2019届二轮复习直线与圆锥曲线提分秘籍学案(全国通用)
题型一 直线与圆锥曲线的位置关系
例1 已知直线l:y=2x+m,椭圆C:+=1.试问当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个不重合的公共点;
(2)有且只有一个公共点;
(3)没有公共点.
(2)当Δ=0,即m=±3时,方程③有两个相同的实数根,可知原方程组有两组相同的实数解.这时直线l与椭圆C有两个互相重合的公共点,即直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3)当Δ<0,即m<-3或m>3时,方程③没有实数根,可知原方程组没有实数解.这时直线l与椭圆C没有公共点.
点评 (1)判断直线与圆锥曲线的交点个数时,可直接求解相应方程组得到交点坐标,也可利用消元后的一元二次方程根的判别式来确定,需注意利用判别式的前提是二次项系数不为0.
(2)依据直线与圆锥曲线的交点个数求参数时,联立方程并消元,得到一元方程,此时注意观察方程的二次项系数是否为0,若为0,则方程为一次方程;若不为0,则将方程解的个数转化为判别式与0的大小关系求解.学
巩固1(2016·全国乙卷)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连接ON并延长交C于点H.
(1)求;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其他公共点?说明理由.
题型二 弦长问题
例2:(2016·全国甲卷)已知A是椭圆E:+=1的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(1)当|AM|=|AN|时,求△AMN的面积.
(2)当2|AM|=|AN|时,证明:
0,由|AM|=|AN|及椭圆的对称性知,直线AM的倾斜角为.
又A(-2,0),因此直线AM的方程为y=x+2.将x=y-2代入 +=1得7y2-12y=0,
解得y=0或y=,所以y1=.
因此△AMN的面积S△AMN=2×××=.
点评 有关圆锥曲线弦长问题的求解方法
涉及弦长的问题中, 应熟练的利用根与系数的关系、设而不求法计算弦长;涉及垂直关系时也往往利用根与系数的关系、设而不求法简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解.
巩固2(2018北京文)已知椭圆的离心率为,焦距为.斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求的最大值;
(3)设,直线与椭圆的另一个交点为,直线与椭圆的另一个交点为.若,和点共线,求.
题型三 中点弦问题
1 利用中点弦确定直线或曲线方程
例3(1)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交E于A,B两点.若AB的中点坐标为(1,-1),则E的方程为( )
A.+=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1
(2)已知(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 .
(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)D (2)x+2y-8=0
巩固3(2018浙江)如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B
满足PA,PB的中点均在C上.
(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
2 由中点弦解决对称问题
例4 (2015·浙江)如图已知椭圆+y2=1上两个不同的点A,B关于直线y=mx+对称.
(1)求实数m的取值范围;
(2)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).
【解析】 (1)由题意知m≠0,可设直线AB的方程为y=-x+b.由
消去y,得x2-x+b2-1=0.学
因为直线y=-x+b与椭圆+y2=1有两个不同的交点,所以Δ=-2b2+2+>0,①
将AB中点M代入直线方程y=mx+,解得b=-,②
由①②得m<-或m>.
思维升华 处理中点弦问题常用的求解方法
(1)点差法:即设出弦的两端点坐标后,代入圆锥曲线方程,并将两式相减,式中含有x1+x2,y1+y2,三个未知量,这样就直接联系了中点和直线的斜率,借用中点公式即可求得斜率.
(2)根与系数的关系:即联立直线与圆锥曲线的方程得到方程组,化为一元二次方程后,由根与系数的关系求解.
(3)解决对称问题除掌握解决中点弦问题的方法外,还要注意:如果点A,B关于直线l对称,则l垂直直线AB且A,B的中点在直线l上的应用.
巩固4(2018全国新课标Ⅰ文)设抛物线,点,,过点的直线与交于
,两点.
(1)当与轴垂直时,求直线的方程;
(2)证明:. 学 ]
巩固5设抛物线过定点A(-1,0),且以直线x=1为准线.
(1)求抛物线顶点的轨迹C的方程;
(2)若直线l与轨迹C交于不同的两点M,N,且线段MN恰被直线x=-平分,设弦MN的垂直平分线的方程为y=kx+m,试求m的取值范围.
答案与解析
学 ]
巩固2【解析】(1)由题意得,所以,
又,所以,所以, 学 ]
所以椭圆的标准方程为.
(2)设直线的方程为,
由消去可得,
则,即,
设,,则,,
则,
易得当时,,故的最大值为.学
【答案】(1);(2);(3)1.
巩固3【解析】(1)设,,,
则中点为,由中点在抛物线上,可得,
化简得,显然,
且对也有,
所以是二次方程的两不等实根,
所以,,即垂直于轴.
所以,
,所以,
即的面积的取值范围是.
【答案】:(1)略;(2).
巩固4【解析】(1)当与轴垂直时,的方程为,代入,
∴或,
∴的方程为:或. 学 ]
(2)设的方程为,设,联立方程,得,∴,,
∴,
∴,∴.学
【答案】(1)或;(2)见解析
(2)设弦MN的中点为P,M(xM,yM),N(xN,yN),则由点M,N为椭圆C上的点,
可知两式相减,得4(xM-xN)(xM+xN)+(yM-yN)(yM+yN)=0,
将xM+xN=2×=-1,yM+yN=2y0,
=-代入上式得k=-.
又点P在弦MN的垂直平分线上,所以y0=-k+m.
所以m=y0+k=y0.由点P(-,y0)在线段BB′上
(B′,B为直线x=-与椭圆的交点,如图所示),
所以yB′
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