知識梳理
1.證明問題
代數(shù)轉(zhuǎn)化法:圓錐曲線中的證明問題多涉及幾何量的證明,比如涉及線段或角相等以及位置關(guān)系等等.證明時,常把幾何量用坐標表示,建立某個變量的函數(shù),用代數(shù)方法證明.
2.探究、存在性問題
存在性問題的解法:先假設(shè)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,推證滿足條件的結(jié)論,若方程組有實數(shù)解,則元素(點、直線、曲線或參數(shù))存在;否則,元素(點、直線、曲線或參數(shù))不存在.要注意的是:(1)當條件和結(jié)論不唯一時要分類討論;(2)當給出結(jié)論而要推導(dǎo)出存在的條件時,先假設(shè)成立,再推出條件;(3)當條件和結(jié)論都不知,按常規(guī)方法解題很難時,要開放思維,采取另外合適的方法.
題型歸納
題型1證明問題
【例1-1】設(shè)橢圓C:eq \f(x2,2)+y2=1的右焦點為F,過F的直線l與C交于A,B兩點,點M的坐標為(2,0).
(1)當l與x軸垂直時,求直線AM的方程;
(2)設(shè)O為坐標原點,證明:∠OMA=∠OMB.
[解] (1)由已知得F(1,0),l的方程為x=1.
則點A的坐標為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(\r(2),2)))或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,-\f(\r(2),2))).
又M(2,0),
所以直線AM的方程為y=-eq \f(\r(2),2)x+eq \r(2)或y=eq \f(\r(2),2)x-eq \r(2),
即x+eq \r(2)y-2=0或x-eq \r(2)y-2=0.
(2)證明:當l與x軸重合時,∠OMA=∠OMB=0°.
當l與x軸垂直時,OM為AB的垂直平分線,
所以∠OMA=∠OMB.
當l與x軸不重合也不垂直時,設(shè)l的方程為
y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1b>0)經(jīng)過點Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(3,2))),離心率e=eq \f(1,2),直線l的方程為x=4.
(1)求橢圓C的方程;
(2)AB是經(jīng)過右焦點F的任一弦(不經(jīng)過點P),設(shè)直線AB與直線l相交于點M,記直線PA,PB,PM的斜率分別為k1,k2,k3.問:是否存在常數(shù)λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求出λ的值;若不存在,請說明理由.
[解] (1)由題意得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,a2)+\f(9,4b2)=1,,\f(c,a)=\f(1,2),,b2+c2=a2,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2=4,,b2=3,,c2=1,))
故橢圓C的方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)由題意可設(shè)直線AB的斜率為k,
則直線AB的方程為y=k(x-1),①
代入橢圓方程,并整理,得(4k2+3)x2-8k2x+4(k2-3)=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2≠1,
則x1+x2=eq \f(8k2,4k2+3),x1x2=eq \f(4?k2-3?,4k2+3),②
在方程①中令x=4,得點M的坐標為(4,3k).
從而k1=eq \f(y1-\f(3,2),x1-1),k2=eq \f(y2-\f(3,2),x2-1),k3=eq \f(3k-\f(3,2),4-1)=k-eq \f(1,2).
因為A,F(xiàn),B三點共線,所以k=kAF=kBF,
即eq \f(y1,x1-1)=eq \f(y2,x2-1)=k,
所以k1+k2=eq \f(y1-\f(3,2),x1-1)+eq \f(y2-\f(3,2),x2-1)=eq \f(y1,x1-1)+eq \f(y2,x2-1)-eq \f(3,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x1-1)+\f(1,x2-1)))=2k-eq \f(3,2)·eq \f(x1+x2-2,x1x2-?x1+x2?+1),③
將②代入③得,
k1+k2=2k-eq \f(3,2)·eq \f(\f(8k2,4k2+3)-2,\f(4?k2-3?,4k2+3)-\f(8k2,4k2+3)+1)=2k-1,
又k3=k-eq \f(1,2),所以k1+k2=2k3.
故存在常數(shù)λ=2符合題意.
【跟蹤訓(xùn)練2-1】已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的兩個焦點分別為F1,F(xiàn)2,短軸的一個端點為P,△PF1F2內(nèi)切圓的半徑為eq \f(b,3),設(shè)過點F2的直線l被橢圓C截得的線段為RS,當l⊥x軸時,|RS|=3.
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)在x軸上是否存在一點T,使得當l變化時,總有TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱?若存在,請求出點T的坐標;若不存在,請說明理由.
【解】(1)由內(nèi)切圓的性質(zhì),得
eq \f(1,2)×2c×b=eq \f(1,2)×(2a+2c)×eq \f(b,3),
所以eq \f(c,a)=eq \f(1,2).
將x=c代入eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1,
得y=±eq \f(b2,a),所以eq \f(2b2,a)=3.
又a2=b2+c2,所以a=2,b=eq \r(3),
故橢圓C的標準方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)當直線l垂直于x軸時,顯然x軸上任意一點T都滿足TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱.
當直線l不垂直于x軸時,假設(shè)存在T(t,0)滿足條件,設(shè)l的方程為y=k(x-1),R(x1,y1),S(x2,y2).
聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k?x-1?,,3x2+4y2-12=0))消去y,
得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
由根與系數(shù)的關(guān)系得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x1+x2=\f(8k2,3+4k2),,x1x2=\f(4k2-12,3+4k2),))①
其中Δ>0恒成立,
由TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱,得kTS+kTR=0(顯然TS,TR的斜率存在),
即eq \f(y1,x1-t)+eq \f(y2,x2-t)=0.②
因為R,S兩點在直線y=k(x-1)上,
所以y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),代入②得
eq \f(k?x1-1??x2-t?+k?x2-1??x1-t?,?x1-t??x2-t?)
=eq \f(k[2x1x2-?t+1??x1+x2?+2t],?x1-t??x2-t?)=0,
即2x1x2-(t+1)(x1+x2)+2t=0.③
將①代入③得
eq \f(8k2-24-?t+1?8k2+2t?3+4k2?,3+4k2)
=eq \f(6t-24,3+4k2)=0,
則t=4,
綜上所述,存在T(4,0),使得當l變化時,總有TS與TR所在直線關(guān)于x軸對稱.
【名師指導(dǎo)】
1.存在性問題的求解方法
(1)解決存在性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化.一般步驟:
①假設(shè)滿足條件的曲線(或直線、點)等存在,用待定系數(shù)法設(shè)出;
②列出關(guān)于待定系數(shù)的方程(組);
③若方程(組)有實數(shù)解,則曲線(或直線、點等)存在,否則不存在.
(2)反證法與驗證法也是求解存在性問題常用的方法
2.字母參數(shù)值存在性問題的求解方法

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