1、1圆锥曲线问题巧在“设” 、难在“算”技法指导迁移搭桥 思 维 流 程 找 突 破 口 圆锥曲线解答题的常见类型是:第(1)小题通常是根据已知条件,求曲线方程或离心率,一般比较简单第(2)小题往往是通过方程研究曲线的性质弦长问题、中点弦问题、动点轨迹问题、定点与定值问题、最值问题、相关量的取值范围问题等等,这一小题综合性较强,可通过巧设“点” “线” ,设而不求在具体求解时,可将整个解题过程分成程序化的三步:第一步,联立两个方程,并将消元所得方程的判别式与根与系数的关系正确写出;第二步,用两个交点的同一类坐标的和与积,来表示题目中涉及的位置关系和数量关系;第三步,求解转化而来的代数问题,并将结
2、果回归到原几何问题中在求解时,要根据题目特征,恰当的设点、设线,选用恰当运算方法,合理地简化运算.典例 (2018广州高中综合测试)已知圆( x )2 y216 的圆心为 M,点 P3是圆 M 上的动点,点 N( , 0),点 G 在线段 MP 上,且满足( )3 GN GP ( )GN GP (1)求点 G 的轨迹 C 的方程;(2)过点 T(4,0)作斜率不为 0 的直线 l 与轨迹 C 交于 A, B 两点,点 A 关于 x 轴的对称点为 D,连接 BD 交 x 轴于点 Q,求 ABQ 面积的最大值快审题求什么想什么求轨迹方程,想到求轨迹方程的方法求三角形面积的最值,想到表示出三角形面积
3、的式子给什么用什么给出向量垂直关系,用数量积转化为线段相等给出直线 l 的条件,应设出直线方程,与 C 的方程联立方程组差什么找什么差三角形的高,应先找 Q 点的坐标,即求出 BD 的直线方程.2稳解题(1)因为( )( ),GN GP GN GP 所以( )( )0,即 2 20,GN GP GN GP GN GP 所以| GP| GN|,所以 |GM| GN| GM| GP| MP|42 | MN|,3所以点 G 在以 M, N 为焦点,长轴长为 4 的椭圆上,设椭圆的方程为 1( ab0),x2a2 y2b2则 2a4,2 c2 ,3即 a2, c ,所以 b2 a2 c21,3所以点
4、G 的轨迹 C 的方程为 y21.x24(2)法一:依题意可设直线 l: x my4.由Error! 消去 x,得( m24) y28 my120.设 A(x1, y1), B(x2, y2),由 64 m2412( m24) 16(m212)0,得 m212. 且 y1 y2 ,8mm2 4y1y2 . 12m2 4因为点 A 关于 x 轴的对称点为 D,所以 D(x1, y1),可设 Q(x0,0),所以 kBD ,y2 y1x2 x1 y2 y1m y2 y1所以 BD 所在直线的方程为 y y2 (x my24)y2 y1m y2 y1令 y0,得 x0 . 2my1y2 4 y1 y
5、2y1 y2将代入,得 x0 1,24m 32m 8m所以点 Q 的坐标为(1,0)因为 S ABQ| S TBQ S TAQ|3|QT|y2 y1|12 ,32 y1 y2 2 4y1y2 6m2 12m2 4令 t m24,结合得 t16,所以 S ABQ 6t 16t6 6 . 16t2 1t 16(1t 132)2 164当且仅当 t32,即 m2 时,( S ABQ)max .734所以 ABQ 面积的最大值为 .34法二:依题意知直线 l 的斜率存在,设其方程为 y k(x4),A(x1, y1), B(x2, y2),Q( x0,0)由对称性知 D(x1, y1),由Error!
6、 消去 y,得(4 k21) x232 k2x64 k240.由 (32 k2)24(4 k21)(64 k24)0,得 k2b0)x2a2 y2b2的右焦点 F,抛物线 x24 y 的焦点为椭圆 C 的上顶点,且 l 交椭圆 C 于 A, B 两点,点3A, F, B 在直线 x4 上的射影依次为 D, K, E.(1)求椭圆 C 的方程;(2)若直线 l 交 y 轴于点 M,且 1 , 2 ,当 m 变化时,证明:MA AF MB BF 1 2为定值;(3)当 m 变化时,直线 AE 与 BD 是否相交于定点?若是,请求出定点的坐标,并给予证明;否则,说明理由解:(1) l: x my1
7、过椭圆 C 的右焦点 F,右焦点 F(1,0), c1,即 c21. x24 y 的焦点(0, )为椭圆 C 的上顶点,3 3 b ,即 b23, a2 b2 c24,3椭圆 C 的方程为 1.x24 y23(2)证明:由题意知 m0,联立Error!得(3 m24) y26 my90.设 A(x1, y1), B(x2, y2),9则 y1 y2 , y1y2 .6m3m2 4 93m2 4 1 , 2 , M ,MA AF MB BF (0, 1m) 1(1 x1, y1),(x1, y11m) 2(1 x2, y2),(x2, y21m) 11 , 21 ,1my1 1my2 1 22
8、2 .y1 y2my1y2 6m3m2 4 9m3m2 4 83综上所述,当 m 变化时, 1 2为定值 .83(3)当 m0 时,直线 l x 轴,则四边形 ABED 为矩形,易知 AE 与 BD 相交于点N ,猜想当 m 变化时,直线 AE 与 BD 相交于定点 N ,证明如下:(52, 0) (52, 0)则 ,AN (52 x1, y1) (32 my1, y1)易知 E(4, y2),则 .NE (32, y2) y2 ( y1) (y1 y2) my1y2 m 0,(32 my1) 32 32 32( 6m3m2 4) ( 93m2 4) ,即 A, N, E 三点共线AN NE
9、同理可得 B, N, D 三点共线则猜想成立,故当 m 变化时,直线 AE 与 BD 相交于定点 N .(52, 0)4(2018全国卷)已知斜率为 k 的直线 l 与椭圆 C: 1 交于 A, B 两点,线x24 y23段 AB 的中点为 M(1, m)(m0)(1)证明: k ;12(2)设 F 为 C 的右焦点, P 为 C 上一点,且 0.证明:| |,|FP FA FB FA |,| |成等差数列,并求该数列的公差FP FB 解:(1)证明:设 A(x1, y1), B(x2, y2),10则 1, 1.x214 y213 x24 y23两式相减,并由 k 得 k0.y1 y2x1
10、x2 x1 x24 y1 y23由题设知 1, m,于是 k .x1 x22 y1 y22 34m由题设得 0m ,故 k .32 12(2)由题意得 F(1,0)设 P(x3, y3),则( x31, y3)( x11, y1)( x21, y2)(0,0)由(1)及题设得 x33( x1 x2)1,y3( y1 y2)2 m0.又点 P 在 C 上,所以 m ,34从而 P ,| | ,(1, 32) FP 32于是| | 2 .FA x1 1 2 y21 x1 1 2 3(1 x214) x12同理| |2 .FB x22所以| | |4 (x1 x2)3.FA FB 12故 2| | | |,FP FA FB 即| |,| |,| |成等差数列FA FP FB 设该数列的公差为 d,则 2|d| | | |x1 x2|FB FA 12 .12 x1 x2 2 4x1x2将 m 代入得 k1,34所以 l 的方程为 y x ,74代入 C 的方程,并整理得 7x214 x 0.14故 x1 x22, x1x2 ,代入解得| d| .128 3212811所以该数列的公差为 或 .32128 32128