天添资源网 http://www.ttzyw.com/
(五)平面解析几何中的高考热点问题
[命题解读] 1. 圆锥曲线是平面解析几何的核心部分,也是高考必考知识,主要以一个小题一个大题的形式呈现,难度中等偏上.
2.高考中的选择题或填空题主要考查圆锥曲线的基本性质,高考中的解答题,在第(1)问中常以求曲线的标准方程,在第(2)问以求作或证明位置关系、定点、定值、最值、范围、探索性问题为主. 这些试题的命制有一个共同特点,就是起点低,但在第(2)问或第(3)问中一般都伴有较为复杂的运算,对考生解决问题的能力要求较高.
圆锥曲线的标准方程与性质
圆锥曲线的方程与性质是高考考查的重点,求离心率、准线、双曲线的渐近线是常见题型,多以选择题或填空题的形式考查,各种难度均有可能.
【例1】 (2017·全国卷Ⅲ)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
B [由y=x可得=.①
由椭圆+=1的焦点为(3,0),(-3,0),
可得a2+b2=9.②
由①②可得a2=4,b2=5.
所以C的方程为-=1.
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
故选B.]
[规律方法] 解决此类问题的关键是熟练掌握各曲线的定义、性质及相关参数间的联系. 掌握一些常用的结论及变形技巧,有助于提高运算能力.
(1)(2017·全国卷Ⅱ)若双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为( )
A.2 B. C. D.
(2)(2017·全国卷Ⅰ)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A,B两点,直线l2与C交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14 C.12 D.10
(1)A (2)A [(1)设双曲线的一条渐近线方程为y=x,
圆的圆心为(2,0),半径为2,
由弦长为2得出圆心到渐近线的距离为=.
根据点到直线的距离公式得=,解得b2=3a2.
所以C的离心率e====2.
故选A.
(2)因为F为y2=4x的焦点,所以F(1,0).
由题意直线l1,l2的斜率均存在,且不为0,设l1的斜率为k,则l2的斜率为-,故直线l1,l2的方程分别为y=k(x-1),y=-(x-1).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=1,
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
所以|AB|=·|x1-x2|
=·
=·=.
同理可得|DE|=4(1+k2).
所以|AB|+|DE|=+4(1+k2)
=4
=8+4≥8+4×2=16,
当且仅当k2=,即k=±1时,取得等号.
故选A.]
圆锥曲线中的定点、定值问题
定点、定值问题一般涉及曲线过定点、与曲线上的动点有关的定值问题以及与圆锥曲线有关的弦长、面积、横(纵)坐标等定值问题.
【例2】 (2017·全国卷Ⅰ)已知椭圆C:+=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3,P4中恰有三点在椭圆C上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点.
[解] (1)由于P3,P4两点关于y轴对称,故由题设知椭圆C经过P3,P4两点.
又由+>+知,椭圆C不经过点P1,
所以点P2在椭圆C上.
因此解得故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明:设直线P2A与直线P2B的斜率分别为k1,k2.
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
如果l与x轴垂直,设l:x=t,由题设知t≠0,且|t|<2,可得A,B的坐标分别为,,则k1+k2=-=-1,得t=2,不符合题设.
从而可设l:y=kx+m(m≠1).
将y=kx+m代入+y2=1得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.
由题设可知Δ=16(4k2-m2+1)>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=.
而k1+k2=+
=+
=.
由题设k1+k2=-1,
故(2k+1)x1x2+(m-1)(x1+x2)=0.
即(2k+1)·+(m-1)·=0,解得k=-.
当且仅当m>-1时,Δ>0,
于是l:y=-x+m,
即y+1=-(x-2),
所以l过定点(2,-1).
[规律方法] 1.证明直线过定点,应根据已知条件建立直线方程中斜率k或截距b的关系式,此类问题中的定点多在坐标轴上.
2.解决定值问题应以坐标运算为主,需建立相应的目标函数,然后代入相应的坐标运算,结果即可得到.
3.无论定点或定值问题,都可先用特殊值法求出,然后再验证即可,这样可确定方向和目标.
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
天添资源网 http://www.ttzyw.com/
已知椭圆E:+=1(a>b>0)过点(0,1),且离心率为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线l:y=x+m与椭圆E交于A,C两点,以AC为对角线作正方形ABCD,记直线l与x轴的交点为N,问B,N两点间的距离是否为定值?如果是,求出定值;如果不是,请说明理由.
[解] (1)由题意可知,椭圆的焦点在x轴上,椭圆过点(0,1),则b=1.
由椭圆的离心率e===,解得a=2,所以椭圆E的标准方程为+y2=1.
(2)设A(x1,y1),C(x2,y2),线段AC的中点为M(x0,y0).
由整理得x2+2mx+2m2-2=0.
由Δ=(2m)2-4(2m2-2)=8-4m2>0,解得-b>0)过点(-,1),离心率为,直线l:kx-y+2=0与椭圆C交于A,B两点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)是否存在实数k,使得|+|=|-|(其中O为坐标原点)成立?若存在,求出实数k的值;若不存在,请说明理由.
[解] (1)依题意,得解得a2=4,b2=2,c2=2,
故椭圆C的标准方程为+=1.
(2)假设存在符合条件的实数k.依题意,联立方程
消去y并整理,得(1+2k2)x2+8kx+4=0.
则Δ=64k2-16(1+2k2)>0,即k>或k0).
(1)证明:k