内容正文:
专题17 圆锥曲线问题运算策略--答案解析
【专题探究】
例1【解析】Ⅰ证明:由题意解得,,
所求椭圆方程为 .
,,
椭圆与轴的一个交点为,是等腰直角三角形.
Ⅱ解:设点、、的坐标分别为,,
由题可设,则且.
又,,,四点共线,从而.
于是,,,
从而, ,,
又点、在椭圆上,即,
并结合,得,
即点的轨迹是直线在椭圆内的部分,方程为
例2【解析】解:设,,
又
且调和分割,)
因为,两式相减整理得:,
又表示到的距离,且点在直线上,
所以.
练1【解析】解:设,,
由,,可得,,即有,,
又,即为,,又,
得,可得,解得,,
则,即有,
即有时,有最大值,即点横坐标的绝对值最大.
故答案为:.
练2【解析】解:设、、、,,
由,即,
则,同理可得:
则,
将点,的坐标代入椭圆方程作差可得:,
即,则,
由,得,所以,
故同理可得:,
,
而,,
则椭圆的离心率.
故选C.
例3【解析】椭圆的焦点在轴上,设椭圆的标准方程为,
由已知得,,所以,椭圆的方程为,
当直线与轴垂直时,与题意不符,
设直线的方程为,,,
将直线的方程代入椭圆的方程化简得,
,则,,
,解得.
直线的方程为;
证明:当直线与轴垂直时与题意不符,
设直线的方程为,,,,
点的坐标为,
由知,,
且直线的方程为,且直线的方程为,
将两直线联立,消去得,
,,与异号,
,
与异号,与同号,
,解得,
故点坐标为,
,
故为定值.
例4【解析】(1)方程为,即联立
或,所以,而,故直线的方程为;
(2)设,,,
联立,则.
由韦达定理可得:,(*)
求解目标为:,,的系数出现了不对称,可有如下处理手法:
非对称处理手法1:(转化为)
由(*)两式相除,可得:,所以
所以.
【注】,中,把转化为.
非对称处理手法2:,保留
.
【注】,保留一个,分子分母统一保留,故在分母配.
非对称处理手法3:,保留
.
【注】,保留一个,分子分母统一保留,故在分子配.
非对称处理手法4:(暴力求根)
由求根公式得:,不妨设,,
则.
练3【解析】解:设动点,
动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,
,整理得,
曲线的方程为;
设,,,直线方程,
与椭圆方程联立,整理得:,
,
由韦达定理得:,
化简得:,
由已知得,,
则直线的方程为,直线的方程为,
联立直线和: ,
代入,、可得:.
化简可得:,
所以点在一条定直线上.
练4【解析】解:如图示:
由题意,,,
,,,解得:,
故椭圆的方程是;
由知,,设,则直线的方程是,
联立,
由韦达定理,
代入直线的方程为得:,即,
直线的方程是,
联立方程,
由韦达定理,
代入直线的方程为得,即,
直线的斜率,
直线的方程是,整理得:,
故直线过定点.
例5【解析】解:根据椭圆的对称性,,两点必在椭圆上,
又的横坐标为,椭圆必不过,,,三点在椭圆上.
把,代入椭圆,得:
解得,,椭圆的方程为;
(2)方法1.直接构造关于斜率的齐次式
椭圆的方程, 即.
设直线方程为,
联立,齐次化得
整理得 ,
整理得,
由韦达定理得, 从而,
与对照可知, 直线过定点.
【注】使用齐次化方法时, 可直接将直线方程设为的形式,
其中是题目中给定的定点,同时也要将椭圆方程变形为的形式.
方法2: 坐标平移之后构造齐次式
如图, 以为原点新建坐标系,
则椭圆方程变为, 即.
设直线为 , 联立椭圆方程,
化齐次式得,
整理得. 因为 , 所以.
即, 所以直线 过定点 .所以在原坐标系中, 直线 过定点.
例6【解析】证明:由于, 因此由勾股定理可得, 所以.
设的面积为到的距离为, 则有,
因此, 所以要证明为常数, 则只需证明为定值.
设直线方程为, 联立, 齐次化并整理可得:
, 方程两根为,
由韦达定理得: . 因为, 所以, 化简即得.
由点到直线距离公式, 得,所以为定值.
练5【解析】解:点在的垂直平分线上,,
,
点的轨迹是以,为焦点的椭圆,其方程为;
(2)设直线, 联立, 齐次化得,
整理可得: ,
即, 方程两根为,
则,同理可得,.
由条件知, 所以,
整理得, .
练6【解析】设直线方程为, 点的坐标为.
联立,
化简可得: ,
整理成关于的齐次式:
,
进而两边同时除以,
则,
因为, 所以∴
又因为直线方程等价于为, 即,
对比于, 则, 代入中, 化简可得: ..
故的轨迹方程为
【专题训练】
1.【解析】如图,
故选C.
2.【解析】记直线 反向延长交椭圆于 , 由 及椭圆对称性得 ,
设 .
3.【解析】设 ,
4.【解析】设,
由条件可得与的系数不对等,怎么凑出韦达式呢?
解法1:
即,待定系数,使得,易得,即,
因为,所以,取倒数相加,便得,
所以,
设直线,与抛物线联立可得,
则,代入前面的式子中可得,
解得或,所以直线斜率为或.
解法2:
设,设直线,
与抛物线联立可得,则,
由条件可得:,
代入上面两式,得:,所以
所以,解得或,所以直线斜率为或.
5.【解析】解:由题意得,把代入,
解得,
所以的方程为.
由知:,,
当斜率不存在时,易知
当斜率存在时,设,,,
由得,显然,
所以,.
因为,
,
所以,
因为,
所以.
又,
设,则,,解得且,
所以.
因为,
综上,的取值范围为.
6.【解析】(1)由椭圆过点,且离心率为,所以,解得
故所求的椭圆方程为.
(2)由题意得,,
直线的方程,设,
联立,整理得,
∴,.
由求根公式可知,不妨设,,
直线的方程为,直线的方程为,
联立,得
代入,得,
解得,即直线与的交点在定直线上.
.
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$$
专题17:圆锥曲线问题运算策略
<<<专题综述>>>
圆锥曲线的方程都是二次方程,因而解决与此相关的问题时,往往涉及到较为复杂的代数运算,特别是含参问题的运算,有时极为复杂.这时如何采用合理手段简化运算,成为能否顺利解决这类问题的关键.
<<<专题探究>>>
题型一:定比点差法及应用
定比分点:若则称点为的入定比分点,若,则.
证明:设,则.
利用对应坐标相等即可推出.
调和定比分点的性质,若且,则称调和分割,根据定义,那么也调和分割.(其中在线段内,称为内分点,在线段外,称为外分点).
定理:再椭圆或双曲线中,设为椭圆或双曲线上的两点。
若存在两点,满足, ,一定有.
例1已知椭圆的离心率为,椭圆的右焦点和抛物线的焦点重合,椭圆与轴的一个交点为,且是椭圆的左焦点.
求证:是等腰直角三角形;
当过点的动直线与椭圆相交于两不同点,时,在线段上取点,满足,求点的轨迹方程.
【思路点拨】
Ⅰ由题意解得,,所求椭圆方程为 由此能证明是等腰直角三角形.
Ⅱ共线的四点,,,组成两组等比例线段,可尝试根据线段所分得的比值作代数处理,运用定比点差法整体消元进行求解.
例2过点的直线与椭圆交于点和,且,点满足若为坐标原点,则的最小值为________.
【思路点拨】
设,,,运用向量共线的坐标表示,结合点在椭圆上满足椭圆方程,可得的轨迹方程,由点到直线的距离公式可得最小值.
练1已知点,椭圆上两点,满足,则当___________时,点横坐标的绝对值最大.
【思路点拨】
设,,运用向量共线的坐标表示,以及点满足椭圆方程,求得,,
有,运用二次函数的最值求法,可得所求最大值和的值.
练2已知椭圆方程:内有一定点,过点的两条直线,分别与椭圆交于、和、两点,且满足,,若变化时,直线的斜率总为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【思路点拨】
由向量的坐标运算得,
由点差法作差求得,,即可求得和的关系,进而分析可求得椭圆的离心率.
题型二:非对称韦达及应用
求解解析几何问题时,会遇到两根不对称的结构,比如,,之类的问题,就相对较难地直接应用韦达定理来处理了,我们把这类问题称为“非对称韦达问题”,
常用的策略有:
(1)对于非对称型题,韦达定理无法直接代入,可以通过韦达定理构造互化公式,先局部互化,然后可整理成对称型;
(2)和积互化公式:.
例3椭圆有两个顶点过其焦点的直线与椭圆交于两点,并与轴交于点,直线与交于点.
当时,求直线的方程;
当点异于两点时,证明:为定值。
【思路点拨】
根据椭圆有两顶点、,焦点,可知椭圆的焦点在轴上,,,可以求得椭圆的方程,联立直线和椭圆方程,消去得到关于的一元二次方程,利用韦达定理和弦长公式可求出直线的方程;
根据过其焦点的直线的方程可求出点,该直线与椭圆交于、两点,和直线与直线交于点,求出直线与直线的方程,解该方程组即可求得点的坐标,代入即可证明结论.
例4设为椭圆的右焦点,过点的直线与椭圆交于两点.
(1)若点为椭圆的上顶点,求直线的方程;
(2)设直线的斜率分别为,求证:为定值.
【思路点拨】
本题第(1)问可由及求得直线的方程为;
第(2)问可以将转化为,也可、保留一个,分子分母统一保留,故在分母配.
练3 已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,记的轨迹为曲线.
求曲线的方程;
过点的直线与曲线交于两点,分别为曲线与轴的两个交点,直线交于点,求证:点在定直线上.
【思路点拨】
设动点,可得,整理可得曲线的方程;
设,,,直线方程,与椭圆方程联立,由韦达定理得,由已知得,,则直线的方程为,联立直线和 ,可得、可得化简可得,可得结论.
练4已知,分别为椭圆:的左、右顶点,为的上顶点,为直线上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为
求的方程;
证明:直线过定点.
【思路点拨】
求出,解出,求出的方程即可;
联立直线和椭圆的方程求出,的坐标,求出直线的方程,判断即可.
题型三:齐次化的应用
圆锥曲线的定义、定值、弦长、面积,很多都可以转化为斜率问题,当圆锥曲线遇到斜率之 和或者斜率之积,以往我们的常用解法是设直线,与圆锥曲线方程联立方程组,再将斜率之和或之积的式子通分后,将和代入,得到关于、的式子.解法不难,计算量较为复杂.
如果采用齐次化解决,直接得到关于的方程,会使题目计算量大大减少,“齐次”即次数相等的意思,例如称为二次齐式,即二次齐次式的意思,
因为中每一项都是关于、的二次项.
齐次化方法一般适用于两直线斜率之和(或积)为常数的题型,可以解决与斜率之和(或积)有关的定点、定值或轨迹等问题:使用齐次化方法时,可以有两种处理方法:
方法1:先平移坐标系, 将原点平移至给定的点,转化为两直线过原点的类型;
方法2:不进行坐标平移,直线方程须化为的形式,其中是题目中的给定的点, 此时圆锥曲线的方程也要跟着变形; 其中斜率的和或者积决定了直线方程中的一个关系式.
例5已知椭圆,四点,,,中恰有三点在椭圆上
求的方程;
设直线不经过点且与相交于两点若直线与直线的斜率的和为,证明:过定点.
【思路点拨】
根据椭圆的对称性,得到,,三点在椭圆上.把,代入椭圆,求出,,由此能求出椭圆的方程;
当斜率不存在时,不满足题意;当斜率存在时,设:,,联立,得,由此利用韦达定理,结合已知条件能证明直线过定点.
例6已知椭圆的中心为,长轴、短轴分别为分别在椭圆上, 且, 求证: 为定值.
【思路点拨】
设的面积为到的距离为,证明为常数, 则只需证明为定值,
设直线方程为,代入椭圆方程作齐次化处理.
练5已知圆的方程为, 点的坐标为. 点为圆上的任意一点,线段的垂直平分线与交于点.
(2)点是圆上异于点和的任一点, 直线与轨迹交于直线与轨迹交于点. 设为坐标原点, 直线的斜率分别为, 问:是否存在常数, 使得恒成立?若存在, 求的值; 若不存在, 请说明理由.
【思路点拨】
由题意,可推出点的轨迹是以,为焦点的椭圆,由此可得轨迹的方程;
设直线的方程为,将直线的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理及直线的求解.
练6已知为椭圆 上两个动点, 且,
过原点作直线的垂线,垂足为,求点的轨迹方程.
【思路点拨】
设点的坐标为欲求其轨迹方程,即寻找,的关系式,由直线的方程和椭圆的方程组成方程组,结合向量的垂直关系即可找到找,的关系式,从而问题解决.
<<<专题训练>>>
1.双曲线 的右顶点作斜率为的直线, 该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为 若 , 则双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
2.设分别为椭圆的左、右焦点,点在椭圆上, 若,则点的坐标是____.
3.已知椭圆的左右焦点分别为是椭圆上的三个动点,且
4.已知抛物线与定点,直线与抛物线交于两点,且有,求直线的斜率.
5.已知,为椭圆:的左、右顶点,且椭圆过点.
求的方程;
过左焦点的直线交椭圆于,两点其中点在轴上方,求的取值范围.
6.如图所示,离心率为的椭圆:上的点到其左焦点的距离的最大值为,过椭圆内一点的两条直线分别与椭圆交于点、和、,且满足,,其中为常数,过点作的平行线交椭圆于、两点.
Ⅰ求椭圆的方程;
Ⅱ若点,求直线的方程,并证明点平分线段.
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专题17:圆锥曲线问题运算策略
<<<专题综述>>>
圆锥曲线的方程都是二次方程,因而解决与此相关的问题时,往往涉及到较为复杂的代数运算,特别是含参问题的运算,有时极为复杂.这时如何采用合理手段简化运算,成为能否顺利解决这类问题的关键.
<<<专题探究>>>
题型一:定比点差法及应用
定比分点:若则称点为的入定比分点,若,则.
证明:设,则.
利用对应坐标相等即可推出.
调和定比分点的性质,若且,则称调和分割,根据定义,那么也调和分割.(其中在线段内,称为内分点,在线段外,称为外分点).
定理:再椭圆或双曲线中,设为椭圆或双曲线上的两点。
若存在两点,满足, ,一定有.
例1已知椭圆的离心率为,椭圆的右焦点和抛物线的焦点重合,椭圆与轴的一个交点为,且是椭圆的左焦点.
求证:是等腰直角三角形;
当过点的动直线与椭圆相交于两不同点,时,在线段上取点,满足,求点的轨迹方程.
【思路点拨】
Ⅰ由题意解得,,所求椭圆方程为 由此能证明是等腰直角三角形.
Ⅱ共线的四点,,,组成两组等比例线段,可尝试根据线段所分得的比值作代数处理,运用定比点差法整体消元进行求解.
【规范解析】
Ⅰ证明:由题意解得,,
所求椭圆方程为 .
,,
椭圆与轴的一个交点为,是等腰直角三角形.
Ⅱ解:设点、、的坐标分别为,,
由题可设,则且.
又,,,四点共线,从而.
于是,,,
从而,
,
又点、在椭圆上,即,
并结合,得,
即点的轨迹是直线在椭圆内的部分,方程为
例2过点的直线与椭圆交于点和,且,点满足若为坐标原点,则的最小值为________.
【思路点拨】
设,,,运用向量共线的坐标表示,结合点在椭圆上满足椭圆方程,可得的轨迹方程,由点到直线的距离公式可得最小值.
【规范解析】
解:设,,
又
且调和分割,)
因为,两式相减整理得:,
又表示到的距离,且点在直线上,
所以.
练1已知点,椭圆上两点,满足,则当___________时,点横坐标的绝对值最大.
【思路点拨】
设,,运用向量共线的坐标表示,以及点满足椭圆方程,求得,,
有,运用二次函数的最值求法,可得所求最大值和的值.
【规范解析】
解:设,,
由,,可得,,即有,,
又,即为,,又,
得,可得,解得,,
则,即有,
即有时,有最大值,即点横坐标的绝对值最大.
故答案为:.
练2已知椭圆方程:内有一定点,过点的两条直线,分别与椭圆交于、和、两点,且满足,,若变化时,直线的斜率总为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【思路点拨】
由向量的坐标运算得,
由点差法作差求得,,即可求得和的关系,进而分析可求得椭圆的离心率.
【规范解析】
解:设、、、,,
由,即,
则,同理可得:
则,
将点,的坐标代入椭圆方程作差可得:,
即,则,
由,得,所以,
故同理可得:,
,
而,,
则椭圆的离心率.
故选C.
题型二:非对称韦达及应用
求解解析几何问题时,会遇到两根不对称的结构,比如,,之类的问题,就相对较难地直接应用韦达定理来处理了,我们把这类问题称为“非对称韦达问题”,
常用的策略有:
(1)对于非对称型题,韦达定理无法直接代入,可以通过韦达定理构造互化公式,先局部互化,然后可整理成对称型;
(2)和积互化公式:.
例3椭圆有两个顶点过其焦点的直线与椭圆交于两点,并与轴交于点,直线与交于点.
当时,求直线的方程;
当点异于两点时,证明:为定值。
【思路点拨】
根据椭圆有两顶点、,焦点,可知椭圆的焦点在轴上,,,可以求得椭圆的方程,联立直线和椭圆方程,消去得到关于的一元二次方程,利用韦达定理和弦长公式可求出直线的方程;
根据过其焦点的直线的方程可求出点,该直线与椭圆交于、两点,和直线与直线交于点,求出直线与直线的方程,解该方程组即可求得点的坐标,代入即可证明结论.
【规范解析】
解:椭圆的焦点在轴上,设椭圆的标准方程为,
由已知得,,所以,椭圆的方程为,
当直线与轴垂直时,与题意不符,
设直线的方程为,,,
将直线的方程代入椭圆的方程化简得,
,则,,
,解得.
直线的方程为;
证明:当直线与轴垂直时与题意不符,
设直线的方程为,,,,
点的坐标为,
由知,,
且直线的方程为,且直线的方程为,
将两直线联立,消去得,
,,与异号,
,
与异号,与同号,
,解得,
故点坐标为,
,
故为定值.
例4设为椭圆的右焦点,过点的直线与椭圆交于两点.
(1)若点为椭圆的上顶点,求直线的方程;
(2)设直线的斜率分别为,求证:为定值.
【思路点拨】
本题第(1)问可由及求得直线的方程为;
第(2)问可以将转化为,也可、保留一个,分子分母统一保留,故在分母配.
【规范解析】
(1)方程为,即联立
或,所以,而,故直线的方程为;
(2)设,,,
联立,则.
由韦达定理可得:,(*)
求解目标为:,,的系数出现了不对称,可有如下处理手法:
非对称处理手法1:(转化为)
由(*)两式相除,可得:,所以
所以.
【注】,中,把转化为.
非对称处理手法2:,保留
.
【注】,保留一个,分子分母统一保留,故在分母配.
非对称处理手法3:,保留
.
【注】,保留一个,分子分母统一保留,故在分子配.
非对称处理手法4:(暴力求根)
由求根公式得:,不妨设,,
则.
练3 已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,记的轨迹为曲线.
求曲线的方程;
过点的直线与曲线交于两点,分别为曲线与轴的两个交点,直线交于点,求证:点在定直线上.
【思路点拨】
设动点,可得,整理可得曲线的方程;
设,,,直线方程,与椭圆方程联立,由韦达定理得,由已知得,,则直线的方程为,联立直线和 ,可得、可得化简可得,可得结论.
【规范解析】
解:设动点,
动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,
,整理得,
曲线的方程为;
设,,,直线方程,
与椭圆方程联立,整理得:,
,
由韦达定理得:,
化简得:,
由已知得,,
则直线的方程为,直线的方程为,
联立直线和: ,
代入,、可得:.
化简可得:,
所以点在一条定直线上.
练4 已知,分别为椭圆:的左、右顶点,为的上顶点,为直线上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为
求的方程;
证明:直线过定点.
【思路点拨】
求出,解出,求出的方程即可;
联立直线和椭圆的方程求出,的坐标,求出直线的方程,判断即可.
【规范解析】
解:如图示:
由题意,,,
,,,解得:,
故椭圆的方程是;
由知,,设,则直线的方程是,
联立,
由韦达定理,
代入直线的方程为得:,即,
直线的方程是,
联立方程,
由韦达定理,
代入直线的方程为得,即,
直线的斜率,
直线的方程是,整理得:,
故直线过定点.
题型三:齐次化的应用
圆锥曲线的定义、定值、弦长、面积,很多都可以转化为斜率问题,当圆锥曲线遇到斜率之 和或者斜率之积,以往我们的常用解法是设直线,与圆锥曲线方程联立方程组,再将斜率之和或之积的式子通分后,将和代入,得到关于、的式子.解法不难,计算量较为复杂.
如果采用齐次化解决,直接得到关于的方程,会使题目计算量大大减少,“齐次”即次数相等的意思,例如称为二次齐式,即二次齐次式的意思,
因为中每一项都是关于、的二次项.
齐次化方法一般适用于两直线斜率之和(或积)为常数的题型,可以解决与斜率之和(或积)有关的定点、定值或轨迹等问题:使用齐次化方法时,可以有两种处理方法:
方法1:先平移坐标系, 将原点平移至给定的点,转化为两直线过原点的类型;
方法2:不进行坐标平移,直线方程须化为的形式,其中是题目中的给定的点, 此时圆锥曲线的方程也要跟着变形; 其中斜率的和或者积决定了直线方程中的一个关系式.
例5已知椭圆,四点,,,中恰有三点在椭圆上
求的方程;
设直线不经过点且与相交于两点若直线与直线的斜率的和为,证明:过定点.
【思路点拨】
根据椭圆的对称性,得到,,三点在椭圆上.把,代入椭圆,求出,,由此能求出椭圆的方程;
当斜率不存在时,不满足题意;当斜率存在时,设:,,联立,得,由此利用韦达定理,结合已知条件能证明直线过定点.
【规范解析】
解:根据椭圆的对称性,,两点必在椭圆上,
又的横坐标为,椭圆必不过,,,三点在椭圆上.
把,代入椭圆,得:
解得,,椭圆的方程为;
(2)方法1.直接构造关于斜率的齐次式
椭圆的方程, 即.
设直线方程为,
联立,齐次化得
整理得 ,
整理得,
由韦达定理得, 从而,
与对照可知, 直线过定点.
【注】使用齐次化方法时, 可直接将直线方程设为的形式,
其中是题目中给定的定点,同时也要将椭圆方程变形为的形式.
方法2: 坐标平移之后构造齐次式
如图, 以为原点新建坐标系,
则椭圆方程变为, 即.
设直线为 , 联立椭圆方程,
化齐次式得,
整理得. 因为 , 所以.
即, 所以直线 过定点 .所以在原坐标系中, 直线 过定点.
例6已知椭圆的中心为,长轴、短轴分别为分别在椭圆上, 且, 求证: 为定值.
【思路点拨】
设的面积为到的距离为,证明为常数, 则只需证明为定值,
设直线方程为,代入椭圆方程作齐次化处理.
【规范解析】
证明:由于, 因此由勾股定理可得, 所以.
设的面积为到的距离为, 则有,
因此, 所以要证明为常数, 则只需证明为定值.
设直线方程为, 联立, 齐次化并整理可得:
, 方程两根为,
由韦达定理得: . 因为, 所以, 化简即得.
由点到直线距离公式, 得,所以为定值.
练5已知圆的方程为, 点的坐标为. 点为圆上的任意一点,线段的垂直平分线与交于点.
(2)点是圆上异于点和的任一点, 直线与轨迹交于直线 与轨迹交于点. 设为坐标原点, 直线的斜率分别为, 问:是否存在常数, 使得恒成立?若存在, 求的值; 若不存在, 请说明理由.
【思路点拨】
由题意,可推出点的轨迹是以,为焦点的椭圆,由此可得轨迹的方程;
设直线的方程为,将直线的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理及直线的求解.
【规范解析】
解:点在的垂直平分线上,,
,
点的轨迹是以,为焦点的椭圆,其方程为;
(2)设直线, 联立, 齐次化得,
整理可得: ,
即, 方程两根为,
则,同理可得,.
由条件知, 所以,
整理得, .
练6已知为椭圆 上两个动点, 且,
过原点作直线的垂线,垂足为,求点的轨迹方程.
【思路点拨】
设点的坐标为欲求其轨迹方程,即寻找,的关系式,由直线的方程和椭圆的方程组成方程组,结合向量的垂直关系即可找到找,的关系式,从而问题解决.
【规范解析】
设直线方程为, 点的坐标为.
联立,
化简可得: ,
整理成关于的齐次式: ,
进而两边同时除以, 则,
因为, 所以∴
又因为直线方程等价于为, 即,
对比于, 则, 代入中, 化简可得: ..
故的轨迹方程为
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1.双曲线 的右顶点作斜率为的直线, 该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为 若 , 则双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
【解析】如图,
故选C.
2.设分别为椭圆的左、右焦点,点在椭圆上, 若,则点的坐标是____.
【解析】记直线 反向延长交椭圆于 , 由 及椭圆对称性得 ,
设 .
3.已知椭圆的左右焦点分别为是椭圆上的三个动点,且
【解析】设 ,
4.已知抛物线与定点,直线与抛物线交于两点,且有,求直线的斜率.
【解析】设,
由条件可得与的系数不对等,怎么凑出韦达式呢?
解法1:
即,待定系数,使得,易得,即,
因为,所以,取倒数相加,便得,
所以,
设直线,与抛物线联立可得,
则,代入前面的式子中可得,
解得或,所以直线斜率为或.
解法2:
设,设直线,
与抛物线联立可得,则,
由条件可得:,
代入上面两式,得:,所以
所以,解得或,所以直线斜率为或.
5.已知,为椭圆:的左、右顶点,且椭圆过点.
求的方程;
过左焦点的直线交椭圆于,两点其中点在轴上方,求的取值范围.
【解析】
解:由题意得,把代入,
解得,
所以的方程为.
由知:,,
当斜率不存在时,易知
当斜率存在时,设,,,
由得,显然,
所以,.
因为,
,
所以,
因为,
所以.
又,
设,则,,解得且,
所以.
因为,
综上,的取值范围为.
6.如图所示,离心率为的椭圆:上的点到其左焦点的距离的最大值为,过椭圆内一点的两条直线分别与椭圆交于点、和、,且满足,,其中为常数,过点作的平行线交椭圆于、两点.
Ⅰ求椭圆的方程;
Ⅱ若点,求直线的方程,并证明点平分线段.
【解析】解:Ⅰ由题得,,联立,
解得,,,椭圆方程为
Ⅱ方法一:设,,由可得.
点在椭圆上,故
整理得:
又点在椭圆上可知,故有
由,同理可得:
得:,即
又,故 ,
直线的方程为:,即.
由可得:
是的中点,即点平分线段
Ⅱ方法二:,,,即
在梯形中,设中点为,中点为,
过作的平行线交,于点,
与面积相等,,,,三点共线.
设,,,,
两式相减得 ,
显然,否则垂直于轴,不在轴上,此时不可能垂直于轴保持与平行且否则平行于轴或经过原点,此时,,三点不可能共线
设直线斜率为,直线斜率为 ,即
设直线斜率为,直线斜率为,同理,,又,
,即,,三点共线
,,,四点共线,,代入得
直线的方程为 ,即
联立得
点平分线段
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