性质(或把握曲线定义的灵活运用)的能力要求较高。

★【例题4】(2007年安徽高考题)设F是抛物线G:x2?4y的焦点.设

????????GA、B为抛物线上异于原点的两点,且满足FA?FB?0,延长AF,BF分别交抛物线G于点C、D,求四边形ABCD面积的最小值. ◆解:设A(x1,y1),C(x2,y2);由题意知,直线AC的斜率k存在,由对称性,不妨设k?0.

1),所以直线AC的方程为y?kx?1.点A、C的因直线AC过焦点F(0,坐标满足方程组?2?y?kx?1,?x?4y,2

?x1?x2?4k,得x?4kx?4?0,由根与系数的关系知? 则有:

xx??4.?12AC?(x1?x2)2?(y1?y2)2?1?k2(x1?x2)2?4x1x2?4(1?k2).

因为AC?BD,所以BD的斜率为?,从而BD的方程为y??x?1.同理

??1?2?4(1?k2)BD?4?1??????2??k??k??1k1k.∴

SABCD18(1?k2)212?ACBD??8(k?2?)≥32.当k?1时,等号成立.所2k2k2 14

以,四边形ABCD面积的最小值为32.

▲ 点拨:本题首先通过计算,建立好四边形ABCD面积的函数表达式,然后根据其函数特征,转化出均值不等式的形式,再利用均值不等式求出其最小值。

★【例题5】、(2007年全国高考题〃12分)在直角坐标系xOy中,以

O为圆心的圆与直线x?3y?4相切.

(1)求圆O的方程;(2)圆O与x轴相交于A、B两点,圆内的动点P????????使PA,PO,PB成等比数列,求PA?PB的取值范围.

◆解:(1)依题设,圆O的半径r等于原点O到直线x?3y?4的距离,即r?4?2;得圆O的方程为x2?y2?4.(2)不妨设1?30)B(2,0). A(x1,,0)B(x2,,0)x1?x2.由x2?4即得A(?2,,设

P(x,y),由

P,A,PO成P等B比数列,得

(x?2)2?y2?(x?2)2?y2?x2?y2,

????????即x?y?2.PA?PB?(?2?x,?y)?(2?x,?y)?x2?4?y2?2(y2?1).由于

22?????????x2?y2?4,?2点P在圆O内,故?22由此得y?1.所以PA?PB的取值范围为

??x?y?2.[?2,0).

????????▲ 点拨:本题同样是先通过计算,建立好“PA?PB”的函数

表达式,然后依据“点P在圆O内”,得出相应的约束条件“y2?1”,从而得出所求。

三、求参数的取值范围范围问题:

求参数的取值范围问题,常用的解决方法有两种:①、第一种

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