备战2022年新高考数学圆锥曲线压轴题精选与解析
【方法点拨】
1.相交弦定理:如下左图,圆O的两条弦AB、PC相交于圆内一点P,则.
2. 切割线定理:如下右图,PT为圆O的切线,PAB、PCD为割线,则(); 3.割线定理:如下右图,PAB、PCD为圆O的割线,则.
说明:上述三个定理可以统一为(其中是半径),统称为圆幂定理.
【典型题示例】
例1 如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点,点P是圆O:上的任意一点,过点作直线BT垂直于印度女警察AP,垂足为T,则2PA+3PT的最小值是__________. 【答案】
【分析】从题中已知寻求PA、PT间的关系是突破口,也是难点,思路一是从中线长定理入手,二是直接使用圆幂定理. 【解法一】由中线长公式可得,则
,则
在中,,即
所以(当且仅当时取等)
【解法二】∵BT⊥ AP,∴点T的轨迹是圆,其方程是:x2+y2=1,
过点P作该圆的切线PC,C为切点,则PC=,由切割线定理得:
所以(当且仅当时取等).
点评:解法二中,先运用定直线张直角,得到隐圆,然后运用切割线定理得出定值,最后再使用基本不等式予以解决,思路简洁、解法明快.在有关解析几何的题目中,首先考虑相关的几何性质是解决这类问题的首选方向. 例2 在平面直角坐标系xOy中,已知⊙C抚顺育才中学:x2+(y-1)2=5,A为⊙C与x负半轴的交点,过A作⊙C的弦AB,记线段AB的中点为M. 若OA=OM,则直线AB的斜率为________.
【答案】2
【分析】看到“弦的中点”想到作“弦心距”,得到CM⊥AB,故∠CMA+∠AOC读报节目=180o,所以A、O、C、M四点共圆,AC为直径.在该外接圆中,使用正弦定理求出sinA即可.
【解析】连结C、M,则CM⊥A数学机械化B,
在四边形AOCM中,∠CMA+∠AOC=180o,故A、O、C、M四点共圆,且AC为直径.
x2+(y-1)2=5中,令y=0,得x=±2,A(-2,0),AC=即为△AOM外接圆的直径,
在△AOM中,由正弦定理得:,而OA=OM=2,
所以,所以tanA=2.
故直线AB的斜率为2.
例3 在平面直角坐标系中,过点的直线与圆交于两点,其中点在第一象限,且,则直线的方程为 .
【答案】y=x-1
【分析】本题思路有下列几种:①利用向量坐标设点转化,点参法;②设直线方程的在x轴上的截距式,联立方程组;③垂径定理后二次解三角形;④相交弦定理;⑤利用”爪”型结构,得,两边平方求得的余弦值.
【解法一】:易知直线l的斜率必存在,设直线l的方程为y=k(x-1).
由=2,设BM=2JS1983t,MA=t.
如图,过原点O作OH⊥l于点H,则BH=.
设OH=d,在Rt△OBH中,d2+2=r2=5.
在Rt△OMH中,d2+2=OM2=1,解得d2=,
则d2==,解得k=1或k=-1.
因为点A在第一象限, =2,由图知k=1,
所以所求的直线l的方程为y=x-1.
【解法二】由,设BM=2t,MA=t
又过点M的直径被M分成两段长为、
由相交弦定理得,解之得
过原点O作OH⊥l于点H,
刘谷来在Rt△OBH中,d2+2=r2=5,解得d2=,(下同解法一,略).