(江苏版)高考数学二轮复习 专题六 第2讲 圆锥曲线 理
江苏高考数学复习平面解析几何热点探究课6高考中的圆锥曲线问题教师用书
热点探究课(六) 高考中的圆锥曲线问题[命题解读] 圆锥曲线是平面解析几何的核心内容,每年高考必考一道解答题,常以求圆锥曲线的标准方程、位置关系、定点、定值、最值、范围、探索性问题为主.这些试题的命题有一个共同的特点,就是起点低,但在第(2)问中一般都伴有较为复杂的运算,对考生解决问题的能力要求较高.热点1 圆锥曲线的标准方程与性质圆锥曲线的标准方程在高考中占有十分重要的地位.一般地,求圆锥曲线的标准方程是作为解答题中考查“直线与圆锥曲线”的第一小题,最常用的方法是定义法与待定系数法.离心率是高考对圆锥曲线考查的另一重点,涉及a ,b ,c 三者之间的关系.另外抛物线的准线,双曲线的渐近线也是命题的热点.如图1,椭圆x 2a +y 2b=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.图1(1)若PF 1=2+2,PF 2=2-2,求椭圆的标准方程; (2)若PF 1=PQ ,求椭圆的离心率e . 【导学号:62172279】 [解] (1)由椭圆的定义,2a =PF 1+PF 2=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =F 1F 2=PF 21+PF 22 =+22+-22=2 3.3分即c =3,从而b =a 2-c 2=1, 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.5分(2)连结F 1Q ,如图,由椭圆的定义知PF 1+PF 2=2a ,QF 1+QF 2=2a ,又PF 1=PQ =PF 2+QF 2=(2a -PF 1)+(2a -QF 1), 可得QF 1=4a -2PF 1. ① 又因为PF 1⊥PQ 且PF 1=PQ , 所以QF 1=2PF 1. ②8分 由①②可得PF 1=(4-22)a , 从而PF 2=2a -PF 1=(22-2)a . 由PF 1⊥PF 2,知PF 21+PF 22=F 1F 22,即(4-22)2a 2+(22-2)2a 2=4c 2,12分可得(9-62)a 2=c 2,即c 2a2=9-62,因此e =ca=9-62=6- 3.14分[规律方法] 1.用定义法求圆锥曲线的标准方程是常用的方法,同时应注意数形结合思想的应用.2.圆锥曲线的离心率刻画曲线的扁平程度,只需明确a ,b ,c 中任意两量的关系都可求出离心率,但一定注意不同曲线离心率取值范围的限制.[对点训练1] 已知椭圆中心在坐标原点,焦点在x 轴上,离心率为22,它的一个顶点为抛物线x 2=4y 的焦点.(1)求椭圆的标准方程;(2)若直线y =x -1与抛物线相切于点A ,求以A 为圆心且与抛物线的准线相切的圆的方程.[解] (1)椭圆中心在原点,焦点在x 轴上.设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),因为抛物线x 2=4y 的焦点为(0,1), 所以b =1.2分 由离心率e =c a =22,a 2=b 2+c 2=1+c 2, 从而得a =2,所以椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.6分(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =x -1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =1,所以点A (2,1).8分因为抛物线的准线方程为y =-1,所以圆的半径r =1-(-1)=2,所以圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=4.14分热点2 圆锥曲线中的定点、定值问题定点、定值问题一般涉及曲线过定点、与曲线上的动点有关的定值问题以及与圆锥曲线有关的弦长、面积、横(纵)坐标等的定值问题. ☞角度1 圆锥曲线的定值问题(2016·北京高考)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1过A (2,0),B (0,1)两点.(1)求椭圆C 的方程及离心率;(2)设P 为第三象限内一点且在椭圆C 上,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:四边形ABNM 的面积为定值.[解] (1)由题意得a =2,b =1, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.3分又c =a 2-b 2=3,所以离心率e =c a =32.5分 (2)证明:设P (x 0,y 0)(x 0<0,y 0<0),则x 20+4y 20=4. 又A (2,0),B (0,1), 所以直线PA 的方程为y =y 0x 0-2(x -2).7分令x =0,得y M =-2y 0x 0-2,从而BM =1-y M =1+2y 0x 0-2. 直线PB 的方程为y =y 0-1x 0x +1.9分 令y =0,得x N =-x 0y 0-1,从而AN =2-x N =2+x 0y 0-1. 所以四边形ABNM 的面积S =12AN ·BM=12⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 0y 0-1⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2y 0x 0-2 =x 20+4y 20+4x 0y 0-4x 0-8y 0+4x 0y 0-x 0-2y 0+=2x 0y 0-2x 0-4y 0+4x 0y 0-x 0-2y 0+2=2.从而四边形ABNM 的面积为定值.14分 [规律方法] 1.求定值问题的常用方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.2.定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思路是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关.在这类问题中选择消元的方法是非常关键的. ☞角度2 圆锥曲线中的定点问题设椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e =22,且过点⎝⎛⎭⎪⎫-1,-62.(1)求椭圆E 的方程;(2)设椭圆E 的左顶点是A ,若直线l :x -my -t =0与椭圆E 相交于不同的两点M ,N (M ,N 与A 均不重合),若以MN 为直径的圆过点A ,试判定直线l 是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标. 【导学号:62172280】[解] (1)由e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=12,可得a 2=2b 2,2分椭圆方程为x 22b 2+y 2b2=1,代入点⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-62可得b 2=2,a 2=4, 故椭圆E 的方程为x 24+y 22=1.5分(2)由x -my -t =0得x =my +t ,把它代入E 的方程得(m 2+2)y 2+2mty +t 2-4=0, 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则 y 1+y 2=-2mt m 2+2,y 1y 2=t 2-4m 2+2,x 1+x 2=m (y 1+y 2)+2t =4tm 2+2, x 1x 2=(my 1+t )(my 2+t )=m 2y 1y 2+tm (y 1+y 2)+t 2=2t 2-4m2m 2+2.8分因为以MN 为直径的圆过点A , 所以AM ⊥AN ,所以AM →·AN →=(x 1+2,y 1)·(x 2+2,y 2) =x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+y 1y 2 =2t 2-4m 2m 2+2+2×4t m 2+2+4+t 2-4m 2+2=3t 2+8t +4m 2+2=t +t +m 2+2=0.10分因为M ,N 与A 均不重合,所以t ≠-2,所以t =-23,直线l 的方程是x =my -23,直线l 过定点T ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0, 由于点T 在椭圆内部,故满足判别式大于0,所以直线l 过定点T ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0.14分[规律方法] 1.假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点.2.从特殊位置入手,找出定点,再证明该点适合题意.[对点训练2] 已知椭圆E :x 28+y 24=1,A ,B 分别是椭圆E 的左、右顶点,动点M 在射线l :x =42(y >0)上运动,MA 交椭圆E 于点P ,MB 交椭圆E 于点Q .(1)若△MAB 垂心的纵坐标为-47,求点P 的坐标;(2)试问:直线PQ 是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由. [解] (1)由题意知A (-22,0),B (22,0).设△MAB 的垂心为H ,因为AB 边上的高所在的直线方程为l :x =42,且△MAB 垂心的纵坐标为-47,所以H (42,-47).所以直线BH 的斜率为k BH =4722-42=-14,所以直线AM 的方程为y =(114)(x +22). 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =114x +22,x 28+y 24=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =322,y =72或⎩⎨⎧x =-22,y =0,4分所以P 点的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫322,72.6分 (2)设P 点的坐标为(x 1,y 1),Q 点的坐标为(x 2,y 2),则y 21=12(8-x 21),y 22=12(8-x 22),直线AP 的方程为y =y 1x 1+22(x +22).由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 1x 1+22x +22,x =42⇒M ⎝ ⎛⎭⎪⎫42,62y 1x 1+22.8分由于M ,B ,Q 三点共线,所以k BM =k BQ ,从而62y 1x 1+22-042-22=y 2-0x 2-22,即3y 1x 1+22=y 2x 2-22,两边平方得9y21x 1+222=y 22x 2-222⇒92-x 21x 1+222=12-x 22x 2-222⇒x 1-22x 1+22=x 2+22x 2-22,整理得2x 1x 2-52(x 1+x 2)+16=0.(*) 设直线PQ 的方程为y =kx +m .由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 28+y24=1⇒(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-8=0,所以x 1+x 2=-4km 1+2k 2,x 1x 2=2m 2-81+2k 2,代入(*)得m 2+52km +8k 2=0,解得m =-2k ,或m =-42k .当m =-2k 时,直线PQ 的方程为y =kx -2k ,即y =k (x -2),恒过点(2,0); 当m =-42k ,直线PQ 的方程为y =kx -42k ,即y =k (x -42),恒过点(42,0),此种情况不合题意.综上可知,直线PQ 恒过点(2,0).16分热点3 圆锥曲线中的最值、范围问题圆锥曲线中的最值问题大致可分为两类:一是涉及距离、面积的最值以及与之相关的一些问题;二是求直线或圆锥曲线中几何元素的最值以及这些元素存在最值时求解与之有关的一些问题.平面直角坐标系xOy 中,过椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)右焦点的直线x +y -3=0交M 于A ,B 两点,P 为AB 的中点,且OP 的斜率为12.(1)求M 的方程;(2)C ,D 为M 上的两点,若四边形ACBD 的对角线CD ⊥AB ,求四边形ACBD 面积的最大值. [解] (1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),P (x 0,y 0),则x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y 22b 2=1,y 2-y 1x 2-x 1=-1,由此可得b 2x 2+x 1a 2y 2+y 1=-y 2-y 1x 2-x 1=1.因为x 1+x 2=2x 0,y 1+y 2=2y 0,y 0x 0=12,所以a 2=2b 2.又由题意知,M 的右焦点为(3,0),故a 2-b 2=3. 因此a 2=6,b 2=3.所以M 的方程为x 26+y 23=1.8分(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,x 26+y 23=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =433,y =-33,或⎩⎨⎧x =0,y = 3.因此AB =463.由题意可设直线CD 的方程为y =x +n ⎝ ⎛⎭⎪⎫-533<n <3,设C (x 3,y 3),D (x 4,y 4).由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +n ,x 26+y23=1,得3x 2+4nx +2n 2-6=0.于是x 3,4=-2n ±-n 23.因为直线CD 的斜率为1, 所以CD =2|x 4-x 3|=439-n 2.由已知,四边形ACBD 的面积S =12CD ·AB =8699-n 2, 当n =0时,S 取得最大值,最大值为863,所以四边形ACBD 面积的最大值为863.16分[规律方法] 范围(最值)问题的主要求解方法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决.(2)代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立起目标函数或等量关系,利用判别式、基本不等式、函数的性质、导数法进行求解.[对点训练3] 已知椭圆C :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距为4,且过点(2,-2).(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆焦点的直线l 与椭圆C 分别交于点E ,F ,求OE →·OF →的取值范围.[解] 由椭圆C :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距为4.得曲线C 的焦点F 1(0,-2),F 2(0,2).2分 又点(2,-2)在椭圆C 上, 2a =2+0+2++2=42,所以a =22,b =2,即椭圆C 的方程是y 28+x 24=1.5分(2)若直线l 垂直于x 轴,①则点E (0,22),F (0,-22),OE →·OF →=-8. ②若直线l 不垂直于x 轴,设l 的方程为y =kx +2,点E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),将直线l 的方程代入椭圆C 的方程得到:(2+k 2)x 2+4kx -4=0,则x 1+x 2=-4k 2+k 2,x 1x 2=-42+k 2,8分所以OE →·OF →=x 1x 2+y 1y 2 =(1+k 2)x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4=-4-4k 22+k 2+-8k 22+k 2+4=202+k 2-8.10分因为0<202+k 2≤10,所以-8<OE →·OF →≤2.综上可知,OE →·OF →的取值范围是[-8,2].14分热点4 圆锥曲线中的探索性问题(答题模板)圆锥曲线的探索性问题主要体现在以下几个方面:(1)探索点是否存在;(2)探索曲线是否存在;(3)探索命题是否成立.涉及这类命题的求解主要是研究直线与圆锥曲线的位置关系问题.(本小题满分16分)在直角坐标系xOy 中,曲线C :y =x 24与直线l :y =kx +a (a>0)交于M ,N 两点.(1)当k =0时,分别求C 在点M 和N 处的切线方程;(2)y 轴上是否存在点P ,使得当k 变动时,总有∠OPM =∠OPN ?说明理由.[解] (1)由题设可得M (2a ,a ),N (-2a ,a ),或M (-2a ,a ),N (2a ,a ).2分 又y ′=x 2,故y =x 24在x =2a 处的导数值为a ,C 在点(2a ,a )处的切线方程为y -a=a (x -2a ),即ax -y -a =0.4分y =x 24在x =-2a 处的导数值为-a ,C 在点(-2a ,a )处的切线方程为y -a =-a(x +2a ),即ax +y +a =0.6分故所求切线方程为ax -y -a =0或ax +y +a =0.7分 (2)存在符合题意的点.证明如下:设P (0,b )为符合题意的点,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线PM ,PN 的斜率分别为k 1,k 2.8分将y =kx +a 代入C 的方程,得x 2-4kx -4a =0. 故x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4a .10分 从而k 1+k 2=y 1-b x 1+y 2-bx 2=2kx 1x 2+a -b x 1+x 2x 1x 2=k a +ba.13分 当b =-a 时,有k 1+k 2=0,则直线PM 的倾斜角与直线PN 的倾斜角互补, 故∠OPM =∠OPN ,所以点P (0,-a )符合题意.16分[答题模板] 第一步:分别求出曲线y =x 24在M 点,N 点处的导数.第二步:利用点斜式分别写出在M 点、N 点的切线方程.第三步:联立直线y =kx +a 与抛物线y =x 24,并写出根与系数的关系式.第四步:由k PM +k PN =0,结合根与系数的关系式,探索点P 的坐标. 第五步:检验反思,查关键点,规范步骤.[温馨提示] 1.(1)在第(2)问中,不能把条件∠OPM =∠OPN 适当转化为k 1+k 2=0,找不到解题的思路和方法,而不能得分.(2)运算能力差或运算不细心,导致运算结果错误而扣分或者不得分.2.数学阅卷时,主要看关键步骤、关键点,有则得分,无则扣分,所以解题时要写全关键步骤.(1)本题的关键点一是利用导数的几何意义求切线方程,二是把条件中转化为只需直线PM ,PN 的斜率之和为0.(2)解析几何对运算能力要求较高,解题时一定要细心准确,否则可能是思路正确,但是运算结果错误,而不得分.[对点训练4] 如图2,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是22,点P (0,1)在短轴CD上,且PC →·PD →=-1.(1)求椭圆E 的方程;(2)设O 为坐标原点,过点P 的动直线与椭圆交于A ,B 两点.是否存在常数λ,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.图2[解] (1)由已知,点C ,D 的坐标分别为(0,-b ),(0,b ). 又点P 的坐标为(0,1),且PC →·PD →=-1,于是⎩⎪⎨⎪⎧1-b 2=-1,c a =22,a 2-b 2=c 2,解得a =2,b = 2.4分所以椭圆E 的方程为x 24+y 22=1.5分(2)当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =kx +1,A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 22=1,y =kx +1,得(2k 2+1)x 2+4kx -2=0.8分其判别式Δ=(4k )2+8(2k 2+1)>0,所以x 1+x 2=-4k 2k 2+1,x 1x 2=-22k 2+1. 从而,OA →·OB →+λPA →·PB →=x 1x 2+y 1y 2+λ[x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)] =(1+λ)(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1 =-2λ-k 2+-2λ-2k 2+1=-λ-12k 2+1-λ-2. 所以,当λ=1时,-λ-12k 2+1-λ-2=-3.10分此时,OA →·OB →+λPA →·PB →=-3为定值. 当直线AB 斜率不存在时,直线AB 即为直线CD .此时,OA →·OB →+λPA →·PB →=OC →·OD →+PC →·PD →=-2-1=-3. 故存在常数λ=1,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值-3.14分热点探究训练(六) A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)1.(2017·扬州模拟)如图3,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1,F 2,P 是椭圆上一点,O 为坐标原点,M 在PF 1上,F 1M →=λMP →(λ∈R ),PO ⊥F 2M .图3(1)若椭圆方程为x 28+y 24=1,P (2,2),求点M 的横坐标;(2)若λ=2,求椭圆离心率e 的取值范围. 【导学号:62172281】 [解] (1)∵x 28+y 24=1,∴F 1(-2,0),F 2(2,0),∴k OP =22,kF 2M =-2,kF 1M =24. ∴直线F 2M 的方程为y =-2(x -2),直线F 1M 的方程为:y =24(x +2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x -y =24x +解得x =65,∴点M 的横坐标为65.6分(2)设P (x 0,y 0),M (x M ,y M ),∵F 1M →=2MP →,∴F 1M →=23(x 0+c ,y 0)=(x M +c ,y M ),∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 0-13c ,23y 0,F 2M →=⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 0-43c ,23y 0.∵PO ⊥F 2M ,OP →=(x 0,y 0),∴⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 0-43c x 0+23y 20=0,即x 20+y 20=2cx 0.联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧x 20+y 20=2cx 0x 20a 2+y 2b2=1,消去y 0得:c 2x 20-2a 2cx 0+a 2(a 2-c 2)=0.解得x 0=a a +c c 或x 0=a a -cc. ∵-a <x 0<a ,∴x 0=a a -c c∈(0,a ),∴0<a 2-ac <ac, 解得e >12.综上,椭圆离心率e 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1.14分 2.(2017·无锡期末)已知椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,一个焦点到相应的准线的距离为3,圆N 的方程为(x -c )2+y 2=a 2+c 2(c 为半焦距),直线l :y =kx +m (k >0)与椭圆M 和圆N 均只有一个公共点,分别设为A ,B .(1)求椭圆方程和直线方程; (2)试在圆N 上求一点P ,使PBPA=2 2. [解] (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧c a =12,a2c -c =3,解得a =2,c =1,所以b =3,所以椭圆M 的方程为:x 24+y 23=1.圆N 的方程为(x -1)2+y 2=5.由直线l :y =kx +m 与椭圆M 只有一个公共点,所以由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =kx +m ,得(3+4k 2)x2+8kmx +4m 2-12=0,①所以Δ=64k 2m 2-4(3+4k 2)(4m 2-12)=0得m 2=3+4k 2.② 由直线l :y =kx +m 与N 只有一个公共点,得|k +m |1+k2=5,即k 2+2km +m 2=5+5k 2,③ 将②代入③得km =1,④由②,④且k >0,得:k =12,m =2.所以直线方程为:y =12x +2.6分(2)将k =12,m =2代入①可得A ⎝⎛⎭⎪⎫-1,32, 又过切点B 的半径所在的直线l ′为:y =-2x +2,所以得交点B (0,2),设P (x ,y ),因为PBPA=22,则x 20+y 0-2x +2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322=8,化简得:7x 20+7y 20+16x 0-20y 0+22=0,⑤又P (x ,y )满足x 20+y 20-2x 0=4,⑥将⑤-7×⑥得:3x 0-2y 0+5=0,即y 0=3x 0+52.⑦将⑦代入⑥得:13x 20+22x 0+9=0,解得x 0=-1或x 0=-913,所以P (-1,1)或P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-913,1913.14分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·泰州中学高三摸底考试)已知椭圆Γ:x 24+y 2=1.(1)椭圆Γ的短轴端点分别为A ,B (如图4),直线AM ,BM 分别与椭圆Γ交于E ,F 两点,其中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫m ,12满足m ≠0,且m ≠± 3. ①证明直线EF 与y 轴交点的位置与m 无关;②若△BME 面积是△AMF 面积的5倍,求m 的值.(2)若圆O :x 2+y 2=4.l 1,l 2是过点P (0,-1)的两条互相垂直的直线,其中l 1交圆O 于T ,R 两点,l 2交椭圆Γ于另一点Q .求△TRQ 面积取最大值时直线l 1的方程. 【导学号:62172282】图4[解] (1)①因为A (0,1),B (0,-1),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫m ,12,且m ≠0,∴直线AM 的斜率为k 1=-12m ,直线BM 的斜率为k 2=32m,∴直线AM 的方程为y =-12m x +1,直线BM 的方程为y =32mx -1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =-12m x +1,得(m 2+1)x 2-4mx =0,∴x =0,x =4m m 2+1,∴E ⎝ ⎛⎭⎪⎫4m m 2+1,m 2-1m 2+1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =32m x -1,得(m 2+9)x 2-12mx =0,∴x =0或x =12m m 2+9,∴F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12m m 2+9,9-m 2m 2+9;据已知m ≠0,m 2≠3, ∴直线EF 的斜率k =m 2-11+m 2-9-m 29+m 24m 1+m 2-12m 9+m2=m 2+m 2--4m m 2-=-m 2+34m,∴直线EF 的方程为y -m 2-1m 2+1=-m 2+34m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -4m m 2+1, 令x =0,得y =2,∴EF 与y 轴交点的位置与m 无关.②S △AMF =12MA ·MF sin ∠AMF ,S △BME =12MB ·ME sin ∠BME ,∠AMF =∠BME ,5S △AMF =S △BME ,∴5MA ·MF =MB ·ME , ∴5MA ME =MB MF,∴5m4m m 2+1-m =m12m9+m2-m .∵m ≠0, ∴整理方程得1m 2+1=15m 2+9-1,即(m 2-3)(m 2-1)=0, 又有m ≠±3,∴m 2-3≠0,∴m 2=1,∴m =±1为所求.8分(2)因为直线l 1⊥l 2,且都过点P (0,-1),所以设直线l 1:y =kx -1,即kx -y -1=0, 直线l 2:y =-1kx -1,即x +ky +k =0,所以圆心(0,0)到直线l 1:y =kx -1,即kx -y -1=0的距离d =11+k2,所以直线l 1被圆x 2+y 2=4所截的弦 TR =24-d 2=23+4k21+k2; 由⎩⎪⎨⎪⎧x +ky +k =0,x 24+y 2=1,得k 2x 2+4x 2+8kx =0,所以x Q +x p =-8kk 2+4,所以QP =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 264k2k 2+2=8k 2+1k 2+4, 所以S △TRQ =12QP ·TR =84k 2+3k 2+4=324k 2+3+134k 2+3≤32213=161313, 当4k 2+3=134k 2+3,即k 2=52,解得k =±102时等号成立, 此时直线l 1:y =±102x -1.16分 2.(2017·苏北四市期末)如图5,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率e =12,左顶点为A (-4,0),过点A 作斜率为k (k ≠0)的直线l 交椭圆C 于点D ,交y 轴于点E .图5(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点P 为AD 的中点,是否存在定点Q ,对于任意的k (k ≠0)都有OP ⊥EQ ?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由;(3)若过点O 作直线l 的平行线交椭圆C 于点M ,求AD +AEOM的最小值. [解] (1)因为左顶点为A (-4,0),所以a =4, 又e =12,所以c =2,b 2=a 2-c 2=12,所以椭圆C 的标准方程为x 216+y 212=1.(2)直线l 的方程为y =k (x +4),由⎩⎪⎨⎪⎧x 216+y 212=1,y =k x +,消元得,x 216+[kx +212=1.化简得(x +4)[(4k 2+3)x +16k 2-12]=0,所以x 1=-4,x 2=-16k 2+124k +3.8分 当x =-16k 2+124k 2+3时,y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫-16k 2+124k 2+3+4=24k 4k 2+3,所以D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-16k 2+124k 2+3,24k 4k 2+3. 因为P 为AD 的中点,所以P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-16k24k 2+3,12k 4k 2+3,k OP =-34k (k ≠0),直线l 的方程为y =k (x +4),令x =0得E 点坐标为(0,4k ),假设存在定点Q (m ,n )(m ≠0),使得OP ⊥EQ ,则k OP ·k EQ =-1,即-34k ·n -4km =-1恒成立,所以(4m +12)k -3n =0恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧4m +12=0,-3n =0,即⎩⎪⎨⎪⎧m =-3,n =0,所以存在定点Q ,对于任意的k (k ≠0)都有OP ⊥EQ ,且定点Q 的坐标为(-3,0).12分 (3)因为OM ∥l ,所以OM 的方程可设为y =kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 216+y 212=1,y =kx ,得M 点的横坐标为x =±434k 2+3,由OM ∥l ,得AD +AE OM =|x D -x A |+|x E -x A ||x M |=x D -2x A|x M |=-16k 2+124k 2+3+8434k 2+3=13·4k 2+94k 2+3=13⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2+3+64k 2+3≥22, 当且仅当4k 2+3=64k 2+3即k =±32时取等号, 所以当k =±32时,AD +AE OM的最小值为2 2.16分。
2022江苏高考数学二轮复习教学案(祥解)--圆锥曲线(含轨迹问题)
2022江苏高考数学二轮复习教学案(祥解)--圆锥曲线(含轨迹问题)本节知识在江苏高考试题中要求比较低,椭圆的标准方程和几何性质是B 级考点,其余差不多上A 级考点,但高考必考.在明白得定义的基础上,只需对标准方程及其性质熟悉,专门是圆锥曲线中的离心率运算(含范畴).要能准确建模(方程或不等式).1. 把握椭圆的标准方程,会求椭圆的标准方程;把握椭圆的简单几何性质,能运用椭圆的标准方程和几何性质处理一些简单的实际问题;了解运用曲线的方程研究曲线的几何性质的思想方法.2. 了解双曲线的标准方程,会求双曲线的标准方程;了解双曲线的简单几何性质.3. 了解抛物线的标准方程,会求抛物线的标准方程;了解抛物线的简单几何性质.1. 若椭圆x 25+y 2m =1的离心率e =105,则m 的值是________.2.若抛物线y 2=2x 上的一点M 到坐标原点O 的距离为3,则M 到该抛物线焦点的距离为________.3.双曲线2x 2-y 2+6=0上一个点P 到一个焦点的距离为4,则它到另一个焦点的距离为________.4.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,离心率为e ,若椭圆上存在点P ,使得PF 1PF 2=e ,则该椭圆离心率e 的取值范畴是________.【例1】 已知椭圆G :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为63,右焦点为(22,0),斜率为1的直线l 与椭圆G 交于A 、B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2).(1) 求椭圆G 的方程; (2) 求△PAB 的面积. 【例2】 直角坐标系xOy 中,中心在原点O ,焦点在x 轴上的椭圆C 上的点(22,1)到两焦点的距离之和为4 3.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 过椭圆C 的右焦点F 作直线l 与椭圆C 分别交于A 、B 两点,其中点A 在x 轴下方,且AF →=3FB →.求过O 、A 、B 三点的圆的方程.【例3】 已知椭圆x 24+y 2=1的左顶点为A ,过A 作两条互相垂直的弦AM 、AN 交椭圆于M 、N 两点.(1) 当直线AM 的斜率为1时,求点M 的坐标;(2) 当直线AM 的斜率变化时,直线MN 是否过x 轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若只是定点,请说明理由.【例4】 (2011·徐州模拟)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知圆B :(x -1)2+y 2=16与点A(-1,0),P 为圆B 上的动点,线段PA 的垂直平分线交直线PB 于点R ,点R 的轨迹记为曲线C.(1) 求曲线C 的方程;(2) 曲线C 与x 轴正半轴交点记为Q ,过原点O 且不与x 轴重合的直线与曲线C 的交点记为M 、N ,连结QM 、QN ,分别交直线x =t(t 为常数,且t ≠2)于点E 、F ,设E 、F 的纵坐标分别为y 1、y 2,求y 1·y 2的值(用t 表示).1. (2011·天津)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y =3x ,它的一个焦点在抛物线y 2=24x 的准线上,则双曲线的方程为__________.2.(2010·全国)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 点,且BF →=2FD →,则C 的离心率为________.3.(2011·江西)若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的焦点在x 轴上,过点⎝⎛⎭⎫1,12作圆x 2+y 2=1的切线,切点分别为A ,B ,直线AB 恰好通过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是__________.4.(2011·重庆)设双曲线的左准线与两条渐近线交于A ,B 两点,左焦点在以AB 为直径的圆内,则该双曲线的离心率的取值范畴为________.5.(2011·江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,M 、N 分别是椭圆x 24+y 22=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P 、A 两点,其中P 在第一象限,过P 作x 轴的垂线,垂足为C ,连结AC ,并延长交椭圆于点B ,设直线PA 的斜率为k.(1) 当直线PA 平分线段MN 时,求k 的值; (2) 当k =2时,求点P 到直线AB 的距离d ; (3) 对任意k>0,求证:PA ⊥PB.6.(2011·重庆)如图,椭圆的中心为原点O ,离心率e =22,一条准线的方程为x =2 2. (1) 求该椭圆的标准方程;(2) 设动点P 满足:OP →=OM →+2ON →,其中M ,N 是椭圆上的点,直线OM 与ON 的斜率之积为-12,问:是否存在两个定点F 1,F 2,使得|PF 1|+|PF 2|为定值?若存在,求出F 1,F 2的坐标;若不存在,说明理由.(2011·苏锡常镇二模)(本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆的中心在原点O ,右焦点F 在x 轴上,椭圆与y 轴交于A 、B 两点,其右准线l 与x 轴交于T 点,直线BF 交椭圆于C 点,P 为椭圆上弧AC 上的一点.(1) 求证:A 、C 、T 三点共线;(2) 假如BF →=3FC →,四边形APCB 的面积最大值为6+23,求现在椭圆的方程和P 点坐标.(1) 证明:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)①,则A(0,b),B(0,-b),T ⎝⎛⎭⎫a 2c ,0.(1分)AT :x a 2c+y b =1 ②,BF :x c +y -b =1 ③,(3分) 联立①②③解得:交点C ⎝⎛⎭⎫2a 2ca 2+c 2,b 3a 2+c 2,代入①得(4分)⎝⎛⎭⎫2a 2c a 2+c 22a 2+⎝⎛⎭⎫b 3a 2+c 22b 2=4a 2c 2+(a 2-c 2)2(a 2+c 2)2=1,(5分)满足①式,则C 点在椭圆上,A 、C 、T 三点共线.(6分) (2) 解:过C 作CE ⊥x 轴,垂足为E ,△OBF ∽△ECF.∵BF →=3FC →,CE =13b ,EF =13c ,则C ⎝⎛⎭⎫4c 3,b 3,代入①得⎝⎛⎭⎫43c 2a 2+⎝⎛⎭⎫b 32b 2=1,∴ a 2=2c 2,b 2=c 2.(7分)设P(x 0,y 0),则x 0+2y 20=2c 2.(8分)现在C ⎝⎛⎭⎫4c 3,c 3,AC =235c ,S △ABC =12·2c·4c 3=43c 2,(9分) 直线AC 的方程为x +2y -2c =0,P 到直线AC 的距离为d =|x 0+2y 0-2c|5=x 0+2y 0-2c5, S △APC =12d·AC =12·x 0+2y 0-2c 5·235c =x 0+2y 0-2c 3·c.(10分) 只需求x 0+2y 0的最大值.(解法1)∵ (x 0+2y 0)2=x 20+4y 20+2·2x 0y 0≤x 20+4y 20+2(x 20+y 20)(11分)=3(x 20+2y 20)=6c 2,∴ x 0+2y 0≤6c.(12分)当且仅当x 0=y 0=63c 时,(x 0+2y 0)max =6c.(13分)(解法2)令x 0+2y 0=t ,代入x 2+2y 20=2c 2得(t -2y 0)2+2y 20-2c 2=0,即6y 20-4ty 0+t 2-2c 2=0.(11分)Δ=(-4t)2-24(t 2-2c 2)≥0,得t ≤6c.(12分) 当t =6c ,代入原方程解得:x 0=y 0=63c.(13分)∴ 四边形的面积最大值为6-23c 2+43c 2=6+23c 2=6+23,(14分) ∴ c 2=1,a 2=2,b 2=1,(15分)现在椭圆方程为x 22+y 2=1,P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫63,63.(16分)第13讲 圆锥曲线(含轨迹问题)1. 已知方程x 2m -1+y 22-m =1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范畴是________,若该方程表示双曲线,则m 的取值范畴是________.【答案】 ⎝⎛⎭⎫1,32 (-∞,1)∪(2,+∞)2. 点P 为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)上一点,F 1 ,F 2为椭圆的焦点,假如∠PF 1F 2=75°,∠PF 2F 1=15°,则椭圆的离心率为________.【答案】 633. 已知抛物线y 2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为________.【答案】 x =-14. 设P 点在圆x 2+(y -2)2=1上移动,点Q 在椭圆x 29+y 2=1上移动,则|PQ|的最大值是________.【答案】 1+362 解析:圆心C(0,2),|PQ|≤|PC|+|CQ|=1+|CQ|,因此只要求|CQ|的最大值.设Q(x ,y),∴ |CQ|=x 2+(y -2)2=9(1-y 2)+(y -2)2=-8y 2-4y +13, ∵ -1≤y ≤1,∴ 当y =-14时,|CQ|max =272=362,∴ |PQ|max =1+362.5. (2011·南京二模)如图,椭圆C :x 216+y 24=1的右顶点是A ,上、下两个顶点分别为B 、D ,四边形OAMB 是矩形(O 为坐标原点),点E 、P 分别是线段OA 、AM 的中点. (1) 求证:直线DE 与直线BP 的交点在椭圆C 上;(2) 过点B 的直线l 1、l 2与椭圆C 分别交于点R 、S(不同于B),且它们的斜率k 1、k 2满足k 1k 2=-14,求证:直线RS 过定点,并求出此定点的坐标.(1) 证明:由题意得A(4,0),B(0,2),D(0,-2),E(2,0),P(4,1). 因此直线DE 的方程为y =x -2, 直线BP 的方程为y =-14x +2. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x -2,y =-14x +2,得⎩⎨⎧x =165,y =65,因此直线DE 与直线BP 的交点坐标为⎝⎛⎭⎫165,65.因为⎝⎛⎭⎫165216+⎝⎛⎭⎫6524=1,因此点⎝⎛⎭⎫165,65在椭圆x 216+y 24=1上. 即直线DE 与直线BP 的交点在椭圆C 上. (2) 解:直线BR 的方程为y =k 1x +2.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1x +2,x 216+y 24=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =-16k 11+4k 21,y =2-8k 211+4k 21,因此点R 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-16k 11+4k 21,2-8k 211+4k 21. 因为k 1k 2=-14,因此直线BS 的斜率k 2=-14k 1, 直线BS 的方程为y =-14k 1x +2.解方程组⎩⎨⎧y =-14k 1x +2,x 216+y24=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =16k 11+4k 21,y =8k 21-21+4k 21.因此点S 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫16k 11+4k 21,8k 21-21+4k 21. (若写成“同理可得点S 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫16k 11+4k 21,8k 21-21+4k 21”也能够) 因此R 、S 关于坐标原点O 对称,故R 、O 、S 三点共线,即直线RS 过定点O.6. (2011·扬州三模)如图,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0),点A 、B 分别是椭圆C 的左顶点和上顶点,直线AB 与圆G :x 2+y 2=c 24 (c 是椭圆的半焦距)相离,P 是直线AB 上一动点,过点P 作圆G 的两切线,切点分别为M 、N.(1) 若椭圆C 通过两点⎝⎛⎭⎫1,423、⎝⎛⎭⎫332,1,求椭圆C 的方程;(2) 当c 为定值时,求证:直线MN 通过一定点E ,并求OP →·OE →的值(O 是坐标原点); (3) 若存在点P 使得△PMN 为正三角形,试求椭圆离心率的取值范畴. 解:(1) 令椭圆mx 2+ny 2=1,其中m =1a 2,n =1b 2,得⎩⎨⎧m +329n =1,274m +n =1,因此m =19,n =14, 即椭圆为x 29+y 24=1. (2) 直线AB :x -a +yb =1,设点P(x 0,y 0),则OP 的中点为⎝⎛⎭⎫x 02,y 02,因此点O 、M 、P 、N 所在的圆的方程为⎝⎛⎭⎫x -x 022+⎝⎛⎭⎫y -y 022=x 20+y 24,化简为x 2-x 0x +y 2-y 0y =0,与圆x 2+y 2=c 24作差,即有直线MN :x 0x +y 0y =c 24. 因为点P(x 0,y 0)在直线AB 上,因此x 0-a +y 0b =1,因此x 0⎝⎛⎭⎫x +b a y +⎝⎛⎭⎫by -c 24=0,因此⎩⎨⎧x +ba y =0,by -c24=0,得x =-c 24a ,y =c 24b ,故定点E ⎝⎛⎭⎫-c 24a ,c 24b ,OP →·OE →=⎝⎛⎭⎫x0,b a x 0+b ·⎝⎛⎭⎫-c 24a ,c 24b =c 24.(3) 直线AB 与圆G :x 2+y 2=c 24(c 是椭圆的半焦距)相离, 则ab a 2+b 2>c2,即4a 2b 2>c 2(a 2+b 2),4a 2(a 2-c 2)>c 2(2a 2-c 2),得e 4-6e 2+4>0.因为0<e <1,因此0<e 2<3- 5.①连结ON 、OM 、OP ,若存在点P 使△PMN 为正三角形,则在Rt △OPN 中,OP =2ON=2r =c ,因此aba 2+b 2≤c ,a 2b 2≤c 2(a 2+b 2),a 2(a 2-c 2)≤c 2(2a 2-c 2),得e 4-3e 2+1≤0. 因为0<e <1,因此3-52≤e 2<1.②由①②,得3-52≤e 2<3-5,因此5-12≤e <10-22. 基础训练1. 3或2532. 32 3. 26+44. [2-1,1) 解析:∵ PF 1PF 2=e, ∴ PF 1=ePF 2=e(2a -PF 1),PF 1=2ae1+e ,又a -c ≤PF 1≤a +c ,∴ a -c ≤2ae 1+e ≤a +c ,a(1-e)≤2ae 1+e ≤a(1+e),1-e ≤2e1+e ≤1+e ,解得e ≥2-1.又0<e <1, ∴ 2-1≤e <1.例题选讲例1 解:(1) 由已知得c =22,c a =63.解得a =23,又b 2=a 2-c 2=4. 因此椭圆G 的方程为x 212+y 24=1. (2) 设直线l 的方程为y =x +m.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,x 212+y 24=1,得4x 2+6mx +3m 2-12=0.① 设A 、B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2)(x 1<x 2),AB 中点为E(x 0,y 0), 则x 0=x 1+x 22=-3m 4,y 0=x 0+m =m4;因为AB 是等腰△PAB 的底边,因此PE ⊥AB.因此PE 的斜率k =2-m 4-3+3m 4=-1.解得m =2.现在方程①为4x 2+12x =0.解得x 1=-3,x 2=0.因此y 1=-1,y 2=2. 因此|AB|=3 2.现在,点P(-3,2)到直线AB :x -y +2=0的距离 d =|-3-2+2|2=322,因此△PAB 的面积S =12|AB|·d =92. 例2 解:(1) 由题意,设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则2a =43,a =2 3. 因为点(22,1)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上,因此812+1b 2=1,解得b =3, 故所求椭圆方程为x 212+y 23=1.(2) 如图设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)(y 1<0,y 2>0).点F 的坐标为F(3,0).由AF →=3FB →,得⎩⎪⎨⎪⎧3-x 1=3(x 2-3),-y 1=3y 2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-3x 2+12,y 1=-3y 2,① 又A 、B 在椭圆C 上,因此⎩⎨⎧(-3x 2+12)212+(-3y 2)23=1,x 2212+y223=1,解得⎩⎨⎧x 2=103,y 2=23.因此B ⎝⎛⎭⎫103,23,代入①得A 点坐标为(2,-2).因为OA →·AB →=0,因此OA ⊥AB. 因此过O 、A 、B 三点的圆确实是以OB 为直径的圆, 其方程为x 2+y 2-103x -23y =0.变式训练 已知点P(4,4),圆C :(x -m)2+y 2=5(m<3)与椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)有一个公共点A(3,1),F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF 1与圆C 相切.(1) 求m 的值与椭圆E 的方程;(2) 设Q 为椭圆E 上的一个动点,求AP →·AQ →的取值范畴.解:(1) 点A 坐标代入圆C 方程,得(3-m)2+1=5.∵ m <3,∴ m =1. 圆C :(x -1)2+y 2=5.设直线PF 1的斜率为k ,则PF 1:y =k(x -4)+4,即kx -y -4k +4=0.∵ 直线PF 1与圆C 相切,∴ |k -0-4k +4|k 2+1= 5.解得k =112或k =12. 当k =112时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为3611,不合题意,舍去. 当k =12时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为-4, ∴ c =4,F 1(-4,0),F 2(4,0). 2a =AF 1+AF 2=52+2=62,a =32,a 2=18,b 2=2.椭圆E 的方程为:x 218+y 22=1.(2) AP →=(1,3),设Q(x ,y),AQ →=(x -3,y -1), AP →·AQ →=(x -3)+3(y -1)=x +3y -6. ∵ x 218+y 22=1,即x 2+(3y)2=18,而x 2+(3y)2≥2|x|·|3y|,∴ -3≤xy ≤3. 则(x +3y)2=x 2+(3y)2+6xy =18+6xy 的取值范畴是[0,36]. x +3y 的取值范畴是[-6,6].∴ AP →·AQ →=x +3y -6的取值范畴是[-12,0]. (注:本题第二问若使用椭圆的参数方程或线性规划等知识也可解决)例3 解:(1) 直线AM 的斜率为1时,直线AM 方程为y =x +2, 代入椭圆方程并化简得5x 2+16x +12=0, 解之得x 1=-2,x 2=-65,∴ M ⎝⎛⎭⎫-65,45.(2) 设直线AM 的斜率为k ,则AM :y =k(x +2),则⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +2),x 24+y 2=1, 化简得(1+4k 2)x 2+16k 2x +16k 2-4=0.∵ 此方程有一根为-2,∴ x M =2-8k 21+4k 2,同理可得x N =2k 2-8k 2+4.由(1)知若存在定点,则此点必为P ⎝⎛⎭⎫-65,0.∵ k MP =y Mx M +65=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-8k 21+4k 2+22-8k 21+4k 2+65=5k4-4k 2,同理可运算得k PN =5k4-4k 2.∴ 直线MN 过x 轴上的一定点P ⎝⎛⎭⎫-65,0.变式训练 在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,其焦点在圆x 2+y 2=1上.(1) 求椭圆的方程;(2) 设A 、B 、M 是椭圆上的三点(异于椭圆顶点),且存在锐角θ,使OM →=cosθOA →+sinθOB →.① 求证:直线OA 与OB 的斜率之积为定值; ② 求OA 2+OB 2.(1) 解:依题意,得c =1.因此a =2,b =1.因此所求椭圆的方程为x 22+y 2=1. (2) ①证明:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 则x 212+y 21=1①,x 222+y 22=1②.又设M(x ,y),因OM →=cosθOA →+sinθOB →,故⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1cosθ+x 2sinθ,y =y 1cosθ+y 2sinθ. 因M 在椭圆上,故(x 1cosθ+x 2sinθ)22+(y 1cosθ+y 2sinθ)2=1. 整理得⎝⎛⎭⎫x 212+y 21cos 2θ+⎝⎛⎭⎫x 222+y 22sin 2θ+2⎝⎛⎭⎫x 1x 22+y 1y 2cosθsinθ=1.将①②代入上式,并注意cosθsinθ≠0,得x 1x 22+y 1y 2=0. 因此k OA k OB =y 1y 2x 1x 2=-12为定值.② 解:(y 1y 2)2=⎝⎛⎭⎫-x 1x 222=x 212·x 222=(1-y 21)(1-y 22)=1-(y 21+y 22)+y 21y 22,故y 21+y 22=1. 又⎝⎛⎭⎫x 212+y 21+⎝⎛⎭⎫x 222+y 22=2,故x 21+x 22=2.因此OA 2+OB 2=x 21+y 21+x 22+y 22=3.例4 解:(1) 连结RA ,由题意得RA =RP ,RP +RB =4, 因此RA +RB =4>AB =2,由椭圆定义,得点R 的轨迹方程为x 24+y 23=1.(2) 设M(x 0,y 0),则N(-x 0,-y 0),QM 、QN 的斜率分别为k QM 、k QN , 则k QM =y 0x 0-2,k NQ =y 0x 0+2,因此直线QM 的方程为y =y 0x 0-2(x -2),直线QN 的方程为y =y 0x 0+2(x -2). 令x =t(t ≠2),则y 1=y 0x 0-2(t -2),y 2=y 0x 0+2(t -2),又(x 0,y 0)在椭圆x 204+y 203=1上,因此y 20=3-34x 20.因此y 1·y 2=y 20x 20-4(t -2)2=⎝⎛⎭⎫3-34x 20(t -2)2x 20-4=-34(t -2)2,其中t 为常数且t ≠2.高考回忆1. x 29-y 227=1 解析:由题设可得双曲线方程满足3x 2-y 2=λ(λ>0),即x 2λ3-y 2λ=1.因此c 2=λ3+λ=4λ3.又抛物线y 2=24x 的准线方程为x =-6,因为双曲线的一个焦点在抛物线y 2=24x 的准线上,则c 2=4λ3=36,因此λ=27.因此双曲线的方程x 29-y 227=1.2. 33 解析:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0),设D(x 2,y 2),B(0,b),C(c,0),BF →=(c ,-b),FD →=(x 2-c ,y 2)⎩⎨⎧x 2=32c ,y 2=-b 2.∴ 1a 2·94c 2+1b 2·b 24=1,∴ 94e 2=34,∴ e =33.3. x 25+y 24=1 解析:作图可知一个切点为(1,0),因此椭圆c =1.分析可知直线AB 为圆x 2+y 2=1与以⎝⎛⎭⎫1,12为圆心,12为半径的圆的公共弦.由(x -1)2+⎝⎛⎭⎫y -122=14与x 2+y 2=1相减得直线AB 方程为:2x +y -2=0.令x =0,解得y =2,∴ b =2,又c =1,∴ a 2=5,故所求椭圆方程为:x 25+y 24=1.4. (1,2) 解析:由题可知A ⎝⎛⎭⎫-a 2c ,ab c ,c -a 2c <ab c ,∴ b<a ,∴ c 2-a 2<a 2,∴ c a <2,即1<e< 2.5. 解:(1) 由题意知M(-2,0),N(0,-2),M 、N 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫-1,-22, 直线PA 平分线段MN ,又直线PA 通过原点,因此k =22.(2) 直线PA :y =2x ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,x 2+2y 2=4,得P ⎝⎛⎭⎫23,43,A ⎝⎛⎭⎫-23,-43,C ⎝⎛⎭⎫23,0,AB 方程:y -43=x -23-23-23,即:x -y -23=0,因此点P 到直线AB 的距离d =⎪⎪⎪⎪23-43-232=223.(3) (解法1)由题意设P(x 0,y 0),A(-x 0,-y 0),B(x 1,y 1),则C(x 0,0),∵ A 、C 、B 三点共线,∴ k AC =k AB ,y 02x 0=y 1+y 0x 1+x 0,又因为点P 、B 在椭圆上,∴ x 204+y 202=1,x 214+y 212=1,两式相减得:k PB =y 0-y 1x 0-x 1=-x 0+x 12(y 0+y 1),∴ k PA k PB =y 0x 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤-x 0+x 12(y 0+y 1)=-(y 1+y 0)(x 0+x 1)(x 1+x 0)(y 0+y 1)=-1,∴ PA ⊥PB.(解法2)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 中点T(x 0,y 0),则P(-x 1,-y 1),C(-x 1,0),∵ A 、C 、B 三点共线,∴ y 2x 2+x 1=y 2-y 1x 2-x 1=y 12x 1=k AB ,又因为点A 、B 在椭圆上,∴ x 224+y 222=1,x 214+y 212=1,两式相减得:y 0x 0=-12k AB ,∴ k OT k PA =y 0x 0·y 1x 1=-12k AB ×2k AB =-1,∵ OT ∥PB ,∴ PA ⊥PB. (解法3)由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,x 24+y 22=1,得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫21+2k 2,2k 1+2k 2, A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-21+2k 2,-2k 1+2k 2,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫21+2k 2,0, k AC =2k1+2k 241+2k 2=k 2,直线AC :y =k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -b 1+2k 2,代入x 24+y 22=1得到⎝⎛⎭⎫1+k 22x 2-2k 21+2k 2x -4+6k 21+2k 2=0,解得x B =4+6k 2(2+k 2)1+2k 2,k PB =y B -y P x B -x P =k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x B-21+2k 2x B -21+2k 2=-4k 4k 2=-1k .∴ k PA ·k PB =k·⎝⎛⎭⎫-1k =-1,∴ PA ⊥PB. 点评:本题要紧考查椭圆的标准方程与几何性质,直线的斜率及其方程,点到直线距离公式,直线的垂直关系的判定.另外还考查了解方程组,共线、点在曲线上的问题.字母运算的运算求解能力, 考查推理论证能力.(1)(2)属容易题;(3)是考查学生灵活运用、数学综合解题能力,属难题.6. 解:(1) 由e =c a =22,a 2c =22,解得a =2,c =2,b 2=a 2-c 2=2,故椭圆的标准方程为x 24+y 22=1. (2) 设P(x ,y),M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则由OP →=OM →+2ON →,得 (x ,y)=(x 1,y 1)+2(x 2,y 2)=(x 1+2x 2,y 1+2y 2), 即x =x 1+2x 2,y =y 1+2y 2.因为点M ,N 在椭圆x 2+2y 2=4上,因此x 21+2y 21=4,x 22+2y 22=4,故x 2+2y 2=(x 21+4x 22+4x 1x 2)+2(y 21+4y 22+4y 1y 2)=(x 21+2y 21)+4(x 22+2y 22)+4(x 1x 2+2y 1y 2) =20+4(x 1x 2+2y 1y 2).设k OM ,k ON 分别为直线OM ,ON 的斜率,由题设条件知, k OM ·k ON =y 1y 2x 1x 2=-12,因此x 1x 2+2y 1y 2=0,因此x 2+2y 2=20.因此P 点是椭圆x 2(25)2+y 2(10)2=1上的点,设该椭圆的左、右焦点为F 1,F 2,则由椭圆的定义|PF 1|+|PF 2|为定值,又因c =(25)2-(10)2=10,因此两焦点的坐标分别为F 1(-10,0),F 2(10,0).。
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|PF2| = |PF2|| = 点 F 不在直线 l 上,
2a(2a>|F1 2a(2a<|F1 P 到 l 距离为 d,|PF|
F2|)
F2|)
=d
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专题五
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椭圆
标准 方程
焦点在x轴上 ax22+by22=1
(a>b>0)
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高频考点
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圆锥曲线的定义与标准方程 已知直线l1:x-y+5=0,和l2:x+4=0,抛
物线C:y2=16x,P是C上一动点,则P到l1与l2距离之和的最 小值为________.
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疑难误区警示 1.求椭圆、双曲线方程时,注意椭圆中c2=a2+b2,双 曲线中c2=a2-b2的区别. 2.注意焦点在x轴上与y轴上的双曲线的渐近线方程的区 别. 3.平行于双曲线渐近线的直线与双曲线有且仅有一个交 点;平行于抛物线的轴的直线与抛物线有且仅有一个交点.
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考向聚焦
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考向分析 (1)考查椭圆的定义、性质、标准方程、离心率的计算等. (2)考查双曲线的定义、性质、标准方程、离心率、渐近 线. (3)考查抛物线的定义、性质、标准方程. (4)考查轨迹方程的求解,直线与圆锥曲线相交弦长等.
高考总复习二轮数学精品课件 专题6 解析几何 第2讲 圆锥曲线的定义、方程与性质
3
a
在双曲线 C 上,若△AF1F2 的周长为 10,则△AF1F2 的面积为(
)
A. 15
B.2 15
C.15
D.30
(2)已知|z+ 5i|+|z- 5i|=6,则复数 z 在复平面内所对应的点 P(x,y)的轨迹方程
是椭圆的右焦点,若 AF⊥BF,则 a=
答案 3+ 3
.
解析 设椭圆C的左焦点为F1,如图,连接AF1,BF1,因为|OA|=|OB|,|OF1|=|OF|,
所以四边形AF1BF为平行四边形.
又 AF⊥BF,所以四边形 AF1BF
π
为矩形,所以∠F1AF= ,则
2
|OF1|=|OF|=|OA|=2 3.
为
.
(3)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x
Hale Waihona Puke 轴垂直,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程
为
答案 (1)A
.
2
(2)
9
2
+ =1
4
3
(3)x=2
解析 (1)由题意得
e=
所以双曲线方程为
=
2
1 + 2
=
3
1 + 2=2,所以 a2=1.
2
即 x±2y=0,故 B 正确;
2 5
5
e1·
e2= 5 × 2 =1,所以 C1 与 C2 的离心率互为倒数,故 C
2019届高考数学(理)二轮复习提优导学案(江苏专用):第1部分 二轮课时专题5 解析几何 2 圆锥曲线
第2讲圆锥曲线【课前热身】第2讲圆锥曲线(本讲对应学生用书第45~47页)1.(选修2-1 P32练习3改编)已知椭圆的焦点分别为F1(-2,0),F2(2,0),且经过点P53-22⎛⎫⎪⎝⎭,,则椭圆的标准方程为.【答案】210x+26y=1【解析】设椭圆方程为22xa+22yb=1,由题意得2222259144-4a ba b⎧+=⎪⎨⎪=⎩,,解得a2=10,b2=6,所以所求方程为210x+26y=1.2.(选修2-1 P47练习2改编)若双曲线的虚轴长为12,离心率为54,则双曲线的标准方程为.【答案】264x-236y=1或264y-236x=1【解析】由b=6,ca=54,结合a2+b2=c2,解得a=8,c=10,由于对称轴不确定,所以双曲线标准方程为264x-236y=1或264y-236x=1.3.(选修2-1 P47练习3改编)已知双曲线x 2-22y m=1(m>0)的一条渐近线方程为x+0,则实数m= .【答案】3【解析】双曲线x 2-22y m=1(m>0)的渐近线方程为y=±mx ,又因为该双曲线的一条渐近线方程为x+0,所以m=3.4.(选修2-1 P53练习2改编)设抛物线y 2=mx 的准线与直线x=1的距离为3,则抛物线的标准方程为 .【答案】y 2=8x 或y 2=-16x【解析】当m>0时,准线方程为x=-4m=-2,所以m=8,此时抛物线方程为y 2=8x ;当m<0时,准线方程为x=-4m=4,所以m=-16,此时抛物线方程为y 2=-16x. 所以所求抛物线方程为y 2=8x 或y 2=-16x.5.(选修2-1 P37练习6改编)若一个椭圆长轴的长、短轴的长和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是 .【答案】35【解析】由题意知2b=a+c ,又b 2=a 2-c 2, 所以4(a 2-c 2)=a 2+c 2+2ac.所以3a 2-2ac-5c 2=0,所以5c 2+2ac-3a 2=0.所以5e 2+2e-3=0,解得e=35或e=-1(舍去).【课堂导学】求圆锥曲线的标准方程例1(2019·扬州中学)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)的离心率为32,以原点为圆心、椭圆C的短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切.(1)求椭圆C的标准方程;(2)已知点P(0,1),Q(0,2),设M,N是椭圆C上关于y轴对称的不同两点,直线PM与QN相交于点T,求证:点T在椭圆C上.【分析】(1)利用直线与圆相切求出b的值,然后利用离心率可求出a的值,从而求出椭圆方程.(2)解出两直线的交点,验证满足椭圆方程即可.【解答】(1)由题意知椭圆C的短半轴长为圆心到切线的距离,即22因为离心率e=ca=32,所以ba21-ca⎛⎫⎪⎝⎭12,所以a=2所以椭圆C的标准方程为28x+22y=1.(2)由题意可设M,N两点的坐标分别为(x0,y0),(-x0,y0),则直线PM的方程为y=-1yxx+1,①直线QN的方程为y=-2-yxx+2. ②设点T的坐标为(x,y).联立①②解得x0=2-3xy,y=3-42-3yy.因为28x+22y=1,所以2182-3xy⎛⎫⎪⎝⎭+213-422-3yy⎛⎫⎪⎝⎭=1,整理得28x+2(3-4)2y=(2y-3)2,所以28x+292y-12y+8=4y2-12y+9,即28x+22y=1,所以点T的坐标满足椭圆C的方程,即点T在椭圆C上.【点评】求椭圆标准方程的基本方法是待定系数法,具体过程是先定形,再定量,即首先确定焦点所在位置,然后再根据条件建立关于a,b的方程组.如果焦点位置不确定,要考虑是否有两解,有时为了解题方便,也可把椭圆方程设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)的形式.变式已知中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点.(1)求椭圆C的方程;(2)已知动点P到定点Q(20)的距离与点P到定直线l:x=2222,求动点P的轨迹C'的方程.【分析】本题主要考查椭圆的定义和椭圆的标准方程等基础知识,以及利用直接法和待定系数法求椭圆方程的基本方法.【解答】(1)依题意,可设椭圆C的方程为22xa+22yb=1(a>b>0),且可知左焦点为F'(-2,0),从而有22'358ca AF AF=⎧⎨=+=+=⎩,,解得24.ca=⎧⎨=⎩,又a2=b2+c2,所以b2=12,故椭圆C的方程为216x+212y=1.(2)设点P(x,y),依题意,得22(-2)|-22|x yx+=22,整理,得24x+22y=1,所以动点P的轨迹C'的方程为24x+22y=1.【点评】本题第一问已知焦点即知道了c,再利用椭圆定义先求得2a的值,再利用椭圆中a,b,c的关系,求得b的值,从而得椭圆方程.本题还可以利用待定系数法设椭圆方程为22xa+22-4ya=1,代入已知点求解,显然没有利用定义来得简单.求离心率的值或范围例2(1)(2019·徐州三校调研)如图(1),在平面直角坐标系xOy中,A1,A2,B1,B2分别为椭圆22xa+22yb=1(a>b>0)的四个顶点,F为其右焦点,直线A1B2与直线B1F相交于点T,线段OT与椭圆的交点M恰为线段OT的中点,则该椭圆的离心率为.(例2(1))(2)(2019·临川一中质检)如图(2),已知点A,F分别是2 2 xa-22yb=1(a>0,b>0)的左顶点与右焦点,过A,F作与x轴垂直的直线分别与两条渐近线交于P,Q,R,S,若S△ROS=2S△POQ,则双曲线的离心率为.(例2(2))(3)(2019·金陵中学)已知中心在坐标原点的椭圆与双曲线有公共焦点,且左、右焦点分别为F1,F2,这两条曲线在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若PF1=10,椭圆与双曲线的离心率分别为e1,e2,则e1·e2的取值范围是.【点拨】依题设得出关于a,b,c的等式或不等式,再消去b.【答案】75(2)2(3)13∞⎛⎫+⎪⎝⎭,【解析】(1)由题意知直线A1B2的方程为-xa+yb=1,直线B1F的方程为xc+-yb=1.联立方程组解得T2()--ac b a ca c a c+⎛⎫⎪⎝⎭,.又M()-2(-)ac b a ca c a c⎛⎫+⎪⎝⎭,在椭圆22xa+22yb=1(a>b>0)上,故22(-)ca c+22()4(-)a ca c+=1,即e2+10e-3=0,解得e=275.(2)由题意,得A(-a,0),F(c,0),直线PQ,RS的方程分别为x=-a,x=c,与渐近线y=±ba x 联立,可求得P(-a,b),Q(-a,-b),R-bcca⎛⎫⎪⎝⎭,,Sbcca⎛⎫⎪⎝⎭,,则S△ROS=12·2bca·c=2bca,S△POQ =12a·2b=ab,于是由S△ROS=2S△POQ,得2bca=2ab,即22ca=2,所以e=2.(3)设椭圆的长轴长为2a,双曲线的实轴长为2m,则2c=PF2=2a-10,2m=10-2c,a=c+5,m=5-c,所以e1e2=5cc+·5-cc=2225-cc=2125-1c.又由三角形性质知2c+2c>10,又由已知得2c<10,c<5,所以52<c<5,1<225c<4,0<225c-1<3,所以e1e2=2125-1c>13.变式1(2019·苏北四市期末)已知椭圆22xa+22yb=1(a>b>0),点A,B1,B2,F依次为其左顶点、下顶点、上顶点和右焦点,若直线AB2与直线B1F的交点恰好在椭圆的右准线上,则该椭圆的离心率为.(变式1)【答案】12【解析】如图,A(-a,0),B1(0,-b),B2(0,b),F(c,0),设点M2Mayc⎛⎫⎪⎝⎭,.由2ABk=k AM,得ba=2Myaac+,所以y M=b1ac⎛⎫+⎪⎝⎭.由1FBk=k FM,得bc=2-Myacc,所以y M =2-b a c c c ⎛⎫⎪⎝⎭. 从而b 1a c⎛⎫+ ⎪⎝⎭=2-b a c c c ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 整理得2e 2+e-1=0,解得e=12.变式2 (2019·泰州期末)若双曲线22x a -22y b=1的右焦点到渐近线的距离是其到左顶点距离的一半,则双曲线的离心率e= .【答案】53【解析】由双曲线的性质“焦点到渐近线的距离等于b ”,得b=2a c+,所以a 2+22a c +⎛⎫ ⎪⎝⎭=c 2,整理得3c 2-2ac-5a 2=0,所以3e 2-2e-5=0,解得e=53.变式3 (2019·泰州中学)如图,椭圆22x a +22y b=1(a>b>0)的右焦点为F ,其右准线l 与x 轴的交点为A ,在椭圆上存在点P 满足线段AP 的垂直平分线过点F ,则椭圆离心率的取值范围是 .(变式3)【答案】112⎡⎫⎪⎢⎣⎭, 【解析】方法一:由题意知椭圆上存在点P ,使得线段AP 的垂直平分线过点F ,所以PF=FA ,而FA=2a c -c ,PF ≤a+c ,所以2a c -c ≤a+c ,即a 2≤ac+2c 2.又e=ca,所以2e 2+e ≥1,所以2e 2+e-1≥0,即(2e-1)(e+1)≥0.又0<e<1,所以12≤e<1.方法二:设点P(x,y).由题意,椭圆上存在点P,使得线段AP的垂直平分线过点F,所以PF=FA.由椭圆第二定义,2-PFaxc=e,所以PF=2ac e-ex=a-ex,而FA=2ac-c,所以a-ex=2ac-c,解得x=21-aa ce c⎛⎫+⎪⎝⎭.由于-a≤x≤a,所以-a≤21-aa ce c⎛⎫+⎪⎝⎭≤a.又e=ca,所以2e2+e-1≥0,即(2e-1)(e+1)≥0.又0<e<1,所以12≤e<1.直线与圆锥曲线问题例3(2019·南通一调)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆22xa+22yb=1(a>b>0)过点A(2,1),离心率为3 2.(1)求椭圆的方程;(2)若直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆相交于B,C两点(异于点A),线段BC被y轴平分,且AB⊥AC,求直线l的方程.(例3)【点拨】联立方程化归为一元二次方程的根与系数问题.【解答】(1)由条件知椭圆22x a +22y b=1(a>b>0)的离心率为e=c a =32,所以b 2=a 2-c 2=14a 2.又点A (2,1)在椭圆上,所以24a +21b =1,解得2282.a b ⎧=⎨=⎩,所以所求椭圆的方程为28x +22y =1.(2)将y=kx+m (k ≠0)代入椭圆方程,得(1+4k 2)x 2+8mkx+4m 2-8=0, ①由线段BC 被y 轴平分,得x B +x C =-2814mkk +=0,因为k ≠0,所以m=0.因为当m=0时,B ,C 关于原点对称,设B (x ,kx ),C (-x ,-kx ),由方程①,得x 2=2814k +,又因为AB ⊥AC ,A (2,1),所以AB uuu r ·A C uuu r =(x-2)(-x-2)+(kx-1)(-kx-1)=5-(1+k 2)x 2=5-228(1)14k k ++=0,所以k=±12,由于k=12时,直线y=12x 过点A (2,1),故k=12不符合题设. 所以直线l 的方程为y=-12x.【点评】解析几何包含两个主要问题,即已知曲线求方程和已知方程研究曲线的性质.对解析几何的复习,要在牢固掌握与解析几何有关的基本概念基础上,把上述两个问题作为复习和研究的重点,把握坐标法思想的精髓.变式 (2019·南通、扬州、泰州、淮安三模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆22x a +22y b =1(a>b>0)的离心率为22,长轴长为4,过椭圆的左顶点A 作直线l ,分别交椭圆和圆x 2+y 2=a 2于相异两点P ,Q.(1)若直线l的斜率为12,求APAQ的值;(2)若PQu u u r=λAPuuu r,求实数λ的取值范围.(变式)【解答】(1)由条件知2222422acaa b c=⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩,,解得22.ab=⎧⎪⎨⎪⎩,所以椭圆的方程为24x+22y=1,圆的方程为x2+y2=4.由题知直线l的方程为y=12(x+2),即x=2y-2,联立方程组222-224x yx y=⎧⎨+=⎩,,消去x,得3y2-4y=0,所以y P=4 3.由222-24x yx y=⎧⎨+=⎩,,消去x,得5y2-8y=0,所以y Q=85.所以APAQ=PQyy=43×58=56.(2)因为PQu u u r=λAPuuu r,且APuuu r,PQu u u r同向,则λ=PQAP=-AQ APAP=AQAP-1,设直线l:y=k(x+2),联立方程组224(2)x yy k x⎧+=⎨=+⎩,,消去x,得(k2+1)y2-4ky=0,所以y Q =241k k +,同理y P =2421k k +,λ=AQ AP -1=QP y y -1=2241421k k k k ++-1=1-211k +.因为k 2>0,所以0<λ<1.即实数λ的取值范围是(0,1).【课堂评价】1.(2019·泰州期末)在平面直角坐标系xOy 中,双曲线22x -y 2=1的实轴长为 .【答案】22【解析】根据双曲线的方程知a=22a=22.(2019·镇江期末)以抛物线y 2=4x 的焦点为焦点,以直线y=±x 为渐近线的双曲线的标准方程为 .【答案】212x -212y =1【解析】由题意设双曲线的标准方程为22x a -22y b=1,y 2=4x 的焦点为(1,0),即c=1,则双曲线的焦点为(1,0).因为y=±x 为双曲线的渐近线,则b a =1,又a 2+b 2=c 2,所以a 2=12,b 2=12,故双曲线的标准方程为212x-212y=1.3.(2019·南京、盐城一模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点在x 轴上,若曲线C经过点P(1,3),则其焦点到准线的距离为.【答案】92【解析】由题意可设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),因为曲线C过点P(1,3),所以9=2p,解得p=92,从而其焦点到准线的距离为p=92.4.(2019·苏中三校联考)设椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作x轴的垂线与椭圆C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率为.(第4题)【答案】33【解析】如图,连接AF1,因为OD∥AB,O为F1F2的中点,所以D为BF1的中点.又AD⊥BF1,所以AF1=AB.所以AF1=2AF2.设AF2=n,则AF1=2n,F1F2=3所以e=ca=1212F FAF AF=33nn=33.温馨提示:趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》第23~24页.【检测与评估】第2讲圆锥曲线一、填空题1.(2019·苏锡常镇调研)若双曲线x2+my2=1过点(2),则该双曲线的虚轴长为.2.(2019·苏州调查)已知双曲线2xm-25y=1的右焦点与抛物线y2=12x的焦点相同,则此双曲线的渐近线方程为.3.(2019·徐州、连云港、宿迁三检)已知点F是抛物线y2=4x的焦点,该抛物线上位于第一象限的点A到其准线的距离为5,则直线AF的斜率为.4.(2019·普陀区调研)离为1,则该椭圆的离心率为.5.(2019·西安模拟)已知椭圆24x+22yb=1(0<b<2)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线l交椭圆于A,B两点,若BF2+AF2的最大值为5,则b的值是.6.(2019·盐城中学)设椭圆22xm+..=1(m>0,n>0)的右焦点与抛物线y2=8x的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的短轴长为 .7.(2019·丹阳中学)设A ,B 分别是椭圆22x a +22y b =1(a>b>0)的左、右顶点,点P 是椭圆C 上异于A ,B 的一点,若直线AP 与BP 的斜率之积为-13,则椭圆C 的离心率为 .8.(2019·淮阴四校调研)已知椭圆C :22x a +22y b =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,若椭圆C 上恰好有6个不同的点P ,使得△F 1F 2P 为等腰三角形,则椭圆C 的离心率的取值范围是 .二、 解答题9.(2019·扬州期末)如图,已知椭圆22x a +22y b =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是椭圆上一点,M 在PF 1上,且满足1F M u u u u r =λMP u u u r(λ∈R ),PO ⊥F 2M ,O 为坐标原点.(1)若椭圆方程为28x +24y =1,且P (2,2),求点M 的横坐标;(2)若λ=2,求椭圆离心率e 的取值范围.(第9题)10.(2019·赣榆中学)如图,椭圆长轴端点为A ,B ,O 为椭圆中心,F 为椭圆的右焦点,且AF u u u r ·FB u u u r=1,|OF u u u r |=1.(1)求椭圆的标准方程.(2)记椭圆的上顶点为M ,直线l 交椭圆于P ,Q 两点,问:是否存在直线l ,使得点F 恰为△PQM的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.(第10题)11.如图,椭圆C:2 2 xa+22yb=1(a>b>0)的一个焦点为F(1,0),且过点622⎛⎫⎪⎪⎭,.(1)求椭圆C的方程;(2)已知A,B为椭圆上的点,且直线AB垂直于x轴,直线l:x=4与x轴交于点N,直线AF与BN交于点M,求证:点M恒在椭圆C上.(第11题)【检测与评估答案】第2讲圆锥曲线一、填空题1. 4【解析】将点(22)代入可得2+4m=1,即m=-14,故双曲线的标准方程为21x-24y=1,即虚轴长为4.2.y=±2x3,所以m=4.而双曲线的渐近线方程为x ,即y=±2x.3. 43 【解析】抛物线y 2=4x 的准线方程为x=-1,焦点F (1,0),设点A (x 0,y 0)(x 0>0,y 0>0),由题意得x 0+1=5,所以x 0=4,所以20y=4x 0=16,y 0=4,从而点A (4,4),直线AF 的斜率k=4-04-1=43.4.2 【解析】不妨设椭圆方程为22x a +22y b =1(a>b>0),则有222-1b a a c c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即2221b a b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ②则①÷②得e=2.5.【解析】由题意知a=2,所以BF 2+AF 2+AB=4a=8,因为BF 2+AF 2的最大值为5,所以AB 的最小值为3,当且仅当AB ⊥x 轴时,取得最小值,此时A 3-2c ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,B3--2c ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,代入椭圆方程得24c +294b =1.又c 2=a 2-b 2=4-b 2,所以24-4b +294b =1,即1-24b +294b =1,所以24b =294b ,解得b 2=3,所以6.4【解析】由题意可知抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),所以c=2.因为离心率为12,所以a=4,所以47.【解析】由题意知A (-a ,0),B (a ,0),取P (0,b ),则k AP ·k BP =b a×-b a ⎛⎫ ⎪⎝⎭=-13,故a 2=3b 2,所以e 2=222-a b a =23,即e=3.8. 1132⎛⎫ ⎪⎝⎭,∪112⎛⎫⎪⎝⎭,【解析】6个不同的点有两个为短轴的两个端点,另外4个分别在第一、二、三、四象限,且上下对称、左右对称.不妨设P 在第一象限,PF 1>PF 2,当PF 1=F 1F 2=2c 时,PF 2=2a-PF 1=2a-2c ,即2c>2a-2c ,解得e=c a >12.又因为e<1,所以12<e<1.当PF 2=F 1F 2=2c 时,PF 1=2a-PF 2=2a-2c ,即2a-2c>2c ,且2c>a-c ,解得13<e<12.综上可得13<e<12或12<e<1.二、 解答题9. (1) 因为28x +24y =1,所以F 1(-2,0),F 2(2,0),所以k OP=22F Mk1F M k=4,所以直线F 2M 的方程为x-2),直线F 1M 的方程为y=4(x+2).联立-2)(2)4y x y x ⎧=⎪⎨=+⎪⎩,,解得x=65,所以点M 的横坐标为65.(2) 设P (x 0,y 0),M (x M ,y M ).因为1FM u u u u r=2MPuuu r ,所以1FM u u u u r =23(x 0+c ,y 0)=(x M +c ,y M ),所以M 00212-333x c y ⎛⎫⎪⎝⎭,,2F M u u u u r =00242-333x c y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,因为PO ⊥F 2M ,O P uuu r=(x 0,y 0),所以2023x -43cx 0+223y =0,即20x +20y =2cx 0.联立方程2200022002221x y cx x y a b ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,,消去y 0,得c 220x -2a 2cx 0+a 2(a 2-c 2)=0,解得x 0=()a a c c +或x 0=(-)a a c c .因为-a<x 0<a ,所以x 0=(-)a a c c ∈(0,a ), 所以0<a 2-ac<ac ,解得e>12.综上,椭圆离心率e 的取值范围为112⎛⎫ ⎪⎝⎭,.10. (1) 设椭圆方程为22x a +22y b=1(a>b>0),则c=1.因为AF uuu r ·F B uuu r=1,即(a+c )(a-c )=1=a 2-c 2,所以a 2=2,故椭圆方程为22x +y 2=1.(2) 假设存在直线l 交椭圆于P ,Q 两点,且F 恰为△PQM 的垂心,则设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),因为M (0,1),F (1,0),故k PQ =1,于是可设直线l 的方程为y=x+m.联立2222y x m x y =+⎧⎨+=⎩,,得3x 2+4mx+2m 2-2=0,则x 1+x 2=-43m ,x 1x 2=22-23m .因为MP uuu r·FQ u u u r=0=x 1(x 2-1)+y 2(y 1-1),又y i =x i +m (i=1,2),得x 1(x 2-1)+(x 2+m )(x 1+m-1)=0,即2x 1x 2+(x 1+x 2)(m-1)+m 2-m=0,所以2·22-23m -43m(m-1)+m 2-m=0,解得m=-43或m=1(舍去). 经检验m=-43符合条件, 所以直线l 的方程为y=x-43.11. (1) 由题意得2222212312-c a b a b c =⎧⎪⎪+=⎨⎪=⎪⎩,,,解得a 2=4,b 2=3,故椭圆C 的方程为24x +23y =1.(2) 因为F (1,0),N (4,0).设A (m ,n ),M (x 0,y 0),则B (m ,-n ),n ≠0,则直线AF 的方程为y=-1nm (x-1), 直线BN 的方程为y=4-nm (x-4), 解得点M 的坐标为5-832-52-5m n m m ⎛⎫⎪⎝⎭,. 代入椭圆方程中,得204x +203y =25-82-54m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭+232-53n m ⎛⎫⎪⎝⎭=222(5-8)124(2-5)m n m +.由24m+23n=1,得n2=321-4m⎛⎫⎪⎝⎭,代入上式得24x+23y=1.所以点M恒在椭圆C上.。
高中总复习二轮文科数学精品课件 专题6 直线、圆、圆锥曲线 6.3 直线与圆锥曲线
=
由
=
1
- 2 + 3,
4+3 2
即(*)式成立.
所以直线HN过点(0,-2).
综上所述,直线HN恒过定点(0,-2).
-48-96
+
4+3 2
−
-24
=0=右边,
2
4+3
题后反思 1.求解定值和定点问题的基本思想是一致的,定值是证明求解的
一个量与参数无关,定点问题是求解的一个点(或几个点)的坐标,使得方程
的成立与参数值无关.解这类试题时要会合理选择参数(参数可能是直线的
4
2
2
2
= 3,
= + ,
(2)依题意,直线 BC 的方程为 y-1=k(x+2)(k≠0),
-1 = ( + 2),
联立直线 BC 和椭圆 E 的方程,得 2
消去 y,
2
+ = 1,
4
整理得(1+4k2)x2+(16k2+8k)x+16k2+16k=0,
由Δ>0可得(16k2+8k)2-4(1+4k2)(16k2+16k)>0,解得k<0.
2 6
3
+ 2 x-2,
所以直线HN过点(0,-2).
当过点P的直线MN的斜率存在时,
设直线MN的方程为y+2=k(x-1),点M(x1,y1),N(x2,y2).
+ 2 = (-1),
由 2 2
消去 y,得(4+3k2)x2-6k(k+2)x+3k(k+4)=0,
苏教版数学必修二圆锥曲线问题解析
苏教版数学必修二圆锥曲线问题解析圆锥曲线是数学中的一个重要概念,出现在几何学和代数学的多个领域中。
在这篇文章中,我们将探讨苏教版数学必修二中与圆锥曲线相关的问题,并进行详细的解析和讨论。
圆锥曲线是由一个固定点F(焦点)和到该点的所有点的距离与一个固定直线L(准线)的距离相等的点构成。
根据焦点和准线的位置关系,圆锥曲线可以分为三种类型:椭圆、双曲线和抛物线。
首先,让我们来详细讨论椭圆。
椭圆是圆锥曲线的一种形式,它具有两个焦点和一个长轴和短轴。
椭圆在现实生活中有很多应用,比如行星围绕太阳的轨道就是椭圆。
我们可以通过椭圆的方程来描述它的形状和位置。
在苏教版数学必修二中,我们将学习如何确定椭圆的焦点、准线以及重要的参数,如长轴、短轴和离心率。
接下来,让我们转向双曲线。
双曲线也是圆锥曲线的一种形式,它具有两个焦点和两条渐近线。
双曲线在现实生活中也有很多应用,比如电磁波的传播和抛物线天线等。
在苏教版数学必修二中,我们将学习如何确定双曲线的焦点、准线以及重要的参数,如焦距、离心率和渐近线。
最后,让我们来讨论抛物线。
抛物线是圆锥曲线的第三种形式,它具有一个焦点和一个准线。
抛物线在现实生活中也有很多应用,比如炮弹的轨迹和卫星天线的设计等。
在苏教版数学必修二中,我们将学习如何确定抛物线的焦点、准线以及重要的参数,如焦距、准线方程和焦点坐标。
除了探讨这些圆锥曲线的基本性质和参数之外,苏教版数学必修二还涵盖了更高级的主题,如圆锥曲线与直角坐标系、圆锥曲线的标准方程和解析几何等。
我们将深入研究这些主题,以便更好地理解和解决与圆锥曲线相关的问题。
通过学习圆锥曲线,我们可以应用数学的知识和技巧解决各种实际问题。
圆锥曲线在科学、工程和技术领域中都有广泛的应用,因此对其有深入的理解非常重要。
苏教版数学必修二提供了一种清晰和系统的方法,帮助学生掌握圆锥曲线的概念和技巧,并能够应用于实际问题的求解。
总而言之,圆锥曲线是数学中的一个重要概念,苏教版数学必修二对其进行了详细的解析和讨论。
专题六 第2讲 圆锥曲线的方程与性质
易错提醒
求圆锥曲线的标准方程时的常见错误 双曲线的定义中忽略“绝对值”致错;椭圆与双曲线中参 数的关系式弄混,椭圆中的关系式为a2=b2+c2,双曲线 中的关系式为c2=a2+b2;圆锥曲线方程确定时还要注意 焦点位置.
跟踪演练1 (1)已知双曲线的渐近线方程为 y=± 22x,实轴长为 4,则该双曲 线的方程为
cos∠AF1B=|AF1|22+|AF|B1F|·|1B|2F-1||AB|2 =4m22+·29mm·23-m9m2=13,
在△AF1F2中, cos∠F1AB=|AF1|22+·|A|AFF1|2·||2A-F|2F| 1F2|2 =4m22+·2mm2·-m 4c2=cos∠AF1B=13,
即 cos∠NMM′=|M|MMN′| |= 55,
所以 cos∠OFA=cos∠NMM′= 55, p
而 cos∠OFA=||OAFF||=
2= 2p2+22
55,解得
p=2.
(2)( 多 选 )(2022·新 高 考 全 国 Ⅱ) 已 知 O 为 坐 标 原 点 , 过 抛 物 线 C : y2 =
对于 B,由选项 A 的分析,知直线 AB 的方程为 y=2 6x-p2, 代入 y2=2px,得 12x2-13px+3p2=0,解得 x=34p 或 x=13p, 所以 xB=13p,所以 yB=- 36p,所以|OB|= x2B+y2B= 37p≠|OF|,故 B 不正确;
对于C,由抛物线的定义及选项A,B的分析, 得|AB|=xA+xB+p=1123p+p=2152p>2p,即|AB|>4|OF|,故 C 正确; 对于 D,易知|OA|= 433p,|AM|=54p,
在抛物线 C 上,射线 FM 与 y 轴交于点 A(0,2),与抛物线 C 的准线交于
【南方凤凰台】2022届高考数学(江苏专用)二轮复习 专题五 解析几何 第2讲 圆锥曲线 (理科)
第2讲 圆锥曲线【自主学习】第2讲 圆锥曲线(本讲对应同学用书第47~50页)自主学习 回归教材1. (选修2-1 P32练习3改编)已知椭圆的焦点分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),且经过点P 53-22⎛⎫ ⎪⎝⎭,,则椭圆的标准方程为 .【答案】210x +26y=1【解析】设椭圆方程为22x a +22yb =1,由题意得2222259144-4⎧+=⎪⎨⎪=⎩a b a b ,,解得a 2=10,b 2=6,所以所求方程为210x +26y =1.2. (选修2-1 P47练习2改编)若双曲线的虚轴长为12,离心率为54,则双曲线的标准方程为 .【答案】264x -236y =1或264y -236x =1【解析】由b =6,c a =54,结合a 2+b 2=c 2,解得a =8,c =10,由于对称轴不确定,所以双曲线标准方程为264x -236y =1或264y -236x =1.3. (选修2-1 P51例2改编)经过点P(-2,-4)的抛物线标准方程为 . 【答案】y 2=-8x 或x 2=-y【解析】由于点P(-2,-4)在第三象限,所以满足条件的抛物线方程有两种情形.y 2=-2p 1x 或x 2=-2p 2y ,分别代入点P 的坐标,解得p 1=4,p 2=12,所以抛物线的标准方程为y 2=-8x 或x 2=-y .4. (选修2-1 P57练习5改编)已知抛物线y 2=4x 上一点M 到焦点的距离为3,则点M 到y 轴的距离为 . 【答案】2【解析】抛物线y 2=4x 的准线方程为x =-1,点M 到焦点的距离为3,说明到准线的距离为3,所以点M 到y 轴的距离为2.5. (选修2-1 P58练习8改编)设P(x ,y )是椭圆22x a +22y b =1(a >b >0)上一点,F 1,F 2为椭圆的两个焦点,则PF 1·PF 2的最大值为 . 【答案】a 2【解析】由于PF 1·PF 2=PF 1·(2a -PF 1)=-P 21F +2a PF 1=-(PF 1-a )2+a 2,由于a -c ≤PF 1≤a +c ,所以当PF 1=a时,PF 1·PF 2有最大值a 2.【要点导学】要点导学 各个击破求圆锥曲线的标准方程例1 (2021·扬州中学)在平面直角坐标系x O y 中,已知椭圆C :22x a +22y b =1(a >b >0)的离心率为32,以原点为圆心、椭圆C 的短半轴长为半径的圆与直线x -y +2=0相切.(1) 求椭圆C 的标准方程;(2) 已知点P(0,1),Q(0,2),设M ,N 是椭圆C 上关于y 轴对称的不同两点,直线PM 与QN 相交于点T ,求证:点T 在椭圆C 上.【分析】(1) 利用直线与圆相切求出b 的值,然后利用离心率可求出a 的值,从而求出椭圆方程.(2) 解出两直线的交点,验证满足椭圆方程即可.【解答】(1) 由题意知椭圆C 的短半轴长为圆心到切线的距离,即b =22=2.由于离心率e =ca =32,所以b a =21-⎛⎫ ⎪⎝⎭c a =12,所以a =22, 所以椭圆C 的标准方程为28x +22y =1.(2) 由题意可设M ,N 两点的坐标分别为(x 0,y 0),(-x 0,y 0),则直线PM 的方程为y =00-1y x x +1, ① 直线QN 的方程为y =00-2-y x x +2. ②设点T 的坐标为(x ,y ).联立①②解得x 0=2-3x y ,y 0=3-42-3y y .由于208x +202y =1,所以2182-3⎛⎫ ⎪⎝⎭x y +213-422-3⎛⎫ ⎪⎝⎭y y =1, 整理得28x +2(3-4)2y =(2y -3)2, 所以28x +292y -12y +8=4y 2-12y +9,即28x +22y =1,所以点T 的坐标满足椭圆C 的方程,即点T 在椭圆C 上.【点评】求椭圆标准方程的基本方法是待定系数法,具体过程是先定形,再定量,即首先确定焦点所在位置,然后再依据条件建立关于a ,b 的方程组.假如焦点位置不确定,要考虑是否有两解,有时为了解题便利,也可把椭圆方程设为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )的形式.变式 已知中心在坐标原点O 的椭圆C 经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点. (1) 求椭圆C 的方程;(2) 已知动点P 到定点2,0)的距离与点P 到定直线l :x 222,求动点P 的轨迹C'的方程.【分析】本题主要考查椭圆的定义和椭圆的标准方程等基础学问,以及利用直接法和待定系数法求椭圆方程的基本方法.【解答】(1) 依题意,可设椭圆C 的方程为22x a +22y b =1(a >b >0),且可知左焦点为F'(-2,0),从而有22'358=⎧⎨=+=+=⎩c a AF AF ,, 解得24.=⎧⎨=⎩c a ,又a 2=b 2+c 2,所以b 2=12, 故椭圆C 的方程为216x +212y =1.(2) 设点P(x ,y )22(-2)|-22|+x y x 22,整理,得24x +22y =1,所以动点P 的轨迹C'的方程为24x +22y =1.【点评】本题第一问已知焦点即知道了c,再利用椭圆定义先求得2a的值,从而利用椭圆中a,b,c的关系,求得b的值,从而得椭圆方程.本题还可以利用待定系数法设椭圆方程为22xa+22-4ya=1,代入已知点求解,明显没有利用定义来得简洁.求离心率的值或范围例2 (2021·苏州调研)如图,A,B是椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)的左、右顶点,M是椭圆上异于A,B的任意一点,直线l是椭圆C的右准线. (例2)(1) 若椭圆C的离心率为12,直线l:x=4,求椭圆C的方程;(2) 设直线AM交l于点P,以MP为直径的圆交MB于点Q,若直线PQ恰好经过原点,求椭圆C的离心率.【分析】(1) 依据离心率和准线公式列出方程组进行求解.(2) 若用斜率参数,设直线AM的方程为y=k(x+a),然后解得M,P的坐标求解,则运算量较大;若用点参数,设点M的坐标,然后通过求得点P的坐标求解,则运算量较小,然后,通过A,M,P三点共线,求出点P的坐标,再利用相互垂直的直线的斜率之积为-1建立a,b,c的方程进行求解.【解答】(1) 由题意得2222124⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩caaca b c,,,23=⎧⎪⎨=⎪⎩ab,解得,所以椭圆C的方程为24x+23y=1.(2) 设M(x,y),P2⎛⎫⎪⎝⎭ayc,.由A,M,P三点共线得+yx a=2+yaac,所以y0=2⎛⎫+⎪⎝⎭+ay acx a.由于点M在椭圆上,所以y2=2222(-)b a xa.又MP为直径,所以OP⊥BM,所以kOP·kBM=22()⎛⎫+⎪⎝⎭+acy aca x a·-yx a=222()(-)+y a ca x a=23()-+b a ca=223(-)()-+a c a ca=-1,所以c2+ac-a2=0.所以e2+e-1=0,又0<e<1,解得e=5-1.【点评】本题有两个地方值得留意.一是第(2)问简洁错误利用第(1)问得到的椭圆方程,第(2)问没有了第(1)问的条件,所以不行用第(1)问的结论.二是没有合理选择参数,造成运算错误.如“以MP为直径的圆交MB于点Q,若直线PQ恰好过原点”反映的数量关系即为kOP·kBM=-1,若写出圆的方程求解就繁琐了.变式1 (2021·苏北四市期末)已知椭圆22xa+22yb=1(a>b>0),点A,B1,B2,F依次为其左顶点、下顶点、上顶点和右焦点,若直线AB2与直线B1F的交点恰在椭圆的右准线上,则椭圆的离心率为.【答案】1 2(变式1)【解答】如图,A(-a,0),B1(0,-b),B2(0,b),F(c,0),设点M2⎛⎫⎪⎝⎭Mayc,.由2ABk=kAM,得b a=2+Myaac,所以yM=b1⎛⎫+⎪⎝⎭ac.由1FBk=kFM,得bc=2-Myacc,所以yM=2-⎛⎫⎪⎝⎭b acc c.从而b1⎛⎫+⎪⎝⎭ac=2-⎛⎫⎪⎝⎭b acc c,整理得2e2+e-1=0,解得e=12.变式2 (2021·泰州期末)若双曲线22xa-22yb=1的右焦点到渐近线的距离是其到左顶点距离的一半,则双曲线的离心率e= .【答案】53【解答】由双曲线的性质“焦点到渐近线的距离等于b”,得b=2+a c,所以a2+22+⎛⎫⎪⎝⎭a c=c2,整理得3c2-2ac-5a2=0,所以3e2-2e-5=0,解得e=53.直线与圆锥曲线问题例3 (2021·南京调研)给定椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0),称圆C1:x2+y2=a2+b2为椭圆C的“伴随圆”.已知椭圆C的离心率为32,且经过点(0,1).(1) 求实数a,b的值;(2) 若过点P(0,m)(m>0)的直线l与椭圆C有且只有一个公共点,且l被椭圆C的伴随圆C1所截得的弦长为2,求实数m的值.【分析】(1) 由两个条件可得出两个方程,进而可求出实数a,b的值.(2) 由题意设出直线l 的方程为y=kx+m,由直线与椭圆只有一个公共点可得关于k,m的一个方程,再由直线被圆所截得的弦长,又可得到关于k,m的一个方程,这样可以解出k,m的值.【解答】(1) 记椭圆C的半焦距为c.由题意得b=1,ca=3,a2=c2+b2,解得a=2,b=1.(2) 由(1)知,椭圆C的方程为24x+y2=1,圆C1的方程为x2+y2=5.明显直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m,即kx-y+m=0.由于直线l与椭圆C有且只有一个公共点,所以方程组2214=+⎧⎪⎨+=⎪⎩y kx mxy,(*)有且只有一组解.由(*)得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 从而Δ=(8km )2-4(1+4k 2)(4m 2-4)=0, 化简,得m 2=1+4k 2. ①由于直线l 被圆x 2+y 2=5所截得的弦长为22, 所以圆心到直线l 的距离d =5-2=3.即2||1+m k =3. ② 由①②解得k 2=2,m 2=9. 由于m >0,所以m =3.变式 (2021·泰州二模)如图,在平面直角坐标系x O y 中,椭圆E :22x a +22y b =1(a >b >0)的左顶点为A ,与x 轴平行的直线与椭圆E 交于B ,C 两点,过B ,C 两点且分别与直线AB ,AC 垂直的直线相交于点D.已知椭圆E 的离心率为53,右焦点到右准线的距离为455.(变式)(1) 求椭圆E 的标准方程;(2) 求证:点D 在一条定直线上运动,并求出该直线的方程; (3) 求△BCD面积的最大值.【解答】(1) 由题意得ca =253a c ,-c =55,解得a =3,c 5b 22-a c ,所以椭圆E 的标准方程为29x +24y =1.(2) 设B(x 0,y 0),C(-x 0,y 0).明显直线AB ,AC ,BD ,CD 的斜率都存在,设为k 1,k 2,k 3,k 4,则k 1=003+y x ,k 2=00-3+y x ,k 3=-003+x y ,k 4=00-3x y ,所以直线BD ,CD 的方程为y =-003+x y ·(x -x 0)+y 0,y =00-3x y (x +x 0)+y 0, 消去y ,得-003+x y (x -x 0)+y 0=00-3x y ·(x +x 0)+y 0,化简得x =3,所以点D 在定直线x =3上运动.(3) 由(2)得点D 的纵坐标为y D =00-3x y ·(3+x 0)+y 0=200-9x y +y 0. 又209x +204y =1,所以20x -9=-2094y ,则y D =2009-4y y +y 0=-54y 0,所以点D 到直线BC 的距离h =|y D -y 0|=005--4y y =94|y 0|.将y =y 0代入29x +24y =1,得x 201-4y 所以S △BCD =12BC·h=12201-4y 94|y 0| 20271-24y ·12|y 0|≤272·22001-442+y y =274,当且仅当1-204y =204y ,即y 02y 02时,△BCD面积取最大值为274.1. (2021·苏锡常镇宿一调)双曲线x2-22y=1的离心率为.【答案】3【解析】由标准方程可得a2=1,b2=2,所以c2=3,所以e=ca =3.2. (2021·苏锡常镇二调)已知双曲线22xa-22yb=1(a,b>0)的离心率等于2,它的焦点到渐近线的距离等于1,则该双曲线的方程为. 【答案】3x2-y2=1【解析】由题意得,双曲线的渐近线方程为y=±ba x,故焦点到渐近线的距离为d=22||+bca b=|b|=1,即b2=1.又由于ca=2,故c2=a2+b2=4a2,所以a2=13,故所求双曲线的方程为3x2-y2=1.3. (2021·南京、盐城、徐州二模)在平面直角坐标系x O y中,已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,定点A(22,0),若射线FA与抛物线C相交于点M,与抛物线C的准线相交于点N,则FM∶MN=.【答案】13【解析】方法一:由题意得F(0,1),所以直线AF的方程为22x+1y=1,将它与抛物线的方程联立,解得2-2212.2⎧=⎧=⎪⎪⎨⎨==⎪⎩⎪⎩xxyy,,或依题意知交点在第一象限,故取M122⎛⎫⎪⎝⎭,.准线方程为y=-1,故易求得点N(42,-1),所以由三角形相像性质得FMMN=11-21-(-1)2=13.(第3题)方法二:如图,设点M到准线的距离为MB,则依据条件得FMMB=1.又由于F(0,1),所以直线FA的斜率为k=1-22=-24,从而sin∠ANB=218=13,即MBMN=13,所以FMMN=13.4. (2021·扬州期末)如图,A,B,C是椭圆M:22xa+22yb=1(a>b>0)上的三点,其中点A是椭圆的右顶点,BC过椭圆M的中心,且满足AC⊥BC,BC=2AC.(第4题)(1) 求椭圆M的离心率;(2) 若y轴被△ABC的外接圆所截得的弦长为9,求椭圆M的方程.【解答】(1) 由于BC过椭圆M的中心,所以BC=2OC=2OB.又由于AC⊥BC,BC=2AC,所以△OAC是以角C 为直角的等腰直角三角形,则A(a ,0),C -22⎛⎫ ⎪⎝⎭a a ,,B -22⎛⎫ ⎪⎝⎭a a ,, 所以222⎛⎫ ⎪⎝⎭a a +22-2⎛⎫⎪⎝⎭a b =1,则a 2=3b 2, 所以c 2=2b 2,e =63, 所以椭圆M 的离心率为63.(2) △ABC的外接圆圆心为AB 的中点P 44⎛⎫ ⎪⎝⎭a a ,,半径为104a ,则△ABC的外接圆为2-4⎛⎫ ⎪⎝⎭a x +2-4⎛⎫ ⎪⎝⎭a y =58a 2.令x =0,得y =a 或y =-2a, 所以a --2⎛⎫ ⎪⎝⎭a =9,解得a =6.所以所求椭圆M 的方程为236x +212y =1.【融会贯穿】完善提高 融会贯穿典例 如图,在平面直角坐标系x O y 中,已知A ,B ,C 是椭圆22x a +22y b =1(a >b >0)上不同的三点,且A32322⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,,B(-3,-3),点C 在第三象限,线段BC 的中点在直线OA 上.(典例)(1) 求椭圆的标准方程; (2) 求点C 的坐标;(3) 设动点P(异于点A ,B ,C)在椭圆上,且直线PB ,PC 分别交直线OA 于点M ,N ,求证:OM ·ON 为定值,并求该定值.【思维引导】【规范解答】(1) 由已知,得222218912991⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩a b a b ,,解得2227272⎧=⎪⎨=⎪⎩a b ,,…………………………………………………………………………2分所以椭圆的标准方程为227x+2272y=1……………………………………………………3分(2) 设点C(m,n)(m<0,n<0),则BC的中点为-3-322⎛⎫ ⎪⎝⎭m n,.由已知可得直线OA的方程为x-2y=0,从而m=2n-3. ①又由于点C在椭圆上,所以m2+2n2=27. ②由①②,解得n=3(舍去)或n=-1,从而m=-5 ……………………………………5分所以点C的坐标为(-5,-1)…………………………………………………………6分(3) 设P(x0,y0),M(2y1,y1),N(2y2,y2).由于P,B,M三点共线,所以11323++yy=33++yx,整理得y1=00003(-)-2-3y xx y………………8分由于P,C,N三点共线,所以22125++yy=15++yx,整理得y2=00005--23+y xx y……………10分由于点P在椭圆上,所以2x+22y=27,即2x=27-22y,从而y1y2=2200002200003(5-6)4-4-9++x y x yx y x y=200020003(3-627)2-418++y x yy x y=3×32=92,……………………………………………………………14分所以OM·ON=5y1y2=452,…………………………………………………………15分所以OM·ON为定值,且定值为452………………………………………………16分【精要点评】此题考查了椭圆的一些性质,结合了动点问题和向量,运用解析法可以解决这道题目,本身难度并不高,计算量也不是很大.论证椭圆性质问题往往接受如下的命题思路:由于椭圆可以由圆经过仿射变换得到,依据仿射变换前后长度比值不变原理,所以圆中的结论在椭圆中同样成立.如图,在圆O中,B,C为圆上的两个定点,BC中点为Q,直线QO交圆O于点A,且P(异于A,B,C)为圆O上的动点,BP,CP分别交直线QO于N,M两点. 依据△ONP∽△OPM,明显有OM·ON=OA2为定值.变式如图,已知P(x1,y1),Q(x2,y2)为椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)上的任意两点,直线PQ 与x轴交于点M,点R与点P关于x轴对称,直线QR与x轴交于点N.(变式)(1) 试用x1,x2,y1,y2表示点M和点N的横坐标;(2) 求证:OM·ON为定值.【解答】(1) 由题知直线PQ:(y2-y1)(x-x1)-(x2-x1)(y-y1)=0,即(y2-y1)x-(x2-x1)y-(x1y2-x2y1)=0.令y=0,则xM=122121--x y x yy y.又R(x1,-y1),所以直线QR:(y2+y1)(x-x1)-(x2-x1)(y+y1)=0,即(y2+y1)x-(x2-x1)y-(x1y2+x2y1)=0,令y=0,则xN=122121++x y x yy y.(2) 由(1)可得OM ·ON=122121--x y x yy y·122121++x y x yy y=222212212221--x y x yy y=22222212212222211--1--⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭y ya y a yb by y=a2,为定值.温馨提示:趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第29-30页.【课后检测】第2讲圆锥曲线一、填空题1. (2021·常州期末)已知双曲线ax2-4y2=1的离心率为3,那么实数a的值为.2. (2021·苏州调查)已知双曲线2xm-25y=1的右焦点与抛物线y2=12x的焦点相同,则此双曲线的渐近线方程为.3. (2022·苏中三市、连云港、淮安二调)若在平面直角坐标系x O y中,双曲线C的离心率为2,且过点(1,2),则双曲线C的标准方程为.4. 若抛物线x=1m y2的准线与双曲线212x-24y=1的右准线重合,则实数m的值是.5. (2022·辽宁卷)已知椭圆C:29x+24y=1,点M与椭圆C的焦点不重合.若点M关于椭圆C的焦点的对称点分别为点A,B,线段MN的中点在椭圆C上,则AN+BN= .6. 如图,已知A,B,C是椭圆22xa+22yb=1(a>b>0)上的三点,其中点A的坐标为(23,0),BC过椭圆的中心,且AC·BC=0,|BC|=2|AC|,那么椭圆的标准方程为.(第6题)7. (2021·盐城中学)设椭圆22xm+22yn=1(m>0,n>0)的右焦点与抛物线y2=8x的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的短轴长为.8. (2021·丹阳中学)设A,B分别是椭圆22xa+22yb=1(a>b>0)的左、右顶点,点P是椭圆C上且异于A,B的一点,若直线AP与BP的斜率之积为-13,则椭圆C的离心率为.二、解答题9. (2022·南京、淮安三模)已知椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)过点P(-1,-1),c为椭圆的半焦距,且c2b.过点P作两条相互垂直的直线l1,l2与椭圆C分别交于另两点M,N.(1) 求椭圆C的方程;(2) 若直线l1的斜率为-1,求△PMN的面积.10. (2021·赣榆中学)如图,椭圆长轴端点为A,B,O为椭圆中心,F 为椭圆的右焦点,且AF ·FB=1,|OF|=1.(1) 求椭圆的标准方程.(2) 记椭圆的上顶点为M,直线l交椭圆于P,Q两点,问:是否存在直线l,使得点F恰为△PQM的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.(第10题)11. 如图,椭圆C:22xa+22yb=1(a>b>0)的一个焦点为F(1,0),且过点622⎛⎫⎪⎪⎝⎭,.(1) 求椭圆C的方程;(2) 已知A,B为椭圆上的点,且直线AB垂直于x轴,直线l:x=4与x轴交于点N,直线AF与BN交于点M,求证:点M恒在椭圆C上.(第11题) 【课后检测答案】第2讲圆锥曲线1. 8 【解析】将双曲线方程ax2-4y2=1化成标准式可得21xa-214y=1,所以c2=1a+14.又由于e2=1141+aa=1+4a=3,所以a=8.2. y=±5x【解析】5+m,所以m=4.而双曲线的渐近线方程为y=5m x,即y=±52x.3. y2-x2=1 【解析】由于双曲线的离心率e2.设双曲线方程为x2-y2=m,则由点(12)在双曲线上得1-2=m=-1,故所求的双曲线方程为y2-x2=1.4. -12 【解析】212x-24y=1的右准线为x=2ac=124=3,所以抛物线y2=mx的开口向左,-4m=3,解得m=-12.5. 12 【解析】取MN的中点为G,点G在椭圆C上.设点M关于椭圆C的焦点F1的对称点为A,点M关于椭圆C的焦点F2的对称点为B,则有GF1=12AN,GF2=12BN,所以AN+BN=2(GF1+GF2)=4a=12.6. 212x +24y =1 【解析】由于|BC |=2|AC |,直线BC 过点(0,0),则|OC |=|AC |.又由于AC ·BC =0,所以∠OCA=90°,即又由于a,所以椭圆方程为212x +22y b =1,把点C 的坐标代入上式,得b 2=4,所以椭圆的方程为212x +24y =1.7.【解析】由题意可知,抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),所以c =2,由于离心率为12,所以a =4,所以b8. 3 【解析】由题意知A(-a ,0),B(a ,0),取P(0,b ),则k AP ·k BP =b a ×-⎛⎫ ⎪⎝⎭b a =-13,故a 2=3b 2,所以e 2=222-a b a =23,即e=.9. (1) 由条件得21a +21b =1,且c 2=2b 2,所以a 2=3b 2,解得b 2=43,a 2=4, 所以椭圆的方程为24x +234y =1. (2) 设直线l 1的方程为y +1=k (x +1),联立22-134=+⎧⎨+=⎩y kx k x y ,,消去y ,得(1+3k 2)x 2+6k (k -1)x +3(k -1)2-4=0. 由于点P 的坐标为(-1,-1),解得M 2222-36132-11313⎛⎫+++ ⎪++⎝⎭k k k k k k ,. 当k ≠0时,用-1k 代替k ,得N 2222-6-3--2333⎛⎫+ ⎪++⎝⎭k k k k k k ,.将k =-1代入,得M(-2,0),N(1,1). 由于P(-1,-1), 所以,,所以△PMN的面积为12=2.10. (1) 设椭圆方程为22x a +22y b =1(a >b >0),则c =1. 又由于AF ·FB =1, 即(a +c )(a -c )=1=a 2-c 2,所以a 2=2,故椭圆方程为22x +y 2=1.(2) 假设存在直线l 交椭圆于P ,Q 两点,且F 恰为△PQM的垂心, 则设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),由于M(0,1),F(1,0),故k PQ =1, 于是可设直线l 的方程为y =x +m ,联立2222=+⎧⎨+=⎩y x m x y ,,得3x 2+4mx +2m 2-2=0. 由于MP ·FQ =0=x 1(x 2-1)+y 2(y 1-1), 又y i =x i +m (i =1,2),得x 1(x 2-1)+(x 2+m )(x 1+m -1)=0,即2x 1x 2+(x 1+x 2)(m -1)+m 2-m =0.由韦达定理得2·22-23m -43m(m -1)+m 2-m =0,解得m =-43或m =1(舍去). 经检验m =-43符合条件,所以直线l 的方程为y =x -43.11. (1) 由题意得2222212312-=⎧⎪⎪+=⎨⎪=⎪⎩c a b a b c ,,,解得a 2=4,b 2=3, 故椭圆C 的方程为24x +23y =1.(2) 由于F(1,0),N(4,0).设A(m ,n ),M(x 0,y 0),则B(m ,-n ),n ≠0,则直线AF 的方程为y =-1nm (x -1), 直线BN 的方程为y =4-nm (x -4),解得点M 的坐标为5-832-52-5⎛⎫⎪⎝⎭m n m m ,. 代入椭圆方程中,得204x +203y =25-82-54⎛⎫ ⎪⎝⎭m m +232-53⎛⎫⎪⎝⎭n m =222(5-8)124(2-5)+m n m . 由24m +23n =1,得n 2=321-4⎛⎫ ⎪⎝⎭m ,代入上式得204x +23y =1.所以点M 恒在椭圆C 上.。
江苏省2011届高三数学二轮圆锥曲线复习(精讲版)
px江苏省2011届高三第二轮专题复习——圆锥曲线(一)题型一、求离心率:例1、在平面直角坐标系中,椭圆2222x y a b +=1( a b >>0)的焦距为2,以O 为圆心,a 为半径的圆,过点2,0a c ⎛⎫ ⎪⎝⎭作圆的两切线互相垂直,则离心率e = .【答案】2例2、如图1,已知抛物线22(0)y px p =>的焦点恰好是椭圆22221x y a b+=的右焦点F ,且两条曲线的交点连线也过焦点F ,则该椭圆的离心率为 . 【答案】12-=e .【提示】研究椭圆与抛物线在第一象限得交点,对于椭圆来说,坐标为2(,)b c a,对于抛物线来说,坐标为),2(p p ,所以有c a b 22=,又ac e c a b =-=,222,联立解得12-=e .练习:已知双曲线22221(00)x y a b a b-=>>,的左、右焦点分别为1F ,2F ,P 是准线上一点,且12PF PF ⊥,ab PF PF 421=⋅,则双曲线的离心率是 .例3、已知F 1、F 2是椭圆的焦点,P 是椭圆上一点,且∠F 1PF 2=90°,则椭圆的离心率e 的取值范围是 .【答案】)1,22[. 【提示】本题有多种解法,其中比较简单的方法是数形结合,借助图形可以看出,当P 位于短轴顶点时,∠F 1PF 2最大,设椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x ,),0(b B 为短轴一个顶点,因此若1290F BF ∠=,必有1290F BF ∠≥,由对称性知12F BF ∆为等腰三角形,因此有b c ≥,解得22≥e .变式:已知1F ,2F 椭圆13610022=+y x 的两个焦点,00(,)P x y 为椭圆上一点,当021>⋅PF PF 时,0x 的取值范围为 .【答案】57[10,(,10]-. 【提示】 实际上即为求满足21PF F ∠为锐角得点P 得横坐标得取值范围。
2018版高考数学理江苏专用大二轮总复习与增分策略配套课件:专题六 解析几何 第2讲 精品
例1 (1)△ABC的两个顶点为A(-4,0),B(4,0),△ABC周长为18,则C 点轨迹方程为__2x_52_+__y9_2=__1_(_y_≠__0_) ___. 解析 ∵△ABC的两顶点A(-4,0),B(4,0),周长为18, ∴AB=8,BC+AC=10. ∵10>8,∴点C到两个定点的距离之和等于定值,满足椭圆的定义, ∴点C的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,∴2a=10,2c=8,∴b=3. ∴椭圆的标准方程是2x52 +y92=1(y≠0).
解析答案
(2)在平面直角坐标系中,已知△ABC 的顶点 A(-4,0)和 C(4,0),顶点 B
在椭圆2x52 +y92=1
sin 上,则
A+sin sin B
C
5
=____4____.
解析 由椭圆方程知其焦点坐标为(-4,0)和(4,0),
恰分别为△ABC的顶点A和C的坐标,
由椭圆定义知BA+BC=2a=10,
∴(m2+n)·(3m2-n)>0,解得-m2<n<3m2, 由双曲线性质,知c2=(m2+n)+(3m2-n)=4m2(其中c是半焦距), ∴焦距2c=2×2|m|=4,解得|m|=1,∴-1<n<3.
解析答案
1 23 4
2.(2016·天津改编)已知双曲线x42-by22=1(b>0),以原点为圆心,双曲线的
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例 3 (2015·江苏改编)如图,在平面直角坐标系 xOy 中, 已知椭圆ax22+by22=1(a>b>0)的离心率为 22,且右焦点 F 到直线 l:x=-ac2的距离为 3. (1)求椭圆的标准方程; 解 由题意,得ac= 22且 c+ac2=3,
高三数二轮专题复习课件圆锥曲线
极坐标与圆锥曲线
理解极坐标与圆锥曲线的交汇点,掌 握利用极坐标解决圆锥曲线问题的方 法。
05
圆锥曲线解题技巧与策略
代数法求解圆锥曲线问题
利用代数方法进行求解
代数法是解决圆锥曲线问题的一种基本方法,主要通过将问题转化为代数方程, 然后进行求解。这种方法需要掌握圆锥曲线的标准方程和相关性质,以及代数方 程的求解技巧。
抛物线
离心率e为1,因为抛物线是所有点与固定点(焦 点)距离相等的点的集合。
03
圆锥曲线的应用
曲线的切线问题
切线斜率
通过求导数或利用曲线的参数方程,求出切线的斜率,进而求出 切线方程。
切线长
利用切线斜率和点到直线的距离公式,求出切线长。
切线与弦的关系
利用切线与弦的垂直关系,求出弦的中点坐标和长度。
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感谢观看
关于x轴和y轴都是对称的 。
抛物线
只有一条对称轴,通常为 y=x或y=-x。
曲线的范围
椭圆
在x轴和y轴上都有一定的范围, 确保所有点都在椭圆上。
双曲线
在x轴和y轴上都有一定的范围,确 保所有点都在双曲线上。
抛物线
只关于一个轴有范围,通常为y≥0 或y≤0。
曲线的顶点和焦点
椭圆
有两个顶点和两个焦点,顶点是 曲线的最高和最低点,焦点用于
确定曲线的形状。
双曲线
有一个顶点和两个焦点,顶点是 曲线的最高或最低点,焦点用于
确定曲线的形状。
抛物线
有一个顶点和焦点,顶点是曲线 的最高或最低点,焦点在顶点的
正上方或正下方。
曲线的离心率
椭圆
江苏高考数学理二轮专题复习课件6.2圆锥曲线
相交于A、B两点,若△ABF为等边三角形,则p=________.
[思路点拨] (1)由离心率的概念得a,c之间的 关系,转化为a,b之间的关系,从而求出其 渐近线方程.(2)注意到△ABF为等边三角形 和双曲线的对称性,用p表示点A(或B)的坐标, 代入双曲线方程,求p的值.
-8k 12 2 2 3 可得 2 = 2,且k > , 2 3 + 4 k 3 + 4 k
3 3 解得k=-2或k=2, 3 3 所以,直线m的斜率为-2或2.
考向二
圆锥曲线的几何性质
x2 y2 【例2】 (1)(2013· 新课标全国卷Ⅰ改编)已知双曲线C: a2 - b2 = 5 1(a>0,b>0)的离心率为 2 ,则C的渐近线方程为 ________.
【变式训练1】 (2013·陕西)已知动点M(x,y) 到直线l:x=4的距离是它到点N(1,0)的距离 的2倍. (1)求动点M的轨迹C的方程; (2)过点P(0,3)的直线m与轨迹C交于A,B两 点.若A是PB的中点,求直线m的斜率. 解 (1)如图1,设M到直线l的距离为d,根据题意,d=2|MN|.
[思路点拨](1)第(1)问,注意到圆M与圆N的圆心 关于原点对称,暗示曲线C可能是椭圆或双曲 线.依据两圆的位置关系,建立关系式,利用 定义求曲线C的方程.(2)在第(2)问中,先求圆P 的方程,然后利用直线l与圆相切,求出直线l的 方程,进而求弦AB的长. 解 由圆M:(x+1)2+y2=1,知圆心M(-1,0), 半径r1=1, 根据圆N的方程,知圆心N(1,0),半径r2=3.
[思考3]
若抛物线的方程为x2=ay,则其焦点坐标和准线方程分
江苏高考数学理二轮专题复习真题6.2圆锥曲线
第2讲 圆锥曲线1.(2013·广东改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是 ________.解析 由题意c =1,e =c a =12,则a =2,b 2=a 2-c 2=3.故所求椭圆方程为:x 24+y 23=1. 答案 x 24+y 23=12.(2013·江西改编)已知点A (2,0),抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,射线F A 与抛物线C 相交于点M ,与其准线相交于点N ,则|FM |∶|MN |= ________. 解析 由抛物线定义知|MF |=|MH |,又|MH |∶|MN |=|OF |∶|AF |,即|FM |∶|MN |=|MH |∶|MN |=|FO |∶|AF |=1∶ 5.答案 1∶ 53.(2013·辽宁)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|BF |=8,cos ∠ABF =45,则C 的离心率为________.解析 在△ABF 中,由余弦定理得|AF |2=|AB |2+|BF |2-2|AB |·|BF |cos ∠ABF ,∴|AF |2=100+64-128=36,∴|AF |=6,从而|AB |2=|AF |2+|BF |2,则AF ⊥BF .∴c =|OF |=12|AB |=5,利用椭圆的对称性,设F ′为右焦点,则|BF ′|=|AF |=6,∴2a =|BF |+|BF ′|=14,a =7.因此椭圆的离心率e =c a =57.答案 574.(2013·天津改编)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=2px (p >0)的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为3,则p =________.解析 e =2,⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2=a 2+b 2a 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=4,∴b a =3,双曲线的渐近线方程为y =±3x ,∴|AB |=2·p 2tan 60°,又S △AOB =3,即12·p 2·2·p 2tan 60°=3,∴p 24=1,则p =2.答案 2。
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第2讲圆锥曲线一、填空题
1. 抛物线x=1
4y2的焦点坐标为.
2. 双曲线
2
10
x
-
2
2
y
=1的焦距为.
3. (2013·南通二模)在平面直角坐标系xOy中,设椭圆与双曲线y2-3x2=3共焦点,且经过点(2,2),则该椭圆的离心率为.
4. (2013·南通三模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线x2=2py(p>0)上纵坐标为1的一点到焦点的距离为3,则焦点到准线的距离为.
5. 椭圆
2
9
x
+
2
2
y
=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上,若PF1=4,则∠F1PF2的大小为.
6. 若椭圆
2
2
x
a+
2
2
y
b=1的焦点在x轴上,过点
1
1,
2
⎛⎫
⎪
⎝⎭作圆x2+y2=1的切线,切点分别为A,B,直线AB恰
好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆的方程是.
7. (2013·苏、锡、常一模)已知F1,F2是双曲线的两个焦点,以线段F1F2为边作正三角形MF1F2,若边MF1的中点在此双曲线上,则此双曲线的离心率为.
8. (2013·宿迁一模)已知双曲线
2
2
x
a-
2
2
y
b=1(a>0,b>0),A,C分别是双曲线虚轴的上、下端
点,B,F分别是双曲线的左顶点和左焦点.若双曲线的离心率为2,则BA与CF夹角的余弦值为.
二、解答题
9.
已知椭圆C经过点A
3
1,
2
⎛⎫
⎪
⎝⎭,两个焦点分别为(-1,0),(1,0).
(1) 求椭圆C的方程;
(2) E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值.
10. (2012·南京二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:
2
2
x
a+
2
2
y
b=1(a>b>0)的离心率为
3
,以原点为圆心、椭圆C的短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切.
(1) 求椭圆C的方程;
(2) 已知点P(0,1),Q(0,2),设M,N是椭圆C上关于y轴对称的不同两点,直线PM与QN相交于点T,求证:点T在椭圆C上.
(第10题)
11. (2013·徐州、宿迁三模)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:
2
2
x
a+
2
2
y
b=1(a>b>0)的
离心率e=3
,A1,A2分别是椭圆E的左、右两个顶点,圆A2的半径为a,过点A1作圆A2的切线,切点为
P,在x轴的上方交椭圆E于点Q.
(1) 求直线OP 的方程;
(2) 求
1PQ
QA 的值;
(3) 设a 为常数,过点O 作两条互相垂直的直线,分别交椭圆
E 于点B,C,分别交圆A 2于点M,N,记OBC 和
OMN 的面积分别为S 1,S 2,求S 1·S 2的最大值.
(第11题)
第2讲 圆锥曲线
1. (1,0)
2. 43
3. 22
4. 4
5. 120°
6. 25x +2
4y =1
7. 3+1
8. 7
9. (1) 由题意,c=1,可设椭圆方程为2
2
1x b ++22y b =1(b>0). 因为点A 在椭圆上,所以2
1
1b ++294b =1,
解得b 2=3,b 2
=-3
4(舍去).
所以椭圆方程为24x +2
3y =1.
(2) 设直线AE的方程为y=k(x-1)+3
2,代入
2
4
x
+
2
3
y
=1得(3+4k2)x2+4k(3-2k)x+4
2
3
-k
2
⎛⎫
⎪
⎝⎭-12=0.
设E(x E,y E),F(x F,y F).因为点A
3
1,
2
⎛⎫
⎪
⎝⎭在椭圆上,所以x
E=
2
2
3
4-k-12
2
34k
⎛⎫
⎪
⎝⎭
+,y
E=kx E+
3
2-k.
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以-k代替k,可得
x F=
2
2
3
4k-12
2
34k
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
+,y
F=-kx F+
3
2+k.
所以直线EF的斜率k EF=
-
-
F E
F E
y y
x x
=
-()2k
-
E F
F E
k x x
x x
++
=
1
2.
所以直线EF的斜率为定值,其值为1 2.
10. (1) 由题意知22
因为离心率e=c
a=
3
,
所以b
a
2
1-
c
a
⎛⎫
⎪
⎝⎭
1
2.
所以2
所以椭圆C的方程为
2
8
x
+
2
2
y
=1.
(2) 由题意可设M,N的坐标分别为(x0,y0),(-x0,y0),则
直线PM 的方程为y=00-1y x x+1 ①, 直线QN 的方程为y=00-2-y x x+2 ②.
方法一 联立①②解得x=002-3x y ,y=003-4
2-3y y ,
即T 000
03-4,2-32-3x y y y ⎛⎫
⎪⎝⎭. 由2
8x +202y =1,可得2
0x =8-420y .
因为
2
00182-3x y ⎛⎫ ⎪⎝⎭+2
003-4122-3y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭=2200204(3-4)8(2-3)x y y +=2200208-44(3-4)8(2-3)y y y +=2
002032-96728(2-3)y y y +=
2
0208(2-3)8(2-3)y y =1,
所以点T 坐标满足椭圆C 的方程,即点T 在椭圆C 上. 方法二 设T(x,y).
联立①②解得x 0=2-3x y ,y 0=3-4
2-3y y .
因为2
8x +20
2y
=1,所以2182-3x y ⎛⎫ ⎪⎝
⎭+2
13-422-3y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭=1,
整理得28x +2
(3-4)2y =(2y-3)2, 所以28x +2
92y -12y+8=4y 2
-12y+9, 即28x +2
2y =1.
所以点T 坐标满足椭圆C 的方程,即点T 在椭圆C 上. 11. (1) 连接A 2P,则A 2P ⊥A 1P,且A 2P=a. 又A 1A 2=2a,所以∠A 1A 2P=60°.
所以∠POA 2=60°,所以直线OP 的方程为y=3x.
(2) 由(1)知,直线A 2P 的方程为y=-3(x-a),A 1P 的方程为y=3
3(x+a),
联立解得x P =2a
.
因为e=3,即c a =3,所以c 2=34a 2,b 2=1
4a 2
,故椭圆E 的方程为22x a +224y a =1.
由2
2
223a),341,
y x y a a ⎧=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩解得x Q =-7a ,
所以1PQ QA =--27--(-a)7a a a
⎛⎫ ⎪⎝⎭=34.
(3) 不妨设OM 的方程为y=kx(k>0),
联立方程组22
22,
41,
y kx x y a a =⎧⎪⎨+=⎪⎩
解得B 2
2
,1414k k ⎛⎫ ⎪++⎝⎭,
所以OB=a 2
2
114k k ++.
用-1
k 代替上面的k,得OC=a 22
14k k ++.
同理可得,OM=21k +,ON=2
1k +.
所以S 1·S 2=1
4·OB ·OC ·OM ·ON=a 4
22
(14)(4)k k ++. 22
(14)(4)k k ++2211417k k ⎛⎫
++ ⎪⎝⎭15,
当且仅当k=1时等号成立,所以S 1·S 2的最大值为4
5a .。