[方法指津]
与圆锥曲线有关的取值范围问题的三种解法
1.数形结合法:利用待求量的几何意义,确定出极端位置后数形结合求解. 2.构建不等式法:利用已知或隐含的不等关系,构建以待求量为元的不等式求解. 3.构建函数法:先引入变量构建以待求量为因变量的函数,再求其值域.
[变式训练2] (名师押题)已知抛物线C:x=2py(p>0),过其焦点作斜率为1的直线l交抛物线C于M,N两点,且|MN|=16. (1)求抛物线C的方程;
(2)已知动圆P的圆心在抛物线C上,且过定点D(0,4),若动圆P与x轴交于A,B两点,|DA||DB|求+的最大值. 【导学号:68334132】 |DB||DA|
[解] (1)设抛物线的焦点为F?0,?,
?2? 则直线l:y=x+.
2
2
?
p?pp??y=x+,2 由?
??x2=2py,
得x-2px-p=0,
22
∴x1+x2=2p,∴y1+y2=3p, ∴|MN|=y1+y2+p=4p=16,∴p=4, ∴抛物线C的方程为x=8y.
2
4分
(2)设动圆圆心P(x0,y0),A(x1,0),B(x2,0),
则x0=8y0,且圆P:(x-x0)+(y-y0)=x0+(y0-4), 令y=0,整理得x-2x0x+x0-16=0, 解得x1=x0-4,x2=x0+4, |DA| 设t==|DB|
6分
1-
16x0
,
x+8x0+32
20
2
2
2
2
2
2
2
x0-x0+
2
+16
=2+16
x20-8x0+32
=
x20+8x0+32
当x0=0时,t=1, ① 当x0≠0时,t=
1-
. 32
x0+8+16
7分
x0
32
∵x0>0,∴x0+≥82,
x0
∴t≥161-=3-22=2-1,且t<1, ② 8+82
综上①②知2-1≤t≤1. 11分
1
∵f(t)=t+在[2-1,1]上单调递减,
t|DA||DB|11 ∴+=t+≤2-1+=22,
|DB||DA|t2-1 当且仅当t=2-1,即x0=42时等号成立. |DA||DB| ∴+的最大值为22.
|DB||DA|
15分
热点题型3 圆锥曲线中的探索性问题
题型分析:探索性问题一般分为探究条件和探究结论两种类型,若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在.若探究结论,则应先写出结论的表达式,再针对表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.
x2y2
【例3】 如图13-5,在平面直角坐标系xOy中,已知F1,F2分别是椭圆E:2+2=1(a>
abb>0)的左、右焦点,A,B分别是椭圆E的左、右顶点,D(1,0)为线段OF2的中点,且AF2
→
+5BF2=0.
→
图13-5
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M为椭圆E上的动点(异于点A,B),连接MF1并延长交椭圆E于点N,连接MD,ND并分别延长交椭圆E于点P,Q,连接PQ,设直线MN,PQ的斜率存在且分别为k1,k2.试问是否存在常数λ,使得k1+λk2=0恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.
[解题指导] (1)D为OF2的中点→求c→→椭圆方程
(2)假设存在常数λ→设点M,N,P,Q的坐标→
直线MD的方程与椭圆方程联立→用点M的坐标表示点P,Q的坐标→ 点M,F1,N共线→得到点M,N坐标的关系→求k2→得到k1与k2的关系
=0→a与c的关系
→→→→
[解] (1)∵AF2+5BF2=0,∴AF2=5F2B,∵a+c=5(a-c),化简得2a=3c,又点D(1,0)
为线段OF2的中点,∴c=2,从而a=3,b=5,左焦点F1(-2,0),故椭圆E的方程为
x2y2
9
+=1. 5
4分
(2)假设存在满足条件的常数λ,使得k1+λk2=0恒成立, 设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),
x1-1x2y25-x1x1-1
则直线MD的方程为x=y+1,代入椭圆方程+=1,整理得,2y2+yy195y1y1
-4=0, ∵y1+y3=
6分
y1x1-
x1-5
,∴y3=
4y15x1-9?5x1-9,4y1?,
,从而x3=,故点P??x1-5x1-5?x1-5x1-5?
10分
?5x2-9,4y2?.
同理,点Q??
?x2-5x2-5?
∵三点M,F1,N共线,∴
=, x1+2x2+2
y1y2
4y14y2
-y3-y4x1-5x2-5x1y2-x2y1+y1-y2
从而x1y2-x2y1=2(y1-y2),从而k2====
x3-x45x1-95x2-9x1-x2
-x1-5x2-5
y1-y27k14k2
=,故k1-=0,从而存在满足条件的常数λ,
x1-x247 λ=-. [方法指津]
探索性问题求解的思路及策略
1.思路: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.
2.策略:(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.
47
15分
x2y2
[变式训练3] 已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的焦点分别为F1(-3,0),F2(3,0),
ab点P在椭圆C上,满足|PF1|=7|PF2|,tan∠F1PF2=43. (1)求椭圆C的方程;
(2)已知点A(1,0),试探究是否存在直线l:y=kx+m与椭圆C交于D,E两点,且使得|AD|=|AE|?若存在,求出k的取值范围;若不存在,请说明理由.
【导学号:68334133】
7aa [解] (1)由|PF1|=7|PF2|,PF1+PF2=2a得PF1=,PF2=. 44
2分
由余弦定理得cos∠F1PF==7 ∴a=2,
?7a?2+?a?2-????1?4??4?
7aa2××44
3
2
,
∴所求C的方程为+y=1.
4
x2
2
4分
(2)假设存在直线l满足题设,设D(x1,y1),E(x2,y2),将y=kx+m代入+y=1并
4整理得(1+4k)x+8kmx+4m-4=0,由Δ=64km-4(1+4k)(4m-4)=-16(m-4k-1)>0,得4k+1>m.① 8km 又x1+x2=-2.
1+4k2
2
2
2
2
22
2
2
2
2
x2
2
6分
?4km2,m2?,kk=-1,得m=-1+4k,②
设D,E中点为M(x0,y0),M?-?AM3k?1+4k1+4k?
2
2
2
?1+4k?2,化简得20k4+k2-1>0?(4k2+1)(5k2-1)>0,解得k 将②代入①得4k+1>???3k?
>
555??或k<-,所以存在直线l,使得|AD|=|AE|,此时k的取值范围为?-∞,-?555??
15分
∪?
?5?,+∞?. ?5?