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(蘇教版)高二數(shù)學(xué)寒假講義第01講 圓錐曲線經(jīng)典題型全歸納(2份,原卷版+解析版)

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題型一:向量搭橋進(jìn)行翻譯
題型二:弦長、面積問題
題型三:斜率之和、積、差、商問題
題型四:定值問題
題型五:定點(diǎn)問題
題型六:三點(diǎn)共線問題
題型七:中點(diǎn)弦問題
題型八:四點(diǎn)共圓問題
題型九:切線問題
【知識(shí)點(diǎn)梳理】
知識(shí)點(diǎn)一、直線和曲線聯(lián)立
(1)橢圓與直線相交于兩點(diǎn),設(shè),

橢圓與過定點(diǎn)的直線相交于兩點(diǎn),設(shè)為,如此消去,保留,構(gòu)造的方程如下:,
注意:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①如果直線沒有過橢圓內(nèi)部一定點(diǎn),是不能直接說明直線與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn)的,一般都需要擺出,滿足此條件,才可以得到韋達(dá)定理的關(guān)系.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②焦點(diǎn)在軸上的橢圓與直線的關(guān)系,雙曲線與直線的關(guān)系和上述形式類似,不在贅述.
(2)拋物線與直線相交于兩點(diǎn),設(shè),
聯(lián)立可得,時(shí),
特殊地,當(dāng)直線過焦點(diǎn)的時(shí)候,即,,因?yàn)闉橥◤降臅r(shí)候也滿足該式,根據(jù)此時(shí)A、B坐標(biāo)來記憶.
拋物線與直線相交于兩點(diǎn),設(shè),
聯(lián)立可得,時(shí),
注意:在直線與拋物線的問題中,設(shè)直線的時(shí)候選擇形式多思考分析,往往可以降低計(jì)算量.開口向上選擇正設(shè);開口向右,選擇反設(shè);注意不可完全生搬硬套,具體情況具體分析.
總結(jié):韋達(dá)定理連接了題干條件與方程中的參數(shù),所以我們?cè)谔幚砝缦蛄繂栴},面積問題,三點(diǎn)共線問題,角度問題等??純?nèi)容的時(shí)候,要把題目中的核心信息,轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)表達(dá),轉(zhuǎn)化為可以使用韋達(dá)定理的形式,這也是目前考試最常考的方式.
知識(shí)點(diǎn)二、根的判別式和韋達(dá)定理
與聯(lián)立,兩邊同時(shí)乘上即可得到,為了方便敘述,將上式簡(jiǎn)記為.該式可以看成一個(gè)關(guān)于的一元二次方程,判別式為可簡(jiǎn)單記.
同理和聯(lián)立,為了方便敘述,將上式簡(jiǎn)記為,,可簡(jiǎn)記.
與C相離;與C相切;與C相交.
注意:(1)由韋達(dá)定理寫出,,注意隱含條件.
(2)求解時(shí)要注意題干所有的隱含條件,要符合所有的題意.
(3)如果是焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,只需要把,互換位置即可.
(4)直線和雙曲線聯(lián)立結(jié)果類似,焦點(diǎn)在x軸的雙曲線,只要把換成即可;
焦點(diǎn)在y軸的雙曲線,把換成即可,換成即可.
(5)注意二次曲線方程和二次曲線方程往往不能通過聯(lián)立消元,利用判斷根的關(guān)系,因?yàn)榇饲闆r下往往會(huì)有增根,根據(jù)題干的隱含條件可以舍去增根(一般為交點(diǎn)橫縱坐標(biāo)的范圍限制),所以在遇到兩條二次曲線交點(diǎn)問題的時(shí)候,使用畫圖的方式分析,或者解方程組,真正算出具體坐標(biāo).
知識(shí)點(diǎn)三、弦長公式
設(shè),根據(jù)兩點(diǎn)距離公式.
(1)若在直線上,代入化簡(jiǎn),得;
(2)若所在直線方程為,代入化簡(jiǎn),得
(3)構(gòu)造直角三角形求解弦長,.其中為直線斜率,為直線傾斜角.
注意:(1)上述表達(dá)式中,當(dāng)為,時(shí),;
(2)直線上任何兩點(diǎn)距離都可如上計(jì)算,不是非得直線和曲線聯(lián)立后才能用.
(3)直線和曲線聯(lián)立后化簡(jiǎn)得到的式子記為,判別式為,時(shí),,利用求根公式推導(dǎo)也很方便,使用此方法在解題化簡(jiǎn)的時(shí)候可以大大提高效率.
(4)直線和圓相交的時(shí)候,過圓心做直線的垂線,利用直角三角形的關(guān)系求解弦長會(huì)更加簡(jiǎn)單.
(5)直線如果過焦點(diǎn)可以考慮焦點(diǎn)弦公式以及焦長公式.
知識(shí)點(diǎn)四、已知弦的中點(diǎn),研究的斜率和方程
(1)是橢圓的一條弦,中點(diǎn),則的斜率為,
運(yùn)用點(diǎn)差法求的斜率;設(shè),,,都在橢圓上,
所以,兩式相減得
所以
即,故
(2)運(yùn)用類似的方法可以推出;若是雙曲線的弦,中點(diǎn),則;若曲線是拋物線,則.
知識(shí)點(diǎn)五、求定值問題常見的方法有兩種:
(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān).
(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
知識(shí)點(diǎn)六、求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);
(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.
知識(shí)點(diǎn)七、證明共線的方法
(1)斜率法:若過任意兩點(diǎn)的直線的斜率都存在,通過計(jì)算證明過任意兩點(diǎn)的直線的斜率相等證明三點(diǎn)共線;(2)距離法:計(jì)算出任意兩點(diǎn)間的距離,若某兩點(diǎn)間的距離等于另外兩個(gè)距離之和,則這三點(diǎn)共線;(3)向量法:利用向量共線定理證明三點(diǎn)共線;(4)直線方程法:求出過其中兩點(diǎn)的直線方程,在證明第3點(diǎn)也在該直線上;(5)點(diǎn)到直線的距離法:求出過其中某兩點(diǎn)的直線方程,計(jì)算出第三點(diǎn)到該直線的距離,若距離為0,則三點(diǎn)共線.(6)面積法:通過計(jì)算求出以這三點(diǎn)為三角形的面積,若面積為0,則三點(diǎn)共線,在處理三點(diǎn)共線問題,離不開解析幾何的重要思想:“設(shè)而不求思想”.
知識(shí)點(diǎn)八、證明四點(diǎn)共圓的方法:
方法一:從被證共圓的四點(diǎn)中先選出三點(diǎn)作一圓,然后證另一點(diǎn)也在這個(gè)圓上,若能證明這一點(diǎn),則可肯定這四點(diǎn)共圓.
方法二:把被證共圓的四個(gè)點(diǎn)連成共底邊的兩個(gè)三角形,且兩三角形都在這底邊的同側(cè),若能證明其頂角相等,則可肯定這四點(diǎn)共圓(根據(jù)圓的性質(zhì)一一同弧所對(duì)的圓周角相等證).
方法三:把被證共圓的四點(diǎn)連成四邊形,若能證明其對(duì)角互補(bǔ)或能證明其中一個(gè)外角等于其內(nèi)對(duì)角時(shí),則可肯定這四點(diǎn)共圓(根據(jù)圓的性質(zhì)一一圓內(nèi)接四邊形的對(duì)角和為,并且任何一個(gè)外角都等于它的內(nèi)對(duì)角).
方法四:證明被證共圓的四點(diǎn)到某一定點(diǎn)的距離都相等,或證明被證四點(diǎn)連成的四邊形其中三邊中垂線有交點(diǎn)),則可肯定這四點(diǎn)共圓(根據(jù)圓的定義:平面內(nèi)到定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的軌跡為圓).
知識(shí)點(diǎn)九、切線問題
(1)若點(diǎn)是圓上的點(diǎn),則過點(diǎn)的切線方程為.
(2)若點(diǎn)是圓外的點(diǎn),由點(diǎn)向圓引兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則弦AB所在直線方程為.
(3)若點(diǎn)是橢圓上的點(diǎn),則過點(diǎn)的切線方程為.
(4)若點(diǎn)是橢圓外的點(diǎn),由點(diǎn)P向橢圓引兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則弦AB所在直線方程為.
【典型例題】
題型一:向量搭橋進(jìn)行翻譯
題型二:弦長、面積問題
例1.(2022·江蘇·連云港市贛馬高級(jí)中學(xué)高二期末)已知,是橢圓C:的兩個(gè)焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn).
(1)若為等腰直角三角形,求橢圓C的離心率;
(2)如果存在點(diǎn)P,使得,且的面積等于9,求b的值和a的取值范圍.
例2.(2022·黑龍江齊齊哈爾·高二期末)已知橢圓:()經(jīng)過點(diǎn),離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)如圖所示,過橢圓上的點(diǎn),()的直線與,軸的交點(diǎn)分別為和,且,過原點(diǎn)的直線與平行,且與橢圓交于、兩點(diǎn),求面積的最大值.
例3.(2022·安徽·安慶市第二中學(xué)高二期末)已知橢圓:的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,左焦點(diǎn)為F,,.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)P為x軸上的點(diǎn),經(jīng)過F且不垂直于坐標(biāo)軸的直線l與C交于M,N兩點(diǎn),且.證明;.
例4.(2022·云南·麗江市教育科學(xué)研究所高二期末)已知橢圓的離心率為,且過點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)若是上兩點(diǎn),直線與圓相切,求的取值范圍.
例5.(2022·河南·洛寧縣第一高級(jí)中學(xué)高二階段練習(xí))已知拋物線:的焦點(diǎn)為,點(diǎn)在拋物線上,,.
(1)求的方程.
(2)過的直線與相交于,兩點(diǎn),線段的垂直平分線與相交于,兩點(diǎn),若的斜率為1,求四邊形的面積.
例6.(2022·福建·高三階段練習(xí))已知橢圓C:的左,右焦點(diǎn)分別為,,動(dòng)直線l:與橢圓C相切,且當(dāng)時(shí),.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)作F1P⊥l,F(xiàn)2Q⊥l,垂足分別為P,Q,求四邊形F1F2QP的面積的最大值.
例7.(2022·云南·昆明市官渡區(qū)藝卓中學(xué)高三階段練習(xí))已知橢圓,其中橢圓C的離心率為,,分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),過橢圓的左焦點(diǎn)的直線與橢圓相交于A、B兩點(diǎn),的周長為8.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)求AOB面積的最大值.
例8.(2022·湖北·高二階段練習(xí))在中,已知點(diǎn)與邊上的中線長之和為6.記的重心的軌跡為曲線.
(1)求的方程;
(2)若圓,過坐標(biāo)原點(diǎn)且與軸不重合的任意直線與圓相交于點(diǎn),直線與曲線的另一個(gè)交點(diǎn)分別是點(diǎn),求面積的最大值.
題型三:斜率之和、積、差、商問題
例9.(2022·江蘇·高三階段練習(xí))已知雙曲線的實(shí)軸長為4,左?右頂點(diǎn)分別為,經(jīng)過點(diǎn)的直線與的右支分別交于兩點(diǎn),其中點(diǎn)在軸上方.當(dāng)軸時(shí),
(1)設(shè)直線的斜率分別為,求的值;
(2)若,求的面積.
例10.(2022·上海普陀·一模)在xy坐標(biāo)平面內(nèi),已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,直線與相交于A、B兩點(diǎn).
(1)記d為A到直線的距離,當(dāng)變化時(shí),求證:為定值;
(2)當(dāng)時(shí),求的值;
(3)過B作BM⊥x軸,垂足為M,OM的中點(diǎn)為N,延長AN交于另一點(diǎn)P,記直線PB的斜率為,當(dāng)取何值時(shí),有最小值?并求出此最小值.
例11.(2022·廣東·深圳科學(xué)高中高二階段練習(xí))已知橢圓上一點(diǎn)P到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和為4,離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過點(diǎn)的直線與橢圓交于A、B兩點(diǎn),為左焦點(diǎn),記直線的斜率為,直線的斜率為,求證:.
例12.(2022·黑龍江·鶴崗一中高三階段練習(xí))已知橢圓:的短軸長為,且過三點(diǎn),,中的兩點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過橢圓的右焦點(diǎn)的直線交橢圓于,(,不在軸上)兩點(diǎn),為橢圓的左頂點(diǎn),記,的斜率分別為,,證明:為定值.
例13.(2022·貴州·貴陽一中高三階段練習(xí)(文))已知橢圓,短軸長為,過橢圓C的右焦點(diǎn)且垂直于x軸的直線被截得的弦長為3.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)的直線l與橢圓C交于D,E兩點(diǎn),則在x軸上是否存在一個(gè)定點(diǎn)M,使得直線的斜率互為相反數(shù)?若存在,求出定點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,也請(qǐng)說明理由.
題型四:定值問題
例14.(2022·河南·洛寧縣第一高級(jí)中學(xué)高二階段練習(xí))已知橢圓:的離心率為,是上一點(diǎn).
(1)求的方程.
(2)設(shè),分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),過點(diǎn)作斜率不為0的直線,與交于,兩點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),記的斜率為,的斜率為.證明:①為定值;②點(diǎn)在定直線上.
例15.(2022·湖南·嘉禾縣第六中學(xué)高二階段練習(xí))已知拋物線上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離為4.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過焦點(diǎn)的直線與拋物線交于不同的兩點(diǎn),,為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)直線,的斜率分別為,,求證:為定值.
例16.(2022·上?!とA師大二附中高二階段練習(xí))已知拋物線的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為.
(1)求拋物線C的方程;
(2)設(shè)點(diǎn)E是拋物線C上任意一點(diǎn),求線段EF中點(diǎn)D的軌跡方程;
(3)過點(diǎn)的直線與拋物線C交于、兩個(gè)不同的點(diǎn)(均與點(diǎn)不重合),設(shè)直線、的斜率分別為、,求證:為定值.
題型五:定點(diǎn)問題
例17.(2022·陜西漢中·一模(文))已知橢圓的焦距為,設(shè)橢圓的上頂點(diǎn)為,左右焦點(diǎn)分別為,且是頂角為的等腰三角形.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知是橢圓上的兩點(diǎn),以橢圓中心為圓心的圓的半徑為,且直線與此圓相切.證明:以為直徑的圓過定點(diǎn).
例18.(2022·福建·高三階段練習(xí))已知等軸雙曲線:的虛軸長為.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過雙曲線的右焦點(diǎn)的直線與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),請(qǐng)問軸上是否存在一定點(diǎn)P,使得?若存在,請(qǐng)求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
例19.(2022·四川·高三階段練習(xí)(文))已知橢圓C:與橢圓的離心率相同,為橢圓C上一點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程.
(2)若過點(diǎn)的直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),試問以AB為直徑的圓是否經(jīng)過定點(diǎn)?若存在,求出的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
題型六:三點(diǎn)共線問題
例20.(2022·河南·馬店第一高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(理))已知曲線:經(jīng)過點(diǎn),.
(1)求曲線的方程;
(2)已知定點(diǎn),過的直線與曲線交于A,B兩點(diǎn),過的直線與曲線交于C,D兩點(diǎn).若A,C,M三點(diǎn)共線,證明:B,D,M三點(diǎn)共線.
例21.(2022·河南·民權(quán)縣第一高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))已知橢圓的左?右頂點(diǎn)分別為,焦距為2,離心率為.
(1)求橢圓的方程.
(2)已知點(diǎn)的坐標(biāo)為,是否存在直線,使得對(duì)于上任意一點(diǎn)(不在橢圓上),若直線交橢圓于另一點(diǎn),直線交橢圓于另一點(diǎn),恒有三點(diǎn)共線?若存在,求出的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.
例24.(2022·四川·射洪中學(xué)高二階段練習(xí)(理))已知F為拋物線的焦點(diǎn),點(diǎn)A,B在該拋物線上且位于x軸的兩側(cè).
(1)若(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),求△ABO與△AFO面積之和的最小值;
(2)若A,B,F(xiàn)三點(diǎn)共線,A,B處的切線交點(diǎn)為P,求P到F的最小距離.
題型七:中點(diǎn)弦問題
例25.(2022·江蘇南通·高二期末)已知橢圓的左焦點(diǎn),右頂點(diǎn).
(1)求的方程
(2)設(shè)為上一點(diǎn)(異于左、右頂點(diǎn)),為線段的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求證:.
例26.(2022·上海中學(xué)東校高二期末)已知橢圓的C的方程:.
(1)設(shè)P為橢圓C異于橢圓左右頂點(diǎn)上任一點(diǎn),直線的斜率為,直線的斜率為,試證明為定值.
(2)求橢圓中所有斜率為1的平行弦的中點(diǎn)軌跡方程.
(3)設(shè)橢圓上一點(diǎn),且點(diǎn)M,N在C上,且,D為垂足.證明:存在定點(diǎn)Q,使得為定值.
例27.(2022·四川資陽·高二期末(文))已知雙曲線的漸近線方程為,焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
(1)求C的方程;
(2)經(jīng)過點(diǎn)的直線l交C于A,B兩點(diǎn),且M為線段AB的中點(diǎn),求l的方程.
例28.(2022·四川省資陽中學(xué)高二期末(理))已知雙曲線的一條漸近線方程為,一個(gè)焦點(diǎn)到該漸近線的距離為1.
(1)求的方程;
(2)經(jīng)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),且為線段的中點(diǎn),求的方程.
例29.(2022·江蘇·連云港市贛馬高級(jí)中學(xué)高二期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,直線與C交于A,B兩點(diǎn).
(1)若的傾斜角為且過點(diǎn)F,求;
(2)若線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為,求的方程.
例30.(2022·北京市十一學(xué)校高二期末)已知拋物線E:y2=8x.
(1)求拋物線的焦點(diǎn)及準(zhǔn)線方程;
(2)過點(diǎn)P(-1,1)的直線l1與拋物線E只有一個(gè)公共點(diǎn),求直線l1的方程;
(3)過點(diǎn)M(2,3)的直線l2與拋物線E交于點(diǎn)A,B.若弦AB的中點(diǎn)為M,求直線l2的方程.
題型八:四點(diǎn)共圓問題
例31.(2022·湖北·高三階段練習(xí))已知點(diǎn)在拋物線上,過動(dòng)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為?,且直線與直線的斜率之積為.
(1)證明:直線過定點(diǎn);
(2)過?分別作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為?,問:是否存在一點(diǎn)使得???四點(diǎn)共圓?若存在,求所有滿足條件的點(diǎn);若不存在,請(qǐng)說明理由.
例32.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的右焦點(diǎn)為,橢圓的右準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)的直線與橢圓交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在第一象限),點(diǎn)在上的射影為.
(1)若,,,四點(diǎn)共圓,求點(diǎn)的橫坐標(biāo);
(2)記,的面積分別為,,求證:為定值.
例33.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知直線交拋物線于兩點(diǎn).
(1)設(shè)直線與軸的交點(diǎn)為,若,求實(shí)數(shù)的值;
(2)若點(diǎn)在拋物線上,且關(guān)于直線對(duì)稱,求證:四點(diǎn)共圓:
(3)記為拋物線的焦點(diǎn),過拋物線上的點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為點(diǎn),若的面積是的面積的兩倍,求線段中點(diǎn)的軌跡方程.
題型九:切線問題
例34.(2022·吉林·長春市文理高中有限責(zé)任公司高二期中)已知拋物線,直線與拋物線C于A,B兩點(diǎn),M是線段AB的中點(diǎn),過M作x軸的垂線交C于點(diǎn)N.
(1)若M的坐標(biāo)是,求k的值;
(2)當(dāng)時(shí),證明:拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行.
例35.(2022·吉林·長春市文理高中有限責(zé)任公司高二期中)已知橢圓,橢圓的離心率是.過點(diǎn)作圓的切線l交橢圓G于A,B兩點(diǎn).
(1)求橢圓G的方程;
(2)當(dāng)時(shí),求圓的切線方程:
(3)將表示為m的函數(shù),并求的最大值.
例36.(2022·四川·成都七中高二階段練習(xí)(理))已知拋物線及圓C:.
(1)過圓心C作直線與拋物線和圓交于四個(gè)點(diǎn),自上而下依次為A,M,N,B,若成等差數(shù)列,求直線的方程;
(2)過拋物線上一動(dòng)點(diǎn)P(P的橫坐標(biāo)大于)作圓C的兩條切線分別交y軸于E,F(xiàn)兩點(diǎn),求線段EF的取值范圍.

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