1、突破点13圆锥曲线中的综合问题提炼1解答圆锥曲线的定值、定点问题,从三个方面把握(1)从特殊开始,求出定值,再证明该值与变量无关(2)直接推理、计算,在整个过程中消去变量,得定值(3)在含有参数的曲线方程里面,把参数从含有参数的项里面分离出来,并令其系数为零,可以解出定点坐标.提炼2用代数法求最值与范围问题时从下面几个方面入手(1)若直线和圆锥曲线有两个不同的交点,则可以利用判别式求范围(2)若已知曲线上任意一点、一定点或与定点构成的图形,则利用圆锥曲线的性质(性质中的范围)求解(3)利用隐含或已知的不等关系式直接求范围(4)利用基本不等式求最值与范围(5)利用函数值域的方法求最值与范围.提炼
2、3与圆锥曲线有关的探索性问题(1)给出问题的一些特殊关系,要求探索出一些规律,并能论证所得规律的正确性通常要对已知关系进行观察、比较、分析,然后概括出一般规律(2)对于只给出条件,探求“是否存在”类型问题,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由假设出发,结合已知条件进行推理,若推出相符的结论,则存在性得到论证;若推出矛盾,则假设不存在回访直线与圆锥曲线的综合问题1(2016浙江高考)如图131,设椭圆y21(a1)图131(1)求直线ykx1被椭圆截得的线段长(用a,k表示);(2)若任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点,求椭圆离心率的取值范围解(1)设直线ykx1被椭圆截得
3、的线段为AM,由得(1a2k2)x22a2kx0,3分故x10,x2.因此|AM|x1x2|.5分(2)假设圆与椭圆的公共点有4个,由对称性可设y轴左侧的椭圆上有两个不同的点P,Q,满足|AP|AQ|.7分记直线AP,AQ的斜率分别为k1,k2,且k1,k20,k1k2.由(1)知,|AP|,|AQ|,故,9分所以(kk)1kka2(2a2)kk0.由于k1k2,k1,k20得1kka2(2a2)kk0,因此1a2(a22)因为式关于k1,k2的方程有解的充要条件是1a2(a22)1,所以a.13分因此,任意以点A(0,1)为圆心的圆与椭圆至多有3个公共点的充要条件为1a.由e,得0e.所求离
4、心率的取值范围为00.将线段AB中点M代入直线方程ymx解得b.由得m.7分(2)令t,则|AB|,且O到直线AB的距离为d.10分设AOB的面积为S(t),所以S(t)|AB|d,当且仅当t2时,等号成立故AOB面积的最大值为.15分3(2014浙江高考)已知ABP的三个顶点都在抛物线C:x24y上,F为抛物线C的焦点,点M为AB的中点,3.图133(1)若|PF|3,求点M的坐标;(2)求ABP面积的最大值解(1)由题意知焦点F(0,1),准线方程为y1.2分设P(x0,y0),由抛物线定义知|PF|y01,得到y02,所以P(2,2)或P(2,2)由3得M或M.6分(2)设直线AB的方程
5、为ykxm,点A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0)由得x24kx4m0.8分于是16k216m0,x1x24k,x1x24m,所以AB的中点M的坐标为(2k,2k2m)由3,得(x0,1y0)3(2k,2k2m1),所以由x4y0,得k2m.10分由0,k20,得m.又因为|AB|4,点F(0,1)到直线AB的距离为d,所以SABP4SABF8|m1| .记f(m)3m35m2m1,令f(m)9m210m10,解得m1,m21.12分可得f(m)在上是增函数,在上是减函数,在上是增函数又f f,所以,当m时,f(m)取到最大值,此时k.所以,ABP面积的最大值为.15分热点题型
6、1圆锥曲线中的定值问题题型分析:圆锥曲线中的定值问题是近几年高考的热点内容,解决这类问题的关键是引入变化的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式恒成立,数式变换等寻找不受参数影响的量.已知椭圆C:1(ab0)上一点P与椭圆右焦点的连线垂直于x轴,直线l:ykxm与椭圆C相交于A,B两点(均不在坐标轴上)(1)求椭圆C的标准方程;(2)设O为坐标原点,若AOB的面积为,试判断直线OA与OB的斜率之积是否为定值? 【导学号:58962055】解(1)由题意知解得3分椭圆C的标准方程为1.4分(2)设点A(x1,y1),B(x2,y2),由得(4k23)x28kmx4m2120,5分由(8k
7、m)216(4k23)(m23)0,得m24k23.6分x1x2,x1x2,SOAB|m|x1x2|m|,8分化简得4k232m20,满足0,从而有4k2m2m23(*),9分kOAkOB,由(*)式,得1,12分kOAkOB,即直线OA与OB的斜率之积为定值.15分求解定值问题的两大途径1.2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、分母约分得定值变式训练1(2016北京高考)已知椭圆C:1过A(2,0),B(0,1)两点(1)求椭圆C的方程及离心率;(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求
8、证:四边形ABNM的面积为定值解(1)由题意得a2,b1,椭圆C的方程为y21.3分又c,离心率e.5分(2)证明:设P(x0,y0)(x00,y00),则x4y4.6分又A(2,0),B(0,1),直线PA的方程为y(x2)令x0,得yM,从而|BM|1yM1.9分直线PB的方程为yx1.令y0,得xN,从而|AN|2xN2.12分四边形ABNM的面积S|AN|BM|2.从而四边形ABNM的面积为定值.15分热点题型2圆锥曲线中的最值、范围问题题型分析:圆锥曲线中的最值、范围问题是高考重点考查的内容,解决此类问题常用的方法是几何法和代数法.(2016全国乙卷)设圆x2y22x150的圆心为A
9、,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;(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|,EBAC,所以EBDACDADC,所以|EB|ED|,故|EA|EB|EA|ED|AD|.又圆A的标准方程为(x1)2y216,从而|AD|4,所以|EA|EB|4.2分由题设得A(1,0),B(1,0),|AB|2,由椭圆定义可得点E的轨迹方程为1(y0).4分(2)当l与x轴不垂直时,设l的
10、方程为yk(x1)(k0),M(x1,y1),N(x2,y2)由得(4k23)x28k2x4k2120,则x1x2,x1x2.所以|MN|x1x2|.过点B(1,0)且与l垂直的直线m:y(x1),点A到直线m的距离为,6分所以|PQ|24.故四边形MPNQ的面积S|MN| PQ|12.8分可得当l与x轴不垂直时,四边形MPNQ面积的取值范围为(12,8).12分当l与x轴垂直时,其方程为x1,|MN|3,|PQ|8,故四边形MPNQ的面积为12.综上,四边形MPNQ面积的取值范围为12,8).15分与圆锥曲线有关的取值范围问题的三种解法1数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后数形
11、结合求解2构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解3构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域变式训练2(名师押题)已知抛物线C:x22py(p0),过其焦点作斜率为1的直线l交抛物线C于M,N两点,且|MN|16.(1)求抛物线C的方程;(2)已知动圆P的圆心在抛物线C上,且过定点D(0,4),若动圆P与x轴交于A,B两点,求的最大值解(1)设抛物线的焦点为F,则直线l:yx.由得x22pxp20,x1x22p,y1y23p,|MN|y1y2p4p16,p4,抛物线C的方程为x28y.4分(2)设动圆圆心P(x0,y0),A(x1,0),B(x2
12、,0),则x8y0,且圆P:(xx0)2(yy0)2x(y04)2,令y0,整理得x22x0xx160,解得x1x04,x2x04,6分设t,当x00时,t1,7分当x00时,t.x00,x08,t1,且t1,综上知1t1.11分f(t)t在1,1上单调递减,t12,当且仅当t1,即x04时等号成立的最大值为2.15分热点题型3圆锥曲线中的探索性问题题型分析:探索性问题一般分为探究条件和探究结论两种类型,若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在.若探究结论,则应先写出结论的表达式,再针对表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.如图134,在平面直角坐标系xOy中
13、,已知F1,F2分别是椭圆E:1(ab0)的左、右焦点,A,B分别是椭圆E的左、右顶点,D(1,0)为线段OF2的中点,且50.图134(1)求椭圆E的方程;(2)若M为椭圆E上的动点(异于点A,B),连接MF1并延长交椭圆E于点N,连接MD,ND并分别延长交椭圆E于点P,Q,连接PQ,设直线MN,PQ的斜率存在且分别为k1,k2.试问是否存在常数,使得k1k20恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由解题指导(1)(2)解(1)50,5,ac5(ac),化简得2a3c,又点D(1,0)为线段OF2的中点,c2,从而a3,b,左焦点F1(2,0),故椭圆E的方程为1.4分(2)假设存在满足
14、条件的常数,使得k1k20恒成立,设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),则直线MD的方程为xy1,代入椭圆方程1,整理得,y2y40,6分y1y3,y3,从而x3,故点P,同理,点Q.10分三点M,F1,N共线,从而x1y2x2y12(y1y2),从而k2,故k10,从而存在满足条件的常数,.15分探索性问题求解的思路及策略1思路: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2策略:(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,再推出条件变式训练3(2016哈尔滨二模)已知椭圆C:1(
15、ab0)的焦点分别为F1(,0),F2(,0),点P在椭圆C上,满足|PF1|7|PF2|,tanF1PF24.(1)求椭圆C的方程;(2)已知点A(1,0),试探究是否存在直线l:ykxm与椭圆C交于D,E两点,且使得|AD|AE|?若存在,求出k的取值范围;若不存在,请说明理由. 【导学号:58962056】解(1)由|PF1|7|PF2|,PF1PF22a得PF1,PF2.2分由余弦定理得cosF1PF,a2,所求C的方程为y21.4分(2)假设存在直线l满足题设,设D(x1,y1),E(x2,y2),将ykxm代入y21并整理得(14k2)x28kmx4m240,由64k2m24(14k2)(4m24)16(m24k21)0,得4k21m2.6分又x1x2.设D,E中点为M(x0,y0),M,kAMk1,得m,10分将代入得4k212,化简得20k4k210(4k21)(5k21)0,解得k或k,所以存在直线l,使得|AD|AE|,此时k的取值范围为.15分