江蘇2020年高考數(shù)學(xué)二輪微專(zhuān)題突破-專(zhuān)題07-設(shè)線法、設(shè)點(diǎn)法在圓錐曲線中的應(yīng)用(教師版)_第1頁(yè)
江蘇2020年高考數(shù)學(xué)二輪微專(zhuān)題突破-專(zhuān)題07-設(shè)線法、設(shè)點(diǎn)法在圓錐曲線中的應(yīng)用(教師版)_第2頁(yè)
江蘇2020年高考數(shù)學(xué)二輪微專(zhuān)題突破-專(zhuān)題07-設(shè)線法、設(shè)點(diǎn)法在圓錐曲線中的應(yīng)用(教師版)_第3頁(yè)
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江蘇2020年高考數(shù)學(xué)二輪微專(zhuān)題突破-專(zhuān)題07-設(shè)線法、設(shè)點(diǎn)法在圓錐曲線中的應(yīng)用(教師版)_第5頁(yè)
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)題07 射線法、設(shè)點(diǎn)法在圓錐曲線中的應(yīng)用解析幾何題的解題思路一般很容易覓得,實(shí)際操作時(shí),往往不是因?yàn)殡y于實(shí)施,就是因?yàn)閷?shí)施起來(lái)運(yùn)算繁瑣而被卡住,最終放棄此解法,因此方法的選擇特別重要從思想方法層面講,解決解析幾何問(wèn)題主要有兩種方法:一般的,設(shè)線法是比較順應(yīng)題意的一種解法,它的參變量較少,目標(biāo)集中,思路明確;而設(shè)點(diǎn)法要用好點(diǎn)在曲線上的條件,技巧性較強(qiáng),但運(yùn)用的好,解題過(guò)程往往會(huì)顯得很簡(jiǎn)捷對(duì)于這道題,這兩種解法差別不是很大,但對(duì)于有些題目,方法選擇的不同,差別會(huì)很大,因此要注意從此題的解法中體會(huì)設(shè)點(diǎn)法和設(shè)線法的不同一、題型選講題型一 圓錐曲線中的線段的關(guān)系例1、(201

2、9南京學(xué)情調(diào)研)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓E:1(a>b>0)的離心率為,且直線l:x2被橢圓E截得的弦長(zhǎng)為2.與坐標(biāo)軸不垂直的直線交橢圓E于P,Q兩點(diǎn),且PQ的中點(diǎn)R在直線l上點(diǎn)M(1,0)(1) 求橢圓E的方程;(2) 求證:MRPQ.規(guī)范解答 (1)因?yàn)闄E圓1(ab0)的離心率e,所以e21,即a22b2. (2分)因?yàn)橹本€l:x2被橢圓E截得的弦長(zhǎng)為2,所以點(diǎn)(2,1)在橢圓上,即1.解得a26,b23,所以橢圓E的方程為1.(6分)(2)解法1(設(shè)線法)因?yàn)橹本€PQ與坐標(biāo)軸不垂直,故設(shè)PQ所在直線的方程為ykxm.設(shè) P(x1,y1),Q(x2, y2) .因?yàn)镻Q的

3、中點(diǎn)R在直線 l:x2上,故R(2,2km)聯(lián)立方程組消去y,并化簡(jiǎn)得 (12k2)x24kmx2m260, (9分)所以x1x2 .由x1x24,得12k2km.(12分)因?yàn)镸(1,0),故kMR2km,所以kMR·kPQ(2km)k2k2km2k2(12k2)1,所以MRPQ.(16分)解法2(設(shè)點(diǎn)法) 設(shè)P(x1,y1),Q(x2, y2)因?yàn)镻Q的中點(diǎn)R在直線 l:x2上,故設(shè)R(2,t)因?yàn)辄c(diǎn)P,Q在橢圓E:1上,所以兩式相減得(x1x2) (x1x2)2(y1y2) (y1y2)0.(9分)因?yàn)榫€段PQ的中點(diǎn)為R,所以x1x24,y1y22t.代入上式并化簡(jiǎn)得(x1x2

4、)t (y1y2)0.(12分)又M(1,0),所以·(21)×(x2x1)(t0)×(y2y1)0,因此 MRPQ.(16分) 用代數(shù)法處理圓錐曲線綜合題的常見(jiàn)方法有兩種:設(shè)點(diǎn)法、設(shè)線法對(duì)于本題而言,兩種方法都可以,解題時(shí)把“設(shè)線法”與“直線斜率乘積為1”結(jié)合,把“設(shè)點(diǎn)法”與“向量的數(shù)量積為0”結(jié)合,其實(shí)顛倒一下也可行例2、(2016南京三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓C:1(ab0)的離心率為,點(diǎn)(2,1)在橢圓C上(1) 求橢圓C的方程;(2) 設(shè)直線l與圓O:x2y22相切,與橢圓C相交于P,Q兩點(diǎn). 若直線l過(guò)橢圓C的右焦點(diǎn)F,求OPQ的面

5、積;求證: OPOQ. (1) 由e,得abc11,用b表示a更方便;(2) 設(shè)直線l的方程為yk(x),由直線l與圓O相切可先求出k,再求出PQ的長(zhǎng)即可設(shè)l:ykxm,則只要證·x1x2y1y2x1x2(kx1m)(kx2m)0.聯(lián)列直線與橢圓方程可得x1x2,x1x2均可用k,m表示由直線l與圓O相切,可得k與m的關(guān)系式規(guī)范解答 (1) 由題意,得,1,解得a26,b23.所以橢圓的方程為1.(2分)(2) 解法1 橢圓C的右焦點(diǎn)F(,0)設(shè)切線方程為yk(x),即kxyk0,所以,解得k±,所以切線方程為y±(x)當(dāng)k時(shí),(4分)由方程組解得或所以點(diǎn)P,Q的

6、坐標(biāo)分別為, , , ,所以PQ.(6分)因?yàn)镺到直線PQ的距離為,所以O(shè)PQ的面積為. 因?yàn)闄E圓的對(duì)稱(chēng)性,當(dāng)切線方程為y(x)時(shí),OPQ的面積也為.綜上所述,OPQ的面積為.(8分)解法2 橢圓C的右焦點(diǎn)F(,0)設(shè)切線方程為yk(x),即kxyk0,所以,解得k±,所以切線方程為y±(x)當(dāng)k時(shí),(4分)把切線方程 y(x)代入橢圓C的方程,消去y得5x28x60.設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則有x1x2.由橢圓定義可得,PQPFFQ2ae(x1x2)2××.(6分)因?yàn)镺到直線PQ的距離為,所以O(shè)PQ的面積為. 因?yàn)闄E圓的對(duì)稱(chēng)性,當(dāng)切線方

7、程為y(x)時(shí),OPQ的面積為.綜上所述,OPQ的面積為.(8分)解法1 (i)若直線PQ的斜率不存在,則直線PQ的方程為x或x.當(dāng)x時(shí),P (, ),Q(,)因?yàn)?#183;0,所以O(shè)POQ.當(dāng)x時(shí),同理可得OPOQ.(10分)(ii)若直線PQ的斜率存在,設(shè)直線PQ的方程為ykxm,即kxym0.因?yàn)橹本€與圓相切,所以,即m22k22.將直線PQ方程代入橢圓方程,得(12k2) x24kmx2m260.設(shè)P(x1,y1) ,Q(x2,y2),則有x1x2,x1x2.(12分)因?yàn)?#183;x1x2y1y2x1x2(kx1m)(kx2m)(1k2)x1x2km(x1x2)m2(1k2)&#

8、215;km×m2.將m22k22代入上式可得·0,所以O(shè)POQ.綜上所述,OPOQ.(14分)解法2 設(shè)切點(diǎn)T(x0,y0),則其切線方程為x0xy0y20,且xy2.(i)當(dāng)y00時(shí),則直線PQ的直線方程為x或x.當(dāng)x時(shí),P (, ),Q(,)因?yàn)?#183;0,所以O(shè)POQ.當(dāng)x時(shí),同理可得OPOQ.(10分)(ii)當(dāng)y00時(shí),由方程組消去y得(2xy)x28x0x86y0.設(shè)P(x1,y1) ,Q(x2,y2),則有x1x2,x1x2.(12分)所以·x1x2y1y2x1x2.因?yàn)閤y2,代入上式可得·0,所以O(shè)POQ.綜上所述,OPOQ.(1

9、4分)題型二 圓錐曲線中直線的斜率問(wèn)題例3、(2018蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)已知橢圓C:1(a>b>0)經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn)A是橢圓的下頂點(diǎn)(1) 求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2) 過(guò)點(diǎn)A且互相垂直的兩直線l1,l2與直線yx分別相交于E,F(xiàn)兩點(diǎn),已知OEOF,求直線l1的斜率 (1) 由兩點(diǎn)在橢圓上,列方程組解出a2,b2;(2) 設(shè)E(t,t),則l1的斜率kAE.規(guī)范解答 (1) 由,兩點(diǎn)在橢圓C上,得解得(4分) 所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為y21.(6分) (2) 首先A(0,1)由E,F(xiàn)在直線yx上,且OEOF,可設(shè)E(t,t),F(xiàn)(t,t)(8分) 由l1l2,得·0,即t(t)(t1)

10、(t1)0,得t±.(12分) 直線l1的斜率為kAE11±.(14分) 例4、(2019蘇州期初調(diào)查)已知橢圓C:1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,離心率為,點(diǎn)P為橢圓上一點(diǎn)(1) 求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2) 如圖,過(guò)點(diǎn)C(0,1)且斜率大于1的直線l與橢圓交于M,N兩點(diǎn),記直線AM的斜率為k1,直線BN的斜率為k2,若k12k2,求直線l斜率的值 (1)根據(jù)已知條件,建立方程組,求出a,b,即可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(2)設(shè)出直線l方程為ykx1,M(x1,y1),N(x2,y2),將直線l方程與橢圓方程聯(lián)立,求出x1x2和x1x2,根據(jù)條件求出k1和k

11、2,代入k12k2化簡(jiǎn)計(jì)算,得到關(guān)于k的方程,解方程求出k的值規(guī)范解答 (1)因?yàn)闄E圓的離心率為,所以a2c.又因?yàn)閍2b2c2,所以bc.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為1.(3分)又因?yàn)辄c(diǎn)P為橢圓上一點(diǎn),所以1,解得c1.(5分)所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為1.(6分)(2) 由橢圓的對(duì)稱(chēng)性可知直線l的斜率一定存在,設(shè)其方程為ykx1.設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)聯(lián)立方程組消去y可得(34k2)x28kx80.所以由根與系數(shù)關(guān)系可知x1x2,x1x2.(8分)因?yàn)閗1,k2,且k12k2,所以.(10分)即.又因?yàn)镸(x1,y1),N(x2,y2)在橢圓上,所以y(4x),y(4x)將代入可得:,即3

12、x1x210(x1x2)120.(12分)所以310120,即12k220k30.(14分)解得k或k,又因?yàn)閗>1,所以k.(16分)例5、(2019通州、海門(mén)、啟東期末)如圖,A是橢圓y21的左頂點(diǎn),點(diǎn)P,Q在橢圓上且均在x軸上方,(1) 若直線AP與OP垂直,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(2) 若直線AP,AQ的斜率之積為,求直線PQ的斜率的取值范圍 第1問(wèn),由于點(diǎn)A,O已知,且APPO,由此可得點(diǎn)P所滿足的軌跡方程,再根據(jù)點(diǎn)P在橢圓上,就可以通過(guò)兩個(gè)方程所組成的方程組求得點(diǎn)P的坐標(biāo)第2問(wèn),要研究直線PQ的斜率的取值范圍,由于點(diǎn)P、Q與直線AP,AQ有關(guān),因此,利用解方程組的方法可以將點(diǎn)P、Q的

13、坐標(biāo)表示為直線AP,AQ的斜率的形式,進(jìn)而將直線PQ的斜率表示為直線AP,AQ的斜率的形式,利用kAP·kAQ就可以利用基本不等式或利用消元法轉(zhuǎn)化為單個(gè)變量的函數(shù)形式,通過(guò)函數(shù)求得它的取值范圍(1) 設(shè)P(x0,y0),A(2,0),則(x0,y0),(x0,y0),因?yàn)橹本€AP與OP垂直,所以·0,即x0(x02)y0.(3分)得x2x0y0.又點(diǎn)P在橢圓上,所以y1.由得x0或2(舍去),代入得y0±.因?yàn)辄c(diǎn)P在x軸上方,所以P.(6分)(2)由于直線AP,AQ的斜率之積為,點(diǎn)P,Q在橢圓上且均在x軸上方所以可設(shè)直線AP,AQ的斜率分別為k1,k2,則k1k2

14、,k1>0,k2>0.所以直線AP的方程為yk1(x2)聯(lián)立得(4k1)x216kx16k40.(8分)設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則2x1,即x1.同理可得,x2.(10分)所以直線PQ的斜率為k.(12分)因?yàn)閗1k2,k1>0,k2>0.所以k1k22,注意到,點(diǎn)P,Q不重合,所以重號(hào)不成立所以0<<,所以直線PQ的斜率的取值范圍為.(14分) 研究直線與橢圓的位置關(guān)系問(wèn)題,其關(guān)鍵在于其交點(diǎn)的研究手段,一般地,有兩種途徑來(lái)處理交點(diǎn),一是直接設(shè)出交點(diǎn)的坐標(biāo),利用交點(diǎn)在曲線上來(lái)得到相關(guān)的等量關(guān)系,通過(guò)此等量關(guān)系來(lái)研究問(wèn)題;二是設(shè)直線方程,由直線方

15、程與橢圓方程聯(lián)立成方程組,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一元二次方程的根來(lái)加以研究題型三 圓錐曲線中直線的方程例6、(2018南通、泰州一調(diào))如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓1(a>b>0)的離心率為,兩條準(zhǔn)線之間的距離為4.(1) 求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2) 已知橢圓的左頂點(diǎn)為A,點(diǎn)M在圓x2y2上,直線AM與橢圓相交于另一點(diǎn)B,且AOB的面積是AOM的面積的2倍,求直線AB的方程 (1) 基本量建立方程組,求出a,b的值,得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(2) 由面積關(guān)系,分析出M為AB的中點(diǎn),這里有兩種思路,解法1,設(shè)出M(x0,y0),得出B的坐標(biāo),分別代入橢圓與圓的方程,建立方程組,求出M的坐標(biāo);

16、解法2,設(shè)出直線的方程yk(x2),由直線與橢圓聯(lián)立,得出M的坐標(biāo),代入圓的方程,得到一個(gè)關(guān)于k的方程,解得k的值規(guī)范解答 (1) 設(shè)橢圓的焦距為2c,由題意得,4,(2分)解得a2,c,所以b.所以橢圓的方程為1.(4分)(2) 解法1(設(shè)點(diǎn)法) 因?yàn)镾AOB2SAOM,所以AB2AM,所以M為AB的中點(diǎn)(6分)因?yàn)闄E圓的方程為1,所以A(2,0)設(shè)M(x0,y0)(2<x0<0),則B(2x02,2y0)所以xy,1,(10分)由得9x18x0160,解得x0或x0(舍去)把x0代入得y0±,(12分)所以kAB±,因此直線AB的方程為y±(x2)

17、,即x2y20或x2y20.(14分)解法2(設(shè)線法) 因?yàn)镾AOB2SAOM,所以AB2AM,所以M為AB的中點(diǎn)(6分)由橢圓方程知A(2,0),設(shè)B(xB,yB),M(xM,yM),設(shè)直線AB的方程為yk(x2)由得(12k2)x28k2x8k240,所以(x2)(12k2)x4k220,解得xB.(8分)所以xM,yMk(xM2),(10分)代入x2y2得,化簡(jiǎn)得28k4k220,(12分)即(7k22)(4k21)0,解得k±,所以直線AB的方程為y±(x2),即x2y20或x2y20.(14分) 解析幾何包含兩個(gè)主要問(wèn)題,即已知曲線求方程和已知方程研究曲線的性質(zhì)對(duì)

18、解析幾何的復(fù)習(xí),第一要牢固掌握解析幾何中有關(guān)的基本概念,第二要合理選擇參數(shù),確定解題方向,規(guī)劃解題路線,把握解析法思想的精髓例7、(2018南京、鹽城、連云港二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓E:1(ab0)的離心率為,上頂點(diǎn)A到右焦點(diǎn)的距離為.過(guò)點(diǎn)D(0,m)(m0)作不垂直于x軸,y軸的直線l交橢圓E于P,Q兩點(diǎn),C為線段PQ的中點(diǎn),且ACOC.(1) 求橢圓E的方程;(2) 求實(shí)數(shù)m的取值范圍;(3) 延長(zhǎng)AC交橢圓E于點(diǎn)B,記AOB與AOC的面積分別為S1,S2,若,求直線l的方程 用代數(shù)法處理圓錐曲線綜合題的常見(jiàn)方法有兩種:設(shè)點(diǎn)法、設(shè)線法,本題第(2),(3)問(wèn)都分別采用

19、設(shè)線法和設(shè)點(diǎn)法解題第(2)問(wèn),欲求實(shí)數(shù)m的取值范圍,則需建立m與其他參數(shù)的關(guān)系,進(jìn)而借助其他參數(shù)的取值范圍求解解法1是設(shè)線法,先建立m與直線l斜率k的等式關(guān)系,再由直線與橢圓相交得到的k的取值范圍來(lái)求解m的取值范圍;解法2是設(shè)點(diǎn)法,先建立m與點(diǎn)C(x0,y0)坐標(biāo)間的等式關(guān)系,再借助線段PQ的中點(diǎn)C在橢圓內(nèi)部求解m的取值范圍第(3)問(wèn),選取面積的表示形式是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,本題選擇 S1AO×|xB|,S2 AO×|xC|時(shí), ,進(jìn)而在第(2)問(wèn)的基礎(chǔ)上分別用k或m表示xB,xC 求解規(guī)范解答 (1) 因?yàn)樗詂1,b2a2c21,所以橢圓E的方程為y21.(2分) (2)

20、解法1(設(shè)線法) 由(1)得A(0,1)設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),C(x0,y0)設(shè)直線l方程為ykxm(k0),將其與橢圓E的方程聯(lián)立,消去y得(12k2)x24kmx2m220(*),所以x1x2,(4分) 所以x0,y0kx0m,即C,所以kAC.(6分) 又因?yàn)閗OC,且ACOC,所以kAC·kOC·1,整理得m.(8分) 因?yàn)閗0,則m11,此時(shí)8(2k21m)0,所以實(shí)數(shù)m的取值范圍為.(10分) 解法2(設(shè)點(diǎn)法) 由(1)得A(0,1)設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),C(x0,y0),其中x0,y0均不為0,且x1x2.因?yàn)镻,Q兩點(diǎn)都在橢圓

21、E上,所以x2y2 且x2y2,兩式相減得×.(4分) 又kPQkCD,即 ,所以×,(6分) 即x2y0(my0)又ACOC,所以×1,(8分) 即xy0(1y0)由得y02m1,x(12m) (2m2)(0,2),所以m1.(10分) (3) 解法1 設(shè)B(x3,y3),由(2)解法1知kOC.kAB2k,所以直線AB的方程為y2kx1,與橢圓E方程聯(lián)立解得x或x0(舍),即x3.(12分) 又因?yàn)閤0×,所以.(14分) 因?yàn)?,所以,解得k±,此時(shí)m,點(diǎn)D坐標(biāo)為,所以直線l的方程為y±x.(16分) 解法2 設(shè)B(x3,y3),

22、點(diǎn)B在橢圓E上,所以x2y2.又ACOC,所以×1,即y3x31,代入上式消去y3,得x3(x30舍),(12分) 所以.由(2)解法2知y02m1,x(12m) (2m2),m1,所以.(14分) 因?yàn)?,所以,解得m,此時(shí)y02m1,x(12m) (2m2),所以x0±,所以點(diǎn)C坐標(biāo)為,點(diǎn)D坐標(biāo)為,所以直線l的方程為y±x.(16分) 題型四 圓錐曲線中與向量的結(jié)合例8、(2017鎮(zhèn)江期末)已知橢圓1(mn0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,P是以橢圓短軸為直徑的圓上任意一點(diǎn),則·_.答案: 2nm解法1 ·()·()()·

23、()|2|2n(mn)2nm.解法2 設(shè)F1(c,0),F(xiàn)2(c,0),P(x,y),則x2y2n,·(xc)(xc)y2x2y2c2n(mn)2nm.例9、(2018南京、鹽城一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C:1(a>b>0)的下頂點(diǎn)為B,點(diǎn)M,N是橢圓上異于點(diǎn)B的動(dòng)點(diǎn),直線BM,BN分別與x軸交于點(diǎn)P,Q,且點(diǎn)Q是線段OP的中點(diǎn)當(dāng)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)處時(shí),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為.(1) 求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2) 設(shè)直線MN交y軸于點(diǎn)D,當(dāng)點(diǎn)M,N均在y軸右側(cè),且2時(shí),求直線BM的方程 第(2)問(wèn)中由2,可得2xM3xN.可以用直線BM,BN的方程,與橢圓聯(lián)立得到橫坐標(biāo),即

24、可求出直線BM的斜率k;也可以用點(diǎn)M,N表示直線方程得出點(diǎn)P,Q坐標(biāo),再利用向量關(guān)系得出坐標(biāo)之間的關(guān)系,最后回代橢圓求解規(guī)范解答 (1)由N,Q,得直線NQ的方程為yx.(2分)令x0,得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,)所以橢圓的方程為1.(4分)將點(diǎn)N的坐標(biāo)代入,得1,解得a24.所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為1.(8分)(2)解法1(設(shè)線法) 設(shè)直線BM的斜率為k(k0),則直線BM的方程為ykx.在ykx中,令y0,得xP,而點(diǎn)Q是線段OP的中點(diǎn),所以xQ.所以直線BN的斜率kBNkBQ2k.(10分)(注:由kBM,kBN,及OP2OQ也可得到kBN2kBM.)聯(lián)立消去y,得(34k2)x28kx0,解得

25、xM .用2k代替k,得xN .(12分)又2,所以xN2(xMxN),得2xM3xN.(14分)故2×3×,又k0,解得k.所以直線BM的方程為yx.(16分)解法2(設(shè)點(diǎn)法) 設(shè)點(diǎn)P,Q的坐標(biāo)分別為(2t,0),(t,0),t0,則直線BM的方程為yx,(10分)聯(lián)立消去y,得(1t2)x24tx0,解得xM,用t代替t,得xN.(12分)又2,所以xN2(xMxN),得2xM3xN.(14分)故2×3×,又t0,解得t,所以k.所以直線BM的方程為yx.(16分)解法3(設(shè)點(diǎn)法) 設(shè)點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2)由B(0,),得

26、直線BM的方程為y x,令y0,得xP.同理,得xQ.而點(diǎn)Q是線段OP的中點(diǎn),所以xP2xQ,故2×.(10分)又2,所以x22(x1x2),得x2x10,從而, 解得y2y1.(12分)將代入橢圓C的方程,得1.又x4,所以1,(14分)即y2y10,解得y1(舍)或y1.又x10,所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為M. 故直線BM的方程為yx.(16分)例10、(2018蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)如圖,橢圓的離心率為,焦點(diǎn)到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離為1,點(diǎn),分別為橢圓的左頂點(diǎn)、右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于點(diǎn),交軸于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn)(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求直線的方程;規(guī)范解答 (1)由橢圓的離心率為

27、,焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng)準(zhǔn)線的距離為1.得 解得 所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為. (2)由(1)知,設(shè),因?yàn)?,得,所以?代入橢圓方程得或,所以或,所以的方程為:或. 例11、(2019常州期末)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓C1:1的焦點(diǎn)在橢圓C2:1上,其中a>b>0,且點(diǎn)P是橢圓C1,C2位于第一象限的交點(diǎn)(1) 求橢圓C1,C2的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2) 過(guò)y軸上一點(diǎn)Q的直線l與橢圓C2相切,與橢圓C1交于點(diǎn)A,B,已知,求直線l的斜率規(guī)范解答 (1) 橢圓C1:1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(±c,0),代入橢圓C2的方程有1.再將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入橢圓C1,C2的方程有C1:1,所以解得a22,b2c

28、21.(3分)所以橢圓C1,C2的標(biāo)準(zhǔn)方程分別為y21,x21.(5分)(2) 由題意直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為ykxm,A(x1,y1),B(x2,y2),P(0,m)由消去y得x21,即x2kmx10,k2m240,即k22m20.(7分)由消去y得(kxm)21,即x22kmxm210.因?yàn)橹本€l與橢圓C1相交,有4k2m24(k2)·(m21)4(k2m2)>0(*)x1,2.(9分)因?yàn)?,?x1,y1m)(x2,y2m),有5x13x2,所以53或53,化簡(jiǎn),得km4或km4,即k2m216.(12分)又因?yàn)閗22m20,解得或均符合(*)式,故k±

29、;或±2.所以直線l的斜率為±或±2.(14分)二、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1、(2019宿遷期末)如圖所示,橢圓M:1(a>b>0)的離心率為,右準(zhǔn)線方程為x4,過(guò)點(diǎn)P(0,4)作關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的兩條直線l1,l2,且l1與橢圓交于不同兩點(diǎn)A,B,l2與橢圓交于不同兩點(diǎn)D,C.(1) 求橢圓M的方程;(2) 證明:直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q(0,1);(3) 求線段AC長(zhǎng)的取值范圍 對(duì)于(2),要求證明交于一點(diǎn)Q(0,1),角度一:根據(jù)圖形的對(duì)稱(chēng)性可設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則D(x1,y1),C(x2,y2),再設(shè)l1方程為ykx4,則可由一元二次方程根

30、與系數(shù)的關(guān)系判斷出點(diǎn)B,D,Q三點(diǎn)共線,同理有點(diǎn)A,C,Q三點(diǎn)共線,這個(gè)角度的邏輯是借助了給出的定點(diǎn)(0,1),然后驗(yàn)證,有些不嚴(yán)謹(jǐn);角度二:直接求直線AC和直線BD的方程,聯(lián)立求解坐標(biāo),這個(gè)方法是邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖走x,不過(guò)計(jì)算量稍大對(duì)于(3),可由兩點(diǎn)間的距離公式表示出AC的長(zhǎng)度,將表達(dá)式的關(guān)于x1,x2的結(jié)構(gòu)用含有k的式子代換掉,回歸一元變量,求解最值,可直接求導(dǎo). 但是解析幾何中的最值,直接求導(dǎo),暴力求解最值的較少,更多的是化簡(jiǎn)函數(shù)表達(dá)式,根據(jù)結(jié)構(gòu)采用基本不等式(無(wú)法取等的時(shí)候就求導(dǎo)來(lái)解決)來(lái)求解最終的最值(或者值域),必然要有定義域,所以尋找函數(shù)的定義域是非常重要的,而解析幾何中直線和曲線聯(lián)

31、立(曲直聯(lián)立)以后的關(guān)于x(或者y)的一元二次方程有解,判別式就是很重要的一個(gè)點(diǎn),也就是定義域的一個(gè)重要來(lái)源,有些題目甚至是唯一來(lái)源規(guī)范解答 (1)由得a2,c2,所以b2a2c24,所以橢圓M的方程為1.(4分)(2)解法1 設(shè)直線l1:ykx4,A(x1,y1),B(x2,y2),則由對(duì)稱(chēng)性可知D(x1,y1),C(x2,y2)聯(lián)立消去y得(12k2)x216kx240, 所以x1x2,x1·x2.(6分)又kBQ,kDQ, 則kBQkDQ2k2k2k2k0,(8分)知kBQkDQ,故點(diǎn)B,D,Q三點(diǎn)共線,即直線BD經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q(0,1)同理可得直線AC經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q(0,1)所以直線AC

32、與直線BD交于點(diǎn)Q(0,1)(10分)解法2 設(shè)直線l1:ykx4,A(x1,y1),B(x2,y2),則由對(duì)稱(chēng)性可知D(x1,y1),C(x2,y2),且k.聯(lián)立削去y得(12k2)x216kx240,(16k)24(12k2)·2464k296>0.所以x1x2,x1·x2.(6分)直線AC的方程為y(xx1)y1(xx1)kx14.直線BD的方程為y(xx2)y2(xx2)kx24.聯(lián)立直線AC和直線BD的方程并化簡(jiǎn)得k(x1x2),即1,即11,解得x0.在直線AC的方程中,令x0,得y(x1)kx14(x1)kx144.將x1x2,x1·x2代入計(jì)

33、算得y44341.同理可得,在直線BD的方程中,令x0,得y44341.故直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q(0,1)(3)由(2)可知AC2(x1x2)2(y1y2)2(x1x2)2k2(x1x2)2(x1x2)2k2k216×16.(12分)令t6k21,則k2.又由162k24×24×(12k2)>0得k2>,所以t>8,所以AC21616(116(1)(14分)因?yàn)?>0在t(8,)上恒成立,所以t8在t(8,)上單調(diào)遞增,所以t8>18, 0<<,1<1<.所以16<AC2<24,4<AC&

34、lt;2,所以線段AC長(zhǎng)的取值范圍是(4,3)(16分)2、(2018揚(yáng)州期末)已知橢圓E1:1(a>b>0),若橢圓E2:1(a>b>0,m>1),則稱(chēng)橢圓E2與橢圓E1“相似”(1) 求經(jīng)過(guò)點(diǎn)(,1),且與橢圓E1:y21“相似”的橢圓E2的方程(2) 若橢圓E1與橢圓E2“相似”,且m4,橢圓E1的離心率為,P在橢圓E2上,過(guò)P的直線l交橢圓E1于A,B兩點(diǎn),且.若B的坐標(biāo)為(0,2),且2,求直線l的方程;若直線OP,OA的斜率之積為,求實(shí)數(shù)的值規(guī)范解答 (1) 設(shè)橢圓E2的方程為1,將點(diǎn)(,1)代入得m2,所以橢圓E2的方程為1.(3分)(2) 因?yàn)闄E圓

35、E1的離心率為,故a22b2,所以橢圓E1:x22y22b2.又橢圓E2與橢圓E1“相似”,且m4,所以橢圓E2:x22y28b2.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0)解法1(設(shè)線法) 由題意得b2,所以橢圓E1:x22y28.當(dāng)直線l斜率不存在時(shí),B(0,2),A(0,2),P(0,4),不滿足2,從而直線l斜率存在,可設(shè)直線l:ykx2,代入橢圓E1:x22y28得(12k2)x28kx0,解得x1,x20,故y1,y22,所以A.(5分)又2,即B為AP中點(diǎn),所以P,(6分)代入橢圓E2:x22y232得232,即20k44k230,即(10k23)(2k21)0,所以

36、k±,所以直線l的方程為y±x2.(8分)解法2(設(shè)點(diǎn)法) 由題意得b2,所以橢圓E1:x22y28,E2:x22y232.由A(x1,y1),B(0,2),則P(x1,4y1)代入橢圓得解得y1,故x1±,(6分)所以直線l的斜率k±,所以直線l的方程為y±x2.(8分)由題意得x2y8b2,x2y2b2,x2y2b2,解法1(設(shè)點(diǎn)法) 由直線OP,OA的斜率之積為,得·,即x0x12y0y10.又,則(x0x1,y0y1)(x2x1,y2y1),解得(12分)所以22b2,則x2(1)x0x1(1)2x2y4(1)y0y12(1)

37、2y22b2,(x2y)2(1)(x0x12y0y1)(1)2(x2y)22b2,所以8b2(1)2·2b222b2,即4(1)22,所以.(16分)解法2(設(shè)線法) 不妨設(shè)點(diǎn)P在第一象限,設(shè)直線OP:ykx(k>0),代入橢圓E2:x22y28b2,解得x0,則y0.直線OP,OA的斜率之積為,則直線OA:yx,代入橢圓E1:x22y22b2,解得x1,則y1.又,則(x0x1,y0y1)(x2x1,y2y1),解得(12分)所以222b2,則x2(1)x0x1(1)2x2y4(1)y0y12(1)2y22b2,(x2y)2(1)(x0x12y0y1)(1)2(x2y)22b

38、2,所以8b22(1)·()2··(1)2·2b222b2,即8b2(1)2·2b222b2,即4(1)22,所以.(16分)3、(2017南通、揚(yáng)州、淮安、宿遷、泰州、徐州六市二調(diào))如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓1(ab0)的離心率為,C為橢圓上位于第一象限內(nèi)的一點(diǎn)(1) 若點(diǎn)C的坐標(biāo)為,求a,b的值;(2) 設(shè)A為橢圓的左頂點(diǎn),B為橢圓上一點(diǎn),且,求直線AB的斜率 思路分析 (1) 由e,得a2b2c2954.(2) 設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo),則能用C的坐標(biāo)表示B的坐標(biāo),由B,C兩點(diǎn)在橢圓上可解出點(diǎn)C的坐標(biāo) 規(guī)范解答 (1) 由e,得a2b2

39、c2954.設(shè)橢圓方程為1(0)(3分)把C的坐標(biāo)代入,得1,解得21,所以a3,b.(5分)(2) 由(1)可設(shè)橢圓方程為1(0),此時(shí)A(3,0)設(shè)C(3x0,y0),其中x00,y00,由,得B.(8分)由點(diǎn)B,C均在橢圓上,得解得x0,取y0.(12分)所以直線AB的斜率kABkOC×.(14分)4、(2017無(wú)錫期末)已知橢圓1,動(dòng)直線l與橢圓交于B,C兩點(diǎn)(點(diǎn)B在第一象限)(1) 若點(diǎn)B的坐標(biāo)為,求OBC的面積的最大值;(2) 設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),且3y1y20,求當(dāng)OBC的面積最大時(shí)直線l的方程 規(guī)范解答 (1) 直線OB方程為yx,即3x2y0,設(shè)過(guò)點(diǎn)C且平行于OB的直線l方程為yxb.(2分)則當(dāng)l與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),OBC的面積最大消去y整理得3x23bxb230,(4分)此時(shí)9b212(b23),令0,解得b±2,當(dāng)b2時(shí),C;當(dāng)b2時(shí),C,(6分)所以O(shè)BC面積的最大值××.(8分)(2) 顯然,直線l與y軸不垂直,設(shè)直線l的方程為xmyn.由消去x并整理得(3m24)y26mny3n

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