題型一 圓錐曲線中的定點(diǎn)問題
圓錐曲線中的定點(diǎn)問題一般是指與解析幾何有關(guān)的直線或圓過定點(diǎn)的問題(其他曲線過定點(diǎn)太復(fù)雜,高中階段一般不涉及),其實(shí)質(zhì)是:當(dāng)動(dòng)直線或動(dòng)圓變化時(shí),這些直線或圓相交于一點(diǎn),即這些直線或圓繞著定點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng).這類問題的求解一般可分為以下三步:
一選:選擇變量,定點(diǎn)問題中的定點(diǎn),隨某一個(gè)量的變化而固定,可選擇這個(gè)量為變量(有時(shí)可選擇兩個(gè)變量,如點(diǎn)的坐標(biāo)、斜率、截距等,然后利用其他輔助條件消去其中之一).
二求:求出定點(diǎn)所滿足的方程,即把需要證明為定點(diǎn)的問題表示成關(guān)于上述變量的方程.
三定點(diǎn):對(duì)上述方程進(jìn)行必要的化簡,即可得到定點(diǎn)坐標(biāo).
[典例] 已知A,B分別為橢圓E:eq \f(x2,a2)+y2=1(a>1)的左、右頂點(diǎn),G為E的上頂點(diǎn),eq \(AG,\s\up7(―→))·eq \(GB,\s\up7(―→))=8.P為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與E的另一交點(diǎn)為C,PB與E的另一交點(diǎn)為D.
(1)求E的方程;
(2)證明:直線CD過定點(diǎn).
[方法技巧]
求解圓錐曲線中定點(diǎn)問題的2種方法
(1)特殊推理法:先從特殊情況入手,求出定點(diǎn),再證明定點(diǎn)與變量無關(guān).
(2)直接推理法:①選擇一個(gè)參數(shù)建立方程,一般將題目中給出的曲線方程(包含直線方程)中的常數(shù)k當(dāng)成變量,將變量x,y當(dāng)成常數(shù),將原方程轉(zhuǎn)化為kf(x,y)+g(x,y)=0的形式;②根據(jù)曲線(包含直線)過定點(diǎn)時(shí)與參數(shù)沒有關(guān)系(即方程對(duì)參數(shù)的任意值都成立),得到方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f?x,y?=0,,g?x,y?=0;))③以②中方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)就是曲線所過的定點(diǎn),若定點(diǎn)具備一定的限制條件,可以特殊解決.
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\r(3),\f(1,2)))在橢圓上,A,B分別為橢圓C的上、下頂點(diǎn),點(diǎn)M(t,2)(t≠0).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線MA,MB與橢圓C的另一交點(diǎn)分別為P,Q,證明:直線PQ過定點(diǎn).
2.已知雙曲線C:eq \f(x2,4)-y2=1.
(1)求雙曲線C的離心率;
(2)若直線l:y=kx+m與雙曲線C相交于A,B兩點(diǎn)(A,B均異于左、右頂點(diǎn)),且以AB為直徑的圓過雙曲線C的左頂點(diǎn)D,求證:直線l過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
題型二 圓錐曲線中的定值問題
圓錐曲線中的定值問題一般是指在求解解析幾何問題的過程中,探究某些幾何量?斜率、距離、面積、比值等?與變量?斜率、點(diǎn)的坐標(biāo)等?無關(guān)的問題.其求解步驟一般為:
一選:選擇變量,一般為點(diǎn)的坐標(biāo)、直線的斜率等,
二化:把要求解的定值表示成含上述變量的式子,并利用其他輔助條件來減少變量的個(gè)數(shù),使其只含有一個(gè)變量?或者有多個(gè)變量,但是能整體約分也可以?,
三定值:化簡式子得到定值.由題目的結(jié)論可知要證明為定值的量必與變量的值無關(guān),故求出的式子必能化為一個(gè)常數(shù),所以只需對(duì)上述式子進(jìn)行必要的化簡即可得到定值.
[典例] 已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(2),2),且過點(diǎn)A(2,1).
(1)求C的方程;
(2)點(diǎn)M,N在C上,且AM⊥AN,AD⊥MN,D為垂足.證明:存在定點(diǎn)Q,使得|DQ|為定值.
[方法技巧]
圓錐曲線中定值問題的特點(diǎn)及2大解法
(1)特點(diǎn):待證幾何量不受動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的影響而有固定的值.
(2)兩大解法:
①從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);
②引進(jìn)變量法:其解題流程為
[針對(duì)訓(xùn)練]
設(shè)橢圓C:eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1的右焦點(diǎn)為F,過F的直線l與C相交于A,B兩點(diǎn).
(1)若eq \(AF,\s\up7(―→))=2eq \(FB,\s\up7(―→)),求l的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)A作x軸的垂線交C于另一點(diǎn)P,若M是△PAB的外心,證明:eq \f(|AB|,|MF|)為定值.
題型三 構(gòu)造目標(biāo)不等式解決范圍問題
欲求變量的取值范圍,可設(shè)法構(gòu)造含有變量的不等式?組?,通過解不等式?組?來達(dá)到目的.
[典例] 已知點(diǎn)A,B分別為橢圓E:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn),點(diǎn)P(0,-2),直線BP交E于點(diǎn)Q,eq \(PQ,\s\up7(―→))=eq \f(3,2)eq \(QB,\s\up7(―→)),且△ABP是等腰直角三角形.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)P的動(dòng)直線l與E相交于M,N兩點(diǎn),當(dāng)坐標(biāo)原點(diǎn)O位于以MN為直徑的圓外時(shí),求直線l斜率的取值范圍.
[方法技巧]
圓錐曲線中范圍問題的5個(gè)解題策略
(1)利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)或判別式構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;
(2)利用已知參數(shù)的范圍,求新參數(shù)的范圍,解這類問題的核心是建立兩個(gè)參數(shù)之間的等量關(guān)系;
(3)利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(4)利用已知的不等關(guān)系構(gòu)造不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(5)利用求函數(shù)的值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.
[針對(duì)訓(xùn)練]
已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M(a,2eq \r(5))在拋物線C上.
(1)若|MF|=6,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線x+y=t與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(1,0),且滿足NA⊥NB,原點(diǎn)O到直線AB的距離不小于eq \r(2),求p的取值范圍.
題型四 構(gòu)造函數(shù)模型解決最值問題
若題目中的條件和要求的結(jié)論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可先建立目標(biāo)函數(shù),然后根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征,構(gòu)建函數(shù)模型求最值,一般情況下,常構(gòu)建的函數(shù)模型有:?1?二次型函數(shù);?2?雙曲線型函數(shù);?3?多項(xiàng)式型函數(shù).
[典例] 已知點(diǎn)A(-2,0),B(2,0),動(dòng)點(diǎn)M(x,y)滿足直線AM與BM的斜率之積為-eq \f(1,2).記M的軌跡為曲線C.
(1)求C的方程,并說明C是什么曲線;
(2)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線交C于P,Q兩點(diǎn),點(diǎn)P在第一象限,PE⊥x軸,垂足為E,連接QE并延長交C于點(diǎn)G.
①證明:△PQG是直角三角形;
②求△PQG面積的最大值.
[方法技巧]
求解圓錐曲線中最值問題的2種方法
圓錐曲線中的最值問題類型較多,解法靈活多變,但總體上主要有兩種方法:
(1)利用幾何法:通過利用曲線的定義、幾何性質(zhì)以及平面幾何中的定理、性質(zhì)等進(jìn)行求解;
(2)利用代數(shù)法:把要求最值的幾何量或代數(shù)表達(dá)式表示為某個(gè)(些)參數(shù)的函數(shù)(解析式),然后利用函數(shù)方法、不等式方法等進(jìn)行求解.
[針對(duì)訓(xùn)練]
如圖,已知拋物線x2=y(tǒng).點(diǎn)Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(1,4))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),\f(9,4))),拋物線上的點(diǎn)P(x,y)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)0)的長軸A1A2的長為4,過橢圓的右焦點(diǎn)F作斜率為k(k≠0)的直線交橢圓于B,C兩點(diǎn),直線BA1,BA2的斜率之積為-eq \f(3,4).
(1)求橢圓P的方程;
(2)已知直線l:x=4,直線A1B,A1C分別與l相交于M,N兩點(diǎn),設(shè)E為線段MN的中點(diǎn),求證:BC⊥EF.
[方法技巧]
圓錐曲線證明問題的類型及求解策略
(1)圓錐曲線中的證明問題,主要有兩類:一是證明點(diǎn)、直線、曲線等幾何元素中的位置關(guān)系,如:某點(diǎn)在某直線上、某直線經(jīng)過某個(gè)點(diǎn)、某兩條直線平行或垂直等;二是證明直線與圓錐曲線中的一些數(shù)量關(guān)系(相等或不等).
(2)解決證明問題時(shí),主要根據(jù)直線與圓錐曲線的性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等,通過相關(guān)性質(zhì)的應(yīng)用、代數(shù)式的恒等變形以及必要的數(shù)值計(jì)算等進(jìn)行證明.
[針對(duì)訓(xùn)練]
如圖,菱形ABCD的面積為8eq \r(2).eq \(AB,\s\up7(―→))·eq \(AD,\s\up7(―→))=-4,斜率為k的直線l交y軸于點(diǎn)P,且eq \(OP,\s\up7(―→))=2eq \(OA,\s\up7(―→)),以線段BD為長軸,AC為短軸的橢圓與直線l相交于M,N兩點(diǎn)(M與A在x軸同側(cè)).
(1)求橢圓的方程;
(2)求證:AN與CM的交點(diǎn)在定直線y=1上.
題型六 圓錐曲線中的存在性問題
存在性問題一般分為探究條件和探究結(jié)論兩種類型,若探究條件,則可先假設(shè)條件成立,再驗(yàn)證結(jié)論是否成立,成立則存在,否則不存在.若探究結(jié)論,則應(yīng)先寫出結(jié)論的表達(dá)式,再針對(duì)表達(dá)式進(jìn)行討論,往往涉及對(duì)參數(shù)的討論.
[典例] 已知曲線C上動(dòng)點(diǎn)M與定點(diǎn)F(-eq \r(2),0)的距離和它到定直線l1:x=-2eq \r(2)的距離的比是常數(shù)eq \f(\r(2),2),若過P(0,1)的動(dòng)直線l與曲線C相交于A,B兩點(diǎn).
(1)說明曲線C的形狀,并寫出其標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在與點(diǎn)P不同的定點(diǎn)Q,使得eq \f(|QA|,|QB|)=eq \f(|PA|,|PB|)恒成立?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
[方法技巧]
圓錐曲線中存在性問題的求解方法
(1)存在性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化.其步驟為:假設(shè)滿足條件的元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在,用待定系數(shù)法設(shè)出,列出關(guān)于待定系數(shù)的方程組,若方程組有實(shí)數(shù)解,則元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在;否則,元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))不存在.
(2)反證法與驗(yàn)證法也是求解存在性問題常用的方法.
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.已知拋物線y2=4x,過點(diǎn)Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(8,-4))的動(dòng)直線l交拋物線于A,B兩點(diǎn).
(1)當(dāng)P恰為AB的中點(diǎn)時(shí),求直線l的方程;
(2)拋物線上是否存在一個(gè)定點(diǎn)Q,使得以弦AB為直徑的圓恒過點(diǎn)Q?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
2.雙曲線C:x2-y2=2右支上的弦AB過右焦點(diǎn)F.
(1)求弦AB的中點(diǎn)M的軌跡方程;
(2)是否存在以AB為直徑,且過原點(diǎn)O的圓?若存在,求出直線AB的斜率k的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.

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