(五) 平面解析幾何中的高考熱點(diǎn)問(wèn)題
[命題解讀] 1. 圓錐曲線是平面解析幾何的核心部分,也是高考必考知識(shí),主要以一個(gè)小題一個(gè)大題的形式呈現(xiàn),難度中等偏上.
2.高考中的選擇題或填空題主要考查圓錐曲線的基本性質(zhì),高考中的解答題,在第(1)問(wèn)中常以求曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,在第(2)問(wèn)以求作或證明位置關(guān)系、定點(diǎn)、定值、最值、范圍、探索性問(wèn)題為主. 這些試題的命制有一個(gè)共同特點(diǎn),就是起點(diǎn)低,但在第(2)問(wèn)或第(3)問(wèn)中一般都伴有較為復(fù)雜的運(yùn)算,對(duì)考生解決問(wèn)題的能力要求較高.


圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程與性質(zhì)

圓錐曲線的方程與性質(zhì)是高考考查的重點(diǎn),求離心率、準(zhǔn)線、雙曲線的漸近線是常見(jiàn)題型,多以選擇題或填空題的形式考查,各種難度均有可能.

【例1】 (2017·全國(guó)卷Ⅲ)已知雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程為y=x,且與橢圓+=1有公共焦點(diǎn),則C的方程為(  )
A.-=1   B.-=1
C.-=1 D.-=1
B [由y=x可得=.①
由橢圓+=1的焦點(diǎn)為(3,0),(-3,0),
可得a2+b2=9.②
由①②可得a2=4,b2=5.
所以C的方程為-=1.
故選B.]
[規(guī)律方法] 解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是熟練掌握各曲線的定義、性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)間的聯(lián)系. 掌握一些常用的結(jié)論及變形技巧,有助于提高運(yùn)算能力.
(1)(2017·全國(guó)卷Ⅱ)若雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線被圓(x-2)2+y2=4所截得的弦長(zhǎng)為2,則C的離心率為(  )
A.2   B. C.    D.
(2)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)已知F為拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn),過(guò)F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與C交于A,B兩點(diǎn),直線l2與C交于D,E兩點(diǎn),則|AB|+|DE|的最小值為(  )
A.16   B.14 C.12   D.10
(1)A (2)A [(1)設(shè)雙曲線的一條漸近線方程為y=x,
圓的圓心為(2,0),半徑為2,
由弦長(zhǎng)為2得出圓心到漸近線的距離為=.
根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式得=,解得b2=3a2.
所以C的離心率e====2.
故選A.
(2)因?yàn)镕為y2=4x的焦點(diǎn),所以F(1,0).

由題意直線l1,l2的斜率均存在,且不為0,設(shè)l1的斜率為k,則l2的斜率為-,故直線l1,l2的方程分別為y=k(x-1),y=-(x-1).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=1,
所以|AB|=·|x1-x2|
=·
=·=.
同理可得|DE|=4(1+k2).
所以|AB|+|DE|=+4(1+k2)
=4
=8+4≥8+4×2=16,
當(dāng)且僅當(dāng)k2=,即k=±1時(shí),取得等號(hào).
故選A.]


圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問(wèn)題

定點(diǎn)、定值問(wèn)題一般涉及曲線過(guò)定點(diǎn)、與曲線上的動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的定值問(wèn)題以及與圓錐曲線有關(guān)的弦長(zhǎng)、面積、橫(縱)坐標(biāo)等定值問(wèn)題.
【例2】 (2017·全國(guó)卷Ⅰ)已知橢圓C:+=1(a>b>0),四點(diǎn)P1(1,1),P2(0,1),P3,P4中恰有三點(diǎn)在橢圓C上.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線l不經(jīng)過(guò)P2點(diǎn)且與C相交于A,B兩點(diǎn).若直線P2A與直線P2B的斜率的和為-1,證明:l過(guò)定點(diǎn).
[解] (1)由于P3,P4兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),故由題設(shè)知橢圓C經(jīng)過(guò)P3,P4兩點(diǎn).
又由+>+知,橢圓C不經(jīng)過(guò)點(diǎn)P1,
所以點(diǎn)P2在橢圓C上.

因此解得故橢圓C的方程為+y2=1.
(2)證明:設(shè)直線P2A與直線P2B的斜率分別為k1,k2.
如果l與x軸垂直,設(shè)l:x=t,由題設(shè)知t≠0,且|t|<2,可得A,B的坐標(biāo)分別為,,則k1+k2=-=-1,得t=2,不符合題設(shè).
從而可設(shè)l:y=kx+m(m≠1).
將y=kx+m代入+y2=1得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.
由題設(shè)可知Δ=16(4k2-m2+1)>0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=-,x1x2=.
而k1+k2=+
=+
=.
由題設(shè)k1+k2=-1,
故(2k+1)x1x2+(m-1)(x1+x2)=0.
即(2k+1)·+(m-1)·=0,解得k=-.
當(dāng)且僅當(dāng)m>-1時(shí),Δ>0,于是l:y=-x+m,
即y+1=-(x-2),所以l過(guò)定點(diǎn)(2,-1).
[規(guī)律方法] 1.證明直線過(guò)定點(diǎn),應(yīng)根據(jù)已知條件建立直線方程中斜率k或截距b的關(guān)系式,此類(lèi)問(wèn)題中的定點(diǎn)多在坐標(biāo)軸上.
2.解決定值問(wèn)題應(yīng)以坐標(biāo)運(yùn)算為主,需建立相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),然后代入相應(yīng)的坐標(biāo)運(yùn)算,結(jié)果即可得到.
3.無(wú)論定點(diǎn)或定值問(wèn)題,都可先用特殊值法求出,然后再驗(yàn)證即可,這樣可確定方向和目標(biāo).
已知橢圓E:+=1(a>b>0)過(guò)點(diǎn)(0,1),且離心率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)直線l:y=x+m與橢圓E交于A,C兩點(diǎn),以AC為對(duì)角線作正方形ABCD,記直線l與x軸的交點(diǎn)為N,問(wèn)B,N兩點(diǎn)間的距離是否為定值?如果是,求出定值;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[解] (1)由題意可知,橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,橢圓過(guò)點(diǎn)(0,1),則b=1.
由橢圓的離心率e===,解得a=2,所以橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),C(x2,y2),線段AC的中點(diǎn)為M(x0,y0).
由整理得x2+2mx+2m2-2=0.
由Δ=(2m)2-4(2m2-2)=8-4m2>0,解得-b>0)過(guò)點(diǎn)(-,1),離心率為,直線l:kx-y+2=0與橢圓C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)是否存在實(shí)數(shù)k,使得|+|=|-|(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn))成立?若存在,求出實(shí)數(shù)k的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

[解] (1)依題意,得解得a2=4,b2=2,c2=2,故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
(2)假設(shè)存在符合條件的實(shí)數(shù)k.依題意,聯(lián)立方程
消去y并整理,得(1+2k2)x2+8kx+4=0.
則Δ=64k2-16(1+2k2)>0,即k>或k0).
(1)證明:k

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