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专题 11 圆锥曲线
易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹
方程)
求轨迹方程共有四大类,具体方法如下:
第一类:直接法求动点的轨迹方程
利用直接法求动点的轨迹方程的步骤如下:
第一步:建系:建立适当的坐标系
第二步:设点:设轨迹上的任一点
第三步:列式:列出有限制关系的几何等式
第四步:代换:将轨迹所满足的条件用含 的代数式表示,如选用距离和斜率
公式等将其转化为 的方程式化简
注:若求动点的轨迹,则不但要求出动点的轨迹方程,还要说明轨迹是什么曲线.
第二类:定义法求动点的轨迹方程
回顾之前所讲的第一定义的求解轨迹问题,我们常常需要把动点 和满足焦点标
志的定点连起来判断.熟记焦点的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为
的点;(3)圆心;(4)题目提到的定点等等.当看到以上的标志的时候要想到曲线
的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义求解轨迹方程.
第三类:相关点法求动点的轨迹方程
如果动点 的运动是由另外某一点 的运动引发的,而该点的运动规律已知,
(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出 ,用 表示出相关点 的
坐标,然后把 的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点 的轨迹方程.
第四类:交轨法求动点的轨迹方程
在求动点的轨迹方程时,存在一种求解两动曲线交点的轨迹问题,这类问题常常可以先解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数得出所求轨迹的方程,该方
法经常与参数法并用,和参数法一样,通常选变角、变斜率等为参数.
易错提醒:求轨迹方程时,要注意准确确定范围,应充分挖掘题目中的隐含条件、限
制条件,求出方程后要考虑相应的限制条件,避免因考虑不全面致错.
例.已知 是圆 : 上的动点,点 ,直线 与圆 的另
一个交点为 ,点 在直线 上, ,动点 的轨迹为曲线 .
求曲线 的方程;
变式1.在平面直角坐标系中 中,动点 到定点 的距离比它到 轴的距离
大1, 的轨迹为 . 求曲线 的方程;
变式2.已知y轴右侧一动圆Q与圆P: 相外切,与y轴相切.
求动圆圆心Q的轨迹M的方程;
变式3.已知点 ,点 ,点 是 轴上的动点,点 在 轴上,直线
与直线 垂直, 关于 的对称点为 .
求 的轨迹 的方程;
1.已知圆 ,圆 ,动圆 与圆 和圆 均相
切,且一个内切、一个外切.
求动圆圆心 的轨迹 的方程.2.在平面直角坐标系 中,点 到点 的距离等于点 到直线 的距离,
记动点 的轨迹为 .
(1)求 的方程;
3.设抛物线 的方程为 ,其中常数 ,F是抛物线 的焦点.
(1)若直线 被抛物线 所截得的弦长为6,求 的值;
(2)设 是点 关于顶点O的对称点, 是抛物线 上的动点,求 的最大值;
(3)设 是两条互相垂直,且均经过点F的直线, 与抛物线 交于点 ,
与抛物线 交于点 ,若点G满足 ,求点G的轨迹方程.
4.已知平面上动点 到点 与到圆 的圆心 的距离之和等
于该圆的半径.记 的轨迹为曲线 .
说明 是什么曲线,并求 的方程;
5.已知 为圆 : 上任一点, , , ,
且满足 .
求动点 的轨迹 的方程;
6.已知点A为圆 上任意一点,点 的坐标为 ,线
段 的垂直平分线与直线 交于点 .
求点 的轨迹 的方程;7.已知圆 ,一动圆与直线 相切且与圆C外切.
(1)求动圆圆心P的轨迹T的方程;
(2)若经过定点 的直线l与曲线 相交于 两点,M是线段 的中点,过 作
轴的平行线与曲线 相交于点 ,试问是否存在直线l,使得 ,若存在,求
出直线l的方程;若不存在,说明理由.
8.圆 ,圆心为 ,点 ,作圆上任意一点 与 点连线的中
垂线,交 于 .
求 的轨迹 的方程;
9.已知 , ,对于平面内一动点 , 轴于点
M,且 .
求点Р的轨迹C的方程;
10.在平面直角坐标系 中,已知点 、 , 的内切圆与直线
相切于点 ,记点M的轨迹为C.
求C的方程;
易错点二:忽略了给定条件对 e 范围的限定(离心率的求
算)
求离心率范围的方法
建立不等式法:技巧1:建立关于 和 的一次或二次方程与不等式.
技巧2:利用线段长度的大小建立不等关系. 为椭圆 的
左、右焦点, 为椭圆上的任意一点, ; 为双曲线
的左、右焦点, 为双曲线上的任一点, .
技巧3:利用角度长度的大小建立不等关系. 为椭圆 的左、右焦
点, 为椭圆上的动点,若 ,则椭圆离心率 的取值范围为 .
技巧4:利用与双曲线渐近线的斜率比较建立不等关系.
PF⋅PF
技巧5:涉及 1 2的关系式利用基本不等式,建立不等关系.
易错提醒:圆锥曲线的率的范围是有限定的,椭圆的离心率范围是 ,而双曲
线的离心率范围是 ,在求范围的时候要时刻注意.
例.已知双曲线 : 的右焦点为 ,关于原点对称的两点A、
B分别在双曲线的左、右两支上, , ,且点C在双曲线上,则双
曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
变式1.已知 分别是双曲线 的左、右焦点,P为双曲线
右支上一点,若 , ,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.2
变式2.已知双曲线 的上焦点为 ,点P在双曲线的下支上,若
,且 的最小值为7,则双曲线E的离心率为( )
A.2或 B.3或 C.2 D.3
变式3.过双曲线 : 的右焦点 作双曲线一条渐近线的垂线,
垂足为 ,且与另一条渐近线交于点 ,若 ,则双曲线 的离心率是
( )
A. B. 或 C. D.
1.已知圆 与双曲线 ,若在双曲线
上存在一点 ,使得过点 所作的圆 的两条切线,切点为 、 ,且 ,则
双曲线 的离心率的取值范围是( )
A. B.C. D.
2.已知双曲线 的离心率为 ,且双曲线 上的点到焦点的
最近距离为2,则双曲线 的方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知双曲线C: 的左、右焦点分别为 , ,P为双曲线C
的右支上一点,且 , ,则双曲线C的离心率的取值范围为
( )
A. B.
C. D.
4.已知直线 过双曲线 的右焦点 ,且与双
曲线右支交于 , 两点.若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
5.双曲线 的左、右焦点分别为 , ,点 是其右支上一点.若 , , ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
6.已知直线 与双曲线 交于 两点,点 是双曲线上与
不同的一点,直线 的斜率分别为 ,则当 取得最小值时,
该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
7.如图所示, 是双曲线 的左、右焦点, 的右支上存在
一点 满足 与双曲线 左支的交点 满足 ,则双曲线
的离心率为( )
A. B.2 C. D.
8.已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,以 为直径的圆与
双曲线在第二象限的部分交于点 ,若双曲线上的点 满足 ,则双曲线的
离心率为( )A. B. C. D.
9.已知 为双曲线 : 的右焦点,平行于 轴的直线 分别交
的渐近线和右支于点 , ,且 , ,则 的离心率为
( )
A. B. C. D.
10.已知双曲线 的右焦点为 ,过点 的直线 与双曲线
的右支交于 , 两点,且 ,点 关于原点 的对称点为点 ,若
,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)
知识点一、直线和圆锥曲线联立(设点设线联立化解韦达判别)
与直线 相交于 两点,设 ,
(1)椭圆
,
椭圆 与过定点 的直线 相交于 两点,设为, 如 此 消 去 , 保 留 , 构 造 的 方 程 如 下 : ,
与直线 相交于 两点,设 ,
(2)抛物线
联立可得 , 时,
特 殊 地 , 当 直 线 过 焦 点 的 时 候 , 即 ,
抛物线 与直线 相交于 两点,设 ,
联立可得 , 时,
知识点二、根的判别式和韦达定理
与 联 立 , 两 边 同 时 乘 上 即 可 得 到
, 为 了 方 便 叙 述 , 将 上 式 简 记 为
. 该 式 可 以 看 成 一 个 关 于 的 一 元 二 次 方 程 , 判 别 式 为
可简单记 .
遇到过轴上定点或斜率已知的情况可以设,这种情况下直线一般在题设中都存
和 联立 ,
同理
为了方便叙述,将上式简记为 ,
与C相离 ; 与C相切 ; 与C相交 .
注意:
1.如果是焦点在y轴上的椭圆,只需要把 , 互换位置即可.
2.
直线和双曲线联立结果类似,焦点在x轴的双曲线,只要把 换成 即可;焦点在
y轴的双曲线,把 换成 即可, 换成 即可.
易错提醒:求最值问题时一般转化为函数最值问题,自变量范围一般容易忽略判别式
的前提(判别式也存在隐含自变量的范围)例.已知 , 是椭圆 的两个焦点,P是椭圆E上任一点,则
的取值范围是 .
变式1.已知椭圆 的左焦点为 是C上的动点,点 ,
若 的最大值为6,则C的离心率为 .
变式2.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , , 为椭圆上一个动点,
为圆 上一个动点,则 的最大值为
变式3.设 , 分别为椭圆 ( )的左,右焦点, 为 内
一点, 为 上任意一点,若 的最小值为 ,则 的方程为 .
1.已知直线 过圆 的圆心,且与圆相交于 , 两点, 为椭圆
上一个动点,则 的最大值与最小值之和为 .
2.已知 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若 ,
则 面积的最大值为 .3.已知椭圆 离心率为 , 为椭圆 的右焦点, , 是
椭圆 上的两点,且 .若 ,则实数 的取值范围是 .
4.已知椭圆 是椭圆上两点,线段 的垂直平分线与 轴交于 ,
则 的取值范围是 .
5.已知椭圆 的面积为 ,点 在椭圆
上,点A关于x轴,y轴,原点的对称点分别为B,C,D,记四边
形ABDC的面积为S,则 的取值范围为 .
6.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点 是 上异于左、右顶点
的一点, 外接圆的圆心为M,O为坐标原点,则 的最小值为 .
7.椭圆 的左、右焦点分别为 ,离心率为 为椭圆 的
左顶点,且 ,过原点的直线交椭圆 于 两点,则 的取值
范围为 .
8.已知 为函数 图象上第一象限内的一个动点, 为
坐标原点,则四边形 的面积最大值为 .9.过椭圆 左焦点F的直线与椭圆C交于A,B两点,若线段AB的垂直平
分线与x轴及y轴各有唯一公共点M,N,则 的取值范围是 .
10.如图,在直角坐标系 中,已知椭圆 的左、右焦点分别为 、 ,
点 、 为椭圆上位于 轴上方的两点,且 ,则 的取值范围为
.
易错点四:意义不明导致定点问题错误(有关直线与圆锥曲
线的定点与定值问题)
1、求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.
常用消参方法:
①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系 ,用一个参数表示另外一
个参数 ,即可带用其他式子,消去参数 .
②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.
③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.
④参数无关消参:当与参数相关的因式为 时,此时与参数的取值没什么关系,比如:
,只要因式 ,就和参数 没什么关系了,或者说参数 不起作
用.
2、求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目
的的一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个
直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个
方程组的解为坐标的点即为所求点;
(3)求证直线过定点 ,常利用直线的点斜式方程 或截距式
来证明.
一般解题步骤:
①斜截式设直线方程: ,此时引入了两个参数,需要消掉一个.
②找关系:找到 和 的关系: ,等式带入消参,消掉 .
③参数无关找定点:找到和 没有关系的点.
易错提醒:直线恒过定点是指无论直线如何变动,必有一个定点的坐标适合这条直线
的方程,问题就归结为用参数把直线的方程表示出来,无论参数如何变化这个方程必
有一组常数解.解决定点与定值问题,不能仅靠研究特殊情况来说明.
例.椭圆 的离心率 ,过点 .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点 且斜率不为0的直线 与椭圆交于 两点,椭圆的左顶点为 ,求直
线 与直线 的斜率之积.
变式1.已知圆 : ,点 , 是圆 上任意一点,线段 的
垂直平分线和半径 相交于
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)经过点 和 的圆与直线 : 交于 , ,已知点 ,且 、 分
别与 交于 、 .试探究直线 是否经过定点.如果有,请求出定点;如果没有,
请说明理由.变式2.在平面直角坐标系 中,已知定点 ,定直线 ,动点 在 上
的射影为 ,且满足 .
(1)记点 的运动轨迹为 ,求 的方程;
(2)过点 作斜率不为0 的直线与 交于 两点, 与 轴的交点为 ,记直线
和直线 的斜率分别为 ,求证: .
变式3.已知点 , 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与椭圆 交于 两个不同的点(异于 ),过 作 轴的垂线分别交直
线 于点 ,当 是 中点时,证明.直线 过定点.
1.已知椭圆C: 的离心率为 ,点 在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过点 的直线l与椭圆C交于M,N两点,椭圆C上是否存在
点Q,使得直线 与直线 分别交于点A,B,且点A,B关于x轴对称?若存
在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.2.已知椭圆 的离心率为 ,且过点 .
(1)求椭圆 的标准方程.
(2)已知过右焦点 的直线 与 交于 两点,在 轴上是否存在一个定点 ,使
?若存在,求出定点 的坐标;若不存在,请说明理由.
3.已知椭圆 ,其离心率为 ,直线 被椭圆截得的弦长
为 .
(1)求椭圆 的标准方程.
(2)圆 的切线交椭圆 于 , 两点,切点为 ,求证: 是定值.
4.已知平面上动点 到点 与到圆 的圆心 的距离之和等
于该圆的半径.记 的轨迹为曲线 .
(1)说明 是什么曲线,并求 的方程;
(2)设 是 上关于 轴对称的不同两点,点 在 上,且 异于 两点, 为
原点,直线 交 轴于点 ,直线 交 轴于点 ,试问 是否为定值?
若为定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
5.已知 为椭圆 的两个焦点, 为椭圆 上异于左、右顶点的任意一
点, 的周长为6,面积的最大值为 :
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与椭圆 的另一交点为 ,与 轴的交点为 .若 , .
试问: 是否为定值?并说明理由.6.已知椭圆 的中心在原点,焦点在 轴上,长轴长为短轴长的2倍,若椭圆 经过
点 ,
(1)求椭圆 的方程;
(2)若 是椭圆上不同于点 的两个动点,直线 与 轴围成底边在 轴上的等
腰三角形,证明:直线 的斜率为定值.
7.已知椭圆 的离心率为 ,且直线 是抛物线
的一条切线.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 的动直线 交椭圆 于 两点,试问:在直角坐标平面上是否存在
一个定点 ,使得以 为直径的圆恒过定点 ?若存在,求出 的坐标;若不存在,
请说明理由.
8.已知椭圆 的焦距为2,圆 与椭圆 恰有两个公共
点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)已知结论:若点 为椭圆 上一点,则椭圆在该点处的切线方程为
.若椭圆 的短轴长小于4,过点 作椭圆 的两条切线,切点分别
为 ,求证:直线 过定点.9.已知椭圆 过点 两点,椭圆的离心率为 ,
为坐标原点,且 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设P为椭圆 上第一象限内任意一点,直线 与y轴交于点M,直线 与x轴交
于点N,求证:四边形 的面积为定值.
10.已知椭圆 与椭圆 的离心率相同,
且椭圆 的焦距是椭圆 的焦距的 倍.
(1)求实数 和 的值;
(2)若梯形 的顶点都在椭圆 上, , ,直线 与直线 相
交于点 .且点 在椭圆 上,证明直线 恒过定点.