直线与圆锥曲线的位置关系-2019年高考数学(理)之高频考点.pdf
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1、解密22 直线与圆锥曲线的位置关系篦解高片高考考点命题分析三年高考探源考查频率直线与圆锥曲线的位置关系及弦长问题解析几何的解答题一般难度较大,多为试卷的压轴题之一,常考查直线与圆锥曲线的位置关系及最值范围、定点、定值、存在性问题及证明问题,多涉及最值求法,综合性强.2018课标全国I 82018课标全国I 112018课标全国H 122018课标全国IHI62018课标全国H 192017课标全国I 10 圆锥曲线的最值、范围、证明问题2018课标全国I 192018课标全国H1202017课标全国IH202016课标全国H 20 圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题2017课标全国I 2020
2、15课标全国1120 一 对 内 解 解考点占11 匚位置关系及弦长问题题组一直线与圆锥曲线的位置关系的应用-1 y=1(0 i 3,:.4-cz 3,.c2 0 ,c.直线与抛物线交于A,8两点,.I ,解得kRO.Xj +x2=设4(*1 3)产(*2 ),则2k2+41 6 2k2+4 i oV ABxi+x2+4T xi +x2=k2=T.,.d=3 =土依.检验知k=土熄满足条件.+=K。b 0),_ ,调研5设椭圆C:a,看 过点右焦点为尸(、历,0卜(1)求椭圆C的方程;(2)设 直 线/:3 =*口()分别交x轴,y轴于C,。两点,且与椭圆C 交于M,N两点,若C N =M D
3、,求我的值,并求弦长|M N 1【解析】(1)由椭圆C过点Q(J I 1)可吟+/=1 ,由题意可得c=J5,即4 一=2,解得a=2,b y/2(故椭圆C的方程 为 三+匕=1.4 2(2)直线/:=左(一1)与*轴的交点为。(1,0),与 轴的交点为。(0,左),x2+2y2=4联立(一),消去y得,0 +2的人*+2人3_ 4 M设 M(再,i),-V(X n,y2),则玉+上 +2好,I H !I n H C N=(x j -1,=(一 再,一 左 一 y j止 ,l毛+X、=-=1 Fy由 C N =M D,得*l+2 k-,解得 =-.2由女0得巫,2代入 得2 9-2%-3 =0
4、,MA=J1+左-J(xi+w),-4再W-/1+6=可得 V2 2考点2圆锥曲线的最值、范围、证明问题题组一圆锥曲线中的最值问题调 研 1已知抛物线y2=4x的焦点为F,A,B是抛物线上横坐标不相等的两点,若A B的垂直平分线与x轴的交点是(4,0),则|AB|的最大值为A.2B.4C.6D.10【答案】C【解析】因为尸(1,0),设尔的,),8(X2,竺),M(4,0),由|MA|2=|MB|2 得(4一内)2+4=(4 一 孙-+,乂 丁 彳=4尤 1,关=412,代入中并展开得168xi+x;+y;=168必+云+岳 即入彳 一 云=4川-4应,得工|+初=4,所以|AB|W|Afl+
5、|明=(为+$+怎+9=6,当且仅当A,B,尸三点共线时等号成立,所以 1481mlix=6,故选 C.13,1 1 3 9 尸()(_:x Q调研2 如图,已知抛物线炉=丁,点 人(一 一 8(一 ,一),抛物线上的点 2 2.过点82 4 2 4作直线A P的垂线,垂足为。.(1)求直线AP斜率的取值范围:(2)求|Q4|P Q|的最大值.【解析】(1)设直线A P的斜率为k,Q-lx2 2.直线AP的斜率的取值范围是(1,1).1 ,1、,1,1 CV =左(4+一)kx-u +左+=0(2)易得直线4 P的方程为“4 2,即 2 49 1 3 9 3V-=(X )x+H 左一一=0直线
6、BQ的 方 程 为-4 k 2,即 4 2联立直线AP与5。的方程,得A x-v+=0”2 49 3x+&v 左一一=0“4 2-k2+4k+3 9k2+Sk+l(2(-+l)4 M+4解得点。的坐标是-l +-k4-k3+k2+k故。=(1+好.一一)乂 PA=一女)以叫I尸。卜 趴 院=(1+4(1)+4 1+以X)=(l+k)k-Y)令/伏)=(1 一 初 左+以,-1 X 6 0)的左、右焦点分别为6,6,左顶点为A ,离心率为也,a b2点8是椭圆上的动点,AAB6的面积的最大值为 交 二1.(1)求椭圆C的方程;(2)设经过点耳的直线/与椭圆C相交于不同的两点M,N,线段MN的 中
7、 垂 线 为 若 直 线/与直线/相PQ交于点P,与直线x=2相交于点。,求 局 的 最 小 值.MN【解析】(1)由已知,有 =出,B|Ja2=2c2.a 2V a2=b2+c2:,b=c.设8点的纵坐标为%(%w。).则S-业 仁;(a-。)6=号,即(飙-方=点-1.b=l,a=-/2-2二椭圆C的方程 为 士+y2=i.2(2)由题意知宜线/的斜率不为0,故设直线/:x m y-.设M(N,y),N(w,%),尸(%,孙),Q(2,y).联立 0.2m 1 1+2=2 12=2-m+2 m+2由弦长公式,得区入1=再U|凶_闯=历了叵士黑也整理,得口V|=20*.r 1 k+2又 J,
8、二 马=mjp-1=2 zw +2 w 4-2|PO|=yl+mz|xp-2|=Jl+mz-十:.pQ _ 2/+6 w:+3 _ 7 2 z/-j-7 ,2 ,;、-两=20J T丁 而7T刈 i E2,当且仅当J k?+i =:,即加=i时等号成立.Y 加+iPQ 二当加=1,即直线/的斜率为1时,扁 取 得 最小值2.技巧点拨求圆锥曲线中的最值问题常用的方法1 .几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,考虑用图象法来解决,这是几何法,充分体现了数形结合思想.2.代 数 法:题中给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值.求函数最值的常见方法有配方法、判别式法
9、、基本不等式法、单调性法、三角换元法等.充分体现了函数与方程思想.题组二圆锥曲线中的范围问题调 研4已知圆(%+1)?+/=1 6的圆心为8,4(1,0),Q为圆上任意一点,线段科的垂直平分线 与线段B Q的交点为P.(1)求点P的轨迹C的方程;U U U UUU1(2)若过点B的直线1交曲线C于M,N两点,求AM AN的取值范围.【解析】(1)连接P4由于是线段4 Q的垂直平分线,所以伊川=仍、1,所以伊川+|P B|=PQ +PB=BQ =4 2 =AB,所以点P的轨迹C是以4 B为焦点,以4为长轴长的椭圆,故其方程 为 二+2 L =1.4 3当直线/的斜率存在时,设/:y =A(x+l
10、),2 2代 入 工+匕=1,4 3消去)得(3 +止)x2+8k2x+4 M1-1 2 =0 ,设M1(再,),N(孙 当),则再+9=一8好4M-1 23 +4 左 2 6正一 3 +4 二因 为,必 =(再-1 4 1)1必,=(七一1,当),U LU W UULL所以 月N=(甬 1)(x j -1)+yy2=再七一(须+为)+左?(须+1)(毛+1)=(1 +解)演三+俨 T)(玉+W)+1 +上 =(1 +*)篙+(1+标_&-9 _ 7 5 7-3 +4 F-4 4(3 +4 p)1 9 5 7 UJUB u L i r 7因为 3 +4 左 2 23,所以 一;_|”0,所以一
11、3 W K A/-X N 方 0)e =F-tF-)调研5在平面直角坐标系。中,已知椭圆C,灯 的离心率 2 2分别为左、右焦点,过0的直线交椭圆C于P,Q两点,且 P Q K的周长为8.(1)求椭圆C的方程;(2)设过点”(3,0)的直线交椭圆C于不同的两点4 B.N为椭圆上一点,且满足。7+0 =tO N(。为坐标原点),当M B|4时,求实数t的取值范围.2 c2 a2-b2 3=解 析 ;a?a2 4,.a 2=4b 2又:4a =8/.a=2,b2=1,x2八 一+y 2=椭圆C的方程是4.(2)设.*2 ),做 卬)/8的方程为尸=k(x-3),ry=k(x-3),x2 2 _由
12、+y 一 )整理得(1+42)-24k2x+36k2-4 =0.k2 0,得 524/36k2-4O+&=-尸1 盯=-1+4A-2 1+4/c2,.OA+()B=(X+x2,yl+y2)=t(x,y)1 24k2 1 1-6 kX =7(*1+x2)=-=R i +丫 2)=:伏(O+&)-6kl=-则,t(l+4/f2),e t(l+4fe2).(24 户f 144M-、?+-2=4由点N在椭圆上,得叩+咐(l+W,化简得35=%1 +4 d).又由|48|=v 1 +k2xx-x2 3,即(1+fc2)(x,+X2)Z-4X,X2 3将“1+”2占*2代入得(1+左 B,)(1+止广l+
13、4k2 0,则 8,.8 5.,2 t2k2=-由,得 36-4*,联立,解得3 t2 4._ 2 C Y 或即C W(-2,-)U(&2).故实数t的取值范围是(-Z-书)U(5,2).J。,:啜 .0*S 0)的焦点是尸,直线y =2与C的交点尸至吓的距离等于2.(1)求抛物线C的方程;(2)M是圆/+/-a+1=0上的一点,过点M作F M的垂线交C于A,B两点,求证:=|M*.【解析】由|P F|=2知 尸到准线的距离也是2,P点横坐标是2-勺尸(2-将 1 J代入丁=2a,得p =2,.抛物线C的方程为/=4x.(2)可设直线A B的方程为*=+4曰 七 ),则加尸的方程为J =5xT
14、),k2+b k一肋;联立得 +1左+1,代入片+y -6 x+l =0中,整理得b-X=6 6-1,联立,9=4 x 得 丁-4如-砧=0,J =16/c2+16 i =4(b-l f 0 x=ky+b设A a,%,B 半%,则 乂+%=4%,yxy2=-4 I -/X /Z r Z r _ T P、_ )正KFJ KFB-f 2、r 2 2i-i 22.-1(i 2)(H+H),-4b 1则 P )4 )-+亍+】_ 十-2 T,:.FAFB,.M=W-W.*拒 J。,:国 毯 运 a 技巧点拨I .圆锥曲线中的证明问题常以椭圆、抛物线为载体,借助设而不求法,考查数形结合思想、方程思想、化
15、归与转化能力、逻辑思维能力、运算求解能力.2 .圆锥曲线中的证明问题,主要有两类:一是证明点、直线、曲线等几何元素中的位置关系,如:某点在某直线上、某直线经过某个点、某两条直线平行或垂直等;二是证明直线与圆锥曲线中的一些数量关系(相等或不等).3.解决证明问题时,主要根据直线、圆锥曲线的性质、直线与圆锥曲线的位置关系等,通过相关的性质应用、代数式的恒等变形以及必要的数值计算等进行证明.:A 卷.X.运电 纨 运.运 恕:二.4考点3圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题题组一圆锥曲线中的定点问题调 研 1 设直线I 的方程为x=m(y +2)+5,该直线交抛物线C:y 2 =轨于P,Q 两个不同的
16、点.(1)若点4(5,-2)为线段P Q 的中点,求直线1 的方程;(2)证明:以线段P Q 为直径的圆M恒过点B(1,2).x=m y+(2w+5)V【解析】(1)联立=4 x ,消 去 噌 y Z-4 my-4(2 m+5)=0,设。(*1 必)0“2 5 2),则%+2=4 1 y 2=-8 m-2 0,xi+y2.因为4 为线段P Q 的中点,所 以 2 ,解得m=-l,所以直线,的方程为x+y-3=0.(2)因为“1 +*2=m(y +力)+2(2 m+5)=4 m2+4 m+1 0,K =更1=(2加+54 4 16所 以 的 由2=(*1 -1)(*2 T)+(y:2)(力-2)
17、,即B,P 虎-(丐+町)+1 +伊力2 -2。1 +y?)+旬所 以 加 改=(2 m+5 产-(4 m?+4 m+1 0)+1)+-8 m-2 0-2(4 m)+4)=0,因此B P I B Q,即以线段P Q 为直径的圆恒过点B(L 2).C:X+y1=l(a b 0)迈 M(-,b)(-.0)调 研 2已 知 椭 圆 b 的离心率为2 ,4 为 焦 点 是 2 的抛物线上一点 为直线=上任一点,4 B 分别为椭圆C的上,下顶点,且4 B,三点的连线可以构成三角形.(1)求椭圆C 的方程;(2)直线凡4,H B 与椭圆C 的另一交点分别交于点D,E,求证:直线D E 过定点.【解析】(1
18、)由题意知t2=2x4a2,解得.c 道=-a 2a=2b 1 ,c-2.椭圆C的方程 为 土+y 2=i.4-(2)设点”(见一2)(加工0),易知4(0J),3(0,1),3 1:.直线HA的方程为,=一一 X+1,直线H B的方程为 =-X-1.联立3,y=x+lmX2 2.-k=14”,嗒+1卜24 八 x=0,w.24w,-XD=736?Dw2-36rn+36问r-r理rm可-r4得e 出=一4 一 TsyE=-Tk+4 4+直线D E的斜率为k=n,-1 2,1 6m.-占”1Vt.直线 E 的士方的程 4为 J-4-mr2 =-w-*-1-2-x+8m ,即 v =-m-:-1-
19、2-x-1-4+w*1 6m i+4 J 16w 2直线DE过定点(o,-技巧点拨定点的探索与证明问题注意利用特殊化思想探求再证明,求解的方法常见的有如下两种:(1)直线过定点,引入适当的变量,求出直线方程,根据方程求出定点;(2)曲线过定点,先用特殊位置的曲线探求定点,再证明曲线过该点,与变量无关.题组二圆锥曲线中的定值问题X2 l,2 J TC:r +K =l(a b 0)与,d(a O),B(O 。(0,0),调 研3已知椭圆 a V 的离心率为2 O A B的面积为(1)求椭圆C的方程;设P是椭圆C上的一点,直线P A与y轴交于点M,直线P B与x轴交于点N .求证:|4 7 1忸 叫
20、 为定值.【解析】(1)由椭圆的离心率为 得 =,2 a 2由 X(a:0)(0 4),。(0*0 ,且4。43的面积为 1 得;。匕=1,又因为储=从+。2,所以。=2,。=1,2所以椭圆C的标准方程 是 三+y 2=i.4(2)设尸点坐标为(x M),当4工0时,直线期 的 方程是)-1=红 匚 工毛N点坐标为 产0 :H V|=|xv-2H上7 +2 1,直线P A的方程是v =上 彳(X 2),七一2“点的坐标为:|5J/I=I VV-I I=I-+I I:I 2一毛,X j-2所 以 心 pM闫,+2卜|兰 +1|=4;b-1 七一2当 x()=。时,%=1,此时区U|=2 ,|3|
21、=2,所以|4 V|-|5 A/|=4.综上,|4 V H创4为定值4.调研4已知P 0,抛物线臼公=2py与抛物线C2:y2=2p无 异于原点。的交点为M,且抛物线C1在点M处的切线与确交于点4抛物线,格 点M处的切线与碑 交于点B,与y轴交于点C.(1)若直线y=x+1与抛物线G交于点P,Q,且|PQI=入网求抛物线的方程;(2)证明:ABC的面积与四边形40CM的面积之比为定值.y=x+l o,;.p=1故抛物线g的方程为,=2y.卜2=2px(2)由 ”=2刀,得x=y=2 p或x=y=0,则M(2p,2p).设直线4M:y-2 p =k(x-2p)与 y =2py 联立得-2pk、x
22、-4 pz(l-k J =0由“=4P2k+16P2(1-k)=0 得(勺-2)2=0.kA=2设直线2P=2(*-2p)与/=2Px联立得与9-2py-4pz(l-k2)-0由g=4p2+16p2fc2(l-3=。得(I-2k2)z=O-2 =2.c c,c、BM:y-2 p =-(x -2p)故直线 4M:y-2 P =2(x-2 p),直线 2,从而不难求得4(P,),B(-2P,0)(0,p),S4goe=P”必 8M=3p,,p2=1.ABOC的面积与四边形40CM的面积之比为3 p:-p 2(为定值).燧 二 参.寓。%:.场 产 二 行.以。,.b 0)调 研5在平面直角坐标系中
23、,已知0(-4 2,0)为 椭 圆az b2 的左焦点,且椭圆“过点(啕(1)求椭圆M的方程;(2)是否存在平行四边形力B C D,同时满足下列两个条件:点4在直线 =2上;点B,C,。在椭圆M上 且 直 线 的 斜 率 等 于1.如果存在,求出4点坐标;如果不存在,说明理由.fc=V2【解析】(1)由题意得1 2 1 ,所以 =力=1,r+r=la2 3b2 F y=1故椭圆M的方程为3 0 ,解得一2 m 2,因为%+),:=r,所以比=呼=7因为四边形BCD为平行四边形,所以Q是AC的中点.yr=2yn-2=-2 -1所以C点的纵坐标 2因为点C在椭圆M上,所以丁建-1这 与 我 6 0
24、)&1.(福建省三明市第一中学2019届高三上学期期中考试)设椭圆V 与直线x=2交于2A、B两点,。为坐标原点,若A B O是直角三角形,则椭圆的离心率为【答案】AZ-A Ox=NS Ox=【解析】根据椭圆的对称性可知,4故A点的坐标为(捐)代入椭圆方程得L+M=LM =34 4d::b2,故椭圆的离心率为3.故选A.2.(西藏南木林高级中学2019届高三上学期期中考试)如图,已知直线y=x-2与圆/+丫2 _ +3=0及抛物线/=&r依次交于4B C D四点,则|48|+|CD|等于A.10C.14【答案】C【解析】由/+y2-4x+3=0,得(X-2)2+/=1)抛物线J=8 x的焦点为
25、(2,0),直线y=x-2过(2,0)点,:.AB+CD=AD-2,联立直线 产 2与J=8 x,可得f -12x+4=0,设 A(xp y i),D(如 以),贝IJX1+%2=12,则有|A|=(jt|+X2)+4=16,故|A3|+|CD|=16 2=14.故选 C.二 十 匕=1(a 6 0)3.(宁夏石嘴山市第三 中 学2019届高三上学期期中考试)已 知 椭 圆 的左焦点为耳(一2,0),过点耳作倾斜角为30。的直线与圆 十 /二/相 交 的 弦 长 为 回,则椭圆的标准方程为A.2 2x+y=118 42 2V XB.+8 412 2y x iC.4-=116 12D.3=116
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