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2020高考数学大一轮复习高考专题突破五高考中的圆锥曲线问题教师用书理苏教

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2019年

圆与抛物线的交点,若PQ经过焦点F,则椭圆+=1(a>b>0)的离心率为____________. 答案 -1

解析 因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点F为,设椭圆另一焦点为E. 当x=时,代入抛物线方程得

y=±p,

又因为PQ经过焦点F,所以P且PF⊥OF. 所以PE= =p,

PF=p,EF=p.

故2a= p+p,2c=p,e==-1. 题型三 最值、范围问题

例3 设椭圆M:+=1(a>b>0)的离心率与双曲线x2-y2=1的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4. (1)求椭圆M的方程;

(2)若直线y=x+m交椭圆M于A,B两点,P(1,)为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值.

解 (1)双曲线的离心率为, 则椭圆的离心率e==,

?由??c=

?b=

a=2,

2,2,

故椭圆M的方程为+=1. (2)由得4x2+2mx+m2-4=0,

由Δ=(2m)2-16(m2-4)>0,得-2

又P到直线AB的距离d=,

x1+x22-4x1x2

2019年

则S△PAB=·AB·d=···= =

1

m28-m2

|m| 3

22

≤·=,

当且仅当m=±2∈(-2,2)时取等号, ∴(S△PAB)max=.

思维升华 圆锥曲线中的最值、范围问题解决方法一般分两种:一是代数法,从代数的角度考虑,通过建立函数、不等式等模型,利用二次函数法和基本不等式法、换元法、导数法等方法求最值;二是几何法,从圆锥曲线的几何性质的角度考虑,根据圆锥曲线几何意义求最值与范围.

(2016·盐城一模)如图,曲线Γ由两个椭圆T1:+=1(a>b>0)和椭圆T2:

+=1(b>c>0)组成,当a,b,c成等比数列时,称曲线Γ为“猫眼”.

(1)若“猫眼曲线”Γ过点M(0,-),且a,b,c的公比为,求“猫眼曲线”Γ的方程;

(2)对于(1)中的“猫眼曲线”Γ,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:为与k无关的定值;

(3)若斜率为的直线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 由题意知,b=,==, ∴a=2,c=1,

∴T1:+=1,T2:+x2=1.

(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的中点为M(x0,y0), ∴x0=,y0=, 由得

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x1-x2

4

x1+x2

+=0.

∵k存在且k≠0,∴x1≠x2且x0≠0, 故上式整理得·=-, 即k·kOM=-.

同理,k·kON=-2,∴=.

(3)解 设直线l的方程为y=x+m,

??y=2x+m,

联立方程得?y2x2

+=1,??b2c2

整理得(b2+2c2)x2+2mc2x+m2c2-b2c2=0, 由Δ=0,化简得m2=b2+2c2, 取l1:y=x+.

??y=2x+m,

联立方程?x2y2

+=1,??a2b2

化简得(b2+2a2)x2+2ma2x+m2a2-b2a2=0. 由Δ=0,得m2=b2+2a2, 取l2:y=x-,

l1,l2两平行线间距离 d=,

又AB=,

∴△ABN的面积最大值为S=·AB·d =.

题型四 定值、定点问题

例4 (2016·全国乙卷)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E. (1)证明EA+EB为定值,并写出点E的轨迹方程;

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(2)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.

解 (1)因为AD=AC,EB∥AC,故∠EBD=∠ACD=∠ADC,所以EB=ED,故EA+EB=EA+ED=AD.

又圆A的标准方程为(x+1)2+y2=16,从而AD=4,所以EA+EB=4.

由题设得A(-1,0),B(1,0),AB=2,由椭圆定义可得点E的轨迹方程为+=1(y≠0). (2)当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2). 由得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0, 则x1+x2=,x1x2=, 所以MN=|x1-x2|=.

过点B(1,0)且与l垂直的直线m:y=-(x-1), 点A到m的距离为, 所以PQ=2=4. 故四边形MPNQ的面积

S=MN·PQ=12.

可得当l与x轴不垂直时,四边形MPNQ面积的取值范围为(12,8).

当l与x轴垂直时,其方程为x=1,MN=3,PQ=8,四边形MPNQ的面积为12. 综上,四边形MPNQ面积的取值范围为[12,8). 思维升华 求定点及定值问题常见的方法有两种

(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.

(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.

(2016·北京)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A(a,0),B(0,b),

O(0,0),△OAB的面积为1. (1)求椭圆C的方程;

(2)设P是椭圆C上一点,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N.求证:AN·BM为定值.

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