高考题中有关圆锥曲线焦半径一组题型1
高考高频考点(圆锥曲线)7、椭圆、双曲线的坐标版焦半径公式
第7讲 椭圆、双曲线的坐标版焦半径公式知识与方法1.椭圆22221x y a b+=()0a b >>的左、右焦点分别为1F 、2F ,点()00,P x y 为椭圆上任意点,则椭圆的焦半径1PF 和2PF 可按下面的公式计算:(1)10PF a ex =+;(2)20PF a ex =−(记忆:左加右减)2.双曲线22221x y a b−=()0,0a b >>的左、右焦点分别为1F 、2F ,点()00,P x y 为双曲线任意一点,则双曲线的焦半径1PF 和2PF 可按下面的公式计算:(1)10PF ex a =+;(2)20PF ex a =−(记忆:左加右减)典型例题【例1】椭圆22:162x y C +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,P 为C 上一点,且P 在第一象限,12PF PF ⊥,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意,a =,2c =,e =,设()00,P x y ()000,0x y >>,则10PF x =,20PF =,由12PF PF ⊥可得222212012412163PF PF x F F +=+==,解得:0x =代入椭圆方程得01y =,故)P .【答案】)变式1 椭圆22162x y +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,椭圆上的一点P 满足12F PF ∠为钝角,则点P 的横坐标的取值范围为_______.【解析】由题意,a ,2c =,3e =,设点P 的恒横坐标为0x ,则103PF x =,20PF=,12F PF∠为钝角2222121200412163PF PF F F x x⇒+<⇒+<⇒<<.【答案】(变式2 椭圆22162x y+=的左、右焦点分别为1F、2F,椭圆上的一点P满足123PF PF=,若P在第一象限,则点P的坐标为_______.【解析】由题意,a=,2c=,e=,设()00,P x y()000,0x y>>,则10PF x=,20PF=,120003332PF PF x⎫=⇒=⇒=⎪⎪⎭,代入椭圆方程得0y,所以32P⎛⎝⎭.【答案】322⎛⎫⎪⎪⎝⎭变式3 椭圆22162x y+=的左、右焦点分别为1F、2F,点P在椭圆上,则12PF PF⋅的取值范围为_______.【解析】由题意,a=,2c=,3e=,设()00,P x y,其中x≤≤则10PF=,20PF x=,所以[]2120262,63PF PF x⋅=−∈【答案】[]2,6变式4 (2019·新课标Ⅲ卷)设1F、2F为椭圆22:13620x yC+=的两个焦点,M为C上一点且在第一象限,若12MF F为等腰三角形,则M的坐标为_______.【解析】解法1:12MF F为等腰三角形,点M在第一象限12MF MF⇒>,且26MF a<=,又128F F=,所以112MF F F≠,故只能1128MF F F==,设()00,M x y()000,0x y>>,则()2200220046413620x yx y⎧++=⎪⎨+=⎪⎩,解得:03xy=⎧⎪⎨⎪⎩,所以(M.解法2:12MF F为等腰三角形,点在M第一象限12MF MF⇒>,且26MF a<=,又128F F=,所以112MF F F≠,故只能1128MF F F==,设()00,M x y ()000,0x y >>,由椭圆焦半径公式知102683MF x =+=,解得:03x =,代入椭圆方程得0y =(M【答案】(【例2】双曲线2213y x −=的左、右焦点分别为1F 、2F ,双曲线上的一点P 满足1235PF PF =,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意,1a =,b =,2c =,2e =,由焦半径公式,1021PF x =+,2021PF x =−, 因为1235PF PF =,所以00321521x x +=−,解得:02x =或18(舍去)代入双曲线的方程可求得03y =±,所以P 的坐标为()2,3±. 【答案】()2,3±变式1 双曲线2213y x −=的左、右焦点分别为1F 、2F ,双曲线上的一点P 满足12F PF ∠为钝角,则点P 的横坐标的取值范围为_______.【解析】12F PF ∠为钝角12cos 0F PF ⇒∠<,而22212121212cos 2PF PF F F F PF PF PF +−∠=⋅,所以22212120PF PF F F +−<由题意,1a =,b =2c =,2e =,124F F =,由焦半径公式,1021PF x =+,2021PF x =−,所以22002121160x x ++−−<,解得:0x <<,又01x ≤−或01x ≥,且当01x =±时,显然么12180F PF ∠=︒,所以0711,2x ⎛⎫⎛⎫∈− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【答案】711,22⎛⎫⎛⎫− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭变式2 双曲线2213y x −=的左、右焦点分别为1F 、2F ,双曲线上的一点P 满足15PF =,则12PF F 的面积为_______.【解析】解法1:由题意,1a =,b =2c =,2e =,设()00,P x y ,则10215PF x =+=,解得:02x =或3−,当02x =时,代入双曲线方程可求得03y =±,所以12120162PF F SF F y =⋅⋅=, 当03x =−时,代入双曲线方程可求得0y =±1212012PF F S F F y =⋅⋅= 解法2:由题意,1a =,b =2c =,所以124F F =当点P 在双曲线的右支上时,由双曲线定义,122PF PF −=,又15PF =,所以23PF =, 显然2222121PF F F PF +=,所以212PF F F ⊥,从而122121134622PF F SPF F F =⋅=⨯⨯=, 当点P 在双曲线的左支上时,由双曲线定义,122PF PF −=,又15PF =,所以27PF =,从而2221122121121cos 25PF F F PF PF F PF F F +−∠==−⋅,所以12sin PF F ∠==,从而121121211sin 5422PF F SPF F F PF F =⋅⋅∠=⨯⨯=综上所述,12PF F 的面积为6或 【答案】6或变式3 双曲线2213y x −=的左、右焦点分别为1F 、2F ,双曲线第一象限上的一点P 满足12PF F 为等腰三角形,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意1a =,b 2c =,2e =,设()00,P x y ()001,0x y >>, 则1002121PF x x =+=+,2002121PF x x =−=−,124F F =,因为12PF F 为等腰三角形,且显然12PF PF ≠,所以112PF F F =或212PF F F =, 若112PF F F =,则0214x +=,解得:032x =,代入双曲线方程解得0y =从而32P ⎛ ⎝⎭,若212PF F F =,则0214x −=,解得:052x =,代入双曲线方程解得0y =,从而5,22P ⎛ ⎝⎭,所以点P 的坐标为322⎛ ⎝⎭或5,22⎛ ⎝⎭.【答案】32⎛ ⎝⎭或52⎛ ⎝⎭强化训练1.(★★)椭圆22:182x y C +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,P 为C 上一点,且P 在第一象限,12PF PF ⊥,则点P 的坐标为_______.【解析】显然a =,c =2e =,设()00,P x y ()000,0x y >>,则102PF x =,20PF =,222212121*********PF PF PF PF F F x x ⊥⇒+=⇒+=⇒=,代入椭圆方程得03y =,故33P ⎛ ⎝⎭.【答案】33⎛ ⎝⎭2.(★★)椭圆2214520x y +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,椭圆第一象限上的一点P 满足12PF PF ⊥,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意,a =e =,设()00,P x y ,则10PF =,20PF =−,1210F F =,因为12PF PF ⊥,所以2221212PF PF F F +=,故220010033x x ⎛⎫⎛⎫+−= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得:03x =±,代入椭圆方程得04y =±, 结合P 在第一象限可得点P 的坐标为()3,4. 【答案】()3,43.(★★)椭圆22142x y +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,椭圆上的一点P 满足123PF PF =,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意,2a =,e =,设()00,P x y ,则102PF =+,202PF x =,因为123PF PF =,所以00232⎛⎫=− ⎪ ⎪⎝⎭,解得:0x =,代入椭圆方程得01y =±,故点P 的坐标为)1±【答案】)1±4.(★★)椭圆2214x y +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,椭圆上的一点P 满足12F PF ∠为钝角,则点P 的横坐标的取值范围为_______.【解析】设()00,P x y ,则102PF =,202PF =−,易求得12F F =, 因为12F PF ∠为钝角,所以22212121212cos 02PF PF F F F PF PF PF +−∠=<⋅,故2221212PF PF F F +<,从而2200221222x x ⎛⎫⎛⎫++−< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得:0x <.【答案】33⎛⎫− ⎪ ⎪⎝⎭5.(2021·新高考Ⅰ卷·★★)已知1F 、2F 是椭圆22:194x y C +=的两个焦点,点M 在C 上,则12MF MF ⋅的最大值为( ) A.13 B .12 C .9 D.6【解析】解法l :由题意,椭圆的长半轴长为3,所以126MF MF +=,故2121292MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤= ⎪⎝⎭,当且仅当12MF MF =时等号成立,所以12MF MF ⋅的最大值为9.解法2:由题意,3a =,2b =,c ,离心率3e =,设()00,M x y ,033x −≤≤,则1033MF x =+,2033MF x =−,所以2120599MF MF x ⋅=−, 故当00x =时,12MF MF ⋅取得最大值9. 【答案】C6.(★★)双曲线22122x y −=的左、右焦点分别为1F 、2F ,双曲线上的一点P 满足123PF PF =,则点P 的坐标为_______.【解析】由题意,a b==,2c=,e=,设()00,P x y,则10PF,20PF=,因为123PF PF=,00=,解得:2x=或12,又x≥2x=,代入双曲线方程可求得y=,即(2,P.【答案】(2,7.(★★★)设双曲线22:1412x yC−=的左、右焦点分别为1F、2F,若双曲线C的左支上的点P到右焦点的距离等于12,则12tan PF F∠=_______.【解析】由题意,2a=,4c=,112PF=,由双曲线定义,214PF PF−=,所以18PF=,又1228F F c==,所以2221122121121cos28PF F F PFPF FPF F F+−∠==⋅,故12sin PF F∠==121212sintancosPF FPF FPF F∠∠==−∠.解法2:由题意,2a=,b=4c=,离心率2e=,设()00,P x y,则202212PF x=−=,解得:5x=−或7,又点P在双曲线C的左支上,所以5x=−,代入双曲线方程可求得y=±如图,不妨设P在x轴上方,则y=PQ x⊥轴于Q,则0110tan4PQ yPFQQF x∠===−−,显然121PF F PFQπ∠=−∠,所以()1211tan tan tanPF F PFQ PFQπ∠=−∠=−∠=−.【答案】−8.(★★★)双曲线2213xy−=的左、右焦点分别为1F、2F,双曲线上的一点P满足2PF=则12PF F 的面积为_______.【解析】解法1:由题意,a =1b =,2c =,e =, 设()00,P x y,则10PF =解得:03x =或0,显然0x ≤或0x ≥03x =,代入双曲线方程可求得0y =,所以1212011422PF F SF F y =⋅=⨯= 解法2:由题意,a =1b =,2c =,所以124F F =, 若点P在双曲线的左支上,则由双曲线定义,21PF PF −=又2PF =1PF =若点P在双曲线的右支上,则由双曲线定义,21PF PF −=,又2PF =,所以1PF =,所以222212121212cos 23PF F F PF PF F PF F F +−∠==−⋅,故21sin PF F ∠==,从而122122111sin 4223PF F SPF F F PF F =⋅⋅⋅∠=⨯=【答案】。
圆锥曲线焦半径公式及其应用(解析版)
圆锥曲线焦半径公式及其应用一、坐标形式的焦半径公式1.椭圆的坐标形式的焦半径公式(1)设点),(00y x P 是椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 上任意一点,21,F F 是其左右焦点,则=1PF 0ex a +,=2PF 0ex a -,记忆方式:长加短减(2)设点),(00y x P 是椭圆)0(12222>>=+b a b x a y 上任意一点,21,F F 是其下上焦点,则=1PF 0ey a +,=2PF 0ey a -,记忆方式:长加短减2.双曲线的坐标形式的焦半径公式(1)设点),(00y x P 是双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 上任意一点,21,F F 是其左、右焦点,则①当点P 在右支上时,=1PF a ex +0,=2PF a ex -0,②当点P 在左支上时,=1PF a ex --0,=2PF a ex +-0,记忆方式:长加短减(2)设点),(00y x P 是双曲线)0,0(12222>>=-b a bx a y 上任意一点,21,F F 是其下、上焦点,则①当点P 在上支上时,=1PF a ey +0,=2PF a ey -0,②当点P 在下支上时,=1PF a ey --0,=2PF a ey +-0,记忆方式:长加短减(3)若弦AB 过左焦点,则=AB a x x e 2)(21-+-;若弦AB 过右焦点,则=AB ax x e 2)(21-+3.抛物线的坐标形式的焦半径公式(1)设),(00y x P 是抛物线)0(22>=p px y 上任意一点,F 为其焦点,则=PF 20p x +(2)设),(00y x P 是抛物线)0(22>-=p px y 上任意一点,F 为其焦点,则=PF 20p x +-(3)设),(00y x P 是抛物线)0(22>=p py x 上任意一点,F 为其焦点,则=PF 20p y +(4)设),(00y x P 是抛物线)0(22>-=p py x 上任意一点,F 为其焦点,则=PF 20p y +-例1.(2021年新高考Ⅰ卷)已知21,F F 是椭圆C :14922=+y x 的两个焦点,点M 在C 上,则21MF MF ⋅的最大值为()A.13B.12C.9D.6解法1:(基本不等式)由题意知621=+MF MF ,所以21MF MF ⋅9)2(221=+≤MF MF 当且仅当321==MF MF 时等号成立,所以21MF MF ⋅的最大值为9,故选C 解法2:(焦半径公式)设点),(00y x M ,则由题意知355,2,3=====a c e c b a ,所以9959)353)(353(200021≤-=-+=⋅x x x MF MF ,当且仅当00=x 时等号成立所以21MF MF ⋅的最大值为9,故选C例2.(2019年全国Ⅲ卷理)设21,F F 为椭圆C :1203622=+y x 的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限,若21F MF ∆为等腰三角形,则点M 的坐标为解析:设点),(00y x M ,则由题意知211F F MF =,所以⇒=+c ex a 203832600=⇒=+x x 所以点M 的坐标为)15,3(例3.点),(00y x P 为双曲线C :132422=-y x 的右支上一点,若点P 到右焦点的距离等于02x ,则=0x 解析:由题意知3,6,24,2====e c b a ,222300002=⇒=-=-=x x x a ex PF 例4.双曲线116922=-y x 的两个焦点为21,F F ,点P 在双曲线上,若21PF PF ⊥,则点P 到x轴的距离为解法1:51651645tan 0221=⇒⨯===∆P P F PF y y b S ,即点P 到x 轴的距离为516解法2:设点),(00y x P ,不妨设点P 在右支上,则由21PF PF ⊥得2212221F F PF PF =+25269100)335()335(202020=⇒=-++⇒x x x ,所以25256)14(322020=-=x y 5160=⇒y 即点P 到x 轴的距离为516例5.(2011年辽宁卷)已知F 是抛物线x y =2的焦点,B A ,是该抛物线上两点,3=+BF AF ,则线段AB 的中点到y 轴的距离为A.43 B.1C.45 D.47解析:设点),(),,(2211y x B y x A ,线段AB 的中点),(00y x M ,则25341412121=+⇒=+++=+x x x x BF AF ,从而452210=+=x x x ,故选C 例8.(2013年全国Ⅱ卷)设抛物线C :)0(22>=p px y 的焦点为F ,点M 在C 上,5=MF ,若以MF 为直径的圆过点)2,0(,则C 的方程为()A.x y 42=或x y 82= B.x y 22=或x y 82=C.x y 42=或xy 162= D.x y 22=或xy 162=解法1:设点),(00y x M ,则255200p x p x MF -=⇒=+=,即),25(0y pM -,MF 的中点为)2,25(0y B ,以MF 为直径的圆过点)2,0(,所以MF AB 21=,所以4425)22(425020=⇒=-+y y ,又点M 在抛物线上,所以2)25(216=⇒-=p p p 或8所以抛物线的方程是x y 42=或x y 162=,故选C解法2:设点),(00y x M ,因为以焦半径为直径的圆与y 轴相切,所以MF 的中点的纵坐标为2,所以40=y ,所以p p x 82160==,所以2528=⇒=+=p pp MF 或8所以抛物线的方程是x y 42=或x y 162=,故选C 注:以抛物线的焦半径为直径的圆与y 轴相切二、角度形式的焦半径公式1.椭圆的角度形式的焦半径公式(1)设过椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的焦点F 的弦AB 的倾斜角为θ,则=AF θcos 2c a b -;=BF θcos 2c a b +;焦点弦长=AB θ2222cos 2c a ab -;(2)设过椭圆)0(12222>>=+b a b x a y 的焦点F 的弦AB 的倾斜角为θ,则=AF θsin 2c a b -;=BF θsin 2c a b +;焦点弦长=AB θ2222sin 2c a ab -;2.双曲线的角度形式的焦半径公式设过双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 右焦点)0,(c F 的弦AB 的倾斜角为α,渐近线xa b y ±=的倾斜角为θ,则(1)当θπαθ-<<时,焦点弦AB 在右支上,=AF θcos 2c a b -;=BF θcos 2c a b +;=AB α2222cos 2c a ab -,弦AB 在双曲线一支上时,焦点弦最短为通径(2)当θα<≤0或παθπ<<-焦点弦AB 在两支上,=AF a c b -θcos 2;=BF ac b +θcos 2;=AB 2222cos 2a c ab -α,弦AB 交双曲线两支上时,焦点弦最短为实轴长a23.抛物线的角度形式的焦半径公式(1)设过焦点F 且倾斜角为θ的直线交抛物线)0(22>=p px y 于B A ,两点,则=AF θcos 1-p ;=BF θcos 1+p;=AB θ2sin 2p (2)设过焦点F 且倾斜角为θ的直线交抛物线)0(22>=p py x 于B A ,两点,则=AF θsin 1-p ;=BF θsin 1+p ;=AB θ2cos 2p例1.如图,设过椭圆13422=+y x 的右焦点F 的直线l 交椭圆于B A ,两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点M ,则=ABMF 解法1:(设线韦达定理)略解法2:(点差法)略解法3:(角度形式的焦半径公式)设AB 的倾斜角为θ,则θθcos 23cos 2-=-=c a b AF ,θθcos 23cos 2+=+=c a b BF 所以θθθ2cos 412cos 23cos 23-=++-=+=BF AF AB θθθθ2cos 43cos 2cos 2cos -=-=+-==BF AF BFAF AF NF MF ,所以=AB MF 41例2.如图,过椭圆13422=+y x 的左焦点F 任作一直线交椭圆于B A ,两点,若=+BF AF BF AF λ,则=λ解析:设AB 的倾斜角为θ,则θθcos 23cos 2-=-=c a b AF ,θθcos 23cos 2+=+=c a b BF 所以=λ3411=+BF AF例2.已知椭圆12322=+y x 的左右焦点分别为21,F F ,过1F 的直线交椭圆于D B ,两点,过2F 的直线交椭圆于C A ,两点,且BD AC ⊥,则四边形ABCD 的面积的最小值为解析:设直线AC 的倾斜角为θ,则θθθ222222cos 334cos 3232cos 2-=-⨯⨯=-=c a ab AC θθ202sin 334)90(cos 334-=+-=BD 所以)sin 3)(cos 3(242122θθ--=⋅=BD AC S ABCD 2596)2sin 3cos 3(24222=-+-≥θθ,所以四边形ABCD 的面积的最小值为2596例3.过双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的一个焦点F 作平行于渐近线的两直线,与双曲线分别交于B A ,两点,若a AB 2=,双曲线的离心率为e ,则[]=e 解析:设θ=∠AFO ,则a b a c a c b a c b AF 2cos 222=+⋅=+=θ所以222sin b a AF a ==θ,又c b=θsin ,所以c b b a =22⇒=-⇒=⇒232234)1(2e e c a b 例4.已知双曲线191622=-y x 的左焦点弦交双曲线左支于B A ,两点,且772=AB ,求直线AB 的方程解析:设AB 的倾斜角为θ,则77216cos 25942cos 222222=-⨯⨯=-=θθa c ab AB 53cos ±=⇒θ所以34tan ±=θ,所以直线AB :)5(34+±=x y 即02034=+-y x 或02034=++y x例5.已知F 为抛物线C :x y 42=的焦点,过F 作两条互相垂直的直线21,l l ,直线1l 与C 交于B A ,两点,直线2l 与C 交于E D ,两点,则DE AB +的最小值为解析:设AB 的倾斜角为θ,则θθ22sin 4sin 2==p AB ,所以θθ202cos 4)90(sin 2=+=p DE 所以16)11(4)cos )(sin cos 1sin 1(4)cos 1sin 1(42222222=+⨯≥++=+=+θθθθθθDE AB 当且仅当4πθ=时等号成立,所以16)(min =+DE AB 三、焦半径定比模型(1)设AB 为焦点在x 轴上的圆锥曲线的过焦点F 的弦,AB 的倾斜角为θ,斜率为k ,且FB AF λ=,则=θcos e 11+-λλ;=e 21k+11+-λλ(2)设AB 为焦点在y 轴上的圆锥曲线的过焦点F 的弦,AB 的倾斜角为θ,斜率为k ,且FB AF λ=,则11sin +-=λλθe ;=e 211k +11+-λλ例1.(2010年辽宁理科)设椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的左焦点为F ,过点F 的直线与椭圆C 相交于B A ,两点,直线l 的倾斜角为060,FB AF 2=,则椭圆的离心率为解析:32121260cos 0=⇒+-=e e 例2.(2010年全国Ⅰ卷)已知F 是椭圆C 的一个焦点,B 是短轴的一个端点,线段BF 的延长线交C 于D ,FD BF 2=,则C 的离心率为解析:设BD 的倾斜角为θ,则311212cos =+-=θe ,又e a c ==θcos ,所以33312=⇒=e e 例3.(2010年全国Ⅱ卷)已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的离心率为23,过右焦点F 且斜率为)0(>k k 的直线与C 相交于B A ,两点,若FB AF 3=,则=k ()A.1B.2C.3D.2解析:33cos 211313cos 2311cos =⇒=+-=⇒+-=θθλλθe ,所以2tan ==θk例4.(2014年全国Ⅱ卷理)设21,F F 分别是椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的左右焦点,M 是C 上一点且2MF 与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N ,若直线MN 在y 轴上的截距为2,且N F MN 15=,则椭圆C 的方程为解析:由题意知a b ab MF 44222=⇒==--------------------------------------①由N F MF N F MN 11145=⇒=,所以531414cos =+-=θe ,又2422cos 121-=-==a c a c MF F F θ,所以532=-⋅a c a c -------------------------------------------------------------------------②联立①②得72,7==b a ,所以椭圆的方程为1284922=+y x。
巧用焦半径公式解题
巧用焦半径公式解题焦半径是圆锥曲线中的重要线段,巧妙地运用它解题,可以化繁为简,提高解题效率。
下面以椭圆为例说明焦半径公式的运用。
椭圆的焦点为是椭圆上任一点,则,这就是椭圆的焦半径公式。
一. 计算焦半径例1. (1998年全国高考题)椭圆的焦点为,点P在椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么是的()A. 7倍B. 5倍C. 4倍D. 3倍解:的坐标为点横坐标为3故选A二. 求点坐标例2. 在椭圆上求一点P,使它与两个焦点的连线互相垂直。
解:设,则根据已知有,代入解得,代入椭圆方程得,故P点坐标是。
三. 求变量范围例3. (2000年全国高考题)椭圆的焦点为,点P为其上动点,当为钝角时,点P 横坐标的取值范围是__________。
解:设,则为钝角代入解得四. 求最值例4. (1996年希望杯试题)是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的动点,求的最大值和最小值。
解:设,则在椭圆上的最大值为4,最小值为1五. 求弦长例5. 求过椭圆的左焦点,倾斜角为的弦AB的长度。
解:由已知可得,所以直线AB的方程为,代入椭圆方程得设,则,从而六. 用于证明例6. 设Q是椭圆上任意一点,求证:以为直径的圆C与以长轴为直径的圆相内切。
证明:设,圆C的半径为r即也就是说:两圆圆心距等于两圆半径之差。
故两圆相内切同理可证以为直径的圆与以长轴为直径的圆相内切。
以上只是简单介绍了椭圆的一种形式的焦半径公式的应用,希望同学们能触类旁通,灵活运用焦半径公式解决其他有关问题,提高解题效率。
(完整版)用圆锥曲线的焦半径解题
用圆锥曲线的焦半径解题
圆锥曲线上的点到其焦点的距离称做圆锥曲线的焦半径。
凡是遇到圆锥曲线上的点到其焦点距离的有关问题,可考虑使用焦半径来处理。
一、利用椭圆的焦半径
若椭圆的两个焦点为、是椭圆上任一点,则该椭圆的焦半径。
证明:椭圆相应的准线方程是和,由椭圆的第二定义,得
,整理,得
例1. 已知点P在椭圆上,F
1、F
2
为椭圆的左右两个焦点,
求的取值范围。
解:设P点坐标为,因为P点在椭圆上,所以,故
根据焦半径公式有,,故
又因为,所以,即。
二、利用双曲线的焦半径
若双曲线的焦点坐标是和,是双曲线上任一点,则该双曲线的焦半径,。
证明:双曲线的左右准线方程为和,根据双曲线的第二定义,得:
,整理,得
例2. 双曲线的两个焦点分别为F
1、F
2
、P为双曲线上的任意一点,
求证:成等比数列。
证明:设,则P到中心O的距离,又因为此双曲线为等轴双曲线,所以,由双曲线的焦半径公式,得:
从而
故成等比数列。
三、利用抛物线的焦半径
若抛物线的焦点为是抛物线上任意一点,则该抛物线的焦半径。
证明:由抛物线的准线为,根据抛物线的定义,得。
例3. 已知抛物线的一条焦点弦被焦点分成为m、n的两部分,求证:。
证明:设焦点弦AB的方程为,将其代入抛物线,有。
令、,根据焦半径公式,得
,所以。
故。
圆锥曲线全国卷高考真题解答题(含解析))
圆锥曲线全国卷高考真题解答题一、解答题1,2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ)已知曲线C :y =22x ,D 为直线y =12-上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点: (2)若以E (0,52)为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.2.2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ) 已知抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若|AF |+|BF |=4,求l 的方程; (2)若3AP PB =,求|AB |.3.2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ)已知点A (0,-2),椭圆E :22221x y a b += (a >b >0)F 是椭圆E 的右焦点,直线AF ,O 为坐标原点. (1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点.当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.已知椭圆222:9(0)C x y m m +=>,直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M .(Ⅰ)证明:直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值; (Ⅱ)若l 过点(,)3mm ,延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平行四边形?若能,求此时l 的斜率,若不能,说明理由.5.2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ带解析)在直角坐标系xoy 中,曲线C :y=24x与直线(),0y kx a a =+>交与M,N 两点,(Ⅰ)当k =0时,分别求C 在点M 和N 处的切线方程;(Ⅱ)y 轴上是否存在点P ,使得当k 变动时,总有∠OPM =∠OPN ?说明理由.6.2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3) 已知抛物线:的焦点为,平行于轴的两条直线分别交于两点,交的准线于两点.(Ⅰ)若在线段上,是的中点,证明;(Ⅱ)若的面积是的面积的两倍,求中点的轨迹方程.7.2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷)已知椭圆E:2213x y t +=的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为k (k > 0)的直线交E 于A ,M 两点,点N 在E 上,MA ⊥NA . (Ⅰ)当t=4,AM AN =时,求△AMN 的面积; (Ⅱ)当2AM AN =时,求k 的取值范围.设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E . (I )证明为定值,并写出点E 的轨迹方程;(II )设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M ,N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围.9.2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C 22:12x y +=上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ ⋅=.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .10.2018年全国卷Ⅲ理数高考试题文已知斜率为k 的直线l 与椭圆22143x y C +=:交于A ,B 两点,线段AB 的中点为()()10M m m >,. (1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且0FP FA FB ++=.证明:FA ,FP ,FB 成等差数列,并求该数列的公差.已知椭圆C :2222=1x y a b +(a>b>0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3(–1P 4(1中恰有三点在椭圆C 上. (Ⅰ)求C 的方程;(Ⅱ)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为–1,证明:l 过定点.12.2018年全国普通高等学校招生统一考试理数(全国卷II )设抛物线24C y x =:的焦点为F ,过F 且斜率为(0)k k >的直线l 与C 交于A ,B 两点,||8AB =. (1)求l 的方程;(2)求过点A ,B 且与C 的准线相切的圆的方程.13.2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标I 卷)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 ∠=∠.14.2018年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标I 卷)设抛物线22C y x =:,点()20A ,,()20B -,,过点A 的直线l 与C 交于M ,N 两点. (1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程; (2)证明:ABM ABN ∠=∠.15.2018年全国卷Ⅲ文数高考试题已知斜率为k 的直线l 与椭圆22143x y C +=:交于A ,B 两点.线段AB 的中点为(1,)(0)M m m >.(1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且0FP FA FB ++=.证明:2FP FA FB =+.16.2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标1卷)设A 、B 为曲线C :24x y =上两点,A 与B 的横坐标之和为4.(1)求直线AB 的斜率;(2)M 为曲线C 上一点,C 在M 处的切线与直线AB 平行,且AM BM ⊥,求直线AB 的方程.17.2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标2卷)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C 22:12x y +=上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ ⋅=.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .18.2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3卷)在直角坐标系xOy 中,曲线22y x mx =+-与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.19.(2016新课标全国卷Ⅰ文科)在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :22(0)y px p =>于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连结ON 并延长交C 于点H . (Ⅰ)求OH ON;(Ⅱ)除H 以外,直线MH 与C 是否有其它公共点?说明理由.20.2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅱ)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为2,点在C 上(1)求C 的方程(2)直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点,A B ,线段AB 的中点为M .证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.21.2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ)已知曲线2:,2x C y D =,为直线12y上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为,A B .(1)证明:直线AB 过定点: (2)若以50,2E ⎛⎫⎪⎝⎭为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求该圆的方程.22.2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(全国Ⅱ卷带解析)设1F , 2F 分别是椭圆C : 22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点, M 是C 上一点且2MF 与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N . (1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率; (2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且15MN F N =,求a , b .23.2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ) 已知点,圆:,过点的动直线与圆交于两点,线段的中点为,为坐标原点.(1)求的轨迹方程;(2)当时,求的方程及的面积24.2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ)已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点. (1)求k 的取值范围;(2)若OM ON ⋅=12,其中O 为坐标原点,求|MN |.一、解答题1,2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ)已知曲线C :y =22x ,D 为直线y =12-上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点: (2)若以E (0,52)为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.【答案】(1)见详解;(2) 3或【分析】(1)可设11(,)A x y ,22(,)B x y ,1(,)2D t -然后求出A ,B 两点处的切线方程,比如AD :1111()2y x x t +=-,又因为BD 也有类似的形式,从而求出带参数直线AB 方程,最后求出它所过的定点.(2)由(1)得带参数的直线AB 方程和抛物线方程联立,再通过M 为线段AB 的中点,EM AB ⊥得出t 的值,从而求出M 坐标和EM 的值,12,d d 分别为点,D E 到直线AB的距离,则12d d ==,结合弦长公式和韦达定理代入求解即可.【详解】(1)证明:设1(,)2D t -,11(,)A x y ,则21112y x =. 又因为212y x =,所以y'x =.则切线DA 的斜率为1x , 故1111()2y x x t +=-,整理得112210tx y -+=. 设22(,)B x y ,同理得222210tx y -+=.11(,)A x y ,22(,)B x y 都满足直线方程2210tx y -+=.于是直线2210tx y -+=过点,A B ,而两个不同的点确定一条直线,所以直线AB 方程为2210tx y -+=.即2(21)0tx y +-+=,当20,210x y =-+=时等式恒成立.所以直线AB 恒过定点1(0,)2.(2)由(1)得直线AB 的方程为12y tx =+. 由2122y tx x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得2210x tx --=, 于是2121212122,1,()121x x t x x y y t x x t +==-+=++=+212|||2(1)AB x x t =-==+.设12,d d 分别为点,D E 到直线AB的距离,则12d d ==.因此,四边形ADBE 的面积()(2121||32S AB d d t =+=+设M 为线段AB 的中点,则21,2M t t ⎛⎫+⎪⎝⎭, 由于EM AB ⊥,而()2,2EM t t =-,AB 与向量(1,)t 平行,所以()220t t t +-=,解得0t =或1t =±.当0t =时,3S =;当1t =±时S =因此,四边形ADBE 的面积为3或. 【点睛】此题第一问是圆锥曲线中的定点问题和第二问是求面积类型,属于常规题型,按部就班的求解就可以.思路较为清晰,但计算量不小. 2.2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ) 已知抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若|AF |+|BF |=4,求l 的方程; (2)若3AP PB =,求|AB |. 【答案】(1)12870x y --=;(2【分析】(1)设直线l :32y x m =+,()11,A x y ,()22,B x y ;根据抛物线焦半径公式可得1252x x +=;联立直线方程与抛物线方程,利用韦达定理可构造关于m 的方程,解方程求得结果;(2)设直线l :23x y t =+;联立直线方程与抛物线方程,得到韦达定理的形式;利用3AP PB =可得123y y =-,结合韦达定理可求得12y y ;根据弦长公式可求得结果. 【详解】(1)设直线l 方程为:32y x m =+,()11,A x y ,()22,B x y 由抛物线焦半径公式可知:12342AF BF x x +=++= 1252x x ∴+= 联立2323y x m y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩得:()229121240x m x m +-+= 则()2212121440m m ∆=--> 12m ∴<121212592m x x -∴+=-=,解得:78m =-∴直线l 的方程为:3728y x =-,即:12870x y --= (2)设(),0P t ,则可设直线l 方程为:23x y t =+联立2233x y t y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩得:2230y y t --= 则4120t ∆=+> 13t ∴>-122y y ∴+=,123y y t =-3AP PB = 123y y ∴=- 21y ∴=-,13y = 123y y ∴=-则AB ===【点睛】本题考查抛物线的几何性质、直线与抛物线的综合应用问题,涉及到平面向量、弦长公式的应用.关键是能够通过直线与抛物线方程的联立,通过韦达定理构造等量关系. 3.2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ)已知点A (0,-2),椭圆E :22221x y a b += (a >b >0)的离心率为2,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF ,O 为坐标原点.(1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点.当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.【答案】(1)2214x y += (2)2y x =-【解析】试题分析:设出F ,由直线AFc ,结合离心率求得a ,再由隐含条件求得b ,即可求椭圆方程;(2)点l x ⊥轴时,不合题意;当直线l 斜率存在时,设直线:2l y kx =-,联立直线方程和椭圆方程,由判别式大于零求得k 的范围,再由弦长公式求得PQ ,由点到直线的距离公式求得O 到l 的距离,代入三角形面积公式,化简后换元,利用基本不等式求得最值,进一步求出k 值,则直线方程可求. 试题解析:(1)设(),0F c ,因为直线AF,()0,2A -所以23c =,c =又222,2c b a c a ==- 解得2,1a b ==,所以椭圆E 的方程为2214x y +=.(2)解:设()()1122,,,P x y Q x y 由题意可设直线l 的方程为:2y kx =-,联立221{42,x y y kx +==-,消去y 得()221416120k x kx +-+=,当()216430k ∆=->,所以234k >,即k <或k > 1212221612,1414k x x x x k k+==++. 所以PQ ==214k =+ 点O 到直线l的距离d =所以12OPQS d PQ ∆==0t =>,则2243k t =+,244144OPQ t S t t t∆==≤=++, 当且仅当2t =2=,解得k =时取等号, 满足234k >所以OPQ ∆的面积最大时直线l的方程为:2y x =-或2y x =-. 【方法点晴】本题主要考查待定系数法求椭圆方程及圆锥曲线求最值,属于难题.解决圆锥曲线中的最值问题一般有两种方法:一是几何意义,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解决,非常巧妙;二是将圆锥曲线中最值问题转化为函数问题,然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角函数有界法、函数单调性法以及均值不等式法,本题(2)就是用的这种思路,利用均值不等式法求三角形最值的.4.2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅱ)已知椭圆222:9(0)C x y m m +=>,直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M .(Ⅰ)证明:直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值; (Ⅱ)若l 过点(,)3mm ,延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平行四边形?若能,求此时l 的斜率,若不能,说明理由.【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)能,47-或47+. 【解析】试题分析:(1)设直线:l y kx b =+(0,0)k b ≠≠,直线方程与椭圆方程联立,根据韦达定理求根与系数的关系,并表示直线OM 的斜率,再表示;(2)第一步由 (Ⅰ)得OM 的方程为9y x k=-.设点P 的横坐标为P x ,直线OM 与椭圆方程联立求点P 的坐标,第二步再整理点的坐标,如果能构成平行四边形,只需,如果有值,并且满足0k >,3k ≠的条件就说明存在,否则不存在.试题解析:解:(1)设直线:l y kx b =+(0,0)k b ≠≠,11(,)A x y ,22(,)B x y ,(,)M M M x y .∴由2229y kx b x y m=+⎧⎨+=⎩得2222(9)20k x kbx b m +++-=, ∴12229M x x kbx k +==-+,299M M b y kx b k =+=+. ∴直线OM 的斜率9M OM M y k x k==-,即9OM k k ⋅=-. 即直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值9-. (2)四边形OAPB 能为平行四边形. ∵直线l 过点(,)3mm ,∴l 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是0k >,3k ≠ 由 (Ⅰ)得OM 的方程为9y x k=-.设点P 的横坐标为P x . ∴由2229,{9,y x k x y m =-+=得,即将点(,)3m m 的坐标代入直线l 的方程得(3)3m k b -=,因此2(3)3(9)M mk k x k -=+.四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段AB 与线段OP 互相平分,即2P M x x = 239k =+2(3)23(9)mk k k -⨯+.解得147k =247k =.∵0,3i i k k >≠,1i =,2,∴当l 的斜率为47-或47+时,四边形OAPB 为平行四边形. 考点:直线与椭圆的位置关系的综合应用【一题多解】第一问涉及中点弦,当直线与圆锥曲线相交时,点是弦的中点,(1)知道中点坐标,求直线的斜率,或知道直线斜率求中点坐标的关系,或知道求直线斜率与直线OM 斜率的关系时,也可以选择点差法,设,,代入椭圆方程,两式相减,化简为,两边同时除以得,而,,即得到结果,(2)对于用坐标法来解决几何性质问题,那么就要求首先看出几何关系满足什么条件,其次用坐标表示这些几何关系,本题的关键就是如果是平行四边形那么对角线互相平分,即2P M x x =,分别用方程联立求两个坐标,最后求斜率.5.2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ带解析)在直角坐标系xoy 中,曲线C :y=24x与直线(),0y kx a a =+>交与M,N 两点,(Ⅰ)当k =0时,分别求C 在点M 和N 处的切线方程;(Ⅱ)y 轴上是否存在点P ,使得当k 变动时,总有∠OPM =∠OPN ?说明理由. 【答案】(Ⅰ0ax y a --=0ax y a ++=(Ⅱ)存在 【详解】试题分析:(Ⅰ)先求出M,N 的坐标,再利用导数求出M,N.(Ⅱ)先作出判定,再利用设而不求思想即将y kx a =+代入曲线C 的方程整理成关于x 的一元二次方程,设出M,N 的坐标和P 点坐标,利用设而不求思想,将直线PM ,PN 的斜率之和用a 表示出来,利用直线PM ,PN 的斜率为0,即可求出,a b 关系,从而找出适合条件的P 点坐标. 试题解析:(Ⅰ)由题设可得(2,)M a a ,(2,)N a -,或(22,)M a -,,)N a a .∵12y x '=,故24x y =在x =2a a C 在(22,)a a 处的切线方程为(2)y a a x a -=-,即0ax y a --=.故24x y =在x =-22a 处的导数值为-a ,C 在(22,)a a -处的切线方程为(2)y a a x a -=-+,即0ax y a ++=.故所求切线方程为0ax y a --=或0ax y a ++=. (Ⅱ)存在符合题意的点,证明如下:设P (0,b )为复合题意得点,11(,)M x y ,22(,)N x y ,直线PM ,PN 的斜率分别为12,k k . 将y kx a =+代入C 得方程整理得2440x kx a --=. ∴12124,4x x k x x a +==-. ∴121212y b y b k k x x --+=+=1212122()()kx x a b x x x x +-+=()k a b a+.当=-b a 时,有12k k +=0,则直线PM 的倾斜角与直线PN 的倾斜角互补, 故∠OPM=∠OPN ,所以(0,)P a -符合题意.考点:抛物线的切线;直线与抛物线位置关系;探索新问题;运算求解能力 6.2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3) 已知抛物线:的焦点为,平行于轴的两条直线分别交于两点,交的准线于两点.(Ⅰ)若在线段上,是的中点,证明;(Ⅱ)若的面积是的面积的两倍,求中点的轨迹方程.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ).【解析】试题分析:设的方程为.(1)由在线段上,又;(2)设与轴的交点为(舍去),.设满足条件的的中点为.当与轴不垂直时.当与轴垂直时与重合所求轨迹方程为.试题解析:由题设,设,则,且.记过两点的直线为,则的方程为.............3分(1)由于在线段上,故,记的斜率为的斜率为,则,所以..................5分(2)设与轴的交点为,则,由题设可得,所以(舍去),.设满足条件的的中点为.当与轴不垂直时,由可得.而,所以.当与轴垂直时,与重合,所以,所求轨迹方程为.........12分考点:1.抛物线定义与几何性质;2.直线与抛物线位置关系;3.轨迹求法.7.2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷)已知椭圆E:2213x y t +=的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为k (k > 0)的直线交E 于A ,M 两点,点N 在E 上,MA ⊥NA . (Ⅰ)当t=4,AM AN =时,求△AMN 的面积; (Ⅱ)当2AM AN =时,求k 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)14449;(Ⅱ))2.【解析】试题分析:(Ⅰ)先求直线AM 的方程,再求点M 的纵坐标,最后求AMN 的面积;(Ⅱ)设()11,M x y ,写出A 点坐标,并求直线AM 的方程,将其与椭圆方程组成方程组,消去y ,用,t k 表示1x ,从而表示AM ,同理用,t k 表示AN ,再由2AM AN =及t 的取值范围求k 的取值范围.试题解析:(Ⅰ)设()11,M x y ,则由题意知10y >,当4t =时,E 的方程为22143x y +=,()2,0A -.由已知及椭圆的对称性知,直线AM 的倾斜角为4π.因此直线AM 的方程为2y x =+. 将2x y =-代入22143x y +=得27120y y -=.解得0y =或127y =,所以1127y =.因此AMN 的面积AMNS11212144227749=⨯⨯⨯=.(Ⅱ)由题意3t >,0k >,()A .将直线AM的方程(y k x =代入2213x y t +=得()22222330tk xx t k t +++-=.由(221233t k tx tk -⋅=+得)21233tk x tk-=+,故1AM x =+=.由题设,直线AN 的方程为(1y x k =-+,故同理可得AN ==,由2AM AN =得22233k tk k t=++,即()()32321k t k k -=-. 当32k =时上式不成立,因此()33212k k t k -=-.3t >等价于()()232332122022k k k k k k k -+-+-=<--, 即3202k k -<-.由此得320{20k k ->-<,或320{20k k -<->,解得322k <<. 因此k 的取值范围是()32,2.【考点】椭圆的性质,直线与椭圆的位置关系【名师点睛】由直线(系)和圆锥曲线(系)的位置关系,求直线或圆锥曲线中某个参数(系数)的范围问题,常把所求参数作为函数值,另一个元作为自变量求解.8.2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷) 设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E . (I )证明为定值,并写出点E 的轨迹方程;(II )设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M ,N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围. 【答案】(Ⅰ)答案见解析;(Ⅱ).【解析】试题分析:(Ⅰ)利用椭圆定义求方程;(Ⅱ)把面积表示为关于斜率k 的函数,再求最值。
浙江省牌头中学高二数学《圆锥曲线的焦半径公式及其应用》练习题
由圆锥曲线的统一定义e d PF =||或由极坐标系中的处理方法可得到圆锥曲线的焦半径公式和相应的焦点弦长公式。
θcos 1e ep PF -=; θcos 1e ep QF +=; θ22cos 12e ep PQ -=。
(其中e 为离心率,p 为焦点到相应准线的距离,θ为焦半径与对称轴的夹角)证明:例1: 设椭圆的方程为)0(12222>>=+b a by a x ,线段PQ 是过左焦点F 且不与x 轴垂直的焦点弦,若在左准线上存在点R ,使△PQR 为正三角形,求离心率e 的取值范围,并用e 表示直线PQ 的斜率。
分析:注意到题目条件中提到的焦点弦,又提到准线,还有焦点弦的斜率。
联想到焦点弦长公式中与这些要素都有涉及,因此试用焦点弦长公式来处理。
解:设焦点弦PQ 的倾斜角为θ,PQ 中点为M ,过M 作MN 于准线,垂足为N 。
则有∠NRM=θ。
所以MN=RMsin θ=23PQsin θ; 又由椭圆的定义,得MN=e PQ d d 2221=+。
所以θsin 31=e 。
………………P F Qθ F P Q R MN题组:1、(2011年浙江省高考)17.设12,F F 分别为椭圆2213x y +=的焦点,点,A B 在椭圆上,若125F A F B =;则点A 的坐标是 .2、已知椭圆13422=+y x 的左、右焦点分别为F 1、F 2,过椭圆的右焦点F 2作一条直线L 交该椭圆于A 、B 两点,则△ABF 1的内切圆的面积的最大值为__________。
3、过抛物线28y x =的焦点F ,作一条斜率为2的直线l ,若l 交抛物线于,A B 两点,则OAB ∆的面积是____。
4、已知点P 在双曲线191622=-y x 上,且P 到这条双曲线的右准线的距离恰好是P 到这条双曲线的两个焦点的距离的等差中项,求点P 的坐标。
5、抛物线C 的顶点在原点,焦点为F ,PQ 为过F 的弦,|OF|=m ,|PQ|=n ,求S △OPQ 。
圆锥曲线综合1:焦半径与焦点弦的三角形式
圆锥曲线综合1:焦半径与焦点弦的三角形式圆锥曲线焦半径和焦点弦的三角形式及其性质(以焦点在x 轴上的曲线为例)设圆锥曲线的焦点弦AB 所在直线的倾斜角为θ,斜率为k ,离心率为e ,焦准距为p (抛物线只需令e=1)性质1:焦半径AF=|cos ||cos 1|2θθc a b e ep -=-,BF=|cos ||cos 1|2θθc a b e ep +=+抛物线:AF=|cos 1|θ-p ,BF=|cos 1|θ-p 性质2:焦点弦AB=|cos 2||cos 12|222222θθc a ab e ep -=-,抛物线:AB=|sin 2|2θp 性质3:222BF 1AF 1b a ep ==+;抛物线:p2BF 1AF 1=+性质4:若→→=FB AF λ,则有|11|12+-+=λλk e ,|11||cos |+-=λλθe 典型例题例1:过椭圆1222=+y x 的左焦点作倾斜角为60°的直互,直线和椭圆交于A 、B 两点,则AB=____例2:已知F 为抛物线C :x y 42=的焦点,过F 作两条互相垂直的直线l 1和l 2,直线l 1与C 交于A 、B 两点,直线l 2与D 、E 交于两点,则AB+DE 的最小值为_______例3:已知双曲线C :)0,0(12222>>=-b a by a x 的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 于A 、B 两点,若→→=FB 4AF ,则C 的离心率为______.例4:已知F 是抛物线C :x y 42=的焦点,过F 且斜率为1的直线交C 于A 、B 两点,设FA>FB ,则FA 与FB 的比值等于___________例5:已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A 、B 两点,若AF 2=2F 2B ,AB=BF 1,则C 的方程为________例6设圆的圆心为A ,直线l 过点B(1,0)且与x 轴不重合,l 交圆于C 、D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E.(1)证明EA+EB 为定值,并写出点E 的轨迹方程;(2)设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M 、N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P 、Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围.练习题1.设F 1、F 2分别是C:)0(12222>>=+b a by a x 的左右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直,直线MF 1与C 的另一个交点为N(1)若直线MN 的斜率为43,求C 的离心率(2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且MN=5F 1N ,求a 、b2.中心在原点O 的椭圆的右焦点为F(3,0),右准线l 的方程为:x =12(1)求椭圆的方程;(2)在椭圆上任取三个不同点P 1、P 2、P 3,使得∠P 1FP 2=∠P 2FP 3=∠P 3FP 1,证明:321FP 1FP 1FP 1=+为定值,并求此定值.。
高三数学圆锥曲线试题
高三数学圆锥曲线试题1.过抛物线的焦点且倾斜角为的直线与抛物线在第一、四象限分别交于两点,则等于()A.5B.4C.3D. 2【答案】C【解析】如图,过作准线的垂线,垂足分别为,过作于,由垂直及抛物线的定义可知,所以,所以,所以.【考点】抛物线的定义.2.已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点.若的中点坐标为,则的方程为()A.B.C.D.【答案】D【解析】由题意知,,利用点差法,设过点的直线(显然,斜率存在)为,交点联立椭圆方程得:,则,又的中点坐标为,即,,故,又,所以,,联立得,所以椭圆方程为,选D.【考点】直线点斜式方程、椭圆方程.3.抛物线的准线截圆所得弦长为2,则= .【答案】2【解析】抛物线的准线为,而圆化成标准方程为,圆心,,圆心到准线的距离为,所以,即.【考点】1.抛物线的准线方程;2.勾股定理.4.如图, 在等腰梯形ABCD中, AB//CD, 且AB="2CD," 设∠DAB=, ∈(0, ), 以A, B为焦点且过点D的双曲线的离心率为e1, 以C, D为焦点且过点A的椭圆的离心率为e2, 设的大致图像是()【答案】D【解析】根据题意,由于等腰梯形ABCD中, AB//CD, 且AB="2CD," 设∠DAB=, ∈(0, ),那么结合双曲线的定义,以A, B为焦点且过点D的双曲线的离心率为e1, 以C, D为焦点且过点A的椭圆的离心率为e2,BD-DA=2a,AB=2c,AD+DC=2a’,且,因为a在增大,c不变可知离心率e1增大,而对于离心率e2,不变,那么可知正确的图象为D。
【考点】双曲线的性质,椭圆的性质点评:主要是考查了双曲线以及椭圆性质的运用,属于中档题。
5.在平面直角坐标系中,设点为圆:上的任意一点,点(2,) (),则线段长度的最小值为.【答案】【解析】根据题意,由于点为圆:上的任意一点,由于圆心(1,0),且点(2,) (),则线段长度的最小值为圆心到Q的距离减去圆的半径2,那么可知,故可知答案为。
(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。
高考圆锥曲线题型归类总结
圆锥曲线的七种常考题型题型一:定义的应用 1、圆锥曲线的定义:(1)椭圆 (2)双曲线 (3)抛物线 2、定义的应用(1)寻找符合条件的等量关系 (2)等价转换,数形结合 3、定义的适用条件: 典型例题例1、动圆M 与圆C 1:()22136x y ++=内切,与圆C 2:()2214x y -+=外切,求圆心M 的轨迹方程。
例2、方程()()2222668x y x y -+-++=表示的曲线是题型二:圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): 1、椭圆:由22x y 、分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
2、双曲线:由22x y 、系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; 3、抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。
典型例题例1、已知方程12122=-+-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是例2、k 为何值时,方程15922=---ky k x 表示的曲线: (1)是椭圆;(2)是双曲线.题型三:圆锥曲线焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题 1、常利用定义和正弦、余弦定理求解2、12PF m PF n ==,,22m n m n mn m n +-+,,,四者的关系在圆锥曲线中的应用 典型例题例1、椭圆x a yba b 222210+=>>()上一点P 与两个焦点F F 12,的张角α=∠21PF F ,求21PF F ∆的面积。
例2、已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且6021=∠PF F ,31221=∆PF F S .求该双曲线的标准方程题型四:圆锥曲线中离心率,渐近线的求法1、a,b,c 三者知道任意两个或三个的相等关系式,可求离心率,渐进线的值;2、a,b,c 三者知道任意两个或三个的不等关系式,可求离心率,渐进线的最值或范围;3、注重数形结合思想不等式解法 典型例题例1、已知1F 、2F 是双曲线12222=-by a x (00>>b a ,)的两焦点,以线段21F F 为边作正三角形21F MF ,若边1MF 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )A. 324+B. 13-C.213+ D. 13+ 例2、双曲线)00(12222>>=-b a by a x ,的两个焦点为F 1、F 2,若P 为其上一点,且|PF 1|=2|PF 2|,则双曲线离心率的取值范围为 A. (1,3) B.(]13,C.(3,+∞)D.[)3,+∞例3、椭圆G :22221(0)x y a b a b+=>>的两焦点为12(,0),(,0)F c F c -,椭圆上存在点M 使120FM F M ⋅=. 求椭圆离心率e 的取值范围;例4、已知双曲线22221(00)x y a b a b-=>>,的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60︒的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是 (A )(1,2] (B )(1,2) (C )[2,)+∞ (D )(2,)+∞题型五:点、直线与圆锥的位置关系判断 1、点与椭圆的位置关系点在椭圆内⇔12222<+b y a x点在椭圆上⇔12222=+b y a x点在椭圆外⇔12222>+by a x2、直线与圆锥曲线有无公共点或有几个公共点的问题:∆>0⇔相交∆=0⇔相切 (需要注意二次项系数为0的情况) ∆<0⇔相离3、弦长公式: =AB )(11212212x x k x x k -+=-+ak ∆+=21 =AB )(1111212212y y k y y k -+=-+ak ∆+=2114、圆锥曲线的中点弦问题: 1、韦达定理: 2、点差法:(1)带点进圆锥曲线方程,做差化简 (2)得到中点坐标比值与直线斜率的等式关系典型例题例1、双曲线x 2-4y 2=4的弦AB -被点M (3,-1)平分,求直线AB 的方程.例2、已知中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆与直线l :x+y=1交于A,B 两点,C 是AB 的中点,若|AB|=22,O 为坐标原点,OC 的斜率为22,求椭圆的方程。
高考高频考点(圆锥曲线)9、两套抛物线的焦半径与焦点弦公式
第9讲 两套抛物线的焦半径与焦点弦公式知识与方法1.设点()00,P x y 在抛物线上,()11,A x y 、()22,B x y ,AB 是抛物线的焦点弦,则抛物线p pp p2.如图,设抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,AB 为抛物线的一条焦点弦,AFO α∠=.则抛物线的“角版”焦半径、焦点弦、面积公式如下: ①1cos pAF α=+;②22sin p AB α=;③22sin AOBp S α=.典型例题【例1】抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,点()1,P m 在抛物线上,且3PF =,则p =______. 【解析】由焦半径公式,1342pPF p =+=⇒= 【答案】4变式1 抛物线24x y =−的焦点为F ,点A 在抛物线上,且4AF =,则点A 的坐标为______.【解析】设()00,A x y ,则()20000143123AF y y x x P =−=⇒=−⇒=⇒=±±−.【答案】()3±−变式2 抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 且倾斜角为60°的直线l 被抛物线C 截得的弦长为______.【解析】解法1:由题意,1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,设1:2l y x ⎫=−⎪⎭,代入22y x =整理得:233504x x −+=, 设两根为1x 和2x ,则1253x x +=,故直线l 被抛物线C 截得的弦长12813L x x =++=.解法2:直线l 被抛物线C 截得的弦长22228sin sin 603p L α===︒.【答案】83变式3 抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 且斜率为2的直线被抛物线C 截得的弦长为______.【解析】设直线的倾斜角为α,tan 2sin αα=⇒=⇒弦长22225sin 2p L α===⎝⎭. 【答案】52【例2】过抛物线2:4C y x =焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若3AF =,则BF =_____.【解析】设AFO α∠=,则231cos AF α==+,所以1cos 3α=−,故()231cos 2BF πα==+−.【答案】32变式1 过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若8AB =,且AF BF >,则AF BF=______.【解析】不妨设直线l 的倾斜角为锐角,如图,设AFO α∠=,则22418sin sin sin 2AB ααα==⇒=⇒=, 所以135α=︒,45BFO ∠=︒,从而)211cos135AF ==++︒,)211cos 45BF ==+︒故3AF BF=+【答案】3+变式2 过抛物线2:4C y x =焦点F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若2AF BF =,则AB =______.【解析】不妨设直线l 为如图所示的情形,设AFO α∠=,则21cos AF α=+,()221cos 1cos BF παα==+−−,2222144922cos 1cos 1cos 3sin 1cos 2AF BF AB ααααα=⇒=⋅⇒=−⇒===+−−.【答案】92变式3 已知抛物线2:2C y px =()0p >的焦点为F ,准线为l ,过点F 作倾斜角为120°的直线与准线l 相交于点A ,线段AF 与抛物线C 相交于点B ,且43AB =,则抛物线C 的方程为______.【解析】如图,作BD l ⊥于D ,直线AF 的倾斜角为120°2601cos603p pBFO BF ⇒∠=︒⇒==+︒,由抛物线定义,BD BF =,所以23p BD =, 易得60ABD ∠=︒,所以213cos 423p BD ABD AB ∠===,解得:1p =,故抛物线C 的方程为22y x =.【答案】22y x =变式4 设F 为抛物线2:2C y px =()0p >的焦点,经过点F 且倾斜角为02παα⎛⎫<< ⎪⎝⎭的直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,O 为原点且OAB 的面积为32sin α,若线段AB 的中垂线与x 轴相交于点M ,则FM =______.【解析】解法1:如图,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,设直线():02p l x my m =+>,()11,A x y ,()22,B x y ,其中cos sin m αα=,联立222p x my y px⎧=+⎪⎨⎪=⎩消去x 整理得:2220y pmy p −−=,故122y y pm +=,()212122x x m y y p pm p +=++=+,所以AB 中点为2,2p G pm pm ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,AB 中垂线的方程为22p y pm m x pm ⎛⎫−=−−− ⎪⎝⎭,令0y =得:232x p pm =+,所以23,02M p pm ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故22322p FM p pm p pm =+−=+,又21222AB x x p pm p =++=+,原点O 到直线l的距离d =所以()21122222OABp SAB d pm p =⋅=⋅+=由题意,32sin OABSα=,32sin α=,将cos sin m αα=代入整理得:22sin p α=,所以()22222cos 112sin sin pFM p pm p m p ααα⎛⎫=+=+=+== ⎪⎝⎭. 解法2:如图,22sin pAB α=,则22sin AOBp Sα=, 23322sin 2sin 2sin 2sin OAB p S p αααα=⇒=⇒=①,设AB 中点为G ,则()22112cos 21cos 2sin sin p p p FG AF AG AF AB απααα=−=−=−⋅=+−, 所以2cos sin FG pFM αα==,由①知22sin p α=,故2FM =.【答案】2变式5 过抛物线2:4C y x =焦点F 作两条互相垂直的直线分别与抛物线C 交于A 、B 和D 、E 四点,则四边形ADBE 面积的最小值为______.【解析】解法1:由题意,()1,0F ,设直线AB 的方程为1x my =+()0m ≠,()11,A x y ,()22,B x y , 联立214x my y x =+⎧⎨=⎩消去x整理得:2440y my −−=,所以124y y m +=,()21212242x x m y y m +=++=+,故212244AB x x m =++=+,用1m−替换m 可得:244DE m =+,从而四边形ADBE 的面积()2222114144482823222S AB DE m m m m ⎛⎛⎫⎛⎫=⋅=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝当且仅当1m =±时等号成立,即四边形ADBE 面积的最小值为32.解法2:不妨设直线AB 为02παα⎛⎫<< ⎪⎝⎭,则直线DE 的倾斜角为2πα+,由焦点弦公式,24sin AB α=,2244cos sin 2DE παα==⎛⎫+ ⎪⎝⎭, 四边形ADBE 的面积2222211448323222sin cos sin cos sin 2S AB CD ααααα=⋅=⋅⋅==≥, 当且仅当4πα=时取等号,所以四边形ADBE 面积的最小值为32.【答案】32强化训练1.(★★)抛物线22y px =()0p >的焦点为F ,点()2,P m 在抛物线上,且4PF =,则p =______.【解析】由焦半径公式,2442pPF p =+=⇒=. 【答案】42.(★★)抛物线22x y =的焦点为F ,点A 在抛物线上,且3AF =,则点A 的坐标为______. 【解析】设()00,A x y ,则200000155325222AF y y x y x A ⎛⎫=+=⇒=⇒==⇒=⇒ ⎪⎝⎭.【答案】52⎛⎫ ⎪⎝⎭3.(★★)抛物线2:4C y x =的焦点为F ,过F 斜率为3的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,则AB =______.【解析】设直线l 的倾斜角为α,2440tan 3sin sin 9AB ααα=⇒=⇒==. 【答案】4094.(★★★)抛物线2:2C y x =的焦点为F ,过F 的直线l 与抛物线C 交于A 、B 两点,若4AB =,则AOB 的面积为______. 【解析】设AOF α∠=,则224sin AB α==,所以sin 2α=,故12sin 2AOBS α==.5.(★★★)过抛物线2:2C y x =焦点F 的直线l 与C 交于A 、B 两点,若4AF =,则BF =______.【解析】如图,设AFO α∠=,则()131144cos 1cos 41cos 1cos 7AF BF ααπαα==⇒=−⇒===++−−.【答案】476.(★★★)过抛物线2:2C y x =的焦点F 的直线1与C 交于A 、B 两点,若8AB =,则AF BF ⋅=______【解析】设直线l 的倾斜角为α, 则222211118sin 4sin 41cos 1cos sin AB AF BF ααααα==⇒=⇒⋅=⋅==−+. 【答案】47.(★★★)过抛物线2:3C y x =的焦点F 的直线与C 交于A 、B 两点,若2AF BF =,则AB =______.【解析】设AFO α∠=,则1cos p AF α=+,()1cos 1cos p pBF παα==+−−,22212232722cos 1cos 1cos 3sin 1cos 8113p p p pAF BF AB ααααα=⇒=⋅⇒=−⇒====+−−⎛⎫−− ⎪⎝⎭【答案】2788.(2012·重庆·★★★)过抛物线22y x =的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,若2512AB =,AF BF <,则AF =______.【解析】不妨设直线AB 的倾斜角为锐角,如图,设BFO α∠=, 则2225sin 12AB α==,所以sin α=,从而1cos 5α=−,故()1151cos 1cos 6AF παα===+−−.【答案】569.(★★★)如下图所示,经过抛物线2:2C y px =()0p >的焦点F 的直线l 与抛物线C 及其准线相交于A 、B 、C 三点,若4BC BF =,且4AF =,则p =______.【解析】设AFO α∠=,则BFO πα∠=−, 过B 作BD ⊥准线于D ,则BD BF =,144cos 4BD BC BF BC BD CBD BC=⇒=⇒∠==()11cos cos cos cos 44BFO πααα⇒∠=−=−=⇒=−, 所以4431cos 3p AF p p α===⇒=+.【答案】310.(★★★★)过抛物线2:4C y x =的焦点F 的直线l 交抛物线C 于P 、Q 两点,交圆()2211x y −+=于M 、N 两点,其中P 、M 位于第一象限,则11PM QN+的最小值为______. 【解析】如图,设()0PFO ααπ∠=<<,由题意,1FM FN ==, 21cos 111cos 1cos PM PF FM PF ααα−=−=−=−=++,()21cos 111cos 1cos QN QF FN QF απαα+=−=−=−=+−−, 所以()()()()()222221cos 1cos 1cos 111cos 1cos 1cos 1cos 1cos 1cos sin PM QN αααααααααα+++−+−+=+==−++− ()222222sin 2cos 2cos 212sin sin ααααα+⎛⎫==+≥ ⎪⎝⎭, 当且仅当2πα=时取等号,故11PM QN+的最小值为2.【答案】211.(★★★)已知F 为抛物线()220y px p =>的焦点,经过F 且倾斜角为45°的直线与抛物线交于A 、B 两点,线段AB 的中垂线与x 轴相交于点M ,则4pFM=______. 【解析】解法1:由题意,,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,直线AB 的方程为2p x y =+,设()11,A x y ,()22,B x y ,联立222p x y y px ⎧=+⎪⎨⎪=⎩消去x 整理得:2220y py p −−=,所以122y y p +=,12123x x y y p p +=++=, 从而AB 中点G 为3,2p p ⎛⎫⎪⎝⎭,故AB 中垂线的方程为32y p x p ⎛⎫−=−−⎪⎝⎭令0y =得:52x p =,所以5,02p M ⎛⎫⎪⎝⎭,故5222p FM p p =−=,所以42p FM =.解法2:如图,G 为AB 中点,由题意,MFG 是等腰直角三角形,12FG AF AG AF AB =−=−2121cos1352sin 45p p =−⋅=+︒︒,所以422pFM p FM=⇒=.【答案】212.(★★★★)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,若位于x 轴上方的动点A 在准线l 上,线段AF 与抛物线C 相交于点B ,且1AF AF BF−=,则抛物线C 的方程为______.【解析】解法1(特值法):取,2p A p ⎛⎫− ⎪⎝⎭,则1AF k =−,直线AF 的方程为2p x y =−+,由222p x y y px ⎧=−+⎪⎨⎪=⎩得:2220y py p +−=,解得:()1y p =−, 显然点B 在x轴上方,所以)1B y p =,故(2322B B p y x p −==, 从而点B的坐标为()3,12pp ⎛⎫−⎪− ⎪⎝⎭因为1AF AF BF−=,而AF =,((3222p p BF p −=+=,1−=,解得:1p =,故抛物线C 的方程为22y x =. 解法2(特值法):取直线AB 的倾斜角为120°, 如图,则60AFK ABD ∠=∠=︒,此时22AF FK p ==,而11213AF AB BF AB AB BFBFBFBD+==+=+=+=,所以233AF pBF==,将2AF p =、23p BF =代入1AF AF BF−=可得1p =, 故抛物线C 的方程为22y x =.解法3(极限位置分析法):让点A 无限接近点,02p ⎛⎫− ⎪⎝⎭,则点B 无限接近原点, 此时1AFAF BF −=即为21p −=,解得:1p =,所以抛物线C 的方程为22y x =解法4:设()00,B x y ,则02p BF x =+,由~FBT FAK 可得AF KF BF TF =,即02AF p p BF x =− 所以0022p p AF x p x ⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭−,代入1AF AF BF −=知0001222p p p x p p x x ⎛⎫−+⋅= ⎪⎝⎭−−,解得1p =, 故抛物线C 的方程为22y x =.解法5:过B 作BD l ⊥于D ,因为1AFAF BF −=,所以AF AF BF BF −⋅=, 故AF BF AF BF −=⋅,由图可知AF BF AB −=,所以AB AF BF =⋅,又BF BD =,所以AB AF BD =⋅,故1BDAB AF =,从图上来看,cos BD ABD AB=∠,而ABD AFK ∠=∠,所以1cos KFAFK AF AF∠==,故1KF =,即1p =,所以抛物线C 的方程为22y x =. 解法6(用焦半径公式):设BFO α∠=,则1cos p BF α=+,cos cos p AF KF p AF αα==⇒=,代入1AF AF BF−=得:cos 1cos 1cos p p p ααα−=+, 解得:1p =,所以抛物线C 的方程为22y x =【答案】y 2=2x。
3-圆锥曲线 专题复习1
专题复习 圆锥曲线(一)【题模一】 圆锥曲线定义的应用:第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆:平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数)2(2121F F a PF PF >=+ ,这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距. 当2a =21F F 时,轨迹是线段F 1F 2;当2a <21F F 时,无轨迹;双曲线:平面内与两个定点1F 、2F 的距离的差的绝对值等于常数a 2(21212F F a PF PF <=-),的点的轨迹叫做双曲线,这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。
抛物线:平面内与一个定点和一条直线的距离相等的点的轨迹.【讲透例题】1.设定点F 1(0,-3)、F 2(0,3),动点P 满足条件)0(921>+=+a aa PF PF ,则点P 的轨迹是( )A .椭圆B .线段C .不存在D .椭圆或线段2、设12F F 、分别是双曲线2213y x -=的两个焦点,P 是该双曲线上的一点,且1234PF PF =,则12PF F ∆的面积等于 A .3B .210C .45D .3153. 若点P 到直线1x =-的距离比它到点(20),的距离小1,则点P 的轨迹为( )A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线4、 已知a 、b 、c 分别是ABC 内角A 、B 、C 的对边,sin sin 3sin A B C +=,cos cos 2a B b A +=,则ABC 面积的最大值是( ) A .2 B .22C .3 D .35. 已知抛物线2:C y x =的焦点为F ,00(,)A x y 是C 上一点,05||4AF x =,则0x =( ) A .4B .2C .1D .86. 若抛物线216x y =上一点()00,x y 到焦点的距离是该点到x 轴距离的3倍,则0y =( ) A .12B .2C .1D .27. 已知点M 是抛物线24x y =上的一动点,F 为抛物线的焦点,A 是圆C :22(1)(4)1x y -+-=上一动点,则||||MA MF +的最小值为( ) A .3 B .4 C .5 D .68. 已知双曲线2218:8x y C -=的左焦点为F ,点M 在双曲线C 的右支上,(0,4)A ,当MAF △的周长最小时,MAF △的面积为( ) A .12B .8C .6D .49. 已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,点M 在C 的左支上,过点M 作C 的一条渐近线的垂线,垂足为N ,则当2MF MN +取最小值10时,12F NF △面积的最大值为( )A .25B .252C .509D .100910、已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线与抛物线24y x =交于点A ,点B 是抛物线的准线上一点,抛物线的焦点F 为双曲线的一个焦点,且ABF 为等边三角形,则双曲线的方程为( )A .2277134x y -=B .2277143x y -=C .2234177x y -=D .227711216x y -=12、已知1F 、2F 分别是双曲线2222:1x yC a b-=(0,0)a b >>的左、右焦点,双曲线C 的右支上一点Q 满足1||OQ OF =,直线1F Q 与该双曲线的左支交于P 点,且P 恰好为线段1F Q 的中点,则双曲线C 的渐近线方程为( ) A .12y x =±B .2y x =±C .23y x =±D .32y x =±【相似题练习】1.平面内有两定点A 、B 及动点P ,设命题甲:“|P A |+|PB |是定值”,命题乙:“点P 的轨迹是以A 、B 为焦点的椭圆”.那么甲是乙成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 2、 已知A(-, 0),B 是圆F:(x -)2+y 2=4(F 为圆心)上的一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,则动点P 的轨迹方程是_______________.3. 已知2F 是双曲线22:193x y C -=的右焦点,动点A 在双曲线左支上,点B 为圆22:(2)1E x y ++=上一点,则2AB AF +的最小值为( ) A .9B .8C .53D .634、已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点.若,则|QF|= .5.在y =2x 2上有一点P ,它到A (1,3)的距离与它到焦点的距离之和最小,则点P 的坐标是 ( )A .(-2,1)B .(1,2)C .(2,1)D .(-1,2)6. 已知椭圆22:14x C y +=的焦点是1F ,2F ,点P 为椭圆C 上一点,且1290F PF ∠=︒,则12PF F △的内切圆半径r 为( ) A 3B .23C .23+D .26、已知抛物线2:8C x y =的焦点为F ,O 为原点,点P 是抛物线C 的准线上的一动点,点A 在抛物线C 上,且4AF =,则PA PO +的最小值为( ) A .42B .13C .313 D .467、(多选)已知ABC 的两个顶点,A B 的坐标分别是()()5,0,5,0-,且,AC BC 所在直线的斜率之积等于()0m m ≠且斜率之差等于n ,则正确的是( )A .当0m >时,点C 的轨迹是双曲线.B .当1m =-时,点C 在圆2225x y +=上运动. C .当1m <-时,点C 所在的椭圆的离心率随着m 的增大而增大.D .无论n 如何变化,点C 的运动轨迹是轴对称图形.8、(多选)已知焦点在x 轴上的椭圆过点()3,06,则( ) A .椭圆的标准方程为22193x y +=B .椭圆经过点(0,23C .椭圆与双曲线223x y -=的焦点相同D .直线()11y k x -=-与椭圆恒有交点9、已知1F ,2F 是双曲线C :2213x y -=的两个焦点,点M 在直线30x y -+=上,则12MF MF +的最小值为( ) A .213B .6C .26D .510、已知()15,0F -,()25,0F 是双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的两个焦点,过1F 的直线l 与圆222:O x y a +=切于点T ,且与双曲线右支交于点P ,M 是线段1PF 的中点,若1OM TM -=,则双曲线的方程为( )A .221916x y -=B .221169x y -=C .2211213x y -=D .2211312x y -=11、已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,过2F 的直线l 与C 的左、右支分别相交于M 、N 两点,若11MF NF =,2MN b =,则双曲线的离心率为( ) A .52B .5C .2D .62【题模2】 圆锥曲线的标准方程1、椭圆:(1)焦点在x 轴上时12222=+by a x (0a b >>),(参数方程,其中为参数),焦点在y 轴上时2222bx a y +=1(0a b >>)。
高考数学压轴题圆锥曲线解题技巧 (1)
1 22 高考数学压轴题圆锥曲线解题技巧一、常规七大题型: (1)中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为( x 1 , y 1 ),( x 2 , y 2 ),代入方程,然后两方程相减, 再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。
如:(1) x 2a2 y2 b2 = 1(a > b > 0) 与直线相交于 A 、B ,设弦 AB 中点为 M(x ,y ),则有 x0 + y0 k = 0 。
a b(2) x 2a2 y 2 b 2 = 1(a > 0,b > 0) 与直线 l 相交于 A 、B ,设弦 AB中点为 M(x ,y )则有 x0 - y0 k = 0a b(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.典型例题给定双曲线 x 2- y 2 =。
过 A (2,1)的直线222与双曲线交于两点 P 1 及 P 2,求线段 P 1 P 2的中点 P 的轨迹方程。
(2)焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点 P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。
典型例题 设 P(x,y)为椭圆 x 2+y 2= 1上任一点,F (-,a 2b 21c ,0)F 2 (c ,0)为焦点, ∠PF 1 F 2 = α, ∠PF 2 F 1 = β。
(1)求证离心率e =sin(α + β );sin α + sin β(2)求| PF |3 + PF |3的最值。
12(3)直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系数的关系、求根公式等来处理,应特别注意数形结合的思想,通过图形的直观性帮助分析解决问题,如果直线过椭圆的焦点,结合三大曲线的定义去解。
2018年高考圆锥曲线大题
2018年高考圆锥曲线大题一.解答题(共13小题)1.已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).(1)证明:k<﹣;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=.证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差.2.已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).(1)证明:k<﹣;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=,证明:2||=||+||.3.双曲线﹣=1,F1、F2为其左右焦点,C是以F2为圆心且过原点的圆.(1)求C的轨迹方程;(2)动点P在C上运动,M满足=2,求M的轨迹方程.4.设椭圆C:+y2=1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.5.已知椭圆M:+=1(a>b>0)的离心率为,焦距为2.斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.(Ⅰ)求椭圆M的方程;(Ⅱ)若k=1,求|AB|的最大值;(Ⅲ)设P(﹣2,0),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Q(﹣,)共线,求k.6.设常数t>2.在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线Γ:y2=8x(0≤x≤t,y≥0).l与x轴交于点A、与Γ交于点B.P、Q分别是曲线Γ与线段AB上的动点.(1)用t表示点B到点F的距离;(2)设t=3,|FQ|=2,线段OQ的中点在直线FP上,求△AQP的面积;(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在Γ上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.7.已知抛物线C:y2=2px经过点P(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O为原点,=λ,=μ,求证:+为定值.8.设椭圆+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,|AB|=.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,1与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.9.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.(1)求l的方程;(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.10.设椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,点A的坐标为(b,0),且|FB|•|AB|=6.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k>0)与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q.若=sin∠AOQ(O为原点),求k的值.11.已知椭圆C:,直线l:y=kx+1(k≠0)与椭圆C相交于A,B两点,D为AB的中点.(1)若直线l与直线OD(O为坐标原点)的斜率之积为,求椭圆..的方程;(2)在(1)的条件下,y轴上是否存在定点M使得当k变化时,总有∠AMO=∠BMO(O为坐标原点).若存在,求出定点M的坐标;若不存在,请说明理由.12.已知椭圆Γ:的离心率为,椭圆的四个顶点围成的四边形的面积为4.(Ⅰ)求椭圆Γ的标准方程;(Ⅱ)直线l与椭圆Γ交于A,B两点,AB的中点M在圆x2+y2=1上,求△AOB(O为坐标原点)面积的最大值.13.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,两条准线之间的距离为4.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知椭圆的左顶点为A,点M在圆x2+y2=上,直线AM与椭圆相交于另一点B,且△AOB的面积是△AOM的面积的2倍,求直线AB的方程.2018年高考圆锥曲线大题参考答案与试题解析一.解答题(共13小题)1.已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).(1)证明:k<﹣;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=.证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差.【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),∵线段AB的中点为M(1,m),∴x1+x2=2,y1+y2=2m将A,B代入椭圆C:+=1中,可得,两式相减可得,3(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,即6(x1﹣x2)+8m(y1﹣y2)=0,∴k==﹣=﹣点M(1,m)在椭圆内,即,解得0<m∴.(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),可得x1+x2=2,∵++=,F(1,0),∴x1﹣1+x2﹣1+x3﹣1=0,y1+y2+y3=0,∴x3=1,y3=﹣(y1+y2)=﹣2m∵m>0,可得P在第四象限,故y3=﹣,m=,k=﹣1由椭圆的焦半径公式得则|FA|=a﹣ex1=2﹣x1,|FB|=2﹣x2,|FP|=2﹣x3=.则|FA|+|FB|=4﹣,∴|FA|+|FB|=2|FP|,联立,可得|x1﹣x2|=所以该数列的公差d满足2d=|x1﹣x2|=,∴该数列的公差为±.2.已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).(1)证明:k<﹣;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=,证明:2||=||+||.【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),∵线段AB的中点为M(1,m),∴x1+x2=2,y1+y2=2m将A,B代入椭圆C:+=1中,可得,两式相减可得,3(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,即6(x1﹣x2)+8m(y1﹣y2)=0,∴k==﹣=﹣点M(1,m)在椭圆内,即,解得0<m∴k=﹣.(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x3,y3),可得x1+x2=2∵++=,F(1,0),∴x1﹣1+x2﹣1+x3﹣1=0,∴x3=1由椭圆的焦半径公式得则|FA|=a﹣ex1=2﹣x1,|FB|=2﹣x2,|FP|=2﹣x3=.则|FA|+|FB|=4﹣,∴|FA|+|FB|=2|FP|,3.双曲线﹣=1,F1、F2为其左右焦点,C是以F2为圆心且过原点的圆.(1)求C的轨迹方程;(2)动点P在C上运动,M满足=2,求M的轨迹方程.【解答】解:(1)由已知得a2=12,b2=4,故c==4,所以F1(﹣4,0)、F2(4,0),因为C是以F2为圆心且过原点的圆,故圆心为(4,0),半径为4,所以C的轨迹方程为(x﹣4)2+y2=16;(2)设动点M(x,y),P(x0,y0),则=(x+4,y),,由,得(x+4,y)=2(x0﹣x,y0﹣y),即,解得,因为点P在C上,所以,代入得,化简得.4.设椭圆C:+y2=1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.【解答】解:(1)c==1,∴F(1,0),∵l与x轴垂直,∴x=1,由,解得或,∴A(1.),或(1,﹣),∴直线AM的方程为y=﹣x+,y=x﹣,证明:(2)当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,∴∠OMA=∠OMB,当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x﹣1),k≠0,A(x1,y1),B(x2,y2),则x1<,x2<,直线MA,MB的斜率之和为k MA,k MB之和为k MA+k MB=+,由y1=kx1﹣k,y2=kx2﹣k得k MA+k MB=,将y=k(x﹣1)代入+y2=1可得(2k2+1)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,∴x1+x2=,x1x2=,∴2kx1x2﹣3k(x1+x2)+4k=(4k3﹣4k﹣12k3+8k3+4k)=0从而k MA+k MB=0,故MA,MB的倾斜角互补,∴∠OMA=∠OMB,综上∠OMA=∠OMB.5.已知椭圆M:+=1(a>b>0)的离心率为,焦距为2.斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.(Ⅰ)求椭圆M的方程;(Ⅱ)若k=1,求|AB|的最大值;(Ⅲ)设P(﹣2,0),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Q(﹣,)共线,求k.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知:2c=2,则c=,椭圆的离心率e==,则a=,b2=a2﹣c2=1,∴椭圆的标准方程:;(Ⅱ)设直线AB的方程为:y=x+m,A(x1,y1),B(x2,y2),联立,整理得:4x2+6mx+3m2﹣3=0,△=(6m)2﹣4×4×3(m2﹣1)>0,整理得:m2<4,x1+x2=﹣,x1x2=,∴|AB|==,∴当m=0时,|AB|取最大值,最大值为;(Ⅲ)设直线PA的斜率k PA=,直线PA的方程为:y=(x+2),联立,消去y整理得:(x12+4x1+4+3y12)x2+12y12x+(12y12﹣3x12﹣12x1﹣12)=0,由代入上式得,整理得:(4x1+7)x2+(12﹣4x12)x﹣(7x12+12x1)=0,x1•x C=﹣,x C=﹣,则y C=(﹣+2)=,则C(﹣,),同理可得:D(﹣,),由Q(﹣,),则=(,),=(,),由与三点共线,则×=×,整理得:y2﹣x2=y1﹣x1,则直线AB的斜率k==1,∴k的值为1.6.设常数t>2.在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线Γ:y2=8x(0≤x≤t,y≥0).l与x轴交于点A、与Γ交于点B.P、Q分别是曲线Γ与线段AB上的动点.(1)用t表示点B到点F的距离;(2)设t=3,|FQ|=2,线段OQ的中点在直线FP上,求△AQP的面积;(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在Γ上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)方法一:由题意可知:设B(t,2t),则|BF|==t+2,∴|BF|=t+2;方法二:由题意可知:设B(t,2t),由抛物线的性质可知:|BF|=t+=t+2,∴|BF|=t+2;(2)F(2,0),|FQ|=2,t=3,则|FA|=1,∴|AQ|=,∴Q(3,),设OQ的中点D,D(,),k QF==﹣,则直线PF方程:y=﹣(x﹣2),联立,整理得:3x2﹣20x+12=0,解得:x=,x=6(舍去),∴△AQP的面积S=××=;(3)存在,设P(,y),E(,m),则k PF==,k FQ=,直线QF方程为y=(x﹣2),∴y Q=(8﹣2)=,Q(8,),根据+=,则E(+6,),∴()2=8(+6),解得:y2=,∴存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在Γ上,且P(,).7.已知抛物线C:y2=2px经过点P(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O为原点,=λ,=μ,求证:+为定值.【解答】解:(Ⅰ)∵抛物线C:y2=2px经过点P(1,2),∴4=2p,解得p=2,设过点(0,1)的直线方程为y=kx+1,设A(x1,y1),B(x2,y2)联立方程组可得,消y可得k2x2+(2k﹣4)x+1=0,∴△=(2k﹣4)2﹣4k2>0,且k≠0解得k<1,且k≠0,x1+x2=﹣,x1x2=,又∵PA、PB要与y轴相交,∴直线l不能经过点(1,﹣2),即k≠﹣3,故直线l的斜率的取值范围(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,0)∪(0,1);(Ⅱ)证明:设点M(0,y M),N(0,y N),则=(0,y M﹣1),=(0,﹣1)因为=λ,所以y M﹣1=﹣y M﹣1,故λ=1﹣y M,同理μ=1﹣y N,直线PA的方程为y﹣2=(x﹣1)=(x﹣1)=(x﹣1),令x=0,得y M=,同理可得y N=,因为+=+=+======2,∴+=2,∴+为定值.8.设椭圆+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,|AB|=.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,1与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.【解答】解:(1)设椭圆的焦距为2c,由已知可得,又a2=b2+c2,解得a=3,b=2,∴椭圆的方程为:,(Ⅱ)设点P(x1,y1),M(x2,y2),(x2>x1>0).则Q(﹣x1,﹣y1).∵△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,∴|PM|=2|PQ|,从而x2﹣x1=2[x1﹣(﹣x1)],∴x2=5x1,易知直线AB的方程为:2x+3y=6.由,可得>0.由,可得,⇒,⇒18k2+25k+8=0,解得k=﹣或k=﹣.由>0.可得k,故k=﹣,9.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.(1)求l的方程;(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.【解答】解:(1)方法一:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),设直线AB的方程为:y=k(x﹣1),设A(x1,y1),B(x2,y2),则,整理得:k2x2﹣2(k2+2)x+k2=0,则x1+x2=,x1x2=1,由|AB|=x1+x2+p=+2=8,解得:k2=1,则k=1,∴直线l的方程y=x﹣1;方法二:抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),设直线AB的倾斜角为θ,由抛物线的弦长公式|AB|===8,解得:sin2θ=,∴θ=,则直线的斜率k=1,∴直线l的方程y=x﹣1;(2)由(1)可得AB的中点坐标为D(3,2),则直线AB的垂直平分线方程为y﹣2=﹣(x﹣3),即y=﹣x+5,设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则,解得:或,因此,所求圆的方程为(x﹣3)2+(y﹣2)2=16或(x﹣11)2+(y+6)2=144.10.设椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,点A的坐标为(b,0),且|FB|•|AB|=6.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k>0)与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q.若=sin∠AOQ(O为原点),求k的值.【解答】解:(Ⅰ)设椭圆+=1(a>b>0)的焦距为2c,由椭圆的离心率为e=,∴=;又a2=b2+c2,∴2a=3b,由|FB|=a,|AB|=b,且|FB|•|AB|=6;可得ab=6,从而解得a=3,b=2,∴椭圆的方程为+=1;(Ⅱ)设点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2),由已知y1>y2>0;∴|PQ|sin∠AOQ=y1﹣y2;又|AQ|=,且∠OAB=,∴|AQ|=y2,由=sin∠AOQ,可得5y1=9y2;由方程组,消去x,可得y1=,∴直线AB的方程为x+y﹣2=0;由方程组,消去x,可得y2=;由5y1=9y2,可得5(k+1)=3,两边平方,整理得56k2﹣50k+11=0,解得k=或k=;∴k的值为或.11.已知椭圆C:,直线l:y=kx+1(k≠0)与椭圆C相交于A,B两点,D为AB的中点.(1)若直线l与直线OD(O为坐标原点)的斜率之积为,求椭圆..的方程;(2)在(1)的条件下,y轴上是否存在定点M使得当k变化时,总有∠AMO=∠BMO(O为坐标原点).若存在,求出定点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)由得(4+a2k2)x2+2a2kx﹣3a2=0,显然△>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0),则,,∴,.∴=.∴a2=8.所以椭圆C的方程为.(2)假设存在定点M,且设M(0,m),由∠AMO=∠BMO得k AM+k BM=0.∴.即y1x2+y2x1﹣m(x1+x2)=0,∴2kx1x2+x1+x2﹣m(x1+x2)=0.由(1)知,,∴.∴m=4.所以存在定点M(0,4)使得∠AMO=∠BMO.12.已知椭圆Γ:的离心率为,椭圆的四个顶点围成的四边形的面积为4.(Ⅰ)求椭圆Γ的标准方程;(Ⅱ)直线l与椭圆Γ交于A,B两点,AB的中点M在圆x2+y2=1上,求△AOB(O为坐标原点)面积的最大值.【解答】解:(Ⅰ)根据题意,椭圆Γ:的离心率为,则,得,,所以,由椭圆Γ的四个顶点围成的四边形的面积为4,得2ab=4,所以a=2,b=1,椭圆Γ的标准方程为.(Ⅱ)根据题意,直线l与椭圆Γ交于A,B两点,当直线l的斜率不存在时,令x=±1,得,,当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),由,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,则,,所以,,将代入x2+y2=1,得,又因为=,原点到直线l的距离,所以==×==.当且仅当12k2=1+4k2,即时取等号.综上所述,△AOB面积的最大值为1.13.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,两条准线之间的距离为4.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知椭圆的左顶点为A,点M在圆x2+y2=上,直线AM与椭圆相交于另一点B,且△AOB的面积是△AOM的面积的2倍,求直线AB的方程.【解答】解:(1)设椭圆的焦距为2c,由题意得,=,=4,解得a=2,c=b=.∴椭圆的方程为:+=1.(2)△AOB的面积是△AOM的面积的2倍,∴AB=2AM,∴点M为AB的中点.∵椭圆的方程为:+=1.∴A(﹣2,0).设M(x0,y0),则B(2x0+2,2y0).由+=,+=1,化为:﹣18x0﹣16=0,≤x0≤.解得:x0=﹣.代入解得:y0=,∴k AB=,因此,直线AB的方程为:y=(x+2).。
从一道试题探究圆锥曲线的一组命题
又 ( ̄) 双曲 上,萼一o 1T . 由PXY 在 线C 知 万:, ̄ 'O O Y - -
O ( M1 = √
l l
+ :
为 , 点 P是抛物线上任意一点 , , 点 是线段 P F 的中点 , 则点 的轨迹是以 F为焦点的抛物线. 证 明 设 P(。 ) x , 为抛 物 线 y 2 上 的任 2=
2 ’j 2
定义知P + 得 F= 等,
MF
., .
一 轴距为 Y o 的 离 Y
的任 意一点时, M 的轨迹是 以 0 为焦点的双 点 , 曲线 的左支. 综上所述 , M 的轨迹是 以 0 F 为焦点的双 点 ,2
一
。
图5
J
图6
=
1右 支 上 的 任 一 点 , 点 M 的 坐 标 为 则
.
( ,, =( )( 焦径 O √ ‘等. 半 ) + )由 M
公 式知P =e0 , x 一口 可得 ,
M F2: . 。一
o
0
图7
图8
命题 3 已知抛 物线 C y = p ( 0 的焦 点 :2 2xp> )
左 、 焦点 分别 为 F , 点 P是 椭 圆上 任意 一 点 , 右 。F , 点 M 是 线段 P 的中点 , F 则点 M 的轨 迹是 以点 0, 为焦 点 的椭 圆.
证 明 如 图 2所 示 , 尸( ,。 , 点 M 的坐 设 Y)则
左、 右焦 点 分别为 F , , 下顶 点 为 , P是 椭 圆 点 上任意 一点 , 圆 是 以 P 2为直 径 的圆. F
,
圆 0: + 口 内切 , 图 6所 示. Y : 相 如 综上所 述 , M 总 与定 圆 。 ) =e 切. 圆 +, l , 相
圆锥曲线题型总结:焦半径的考点【精品】
则r r a 122+=,即()()x ae y x ae y a 0202020221+++-+=<>另有()[]()[]x ae y x ae y aex 0202202042++--+=<><2>÷<1>得:()()x ae y x ae y ex 0202020223++--+=<><1>、<3>联立解得:()x ae y r a ex 020210++==+ ()x ae y r a ex 020220-+==-【点评】把<1>、<3>两式左边的两个根式看成两个未知数,构建方程组得解。
【思路3】推敲()r x c y a ex 102020=++⇒+的沟通渠道,应从消除差异做起,根式中y 02理应代换。
由点M 在椭圆上,易知y b x a 022221=-⎛⎝ ⎫⎭⎪则r x cx c b b a x 10202222022=+++-=-⎛⎝ ⎫⎭⎪++12220202b a x a ca x a ·()=++ex aex a 02022由010<<-≤≤e a x a ,,知ex a 00+> 故r a ex 10=+,同理r a ex 20=-【点评】上述思路体现了先消元()y 02转换成关于x 0的二次三项式,再化成完全平方式的思想。
由a 、e 是常数与-≤≤a x a 0,容易推出r a c 1(max)=+(x a 0=时取得),r a c 1(min)=-(x a 0=-时取得)。
【思路4】椭圆的第二定义为求焦半径r 1铺设了沟通的桥梁。
如图,作椭圆的左准线l ,作MH ⊥l 于H 点则MF MH e 1= 即r MF MH e x a c e a ex 11020===--⎛⎝ ⎫⎭⎪=+··,同理可求得:r a ex 20=- 【点评】应用椭圆的第二定义求焦半径的优越性是将两点M F 、1的距离等价转化成平行于x 轴的直线上点M 、H 的距离轻松得解,是上述四条思路中的最佳途径。
高考中有关圆锥曲线焦点弦问题的一种统一解法
高考中有关圆锥曲线焦点弦问题的一种统一解法经过圆锥曲线焦点被圆锥曲线截得的线段叫焦点弦。
下面首先介绍有关圆锥曲线焦点弦问题的一种统一解法,然后用高考题举例说明。
定理 经过横向型圆锥曲线的焦点F 作倾斜角为θ的直线,交圆锥曲线于A 、B 两点,若离心率是e ,焦点到相应准线的距离为p ,则焦半径θcos 12,1e ep r ±=,焦点弦长θ2221cos 12e epr r AB -=+=。
定理可利用直线的参数方程去进行证明,也可以用极坐标法去证明,还可以利用圆锥曲线统一定义和几何性质去证明,证法很多,这里就不一一赘述了。
掌握了上述解法,不论是选择、填空题,还是解答题都能化难为易,迎刃而解。
例1(07年重庆) 经过双曲线422=-y x 的右焦点F 作倾斜角为 105的直线,交双曲线P ,Q 两点,求FQ PF ⋅的值。
解:因为2==b a ,22=c ,2=e ,22==ab ep ,则FQ PF ⋅ =⋅+θcos 1e ep θcos 1e ep -θ222cos 1)(e ep -==338105cos 21222=-。
例2 (08年全国卷Ⅱ理) 已知F 为抛物线:C x y 42=的焦点,过F 且斜率为1的直线交C 于A ,B 两点,设FB FA >,则FA 与FB 的比值等于 。
解:因为1=e ,1tan ==θk ,即45=θ,所以45cos 145cos 145cos 145cos 1-+=+-=p pFB FA 223+=。
例3(09年全国卷Ⅱ理) 已知双曲线:C 12222=-by a x 0(>a ,)0>b 的右焦点为F ,过F且斜率为3的直线交C 于A ,B 两点,若4=,求C 的离心率。
解:因为3tan ==θk ,即 60=θ=,所以60cos 1e ep -=60cos 14e ep +,解得56=e 。
例4(10年全国卷Ⅱ) 已知椭圆:C 12222=+by a x )0(>>b a 的离心率为23,过右焦点F 且斜率为k )0(>k 的直线与C 交于A ,B 两点,若3=,求k 的值。
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学科类别:C1
《高考题中——有关圆锥曲线焦半径一组题型》
《高考题中——有关圆锥曲线焦半径一组题型》
提要:2010年全国Ⅱ卷12题,2009年全国I 卷12题,全国II 卷11题、9题都属于圆锥曲线题型。
即已知焦半径间关系,求斜率、离心率、焦半径等。
这类问题在高考题中处在客观题的压轴题位置上,属灵活性强,综合能力要求高的难题。
若用圆锥曲线焦半径公式或圆锥曲线第一定义来做,计算量大,求解过程繁,花了很多时间,仍没有结果。
笔者发现:这些题都属于同一类型试题。
如果对焦半径巧设一个参数,结合圆锥曲线第二定义,避繁就简,省时省力,使问题得以顺利解决。
现将此类题解过程与同行切磋。
题1:(2010年全国Ⅱ卷12题)
椭圆C :22221x y a b +=,3
2
e =,过右焦点F
且斜率为k(k >0)直线与C 相交于A 、B 两
点,若3AF FB =
,则k=
A :1
B :2
C :3
D :2
分析:设||BF m = ,则||AF =3m ,由圆锥曲线第二定义||3
|'|2AF e AA ==
|'|23AA m ⇒=,同理 '23
||3
BB m =
(图1)(其中A 'B '为椭圆准线) 得cos θ=
|'||'|
||
AA BB AB -=
232334m
m m
-
即tan θ=2 故k=2 选B 题2:(2009年全国Ⅰ卷12题)
O
y
A
A '
ӨB B '
F 图1
X
椭圆C :2
212
x y +=的右焦点为F ,右准线L ,点A ∈L ,线段AF 交C
于点B ,若3FA FB = ,则||AF
= A :2 B :2 C :3 D :3
分析:由已知得e=2
2,设||FB m = ,则
||3F A m =
,据圆锥曲线第二定义(如图2)
||||1
2||BM BM BF m e
=== ∴|BM|=2m ,又|AB|=2m 得cos ∠ABM=cos θ=
22
22
m m =
,即∠θ=4π 故|AF|=2|FN|=222
22a b c c c ⎛⎫-== ⎪⎝⎭
选A
题3:(2009年全国II 卷11题)
双曲线C :22
221x y a b -=的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 于A 、
B 两点,若4AF FB =
,则C 的离心率为: A :65 B :75 C :85 D :95
分析:(如图3)设||BF m = ||4A F m
=
则|AB|=5m (A 'B '为准线),由已知∠CBA=30° 得|AC|=5
2
m ,(30°对直角边是斜边一半),由圆锥曲线第二定义有||44|'||'||'|AF m m
e AA AA AA e
==⇒=, 同理 |'|m BB e =
而456
|'||'|||25
m m AA BB AC m e e e -=⇒
-=⇒= 选A 题4:(2009全国Ⅱ卷9题)
直线y=k(x+2)(k >0)与抛物线C :y 2=8x 相交于A 、B 两点,F 为C 的
O
y
A ’
ӨB M F
图2
X
N
2m A
O y B
60°图3
X
A
B'
F
C
A'
焦点若|FA|=2|FB|,则k= A :13
B :
2
3
C :23
D :223
分析:直线恒过点(-2,0),且在准线A 1C 1上(如图4),设|FB|=m,则|AF|=2m ,由圆锥曲线第二定义|AA 1|=2m ,|BB 1|=m ,故B 是AC 的中点y A =2y B 而22(2)81608y k x y y k
y x
=+⇒-+==⎰
得8
(1)·16(2)
A B A B y y k y y +=
=⎰由(2)2
8B y =
由2A B y y =代(1)k=22
3
选D
为了提高课堂例题的功能,将近两年有关圆锥曲线焦半径一类高考题整理,归纳,教给学生解决此类问题的方法。
浸透一题多形及多题一解的模式,培养学生的思维品质,拓宽学生解题思路,起到事半功倍的效果。