8、為y=-x+b. 3分
由消去y,得
x2-x+b2-1=0. 5分
因為直線y=-x+b與橢圓+y2=1有兩個不同的交點,所以Δ=-2b2+2+>0. ①
將線段AB中點M代入直線方程y=mx+解得b=-.
②
由①②得m<-或m>. 7分
(2)令t=∈∪,
則|AB|=·,
且O到直線AB的距離為d=. 10分
設△AOB的面積為S(t),所以
S(t)=|AB|·d=≤,
當且僅當t2=時,等號成立.
故△AOB面積的最大值為. 15分
4.(20xx·浙江高考)已知△ABP的三個頂點都在拋物線C:x2=4y上,F(xiàn)為拋
9、物線C的焦點,點M為AB的中點,=3.
(1)若|PF|=3,求點M的坐標;
(2)求△ABP面積的最大值.
圖13-4
[解] (1)由題意知焦點F(0,1),準線方程為y=-1. 2分
設P(x0,y0),由拋物線定義知|PF|=y(tǒng)0+1,得到y(tǒng)0=2,所以P(2,2)或P(-2,2).
由=3得M或M. 6分
(2)設直線AB的方程為y=kx+m,點A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0).
由得x2-4kx-4m=0. 8分
于是Δ=16k2+16m>0,x1+x2=4k,x1x2=-4m,所以AB的中點M的坐標為(2k,2k2+
10、m).
由=3,得(-x0,1-y0)=3(2k,2k2+m-1),
所以由x=4y0,得k2=-m+. 10分
由Δ>0,k2≥0,得-<m≤.
又因為|AB|=4·,
點F(0,1)到直線AB的距離為d=,
所以S△ABP=4S△ABF=8|m-1|
= .
記f(m)=3m3-5m2+m+1,
令f′(m)=9m2-10m+1=0,解得m1=,m2=1. 12分
可得f(m)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是增函數(shù).
又f= >f,所以,當m=時,f(m)取到最大值,此時k=±.
所以,△ABP面積的最大值為. 15分
(對應學生用
11、書第49頁)
熱點題型1 圓錐曲線中的定值問題
題型分析:圓錐曲線中的定值問題是近幾年高考的熱點內(nèi)容,解決這類問題的關鍵是引入變化的參數(shù)表示直線方程、數(shù)量積、比例關系等,根據(jù)等式恒成立,數(shù)式變換等尋找不受參數(shù)影響的量.
【例1】 已知橢圓C:+=1(a>b>0)上一點P與橢圓右焦點的連線垂直于x軸,直線l:y=kx+m與橢圓C相交于A,B兩點(均不在坐標軸上).
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)設O為坐標原點,若△AOB的面積為,試判斷直線OA與OB的斜率之積是否為定值? 【導學號:68334131】
[解] (1)由題意知解得 3分
∴橢圓C的標準方程為+=1.
12、4分
(2)設點A(x1,y1),B(x2,y2),
由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0, 5分
由Δ=(8km)2-16(4k2+3)(m2-3)>0,得m2<4k2+3. 6分
∵x1+x2=,x1x2=,
∴S△OAB=|m||x1-x2|=|m|·=, 8分
化簡得4k2+3-2m2=0,滿足Δ>0,從而有4k2-m2=m2-3(*), 9分
∴kOA·kOB===
==-·,由(*)式,得=1, 12分
∴kOA·kOB=-,即直線OA與OB的斜率之積為定值-. 15分
[方法指津]
求解定值問題的兩大途徑
1.→
2.先將
13、式子用動點坐標或動線中的參數(shù)表示,再利用其滿足的約束條件使其絕對值相等的正負項抵消或分子、分母約分得定值.
[變式訓練1] 已知橢圓C:+=1過A(2,0),B(0,1)兩點.
(1)求橢圓C的方程及離心率;
(2)設P為第三象限內(nèi)一點且在橢圓C上,直線PA與y軸交于點M,直線PB與x軸交于點N,求證:四邊形ABNM的面積為定值.
[解] (1)由題意得a=2,b=1,
∴橢圓C的方程為+y2=1. 3分
又c==,∴離心率e==. 5分
(2)證明:設P(x0,y0)(x0<0,y0<0),則x+4y=4. 6分
又A(2,0),B(0,1),∴直線PA的方程
14、為y=(x-2).
令x=0,得yM=-,從而|BM|=1-yM=1+. 9分
直線PB的方程為y=x+1.
令y=0,得xN=-,從而|AN|=2-xN=2+. 12分
∴四邊形ABNM的面積S=|AN|·|BM|
=
=
==2.
從而四邊形ABNM的面積為定值. 15分
熱點題型2 圓錐曲線中的最值、范圍問題
題型分析:圓錐曲線中的最值、范圍問題是高考重點考查的內(nèi)容,解決此類問題常用的方法是幾何法和代數(shù)法.
【例2】 設圓x2+y2+2x-15=0的圓心為A,直線l過點B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點,過B作AC的平行線交AD于點E
15、.
(1)證明|EA|+|EB|為定值,并寫出點E的軌跡方程;
(2)設點E的軌跡為曲線C1,直線l交C1于M,N兩點,過B且與l垂直的直線與圓A交于P,Q兩點,求四邊形MPNQ面積的取值范圍.
[解] (1)因為|AD|=|AC|,EB∥AC,
所以∠EBD=∠ACD=∠ADC,所以|EB|=|ED|,
故|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|.
又圓A的標準方程為(x+1)2+y2=16,從而|AD|=4,
所以|EA|+|EB|=4. 2分
由題設得A(-1,0),B(1,0),|AB|=2,
由橢圓定義可得點E的軌跡方程為+=1(y≠0)
16、. 4分
(2)當l與x軸不垂直時,設l的方程為y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).
由得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,
則x1+x2=,x1x2=.
所以|MN|=|x1-x2|=.
過點B(1,0)且與l垂直的直線m:y=-(x-1),點A到直線m的距離為,
6分
所以|PQ|=2=4.
故四邊形MPNQ的面積S=|MN|| PQ|=12. 8分
可得當l與x軸不垂直時,四邊形MPNQ面積的取值范圍為(12,8).12分
當l與x軸垂直時,其方程為x=1,|MN|=3,|PQ|=8,
故四邊形MPNQ的
17、面積為12.
綜上,四邊形MPNQ面積的取值范圍為[12,8). 15分
[方法指津]
與圓錐曲線有關的取值范圍問題的三種解法
1.數(shù)形結合法:利用待求量的幾何意義,確定出極端位置后數(shù)形結合求解.
2.構建不等式法:利用已知或隱含的不等關系,構建以待求量為元的不等式求解.
3.構建函數(shù)法:先引入變量構建以待求量為因變量的函數(shù),再求其值域.
[變式訓練2] (名師押題)已知拋物線C:x2=2py(p>0),過其焦點作斜率為1的直線l交拋物線C于M,N兩點,且|MN|=16.
(1)求拋物線C的方程;
(2)已知動圓P的圓心在拋物線C上,且過定點D(0,4),若動圓P與
18、x軸交于A,B兩點,求+的最大值. 【導學號:68334132】
[解] (1)設拋物線的焦點為F,
則直線l:y=x+.
由得x2-2px-p2=0,
∴x1+x2=2p,∴y1+y2=3p,
∴|MN|=y(tǒng)1+y2+p=4p=16,∴p=4,
∴拋物線C的方程為x2=8y. 4分
(2)設動圓圓心P(x0,y0),A(x1,0),B(x2,0),
則x=8y0,且圓P:(x-x0)2+(y-y0)2=x+(y0-4)2,
令y=0,整理得x2-2x0x+x-16=0,
解得x1=x0-4,x2=x0+4, 6分
設t====,
當x0=0
19、時,t=1,?、? 7分
當x0≠0時,t=.
∵x0>0,∴x0+≥8,
∴t≥==-1,且t<1, ②
綜上①②知-1≤t≤1. 11分
∵f(t)=t+在[-1,1]上單調(diào)遞減,
∴+=t+≤-1+=2,
當且僅當t=-1,即x0=4時等號成立.
∴+的最大值為2. 15分
熱點題型3 圓錐曲線中的探索性問題
題型分析:探索性問題一般分為探究條件和探究結論兩種類型,若探究條件,則可先假設條件成立,再驗證結論是否成立,成立則存在,否則不存在.若探究結論,則應先寫出結論的表達式,再針對表達式進行討論,往往涉及對參數(shù)的討論.
【例3】 如圖13-5,在
20、平面直角坐標系xOy中,已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:+=1(a>b>0)的左、右焦點,A,B分別是橢圓E的左、右頂點,D(1,0)為線段OF2的中點,且+5=0.
圖13-5
(1)求橢圓E的方程;
(2)若M為橢圓E上的動點(異于點A,B),連接MF1并延長交橢圓E于點N,連接MD,ND并分別延長交橢圓E于點P,Q,連接PQ,設直線MN,PQ的斜率存在且分別為k1,k2.試問是否存在常數(shù)λ,使得k1+λk2=0恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,說明理由.
[解題指導] (1)→→=0→→
(2)→→
→→
→→→
[解] (1)∵+5=0,∴=5,∵a+
21、c=5(a-c),化簡得2a=3c,又點D(1,0)為線段OF2的中點,∴c=2,從而a=3,b=,左焦點F1(-2,0),故橢圓E的方程為+=1. 4分
(2)假設存在滿足條件的常數(shù)λ,使得k1+λk2=0恒成立,
設M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),
則直線MD的方程為x=y(tǒng)+1,代入橢圓方程+=1,整理得,y2+y-4=0, 6分
∵y1+y3=,∴y3=,從而x3=,故點P,
同理,點Q. 10分
∵三點M,F(xiàn)1,N共線,∴=,
從而x1y2-x2y1=2(y1-y2),從而k2=====,故k1-=0,從而存在滿
22、足條件的常數(shù)λ,
λ=-. 15分
[方法指津]
探索性問題求解的思路及策略
1.思路:先假設存在,推證滿足條件的結論,若結論正確,則存在;若結論不正確,則不存在.
2.策略:(1)當條件和結論不唯一時要分類討論;(2)當給出結論而要推導出存在的條件時,先假設成立,再推出條件.
[變式訓練3] 已知橢圓C:+=1(a>b>0)的焦點分別為F1(-,0),F(xiàn)2(,0),點P在橢圓C上,滿足|PF1|=7|PF2|,tan∠F1PF2=4.
(1)求橢圓C的方程;
(2)已知點A(1,0),試探究是否存在直線l:y=kx+m與橢圓C交于D,E兩點,且使得|AD|=|AE|?
23、若存在,求出k的取值范圍;若不存在,請說明理由.
【導學號:68334133】
[解] (1)由|PF1|=7|PF2|,PF1+PF2=2a得PF1=,PF2=. 2分
由余弦定理得cos∠F1PF==,
∴a=2,
∴所求C的方程為+y2=1. 4分
(2)假設存在直線l滿足題設,設D(x1,y1),E(x2,y2),將y=kx+m代入+y2=1并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,由Δ=64k2m2-4(1+4k2)(4m2-4)=-16(m2-4k2-1)>0,得4k2+1>m2.① 6分
又x1+x2=-.
設D,E中點為M(x0,y0),M,kAMk=-1,得m=-,② 10分
將②代入①得4k2+1>2,化簡得20k4+k2-1>0?(4k2+1)(5k2-1)>0,解得k>或k<-,所以存在直線l,使得|AD|=|AE|,此時k的取值范圍為∪. 15分
精品數(shù)學高考復習資料
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