2022年高中数学圆锥曲线解题技巧总结 .pdf
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1、1 FAPHBQ解圆锥曲线问题的常用方法大全1、定义法 1椭圆有两种定义。第一定义中,r1+r2=2a。第二定义中,r1=ed1r2=ed2。 2 双曲线有两种定义。 第一定义中,arr221, 当 r1r2时,注意 r2的最小值为c-a: 第二定义中, r1=ed1,r2=ed2,尤其应注意第二定义的应用,常常将半径与“点到准线距离”互相转化。 3抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解
2、决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要无视判别式的作用。3、解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法” 。设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x1,y1),B(x2,y2),弦 AB 中点为 M(x0,y0),将点 A、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有: 1)0(12222babyax与直线相交于A、B,设弦 AB 中点为 M(x0,y0),则有02020kbyax
3、。 2)0,0(12222babyax与直线 l 相交于 A、B,设弦 AB 中点为 M(x0,y0)则有02020kbyax 3y2=2px p0与直线 l 相交于 A、B 设弦 AB 中点为 M(x0,y0),则有 2y0k=2p,即 y0k=p. 【典型例题 】例 1、(1)抛物线 C:y2=4x 上一点 P到点 A(3,42)与到准线的距离和最小,则点P的坐标为 _ (2)抛物线 C: y2=4x 上一点 Q 到点 B(4,1) 与到焦点 F 的距离和最小,则点 Q 的坐标为。分析:1A 在抛物线外,如图,连PF,则PFPH,因而易发现,当 A、P、F 三点共线时,距离和最小。 2B
4、在抛物线内,如图,作QR l 交于 R,则当 B、Q、R 三点共线时,距离和最小。解: 1 2,2连 PF,当 A、P、F 三点共线时,PFAPPHAP最小, 此时 AF 的方程为)1(13024xy即y=22(x-1), 代入 y2=4x 得 P(2,22), 注:另一交点为(2,21),它为直线AF 与抛物线的另一交点,舍去精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页2 xy0ABCMD5FFPHy0 xA 2 1 ,41过 Q 作 QRl 交于 R,当 B、Q、R 三点共线时,QRBQQFBQ最小,此时Q 点的纵坐标为
5、1,代入 y2=4x 得 x=41, Q(1 ,41) 点评:这是利用定义将“点点距离”与“点线距离”互相转化的一个典型例题,请仔细体会。例 2、 F 是椭圆13422yx的右焦点, A(1,1) 为椭圆内一定点,P为椭圆上一动点。 1PFPA的最小值为 2PFPA2的最小值为分析: PF 为椭圆的一个焦半径,常需将另一焦半径FP或准线作出来考虑问题。解: 14-5设另一焦点为F,则F(-1,0)连 AF,PF542)(22FAaPAFPaFPaPAPFPA当 P是FA 的延长线与椭圆的交点时, PFPA取得最小值为4-5。 23 作出右准线l,作 PHl 交于 H,因 a2=4,b2=3,c
6、2=1, a=2,c=1,e=21,PHPFPHPF2,21即PHPAPFPA2当 A、P、H 三点共线时,其和最小,最小值为3142Axca例 3、 动圆 M 与圆 C1:(x+1)2+y2=36 内切 ,与圆 C2:(x-1)2+y2=4 外切 ,求圆心 M 的轨迹方程。分析: 作图时,要注意相切时的“图形特征”:两个圆心与切点这三点共线如图中的A、M、C 共线, B、D、M 共线。列式的主要途径是动圆的“半径等于半径”如图中的MDMC 。解:如图,MDMC,26MBMADBMBMAAC即8MBMA *精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
7、-第 2 页,共 15 页3 点 M 的轨迹为椭圆,2a=8,a=4,c=1, b2=15 轨迹方程为1151622yx点评:得到方程* 后,应直接利用椭圆的定义写出方程,而无需再用距离公式列式求解,即列出4) 1()1(2222yxyx,再移项,平方,相当于将椭圆标准方程推导了一遍,较繁琐!例 4、 ABC 中, B(-5,0),C(5,0), 且 sinC-sinB=53sinA,求点 A 的轨迹方程。分析: 由于 sinA、sinB、sinC 的关系为一次齐次式,两边乘以 2RR 为外接圆半径 ,可转化为边长的关系。解: sinC-sinB=53sinA 2RsinC-2RsinB=53
8、2RsinA BCACAB53即6ACAB*点 A 的轨迹为双曲线的右支去掉顶点 2a=6,2c=10 a=3, c=5, b=4 所求轨迹方程为116922yxx3点评: 要注意利用定义直接解题,这里由* 式直接用定义说明了轨迹双曲线右支例 5、 定长为 3 的线段 AB 的两个端点在y=x2上移动, AB 中点为 M,求点 M 到 x 轴的最短距离。分析: 1可直接利用抛物线设点,如设A(x1,x12), B(x2,X22),又设 AB 中点为 M(x0y0)用弦长公式及中点公式得出y0关于 x0的函数表达式,再用函数思想求出最短距离。 2M 到 x 轴的距离是一种“点线距离”,可先考虑M
9、 到准线的距离,想到用定义法。解法一: 设 A(x1,x12), B(x2,x22),AB 中点 M(x0,y0) 则0222102122221221229)()(yxxxxxxxxx由得 (x1-x2)21+(x1+x2)2=9 即 (x1+x2)2-4x1x21+(x1+x2)2=9 由、得2x1x2=(2x0)2-2y0=4x02-2y0代入得(2x0)2-(8x02-4y0)1+(2x0)2=9 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页4 xy0MABA1A2M1M2B1B2xyF1F20ABCD20200419
10、44xxy,1149)14(4944202020200 xxxxy,5192450y当 4x02+1=3 即220 x时,45)(min0y此时)45,22(M法二: 如图,32222ABBFAFBBAAMM232MM, 即23411MM,451MM, 当 AB 经过焦点 F 时取得最小值。 M 到 x 轴的最短距离为45点评: 解法一是列出方程组,利用整体消元思想消x1,x2,从而形成y0关于 x0的函数,这是一种“设而不求”的方法。而解法二充分利用了抛物线的定义,巧妙地将中点M 到 x 轴的距离转化为它到准线的距离,再利用梯形的中位线,转化为A、B 到准线的距离和,结合定义与三角形中两边之
11、和大于第三边当三角形“压扁”时,两边之和等于第三边的属性,简捷地求解出结果的,但此解法中有缺点,即没有验证AB 是否能经过焦点F,而且点M 的坐标也不能直接得出。例 6、 已知椭圆)52( 1122mmymx过其左焦点且斜率为1 的直线与椭圆及准线从左到右依次变于A、B、C、D、设 f(m)=CDAB,1求 f(m),2求 f(m)的最值。分析: 此题初看很复杂,对f(m) 的结构不知如何运算,因A、 B 来源于“不同系统” ,A 在准线上, B 在椭圆上,同样C 在椭圆上, D 在准线上,可见直接求解较繁,将这些线段“投影”到x 轴上,立即可得防)()(22)(2)()(CDABCDABXx
12、xxxxxxmf)()(2DACBxxxx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页5 )(2CBXx此时问题已明朗化,只需用韦达定理即可。解: 1椭圆1122mymx中, a2=m,b2=m-1, c2=1,左焦点F1(-1,0) 则 BC:y=x+1, 代入椭圆方程即(m-1)x2+my2-m(m-1)=0 得 (m-1)x2+m(x+1)2-m2+m=0 (2m-1)x2+2mx+2m-m2=0 设 B(x1,y1),C(x2,y2),则 x1+x2=-)52(122mmm12222)()(2)()(2)(2121m
13、mxxxxxxxxxxCDABmfCACDAB 2)1211 (2121122)(mmmmf当 m=5 时,9210)(minmf当 m=2 时,324)(maxmf点评: 此题因最终需求CBxx,而 BC 斜率已知为1,故可也用 “点差法” 设 BC 中点为 M(x0,y0),通过将 B、C 坐标代入作差,得0100kmymx,将y0=x0+1,k=1 代入得01100mxmx,120mmx,可见122mmxxCB当然, 解此题的关键在于对CDABmf)(的认识, 通过线段在x 轴的“投影”发现CBxxmf)(是解此题的要点。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
14、 - - - - - -第 5 页,共 15 页6 【同步练习 】1、已知:F1,F2是双曲线12222byax的左、 右焦点, 过 F1作直线交双曲线左支于点A、 B,假设mAB,ABF2的周长为A、4a B、4a+m C、4a+2m D、4a-m 2、假设点P 到点 F(4,0)的距离比它到直线x+5=0 的距离小1,则 P 点的轨迹方程是A、y2=-16x B、y2=-32x C、y2=16x D、 y2=32x 3、已知 ABC 的三边 AB、BC、AC 的长依次成等差数列,且ACAB,点 B、C 的坐标分别为 (-1,0),(1,0),则顶点 A 的轨迹方程是A、13422yxB、)
15、0(13422xyxC、)0(13422xyxD、)00(13422yxyx且4、过原点的椭圆的一个焦点为F(1,0),其长轴长为4,则椭圆中心的轨迹方程是A、)1(49)21(22xyxB、)1(49)21(22xyxC、)1(49)21(22xyxD、)1(49)21(22xyx5、已知双曲线116922yx上一点 M 的横坐标为4,则点 M 到左焦点的距离是6、抛物线y=2x2截一组斜率为2 的平行直线,所得弦中点的轨迹方程是7、已知抛物线y2=2x 的弦 AB 所在直线过定点p(-2,0),则弦 AB 中点的轨迹方程是8、过双曲线x2-y2=4 的焦点且平行于虚轴的弦长为9、直线 y=
16、kx+1 与双曲线 x2-y2=1 的交点个数只有一个,则k= 10、设点 P 是椭圆192522yx上的动点, F1,F2是椭圆的两个焦点,求sin F1PF2的最大值。11、已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,左焦点到坐标原点、右焦点、右准线的距离依次成等差数列,假设直线l 与此椭圆相交于A、B 两点,且 AB 中点 M 为(-2,1),34AB,求直线l 的方程和椭圆方程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页7 12、已知直线 l 和双曲线)0,0(12222babyax及其渐近线的交点从左到右依次为A、B、
17、C、D。求证:CDAB。【参考答案 】1、C aBFBFaAFAF2,21212,,24,42222maABBFAFaABBFAF选 C 2、C 点 P到 F 与到 x+4=0 等距离, P点轨迹为抛物线p=8 开口向右,则方程为y2=16x,选 C 3、D 22ACAB,且ACAB点 A 的轨迹为椭圆在y 轴右方的部分、又A、B、C 三点不共线,即y0,故选 D。4、A 设中心为 (x,y),则另一焦点为(2x-1,2y),则原点到两焦点距离和为4 得4)2() 12(122yx,49)21(22yx又 ca,2)1(22yx (x-1)2+y221) 7、y2=x+2(x2) 设 A(x1
18、,y1), B(x2,y2),AB 中点 M(x ,y),则2)(),(2,2,2212121212221222121yyxxyyxxyyxyxy20 xykkMPAB,222yxy,即 y2=x+2 又弦中点在已知抛物线内P,即 y22x,即 x+22 8、4 22, 8,4222ccba,令22x代入方程得8-y2=4 y2=4,y=2,弦长为4 9、12或y=kx+1 代入 x2-y2=1 得 x2-(kx+1)2-1=0 (1-k2)x2-2kx-2=0 0012k得 4k2+8(1-k2)=0,k=2 1-k2=0 得 k=1 10、解: a2=25,b2=9,c2=16 设 F1、
19、F2为左、右焦点,则F1(-4,0)F2(4,0) 设212211,PFFrPFrPF则221222121)2(cos22crrrrrr2-得 2r1r2(1+cos)=4b2 1+cos=212212224rrbrrbr1+r2212rr,r1r2的最大值为a2 1+cos的最小值为222ab,即 1+cos2518cos257,257arccos0则当2时, sin取值得最大值1,即 sinF1PF2的最大值为1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页9 11、设椭圆方程为)0(12222babyax由题意: C、
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