2023届新高考数学真题解析几何专题讲义第15讲定比点差法解题赏析.pdf
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1、2023 届新高考数学真题解析几何专题讲义届新高考数学真题解析几何专题讲义第第 15 讲讲定比点差法定比点差法解题赏析解题赏析结论一:结论一:一般的,设椭圆22221xyab上两点1122(,),(,)A x yB xy,若定点00(,)M xy满足AMMB,则得到01012020(,)(,)xx yyxxyy,化简得210210(1)(1)xxxyyy(*)由22122222221112xyabxyab,得2212222222222112xyabxyab两式相减得 222112121212xxxxyyyyab 把(*)代入得00222(1)(1)11212xxxyyyab 化简得002211
2、212xxxyyyab 特别地,如果00y(或00 x),则可以得到方程组12020(1)(1)12xxxaxxx,继而求出点坐标,最近几年的浙江高考题中此问题出现比较多题题 1 1【20112011 年年.浙江卷浙江卷.理理 1717】设12,F F分别为椭圆2213xy的左右两个焦点,点,A B在椭圆上,若125F AF B;则点A的坐标是解析:由115F ABF 知,11222,52,xyxy,所以,121256 250 xxyy 把11,A x y,22,Bxy,代入2233xy得221122223333xyxy化简得,2211222233257575xyxy两式相减得,1212121
3、2(5)(5)3(5)(5)72xxxxyyyy 化简得,1256 2xx,联立1256 2xx,解得10 x,代入椭圆求得(0,1)A题题 2.【2018 浙江高考浙江高考 17】已知点0,1P,椭圆2214xym m上两点,A B满足2APPB ,则当m_时,点B横坐标的绝对值最大答案:答案:5解解:设1122(,),(,)A x yB xy,由于2APPB ,得到1220 xx,1223yy(*),由1122(,),(,)A x yB xy,均在椭圆上可以知道,2211222244xymxym,变形得2211222244444xymxym两式相减得,21212121(2)(2)(2)(2
4、)34xxxxyyyym把(*)式代入知2121(0)(2)(3)(2)34xxyym,化简得212yym,结合2123yy,解得234my,代入22224xym故222222314()4(5)444mxmymm 所以,当5m 时,22x有最大值 4,即点 B 的横坐标的绝对值最大值为 2题题 3 3【20152015 年北京文年北京文 2020】已知椭圆C:2233xy过点1,0D且不过点2,1E的直线与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线3x 交于点M(III)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由解析:由题意不妨设ADDB,11,A x y,22,B xy1,0D1211xx,1
5、201yy点差法222211112222222222233333333xyxyxyxy212121212333xxxxyyyy1212121233 111xxyyxxyy123 1xx又121xx,解得12x112,1AExy,1,1MEMy,且A,E,M三点共线不妨设AEEM ,则有12x由AEEMADDB 得DE是AMB的等比分线,故/DE MB即直线BM与直线DE是平行关系小结小结 1:通过前三个例题,我们发现破解这类题的关键是通过方程组求出相应交点的坐标,因此这类题多数是:通过前三个例题,我们发现破解这类题的关键是通过方程组求出相应交点的坐标,因此这类题多数是相应定比分点的横坐标或纵坐
6、标为相应定比分点的横坐标或纵坐标为 0,如果不为,如果不为 0 或者相应的比值或者相应的比值不确定,又该如何求解呢?不确定,又该如何求解呢?结论结论 2:若AMMB,且ANNB ,则称,M N调和分割,A B,根据定义,A B也调和分割,M N,在椭圆或双曲线中,设,A B为椭圆或双曲线上两点,若存在两点,M N满足AMMB,且ANNB ,则一定有221PQPQx xy yab,即两个互相调和的定比分点坐标满足有心曲线的特征方程221PQPQx xy yab题题 4 4【20082008 安徽理】安徽理】编辑与方法提供:编辑与方法提供:浙江余姚韩水昌已知椭圆C:2224xy过点4,1P的动直线
7、l与椭圆C相交于两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,满足APQBAQPB 证明:点Q总在某定直线上【解析】设点00,Q xy,11,A x y,22,B xy由题设,PA,PB,AQ,QB 均不为零不妨设0APAQPBQB 又P,A,Q,B四点共线,可设APPB ,0,1AQQB 由定比分点得到12124111xxPyy:12012011xxxQyyy:222211112222222222224242424xyxyxyxy21212121224 1xxxxyyyy12121212241111xxxxyyyy将P,Q坐标代入上式,得到004214xy 即点,Q x y总在定直线220 xy上巩
8、固练习巩固练习1.已知1F是双曲线2222:1(0,0)xxCabab的左焦点,点B的坐标为(0,)b,直线1FB与双曲线C的两条双曲线分别交于,P Q两点,若14QPPF,则双曲线C的离心率为解:设1122(,),(,)P x yQ xy,由于14QPPF,故121211(,)4(,)xxyycxy 得到1254xxc,1250yy(*),由1122(,),(,)P x yQ xy,均在渐近线22220 xyab上可以知道,22112222222200 xyabxyab,变形得221122222222252500 xyabxyab两式相减得,1212121222(5)(5)(5)(5)0 x
9、xxxyyyyab把(*)式代入知121222(5)(4)(5)(0)0 xxcyyab,化简得1250 xx,结合1254xxc,解得22xc,故222(2,),(,)55bcbcQcPcaa由1QPF Bkk,得8251235bcbbacac,所以32e 2.【2018.8 七彩阳光】直线l与椭圆22:12xCy相交于,A B两点,l与x轴、y轴分别相交于,C D两点,如果,C D是线段AB的两个三等分点,则直线l的斜率为_解解:设1122(,),(,),(,0),(0,)A x yB xyC aDb,由ADDC,得11(,)(,)x byab;由DCCB,得22(,)(,)xa yab所
10、以121220,20,xxyy(*)由221122221212xyxy,变形得22112222444212xyxy两式相减得12121212(2)(2)(2)(2)321xxxxyyyy把(*)式代入知221,5y故21,5y 所以2 2122(,),(,)5555BA,所以22k 3.已知椭圆C:22194xy过点0,3P的直线l与椭圆C相交于A,B两点(A,B两点可以重合),求PAPB的取值范围【解析】设点11,A x y,22,B xy可设APPB ,由定比分点得到12120131xxPyy:222211112222222222211949419494xyxyxyxy1212121221
11、94xxxxyyyy 1212121219 14 1xxxxyyyy 将P点坐标代入上式,得到12413yy又123 1yy,得到113566y由112,25,5y 1,55PAPB4.如图,椭圆C:22143xy过点2,1P作直线1l,2l分别交椭圆C于A,C,B,D四点,且直线AB的斜率为32,试判断直线AB与直线CD的位置关系【解析】设点11,A x y,22,B xy,33,C xy,44,D xy设APPC ,则由定比分点得到12122111xxPyy:又A,C在椭圆C:22143xy上,所以222211112222222333311439414394xyxyxyxy13132143
12、xxyy 又13214xx,13133yy三式相加得112733xy同理,设BPPD ,可得222733xy两式相减得1212233xxyy又直线AB的斜率为32,则121232yyxx 03,即/AB CD5.【2019 全国卷理 19】已知抛物线2:3Cyx的焦点为F,斜率为32的直线l与C的交点分别为AB,与x轴的交点为P(1)若4AFBF,求直线l的方程;(2)若3APPB ,求AB解:(1)设直线l的方程为:32yxm,与抛物线方程联立可得:22239330342yxxmxmyxm,设1122,A x yB xy,故12413xxm由抛物线定义可得:12431432AFBFxxpm,
13、解得78m 故直线方程为:3728yx(2)设直线l的方程为:3223yxmxym,与抛物线方程联立可得:22322023yxyymxym,设11220,0A x yB xyP x,故121222yyyym由3APPB 可得12030yy,可得122331yyy ,带入上式可得32m ,故直线方程为3322yx解得:53,3,13AB,故4 103AB 第第 16 讲讲定点问题定点问题一问题综述定点问题是常见的出题形式,解决这类问题的关键是引入变量表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。1、解决直线过定点问题的基本步骤:(1)设出直线,(2)借助韦达
14、定理和已知条件找出k与m的一次函数关系式,(3)代入直线方程,得出定点。2、处理定点问题的技巧:(1)引进参数法,设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或者曲线系方程,而该方程与参数无关,得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点,即所求的定点。(2)特殊到一般法。从特殊位置入手,找到定点,再证明该定点与变量无关。3、其中共线问题是解析几何中常见问题之一,解决此类问题常利用向量共线定理,可以从两方面入手(1)共线向量坐标交叉相乘相等(2)直线上任意两点的向量存在倍数关系下面总结圆锥曲线中几种常见的定点模型二典例分析类型类型 1:“手电筒手电筒”模型模型手电筒模型:限定限定
15、AP 与与 BP 条件条件(如如APBPkk定值定值,APBPkk定值定值,则直线则直线 AB 过定点过定点(因三条直线形似手因三条直线形似手电筒,故名曰电筒,故名曰“手电筒模型手电筒模型”)【例 1-1】已知椭圆C:22143xy函若直线l:ykxm与椭圆C相交于A,B求两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点。求证:直线l过定点,并求出该定点坐标【解析】设1122(,),(,)A x yB xy,由223412ykxmxy得222(34)84(3)0kxmkxm22226416(34)(3)0m kkm 212122284(3),3434mkmxxx xkk 2222
16、1212121223(4)()()()34mky ykxm kxmk x xmk xxmk以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点(2,0)D1212121212121,12()4022yykky yx xxxxx 222222223(4)4(3)164071640343434mkmmkmmkkkkk解得1222,7kmk m 且满足22340km,当2mk 时,l:(2)yk x,直线过定点(2,0)D与已知矛盾当27km 时,l:2()7yk x,直线过定点2(,0)7综上可知:直线l过定点2(,0)7【方法小结】本题为”弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点 P 做相互垂直的直线交
17、圆锥曲线于AB,则AB必过定点2222002222()()(,)x aby ababab(参考百度文库文章”圆锥曲线的弦对定点张直角的一组性质”)【例 1-2】(2017 全国理 20)已知椭圆 C:2222=1xyab(ab0),四点 P1(1,1),P2(0,1),P3(1,32),P4(1,32)中恰有三点在椭圆 C 上.(1)求 C 的方程;(2)设直线 l 不经过 P2点且与 C 相交于 A,B 两点.若直线 P2A 与直线 P2B 的斜率的和为1,证明:l 过定点.【解析】(1)由于3P,4P两点关于 y 轴对称,故由题设知 C 经过3P,4P两点.又由222211134abab知
18、,C 不经过点 P1,所以点 P2在 C 上.因此222111314bab,解得2241ab.故 C 的方程为2214xy.(2)设直线2P A与直线2PB的斜率分别为 k1,k2,如果 l 与 x 轴垂直,设 l:x=t,由题设知0t,且|2t,可得 A,B 的坐标分别为(t,242t),(t,242t).则22124242122ttkktt,得2t,不符合题设.从而可设 l:ykxm(1m).将ykxm代入2214xy得222(41)8440kxkmxm由题设可知22=16(41)0km.设1122(,),(,)A x yB xy,则122841kmxxk,21224441mx xk.而1
19、2121211yykkxx121211kxmkxmxx1212122(1)()kx xmxxx x.由题设121kk,故1212(21)(1)()0kx xmxx.即222448(21)(1)04141mkmkmkk.解得12mk.当且仅当1m时,0,欲使 l:12myxm,即11(2)2myx ,所以 l 过定点(2,1)【方法小结】本题为手电筒模型中APBPkk定值一个例子,由APBPkk定值得到 k 与 m 的一次关系,再代入直线方程,得到定点。类型类型 2:切点弦恒过定点:切点弦恒过定点【例 2-1】过椭圆2214xy的右准线l上任意一点M引椭圆的两条切线,切点为,A B(1)求证:直
20、线AB恒过定点(2)略【解析】有如下结论:圆222xyr上一点00(,)P xy处的切线方程为200 x xy yr,类比也有结论:椭圆22221(0)xyabab上一点00(,)P xy处的切线方程为00221x xy yab【解】(1)设11224 3(,t)(tR),A(x,y),B(x,y),3M则MA的方程为1114x xyy,点M在MA上11313xty同理可得22313xty由知AB的方程为313xty,即3(1)xty易知右焦点(3,0)F满足故直线AB恒过定点(3,0)F(2)略【例 2-2】(2019 全国文 21)已知曲线C:22xy,D 为直线12y=-上的动点,过 D
21、 作 C 的两条切线,切点分别为 A,B.(1)证明:直线 AB 过定点:(2)若以5(0,)2E为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程.【解】111,2D tA x y,则2112xy.由于yx,所以切线DA的斜率为1x,故11112yxxt.整理得1122+1=0.txy设22,B xy,同理可得2222+1=0txy.故直线AB的方程为2210txy.所以直线AB过定点1(0,)2.(2)略【方法小结】切点弦方程是指从圆锥曲线外一点可引两条切线,切点为,A B,连接两个切点AB所得方程具有相同的推导方法。切点弦性质可以作为结论,在考试中可以借鉴本题的书写步骤。切点
22、弦方程的推导简单,方程形式简洁,可以大大简化解题过程。类型类型 3:相交弦恒过定点:相交弦恒过定点【例 3】如图,已知直线l:1xmy,过椭圆C:22221(0)xyabab的右焦点F,且交椭圆C于,A B两点,点 A,B 在直线G:2xa上的射影依次为点,ED连接 AE,BD,试探索当m变化时,直线 AE,BD 是否交于一定点 N?若交于 N,求出 N 点的坐标,并证明,否则说明理由【解析】相交弦性质实质是切点弦过定点性质的拓展,结论同样适用,但是相交弦过定点涉及坐标较多,计算量相对较大,解题过程需要思路清晰,同时注意总结这类问题的通法.【解法一】2(1,0),(,0)Fka,先探索,当0m
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