2018届二轮复习解析几何大题部分典型题型总结学案(全国通用)
高三文科数学解析几何大题部分典型题型总结
类型1、求圆锥曲线的标准方程
关键把握基本量,找出它们之间的等量关系列式求解。有时也会在求动点轨迹方程时,发现正好符合圆锥曲线定义。题目中没有建系时,要建立一个恰当的坐标系,解题中必须规范描述清楚建系过程,通常一种建系为基准就足够。这与已经有坐标系,但不知道所求圆锥曲线焦点在哪个坐标轴而产生的多解情况,要区分开来,不能混淆。
具有某共同特征的椭圆求标准方程时,可以根据它们的共同特征设出椭圆的标准方程.
①已知椭圆上两点的坐标,可设椭圆方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0且A≠B).
②与椭圆+=1共焦点的椭圆可设为+=1(k>-m2,k>-n2).
③与椭圆+=1(a>b>0)有相同离心率的椭圆可设为+=t1(t1>0,焦点在x轴上)或+=t2(t2>0,焦点在y轴上).
双曲线方程的几种常见设法
(1)与双曲线-=1有共同渐近线的双曲线方程可设为-=λ(λ≠0).
(2)若双曲线的渐近线方程为y=±x,则双曲线方程可设为-=λ(λ≠0)或n2x2-m2y2=λ(λ≠0).
(3)与双曲线-=1共焦点的双曲线方程可设为-=1(-b2
b>0)有共同焦点的双曲线方程可设为+=1(b2<λ0,b>0)的焦距为2c,右顶点为A,抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F.若双曲线截抛物线的准线所得线段长为2c,且|FA|=c,求双曲线的渐近线方程.
4、、已知点P在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P到两焦点的距离分别为和,过点P作长轴的垂线恰好经过椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.
5、双曲线-=1(a>0)的离心率为,抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点在双曲线的顶点上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过M(-1,0)的直线l与抛物线C交于E,F两点,又过E,F作抛物线C的切线l1,l2,当l1⊥l2时,求直线l的方程.
6、已知点F为抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点,点A(2,m)在抛物线E上,且|AF|=3.
(1)求抛物线E的方程;
(2)已知点G(-1,0),延长AF交抛物线E于点B.证明:以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
类型2、焦点三角形的运用
与焦点三角形有关的计算或证明常利用正、余弦定理,|PF1|+|PF2|=2a,得到a,c的关系.例如,已知∠F1PF2=θ时,对△F1PF2的处理方法:①定义式的平方:(|PF1|+|PF2|)2=(2a)2,②余弦定理:4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos θ,③面积公式:S△F1PF2=|PF1|·|PF2|sin θ.
7、设F1,F2分别是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A,B两点,|AF1|=3|F1B|.
(1)若|AB|=4,△ABF2的周长为16,求|AF2|;
(2)若cos∠AF2B=,求椭圆E的离心率.
类型3、向量工具的运用
向量作为很有用的一个数学工具,在解析几何和立体几何中都可以见到它们的影子。向量可以用来证平行(或共线)、证垂直、求角、求距离。后三者都与向量的数量积有关,因而,熟练掌握数量积的有关公式十分必要。
8、已知椭圆C1:+=1(a>b>0)的右焦点为F,上顶点为A,P为C1上任一点,MN是圆C2
:x2+(y-3)2=1的一条直径,与AF平行且在y轴上的截距为3-的直线l恰好与圆C2相切.
(1)求椭圆C1的离心率;
(2)若·的最大值为49,求椭圆C1的方程.
9、已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,F为椭圆在x轴正半轴上的焦点,M,N两点在椭圆C上,且=λ(λ>0),定点A(-4,0).
(1)求证:当λ=1时,⊥;
(2)若当λ=1时有·=,求椭圆C的方程;
(3)在(2)的条件下,M,N两点在椭圆C上运动,当·×tan ∠MAN的值为6时,求出直线MN的方程.
类型4、求值问题或范围问题
弦长公式的推导与运用,体现了一种设而不求的解题思想。
(1)将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y(或x)后得到关于x(或y)的一元二次方程ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0).
(2)当Δ>0时,直线与圆锥曲线有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系求出x1+x2=-,x1x2=,则弦长为|AB|=|x1-x2|=·=|y1-y2|=·(k为直线的斜率且k≠0),当A,B两点坐标易求时也可直接用|AB|=求出.
有关弦长、面积的求解方法
(1)涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数关系、设而不求法计算弦长;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解.
(2)面积问题:常采用S△=×底×高,其中底往往是弦长,而高用点到直线距离求解即可,选择底很重要,选择容易坐标化的弦长为底.有时根据所研究三角形的位置,灵活选择其面积表达形式.若求多边形的面积问题,常转化为三角形的面积后进行求解.
(3)在求解有关直线与圆锥曲线的问题时,应注意数形结合、分类与整合、化归与转化及函数与方程思想的应用.
10、已知抛物线C1:x2=4y的焦点F也是椭圆C2:+=1(a>b>0)的一个焦点,C1与C2的公共弦的长为2.过点F的直线l与C1相交于A,B两点,与C2相交于C,D两点,且与同向.
(1)求C2的方程;
(2)若|AC|=|BD|,求直线l的斜率.
11、在平面直角坐标系xOy中,点M到点F(1,0)的距离比它到y轴的距离多1,记点M的轨迹为C.
(1)求轨迹C的方程;
(2)设斜率为k的直线l过定点P(-2,1),求直线l与轨迹C恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k的相应取值范围.
12、已知椭圆C:+=1(a>b>0)经过点,一个焦点为(,0).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=k(x-1)(k≠0)与x轴交于点P,与椭圆C交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点Q,求的取值范围.
类型5、中点弦问题
圆锥曲线以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率
圆锥曲线方程
直线斜率
椭圆:+=1(a>0,b>0)
k=-
双曲线:-=1(a>0,b>0)
k=
抛物线:y2=2px(p>0)
k=
其中k=,(x1,y1),(x2,y2)为弦的两个端点.这几个公式的推导方法,就是中点弦问题的典型处理方法:点差法。虽然按照公式,以某点为中点的弦所在直线是一定能算出来的,但事实上,在求得直线方程后,一定要代入原方程进行检验(有可能算出的直线是“虚”的,并不与圆锥曲线相交).
13、过椭圆+=1内一点M(2,1)作一条弦,使该弦被点M平分,求这条弦所在的直线方程.
类型6、定点、定值问题
解决定值问题关键是找出定值,将此类问题转变为证明题,从而使问题变得明确,找定值通常用特殊点法.求定值问题常见的方法
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;
(2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.
14、椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,a+b=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,A,B,D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线DP交x轴于点N,直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m,证明:2m-k为定值.
15、如图,等边三角形OAB的边长为8,且其三个顶点均在抛物线E:x2=2py(p>0)上.
(1)求抛物线E的方程;
(2)设动直线l与抛物线E相切于点P,与直线y=-1相交于点Q.证明:以PQ为直径的圆恒过y轴上某定点.
高三文科数学解析几何大题部分典型题型总结参考答案
1、解:设动圆的半径为r,圆心为P(x,y),则有|PC1|=r+1,|PC2|=9-r.
所以|PC1|+|PC2|=10>|C1C2|,即P在以C1(-3,0),C2(3,0)为焦点,长轴长为10的椭圆上.[来源:Z#xx#k.Com]
得点P的轨迹方程为+=1.
2、解:(1)由题意,设所求椭圆的方程为+=t1或+=t2(t1,t2>0),∵椭圆过点(2,-),∴t1=+=2,或t2=+=.
故所求椭圆标准方程为+=1或+=1.
(2)由于焦点的位置不确定,∴设所求的椭圆方程为+=1(a>b>0)或+=1(a>b>0),
由已知条件得
解得a=4,c=2,∴b2=12.
故椭圆方程为+=1或+=1.
(3)设椭圆方程为mx2+ny2=1(m,n>0,m≠n),
由
解得m=,n=.
∴椭圆方程为+=1.
3、解:由已知F,A(a,0),
则|FA|==c,
所以=c2-a2=b2.又抛物线的准线方程为y=-,联立
得=2,解得x1=a,x2=-a,
所以x1-x2=2a=2c,所以=,
所以==1,所以双曲线的渐近线方程为y=±x.
4、解:方法一:设椭圆的标准方程是+=1(a>b>0)或+=1(a>b>0),两个焦点分别为F1,F2,则由题意知,2a=|PF1|+|PF2|=2,∴a=.
在方程+=1(a>b>0)中,令x=±c,得|y|=.
在方程+=1(a>b>0)中,令y=±c,得|x|=.
依题意知=,∴b2=,
即椭圆的方程为+=1或+=1.
方法二:设椭圆的两个焦点分别为F1,F2,
不妨令|PF1|=,|PF2|=.
由椭圆的定义,知2a=|PF1|+|PF2|=2,即a=.
由|PF1|>|PF2|知,PF2垂直于长轴.
故在Rt△PF2F1中,4c2=|PF1|2-|PF2|2=,
∴c2=,于是b2=a2-c2=.
又所求椭圆的焦点可以在x轴上,也可以在y轴上,故所求椭圆的方程为+=1或+=1.
5、解:(1)双曲线的离心率e==,
又a>0,∴a=1,双曲线的顶点为(0,1),
又p>0,
∴抛物线的焦点为(0,1),
∴抛物线方程为x2=4y.
(2)设直线l的方程为y=k(x+1),
E(x1,y1),F(x2,y2),
∵y=x2,∴y′=x,
∴切线l1,l2的斜率分别为,,
当l1⊥l2时,·=-1,
∴x1x2=-4,
由得x2-4kx-4k=0,
∴Δ=(-4k)2-4(-4k)>0,
∴k<-1或k>0.①
由根与系数的关系得,
x1·x2=-4k=-4,
∴k=1,满足①,
即直线的方程为x-y+1=0.
6、解:(1)由抛物线的定义得,
|AF|=2+,
因为|AF|=3,即2+=3.
解得p=2.
所以抛物线E的方程为y2=4x.
(2)证明:方法一:因为点A(2,m)在抛物线E:y2=4x上,
所以m=±2.由抛物线的对称性,不妨设A(2,2).
由A(2,2),F(1,0)可得直线AF的方程为y=2(x-1).
由
得2x2-5x+2=0.
解得x=2或x=,从而B.
又G(-1,0),
所以kGA==,
kGB==-.
所以kGA+kGB=0,
从而∠AGF=∠BGF.
所以点F到直线GA,GB的距离相等,
故以F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
方法二:设以点F为圆心且与直线GA相切的圆的半径为r.
因为点A(2,m)在抛物线E:y2=4x上,
所以m=±2,由抛物线的对称性,不妨设A(2,2),
由A(2,2),F(1,0)可得直线AF的方程为y=2(x-1).
由
得2x2-5x+2=0,
解得x=2或x=,
从而B.
又G(-1,0),故直线GA的方程为2x-3y+2=0,
从而r==.
又直线GB的方程为2x+3y+2=0,
所以点F到直线GB的距离d===r.
所以以点F为圆心且与直线GA相切的圆,必与直线GB相切.
7、解:(1)由|AF1|=3|F1B|,|AB|=4,
得|AF1|=3,|F1B|=1.
因为△ABF2的周长为16,
所以由椭圆定义可得4a=16,|AF1|+|AF2|=2a=8.
故|AF2|=2a-|AF1|=8-3=5.
(2)设|F1B|=k,则k>0,且|AF1|=3k,|AB|=4k.
由椭圆定义可得|AF2|=2a-3k,|BF2|=2a-k.
在△ABF2中,由余弦定理可得|AB|2=|AF2|2+|BF2|2-2|AF2|·|BF2|cos∠AF2B,
即(4k)2=(2a-3k)2+(2a-k)2-(2a-3k)(2a-k),
化简可得(a+k)(a-3k)=0,
而a+k>0,故a=3k.
于是有|AF2|=3k=|AF1|,|BF2|=5k.
因此|BF2|2=|F2A|2+|AB|2,可得F1A⊥F2A,
故△AF1F2为等腰直角三角形.
从而c=a,所以椭圆E的离心率e==.
8、解:(1)由题意可知,直线l的方程为
bx+cy-(3-)c=0,
因为直线l与圆C2:x2+(y-3)2=1相切,所以d==1,即a2=2c2,从而e=.
(2)设P(x,y),圆C2的圆心记为C2,
则+=1(c>0),
又因为·
=(+)·(+)
=2-2
=x2+(y-3)2-1
=-(y+3)2+2c2+17(-c≤y≤c).
①当c≥3时,
(·)max=17+2c2=49,
解得c=4,
此时椭圆方程为+=1;
②当03,故舍去.
综上所述,椭圆C1的方程为+=1.
9、解:(1)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),F(c,0),
则=(c-x1,-y1),=(x2-c,y2),
当λ=1时,=,
∴-y1=y2,x1+x2=2c,
由M,N两点在椭圆上,
∴x=a2,x=a2,
∴x=x.
若x1=-x2,则x1+x2=0≠2c(舍去),
∴x1=x2,
∴=(0,2y2),=(c+4,0),
·=0,
∴⊥.
(2)当λ=1时,不妨设M ,N ,
∴·=(c+4)2-=,
又a2=c2,b2=,
∴c2+8c+16=,
∴c=2,a2=6,b2=2,
故椭圆C的方程为+=1.
(3)∵·×tan ∠MAN=2S△AMN[来源:学科网ZXXK]
=|AF||yM-yN|=6,由(2)知点F(2,0),
∴|AF|=6,即得|yM-yN|=.
当MN⊥x轴时,
|yM-yN|=|MN|==≠,
故直线MN的斜率存在,不妨设直线MN的方程为y=k(x-2)(k≠0).
联立得(1+3k2)y2+4ky-2k2=0,
∴yM+yN=-,yM·yN=-,
∴|yM-yN|==,
解得k=±1.
此时,直线MN的方程为x-y-2=0,或x+y-2=0.
10、解:(1)由C1:x2=4y知其焦点F的坐标为(0,1).
因为F也是椭圆C2的一个焦点,
所以a2-b2=1.①
又C1与C2的公共弦的长为2,
C1与C2都关于y轴对称,且C1的方程为x2=4y,
由此易知C1与C2的公共点的坐标为,
所以+=1.②
联立①②得a2=9,b2=8.
故C2的方程为+=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
D(x4,y4).
因为与同向,且|AC|=|BD|,
所以=,
从而x3-x1=x4-x2,
即x1-x2=x3-x4,于是
(x1+x2)2-4x1x2=(x3+x4)2-4x3x4.③
设直线l的斜率为k,则l的方程为y=kx+1.
由得x2-4kx-4=0.
又x1,x2是这个方程的两根,
所以x1+x2=4k,x1x2=-4.④
由得(9+8k2)x2+16kx-64=0.
又x3,x4是这个方程的两根,
所以x3+x4=-,x3x4=-.⑤
将④⑤代入③,得
16(k2+1)=+,即
16(k2+1)=,
所以(9+8k2)2=16×9,解得k=±,
即直线l的斜率为±.
11、解:(1)设点M(x,y),依题意得|MF|=|x|+1,即=|x|+1,化简整理得y2=2(|x|+x).
故点M的轨迹C的方程为y2=
(2)在点M的轨迹C中,记C1:y2=4x(x≥0),C2:y=0(x<0).
依题意,可设直线l的方程为y-1=k(x+2).
由方程组可得ky2-4y+4(2k+1)=0.①
(ⅰ)当k=0时,此时直线l为y=1,将y=1代入轨迹C1的方程,得x=,
故此时直线l:y=1与轨迹C恰好有一个公共点.
(ⅱ)当k≠0时,方程①的判别式为Δ=-16(2k2+k-1).②
设直线l与x轴的交点为(x0,0),则
由y-1=k(x+2),令y=0,得x0=-.③
a.若由②③解得k<-1或k>.
即当k∈(-∞,-1)∪时,直线l与C1没有公共点,与C2有一个公共点,故此时直线l与轨迹C恰好有一个公共点.
b.若或由②③解得k=-1或k=或-≤k<0.
即当k=-1或k=时,直线l与C1只有一个公共点,与C2有一个公共点.
当k∈时,直线l与C1有两个公共点,与C2没有公共点.
故当k∈∪{-1}∪时,直线l与轨迹C恰好有两个公共点.[来源:学科网ZXXK]
c.若由②③解得-1<k<-或0<k<.
即当k∈∪时,直线l与C1有两个公共点,与C2有一个公共点,故此时直线l与轨迹C恰好有三个公共点.
综合(ⅰ)(ⅱ)可知,当k∈(-∞,-1)∪∪{0}时,直线l与轨迹C恰好有一个公共点;当k∈∪{-1}∪时,直线l与轨迹C恰好有两个公共点;当k∈∪时,直线l与轨迹C恰好有三个公共点.
12、解:(1)由题意得
解得a=2,b=1.
所以椭圆C的方程是+y2=1.
(2)由得(1+4k2)x2-8k2x+4k2-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有
x1+x2=,x1x2=,
y1+y2=k(x1+x2-2)=.
所以线段AB的中点坐标为,
所以线段AB的垂直平分线方程为
y-=-.
若y=0,则x=.
于是,线段AB的垂直平分线与x轴的交点Q ,
又点P(1,0),
所以|PQ|==.
又|AB|=
=.
于是,=
=4=4.
因为k≠0,所以1<3-<3,
所以的取值范围为(4,4).
13、解:方法一:设所求直线方程为y-1=k(x-2),代入椭圆方程并整理,得
(4k2+1)x2-8(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0.(*)
设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个不等实根,于是有:
x1+x2=,又M为AB的中点,所以x1+x2==4,
解得k=-,代入(*)式,Δ>0,
故所求直线方程为x+2y-4=0.
方法二:设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
因为M为AB的中点,所以x1+x2=4,y1+y2=2.
又A,B两点在椭圆上,则有
x+4y=16,x+4y=16,
两式相减,得x-x+4(y-y)=0,
(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,
所以=-=-,
即kAB=-.
此时方程为x+2y-4=0,代入椭圆方程,
Δ>0,
故所求直线方程为x+2y-4=0.
方法三:设所求直线与椭圆的一个交点为A(x,y),由于弦的中点为M(2,1),则另一个交点为 B(4-x,2-y).
因为A,B两点都在椭圆上,
所以x2+4y2=16,①
(4-x)2+4(2-y)2=16,②
①-②,整理得x+2y-4=0,
由于过A,B的直线有且只有一条,故所求直线方程为x+2y-4=0.
14、解:(1)因为e==,
所以a=c,b=c.
代入a+b=3,得c=,a=2,b=1.
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明:方法一:因为B(2,0),P不为椭圆顶点,
则直线BP的方程为y=k(x-2),①
①代入+y2=1,
解得P,
直线AD的方程为y=x+1.②
①与②联立解得M.
由D(0,1),P,N(x,0)三点共线知
=,解得N.
所以MN的斜率为m=
==,
则2m-k=-k=(定值).
方法二:设P(x0,y0)(x0≠0,±2),则k=,
直线AD的方程为y=(x+2),
直线BP的方程为y=(x-2),
直线DP的方程为y-1=x,
令y=0,由y0≠1可得N,
联立
解得M,
因此MN的斜率为
m=
=
=
=,
所以2m-k=-
=
=
=
=(定值).
思路点拨:本题采用直接推理法,方法一用直线BP的斜率表示m,并在计算过程中消去k,得出定值;方法二用点P坐标x0,y0表示2m-k,通过计算得出定值.
15、解:(1)依题意,知|OB|=8,∠BOy=30°.
设B(x,y),则x=|OB|sin 30°=4,
y=|OB|cos 30°=12.
因为点B(4,12)在x2=2py上,
所以(4)2=2p×12,解得p=2.
故抛物线E的方程为x2=4y.
(2)证明:方法一:由(1)知y=x2,y′=x.
设P(x0,y0),则x0≠0,y0=x,且l的方程为
y-y0=x0(x-x0),
即y=x0x-x.
令y=-1,得x=,
所以Q.
设圆上的定点为M(0,y1),令·=0对满足y0=x(x0≠0)的x0,y0恒成立.
由于=(x0,y0-y1),=,
由·=0,得-y0-y0y1+y1+y=0,
即(y+y1-2)+(1-y1)y0=0.(*)
由于(*)式对满足y0=x(x0≠0)的y0恒成立,
所以
解得y1=1.
故以PQ为直径的圆恒过y轴上的定点M(0,1).
方法二:由(1)知y=x2,y′=x.
设P(x0,y0),则x0≠0,y0=x,且l的方程为
y-y0=x0(x-x0),
即y=x0x-x.
令y=-1,得x=,
所以Q.
取x0=2,此时P(2,1),Q(0,-1),以PQ为直径的圆为(x-1)2+y2=2,交y轴于点M1(0,1)或M2(0,-1);
取x0=1,此时P,Q,以PQ为直径的圆为+=,交y轴于M3(0,1)或M4.
故若满足条件的点M存在,只能是M(0,1).
以下证明点M(0,1)就是所要求的点.[来源:Z。xx。k.Com]
因为=(x0,y0-1),=,
所以·=-2y0+2=2y0-2-2y0+2=0,
故以PQ为直径的圆恒过y轴上的定点M(0,1).
【点拨】 本题关键是用M(0,y1),P(x0,y0)的坐标表示出·=0,由点P的任意性,把该式整理成关于y0的等式,其系数均为0;也可取点P的特殊位置找到M坐标,再证明其即为所求.