高考数学二轮复习专题五解析几何第4讲圆锥曲线中的最值范围及存在性问题学案文新人教A版 下载本文

案例 (2016·高考全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为2关键步 (1)略 (2)直线MH与C除H以外没有其他公共点.理由如下: p2t直线MH的方程为y-t=x,即x=(y-t),2tp[关键1:设出直线MH的方程] 代入y=2px得y-4ty+4t=0,解得y1=y2=2t, [关键2:联立直线方程与抛物线方程,求出交点的坐标] 即直线MH与C只有一个公共点,所以除H以外直线MH与C没有其他公共点.[关键3:根据方程的解得到直线与曲线C的公共点情况] 222N,连接ON并延长交C于点H. |OH|(1)求; |ON|(2)除H以外,直线MH与C是否有其他公共点?说明理由. [典型例题]

(2019·广州市调研测试)已知动圆C过定点F(1,0),且与定直线x=-1相切. (1)求动圆圆心C的轨迹E的方程;

(2)过点M(-2,0)的任一条直线l与轨迹E交于不同的两点P,Q,试探究在x轴上是否存在定点N(异于点M),使得∠QNM+∠PNM=π?若存在,求点N的坐标;若不存在,请说明理由.

【解】 (1)法一:依题意知,动圆圆心C到定点F(1,0)的距离,与到定直线x=-1的距离相等,

由抛物线的定义,可得动圆圆心C的轨迹E是以F(1,0)为焦点,x=-1为准线的抛物线,其中p=2.

所以动圆圆心C的轨迹E的方程为y=4x.

法二:设动圆圆心C(x,y),依题意得(x-1)+y=|x+1|, 化简得y=4x,即动圆圆心C的轨迹E的方程. (2)假设存在点N(x0,0)满足题设条件.

由∠QNM+∠PNM=π可知,直线PN与QN的斜率互为相反数,即kPN+kQN=0.① 易知直线PQ的斜率必存在且不为0,设直线PQ:x=my-2,

??y=4x2由?,得y-4my+8=0. ?x=my-2?

2

2

2

2

2

由Δ=(-4m)-4×8>0,得m>2或m<-2.

2

- 9 -

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=8. 由①得kPN+kQN==

y1

x1-x0x2-x0

+y2

y1(x2-x0)+y2(x1-x0)

=0,

(x1-x0)(x2-x0)

所以y1(x2-x0)+y2(x1-x0)=0即,y1x2+y2x1-x0(y1+y2)=0. 1212

消去x1,x2,得y1y2+y2y1-x0(y1+y2)=0,

441

即y1y2(y1+y2)-x0(y1+y2)=0. 41

因为y1+y2≠0,所以x0=y1y2=2,

4

所以存在点N(2,0),使得∠QNM+∠PNM=π.

存在性问题求解的思路及策略

(1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确,则存在;若结论不正确,则不存在.

(2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论.

②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.

[对点训练]

(2019·济南市模拟考试)设M是抛物线E:x=2py(p>0)上的一点,抛物线E在点M处的切线方程为y=x-1.

(1)求E的方程;

(2)已知过点(0,1)的两条不重合直线l1,l2的斜率之积为1,且直线l1,l2分别交抛物线E于A,B两点和C,D两点,是否存在常数λ使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|成立?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.

解:(1)法一:联立?

2

2

?y=x-1???x=2py2

,消去y得x-2px+2p=0.

2

由题意得Δ=4p-8p=0.因为p>0,所以p=2. 故抛物线E的方程为x=4y.

2

x0?xx?2

法二:设M?x0,?,由x=2py得y=,则y′=. 2p?2pp?x??p=1由?,解得p=2.

x??2p=x-1

02

0

0

22

故抛物线E的方程为x=4y.

- 10 -

2

(2)假设存在常数λ使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|成立, 11

则λ=+.

|AB||CD|

由题意知,l1,l2的斜率存在且均不为零, 设直线l1的方程为y=kx+1(k≠0),则由?

?y=kx+1???x=4y2

,消去y得,x-4kx-4=0.

2

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4k,x1·x2=-4. 所以|AB|=1+k2(x1+x2)-4x1x2=1+k2216k+16=4(1+k).

22

?1?因为直线l1,l2的斜率之积为1,所以|CD|=4?1+2?.

?

k?

1

所以λ=+=+

|AB||CD|4(1+k2)

1

1

1+k1==. 2

14(1+k)4

4(1+2)

1

2

k1

所以存在常数λ=,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|成立.

4

x2y2

1.(2019·武汉市调研测试)已知椭圆Γ:2+2=1(a>b>0)的左顶点为M(-2,0),离

ab心率为

2. 2

(1)求椭圆Γ的方程;

→→

(2)过点N(1,0)的直线l交椭圆Γ于A,B两点,当MA·MB取得最大值时,求△MAB的面积.

解:(1)由题意得a=2,=2

2

2

ca2

,得c=2, 2

2

所以a-b=2,即4-b=2,所以b=2, 所以椭圆Γ的方程为+=1.

42(2)当直线l与x轴重合时, 不妨取A(-2,0),B(2,0), →

则点M与点A重合,MA=0, →→

所以MA·MB=0.

当直线l与x轴不重合时,设直线l的方程为x=ty+1,设A(x3,y3),B(x4,y4),

x2y2

x=ty+1??22

22

由?xy,得(t+2)y+2ty-3=0,

+=1??42

- 11 -

显然Δ>0,所以y3+y4=-2t-3

,y·y=, 34

t2+2t2+2

→→

所以MA·MB=(x3+2)(x4+2)+y3y4 =(ty3+3)(ty4+3)+y3y4 =(t+1)y3y4+3t(y3+y4)+9 =(t+1)·2

22

-3-2t+3t·2+9 2

t+2t+2

2

-3-3t-6t=+9

t2+2-9t-3=2+9

t+2=

1515

≤. t+22

2

2

15→→

所以MA·MB的最大值为,

2此时t=0,l:x=1,不妨取A?1,则|AB|=6,又|MN|=3, 1

所以△MAB的面积S=|AB|·|MN|

2136=×6×3=. 22

2.(2019·安徽五校联盟第二次质检)已知A,B是x轴正半轴上的两点(A在B的左侧),且|AB|=a(a>0),过A,B分别作x轴的垂线,与抛物线y=2px(p>0)在第一象限分别交于D,

2

?

?6??6??,B?1,-?, 2??2?

C两点.

(1)若a=p,点A与抛物线y=2px的焦点重合,求直线CD的斜率;

(2)若O为坐标原点,记△OCD的面积为S1,梯形ABCD的面积为S2,求的取值范围.

2

S1

S2

????????解:(1)由题意知A?,0?,则B?+a,0?,D?,p?,则C?+a,p+2pa?, ?2??2??2??2?

2

pppp又a=p,所以kCD=

3p-p=3-1. 3pp-22

(2)设直线CD的方程为y=kx+b(k≠0),C(x1,y1),D(x2,y2),

??y=kx+b2由?2,得ky-2py+2pb=0, ??y=2px - 12 -