3.3 培优课 圆锥曲线中的综合问题(一)课件2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-08-09
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普通
摘要:
该高中数学课件聚焦圆锥曲线综合问题,涵盖范围与最值、定点问题,通过复习椭圆、抛物线基础方程与性质导入,以例1从椭圆方程求解到中点斜率范围探究,搭建从基础到综合应用的学习支架。
其亮点在于例题与跟踪训练结合,用代数法(函数求最值)和几何法(图形性质)培养数学思维(推理、运算),反思感悟总结方法,帮助学生形成解决综合问题的思维框架,教师可利用分层练习提升教学效率。
内容正文:
圆锥曲线中的
综合问题(一)
第三章 §3.3 培优课
学习目标
1.通过圆锥曲线方程的学习,进一步体会数形结合思想的应用.(重点)
2.能根据圆锥曲线的有关性质解决综合问题.(难点)
内容索引
01
02
定点问题
范围与最值问题
04
随堂演练
03
课时对点练
01
范围与最值问题
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点坐标为(,0),且点(0,-1)在C上.
(1)求椭圆的方程;
例1
由题意,得解得
∴椭圆C的方程为+y2=1.
解:
5
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点坐标为(,0),且点(0,-1)在C上.
(2)过点(1,0)的直线l与椭圆C交于M,N两点,P为线段MN的中点,A为C的左顶点,求直线PA的斜率k的取值范围.
例1
当直线l的斜率为0时,PA的斜率k=0.
当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=my+1,
联立方程组
得(m2+4)y2+2my-3=0.
解:
6
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点坐标为(,0),且点(0,-1)在C上.
(2)过点(1,0)的直线l与椭圆C交于M,N两点,P为线段MN的中点,A为C的左顶点,求直线PA的斜率k的取值范围.
例1
Δ>0显然成立.
设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x0,y0),
则y1+y2=-,
∴y0=-,
则x0=my0+1=-+1=,
解:
7
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点坐标为(,0),且点(0,-1)在C上.
(2)过点(1,0)的直线l与椭圆C交于M,N两点,P为线段MN的中点,A为C的左顶点,求直线PA的斜率k的取值范围.
例1
而点A的坐标为(-2,0),
∴直线PA的斜率k==.
①当m=0时,k=0.
②当m≠0时,|k|==.
解:
8
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点坐标为(,0),且点(0,-1)在C上.
(2)过点(1,0)的直线l与椭圆C交于M,N两点,P为线段MN的中点,A为C的左顶点,求直线PA的斜率k的取值范围.
例1
∵=|2m|+≥4,
当且仅当|2m|=时,等号成立.
∴0<≤,从而-≤k≤且k≠0.
综上所述,斜率k的取值范围是.
解:
9
圆锥曲线中范围与最值的求法有两种
(1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何图形特征及意义,则考虑利用图形性质来解决.
(2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的范围与最值,求函数最值的常用方法有配方法、判别式法、重要不等式法及函数的单调性法等.
反思感悟
10
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F(2,0),离心率为,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的标准方程;
跟踪训练1
由椭圆C的右焦点为F(2,0),
可得c=2,又离心率为,
∴a=,b2=a2-c2=6-4=2,
∴椭圆C的标准方程为+=1.
解:
11
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F(2,0),离心率为,O为坐标原点.
(2)设点P(3,m)(m>0),过F作PF的垂线交椭圆于A,B两点.求△OAB面积的最大值.
跟踪训练1
由题可知kPF==m,
∴kAB=-,
故直线AB的方程为y=-(x-2),
即x=-my+2,
由可得(3+m2)y2-4my-2=0,
解:
12
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F(2,0),离心率为,O为坐标原点.
(2)设点P(3,m)(m>0),过F作PF的垂线交椭圆于A,B两点.求△OAB面积的最大值.
跟踪训练1
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=,y1y2=,
∴|y1-y2|=
==,
∴△OAB的面积S=×|OF|×|y1-y2|=,
解:
13
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F(2,0),离心率为,O为坐标原点.
(2)设点P(3,m)(m>0),过F作PF的垂线交椭圆于A,B两点.求△OAB面积的最大值.
跟踪训练1
令t=>1,
∴S==≤=,
当且仅当=t,即t=,m=1时取等号,
∴△OAB面积的最大值为.
解:
14
02
定点问题
设椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为e=,且过点.
(1)求椭圆E的方程;
例2
解:
由e2===,得a2=2b2,
所以椭圆E的方程为+=1.
将点代入,得+=1,解得b2=2,a2=4,
故椭圆E的方程为+=1.
16
设椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为e=,且过点.
(2)设椭圆E的左顶点是A,若直线l:x-my-t=0与椭圆E相交于不同的两点M,N(点M,N与点A均不重合),若以MN为直径的圆过点A,试判定直线l是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标.
例2
解:
由x-my-t=0,得x=my+t,
代入椭圆E的方程,得(m2+2)y2+2mty+t2-4=0,Δ=4m2t2-4(m2+2)(t2-4)=8(2m2-t2+4)>0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则y1+y2=-,y1y2=,
17
设椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为e=,且过点.
(2)设椭圆E的左顶点是A,若直线l:x-my-t=0与椭圆E相交于不同的两点M,N(点M,N与点A均不重合),若以MN为直径的圆过点A,试判定直线l是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标.
例2
解:
所以x1+x2=m(y1+y2)+2t=,
x1x2=(my1+t)(my2+t)=m2y1y2+tm(y1+y2)+t2=.
因为以MN为直径的圆过点A(-2,0),所以AM⊥AN,
所以·=(x1+2,y1)·(x2+2,y2)
=x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2
18
设椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为e=,且过点.
(2)设椭圆E的左顶点是A,若直线l:x-my-t=0与椭圆E相交于不同的两点M,N(点M,N与点A均不重合),若以MN为直径的圆过点A,试判定直线l是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标.
例2
解:
=+2×+4+
===0.
因为点M,N与点A均不重合,所以t≠-2,
所以t=-,则直线l的方程是x=my-,故直线l过定点T.
19
设椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为e=,且过点.
(2)设椭圆E的左顶点是A,若直线l:x-my-t=0与椭圆E相交于不同的两点M,N(点M,N与点A均不重合),若以MN为直径的圆过点A,试判定直线l是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标.
例2
解:
易知点T在椭圆内部,故直线l与椭圆有两个不同的交点,满足题意,
所以直线l过定点T.
20
定点问题的基本思路
(1)把方程中的变量x,y看作常数,将方程一端化为零,这个方程要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是要求的定点;
(2)由直线方程确定其过定点时,若得到了直线方程的点斜式y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式y=kx+m,则直线必过定点(0,m);
(3)从特殊情况入手,先探究定点,再证明该定点与变量无关.
反思感悟
21
过抛物线T:y2=2px(p>0)上的点A(x0,y0)的直线l1,l2分别交抛物线T于点B,C.设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,k1k2=-1,当x0=0且点B,C关于x轴对称时,△ABC的面积为16.
(1)求抛物线T的方程;
跟踪训练2
解:
当x0=0时,A(0,0),
不妨设B(y1>0),
因为k1k2=-1,且点B,C关于x轴对称,所以l1⊥l2,∠BAx=45°,所以k1=1.
由k1==1,即y1=,解得y1=2p,所以B(2p,2p),则C(2p,-2p).
△ABC的面积S=×|2p-(-2p)|×2p=4p2=16,解得p=2(负值舍去),所以抛
物线T的方程为y2=4x.
22
过抛物线T:y2=2px(p>0)上的点A(x0,y0)的直线l1,l2分别交抛物线T于点B,C.设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,k1k2=-1,当x0=0且点B,C关于x轴对称时,△ABC的面积为16.
(2)当y0=2时,证明:直线BC过定点.
跟踪训练2
设B,C,当y0=2时,x0=1,则A(1,2),
则k1==,k2==.
因为k1k2=-1,则·=-1,所以(y1+2)(y2+2)=-16,
则y1y2+2(y1+y2)+20=0,kBC==,
证明:
23
过抛物线T:y2=2px(p>0)上的点A(x0,y0)的直线l1,l2分别交抛物线T于点B,C.设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,k1k2=-1,当x0=0且点B,C关于x轴对称时,△ABC的面积为16.
(2)当y0=2时,证明:直线BC过定点.
跟踪训练2
所以直线BC的方程为y-y1=,整理得y=.
把y1y2=-2(y1+y2)-20代入直线BC的方程,得y=-2,
所以直线BC过定点(5,-2).
证明:
24
课堂小结
1.知识清单:
(1)范围与最值问题.
(2)定点问题.
2.方法归纳:定义法、函数法、整体代换法.
3.常见误区:直线与圆锥曲线联立后化简不正确.
25
03
随堂演练
1
2
3
1.已知A为椭圆+y2=1的上顶点,P为椭圆上一点,则|PA|的最大值为
A.2 B. C.3 D.
√
1
2
3
解析:
由题意可知A(0,1),设P(x,y),
由+y2=1可得x2=7-7y2,-1≤y≤1,
则|PA|=
=
=,
因为-1≤y≤1,可知当y=-时,
|PA|的最大值为=.
2.已知Q为抛物线C:x2=2py(p>0)上的点,F为抛物线C的焦点,若点F到准线l的距离为2,点N(0,-1),则的取值范围是 .
1
2
3
[1,]
1
2
3
解析:
设Q(xQ,yQ),由题意得p=2,则x2=4y,又点N(0,-1),则==
,令t=yQ+1,则t≥1,0<≤1,所以===
=,
又0<≤1,则的取值范围为[1,].
1
2
3
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF垂直于x轴.
(1)求椭圆C的标准方程;
因为点P在椭圆C上,且PF垂直于x轴,则F(1,0),
设椭圆C的焦距为2c(c>0),则c=1,
将点P代入椭圆方程,有+=+=1,且a>1,
解得a2=(舍去)或a2=4,即a=2,则b2=a2-c2=4-1=3,
所以椭圆C的标准方程为+=1.
解:
1
2
3
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF
垂直于x轴.
(2)若直线l的斜率存在,交椭圆C于A,B两点,A,B,F三点不共线,且直线AF和直线BF关于PF对称,证明:直线l过定点.
设直线l的方程为y=kx+m,
由
消去y,整理得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
因为l交椭圆C于A,B两点,
证明:
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF
垂直于x轴.
(2)若直线l的斜率存在,交椭圆C于A,B两点,A,B,F三点不共线,且直线AF和直线BF关于PF对称,证明:直线l过定点.
所以Δ=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-12)=48(4k2-m2+3)>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以x1+x2=-,x1x2=,
因为直线AF和直线BF关于PF对称,
所以kAF+kBF=+=+==0,
证明:
1
2
3
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF
垂直于x轴.
(2)若直线l的斜率存在,交椭圆C于A,B两点,A,B,F三点不共线,且直线AF和直线BF关于PF对称,证明:直线l过定点.
所以2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=2k×+(m-k)×-2m=0,
所以8km2-24k-8km2+8k2m-8k2m-6m=0,
即24k+6m=0,解得m=-4k.
所以直线l的方程为y=kx-4k=k(x-4),
所以直线l过定点(4,0).
证明:
1
2
3
04
课时对点练
1.
答案
1
2
3
4
(1)证明 方法一 (通性通法)点参法
设P(x0,y0)(x0<0),A,B.
因为PA,PB的中点在抛物线上,所以y1,y2为方程=4·,即y2-2y0y+8x0-=0的两个不同的实数根.
所以y1+y2=2y0,即点M的纵坐标为=y0,因此,PM垂直于y轴.
1.
答案
1
2
3
4
方法二 常规设线+中位线定理
设PA,PB的中点分别为E,F,EF交PM于N,则EF∥AB,N为EF的中点,设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
易知直线AB的斜率不为0,故设直线AB:x=my+n,EF:x=my+n'.
则由⇒y2-4my-4n=0⇒yM==2m.
同理可得yN=2m,即MN∥x轴,所以PM垂直于y轴.
1.
答案
1
2
3
4
方法三 抛物线平行弦的性质
设线段PA,PB的中点分别为E,F,线段EF的中点为N.
易得直线MN过点P,且EF∥AB,则直线MN是抛物线平行弦的中点的轨迹所在的直线.
由“抛物线平行弦的轨迹为平行或重合于抛物线对称轴的射线”可知,PM垂直于y轴.
1.
答案
1
2
3
4
(2)解 方法一 (通性通法)点参法
由(1)中方法一可知M,
所以|PM|=+)-x0=-3x0,|y1-y2|=2.
因此,△PAB的面积S△PAB=|PM|·|y1-y2|=.
因为+=1(-1≤x0<0),所以-4x0=-4-4x0+4=-4+5∈.
因此,△PAB面积的取值范围是.
1.
答案
1
2
3
4
方法二 椭圆的参数方程+抛物线中点弦的性质
设线段PA,PB的中点分别为E,F,线段EF的中点为N.
设A(x1,y1),B(x2,y2),P(cos α,2sin α),<α<,则M(xM,2sin α),
N(xN,2sin α).
由抛物线中点弦的性质,可设直线AB:x=ysin α+m,EF:x=ysin α+n.
由得y2-4sin α·y-4m=0,Δ>0,则y1+y2=4sin α,y1y2=-4m,
所以|AB|=·,
1.
答案
1
2
3
4
同理可得|EF|=·,
由|AB|=2|EF|得,m=3sin2α+4n.
由点N为线段PM的中点可得m=2sin2α-cos α+2n.
于是有n=-(sin2α+cos α).
从而△PAB的面积S△PAB=4S△PEF=4×|PN|·|yE-yF|
=2××4=6×.
而-1≤cos α<0,因此S△PAB的取值范围是.
1.
答案
1
2
3
4
方法三 反设直线
由题意可设直线AB:x=my+t,P(x0,y0),A,B.
由得y2-4my-4t=0,Δ>0,则所以y0==2m.
又+=1(-1≤x0<0),所以x0=-=-.
由(1)中方法一知y1y2=8x0-=-8-4m2,所以-4t=-8-4m2,
1.
答案
1
2
3
4
即t=2+m2.
因此|AB|=·
=·
=4··.
点P到直线AB的距离d==.
所以S△PAB=|AB|·d=×4···
1.
答案
1
2
3
4
=6,令u=,则m2=1-u2,u∈(0,1].
所以+m2=-u2+u+1=-+∈.
故△PAB面积的取值范围是.
答案
1
2
3
4
(1)由题意可知,A(0,-b),B(a,0),所以
解得
故C的方程为+y2=1.
(2)(ⅰ)设R(x0,y0),易知m≠0,
2.
答案
1
2
3
4
方法一 所以kAP=,kAR=,
故=,且mx0>0.
因为A(0,-1),|AP|·|AR|=3,
所以×=3,
即x0m=3,解得x0=,所以y0=,
所以R的坐标为.
2.
答案
1
2
3
4
方法二 设=λ,λ>0,则||=λ||,
又=(m,n+1),所以|AP|·|AR|=λ||2=3,
即λ=3,
所以λ=,所以=λ=λ(m,n+1)=,又A(0,-1),故R的坐标为.
(ⅱ)因为kOR==,kOP=,由kOR=3kOP,
2.
答案
1
2
3
4
可得=,化简得m2+n2+8n-2=0,即m2+(n+4)2=18(m≠0),
所以点P在以N(0,-4)为圆心,3为半径的圆上(除去与y轴的交点),
|PQ|max为点Q到圆心N的距离加上半径,
方法一 设Q(xQ,yQ),则+=1,即=9-9,
所以|QN|2=+=9-9++8yQ+16=-8+8yQ+25
=-8+27≤27,当且仅当yQ=,即Q时取等号,
故|PQ|max=+3=3(+).
2.
答案
1
2
3
4
方法二 设Q(3cos θ,sin θ),所以
|QN|2=(3cos θ)2+(sin θ+4)2=9cos2θ+sin2θ+8sin θ+16
=9(1-sin2θ)+sin2θ+8sin θ+16
=-8sin2θ+8sin θ+25
=-8+27≤27,当且仅当sin θ=,即Q时取等号,
所以|PQ|max=+3=3(+).
2.
答案
1
2
3
4
(1)解 因为点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px的准线上,则=1,即p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)证明 显然直线BM不垂直于y轴,设直线BM的方程为x=my+n,
由消去x得y2-4my-4n=0,Δ=16m2+16n>0,
设B(x1,y1),M(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=-4n,而直线BP的斜率
kBP==,
3.
答案
1
2
3
4
则直线BP的方程为y-2=(x+1),由
消去x得y2(y1-2)-y(+4)+2y1(y1+2)=0,则点A的纵坐标yA=,即点A,
直线AM的斜率kMA===1,则yA+y2=4
3.
答案
1
2
3
4
因此+y2==4,有y1y2-2(y1+y2)+12=0,即2m+n-3=0,n=3-2m,
直线BM的方程为my-x+3-2m=0,即x-m(y-2)-3=0,显然直线BM过定点(3,2),
所以直线BM过定点(3,2).
3.
答案
1
2
3
4
(1)解 由题意,设右焦点F的坐标为(c,0),
双曲线C的渐近线方程为bx±ay=0,
右焦点F到其中一条渐近线的距离为==b,可得b=,
又∵e==2,a2+b2=c2,解得a=1,c=2,
故双曲线C的标准方程为x2-=1.
(2)证明 当直线AB的斜率存在且不为0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),
lAB:x=my+2(m≠0),则M,
4.
答案
1
2
3
4
联立
得(3m2-1)y2+12my+9=0.
∴且y1+y2=-,y1y2=,
∴==-,
∵lMB:y-y1=,令y=0得,
4.
答案
1
2
3
4
x-=-y1·=-y1·=
===,∴x=,
∴直线MB过定点;
当直线AB的斜率不存在时,此时直线AB:x=2,M,B(2,-3),直线MB的方程为4x+y-5=0,直线MB过点;
当直线AB的斜率为0时,此时直线AB:y=0,此时M,B均在x轴上,
4.
答案
1
2
3
4
故直线MB过点.
综上,直线MB过定点.
4.
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(1)设AB的中点为M,证明:PM垂直于y轴;
答案
1
2
3
4
方法一 (通性通法)点参法
设P(x0,y0)(x0<0),A,B.
因为PA,PB的中点在抛物线上,所以y1,y2为方程=4·,即
y2-2y0y+8x0-=0的两个不同的实数根.
所以y1+y2=2y0,即点M的纵坐标为=y0,因此,PM垂直于y轴.
证明:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(1)设AB的中点为M,证明:PM垂直于y轴;
方法二 常规设线+中位线定理
设PA,PB的中点分别为E,F,EF交PM于N,则EF∥AB,N为EF的中点,设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
易知直线AB的斜率不为0,故设直线AB:x=my+n,EF:x=my+n'.
则由⇒y2-4my-4n=0⇒yM==2m.
同理可得yN=2m,即MN∥x轴,所以PM垂直于y轴.
证明:
答案
1
2
3
4
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(1)设AB的中点为M,证明:PM垂直于y轴;
方法三 抛物线平行弦的性质
设线段PA,PB的中点分别为E,F,线段EF的中点为N.
易得直线MN过点P,且EF∥AB,则直线MN是抛物线平行弦的中点的轨迹所在的直线.
由“抛物线平行弦的轨迹为平行或重合于抛物线对称轴的射线”可知,PM垂直于y轴.
证明:
答案
1
2
3
4
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
2
3
4
方法一 (通性通法)点参法
由(1)中方法一可知M,
所以|PM|=+)-x0=-3x0,|y1-y2|=2.
因此,△PAB的面积S△PAB=|PM|·|y1-y2|=.
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
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3
4
因为+=1(-1≤x0<0),所以-4x0=-4-4x0+4=-4+5∈.
因此,△PAB面积的取值范围是.
方法二 椭圆的参数方程+抛物线中点弦的性质
设线段PA,PB的中点分别为E,F,线段EF的中点为N.
设A(x1,y1),B(x2,y2),P(cos α,2sin α),<α<,
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
2
3
4
则M(xM,2sin α),N(xN,2sin α).
由抛物线中点弦的性质,可设直线AB:x=ysin α+m,EF:x=ysin α+n.
由得y2-4sin α·y-4m=0,Δ>0,则y1+y2=4sin α,y1y2=-4m,
所以|AB|=·,同理可得|EF|=·,
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
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3
4
由|AB|=2|EF|得,m=3sin2α+4n.
由点N为线段PM的中点可得m=2sin2α-cos α+2n.
于是有n=-(sin2α+cos α).
从而△PAB的面积S△PAB=4S△PEF=4×|PN|·|yE-yF|
=2××4=6×.
而-1≤cos α<0,因此S△PAB的取值范围是.
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
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3
4
方法三 反设直线
由题意可设直线AB:x=my+t,P(x0,y0),A,B.
由得y2-4my-4t=0,Δ>0,则所以y0==2m.
又+=1(-1≤x0<0),所以x0=-=-.
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
2
3
4
由(1)中方法一知y1y2=8x0-=-8-4m2,所以-4t=-8-4m2,即t=2+m2.
因此|AB|=·
=·
=4··.
解:
1.如图,已知点P是y轴左侧一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
答案
1
2
3
4
点P到直线AB的距离d==.
所以S△PAB=|AB|·d=×4···
=6,令u=,则m2=1-u2,u∈(0,1].
所以+m2=-u2+u+1=-+∈.
故△PAB面积的取值范围是.
解:
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为
A,右顶点为B,|AB|=.
(1)求C的方程;
答案
1
2
3
4
由题意可知,A(0,-b),B(a,0),所以解得
故C的方程为+y2=1.
解:
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为
A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅰ)设P(m,n),求R的坐标(用m,n表示);
答案
1
2
3
4
设R(x0,y0),易知m≠0,
方法一 所以kAP=,kAR=,
故=,且mx0>0.
因为A(0,-1),|AP|·|AR|=3,所以×=3,
解:
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为
A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅰ)设P(m,n),求R的坐标(用m,n表示);
答案
1
2
3
4
解:
即x0m=3,解得x0=,所以y0=,
所以R的坐标为.
方法二 设=λ,λ>0,则||=λ||,又=(m,n+1),
所以|AP|·|AR|=λ||2=3,即λ=3,
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为
A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅰ)设P(m,n),求R的坐标(用m,n表示);
答案
1
2
3
4
解:
所以λ=,所以=λ=λ(m,n+1)
=,
又A(0,-1),故R的坐标为.
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅱ)设O为坐标原点,Q是C上的动点,直线OR的斜率是直线OP的斜率的3倍,求|PQ|的最大值.
解:
因为kOR==,kOP=,由kOR=3kOP,
可得=,化简得m2+n2+8n-2=0,即m2+(n+4)2=18(m≠0),
所以点P在以N(0,-4)为圆心,3为半径的圆上(除去与y轴的交点),
|PQ|max为点Q到圆心N的距离加上半径,
答案
1
2
3
4
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅱ)设O为坐标原点,Q是C上的动点,直线OR的斜率是直线OP的斜率的3倍,求|PQ|的最大值.
解:
方法一 设Q(xQ,yQ),则+=1,即=9-9,
所以|QN|2=+=9-9++8yQ+16=-8+8yQ+25
=-8+27≤27,当且仅当yQ=,即Q时取等号,
故|PQ|max=+3=3(+).
答案
1
2
3
4
2.(2025·全国Ⅰ卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,|AB|=.
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足|AP|·|AR|=3.
(ⅱ)设O为坐标原点,Q是C上的动点,直线OR的斜率是直线OP的斜率的3倍,求|PQ|的最大值.
解:
方法二 设Q(3cos θ,sin θ),
所以|QN|2=(3cos θ)2+(sin θ+4)2=9cos2θ+sin2θ+8sin θ+16
=9(1-sin2θ)+sin2θ+8sin θ+16=-8sin2θ+8sin θ+25
=-8+27≤27,当且仅当sin θ=,即Q时取等号,
所以|PQ|max=+3=3(+).
答案
1
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3
4
3.已知点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上.
(1)求抛物线C的方程;
答案
1
2
3
4
因为点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px的准线上,则=1,即p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
解:
3.已知点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上.
(2)过点P作直线交抛物线于A,B两点,过点A作斜率为1的直线l交抛物线C于另一点M.证明:直线BM过定点.
答案
1
2
3
4
显然直线BM不垂直于y轴,设直线BM的方程为x=my+n,由
消去x得y2-4my-4n=0,Δ=16m2+16n>0,
设B(x1,y1),M(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=-4n,
而直线BP的斜率kBP==,
证明:
3.已知点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上.
(2)过点P作直线交抛物线于A,B两点,过点A作斜率为1的直线l交抛物线C于另一点M.证明:直线BM过定点.
答案
1
2
3
4
则直线BP的方程为y-2=(x+1),由
消去x得y2(y1-2)-y(+4)+2y1(y1+2)=0,则点A的纵坐标yA=,即点A,
直线AM的斜率kMA===1,则yA+y2=4,
证明:
3.已知点P(-1,2)在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上.
(2)过点P作直线交抛物线于A,B两点,过点A作斜率为1的直线l交抛物线C于另一点M.证明:直线BM过定点.
答案
1
2
3
4
因此+y2==4,有y1y2-2(y1+y2)+12=0,即2m+n-3=0,n=3-2m,
直线BM的方程为my-x+3-2m=0,即x-m(y-2)-3=0,显然直线BM过定点(3,2),
所以直线BM过定点(3,2).
证明:
4.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,右焦点
F到其中一条渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的标准方程;
答案
1
2
3
4
由题意,设右焦点F的坐标为(c,0),
双曲线C的渐近线方程为bx±ay=0,
右焦点F到其中一条渐近线的距离为==b,可得b=,
又∵e==2,a2+b2=c2,解得a=1,c=2,
故双曲线C的标准方程为x2-=1.
解:
4.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,右焦点
F到其中一条渐近线的距离为.
(2)过右焦点F作直线AB交双曲线于A,B两点,过点A作直
线l:x=的垂线,垂足为M,求证:直线MB过定点.
答案
1
2
3
4
当直线AB的斜率存在且不为0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),
lAB:x=my+2(m≠0),则M,
联立得(3m2-1)y2+12my+9=0.
证明:
4.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,右焦点
F到其中一条渐近线的距离为.
(2)过右焦点F作直线AB交双曲线于A,B两点,过点A作直
线l:x=的垂线,垂足为M,求证:直线MB过定点.
答案
1
2
3
4
∴且y1+y2=-,y1y2=,
∴==-,
∵lMB:y-y1=,令y=0得,
证明:
4.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,右焦点
F到其中一条渐近线的距离为.
(2)过右焦点F作直线AB交双曲线于A,B两点,过点A作直
线l:x=的垂线,垂足为M,求证:直线MB过定点.
答案
1
2
3
4
x-=-y1·=-y1·=
===,∴x=,
∴直线MB过定点;
当直线AB的斜率不存在时,此时直线AB:x=2,M,B(2,-3),
证明:
4.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,右焦点
F到其中一条渐近线的距离为.
(2)过右焦点F作直线AB交双曲线于A,B两点,过点A作直
线l:x=的垂线,垂足为M,求证:直线MB过定点.
答案
1
2
3
4
直线MB的方程为4x+y-5=0,直线MB过点;
当直线AB的斜率为0时,此时直线AB:y=0,此时M,B均在x轴上,故直
线MB过点.
综上,直线MB过定点.
证明:
THANKS
本课结束
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