数学经典易错题会诊与高考试题预测9

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1、经典易错题会诊与2012届高考试题预测(九)考点9圆锥曲线 对椭圆相关知识的考查 对双曲线相关知识的考查 对抛物线相关知识的考查 对直线与圆锥曲线相关知识的考查 对轨迹问题的考查 考察圆锥曲线中的定值与最值问题 椭圆 双曲线 抛物线 直线与圆锥曲线 轨迹问题 圆锥曲线中的定值与最值问题经典易错题会诊命题角度1对椭圆相关知识的考查 1(典型例题)设椭圆的两个焦点分别为F1、F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若FlPF2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是 ( ) 考场错解 A 专家把脉 没有很好地理解椭圆的定义,错误地把当作离心率 对症下药 D 设椭圆的方程为=l (a,b 0) 由题意可

2、设|PF2|=|F1F2|=k,|PF1|=k,则e=2(典型例题)设双曲线以椭圆=1长轴的两个端点为焦点,其准线过椭圆的焦点,则双曲线的渐近线的斜率为 ( ) A2 B C D 考场错解 D 由题意得a=5,b=3,则c=4而双曲线以椭圆=1长轴的两个端点为焦点,则a=c =4,b=3 k= 专家把脉 没有很好理解a、b、c的实际意义 对症下药 C 设双曲线方程为=1,则由题意知c=5,=4 则a2=20 b2=5,而a=2 b= 双曲线渐近线斜率为= 3(典型例题)从集合1,2,3,11中任选两个元素作为椭圆方程=1中的m和n,则能组成落在矩形区域B=(x,y)x|11,且|y|9内的椭圆

3、个数为 ( ) A43 B72 C86 D90 考场错解 D 由题意得,m、n都有10种可能,但mn故椭圆的个数1010-10=90 专家把脉 没有注意,x、y的取值不同 对症下药 B 由题意得m有10种可能,n只能从集合11,2,3,4,5,6,7,81中选取,且mn,故椭圆的个数:108-8=724(典型例题)设直线l与椭圆=1相交于A、B两点,l又与双曲线x2-y2=1相交于C、D两点,C、D三等分线段AB,求直线l的方程 ( ) 考场错解 设直线l的方程为y=kx+b 如图所示,l与椭圆,双曲线的交点为A(x1,y1)、B (x2,y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4),依题意有=

4、3 由 所以x1+x2=- 由得(1-k2)x2-2bkx-(b2+1)=0 (2) 若k=1,则l与双曲线最多只有一个交点,不合题意,故k1 所以x3+x4=、由x3-x1=x2-x4 x1+x2=x3+x4-bk=0或b =0 当k=0时,由(1)得x1、2= 由(2)得x3、4=由=3(x4-x1)即 故l的方程为y= 当b=0时,由(1)得x1、2=,由(2)得x3、4=由=3(x4-x3)即综上所述:直线l的方程为:y= 专家把脉 用斜截式设直线方程时没有注意斜率是否存在,致使造成思维片面,漏解 对症下药 解法一:首先讨论l不与x轴垂直时的,情况设直线l的方程为y=kx+b,如图所示

5、,l与椭圆、双曲线的交点为:A(x1,y1)、B(x2, y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4),依题意有 由得(16+25k2)x2+50bkx+(25b2-400)=0(1) 所以x1+x2=- 由得(1-k2+x2-2bkx-(b2+1)=0 若k=1,则l与双曲线最多只有一个交点,不合题意,故k1 所以x3+x4=由x1+x2=x2+x4或 b=0当k=0时,由(1)得 由(2)得x3、4=由(x4-x3) 即故l的方程为 y= 当b=0时,由(1)得x1、2= 自(2)得x3、4=(x4-x3)即 故l的方程为y=再讨论l与x轴垂直时的情况 设直线l的方程为x=c,分别代入椭圆和

6、双曲线方程可解得yl、2=y3、4=即综上所述,直线l的方程是:y=x、y=和x=解法二:设l与椭圆、双曲线的交点为: A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4),则有由i的两个式子相减及j的两个式子相减,得:因C、D是AB的三等分点,故CD的中点(x0,y0)与AB的中点重合,且于是x0=y0=x2-x1=3 (x4-x3)因此若x0y00,则x2=x1x4=x3y4=y3y2=y1因A、B、C、D互异,故xixj,yiyj,这里ij=1,2,3,4且 ij(1)(2)得16=-25,矛盾,所以x0y0=0当x0=0,y00时,由(2)得y4=y30,这时l平行

7、x轴设l的方程为y=b,分别代入椭圆、双曲线方程得:xl、2=x3、4=x2-x1=3(x4-x3)故l的方程为y=当y0=0,x00,由(2)得x4=x30,这时l平行y轴设l的方程为x=c,分别代入椭圆、双曲线方程得:yl、2=y3、4=y2-y1=3(y4-y3) 故l的方程为:当x0=0,y0=0时,这时l通过坐标原点且不与x轴垂直设l的方程为y=kx,分别代入椭圆、双曲线方程得:x1、2=故l的方程为y=综上所述,直线l的方程是:y=、y=和x= 5(典型例题)设A、B是椭圆3x2+y2=上的两点,点N(1,3)是线段AB的中点,线段AB的垂直平分线与椭圆相交于C、D两点 (1)确定

8、A的取值范围,并求直线AB的方程; ()试判断是否存在这样的A,使得A、B、C、D四点在同一个圆上?并说明理由(此题不要求在答题卡上画图)考场错解 (1)设A(x1,y1)B(x2,y2)则有:(x1-x2)(x1+x2)+(yl-y2)(yl+y2)=0 依题意,x1x2 kAB-N(1,3)是AB的中点,x1+x2=2,yl+y2=6从而kAB=-9 又由N(1,3)在椭圆内,312+32=12应用结论时也易混淆 对症下药 (1)解法1:依题意,可设直线AB的方程为y=A(x-1)+3,代入3x2+y2=,整理得(k2+3)x2-2k(k-3)x+(k-3)2-=0 设A(x1,y1)、B

9、(x2、y2),则x1,x2是方程的两个不同的根, =4(k2+3)-3(k-3)20, 且x1+x2=,由N(1,3)是线段AB的中点,得,A(k-3)=k2+3 解得k=-1,代入得,12,即的取值范围是(12,+) 于是,直线AB的方程为y-3=-(x-1),即x+y-4=0 解法2:设A(x1,y1)、B(x2,y2),则有 (x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)=0 依题意,x1x2,kAB=- N(1,3)是AB的中点,x1+x2=2,yl+y2=6,从而kAB=-1 又由N(1,3)在椭圆内,312+32=12, 的取值范围是(12,)直线AB的方程为y-3=

10、-(x-1),即x+y-4=0 ()解法1:CD垂直平分AB,直线CD的方程为y-3 =x-1,即x-y+2=0,代入椭圆方程,整理得4x2+4x+4又设C(x3,y3),D(x4,y4),CD的中点为M(x0,y0),则x3, x4是方程的两根,x3+x4=-1,且x0=(x3+x4)=-,y0=x0+2=,即M(-,)于是由弦长公式可得|CD|= 将直线AB的方程x+y-4=0,代入椭圆方程得4x2-8x+ 16-=0 同理可得|AB|= 当12时,,|AB|12,使得A、B、C、D四点共圆,则CD必为圆的直径,点M为圆心点M到直线AB的距离为d=于是,由、式和勾股定理可得 |MA|2=|

11、MB|2=d2+故当12时,A、B、C、D四点均在以M为圆心,为半径的圆上 (注:上述解法中最后一步可按如下解法获得:) A、B、C、D共圆ACD为直角三角形,A为直角|AN|2 =|CN|DN|,即. 由式知,式左边=,由和知,式右边=式成立,即A、B、C、D四点共圆解法2:由()解法1及12, CD垂直平分AB,直线CD方程为y-3=x-1,代入椭圆方程,整理得4x2+4x+4-=0将直线AB的方程x+y-4=0,代入椭圆方程,整理得 4x2-8x+16-=0解和式可得 xl,2=不妨设A(1+计算可得,A在以CD为直径的圆上又B为A关于CD的对称点,A、B、C、D四点共圆 (注:也可用勾

12、股定理证明ACAD)专家会诊 1重点掌握椭圆的定义和性质,加强直线与椭圆位置关系问题的研究2.注重思维的全面性,例如求椭圆方程时只考虑到焦点在,轴上的情形;研究直线与椭圆位置关系时忽略了斜率不存在的情形3注重思想方法的训练,在分析直线与椭圆位置关系时要利用数形结合和设而不求法与弦长公式韦达定理联系去解决;关于参数范围问题常用思路有:判别式法,自身范围法等求椭圆的方程常用方法有:定义法,直接法,待定系数法,相关点法,参数法等考场思维调练 1 已知椭圆的中心O是坐标原点,A是它的左顶点,F是它的左焦点,l1,l2分别为左右准线,l1与x轴交于O,P、Q两点在椭圆上,且PMl1于M,PNl2于N,Q

13、FAO,则下列比值中等于椭圆离心率的有( ) A.1个 B2个 C.4个 D5个 答案: C 解析:对(1),(4)的正确性容易判断;对(3),由于=e,故(3)正确;对(5),可求得|QF|= |BF|=,故(5)正确;(2)显然不对,所选C2 椭圆有这样的光学性质:从随圆的一个焦点出发的光线,经椭圆壁反射后,反射光线经过随圆的另一个焦点今有一个水平放置的椭圆形台球盘,点A、B是它的焦点,长轴长为20,焦距为2c,静放在点A的小球 (小球的半径不计),从点A沿直线出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是 ( ) A4a B2(a-c) C.2(a+c) D以上答案均有可能答案:

14、 D 解析:(1)静放在点A的小球(小球的半径不计)从点A沿直线出发,经椭圆壁右顶点反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是2(d-c),则选B;(2)静放在点A的小球(小球的半径不计)从点A沿直线出发,经椭圆壁左顶点反弹后第一次回到点A时,小 球经过的路程是2(a+c),则选C;(3)静放在点A的小球(小球的半径不计)从点A沿直线出发,经椭圆壁非左右顶点反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是4a,则选A.于是三种情况均有可能,故选D.3 已知椭圆+y2=1(a1),直线l过点A(-a,0)和点B(a,ta)(tt0)交椭圆于M直线MO交椭圆于N (1)用a,t表示AMN的面积S; (2)若

15、t1,2,a为定值,求S的最大值 答案:易得l的方程为了y=(x+a)1分由得(a2t2+4)y2-4aty=0解得了y=0或y=即点M的纵坐标yM=S=SAMN=2SAOM=|OA|yM= (2)由(1)得, S= (t0)令V=+a2t,V=-+a2由V=O当时t时,V0;当0t时,V2,则00,b0)的右焦点为F,右准线与一条渐近线交于点A,OAF的面积为(O为原点),则两条渐近线的夹角为 ( ) A30 B45 C60 D90 考场错解 B 专家把脉 把两条渐近线的夹角看成渐近线的倾斜角 对症下药 D 由题意得A()sOAF=c,则两条渐近线为了y=x与y=-x则求两条渐近线的夹角为9

16、0 3(典型例题)双曲线=1(a1,b0)的焦距为2c,直线l过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和sc,求双曲线的离心率e的取值范围 考场错解 直线l的方程为=1即bx+ay-ab=0点(-1,0)到直线l的距离:,点(1,0)到直线l的距离: +=得5a于是得5 即4e4-25e2+250解不等式得e25,所以e的取值范围是 专家把脉 没有理解双曲线离心率的意义及自身存在的范围e1 对症下药 解法:直线J的方程为=1,即 bx+ay-ab=0由点到直线的距离公式,且a1,得到点(1,0)到直线l的距离d1=同理得到点(-1,0)到直线l的

17、距离d2=s=d1+d2=由解不等式,得专家会诊 1注意双曲线两个定义的理解及应用,在第二定义中,要强调e1,必须明确焦点与准线的对应性 2由给定条件求出双曲线的方程,常用待定系数法,当焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,应防止遗漏 3掌握参数a、b、c、e的关系,渐近线及其几何意义,并注意灵活运用考场思维训练 1 已知F1,F2为双曲线=1(a0,b0)的两个焦点,过F2作垂直x轴的直线,它与双曲线的一个交点为P,且pF1F2=30,则双 曲线的渐近线方程为 ( ) 答案: D 解析:由已知有=tan30=,所以2a2=b2渐近线方程为y=,所以选取D2 若Fl、F2双曲线=1的左、右焦点

18、,O为坐标原点,P在双曲线左支上,M在右准线上,且满足 (1)求此双曲线的离心率; 答案:由知四边形PF1OM为平行四边形,又由知OP平分F1OM, PF1OM菱形,设半焦距为c,由=c知,即c+e2-e-2=0, e=2(e=-1舍去)(2)若此双曲线过点N(2,),求双曲线方程: 答案:e=2=c=2a, 双曲线方程为代入,有即所求双曲线方程为=1.(3)设(2)中双曲线的虚轴端点为B1,B2(B1在y轴正半轴上),求B2作直线AB与双曲线交于A、B两点,求时,直线AB的方程 答案:依题意得B1(0,3),B2(0,-3),设直线AB的方程为y=kx-3,A(x1,y1),B(x2,y2)

19、则由双曲线的渐近线为y=,当k=时,AB与双曲线只有一个交点,即k.x1+x2=y1+y2=k(x1+x2)-6=,y1y2=k2x1x2-k(x1+x2)+9=9又(x1,y1 -3),=(x2,y2 -3), ,即k2=5, k=.故所求直线AB的方程为y=x-3或y=-x-3.3 设双曲线-y2=1的右顶点为A、P是双曲线上异于顶点的一个动点,从A引双曲线的两条渐近线的平行线与直线OP(O为坐标原点)分别交于Q和R两点 (1)证明:无论P点在什么位置,总有;答案:设OP:y=kx与AR:y=解得同理可得所以|设|2=(m,n),则由双曲线方程与OP方程联立解得m2=所以|2=m2+n2=

20、(点在双曲线上,1-4k20);(2)设动点C满足条件:,求点C的轨迹方程答案:点C为QR的中心,设C(x,y),则有 ,消去k,可得所求轨迹方程为x2-x2-4y2=0(x0).命题角度3对抛物线相关知识的考查。 1(典型例题)过抛物线y2=4x的焦点作一条直线与抛物线相交于A、B两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线 ( ) A.有且仅只有一条 B有且仅有两条 C.有无穷多条 D不存在 考场错解 D 由题意得|AB|=5 p=4,通径长为 24=8 54,则这样的直线有且仅有两条,解法二:用待定系数法设直线方程为y=k(x-1)采用设而不求的方法求出k有两个值,即直线有且仅有两条 2(

21、典型例题1)设A(x1,y1),B(x2,y2)两点在抛物线y=2x2上,l是AB的垂直平分线 (1)当且仅当x1+x2取何值时,直线l经过抛物线的焦点F?证明你的结论; ()当直线l的斜率为2时,求l在y轴上截距的取值范围 考场错解 (),设l在y轴上的截距为b,依题意得l的方程为y=2x+b,过点A、B的直线方程可写为y=与y=2x2联立得2x2+x-m=0得x1+ x2=-;设AB的中点N的坐标为(x0,y0)则x0=(x1+x2)=-,y0=-x0+m=+m由Nl,得+m=-+b,于是b=即得l在y轴上截距的取值范围为. 专家把脉 没有借助“0”来求出m,无法进一步求出b的范围,只好胡

22、乱地把m当作大于或等于0 对症下药 (1)Fl|FA|=|FB|A、B两点到抛物线的准线的距离相等 抛物线的准线是x轴的平行线,y10,y20,依题意 y1、y2不同时为0, 上述条件等价于yl=y2x12 =x22 (x1+x2)(x1-x2)=0; x1x2,上述条件等价于 x1+x2=0 即当且仅当x1+x2=0时,l经过抛物线的焦点F。 ()设l在y轴上的截距为b,依题意得l的方程为y=2x+b过点A、B的直线方程可写为y=-x+m,所以x1、x2满足方程2x2+x-m=0,得x1+x2=-; A、B为抛物线上不同的两点等价于上述方程的判别式 +8m0,即m 设AB的中点N的坐标为(x

23、0,y0),则 x0=(x1+x2)=-,y0=-x0+m=+m 由Nl,得+m=-+b,于是b=+m 即得l在y轴上截距的取值范围为(,+)3(典型例题)如图,过抛物线y2=2px(p0)上一定点p(x0,y0)(y00),作两条直线分别交抛物线于A (x1,y1),B(x2,y2) (1)求该抛物线上纵坐标为的点到其焦点F的距离; ()当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求的值,并证明直线AB的斜率是非零常数 考场错解 (1)当y=时,x=又抛物线的准线方程为x=-P,由抛物线定义得,所求距离为()设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB由y21=2px1,y20=2px0相减得

24、(yl-y0)(y1+y0)=2P(x1-x0) 故kPA= (x1x0)同理可得kpB=(x2x0)由kPA=-kPB得y0=-2 (yl+y2)故设直线AB的斜率为kAB。由y22=2px2,y21=2px1 相减得 (y2-y1)(y2+y1)=2P(x2-x1)故kAB=将y1+y2=-y0(y00)代入得kAB=-故kAB是非零常数 专家把脉 没有掌握抛物线的准线方程,计算不够准确 对症下药 (1)当y=时,x=,又抛物线y2= 2px的准线方程为x=,由抛物线定义得,所求距离为-(-)= ()设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB由y12=2px1,y20=2px0相减得

25、(y1-y0)(yl+y0)=2P(x1-x0),故kPA=(x1x0)同理可得kPB=(x2x0)由PA、PB倾斜角互补知kPA=-kPB,即=-,所以yl+y2=-2y0,故=-2. 设直线AB的斜率为kAB由y22=2px2,y21=2pxl相减得(y2-y1)(y2+y1)=2p(x2-x1),所以将yl+y2=-2y0(y00)代入得所以kAB是非零常数 4(典型例题)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2上异于坐标原点O的两不同动点A、B满足AOBO(如图所示) (1)求AOB的重心C(即三角形三条中线的交点)的轨迹方程; ()AOB的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若

26、不存在,请说明理由 OAOB考场错解()设AOB的重心为G(x,y)A(x1,y1)B(x2,y2)则OA x1x2+yly2=0(2)又点A、B在抛物线上,有y1=x12,y2=x22代入(2)化简得xlx2=0或-1y=(x1+x2)2-2x1x2=3x2+或3x2,故重心为G的轨迹方程为y=3x2或y=3x2+.专家把脉没有考虑到x1x2=0时,AOB不存在对症下药 ()设AOB的重心为G(x,y)A(x1,y1)B(x2,y2)则又点A、B在抛物线上,有y1=x12,y2=x22代入(2)化简得xlx2=-1y=(x1+x2)2-2x1x2=3x2+所以重心为G的轨迹方程为y=3x2+

27、 ()SAOB=由(1)得SAOB=当且仅当x16=x26即x1=-x2=-1时,等号成立。所以AOB的面积存在最小值,最小值为1。专家会诊1. 用待定系数法求抛物线标准方程,注意分类讨论思想。2. 凡涉及抛物线的弦长,弦的中点,弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算。3. 解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,而且还应注意焦点弦的几何性质。考场思维调练1 已知抛物线y2=4x的准线与x轴交于M点,过M作直线与抛物线交于A、B两点,若线段AB的垂直平分线与x轴交于D(x0,0) (1)求x0的取值范围1 答案:由题意易得M(-1,0)设过点M的直线方程为y=k(x+

28、1)(k0)代入y2=4x得k2x2+(2k2-4)x+k2=0 (1)再设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB的中点坐标为那么线段AB的垂直平分线方程为又方程(1)中=(2k2-4)2-4k40,0k2 1,(2)ABD能否是正三角形?若能求出x0的值,若不能,说明理由 答案:若ABD是正三角形,则有点D到AB的距离等于AB|2=(1+k2)(x1-x2)2=(1+k2)(x1+x2)2-4x1x2=点以AB的距离d=据d24k4+k2-3=0,(k2+1)(4k2-3)=0, k2=,满足0k20) (2)若直线l的斜率k2,且点M到直线3x+4y+m=0的距离为,试确定m的取值范围

29、答案:01-3-m01-3-m或01-3-mm-2 或m-4m0)得8x-2y2=0即y2=4x(x0)故点P的轨迹是(0,0)为顶点,以(2,0)为焦距的抛物线.(除去原点) (2)若动直线l经过点D(4,0),交曲线C与A、B两点,求是否存在垂直于x轴直线l被以AD为直径的圆截得的弦长恒为定值?若存在,求出l的方程,若不存在,请说明理由答案:设AD中点为H,垂直于x轴的直线l的方程为x=a.以AD为直径的圆交l于E、F两点。EF的中点为G因为|EH|=|AD|(其中(x1,y1)为坐标),|HG|=所以|EG|2=|EH|2=(x1-4)2+yx2-(x1-2a)2+4=(x1-4)2+4

30、x1-(x1-2a)2+8(x1-2a)+16=4ax1-12x1-4a2+16a=(a+3)x1-a2+4a所以当a=3时,以AD为直径的圆截得的弦长恒为定值,l的方程x=3.命题角度4对直线与圆锥曲线的关系的考查 1(典型例题)设双曲线C:(a0)与直线l:x+y=1相交于两个不同的点A、B, (1)求双曲线C的离心率e的取值范围; ()设直线l与y轴的交点为P,且,求a的值 考场错解 (1)由C点与l相交于两个不同的点,故知方程组 有两个不同的实数解,消去y并整理得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0故4a4+8a2(1-a2) 0解得:0a双曲线的离心率e=0a0 对症下药 (1)由

31、C与l相交于两个不同的点,故知方程组有两个不同的实数解,消去y并整理得(1-a2)x2+2a2x +2a2x-2a2=0所以解得0a且e,即离心率e的取值范围为()() ()设A(x1,y1),B(x2,y2),P(0,1) (x1,y1-1)=(x2,y2-1)由此得x1=x2,由于x1,x2都是方程的根,且1-a20,所以x2=-,消x2,得-,由a0,所以a=2(典型例题)给定抛物线C:y2=4x,F是C的焦点,过点F的直线l与C相交于A、B两点 (1)设l的斜率为1,求与夹角的大小; ()设,若4,9,求l在y轴上截距的变化范围 考场错解 (1)设与夹角为;由题意l的方程为了y=x-1

32、,将y=x-1代入y2=4x得x2-6x+1=0设A(x1,y1)B(x2,y2)则有x1+x2=6,x1x2=1易得=x1x2+y1y2=-3,cos=-arccos()由题意知,过A、B分别作准线的垂线,垂足分别为A、B |FB|=|BB|,|AF|=|AA| |BB|=|AA|,4, 9设l的方程为y=k(x-1)由得k2x2-(2k2 +4)x+k2=0 x= |AA|=+l =|BB|= 专家把脉 ()没有理解反余弦的意义()思路不清晰对症下药 (1)C的焦点为F(1,0),直线l的斜率为1,所以l的方程为了y=x-1将y=x-1代入方程y2=4x,并整理得x2-6x+1=0设A(x

33、1,y1),B(x2,y2),则有xl+x2=6,x1x2=1 =(x1,y1)(x2,y2)=x1x2+yly2=2x1x2-(x1 +x2)+1=-3 所以与夹角的大小为-arc cos ()由题设得 (x2-1,y2)=(1-x1,-y1),即 由得y22=2y21y21=4x1,y22=4x2,x2=2x1 联立、解得x2=,依题意有0,B(,2 )或B (,-2 ),又9(1,0),得直线l方程为(-1)y= (x-1)或(-1)y=2(x-1)当4,9时,l在 y轴上的截距为或-由=,可知:在4,9上是递减的, ,-直线l在y轴上截距的变化范围为-,- , 3(典型例题)已知椭圆C

34、:(ab0)的左、右焦点为Fl、F2,离心率为e直线l:y=ex+a与x轴、y轴分别交于点A、B,M是直线l与椭圆C的一个公共点,P是点Fl关于直线l的对称点为P,设 (1)证明:=1-e2; ()确定的值,使得PF1F2是等腰三角形 考场错解 ()要使PF1F2为等腰三角形必有三种情况: (1)当|PF1|=|F1F2|时设点p的坐标是(x0,y0) 则 解得由|PF1|=|F1F2| 得2+两边同时除以4a2,化简得 从而e2=于是(2)当|PF1|=|F1F2|时,同理可得解得e2=3于是=1-3=-2 (3)当|PF2|=|F1F2|时,同理可得=4c2 解得e2=1 于是=1-1=0

35、综上所述,当=或-2或0时PF1F2,F2为等腰三角形 专家把脉 (1)没有注意到因为PF1l,所以PF1F2=90+BAF1为钝角,要使PF1F2为等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2| (2)没有注意到椭圆离心率的范围 对症下药 (1)证法一:因为A、B分别是直线l:y= ex+a与x轴、y轴的交点,所以A、B的坐标分别是(-)(0,a). 由所以点M的坐标是(-c,),由得(-c+)=(,a) 即 证法二:因为A、B分别是直线l:y=ex+a与x轴、y轴的交点,所以A、B的坐标分别是(-,0),(0,a),设M的坐标是(x0,y0),由 得(), 所以 因为点M在椭圆上,所以=1, 即

36、 e4-2(1-)e2+(1-)2=0,解得e2=1- 即=1-e2 ()解法一:因为PF1l,所以 PF1F2=90+BAF1为钝角,要使PF1F2为等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,即|PF1|=c. 设点F1到l的距离为d,由|PF1|=d, =,得=e所以e2=,于是=1-e2=.即当=时,PF1F2为等腰三角形解法二:因为PF1l,所以,PF1F2=90+BAF1为钝角,要使PF1F2为等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,设点P的坐标是(x0,y0),则 解得由|PF1|=|FlF2|得=4c2,两边同时除以4a2,化简得=e2从而e2=于是=l-e2=即当=时,PF1

37、F2为等腰三角形 4(典型例题)抛物线C的方程为y=ax2(a0),过抛物线C上一点P(x0,y0)(x00)作斜率为k1,k2的两条直线分别交抛物线C于A(x1,y1)B(x2,y2)两点(P、A、B三点互不相同),且满足k2+k1=0(0且-1) ()求抛物线C的焦点坐标和准线方程; ()设直线AB上一点M满足=,证明线段PM的中点在y轴上 ()当A=1时,若点P的坐标为(1,-1),求PAB为钝角时点A的纵坐标y1的取值范围 考场错解 (1)抛物线C的方程y=ax2(a0)得,焦点坐标为(,0)准线方程为x=-()P(-1,1)在y=ax2上,故a=-1y=-x2由()易得y1=-(k1

38、+1)2,y2=(k2+1)2,因此,直线PA、PB分别与抛物线C的交点A、B的坐标为A(-k1 -1,-k21-2k1-1),B(k1-1,-k21+2k1-1)于是= (k1+2,k21+2k1),=(2k1,4k1),2k1(k1+2)(2k1+1)因PAB为钝角且P、A、B三点互不相同,故必有0易得k1的取值范围是 k1-2或kl0,又yl=-(k1+1)2故当k1-2时,y-1;当-k10时-1yl- 即y1 专家把脉 没有掌握好抛物线的标准形式及交并集的概念 对症下药 (1)由抛物线C的方程y=ax2(a0)得,焦点坐标为(0,),准线方程为y=- ()证明:设直线PA的方程为y-

39、y0=k1(x-x0),直线 PB的方程为y-y0=k2(x-x0)点P(x0,y0)和点A(x1,y1)的坐标是方程组 的解将式代入式得ax2-k1x+klx0-y0=0,于是 x1+x0=,故x1=-x0又点P(x0,y0)和点B(x2,y2)的坐标是方程组的解将式代入式得ax2-k2x+k2x0-y0=0于是x2+x0=,故x2=-x0, 由已知得,k2=-kl,则x2= 设点M的坐标为(xM,yM),由=,则xM=.将式和式代入上式得x0,即xM+x0=0所以线段PM的中点在y轴上 ()因为点P(1,-1)在抛物线y=ax2上,所以a=-1,抛物线方程为y=-x2由式知x1=-k1-1

40、,代入y=-x2得y1=-(k1+1)2将=1代入式得x2=k1-1,代入y=-x2得y2=- (k2+1)2因此,直线PA、PB分别与抛物线C的交点A、B的坐标为 A(-k1,-1,-k21-2k1-1),B(k1-1,-k12+2k1-1)于是=(k1+2,k12+2k1),=(2K1,4K1),= 2k1(k1+2)+4kl(k12+2k1)=2k1(k1+2)(2k1+1)因PAB为钝角且P、A、B三点互不相同,故必有0求得k1的取值范围是k1-2或-k10又点A的纵坐标y1满足y1=-(k1+1)2,故当k1-2时, y1-1;当-k10时,-1y1n0)的离心率分别为e1、e2、e

41、3,则 ( ) Ae1e2e3 Be1e2c=2, a2=8b2=a2-c2=8-4=4,所求椭圆方程为(3)与E点轨迹相切的直线l交椭圆于P、Q两点,求 |PQ|的最大值及此时l的方程答案:由(1)可知点E的轨迹是圆设是圆上的任点,则过(x0,y0)点的切线方程是x0x+y0y=1当y00时,代入椭圆方程得:令则15t0)与直线l2:y=-kx之间的阴影区域 (不含边界)记为W,其左半部分记为W1,右半部分记为W2 (1)分别用不等式组表示 W1和W2; ()若区域中的动点p(x,y)到l1,l2的距离之积等于d2,求P点的轨迹C的方程; ()设不过原点O的直线l与()中的曲线C相交于Ml,

42、M2两点,且与l1,l2分别交于M3,M4两点,求证OM1M2的重心与OM3M3的重心重合 考场错解 (1)W1=(x,y)|ykx x0| ()直线l1:kx-y=0 直线l2:kx+y=0由题意得 =d2即=d2 k2x2-y2(k2+1)d2=0故动点P的轨迹C的方程为k2x2-y2(k2+1)d2=0 ()略 专家把脉 没有很好地理解题意,第二问出现两解,致使第三问过于复杂难以完成对症下药 解:(I)W1=(x,y)|kxy-kx,z 0|,W2=(x,y)|kxy0,()直线l1:kx-y=0 直线l2:kx+y=0,由题意得=d2,即=d2,由P(x,y)W,知k2x2-y20,所

43、以=d2,即k2x2-y2-(k2+1)d2=0,所以动点P的轨迹C的方程为k2x2-y2-(k2+1)d2=0; ()当直线J与,轴垂直时,可设直线J的方程为,x=a (a0)由于直线l,曲线C关于x轴对称,且l1与l2关于x轴对称,于是M1M2,M3M4的中点坐标都为(a,0),所以OM1M2,OM3M4的重心坐标都为(a,0),即它们的重心重合,当直线l1与x轴不垂直时,设直线J的方程为y=mx+n(n 0)由, 得(k2-m2)x2-2mnx-n2-k2d2-d2=0 由直线l与曲线C有两个不同交点,可知k2-m20且=(2mn)2+4(k2-m2)x(n2+k2d2+d2)0 设M1

44、、M2的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1+x2=,y1+y2=m(x1+x2)+2n, 设M3、M4的坐标分别为(x3,y3),(x4,y4), 由及 得x3=,x4=从而x3+x4=x1+x2,所以y3+y4=m(x3+x4)+2n=m(x1+x2)+2n=y1+y2,于是OM1M2的重心与OM3M4的重心也重合 4(典型例题)已知椭圆=1(ab0)的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的动点,满足=2a,点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点T在线段F2Q上,并且满足=0,|0 (1)设x为点P的横坐标,证明|=a+; ()求点T的轨迹C的方程; ()试

45、问:在点T的轨迹C上,是否存在点M,使F1MF2的面积S=b2,若存在,求F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由考场错解 (1)证明:由焦半径公式得=a+ ex=a+ ()设点T的坐标为(x、y)由=0 得,在QF1F2中故有x2+b2= a2(x=a) ()C上存在M(x0,y0)使s=b2的充要条件是:又=(-C-x0-y0),=(c-x0,y0)由=x02-c2+y20=a2-c2=b2即cosF1MF2=b2又s=sinFlMF2得tan FlMF2=2 专家把脉 (1)没有注意证明题的书写格式(2)思考问题不够全面对症下药 (1)证法一:设点P的坐标为(x,y)由P(x,y)在椭圆

46、上,得2由|x|a,知a+-c+a0,所以=a+x证法二:设点P的坐标为(x,y)记则r1= ,r2=.由r1+r2=2a,r21-r22=4cx,得=r1=a+证法三:设点P的坐标为(x,y)椭圆的左准线方程a+=0由椭圆第二定义得 即 由x-a,知a+-c+a0,所以 =a+()解法一:设点T的坐标为(x,y)当=0时,点(a,0)和点(-a,0)在轨迹上当且时,由=0,得又,所以T为线段F2Q的中点在QF1F2中,=a,所以有x2+y2=a2综上所述,点T的轨迹C的方程是x2+y2=a2解法二:设点T的坐标为(x,y)当|=0时,点(a,0)和点(-a,0)在轨迹上当且时,由又|=|,所

47、以T为线段F2Q的中点设点Q的坐标为(x,y),则因此由=2a得(x+c)2+y2=4a2将代入,可得x2+y2=a2综上所述,点T的轨迹C的方程是x2+y2=a2 ()解法一:C上存在点M(x0,y0)使S=b2的充要条件是由得,|y0|a,由得,|y0|,所以,当a时,存在点M,使S=b2;当a时,不存在满足条件的点M当a时,=(-c-c0,-y0),=(c-c0,-y0),由=x02-c2+y20=a2-c2=b2,解法二:C上存在点M(x0,y0)使S=b2的充要条件是由得|y0|,上式代入得x20=a2- =(a-) (a+)0于是,当a时,存在点M,使s=b2;当a时,不存在满足条

48、件的点M当a时,记k1=kF1M= 由|F1F2|2a,知F1MF2b0),点户为其上一点,F1、F2为椭圆的焦点,F1PF2的外角平分线为l,点F2关于l的对称点为Q,F2Q交l于点R. (1)当P点在椭圆上运动时,求R形成的轨迹方程;1 答案:点F2关于l的对称点为Q,连接PQ,F2PQ=QPR,|F2R|=|PQ|=|PF2|又因为l为F1PF2外角的平分线,故点F1、P、Q在同一直线上,设存在R(x0,y0),Q(x1,y1),F1(-c,0),F2(c,0).|F1Q|=|F2P|+|PQ|=|F1P|+|PF2|=2a,则(x1+c)2+y12=(2a)2.又 得x1=2x0-c,y1=2y0.(2x0)2+(2y0)2=(2a)2, x02+y02=a2故R的轨迹方程为:x2+y2=a2(y0) (2)设点R形成的曲线为C,直线l:y=k(x+a)与曲线C相交于A、B两点,当AOB的面积取得最大值时,求k的值答案:如下图:SAOB=|OA|OB|

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