(2)过F1作垂直于x轴的直线l交椭圆C于A,B两点(点A在第二象限),M,N是椭圆上位于直线l两侧的动点,若?MAB??NAB,求证:直线MN的斜率为定值.
x2y2【答案】(1)(2)证明见解析. ??1;
43【解析】(1)由题意可得:又
c1?且bc?3 a2a2?b2?c2得:a2?4,b2?3,c2?1
x2y2?椭圆C的方程为??1
43(2)证明:由(1)可得:直线l:x??1,A??1,? 设直线MN的方程为y?kx?m,代入椭圆方程 消y可得3?4k??3?2??2?x2?8kmx?4m2?12?0
设M?x1,y1?,N?x2,y2?,则??484k?m?3?0
22??8km4m2?12 则x1?x2??,x1x2?3?4k23?4k233y2??0 2?2?0 ?x1?1x2?1y1??MAB??NAB ?kAM?kAN即?kx1?m???3?3??x?1?kx?m????2?2??x1?1??0 2?2??2k?4m2?12??3?3?8km??2kx1x2??m?k???x1?x2??2m?3??m?k??2m?3?0化简可得???222?3?4k2?3?4k???2k?1??2m?2k?3??0
1?k??或2m?2k?3?0
2当2m?2k?3?0时,直线MN的方程为y?k?x?1??则直线MN经过点A??1,?,不满足题意
3 2??3?2?
11?k??,即直线MN的斜率为定值?
22【评析】本题考查椭圆标准方程求解、椭圆中的定值问题的求解.对于定值问题,关键是能够通过已知条件建立起与参数有关的等量关系式,通过整理化简将关系式变为恒等式,或通过消元得到所求定值.
【命题专家现场支招】
(一)立足概念,返璞归真-----重视挖掘图形的几何特征,善于运用圆锥曲线的定义
数形结合思想为指导,把定量的计算与定性的分析(图形的几何性质)有机结合,可简化计算量.圆锥曲线的定义是根本,利用定义解题是高考的一个重要命题点.圆锥曲线的定义反映了它们的图形特点,是画图的依据和基础,也是问题研究的基础,正确利用定义可以使问题的解决更加灵活.已知圆锥曲线上的点以及焦点,应考虑使用圆锥曲线的定义.
x2y2【例14】【2015重庆理21】如图所示,椭圆2?2?1?a?b?0?的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线
ab交椭圆于P,Q两点,且PQ?PF1.
(1)若PF1?2?2,PF2?2?2,求椭圆的标准方程. (2)若PF1?PQ,求椭圆的离心率e.
yPF1OF2Q
xx2【答案】(1)?y2?1.(2)6?3.
4【解析】(1)由椭圆的定义2a?PF1?PF2?2?2?2?2?4,故a?2. 设椭圆的半焦距为c,由已知PF2?PF1, 因此2c?F1F2?PF1?PF222?????(2?2)2?(2?2)2?23,即c?3,从而b?a2?c2?1.故所求椭圆的
x2标准方程为?y2?1.
4(2)如图所示,连接QF1,由椭圆的定义,PF1?PF2?2a,QF1?QF2?2a,
从而由PF1?PQ,有QF1?4a?2PF1.又由PF1?PQ,PF1?PQ,知QF1?2PF1, 因此,4a?2PF1?2PF1,得PF1?2(2?2)a. 从而PF2?2a?PF1?2a?22?2a?2???2?1a.
?2222由PF2?PF1,知PF1?PF2?F1F2??2c?,
因此e?c?aPF1?PF22a22??2?2??2?2?1?2?9?62?6?3.
【评析】1.定义是事物本质属性的概括和反映,圆锥曲线许多性质都是由定义派生出来的.对某些圆锥曲线问题,采用“回归定义”的策略,把定量的计算和定性的分析有机地结合起来,则往往能获得题目所固有的本质属性,达到准确判断、合理运算、灵活解题的目的.
2.求圆锥曲线方程常用的方法有直接法、定义法、待定系数法、参数法等.用待定系数法求圆锥曲线的标准方程时,要“先定型,后计算”.所谓“定型”,是指确定类型,也就是确定椭圆、双曲线的焦点所在的坐标轴是x轴还是y轴,抛物线的焦点是在x轴的正半轴、负半轴,还是y轴的正半轴、负半轴,从而设出相应的标准方程的形式;“计算”就是指运用方程思想、利用待定系数法求出方程中的a2、b2、p的值(基本量法),最后代入写出椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.
3.求解离心率的时候,应该寻求三角形中的边角之间的关系,从而建立a、c的齐次方程(求值)或者齐次不等式(求范围).
(二)利用图形,巧妙转化------实现几何条件代数化.
1. 解析几何就是用代数方法来研究几何问题,即:几何问题→代数问题→代数结论→几何结论.所以,它的两大任务是:(1)把几何问题转化为代数问题,(2)研究代数问题,得出代数结论.
2. 怎样将几何问题转化为代数问题?(1)要主动去理解几何对象的本质特征;(2)善于将几何条件、几何性质用代数的形式表达出来;(3)恰当选择代数化的形式,这点是关键:一要研究具体的几何对象具有什么样的几何特征(如果几何特征不清楚,就不可能准确将其代数化),这就要在审题上下功夫;二是选择最简洁的代数形式(方便后续的代数研究),这需要大局观;(4)注意等价转化.
2【例15】(2024·新疆高三月考)已知抛物线C:y?2px(p?0)的焦点F,点M(x0,66)?x0???p??是抛2?物线上一点,以M为圆心的圆与直线x?物线C的方程为( )
p5交于A、B两点(A在B的上方),若sin?MFA?,则抛
72
A.y2?4x 【答案】C
B.y2?8x C.y2?12x D.y2?16x
【解析】抛物线C:y?2px(p?0), 其焦点F?2p?p?,0?,准线方程x??,
2?2?因为点Mx0,66?x0?所以MF?x0?????p??是抛物线上一点, 2?p 2AB所在直线x?p, 2p, 2设MD?AB于D,则MD?x0?p5MD52?5 ?,即因为sin?MFA?,所以
p77MF7x0?2x0?整理得x0?3p,所以M3p,66 将M点代入到抛物线方程,得66????2?2p?3p,p?0,解得p6,
所以抛物线方程为y2?12x,故选:C.
【评析】本题考查抛物线的定义,直线与圆的位置关系,求抛物线的标准方程.首先应该根据抛物线的定义,表示出MF,再表示出MD,利用sin?MFA?5,得到x0和p之间的关系,将M点坐标,代入到抛物线7
中,从而解出p的值,得到答案.
(三)巧用平几,事半功倍------关注平面几何知识方法与性质在问题转化中的应用,关注几何图形(特别是三角形)相关方法在运算中的应用.
解析几何的研究对象就是几何图形及其性质,所以在处理解析几何问题时,除了运用代数方程外,充分挖掘几何条件,结合平面几何知识,这往往能减少计算量.数学试题中很多图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解.
提高学生等价转化的能力——实现复杂问题简单化,陌生问题熟悉化.例如:①没有图形,不妨画个图形,以便直观思考;②“设—列—验”是求轨迹的通法;③消元转化为一元二次函数(方程),判别式,韦达定理,中点,弦长公式等要把握好;④多感悟“设—列—解”,“设”:设什么?坐标、方程、角、斜率、截距?“列”:列的前提是找等量关系,“解”:解就是转化、化简、变形,向目标靠拢;⑤紧扣题意,联系图形,数形结合;⑥一旦与自己熟悉的问题接轨立即入位.
【例16】(2024·吉林高三月考)抛物线C:y?4x的焦点为F,点P、Q、R在C上,且?PQR的重心为F,则PF?QF的取值范围为( )
2?9??9??9??9??9?3,,54,,53,4A.? B.? C.???4,? ???????2??2??2??2??2?【答案】A
D.3,5
??【解析】由题意知,抛物线C的焦点为F?1,0?,设点P?xP,yP?、QxQ,yQ、R?xR,yR?,
???xP?xQ?xR?1??3由重心的坐标公式得?,?xR?3??xP?xQ?,yR???yP?yQ?,
?yP?yQ?yR?0?3?设直线PQ的方程为x?ky?m,由??x?ky?m2,消去x得y?4ky?4m?0, 2?y?4x??16k2?16m?16?k2?m??0,
由韦达定理得yP?yQ?4k,yPyQ??4m,
所以,xP?xQ??kyP?m??kyQ?m?kyP?yQ?2m?4k?2m,
2????故xR?3?xP?xQ?3?4k?2m,yR??yP?yQ??4k,
??2??