吉林省高考解答题突破圆锥曲线的综合应用
＝(x1－1)(x2－1)＋y1y2 ＝(k2＋1)x1x2＋(k2－1)(x1＋x2)＋k2＋1 ＝(k2＋1)22kk22－ ＋21＋(k2－1)－2k42k＋2 1＋k2＋1 ＝72kk22－ ＋11 ＝72－22k92＋1， ∵k2>0，
∴可得－1<F→2P·F→2Q<72， 综上可得－1<F→2P·F→2Q≤72， ∴F→2P·F→2Q的最大值是72.
a2＝b2＋c2， [解] (1)依题意，得a12＋49b2＝1， ac＝12，
所以，椭圆 E 的方程为x42＋y32＝1.
a＝2， 解得b＝ 3，
c＝1.
(2)证明：如图，设 M(x1，y1)、N(x2，y2)， y＝kx＋m，
联立x42＋y32＝1， 整理，得(3＋4k2)x2＋8mkx＋4(m2－3)＝0， 则 Δ＝64m2k2－16(3＋4k2)(m2－3)>0，即 3＋4k2－m2>0， x1＋x2＝－3＋8km4k2，x1x2＝43m＋2－4k32 . 从 而 y1y2 ＝ (kx1 ＋ m)(kx2 ＋ m) ＝ k2x1x2 ＋ mk(x1 ＋ x2) ＋ m2 ＝ 3m3＋2－4k42k2，
∴a2＝2b2，∴ba22＝12.
∴e＝ac＝ a2a－b2＝
1－ba22＝
12＝
2 2.
(2)∵△PQF2 的22＝12，∴b2＝1，
∴椭圆方程为x22＋y2＝1，且焦点 F1(－1,0)，F2(1,0)． ①若直线 l 的斜率不存在，则可得 l⊥x 轴，直线 l 的方程为 x＝－1，
[解] (1)证明：因为|AD|＝|AC|，EB∥AC，故∠EBD＝∠ACD ＝∠ADC.
所以|EB|＝|ED|，故|EA|＋|EB|＝|EA|＋|ED|＝|AD|. 又圆 A 的标准方程为(x＋1)2＋y2＝16，从而|AD|＝4，所以|EA| ＋|EB|＝4. 由题设得 A(－1,0)，B(1,0)，|AB|＝2，由椭圆定义可得点 E 的轨迹方程为x42＋y32＝1(y≠0)．
解答圆锥曲线的定值、定点问题应把握 3 点 (1)从特殊情形开始，求出定值，再证明该值与变量无关； (2)直接推理、计算，在整个过程中消去变量，得定值； (3)在含有参数的曲线方程里面，把参数从含有参数的项里面 分离出来，并令其系数为零，可以解出定点坐标．
[对点训练] 2．(2018·天津和平二模)已知椭圆 E：ax22＋by22＝1(a>b>0)经过 点1，32，且离心率 e＝12. (1)求椭圆 E 的方程； (2)设椭圆 E 的右顶点为 A，若直线 l：y＝kx＋m 与椭圆 E 相 交于 M、N 两点(异于 A 点)，且满足 MA⊥NA，试证明直线 l 经 过定点，并求出该定点的坐标．
考向二 圆锥曲线中的定点、定值问题 1．定点问题的求解策略 解决动直线恒过定点问题的一般思路是设出直线 y＝kx＋m(k 存在的情形)．然后利用条件建立 k 与 m 的关系．借助于点斜式 方程思想确定定点坐标． 2．定值问题的求解策略 定值的证明与探索一般是先利用特殊情形确定定值，再给出 一般化的证明或直接推证得出与参数无关的数值．在这类试题中 选择消元的方法是非常关键的．
(1)利用判别式来构造不等式，从而确定参数的取值范围； (2)利用已知参数的取值范围，求新参数的范围，解这类问题 的核心是在两个参数之间建立相等关系； (3)利用隐含的不等关系，从而求出参数的取值范围； (4)利用已知不等关系构造不等式，从而求出参数的取值范 围； (5)利用函数值域的求法，确定参数的取值范围．
解圆锥曲线范围、最值问题的要点 求解范围或最值问题的关键是建立关于求解某个参数的目 标函数，通过求这个函数的值域确定目标的范围．
[对点训练] 1．(2018·郑州质检)已知椭圆 C：ax22＋by22＝1(a>b>0)的左、右 焦点分别为 F1，F2，以 F1F2 为直径的圆与直线 ax＋2by－ 3ab＝ 0 相切．
x＝－1，
x＝－1， x＝－1，
解方程组x22＋y2＝1，
可得y＝
2 2
或y＝－
2 2.
∴P－1， 22，Q－1，－ 22， ∴F→2P＝－2， 22，F→2Q＝－2，－ 22， ∴F→2P·F→2Q＝(－2)×(－2)＋ 22×－ 22＝4－12＝72. 故F→2P·F→2Q＝72.
②若直线 l 的斜率存在，设直线 l 的方程为 y＝k(x＋1)(k≠0)， 由xy2＝＋k2xy＋2＝12， 消去 y 整理得 (2k2＋1)x2＋4k2x＋2k2－2＝0. 设 P(x1，y1)，Q(x2，y2)， 则 x1＋x2＝－2k42k＋2 1，x1x2＝22kk22－ ＋21. ∴F→2P·F→2Q＝(x1－1，y1)·(x2－1，y2)
第二步，用两个交点的同一类坐标的和与积，来表示题目中 涉及的位置关系和数量关系；
第三步，求解转化而来的代数问题，并将结果回归到原几何 问题中．
在求解时，要根据题目特征，恰当的设点、设线，以简化运 算．考向一 圆锥曲线中的范围、最值问题
解决有关范围、最值问题时，先要恰当地引入变量(如点的坐 标、斜率等)，建立目标函数，然后利用函数的有关知识和方法求 解．
(1)求椭圆 C 的离心率； (2)如图，过 F1 作直线 l 与椭圆分别交于两点 P，Q，若△PQF2 的周长为 4 2，求F→2P·F→2Q的最大值．
[解] (1)由题意可知以 F1F2 为直径的圆与直线 ax＋2by－ 3 ab＝0 相切．
∴ |－a2＋3a4bb|2＝c，即 3a2b2＝c2(a2＋4b2)＝(a2－b2)(a2＋4b2)．
高考解答题突破----圆锥曲线的综合应用
突破“两设”——设点、设线 [思维流程]
[技法点拨] 圆锥曲线解答题的常见类型是：第 1 问通常是根据已知条件， 求曲线方程或离心率，一般比较简单．第 2 问往往是通过方程研 究曲线的性质——弦长问题、中点弦问题、动点轨迹问题、定点 与定值问题、最值问题、相关量的取值范围问题等等，这一小题 综合性较强，可通过巧设“点\”“线\”，设而不求．在具体求 解时，可将整个解题过程分成程序化的三步： 第一步，联立两个方程，并将消元所得方程的判别式与根与 系数的关系正确写出；
吉林省各地市高考数学 最新联考试题分类汇编(10)圆锥曲线
一、选择题:11.(东北三省四市教研协作体2013届高三等值诊断联合理)如图，等腰梯形ABCD 中，//AB CD 且2AB AD =，设DAB θ∠=，(0,)2πθ∈，以A 、B 为焦点，且过点D 的双曲线的离心率为1e ；以C 、D 为焦点，且过点A 的椭圆的离心率为2e ，则A. 当θ增大时，1e 增大，12e e ⋅为定值B. 当θ增大时，1e 减小，12e e ⋅为定值C. 当θ增大时，1e 增大，12e e ⋅增大D. 当θ增大时，1e 减小，12e e ⋅减小11. (东北三省四市教研协作体2013届高三等值诊断联合文)如图，等腰梯形ABCD 中，//AB CD 且2AB AD =， 3DAB π∠=，则以A 、B 为焦点，且过点D 的双曲线的离心率e = A. 51-B. 31+C.512-D.312+A. 236或233 C. 2或33369. (吉林省吉林市2013届高中毕业班下学期期末复习检测理)中心为)0,0(, 一个焦点为)25,0(F 的椭圆 , 截直线23-=x y 所得弦中点的横坐标为21，则该椭圆方程是A. 125275222=+y xB. 1257522=+y xC. 1752522=+y xD. 175225222=+y x【答案】C12. (吉林省吉林市2013届高中毕业班下学期期末复习检测理)设圆1O 和圆2O 是两个定圆，动圆P 与这两个定圆都相切，则圆P 的圆心轨迹可能是A ．①③⑤B ．②④⑤C ．①②④D ．①②③【答案】D（11）(吉林省实验中学2013年高三下学期第一次模拟理)已知抛物线22y px =的焦点F 与双曲线22179x y -=的右焦点重合，抛物线的准线与x 轴的交点为K ，点A 在抛物线上且2AK AF =，则△AFK 的面积为（A ）4 （B ）8 （C ）16 （D ）32 【答案】D 二、填空题:15.(东北三省四市教研协作体2013年高三等值诊断联合考试即长春三模理）双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F 和2F ，左、右顶点分别为1A 和2A ，过焦点2F 与x 轴垂直的直线和双曲线的一个交点为P ，若1PA 是12F F 和12A F 的等比中项，则该双曲线的离心率为 .【命题意图】本小题主要考查双曲线中各基本量间的关系，特别是考查通径长度的应用以及相关的计算，同时也对等比中项问题作出了一定要求.本题主要考查学生的运算求解能力、推理论证能力，以及数形结合思想.三、解答题:20.(东北三省四市教研协作体2013届高三等值诊断联合理)（本小题满分12分）已知椭圆C:22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为22，其左、右焦点分别为1F 、2F ，点P 是坐标平面内一点，且7||2OP =，1234PF PF ⋅=，其中O 为坐标原点.⑴ 求椭圆C 的方程；⑵ 如图，过点1(0,)3S -，且斜率为k 的动直线l 交椭圆于A 、B 两点，在y 轴上是否存在定点M ，使以AB 为直径的圆恒过这个点？若存在，求出点M 的坐标；若不存在，请说明理由． 20.(本小题满分12分)【命题意图】本小题考查椭圆的标准方程，直线和椭圆的综合应用，考查学生的逻辑思维能力和运算求解能力.20. (东北三省四市教研协作体2013届高三等值诊断联合文)（本小题满分12分）椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为32，右焦点到直线60x y ++=的距离为23.⑴ 求椭圆的方程；⑵ 过()1,0-M 作直线l 交椭圆于B A ,两点，交x 轴于N 点,满足75NA NB =-,求直线l 的方程.20. (本小题满分12分)【命题意图】本小题主要考查直线及椭圆的标准方程，考查直线和椭圆的综合应用，考查学生的逻辑思维能力和运算求解能力.20. (吉林省长春市2013年高中毕业班第四次调研测试文)（本小题满分12分）已知1F 、2F 是椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的左、右焦点，且离心率12e =，点P 为椭圆上的一个动点，12PF F ∆的内切圆面积的最大值为43π.(1) 求椭圆的方程；(2) 若,,,A B C D 是椭圆上不重合的四个点，满足向量1F A 与1FC 共线，1F B 与1F D 共 线，且0AC BD ⋅=，求||||AC BD +的取值范围. 20.(本小题满分12分)【命题意图】本小题主要通过对直线与圆锥曲线中椭圆的综合应用的考查，具体涉及到椭圆方程的求法、直线与圆锥曲线的相关知识与圆锥曲线的综合知识，提示考生对圆锥曲线的综合题加以重视，本题主要考查考生的推理论证能力，运算求解能力、化归与转化以及数形结合的数学思想.由①②可知，||||AC BD +的取值范围是96[,14]7.(12分)20. (吉林省吉林市2013届高中毕业班下学期期末复习检测理) (本小题满分12分)设F 为抛物线px y 22= (0>p )的焦点，,,R S T 为该抛物线上三点，若0=++FT FS FR ，且6=++FT FS FR（Ⅰ）求抛物线22y px =的方程；（Ⅱ）M 点的坐标为(m ,0)其中0>m ，过点F 作斜率为1k 的直线与抛物线交于A 、B 两点，A 、B 两点的横坐标均不为m ，连结AM 、BM 并延长交抛物线于C 、D 两点，设直线CD 的斜率为2k ．若421=k k ，求m 的值.设AB 所在直线方程为1+=ty x ，联立x y 42=得，0442=--ty y ，421-=y y所以 4=m ……………………………………12分 （20）(吉林省实验中学2013年高三下学期第一次模拟理)（本小题满分12分）已知椭圆C的方程为22221(0)x ya ba b+=>>，其离心率为12，经过椭圆焦点且垂直于长轴的弦长为3．（Ⅰ）求椭圆C的方程；（Ⅱ）设直线l：1()2y kx m k=+≤与椭圆C交于A、B两点，P为椭圆上的点，O为坐标原点，且满足+OP OA OB=，求OP的取值范围．（20）解：。
解析几何《圆锥曲线的综合应用》
解析几何【8】圆锥曲线的综合应用1、定值、最值、取值范围问题（1）在圆锥曲线中，还有一类曲线方程，对其变量取不同值时，曲线本身的性质不变；或形态发生某些变化，但其某些固有的共同性质始终保持着，这就是定值问题．（2）当变量取不同值时，相关几何量达到最大或最小，这就是最值问题．通常有两类：一类是有关长度和面积的最值问题；一类是圆锥曲线中有关的几何元素的最值问题，曲线遵循某种条件时，变量有相应的允许取值范围，即取值范围问题．求解时有两种方法：①代数法：引入新的变量，通过圆锥曲线的性质、韦达定理、方程思想等，用新的变量表示（计算）最值、范围问题，再用函数思想、不等式方法得到最值、范围．②几何法：若问题的条件和结论能明显地体现曲线几何特征，则利用图形性质来解决最值与取值范围问题．2、对称、存在性问题、圆锥曲线有关的证明问题涉及线段相等，角相等，直线平行、垂直的证明方法，及定点、定值问题的判断方法等．3、实际应用解决的关键是建立坐标系，合理选择曲线模型，然后转化为相应的数学问题，作出定量或定性分析与判断，解题的一般思想是【温馨点睛】1、圆锥曲线经常和函数、三角函数、平面向量、不等式等结合，还有解析思想的应用，这些问题有较高的能力要求，这是每年高考必考的一道解答题，平时加强训练，认真审题，挖掘题目的隐含条件作为解题的突破口．2、利用函数思想，讨论有关最值时，特别要注意圆锥曲线自身范围的限定条件．3、涉及弦长的问题时，在熟练地利用根与系数的关系，设而不求计算弦长；涉及垂直关系往往也是利用根与系数的关系设而不求简化运算；涉及过焦点的弦的问题，可考虑利用圆锥曲线的定义求解．4、圆锥曲线综合问题要四重视；①定义；②平面几何知识；③根与系数的关系；④曲线的几何特征与方程的代数特征．【例1】设1F 、2F 是椭圆22:12x C y 的左、右焦点，P 为椭圆C 上任意一点．（1）求12PF PF 的取值范围；（2）设过点1F 且不与坐标轴垂直的直线交椭圆C 于A 、B 两点，线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点G ，求点G 横坐标的取值范围.设点1F C 上任意一点，且12PF PF （1）（2）满足AD BD ，【例2】如图，已知抛物线2:4C x y ，过点 0,2M 任作一直线与C 相交于A 、B 两点，过点B 作y 轴的平行线与直线AO 相交于点D （O 为坐标原点）．（1）证明：动点D 在定直线上；（2）作C 的任意一条切线l （不含x 轴）与直线2y 相交于点1N ，与（1）中的定直线相交于点2N ，证明：2221MN MN 为定值，并求此定值．（1）（2）C 、D 两点（A 、【例3】已知抛物线2y x 上的动点 00,M x y ，过M 分别作两条直线交抛物线于P 、Q 两点，交直线x t 于A 、B 两点．（1）若点M ，求M 与焦点的距离；（2）若1t ， 1,1P ， 1,1Q ，求证：A B y y 为常数；（3）是否存在t ，使得1A B y y 且P Q y y 为常数？若存在，求t 的所有可能值；若不存在，请说明理由．x ．（1）（2）（3）使得PM PN 为【例4】为了考察冰川的融化状况，一支科考队在某冰川上相距8km 的A 、B 两点各建一个考察基地．视冰川面为平面形，以过A 、B 两点的直线为x 轴，线段AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系（如图）．在直线2x 的右侧，考察范围为到点B 的距离不超过5km 的区域；在直线2x 的左侧，考察范围为到A 、B两点的距离之和不超过km 的区域．（1）求考察区域边界曲线的方程；（2）如图，设线段12PP 、23P P 是冰川的部分边界线（不考虑其他边界），当冰川融化时，边界线沿与其垂直的方向朝考察区域平行移动，第一年移动0.2km ，以后每年移动的距离为前一年的2倍，求冰川边界线移动到考察区域所需的最短时间．【同类变式】某市为改善市民出行，大力发展轨道交通建设，规划中的轨道交通s号线线路示意图如图，已知M、N是东西方向主干道边两个景点，P、Q是南北方向主干道边两个景点，四个景点距离城市中心O均为km，线路AB段上的任意一点到景点N的距离比到景点M的距离都多10km，线路BC段上的任意一点到O的距离都相等，线路CD段上的任意一点到景点Q的距离比到景点P的距离都多10km，以O为原点建立平面直角坐标系xOy.（1）求轨道交通s号线线路示意图所在曲线的方程；（2）规划中的线路AB段上需建一站点G到景点Q的距离最近，问如何设置站点G的位置？【真题自测】1.设A 、B 是椭圆22:13x y C m长轴的两个端点，若C 上存在点M 满足120AMB ，则m 的取值范围是（）.A 0,19, ；.B 9, ；.C 0,14, ；.D 4, ．2.① ②P .A 13.②若 111,P x y 、 222,P x y 为曲线C 上任意两点，则有12120x x ．下列判断正确的是（）.A ①和②均为真命题；.B ①和②均为假命题；.C ①为真命题，②为假命题；.D ①为假命题，②为真命题．4.设圆C 位于抛物线22y x 与直线3x 所围成的封闭区域（包含边界）内，则圆C 的半径能取到的最大值为．5.114c ，则c6.Q 使得AP AQ 07.如图，已知椭圆2221x y ，过原点的两条直线1l 和2l 分别与椭圆交于点A 、B 和C 、D ，记AOC 的面积为S ．（1）设 11,A x y ， 22,C x y ，用A 、C 的坐标表示点C 到直线1l 的距离，并证明122112S x y x y ；（2）设1:l y kx ，若,33C ，13S ，求k 的值．（3）设1l 与2l 的斜率之积为m ，求m 的值，使得无论1l 和2l 如何变动，面积S 保持不变．。
例谈圆锥曲线知识在高考中的综合应用
“ 一列 一 解 ” 设 的程 序 化 运 算 的基 础 上 ， 现 解 析 体 几何 设 而不 求 的求 简意识 ；
（ ） 一 步 融合 圆 锥 曲线 与其 他 知 识 板 块 的 ２进 交叉 ， 用 向量几 何 与代 数 的 “ 重 身 份 ” 导 数 几 利 双 、 何 意义 的 “ 线 问题 ” 装 圆 锥 曲线 的 几 何 性 质 ， 切 包 体 现 向 量法 和导 数法 的应 用 ； （ ） 值 、 值 问题 依 然 为 高 考 的 热 点 之 一 ， ３最 定 将 函数 思 想 、 方程 思想 、 分类 讨 论思 想 、 数运 算 能 代 力 、 理论 证 能力 、 象概 括 能 力 等 贯 穿 于一 道试 推 抽
通 了形与数 的关 系 ， 过形 的代 数 化找到 韦 达定理 通 的结 构 ， 是解 决 此类 问题 的通 行 之路． 这 例 １ 如 图 １ 已 知 ｍ ＞１ 直 线 ￡ 一ｍ ， ， ： ｙ一
２ ２
掌 握 椭 圆与抛 物 线 的定 义 、 何 图形 、 准 方 几 标 程； 了解 双 曲线 的 定 义 ； 握 双 曲 线 的几 何 图形 和 掌
（ ） 出解 析几 何 知识 的横 向联 系 （ 如 直 线 １突 譬
与 圆锥 曲线 的位 置 关 系 ， 圆 、 物 线 与 圆 的相 互 椭 抛
结合 等 ） 提 高 运 用 函 数 和 方 程 的 思 想 ， 遵 循 ， 在
点 评 明 确 求 解 目标 ， 立 关 于 参 数 ｍ 的 方 建
Ｇ 为直径 的 圆 内 ， Ｈ 求实 数 ｍ 的取值 范 围． （ ０ ０年 浙 江省数 学高考理 科试 题 ） ２１ 考 点分 析 本 题 主 要考查 椭 圆 的几 何性 质 、 直 线 与椭 圆 、 与 圆 的 位置 关 系 等基 础 知 识硐 时 考 点 查解 析几 何 的基本 思 想方 法 和综合 解题 能 力． （ 解题 过 程 请 参 见 本 刊 ２ １ ００年 第 ８期 第 ２ ８
2024届高考数学专项练习压轴题型11 圆锥曲线压轴解答题的处理策略(解析版)
压轴题型11 圆锥曲线压轴解答题的处理策略命题预测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考向展开． 高频考法（1）直线交点的轨迹问题（2）向量搭桥进行翻译（3）弦长、面积范围与最值问题（4）斜率之和差商积问题（5）定点定值问题01 直线交点的轨迹问题交轨法解决.【典例1-1】（2024·陕西安康·模拟预测）已知双曲线22:13y C x −=的左､右顶点分别是12,A A ，直线l 与C 交于,M N 两点（不与2A 重合），设直线22,,A M A N l 的斜率分别为12,,k k k ，且()126k k k +=−.(1)判断直线l 是否过x 轴上的定点.若过，求出该定点；若不过，请说明理由.(2)若,M N 分别在第一和第四象限内，证明：直线1MA 与2NA 的交点P 在定直线上.【解析】（1）由题意可知12(1,0),(1,0),0A A k −≠，设直线l 的方程为1122,(,),(,)y kx m M x y N x y =+.2024届高考数学专项练习由2213y x y kx m ⎧−=⎪⎨⎪=+⎩消去y ，可得222(3)230k x kmx m −−−−=， 则23k ≠，2212(3)0m k ∆=+−>，即223k m <+，212122223,33km m x x x x k k ++==−−−. 因为()121212*********()()211()1kx m kx m kx x m k x x m k k k k k x x x x x x ⎛⎫⎡⎤+++−+−+=+= ⎪⎢⎥−−−++⎝⎭⎣⎦222222322()2336632133m kmk m k m k k k km kmm k k k ⎡⎤⎛⎫+−+−−⎢⎥ ⎪−−⎝⎭⎢⎥===−⎢⎥++−−+⎢⎥−−⎣⎦， 所以2m k =−，故直线l 的方程为(2)y k x =−，恒过点(2,0). （2）由题可知，直线1MA 的方程为11(1)1y y x x =++，直线2NA 的方程为22(1)1yy x x =−−，因为2121121212121212(1)(2)(1)2211(1)(2)(1)22y x x x x x x x x x y x x x x x x x +−+−+−+===−−−−−−+ 1212112121()322()2x x x x x x x x x x ++−−=−+++21221269333233k x k k x k −−−−==−++− 所以12x =，故点P 在定直线12x =上.【典例1-2】（2024·江苏苏州·模拟预测）已知点(1,0)A ，(0,1)B ，(1,1)C 和动点(,)P x y 满足2y 是PA PB ⋅，PA PC⋅的等差中项．(1)求P 点的轨迹方程；(2)设P 点的轨迹为曲线1C 按向量31,416a ⎛⎫=− ⎪⎝⎭平移后得到曲线2C ，曲线2C 上不同的两点M ，N 的连线交y 轴于点(0,)Q b ，如果MON ∠（O 为坐标原点）为锐角，求实数b 的取值范围；(3)在（2）的条件下，如果2b =时，曲线2C 在点M 和N 处的切线的交点为R ，求证：R 在一条定直线上． 【解析】（1）由题意可得(1,)PA x y =−−，(,1)PB x y =−−，(1,1)PC x y =−−， 则22(1)()()(1)PA PB x x y y x y x y ⋅=−⋅−+−⋅−=+−−，22(1)(1)()(1)21PA PC x x y y x y x y ⋅=−⋅−+−⋅−=+−−+， 又2y 是PA PB ⋅，PA PC ⋅的等差中项，()()22222212x y x y x y x y y ∴+−−++−−+=，整理得点(,)P x y 的轨迹方程为23122y x x =−+．（2）由（1）知2131:22C y x x =−+，又31,416a ⎛⎫=− ⎪⎝⎭，∴平移公式为34116x x y y ⎧=−⎪⎪⎨⎪=+'⎩'⎪即34116x x y y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=−'⎩'⎪，代入曲线1C 的方程得到曲线2C 的方程为：213331164242y x x ''⎛⎫⎛⎫−=+−++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭'，即2yx ．曲线2C 的方程为2yx ．如图由题意可设M ，N 所在的直线方程为y kx b =+，由2y x y kx b⎧=⎨=+⎩消去y 得20x kx b −−=，令()11,M x y ，()()2212,N x y x x ≠，则1212x x kx x b+=⎧⎨=−⎩， ()()21111,,OM x y x x ∴==，()()22222,,ON x y x x ==，又MON ∠为锐角，cos 0||||OM ONMON OM ON ⋅∴∠=>⋅，即2212120||||x x x x OM ON +>⋅， 2212120x x x x ∴+>，又12x x b =−，2()0b b ∴−+−>，得0b <或1b >．（3）当2b =时，由（2）可得12122x x k x x b +=⎧⎨=−=−⎩，对2yx 求导可得2y x '=，∴抛物线2C 在点，()211,M x x ∴=，()222,N x x 处的切线的斜率分别为12M k x =，22N k x =，∴在点M ，N 处的切线方程分别为()2111:2M l y x x x x −=−，()2222:2N l y x x x x −=−， 由()()()211112222222y x x x x x x y x x x x ⎧−=−⎪≠⎨−=−⎪⎩，解得交点R 的坐标(,)x y ． 满足12122x x x y x x +⎧=⎪⎨⎪=⋅⎩即22k x y ⎧=⎪⎨⎪=−⎩，R ∴点在定直线=2y −上． 【变式1-1】（2024·高三·全国·专题练习）已知椭圆C ：22221x y a b +=（0a b >>）过点2,3P，且离2. (1)求椭圆C 的方程；(2)记椭圆C 的上下顶点分别为,A B ，过点()0,4斜率为k 的直线与椭圆C 交于,M N 两点，证明：直线BM 与AN 的交点G 在定直线上，并求出该定直线的方程.【解析】（1）由椭圆过点2,3P，且离心率为22，所以2222223122a b c e a a b c ⎧+=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩，解得2284a b ⎧=⎨=⎩，故所求的椭圆方程为22184x y +=．（2）由题意得()0,2A ，()0,2B −，直线MN 的方程4y kx =+，设()()1122,,,M x y N x y ，联立224184y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，整理得()221216240k x kx +++=，由()22Δ25696120k k =−+>，即232k >，所以1221612kx x k −+=+，1222412x x k =+. 由求根公式可知，不妨设218246k k x −−−，228246k k x −+−= 直线AN 的方程为2222y y x x −−=，直线BM 的方程为1122y y x x ++=， 联立22112222y y x x y y xx −⎧−=⎪⎪⎨+⎪+=⎪⎩，得()()()()2121121121212222222266y x kx x kx x x y y y x kx x kx x x −++−===++++， 代入12,x x ，得222222241644628446112122324481246241246k k k y k k k k y k k k k k −−−−−−++===−+−+−−+−+， 解得1y =，即直线BM 与AN 的交点G 在定直线1y =上.【变式1-2】（2024·全国·模拟预测）已知双曲线C 的中心为坐标原点O ，C 的一个焦点坐标为()10,3F ，离3 (1)求C 的方程；(2)设C 的上、下顶点分别为1A ，2A ，若直线l 交C 于()11,M x y ，()22,N x y ，且点N 在第一象限，120y y >，直线1A M 与直线2A N 的交点P 在直线35y =上，证明：直线MN 过定点． 【解析】（1）由题意得3c =，3ca3a =2226b c a =−=， 故C 的方程为22136y x −=；（2）证明：由已知条件得直线MN 的斜率存在，设直线MN ：y kx t =+，联立2226y kx t y x =+⎧⎨−=⎩，消去y 整理得，()222214260k x ktx t −++−=， 由题设条件得2210k −≠，()()2222Δ16421260k t k t =−−−>，则122412kt x x k +=−，21222621t x x k −=−．由（1）得(13A ，(20,3A −， 则直线1A M ：1133y y −，直线2A N ：2233y y x +=， 11223333y y y y −−=++ 因为直线1A M 与直线2A N 的交点P 在直线35y =上，所以112233353335y y −=++因为2222136y x−=2222222233312y y y x −+−==，即()2222323y y x +=−所以(11211212122233323333523335y y y y y x x y −−−===+．又((()(221212123333y y k x x k t x x t =+++，(((2222222326433212121t t ktk k t t k k k −−=⨯−+=−−−，所以33353335t t −=+，解得5t =，所以直线MN 过定点()0,5．02 向量搭桥进行翻译将向量转化为韦达定理形式求解.【典例2-1】（2024·上海普陀·二模）设椭圆222:1(1)x y a a Γ+=>，Γ2倍，直线l 交Γ于A 、B 两点，C 是Γ上异于A 、B 的一点，O 是坐标原点. (1)求椭圆Γ的方程；(2)若直线l 过Γ的右焦点F ，且CO OB =，0CF AB ⋅=，求CBFS的值；(3)设直线l 的方程为(,R)y kx m k m =+∈，且OA OB CO +=，求||AB 的取值范围. 【解析】（1）由Γ24倍，得212a −22(1)a a −=， 又1a >，则2a =故椭圆Γ的方程为2212x y +=.（2）设Γ的左焦点为1F ，连接1CF ， 因为CO OB =，所以点B 、C 关于点O 对称， 又0CF AB ⋅=，则CF AB ⊥， 由椭圆Γ的对称性可得，1CF CF ⊥，且三角形1OCF 与三角形OBF 全等，则1112CBFCF FSSCF CF ==⋅，又122211224CF CF CF CF F F ⎧+=⎪⎨+==⎪⎩，化简整理得， 12CF CF ⋅=，则1CBFS=.（3）设11(,)A x y ，11(,)B x y ，00(,)C x y ，又 OA OB CO +=，则012()x x x =−+，012()y y y =−+， 由2212x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得，222(12)4220k x mkx m +++−=， 222222168(12)(1)8(21)m k k m k m ∆=−+−=−+，由韦达定理得，122412mk x x k −+=+，21222212m x x k −=+，又121222()212my y k x x m k +=++=+，则02412mkx k =+，02212m y k −=+， 因为点C 在椭圆Γ上，所以222242()2()21212mk m k k −+=++， 化简整理得，22412m k =+，此时，22222218(21)8(21)6(21)04k k m k k +∆=−+=+−=+>，则2222212121()()(1)()AB x x y y k x x =−+−=+−222224221()4()1212mk m k k k−−+−++ 226(21)1k k ++226612k k ++ 令212t k =+，即1t ≥，则(]2266333=33,612k t k t t ++=+∈+， 则AB 的取值范围是3,6.【典例2-2】（2024·贵州安顺·一模）已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b−=>>的一条渐近线方程为3y x =，右焦点F 3 (1)求双曲线C 的标准方程；(2)过点F 的直线l 与双曲线C 交于,M N 两点，()1,0A −．求AM AN ⋅的值．【解析】（1）由双曲线2222:1x y C a b −=的渐近线方程为3y =，可得3b a =又由焦点(c,0)F 32233(3)1c d ==+2c =，又因为222c a b =+，可得1,3a b =2213y x −=.（2）由（1）知2c =，可得(2,0)F ，当直线l 的斜率不存在时，即:2l x =，将2x =代入2213y x −=，可得13y =或23y =−，不妨设(2,3),(2,3)M N −，又由(1,0)A −，可得(3,3),(3,3)AM AN ==−， 所以333(3)0AM AN ⋅=⨯+⨯−=； 当直线l 的斜率存在时，即:(2)l y k x =−，联立方程组22(2)13y k x y x =−⎧⎪⎨−=⎪⎩，整理得2222(3)4430k x k x k −+−−=，设1122(,),(,)M x y N x y ，则2222(4)4(3)(43)0k k k ∆=+−+>，且22121222443,33k k x x x x k k ++==−−， 则222212121212(2)(2)2()4y y k x x k x x k x x k =−−=−++，且1122(1,),(1,)AM x y AN x y =+=+，则1212121212(1)(1)()1AM AN x x y y x x x x y y ⋅=+++=++++ 22212121212()12()4x x x x k x x k x x k =++++−++2221212(12)(1)()41k x x k x x k =−+++++=2222222434(12)(1)4133k k k k k k k +=−⋅++⋅++−−242244222484343412303k k k k k k k k k −+++++−+−==−，综上可得：0AM AN ⋅=.【变式2-1】（2024·全国·模拟预测）如图，已知抛物线()2:20E y px p =>，其焦点为F ，其准线与x 轴交于点C ，以FC 为直径的圆交抛物线于点B ，连接BF 并延长交抛物线于点A ，且4AF BF −=．(1)求E 的方程．(2)过点F 作x 轴的垂线与抛物线E 在第一象限交于点P ，若抛物线E 上存在点M ，N ，使得0MP NP ⋅=．求证：直线MN 过定点．【解析】（1）根据抛物线的性质可知CF p =．设直线AB 的倾斜角为θ，则在Rt CBF △中，cos BF p θ=． 由抛物线的定义知cos AF AF p θ=+，cos BF p BF θ=−， 所以1cos p AF θ=−，cos 1cos pBF p θθ==+，所以2sin cos θθ=． 所以222sin cos p p AB AF BF θθ=+==． 由24AF BF AB BF −=−=，得221cos 2cos 224cos cos p p p p θθθθ−−=⋅==，解得2p =． 所以E 的方程为24y x =．（2）由（1）知()1,2P ．设直线MN 的方程为x my n =+，()11,M x y ，()22,N x y ．联立抛物线方程，得2,4.x my n y x =+⎧⎨=⎩代入并整理，得2440y my n −−=．则124y y m +=，124y y n =−，且216160m n ∆=+>． 由0MP NP ⋅=，得()()11221,21,20x y x y −−⋅−−=，则()()()()()()()()12121212112211220x x y y my n my n y y ⎡⎤⎡⎤−−+−−=−+−++−−=⎣⎦⎣⎦，得()()()22121212250m y y mn m y y n n ++−−++−+=，所以()()()221424250m n mn m m n n +⨯−+−−⨯+−+=．整理得()()22341n m −=+．当()321n m −=−+，即21n m =−+时，直线MN 的方程为()21x m y =−+，则直线MN 恒过定点()1,2P ，不符合题意．当()321n m −=+，即25n m =+时，直线MN 的方程为()25x m y =++，则直线MN 恒过定点()5,2−．【变式2-2】（2024·山东聊城·二模）已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的短轴长为26. (1)求C 的方程；(2)直线:(0,0)l y kx m k m =+>>与C 交于,M N 两点，与y 轴交于点A ，与x 轴交于点B ，且,AM BM AN BN λμ==. （ⅰ）当12μλ==时，求k 的值；（ⅱ）当3λμ+=时，求点(0,3到l 的距离的最大值.【解析】（1）由题意得222226b c a b a a =⎧⎪⎨−==⎪⎩13b a =⎧⎪⎨=⎪⎩ 所以C 的方程为2213x y +=．（2）（ⅰ）由题意得()0,,,0m A m B k ⎛⎫− ⎪⎝⎭，由12AM BM =，得2OM OA OB =−，即,2m M m k ⎛⎫⎪⎝⎭，由2AN BN =，得2ON OB OA =−，即2,m N m k ⎛⎫−− ⎪⎝⎭， 将,M N 的坐标分别代入C 的方程，得222413m m k +=和222413m m k+=，解得213k =，又0k >，所以3k =（ⅱ）由22,13y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y ，得()222316330k x kmx m +++−=， 其中()()()222222Δ361231112310k m k m k m =−+−=−+>，设()()1122,,,M x y N x y ，则2121222633,3131km m x x x x k k −−+==++，由(),,0,,,0m AM BM AN BN A m B k λμ⎛⎫==− ⎪⎝⎭，得1122,m m x x x x k k λμ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以121212112x x m m m m m k x x x x k k k k λμ⎛⎫ ⎪+=+=−+ ⎪ ⎪++++⎝⎭， 由3λμ+=，得()221212230k x x mk x x m +++=，即222222223312303131m k k m k m k k −−++=++， 所以222222223312930m k k m k m k m −−++=， 因此22k m =，又0,0k m >>，所以k m =. 所以l 的方程为()1y k x =+，即l 过定点()1,0−，所以点(0,3−到l 的最大距离为点(0,3−与点()1,0−的距离21(3)2d =+=， 即点(0,3−到l 的距离的最大值为2.03 弦长、面积范围与最值问题1、建立目标函数，使用函数的最值或取值范围求参数范围．2、建立目标函数，使用基本不等式求最值．【典例3-1】（2024·浙江台州·二模）已知椭圆C ：229881x y +=，直线l ：=1x −交椭圆于M ，N 两点，T 为椭圆的右顶点，TMN △的内切圆为圆Q . (1)求椭圆C 的焦点坐标； (2)求圆Q 的方程；(3)设点()1,3P ，过P 作圆Q 的两条切线分别交椭圆C 于点A ，B ，求PAB 的周长.【解析】（1）椭圆的标准方程为2218198x y +=，因为819988−=，所以焦点坐标为320,⎛ ⎝⎭. （2）将=1x −代入椭圆方程229881x y +=得3=±y ，由对称性不妨设()1,3M −，()1,3N −−， 直线MT 的方程为()3313y x =−−−，即3490x y +−=， 设圆Q 方程为()222x t y r −+=，由于内切圆Q 在TMN △的内部，所以1t >−， 则Q 到直线MN 和直线MT 的距离相等，即223409134t t r +⨯−+==+，解得12t =，32r =，所以圆Q 方程为221924x y ⎛⎫−+= ⎪⎝⎭.（3）显然直线PA 和直线PB 的斜率均存在， 设过P 作圆Q 的切线方程为()13y k x =−+，其中k 有两个不同的取值1k 和2k 分别为直线PA 和PB 的斜率.由圆Q 21132321k k ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭=+，化简得：2812270k k +−=，则121232278k k k k ⎧+=−⎪⎪⎨⎪=−⎪⎩，由()122139881y k x x y ⎧=−+⎨+=⎩得()()222111119816384890k x k k x k k ++−+−−=， 可得21121848989A P A k k x x x k −−==+，所以()221111112211848924182713138989A A k k k k y k x k k k ⎛⎫−−−−+=−+=−+= ⎪++⎝⎭()()()111113271218271833271291232k k k k k −−−+−===−−+−.同理22222848989B k k x k −−=+，32B y =−，所以直线AB 的方程为32y =−， 所以AB 与圆Q 相切，将32y =−代入229881x y +=得7x =所以7AB =P 到直线AB 的距离为92，设PAB 的周长为m ，则PAB 的面积1319272222ABC S m =⨯=⨯△， 解得67m =.所以PAB 的周长为67.【典例3-2】（2024·高三·浙江金华·阶段练习）设抛物线()2:20C y px p =>，直线=1x −是抛物线C 的准线，且与x 轴交于点B ，过点B 的直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ，N ，()1,A n 是不在直线l 上的一点，直线AM ，AN 分别与准线交于P ，Q 两点． (1)求抛物线C 的方程； (2)证明：BP BQ =：(3)记AMN △，APQ △的面积分别为1S ，2S ，若122S S =，求直线l 的方程． 【解析】（1）因为=1x −为抛物线的准线，所以12p=，即24p =， 故抛物线C 的方程为24y x = （2）如图，设l ：1x ty =−，()()1122,,,M x y N x y ， 联立24y x =，消去x 得2440y ty −+=，则()2Δ1610t =−>，且121244y y t y y +=⎧⎨=⎩，又AM ：()1111y ny n x x −−=−−，令=1x −得()1121,1y n P n x ⎛⎫−−− ⎪−⎝⎭， 同理可得()2221,1y n Q n x ⎛⎫−−− ⎪−⎝⎭，所以()()()()12121212222221122P Q y n y n y n y n y y n n n x x ty ty ⎡⎤−−−−+=−+−=−+⎢⎥−−−−⎣⎦()()()()()()1221122222222y n ty y n ty n ty ty −−+−−=−−⋅−，()()()212122212124248882202444ty y nt y y nn nt n n t y y t y y t −−++−=−=−=−++−，故BP BQ =.（3）由（2）可得：()()1222122222221nt y n y n S PQ ty ty t −−−==−=−−−22212211141212221nt S MN d t t t nt t −==++=−−+，由122S S =，得：212t −=，解得3t = 所以直线l 的方程为310x +=．【变式3-1】（2024·上海闵行·二模）如图，已知椭圆221:14x C y +=和抛物线()22:20C x py p =>，2C 的焦点F 是1C 的上顶点，过F 的直线交2C 于M 、N 两点，连接NO 、MO 并延长之，分别交1C 于A 、B 两点，连接AB ，设OMN 、OAB 的面积分别为OMN S △、OABS．(1)求p 的值； (2)求OM ON ⋅的值； (3)求OMNOABS S 的取值范围. 【解析】（1）椭圆221:14x C y +=的上顶点坐标为()0,1，则抛物线2C 的焦点为()0,1F ，故2p =.（2）若直线MN 与y 轴重合，则该直线与抛物线2C 只有一个公共点，不符合题意， 所以直线MN 的斜率存在，设直线MN 的方程为1y kx =+，点()11,M x y 、()22,N x y ，联立214y kx x y=+⎧⎨=⎩可得2440x kx −−=，216160k ∆=+>恒成立，则124x x =−，221212121241344x x OM ON x x y y x x ⋅=+=+=−+=−.（3）设直线NO 、MO 的斜率分别为1k 、2k ，其中10k >，20k <，联立12244y k x x y =⎧⎨+=⎩可得()221414k x +=，解得2141x k =+ 点A 在第三象限，则2141A x k =+点B 在第四象限，同理可得2241B x k =+，且121212121164y y x x k k x x ===− 121222124141OMN OAB B AOM ONx x x x S S OB OA x x k k ⋅⋅⋅===⋅⋅++()()2221212114141424k k k k ++++2121124224k k ≥⋅+， 当且仅当112k =时，等号成立. OMNOABS S 的取值范围为[)2,+∞. 【变式3-2】（2024·辽宁·二模）已知点P 为双曲线22:14x E y −=上任意一点，过点P 的切线交双曲线E 的渐近线于,A B 两点． (1)证明：P 恰为AB 的中点；(2)过点P 分别作渐近线的平行线，与OA 、OB 分别交于M 、N 两点，判断PMON 的面积是否为定值，如果是，求出该定值；如果不是，请说明理由；【解析】（1）由切线不可能平行于x 轴，即切线的斜率不可能为0， 设切线方程为:l x ty m =+，联立方程组2214x ty m x y =+⎧⎪⎨−=⎪⎩，整理得222(4)240t y tmy m −−+=+， 所以()()222Δ24(4)40tm t m =−−−=，可得2240t m +−=，即224m t =−，所以22220m y tmy t −++=，即2()0my t −=，所以t y m =，则2t x m m=+，所以点2(,)t tP m m m+，又由双曲线22:14x E y −=的渐近线方程为12y x =±，联立方程组12y xx ty m⎧=⎪⎨⎪=+⎩，可得2,22m m x y t t ==−−，即2(,)22m m A t t −−， 联立方程组12y xx ty m⎧=−⎪⎨⎪=+⎩，可得2,22m m x y t t −==++，即2(,)22m m B t t −++，所以222222244422244m mm tm m tmm m t t t t m m+++−−+====−− 222224m mtm tm t t t t m m−+−+===−，所以AB 的中点坐标为4(,)t m m又因为2224t t m m m m m++==，所以4(,)t P m m ，所以点P 与AB 的中点重合.（2）由2(,)22m m A t t−−，2(,)22m mB t t −++， 可得2222225()()22(2)m m m OA t t t =+=−−−，2222225()()22(2)m m m OB t t t −=+=+++， 所以44422222425252525[(2)(2)](4)m m m OA OB t t t m ⋅====−+−，即5OA OB =， 又由22223322224m m m m m OA OB t t t t t−⋅=⨯+⨯==−+−+−，可得3cos 5OA OB AOB OA OB ⋅∠==， 所以24sin 1cos 5AOB AOB ∠=−∠=， 所以114sin 52225AOBSOA OB AOB =∠=⨯⨯=， 因为P 为AB 的中点，所以112122PMON AOBS S ==⨯=， 所以四边形PMON 的面积为定值1.04 斜率之和差商积问题1、已知00(,)P x y 是椭圆22221x y a b +=上的定点，直线l （不过P 点）与椭圆交于A ，B 两点，且0PA PBk k +=，则直线l 斜率为定值2020b x a y ．2、已知00(,)P x y 是双曲线22221x y a b−=上的定点，直线l （不过P 点）与双曲线交于A ，B 两点，且0PA PBk k +=，直线l 斜率为定值2020b x a y −．3、已知00(,)P x y 是抛物线22y px =上的定点，直线l （不过P 点）与抛物线交于M ，N 两点，若0PA PB k k +=，则直线l 斜率为定值0p y −． 4、00(,)P x y 为椭圆222:x y a bΓ2+=1)0,0(a b >>上一定点，过点P 作斜率为1k ，2k 的两条直线分别与椭圆交于,M N 两点．（1）若12(0)k k λλ+=≠，则直线MN 过定点2000222(,)y b x x y aλλ−−−； （2）若2122()b k k a λλ⋅=≠，则直线MN 过定点2222002222(,)a b a b x y a b a b λλλλ++−−−．5、设00(,)P x y 是直角坐标平面内不同于原点的一定点，过P 作两条直线AB ，CD 交椭圆222:x y a b Γ2+=1)0,0(a b >>于A 、B 、C 、D ，直线AB ，CD 的斜率分别为1k ，2k ，弦AB ，CD 的中点记为M ，N ．（1）若12(0)k k λλ+=≠，则直线MN 过定点2002(,)y b x x aλλ−−；（2）若2122()b k k a λλ⋅=≠，则直线MN 过定点22002222(,)a x b y a b a b λλλ−−．6、过抛物线22(0)y px p =>上任一点00(,)P x y 引两条弦PA ，PB ，直线PA ，PB 斜率存在，分别记为12,k k ，即12(0)k k λλ+=≠，则直线AB 经过定点00022(,)y px y λλ−−．【典例4-1】（2024·上海徐汇·二模）已知椭圆22:143x y C +=，12A A 、分别为椭圆C 的左、右顶点，12F F 、分别为左、右焦点，直线l 交椭圆C 于M N 、两点（l 不过点2A ）.(1)若Q 为椭圆C 上（除12A A 、外）任意一点，求直线1QA 和2QA 的斜率之积； (2)若112NF F M =，求直线l 的方程；(3)若直线2MA 与直线2NA 的斜率分别是12k k 、，且1294k k =−，求证：直线l 过定点.【解析】（1）在椭圆 22:143x y C +=中，左、右顶点分别为12(2,0)(2,0)A A −、，设点()000,(2)Q x y x ≠±，则12202000220000314322444QA QA x y y y k k x x x x ⎛⎫− ⎪⎝⎭⋅=⋅===−+−−−. （2）设()()1122,,,M x y N x y ，由已知可得1(1,0)F −，122111(1,)(+1,)NF x y F M x y =−−−=，，由112NF F M =得2211(1,)2(+1,)−−−=x y x y ，化简得2121=322x x y y −−⎧⎨=−⎩代入2222143x y +=可得22114(32)(32)1−−−+=x y ，联立2211143x y +=解得117=435=x y ⎧−⎪⎪⎨⎪⎪⎩由112NF F M =得直线l 过点1(1,0)F −，73(,5)48−N ， 所以，所求直线方程为5=1)y x ±+.（3）设()()3344,,,M x y N x y ，易知直线l 的斜率不为0，设其方程为x my t =+（2t ≠），联立22143x my t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，可得()2223463120m y mty t +++−=，由2222364(34)(312)0m t m t ∆=−+−>，得2234t m <+.由韦达定理，得234342263123434，−+=−=++mt t y y y y m m .1294k k =−，34349224∴⋅=−−−y y x x . 可化为()()343449220y y my t my t ++−+−=， 整理即得()()223434499(2)9(2)0my ym t y y t ++−++−=，()222223126499(2)9(2)03434t mt m m t t m m −⎛⎫∴+⨯+−−+−= ⎪++⎝⎭，由20t −≠，进一步得2222(49)(2)183(2)03434m t m tt m m ++−+−=++，化简可得16160t −=，解得1t =， 直线MN 的方程为1x my =+，恒过定点(1,0).【典例4-2】（2024·全国·模拟预测）已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右顶点分别为()(),,2,2A B C a b D a b −，直线AC 的斜率为12，直线AC 与椭圆E 交于另一点G ，且点G 到x 轴的距离为43． (1)求椭圆E 的方程．(2)若点P 是E 上与点,A B 不重合的任意一点，直线,PC PD 与x 轴分别交于点,M N ． ①设直线,PM PN 的斜率分别为12,k k ，求2112k k k k −的取值范围． ②判断22||AM BN +是否为定值．若为定值，求出该定值；若不为定值，说明理由．【解析】（1）由题意知，(),0A a −．由直线AC 的斜率为12()2012b a −=，所以2a b =． 直线AC 的方程为()12y x a =+． 设(),G s t ，则0,0s t >>．由点G 到x 轴的距离为43，得43t =． 由点G 在直线AC 上，得()4132s a =+，所以83s a =−．由点G 在椭圆E 上，得2222843312a a a⎛⎫⎛⎫− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+=，解得2a =．所以2b =．所以椭圆E 的方程为22142x y+=．（2）①设()00,P x y （020y ≤<或002y < 由（1）知，()()2,2,2,2C D −， 则00120022,22PC PD y y k k k k x x −−====−+， 所以0021121200002211442222x x k k k k k k y y y y −+−−=−=−==−−−−． 由020y −<或002y <≤得02222y −<或02222y <−≤ 所以0442222y −<−或0424222y <≤+− 故2112k k k k −的取值范围是)(422,22,422⎡−⋃+⎣． ②由①知2200142x y +=，即2220004x y y +=−．设()()12,0,,0M x N x ． 因为,,P C M 三点共线， 所以00120222y x x −−=−−，得0001002422222x y x x y y −+−=+=−−．因为,,P D N 三点共线，所以00220222y x x −−=++， 得0002002422222x x y x y y −−−−=−=−−．所以()()222222000012002222222222y x x y AM BN x x y y ⎛⎫⎛⎫−−−+=++−=++−= ⎪ ⎪−−⎝⎭⎝⎭()220002008816822x y y y y +++=−−()()()()()2000220000848221616882222y y y yy y y y y −+−++=++=−−−−()0000821681622y y y y −+++=−−．故22||AM BN +为定值16．【变式4-1】（2024·高三·上海闵行·期中）已知双曲线C ：()222210,0x y a b a b −=>>2()3,1−在双曲线C 上．过C 的左焦点F 作直线l 交C 的左支于A 、B 两点． (1)求双曲线C 的方程；(2)若()2,0M −，试问：是否存在直线l ，使得点M 在以AB 为直径的圆上?请说明理由．(3)点()4,2P −，直线AP 交直线2x =−于点Q ．设直线QA 、QB 的斜率分别1k 、2k ，求证：12k k −为定值．【解析】（1）由双曲线2222y :1x C a b −=2，且()3,1M −在双曲线C 上，可得222229112a b c e a c a b ⎧−=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩，解得228,8a b ==，∴双曲线的方程为22188x y −=．（2）双曲线C 的左焦点为()4,0F −，当直线l 的斜率为0时，此时直线为0y =，与双曲线C 左支只有一个交点，舍去； 当直线l 的斜率不为0时，设:4l x my =−，联立方程组2248x my x y =−⎧⎨−=⎩，消x 得()221880m y my −−+=，易得Δ0>， 设()()1122,,,A x y B x y ，则12122288,011m y y y y m m +==<−−，可得11m −<<， ∵()()11222,,2,MA x y MB x y =+=+，则()()()()211212122222MA MB x x y y my my y y ⋅=+++=−−+()()()22212122281161244411m mm y y m y y m m +=+−++=−+=−−−，即0MA MB ⋅≠，可得MA 与MB 不垂直，∴不存在直线l ，使得点M 在以AB 为直径的圆上． （3）由直线()1:24AP y k x −=+，得(12,22)Q k −+， ∴2121222222222y k y k k x my −−−−==+−，又11111224PAy y k k x my −−===+，∴()()()()12121121121212222222222y my my y k y y k k k my my my my −−−−−−−−−=−=−− ()2111112224222my y my mk y my my −−+++=−，∵1112y k my −=，∴1112k my y =−，且1212y y my y +=， ∴()()()1212121212122222m y y y y k k my my y y y −−−===−−+−，即12k k −为定值．【变式4-2】（2024·全国·模拟预测）已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b−=>>的左、右焦点分别为12,F F ，从下面3个条件中选出2个作为已知条件，并回答下面的问题：①点()32,1P −在双曲线C 上；②点Q 在双曲线C 上，1290QF F ∠=︒，且113QF =；③双曲线C 的一条渐近线与直线33y x =−垂直. (1)求双曲线C 的方程；(2)设,A B 分别为双曲线C 的左、右顶点，过点()0,1−的直线l 与双曲线C 交于,M N 两点，若AMBNk a k =−，求直线l 的斜率.【解析】（1）选①②，因为点()32,1P −在双曲线C 上，所以221811a b −=， 由题意可设()1(,0),,Q F c Q c y −−，因为点Q 在双曲线C 上，所以22221Q y ca b−=，所以2Q b y a =±，又113QF =，所以213b a =，联立222181113a b b a ⎧−=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，所以3,1a b ==（负值舍去），故双曲线C 的方程为2219x y −=；选①③， 由①，得221811a b −=，由③，得31ba−⨯=−， 联立22181131a b b a⎧−=⎪⎪⎨⎪−⨯=−⎪⎩，解得3,1a b ==（负值舍去），故双曲线C 的方程为2219x y −=，选②③，由题意可设()1(,0),,Q F c Q c y −−，因为点Q 在双曲线C 上，所以22221Q y ca b−=，所以2Q b y a =±，又113QF =，所以213b a =，又由③，得31ba−⨯=−，联立21331b a b a⎧=⎪⎪⎨⎪−⨯=−⎪⎩，解得3,1a b ==（负值舍去），故双曲线C 的方程为2219x y −=.（2）依题意可知()()3,0,3,0A B −，易知直线l 的斜率存在，设直线l 的方程为1y kx =−，()()1122,,,M x y N x y ，联立22119y kx x y =−⎧⎪⎨−=⎪⎩，消去y 并整理，得()221918180k x kx −+−=， 由()()()222Δ(18)4191836290k k k =−−⨯−=−>，且2190k −≠，得229k <且219k ≠，所以1212221818,1919k x x x x k k +=−=−−−， 又221119x y −=，即221199x y −=，则1111339y x x y −=+， 所以()()11121122122233339933AMBNy x x x k x y y y k y y x x −−−+===−−()()()()()121212122121212393991191x x x x x x x x kx kx k x x k x x −++−++==−−⎡⎤−++⎣⎦2222222218183996119193911818911919kk k k k k k k k k −+⨯+−+−−===−−⎛⎫−++ ⎪−−⎝⎭， 整理得218310k k −−=，解得16k =−或13k =（舍去），故直线l 的斜率为16−.05 定点定值问题1、定值问题解析几何中定值问题的证明可运用函数的思想方法来解决．证明过程可总结为“变量—函数—定值”，具体操作程序如下：（1）变量----选择适当的量为变量．（2）函数----把要证明为定值的量表示成变量的函数． （3）定值----化简得到的函数解析式，消去变量得到定值． 2、求定值问题常见的方法有两种：（1）从特殊情况入手，求出定值，再证明该定值与变量无关； （2）直接推理、计算，并在计算推理过程中消去变量，从而得到定值． 3、求解直线过定点问题常用方法如下：（1）“特殊探路，一般证明”：即先通过特殊情况确定定点，再转化为有方向、有目的的一般性证明； （2）“一般推理，特殊求解”：即设出定点坐标，根据题设条件选择参数，建立一个直线系或曲线的方程，再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组，以这个方程组的解为坐标的点即为所求点；（3）求证直线过定点()00,x y ，常利用直线的点斜式方程()00y y k x x −=−或截距式y kx b =+来证明． 一般解题步骤：①斜截式设直线方程：y kx m =+，此时引入了两个参数，需要消掉一个．②找关系：找到k 和m 的关系：m =()f k ，等式带入消参，消掉m ． ③参数无关找定点：找到和k 没有关系的点．【典例5-1】（2024·全国·模拟预测）已知离心率为23的椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为12,A A ，点P 为椭圆C 上的动点，且12A PA 面积的最大值为35():20l x my m =−≠与椭圆C 交于,A B 两点，点()1,0D −，直线,AD BD 分别交椭圆C 于,G H 两点，过点2A 作直线GH 的垂线，垂足为M ． (1)求椭圆C 的方程．(2)记直线GH 的斜率为k ，证明：km 为定值．(3)试问：是否存在定点N ，使MN 为定值？若存在，求出定点N 的坐标；若不存在，说明理由． 【解析】（1）由题意，得22235,2,3,ab c a a b c ⎧=⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩解得2229,5,4.a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩所以椭圆C 的方程为22195x y +=． （2）证明：设()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y G x y H x y ． 又()1,0D −，所以可设直线AD 的方程为1111x x y y +=−． 联立椭圆方程与直线AD 的方程，得112211,1.95x x y y x y +⎧=−⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 消去x ，得()()222211111519101400x y y x y y y ⎡⎤++−+−=⎣⎦． 又2211195x y +=，所以22115945x y +=，可得()()2211115140x y x y y y +−+−=．由根与系数的关系，得2113145y y y x −=+，则13145y y x −=+，所以11131111459155x y x x y x x +−−−=⋅−=++，同理，得224422594,55x y x y x x −−−==++． 从而直线GH 的斜率()()()()()()2112214321214312212144454555595959559555y y y x y x y y x x k x x x x x x x x x x −−−+−+−++====−−−−−++−++−++()()()122112454516y x y x x x +−+−．又11222,2x my x my =−=−， 所以()()()()()1221121212434312316164y my y my y y k x x x x m +−+−===−−，即34km =，为定值． （3）由（2）可得直线GH 的方程为11114594355y x m x y x x ⎛⎫+=⋅+− ⎪++⎝⎭． 由椭圆的对称性可知，若直线GH 恒过定点，则此定点必在x 轴上， 所以令0y =，得()()()()()11111111116235916595135535353x x my x x x x x x x +−+++=−===++++．故直线GH 恒过定点T ，且点T 的坐标为1,03⎛⎫⎪⎝⎭．因为2A M GH ⊥，垂足为M ，且()23,0A ，所以点M 在以2A T 为直径的圆上运动．故存在点5,03N ⎛⎫⎪⎝⎭，使21423MN A T ==．【典例5-2】（2024·黑龙江双鸭山·模拟预测）已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b −=>>的焦距为25点3)D 在C 上. (1)求C 的方程;(2)直线:1l x my =+与C 的右支交于A ，B 两点，点E 与点A 关于x 轴对称，点D 在x 轴上的投影为点G . （ⅰ）求m 的取值范围； （ⅱ）求证：直线BE 过点G .【解析】（1）由已知得222251631a b a b ⎧+=⎪⎨−=⎪⎩，解得224,1a b ==，所以C 的方程为2214x y −=.（2）（i ）设()11,A x y ，()22,B x y ，则()11,E x y −，联立22144x my x y =+⎧⎨−=⎩， 消去x 得()224230m y my −+−=，则240m −≠，()()222Δ41241630m m m =+−=−>，解得||3m >||2m ≠.又l 与C 的右支交于A ，B 两点，C 的渐近线方程为12y x =±，则11||2m >，即0||2m <<， 所以|m 的取值范围为(3,2). （ii ）由（i ）得12224my y m +=−−，12234y y m −=−， 又点3)D 在x 轴上的投影为(4,0)G ，所以()224,GB x y =−，()114,GE x y =−−， 所以()()122144x y x y −+−()()122133my y my y =−+−()121223my y y y =−+，223223044mm m m −−=⋅−⋅=−−， 所以//GB GE ，又GB ，GE 有公共点G ，所以B ，G ，E 三点共线，所以直线BE 过点G .【变式5-1】（2024·陕西西安·一模）已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左，右焦点分别为1F ，2F ，且1F ，2F 与短轴的一个端点Q 构成一个等腰直角三角形，点23P ⎝⎭在椭圆E ，过点2F 作互相垂直且与x 轴不重合的两直线AB ，CD 分别交椭圆E 于A ，B 和点C ，D ，且点M ，N 分别是弦AB ，CD 的中点．(1)求椭圆E 的标准方程；(2)若()0,1D ，求以CD 为直径的圆的方程；(3)直线MN 是否过x 轴上的一个定点？若是，求出该定点坐标；若不是，说明理由． 【解析】（1）因为椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>经过点23P ⎝⎭， 且1F ，2F 与短轴的一个端点Q 构成一个等腰直角三角形， 可得b c =，则22222a b c b =+=，所以2223122b b+=⨯，解得222,1a b ==， 所以椭圆E 的标准分别为2212x y +=.（2）由（1）得1(1,0),(0,1)F D −，所以直线CD 的方程为1x y +=，联立方程组22112x y x y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩，解得41,33x y ==−或0,1x y ==，所以41(,)33C −， 则CD 的中点为21(,)33N 且423CD =CD 为直径的圆的方程为22218()()339x y −+−=. （3）设直线AB 的方程为1x my =+，且0m ≠，则直线CD 的方程为11x y m=−+， 联立方程组22112x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，整理得22(2)210m y my ++−=， 设1122(,),(,)A x y B x y ，则0∆>且12122221,22y y y y m m +=−=−++， 所以12121224(1)(1)()22x x my my m y y m +=+++=++=+， 由中点坐标公式得222(,)22mM m m −++， 将M 的坐标中的用1m −代换，可得CD 的中点为2222(,)2121m mN m m ++，所以232(1)MN mk m =−，所以直线MN 的方程为22232()22(1)2m m y x m m m +=−+−+，即23(1)12m y x m =−−，则直线MN 过定点2(,0)3. 【变式5-2】（2024·浙江·二模）已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b−=>>左右焦点分别为1F ，2F ，点()3,2P 在双曲线上，且点()3,2P 到双曲线两条渐近线的距离乘积为65，过1F 分别作两条斜率存在且互相垂直的直线1l ，2l ，已知1l 与C 双曲线左支交于A ，B 两点，2l 与C 左右两支分别交于E ，F 两点. (1)求双曲线C 的方程；(2)若线段AB ，EF 的中点分别为M ，N ，求证：直线MN 恒过定点，并求出该定点坐标. 【解析】（1）设双曲线C 的两渐近线方程分别为b y x a=，by x a =−，点()3,2P 到双曲线两渐近线的距离乘积为22294323265b a b a b a ccc −−+⨯==，由题意可得：222222229465941a b c b a c a b ⎧+=⎪⎪−⎪=⎨⎪⎪−=⎪⎩，解得23a =，22b =， 所以双曲线C 的方程为22132x y −=.（2）设直线1l 的方程为(5y k x =， 由1l ，2l 互相垂直得2l 的方程(15y x k=−， 联立方程得(225132y k x x y ⎧=⎪⎨⎪−=⎩，消y 得()222223651560k x k x k −−−−=，0∆>成立，所以212352M x x k x +=，(255M M ky k x == 所以点M 坐标为23525k k ⎝⎭，联立方程得(2215132y x k x y ⎧=−⎪⎪⎨⎪−=⎪⎩，所以34352N x x x +==(1255N N k y x k −=−=， 所以点N 坐标为223525,2323k k k ⎛⎫− ⎪ ⎪−−⎝⎭，根据对称性判断知定点在x 轴上， 直线MN 的方程为()N MM M N My y y y x x x x −−=−−，则当0y =时，222223525352523232323351252525M N N M N M k k kx y x y k k k k x y y kk k −−−−−−===−−−−−−所以直线MN 恒过定点，定点坐标为()35,0−.1．已知椭圆Γ：()222210x y a b a b +=>>的上顶点为()0,1A ，离心率3e =()2,1P −的直线l 与椭圆Γ交于B ，C 两点，直线AB 、AC 分别与x 轴交于点M 、N .(1)求椭圆Γ的方程；(2)已知命题“对任意直线l ，线段MN 的中点为定点”为真命题，求AMN 的重心坐标；(3)是否存在直线l ，使得2AMN ABC S S =△△？若存在，求出所有满足条件的直线l 的方程；若不存在，请说明理由.（其中AMNS、ABCS分别表示AMN 、ABC 的面积）【解析】（1）依题意1b =，3c e a ==222c a b =−， 解得2a =，所以椭圆Γ的方程为2214x y +=；（2）因为命题“对任意直线l ，线段MN 的中点为定点”为真命题，。
【高考精品复习】第九篇 解析几何 方法技巧2 圆锥曲线的综合应用
方法技巧2圆锥曲线的综合应用一、圆锥曲线的最值问题【考情快递】最值问题是高考的热点，可能出选择题、填空题和解答题．方法1：定义转化法解题步骤①根据圆锥曲线的定义列方程；②将最值问题转化为距离问题求解．适用情况此法为求解最值问题的常用方法，多数题可以用.【例1】►已知点F是双曲线x24－y212＝1的左焦点，定点A的坐标为(1,4)，P是双曲线右支上的动点，则|PF|＋|P A|的最小值为________．解析如图所示，根据双曲线定义|PF|－|PF′|＝4，即|PF|－4＝|PF′|.又|P A|＋|PF′|≥|AF′|＝5，将|PF|－4＝|PF′|代入，得|P A|＋|PF|－4≥5，即|P A|＋|PF|≥9，等号当且仅当A，P，F′三点共线，即P为图中的点P0时成立，故|PF|＋|P A|的最小值为9.故填9. 答案9方法2：切线法解题步骤①求与直线平行的圆锥曲线的切线；②求出两平行线的距离即为所求的最值．适用情况当所求的最值是圆锥曲线上的点到某条直线的距离的最值时用此法.【例2】►求椭圆x22＋y2＝1上的点到直线y＝x＋23的距离的最大值和最小值，并求取得最值时椭圆上点的坐标．解设椭圆的切线方程为y＝x＋b，代入椭圆方程，得3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0. 由Δ＝(4b )2－4×3×(2b 2－2)＝0，得b ＝±3.当b ＝3时，直线y ＝x ＋3与y ＝x ＋23的距离d 1＝62，将b ＝3代入方程3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0，解得x ＝－233，此时y ＝33，即椭圆上的点⎝ ⎛⎭⎪⎫－233，33到直线y ＝x ＋23的距离最小，最小值是62； 当b ＝－3时，直线y ＝x －3到直线y ＝x ＋23的距离d 2＝362，将b ＝－3代入方程3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0， 解得x ＝233，此时y ＝－33，即椭圆上的点⎝ ⎛⎭⎪⎫233，－33到直线y ＝x ＋23的距离最大，最大值是362. 方法3：参数法解题步骤① 选取合适的参数表示曲线上点的坐标；②求解关于这个参数的函数最值．适用情况可以用参数表示某个曲线并求得最值的问题.【例3】►在平面直角坐标系xOy 中，点P (x ，y )是椭圆x 23＋y 2＝1上的一个动点，则S ＝x ＋y 的最大值为________． 解析 因为椭圆x 23＋y 2＝1的参数方程为 ⎩⎨⎧x ＝3cos φy ＝sin φ，(φ为参数)． 故可设动点P 的坐标为(3cos φ，sin φ)， 其中0≤φ＜2π.因此S ＝x ＋y ＝3cos φ＋sin φ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos φ＋12sin φ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫φ＋π3，所以，当φ＝π6时，S 取最大值2.故填2.答案 2方法4：基本不等式法解题步骤①将最值用变量表示．②利用基本不等式求得表达式的最值．适用情况最值问题中的多数问题可用此法.【例4】►设椭圆中心在坐标原点，A (2,0)，B (0,1)是它的两个顶点，直线y ＝kx (k ＞0)与椭圆相交于E ，F 两点，求四边形AEBF 面积的最大值． 解 依题设得椭圆的方程为x 24＋y 2＝1.直线AB ，EF 的方程分别为x ＋2y ＝2，y ＝kx (k ＞0)． 设E (x 1，kx 1)，F (x 2，kx 2)，其中x 1＜x 2， 且x 1，x 2满足方程(1＋4k 2)x 2＝4，故x 2＝－x 1＝21＋4k2.① 根据点到直线的距离公式和①式， 得点E ，F 到AB 的距离分别为 h 1＝|x 1＋2kx 1－2|5＝2(1＋2k ＋1＋4k 2)5(1＋4k 2)， h 2＝|x 2＋2kx 2－2|5＝2(1＋2k －1＋4k 2)5(1＋4k 2)，又|AB |＝22＋1＝5，所以四边形AEBF 的面积为 S ＝12|AB |(h 1＋h 2)＝12·5·4(1＋2k )5(1＋4k 2)＝2(1＋2k )1＋4k 2＝21＋4k 2＋4k1＋4k 2≤22，当2k ＝1，即k ＝12时，取等号． 所以四边形AEBF 面积的最大值为2 2. 二、圆锥曲线的范围问题【考情快递】 圆锥曲线中的范围问题是高考中的常见考点，一般出选择题、填空题．方法1：曲线几何性质法解题步骤 ①由几何性质建立关系式；②化简关系式求解．适用情况利用定义求解圆锥曲线的问题.【例1】►已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左，右焦点分别为F 1，F 2，点P 在双曲线的右支上，且|PF 1|＝4|PF 2|，则此双曲线的离心率e 的取值范围是________．解析 根据双曲线定义|PF 1|－|PF 2|＝2a ，设|PF 2|＝r ， 则|PF 1|＝4r ，故3r ＝2a ，即r ＝2a 3，|PF 2|＝2a3. 根据双曲线的几何性质，|PF 2|≥c －a ，即2a3≥c －a ， 即c a ≤53，即e ≤53.又e ＞1，故双曲线的离心率e 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤1，53.故填⎝ ⎛⎦⎥⎤1，53.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤1，53方法2：判别式法解题步骤① 联立曲线方程，消元后求判别式；②根据判别式大于零、小于零或等于零结合曲线性质求解．适用情况当直线和圆锥曲线相交、相切和相离时，分别对应着直线和圆锥曲线方程联立消元后得到的一元二次方程的判别式大于零、等于零、小于零．此类问题可用判别式法求解.【例2】►(2011·浏阳一中月考)在平面直角坐标系xOy 中，经过点(0，2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22＋y 2＝1有两个不同的交点P 和Q . (1)求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m ，使得向量OP→＋OQ →与AB →共线？如果存在，求m 值；如果不存在，请说明理由．解 (1)由已知条件，知直线l 的方程为y ＝kx ＋2， 代入椭圆方程，得x 22＋(kx ＋2)2＝1， 整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋k 2x 2＋22kx ＋1＝0.①由直线l 与椭圆有两个不同的交点P 和Q ， 得Δ＝8k 2－4⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋k 2＝4k 2－2＞0，解得k ＜－22或k ＞22，即k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，－22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22，＋∞.(2)设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)， 则OP →＋OQ →＝(x 1＋x 2，y 1＋y 2)．由方程①，知x 1＋x 2＝－42k 1＋2k 2.②又y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2)＋22＝221＋2k 2.③由A (2，0)，B (0,1)，得AB→＝(－2，1)．所以OP →＋OQ →与AB →共线等价于x 1＋x 2＝－2(y 1＋y 2)， 将②③代入，解得k ＝22. 由(1)知k ＜－22或k ＞22， 故不存在符合题意的常数k . 三、圆锥曲线的定值、定点问题【考情快递】 此类问题也是高考的热点，圆锥曲线中的定值问题是指某些几何量不受运动变化的点的影响而有固定取值的一类问题，定点问题一般是指运动变化中的直线或曲线恒过平面内的某个或某几个定点而不受直线和曲线的变化影响的一类问题． 方法1：特殊到一般法解题步骤① 根据特殊情况确定出定值或定点；②对确定出来的定值或定点进行证明．适用情况根据特殊情况能找到定值(或定点)的问题.【例1】►已知双曲线C ：x 2－y 22＝1，过圆O ：x 2＋y 2＝2上任意一点作圆的切线l ，若l 交双曲线于A ，B 两点，证明：∠AOB 的大小为定值． 证明 当切线的斜率不存在时，切线方程为x ＝±2. 当x ＝2时，代入双曲线方程，得y ＝±2， 即A (2，2)，B (2，－2)，此时∠AOB ＝90°， 同理，当x ＝－2时，∠AOB ＝90°.当切线的斜率存在时，设切线方程为y ＝kx ＋b ， 则|b |1＋k2＝2，即b 2＝2(1＋k 2)． 由直线方程和双曲线方程消掉y ， 得(2－k 2)x 2－2kbx －(b 2＋2)＝0， 由直线l 与双曲线交于A ，B 两点． 故2－k 2≠0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)． 则x 1＋x 2＝2kb2－k 2，x 1x 2＝－(b 2＋2)2－k 2，y 1y 2＝(kx 1＋b )(kx 2＋b )＝k 2x 1x 2＋kb (x 1＋x 2)＋b 2 ＝－k 2b 2－2k 22－k 2＋2k 2b 22－k 2＋2b 2－k 2b 22－k 2＝2b 2－2k 22－k 2，故x 1x 2＋y 1y 2＝－b 2－22－k 2＋2b 2－2k 22－k 2＝b 2－2(1＋k 2)2－k 2，由于b 2＝2(1＋k 2)，故x 1x 2＋y 1y 2＝0，即OA →·OB →＝0，∠AOB ＝90°. 综上可知，若l 交双曲线于A ，B 两点， 则∠AOB 的大小为定值90°. 方法2：引进参数法解题步骤① 引进参数表示变化量；②研究变化的量与参数何时没有关系，找到定值或定点．适用情况定值、定点是变化中的不变量，引入参数找出与变量与参数没有关系的点(或值)即是定点(或定值).【例2】►如图所示，曲线C 1：x 29＋y 28＝1，曲线C 2：y 2＝4x ，过曲线C 1的右焦点F 2作一条与x 轴不垂直的直线，分别与曲线C 1，C 2依次交于B ，C ，D ，E 四点．若G 为CD 的中点、H 为BE 的中点，证明|BE |·|GF 2||CD |·|HF 2|为定值．证明 由题意，知F 1(－1,0)，F 2(1,0)，设B (x 1，y 1)，E (x 2，y 2)，C (x 3，y 3)，D (x 4，y 4)，直线y ＝k (x －1)，代入x 29＋y 28＝1，得8⎝ ⎛⎭⎪⎫y k ＋12＋9y 2－72＝0，即(8＋9k 2)y 2＋16ky －64k 2＝0，则y 1＋y 2＝－16k 8＋9k 2，y 1y 2＝－64k 28＋9k 2.同理，将y ＝k (x －1)代入y 2＝4x ，得ky 2－4y －4k ＝0， 则y 3＋y 4＝4k ，y 3y 4＝－4， 所以|BE |·|GF 2||CD |·|HF 2|＝|y 1－y 2||y 3－y 4|·12|y 3＋y 4|12|y 1＋y 2|＝(y 1－y 2)2(y 1＋y 2)2·(y 3＋y 4)2(y 3－y 4)2＝(y 1＋y 2)2－4y 1y 2(y 1＋y 2)2·(y 3＋y 4)2(y 3＋y 4)2－4y 3y 4＝(－16k )2(8＋9k 2)2＋4×64k 28＋9k 2(－16k )2(8＋9k 2)2·⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2＋16＝3为定值．方法运用训练21．设P 是曲线y 2＝4x 上的一个动点，则点P 到点A (－1,1)的距离与点P 到x ＝－1直线的距离之和的最小值为( )． A. 2 B. 3 C. 5 D. 6解析 如图，易知抛物线的焦点为F (1,0)， 准线是x ＝－1，由抛物线的定义知：点P 到直线x ＝－1的距离等于点P 到焦点F 的距离； 于是，问题转化为：在曲线上求一点P ，使点P 到点A (－1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小；显然，连AF 交曲线于P 点．故最小值为22＋1，即为 5. 答案 C2．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)和圆x 2＋y 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2有四个交点，其中c 为椭圆的半焦距，则椭圆离心率e 的范围为( )． A.55＜e ＜35 B ．0＜e ＜25 C.25＜e ＜35D.35＜e ＜55解析 此题的本质是椭圆的两个顶点(a,0)与(0，b )一个在圆外、一个在圆内即： ⎩⎪⎨⎪⎧a 2＞⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2b 2＜⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a ＞b2＋cb ＜b 2＋c⇒⎩⎪⎨⎪⎧(a －c )2＞14(a 2－c 2)a 2－c 2＜2c⇒55＜e ＜35. 答案 A3．(2011·长郡中学1次月考)设F 是椭圆x 27＋y 26＝1的右焦点，且椭圆上至少有21个不同的点P i (i ＝1,2,3，…)，使|FP 1|，|FP 2|，|FP 3|，…组成公差为d 的等差数列，则d 的取值范围为________．解析 若公差d ＞0，则|FP 1|最小，|FP 1|＝7－1； 数列中的最大项为7＋1，并设为第n 项， 则7＋1＝7－1＋(n －1)d ⇒n ＝2d ＋1≥21⇒d ≤110， 注意到d ＞0，得0＜d ≤110；若d ＜0，易得－110≤d ＜0. 那么，d 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫－110，0∪⎝ ⎛⎦⎥⎤0，110.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫－110，0∪⎝ ⎛⎦⎥⎤0，110 4．过抛物线y 2＝2px (p ＞0)上一定点P (x 0，y 0)(y 0＞0)作两直线分别交抛物线于A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，当P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时，则y 1＋y 2y 0的值为________．解析 设直线P A 的斜率为k P A ，PB 的斜率为k PB ， 由y 21＝2px 1，y 20＝2px 0，得k P A＝y 1－y 0x 1－x 0＝2p y 1＋y 0， 同理k PB ＝2py 2＋y 0， 由于P A 与PB 的斜率存在且倾斜角互补， 因此2p y 1＋y 0＝－2p y 2＋y 0，即y 1＋y 2＝－2y 0(y 0＞0)，那么y 1＋y 2y 0＝－2.答案 －25．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)的左焦点为F ，过F 点的直线l 交椭圆于A ，B 两点，P 为线段AB 的中点，当△PFO 的面积最大时，求直线l 的方程． 解 求直线方程，由于F (－c,0)为已知，仅需求斜率k ， 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，P (x 0，y 0)，则y 0＝y 1＋y 22，由于S △PFO ＝12|OF |·|y 0|＝c2|y 0|只需保证|y 0|最大即可，由⎩⎨⎧y ＝k (x ＋c )b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b2⇒(b 2＋a 2k 2)y 2－2b 2cky －b 4k 2＝0， |y 0|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪y 1＋y 22＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪b 2ck b 2＋a 2k 2＝b 2c b 2|k |＋a 2|k |≤bc 2a得：S △PFO ≤bc 24a ，此时b 2|k |＝a 2|k |⇒k ＝±ba ， 故直线方程为：y ＝±ba (x ＋c )．6．(长沙雅礼中学最新月考)已知⊙O ′过定点A (0，p )(p ＞0)，圆心O ′在抛物线C ：x 2＝2py (p ＞0)上运动，MN 为圆O ′在轴上所截得的弦． (1)当O ′点运动时，|MN |是否有变化？并证明你的结论；(2)当|OA |是|OM |与|ON |的等差中项时，试判断抛物线C 的准线与圆O ′的位置关系，并说明理由．解 (1)设O ′(x 0，y 0)，则x 20＝2py 0(y 0≥0)， 则⊙O ′的半径|O ′A |＝x 20＋(y 0－p )2， ⊙O ′的方程为(x －x 0)2＋(y －y 0)2＝x 20＋(y 0－p )2， 令y ＝0，并把x 20＝2py 0，代入得x 2－2x 0x ＋x 20－p 2＝0，解得x 1＝x 0－p ，x 2＝x 0＋p ，所以|MN |＝|x 1－x 2|＝2p ， 这说明|MN |是不变化，其为定值2p . (2)不妨设M (x 0－p,0)，N (x 0＋p,0)．由题2|OA |＝|OM |＋|ON |，得2p ＝|x 0－p |＋|x 0＋p |， 所以－p ≤x 0≤p .O ′到抛物线准线y ＝－p 2的距离d ＝y 0＋p 2＝x 20＋p22p ，⊙O ′的半径|O ′A |＝x 20＋(y 0－p )2＝x 20＋⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22p －p 2＝12p x 40＋4p 4.因为r ＞d ⇔x 40＋4p 4＞()x 20＋p 22⇔x 20＜32p 2， 又x 20≤p 2＜32p 2(p ＞0)，所以r ＞d ， 即⊙O ′与抛物线的准线总相交．。
透视高中圆锥曲线的综合应用
点的坐标 。
分 析 ： Ａ 在 椭 圆 内部 ， 用 圆锥点 Ａ （，２代人抛物线 Ｃ：Ｚ２ ｘ ＞ ）解得 ｐ ２ １一 ） ｙ ｐ（ ０， ＝ ｐ ＝，
．所 求 抛 物 线 Ｃ的 方 程 为 ｙ＝ ｘ 准 线 方 程 为 Ｘ － 。 ’ ． Ｚ４ ， ＝ Ｉ
关键词 ： 圆锥 曲线 应 用
中图分类号 ：Ｇ ３ ． ６ ３６
文献标识码 ：Ｃ
文章编号 ：６ ２ １ ７ （０ ２０ — １ ０ ０ １ ７ — ５ ８ ２ １ ）３ ０ ３ — ２
． Ｚ２ — ＝ ６ 。 ＝５９ １， ．＿ ｂ
． ． ．
圆锥 曲线 是 平 面内 到 一 定 点 Ｆ和 到一 条 定 直 线 ｌ 点 Ｆ不 （ 定
第 ９卷 第 ３ 期 Ｖ １ ９ Ｎ ． ｏ． ｏ３
读
与
写
杂
志
２１ ０ ２年 ３月
Ｒｅ ｄ ａ ｄⅥ， ｔ ｅ ｉ ｄ ｃ ｌ ａ ｎ ｒ ｅ Ｐ ｒｏ ｉ ａ ｉ
Ｍａｃ ２ １ ｒｈ ０２
透视 高 中圆锥 曲线 的综 合应用
朱
（ 州 市城 东 中学 徐
兵
江苏 徐州 ２ １３ ） ２ １１
圆 轨 方 为ｘ＋ ：，迹 椭 。 心Ｃ 迹 程 ． 喜 １ 是 圆 ２ 轨
１ 该圆 线与 是 锥曲 焦点Ｆ 侧的 条 线。 果曲 ＿ 同 一 准 如 线Ｃ 点的 上
坐标（，） ｙ 都是方程 ｆ ，）０的解 ， （ ｙ： ｘ 并且以方程 ｆ ，）０的解（，） （ ｙ： ｘ ｙ
为坐标的点 都在 曲线 ｃ上 ， 那么 ， 方程 ｆ ，）ｏ 叫做 曲线 ｃ的 （ ｖ： ｘ 方程 ， 曲线 Ｃ叫做方程 ｆ ，１０ 的 曲线 。对 于圆锥 曲线方程组 （ ｖ： ｘ
2021年高考数学总复习 专题05 圆锥曲线的综合问题强化突破 理(含解析)新人教版
2021年高考数学总复习 专题05 圆锥曲线的综合问题强化突破 理（含解析）新人教版1．(xx·新课标全国高考)等轴双曲线C 的中心在原点，焦点在x 轴上，C 与抛物线y 2＝16x 的准线交于A ，B 两点，|AB |＝43，则C 的实轴长为( )A. 2 B ．22 C ．4D ．8解析：选C 抛物线y 2＝16x 的准线方程是x ＝－4，所以点A (－4,23)在等轴双曲线C ：x 2－y 2＝a 2(a ＞0)上，将点A 的坐标代入得a ＝2，所以C 的实轴长为4.故选C.2．(xx·沈阳质检)若直线mx ＋ny ＝4和⊙O ：x 2＋y 2＝4没有交点，则过点(m ，n )的直线与椭圆x 29＋y 24＝1的交点有( )A ．至多一个B ．2个C ．1个D ．0个解析：选B ∵直线mx ＋ny ＝4和⊙O ：x 2＋y 2＝4没有交点，∴4m 2＋n2＞2，∴m 2＋n 2＜4，∴m 29＋n 24＜m 29＋4－m 24＝1－536m 2＜1，∴点(m ，n )在椭圆x 29＋y 24＝1的内部，∴过点(m ，n )的直线与椭圆x 29＋y 24＝1的交点有2个，故选B.3．(xx·浙江名校联考)已知P 为双曲线C ：x 29－y 216＝1上的一点，点M 满足|OM →|＝1，且OM →·PM →＝0，则当|PM →|取得最小值时，点P 到双曲线C 的渐近线的距离为( )A.95B.125 C ．4D ．5解析：选B 由OM →·PM →＝0，得OM ⊥PM ，根据勾股定理，求|PM →|的最小值可以转化为求|OP →|的最小值，当|OP →|取得最小值时，点P 的位置为双曲线的顶点(±3,0)，而双曲线的渐近线方程为4x ±3y ＝0，所以所求的距离d ＝125，故选B.4．(xx·合肥模拟)已知点P 在直线x ＋y ＋5＝0上，点Q 在抛物线y 2＝2x 上，则|PQ |的最小值等于( )A.924B ．2 2 C.322D. 2解析：选A 设与直线x ＋y ＋5＝0平行且与抛物线y 2＝2x 相切的直线方程是x ＋y ＋m ＝0，则由⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＋m ＝0y 2＝2x消去x 整理得y 2＋2y ＋2m ＝0，由Δ＝4－8m ＝0，得m ＝12，因此|PQ |的最小值即为直线x ＋y ＋5＝0与直线x ＋y ＋12＝0之间的距离，所以所求最小值为d ＝|5－12|2＝924.故选A.5．(xx·铜川模拟)若点O 和点F (－2,0)分别为双曲线x 2a2－y 2＝1(a ＞0)的中心和左焦点，点P 为双曲线右支上的任意一点，则OP →·FP →的取值范围为( )A ．[3－23，＋∞)B ．[3＋23，＋∞)C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫－74，＋∞ D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫74，＋∞解析：选B 由题意知a 2＝(－2)2－12＝3，故双曲线的方程为x 23－y 2＝1.设点P 的坐标为(x 1，y 1)(x 1≥3)，则x 213－y 21＝1，∴OP →·FP →＝(x 1，y 1)·(x 1＋2，y 1)＝x 21＋2x 1＋y 21＝x 21＋2x 1＋x 213－1＝4x 213＋2x 1－1.又函数f (x 1)＝4x 213＋2x 1－1在x 1∈[3，＋∞)上单调递增，所以f (x 1)≥4×323＋2×3－1＝3＋23，即OP →·FP →的取值范围为[3＋23，＋∞)，选B.6．已知椭圆x 24＋y 23＝1，若此椭圆上存在不同的两点A ，B 关于直线y ＝4x ＋m 对称，则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫－21313，2213B.⎝ ⎛⎭⎪⎫－21313，21313C.⎝ ⎛⎭⎪⎫－213，21313D.⎝ ⎛⎭⎪⎫－2313，2313解析：选B 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，AB 的中点M (x ，y )，k AB ＝y 2－y 1x 2－x 1＝－14，x 1＋x 2＝2x ，y 1＋y 2＝2y ，又3x 21＋4y 21＝12①， 3x 22＋4y 22＝12②，①②两式相减得3(x 22－x 21)＋4(y 22－y 21)＝0，即y 1＋y 2＝3(x 1＋x 2)，即y ＝3x ，与y ＝4x ＋m 得x ＝－m ，y ＝－3m ，又点M (x ，y )在椭圆的内部，所以m 24＋9m 23＜1，解得－21313＜m ＜21313.故选B. 7.x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的离心率是2，则b 2＋13a的最小值为________． 解析：233 因为e 2＝c 2a 2＝a 2＋b 2a 2＝4，则b 2＝3a 2，所以b 2＋13a ＝3a 2＋13a ＝a ＋13a ≥213＝233，当且仅当a ＝13a ，即a ＝33时等号成立． 8．(xx·广东六校联考)已知双曲线C 的焦点、实轴端点恰好是椭圆x 225＋y 216＝1的长轴端点、焦点，则双曲线C 的渐近线方程是________．解析：4x ±3y ＝0 椭圆x 225＋y 216＝1的长轴端点为(±5,0)、焦点为(±3,0)，所以双曲线的焦点为(±5,0)，实轴端点为(±3,0)，设双曲线的方程为x 2a 2－y 2b2＝1，即c ＝5，a ＝3，b＝4，所以渐近线方程为y ＝±43x ，即4x ±3y ＝0.9．(xx·湖南十二校联考)设F 为双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a ＞0，b ＞0)的左焦点，过点F 的直线l 与双曲线右支交于点P ，与圆O ：x 2＋y 2＝a 2恰好切于线段PF 的中点M ，则双曲线的离心率为__________．解析： 5 设右焦点为F 2，连接PF 2，OM ，则PF 2∥OM ，|PF 2|＝2|OM |＝2a ，∠FPF 2＝π2，又|PF |－|PF 2|＝2a ，∴|PF |＝4a ，在Rt △FPF 2中，|PF 2|2＋|PF |2＝|FF 2|2，得20a 2＝4c 2，∴e ＝ca＝ 5. 10．已知抛物线y ＝x 2－1上有一定点B (－1,0)和两个动点P 、Q ，若BP ⊥PQ ，则点Q 的横坐标的取值范围是________．解析：(－∞，－3]∪[1，＋∞) 设P (x P ，x 2P －1)(x P ≠1)，Q (x Q ，x 2Q －1)，由k BP ·k PQ＝－1，得x 2p －1x p ＋1·x 2Q －x 2px Q －x P ＝－1，所以x Q ＝－x P －1x P －1＝－(x P －1)－1x P －1－1.因为|x P －1|＋1|x P －1|≥2，所以x Q ≥1或x Q ≤－3.故所求范围为(－∞，－3]∪[1，＋∞).11．(xx·杭州质检)已知直线y ＝2x －2与抛物线x 2＝2py (p ＞0)交于M 1，M 2两点，且|M 1M 2|＝815.(1)求p 的值；(2)设A 是直线y ＝p 2上一点，直线AM 2交抛物线于另一点M 3，直线M 1M 3交直线y ＝p2于点B ，求OA →·OB →的值．解：(1)由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x －2x 2＝2py消去y 整理得x 2－4px ＋4p ＝0，设M 1(x 1，y 1)，M 2(x 2，y 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧Δ＝16p 2－16p ＞0，x 1＋x 2＝4p ，x 1·x 2＝4p ，∵|M 1M 2|＝815， ∴[x 1＋x 22－4x 1x 2]1＋22＝815，∴16p 2－16p ×5＝815.整理得p 2－p －12＝0，解得p ＝4或p ＝－3(舍去)， 且p ＝4满足Δ＞0，∴p ＝4. (2)由(1)知抛物线方程为x 2＝8y ，且⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝16，x 1x 2＝16，M 1⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1，x 218，M 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2，x 228， 设M 3⎝⎛⎭⎪⎫x 3，x 238，A (t,2)，B (a,2)， 由A ，M 2，M 3三点共线得kM 2M 3＝kAM 2，∴x 2＋x 38＝x 228－2x 2－t，∴x 22＋x 2x 3－t (x 2＋x 3)＝x 22－16，整理得x 2x 3－t (x 2＋x 3)＝－16，①由B ，M 3，M 1三点共线，同理可得x 1x 3－a (x 1＋x 3)＝－16.② ②式两边同乘x 2得x 1x 2x 3－a (x 1x 2＋x 2x 3)＝－16x 2， 即16x 3－a (16＋x 2x 3)＝－16x 2，③ 由①得x 2x 3＝t (x 2＋x 3)－16，代入③得16x 3－16a －at (x 2＋x 3)＋16a ＝－16x 2， 即16(x 2＋x 3)＝at (x 2＋x 3)，∴at ＝16. ∴OA →·OB →＝at ＋4＝20.12．(xx·太原四校联考)已知双曲线G 的中心在原点，它的渐近线与圆x 2＋y 2－10x ＋20＝0相切．过点P (－4,0)作斜率为－14的直线l ，使得l 与G 交于A ，B 两点，和y 轴交于点C ，并且点P 在线段AB 上，又满足|PA ||PB |＝|PC |2.(1)求双曲线G 的渐近线方程； (2)求双曲线G 的方程；(3)椭圆S 的中心在原点，它的短轴是G 的实轴，如果S 中垂直于l 的平行弦的中点的轨迹恰好是G 的渐近线截在S 内的部分．求椭圆S 的方程．解：(1)设双曲线G 的渐近线的方程为y ＝kx ，则由渐近线与圆x 2＋y 2－10x ＋20＝0相切可得|5k |k 2＋1＝5，解得k ＝±12，所以双曲线G 的渐近线方程为y ＝±12x .(2)由(1)可设双曲线G 的方程为x 2－4y 2＝m ，把直线l 的方程y ＝－14(x ＋4)代入双曲线方程，整理得3x 2－8x －16－4m ＝0，∴x A ＋x B ＝83，x A x B ＝－16＋4m3.(*)∵|PA ||PB |＝|PC |2，P ，A ，B ，C 共线且P 在线段AB 上， ∴(x P －x A )(x B －x P )＝(x P －x C )2，即(x B ＋4)(－4－x A )＝16， 整理得4(x A ＋x B )＋x A x B ＋32＝0. 将(*)代入上式得m ＝28， ∴双曲线的方程为x 228－y 27＝1.(3)设椭圆S 的方程为x 228＋y 2a 2＝1(a ＞27)，设垂直于l 的平行弦的两端点分别为M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，MN 的中点为P (x 0，y 0)，则x 2128＋y 21a 2＝1，x 2228＋y 22a2＝1，两式作差得x 1－x 2x 1＋x 228＋y 1－y 2y 1＋y 2a2＝0.由于y 1－y 2x 1－x 2＝－4，x 1＋x 2＝2x 0，y 1＋y 2＝2y 0， ∴x 028－4y 0a2＝0. ∴垂直于l 的平行弦中点的轨迹为直线x 28－4ya2＝0在椭圆S 内的部分．又由已知，这个轨迹恰好是G 的渐近线截在S 内的部分， 所以a 2112＝12，得a 2＝56，故椭圆S 的方程为x 228＋y 256＝1.13．(xx·武汉调研)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的离心率为33，过右焦点F 的直线l 与C 相交于A 、B 两点，当l 的斜率为1时，坐标原点O 到l 的距离为22. (1)求a ，b 的值；(2)C 上是否存在点P ，使得当l 绕F 转到某一位置时，有OP →＝OA →＋OB →成立？若存在，求出所有的P 的坐标与l 的方程；若不存在，说明理由．解：(1)设F (c,0)，当l 的斜率为1时，其方程为x －y －c ＝0， ∴O 到l 的距离为|0－0－c |2＝c2，由已知得c2＝22，∴c ＝1. 由e ＝c a ＝33，得a ＝3，b ＝a 2－c 2＝ 2. (2)假设C 上存在点P ，使得当l 绕F 转到某一位置时，有OP →＝OA →＋OB →成立， 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则P (x 1＋x 2，y 1＋y 2)．由(1)知C 的方程为x 23＋y 22＝1.由题意知l 的斜率一定不为0，设其方程为x ＝ty ＋1.由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ty ＋1x 23＋y22＝1消去x 整理得(2t 2＋3)y 2＋4ty －4＝0.则y 1＋y 2＝－4t 2t 2＋3，∴x 1＋x 2＝ty 1＋1＋ty 2＋1＝t (y 1＋y 2)＋2＝－4t 22t 2＋3＋2＝62t 2＋3，∴P ⎝⎛⎭⎪⎫62t 2＋3，－4t 2t 2＋3. ∵点P 在C 上，∴⎝ ⎛⎭⎪⎫62t 2＋323＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－4t 2t 2＋322＝1，化简整理，得4t 4＋4t 2－3＝0，即(2t 2＋3)(2t 2－1)＝0，解得t 2＝12.当t ＝22时，P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，－22，l 的方程为2x －y －2＝0； 当t ＝－22时，P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，22，l 的方程为2x ＋y －2＝0. 故C 上存在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，±22，使OP →＝OA →＋OB →成立，此时l 的方程为2x ±y －2＝0.14．已知椭圆C 的中心在原点，一个焦点为F (0，2)，且长轴长与短轴长的比是 2∶1.(1)求椭圆C 的方程；(2)若椭圆C 上在第一象限的一点P 的横坐标为1，过点P 作倾斜角互补的两条不同的直线PA ，PB 分别交椭圆C 于另外两点A ，B ，求证：直线AB 的斜率为定值；(3)在(2)的条件下，求△PAB 面积的最大值．(1)解：设椭圆C 的方程为y 2a 2＋x 2b2＝1(a ＞b ＞0)．由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝b 2＋c 2，ab ＝2，c ＝2，解得a 2＝4，b 2＝2.所以椭圆C 的方程为y 24＋x 22＝1.(2)证明：由题意知直线PA ，PB 的斜率必存在，设PB 的斜率为k .又由(1)知P (1，2)，故直线PB 的方程为y －2＝k (x －1)．由⎩⎪⎨⎪⎧y －2＝k x －1y 24＋x 22＝1消去y 整理得(2＋k 2)x 2＋2k (2－k )x ＋(2－k )2－4＝0. 设A (x A ，y A )，B (x B ，y B )，则x B ＝1·x B ＝k 2－22k －22＋k 2， 同理可得x A ＝k 2＋22k －22＋k2， 则x A －x B ＝42k 2＋k 2，y A －y B ＝－k (x A －1)－k (x B －1)＝8k2＋k 2.所以k AB ＝y A －y Bx A －x B＝2(定值)． (3)解：由(2)设直线AB 的方程为y ＝2x ＋m .由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x ＋my 24＋x 22＝1消去y 整理，得4x 2＋22mx ＋m 2－4＝0.由Δ＝(22m )2－16(m 2－4)＞0，得m 2＜8. 设A 、B 两点的坐标为A (x A ，y B )，B (x B ，y B )， 则x A ＋x B ＝－2m 2，x A ·x B ＝m 2－44.又点P 到直线AB 的距离d ＝|m |3， |AB |＝x A －x B2＋y A －y B 2＝－32m 2＋12.∴S △PAB ＝12d ·|AB |＝12·|m |3·24－3m22＝12 m 28－m 22≤24·⎣⎢⎡⎦⎥⎤m 2＋8－m 22＝ 2.当且仅当m 2＝8－m 2，即m 2＝4时等号成立．所以△PAB 面积的最大值为 2.YX29409 72E1 狡?39232 9940 饀w34767 87CF 蟏27177 6A29 権~As39148 98EC 飬34598 8726 蜦34152 8568 蕨。
2024届高考数学复习：精选好题专项(圆锥曲线的综合运用大题)练习(附答案)
2024届高考数学复习：精选好题专项（圆锥曲线的综合运用大题）练习1．[2023ꞏ新课标Ⅰ卷]在直角坐标系xOy 中，点P 到x 轴的距离等于点P 到点⎝⎛⎭⎫0，12 的距离，记动点P 的轨迹为W .(1)求W 的方程；(2)已知矩形ABCD 有三个顶点在W 上，证明：矩形ABCD 的周长大于33 .2．[2023ꞏ新课标Ⅱ卷]已知双曲线C 的中心为坐标原点，左焦点为(－25 ，0)，离心率为5 .(1)求C 的方程；(2)记C 的左、右顶点分别为A 1，A 2，过点(－4，0)的直线与C 的左支交于M ，N 两点，M 在第二象限，直线MA 1与NA 2交于点P .证明：点P 在定直线上．3.[2023ꞏ全国乙卷(理)]已知椭圆C ：y 2a 2 ＋x 2b 2 ＝1(a >b >0)的离心率为5 ，点A (－2，0)在C 上．(1)求C 的方程；(2)过点()－2，3 的直线交C 于P ，Q 两点，直线AP ，AQ 与y 轴的交点分别为M ，N ，证明：线段MN 的中点为定点．4．[2022ꞏ全国甲卷(理)，20]设抛物线C ：y 2＝2px (p >0)的焦点为F ，点D (p ，0)，过F 的直线交C 于M ，N 两点．当直线MD 垂直于x 轴时，|MF |＝3.(1)求C 的方程；(2)设直线MD ，ND 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α，β.当α－β取得最大值时，求直线AB 的方程．5.[2023ꞏ全国甲卷(理)]已知直线x －2y ＋1＝0与抛物线C ：y 2＝2px (p >0)交于A ，B 两点，|AB |＝415 .(1)求p ；(2)设F 为C 的焦点，M ，N 为C 上两点，且FM → ꞏFN →＝0，求△MFN 面积的最小值．6．[2022ꞏ新高考Ⅱ卷，21]已知双曲线C ：x 2a 2 －y 2b 2 ＝1(a >0，b >0)的右焦点为F (2，0)，渐近线方程为y ＝±3 x .(1)求C 的方程．(2)过F 的直线与C 的两条渐近线分别交于A ，B 两点，点P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)在C 上，且x 1>x 2>0，y 1>0.过P 且斜率为－3 的直线与过Q 且斜率为3 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．①M 在AB 上；②PQ ∥AB ；③|MA |＝|MB |.注：若选择不同的组合分别解答，则按第一个解答计分．7.[2022ꞏ全国乙卷(理)，20]已知椭圆E 的中心为坐标原点，对称轴为x 轴、y 轴，且过A (0，－2)，B (32 ，－1)两点．(1)求E 的方程；(2)设过点P (1，－2)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．8．[2022ꞏ新高考Ⅰ卷，21]已知点A(2，1)在双曲线C：x2a2－y2a2－1＝1(a>1)上，直线l交C于P，Q两点，直线AP，AQ的斜率之和为0.(1)求l的斜率；(2)若tan ∠P AQ＝22，求△P AQ的面积．参考答案1．答案解析：(1)设点P 的坐标为(x ，y )，依题意得|y |＝x 2＋（y －12）2 ，化简得x 2＝y －14 ， 所以W 的方程为x 2＝y －14 .(2)设矩形ABCD 的三个顶点A ，B ，C 在W 上， 则AB ⊥BC ，矩形ABCD 的周长为2(|AB |＋|BC |).设B (t ，t 2＋14 )，依题意知直线AB 不与两坐标轴平行，故可设直线AB 的方程为y －(t 2＋14 )＝k (x －t )，不妨设k >0，与x 2＝y －14 联立，得x 2－kx ＋kt －t 2＝0， 则Δ＝k 2－4(kt －t 2)＝(k －2t )2>0，所以k ≠2t . 设A (x 1，y 1)，所以t ＋x 1＝k ，所以x 1＝k －t ，所以|AB |＝1＋k 2 |x 1－t |＝1＋k 2 |k －2t |＝1＋k 2 |2t －k |，|BC |＝1＋（1－1k ）2 |－1k －2t |＝1＋k 2k |1k ＋2t |＝1＋k 2k 2 |2kt ＋1|，且2kt ＋1≠0，所以2(|AB |＋|BC |)＝21＋k 2k 2 (|2k 2t －k 3|＋|2kt ＋1|). 因为|2k 2t －k 3|＋|2kt ＋1|＝⎩⎪⎨⎪⎧（－2k 2－2k ）t ＋k 3－1，t ≤－12k（2k －2k 2）t ＋k 3＋1，－12k ＜t ≤k 2（2k 2＋2k ）t －k 3＋1，t >k 2，当2k －2k 2≤0，即k ≥1时，函数y ＝(－2k 2－2k )t ＋k 3－1在(－∞，－12k ]上单调递减，函数y ＝(2k －2k 2)t ＋k 3＋1在(－12k ，k2 ]上单调递减或是常函数(当k ＝1时是常函数)，函数y ＝(2k 2＋2k )t －k 3＋1在(k2 ，＋∞)上单调递增，所以当t ＝k2 时，|2k 2t －k 3|＋|2kt ＋1|取得最小值，且最小值为k 2＋1，又k ≠2t ，所以2(|AB |＋|BC |)＞21＋k 2k 2 (k 2＋1)＝2（1＋k 2）32k2. 令f (k )＝2（1＋k 2）32k2，k ≥1， 则f ′(k )＝2（1＋k 2）12（k ＋2）（k －2）k 3， 当1≤k ＜2 时，f ′(k )＜0，当k ＞2 时，f ′(k )＞0，所以函数f (k )在[1，2 )上单调递减，在(2 ，＋∞)上单调递增， 所以f (k )≥f (2 )＝33 ，所以2(|AB |＋|BC |)＞2（1＋k 2）32k2≥33 .当2k －2k 2＞0，即0＜k ＜1时，函数y ＝(－2k 2－2k )t ＋k 3－1在(－∞，－12k ]上单调递减，函数y ＝(2k －2k 2)t ＋k 3＋1在(－12k ，k 2 ]上单调递增，函数y ＝(2k 2＋2k )t －k 3＋1在(k 2 ，＋∞)上单调递增，所以当t ＝－12k 时，|2k 2t －k 3|＋|2kt ＋1|取得最小值，且最小值为k 3＋k ＝k (1＋k 2)，又2kt ＋1≠0，所以2(|AB |＋|BC |)＞21＋k 2k 2 k (k 2＋1)＝2（1＋k 2）32k. 令g (k )＝2（1＋k 2）32k，0<k <1， 则g ′(k )＝2（1＋k 2）12（2k 2－1）k 2， 当0<k <22 时，g ′(k )<0，当22 <k <1时，g ′(k )>0，所以函数g (k )在(0，22 )上单调递减，在(22 ，1)上单调递增，所以g (k )≥g (2)＝33 ，所以2(|AB |＋|BC |)>2（1＋k 2）32k ≥33 . 综上，矩形ABCD 的周长大于33 .2．答案解析：(1)设双曲线C 的方程为x 2a 2 －y 2b 2 ＝1(a >0，b >0)，c 为双曲线C 的半焦距，由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧c ＝25ca＝5c 2＝a 2＋b2，解得⎩⎪⎨⎪⎧c ＝25a ＝2b ＝4 . 所以双曲线C 的方程为x 24 －y 216 ＝1.(2)方法一 设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，直线MN 的方程为x ＝my －4， 则x 1＝my 1－4，x 2＝my 2－4.联立得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝my －4x 24－y216＝1，得(4m 2－1)y 2－32my ＋48＝0. 因为直线MN 与双曲线C 的左支交于M ，N 两点，所以4m 2－1≠0，且Δ>0.由根与系数的关系得⎩⎨⎧y 1＋y 2＝32m4m 2－1y 1y 2＝484m 2－1，所以y 1＋y 2＝2m3 y 1y 2. 因为A 1，A 2分别为双曲线C 的左、右顶点， 所以A 1(－2，0)，A 2(2，0).直线MA 1的方程为y 1x 1＋2 ＝y x ＋2 ，直线NA 2的方程为y 2x 2－2 ＝yx －2，所以y 1x 1＋2y 2x 2－2 ＝yx ＋2y x －2，得（x 2－2）y 1（x 1＋2）y 2 ＝x －2x ＋2 ，（my 2－6）y 1（my 1－2）y 2 ＝my 1y 2－6y 1my 1y 2－2y 2 ＝x －2x ＋2 .因为my 1y 2－6y 1my 1y 2－2y 2 ＝my 1y 2－6（y 1＋y 2）＋6y 2my 1y 2－2y 2＝my 1y 2－6ꞏ2m3y 1y 2＋6y 2my 1y 2－2y 2＝－3my 1y 2＋6y 2my 1y 2－2y 2＝－3，所以x －2x ＋2＝－3，解得x ＝－1， 所以点P 在定直线x ＝－1上．方法二 由题意得A 1(－2，0)，A 2(2，0).设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，直线MN 的方程为x ＝my －4， 则x 21 4 －y 21 16 ＝1，即4x 21 －y 21 ＝16.如图，连接MA 2，kMA 1ꞏkMA 2＝y 1x 1＋2 ꞏy 1x 1－2 ＝y 21 x 21 －4 ＝4x 21 －16x 21 －4 ＝4 ①. 由x 24 －y 216 ＝1，得4x 2－y 2＝16，4[(x －2)＋2]2－y 2＝16， 4(x －2)2＋16(x －2)＋16－y 2＝16，4(x －2)2＋16(x －2)－y 2＝0.由x ＝my －4，得x －2＝my －6，my －(x －2)＝6，16 [my －(x －2)]＝1.4(x －2)2＋16(x －2)ꞏ16 [my －(x －2)]－y 2＝0，4(x －2)2＋83 (x －2)my －83 (x －2)2－y 2＝0，两边同时除以(x －2)2，得43 ＋8m 3 ꞏy x －2 －⎝⎛⎭⎫y x －2 2 ＝0，即⎝⎛⎭⎫y x －2 2 －8m 3 ꞏy x －2 －43 ＝0. kMA 2＝y 1x 1－2 ，kNA 2＝y 2x 2－2， 由根与系数的关系得kMA 2ꞏkNA 2＝－43 ②. 由①②可得kMA 1＝－3kNA 2.lMA 1：y ＝kMA 1(x ＋2)＝－3kNA 2(x ＋2)，lNA 2：y ＝kNA 2(x －2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－3kNA 2（x ＋2）y ＝kNA 2（x －2） ，解得x ＝－1. 所以点P 在定直线x ＝－1上．3．答案解析：(1)因为点A (－2，0)在C 上，所以4b 2 ＝1，得b 2＝4.因为椭圆的离心率e ＝c a ＝53 ，所以c 2＝59 a 2，又a 2＝b 2＋c 2＝4＋59 a 2，所以a 2＝9，c 2＝5，故椭圆C 的方程为y 29 ＋x 24 ＝1.(2)由题意知，直线PQ 的斜率存在且不为0， 设l PQ ：y －3＝k (x ＋2)，P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧y －3＝k （x ＋2），y 29＋x24＝1，得(4k 2＋9)x 2＋(16k 2＋24k )x ＋16k 2＋48k ＝0， 则Δ＝(16k 2＋24k )2－4(4k 2＋9)(16k 2＋48k )＝－36×48k >0，故x 1＋x 2＝－16k 2＋24k 4k 2＋9 ，x 1x 2＝16k 2＋48k4k 2＋9 . 直线AP ：y ＝y 1x 1＋2(x ＋2)， 令x ＝0，解得y M ＝2y 1x 1＋2 ，同理得y N ＝2y 2x 2＋2 ， 则y M ＋y N ＝2y 1（x 2＋2）＋y 2（x 1＋2）（x 1＋2）（x 2＋2）＝2（kx 1＋2k ＋3）（x 2＋2）＋（kx 2＋2k ＋3）（x 1＋2）（x 1＋2）（x 2＋2）＝22kx 1x 2＋（4k ＋3）（x 1＋x 2）＋8k ＋12x 1x 2＋2（x 1＋x 2）＋4＝22k （16k 2＋48k ）＋（4k ＋3）（－16k 2－24k ）＋（8k ＋12）（4k 2＋9）16k 2＋48k ＋2（－16k 2－24k ）＋4（4k 2＋9）＝2×10836 ＝6.所以MN 的中点的纵坐标为y M ＋y N2 ＝3， 所以MN 的中点为定点(0，3).4．答案解析：(1)方法一 由题意可知，当x ＝p 时，y 2＝2p 2.设M 点位于第一象限，则点M 的纵坐标为2 p ，|MD |＝2 p ，|FD |＝p2 .在Rt △MFD 中，|FD |2＋|MD |2＝|FM |2，即⎝⎛⎭⎫p 2 2 ＋(2 p )2＝9，解得p ＝2.所以C 的方程为y 2＝4x .方法二 抛物线的准线方程为x ＝－p2 . 当MD 与x 轴垂直时，点M 的横坐标为p .此时|MF |＝p ＋p2 ＝3，所以p ＝2. 所以抛物线C 的方程为y 2＝4x .(2)设直线MN 的斜率为k 1，直线AB 的斜率为k 2，则k 1＝tan α，k 2＝tan β. 由题意可得k 1≠0，k 2≠0.设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，y 1＞0，y 2＜0，A (x 3，y 3)，B (x 4，y 4)，y 3＜0，y 4＞0.设直线AB 的方程为y ＝k 2(x －m )，m 为直线AB 与x 轴交点的横坐标，直线MN 的方程为y ＝k 1(x －1)，直线MD 的方程为y ＝k 3(x －2)，直线ND 的方程为y ＝k 4(x －2).联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 1（x －1），y 2＝4x ， 所以k 21 x 2－(2k 21 ＋4)x ＋k 21 ＝0，则x 1x 2＝1.联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 2（x －m ），y 2＝4x ，所以k 22 x 2－(2mk 22 ＋4)x ＋k 22 m 2＝0，则x 3x 4＝m 2.联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 3（x －2），y 2＝4x ，所以k 23 x 2－(4k 23 ＋4)x ＋4k 23 ＝0，则x 1x 3＝4.联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 4（x －2），y 2＝4x ，所以k 24 x 2－(4k 24 ＋4)x ＋4k 24 ＝0，则x 2x 4＝4.所以M (x 1，2x 1 )，N (1x 1 ，－2x 1 )，A (4x 1 ，－4x 1)，B (4x 1，4x 1 ).所以k 1＝2x 1x 1－1 ，k 2＝x 1x 1－1，k 1＝2k 2，所以tan (α－β)＝tan α－tan β1＋tan αtan β ＝k 1－k 21＋k 1k 2 ＝k 21＋2k 22＝11k 2＋2k 2. 因为k 1＝2k 2，所以k 1与k 2同号，所以α与β同为锐角或钝角．当α－β取最大值时，tan (α－β)取得最大值．所以k 2＞0，且当1k 2＝2k 2，即k 2＝22 时，α－β取得最大值．易得x 3x 4＝16x 1x 2＝m 2，又易知m ＞0，所以m ＝4.所以直线AB 的方程为x －2 y －4＝0. 5．答案解析：(1)设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，把 x ＝2y －1代入y 2＝2px ，得y 2－4py ＋2p ＝0，由Δ1＝16p 2－8p >0，得p >12 .由根与系数的关系，可得y 1＋y 2＝4p ，y 1y 2＝2p ，所以|AB |＝1＋1⎝⎛⎭⎫122 ꞏ（y 1＋y 2）2－4y 1y 2 ＝5 ꞏ16p 2－8p ＝415 ，解得p ＝2或p ＝－32 (舍去)，故p ＝2.(2)设M (x 3，y 3)，N (x 4，y 4)，由(1)知抛物线C ：y 2＝4x ，则点F (1，0).因为FM → ꞏFN →＝0，所以∠MFN ＝90°，则S △MFN ＝12 |MF ||NF |＝12 (x 3＋1)(x 4＋1)＝12 (x 3x 4＋x 3＋x 4＋1) (*).当直线MN 的斜率不存在时，点M 与点N 关于x 轴对称， 因为∠MFN ＝90°，所以直线MF 与直线NF 的斜率一个是1，另一个是－1. 不妨设直线MF 的斜率为1，则MF ：y ＝x －1， 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x －1，y 2＝4x ，得x 2－6x ＋1＝0， 得⎩⎨⎧x 3＝3－22，x 4＝3－22 或⎩⎨⎧x 3＝3＋22，x 4＝3＋22．代入(*)式计算易得，当x 3＝x 4＝3－22 时，△MFN 的面积取得最小值，为4(3－22 ). 当直线MN 的斜率存在时，设直线MN 的方程为y ＝kx ＋m . 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，y 2＝4x ， 得k 2x 2－(4－2km )x ＋m 2＝0，Δ2＝(4－2km )2－4m 2k 2>0， 则⎩⎨⎧x 3＋x 4＝4－2kmk 2，x 3x 4＝m 2k 2，y 3y 4＝(kx 3＋m )(kx 4＋m )＝k 2x 3x 4＋mk (x 3＋x 4)＋m 2＝4mk . 又FM → ꞏ FN →＝(x 3－1，y 3)ꞏ(x 4－1，y 4)＝x 3x 4－(x 3＋x 4)＋1＋y 3y 4＝0，所以m 2k 2 －4－2kmk 2 ＋1＋4m k ＝0，化简得m 2＋k 2＋6km ＝4.所以S △MFN ＝12 (x 3x 4＋x 3＋x 4＋1)＝m 2＋k 2－2km ＋42k 2 ＝m 2＋k 2＋2km k 2＝⎝⎛⎭⎫m k 2 ＋2⎝⎛⎭⎫m k ＋1.令t ＝mk ，则S △MFN ＝t 2＋2t ＋1，因为m 2＋k 2＋6km ＝4，所以⎝⎛⎭⎫m k 2 ＋6⎝⎛⎭⎫m k ＋1＝4k 2 >0， 即t 2＋6t ＋1>0，得t >－3＋22 或t <－3－22 ， 从而得S △MFN ＝t 2＋2t ＋1>12－82 ＝4(3－22 . 故△MFN 面积的最小值为4(3－22 ).6．答案解析：(1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧b a ＝3， a 2＋b 2＝2，解得⎩⎨⎧a ＝1，b ＝3．所以C 的方程为x 2－y 23 ＝1.(2)当直线PQ 斜率不存在时，x 1＝x 2，但x 1>x 2>0，所以直线PQ 斜率存在，所以设直线PQ 的方程为y ＝kx ＋h (k ≠0).联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋h ，x 2－y 23＝1. 消去y 并整理，得(3－k 2)x 2－2khx －h 2－3＝0.则x 1＋x 2＝2kh3－k 2 ，x 1x 2＝h 2＋3k 2－3， x 1－x 2＝（x 1＋x 2）2－4x 1x 2 ＝23（h 2＋3－k 2）|3－k 2|. 因为x 1>x 2>0，所以x 1x 2＝h 2＋3k 2－3>0，即k 2>3. 所以x 1－x 2＝23（h 2＋3－k 2）k 2－3. 设点M 的坐标为(x M ，y M )，则y M －y 2＝3 (x M －x 2)，y M －y 1＝－3 (x M －x 1)， 两式相减，得y 1－y 2＝23 x M －3 (x 1＋x 2). 因为y 1－y 2＝(kx 1＋h )－(kx 2＋h )＝k (x 1－x 2)， 所以23 x M ＝k (x 1－x 2)＋3 (x 1＋x 2)，解得x M ＝k h 2＋3－k 2－khk 2－3.两式相加，得2y M －(y 1＋y 2)＝3 (x 1－x 2).因为y 1＋y 2＝(kx 1＋h )＋(kx 2＋h )＝k (x 1＋x 2)＋2h ， 所以2y M ＝k (x 1＋x 2)＋3 (x 1－x 2)＋2h ，解得y M ＝3h 2＋3－k 2－3h k 2－3＝3k x M .所以点M 的轨迹为直线y ＝3k x ，其中k 为直线PQ 的斜率． 选择①②.因为PQ ∥AB ，所以k AB ＝k .设直线AB 的方程为y ＝k (x －2)，并设点A 的坐标为(x A ，y A )，点B 的坐标为(x B ，y B )，则⎩⎨⎧y A ＝k （x A －2），y A ＝3x A ，解得x A ＝2k k －3 ，y A ＝23k k －3 . 同理可得x B ＝2k k ＋3 ，y B ＝－23kk ＋3 . 此时x A ＋x B ＝4k 2k 2－3，y A ＋y B ＝12kk 2－3 .因为点M 在AB 上，且其轨迹为直线y ＝3k x ， 所以⎩⎪⎨⎪⎧y M＝k （x M －2），y M ＝3k x M . 解得x M ＝2k 2k 2－3＝x A ＋x B 2 ，y M ＝6kk 2－3 ＝y A ＋y B 2 ， 所以点M 为AB 的中点，即|MA |＝|MB |. 选择①③.当直线AB 的斜率不存在时，点M 即为点F (2，0)，此时点M 不在直线y ＝3k x 上，与题设矛盾，故直线AB 的斜率存在．当直线AB 的斜率存在时，设直线AB 的方程为y ＝m (x －2)(m ≠0)，并设点A 的坐标为(x A ，y A )，点B 的坐标为(x B ，y B )，则⎩⎨⎧y A ＝m （x A －2），y A ＝3x A，解得x A ＝2m m －3 ，y A ＝23mm －3. 同理可得x B ＝2m m ＋3 ，y B ＝－23mm ＋3 . 此时x M ＝x A ＋x B 2 ＝2m 2m 2－3，y M ＝y A ＋y B 2 ＝6m m 2－3 .由于点M 同时在直线y ＝3k x 上，故6m ＝3k ꞏ2m 2，解得k ＝m ，因此PQ ∥AB .选择②③.因为PQ ∥AB ，所以k AB ＝k .设直线AB 的方程为y ＝k (x －2)，并设点A 的坐标为(x A ，y A )，点B 的坐标为(x B ，y B )， 则⎩⎨⎧y A ＝k （x A －2），y A ＝3x A ，解得x A ＝2k k －3 ，y A ＝23k k －3 . 同理可得x B ＝2k k ＋3 ，y B ＝－23kk ＋3. 设AB 的中点为C (x C ，y C )，则x C ＝x A ＋x B 2 ＝2k 2k 2－3，y C ＝y A ＋y B 2 ＝6kk 2－3 .因为|MA |＝|MB |，所以点M 在AB 的垂直平分线上，即点M 在直线y －y C ＝－1k (x －x C )上．将该直线方程与y ＝3k x 联立，解得x M ＝2k 2k 2－3＝x C ，y M ＝6k k 2－3 ＝y C ，即点M 恰为AB 的中点，所以点M 在直线AB 上．7．答案解析：(1)设椭圆E 的方程为mx 2＋ny 2＝1(m >0，n >0，m ≠n ).将点A (0，－2)，B (32 ，－1)的坐标代入，得⎩⎪⎨⎪⎧4n ＝1，94m ＋n ＝1， 解得⎩⎨⎧m ＝13，n ＝14． 所以椭圆E 的方程为x 23 ＋y 24 ＝1.(2)证明：(方法一)设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2).由题意，知直线MN 与y 轴不垂直，设其方程为x －1＝t (y ＋2).联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧x －1＝t （y ＋2），x 23＋y 24＝1. 消去x 并整理，得(4t 2＋3)y 2＋(16t 2＋8t )y ＋16t 2＋16t －8＝0，所以y 1＋y 2＝－16t 2＋8t 4t 2＋3 ，y 1y 2＝16t 2＋16t －84t 2＋3. 设T (x 0，y 1).由A ，B ，T 三点共线，得y 1＋2x 0 ＝y 1＋1x 0－32，得x 0＝32 y 1＋3. 设H (x ′，y ′).由MT → ＝TH → ，得(32 y 1＋3－x 1，0)＝(x ′－32 y 1－3，y ′－y 1)，所以x ′＝3y 1＋6－x 1，y ′＝y 1，所以直线HN 的斜率k ＝y 2－y ′x 2－x ′ ＝y 2－y 1x 2＋x 1－（3y 1＋6）＝y 2－y 1t （y 1＋y 2）－3y 1＋4t －4 ， 所以直线HN 的方程为y －y 2＝y 2－y 1t （y 1＋y 2）－3y 1＋4t －4ꞏ(x －x 2). 令x ＝0，得y ＝y 2－y 1t （y 1＋y 2）－3y 1＋4t －4ꞏ(－x 2)＋y 2 ＝（y 1－y 2）（ty 2＋2t ＋1）t （y 1＋y 2）－3y 1＋4t －4＋y 2 ＝（2t －3）y 1y 2＋（2t －5）（y 1＋y 2）＋6y 1t （y 1＋y 2）－3y 1＋4t －4＝（2t －3）ꞏ16t 2＋16t －84t 2＋3＋（5－2t ）ꞏ16t 2＋8t 4t 2＋3＋6y 1－t （16t 2＋8t ）4t 2＋3－3y 1＋4t －4 ＝－2.所以直线NH 过定点(0，－2).(方法二)由A (0，－2)，B (32 ，－1)可得直线AB 的方程为y ＝23 x －2.a ．若过点P (1，－2)的直线的斜率不存在，则其直线方程为x ＝1.将直线方程x ＝1代入x 23 ＋y 24 ＝1，可得N (1，263 )，M (1，－263 ).将y ＝－263 代入y ＝23 x －2，可得T (3－6 ，－263 ).由MT → ＝TH → ，得H (5－26 ，－263 ).此时直线HN 的方程为y ＝(2＋263 )(x －1)＋263 ，则直线HN 过定点(0，－2).b ．若过点P (1，－2)的直线的斜率存在，设此直线方程为kx －y －(k ＋2)＝0，M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2).联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧kx －y －（k ＋2）＝0，x 23＋y 24＝1. 消去y 并整理，得(3k 2＋4)x 2－6k (2＋k )x ＋3k (k ＋4)＝0.所以⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝6k （2＋k ）3k 2＋4，x 1x 2＝3k （4＋k ）3k 2＋4， 则⎩⎪⎨⎪⎧y 1＋y 2＝－8（2＋k ）3k 2＋4，y 1y 2＝4（4＋4k －2k 2）3k 2＋4， 且x 1y 2＋x 2y 1＝－24k 3k 2＋4.① 联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝y 1，y ＝23x －2，可得T (3y 12 ＋3，y 1). 由MT → ＝TH → ，得H (3y 1＋6－x 1，y 1).则直线HN 的方程为y －y 2＝y 1－y 23y 1＋6－x 1－x 2(x －x 2). 将点(0，－2)的坐标代入并整理，得2(x 1＋x 2)－6(y 1＋y 2)＋x 1y 2＋x 2y 1－3y 1y 2－12＝0.② 将①代入②，得24k ＋12k 2＋96＋48k －24k －48－48k ＋24k 2－36k 2－48＝0，显然成立． 综上可得，直线HN 过定点(0，－2).8．答案解析：(1)∵点A (2，1)在双曲线C ：x 2a 2 －y 2a 2－1＝1(a >1)上，∴4a 2 －1a 2－1 ＝1，解得a 2＝2.∴双曲线C 的方程为x 22 －y 2＝1.显然直线l 的斜率存在，可设其方程为y ＝kx ＋m . 联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，x 22－y 2＝1. 消去y 并整理，得(1－2k 2)x 2－4kmx －2m 2－2＝0.Δ＝16k 2m 2＋4(1－2k 2)(2m 2＋2)＝8m 2＋8－16k 2>0.设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝4km 1－2k 2 ，x 1x 2＝－2m 2－21－2k 2. 由k AP ＋k AQ ＝0，得y 1－1x 1－2 ＋y 2－1x 2－2＝0， 即(x 2－2)(kx 1＋m －1)＋(x 1－2)(kx 2＋m －1)＝0.整理，得2kx 1x 2＋(m －1－2k )(x 1＋x 2)－4(m －1)＝0， 即2k ꞏ－2m 2－21－2k2 ＋(m －1－2k )ꞏ4km 1－2k 2 －4(m －1)＝0， 即(k ＋1)(m ＋2k －1)＝0.∵直线l 不过点A ，∴k ＝－1.(2)设∠P AQ ＝2α，0<α<π2 ，则tan 2α＝22 ，∴2tan α1－tan 2α＝22 ，解得tan α＝22 (负值已舍去). 由(1)得k ＝－1，则x 1x 2＝2m 2＋2>0，∴P ，Q 只能同在双曲线左支或同在右支．当P ，Q 同在左支时，tan α即为直线AP 或AQ 的斜率．设k AP ＝22 . ∵2 为双曲线一条渐近线的斜率，∴直线AP 与双曲线只有一个交点，不成立．当P ，Q 同在右支时，tan (π2 －α)＝1tan α 即为直线AP 或AQ 的斜率．设k AP ＝122＝2 ，则k AQ ＝－2 ， ∴直线AP 的方程为y －1＝2 (x －2)，即y ＝2 x －22 ＋1.联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x －22＋1，x 22－y 2＝1. 消去y 并整理，得3x 2－(16－42 )x ＋20－82 ＝0，则x P ꞏ2＝20－823 ，解得x P ＝10－423. ∴|x A －x P |＝|2－10－423 |＝4（2－1）3. 同理可得|x A －x Q |＝4（2＋1）3. ∵tan 2α＝22 ，0<2α<π，∴sin 2α＝223 ，∴S △P AQ ＝12 |AP |ꞏ|AQ |ꞏsin 2α＝12 ×3 ×|x A －x P |×3 ×|x A －x Q |×sin 2α＝12 ×3×169×223 ＝1629 .。
2024年高考数学二轮复习专题五解析几何解答题专项5圆锥曲线的综合问题
C.
(1)求 C 的方程;
(2)设 M,N 是 C 上的不同两点,直线 MN 的斜率存在且与曲线 x2+y2=1 相切,
若点 F 为( 2,0),求△MNF 的周长的最大值.
解 (1)设点 P 坐标为(x,y),点 A,B 的坐标分别为(a,0),(0,b).
所以设直线 MN:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2).
因为 M,N 是椭圆 C 上的不同两点,所以 k≠0.
||
由直线 MN 与曲线 x +y =1 相切,可得
2
2
=1,
2 +1
= + ,
2 2
2
得 m2=k2+1.联立 2
可得(1+3k
)x
+6kmx+3m
-3=0,
因为-5≤y0≤-3,所以当 y0=-3 时,|FN|min=
2
4
因此 p=2.
(方法二 利用圆的几何意义求最小值)点 F
|FM|-1= +4-1=4,解得
2
p=2.
+ 3 + 9=4.又 p>0,解得 p=2,
0, 2
到圆 M 的距离的最小值为
2
2
(2)(方法一)由(1)知,抛物线 C 的方程为 x =4y,即 y= ,则 y'= .
0 2
2
· (1 + 2 )2 -41 2 =
(02 + 4)(02 -40 ).
1
y= 2 -y1,
超实用高考数学复习教学课件：规范解答 示例5 圆锥曲线的综合应用
第三轮复习，即考前冲刺复习阶段
在这个阶段我们应该大量做一些练习，要做题先要选题，高考真题一定是
最好的练习题！因此建议一定要好好做一下最十年以来的高考试卷，包括全国 卷和地方卷，其次最好能找到近5年以来各区的统考试题，在做题的过程中来巩 固前面复习过的考点。同时最后的复习别忘了课本，特别是在考前应该再次翻 开课本把里面公式和定理再看看，把典型的例题再做做，因为书上的例题毕竟 比较简单，在考前做例题一是防止手生，便于高考正常发挥，一是有助于提高 我们的自信心。
• 【评分细则】 第(1)问：写出F的坐标得1分，联立方程得出A点 坐标得1分，写出直线AM的两个方程得1分．
• 第(2)问：写出直线l与x轴重合时的情况得1分，写出l与x轴垂直 时的情况得1分，写出既不垂直又不重合的情况得1分，以上情况漏 写一种扣1分；写出kMA，kMB的表达式得1分，写出kAM＋kBM关于x1， x2的表达式得1分，联立直线与椭圆方程得出x1＋x2，x1x2分别关于k 的表达式得1分，将x1＋x2，x1x2代入kAM＋kBM，求得kAM＋kBM＝0得1 分，得出总结论得2分．
这都是很好的方法，在备考中通过掌握这一种方法就可以很顺利做一类题目， 触类旁通，举一反三！只有我们在平时不断积累，我们就会不断进步，高考中 就会得心应手，出奇制胜！
最后，要注意锻炼培养良好的心理素质。高三期间有许多模拟考试，一是为
了检查同学们的复习情况，二是为了模拟高考情景，锻炼考生的心理素质。同 学们平时就要有意识培养自己认真仔细、顽强坚韧的品格。有的同学题目难
• 综上∠OMA＝∠OMB.
12分
• 构建答题模板 • 第一步 • 求直线方程：确定直线上两点的坐标，从而求得直线的方程． • 第二步 • 求解特殊情况：注意斜率为0与斜率不存在的情况，分别求解． • 第三步 • 求解一般情况：斜率存在且不为0 • (1)联立消元：将直线方程和圆锥曲线方程联立得到方程：Ax2＋Bx＋ C＝0，然后研究判别式，利用根与系数的关系得等式； • (2)找关系：从题设中寻求变量的等量或不等关系，得结论.