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一、曲线方程
求曲线的方程是高考中常见的题型,一般都是容易题。现在的考试说明明确要求,只要掌握以下两种解法。
1.定义法
根据题目的已知条件,通过转化与化规的数学思想,把求曲线方程转化为圆锥定义来解题。要注意所求方程中所表示的点是否都是曲线上的点,尤其注意那些特殊的点。
例1:在平面直角坐标系xoy中,已知点A(-2,0)、B(2,0),动点C满足条件:△ABC的周长为10,记动点C的轨迹为曲线M,求曲线M的方程。
解:设C点坐标为(x,y),
∵|AC|+|BC|+|AB|=10,|AB|=4
∴|AC|+|BC|=10>|AB|
由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为6的椭圆除去与x轴的两个交点。设椭圆方程为■+■=1(a>b>0),则a=3,c=2
∴b2=a2-c2=5
∴曲线M的方程为:■+■=1(y≠0)。
2.待定系数法
首先设所求方程的形式,其中含有待定的系数;再把几何条件转化为含未知系数的方程或方程组;最后求出未知的系数,并把求出的系数代入已经明确的方程形式,得到所求圆锥曲线的方程。
例2:已知椭圆C:■+■=1(a>b>0)的离心率为■,过右顶点A的直线l与椭圆C相交于A、B两点,求椭圆C和直线l的方程。
解:由离心率e=■,得■=■,即a2=3b2……①
又点B(-1,-3)在椭圆C:■+■=1上,即■+■=1……②
联立①②得a2=12,b2=4,故所求椭圆方程为■+■=1。
由A(2,0),B(-1,-3)得直线l的方程为y=x-2。
二、直线与圆锥曲线的位置关系
直线与圆锥曲线的位置关系是近几年高考的热点,在高考中多以难题出现,涉及的内容比较多,突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程等价转化等数学思想,对考生的能力要求较高,但也有固定的解题思路。
1.写出直线与圆锥曲线方程
(1)如何设直线方程
①没有已知条件,可设为y=kx+b(一般情况下直线的斜率都是存在的);
②已知直线的斜率,也可设为y=kx+b;
③已知直线过定点(a,b),分两种情况:
(Ⅰ)可设为y-b=k(x-a),分为斜率存在与不存在二种情况。
(Ⅱ)可设为x-a=k(y-b),分为斜率为0与不为0两种情况。
(2)设圆锥曲线方程(一般情况下直线和圆锥曲线只设一个)。
2.求解方程
设交点坐标为(x1,y1),(x2,y2),写出x1+x2和x1·x2,或y1+y2和y1·y2。正常情况下,都是把(x1,y1),(x2,y2)代入直线方程得到y1和y2。注意不能忘记△>0。
例3:(2009四川卷文)已知椭圆■+■=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率e=■,右准线方程为x=2。(I)求椭圆的标准方程;(II)过点F1的直线l与该椭圆交于M、N两点,且|■+■|=■,求直线l的方程。
解:(I)椭圆方程为:■+y2=1,解略。
由(I)得F1(-1,0)、F2(1,0),若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=-1,由x=-1■+y2=1,得y=±■。
设M(-1,■)、N(-1,-■),
∴|■+■|=|(-2,■)+(-2,-■)|=|(-4,0)|=4,这与已知相矛盾。
若直线l的斜率存在,设直线l的斜率为k,则直线的方程为y=k(x+1),设M(x1,y1)、N(x2,y2),联立y=k(x+1)■+y2=1,消元得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0,
∴x1+x2=■,x1x2=■
∴y1+y2=k(x1+x2+2)=■
又∵■=(x1-1,y1),■=(x2-1,y2)
∴■+|■=(x1+x2-2,y1+y2)
∴|■+|■|=■
=■=■
化简得40k4-23k2-17=0,解得k2=1或k2=-■(舍去)
∴k=±1,所求直线l的方程为y=x+1或y=-x-1。
三、参数的取值范围
高考考试中经常出现求参数取值范围,不仅运用的知识点多,而且题目新颖,充分体现学生的创新能力和潜在的数学素质。学生在解决这种问题时,往往找不到问题的关键,无从入手,解决问题的关键在于根据题意,构造相关的不等式,结合函数的知识,求出不等式的解。
例4:已知椭圆C:■+■=1(a>b>0),点F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,点P(2,■)在直线x=■上,且|F1F2|=|PF2|,直线l:y=kx+m为动直线,直线l与椭圆C交于不同的两点A、B。(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若在椭圆C上存在点Q,满足■+■=λ■(O为坐标原点),求实数λ的取值范围。
解:(Ⅰ)椭圆方程为:x2+2y2=2,解略。
(Ⅱ)由y=kx+mx2+2y2=2,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,
设点A、B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-■x1x2=■,y1+y2=k(x1+x2)+2m=■。
(1)当m=0时,点A、B关于原点对称,则λ=0;
(2)当m≠0时,点A、B不关于原点对称,则λ≠0,
由■+■=λ■,得xQ=■(x1+x2)yQ=■(y1+y2)即xQ=■yQ=■,
∵点Q在椭圆上
∴有[■]2+2[■]2=2,化简,得4m2(1+2k2)=λ2(1+2k2)2
∵1+2k2≠0
∴4m2=λ2(1+2k2)……①
∵△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(1+2k2-m2),且△>0
∴1+2k2>m2 ………………………②
联立①②两式,得4m2>λ2m2
∵m≠0
∴λ2<4,则-2<λ<2且λ≠0
综合(1)、(2)两种情况,得实数λ的取值范围是-2<λ<2。
求曲线的方程是高考中常见的题型,一般都是容易题。现在的考试说明明确要求,只要掌握以下两种解法。
1.定义法
根据题目的已知条件,通过转化与化规的数学思想,把求曲线方程转化为圆锥定义来解题。要注意所求方程中所表示的点是否都是曲线上的点,尤其注意那些特殊的点。
例1:在平面直角坐标系xoy中,已知点A(-2,0)、B(2,0),动点C满足条件:△ABC的周长为10,记动点C的轨迹为曲线M,求曲线M的方程。
解:设C点坐标为(x,y),
∵|AC|+|BC|+|AB|=10,|AB|=4
∴|AC|+|BC|=10>|AB|
由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为6的椭圆除去与x轴的两个交点。设椭圆方程为■+■=1(a>b>0),则a=3,c=2
∴b2=a2-c2=5
∴曲线M的方程为:■+■=1(y≠0)。
2.待定系数法
首先设所求方程的形式,其中含有待定的系数;再把几何条件转化为含未知系数的方程或方程组;最后求出未知的系数,并把求出的系数代入已经明确的方程形式,得到所求圆锥曲线的方程。
例2:已知椭圆C:■+■=1(a>b>0)的离心率为■,过右顶点A的直线l与椭圆C相交于A、B两点,求椭圆C和直线l的方程。
解:由离心率e=■,得■=■,即a2=3b2……①
又点B(-1,-3)在椭圆C:■+■=1上,即■+■=1……②
联立①②得a2=12,b2=4,故所求椭圆方程为■+■=1。
由A(2,0),B(-1,-3)得直线l的方程为y=x-2。
二、直线与圆锥曲线的位置关系
直线与圆锥曲线的位置关系是近几年高考的热点,在高考中多以难题出现,涉及的内容比较多,突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程等价转化等数学思想,对考生的能力要求较高,但也有固定的解题思路。
1.写出直线与圆锥曲线方程
(1)如何设直线方程
①没有已知条件,可设为y=kx+b(一般情况下直线的斜率都是存在的);
②已知直线的斜率,也可设为y=kx+b;
③已知直线过定点(a,b),分两种情况:
(Ⅰ)可设为y-b=k(x-a),分为斜率存在与不存在二种情况。
(Ⅱ)可设为x-a=k(y-b),分为斜率为0与不为0两种情况。
(2)设圆锥曲线方程(一般情况下直线和圆锥曲线只设一个)。
2.求解方程
设交点坐标为(x1,y1),(x2,y2),写出x1+x2和x1·x2,或y1+y2和y1·y2。正常情况下,都是把(x1,y1),(x2,y2)代入直线方程得到y1和y2。注意不能忘记△>0。
例3:(2009四川卷文)已知椭圆■+■=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率e=■,右准线方程为x=2。(I)求椭圆的标准方程;(II)过点F1的直线l与该椭圆交于M、N两点,且|■+■|=■,求直线l的方程。
解:(I)椭圆方程为:■+y2=1,解略。
由(I)得F1(-1,0)、F2(1,0),若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=-1,由x=-1■+y2=1,得y=±■。
设M(-1,■)、N(-1,-■),
∴|■+■|=|(-2,■)+(-2,-■)|=|(-4,0)|=4,这与已知相矛盾。
若直线l的斜率存在,设直线l的斜率为k,则直线的方程为y=k(x+1),设M(x1,y1)、N(x2,y2),联立y=k(x+1)■+y2=1,消元得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0,
∴x1+x2=■,x1x2=■
∴y1+y2=k(x1+x2+2)=■
又∵■=(x1-1,y1),■=(x2-1,y2)
∴■+|■=(x1+x2-2,y1+y2)
∴|■+|■|=■
=■=■
化简得40k4-23k2-17=0,解得k2=1或k2=-■(舍去)
∴k=±1,所求直线l的方程为y=x+1或y=-x-1。
三、参数的取值范围
高考考试中经常出现求参数取值范围,不仅运用的知识点多,而且题目新颖,充分体现学生的创新能力和潜在的数学素质。学生在解决这种问题时,往往找不到问题的关键,无从入手,解决问题的关键在于根据题意,构造相关的不等式,结合函数的知识,求出不等式的解。
例4:已知椭圆C:■+■=1(a>b>0),点F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,点P(2,■)在直线x=■上,且|F1F2|=|PF2|,直线l:y=kx+m为动直线,直线l与椭圆C交于不同的两点A、B。(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若在椭圆C上存在点Q,满足■+■=λ■(O为坐标原点),求实数λ的取值范围。
解:(Ⅰ)椭圆方程为:x2+2y2=2,解略。
(Ⅱ)由y=kx+mx2+2y2=2,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,
设点A、B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-■x1x2=■,y1+y2=k(x1+x2)+2m=■。
(1)当m=0时,点A、B关于原点对称,则λ=0;
(2)当m≠0时,点A、B不关于原点对称,则λ≠0,
由■+■=λ■,得xQ=■(x1+x2)yQ=■(y1+y2)即xQ=■yQ=■,
∵点Q在椭圆上
∴有[■]2+2[■]2=2,化简,得4m2(1+2k2)=λ2(1+2k2)2
∵1+2k2≠0
∴4m2=λ2(1+2k2)……①
∵△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(1+2k2-m2),且△>0
∴1+2k2>m2 ………………………②
联立①②两式,得4m2>λ2m2
∵m≠0
∴λ2<4,则-2<λ<2且λ≠0
综合(1)、(2)两种情况,得实数λ的取值范围是-2<λ<2。