高中数学第二章圆锥曲线与方程2.2.1抛物线及其标准方程导学案北师大版选修1_1
北师大版选修1-1高中数学第2章《圆锥曲线与方程》2.2抛物线习题导学案
高中数学 第2章《圆锥曲线与方程》2.2抛物线习题导学案北师大版选修1-1学习目标:1.使学生理解并掌握抛物线的几何性质,并能从抛物线的标准方程出发,推导这些性质.2.从抛物线的标准方程出发,推导抛物线的性质,从而培养学生分析、归纳、推理等能力重点、难点:理解并掌握抛物线的几何性质;能从抛物线的标准方程出发,推导这些性质。
练习反馈 一、选择题1.已知抛物线的准线方程是x=-7,则抛物线的标准方程是 ( ) A.x 2=-28yB.y 2=-28yC.y 2=28xD.x 2=28x 2.若是定直线 外的一定点,则过与 相切圆的圆心轨迹是( )A .圆B .椭圆C .双曲线一支D .抛物线 3.抛物线2(0)x ay a =≠的焦点坐标为( ) A .1(,0)a B .1(,0)2a C .1(,0)4a D .0a > 时为1(,0)4a ,0a < 时为1(,0)4a- 4.若点到点(4,0)F 的距离比它到直线50x +=的距离小1,则点的轨迹方程是( )A .216y x =- B .232y x =- C .216y x = D .232y x = 5.抛物线20x y += 的焦点位于( )A . 轴的负半轴上B . 轴的正半轴上C .轴的负半轴上 D .轴的正半轴上6.与椭圆224520x y += 有相同的焦点,且顶点在原点的抛物线方程是( )A .24y x =B .24y x =±C .24x y =D .24x y =± 7.抛物线y 2=ax (a ≠0)的准线方程是 ( )(A )4a x =-;(B)x =4a ;(C)||4a x =- ;(D)x =||4a10. 一动圆的圆心在抛物线28y x =上,且动圆恒与直线20x +=相切,则动圆必过定点( ) A. (4,0) B. (2,0) C.(0,2) D. (0,-2)11. 已知F 为抛物线22y x =的焦点,定点Q (2,1)点P 在抛物线上,要使||PQ PF +的值最小,点P 的坐标为( )A. (0,0)B. 112⎛⎫⎪⎝⎭, C.()22, D. (2,2)12、抛物线y=ax 2的准线方程是y=2,则a 的值为( ) A 、18 B 、18- C 、8 D 、-8 13、已知M 为抛物线x y 42=上一动点,F 为抛物线的焦点,定点()1,3P ,则||||MF MP +的最小值为( )(A )3 (B )4 (C )5 (D )614、抛物线y=4x 2上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是( ) A 、1716 B 、1516 C 、78D 、0 15、在抛物线y 2=2px 上,横坐标为4的点到焦点的距离为5,则P 的值为( ) A 、12B 、1C 、2D 、418 设AB 为过抛物线)0(22>=p px y 的焦点的弦,则AB 的最小值为( )A2pB pC p 2D 无法确定 19.已知直线y kx k =-及抛物线22y px =(0p >)则( )A .直线与抛物线有一个公共点B .直线与抛物线有两个公共点C .直线与抛物线有一个或两个公共点 D .直线与抛物线可能没公共点 20﹑与直线240x y -+=平行的抛物线2y x =的切线方程为( )A. 230x y -+=B. 230x y --=C. 210x y -+=D. 210x y --=21、过抛物线x y 42=的焦点作直线交抛物线于()11,y x A ,()22,y x B 两点,如果621=+x x ,那么||AB =( )(A )10 (B )8 (C )6 (D )422.过点(-3,2)的直线与抛物线24y x =只有一个公共点,求此直线方程。
(人教版)高中数学选修1-1课件:第2章 圆锥曲线与方程2.2.1
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第二章 圆锥曲线与方程
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(2)方法一:若焦点在 x 轴上, 设双曲线的标准方程为ax22-by22=1(a>0,b>0). 因为 M(1,1),N(-2,5)在双曲线上,
a12-b12=1, 所以-a222-5b22=1, 若焦点在 y 轴上,
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2.根据下列条件,求双曲线的标准方程: (1)双曲线的中心在原点,焦点在 y 轴上,且经过点(0,2)与 ( 5,2 2); (2)c= 6,经过点(-5,2),焦点在 x 轴上.
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第二章 圆锥曲线与方程
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双曲线的定义
定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的_差__的__绝__对__值_ _是__常__数___的点的轨迹叫做双曲线
焦点 焦距 集合语言
_两__个__定__点__F_1,__F__2 _叫做双曲线的焦点
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1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过 程.
2.掌握双曲线的标准方程. 3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的应用问 题.
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我海军“马鞍山”舰和“千岛湖”舰组成第四批护航编队 远赴亚丁湾,在索马里流域执行护航任务.
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(完整版)北师大版高中数学课本目录
必修1 第一章集合§1 集合的含义与表示§2 集合的基本关系§3 集合的基本运算3.1 交集与并集3.2 全集与补集第二章函数§1 生活中的变量关系§2 对函数的进一步认识2.1 函数概念2.2 函数的表示法2.3 映射§3 函数的单调性§4 二次函数性质的再研究4.1 二次函数的图像4.2 二次函数的性质§5 简单的幂函数课题学习个人所得税的计算第三章指数函数和对数函数§1 正整数指数函数§2 指数扩充及其运算性质2.1 指数概念的扩充2.2 指数运算的性质§3指数函数3.1 指数函数的概念3.2 指数函数和的图像和性质3.3 指数函数的图像和性质§4 对数4.1 对数及其运算4.2 换底公式§5 对数函数5.1 对数函数的概念5.2 y=log2x的图像和性质5.3 对数函数的图像和性质§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较第四章函数应用§1 函数与方程1.1 利用函数性质判定方程解的存在1.2 利用二分法求方程的近似解§2 实际问题的函数建模2.1 实际问题的函数刻画2.2 用函数模型解决实际问题2.3 函数建模案例必修2第一章立体几何初步§1 简单几何体 1.1 简单旋转体1.2 简单多面体§2 直观图§3 三视图3.1 简单组合体的三视图3.2 由三视图还原成实物图§4 空间图形的基本关系与公理4.1 空间图形基本关系的认识4.2 空间图形的公理§5 平行关系5.1 平型关系的判定5.2 平行关系的性质§6 垂直关系6.1 垂直关系的判定6.2 垂直关系的性质§7 简单几何体的面积和体积7.1 简单几何体的侧面积7.2 棱柱、棱锥、棱台和圆柱、圆锥、圆台的体积课题学习正方体截面的形状第二章解析几何初步§1 直线与直线的方程1.1 直线的倾斜角和斜率1.2 直线的方程1.3 两条直线的位置关系1.4 两条直线的交点1.5 平面直角坐标系中的距离公式§2 圆与圆的方程2.1 圆的标准方程2.2 圆的一般方程2.3 直线与圆、圆与圆的位置关系§3 空间直角坐标系3.1 空间直角坐标系的建立3.2 空间直角坐标系中点的坐标3.3 空间两点间的距离公式必修3第一章统计§1 从普查到抽样§2 抽样方法2.1 简单随机抽样2.2 分层抽样与系统抽样§3 统计图表§4 数据的数字特征4.1 平均数、中位数、众数、极差、方差4.2 标准差§5 用样本估计总体5.1 估计总体的分布5.2 估计总体的数字特征§6 统计活动:结婚年龄的变化§7 相关性§8 最小二乘估计第二章算法初步§1 算法的基本思想 1.1 算法案例分析1.2 排序问题与算法的多样性§2 算法框图的基本结构及设计2.1 顺序结构与选择结构2.2变量与赋值2.3 循环结构§3 几种基本语句3.1 条件语句3.2 循环语句第三章概率§1 随机事件的概率 1.1 频率与概率1.2 生活中的概率§2 古典概型2.1 古典概型的特征和概率计算公式2.2 建立概率模型2.3 互斥事件§3 模拟方法—概率的应用必修4第一章三角函数§1 周期现象§2 角的概念的推广§3 弧度制§4 正弦函数和余弦函数的定义与诱导公式4.1 任意角的正弦函数、余弦函数的定义4.2 单位圆与周期性4.3 单位圆与诱导公式§5 正弦函数的性质与图像5.1 从单位圆看正弦函数的性质5.2 正弦函数的图像5.3正弦函数的性质§6 余弦函数的性质与图像6.1正弦函数的图像6.2 正弦函数的性质§7 正切函数7.1 正切函数的定义7.2 正切函数的图像与性质7.2 正切函数的诱导公式§8 函数y=Asin 的图像§9 三角函数的简单应用第二章平面向量§1 从位移、速度、力到向量1.1 位移、速度、和力1.2 向量的概念§2 从位移的合成到向量的加法2.1 向量的加法2.2 向量的减法§3 从速度的倍数到数乘向量3.1 数乘向量3.2 平面向量基本定理§4 平面向量的坐标 4.1 平面向量的坐标表示4.2 平面向量线性运算的坐标表示4.3 向量平行的坐标表示§5 从力做的功到向量的数量积§6 平面向量数量积的坐标表示§7 向量应用举例7.1 点到直线的距离公式7.2 向量的应用举例第三章三角恒等变形§1 同角三角函数的基本关系§2 两角和与差的三角函数2.1 两角差的余弦函数2.2 两角和与差的正弦、余弦函数2.3 两角和与差的正切函数§3 二倍角的三角函数必修5第一章数列§1 数列1.1 数列的概念1.2 数列的函数特征§2 等差数列2.1 等差数列2.2 等差数列的前n项和§3 等比数列3.1 等比数列3.2 等比数列的前n项和§4 数列在日常经济生活中的应用第二章解三角形§1 正弦定理与余弦定理1.1 正弦定理 1.2 余弦定理§2 三角形中的几何计算§3 解三角形的实际应用举例第三章不等式§1 不等关系1.1 不等关系1.2 比较大小§2 一元二次不等式2.1 一元二次不等式的解法2.2 一元二次不等式的应用§3 基本不等式3.1 基本不等式3.2 基本不等式与最大(小)值§4 简单线性规划4.1 二元一次不等式(组)与平面区域4.2 简单线性规划4.3 简单线性规划的应用选修1-1第一章常用逻辑用语§1 命题§2 充分条件与必要条件2.1 充分条件2.2 必要条件2.3 充要条件§3 全称量词与存在量词3.1 全称量词与全称命题3.2 存在量词与特称命题3.3 全。
第2章《圆锥曲线与方程》章综合(北师大版选修1-1)
第二章 圆锥曲线与方程
在直角三角形 PF1F2 中, |PF1|· |PF2|=|F1F2|· y=32, 16 3 41 所以 y= 5 ,代入双曲线的方程,得 x= 5 , 即点 P
3 在第一象限的坐标是
41 16 ,再根据双曲线的对 , 5 5
称性得点 P 的坐标还可以是
2
3 同时 b = . 4
2
4 2 故所求双曲线方程为 4x -3y =1
2
第二章 圆锥曲线与方程
四、直线与圆锥曲线的位置关系 直线与圆锥曲线的位置关系,涉及函数、方程、平面几何 等诸多方面的知识,形成了求轨迹、最值、对称范围、线段的
长度等多种问题,是解析几何部分综合性较强问题,也是以往
高考的重点和热点问题.高考中,大多是以解答题的形式出现 且难度较大,往往成为体现试题区分度的题目.
第二章 圆锥曲线与方程
二、圆锥曲线定义的应用 对于圆锥曲线的有关问题,要有运用圆锥曲线定义解题的 意识,“回归定义”是一种重要的解题策略.如: (1) 在求轨迹
方程时,若所求轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据圆锥曲
线的定义,写出所求的轨迹方程; (2) 涉及椭圆、双曲线上的点 与两个焦点构成的三角形问题时,常用定义结合解三角形的知 识来解决; (3) 在求有关抛物线的最值问题时,常利用定义把到 焦点的距离转化为到准线的距离,结合几何图形,利用几何意
第二章 圆锥曲线与方程
(2)设直线与椭圆交于 A(x1,y1),B(x2,y2), 由(1)知,5x2+2mx+m2-1=0, 2m 1 2 由韦达定理,得 x1+x2=- ,x1x2= (m -1). 5 5 所以 d= x1-x22+y1-y22= 2x1-x22 = 2[x1+x22-4x1x2] =
北师大版高中数学选修1-1第二章《圆锥曲线与方程》测试题(含答案解析)
一、选择题1.已知斜率为16的直线l 与双曲线22221(0,0)x y C a b a b-=>>:相交于B 、D 两点,且BD 的中点为(1,3)M ,则C 的离心率为( )A .2B C .3 D2.已知()5,0F 是双曲线()2222:=10,0x y C a b a b->>的右焦点,点(A .若对双曲线C 左支上的任意点M ,均有10MA MF +≥成立,则双曲线C 的离心率的最大值为( )A B .5C .52D .63.双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的一条渐近线被圆()2223x y -+=截得的弦长为2,则C 的离心率为( )A .3B .2C D4.已知斜率为(0)k k >的直线l 与抛物线2:4C y x =交于,A B 两点,O 为坐标原点,M 是线段AB 的中点,F 是C 的焦点,OFM ∆的面积等于3,则k =( )A .14B .13C .12D .35.直线34y kx k =-+与双曲线221169x y -=有且只有一个公共点,则k 的取值有( )个A .1B .2C .3D .46.已知M 是抛物线2:C x y =上一点,记点M 到抛物线C 的准线的距离为1d ,到直线:3490l x y ++=的距离为2d ,则12d d +的最小值为( )A .1B .2C .3D .47.已知1F 、2F 分别是双曲线()2222:10,0x yC a b a b-=>>的左右焦点,点P 在双曲线右支上且不与顶点重合,过2F 作12F PF ∠的角平分线的垂线,垂足为A ,O 为坐标原点,若OA =,则该双曲线的离心率为( )A B C .2 D 8.已知圆2221:(3)(7)C x y a a ++=>和222:(3)1C x y -+=,动圆M 与圆1C ,圆2C 均相切,P 是12MC C 的内心,且12123PMC PMC PC C SSS+=,则a 的值为( )A .9B .11C .17D .199.已知抛物线2:C x y =,点()2,0A ,()0,2B -,点P 在抛物线上,则满足PAB △为直角三角形的点P 的个数有( ) A .2B .4C .6D .810.过抛物线24y x =的焦点的直线与抛物线交于A ,B 两点,若AB 的中点的纵坐标为2,则AB 等于( ) A .4B .6C .8D .1011.“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示为椭圆”的( )A .充分必要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件12.已知点P 在双曲线()222210,0x y a b a b-=>>上,点()2,0A a ,当PA 最小时,点P不在顶点位置,则该双曲线离心率的取值范围是( )A .)+∞B .)+∞C .(D .(二、填空题13.双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>右焦点(c,0)F 关于直线2y x =的对称点Q 在双曲线上,则双曲线的离心率是______.14.设点P 是椭圆2213x y +=的短轴的一个上端点,Q 是椭圆上的任意一个动点,则线段PQ |∣长的最大值是________.15.知直线m 过抛物线()220y px p =>的焦点F ,且交抛物线于A 、B 两点,交其准线l于点C .若6AF =,2CB BF =,则p =____________16.已知点F 为抛物线2:2C x y =的焦点,过点F 作两条互相垂直的直线1l ,2l ,直线1l 与C 交于A ,B 两点,直线2l 与C 交于D ,E 两点,则4AB DE +的最小值为_________.17.如图,椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,B 为椭圆C 的上顶点,若12BF F △的外接圆的半径为23b,则椭圆C 的离心率为________.18.已知抛物线C :2y x =的焦点为F ,A ()00,x y 是C 上一点,054AF x =,则0x =________.19.已知双曲线M :22221x y a b-=(0a >,0b >),ABC 为等边三角形.若点A 在y轴上,点B ,C 在双曲线M 上,且双曲线M 的实轴为ABC 的中位线,则双曲线M 的离心率为________.20.已知下列几个命题:①ABC 的两个顶点为(4,0)A -,(4,0)B ,周长为18,则C 点轨迹方程为221259x y +=; ②“1x >”是“||0x >”的必要不充分条件;③已知命题:33p ≥,:34q >,则p q ∨为真,p q ∧为假,p ⌝为假;④双曲线221916x y -=-的离心率为54.其中正确的命题的序号为_____.三、解答题21.已知椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在x 轴上,短轴长为2,且两个焦点和短轴的两个端点恰为一个正方形的顶点.过右焦点F 与x 轴不垂直的直线l 交椭圆于P ,Q 两点. (1)求椭圆的方程;(2)当直线l 的斜率为2时,求POQ △的面积;(3)在线段OF 上是否存在点M (m ,0),使得MPQ 为等腰三角形?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.22.在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线()2:20C x py p =>,过抛物线焦点F 的直线l 与抛物线相交于M 、N 两点.(1)若l 与y 轴垂直,且OMN 的周长为425+C 的方程; (2)在第一问的条件下,过点()1,2P 作直线m 与抛物线C 交于点A ,B ,若点P 是AB 的中点,求直线m 的方程.23.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>左右焦点分别为()12(,0),,0F c F c -,点Р为椭圆C 上一点,满足1290F PF ∠=︒,且12F PF △的面积为2c .(1)求椭圆C 的离心率;(2)已知直线()122y x =-与椭圆C 交于,M N 两点,点Q 坐标为()2,0,若3MQ NQ =,求椭圆C 的方程.24.已知点M 是圆222:(2)(2)C x y r r -+=>与x 轴负半轴的交点,过点M 作圆C 的弦MN ,并使弦MN 的中点恰好落在y 轴上. (1)求点N 的轨迹方程;(2)设点N 的轨迹为曲线E ,延长NO 交直线2x =-于点A ,延长NC 交曲线E 于点B ,曲线E 在点B 处的切线交y 轴于点D ,求证:AD BD ⊥.25.(1)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的焦距为1F 、2F 为左、右焦点,M 为椭圆E 上一点,且123F MF π∠=,12F MF S =△,求椭圆E 的方程. (2)过点()()00P m m a <<,的直线交椭圆E 于A 、B 两点,交直线4x m=于点M ,设MA AP λ=,MB BP μ=,求λμ+的值.26.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为2,过左顶点与上顶点的直线与圆2243x y +=相切. (1)求椭圆C 的方程﹔ (2)已知斜率为k 的直线l 在y 轴上的截距为()0m m b <<,l 与椭圆交于,A B 两点,是否存在实数k 使得2OA OB k k k ⋅=成立?若存在,求出k 的值,若不存在,说明理由.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】设()()1122,,B x y D x y 、,用“点差法”表示出a 、b 的关系,即可求出离心率 【详解】设()()1122,,B x y D x y 、,则22112222222211x y a b x y a b ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩, 两式作差得:22221212220x xy y a b---=, 整理得:()()()()2121221212y y y y b a x x x x +-=+-BD 的中点为(1,3)M ,且直线l 的斜率为16 ,代入有:22611262b a =⨯=即22212c a a -=,解得62cea . 故选:D 【点睛】求椭圆(双曲线)离心率的一般思路:根据题目的条件,找到a 、b 、c 的关系,消去b ,构造离心率e 的方程或(不等式)即可求出离心率.2.C解析:C 【分析】设E 是双曲线的左焦点,利用双曲线的定义把MF 转化为ME 后易得MA ME +的最小值,从而得a 的最小值,由此得离心率的最大值. 【详解】设E 是双曲线的左焦点,M 在左支上,则2MF ME a -=,2MF ME a =+,22MA MF MA ME a EA a +=++≥+,当且仅当E A M ,,三点共线时等号成立.则222(5)(11)210EA a a +=-++≥,2a ≥,所以552c e a a ==≤. 故选:C .思路点睛:本题考查双曲线的定义的应用.在涉及双曲线上的点与一个焦点和另外一个定点距离和或差的最值时,常常利用双曲线的定义把到已知焦点的距离转化为到另一焦点的距离,从而利用三点共线取得最值求解.3.D解析:D 【分析】设双曲线C 的渐近线方程为y kx =,其中bk a=±,利用圆的半径、渐近线截圆所得弦长的一半、弦心距三者满足勾股定理可求得k的值,再利用e =可求得双曲线C 的离心率e 的值. 【详解】设双曲线C 的渐近线方程为y kx =,其中b k a=±, 圆()2223x y -+=的圆心坐标为()2,0,半径为r =圆心到直线y kx =的距离为d =另一方面,由于圆的半径、渐近线截圆所得弦长的一半、弦心距三者满足勾股定理,可得d ===,解得1k =±,1ba∴=, 因此,双曲线C的离心率为c e a ===== 故选:D. 【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a 、c 的值,根据离心率的定义求解离心率e 的值;(2)齐次式法:由已知条件得出关于a 、c 的齐次方程,然后转化为关于e 的方程求解; (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.4.B解析:B 【分析】先求出F ,设出A 、B 、M ,用“点差法”找出121202y y k x x y -==-,利用OFM ∆的面积等于3计算出0y ,求出斜率k .由抛物线2:4C y x =知:焦点()1,0F设()()()112200,,,,,,A x y B x y M x y因为M 是线段AB 的中点,所以0121222x x x y y y =+⎧⎨=+⎩将2114y x =和2224y x =两式相减可得:()2212124y y x x -=-,即121202y y k x x y -==- ∵000k y >∴>∴00113,62OFM S y y ∆=⨯⨯=∴=, 022163k y ∴===.故选:B 【点睛】“中点弦”问题通常用“点差法”处理.5.D解析:D 【分析】将直线方程与双曲线的方程联立,得出关于x 的方程,根据直线与双曲线只有一个公共点,求出对应的k 值,即可得解. 【详解】联立22341169y kx k x y =-+⎧⎪⎨-=⎪⎩,消去y 并整理得()()()2221693243164390k x k k x k ⎡⎤-+-+-+=⎣⎦,由于直线34y kx k =-+与双曲线221169x y -=有且只有一个公共点, 所以,21690k -=或()()()222216903243641694390k k k k k ⎧-≠⎪⎨⎡⎤⎡⎤∆=----+=⎪⎣⎦⎣⎦⎩, 解得34k =±或2724250k k +-=, 对于方程2724250k k +-=,判别式为22447250'∆=+⨯⨯>,方程2724250k k +-=有两个不等的实数解.显然34k=±不满足方程2724250k k+-=.综上所述,k的取值有4个.故选:D.【点睛】方法点睛:将直线与圆锥曲线的两个方程联立成方程组,然后判断方程组是否有解,有几个解,这是直线与圆锥曲线位置关系的判断方法中最常用的方法,注意:在没有给出直线方程时,要对是否有斜率不存在的直线的情况进行讨论,避免漏解.6.B解析:B【分析】作出图形,过点M分别作抛物线C的准线l和直线3490x y++=的垂线,垂足分别为点B、A,由抛物线的定义得出1d MB MF==,可得出12d d MF MA+=+,利用FM与直线3490x y++=垂直时,12d d+取最小值,然后计算出点F到直线3490x y++=的距离,即为所求.【详解】如下图所示:过点M分别作抛物线C的准线l和直线3490x y++=的垂线,垂足分别为点B、A,由抛物线的定义可得1d MB MF==,则12d d MF MA+=+,当且仅当FM与直线3490x y++=垂直时,12d d+取最小值,点F到直线3490x y++=的距离为22130494234d⨯+⨯+==+,因此,12d d +的最小值为2. 故答案为:2. 【点睛】关键点点睛:本题求出抛物线上一点到准线和定直线的距离之和最小值问题,解题的关键就是利用F 、A 、M 三点共线取最小值,结合抛物线的定义转化求解.7.B解析:B 【分析】延长2F A 交1PF 于点Q ,可得1223QF OA b ==,结合双曲线的定义可得,a b 的关系,从而求得离心率. 【详解】延长2F A 交1PF 于点Q ,∵PA 是12F PF ∠的平分线,∴2AQ AF =,2PQ PF =, 又O 是12F F 中点,所以1//QF AO ,且1223QF OA b ==, 又11122QF PF PQ PF PF a =-=-=,∴223a b =,222233()a b c a ==-,∴233c e a ==. 故选:B .【点睛】关键点点睛:本题考查求双曲线的离心率,解题关键是找到关于,,a b c 的关系,解题方法是延长2F A 交1PF 于点Q ,利用等腰三角形的性质、平行线的性质得出123QF b =,然后由双曲线的定义得出关系式,从而求解.8.C解析:C 【分析】先判断出圆1C 与2C 内含,根据条件可得动圆M 与圆1C ,圆2C 均相切,从而得出121216MC MC a C C +=+>=,即动点M 的轨迹是以12,C C 为焦点,长轴为1a +的椭圆,又设12MC C 的内切圆的半径为r ' ,由12123PMC PMC PC C SSS+=,有12121113222MC r MC r C C r ''+⨯=⨯⨯⨯'⨯,从而得出答案. 【详解】由圆2221:(3)(7)C x y a a ++=>和222:(3)1C x y -+=,可得圆1C 的圆心()13,0C -,半径为1r a =,圆2C 的圆心()23,0C ,半径为21r = 由121261C C a r r =<-=-所以圆1C 与2C 内含,由动圆M 与圆1C ,圆2C 均相切. 所以动圆M 与圆1C 内切,与圆2C 外切,设动圆M 的半径为R 则11MC r R a R =-=-,221MC r R R =+=+ 所以121216MC MC a C C +=+>=所以动点M 的轨迹是以12,C C 为焦点,长轴为1a +的椭圆,设其方程为22221(0)x y m n m n +=>> 所以12a m +=,设22c m n =-,则3c = 由P 是12MC C 的内心,设12MC C 的内切圆的半径为r ' 由12123PMC PMC PC C SSS+=,有12121113222MC r MC r C C r ''+⨯=⨯⨯⨯'⨯ 即1212318MC MC C C +==,又由椭圆的定义可得121MC MC a +=+ 所以118a +=,则17a = 故选:C 【点睛】本题考查圆与圆的位置关系,考查根据圆与圆的相切求动圆圆心的轨迹,考查椭圆的定义的应用,解答本题的关键的由条件得出圆1C 与2C 内含,由动圆M 与圆1C ,圆2C 均相切,进一步由条件得出121216MC MC a C C +=+>=,即得出动点M 的轨迹,属于中档题.9.B解析:B 【分析】分三个角为直角分别进行讨论,通过数形结合即得结果. 【详解】(1)若APB ∠为直角,如下图,即以AB 为直径的圆与抛物线的交点为P ,易见有O ,P 两个点符合题意;(2)若PAB ∠为直角,则过A 作直线垂直AB ,如下图,易见有P ,P '两个点符合题意;(3)若PBA ∠为直角,则过B 作直线垂直AB ,如上图,易见无交点,不存在点P 符合题意.综上,共有4个点符合题意. 故选:B. 【点睛】 关键点点睛:本题的解题关键在于对三个角为直角进行分类讨论,再结合数形结合思想即突破难点.10.C解析:C 【分析】先根据抛物线的定义将焦点弦长问题转化为中点到准线距离的两倍,进而用中点横坐标表示,设直线AB 的方程为:1x my =+(m 为常数),与抛物线方程联立消去x ,得到关于y 的一元二次方程,利用中点公式和韦达定理求得m 的值,进而得到中点的横坐标,从而求得线段AB 的长度. 【详解】抛物线24y x =的焦点坐标F (1,0),准线方程:1l x =-,设AB 的中点为M ,过A ,B ,M 作准线l 的垂线,垂足分别为C ,D ,N ,则MN 为梯形ABDC 的中位线,()02|21AB AF BF AC BD MN x ∴=+=+==+,∵直线AB 过抛物线的焦点F ,∴可设直线AB 的方程为:1x my =+(m 为常数), 代入抛物线的方程消去x 并整理得:2440y my --=,设A ,B 的纵坐标分别为12,y y ,线段AB 中点()00,M x y , 则120222y y y m +===,1m ∴=, ∴直线AB 的方程为1x y =+,001213x y ∴=+=+=,()2318AB ∴=+=,故选:C.【点睛】本题考查抛物线的焦点弦长问题,涉及抛物线的定义,方程,线段中点坐标公式,直线与抛物线的交点问题,属中档题,关键是灵活使用抛物线的定义,将焦点弦长问题转化为中点坐标问题,注意直线方程的设法:过点(a ,0),斜率不为零的直线方程可以设为x =my +a 的形式,不仅避免了讨论,而且方程组消元化简时更为简洁.11.C解析:C 【分析】根据方程2214x y a a +=-表示椭圆求出实数a 的取值范围,然后利用集合的包含关系可判断出“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示椭圆”的条件.【详解】若方程2214x y a a+=-表示椭圆,则0404a a a a >⎧⎪->⎨⎪≠-⎩,解得02a <<或24a <<, 记为{}02,24A a a a =<<<<或, 又记{}04B a a =<<,AB则“04a <<”是“方程2214x y a a+=-表示椭圆”的必要不充分条件.故选:C.关键点点睛:本题的关键是求出方程为椭圆的充分必要条件.12.C解析:C 【分析】把P 的坐标表示出来,PA 转化为二次函数,利用二次函数最值取得条件求离心率的范围. 【详解】 设00(,)P x y ,则||PA ==又∵点P 在双曲线上,∴2200221x y a b -=,即2222002b x y b a=-,∴||PA ===.当PA 最小时,0224202a ax e e -=-=>. 又点P 不在顶点位置,∴22aa e>,∴22e <,∴e < ∵双曲线离心率1e >,∴1e <<故选:C . 【点睛】求椭圆(双曲线)离心率的一般思路:根据题目的条件,找到a 、b 、c 的关系,消去b ,构造离心率e 的方程或(不等式)即可求出离心率.二、填空题13.【分析】由题意可得Q 点坐标代入双曲线方程计算即可得出离心率【详解】设则中点由题意可得由在双曲线上可得两边同除可得解得(舍)故答案为:【点睛】关键点点睛:齐次式方程两边同除可得关于离心率的方程即可求出由题意可得Q 点坐标,代入双曲线方程,计算即可得出离心率. 【详解】设(,)Q m n ,则FQ 中点(,)22+m c n,=-FQ n k m c由题意可得325224215c nm c m n c n m c +⎧⎧=-=⨯⎪⎪⎪⎪⇒⎨⎨⎪⎪⨯=-=⎪⎪-⎩⎩,由(,)Q m n 在双曲线上,可得222242242222234()()91655119502502525()--=⇒-=⇒-+=-c c c c c a c a a b a c a 两边同除4a ,可得42950250e e -+=,解得3==e e (舍)【点睛】关键点点睛:齐次式方程,两边同除可得关于离心率的方程,即可求出离心率.本题考查了计算能力和逻辑推理能力,属于中档题目.14.【分析】设出根据点在椭圆上点的坐标满足椭圆方程得到利用两点间距离公式求得结合的范围求得其最大值【详解】由已知得到或由于对称性不妨设设是椭圆上的任一点所以所以又因为所以当时长度取得最大值且最大值为故答解析:2【分析】设出(,)Q x y ,根据点在椭圆上,点的坐标满足椭圆方程,得到223(1)x y =-,利用两点间距离公式求得PQ =y 的范围,求得其最大值.【详解】由已知得到(0,1)P 或(0,1)P -,由于对称性,不妨设(0,1)P , 设(,)Q x y 是椭圆上的任一点,所以223(1)x y =-,所以PQ ====又因为11y -≤≤,所以当12y时,PQ |∣2=,故答案为:322. 【点睛】思路点睛:该题考查的是有关椭圆上的点到短轴端点的距离的最值问题,解题思路如下: (1)根据题意,设出点(,)Q x y ,取好点P ;(2)利用两点间距离公式写出PQ |∣,配方,结合椭圆上点坐标的范围求得结果.15.3【分析】过作准线的垂线垂足分别为过作的垂线垂足为根据结合抛物线的定义可得据此求出再根据抛物线的定义可求出【详解】如图:过作准线的垂线垂足分别为过作的垂线垂足为因为所以因为所以所以所以在直角三角形中解析:3 【分析】过A 、B 作准线l 的垂线,垂足分别为,N M ,过F 作AN 的垂线,垂足为D ,根据2CB BF =结合抛物线的定义可得30DFA MCB ∠=∠=,据此求出||3AD =,再根据抛物线的定义可求出p . 【详解】如图:过A 、B 作准线l 的垂线,垂足分别为,N M ,过F 作AN 的垂线,垂足为D ,因为2CB BF =,所以||2||CB BF =, 因为||||BF BM =,所以||2||CB BM =, 所以30MCB ∠=,所以30DFA ∠=,在直角三角形ADF 中,因为||6AF =,所以||3AD =, 因为||||6AN AF ==,且||||3AN AD p p =+=+, 所以63p =+,所以3p =. 故答案为:3 【点睛】关键点点睛:利用抛物线的定义求解是解题关键.16.18【分析】设直线的方程为联立方程组分别求得和结合基本不等式即可求得的最小值得到答案【详解】由题抛物线的焦点准线方程为设直线的方程为联立方程组则设可得由抛物线的定义可得由可将上式中的换为可得则当且仅解析:18 【分析】设直线1l 的方程为12y kx =+,联立方程组,分别求得222AB k =+和22||2DE k=+,结合基本不等式,即可求得4AB DE +的最小值,得到答案. 【详解】由题,抛物线2:2C x y =的焦点10,2F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为12y 设直线1l 的方程为12y kx =+,0k ≠, 联立方程组2212x y y kx ⎧=⎪⎨=+⎪⎩,则2210x kx --=,设()11,A x y ,()22,B x y ,可得122x x k +=,()21212121112122y y kx kx k x x k +=+++=++=+由抛物线的定义可得212||122AB y y k =++=+, 由12l l ⊥,可将上式中的k 换为1k -,可得22||2DE k=+,则224102102184AB DE k k ⎛⎫+=++≥+⨯= ⎪⎝⎭,当且仅当k = 则4AB DE +的最小值为18 故答案为:18 【点睛】方法点睛:本题考查抛物线的焦点弦,考查基本不等式的应用,与抛物线的焦点有关问题的解题策略:1、与抛物线的焦点有关的问题,一般情况下都与抛物线的定义有关:“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径;2、特别提醒:主要灵活运用抛物线上一点(,)P x y 到焦点F 的距离:2PF px =+或2PF p y =+. 17.【分析】由题意可得的外接圆的圆心在线段上可得在中由勾股定理可得:即结合即可求解【详解】由题意可得:的外接圆的圆心在线段上设圆心为则在中由勾股定理可得:即所以即所以所以故答案为:【点睛】方法点睛:求椭 解析:12【分析】由题意可得12BF F △的外接圆的圆心在线段OB 上,1OF c =,123bMF BM ==,可得 13OM b =,在1OMF △中,由勾股定理可得:22211MF OM OF =+,即222233b b c ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,结合222b ac =-即可求解. 【详解】由题意可得:12BF F △的外接圆的圆心在线段OB 上,1OF c =, 设圆心为M ,则2133OM OB BM b b b =-=-=, 在1OMF △中,由勾股定理可得:22211MF OM OF =+,即222233b b c ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以223b c =,即2223a c c -=,所以2a c =,所以12c e a ==, 故答案为:12. 【点睛】方法点睛:求椭圆离心率的方法: (1)直接利用公式c e a=; (2)利用变形公式221b e a=-; (3)根据条件列出关于,a c 的齐次式,两边同时除以2a ,化为关于离心率的方程即可求解.18.【分析】根据焦半径公式可得:结合抛物线方程求解出的值【详解】由抛物线的焦半径公式可知:所以故答案为:【点睛】结论点睛:抛物线的焦半径公式如下:(为焦准距)(1)焦点在轴正半轴抛物线上任意一点则;(2 解析:1【分析】根据焦半径公式可得:00524x p x +=,结合抛物线方程求解出0x 的值. 【详解】由抛物线的焦半径公式可知:0015224AF x x =+=,所以01x =, 故答案为:1. 【点睛】结论点睛:抛物线的焦半径公式如下:(p 为焦准距)(1)焦点F 在x 轴正半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF x =+; (2)焦点F 在x 轴负半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF x =-+; (3)焦点F 在y 轴正半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF y =+; (4)焦点F 在y 轴负半轴,抛物线上任意一点()00,P x y ,则02p PF y =-+. 19.【分析】可根据实轴为的中位线得出再根据对称性及为等边三角形表示出的坐标代入双曲线方程得到关系式求解离心率【详解】实轴长为则关于轴对称不妨设在双曲线左支则其横坐标为根据为等边三角形可得故将的坐标代入双【分析】可根据实轴为ABC 的中位线,得出BC ,再根据对称性及ABC 为等边三角形,表示出B 的坐标,代入双曲线方程,得到,a b 关系式求解离心率. 【详解】实轴长为2a ,则4BC a =,BC 关于y 轴对称不妨设B 在双曲线左支,则其横坐标为2a ,根据ABC 为等边三角形,60ABC ∠=可得B y =故()2,B a,()2,C a -,将B 的坐标代入双曲线方程有2222431a a a b-=,则a b =,则c =故e =【点睛】双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:①求出a ,c ,代入公式c e a=; ②只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=c 2-a 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).20.③④【分析】根据椭圆定义可对①进行判断;根据必要不充分条件定义可对②进行判断;根据复合命题的真假可对③进行判断;根据双曲线的离心率公式可对④进行判断【详解】①的两个顶点为周长为18则C 点轨迹方程为当解析:③④ 【分析】根据椭圆定义可对①进行判断;根据必要不充分条件定义可对②进行判断;根据复合命题的真假可对③进行判断;根据双曲线的离心率公式可对④进行判断. 【详解】①ABC 的两个顶点为(4,0)A -,(4,0)B ,周长为18,则C 点轨迹方程为221259x y +=(5)x ≠±,当5x =±时,构不成三角形,错误; ②当0.1x =时,1x <,所以||0x >不一定有1x >,错误;③已知命题:33p ≥是真命题,:34q >是假命题,根据复合命题的真假判断,p q ∨为真,p q ∧为假,p ⌝为假,正确;④双曲线221916x y -=-,2216,9a b ==,所以22225c a b =+=,54c e a ==,正确.其中正确的命题的序号是③④, 故答案为:③④. 【点睛】本题考查了椭圆定义、双曲线离心率、必要不充分条件及复合命题真假的判断,属于基础题.三、解答题21.(1)2212x y +=;(2)9;(3)存在102m <<,理由见解析.【分析】(1)设椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,根据题意得1b c ==,即可求出a ,从而求出椭圆方程;(2)根据题意得直线l 的方程为2(1)y x =-,设()11,P x y ,()22,Q x y ,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,即可求出弦PQ ,再利用点到直线的距离公式求出高,即可取出面积;(3)假设在线段OF 上存在点(,0)(01)M m m <<,使得以MPQ 为等腰三角形,联立直线与椭圆,分别计算即可判断; 【详解】解:(1)设椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,根据题意得1b c ==,所以2222a b c =+=,所以椭圆的方程为2212x y +=.(2)根据题意得直线l 的方程为2(1)y x =-,即220x y --=,与2212x y +=联立,得:291660x x -+=设()11,P x y ,()22,Q x y ,则12169x x +=,1223x x ⋅=.所以12|9PQ x x =-=,点O 到l 的距离为d =,所以 1122 9ABC PQ d S ===⨯△. (3)存在,102m <<. 假设在线段OF 上存在点(,0)(01)M m m <<,使得以MPQ 为等腰三角形, 若直线l 与x 轴不垂直,直线l 的斜率存在,可设直线l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,设()11,P x y ,()22,Q x y ,则()11,MP x m y =-,()22,MQ x m y =-,由22(1)12y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得2222)202142(-=+-+x k x k k ,所以2122421k x x k ,21222221k x x k -⋅=+. ①当||||MP MQ =时设PQ 的中点为N ,则2222,2121k k N k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,又1MN k k ⋅=-, 所以22211212k m k k ==++,所以102m <<. ②|||PQ MP ≠,|||MQ PQ ≠∣.∵()1222224||221221k PQ a e x x k k =-+=⋅=++MP==>>∴不可能|||PQ MP=.同理,根据椭圆对称性,也不可能||||MQ PQ=.所以当12m<<时MPQ为等腰三角形;【点睛】(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.22.(1)24x y=;(2)230x y-+=.【分析】(1)将将2py=代入抛物线C的方程可求得,M N坐标,得,,MN OM ON,由OMN的周长参数p,得抛物线方程;(2)设点211,4xA x⎛⎫⎪⎝⎭,222,4xB x⎛⎫⎪⎝⎭,由,A B坐标表示出直线斜率,结合中点坐标即得直线斜率,得直线方程.【详解】解:(1)由题意,焦点0,2pF⎛⎫⎪⎝⎭,将2py=代入抛物线C的方程可求得,2pM p⎛⎫-⎪⎝⎭,,2pN p⎛⎫⎪⎝⎭,∴2MN p=,OM ON p===,所以QMN的周长为24p+=+2p=,故抛物线方程为24x y=.(2)设点211,4xA x⎛⎫⎪⎝⎭,222,4xB x⎛⎫⎪⎝⎭,直线m的斜率为2212121244x xx xx x-+=-,由条件1212x x+=,故直线m的斜率为12,从而直线m的方程为230x y-+=.【点睛】关键点点睛:本题考查求抛物线方程,求中点弦所在直线方程.已知弦中点坐标,一般设弦两端点坐标为1122(,),(,)x y x y代入圆锥曲线方程相减即可得中点坐标与直线斜率关系.这称为“点差法”.23.(1)2;(2)答案见解析. 【分析】(1)利用椭圆定义122PF PF a +=和1290F PF ∠=︒求得2122PF PF b =,再根据12F PF △的面积为2c 求解;(2)椭圆方程2222x y a +=与直线1(2)2y x =-联立,由韦达定理得到2121244,36a y y y y -+=-=,再根据3MQ NQ =,分3MQ NQ =和3MQ NQ =-求解. 【详解】(1)由椭圆定义可得122PF PF a +=,① 又1290F PF ∠=,所以222124PF PF c +=,②①和②可得2122PF PF b ⋅=,所以12F PF △的面积为2b ,所以22b c =,即222a c =,所以椭圆C 的离心率为2; (2)椭圆方程可化为2222x y a +=,与1(2)2y x =-联立可得: 226840y y a ++-=,由()2642440a ∆=-->可得243a >,设()()1122,,,M x y N x y ,所以2121244,36a y y y y -+=-=,③又直线1(2)2y x =-过点Q ,且3MQ NQ =,()112,MQ x y =--,()222,NQ x y =--.(i )当3MQ NQ =时,即123y y =时,则122443y y y +==-,可得213y =-,则2212214336a y y y -===,可得2423a =>,所以椭圆C 的方程为2212x y +=;(ii )当3MQ NQ =-,即123y y =-时,则122423y y y +=-=-,则223y =,可得22212224433336a y y y -⎛⎫=-=-⨯=-= ⎪⎝⎭,解得24123a =>,所以椭圆C 的方程为221126x y +=.【点睛】方法点睛:求椭圆的标准方程有两种方法:①定义法:根据椭圆的定义,确定2a 、2b 的值,结合焦点位置可写出椭圆方程; ②待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出a 、b ;若焦点位置不明确,则需要分焦点在x 轴上和y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为()2210,0,Ax By A B A B +=>>≠.24.(1)28(0)y x x =>;(2)证明见解析. 【分析】(1)设(,)N x y ,利用N 在圆上及弦MN 的中点在y 轴上可得点N 的轨迹方程,也可以利用垂径定理得到点N 的轨迹方程,注意范围.(2)设()11N x y ,,()22,B x y ,直线NB 的方程为2x my =+,点B 的处的切线方程为()22y y k x x -=-,联立切线方程和抛物线方程,利用判别式为0可求切线方程,从而得到D 的坐标,求出直线ON 的方程后可得A 的坐标,再联立直线NB 的方程与抛物线的方程,利用韦达定理化简可得1AD BD k k ⋅=-,从而得到要求证的垂直关系.我们也可以设()()000,0N x y x ≠,利用导数和韦达定理可求D 的坐标,同样可得1AD BD k k ⋅=-.【详解】(1)解法一:由题意知(2,0)C ,(2,0)M r -, 设(,)N x y 是222:(2)(2)C x y r r -+=>上的任意点,弦MN 的中点2,22r x y -+⎫⎛⎪⎝⎭恰好落在y 轴上, 202r x-+∴=,2r x ∴=+,222(2)(2)x y x ∴-+=+, 整理得28y x =,2r >,0x ∴>,∴点N 的轨迹方程为28(0)y x x =>.解法二:设(,)N x y ,弦MN 的中点为0,2y Q ⎫⎛ ⎪⎝⎭,(,0)M x -, 因为M 在x 轴的负半轴上,故0x >. ()2,,2,2y CQ MN x y ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,由垂径定理得CQ MN ⊥,故22220,8(0)2y x y x x -⨯+=∴=>.(2)证法一:设直线NB 的方程为2x my =+,则由282y x x my ⎧=⎨=+⎩,消去x ,整理得28160y my --=,264640m ∆=+>. 设()11N x y ,,()22,B x y ,则128y y m +=,1216y y =-,11ON y k x ∴=,∴直线ON 的方程为11y y x x =, ∴令2x =-,则112y y x -=,1122,y A x ⎫⎛-∴-⎪ ⎝⎭. 设点B 的处的切线方程为()22y y k x x -=-,与28y x =相切,由()2228y y k x x y x⎧-=-⎨=⎩,消去x ,整理得()222880ky y y kx -+-=,22220k x ky ∴∆=-+=,()22222220408y k ky y k -+=⇒-=,24BDk y ∴=, ∴直线()2224:BD y y x x y -=-,令0x =,则 222222244x x y y y y y --+=+=22222484x x x y y -+==,2240,x D y ⎫⎛∴⎪ ⎝⎭, 212122*********24AD x y x y y k y x y x y ⎫⎛∴=+=+=+⎪ ⎝⎭12113244y y y y +==, 121244161AD BD k k y y y y ∴⋅=⋅==-,AD BD ∴⊥. 证法二:设()()000,0N x y x >,则直线ON 的方程为00y y x x =,0022,y A x ⎫⎛∴--⎪ ⎝⎭, 设直线NB 的方程为2x my =+,则由282y x x my ⎧=⎨=+⎩,消去x ,整理得28160y my --=,264640m ∆=+>,设()11,B x y ,则101200016321616,y y y B y y y ⎫⎛=-⇒=-⇒-⎪ ⎝⎭, 由抛物线的对称性,不妨设B 在x 轴下方, 则由曲线28y x =,得y y '=-⇒=-=,切线的斜率为4y k ===-, 切线方程为020016324y y x y y ⎫⎛+=--⎪ ⎝⎭,则080,D y ⎫⎛⎪ ⎝⎭,020000283282,,y AD BD x y y y ⎫⎫⎛⎛⋅=-⋅-⎪⎪ ⎝⎝⎭⎭22000000641664641664088AD BD y x y x x x =-+-=-+-=⇒⊥. 【点睛】思路点睛:(1)求动点的轨迹方程,几何法、动点转移法、参数法等.(2)直线与抛物线的位置关系中的定值问题,一般联立直线方程和抛物线的方程,利用韦达定理化简目标代数式,涉及到切线范围,可借助导数来求切线的斜率.25.(1)22:142x y E +=;(2)0.【分析】(1)首先根据题意得到c =11MF r =,22MF r =,得到122r r a +=,再根据123F MF S =△和余弦定理即可得到24a =,22b =,从而得到椭圆的标准方程. (2)首先设直线x ky m =+,与椭圆联立得到222(2)240k y kmy m +++-=,从而得到1221224y y km y y m +=--,联立4x m x ky m⎧=⎪⎨⎪=+⎩,得到244m M m km ⎛⎫- ⎪⎝⎭,.再根据MA AP λ=,MB BP μ=,得到2141m kmy λ-=-和2241m kmy μ-=-,计算λμ+即可. 【详解】(1)由已知得2c =,即c =设11MF r =,22MF r =,得到122r r a +=. 在12F MF △中,121213sin 23F MF r r S π==△,解得1283r r =.(22212122cos3r r r r π=+-,化简得:()2121283r r r r =+-,288433a =-⨯,解得24a =.所以2242b =-=,椭圆22:142x y E +=.(2)由(1)知22:142x y E +=,()()002P m m <<,,设直线x ky m =+, 联立2224x ky m x y =+⎧⎨+=⎩得:222(2)240k y kmy m +++-=12222km y y k +=-+,212242m y y k-=+ 所以1221224y y km y y m +=-- 联立4x m x ky m⎧=⎪⎨⎪=+⎩,得244m M m km ⎛⎫- ⎪⎝⎭,.21144,m MA x y m km ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,()11AP m x y =--,由MA AP λ=,得2114m y y km λ--=-,得2141m kmy λ-=-. 同理MB BP μ=得2241m kmy μ-=-. 222212212124444222204y y m m m m kmkmy kmy km y y km m λμ+-----+=+-=⋅-=⋅-=-.【点睛】关键点点睛:本题主要考查直线与椭圆的位置关系,属于中档题.本题中直线方程代入椭圆方程整理后得到1221224y y km y y m +=--和利用向量关系得到2141m kmy λ-=-和2241m kmy μ-=-为解决本题的关键,考查了学生的运算求解能力,逻辑推理能力.26.(1)22142x y +=;(2)存在,2k =±. 【分析】(1)根据题意可得c e a ==,222b a c =-,根据相切列出方程,解得,,c a b 进而可得椭圆的方程.(2)假设存在实数k 满足题意,直线l 的方程为y kx m =+,设()()1122,,,A x y B x y ,联立直线与椭圆的方程,可得关于x 的一元二次方程,由韦达定理可得1212,x x x x +,化简计算2OA OB k k k ⋅=,即可解得k 的值. 【详解】 (1)2c e a ==, a ∴=又222,b a c =-,b c ∴=。
选修1-1第二章 导学案(全)
2.1 圆锥曲线1.通过平面截圆锥面,抽象出圆锥曲线的图形特点。
(预习教材P23~ P25,找出疑惑之处)问题1 用平面截圆锥面可以得到哪些图形?问题2 如图所示:我们还可以得到哪三种图形?画出图(1)形状:画出图(2)形状:画出图(3)形状:新知1:椭圆的定义:新知2:双曲线的定义:新知3:抛物线的定义:新知4:圆锥曲线的定义:二、※典型例题下列各点中,点P的轨迹是椭圆的有,是双曲线的有是抛物线的有(1)A (- 5,0), B (5,0), P (- 4,0)(2) A(4,- 2), B(1,- 3),P(5,0)(3) A(1,0), P(1,- 2) ,直线X=3(4) A (4,1), B (0,-3), P (5,2)三、小结:椭圆,双曲线,抛物线的定义。
四、作业:P33 1,2.2.2.1 椭圆的标准方程(课时1)教学目标:理解椭圆标准方程的推导;掌握椭圆的标准方程;会根据条件求椭圆的标准方程,会根据椭圆的标准方程求焦点坐标。
1、学生回忆:椭圆的定义: 注:满足几个条件的动点的轨迹叫做椭圆?(1)平面内;若把平面内去掉,则轨迹是什么?(2)椭圆上的点到两个焦点的距离之和为常数;记为2a ; 两焦点之间的距离称为焦距,记为2c,即21F F =2c.(3)常数212F F a >,若212F F a =,则轨迹是什么?若212F F a <呢? 2建构数学:(1)回顾求圆的标准方程的基本步骤⑵如何建立适当的坐标系? ①建立适当的直角坐标系:以 为x 轴, 为y 轴,建立如图所示的坐标系。
②设点:设P ),(y x 是椭圆上的任意一点,∵c F F 221=,则1F ,2F 的坐标为 ③根据条件a PF PF 221=+得(1) ④化简:∴椭圆方程为:思考:怎样推导焦点在y 轴上的椭圆的标准方程?(以焦点所在直线为y 轴)问题1:椭圆标准方程的特点是什么?问题2:1、求适合下列条件的椭圆方程(1)a =4,b =3,焦点在x 轴上; (2)b=1,15=c ,焦点在y 轴上2、已知椭圆的方程为11003622=+y x ,则=a ,=b ,=c ,焦点坐标为: ,焦距为 如果曲线上一点P 到焦点1F 的距离为8,则点P 到另一个焦点2F 的距离等于 。
高中数学第二章圆锥曲线章末复习课北师大版选择性必修第一册
跟踪训练3
顺次连接椭圆C:
x2 a2
+
y2 b2
=1(a>b>0)的四个顶
点恰好构
成了一个边长为 7且面积为4 3的菱形.
原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知P为AD的中点,是否存在定点Q,对任意的直线l,OP⊥EQ
恒成立?若存在,求出点Q的坐标;若不存在说明理由;
(3) 过 O 点 作 直 线 l 的 平 行 线 与 椭 圆 C 相 交 , M 为 其 中 一 个 交 点 , 求
OM 的最大值.
AD + AE
方法归纳
第二章 章末复习课
题型一 定点问题 例1 设椭圆C:xa22 + by22=1(a>b>0),F1,F2为左右焦点,B为短轴端 点,长轴长为4,焦距为2c,且b>c,△BF1F2的面积为 3. (1)求椭圆C的方程; (2)设动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点M,且与直线 x=4相交于点N.试探究:在坐标平面内是否存在定点P,使得以MN为 直径的圆恒过点P?若存在求出点P的坐标,若不存在.请说明理由.
方法归纳
求解直线和曲线过定点问题的基本解题模板是:把直线或曲线方程 中的变量x,y当作常数,把方程一端化为零,既然是过定点,那么这 个方程就要对变量的任意一个值都成立,这时变量的系数就要全部等 于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的 点就是直线或曲线所过的定点.
跟踪训练1 已知抛物线E:x2=2py(p>0)的焦点为F,A(2,y0)是E 上一点,且|AF|=2.
高中数学选修2-1《圆锥曲线》教案
4. 待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求. 例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲曲线方程.分析:因为双曲线以坐标轴为对称轴,实轴在y轴上,所以可设双曲线方ax2-4b2x+a2b2=0•••抛物线和双曲线仅有两个公共点,根据它们的对称性,这两个点的横坐标应相等,因此方程ax2-4b 2x+a2b2=0 应有等根.•••△ =1664-4Q4b2=0,即卩a2=2b.(以下由学生完成)由弦长公式得:即a2b2=4b2-a 2.(三)巩固练习用十多分钟时间作一个小测验,检查一下教学效果•练习题用一小黑板给出.1 .△ ABC-边的两个端点是B(0 , 6)和C(0 , -6),另两边斜率的2. 点P与一定点F(2 , 0)的距离和它到一定直线x=8的距离的比是1 : 2,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形?3. 求抛物线y2=2px(p >0)上各点与焦点连线的中点的轨迹方程. 答案:义法)由中点坐标公式得:(四)小结求曲线的轨迹方程一般地有直接法、定义法、相关点法、待定系数法,还有参数法、复数法也是求曲线的轨迹方程的常见方法,这等到讲了参数方程、复数以后再作介绍.五、布置作业1. 两定点的距离为6,点M到这两个定点的距离的平方和为26,求点M的轨迹方程.2. 动点P到点F1(1 , 0)的距离比它到F2(3 , 0)的距离少2,求P点的轨迹.3. 已知圆x2+y2=4上有定点A(2 , 0),过定点A作弦AB,并延长到点P,使3|AB|=2|AB|,求动点P的轨迹方程.作业答案:1. 以两定点A、B所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,得点M的轨迹方程x2+y2=4 2. v |PF2|-|PF|=2 ,且|F1F2| • P点只能在x轴上且x V 1,轨迹是一条射线六、板书设计教学反思:4斜率之积为4,9程.分析:由椭圆的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c .引导学生用其他方法来解.另解:设椭圆的标准方程为2 25 31 a b 0,因点一,一在椭圆上,a b2 225 9 则 4a 2 4b 22 2a b 4;10<6例2如图,在圆x 24上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段 PD , D 为垂足•当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?分析: 点P 在圆x 2 y 2 4上运动,由点 P 移动引起点 M 的运动,则称点 M 是点P 的伴随点,因点M 为线段 PD 的中点,则点 M 的坐标可由点P 来表示,从而能求点 M 的轨迹方程.引申: 设定点2xA 6,2 , P 是椭圆x252y1上动点,求线段 AP 中点M 的轨迹方程.9解法剖析:①(代入法求伴随轨迹)设M x, y , P x 1,y 1 :②(点与伴随点的关系): M为线段AP 的中点,X i y i2x 6;③(代入已知轨迹求出伴随轨迹)2y 22..X 1 '252y11 , •••点M9x的轨迹方程为一25④伴随轨迹表示的范围.例3如图,设A , B 的坐标分别为 5,0 , 5,0 .直线 AM , BM 相交于点M ,且它们的分析:若设点x, y ,则直线AM,BM 的斜率就可以用含 x, y 的式子表示,由于直线AM ,BM 的斜率之积是4 ,因此,可以求出9x, y 之间的关系式,即得到点M 的轨迹方程.解法剖析:设点M x, y ,则 k AM-^― x 5 , k BMx 5 ;x 5x 5代入点M 的集合有4-,化简即可得点 M 的轨迹方程. 9引申:如图,设△ ABC 的两个顶点 A a,0 , B a,0,顶点C 在移动,且k AC k BC k , 且k 0,试求动点C 的轨迹方程.引申目的有两点:①让学生明白题目涉及问题的一般情形;②当 色也是从椭圆的长轴T 圆的直径T 椭圆的短轴.练习:第45页1、2、3、4、 作业:第53页2、3、k 值在变化时,线段 AB 的角求点M 的轨迹方程.分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能 力.实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习由函数的解析式研究函数的性质或其图像的特点,在本节中不仅要注意通过对 椭圆的标准方程的讨论, 研究椭圆的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的培养.①由椭圆的标准方程和非负实数的概念能得到椭圆的范围;②由方程的性质得到椭圆的对称性;③先 定义圆锥曲线顶点的概念,容易得出椭圆的顶点的坐标及长轴、短轴的概念;④通过 题,探究椭圆的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 1. 2椭圆的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,知道对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质. 提问:研究曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、 从范围、对称性、顶点及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )椭圆的简单几何性质2x一2 0,进一步得:a xax 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究椭圆的标准 y 轴为对称轴,原点为对称中心;即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆 锥曲线的顶点.因此椭圆有四个顶点,由于椭圆的对称轴有长短之分,较长的对称轴叫做长轴,较 短的叫做短轴;c④离心率: 椭圆的焦距与长轴长的比e 叫做椭圆的离心率(0 e 1 ),a当 e1 时,c a ,,b0.; 椭圆图形越扁(iii )例题讲解与引申、扩展400的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标.分析:由椭圆的方程化为标准方程,容易求出a,b,c •弓I 导学生用椭圆的长轴、短轴、离心率、 焦点和顶点的定义即可求相关量.确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并掌握利用信息技术探 究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1)(3) (4)大小和位置.要巳8的思考冋①范围:由椭圆的标准方程可得,y 2 b 2b y b ,即椭圆位于直线x② 对称性:由以 x 代x ,以 方程发生变化没有,从而得到椭圆是以③ 顶点:先给出圆锥曲线的顶点的统一定义,y 代y 和 x 轴和 a ,同理可得:b 所围成的矩当 e 0 时,c 0,b a 椭圆越接近于圆例4求椭圆I6x 225y 2/Tn扩展:已知椭圆血5y2 5m m 0的离心率为e—,求m的值.解法剖析:依题意,m0,m 5,但椭圆的焦点位置没有确定, 应分类讨论: ①当焦点在x轴上,即0 m 5时,有a品 b 丽,c 75 ~m,二_—:得m 3;②当焦点在y轴上,即m例5如图,応b 岳c J m 5 , ••• J:5V m一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面的一部分.过对对称的截口5时,有a105253BAC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点F1上,片门位于另一个焦点F2上, 由椭圆一个焦点F1发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点F2.已知BC F1F2,RB 2.8cm,F1F24.5cm .建立适当的坐标系,求截口BAC所在椭圆的方程.解法剖析:建立适当的直角坐标系,设椭圆的标准方程为1,算出a,b,c的值;此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于a,b,c的近似值,原则上在没有注意精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,“神舟”截人飞船发射升空,进入预定轨道开始巡天飞行,其轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆,近地点A距地面200km,远地点B距地面350km,已知地球的半径R 6371km •建立适当的直角坐标系,求出椭圆的轨迹方程.例6如图,设M x, y与定点F 4,0的距离和它到直线I : 兰的距离的比是常数4点M的轨迹方程./ 2 2 「亠「■25匚亠2MF(x 4 y ,到直线I:x 的距离d x44分析:若设点M x, y,则则容易得点M的轨迹方程.引申:(用《几何画板》探究)若点M x, y与定点F c,0的距离和它到定直线l :c距离比是常数e aac 0 ,则点M 的轨迹方程是椭圆.其中定点F c,0是焦点,2x —相应于F的准线;c由椭圆的对称性, 另一焦点F c,0 ,相应于F的准线l :练习:第52页1、作业:第53页4、教学反思:2、3、4、5、6、75ac4,求52a的c定直线l :类比椭圆:设参量b的意义:第一、便于写出双曲线的标准方程;第二、的几何意义.2 类比:写出焦点在y轴上,中心在原点的双曲线的标准方程召b (iii )例题讲解、引申与补充例1已知双曲线两个焦点分别为F15,0 , F25,0,双曲线上一点绝对值等于6,求双曲线的标准方程.分析:由双曲线的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c的关系有明显P到R , F2距离差的2x2a1 a 0,b 0 . a,b, c.补充:求下列动圆的圆心M 的轨迹方程:① 与O C :2 22 y 2内切,且过点 A 2,0 :②与O C 1 : x 2 y 12 21 和O C2 : x y 4都外切;③与O C i :2 y 9外切,且与O C 2: x 223 y 1内切.解题剖析 半径为r :这表面上看是圆与圆相切的问题, 实际上是双曲线的定义问题•具体解: 设动圆•/ O C 与O M 内切,点A 在O C 外,• MC| r /2 MA,因此有MA 2x 2 •••点 MC 2,•点M 的轨迹是以C 、 A 为焦点的双曲线的左支,即M 的轨迹方程是MC i •••O M 与O c 1、O C 2 均外切,•••|MC 1| r 1, MC 2 r 2,因此有的轨迹是以C 2、C i 为焦点的双曲线的上支,• M 的轨迹方程是4y••• e M MC 2MC 24x 2 3MC i 1 ,与eG 外切,且e M 与e C 2内切,•- MC j4,•点M 的轨迹是以C i 、C 2为焦点的双曲线的右支,• MC 2r 1,因此M 的轨迹方程是例2已知A , B 两地相距800m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在 B 地晚2s ,且声速为340m / s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程. 分析:首先要判断轨迹的形状,由声学原理:由声速及 A , B 两地听到爆炸声的时间差,即可知A , B 两地与爆炸点的距离差为定值•由双曲线的定义可求出炮弹爆炸点的轨迹方程. 扩展:某中心接到其正东、正西、正北方向三个观察点的报告:正西、正北两个观察点同时听 到了一声巨响,正东观察点听到该巨响的时间比其他两个观察点晚 4s .已知各观察点到该中心的 距离都是1020m •试确定该巨响发生的位置(假定当时声音传播的速度为 340m/s ;相关点均在 同一平面内)• 解法剖析:因正西、正北同时听到巨响,则巨响应发生在西北方向或东南方向,以因正东比正西晚 4s ,则巨响应在以这两个观察点为焦点的双曲线上. 如图,以接报中心为原点 0,正东、正北方向分别为 x 轴、y 轴方向,建立直角坐标系,设 B 、C 分别是西、东、北观察点,则 A 1020,0 , B 1020,0 , C 0,1020 • 设P x,y 为巨响发生点,•/ A 、C 同时听到巨响,•OP 所在直线为y x ……①,又因B 点比A 点晚4s 听到巨响声,• PB PA 4 340 1360 m •由双曲线定义知,a 680 ,2 2c 1020 ,••• b 340^5 ,••• P点在双曲线方程为X 2y2 1 x 680……②.联立680 5 340①、②求出P点坐标为P 680 ;5,680 ,'5 •即巨响在正西北方向680、、10m处.探究:如图,设A,B的坐标分别为5,0,5,0 •直线AM,BM相交于点M,且它们4的斜率之积为,求点M的轨迹方程,并与§ 2. 1.例3比较,有什么发现?9探究方法:若设点M x,y,则直线AM , BM的斜率就可以用含x, y的式子表示,由于直线AM , BM的斜率之积是4,因此,可以求出x, y之间的关系式,即得到点M的轨迹方程.9练习:第60页1、2、3、作业:第66页1、2、2 . 3. 2双曲线的简单几何性质♦知识与技能目标了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2 )通过方程,研究曲线的性质.理解双曲线的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题;通过例题和探究了解双曲线的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术进一步见识圆锥曲线的统一定义♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习得到椭圆的简单的几何性质的方法,在本节课中不仅要注意通过对双曲线的标准方程的讨论,研究双曲线的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的进一步地培养.①由双曲线的标准方程和非负实数的概念能得到双曲线的范围;②由方程的性质得到双曲线的对称性;③由圆锥曲线顶点的统一定义,容易得出双曲线的顶点的坐标及实轴、虚轴的概念;④应用信息技术的《几何画板》探究双曲线的渐近线问题;⑤类比椭圆通过F56的思考问题,探究双曲线的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 2. 2双曲线的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,对双曲线的标准方程的讨论来研究双曲线的几何性质.提问:研究双曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对双曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点、渐近线及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )双曲线的简单几何性质2 2①范围:由双曲线的标准方程得, 1 0,进一步得:x a ,或xa .这说b a明双曲线在不等式 x a ,或x a 所表示的区域;② 对称性:由以 x 代x ,以y 代y 和 x 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究双曲线的标准方程发生变化没有,从而得到双曲线是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③ 顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线 的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴, 焦点不在的对称轴叫做虚轴;c⑤ 离心率:双曲线的焦距与实轴长的比 e —叫做双曲线的离心率(e 1).a④渐近线:直线ybx 2x 叫做双曲线一 aa 2yb 2 1的渐近线;y 轴上的渐近线是扩展:求与双曲线x 2 162y —1共渐近线,2. 3, 3点的双曲线的标准方及离心率.解法剖析 :双曲线2x16291的渐近4x .①焦点在x 轴上时,设所求的双曲2线为X 216k 2 2 y 9k 2A 2;3, 3点在双曲线上,••• k 21,无解;4②焦点在y 轴上时,设所求的双曲线2x 16k 229:2 1,―A2 3, 3点在双曲线上,• k21,因此,所求双曲线42的标准方程为y9 41,离心率e5.这个要进行分类讨论,但只有一种情形有解,事实上, 3可直接设所求的双曲线的方程为2x162y一 mm R,m 0 .9(iii )例题讲解与引申、扩展例3求双曲线9y2 16x2 144的实半轴长和虚半轴长、焦点的坐标、离心率、渐近线方程.分析:由双曲线的方程化为标准方程,容易求出a,b,c.引导学生用双曲线的实半轴长、虚半轴长、离心率、焦点和渐近线的定义即可求相关量或式子,但要注意焦点在例4双曲线型冷却塔的外形,半径为12m,上口半径为13m,下口半径为25m,高为55m .试选择适当的坐标系,求出双曲线的方程(各长度量精确到1m).是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所成的曲面如图(1),它的最小解法剖析:建立适当的直角坐标系,设双曲线的标准方程为2 2七七 1,算出a,b,c的值;a b此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于 精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,在 P 处堆放着刚购买的草皮,现要把这些草皮沿着道路 PA 或PB 送到呈矩形的足球场 ABCD 中去铺垫,已知|Ap 150m ,|Bp 100m,| BC| 60m , APB 60o •能否在足球场上画一条 “等距离”线,在“等距离”线的两侧的区域应该选择怎样的线路?说明理由.解题剖析:设M 为“等距离”线上任意一点,则|PA |AM点M 的轨迹方程.♦情感、态度与价值观目标在合作、互动的教学氛围中,通过师生之间、学生之间的交流、合作、互动实现共同探究,教 学相长的教学活动情境,结合教学内容,培养学生科学探索精神、审美观和科学世界观,激励学生 创新.必须让学生认同和掌握:双曲线的简单几何性质,能由双曲线的标准方程能直接得到双曲线 的范围、对称性、顶点、渐近线和离心率;必须让学生认同与理解:已知几何图形建立直角坐标系 的两个原则,①充分利用图形对称性,②注意图形的特殊性和一般性;必须让学生认同与熟悉:取 近似值的两个原则:①实际问题可以近似计算,也可以不近似计算,②要求近似计算的一定要按要 求进行计算,并按精确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并 掌握利用信息技术探究点的轨迹问题, 培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1) 分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究 ,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.(2)思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能MF I 1 ^2 2 .16 ,16 J X 5y ,到直线l:x 一的距离dx — 15 5分析:若设点M x, y ,则a,b,c 的近似值,原则上在没有注意PB BM ,即BM | |AM | |Ap |Bp 50 (定值),“等距离”线是以A 、B 为焦点的双曲线的左支上的2部分,容易“等距离”线方程为x y1 35 x 625 375025,0 y 60 .理由略.例5如图,设M x, y 与定点F 5,0的距离和它到直线 15的距离的比是常数5,求4则容易得点M 的轨迹方程. 引申:《几何画板》探究点的轨迹:双曲线x, y 与定点 F c,0 的距离和它到定直线2a——的距离 c比是常数0,则点M 的轨迹方程是双曲线. 其中定点F c,02是焦点,定直线l : x —相c应于F 的准线; 另一焦点 F c,0,相应于F 的准线I : xx2力.(3) 实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.(4)创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.练习:第66页1、2、3、4、5 作业:第3、4、6补充:3.课题:双曲线第二定义教学目标:1•知识目标:掌握双曲线第二定义与准线的概念,并会简单的应用。
新教材北师大版高中数学选择性必修第一册第二章圆锥曲线 知识点考点重点难点解题规律归纳总结
第二章 圆锥曲线1 椭圆 ........................................................................................................................... - 1 -1.1 椭圆及其标准方程 ......................................................................................... - 1 - 1.2 椭圆的简单几何性质 ..................................................................................... - 6 - 2 双曲线 ..................................................................................................................... - 11 -2.1 双曲线及其标准方程 ................................................................................... - 11 - 2.2 双曲线的简单几何性质 ............................................................................... - 15 - 3 抛物线 ..................................................................................................................... - 19 -3.1 抛物线及其标准方程 ................................................................................... - 19 - 3.2 抛物线的简单几何性质 ............................................................................... - 23 - 4 直线与圆锥曲线的位置关系 .................................................................................. - 28 -4.1 直线与圆锥曲线的交点 ............................................................................... - 28 - 4.2 直线与圆锥曲线的综合问题 ....................................................................... - 28 -1 椭圆1.1 椭圆及其标准方程1.椭圆的定义平面内到两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的集合(或轨迹)叫作椭圆.这两个定点叫作椭圆的焦点,两焦点间的距离叫作椭圆的焦距.1.椭圆定义中,将“大于|F 1F 2|”改为“等于|F 1F 2|”或“小于|F 1F 2|”,其他条件不变,点的轨迹是什么?[提示] 当距离之和等于|F 1F 2|时,动点的轨迹就是线段F 1F 2;当距离之和小于|F 1F 2|时,动点的轨迹不存在.2.椭圆的标准方程焦点在x 轴上 焦点在y 轴上 标准方程 x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0) y 2a 2+x 2b 2=1 (a >b >0) 焦点 (-c ,0),(c ,0)(0,-c ),(0,c )a 、b 、c 的关系c 2=a 2-b 22.椭圆x 29+y 216=1的焦点是在x 轴上,还是在y 轴上?[提示] 椭圆x 29+y 216=1的焦点在y 轴上.疑难问题类型1 椭圆定义及应用【例1】 (1)椭圆x 225+y 29=1上一点A 到焦点F 的距离为2,B 为AF 的中点,O 为坐标原点,则|OB |的值为( )A .8B .4C .2D .32(2)已知B (-5,0)、C (5,0),且△ABC 的周长等于24,则顶点A 的轨迹方程为________.(3)已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的焦点,过F 1的直线AB 与椭圆交于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为________.(1)B (2)x 249+y 224=1(y ≠0) (3)4a [(1)设F ′为椭圆的另一焦点,则|AF |+|AF ′|=2a =10,∴|AF ′|=8,∵O ,B 分别为FF ′,AF 的中点.∴|OB |=12|AF ′|=4.(2)由已知得,|AB |+|AC |=14,由椭圆的定义可知,顶点A 的轨迹是椭圆, 又2c =10,2a =14,即c =5,a =7, 所以b 2=a 2-c 2=24.当点A 在直线BC 上,即y =0时,A 、B 、C 三点不能构成三角形,所以点A 的轨迹方程是x 249+y 224=1(y ≠0).(3)∵|AF1|+|AF2|=2a,|BF1|+|BF2|=2a,∴△ABF2的周长=|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=2a+2a=4a.]由椭圆定义可知,椭圆上任一点到椭圆的两个焦点距离之和为定值,所以椭圆定义有以下应用:(1)实现两个焦半径之间的相互转化;,(2)将两个焦半径之和看成一个整体,求解定值问题.类型2求椭圆的标准方程[探究问题]1.同一椭圆在不同坐标系下的方程相同吗?[提示]不同.2.在椭圆标准方程的推导过程中,为什么令b2=a2-c2,b>0?[提示]令b2=a2-c2可以使方程变得简单整齐,在今后讨论椭圆的几何性质时,b还有明确的几何意义.3.椭圆x2a2+y2b2=1和y2a2+x2b2=1(a>b>0)有何异同点?[提示]因为椭圆标准方程中的两个参数a,b确定了椭圆的形状、大小,所以椭圆x2a2+y2b2=1和y2a2+x2b2=1(a>b>0)的形状、大小相同,但这两个椭圆的位置不同,焦点坐标也不同.【例2】写出适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点坐标为(-4,0),(4,0),并且过点(-5,3);(2)经过点P1(6,1),P2(-3,-2).[思路点拨](1)设出相应焦点位置的椭圆方程,利用关系式b2=a2-c2及点(-5,3)在椭圆上求待定系数;(2)由于焦点位置不明确,可将其设成Ax 2+By 2=1(A >0,B >0)的形式,再进一步确定A ,B .[解] (1)依题意知椭圆的焦点在x 轴上,可设它的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由已知得c =4,所以a 2-b 2=16.①因为点(-5,3)在椭圆上,所以(-5)2a 2+(3)2b 2=1,即5a 2+3b 2=1.② 由①②得a 2=20,b 2=4.因此,所求椭圆的标准方程为x 220+y 24=1.(2)设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0),由已知得 ⎩⎨⎧6A +B =13A +2B =1, 解得A =19,B =13.∴所求的椭圆的标准方程为x 29+y 23=1.1.求椭圆标准方程的方法(1)定义法:根据椭圆的定义,判断出轨迹是椭圆,然后写出其方程. (2)待定系数法:设出椭圆的标准方程,再依据条件确定a 2、b 2的值,其一般步骤是:①定位:确定椭圆的焦点在x 轴还是y 轴上,从而设出相应的标准方程的形式. ②定量:根据已知条件,建立关于a 、b 、c 的方程组,求出a 2、b 2,从而写出椭圆的标准方程.2.椭圆的标准方程在形式上可统一为Ax 2+By 2=1,其中A 、B 是不等的正常数.类型3 椭圆标准方程的简单应用【例3】 (1)已知方程x 25-2m +y 2|m |-1=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数m的取值范围为________.(2)已知椭圆方程为kx 2+3y 2-6k =0,焦距为4,则k 的值为________. (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫2,52 (2)1或5 [(1)∵椭圆焦点在y 轴上,∴其标准方程应为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),∴|m |-1>5-2m >0,解得2<m <52,∴m 的取值范围为2<m <52.(2)将方程kx 2+3y 2-6k =0化为x 26+y 22k =1.∵焦距为4,∴2c =4,即c =2.当焦点在x 轴上时,6-2k =4,解得k =1; 当焦点在y 轴上时,2k -6=4,解得k =5. 综上,k =1或5.]1.判断焦点所在坐标轴的依据是看x 2项,y 2项的分母哪个大,焦点在分母大的对应的坐标轴上.2.对于方程x 2m +y 2n =1(m >0,n >0),当m >n >0时,方程表示焦点在x 轴上的椭圆;当n >m >0时,方程表示焦点在y 轴上的椭圆.特别地,当n =m >0时,方程表示圆心在原点的圆.归纳总结1.平面内到两定点F 1,F 2的距离之和为常数,即|MF 1|+|MF 2|=2a , 当2a >|F 1F 2|时,轨迹是椭圆;当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一条线段F 1F 2; 当2a <|F 1F 2|时,轨迹不存在.2.涉及椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义列出|PF 1|+|PF 2|=2a 求解,回归定义是求解椭圆的焦点三角形问题的常用方法.3.用待定系数法求椭圆的标准方程时,若已知焦点的位置,可直接设出标准方程;若焦点位置不确定,可分两种情况求解,也可设Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B )求解,避免分类讨论.1.2椭圆的简单几何性质椭圆的几何性质焦点的位置焦点在x轴上焦点在y轴上图形标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)对称性对称轴x轴和y轴,对称中心(0,0)范围-a≤x≤a且-b≤y≤b -b≤x≤b且-a≤y≤a顶点A1(-a,0)、A2(a,0),B1(0,-b)、B2(0,b)A1(0,-a)、A2(0,a),B1(-b,0)、B2(b,0)轴长短轴长=2b,长轴长=2a焦点F1(-c,0)、F2(c,0)F1(0,-c)、F2(0,c)焦距|F1F2|=2c离心率e=ca(0<e<1)(1)椭圆方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,a,b,c的几何意义是什么?(2)椭圆上的点到焦点的最大距离与最小距离分别是什么?[提示](1)在方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,a,b,c的几何意义如图所示.即a,b,c正好构成了一个以对称中心,一个焦点、一个短轴顶点构成的直角三角形.(2)最大距离:a+c;最小距离:a-c.疑难问题类型1 椭圆的几何性质 [探究问题]1.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上,到中心O 和焦点F 1(-c ,0)的距离最近和最远的点分别在什么位置?[提示] 椭圆上,到中心O 的距离最近的点是短轴端点B 1和B 2;到中心O 的距离最远的点是长轴端点A 1和A 2.点(a ,0),(-a ,0)与焦点F 1(-c ,0)的距离,分别是椭圆上的点与焦点F 1的最远距离和最近距离.2.利用椭圆方程如何判断点P (x 0,y 0)与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的位置关系? [提示] 点P (x 0,y 0)与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的位置关系: 点P 在椭圆上⇔x 20a 2+y 20b 2=1; 点P 在椭圆内部⇔x 20a 2+y 20b 2<1; 点P 在椭圆外部⇔x 20a 2+y 20b 2>1.3.椭圆的离心率是如何刻画椭圆的扁平程度的? [提示] e 的大小决定了椭圆的扁圆程度. 因为a 2=b 2+c 2,所以ba =1-e 2,因此,当e 越趋近于1时,ba 越接近于0,椭圆越扁; 当e 越趋近于0时,ba越接近于1,椭圆越接近于圆.【例1】 (1)椭圆x 225+y 29=1与x 29-k +y 225-k =1(0<k <9)的( )A .长轴长相等B .短轴长相等C .离心率相等D .焦距相等(2)已知椭圆的标准方程为x 2100+y 264=1,O 为坐标原点,则椭圆上的点P 到椭圆中心|OP |的范围为( )A .[6,10]B .[6,8]C .[8,10]D .[16,20](3)(一题两空)椭圆4x 2+9y 2=36的长轴长为________,短轴长为________. (1)D (2)C (3)6 4 [(1)椭圆x 225+y 29=1中c 21=25-9=16,椭圆x 29-k +y 225-k=1中c 22=25-k -(9-k )=16,∴两椭圆焦距相等.(2)设P (x 0,y 0),则|OP |=x 20+y 20.由椭圆的范围,知|x 0|≤a =10,|y 0|≤b =8, 又∵P 在椭圆上,∴x 20100+y 2064=1, ∴y 20=64-1625x 20,∴|OP |=925x 20+64.∵0≤x 20≤100,∴64≤925x 20+64≤100,∴8≤|OP |≤10.(3)把已知方程化为椭圆的标准方程为:x 29+y 24=1,∴a =3,b =2,∴长轴长为2a =6,短轴长为2b =4.]用标准方程研究几何性质的步骤 (1)将椭圆方程化为标准形式.(2)确定焦点位置.(焦点位置不确定的要分类讨论) (3)求出a ,b ,c . (4)写出椭圆的几何性质.类型2 由椭圆的简单性质求方程【例2】 求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)焦点在y 轴上,a =2,离心率e =12;(2)一焦点坐标为(-3,0),一顶点坐标为(0,5); (3)过点(3,0),离心率e =63.[思路点拨](1)由a=2,e=ca=12,易得c,代入b2=a2-c2可求得b2,此时可写出焦点在y轴上的椭圆方程;(2)由已知可以确定焦点在x轴上及c,b的值,从而可写出椭圆的标准方程;(3)不能确定焦点所在的坐标轴,需分类讨论.[解](1)由a=2,e=12,可得a2=4,且c2=12,即c=1,所以b2=a2-c2=4-1=3.已知椭圆的焦点在y轴上,所以所求的标准方程为y24+x23=1.(2)由椭圆的一个焦点坐标为(-3,0),可知椭圆的焦点在x轴上,且c=3.又由一顶点坐标为(0,5),可得b=5,所以a2=b2+c2=25+9=34.因此所求的标准方程为x234+y225=1.(3)当椭圆的焦点在x轴上时,因为a=3,e=63,所以c=6,从而b2=a2-c2=3,所以椭圆的标准方程为x29+y23=1;当椭圆的焦点在y轴上时,因为b=3,e=63,所以a2-b2a=63,所以a2=27,所以椭圆的标准方程为y227+x29=1.综上,所求椭圆的标准方程为x29+y23=1或y227+x29=1.已知椭圆的简单性质求标准方程:(1)先看题目的条件能否确定焦点所在的坐标轴,当不能确定焦点所在的坐标轴时,需分焦点在x轴上或在y轴上进行讨论.(2)然后依据关系式e=ca,b2=a2-c2确定a,b的值,从而求出椭圆的标准方程.类型3求椭圆的离心率【例3】已知F1,F2是椭圆的两个焦点,过F1且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,若△ABF2是正三角形,求该椭圆的离心率.[思路点拨]根据已知条件得出a、c的关系即可.[解]不妨设椭圆的焦点在x轴上,因为AB⊥F1F2,且△ABF2为正三角形,所以在Rt△AF1F2中,∠AF2F1=30°,令|AF1|=x,则|AF2|=2x,所以|F1F2|=|AF2|2-|AF1|2=3x=2c,由椭圆的定义,可知|AF1|+|AF2|=2a=3x,∴e=2c2a=3x3x=33.求椭圆的离心率通常有两种方法:(1)若给定椭圆的方程,则根据焦点位置先求a2、b2,再求出a、c的值,利用公式e=ca直接求解;(2)若椭圆的方程未知,则根据条件建立a、b、c之间的关系式,化为关于a、c的齐次方程,再将方程两边同除以a的最高次幂,得到e的方程,解方程求得e.归纳总结1.已知椭圆的方程讨论椭圆的性质时,若不是标准形式,应先化成标准形式.2.根据椭圆的几何性质,可以求椭圆的标准方程,其基本思路是“先定位,再定量”,常用的方法是待定系数法.3.椭圆的范围给出了椭圆上的点的横坐标、纵坐标的取值范围,常用来求解与椭圆有关的最值与范围问题.4.椭圆的对称性是椭圆的重要几何性质,在解题时,恰当使用对称性能简化求解过程.2双曲线2.1双曲线及其标准方程1.双曲线的定义平面内到两个定点F1,F2的距离之差的绝对值等于常数(大于零且小于|F1F2|)的点的集合(或轨迹)叫作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两个焦点间的距离叫作双曲线的焦距.1.双曲线定义中,将“小于|F1F2|”改为“等于|F1F2|”或“大于|F1F2|”的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?[提示]当距离之差等于|F1F2|时,动点的轨迹就是两条射线,端点分别是F1、F2,当距离之差大于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.2.双曲线定义中,将“差的绝对值”改为“差”,其他条件不变,点的轨迹是什么?[提示]动点的轨迹是双曲线的一支.2.双曲线的标准方程焦点在x轴上焦点在y轴上标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)焦点F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)焦距|F1F2|=2ca、b、c的关系c2=a2+b23.确定双曲线的标准方程需要知道哪些量?[提示]a,b的值及焦点所在的位置.疑难问题类型1双曲线的定义及应用双曲线中,焦点三角形的面积问题【例1】 已知双曲线x 29-y 216=1的左,右焦点分别是F 1,F 2,若双曲线上一点P 使得∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.[解] 由x 29-y 216=1,得a =3,b =4,c =5.由定义和余弦定理得|PF 1|-|PF 2|=±6,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°,所以102=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|, 所以|PF 1|·|PF 2|=64,所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin ∠F 1PF 2=12×64×32=163.利用双曲线定义求点的轨迹方程【例2】 已知定点A (0,7),B (0,-7),C (12,2),以C 为一个焦点作过A ,B 的椭圆,求另一焦点F 的轨迹方程.[思路点拨] 考查点F 的几何性质,利用双曲线的定义求解. [解] 设F (x ,y )为轨迹上的任意一点, 因为A ,B 两点在以C ,F 为焦点的椭圆上,所以|F A |+|CA |=2a ,|FB |+|CB |=2a (其中a 表示椭圆的长半轴长). 所以|F A |+|CA |=|FB |+|CB |.所以|F A |-|FB |=|CB |-|CA |=122+92-122+(-5)2=2,即|F A |-|FB |=2. 由双曲线的定义知,F 点在以A ,B 为焦点,2为实轴长的双曲线的下半支上.所以点F 的轨迹方程是y 2-x248=1(y ≤-1).1.利用双曲线的定义解决与焦点有关的问题,一是要注意||PF 1|-|PF 2||=2a 的变形使用,特别是与|PF 1|2+|PF 2|2,|PF 1|·|PF 2|间的关系.2.利用双曲线的定义求曲线的轨迹方程, 其基本步骤为 ①寻求动点M 与定点F 1,F 2 之间的关系;②根据题目的条件计算是否满足||MF 1|-|MF 2||=2a (常数,a >0);③判断:若2a <2c =|F 1F 2|,满足定义,则动点M 的轨迹就是双曲线,且2c =|F 1F 2|,b 2=c 2-a 2,进而求出相应a ,b ,c ;④根据F 1,F 2所在的坐标轴写出双曲线的标准方程.类型2 求双曲线的标准方程【例3】 (1)已知双曲线过点(3,-42)和⎝ ⎛⎭⎪⎫94,5,求双曲线的标准方程;(2)求与双曲线x 216-y 24=1有公共焦点,且过点(32,2)的双曲线方程. [思路点拨] 用待定系数法求解.[解] (1)设所求双曲线方程为Ax 2-By 2=1()AB >0, 则⎩⎪⎨⎪⎧9A -32B =1,8116A -25B =1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧A =-19,B =-116,∴双曲线的标准方程为y 216-x 29=1.(2)法一:设所求双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 由题意易求得c =25.又双曲线过点(32,2), ∴(32)2a 2-4b 2=1.又∵a 2+b 2=(25)2, ∴a 2=12,b 2=8.故所求双曲线方程为x 212-y 28=1.法二:设双曲线方程为x 216-k -y 24+k =1(-4<k <16),将点(32,2)代入得k =4, ∴所求双曲线方程为x 212-y 28=1.待定系数法求双曲线方程的步骤类型3曲线类型的判定【例4】已知曲线C:x2t2+y2t2-1=1(t≠0,t≠±1).(1)求t为何值时,曲线C分别为椭圆、双曲线;(2)求证:不论t为何值,曲线C有相同的焦点.[思路点拨]方程Ax2+By2=1表示的轨迹是由参数A,B的值及符号确定,因此要确定轨迹,需对A,B进行讨论.[解](1)当|t|>1时,t2>0,t2-1>0,且t2≠t2-1,曲线C为椭圆;当|t|<1时,t2>0,t2-1<0,曲线C为双曲线.(2)证明:当|t|>1时,曲线C是椭圆,且t2>t2-1,因此c2=a2-b2=t2-(t2-1)=1,∴焦点为F1(-1,0),F2(1,0).当|t|<1时,双曲线C的方程为x2t2-y21-t2=1,∵c2=a2+b2=t2+1-t2=1,∴焦点为F1(-1,0),F2(1,0).综上所述,无论t为何值,曲线C有相同的焦点.方程Ax2+By2=1(A,B≠0)表示双曲线的充要条件为AB<0,若A<0,B>0,则方程表示焦点在y轴上的双曲线;若B<0,A>0,则方程表示焦点在x轴上的双曲线.即双曲线的焦点位置是由x2,y2的系数的正负决定的.归纳总结1.对双曲线定义的理解(1)定义中距离的差要加绝对值,否则只为双曲线的一支.设F1,F2表示双曲线的左,右焦点,若|MF1|-|MF2|=2a,则点M在右支上;若|MF2|-|MF1|=2a,则点M在左支上.(2)双曲线定义的应用:①若||MF1|-|MF2||=2a(0<2a<|F1F2|),则动点M的轨迹为双曲线.②若动点M在双曲线上,则||MF1|-|MF2||=2a.2.求双曲线标准方程的步骤(1)定位:在标准方程的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以确定方程的形式.(2)定量:确定a2,b2的数值.提醒:若焦点的位置不明确,应注意分类讨论,也可以设双曲线方程为mx2+ny2=1的形式,其中mn<0.2.2双曲线的简单几何性质双曲线的性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质焦点F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)焦距|F1F2|=2c范围x≥a或x≤-a,y∈R y≥a或y≤-a,x∈R 顶点(-a,0),(a,0)(0,-a),(0,a)对称性对称轴:x轴、y轴;对称中心:坐标原点轴长实轴长=2a,虚轴长=2b渐近线xa±yb=0或y=±ba xxb±ya=0或y=±ab x离心率e=ca(e>1)(1)渐近线相同的双曲线是同一条双曲线吗?(2)双曲线的离心率和渐近线的斜率有怎样的关系?[提示](1)渐近线相同的双曲线有无数条,但它们实轴与虚轴的长的比值相同.(2)e2=c2a2=1+b2a2,ba是渐近线的斜率或其倒数.疑难问题类型1双曲线的简单性质【例1】求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.[思路点拨]先将双曲线的形式化为标准方程,再研究其性质.[解]双曲线的方程化为标准形式是x29-y24=1,∴a2=9,b2=4,∴a=3,b=2,c=13.又曲线的焦点在x轴上,∴顶点坐标为(-3,0),(3,0),焦点坐标为(-13,0),(13,0),实轴长2a=6,虚轴长2b=4,离心率e=ca=133,渐近线方程为y=±23x.1.由双曲线方程探究其简单几何性质时,需先看所给方程是否为标准方程,若不是,需先把方程化为标准方程,这是依据方程求参数a,b,c值的关键.2.写顶点坐标、焦点坐标、渐近线方程时,需先由方程确定焦点所在的坐标轴,否则易出错,需注意双曲线方程与渐近线方程的对应关系.类型2利用双曲线的性质求双曲线方程【例2】求适合下列条件的双曲线的标准方程.(1)实轴长为16,离心率为5 4;(2)双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为(3,0).[思路点拨]由双曲线的几何性质,列出关于a,b,c的方程,求出a,b,c 的值.[解](1)设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1或y2a2-x2b2=1(a>0,b>0).由题意知2a=16,ca=54,c2=a2+b2,解得c=10,a=8,b=6,所以双曲线的标准方程为x264-y236=1或y264-x236=1.(2)设双曲线方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).由已知得a=3,c=2,∴b2=c2-a2=1.∴双曲线的标准方程为x23-y2=1.1.求双曲线方程,关键是求a,b的值,在解题过程中应熟悉a,b,c,e等元素的几何意义及它们之间的联系,并注意方程思想的应用.2.若已知双曲线的渐近线方程ax±by=0,可设双曲线方程为a2x2-b2y2=λ.类型3双曲线的离心率【例3】已知以双曲线C的两个焦点及虚轴的两个端点为顶点的四边形中,有一个内角为60°,求双曲线C的离心率.[思路点拨]确定四边形中为60°的内角,通过解三角形得a,b,c的关系,进而求出离心率.[解]设双曲线方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),如图所示,由于在双曲线中c>b,故在Rt△OF1B2中,只能是∠OF1B2=30°,所以bc=tan 30°,c=3b,所以a=2b,离心率e=ca=32=62.求双曲线离心率的两种方法(1)直接法:若已知a,c可直接利用e=ca求解.(2)方程法:若无法求出a,b,c的具体值,但根据条件可确定a,b,c之间的关系,可通过b2=c2-a2,将关系式转化为关于a,c的齐次方程,借助于e=ca,转化为关于e的n次方程求解.归纳总结1.由已知双曲线的方程求双曲线的几何性质时,注意首先应将方程化为标准形式,并要特别注意焦点所在的位置,防止将焦点坐标和渐近线方程写错.2.注意双曲线性质间的联系,尤其是双曲线的渐近线斜率与离心率之间的联系,并注意数形结合,从直观入手.3.椭圆、双曲线的标准方程都可写成Ax2+By2=1的形式,当A>0,B>0且A≠B 时表示椭圆,当AB<0时表示双曲线.3 抛物线3.1 抛物线及其标准方程1.抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )的距离相等的点的集合(或轨迹)叫作抛物线,定点F 叫作抛物线的焦点,定直线l 叫作抛物线的准线.1.抛物线的定义中,若点F 在直线l 上,那么动点的轨迹是什么? [提示] 点的轨迹是过点F 且垂直于直线l 的直线. 2.抛物线的标准方程 图形标准 方程 y 2=2px (p >0) y 2=-2px(p >0) x 2=2py (p >0) x 2=-2py (p >0) 焦点 坐标 ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,p 2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-p 2 准线 方程x =-p 2x =p 2y =-p 2y =p 22.抛物线的标准方程y 2=2px (p >0)中p 的几何意义是什么? [提示] 焦点到准线的距离.3.已知抛物线的标准方程,怎样确定抛物线的焦点位置和开口方向? [提示] 一次项变量为x (或y ),则焦点在x 轴(或y 轴)上;若系数为正,则焦点在正半轴上;系数为负,则焦点在负半轴上.焦点确定,开口方向也随之确定.疑难问题类型1 抛物线的定义【例1】 已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A .34B .1C .54D .74[思路点拨] 如图,过A 、B 分别作准线l 的垂线AD ,BC ,垂足分别为D ,C ,M 是线段AB 的中点,MN 垂直准线l 于N ,由于MN 是梯形ABCD 的中位线,所以|MN |=|AD |+|BC |2.C [由抛物线的定义知|AD |+|BC |=|AF |+|BF |=3,所以|MN |=32,又由于准线l 的方程为x =-14,所以线段AB 中点到y 轴的距离为32-14=54,故选C .]1.解答本题的关键是利用抛物线的定义把到焦点的距离转化为到准线的距离.2.与抛物线有关的问题中,涉及到焦点的距离或到准线的距离时,一般是利用定义对两个距离进行相互转化.类型2 求抛物线的标准方程求抛物线的焦点坐标或准线方程【例2】 求下列抛物线的焦点坐标和准线方程. (1)y 2=40x ;(2)4x 2=y ;(3)6y 2+11x =0.[解] (1)焦点坐标为(10,0),准线方程为x =-10. (2)由4x 2=y 得x 2=14y . ∵2p =14,∴p =18.∴焦点坐标为(0,116),准线方程为y =-116.(3)由6y 2+11x =0,得y 2=-116x , 故焦点坐标为(-1124,0),准线方程为x =1124.求抛物线的标准方程【例3】 求满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)过点(-3,2); (2)已知抛物线焦点在y 轴上,焦点到准线的距离为3.[思路点拨] 确定p 的值和抛物线的开口方向,写出标准方程.[解] (1)设所求的抛物线方程为y 2=-2p 1x (p 1>0)或x 2=2p 2y (p 2>0),∵过点(-3,2),∴4=-2p 1×(-3)或9=2p 2×2.∴p 1=23或p 2=94.故所求的抛物线方程为y 2=-43x 或x 2=92y .(2)由题意知,抛物线标准方程为x 2=2py (p >0)或x 2=-2py (p >0)且p =3, ∴抛物线标准方程为x 2=6y 或x 2=-6y .1.根据抛物线方程求准线方程或焦点坐标时,应先把抛物线的方程化为标准方程,这样才能准确写出抛物线的准线方程.2.求抛物线方程的主要方法是待定系数法,若已知抛物线的焦点位置,则可设出抛物线的标准方程,求出p 值即可,若抛物线的焦点位置不确定,则要分情况讨论,另外,焦点在x 轴上的抛物线方程可统一设成y 2=ax (a ≠0),焦点在y 轴上的抛物线方程可统一设成x 2=ay (a ≠0).类型3 抛物线的实际应用【例4】 一辆卡车高3 m ,宽1.6 m ,欲通过断面为抛物线型的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为a m ,求使卡车通过的a 的最小整数值.[思路点拨] 解答本题首先建系,转化成抛物线的问题,再利用抛物线的方程解决问题.[解] 以隧道顶点为原点,拱高所在直线为y 轴建立直角坐标系,则点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,-a 4,如图所示.设隧道所在抛物线方程为x 2=my ,则⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22=m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4,∴m =-a .即抛物线方程为x 2=-ay . 将(0.8,y )代入抛物线方程,得0.82=-ay ,即y =-0.82a . 欲使卡车通过隧道,应有y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4>3,即a 4-0.82a >3. ∵a >0,∴a >12.21.∴a 应取13.1.解答本题的关键是把实际问题转化为数学问题,利用数学模型,通过数学语言(文字、符号、图形、字母等)表达、分析、解决问题.2.在建立抛物线的标准方程时,以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为一条坐标轴建立坐标系.这样可使得标准方程不仅具有对称性,而且曲线过原点,方程不含常数项,形式更为简单,便于应用.归纳总结1.焦点在x 轴上的抛物线,其标准方程可以统设为y 2=mx (m ≠0),此时焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫m 4,0,准线方程为x =-m 4;焦点在y 轴上的抛物线,其标准方程可以统设为x 2=my (m ≠0),此时焦点为F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,m 4,准线方程为y =-m 4. 2.设M (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px (p >0)上一点,焦点为F ,则根据抛物线的定义,抛物线的焦半径|MF |=x 0+p 2.3.对于抛物线上的点,利用定义可以把其到焦点的距离与到准线的距离相互转化.4.对于抛物线的四种形式的标准方程,应准确把握、熟练应用,能利用图形分析性质,学习时应能根据一种类型归纳出另外三种的相关性质,注意数形结合思想的应用.3.2 抛物线的简单几何性质1.抛物线的几何性质 标准方程 y 2=2px (p >0) y 2=-2px (p >0)x 2=2py (p >0) x 2=-2py (p >0) 图形性质 范围x ≥0,y ∈R x ≤0,y ∈R y ≥0,x ∈R y ≤0,x ∈R 对称轴 x 轴 y 轴顶点(0,0) 离心率e =1 2.过焦点的弦若直线过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ,与抛物线交于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,则(1)抛物线的焦半径|AF |=x 1+p 2,|BF |=x 2+p 2;(2)过焦点的弦|AB |=x 1+x 2+p ;(3)当直线AB 垂直于抛物线的对称轴时,弦AB 叫作抛物线的通径,它的长为2p ,通径是过焦点最短的弦.直线与抛物线只有一个公共点,那么直线与抛物线一定相切吗?[提示] 可能相切,也可能相交,当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线相交且只有一个公共点.疑难问题类型1抛物线几何性质的应用【例1】正三角形的一个顶点位于坐标原点,另外两个顶点在抛物线y2=2px(p>0)上.求这个正三角形的边长.[思路点拨]正三角形及抛物线都是轴对称图形,如果能证明x轴是它们的公共对称轴,则容易求出等边三角形的边长.[解]设正三角形OAB的顶点A,B在抛物线上,且坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y21=2px1,y22=2px2.由|OA|=|OB|,得x21+y21=x22+y22,即(x1+x2)(x1-x2)=2px2-2px1.∴(x1-x2)(x1+x2+2p)=0.∵x1>0,x2>0,2p>0,∴x1-x2=0,即x1=x2.由此可知|y1|=|y2|,即点A、B关于x轴对称,∴AB⊥x轴,且∠AOx=30°,∴y1x1=tan 30°=33.∵x1=y212p,∴y1=23p,|AB|=2y1=43p.∴这个正三角形的边长为43p.抛物线各元素间的关系,抛物线的焦点在其对称轴上,顶点就是抛物线与对称轴的交点,准线与对称轴垂直,准线与对称轴的交点和焦点关于顶点对称,顶点到焦点的距离与顶点到准线的距离均为p 2.类型2与中点弦、焦点弦有关的问题【例2】 (1)过点Q (4,1)作抛物线y 2=8x 的弦AB ,恰被点Q 所平分,则AB 所在直线的方程为________.(2)已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A ,B 两点,且|AB |=9.则该抛物线的方程为________.[思路点拨] (1)法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),用点差法求k AB ;法二:设直线AB 的方程,建立方程求解.(2)设出直线方程,直线方程与抛物线方程联立,根据焦点弦长公式求解.(1)4x -y -15=0 (2)y 2=8x [(1)法一:设以Q 为中点的弦AB 的端点坐标为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有y 21=8x 1,y 22=8x 2,∴(y 1+y 2)(y 1-y 2)=8(x 1-x 2).又y 1+y 2=2,∴y 1-y 2=4(x 1-x 2),即4=y 1-y 2x 1-x 2, ∴k =4.∴所求弦AB 所在直线的方程为y -1=4(x -4),即4x -y -15=0.法二:设弦AB 所在直线的方程为y =k (x -4)+1.联立⎩⎨⎧ y 2=8x ,y =k (x -4)+1,消去x ,得ky 2-8y -32k +8=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2),由根与系数的关系得y 1+y 2=8k .又y 1+y 2=2,∴k =4.∴所求弦AB 所在直线的方程为4x -y -15=0.(2)设直线AB 的方程为y =22⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2, 联立⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=2px ,y =22⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,化简得4x 2-5px +p 2=0,∴x 1+x 2=5p 4,∵|AB |=9=x 1+x 2+p ,∴5p 4+p =9,∴p =4,∴抛物线的方程为y 2=8x .]直线与抛物线相交的弦长问题直线和抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,直线的斜率为k.(1)一般的弦长公式:|AB|=1+k2|x1-x2|.(2)焦点弦长公式:当直线经过抛物线y2=2px(p>0)的焦点时,弦长|AB|=x1+x2+p.(3)“中点弦”问题解题策略两种方法类型3抛物线中的最值问题【例3】已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|P A|+|PF|的最小值,并求出取最小值时点P的坐标.[思路点拨]利用抛物线的定义可将|PF|转化为P到准线的距离来考虑.[解]由定义知,抛物线上点P到焦点F的距离等于点P到准线l的距离d,则|P A|+|PF|=|P A|+d.将x=3代入抛物线方程y2=2x,得y=±6.∵6>2,∴点A在抛物线内部.由图可知,当P A⊥l时,|P A|+d最小,最小值为7 2,即|P A|+|PF|的最小值为7 2,此时点P纵坐标为2,代入y2=2x,得x=2.∴此时点P坐标为(2,2).1.本题若设P(x,y),利用两点间的距离公式建模求解,难以得到答案,而由抛物线的定义将|PF|转化为点P到准线的距离,则当P,A,Q三点共线时,|P A|+|PF|取得最小值,从而使问题迎刃而解.2.解决这类题,就是用抛物线的定义与平面几何的知识把折线段变为直线段,即知最小值.归纳总结1.抛物线只有一个焦点,一个顶点,一条对称轴,一条准线,无对称中心.2.抛物线上一点与焦点F的连线的线段叫做焦半径,设抛物线y2=2px(p>0)上任一点A(x0,y0),则|AF|=x0+p 2.3.抛物线的顶点也在抛物线上,作为抛物线上的一个特殊点,它到焦点的距离也等于到准线的距离,解题时注意应用.4.直线与抛物线有一个交点,是直线与抛物线相切的必要不充分条件.。
高中数学《抛物线及其标准方程》(导学案)
第二章 圆锥曲线与方程 2.3.1抛物线及其标准方程一、学习目标1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念. 2.会求简单的抛物线的方程. 【重点、难点】1.抛物线的定义及其标准方程的求法.(重点)2.抛物线定义及方程的应用.(难点) 二、学习过程 【复习旧知】在初中,我们学习过了二次函数2y ax bx c =++,知道二次函数的图象是一条抛物线 例如:(1)24y x =,(2)24y x =-的图象(自己画出函数图像)【导入新课】 1.抛物线的定义探究1观察抛物线的作图过程,探究抛物线的定义:抛物线的定义: 2.抛物线的标准方程要求抛物线的方程,必须先建立直角坐标系.探究2 设焦点F 到准线l 的距离为(0)p p >,你认为应该如何选择坐标系求抛物线的方程?按照你建立直角坐标系的方案,求抛物线的方程. 推导过程:我们把方程22(0)y px p =>叫做抛物线的标准方程,它表示的抛物线的焦点坐标是,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程是2p x =-。
在建立椭圆、双曲线的标准方程的过程中,选择不同的坐标系得到了不同形式的标准方程,对于抛物线,当我们选择如图三种建立坐标系的方法,我们也可以得到不同形式的抛物线的标准方程:【典型例题】【例1】分别求满足下列条件的抛物线的标准方程:(1)焦点为(-2,0);(2)准线为y=-1;(3)过点A(2,3);【例2】如图,已知抛物线y2=2x的焦点是F,点P是抛物线上的动点,又有点A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求此时P点坐标.【例3】 (12分)一辆卡车高3 m,宽1.6 m,欲通过断面为抛物线型的隧道,已知拱口宽恰好是拱高的4倍,若拱口宽为a m,求使卡车通过的a的最小整数值.【变式拓展】1.根据下列条件写出抛物线的标准方程:(1)经过点(-3,-1);(2)焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点.2.已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点A (0,2)的距离与P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( ).A.172B .2C. 5D.923.某河上有一座抛物线形的拱桥,当水面距拱顶5米时,水面宽8米,一木船宽4米,高2米,载货的木船露在水面上的部分为0.75米,当水面上涨到与拱顶相距多少时,木船开始不能通航?三、总结反思1.抛物线定义的理解(1)抛物线定义的实质可归结为“一动三定”,一个动点,设为M ;一个定点F 即抛物线的焦点;一条定直线l 即抛物线的准线;一个定值即点M 与点F 的距离和它到直线l 的距离之比等于1.(2)在抛物线的定义中,定点F 不能在直线l 上,否则,动点M 的轨迹就不是抛物线,而是过点F 垂直于直线l 的一条直线.如到点F (1,0)与到直线l :x +y -1=0的距离相等的点的轨迹方程为x -y -1=0,轨迹为过点F 且与直线l 垂直的一条直线.2.抛物线标准方程的特点四种抛物线及其标准方程的共同特点是:(1)原点在抛物线上;(2)对称轴为坐标轴;(3)p 为大于0的常数,其几何意义表示焦点到准线的距离;(4)准线与对称轴垂直,垂足与焦点关于原点对称;(5)焦点、准线到原点的距离都等于2p 4=p2.抛物线的焦点坐标、准线方程以及开口方向取决于抛物线的标准方程形式,规律是: 焦点决定于一次项,开口决定于正负号,即标准方程中,如果含的是x 的一次项,则焦点就在x 轴上,并且焦点的横坐标为p 2(或-p2),相应的准线是x =-p 2(或x =p2),如果含的是y 的一次项,有类似的结论.四、随堂检测1.对抛物线y =4x 2,下列描述正确的是( )A .开口向上,焦点为(0,1)B .开口向上,焦点为(0,116)C .开口向右,焦点为(1,0)D .开口向右,焦点为(0,116)2.焦点在直线x =1上的抛物线的标准方程是( ) A .y 2=2x B .x 2=4y C .y 2=-4x D .y 2=4x3.若抛物线y 2=ax 的焦点与椭圆x 26+y 22=1的左焦点重合,则a 的值为( )A .-4B .2C .-8D .44.抛物线y 2=x 上一点P 到焦点的距离是2,则点P 坐标为( )5.已知F 是抛物线y =14x 2的焦点,P 是该抛物线上的动点,则线段PF 中点的轨迹方程是( )A .x 2=2y -1B .x 2=2y -116C .x 2=y -12D .x 2=2y -2。
北师大版选修1-1高中数学第2章《圆锥曲线与方程》2.1.1椭圆及其标准方程导学案
高中数学 第2章《圆锥曲线与方程》2.1.1椭圆及其标准方程导学案
北师大版选修1-1
学习目标:1、理解椭圆的概念,掌握椭圆的定义、会用椭圆的定义解决实际问题;
2、理解椭圆标准方程的推导过程及化简无理方程的常用的方法;
3、了解求椭圆的动点的伴随点的轨迹方程的一般方法.
重点、难点:理解椭圆的概念,掌握椭圆的定义;理解椭圆标准方程的推导过程及化简无理方程的
常用的方法
自主学习
合作探究 1.椭圆标准方程的推导过程(见教材):
思考:(1)已知图形,建立直角坐标系的一般性要求是什么?第一、充分利用图形的对称性;第二、注意图形的特殊性和一般性关系.
(2)无理方程的化简过程是教学的难点,注意无理方程的两次移项、平方整理.
(3)设参量b 的意义:第一、便于写出椭圆的标准方程;第二、c b a ,,的关系有明显的几何意义.
(4)类比:写出焦点在轴上,中心在原点的椭圆的标准方程()0122
22>>=+b a b
x a y .
2.如何用几何图形解释 b2=a2-c2 ?在椭圆中分别表示哪些线段的长?
3.已知椭圆两个焦点的坐标分别是,,并且经过点,求它的标准方程.
练习反馈
1.如图,设,的坐标分别为,.直线,相交于点,且它们的斜率之积为,求点的轨迹方程.
图2-1-1
2.在圆上任取一点,过点作轴的垂线段,为垂足.当点在圆上运动时,线段的中点的轨迹是什么?。
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2.2.1 抛物线及其标准方程
学习目标:1.掌握抛物线的定义、抛物线的标准方程及其推导过程.
2.进一步熟练掌握解析几何的基本思想方法,提高分析、对比、概括、转化等
方面的能力
重点、难点:1.掌握抛物线的定义、抛物线的标准方程及其推导过程
2.掌握解析几何的基本思想方法,提高分析、对比、概括、转化等方面的能力。
自主学习
复习椭圆知识:
合作探究
由教材提供的方法画出抛物线的图像,归纳出抛物线的定义和推导标准方程:
(1)定义:.定点F叫做抛物线的,定直线l叫做抛物线的 .
(2) 抛物线标准方程的推导过程:
a)建系设标:
b)建立等量关系,推导方程:。