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备战2024年高考数学易错题精选专题11圆锥曲线(学生版+教师版)
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易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹方程)
求轨迹方程共有四大类,具体方法如下:
第一类:直接法求动点的轨迹方程
利用直接法求动点的轨迹方程的步骤如下:
第一步:建系:建立适当的坐标系
第二步:设点:设轨迹上的任一点
第三步:列式:列出有限制关系的几何等式
第四步:代换:将轨迹所满足的条件用含的代数式表示,如选用距离和斜率公式等将其转化为的方程式化简
注:若求动点的轨迹,则不但要求出动点的轨迹方程,还要说明轨迹是什么曲线.
第二类:定义法求动点的轨迹方程
回顾之前所讲的第一定义的求解轨迹问题,我们常常需要把动点和满足焦点标志的定点连起来判断.熟记焦点的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为的点;(3)圆心;(4)题目提到的定点等等.当看到以上的标志的时候要想到曲线的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义求解轨迹方程.
第三类:相关点法求动点的轨迹方程
如果动点的运动是由另外某一点的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出,用表示出相关点的坐标,然后把的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点的轨迹方程.
第四类:交轨法求动点的轨迹方程
在求动点的轨迹方程时,存在一种求解两动曲线交点的轨迹问题,这类问题常常可以先解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数得出所求轨迹的方程,该方法经常与参数法并用,和参数法一样,通常选变角、变斜率等为参数.
易错提醒:求轨迹方程时,要注意准确确定范围,应充分挖掘题目中的隐含条件、限制条件,求出方程后要考虑相应的限制条件,避免因考虑不全面致错.
例.已知是圆:上的动点,点,直线与圆的另一个交点为,点在直线上,,动点的轨迹为曲线.
求曲线的方程;
变式1.在平面直角坐标系中中,动点到定点的距离比它到轴的距离大1,的轨迹为. 求曲线的方程;
变式2.已知y轴右侧一动圆Q与圆P:相外切,与y轴相切.
求动圆圆心Q的轨迹M的方程;
变式3.已知点,点,点是轴上的动点,点在轴上,直线与直线垂直,关于的对称点为.
求的轨迹的方程;
1.已知圆,圆,动圆与圆和圆均相切,且一个内切、一个外切.
求动圆圆心的轨迹的方程.
2.在平面直角坐标系中,点到点的距离等于点到直线的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
3.设抛物线的方程为,其中常数,F是抛物线的焦点.
(1)若直线被抛物线所截得的弦长为6,求的值;
(2)设是点关于顶点O的对称点,是抛物线上的动点,求的最大值;
(3)设是两条互相垂直,且均经过点F的直线,与抛物线交于点,与抛物线交于点,若点G满足,求点G的轨迹方程.
4.已知平面上动点到点与到圆的圆心的距离之和等于该圆的半径.记的轨迹为曲线.
说明是什么曲线,并求的方程;
5.已知为圆:上任一点,,,,且满足.
求动点的轨迹的方程;
6.已知点A为圆上任意一点,点的坐标为,线段的垂直平分线与直线交于点.
求点的轨迹的方程;
7.已知圆,一动圆与直线相切且与圆C外切.
(1)求动圆圆心P的轨迹T的方程;
(2)若经过定点的直线l与曲线相交于两点,M是线段的中点,过作轴的平行线与曲线相交于点,试问是否存在直线l,使得,若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
8.圆,圆心为,点,作圆上任意一点与点连线的中垂线,交于.
求的轨迹的方程;
9.已知,,对于平面内一动点,轴于点M,且.
求点Р的轨迹C的方程;
10.在平面直角坐标系中,已知点、,的内切圆与直线相切于点,记点M的轨迹为C.
求C的方程;
易错点二:忽略了给定条件对e范围的限定(离心率的求算)
求离心率范围的方法
建立不等式法:
技巧1:建立关于和的一次或二次方程与不等式.
技巧2:利用线段长度的大小建立不等关系.为椭圆的左、右焦点,为椭圆上的任意一点,;为双曲线的左、右焦点,为双曲线上的任一点,.
技巧3:利用角度长度的大小建立不等关系.为椭圆的左、右焦点,为椭圆上的动点,若,则椭圆离心率的取值范围为.
技巧4:利用与双曲线渐近线的斜率比较建立不等关系.
技巧5:涉及的关系式利用基本不等式,建立不等关系.
易错提醒:圆锥曲线的率的范围是有限定的,椭圆的离心率范围是,而双曲线的离心率范围是,在求范围的时候要时刻注意.
例.已知双曲线:的右焦点为,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
变式1.已知分别是双曲线的左、右焦点,P为双曲线右支上一点,若,,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.2
变式2.已知双曲线的上焦点为,点P在双曲线的下支上,若,且的最小值为7,则双曲线E的离心率为( )
A.2或B.3或C.2D.3
变式3.过双曲线:的右焦点作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为,且与另一条渐近线交于点,若,则双曲线的离心率是( )
A.B.或C.D.
1.已知圆与双曲线,若在双曲线上存在一点,使得过点所作的圆的两条切线,切点为、,且,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A.B.
C.D.
2.已知双曲线的离心率为,且双曲线上的点到焦点的最近距离为2,则双曲线的方程为( )
A.B.
C.D.
3.已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,P为双曲线C的右支上一点,且,,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A.B.
C.D.
4.已知直线过双曲线的右焦点,且与双曲线右支交于,两点.若,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
5.双曲线的左、右焦点分别为,,点是其右支上一点.若,,,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
6.已知直线与双曲线交于两点,点是双曲线上与不同的一点,直线的斜率分别为,则当取得最小值时,该双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
7.如图所示,是双曲线的左、右焦点,的右支上存在一点满足与双曲线左支的交点满足,则双曲线的离心率为( )
A.B.2C.D.
8.已知双曲线的左、右焦点分别为,以为直径的圆与双曲线在第二象限的部分交于点,若双曲线上的点满足,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
9.已知为双曲线:的右焦点,平行于轴的直线分别交的渐近线和右支于点,,且,,则的离心率为( )
A.B.C.D.
10.已知双曲线的右焦点为,过点的直线与双曲线的右支交于,两点,且,点关于原点的对称点为点,若,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)
知识点一、直线和圆锥曲线联立(设点设线联立化解韦达判别)
(1)椭圆与直线相交于两点,设,
,
椭圆与过定点的直线相交于两点,设为,如此消去,保留,构造的方程如下:,
(2)抛物线与直线相交于两点,设,
联立可得,时,
特殊地,当直线过焦点的时候,即,
抛物线与直线相交于两点,设,
联立可得,时,
知识点二、根的判别式和韦达定理
与联立,两边同时乘上即可得到,为了方便叙述,将上式简记为.该式可以看成一个关于的一元二次方程,判别式为可简单记.
同理和联立,为了方便叙述,将上式简记为,
与C相离;与C相切;与C相交.
注意:
1.如果是焦点在y轴上的椭圆,只需要把,互换位置即可.
2.直线和双曲线联立结果类似,焦点在x轴的双曲线,只要把换成即可;焦点在y轴的双曲线,把换成即可,换成即可.
易错提醒:求最值问题时一般转化为函数最值问题,自变量范围一般容易忽略判别式的前提(判别式也存在隐含自变量的范围)
例.已知,是椭圆的两个焦点,P是椭圆E上任一点,则的取值范围是 .
变式1.已知椭圆的左焦点为是C上的动点,点,若的最大值为6,则C的离心率为 .
变式2.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一个动点,为圆上一个动点,则的最大值为
变式3.设,分别为椭圆()的左,右焦点,为内一点,为上任意一点,若的最小值为,则的方程为 .
1.已知直线过圆的圆心,且与圆相交于,两点,为椭圆上一个动点,则的最大值与最小值之和为 .
2.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则面积的最大值为 .
3.已知椭圆离心率为,为椭圆的右焦点,,是椭圆上的两点,且.若,则实数的取值范围是 .
4.已知椭圆是椭圆上两点,线段的垂直平分线与轴交于,则的取值范围是 .
5.已知椭圆的面积为,点在椭圆上,点A关于x轴,y轴,原点的对称点分别为B,C,D,记四边形ABDC的面积为S,则的取值范围为 .
6.已知椭圆的左、右焦点分别为,,点是上异于左、右顶点的一点,外接圆的圆心为M,O为坐标原点,则的最小值为 .
7.椭圆的左、右焦点分别为,离心率为为椭圆的左顶点,且,过原点的直线交椭圆于两点,则的取值范围为 .
8.已知为函数图象上第一象限内的一个动点,为坐标原点,则四边形的面积最大值为 .
9.过椭圆左焦点F的直线与椭圆C交于A,B两点,若线段AB的垂直平分线与x轴及y轴各有唯一公共点M,N,则的取值范围是 .
10.如图,在直角坐标系中,已知椭圆的左、右焦点分别为、,点、为椭圆上位于轴上方的两点,且,则的取值范围为 .
易错点四:意义不明导致定点问题错误(有关直线与圆锥曲线的定点与定值问题)
1、求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,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.
常用消参方法:
①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系,用一个参数表示另外一个参数,即可带用其他式子,消去参数.
②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.
③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.
④参数无关消参:当与参数相关的因式为时,此时与参数的取值没什么关系,比如:
,只要因式,就和参数没什么关系了,或者说参数不起作用.
2、求解直线过定点问题常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性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为所求点;
(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.
一般解题步骤:
①斜截式设直线方程:,此时引入了两个参数,需要消掉一个.
②找关系:找到和的关系:,等式带入消参,消掉.
③参数无关找定点:找到和没有关系的点.
易错提醒:直线恒过定点是指无论直线如何变动,必有一个定点的坐标适合这条直线的方程,问题就归结为用参数把直线的方程表示出来,无论参数如何变化这个方程必有一组常数解.解决定点与定值问题,不能仅靠研究特殊情况来说明.
例.椭圆的离心率,过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率不为0的直线与椭圆交于两点,椭圆的左顶点为,求直线与直线的斜率之积.
变式1.已知圆:,点,是圆上任意一点,线段的垂直平分线和半径相交于
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)经过点和的圆与直线:交于,,已知点,且、分别与交于、.试探究直线是否经过定点.如果有,请求出定点;如果没有,请说明理由.
变式2.在平面直角坐标系中,已知定点 ,定直线,动点在上的射影为,且满足.
(1)记点的运动轨迹为,求的方程;
(2)过点作斜率不为0 的直线与交于 两点,与轴的交点为,记直线和直线的斜率分别为,求证:.
变式3.已知点,在椭圆 上.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于两个不同的点(异于),过作轴的垂线分别交直线于点,当是中点时,证明.直线过定点.
1.已知椭圆C:的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过点的直线l与椭圆C交于M,N两点,椭圆C上是否存在点Q,使得直线与直线分别交于点A,B,且点A,B关于x轴对称?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)已知过右焦点的直线与交于两点,在轴上是否存在一个定点,使?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.已知椭圆,其离心率为,直线被椭圆截得的弦长为.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)圆的切线交椭圆于,两点,切点为,求证:是定值.
4.已知平面上动点到点与到圆的圆心的距离之和等于该圆的半径.记的轨迹为曲线.
(1)说明是什么曲线,并求的方程;
(2)设是上关于轴对称的不同两点,点在上,且异于两点,为原点,直线交轴于点,直线交轴于点,试问是否为定值?若为定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
5.已知为椭圆的两个焦点,为椭圆上异于左、右顶点的任意一点,的周长为6,面积的最大值为:
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆的另一交点为,与轴的交点为.若,.试问:是否为定值?并说明理由.
6.已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,长轴长为短轴长的2倍,若椭圆经过点,
(1)求椭圆的方程;
(2)若是椭圆上不同于点的两个动点,直线与轴围成底边在轴上的等腰三角形,证明:直线的斜率为定值.
7.已知椭圆的离心率为,且直线是抛物线的一条切线.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的动直线交椭圆于两点,试问:在直角坐标平面上是否存在一个定点,使得以为直径的圆恒过定点?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
8.已知椭圆的焦距为2,圆与椭圆恰有两个公共点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知结论:若点为椭圆上一点,则椭圆在该点处的切线方程为.若椭圆的短轴长小于4,过点作椭圆的两条切线,切点分别为,求证:直线过定点.
9.已知椭圆过点两点,椭圆的离心率为,为坐标原点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)设P为椭圆上第一象限内任意一点,直线与y轴交于点M,直线与x轴交于点N,求证:四边形的面积为定值.
10.已知椭圆与椭圆的离心率相同,且椭圆的焦距是椭圆的焦距的倍.
(1)求实数和的值;
(2)若梯形的顶点都在椭圆上,,,直线与直线相交于点.且点在椭圆上,证明直线恒过定点.
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