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文档简介
专题13圆锥曲线压轴解答题常考套路归类
【命题规律】
解析几何是高考数学的重要考查内容,常作为试卷的拔高与区分度大的试题,其思维要求高,计算量
大.令同学们畏惧.通过对近几年高考试题与模拟试题的研究,分析归纳出以下考点:
(1)解析几何通性通法研究;
(2)圆锥曲线中最值、定点、定值问题;
(3)解析几何中的常见模型;
解析几何的核心内容概括为八个字,就是“定义、方程、位置关系所有的解析几何试题都是围绕这八
个字的内容与三大核心考点展开.
【核心考点目录】
核心考点一:轨迹方程
核心考点二:向量搭桥进行翻译
核心考点三:弦长、面积背景的条件翻译
核心考点四:斜率之和差商积问题
核心考点五:弦长、面积范围与最值问题
核心考点六:定值问题
核心考点七:定点问题
核心考点八:三点共线问题
核心考点九:中点弦与对称问题
核心考点十:四点共圆问题
核心考点十一:切线问题
核心考点十二:定比点差法
核心考点十三:齐次化
核心考点十四:极点极线问题
【真题回归】
1.(2022•浙江•统考高考真题)如图,已知椭圆《+V=1.设A,B是椭圆上异于P(0,l)的两点,且点
在线段AB上,直线PAM分别交直线y=-gx+3于C,。两点.
⑵求181的最小值.
【解析】⑴设“(2指cos。,sin。)是椭圆上任意一点,P设1),
|PH|2=12cos2+(1-sin0)2=13-1Isin,0-2sin0=-ll|sinO+三i喈理,当且仅当血。T时取
等号,故|叨|的最大值是u相
(2)设直线46:y=而+,直线AB方程与椭圆目+丁=1联立,可得f+心;一;=0,设
+
212\H
Xl+X2=----------f
k2+-
12
4(大,y),8(孙力),所以,
3
xz二--7-------r
4*2+-
l12
因为直线尸A:y=X二L+1与直线y=-:x+3交于C.
为2
4X2
则xc=,同理可得,々,=则
X+2y—2(2攵+1)*—1X-)+2y2—2(2%+1)^2—1
\CD\=~XD\=
2(J2k+l)Xj—1(2,k+l)x2-1
--------:--=-------=ZvJ----------:--=---------
[(2A+1)工]—1][(2Z+l)x2—1](2k+1)~X[X>—Qk+1)(3+x,)+1
3石Jl6k2+T6石^16/:+1V16+1^6>/5^4A><4+1><J6非,
2|3女+1|5伙+1|-5|3%+1|5
当且仅当%=得时取等号,故|cq的最小值为竽.
2.(2022・全国・统考高考真题)已知双曲线。:,-,=13>0/>0)的右焦点为尸(2,0),渐近线方程为>;=±7^.
(1)求C的方程;
⑵过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点尸(芭/),。(々,火)在C上,且为>七>0,必>0.过
产且斜率为-6的直线与过。且斜率为白的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一
个成立:
①加在A8上;@PQ//AB.®\MA\=\MB\.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
【解析】(D右焦点为F(2,0),.・.c=2,;渐近线方程为y=士石x,=#,.•"=岛,
a
c2=。2+人2=4。2=4,/.«=1,:・b=G.
.•.C的方程为:/-£=1;
3
(2)由已知得宜线产。的斜率存在且不为零,直线A8的斜率不为零,
若选由①②推③或选由②③推①:由②成立可知直线AB的斜率存在且不为零;
若选①③推②,则M为线段AB的中点,假若直线AB的斜率不存在,则由双曲线的对称性可知M在x轴上,
即为焦点尸,此时由对称性可知P、。关于x轴对称,与从而玉=工2,已知不符:
总之,直线AB的斜率存在且不为零.
设直线A8的斜率为h直线A8方程为y=&(x-2),
则条件①以在A8上,等价于%=刈/-2)=伙=42伉一2);
两渐近线的方程合并为3/-丫?=0,
联立消去y并化简整理得:(二-3卜2-4&28+4二=0
设A«,线段中点为则/=审=番,如“(赤-2)=3,
2k,—Jk—J
设
则条件③|AM|=|3M|等价于伍一天)2+(%-%)2=(七-七『+(%-”)2,
移项并利用平方差公式整理得:
(%,一七)[2%一优+匕)]+(%一%)[2%—(%+1)]=0,
[2X0-(X3+X4)]+?_[2%一(力+乂)]=0,即毛-A+&(%-%)=0.
X3X4
8*2
即吃+60=万二;
K.J
由题意知直线PM的斜率为-石,直线QM的斜率为6,
・,•由%一%=6(々一%),
+X-
**'y一32=_6(%22X0),
所以直线PQ的斜率加='二%=_&-%),
xl-x2x{-x2
直线PM:y=-V3(x-x0)+y0,BP丫=%+&/-石x,
代入双曲线的方程3/-V7=0,即(&+川底;-),)=3中,
得:(%+任(>)[2属-(%+6%)]=3,
%
.•.条件②PQ//AB等价于m=&o仅=3%,
综上所述:
条件①M在AB上,等价于机=%2(x0-2);
条件②尸。〃AB等价于6。=3与;
条件③=忸徵等价于天+后。=黑:
k—3
选①②推③:
Dk?区”2
由①②解得:=-,x+ky=4x0=-p,,③成立;
K,D(}()K~~J
选①③推②:
2k26k2
由①③解得:Xo=-r—,
k-3K-3
.•.仅)=3/,.•.②成立;
选②③推①:
由②③解得:/=分2k2,如,=6/k—2,•・•七一2=一6,
K-JK—3K—3
.=公(为一2),...①成立.
3.(2022•全国•统考高考真题)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点。(p,0),过广的直线交C于M,
N两点.当直线垂直于x轴时,|Mr|=3.
(1)求C的方程;
(2)设直线M2MD与C的另一个交点分别为A,B,记直线MN,AB的倾斜角分别为a1.当a-尸取得最大
值时,求直线AB的方程.
【解析】(1)抛物线的准线为x=-^,当MD与x轴垂直时,点”的横坐标为p.
此时尸|=p+5=3,所以p=2,
所以抛物线C的方程为V=4x;
(2)[方法一]:【最优解】直线方程横截式
设《卷,yj,直线"N:x=my+1,
\x=my+\.
由〈2,可得y--4股一4=°,A>0,yty2=-4,
[y=4x
k-Xf_4-_4
由斜率公式可得.一至三一不五,人"一支宝一五五,
4444
直线MD:x=±二-y+2,代入抛物线方程可得尸-也二义.丫-8=0,
A>O,y,y3=-8,所以%=2必,同理可得”=2乂,
44k,MN
所以%AB
%+为2(%+%)~2
又因为直线MN、AB的倾斜角分别为a,£,所以^=tan/?=^=詈,
若要使a-4最大,则夕e(0,^
,设我,"N=2kAB=2k>0,则
tan(f)Jana-tan.k]_V2
1+tanatanp1+2公1+2k一4,
k
当且仅当;=2/即氏=立时,等号成立,
k2
所以当a一夕最大时,1^=与,设直线AB:x=&y+",
代入抛物线方程可得y2-4^2y-4n=0,
△>0,%>4=_4〃=4%必=-16,所以〃=4,
所以直线AB:x=>/2y+4.
[方法二]:直线方程点斜式
由题可知,直线MN的斜率存在.
设”(5,*),'(々,%)4(电,为)8(%,%)直线的:丁=&(刀一1)
由]二£一。得:&2-0二+4卜+女2=0,占々=1,同理,>通=-<
直线加。:),=二4(》-2),代入抛物线方程可得:x声=4,同理,X2X4=4.
代入抛物线方程可得:%为=-8,所以为=2%,同理可得%=2y,
k_2(--。)_必-MJ卜
ABMN
由斜率公式可得:x4-x3(11]2(X2-X,)2,
Ex\)
(下同方法一)若要使夕最大,则夕
/tana-tan/?_k_11_应
a2
设=2&,m=2%>0,则a1+tan«tanp\+2kL+2k21^2/c4'
当且仅当!=2%即%=正时,等号成立,
k2
所以当a-4最大时,*当,设直线AB:x=J^y+w,
代入抛物线方程可得丁-4应y-4〃=0,△>(),乃以=-4〃=4),通=一16,所以〃=4,所以直线
A8:x=0y+4.
[方法三]:三点共线
设M仔,yj,喈,%L,%)喈,%),
设P(r,O),若P、仞、N•:点共线,由PM=13T,yJ,
/2\/2\
所以3T%=乂,化简得乂必=-期,
I4/I47
反之,若X%=-十,可得MN过定点。,0)
因此,由M、N、尸三点共线,得丫跖=-4,
由M、D、4三点共线,得乂为=-8,
由N、。、B三点共线,得%以=-8,
则为北=4yly2=T6,A8过定点(4,0)
(下同方法一)若要使a-4最大,则力e(0,U,
,x_tana-tan/?_k_11_^2
设G=2L=2%>0,则t叫"〃尸1+tanatan尸=一?0』=才,
k2\k'2
当且仅当g=24即氏=立时、等号成立,
k2
所以当a-夕最大时,心“=1,所以直线AB:x=J^),+4.
【整体点评】(2)法•:利用直线方程横截式,简化了联立方程的运算,通过寻找直线48的斜率关系,
由基本不等式即可求出直线A3的斜率,再根据韦达定理求出直线方程,是该题的最优解,也是通性通法;
法二:常规设直线方程点斜式,解题过程同解法一;
法三:通过设点由三点共线寻找纵坐标关系,快速找到直线AB过定点,省去联立过程,也不失为一种简化
运算的好方法.
4.(2022•全国•统考高考真题)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过
两点.
(1)求E的方程:
(2)设过点P(b2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足
MT=TH,证明:直线HN过定点.
【解析】⑴设椭圆E的方程为叩?+心1,过A(0,-2),唱,-1),
4〃=1
则<91,解得帆=!,〃,
—m+n=134
14
所以椭圆E的方程为:^+―=1.
43
3一2
(2)A(0,—2),B(—1),所以43:丁+2=3工,
①若过点尸(1,-2)的宜线斜率不存在,直线x=l.代入工+2=1,
34
可得半),N(1,平),代入4B方程y=|x-2,可得
T(-&+3,-半),^MT=TH得至I」”(-2#+5,-孚).求得HN方程:
丫=(2+半》一2,过点(0,-2).
②若过点尸(1,-2)的直线斜率存在,设区-y-(%+2)=0,V⑻,y),N(%,y?).
kx-y-(k+2)=0
联立,x2y2,得(3公+4)f-6攵(2+Z)x+3Z(攵+4)=0,
—+—=1
34
62(2+A)-8(2+&)
…=而’
可得
3%(4+k)4(4+4"2公),
"2=3&2+4
一2妹小
且石必+々,=正百(*)
y=yx
2可得T(孕+3,X),H(3X+6-N,X).
联立
y=尸-22
可求得此时创:广当=3y二曷-
将(0,-2),代入整理得2(%+々)-6(y+%)+%%+当乂-3yly2T2=0,
将(*)代入,得24k+12/+96+48%-24k-48-48%+24公-36公_48=0,
显然成立,
综上,可得直线,N过定点(0,-2).
22
5.(2022•全国•统考高考真题)已知点42,1)在双曲线=l(a>l)上,直线/交C于尸,Q两点,
a~a-
直线AP,4。的斜率之和为0.
⑴求/的斜率;
⑵若tan/PAQ=20,求△PAQ的面积.
V-4
【解析】(1)因为点A(2,l)在双曲线C:=-Y—=1(。>1)匕所以r-=1,解得〃=2,即双曲线
a-a^-1a
C:ji.
易知直线/的斜率存在,设/:丫="+机,尸(士,凶),。(々,%),
y=kx+m
联立1炉可得,(1一2公)12-4疝决一2加一2=0,
----y2=117
12-
4mk2m2+2,△=16机%2—4(2/+2)(2公一1)>0=>m2-1+2公>()且狂土日
所以,%+%=-
2&-2公-1
所以由心,,+分。=0可得,&4+上二1=°,
x2-2%1-2
即(3-2)(乜+zn—1)+(七-2)(脑+/7?-1)=0,
即2g9+(小一1一2Z)(x,+^)-4(m-l)=0,
”2m2+2/<…\(4mk、,/八八
所以2人定一^+(巾-1-2&)-赤:-4(机-1)=0,
化简得,8公+4左一4+4〃?(%+1)=0,即(Z+l)(2k-l+m)=0,
所以左=—1或m=1-2Z,
当机=1一2々时,直线/:y=h+m=A:(x-2)+l过点4(2,1),与题意不符,舍去,
故%=-1.
(2)[方法一]:【最优解】常规转化
不妨设直线PAAQ的倾斜角为。,夕因为原户+七2=。,所以a+£=兀,由(1)知,
2
xtx2=2m+2>0,
当AB均在双曲线左支时,ZPAQ=2a,所以tan2a=2后,
艮Sa/a+tana-夜=。,解得tana当(负值舍去)
此时必与双曲线的渐近线平行,与双曲线左支无交点,舍去;
当A8均在双曲线右支时,
因为tanN尸40=2近,所以tan(力-a)=20,即tan2c=-2&,
Bl-I-Jltan2a-tana-V2=0,解得tana=5/^(负值舍去),
于是,直线PA:y=0(x—2)+1,直线QA:y=-0(x-2)+l,
y=&(x-2)+l
(&-4)x+lO_40=O,
联立,j可得,lx》
因为方程有一个根为2,所以呼=吐逑,y±/2-5;
33
同理可得,&=胆逆,%=如上.
°33
51A2+1--r-
所以PQ:x+y—7=0,|PQ|==,点A到直线尸。的距离3_2V2,
33"=飞-=亍
故△FAQ的面积为_lx更x述=史亚.
2339
[方法二1:
设直线A尸的倾斜角为a,由tanNPA。=2后,得tan筲义=*,
Hl2a+Z.P.AQ—7i,得kAP=tana=y[2,即~~~=及,
联立河=及,及4"1a=印,内车,
X(-2233
e工田10+4应-4>/2-5卅工2068
同理,x,=------,>*=-------,JxXj+x=—,=—-
323239
而|”|=历…I,\AQ\=y/3\x2-2\,
由tanNPAQ=2拒,得sinNPAQ=半,
&I.SPAQ=^\AP\\AQ\sm^PAQ=y/2\xlx2-2(xA+x2)+4\=^^.
【整体点评】(2)法一:由第一问结论利用倾斜角的关系可求出直线抬,依的斜率,从而联立求出点尸,。坐
标,进而求出三角形面积,思路清晰直接,是该题的通性通法,也是最优解;
法二:前面解答与法一求解点P,。坐标过程形式有所区别,最终目的一样,主要区别在于三角形面积公式
的选择不一样.
【方法技巧与总结】
1、直接推理计算,定值问题一般是先引入参数,最后通过计算消去参数,从而得到定值.
2、先猜后证,从特殊入手,求出定点或定值,再证明定点或定值与参数无关.
3、建立目标函数,使用函数的最值或取值范围求参数范围.
4、建立目标函数,使用基本不等式求最值.
5、根据题设不等关系构建不等式求参数取值范围.
【核心考点】
核心考点一:轨迹方程
【规律方法】
求动点的轨迹方程有如下几种方法:
(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;
(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;
(3)相关点法:用动点。的坐标X、y表示相关点尸的坐标与、%,然后代入点户的坐标(七,%)所满
足的曲线方程,整理化简可得出动点。的轨迹方程;
(4)参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、)'与某一参数,得到方程,
即为动点的轨迹方程;
(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
【典型例题】
例1.(2022•全国•高三专题练习)双曲线C:,-,=l(a>0乃>0)的一条渐近线为广行工,且一个焦点到渐
近线的距离为G.
(1)求双曲线方程;
(2)过点(0,1)的直线/与双曲线交于异支两点P,Q,OM=OP+OQ,求点M的轨迹方程.
【解析】(1)由渐近线为y=J5x知,2=百①,又焦点到渐近线的距离为6,即(。,0)到直线y=Gx的距
a
离^^=匝=石,所以c=2,/+/=4②,联立①②,解得/=i,从=3,则双曲线方程为*2-片=1.
V3+123
(2)因为直线/与双曲线交于异支两点RQ,所以直线I的斜率必存在,且经过(0,1)点,可设直线l-.y=kx+\,
与双曲线联立得:(3-公)/-2"-4=0,
A>0
2k
设A/(x,y),P(办,%),Q(x?,%),则有,Xj+x2=——解得—<k<,
-4
X.-=------7<0
1-3-k?
2k
X=X1,+X2.=----------27
UUUUUL1UUII3-k
由OM=OP+OQ知,'
y=y+%=%(*+%)+2=获正
xk346
两式相除得一=£,即改=女代入y得/-2丫-3/=0,
yJy5-k,
又-如<k<£,所以)"2,
所以点M的轨迹方程为2y-3x2=0(y..2).
2
例2.(2022春•吉林辽源♦高三辽源市第五中学校校考期中)已知过定点P(0,l)的直线/交曲线f一5=1于A,
B两点.
⑴若直线/的倾斜角为45。,求|相|;
(2)若线段A8的中点为〃,求点M的轨迹方程.
【解析】⑴由题得/方程为:尸川’将其与联立有
y=x+1
,y2,消去y得:3X2-2X-5=0,解得4-1或%="
x---=l3
4
8啦
亍
(2)山题,直线/存在,故设/方程为:y=kx+l.
y=kx+\
将其与=1联立有:’2丁,消去y得:(4-k2)x2-2kx-5=0
X---=1
4
4-公工0
因/与双曲线有两个交点,则
△=80-16^2>0
2
得0<k<5且无2H4.设A(%,x),B(x2,y2).
又设M坐标为(不,%),则土?=%"21=%・
2
X1=1
44(%+^)X-%=4%_/:
因A,8在双曲线上,则有,=
y+必玉一々%
r2%
又M,尸(04)在直线/上,则&=2二
x()
%_口="22=0
吆丫、,一七人0几于Jo0
玉)为
2k8
由韦达定理有,玉+%2=,%+%
—一K4-k2
k
则M坐标为
、4_A
4
又"=二不,°"<5且心4,则为21或%—
综上点M的轨迹方程为:4x2-y2+y=0,其中yW(YO,-4)31,+8).
例3.(2022.全国•高三专题练习)在学习数学的过程中,我们通常运用类比猜想的方法研究问题.
(1)已知动点P为圆O:/+y2=/外一点,过尸引圆。的两条切线B4、PB,A、8为切点,若2473=0,
求动点尸的轨迹方程;
(2)若动点Q为椭圆M:4+[=l外一点,过。引椭圆M的两条切线。C、Q。,C、。为切点,若QCQD=0,
94
求出动点Q的轨迹方程;
22
⑶在(2)问中若椭圆方程为■+4=1(。>6>0),其余条件都不变,那么动点。的轨迹方程是什么(直接
ab-
写出答案即可,无需过程).
【解析】(1)山切线的性质及P4PB=0可知,四边形加生为正方形,
所以点尸在以。为圆心,IOPI长为半径的圆上,且|OP|=&|OA|=&r,
进而动点p的轨迹方程为x2+r=2r
(2)设两切线为4,4,
①当人与x轴不垂直且不平行时,设点。的坐标为。(与,%)则与工±3,
设4的斜率为左,则女二0,4的斜率为-J,
k
4的方程为y-%=z(x-A),联立工+t=1,
94
得(4+942)%2+184(%一线)%+9(%一处)产-36=0,
因为直线与椭圆相切,所以△=(),得18*2(%-㈣)2-4(4+%2).9[(%-5)2-4]=0,
化简,9吐%-心)2_(4+9^)(%_什尸+(4+9公)4=0,
进而(为-5)2-(4+9&2)=0,
2
所以(片-9U-2xoyok+$-4=0
所以火是方程(x;-9)二-+y:-4=0的一个根,
同理-;是方程(片-9正-2Xoyok+q-4=0的另一个根,
K
*-3,得呼+尤=13,其中々#±3,
②当4与X轴垂直或平行时,4与X轴平行或垂直,
可知:P点坐标为:(±3,±2),
P点坐标也满足X;+7o=13,
综上所述,点尸的轨迹方程为:x:+y;=13.
(3)动点。的轨迹方程是石+¥=/+/
以卜是证明:
设两切线为4,4,
①当4与x轴不垂直且不平行时,设点。的坐标为。(%,%)则/中士a,
心的斜率为左,则七。,,2的斜率为f
f丫2
4的方程为y-%=%(x-与),联立『,
22222222
得(从+ak)x+2ak(y0-kx„)x+a(y0-kx0)-ab=0,
因为直线与椭圆相切,所以△=(),
得(2*”(券-5)2-4(6+储&2)./[(为_此)2"]=0,
2222222122
化简,ak(y0-kxa)-(h+ak)(y0-AJ0)+(b+ak-)h=0,
进而(%-此)2-(/+。%)=0,
所以(X;-*-24犷+$-/=()
所以火是方程(片~a2)k2-2%),/+y:-从=0的一个根,
同理-1是方程(片-。2*-2与),/+y:-/=0的另一个根,
k
».(-:)=;二:,得X+yinT+b。其中
②当4与x轴垂直或平行时,。与x轴平行或垂直,
可知:尸点坐标为:(土a±份,
P点坐标也满足片+y;=a2+lr,
综上所述,点P的轨迹方程为:x-+yl=a2+b2.
核心考点二:向量搭桥进行翻译
【规律方法】
把几何语言转化翻译为向量语言,然后用向量知识来解决.
【典型例题】
22
例4.(2023・广西南宁・南宁二中校考一模)已知椭圆C:§+与=1(。>6>0),倾斜角为30。的直线过椭圆的
ab-
左焦点/和上顶点&且“「1+日(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
⑵若过点M(0,时的直线/与椭圆C交于不同的两点P,Q,且PM=2MQ,求实数加的取值范围.
b
1J3
【解析】(1)由题可知5(。+9=1+,
/=/+c2
a=2,
解得b=L
.c="
故椭圆的方程为t+y2=l.
4
(2)当直线/的斜率不存在时,设尸(0,1),2(0,-1),M(0,m),
由PM=2MQ,(0,/n-l)=2(0,-l-w),得加=-;,
同理,当Q(O,1).P(O,-1)时,得机=;,所以机=土;,
当直线/的斜率存在时,即mw士g时,
设直线PQ的方程为丫=履+,”,
联立
[x+4y=4,
消去y得(1+4/)Y2+Skmx+4m2-4=0.
因为直线/与椭圆C交于不同的两点P、Q,
所以△=(8km)2-4(1+4Z:2)(4/M2-4)>0,
即4A:2-m2+l>0@.
设P(x,yJ,Q(孙%),
8km4/n2-4
贝!|+x,=-②,
1+4二1+4k2
则PM=(<-xl,m-yl),MQ-(x2,y2-m),
由PM=2M。,得一%=2々③,
(8攵加)2W-4
③代入②得一2'
(1+4公)2-1+4公
化简整理得A=④,
36加一
将④代入①得上s>疗-1,
9m"-1
化简得[<病<1,
解得T<???<--sg-</n<1.
33
综上,〃?的取值范围为1-1,-gUg,l).
例5.(2023.全国•高三专题练习)已知椭圆C:/■+/=">b>0)的离心率e考,点A(a,0)、8(0力)
之间的距离为石.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若经过点(0,正)且斜率为左的直线/与椭圆C有两个不同的交点P和。,则是否存在常数%,使得
OP+OQ与A8共线?如果存在,求女的值;如果不存在,请说明理由.
【解析】(D因为点A(”,0)、8(0乃)之间的距离为
所以^/77p■=G,因为椭圆的离心率e=9Z,所以有£=也,而〃=巨+。2,
2a2
\/a2+b2—G
因此组成方程组为:\-=~n[(=:=E+y2=i;
a2[b2=I2
a2=h2+c2
(2)设/的方程为y=fcv+0,与椭圆的标准联立为:
《+2-1
■~2+'=(1+2/"+4限:+2=0,
y=kx+垃
T是有(40幻2-4(1+2/).2>0=公>;,此时设P(%,%),Q(W,%),
-4垃k
于是有%+九2=
1+2公
假设存在常数M使得OP+OQ与A8共线,
因为OP+OQ=(X+冗2,必+%),AB=(—a,b)=(->/2,1),
所以后+%)=—(玉+x,)=>>/2(AX)+\/2+kx2+5/2)=—(X|+%),
=血&(玉+X)+4=-(X+£),因为41+%=,
21J%,
所以近匕巴生+4=-土空nk=显,不满足&2>:,
因此不存在常数3使得OP+OQ与A8共线.
例6.(2023•全国•高三专题练习)已知双曲线=1与圆「2:f+y2=4+/(6>0)交于点4(乙,%)(
4h~
第一象限),曲线「为口、「2上取满足x>|xj的部分.
(1)若4=m,求b的值;
⑵当b=非,「2与X轴交点记作点6、弓,尸是曲线r上一点,且在第一象限,且|「用=8,求/"6;
(h1\b
(3)过点。0,—+2斜率为-g的直线/与曲线「只有两个交点,记为M、N,用。表示OM.ON,并求
OM-ON的取值范围.
【解析】(1〉由七=卡,点A为曲线J与曲线后的交点,
(22
"_A_=1
联立,4b2,解得〃=&,b=2;
.x;+y:=4+〃
(2)由题意可得耳,鸟为曲线口的两个焦点,
由双曲线的定义可得|延卜|「局=2即
又|P耳|=8,2a=4,
所以|明=8-4=4,
因为。=逐,则°="7?=3,
所以忸国=6,
在△居居中,由余弦定理可得
忖6F+归工『一|片鸟『
COSZFPF=
}22俨6卜|尸耳
64+16-36J2
2x8x4-16
ill0</尸尸居<7i,可得/耳尸£,=arccos—;
16
|4+£|
(3)设直线/:y=-^x+丝1,可得原点。到直线/的距离d=L=^L="TF,
22楼
所以直线/是圆的切线,设切点为M,
所以勺”=7,并设。加:丫=工工与圆/+丁=4+〃联立,
bb
可得x?+Q2=4+/,
可得x=b,y=2,即例仅,2),
注意直线/与双曲线的斜率为负的渐近线平行,
所以只有当然>2时,直线/才能与曲线「有两个交点,
o2
工江=1A4
由{4b-可得)
_V+V=4+^
I4
所以有4V——r,解得/>2+2退或/<2-2右(舍去),
4+b~
因为0例为ON在。M上的投影可得,OMON=4+b2>
所以OMON=4+〃>6+2若,
贝i]OM.ONe(6+26+8).
22
例7.(2022・全国•高三专题练习)已知双曲线C:二-与=l(a>0力>0)的左、右焦点分别为",尸2,且
ab~
忻闾=8,P(4,6)是C上一点.
(1)求C的方程;
⑵过点的直线与C交于两点A,B,与直线/:y=3x-12交于点N.设W4=zlAA/,NB=pBM,求证:
2+〃为定值.
【解析】(D设C的焦距为2c,则忻闾=加=8,
即c=4,E(TO),片(4,0);
由双曲线的定义,得双=|P用-闸|=,(4+4了+62-J(4-4y+62=4,即a=2,
2*>
所以匕=>/?=7=Ji直4=2。故c的方程为:4=1.
⑵设A(x「yJ,8(孙必),N(m,〃),显然直线AB的斜率存在,
可设直线AB的方程为y-1=-x-l),代入3/-V=[2,
得(3-公卜2-2%(1-少+213-%2=0.
由过点的直线与C交于两点A,B,得3-小w0,
由韦达定理,得%+工,=也;。,玷=21二13£①
由N(〃7,〃)在直线/:y=3x-12上,得〃=3〃?一12,即12—3加+仕=0;②
由N(m,〃)在直线A8上,得〃-1=氏(加-1).③
由NA=/IAM,得(%一,珥%-")=几(1一%,1->|),
八/x>4x.-tn.,X.-tn
即X1_/〃=4(1_斗)解4得)=]—x.同理,由NB=〃B例>得〃=x
+x)-2xx-2m
结合①②③,得4+〃=-^—+7—2t2
1-X]l-Xj
2k(\-k]2k-U-k2.
(加+1>3〃-2x3r-2m2耳助[)6社+26
2(〃一1)-6m+262(〃-3〃z+12)
故义+〃是定值.
(1-%])(1-%2)(1-X1)(1-X2)
核心考点三:弦长、面积背景的条件翻译
【规律方法】
首先仍是将题目中的基本信息进行代数化,坐标化,遵循直线与圆锥曲线题目通解中的套路,即设点
设线、直由联立、看判别式、韦达定理.
将有关弦长、面积背景的问题进行条件翻译时,一般是应用弦长公式、点到直线的距离公式及面积公
式(在圆中要用半径、半弦、弦心距组成的直角三角形求弦长)将有关弦长、面积的条件翻译为:(1)关
于某个参数的函数,根据要求求出最值;(2)关于某个参数的方程,根据要求得出参数的值或两参数间的
关系.
【典型例题】
例8.(2022春•内蒙古呼和浩特•高三呼市二中阶段练习)已知椭圆C:二■+£=1(。>0)的左、右焦点分别为
/8
K,工,P为C上一点,且当轴时,|P^|=y,
(1)求C的方程;
(2)设C在点尸处的切线交x轴于点0,证明:|P耳卜|。闾=忸巴卜|。耳|.
【解析】(1)由题意知,/>8,得a>20,
当PF}_Lx轴时,设P(-c,y0)(y0>0),
代入椭圆方程,得超=1,解得%=白,即同|=£
a8aa
由椭圆的定义知,|M|+|P周=2a,又|P周=],
Q1n
所以&+;=2。,由”>20,解得。=3,
a3
故椭圆C的方程为《+1=1;
9o
(2)当切线斜率不存在时,切线方程为x=±3,此时点尸与点。重合,等式成立;
当切线斜率为0时,切线与x轴不相交,不符合题意;
当切线斜率存在时,设P(x。,%),
则,,苦
由WI,2当g
所以切线的斜率为k=-22x°,得切线方程为丫=-2产。/)
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