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1、
第21練圓錐曲線的綜合應(yīng)用【理】
一.題型考點(diǎn)對(duì)對(duì)練
1.(直線與圓錐曲線的位置關(guān)系)【黑龍江省齊齊哈爾2018屆模擬】已知橢圓,過(guò)橢圓的左焦點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),其中點(diǎn)是橢圓的上頂點(diǎn),橢圓的左頂點(diǎn)為,直線分別與直線相交于兩點(diǎn).則( )
A. B. C. D.
【答案】B
本題選擇B選項(xiàng).
2.(圓錐曲線中的范圍、最值問(wèn)題)已知雙曲線右焦點(diǎn)為F,P為雙曲線左支上一點(diǎn),點(diǎn),則周長(zhǎng)的最小值為
A. (B) C. (D)
【答案】A
3.(圓錐曲線中的定值、定點(diǎn)、存在性問(wèn)題)如圖, 為橢圓長(zhǎng)軸的左、右
2、端點(diǎn), 為坐標(biāo)原點(diǎn), 為橢圓上不同于的三點(diǎn),直線圍成一個(gè)平行四邊形,則( )
A. 14 B. 12 C. 9 D. 7
【答案】A
【解析】設(shè), 斜率分別為,則的斜率為,且,所以,同理,因此
.故選A.
4.(軌跡與軌跡方程)已知點(diǎn),直線,直線垂直于點(diǎn),線段的垂直平分線交于點(diǎn).
(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)已知點(diǎn),過(guò)且與軸不垂直的直線交于兩點(diǎn),直線分別交于點(diǎn),求證:以為直徑的圓必過(guò)定點(diǎn).
(2)由題意可設(shè)直線,代入,得,
設(shè),則;又,設(shè)直線的斜率分別為,則,設(shè),
令,得,同理,得,從而;
.又以為直徑的圓的方程為: ,即,即,令,解
3、得或,從而以為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn)和.
5.(直線與圓錐曲線的位置關(guān)系)【2018屆南京市聯(lián)考】已知橢圓: 的右焦點(diǎn)為,過(guò)作直線(不過(guò)原點(diǎn))交橢圓于兩點(diǎn),若的中點(diǎn)為,直線交橢圓的右準(zhǔn)線于
(1)若直線垂直軸時(shí), ,求橢圓的離心率;
(2)若橢圓的離心率,當(dāng)直線斜率存在時(shí)設(shè)為,直線的斜率設(shè)為,試求的值。
6. (圓錐曲線中的范圍、最值問(wèn)題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓W: 的離心率為,直線l:y=2上的點(diǎn)和橢圓W上的點(diǎn)的距離的最小值為1.
(Ⅰ) 求橢圓W的方程;
(Ⅱ) 已知橢圓W的上頂點(diǎn)為A,點(diǎn)B,C是W上的不同于A的兩點(diǎn),且點(diǎn)B,C關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,直線AB,AC分別交直線l
4、于點(diǎn)E,F(xiàn).記直線與的斜率分別為, .
① 求證: 為定值;
② 求△CEF的面積的最小值.
證法二:直線AC的方程為, 由得,
解得,同理,因?yàn)锽,O,C三點(diǎn)共線,則由,
整理得,所以.
②直線AC的方程為,直線AB的方程為,不妨設(shè),則,
令y=2,得,而,
所以,△CEF的面積 .
由得,則 ,當(dāng)且僅當(dāng)取得等號(hào),所以△CEF的面積的最小值為.
7. (圓錐曲線中的范圍、最值問(wèn)題)如圖,過(guò)橢圓: 的左右焦點(diǎn)分別作直線, 交橢圓于與,且.
(1)求證:當(dāng)直線的斜率與直線的斜率都存在時(shí), 為定值;
(2)求四邊形面積的最大值.
(2)當(dāng)?shù)膬A斜角為時(shí),
5、與重合,舍去.當(dāng)?shù)膬A斜角不為0時(shí),由對(duì)稱性得四邊形為平行四邊形, ,設(shè)直線的方程為,代入,得.顯然, , .所以,設(shè),所以, .所以.當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)等號(hào)成立,所以.所以平行四邊形面積的最大值為.
8.(圓錐曲線中的定值、定點(diǎn)、存在性問(wèn)題)已知的頂點(diǎn),點(diǎn)在軸上移動(dòng), ,且的中點(diǎn)在軸上.
(Ⅰ)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(Ⅱ)已知過(guò)的直線交軌跡于不同兩點(diǎn), ,求證: 與, 兩點(diǎn)連線, 的斜率之積為定值.
由得,所以, ,,同理,,所以與, 兩點(diǎn)連線的斜率之積為定值4.
9. (圓錐曲線中的定值、定點(diǎn)、存在性問(wèn)題)【江蘇省如東2018屆期中】已知橢圓的離心率為,其左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)是坐標(biāo)平面
6、內(nèi)一點(diǎn),且, (為坐標(biāo)原點(diǎn)).
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)且斜率為的動(dòng)直線交橢圓于兩點(diǎn),在軸上是否存在定點(diǎn),使以為直徑的圓恒過(guò)該點(diǎn)?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,說(shuō)明理由.
【解析】(1)設(shè), , ,則由,得;
由得,即.所以.
又因?yàn)?,所?因此所求橢圓的方程為: .
(2)設(shè)動(dòng)直線的方程為: ,由得.
設(shè), ,則, .假設(shè)在軸上是否存在定點(diǎn),滿足題設(shè),則, .
,由假設(shè)得對(duì)于任意的, 恒成立,即解得.因此,在軸上存在定點(diǎn),使以為直徑的圓恒過(guò)該點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.
二.易錯(cuò)問(wèn)題糾錯(cuò)練
10.(忽略軌跡的純粹性)如圖,拋物線: 與圓: 相交于, 兩點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)
7、為.過(guò)劣弧上動(dòng)點(diǎn)作圓的切線交拋物線于, 兩點(diǎn),分別以, 為切點(diǎn)作拋物線的切線, , 與相交于點(diǎn).
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.
【解析】(Ⅰ)由點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,代入,解得
(Ⅱ)利用直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,可知方程為,其中, 滿足, ,再利用中點(diǎn)公式,可知滿足,代入得,考慮到,知,動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為, .
【注意問(wèn)題】求出軌跡方程后注意范圍,不符合的點(diǎn).
11. (忽略對(duì)直線斜率不存在的情況)已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),并且內(nèi)切于定圓.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡方程;
(2)若上存在兩個(gè)點(diǎn),(1)中曲線上有兩個(gè)點(diǎn),并且三點(diǎn)共線, 三點(diǎn)共線, ,求四邊形的面積的最
8、小值.
(2)當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線的斜率為0,易得,四邊形的面積.
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,聯(lián)立方程得
,消元得
設(shè),則,
∵,∴直線的方程為,,得
設(shè),則,
四邊形的面積,
令, ,上式,
令,
(),∴,∴,綜上可得,最小值為8.
【注意問(wèn)題】設(shè)直線方程時(shí),用到斜率需討論率不存在時(shí).
12.(直線與圓錐曲線有兩個(gè)交點(diǎn)忽略)已知橢圓: 的上下兩個(gè)焦點(diǎn)分別為, ,過(guò)點(diǎn)與軸垂直的直線交橢圓于、兩點(diǎn), 的面積為,橢圓的離心力為.
(Ⅰ)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)已知為坐標(biāo)原點(diǎn),直線: 與軸交于點(diǎn),與橢圓交于, 兩個(gè)不同的點(diǎn),若存在實(shí)數(shù),使得,求的取值范圍.
9、
【解析】(Ⅰ)根據(jù)已知橢圓的焦距為,當(dāng)時(shí), ,由題意的面積為,由已知得,∴,∴,∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
且, ,由,得,即,∴,∴,即.
當(dāng)時(shí), 不成立,∴,∵,∴,即,∴,解得或.綜上所述, 的取值范圍為.
【注意問(wèn)題】在解直線與二次曲線位置關(guān)系是,需考慮直線與二次曲線有有兩個(gè)交點(diǎn)即.
三.新題好題好好練
13. 【四川省成都市2018屆一診】已知兩點(diǎn)分別在軸和軸上運(yùn)動(dòng),且,若動(dòng)點(diǎn)滿足
(1)求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡對(duì)應(yīng)曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)直線與曲線交于兩點(diǎn), ,試問(wèn):當(dāng)變化時(shí),是否存在一直線,使得面積為?若存在,求出直線的方程;若不存在,說(shuō)明理由.
(2)由方程組得
10、設(shè)則
所以
因?yàn)橹本€過(guò)點(diǎn),所以的面積,令則不成立,不存在直線滿足題意.
14. 【2018屆遼寧省沈陽(yáng)聯(lián)考】平面直角坐標(biāo)系中,橢圓: ()的離心率是,拋物線: 的焦點(diǎn)是的一個(gè)頂點(diǎn).
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)是上動(dòng)點(diǎn),且位于第一象限, 在點(diǎn)處的切線與交于不同的兩點(diǎn), ,線段的中點(diǎn)為,直線與過(guò)且垂直于軸的直線交于點(diǎn).
(i)求證:點(diǎn)在定直線上;
(ii)直線與軸交于點(diǎn),記的面積為, 的面積為,求的最大值及取得最大值時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
,由,得且,因此,將其代入得,因?yàn)?,所以直線方程為.聯(lián)立方程,得點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,即點(diǎn)在定直線上
(Ⅱ)由(Ⅰ)知直線方程為,令得,所以,
又 ,所以,
,所以,
令,則,當(dāng),即時(shí), 取得最大值,此時(shí),滿足,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,因此的最大值為,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為
16.已知點(diǎn)是長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓: 上異于頂點(diǎn)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn), 為坐標(biāo)原點(diǎn), 為橢圓的右頂點(diǎn),點(diǎn)為線段的中點(diǎn),且直線與的斜率之積恒為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)過(guò)左焦點(diǎn)且不與坐標(biāo)軸垂直的直線交橢圓于兩點(diǎn),線段的垂直平分線與軸交于點(diǎn),點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍是,求的最小值.
設(shè), 中點(diǎn),∴.
∴
∴的垂直平分線方程為,令,得
∵,∴,∴.
,
.
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