常見(jiàn)考點(diǎn)
考點(diǎn)一 面積取值范圍問(wèn)題
典例1.已知雙曲線的一條漸近線方程是,焦距為4.
(1)求雙曲線的方程;
(2)直線過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若,求面積的取值范圍.
變式1-1.已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P是橢圓C上位于第二象限的任一點(diǎn),直線l是的外角平分線,過(guò)左焦點(diǎn)作l的垂線,垂足為N,延長(zhǎng)交直線于點(diǎn)M,(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),橢圓C的離心率為
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過(guò)右焦點(diǎn)的直線交橢圓C于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)T在線段AB上,且,點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為R,求面積的取值范圍.
變式1-2.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,焦距為2,離心率,拋物線的焦點(diǎn)是是橢圓上的任意一點(diǎn),且位于軸左側(cè),過(guò)點(diǎn)分別作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為.
(1)求橢圓和拋物線的方程;
(2)求面積的取值范圍.
變式1-3.已知橢圓的離心率為,點(diǎn),是橢圓C的左右焦點(diǎn),且右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)左焦點(diǎn)且與x軸不重合的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn),求面積的取值范圍.
考點(diǎn)二 其他取值范圍問(wèn)題
典例2.已知橢圓,離心率為,橢圓上任一點(diǎn)滿足
(1)求橢圓的方程;
(2)若動(dòng)直線與橢圓相交于、兩點(diǎn),若坐標(biāo)原點(diǎn)總在以為直徑的圓外時(shí),求的取值范圍.
變式2-1.已知橢圓的左右焦點(diǎn)分別為,,離心率為,P是橢圓上一點(diǎn),且面積的最大值為1.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)的直線交橢圓于M,N兩點(diǎn),求的取值范圍.
變式2-2.已知橢圓的離心率為,點(diǎn)在橢圓C上.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知直線與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),點(diǎn)M是線段PQ的中點(diǎn),直線過(guò)點(diǎn)M,且與直線l垂直.記直線與y軸的交點(diǎn)為N,求的取值范圍.
變式2-3.已知拋物線與直線相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若點(diǎn)F是拋物線C的焦點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線C上任意一點(diǎn),點(diǎn)Q是線段PF的中點(diǎn),求直線OQ斜率的取值范圍.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 面積取值范圍問(wèn)題
1.已知直線與拋物線交于兩點(diǎn),點(diǎn)C為拋物線上一點(diǎn),且的重心為拋物線焦點(diǎn)F.
(1)求m與t的關(guān)系式;
(2)求面積的取值范圍.
2.橢圓的兩焦點(diǎn)分別為,,橢圓與軸正半軸交于點(diǎn),.
(1)求曲線的方程;
(2)過(guò)橢圓上一動(dòng)點(diǎn)(不在軸上)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,直線與橢圓交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),求的面積的取值范圍.
3.已知定點(diǎn),圓(N為圓心,O為坐標(biāo)原點(diǎn)),點(diǎn)Q為圓N上動(dòng)點(diǎn),線段MQ的垂直平分線交NQ于點(diǎn)P,記點(diǎn)P的軌跡為曲線C,過(guò)N的直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的方程;
(2)點(diǎn)T在線段AB上,且,點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為R,求面積的取值范圍.
4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線與圓:相切,另外,橢圓:的離心率為,過(guò)左焦點(diǎn)作x軸的垂線交橢圓于C,D兩點(diǎn).且.
(1)求圓的方程與橢圓的方程;
(2)經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)P作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別記為A,B,直線PA,PB分別與圓相交于M,N兩點(diǎn)(異于點(diǎn)P),求△OAB的面積的取值范圍.
練習(xí)二 其他取值范圍問(wèn)題
5.已知橢圓的焦點(diǎn),且橢圓的離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)若、為上不同的兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)、滿足:,,且在上.
(i)求證:點(diǎn)在上;
(ii)若過(guò)焦點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
6.已知橢圓過(guò)點(diǎn),且離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過(guò)點(diǎn)P的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),且原點(diǎn)O到直線l的距離為1,求的取值范圍.
7.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn),,過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓交于點(diǎn),(點(diǎn),異于點(diǎn),),連接直線,交于點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)當(dāng)點(diǎn)位于第二象限時(shí),求的取值范圍.
8.已知是拋物線上一點(diǎn),是軸上的點(diǎn),以為圓心且過(guò)點(diǎn)的圓與軸分別交于點(diǎn)、,且當(dāng)圓與軸相切時(shí),到拋物線焦點(diǎn)的距離為.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)線段、長(zhǎng)度分別為、,求的取值范圍.
第五篇 解析幾何
專(zhuān)題06 解析幾何中的范圍問(wèn)題
常見(jiàn)考點(diǎn)
考點(diǎn)一 面積取值范圍問(wèn)題
典例1.已知雙曲線的一條漸近線方程是,焦距為4.
(1)求雙曲線的方程;
(2)直線過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若,求面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由題知,,進(jìn)而結(jié)合求解即可得答案;
(2)由題設(shè)直線的方程為,,,,
進(jìn)而與雙曲線方程聯(lián)立,結(jié)合題意得且,進(jìn)而根據(jù)韋達(dá)定理,結(jié)合弦長(zhǎng)公式,距離公式,面積公式得,再還原求解即可得答案.
(1)
解:因?yàn)殡p曲線的一條漸近線方程是,
所以,即
因?yàn)榻咕酁?,所以,即
因?yàn)椋?br>所以,
所以雙曲線的方程為
(2)
解:由題知雙曲線的右焦點(diǎn)為,
故設(shè)直線的方程為,
則聯(lián)立方程得,
設(shè),,
所以,
因?yàn)橹本€與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),
所以,即且,
所以,解得:且
因?yàn)橹本€與軸交于點(diǎn),所以,
因?yàn)?,所?br>所以,
點(diǎn)到直線的方程為距離為,
所以面積為,
令,則,
所以,
因?yàn)樵谑菃握{(diào)遞減函數(shù),
所以,
所以.
所以面積的取值范圍為
變式1-1.已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P是橢圓C上位于第二象限的任一點(diǎn),直線l是的外角平分線,過(guò)左焦點(diǎn)作l的垂線,垂足為N,延長(zhǎng)交直線于點(diǎn)M,(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),橢圓C的離心率為
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過(guò)右焦點(diǎn)的直線交橢圓C于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)T在線段AB上,且,點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為R,求面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)題意可得到的值,結(jié)合橢圓的離心率,即可求得b,求得答案;
(2)由可得,進(jìn)一步推得,于是設(shè)直線方程和橢圓方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系,求得弦長(zhǎng),表示出三角形AOB的面積,利用換元法結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)求其范圍.
(1)
由題意可知:為的中點(diǎn),為的中點(diǎn),為的中位線,
,,
又,故 ,
即,,
又,,,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)
由題意可知 ,,,
①當(dāng)過(guò)的直線與軸垂直時(shí),, ,
②當(dāng)過(guò)的直線不與軸垂直時(shí),
可設(shè),,直線方程為,
聯(lián)立,可得:
.,,,
由弦長(zhǎng)公式可知 ,
到距離為,
故 ,
令,
則原式變?yōu)?,
令,
原式變?yōu)?
當(dāng) 時(shí), 故 ,
由①②可知 .
【點(diǎn)睛】
本題考查了橢圓方程的求解,以及直線和橢圓相交時(shí)的三角形的面積問(wèn)題,考查學(xué)生的計(jì)算能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng),解答的關(guān)鍵是計(jì)算三角形面積時(shí)要理清運(yùn)算的思路,準(zhǔn)確計(jì)算.
變式1-2.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,焦距為2,離心率,拋物線的焦點(diǎn)是是橢圓上的任意一點(diǎn),且位于軸左側(cè),過(guò)點(diǎn)分別作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為.
(1)求橢圓和拋物線的方程;
(2)求面積的取值范圍.
【答案】(1);;
(2).
【解析】
【分析】
(1)由題意可得,解方程組求出,即可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;然后由拋物線的的焦點(diǎn)坐標(biāo)求出,即可得到拋物線的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線的方程為,與拋物線聯(lián)立可得到兩切線的斜率與的關(guān)系式,再由得直線的方程,進(jìn)而求出點(diǎn)到直線的距離以及的長(zhǎng)度,進(jìn)而表示三角形的面積,從而求出取值范圍.
(1)
由題意可得,解得,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
因?yàn)椋?,故,因此拋物線的方程為;
(2)
顯然,過(guò)點(diǎn)的拋物線的切線的斜率存在且不為0,
設(shè)切線的方程為,
由,聯(lián)立可得,
由題意可知,
設(shè)兩切線的斜率分別為,則,
設(shè)斜率為的直線對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)為,斜率為的直線對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)為,
方程的根,
因此,于是,
,直線上任意一點(diǎn),,
由得,,
化簡(jiǎn)得,則直線的方程為,
點(diǎn)到直線的距離為,
,
則的面積為
,
因?yàn)辄c(diǎn),在橢圓上,即,
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以,
因此,所以,
因此面積的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】
求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種方法:
①定義法:根據(jù)橢圓的定義,確定a2,b2的值,結(jié)合焦點(diǎn)位置可寫(xiě)出橢圓方程.
②待定系數(shù)法:若焦點(diǎn)位置明確,則可設(shè)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合已知條件求出a,b;若焦點(diǎn)位置不明確,則需要分焦點(diǎn)在x軸上和y軸上兩種情況討論,也可設(shè)橢圓的方程為Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B).
變式1-3.已知橢圓的離心率為,點(diǎn),是橢圓C的左右焦點(diǎn),且右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)左焦點(diǎn)且與x軸不重合的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn),求面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)拋物線的方程可求,根據(jù)離心率可求,再求出后可得橢圓方程.
(2)設(shè)直線方程為,設(shè),,聯(lián)立直線方程和拋物線方程,消元后利用韋達(dá)定理得到面積的表達(dá)式,利用換元法和導(dǎo)數(shù)可求面積的最大值.
(1)
易知拋物線的焦點(diǎn)為,所以,
又因?yàn)殡x心率,所以,
又因?yàn)樗詸E圓C的方程為
(2)
由題意設(shè)直線方程為,設(shè),
與橢圓方程聯(lián)立消去得:,易知
所以,
所以
因?yàn)榈街本€的距離為
所以
設(shè),則,
設(shè),則,所以在單調(diào)遞增,
所以,即三角形面積的取值范圍為
考點(diǎn)二 其他取值范圍問(wèn)題
典例2.已知橢圓,離心率為,橢圓上任一點(diǎn)滿足
(1)求橢圓的方程;
(2)若動(dòng)直線與橢圓相交于、兩點(diǎn),若坐標(biāo)原點(diǎn)總在以為直徑的圓外時(shí),求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】
(1)由已知計(jì)算可得即可得出方程.
(2)由已知可得聯(lián)立方程,結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即可得出結(jié)果.
(1)
依題得解得:
橢圓的方程為.
(2)
由已知?jiǎng)又本€與橢圓相交于、,設(shè)
聯(lián)立 得:
解得:,即:或
(*)
坐標(biāo)原點(diǎn)總在以為直徑的圓外
則:,
即 將(*)代入此式,
解得:,即


變式2-1.已知橢圓的左右焦點(diǎn)分別為,,離心率為,P是橢圓上一點(diǎn),且面積的最大值為1.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)的直線交橢圓于M,N兩點(diǎn),求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)依題意得到方程組,求出、、,即可求出橢圓方程;
(2)首先求出過(guò)且與軸垂直時(shí)、的坐標(biāo),即可得到,當(dāng)過(guò)的直線不與軸垂直時(shí),可設(shè),,直線方程為,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元、列出韋達(dá)定理,根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示得到,將韋達(dá)定理代入得到,再根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)求出取值范圍;
(1)
解:由題意可列方程組,解得,所以橢圓方程為:.
(2)
解:①當(dāng)過(guò)的直線與軸垂直時(shí),此時(shí),,,則, .
②當(dāng)過(guò)的直線不與軸垂直時(shí),可設(shè),,直線方程為
聯(lián)立得:.
所以,
=
將韋達(dá)定理代入上式得:
.
,,
,
由①②可知.
變式2-2.已知橢圓的離心率為,點(diǎn)在橢圓C上.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知直線與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),點(diǎn)M是線段PQ的中點(diǎn),直線過(guò)點(diǎn)M,且與直線l垂直.記直線與y軸的交點(diǎn)為N,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)求出后可得橢圓的方程.
(2)聯(lián)立直線的方程和橢圓方程,消去后利用韋達(dá)定理可用表示,利用換元法和二次函數(shù)的性質(zhì)可求的取值范圍.
(1)
由題意可得,解得,.
故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
設(shè),,.
聯(lián)立,整理得,
則,解得,
從而,.
因?yàn)镸是線段PQ的中點(diǎn),所以,
則,故.
直線的方程為,即.
令,得,則,
所以.
設(shè),則,
故.
因?yàn)?,所以,所?
變式2-3.已知拋物線與直線相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若點(diǎn)F是拋物線C的焦點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線C上任意一點(diǎn),點(diǎn)Q是線段PF的中點(diǎn),求直線OQ斜率的取值范圍.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)令,,利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示列方程求參數(shù)m,再將點(diǎn)代入拋物線求p,即可得拋物線方程.
(2)令,應(yīng)用中點(diǎn)坐標(biāo)公式及斜率的兩點(diǎn)式求直線OQ的斜率,討論分別求出對(duì)應(yīng)k的范圍,最后取并.
(1)
由題意,設(shè),,則,解得.
將點(diǎn)A或點(diǎn)B坐標(biāo)代入拋物線方程得:,所以.
所以拋物線C的方程為.
(2)
由拋物線C的方程可知:,不妨設(shè).
因?yàn)镼是線段PF的中點(diǎn),則.
所以直線OQ的斜率.
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立),又,
所以.
當(dāng)時(shí),(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立),又,
所以.
綜上,直線OQ斜率的取值范圍是.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 面積取值范圍問(wèn)題
1.已知直線與拋物線交于兩點(diǎn),點(diǎn)C為拋物線上一點(diǎn),且的重心為拋物線焦點(diǎn)F.
(1)求m與t的關(guān)系式;
(2)求面積的取值范圍.
【答案】(1)且
(2)
【解析】
【分析】
(1)設(shè),聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理可得,再根據(jù)的重心為拋物線的焦點(diǎn),可得,求得代入拋物線方程,即可得解;
(2)結(jié)合(1)利用弦長(zhǎng)公式求得,再利用點(diǎn)到直線的距離公式求得點(diǎn)C到的距離,再利用導(dǎo)數(shù)求得范圍即可.
(1)
解:設(shè),
由得,
,
,所以,
因?yàn)榈闹匦臑閽佄锞€的焦點(diǎn),
所以,解得,
又因點(diǎn)C為拋物線上一點(diǎn),
所以,即,
所以求m與t的關(guān)系式為且;
(2)
解:由(1)得,
結(jié)合判別式得,
因?yàn)椴唤?jīng)過(guò)點(diǎn)F(否則三點(diǎn)共線,不能構(gòu)成三角形),所以,
所以實(shí)數(shù)的取值范圍為,

點(diǎn)C到的距離,
所以,
設(shè),則,
當(dāng)或時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以函數(shù)在和上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,

所以,
所以面積的取值范圍為.
2.橢圓的兩焦點(diǎn)分別為,,橢圓與軸正半軸交于點(diǎn),.
(1)求曲線的方程;
(2)過(guò)橢圓上一動(dòng)點(diǎn)(不在軸上)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,直線與橢圓交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),求的面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)已知條件求得,由此求得曲線的方程.
(2)利用弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)到直線的距離公式求得的表達(dá)式,再結(jié)合導(dǎo)數(shù)求得的取值范圍.
(1)
,
橢圓方程為.
(2)
設(shè),線段的中點(diǎn)為,
,,
以為直徑的圓的半徑為,
以為直徑的圓的方程為,
即,又圓,
兩式相減,
由 ,消去并化簡(jiǎn)得,
,,
,
,

由于,所以,,
對(duì)于函數(shù),在上遞增.
,
所以,
,

.
【點(diǎn)睛】
求解橢圓中三角形面積的取值范圍,關(guān)鍵步驟有兩個(gè),一個(gè)是利用弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)到直線的距離公式求得三角形面積的表達(dá)式.二個(gè)是利用基本不等式、導(dǎo)數(shù)、二次函數(shù)等知識(shí)來(lái)求面積的取值范圍.
3.已知定點(diǎn),圓(N為圓心,O為坐標(biāo)原點(diǎn)),點(diǎn)Q為圓N上動(dòng)點(diǎn),線段MQ的垂直平分線交NQ于點(diǎn)P,記點(diǎn)P的軌跡為曲線C,過(guò)N的直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的方程;
(2)點(diǎn)T在線段AB上,且,點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為R,求面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用中垂線的性質(zhì),結(jié)合橢圓的定義求解;
(2)先表示出的面積,再聯(lián)立直線和橢圓方程,換元后構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)確定單調(diào)性,進(jìn)而求出范圍.
(1)
由中垂線的性質(zhì)得,所以,
所以,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是以M、N為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4的橢圓,則,,
因此,曲線C的方程為:.
(2)
由題意知直線l的斜率不為0,可設(shè)
,,,則,
由題意可知,
,
聯(lián)立,整理得,
由根與系數(shù)的關(guān)系得,,
所以

令,則.
令,,所以在上是增函數(shù),所以,所以面積的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】
本題關(guān)鍵在于聯(lián)立直線和橢圓方程表示出面積后,換元構(gòu)造函數(shù),然后借助導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)單調(diào)性,進(jìn)而求出面積的范圍.
4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線與圓:相切,另外,橢圓:的離心率為,過(guò)左焦點(diǎn)作x軸的垂線交橢圓于C,D兩點(diǎn).且.
(1)求圓的方程與橢圓的方程;
(2)經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)P作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別記為A,B,直線PA,PB分別與圓相交于M,N兩點(diǎn)(異于點(diǎn)P),求△OAB的面積的取值范圍.
【答案】(1),;
(2).
【解析】
【分析】
(1)由直線與圓的相切關(guān)系及點(diǎn)線距離公式求參數(shù)r,即可得圓的方程,根據(jù)橢圓離心率、及橢圓參數(shù)關(guān)系求出a、b、c,即可得橢圓的方程.
(2)設(shè)、、,討論直線PA,PB斜率存在性,則直線PA為、直線PB為,聯(lián)立橢圓方程并結(jié)合所得一元二次方程求、,進(jìn)而得直線PA為、直線PB為,結(jié)合在直線PA,PB上有AB為,聯(lián)立橢圓方程,應(yīng)用韋達(dá)定理、弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)線距離公式,結(jié)合三角形面積公式得求面積范圍.
(1)
由題設(shè),圓:的圓心為,
因?yàn)橹本€與圓相切,則,
所以圓的方程為,
因?yàn)闄E圓的離心率為,即,即,
由,則,又,
所以,解得,,
所以橢圓的方程為.
綜上,圓為,橢圓為.
(2)
設(shè)點(diǎn),,.
當(dāng)直線PA,PB斜率存在時(shí),設(shè)直線PA,PB的斜率分別為,,則直線PA為,直線PB為.
由,消去y得:.
所以.
令,整理得,則,
所以直線PA為,化簡(jiǎn)得:,即.
經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)直線PA斜率不存在時(shí),直線PA為或也滿足.
同理,可得直線PB為.
因?yàn)樵谥本€PA,PB上,所以,.
綜上,直線AB為.
由,消去y得:.
所以,.
所以.
又O到直線AB的距離.
所以.
令,,則,又,
所以△OAB的面積的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二問(wèn),設(shè)點(diǎn)及直線PA,PB的方程,聯(lián)立橢圓結(jié)合相切關(guān)系求參數(shù)關(guān)系,進(jìn)而確定PA,PB的方程,由在直線PA,PB上求直線的方程,再聯(lián)立橢圓并應(yīng)用韋達(dá)定理、弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)線距離公式求三角形面積的范圍.
練習(xí)二 其他取值范圍問(wèn)題
5.已知橢圓的焦點(diǎn),且橢圓的離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)若、為上不同的兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)、滿足:,,且在上.
(i)求證:點(diǎn)在上;
(ii)若過(guò)焦點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii).
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)已知條件可得出、,可求得的值,由此可得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)(i)設(shè)點(diǎn)、,可得出,,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓的方程可得出,然后將點(diǎn)的坐標(biāo)也代入橢圓的方程,證得即可證得結(jié)論成立;
(ii)對(duì)直線是否與軸重合進(jìn)行分類(lèi)討論,在直線不與軸重合時(shí),設(shè)直線的方程為,將該直線方程與橢圓的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,結(jié)合(i)中的等式可得出關(guān)于的不等式,可求出的取值范圍;在直線與軸重合時(shí),求出點(diǎn)、的坐標(biāo),可得出點(diǎn)的坐標(biāo),求出的值.綜合可得出實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)
解:由已知可得,可得,則,
故橢圓的方程為.
(2)
解:(i)設(shè)點(diǎn)、,則,,
因?yàn)?,則點(diǎn),
同理可得點(diǎn),
因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,則,
整理可得,
所以,,
故點(diǎn)也在橢圓上.
(ii)若直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,
聯(lián)立,可得,
,
由韋達(dá)定理可得,,

由可得,
整理可得,
解得或;
若直線與軸重合,可設(shè)、,則,
由題意可得,解得或.
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】
方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中取值范圍問(wèn)題的五種求解策略:
(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,求新的參數(shù)的范圍,解這類(lèi)問(wèn)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)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(5)利用求函數(shù)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.
6.已知橢圓過(guò)點(diǎn),且離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過(guò)點(diǎn)P的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),且原點(diǎn)O到直線l的距離為1,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入橢圓方程得出a與b的方程,結(jié)合離心率的定義即可得出橢圓方程;
(2)當(dāng)直線l的斜率不存在易得;當(dāng)直線l的斜率存在,設(shè)其方程為,,,聯(lián)立橢圓方程,根據(jù)韋達(dá)定理表示出,
利用點(diǎn)到直線的距離公式計(jì)算可得,結(jié)合平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示化簡(jiǎn)計(jì)算即可.
(1)
由題意知,,
解得,,
橢圓C的方程為;
(2)
若直線l的斜率不存在,不妨設(shè)其方程為,
此時(shí)A、B的坐標(biāo)為,則
若直線l的斜率存在,設(shè)其方程為,
聯(lián)立,
消y整理得:
因?yàn)橹本€與橢圓交于A、B兩點(diǎn),故,解得
設(shè),,則,,
原點(diǎn)O到直線AB的距離得,
代入知恒成立.
又點(diǎn)P不在直線l上,所以,且得
因,故,
綜上知,的取值范圍是
7.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn),,過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓交于點(diǎn),(點(diǎn),異于點(diǎn),),連接直線,交于點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)當(dāng)點(diǎn)位于第二象限時(shí),求的取值范圍.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)題意確定a、b、c的值,即可求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè),聯(lián)立PQ直線方程與橢圓方程,由韋達(dá)定理表示出,利用兩點(diǎn)坐標(biāo)求出直線AQ、PB的斜率,結(jié)合兩角差的正切公式和基本不等式即可求得的取值范圍.
(1)
由題意知,,又,
所以,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)
設(shè)直線PB傾斜角為,斜率為,直線AQ傾斜角為,斜率為,
直線PQ的方程為:,
則,消去x,得,
,設(shè),
,有,
所以,
即,
則,
因?yàn)辄c(diǎn)P位于第二象限,則,
所以,故.
8.已知是拋物線上一點(diǎn),是軸上的點(diǎn),以為圓心且過(guò)點(diǎn)的圓與軸分別交于點(diǎn)、,且當(dāng)圓與軸相切時(shí),到拋物線焦點(diǎn)的距離為.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)線段、長(zhǎng)度分別為、,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由題意圓A與軸相切,A到拋物線焦點(diǎn)的距離為,得到A到拋物線準(zhǔn)線的距離為,從而求出及拋物線方程;
(2)設(shè)A的坐標(biāo),由垂徑定理可知,設(shè),,求得,,,分、討論可得答案.
(1)
解:當(dāng)軸時(shí),圓A與軸相切,點(diǎn)為切點(diǎn),
由題意可知此時(shí)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為,
因?yàn)锳到拋物線焦點(diǎn)的距離為,所以A到拋物線準(zhǔn)線的距離為,
故準(zhǔn)線與軸之間的距離為,解得,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
解:設(shè)A的坐標(biāo),由垂徑定理可知,,
設(shè),,
所以,.
所以,
當(dāng)時(shí),則;
當(dāng)時(shí),則,因?yàn)椋?br>所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.此時(shí).
綜上所述,.

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