2022-2023学年高二数学上学期期中期末常考题型重点突破(人教A版2019)常考题型13 圆锥曲线中定点、定值、最值与范围问题含解析.pdf
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1、2022-20232022-2023 学年高二数学上学期期中期末常考题型重点突破学年高二数学上学期期中期末常考题型重点突破常常考题型考题型 1313 圆锥曲线中定点、定值、最值与范围问题圆锥曲线中定点、定值、最值与范围问题考法一:圆锥曲线中的最值问题考法一:圆锥曲线中的最值问题1.几何法:若题目中的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理等知识进行求解。2.代数法:若题目中的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值,这就是代数法。利用代数法解决最值与参数范围问题常从以下五个方面考虑:(1)利用根的判别式构造不等关系
2、,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是在两个参数间建立等量关系;(3)建立关于参数的不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用基本不等式求出参数的取值范围;(5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围。考法二:考法二:定点问题定点问题1.引进参数法:引进动点的坐标或动线方程的系数为参数表示变化量,再研究引进的变量与参数何时没有关系,从而找到定点。2.特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明定点与变量无关。考法三:考法三:定值问题定值问题1.基本思路(1)首先求出这个几何量或代数表达式;(2)对表达式进行化简,整理成),(xnmf
3、y 的最简形式;(3)根据已知条件列出必要的方程(或不等式),消去参数,求出定值,一般是根据已知条件列出方程),(nmgk,代入),(knmfy,得到cnmhy),(c 为常数)的形式。2.常用方法(1)从特殊入手,求出表达式,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。探究一:圆锥曲线中的最值问题探究一:圆锥曲线中的最值问题已知F是椭圆22:115xyCm的右焦点,点3 52,2A在C上,直线AF与y轴交于点B,点P为 C 上的动点,则PA PB 的最小值为()A514B154C134D154思路分析:思路分析:由题可得椭圆22:11615xyC
4、,进而可得20,3 5B,利用向量数量积的坐标表示可得PA PB 200204542xyx,再结合条件及二次函数的性质即求。【变式练习】【变式练习】1已知双曲线2222:10,0 xyCabab的离心率为103,双曲线上的点到焦点的最小距离为103,则双曲线上的点到点5,0A的最小距离为()A1B62C2D62已知抛物线C:210yx,点P为抛物线C上任意一点,过点P向圆22:12350D xyx作切线,切点分别为,A B,则四边形PADB面积的最小值为A342B34C2 34D35探究二:探究二:定点问题定点问题设 A,B 是抛物线 C:24yx上两个不同的点,为坐标原点,若直线 OA 与
5、OB 的斜率之积为-4,则下列结论正确的有()4AB 8OAOB直线 AB 过抛物线 C 的焦点OAB面积的最小值是 2ABCD思路分析:思路分析:设直线AB的方程为xmyt,与抛物线方程联立,得出韦达定理代入4OAOBkk,可判断;从而根据抛物线的性质可知24ABp,可判断;再表示出OAB的面积可判断;对于取1,2A,1,2B可判断;从而得出答案。【变式练习】【变式练习】1已知椭圆2214xy的上顶点为,ABC、为椭圆上异于 A 的两点,且ABAC,则直线BC过定点()A(1,0)B(3,0)C10,2D30,52已知P为双曲线2213yx 右支上的一个动点,F为双曲线的右焦点,若在x轴的负
6、半轴上存在定点,00M tt,使得2PFMPMF,则t()A1B2C3D4探究三:探究三:定值问题定值问题已知14m,1F,2F为曲线22:144xyCm的左、右焦点,点P为曲线C与曲线22:11Eyxm在第一象限的交点,直线l为曲线C在点P处的切线,若三角形12FPF的内心为点M,直线1FM与直线l交于N点,则点M,N横坐标之差为_思路分析:思路分析:由题意写出明确两曲线的焦点,可求得 P 点坐标,进而求出 P 点处的切线方程,利用圆的切线性质结合双曲线几何性质求出三角形12FPF内切圆圆心的横坐标,再表示出直线1FM的方程,联立解得 N 点横坐标,即可求得答案。【变式练习】【变式练习】1已
7、知双曲线222210,0 xyabab的一条渐近线方程为2yx,且过点5,2P,M,N 为双曲线上的两动点,以 M,N 为直径的圆过原点 O,则2211OMON_2已知抛物线220ypx p的焦点为F,过F作直线l交抛物线于,A B两点,点,2pMp,若直线,MA MB的斜率分别为12,k k,则12kk_一、单选题一、单选题1已知点5,0A、5,0B,动点,P m n满足:直线PA的斜率与直线PB的斜率之积为1625,则224mn的取值范围为()A16,100B25,100C16,100D25,1002点 M 为双曲线2212yx上任意一点,点 O 是坐标原点,则|OM的最小值是A1B2C2
8、D2 23 已知抛物线214yx和21516yx 所围成的封闭曲线如图所示,给定点(0,)Aa,若在此封闭曲线上恰有三对不同的点,满足每一对点关于点A对称,则实数a的取值范围是A(1,3)B(2,4)C3(,3)2D5(,4)24已知椭圆2211612xy的左焦点是1F,右焦点是2F,点 P 在椭圆上,如果线段1PF的中点在y轴上,那么21:PFPF A3:5B3:4C4:3D5:35已知椭圆C:222210 xyabab的左右顶点分别为A和B,是椭圆上不同于A,B的一点设直线AP,BP的斜率分别为m,n,则当2343abmnmn取最小值时,椭圆C的离心率为()A2 23B45C32D156已
9、知椭圆22:14xEy,P 为 E 的长轴上任意一点,过点 P 作斜率为12的直线 l 与 E 交于 M,N 两点,则22|PMPN的值为()A4B5C6D77直线 l 过点(2,1),且与双曲线2214xy有且只有一个公共点,则这样的不同直线的条数为()A1B2C3D48 已知双曲线222:1(0)yC xbb的左右焦点分别为12,F F,圆223(1)4xy与C的渐近线相切.P为C右支上的动点,过P作两渐近线的垂线,垂足分别为,A B.给出以下结论:C的离心率2e;两渐近线夹角为30;PA PB为定值34;AB的最小值为32.则所有正确结论为()ABCD二、多选题二、多选题9 已知椭圆M:
10、222210 xyabab的离心率为32,且过点13,2.若 P 在椭圆M上,1F,2F是椭圆M的左,右焦点,则下列说法正确的是()A若12PFPF,则1230PFFB满足12FPF是直角三角形的点P有 4 个C若122PFPF,则121cos3FPF D12PFPF的最大值为2 310若双曲线 C:222210,0 xyabab的实轴长为 6,焦距为 10,右焦点为 F,则下列结论正确的是()A过点 F 的最短的弦长为323B双曲线 C 的离心率为54C双曲线 C 上的点到点 F 距离的最小值为 2D双曲线 C 的渐近线为43yx 11 点P是椭圆222210 xyCabab:上一点,椭圆C
11、的左右焦点分别为12FF,则下列说法正确的是()A若椭圆C上顶点为0 2,12120F PF,则12FPF的面积为4 3B若12120F PF,则椭圆C的离心率e的最小值为32C令直线12PFPF,的斜率分别为12kk,则21 22bk ka D若12FPF的重心G和内心I满足12GIFF,其中R,则椭圆C的离心率12e 12已知双曲线222:10 xCyaa,若圆2221xy与双曲线C的渐近线相切,则()A双曲线C的实轴长为6B双曲线C的离心率2 33e C点P为双曲线C上任意一点,若点P到C的两条渐近线的距离分别为1d、2d,则2134d d D 直线1yk xm与C交于A、B两点,点D为
12、弦AB的中点,若OD(O为坐标原点)的斜率为2k,则1213k k 三、填空题三、填空题13 双曲线22:10,0C mxnymn的虚轴长为1,两条渐近线方程为3yx,双曲线C上有两个点D、E,直线OD和OE的斜率之积为1,则2211OEOD_.14已知抛物线2:8E xy,点P是E的准线l上一个动点,过点P作E的两条切线,切点分别为,A B.则直线AB必然经过定点,该定点坐标为_.15在平面直角坐标系xOy中,F是抛物线2:2C xy的焦点,M是抛物线C上位于第一象限内的任意一点,过M,F,O三点的圆的圆心为Q,若直线MQ与抛物线C相切于点M,则点M的坐标是_.16已知抛物线220ypx p
13、的焦点为F,准线为l,过点F的直线与抛物线交于 A,B 两点(点 B 在第一象限),与准线l交于点 P.若12AFFB,APAF ,则_.四、解答题四、解答题17 设点1,0Fc、2,0Fc分别是椭圆222:11xCyaa的左、右焦点,P 为椭圆 C 上任意一点,且12PF PF 最小值为 0(1)求椭圆 C 的方程;(2)设定点,0D m,已知过点2F且与坐标轴不垂直的直线 l 与椭圆交于 A、B 两点,且ADBD,求 m 的取值范围18已知双曲线2222100 xyabab(,)的离心率等于32,且点(2 2,5)在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)若双曲线的左顶点为1A,右焦点为2F
14、,P 为双曲线右支上任意一点,求12PA PF 的最小值.19已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于12,它的一个顶点恰好是抛物线28 3xy的焦点.(1)求椭圆C的方程;(2)已知点2,Pt,2,Qt(0t)在椭圆C上,点A,B是椭圆C上不同于P,Q的两个动点,且满足:APQBPQ,试问:直线AB的斜率是否为定值?请说明理由.20设直线 x=m(m0)与双曲线 C:223yxm的两条渐近线分别交于 A,B 两点,且OAB(O 为坐标原点)的面积为3.(1)求 m 的值;(2)与坐标轴不垂直的直线 l 与 C 交于 M,N 两点,点 M 关于 x 轴的对称点为 M,F 为 C 的右焦
15、点,若M,F,N 三点共线,证明:直线 l 经过 x 轴上的一个定点.21抛物线2:2(0)C xpy p的焦点F是椭圆22134xy的一个焦点(1)求C的准线方程;(2)若P是直线240 xy上的一动点,过P向C作两条切线,切点为 M,N,试探究直线 MN 是否过定点?若是,请求出定点,若否,请说明理由.22在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线22:142xyC的右顶点为A,P,Q是双曲线上除顶点以外的任意两点,M为PQ的中点(1)设直线PQ与直线OM的斜率分别为1k,2k,求12kk的值(2)若12AMPQ,证明:直线PQ过定点,并求出定点的坐标常考题型常考题型 1313 圆锥曲线中定点、
16、定值、最值与范围问题圆锥曲线中定点、定值、最值与范围问题考法一:圆锥曲线中的最值问题考法一:圆锥曲线中的最值问题1.几何法:若题目中的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理等知识进行求解。2.代数法:若题目中的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值,这就是代数法。利用代数法解决最值与参数范围问题常从以下五个方面考虑:(1)利用根的判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是在两个参数间建立等量关系;(3)建立关于参数的不等式,从而求出参数的取值范围;(
17、4)利用基本不等式求出参数的取值范围;(5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围。考法二:考法二:定点问题定点问题1.引进参数法:引进动点的坐标或动线方程的系数为参数表示变化量,再研究引进的变量与参数何时没有关系,从而找到定点。2.特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明定点与变量无关。考法三:考法三:定值问题定值问题1.基本思路(1)首先求出这个几何量或代数表达式;(2)对表达式进行化简,整理成),(xnmfy 的最简形式;(3)根据已知条件列出必要的方程(或不等式),消去参数,求出定值,一般是根据已知条件列出方程),(nmgk,代入),(knmfy,得到cnmhy),(
18、c 为常数)的形式。2.常用方法(1)从特殊入手,求出表达式,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。探究一:圆锥曲线中的最值问题探究一:圆锥曲线中的最值问题已知F是椭圆22:115xyCm的右焦点,点3 52,2A在C上,直线AF与y轴交于点B,点P为 C 上的动点,则PA PB 的最小值为()A514B154C134D154思路分析:思路分析:由题可得椭圆22:11615xyC,进而可得20,3 5B,利用向量数量积的坐标表示可得PA PB 200204542xyx,再结合条件及二次函数的性质即求。【解析】由题可得223 522115m,1
19、6m,即椭圆22:11615xyC,1,0F,直线AF方程为3 512yx,20,3 5B,又3 52,2A,设00,Pxy,则220011615xy,00002,3 53 522,PAxPByyx ,00003 53 5222yyPA PBxx 200204542xyx202001521516454xxx2049111664x,又044x,当04x 时,PA PB 有最小值为134.故选:C.【答案】C【变式练习】【变式练习】1已知双曲线2222:10,0 xyCabab的离心率为103,双曲线上的点到焦点的最小距离为103,则双曲线上的点到点5,0A的最小距离为()A1B62C2D6【答案
20、】B【解析】由已知可得103ca,103ca,可得10c,3a,2221bca,所以,双曲线的方程为2219xy,设,P x y是双曲线2219xy上的点,则2219xy,且3x 或3x,则2222210335102410241099322xxxAPxyxx,所以当92x 时,min3622AP.故选:B.2已知抛物线C:210yx,点P为抛物线C上任意一点,过点P向圆22:12350D xyx作切线,切点分别为,A B,则四边形PADB面积的最小值为A342B34C2 34D35【答案】B【解析】由圆22:61Dxy 圆心(6,0)D,半径1r,设,设2(,)10yPyPD222610yy2
21、22minmin110353535 1100yPDPA34minmin12342SPAr,故选 B.探究二:探究二:定点问题定点问题设 A,B 是抛物线 C:24yx上两个不同的点,为坐标原点,若直线 OA 与 OB 的斜率之积为-4,则下列结论正确的有()4AB 8OAOB直线 AB 过抛物线 C 的焦点OAB面积的最小值是 2ABCD思路分析:思路分析:设直线AB的方程为xmyt,与抛物线方程联立,得出韦达定理代入4OAOBkk,可判断;从而根据抛物线的性质可知24ABp,可判断;再表示出OAB的面积可判断;对于取1,2A,1,2B可判断;从而得出答案。【解析】取1,2A,1,2B,满足4
22、OAOBkk,从而2 5OAOB,故错误;由题意可知直线AB的斜率不为 0,设直线AB的方程为xmyt,11,A x y,22,B xy,联立24xmytyx,整理得2440ymyt,则124yym,124y yt=-.因为1212121644OAOBy ykkx xy yt ,所以1t,所以直线AB的方程为1xmy,则直线AB过点1,0,因为抛物线C的焦点为1,0F,所以直线AB过焦点F,故正确;则由抛物线的性质可知24ABp,故正确;由上可得直线AB的方程为1xmy,则2212141myymAB,原点O到直线AB的距离211dm,则22211411212122OABSAB dmmm,故正确
23、.故选:A【答案】A【变式练习】【变式练习】1已知椭圆2214xy的上顶点为,ABC、为椭圆上异于 A 的两点,且ABAC,则直线BC过定点()A(1,0)B(3,0)C10,2D30,5【答案】D【解析】设直线BC的方程为xkym,1122,B x yC xy、,则由2214xkymxy整理得2224240kymkym,所以212122224,44mkmyyy ykk,22222121212224244mmkx xk y ymk yymkmkmkk,因为0,1A,1122,1,1Ax yBCxyA,,ABAC,所以1212121212111x xyyx xy yyyAB AC 2222222
24、2224242125304444mmkmmkkmkmkmmkkkkk 解得mk 或35mk,当mk 时,直线BC的方程为1xkykk y,直线过0,1点而0,1A,而,ABC、不在同一直线上,不合题意;当35mk时,直线BC的方程为3355xkykk y,直线过30,5,符合题意.故选:D.2已知P为双曲线2213yx 右支上的一个动点,F为双曲线的右焦点,若在x轴的负半轴上存在定点,00M tt,使得2PFMPMF,则t()A1B2C3D4【答案】A【解析】由题知2,0F.设000,1P xyx,当02x时,因为290PFMPMF,所以45PMF,所以232bMFPFta,所以1t,即1,0
25、M.当02x 时,00tan2PFyPFMkx ,00tanPMyPMFkxt.因为2PFMPMF,所以0002000221yyxtxyxt.将220033yx代入并整理得2044430t xtt,由2440,430,ttt解得1t.故选:A探究三:探究三:定值问题定值问题已知14m,1F,2F为曲线22:144xyCm的左、右焦点,点P为曲线C与曲线22:11Eyxm在第一象限的交点,直线l为曲线C在点P处的切线,若三角形12FPF的内心为点M,直线1FM与直线l交于N点,则点M,N横坐标之差为_思路分析:思路分析:由题意写出明确两曲线的焦点,可求得 P 点坐标,进而求出 P 点处的切线方程
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