椭圆综合题中定值定点、范围问题总结1.doc
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1、 1 椭 圆 一、直线与椭圆问题的 常规解题方法 : 1.设直线与方程; ( 提醒 : 设直线时分斜率存在与不存在; 设为 y=kx+b与 x=my+n 的区别) 2.设交点坐标; ( 提醒 :之所以要设是因为不去求出它 ,即“设而不求 ” ) 3.联立方程组; 4.消元韦达定理; ( 提醒: 抛物线时经常是把抛物线方程代入直线方程反而简单 ) 5.根据条件重转化; 常有以下类型: “以弦 AB为直径的圆过点 0”( 提醒: 需讨论 K是否存在) OA OB 121KK 0OA OB 1 2 1 2 0x x y y “点在圆内、圆上、圆外问题” “直角、 锐角、钝角问题” “向量的数量积大于
2、、等于、小于 0问题” 1 2 1 2 0x x y y0; “等角、 角平分、角互补问题” 斜率关系(120KK或12KK); “共线问题” (如: AQ QB 数的角度:坐标表示法;形的角度:距离转化法); (如 : A、 O、 B 三点共线 直线 OA与 OB 斜率相等); “点、线对称问题” 坐标与斜率关系; “弦长、面积问题” 转化为坐标与弦长公式问题( 提醒 :注意两个面积公式 的 合理选择); 6.化简与计算; 7.细节问题不忽略; 判别式 是否已经考虑; 抛物线、双曲线问题中二次项系数是否会出现 0. 2 二、基本解题思想: 1、“常规求值”问题: 需要找等式,“求范围”问题需
3、要找不等式; 2、“是否存在”问题: 当作存在 去求,若不存在则计算时自然会无解; 3、证明定值问题的方法: 常把变动的元素用参数表示出来,然后证明计算结果与参数无 关;也可先在特殊条件下求出定值,再给出一般的证明。 4、处理定点问题的方法: 常把方程中参数的同次项集在一起,并令各项的系数为零,求 出定点;也可先取参数的特殊值探求定点 ,然后给出证明, 5、 求最值问题时: 将对象表示为变量的函数, 几何法、配方法(转化为二次函数的最值)、 三角代换法(转化为三角函数的最值)、利用切线的方法、利用均值不等 式的方法等 再解决; 6、转化思想: 有些题思路易成,但难以实施。这就要 优化方法,才能
4、使计算具有可行性, 关键是积累“转化”的经验; 椭圆中的定值、定点问题 一、常见基本题型: 在几何问题 中,有些几何量和参数无关,这就构 成定值问题,解决这类问题常通过 取参数和特殊值 来确定“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三 角式,证明该式是恒定的。 ( 1)直线恒过定点问题 1、已知点00( , )P x y是椭圆 2 2:12xEy上任意一点, 直线 l 的方程为 00 12xx yy, 直线0l过 P 点与直线 l 垂直,点 M( -1, 0)关于直线0l的对称点为 N,直线 PN 恒过一定点 G,求点 G 的坐标。 1、 解:直线0l的方程为0 0 0 0( )
5、 2 ( )x y y y x x ,即0 0 0 020y x x y x y 设 )0,1(M 关于直线0l的对称点 N 的坐标为 ( , )N m n 则0000 0 01212022xnmyxnmy x y ,解 得320 0 0204 3 20 0 0 02002 3 4 442 4 4 82 ( 4 )x x xmxx x x xnyx 直线 PN 的斜率为 4320 0 0 0 0320 0 0 04 2 8 82 ( 3 4 )n y x x x xkm x y x x 3 从而直线 PN 的方程为: 4320 0 0 000320 0 04 2 8 8 ()2 ( 3 4 )
6、x x x xy y x xy x x 即 320 0 04320 0 0 02 ( 3 4 ) 14 2 8 8y x xxyx x x x 从而直线 PN 恒过定点 (1,0)G 2、已知 椭圆两焦点1F、2F在 y 轴上,短轴长为 22,离心率为 22, P 是椭圆在第一 象限弧上一点,且121PF PF,过 P作关于直线 F1P对称的两条直线 PA、 PB分别交椭 来源 :学科网 圆于 A、 B两点。( 1)求 P点坐标;( 2)求证直线 AB的斜率为定值; 2、 解:( 1)设椭圆方程为 22221yxab,由题意可得 2 , 2 , 2 2a b c ,所以椭圆的方程为 22142
7、yx 则 12( 0 , 2 ) , ( 0 , 2 )FF ,设 0 0 0 0( , ) ( 0 , 0 )P x y x y 则1 0 0 2 0 0( , 2 ) , ( , 2 ) ,P F x y P F x y 221 2 0 0( 2 ) 1P F P F x y 来源 :学 _科 _网 Z_X_X_K点 00( , )P x y 在曲线上,则 22001.24xy22 004 2yx 从而 2 2004 ( 2 ) 12 y y ,得 0 2y ,则点 P 的坐标为 (1, 2) 。 4 ( 2)由( 1)知1/PF x轴,直线 PA、 PB 斜率互为相反数, 设 PB 斜率
8、为 ( 0)kk ,则 PB 的直线方程为: 2 ( 1)y k x 由 222 ( 1 )124y k xxy 得 2 2 2( 2 ) 2 ( 2 ) ( 2 ) 4 0k x k k x k 设 ( , ),BBB x y则 2222 ( 2 ) 2 2 2122Bk k k kx kk 同理可得 222 2 22Akkx k ,则2422ABkxx k 28( 1 ) ( 1 ) 2A B A B ky y k x k x k 所以直线 AB 的斜率 2ABABAByyk xx 为定值。 3 、 已 知 动 直 线 ( 1)y k x与 椭 圆 22:1553xyC 相交于 A B 两
9、点 , 已 知 点 7( , 0)3M , 求证: MA MB 为定值 . 3、 解 : 将 ( 1)y k x代入 221553xy中得 2 2 2 2(1 3 ) 6 3 5 0k x k x k 4 2 2 23 6 4 ( 3 1 ) ( 3 5 ) 4 8 2 0 0k k k k , 212 2631kxx k , 212 23531kxx k 5 所以1 1 2 2 1 2 1 27 7 7 7( , ) ( , ) ( ) ( )3 3 3 3M A M B x y x y x x y y 21 2 1 277( ) ( ) ( 1 ) ( 1 )33x x k x x 2 2
10、 21 2 1 27 4 9( 1 ) ( ) ( )39k x x k x x k 222 2 23 5 7 6 4 9( 1 ) ( ) ( )3 1 3 3 1 9kkk k k 42 223 1 6 5 4 93 1 9kk kk 49 。 4、 在平面直角坐标系 xOy 中,已知椭圆 2 2:13xCy.如图所示,斜率为 ( 0)kk 且不 过原点的直线 l 交椭圆 C 于 A , B 两点,线段 AB 的中点为 E , 射线 OE 交椭圆 C 于点 G ,交直线 3x 于点 ( 3, )Dm .()求 22mk 的最小值;()若 2OG OD OE ,求证:直线 l 过定点; 椭圆
11、中的取值范围问题 一、常见基本题型: 对于求曲线方程中参数范围问题,应根据题设条件及曲线的几何性质构造参 数满足的不等式,通过解不等式求得参数的范围;或建立关于参数的目标函数,转化为函数的值域来解 . ( 1) 从直线和二次曲线的位置关系出发,利用判别式的符号,确定参数的取值范围。 5、已知 直线 l 与 y 轴交于点 (0, )Pm,与椭圆 22: 2 1C x y交于相异两点 A、 B, 6 且 3AP PB , 求 m 的取值范围 ( 2) 利用题中其他变量的范围,借助于方程产生参变量的函数表达式 ,确定参数的取值范 围 . 6、已知点 (4, 0)M , (1, 0)N , 若动点 P
12、 满足 6 | |M N M P P N ()求动点 P 的轨迹 C 的方程; ()设过点 N 的直线 l 交轨迹 C 于 A , B 两点,若 1 8 1 275N A N B ,求 直线 l 的斜率的取值范围 .来源 :学科网 6、解:()设 动点 ( , )P x y ,则 ( 4 , )M P x y , ( 3, 0)MN , (1 , )P N x y . 由已知得 22 )()1(6)4(3 yxx , 化简得 223 4 12xy,得 22143xy. 所以点 P 的轨迹 C 是椭圆 , C 的方程为 13422 yx . ()由题意知,直线 l 的斜率必存在, 不妨设过 N
13、的直线 l 的方程 为 ( 1)y k x, 设 A , B 两点的坐标分别为11( , )A x y,22( , )B x y. 由 22( 1),143y k xxy 消去 y 得 2 2 2 2( 4 3 ) 8 4 1 2 0k x k x k . 因为 N 在椭圆内,所以 0 . 所以212 2212 28 ,344 1 2 .34kxxkkxxk 因为 21 2 1 2 1 2( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )N A N B x x y y k x x 1)()1( 21212 xxxxk 222222243 )1(943 438124)1( k kk kk
14、kk , 7 所以 221 8 9 (1 ) 1 27 3 4 5kk . 解得 213k . (3)利用基本不等式求参数的取值范围 7、已知点 Q 为椭圆 E : 22118 2xy上 的 一动点,点 A 的坐标为 (3,1) , 求 AP AQ 的取值范围 8.已知椭圆的一个顶点为 (0, 1)A ,焦点在 x 轴上 .若右焦点到直线 2 2 0xy 的距 离为 3.( 1)求椭圆的方程 . ( 2)设直线 ( 0 )y kx m k 与椭圆相交于不同的两点 ,MN.当 | | | |AM AN 时,求 m 的 取值范围 . 9. 如图所示,已知圆 MAyxC ),0,1(,8)1(: 2
15、2 定点 为圆上一动点,点 P 在 AM 上, 点 N 在 CM 上,且满足 NAMNPAPAM 点,0,2 的轨迹为曲线 E . 8 ( I)求曲线 E 的方程; ( II)若过定点 F( 0, 2)的直线交曲线 E 于不同的两 来源 :学科网 ZXXK 点 ,GH(点 G 在点 ,FH之 间), 且满足 FHFG , 求 的取值范围 . 解:( ) .0,2 AMNPAPAM NP 为 AM的垂直平分线, |NA|=|NM| 又 .222|,22| ANCNNMCN 动点 N 的轨迹是以点 C( 1, 0), A( 1, 0)为焦点的椭圆 . 且椭圆长轴长为 ,222 a 焦距 2c=2.
16、 .1,1,2 2 bca 曲线 E 的方程为 .12 22 yx ( ) 当直线 GH 斜率存在时, 设直线 GH 方程为 ,12,2 22 yxkxy 代入椭圆方程 得 .230.034)21( 222 kkxxk 得由设2212212211213,214),(),(kxxkkxxyxHyxG则 )2,()2,(, 2211 yxyxFHFG 又 2122221222122121 )1(.,)1(, xxxxxxxxxxxxx , 222222)1()121(316,213)1()214(kkkk整理得 .331.316214.31632 3164,2322 解得kk.131,10 又 又
17、当直线 GH 斜率不存在,方程为 .31,31,0 FHFGx9 )1,31,131 的取值范围是即所求 10、 .已知椭圆 E 的中心在坐标原点 O ,两个焦点分别为 )0,1(A 、 )0,1(B ,一个顶点为)0,2(H . ( 1)求椭圆 E 的标准方程; ( 2)对于 x 轴上的点 )0,(tP ,椭圆 E 上存在点 M ,使得 MHMP ,求 t 的取值范围 . 11.已知椭圆 2222:1xyC ab( 0)ab 的离心率为 22 ,以原点为圆心,椭圆的短半轴长 为半径的圆与直线 20xy 相切 ( )求椭圆 C 的方程; ( )若过点 M (2, 0)的直线与椭圆 C 相交于两
18、点 ,AB,设 P 为椭圆上一点,且满 足 OPtOBOA ( O为坐标原点),当 PBPA 253时,求实数 t 取值范围 10 椭圆中的最值问题 一、常见基本题型: ( 1)利用基本不等式求最值, 12、已知椭圆两焦点1F、2F在 y 轴上,短轴长为 22,离心率 为 22, P 是椭圆在第一 象限弧上一点,且121PF PF,过 P作关于直线 F1P对称的两条直线 PA、 PB 分别交 椭圆于 A、 B两点,求 PAB面积的最大值。 ( 2)利用函数求最值, 13.如图, DP x 轴,点 M 在 DP 的延长线上,且 | | 2 | |D M D P 当点 P在圆 221xy上 运动时
19、。 ( I)求点 M的轨迹 C的方程; ()过点 22( 0 , ) 1T t y作 圆 x 的切线 l 交曲线 C于 A, B两点,求 AOB面 积 S的最大值和相应的点 T的坐标。 14、已知椭圆 2 2:14xGy.过点 ( ,0)m 作圆 221xy的切线 l 交椭圆 G于 A,B两点 . 11 将 |AB|表示为 m 的函数,并求 |AB|的最大值 . 选做 1、 已知 A、 B、 C 是椭圆 )0(1:2222 babyaxm上的三点,其中点 A 的坐标为 )0,32( , BC 过椭圆 m 的中心,且 |2|,0 ACBCBCAC ( 1)求椭圆 m 的方程; ( 2)过点 ),
20、0( tM 的直线 l(斜率存在时)与椭圆 m 交于两点 P, Q,设 D 为椭圆 m 与 y 轴负半轴的交点,且 | DQDP .求实数 t 的取值范围 2.已知圆 M : 2 2 2( ) ( )x m y n r 及定点 (1,0)N ,点 P 是圆 M 上的动点,点 Q 在 NP 上,点 G 在 MP 上, 且满足 NP 2NQ , GQ NP 0 ( 1) 若 1 , 0 , 4m n r ,求点 G 的轨迹 C 的方程; ( 2) 若动圆 M 和( 1)中所求轨迹 C 相交于不同两点 ,AB,是否存在一组正实数 ,mnr , 使得直线 MN 垂直平分线段 AB ,若存在,求出这组正
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