2020-2021学年2.5 直线与圆锥曲线课堂教学ppt课件

这是一份2020-2021学年2.5 直线与圆锥曲线课堂教学ppt课件，共56页。PPT课件主要包含了-2-，知识梳理，双基自测，-3-，-4-，-5-，-6-，-7-，-8-，-9-等内容，欢迎下载使用。
1.直线与圆锥曲线的位置关系(1)从几何角度看,可分为三类:没有公共点,仅有一个公共点及有两个不同的公共点.(2)从代数角度看,可通过将表示直线的方程代入圆锥曲线的方程消元后所得一元二次方程解的情况来判断.设直线l的方程为Ax+By+C=0,圆锥曲线方程为f(x,y)=0.
如消去y后得ax2+bx+c=0.①若a=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线l与双曲线的渐近线平行;当圆锥曲线是抛物线时,直线l与抛物线的对称轴平行(或重合).②若a≠0,设Δ=b2-4ac.当Δ　　　0时,直线和圆锥曲线相交于不同的两点; 当Δ　　　0时,直线和圆锥曲线相切于一点; 当Δ　　　0时,直线和圆锥曲线没有公共点. 
2.直线与圆锥曲线相交时的弦长问题(1)斜率为k(k不为0)的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则所得弦长|P1P2|=　　　　　　　　　　　或|P1P2|=　　　　　　　　　　　　　. (2)当斜率k不存在时,可求出交点坐标,直接运算(利用两点间的距离公式).
4.常用结论(1)过椭圆外一点总有两条直线与椭圆相切.(2)过椭圆上一点有且仅有一条直线与椭圆相切.(3)过椭圆内一点的直线均与椭圆相交.(4)过双曲线外不在渐近线上一点总有四条直线与双曲线有且只有一个交点,分别是两条切线和两条与渐近线平行的直线.(5)过双曲线上一点总有三条直线与双曲线有且只有一个交点,分别是一条切线和两条与渐近线平行的直线.(6)过双曲线内一点总有两条直线与双曲线有且只有一个交点,分别是两条与渐近线平行的直线.
(7)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点,分别是两条切线和一条与对称轴平行或重合的直线.(8)过抛物线上一点总有两条直线与抛物线有且只有一个公共点,分别是一条切线和一条与对称轴平行或重合的直线.(9)过抛物线内一点只有一条直线与抛物线有且只有一个公共点,该直线是一条与对称轴平行或重合的直线.
1.下列结论正确的打“√”,错误的打“×”.(1)直线l与椭圆C相切的充要条件是:直线l与椭圆C只有一个公共点.(　　)(2)直线l与双曲线C相切的充要条件是:直线l与双曲线C只有一个公共点.(　　)(3)直线l与抛物线C相切的充要条件是:直线l与抛物线C只有一个公共点.(　　)(4)如果直线x=ty+a与圆锥曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则弦长 (　　)(5)若抛物线C上存在关于直线l对称的两点,则需满足直线l与抛物线C的方程联立消元得到的一元二次方程的判别式Δ>0.(　　)
2.过点(0,1)作直线,使它与抛物线y2=4x仅有一个公共点,这样的直线有(　　)A.1条B.2条C.3条D.4条
例1已知圆C:x2+y2+2x-2y+1=0和抛物线E:y2=2px(p>0),圆心C到抛物线焦点F的距离为 .(1)求抛物线E的方程;(2)不过原点的动直线l交抛物线于A,B两点,且满足OA⊥OB.设点M为圆C上任意一动点,求当动点M到直线l的距离最大时的直线l的方程.思考如何灵活应用直线与圆锥曲线位置关系?
解:(1)C:x2+y2+2x-2y+1=0可化为(x+1)2+(y-1)2=1,则圆心C为(-1,1).
∴抛物线的方程为y2=12x.
(2)设直线l的方程为x=my+t(t≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).与抛物线方程联立可得y2-12my-12t=0.∴y1+y2=12m,y1·y2=-12t,∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0,即(m2+1)y1y2+mt(y1+y2)+t2=0.整理可得t2-12t=0,∵t≠0,∴t=12.∴直线l的方程为x=my+12,故直线l过定点P(12,0).∴当CP⊥l,且MP经过圆心C(-1,1)时,M到动直线l的距离取得最大值.
解题心得直线与圆锥曲线位置关系的判断方法:用直线方程与圆锥曲线方程组成的方程组的解的个数,可以研究直线与圆锥曲线的位置关系,即用代数法研究几何问题,这是解析几何的重要思想方法.直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点问题,实际上是研究方程组解的个数问题.
(1)求椭圆C的标准方程;(2)若过点P(2,1)的直线l与椭圆C在第一象限相切于点M,求直线l的方程和点M的坐标.
思考如何求圆锥曲线的弦长?
考向二　中点弦问题思考解中点弦问题常用的求解方法是什么?
解题心得1.求弦长的方法及特殊情况:(1)求弦长时可利用弦长公式,根据直线方程与圆锥曲线方程联立消元后得到的一元二次方程,利用根与系数的关系得到两根之和、两根之积的代数式,然后进行整体代入弦长公式求解.(2)注意两种特殊情况:直线与圆锥曲线的对称轴平行或垂直;直线过圆锥曲线的焦点.
2.处理中点弦问题常用的求解方法:(1)点差法:即设出弦的两端点坐标后,代入圆锥曲线方程,并将两式相减,式中含有x1+x2,y1+y2, 三个未知量,这样就直接联系了中点和直线的斜率,借用中点公式即可求得斜率.(2)根与系数的关系:即联立直线与圆锥曲线的方程得到方程组,化为一元二次方程后由根与系数的关系求解.
考向一　定点问题(1)求椭圆C的方程;(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A,B,点P是直线x=1上的动点,直线PA与椭圆的另一交点为M,直线PB与椭圆的另一交点为N.求证:直线MN经过一定点.思考如何解决直线过定点问题?
由椭圆的对称性可知这样的定点在x轴上,不妨设这个定点为Q(m,0),
考向二　定值问题例5如图,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点).(1)证明:动点D在定直线上;(2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2.证明:|MN2|2-|MN1|2为定值,并求此定值.思考求圆锥曲线中定值问题常见的方法有哪些?
证明:(1)依题意可设直线AB的方程为y=kx+2,代入x2=4y,得x2=4(kx+2),即x2-4kx-8=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1x2=-8,因此动点D在定直线y=-2(x≠0)上.
(2)解:依题设,切线l的斜率存在且不等于0,设切线l的方程为y=ax+b(a≠0),代入x2=4y得x2=4(ax+b),即x2-4ax-4b=0,由Δ=0得(4a)2+16b=0,化简整理得b=-a2.故切线l的方程可写为y=ax-a2.
即|MN2|2-|MN1|2为定值8.
解题心得1.求定值问题常见的两种方法(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.2.定点的探索与证明问题(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.
(1)①解:设椭圆的右焦点为F1,则OM为△AFF1的中位线.
②证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
(2)已知F1,F2为椭圆C: (a>b>0)的左、右焦点,过椭圆右焦点F2且斜率为k(k≠0)的直线l与椭圆C相交于E,F两点,△EFF1的周长为8,且椭圆C与圆x2+y2=3相切.①求椭圆C的方程;②设A为椭圆的右顶点,直线AE,AF分别交直线x=4于点M,N,线段MN的中点为P,记直线PF2的斜率为k',求证:k·k'为定值.
(2)①解:因为△EFF1的周长为8,所以4a=8,所以a2=4,又椭圆C与圆x2+y2=3相切,故b2=3,
②证明:由题意知过点F2(1,0)的直线l的方程为y=k(x-1),设E(x1,y1),F(x2,y2),
(1)求直线AP斜率的取值范围;(2)求|PA|·|PQ|的最大值.思考圆锥曲线中最值问题的解法有哪些?
所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3.令f(k)=-(k-1)(k+1)3,因为f'(k)=-(4k-2)(k+1)2,
解题心得圆锥曲线中常见的最值问题及其解法(1)两类最值问题:①涉及距离、面积的最值以及与之相关的一些问题;②求直线或圆锥曲线中几何元素的最值以及这些元素存在最值时确定与之有关的一些问题.(2)两种常见解法: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,则可先建立起目标函数,再求这个函数的最值,最值常用基本不等式法、配方法及导数法求解.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)根据已知,得M(0,m),设A(x1,kx1+m),B(x2,kx2+m),
解得-2