高考数学必考直线和圆锥曲线经典题型-含详解

1、中点坐标公式:x?x1?x2y?y,y?12,其中x,y是点A(x1,y1),B(x2,y2)的中点坐标。 222、弦长公式:若点A(x1,y1),B(x2,y2)在直线y?kx?b(k?0)上,

则y1?kx1?b,y2?kx2?b,这是同点纵横坐标变换,是两大坐标变换技巧之一,

AB?(x1?x2)2?(y1?y2)2?(x1?x2)2?(kx1?kx2)2?(1?k2)(x1?x2)2 ?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2] 或者AB?111(x1?x2)2?(y1?y2)2?(x1?x2)2?(y1?y2)2?(1?2)(y1?y2)2 kkk?(1?1)[(y1?y2)2?4y1y2]。 2k3、两条直线l1:y?k1x?b1,l2:y?k2x?b2垂直:则k1k2??1

v2?0 两条直线垂直,则直线所在的向量v1g4、韦达定理:若一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)有两个不同的根x1,x2,则x1?x2??常见的一些题型:

题型一:数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系

2rrbc,x1x2?。 aax2y2??1始终有交点,求m的取值范围 例题1、已知直线l:y?kx?1与椭圆C:4m(0,?思路点拨:直线方程的特点是过定点(0,1),椭圆的特点是过定点(-2,0)和(2,0),和动点

m),且m?4。

x2y2(0,?m),且m?4,如果直线??1过动点解:根据直线l:y?kx?1的方程可知,直线恒过定点(0,1),椭圆C:4mx2y2?1始终有交点,则m?1,且m?4,即1?m且m?4。 l:y?kx?1和椭圆C:?4m规律提示:通过直线的代数形式,可以看出直线的特点:

l:y?kx?1?过定点(0,1) l:y?k(x?1)?过定点(?1,0) l:y?2?k(x?1)?过定点(?1,2)

证明直线过定点,也是将满足条件的直线整理成以上三种形式之一,再得出结论。 一、过一定点P和抛物线只有一个公共点的直线的条数情况:

(1)若定点P在抛物线外,则过点P和抛物线只有一个公共点的直线有3条:两条切线,一条和对称轴平行或重合的直线; (2)若定点P在抛物线上,则过点P和抛物线只有一个公共点的直线有2条:一条切线,一条和对称轴平行或重合的直线;

(3)若定点P在抛物线内,则过点P和抛物线只有一个公共点的直线有1条:和抛物线的对称轴平行或重合的直线和抛物线只有一个交点。

二、过定点P和双曲线只有一个公共点的直线的条数情况:

(1)若定点P在双曲线内,则过点P和双曲线只有一个公共点的直线有2条:和双曲线的渐近线平行的直线和双曲线只有一个公共点;

(2)若定点P在双曲线上,则过点P和双曲线只有一个公共点的直线有3条:一条切线,2条和渐近线平行的直线;

(3)若定点P在双曲线外且不在渐近线上,则过点P和双曲线只有一个公共点的直线有4条:2条切线和2条和渐近线平行的直线; (4)若定点P在双曲线外且在一条渐近线上,而不在另一条渐近线上,则过点P和双曲线只有一个公共点的直线有2条:一条切线,一条和另一条渐近线平行的直线;

(5)若定点P在两条渐近线的交点上,即对称中心,过点P和双曲线只有一个公共点的直线不存在。

题型二:弦的垂直平分线问题

弦的垂直平分线问题和对称问题是一种解题思维,首先弄清楚哪个是弦,哪个是对称轴,用到的知识是:垂直(两直线的斜率之积为-1)和平分(中点坐标公式)。

例题2、过点T(-1,0)作直线l与曲线N :y求出x0;若不存在,请说明理由。

2?x交于A、B两点,在x轴上是否存在一点E(x0,0),使得?ABE是等边三角形,若存在,

分析:过点T(-1,0)的直线和曲线N :

y2?x相交A、B两点,则直线的斜率存在且不等于0,可以设直线的方程,联立方程组,消元,

分析类一元二次方程,看判别式,运用韦达定理,得弦的中点坐标,再由垂直和中点,写出垂直平分线的方程,得出E点坐标,最后由正

三角形的性质:中线长是边长的32倍。运用弦长公式求弦长。

解:依题意知,直线的斜率存在,且不等于0。

设直线l:?y?k(x?1)消y整理,得 y?k(x?1),k?0,A(x1,y1),B(x2,y2)。由?2y?x?k2x2?(2k2?1)x?k2?0 ①由直线和抛物线交于两点,得??(2k2?1)2?4k4??4k2?1?0

2k2?11,x1x2?1。 即0?k? ②由韦达定理,得:x1?x2??k2422k2?11111?2k2,)。线段的垂直平分线方程为:y???(x?) 则线段AB的中点为(?222k2k2kk2k令y=0,得x0?1111,则?E(?,0)Q?ABE为正三角形, 222k22k21?4k21?k22g1?kd?。QAB?(x1?x2)?(y1?y2)?k22k22311AB?E(2?,0)到直线AB的距离d为22k2

31?4k21?k22?g1?k?2k22k 解得k??3913满足②式 此时x0?5。 3x2?y2?1的左焦点为F,O为坐标原点。 例题3、已知椭圆(Ⅰ)求过点O、F,并且与x??2相切的圆的方程; 2(Ⅱ)设过点F且不与坐标轴垂直的直线交椭圆于A、B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,求点G横坐标的取值范围。

分析:第一问求圆的方程,运用几何法:圆心在弦的垂直平分线上,圆心到切线的距离等于圆心到定点的距离;第二问,过定点的弦的垂直平分线如果和x轴相交,则弦的斜率存在,且不等于0,设出弦AB所在的直线的方程,运用韦达定理求出弦中点的横坐标,由弦AB的方程求出中点的总坐标,再有弦AB的斜率,得到线段AB的垂直平分线的方程,就可以得到点G的坐标。 解:(I) ∵a=2,b=1,∴c=1,F(-1,0),l:x=-2. ∵圆过点O、F,∴圆心M在直线x=-2

2

1113上 设M(-,t),则圆半径:r=|(-)-(-2)|= 2222由|OM|=r,得

13(?)2?t2?,解得t=±2,

22∴所求圆的方程为(x+

19)+(y±2)=. 242

2

(II)由题意可知,直线AB的斜率存在,且不等于0, 设直线AB的方程为y=k(x+1)(k≠0),

x2代入

2+y=1,整理得 (1+2k)x+4kx+2k-2=0

22222

∵直线AB过椭圆的左焦点F, ∴方程一定有两个不等实根,

4k2, 设A(x,y),B(x,y),AB中点N(x,y), 则x+x=-22k?11

1

2

2

0

0

1

1

12k2x0?(x1?x2)??2,22k?1

y0?k(x0?1)?k2k?12

∴AB垂直平分线NG的方程为

1y?y0??(x?x0)

k2k2k2?令y=0,得 xC?x0?ky0??

2k2?12k2?1k2111??2???2 ∵k?0,???xc?0.

2k?124k?22∴点G1横坐标的取值范围为(?,0)。例题

24、已知椭圆

3x2y2C:2?2?1(a?b?0)的离心率为

2ab,且在x轴上的顶点分别为

A1(-2,0),A2(2,0)。

(I)求椭圆的方程; (II)若直线l:x?t(t?2)与x轴交于点T,点P为直线l上异于点T的任一点,直线PA1,PA2分别与椭圆交于M、

N点,试问直线MN是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论。

分析:第一问是待定系数法求轨迹方程;第二问中,点A1、A2的坐标都知道,可以设直线PA1、PA2的方程,直线PA1和椭圆交点是A1(-2,0)和M,通过韦达定理,可以求出点M的坐标,同理可以求出点N的坐标。动点P在直线l:x?t(t?2)上,相当于知道了点P的横坐标

了,由直线PA1、PA2的方程可以求出P点的纵坐标,得到两条直线的斜率的关系,通过所求的M、N点的坐标,求出直线MN的方程,将交点的坐标代入,如果解出的t>2,就可以了,否则就不存在。 解:(I)由已知椭圆C的离心率e?c3?,a?2,则得c?3,b?1。 a2(II)设

x2?y2?1 从而椭圆的方程为4N(x2,y2),直线A1M的斜率为k1,则直线

M(x1,y1),

A1M的方程为

y?k1(x?2),由

?y?k1(x?2)?22x?4y?4?消y整理得

(1?4k12)x2?16k2x?16k12?4?0

根,

Q?2和x1是方程的两个

4k116k12?42?8k12y? 则,??2x1?x?111?4k121?4k121?4k12,

22?8k124k18k2?2?4k2即点M的坐标为(, 同理,设直线A,),) 2N的斜率为k2,则得点N的坐标为(221?4k121?4k121?4k21?4k2Qyp?k1(t?2),yp?k2(t?2) ?k1?k2y?y1y2?y12??,Q直线MN的方程为:?k1?k2tx?x1x2?x1,

?令y=0,得x?x2y1?x1y2y1?y2,将点M、N的坐标代入,化简后得:x?4 t 故当t又Qt?2,?0?4344?2 Q椭圆的焦点为(3,0)??3,即t?3tt?433时,MN过椭圆的焦点。

例题5、(07山东理)已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3;最小值为1; (Ⅰ)求椭圆C的标准方程; (Ⅱ)若直线l:y?kx?m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点。求证:

直线l过定点,并求出该定点的坐标。

分析:第一问,是待定系数法求椭圆的标准方程;第二问,直线l:y?kx?m与椭圆C相交于A,B两点,并且椭圆的右顶点和

A、B的连线互相垂直,证明直线l过定点,就是通过垂直建立k、m的一次函数关系。

x2y2解(I)由题意设椭圆的标准方程为2?2?1(a?b?0)

ab

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