- 2021-07-01 发布 |
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文档介绍
【数学】2018届一轮复习北师大版第八章解析几何第九节圆锥曲线的综合问题教案
第九节 圆锥曲线的综合问题 ☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆ 考纲要求 真题举例 命题角度 1.了解圆锥曲线的简单应用; 2.理解数形结合的思想; 3.掌握解决直线和圆锥曲线位置关系的方法。 2016,全国卷Ⅰ,20,12分(取值范围问题) 2016,全国卷Ⅱ,20,12分(取值范围问题) 2016,山东卷,21,14分(最值问题) 2016,北京卷,19,14分(定值问题) 本部分内容要求较高,思维量和运算量都比较大,主要考查学生的思维品质和解决问题的能力。命题主要方向是考查直线与圆锥曲线的位置关系、定点和定值、最值和范围以及证明某些几何问题、解决一些探索性问题等。 微知识 小题练 自|主|排|查 1.直线与圆锥曲线的位置关系 (1)从几何角度看,可分为三类:无公共点,仅有一个公共点及有两个相异的公共点。 (2)从代数角度看,可通过将表示直线的方程代入二次曲线的方程消元后所得方程解的情况来判断。设直线l的方程为Ax+By+C=0,圆锥曲线方程为f(x,y)=0。 由消元。 (如消去y)得ax2+bx+c=0。 ①若a=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l与双曲线的渐近线平行;当圆锥曲线是抛物线时,直线l与抛物线的对称轴平行(或重合)。 ②若a≠0,设Δ=b2-4ac。 a.当Δ>0时,直线和圆锥曲线相交于不同两点; b.当Δ=0时,直线和圆锥曲线相切于一点; c.当Δ<0时,直线和圆锥曲线没有公共点。 2.直线与圆锥曲线相交时的弦长问题 (1)斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则所得弦长: |P1P2|= =·|x1-x2| = =|y1-y2|。 (2)斜率不存在时,可求出交点坐标,直接运算(利用两点间距离公式)。 3.圆锥曲线的中点弦问题 遇到弦中点问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解。 在椭圆+=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=-;在双曲线-=1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=;在抛物线y2=2px(p>0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=。在使用根与系数关系时,要注意使用条件是Δ≥0。 微点提醒 1.弦长公式使用时要注意直线的斜率情况,对于斜率不存在的直线要单独处理,对于抛物线中的过焦点的弦要使用其特定的公式。 2.直线与双曲线或与抛物线的交点问题比直线与椭圆的交点问题更为复杂,除了可以利用方程分析,还可以结合图象分析。 小|题|快|练 一 、走进教材 1.(选修2-1P71例6改编)过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条 【解析】 结合图形分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x=0,过点(0,1)且平行于x轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x=0)。故选C。 【答案】 C 2.(选修2-1P69例4改编)直线l经过抛物线y2=4x的焦点F,与抛物线相交于A,B两点,若|AB|=8,则直线l的方程为________。 【解析】 当直线l的斜率不存在时,显然不成立。 设直线l的斜率为k,A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2), 因为直线l过焦点F(1,0), 故直线l的方程为y=k(x-1)。 由得k2(x-1)2=4x, 即k2x2-(2k2+4)x+k2=0, 则 所以|AB|=|x1-x2| = ===8, 所以k2=1,故k=±1。 所以直线l的方程为y=±(x-1), 即x-y-1=0或x+y-1=0。 【答案】 x-y-1=0或x+y-1=0 二、双基查验 1.“直线与双曲线相切”是“直线与双曲线只有一个公共点”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 【解析】 直线与双曲线相切时,只有一个公共点,但直线与双曲线相交时,也可能有一个公共点,例如:与双曲线的渐近线平行的直线与双曲线只有一个交点。故选A。 【答案】 A 2.(2016·锦州模拟)过抛物线y2=8x的焦点F作倾斜角为135°的直线交抛物线于A,B两点,则弦AB的长为( ) A.4 B.8 C.12 D.16 【解析】 抛物线y2=8x的焦点F的坐标为(2,0),直线AB的倾斜角为135°,故直线AB的方程为y=-x+2,代入抛物线方程y2=8x,得x2-12x+4=0。设A(x1,y1),B(x2,y2),则弦AB的长|AB|=x1+x2+4=12+4=16。故选D。 【答案】 D 3.设P,Q分别为圆x2+(y-6)2=2和椭圆+y2=1上的点,则P,Q两点间的最大距离是( ) A.5 B.+ C.7+ D.6 【解析】 圆心M(0,6),设椭圆上的点为Q(x,y), 则|MQ|== =, 当y=-∈[-1,1]时,|MQ|max=5。 所以|PQ|max=5+=6。故选D。 【答案】 D 4.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点(2,)在C上。 (1)求C的方程; (2)直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M。证明:直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值。 【解析】 (1)由题意有=,+=1, 解得a2=8,b2=4,所以C的方程为+=1。 (2)证明:设直线l:y=kx+b(k≠0,b≠0), A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM)。 将y=kx+b代入+=1得 (2k2+1)x2+4kbx+2b2-8=0。 xM==,yM=kxM+b=。 于是直线OM的斜率kOM==-, 即kOM·k=-。 所以直线OM的斜率与直线l的斜率的乘积为定值。 【答案】 (1)+=1 (2)见解析 第一课时 最值、范围问题 微考点 大课堂 考点一 直线与圆锥曲线的位置关系 【典例1】 (1)直线y=kx+2与抛物线y2=8x有且只有一个公共点,则k 的值为( ) A.1 B.1或3 C.0 D.1或0 (2)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,斜率为的直线交抛物线于A,B两点,若=λ(λ>1),则λ的值为( ) A.5 B.4 C. D. 【解析】 (1)由得k2x2+(4k-8)x+4=0,若k=0,则y=2,若k≠0,则Δ=0, 即64-64k=0,解得k=1, 所以直线y=kx+2与抛物线y2=8x有且只有一个公共点时,k=0或1。故选D。 (2)根据题意设A(x1,y1),B(x2,y2), 由=λ得=λ, 故-y1=λy2,即λ=-。 设直线AB的方程为y=, 联立直线与抛物线方程,消元得y2-py-p2=0。 故y1+y2=p,y1·y2=-p2,=++2=-, 即-λ-+2=-。又λ>1,故λ=4。故选B。 【答案】 (1)D (2)B 反思归纳 直线与圆锥曲线位置关系的判定方法及关注点 1.判定方法:直线与圆锥曲线方程联立,消去x(或y),判定该方程组解的个数,方程组有几组解,直线与圆锥曲线就有几个交点;有时也会考虑数形结合思想。 2.关注点:(1)联立直线与圆锥曲线的方程消元后,应注意讨论二次项系数是否为零的情况。(2)判断直线与圆锥曲线位置关系时,判别式Δ起着关键性的作用,第一:可以限定所给参数的范围;第二:可以取舍某些解以免产生增根。 【变式训练】 (1)过点A(1,0)作倾斜角为的直线,与抛物线y2=2x交于M,N两点,则|MN|=____。 (2)已知点(4,2)是直线l被椭圆+=1所截得的线段的中点,则l的方程是________。 【解析】 (1)斜率k=tan=1,所以过点A(1,0)的直线方程为y=x-1。将其代入抛物线方程y2=2x,得x2-4x+1=0。 因为判别式Δ=16-4>0,所以设它的两根分别为x1,x2。 于是x1+x2=4,x1x2=1。 故|MN|==×=2。 (2)设直线l与椭圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2), 则+=1,且+=1, 两式相减得=-。 又x1+x2=8,y1+y2=4, 所以=-, 故直线l的方程为y-2=-(x-4), 即x+2y-8=0。 【答案】 (1)2 (2)x+2y-8=0 考点二 最值问题 【典例2】 (2016·重庆适应性测试)如图,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,O是坐标原点,|OF|=,过F作OF的垂线交椭圆于P0,Q0两点,△OP0Q0的面积为。 (1)求该椭圆的标准方程; (2)若直线l与上、下半椭圆分别交于点P,Q,与x轴交于点M,且|PM|=2|MQ|,求△OPQ的面积取得最大值时直线l的方程。 【解析】 (1)由题可得,|P0F|===, 易知|P0F|=,从而=。 又c=|OF|=,即a2-b2=5,因此a2-a-5=0,解得a=3或a=-,又a>0,故a=3,从而b=2。 故所求椭圆的标准方程为+=1。 (2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),M(m,0),由题知y1>0,y2<0,并可设直线l:x=ty+m(t≠0),代入椭圆方程得+=1,即(4t2+9)y2+8tmy+4(m2-9)=0 (*)。 由题意可知|m|≤3,Δ>0,从而 y1+y2=-,y1y2=。 由|PM|=2|MQ|,得==2,即y1=-2y2。 因此y2=-(y1+y2)=,y1y2=-2y,故=-22, 从而m2=。 所以S△OPQ=|OM||y1-y2|=|m||-3y2|===≤3。 当且仅当4|t|=,即t=±时,等号成立,此时m2==5,满足方程(*)的根的判别式大于0。 注意到y2=且y2<0,知tm<0,故满足题意的直线l的方程为x=y-或x=-y+,对应△OPQ的面积取得最大值3。 【答案】 (1)+=1 (2)x=y-或x=-y+ 反思归纳 最值问题的两类解法 1.几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决; 2.代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立起目标函数,再求这个函数的最值,最值常用基本不等式法、配方法及导数法求解。 【变式训练】 设椭圆M:+=1(a>b>0)的离心率与双曲线x2-y2=1的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4。 (1)求椭圆M的方程; (2)若直线y=x+m交椭圆M于A,B两点,P(1,)为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值。 【解析】 (1)双曲线的离心率为, 则椭圆的离心率e==, 由⇒ 故椭圆M的方程为+=1。 (2)由得4x2+2mx+m2-4=0, 由Δ=(2m)2-16(m2-4)>0, 得-2查看更多