x2y2y2x2
例2 如图,曲线Γ由两个椭圆T1:2+2=1(a>b>0)和椭圆T2:2+2=1 (b>c>0)组成,
abbc当a,b,c成等比数列时,称曲线Γ为“猫眼曲线”.若猫眼曲线Γ过点(0,-2),且
a,b,c的公比为
2
. 2
(1)求猫眼曲线Γ的方程;
(2)任作斜率为k(k≠0)且不过原点的直线与该曲线相交,交椭圆T1所得弦的中点为M,交椭圆T2所得弦的中点为N,求证:
kOM为与k无关的定值; kON(3)若斜率为2的直线l为椭圆T2的切线,且交椭圆T1于点A,B,N为椭圆T1上的任意一点(点N与点A,B不重合),求△ABN面积的最大值. (1)解 b=2,∴a=2,c=1, ∴T1:+=1,T2:+x=1.
422
(2)证明 设斜率为k的直线交椭圆T1于点C(x1,y1),D(x2,y2),线段CD中点M(x0,y0), ∴x0=
x2y2y2
2
x1+x2
2
,y0=
y1+y2
2
,
??4+2=1,由?xy??4+2=1,
2
2
22
x2y211
得
x1-x2
4
x1+x2
+
y1-y2
2
y1+y2
=0.
∵k存在且k≠0,∴x1≠x2,且x0≠0. ∴
y1-y2y011
·=-,即k·kOM=-. x1-x2x022
kOM1
=,得证. kON4
同理,k·kON=-2,∴
(3)解 设直线l的方程为y=2x+m,
??y=2x+m,联立?y2x2
2+2=1,??bc2
2
2
22
∴(b+2c)x+22mcx+mc-bc=0. ∵Δ=0,∴m=b+2c,
2
2
2222
l1:y=2x+b2+2c2
??y=2x+m,?x2y2
2+2=1,??ab2
2
2
2
∴(b+2a)x+22max+ma-ba=0. ∵Δ=0,∴m=b+2a,
2
2
22222
l2:y=2x-b2+2a2.
两平行线间距离:
d=
b2+2c2+b2+2a2
3
2
2
,
23ab2a-2c∴AB=,
b2+2a2
AB=d=
82
-4·5·443
=,
55
=2
10+23
.
2
|10+2|2
2
+-1
△ABN的面积最大值为
S=·
1
2
4310+2210+4
·=. 553
思维升华 (1)动线过定点问题的两大类型及解法
①动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).
②动曲线C过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点. (2)求解定值问题的两大途径
①由特例得出一个值此值一般就是定值
→证明定值:将问题转化为证明待证式与参数某些变量无关
②先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值.
跟踪演练2 已知抛物线:y=2px(p>0)的焦点F在双曲线:-=1的右准线上,抛物线
36与直线l:y=k(x-2)(k>0)交于A,B两点,AF,BF的延长线与抛物线交于C,D两点. (1)求抛物线的方程;
(2)若△AFB的面积等于3,求k的值;
2
x2y2
(3)记直线CD的斜率为kCD,证明:
kCD为定值,并求出该定值. k解 (1)双曲线:-=1的右准线方程为x=1,
36所以F(1,0),则抛物线的方程为y=4x. (2)设A(,y1),B(,y2),
44
??y=4x,
由?
?y=kx-2?
2
2
x2y2
y21y22
得ky-4y-8k=0,
4
2
Δ=16+32k2>0,y1+y2=,y1y2=-8.
kS△AFB=×1×|y1-y2|=
=2112
12
y1+y2
2
-4y1y2
k2
+2=3,解得k=2.
2
2
→y1→y3
(3)设C(,y3),则FA=(-1,y1),FC=(-1,y3),
444因为A,F,C共线,
所以(-1)y3-y1(-1)=0, 4442
即y3+(-y1)y3-4=0.
y23
y21y23
y1
4
解得:y3=y1(舍)或y3=-,
y1y2
4444
所以C(2,-),同理D(2,-),
y1y1y2
44-+y1y2y1y2
kCD==-=2k,
44y1+y22-2
y1y2
故
kCD=2(定值). k热点三 探索性问题
1.解析几何中的探索性问题,从类型上看,主要是存在类型的相关题型,解决这类问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.
2.反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法.
例3 已知点P是椭圆C上的任一点,P到直线l1:x=-2的距离为d1,到点F(-1,0)的距离为d2,且=
d2d12. 2
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,直线l与椭圆C交于不同的两点A,B(A,B都在x轴上方),且∠OFA+∠OFB=180°. (ⅰ)当A为椭圆C与y轴正半轴的交点时,求直线l的方程;
(ⅱ)是否存在一个定点,无论∠OFA如何变化,直线l总过该定点?若存在,求出该定点的坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)设P(x,y), 则d1=|x+2|,d2=
x+1
2
+y,
2
d2=d1x+12+y22
=,
|x+2|2x2
2
化简得:+y=1, 2∴椭圆C的方程为+y=1.
2
(2)(ⅰ)由(1)知A(0,1),又F(-1,0), ∴kAF=1,∵∠OFA+∠OFB=180°, ∴kBF=-1,
∴直线BF方程为y=-1(x+1)=-x-1, 代入+y=1,得3x+4x=0,
24
解得x=0或x=-,
3
x2
2
x2
22
411∴B(-,),kAB=.
3321
∴直线AB的方程为y=x+1.
2
(ⅱ)由于∠OFA+∠OFB=180°,∴kAF+kBF=0. 设直线AB方程为y=kx+b, 代入+y=1,
2
1222
得:(k+)x+2kbx+b-1=0,
2设A(x1,y1),B(x2,y2), 2kbb-1
则x1+x2=-,x1x2=,
1122
k+k+
22∴kAF+kBF===
+ x1+1x2+1
2
x2
2
y1y2
kx1+bkx2+b+ x1+1x2+1
2kx1x2+
k+bx1+1
x1+x2+2bx2+1
=0.
∴(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1) =2kx1x2+(k+b)(x1+x2)+2b =2k×
b2-1
2kb-(k+b)×+2b=0. 1122
k+k+
22
∴b-2k=0,∴直线AB方程为y=k(x+2). ∴直线l总经过定点(-2,0).
思维升华 解决探索性问题的注意事项:
存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.
(1)当条件和结论不唯一时,要分类讨论.
(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.
(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.
x2y2
跟踪演练3 (2015·四川)如图,椭圆E:2+2=1(a>b>0)的离心
ab率是
2→→
,点P(0,1)在短轴CD上,且PC·PD=-1. 2
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