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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
1
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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
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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;
3
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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:
4
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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.
技巧5:涉及PF 1⋅PF 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( )
5
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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.
6
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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.
7
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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( )
8
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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)
(1)椭圆
与直线
相交于
两点,设
,
,
椭圆
与过定点
的直线
相交于
两点,设为
9
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,如此消去
,保留
,构造的方程如下:
,
(2)抛物线
与直线
相交于
两点,设
,
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
.
同理
和
联立
,
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)
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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 .
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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 .
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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:
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(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.
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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.
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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.
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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.
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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.
18