2019届高三数学备考冲刺140分问题37圆锥曲线中的存在、探索问题(含解析).doc
《2019届高三数学备考冲刺140分问题37圆锥曲线中的存在、探索问题(含解析).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019届高三数学备考冲刺140分问题37圆锥曲线中的存在、探索问题(含解析).doc(31页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1问题 37 圆锥曲线中的存在、探索问题一、考情分析圆锥曲线中的存在性问题、探索问题是高考常考题型之一 ,它是在题设条件下探索某个数学对象 (点、线、数等 )是否存在或某个结论是否成立.由于题目多变,解法不一,我们在平时的教学中对这类题目训练较少,因而学生遇到这类题目时,往往感到无从下手,本文针对圆锥曲线中这类问题进行了探讨二、经验分享解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要开放
2、思维,采取另外合适的方法三、知识拓展探索性问题是一种具有开放性和发散性的问题,此类题目的条件或结论不完备。要求解答者自己去探索,结合已有条件,进行观察、分析、比较和概括。它对学生的数学思想、数学意识及综合运用数学方法的能力提出了较高的要求。它有利于培养学生探索、分析、归纳、判断、讨论与证明等方面的能力,使学生经历一个发现问题、研究问题、解决问题的全过程。探索性问题一般可分为:条件追溯型,结论探索型、条件重组型,存在判断型,规律探究型,实验操作型。每一种类型其求解策略又有所不同。因此,我们在求解时就必须首先要明辨它是哪一种类型的探索问题,然后再根据所属类型制定解题策略。下面分别加以说明:1、条件
3、追溯型这类问题的基本特征是:针对一个结论,条件未知需探索,或条件增删需确定,或条件正误需判断。解决这类问题的基本策略是:执果索因,先寻找结论成立的必要条件,再通过检验或认证找到结论成立的充分条件。在“执果索因”的过程中,常常会犯的一个错误是不考虑推理过程的可逆与否,误将必要条件当作充分条件,应引起注意。2、结论探索型这类问题的基本特征是:有条件而无结论或结论的正确与否需要确定。解决这类问题的策略是:先探索结论而后去论证结论。在探索过程中常可先从特殊情形入手,通过观察、分析、归纳、判断来作一番猜测,得出结论,再就一般情形去认证结论。3、条件重组型2这类问题是指给出了一些相关命题,但需对这些命题进
4、行重新组合构成新的复合命题,或题设的结求的方向,条件和结论都需要去探求的一类问题。此类问题更难,解题要有更强的基础知识和基本技能,需要要联想等手段。一般的解题的思路是通过对条件的反复重新组合进行逐一探求。应该说此类问题是真正意义上的创新思维和创造力。4、存在判断型这类问题的基本特征是:要判断在某些确定条件下的某一数学对象(数值、图形、函数等)是否存在或某一结论是否成立。解决这类问题的基本策略是:通常假定题中的数学对象存在(或结论成立)或暂且认可其中的一部分的结论,然后在这个前提下进行逻辑推理,若由此导出矛盾,则否定假设;否则,给出肯定结论。其中反证法在解题中起着重要的作用。5、规律探究型这类问
5、题的基本特征是:未给出问题的结论,需要由特殊情况入手,猜想、证明一般结论。解决这类问题的基本策略是:通常需要研究简化形式但保持本质的特殊情形,从条件出发,通过观察、试验、归纳、类比、猜测、联想来探路,解题过程中创新成分比较高。在数列问题研究中,经常是据数列的前几项所提供的信息作大胆的猜测,然后用数学归纳法证明。6、实验操作型这类问题的基本特征是:给出一定的条件要求设计一种方案。解决这类问题的基本策略是:需要借助逆向思考动手实踐。总之,解决探索性问题,较少现成的套路和常规程序,需要较多的分析和数学思想方法的综合应用。它对学生的观察、联想、类比、猜想、抽象、概括等方面的能力有较高的要求。 四、题型
6、分析(一) 是否存在值【例 1】已知椭圆 2byax=1(ab0)的离心率 e= 36,过点 A(0,-b)和 B(a,0)的直线与坐标原点距离为 23.(1)求椭圆的方程;(2)已知定点 E(-1,0),若直线 y=kx+2(k0)与椭圆相交于 C、D 两点,试判断是否存在 k 值,使以 CD为直径的圆 过定点 E?若存在求出这个 k 值,若不存在说明理由.3【分析】 (1)先由两点式求出直线方程,再根据离心率 ace和点到直线距离公式列出方程解出 ba,即可求得;(2)假设存在这样的直线,联立直线方程和椭圆方程,消去 y,得到 x 的一元二次方程,求出两根之和和两根之积,要使以 CD 为直
7、径的圆过点 E,当且仅当 CEDE 时,则121y,再利用 y=kx+2,将上式转化,最后求得 67k,并验证.【解析】 (1)直线 AB 方程为:bx-ay-ab0 依题意 232bac,解得 13ba, 椭圆方程为 3yx(2)假设存在这样的 k 值,由 032yxk,得 )1(2k09x 0)31(6)(22设 1(xC, )y 2(xD, )y,则 22139kx,而 4)(212112 xk 8 分要使以 CD 为直径的圆过点 E(-1,0),当且仅当 CEDE 时,则121xy,即0)1(212xy 05)()( 21xkk 将式代入整理解得 67经验证, 67k,使成立 4综上可
8、知,存在 67k,使得以 CD 为直径的圆过点 E . .【点评】解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要开放思维,采取另外合适的方法【小试牛刀】 【安徽省江南十校 2019 届高三 3 月综合素质检测】已知抛物线 的准线方程为 .(1)求抛物线 的标准方程;(2)过点 作斜率为 的直线交抛物线 于 , 两点,点 ,连接 , 与抛物线 分别交于, 两点,直线 的斜率记为 ,问:是
9、否存在实数 ,使得 成立,若存在,求出实数 的值;若不存在,请说明理由.【解析】 (1)由准线方程可知:(2)设 , , , ( 互不相等) 则 ,同理三点共线 即 同理将抛物线 与直线 联立得:由韦达定理: 5(二) 是否存在点【例 2】已知点 P是椭圆 C上任一点,点 P到直线 1:2lx的距离为 1d,到点 (,0)F的距离为 2d,且21d.直线 l与椭圆 交于不同两点 AB、 ( ,都在 轴上方),且 18OAB.(1)求椭圆 的方程;(2)当 A为椭圆与 y轴正半轴的交点时,求直线 l方程;(3)对于动直线 l,是否存在一个定点,无论 OF如何变化,直线 l总经过此定点?若存在,求
10、出该定点的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1) 设 (,)Pxy,用坐标表示条件21d列出方程化简整理可得椭圆的标准方程;(2)由(1)可知 (0,1)A, )F,即可得0()AFk,由 180OFAB得 1BFk,写出直线 BF的方程与椭圆方程联立,求出点 B的坐标,由两点式求直线 的方程即可;(3)由 80OA,得 0AFBk,设直线 A方程为 ykxb,与椭圆方程联立得22()1kxkb,由根与系数关系计算12120FBkx得 bk,从而得到直线方程为(2)ykx,从而得到直线过定点 (,0)M.【解析】 (1)设 (,)Py,则 1|2|dx,2(1)xy, 221|xd,化简,
11、得2y,椭圆 C的方程为21xy. (2) (0,)A, 1)F,10()AFk, 6又 180OFAB, 1BFk, :(1)yx.代入21xy解,得,1xy(舍)4,31,xy1(,)B, 3420()ABk,:2AByx.即直线 l方程为12yx. (3) 180OF, 0AFBk.设 1(,)Axy, 2()B,直线 AB方程为 ykxb.代直线 AB方程 ykxb入21y,得210kkb. 12xk,21bxk,1212AFBykxbkx=12211()()0kbx, 212211212 21()()() ()01bkbkbxkxbxk 0b, 直线 AB方程为 (2)ykx,直线
12、l总经过定点 0M. 【点评】定点的探索与证明问题7(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为 y kx b,然后利用条件建立 b、 k 等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关【小试牛刀】 【晋冀鲁豫名校 2018-2019 年度高三上学期期末联考】已知椭圆 的离心率为 ,短轴长为 (1)求椭圆 的标准方程;(2)若椭圆 的左焦点为 ,过点 的直线 与椭圆 交于 两点,则在 轴上是否存在一个 定点 使得直线 的斜率互为相反数?若存在,求出定点 的坐标;若不存在,也请说明理由【解析】 (1)据题意,得 解得 , 所以椭圆 的标准方程为 (2)
13、据题设知点 ,当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 由 ,得 设 ,则 设 ,则直线 的斜率分别满足 又因为直线 的斜率互为相反数,所以 ,所以 ,所以 ,所以 ,8所以 ,所以 若 对任意 恒成立,则 ,当直线 的斜率 不存在时,若 ,则点 满足直线 的斜率互为相反数 综上,在 轴上存在一个定点 ,使得直线 的斜率互为相反数(三) 是否存在直线【例 3】设 F1,F2分别是椭圆2154xy的左右焦点.(1)若 P 是该椭圆上的一个动点,求 的最大值和最小值.(2)是否存在经过点 A(5,0)的直线 l 与椭圆交于不同的两点 C,D,使得|F 2C|F 2D|?若存在,求直线 l的方程;若不
14、存在,请说明理由.【分析】 (1)将数量积转化为坐标表示,利用坐标的有界性求出最值;(2)设出直线方程,根据|F2C|F 2D|,可知 F2在弦 CD 的中垂线上,利用中点和斜率关系,写出中垂线方程,代入 F2点即可判断.【解析】 (1)易知 a 5,b2,c1,F 1(1,0),F 2(1,0)设 P(x,y),则214xy(1x,y)(1x,y)x 2y 21x 24 5x21 x23x 20,5,当 x0,即点 P 为椭圆短轴端点时, 有最小值 3;当 x 5,即点 P 为椭圆长轴端点时, 有最大值 4.(2)假设存在满足条件的直线 l,易知点 A(5,0)在椭圆外部,当直线斜率不存在时
15、,直线 l 与椭圆无交点.所以满足条件的直线斜率存在,设为 k9则直线方程为 yk(x5)由方程组214()ykx得:(5k 24)x 250k 2x125k 2200依题意,20(1680k 2)0得:5k当 5时,设交点为 C(x 1,y1),D(x 2,y2),CD 中点为 R(x 0,y0)则 x1x 2204k,x01254ky 0k(x 05)k(25) 20k又|F 2C|F 2D|,有 F2Rl,即 2FR1即2 22()0541FRkkk1即 20k220k 24,该等式不成立,所以满足条件的直线 l 不存在.【点评】假设存在,将 22|FCD 转化为弦的中点问题以及垂直问题
16、是解题关键【小试牛刀】已知中心在坐标原点 O 的椭圆 C 经过点 A(2,3),且点 F(2,0)为其右焦点(1)求椭圆 C 的方程;(2)是否存在平行于 OA 的直线 l,使得直线 l 与椭圆 C 有公共点,且直线 OA 与 l 的距离等于 4?若存在,求出直线 l 的方程;若不存在,请说明理由【解析】(1)依题意,可设椭圆 C 的方程为 1( ab0),且可知其左焦点为 F(2,0)x2a2 y2b2从而有Error!解得Error!又 a2 b2 c2,所以 b212,10故椭圆 C 的方程为 1.x216 y212(2)假设存在符合题意的直线 l,设其方程为 y x t.32由Erro
17、r!得 3x23 tx t2120.因为直线 l 与椭圆 C 有公共点,所以 (3 t)243( t212)0,解得4 t4 .3 3另一方面,由直线 OA 与 l 的距离 d4,得 4,|t|94 1解得 t2 .13由于2 4 ,4 ,13 3 3所以符合题意的直线 l 不存在(四) 是否存在圆【例 4】已知椭圆21:(0)xyCab过点2(1,)A,其焦距为 ()求椭圆 1的方程;()已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为21(0)xyab,则椭圆在其上一点 0(,)Axy处的切线方程为120byax,试运用该性质解决以下问题:(i)如图(1),点 B为 1C在第一象限中的任意一点,过 B
18、作 1C的切线 l, 分别与 x轴和 y轴的正半轴交于 ,D两点,求 O面积的最小值;(ii)如图(2),过椭圆2:18xy上任意一点 P作 1的两条切线 PM和 N,切点分别为MN当点 P在椭圆 2C上运动时,是否存在定圆恒与直线 N相切?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由11xyCOBD y xMNOP【分析】 (1)设椭圆的方程,用待定系数法求解即可;(2)解决直线和椭圆的综合问题时注意:第一步:根据题意设直线方程,有的题设条件已知点,而斜率未知;有的题设条件已知斜率,点不定,可由点斜式设直线方程第二步:联立方程:把所设直线方程与椭圆的方程联立,消去 一个元,得到一个一元二次方程
19、第三步:求解判别式计算一元二次方程根第四步:写出根与系数的关系第五步:根据题设条件求解问题中结论在解决与抛物线性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此【解析】 (I)解:依题意得:椭圆的焦点为 12(,0)(,F,由椭圆定义知: 122|aAF2,1acb,所以椭圆 1C的方程为xy (II) ()设 2(,)Bxy,则椭圆 1在点 B 处的切线方程为21xy令 0x, 21D,令 2,0xC,所以 21OCDS又点 B 在椭圆的第一象限上,所以,0,22yxy2221xyxyx21OCDSx,当且仅当122yxy所以当(,)B时,
20、三角形 OCD 的面积的最小值为 ()设 (,)Pmn,则椭圆 1C在点 ),(3yxM处的切线为:123yx12又 PM过点 (,)mn,所以123nyx,同理点 ),(4yxN也满足412xmyn, y xMNOP所以 ,N都在直线12ynmx上,即:直线 MN 的方程为 所以原点 O 到直线 MN 的距离214dmn, 所以直线 MN 始终与圆21xy相切 【点评】先猜想圆心为原点,表示出直线 MN 的方程,再证明圆心到直线的距离为定值【小试牛刀】如图,设椭圆21(0)xyab的左、右焦点分别为 12,F,点 D在椭圆上,12DF,1|, 12DF的面积为 .(1)求该椭圆的标准方程;(
21、2)是否存在圆心在 y轴上的圆,使圆在 x轴的上方与椭圆两个交点,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?若存在,求圆的方程,若不存在,请说明理由.13【解析】 (1)设 12,0,Fc,其中 22cab,由21D得1从而 12212,FSc故 1c.从而 1,由 12DF得22219DF,因此 23DF.所以 122a,故22,abc因此,所求椭圆的标准方程为:21xy(2)如图,设圆心在 y轴上的圆 C与椭圆21xy相交, 12,Pxy是两个交点,120y, 1FP, 2是圆 的切线,且 1F2由圆和椭圆的对称性,易知 212,xy|.Px, 由(1)知 120,所以 11
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 届高三 数学 备考 冲刺 140 问题 37 圆锥曲线 中的 存在 探索 解析 DOC
