2023届高考数学专项复习圆锥曲线技巧---齐次化处理.pdf
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1、2023届 高 考 数 学 专 项 复 习 圆 锥 曲 线 技 巧 一 齐 次 化 处 理 一、解 答 题 1.如 图,设 点 A 和 B 为 抛 物 线 y2=4px(p 0)上 原 点 以 外 的 两 个 动 点,已 知 OA_LOB,O M 1 A B.求 点 M 的 轨 迹 方 程,并 说 明 它 表 示 什 么 曲 线.【答 案】M 的 轨 迹 是 以(2p,0)为 圆 心,以 2 P为 半 径 的 圆,去 掉 坐 标 原 点.【解 析】试 题 分 析:由 O A L O B可 得 A、B 两 点 的 横 坐 标 之 积 和 纵 坐 标 之 积 均 为 定 值,由 O M L A B
2、可 用 斜 率 处 理,得 到 M 的 坐 标 和 A、B 坐 标 的 联 系,再 注 意 到 M 在 A B上,由 以 上 关 系 即 可 得 到 M 点 的 轨 迹 方 程;此 题 还 可 以 考 虑 设 出 直 线 A B的 方 程 解 决.解:如 图,点 A,B 在 抛 物 线 y2=4px上,y24y2设 A(y J,B(yo),OA、OB 的 斜 率 分 别 为 kA、koB.4 P A 4p B.卜-2 A _4P,_4PV由 O A L A B,得=黑 二 一 1 依 点 A 在 AB h,得 直 线 A B方 程 y24跖+了 8)(厂=4P(X-万)由 O M _L A B
3、,得 直 线 O M方 程 厂-4p设 点 M(x,y),则 x,y 满 足、两 式,将 式 两 边 同 时 乘 以-工,4P2 2并 利 用 式,可 得 以-冬(-驷)+X y A y B=-x2+J泣,4p 4p x 4P 4P整 理 得 捻,A+A 一 x2+y2)=0由、两 式 得 谒 W(*2+y2)=0由 式 知,yAyB=-16p2x2+y2-4px=0因 为 A、B 是 原 点 以 外 的 两 点,所 以 x0所 以 M 的 轨 迹 是 以(2p,0)为 圆 心,以 2P为 半 径 的 圆,去 掉 坐 标 原 点.考 点:轨 迹 方 程;抛 物 线 的 应 用.2.已 知 椭
4、圆 C:1+?=l(a b 0)的 焦 点 是(一 6,0)、(73,0),且 椭 圆 经 过 点(友,辛)(1)求 椭 圆 C 的 方 程;(2)设 直 线/与 椭 圆 C 交 于 4 8 两 点,且 以 为 直 径 的 圆 过 椭 圆 右 顶 点 用,求 证:直 线 1恒 过 定 点.丫 2【答 案】(1)二+/=1(2)详 见 解 析 4【解 析】试 题 分 析:(1)设 出 椭 圆 方 程,由 题 意 可 得/一=3,再 由 椭 圆 的 定 义 可 得 2a=4,解 得 a=2,b=l,进 而 得 到 楠 圆 方 程;(2)由 题 意 可 知,直 线 1的 斜 率 为 0 时,不 合
5、题 意.不 妨 设 直 线 1的 方 程 为*=1+111,代 入 椭 圆 方 程,消 去 x,运 用 韦 达 定 理 和 由 题 意 可 得 MAJ_MB,向 量 垂 直 的 条 件:数 量 积 为 0,化 筒 整 理,可 得 或 m=2,即 可 得 到 定 点 试 题 解 析:(1)椭 圆 C 的 方 程 为 1+=1(。60)丫 2所 以 所 求 椭 圆 C 的 方 程 为 二+V=14(2)方 法 一(1)由 题 意 可 知,直 线/的 斜 率 为 0 时,不 合 题 意.(2)不 妨 设 直 线/的 方 程 为 x=ky+m.由 x=+mX2 2+V=4,力 肖 去 x 得(左 2+
6、4)y2+2kmy+m2-4=0Dkm w?2 4设 力 区,乂)B(x2,y2),则 有 必.,必 力=了.攵+4/C+4.因 为 以 N 8为 直 径 的 圆 过 点 M,所 以 正 砺=0.由 M4=a-2,yJ,MB=(x,-2,必),得(再-2)(%-2)+y,y2=0.将%=kyt+m,x2=ky2+m 代 入 上 式,得(公+1)必%+左(机-2)(必+%)+(机-2)2=0.将 代 入,得 5,71 6,n+1 2=0,解 得 加 或 机=2(舍).k+4 5综 上,直 线/经 过 定 点(*0).方 法 二 证 明:(1)当 左 不 存 在 时,易 得 此 直 线 恒 过 点
7、 c l,。).(2)当 左 存 在 时.设 直 线/的 方 程 为 y=fcr+,,(x,),5(x2,y2),A/(2,0).二 一 由,4+(可 得(44 2+l)x2+8Amx+4z2 12=0.y=kx+mA=16(4Z:2-W2+1)0-Skm _ 4 m2-4%+x2-2 7,.(X)X|%2=;-4+1 1 2 4 P+1 由 题 意 可 知 M A,M B=0,MA=(x-2,yJ,M B=(x2-2,y2)9y=kx+m,y2=kx2+m.可 得(再 一 2)(吃-2)+必 先=0.整 理 得(km 2)(X+X 2)+(k+1)X|X2+4+m 0 把 代 入 整 理 得
8、?-=0,由 题 意 可 知 12k2+16km+5m2=0,4公+1解 得 tn 2k,m=k.(i)当 加=一 2谢,即 歹=(x-2),直 线 过 定 点(2,0)不 符 合 题 意,舍 掉.(ii)加=-|左 时,即 丁=红”令,直 线 过 定 点 4,0),经 检 验 符 合 题 意.综 上 所 述,直 线/过 定 点(5,0)考 点:1.椭 圆 方 程;2.直 线 和 椭 圆 相 交 的 综 合 问 题 3.圆/+产=4 的 切 线 与 x 轴 正 半 轴,y 轴 正 半 轴 围 成 一 个 三 角 形,当 该 三 角 形 面 积 最 小 时,切 点 为 P(如 2 2图),双 曲
9、 线 弓:三 一 q=1过 点 P且 离 心 率 为 6.a b(1)求 G 的 方 程:(2)椭 圆 G 过 点 P 且 与 G 有 相 同 的 焦 点,直 线/过 G 的 右 焦 点 且 与 G 交 于 A,B 两 点,若 以 线 段 A B 为 直 径 的 圆 心 过 点 P,求/的 方 程.【答 案】(1)/-二=1:(2)x-2,或 X+【解 析】试 题 分 析:(1)设 切 点 坐 标 为(演),%)(玉)0,%0),则 切 线 斜 率 为 一 乜,切 线 方 程 为 V-%=一(x-x。),即 x()x+%y=4,此 时,两 个 坐 标 轴 的 正 半 轴 与 切 线 围 成 的
10、 三 角 形 面 积 为%)S=;-=一 号 一.由 x02+坊 2=4 2xQy0知 当 且 仅 当 与=盟=后 时/为 有 最 大 值,即 S 有 最 小 值,2_2=i因 此 点 P 得 坐 标 为(血,亚),由 题 意 知 M 解 得。2=1,=2,即 可 求 出 G 的 方 程;(2)由,+必=3a2(1)知 G 的 焦 点 坐 标 为(一 百,o),(、Q,o),由 此 G 的 方 程 为-T T+5=I,其 中 4o.3+6 a2 2由 在 G 上,得 7T后+庐=1 显 然,1不 是 直 线 y=o.设 1的 方 程 为 乂 力 丫+百,点 x=my+百/(X,必),8(%2,
11、%)由/声+=16 3得(加 2+2)y2 4-2y/3my 3=0,因 Q=(J5 x”亚 必),而=(五 一 工 2,五 _歹 2)由 题 意 知 万 丽=0,所 以 项 马 J(X+工 2)+必 先,(必+歹 2)+4=0,将 韦 达 定 理 得 到 的 结 果 代 入 不 当 一 行 区+看)+,必 亚(凹+%)+4=0 式 整 理 得 2,一 2指 加+4指 11=0,解 得 掰=地 12或 加=一 地+1,即 可 求 出 直 线 I的 方 程.2(1)设 切 点 坐 标 为(加,)。,为。),则 切 线 斜 率 为 一 区,切 线 方 程 为 歹 一 为=一 工(工 一 公),即
12、M)%)1 4 4 8x0 x+y0y=4,此 时,两 个 坐 标 轴 的 正 半 轴 与 切 线 围 成 的 三 角 形 面 积 为 5=彳-=.由/2+为 2=4 2 2%先 知 当 且 仅 当/=%=后 时 与 为 有 最 大 值,即 S 有 最 小 值,因 此 点 P 得 坐 标 为(V2,V2),由 题 意 知 1 _ 1=1 2 2 粘 解 得/=1/2=2,故 G 方 程 为 21=1.92+/=33 2(2)由(1)知 G 的 焦 点 坐 标 为(一 正,。),(6,0),由 此 G 的 方 程 为 丁=+与=1,其 中 4o.2 2由 在 G 上,得 二 记+庐=1,显 然,
13、1不 是 直 线 y=0.设 1的 方 程 为*=1丫+6,点”(再,弘),8(工 2,),2)x-m y+百 由 Q 2 V2 3得(加 2+2)/+2 6 叼 一 3=0,又 乂,为 是 方 程 的 根,因 此 2 24.(2015山 西 四 模)分 别 过 椭 圆 E:3+J=1(a b 0)左、右 焦 点 后、F2的 动 直 线 h、b 相 交 于 P 点,a2 b2与 椭 圆 E 分 别 交 于 A、B 与 C、D 不 同 四 点,直 线 O A、O B、O C、O D 的 斜 率 分 别 为 ki、k2 k?、lu,且 满 足 ki+k2=k3+k4,已 知 当 h 与 x 轴 重
14、 合 时,|AB|=2b,|CD|=*/3.3+=16 326 my+为=m+2 3加+2,由=myx+Ji,%=加%+6 得 4 G玉+马 二 加(弘+%)+2 6=-m 4-2玉=/必 力+6 m(y1+%)+3=6 m+2因 万=(五 一 再,血 一%),丽=(后 一 2,应 一、2)由 题 意 知 万 丽=0,所 以 王 马 一 5(再+2)+必 y2 一(必+%)+4=。,将,代 入 式 整 理 得 2/w2 2y6m+4V6-11=0 解 得 m=巫 或 m 瓜+1,因 此 直 线 1的 方 程 为 2 2X-,或 x+考 点:1.椭 圆 的 方 程;2.直 线 与 椭 圆 的 位
15、 置 关 系.(1)求 椭 圆 E 的 方 程;(2)是 否 存 在 定 点 M,N,使 得|PM|+|PN|为 定 值?若 存 在,求 出 M、N 点 坐 标,若 不 存 在,说 明 理 由.2 2【答 案】工+匕=1.存 在 点 M,N 其 坐 标 分 别 为(0,-1)、(0,1),使 得|PM|+|PN|为 定 值 2&.3 2【解 析】试 题 分 析:(1)由 已 知 条 件 推 导 出|AB|=2a=2e,|CD|=2=&/3,由 此 能 求 出 椭 圆 E 的 方 程.a 3(2)焦 点 R、F2坐 标 分 别 为(-1,0),(1,0),当 直 线 h或 L 斜 率 不 存 在
16、 时,P 点 坐 标 为(-1,0)或(2 2x_ y_=1(1,0),当 直 线 h,b斜 率 存 在 时,设 斜 率 分 别 为 mi,m2,设 A(xi,y)B(X2,y2),由 3 2-,y=m(x+1)得(2+3叫 2)xZ+GinJx+SmJ-GR,由 此 利 用 韦 达 定 理 结 合 题 设 条 件 能 推 导 出 存 在 点 M,N 其 坐 标 分 别 为(0,7)、(0,1),使 得|PM|+|PN|为 定 值 2&.解:当 h 与 x 轴 重 合 时,ki+k2=k3+k4=0,即 k3=-k4,二 上 垂 直 于 x 轴,得|AB|=2a=2/石,|CD|=2k_=&叵
17、,a 3解 得 a=J,b=&,2 2二 椭 圆 E 的 方 程 为 工+匕=i.3 2(2)焦 点 Fi、F2坐 标 分 别 为(-1,0),(1,0),当 直 线 h 或 L斜 率 不 存 在 时,P 点 坐 标 为(-1,0)或(1,0),当 直 线 h,L 斜 率 存 在 时,设 斜 率 分 别 为 mi,m2,2 2x V-+-二 1设 A(xi,yi),B(X2 y2)由 3 2,尸 叫(x+1)得(2+3 叫 之)J+6mi 2x+3叫 2-6=0,6m/31nl2-6,X i+X-X i X n-,2+3mJ 2+3mJ,q y i 7 2 _(X i+1 X2+I,9,X1+
18、X2X-4 叫 k b 0),四 点 Pi(1,1),P2(0,1),P3(-1,也 I,也)中 恰 有 三 a1 h2 2 2点 在 椭 圆 C 上.(I)求 C 的 方 程;(I I)设 直 线 1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:1过 定 点.r2【答 案】+/=1.4-(2)证 明 见 解 析.【详 解】试 题 分 析:(1)根 据,鸟 两 点 关 于 y 轴 对 称,由 椭 圆 的 对 称 性 可 知。经 过,舄 两 点.另 外 由 r1+717 1r+3 知,C 不 经 过 点 P,所
19、 以 点 尸 2在 C 上.因 此,6,乙 在 椭 圆 上,代 入 其 标 准 方 程,即 可 求 出。的 方 程;(2)先 设 直 线 尸 M 与 直 线 2方 的 斜 率 分 别 为 肌,左 2,再 设 直 线/的 方 程,当/与 x 轴 垂 直 时,通 过 计 算,不 满 足 题 意,再 设/:y=kx+m(加/1),将 广 依+?代 入?+/=1,写 出 判 别 式,利 用 根 与 系 数 的 关 系 表 示 出+X2,XIX2,进 而 表 示 出 勺+与,根 据 勺+左 2=-1列 出 等 式 表 示 出 左 和,的 关 系,从 而 判 断 出 直 线 恒 过 定 点.试 题 解 析
20、:(1)由 于 A,乙 两 点 关 于 y 轴 对 称,故 由 题 设 知。经 过,乙 两 点.1 1 1 3又 由 一 r+7T-3+,2知,C 不 经 过 点 尸 1,所 以 点 P2在。上.a b a 4b=1.2L 2 a2=4因 此,c,解 得 2.1 3.b2=1l-a-2 1-4-b=2 1 Ir2故 C 的 方 程 为 二+/=1.4-(2)设 直 线 P M 与 直 线 的 斜 率 分 别 为 左,左 2,如 果/与 x轴 垂 直,设 l:x=t,由 题 设 知 f H 0,且“o、几,/、c/、El 8km 4/2-4&A(X1,)八),B V2 A WU Xl+X2=-;
21、-,X1X2=;-.4左 2+1 4左 2+1而 占+左 2=二+及 二 X x2=kx!-+-m-l+kx-)-+-m-l否 x2lkxxx2+(加 一 1)(须+%2)XjX2由 题 设 尢+k2=-1,故(2左+1)卒 2+(?T)(X+x2)=o.即(2左+1)竺 二&+(加 一 1)当 上=0.4k2+V 7 4k2+当 且 仅 当 机 1时,(),欲 使/:y=-x+m,即+1=-(8-2),所 以/过 定 点(2,-1)点 睛 椭 圆 的 对 称 性 是 椭 圆 的 一 个 重 要 性 质,判 断 点 是 否 在 椭 圆 上,可 以 通 过 这 一 方 法 进 行 判 断;证 明
22、 直 线 过 定 点 的 关 键 是 设 出 直 线 方 程,通 过 一 定 关 系 转 化,找 出 两 个 参 数 之 间 的 关 系 式,从 而 可 以 判 断 过 定 点 情 况.另 外,在 设 直 线 方 程 之 前,若 题 设 中 未 告 知,则 一 定 要 讨 论 直 线 斜 率 不 存 在 和 存 在 两 种 情 况,其 通 法 是 联 立 方 程,求 判 别 式,利 用 根 与 系 数 的 关 系,再 根 据 题 设 关 系 进 行 化 简.6.已 知 点 尸(1,3)是 椭 圆 c:=+=l(ab0)上 一 点,B、尸 2分 别 是 椭 圆 的 左、右 焦 点,2 a bP
23、FX+P F2=4(1)求 椭 圆 C 的 标 准 方 程;(2)设 直 线/不 经 过 户 点 且 与 椭 圆 C 相 交 于 1,8 两 点.若 直 线 以 与 直 线 尸 B 的 斜 率 之 和 为 1,问:直 线/是 否 过 定 点?证 明 你 的 结 论【答 案】(1)工+匕=1;(2)直 线/过 定 点(-4,0).证 明 见 解 析.4 3【分 析】3(1)由 椭 圆 定 义 可 知。=2,再 代 入 尸(1,)即 可 求 出 6,写 出 椭 圆 方 程;(2)设 直 线/的 方 程 夕=丘+7,联 立 椭 圆 方 程,求 出 4 和?之 间 的 关 系,即 可 求 出 定 点.
24、【详 解】(1)由 IP耳|+|尸 鸟 1=4,得 4=2,又 在 椭 圆 上,1 9 L代 入 椭 圆 方 程 有=+3=1,解 得 6 二 6,a 4b所 以 楠 圆 C 的 标 准 方 程 为 二+匕=1.4 3(2)证 明:当 直 线/的 斜 率 不 存 在 时,/(“必),B(Xl,-y,),_3_._3k+k/|一 5.,解 得 玉=4,不 符 合 题 意;2 占+1当 直 线/的 斜 率 存 在 时,设 直 线/的 方 程 F=丘+加,4 再,弘),8(2,%),由,y=kx+m:2,,c c,整 理 得(3+4左 2)/+8 左 蛆+4/-12=0,3X2+4/-1 2=0-S
25、km 4m2-12=4/-机 2+3 0.由 匕+%2=1,整 理 得(2k-l)XX2+/n-|j(x1+x2)+2m-4=0,即(加-4k)(2m-2k-3)=0.3当 加=4+:时;此 时,直 线/过 尸 点,不 符 合 题 意;当 加=4左 时,A=4/_/+3 0 有 解,此 时 直 线/:V=左 口+4)过 定 点(-4,0).【点 睛】本 题 考 查 椭 圆 方 程 的 求 法,考 查 椭 圆 中 直 线 过 定 点 问 题,属 于 中 档 题.7.如 图,椭 圆 E:二+与=1(。60)经 过 点/(。,一 1),且 离 心 率 为 Y2.a b“2(1)求 椭 圆 E 的 方
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