(通用版)2019版高考数学二轮复习第一部分专题十三圆锥曲线的综合问题讲义理(重点生,含解析).doc
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1、1专题十三 圆锥曲线的综合问题卷 卷 卷2018椭圆的标准方程、直线与椭圆的位置关系、证明问题T19直线与抛物线的位置关系、弦长问题、抛物线与圆的综合问题T19直线与椭圆的位置关系、不等式的证明与平面向量综合问题T202017椭圆的标准方程、直线过定点问题T20轨迹问题、直线过定点问题T20直线与抛物线的位置关系、直线方程、圆的方程T202016轨迹问题、定值问题、面积的取值范围问题T20直线与椭圆的位置关系、求三角形的面积、参数的取值范围问题T20直线与抛物线的位置关系、轨迹问题、证明问题T20纵向把握趋势卷3 年 3 考,难度较大,涉及椭圆的标准方程、直线与椭圆的位置关系、定点问题、定值问
2、题、轨迹问题、取值范围问题及证明问题特别注意 2018年高考将此综合题前移到第 19题,难度降低这一变化,预计 2019 年仍会以椭圆为载体考查椭圆方程、直线与椭圆的位置关系以及定点或定值问题卷3 年 3 考,难度偏大,涉及轨迹问题、直线与抛物线的位置关系、直线与椭圆的位置关系、轨迹问题、三角形面积、范围问题以及直线过定点问题特别注意 2018年高考将此综合题前移到第 19 题,难度降低这一变化,预计 2019 年会以椭圆为载体考查弦长问题及弦长取值范围问题卷3 年 3 考,涉及直线与椭圆的位置关系、直线与抛物线的位置关系、轨迹问题及证明问题预计2019 年会将抛物线与圆综合考查,考查直线与圆
3、或抛物线的位置关系及其应用问题2横向把握重点解析几何是数形结合的典范,是高中数学的主要知识板块,是高考考查的重点知识之一,在解答题中一般会综合考查直线、圆、圆锥曲线等试题难度较大,多以压轴题出现解答题的热点题型有:(1)直线与圆锥曲线位置关系;(2)圆锥曲线中定点、定值、最值及范围的求解;(3)轨迹方程及探索性问题的求解.考法一 定点、定值问题题型策略(一)Error!(2018南昌模拟)已知抛物线 C: y22 px(p0)的焦点 F(1,0), O 为坐标例 1原点, A, B 是抛物线 C 上异于 O 的两点(1)求抛物线 C 的方程;(2)若直线 OA, OB 的斜率之积为 ,求证:直
4、线 AB 过 x 轴上一定点12破题思路第(1)问求什么想什么求抛物线 C 的方程,想到求 p 的值给什么用什么给出焦点 F 的坐标,利用焦点坐标与 p 的关系求 p第(2)问求什么想什么 求证:直线 AB 过 x 轴上一定点,想到直线 AB 的方程给什么用什么题目条件中给出“ A, B 是抛物线 C 上异于点 O 的两点”以及“直线 OA, OB的斜率之积为 ”,可设 A, B 两点的坐标,也可设直线 AB 的方程12差什么找什么要求直线 AB 的方程,还需要知道直线 AB 的斜率是否存在,可分类讨论解决规范解答(1)因为抛物线 y22 px(p0)的焦点坐标为 F(1,0),所以 1,所以
5、 p2.p23所以抛物线 C 的方程为 y24 x.(2)证明:当直线 AB 的斜率不存在时,设 A , B .(t24, t) (t24, t)因为直线 OA, OB 的斜率之积为 ,12所以 ,化简得 t232.tt24 tt24 12所以 A(8, t), B(8, t),此时直线 AB 的方程为 x8.当直线 AB 的斜率存在时,设其方程为 y kx b, A(xA, yA), B(xB, yB),联立Error!消去 x,化简得 ky24 y4 b0.所以 yAyB ,4bk因为直线 OA, OB 的斜率之积为 ,12所以 ,yAxA yBxB 12整理得 xAxB2 yAyB0.即
6、 2 yAyB0,y2A4 y2B4解得 yAyB0(舍去)或 yAyB32.所以 yAyB 32,即 b8 k,4bk所以 y kx8 k,即 y k(x8)综上所述,直线 AB 过定点(8,0)题后悟通思路受阻分析不能正确应用条件“直线 OA, OB 的斜率之积为 ”是造成不能解决12本题的关键技法关键点拨定点问题实质及求解步骤解析几何中的定点问题实质是:当动直线或动圆变化时,这些直线或圆相交于一点,即这些直线或圆绕着定点在转动这类问题的求解一般可分为以下三步:4对点训练1(2018成都一诊)已知椭圆 C: 1( ab0)的右焦点 F( ,0),长半轴长与x2a2 y2b2 3短半轴长的比
7、值为 2.(1)求椭圆 C 的标准方程;(2)设不经过点 B(0,1)的直线 l 与椭圆 C 相交于不同的两点 M, N,若点 B 在以线段 MN为直径的圆上,证明直线 l 过定点,并求出该定点的坐标解:(1)由题意得, c , 2, a2 b2 c2,3ab a2, b1,椭圆 C 的标准方程为 y21.x24(2)当直线 l 的斜率存在时,设直线 l 的方程为 y kx m(m1), M(x1, y1),N(x2, y2)联立Error! 消去 y,可得(4 k21) x28 kmx4 m240. 16(4 k21 m2)0,x1 x2 , x1x2 . 8km4k2 1 4m2 44k2
8、 1点 B 在以线段 MN 为直径的圆上, 0.BM BN 则 ( x1, kx1 m1)( x2, kx2 m1)( k21) x1x2 k(m1)( x1 x2)BM BN ( m1) 20,( k21) k(m1) ( m1) 20,4m2 44k2 1 8km4k2 1整理,得 5m22 m30,解得 m 或 m1(舍去)355直线 l 的方程为 y kx .35易知当直线 l 的斜率不存在时,不符合题意故直线 l 过定点,且该定点的坐标为 .(0, 35)题型策略(二)Error!(2018沈阳质监)设 O 为坐标原点,动点 M 在椭圆 1 上,过 M 作例 2x29 y24x 轴的
9、垂线,垂足为 N,点 P 满足 .NP 2 NM (1)求点 P 的轨迹 E 的方程;(2)过 F(1,0)的直线 l1与点 P 的轨迹交于 A, B 两点,过 F(1,0)作与 l1垂直的直线 l2与点 P 的轨迹交于 C, D 两点,求证: 为定值1|AB| 1|CD|破题思路第(1)问求什么想什么求点 P 的轨迹 E 的方程,想到建立点 P 的横坐标 x 与纵坐标 y 的关系式给什么用什么题目条件中给出 ,利用此条件建立点 P 的横坐标与纵坐NP 2NM 标的关系式差什么找什么要求点 P 的轨迹方程,还缺少点 P, M, N 的坐标,可设点 P(x, y),M(x0, y0), N(x,
10、0),然后用 x, y 表示 x0, y0第(2)问求什么想什么 要证明 为定值,想到利用合适的参数表示| AB|和| CD|1|AB| 1|CD|给什么用什么题目条件给出过 F(1,0)互相垂直的两条直线分别与轨迹 E 分别交于A, B 和 C, D 两点,用弦长公式可求| AB|和| CD|差什么找什么要求| AB|和| CD|,还缺少直线 l1和 l2的方程,可设出直线斜率,利用点斜式表示直线方程但要注意直线斜率不存在的情况规范解答(1)设 P(x, y), M(x0, y0),则 N(x,0)6 ,(0, y) (x0 x, y0),NP 2 NM 2 x0 x, y0 .y2又点 M
11、 在椭圆上, 1,x29 (y2)24即 1.x29 y28点 P 的轨迹 E 的方程为 1.x29 y28(2)证明:由(1)知 F 为椭圆 1 的右焦点,x29 y28当直线 l1与 x 轴重合时,|AB|6,| CD| ,2b2a 163 .1|AB| 1|CD| 1748当直线 l1与 x 轴垂直时,| AB| ,| CD|6,163 .1|AB| 1|CD| 1748当直线 l1与 x 轴不垂直也不重合时,可设直线 l1的方程为 y k(x1)( k0),则直线 l2的方程为 y (x1),1k设 A(x1, y1), B(x2, y2),联立Error! 消去 y,得(89 k2)
12、x218 k2x9 k2720,则 (18 k2)24(89 k2)(9k272)2 304( k21)0,x1 x2 , x1x2 ,18k28 9k2 9k2 728 9k2| AB| .1 k2 x1 x2 2 4x1x248 1 k28 9k2同理可得| CD| .48 1 k29 8k2 .1|AB| 1|CD| 8 9k248 k2 1 9 8k248 k2 1 1748综上可得 为定值1|AB| 1|CD|题后悟通7思路受阻分析在解决本题第(1)问时,不能正确应用 求得点 P 的轨NP 2 NM 迹 E 的方程,导致第(2)问也无法求解,是解决本题易发生的错误之一;在解决第(2)
13、问时,忽视直线斜率的不存在性或不能正确求解|AB|,| CD|都是常见解题失误的原因.技法关键点拨定值问题实质及求解步骤定值问题一般是指在求解解析几何问题的过程中,探究某些几何量(斜率、距离、面积、比值等)与变量(斜率、点的坐标等)无关的问题其求解步骤一般为:对点训练2已知椭圆 C 的两个顶点分别为 A(2,0), B(2,0),焦点在 x 轴上,离心率为 .32(1)求椭圆 C 的方程;(2)如图所示,点 D 为 x 轴上一点,过点 D 作 x 轴的垂线交椭圆C 于不同的两点 M, N,过点 D 作 AM 的垂线交 BN 于点 E.求证: BDE与 BDN 的面积之比为定值,并求出该定值解:
14、(1)设椭圆 C 的方程为 1( ab0),x2a2 y2b2由题意得Error!解得Error!所以椭圆 C 的方程为 y21.x24(2)证明:法一:设 D(x0,0), M(x0, y0), N(x0, y0),23)的左顶点,斜率为 k(k0)的直线交 E 于例 1x2t y23A, M 两点,点 N 在 E 上, MA NA.9(1)当 t4,| AM| AN|时,求 AMN 的面积;(2)当 2|AM| AN|时,求 k 的取值范围破题思路第(1)问求什么想什么 求 AMN 的面积,想到三角形的面积公式 S 底高或 S absin C12 12给什么用什么题目条件中给出“ MA N
15、A,| AM| AN|”,得 AMN 为等腰直角三角形,故可利用面积 S |AM|AN|求解12差什么找什么到此就缺少| AM|,| AN|的值,由于 A 点已知,故想法求 M, N 的坐标第(2)问求什么想什么求 k 的取值范围,想到建立关于 k 的不等式给什么用什么题目条件中给出 2|AM| AN|,可利用此条件建立 t 与 k 的关系式差什么找什么缺少关于 k 的不等式,想到 t3 即可建立 k 的不等式规范解答(1)由| AM| AN|,可得 M, N 关于 x 轴对称,由 MA NA,可得直线 AM 的斜率 k 为 1.因为 t4,所以 A(2,0),所以直线 AM 的方程为 y x
16、2,代入椭圆方程 1,可得 7x216 x40,x24 y23解得 x2 或 x ,27所以 M , N ,(27, 127) ( 27, 127)则 AMN 的面积为 .12 247 ( 27 2) 14449(2)由题意知 t3, k0, A( ,0),t将直线 AM 的方程 y k(x )代入 1 得(3 tk2)tx2t y23x22 tk2x t2k23 t0 ,t10设 M(x1, y1),则 x1( ) ,即 x1 ,tt2k2 3t3 tk2 t 3 tk23 tk2故| AM| x1 | .t 1 k26t 1 k23 tk2由题设知,直线 AN 的方程为 y (x ),1k
17、 t故同理可得| AN| .6kt 1 k23k2 t由 2|AM| AN|,得 ,23 tk2 k3k2 t即( k32) t3 k(2k1)当 k 时上式不成立,因此 t .323k 2k 1k3 2由 t3,得 3,3k 2k 1k3 2所以 3,不能建立关于 k的不等式,从而导致问题无法求解.技法关键点拨利用题目中隐藏的已知参数的范围求新参数的范围问题的核心是建立两个参数之间的等量关系,将新参数的范围转化为已知参数的范围问题.利 用 已 知 条 件 中 的 几 何 关 系 构 建 目 标 不 等 式设椭圆 1( a )的右焦点为 F,右顶点为 A.已知| OA| OF|1,例 2x2a
18、2 y23 3其中 O 为原点, e 为椭圆的离心率(1)求椭圆的方程及离心率 e 的值;(2)设过点 A 的直线 l 与椭圆交于点 B(B 不在 x 轴上),垂直于 l 的直线与 l 交于点M,与 y 轴交于点 H.若 BF HF,且 MOA MAO,求直线 l 的斜率的取值范围11破题思路第(1)问求什么想什么求椭圆的标准方程及离心率 e 的值,想到利用 a, b, c 的关系求参数 a及离心率 e 的值给什么用什么题目条件中给出| OA| OF|1,则 a c1差什么找什么还缺少一个关于 a 和 c 的关系式,可利用 a2 b2 c2第(2)问求什么想什么求直线 l 的斜率 k 的取值范
19、围,想到建立关于斜率 k 的不等式给什么用什么由题目条件垂直于直线 l 的直线与 l 交于点 M,与 y 轴交于点 H,利用kkMH1,建立关于 k 的两条直线方程,由题目条件 MOA MAO,利用三角形的大角对大边,建立关于 xM的不等式,利用题目条件 BF HF,即 0 建立关系式BF HF 差什么找什么还缺少关于 k 的不等式,应找到 xM与 k 的关系构建关于 k 的不等式规范解答(1)由题意可知| OF| c ,a2 3又| OA| OF|1,所以 a 1,解得 a2,a2 3所以椭圆的方程为 1,x24 y23离心率 e .ca 12(2)设 M(xM, yM),易知 A(2,0)
20、,在 MAO 中, MOA MAO|MA| MO|,即( xM2) 2 y x y ,化简得 xM1.2M 2M 2M设直线 l 的斜率为 k(k0),则直线 l 的方程为 y k(x2)设 B(xB, yB),联立Error!消去 y,整理得(4 k23) x216 k2x16 k2120,12解得 x2 或 x .8k2 64k2 3由题意得 xB ,从而 yB .8k2 64k2 3 12k4k2 3由(1)知 F(1,0),设 H(0, yH),则 (1, yH), .FH BF (9 4k24k2 3, 12k4k2 3)由 BF HF,得 0,BF FH 即 0,解得 yH ,4k
21、2 94k2 3 12kyH4k2 3 9 4k212k所以直线 MH 的方程为 y x .1k 9 4k212k由Error! 消去 y,得 xM .20k2 912 k2 1由 xM1,得 1,解得 k 或 k ,20k2 912 k2 1 64 64所以直线 l 的斜率的取值范围为 .( , 64 64, )题后悟通思路受阻分析不能将条件中的几何信息 MOA MAO 准确地转化成代数不等式 xM1,并将其用直线 l 的斜率表示出来,得到目标不等式,是不能正确求解此题的常见原因.技法关键点拨利用已知条件中的几何关系构建目标不等式的核心是用转化与化归的数学思想,将几何关系转化为代数不等式,从
22、而构建出目标不等式.利 用 点 在 曲 线 内 外 的 充 要 条 件 或 判 别 式 构 建 目 标 不 等 式已知中心在原点,焦点在 y 轴上的椭圆 C,其上一点 Q 到两个焦点 F1, F2的距例 3离之和为 4,离心率为 .32(1)求椭圆 C 的方程;(2)若直线 l 与椭圆 C 交于不同的两点 M, N,且线段 MN 恰被直线 x 平分,设弦12MN 的垂直平分线的方程为 y kx m,求 m 的取值范围破题思路13第(1)问求什么想什么求椭圆 C 的方程,想到求椭圆的长半轴 a 和短半轴 b 的值给什么用什么题目条件中给出椭圆焦点的位置,以及椭圆上一点 Q 到两个焦点 F1, F
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