4、求出參數(shù)的取值范圍;
(4)利用已知的不等關(guān)系構(gòu)造不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(5)利用求函數(shù)的值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.
2.圓錐曲線中常見最值問題及解題方法
(1)兩類最值問題:①涉及距離、面積的最值以及與之相關(guān)的一些問題;②求直線或圓錐曲線中幾何元素的最值以及這些元素存在最值時(shí)確定與之有關(guān)的一些問題.
(2)兩種常見解法:①幾何法,若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征及意義,則考慮利用圖形性質(zhì)來解決;②代數(shù)法,若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可先建立起目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值,最值常用基本不等式法、配方法等
5、求解.
如圖,橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,其左焦點(diǎn)到點(diǎn)P(2,1)的距離為.不過原點(diǎn)O的直線l與C相交于A,B兩點(diǎn),且線段AB被直線OP平分.
(1)求橢圓C的方程;
(2)求△ABP面積取最大值時(shí)直線l的方程.
解:(1)設(shè)橢圓左焦點(diǎn)為F(-c,0),則由題意得
得所以橢圓方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),線段AB的中點(diǎn)為M.
由題意知直線AB的斜率存在且不為零,故可設(shè)直線AB的方程為y=kx+m(m≠0),
由消去y,整理得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,①
則Δ=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-
6、12)>0,
所以線段AB的中點(diǎn)M.
因?yàn)镸在直線OP上,所以=.得m=0(舍去)或k=-.
此時(shí)方程①為3x2-3mx+m2-3=0,則
Δ=3(12-m2)>0,所以|AB|=|x1-x2|=.
設(shè)點(diǎn)P到直線AB的距離為d,則d==.設(shè)△ABP的面積為S,則
S=|AB|d=.
其中m∈(-2,0)∪(0,2).
令u(m)=(12-m2)(m-4)2,m∈(-2,0)∪(0,2),
u′(m)=-4(m-4)(m2-2m-6)
=-4(m-4)(m-1-)(m-1+).
所以當(dāng)且僅當(dāng)m=1-時(shí),u(m)取到最大值.即S取到最大值.
綜上,所求直線l的方程為3x+2
7、y+2-2=0.
考點(diǎn)二
定 點(diǎn) 問 題
[例2] (20xx陜西高考)已知?jiǎng)訄A過定點(diǎn)A(4,0),且在y軸上截得弦MN的長為8.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程;
(2)已知點(diǎn)B(-1,0),設(shè)不垂直于x軸的直線l與軌跡C交于不同的兩點(diǎn)P,Q,若x軸是∠PBQ的角平分線,證明直線l過定點(diǎn).
[自主解答]
(1)如圖,設(shè)動(dòng)圓圓心O1(x,y),由題意,|O1A|=|O1M|,
當(dāng)O1不在y軸上時(shí),過O1作O1H⊥MN交MN于H,則H是MN的中點(diǎn),
∴|O1M|=,又|O1A|=,∴=,
化簡得y2=8x(x≠0).
又當(dāng)O1在y軸上時(shí),O1與O重合,點(diǎn)O
8、1的坐標(biāo)(0,0)也滿足方程y2=8x,
∴動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程為y2=8x.
(2)證明:由題意,設(shè)直線l的方程為y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
將y=kx+b代入y2=8x中,得k2x2+(2bk-8)x+b2=0,其中Δ=-32kb+64>0.
由根與系數(shù)的關(guān)系得,x1+x2=,①x1x2=,②
因?yàn)閤軸是∠PBQ的角平分線,所以=-,即y1(x2+1)+y2(x1+1)=0,
(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1)=0,
2kx1x2+(k+b)(x1+x2)+2b=0,③
將①②代入③,得2kb2+(k+b)(8-2bk
9、)+2k2b=0,
∴k=-b,此時(shí)Δ>0,∴直線l的方程為y=k(x-1),∴直線l過定點(diǎn)(1,0).
【方法規(guī)律】
圓錐曲線中定點(diǎn)問題的兩種解法
(1)引進(jìn)參數(shù)法:引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒有關(guān)系,找到定點(diǎn).
(2)特殊到一般法:根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無關(guān).
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓+=1的左、右頂點(diǎn)為A、B,右焦點(diǎn)為F.設(shè)過點(diǎn)T(t,m)的直線TA、TB與此橢圓分別交于點(diǎn)M(x1,y1)、N(x2,y2),其中m>0,y1>0,y2<0.
(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn)P滿足PF2-PB2=4,求點(diǎn)
10、P的軌跡;
(2)設(shè)t=9,求證:直線MN必過x軸上的一定點(diǎn)(其坐標(biāo)與m無關(guān)).
解:由題設(shè)得A(-3,0),B(3,0),F(xiàn)(2,0).
(1)設(shè)點(diǎn)P(x,y),由PF2=(x-2)2+y2,PB2=(x-3)2+y2,PF2-PB2=4,
得(x-2)2+y2-(x-3)2-y2=4,化簡得x=.故所求點(diǎn)P的軌跡為直線x=.
(2)證明:由題設(shè)知,直線AT的方程為y=(x+3),直線BT的方程為y=(x-3).
點(diǎn)M(x1,y1)滿足解得=-,
因?yàn)閤1≠-3,則=-,解得x1=,從而得y1=.
點(diǎn)N(x2,y2)滿足解得x2=,y2=.
若x1=x2,則由=及m>0,得
11、m=2,此時(shí)直線MN的方程為x=1,過點(diǎn)D(1,0).
若x1≠x2,則m≠2,直線MD的斜率kMD==,
直線ND的斜率kND==,得kMD=kND,所以直線MN過D點(diǎn).
因此,直線MN必過x軸上的點(diǎn)(1,0).
高頻考點(diǎn)
考點(diǎn)三 圓錐曲線中的定值問題
1.圓錐曲線中的定值問題,是近幾年來高考命題的熱點(diǎn),多以解答題的形式出現(xiàn),試題難度較大,多為高檔題.
2.高考中關(guān)于圓錐曲線中的定值問題有以下幾個(gè)命題角度:
(1)求代數(shù)式為定值;
(2)求點(diǎn)到直線的距離為定值;
(3)求某線段長為定值.
[例3] (20xx江西高考)橢圓C:+=1(a>b>0
12、)的離心率e=,a+b=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖所示,A,B,D是橢圓C的頂點(diǎn),P是橢圓C上除頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),直線DP交x軸于點(diǎn)N,直線AD交BP于點(diǎn)M,設(shè)BP的斜率為k,MN的斜率為m.證明:2m-k為定值.
[自主解答] (1)因?yàn)閑==,所以a=c,b=c.
代入a+b=3,得c=,a=2,b=1.故橢圓C的方程為+y2=1.
(2)證明:法一:因?yàn)锽(2,0),P不為橢圓頂點(diǎn),則直線BP的方程為y=k(x-2),①把①代入+y2=1,
解得P.直線AD的方程為:y=x+1.②
①與②聯(lián)立解得M.由D(0,1),P,N(x,0)三點(diǎn)共線知
=,解得N
13、.
所以MN的斜率為m===,
則2m-k=-k=(定值).
法二:設(shè)P(x0,y0)(x0≠0,x0≠2),則k=,
直線AD的方程為:y=(x+2),直線BP的方程為:y=(x-2),
直線DP的方程為:y-1=x,令y=0,由于y0≠1,可得N
聯(lián)立解得M,
因此MN的斜率為
m==
==,
所以2m-k=-
=
=
=
=(定值).
圓錐曲線中的定值問題的常見類型及解題策略
(1)求代數(shù)式為定值.依題意設(shè)條件,得出與代數(shù)式參數(shù)有關(guān)的等式,代入代數(shù)式、化簡即可得出定值;
(2)求點(diǎn)到直線的距離為定值.利用點(diǎn)到直線的距離公式得出距離的解析式,再利用題設(shè)
14、條件化簡、變形求得;
(3)求某線段長度為定值.利用長度公式求得解析式,再依據(jù)條件對解析式進(jìn)行化簡、變形即可求得.
如圖所示,已知點(diǎn)A(1,)是離心率為的橢圓C:+=1(a>b>0)上的一點(diǎn),斜率為的直線BD交橢圓C于B、D兩點(diǎn),且A、B、D三點(diǎn)不重合.
(1)求橢圓C的方程;
(2)△ABD的面積是否存在最大值?若存在,求出這個(gè)最大值;若不存在,請說明理由;
(3)求證:直線AB、AD斜率之和為定值.
解:(1)由題意,可得e==,+=1,a2=b2+c2,
解得a=2,b=,c=,所以橢圓C的方程為+=1.
(2)設(shè)直線BD的方程為y=x+m,D(x1,y1),
15、B(x2,y2),
由得4x2+2mx+m2-4=0,
所以Δ=-8m2+64>0,則-2