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人教A版数学--高考解析几何复习专题一
知识点一 求椭圆中的最值问题
典例1、如图,椭圆 的左、右焦点为 ,过 的直线 与椭圆相交
于 、 两点.
(1)若 ,且 求椭圆的离心率.
(2)若 ,求 的最大值和最小值.
随堂练习:已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,椭圆E的离心率为 ,
且通径长为1.
(1)求E的方程;(2)直线l与E交于M,N两点(M,N在x轴的同侧),当
时,求四边形 面积的最大值.典例2、已知椭圆 : 与抛物线 : 有相同的焦点 ,抛
物线 的准线交椭圆于 , 两点,且 .
(1)求椭圆 与抛物线 的方程;
(2) 为坐标原点,过焦点 的直线 交椭圆 于 , 两点,求 面积的最大值.
随堂练习:在平面直角坐标系 中,椭圆 的离心率为 ,过点
,且
是椭圆 的内接三角形.(1)若点 为椭圆 的上顶点,且原点 为 的垂心,求线段 的长;
(2)若点 为椭圆 上的一动点,且原点 为 的重心,求原点 到直线 距离
的最小值.
典例3、在平面直角坐标系 中,已知点 , ,过点 的动直线 与过
点 的动直线 的交点为P, , 的斜率均存在且乘积为 ,设动点Р的轨迹为曲
线C.
(1)求曲线C的方程;(2)若点M在曲线C上,过点M且垂直于OM的直线交C于另一
点N,点M关于原点O的对称点为Q.直线NQ交x轴于点T,求 的最大值.随堂练习:对于椭圆 ,有如下性质:若点 是椭圆外一点,
, 是椭圆
的两条切线,则切点A,B所在直线的方程是 ,可利用此结论解答下列问
题.
已知椭圆C: 和点 ,过点P作椭圆C的两条切线,切点是A,B,
记点A,B到
直线 (O是坐标原点)的距离是 , .
(1)当 时,求线段 的长; (2)求 的最大值.
知识点二 根据椭圆过的点求标准方程,椭圆中的直线过定点问题
典例4、已知椭圆 的长轴长为 ,且经过点 .
(1)求C的方程;(2)过点 斜率互为相反数的两条直线 , 分别交椭圆C于A,B两点(A,B在x轴同一侧).求证:直线 过定点,并求定点的坐标.
随堂练习:已知椭圆 : 过点 ,过右焦点 作 轴的垂线交椭
圆于 , 两点,且 .
(1)求椭圆 的标准方程; (2)点 , 在椭圆 上,且 .证明:直线
恒过定点.典例5、已知椭圆 经过点 ,其右顶点为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若点 、 在椭圆 上,且满足直线 与 的斜率之积为 ,证明直线 经过
定点.
随堂练习:已知F是椭圆 的左焦点,焦距为4,且C过点 .
(1)求C的方程;
(2)过点F作两条互相垂直的直线l,l,若l与C交于A,B两点,l与C交于D,E
1 2 1 2
两点,记AB的中点为M,DE的中点为N,试判断直线MN是否过定点,若过点,请求
出定点坐标;若不过定点,请说明理由.典例6、已知椭圆T: 经过以下四个不同点中的某三个点: ,
, , .
(1)求椭圆T的方程;
(2)将椭圆T上所有点的纵坐标缩短为原来的 倍,横坐标不变,得到椭圆E.已知
M,N两点的坐标分别为 , ,点F是直线 上的一个动点,且直线 ,
分别交椭圆E于G,H(G,H分别异于M,N点)两点,试判断直线 是否恒过
定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
随堂练习:已知椭圆 : ( )的左、右顶点分别为 , , 为坐标
原点,直线 : 与 的两个交点和 , 构成一个面积为 的菱形.
(1)求 的方程;(2)圆 过 , ,交 于点 , ,直线 , 分别交 于另一点 , .
①求 的值; ②证明:直线 过定点.
人教A版数学--高考解析几何复习专题一答案
典例1、答案:(1) ;(2)最大值 ;最小值 .
解:(1) , 因为 。所以 , 所以
,
所以
(2)由于 ,得 ,则 .
①若 垂直于 轴,则 , 所以 ,
所以
②若 与 轴不垂直,设直线 的斜率为 ,则直线 的方程为
由 得, 方程有两个不等的实数根.
设 , . ,
=
,所以当直线 垂于 轴时, 取得最大值
当直线 与 轴重合时, 取得最小值
随堂练习:答案:(1) ;(2)2.
解:(1)依题意可知 ,解得 故椭圆的方程为 .
(2)延长 交E于点 ,由(1)可知 ,
设 ,设 的方程为 ,由 得 ,故 .
设 与 的距离为d,则四边形 的面积为S,
,
又因为
,
当且仅当 ,即 时,等号成立, 故四边形 面积的最大值
为2.
典例 2、答案:(1)椭圆 的方程为: ,抛物线 的方程为: ;
(2)最大值为1.
解:(1)因为 ,所以不妨设 的坐标为 , 的坐标为 ,
所以有: ,∴ , ,
∴椭圆 的方程为: ,抛物线 的方程为: ;
(2)由(1)可知: 的坐标为: ,
设直线 的方程为: , 到 的距离为 ,则,
联立 可得: ,则 ,
,
当且仅当 时取等号,故 面积的最大值为1.
随堂练习:答案:(1) ;(2) .
解:(1)设焦距为 ,由题意知: ,
因此,椭圆 的方程为: ;
由题意知: ,故 轴,设 ,则 , ,
,解得: 或 ,
, 不重合,故 , ,故 ;
(2)设 中点为 ,直线 与椭圆交于 , 两点, 为 的重心,则
,
当 斜率不存在时,点 在 轴上,所以此时点 在长轴的端点处由 ,则 ,则 到直线 的距离为1;
当 斜率存在时,设 : , , ,
则 ,所以 ,
所以 ,即
也即
,则
,
则: , ,代入式子得: ,
设 到直线 的距离为 ,则 时,
;
综上,原点 到直线 距离的最小值为 .
典例3、答案:(1) (2)解:(1)设 点坐标为 ,
定点 , ,直线 与直线 的斜率之积为 ,
,
(2)设 , , ,则 , ,
所以
又 ,所以 ,又 即 ,则直线 :
,
直线 : ,由 ,解得 ,即
,
所以
令 ,则 ,所以
因为 ,当且仅当 即 时取等号,所以 的最大值为 ;
随堂练习:答案:(1) ;(2) .
解:(1)当 时,直线 方程为 ,联立,得 .
设 , ,则 , .则
.
(2)直线 : ,即 ,直线 : .
设 , ,则 ,
记 ,则 ,
法一:常规换元法
令 , ,则
,当 即 时取得等号,则 的最大值是 .
法二:分离常数法
,显然 时不取得最大值,则 ,
当 时取得等号,则 的最大值是 .
典例4、答案:(1) ;(2)证明见解析, .
解:(1)由题意得 ,得 ,所以椭圆方程为: ,
将 代入椭圆方程得: ,解得 , 故椭圆C的方程为
(2)证明:由题意可知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,
联立 ,得 .
设A,B的坐标分别为 , 则
,
且 , 因为直线 , 斜率互为相反数,即 ,
所以 ,则 , 即
,即 , 所以 ,化简
得 ,
所以直线 的方程为 , 故直线 过定点
随堂练习:答案:(1) (2)证明见解析
解:(1)由已知得当 时, , 又因为椭圆过点 ,则 ,
联立解得 ,故椭圆 的标准方程为 ;
(2)证明设点 , , 因为 ,即 ,
即 .* 当直线 的斜率存在时,设直线方程为
.
代入椭圆方程消去 得 , , ,
,
根据 , .代入*整理, 得
,
结合根与系数的关系可得, .
即 , 当 时,直线方程为 .过点 ,不符合条件.
当 时,直线方程为 , 故直线 恒过定点
.
当直线 的斜率不存在时,令点 , 此时 ,
又 .可得 (舍去)或 . 当 时,与点 重合,与已知条件
不符,
∴直线 的斜率一定存在,故直线 恒过定点 .
典例5、答案:(1) (2)证明见解析
解:(1)由题意可知, ,将点 的坐标代入椭圆 的方程可得 ,可得
,
因此,椭圆 的方程为 .
(2)证明:若 轴,则点 、 关于 轴对称,则直线 与 也关于 轴对称,
从而直线 与 的斜率互为相反数,不合乎题意.
设直线 方程为 ,设点 、 ,
联立 ,可得 , ,
可得 ,由韦达定理可得 , ,因为
,
整理可得 ,
即 ,化简得 ,
即 ,可得 或 .
当 时,直线 的方程为 ,此时直线 过点 ,不合乎题意;
当 时,直线 的方程为 ,此时直线 过定点 ,合乎题意.
随堂练习:答案:(1) (2) 过定点,定点坐标为
解:(1)依题意 , 由 解得 , 所以椭圆 的方程
为 .
(2)由题意知,当 其中一条的斜率不存在时,另外一条的斜率为 ,此时直线
为 轴;
当 的斜率都存在且不为 时,设 ,
设 ,联立 ,整理得 ,, ,
则 , 所以 的中点 ,
同理由 ,可得 的中点 , 则
,
所以直线 的方程为 ,
化简得 ,
故直线 恒过定点 . 综上,直线 过定点 .
典例6、答案:(1) ;(2)直线 恒过定点 .
解:(1)由题意可得A,C一定在椭圆上,即 ①, 若B在椭圆上,则
②,
由①②可得 ,不存在, 所以D在椭圆上,可得 ③,
由①③可得 , , 所以椭圆的方程为: ;(2)将椭圆T上所有点的纵坐标缩短为原来的 倍,横坐标不变,
设E上的点为: ,对应的点 ,由题意可得 , , 所以 ,
,
所以E的方程 , 设 , , , ,
所以直线 的方程为: ,直线 的方程 ,
联立直线 与椭圆的方程 整理可得 ,
所以 , ,即 ,
联立直线NF与椭圆的方程: 整理可得 ,
所以 , 即 ,
所以直线 的斜率为: ,
所以直线 的方程为: ,整理可得 ,当 , . 所以直线 恒过定点 .
随堂练习:答案:(1) (2)① ②证明见解析
解:(1)因为直线 : 与 的两个交点和 , 构成的四边形是菱形,
所以 垂直平分 ,所以 , .
设 为直线 与 的一个交点,则菱形的面积为 .
因为菱形的面积为 ,所以 ,解得 ,即 .
将点 代入 ,得 ,又因为 ,所以 .
故 的方程为 .
(2)①由题意,得 为圆 的一条弦,且直线 垂直平分该弦,
故直线 经过圆心 ,所以 为圆 的直径,因此 ,即 .
设 , ,则 .
注意到 , ,则 .
又因为 , ,所以 .
②易知直线 不可能平行于 轴,则设直线 的方程为 ( ),
, .由 得 .
,(*)
, .①因为 , ,所以
,
即 , 即 .
将①代入上式得 ,
化简得 ,解得 ,满足(*),
所以直线 的方程为 , 故直线 过定点 .