第56课时 圆锥曲线的定点、定植和最值问题

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圆锥曲线的最值问题常见类型及解法演示文稿

圆锥曲线的最值问题常见类型及解法演示文稿

x2 y2 1 4
上点的最大距离,
并求出此时椭圆上的点的坐标。
分析:
本题可以根据椭圆的方程设出满足条件的 点的坐标,然后根据两点间的距离公式借 助于二次函数求出此最大值,并求出点的 坐标。
例3
求点 P(0,3 )到椭圆
2
x2 y2 1 4
上点的最大距离,
并求出此时椭圆上的点的坐标。
解:
设点
Q(x,y)为椭圆
x2 4
y2
1
上的任意一点,
则 PQ 2 (x 0)2 (y 3)2
2
又因为x2 = 4- 4y2
所以
PQ
2
4 4y 2
y2
3y
9 4
3y 2
3y
25 4
3(y 1 )2 7 2
(-1≤y≤1)
所以 PQ 的最大值为 7 此时, y 1,x 3
2
即此时Q的坐标为:( 3, 1)、( 3, 1)
2
2
思考题:
求:点P(0,m),使其到椭圆x2 y 2 1上的 4
最大距离是 7。
变式训练:
已知双曲线C:x2 y2 1 ,P为C
4
上任一点,点A(3,0),则|PA|的最小 值为________.

例1: 已知抛物线y2=4x,以抛物线上两点

A(4,4)、B(1,-2)的连线为底边的△ABP,其顶点P 在抛物线的弧AB上运动,求: △ABP的最大面
略解: 圆心到直线L的距离d1=
16 32 22
16 13 13
r 所以圆上的点到直线的最短距离为 d=d1-
16 13 2 13
问题:直线L的方程改为 3x-2y-6=0, 其结果又如何?

圆锥曲线的最值问题

圆锥曲线的最值问题

【典例分析】
变式训练1
x2 y2 1 的右焦点 F,且有定点 A(1,1) ,又点 M 是椭圆上一动点。问 (1).已知椭圆 25 9 | MA | | MF | 是否有最值,若有,求出最值并指出点 M 的坐标?
y
A
M
F
x
解:设椭圆的左焦点 F ' (4,0) ,
| MF | | MA | 2a | MF ' | | MA | 2a (| MA | | MF ' |)
x2 y 2 1 任意一点,则 | PQ |2 x 2 ( y m) 2 ,而 (1) 解析:设 Q( x, y) 为椭圆 4 m 4 x 2 4 4 y 2 ,代入上式,所以 | PQ |2 3 y 2 2my m 2 4 3( y ) 2 4 m 2 g ( y ) , 3 3 (1 y 1) 由于 | PQ | 的最大值为 7 ,
并求取得最值时椭圆上点的坐标.
y
切线法
P
x
解:设与 y x 2 3 平行的椭圆的切线方程为 y x b , 代入椭圆方程得
3x 2 4bx 2b 2 2 0 , (4b) 2 4 3 (2b 2 2) 0 b 3
2 3 6 3, ) ,点 P 到直线距离最小值为 当 b 3 时,此时切点 P( ; 3 3 2 2 3 3 6 ) ,点 P 到直线距离最大值为 当 b 3 时,此时切点 P( 3, ; 3 3 2
B M A
y
垂足分别是 A' , B' , M ' 即 | AA' | | BB' || FA | | FB || AB | 4 , 也就是说,当线段过焦点 F 时,

专题:圆锥曲线中的最值、范围、定点和定值问题(二合一版)

专题:圆锥曲线中的最值、范围、定点和定值问题(二合一版)

专题:圆锥曲线中的最值、范围、定点、定值问题题型一:定点问题解题的关健在于寻找题中用来联系已知量,未知量的垂直关系、中点关系、方程、不等式,然后将已知量,未知量代入上述关系,通过整理,变形转化为过定点的直线系、曲线系来解决.例1、已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线0x y -=相切.(1)求椭圆C 的方程;(2)设(4,0)P ,M 、N 是椭圆C 上关于x 轴对称的任意两个不同的点,连结PN 交椭圆C 于另一点E ,求直线PN 的斜率的取值范围;(3)在(2)的条件下,证明直线ME 与x 轴相交于定点.解析:(1)2214x y +=;(2)0k <<或0k <<(3)(1,0)例2、在直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F ,)2,0F 的距离之和是4,点M 的轨迹是C 与x 轴的负半轴交于点A ,不过点A 的直线:l y kx b =+与轨迹C 交于不同的两点P 和Q . (1)求轨迹C 的方程;(2)当0AP AQ ⋅=时,求k 与b 的关系,并证明直线l 过定点.解析:(1)2214x y +=;(2)k 与b 的关系是:65b k =,且直线l 经过定点6,05⎛⎫- ⎪⎝⎭点例3、已知椭圆C 中心在原点,焦点在x 轴上,焦距为2,短轴长为 (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l :()0y kx m k =+≠与椭圆交于不同的两点M N 、(M N 、不是椭圆的左、右顶点),且以MN 为直径的圆经过椭圆的右顶点A .求证:直线l 过定点,并求出定点的坐标.解析: (1)22143x y +=(2)直线l 的方程为 27y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,过定点2(,0)7题型二:定值问题在解析几何中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题,解决这类问题时,一种思路是进行一般计算推理求出其结果,选定一个适合该题设的参变量,用题中已知量和参变量表示题中所涉及的定义,方程,几何性质,再用韦达定理,点差法等导出所求定值关系所需要的表达式,并将其代入定值关系式,化简整理求出结果;另一种思路是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,用特殊探索法(特殊值、特殊位置、特殊图形等)先确定出定值,这样可将盲目的探索问题转化为有方向有目标的一般性证明题,从而找到解决问题的突破口,将该问题涉及的几何形式转化为代数形式或三角形式,证明该式是恒定的.同时有许多定值问题,通过特殊探索法不但能够确定出定值,还可以为我们提供解题的线索. 例1、已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点的直线交椭圆于A 、B 两点,)1,3(-=+与共线.(1)求椭圆的离心率;(2)设M 为椭圆上任意一点,且),(R ∈+=μλμλ,证明22μλ+为定值. 解析:(1)36=e (2)122=+μλ例2、已知,椭圆C 过点A 3(1,)2,两个焦点为(-1,0),(1,0).(1)求椭圆C 的方程;(2)E,F 是椭圆C 上的两个动点,如果直线AE 的斜率与AF 的斜率互为相反数,证明直线EF 的斜率为定值,并求出这个定值.解析:(1)22143x y += (2)12例3、已知椭圆的中心在原点,焦点F 在y 轴的非负半轴上,点F 到短轴端点的距离是4,椭圆上的点到焦点F 距离的最大值是6.(1)求椭圆的标准方程和离心率e ;(2)若F '为焦点F 关于直线32y =的对称点,动点M 满足MF e MF ||='||,问是否存在一个定点A ,使M 到点A 的距离为定值?若存在,求出点A 的坐标及此定值;若不存在,请说明理由.解析:(1)椭圆的标准方程为2211612y x +=. 离心率21.42e ==(2)存在一个定点7(0,)3A ,使M 到A 点的距离为定值,其定值为2.3题型三:最值、范围问题例1、设椭圆E :x a y ba b 222210+=>>()的左、右焦点分别为F F 12、,如果椭圆上存在点M ,使∠=︒F PF 1290(1)求离心率e 的取值范围;(2)当离心率取最小值是,点N (0,3)到椭圆上的点的最远距离为 ①求椭圆E 的方程;②设斜率为(0)k k ≠的直线与椭圆E 交于不同的两点A 、B ,Q 为AB 的中点,问A 、B 两点能否关于过点(0,3P -、Q 的直线对称. 解析:(1)1e ∈) 解法1:利用椭圆自身的范围求解 解法2:利用根的判别式求解 解法3:利用三角函数有界性求解 解法4:利用焦半径公式求解 解法5:利用基本不等式求解 解法6:利用平面几何知识求解解法7:利用椭圆中的焦点三角形求解 解法8:利用椭圆中的焦点三角形面积公式(2)①2213216x y +=②((0,22-⋃例2、设椭圆:x a y ba b 222210+=>>()的左顶点为A 、上顶点为D ,点P 是线段AD 上任一点,左、右焦点分别为F F 12、,且12PF PF 的最大值为1,最小值为115- (1)求椭圆方程;(2)设椭圆右顶点为B ,点S 是椭圆上位于x 轴上方的一点,直线AS 、BS 与直线34:15l x =分别交于M 、N 两点,求|MN|的最小值.解析:(1)2214x y +=(2)1615例3、已知椭圆22221x y a b+=(a >b >0),O 为坐标原点,P 、Q 为椭圆上两动点,且OP OQ ⊥.(1)22221111||||OP OQ a b+=+(2)|OP|2+|OQ|2的最小值为22224a b a b +(3)OPQ S ∆的最小值是2222a b a b +.专题:椭圆中的最值、范围、定点、定值问题题型一:定点问题解题的关健在于寻找题中用来联系已知量,未知量的垂直关系、中点关系、方程、不等式,然后将已知量,未知量代入上述关系,通过整理,变形转化为过定点的直线系、曲线系来解决。

圆锥曲线定值,定点

圆锥曲线定值,定点

过圆锥曲线上定点和斜率和积为定值直线,则直线过定点(一)一般性推论:过圆锥曲线上一定点产生的两条直线斜率和积为定,则另外两点的连线过定点。

数学表达:若点定一上线曲锥圆为点定过线直值定者或值定⎩⎨⇒⎧∙=+=P k k k k PA PB PA PB AB点定一上线曲锥圆为值定者或值定点定过线直⎩⎨⇒∙=+=⎧P k k k k PA PB PA PB AB 其次法的使用要点:“齐次”即次数相等的意思,例如=++x cy f ax bxy 22)(称为二次齐式,即二次齐次式的意思,因为f x )(中每一项都是关于x 、y 的二次项。

当圆锥曲线遇到斜率之和或者斜率之积的问题,可以先平移图形,将公共点平移到原点,注意平移口诀是“左加右减,上减下加”,注意此处因为是在y 同侧进行加减,故为“上减下加”,而我们以往记的“上加下减”都是在y 的异侧。

例如要证明直线AP 与AQ 的斜率之和或者斜率之积为定值,可将公共点A 平移到原点,设平移后的直线为+=mx ny 1(为什么这样设?因为这样齐次化能更加方便解题),与圆锥曲线方程联立,一次项乘以+mx ny ,常数项乘以+mx ny 2)(,构造++=ay bxy cx 022,然后等式两边同时除以x 2(前面注明x 不等于0),得到⎝⎭⎪++=⎛⎫x x a b c y y 02,化简为++=ak bk c 02,可以直接利用韦达定理得出斜率之和或者斜率之积,即可得出答案,如果是过定点题目,还需要还原直线,之前如何平移,现在就如何反平移回去。

解题的方法步骤为: (1)平移直线; (2)联立方程并齐次化; (3)同除x 2:(4)利用韦达定理证明,如果过定点,还需要还原直线。

优点;大大减小了计算量,提高准确率,缺点:+=mx ny 1不能表示过原点的直线。

一. 构造法解整式问题在抛物线中的应用引题:证明:已知直线l 与抛物线 2p (p>0,p为常数)交于点A ,B 两点,若OA ⊥OB,则直线l 恒过定点(2p,0)设,B(x ,y ))x ,y (A 1122,⊥⇒∙=∙=-x x OA OB k k y y OA OB 11212设AB 直线方程为+=mx ny 1(截距式的变形式可以表示任意直线,该种设法可以利用1的妙用,快速制作齐次式)联立⎩=⎨⎧+=y pxmx ny 212第一步:构造齐次式-∙+=⇒--=y px ny pnxy pmx 2(mx )0y 220222易知A ,B 两点不与O 点重合,所以x 0令则==y p 0,x 2,所以直线过定点(2p,0) 常规证明方法(略)例1:(2017•新课标Ⅰ文)设A ,B 为曲线C :y =上两点,A 与B 的横坐标之和为4.(1)求直线AB 的斜率;(2)设M 为曲线C 上一点,C 在M 处的切线与直线AB 平行,且AM ⊥BM ,求直线AB 的方程.第一步:平移抛物线,将抛物线沿→M O 方向平移,及左移2个单位,下移1个单位,及抛物线方程变为=+-y 4(x 2)112化简得+-x x 42联立方程=0⎩⎧+=-⎨-y y mx m x x 4142第二步:构造齐次式--∙-=⇒+-+=x mxy my 4(x y)m(x y)0(14m)x 840222,第四步平移回去:右2,上1,=-++=+y x x 28171.(2020春•江西月考)过抛物线E:y2=2px(p>0)上一点M(1,﹣2)作直线交抛物线E于另一点N.(Ⅰ)若直线MN的斜率为1,求线段|MN|的长;(Ⅱ)不过点M的动直线l交抛物线E于A,B两点,且以AB为直径的圆经过点M,问动直线l是否恒过定点.如果有求定点坐标,如果没有请说明理由.题型拓展:2.(2021•齐齐哈尔一模)已知抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点F是椭圆C2:x2+2y2=1的一个顶点.(1)求抛物线C1的方程;(2)若点P(1,2),M,N为抛物线C1上的不同两点,且PM⊥PN.求证:直线MN过定点.斜率和积为定值,直线过定点问题在椭圆中的数学模型建立k k PA PB ⋅=定值或者k k PA PB +=定值,直线过定点,P 点坐标之间的转化证明 将椭圆C 按向量--x y ,00)(平移得椭圆C x x ay y b'+++=2222:001)()(又点P x y ,00)(在椭圆xa yb+=22221上,所以x a y b +=2222001,代入上式得+++=a b a b x y x y x y 022********①。

圆锥曲线中的最值问题

圆锥曲线中的最值问题

面积最值问题
总结词
面积最值问题主要研究圆锥曲线与其 内部区域的面积的最小或最大值。
详细描述
求解面积最值问题通常需要利用曲线 的参数方程或极坐标方程,转化为关 于角度或参数的定积分,通过求积分 得到面积表达式,再求最值。
周长最值问题
总结词
周长最值问题主要研究圆锥曲线 上的点的轨迹形成的曲线的周长 的最小或最大值。
圆锥曲线中的最值问
• 引言 • 圆锥曲线中的最值问题类型 • 解决圆锥曲线中最大值最线中的最值问题的实例分析
01
引言
圆锥曲线的定义与性质
圆锥曲线是由平面与圆锥的侧面或顶 点相交形成的几何图形,包括椭圆、 抛物线和双曲线等。
圆锥曲线具有多种性质,如对称性、 焦点、准线等,这些性质在解决最值 问题时具有重要作用。
详细描述
解决周长最值问题通常需要利用 曲线的参数方程,通过求导数找 到曲线的拐点,从而确定周长的 最大或最小值。
角度最值问题
总结词
角度最值问题主要研究圆锥曲线上的点与坐标轴形成的角度 的最小或最大值。
详细描述
解决角度最值问题通常需要利用曲线的极坐标方程,通过求 导数找到曲线的极值点,从而确定角度的最小或最大值。
在实际生活中的应用
航天器轨道设计
在航天领域,卫星和行星的轨道通常呈现为某种圆锥曲线 的形状,通过研究这些轨道的最值问题,可以优化航天器 的发射和运行轨迹。
物流运输
在物流和运输行业中,货物的运输路径通常受到多种因素 的限制,呈现出某种圆锥曲线的轨迹,通过求解最值问题, 可以找到最优的运输路径和最低的成本。
03
解决圆锥曲线中最大值最小值问题的
方法
利用导数求最值
导数可以帮助我们找到函数的极值点 ,通过求导并令导数为零,我们可以 找到可能的极值点。

圆锥曲线的定点定值问题

圆锥曲线的定点定值问题

圆锥曲线的定点定值问题(最新版)目录一、圆锥曲线的定点定值问题概述1.定点问题的定义与求解方法2.定值问题的定义与求解方法3.圆锥曲线中定点定值问题的重要性二、定点问题的求解方法1.引进参数法2.直接解法三、定值问题的求解方法1.函数与方程思想2.转化与化归思想3.数形结合思想四、圆锥曲线中定点定值问题的典型例题分析1.椭圆中的定点定值问题2.双曲线中的定点定值问题3.抛物线中的定点定值问题五、总结与展望1.圆锥曲线中定点定值问题的解题技巧与方法2.对学生逻辑思维能力与计算能力的培养正文一、圆锥曲线的定点定值问题概述圆锥曲线是解析几何中的重要内容,也是高考数学中的热点问题。

圆锥曲线中的定点定值问题,主要包括定点问题和定值问题。

定点问题是指在运动变化过程中,直线或曲线恒过平面内的某个或某几个定点,而定值问题则是指几何量在运动变化中保持不变。

这类问题对学生的逻辑思维能力和计算能力有较高的要求,是高考数学中的难点之一。

二、定点问题的求解方法1.引进参数法在解决定点问题时,我们可以引入适当的参数,将问题转化为关于参数的方程或不等式,然后求解参数的取值范围,进而得到定点的坐标。

2.直接解法对于一些简单的定点问题,我们可以直接通过解析几何中的公式和定理求解。

例如,当直线与圆相交时,直线上的定点可以通过求解直线与圆的交点得到。

三、定值问题的求解方法1.函数与方程思想在解决定值问题时,我们通常可以将问题转化为函数与方程的问题。

通过寻找合适的函数关系,我们可以得到定值的表达式,进而求解问题。

2.转化与化归思想在解决定值问题时,我们可以通过转化与化归的思想,将问题转化为更容易解决的形式。

例如,在解决椭圆中的定值问题时,我们可以将椭圆转化为圆,从而简化问题。

3.数形结合思想在解决定值问题时,我们可以利用数形结合的思想,通过几何图形的性质和公式,得到定值的表达式。

例如,在解决抛物线中的定值问题时,我们可以通过抛物线的几何性质,得到定值的表达式。

重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题题型(含答案)

重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题1.(2024·浙江金华·一模)已知和为椭圆:上两点.(1)求椭圆的离心率;(2)过点的直线与椭圆交于,两点(,不在轴上).(i)若的面积为,求直线的方程;(ii)直线和分别与轴交于,两点,求证:以为直径的圆被轴截得的弦长为定值.2.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)已知椭圆过点,其长轴长为4,下顶点为,若作与轴不重合且不平行的直线交椭圆于两点,直线分别与轴交于两点.(1)求椭圆的方程;(2)当点横坐标的乘积为时,试探究直线是否过定点?若过定点,请求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.3.(2024·广西柳州·一模)在平面直角坐标系中,为直线上一动点,椭圆:的左右顶点分别为,,上、下顶点分别为,.若直线交于另一点,直线交于另一点.(1)求证:直线过定点,并求出定点坐标;(2)求四边形面积的最大值.4.(2024·浙江台州·一模)已知抛物线的焦点为,准线为,双曲线的左焦点为T.(1)求的方程和双曲线的渐近线方程;(2)设为抛物线和双曲线的一个公共点,求证:直线与抛物线相切;(3)设为上的动点,且直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,直线与抛物线交于不同的两点,判断是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.5.(24-25高三上·重庆·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,上顶点为,长轴长为,直线的倾斜角为(1)求直线的方程及椭圆的方程.(2)若椭圆上的两动点A,B均在轴上方,且,求证:的值为定值.(3)在(2)的条件下求四边形的的面积的取值范围.6.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为坐标原点,动点到轴的距离为,且,其中均为常数,动点的轨迹称为曲线.(1)判断曲线为何种圆锥曲线.(2)若曲线为双曲线,试问应满足什么条件?(3)设曲线为曲线,斜率为且的直线过的右焦点,且与交于两个不同的点.(i)若,求;(ii)若点关于轴的对称点为点,试证明直线过定点.7.(2024·云南大理·一模)已知椭圆的两个焦点为,且椭圆的离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知为坐标原点,斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点,且弦的中点为,直线的斜率为,求;(3)直线与椭圆有两个不同的交点,椭圆在点处的切线分别为与交于点,点在直线上.请你判断直线是否经过定点,并说明理由.8.(2024·广东深圳·模拟预测)已知椭圆:的离心率为,右顶点与的上,下顶点所围成的三角形面积为.(1)求的方程;(2)不过点的动直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为,证明直线过定点,并求出这个定点.9.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图,现用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,所得截面是一个椭圆,在平面上建立如图所示的平面直角坐标系.若圆柱的底面圆的半径为2,.(1)求椭圆的标准方程;(2)设为椭圆上任意一点,为椭圆在点处的切线.设椭圆的两个焦点分别为,,它们到切线的距离分别为,,试判断是否为定值?若是,求其定值;若不是,说明理由.10.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.11.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.(1)求抛物线的方程;(2)设点(其中)是上异于的两点,的角平分线与轴垂直,为线段的中点.(i)求证:点在定直线上;(ii)若的面积为6,求点的坐标.12.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.(1)若,,求椭圆C的方程(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,证明:为定值,并求出定值.1.(2023·全国·高考真题)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.2.(2023·全国·高考真题)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.(1)求C的方程;(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.3.(2024·全国·高考真题)已知双曲线,点在上,为常数,.按照如下方式依次构造点:过作斜率为的直线与的左支交于点,令为关于轴的对称点,记的坐标为.(1)若,求;(2)证明:数列是公比为的等比数列;(3)设为的面积,证明:对任意正整数,.4.(2023·北京·高考真题)已知椭圆的离心率为,A、C分别是E的上、下顶点,B,D分别是的左、右顶点,.(1)求的方程;(2)设为第一象限内E上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点.求证:.重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题1.(2024·浙江金华·一模)已知和为椭圆:上两点.(1)求椭圆的离心率;(2)过点的直线与椭圆交于,两点(,不在轴上).(i)若的面积为,求直线的方程;(ii)直线和分别与轴交于,两点,求证:以为直径的圆被轴截得的弦长为定值.【答案】(1)(2)(i);(ii)证明见解析【难度】0.4【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中的定值问题、椭圆中三角形(四边形)的面积【分析】(1)根据给定的点A和B在椭圆上,以及椭圆的离心率公式求出椭圆的离心率;(2)(i)借助韦达定理和面积公式计算即可;(ii)可借助韦达定理和圆的弦长公式计算即可.【详解】(1)由可知,求出,代入,得,,则,,可知椭圆的离心率为.(2)(i)由(1)可知椭圆的方程为,设,,过点的直线为,与联立得:.恒成立.所以,得,所以,直线的方程为:.(ii)由(i)可知,直线的方程为,令,得直线的方程为,令,得,记以为直径的圆与轴交于,两点,由圆的弦长公式可知,所以,为定值.【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.解题时,要将问题合理的进行转化,转化成易于计算的方向.2.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)已知椭圆过点,其长轴长为4,下顶点为,若作与轴不重合且不平行的直线交椭圆于两点,直线分别与轴交于两点.(1)求椭圆的方程;(2)当点横坐标的乘积为时,试探究直线是否过定点?若过定点,请求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)(2)直线过定点,坐标为.【难度】0.4【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、椭圆中的直线过定点问题【分析】(1)先求出,再代入点解出,进而得到椭圆方程;(2)设直线的方程为,直曲联立解出,再由,解出值即可.【详解】(1)由椭圆长轴长为,可知,将代入椭圆方程:,所以椭圆的方程为:.(2)设直线的方程为,,由则直线的方程为,令,得,同理可得,所以,所以,把直线代入椭圆方程中,得出,所以,代入,化简得,所以直线过定点.【点睛】关键点点睛:由题意得出再代入化简是本题的关键点.3.(2024·广西柳州·一模)在平面直角坐标系中,为直线上一动点,椭圆:的左右顶点分别为,,上、下顶点分别为,.若直线交于另一点,直线交于另一点.(1)求证:直线过定点,并求出定点坐标;(2)求四边形面积的最大值.【答案】(1)证明见解析,(2)【难度】0.4【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆中的直线过定点问题、根据a、b、c求椭圆标准方程、求椭圆中的最值问题【分析】(1)依题求出椭圆方程,设,由直线,方程分别与椭圆方程联立,求出点的坐标,由对称性知,定点在轴上,设为,由求出的值即得;(2)根据图形,可得四边形的面积,代入和,经过换元,运用基本不等式和函数的单调性即可求得面积最大值.【详解】(1)由题意知,,椭圆:如图,设,当时,直线的方程为:,代入,得,则,从而,点又直线的方程为:,代入,得则,从而,点由对称性知,定点在轴上,设为由,即,化简得,因故得,解得.即直线过定点,而当时,直线也过定点.综上,直线恒过定点.(2)由图可知四边形的面积为,令,当且仅当时等号成立,因在上单调递增,而,故当时,四边形面积有最大值.【点睛】方法点睛:本题主要考查直线过定点和四边形面积的最值问题,数据计算较大.求解直线过定点问题,一般是通过消参后将直线方程化成含一个参数的方程,再求定点;对于四边形面积问题,常运用合理的拆分或拼接,使其表达式易于得到,再利用基本不等式,或函数的单调性求其范围即可.4.(2024·浙江台州·一模)已知抛物线的焦点为,准线为,双曲线的左焦点为T.(1)求的方程和双曲线的渐近线方程;(2)设为抛物线和双曲线的一个公共点,求证:直线与抛物线相切;(3)设为上的动点,且直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,直线与抛物线交于不同的两点,判断是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)准线的方程为,双曲线的渐近线方程为(2)证明见解析(3)是,.【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、抛物线中的定值问题、根据抛物线方程求焦点或准线、判断直线与抛物线的位置关系【分析】(1)根据抛物线的准线方程及双曲线的渐近线方程即可求解;(2)结合题意联立方程组和,化简即可求解;(3)由题意得,设,联立方程组和,利用韦达定理表示和,化简即可证明.【详解】(1)准线的方程为,双曲线的渐近线方程为.(2)联立方程组,消去得,解得(舍负),由对称性,不妨取,又由,求得直线的方程为,联立方程组,消去得,因为,所以直线与抛物线相切.(3)因为,得准线为线段的中垂线,则直线与直线的倾斜角互补,即,设,由条件知,联立方程组,消去得,则,联立方程组,消去得,则,所以,故为定值.【点睛】方法点睛:直线与圆锥曲线的位置关系中的定点、定值、最值问题,一般可通过联立方程组并消元得到关于或的一元二次方程,再把要求解的目标代数式化为关于两个的交点横坐标或纵坐标的关系式,该关系中含有,或,最后利用韦达定理把关系式转化为若干变量的方程(或函数),从而可求定点、定值、最值问题.5.(24-25高三上·重庆·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,上顶点为,长轴长为,直线的倾斜角为(1)求直线的方程及椭圆的方程.(2)若椭圆上的两动点A,B均在轴上方,且,求证:的值为定值.(3)在(2)的条件下求四边形的的面积的取值范围.【答案】(1),(2)证明见解析(3)【难度】0.4【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆中的定值问题、求椭圆的长轴、短轴、根据韦达定理求参数【分析】(1)由长轴长的长度可求的值,又利用点和直线的倾斜角可得,进而用可求,从而可得直线方程和椭圆的方程;(2)设,,则关于原点的对称点,即,由的斜率可得三点共线,进而得,设代入椭圆方程,由韦达定理可得,,从而计算可得结果;(3)由题意可知四边形为梯形,由点到直线的距离可得高,进而结合梯形的面积公式利用基本不等式可得结果.【详解】(1)由长轴长为,可得,.因为点上顶点,直线的倾斜角为,所以中,,则,又,则.因为,,所以直线的方程为.椭圆的方程为.(2)设,,,则关于原点的对称点,即,由,三点共线,又,.设代入椭圆方程得,,,.,,.(3)四边形为梯形,令,则(当即时等号成立).【点睛】关键点点睛:设关于原点的对称点,即,进而由平行关系判断三点共线,设,由韦达定理可得,,从而计算可得结果;在求的范围的时候,通过变形利用基本不等式可求最大值即可.6.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为坐标原点,动点到轴的距离为,且,其中均为常数,动点的轨迹称为曲线.(1)判断曲线为何种圆锥曲线.(2)若曲线为双曲线,试问应满足什么条件?(3)设曲线为曲线,斜率为且的直线过的右焦点,且与交于两个不同的点.(i)若,求;(ii)若点关于轴的对称点为点,试证明直线过定点.【答案】(1)椭圆(2)且(3)(i);(ii)证明见解析【难度】0.4【知识点】求双曲线中的弦长、根据方程表示双曲线求参数的范围、求平面轨迹方程、直线过定点问题【分析】(1)设,根据曲线的定义,可得的坐标满足的方程,分析可得结果.(2)将整理为,根据双曲线方程的特点分析可得结果.(3)(i)先根据为曲线可得曲线的方程,利用双曲线的性质及弦长公式易得结果;(ii)先设出直线的点斜式方程,由对称性得直线经过的定点必在轴上,令,结合韦达定理化简可得定点坐标.【详解】(1)设,由,得,当时,,即,所以曲线为椭圆.(2)由,得.若曲线为双曲线,则,所以可化为,所以,则;故应满足且曲线为双曲线.(3)由,得曲线的方程为,则的右焦点坐标为,所以直线的方程为.联立得.设,则(i)若,则.(ii)因为点关于轴的对称点为点,所以,则直线的方程为,根据对称性可知,直线经过的定点必在轴上,令,得.当且时,,故直线过定点.【点睛】本题难点在于理解并应用曲线的定义进行分析,考查对新定义的理解和应用.7.(2024·云南大理·一模)已知椭圆的两个焦点为,且椭圆的离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知为坐标原点,斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点,且弦的中点为,直线的斜率为,求;(3)直线与椭圆有两个不同的交点,椭圆在点处的切线分别为与交于点,点在直线上.请你判断直线是否经过定点,并说明理由.【答案】(1);(2);(3)直线恒过定点,理由见解析【难度】0.15【知识点】椭圆中的直线过定点问题、椭圆中的定值问题、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)根据离心率和焦点坐标,列出方程组,求出,得到椭圆方程;(2)方法一:利用点差法进行求解;方法二:设,直线,表达出,结合,从而得到;方法三:设,直线,联立直线与椭圆方程,由韦达定理得到两根之和,从而,故,求出;(3)方法一:设,联立椭圆方程,由得到,由韦达定理得到,,故,得到,同理可得,,联立,求出,结合,求出,设,则,整理得,又,则,从而求出直线恒过定点.方法二:点在时,求导,得到切线斜率,,求出,同理可得,联立,求出,结合,求出,设,则,整理得,又,则,从而求出直线恒过定点.【详解】(1)设椭圆的标准方程为:,,椭圆的标准方程为:.(2)方法一:点差法:设,则①,又在椭圆上,则,,两式相减得:,即:②,由①②得,.而.方法二:椭圆方程代换:设,直线,①,②,又,即③,由①②③得,;方法三:联立方程:设,直线,①,联立方程得,,②,由①②得,,则.又,.(3)设,先求椭圆在点处的切线的方程.方法一:根据判别式求解椭圆在点处的切线,设,联立方程得,,,,,.,即.同理可得,.,可得T点的横坐标,即,又,可得,,由题意可知直线的斜率不为0,设.,整理得,,即.又,则.,即直线恒过定点.方法二:导数的几何意义:.当点在时,.,则切线斜率,,即.当点在时,同理可得.,同理可得,.,可得T点的横坐标,即,又,可得,,由题意可知直线的斜率不为0,设.,整理得,,即.又,则.,即直线恒过定点.【点睛】知识点点睛:过圆上一点的切线方程为:,过圆外一点的切点弦方程为:.过椭圆上一点的切线方程为,过双曲线上一点的切线方程为8.(2024·广东深圳·模拟预测)已知椭圆:的离心率为,右顶点与的上,下顶点所围成的三角形面积为.(1)求的方程;(2)不过点的动直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为,证明直线过定点,并求出这个定点.【答案】(1);(2)证明见解析;【难度】0.4【知识点】根据韦达定理求参数、根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的直线过定点问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)根据椭圆的离心率及三角形面积,列出方程组求解即得;(2)对直线的斜率分等于0和不等于0讨论,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用斜率坐标公式,结合韦达定理推理即得.【详解】(1)令椭圆的半焦距为c,由离心率为,得,解得,由三角形面积为,得,则,,所以的方程是.(2)由(1)知,点,当直线的斜率为0时,设直线,则,,且,即,,不合题意;当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,设,由消去x得:,则,直线与的斜率分别为,,于是,整理得,解得或,当时,直线过点,不符合题意,因此,直线:恒过定点.9.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图,现用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,所得截面是一个椭圆,在平面上建立如图所示的平面直角坐标系.若圆柱的底面圆的半径为2,.(1)求椭圆的标准方程;(2)设为椭圆上任意一点,为椭圆在点处的切线.设椭圆的两个焦点分别为,,它们到切线的距离分别为,,试判断是否为定值?若是,求其定值;若不是,说明理由.【答案】(1);(2).【难度】0.4【知识点】求椭圆的切线方程、椭圆中的定值问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)由题意得,求出即可得解;(2)分直线斜率不存在和直线斜率存在两种情况去分析求解即可,对于直线斜率存在且不为0情况,先设切线方程,接着联立椭圆方程利用和整理得切线l的斜率,从而得切线方程,再利用点到直线距离公式和即可计算求解.【详解】(1)由题可得,且椭圆的焦点在x轴上,所以椭圆的标准方程为.(2)由(1),当直线斜率不存在时,则由(1)得或,当时,,,此时,同理可得时,;当直线斜率存在时,设,联立,则,整理得①,又即,故,将其代入上式①可得即,故,所以,整理得,所以点到l的距离的乘积为.综上,是定值且.10.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.【答案】(1)(2)(3)证明见解析,2【难度】0.4【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、圆的弦长与中点弦、轨迹问题——椭圆、椭圆中的定值问题【分析】(1)由已知可得圆的方程,设,,,根据,可得,,代入圆的方程即可求解;(2)由已知可得直线方程,求出圆心到直线的距离,由勾股定理即可求解;(3)根据题意可知直线斜率不为0,设直线的方程为,,,联立直线和椭圆构成方程组,根据斜率的计算公式结合韦达定理即可求解.【详解】(1)由题意,点在圆上运动,设,,,由得,,又,所以,所以的方程为;(2)直线的方程为,即,圆心到直线的距离为,所以直线被圆C截得的弦长为;(3)由题意,直线斜率不为0,设直线的方程为,,,联立得,所以,,故,.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.11.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.(1)求抛物线的方程;(2)设点(其中)是上异于的两点,的角平分线与轴垂直,为线段的中点.(i)求证:点在定直线上;(ii)若的面积为6,求点的坐标.【答案】(1)(2)(i)证明见解析;(ii)或【难度】0.65【知识点】抛物线中的直线过定点问题、根据抛物线上的点求标准方程【分析】(1)由抛物线焦半径公式即可求解;(2)(i)由题意得到的斜率互为相反数,构造方程即可求解;(ii)写出直线方程,由点到线的距离公式求得高,代入三角形面积公式求解即可.【详解】(1)因为,由抛物线的定义得,又,所以,因此,即,解得,从而抛物线的方程为.(2)(i)由(1)知点的坐标为,因为的角平分线与轴垂直,所以可知的倾斜角互补,即的斜率互为相反数,,同理,则,化简得,则,所以点在定直线上.(ii),则直线,即线段的长度:,点到直线的距离,可得的面积为,因为,且,化简得,令,则,即.解得或,由知或,所以或所求点的坐标为,或者.12.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.(1)若,,求椭圆C的方程(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,证明:为定值,并求出定值.【答案】(1)(2)证明见解析,.【难度】0.65【知识点】椭圆中的定值问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)由和在椭圆上求出,即可.(2)求出直线BF的方程,并与椭圆方程联立求得点坐标,再由给定条件结合面积公式求解即可.【详解】(1)由,,得:,解得,又点在椭圆上,则,解得,所以椭圆的方程为.(2)证明:依题意,令,直线,由,得,直线AB的斜率,直线AP的斜率,则,即,有,得,,于是得点,,,所以为定值.1.(2023·全国·高考真题)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.【答案】(1)(2)证明见详解【难度】0.4【知识点】根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的定值问题【分析】(1)根据题意列式求解,进而可得结果;(2)设直线的方程,进而可求点的坐标,结合韦达定理验证为定值即可.【详解】(1)由题意可得,解得,所以椭圆方程为.(2)由题意可知:直线的斜率存在,设,联立方程,消去y得:,则,解得,可得,因为,则直线,令,解得,即,同理可得,则,所以线段的中点是定点.【点睛】方法点睛:求解定值问题的三个步骤(1)由特例得出一个值,此值一般就是定值;(2)证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;也可令系数等于零,得出定值;(3)得出结论.2.(2023·全国·高考真题)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.(1)求C的方程;(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.【答案】(1)(2)证明见解析.【难度】0.4【知识点】直线的点斜式方程及辨析、根据a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线中的动点在定直线上问题【分析】(1)由题意求得的值即可确定双曲线方程;(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线与的方程,联立直线方程,消去,结合韦达定理计算可得,即交点的横坐标为定值,据此可证得点在定直线上.【详解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,则由可得,,双曲线方程为.(2)由(1)可得,设,显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,与联立可得,且,则,直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得:,由可得,即,据此可得点在定直线上运动.【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键. 3.(2024·全国·高考真题)已知双曲线,点在上,为常数,.按照如下方式依次构造点:过作斜率为的直线与的左支交于点,令为关于轴的对称点,记的坐标为.(1)若,求;(2)证明:数列是公比为的等比数列;(3)设为的面积,证明:对任意正整数,.【答案】(1),(2)证明见解析(3)证明见解析。

圆锥曲线中的定点,定值问题

圆锥曲线中的定点,定值问题天台中学 张丽君教学目标:(1)知识目标:以直线和椭圆,抛物线为载体,结合其他条件,探究直线或曲线过定点问题,圆锥曲线中定值问题,体会数形结合,从特殊到一般,转化化归思想在解题中的指导作用。

(2)能力目标:培养学生分析能力,逻辑推理能力,运算能力;(3)情感目标:培养学生善于观察,胆大心细,锲而不舍,不畏艰难的品质。

教学重点与难点:(1)重点:探究直线或曲线过定点问题,圆锥曲线中定值问题,体会数形结合,从特殊到一般,转化化归思想在解题中的指导作用。

(2)难点:培养学生善于观察,胆大心细,锲而不舍,不畏艰难的品质。

教学内容:一.解读高考高考对本节知识的考查主要以如下形式呈现:(1)以解答题的形式考查,以直线和椭圆,抛物线为载体,结合其他条件,探究直线或曲线过定点问题,试题的设计往往不是单纯的数字问题,而是含有一个或多个参数。

(2)以解答题的形式出现,从圆锥曲线的概念入手,求某些定值问题,其实质是考查直线与椭圆,抛物线的位置关系,在一元二次方程,函数,向量,数列等知识交汇处命题,考查学生的逻辑推理能力,计算能力。

二.热身训练练习1. 已知A,B 分别是椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的左右顶点,对于椭圆C 上异于A,B 的点P ,则=⋅PB PA k k ( C )A. 22a bB. 22b aC. 22a b -D. 22ba - 分析:由答案的唯一性,P 取特殊点短轴端点时即可快速求得答案。

变式 (1)若椭圆上的点 A,B 关于原点O 对称; ( C )(2) 椭圆改为双曲线12222=-by a x 。

( P 趋向无穷远处 ,即可求得答案为 A )练习2. 已知直线L 与抛物线)0(22>=p px y 有异于原点O 的两个不同的交点A, B.若=⋅OB OA k k -1,则直线L 必过定点——分析:由对称性知,定点必为X 轴上一点,再取L 垂直X 轴时的位置,解得A(2p,2p),故定点为(2p,0)。

高中数学直线与圆锥曲线(定点定值最值问题)解析版

直线与圆锥曲线(定点定值最值问题)与圆锥曲线有关的定点定值最值问题,因其考查的知识容量大、分析能力要求高、区分度高而成为高考命题者青睐的一个热点,想要取得高分,这是必须要掌握的知识点。

【高考常见题型分类总结】与圆锥曲线有关的定点定值最值问题的讨论常用以下方法解决: (1)结合定义利用图形中几何量之间的大小关系;(2)不等式(组)求解法:利用题意结合图形(如点在曲线内等)列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过解不等式组得出参数的变化范围;(3)函数值域求解法:把所讨论的参数作为一个函数、一个适当的参数作为自变量来表示这个函数,通过讨论函数的值域来求参数的变化范围。

(4)利用代数基本不等式。

代数基本不等式的应用,往往需要创造条件,并进行巧妙的构思; (5)结合参数方程,利用三角函数的有界性。

直线、圆或椭圆的参数方程,它们的一个共同特点是均含有三角式。

因此,它们的应用价值在于:① 通过参数θ简明地表示曲线上点的坐标;② 利用三角函数的有界性及其变形公式来帮助求解诸如最值、范围等问题; (6)构造一个二次方程,利用判别式 0。

【高考常见题型限时检测】(建议用时:120分钟)1.如图,椭圆C 0:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0,a ,b 为常数),动圆C 1:x 2+y 2=t 21,b <t 1<a .点A 1,A 2分别为C 0的左,右顶点,C 1与C 0相交于A ,B ,C ,D 四点.(1)求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程;(2)设动圆C 2:x 2+y 2=t 22与C 0相交于A ′,B ′,C ′,D ′四点,其中b <t 2<a ,t 1≠t 2.若矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,证明:t 21+t 22为定值.【解析】(1)设A (x 1,y 1),B (x 1,-y 1),又知A 1(-a,0),A 2(a,0),则直线A 1A 的方程为y =y 1x 1+a(x +a ),①直线A 2B 的方程为y =-y 1x 1-a(x -a ).② 由①②得y 2=-y 21x 21-a2(x 2-a 2).③由点A (x 1,y 1)在椭圆C 0上,故x 21a 2+y 21b 2=1.从而y 21=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 21a 2,代入③得x 2a 2-y 2b 2=1(x <-a ,y <0). (2)证明 设A ′(x 2,y 2),由矩形ABCD 与矩形A ′B ′C ′D ′的面积相等,得4|x 1||y 1|=4|x 2||y 2|,故x 21y 21=x 22y 22.因为点A ,A ′均在椭圆上,所以b 2x 21⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 21a 2=b 2x 22⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 22a 2.由t 1≠t 2,知x 1≠x 2,所以x 21+x 22=a 2.从而y 21+y 22=b 2,因此t 21+t 22=a 2+b 2为定值. 【知识点】定值问题 【难度系数】32.如图,等边三角形OAB 的边长为3)0(2:2>=p py x E 上.(I )求抛物线E 的方程;(II )设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线1-=y 相交于点Q .证明以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.【解析】(1)依题意||OB =38,30BOy ∠=︒,设(,)B x y ,则=||sin30x OB ︒43=,=||cos3012y OB ︒=.因为点(43,12)B 在22x py =上,所以243212p =⋅(),解得2p =. 所以抛物线E 的方程为y x 42=. (2)解法一:由(1)知241x y =, 12y x '=.设00(,)P x y ,则00x ≠,并且l 的方程为000()y y x x x -=-,即2001124y x x x =-.由20011,241y x x x y ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩ 得2004,21.x x x y ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩所以2004(,1)2x Q x --. 设),0(1y M ,令=0MP MQ ⋅对满足20001(0)4y x x =≠的0x ,0y 恒成立.由于)100,(y y x MP -=,201041)2x MQ y x ---=(,, 由于0MP MQ ⋅=, 得22000111402x y y y y y ---++=,即21110(2)(1)0y y y y +-+-=. (*)由于(*)对满足20001(0)4y x x =≠的0y 恒成立,所以121110,20,y y y -=⎧⎨+-=⎩解得 11=y .故以PQ 为直径的圆恒过y 轴上的定点(0,1)M .解法二:由(1)知241x y =, 12y x '=.设00(,)P x y ,则00x ≠,并且l 的方程为000()y y x x x -=-,即2001124y x x x =-.由20011,241y x x x y ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩ 得2004,21.x x x y ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩所以2004(,1)2x Q x --. 取0x =2,此时P (2,1),Q (0,-1),以PQ 为直径的圆为2y 1(22=+-)x ,交y 轴于点1M (0,1)或2M (0,-1); 取0x =1,此时1(1,)4P ,2(,1)3Q --,以PQ 为直径的圆为64125)83()41(22=+++y x ,交y 轴于3(0,1)M 或47(0,)4M -.故若满足条件得点M 存在,只能是(0,1)M .以下证明点(0,1)M 就是所要求的点.因为)1,(00-=y x MP ,20042)2x MQ x -=-(,20000422222202x MP MQ y y y -⋅=-+=--+=故以PQ 为直径的圆恒过y 轴上的定点M . 【知识点】定点问题 【难度系数】43,在直角坐标系xOy 中,曲线1C 上的点均在圆2C :22(5)9x y -+=外,且对1C 上任意一点M , M 到直线2x =-的距离等于该点与圆2C 上点的距离的最小值. (1)求曲线1C 的方程;(2)设000(,)(3)P x y y ≠±为圆2C 外一点,过P 作圆2C 的两条切线,分别与曲线1C 相交于点,A B 和,C D .证明:当P 在直线4x =-上运动时,四点,,,A B C D 的纵坐标之积为定值.【解析】(1)解法1 :设M 的坐标为(,)x y ,由已知得222(5)3x x y +=-+, 易知圆2C 上的点位于直线2x =-的右侧.于是20x +>22(5)5x y x -+=+.化简得曲线1C 的方程为`220y x =.解法2 :由题设知,曲线1C 上任意一点M 到圆心2C (5,0)的距离等于它到直线5x =-的距离, 因此,曲线1C 是以(5,0)为焦点,直线5x =-为准线的抛物线,故其方程为220y x =.(2)当点P 在直线4x =-上运动时,P 的坐标为0(4,)y -,又03y ≠±,则过P 且与圆2C 相切得直线的斜率k 存在且不为0,每条切线都与抛物线有两个交点,切线方程为0(4),y y k x -=+即040kx y y k -++=.3.=整理得2200721890.k y k y ++-= ①设过P 所作的两条切线,PA PC 的斜率分别为12,k k ,则12,k k 是方程①的两个实根,故001218.724y yk k +=-=- ② 由101240,20,k x y y k y x -++=⎧⎨=⎩得21012020(4)0.k y y y k -++= ③ 设四点,,,A B C D 的纵坐标分别为1234,,,y y y y ,则12,y y 是方程③的两个实根,所以0112120(4).y k y y k +⋅=④同理可得0234220(4).y k y y k +⋅=⑤于是由②,④,⑤三式得010*******400(4)(4)y k y k y y y y k k ++=2012012124004()16y k k y k k k k ⎡⎤+++⎣⎦=220121240016=6400y y k k k k ⎡⎤-+⎣⎦=.所以,当P 在直线4x =-上运动时,四点,,,A B C D 的纵坐标之积为定值6400. 【知识点】定值问题 【难度系数】44.设椭圆方程为1422=+y x ,过点M (0,1)的直线l 交椭圆于点A 、B ,O 是坐标原点,点P 满足OP (21=OA +)OB ,点N 的坐标为)21,21(,当l 绕点M 旋转时,求(1)动点P 的轨迹方程;(2)||NP 的最小值与最大值. 【解析】(1) 解法一:直线l 过点M (0,1)设其斜率为k ,则l 的方程为y=kx+1.记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题设可得点A 、B 的坐标 (x 1,y 1)、 (x 2,y 2)是方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=14122y x kx y 的解. 将①代入②并化简得(4+k 2)x 2+2kx -3=0, 所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=++-=+.48,42221221k y y k k x x于是).44,4()2,2()(21222121kk k y y x x OB OA OP ++-=++=+=设点P 的坐标为(x,y ), 则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-=.44,422k y k k x 消去参数k 得4x 2+y 2-y =0 ③ 当k 不存在时,A 、B 中点为坐标原点(0,0),也满足方程③,所以点P 的轨迹方程为4x 2+y 2-y =0 解法二:设点P 的坐标为(x ,y ),因A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在椭圆上,所以,142121=+y x ④ .142222=+y x ⑤④—⑤得0)(4122212221=-+-y y x x , 所以.0))((41))((21212121=+-++-y y y y x x x x 当21x x ≠时,有.0)(4121212121=--⋅+++x x y y y y x x ⑥ ①②并且⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=-+=+=.1,2,221212121x x y y x y y y y x x x ⑦ 将⑦代入⑥并整理得 4x 2+y 2-y =0 ⑧ 当x 1=x 2时,点A 、B 的坐标为(0,2)、(0,-2),这时点P 的坐标为(0,0)也满足⑧,所以点P 的轨迹方程为.141)21(16122=-+y x (2)由点P 的轨迹方程知.4141,1612≤≤-≤x x 即所以 127)61(3441)21()21()21(||222222++-=-+-=-+-=x x x y x NP故当41=x ,||NP 取得最小值,最小值为1;4当16x =-时,||NP 取得最大值,最大值为.621 【知识点】最值问题 【难度系数】45.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e =33,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线x-y +2=0相切,A ,B 分别是椭圆的左右两个顶点,P 为椭圆C 上的动点. (1)求椭圆的标准方程;(2)若P 与A ,B 均不重合,设直线PA 与PB 的斜率分别为k 1,k 2,证明:k 1·k 2为定值. 【解析】(1)由题意可得圆的方程为x 2+y 2=b 2,∵直线x -y +2=0与圆相切, ∴d =22=b ,即b =2,又e =ca =33,即a =3c ,a 2=b 2+c 2,解得a =3,c =1, 所以椭圆方程为x 23+y 22=1.(2)证明 设P (x 0,y 0)(y 0≠0),A (-3,0),B (3,0),则x 203+y 202=1,即y 20=2-23x 20,则k 1=y 0x 0+3,k 2=y 0x 0-3,即k 1·k 2=y2x 20-3=2-23x 20x 20-3=233-x 2x 20-3=-23,∴k 1·k 2为定值-23.【知识点】定值问题 【难度系数】26.设抛物线22y px =(p >0)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。

数学:圆锥曲线中的最值问题》课件

数学:圆锥曲线中的最值 问
• 引言 • 圆锥曲线中的最值问题类型 • 解决圆锥曲线最值问题的方法 • 经典例题解析 • 圆锥曲线最值问题的应用 • 总结与展望
01
引言
圆锥曲线简介
01
圆锥曲线是平面几何中一个重要 内容,包括椭圆、双曲线和抛物 线等。
02
圆锥曲线在日常生活和科学研究 中有着广泛的应用,如行星轨道 、光学、工程学等。
详细描述
解决这类问题需要利用导数和切线的性质,通过求导和转化,将斜率表示为易于 处理的形式,再利用基本不等式或求导方法求解。
03
解决圆锥曲线最值问题的方法
利用基本不等式求解
总结词
利用基本不等式求解圆锥曲线中的最值问题是一种常见的方法,通过将问题转化为不等式形式,可以简化计算过 程。
详细描述
基本不等式是数学中常用的工具,如AM-GM不等式、Cauchy-Schwarz不等式等。这些不等式能够提供一些关 于变量之间关系的约束条件,从而帮助我们找到最值。在圆锥曲线问题中,我们通常将曲线的方程与基本不等式 结合,通过代数运算和变换,找到满足条件的解。
通过参数方程求解
总结词
参数方程是解决圆锥曲线最值问题的另一种有效方法,通过引入参数来表示曲线上点的坐标,可以将 问题转化为参数的取值范围和变化规律。
详细描述
参数方程通常用于表示曲线上点的坐标,通过引入参数来表示这些坐标。这种方法可以将复杂的几何 问题转化为参数的代数问题,从而简化计算过程。在求解最值问题时,我们可以通过分析参数的变化 规律和取值范围,找到满足条件的解。
解决圆锥曲线最值问题需要综合运用多种数学方法和技巧,如配方法、判别式法、 参数法等。
最值问题的发展趋势和未来研究展望
随着数学理论和方法的不断发展,圆 锥曲线最值问题将不断涌现出新的问 题和挑战。
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课题:
圆锥曲线的定点、定值、范围和最值问题
教学目标:
会处理动曲线(含直线)过定点的问题;会证明与曲线上动点有关的定值问题;会按条件建

立目标函数,研究变量的最值问题及变量的取值范围问题,注意运用“数形结合”“几何法”求某些量的
最值.
(一)
主要知识及主要方法:

1.
在几何问题中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题,解决这类问题一种思路是进行一般计算
推理求出其结果;另一种是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,然后再进行一般性证明或计算,
即将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角形式,证明该式是恒定的.如果试题以客观题形式出现,特殊
方法往往比较奏效.
2.
对满足一定条件曲线上两点连结所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点问题,设该直线(曲线)
上两点的坐标,利用坐标在直线(或曲线)上,建立点的坐标满足的方程(组),求出相应的直线(或曲线),
然后再利用直线(或曲线)过定点的知识加以解决.
3.
解析几何的最值和范围问题,一般先根据条件列出所求目标的函数关系式,然后根据函数关系式的特征
选用参数法、配方法、判别式法、不等式法、单调性法、导数法以及三角函数最值法等求出它的最大值和
最小值.
(二)典例分析:

问题1.
(05广东)在平面直角坐标系xOy中,

抛物线2yx上异于坐标原点O的两不同动点A、B满足AOBO.
(Ⅰ)求AOB△得重心G的轨迹方程;
(Ⅱ)AOB△的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;
若不存在,请说明理由.
x

y
O
A
B
问题2.
已知椭圆

22

142xy
上的两个动点,PQ及定点61,2M ,F为椭圆的左焦点,且PF,

MF
,QF成等差数列.1求证:线段PQ的垂直平分线经过一个定点A;

2设点A关于原点O的对称点是B,求PB
的最小值及相应的P点坐标.

问题3.
(06全国Ⅱ)已知抛物线
2
4xy
的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且
AFFB



(0).过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(Ⅰ)证明FMAB为定值;
(Ⅱ)设ABM△的面积为S,写出()Sf的表达式,并求S的最小值.
问题4.
直线m:1ykx和双曲线
22
1xy
的左支交于A、B两点,直线l过点2,0P和线段

AB的中点M
,求l在y轴上的截距b的取值范围.
(四)课后作业:
1.已知椭圆22221xyab(0ab
)的右焦点为F,过F作直线与椭圆相交于A、B两点,若有
2BFAF
,求椭圆离心率的取值范围.

2.过抛物线22ypx的顶点任意作两条互相垂直的弦OA、OB

求证:AB交抛物线的对称轴上一定点.

3.
如图,在双曲线2211213yx的上支上有三点11,Axy,
2,6Bx,33,Cxy,它们与点
0,5F
的距离成等差数列.


1
求13yy的值;2证明:线段AC的垂直平分线经过

某一定点,并求此点坐标.
x

y
O
F
 1 A B C 1A 1B 1C 2B 2C 2A        

x
y
O
A

B
(六)走向高考:
1.(05
重庆)已知椭圆1C的方程为1422yx,双曲线2C的左、右焦点分别为1C的左、右顶点,而
2
C

的左、右顶点分别是1C的左、右焦点.(Ⅰ)求双曲线2C的方程;
(Ⅱ)若直线l:2ykx与椭圆1C及双曲线2C都恒有两个不同的交点,且l与2C的两个交点A和
B

满足6OBOA(其中O为原点),求k的取值范围.

2.(06
江西)P是双曲线221916xy的右支上一点,,MN分别是圆2254xy

和2251xy上的点,则PMPN的最大值为
.A6 .B7 .C8 .D9
3.(07重庆)如图,中心在原点O的椭圆的右焦点为3,0F,右准线l的方程为:12x
.

1
求椭圆的方程;2在椭圆上任取三个不同点321,,PPP,使133221FPPFPPFPP

证明:123111FPFPFP为定值,并求此定值.

4.(05全国Ⅰ)已知椭圆的中心为坐标原点O
,焦点在x轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F的直线交椭圆

于A、B两点,OAOB与(3,1)a共线。
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设M为椭圆上任意一点,且OMOAOB (,)R,证明22为定值.

x
y
O
F

1
P
2
P

3
P

l
5.(05
全国Ⅱ)P、Q、M、N四点都在椭圆2212yx上,F为椭圆在y轴正半轴上的焦点.已知PF与
FQ

共线,MF与FN共线,且0PFMF.求四边形PMQN的面积的最小值和最大值.
6.(04
浙江)已知双曲线的中心在原点,右顶点为1,0A,点P、Q在双曲线的右支上,点,0Mm到
直线AP的距离为1,


1
若直线AP的斜率为k,且3,33k, 求实数m的取值范围;


2
当21m时,APQ△的内心恰好是点M,求此双曲线的方程.

7.(07
重庆文)如图,倾斜角为的直线经过抛物线xy82的焦点F,

且与抛物线交于A、B两点.

1
求抛物线的焦点F的坐标及准线l的方程;


2若为锐角,作线段AB的垂直平分线m交x轴于点P,证明:cos2FPFP
为定值,并求此定

值.

8.(07山东)已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3

最小值为1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)若直线l:ykxm与椭圆C相交于A,B两点(,AB不是左右顶点),且以AB为直径的圆过
椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
9.(08上海)已知双曲线22: 14xCy,P为C
上的任意点。
(1)求证:点P到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;
(2)设点A的坐标为(3,0),求||PA的最小值;

10.(08安徽文)设椭圆2222:1(0)xyCabab其相应于焦点(2,0)F的准线方程为4x
.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知过点1(2,0)F倾斜角为的直线交椭圆C于,AB两点,求证:
2
42
2ABCOS
;

(Ⅲ)过点1(2,0)F作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于,AB和,DE,求ABDE
的最小值

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