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以椭圆和圆为背景的解析几何大题

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【名师精讲指南篇】 【高考真题再现】

x2y22例1 【2015江苏高考】如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆2?2?1?a?b?0?的离心率为,

2ab且右焦点F到左准线l的距离为3. (1)求椭圆的标准方程;

(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于 点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.

x2【答案】(1)?y2?1(2)y?x?1或y??x?1.

2【解析】

a2c2试题解析:(1)由题意,得?且c??3,

ca2解得a?2,c?1,则b?1,

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x2所以椭圆的标准方程为?y2?1.

2(2)当???x轴时,???2,又C??3,不合题意.

当??与x轴不垂直时,设直线??的方程为y?k?x?1?,??x1,y1?,??x2,y2?, 将??的方程代入椭圆方程,得1?2k?2?x2?4k2x?2?k2?1??0,

则x1,2?2k2?2?1?k2?1?2k22?2k2?k?,,C的坐标为?22?,且

1?2k1?2k??2????x2?x1???y2?y1???1?k??x22?x1??222?1?k2?1?2k2.

若k?0,则线段??的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意.

k1?2k2????x?从而k?0,故直线?C的方程为y??,

1?2k2k?1?2k2??2?3k2?1?1?k25k2?2??,从而?C?则?点的坐标为??2,. 22??k?1?2k??k?1?2k??因为?C?2??,所以

2?3k2?1?1?k2k?1?2k2??42?1?k2?1?2k2,解得k??1.

此时直线??方程为y?x?1或y??x?1.

例2 【2016江苏高考】

如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆

M:x?y?12x?14y?60?0及其上一点A(2,4).

22(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程; (2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程;

(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得TA?TP?TQ,,求实数t的取值范围.

uuruuruuur

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【答案】(1)(x?6)2?(y?1)2?1(2)l:y?2x?5或y?2x?15(3)2?221?t?2?221 【解析】

试题解析:解:圆M的标准方程为?x?6???y?7??25,所以圆心M(6,7),半径为5,. (1)由圆心N在直线x=6上,可设N?6,y0?.因为N与x轴相切,与圆M外切, 所以0?y0?7,于是圆N的半径为y0,从而7?y0?5?y0,解得y0?1. 因此,圆N的标准方程为?x?6???y?1??1. (2)因为直线l∥OA,所以直线l的斜率为

22224?0?2. 2?0设直线l的方程为y=2x+m,即2x-y+m=0, 则圆心M到直线l的距离

d?2?6?7?m5?m?55.

因为BC?OA?而MC2?d2?(22?42?25,

BC2), 22?m?5?所以25?5?5,解得m=5或m=-15.

故直线l的方程为2x-y+5=0或2x-y-15=0. (3)设P?x1,y1?,Q?x2,y2?.

uuruuruuur?x2?x1?2?t因为A?2,4?,T?t,0?,TA?TP?TQ,所以? ……①

y?y?4?21因为点Q在圆M上,所以?x2?6???y2?7??25. …….② 将①代入②,得?x1?t?4???y1?3??25.

于是点P?x1,y1?既在圆M上,又在圆??x??t?4?????y?3??25上,

222222!-

2从而圆?x?6???y?7??25与圆??x??t?4?????y?3??25没有公共点, 所以5?5?222???t?4??6????3?7??5?5, 解得2?221?t?2?221. 22因此,实数t的取值范围是?2?221,2?221?.

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【考点】直线方程、圆的方程、直线与直线、直线与圆、圆与圆的位置关系、平面向量的运算

【名师点睛】直线与圆中的三个定理:切线的性质定理,切线长定理,垂径定理;两个公式:点到直线距离公式及弦长公式,其核心都是转化到与圆心、半径的关系上,这是解决直线与圆的根本思路.对于多元问题,也可先确定主元,如本题以P为主元,揭示P在两个圆上运动,从而转化为两个圆有交点这一位置关系,这也是解决直线与圆问题的一个思路,即将问题转化为直线与圆、圆与圆的位置关系问题.

22xy例3 【2017江苏高考】如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E:2?2?1(a?b?0)的左、右焦点分别

ab1为F1,F2,离心率为,两准线之间的距离为8.点P在椭圆E上,且位于第一象限,过点F1作直线

2PF1的垂线l1,过点F2作直线PF2的垂线l2.

(1)求椭圆E的标准方程;

(2)若直线l1,l2的交点Q在椭圆E上,求点P的坐标.

x2y24737【答案】(1)??1;(2)(,).

4377试题解析:(1)设椭圆的半焦距为c.

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c12a21因为椭圆E的离心率为,两准线之间的距离为8,所以?,?8,

a22c22xy解得a?2,c?1,于是b?a2?c2?3,因此椭圆E的标准方程是??1.

43

2x0?12222??y0,即x0?y0?1或x0?y0?1. 因为点Q在椭圆上,由对称性,得y022x0y0又P在椭圆E上,故??1.

432222?x0?x0?y0?1?y0?1?4737?22由?x2y2,解得x0?;?x,无解. ,y?y0000077?1?1????33?4?4因此点P的坐标为(4737,). 77【考点】椭圆方程、直线与椭圆的位置关系

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