内容正文:
2020年高考数学(理)总复习:圆锥曲线中的定点与定值、范围与存在性问题
题型一 圆锥曲线中的定点、定值问题
【题型要点】
圆锥曲线中定点、定值问题必然是变化中所表现出来的不变的量,那么就用变化的量表示问题的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系不受变化的量所影响的一个点、一个值,就是要求的定点、定值.解决这类问题的一般思路是:
(1)引进变化的参数表示直线方程、数量积、比例关系等.
(2)根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.
(3)求解定点、定值问题,如果事先不知道定点、定值,可以先对参数取特殊值,通过特殊情况求出这个定点、定值,然后再对一般情况进行证明.
【例1】已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点Q在椭圆上,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点P,M,N为椭圆C上的三点,若四边形OPMN为平行四边形,证明四边形OPMN的面积S为定值,并求该定值.
题组训练一 圆锥曲线中的定点、定值问题
已知椭圆C:+=1过A(2,0),B(0,1)两点.
(1)求椭圆C的方程及离心率;
(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:四边形ABNM的面积为定值.
题型二 圆锥曲线中的范围问题
【题型要点】
与圆锥曲线有关的取值范围问题的三种解法
1.数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后数形结合求解.
2.构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解.
3.构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域.
【例2】设圆F1:x2+y2+4x=0的圆心为F1,直线l过点F2(2,0)且不与x轴、y轴垂直,且与圆F1相交于两点C、D,过F2作F1C的平行线交直线F1D于点E.
(1)证明||EF1|-|EF2||为定值,并写出点的轨迹方程;
(2)设点E的轨迹曲线与直线l交于M,N两点,过F2且与垂直的直线与圆F1交于P,Q两点,求△PQM与△PQN的面积之和的取值范围.
题组训练二 圆锥曲线中的范围问题
设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.
(1)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;
(2)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.
题型三 圆锥曲线中的存在性问题
【题型要点】
解决探索性问题的注意事项
存在性问题,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.
(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.
(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.
【例3】已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点P,F为其右焦点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点A(4,0)的直线l与椭圆相交于M,N两点(点M在A,N两点之间),是否存在直线l使△AMF与△MFN的面积相等?若存在,试求直线l的方程;若不存在,请说明理由.
题组训练三 圆锥曲线中的存在性问题
已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,直线2x-y+2=0交抛物线C于A,B两点,P是线段AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线C于点Q.
(1)D是抛物线C上的动点,点E(-1,3),若直线AB过焦点F,求|DF|+|DE|的最小值;
(2)是否存在实数p,使|2+|=|2-|?若存在,求出p的值;若不存在,说明理由.
题型四 基本不等式法求解与圆锥曲线有关的最值问题
【题型要点】
求解圆锥曲线中的最值问题,主要有两种方法:一是利用几何方法,即通过利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求解;二是利用代数方法,即要把求最值的几何量或代数表达式表示为某个(些)参数的函数,然后利用函数方法、不等式方法等进行求解.求最值方法有:
(1)利用基本不等式求最值时要注意“一正、二定、三相等”的条件,三个条件缺一不可.
(2)通过代换、拆项、凑项等技巧,改变原式的结构使其具备基本不等式的应用条件.
【例4】 已知P为圆A:(x+1)2+y2=12上的动点,点B(1,0).线段PB的垂直平分线与半径PA相交于点T,记点T的轨迹为Γ.
(1)求曲线Γ的方程;
(2)设M,N是Γ上的两个动点,MN的中点H在圆x2+y2=1上,求原点到MN距离的最小值.
题组训练四 基本不等式法求解与圆锥曲线有关的最值问题
平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,抛物线E:x2=2y的焦点F是C的一个