活用向量求解圆锥曲线问题

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专题(19)巧用向量法求解圆锥曲线问题

专题(19)巧用向量法求解圆锥曲线问题

高三第二轮专题复习专题(19)——巧用向量法求解圆锥曲线问题一、 利用向量的数量积解决夹角(钝、锐、直)问题例1、过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 作直线交抛物线于A B 、两点,O 为坐标原点.求证:ABO ∆是钝角三角形.说明:(1)确定三角形的角时,若三边长易算用余弦定理;若三边长不易计算则考虑向量的数量积;(2)更为一般地,我们有如下重要结论:①过点(,0)(0)M t t >的直线交抛物线22(0)y px p =>于A B 、两点.当02t p <<时,AOB ∠为钝角;当2t p =时,AOB ∠为直角;当2t p >时,AOB ∠为锐角.②过点(0,)(0)M t t >的直线交抛物线22(0)x py p =>于A B 、两点.当02t p <<时,AOB ∠为钝角;当2t p =时,AOB ∠为直角;当2t p >时,AOB ∠为锐角.③抛物线22(0)y px p =>上异于原点O 的动点A B 、满足OA OB ⊥u u r u u u r ,则直线AB 必过定点(2,0)p ;反之,亦成立. ④抛物线22(0)x py p =>上异于原点O 的动点A B 、满足OA OB ⊥u u r u u u r ,则直线AB 必过定点(0,2)p ;反之,亦成立.变式:已知椭圆22:184x y E +=,是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A B 、,且O A O B ⊥u u r u u u r ?若存在,写出该圆的方程;若不存在,请说明理由.答案:2283x y +=. 说明:已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>,直线l 与椭圆E 交于A B 、两点,在AOB ∆中,AB 边上的高为OH .(1)若2221112||AOB OH a bπ∠=⇔=+; (2)若2221112||AOB OH a b π∠<⇔<+; (3)若2221112||AOB OH a b π∠>⇔>+. 本例中22221113883r r a b =+=⇒=,则圆的方程为2283x y +=.二、 利用向量知识解决共线问题例2、在平面直角坐标系xoy 中,经过点(0,且斜率为k 的直线l 与椭圆22:12x E y +=有两个不同的交点P Q 、.(1)求实数k 的取值范围;(2)设椭圆与x 轴正半轴、y 轴正半轴的交点分别为A B 、,是否存在常数k ,使得向量OP OQ +u u u r u u u r 与AB uu u r 共线?如果存在,求k 值;如果不存在,请说明理由.答案:不存在.变式:设A B 、是椭圆22:12x E y +=上的两点,(2,0)N -满足NA NB λ=u u r u u u r .当11[,]53λ∈时,求直线AB 斜率的取值范围.答案:121[,[,]2662--.三、利用向量解决参数的取值范围问题例3、已知C 为圆22(1)8x y ++=的圆心,P 是圆上的动点,点Q 在圆的半径CP 上,且有点(1,0)A 和AP 上的点M 满足0,2M Q A P A P A M ⋅==u u u r u u u r u u u r u u u r .(1)当点P 在圆上运动时,求点Q 的轨迹方程;(2)若斜率为k 的直线l 与圆221x y +=相切,与(1)中所求点Q 的轨迹交于不同的两点,F H ,O 是坐标原点,且满足3445OF OH ≤⋅≤uu u r uuu r ,求k 的取值范围.答案:(1)2212x y +=;(2)[]22U .四、由向量形式给出的圆锥曲线的几何关系例4、在平面直角坐标系xoy 中,1的线段的两端点,C D 分别在,x y 轴上滑动,CP PD =uu r uu u r ,记点P 的轨迹为曲线E .(1)求曲线E 的方程;(2)经过点(0,1)作直线与曲线E 相交于,A B 两点,OM OA OB =+uuu r uu r uu u r ,当点M 在曲线E 上时,求四边形AOBM 的面积.答案:(1)2212y x +=;(2五、圆锥曲线中求向量数量积的取值范围例5、已知椭圆22122:1(0)y x C a b a b+=>>与抛物线22:2(0)C x py p =>有一个公共焦点,抛物线2C 的准线l与椭圆1C 有一个坐标是的交点.(1)求椭圆1C 与抛物线2C 的方程;(2)若点P 是直线l 上的动点,过点P 作抛物线的两条切线,切点分别为,A B ,直线AB 与椭圆1C 分别交于点,E F ,求OE OF ⋅u u u r u u u r 的取值范围.答案:(1)22212:1,:884y x C C x y +==;(2)(8,2]-.。

向量在圆锥曲线中的应用

向量在圆锥曲线中的应用

向量在圆锥曲线中的应用赵春祥由于平面向量融数、形于一体,具有几何形式与代数形式的“双重身份”,使它成为中学数学知识的一个交汇点和联系多项内容的媒介。

因此,向量的引入大大拓宽了解题的思路,使它在研究许多问题时获得广泛的应用。

利用平面向量这一工具解题,可以简捷、规范地处理数学中的许多问题。

下面介绍向量在圆锥曲线中的应用。

一、在椭圆中的应用例1. 椭圆的焦点为F1,F2,点P为椭圆上的动点,当∠F1PF2为钝角时,点P横坐标的取值范围是___________。

解:由题意,设三点坐标分别为:P(x0,y)、F1()、F2(),则。

由∠F1PF2为钝角,得,即。

①又点P(x0,y)在椭圆上,所以。

②联合①、②不难求得。

二、在双曲线中的应用例2. 双曲线的两个焦点为F1、F2,点P在双曲线上,若PF1⊥PF2,则点P到x轴的距离为_________。

解:由已知可得双曲线的两焦点坐标F1(-5,0)、F2(5,0)。

设P(x,y),则。

因为,即,所以。

又因为P(x,y)在双曲线上,所以从而y=±。

因此,点P到x轴的距离为。

三、在抛物线中的应用例3. 设抛物线的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴,证明直线AC经过原点。

证明:如图,抛物线,焦点是,准线为。

设,A、F、B共线,则设,所以有,由BC∥x轴,可得。

又由点A在抛物线上,得。

化简后,得。

则,从而。

而,即共线,也就是直线AC经过原点。

巧用平面向量的数量积,妙解圆锥曲线问题雷文阁两个非零向量的数量积的定义式含有“角”和“长度”;而该式又可变形为,此式与三角形正弦面积有关;数量积还有坐标形式。

因此,通过数量积可沟通长度、角、坐标及三角形面积之间的关系。

利用数量积解题,可以避繁就简。

以下列举其在圆锥曲线中的应用。

一、证明问题例1. (二册上P82)已知一个圆的直径的端点是,求证圆的方程是证明:设是圆上不同于A、B的任意一点,由圆的性质知又所以当M与A或B重合时,仍满足上式,故得证。

直线与圆锥曲线有关向量的问题

直线与圆锥曲线有关向量的问题

直线圆锥曲线有关向量的问题高考考什么知识要点:1.直线与圆锥曲线的公共点的情况00),(02=++⇒⎩⎨⎧==++C Bx Ax y x f c by ax 曲线:直线:)0'''(2=++C y B y A 或 (1)没有公共点 → 方程组无解 (2)一个公共点 →0,0)0)=∆≠→=→A ii A i 相切相交(3)两个公共点 →0,0>∆≠A2.连结圆锥曲线上两个点的线段称为圆锥曲线的弦,要能熟练地利用方程的根与系数关系来计算弦长,常用的弦长公式:212122111AB kx x y y k=+-=+- 3.以平面向量作为工具,综合处理有关长度、角度、共线、平行、垂直、射影等问题 4.几何与向量综合时可能出现的向量内容(1)给出直线的方向向量或;(2)给出与相交,等于已知过的中点;(3)给出,等于已知是的中点;(4)给出,等于已知A 、B 与PQ 的中点三点共线;(5) 给出以下情形之一:①;②存在实数;③若存在实数,等于已知三点共线.(6)给出,等于已知是的定比分点,为定比,即 (7)给出,等于已知,即是直角,给出,等于已知是钝角, 给出,等于已知是锐角。

(8)给出,等于已知是的平分线。

(9)在平行四边形中,给出,等于已知是菱形;(10)在平行四边形中,给出,等于已知是矩形;(11)在中,给出,等于已知是的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);(12)在中,给出,等于已知是的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);(13)在中,给出,等于已知是的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);(14)在中,给出等于已知通过的内心;(15)在中,给出等于已知是的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);(16)在中,给出,等于已知是中边的中线;高考怎么考主要题型:1.三点共线问题;2.公共点个数问题;3.弦长问题;4.中点问题;5.定比分点问题;6.对称问题;7.平行与垂直问题;8.角的问题。

向量法解圆锥曲线中的最值

向量法解圆锥曲线中的最值

向量法解圆锥曲线中的最值、定值问题的假设干范例江西省高安市石脑二中 王典辉 (330818)圆锥曲线中的最值、定值问题是高考中的热点题型,而以向量为载体的圆锥曲线中的最值、定值问题又是最近几年来高考中显现的新题型。

由于这种题型在解题之前不明白最值、定值的结果,因此对解题增加了必然难度。

但利用向量集数与形于一身,既有代数的抽象性,又有几何的直观性这一特点,能有效地探讨到结果。

本文通过具体的例子来讲明用向量方式对这种问题的求解。

一、最值问题例1.已知点A (0,1),B (0,-1),P 为一个动点,且直线PA 、PB 的斜率之积为-21。

⑴求动点P 的轨迹C 的方程;(⑵设Q (2,0),过点(-1,0)的直线l 交C 于M 、N 两点,△QMN 的面积记为S ,对知足条件的任意直线l ,不等式S ≤λtan ∠MQN 成立,求λ最小值。

解:⑴如图1,设P (x ,y ),k PA =x y -1,k PB =x y 1+,由k PA ·k PB =-21=>221x y -=-21=>22x +y 2=1。

⑵要由不等式S ≤λtan ∠MQN ,求λ最小值一时难以分析清几个量之间的内在联系,于是先从特殊情形进行分析。

当MN ⊥轴时,由上述椭圆方程知,点(-1,0)即为左核心F 1。

现在|F 1Q |=3,又因为x =-1时,y=±22,因此|NM |=2,S △QMN =223。

又因为tan ∠NQF 1=62,tan ∠NQN =tan2∠NQF 1=121tan 1tan 2NQF NQF ∠-∠=1816212-⨯=1726。

由S≤λtan ∠MQN 得λ≥417。

现在易猜想,当NM 不垂直于x 轴时,该结论或许还成立。

可考虑在一样情形下转化的方式,先对关系式S ≤λtan ∠MQN 利用向量进行分析。

由三角形面积公式,得2|||?|QN OM •sin ∠MQN ≤λMQ N MQ N ∠∠cos sin , λ≥21|QM|·|Q N |cos ∠MQN =21Q M ·Q N 。

向量在圆锥曲线中的妙用 高中数学

向量在圆锥曲线中的妙用 高中数学

向量在圆锥曲线中的妙用江西省 徐文晖向量用于圆锥曲线中,可把一些复杂的几何问题转化为简单的代数运算,避繁就简,化难为易,常出新招,充分体现数形结合思想,为解决圆锥曲线问题开辟了一条新途径.例1、在平面直角坐标系中,有一定长为6的线段,其端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,若点M 为AB 的三等分点,求点M 的轨迹方程.分析:由M 为AB 的三等分点,合理联想到MB AM MB AM 212==或 解:设),(y x M A (),o a B ),0(b 则3622=+b a当),(2),(,2y b x y a x MB AM --=-=时 ⎩⎨⎧-=-=-)(22y b y x a x 解得⎪⎩⎪⎨⎧==y b x a 233 .1164364992222=+=+∴y x y x 即 当MB AM 21=时,同理可得141622=+y x 点评:求轨迹方程的方法较多,如直接法、定义法、参数法、交轨法等,本题采用了代入法,巧妙地运用向量共线列出方程,达到解决问题目的.例2、已知双曲线13422=-y x 的焦点F 1、F 2,点M 在双曲线上且021=⋅MF MF 求ΔMF 1F 2的面积分析:由021=⋅MF MF 可得MF 12MF ⊥解:不妨设M 在右支上,则MF 12MF ⊥,设2211,r MF r MF ==由定义知 4221==-a r r又 28)2(22221==+c r r .3216212121===∴∆r r S r r F MF 即 点评:此题中给出了向量的数量积为零,不难得出21F MF ∆为K tΔ,结合双曲线的第一定义知识可轻松得出结论,在求解该题中运用了“设而不求”等技巧.例3、在平面直角坐标系中,以点(1,0)为圆心,以R 为半径的圆与抛物线x y =2交于A 、B 、C 、D 四点,是否存在正实数R ,使AC 与BD 的交点为抛物线的焦点F.分析:若焦点F 为AC ,BD 的交点,则有FA ∥FC解:⎩⎨⎧=+-=2222)1(R y x x y 得0122=-+-R x x Δ=0)1(412>--R 得R>23 而01221>-=R x x .123<<∴R 圆和抛物线都关于x 轴对称 ∴四边形ABCD 是等腰梯形,且AC 与BD 交点一定在x 轴上,假设交点恰为焦点F.则FA ∥FC ,设A (11,x x ) C (22,x x -) (0<21x x <),)0,41(F 0)41())(41(2121=----∴x x x x 得16121=x x 由1-R 2= 161得R=415(满足123<<R ),故存在. 点评:恰当引入向量,能激活求解策略,解决此题时大胆假设,把圆锥曲线问题变为向量的计算,构思新颖.。

高中数学:求解圆锥曲线问题的方法和技巧

高中数学:求解圆锥曲线问题的方法和技巧

高中数学:求解圆锥曲线问题的方法和技巧圆锥曲线中的知识综合性较强,因而解题时就需要运用多种基础知识、采用多种数学手段来处理问题。

熟记各种定义、基本公式、法则固然重要,但要做到迅速、准确解题,还须掌握一些方法和技巧。

一. 紧扣定义,灵活解题灵活运用定义,方法往往直接又明了。

例1. 已知点A(3,2),F(2,0),双曲线,P为双曲线上一点。

求的最小值。

解析:如图所示,双曲线离心率为2,F为右焦点,由第二定律知即点P到准线距离。

二. 引入参数,简捷明快参数的引入,尤如化学中的催化剂,能简化和加快问题的解决。

例2. 求共焦点F、共准线的椭圆短轴端点的轨迹方程。

解:取如图所示的坐标系,设点F到准线的距离为p(定值),椭圆中心坐标为M(t,0)(t为参数),而再设椭圆短轴端点坐标为P(x,y),则消去t,得轨迹方程三. 数形结合,直观显示将“数”与“形”两者结合起来,充分发挥“数”的严密性和“形”的直观性,以数促形,用形助数,结合使用,能使复杂问题简单化,抽象问题形象化。

熟练的使用它,常能巧妙地解决许多貌似困难和麻烦的问题。

例3. 已知,且满足方程,又,求m范围。

解析:的几何意义为,曲线上的点与点(-3,-3)连线的斜率,如图所示四. 应用平几,一目了然用代数研究几何问题是解析几何的本质特征,因此,很多“解几”题中的一些图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解。

例4. 已知圆和直线的交点为P、Q,则的值为________。

解:五. 应用平面向量,简化解题向量的坐标形式与解析几何有机融为一体,因此,平面向量成为解决解析几何知识的有力工具。

例5. 已知椭圆:,直线:,P是上一点,射线OP交椭圆于一点R,点Q在OP上且满足,当点P在上移动时,求点Q的轨迹方程。

分析:考生见到此题基本上用的都是解析几何法,给解题带来了很大的难度,而如果用向量共线的条件便可简便地解出。

解:如图,共线,设,,,则,点R在椭圆上,P点在直线上,即化简整理得点Q的轨迹方程为:(直线上方部分)六. 应用曲线系,事半功倍利用曲线系解题,往往简捷明快,收到事半功倍之效。

运用向量破解圆锥曲线中的夹角与共线问题

运用向量破解圆锥曲线中的夹角与共线问题

运用向量破解圆锥曲线中的夹角与共线问题
1.利用向量解决两直线的平行或点共线问题
证明两直线平行有两种方法:一是利用a与b共线的充要条件,即当且仅当存在实数λ,使a=λb成立;二是利用向量的坐标形式,即利用两个向量a=(x₁,y₁),b=(x₂,y₂)共线的充要条件x₁y₂-x₂y₁=0解答,其中,a,b为两直线的方向向量.证明三点共线可转化为两个向量共线来证明.
本题也可以利用两直线的斜率相等来证明A₁B₁∥A₂B₂,但计算量较大,这就是利用向量法解题的优势.
2.利用向量解决与角度有关的问题
利用向量的数量积可以判断这两个向量的夹角是锐角、直角还是钝角,进而可以判断三角形的形状和点与圆的位置关系.
本题也可以通过利用根与系数的关系确定圆心,然后计算圆心到点G的距离并和半径比较得解,由于要用到两点间的距离公式,出现根号,解题过程将十分复杂;但利用向量,通过判断数量积的正负来确定点和圆的位置关系,就不会出现根式,计算量大大减少.本题综合性较强,全面地考查了学生分析问题、解决问题的能力.。

妙用韦达定理解决圆锥曲线中向量共线问题

妙用韦达定理解决圆锥曲线中向量共线问题

)2

16 3λ21

1=
所以 ( 16 −
(k01,26)所−λ22以k+2)13λ6221λ++2 +3322λ1λ611−++1131666λk212−−=136103k6.2k若2=−160k.−2λ同k22
= 0, 理 有: = 0,
则直线 l 过顶点, 不合题意所以 16 − k2 ̸= 0. 所以 λ1, λ2 是
± 2 , 故直线 AB 的斜率为 ± 2 .
3 类型二:
−→ PA
=
−−→ λ1P Q,
−−→ PB
3 =
−−→ λ2P Q

例 3 已知抛物线 C : y2 = 4x, 过抛物线焦点 F 的直 −−→ −→
线交 C 于 A, B 两点, 交准线 l 于点 M , 已知 M A = λ1AF , −−→ −−→ M B = λ2BF , 求 λ1 + λ2 的值.
y2 + m = −λ2y2, 整理得:
2
2
λ1
=
−1

my1
, λ2
=
−1

, my2
所以 k = ±2, 所以 Q(±2, 0).
解析 2 由题意知直线 l 得斜率 k 存在且不等(于零, )设
4
l 的方程: y = kx + 4, A (x1, y1), B (x2, y2), 则 Q
(
)
(

y1 + y2 = (1 + λ)y2,
和 到
与两根之积得 (y1 + y2)2 =
y1y2
到 y1y2 = λy22, (1 + λ)2
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求证直线MQ平行于抛物线的对称轴. 证明:不妨设抛物线的方程为Y2=2px(p>0),
由万≯∥万蔺,得y(x。+口)--y。(z+n)=o,即
y(xo+口)=Yo(z+以).(D
同理,y(xo--a)=--yo(x-a).

联立①和②,得Y2(z:--a2)=一y3(z2一口2).③
由点P在双曲线C,上,得Y5=了o~z02--a2).④
’’。 ’l_
将④代入③,得争+争21.
故直线A,P与直线A:Q的交点的轨迹是椭圆 C。,由双曲线C。和椭圆C。的方程,分n>6>0和 b>a>O两种情况分析椭圆C。的长轴和短轴与双曲
线C。的实轴和虚轴的关系.
其顶点为坐标原点0(0,o),焦点为F(等,0),准线为
l:x一号.
设点P(嚣,了-)、Q(券,yz),则向量讳= +(苏一号啪),商一(券一号啪). 由讳∥葡,得yz(券一号)_y-(券一号)一o,
则茚=(2.z6。3+,02,.
迹是椭圆C。,并判断椭圆C:的长轴和短轴与双曲线 C,的实轴和虚轴有什么联系.
证明:不妨设双曲线C-的方程为争一-T
2 1
(口>O,6>O),Al(--a,0)、A2(口,0).设点P(xo,yo)、
商・茚=(z。一2,y0).(2,而6yo)=2(z。一 2)+差--2矿4+43-・等等=导(2飞)>
0,则么MBP是锐角,故么MN是钝角,即点B在以
Q(x。,~y。),则百≯=(z。+n,Y。),万菊一(z。一口,
一yo).
MN为直径的圆内. (责任编辑刘钟华)
设A,P与A:Q交于M(z删),则万蔺=(z+口。
高考可以改变人生
万方数据
——550648239@qq.cowl
活用向量求解圆锥曲线问题
一户2净yz一一蛋,即Q(苏,一蛋).
・设点M(一号,ys).由o---P一(苏,y-),劢= (一告,y。),o- P/ 蘅.Ca
、 ,
解:(1)等+告=1.解题过程略.
(2)A(一2,0)、B(2,O),设点M(xo,Y。).
,得苏・ys—y・(一告L.a)2 o净
白∥ 、

由M点在椭圆上,得Y:一÷(4--X5).又点M异
于顶点A、B,则一2<zo<2. 设点P(4,户)(户≠o).
弘=一蛋,即M(一号,一簧).
M、Q两点的纵坐标相同,则MQ平行于抛物线 的对称轴. 倒2若双曲线C。的弦PQ和实轴A,A。所
在直线垂直,证明直线A,P与直线A:Q的交点的轨
由神一(6,夕),劢=(z。+2,y。),A-F//劢,得
6yo--p(xo+2)一。净户2厕6yo,即点P(“z6。y+02,,
对于圆锥曲线中的一些问题,如果借助平面向
y),Az--砌=(x-a,y).
量的有关知识(向量共线的充要条件及平面向量的 数量积等)来解决,不仅可以构建知识间的联系,还 能简化运算,使问题化难为易.下面通过具体问题探 讨向量在圆锥曲线中的应用. 倒,过抛物线焦点的一条直线与它交于两点 P、Q,经过点P和抛物线顶点的直线交准线于点M,
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 丁辉华, 段银芳
中学生数理化(高考版) MATHS PHYSICS & CHEMISTRY FOR MIDDLE SCHOOL STUDENTS(SENIOR HIGH SCHOOL EDITION) 2010,""(6) 0次
本文链接:/Periodical_zxsslh-gzb201006010.aspx 授权使用:中共汕尾市委党校(zgsw),授权号:781347c3-8136-43fc-a6fe-9dc900b5ae5c 下载时间:2010年8月5日
博浏中学生数理亿富考版
倒了设A、B分别为椭圆x≯z T矿yZ=1(口>6>
O)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且z=4 为它的右准线. (1)求椭圆的方程.
整理得(yl—Yz)(警+p)一o.又∞≠弛,则M弛一
(2)设P为右准线上不同于点(4,o)的任意一 点,若直线AP、BP分别与椭圆相交于异于A、B的 点M、N,证明:点B在以MN为直径的圆内.
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