2020年高考数学之冲破压轴题讲与练 专题11 圆锥曲线的几何性质与应用(解析版)
2020高考数学圆锥曲线试题(含答案)
2020高考虽然延期,但是每天练习一定要跟上,加油!圆锥曲线一. 选择题:1.(福建卷11)又曲线22221x y a b==(a >0,b >0)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BA.(1,3)B.(]1,3C.(3,+∞)D.[)3,+∞2.(海南卷11)已知点P 在抛物线y 2 = 4x 上,那么点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P 的坐标为( A )A. (41,-1) B. (41,1)C. (1,2)D. (1,-2)3.(湖北卷10)如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P 轨进入以月球球心F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后卫星在P 点第二次变轨进入仍以F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行,最终卫星在P 点第三次变轨进入以F 为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月飞行,若用12c 和22c 分别表示椭轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用12a 和22a 分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴的长,给出下列式子: ①1122a c a c +=+; ②1122a c a c -=-; ③1212c a a c >; ④11c a <22c a . 其中正确式子的序号是BA. ①③B. ②③C. ①④D. ②④4.(湖南卷8)若双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)上横坐标为32a的点到右焦点的距离大于它到左准线的距离,则双曲线离心率的取值范围是( B ) A.(1,2)B.(2,+∞)C.(1,5)D. (5,+∞)5.(江西卷7)已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点,满足120MF MF ⋅=的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是C A .(0,1) B .1(0,]2C.(0,2 D.,1)26.(辽宁卷10)已知点P 是抛物线22y x =上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( A ) AB .3 CD .927.(全国二9)设1a >,则双曲线22221(1)x y a a -=+的离心率e 的取值范围是( B )A. B. C .(25), D.(28.(山东卷(10)设椭圆C 1的离心率为135,焦点在X 轴上且长轴长为ABCD-26.若曲线C 2上的点到椭圆C 1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 2的标准方程为A(A )1342222=-y x (B)15132222=-y x(C)1432222=-y x (D)112132222=-y x9.(陕西卷8)双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左、右焦点分别是12F F ,,过1F 作倾斜角为30的直线交双曲线右支于M 点,若2MF 垂直于x 轴,则双曲线的离心率为( B )ABC D10.(四川卷12)已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线与x 轴的交点为K ,点A 在C 上且AK AF =,则AFK ∆的面积为( B )(A)4 (B)8 (C)16 (D)3211.(天津卷(7)设椭圆22221x y m n+=(0m >,0n >)的右焦点与抛物线28y x =的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为B(A )2211216x y += (B )2211612x y += (C )2214864x y += (D )2216448x y += 12.(浙江卷7)若双曲线12222=-by a x 的两个焦点到一条准线的距离之比为3:2,则双曲线的离心率是D(A )3 (B )5 (C )3 (D )5 13.(浙江卷10)如图,AB 是平面a 的斜线段,A 为斜足,若点P 在平面a 内运动,使得△ABP 的面积为定值,则动点P 的轨迹是B(A )圆 (B )椭圆 (C )一条直线 (D )两条平行直线14.(重庆卷(8)已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的一条渐近线为y =kx (k >0),离心率e 5k ,则双曲线方程为C(A )22x a -224y a =1(B)222215x y a a -= (C)222214x y b b-=(D)222215x y b b-=二. 填空题:1.(海南卷14)过双曲线221916x y -=的右顶点为A ,右焦点为F 。
圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理)(20201128025357)
圆锥曲线一、椭圆:(1 )椭圆的定义:平面内与两个定点F I,F2的距离的和等于常数(大于厅芾2| L 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 |F1F21表示线段F1 F2;2a |F1F2|没有轨迹;(2)椭圆的标准方程、图象及几何性质:2 23.常用结论:(1)椭圆笃占i(a b 0)的两个焦点为F I,F2,过F i的直线交椭圆于A, B两 a b点,贝U ABF 2的周长= _______2 2(2)设椭圆务笃1(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 | ___________ 、双曲线:(1)双曲线的定义:平面内与两个定点 F i , F 2的距离的差的绝对值等于常数(小于 | F 1F 2 |) 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:|PFj IPF 2I 2a 与 | PF 2 | | PF i | 2a ( 2a | F 1F 2 |)表示双曲线的一支。
2a | F 1F 2 |表示两条射线;2a | F 1F 2 |没有轨迹;(2)双曲线的标准方程、图象及几何性质:顶点 A 1( a,0), A 2(a,0)B 1(0, a),B 2(0,a)对称轴x 轴,y 轴;虚轴为 2b,实轴为2a 焦 占 八、、 八、、F 1( C ,0),F 2(C ,0)F 1 (0, C ), F 2(0,C )焦距El2C (C 0) 2 C2.2a b离心率e C (e 1) a(离心率越大,开口越大)渐近线b y —xaa y— xb通径2 b 2a(4)等轴双曲线为x 2 y 2 t 2,其离心率为 2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2x~2 a2y1( a 0,b0)b2y~2a2(3)双曲线的渐近线:①求双曲线匚〔的渐近线,可令其右边的1为0,即得乂 .2 ' 2a 2b 22yb 2,因式分解得到A y 0。
2020年高考“圆锥曲线与方程”专题命题分析
圆锥曲线是广泛应用于科学研究及生产和生活中的曲线,是高中数学中几何与代数知识的重要组成部分,是高中学生运用平面直角坐标系将曲线与方程、几何与代数融会贯通的重要载体,更是让学生体验和领悟数与形相互转化过程的重要途径,在高考数学中占有较大的比重.2020年高考数学试卷中圆锥曲线与方程专题部分的试题,着重考查圆锥曲线的定义、方程,以及简单的几何性质,立足“四基”,凸显基础性;注重对数形结合、代数方法与几何问题化归的考查,立意能力,在数与形之间彰显综合性、应用性;重视对数学运算、逻辑推理、直观想象等数学学科核心素养的考查,立旨素养,引导数学教学,实现数学学科的育人价值.同时,与往年相比,试题结构和难度保持稳定,既体现对主线内容、核心概念、数学本质考查的连贯性,也体现了对学生的人文关怀.一、考查内容分析2020年全国各地高考数学试卷共10套13份,具体为全国Ⅰ卷(文、理)、全国Ⅱ卷(文、理)、全国Ⅲ卷(文、理)、全国新高考Ⅰ卷、全国新高考Ⅱ卷、北京卷、上海卷、天津卷、江苏卷、浙江卷.有的试卷由国家统一命题,也有的由各省市自主命题,无论是延续2019年模式的全国卷和地方卷高考试题,还是2020年首次亮相的立足《普通高中数学课程标准(2017年版)》(以下简称《标准》)的全国新高考卷试题,都是重视基础,突出能力,并围绕学生的数学学科核心素养展开全方位考查.1.布局合理,考点紧扣标准2020年高考数学试卷,以圆锥曲线的定义、基本量、标准方程、简单几何性质、位置关系等核心内容为载体,重点考查学生对平面解析几何问题基本解决过程的掌握情况:用代数语言把几何问题转化为代数问题,根据对几何问题(图形)的分析,探索解决问题的思路,运用代数方法得到结论并给出代数结论合理的几何解释解决几何问题.突出考查学生运用代数方法研究上述曲线之间的基本关系、运用平面解析几何的思想解决一些简单的实际问题的能力,旨在考查学生的直观想象、数学运算、逻辑推理等数学学科核心素养.试题紧扣《标准》,以基础题、中档题为主,在总共的26道(相同试题算1道)试题中:基础题有10道、中档题有12道,占比约85%;难题4道,其中2020年高考“圆锥曲线与方程”专题命题分析段喜玲1摘要:2020年高考数学试题中的圆锥曲线与方程部分考查内容紧扣高中数学课程标准,分值、结构稳定,试题突出对“四基”的考查,注重圆锥曲线与其他知识的结合,注重对数学思维和数学学科核心素养的考查.试题体现基础性、应用性、综合性等特点,以基础知识的考查为载体,将对学生分析问题、解决问题能力的考查蕴含在解题过程之中,以实现对学生数学学科核心素养的考查.基于2020年高考试题的命题分析,给出高考复习建议,有效引导高三复习.关键词:圆锥曲线;命题分析;数形结合;数学运算收稿日期:2020-08-01基金项目:重庆市教育科学“十三五”规划2017年度规划课题——课堂教学中自主学习实施途径与策略的研究(2017-MS-13).作者简介:段喜玲(1979—),女,中学高级教师,主要从事高中数学课堂教学研究.全国新高考Ⅰ卷第22题、全国Ⅰ卷文科第21题(同理科第20题)、全国Ⅲ卷文科第21题(同理科第20题)为压轴题,布局合理.2.分值稳定,多选双填增新彩高考试题对本专题内容的考查一般是两道客观题和一道主观题,共22分,占全卷分值的14.7%,其中北京卷24分,占全卷分值的16%,而全国Ⅰ卷文科、全国Ⅱ卷文(理)科、天津卷、江苏卷、上海卷中是一道客观题和一道主观题,共17分,占全卷分值的11.3%.考查形式、题型分布及分值比例与往年基本持平,有很高的稳定性.在全国新高考Ⅰ卷、全国新高考Ⅱ卷中出现多选题,北京卷中出现两个空的填空题,使试题形式更丰富.这是新高考题型的示范,为教学指引方向.3.文、理略异,趋同铺垫新高考2020年高考数学试卷中只有全国卷分别命制了文、理科试题.由于新高考将不再区分文科和理科,因此2020年全国卷的文、理科试题从内容到难度,差异较往年减小,姊妹题数量增加.在对圆锥曲线与方程的考查中:全国Ⅰ卷文科第21题与理科第20题相同,第11题不同,文科比理科少一道填空题;全国Ⅱ卷文科第9题与全国Ⅱ卷理科第8题相同,全国Ⅱ卷文、理科试卷第19题第(1)小题相同,第(2)小题的已知条件不同,但求解相同,方法相同;全国Ⅲ卷文科第7题、第21题与全国Ⅲ卷理科第5题、第20题相同,文科第14题不同.由此可以看出,文、理科试题虽有不同之处,但同根同源,体现趋同性,明确导向新高考.4.层次分明,数形结合思想贯穿始终《标准》对圆锥曲线与方程的要求有了解和掌握两个层次:圆锥曲线的实际背景、圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用、抛物线与双曲线的定义、几何图形和标准方程,以及它们的简单几何性质、椭圆与抛物线的简单应用为了解;椭圆的定义、标准方程及简单几何性质为掌握.2020年高考数学试题对圆锥曲线与方程部分的考查层次分明,基础题和中档题均以抛物线和双曲线的定义、简单几何性质、位置关系为考查内容,部分较难的中档题和难题考查椭圆定义、标准方程、几何性质、简单应用,唯独上海卷的解答题考查圆和双曲线的组合,意在打破常规、力求创新,以考查学生的创新应用意识.同时,在试题中,数形结合思想这条主线贯穿始终,方程与曲线的表述与理解、代数与几何的转化与化归在数形结合中体现得淋漓尽致.5.综合性强,凸显思想育素养圆锥曲线与方程知识是平面几何、平面向量、直线与圆的知识的延续,可以将很多知识、方法(如三角形、直线位置关系、圆、向量、角度、长度、面积、坐标、方程、不等式及函数等)有机结合起来进行考查,体现在知识的交会处命题的基本原则.例如,全国Ⅰ卷理科第20题、全国Ⅲ卷理科第20题、全国新高考Ⅰ卷第22题、北京卷第20题、江苏卷第18题、浙江卷第21题,上海卷第20题综合性都较强,对学生要求较高.同时,试题凸显了数形结合、转化与化归、函数与方程等重要思想,为培育学生的数学抽象、直观想象、数学运算、逻辑推理等数学学科核心素养做好了指挥引领作用.二、命题思路分析1.注重对基础知识和基本方法的考查圆锥曲线的定义、方程、基本量、性质、位置关系是这部分知识的常规考查内容,要求学生既要对椭圆、双曲线、抛物线的共性建构良好的知识网络,又要对每种曲线的自身特点掌握得清楚准确,特别是区分不同曲线的定义、方程、基本量关系、性质、离心率的异同,这些知识容易混淆出错.借助平面直角坐标系将几何问题坐标化、用代数方法解决几何问题是解析几何的灵魂所在,因此建立方程或方程组、整体求解、设而不求等基本方法,通性、通法也是高频考点.命题围绕这些设置试题,突出考查学生对基本概念、基础知识、基本方法的掌握.例1(全国Ⅰ卷·理15)已知F为双曲线C:x2a2-y2b2=1()a>0,b>0的右焦点,A为C的右顶点,B为C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,则C 的离心率为.【评析】该题主要考查对双曲线的离心率、直线斜率、双曲线的几何性质的应用,属于基础题.可以用方程组求出||BF,或者联立方程求得点B的坐标,再或者直接用公式求得||BF,然后用斜率公式求得离心率.该题解法常规,在运算处理上较灵活,能够对学生数学思维、数学运算进行多角度考查.例2(全国Ⅱ卷·理19)已知椭圆C1:x 2a2+y2b2=1()a>b>0的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且||CD=43||AB.(1)求C1的离心率;(2)设M是C1与C2的公共点,若||MF=5,求C1与C2的标准方程.【评析】考查椭圆、抛物线的基本量a,b,c,p 之间的关系,相交弦长(通径),椭圆离心率,抛物线定义及方程,椭圆方程.注重学生对基本量、关系式、离心率、弦长等基础知识的掌握,要求学生弄清知识之间的区别与联系.该题求解方法简单,整体法求离心率亦常见,第(2)小题利用离心率得a,c的关系,化简方程是解答关键,很好地考查了学生的数学运算素养.除了联立方程求解外,还可以用圆锥曲线的统一定义表示焦半径,简化了运算,提高了解题速度和准确率.类似试题还有全国Ⅰ卷理科第4题、第15题,全国Ⅱ卷文科第19题,全国Ⅲ文科第14题,全国新高考Ⅰ卷第9题、第13题,全国新高考Ⅱ卷第9题,北京卷第7题、第12题、第20题,天津卷第7题,江苏卷第6题,浙江卷第8题,上海卷第10题.2.注重对圆锥曲线与其他知识的综合应用的考查在知识的交会处命题一直是高考数学命题的一大特点,圆锥曲线不仅是知识交会的高频考点,更是代数与几何的完美结合体,因此将圆锥曲线内容与章节内、章节间、学段间、学科间的知识综合,既体现知识的连贯性,又体现知识的交叉性,既考查学生学习的延续性,也考查学生的综合能力.2020年高考数学试题中综合考查了圆锥曲线的方程、离心率、渐近线、弦长、交点,以及三角形的面积、周长等,综合考查圆锥曲线与向量、不等式、函数、解三角形的交会,其中不乏对特殊三角形、圆、线段中垂线等初中平面几何知识的考查,以及几何性质与代数表达式之间互相转化的考查,能有效检测学生的思维能力与水平.例3(全国Ⅲ卷·理11)设双曲线C:x2a2-y2b2=1 ()a>0,b>0的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为5.P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a的值为().(A)1(B)2(C)4(D)8【评析】该题综合考查双曲线的定义、离心率、焦点直角三角形、三角形面积,要求学生不仅熟练掌握知识,还要熟悉求解方程组的方法,是一道题型常见、思路常规的综合性试题.例4(江苏卷·18)如图1,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆E:x24+y23=1的左、右焦点分别为F1,F2,点A在椭圆E上且在第一象限内,AF2⊥F1F2,直线AF1与椭圆E相交于另一点B.(1)求△AF1F2的周长;(2)在x轴上任取一点P,直线AP与椭圆E的右准线相交于点Q,求OP⋅QP的最小值;(3)设点M在椭圆E上,记△OAB与△MAB的面积分别为S1,S2,若S2=3S1,求点M的坐标.【评析】考查椭圆的定义、直线与椭圆相交、向量数量积和点到直线的距离.第(2)小题中数量积的最值问题考查函数与方程思想,将最值问题转化为函数问题求解的关键点是选取变量,明晰点P,Q的主、被动关系,特别是OP的纵坐标为0,即点Q的纵坐标对数量积没有影响,从而可以不求点Q的纵坐标,这是降低该题难度的关键点,需要学生有极强的数学运算素养.第(3)小题考查三角形的面积关系,实质是考查点到直线的距离,需要学生看到问题的本质,即当三角形的一边为定值时,面积取决于这一边上的高,进一步将高的值转化为椭圆上的点到直线的距离,即直线和椭圆的位置关系.这一系列问题将圆锥曲线与三角形、向量、函数、直线,以及距离流畅地结合起来,在综合考查学生基础知识的同时,考查学生灵活运用转化与化归思想以及数形结合思想解决问题的能力.例5(全国Ⅲ卷·理20)已知椭圆C :x 225+y 2m 2=1()0<m <5的离心率为,A ,B 分别为C 的左、右顶点.(1)求C 的方程;(2)若点P 在C 上,点Q 在直线x =6上,且||BP =||BQ ,BP ⊥BQ ,求△APQ 的面积.【评析】该题是以直线与椭圆相交成图,考查三角形面积的综合问题,试题表述简洁,脉络清晰,是常规题型,但是试题却不易找到解题突破口.利用垂直关系证得三角形全等,然后用三角形全等求得关键点P ,Q 的坐标是求解该题的切入点,要求学生认识知识的联系性,将圆锥曲线与初中三角形知识自然地糅合在一起,考查学生对初中所学知识的延伸及初高中知识的融合应用,对学生的跨学段知识综合应用能力要求较高.此类型的试题还有全国Ⅰ卷文科第11题、全国Ⅱ卷理科第8题、全国Ⅲ卷文科第21题、全国新高考Ⅱ卷第21题、天津卷第18题、上海卷第10题.3.注重对数学思维、核心素养的考查《标准》对高考数学命题提出明确要求:注重对学生数学学科核心素养的考查,处理好数学学科核心素养与知识技能的关系,充分考虑对教学的积极引导作用;要适度增加试题的思维量,应特别关注数学学习过程中思维品质的形成.“一核”“四层”“四翼”的新高考评价体系也明确核心素养、关键能力等考查内容和要求.2020年高考圆锥曲线与方程的相关试题,以此为依据,注重考查数学思想方法、理性思维和学科核心素养,考查学生通过平面直角坐标系将图形定位、量化,利用代数(方程、方程组)研究平面图形的几何性质,将对数形结合思想、转化与化归思想、函数与方程思想、分类讨论思想的考查不动声色地浸润在试题里,使学生在解题中充分展示分析问题、解决问题的能力,同时注重对数学抽象、逻辑推理、数学运算、直观想象等数学学科核心素养的考查,对数学教学起到很好的引导作用.例6(全国新高考Ⅰ卷·22)已知椭圆C :x 2a2+y 2b2=1()a >b >0的离心率为,且过点A ()2,1.(1)求C 的方程:(2)点M ,N 在C 上,且AM ⊥AN ,AD ⊥MN ,D 为垂足.证明:存在定点Q ,使得||DQ 为定值.【评析】该题为全国新高考Ⅰ卷的压轴题,第(2)小题是圆锥曲线中的定点、定值问题,特别之处是并不知道定点Q 的具体位置,需要学生自己寻找,增加了试题的难度.首先,学生要分析点M ,N 在椭圆上运动的过程中的变量和不变量,找出直线MN 过定点E ;其次,求得定点E 的坐标,并能在由点A ,D ,E 构成的直角三角形中找到定长.该题不仅在思维上起点高、难度大,在运算上亦是如此,设点、设线还需分类讨论验证,需要学生具有超强的运算功底.在解答过程中,充分体现对通性、通法的重视,对技巧的弱化,完整展现学生分析问题、解决问题的能力,对学生数学抽象、直观想象、逻辑推理、数学运算等数学学科核心素养有充分的检验作用.由于知识和思维跨度较大,数学运算繁杂,对学生综合能力要求较高,真正考查学生用数学眼光观察世界、用数学思维思考世界、用数学语言表达世界的能力.例7(上海卷·20)如图2,双曲线C 1:x 24-y 2b2=1,圆C 2:x 2+y 2=4+b 2()b >0在第一象限交点为A ,A ()x A ,y A ,曲线Γ:ìíîïïx 24-y 2b 2=1,x 2+y 2=4+b2()||x >x A .图2(1)若x A =6,求b ;(2)若b =5,C 2与x 轴交点记为F 1,F 2,P 是曲线Γ上一点,且在第一象限,并满足||PF 1=8,求∠F1PF2;(3)过点Sæèçöø÷0,2+b22且斜率为-b2的直线l交曲线Γ于M,N两点,用b的代数式表示OM⋅ON,并求出OM⋅ON的取值范围.【评析】该题是以双曲线系、圆系的交点为动点的轨迹问题,打破常规命题背景,有创新意识和应用意识.考查学生对曲线与方程的定义、双曲线的定义、直线与圆的位置关系、直线与直线的位置关系、向量数量积、函数最值的理解和综合应用.因为含有参数b使得轨迹不为学生所熟悉,所以要求学生对曲线方程的定义有较深的理解.第(3)小题中的直线l 与圆始终相切,切点为M是关键点,并观察直线l与一条渐近线平行,对学生的直观想象、逻辑推理素养要求较高,是一道以能力立意、考查素养、有创新意识的好题.此类型试题还有全国Ⅰ卷理科第20题、文科第21题,浙江卷第21题.三、复习建议通过对2020年高考圆锥曲线与方程试题的分析,可以看到试题对从基础知识、基本方法到运用基本数学思想解决数学问题的思维过程的考查,都体现了注重“四基”、能力立意、突出思维、落实素养的特点.因此,在高三复习过程中,要通过教学注重数学思想的渗透和学生思维能力的培养,让数学学科核心素养在课堂教学中生根发芽、开花结果.1.掌握知识,明辨异同,构建网络基础知识不仅是高考考查的重点,也是教学重点.高三复习首当其冲就是要把知识点弄清、理透、掌握牢.圆锥曲线部分的基本知识点有圆锥曲线的定义、标准方程、几何性质、位置关系,每个知识点所包含的内容很丰富.例如,圆锥曲线的定义,既有各自的定义,又有统一定义,还有其他方式的定义.又如,标准方程有焦点在x轴和焦点在y轴等.这些知识虽然靠记忆,但是学生容易混淆,因此复习时要让学生明晰同一知识点之间的联系与区别、圆锥曲线与圆锥曲线之间的联系与区别,牢固掌握基础知识.同时,复习不是知识点的简单重复与堆砌,复习是立足章节对所学知识的横向再认识,是站在数学学科角度对所学知识的纵向再认识,要高站位地建构横纵知识结构网络.2.注重通法,提升运算,渗透思想做题是复习课上必不可少的教学活动,《标准》在命题原则中明确提出:注重数学本质、通性和通法、淡化解题技巧.复习的例题、习题、试题要多选用通性、通法求解的题目,让学生熟练掌握通性、通法.圆锥曲线部分的内容特点决定了解题需要学生具有超强的运算能力,常用的运算方法、运算技巧、运算素养都需要在做题中提升.高中的运算不仅仅是简单的数的运算,更多的是式的运算,需要在理解运算对象的基础上,探究运算思路、选择运算方法、求得运算结果,即数学运算素养.这需要依赖教师在教学中加强对学生运算能力的培养,不能只靠学生自己算,要重视学生在求解运算中的过程设计,如整体解法、方程思想、设而不求、点差法、同理法等.运算的速度、准确度在很大程度上决定解析几何试题的得分情况,提升运算能力、培养数学运算素养是圆锥曲线部分复习的重点和难点.教学中要有意识渗透数学思想,方程与函数思想、数形结合思想、转化与化归思想、分类讨论思想等在解题中贯穿始终,能很好地体现理性思维.3.提高能力,增强思维,培育素养能力立意,关注思维,培育核心素养是新高考命题的宗旨,也是高三复习的风向标.能力、思维、素养的培养都“润物细无声”地存在于教学过程之中,因此教学要从培育核心素养的角度思考复习方案和教学设计,并深入了解学生学习的困难,关注一题多解和多题一解的内容与题目,体现灵活性,放手让学生大胆尝试、引导学生有效反思,有助于强化学生思维,培养学生在面对新的问题情境时运用数学概念对问题进行抽象,用数学符号表达,用逻辑推理分析问题、解决问题的能力,让学生真正做到用数学眼光观察世界、用数学思维思考世界、用数学语言表达世界,以达到提炼学生思维品质,培养学生学科核心素养的课程目标.4.克服畏惧,锻炼意志,增强信心在高考数学试卷中,本专题试题繁冗的运算、大容量的思维使得学生有畏惧心理,很多学生给自己的定位是只做解答题第(1)小题,因此纵使有些试卷的解答题不难,考查结果却差强人意.例如,全国Ⅱ卷理科第19题,仍有很多学生没有做第(2)小题.高考不仅是对知识能力的检测,也是对心理素质的检测,复习中不能根据经验或规律,让学生将圆锥曲线与方程问题定性为难题而轻易舍弃,而要以此为契机培养学生面对较繁杂问题时耐心分析、善于转化的能力与勇气,要有意识选择一些基础题和中档题,引导学生在求解的过程中磨炼意志和耐心,克服畏惧心理,以平常心对待,增强“只要有足够的时间,我一定会做出来”的信念和信心.四、模拟题欣赏1.已知F 1,F 2是双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1的左、右焦点,点M 在E 上,若△MF 1F 2是直角三角形,且sin ∠MF 1F 2=12,则双曲线E 的离心率为().(A )3-1(B )3(C )3+1(D )3或3+1答案:D.2.设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过焦点F 的动直线交C 于A ,B 两点,则 OA ⋅OB 的值为.答案:-2716.3.若F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0的左、右焦点,且离心率为12,若过右焦点F 2的直线与曲线C 交于A ,B 两点,求当△ABF 1面积的最大值为12时的椭圆标准方程.答案:x 216+y 212=1. 4.已知过椭圆x 24+y 2=1左顶点A 的直线l 交椭圆于另一点B ,以AB 为直径的圆过椭圆的上顶点,求直线l 的方程.答案:3x +10y +6=0.5.在平面直角坐标系xOy 中,已知1是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0的右焦点,离心率为,过点F 1且垂直于x 轴的直线交椭圆C 于P ,Q 两点,||PQ =(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若过椭圆左焦点F 2且斜率为k ()k >0的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE 交椭圆C 于点M ,交直线x =-3于点N .求证:||OE ,||OM ,||ON 构成等比数列.答案:(1)x 23+y 22=1;(2)略.参考文献:[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中数学课程标准(2017年版)[M ].北京:人民教育出版社,2018.[2]吴彤,徐明悦.2019年高考“圆锥曲线与方程”专题命题分析[J ].中国数学教育(高中版),2019(9):24-27.[3]任佩文,张强,霍文明.2018年高考“圆锥曲线与方程”专题命题分析[J ].中国数学教育(高中版),2018(7/8):122-128.[4]范美卿,张晓斌.2016年高考“直线和圆”专题命题分析[J ].中国数学教育(高中版),2016(9):2-8.。
2020年高考数学(京津鲁琼版)二轮复习典型例题分层突破练习:第二部分圆锥曲线的定义方程与性质含解析
一、选择题1.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到渐近线的距离为3,且离心率为2,则该双曲线的实轴的长为( )A .1B . 3C .2D .2 3解析:选C.由题意知双曲线的焦点(c ,0)到渐近线bx -ay =0的距离为bc a 2+b2=b =3,即c 2-a 2=3,又e =ca=2,所以a =1,该双曲线的实轴的长为2a =2.2.若抛物线y 2=4x 上一点P 到其焦点F 的距离为2,O 为坐标原点,则△OFP 的面积为( )A .12B .1C .32D .2解析:选B.设P (x 0,y 0),依题意可得|PF |=x 0+1=2,解得x 0=1,故y 20=4×1,解得y 0=±2,不妨取P (1,2),则△OFP 的面积为12×1×2=1.3.(2019·高考全国卷Ⅲ)双曲线C :x 24-y 22=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点.若|PO |=|PF |,则△PFO 的面积为( )A .324B .322C .2 2D .3 2解析:选A.不妨设点P 在第一象限,根据题意可知c 2=6,所以|OF |= 6.又tan ∠POF =b a =22,所以等腰三角形POF 的高h =62×22=32,所以S △PFO =12×6×32=324. 4.(2019·昆明模拟)已知F 1,F 2为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,B 为C 的短轴的一个端点,直线BF 1与C 的另一个交点为A ,若△BAF 2为等腰三角形,则|AF 1||AF 2|=( ) A .13B .12C .23D .3解析:选A.如图,不妨设点B 在y 轴的正半轴上,根据椭圆的定义,得|BF 1|+|BF 2|=2a ,|AF 1|+|AF 2|=2a ,由题意知|AB |=|AF 2|,所以|BF 1|=|BF 2|=a ,|AF 1|=a 2,|AF 2|=3a 2.所以|AF 1||AF 2|=13.故选A.5.(2019·湖南湘东六校联考)已知椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的长轴长是短轴长的2倍,过右焦点F 且斜率为k (k >0)的直线与Γ相交于A ,B 两点.若AF →=3FB →,则k =( )A .1B .2C . 3D . 2解析:选D.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为AF →=3FB →,所以y 1=-3y 2.因为椭圆Γ的长轴长是短轴长的2倍,所以a =2b ,设b =t ,则a =2t ,故c =3t ,所以x 24t 2+y 2t 2=1.设直线AB 的方程为x =sy +3t ,代入上述椭圆方程,得(s 2+4)y 2+23sty -t 2=0,所以y 1+y 2=-23sts 2+4,y 1y 2=-t 2s 2+4,即-2y 2=-23st s 2+4,-3y 22=-t 2s 2+4,得s 2=12,k =2,故选D.6.(多选)设抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,以F 为圆心,|F A |为半径的圆交l 于B ,D 两点.若∠ABD =90°,且△ABF 的面积为93,则( )A .△ABF 是等边三角形B .|BF |=3C .点F 到准线的距离为3D .抛物线C 的方程为y 2=6x解析:选ACD.因为以F 为圆心,|F A |为半径的圆交l 于B ,D 两点,∠ABD =90°,由抛物线的定义可得|AB |=|AF |=|BF |,所以△ABF 是等边三角形,所以∠FBD =30°.因为△ABF 的面积为34|BF |2=93,所以|BF |=6.又点F 到准线的距离为|BF |sin 30°=3=p ,则该抛物线的方程为y 2=6x .二、填空题7.已知P (1,3)是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)渐近线上的点,则双曲线C 的离心率是________.解析:双曲线C 的一条渐近线的方程为y =b a x ,P (1,3)是双曲线C 渐近线上的点,则ba=3,所以离心率e =ca =a 2+b 2a 2=1+b 2a2=2. 答案:28.(2019·高考全国卷Ⅲ)设F 1,F 2为椭圆C :x 236+y 220=1的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若△MF 1F 2为等腰三角形,则M 的坐标为________.解析:不妨令F 1,F 2分别为椭圆C 的左、右焦点,根据题意可知c =36-20=4.因为△MF 1F 2为等腰三角形,所以易知|F 1M |=2c =8,所以|F 2M |=2a -8=4.设M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x 236+y 220=1,|F 1M |2=(x +4)2+y 2=64,x >0,y >0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =15,所以M 的坐标为(3,15). 答案:(3,15)9.(2019·湖南师大附中月考改编)抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ,其准线与双曲线x 23-y 23=1相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三角形,则p =________,抛物线的焦点到双曲线渐近线的距离为________.解析:抛物线的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,p 2,准线方程为y =-p2,准线方程与双曲线方程联立可得x 23-p 212=1,解得x =± 3+p 24.因为△ABF 为等边三角形,所以32|AB |=p ,即32×23+p 24=p ,解得p =6.则抛物线焦点坐标为(0,3),双曲线渐近线方程为y =±x ,则抛物线的焦点到双曲线渐近线的距离为32=322.答案:6322三、解答题10.(2019·高考天津卷)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4,离心率为55. (1)求椭圆的方程;(2)设点P 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M 为直线PB 与x 轴的交点,点N 在y 轴的负半轴上,若|ON |=|OF |(O 为原点),且OP ⊥MN ,求直线PB 的斜率.解:(1)设椭圆的半焦距为c ,依题意,2b =4,c a =55,又a 2=b 2+c 2,可得a =5,b =2,c =1.所以,椭圆的方程为x 25+y 24=1.(2)由题意,设P (x p ,y p )(x p ≠0),M (x M ,0).设直线PB 的斜率为k (k ≠0),又B (0,2),则直线PB 的方程为y =kx +2,与椭圆方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 25+y 24=1,整理得(4+5k 2)x 2+20kx =0,可得x p =-20k4+5k 2,代入y =kx +2得y p =8-10k 24+5k 2,进而直线OP 的斜率为y p x p =4-5k2-10k.在y =kx +2中,令y =0,得x M =-2k.由题意得N (0,-1),所以直线MN 的斜率为-k2.由OP ⊥MN ,得4-5k 2-10k ·⎝⎛⎭⎫-k 2=-1,化简得k 2=245,从而k =±2305.所以,直线PB 的斜率为2305或-2305.11.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,短轴长为2.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线l :y =kx +m 与椭圆C 交于M ,N 两点,O 为坐标原点,若k OM ·k ON =54,求原点O 到直线l 的距离的取值范围.解:(1)由题知e =c a =32,2b =2,又a 2=b 2+c 2,所以b =1,a =2,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,依题意,Δ=(8km )2-4(4k 2+1)(4m 2-4)>0,化简得m 2<4k 2+1,① x 1+x 2=-8km4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2, 若k OM ·k ON =54,则y 1y 2x 1x 2=54,即4y 1y 2=5x 1x 2,所以4k 2x 1x 2+4km (x 1+x 2)+4m 2=5x 1x 2,所以(4k 2-5)·4(m 2-1)4k 2+1+4km ·(-8km4k 2+1)+4m 2=0,即(4k 2-5)(m 2-1)-8k 2m 2+m 2(4k 2+1)=0,化简得m 2+k 2=54,②由①②得0≤m 2<65,120<k 2≤54,因为原点O 到直线l 的距离d =|m |1+k2,所以d 2=m 21+k 2=54-k 21+k 2=-1+94(1+k 2),又120<k 2≤54, 所以0≤d 2<87,所以原点O 到直线l 的距离的取值范围是⎣⎡⎭⎫0,2147.12.(2019·成都市第二次诊断性检测)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长为42,离心率为13.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设椭圆C 的左、右焦点分别为F 1,F 2,左、右顶点分别为A ,B ,点M ,N 为椭圆C 上位于x 轴上方的两点,且F 1M ∥F 2N ,直线F 1M 的斜率为26,记直线AM ,BN 的斜率分别为k 1,k 2,求3k 1+2k 2的值.解:(1)由题意,得2b =42,c a =13.又a 2-c 2=b 2,所以a =3,b =22,c =1.所以椭圆C 的标准方程为x 29+y 28=1.(2)由(1)可知A (-3,0),B (3,0),F 1(-1,0). 据题意,直线F 1M 的方程为y =26(x +1).记直线F 1M 与椭圆C 的另一个交点为M ′.设M (x 1,y 1)(y 1>0),M ′(x 2,y 2).因为F 1M ∥F 2N ,所以根据对称性,得N (-x 2,-y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧8x 2+9y 2=72y =26(x +1),消去y ,得14x 2+27x +9=0.由题意知x 1>x 2,所以x 1=-37,x 2=-32,k 1=y 1x 1+3=26(x 1+1)x 1+3=469,k 2=-y 2-x 2-3=26(x 2+1)x 2+3=-263,所以3k 1+2k 2=3×469+2×⎝⎛⎭⎫-263=0,即3k 1+2k 2的值为0.。
(完整版)圆锥曲线的定义、方程和性质知识点总结
椭圆的定义、性质及标准方程1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
⑵第二定义:动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ,则动点M 的轨迹叫做椭圆。
定点F 是椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率。
说明:①若常数2a 等于2c ,则动点轨迹是线段12F F 。
②若常数2a 小于2c ,则动点轨迹不存在。
2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质:标准方程)0(12222>>=+b a by a x 中心在原点,焦点在x 轴上)0(12222>>=+b a b x a y 中心在原点,焦点在y 轴上图形范围 x a y b ≤≤,x b y a ≤≤,顶点()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,对称轴 x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上焦点 ()()1200F c F c -,、, ()()1200F c F c -,、, 焦距 )0(221>=c c F F)0(221>=c c F F离心率 )10(<<=e ace )10(<<=e ace 准线2a x c=±2a y c=±参数方程与普通方程22221x y a b +=的参数方程为 ()cos sin x a y b θθθ=⎧⎨=⎩为参数 22221y x a b +=的参数方程为 ()cos sin y a x b θθθ=⎧⎨=⎩为参数3. 焦半径公式:椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。
【2020届】高考数学圆锥曲线专题复习:圆锥曲线几何性质精华
圆锥曲线的几何性质一、椭圆的几何性质(以22a x +22by =1(a ﹥b ﹥01、⊿ABF 2的周长为4a(定值) 证明:由椭圆的定义12121212242AF AF a AF AF BF BF a BF BF a +=⎫⎪⇒+++=⎬+=⎪⎭即24ABF Ca =2、焦点⊿PF 1F 2中: (1)S ⊿PF1F2=2tan 2θ∙b(2)(S ⊿PF1F2)max = bc(3)当P 在短轴上时,∠F 1PF 2最大 证明:(1)在12AF F 中 ∵ 22212124cos 2PF PF c PF PF θ+-=⋅∴ ()221212122c o s 24P F P F P F P F P F P F cθ⋅=+-⋅- ∴ 21221cos b PF PF θ⋅=+∴ 1222112sin cos tan 21cos 2PF Fb S b θθθθ-=⨯⋅=⋅+ (2)(S ⊿PF1F2)max =max 122c h bc ⨯⨯=x(3 ()()()2222222212002222222120004444cos 12222PF PF c a ex a ex c a c PF PF a e x a e x θ+-++---===-⋅-+ 当0x =0时 c o s θ有最小值2222a c a - 即∠F 1PF 2最大3、 过点F 1作⊿PF 1F 2的∠P 的外角平分线的垂线,垂足为M ,则M 的轨迹是x 2+y 2=a 2证明:延长1F M 交2F P 于F ,连接OM 由已知有 1P F F P = M 为1F F 中点 ∴ 212O M F F ==()1212PF PF +=a 所以M 的轨迹方程为 222x y a +=。
4、以椭圆的任意焦半径为直径的圆,都与圆x 2+y 2=a 2内切 证明:取1PF 的中点M ,连接OM 。
令圆M 的直径1PF∵ OM=()2111112222PF a PF a PF a r =-=-=- ∴ 圆M 与圆O 内切∴ 以椭圆的任意焦半径为直径的圆,都与圆x 2+y 2=a 25、任一焦点⊿PF 1F 2的内切圆圆心为I ,连结PI 则 ∣IR ∣:∣IP ∣=e证明:证明:连接12,F I F I ∵1212121222F RF R F R F R I R c e P I P F P F P F P F a +=====+ ∴ IR PI= e6、以任一焦点弦为直径的圆与相应准线相离。
圆锥曲线经典性质总结及证明
③当 2a | F1F2 | 时,|| PF1 | | PF2 || 2a 不表示任何图形;④两定点 F1, F2 叫做双曲线的焦点,| F1F2 | 叫做焦距。
(2)双曲线的性质
①范围:从标准方程 x 2 a2
y2 b2
1,看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线 x a 的外侧。即 x2
圆锥曲线的方程与性质
1.椭圆
(1)椭圆概念:平面内与两个定点 F1 、 F2 的距离的和等于常数 2 a (大于| F1F2 | )的点的轨迹叫做椭圆。这两
个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离 2c 叫椭圆的焦距。若 M 为椭圆上任意一点,则有| MF1 | | MF2 | 2a 。
椭圆的标准方程为: x2 a2
y
b 所围成的矩形里;
②对称性:在曲线方程里,若以 y 代替 y 方程不变,所以若点 (x, y) 在曲线上时,点 (x, y) 也在曲线上,所
以曲线关于 x 轴对称,同理,以 x 代替 x 方程不变,则曲线关于 y 轴对称。若同时以 x 代替 x , y 代替 y 方程
也不变,则曲线关于原点对称。
y2 b2
1(
a
b
0
)(焦点在
x
轴上)或
y a
2 2
x2 b2
1( a b 0 )(焦点在 y 轴上)。
注:①以上方程中 a, b 的大小 a b 0 ,其中 b2 a2 c2 ;
②在 x2 a2
y2 b2
1和
y2 a2
x2 b2
1两个方程中都有 a b 0 的条件,要分清焦点的位置,只要看 x2 和
点与曲线的关系:若曲线 C 的方程是 f(x,y)=0,则点 P0(x0,y0)在曲线 C 上 f(x0,y 0)=0;点 P0(x0,y0)不在曲线 C 上 f(x0,y0)≠0。
2020届高三突破满分数学之圆锥曲线(文理通用)图形性质问题(原卷版)
专题十 图形性质问题一、考情分析图形之性质问题解题策略:(1)“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.其步骤为假设满足条件的元素某性质图形存在,用向量或平面几何知识,转化直线与圆锥曲线交点坐标的函数式,利用设而不求思想,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则某性质图形存在存在;否则,元素某性质图形存在不存在.(2)反证法与验证法也是求解探索性问题常用的方法.二、经验分享1、面积问题的解决策略:(1)求三角形的面积需要寻底找高,需要两条线段的长度,为了简化运算,通常优先选择能用坐标直接进行表示的底(或高)(2)面积的拆分:不规则的多边形的面积通常考虑拆分为多个三角形的面积和,对于三角形如果底和高不便于计算,则也可以考虑拆分成若干个易于计算的三角形2、多个图形面积的关系的转化:关键词“求同存异”,寻找这些图形的底和高中是否存在“同底”或“等高”的特点,从而可将面积的关系转化为线段的关系,使得计算得以简化3、面积的最值问题:通常利用公式将面积转化为某个变量的函数,再求解函数的最值,在寻底找高的过程中,优先选择长度为定值的线段参与运算。
这样可以使函数解析式较为简单,便于分析三、题型分析(一)面积条件的转化例1.已知A 、B 是双曲线1C :22221x y a b-=(0a >,0b >)的两个顶点,点P 是双曲线上异于A 、B 的一点,O 为坐标原点,射线OP 交椭圆2C :22221x y a b+=于点Q ,设直线PA 、PB 、QA 、QB 的斜率分别为1k 、2k 、3k 、4k .(1)若双曲线1C 的渐近线方程是12y x =±,且过点1)2,求1C 的方程; (2)在(1)的条件下,如果12158k k +=,求△ABQ 的面积;(3)试问:1234k k k k +++是否为定值?如果是,请求出此定值;如果不是,请说明理由.【变式训练1】.直线l 经过10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,椭圆2212x y +=上两个不同的点A,B 关于直线l 对称.当AOB ∆面积取得最大值(O 为坐标原点)则直线l 的方程为_______.【变式训练2】.【2018天津文 19】椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的右顶点为A ,上顶点为B 。
数学圆锥曲线性质及解题技巧
圆锥曲线相关性质及解题技巧椭圆与双曲线的性质椭 圆1. 点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的外角.2. PT 平分△PF 1F 2在点P 处的外角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相离.4. 以焦点半径PF 1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.5. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=上,则过0P 的椭圆的切线方程是00221x x y y a b +=.6. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=外 ,则过Po 作椭圆的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b+=. 7. 椭圆22221x y a b+= (a >b >0)的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为椭圆上任意一点12F PF γ∠=,则椭圆的焦点角形的面积为122tan2F PF S b γ∆=.8. 椭圆22221x y a b+=(a >b >0)的焦半径公式:10||MF a ex =+,20||MF a ex =-(1(,0)F c - , 2(,0)F c 00(,)M x y ).9. 设过椭圆焦点F 作直线与椭圆相交 P 、Q 两点,A 为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ 分别交相应于焦点F 的椭圆准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF. 10. 过椭圆一个焦点F 的直线与椭圆交于两点P 、Q, A 1、A 2为椭圆长轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M ,A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF.11. AB 是椭圆22221x y a b+=的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则22OM ABb k k a⋅=-,即0202y a x b K AB-=。
12. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=内,则被Po 所平分的中点弦的方程是2200002222x x y y x y a b a b+=+. 13. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=内,则过Po 的弦中点的轨迹方程是22002222x x y yx y a b a b+=+. 双曲线1. 点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角.2. PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相交.4. 以焦点半径PF 1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P 在右支;外切:P 在左支)5. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上,则过0P 的双曲线的切线方程是00221x x y ya b-=. 6. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)外 ,则过Po 作双曲线的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b-=. 7. 双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为双曲线上任意一点12F PF γ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为122t2F PF S b co γ∆=.8. 双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的焦半径公式:(1(,0)F c - , 2(,0)F c当00(,)M x y 在右支上时,10||MF ex a =+,20||MF ex a =-. 当00(,)M x y 在左支上时,10||MF ex a =-+,20||MF ex a =--9. 设过双曲线焦点F 作直线与双曲线相交 P 、Q 两点,A 为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ 分别交相应于焦点F 的双曲线准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF.10. 过双曲线一个焦点F 的直线与双曲线交于两点P 、Q, A 1、A 2为双曲线实轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M ,A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF.11. AB 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则0202y a x b K K ABOM =⋅,即0202y a x b K AB =。
圆锥曲线的基本性质与应用
圆锥曲线的基本性质与应用圆锥曲线是平面上一类重要的几何图形,具有许多重要的性质和应用。
在本文中,我们将介绍圆锥曲线的基本性质、如何描述圆锥曲线、圆锥曲线在数学和自然科学中的应用等方面。
一、圆锥曲线的基本性质圆锥曲线是由一个可旋转的直角三角形通过旋转而产生的。
这个过程形成了三种类型的圆锥曲线:椭圆、双曲线和抛物线。
椭圆是一种具有中心对称性的圆锥曲线,它的两个焦点之间的距离是一定的,被称为椭圆的长轴。
椭圆的轴比是轴的长度之比,通常用e表示,并且e总是小于1。
椭圆在数学、物理和天文学中都有着广泛的应用,如描述行星轨道和电子轨道等。
双曲线也是一种具有中心对称性的圆锥曲线,但是它的两个焦点之间的距离却是一定的,被称为双曲线的轴。
双曲线的轴比是轴的长度之比,它总是大于1。
双曲线在数学、物理和天文学等领域中也有很多应用,如描述分子结构和测量天体距离等。
抛物线是一种只有一个焦点的圆锥曲线,它的轴是与曲线平行的直线。
抛物线在物理学中也有广泛的应用,如描述空气力学中的运动情况和设计天文望远镜等。
二、描述圆锥曲线的方式描述圆锥曲线的方式有很多种,其中最常见的是使用方程或参数来描述。
方程描述圆锥曲线通常用矩阵和向量的形式表示,而参数描述则需要指定曲线上的点的位置。
参数的方式是使用一个参数方程来描述曲线,其中曲线上的点可通过参数t计算得到。
例如,椭圆的参数方程可以表示为:x = acos(t)y = bsin(t)其中a、b分别是椭圆长轴和短轴的长度,t是椭圆上的点的参数。
三、圆锥曲线在数学和自然科学中的应用圆锥曲线在数学和自然科学中有许多应用。
在数学领域,椭圆曲线通常用于数论、代数几何和密码学等领域,而双曲线曲线则常用于微积分、微分几何和流体力学等领域。
抛物线曲线也经常用于机械学和空气力学等领域。
在自然科学领域,圆锥曲线同样有着广泛的应用。
例如,椭圆曲线可用于描述行星轨道、电子轨道和分子结构等,在物理学和化学中具有重要作用。
2020届高考数学(江苏专用)二轮复习课件:专题十一圆锥曲线的方程及几何性质
点评:根据条件求椭圆方程所常用的主要方法是定义法和待定系数法.定义法的 要点是根据题目所给条件确定动点的轨迹满足椭圆的定义,待定系数法的要点是 根据题目所给的条件确定椭圆中的两个系数 a,b.如果不知焦点在哪一个坐标轴上 时,一般可设所求椭圆的标准方程为 mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),不必考虑焦 点位置,用待定系数法求出 m,n 的值即可.
3. 已知点 F1,F2 分别为双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P 为双曲线 右 5 支解上析的:任在意双一曲点线,中若,PPPFF为212的右最支小上值一为点9,a,则则P双F1曲=线PF的2+离2心a,率则为PP_FF_212_=__P__F_P2+.F22a2= PF2+P4aF22+4a≥2 4a2+4a=8a(当且仅当 PF2=2a 时取等号),因为已知中PPFF212min =9a,故 PF2≠2a,在双曲线右支上点 P 满足(PF2)min=c-a,则 c-a>2a,即 c >3a,故 e>3.又由PPFF212≥9a,即c-ca-+a2a2≥9a 可得 e≤2 或 e≥5.综上可得,e≥5, 则 e=5.
(3) 设椭圆ax22+by22=1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F1,F2,点 D 在椭圆上,DF1 ⊥F1F2,FD1FF12=2 2,△DF1F2 的面积为 22,求该椭圆的标准方程.
(1) x42-y52=1 解析:双曲线 C:ax22-by22=1 (a>0,b>0)的渐近线方程为 y=±bax. 椭圆中:a2=12,b2=3,所以 c2=a2-b2=9,c=3,即双曲线的焦点为(±3,0).
(3)
0,
3 2
解析:根据椭圆的对称性及椭圆的定义可得,AF+BF=2a=4,所以
高考数学压轴题突破训练——圆锥曲线(含详解)
(Ⅰ)若当点P的坐标为 时, ,求双曲线的方程;
(Ⅱ)若 ,求双曲线离心率 的最值,并写出此时双曲线的渐进线方程.
15. 若F 、F 为双曲线 的左右焦点,O为坐标原点,P在双曲线的左支上,点M在右准线上,且满足; .
(1)求该双曲线的离心率;
(Ⅱ)若直线 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 ,求△FOH的面积的取值范围。
18. 如图所示,O是线段AB的中点,|AB|=2c,以点A为圆心,2a为半径作一圆,其中 。
(1)若圆A外的动点P到B的距离等于它到圆周的最短距离,建立适当坐标系,求动点P的轨迹方程,并说明轨迹是何种曲线;
(2)D分有向线段 的比为 ,A、D同在以B、C为焦点的椭圆上,
当 ―5≤ ≤ 时,求椭圆的离心率e的取值范围.
29.在直角坐标平面中, 的两个顶点 的坐标分别为 , ,平面内两点 同时满足下列条件:
① ;② ;③ ∥
(1)求 的顶点 的轨迹方程;
(2)过点 的直线 与(1)中轨迹交于 两点,求 的取值范围
由 消去 得: ①
,
而
由方程①知 > <
, < < , .
7.解:解:令
则 即
即
又∵ ∴
所求轨迹方程为
(Ⅱ)解:由条件(2)可知OAB不共线,故直线AB的斜率存在
设AB方程为
则
∵OAPB为矩形,∴OA⊥OB
∴ 得
所求直线方程为 …
8.解:(I)由题意,抛物线顶点为(-n,0),又∵焦点为原点∴m>0
高考数学压轴题突破训练:圆锥曲线
1. 如图,直线l1与l2是同一平面内两条互相垂直的直线,交点是A,点B、D在直线l1上(B、D 位于点A右侧),且|AB|=4,|AD|=1,M是该平面上的一个动点,M在l1上的射影点是N,且|BN|=2|DM|.
2020江苏高考理科数学二轮讲义:圆锥曲线的标准方程与几何性质含解析
所以MB= AB、
又斜率为 、∠BAE=30°、
所以BE= AB、所以BM=BE、
所以M为抛物线的焦点、所以p=2.
[答案]2
1.(20xx·南京模拟)椭圆 + =1的离心率是________.
[解析]由椭圆方程可得a=5、b=3、c=4、e= .
【解析】(1)因为双曲线x2- =1(b>0)经过点(3、4)、所以9- =1、得b= 、所以该双曲线的渐近线方程是y=±bx=± x.
(2)设直线FA的倾斜角为α、因为焦点F(0、1)、定点A(2 、0)、
所以tanα= =- 、sinα= 、
如图、作MB⊥l、垂足为点B、由抛物线的定义可得:FM=MB、
[解析]设F、B、C的坐标分别为(-c、0)、(0、b)、(1、0)、则FC、BC的中垂线分别为
x= 、y- = .
联立方程组 解出
m+n= + >0、即b-bc+b2-c>0、即(1+b)·(b-c)>0、所以b>c.从而b2>c2、
即有a2>2c2、
[解析]设点A(x1、y1)、C(x2、y2)、因为四边形OABC为矩形、所以点B(x1+x2、y1+y2)、则问题转化为方程组
存在实数解的问题.
展开第三个方程、整理得x1x2= .易知直线OA和OC的斜率均存在、分别设为k、- 、由 得x = 、同理x = 、因此 · = 、即关于k2的二次方程(k2)2- ·k2+1=0有正解、即 -4≥0、且3 -8>0、又a>b、所以a2≥3b2、所以 ≤e<1、故椭圆的离心率的最小值为 、此时矩形OABC为正方形.
圆锥曲线的性质及其应用
P
它的方程为
PF1 PF2 2a, (2a FF 1 2 |)
x2 y 2 1 a 2 b2
1
定义 1.2 到两个定点的距离的差的绝对值为定值(定值小于两个定点 的距离)的动点轨迹叫做双曲线 . 即
P
它的方程为
PF1 PF2 2a, (2a< F1F2 |)
x2 y 2 1 a 2 b2
焦点
c2 a 2 b2
(c, 0)(c, 0) c a b
2 2 2
p ( , 0) 2
过曲线上点
P( x0 , y0 ) 的
切线方程
xx0 yy0 2 1 a2 b
xx0 yy0 2 1 a2 b
yy0 p( x x0 )
3
2.2 圆锥曲线光学性质
定理 2.2.1
x2 y 2 1 且 P( x0 , y0 ) C , a 2 b2
y
则过点 P 的切线方程为:
x0 x y0 y 2 1 a2 b
F1
L
D
O
F F2 2
2
x
l ' 是通过点 P 且与切线 l 垂直的法线,则
l ':( y0 x 1 1 )x ( 0 ) x0 y0 ( 2 2 ) 2 2 b a b a
圆锥曲线的性质及其应用
摘要 本文首先从圆锥曲线的产生和发展入手,对圆锥曲线的定义和圆锥 曲线的部分性质进行了简要的概括.主要是利用平面解析几何的知识和数形结 合思想,对圆锥曲线的基本性质 、 光学性质,由圆的性质推广得到的几条性质 和与焦点弦有关的性质,进行了总结和证明,并且将它们在日常生活中的应用 和在解题中的应用进行了简要说明. 关键词 圆锥曲线;性质;应用
2020高考数学之冲破压轴题讲与练 专题11 圆锥曲线的几何性质与应用【解析版】
第三章 解析几何专题11 圆锥曲线的几何性质与应用【压轴综述】纵观近几年的高考命题,围绕圆锥曲线的几何性质与应用的高考压轴题,逐渐呈现“多样化”,即离心率问题、渐近线问题、圆锥曲线中的三角形问题、求其它曲线的方程问题、与平面向量相结合问题等. 在上述各类压轴题型中,圆锥曲线的离心率的求法是一类常见题型,也是历年高考考查的热点,解题规律更易把握.求解圆锥曲线的离心率的值或取值范围,其关键是建立恰当的等量或不等量关系,以过渡到含有离心率e 的等式或不等式使问题获解.1、求离心率的方法:求椭圆和双曲线的离心率主要围绕寻找参数,,a b c 的比例关系(只需找出其中两个参数的关系即可),方法通常有两个方向:(1)利用几何性质:如果题目中存在焦点三角形(曲线上的点与两焦点连线组成的三角形),那么可考虑寻求焦点三角形三边的比例关系,进而两条焦半径与a 有关,另一条边为焦距.从而可求解(2)利用坐标运算:如果题目中的条件难以发掘几何关系,那么可考虑将点的坐标用,,a b c 进行表示,再利用条件列出等式求解2、离心率的范围问题:在寻找不等关系时通常可从以下几个方面考虑:(1)题目中某点的横坐标(或纵坐标)是否有范围要求:例如椭圆与双曲线对横坐标的范围有要求.如果问题围绕在“曲线上存在一点”,则可考虑该点坐标用,,a b c 表示,且点坐标的范围就是求离心率范围的突破口(2)若题目中有一个核心变量,则可以考虑离心率表示为某个变量的函数,从而求该函数的值域即可 (3)通过一些不等关系得到关于,,a b c 的不等式,进而解出离心率注:在求解离心率范围时要注意圆锥曲线中对离心率范围的初始要求:椭圆:()0,1e ∈,双曲线:()1,+e ∈∞ 本专题通过例题说明各类问题解答规律与方法.【压轴典例】例1. (2016·全国卷Ⅲ)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点,A ,B 分别为C 的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )A.13B.12C.23D.34【答案】A【解析】本题以椭圆内点线的交错关系为条件,而结论是椭圆的离心率,思考目标自然是要得到a ,b ,c 满足的等量关系,那么方向不外乎两个:坐标关系或几何关系,抓住条件“直线BM 经过OE 的中点”作为突破口适当转化,获得所需等式. 详解:法一:数形结合法如图,设直线BM 与y 轴的交点为N ,且点N 的坐标为(0,m ),根据题意,点N 是OE 的中点,则E (0,2m ),从而直线AE 的方程为x -a +y2m =1,因此点M 的坐标为-c ,2m (a -c )a.又△OBN ∽△FBM , 所以|FM ||ON |=|FB ||OB |,即2m (a -c )a m=a +c a ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法二:交点法同法一得直线AE 的方程为x -a +y 2m =1,直线BN 的方程为x a +ym=1.又因为直线AE 与直线BN 交于点M ,且PF ⊥x 轴,可设M (-c ,n ).则⎩⎪⎨⎪⎧-c -a +n2m=1,-c a +nm =1,消去n ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13.法三:三点共线法同法一得直线AE 的方程为x -a +y2m =1,由题意可知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,2m ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-c a,N (0,m ),B (a,0)三点共线,则2m ⎝⎛⎭⎪⎫1-c a -m -c=m-a ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法四:方程法设M (-c ,m ),则直线AM 的方程为y =ma -c(x +a ),所以E ⎝⎛⎭⎪⎫0,ma a -c .直线BM 的方程为y =m-c -a(x -a ),与y 轴交于点⎝⎛⎭⎪⎫0,ma a +c ,由题意知,2ma a +c =ma a -c ,即a +c =2(a -c ),解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法五:几何法在△AOE 中,MF ∥OE ,所以MF OE =a -ca .在△BFM 中,ON ∥MF ,所以OE2MF =a a +c ,即OE MF =2aa +c .所以MF OE ·OE MF =a -c a ·2a a +c =1,即a +c =2(a -c ),解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13.例2.(2019·全国高考真题(理))已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB =u u u r u u u r ,120F B F B ⋅=u u ur u u u r ,则C 的离心率为____________. 【答案】2. 【解析】分析:通过向量关系得到1F A AB =和1OA F A ⊥,得到1AOB AOF ∠=∠,结合双曲线的渐近线可得21,BOF AOF ∠=∠02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=从而由0tan 603ba==可求离心率. 详解:如图,由1,F A AB =u u u r u u u r得1.F A AB =又12,OF OF =得OA 是三角形12F F B 的中位线,即22//,2.BF OA BF OA =由120F B F B =u u u r u u u u rg ,得121,,F B F B OA F A ⊥⊥则1OB OF =有1AOB AOF ∠=∠,又OA 与OB 都是渐近线,得21,BOF AOF ∠=∠又21BOF AOB AOF π∠+∠+∠=,得02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=.又渐近线OB 的斜率为0tan 603ba==,所以该双曲线的离心率为221()1(3)2c be a a==+=+=. 例3. (2019·浙江高考真题)已知椭圆22195x y +=的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方,若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,OF 为半径的圆上,则直线PF 的斜率是_______. 【答案】15 【解析】分析:结合图形可以发现,利用三角形中位线定理,将线段长度用坐标表示成圆的方程,与椭圆方程联立可进一步求解.利用焦半径及三角形中位线定理,则更为简洁. 详解:方法1:由题意可知||=|2OF OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,设(,)P x y 可得22(2)16x y -+=,联立方程22195x y +=可解得321,22x x =-=(舍),点P 在椭圆上且在x 轴的上方, 求得315,22P ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以1521512PF k ==方法2:焦半径公式应用解析1:由题意可知|2OF |=|OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,即342p p a ex x -=⇒=-求得315,22P ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以1521512PF k ==.例4.(2019·全国高考真题(理))设12F F ,为椭圆22:+13620x y C =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___________. 【答案】()3,15 【解析】分析:根据椭圆的定义分别求出12MF MF 、,设出M 的坐标,结合三角形面积可求出M 的坐标. 详解:由已知可得2222236,20,16,4a b c a b c ==∴=-=∴=,11228MF F F c ∴===.∴24MF =.设点M 的坐标为()()0000,0,0x y x y >>,则121200142MF F S F F y y =⋅⋅=△, 又122201482415,44152MF F S y =⨯⨯-=∴=△,解得015y =, ()2201513620x ∴+=,解得03x =(03x =-舍去),M \的坐标为()3,15.例5.(2019·全国高考真题(文))设F 为双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P 、Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( ) A .2 B .3 C .2 D .5【答案】A 【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又||PQ OF c ==Q ,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径, A ∴为圆心||2c OA =. ,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a=∴==. 2e ∴=,故选A .例6.(2018全国卷I ))已知双曲线C :2213x y -=,O 为坐标原点,F 为C 的右焦点,过F 的直线与C 的两条渐近线的交点分别为M 、N .若V OMN 为直角三角形,则|MN |=( )A .32B .3C .23D .4【答案】B 【解析】分析:首先根据双曲线的方程求得其渐近线的斜率,并求得其右焦点的坐标,从而得到30FON ︒∠=,根据直角三角形的条件,可以确定直线MN 的倾斜角为60︒或120︒,根据相关图形的对称性,得知两种情况求得的结果是相等的,从而设其倾斜角为60︒,利用点斜式写出直线的方程,之后分别与两条渐近线方程联立,求得33(3,3),(,)22M N -,利用两点间距离公式求得MN 的值. 详解:根据题意,可知其渐近线的斜率为33±,且右焦点为(2,0)F , 从而得到30FON ︒∠=,所以直线MN 的倾斜角为60︒或120︒, 根据双曲线的对称性,设其倾斜角为60︒, 可以得出直线MN 的方程为3(2)y x =-,分别与两条渐近线33y x =和33y x =-联立, 求得33(3,3),(,)22M N -, 所以2233(3)(3)322MN =-++=,故选B.例7.(2018浙江卷)已知点P (0,1),椭圆24x +y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP uu u r =2PB u u u u r ,则当m =___________时,点B 横坐标的绝对值最大. 【答案】5 【解析】分析:先根据条件得到A ,B 坐标间的关系,代入椭圆方程解得B 的纵坐标,即得B 的横坐标关于m 的函数关系,最后根据二次函数性质确定最值取法.详解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由2AP PB =u u u r u u u r得1212122,12(1),23,x x y y y y -=-=-∴-=-因为A ,B 在椭圆上,所以22221212,,44x x y m y m +=+=2222222243(23),()4424x x m y m y ∴+-=∴+-=,与22224x y m +=对应相减得222231,(109)444m y x m m +==--+≤,当且仅当5m =时取最大值. 例8. (2019·北京卷)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点); ②曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过;③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是( ) A.① B.②C.①②D.①②③【答案】C 【解析】分析:将所给方程进行等价变形确定x 的范围可得整点坐标和个数,结合均值不等式可得曲线上的点到坐标原点距离的最值和范围,利用图形的对称性和整点的坐标可确定图形面积的范围. 详解:由得,,,所以可为的整数有0,-1,1,从而曲线恰好经过(0,1),(0,-1),(1,0),(1,1),(-1,0),(-1,1)六个整点,结论①正确. 由得,,解得,所以曲线上任意一点到原点的距离都不超过. 结论②正确.如图所示,易知, 四边形的面积,很明显“心形”区域的面积大于,即“心形”区域的面积大于3,说法③错误.故选C.【压轴训练】1.(2019·天津南开中学高考模拟(理))已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为12F F 、,焦距为()20c c >,抛物线22y cx = 准线交双曲线左支交于,A B 两点,且120AOB ∠=︒,其中O 为原点,则双曲线的离心率e 为( ) A .2 B .12+C .13+D .15+【答案】C 【解析】设抛物线22y cx = 准线与横轴的交点为M ,∴M 的坐标为,02c ⎛⎫-⎪⎝⎭, 设A 在第二象限,由双曲线的对称性可知: °60MOA ∠=,3tan 2AM MOA AM c OM ∠=⇒=,∴A 的坐标为3(,)22c c -,焦距为2c , ∴设22221,1a b c a c ==-=-,又ce c a==, 把A 的坐标代入双曲线方程中,得22422223()()22184042331c c e e e e a b --=⇒-+=⇒=+⇒=+, 故本题选C.2.(2019·山东高考模拟(文))如图,点F 是抛物线28y x =的焦点,点A ,B 分别在抛物线28y x =及圆22(2)16x y -+=的实线部分上运动,且AB 始终平行于x 轴,则ABF ∆的周长的取值范围是( )A.(2,6)B.(6,8)C.(8,12)D.(10,14)【答案】C 【解析】抛物线的准线2l x =-:,焦点20F (,), 由抛物线定义可得2A AF x =+,圆()22216x y -+=的圆心为20(,),半径为4, ∴FAB V 的周长()246A B A B AF AB BF x x x x =++=++-+=+, 由抛物线28y x =及圆()22216x y -+=可得交点的横坐标为2,∴26B x ∈(,),∴()6812B x +∈,,故选 C. 3.(2019·四川棠湖中学高三期末(文))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>> 的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于,A B 两点.设,A B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为1d 和2d ,且126,d d += 则双曲线的方程为( )A .22139x y -=B .22193x y -=C .221412x y -=D .221124x y -=【答案】A 【解析】设双曲线的右焦点坐标为(),0F c (c >0),则A B x x c ==,由22221c y a b-=可得:2b y a =±,不妨设:22,,,b b A c B c a a ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,双曲线的一条渐近线方程为0bx ay -=,据此可得:22122bc b bc b d c a b --==+,22222bc b bc b d c a b++==+, 则12226bcd d b c+===,则23,9b b ==, 双曲线的离心率:2229112c b e a a a ==+=+=, 据此可得:23a =,则双曲线的方程为22139x y -=.本题选择A 选项.4.(2019·张家口市第四中学高二月考(文))已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C交于A ,B 两点.若222AF F B =││││,1AB BF =││││,则C 的方程为( )A.2212x y += B.22132x y +=C.22143x y +=D.22154x y += 【答案】B 【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得32n =. 2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4,422cos 9n n AF F n n n BF F n⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得32n =.2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .5.(2019·天津市新华中学高考模拟(理))设12F F 、分别为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P ,满足212PF F F =,且2F 到直线1PF 的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线与抛物线24y x =的准线围成三角形的面积为( )A .34 B .35 C .43D .53【答案】C 【解析】依题意|PF 2|=|F 1F 2|,可知三角形PF 2F 1是一个等腰三角形,F 2在直线PF 1的投影是其中点,由勾股定理可知|PF 1|=22244c a -=4b根据双曲定义可知4b ﹣2c =2a ,整理得c =2b ﹣a ,代入c 2=a 2+b 2整理得3b 2﹣4ab =0,求得43b a = ∴双曲线渐近线方程为y =±43x ,即4x ±3y =0, 渐近线与抛物线的准线1x =-的交点坐标为:41,3⎛⎫- ⎪⎝⎭,41,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭, 三角形 的面积为:1841233⨯⨯=.故选:C .6.(2019·吉林高考模拟(理))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过2F 且斜率为247的直线与双曲线在第一象限的交点为A ,若()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r ,则此双曲线的标准方程可能为( )A .22143x y -= B .22134x y -= C .221169x y -= D .221916x y -=【答案】D 【解析】由()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r,可知1222FF F A c ==,又2AF 的斜率为247,所以易得217cos 25AF F ∠=-, 在12AF F ∆中,由余弦定理得1165AF c =, 由双曲线的定义得16225c c a -=, 所以53c e a ==,则:3:4a b =, 所以此双曲线的标准方程可能为221916x y -=.故选D7.(2019·天津高考模拟(理))设1e ,2e 分别为具有公共焦点1F ,2F 的椭圆和双曲线的离心率,P 为两曲线的一个公共点,且满足120PF PF ⋅=u u u r u u u u r ,则221211e e +的值为( )A .12B .13C .2D .不确定【答案】C 【解析】设椭圆、双曲线的长轴长分别为122,2a a ,焦距为2c ,则:12112222PF PF a PF PF a ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,解得:112212PF a a PF a a ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩,由勾股定理可得:()222122PF PF c +=,即:()()22212124a a a a c ++-=,整理可得:222122212112,2a a c e e +=∴+=. 故选:C .8.(2017新课标全国卷Ⅲ文科)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为( )A.63B.33C.23D.13【答案】A 【解析】以线段12A A 为直径的圆的圆心为坐标原点()0,0,半径为r a =,圆的方程为222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即222ab d a a b==+,整理可得223a b =,即()2223,a a c=-即2223ac =,从而22223c e a ==,则椭圆的离心率2633c e a ===, 故选A.9.(2019·天津高考模拟(理))己知点A 是抛物线212(0)=>︰y px p C 与双曲线222221(00)-=>>︰,x y a b C a b 的一条渐近线的交点,若点A 到抛物线1C 的准线的距离为p ,则双曲线的离心率为( ) A .2 B .3C .5D .2【答案】C 【解析】设()00,A x y ,则02p x p += 00,222p px y p p ⇒==±⋅=±由双曲线方程可得渐近线方程为:b y x a=±若A 为抛物线与b y x a =交点,则,2p A p ⎛⎫⎪⎝⎭,可得2b a = 即:224b a = 22225c a b a ∴=+=5ce a∴== 由对称性可知,A 为抛物线与by x a=-交点时,结论一致 本题正确选项:C10.(2019·天津高考模拟(理))已知12,F F 分别双曲线22233(0)x y a a -=>的左右焦点,是P 抛物线28y ax =与双曲线的一个交点,若1212PF PF += ,则抛物线的准线方程为( )A.4x =-B.3x =-C.2x =-D.1x =-【答案】C 【解析】由题得双曲线的方程为222213x y a a-=,所以222234,2c a a a c a =+=∴=.所以双曲线的右焦点和抛物线的焦点重合.由题得1221212,62PF PF PF a PF PF a⎧+=⎪∴=-⎨+=⎪⎩. 联立双曲线的方程和抛物线的方程得223830,(33ax ax a x x a --=∴=-=舍)或. 由抛物线的定义得6-a=3a-(-2a),所以a=1,所以抛物线的准线方程为x=-2,故选C.11.(2019·天津高考模拟(文))已知双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>的右焦点为(c,0)F ,直线2a x c =与一条渐近线交于点P ,POF ∆的面积为2a (O 为原点),则抛物线22by x a=的准线方程为( ) A .12y =B .1x =C .1x =-D .2x =【答案】C 【解析】不妨取双曲线的渐近线方程为0bx ay -=,与直线2a x c =联立可得:2a x c aby c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即2,a ab P c c ⎛⎫⎪⎝⎭, 由题意可得2122POFab ab S c a c ⨯⨯==△,22,4b b a a ∴>=,抛物线方程为24y x =, 其准线方程为1x =-. 故选:C .12.(2018·全国卷II )已知1F ,2F 是椭圆22221(0)x y C a b a b+=>>:的左,右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,12PF F △为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,则C 的离心率为( )A .23 B .12C .13D .14【答案】D 【解析】分析:先根据条件得PF 2=2c,再利用正弦定理得a,c 关系,即得离心率. 详解:因为12PF F △为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,所以PF 2=F 1F 2=2c,由AP 斜率为36得,2223112tan ,sin cos 61313PAF PAF PAF ∠=∴∠=∠=,, 由正弦定理得2222sin sin PF PAF AF APF ∠=∠, 所以2112211313==4,π5431211sin()3221313c a c e a c PAF =∴==+-∠⋅-⋅,故选D. 13.(2019·天津高考模拟(理))以双曲线上一点为圆心作圆,该圆与轴相切于的一个焦点,与轴交于两点,若,则双曲线的离心率是( ).A.B.C.D.【答案】B【解析】不妨设点M 位于第一象限,由双曲线的性质可得, 由圆的弦长公式可得:,结合可得, 整理变形可得:,即,双曲线中,故.故选:B .14.(2019·广东佛山一中高二月考(文))在平面直角坐标系xoy 中,双曲线的右支与焦点为F 的抛物线22(0)x py p => 交于,A B 两点,若AF +BF =4OF ,则该双曲线的渐近线方程为_________. 【答案】22y x =± 【解析】||||=4222A B A B p p pAF BF y y y y p ++++=⨯⇒+= , 因为22222222221202x y a y pb y a b a bx py⎧-=⎪⇒-+=⇒⎨⎪=⎩,所以2222A B pb y y p a b a +==⇒=⇒渐近线方程为22y x =±. 15.(2019·广东高考模拟(理))已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为,F O 为坐标原点,点,M N 为抛物线准线上相异的两点,且,M N 两点的纵坐标之积为-4,直线OM ,ON 分别交抛物线于A ,B 两点,若A ,B ,F 三点共线,则p =_______. 【答案】2 【解析】设m 2p M ⎛⎫-⎪⎝⎭,,n 2p N ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 则直线OM 的方程为:x 2p y m =-,代入抛物线方程可得:222p y p y m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, 解得:2A p y m =-,故A 点坐标为:3222p p m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 同理可得:B 点坐标为:3222p p n n ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 又02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,, ∴32222p p p FA m m ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭u u u r ,,32222p p p FB n n ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭u u u r , 又A ,B ,F 三点共线,∴3232222222p p p p p p mn n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=-- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ∴22221111p p n m m n ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由mn 4=- ∴221144p p m n n m -=---,即211104p m n ⎛⎫⎛⎫--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又110m n-≠ ∴2104p -=,0p >∴2p = 故答案为:216.(2018·北京高考真题(理))已知椭圆22221(0)x y M a b a b+=>>:,双曲线22221x y N m n -=:.若双曲线N 的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________;双曲线N 的离心率为__________.【答案】31- 2 【解析】分析:由正六边形性质得渐近线的倾斜角,解得双曲线中22,m n 关系,即得双曲线N 的离心率;由正六边形性质得椭圆上一点到两焦点距离之和为3c c +,再根据椭圆定义得32c c a +=,解得椭圆M 的离心率. 详解:由正六边形性质得椭圆上一点到两焦点距离之和为3c c +,再根据椭圆定义得32c c a +=,所以椭圆M 的离心率为23 1.13c a ==-+ 双曲线N 的渐近线方程为n y x m =±,由题意得双曲线N 的一条渐近线的倾斜角为222ππtan 333n m ∴==,,222222234 2.m n m m e e m m,++∴===∴= 17.(2019·上海高考模拟)已知F 是抛物线2y x =的焦点,点A 、B 在抛物线上且位于x 轴的两侧,若2OA OB ⋅= (其中O 为坐标原点),则ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是______ 【答案】3 【解析】设直线AB 的方程为x ty m =+,点11(,)A x y ,22(,)B x y ,直线AB 与x 轴的交点为(0,)M m .联立2{x ty m y x=+=,可得20y ty m --=,根据韦达定理可得12y y m ⋅=-. ∵2OA OB ⋅=u u u v u u u v∴12122x x y y +=,即21212()20y y y y ⋅+⋅-=.∴2m =或1m =-(舍),即122y y ⋅=-. ∵点A ,B 位于x 轴的两侧∴不妨令点A 在x 轴的上方,则10y >. ∵1(,0)4F∴121111119292()22322488ABO AFO S S y y y y y ∆∆+=⨯⨯-+⨯=+≥⨯=,当且仅当143y =时取等号.∴ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是3. 故答案为3.18. (2017全国卷I )已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的右顶点为A ,以A 为圆心,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线于交M 、N 两点,若60MAN ∠=o ,则C 的离心率为__________. 【答案】233【解析】 如图所示,由题意可得|OA|=a ,|AN|=|AM|=b , ∵∠MAN=60°, ∴|AP|=32b , ∴|OP|=22223||||4OA PA a b -=-.设双曲线C 的一条渐近线y=bax 的倾斜角为θ,则tan θ=223||2||34b AP OP a b =-. 又tan θ=ba, ∴223234bb a a b =-,解得a 2=3b 2,∴e=22123 1133ba+=+=.答案:23 3。
圆锥曲线的光学性质及其简单应用
圆锥曲线的光学性质及其简单应用某次考试后的集体改卷中,我们备课组成员对于该考卷中的某道题目的处理产生了争议.填空题13题:求函数y=sin(2x+)的单调递增区间.学生给出的答案有主要有两种写法:备课组老师有的认为(1)的写法比较准确,有的则认为两者都可作为正确答案.必修一在第1章第2节:函数及其表示中,通过集合给出区间的概念,所以区间是集合,是一个数集,但区间必须指的是一个连续的范围,所以区间并不等同于集合,或者说,并不等同于数集.在很多情况下,区间与数集具有相同的效果,可以相互转化表示某一个范围,如:例1:[1,5]={x/1≤x≤5},(1,5)={x/1<x> 5} </x>例2:函数f(x)=ln(x-6x+5)的定义域:既可以表示成(-∞,1)∪(5,+∞),又可以表示成{x/x1或x5}.例3:函数f(x)=lg(x-1)既可以说在(1,+∞)递增,又可以说在{x/x1}上是增函数.那么例1中的单调区间的两种表示方法是否都正确呢?笔者认为,第一种表示方法指的是多个区间,当k取不同的整数的时候,表示不同的区间,如:k=-1表示区间,k=0表示区间,k=1表示区间,即k取遍所有整数时的各个区间,即它不等同于这些集合的并集.而第二种表示法方法指是多个区间的并集,即:…∪∪…即k 取遍所有整数时所得区间的并集.再者,我们了解,对于函数的单调性,只能在定义域的某个区间上进行研究,不能将单调性相同的区间并起来,如函数f(x)=的单调区间,学生容易误写成:(-∞,0)∪(0,+∞),而正确的写法为:函数的单调区间为(-∞,0)和(0,+∞),它指的是函数有两个单调递增区间.所以例1中的函数的单调区间应该是有无数多个,而不是取并集为一个区间.这个问题其实在必修四中正切函数的性质也有所体现:“正切函数在开区间(-+kπ,+kπ),k∈Z内都是增函数.”认真观察我们便会发现,对于单调区间,课本是有给出严谨的表示的,即三角函数中的单调区间基本都会用区间表示.所以事实上,数集和区间并不能等同,数集和区间在其他地方也是有区别的.例如:对于离散的数集,可用集合{1,2,3,4}表示,但不能用区间表示若给定集合{x/m-1<x> 2m+1},当m≤-2时,此集合是个空集,而若给定区间(m-1,2m+1),那么便有隐含条件m-2,即此区间一定有意义,不为空集. </x>所以数集和区间并不能简单地等同,它们之间存在区别,我们必须认清它们的区别并正确使用,例如:函数y=lg(sinx)的定义域正确表示则应该为{x/2kπ<x> 2kπ+π,k∈Z},而不能表示成(2kπ,2kπ+π)(k∈Z)定义域应为一个集合,而不能为多个集合.这个同样在必修四正切函数的定义域中有所体现. </x>总之,区间的概念是在集合的基础上给出的,在很多情况下区间和集合可以相互转化.其实在本题中,集合与区间的区别仅仅在于后面的k∈Z,比如区间(,π)与集合{x/<x> <π}还是可以互化的.></π}还是可以互化的.> </x>数学是一门非常严谨的学科,数学教师应该在教学中处处体现其严谨性,这样学生才能在学习中逐步形成严密的思维方式,在教学中不能模棱两可,是就是,不是就不是,容不得半点纰漏,要注意各种细节的不同.在高中数学教学过程中,其实还有很多细节需要我们注意,比如此题学生所写答案除了本文开头两种外,还有部分学生的答案为(3){x/k·180°-75°<x> <k·180°+15°,k∈z}及(4)(k k·180°-75°,k·180°+15°)(k∈z)< p></k·180°+15°,k∈z}及(4)(k> </x> 对于这个答案,备课组老师们大多数认为,因为函数的定义域必须是数集,而单调区间是定义域的一个子集,所以必须为数集,那么就必须用弧度制表示,所以这类答案肯定不正确.那么,事实真是如此吗?必修一是在两个非空数集的基础上给出函数的概念,于是,在高中教学中,有很多老师在给学生介绍弧度制时都以为了使研究三角函数时,使得角与实数集一一对应为理由,但真的是如此吗?事实上,弧度制和角度制是度量角的两种不同的方式,而其实,无论是角度制还是弧度制,都能使得每个角都有唯一的实数与之对应,也就是说,无是有角度制还是弧度制,都能够建立三角函数,三角函数的定义域及单调区间也能用角度制表示,所以笔者认为,第(4)种答案也是可以的.那么到底为什么有了角度制还要引入弧度制呢?我们知道角度制为六十进制,而弧度制是用长度单位度量角,是一类十进制的实数,弧度制的定义巧妙地将长度单位和角度单位统一起来,这给研究三角函数带来很大的便利.而且在必修四给出三角函数的定式义时:是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么,y叫做α的正弦,即sinα=y,这个时候,y的单位为长度单位,若此时,角a 采用角度制,则它们的单位无法统一,而弧度制恰恰解决了这个问题.当然,因为角度制是用角度量角,而弧度制是用长度度量角,这种方式学生理解起来会有些困难,在教学中解释为什么引入弧度制的必要是十分重要的,对于弧度制的理解,必须贯穿整个三角函数的学习中,即教学学习中都要尽量采用弧度制以便学生习惯并掌握弧度制,角度制和弧度制是角的两同的度量方式,这与用千克,磅度量质量一样,是一种非常重要的认识,弧度制的引入最基本的作用体现在三角函数的认识上.老子曾说:“天下难事,必做于易;天下大事,必作于细。
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第三章 解析几何专题11 圆锥曲线的几何性质与应用【压轴综述】纵观近几年的高考命题,围绕圆锥曲线的几何性质与应用的高考压轴题,逐渐呈现“多样化”,即离心率问题、渐近线问题、圆锥曲线中的三角形问题、求其它曲线的方程问题、与平面向量相结合问题等. 在上述各类压轴题型中,圆锥曲线的离心率的求法是一类常见题型,也是历年高考考查的热点,解题规律更易把握.求解圆锥曲线的离心率的值或取值范围,其关键是建立恰当的等量或不等量关系,以过渡到含有离心率e 的等式或不等式使问题获解.1、求离心率的方法:求椭圆和双曲线的离心率主要围绕寻找参数,,a b c 的比例关系(只需找出其中两个参数的关系即可),方法通常有两个方向:(1)利用几何性质:如果题目中存在焦点三角形(曲线上的点与两焦点连线组成的三角形),那么可考虑寻求焦点三角形三边的比例关系,进而两条焦半径与a 有关,另一条边为焦距.从而可求解(2)利用坐标运算:如果题目中的条件难以发掘几何关系,那么可考虑将点的坐标用,,a b c 进行表示,再利用条件列出等式求解2、离心率的范围问题:在寻找不等关系时通常可从以下几个方面考虑:(1)题目中某点的横坐标(或纵坐标)是否有范围要求:例如椭圆与双曲线对横坐标的范围有要求.如果问题围绕在“曲线上存在一点”,则可考虑该点坐标用,,a b c 表示,且点坐标的范围就是求离心率范围的突破口(2)若题目中有一个核心变量,则可以考虑离心率表示为某个变量的函数,从而求该函数的值域即可 (3)通过一些不等关系得到关于,,a b c 的不等式,进而解出离心率注:在求解离心率范围时要注意圆锥曲线中对离心率范围的初始要求:椭圆:()0,1e ∈,双曲线:()1,+e ∈∞ 本专题通过例题说明各类问题解答规律与方法.【压轴典例】例1. (2016·全国卷Ⅲ)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点,A ,B 分别为C 的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )A.13 B.12 C.23D.34【答案】A【解析】本题以椭圆内点线的交错关系为条件,而结论是椭圆的离心率,思考目标自然是要得到a ,b ,c 满足的等量关系,那么方向不外乎两个:坐标关系或几何关系,抓住条件“直线BM 经过OE 的中点”作为突破口适当转化,获得所需等式. 详解:法一:数形结合法如图,设直线BM 与y 轴的交点为N ,且点N 的坐标为(0,m ),根据题意,点N 是OE 的中点,则E (0,2m ),从而直线AE 的方程为x -a +y2m =1,因此点M 的坐标为-c ,2m (a -c )a.又△OBN ∽△FBM , 所以|FM ||ON |=|FB ||OB |,即2m (a -c )a m=a +c a ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法二:交点法同法一得直线AE 的方程为x -a +y 2m =1,直线BN 的方程为x a +ym =1.又因为直线AE 与直线BN 交于点M ,且PF ⊥x 轴,可设M (-c ,n ).则⎩⎪⎨⎪⎧-c -a +n2m =1,-c a +nm =1,消去n ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13.法三:三点共线法同法一得直线AE 的方程为x -a +y2m =1,由题意可知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,2m ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-c a ,N (0,m ),B (a,0)三点共线,则2m ⎝⎛⎭⎪⎫1-c a -m-c=m-a ,解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法四:方程法设M (-c ,m ),则直线AM 的方程为y =ma -c(x +a ),所以E ⎝⎛⎭⎪⎫0,ma a -c .直线BM 的方程为y =m-c -a(x -a ),与y 轴交于点⎝⎛⎭⎪⎫0,ma a +c ,由题意知,2ma a +c =ma a -c ,即a +c =2(a -c ),解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13. 法五:几何法在△AOE 中,MF ∥OE ,所以MF OE =a -ca .在△BFM 中,ON ∥MF ,所以OE2MF =a a +c ,即OE MF =2aa +c .所以MF OE ·OE MF =a -c a ·2a a +c =1,即a +c =2(a -c ),解得c a =13,所以椭圆C 的离心率为13.例2.(2019·全国高考真题(理))已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB =u u u r u u u r ,120F B F B ⋅=u u ur u u u r ,则C 的离心率为____________. 【答案】2. 【解析】分析:通过向量关系得到1F A AB =和1OA F A ⊥,得到1AOB AOF ∠=∠,结合双曲线的渐近线可得21,BOF AOF ∠=∠02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=从而由0tan 603ba==可求离心率. 详解:如图,由1,F A AB =u u u r u u u r得1.F A AB =又12,OF OF =得OA 是三角形12F F B 的中位线,即22//,2.BF OA BF OA =由120F B F B =u u u r u u u u rg ,得121,,F B F B OA F A ⊥⊥则1OB OF =有1AOB AOF ∠=∠,又OA 与OB 都是渐近线,得21,BOF AOF ∠=∠又21BOF AOB AOF π∠+∠+∠=,得02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=.又渐近线OB 的斜率为0tan 603ba==221()1(3)2c be a a==+=+=. 例3. (2019·浙江高考真题)已知椭圆22195x y +=的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方,若线段PF的中点在以原点O为圆心,OF为半径的圆上,则直线PF的斜率是_______.【答案】15【解析】分析:结合图形可以发现,利用三角形中位线定理,将线段长度用坐标表示成圆的方程,与椭圆方程联立可进一步求解.利用焦半径及三角形中位线定理,则更为简洁.详解:方法1:由题意可知||=|2OF OM|=c=,由中位线定理可得12||4PF OM==,设(,)P x y可得22(2)16x y-+=,联立方程22195x y+=可解得321,22x x=-=(舍),点P在椭圆上且在x轴的上方,求得315,22P⎛⎫-⎪⎪⎝⎭,所以1521512PFk==方法2:焦半径公式应用解析1:由题意可知|2OF|=|OM|=c=,由中位线定理可得12||4PF OM==,即342p pa ex x-=⇒=-求得315,22P⎛-⎝⎭,所以1521512PFk==例4.(2019·全国高考真题(理))设12F F ,为椭圆22:+13620x y C =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___________. 【答案】(15 【解析】分析:根据椭圆的定义分别求出12MF MF 、,设出M 的坐标,结合三角形面积可求出M 的坐标. 详解:由已知可得2222236,20,16,4a b c a b c ==∴=-=∴=,11228MF F F c ∴===.∴24MF =.设点M 的坐标为()()0000,0,0x y x y >>,则121200142MF F S F F y y =⋅⋅=△, 又12220148241544152MF F S y =⨯-=∴=△015y , 2201513620x ∴+=,解得03x =(03x =-舍去), M \的坐标为(15.例5.(2019·全国高考真题(文))设F 为双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P 、Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( ) A 2B 3C .2 D 5【答案】A 【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又||PQ OF c ==Q ,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径, A ∴为圆心||2c OA =. ,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a=∴==. 2e ∴=,故选A .例6.(2018全国卷I ))已知双曲线C :2213x y -=,O 为坐标原点,F 为C 的右焦点,过F 的直线与C 的两条渐近线的交点分别为M 、N .若V OMN 为直角三角形,则|MN |=( ) A .32B .3C .3D .4【答案】B 【解析】分析:首先根据双曲线的方程求得其渐近线的斜率,并求得其右焦点的坐标,从而得到30FON ︒∠=,根据直角三角形的条件,可以确定直线MN 的倾斜角为60︒或120︒,根据相关图形的对称性,得知两种情况求得的结果是相等的,从而设其倾斜角为60︒,利用点斜式写出直线的方程,之后分别与两条渐近线方程联立,求得333),(,22M N -,利用两点间距离公式求得MN 的值. 详解:根据题意,可知其渐近线的斜率为3±(2,0)F , 从而得到30FON ︒∠=,所以直线MN 的倾斜角为60︒或120︒, 根据双曲线的对称性,设其倾斜角为60︒, 可以得出直线MN 的方程为3(2)y x =-,分别与两条渐近线3y x =和3y x =-联立, 求得33(3,3),(,)2M N -, 所以2233(3)(3)322MN =-++=,故选B. 例7.(2018浙江卷)已知点P (0,1),椭圆24x +y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP uu u r =2PB u u u u r ,则当m =___________时,点B 横坐标的绝对值最大. 【答案】5 【解析】分析:先根据条件得到A ,B 坐标间的关系,代入椭圆方程解得B 的纵坐标,即得B 的横坐标关于m 的函数关系,最后根据二次函数性质确定最值取法.详解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由2AP PB =u u u r u u u r得1212122,12(1),23,x x y y y y -=-=-∴-=-因为A ,B 在椭圆上,所以22221212,,44x x y m y m +=+=2222222243(23),()4424x x m y m y ∴+-=∴+-=,与22224x y m +=对应相减得222231,(109)444m y x m m +==--+≤,当且仅当5m =时取最大值. 例8. (2019·北京卷)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点);②曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过;③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是( ) A.① B.②C.①②D.①②③【答案】C 【解析】分析:将所给方程进行等价变形确定x 的范围可得整点坐标和个数,结合均值不等式可得曲线上的点到坐标原点距离的最值和范围,利用图形的对称性和整点的坐标可确定图形面积的范围. 详解:由得,,,所以可为的整数有0,-1,1,从而曲线恰好经过(0,1),(0,-1),(1,0),(1,1),(-1,0),(-1,1)六个整点,结论①正确. 由得,,解得,所以曲线上任意一点到原点的距离都不超过. 结论②正确.如图所示,易知, 四边形的面积,很明显“心形”区域的面积大于,即“心形”区域的面积大于3,说法③错误.故选C.【压轴训练】1.(2019·天津南开中学高考模拟(理))已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为12F F 、,焦距为()20c c >,抛物线22y cx =准线交双曲线左支交于,A B 两点,且120AOB ∠=︒,其中O 为原点,则双曲线的离心率e 为( ) A .2 B .12+C .13+D .15+【答案】C 【解析】设抛物线22y cx = 准线与横轴的交点为M ,∴M 的坐标为,02c ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 设A 在第二象限,由双曲线的对称性可知: °60MOA ∠=,3tan AM MOA AM c OM ∠=⇒=,∴A 的坐标为3(,)2c c -,焦距为2c , ∴设22221,1a b c a c ==-=-,又ce c a==, 把A 的坐标代入双曲线方程中,得22422223()()22184042331c c e e e e a b --=⇒-+=⇒=+⇒=+, 故本题选C.2.(2019·山东高考模拟(文))如图,点F 是抛物线28y x =的焦点,点A ,B 分别在抛物线28y x =及圆22(2)16x y -+=的实线部分上运动,且AB 始终平行于x 轴,则ABF ∆的周长的取值范围是( )A.(2,6)B.(6,8)C.(8,12)D.(10,14)【答案】C 【解析】抛物线的准线2l x =-:,焦点20F (,),由抛物线定义可得2A AF x =+,圆()22216x y -+=的圆心为20(,),半径为4, ∴FAB V 的周长()246A B A B AF AB BF x x x x =++=++-+=+, 由抛物线28y x =及圆()22216x y -+=可得交点的横坐标为2,∴26B x ∈(,),∴()6812B x +∈,,故选 C. 3.(2019·四川棠湖中学高三期末(文))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>> 的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于,A B 两点.设,A B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为1d 和2d ,且126,d d += 则双曲线的方程为( )A .22139x y -=B .22193x y -=C .221412x y -=D .221124x y -=【答案】A 【解析】设双曲线的右焦点坐标为(),0F c (c >0),则A B x x c ==,由22221c y a b-=可得:2b y a =±,不妨设:22,,,b b A c B c a a ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,双曲线的一条渐近线方程为0bx ay -=,据此可得:22122bc b bc b d c a b --==+,22222bc b bc b d c a b++==+, 则12226bcd d b c+===,则23,9b b ==, 双曲线的离心率:2229112c b e a a a ==+=+=, 据此可得:23a =,则双曲线的方程为22139x y -=.本题选择A 选项.4.(2019·张家口市第四中学高二月考(文))已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C交于A ,B 两点.若222AF F B =││││,1AB BF =││││,则C 的方程为( )A.2212x y += B.22132x y +=C.22143x y +=D.22154x y += 【答案】B 【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得3n =. 2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4,422cos 9n n AF F n n n BF F n⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得32n =.2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .5.(2019·天津市新华中学高考模拟(理))设12F F 、分别为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P ,满足212PF F F =,且2F 到直线1PF 的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线与抛物线24y x =的准线围成三角形的面积为( )A .34 B .35 C .43D .53【答案】C 【解析】依题意|PF 2|=|F 1F 2|,可知三角形PF 2F 1是一个等腰三角形,F 2在直线PF 1的投影是其中点,由勾股定理可知|PF 1|=2244c a -=4b根据双曲定义可知4b ﹣2c =2a ,整理得c =2b ﹣a ,代入c 2=a 2+b 2整理得3b 2﹣4ab =0,求得43b a = ∴双曲线渐近线方程为y =±43x ,即4x ±3y =0, 渐近线与抛物线的准线1x =-的交点坐标为:41,3⎛⎫- ⎪⎝⎭,41,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭, 三角形 的面积为:1841233⨯⨯=. 故选:C .6.(2019·吉林高考模拟(理))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过2F 且斜率为247的直线与双曲线在第一象限的交点为A ,若()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r ,则此双曲线的标准方程可能为( ) A .22143x y -= B .22134x y -= C .221169x y -= D .221916x y -=【答案】D 【解析】由()21210F F F A F A +⋅=u u u u r u u u u r u u u r,可知1222F F F A c ==,又2AF 的斜率为247,所以易得217cos 25AF F ∠=-, 在12AF F ∆中,由余弦定理得1165AF c =,由双曲线的定义得16225c c a -=, 所以53c e a ==,则:3:4a b =, 所以此双曲线的标准方程可能为221916x y -=.故选D7.(2019·天津高考模拟(理))设1e ,2e 分别为具有公共焦点1F ,2F 的椭圆和双曲线的离心率,P 为两曲线的一个公共点,且满足120PF PF ⋅=u u u r u u u u r ,则221211e e +的值为( )A .12B .13C .2D .不确定【答案】C 【解析】设椭圆、双曲线的长轴长分别为122,2a a ,焦距为2c ,则:12112222PF PF a PF PF a ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,解得:112212PF a a PF a a ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩,由勾股定理可得:()222122PF PF c +=,即:()()22212124a a a a c ++-=,整理可得:222122212112,2a a c e e +=∴+=. 故选:C .8.(2017新课标全国卷Ⅲ文科)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为( )63C.23D.13【答案】A 【解析】以线段12A A 为直径的圆的圆心为坐标原点()0,0,半径为r a =,圆的方程为222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即22d a a b==+,整理可得223a b =,即()2223,a a c=-即2223ac =,从而22223c e a ==,则椭圆的离心率2633c e a ===, 故选A.9.(2019·天津高考模拟(理))己知点A 是抛物线212(0)=>︰y px p C 与双曲线222221(00)-=>>︰,x y a b C a b 的一条渐近线的交点,若点A 到抛物线1C 的准线的距离为p ,则双曲线的离心率为( ) A 2B 3C 5D .2【答案】C 【解析】设()00,A x y ,则02p x p += 00,222p px y p p ⇒==⋅=± 由双曲线方程可得渐近线方程为:by x a=±若A 为抛物线与b y x a =交点,则,2p A p ⎛⎫⎪⎝⎭,可得2b a = 即:224b a = 22225c a b a ∴=+=5ce a∴==由对称性可知,A 为抛物线与by x a=-交点时,结论一致 本题正确选项:C10.(2019·天津高考模拟(理))已知12,F F 分别双曲线22233(0)x y a a -=>的左右焦点,是P 抛物线28y ax =与双曲线的一个交点,若1212PF PF += ,则抛物线的准线方程为( )A.4x =-B.3x =-C.2x =-D.1x =-【答案】C由题得双曲线的方程为222213x y a a-=,所以222234,2c a a a c a =+=∴=.所以双曲线的右焦点和抛物线的焦点重合.由题得1221212,62PF PF PF a PF PF a⎧+=⎪∴=-⎨+=⎪⎩. 联立双曲线的方程和抛物线的方程得223830,(33ax ax a x x a --=∴=-=舍)或. 由抛物线的定义得6-a=3a-(-2a),所以a=1,所以抛物线的准线方程为x=-2,故选C.11.(2019·天津高考模拟(文))已知双曲线2222:1x y C a b-=(0,0)a b >>的右焦点为(c,0)F ,直线2a x c =与一条渐近线交于点P ,POF ∆的面积为2a (O 为原点),则抛物线22by x a=的准线方程为( ) A .12y =B .1x =C .1x =-D .2x =【答案】C 【解析】不妨取双曲线的渐近线方程为0bx ay -=,与直线2a x c =联立可得:2a x c aby c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即2,a ab P c c ⎛⎫⎪⎝⎭, 由题意可得2122POFab ab S c a c ⨯⨯==△,22,4b b a a∴>=, 抛物线方程为24y x =, 其准线方程为1x =-. 故选:C .12.(2018·全国卷II )已知1F ,2F 是椭圆22221(0)x y C a b a b+=>>:的左,右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 312PF F △为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,则C 的离心率为( ) A .23 B .12C .13D .14【解析】分析:先根据条件得PF 2=2c,再利用正弦定理得a,c 关系,即得离心率. 详解:因为12PF F △为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,所以PF 2=F 1F 2=2c,由AP 斜率为3得,222312tan ,sin cos 1313PAF PAF PAF ∠=∴∠=∠=,, 由正弦定理得2222sin sin PF PAF AF APF ∠=∠, 所以22211313==4,π5431211sin()3221313c a c e a c PAF =∴==+-∠⋅-⋅,故选D. 13.(2019·天津高考模拟(理))以双曲线上一点为圆心作圆,该圆与轴相切于的一个焦点,与轴交于两点,若,则双曲线的离心率是( ).A.B.C.D.【答案】B 【解析】不妨设点M 位于第一象限,由双曲线的性质可得, 由圆的弦长公式可得:,结合可得, 整理变形可得:,即,双曲线中,故.故选:B .14.(2019·广东佛山一中高二月考(文))在平面直角坐标系xoy 中,双曲线的右支与焦点为F 的抛物线22(0)x py p => 交于,A B 两点,若AF +BF =4OF ,则该双曲线的渐近线方程为【答案】22y x =± 【解析】||||=4222A B A B p p pAF BF y y y y p ++++=⨯⇒+= , 因为22222222221202x y a y pb y a b a bx py⎧-=⎪⇒-+=⇒⎨⎪=⎩,所以2222A B pb y y p a b a +==⇒=⇒渐近线方程为2y x =. 15.(2019·广东高考模拟(理))已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为,F O 为坐标原点,点,M N 为抛物线准线上相异的两点,且,M N 两点的纵坐标之积为-4,直线OM ,ON 分别交抛物线于A ,B 两点,若A ,B ,F 三点共线,则p =_______. 【答案】2 【解析】设m 2p M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,n 2p N ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 则直线OM 的方程为:x 2p y m =-,代入抛物线方程可得:222p y p y m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, 解得:2A p y m =-,故A 点坐标为:3222p p m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 同理可得:B 点坐标为:3222p p nn ⎛⎫- ⎪⎝⎭, 又02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,, ∴32222p p p FA m m ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭u u u r ,,32222p p p FB n n ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭u u u r , 又A ,B ,F 三点共线,∴3232222222p p p p p p mn n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=-- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ∴22221111p p n m m n ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由mn 4=- ∴221144p p m n n m -=---,即211104p m n ⎛⎫⎛⎫--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又110m n-≠ ∴2104p -=,0p >∴2p = 故答案为:216.(2018·北京高考真题(理))已知椭圆22221(0)x y M a b a b+=>>:,双曲线22221x y N m n -=:.若双曲线N 的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________;双曲线N 的离心率为__________. 31 2 【解析】分析:由正六边形性质得渐近线的倾斜角,解得双曲线中22,m n 关系,即得双曲线N 的离心率;由正六边形性质得椭圆上一点到两焦点距离之和为3c c ,再根据椭圆定义得32c c a +=,解得椭圆M 的离心率. 详解:由正六边形性质得椭圆上一点到两焦点距离之和为3c c ,再根据椭圆定义得32c c a +=,所以椭圆M 的离心率为3 1.13c a ==+ 双曲线N 的渐近线方程为n y x m =±,由题意得双曲线N 的一条渐近线的倾斜角为222ππtan 333n m ∴==,,222222234 2.m n m m e e m m,++∴===∴= 17.(2019·上海高考模拟)已知F 是抛物线2y x =的焦点,点A 、B 在抛物线上且位于x 轴的两侧,若2OA OB ⋅= (其中O 为坐标原点),则ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是______ 【答案】3 【解析】设直线AB 的方程为x ty m =+,点11(,)A x y ,22(,)B x y ,直线AB 与x 轴的交点为(0,)M m .联立2{x ty m y x=+=,可得20y ty m --=,根据韦达定理可得12y y m ⋅=-. ∵2OA OB ⋅=u u u v u u u v∴12122x x y y +=,即21212()20y y y y ⋅+⋅-=.∴2m =或1m =-(舍),即122y y ⋅=-. ∵点A ,B 位于x 轴的两侧∴不妨令点A 在x 轴的上方,则10y >. ∵1(,0)4F ∴121111119292()22322488ABO AFO S S y y y y y ∆∆+=⨯⨯-+⨯=+≥⨯=,当且仅当143y =时取等号.∴ABO ∆与AFO ∆面积之和的最小值是3. 故答案为3.18. (2017全国卷I )已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的右顶点为A ,以A 为圆心,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线于交M 、N 两点,若60MAN ∠=o ,则C 的离心率为__________. 【答案】23【解析】 如图所示,由题意可得|OA|=a ,|AN|=|AM|=b , ∵∠MAN=60°, ∴3, ∴22223||||4OA PA a b -=-设双曲线C 的一条渐近线y=bax 的倾斜角为θ,则tan θ=223||2||34b AP OP a b =-. 又tan θ=b a, 223234b a a b =-,解得a 2=3b 2, ∴221231133b a +=+=. 答案:33。