高中数学—16—椭圆双曲线(A)-教师版

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高中数学【椭圆与双曲线】知识点总结

高中数学【椭圆与双曲线】知识点总结

高中数学【椭圆与双曲线】知识点总结姓名:(一)椭圆1.椭圆的定义如果平面内一动点到两定点距离之和等于正的常数(大于两定点的距离),则动点的规迹是椭圆即|PF1|+|PF2|=2a其中P是动点,F1,F2是定点且|F1F2|=2C当a>c时表示当a=c时表示当a<c时第二定义:动点M与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e(0<e<1)时,这个点的规迹是椭圆。

定点是,定直是e是2.椭圆的标准方程参数方程(1)标准方程(2)参数方程3.椭圆的性质(1)焦点在x轴上的椭圆标准方程x,y的范围顶点焦点对称轴对称中心长半轴的长短半轴的长焦距离心率e=范围e越大椭圆越e越小椭圆越准线焦半径公式|PF1|=|PF2|=(F1,F2分别为椭圆的左右两焦点,P为椭圆上的一点)椭圆的通径(过椭圆的一个焦点F且垂直于它过焦点的对称轴的弦)|P1P2|=(2)焦点在y轴上的椭圆标准方程x,y的范围顶点焦点对称轴对称中心长半轴的长短半轴的长焦距离心率e=范围e越大椭圆越e越小椭圆越准线焦半径公式|PF1|=|PF2|=(F1,F2分别为椭圆的下上两焦点,P为椭圆上的一点)4.椭圆系(1)共焦点的椭圆系方程为2221x yk k c+=-(其中k>c2,c为半焦距)(2)具有相同离心率的标准椭圆系的方程2222(0) x ya bλλ+=>(二)双曲线1.双曲线的定义如果平面内一个动点到两定点距离之差的绝对值等于正的常数(小于两定点间的距离),那么动点的轨迹是双曲线若一个动点到两定点距离之差等于一个常数,常数的绝对值小于两定点间的距离,那么动点的轨迹是双曲线的一支F1,F2为两定点,P为一动点,(1)若||PF1|-|PF2||=2a①0<2a<|F1F2|则动点P的轨迹是②2a=|F1F2|则动点P的轨迹是③2a=0则动点P的轨迹是(2)若|P F1|-|PF2|=2a①0<2a<|F1F2|则动点P的轨迹是②2a=|F1F2|则动点P的轨迹是③2a=0则动点P的轨迹是2.双曲线的标准方程3.双曲线的性质(1)焦点在x轴上的双曲线标准方程x,y的范围顶点焦点对称轴对称中心实半轴的长虚半轴的长焦距离心率e=范围e越大双曲线的开口越e越小双曲线的开口越准线渐近线焦半径公式|PF1|=|PF2|= (F1,F2分别为双曲线的左右两焦点,P为椭圆上的一点)(3)焦点在y轴上的双曲线标准方程x,y的范围顶点焦点对称轴对称中心实半轴的长虚半轴的长焦距离心率e=范围e越大双曲线的开口越e越小双曲线的开口越准线渐近线焦半径公式|PF1|=|PF2|= (F1,F2分别为双曲线的下上两焦点,P为椭圆上的一点)4.等轴双曲线22(0)x yλλ=±③离心率为-=≠特点①实轴与虚轴长相等②渐近线互相垂直y x5.共轭双曲线以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线叫原双曲线的共轭双曲线特点①有共同的渐近线②四焦点共圆双曲线22221x ya b+=的共轭双曲线是6.双曲线系(1)共焦点的双曲线的方程为2221x yk k c+=-(0<k<c2,c为半焦距)(2)共渐近线的双曲线的方程为2222(0) x ya bλλ-=≠。

双曲线及其标准方程(教学设计)高二数学 (人教A版2019选择性 必修第一册)

双曲线及其标准方程(教学设计)高二数学 (人教A版2019选择性 必修第一册)

3.2.1双曲线及其标准方程教学设计本小节内容选自《普通高中数学选择性必修第一册》人教A版(2019)第二章《圆锥曲线的方程》的第二节《双曲线》。

以下是本节的课时安排:第三章圆锥曲线的方程课时内容 3.2.1双曲线及其标准方程 3.2.2双曲线的简单几何性质所在位置教材第118页教材第121页新教材内容分析双曲线是生产生活中的常见曲线,教材在用拉链画双曲线的过程中,体会双曲线的定义,感知双曲线的形状,为选择适当的坐标系,建立双曲线的标准方程、研究双曲线的几何性质做好铺垫。

通过对双曲线标准方程的讨论,使学生掌握标准方程中的a,b,c,e的几何意义及相互关系,体会坐标法研究曲线性质的基本思路与方法,感受通过代数运算研究曲线性质所具有的程序化、普适性特点。

核心素养培养通过双曲线的标准方程的推导,培养数学运算的核心素养;通过对双曲线的定义理解,培养数学抽象的核心素养。

通过双曲线的几何性质的研究,培养数学运算的核心素养;通过直线与双曲线的位置关系的判定,培养逻辑推理的核心素养。

教学主线双曲线的标准方程、几何性质学生已经学习了直线与圆的方程,已经具备了坐标法研究解析几何问题的能力。

本章学习圆锥曲线方程及几何性质,进一步提升用代数方法研究解析几何问题的方法。

1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,培养数学抽象的核心素养.2.能利用双曲线的定义和待定系数法求双曲线的标准方程,培养逻辑推理的核心素养.重点:双曲线的定义及双曲线的标准方程难点:运用双曲线的定义及标准方程解决相关问题(一)新知导入双曲线也是具有广泛应用的一种圆锥曲线,如发电厂冷却塔的外形、通过声音时差测定定位等都要用到双曲线的性质。

本节我们将类比椭圆的研究方法研究双曲线的有关问题。

(二)双曲线及其标准方程知识点一双曲线的定义【探究1】取一条拉链,拉开它的一部分,在拉开的两边上各选择一点,分别固定在点F1、F2处,把笔尖放于点M,拉开闭拢拉链,笔尖经过的点可画出一条曲线,思考曲线满足什么条件?【提示】如图,曲线上的点满足条件:|MF1|-|MF2|=常数;如果改变一下位置,使|MF2|-|MF1|=常数,可得到另一条曲线.◆双曲线的定义F F?【思考1】双曲线的定义中,常数为2a,为什么2a12【提示】若2a=|F1F2|,则动点的轨迹是以F1或F2为端点的射线;若2a>|F1F2|,则动点的轨迹不存在.若a=0,则动点的轨迹是线段F1F2的中垂线.【思考2】双曲线的定义中,为什么要加“绝对值”三个字?没有“绝对值”三个字呢?【提示】若去掉定义中的“绝对值”三个字,则动点的轨迹只能是双曲线的一支.【易错辨析】设F1、F2是双曲线的焦点,a=4,c=6,点P在双曲线上,若点P到焦点F1的距离等于9,求点P 到焦点F2的距离.【错解一】双曲线的a=4,由|PF1|-|PF2|=8,即9-|PF2|=8,得|PF2|=1.【错解二】双曲线的a=4,由双曲线的定义得||PF1|-|PF2||=8,所以|9-|PF2||=8,所以|PF2|=1或17.【错因】错解一是对双曲线的定义中的差的绝对值掌握不够,是概念性的错误.错解二没有验证两解是否符合题意,这里用到双曲线的一个隐含条件:双曲线的一个顶点到另一分支上的点的最小距离是2a,到一个焦点的距离是c-a,到另一个焦点的距离是a+c,本题是2或10,|PF2|=1小于2,不合题意.【正解】双曲线的实轴长为8,由双曲线的定义得||PF1|-|PF2||=8,所以|9-|PF2||=8,所以|PF2|=1或17.因为|F1F2|=12,当|PF2|=1时,|PF1|+|PF2|=10<|F1F2|,不符合公理“两点之间线段最短”,应舍去.所以|PF2|=17.知识点二双曲线的标准方程【探究2】类比推导椭圆标准方程的方法,怎样推导双曲线的标准方程?【提示】(1)建系:以经过两焦点F1和F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系.(2)设点:设M(x,y)是双曲线上任意一点,双曲线的焦距为2c(c>0),那么双曲线的焦点F1,F2的坐标分别是(-c,0),(c,0).(3)列式:由|MF1|-|MF2|=±2a,可得(x+c)2+y2-(x-c)2+y2=±2a.(4)化简:移项,平方后可得(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).令c2-a2=b2,得双曲线的标准方程为x2 a2-y2b2=1(a>0,b>0).◆双曲线的标准方程【思考3】怎样区分焦点在不同位置的两类双曲线的方程?它与椭圆的区分方法有何不同?【提示】椭圆由分母常数的大小判定,双曲线由各项前面的符号判定.【思考4】双曲线的标准方程与椭圆的标准方程在形式上有什么区别?a 、b 、c 之间的关系有何不同? 【提示】a 、b 、c 之间的关系:椭圆是222b a c -=,双曲线是222b a c += (记忆方法:椭圆的焦点在顶点之内,所有a c <;双曲线焦点在顶点之外,所有a c >)【做一做1】双曲线x 210-y 22=1的焦距为( )A .32B .4 2C .3 3D .43答案:D【做一做2】已知双曲线a =5,c =7,则该双曲线的标准方程为________.解析:∵a =5,c =7,∴b =c 2-a 2=24=26, 当焦点在x 轴上时,双曲线方程为x 225-y 224=1; 当焦点在y 轴上时,双曲线方程为y 225-x 224=1. 答案:x 225-y 224=1或y 225-x 224=1(三)典型例题1.求双曲线的标准方程例1.根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)经过点P (3,154),Q (-163,5); (2)c =6,经过点(-5,2),焦点在x 轴上.[分析] 可先设出双曲线的标准方程,再构造关于a ,b 的方程组,求得a ,b ,从而求得双曲线的标准方程.注意对平方关系c 2=a 2+b 2的运用.[解析] (1)法一:若焦点在x 轴上,设双曲线的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由于点P (3,154)和Q (-163,5)在双曲线上,所以⎩⎨⎧9a 2-22516b 2=1,2569a 2-25b 2=1,解得⎩⎨⎧a 2=-16,b 2=-9,(舍去).若焦点在y 轴上,设双曲线的方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),将P 、Q 两点坐标代入可得⎩⎨⎧22516a 2-9b 2=1,25a 2-2569b 2=1,解得⎩⎨⎧a 2=9,b 2=16,所以双曲线的标准方程为y 29-x 216=1. 综上,双曲线的标准方程为y 29-x 216=1.法二:设双曲线方程为x 2m +y 2n =1(mn <0). ∵P 、Q 两点在双曲线上,∴⎩⎨⎧9m +22516n =1,2569m +25n =1,解得⎩⎨⎧m =-16,n =9.∴所求双曲线的标准方程为y 29-x 216=1.(2)法一:依题意可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).则有⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=6,25a 2-4b2=1,解得⎩⎨⎧a 2=5,b 2=1,求双曲线的标准方程为x 25-y 2=1. 法二∵焦点在x 轴上,c =6,∴设所求双曲线方程为x 2λ-y 26-λ=1(其中0<λ<6).∴25λ-46-λ=1,∴λ=5或λ=30(舍去).∴所求双曲线的标准方程是x 25-y 2=1.【类题通法】用待定系数法求双曲线标准方程的步骤(1)定位:确定双曲线的焦点位置,如果题目没有建立坐标系,一般把焦点放在x 轴上;(2)设方程:根据焦点的位置设相应的双曲线标准方程(当焦点在两个坐标轴上都有可能时,一般设为Ax 2+By 2=1(AB <0));(3)定值:根据题目的条件确定相关的系数的方程,解出系数,代入所设方程. 【巩固练习1】已知双曲线过M (1,1),N (-2,5)两点,求双曲线的标准方程.[解析] 设双曲线的方程为Ax 2+By 2=1(AB <0).∵双曲线过M (1,1),N (-2,5),∴⎩⎪⎨⎪⎧A +B =1,4A +25B =1,解得⎩⎨⎧A =87,B =-17,∴双曲线的标准方程为x 278-y 27=1.2.双曲线标准方程的识别例2. (1)若曲线x 2k +4+y 2k -1=1表示双曲线,则k 的取值范围是( )A .[-4,1)B .(-∞,-4)∪(1,+∞)C .(-4,1)D .(-∞,-4]∪[1,+∞)(2)3<m <5是方程x 2m -5+y 2m 2-m -6=1表示的图形为双曲线的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件解析: (1)根据题意,若曲线x 2k +4+y 2k -1=1表示双曲线,则有(k +4)(k -1)<0,解得-4<k <1.(2)3<m <5时,m -5<0,m 2-m -6>0,方程x 2m -5+y 2m 2-m -6=1表示焦点在y 轴的双曲线;若方程x 2m -5+y 2m 2-m -6=1表示的图形为双曲线,则(m -5)(m 2-m -6)<0,所以3<m <5或m <-2,所以3<m <5是方程x 2m -5+y 2m 2-m -6=1表示的图形为双曲线的充分不必要条件.答案:(1)C (2)A【类题通法】将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为x 2m +y 2n=1,则当mn <0时,方程表示双曲线.若⎩⎪⎨⎪⎧m >0,n <0,则方程表示焦点在x 轴上的双曲线;若⎩⎪⎨⎪⎧m <0,n >0,则方程表示焦点在y 轴上的双曲线.【巩固练习2】若k >1,则关于x ,y 的方程(1-k )x 2+y 2=k 2-1所表示的曲线是( ) A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的椭圆 C .焦点在y 轴上的双曲线 D .焦点在x 轴上的双曲线 解析:原方程化为y 2k 2-1-x 2k +1=1,∵k >1,∴k 2-1>0,k +1>0.∴方程所表示的曲线为焦点在y 轴上的双曲线. 答案:C3.双曲线的定义及应用例3.设双曲线x 24-y 29=1,F 1、F 2是其两个焦点,点P 在双曲线右支上. 若∠F 1PF 2=90°,求△F 1PF 2的面积.[分析] 用双曲线定义及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|. [解析] 由双曲线方程知a =2,b =3,c =13, 设|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2(r 1>r 2),如图所示.由双曲线定义,有r 1-r 2=2a =4,两边平方得r 21+r 22-2r 1r 2=16. ∵∠F 1PF 2=90°,∴r 21+r 22=4c 2=4×(13)2=52.∴2r 1r 2=52-16=36,∴S △F 1PF 2=12r 1r 2=9.【类题通法】双曲线中的焦点三角形:双曲线上的点P 与其两个焦点F 1,F 2连接而成的三角形PF 1F 2称为焦点三角形.令|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2,∠F 1PF 2=θ,因|F 1F 2|=2c ,所以有 (1)定义:|r 1-r 2|=2a .(2)余弦公式:4c 2=r 21+r 22-2r 1r 2cos θ.(3)面积公式:S △PF 1F 2=12r 1r 2sin θ.一般地,在△PF 1F 2中,通过以上三个等式,所求问题就会顺利解决.【巩固练习3】若F 1,F 2是双曲线x 29-y 216=1的两个焦点,P 是双曲线上的点,且|PF 1|·|PF 2|=32,试求△F 1PF 2的面积.[解析] 由双曲线方程x 29-y 216=1,可知a =3,b =4,c =a 2+b 2=5.由双曲线的定义,得|PF 1|-|PF 2|=±2a =±6,将此式两边平方,得|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|=36,∴|PF 1|2+|PF 2|2=36+2|PF 1|·|PF 2|=36+2×32=100. 如图所示,在△F 1PF 2中,由余弦定理,得cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=100-1002|PF 1|·|PF 2|=0,∴∠F 1PF 2=90°,∴S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=12×32=16.所以S △PF 1F 2=12|PF 1||F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=335,即△PF 1F 2的面积是35 3. 4. 与双曲线有关的轨迹问题例4.已知圆C 1:(x +3)2+y 2=1和圆C 2:(x -3)2+y 2=9,动圆M 同时与圆C 1及圆C 2相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程.[解析] 如图所示,设动圆M 与圆C 1及圆C 2分别外切于点A 和B ,根据两圆外切的条件,得 |MC 1|=|AC 1|+|MA |,|MC 2|=|BC 2|+|MB |. ∵|MA |=|MB |,∴|MC 2|-|MC 1|=|BC 2|-|AC 1|=3-1=2.这表明动点M 与两定点C 2,C 1的距离的差是常数2,且2<| C 1C 2|.根据双曲线的定义,动点M 的轨迹为双曲线的左支,则2a =2,a =1,c =3,∴b 2=c 2-a 2=8.因此所求动点M 的轨迹方程为x 2-y 28=1(x ≤1). 【类题通法】求与双曲线有关的点的轨迹问题的方法(1)列出等量关系,化简得到方程.(2)寻找几何关系,由双曲线的定义,得出对应的方程.提醒:①双曲线的焦点所在的坐标轴是x 轴还是y 轴.②检验所求的轨迹对应的是双曲线的一支还是两支.【巩固练习4】如图所示,在△ABC 中,已知|AB |=42,且三个内角A ,B ,C 满足2sin A +sin C =2sin B ,建立适当的坐标系,求顶点C 的轨迹方程.[解析]以AB 边所在的直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系,如图所示,则A (-22,0),B (22,0).由正弦定理,得sin A =|BC |2R ,sin B =|AC |2R ,sin C =|AB |2R(R 为△ABC 的外接圆半径).∵2sin A +sin C =2sin B ,∴2|BC |+|AB |=2|AC |,即|AC |-|BC |=|AB |2=22<|AB |. 由双曲线的定义知,点C 的轨迹为双曲线的右支(除去与x 轴的交点).由题意,设所求轨迹方程为x 2a 2-y 2b 2=1(x >a ), ∵a =2,c =22,∴b 2=c 2-a 2=6.即所求轨迹方程为x 22-y 26=1(x >2). (四)操作演练 素养提升1.平面内有两个定点F 1(-5,0)和F 2(5,0),动点P 满足|PF 1|-|PF 2|=6,则动点P 的轨迹方程是( ) A.x 216-y 29=1(x ≤-4) B.x 29-y 216=1(x ≤-3) C.x 216-y 29=1(x ≥4) D.x 29-y 216=1(x ≥3)解析:由已知动点P 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线的右支,且a =3,c =5,b 2=c 2-a 2=16,∴所求轨迹方程为x 29-y 216=1(x ≥3).答案:D2.方程x 22+m -y 22-m=1表示双曲线,则m 的取值范围为( ) A .-2<m <2B .m >0C .m ≥0D .|m |≥2解析:∵已知方程表示双曲线,∴(2+m )(2-m )>0.∴-2<m <2.答案:A3.若双曲线E :x 29-y 216=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线E 上,且|PF 1|=3,则|PF 2|等于( )A .11B .9C .5D .3解析:由题意知||PF 2|-3|=6,即|PF 2|-3=±6,解得|PF 2|=9或|PF 2|=-3(舍去).答案:B4.已知双曲线的中心在原点,两个焦点F 1,F 2分别为(5,0)和(-5,0),点P 在双曲线上,且PF 1⊥PF 2,△PF 1F 2的面积为1,则双曲线的方程为( )A.x 22-y 23=1B.x 23-y 22=1C.x 24-y 2=1 D .x 2-y 24=1解析:由⎩⎨⎧|PF 1|·|PF 2|=2,|PF 1|2+|PF 2|2=(25)2,⇒(|PF 1|-|PF 2|)2=16,即2a =4,解得a =2,又c =5,所以b =1,故选C.答案:C答案:1.D 2.A 3.B 4.C【设计意图】通过练习巩固本节所学知识,通过学生解决问题的能力,感悟其中蕴含的数学思想,增强学生的应用意识。

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点的总结-教师版

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点的总结-教师版

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点总结
一、 椭圆的标准方程及其几何性质
椭圆的定义:我们把平面内与两个定点12F F ,的距离的和等于常数()12F F 大于的点的轨
迹叫做椭圆。

符号语言:()12222MF MF a a c +=>
将定义中的常数记为a 2,则:①.当122a F F >时,点的轨迹是 椭圆
②.当122a F F =时,点的轨迹是 线段 ③.当122a F F <时,点的轨迹 不存在
双曲线的定义:我们把平面内与两个定点12F F ,的距离的差的绝对值等于常数()12F F 小于 的点的轨迹叫做双曲线。

符号语言:()12
-222MF MF a a c =<
将定义中的常数记为a 2,则:①.当122a F F <时,点的轨迹是 双曲线
②.当122a F F =时,点的轨迹是 两条射线 ③.当122a F F >时,点的轨迹 不存在
a b y o a a
抛物线的定义:我们把平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)距离相等的点的轨迹叫做抛物线。

点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线。

双曲线及其标准方程 课件-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册

双曲线及其标准方程 课件-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
则由题意,可得 25 4
2 2 1
b
a
y2 x2
∴所求双曲线的标准方程为
1.
20 16
1. 求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1) 焦点在轴x上,a=4,b=3 ;
15
(

2


3
)

(
, 2 );
(2) 焦点在轴x上,经过点
3
(3) 焦点为(0, -6), (0, 6), 且经过点(2, -5).
问题4 定义中为什么强调常数要小于|F1F2|且不等于0(即0<2a<2c)?如果
不对常数加以限制 ,动点的轨迹会是什么?
分3种情况来看:
① 若2a=2c, 即||MF1|-|MF2||= |F1F2|,则轨迹是什么?
F1
F2
M
此时轨迹为以F1或F2为端点的两条射线
② 若2a>2c, 即||MF1|-|MF2|| > |F1F2|,则轨迹是什么?
新知探究二:双曲线的标准方程
问题7
双曲线两种标准方程的特点有哪些?
x2 y2
2 1(a 0, b 0)
2
a
b
y
M
M
F1 O
F2
y2 x2
2 1(a 0, b 0)
2
a
b
x
y
F2
O
F1
① 方程用“-”号连接;
② 分母是a2, b2, 且a>0, b>0,但a, b大小不定;
M
此时轨迹不存在
③ 若2a=0, 即|MF1|=|MF2|,则轨迹是什么?
此时轨迹为线段F1F2的垂直平分线

双曲线及其标准方程 课件-高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册

双曲线及其标准方程 课件-高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册
l
什么?
如图,双曲线的焦距为2( > 0),焦点1 ,2 的坐标分
别是(0, − ),(0, ),,的意义同上,这时双曲线的
2
方程是 2

2
− 2

的标准方程.
= 1( > 0, > 0),这个方程也是双曲线
新知探索
辨析1.判断正误.
2
(1)在双曲线标准方程 2

2
(2)方程
l
动点满足什么几何条件?两圆交点的轨迹是什么形状?
新知探索
我们发现,在|| < |1 2 | < || + ||的条件下,点在线段外运动时,
l
当点靠近定点1 时,|2 | − |1 | = ||;当点靠近定点2 时,|1 | −
|2 | = ||.总之,点与两个定点1 ,2 距离的差的绝对值||是一个常数
).
D.−1 < < 2或 > 2
练习
方法技巧:
2
将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为

< 0时,方程表示双曲线.
> 0,

则方程表示焦点在轴上的双曲线;
< 0,
< 0,

则方程表示焦点在轴上的双曲线.
> 0,
2
+

= 1,则当
练习
2
变2.若曲线
运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的应用.
练习
2
变1.已知双曲线:
9
2

16
= 1的左、右焦点分别为1 ,2 ,为双曲线的右支上一
点,且|2 | = |1 2 |,则∆1 2 的面积等于__________.

椭圆、双曲线中心弦和中点弦性质及应用讲义-高二数学人教A版(2019)选择性必修第一册

椭圆、双曲线中心弦和中点弦性质及应用讲义-高二数学人教A版(2019)选择性必修第一册

椭圆、双曲线中心弦和中点弦性质及应用一、题目来源1、人教A 版选修性必修第一册第108页例3如图,设点A 、B 两点的坐标分别是),(),(05,05B A -,直线AM和直线BM 相交于点M 。

且他们的斜率之积为94-,求点M 的轨迹方程。

2、人教A 版选修性必修第一册第121页探究如图,设点A 、B 两点的坐标分别是),(),(05,05B A -,直线AM 和直线BM 相交于点M 。

且他们的斜率之积为94-,求点M 的轨迹方程,并由点M 的轨迹方程判断轨迹的形状,与第108页例3比较,你有什么发现。

二、关于椭圆、双曲线的“12-e ”(一)椭圆和双曲线中心弦的性质:(以焦点在x 轴为例)1、椭圆:若AB 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的中心弦(过对称中心的弦),设P 点是椭圆上的任一点,若PA 、PB 的斜率均存在,则1222-==⋅e a b k k PBPA —;2、双曲线:若AB 是双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的中心弦(过对称中心的弦),设P点是双曲线上的任一点,若PA 、PB 的斜率均存在,则1222-==⋅e ab k k PB PA (二)椭圆和双曲线中心弦的性质:(以焦点在x 轴为例)1、椭圆:若AB 是椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的一条不过椭圆中心的弦,设M 是线段AB的中点,O 是坐标原点,若OM 、AB 的斜率均存在,则1222-==⋅e a b k k AB OM —;2、双曲线:若AB 是双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的一条不过双曲线中心的弦,设M是线段AB 的中点,O 是坐标原点,若OM 、AB 的斜率均存在,则1222-==⋅e a b k k AB OM ;(三)中点弦和中心弦性质之间的联系:(以焦点在x 轴的椭圆为例)如图,若AB 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的一条不过椭圆中心的弦,设M 是线段AB 的中点,O 是坐标原点,若OM 、AB 的斜率均存在,则1222-==⋅e a b k k ABOM —(中点弦性质);连接OB ,交椭圆于点C ,易得:O 是BC 的中点,M 是AB 的中点,OM 是三角形ABC 的中位线,则:ACOM k k =,于是:1222-==⋅e a b k k ABAC —(中心弦性质)三、中心弦和中点弦性质应用1(2022年全国甲卷理科)已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左顶点为A ,点P 、点Q 均在椭圆上, 且关于y 轴对称,若直线AP 、AQ 的斜率乘积为14,则C 的离心率为( )。

高三解析几何双曲线教师版

高三解析几何双曲线教师版

圆锥曲线(2)教师版双曲线一、双曲线的定义㈠平面内到两个定点的距离差等于定值且该定值小于这两个定点的距离的点的轨迹为双曲线 ㈡符号语言: 已知FF 21,为平面上两个定点若()F F F Fa a P P2121202||<<=-则P 点轨迹为以F F 21,为焦点的双曲线注;单支双曲线的定义 已知FF 21,为x 轴上的两个定点且FF 21在左侧①若()F F F F a a P P 2121202<<=-则P 点轨迹为以F F 21,为焦点的双曲线的右支 ②若()F F F Fa a P P2112202<<=-则P 点轨迹为以F F 21,为焦点的双曲线的左支双曲线位置的判定 方程()()()N m ym x m m m m *∈=--+--22222935220113表示双曲线⑴求m⑵求双曲线焦点坐标及渐近线方程 典例求双曲线标准方程⎪⎩⎪⎨⎧轨迹方程法待定系数法几何法㈠几何法:求实半轴a 及虚半轴b注:双曲线定位条件:双曲线上点的坐标,焦点位置,渐进线方程,若题中无定位条件可以利用换轴法写方程,反之不行例已知双曲线()0,012222>>=-b a by a x 的一条渐近线为y=kx (k>0)离心率为k e 5=则双曲线标准方程A 、142222=-a y a x B 、152222=-ay a xC 、142222=-b y b x D 、152222=-by b x答案:C练习:1、已知圆C :084622=+--+y x yx ,以圆C 与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和定点,则适合该条件的双曲线的标准方程为答案:112422=-yx2、已知双曲线中心在原点,焦点FF 21,,离心率为2,且过点()10,4-⑴求双曲线的方程⑵若点M (3,m )在双曲线上,求证:012=⋅→→F M F M⑶求FF M 21∆的面积答案;⑴622=-yx ,⑶63、过双曲线()0,012222>>=-b a by a x 的左焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线相交于M ,N 两点,以MN 为直径的圆恰好过双曲线的右顶点,则双曲线的离心率为 提示:用通径算 答案:2㈡待定系数法:①已知双曲线上两个点坐标双曲线方程可设为()0122<⋅=-B A B Ay x②已知双曲线的渐近线方程为0=±By Ax 则与它对应的双曲线标准方程可设为()02222≠=-λλyB x A例1求经过点P (3,415),且一条渐近线为4x+3y=0的双曲线标准方程 答案:116922=-yx例2双曲线的渐近线方程为03=±y x ,焦点到渐进线的距离为3,求双曲线的标准方程 提示:分类讨论方法处理,找到渐进线的倾斜角直接可求c答案:19271932222=-=-xy y x 或㈢轨迹方程法(定义法) 例已知动圆M 与圆()24:221=+-yC x 外切,与圆()24:222=+-yC x 内切,求动圆圆心M 的轨迹方程圆C1的圆心C1(-4,0)半径21=r,圆C 2的圆心C 2(-4,0)半径22=r设动圆的半径为r,r r CC 21218+>=故圆C 1与圆C 2外离如图所示圆M 与圆C 1外切故r Cr M 11+=,圆M 与圆C 2外切故r C r M 22-=a M M C C 22221==-∴M 点轨迹为以C C 21,为左右焦点的双曲线的右支∴()2114222≥=-x yx注:当遇到利用定义法求曲线轨迹方程涉及圆内切问题时,一定要分析两已知圆的位置关系,只有这样才能知道动圆与圆C2哪个是大圆哪个是小圆练习1:设椭圆C1的离心率是135,焦点在x 轴上且长轴长26,若曲线C 2上的点到椭圆C 1的两个焦点距离差的绝对值等于8,则曲线C2的标准方程为,答案:191622=-yx2、双曲线116922=+yx的两个焦点为F F 21,,点P 在双曲线上,若F F P p 21⊥,则P 到x 轴的距离是提示:双曲线定义+等积法,答案:5163、F F 21,是双曲线()0,012222>>=-b a by a x 的两个焦点,P 在双曲线上,若ac F P F P F P F P 221,021==⋅→→→→(c 为半焦距),则双曲线的离心率为 答案;251+ 三、双曲线的几何性质 例F F 21,是双曲线()0,012222>>=-b a by a x 的两个焦点,若在双曲线的右支上存在一点P ,使022=⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛+→→→P F F O OP ,且F P F P 231→→=,则双曲线的离心率是解:根据向量加法的平行四边形法则作F O OP OM 2→→→+=显然四边形F OPM 2为菱形∴F OP 2∆为直角三角形例FF 21,是双曲线1322=-y x的两个焦点,点P 是双曲线上一点,若F P F P 2413→→=,则F F P 21∆的面积等于 练习:过双曲线()012222>>=+a b bya x 的左焦点F (-c,0)(c>0)作圆ay x 222=+的切线切点为E ,延长FE 交双曲线的右支于点P ,若⎪⎭⎫⎝⎛+=→→→OP OF OE21(O 为坐标原点)则双曲线的离心率为 A 、5 B 、3 C 、25 D 、26显然 OE 为B FRt F'∆的中位线,∴a B F 2'=又c F F 2'=由勾股定理及b a c 222+=,则BF=2b 又由双曲线定义知b=2a 可求e由双曲线定义四、直线与双曲线的位置关系㈠从几何角度探讨直线与双曲线的位置关系问题1:直线与双曲线重合时,直线与双曲线有几个交点?问题2:直线与双曲线渐近线平行时,直线与双曲线有几个交点?能不能出现下面几种情况?归纳:当直线与双曲线渐进线平行时,直线与双曲线有唯一交点问题3:直线与双曲线相切时,能不能出现下面两种情况?归纳:直线与双曲线相切,直线与双曲线有唯一交点问题4:直线与双曲线相交最多有几个交点?把直线方程和双曲线方程联立消元(消y )得到的方程02=++C Bx Ax最多两个根,故直线和双曲线最多有两个交点。

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点的总结-教师版

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点的总结-教师版

椭圆、双曲线、抛物线相关知识点总结一、椭圆的标准方程及其几何性质椭圆的定义:我们把平面内与两个定点F, F2的距离的和等于常数大于F1F21的点的轨迹叫做椭圆。

符号语言:|MF,| |MF2| 2a 2a 2c将定义中的常数记为2a,贝①.当2a卩人时,点的轨迹是椭圆_____________双曲线的标准方程及其几何性质双曲线的定义:我们把平面内与两个定点F, F2的距离的差的绝对值等于常数小于F”的点的轨迹叫做双曲线。

符号语言:MF t - MF22a 2a 2c将定义中的常数记为2a,贝①.当2a FE时,点的轨迹是双曲线_____________________ ②•当2a |吋2时,点的轨迹是两条射线③.当2a卩占时,点的轨迹不存在焦点位置不确定的双曲线方程可设为:mn 02 2与双曲线仔笃1共焦点的双曲线系方程可设为:a b2y1 ba kb kx22 2 2 2与双曲线笃 耸1共渐近线的双曲线系方程可设为: $ 爲a ba b三、抛物线的标准方程及其几何性质抛物线的定义:我们把平面内与一个定点 F 和一条定直线I (I 不经过点F )距离相等 的点的轨迹叫做AB x , x 2 p -2^(为弦AB 的倾斜角)sin直线与椭圆(或与双曲线、抛物线)相交于 A (x i ,y i ),B x 2,y 2,则椭圆(或双曲线、抛 物线)的弦长公式:AB x , x 2| —k 2J x , x 2 2 4%卷—k22 2 2 2与椭圆負b 2 1共焦点的椭圆系方程可设为:和冷1 k b 2标准方程2y 2px (p o )图形焦点坐标(p ,0) 2 (匕0) 2 (0月2(0,上) 2准线方程x& 2x E 2 y 舟 yi范围x 0, y R x 0, y Ry 0,x Ry 0,x R对称性 关于x 轴关于y 轴顶点坐标 (0,0)焦半径M X o ,y o|MF | X 。

新教材人教A版高中数学选择性必修一教案设计-双曲线的简单几何性质

新教材人教A版高中数学选择性必修一教案设计-双曲线的简单几何性质

3.2.2双曲线的简单几何性质学习目标核心素养1.掌握双曲线的简单几何性质.(重点)2.理解双曲线的渐近线及离心率的意义.(难点)1.通过学习双曲线的几何性质,培养学生的直观想象、数学运算核心素养.2.借助双曲线几何性质的应用及直线与双曲线位置关系的应用,提升学生的直观想象及数学运算、逻辑推理核心素养.(1)复习椭圆的简单几何性质:范围、对称性、顶点、长轴、短轴、离心率等性质.(2)用多媒体展示几组焦点在x轴、y轴上开口大小各不相同的双曲线,观察双曲线形状的美.(3)根据椭圆的几何性质,那么双曲线有哪些几何性质呢?1.双曲线的几何性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质范围x≥a或x≤-a y≤-a或y≥a对称性对称轴:坐标轴,对称中心:原点顶点(-a,0),(a,0)(0,-a),(0,a)轴长实轴长=2a,虚轴长=2b离心率e=ca>1渐近线 y =±b a x y =±a b x思考:渐近线相同的双曲线是同一条双曲线吗?[提示] 渐近线相同的双曲线有无数条,但它们实轴与虚轴的长的比值相同. 2.双曲线的中心和等轴双曲线 (1)双曲线的中心双曲线的对称中心叫做双曲线的中心. (2)等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其离心率e = 2. 3.直线与双曲线的位置关系将y =kx +m 与x 2a 2-y 2b 2=1联立消去y 得一元方程(b 2-a 2k 2)x 2-2a 2kmx -a 2(m 2+b 2)=0.Δ的取值 位置关系交点个数 k =±b a 时 相交只有一个交点k ≠±b a 且Δ>0 有两个交点k ≠±b a 且Δ=0 相切 只有一个交点 k ≠±b a 且Δ<0相离没有公共点1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)双曲线x 22-y 24=1的焦点在y 轴上.( ) (2)双曲线的离心率越大,双曲线的开口越开阔. ( ) (3)以y =±2x 为渐近线的双曲线有2条. ( )[提示] (1)× (2)√ (3)×2.若等轴双曲线的一个焦点是F 1(-6,0),则它的标准方程是( ) A .y 218-x 218=1B .x 218-y 218=1C .x 28-y 28=1 D .y 28-x 28=1B [由条件知,等轴双曲线焦点在x 轴上,可设方程为x 2a 2-y 2a 2=1,a 2+a 2=62,解得a 2=18,故方程为x 218-y 218=1.]3.已知点(2,3)在双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上,C 的焦距为4,则它的离心率为________.2 [由题意知4a 2-9b 2=1,c 2=a 2+b 2=4,得a =1,b =3,∴e =2.] 4.双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的一条渐近线方程为y =35x ,则a =________. 5 [∵双曲线的标准方程为x 2a 2-y 29=1(a >0), ∴双曲线的渐近线方程为y =±3a x .又双曲线的一条渐近线方程为y =35x ,∴a =5.]根据双曲线方程研究几何性质离心率和渐近线方程.[解] 双曲线的方程化为标准形式是x 29-y 24=1, ∴a 2=9,b 2=4,∴a =3,b =2,c =13. 又双曲线的焦点在x 轴上, ∴顶点坐标为(-3,0),(3,0), 焦点坐标为(-13,0),(13,0), 实轴长2a =6,虚轴长2b =4,离心率e =c a =133,渐近线方程为y =±23x .1.把本例双曲线方程“9y2-4x2=-36”改为“9y2-4x2=36”,它的性质如何?[解]把方程9y2-4x2=36化为标准方程为y24-x29=1,这里a2=4,b2=9,c2=13.焦点在y轴上.所以顶点坐标为(0,2),(0,-2),焦点坐标为(0,13),(0,-13),实轴长2a=4,虚轴长2b=6,离心率e=ca=132,渐近线方程为y=±ab x=±23x.2.把本例中方程“9y2-4x2=-36”改为“4x2-9y2=-4”,它的性质又如何?[解]方程4x2-9y2=-4可化为标准方程y249-x2=1,焦点在y轴上,这里a2=49,b2=1,c2=49+1=139.所以顶点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,23,⎝⎛⎭⎪⎫0,-23.焦点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,133,⎝⎛⎭⎪⎫0,-133.实轴长2a=43,虚轴长2b=2.离心率e=ca=132.渐近线方程为y=±ab x=±23x.由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤(1)把双曲线方程化为标准形式;(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值;(3)由c2=a2+b2求出c值,从而写出双曲线的几何性质.提醒:求性质时一定要注意焦点的位置.由几何性质求双曲线的(1)焦点在x 轴上,虚轴长为8,离心率为53;(2)两顶点间的距离是6,两焦点的连线被两顶点和中心四等分; (3)与双曲线x 29-y 216=1有共同的渐近线,且过点(-3,23).[思路探究] 由几何性质求双曲线方程,多是根据题设信息寻找a ,b ,c ,e 之间的关系,并通过构造方程获得问题的解(解出a ,b 或a 2,b 2的值).[解] (1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则2b =8,e =ca =53,从而b =4,c =53a ,代入c 2=a 2+b 2,得a 2=9,故双曲线的标准方程为x 29-y 216=1.(2)由两顶点间的距离是6得2a =6,即a =3.由两焦点的连线被两顶点和中心四等分可得2c =4a =12,即c =6,于是有b 2=c 2-a 2=62-32=27.由于焦点所在的坐标轴不确定,故所求双曲线的标准方程为x 29-y 227=1或y 29-x 227=1.(3)法一:当焦点在x 轴上时,设双曲线的方程为x 2a 2-y 2b 2=1.由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧b a =43,(-3)2a 2-(23)2b 2=1,解得a 2=94,b 2=4,所以双曲线的方程为4x 29-y 24=1.当焦点在y 轴上时,设双曲线的方程为y 2a 2-x 2b 2=1.由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a b =43,(23)2a 2-(-3)2b 2=1,解得a 2=-4,b 2=-94(舍去)综上所得,双曲线的方程为4x 29-y 24=1. 法二:设所求双曲线方程为x 29-y 216=λ(λ≠0), 将点(-3,23)代入得λ=14,所以双曲线方程为x 29-y 216=14,即4x 29-y 24=1.1.由几何性质求双曲线标准方程的解题思路由双曲线的几何性质求双曲线的标准方程,一般用待定系数法.当双曲线的焦点不明确时,方程可能有两种形式,此时应注意分类讨论,为了避免讨论,也可设双曲线的方程为mx 2-ny 2=1(mn >0).2.常见双曲线方程的设法(1)渐近线为y =±n m x 的双曲线方程可设为x 2m 2-y 2n 2=λ(λ≠0,m >0,n >0);如果两条渐近线的方程为Ax ±By =0,那么双曲线的方程可设为A 2x 2-B 2y 2=m (m ≠0,A >0,B >0).(2)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)共渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ或y 2a 2-x 2b 2=λ(λ≠0).(3)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)离心率相等的双曲线系方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ>0)或y 2a 2-x 2b 2=λ(λ>0),这是因为由离心率不能确定焦点位置.(4)与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)共焦点的双曲线系方程可设为x 2a 2-λ-y 2λ-b 2=1(b 2<λ<a 2).[跟进训练]1.求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)虚轴长为12,离心率为54;(2)焦点在x 轴上,离心率为2,且过点(-5,3); (3)顶点间距离为6,渐近线方程为y =±32x .[解] (1)设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0). 由题意知2b =12,c a =54且c 2=a 2+b 2, ∴b =6,c =10,a =8,∴双曲线的标准方程为x 264-y 236=1或y 264-x 236=1. (2)∵e =ca =2,∴c =2a ,b 2=c 2-a 2=a 2. 又∵焦点在x 轴上,∴设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2a 2=1(a >0). 把点(-5,3)代入方程,解得a 2=16. ∴双曲线的标准方程为x 216-y 216=1.(3)设以y =±32x 为渐近线的双曲线方程为x 24-y 29=λ(λ≠0), 当λ>0时,a 2=4λ,∴2a =24λ=6⇒λ=94. 当λ<0时,a 2=-9λ,∴2a =2-9λ=6⇒λ=-1. ∴双曲线的标准方程为x 29-4y 281=1或y 29-x 24=1.求双曲线的离心率1.双曲线的离心率的范围怎样?对双曲线的形状有什么影响?[提示] 在双曲线方程中,因为a <c ,所以离心率e =ca ∈(1,+∞),它的大小决定了双曲线的开口大小,e 越大,开口就越大.2.双曲线的离心率与其渐近线斜率有什么关系?[提示] e =ca =a 2+b 2a 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2 当焦点在x 轴上时,渐近线斜率为k ,则e =1+k 2,当焦点在y 轴上时,渐近线斜率为k ,则e =1+1k 2.【例3】 (1)已知双曲线的一条渐近线方程为y =2x ,则其离心率为________. (2)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点F (c,0)到一条渐近线的距离为32c ,求其离心率的值.[思路探究] (1)利用离心率c a 与ba 的关系,注意要分类讨论焦点的位置. (2)利用条件建立齐次方程求解.(1)5或52 [当焦点在x 轴上时,b a =2,这时离心率e =ca =1+22= 5. 当焦点在y 轴上时,ab =2,即b a =12,这时离心率e =ca =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫122=52.] (2)[解] 因为双曲线的右焦点F (c,0)到渐近线y =±ba x ,即bx ±ay =0的距离为|bc |a 2+b 2=bc c =b ,所以b =32c ,因此a 2=c 2-b 2=c 2-34c 2=14c 2,a =12c ,所以离心率e =ca =2.求双曲线离心率的方法(1)若可求得a ,c ,则直接利用e =ca 得解. (2)若已知a ,b ,可直接利用e =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2得解.(3)若得到的是关于a ,c 的齐次方程pc 2+qac +ra 2=0(p ,q ,r 为常数,且p ≠0),则转化为关于e 的方程pe 2+qe +r =0求解.[跟进训练]2.过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点作一条与其渐近线平行的直线,交C 于点P .若点P 的横坐标为2a ,则C 的离心率为________.2+3 [如图,F 1,F 2为双曲线C 的左、右焦点,将点P 的横坐标2a 代入x 2a 2-y 2b 2=1中,得y 2=3b 2,不妨令点P 的坐标为(2a ,-3b ), 此时kPF 2=3b c -2a =b a, 得到c =(2+3)a ,即双曲线C 的离心率e =ca =2+ 3.]直线与双曲线的位置关系1.直线和双曲线只有一个公共点,那么直线和双曲线一定相切吗? [提示] 可能相切,也可能相交,当直线和渐近线平行时,直线和双曲线相交且只有一个交点.2.过点(0,2)和双曲线x 216-y 29=1只有一个公共点的直线有几条? [提示] 四条,其中两条切线,两条和渐近线平行的直线. 【例4】 已知双曲线C :x 2-y 2=1及直线l :y =kx -1.(1)若直线l 与双曲线C 有两个不同的交点,求实数k 的取值范围;(2)若直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点,O 是坐标原点,且△AOB 的面积为2,求实数k 的值.[思路探究] 直线方程与双曲线方程联立方程组⇒判断“Δ”与“0”的关系⇒直线与双曲线的位置关系.[解] (1)联立方程组⎩⎨⎧y =kx -1,x 2-y 2=1,消去y 并整理得(1-k 2)x 2+2kx -2=0. ∵直线与双曲线有两个不同的交点,则⎩⎨⎧1-k 2≠0,Δ=4k 2+8(1-k 2)>0,解得-2<k <2,且k ≠±1. ∴若l 与C 有两个不同交点,实数k 的取值范围为 (-2,-1)∪(-1,1)∪(1,2). (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),对于(1)中的方程(1-k 2)x 2+2kx -2=0, 由根与系数的关系,得x 1+x 2=-2k1-k 2,x 1x 2=-21-k 2,∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k 1-k 22+81-k 2=(1+k 2)(8-4k 2)(1-k 2)2.又∵点O (0,0)到直线y =kx -1的距离d =11+k 2,∴S △AOB =12·|AB |·d =128-4k 2(1-k 2)2=2,即2k 4-3k 2=0,解得k =0或k =±62. ∴实数k 的值为±62或0.直线与双曲线位置关系的判断方法 (1)方程思想的应用把直线与双曲线的方程联立成方程组,通过消元后化为ax 2+bx +c =0的形式,在a ≠0的情况下考察方程的判别式.①Δ>0时,直线与双曲线有两个不同的公共点.②Δ=0时,直线与双曲线只有一个公共点. ③Δ<0时,直线与双曲线没有公共点.当a =0时,此时直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线有一个公共点. (2)数形结合思想的应用①直线过定点时,根据定点的位置和双曲线的渐近线的斜率与直线的斜率的大小关系确定其位置关系.②直线斜率一定时,通过平行移动直线,比较直线斜率与渐近线斜率的关系来确定其位置关系.提醒:利用判别式来判断直线与双曲线的交点个数问题的前提是通过消元化为一元二次方程.[跟进训练]3.已知双曲线x 24-y 2=1,求过点A (3,-1)且被点A 平分的弦MN 所在直线的方程.[解] 法一:由题意知直线的斜率存在,故可设直线方程为y +1=k (x -3),即y =kx -3k -1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -3k -1,x 24-y 2=1,消去y ,整理得(1-4k 2)x 2+8k (3k +1)x -36k 2-24k -8=0. 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), ∴x 1+x 2=8k (3k +1)4k 2-1.∵A (3,-1)为MN 的中点, ∴x 1+x 22=3,即8k (3k +1)2(4k 2-1)=3, 解得k =-34.当k =-34时, 满足Δ>0,符合题意,∴所求直线MN 的方程为y =-34x +54, 即3x +4y -5=0.法二:设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),∵M ,N 均在双曲线上,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 214-y 21=1,x 224-y 22=1,两式相减,得x 22-x 214=y 22-y 21,∴y 2-y 1x 2-x 1=x 2+x 14(y 2+y 1). ∵点A 平分弦MN , ∴x 1+x 2=6,y 1+y 2=-2. ∴k MN =y 2-y 1x 2-x 1=x 2+x 14(y 2+y 1)=-34.经验证,该直线MN 存在.∴所求直线MN 的方程为y +1=-34(x -3), 即3x +4y -5=0.1.渐近线是双曲线特有的性质.两方程联系密切,把双曲线的标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)右边的常数1换为0,就是渐近线方程.反之由渐近线方程ax ±by =0变为a 2x 2-b 2y 2=λ(λ≠0),再结合其他条件求得λ,可得双曲线方程.2.与双曲线有关的其他几何性质(1)通径:过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1⎝ ⎛⎭⎪⎫或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点作垂直于焦点所在对称轴的直线,该直线被双曲线截得的弦叫做通径,其长度为2b 2a .(2)焦点三角形:双曲线上的点P 与两焦点构成的△PF 1F 2叫做焦点三角形.设∠F1PF 2=θ,则焦点三角形的面积S =b 2tan θ2.(3)距离:双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)右支上任意一点M 到左焦点的最小距离为a +c ,到右焦点的最小距离为c -a .(4)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率相等的双曲线系方程为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ>0)或y 2a 2-x 2b2=λ(λ>0).(5)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)共焦点的双曲线系方程为x 2a 2+k -y 2b 2-k =1(-a 2<k <b 2).1.已知定点F 1(-2,0),F 2(2,0),在平面内满足下列条件的动点P 的轨迹中为双曲线的是( )A .|PF 1|-|PF 2|=±3B .|PF 1|-|PF 2|=±4C .|PF 1|-|PF 2|=±5D .|PF 1|2-|PF 2|2=±4A [|F 1F 2|=4,根据双曲线的定义知选A.]2.已知双曲线x 2a 2-y 25=1的右焦点为(3,0),则该双曲线的离心率等于( ) A .31414 B .324 C .32 D .43 C [由题意知a 2+5=9,解得a =2,故e =32.]3.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点为F (25,0),且离心率为e =52,则双曲线的标准方程为________.x 216-y 24=1 [由焦点坐标,知c =25,由e =c a =52,可得a =4,所以b =c 2-a 2=2,则双曲线的标准方程为x 216-y 24=1.]4.过双曲线x 2-y 23=1的左焦点F 1,作倾斜角为π6的直线与双曲线交于A ,B两点,则|AB |=________.3 [双曲线的左焦点为(-2,0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 方程为y =33(x +2),即x -3y +2=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +2=0,x 2-y 23=1得8y 2-123y +9=0,则y 1+y 2=332,y 1y 2=98. ∴|AB |=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k 2[(y 1+y 2)2-4y 1y 2] =(1+3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫3322-4×98=3.]5.直线l 与双曲线x 2-4y 2=4相交于A ,B 两点,若点P (4,1)为线段AB 的中点,则直线l 的方程是________.x -y -3=0 [设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的斜率为k ,易知k 存在且k ≠0,则x 21-4y 21=4,x 22-4y 22=4,两式相减,得(x 1-x 2)(x 1+x 2)-4(y 1-y 2)(y 1+y 2)=0, 又∵点P (4,1)为线段AB 的中点, ∴x 1+x 2=8,y 1+y 2=2. 代入,得(x 1-x 2)-(y 1-y 2)=0, ∴k =y 1-y 2x 1-x 2=1.因此直线l 的方程是y -1=1×(x -4),即x -y -3=0.]。

高中数学同步讲义(人教A版选择性必修一)椭圆及其标准方程(教师版)

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【即学即练1】(2023秋·四川南充高二四川省南充高级中学校考期末)设定点P 满足条件125PF PF ,则点P 的轨迹是()A .椭圆B .线段C .不存在D .椭圆或线段【答案】A【详解】因为 10,2F , 20,2F ,所以4 ,所以5PF PF F F ,所以点的轨迹是以1F ,2F 为焦点的椭圆.1(,0)F c ,2(,0)F c 1(0,)F c ,2(0,)F c 22023秋·广东广州·高二广州市第八十六中学校考期末)已知ABC 的周长为20,且顶点,则顶点A 的轨迹方程是()故选:D【变式1】(2023春·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)的左、右焦点为12(1,0),(1,0)F F ,且过点【答案】22143x y 【详解】由题知:1c ,①3①当且仅当P 、M 、1F 三点共线时,等号成立,在2PNF 中可得:22PF PN PF 当且仅当P 、N 、2F 三点共线时,等号成立,由① ②得:123PF PF PM 由椭圆方程2212516x y 可得:225a ,即由椭圆定义可得:12210PF PF a 22435MF MF ,则8AF AF ,..题型05【典例1】(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知椭圆上一点, 2,1B ,则1AB AF A .7B .8【详解】设椭圆的半焦距为c ,则 22,0F ,3a ,如图,连接2AF ,则12AB AF AB a AF 221AF BF ,当且仅当2,,A F B 共线且1AF 的最大值为7.由M 为椭圆C 上任意一点,则MF 又N 为圆2:3222E x y ∴ 124MN MF MN MF 当且仅当M 、N 、E 、2F 共线时等号成立故答案为:1,2101【变式1】(2023·全国·高三专题练习)则PA PF 的最小值为【答案】62 /26【变式2】(2023·广西柳州·高三统考阶段练习)(1,22)A ,则||||PA PF 的最大值为【答案】423 /234【详解】设椭圆的左焦点为 1F【详解】由题意,当椭圆焦点在x轴上,设椭圆方程为:由题意知22x所以曲线C的方程为【变式3】(2023秋·高二课时练习)已知定圆定圆1C外切和圆2C内切,求动圆圆心【典例2】(2023·长的最大值为(A .4【答案】D【详解】解:设1F 则由椭圆的定义可得:AF BF AB 【典例3】(2023·全国·高二专题练习)设1F ,F 的直线交椭圆E 于,A B ,113AF BF ,若AB 【答案】5【详解】113AF BF ,AB 4 ,可得1AF 2ABF 的周长为16,则2AB AF 根据椭圆定义可得,121AF AF BF 16,4a ,218F AF A ,AFBF为平行四边形,则1△的周长为AF BF AB AFABF当A,B为椭圆上下顶点时等号成立故选:C【变式3】(2023·北京·101中学校考三模)已知【详解】2F 的内切圆半径为r ,112PF r,2212MPF S PF 122MF F MPF mS S △△1221122r m F F r PF r【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知若1212PF PF PF PF12,则12F PF △的面积为(A .33B .23【答案】A【详解】设椭圆221259x y 的长半轴为则5,3a b ,224c a b ,即1228F F c .设12,F P m F P n ,所以由椭圆的定义可得:因为121212PF PF PF PF,所以由数量积的公式可得:121cos 2,PF PF ,所以12,PF PF 在12F PF △中12π3F PF,所以由余弦定理可得:2264m n 由①②可得:12mn ,所以12F PF S 故选:A.【典例2】(2023春·甘肃白银·高二校考期末)已知12,F F 分别是椭圆22:194x y C 的左、右焦点,圆C 在第一象限内的一点,若12PF PF ,则12tan PF F .【答案】12/0.5【详解】由椭圆方程得:3a ,2b ,225c a b ,12225F F c ;【典例4】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆则2||PF ,12F PF 的大小为【答案】2120【详解】∵29a ,22b ,∴22927c a b ,∴1227F F ,又1||4PF ,1||PF则PQF △的周长为PQ PF QF 故选:C.故选:C7.(2023秋·高二课时练习)的最大值为()A.2B.【答案】D可知124525,55PF c PF c,又知所以2221212PF PF F F ,则1F 由题意,点P 恰好在C 上,根据椭圆定义则122,1,1,2P PF PF a 所以1260F PF ,故B 错;1PFQ △的周长为48a ,A 正确;设21,4F Q m FQ m ,四、解答题13.(2023·全国·高三对口高考)且12F PF .(1)求PF PF 的最大值和最小值;14.(2023·全国·高二专题练习)椭圆椭圆于,P Q 两点,且PQ PF 【答案】2214x y 【详解】由椭圆的定义得12222a PF PF 1PF ,所以有21PF PF ,2221212PF PF F F ,2222224c ,解得2c∴1.(2023春·四川达州·高二统考期末)椭圆轨迹为圆:2222x y a b ,这个圆称为椭圆的蒙日圆.在圆得过点P 能作椭圆2213y x 的两条相互垂直的切线,则12121||||sin(π21||||sin 2DABPF F AD BD S S PF PF 椭圆22:143x y C 中,|F所以2211222F PQ PF Q F PF所以12122MPQ F PF ,所以2F PQ MPQ ,则PM PF 所以1162OQ F M,又Q 为椭圆外的动点,设椭圆的标准方程为2222x y a b。

人教版-双曲线优质课件

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M
的直角坐标系
2c800,2a680
A O B x b 2c2 a 24 4 4 0 0
所求的双曲线的方程为
x2
y2
1 ( x 0)
115600 44400
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问题4: (1):如果在AB两处同时听到爆炸声, 则爆炸点应在怎样的曲线上?
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例1:求适合下列条件的双曲线的标准方程。
1、a4,c5 焦点在 y 轴上
y2 x2 1 16 9
思考:
要求双曲线的标准 方程需要几个条件
2、焦点为 (5,0),(5,0) 且 b 3
x2 y2 1 16 9
3、a 4 经过点 A (1, 4 1 0 )
定义 方程
焦点 a.b.c的 关系
椭圆
双曲线
|MF1|+|MF2|=2a
x2 + a2
y2 a2
+
y2 b2
=
1
x2 b2
=1
||MF1|-|MF2||=2a
x2 a2
-
y2 b2
=
1
y2 a2
- x2 = 1 b2
F(±c,0) F(0,±c)
a>b>0,a2=b2+c2
a>0,b>0,a,b大小 不确定,c2=a2+b2
作业 : P108 习题 8.3: 1、3、4
思考:
当 0°≤θ≤180°时, 方程 x2cosθ+y2sinθ=1 的曲线怎样变化?
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【人教B版】双曲线的几何性质 教师版

【人教B版】双曲线的几何性质 教师版

【人教B 版】双曲线的几何性质学习目标1.掌握双曲线的几何性质(范围、对称性、顶点、实轴长和虚轴长等).2.理解离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.能用双曲线的几何性质解决一些简单问题.导语在研究椭圆的几何性质时,我们从图形、方程、范围、顶点、轴长、焦点、对称性、离心率等多方面进行了研究,下面我们类比研究椭圆性质的方法研究双曲线的性质.一、双曲线的简单几何性质问题1类比对椭圆几何性质的研究,探究双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的几何性质.2.对称性x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)关于x 轴、y 轴和原点都对称.x 轴、y 轴是双曲线的对称轴,坐标原点是对称中心,又称为双曲线的中心.3.顶点(1)双曲线与对称轴的交点,称为双曲线的顶点.顶点是A 1(-a ,0),A 2(a ,0),只有两个.(2)如图,称线段A 1A 2为双曲线的实轴,它的长为2a ,a 称为半实轴长;称线段B 1B 2为双曲线的虚轴,它的长为2b ,b 称为双曲线的半虚轴长.(3)实轴长与虚轴长相等的双曲线称为等轴双曲线.方程为x 2-y 2=m (m ≠0).4.渐近线双曲线在第一象限内部分的方程为y =ba x 2-a 2,它与y =b a x 的位置关系:在y =ba x 的下方.它与y =bax 的位置的变化趋势:慢慢靠近.(1)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ba x .(2)利用渐近线可以较准确的画出双曲线的草图.5.离心率(1)定义:e=ca.(2)e的范围:e>1.(3)e的含义:因为c>a>0,所以可以看出e>1,另外,注意到ba=c2-a2a=c2-a2a2=e2-1,说明e越趋近于1,则ba的值越小,因此双曲线的渐近线所夹的双曲线区域越狭窄.知识梳理(2)等轴双曲线的离心率为2,渐近线方程为y=±x.(3)双曲线的渐近线方程要注意焦点所在轴的位置.(4)焦点到渐近线的距离为b.(5)画双曲线时,先画两条渐近线.例1求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.延伸探究若将双曲线的方程变为nx2-my2=mn(m>0,n>0),求双曲线的半实轴长、半虚轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程.跟踪训练1双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于()A.12B.22C .1D.2二、由简单几何性质求标准方程例2求满足下列条件的双曲线的方程:(1)已知双曲线的焦点在x 轴上,离心率为53,且经过点M (-3,23);(2)一个焦点为(0,13),且离心率为135;(3)过点(2,1)的等轴双曲线.跟踪训练2求满足下列条件的双曲线的标准方程:(1)焦点在x 轴上,虚轴长为8,离心率为53;(2)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率e =233,过点A (0,-b )和B (a ,0)的直线与原点的距离为32,求此双曲线的标准方程.三、双曲线的离心率例3已知圆C :x 2+y 2-10y +21=0与双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线相切,则该双曲线的离心率是()A.2B.53C.52D.5跟踪训练3已知F 1,F 2右焦点,P 为该双曲线上一点,若△PF 1F 2为等腰直角三角形,则该双曲线的离心率为()A.3+1B.2+1C .23D .221.知识清单:(1)双曲线的几何性质.(2)等轴双曲线.(3)双曲线的离心率.2.方法归纳:待定系数法、直接法、解方程法.3.常见误区:求双曲线方程时位置关系考虑不全面致错.1.(多选)已知双曲线方程为x 2-8y 2=32,则()A .实轴长为82B .虚轴长为4C .焦距为6D .离心率为3242.双曲线x 29-y 216=1的左焦点与右顶点之间的距离等于()A .6B .8C .9D .103.中心在原点,焦点在x 轴上,且一个焦点在直线3x -4y +12=0上的等轴双曲线的方程是()A .x 2-y 2=8B .x 2-y 2=4C .y 2-x 2=8D .y 2-x 2=44.如图,在平面直角坐标系xOy 中,以正方形ABCD 的两个顶点A ,B 为焦点,且过点C ,D 的双曲线的离心率是________.课时对点练1.已知双曲线x 2a 2-y 25=1(a >0)的右焦点为(3,0),则双曲线的离心率等于()A.31414B.324C.32D.432.已知双曲线的实轴和虚轴等长,且过点(5,3),则双曲线方程为()A.x 225-y 225=1 B.x 29-y 29=1C.y 216-x 216=1 D.x 216-y 216=13.若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为3,则其渐近线方程为()A .y =±2xB .y =±2xC .y =±12xD .y =±22x 4.设双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的渐近线方程为3x ±2y =0,则a 的值为()A .4B .3C .2D .15.(多选)若双曲线C 的一个焦点F (5,0),P 是双曲线上一点,且渐近线方程为y =±43x ,则下列结论正确的是()A.C的方程为x29-y216=1 B.C的离心率为54C.焦点到渐近线的距离为3 D.|PF|的最小值为26.(多选)已知曲线C:x2m2+y2m-2=1,下列说法不正确的是()A.m<2时该曲线为双曲线B.m=1是曲线C为等轴双曲线的充要条件C.若曲线C为双曲线,则该双曲线的焦点一定在x轴上D.若该曲线的离心率为7,则m=12或m=-2 37.双曲线x2-y23=1的一个焦点到一条渐近线的距离等于________.8.若一双曲线与椭圆4x2+y2=64有公共的焦点,且它们的离心率互为倒数,则该双曲线的方程为________.9.中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线的两条渐近线与圆(x-5)2+y2=16相切.(1)求双曲线的离心率;(2)P(3,-4)是渐近线上一点,F1,F2是双曲线的左、右焦点,若PF1⊥PF2,求双曲线的方程.10.设双曲线x2a2-y2b2=1(0<a<b)的半焦距为c,直线l过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线l的距离为34c,求双曲线的离心率.11.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1的焦距为10,点P(2,1)在C的渐近线上,则C的方程为()A.x2 20-y25=1 B.x25-y220=1C.x2 80-y220=1 D.x220-y280=112.如图,中心均为原点O的双曲线与椭圆有公共焦点,M,N是双曲线的两顶点,若M,O,N将椭圆的长轴四等分,则双曲线与椭圆的离心率的比值是()A.3B.2 C.3 D.213.已知P为双曲线y24-x2=1上任意一点,过点P向双曲线的两条渐近线分别作垂线,垂足分别为A,B,则|PA |·|PB |的值为()A .4B .5C.45D .与点P 的位置有关14.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,P 为双曲线上任意一点,则点P 到右焦点F 2的距离与直线x=a 2c的距离之比为________.15.已知椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),双曲线N :x 2m 2-y 2n 2=1.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________.16.双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F (c ,0).(1)若双曲线的一条渐近线方程为y =x 且c =2,求双曲线的方程;(2)以原点O 为圆心,c 为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A ,过A 作圆的切线,斜率为-3,求双曲线的离心率.参考答案问题1提示1.范围利用双曲线的方程求出它的范围,由方程x 2a 2-y 2b 2=1可得x 2a 2=1+y 2b 2≥1,于是,双曲线上点的坐标(x ,y )都适合不等式x 2a 2≥1,y ∈R ,所以x ≥a 或x ≤-a ;y ∈R .例1解将9y 2-4x 2=-36变形为x 29-y 24=1,即x 232-y 222=1,所以a =3,b =2,c =13,因此顶点坐标为(-3,0),(3,0),焦点坐标为(-13,0),(13,0),实轴长是2a =6,虚轴长是2b =4,离心率e =c a =133,渐近线方程y =±23x .延伸探究解把方程nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)化为标准方程为x 2m -y 2n=1(m >0,n >0),由此可知,半实轴长a =m ,半虚轴长b =n ,c =m +n ,焦点坐标为(m +n ,0),(-m +n ,0),离心率e =ca =m +n m=1+nm,顶点坐标为(-m ,0),(m ,0),所以渐近线方程为y =±n mx ,即y =±mn m x .反思感悟由双曲线的标准方程求几何性质的一般步骤跟踪训练1答案B解析双曲线x 2-y 2=1的顶点坐标为(±1,0),渐近线为y =±x ,所以x ±y =0,所以顶点到渐近线的距离为d=|±1±0|2=22.例2解(1)设所求双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0).∵e =53,∴e 2=c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a 2=259,∴b a =43.=43,-12b 2=1,2=94,2=4.∴所求的双曲线方程为4x 29-y 24=1.(2)依题意可知,双曲线的焦点在y 轴上,且c =13,又c a =135,∴a =5,b 2=c 2-a 2=144,故其标准方程为y 225-x 2144=1.(3)设双曲线方程为x 2-y 2=λ(λ≠0),代入点(2,1),则λ=3,∴所求双曲线方程为x 23-y 23=1.反思感悟由双曲线的性质求双曲线的标准方程(1)根据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式.(2)巧设双曲线方程的技巧①与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的双曲线方程可设为x 2a 2-λ-y 2b 2+λ=1(λ≠0,-b 2<λ<a 2).②与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).③渐近线方程为ax ±by =0的双曲线方程可设为a 2x 2-b 2y 2=λ(λ≠0).跟踪训练2解(1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由题意知2b =8,e =c a =53,从而b =4,c =53a ,代入c 2=a 2+b 2,得a 2=9,故双曲线的标准方程为x 29-y 216=1.(2)∵e =233,∴c a =233,∴a 2+b 2a 2=43,∴a 2=3b 2.①又∵直线AB 的方程为bx -ay -ab =0,∴d =ab a 2+b 2=32,即4a 2b 2=3(a 2+b 2).②解①②组成的方程组,得a 2=3,b 2=1.∴双曲线的标准方程为x 23-y 2=1.例3答案C解析由双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),可得其一条渐近线的方程为y =bax ,即bx -ay =0,又由圆C :x 2+y 2-10y +21=0,可得圆心为C (0,5),半径r =2,则圆心到渐近线的距离为d =|-5a |b 2+ -a 2=5ac,则5a c =2,可得e =c a =52.反思感悟求双曲线离心率的方法(1)直接法:若可求得a ,c ,则直接利用e =ca得解.(2)解方程法:若得到的是关于a ,c 的齐次方程pc 2+q ·ac +r ·a 2=0(p ,q ,r 为常数,且p ≠0),则转化为关于e 的方程pe 2+q ·e +r =0求解.跟踪训练3答案B解析不妨设点P 在双曲线的右支上,则|PF 1|-|PF 2|=2a .因为△PF 1F 2是等腰直角三角形,所以只能是∠PF 2F 1=90°,所以|PF 2|=|F 1F 2|=2c ,所以|PF 1|=2a +|PF 2|=2a +2c ,所以(2a +2c )2=2·(2c )2,即c 2-2ac -a 2=0,两边同除以a 2,得e 2-2e -1=0.因为e >1,所以e =2+1.1.答案ABD解析双曲线方程x 2-8y 2=32化为标准方程为x 232-y 24=1,可得a =42,b =2,c =6,所以双曲线的实轴长为82,虚轴长为4,焦距为12,离心率为324.2.答案B解析由已知得左焦点的坐标为(-5,0),右顶点的坐标为(3,0),所以左焦点与右顶点之间的距离等于8.3.答案A解析令y =0,得x =-4,∴等轴双曲线的一个焦点为(-4,0),∴c =4,a 2=b 2=12c 2=12×16=8,故选A.4.答案2+1解析设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由以正方形ABCD 的两个顶点A ,B 为焦点,且过点C ,D 的双曲线,可得C (c ,2c ),代入双曲线方程得c 2a 2-4c 2b 2=1,即c 2a 2-4c 2c 2-a2=1.可得e 4-6e 2+1=0,解得e 2=3+22,所以e =2+1.课时对点练1.答案C解析由题意知a2+5=9,解得a=2,e=ca=32.2.答案D解析由题意知,所求双曲线是等轴双曲线,设其方程为x2-y2=λ(λ≠0),将点(5,3)代入方程,可得λ=52-32=16,所以双曲线方程为x2-y2=16,即x216-y216=1.3.答案B解析∵e=3,∴ca=3,即a2+b2a2=3,∴b2=2a2,∴双曲线方程为x2a2-y22a2=1,∴渐近线方程为y=±2x. 4.答案C解析由双曲线的几何性质可得,双曲线x2a2-y29=1(a>0)的渐近线方程为y=±3ax,又因为渐近线方程为3x±2y=0,即y=±32x,故a=2.5答案AD解析双曲线C的一个焦点F(5,0),且渐近线方程为y=±43x,可得c=5,焦点坐标在x轴上,所以ba=43,因为c=5,所以b=4,a=3C的方程为x29-y216=1,A正确;离心率为e=53,B不正确;焦点到渐近线的距离为d=4×542+32=4,C不正确;|PF|的最小值为c-a=2,D正确.6.答案AB解析由题意知,若曲线C -2<0,2>0,即m<2且m≠0,故A不正确;若该曲线为等轴双曲线,方程可化为x2m2-y22-m=1,则m2=2-m,解得m=1或m=-2,故B不正确;∵m2>0,故C正确;D中,e=7,∴m2+2-mm2=7,即6m2+m-2=0,解得m =12或m =-23,故D 正确.7.答案3解析双曲线x 2-y 23=1的一个焦点坐标是(2,0),一条渐近线的方程为y =3x ,因此焦点到渐近线的距离d =233+1= 3.8.答案y 236-x 212=1解析椭圆4x 2+y 2=64可变形为x 216+y 264=1,a 2=64,c 2=64-16=48,∴焦点为(0,43),(0,-43),离心率e =32,则双曲线的焦点在y 轴上,c ′=43,e ′=23=233,从而a ′=6,b ′2=12,故所求双曲线的方程为y 236-x 212=1.9.解(1)设经过第一、三象限的渐近线的方程为y =kx ,则5k k 2+1=4,解得k =43.若双曲线焦点在x 轴上,则b a =43,e =53;若双曲线焦点在y 轴上,则a b =43,e =54,故所求双曲线的离心率为e =53或e =54.(2)由题意设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),由PF 1⊥PF 2得PF 1—→·PF 2—→=0.所以(3+c )(3-c )+16=0,解得c =5,由(1)知b a =43,又a 2+b 2=c 2=25,所以a =3,b =4,所以双曲线的方程为x 29-y 216=1.10.解直线l 的方程为x a +y b 1,即bx +ay -ab =0.于是有|b ·0+a ·0-ab |a 2+b 2=34c ,所以ab =34c 2,两边平方,得a 2b 2=316c 4.又b 2=c 2-a 2,所以16a 2(c 2-a 2)=3c 4,两边同时除以a 4,得3e 4-16e 2+16=0,解得e 2=4或e 2=43.又b >a ,所以e 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a 2>2,则e =2.于是双曲线的离心率为2.11.答案A 解析由题意,点P (2,1)在双曲线的渐近线y =b ax 上,∴b a =12,即a =2b .又2c =10,∴c =5.由a 2+b 2=c 2,解得a 2=20,b 2=5.故所求双曲线方程为x 220-y 25=1.12.答案B 解析设椭圆与双曲线的标准方程分别为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0),因为它们共焦点,所以设它们的半焦距均为c ,所以椭圆与双曲线的离心率分别为e 1=c a ,e 2=c m,由点M ,O ,N 将椭圆长轴四等分可知m =a -m ,即2m =a ,所以e 2e 1=c m c a=a m=2.13.答案C 解析设点P (x 0,y 0),则有y 204-x 20=1,所以y 20-4x 20=4.易知双曲线y 24-x 2=1的渐近线方程为2x ±y =0,所以|PA |·|PB |=|2x 0+y 0|5·|2x 0-y 0|5=|4x 20-y 20|5=45.14.答案2解析离心率e =2,则c a=2,∴c =2a ,b 2=c 2-a 2=3a 2,∴b =3a ,∴右焦点F 2(2a ,0),直线x =a 2c =a 22a =a 2,设点P (x 0,y 0),∴x 20a 2-y 20b 2=1,即x 20a 2-y 203a2=1,∴点P 到F 2的距离与点P 到直线x =a 2的距离之比为 x 0-2a 2+y 20|x 0-a 2= x 0-2a 2+ 3x 20-3a 2 |x 0-a 2|=4x 20-4ax 0+a 2|x 0-a2|=|2x 0-a ||x 0-a 2|=2.15.答案3-12解析椭圆、双曲线都关于x 轴、y 轴对称,所以只需考虑第一象限内的情况.记双曲线N 的一条渐近线与椭圆M 在第一象限的交点为P ,椭圆左焦点为Q ,右焦点为F ,连接PQ ,由题意知,△OPF 为正三角形,边长设为2,则高为3,所以椭圆半焦距为2,2a =|PQ |+|PF |=23+2,a =3+1,离心率为23+1=3-1.双曲线N 的一条渐近线斜率为n m=tan 60°=3,e 2=m 2+n 2m 2=1+n 2m 2=4,所以离心率为2.16.解(1)由题意,知ba=1,c=2,a2+b2=c2,所以a2=b2=2,所以双曲线方程为x22-y22=1.(2)由题意,设A(m,n),则k OA=33,从而n=33 m,又m2+n2=c2,所以m=32c,n=c2,所以将点A代入双曲线方程x2a2-y2b2=1得,3c2 4a2-c24b2=1,所以c2(3b2-a2)=4a2b2且c2=a2+b2,所以(a2+b2)(3b2-a2)=4a2b2,所以3b4-2a2b2-a4=0,所以--1=0,所以b2a2=1,从而e2=1+b2a2=2,又e>1,所以e= 2.。

高中数学-椭圆与双曲线共焦点常用7结论与8应用(教师版)

高中数学-椭圆与双曲线共焦点常用7结论与8应用(教师版)

椭圆与双曲线共焦点常用7结论与8应用圆锥曲线是高中数学的重要研究对象,其中具有相同焦点的椭圆与双曲线更是引人瞩目,耐人寻味.在近年高考及全国各地模拟考试中,频繁出现以共焦点的椭圆与双曲线为背景的两离心率之积与两离心率倒数之和的最值与范围问题,此类问题因涉及知识的交汇、体现综合运用能力,学生面对此类问题往往束手无策,下面我们介绍此类问题有关的结论,通过具体例子说明结论的应用一、常用结论结论1:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点)0,(),0,(21c F c F -,21,e e 分别是1C 和2C 的离心率,点),(00y x P 是1C 和2C 的一个公共点,则c a a x 210=,c b b y 210=,212100a a b b x y =证明:因为点),(00y x P 是1C 和2C 的一个公共点,所以21122112122a a PF a PF PF a PF PF +=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-=+由焦半径公式得caa x a a x a c a x e a PF 210210110111=⇒+=+=+=,代入椭圆的方程得c b b y 210=,所以212100a a bb x y =结论2:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点21,F F ,21,e e 分别是1C 和2C 的离心率,点P 是1C 和2C 的一个公共点,则2221222121b b a a PF PF +=-=,222121b b PF PF -=⋅,2121b b S F PF =∆证明:设θ=∠21PF F ,由⎪⎩⎪⎨⎧-=+=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-=+21221122112122a a PF a a PF a PF PF a PF PF 222121a a PF PF -=⇒由余弦定理得2cos 2cos 221212111112212121F F PF PF PF PF PF PF F F PF PF -+=⇒-+=θθ所以222122221212422b b c a a PF PF -=-+==⋅21222122212cot 2tan 2cot 2tan21b b b b b b S F PF =⋅===∆θθθθ结论3:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点21,F F ,21,e e 分别是1C 和2C 的离心率,点P 是1C 和2C 的一个公共点,θ=∠21PF F ,则122tan b b =θ,2221222122212221cos b b b b a a b b +-=--=θ,特别地,若21b b =,则02190=∠PF F ,反之亦然证明:⇒==∆2cot 2tan 222121θθb b S F PF 212tan b b =θ,22212221cos a a b b PF PF --==θ结论4:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点)0,(),0,(21c F c F -,21,e e 分别是1C 和2C 的离心率,点P 是1C 和2C 的一个公共点,则222122212122b b e b e b +=+证明:22122212212111c b c c b c a e +=+==------①,22222222222211cb c b c c a e -=-==-------②,①+⨯22b ②21b⨯得222122212122b b e b e b +=+注:结论4反映2121,,,b b e e 之间的等量关系式,等式左边是两分式之和,分母分别是2121,e e ,分子分别是2221,b b ,等式右边是21,b b 的平方和结论5:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点21,F F ,21,e e 分别是1C 和2C 的离心率,点P 是1C 和2C 的一个公共点,θ=∠21PF F ,则2cos 1cos 12221=++-e e θθ,即12cos 2sin 222212=+e e θθ证法1:因为⎪⎩⎪⎨⎧-=+=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-=+21221122112122a a PF a a PF a PF PF a PF PF ,所以在21F PF ∆中余弦定理得θcos ))((2)()(421212212212a a a a a a a a c -+--++=θcos )(22222212221a a a a --+=两边都除以22c 得222122212221cos 1cos 1cos 11(112e e e e e e θθθ++-=--+=⇒+=⇒2222122cos 22sin 22e e θθ12cos 2sin 222212=+e e θθ证法2:2sin 2cos)(2cos 2sin)(2cot 2tan 222221222121θθθθθθa c c a b b S F PF -=-⇒==∆⇒-=-⇒2cos )11(2sin )11(222221θθe e 12cos 2sin 2cos 2sin 22222212=+=+θθθθe e 结论6:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 共焦点,点P 是1C 和2C 的一个公共点,则椭圆1C 和双曲线2C 在点P 处的切线互相垂直证明:设点),(00y x P ,则椭圆1C 在点P 处的切线为1210210=+b yy a x x ,斜率为0210211y a x b k -=双曲线2C 在点P 处的切线为1220220=-b yy a x x ,斜率为0220221y a x b k =,所以20222120222121y a a x b b k k -=,又由结论1知212100a a b b x y =120222120222121-=-=⇒y a a x b b k k ,所以1C 和2C 在点P 处的切线互相垂直结论7:已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 的一个公共点为P ,若椭圆1C 和双曲线2C 在点P 处的切线互相垂直,则它们有共同的焦点证明:设点),(00y x P ,则由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=++=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+212222212221222120212222212221222120222022202120212011b a b a a a b b y b a b a b b a a x b y a x b y a x ,椭圆1C 和双曲线2C 在点P 处的切线分别为1210210=+b y y a x x 和1220220=-b yy a x x ,斜率为0210211y a x b k -=,0220222y a x b k =因为1C 和2C 在点P 处的切线互相垂直,所以222120222120202221202221211b b y a a x y a a x b b k k =⇒-=-=所以2222212122212221212222212221212222212221b a b a a a b b b a b a a a b a b a b b +=-⇒-=+⇒+-=++,所以它们有共同的焦点二、典型应用(一)公共点问题例1.已知点21,F F 分别为椭圆1C :11022=+y x 的左、右焦点,椭圆1C 与双曲线2C :1822=-y x 的一个交点为P ,O 坐标原点,直线OP 的斜率为k ,则=k 解析:20581011212100=⨯⨯===a ab b x y k (二)公共焦点三角形问题例2.已知椭圆1C :)1(1222>=+m y m x 与双曲线2C :)0(1222>=-n y nx 有公共焦点21,F F ,P是它们的一个公共点,则21F PF ∆的面积为,21F PF ∆的形状是解析:1112121=⨯==∆b b S F PF ,所以01219012tan121=∠⇒=∠⨯=∆PF F PF F S F PF ,所以21F PF ∆的形状是直角三角形例3.(2022·上海·高三专题练习)已知点P 是椭圆14822=+y x 与双曲线222=-y x 的一个交点,21,F F 为椭圆的两个焦点,则=21PF PF 解析:628222121=-=-=a a PF PF 例4.椭圆1C :11622=+m y x 与双曲线2C :1822=-ny x 有相同的焦点21,F F ,P 为两曲线的一个公共点,则21F PF ∆面积的最大值为()A.4B.32 C.2D.34解析:⎪⎩⎪⎨⎧-=+=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-=+224224248212121PF PF PF PF PF PF ,所以当21PF PF ⊥时,21F PF ∆面积最大,最大值为4)(2121222121=-=a a PF PF ,故选A (三)角度问题例5.设椭圆1C :181222=+y x 与双曲线2C :)0(122>=-m y mx 有公共的焦点21,F F ,点P是1C 和2C 的一个公共点,则=∠21cos PF F ()A.97 B.92 C.41 D.91解法1:422212tan 1221===∠b b PF F ,所以724)42(1422tan 221=-⨯=∠PF F 所以=∠21cos PF F 97,故选A 解法2:=+-=+-=1818cos 22212221b b b b θ97例6.(2022浙江嘉兴市·高二月考)设椭圆12622=+y x 与双曲线1322=-y x 有公共焦点21,F F ,点P 是两条曲线的一个公共点,则=∠21cos PF F 解析:=∠21cos PF F 22212221a a b b --313612=--=(四)公共点处切线有关问题例7.已知椭圆192522=+y x 与双曲线C :)0,0(12222>>=-n m n y m x 有公共焦点21,F F ,点)59,4(P 在双曲线C 上,则该双曲线在点P 处的切线的斜率为解析:注意到点P 在椭圆上,即点P 是椭圆与双曲线的公共点,椭圆在点P 处切线为15254=+y x ,其斜率为54-,所以双曲线在点P 处的切线的斜率为45例8.若两曲线在交点P 处的切线互相垂直,则称这两条曲线在点P 处正交.设椭圆C :)20(14222<<=+b b y x 与双曲线1222=-y x 在交点处正交,则椭圆C 的离心率为解析:由题意知题意与双曲线共焦点,所以3=c ,所以椭圆C 的离心率为23(五)求离心率的值(或取值范围)例9.已知椭圆1C 与双曲线2C 有相同的焦点21,F F ,点P 是1C 与2C 的一个公共点,21F PF ∆是以一个以1PF 为底的等腰三角形,41=PF ,1C 的离心率为73,则2C 的离心率是()A.2B.3C.32 D.6解析:由题意32734221=⇒=+=c c c e ,所以31432=-=e ,故选B例10.已知21,F F 是双曲线1C :)0,0(12222>>=-b a b y a x 与椭圆2C :192522=+y x 的公共焦点,点P 是曲线1C 、2C 在第一象限的交点,若21F PF ∆的面积为63,则双曲线1C 的离心率为()A.5102 B.310 C.553 D.25解析:66332121=⇒===∆b b b b S F PF ,又222122212122b b e b e b +=+,即=1e 6925169621+=+e 解得51021=e ,故选A (六)共焦点椭圆、双曲线离心率的关系例11.已知椭圆和双曲线有共同的焦点21,F F ,P 是它们的一个交点,且3221π=∠PF F ,记椭圆和双曲线的离心率分别为21,e e ,则=+222113e e ()A.4B.32C.2D.3解析:由题意413160cos 60sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,故选A 例12.设21,e e 分别为具有公共焦点21,F F 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21PF PF ⊥,则22212221e e e e +的值为()A.21 B.1 C.2D.不确定解析:由题意2211145cos 45sin 22212221222122022102=+⇒=+⇒=+e e e e e e e e ,故选B 例13.(2022河南郑州市·高三一模)已知21,F F 是椭圆1C :1422=+y x 与双曲线2C 的公共焦点,A 是21,C C 在第二象限的公共点.若21AF AF ⊥,则双曲线2C 的离心率为()A.56 B.26 C.3 D.2解析:由题意=⇒=+⇒=+2222202210221431145cos 45sin e e e e 26,故选B 例14.设P 为有公共焦点21,F F 的椭圆1C 与双曲线2C 的一个交点,且21PF PF ⊥,椭圆1C 的离心率为1e ,,双曲线2C 的离心率为2e ,若123e e =,则=1e 解析:由题意211145cos 45sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,又123e e =,所以29112121=+e e 351=e 例15.(2022陕西渭南市,高二期末)我们把焦点相同,且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”,已知21,F F 是一对相关曲线的焦点,P 椭圆和双曲线在第一象限的交点,当02160=∠PF F 时,这一对相关曲线中双曲线的离心率是()A.3B.2C.332 D.2解析:由题知431130cos 30sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,又121=e e ,所以432222=+e e ,解得=2e 3,故选A(七)离心率的范围问题例16.(2021·全国高三专题练习)已知椭圆和双曲线有共同的焦点21,F F ,P 是它们的一个交点,02190=∠PF F ,若椭圆的离心率]322,43[1∈e ,则双曲线2C 的离心率2e 的取值范围为解析:由题211145cos 45sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,又]322,43[1∈e ,所以]223,7142[2∈e 例17.设椭圆1C 与双曲线2C 的公共焦点,21,F F 分别为左、右焦点,1C 和2C 在第一象限的交点为M ,若21F MF ∆是以线段1MF 为底边的等腰三角形,且双曲线2C 的离心率]27,2[2∈e ,则椭圆1C 离心率的取值范围是()A.]95,94[ B.]167,0( C.167,52[ D.)1,72[解析:21122,22211211=-⇒-=+=e e cPF c e PF c c e ,又]27,2[2∈e ,所以∈1e ]167,52[,选C(八)与离心率有关的不等式问题例18.(2021·浙江绍兴市·高二期末)已知21,F F 为椭圆和双曲线的公共焦点,P 为其一个公共点,且321π=∠PF F ,若椭圆与双曲线的离心率分别为21,e e ,则21e e 的最小值为A.4151+B.332 C.415 D.23解析:由题⇒⋅≥=+⇒=+2221222122022102312431130cos 30sin e e e e e e ≥21e e 23,当且仅当2312221==e e 即26,2221==e e 时等号成立,故选D 例19.(2021·新江宁这育·高二期末)已知21,F F 是椭圆1C 和双曲线2C 的公共焦点,P 是它们的一个公共交点,且3221π=∠PF F ,若椭圆和双曲线的离心率分别为21,e e ,则222127e e +的最小值为()A.25B.100C.9D.36解析:由题知413160cos 60sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,所以)13)(27(4127222122212221e e e e e e ++=+25)327282(41)32782(412122222121222221=⋅+≥++=e e e e e e e e ,当且仅当21222221327e e e e =即7,3721==e e 时等号成立,故选A 令析:由柯西不等式得)13)(27(4127222122212221e e e e e e ++=+25)19(412=+≥,故选A例20.(2014高考湖北卷)已知21,F F 是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且02160=∠PF F ,则若椭圆和双曲线的离心率分别为21,e e ,则2111e e +的最大值为()A.334 B.332 C.3 D.2解析:由题意得431130cos 30sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,由柯西不等式得316)31)(311()33111(11(2221221221=++≤⨯+⨯=+e e e e e e ,当且仅当321ee =即331=e ,32=e 时等号成立,2111e e +的最大值为334,故选A例21.已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 与双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 有相同的焦点21,F F ,1C 和2C 的离心率分别为21,e e ,点P 为椭圆1C 与双曲线2C 的第一象限的交点,且321π=∠PF F ,2121e e ee +的取值范围是解析:由题意431130cos 30sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,令θθsin 23,cos 2121==e e ,则由301sin 32101cos 2121πθθθ<<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<=<>=e e ,所以)3sin(334sin 32cos 21121πθθθ+=+=+e e ]334,2(∈所以2121e e e e +的取值范围是21,43[例22.(2022·河南洛阳·模拟预测)已知F 是椭圆1C :)0(12222>>=+b a b y a x 的右焦点,A 为椭圆1C 的下顶点,双曲线2C :)0,0(12222>>=-n m ny m x 与椭圆1C 焦点,若直线AF与双曲线2C 的一条渐近线平行,21,C C 的离心率分别为21,e e ,则2121e e +的最小值为解析:由题意12122222222222222=⇒=⇒-=-⇒=⇒=e e mc c a m m c c c a m n c b m n c b 所以22212212121=⋅≥+e e e e ,当且仅当2121e e =即2,2221==e e 时等号成立,所以2121e e +的最小值为22例23.已知中心在坐标原点的椭圆1C 与双曲线2C 有公共焦点,且左,右焦点分别为21,F F ,1C 与2C 在第一象限的交点为P ,21F PF ∆是以1PF 为底边的等腰三角形,若101=PF ,1C 与2C 的离心率分别为21,e e ,则212e e +的取值范围是A.),221(+∞+ B.),35(+∞ C.),1(+∞ D.),65(+∞解析:2112102,10222121=-⇒-=+=e e c c e c c e 12221+=⇒e e e ,所以222211222e e e e e ++=+令3122>=+t e ,则=+212e e t t t t t 1221211-+=-+-,因为t t t f 1221)(-+=在),3(+∞∈t 上递增,所以35)3()(=>f t f ,即212e e +的取值范围为),35(+∞,故选B例24.已知椭圆1C :)0(12222>>=+b a b y a x 与双曲线2C :)0,0(12222>>=-n m ny m x 有相同的焦点21,F F ,其中1F 为左焦点,点P 为两曲线在第一象限的交点,21,e e 分别为曲线21,C C 的离心率,若21F PF ∆是以1PF 为底边的等腰三角形,则12e e -的取值范围为解析:21122,22211211=-⇒-=+=e e cPF c e PF c c e 12221+=⇒e e e ,所以=-12e e 12222+-e e e 令3122>=+t e ,则=-12e e 1)1(212121-+=---t t t t t ,因为1)1(21)(-+=t t t f 在),3(+∞∈t 上递增,所以32)3()(=>f t f ,即12e e -的取值范围为),32(+∞例25.(2022·吉林·希望高中高二期末)椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 与双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 有公共焦点21,F F ,设椭圆1C 与双曲线2C 在第一象限内交于点M ,椭圆1C 与双曲线2C 的离心率分别为21,e e ,O 为坐标原点,2214MF F F =,则12e e -的取值范围是解析:211122,22211211=-⇒-=+=e e c PF c e cPF c e 22221+=⇒e e e ,所以12e e -22222+-=e e e 424222-+++=e e ,由211122022221<<⇒⎪⎩⎪⎨⎧><+=<e e e e e ,令)4,3(22∈=+t e ,则4412-+=-t t e e ,因为函数44)(-+=t t t f 在)4,3(上递增,所以1)4(,31)3(==f f ,所以12e e -)1,31(∈提升训练1.如图21,F F 是椭圆1C :1422=+y x 与双曲线2C 的公共焦点B A ,分别是21,C C 在第二、四象限的公共点,若四边形21BF AF 为矩形,则2C 的离心率是()A.2B.3C.23 D.26解析:由题意02190=∠AF F ,所以211145cos 45sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,又231=e ,所以=2e 26,故选D 2.已知椭圆1922=+y x 与双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 共焦点21,F F ,设它们在第一象限的交点为P ,且021=⋅PF PF ,则双曲线的渐近线方程为()A.x y 77±= B.x y 7±= C.x y 37±= D.x y 773±=解析:由题意211145cos 45sin 222122022102=+⇒=+e e e e ,又3221=e ,所以222=e 所以722)(122=⇒=+=abab e ,所以双曲线的渐近线方程为x y 7±=,故选B 3.(2022·四川·阆中中学高二月考(文))设P 是椭圆1244922=+y x 和双曲线12422=-y x 的一个交点,则=∠21PF F ()A.6πB.3π C.4π D.2π解析:易知椭圆和双曲线共焦点,所以=∠⇒==∠21122112tanPF F b b PF F 2π,故选D4.若)0,5(),0,5(21F F -是椭圆1C :1822=+m y x 与双曲线2C :1422=-ny x 的公共焦点,且P 是1C 与2C 一个交点,则=∠21PF F ()A.6π B.3π C.2π D.32π解析:1,3548==⇒=+=-n m n m ,所以=∠21cos PF F 21481322212221=--=--a a b b ,所以=∠21PF F 3π,故选B 5.已知有相同焦点21,F F 的椭圆)1(1222>=+m y m x 和双曲线)0(1222>=-n y nx ,点P 是它们的一个交点,则21F PF ∆面积为解析:12121==∆b b S F PF 6.已知椭圆1422=+m y x 与双曲线122=-ny x 有公共的焦点21,F F ,若P 为两曲线的一个交点,则=21PF PF 解析:222121a a PF PF -=314=-=7.(2016·上海市延安中学三模(文))已知椭圆1C :)1(1222>=+a y a x 与双曲线2C :)0(1222>=-m y mx 有公共焦点21,F F ,两曲线在第一象限交于点P ,PI 是21PF F ∠的角平分线,O 为坐标原点,G F 1垂直射线PI 于H 点,若1=OH ,则=a 解析:由1=OH 可知1=m ,所以31112=⇒+=-a a 8.已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 与双曲线)0,0(12222>>=-n m ny m x 有公共焦点21,F F ,点P 是两曲线的一个交点,若221=PF PF ,则=+22n b 解析:=+=222121b b PF PF 222=+n b 9.已知椭圆1C 与双曲线2C 有相同的焦点21,F F ,点P 是1C 与2C 的一个公共点,21F PF ∆是一个以1PF 为底的等腰三角形,41=PF ,1C 的离心率是73,则2C 的离心率是()A.76B.67 C.56 D.3解析:32734221=⇒=+=c c c e ,所以33432422=-=-=c c e 10.(多选题)(2022江苏·高二专题练习)若双曲线1C :)0(12222>=-b b y x 与椭圆2C :14822=+y x 有相同的左右焦点21,F F ,且1C 与2C 在第一象限相交于点P ,则()A.21=PF B.1C 的渐近线方程为x y ±=C.直线2+=x y 与1C 有两个公共点 D.21F PF ∆的面积为22解析:23222211=+=+=a a PF ,A 错;24822=⇒-=+b b ,所以渐近线方程为x y ±=,B 正确;直线2+=x y 与渐近线平行,与1C 仅一个公共点,C 错;222121==∆b b S F PF ,D 正确;故选BD11.(多选题)(2022重庆巴蜀中学高三月考)已知椭圆1C :)0(111212212>>=+b a b y a x 与双曲线2C :)0,0(122222222>>=-b a b y a x 有公共焦点21,F F ,且两条曲线在第一象限的交点为P ,21F PF ∆是以1PF 为底的等腰三角形,21,C C 的离心率分别为21,e e ,则()A.22222121b a b a +=- B.21121=+e e C.112=-e e D.21,31(1∈e 解析:因为椭圆与双曲线共焦点,所以⇒+=-=212222212b a b ac 22222121b a b a +=-,A 正确;21122,22211211=-⇒-=+=e e cPF c e PF c c e ,所以B 错,C 错;因为12>e ,所以21121+=e e )3,2(∈)21,31(1∈⇒e ,D 正确;故选AD12.(多选题)(2022江苏·高二单元测试)已知椭圆C :)0(13222>=+b b y x 与双曲线1C :122=-y x 共焦点,过椭圆C 上一点P 的切线l 与x 轴、y 轴分别交于B A ,两点21,(F F 为椭圆C 的两个焦点),又O 为坐标原点,当OAB ∆的面积最小时,下列说法正确的是()A.1=bB.21PF F ∠的平分线长为362C.02190=∠PF F D.直线OP 的斜率与切线l 的斜率之积为定值31-解析:因为椭圆C 与双曲线1C 共焦点,所以11132=⇒+=-b b ,A 正确;设点),(00y x P ,则切线l :1300=+y y x x ,所以)1,0(),0,3(00y B x A ,所以2332130020202020≤⇒≥=+y x y x y x 所以00001231321y x y x S OAB ==∆3≥,当且仅当22,2600==y x 时等号成立,此时022123222(2020200021=-+=-+=+-+=⋅y x y x x PF PF ,所以02190=∠PF F ,C 正确;由角平分线张角定理得3631311311145cos 2210=⇒=-++=+=PM PF PF PM 所以B 错;直线OP 斜率与切线l 的斜率之积为31)3(0000-=-⨯y x x y ,所以D 正确,故选ACD 13.(2022全国·高三月考)设椭圆1C :)0(12222>>=+b a b y a x 与双曲线2C :)0,0(12222>>=-n m ny m x 有公共焦点21,F F ,将21,C C 的离心率记为21,e e ,点A 是21,C C 在第一象限的公共点,若点A 关于2C 的一条渐近线的对称点为1F ,则=+222111e e 解析:由题意02190=∠AF F ,所以211145cos 45sin 222122022102=+⇒=+e e e e 14.已知21,F F 为椭圆1C :12222=+y m x 和双曲线2C :1222=-y nx 的公共焦点,P 为它们的一个公共点,且211F F PF ⊥,那么椭圆1C 和双曲线2C 的离心率之积为解析:因为211F F PF ⊥,所以n m nm 212=⇒=,又1222+=-n m ,所以1,2==n m 所以122221=⨯=e e15.(2022·浙江·高三学业考试)已知椭圆1C :)0(12222>>=+b a b y a x 和双曲线2C :)0,0(12222>>=-n m n y m x 有公共焦点21,F F ,P 是椭圆和双曲线在第一象限的交点,x PM ⊥轴,M 为垂足,若O OF OM (322=为坐标原点),则椭圆和双曲线的离心率之积为解析:由232OF OM =知点P 横坐标为c 32,所以m c e c e a PF -⋅=⋅-=32322122311)(32212121=⇒+=+=+⇒e e e e c m a e e 16.已知椭圆1422=+m y x 与双曲线122=-ny x 的离心率分别为21,e e ,且有公共的焦点21,F F ,则=-22214e e ,若P 为两曲线的一个交点,则=21PF PF 解析:椭圆与双曲线共焦点,所以314=+⇒+=-n m n m ,所以0)(3)1(4)4(442221=+-=+--=-n m n m e e ,314222121=-=-=a a PF PF 例17.已知椭圆和双曲线有共同的焦点21,F F ,P 是它们的一个交点,且321π=∠PF F ,记椭圆和双曲线的离心率分别为21,e e ,则当211e e 取最大值时,21,e e 的值分别是()A.26,22 B.25,21 C.6,33 D.3,42解析:由题⇒⋅≥=+⇒=+2221222122022102312431130cos 30sin e e e e e e ≥21e e 23,当且仅当2312221==e e 即26,2221==e e 时等号成立,故选A。

(完整版)圆锥曲线经典结论总结(教师版)

(完整版)圆锥曲线经典结论总结(教师版)

椭圆与双曲线的对偶性质--(必背的经典结论)高三数学备课组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 AB b 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+=+.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 AB OM =⋅,即0202y a x b K AB =。

双曲线及其标准方程+课件-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册

双曲线及其标准方程+课件-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
由b2=c2-a2得 b2=44 400.
因为 |PA|-|PB|>0所以点P的轨迹是双曲线的右支,因此 x≥340.
x
O
利用两个不同观测点 A,B 测得同一点 P 发出信号的时间差,可以确定点 P
所在双曲线的方程.
如果再增设一个观测点 C,利用 B,C(或
A,C)两处测得的点 P 发出信号的时间差,
焦点在 x 轴的双曲线
y
F1
F2
O

|MF1|-|MF2|=±2a.


如何化简呢?(类比椭圆)
F1(-c,0),F2( c,0)
x

( x c) 2 y 2 ( x c) 2 y 2 2a
( x c) y 2a
2





2
2
( x c) y
2

2
2
= 1( > 0, > 0)
焦点在 x 轴
焦点在 y 轴
2 2
− 2 = 1( > 0, > 0)
2


双曲线的标准方程
y
F1
O
y F2
F2
x
焦点在 x 轴
2 2
− 2=1
2


焦点在 y 轴
O
F1
2 2
− 2=1
2


= + > , > ,,大小不确定
非零常数
叫双曲线(hyperbola).
小于|F1F2|
①这两个定点叫做双曲线的焦点.
②两焦点之间的距离叫做双曲线的焦距.

3.2.1 双曲线及其标准方程 习题课教师版

3.2.1 双曲线及其标准方程 习题课教师版
课前准备
1.物品准备:课本、笔记本、练习本. 2.精神准备:坐姿端正,精神抖擞. 3.复习回顾:(1)双曲线的定义;
(2)双曲线的标准方程.
全力投入会使你与众不同!你是最优秀的,你一定能做的 更好!同学们,加油!!
3.2.1双曲线及其标准方程
习题课
学习目标
1.掌握双曲线的定义和标准方程,并解决 简单的几何问题;
能力提升 教材127页 习题3.2 第7题
(1) m=n>0 (2)m>0,n>0,且m≠n (3)mn<0
题型二 双曲线的定义应用 教材127页 第4题(6分钟)
变式:1.(链接教材 P121 练习 T4)如图,

F 1,F 2
是双曲线x
2

y2
=1
9 16
的两个焦点.
若双曲线上一点 P 到它的一个焦点的距离等
(2)经过A(-7,- 6 2), B(2 7,3)两点.
解:
mn<0
拓展一 双曲线的一般方程
双曲线的一般方程方程为 mx2+ny2=1(mn<0)
当焦点不确定时,设一般式可避 免讨论.
变式训练 (8分钟)
1.求适合下列条件的双曲线的标准方程
(1)a 3, c 4
(2)过点P(3,15),Q(- 16,5)且焦点在坐标轴上.
于 16,求点 P 到另一个焦点的距离; [解] 双曲线的标准方程为x92-1y62 =1,
5分钟
故 a=3,b=4,c= a2+b2=5.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)由双曲线的定义得|PF1|-|PF2|=2a=6, 又双曲线上一点 P 到它的一个焦点的距离等于 16,
假设点 P 到另一个焦点的距离等于 x,

(完整版)双曲线及其标准方程教学设计方案

(完整版)双曲线及其标准方程教学设计方案

三、学习者特征分析高一学生已经具备了一定的归纳、猜想能力,但在数学的数形结合能力方面尚需进一步培养.通过前面的学习,学生已经掌握了椭圆的定义和基本性质.多数学生对数学学习有一定的兴趣,因此能够积极主动参与自主学习,合作探究,讨论交流,但由于学生各方面能力发展不够均衡,仍有小部分学生这方面能力需要加强.教学中我采用模拟图像、制作科学小视频、自主学习、合作探究、讨论交流,分组展示、质疑的教法和学法,尽可能的增加学生的课堂参与程度,真正做到学生是课堂的主人,教师是课堂的组织者、设计者、引导者。

课前教师注意教学活动的设计,备好各层次学生可能出现的问题,课堂上认真关注学生的活动,将时间、空间还给学生,注重师生交往的有效化,做好适时引导点拨。

另外,课上采用多媒体辅助教学,增强课堂直观性,增加课堂容量。

四、教学过程探究点1 双曲线的定义 问题1:椭圆的定义?:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.;问题2:如果把椭圆定义中的“距离之和”改为“距离之差”,那么点的轨迹是怎样的曲线? 即“平面内与两个定点F1,F2的距离的差等于非零常数的点的轨迹 ”是什么? 看图分析动点M 满足的条件: ①如图(A),a F F MF MF 2221==-②如图(B),a F F MF MF 2112==-即a MF MF 221-=-由①②可得:a MF MF 221=-(非零常数)上面两条曲线合起来叫做双曲线,每一条叫做双曲线的一支. 双曲线定义平面内与两个定点21F F ,的距离的差的绝对值等于非零常数(小于21F F )的点的轨迹叫做双曲线.① 两个定点21F F ,——双曲线的焦点; ②c F F 221=——双曲线的焦距.a MF MF 221=-(022>>a c )【举一反三】1.定义中为什么要强调差的绝对值?(若不加绝对值,则曲线为双曲线的一支)2.定义中的常数a 2可否为0,c a 22=,c a 22>?【说明】不能,若为0,曲线就是F1F2的垂直平分线了; 若为c a 22=,曲线应为两条射线; 若为c a 22>,这样的曲线不存在. 探究点2 双曲线的标准方程 1.建系.如图建立直角坐标系xOy ,使x 轴经过两焦点21F F ,,y 轴为线段21F F 的垂直平分线.2.设点.设()y x M ,为双曲线上任意一点,双曲线的焦距为)0(2>c c ,则)0(),0(21,,c F c F -,又设点M 与21F F ,的距离的差的绝对值等于常数a 2. 3.列式由定义可知,双曲线就是集合:{}a MF MF M P 2|21=-= 即()()a y c x y c x 22222±=+--++4.化简代数式化简得:()()22222222ac a y a x a c -=--两边同除以()222a c a -得:122222=--a c y a x 由双曲线的定义知,022>>a c ,即a c >,故022>-a c , 令222a c b -=,其中0>b ,代入上式得:()0,012222>>=-b a by a x上面方程是双曲线的方程,我们把它叫做双曲线的标准方程.它表示焦点在x 轴上,焦点分别是)0(),0(21,,c F c F -的双曲线,这里()0,012222>>=-b a bx a y 222b a c +=.【想一想】焦点在y 轴上的双曲线的标准方程应该是什么?我们应该如何求解?【提升总结】1.椭圆与双曲线的定义比较2.当焦点不确定时,椭圆的方程可设为),0,0(122n m n m ny mx ≠>>=+双曲线方程可设为)0(122<=+mn ny mx 。

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教师日期学生课程编号课型课题椭圆与双曲线教学目标1.理解椭圆的定义,会推导椭圆的标准方程;掌握两种类型的椭圆的标准方程(焦点位于x轴或y 轴)2.掌握椭圆的几何性质和应用3.掌握双曲线的定义和焦距顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程4掌握椭圆的几何性质和应用5.直线被椭圆所截得的弦长公式;与椭圆有关的弦长、中点、垂直等问题的一些重要解题技巧;6.在最值、定值等问题中进一步树立数形结合、函数方程、等价转化、分类讨论等重要数学思想教学重点1.椭圆和双曲线的几何性质和应用;2.直线被椭圆所截得的弦长公式;与椭圆有关的弦长、中点、垂直等问题的一些重要解题技巧;3.在最值、定值等问题中进一步树立数形结合、函数方程、等价转化、分类讨论等重要数学思想教学安排版块时长1 知识梳理152 例题解析503 巩固训练354 师生总结105 课后练习10椭圆与双曲线1.已知点A (2,3)、B (1,5)则直线AB 的倾角为( )A.arctan2B.arctan(-2)C.2π+arctan2D. 2π+arctan 21【难度】★ 【答案】D2.下列四个命题中的真命题是( )A.经过定点000(,)P x y 的直线都可以用方程00()y y k x x -=-.B.经过任意两个不同的点111222(,),(,)P x y P x y 的直线方程都可以用方程121121()()()()y y x x x x y y --=--表示. C.不经过原点的直线方程都可以用方程1x ya b+=表示.D.经过定点(0,)A b 的直线都可以用方程y kx b =+表示.【难度】★ 【答案】B3.在ABC ∆中,a 、b 、c 为三内角所对的边长,且C 、B 、A sin lg sin lg sin lg 成等差数列,则直线a A y A x =+sin sin 2和c C y B x =+sin sin 2的位置关系是.【难度】★★【答案】两直线重合4.设),(y x P 为圆1)1(22=-+y x 上任意一点,要使不等式m y x ++≥0恒成立,则m 取值范围是()A .m ≥0B .m ≥12-C .m ≥12+D .m ≥21-【难度】★★ 【答案】B5.过圆522=+y x 内点⎪⎪⎭⎫⎝⎛23,25P 有n 条弦,这n 条弦的长度成等差数列{}n a ,如果过P 点的圆的最短的弦长为1a ,最长的弦长为n a ,且公差)31,61(∈d ,那么n 的取值集合为 .【难度】★★ 【答案】{}7,6,5热身练习一、椭圆1.椭圆定义:平面内到两个定点1F ,2F (12||2F F c =)的距离的和等于常数2(0)a a c >>的 点的轨迹叫做椭圆(ellipse ).这两个定点1F ,2F 叫做椭圆的焦点(foci of anellipse ),两个焦点的距离12||2F F c =叫做焦距(distance between two foci ).注意:若设动点为P ,则 (1)当1212||||||PF PF F F +>时,动点P 的轨迹是椭圆. (2)当1212||||||PF PF F F +=时,动点P 的轨迹是线段.(3)当1212||||||PF PF F F +<时,动点P 的轨迹不存在.2.椭圆的标准方程及性质(Standard equations and properties of ellipse ):焦点在x 轴上焦点在y 轴上标准方程222222201a b x y b c a a b >>⎛⎫+= ⎪+=⎝⎭222222201a b y x b c a a b >>⎛⎫+= ⎪+=⎝⎭图形焦点坐标 1(,0)F c -,2(,0)F c 1(0,)F c ,2(0,)F c -焦距 2c2c范围 a x a -≤≤,b y b -≤≤b x b -≤≤,a y a -≤≤对称性 x 轴、y 轴和原点对称顶点坐标 (,0)a ,(,0)a -,(0,)b ,(0,)b -(,0)b ,(,0)b -,(0,)a ,(0,)a -两轴 长轴长2a ,短轴长2b3.椭圆的其他性质:①椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心距离最大的点是长轴的两个端点.②椭圆上到焦点距离最大、最小的点是长轴的两个端点,最大距离是a c +,最小距离是a c -.知识梳理③设椭圆的两个焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上的点,当点P 在短轴的端点时12F PF ∠最大.④椭圆的焦点的光学性质:从任一焦点发出的光线通过椭圆面反射后,反射光线经过另一焦点. 4.椭圆中的相关结论:①若在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是; ②若在椭圆外 ,则过作椭圆的两条切线切点为,则切点弦的直线方程是; ③ 椭圆 ()的左右焦点分别为,点为椭圆上任意一点,则椭圆的焦点角形的面积为; ④是椭圆的不平行于对称轴的弦,为的中点,则,即; ⑤已知椭圆,直线交椭圆于,两点,点是椭圆上异于,的任一点,且,均存在,则.⑥过椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的右焦点F 作直线交y 轴于点P ,交椭圆于点M 和N ,若1PM MF λ=u u u u r u u u u r ,2PN NF λ=u u u r u u u r ,则21222a bλλ+=-.5.直线与椭圆的位置关系(The positional relation between a line and an ellipse) 联立方程,看∆. 0∆>21||k a ∆+(其中a 为二次项系数); 0∆=,直线与椭圆相切,也即直线与椭圆只有一个公共点;0∆<,直线与椭圆无交点.000(,)P x y 22221x y a b +=0P 00221x x y ya b +=000(,)P x y 22221x y a b +=0P 12P P 、12P P 00221x x y ya b+=22221x y a b+=0a b >>12,F F P 12F PF γ∠=122tan 2F PF S b γ∆=AB 22221x y a b+=00(,)M x y AB 22OM AB b k k a ⋅=-0202y a x b K AB -=22221x y a b+=y kx =A B P A B PA k PB k PA k ⋅PB k 22b a=-二、双曲线1.双曲线定义:到两个定点F 1与F 2的距离之差的绝对值等于定长(12F F <)的点的轨迹叫做双曲线(hyperbola ),这两个定点叫双曲线的焦点(foci of a hyperbola ).符号语言:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|).当|MF 1|-|MF 2|=2a 时,曲线仅表示焦点F 2所对应的双曲线的一支;当|MF 1|-|MF 2|=-2a 时,曲线仅表示焦点F 1所对应的双曲线的一支;当2a =|F 1F 2|时,轨迹为分别以F 1,F 2为端点的两条射线;当2a >|F 1F 2|时,动点轨迹不存在.2.双曲线标准方程的两种形式:焦点在x 轴上焦点在y 轴上标准方程222222201a b x y b a c a b >⎛⎫-= ⎪+=⎝⎭, 222222201a b y x b a c a b >⎛⎫-= ⎪+=⎝⎭, 图形焦点坐标 1(,0)F c -,2(,0)F c 1(0,)F c -,2(0,)F c焦距 2c 2c范围 ,x a y R ≥∈ ,y a x R ≥∈对称性 x 轴、y 轴和原点对称顶点坐标 (,0)a ,(,0)a -(,0)b ,(,0)b -两轴 实轴长2a ,虚轴长2b渐近线x ab y ±= a y x b=±3.双曲线中的相关结论:①若在双曲线()上,则过的双曲线的切线方程是; x yM F 12F xyMF 12F 000(,)P x y 22221x y a b-=0,0a b >>0P 00221x x y ya b-=②若在双曲线()外 ,则过作双曲线的两条切线切点为,则切点弦的直线方程是; ③双曲线()的左右焦点分别为,点P 为双曲线上任意一点,则双曲线的焦点角形的面积为;④是双曲线()的不平行于对称轴的弦,为的中点,则,即;⑤已知双曲线,直线y kx =交双曲线于A ,B 两点,点是双曲线上异于,的任一点,且,均存在,则.⑥过双曲线22221x y a b-=的右焦点F 作直线交y 轴于点P ,交双曲线于点M 和N ,若1PM MF λ=u u u u r u u u u r ,2PN NF λ=u u u r u u u r ,则21222a bλλ+=.4.直线0=++C By Ax 和双曲线12222=-by a x 的位置关系:将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组,消元转化为关于x 或y 的方程.(1)若方程为一元一次方程,则直线和双曲线的的渐近线平行,直线和双曲线有一个交点,但 不相切不是切点;(2)若为一元二次方程,则 ①若0>∆,则直线和双曲线相交,有两个交点(或两个公共点); ②若0∆=,则直线和双曲线相切,有一个切点;③若0∆<,则直线和双曲线相离,无公共点.5.弦长公式:直线:l y kx b =+与椭圆或双曲线22221(00)x y a b a b-=>>,相交于)()(2211y x B y x A ,,,则 2122122124)(11x x x x k x x k AB -++=-+=.000(,)P x y 22221x y a b-=0,0a b >>0P 12P P 、12P P 00221x x y ya b-=22221x y a b-=0,0a b >>12,F F 12F PF γ∠=122t 2F PF S b co γ∆=AB 22221x y a b -=0,0a b >>00(,)M x y AB 22OM AB b K K a ⋅=0202y a x b K AB =22221x y a b-=P A B PA k PB k PA k ⋅PB k 22b a=一、椭圆1、椭圆的方程及其基本量运算【例1】根据下列条件分别求椭圆的标准方程.(1)对称轴是坐标轴,短轴的一个端点与两焦点组成正三角形,焦点到椭圆的最短距离是3; (2)椭圆中心在原点,对称轴是坐标轴,长轴长是短轴长的3倍,并且过点(3,0)-. 【难度】★【答案】(1)2213627x y +=或2213627y x +=;(2)2219x y +=或221819y x +=. 【例2】已知方程222222(2)60k x k y k k -++--=表示椭圆,求实数k 的取值范围. 【难度】★★【答案】(2,2)(2,2)(2,3)k ∈--U U【巩固训练】1.(1)ABC △周长为20,(4,0)B -,(4,0)C ,则点A 的轨迹方程为 ;(2)方程22132x y k k+=++表示椭圆,则k 的取值范围是 ; (3)长轴长为短轴长的2倍,且过点(2,3)的椭圆标准方程为 . 【难度】★【答案】(1)221(0)3620x y y +=≠; (2)2k >-; (3)2214010x y +=或22125254y x += 2.已知:焦点在x 轴上的椭圆焦点与短轴两端点的连线互相垂直,求此焦点与长轴较近的端点距离为105-的椭圆的标准方程. 【难度】★★【答案】221105x y += 例题解析2、椭圆定义的应用【例3】点P 在椭圆22143x y +=上运动,Q 、R 分别在两圆22(1)1x y ++=和22(1)1x y -+=上运动,则||||PQ PR +的最大值为 ,最小值为 . 【难度】★★ 【答案】6,2【解析】1(1,0)C -,11r =,2(1,0)C -,21r = 把点P 想成定点,max 111(||)||||1PQ PC r PC =+=+, max 222(||)||||1PR PC r PC =+=+ 又12||||24PC PC a +==,∴max (||||)6PQ PR +=; 类似,min 12(||||)||1||12PQ PR PC PC +=-+-=.【例4】椭圆2221x y a+=(a 定值,且1a >)的左焦点为F ,直线x m =与椭圆相交于点A 、B ,FAB △周长的最大值是8,则椭圆上的点与两焦点连线的最大夹角为 .【难度】★★ 【答案】120︒【巩固训练】1.已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上一点P 满足12F PF θ∠=(1F ,2F 为椭圆的两个焦点),求12F PF △的面积.【难度】★★ 【答案】2tan2b θ2.已知(1,1)A 为椭圆22195x y +=内一点,1F 为椭圆左焦点,P 为椭圆上一动点,则1||||PF PA +的最大值是 ,最小值是 . 【难度】★★【答案】62+,62-3.椭圆22143x y +=的右焦点为F ,点P 是椭圆上一动点,点M 是圆22:(3)1C x y +-=上一动点,求||||PM PF +的最大值及此时点P 的坐标. 【难度】★★【答案】max (||||)510PM PF +=+,122103610,1313P ⎛⎫+-- ⎪ ⎪⎝⎭ 【解析】利用椭圆定义进行转化||||||4|'|4|||'|4|'|4|'|15|'|510PM PF PM PF PM PF MF CF CF +=+-=+-≤+≤++=+=+此时,122103610,1313P ⎛⎫+--⎪ ⎪⎝⎭3、椭圆的综合问题【例5】在椭圆2214x y +=上求一点P ,使它到直线:2100l x y ++=的距离最大(小),并求最大(小)值. 【难度】★★ 【答案】当22,2P ⎛⎫--⎪ ⎪⎝⎭时,min 210255d =-;当22,2P ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,max 210255d =+ 【例6】已知P 为椭圆2214x y +=上任意一点,(,0)()M m m ∈R ,求PM 的最小值. 【难度】★★【答案】22341,[2,2]433m m PM x x ⎛⎫=-+-∈- ⎪⎝⎭,2min 3|2|293333223|2|2m m m PM m m m ⎧+<-⎪⎪⎪-=-≤≤⎨⎪⎪->⎪⎩【巩固训练】1.P 是椭圆224312x y +=上任一点,1F 、2F 是它的两个焦点,则12F PF ∠的最大值是( ).A .32arctan 4B .12arcsin 4C .3πD .23π【难度】★★ 【答案】C2.22(40)(40)1259x y ABC A B C C ∆-+=的顶点是,、,、,又是椭圆上异于长轴端点的点,则=+CBA sin sin sin ( )A .2B .54 C D .12 【难度】★★ 【答案】B3.设点)0,(m M 在椭圆1121622=+y x 的长轴上,点P 是椭圆上任意一点.当MP u u u r 的模最小时,点P 恰好落在椭圆的右顶点,求实数m 的取值范围.二、双曲线1、双曲线的方程和基本量计算【例7】点P 在22125144x y -=上,若116PF =,则2PF = .【难度】★ 【答案】26【例8】平面直角坐标系xoy 中,双曲线()22122:10,0x y C a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2C x py =()0p >交于点,,O A B ,若OAB ∆的垂心为2C 的焦点,则1C 的ca的值为 .【巩固训练】1.若x k y k22211-+-=表示焦点在y 轴上的双曲线,那么它的半焦距c 的取值范围是( )A. ()1,+∞B. (0,2)C. ()2,+∞D. (1,2)【难度】★★ 【答案】A2.0ab <时,方程22ax by c +=表示双曲线的是( )A. 必要但不充分条件B. 充分但不必要条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件【难度】★★ 【答案】A【解答】若22ax by c +=表示双曲线,则一定有0ab <;若000c ab c ≠⎧<⎨=⎩当时,表示双曲线当时,表示直线∴选A2、双曲线定义的应用【例9】圆C 1:()x y ++=3122和圆C 2:()x y -+=3922,动圆M 同时与圆1C 及圆2C 相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程. 【难度】★★A.①②B.①③C.①④D.③④【难度】★★【答案】A【巩固训练】1.设P是双曲线22xa-219y=上一点,双曲线的一条渐近线方程为320x y-=,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,若13PF=,则2PF等于.【难度】★★【答案】72.已知点,,,动圆与直线切于点,过、与圆相切的两直线相交于点,则点的轨迹方程为( )A .B .C .(x > 0)D . 【难度】★ 【答案】B【解析】,点的轨迹是以、为焦点,实轴长为2的双曲线的右支.3.设1F 、2F 是双曲线C :12222=-by a x (0>a ,0>b )的两个焦点,P 是C 上一点,若a PF PF 6||||21=+,且△21F PF 最小内角的大小为︒30,则双曲线C 的渐近线方程是( )A .02=±y xB .02=±y xC .02=±y xD .02=±y x 【难度】★★ 【答案】B【解析】12112112||||2()||=4||||6||=22||PF PF a PF aPF PF a PF a c F F -=⎧⎧⇒⎨⎨+=<=⎩⎩双曲线定义∵△21F PF 最小内角的大小为︒30,∴1230PF F ∠=︒ 易知3c a =,∴2b a =,∴渐近线方程为2by x x a=±=±3、双曲线的综合问题【例11】已知12,F F 分别为双曲线C :221927x y -=的左、右焦点,点C A ∈,点M 的坐标为)0,2(,AM 为21AF F ∠的平分线,则2AF = .【难度】★★ 【答案】6【解析】 根据角平分线的性质,211212==MF MF AF AF ,又621=-AF AF ,故26AF =.(3,0)M -(3,0)N (1,0)B C MN B M N C P P 221(1)8y x x -=<-221(1)8y x x -=>1822=+y x 221(1)10y x x -=>2=-=-BN BM PN PM P M N【例12】如图,已知点P 为双曲线221169x y -=右支上一点,12,F F 分别为双曲线的左、右焦点,I 为21F PF ∆的内心,若1212IPF IPF IF F S S S λ∆∆∆=+成立,则λ的值为 .【例13】已知双曲线的焦点在x 轴上,且过点)0,1(A 和)0,1(-B ,P 是双曲线上异于A 、B 的任一点,如果APB ∆的垂心H 总在此双曲线上,求双曲线的标准方程.【巩固训练】1.已知椭圆和双曲线有公共的焦点, (1)求双曲线的渐近线方程;(2)直线过焦点且垂直于x 轴,若直线与双曲线的渐近线围成的三角形的面积为,求双曲线的方程. 1532222=+n y m x 1322222=-n y m x l l 43三、椭圆与双曲线的综合问题1、椭圆双曲线混合问题【例14】曲线11622=--ky k x 与曲线22525922=+y x 的焦距相等的充要条件是( ) A .016≠<k k 且 B .160≠>k k 且 C .160<<k D .160><k k 或 【难度】★★ 【答案】A【例15】已知曲线C :22||||1x x y y a b-=,下列叙述中错误的是( ). A .垂直于x 轴的直线与曲线C 只有一个交点B .直线y kx m =+(,k m ∈R )与曲线C 最多有三个交点 C .曲线C 关于直线y x =-对称D .若111(,)P x y ,222(,)P x y 为曲线C 上任意两点,则有12120y y x x ->-【难度】★★ 【答案】C【巩固训练】1.如果函数2y x =-的图像与曲线22:4C x y λ+=恰好有两个不同的公共点,则实 数λ的取值范围是( )A .[1,1)-B .{}1,0-C .(,1][0,1)-∞-UD .[1,0](1,)-+∞U 【难度】★★【答案】A 【解析】①两平行直线:0λ=(符合) ②圆:1λ=(符合) ③椭圆ⅰ)焦点在x 轴的椭圆: (1,)λ∈+∞(不符合) ⅱ)焦点在y 轴的椭圆: (0,1)λ∈(符合) ④双曲线 ⅰ)等轴双曲线:1λ=-(符合)ⅱ)渐近线较陡: (1,0)λ∈-(符合) ⅲ)渐近线较平:(,1)λ∈-∞-(不符合)2、直线与椭圆【例16】设1F ,2F 是椭圆22132x y +=的左、右焦点,弦AB 过2F ,求1ABF △的面积的最大值. 【难度】★★ 【答案】433【例17】已知椭圆2222+=1(0)x y a b a b >>的左焦点为(,0)F c -,33c a =,点M 在椭圆上且位于第一象限,直线FM 被圆2224b x y +=截得的线段的长为c ,43||=3FM .(1)求直线FM 的斜率; (2)求椭圆的方程;(3)设动点P 在椭圆上,若直线FP 的斜率大于2,求直线OP (O 为原点)的斜率的取值范围. 【难度】★★【巩固训练】1.过点(0,2)P 作直线l 与椭圆2212x y +=交于A 、B 两点,O 为坐标原点, (1)当AOB △面积为23时,求直线l 的方程; (2)当AOB △面积取得最大值时,求直线l 的方程.2.已知椭圆2222:1x y C a b+= (0>>b a )的一个焦点坐标为(1,0),且长轴长是短轴长的2倍.(1)求椭圆C 的方程;(2) 设O 为坐标原点,椭圆C 与直线1y kx =+相交于两个不同的点A 、B ,线段AB 的中点为P ,若直线OP 的斜率为1-,求△OAB 的面积.3、直线与双曲线【例18】在双曲线1222=-y x 上,是否存在被点)1,1(M 平分的弦?如果存在,求弦所在的直线方程;如不存在,请说明理由.这里16240∆=-<,故方程(2)无实根,也就是所求直线不合条件. 所以不存在符合题设条件的直线.【例19】已知双曲线2213y x -=,曲线上存在关于直线:4l y kx =+对称的两点,求k 的范围. 【难度】★★ 【答案】3113(,)(,0)(0,)(,)3223-∞--+∞U U U 【解析】当0k =时,不满足条件设1122(,),(,)A x y B x y 及其中点坐标为00(,)x y ,则22112222113113x y x y ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩:相减2121212113y y x x x x y y ++⋅=--即 0031x k y -=,又004y kx =+所以001,3x y k =-= )1(13:kx k y l AB +-=-∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--+-=13131222y x k x k y 联立03)13()13(2)13(22222=----+-⇒k x k k x k 0]3)13)[(13(4)]13(2[22222>+--+-=∆kk k k Θ 2211043k k ⇒<<>或),33()21,0()0,21()33,(+∞---∞∈∴Y Y Y k【例20】已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为,右顶点为.(1)求双曲线C 的方程(2)若直线与双曲线恒有两个不同的交点A 和B 且2OA OB ⋅>u u u r u u u r (其中为原点),求k 的取值范围. 【难度】★★【答案】(1);(2) 【解析】(1)设双曲线方程为,由已知得,再由,得()2,0(3,0:2=+l y kx O 2213-=x y 33(1,),133⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭U 22221-=x y a b3,2==a c 2222+=a b 21=b【巩固训练】1.直线1:+=kx y m 和双曲线122=-y x 的左支交于B A ,两点,直线过点)0,2(-P 和线段AB 的中点M ,求在y 轴上的截距b 的取值范围.l l2.已知双曲线方程x y 22421-= (1)过点)1,1(M 的直线交双曲线于B A ,两点,若M 为AB 的中点,求直线AB 的方程;(2)是否存在直线l ,使点N 112,⎛⎝⎫⎭⎪为直线l 被双曲线截得的弦的中点,若存在求出直线l 的方程,若不存在说明理由.(1)根据条件确定椭圆双曲线的标准方程.在解这类问题时,常常先明确椭圆的焦点是在哪一条坐标轴上,选择相应的标准方程,根据题意,利用待定系数法确定相关系数;或者利用定义法求得方程.(2)灵活运用定义解决有关问题,当某点在已知椭圆上时,不仅意味着点的坐标满足椭圆的方程,而且该点到两个焦点的距离和等于椭圆的长轴长,所以在处理与焦点相关的长度问题时多想想定义.(3)在处理与圆锥曲线相关的最值问题时通常化归成求函数最值.(4)在处理弦长问题时注意应用弦长公式.(5)点差法解决与中点相关的问题.(6)注意“设而不求”在解析几何中的应用:不需解方程只需通过韦达定理中根与系数的关系解决问题,在此,要注意韦达定理之前首先要保证有解,要考虑判别式大于零.(7)在处理与椭圆双曲线性质相关的综合问题时,不仅常常应用数形结合法、方程思想,而且还常用到消元思想、类比思想.1.已知方程22132x yk k+=+-表示椭圆,则k的取值范围是.【难度】★【答案】113,,222⎛⎫⎛⎫---⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭U课后练习反思总结2.经过点(2,3)-且与椭圆229436x y +=有公共焦点的椭圆方程为 . 3.已知21,F F 是双曲线1222=-y x 的左、右焦点,P 、Q 为右支上的两点,直线PQ 过2F ,且倾斜角为α,则PQ QF PF -+11的值为 . 4.已知(0,3)A -、(0,3)B 两点,若动点P 满足||||6PA PB +=,则点P 的轨迹为( ). A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的椭圆 C .x 轴上的线段D .y 轴上的线段【难度】★★ 【答案】D5.椭圆221164x y +=上的点到直线20x y +=的最大距离是 . 6.如果过椭圆2249144x y +=内的点(3,2)P 的弦恰好以P 为中点,那么这条弦所在直线的方程为 .8.若椭圆1252222=-+m y m x 上至少存在一点P ,使得它与两焦点连线互相垂直,则正实数m 的 取值范围为____________.9.设点P 到点)0,1(-M ,)0,1(-N 距离之差为m 2,到x 轴、y 轴距离之比为2,求m 的取值范围.10.已知定点)0,(a A 和椭圆8222=+y x 上的动点),(y x P .(1)若2=a 且223||=PA ,计算点P 的坐标; (2)若30<<a 且||PA 的最小值为1,求实数a 的值.11.经过双曲线)0>,0>(1=2222b a b y a x -上任一点M ,作平行于两渐近线的直线,与渐近线交于Q P ,两点,则平行四边形OPMQ 的面积S 为定值,ab S 21=.。

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