2009年高考专题点拨数学直线、圆、圆锥曲线

题型一、动点轨迹方程问题

例1.如图,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的两点,动点P满足:

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(Ⅰ)求点P的轨迹方程;

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(Ⅱ)设d为点P到直线l:的距离,若,求的值。

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解:(I)由双曲线的定义,点P的轨迹是以M、N为焦点,实轴长2a=2的双曲线.,因此半焦距c=2,实半轴a=1,从而虚半轴b=,所以双曲线的方程为x2-=1.

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 (II)由(I)及(21)图,易知|PN|1,因|PM|=2|PN|2,         ①

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知|PM|>|PN|,故P为双曲线右支上的点,所以|PM|=|PN|+2.     ②

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将②代入①,得2||PN|2-|PN|-2=0,解得|PN|=,所以|PN|=.

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因为双曲线的离心率e==2,直线l:x=是双曲线的右准线,故=e=2,

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所以d=|PN|,因此

变式:

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在平面直角坐标系中,点P到两点的距离之和等于4,设点P的轨迹为

(Ⅰ)写出C的方程;

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(Ⅱ)设直线C交于AB两点.k为何值时?此时的值是多少?

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解:(Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴,故曲线C的方程为

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(Ⅱ)设,其坐标满足

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消去y并整理得,故

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,即.而

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于是

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所以时,,故

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时,

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,所以

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题型二、线性规划问题

例2.①若为不等式组表示的平面区域,则当从-2连续变化到1时,动直线 扫过中的那部分区域的面积为 ( C  )

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A.                  B.1          C.                  D.5

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②在平面直角坐标系中,点的坐标分别为.如果围成的区域(含边界)上的点,那么当取到最大值时,点的坐标是 _____

变式:

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1.若实数x、y满足的取值范围是(  D )

A.(0,2)     B.(0,2)       C.(2,+∞)        D.[2,+∞)

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2.若,且当时,恒有,则以,b为坐标点 所形成的平面区域的面积等于 (  C  )

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(A)        (B)      (C)1         (D)

题型三、圆锥曲线定义的应用

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例3. 已知为椭圆的两个焦点,过的直线交椭圆于A、B两点,若,则=        8

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例4. 已知抛物线,直线两点,是线段的中点,过轴的垂线交于点

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(Ⅰ)证明:抛物线在点处的切线与平行;

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(Ⅱ)是否存在实数使,若存在,求的值;若不存在,说明理由.

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解:(Ⅰ)如图,设,把代入

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由韦达定理得

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点的坐标为

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设抛物线在点处的切线的方程为

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代入上式得直线与抛物线相切,

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.即

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(Ⅱ)假设存在实数,使,则,又的中点,

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由(Ⅰ)知

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轴,

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,解得.即存在,使

变式:

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已知双曲线的两个焦点为的曲线C上.

(Ⅰ)求双曲线C的方程;

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(Ⅱ)记O为坐标原点,过点Q (0,2)的直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,若△OEF的面积为求直线l的方程

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解:(Ⅰ)依题意,由a2+b2=4,得双曲线方程为(0<a2<4),

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将点(3,)代入上式,得.解得a2=18(舍去)或a2=2,故所求双曲线方程为

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 (Ⅱ)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理,得(1-k2)x2-4kx-6=0.

∵直线I与双曲线C相交于不同的两点EF,

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   ∴k∈(-)∪(1,).

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E(x1,y1),F(x2,y2),则由①式得x1+x2=于是

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|EF|=

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=,而原点O到直线l的距离d,

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SΔOEF=

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SΔOEF,即解得k,满足②.

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故满足条件的直线l有两条,其方程分别为y=

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题型四、圆锥曲线性质问题

例5.①已知双曲线的左右焦点分别为的右支上一点,且,则的面积等于( C )

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(A)       (B)         (C)        (D)

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②已知是椭圆的两个焦点,满足的点总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( C )

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A.          B.          C.         D.

变式:

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1.设是等腰三角形,,则以为焦点且过点的双曲线的离心率为(  B  )

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A.            B.                C.              D.

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2.已知是抛物线的焦点,上的两个点,线段AB的中点为,则的面积等于        2

题型五、直线与圆锥曲线位置关系问题

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例6.已知抛物线和三个点,过点的一条直线交抛物线于两点,的延长线分别交曲线

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(1)证明三点共线;

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(2)如果四点共线,问:是否存在,使以线段为直径的圆与抛物线有异于的交点?如果存在,求出的取值范围,并求出该交点到直线的距离;若不存在,请说明理由.

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解:(1)设

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则直线的方程:,即

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上,所以①  又直线方程:

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得:,所以

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同理,,所以直线的方程:

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将①代入上式得,即点在直线上,所以三点共线

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(2)由已知共线,所以  以为直径的圆的方程:,由

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所以(舍去),  。要使圆与抛物线有异于的交点,则,所以存在,使以为直径的圆与抛物线有异于的交点 ,则,所以交点的距离为 

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例7.已知中心在原点的双曲线的一个焦点是,一条渐近线的方程是

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(Ⅰ)求双曲线的方程;

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(Ⅱ)若以为斜率的直线与双曲线相交于两个不同的点,且线段的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求的取值范围.

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解:(Ⅰ)设双曲线的方程为,由题设得

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   解得    所以双曲线的方程为

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(Ⅱ)设直线的方程为,点的坐标满足方程组

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将①式代入②式,得,整理得

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此方程有两个不等实根,于是,且.整理得

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.        ③

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由根与系数的关系可知线段的中点坐标满足

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从而线段的垂直平分线的方程为

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此直线与轴,轴的交点坐标分别为.由题设可得

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.整理得

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将上式代入③式得

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整理得.解得

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所以的取值范围是

变式:

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设椭圆中心在坐标原点,是它的两个顶点,直线与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点.

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(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)求四边形面积的最大值.

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解:(Ⅰ)依题设得椭圆的方程为

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直线的方程分别为

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如图,设,其中

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满足方程,故.①

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,得

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上知,得

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化简得,解得

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(Ⅱ)根据点到直线的距离公式和①式知,点的距离分别为

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,所以四边形的面积为

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,即当时,上式取等号.所以的最大值为

反馈练习:

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1.已知变量满足约束条件的最大值为(  B )

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A.             B.               C.                 D.

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2.若圆的半径为1,圆心在第一象限,且与直线轴相切,则该圆的标准方程是( B  )

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A.             B.

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C.                   D.

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3.双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P为其上一点,且|PF1|=2|PE2|,则双曲线离心率的取值范围为( B  )

A.(1,3)    B.(1,3)        C.(3,+∞)    D. [3,+∞)

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4.设椭圆的右焦点与抛物线的焦点相同,离心率为,则此椭圆的方程为(  B  )

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A.            B.          C.          D.

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5.双曲线的右支上存在一点,它到右焦点及左准线的距离相等,则双曲线离心率的取值范围是(  C   )

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A.         B.   C.      D.

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6.若双曲线的左焦点在抛物线y2=2px的准线上,则p的值为(  C  )

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(A)2                   (B)3                              (C)4                   (D)4

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7.已知直线与圆,则上各点到的距离的最小值为___

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8.在平面直角坐标系中,椭圆的焦距为2,以O为圆心,为半径的圆,过点作圆的两切线互相垂直,则离心率=          

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9.过椭圆的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于两点,为坐标原点,则的面积为        

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10.已知圆.以圆与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和顶点,则适合上述条件的双曲线的标准方程为          

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11.已知的顶点在椭圆上,在直线上,且

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(Ⅰ)当边通过坐标原点时,求的长及的面积;

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(Ⅱ)当,且斜边的长最大时,求所在直线的方程.

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解:(Ⅰ)因为,且边通过点,所以所在直线的方程为

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两点坐标分别为.由

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所以.又因为边上的高等于原点到直线的距离.

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所以

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(Ⅱ)设所在直线的方程为,由

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因为在椭圆上,所以.设两点坐标分别为

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,所以

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又因为的长等于点到直线的距离,即

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所以

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所以当时,边最长,(这时)此时所在直线的方程为

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12.双曲线的中心为原点,焦点在轴上,两条渐近线分别为,经过右焦点垂直于的直线分别交两点.已知成等差数列,且同向.

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(Ⅰ)求双曲线的离心率;(Ⅱ)设被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.

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解:(1)设

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由勾股定理可得:

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得:

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由倍角公式,解得,则离心率

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(2)过直线方程为与双曲线方程联立

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代入,化简有

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将数值代入,有 解得,得双曲线方程为

 

 

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