
點與圓的位置關(guān)系的解題策略一般有以下幾種:①利用設(shè)而不求思想求出圓心坐標(biāo),然后計算圓心到點的距離并和半徑比較得解;②向量法,通過判斷數(shù)量積的正負(fù)來確定點和圓的位置關(guān)系:如已知是圓的直徑,是平面內(nèi)一點,則點在圓內(nèi);點在圓外;點在圓上.③方程法,已知圓的方程,點,則點在圓內(nèi);點在圓上;點在圓外.
四點共圓問題的解題策略:①利用四點構(gòu)成的四邊形的對角互補;②利用待定系數(shù)法求出過其中三點的圓的方程,然后證明第四點坐標(biāo)滿足圓的方程.
【典例指引】
類型一 向量法判定點與圓的位置關(guān)系
例1 【2015高考福建,理18】已知橢圓E:過點,且離心率為.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)設(shè)直線交橢圓E于A,B兩點,
判斷點G與以線段AB為直徑的圓的位置關(guān)系,并說明理由.
【解析】
類型二 四點共圓應(yīng)用問題
例2. (2014全國大綱21)已知拋物線C:的焦點為F,直線與y軸的交點為P,與C的交點為Q,且.
(I)求C的方程;
(II)過F的直線與C相交于A,B兩點,若AB的垂直平分線與C相較于M,N兩點,且A,M,B,N四點在同一圓上,求的方程.
【解析】
類型三 動圓過定點問題
例3 (2012福建理19)如圖,橢圓的左焦點為,右焦點為,離心率。過的直線交橢圓于兩點,且的周長為8。
(Ⅰ)求橢圓的方程。
(Ⅱ)設(shè)動直線與橢圓有且只有一個公共點,且與直線相交于點。試探究:
在坐標(biāo)平面內(nèi)是否存在定點,使得以為直徑的圓恒過點?若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,說明理由。
【解析】
類型四 證明四點共圓
例4.已知O為坐標(biāo)原點,F(xiàn)為橢圓在y軸正半軸上的焦點,過F且斜率為的直線與C交與A、B兩點,點P滿足
(Ⅰ)證明:點P在C上;
(Ⅱ)設(shè)點P關(guān)于點O的對稱點為Q,證明:A、P、B、Q四點在同一圓上.
【解析】
【擴展鏈接】
1.O為坐標(biāo)原點,P、Q為橢圓上兩動點,且.(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最大值為;(3)的最小值是.
2.若橢圓方程為,半焦距為,焦點,設(shè)
過的直線 的傾斜角為,交橢圓于A、B兩點,則有:①
;②
若橢圓方程為,半焦距為,焦點,設(shè)
過的直線 的傾斜角為,交橢圓于A、B兩點,則有:①
;②
同理可求得焦點在y軸上的過焦點弦長為(a為長半軸,b為短半軸,c為半焦距)
結(jié)論:橢圓過焦點弦長公式:
3.設(shè)為過拋物線焦點的弦,,直線的傾斜角為,則
①.
②.
③.
④.;
⑤.;
⑥.;
【新題展示】
1.【2019陜西第二次質(zhì)檢】已知、為橢圓()的左右焦點,點為其上一點,且.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線交橢圓于、兩點,且原點在以線段為直徑的圓的外部,試求的取值范圍.
【思路引導(dǎo)】
(1)由橢圓的定義及點在橢圓上,代入橢圓方程可求得a、b,進而得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
(2)設(shè)出A、B的坐標(biāo),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,利用韋達定理表示出,代入得到關(guān)于k的不等式,解不等式即可得k的取值范圍。
2.【2019山西呂梁一模】設(shè)橢圓:的左頂點為,上頂點為,已知直線的斜率為,.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線:與橢圓交于不同的兩點、,且點在以為直徑的圓外(其中為坐標(biāo)原點),求的取值范圍.
【思路引導(dǎo)】
(1)由已知條件列出關(guān)于的二元一次方程組,求出的值,得到橢圓方程
(2)由題意中點在以為直徑的圓外轉(zhuǎn)化為為銳角,即,設(shè)出點、的坐標(biāo)代入求出的取值范圍
3.【2019陜西漢中第一次質(zhì)檢】已知橢圓的右焦點F與拋物線焦點重合,且橢圓的離心率為,過軸正半軸一點 且斜率為的直線交橢圓于兩點.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在實數(shù)使以線段為直徑的圓經(jīng)過點,若存在,求出實數(shù)的值;若不存在說明理由.
【思路引導(dǎo)】
(1)根據(jù)拋物線焦點可得,又根據(jù)離心率可求,利用,即可寫出橢圓的方程
(2)由題意可設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,消元得一元二次方程,寫出,利用根與系數(shù)的關(guān)系可求存在m.
4.【2019四川成都高新區(qū)一診】已知拋物線,過點的直線與拋物線相切,設(shè)第一象限的切點為.
(1)求點的坐標(biāo);
(2)若過點的直線與拋物線相交于兩點,圓是以線段為直徑的圓過點,求直線的方程.
【思路引導(dǎo)】
(1)根據(jù)題意由點斜式設(shè)出直線方程,聯(lián)立后根據(jù)相切可知,再由切點在第一象限可求得P點坐標(biāo)。
(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立拋物線,根據(jù)兩個交點可得;根據(jù)韋達定理用m表示出、、;根據(jù)圓是以線段為直徑的圓過點,可知,代入坐標(biāo)可解得或,則直線方程可得。
【同步訓(xùn)練】
1.已知橢圓的離心率,過點A(0,﹣b)和B(a,0)的直線與原點的距離為.
(1)求橢圓的方程;
(2)已知定點E(﹣1,0),若直線y=kx+2(k≠0)與橢圓交于C、D兩點,問:是否存在k的值,使以CD為直徑的圓過E點?請說明理由.
【思路點撥】(1)直線AB方程為bx﹣ay﹣ab=0,依題意可得:,由此能求出橢圓的方程.
(2)假設(shè)存在這樣的值.,得(1+3k2)x2+12kx+9=0,再由根的判別式和根與系數(shù)的關(guān)系進行求解.
【詳細(xì)解析】
2.已知橢圓的右焦點為,離心率為.
(1)若,求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線與橢圓相交于兩點,分別為線段的中點,若坐標(biāo)原點在以為直徑的圓上,且,求的取值范圍.
【思路點撥】(1)結(jié)合所給的數(shù)據(jù)計算可得,,所以橢圓的方程為.
(2)聯(lián)立直線與橢圓的方程,集合韋達定理和平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算法則可得 ,結(jié)合離心率的范圍可知則的取值范圍是.
【詳細(xì)解析】
3.已知橢圓: 過點,且離心率.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)橢圓長軸兩端點分別為,點為橢圓上異于的動點,直線:與直線分別交于兩點,又點,過三點的圓是否過軸上不同于點的定點?若經(jīng)過,求出定點坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)運用橢圓的離心率公式和點代入橢圓方程,由a,b,c的關(guān)系,即可得到橢圓方程;
(2)設(shè),由橢圓方程和直線的斜率公式,以及兩直線垂直的條件,計算即可得證.
【詳細(xì)解析】
4.已知橢圓: 的焦點、在軸上,且橢圓經(jīng)過,過點的直線與交于點,與拋物線: 交于、兩點,當(dāng)直線過時的周長為.
(Ⅰ)求的值和的方程;
(Ⅱ)以線段為直徑的圓是否經(jīng)過上一定點,若經(jīng)過一定點求出定點坐標(biāo),否則說明理由。
【思路點撥】(1)由的周長為求得a,再根據(jù)橢圓經(jīng)過求得m.
(2)設(shè)直線方程 ,與拋物線方程聯(lián)立方程組,消x得關(guān)于y的一元二次方程,結(jié)合韋達定理,化簡以線段為直徑的圓方程,按參數(shù)n整理,根據(jù)恒等式成立條件求出定點坐標(biāo)
【詳細(xì)解析】
5.已知拋物線頂點在原點,焦點在軸上,拋物線上一點到焦點的距離為3,線段的兩端點, 在拋物線上.
(1)求拋物線的方程;
(2)若軸上存在一點,使線段經(jīng)過點時,以為直徑的圓經(jīng)過原點,求的值;
(3)在拋物線上存在點,滿足,若是以角為直角的等腰直角三角形,求面積的最小值.
【思路點撥】(1)根據(jù)拋物線的定義,丨QF丨=丨QQ1丨,即可求得p的值,即可求得拋物線方程;
(2)設(shè)AB的方程,代入橢圓方程,由,根據(jù)向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算及韋達定理,即可求得m的值;
(3)設(shè), , ,根據(jù)拋物線關(guān)于軸對稱,取,記, ,則有, ,所以, , ,由,即,進而化簡求出,得: , ,即可求得△ABD面積的最小值.
【詳細(xì)解析】
6.已知橢圓: ()經(jīng)過點,且兩焦點與短軸的一個端點的連線構(gòu)成等腰直角三角形.
(1)求橢圓的方程;
(2)動直線: (, )交橢圓于、兩點,試問:在坐標(biāo)平面上是否存在一個定點,使得以為直徑的圓恒過點.若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)由題設(shè)知a= ,所以 ,橢圓經(jīng)過點P(1, ),代入可得b=1,a=,由此可知所求橢圓方程.
(2)首先求出動直線過(0,﹣)點.當(dāng)l與x軸平行時,以AB為直徑的圓的方程:x2+(y+)2=;當(dāng)l與y軸平行時,以AB為直徑的圓的方程:x2+y2=1.由.由此入手可求出點T的坐標(biāo).
【詳細(xì)解析】
7.如圖,曲線由上半橢圓: (, )和部分拋物線: ()連接而成, 與的公共點為, ,其中的離心率為.
(1)求, 的值;
(2)過點的直線與, 分別交于點, (均異于點, ),是否存在直線,使得以為直徑的圓恰好過點,若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)在, 的方程中,令,可得,且, 是上半橢圓的左、右頂點,設(shè)半焦距為,由及,聯(lián)立解得;(2)由(1)知,上半橢圓的方程為,由題意知,直線與軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為(),代入的方程,整理得: ,設(shè)點的坐標(biāo)為,由根公式,得點的坐標(biāo)為,同理,得點的坐標(biāo)為.由 ,即可得出的值,從而求得直線方程.
【詳細(xì)解析】
8.已知過點的橢圓的左右焦點分別為, 為橢圓上的任意一點,且成等差數(shù)列.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)直線交橢圓于兩點,若點始終在以為直徑的圓外,求實數(shù)的取值范圍.
【思路點撥】(1)由題意,利用等差數(shù)列和橢圓的定義求出的關(guān)系,再根據(jù)橢圓過點,求出的值,即可寫出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè),根據(jù)題意知,聯(lián)立方程組,由方程的根與系數(shù)的關(guān)系求解,再由點在以為直徑的圓外,得為銳角, ,由此列出不等式求出的取值范圍.
【詳細(xì)解析】
9.已知動點M到點N(1,0)和直線l:x=﹣1的距離相等.
(1)求動點M的軌跡E的方程;
(2)已知不與l垂直的直線l'與曲線E有唯一公共點A,且與直線l的交點為P,以AP為直徑作圓C.判斷點N和圓C的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
【思路點撥】(1)利用拋物線的定義,即可求動點M的軌跡E的方程;
(2)由題意可設(shè)直線l':x=my+n,由可得y2﹣4my﹣4n=0,求出A,P的坐標(biāo),利用向量的數(shù)量積,即可得出結(jié)論.
【詳細(xì)解析】
10.已知拋物線C1:y2=2px(p>0)的焦點為F,拋物線上存在一點G到焦點的距離為3,且點G在圓C:x2+y2=9上.
(Ⅰ)求拋物線C1的方程;
(Ⅱ)已知橢圓C2:=1(m>n>0)的一個焦點與拋物線C1的焦點重合,且離心率為.直線l:y=kx﹣4交橢圓C2于A、B兩個不同的點,若原點O在以線段AB為直徑的圓的外部,求k的取值范圍.
【思路點撥】(1)設(shè)點G的坐標(biāo)為(x0,y0),列出關(guān)于x0,y0,p的方程組,即可求解拋物線方程.
(2)利用已知條件推出m、n的關(guān)系,設(shè)(x1,y1)、B(x2,y2),聯(lián)立直線與橢圓方程,利用韋達定理以及判別式大于0,求出K的范圍,通過原點O在以線段AB為直徑的圓的外部,推出?>0,然后求解k的范圍即可.
【詳細(xì)解析】
11.已知雙曲線漸近線方程為, 為坐標(biāo)原點,點在雙曲線上.
(Ⅰ)求雙曲線的方程;
(Ⅱ)已知為雙曲線上不同兩點,點在以為直徑的圓上,求的值.
【思路點撥】(1)根據(jù)漸近線方程得到設(shè)出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,代入點M的坐標(biāo)求得參數(shù)即可;
(2)由條件可得,可設(shè)出直線的方程,代入雙曲線方程求得點的坐標(biāo)可求得。
【詳細(xì)解析】
12.已知點P是圓F1:(x﹣1)2+y2=8上任意一點,點F2與點F1關(guān)于原點對稱,線段PF2的垂直平分線分別與PF1,PF2交于M,N兩點.
(1)求點M的軌跡C的方程;
(2)過點G(0, )的動直線l與點的軌跡C交于A,B兩點,在y軸上是否存在定點Q,使以AB為直徑的圓恒過這個點?若存在,求出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)由圓的方程求出F1、F2的坐標(biāo),結(jié)合題意可得點M的軌跡C為以F1,F(xiàn)2為焦點的橢圓,并求得a,c的值,再由隱含條件求得b,則橢圓方程可求;
(2)直線l的方程可設(shè)為 ,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,化為關(guān)于x的一元二次方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系求出A,B橫坐標(biāo)的和與積,假設(shè)在y軸上是否存在定點Q(0,m),使以AB為直徑的圓恒過這個點,可得 ,即 .利用向量的坐標(biāo)運算即可求得m值,即定點Q得坐標(biāo).
【詳細(xì)解析】
【題型綜述】
點與圓的位置關(guān)系的解題策略一般有以下幾種:①利用設(shè)而不求思想求出圓心坐標(biāo),然后計算圓心到點的距離并和半徑比較得解;②向量法,通過判斷數(shù)量積的正負(fù)來確定點和圓的位置關(guān)系:如已知是圓的直徑,是平面內(nèi)一點,則點在圓內(nèi);點在圓外;點在圓上.③方程法,已知圓的方程,點,則點在圓內(nèi);點在圓上;點在圓外.
四點共圓問題的解題策略:①利用四點構(gòu)成的四邊形的對角互補;②利用待定系數(shù)法求出過其中三點的圓的方程,然后證明第四點坐標(biāo)滿足圓的方程.
【典例指引】
類型一 向量法判定點與圓的位置關(guān)系
例1 【2015高考福建,理18】已知橢圓E:過點,且離心率為.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)設(shè)直線交橢圓E于A,B兩點,
判斷點G與以線段AB為直徑的圓的位置關(guān)系,并說明理由.
【解析】解法一:(Ⅰ)由已知得
解得,
所以橢圓E的方程為.
(Ⅱ)設(shè)點AB中點為.
由
所以從而.
所以.
,
故
所以,故G在以AB為直徑的圓外.
所以不共線,所以為銳角.
故點G在以AB為直徑的圓外.
類型二 四點共圓應(yīng)用問題
例2. (2014全國大綱21)已知拋物線C:的焦點為F,直線與y軸的交點為P,與C的交點為Q,且.
(I)求C的方程;
(II)過F的直線與C相交于A,B兩點,若AB的垂直平分線與C相較于M,N兩點,且A,M,B,N四點在同一圓上,求的方程.
類型三 動圓過定點問題
例3(2012福建理19)如圖,橢圓的左焦點為,右焦點為,離心率。過的直線交橢圓于兩點,且的周長為8。
(Ⅰ)求橢圓的方程。
(Ⅱ)設(shè)動直線與橢圓有且只有一個公共點,且與直線相交于點。試探究:
在坐標(biāo)平面內(nèi)是否存在定點,使得以為直徑的圓恒過點?若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,說明理由。
(法2)由得,
∵動直線與橢圓有且只要一個交點,∴且△=0,
即,化簡得 ①
此時==,==,∴(,),
由得(4,).
假設(shè)平面內(nèi)存在定點滿足條件,由圖形對稱性知,點必在軸上,
設(shè)(,0),則=0對滿足①式的,恒成立.
∵=(-,),=(4-,),
∴=0,整理得, ②
∴,解得=1,
∴存在定點(1,0),使得以為直徑的圓恒過點.
∵=(-1,),=(3,),
∴==0,
∴恒有, ∴存在定點(1,0),使得以為直徑的圓恒過點.
類型四 證明四點共圓
已知O為坐標(biāo)原點,F(xiàn)為橢圓在y軸正半軸上的焦點,過F且斜率為的直線與C交與A、B兩點,點P滿足
(Ⅰ)證明:點P在C上;
(Ⅱ)設(shè)點P關(guān)于點O的對稱點為Q,證明:A、P、B、Q四點在同一圓上.
【擴展鏈接】
1.O為坐標(biāo)原點,P、Q為橢圓上兩動點,且.(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最大值為;(3)的最小值是.
2.若橢圓方程為,半焦距為,焦點,設(shè)
過的直線 的傾斜角為,交橢圓于A、B兩點,則有:①
;②
若橢圓方程為,半焦距為,焦點,設(shè)
過的直線 的傾斜角為,交橢圓于A、B兩點,則有:①
;②
同理可求得焦點在y軸上的過焦點弦長為(a為長半軸,b為短半軸,c為半焦距)
結(jié)論:橢圓過焦點弦長公式:
3.設(shè)為過拋物線焦點的弦,,直線的傾斜角為,則
①.
②.
③.
④.;
⑤.;
⑥.;
【新題展示】
1.【2019陜西第二次質(zhì)檢】已知、為橢圓()的左右焦點,點為其上一點,且.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線交橢圓于、兩點,且原點在以線段為直徑的圓的外部,試求的取值范圍.
【思路引導(dǎo)】
(1)由橢圓的定義及點在橢圓上,代入橢圓方程可求得a、b,進而得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
(2)設(shè)出A、B的坐標(biāo),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,利用韋達定理表示出,代入得到關(guān)于k的不等式,解不等式即可得k的取值范圍。
【解析】
(1)由題可知,解得,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.
(2)設(shè),由,得
,
由韋達定理得:,,
由 得或.
又因為原點在線段為直徑的圓外部,則,
,
即,
綜上所述:實數(shù)的取值范圍為
2.【2019山西呂梁一?!吭O(shè)橢圓:的左頂點為,上頂點為,已知直線的斜率為,.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線:與橢圓交于不同的兩點、,且點在以為直徑的圓外(其中為坐標(biāo)原點),求的取值范圍.
【思路引導(dǎo)】
(1)由已知條件列出關(guān)于的二元一次方程組,求出的值,得到橢圓方程
(2)由題意中點在以為直徑的圓外轉(zhuǎn)化為為銳角,即,設(shè)出點、的坐標(biāo)代入求出的取值范圍
【解析】
(1)由已知得:,,
結(jié)合已知有,
可得,,
則橢圓的方程為.
(2)設(shè),,由得
.
故,,
.
由題意得為銳角,
∴,
又
∴,解得.
∴的取值范圍為.
3.【2019陜西漢中第一次質(zhì)檢】已知橢圓的右焦點F與拋物線焦點重合,且橢圓的離心率為,過軸正半軸一點 且斜率為的直線交橢圓于兩點.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在實數(shù)使以線段為直徑的圓經(jīng)過點,若存在,求出實數(shù)的值;若不存在說明理由.
【思路引導(dǎo)】
(1)根據(jù)拋物線焦點可得,又根據(jù)離心率可求,利用,即可寫出橢圓的方程
(2)由題意可設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,消元得一元二次方程,寫出,利用根與系數(shù)的關(guān)系可求存在m.
【解析】
(1)拋物線的焦點是
,,又橢圓的離心率為,即
,,則
故橢圓的方程為.
(2)由題意得直線的方程為
由消去得.
由,解得.
又,.
設(shè),,則,.
.
,,
若存在使以線段為直徑的圓經(jīng)過點,則必有,即,
解得.又,.
即存在使以線段為直徑的圓經(jīng)過點.
4.【2019四川成都高新區(qū)一診】已知拋物線,過點的直線與拋物線相切,設(shè)第一象限的切點為.
(1)求點的坐標(biāo);
(2)若過點的直線與拋物線相交于兩點,圓是以線段為直徑的圓過點,求直線的方程.
【思路引導(dǎo)】
(1)根據(jù)題意由點斜式設(shè)出直線方程,聯(lián)立后根據(jù)相切可知,再由切點在第一象限可求得P點坐標(biāo)。
(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立拋物線,根據(jù)兩個交點可得;根據(jù)韋達定理用m表示出、、;根據(jù)圓是以線段為直徑的圓過點,可知,代入坐標(biāo)可解得或,則直線方程可得。
【解析】
(1)由題意知可設(shè)過點的直線方程為
聯(lián)立得:,
又因為直線與拋物線相切,則,即
當(dāng)時,直線方程為,則聯(lián)立得點坐標(biāo)為
(2)設(shè)直線的方程為:,,
聯(lián)立得:,則恒成立,
,
則,
由于圓是以線段為直徑的圓過點,則,
,則或
則直線的方程為或
【同步訓(xùn)練】
1.已知橢圓的離心率,過點A(0,﹣b)和B(a,0)的直線與原點的距離為.
(1)求橢圓的方程;
(2)已知定點E(﹣1,0),若直線y=kx+2(k≠0)與橢圓交于C、D兩點,問:是否存在k的值,使以CD為直徑的圓過E點?請說明理由.
【思路點撥】(1)直線AB方程為bx﹣ay﹣ab=0,依題意可得:,由此能求出橢圓的方程.
(2)假設(shè)存在這樣的值.,得(1+3k2)x2+12kx+9=0,再由根的判別式和根與系數(shù)的關(guān)系進行求解.
(2)假設(shè)存在這樣的值.
,
得(1+3k2)x2+12kx+9=0,
∴△=(12k)2﹣36(1+3k2)>0…①,
設(shè)C(x1,y1),D(x2,y2),則
而y1?y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4,
要使以CD為直徑的圓過點E(﹣1,0),
當(dāng)且僅當(dāng)CE⊥DE時,
則y1y2+(x1+1)(x2+1)=0,
∴(k2+1)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5=0…③
將②代入③整理得k=,
經(jīng)驗證k=使得①成立綜上可知,存在k=使得以CD為直徑的圓過點E.
2.已知橢圓的右焦點為,離心率為.
(1)若,求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線與橢圓相交于兩點,分別為線段的中點,若坐標(biāo)原點在以為直徑的圓上,且,求的取值范圍.
【思路點撥】(1)結(jié)合所給的數(shù)據(jù)計算可得,,所以橢圓的方程為.
(2)聯(lián)立直線與橢圓的方程,集合韋達定理和平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算法則可得 ,結(jié)合離心率的范圍可知則的取值范圍是.
因為,所以,.
所以,即.
3.已知橢圓: 過點,且離心率.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)橢圓長軸兩端點分別為,點為橢圓上異于的動點,直線:與直線分別交于兩點,又點,過三點的圓是否過軸上不同于點的定點?若經(jīng)過,求出定點坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)運用橢圓的離心率公式和點代入橢圓方程,由a,b,c的關(guān)系,即可得到橢圓方程;
(2)設(shè),由橢圓方程和直線的斜率公式,以及兩直線垂直的條件,計算即可得證.
4.已知橢圓: 的焦點、在軸上,且橢圓經(jīng)過,過點的直線與交于點,與拋物線: 交于、兩點,當(dāng)直線過時的周長為.
(Ⅰ)求的值和的方程;
(Ⅱ)以線段為直徑的圓是否經(jīng)過上一定點,若經(jīng)過一定點求出定點坐標(biāo),否則說明理由。
【思路點撥】(1)由的周長為求得a,再根據(jù)橢圓經(jīng)過求得m.
(2)設(shè)直線方程 ,與拋物線方程聯(lián)立方程組,消x得關(guān)于y的一元二次方程,結(jié)合韋達定理,化簡以線段為直徑的圓方程,按參數(shù)n整理,根據(jù)恒等式成立條件求出定點坐標(biāo)
5.已知拋物線頂點在原點,焦點在軸上,拋物線上一點到焦點的距離為3,線段的兩端點, 在拋物線上.
(1)求拋物線的方程;
(2)若軸上存在一點,使線段經(jīng)過點時,以為直徑的圓經(jīng)過原點,求的值;
(3)在拋物線上存在點,滿足,若是以角為直角的等腰直角三角形,求面積的最小值.
【思路點撥】(1)根據(jù)拋物線的定義,丨QF丨=丨QQ1丨,即可求得p的值,即可求得拋物線方程;
(2)設(shè)AB的方程,代入橢圓方程,由,根據(jù)向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算及韋達定理,即可求得m的值;
(3)設(shè), , ,根據(jù)拋物線關(guān)于軸對稱,取,記, ,則有, ,所以, , ,由,即,進而化簡求出,得: , ,即可求得△ABD面積的最小值.
(3)如圖所示,
設(shè), , ,根據(jù)拋物線關(guān)于軸對稱,取,記, ,
則有, ,所以, , ,
又因為是以為頂點的等腰直角三角形,所以,
即,將代入得:
6.已知橢圓: ()經(jīng)過點,且兩焦點與短軸的一個端點的連線構(gòu)成等腰直角三角形.
(1)求橢圓的方程;
(2)動直線: (, )交橢圓于、兩點,試問:在坐標(biāo)平面上是否存在一個定點,使得以為直徑的圓恒過點.若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)由題設(shè)知a= ,所以 ,橢圓經(jīng)過點P(1, ),代入可得b=1,a=,由此可知所求橢圓方程.
(2)首先求出動直線過(0,﹣)點.當(dāng)l與x軸平行時,以AB為直徑的圓的方程:x2+(y+)2=;當(dāng)l與y軸平行時,以AB為直徑的圓的方程:x2+y2=1.由.由此入手可求出點T的坐標(biāo).
(2)首先求出動直線過點.
當(dāng)與軸平行時,以為直徑的圓的方程:
當(dāng)與軸平行時,以為直徑的圓的方程:
由解得
即兩圓相切于點,因此,所求的點如果存在,只能是,事實上,點就是所求的點.
證明如下:
當(dāng)直線垂直于軸時,以為直徑的圓過點
當(dāng)直線不垂直于軸,可設(shè)直線:
由消去得:
7.如圖,曲線由上半橢圓: (, )和部分拋物線: ()連接而成, 與的公共點為, ,其中的離心率為.
(1)求, 的值;
(2)過點的直線與, 分別交于點, (均異于點, ),是否存在直線,使得以為直徑的圓恰好過點,若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)在, 的方程中,令,可得,且, 是上半橢圓的左、右頂點,設(shè)半焦距為,由及,聯(lián)立解得;(2)由(1)知,上半橢圓的方程為,由題意知,直線與軸不重合也不垂直,設(shè)其方程為(),代入的方程,整理得: ,設(shè)點的坐標(biāo)為,由根公式,得點的坐標(biāo)為,同理,得點的坐標(biāo)為.由 ,即可得出的值,從而求得直線方程.
8.已知過點的橢圓的左右焦點分別為, 為橢圓上的任意一點,且成等差數(shù)列.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)直線交橢圓于兩點,若點始終在以為直徑的圓外,求實數(shù)的取值范圍.
【思路點撥】(1)由題意,利用等差數(shù)列和橢圓的定義求出的關(guān)系,再根據(jù)橢圓過點,求出的值,即可寫出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè),根據(jù)題意知,聯(lián)立方程組,由方程的根與系數(shù)的關(guān)系求解,再由點在以為直徑的圓外,得為銳角, ,由此列出不等式求出的取值范圍.
(2)設(shè), ,聯(lián)立方程,消去得:
;
依題意直線恒過點,此點為橢圓的左頂點,∴, ,①
由方程的根與系數(shù)關(guān)系可得, ;②
可得 ;③
由①②③,解得, ;
由點在以為直徑的圓外,得為銳角,即;
由, ,
∴;即,
整理得, ,解得: 或.
∴實數(shù)的取值范圍是或.
9.已知動點M到點N(1,0)和直線l:x=﹣1的距離相等.
(1)求動點M的軌跡E的方程;
(2)已知不與l垂直的直線l'與曲線E有唯一公共點A,且與直線l的交點為P,以AP為直徑作圓C.判斷點N和圓C的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
【思路點撥】(1)利用拋物線的定義,即可求動點M的軌跡E的方程;
(2)由題意可設(shè)直線l':x=my+n,由可得y2﹣4my﹣4n=0,求出A,P的坐標(biāo),利用向量的數(shù)量積,即可得出結(jié)論.
所以NA⊥NP,
所以點N在以PA為直徑的圓C上.
10.已知拋物線C1:y2=2px(p>0)的焦點為F,拋物線上存在一點G到焦點的距離為3,且點G在圓C:x2+y2=9上.
(Ⅰ)求拋物線C1的方程;
(Ⅱ)已知橢圓C2:=1(m>n>0)的一個焦點與拋物線C1的焦點重合,且離心率為.直線l:y=kx﹣4交橢圓C2于A、B兩個不同的點,若原點O在以線段AB為直徑的圓的外部,求k的取值范圍.
【思路點撥】(1)設(shè)點G的坐標(biāo)為(x0,y0),列出關(guān)于x0,y0,p的方程組,即可求解拋物線方程.
(2)利用已知條件推出m、n的關(guān)系,設(shè)(x1,y1)、B(x2,y2),聯(lián)立直線與橢圓方程,利用韋達定理以及判別式大于0,求出K的范圍,通過原點O在以線段AB為直徑的圓的外部,推出?>0,然后求解k的范圍即可.
由△>0,即(﹣32k)2﹣4×16(4k2+3)>0,k>或k<﹣…①…(10分)
∵原點O在以線段AB為直徑的圓的外部,則?>0,
∴?=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1﹣4)?(kx2﹣4)=(k2+1)x1x2﹣4k(x1+x2)+16
=(k2+1)×﹣4k×+16
=>0,解得:﹣<k<…②
由①、②得實數(shù)k的范圍是﹣<k<﹣或<k<,
∴k的取值范圍(﹣,﹣)∪(,).…(12分)
11.已知雙曲線漸近線方程為, 為坐標(biāo)原點,點在雙曲線上.
(Ⅰ)求雙曲線的方程;
(Ⅱ)已知為雙曲線上不同兩點,點在以為直徑的圓上,求的值.
【思路點撥】(1)根據(jù)漸近線方程得到設(shè)出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,代入點M的坐標(biāo)求得參數(shù)即可;
(2)由條件可得,可設(shè)出直線的方程,代入雙曲線方程求得點的坐標(biāo)可求得。
12.已知點P是圓F1:(x﹣1)2+y2=8上任意一點,點F2與點F1關(guān)于原點對稱,線段PF2的垂直平分線分別與PF1,PF2交于M,N兩點.
(1)求點M的軌跡C的方程;
(2)過點G(0, )的動直線l與點的軌跡C交于A,B兩點,在y軸上是否存在定點Q,使以AB為直徑的圓恒過這個點?若存在,求出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點撥】(1)由圓的方程求出F1、F2的坐標(biāo),結(jié)合題意可得點M的軌跡C為以F1,F(xiàn)2為焦點的橢圓,并求得a,c的值,再由隱含條件求得b,則橢圓方程可求;
(2)直線l的方程可設(shè)為 ,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,化為關(guān)于x的一元二次方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系求出A,B橫坐標(biāo)的和與積,假設(shè)在y軸上是否存在定點Q(0,m),使以AB為直徑的圓恒過這個點,可得 ,即 .利用向量的坐標(biāo)運算即可求得m值,即定點Q得坐標(biāo).
【詳細(xì)解析】(1)由圓F1:(x﹣1)2+y2=8,得F1(1,0),則F2(﹣1,0),
由題意得 ,
∴點M的軌跡C為以F1,F(xiàn)2為焦點的橢圓,
∵
∴點M的軌跡C的方程為;
這是一份高考數(shù)學(xué)壓軸題講義專題3.7三點共線證法多,斜率向量均可做專題練習(xí)(原卷版+解析),共36頁。
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這是一份高考數(shù)學(xué)壓軸題講義專題2.4極值計算先判斷,單調(diào)原則不能撼專題練習(xí)(原卷版+解析),共24頁。
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