2019高考圆锥曲线解答题 探索性问题

发布 2023-09-25 03:06:13 阅读 4886

圆锥曲线探索性问题。

包含两类题型:

一是无明确结论,探索结论问题(即只给出条件,要求解题者论证在此条件下,会不会出现某个结论。)

二是给定明确结论,探索结论是否存在问题.(解答这类问题,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由此肯定的假设出发,结合已知条件进行推理论证,若导致合理的结论,则存在性也随之解决;若导致矛盾,则否定了存在性.)

存在性问题,其一般解法是先假设结论存在,用待定系数法设出所求的曲线方程或点的坐标,再根据合理的推理,若能推出题设中的结论,则假设存在的结论成立;否则,不成立.

这类题型常以适合某种条件的结论“存在”、“不存在”、“是否存在”等语句表述.解答这类问题,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由此肯定的假设出发,结合已知条件进行推理论证,若导致合理的结论,则存在性也随之解决;若导致矛盾,则否定了存在性.

例3.(2012北京理19)(本小题共14分)

已知曲线.1)若曲线是焦点在轴上的椭圆,求的取值范围;

2)设,曲线与轴的交点为,(点位于点的上方),直线与。

曲线交于不同的两点,,直线与直线交于点,求证:,三点共线.

3.解:(1)原曲线方程可化简得:

由题意可得:,解得:.

2)由已知直线代入椭圆方程化简得:,解得:.

由韦达定理得:①,

设,方程为:,则,欲证三点共线,只需证,共线。

即成立,化简得:

将①②代入易知等式成立,则三点共线得证.

变式训练31】(2012天津理19)

设椭圆的左、右顶点分别为,点p在椭圆上且异于两点,o为坐标原点.

1)若直线ap与bp的斜率之积为,求椭圆的离心率;

2)若|ap|=|oa|,证明直线op的斜率k满足.

解:(1)设点p的坐标为(x0,y0).

由题意,有+=1. ①

由a(-a,0),b(a,0),得kap=,kbp=.

由kap·kbp=-,可得x=a2-2y,代入①并整理得(a2-2b2)y=0.由于y0≠0,故a2=2b2.

于是e2==,所以椭圆的离心率e=.

2)证明:(方法一)

依题意,直线op的方程为y=kx,设点p的坐标为(x0,y0).

由条件得消去y0并整理得x=.②

由|ap|=|oa|,a(-a,0)及y0=kx0,得(x0+a)2+k2x=a2.

整理得(1+k2)x+2ax0=0. 而x0≠0,于是x0=,代入②,整理得(1+k2)2=4k22+4.

由a>b>0, 故(1+k2)2>4k2+4,即k2+1>4,因此k2>3,所以|k|>.

方法二)依题意,直线op的方程为y=kx,可设点p的坐标为(x0,kx0).

由点p在椭圆上,有+=1.

因为a>b>0,kx0≠0,所以+<1,即(1+k2)x<a2. ③

由|ap|=|oa|,a(-a,0),得(x0+a)2+k2x=a2,整理得(1+k2)x+2ax0=0,于是x0=,代入③,得(1+k2)<a2,解得k2>3,所以|k|>.

变式训练32】(2012 安徽理20)

如图,点分别是椭圆的左、右焦点,过点作轴的垂线交椭圆的上半部分于点,过点作直线的垂线交直线于点;

1)如果点的坐标是;求此时椭圆的方程;

2)证明:直线与椭圆只有一个交点.

解:(i)点代入得:

又 ② 由①②③得:,即椭圆的方程为.

ii)设;则。

得:.过点与椭圆相切的直线斜率.

得:直线与椭圆只有一个交点.

解:(1)(方法一)由条件知,p,故直线pf2的斜率为=-.

因为pf2⊥f2q,所以直线f2q的方程为y=x-,故q.

由题设知,=4, 2a=4,解得a=2,c=1.

故椭圆方程为+=1.

方法二)设直线x=与x轴交于点m,由条件知,p.

因为△pf1f2∽△f2mq,所以=.

即=,解得=2a.

所以a=2,c=1.

故椭圆方程为+=1.

2)证明:直线pq的方程为

即y=x+a.

将上式代入椭圆方程得,x2+2cx+c2=0.

解得。所以直线与椭圆只有一个交点.

例4.(2012福建理19)

如图,椭圆e:的左焦点为,右焦点为,离心率,过的直线交椭圆于两点,且的周长为8.

ⅰ)求椭圆e的方程.

ⅱ)设动直线l:y=kx+m与椭圆e有且只有一个公共点p,且与直线相交于点q.试**:在坐标平面内是否存在定点m,使得以pq为直径的圆恒过点m?

若存在,求出点m的坐标;若不存在,说明理由.

解:解法一:

1)因为|ab|+|af2|+|bf2|=8,即|af1|+|f1b|+|af2|+|bf2|=8,又|af1|+|af2|=|bf1|+|bf2|=2a,所以4a=8,a=2.

又因为e=,即=,所以c=1,所以b==.

故椭圆e的方程是+=1.

2)由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.

因为动直线l与椭圆e有且只有一个公共点p(x0,y0),所以m≠0且δ=0,即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*

此时x0=-=y0=kx0+m=,所以p.

由得q(4,4k+m).

假设平面内存在定点m满足条件,由图形对称性知,点m必在x轴上.

设m(x1,0),则·=0对满足(*)式的m、k恒成立.

因为=,=4-x1,4k+m),由·=0,得-+-4x1+x++3=0,整理,得(4x1-4)+x-4x1+3=0.(*

由于(**式对满足(*)式的m,k恒成立,所以解得x1=1.

故存在定点m(1,0),使得以pq为直径的圆恒过点m.

解法二:(1)同解法一.

2)由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.

因为动直线l与椭圆e有且只有一个公共点p(x0,y0),所以m≠0且δ=0,即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*

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