专题15 圆锥曲线中的探索性问题与不良结构问题(解析版).docx
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1、专题15圆锥曲线中的探索性问题与不良结构问题一、考情分析圆锥曲线中的探索性问题与不良结构问题是近年高考的热点,探索性问题通常为探索是否存在符合的点、直 线或结果是否为定值,求解时一般是先假设结论存在,再进行推导,有时也会出现探索曲线位置关系的试题,结 构不良问题时,兼顾开放性与公平性,形式不固化,问题条件或数据缺失或冗余、问题目标界定不明确、具有多 种评价解决方法的标准等特征,选择不同的条件,解题的难度是有所不同的,能较好地考查学生分析问题解决 问题的能力.二、解题秘籍(一)解决探索性问题与不良结构问题的注意事项及方法1 .解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若
2、结论正确则存在,若结论不正确则不存在.当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要开放思维,采取另外合适的方法.2 .存在性问题的求解方法存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、 曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线 或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法.3 .结构不良问题的主要特征有:问题条件或数据部分缺失或冗
3、余;问题目标界定不明确;具有多种解决方法、途径;具有多种评价解决方法的标准;所涉及的概念、规则和原理等不确定.29【例1】(2023届江西省赣州厚德外国语学校、丰城中学高三上学期10月联考)已知双曲线C:二 2 = 1经过点(2,-3),两条渐近线的夹角为60 ,直线/交双曲线于A5两点.(1)求双曲线。的方程.若动直线/经过双曲线的右焦点尸2,是否存在X轴上的定点”(叫0),使得以线段A5为直径的圆恒过M点?若存在,求实数加的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1),两条渐近线的夹角为60;.,渐近线的斜率。= 6或,即。=6或=走;a33当b = y/3a时,由二-广=1得:=1, = 3
4、 ,双曲线C的方程为:x2 - = 1 ; 矿价3当=走时,方程;-於=1无解;3CT tr(2)。= 庐乒=1,则有耳(TO),设K。),线段耳K的中点为(乂力则有.x-2 = ny = 2m = 2x 4-1 n = 2y29又K是椭圆上的动点,则有3二,即 0x+i) +(2y)故线段片 0)的焦点为F,点P (加儿)在抛物线C上,且.求抛物线C的标准方程;若直线l:x-y-2 =。与抛物线C交于A,3两点,求AABF的面积.【解析】(1)解:选择条件,由抛物线的定义可得PF = /+,因为尸产=% +1,所以=% +1,解得p = 2,故抛物线C的标准方程为y2=4x.选择条件,因为%
5、 =2% =2,所以 为 =2,% =1,因为点P(x0,y。)在抛物线。上,所以y;=2px。,即2)=4,解得p = 2,所以抛物线C的标准方程为y2=4x.选择条件.当尸产_Lx轴时,Pb = + = 2,所以 =2.故抛物线C的标准方程为y2=4x.(2)解:设由(1)知尸(1解).x-y-2 = 0.由 2 4 ,得 y2_4y_8 = 0, y =4x则 X +% =4,x% =-8,所以 一 %| = J(x + %= J16 + 32 =46,故 AB = J1 +器 M - 丫21 = & x 4G = 4a/6 .因为点尸到直线/的距离d=4也=立,V1 + 1 2所以AB
6、b的面积为,A8d = Lx4x正=2月.222三、跟踪检测1. (2023届广东省佛山市顺德区高三上学期教学质量检测)已知动圆C经过点打1,0),且与直线4-1相切, 记动圆。圆心的轨迹为E.求E的方程;已知尸(4,%)(%0)是曲线E上一点,是曲线E上异于点2的两个动点,设直线24、依的倾斜角分别3兀为以尸,且。+ /?=3,请问:直线A3是否经过定点?若是,请求出该定点,若不是,请说明理由.4【解析】(1)设动圆圆心加(羽y),;动圆C经过点尸(1,0),且与直线厂-1相切,点M的轨迹是以(1,0)为焦点,直线x=-l为准线的抛物线,故其方程为V=4x,二动圆圆心C的轨迹方程是y2 =
7、4x ;(2)由(1)可得P(4,4),7TIT当直线B4、依中其中一条的斜率不存在,不妨设。=不用=:, 24易得A(4,-4),直线总的直线为尸工,与丁=41联立可得3(0,0),故直线AB的方程为x + y = 0 ;当直线M的斜率都存在时,故设直线、您的斜率勺,月,k = -4 . 44所以L/_Jx+4,同理可得%+4因为/=亨,所以tan(a +夕)=-1,所以三巴空吗 =-1,即二一1,所以仁+ &-% 4+1 =。,41 - tan a tan/1 - as, k24444所以广+广一不言+1=,即 8(y+%)+%+32=。,(丫? = 4x由题意可设AB方程为x = 9 +
8、,联立厂,消X整理得y24(y-4 = 0,x = ty + n所以 A = 16t2 +160,X + y2 =今,y % = 一4,所以32/4+32 = 0即 =8才+8,所以 x = + = + 8,+ 8 =,(y + 8) + 8,令3 + 8 = 0得y = -8,% = 8,此时有定点(8,-8),综上所述,直线A3经过定点(8,-8)(2023届江苏省泰州市泰兴市高三上学期期中)已知圆。:/+产=16,点A (6,0),点B为圆。上的动点, 线段A3的中点”的轨迹为曲线C.(1)求曲线。的方程;设T (2,0),过点T作与x轴不重合的直线/交曲线。于E、尸两点.(i)过点T作
9、与直线/垂直的直线相交曲线。于G、”两点,求四边形EGF”面积的最大值;(ii)设曲线C与x轴交于P、。两点,直线尸石与直线Qb相交于点N,试讨论点N是否在定直线上,若是,求出 该直线方程;若不是,说明理由.【解析】(1)设加(),3(人0,%),因为点3在圆。上,所以片+常=16,因为M为A3中点,所以丫_6 + /A - 2,整理得I 2xCi=2x-6 c,代入式中得% = 2y(2x-6)2+49=16,整理得(x-3)2+ 9 =4,所以曲线。的方程为(x-3 + y2=4.(2) (i)因为直线/不与x轴重合,所以设直线/的方程为工=殁+ 2,即x-my-2 = 0,则直线GH为如
10、+y-2m=0,设曲线。的圆心到直线/和直线GH的距离分别为4 4,则4 = -7=&= -f3=,所以但同二2k2 咫三,GH = 2/4-?=2 咫二,所以 J1 + Vm2+11 1 V 1 + m2V /+ 1 1 V 根 +1 V m2 + l114m2 +3 c 13m2 +4nSegfh =1 X 2、7r X 2d齐方=2412+ / + 2M +,当机=0 时,Segfh = 4yB ;Vm7,当且仅当为=1时等号成立,综上所述,四边形EGFH面积的最大值为7.(ii)设石(石,乂),尸(孙),x = my+ 2?_3联立,_3 + y2=4得+1)V一2冲-3 =。,则必+
11、必二版力川办二审评%茄(M+必), 因为曲线。与X轴交于P,。两点,所以尸(1,。),2(5,0),则直线收的方程为丁 =7(1-1)=77(X-1),%1 1myx +1直线。产的方程为 =上7(、一5)二(工-5),x2 -5my2 -3联立两直线方程得X = 4警+32 = 一+5% = _13y + 必3y + 必 3乂 + %片冷,所以4-I,产一,3 M +%(3%+必J所以N在定直线x二 1上.3. (2023届上海师范大学附属嘉定高级中学高三上学期期中)己知双曲线Uf丁=1,过点了,0)作直线/ 和曲线C交于4方两点.求双曲线C的焦点和它的渐近线;若 = 0,点A在第一象限,A
12、H轴,垂足为凡连结,求直线斜率的取值范围;(3)过点7作另一条直线机川和曲线。交于&F两点.问是否存在实数。使得丽.炉=0和网=|司 同时成立.如果存在,求出满足条件的实数t的取值集合;如果不存在,请说明理由.【解析】解:由曲线C%2 y2=,可得曲线C的焦点为片(-V2,0), F2 (V2,0),渐近线方程y = 工;(2)解:设/: =依,4(石,凹),3(一西,一切),“(工,0),因为双曲线的渐近线为 = 七且点A在第一象限,所以0女 1,此时 |AB| = 2,令=,则/一 y 2 = 1,解得 y = _ 1,所以但q=2工,因为|而|=|而所以242-1 = 2,解得 = VL
13、当两条直线斜率都存在时,不妨设/:K-0且攵wl),联立 I V(: 一?,消 y 得(1 F )/ + 2公比(1 + 攵2/)=0 ,X -=1设 A(%2, % ),3(毛,% ),miI2k2 t1 +公/贝 I与 + 玉=-,2 %3 = 一 1 ,2 ,1 K1 K-k2则 AB = Jl + 父 Jq + x3)2 即点的轨迹方程为:工+匕=1(0), 3 -4x2x3IQ 7 件 M,P 1 r/日 I 口讯 _ 21k- +1J产l + 1” 将2 d换成-层可待|明=1由A3 = 尸,可得2,1 + 公2J 攵2+1I -2 收+1/2-1 + /k2-l解得=2,即,=
14、JL此时A = 4(居2 一女2 +1)= 4伏2 +1) 0恒成立,综上所述=0,4. (2023届湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校高三上学期期中联考)设点P为圆C:f + y2 =4上的动点,过点p作X轴垂线,垂足为点Q,动点M满足2超(点P、。不重合)求动点M的轨迹方程E;若过点7(4,0)的动直线与轨迹E交于A、8两点,定点N为1,|,直线N4的斜率为人,直线N3的斜率为L试判断K+&是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【解析】(1)设点尸为(M,%),动点M为(%),则。点为(如。),M2 = (4-x,-y),PQ = (。,-%), 2A/Q = y/3
15、PQ:.2(x()-x,-y) = 73(0,-y0),x( - x4求得:1 o 6 又.,片+$=4.2+ y2=4, -2y = -3%3(2)设直线A8方程为:x = /冲+ 4,(2)设直线A8方程为:x = /冲+ 4,x = my + 4x2 y2 得(3nr + 4)9 + 24my + 36 = 0,143., A = (24m)2 -4x363m2 + 4) 0,篦 2或根 b0)的离心率为丰,过坐 标原点。的直线交椭圆后于尸,A两点淇中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,当C为椭圆 的右焦点时,PAC的面积为72 .求椭圆E的方程;若B为4?的延长线与椭圆
16、E的交点,试问:是否为定值,若是,求出这个定值;若不是,说明理由.【解析】,椭圆离心率e,=立,.,=/2,则=/一22221当。为椭圆右焦点时,PC =- = -a; a 2*.t S PAC - 2S poc = 2 x c * fz = tzc = a2 = V2,解得:a2 = 4, /?2 = 2,厂al/ mc 2 22422,椭圆后的方程为:+- = 1. 42(2)422k2X2k2X一/+西=急,贝1%=芸+%凡十/十/k /、k(2k2%.,1=-(0)=-+ 工0 - X。号一.B 公+22k x k x0、二 + 2()42+2由题意可设直线= H(左 。),尸(X0,
17、也),3(X,x),则 4(%,依),0(%,0),. kAC = + =,直线 AC: y = *_); 玉)十x。 ,2y = *f)由Z 得:(/+2)工22公/九+ 谷8 = 0, ,匕=1 (2k2x(. 2kxe 1 /、,PB =总点,记会又尸A = (一2玉),-2丘),丽丽=-2/蓍+ (-2心).一言=0,则以 PB, K Iy K NAPB为定值90。.6. (2023届云南省部分重点中学高三上学期10月份月考)已知抛物线C: V=2pMp0)的焦点为。点2)在抛物线C上,且DF = 2.求抛物线C的标准方程.直线/: x = y+r与抛物线。交于4 5两点,点P(TO)
18、,若ZAPO=/B尸O (。为坐标原点),直线/是否恒过点M?若是,求出定点M的坐标;若不是,请说明理由.【解析】(1)因为点。(如2)在抛物线。上,且尸|=2,4=2px0所以有 , p、。0片2,因此抛物线。的标准方程为产二;%-(-)=2(2)设 A(5,y),3(w,%),y2 -4-X直线方程与抛物线方程联立,得厂n产.)-羽=0,x-my+t因为X+% = 4/x% =一4.因为NA PO = /BPO,所以砥+原p =。,所以 % + % = 乂(吵+1 + 4)+%(毁+/ + 4)= 2 盯%+ + 4)(必+必)=0 X1+4 %2 +4 (my+1 + 4)(根+/ +
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