聚焦圆锥曲线的热点问题

2016-05-14 14:05佘媛媛张世林
高中生学习·高三版 2016年5期
关键词:定值斜率抛物线

佘媛媛 张世林

本部分内容主要以解答题形式考查,往往是试卷的压轴题之一,一般以直线与圆锥曲线、圆与圆锥曲线为载体,考查弦长、定点、定值、最值、范围问题或探索性问题,试题难度较大,能力要求高,综合性强.

圆锥曲线中的范围、最值问题

圆锥曲线的最值与范围问题的常见解法:①几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,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,则可首先建立起目标函数,再求这个函数的最值.

例1 如 图,点是椭圆的一个顶点,的长轴是圆的直径.是过点且互相垂直的两条直线,其中交圆于两点,交椭圆于另一点.

(1)求椭圆的方程;

(2)求面积取最大值时直线的方程.

解析 (1)

(2)设,,,由题意知,直线的斜率存在,不妨设其为,

当且仅当时取等号.

故所求直线的方程为.

点拨 在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下五个方面考虑:(1)利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是在两个参数之间建立等量关系;(3)利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用基本不等式求出参数的取值范围;(5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.

圆锥曲线中的定值、定点问题

定值、定点问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,处理时直接推理求出定值,也可先通过特定位置猜测结论后进行一般性证明. 对于客观题,通过特殊值法探求定点、定值能达到事半功倍的效果.

例2 已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点.

(1)求椭圆C的方程;

(2)已知点P(2,3),Q(2,-3)在椭圆上,点A,B是椭圆上不同的两个动点,且满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值,请说明理由.

解析 (1)

(2)当时,的斜率之和为,设直线的斜率为,

则的斜率为,.

由整理得,

同理,的直线方程为,

可得.

∴直线的斜率为定值.

点拨 定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思想是使用参数表示要解决的问题,再证明要解决的问题与参数无关. 在这类试题中选择消元的方向是非常关键的.

圆锥曲线中的探索性问题

探索性问题主要是存在性问题,求解时一般先假设存在,然后进行合理的推理论证,若得到的结论合符情理则假设成立,若得到矛盾的结论则假设不成立.

例3 如图,抛物线的焦点为,抛物线上一定点.

(1)求抛物线的方程及准线的方程;

(2)过焦点的直线(不经过点)与抛物线交于两点,与准线l交于点M,记QA,QB,QM的斜率分别为,问是否存在常数,使得成立. 若存在,求出的值;若不存在,说明理由.

解析 (1)把代入,得,

所以抛物线方程为,准线的方程:.

(2)由条件可设直线的方程为,.

由抛物线准线:可知,.

又,所以①.

把直线的方程代入抛物线方程,并整理可得,

设,,由根与系数的关系知,

又,则.

因为共线,

所以,即.

所以

②.

综合①②可知,即存在常数,使得成立.

点拨 解析几何中的探索性问题,从类型上看,主要是存在类型的相关题型.解决问题的一般策略是先假设结论成立,然后进行演绎推理或导出矛盾,即可否定假设或推出合理结论,验证后肯定结论. 对于“存在”或“不存在”的问题,直接用条件证明或采用反证法证明.解答时,不但需要熟练掌握圆锥曲线的概念、性质、方程及不等式、判别式等知识,还要具备较强的审题能力、逻辑思维能力以及运用数形结合的思想分析问题和解决问题的能力.

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