2023版考前三个月冲刺专题练 第29练 证明、探究性问题课件PPT
展开考情分析解析几何是数形结合的典范,是高中数学的主要知识模块,证明问题和探究性问题是高考考查的重点知识,在解答题中一般会综合考查直线、圆、圆锥曲线等,试题难度较大,多次以压轴题出现.
由题意得c=2.①因为双曲线的渐近线方程为
又c2=a2+b2,③
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点P(x1,y1),Q(x2,y2)在C上,且x1>x2>0,y1>0.过P且斜率为 的直线与过Q且斜率为 的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①M在AB上;②PQ∥AB;③|MA|=|MB|.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
由题意知直线PQ的斜率存在且不为0,设直线PQ的方程为y=kx+t(k≠0),将直线PQ的方程代入C的方程,整理得(3-k2)x2-2ktx-t2-3=0,
设点M的坐标为(xM,yM),
又y1-y2=(kx1+t)-(kx2+t)=k(x1-x2),
又y1+y2=(kx1+t)+(kx2+t)=k(x1+x2)+2t,
若选择①②:因为PQ∥AB,所以直线AB的方程为y=k(x-2),设A(xA,yA),B(xB,yB),
故M为AB的中点,即|MA|=|MB|.
当直线AB的斜率存在时,易知直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为y=m(x-2)(m≠0),A(xA,yA),B(xB,yB),
因为M在AB上,且|MA|=|MB|,
解得k=m,因此PQ∥AB.
若选择②③:因为PQ∥AB,所以直线AB的方程为y=k(x-2),设A(xA,yA),B(xB,yB),
设AB的中点为C(xC,yC),
因为|MA|=|MB|,所以M在AB的垂直平分线上,
即点M恰为AB的中点,故点M在AB上.
圆锥曲线中的证明问题,主要有两类:一是证明点、直线、曲线等几何元素中的位置关系;二是证明直线与圆锥曲线中的一些数量关系.
(2022·湖南师大附中模拟)已知F为抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点,直线l:y=2x+1与C交于A,B两点.且|AF|+|BF|=20.(1)求C的方程;
整理得x2-4px-2p=0,设点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4p,可得y1+y2=2(x1+x2)+2=8p+2,由抛物线定义得|AF|+|BF|=y1+y2+p=8p+2+p=9p+2,则9p+2=20,解得p=2,所以抛物线C的方程为x2=4y.
(2)设动直线m平行于直线l,且与C交于M,N两点,直线AM与BN相交于点T,证明:点T在一条定直线上.
设点M(x3,y3),N(x4,y4),
两式相减得(x3+x4)(x3-x4)=4(y3-y4),因为MN∥AB,
两式相加得x3+x4-2x0=λ(x1+x2-2x0),又因为x1+x2=4p=8,则8-2x0=λ(8-2x0),即(4-x0)(λ-1)=0,因为λ≠1,所以x0=4,所以点T在定直线x=4上.
二、探究性问题 (2021·全国甲卷)抛物线C的顶点为坐标原点O,焦点在x轴上,直线l:x=1交C于P,Q两点,且OP⊥OQ.已知点M(2,0),且⊙M与l相切.(1)求C,⊙M的方程;
由题意知,直线x=1与C交于P,Q两点,且OP⊥OQ,设C的焦点为F,P在第一象限,则根据抛物线的对称性,∠POF=∠QOF=45°,所以P(1,1),Q(1,-1).设C的方程为y2=2px(p>0),
所以C的方程为y2=x.因为圆心M(2,0)到l的距离即⊙M的半径,且距离为1,所以⊙M的方程为(x-2)2+y2=1.
(2)设A1,A2,A3是C上的三个点,直线A1A2,A1A3均与⊙M相切.判断直线A2A3与⊙M的位置关系,并说明理由.
直线A2A3与⊙M相切,理由如下:设A1(x1,y1),A2(x2,y2),A3(x3,y3),当A1,A2,A3中有一个为坐标原点,另外两个点的横坐标均为3时,满足条件,此时直线A2A3与⊙M相切.当x1≠x2≠x3时,直线A1A2:x-(y1+y2)y+y1y2=0,
直线A2A3的方程为x-(y2+y3)y+y2y3=0,设点M到直线A2A3的距离为d(d>0),
即d=1,所以直线A2A3与⊙M相切.综上可得,直线A2A3与⊙M相切.
存在性问题的求解策略解决存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论.(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.(3)当要讨论的量能够确定时,可先确定,再证明结论符合题意.
(2022·上饶模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)上的点(2,a)到准线的距离为a.(1)求抛物线C的方程;
∴抛物线C的方程为y2=8x.
(2)设P(0,-2),O为坐标原点,过点T(0,2)的直线l与抛物线C交于不同的A,B两点,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,请说明理由.
假设存在满足题意的直线l,显然直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
由Δ=(4k-8)2-16k2=64-64k>0,得k<1,
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