解析几何解题技巧

高三数学（人教版）第二轮专题辅导讲座

第五讲解析几何新题型的解题技巧

【命题趋向】解析几何例命题趋势：

1．解析几何的基本概念，求在不同条件下的直线方程，直线的位置关系，此类题大多都属中、低档题，以选择、填空题的形式出现，每年必考．

2．直线与二次曲线的普遍方程，属低档题，对称问题常以选择题、填空题出现．

3．考查圆锥曲线的基础知识和基本方法的题多以选择题和填空题的形式出现，有时会出现有一定灵活性和综合性较强的题，属中档题．

4．有关直线与圆锥曲线的综合题，多以解答题的形式出现，这类题主要考查学生平面几何知识与代数知识的综合应用能力，分析问题和学生解决问题的能力，对运算能力要求较高．

【考点透视】

一．直线和圆的方程

1．理解直线的斜率的概念，掌握过两点的直线的斜率公式，掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式，并能根据条件熟练地求出直线方程．

2．掌握两条直线平行与垂直的条件，两条直线所成的角和点到直线的距离公式，能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系． 3．了解二元一次不等式表示平面区域． 4．了解线性规划的意义，并会简单的应用． 5．了解解析几何的基本思想，了解坐标法．

6．掌握圆的标准方程和一般方程，了解参数方程的概念，理解圆的参数方程．二．圆锥曲线方程

1．掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质． 2．掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质． 3．掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质． 4．了解圆锥曲线的初步应用．【例题解析】考点1.求参数的值

求参数的值是高考题中的常见题型之一,其解法为从曲线的性质入手,构造方程解之.

例1．（20XX 年安徽卷）若抛物线22y px =的焦点与椭圆22

162

x y +=的右焦点重合，则p 的

值为（）

A ．2-

B ．2

C ．4-

D ．4

考查意图: 本题主要考查抛物线、椭圆的标准方程和抛物线、椭圆的基本几何性质.

解答过程：椭圆22

162

x y +=的右焦点为(2,0)，所以抛物线22y px =的焦点为(2,0)，则4p =，

故选D.

考点2. 求线段的长

求线段的长也是高考题中的常见题型之一,其解法为从曲线的性质入手,找出点的坐标,利用距离公式解之.

例2．（20XX 年全国卷II ）已知△ABC 的顶点B 、C 在椭圆x 23

＋y 2

＝1上，顶点A 是椭圆的

一个焦点，且椭圆的另外一个焦点在BC 边上，则△ABC 的周长是（） A ．2 3 B ．6 C ．4 3 D ．12 考查意图: 本题主要考查椭圆的性质和距离公式的应用.

解答过程：由椭圆方程x 23＋y 2

＝1知)

332,0,2,,2,,A B C ??-- ????

(

)

3532353

24 3.3ABC AB C ???∴++∴= ? ???

故选C.

例3．（20XX 年四川卷）如图，把椭圆22

12516

x y +=的长轴

AB 分成8等份，过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部

分于1234567,,,,,,P P P P P P P 七个点，F 是椭圆的一个焦点，则1234567PF P F P F P F P F P F P F ++++++=____________. 考查意图: 本题主要考查椭圆的性质和距离公式的灵活应用.

解答过程：由椭圆22

12516

x y +=的方程知225, 5.a a =∴=

∴1234567

7277535.2

a PF P F P F P F P F P F P F a ?++++++==?=?= 故填35.

考点3. 曲线的离心率

曲线的离心率是高考题中的热点题型之一,其解法为充分利用: (1)椭圆的离心率e ＝a

c ∈(0,1) (e 越大则椭圆越扁);

(2) 双曲线的离心率e ＝a

c ∈(1, ＋∞) (e 越大则双曲线开口越大).

结合有关知识来解题.

例4．（20XX 年福建卷）已知双曲线22

1(0,0)x y a b a b

-=>>的右焦点为F ，若过点F 且倾斜

角为60o 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点，则此双曲线离心率的取值范围是

（） A ．(1,2] B ．(1,2) C ．[2,)+∞ D ．(2,)+∞ 考查意图: 本题主要考查双曲线的离心率e ＝a

c ∈(1, ＋∞)的有关知识.

解答过程： ()2

2113 2.c a b b e a a +??∴=++= ?

例5．（20XX 年广东卷）已知双曲线9322=-y x ,则双曲线右支上的点P 到右焦点的距离与点P 到右准线的距离之比等于（）

2 B.3

32 C. 2 D.4

考查意图: 本题主要考查双曲线的性质和离心率e ＝a

c ∈(1, ＋∞) 的有关知识的应用能力.

解答过程：依题意可知 3293,322=+=+==b a c a ．考点4.求最大(小)值

求最大(小)值, 是高考题中的热点题型之一.其解法为转化为二次函数问题或利用不等式求最大(小)值:特别是,一些题目还需要应用曲线的几何意义来解答.

例6．(20XX 年山东卷)已知抛物线y 2=4x ,过点P (4,0)的直线与抛物线相交于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)两点，则y 12+y 22的最小值是 .

考查意图: 本题主要考查直线与抛物线的位置关系，以及利用不等式求最大(小)值的方法. 解:设过点P (4,0)的直线为()()224,8164,y k x k x x x =-∴-+= ()()1222222

22122

284160,8414416232.k x k x k k y y x x k k ∴-++=+?

?∴+=+=?

=+≥ ??

故填32.

考点5 圆锥曲线的基本概念和性质

圆锥曲线第一定义中的限制条件、圆锥曲线第二定义的统一性，都是考试的重点内容，要能够熟练运用；常用的解题技巧要熟记于心.

例7．已知P 是椭圆2

2x y 14

+=上的点，12F ,F 是椭圆的两个焦点，且12F PF 60∠=?，求12

F PF ?的面积.

解答过程：依题意得：12PF PF 2a 4+==，在12F PF ?中由余弦定理得

2221212PF PF 2PF PF cos60=+-??

＝2

121212(PF PF )2PF PF 2PF PF cos60+-?-??

，解之得：124PF PF 3

?=，则12F PF ?

的面积为121PF PF sin 602??小结：（1）圆锥曲线定义的应用在求解圆锥曲线问题中的作用举足轻重；

（2）求解圆锥曲线上的点与其焦点围成的三角形问题中，正、余弦定理非常重要. 例8．已知动点P 到两个定点A(5,0)-、B(5,0)的距离之差为|PA ||PB |8-=，（1）求点P 的轨迹方程；

（2）对于x 轴上的点M ，若满足2|PA ||PB ||PM |?=，则称点M 为点P 对应的“比例点”，求证：对任意一个确定的点P ，它总有两个比例点. 解答过程：（1）因为A(5,0)-、B(5,0)且|PA ||PB |8-=，

所以，点P 的轨迹是以A,B 为两焦点，实轴长为8的双曲线的右支，且a 4,c 5==，则b 3=，

则点P 的轨迹方程是：2

x y 1,(x 4)16

-=≥

（2）设111P(x ,y )(x 4)≥，M(m,0)，双曲线的离心率5e 4

=，

因为2|PA ||PB ||PM |?=，由焦半径公式和距离公式得：

22111155(x 4)(x 4)(x m)y 44

+-=-+＝2211x (x m)9(1)16-+-，整理得：21m 2mx 70-+=，

因22

114x 284(x 7)0?=-=->，则方程有两个不等实根，

即对于点P 它总对应两个比例点.

小结：（1）应用圆锥曲线定义时，要注意其限制条件，在椭圆中，2a 2c >；在双曲线中2a 2c <且注意差的绝对值12||PF ||PF ||2a -=，若无绝对值，则曲线为双曲线的一支；（2）焦半径公式在计算中非常方便，但双曲线的焦半径不要求记忆，可以利用定义进行转化；

（3）求解对应点的个数，通常转化为方程解的个数，这时，判别式就非常重要.

例9．已知椭圆22

22x y E :1(a b 0)a b

+=>>，AB 是它的一条弦，M(2,1)是弦AB 的中点，若

以点M(2,1)为焦点，椭圆E 的右准线为相应准线的双曲线C 和直线AB 交于点

N(4,1)-，若椭圆离心率e 和双曲线离心率1e 之间满足1ee 1=，求：

（1）椭圆E 的离心率；（2）双曲线C 的方程.

解答过程：（1）设A 、B 坐标分别为1122A(x ,y ),B(x ,y )，则2

1122

x y 1a

+=，22

2222x y 1a b

+=，二式相减得：

1212AB

1212y y (x x )b k

x x (y y )a

-+==-=-+2MN 22b 1(1)k 1a 24---===--，所以2222a 2b 2(a c )==-，22a 2c =，则c 2e a

==；

（2）椭圆E 的右准线为22a (2c)x 2c c ===，双曲线的离心率11

e 2e

，

设P(x,y)是双曲线上任一点，则：

(x 2)(y 1)|PM |2|x 2c |-+-==-，

两端平方且将N(4,1)-代入得：c 1=或c 3=，

当c 1=时，双曲线方程为：22(x 2)(y 1)0---=，不合题意，舍去；当c 3=时，双曲线方程为：22(x 10)(y 1)32---=，即为所求. 小结：（1）“点差法”是处理弦的中点与斜率问题的常用方法；

（2）求解圆锥曲线时，若有焦点、准线，则通常会用到第二定义. 考点6 利用向量求曲线方程

利用向量给出题设条件，可以将复杂的题设简单化，便于理解和计算. 典型例题：

例10．(20XX 年山东卷）双曲线C 与椭圆22

184

x y +=有相同的焦点，直线y =x 3为C 的一

条渐近线.

(1)求双曲线C 的方程；

(2)过点P (0,4)的直线l ，交双曲线C 于A,B 两点，交x 轴于Q 点（Q 点与C 的顶点不重

合）.当12PQ QA QB λλ==u u u r u u u r u u u r

，且3

821-=+λλ时，求Q 点的坐标.

考查意图: 本题考查利用直线、椭圆、双曲线和平面向量等知识综合解题的能力,以及运用数形结合思想,方程和转化的思想解决问题的能力.

解答过程：（Ⅰ）设双曲线方程为2222

1x y a b -=,

由椭圆22

184

x y +=,求得两焦点为(2,0),(2,0)-，

∴对于双曲线:2C c =，又3y x =为双曲线C 的一条渐近线

∴3b a

= 解得 221,3a b ==，

∴双曲线C 的方程为2

213

y x -=

（Ⅱ）解法一：

由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零.

设l 的方程：114,(,)y kx A x y =+，22(,)B x y ,则4(,0)Q k

1PQ QA λ=u u u r u u u r

Q ,11144(,4)(,)x y k

k λ∴--=+.

1111

111

14444()44x k k x k k y y λλλλ?=--??-=+??∴?????-==-???

Q 11(,)A x y 在双曲线C 上， ∴21211

11616()10k λλλ+--=.

∴222211161632160.3

k k λλλ++--=∴2221116(16)32160.3

k k λλ-++-=

同理有：2222216(16)32160.3

k k λλ-++-=

若2160,k -=则直线l 过顶点，不合题意.2160,k ∴-≠

12,λλ∴是二次方程22216(16)32160.3

k x x k -++-=的两根.

122328

163

k λλ∴+==--,24k ∴=，此时0,2k ?>∴=±.

∴所求Q 的坐标为(2,0)±.

解法二：由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零设l 的方程，11224,(,),(,)y kx A x y B x y =+，则4(,0)Q k

1PQ QA λ=u u u r u u u r

Q ， Q ∴分PA uu u r 的比为1λ.

由定比分点坐标公式得

111111

1111144(1)14401x x k k y y λλλλλλλ??

-==-+??+??→?

?+??=-

=??+??

下同解法一

解法三：由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零设l 的方程：11224,(,),(,)y kx A x y B x y =+，则4(,0)Q k

-. 12PQ QA QB λλ==u u u r u u u r u u u r

Q ， 111222444(,4)(,)(,)x y x y k k

λλ∴--=+=+.

11224y y λλ∴-==， 114y λ∴=-，22

4y λ=-，

又1283λλ+=-， 121123

y y ∴+=,即12123()2y y y y +=.

将4y kx =+代入2

213

y x -=得222(3)244830k y y k --+-=.

230k -≠Q ，否则l 与渐近线平行.

2121222

24483,33k y y y y k k -∴+==

--.

222

244833233k k k -∴?=?

--.2k ∴=± (2,0)Q ∴±.

解法四：由题意知直线l 得斜率k 存在且不等于零，设l 的方程：4y kx =+，

1122(,),(,)A x y B x y ,则4(,0)Q k

1PQ QA λ=u u u v u u u v

Q ,11144(,4)(,)x y k k

λ∴--=+.

∴1114444k kx x k λ-==-++.同理 1244kx λ=-+. 1212448

443

kx kx λλ+=--=-++.

即 2121225()80k x x k x x +++=.

（*）

又

2413y kx y x =+???-=??

消去y 得22(3)8190k x kx ---=.

当230k -=时，则直线l 与双曲线得渐近线平行，不合题意，230k -≠. 由韦达定理有： 12212283193k x x k x x k ?

+=??-?

?=-?-?

代入（*）式得 24,2k k ==±.

∴所求Q 点的坐标为(2,0)±.

例11．已知，椭圆的中心在原点，焦点在x 轴上，过其右焦点F 作斜率为1的直线交椭圆

于A 、B 两点，若椭圆上存在一点C ，使OA OB OC +=u u u r u u u r u u u r

，（1）求椭圆的离心率；

（2）若|AB |15=u u u r

，求这个椭圆的方程.

解答过程：（1）设椭圆方程为2

x y 1,(a b 0)a

+=>>，焦距为2c ，

则直线AB 的方程为y x c =-，

设1122A(x ,y ),B(x ,y )，

由22

22x y 1a

b y x

c ?+=???=-?

得：22222222(a b )x 2a cx a c a b 0+-+-=，

则212222a c x x a b +=+，21212222b c y y x x 2c a b

+=+-=-+，因OA OB OC +=u u u r u u u r u u u r ，则2222222a c 2b c C(,)a b a b -++，又点C 在椭圆上，则2222

222222

4a c 4b c 1(a b )(a b )+=++，

整理得：2224c a b =+＝222a (a c )+-，即222a 5c =，

所以c e a ==

C B

A o

y x

（2）|AB ||AF ||BF |=+＝12(a ex )(a ex )-+-＝122a e(x x )-+＝2

c 2a c 2a a a b -?+ ＝

152

=，则a 10=

，c =2b 60=，

椭圆方程为22

x y 110060

+=.

小结：（1）利用向量，可将较复杂的A 、B 、C 三点之间的关系用较简单的形式给出来；（2）焦点弦的长度的计算，一般都分割成两段，用定义或焦半径来求解；（3）计算复杂是解析几何的通性，要细心. 考点7 利用向量处理圆锥曲线中的最值问题

利用向量的数量积构造出等式或函数关系，再利用函数求最值的方法求最值，要比只利用解析几何知识建立等量关系容易.

例12．设椭圆E 的中心在坐标原点O ，焦点在x

C(1,0)-的直线

交椭圆E 于A 、B 两点，且CA 2BC =u u u r u u u r

，求当AOB ?的面积达到最大值时直线和椭圆E 的方程.

222x 3y t(t 0)+=>，直线方程为

my x 1=+，

由222x 3y t my x 1

?+=?=+?得：22(2m 3)y 4my 2t 0+-+-=，设1122A(x ,y ),B(x ,y )，则122

4m y y 2m 3+=+…………① 又CA 2BC =u u u r u u u r

，故1122(x 1,y )2(1x ,y )+=---，即

12y 2y =-…………②

由①②得：128m y 2m 3=+，224m y 2m 3

-=+，

则AOB 122

1m S |y y |6||22m 3?=-=+

＝632|m ||m |+

当23m 2

，即m =AOB ?面积取最大值，

此时2122

2t 32m y y 2m 3(2m 3)-==-

++，即t 10=，

所以，直线方程为x 10+=，椭圆方程为222x 3y 10+=.

小结：利用向量的数量积构造等量关系要比利用圆锥曲线的性质构造等量关系容易.

例13

．已知PA (x y)=u u u r

，PB (x y)=u u u r ，且|PA ||PB|6+=u u u r u u u r ，求|2x 3y 12|--的最大值和最小值.

解答过程：设P(x,y)

，A(

，，

因为|PA ||PB|6+=u u u r u u u r

，且|AB |6=，

所以，动点P 的轨迹是以A 、B 为焦点，长轴长为6的椭圆，

椭圆方程为2

x y 19

+=，令x 3cos ,y 2sin =θ=θ，

则|2x 3y 12|--

＝|)12|4

πθ+-，

当cos()14

πθ+=-时，|2x 3y 12|--

取最大值12+

当cos()14

πθ+=时，|2x 3y 12|--

取最小值12-小结：利用椭圆的参数方程，可以将复杂的代数运算化为简单的三角运算. 考点8 利用向量处理圆锥曲线中的取值范围问题

解析几何中求变量的范围，一般情况下最终都转化成方程是否有解或转化成求函数的值域问题.

例14．（20XX 年福建卷）

已知椭圆2

212

x y +=的左焦点为F ，

O 为坐标原点.

（I ）求过点O 、F ，并且与椭圆的左准线l 相切的圆的方程；（II ）设过点F 且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于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. 考查意图:本小题主要考查直线、圆、椭圆和不等式等基本知识，考查平面解析几何的基本方法，考查运算能力和综合解题能力. 解答过程：（I ）222,1,1,(1,0),: 2.a b c F l x ==∴=-=-Q Q 圆过点O 、F ，

∴圆心M 在直线12

x =-上.

设1(,),2

M t -则圆半径13()(2).22

r =---=

由,OM r =

3,2

解得t =

∴

所求圆的方程为2219()(.2

x y ++=

（II ）设直线AB 的方程为(1)(0),y k x k =+≠

代入2

21,2

x y +=整理得2222(12)4220.k x k x k +++-=

Q 直线AB 过椭圆的左焦点F ，∴方程有两个不等实根.

记1122(,),(,),A x y B x y AB 中点00(,),N x y

则2

122

4,21

k x x k +=-+

AB ∴的垂直平分线NG 的方程为001().y y x x k

-=--

令0,y =得

222002222211

2121212421

0,0,

G G k k k x x ky k k k k k x =+=-+=-=-+++++≠∴-<

例15．已知双曲线C ：22

22x y 1(a 0,b 0)a b

-=>>，B 是右顶点，F 是右焦点，点A 在x 轴正半

轴上，且满足|OA |,|OB |,|OF |u u u r u u u r u u u r

成等比数列，过F 作双曲线C 在第一、三象限的渐近线的垂

线l ，垂足为P ，

（1）求证：PA OP PA FP ?=?u u u r u u u r u u u r u u r

；

（2）若l 与双曲线C 的左、右两支分别相交于点D,E ，求双曲线C 的离心率e 的取值范围.

解答过程：（1）因|OA |,|OB |,|OF |u u u r u u u r u u u r 成等比数列，故22

|OB |a |OA |c |OF |

u u u r

u u u r u u u r ，即2a A(,0)c ，直线l ：a y (x c)b =--，

由2a y (x c)

a a

b b

P(,)b c c y x a ?

=--????

?=??

，故：22ab a ab b ab PA (0,),OP (,),FP (,)c c c c c =-==-u u u r u u u r u u r ，

则：222a b PA OP PA FP c

?=-=?u u u r u u u r u u u

r u u r ，即

PA OP PA FP ?=?u u u r u u u r u u u r u u r ；

（或PA (OP FP)PA (PF PO)PA OF 0?-=?-=?=u u u r u u u r u u r u u u r u u r u u u r u u u r u u u r

，即PA OP PA FP ?=?u u u r u u u r u u u r u u r ）

（2）由44422

222222222222

a y (x c)a a a c (

b )x 2cx (a b )0b

b b b b x a y a b ?=--??-+-+=??-=?

，由42

222124

a c (a

b )b x x 0a b b

-+=<-得：4422222b a b c a a e 2e >?=->?>?> （或由DF DO k k >?a

b b a

->-?22222

b c a a e 2e =->?>?>

小结：向量的数量积在构造等量关系中的作用举足轻重，而要运用数量积，必须先恰当地

求出各个点的坐标.

例16．已知a (x,0)=r ，

b (1,y)=

r ，(a (a ⊥r r ，（1）求点P(x,y)的轨迹C 的方程；

（2）若直线y kx m(m 0)=+≠与曲线C 交于A 、B 两点，D(0,1)-，且|AD ||BD |=，

试求m 的取值范围.

解答过程：（1）

a +r

＝(x,0)y)(x

=+，

a r

＝(x,0)y)(x

=，

因(a (a +⊥

-r

，故(a (a 0+?=r ，

B A x

y O

即22

(x (x x 3y 30?=--=，

故P 点的轨迹方程为2

2x y 13

-=. （2）由22

y kx m x 3y 3

=+??-=?得：222

(13k )x 6kmx 3m 30----=，设1122A(x ,y ),B(x ,y )，A 、B 的中点为00M(x ,y )

则2

(6km)4(13k )(3m 3)12(m 13k )0?=----=+->，

1226km x x 13k +=

-，1202x x 3km x 213k +==-，00

y kx m 13k =+=-，即A 、B 的中点为22

3km m

(,)13k 13k

--，则线段AB 的垂直平分线为：22

m 13km

y ()(x )13k k 13k -=----，

将D(0,1)-的坐标代入，化简得：24m 3k 1=-，

则由222

m 13k 04m 3k 1

?+->??=-??得：2m 4m 0->，解之得m 0<或m 4>，

又24m 3k 11=->-，所以1

m 4

>-，

故m 的取值范围是1

(,0)(4,)4

-+∞U .

小结：求变量的范围，要注意式子的隐含条件，否则会产生增根现象. 考点9 利用向量处理圆锥曲线中的存在性问题

存在性问题，其一般解法是先假设命题存在，用待定系数法设出所求的曲线方程或点的坐标，再根据合理的推理，若能推出题设中的系数，则存在性成立，否则，不成立. 例17．已知A,B,C 是长轴长为4的椭圆上的三点，点A 是长轴的一个顶点，BC 过椭圆的

中心O ，且AC BC 0?=u u u r u u u r ，|BC |2|AC |=u u u r u u u r

，

（1）求椭圆的方程；

（2）如果椭圆上的两点P,Q 使PCQ ∠的平分线垂直于OA ，是否总存在实数λ，使得

PQ λAB =u u u r u u u r

？请说明理由；

解答过程：（1）以O 为原点，OA 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系，则A(2,0)，

设椭圆方程为

x y 14b +=，不妨设C 在x 轴上方，

由椭圆的对称性，

|BC |2|AC |2|OC ||AC ||OC |==?=u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ，

又AC BC 0?=u u u r u u u r

AC OC ?⊥，即ΔOCA 为等腰直角三角形，

由A(2,0)得：C(1,1)，代入椭圆方程得：2

4b 3

=，

即，椭圆方程为22

x 3y 144

+=；（2）假设总存在实数λ，使得PQ λAB =u u u r u u u r

，即AB//PQ ，

由C(1,1)得B(1,1)--，则AB 0(1)1

k 2(1)3

--=

=--，若设CP ：y k(x 1)1=-+，则CQ ：y k(x 1)1=--+，

由22

222x 3y 1(13k )x 6k(k 1)x 3k 6k 1044

y k(x 1)1?+

=??+--+--=??=-+?

，由C(1,1)得x 1=是方程222

(13k )x 6k(k 1)x 3k 6k 10+--+--=的一个根，由韦达定理得：2P P 23k 6k 1x x 113k --=?=+，以k -代k 得2Q 2

3k 6k 1

x 13k

+-=+，故P Q P Q PQ P Q P Q y y k(x x )2k 1

k x x x x 3

-+-===--，故AB//PQ ，

即总存在实数λ，使得PQ λAB =u u u r u u u r

评注：此题考察了坐标系的建立、待定系数法、椭圆的对称性、向量的垂直、向量的共线及探索性问题的处理方法等，是一道很好的综合题. 考点10 利用向量处理直线与圆锥曲线的关系问题

直线和圆锥曲线的关系问题，一般情况下，是把直线的方程和曲线的方程组成方程组，进一步来判断方程组的解的情况，但要注意判别式的使用和题设中变量的范围. 例18．设G 、M 分别是ABC ?的重心和外心，A(0,a)-，B(0,a)(a 0)>，且

GM AB =λu u u u r u u u r ，

（1）求点C 的轨迹方程；

（2）是否存在直线m ，使m 过点(a,0)并且与点C 的轨迹交于P 、Q 两点，且

OP OQ 0?=u u u r u u u r

？若存在，求出直线m 的方程；若不存在，请说明理由.

解答过程：（1）设C(x,y)，则x y

G(,)33

，

因为GM AB =λu u u u r u u u r ，所以GM//AB ，则x

M(,0)3

，

由M 为ABC ?的外心，则|MA ||MC |=

整理得：22

22x y 1(x 0)3a a

+=≠；

（2）假设直线m 存在，设方程为y k(x a)=-，

由22

22y k(x a)x y 1(x 0)

a =-???+=≠??得：22222

(13k )x 6k ax 3a (k 1)0+++-=，设1122P(x ,y ),Q(x ,y )，则2122

6k a x x 13k +=+，22122

3a (k 1)

x x 13k -=+，

12121212y y k (x a)(x a)k [x x a(x x )a ]=--=-++＝22

2k a 13k

-+，由OP OQ 0?=u u u r u u u r

得：1212x x y y 0+=，

即2222

3a (k 1)2k a 013k 13k

--+=++，解之得k = 又点(a,0)在椭圆的内部，直线m 过点(a,0)，

故存在直线m ，其方程为y a)=-.

小结：（1）解答存在性的探索问题，一般思路是先假设命题存在，再推出合理或不合理的结果，然后做出正确的判断；

（2）直线和圆锥曲线的关系问题，一般最终都转化成直线的方程和圆锥曲线的方程所组成的方程组的求解问题. 【专题训练与高考预测】一、选择题

1．如果双曲线经过点，且它的两条渐近线方程是1y x 3

=±，那么双曲线方程是（）

A ．22

x y 1369

-= B ．22x y 1819-= C ．22x y 19-= D ．22x y 1183-=

2．已知椭圆2222x y 13m 5n +=和双曲线22

22x y 12m 3n

-=有公共的焦点，那么双曲线的的渐近线方

程为（）

A.x y =

B. y =

C. x =

D. y =

3．已知12F ,F 为椭圆2

22x y 1(a b 0)a

+=>>的焦点，M 为椭圆上一点，1MF 垂直于x 轴，

且12FMF 60∠=?，则椭圆的离心率为（）

A.12

4．二次曲线2

x y 14

+=，当m [2,1]∈--时，该曲线的离心率e 的取值范围是（）

A. B. C. D.

5．直线m 的方程为y kx 1=-，双曲线C 的方程为22

x y 1-=，若直线m 与双曲线C 的右支

相交于不重合的两点，则实数k 的取值范围是（）

A.(

C.[

6．已知圆的方程为22x y 4+=，若抛物线过点A(1,0)-，B(1,0)，且以圆的切线为准线，则抛物线的焦点的轨迹方程为（）

A. 22

x y 1(y 0)34+=≠ B.

x y 1(y 0)43+=≠ C. 22

x y 1(x 0)34

-=≠ D.

x y 1(x 0)43

-=≠ 二、填空题

7．已知P 是以1F 、2F 为焦点的椭圆)0(12

22>>=+b a b

y a x 上一点，若021=?PF PF

1tan 21=

∠F PF ，则椭圆的离心率为 ______________ .

8．已知椭圆x 2+2y 2=12，A 是x 轴正方向上的一定点，若过点A ，斜率为1的直线被椭圆截得的弦长为3134，点A 的坐标是______________ .

9．P 是椭圆2

x y 14

+=上的点，12F ,F 是椭圆的左右焦点，设12|PF ||PF |k ?=，则k 的最大值

与最小值之差是______________ . 10．给出下列命题：

①圆22(x 2)(y 1)1++-=关于点M(1,2)-对称的圆的方程是22(x 3)(y 3)1++-=；

②双曲线22x y 1169

-=右支上一点P 到左准线的距离为18，那么该点到右焦点的距离为292

； ③顶点在原点，对称轴是坐标轴，且经过点(4,3)--的抛物线方程只能是

29y x 4

=-；

④P 、Q 是椭圆22x 4y 16+=上的两个动点，O 为原点，直线OP,OQ 的斜率之积为14

-，

则22

|OP ||OQ |+等于定值20 .

把你认为正确的命题的序号填在横线上_________________ . 三、解答题

11．已知两点，B(0)，动点P 在y 轴上的射影为Q ，2PA PB 2PQ ?=

u u u u r u u u r u u u r

，（1）求动点P 的轨迹E 的方程；

（2）设直线m 过点A ，斜率为k ，当0k 1<<时，曲线E 的上支上有且仅有一点C 到直线m k 的值及此时点C 的坐标. 12．如图，1F (3,0)-，2F (3,0)是双曲线C 的两焦点，直线4x 3

=是双曲线C 的右准线，

12A ,A 是双曲线C 的两个顶点，点P 是双曲线C 右支上异于2A 的一动点，直线1A P 、2A P 交双曲线C 的右准线分别于M,N 两点，

（1）求双曲线C 的方程；

（2）求证：1

2FM F N ?u u u u r u u u u r

是定值. 13．已知OFQ ?的面积为S ，且OF FQ 1?=u u u r u u u r 系，

（1）若1S 2=，|OF |2=u u u r ，求直线FQ 的方程；（2）设|OF |c(c 2)=≥u u u r

，3S c 4

=，若以O 为中心，F 求当|OQ |u u u r

取得最小值时的椭圆方程.

14．已知点H(3,0)-，点P 在y 轴上，点Q 在x 轴的正半轴上，点M 上，且满足HP PM 0?=u u u r u u u r

，3PM MQ 2

=-u u u r u u u u r

，

（1）当点P 在y 轴上移动时，求点M 的轨迹C ；

（2）过点T(1,0)-作直线m 与轨迹C 交于A 、B 两点，若在x 轴上存在一点0E(x ,0)，使得ABE ?为等边三角形，求0x 的值.

15．已知椭圆)0(12

22>>=+b a b

y a x 的长、短轴端点分别为A 、B ，从此椭圆上一点M 向x

轴作垂线，恰好通过椭圆的左焦点1F ，向量与OM 是共线向量．

（1）求椭圆的离心率e ；（2）设Q 是椭圆上任意一点， 1F 、2F 分别是左、右焦点，求∠21QF F 的取值范

围；

16．已知两点M （-1，0），N （1，0）且点P 使???,,成公差小于零的

等差数列，（Ⅰ）点P 的轨迹是什么曲线？（Ⅱ）若点P 坐标为),(00y x ，θ为PN PM 与的夹角，求tan θ．

【参考答案】

一. 1．C .提示，设双曲线方程为11(x y)(x y)3

+-=λ

，将点代入求出λ即可.

2．D .因为双曲线的焦点在x

轴上，故椭圆焦点为

，双曲线焦点为

，由2222

3m 5n 2m 3n -=+

得|m |n |=

，所以，双曲线的渐近线为

y == .

3．C .设1|MF |d =，则2|MF |2d =

，12|FF |=，

1212|FF |c 2c e a 2a |MF ||MF |=

==+. 4.C .

1>，故选C ；或用2a 4=，2b m =-来计算. 5．B .将两方程组成方程组，利用判别式及根与系数的关系建立不等式组.

6．B .数形结合，利用梯形中位线和椭圆的定义.

二.7．解：设c 为为椭圆半焦距，∵021=?PF PF ，∴21PF ⊥ .

又2

1tan 21=∠F PF ∴???

???

==+=+212)2(122122221PF PF a PF PF c PF PF

解得：2

5()9

3,c

c e a

a =

== ．选D ． 8．解：设A （x 0，0）（x 0＞0），则直线l 的方程为y=x-x 0，设直线l 与椭圆相交于P

（x 1，y 1），Q （x 2、y 2），由 y=x-x 0 可得3x 2-4x 0x+2x 02-12=0， x 2+2y 2=12

4021x x x =+，31222

021-=

?x x x ，则

020212

21212363

234889164)(||x x x x x x x x x -=--=-+=-．

∴||13

144212x x x -?+=，即202363223144x -??=． ∴x 02=4，又x 0＞0，∴x 0=2，∴A （2，0）．

9．1；222

12k |PF ||PF |(a ex)(a ex)a e x =?=+-=- .

10．②④.

三. 11．解（1）设动点P 的坐标为(x,y)，则点Q(0,y)，PQ (x,0)=-u u u r

，

PA x,y)=-u u u r

，

PB (x,y)=-u ，22PA PB x 2y ?=-+u u u r u u u r

，

因为2PA PB 2PQ ?=u u u u r u u r ，所以222

x 2y 2x -+=，

即动点P 的轨迹方程为：22

y x 2-=；

（2）设直线m

：y k(x k 1)=-<<，

依题意，点C 在与直线m 平行，且与m

设此直线为1m :y kx b =+

b 2+=，……①

把y kx b =+代入22y x 2-=，整理得：222

(k 1)x 2kbx (b 2)0-++-=，则2

4k b 4(k 1)(b 2)0?=---=，即22b 2k 2+=，…………②

由①②得：k =

b =

此时，由方程组22y y x 2?

???

?-=?

. 12．解：（1）依题意得：c 3=，

2a 4

c 3

=，所以a 2=，2b 5=，所求双曲线C 的方程为22

x y 145

-=；（2）设00P(x ,y )，11M(x ,y )，22N(x ,y )，则1A (2,0)-，2A (2,0)，

100A P (x 2,y )=+u u u u r ，200A P (x 2,y )=-u u u u r ，1110A M (,y )3

=u u u u r ，222

A N (,y )3

=-u u u u r ，

因为1A P u u u u r 与1A M u u u u r 共线，故01010(x 2)y y 3

+=，01010y y 3(x 2)=

+，同理：0

202y y 3(x 2)

=--，

则11

13FM (,y )3

=u u u u r ，225

F N (,y )3=-u u u u r ，

所以12FM F N ?u u u u r u u u u r ＝1265y y 9-+＝202

020y 6599(x 4)

---＝2

0205(x 4)206541099(x 4)-?--=-- .

13．解：（1）因为|OF |2=u u u r ，则F(2,0)，OF (2,0)=u u u r

，设00Q(x ,y )，则

00FQ (x 2,y )=-u u u r

，

0OF FQ 2(x 2)1?=-=u u u r u u u r ，解得05x 2

=，

由0011S |OF ||y ||y |22

=?==u u u r ，得01y 2=±，故51

Q(,)22±，

所以，PQ 所在直线方程为y x 2=-或y x 2=-+；

（2）设00Q(x ,y )，因为|OF |c(c 2)=≥u u u r

，则00FQ (x c,y )=-u u u r ，由0OF FQ c(x c)1?=-=u u u r u u u r 得：01x c c

=+，

又013S c |y |c 24

==，则03y 2=±，

13Q(c ,)c 2

+±，2219

|OQ |(c )c 4=++u u u r ，

易知，当c 2=时，|OQ |u u u r 最小，此时53

Q(,)22

±，

设椭圆方程为22

22x y 1,(a b 0)a b +=>>，则2222a b 4259

4b ?-=?

?+=??，解得22a 10b 6?=??=??，所以，椭圆方程为

x y 1106

+= . 14．解：（1）设M(x,y)，由3PM MQ 2

=-u u u r u u u u r 得：y P(0,)2-，x

Q(,0)3，

由HP PM 0?=u u u r u u u r 得：y 3y (3,)(x,)022

-=，即2

y 4x =，

由点Q 在x 轴的正半轴上，故x 0>，

即动点M 的轨迹C 是以(0,0)为顶点，以(1,0)为焦点的抛物线，除去原点；（2）设m :y k(x 1)(k 0)=+≠，代入2

y 4x =得：

2222k x 2(k 2)x k 0+-+=…………①

设11A(x ,y )，22B(x ,y )，则12x ,x 是方程①的两个实根，

则21222(k 2)x x k

-+=-，12x x 1=，所以线段AB 的中点为22

2k 2

(,)k k -，线段AB 的垂直平分线方程为2

2212k y (x )k

--=--，

令y 0=，02

2x 1k

=+，得22E(1,0)k

+，

因为ABE ?为正三角形，则点E 到直线AB

|AB |，

又|AB|=

，

k =011x 3

= . 15．解：（1）∵a

b y

c x c F M M 2

1,),0,(=-=-则，∴ac

b k OM 2

-= .

∵OM a

b k AB 与,-=是共线向量，∴a b a

c b -=-2

，∴b=c,故2

2=e .

（2）设1122121212,,,2,2,FQ

r F Q r F QF r r a F F c θ==∠=∴+==

22222221212122

12121212

4()24cos 110

22()2

r r c r r r r c a a r r r r r r r r θ+-+--=

==-≥-=+

当且仅当21r r =时，cos θ=0，∴θ]2

0[π

∈ .

16．解：（Ⅰ）记P （x,y ），由M （-1，0）N （1，0）得

(1,),PM MP x y =-=---u u u u r u u u r ),1(y x ---=-=， )0,2(=-= . 所以 )1(2x +=? . 122-+=?y x ， )1(2x -=? . 于是， ???,,是公差小于零的等差数列等价于

?????<+---++=-+0

)1(2)1(2)]

1(2)1(2[2112

2x x x x y x 即 ??

?>=+0322x y x . 所以，点P 的轨迹是以原点为圆心，3为半径的右半圆. （Ⅱ）点P 的坐标为),(00y x 。212020=-+=?y x PN PM .

PM PN u u u u r u u u

r cos PM PN PM PN θ?==

?u u u u r u u u r 所以因为 0〈30≤x ，所以 ,30,1cos 21πθθ<≤≤<,41

1cos 1sin 20

2x --=-=θθ.

341411cos sin tan 02

y x x x =-=---