2020版高考数学第八章平面解析几何第八节圆锥曲线的综合问题学案文(含解析)新人教A版 下载本文

1??因为MA=λ1AF,MB=λ2BF,M?0,-?,

→→→→

?m?

1??所以?x1,y1+?=λ1(1-x1,-y1),

?m?

?x2,y2+1?=λ(1-x,-y),

?222

m???

所以λ1=-1-

1

my1

,λ2=-1-

1

my2

所以λ1+λ2=-2-

y1+y26m9m8

=-2-2÷2=-。 my1y23m+43m+43

8

综上所述,当m变化时,λ1+λ2为定值-。

3

?5?(3)当m=0时,直线l⊥x轴,则四边形ABED为矩形,易知AE与BD相交于点N?,0?,?2??5?猜想当m变化时,直线AE与BD相交于定点N?,0?,证明如下: ?2?

????AN=?-x1,-y1?=?-my1,-y1?,

?

?3?易知E(4,y2),则NE=?,y2?。

?2?

6m??9?333??3?因为?-my1?y2-(-y1)=(y1+y2)-my1y2=?-2?-m?-2?=0, 222?3m+4??3m+4??2?

所以AN∥NE,即A,N,E三点共线。 同理可得B,N,D三点共线。

5

?23??2

?5?则猜想成立,故当m变化时,直线AE与BD相交于定点N?,0?。 ?2?

1

2.(配合例3使用)已知椭圆C的中心在原点,离心率等于,它的一个短轴端点恰好是

2抛物线x=83y的焦点。

(1)求椭圆C的方程;

(2)如图,已知P(2,3),Q(2,-3)是椭圆上的两点,A,B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点。

2

1

①若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;

2

②当A,B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值?请说明理由。

x2y2c1222

解 (1)设椭圆C的方程为2+2=1(a>b>0),则b=23。由=,a=c+b,得a=

aba2

4,

所以椭圆C的方程为+=1。 1612(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)。 1

①设直线AB的方程为y=x+t,

2代入+=1,得x+tx+t-12=0,

1612由Δ>0,解得-4

由一元二次方程根与系数的关系得

x2y2

x2y2

22

x1+x2=-t,x1x2=t2-12,

所以|x1-x2|=?x1+x2?-4x1x2 =t-4?t-12?=48-3t。 所以四边形APBQ的面积 12

2

2

2

2

S=×6×|x1-x2|=348-3t2。

所以当t=0时,S取得最大值,且Smax=123。

②若∠APQ=∠BPQ,则直线PA,PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,则直线PB的斜率为-k,直线PA的方程为y-3=k(x-2),

y-3=k?x-2?,??2由?xy2

+=1,??1612

2

2

2

得(3+4k)x+8(3-2k)kx+4(3-2k)-48=0, 8?2k-3?k所以x1+2=2,

3+4k-8k?-2k-3?8k?2k+3?

将k换成-k可得x2+2==22,

3+4k3+4k16k-12-48k所以x1+x2=2,x1-x2=2,

3+4k3+4k所以kAB==

2

y1-y2k?x1-2?+3+k?x2-2?-3= x1-x2x1-x2

k?x1+x2?-4k1

=,

x1-x22

1所以直线AB的斜率为定值。

2

中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代

数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,达到“望题兴叹”的地步,特别是高考过程中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面,为此,从以下几个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程,优化思维过程。

技巧一巧用平面几何性质

x2y2

【例1】 已知O为坐标原点,F是椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为Cab的左,右顶点。P为C上一点,且PF⊥x轴。过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E。若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )

1123A. B.C. D. 3234

【解析】 设OE的中点为N,如图,因为MF∥OE,所以有=ONaMFa-c,=。又因

MFa+cOEa1aa-cc1

为OE=2ON,所以有=·,解得a=3c,e==,故选A。

2a+caa3

【答案】 A

此题也可以用解析法解决,但有一定的计算量,巧用三角形的相似比可简化计算。 【变式训练1】 如图,F1,F2是椭圆C1:+y=1与双曲线C2的公共焦点,A,B分

4别是C1,C2在第二、四象限的公共点。若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是( )

x2

2

A.2 3C. 2

B.3 D.

6 2

解析 由已知,得F1(-3,0),F2(3,0),设双曲线C2的实半轴长为a,由椭圆及|AF1|+|AF2|=4,??

双曲线的定义和已知,可得?|AF2|-|AF1|=2a,

??|AF1|2+|AF2|2=12,

解得a=2,故a=2。所以双曲线

2

C2的离心率e=

答案 D

32

6。 2

技巧二设而不求,整体代换

对于直线与圆锥曲线相交所产生的中点弦问题,涉及求中点弦所在直线的方程,或弦的中点的轨迹方程的问题时,常常可以用“点差法”求解。

x2y2

【例2】 已知椭圆E:2+2=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交E于A,

abB两点。若AB的中点坐标为(1,-1),则E的标准方程为( )

A.+=1 B.+=1 45363627C.+=1 D.+=1 2718189【解析】 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1+x2=2,y1+y2=-2,

x2x2

y2y2

x2x2

y2

y2

???xy??a+b=1, ②

2

22

222

x2y211

2+2=1, ①ab

2

?x1+x2??x1-x2??y1+y2??y1-y2?

①-②得+=0, 22aby1-y2b2?x1+x2?b2所以kAB==-2=。

x1-x2a?y1+y2?a2

0+11b1

又kAB==,所以2=。

3-12a2

又9=c=a-b,解得b=9,a=18, 所以椭圆E的方程为+=1。

189【答案】 D

本题设出A,B两点的坐标,却不求出A,B两点的坐标,巧妙地表达出直线AB的斜率,通过将直线AB的斜率“算两次”建立几何量之间的关系,从而快速解决问题。

1xy【变式训练2】 过点M(1,1)作斜率为-的直线与椭圆C:2+2=1(a>b>0)相交于A,

2ab2

2

2

2

2

2

2

x2y2

B两点,若M是线段AB的中点,则椭圆C的离心率等于________。

解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),

??

则?xy??a+b=1 ②,

2

22

222

x2y211

2+2=1 ①,ab