圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理)
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圆锥曲线一、椭圆:( 1)椭圆的定义:平面内与两个定点F1 , F2的距离的和等于常数(大于| F1 F2 |)的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: 2a | F1F2 | 表示椭圆;2a | F1F2|表示线段F1F2; 2a| F1F 2 |没有轨迹;(2)椭圆的标准方程、图象及几何性质:中心在原点,焦点在x 轴上中心在原点,焦点在y 轴上标准方程图形x2y2y2x2a2b 21( a b 0)a 2b21(ab 0)yB 2yB 2P F2 PA 1 A 2x A 1xA 2OF1O F21B 1FB 1顶点对称轴焦点焦距离心率通径2b2aA1 (a,0), A2 (a,0)A1( b,0), A2 (b,0)B1 (0, b), B2(0, b)B1( 0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;短轴为2b,长轴为2aF1 (c,0), F2(c,0)F1 ( 0,c), F2 (0,c)| F1 F2 | 2c(c 0)c2 a 2 b 2ec(0 e 1) (离心率越大,椭圆越扁)a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常用结论:(1)椭圆x2y21(a b 0) 的两个焦点为F1, F2,过F1的直线交椭圆于A, B两a2 b 2点,则ABF 2的周长=(2)设椭圆x2y2221( a b 0)左、右两个焦点为 F1, F2,过 F1且垂直于对称轴的直线a b交椭圆于 P, Q 两点,则 P, Q 的坐标分别是| PQ |二、双曲线:( 1)双曲线的定义:平面内与两个定点F1 , F2的距离的差的绝对值等于常数(小于| F1F2 | )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: | PF1 || PF2 | 2a 与 | PF2 | | PF1 |2a ( 2a| F1F2 | )表示双曲线的一支。
2a | F1 F2|表示两条射线; 2a| F1F2 |没有轨迹;(2)双曲线的标准方程、图象及几何性质:中心在原点,焦点在 x 轴上中心在原点,焦点在 y 轴上标准x2y21( a 0,b 0)y2x21(a 0, b 0) 22方程 a 2 b 2a bP y2 F图形P y B2x xF1 A 1O A 2F2O B1F1顶点对称轴焦点焦距离心率渐近线A1 ( a,0), A2 ( a,0)B1(0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;虚轴为2b,实轴为2aF1 ( c,0), F2 ( c,0)F1 (0,c), F2 (0, c) | F1F2 | 2c(c 0) c 2 a 2b2ec(e 1)(离心率越大,开口越大)aybx y a xa b通径2b2a (3)双曲线的渐近线:①求双曲线 x 2y21的渐近线,可令其右边的 1 为 0,即得x2y 20 ,因式分解得到xy0。
(完整版)圆锥曲线的综合经典例题(含答案解析)
经典例题精析类型一:求曲线的标准方程1. 求中心在原点,一个焦点为且被直线截得的弦AB的中点横坐标为的椭圆标准方程.思路点拨:先确定椭圆标准方程的焦点的位置(定位),选择相应的标准方程,再利用待定系数法确定、(定量).解析:方法一:因为有焦点为,所以设椭圆方程为,,由,消去得,所以解得故椭圆标准方程为方法二:设椭圆方程,,,因为弦AB中点,所以,由得,(点差法)所以又故椭圆标准方程为.举一反三:【变式】已知椭圆在x轴上的一个焦点与短轴两端点连线互相垂直,且该焦点与长轴上较近的端点的距离为.求该椭圆的标准方程.【答案】依题意设椭圆标准方程为(),并有,解之得,,∴椭圆标准方程为2.根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)与双曲线有共同的渐近线,且过点;(2)与双曲线有公共焦点,且过点解析:(1)解法一:设双曲线的方程为由题意,得,解得,所以双曲线的方程为解法二:设所求双曲线方程为(),将点代入得,所以双曲线方程为即(2)解法一:设双曲线方程为-=1由题意易求又双曲线过点,∴又∵,∴,故所求双曲线的方程为.解法二:设双曲线方程为,将点代入得,所以双曲线方程为.总结升华:先根据已知条件确定双曲线标准方程的焦点的位置(定位),选择相应的标准方程,再利用待定系数法确定、.在第(1)小题中首先设出共渐近线的双曲线系方程.然后代点坐标求得方法简便.第(2)小题实轴、虚轴没有唯一给出.故应答两个标准方程.(1)求双曲线的方程,关键是求、,在解题过程中应熟悉各元素(、、、及准线)之间的关系,并注意方程思想的应用.(2)若已知双曲线的渐近线方程,可设双曲线方程为().举一反三:【变式】求中心在原点,对称轴在坐标轴上且分别满足下列条件的双曲线的标准方程.(1)一渐近线方程为,且双曲线过点.(2)虚轴长与实轴长的比为,焦距为10.【答案】(1)依题意知双曲线两渐近线的方程是,故设双曲线方程为,∵点在双曲线上,∴,解得,∴所求双曲线方程为.(2)由已知设, ,则()依题意,解得.∴双曲线方程为或.3.求满足下列条件的抛物线的标准方程,并求对应抛物线的准线方程:(1)过点;(2)焦点在直线:上思路点拨:从方程形式看,求抛物线的标准方程仅需确定一次项系数;从实际分析,一般需结合图形确定开口方向和一次项系数两个条件,否则,应展开相应的讨论解析:(1)∵点在第二象限,∴抛物线开口方向上或者向左当抛物线开口方向左时,设所求的抛物线方程为(),∵过点,∴,∴,∴,当抛物线开口方向上时,设所求的抛物线方程为(),∵过点,∴,∴,∴,∴所求的抛物线的方程为或,对应的准线方程分别是,.(2)令得,令得,∴抛物线的焦点为或当焦点为时,,∴,此时抛物线方程;焦点为时,,∴,此时抛物线方程为∴所求的抛物线的方程为或,对应的准线方程分别是,.总结升华:这里易犯的错误就是缺少对开口方向的讨论,先入为主,设定一种形式的标准方程后求解,以致失去一解.求抛物线的标准方程关键是根据图象确定抛物线开口方向,选择适当的方程形式,准确求出焦参数P.举一反三:【变式1】分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)焦点为F(4,0);(2)准线为;(3)焦点到原点的距离为1;(4)过点(1,-2);(5)焦点在直线x-3y+6=0上.【答案】(1)所求抛物线的方程为y2=16x;(2)所求抛物线的标准方程为x2=2y;(3)所求抛物线的方程y2=±4x或x2=±4y;(4)所求抛物线的方程为或;(5)所求抛物线的标准方程为y2=-24x或x2=8y.【变式2】已知抛物线的顶点在原点,焦点在轴负半轴上,过顶点且倾角为的弦长为,求抛物线的方程.【答案】设抛物线方程为(),又弦所在直线方程为由,解得两交点坐标,∴,解得.∴抛物线方程为.类型二:圆锥曲线的焦点三角形4.已知、是椭圆()的两焦点,P是椭圆上一点,且,求的面积.思路点拨:如图求的面积应利用,即.关键是求.由椭圆第一定义有,由余弦定理有,易求之.解析:设,,依题意有(1)2-(2)得,即.∴.举一反三:【变式1】设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为()A.B.C.D.【答案】依据双曲线的定义有,由得、,又,则,即,所以,故选A.【变式2】已知双曲线实轴长6,过左焦点的弦交左半支于、两点,且,设右焦点,求的周长.【答案】:由双曲线的定义有: ,,两式左、右分别相加得(.即∴.故的周长.【变式3】已知椭圆的焦点是,直线是椭圆的一条准线.①求椭圆的方程;②设点P在椭圆上,且,求.【答案】① .②设则,又.【变式4】已知双曲线的方程是.(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;(2)设和是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且,求的大小【答案】(1)由得,∴,,.焦点、,离心率,渐近线方程为.(2),∴∴【变式5】中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与双曲线有共同焦点和,且,又椭圆长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比.(1)求椭圆与双曲线的方程;(2)若为这两曲线的一个交点,求的余弦值.【答案】(1)设椭圆方程为(),双曲线方程,则,解得∵,∴, .故所求椭圆方程为,双曲线方程为.(2)由对称性不妨设交点在第一象限.设、.由椭圆、双曲线的定义有:解得由余弦定理有.类型三:离心率5.已知椭圆上的点和左焦点,椭圆的右顶点和上顶点,当,(O为椭圆中心)时,求椭圆的离心率.思路点拨:因为,所以本题应建立、的齐次方程,使问题得以解决.解析:设椭圆方程为(),,,则,即.∵,∴,即,∴.又∵,∴.总结升华:求椭圆的离心率,即求的比值,则可由如下方法求.(1)可直接求出、;(2)在不好直接求出、的情况下,找到一个关于、的齐次等式或、用同一个量表示;(3)若求的取值范围,则想办法找不等关系.举一反三:【变式1】如图,和分别是双曲线的两个焦点,和是以为圆心,以为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且是等边三角形,则双曲线的离心率为()A.B.C.D.【答案】连接,则是直角三角形,且,令,则,,即,,所以,故选D.【变式2】已知椭圆()与x轴正半轴交于A点,与y轴正半轴交于B点,F点是左焦点,且,求椭圆的离心率.法一:,,∵, ∴,又,,代入上式,得,利用代入,消得,即由,解得,∵,∴.法二:在ΔABF中,∵,,∴,即下略)【变式3】如图,椭圆的中心在原点, 焦点在x轴上, 过其右焦点F作斜率为1的直线, 交椭圆于A、B两点, 若椭圆上存在一点C, 使. 求椭圆的离心率.【答案】设椭圆的方程为(),焦距为,则直线l的方程为:,由,消去得,设点、,则∵+, ∴C点坐标为.∵C点在椭圆上,∴.∴∴又∴∴【变式4】设、为椭圆的两个焦点,点是以为直径的圆与椭圆的交点,若,则椭圆离心率为_____.【答案】如图,点满足,且.在中,有:∵,∴,令此椭圆方程为则由椭圆的定义有,,∴又∵,∴,,∴∴,∴,即.6.已知、为椭圆的两个焦点,为此椭圆上一点,且.求此椭圆离心率的取值范围;解析:如图,令, ,,则在中,由正弦定理,∴,令此椭圆方程为(),则,,∴即(),∴, ∴,∵,且为三角形内角,∴,∴,∴, ∴.即此椭圆离心率的取值范围为.举一反三:【变式1】已知椭圆,F1,F2是两个焦点,若椭圆上存在一点P,使,求其离心率的取值范围.【答案】△F1PF2中,已知,|F1F2|=2c,|PF1|+|PF2|=2a,由余弦定理:4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos120°①又|PF1|+|PF2|=2a ②联立①②得4c2=4a2-|PF1||PF2|,∴【变式2】椭圆的焦点为,,两条准线与轴的交点分别为,若,则该椭圆离心率的取值范围是()A.B.C.D.【答案】由得,即,解得,故离心率.所以选D.【变式3】椭圆中心在坐标系原点,焦点在x轴上,过椭圆左焦点F的直线交椭圆P、Q两点,且OP⊥OQ,求其离心率e的取值范围.【答案】e∈[,1)【变式4】双曲线(a>1,b>0)的焦距为2c,直线过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线的距离与点(-1,0)到直线的距离之和s≥c.求双曲线的离心率e的取值范围.【答案】直线的方程为bx+ay-ab=0.由点到直线的距离公式,且a>1,得到点(1,0)到直线的距离.同理得到点(-1,0)到直线的距离.=.由s≥c,得≥c,即5a≥2c2.于是得5≥2e2.即4e4-25e2+25≤0.解不等式,得≤e2≤5.由于e>1,所以e的取值范围是.类型五:轨迹方程7.已知中,,,为动点,若、边上两中线长的和为定值15.求动点的轨迹方程.思路点拨:充分利用定义直接写出方程是求轨迹的直接法之一.应给以重视解法一:设动点,且,则、边上两中点、的坐标分别为,.∵,∴,即.从上式知,动点到两定点,的距离之和为常数30,故动点的轨迹是以,为焦点且,,的椭圆,挖去点.∴动点的轨迹方程是().解法二:设的重心,,动点,且,则.∴点的轨迹是以,为焦点的椭圆(挖去点),且,,.其方程为().又, 代入上式,得()为所求.总结升华:求动点的轨迹,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,建立等式,利用直接法或间接法得到轨迹方程.举一反三:【变式1】求过定点且和圆:相切的动圆圆心的轨迹方程.【答案】设动圆圆心, 动圆半径为,.(1)动圆与圆外切时,,(2)动圆与圆内切时,,由(1)、(2)有.∴动圆圆心M的轨迹是以、为焦点的双曲线,且,,.故动圆圆心的轨迹方程为.【变式3】已知圆的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程.【答案】设动圆圆心P(x,y),动圆的半径为R,由两圆外切的条件可得:,.∴.∴动圆圆心P的轨迹是以M1、M2为焦点的双曲线的右支,其中c=4,a=2,∴b2=12,故所求轨迹方程为.【变式4】若动圆与圆:相外切,且与直线:相切,求动圆圆心的轨迹方程.法一:设,动圆半径,动圆与直线切于点,点.依题意点在直线的左侧,故∵,∴.化简得, 即为所求.法二:设,作直线:.过作于,交于,依题意有, ∴,由抛物线定义可知,点的轨迹是以为顶点,为焦点,:为准线的抛物线.故为所求.。
圆锥曲线基础训练题及答案
圆锥曲线基础训练题姓名____________分数______________一、选择题1 .抛物线y 2=ax 的焦点坐标为(-2,0),则抛物线方程为( )A .y 2=-4x B .y 2=4x C .y 2=-8x D .y 2=8x2 .如果椭圆的两个焦点三等分它所在的准线间的垂线段,那么椭圆的离心率为 ( )A .23 B .33 C .36 D .66 3 .双曲线191622=-y x 的渐近线方程为 ( )A . x y 34±= B .x y 45±= C .x y 35±= D .x y 43±= 4 .抛物线 x y 42= 的焦点坐标是( )A .(-1,0)B .(1,0)C .(0,-1)D .(0,1)5 .双曲线221916y x -=的准线方程是 ( ) A 165x =±B 95x =±C 95y =±D 165y =± 6 .双曲线221169x y -=上的点P 到点(5,0)的距离是15,则P 到点(-5,0)的距离是 ( )A .7B .23C .5或23D .7或237 .双曲线1322=-y x 的两条渐近线方程是 ( )A .03=±y xB .03=±y xC .03=±y xD .03=±y x8 .以椭圆的焦点为圆心,以焦距为半径的圆过椭圆的两个顶点,则椭圆的离心率为 ( )A .43)D (23)C (22)B (219 .抛物线y x 42=上一点A 纵坐标为4,则点A 与抛物线焦点的距离为( )A .2B .3C .4D .510.抛物线()042<=a ax y 的焦点坐标是( )A .⎪⎭⎫⎝⎛041,a B .⎪⎭⎫ ⎝⎛a 1610,C .⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1610,D .⎪⎭⎫⎝⎛0161,a 11.椭圆2x 2=1-3y 2的顶点坐标为( )A .(±3,0),(0,±2)B .(±2,0),(0,±3)C .(±22,0),(0,±33) D .(±12,0),(0,±13) 12.焦距是10,虚轴长是8,经过点(23, 4)的双曲线的标准方程是( )A .116922=-y x B .116922=-x y C .1643622=-y x D .1643622=-x y 13.双曲线22124x y -=-的渐近线方程为( )A .y =B .x =C .12y x =±D .12x y =±14.已知椭圆方程为1322=+y x ,那么左焦点到左准线的距离为 ( )A .22 B .223 C .2D .2315.抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在直线3x-4y-12=0上,此抛物线的方程是 ( )A .y 2=16xB .y 2=12xC .y 2= -16xD .y 2= -12x16.已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率等于( )A .13B .3C .12 D .217.下列表示的焦点在y 轴上的双曲线方程是( )A .13422=+y xB .14322=+y xC .13422=-y xD .13422=-x y 18.抛物线y =2px 2(p ≠0)的焦点坐标为( )A .(0,p )B .(10,4p ) C .(10,8p) D .(10,8p±) 19.与椭圆205422=+y x 有相同的焦点,且顶点在原点的抛物线方程是( )A .x y 42=B .x y 42±=C .y x 42=D .y y 42±=20.已知双曲线的渐近线方程为x y43±=,则此双曲线的( )A .焦距为10B .实轴和虚轴长分别是8和6C .离心率是45或35 D .离心率不确定21.双曲线122=-y x 的渐近线方程是( )A .±=x 1B .y =C .x y ±=D .x y 22±= 22.若命题“曲线C 上的点的坐标都是方程f(x ,y)=0的解”是正确的,则以下命题中正确的是( )A .方程(x ,y)=0的曲线是CB .坐标满足方程f(x ,y)=0的点都在曲线C 上 C .曲线C 是方程f(x ,y)=0的轨迹D .方程f(x ,y)=0的曲线不一定是C23.双曲线221916y x -=的准线方程是 ( )A .165x =±B .95x =±C .95y =±D .165y =±24.双曲线191622=-x y 的焦点坐标是 ( )A .()0,5和()0,5-B .()5,0和()5,0-C .()0,7和()0,7- D .()7,0和()7,0-25.已知抛物线的焦点坐标为(-3,0),准线方程为x =3,则抛物线方程是( )A .y 2+6x =0B .y 2+12x =0C .y +6x 2=0D .y +12x 2=0 26.双曲线 191622=-y x 的渐近线的方程是( )A .x y 43±= B .x y 34±= C .x y 169±= D .x y 916±= 27.对抛物线24y x =,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1(0,)16 C .开口向右,焦点为(1,0)D .开口向右,焦点为1(0,)1628.双曲线2y 2-x 2=4的一个焦点坐标是( )A .(0,-)6B .(6,0)C .(0,-2)D .(2,0)29.若抛物线px y 22=的焦点与椭圆12622=+y x 的右焦点重合,则p 的值为 ( )A .-2B .2C .-4D .430.到直线x=-2与定点P (2,0)距离相等的点的轨迹是( )A .抛物线B .双曲线C .椭圆D .直线二、填空题31.(1)短轴长为6,且过点(1,4)的椭圆标准方程是(2)顶点(-6,0),(6,0)过点(3,3)的椭圆方程是 32.与两坐标轴距离相等的点的轨迹方程是________________________33.椭圆4422=+y x 的焦点坐标为___________,__________. 34.抛物线x y 42=的准线方程为______ 35.到x 轴,y 轴距离相等的点的轨迹方程_________.36.已知两个定点1(4,0)F -,2(4,0)F ,动点P 到12,F F 的距离的差的绝对值等于6,则点P 的轨迹方程是 ;37.若双曲线22145x y -=上一点P 到右焦点的距离为8,则P 到左准线的距离为38.若定点(1,2)A 与动点(),Px y 满足,4OP OA ⋅=则点P 的轨迹方程是39.已知双曲线的离心率为2,则它的实轴长和虚轴长的比为 。
圆锥曲线专题20题练习含答案
1.如图,曲线22:1(0,0)x y E m n m n+=>>与正方形L(1)求m n +的值; (2)设直线:l y x b =+交曲线E 于A ,B ,交L 于C ,D ,是否存在这AB 成等差数列?若存在,求出实数b样的曲线E ,使得CA ,的取值范围;若不存在,请说明理由.2.已知点1(0,)2F ,直线l :12y =-,P 为平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为H ,且满足()0HF PH PF ⋅+=. (1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点F 作直线'l 与轨迹C 交于A ,B 两点,M 为直线l 上一点,且满足MA MB ⊥,若MAB ∆的面积为'l 的方程.3.已知圆22:4O x y +=,点(F ,以线段FP 为直径的圆内切于圆O ,记点P 的轨迹为C . (1)求曲线C 的方程;(2)若()11,A x y ,()22,B x y 为曲线C ,且⊥m n ,试问AOB △的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.4.(12分)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点F 与椭圆22:12x T y +=的一个焦点重合,点()0,2M x 在抛物线上,过焦点F 的直线l 交抛物线于A,B 两点.(1)求抛物线C 的标准方程以及MF 的值.(2)记抛物线的准线l x '与轴交于点H ,试问是否存在常数R λ∈,使得AF FB λ= ,且22854HA HB +=都成立.若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.5.设抛物线)0(42>=m mx y 的准线与x 轴交于1F ,抛物线的焦点2F ,以21,F F 为焦点,离心率21=e 的椭圆与抛物线的一个交点为)362,32(E ;自1F 引直线交抛物线于Q P ,两个不同的点,设F F 11λ=.(1)求抛物线的方程椭圆的方程; (2)若)1,21[∈λ,求||PQ 的取值范围.6. 已知抛物线的焦点为,为轴上的点.2:4E x y =F (),0P a x(1)当时,过点作直线与相切,求切线的方程;(2)存在过点且倾斜角互补的两条直线,,若,与分别交于,和,四点,且与的面积相等,求实数的取值范围.7.设点A 为圆C :224x y +=上的动点,点A 在x 轴上的投影为Q ,动点M 满足2MQ AQ =,动点M 的轨迹为E .(1)求E 的方程;(2)设E 与y 轴正半轴的交点为B ,过点B 的直线l 的斜率为k (0k ≠),l 与E 交于另一点为P ,若以点B 为圆心,以线段BP 长为半径的圆与E 有4个公共点,求k 的取值范围.8.已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左焦点1F 与抛物线24y x =-的焦点重合,椭圆E的离心率为,过点()3,04M m m ⎛⎫> ⎪⎝⎭作斜率不为0的直线,交椭圆E 于,A B 两点,点5,04P ⎛⎫⎪⎝⎭,且PA PB ⋅ 为定值.(1)求椭圆E 的方程; (2)求OAB △面积的最大值.9.已知椭圆1C ,抛物线2C 的焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 的顶点均为原点O ,从1C ,2C 上分别取两个点,将其坐标记录于下表中:12(2)若直线():0l y kx m k =+≠与椭圆1C 交于不同的两点,M N ,且线段MN 的垂直平分线过定点1,08G ⎛⎫⎪⎝⎭,求实数的取值范围. 10.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为分别为椭圆的左、右焦点,点在椭圆上,当时,内切圆的半径为.(1)求椭圆的方程;0a ≠P l E l P 1l 2l 1l 2l E A B C D FAB ∆FCD ∆a(2)已知直线与椭圆相较于两点,且,当直线的斜率之和为2时,问:点到直线的距离是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,说明理由.11. 已知抛物线2:C y x =-,点A ,B 在抛物线上,且横坐标分别为12-,32,抛物线C 上的点P 在A ,B 之间(不包括点A ,点B ),过点B 作直线AP 的垂线,垂足为Q . (1)求直线AP 斜率k 的取值范围; (2)求|||PA PQ ⋅的最大值.12. 如图,分别过椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>左、右焦点12,F F 的动直线12,l l 相交于P 点,与椭圆E 分别交于,A B 与,C D 不同四点,直线,,,OA OB OC OD 的斜率1234,,,k k k k 满足1234k k k k +=+.已知当1l 与x 轴重合时,AB =CD =(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)是否存在定点,M N ,使得PM PN +为定值?若存在,求出,M N 点坐标并求出此定值;若不存在,说明理由.13.(本小题满分12分)已知椭圆C: 12222=+by a x (a>b>0)的离心率为22,过右焦点F 且与长轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为2,0为坐标原点. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设经过点M(0,2)作直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,求△AOB 面积的最大值及相应的直线l 的方程.1.【答案】(1)16m n +=;(2【解析】(1,得()28160n m x mx m mn +-+-=,有()()2644160m m n m mn ∆=-+-=,···········2分 化简的()4640mn m n mn +-=.又0m >,0n >,所以0mn >从而有16m n +=;···········4分 (2)由2AB CA BD =+,AB =···········5分 ,得()2220n m x bmx mb mn +++-=, 由2224440nmb n m m n ∆=-++>可得216b m n <+=,且122bmx x n m-+=+,212mb mn x x n m -=+,···········7分···········8分 323=,···········10分符合216b m n <+=,故当实数b 时,存在直线和曲线E ,使得CA ,AB ,BD 成等差数列.···········12分 2.解:(1)设(,)P x y ,则1(,)2H x -,1(,1),(0,),2HF x PH y ∴=-=--1(,)2PF x y =-- ,(,2)PH PF x y +=-- ,()0HF PH PF += ,220x y ∴-=,即轨迹C 的方程为22x y =.(II )法一:显然直线l '的斜率存在,设l '的方程为12y kx =+,由2122y kx x y ⎧=+⎪⎨⎪=⎩,消去y 可得:2210x kx --=, 设1122(,),(,)A x y B x y ,1(,)2M t -,121221x x kx x +=⎧∴⎨⋅=-⎩,112211(,),(,)22MA x t y MB x t y =-+=-+ MA MB ⊥ ,0MA MB ∴= ,即121211()()()()022x t x t y y --+++=2121212()(1)(1)0x x x x t t kx kx ∴-+++++=,22212210kt t k k ∴--+-++=,即2220t kt k -+=∴2()0t k -=,t k ∴=,即1(,)2M k -,∴212|||2(1)AB x x k =-==+,∴1(,)2M k -到直线l '的距离2d ==,3221||(1)2MABS AB d k ∆==+=,解得1k =±, ∴直线l '的方程为102x y +-=或102x y -+=. 法2:(Ⅱ)设1122(,),(,)A x y B x y ,AB 的中点为()00,y x E则211121212120212222()()2()2AB x y y y x x x x y y x k x x x y ⎧=-⎪⇒-+=-⇒==⎨-=⎪⎩ 直线'l 的方程为012y x x =+, 过点A,B 分别作1111B 于,于l BB A l AA ⊥⊥,因为,⊥MA MB E 为AB 的中点,所以在Rt AMB 中,11111||||(||||)(||||)222==+=+EM AB AF BF AA BB 故EM 是直角梯形11A B BA 的中位线,可得⊥EM l ,从而01(,)2M x -点M 到直线'l的距离为:2d ==因为E 点在直线'l 上,所以有20012y x =+,从而21200||1212(1)AB y y y x =++=+=+由2011||2(22MAB S AB d x ==⨯+= 01x =± 所以直线'l 的方程为12y x =+或12y x =-+.3.【答案】(1)2214y x +=;(2)答案见解析.【解析】(1)取(0,F ',连结PF ',设动圆的圆心为M , ∵两圆相内切,∴122OM FP =-,又12OM PF =',∴4PF PF FF +=>='',···········3分∴点P 的轨迹是以F ,F '为焦点的椭圆,其中24a =,2c =,∴2a =,c =,∴2221b a c =-=,∴C 的轨迹方程为2214y x +=.···········5分(2)当AB x ⊥轴时,有12x x =,12y y =-,由⊥m n ,得112y x =,又221114y x +=,∴1x =1y =∴11112122AOB S x y ∆=⨯⨯=⨯=.···········7分 当AB 与轴不垂直时,设直线AB 的方程为y kx m =+,()2224240k x kmx m +++-=, 则12224kmx x k -+=+,212244m x x k -=+,···········9分由0⋅=m n ,得121240y y x x +=,∴()()121240kx m kx m x x +++=, 整理得()()22121240k x x km x x m ++++=,···········10分 ∴2224m k =+,12m21m==,综上所述,AOB △的面积为定值.···········12分5.解:(1)设椭圆的标准方程为)0(12222>>=+b a by ax ,由题意得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==+211924942222a b a ac b a ,解得⎪⎩⎪⎨⎧==3422b a∴椭圆的方程为13422=+y x ∴点2F 的坐标为)0,1(,∴1=m ,∴抛物线的方程是x y 42=(2)由题意得直线PQ 的斜率存在,设其方程为)0)(1(≠+=k x k y ,由⎩⎨⎧=+=xy x k y 4)1(2消去x 整理得0442=+-k y ky ()∵直线PQ 与抛物线交于两点, ∴016162>-∆k ,设),(),,(2211y x Q y x P ,则421=y y ①,ky y 421=+②, ∵Q F P F 11λ=,)0,1(1-F ∴),1(),1(2211y x y x +=+λ ∴21y y λ=,③由①②③消去21,y y 得22)1(4+=λλk . ∴||PQ 22221221222121616)11(4))[(11())(11(kk ky y y y ky y k-+=-++=-+=441616kk -=,即=2||PQ 441616k k -,将22)1(4+=λλk 代入上式得,=2||PQ 16)21(16)12(16)4(222224-++=-++=-+λλλλλλλ,∵λλλ1)(+=f 在)1,21[∈λ上单调递减,∴)21()()1(f f f ≤<λ,即2512≤+<λλ, ∴<041716)21(2≤-++λλ, ∴217||0≤<PQ ,即||PQ 的取值范围为]217,0(. 6.解:(1)设切点为则. ∴点处的切线方程为. ∵过点,∴,解得或. 当时,切线的方程为或. (2)设直线的方程为,代入得, ①,得, ②由题意得,直线的方程为, 同理可得,即, ③ ②×③得,∴.④设,,则,.∴.点到的距离为,200,3x Q x ⎛⎫⎪⎝⎭002x x l x yk ===Q ()200042x x y x x -=-l P ()200042x x a x -=-02x a =00x =0a ≠l 0y =20ax y a --=1l ()y k x a =-24x y =2440x kx ka -+=216160k ka ∆=->()0k k a ->2l ()y k x a =--()0k k a --->()0k k a +>()2220k k a ->22a k <()11,A x y ()22,B x y 224x x k +=224x x ka=AB =FAB d =∴的面积为同理的面积为由已知得,化简得, ⑤欲使⑤有解:则,∴.又,得,∴. 综上,的取值范围为或或.7.解:(1)设点(,)M x y ,由2MQ AQ =,得(,2)A x y ,由于点A 在圆C :224x y +=上,则2244x y +=,即点M 的轨迹E 的方程为2214x y +=. (2)由(1)知,E的方程为2214x y +=, 因为E 与y 轴的正半轴的交点为B ,所以(0,1)B ,所以故B 且斜率为k 的直线l 的方程为1y kx =+(0k ≠).由221,1,4y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得22(14)80k x kx ++=, 设11(,)B x y ,22(,)P x y ,因此10x =,22814kx k =-+,12|||BP x x =-=由于圆与椭圆的公共点有4个,由对称性可设在y 轴左侧的椭圆上有两个不同的公共点P ,T ,满足||||BP BP =,此时直线BP 斜率0k >,FAB ∆41S =+FCD ∆41S =-4141+=-()2221a k -=22a <a <22212a k k=-<21k ≠21a ≠a 1a <<-11a -<<1a <<设直线BT 的斜率为1k ,且10k >,1k k ≠,则||BT ==10-=,即221(14(14k k +=+所以222222111()(18)0k k k k k k -++-=, 由于12k k ≠,因此222211180k k k k ++-=,故22122111198188(81)k k k k +==+--. 因为20k >,所以21810k ->,因此22119188(81)8k k =+>-,又因为0k >,所以k >, 又因为1k k ≠,所以2222180k k k k ++-≠,所以428210k k --≠,又因为0k >,解得2k ≠,所以)k ∈+∞ , 综上所述,k的取值范围为(,()-∞+∞ .8.(本小题满分12分)【答案】(1)2212x y +=;(2). 【解析】(1)设1(,0)F c ,∵抛物线24y x =﹣的焦点坐标为(1,0)-,且椭圆E 的左焦点1F 与抛物线24y x =﹣的焦点重合,∴1c =,···········2分 又椭圆Ea =···········3分 于是有2221b ac ==﹣.故椭圆E 的标准方程为:2212x y +=.···········4分 (2)设11,A x y (),22,B x y (),直线的方程为:x ty m =+, 由2222x ty m x y =+⎧⎨+=⎩整理得2222220t y tmy m +++=()﹣ 12222tm y y t -+=+,212222m y y t -=+,···········6分 115(,)4PA x y =- ,225(,)4PB x y =- , 121255()()44PA PB x x y y ⋅=--+ 2212125525(1)()()4216t y y tm t y y m m =++-++-+222225(2)(2)5722216m m t m m m t -+-+-=+--+.···········8分 要使PA PB ⋅ 为定值,则22522212m m m -+--=,解得1m =或23m =(舍), ···········9分当1m =时,2122|)2t AB y y t +==+﹣,···········10分点O 到直线AB的距离d =,···········11分OAB △面积1s ==. ∴当0t =,OAB △··········12分 9.【答案】(1)1C :22143x y +=.22:4C y x =;(2),⎛⎫-∞+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 【解析】(1)设抛物线()22:20C y px p =≠,则有()220y p x x =≠,据此验证4个点知(3,-,()4,4-在抛物线上,易求22:4C y x =.·········2分 设()2222:10x y C a b a b +=>>,把点()2,0-,⎭代入得: 222412614⎧=+⎪⎪⎨⎪⎪⎩=a ab ,解得2243==⎧⎨⎩a b ,所以1C 的方程为22143x y +=.·········5分 (2)设()11,M x y ,()22,N x y ,将y kx m =+代入椭圆方程,消去y 得()2223484120k x kmx m +++-=, 所以()()()22284344120km k m ∆=-+->,即2243m k <+.① 由根与系数关系得122834km x x k+=-+,则122634m y y k +=+,·········7分 所以线段MN 的中点P 的坐标为2243,3434km m k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭.·········8分 又线段MN 的垂直平分线的方程为118y x k ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,·········9 由点P 在直线上,得22314134348m km k k k ⎛⎫=--- ⎪++⎝⎭, 即24830k km ++=,所以()21438m k k =-+,·········10分 由①得()2222434364k k k +<+,所以2120k >,即k <或k >,所以实数的取值范围是,⎛⎫-∞+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.·········12分 10.(1)依题意: PF 1 + PF 2 − F 1F 2 2=r ,则 PF 1 + PF 2 − F 1F 2 =4−2 3,即2a −2c =4−2 3又c a = 32,联立解得:a =2,c = 3,故b =1,所以椭圆的方程为x 24+y 2=1 (2)设, 联立直线和椭圆的方程得:, 当时有: 由得:,即, 整理得:,所以, 化简整理得:,代入得:, 解之得:或, 点到直线的距离, 设,易得或,则, 当时;当时,, 若,则;若,则,当时, 综上所述:,故点到直线的距离没有最大值.11.(1)由题可知11(,)24A --,39(,)24B -,设2(,)p p P x x -,1322p x -<<,所以 21412p p x k x -+=+12p x =-+∈(1,1)-,故直线AP 斜率k 的取值范围是(1,1)-.(2)直线11:24AP y kx k =+-,直线93:042BQ x ky k ++-=,联立直线AP ,BQ 方程可知点Q 的横坐标为223422Q k k x k --=+,||PQ =()Q p x x -22341()222k k k k --=+-+2=1||)2p PA x =+)k =-,所以3||||(1)(1)PA PQ k k ⋅=-+,令3()(1)(1)f x x x =-+,11x -<<,则2'()(1)(24)f x x x =---22(1)(21)x x =--+,当112x -<<-时'()0f x >,当112x -<<时'()0f x <,故()f x 在1(1,)2--上单调递增,在1(,1)2-上单调递减. 故max 127()()216f x f =-=,即||||PA PQ ⋅的最大值为2716. 12.解:(Ⅰ)当1l 与x 轴重合时,1230k k k k +=+=,即34k k =-2l ∴垂直于x轴,得2AB a ==,223b CD a ==得a b =,∴椭圆E 的方程为:22132x y +=. (Ⅱ)焦点12,F F 坐标分别为()()1,0,1,0-当直线1l 或2l 斜率不存在时,P 点坐标为()1,0-或()1,0当直线1l 、2l 斜率存在时,设斜率分别为12,m m ,设()()1122,,,A x y B x y , 由()2211321x y y m x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得:()2222111236360m x m x m +++-= 由求根公式并化简得:211221623m x x m +=-+或2112213623m x x m -⋅=+ 121212112112121212111422y y x x x x m k k m m x x x x x x m ⎛⎫⎛⎫++++=+=+=+=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 同理:2342242m k k m +=--.1234k k k k +=+ ,()()1212212212442022m m m m m m m m -=-⇒⋅+-=--,由题意知:210m m -≠,1220m m ∴⋅+=. 设(),P x y ,则+2=01+1y y x x ⋅-,即()22112y x x +=≠± 当直线1l 或2l 斜率不存在时,P 点坐标为()1,0-或()1,0,也满足此方程,所以点P 在椭圆()22112y x x +=≠±上,存在点()0,1M -和()0,1N ,使得PM PN +为定值,定值为。
圆锥曲线方程-抛物线(知识点、典型例题、考点、练习)
抛物线 典例剖析知识点一 抛物线概念的应用已知抛物线y 2=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P 点的坐标.解将x=3代入抛物线方程 y 2=2x ,得y=〒6.6>2,∴点A 在抛物线内部.设抛物线上点P 到准线l : x=21的距离为d ,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d , 当PA ⊥l 时,|PA|+d 最小, 最小值为27,即|PA|+|PF|的最小值为27, 此时P 点纵坐标为2,代入y 2=2x ,得x=2, ∴点P 坐标为(2,2).知识点二 求抛物线的标准方程求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x -2y -4=0上.分析 设出抛物线的标准形式,依据条件求出p 的值.解 (1)设抛物线标准方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0),则将点(-3,2)代入方程得2p =43,或2p =92,故抛物线的标准方程为y 2=-43x ,或x 2=92y .(2)①令x =0,由方程x -2y -4=0,得y =-2. ∴抛物线的焦点为F (0,-2).设抛物线方程为x 2=-2py ,则由p2=2,得2p =8.∴所求的抛物线方程为x 2=-8y .②令y =0,由x -2y -4=0,得x =4. ∴抛物线的焦点为F (4,0).设抛物线方程为y 2=2px ,由p2=4,得2p =16.∴所求抛物线方程为y 2=16x .知识点三 抛物线在实际中的应用汽车前灯反射镜与轴截面的交线是抛物线的一部分,灯口所在的圆面与反射镜的轴垂直,灯泡位于抛物线焦点处,已知灯口的直径是24 cm ,灯深10 cm ,那么灯泡与反射镜的顶点(即截得抛物线顶点)距离是多少?分析 确定抛物线方程,求出抛物线的焦点到其顶点的距离解 取反射镜的轴即抛物线的对称轴为x 轴,抛物线的顶点为坐标原点,建立直角坐标系xOy ,如图所示.因灯口直径|AB|=24.灯深|OP|=10, 所以点A 的坐标是(10,12).设抛物线的方程为y 2=2px(p>0).由点A(10,12)在抛物线上,得122=2p ×10, ∴p=7.2.抛物线的焦点F 的坐标为(3.6,0).因此灯泡与反射镜顶点的距离是3.6 cm.知识点四 抛物线几何性质的简单应用抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x 2+4y 2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程.分析 先确定抛物线方程的形式,再依条件求待定参数.解 椭圆9x 2+4y 2=36可化为x 24+y 29=1,得抛物线的对称轴为x 轴.设抛物线的方程为y 2=ax (a ≠0), 又抛物线的焦点到顶点的距离为3,则有|a4|=3,∴|a |=12,即a =±12.故所求抛物线方程为y 2=12x ,或y 2=-12x .知识点五 直线与抛物线已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,且|AB |=52p ,求AB 所在的直线方程.解 焦点F (p2,0),设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),若AB ⊥Ox ,则|AB |=2p <52p ,不合题意.所以直线AB 的斜率存在,设为k ,则直线AB 的方程为y =k (x -p2),k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -p 2),y 2=2px ,消去x ,整理得ky 2-2py -kp 2=0.韦达定理得,y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(1+1k 2)·(y 1-y 2)2=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2p (1+1k 2)=52p .解得k =±2.∴AB 所在直线方程为y =2(x -p 2),或y =-2(x -p 2).知识点六 抛物线的焦点弦问题AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦,M 是AB 的中点,l 是抛物线的准线,MN ⊥l ,N 为垂足.求证:(1)AN ⊥BN ; (2)FN ⊥AB ;(3)若MN 交抛物线于Q ,则Q 平分MN .证明 (1)作AC ⊥l ,垂足为C ,作BD ⊥l ,垂足为D ,在直角梯形ABDC 中, ∵|AF|=|AC|,|BF|=|BD|, ∴|MN|=21(|AC|+|BD|) =21(|AF|+|BF|) =21|AB|, 由平面几何知识可知△ANB 是直角三角形,即AN ⊥BN. (2)∵|AM|=|NM|, ∴∠MAN=∠MNA , ∵AC ∥MN ,∴∠CAN=∠MNA ,∴∠MAN=∠CAN.在△ACN 和△AFN 中,|AN|=|AN|,|AC|=|AF|, 且∠CAN=∠FAN ,∴△ACN ≌△AFN , ∴∠NFA=∠NCA=90°, 即FN ⊥AB.(3)在Rt △MNF 中,连结QF , 由抛物线的定义及(2)的结论得 |QN|=|QF|⇒∠QNF=∠QFN ,且∠QFN=90°-∠QFM ,∠QMF=90°-∠QNF , ∴∠QFM=∠QMF ,∴|QF|=|QM|, ∴|QN|=|QM|,即Q 平分MN.知识点七 抛物线的综合问题过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为θ的直线交抛物线于A 、B 两点,设△AOB 的面积为S (O 为原点).(1)用θ、p 表示S ;(2)求S 的最小值;当最小值为4时,求抛物线的方程.解 (1)设直线y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2,代入y 2=2px , 得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫y k +p 2,即y 2-2pk y -p 2=0,∴y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |= 1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2= k 2+1k 2·4p 2k2+4p 2=(1+1k 2)2p =(1+1tan 2θ)2p=2p sin 2θ.① 当直线AB ⊥x 轴时,①也成立.∴S =12|OF ||AF |sin θ+12|OF ||BF |sin(π-θ)=12|OF ||AB |sin θ =12·p 22p sin 2θsin θ=p 22sin θ. (2)当θ=90°时,S min =12p 2.若S min =4,则12p 2=4.∴p =2 2.∴此时抛物线的方程为y 2=42x .考题赏析1.(辽宁高考)已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )A.172 B .3 C. 5 D.92解析 如图所示,由抛物线的定义知,点P 到准线x =-12的距离d 等于点P 到焦点的距离|PF |.因此点P 到点(0,2)的距离与点P 到准线的距离之和可转化为点P 到点(0,2)的距离与点P到点F 的距离之和,其最小值为点M (0,2)到点F ⎝⎛⎭⎫12,0的距离,则距离之和的最小值为4+14=172.答案 A2.(全国Ⅰ高考)已知抛物线y =ax 2-1的焦点是坐标原点,则以抛物线与两坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为________.解析 ∵y =ax 2-1,∴y +1=ax 2.令y +1=y ′,x =x ′,则y ′=ax ′2,∴x ′2=2×12ay ′,∴x ′2=1a y ′的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,即y +1=14a , ∴y =ax 2-1的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a -1. 又y =ax 2-1的焦点是原点,∴14a =1,∴a =14.∴y =14x 2-1.令x =0,得y =-1,令y =0,得x =±2.故y =14x 2-1与两坐标轴的三个交点为(0,-1),(2,0),(-2,0),∴围成三角形面积为S =12×4×1=2.答案 23.(全国Ⅱ高考)已知F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,A 、B 是抛物线C 上的两个点,线段AB 的中点为M (2,2),则△ABF 的面积等于________.解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 21=4x 1,y 22=4x 2. ∴(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2).∵x 1≠x 2,∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1.∴直线AB 的方程为y -2=x -2,即y =x . 将其代入y 2=4x ,得A (0,0)、B (4,4).∴|AB |=4 2.又F (1,0)到y =x 的距离为22,∴S △ABF =12×22×42=2.答案 21.抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点到其准线的距离是( ) A.|a |4 B.|a |2C .|a |D .-a2答案 B解析 因为y 2=ax ,所以p =|a |2,即该抛物线的焦点到其准线的距离为|a |2,故选B.2.抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 到焦点的距离是a (a >p2),则点M 的横坐标是( )A .a +p 2B .a -p2C .a +pD .a -p 答案 B解析 由抛物线的定义知:点M 到焦点的距离a 等于点M 到抛物线的准线x =-p2的距离,所以点M 的横坐标即点M 到y 轴的距离为a -p2.3.已知抛物线的方程为标准方程,焦点在x 轴上,其上点P (-3,m )到焦点F 的距离为5,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=-8xC .y 2=4xD .y 2=-4x 答案 B解析 点P (-3,m )在抛物线上,焦点在x 轴上,所以抛物线的标准方程可设为y 2=-2px (p >0).由抛物线定义知|PF |=3+p2=5.所以p =4,所以抛物线的标准方程是y 2=-8x .应选B.4.抛物线y 2=ax 的焦点与双曲线x 23-y 2=1的左焦点重合,则这条抛物线的方程是( )A .y 2=4xB .y 2=-4xC .y 2=-42xD .y 2=-8x 答案 D解析 因为x 23-y 2=1的左焦点为(-2,0),所以抛物线开口向左,所以a <0,且p =|a |2=4,所以a =-8,所以抛物线方程为y 2=-8x ,故选D.5.已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 且斜率为1的直线交抛物线C 于A 、B 两点.设|F A |>|FB |,则|F A |与|FB |的比值等于________.答案 3+2 2解析 ∵y 2=4x 的焦点坐标为 F (1,0),准线方程为x =-1,∴过F 且斜率为1的直线方程为y = x - 1.将其代入y 2= 4x 得 x 2 - 6x + 1=0.∴x 1, 2 =62± = 3〒22.∵|FA|>|FB|,∴x A =3+22,x B =3-22.又|FA|= x +1,|FB|= x B +1,∴|FA||FB|== 3+22. 答案 -36. 过抛物线y 2 = 4x 的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,O 为坐标原点,则· 的值是________.. 解析 当直线过焦点且垂直于x 轴时,直线方程为x =1,代入y 2=4x ,y 1,2=±2.A 、B 点的坐标分别为(1,2),(1,-2).∴·OB →=1-4=-3.当直线过焦点不垂直x 轴时,则直线的方程可设为y =k (x -1),设A ,B 坐标分别为(x 1,y 1)(x 2,y 2).则y 21·y 22=16x 1x 2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k (x -1),得k 2x 2-(2k +4)x +k 2=0, ·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1-4=-3. 7.已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,若动圆C 与圆A 相外切,且与直线l 相切,求动圆圆心C 的轨迹方程.解 设圆心C 到直线l 的距离为d ,则由题意知|CA |=d +1从而可知圆心C 到点(-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等.所以动圆圆心C 的轨迹是抛物线,其焦点为(-2,0),准线为x =2,故设动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-2px (p >0),由p2=2,得p =4.因此动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-8x .8.已知点M (-2,4)及焦点为F 的抛物线y =18x 2,在此抛物线上求一点P 使|PM |+|PF |的值最小.分析 先根据已知条件画出图形,由定义知,抛物线上的点P 到焦点F 的距离等于P 到准线l 的距离d ,所以求|PM |+|PF |的最小值问题可转化为求|PM |+d 的最小值问题,让点P 在抛物线上运动,容易发现当点P 运动到过点M 且与x 轴垂直的直线与抛物线的交点处时,|PM |+d 最小.解 如图,设MN ⊥x 轴,与准线交于N ,与抛物线交于点P ,在抛物线上任取一点P ′,连P ′M ,P ′F ,作P ′N 垂直于准线,垂足为N ′.由抛物线的定义,|PN|=|PF|,|P ′N ′|=|P ′F||P ′M|+|P ′N ′|=|P ′M|+|P ′F| |PN|+|PM|=|PM|+|PF|∵|P ′M|+|P ′N ′|≥|PN|+|PM| ∴|P ′M|+|P ′F|≥|PM|+|PF|这就是说,当P ′与P 重合时,|PM|+|PF|的值最小解方程组22,1,8x y x =-⎧⎪⎨=⎪⎩得P(-2,12). 9.已知抛物线y 2=2x ,过点Q (2,1)作一条直线交抛物线于A 、B 两点,试求弦AB 中点的轨迹方程.解 设弦AB 的中点M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有y 21=2x 1,y 22=2x 2, ∴y 1-y 2x 1-x 2=2y 1+y 2,又y 1+y 2=2y ,∴y 1-y 2x 1-x 2=1y,即k AB =1y .又k MQ =y -1x -2,由题意知k MQ =k AB .∴y -1x -2=1y,整理, 得y 2-x -y +2=0.所以,弦AB 中点的轨迹方程为y 2-x -y +2=0.10.抛物线的顶点在原点,以x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线,被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线方程.解 如右图所示,依题意设抛物线方程为y 2=2px(p>0),则直线方程为y=-x+12p. 设直线交抛物线于A(x 1,y 1), B(x 2,y 2),则由抛物线定义得|AB|=|AF|+|FB|=|AC|+|BD| =x 1+2P + x 2 + 2P , 即x 1+x 2 +p=8.①又A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)是抛物线和直线的交点.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +12p ,y 2=2px ,消去y 得x 2-3px +p 24=0,∴x 1+x 2=3p ,将其代入①得p =2. ∴所求抛物线方程为y 2=4x .当抛物线方程设为y 2=-2px (p >0)时,同理可求得抛物线方程为y 2=-4x . 故抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=-4x .讲练学案部分2.4.1 抛物线及其标准方程.对点讲练知识点一 求抛物线的标准方程分别求出满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)过点(3,-4).(2)焦点在直线x +3y +15=0上. 解 (1)∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0)或x 2=-2p 1y (p 1>0),把点(3,-4)的坐标分别代入得(-4)2=2p ×3,32=-2p 1×(-4)即2p =163,2p 1=94∴所求抛物线的方程为y 2=163x 或x 2=-94y .(2)令x =0得y =-5;令y =0得x =-15 ∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0)∴所求抛物线的标准方程为y 2=-60x 或x 2=-20y .【反思感悟】 求抛物线方程应首先确定焦点的位置,进而确定方程的形式,然后利用已知条件求p 的值.求满足下列条件的抛物线的方程.(1)以坐标轴为对称轴,且过点A (2,3);(2)以坐标轴为对称轴,焦点到准线的距离为52.解 (1)由题意,方程可设为y 2=mx 或x 2=ny , 将点A (2,3)的坐标代入,得32=m ·2或22=n ·3,∴m =92或n =43.∴所求的抛物线方程为y 2=92x 或x 2=43y .(2)由焦点到准线的距离为52,可知p =52.∴所求抛物线方程为y 2=5x 或y 2=-5x 或x 2=5y 或x 2=-5y .知识点二 抛物线定义的应用已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值.解 设抛物线的方程为y 2=-2px (p >0),则准线方程为x =p2.∵点M (-3,m )是抛物线上的点,根据抛物线定义,M 点到焦点的距离等于M 点到准线的距离∴|-3|+p2=5 ∴p =4.∴抛物线方程为y 2=-8x .又点M (-3,m )在抛物线上故m 2=-8×(-3) ∴m =±2 6.【反思感悟】 涉及抛物线上一点与焦点的距离问题要注意用定义转化为该点到准线的距离,可简化计算.若动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,又与直线x +1=0相切,则动圆圆心的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .双曲线的一支D .抛物线答案 D解析 设动圆的圆心为M ,半径为r ,动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,则M 到定点(2,0)的距离为r +1,动圆与直线x =-1相切,则点M 到定直线x =-1的距离为r ,所以M 到定点(2,0)和到定直线x =-2的距离相等,由抛物线定义知,答案选D.知识点三 抛物线知识在实际中的应用喷灌的喷头装在直立管柱OA 的顶点A 处,喷出水流的最高点B 高5 m ,且与OA 所在的直线相距4 m ,水流落在以O 为圆心,半径为9 m 的圆上,则管柱OA 的长是多少?解 如图所示,建立直角坐标系,设水流所形成的抛物线的方程为x 2= -2py(p>0),点C(5, -5)在抛物线上,所以25= -2p ·(-5),2p=5,所以抛物线的方程为x 2= -5y ,点A(-4,y 0)在抛物线上,所以16= -5y 0,y 0 = -165,所以OA 的长为5 - 165=1.8 (m).∴管柱OA 的长是1.8 m.【反思感悟】 根据题意,建立直角坐标系,用待定系数法求出抛物线方程,再利用抛物线方程解决实际问题.抛物线型拱桥顶距离水面2米,水面宽4米,当水下降1米后,水面宽________米.答案 2 6解析 可设抛物线方程为x 2=-2py ,则点(-2,-2)在抛物线上,则有:4=4p . ∴p =1,抛物线方程为x 2=-2y ,当y =-3时,x =±6. ∴水面宽为2 6. 课堂小结:1.四个标准方程的区分:焦点在一次项字母对应的坐标轴上,开口方向由一次项系数的符号确定.当系数为正时,开口方向为坐标轴的正方向;系数为负时,开口方向为坐标轴的负方向.2.焦点在y 轴上的抛物线的标准方程x 2=2py 通常又可以写成y=ax 2,这与以前学习的二次函数的解析式是完全一致的,但需要注意的是,由方程y=ax 2来求其焦点和准线时,必须先化成标准形式.3.经过抛物线的焦点的弦称为抛物线的焦点弦,它有以下特性:设焦点弦AB 的端点坐标分别为A (x 1 , y 1),B(x 2,y 2),则y 1y 2= - p 2, x 1x 2 = 24p ,|AB|= x 1 + x 2 + p.课时作业一、选择题1.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在曲线x 24-y 22=1上,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=4xC .y 2=2xD .y 2=±8x 答案 D解析 由题意知抛物线的焦点为双曲线x 24-y 22=1的顶点,即(-2,0)、(2,0),所以抛物线的方程为y 2=8x 或y 2=-8x .2.抛物线y =mx 2(m <0)的焦点坐标是( )A .(0,m 4)B .(0,14m )C .(0,-m 4)D .(0,-14m)答案 B解析 由于抛物线方程可化为x 2=1my (m <0),所以抛物线的焦点在y 轴的负半轴上,且2p =-1m ,所以p 2=-14m ,所以抛物线的焦点坐标是(0,14m),答案选B.3.过点M (2,4)作与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线l 有( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .3条 答案 C解析 容易发现点M (2,4)在抛物线y 2=8x 上,这样l 过M 点且与x 轴平行时,l 与抛物线有一个公共点,或者l 在M 点上与抛物线相切,故选C.4.已知P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是抛物线y 2=2px (p >0)上不同的两点,则y 1·y 2=-p 2是直线P 1P 2通过抛物线焦点的( )A .充分不必要条件B .充分必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 设直线P 1P 2的斜率为k ,在x 轴上的截距为x 0,则P 1P 2的方程为y =k (x -x 0), x =1ky +x 0(k =0时只有一个交点不合题意), 所以y 2=2p ⎝⎛⎭⎫1k y +x 0,即y 2-2pky -2px 0=0. 当直线P 1P 2过焦点时,x 0=p2,则y 1y 2=-p 2.当y 1y 2=-p 2时,即-2px 0=-p 2,则x 0=p2,直线过焦点.当斜率不存在时也可验证是充要条件.5.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,那么|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 B解析 方法一 由已知得抛物线焦点为(1,0),过焦点的直线设为y =k (x -1)(由x 1+x 2=6知,此直线不平行于y 轴,因而k 存在).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x ,消去y 得k 2x 2-2(k 2+2)x +k 2=0. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2(k 2+2)k 2=6,x 1·x 2=1得k =±1.所以|AB |2=(1+k 2)(x 1-x 2)2=2(x 1-x 2)2=64,故|AB |=8.方法二 由焦半径公式|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=8.二、填空题6.抛物线2y 2+5x =0的焦点坐标为____________,准线方程为______________.答案 ⎝⎛⎭⎫-58,0 x =58解析 化抛物线2y 2+5x =0为标准方程y 2=-52x,2p =52,p 2=58,所以焦点坐标为(-58,0),准线方程为x =58.7.设点M ⎝⎛⎭⎫3,103与抛物线y 2=2x 上的点P 之间的距离为d 1,P 到抛物线准线l 的距离为d 2,则当d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为____________.答案 (2,2)解析 当P 点是M 与焦点F ⎝⎛⎭⎫12,0连线与抛物线交点时,d 1+d 2最小,MF 的方程为y =43x -23,与抛物线y 2=2x 联立得P (2,2). 三、解答题8.过点Q (4,1)作抛物线y 2=8x 的弦AB ,若弦恰被Q 平分,求AB 所在直线方程. 解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因点Q (4,1)为A ,B 的中点则有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8y 1+y 2=2将A 、B 两点坐标代入y 2=8x .则有⎩⎪⎨⎪⎧y 21=8x 1 ①y 22=8x 2 ②①-②得:(y 1-y 2)(y 1+y 2)=8(x 1-x 2),由y 1+y 2=2,则有y 1-y 2x 1-x 2=4,∴k AB =4.∴所求直线方程为y -1=4(x -4),即4x -y -15=0.9.一抛物线拱桥跨度为52米,拱顶离水面6.5米,一竹排上有一宽4米、高6米的矩形大木箱,问能否安全通过?解建立坐标系如图,设抛物线方程为 x 2= -2py ,则点(26, -6.5)在抛物线上, ∴262= -2p ·(-6.5),∴p=52,抛物线的方程为x 2= -104y ,当y=-0.5时,x=〒213,则有413>4, 所以木箱能安全通过.10.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点. 求证:(1)x 1x 2为定值;(2)1|F A |+1|FB |为定值. 证明 (1)抛物线y 2=2px 的焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB 不垂直于x 轴时,设直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2 (k ≠0). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2y 2=2px消去y , 得k 2x 2-p (k 2+2)x +k 2p 24=0.由根与系数的关系得x 1x 2=p 24(定值).当AB ⊥x 轴时,x 1=x 2=p2,x 1x 2=p24也成立.(2)由抛物线的定义知,|F A |=x 1+p 2,|FB |=x 2+p2.又由(1)得x 1x 2=p24,所以1|F A |+1|FB |=1x 1+p 2+1x 2+p2=x 1+x 2+pp 2(x 1+x 2)+x 1x 2+p 24 =x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2)+p 22=x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2+p )=2p(定值). 2.4.2 抛物线的简单几何性质.对点讲练知识点一 由性质求方程已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交的公共弦长等于23,求这条抛物线的方程.解 设所求抛物线方程为y 2=2px (p >0)或y 2=-2px (p >0),设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),(y 1>0,y 2<0),则|y 1|+|y 2|=23,即y 1-y 2=23,由对称性知,y 2=-y 1,代入上式得y 1=3,把y 1=3代入x 2+y 2=4得x =±1.所以点(1,3)在抛物线y 2=2px 上,点(-1,3)在抛物线y 2=-2px 上,所以3=2p 或3=-2p ×(-1).所以p =32,所以所求抛物线方程为y 2=3x 或y 2=-3x .【反思感悟】 (1)由已知的几何条件求抛物线方程,常用待定系数法.(2)由于抛物线是轴对称图形,所以与对称轴垂直的弦一定被对称轴平分.已知抛物线的焦点在x 轴上,直线y =2x +1被抛物线截得的线段长为15,求此抛物线的标准方程.解 ∵抛物线的焦点在x 轴上,∴设它的标准方程为y 2=2px由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2pxy =2x +1得4x 2+(4-2p )x +1=0.∴|x 1-x 2|=(4-2p )2-164=p 2-4p2.∴1+22|x 1-x 2|=52p 2-4p .∴52p 2-4p =15.∴p =6或p =-2. ∴抛物线的方程为y 2=12x 或y 2=-4x .知识点二 与抛物线有关的证明问题过抛物线焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,通过点A 和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D ,求证:直线DB 平行于抛物线的对称轴.证明如图所示,以抛物线的对称轴为x 轴,它的顶点为原点,建立直角坐标系. 设抛物线的方程为y 2=2px ,①点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则直线OA 的方程为 y =2py 0x (y 0≠0),②抛物线的准线方程是x =-p2.③联立②③,可得点D 的纵坐标为y =-p 2y 0④因为点F 的坐标是⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB ⊥x 轴时,|y 0|=p 此时,|OA |=|OD |,∴DB ∥x 轴当AB 与x 轴不垂直时,即y 20≠p 2时,直线AF 的方程为y =2py 0y 20-p 2⎝⎛⎭⎫x -p 2,⑤ 联立①⑤,可得点B 的纵坐标为y =-p 2y 0.⑥由④⑥可知,DB ∥x 轴.【反思感悟】 因抛物线方程的独特形式,较之椭圆与双曲线,它上面的点便于用一个变量表示出来,如y 2=2px 上任一点,可表示为⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22p ,y ,注意恰当运用.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,Q 是抛物线上除顶点外的任意一点,直线QO 交准线于P 点,过Q 且平行于抛物线对称轴的直线交准线于R 点,求证:PF ⊥RF .证明如图所示,设点Q ⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则R.(-2p,y 0 ) 直线OQ 的方程为y=02y p x , 当x=-2p 时,解得y=-02y p,∴P =2,20p p y ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,又F (2p ,0),∴RF →=⎝⎛⎭⎫p ,p 2y 0,RF →=(p ,-y 0) ∴RF →·RF →=0,∴PF ⊥RF .知识点三 直线与抛物线的交点问题已知抛物线的方程为y 2=4x ,直线l 过定点P (-2,1),斜率为k .k 为何值时,直线l 与抛物线y 2=4x :只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?解 由题意,设直线l 的方程为y -1=k (x +2).由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k (x +2)y 2=4x ,可得:ky 2-4y +4(2k +1)=0.① (1)当k =0时,由方程①得y =1.把y =1代入y 2=4x ,得x =14.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点⎝⎛⎭⎫14,1. (2)当k ≠0时,方程①的判别式为 Δ=-16(2k 2+k -1). 1°由Δ=0,即2k 2+k -1=0,解得k =-1,或k =12.于是,当k =-1,或k =12时,方程①只有一个解,从而方程组(*)只有一个解.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点.2°由Δ>0,即2k 2+k -1<0,解得-1<k <12.于是,当-1<k <12,且k ≠0时,方程①有两个解,从而方程组有两个解.这时,直线l与抛物线有两个公共点.3°由Δ<0,即2k 2+k -1>0,解得k <-1,或k >12.于是,当k <-1,或k >12时,方程①没有实数解,从而方程组(*)没有解.这时,直线l与抛物线没有公共点.综上,我们可得当k =-1,或k =12,或k =0时,直线l 与抛物线只有一个公共点;当-1<k <12,且k ≠0时,直线l 与抛物线有两个公共点;当k <-1,或k >12时,直线l 与抛物线没有公共点.【反思感悟】 当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,抛物线和直线相交,只有一个交点.解决直线与抛物线位置关系问题时,不要忽视这一点,否则容易漏解.直线l :y =kx +1,抛物线C :y 2=4x ,当k 为何值时,l 与C 分别相切、相交、相离?解 将l 和C 的方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1, ①y 2=4x , ②①式代入②式,并整理,得 k 2x 2+(2k -4)x +1=0.当k ≠0时,是一元二次方程, ∴Δ=(2k -4)2-4k 2=16(1-k ).(1)当Δ=0时,即k =1时,l 与C 相切. (2)当Δ>0时,即k <1时,l 与C 相交. (3)当Δ<0时,即k >1时,l 与C 相离.当k =0时,直线l :y =1与曲线C :y 2=4x 相交.综上所述,当k =0或k <1时,l 与C 相交,当k =1时,l 与C 相切,当k >1时,l 与C 相离.课堂小结:1.在已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,求抛物线的标准方程时,为避免讨论张口的方向可设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0).此时,不论a>0或a<0,焦点坐标都是(2a,0),准线方程都为x=-2a . 2.抛物线y 2= 2px (p>0)上任一点的坐标可用一个量y 1表示为21(1),2y y p;x 2 = 2py (p>0)上任一点坐标可设为(x 1 , 212x p).3.直线与抛物线的位置关系设直线l :y=kx+m ,抛物线:y 2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x 的方程:ax 2+bx+c=0,(1)若a ≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点; 当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个交点; 当Δ<0时,直线与抛物线相离,无公共点.(2)若a=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合,因此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.一、选择题1.P (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px (p ≠0)上任一点,则P 到焦点的距离是( )A .|x 0-p 2|B .|x 0+p2|C .|x 0-p |D .|x 0+p | 答案 B解析 当p >0时,由抛物线定义得点P (x 0,y 0)到焦点的距离为x 0+p2,当p <0时由抛物线定义知P (x 0,y 0)到焦点的距离为-p 2-x 0,综上得所求距离为|x 0+p2|,故选B.2.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线l 交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为4,则|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 A解析 设A 、B 两点的横坐标分别为x A 、x B ,则有x A +x B =8,|AB |=|AF |+|BF |=x A +p 2+x B +p2=8+p =8+2=10.3.抛物线y 2=2px 与直线ax +y -4=0的一个交点是(1,2),则抛物线的焦点到该直线的距离为( )A.32 3B.25 5C.710 5D.172 答案 B解析 由已知得抛物线方程为y 2=4x ,直线方程为2x +y -4=0,抛物线y 2=4x 的焦点坐标是F (1,0),到直线2x +y -4=0的距离d =|2+0-4|22+1=255.4.若抛物线y 2=2px (p >0)上三个点的纵坐标的平方成等差数列,那么这三个点到抛物线焦点的距离的关系是( )A .成等差数列B .既成等差数列又成等比数列C .成等比数列D .既不成等比数列也不成等差数列 答案 A解析 设三点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),则y 21=2px 1,y 22=2px 2,y 23=2px 3,因为2y 22=y 21+y 23, 所以x 1+x 3=2x 2,即|P 1F |-p 2+|P 3F |-p2=2⎝⎛⎭⎫|P 2F |-p 2, 所以|P 1F |+|P 3F |=2|P 2F |. 二、填空题5.抛物线的顶点在原点,准线垂直于x 轴,且焦点到顶点的距离为4,则其方程为______________________.答案 y 2=16x 或y 2=-16x解析 焦点到顶点的距离即p2=4,p =8.6.抛物线y =x 2上的点到直线2x -y -4=0的距离最短的点的坐标是____________. 答案 (1,1)解析 设点A (x ,y )是符合题设条件的点,则由点到直线的距离公式,得d =55|2x -y -4|=55|2x -x 2-4| =55|-(x -1)2-3|≥355. 当且仅当x =1时,d 取得最小值,故所求点为(1,1).7.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是____________.答案 [-1,1]解析 Q 点坐标为(-2,0),直线l 的斜率不存在时,不满足题意,所以可设直线l 的斜率为k ,方程为y =k (x +2).当k =0时满足.当k ≠0时,x =1ky -2,代入y 2=8x ,得y 2-8k y +16=0.Δ=64k2-64≥0,k 2≤1,即-1≤k ≤1(k ≠0).综上,-1≤k ≤1.三、解答题8.过点(-3,2)的直线与抛物线y 2=4x 只有一个公共点,求此直线方程. 解 显然,直线存在斜率k , 设其方程为y -2=k (x +3), 由⎩⎪⎨⎪⎧y -2=k (x +3)y 2=4x 消去x ,整理得ky 2-4y +8+12k =0①(1)当k =0时,方程①化为-4y +8=0,即y =2, 此时过(-3,2)的直线方程为y =2,满足条件. (2)当k ≠0时,方程①应有两个相等实根. 由⎩⎪⎨⎪⎧ k ≠0Δ=0即⎩⎪⎨⎪⎧k ≠016-4k (8+12k )=0,得k =13或k =-1.∴直线方程为y -2=13(x +3)或y -2=-(x +3),即x -3y +9=0或x +y +1=0.故所求直线有三条,其方程分别为: y =2,x -3y +9=0或x +y +1=0.9.A ,B 是抛物线y 2=2px (p >0)上两点,满足OA ⊥OB ,其中O 为抛物线顶点.求证: (1)A ,B 两点的纵坐标乘积为定值; (2)直线AB 恒过一定点. 证明(1)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),x 1≠0,x 2≠0,则y 12=2px 1, y 22=2px 2. ∵OA ⊥OB ,∴x 1x 2 + y 1y 2=0.∴y 12y 22、= 4p 2 x 1x 2 = 24p -y 1y 2.∴y 1y 2 =24p -为定值, x 1x 2=-y 1y 2=4p 2也为定值.∴A 、B 两点的纵坐标乘积为定值.(2)若AB ⊥x 轴,则易知直线AB 方程为x = 2p , 过点(2p,0);若AB 与x 轴不垂直,则x 1≠x 2,y 1+y 2≠0.由y 12-y 22=2p(x 1-x 2),得1212122y y px x y y -++=. ∴直线AB 的方程是y= 122py y + (x -x 1)+y 1,即y = 211121222px px y y y y y ++-+。
(完整版)圆锥曲线常见题型及答案
圆锥曲线常见题型归纳一、基础题涉及圆锥曲线的基本概念、几何性质,如求圆锥曲线的标准方程,求准线或渐近线方程,求顶点或焦点坐标,求与有关的值,求与焦半径或长(短)轴或实(虚)轴有关的角和三角形面积。
此类题在考试中最常见,解此类题应注意:(1)熟练掌握圆锥曲线的图形结构,充分利用图形来解题;注意离心率与曲线形状的关系; (2)如未指明焦点位置,应考虑焦点在x 轴和y 轴的两种(或四种)情况;(3)注意2,2,a a a ,2,2,b b b ,2,2,c c c ,2,,2p p p 的区别及其几何背景、出现位置的不同,椭圆中222b a c -=,双曲线中222b a c +=,离心率a c e =,准线方程a x 2±=;例题:(1)已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是 ( )A .421=+PF PFB .621=+PF PF C .1021=+PF PF D .122221=+PF PF (答:C );(2)方程8=表示的曲线是_____ (答:双曲线的左支)(3)已知点)0,22(Q 及抛物线42x y =上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_____ (答:2)(4)已知方程12322=-++k y k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____ (答:11(3,)(,2)22---); (5)双曲线的离心率等于25,且与椭圆14922=+y x 有公共焦点,则该双曲线的方程_______(答:2214x y -=);(6)设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的方程为_______(答:226x y -=)二、定义题对圆锥曲线的两个定义的考查,与动点到定点的距离(焦半径)和动点到定直线(准线)的距离有关,有时要用到圆的几何性质。
此类题常用平面几何的方法来解决,需要对圆锥曲线的(两个)定义有深入、细致、全面的理解和掌握。
(完整版)圆锥曲线经典题目(含答案)
圆锥曲线经典题型一.选择题(共10小题)1.直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,则此双曲线离心率的范围是()A.(1,)B.(,+∞) C.(1,+∞)D.(1,)∪(,+∞)2.已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的左、右两个焦点,若<0,则y0的取值范围是()A.B.C. D.3.设F1,F2分别是双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使得,其中O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为()A.B. C.D.4.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F作直线y=﹣x的垂线,垂足为A,交双曲线左支于B点,若=2,则该双曲线的离心率为()A.B.2 C.D.5.若双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=2相交,则此双曲线的离心率的取值范围是()A.(2,+∞)B.(1,2) C.(1,)D.(,+∞)6.已知双曲线C:的右焦点为F,以F为圆心和双曲线的渐近线相切的圆与双曲线的一个交点为M,且MF与双曲线的实轴垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.27.设点P是双曲线=1(a>0,b>0)上的一点,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,已知PF1⊥PF2,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线的一条渐近线方程是()A.B.C.y=2x D.y=4x8.已知双曲线的渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相交,则该双曲线的离心率的取值范围是()A.(,+∞) B.(1,)C.(2.+∞)D.(1,2)9.如果双曲线经过点P(2,),且它的一条渐近线方程为y=x,那么该双曲线的方程是()A.x2﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=110.已知F是双曲线C:x2﹣=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为()A.B.C.D.二.填空题(共2小题)11.过双曲线的左焦点F1作一条l交双曲线左支于P、Q两点,若|PQ|=8,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是.12.设F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使,O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为.三.解答题(共4小题)13.已知点F1、F2为双曲线C:x2﹣=1的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点M,∠MF1F2=30°.(1)求双曲线C的方程;(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1、P2,求•的值.14.已知曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)和曲线C2:+=1有相同的焦点,曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍.(Ⅰ)求曲线C1的方程;(Ⅱ)设点A是曲线C1的右支上一点,F为右焦点,连AF交曲线C1的右支于点B,作BC垂直于定直线l:x=,垂足为C,求证:直线AC恒过x轴上一定点.15.已知双曲线Γ:的离心率e=,双曲线Γ上任意一点到其右焦点的最小距离为﹣1.(Ⅰ)求双曲线Γ的方程;(Ⅱ)过点P(1,1)是否存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点?若直线l存在,请求直线l的方程;若不存在,说明理由.16.已知双曲线C:的离心率e=,且b=.(Ⅰ)求双曲线C的方程;(Ⅱ)若P为双曲线C上一点,双曲线C的左右焦点分别为E、F,且•=0,求△PEF的面积.一.选择题(共10小题)1.直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,则此双曲线离心率的范围是()A.(1,)B.(,+∞) C.(1,+∞)D.(1,)∪(,+∞)【解答】解:∵直线y=x﹣1与双曲线x2﹣=1(b>0)有两个不同的交点,∴1>b>0或b>1.∴e==>1且e≠.故选:D.2.已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的左、右两个焦点,若<0,则y0的取值范围是()A.B.C. D.【解答】解:由题意,=(﹣﹣x0,﹣y0)•(﹣x0,﹣y0)=x02﹣3+y02=3y02﹣1<0,所以﹣<y0<.故选:A.3.设F1,F2分别是双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使得,其中O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为()A.B. C.D.【解答】解:取PF2的中点A,则∵,∴⊥∵O是F1F2的中点∴OA∥PF1,∴PF1⊥PF2,∵|PF1|=3|PF2|,∴2a=|PF1|﹣|PF2|=2|PF2|,∵|PF1|2+|PF2|2=4c2,∴10a2=4c2,∴e=故选C.4.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F作直线y=﹣x的垂线,垂足为A,交双曲线左支于B点,若=2,则该双曲线的离心率为()A.B.2 C.D.【解答】解:设F(c,0),则直线AB的方程为y=(x﹣c)代入双曲线渐近线方程y=﹣x得A(,﹣),由=2,可得B(﹣,﹣),把B点坐标代入双曲线方程﹣=1,即=1,整理可得c=a,即离心率e==.故选:C.5.若双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线与圆(x﹣2)2+y2=2相交,则此双曲线的离心率的取值范围是()A.(2,+∞)B.(1,2) C.(1,)D.(,+∞)【解答】解:∵双曲线渐近线为bx±ay=0,与圆(x﹣2)2+y2=2相交∴圆心到渐近线的距离小于半径,即∴b2<a2,∴c2=a2+b2<2a2,∴e=<∵e>1∴1<e<故选C.6.已知双曲线C:的右焦点为F,以F为圆心和双曲线的渐近线相切的圆与双曲线的一个交点为M,且MF与双曲线的实轴垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.2【解答】解:设F(c,0),渐近线方程为y=x,可得F到渐近线的距离为=b,即有圆F的半径为b,令x=c,可得y=±b=±,由题意可得=b,即a=b,c==a,即离心率e==,故选C.7.设点P是双曲线=1(a>0,b>0)上的一点,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,已知PF1⊥PF2,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线的一条渐近线方程是()A.B.C.y=2x D.y=4x【解答】解:由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,又|PF1|=2|PF2|,得|PF2|=2a,|PF1|=4a;在RT△PF1F2中,|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,∴4c2=16a2+4a2,即c2=5a2,则b2=4a2.即b=2a,双曲线=1一条渐近线方程:y=2x;故选:C.8.已知双曲线的渐近线与圆x2+(y﹣2)2=1相交,则该双曲线的离心率的取值范围是()A.(,+∞) B.(1,)C.(2.+∞)D.(1,2)【解答】解:∵双曲线渐近线为bx±ay=0,与圆x2+(y﹣2)2=1相交∴圆心到渐近线的距离小于半径,即<1∴3a2<b2,∴c2=a2+b2>4a2,∴e=>2故选:C.9.如果双曲线经过点P(2,),且它的一条渐近线方程为y=x,那么该双曲线的方程是()A.x2﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1【解答】解:由双曲线的一条渐近线方程为y=x,可设双曲线的方程为x2﹣y2=λ(λ≠0),代入点P(2,),可得λ=4﹣2=2,可得双曲线的方程为x2﹣y2=2,即为﹣=1.故选:B.10.已知F是双曲线C:x2﹣=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF的面积为()A.B.C.D.【解答】解:由双曲线C:x2﹣=1的右焦点F(2,0),PF与x轴垂直,设(2,y),y>0,则y=3,则P(2,3),∴AP⊥PF,则丨AP丨=1,丨PF丨=3,∴△APF的面积S=×丨AP丨×丨PF丨=,同理当y<0时,则△APF的面积S=,故选D.二.填空题(共2小题)11.过双曲线的左焦点F1作一条l交双曲线左支于P、Q两点,若|PQ|=8,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是20.【解答】解:∵|PF1|+|QF1|=|PQ|=8∵双曲线x2﹣=1的通径为==8∵PQ=8∴PQ是双曲线的通径∴PQ⊥F1F2,且PF1=QF1=PQ=4∵由题意,|PF2|﹣|PF1|=2,|QF2|﹣|QF1|=2∴|PF2|+|QF2|=|PF1|+|QF1|+4=4+4+4=12∴△PF2Q的周长=|PF2|+|QF2|+|PQ|=12+8=20,故答案为20.12.设F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使,O为坐标原点,且,则该双曲线的离心率为.【解答】解:取PF2的中点A,则∵,∴2•=0,∴,∵OA是△PF1F2的中位线,∴PF1⊥PF2,OA=PF1.由双曲线的定义得|PF1|﹣|PF2|=2a,∵|PF1|=|PF2|,∴|PF2|=,|PF1|=.△PF1F2中,由勾股定理得|PF1|2+|PF2|2=4c2,∴()2+()2=4c2,∴e=.故答案为:.三.解答题(共4小题)13.已知点F1、F2为双曲线C:x2﹣=1的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点M,∠MF1F2=30°.(1)求双曲线C的方程;(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1、P2,求•的值.【解答】解:(1)设F2,M的坐标分别为,因为点M在双曲线C上,所以,即,所以,在Rt△MF2F1中,∠MF1F2=30°,,所以…(3分)由双曲线的定义可知:故双曲线C的方程为:…(6分)(2)由条件可知:两条渐近线分别为…(8分)设双曲线C上的点Q(x0,y0),设两渐近线的夹角为θ,则点Q到两条渐近线的距离分别为,…(11分)因为Q(x0,y0)在双曲线C:上,所以,又cosθ=,所以=﹣…(14分)14.已知曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)和曲线C2:+=1有相同的焦点,曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍.(Ⅰ)求曲线C1的方程;(Ⅱ)设点A是曲线C1的右支上一点,F为右焦点,连AF交曲线C1的右支于点B,作BC垂直于定直线l:x=,垂足为C,求证:直线AC恒过x轴上一定点.【解答】(Ⅰ)解:由题知:a2+b2=2,曲线C2的离心率为…(2分)∵曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的倍,∴=即a2=b2,…(3分)∴a=b=1,∴曲线C1的方程为x2﹣y2=1;…(4分)(Ⅱ)证明:由直线AB的斜率不能为零知可设直线AB的方程为:x=ny+…(5分)与双曲线方程x2﹣y2=1联立,可得(n2﹣1)y2+2ny+1=0设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=﹣,y1y2=,…(7分)由题可设点C(,y2),由点斜式得直线AC的方程:y﹣y2=(x﹣)…(9分)令y=0,可得x===…(11分)∴直线AC过定点(,0).…(12分)15.已知双曲线Γ:的离心率e=,双曲线Γ上任意一点到其右焦点的最小距离为﹣1.(Ⅰ)求双曲线Γ的方程;(Ⅱ)过点P(1,1)是否存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点?若直线l存在,请求直线l的方程;若不存在,说明理由.【解答】解:(Ⅰ)由题意可得e==,当P为右顶点时,可得PF取得最小值,即有c﹣a=﹣1,解得a=1,c=,b==,可得双曲线的方程为x2﹣=1;(Ⅱ)过点P(1,1)假设存在直线l,使直线l与双曲线Γ交于R、T两点,且点P是线段RT的中点.设R(x1,y1),T(x2,y2),可得x12﹣=1,x22﹣=1,两式相减可得(x1﹣x2)(x1+x2)=(y1﹣y2)(y1+y2),由中点坐标公式可得x1+x2=2,y1+y2=2,可得直线l的斜率为k===2,即有直线l的方程为y﹣1=2(x﹣1),即为y=2x﹣1,代入双曲线的方程,可得2x2﹣4x+3=0,由判别式为16﹣4×2×3=﹣8<0,可得二次方程无实数解.故这样的直线l不存在.16.已知双曲线C:的离心率e=,且b=.(Ⅰ)求双曲线C的方程;(Ⅱ)若P为双曲线C上一点,双曲线C的左右焦点分别为E、F,且•=0,求△PEF的面积.【解答】解:(Ⅰ)∵C:的离心率e=,且b=,∴=,且b=,∴a=1,c=∴双曲线C的方程;(Ⅱ)令|PE|=p,|PF|=q由双曲线定义:|p﹣q|=2a=2平方得:p2﹣2pq+q2=4•=0,∠EPF=90°,由勾股定理得:p2+q2=|EF|2=12所以pq=4即S=|PE|•|PF|=2.。
高中数学圆锥曲线与最值及取值范围问题(附经典例题与解析)
圆锥曲线与最值问题【知识点分析】方法一、圆锥曲线的的定义转化法借助圆锥曲线定义将最值问题等价转化为易求、易解、易推理证明的问题来处理.(1)椭圆:到两定点的距离之和为常数(大于两定点的距离)(2)双曲线:到两定点距离之差的绝对值为常数(小于两定点的距离) (3)抛物线:到定点与定直线距离相等。
【相似题练习】1.已知抛物线y 2=8x ,点Q 是圆C :x 2+y 2+2x ﹣8y +13=0上任意一点,记抛物线上任意一点到直线x =﹣2的距离为d ,则|PQ |+d 的最小值为( ) A .5 B .4 C .3 D .2 1.已知双曲线C :的右焦点为F ,P 是双曲线C 的左支上一点,M (0,2),则△PFM 周长最小值为 .【知识点分析】 方法二、函数法二次函数2y ax bx c =++顶点坐标为24b ac b ⎛⎫-- ⎪,1.已知F 1,F 2为椭圆C :+=1的左、右焦点,点E 是椭圆C 上的动点,1•2的最大值、最小值分别为( ) A .9,7 B .8,7 C .9,8 D .17,8【知识点分析】方法三、利用最短路径【问题1】“将军饮马”作法图形原理在直线l 上求一点P ,使P A +PB 值最小.作B 关于l 的对称点B '连A B ',与l 交点即为P .两点之间线段最短. P A +PB 最小值为A B '.【问题2】 作法图形原理在直线1l 、2l 上分别求点M 、N ,使△PMN 的周长最小.分别作点P 关于两直线的对称点P '和P '',连P 'P '',与两直线交点即为M ,N .两点之间线段最短. PM +MN +PN 的最小值为 线段P 'P ''的长.【问题3】 作法图形原理在直线1l 、2l 上分别求点M 、N ,使四边形PQMN 的周长最小.分别作点Q 、P 关于直线1l 、2l 的对称点Q '和P '连Q 'P ',与两直线交点即为M ,N .两点之间线段最短. 四边形PQMN 周长的最小值为线段P 'P ''的长.【问题4】 作法图形原理作点P 关于1l 的对称点P ',作P 'B ⊥2l 于B ,交l 于A .点到直线,垂线段最短. P A +AB 的最小值为线段P 'B 的长.l B A lPB'AB l 1l 2Pl 1l 2NMP''P'P l 1l 2N MP'Q'Q P l 1l 2P Q l 1A P'Pl 1l 2P小.【问题5】 作法图形原理A 为1l 上一定点,B 为2l 上一定点,在2l 上求点M ,在1l 上求点N ,使AM +MN +NB 的值最小.作点A 关于2l 的对称点A ',作点B 关于1l 的对称点B ',连A 'B '交2l 于M ,交1l 于N .两点之间线段最短. AM +MN +NB 的最小值为线段A 'B '的长.【相似题练习】1.已知双曲线x 2﹣y 2=1的右焦点为F ,右顶点A ,P 为渐近线上一点,则|PA |+|PF |的最小值为( )A .B .C .2D .【知识点分析】方法四、利用圆的性质【相似题练习】1.已知椭圆,圆A :x 2+y 2﹣3x ﹣y +2=0,P ,Q 分別为椭圆C 和圆A 上的点,F (﹣2,0),则|PQ |+|PF |的最小值为( ) A . B . C . D .l 2l 1ABNMl 2l 1M N A'B'AB【知识点分析】 方法五、切线法【相似题练习】1.如图,设椭圆C :+=1(a >b >0)的左右焦点为F 1,F 2,上顶点为A ,点B ,F 2关于F 1对称,且AB⊥AF 2(Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)已知P 是过A ,B ,F 2三点的圆上的点,若△AF 1F 2的面积为,求点P 到直线l :x ﹣y ﹣3=0距离的最大值.【知识点分析】 方法六、参数法1.圆222)()(r b y a x =-+-的参数方程可表示为)(.sin ,cos 为参数θθθ⎩⎨⎧+=+=r b y r a x .2. 椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 的参数方程可表示为)(.sin ,cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x .3. 抛物线px y 22=的参数方程可表示为)(.2,22为参数t pt y px x ⎩⎨⎧==.【相似题练习】已知点A (2,1),点B 为椭圆+y 2=1上的动点,求线段AB 的中点M 到直线l 的距离的最大值.并求此时点B 的坐标.【知识点分析】方法七、基本不等式1、均值不等式定理: 若0a >,0b >,则2a b ab +≥,2、常用的基本不等式:①()222,a b ab a b R +≥∈;②()22,2a b ab a b R +≤∈;③()20,02a b ab a b +⎛⎫≤>> ⎪⎝⎭;④()222,22a b a b a b R ++⎛⎫≥∈ ⎪⎝⎭.【相似题练习】1.抛物线y 2=4x 的焦点为F ,点A 、B 在抛物线上,且∠AFB =,弦AB 的中点M 在准线l 上的射影为M ′,则的最大值为 .方法七、利用三角形的三边关系两边之和大于第三边,两边之差小于第三边。
圆锥曲线23道经典题(含答案)
= 1(a > b > 0)左、右焦点为 F1、 F2离心率为
3 3
过
F2
的直线
l交C于A、
B两点,若 Δ AF1B的周长为 4 3则C的方程为( )
A.
x2 3
+
y2 2
=1
B.
x2 3
+ y2
=1
C.
x2 12
+
y2 8
=1
D.
x2 12
+
y2 4
=1
3(2014重庆8,5分)
设
F1
F2 分别为双曲线
11
12
13
14 抛物线的标准方程为 x2 = -12y ,由此可以判断焦点在 y 轴上且开口向下且 p=6, 所以其准线方程为 y=3 15
16
17 18
19
20 21
22
23
24
− y0y
=
1与直线AF相交于点M,与直线
x
=
3 2
相交于点N。证明:当点P在C上移动时,
∣N
F
∣ 恒为定值,并求出此定值。
19(2014陕西,20,13分)
2
如图,曲线C
由上半椭圆
C1
y2 a2
+
x2 b2
= 1(a > b > 0, y ⩾ 0)和部分抛物线
C2 : y = −x2 + 1(y ⩽ 0)连接而成, C1与 C2的公共点为A,B,其中 C1的离心率为
1)作斜率为
−
1 2
的直线与椭圆
C
:
x2 a2
+பைடு நூலகம்
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx圆锥曲线⼀、椭圆:( 1)椭圆的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的和等于常数(⼤于| F1 F2 |)的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: 2a | F1F2 | 表⽰椭圆;2a | F1F2|表⽰线段F1F2; 2a| F1F 2 |没有轨迹;(2)椭圆的标准⽅程、图象及⼏何性质:中⼼在原点,焦点在x 轴上中⼼在原点,焦点在y 轴上标准⽅程图形x2y2y2x2a2b 21( a b 0)a 2b21(ab 0)yB 2yB 2P F2 PA 1 A 2x A 1xA 2OF1O F21B 1FB 1顶点对称轴焦点焦距离⼼率通径2b2aA1 (a,0), A2 (a,0)A1( b,0), A2 (b,0)B1 (0, b), B2(0, b)B1( 0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;短轴为2b,长轴为2aF1 (c,0), F2(c,0)F1 ( 0,c), F2 (0,c)| F1 F2 | 2c(c 0)c2 a 2 b 2(0 e 1) (离⼼率越⼤,椭圆越扁)a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常⽤结论:(1)椭圆x2y21(a b 0) 的两个焦点为F1, F2,过F1的直线交椭圆于A, B两a2 b 2点,则ABF 2的周长=(2)设椭圆x2y2221( a b 0)左、右两个焦点为 F1, F2,过 F1且垂直于对称轴的直线a b交椭圆于 P, Q 两点,则 P, Q 的坐标分别是| PQ |⼆、双曲线:( 1)双曲线的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的差的绝对值等于常数(⼩于| F1F2 | )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: | PF1 || PF2 | 2a 与 | PF2 | | PF1 |2a ( 2a| F1F2 | )表⽰双曲线的⼀⽀。
(完整版)圆锥曲线练习题含标准答案(最新整理)
当 0 m 1 时,
y2 1
x2 1
1, e2
a2 b2 a2
1m
3,m 4
1 ,a2 4
1 m
4, a
2
m
20. x2 y2 1 20 5
设双曲线的方程为 x2 4 y2 , ( 0) ,焦距 2c 10, c2 25
5 /9
当
0 时,
x2
y2
1,
4
25,
20 ;
4
当
0
时,
y2
x2
1,
(
)
4
25,
20
4
21. (, 4) (1, ) (4 k)(1 k) 0, (k 4)(k 1) 0, k 1,或k 4
22. x 3 2 p 6, p 3, x p 3
2
22
23.1
焦点在 y 轴上,则 y2 x2 1, c2 5 1 4, k 1
28. ( 7, 0) 渐近线方程为 y m x ,得 m 3, c 7 ,且焦点在 x 轴上 2
29. b2 a2
设A( x1 ,y1), NhomakorabeaB(x2 ,
y2
)
,则中点
M
(
x1
2
x2
,
x
, 2
x2
8x
4
0,
x1
x2
8,
y1
y2
x1
x2
4
4
中点坐标为 ( x1 x2 , y1 y2 ) (4, 2)
2
2
27. , 2
t2 设 Q(
,t) ,由
PQ
a
t2 得(
圆锥曲线(课堂讲义和例题)
专题1 焦长与焦比体系】过椭圆的一个焦点的弦与另一个焦点围成的三角形的周长是 .【例2】 过椭圆的一个焦点F 作弦AB ,若,,则 的数值为( ) A . B .C .D .与、斜率有关【例3】设直线与椭圆相交于A 、B 两个不同的点,与x 轴相交于点F .(1)证明:;(2)若F 是椭圆的一个焦点,且,求椭圆的方程.【例4】设椭圆中心在坐标原点,焦点在轴上,一个顶点,离心率为. (1)求椭圆的方程;(2)若椭圆左焦点为,右焦点,过且斜率为1的直线交椭圆于,求的面积.秒杀秘籍:椭圆焦长以及焦比问题体:过椭圆的左焦点F 1的弦与右焦点F 2围成的三角形的周长是4a ;焦长公式:A 是椭圆上一点,、是左、右焦点,为,过,c 是椭圆半焦距,则(1);(2);(3).体面积:,. 证明:(1)如图所示,,故; (2)设由余弦定理得 ;整理得 ;整理得则过焦点的弦长.(焦长公式)焦比定理:过椭圆的左焦点F 1的弦,,令,即,代入弦长公式可得.yO F 2AB xF 1【例5】已知椭圆C:的左右顶点为A,B,点P为椭圆C上不同于A,B,的一点,且直线P A,PB的斜率之积为;(1)求椭圆的离心率;(2)设为椭圆C的左焦点,直线l过点F与椭圆C交与不同的两点M,N,且求直线l的斜率.【例6】(2014•安徽)设F1,F2分别是椭圆E:的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A、B两点,若,轴,则椭圆E的方程为.【例7】(2011•浙江)设F1,F2分别为椭圆的焦点,点A,B在椭圆上,若,则点A的坐标是.【例8】(2014•安徽)设F1,F2分别是椭圆E:的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A,B两点,.(1)若,的周长为16,求;(2)若,求椭圆E的离心率._________.【例10】过双曲线的左焦点F 1作倾斜角为的直线交双曲线于A 、B 两点,则=________.【例11】已知双曲线的左、右焦点分别为,.过的直线与双曲线的右支相交于,两点,若,若是以为顶角的等腰三角形,则双曲线的离心率为( ) A . B .C .D .注意:关于这类型焦比双曲线求离心率的题目很多,通常需要利用双曲线的几何性质把拥有焦比的较长的那段用关于的式子表示出来,再利用(交一支)或者(交两支)得出离心率.证明:1. ;同理. 2..3.设O 到AB 的距离为,则 ,故. 4.,. 5.;;;.关于抛物线的焦长公式及定理(A 为直线与抛物线右交点,B 为左交点,为AB 倾斜角) 1.;2. 3.;4.设,则; 5.设AB 交准线于点P ,.【例12】已知抛物线C :的焦点为F ,直线与C 交于A ,B (A 在x 轴上方)两点,若,则m 的值为( ) A .B .C .D .【例13】已知抛物线的方程为,过其焦点F 的直线与抛物线交于A 、B 两点,且,O 为坐标原点,则的面积和的面积之比为( ) A . B . C . D .【例14】过抛物线的焦点F 的直线l 交抛物线于点A 、B ,交其准线于点C ,若,且则此抛物线的方程为( )若交于两支时,,代入弦长公式可得.秒杀秘籍:抛物线焦长公式及性质 1..2..3..4.设,则.5.设AB 交准线于点P ,则;.秒杀秘籍:过焦点的弦与其中垂线的性质 1.设椭圆焦点弦的中垂线与长轴的交点为,则与之比是离心率的一半(如图)。
(完整版)圆锥曲线大题20道(含标准答案)
1.已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为(2,0),右顶点为)0,3( (1)求双曲线C 的方程; (2)若直线2:+=kx y l 与双曲线C 恒有两个不同的交点A 和B ,且2>⋅OB OA (其中O 为原点). 求k 的取值范围.解:(Ⅰ)设双曲线方程为12222=-by a x ).0,0(>>b a由已知得.1,2,2,32222==+==b b ac a 得再由故双曲线C 的方程为.1322=-y x (Ⅱ)将得代入13222=-+=y x kx y .0926)31(22=---kx x k 由直线l 与双曲线交于不同的两点得⎪⎩⎪⎨⎧>-=-+=∆≠-.0)1(36)31(36)26(,0312222k k k k即.13122<≠k k 且①设),(),,(B B A A y x B y x A ,则 ,22,319,312622>+>⋅--=-=+B A B A B A B A y y x x OB OA kx x k k x x 得由 而2)(2)1()2)(2(2++++=+++=+B A B A B A B A B A B A x x k x x k kx kx x x y y x x.1373231262319)1(22222-+=+-+--+=k k k k k k k于是解此不等式得即,01393,213732222>-+->-+k k k k .3312<<k ② 由①、②得.1312<<k故k 的取值范围为).1,33()33,1(⋃-- 2..已知椭圆C :22a x +22by =1(a >b >0)的左.右焦点为F 1、F 2,离心率为e. 直线l :y =e x +a 与x 轴.y 轴分别交于点A 、B ,M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P 是点F 1关于直线l 的对称点,设=λ.(Ⅰ)证明:λ=1-e 2;(Ⅱ)确定λ的值,使得△PF 1F 2是等腰三角形.(Ⅰ)证法一:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是2222222.,,1,).,0(),0,(b a c c b y c x b y ax a ex y a e a +=⎪⎩⎪⎨⎧=-=⎪⎩⎪⎨⎧=++=-这里得由. 所以点M 的坐标是(a b c 2,-). 由).,(),(2a eaa b e a c AB AM λλ=+-=得即221e a ab e ac e a-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-λλλ解得证法二:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是).,0(),0,(a ea-设M 的坐标是00(,),x y00(,)(,),a aAM AB x y a e eλλ=+=u u u u r u u u r 由得所以⎪⎩⎪⎨⎧=-=.)1(00a y e a x λλ因为点M 在椭圆上,所以,122220=+by a x即.11)1(,1)()]1([22222222=-+-=+-e e b a a e aλλλλ所以 ,0)1()1(2224=-+--λλe e解得.1122e e -=-=λλ即(Ⅱ)解法一:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|,即.||211c PF = 设点F 1到l 的距离为d ,由,1||1|0)(|||21221c eec a e a c e d PF =+-=+++-==得.1122e ee =+-所以.321,3122=-==e e λ于是即当,32时=λ△PF 1F 2为等腰三角形. 解法二:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|, 设点P 的坐标是),(00y x ,则0000010.22y x ce y x c e a -⎧=-⎪+⎪⎨+-⎪=+⎪⎩,2022023,12(1).1e x c e e a y e ⎧-=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩解得由|PF 1|=|F 1F 2|得,4]1)1(2[]1)3([2222222c e a e c e c e =+-+++- 两边同时除以4a 2,化简得.1)1(2222e e e =+- 从而.312=e 于是32112=-=e λ 即当32=λ时,△PF 1F 2为等腰三角形. 3.设R y x ∈,,j i ρρ、为直角坐标平面内x 轴、y 轴正方向上的单位向量,若j y i x b j y i x a ρρρρϖρ)3( ,)3(-+=++=,且4=+b a ϖϖ.(Ⅰ)求点),(y x P 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)若A 、B 为轨迹C 上的两点,满足MB AM =,其中M (0,3),求线段AB 的长. [启思]4.已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OB OA +与)1,3(-=a 共线. (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且),( R ∈+=μλμλ,证明22μλ+为定值. 解:本小题主要考查直线方程、平面向量及椭圆的几何性质等基本知识,考查综合运用数学知识解决问题及推理的能力. 满分12分.(1)解:设椭圆方程为)0,(),0(12222c F b a by a x >>=+ 则直线AB 的方程为c x y -=,代入12222=+b y a x ,化简得02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令A (11,y x ),B 22,(y x ),则.,22222222122221b a b a c a x x b a c a x x +-=+=+ 由OB OA a y y x x OB OA +-=++=+),1,3(),,(2121与共线,得,0)()(32121=+++x x y y 又c x y c x y -=-=2211,,.23,0)()2(3212121c x x x x c x x =+∴=++-+∴ 即232222cba c a =+,所以36.32222a b a c b a =-=∴=, 故离心率.36==a c e (II )证明:(1)知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为.33222b y x =+设),(y x =,由已知得),,(),(),(2211y x y x y x μλ+=⎩⎨⎧+=+=∴.,2121x x y x x x μλμλ),(y x M Θ在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ 即.3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ① 由(1)知.21,23,23222221c b c a c x x ===+ [变式新题型3]抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴上,准线l 与x 轴相交于点A(–1,0),过点A 的直线与抛物线相交于P 、Q 两点.(1)求抛物线的方程;(2)若FP •FQ =0,求直线PQ 的方程;(3)设=λAQ (λ>1),点P 关于x 轴的对称点为M ,证明:FM =-λFQ ..6.已知在平面直角坐标系xoy 中,向量32),1,0(的面积为OFP ∆=,且,3OF FP t OM j ⋅==+u u u r u u u r u u u u r u u ur r .(I )设4t OF FP θ<<u u u r u u u r求向量与 的夹角的取值范围;(II )设以原点O 为中心,对称轴在坐标轴上,以F 为右焦点的椭圆经过点M ,且||,)13(,||2c t c 当-==取最小值时,求椭圆的方程.7.已知(0,2)M -,点A 在x 轴上,点B 在y 轴的正半轴,点P 在直线AB 上,且满足,AP PB =-u u u r u u u r ,0MA AP ⋅=u u ur u u u r . (Ⅰ)当点A 在x 轴上移动时,求动点P 的轨迹C 方程;(Ⅱ)过(2,0)-的直线l 与轨迹C 交于E 、F 两点,又过E 、F 作轨迹C 的切线1l 、2l ,当12l l ⊥,求直线l 的方程.8.已知点C 为圆8)1(22=++y x 的圆心,点A (1,0),P 是圆上的动点,点Q 在圆的半径CP 上,且.2,0AM AP AP MQ ==⋅(Ⅰ)当点P 在圆上运动时,求点Q 的轨迹方程; (Ⅱ)若直线12++=k kx y 与(Ⅰ)中所求点Q的轨迹交于不同两点F ,H ,O 是坐标原点,且4332≤⋅≤OH OF ,求△FOH 的面积已知椭圆E 的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过()2,0A -、()2,0B 、31,2C ⎛⎫ ⎪⎝⎭三点.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)若直线l :()1y k x =-(0k ≠)与椭圆E 交于M 、N 两点,证明直线AM 与直线BN 的交点在直线4x =上.10.如图,过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P(0,m)(m>0)作直线与抛物线交于A 、B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点。
高考高频考点(圆锥曲线)4、隐形圆
第4讲 隐形圆知识与方法在解析几何问题中,若题干中某个动点的轨迹是圆,这类问题我们称之为隐形圆问题,解题的关键是发现隐形圆,运用圆的性质来求解答案.本专题后续内容将详细归纳隐形圆常见的几类题型.典型例题【例1】若圆()()2214x a y a −+−+=上存在点P ,使得P 点到原点的距离为3,则实数a 的取值范围为________.【解析】问题等价于圆22:9O x y +=与圆()()22:14C x a y a −+−+=有交点,所以2121r r OC r r −≤≤+,易求得OC =,所以15≤≤,解得:30a −≤≤或14a ≤≤.【答案】[][]3,01,4−【例2】已知圆()22:44C x y +−=和两点(),0A m −、(),0B m ,若圆上存在点P ,使得0PA PB ⋅=,则正实数m 的取值范围为______.【解析】0PA PB ⋅=⇒点P 的轨迹方程是圆222:O x y m +=,问题等价于圆O 与圆C 有交点,所以2121r r OC r r −≤≤+,从而242m m −≤≤+,结合0m >可解得:26m ≤≤. 【答案】[]2,6【反思】设A 、B 为两个定点,则由PA PB ⊥或0PA PB ⋅=所确定的点P 的轨迹是圆. 【例3】在平面直角坐标系xOy 中,已知点()0,2M 和()0,1N ,若直线20x y a −+=上存在点P 使2PM PN =,则实数a 的取值范围为______.【解析】设(),P x y ,则由|2PM PN =可得=,化简得:222439x y ⎛⎫+−= ⎪⎝⎭,所以问题等价于直线20x y a −+=与圆222439x y ⎛⎫+−= ⎪⎝⎭有交点,故23d =≤,a ≤≤【答案】4433⎡−+⎢⎣⎦【反思】若动点P 满足PA PBλ=()01λλ>≠且,其中A 、B 是两个定点,则点P 的轨迹是圆.变式 在ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若2b =,2a c =,则ABC 的面积的最大值为______.【解析】以AC 中点O 为原点建立如图所示的平面直角坐标系,则()1,0A −,()1,0C ,设(),B x y ,因为2a c =,所以2BC AB ==化简得:()22516039x y y ⎛⎫++=≠ ⎪⎝⎭, 所以点B 的轨迹是以5,03⎛⎫− ⎪⎝⎭为圆心,43为半径的圆(不含x 轴上的两个点),如图,由图可知,()max1442233ABCS=⨯⨯=.【答案】43【例4】已知点()2,2A ,()4,2B m ,点P 在直线20x y −+=上,若满足2PA PB ⋅=的点P 有两个,则实数m 的取值范围为______.【解析】设(),P x y ,则()2,2PA x y =−−,()4,2PB x m y =−−, ()()()()224222PA PB x x y m y ⋅=⇒−−+−−=,整理得点P 的轨迹方程为圆()()222:3124C x y m m m −+−−=−+,所以问题等价于直线20x y −+=与圆C <,解得:2m <−−或2m >.【答案】((),2232,−∞−−−+∞【反思】由PA PB λ⋅=可确定隐形圆,其中A 、B 是两定点.【例5】设点()0,2A ,圆()()22:24C x m y m −++−=,若圆C 上存在点M ,使得2220MA MO +=,其中O 为原点,则实数m 的取值范围为______.【解析】设(),M x y ,则由2220MA MO +=可得()2222220x y x y +−++=,化简得:()2219x y +−=,所以问题等价于圆C 与圆()2219x y +−=有公共点,故15≤,解得:21m −≤≤或25m ≤≤. 【答案】[][]2,12,5−【反思】22PA PB +是定值可确定隐形圆,其中A 、B 是两定点.【例6】在平面直角坐标系xOy 中,已知B 、C 为圆229x y +=上两点,点()2,2A ,且AB AC ⊥,则线段BC 的长的取值范围为______.【解析】如图1,设BC 中点为(),M x y ,则2BC AM =,OM BC ⊥,所以222OM MB OB +=,又MB AM =,所以222OM AM OB +=,故()()2222229x y x y ++−+−=,整理得:()()225112x y −+−=,从而点M 的轨迹是圆,圆心为()1,1T ,且点A 在该圆内,AT ,故22AM ≤≤+,因为2BC AM =BC −≤≤ 解法2:如图2,作矩形ABQC ,设(),Q x y ,由矩形性质知,2222OA OQ OB OC +=+,所以22899x y ++=+,化简得:2210x y +=,从而点Q径的圆,因为OA =AQ ≤≤+,又BC AQ =,BC −≤≤【答案】【反思】矩形性质:设P 是矩形ABCD 所在平面内任意一点,则2222PA PC PB PD +=+. 【例7】设a ∈R ,直线1:10l x ay −+=与直线2:20l ax y a +−+=交于点()00,P x y ,则2200021x y y +−−的取值范围为______.【解析】如图,1l 过定点()1,0A −,2l 过定点()1,2B −且12l l ⊥,故点P 在以AB 为直径的圆()2212x y ++=上,设d =则()222220000021122x y y x y d +−−=+−−=−,记()0,1T ,则d PT =,易求得圆上动点P 到定点T 的距离满足22PT −≤+22d −≤,所以266d −≤≤+,故2424d −≤−≤+即2200021x y y +−−的取值范围为44⎡−+⎣.【答案】44⎡−+⎣强化训练1.(★★★)若圆()()2214x y m −+−=上存在点P ,使得点P 到点()2,0Q 的距离为1,则实数m 的取值范围为______.【解析】问题等价于已知的圆与圆()22:21Q x y −+=有交点,所以13≤≤,解得:m −≤≤【答案】⎡−⎣2.(★★★)已知圆()222:4C x y r +−=()0r >,点()2,0A −、()2,0B ,若圆C 上有且仅有一个点P ,使得0PA PB ⋅=,则r 的值为______.【解析】设(),P x y ,则P ()2,PA x y =−−−,()2,PB x y =−−,因为0PA PB ⋅=,所以()()()2220x x y −−−+−=,整理得点P 的轨迹方程为224x y +=,故问题等价于圆C 和圆22:4O x y +=相切,从而24r −=或24r +=,结合0r >可解得:6r =或2. 【答案】6或23.(★★★)在平面直角坐标系xOy 中,已知()2,0A −,()1,1B ,若直线30x y a −+=上存在点P 使2PA PB =,则实数a 的取值范围为______. 【解析】设(),P x y ,则由2PA PB =可得=,化简得:()22440239x y ⎛⎫−+−=⎪⎝⎭,故问题等价于直线30x y a −+=与圆()22440239x y ⎛⎫−+−= ⎪⎝⎭有交点,,解得:142633a −≤≤.【答案】1426,33⎡⎤−⎢⎥⎣⎦4.(★★★★)在ABC中,若2AB =,AC ,则ABCS的最大值为______.【解析】以AB 中点O 为原点建立如图所示的平面直角坐标系, 则()1,0A −,()1,0B ,设(),Cx y , 由AC==,整理得:()22:38M x y −+=()0y ≠ 所以点C 的轨迹是以()3,0M 为圆心,x 轴的交点),如图,由图可知,()max 122ABC S=⨯⨯=.【答案】5.(★★★)设点()2,0Q ,圆()()22:21C x y a −+−=,若圆C 上存在点P ,使得2210PQ PO +=,其中O 为原点,则实数a 的取值范围为______. 【解析】设(),P x y ,则由2210PQ PO +=可得()2222210x y x y −+++=, 化简得:()2214x y −+=由题意,圆()22:14M x y −+=与圆C 有交点,所以13MC ≤≤而MC ==13≤≤,解得:a −≤≤【答案】⎡−⎣6.(★★★)已知AB 是圆()()22:224C x y −+−=的弦,且AB =AB 的中点P ,使得P 关于x 轴的对称点Q 在直线30kx y ++=上,则实数k 的取值范围为______.【解析】1AB PC ==⇒点P 的轨迹是圆()()22221x y −+−=, 因为P 、Q 关于x 轴对称,所以点Q 的轨迹方程为()()22221x y −++=, 从而问题等价于此圆与直线30kx y ++=有交点,1≤,解得:403k −≤≤【答案】4,03⎡⎤−⎢⎥⎣⎦7.(★★★)已知直线1:0l kx y +=()k ∈R 与直线2:220l x ky k −+−=相交于点A ,点B 是圆()()22:232N x y +++=上的动点,则AB 的最大值为( )A.B.C.5+D.3+【解析】由题意,直线过1l 原点,直线2l 过定点()2,2P ,且12l l ⊥,所以点A 的轨迹是以OP为直径的圆,即圆()()22:112M x y −+−=如图,由图可知,max 5AB MN =+=+【答案】C8.(★★★★)已知圆22:16Q x y +=,点()1,2P ,M 、N 为圆O 上两个不同的点,且0PM PN ⋅=若PQ PM PN =+,则PQ 的最小值为______.【解析】如图,因为0PM PN ⋅=,所以PM PN ⊥,故四边形PMQN 为矩形, 设MN 的中点为S ,连接OS ,则OS MN ⊥,所以222216OS OM MS MS =−=−, 又PMN 为直角三角形,所以MS PS =,故2216OS PS =−①,设(),S x y ,则由①可得()()22221612x y x y ⎡⎤+=−−+−⎣⎦,整理得:()22127124x y ⎛⎫−+−= ⎪⎝⎭,从而点S 的轨迹为以1,12T ⎛⎫⎪⎝⎭为半径的圆,显然点P 在该圆内部,所以min PS PT =−=因为2PQ PS =,所以minPQ=解法2:如图,因为0PM PN ⋅=所以PM PN ⊥,故四边形PMON 为矩形,由矩形性质,2222OM ON OP OQ +=+,所以216165OQ +=+,从而OQ =故Q 点的轨迹是以O 为圆心,为半径的圆,显然点P 在该圆内,所以minPQOP ==.【答案】9.(★★★★)在平面直角坐标系xOy 中,已知两个圆224x y +=和229x y +=,定点()1,0P ,动点A 、B 分别在两个圆上,满足90APB ∠=︒,则AB 的取值范围为______. 【解析】(用矩形性质):如图,以P A 、PB 为邻边作矩形PAQB , 由矩形性质,有2222OA OB OP OQ +=+即2491OQ +=+,所以OQ =故点Q 的轨迹是以原点为圆心,为半径的圆,显然点P 在圆内,易知AB PQ =,所以min min 1AB PQ OP ===,max max 1AB PQ OP ==+=+.【答案】⎣⎡1⎤⎦。
圆锥曲线经典题目(含答案)
圆锥曲线经典题型的渐近线相切的圆与双曲线的一个交点为 M ,且MF 与双曲线的实轴垂直,则双 曲线C 的离心率为()•选择题(共 10小题) 1 .直线 y=x - 1 与双曲线 x 2 =1 (b > 0)有两个不同的交点,则此双曲线离心率的范围是( A . (1,工)) B . r ::,+x) C. (1, +xD . (1, :)U( :!,242M ・丫卩< 0,则yo 的取值范围是(2.已知M (x o , y o )是双曲线C:[ 个焦点,若 A . =1上的一点,F 1, F 2是C 的左、右两V3 .2 2、-(a >0, b >0)的左、右焦点,若双曲线右 a 2 /B.3.设F 1, F 2分别是双曲线 支上存在一点P ,使得:-一…卜-|,其中0为坐标原点,且 --I-',则该双曲线的离心率为()A . ,B. in C.D .22 2 4.过双曲线 ———=1 (a >0, b >0)的右焦点F 作直线y=— x 的垂线,垂足 为A ,交双曲线左支于B 点,若日=2匚,则该双曲线的离心率为( ) A .」B. 2 C. ! D.. 5.若双曲线 —=1 (a >0, b >0)的渐近线与圆(x - 2) 2+y 2=2相交,则此 双曲线的离心率的取值范围是( ) A . (2, +x ) B. (1, 2)C. (1,:)D. ( :■:, +x)6.已知双曲线C :b>Q )的右焦点为F ,以F 为圆心和双曲线a bA.丄B•口c. :: D. 222 27. 设点P是双曲线——=1 (a>0, b>0)上的一点,Fi、F2分别是双曲线的左、右焦点,已知PF丄PR,且|PF i|=2|PR|,则双曲线的一条渐近线方程是()A., 丄B. , ..C. y=2xD. y=4x2 28. 已知双曲线务壬二1的渐近线与圆x2+ (y-2)2=1相交,贝够双曲线的离心a2b2率的取值范围是()A. (:, +x)B. (1,「;)C. (2. +x)D. (1,2)9. 如果双曲线经过点P (2,庾),且它的一条渐近线方程为y=x,那么该双曲线的方程是()10. 已知F是双曲线C: X2-—=1的右焦点,P是C上一点,且PF与x轴垂直,点A的坐标是(1, 3),则A APF的面积为()二.填空题(共2小题)211 •过双曲线/七二1的左焦点F1作一条I交双曲线左支于P、Q两点,若|PQ=8, F2是双曲线的右焦点,则△ PRQ的周长是_______ .2 212.设F1, F2分别是双曲线三;■=1 (巴〉Q, 的左、右焦点,若双曲线右支上存在一点P,使:卜…—-丨,O为坐标原点,且|F-;--, 则该双曲线的离心率为____________________________ ..解答题(共4小题)13•已知点F i 、F 2为双曲线C : x 2-£=1的左、右焦点,过F 2作垂直于x 轴的 直线,在x 轴上方交双曲线C 于点M ,/ MF i F 2=30° (1) 求双曲线C 的方程;(2) 过双曲线C 上任意一点P 作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为 P i 、 P 2,求■卜?匸的值.点到其右焦点的最小距离为.■;-1.(I )求双曲线r 的方程;(U)过点P ( 1,1)是否存在直线I ,使直线I 与双曲线r 交于R、T 两点,且点P 是线段RT 的中点?若直线I 存在,请求直线I 的方程;若不存在,说明理由. 16.已知双曲线C :务-乡b>0)的离心率e 占,且b 施. 电2 b 2(I )求双曲线C 的方程;(U)若P 为双曲线C 上一点,双曲线C 的左右焦点分别为E F ,且 ?=0,求厶PEF 的面积. 一•选择题(共10小题)1 •直线y 二X - 1与双曲线X 2-岭=1 ( b > 0)有两个不同的交点,则此双曲线离 心率的范围是()A . (1, •二) B. (.X, +x) C. (1, +x)D . (1, 「)U( :■:, +x )2【解答】解:•••直线y=x - 1与双曲线X 2-匚=1 (b >0)有两个不同的交点,2 2工 - y 2ab=1 (a >0,b >0)和曲线 C 2:点,曲线C1的离心率是曲线C2的离心率的一二倍. (I )求曲线C1的方程;(U )设点A 是曲线C1的右支上一点,F 为右焦点,连AF 交曲线C 的右支于点 /2 x= 22-Ha>o s b>0)的离心率e Vs ,双曲线r 上任意B ,作BC 垂直于定直线I :15•已知双曲线r ,垂足为C,求证:直线AC 恒过x 轴上疋点14.已知曲线G:=1有相同的焦••• 1> b> 0 或b > 1.e —= • | '> 1 且e M ::.2. 已知M (x o, y o)是双曲线C:—丿=1上的一点,F1, F2是C的左、右两个焦点,若H・丫卩.< 0,则y o的取值范围是( )【解答】解:由题意,皿MF ;=(-頂-X0,- y°) ?(岳-X0,- y) =X02-3+y02=3y。
高中数学圆锥曲线问题常用方法经典例题(含问题详解)
专题:解圆锥曲线问题常用方法(一)【学习要点】解圆锥曲线问题常用以下方法: 1、定义法(1)椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
(2)双曲线有两种定义。
第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。
(3)抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
3、解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),弦AB 中点为M(x 0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:(1))0(12222>>=+b a by a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有02020=+k b y a x 。
(2))0,0(12222>>=-b a by a x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0)则有02020=-k by a x(3)y 2=2px (p>0)与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p.【典型例题】例1、(1)抛物线C:y 2=4x 上一点P 到点A(3,42)与到准线的距离和最小,则点 P 的坐标为______________(2)抛物线C: y 2=4x 上一点Q 到点B(4,1)与到焦点F 标为 。
【圆锥曲线】25定比点差法(含经典题型+答案)
定比点差法及其应用例1:已知椭圆14922=+y x ,过定点()3,0P 的直线与椭圆交于两点B A ,PB.注意:根据两个调和定比分点的联立,将坐标求出与比值的关系式。
两个分点式子齐上场才能解决问题,这是定比点差法的核心。
例2:过异于原点的点()00,y x P 作椭圆()012222>>=+b a by a x 的割线B A PAB ,,在椭圆上一点,M 是PAB 异于P 的一点,且满足PBAP MB AM =,求证:点M 在直线12020=+b yya xx 上. 解:设,PB AP λ=则.MB AM λ-=()()().,,,2211M M y x M y x B y x A例3:(2008安徽)设椭圆1:2222=+by ax C ,过点()1,2M,左焦点为().0,21-F(1) 求椭圆C 的方程.(2) 当过点()1,4P 的有直线l 与椭圆C 相交于B A ,.在线段上取点,Q =.证明:点Q 在某定直线上.秒杀秘籍:定比点差法原理定比分点:若,MB AM λ=则称点M 为AB 的入定比分点,若()()2211,,,y x B y x A 则⎪⎭⎫⎝⎛++++λλλλ1,1:2121y y x x M若MB AM λ=且NB AN λ-=,则称N M ,调和分割B A ,,根据定义,那么B A ,也调和分割N M ,.定理:在椭圆或双曲线中,设A,B 为椭圆或双曲线上的两点。
若存在P ,Q 两点,满足PB AP λ=,QB AQ λ-=,一定有122=±by y ax x Q P Q P证明:若()()2211,,,y x B y x A , PB AP λ=,则⎪⎭⎫⎝⎛++++λλλλ1,1:2121y y x x P,QB AQ λ-=则⎪⎭⎫ ⎝⎛----λλλλ1,1:2121y y x x Q ,有2211222222222221x y a b x y a b①② ①—②得:()()()()121212122221.x x x x y y y y a b λλλλλ+-+-±=-即11111112121221212=--•++•±--•++•λλλλλλλλy y y y b x x x x a122=±by y ax x Q P Q P例4:(2018全国一卷19)设椭圆22:12x C y +=的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于,A B 两点,点M 的坐标为(2,0). (1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.解:(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为x=1.由已知可得,点A 的坐标为2(1,)2或2(1,)2-. 所以AM 的方程为222y x =-+或222y x =-. (2)当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠. 当l 与x 轴不重合也不垂直时,设1221(,),(,)A y x y x B ,点B 关于x 轴对称的点22(,)x B y '-,根据几何性质可得:令ON 为ANB ∠的角平分线,AB 与x 轴交点为2F ,下面通过证明N 与M 重合来证明OMA OMB ∠=∠,根据角平分线定理有:22AF AN ANF B NB NB==', 令AN NB λ'=,则12:,01x x N λλ+⎛⎫⎪+⎝⎭则,122211x x AF F B λλλ-=-⇔=-,如图22112222222122x y x y λλλ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩①② ①—②得: ()()()()1112212121.2x x x x y y y y λλλλλ+-++-=-即1212121012111x x x x y y λλλλλλ+--••+•=+--()212,02F N x x N ⇒=⇒ 即N 与M 重合,所以OMA OMB ∠=∠.综上,OMA OMB ∠=∠.例5:(2018北京文20压轴)已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>的离心率为63,焦距为22.斜率为k 的直线l与椭圆M 有两个不同的交点A ,B .(1)求椭圆M 的方程;(2)若1k =,求||AB 的最大值;(3)设(2,0)P -,直线PA 与椭圆M 的另一个交点为C ,直线PB 与椭圆M 的另一个交点为D .若C ,D 和点71(,)44Q - 共线,求k .解:(1)由题意得222c =,所以2c =,又63c e a ==,所以3a =,所以2221b a c =-=,所以椭圆M 的标准方程为2213x y +=. (2)设直线AB 的方程为y x m =+,由2213y x m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 可得2246330x mx m ++-=, 则2223644(33)48120m m m ∆=-⨯-=->,即24m <,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则1232mx x +=-,212334m x x -=,则222212121264||1||1()42m AB k x x k x x x x ⨯-=+-=+⋅+-=,易得当20m =时,max ||6AB =,故||AB 的最大值为6.(3) 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y ,秒杀秘籍:有心曲线角平分线定理三角形的内角平分线定理:在ABC ∆中,若AD 是A ∠的平分线,则有DCBDAC AB =证明;作AB DE ⊥交AB 于E ,AC DF ⊥交AC 于F ,设BC 边上的高为h ,易知DF DE =,DCBDAC AB h DC h BD DF AC DE AB S S ACD ABD =⇒⋅⋅=⋅⋅= 定理:已知AB 交椭圆)0(12222>>=+b a bya x 长轴(短轴)于点P ,B B ',是椭圆上关于长轴(短轴)对称的两点,直线B A '交长轴(短轴)于Q , 则⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⋅=⋅1122b y y a x x Q P Q P 或。
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圆锥曲线一、椭圆:(1)椭圆的定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的和等于常数(大于||21F F )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意:||221F F a >表示椭圆;||221F F a =表示线段21F F ;||221F F a <没有轨迹; (2)椭圆的标准方程、图象及几何性质:3.常用结论:(1)椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的两个焦点为21,F F ,过1F 的直线交椭圆于B A ,两点,则2ABF ∆的周长=(2)设椭圆)0(12222>>=+b a by a x 左、右两个焦点为21,F F ,过1F 且垂直于对称轴的直线交椭圆于Q P ,两点,则Q P ,的坐标分别是 =||PQ二、双曲线:(1)双曲线的定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的差的绝对值等于常数(小于||21F F )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意:a PF PF 2||||21=-与a PF PF 2||||12=-(||221F F a <)表示双曲线的一支。
||221F F a =表示两条射线;||221F F a >没有轨迹;(2)双曲线的标准方程、图象及几何性质:中心在原点,焦点在x 轴上中心在原点,焦点在y 轴上标准 方程)0,0(12222>>=-b a b y a x )0,0(12222>>=-b a b x a y 图 形顶 点 )0,(),0,(21a A a A -),0(),,0(21a B a B -对称轴 x 轴,y 轴;虚轴为b 2,实轴为a 2焦 点 )0,(),0,(21c F c F -),0(),,0(21c F c F -焦 距 )0(2||21>=c c F F 222b a c+=离心率 )1(>=e ace (离心率越大,开口越大) 渐近线 x ab y ±= x ba y ±= 通 径22b a(3)双曲线的渐近线: ①求双曲线12222=-by a x的渐近线,可令其右边的1为0,即得02222=-by a x ,因式分解得到0x y a b ±=。
②与双曲线12222=-b y a x 共渐近线的双曲线系方程是λ=-2222y x ;(4)等轴双曲线为222t y x =-2(4)常用结论:(1)双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的两个焦点为21,F F ,过1F 的直线交双曲线的同一支于B A ,两点,则2ABF ∆的周长=(2)设双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 左、右两个焦点为21,F F ,过1F 且垂直于对称轴的直线交双曲线于Q P ,两点,则Q P ,的坐标分别是 =||PQ三、抛物线:(1)抛物线的定义:平面内与一个定点的距离和一条定直线的距离相等的点的轨迹。
其中:定点为抛物线的焦点,定直线叫做准线。
(2)抛物线的标准方程、图象及几何性质:0>p焦点在x 轴上, 开口向右焦点在x 轴上, 开口向左焦点在y 轴上, 开口向上焦点在y 轴上, 开口向下标准 方程px y 22=px y 22-=py x 22=py x 22-=图 形顶 点 )0,0(O对称轴 x 轴y 轴焦 点 )0,2(pF )0,2(p F -)2,0(p F)2,0(p F -离心率 1=e 准 线 2p x -= 2p x =2p y -=2p y =通 径 p 2焦半径 2||||0p x PF += 2||||0p y PF += 焦点弦焦准距p四、弦长公式: ||14)(1||1||2212212212A k x x x x k x x k AB ∆⋅+=-+⋅+=-+= 其中,∆,A 分别是联立直线方程和圆锥曲线方程,消去 y 后所得关于x 的一元二次方程 的判别式和2x 的系数求弦长步骤:(1)求出或设出直线与圆锥曲线方程;(2)联立两方程,消去y,得关于x 的一元二次方程,02=++C Bx Ax 设),(11y x A ,),(22y x B ,由韦达定理求出AB x x -=+21,ACx x =21;(3)代入弦长公式计算。
法(二)若是联立两方程,消去x,得关于y 的一元二次方程,02=++C By Ay 则相应的弦长公式是:||)1(14)()1(1||)1(1||2212212212A k y y y y k y y k AB ∆⋅+=-+⋅+=-+=注意(1)上面用到了关系式||4)(||2122121A x x x x x x ∆=-+=-和 ||4)(2122121A y y y y y y ∆=-+=- 注意(2)求与弦长有关的三角形面积,往往先求弦长,再求这边上的高(点到直线的距离),但若三角形被过顶点的一条线段分成两个三角形,且线段的长度为定值,求面积一般用分割法五、弦的中点坐标的求法法(一):(1)求出或设出直线与圆锥曲线方程;(2)联立两方程,消去y,得关于x 的一元二次方程,02=++C Bx Ax 设),(11y x A ,),(22y x B ,由韦达定理求出ABx x -=+21;(3)设中点),(00y x M ,由中点坐标公式得2210x x x +=;再把0x x =代入直线方程求出0y y =。
法(二):用点差法,设),(11y x A ,),(22y x B ,中点),(00y x M ,由点在曲线上,线段的中点坐标公式,过A 、B 两点斜率公式,列出5个方程,通过相减,代入等变形,求出00,y x 。
六、求离心率的常用方法:法一,分别求出a,c ,再代入公式法二、建立a,b,c 满足的关系,消去b,再化为关于e 的方程,最后解方程求e (求e 时,要注意椭圆离心率取值范围是0﹤e ﹤1,而双曲线离心率取值范围是e ﹥1)例1:设点P 是圆224x y +=上的任一点,定点D 的坐标为(8,0),若点M 满足2PM MD =.当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹方程.解 设点M 的坐标为(),x y ,点P 的坐标为()00,x y ,由2PM MD =, 得()()00,28,x x y y x y --=--,即0316x x =-,03y y =.因为点P ()00,x y 在圆224x y +=上,所以22004x y +=.即()()2231634x y -+=,即2216439x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,这就是动点M 的轨迹方程.例2:已知椭圆的两个焦点为(-2,0),(2,0)且过点53(,)22-,求椭圆的标准方程解法1 因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为22221(0)x y a b a b+=>>,由椭圆的定义可知:2a ==a ∴=2222,6c b a c =∴=-=所以所求的标准方程为 221106x y +=解法2 22222,4c b a c a =∴=-=-,所以可设所求的方程为222214x y a a +=-,将点53(,)22-代人解得:a =所以所求的标准方程为 221106x y += 例3.例4.高二圆锥曲线练习题11、F 1,F 2是定点,且|F 1F 2|=6,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=6,则M 点的轨迹方程是( ) (A)椭圆 (B)直线 (C)圆 (D)线段2、已知ABC ∆的周长是16,)0,3(-A ,B )0,3(, 则动点的轨迹方程是( )(A)1162522=+y x (B))0(1162522≠=+y y x (C)1251622=+y x (D))0(1251622≠=+y y x3、已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率等于( )A .13B .3C .12D .24、设椭圆1C 的离心率为513,焦点在x 轴上且长轴长为26.若曲线2C 上的点到椭圆1C 的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线2C 的标准方程为( )A .2222143x y -=B .22221135x y -= C .2222134x y -= D .222211312x y -=5、设双曲线()222109x y a a -=>的渐近线方程为320x y ±=,则a 的值为( ). (A )4 (B )3 (C )2 (D )16、双曲线8222=-y x 的实轴长是( )(A )2 (B ) 22 (C ) 4 (D )427、双曲线24x -212y =1的焦点到渐近线的距离为( )A ..2 C .18、以双曲线221916x y -=的右焦点为圆心,且与其渐近线相切的圆的方程是( ) A .221090x y x +-+=B .2210160x y x +-+=C .2210160x y x +++=D .221090x y x +++=9、、过椭圆2222x y a b+=1(a >b >0)的左焦点1F 作x 轴的垂线交椭圆于点P ,2F 为右焦点,若∠1F 2PF 60=°,则椭圆的离心率为( )A .2 B .3C .12D .1310. “0m n >>”是“方程221mx ny +=”表示焦点在y 轴上的椭圆的 ( ) (A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充要条件 (D) 既不充分也不必要条件 11、写出满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)长轴与短轴的和为18,焦距为6; . (2)焦点坐标为)0,3(-,)0,3(,并且经过点(2,1); .(3)椭圆的两个顶点坐标分别为)0,3(-,)0,3(,且短轴是长轴的31; (4)离心率为23,经过点(2,0); 12、与椭圆且短有相同的焦点,y x 14922=+轴长为2的椭圆方程是:13、在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点12,F F 在x 轴上,离心率为2.过1F 的直线l 交C 于,A B 两点,且2ABF ∆的周长为16,那么C 的方程为:14、已知12F F ,为椭圆221259x y +=的两个焦点,过1F 的直线交椭圆于A B ,两点,若2212F A F B +=,则AB = .15、 已知1F 、2F 是椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的两个焦点,P 为椭圆C 上一点,且12PF PF ⊥,若12PF F △的面积是9,则b = .16、求心在原点,焦点在坐标轴上,且经过P ( 4,3- ),Q ( 3,22 )两点的椭圆方程。