内容正文:
大题考法精研(一)
——求值问题
章节标题内容1
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圆锥曲线中的求值问题在高考中时有出现,主要考查求直线的斜率、三角形或四边形的面积、弦长、中点弦问题等,要注意“设而不求”“整体代入”“点差法”的灵活应用.
[标杆题]
[内化基本解题思维]
有关圆锥曲线弦长、面积问题的求解方法
(1)涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数的关系、设而不求计算弦长;涉及垂直关系时也往往利用根与系数的关系、设而不求法简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解;
用点到直线距离求解即可,选择底很重要,选择容易坐标化的弦长为底.有时根据所研究三角形的位置,灵活选择其面积表达形式,若求多边形的面积问题,常转化为三角形的面积后进行求解;
(3)在求解有关直线与圆锥曲线的问题时,应注意数形结合、分类与整合、转化与化归及函数与方程思想的应用.
逐级演进·练清悟通
(1)若线段AB的中点为(1,-1),求直线AB的方程;
(2)若F恰好是△ABP的重心,且|AF|,|PF|,|BF|成等差数列,求点P的坐标.
[规范解答] (1)设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2,y1+y2=-2.
(2)由椭圆方程知F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3).
∵F恰好是△ABP的重心,
整理得x1+x2=2x3.∴x1+x2+x3=3x3=3,
解得x3=1.
思维变通升华
求解圆锥曲线中的中点弦问题时,常采用点差法,针对不同曲线,弦中点(x0,y0)与弦所在直线斜率k的关系如下:
所以(|MF1|+|MF2|)2-2|MF1|·|MF2|=8,即4a2-2×4=8,所以a2=4.
所以b2=a2-c2=2.
思维变通升华
垂直弦模型
利用垂直直线斜率互为负倒数,把联立直线y=kx+t与圆锥曲
相关的数量关系式,简化运算过程;或利用垂直向量的数量积为零,将垂直关系转化为代数等式,得到相关数量的关系或者结论.
[演进题3]
(焦点弦)已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l1与抛物线C交于M,N两点(N在M的上方).
(1)若l1过抛物线C的焦点,且垂直于x轴时,|MN|=2,求此时抛物线C的方程;
所以|MN|=2p=2.
此时抛物线C的方程为y2=2x.
(2)设M(x0,y0),N(x1,y1),Q(x2,y2),
所以y0+y1+y2=(y0+y1)+(y0+y2)-y0
整理可得8k3+10k2-25k+4=0.
思维变通升华
有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点,若过抛物线的焦点,可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.
(2022·新课标Ⅰ卷)已知点A(2,1)在双曲线C:-=1(a>1)上,直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为0.
(1)求l的斜率;
(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.
(2)面积问题常采用S△=×底×高,其中底往往是弦长,而高
[演进题1]
(中点弦)已知椭圆C:+=1的右焦点为F,点A,B,P在椭圆C上.
由得=-,
即=-.
∴kAB==-·=.
∴直线AB的方程为y+1=(x-1),
即3x-4y-7=0.
∴=1,即x1+x2+x3=3.
∴|AF|=
=
∴2|PF|=|AF|+|BF|=4-=4-x3.
==2-.
同理可得|BF|=2-,|PF|=2-.
又|AF|,|PF|,|BF|成等差数列,
将x3=1代入椭圆方程得y=3-x=,
解得y3=±.
∴P点坐标为或.
(1)椭圆+=1(a>b>0)中,k=-·;
(2)双曲线-=1(a>0,b>0)中,k=·;
(3)抛物线y2=2px(p>0)中,k=.
[演进题2]
(垂直弦)椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2,点M为椭圆上位于x轴上方的一点,·=0,且△MF1F2的面积为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F2的直线l与椭圆交于A,B两点,且∠AMB=,求直线l的方程.
[规范解答] (1)因为·=0,所以⊥,即∠F1MF2=.所以S△MF1F2=|MF1|·|MF2|=2.所以|MF1|·|MF2|=4.
又|MF1|+|MF2|=2a,|F1F2|=2c=2,|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)由(1)知|MF1|·|MF2|=4,|MF1|+|MF2|=4,所以|MF1|=|MF2|=2,即M(0,).
当直线l的斜率为0时,此时∠AMB≠,不合题意;当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=my+,A(x1,y1),B(x2,y2),联立得(2+m2)y2+2my-2=0