【文档说明】高考统考数学理科人教版一轮复习教师用书:第8章 命题探秘2 第1课时 圆锥曲线中的定点、定值问题 含解析【高考】.doc,共(7)页,375.000 KB,由小赞的店铺上传
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-1-命题探秘二高考中的圆锥曲线问题第1课时圆锥曲线中的定点、定值问题技法阐释求解圆锥曲线中的定点问题的两种方法(1)特殊推理法:先从特殊情况入手,求出定点,再证明定点与变量无关.(2)直接推理法:①选择一个参数建立直线系方
程,一般将题目中给出的曲线方程(包含直线方程)中的常量当成变量,将变量x,y当成常量,将原方程转化为kf(x,y)+g(x,y)=0的形式(k是原方程中的常量);②根据直线过定点时与参数没有关系(即直线系方程对任意参数都成立),得到方程组f(x,y)=0,g(x,y)=0;③以
②中方程组的解为坐标的点就是直线所过的定点,若定点具备一定的限制条件,则可以特殊解决.技法一直接推理解决直线过定点问题-2-[典例1](2020·临沂、枣庄二模联考)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为32,其左、右焦点分
别为F1,F2,点P为坐标平面内的一点,且|OP→|=32,PF1→·PF2→=-34,O为坐标原点.(1)求椭圆C的方程;(2)设M为椭圆C的左顶点,A,B是椭圆C上两个不同的点,直线MA,MB的倾斜角分别为α,β,且α+β=π
2.证明:直线AB恒过定点,并求出该定点的坐标.[思维流程][解](1)设P点坐标为(x0,y0),F1(-c,0),F2(c,0),则PF1→=(-c-x0,-y0),PF2→=(c-x0,-y0).由题意得x20+y20=94,(x0+c)(x0-c)+y20=-34,解得c2
=3,∴c=3.又e=ca=32,∴a=2.∴b2=a2-c2=1.∴所求椭圆C的方程为x24+y2=1.(2)设直线AB方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2).联立方程x24+y2=1,y=kx+m,消去y得(4k2+1)
x2+8kmx+4m2-4=0.-3-∴x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1.又由α+β=π2,∴tanα·tanβ=1,设直线MA,MB斜率分别为k1,k2,则k1k2=1,∴y1x1+2·y2x2+2=1,
即(x1+2)(x2+2)=y1y2.∴(x1+2)(x2+2)=(kx1+m)(kx2+m),∴(k2-1)x1x2+(km-2)(x1+x2)+m2-4=0,∴(k2-1)4m2-44k2+1+(km-2)-8km4k2+1+m2-4=0,化简得20k2-16km+
3m2=0,解得m=2k,或m=103k.当m=2k时,y=kx+2k,过定点(-2,0),不合题意(舍去).当m=103k时,y=kx+103k,过定点-103,0,∴直线AB恒过定点-103,0.点评:动直线
l过定点问题的基本思路设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).技法二直接推理解决曲线过定点问题[典例2](2019·北京高考)已知抛物线C:x2=-2py经过点(2,-1).(1)求抛
物线C的方程及其准线方程;(2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.[思维流程]-4-[解](1)
由抛物线C:x2=-2py经过点(2,-1),得p=2.所以抛物线C的方程为x2=-4y,其准线方程为y=1.(2)证明:抛物线C的焦点为F(0,-1),设直线l的方程为y=kx-1(k≠0).由y=kx-1,x2=-4y
得x2+4kx-4=0.设M()x1,y1,N()x2,y2,则x1x2=-4.直线OM的方程为y=y1x1x.令y=-1,得点A的横坐标xA=-x1y1.同理得点B的横坐标xB=-x2y2.设点D(0,n),则DA→=-x1y1,-1-n,DB→=-x2y2
,-1-n,DA→·DB→=x1x2y1y2+(n+1)2=x1x2-x214-x224+(n+1)2=16x1x2+(n+1)2=-4+(n+1)2.令DA→·DB→=0,即-4+(n+1)2=0,则n=1或n=-3.综上,以AB为直径的圆经过y轴上的定点
(0,1)和(0,-3).点评:抓住圆的几何特征:“直径所对的圆周角为90°”,巧用向量DA→·DB→=0求得定点坐标,学习中应体会向量解题的工具性.技法三定直线的方程问题[典例3]已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,过F且斜率为1的直线与C交于A,B两点,|AB|=8.-5-(1)
求抛物线C的方程;(2)过点D(1,2)的直线l交C于点M,N,点Q为MN的中点,QR⊥x轴交C于点R,且QR→=RT→.证明:动点T在定直线上.[思维流程][解](1)设A(x1,y1),B(x2,y2).因为F0,p2,所以过F且斜率为1的直线的方程为y=x+p2.由
y=x+p2,x2=2py消去y并整理,得x2-2px-p2=0,易知Δ>0.则x1+x2=2p,y1+y2=x1+x2+p=3p,所以|AB|=y1+y2+p=4p=8,解得p=2.于是抛物线C的方
程为x2=4y.(2)证明:法一:易知直线l的斜率存在,设l的方程为y=k(x-1)+2,Q(x0,y0),Mx3,14x23,Nx4,14x24.由y=k(x-1)+2,x2=4y消去y并整理,得x2-
4kx+4k-8=0.则Δ=(-4k)2-4(4k-8)=16(k2-k+2)>0,x3+x4=4k,x3x4=4k-8,所以x0=x3+x42=2k,y0=k(x0-1)+2=2k2-k+2,即Q(2k,2k2
-k+2).由点R在曲线C上,QR⊥x轴,且QR→=RT→,得R(2k,k2),R为QT的中点,所以T(2k,k-2).因为2k-2(k-2)-4=0,所以动点T在定直线x-2y-4=0上.法二:设T(x,y),Mx3
,14x23,Nx4,14x24.-6-由x23=4y3,x24=4y4得(x3+x4)(x3-x4)=4(y3-y4),所以x3+x44=y3-y4x3-x4.设Q(x,y5),则直线MN的
斜率k=y5-2x-1,又y3-y4x3-x4=k,点Q的横坐标x=x3+x42,所以x2=y5-2x-1,所以y5=12x(x-1)+2.由QR→=RT→知点R为QT的中点,所以Rx,y5+y2.又点R在C上,将x,y5+y2代入C的方程得x2=2(
y5+y),即-x+4+2y=0,所以动点T在定直线x-2y-4=0上.点评:本题第(2)问给出了探求圆锥曲线中的定直线问题的两种方法:方法一是参数法,即先利用题设条件探求出动点T的坐标(包含参数),再
消去参数,即得动点T在定直线上;方法二是相关点法,即先设出动点T的坐标为(x,y),根据题设条件得到已知曲线上的动点R的坐标,再将动点R的坐标代入已知的曲线方程,即得动点T在定直线上.技法四直接推理解决定值问题[典例4]在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:x24+y2=1,点P(x1,y1)
,Q(x2,y2)是椭圆C上两个动点,直线OP,OQ的斜率分别为k1,k2,若m=x12,y1,n=x22,y2,m·n=0.(1)求证:k1·k2=-14;(2)试探求△OPQ的面积S是不是为定值,并说明理
由.[思维流程]-7-[解](1)证明:∵k1,k2均存在,∴x1x2≠0.又m·n=0,∴x1x24+y1y2=0,即x1x24=-y1y2,∴k1·k2=y1y2x1x2=-14.(2)①当直线PQ的斜率不存在,即x1=x2,y1=-y2时,由y1y2x1x2=-14,得x214
-y21=0.∵点P(x1,y1)在椭圆上,∴x214+y21=1,∴|x1|=2,|y1|=22.∴S△POQ=12|x1||y1-y2|=1.②当直线PQ的斜率存在时,设直线PQ的方程为y=kx+b.联立得方程组y=kx+b,x24+y2=1,消去y并整理得(4k2+1
)x2+8kbx+4b2-4=0,其中Δ=(8kb)2-4(4k2+1)(4b2-4)=16(1+4k2-b2)>0,即b2<1+4k2.∴x1+x2=-8kb4k2+1,x1x2=4b2-44k2+1.∵x1x24+y1y2=0,∴x1x24+(kx1+b
)(kx2+b)=0,得2b2-4k2=1(满足Δ>0).∴S△POQ=12·|b|1+k2·|PQ|=12|b|(x1+x2)2-4x1x2=2|b|4k2+1-b24k2+1=1.综合①②知△POQ的面积S为定值1.点评:圆锥曲线中的定值
问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值:依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式,化简即可得出定值;(2)求点到直线的距离为定值:利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得;(3)求某线段长度为定值:利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变
形即可求得.