高中数学专题:圆锥曲线
圆锥曲线所有知识点和二级结论
圆锥曲线是解析几何学中的重要内容,它包括椭圆、双曲线和抛物线三种基本形式。
它们在数学、物理、工程等领域均有重要应用,具有广泛的研究价值。
下面将从几何、代数、物理等多个角度对圆锥曲线进行系统介绍和分析。
一、圆锥曲线的概念圆锥曲线的定义:在平面上依旧定点F到平面上所有定点P的距离的比值(|PF|/|PM|)为常数e(e>1)的动点M所得的轨迹即为双曲线。
在平面上的直线l与定点F的距离与到定点P的距离的比值始终为常数e(0<e<1)时,动点P所得的轨迹即为椭圆。
在平面上的直线上的所有点P到定点F的距离与到直线l的距离的差始终为常数e时,点P的轨迹即为抛物线。
二、椭圆的知识点1. 定义及表示:椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的所有点P的集合。
2. 几何性质:椭圆有等轴对称性、焦点F1和F2为椭圆的两个焦点、平行于长轴或短轴的弦都过椭圆的焦点、焦距等于长轴长度、离心率等于c/a(c为焦距,a为长轴半径)等。
3. 参数方程:椭圆的参数方程为x = a*cos(t), y = b*sin(t),其中t为参数。
4. 离心率:离心率e的定义,离心率与长短轴的关系。
三、双曲线的知识点1. 定义及表示:双曲线是平面上到两个定点F1和F2的距离之差等于常数2a的点P的集合。
2. 几何性质:双曲线有两条渐近线、两个焦点F1和F2、两个顶点、离心率等于c/a(c为焦距,a为顶点到中心的距离)等。
3. 参数方程:双曲线的参数方程为x = a * cosh(t), y = b * sinh(t),其中t为参数。
4. 离心率:离心率e的定义,离心率与距离关系。
四、抛物线的知识点1. 定义及表示:抛物线是平面上到定点F和直线l的距离相等的点P 的集合。
2. 几何性质:抛物线有顶点、准直线、对称轴、离心率等。
3. 参数方程:抛物线的参数方程为x = a * t^2, y = 2*a*t,其中t为参数。
高考数学中的圆锥曲线知识
高考数学中的圆锥曲线知识高考数学中的圆锥曲线是一道重要的考题,也是很多学生容易失分的一道难题。
圆锥曲线是指平面上坐标系中的一种特殊的曲线,也是数学的重要分支之一。
本文将介绍圆锥曲线的基本概念,分类和应用,希望能对广大考生有所帮助。
一、圆锥曲线的基本概念1.圆锥圆锥是一个由一个圆绕着它的直径周而复始地旋转而成的立体物体,其中:该直径是铅锤线,圆锥的底面是这个圆,圆锥的顶点是铅锤线的另一端。
2.圆锥曲线的概念在平面直角坐标系中,将一个固定的点F(称为焦点)与一个固定的直线L(称为直角准线)连接。
在平面上,连结点P到直线L的距离为PF和P到点F的距离的比等于定值e(e>0)。
这样得到的曲线称为圆锥曲线。
圆锥曲线分为三种情况:椭圆、双曲线和抛物线。
二、圆锥曲线的分类1.椭圆椭圆是平面上与两个焦点F1,F2的距离之和等于定值2a(a>0)的点P的轨迹。
椭圆是圆锥曲线中最简单的一种形式。
椭圆可以通过平移、伸缩、旋转对平面上的圆形进行简单的变换。
2. 双曲线双曲线是平面上与两个焦点F1,F2的距离之差等于定值2a (a>0)的点P的轨迹。
双曲线有两条渐进线,即切射线和渐进线。
3. 抛物线抛物线是平面上焦点F到直线L的距离等于点P到焦点F的距离的平方与定值a(a>0)成正比例的点P的轨迹。
抛物线的形状像一个平翻的碗,有上凸抛物和下凸抛物两种。
三、圆锥曲线的应用1. 物理学圆锥曲线在物理学中得到广泛的应用。
例如,在宇宙空间中,行星的轨迹可以用椭圆来描述。
在天体力学中,利用双曲线描绘有关天体的相对运动情况。
抛物线则可用于描述抛体的轨迹。
2. 工程学圆锥曲线在工程学中也有重要的应用,特别是在光学的设计中。
例如,望远镜的光学系统用到的镜面都是椭圆形的;飞机的机翼、车轮和机器的轮子都是利用圆锥的形状进行设计的。
3. 数学研究圆锥曲线在数学研究中的应用也是相当广泛的,例如,利用双曲线求解微积分中的积分问题;还可以用抛物线中的特殊几何性质证明三次方程有一个实根。
高中数学素材:圆锥曲线知识点与公式
第1节 椭圆【知识梳理】1.椭圆的定义平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数(12122PF PF a F F +=>),这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距. 若1212PF PF F F +=,则动点P 的轨迹为线段12F F ;若1212PF PF F F +<,则动点P 的轨迹无图形.2.椭圆的标准方程与几何性质 3.椭圆的通径以及有关最值过椭圆的焦点与椭圆的长轴垂直的直线被椭圆所截得的线段称为椭圆的通径,其长为22b a .①椭圆上到中心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和最小的点是长轴的两个端点.距离的最大值为a c +,距离的最小值为a c −.[使用点到点的距离公式证明] 4.点与椭圆的位置关系对于椭圆22221(0)x y a b a b+=>>,点00()P x y ,在椭圆内部,等价于2200221x y a b +<,点00()P x y ,在椭圆外部,等价于2200221x y a b+>.5.椭圆焦点三角形的面积为2tan2S b θ=⋅(θ为焦距对应的张角)1(0)F c −,,2(0F证明:设12,PF m PF n ==()()()()()()122222221222cos 2121cos 1sin 32F PF m n a b c m n mn mn S mn θθθ+==+−−= + = ,: 1222222sin cossin 22tan 1cos 22cos 2F PF S b b b θθθθθθ⇒=⋅=⋅=+ .6.椭圆的切线(1)椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上一点00()P x y ,处的切线方程是00221x x y y a b+=; (2)过椭圆22221(0)x y a b a b +=>>外一点00()P x y ,,所引两条切线的切点弦方程是00221x x y ya b+=; (3)椭圆 22221(0)x y a b a b+=>>与直线0Ax By C ++= 相切的条件是22222A a B b c +=.第二讲 双曲线【知识梳理】1.双曲线定义在平面内,到两个定点1F 、2F 的距离之差的绝对值等于常数2a (a 大于0且122a F F <)的动点P 的轨迹叫作双曲线.这两个定点1F 、2F 叫双曲线的焦点,两焦点的距离叫作双曲1(0)F c −,,2(0)F c ,1(0)F c −,,F 2|2(F c c a b ==+12||2(F F c c =={y y a y a 或≤−≥轴和原点对称2.双曲线的通径过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为22ba .3.点与双曲线的位置关系对于双曲线22221(0)x y a b a b −=>>,点00()P x y ,在双曲线内部,等价于2200221x y a b−>.点00()P x y ,在双曲线外部,等价于2200221x y a b −<结合线性规划的知识点来分析.4.双曲线常考性质性质一 双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数b ;顶点到两条渐近线的距离为常数ab c; [使用点到直线的距离公式即可证明]性质二 双曲线上的任意点P 到双曲线C 的两条渐近线的距离的乘积是一个常数222a b c;证明 设11()P x y ,是双曲线22221(0)x y a b a b−=>>上任意一点,该双曲线的两条渐近线方程分别是0ay bx −=和0ay bx +=,点11()P x y ,和222a b c =. 5. 双曲线焦点三角形面积为2tan 2b θ(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)6. 双曲线的切线点00()M x y ,在双曲线22221x y a b−=(00)a b ,>>上,过点M 作双曲线的切线方程为00221x x y y a b−=.若点00()M x y ,在双曲线22221x y a b −=(00)a b ,>>外,则点M 对应切点弦方程为00221x x y ya b −=第3节 抛物线【知识梳理】1.抛物线定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线. 22(0)y px p =>22(0)y px p =−>22(0)x py p =>22(0)x py p =−>0),0y ≥,x R ∈0y ≤,x R ∈ 所以p 的值永远大于0.另外,焦半径使用定义即可证明.3.抛物线的通径过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.对于抛物线22(0)y px p =>,由()2pA p ,,()2p B p −,,可得||2AB p =,故抛物线的通径长为2p .4.弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:0p y k =证明(点差法):设11()A x y ,,22()B x y ,为抛物线22(0)y px p =>上两点,则2112y px =,2222y px =作差得21211202y y p px x y y y −==−+,其中00()M x y ,是AB 中点.或者说,若设AB 的斜率为k ,则AB 中点纵坐标0py k=.[焦点在y 轴上的抛物线,同理]111||[||||][||||]||222MN AC BD AF BF AB =+=+=,90ANB ∠=°,故以AB 为直径的圆与准线l 相切.设E 是AF 的中点,则E 的坐标为11222p x y +(,),则点E 到y 轴的距离为12221AF p x d =+= 故以AF 为直径的圆与y 轴相切,同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.(2)在ACN △与AFN △中,||||||||AN AN AC AF ==,;在Rt ABN △中,NAM ANM ∠=∠90CAN ANM ACN AFN AFN ACN FN AB ∠=∠∠=∠=°⊥,△≌△,因为2()D p y F −=,,1()C p y F −=,,所以212+=0DF CF p y y =,所以FC FD ⊥.(3)设直线AB 的方程为2p x ty =+与抛物线22y px =联立得:22()2py p ty =+,即2220y pty p −−=,故212y y p =−,2221212224y y p x x p p ==. (4)11211122OA y y p k y x y p===,2222212122222OD y y py py pk p p p y y y ==−=−==−,则A 、O 、C 三点共线,同理B 、O 、C 三点共线.上述证明方式并非唯一,多种方法均可证明,不再赘述.6.抛物线的切线问题点00()M x y ,在抛物线22y px =(0)p >上,过点M 作抛物线的切线方程为00()y yp x x =+.点00()M x y ,在抛物线22y px =(0)p >外,过点M 对应切点弦方程为00()y yp x x =+. 点00()M x y ,在抛物线22x py =(0)p >内,过点M 作抛物线的弦AB ,分别过A B 、作抛物线的切线,则两条切线的交点P 的轨迹方程为直线00()x xp y y =+.第4节 焦长与焦半径体系【知识梳理—椭圆篇】1.焦半径公式设椭圆22221(00)x y a b a b +=>>,的右焦点为2(0)F c ,,11()A x y ,是椭圆上任意一点,则21212222121222221221212121222)1(2)(a cx x ac c b cx x a b a ax b c cx x y c x AF +−=++−−=−++−=+−=11cax a ex a=−=−.其中e 为椭圆的离心率,焦半径公式也可由第二定义快速得到2211()a AF e x a ex c=−=−,同理可以推出其他焦半径公式.焦点在y 轴上的椭圆和双曲线的时候,同理也可推出焦半径公式.总结:在椭圆和双曲线中,11()A x y ,到焦点的距离为1AF a ex =±(焦点在x 轴上) 1AF a ey =±(焦点在y 轴上)[长短记忆法:画图看长短来判断谁加谁减.] [口诀记忆法: 左加右减,上加下减,长正短负]焦半径范围:根据公式21AF a ex =−里面坐标x 1的范围,可得2AF 的范围为2a c AF a c −≤≤+. 2.焦点弦长公式椭圆焦点弦长公式.在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>中,结合椭圆的焦点弦公式,过右焦点F的弦长为221212 ||()()2()a aMN e x e x a e x x c c =−+−=−+.3.椭圆焦长以及焦比问题焦长公式:A 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F 、2F 是左、右焦点,12AF F ∠为α,AB过1F ,c 是椭圆半焦距,则:(1)21||cos b AF a c α=−;(2)21||cos b BF a c α=+;(3)2222222222||cos sin ab ab AB a c b c αα==−+.图1-1-1证明 (1)如图1-1-1所示,12||||2AF AF a +=;12||||2BF BF a +=,故22||||||4AB AF BF a ++=; (2)设1||AF m =,1||BF n =,2||2AF a m =-,2||2BF a n =-,由余弦定理得 222(2)(2)2(2)cos m c a m m c α+--=⋅;整理得21||cos b AF a c α=-① 同理:222(2)(2)2(2)cos(180)n c a n n c α︒+--=⋅-;整理得21||cos b BF a c α=+②①+②得,则过焦点的弦长:2222222222||cos sin ab ab AB m n a c b c αα=+==-+③焦比定理 过椭圆22221x y a b +=的左焦点1F 的弦21||cos b AF a c α=−,21||cos b BF a c α=+,令11||||AF F B λ=,即221cos cos cos 1b b e ac a c λλαααλ-=⇒=-++④,代入焦长公式①可得21(1)||2b AF aλ+=⑤.推论 根据公式1cos 1e λαλ-=+,利用tan k α=把角度替换掉可以得到e =注意:1.整个焦长体系只需要记住上面~①⑤的公式,其他要熟悉推导,涉及到的面积问题记住是焦长当底即可;当直线过右焦点,或者上焦点、下焦点时,要熟悉此时的公式会如何变化,详见后面记忆方法处.2.学习焦长焦比体系要非常熟悉推导过程[定义+余弦定理+abc 的平方关系],在处理解答题的时候,若用本模块公式到必须给出必要证明.3.公式1cos 1e λαλ-=+和21(1)||2b AF a λ+=这两个公式属于结论公式,一般用上能很快解题,所以在解小题的时候要优先考虑这两个公式.和角度相关优先想第一个,只和长度相关优先想第二个.4.焦长公式利用极坐标或第二定义都能更快证明,这个问题大家可以自己去掌握,解答题中的证明建议以余弦定理的方式为主;其他证法本文不在阐述,读者可以自己去掌握.[长短记忆法: 画图,看长短来记忆.当焦点在x 轴上的时候,焦长为2cos b a c α±,其中α为焦长所在直线的倾斜角或者其补角,为方便判断,一般选用锐角记为α.例如上图,如果记12AF F ∠为α,那么根据草图1||AF 为长边,则分母小即可得到21||cos b AF a c α=-,不管交于左右都是如此,交于y 轴的话需要把cos α换成sin α.焦比公式,如果1cos 1e λαλ-=+,λ为两个焦长之比,可以选=λ长短也可以=λ短长,但是公式里面要正负对齐,如果α选的是锐角,那么左侧是正的,右侧也要为正的,此时=λ长短;反之α选钝角,右侧=λ短长最后一个公式一样的,2(1)2b a λ+,代入的=λ长短算出来的就是长边,如果代入的=λ短长,算出来就是短边]1.双曲线焦长以及焦比问题周长问题:双曲线22221x y a b-=(00)a b ,>>,的两个焦点为1F 、2F ,弦AB 过左焦点1F (A 、B 都在左支上),||AB l =,则2ABF △的周长为42a l +(如图)图1-2-1 图1-2-2 图1-2-3 设A 是双曲线22221x y a b-=(00)a b ,>>上一点,设12AF F ∠为α,直线AB 过点1F .(1)直线和渐近线平行时,此时1cos e α=. (2)当AB 交双曲线于一支时,则21cos b AF a c α=+;21cos b BF a c α=−.2222222222||cos sin ab ab AB a c b c αα==−+,22222||cos ab AB a c α=-,2221cos 01cos a c e αα->⇒<< 令11||||BF F A λ=,即221cos cos cos 1b b e a c a c λλαααλ-=⇒=-++,代入弦长公式可得21(1)||2b AF aλ+=. 当AB 交双曲线于两支时,21cos b AF a c α=+;21cos b BF a c α=−;22222||cos ab AB c a α=-,2221cos 0cos a c e αα-<⇒>(图1-2-3),令11||||BF F A λ=,221cos (1)cos cos 1b b e c a a c λλαλααλ+=⇒=>-+-,代入弦长公式可得21(1)||2b BF aλ-=.=λ长(其中)短 [总结:焦点在x 轴上的时候,直线和双曲线交于单支的时候,公式形式和椭圆完全一样; 直线和双曲线交于双支的时候,公式形式有所变化,具体参考上面书写] 因为双曲线的部分考题会涉及渐近线,不过焦点的时候要注意,注意鉴别.1.||||1cos 1cos p pAF BF αα==−+;. 2.1222||sin p AB x x p α=++=. 3.22sin AOBp S △α=. 4.设||||AF BF λ=,则11cos ;||12AF p λλαλ−+==+. 5.设AB 交准线于点P ,则||cos ||AF PA α=;||cos ||BF PB α=. 证明1.||||||||||||cos 1cos AC AF p AF p FD AC AF θθ= ⇒===−−,同理||1cos pBF α=+. 2.22||||||1cos 1cos sin p p pAB AF BF ααα=+=+=-+. 3.设O 到AB 的距离为d ,则 sin 2pd α=,故22112||sin 22sin 22sin AOB p p p S AB d ααα===△. 4.||1cos 1cos ||1cos 1AF BF αλλλααλ+−=⇒=⇒=−+,1||1cos 2p AF p λα+==−. 5.||2A p AF x =+,||2B p BF x =+,||cos ||AF PA α=,||cos ||BF PB α=. 关于抛物线22x py =的焦长公式及定理(A 为直线与抛物线右交点,B 为左交点,90 α<为AB 倾斜角)1.||1sin p AF α=−;||1sin pBF α=+.2.1222||cos pAB y y p α=++=. 3.22cos AOBp S α=△.4.设||||AF BF λ=,则1sin 1λαλ−=+;1||2AF p λ+=.5.设AB 交准线于点P ,||||sin ;sin ||||AF BF PA PB αα==. [总结:抛物线焦点在x 轴的时候的,焦长为1cos p α±,1cos 1λαλ−=+,焦长为12p λ+,记忆方法参考椭圆模块;当焦点在y 轴上的时候cos 换成sin]。
(完整版)高中数学圆锥曲线知识点总结
高中数学知识点大全—圆锥曲线一、考点(限考)概要:1、椭圆:(1)轨迹定义:①定义一:在平面内到两定点的距离之和等于定长的点的轨迹是椭圆,两定点是焦点,两定点间距离是焦距,且定长2a大于焦距2c。
用集合表示为:;②定义二:在平面内到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做椭圆。
其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数是离心率用集合表示为:;(2)标准方程和性质:注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。
(3)参数方程:(θ为参数);3、双曲线:(1)轨迹定义:①定义一:在平面内到两定点的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹是双曲线,两定点是焦点,两定点间距离是焦距。
用集合表示为:②定义二:到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做双曲线。
其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数e是离心率。
用集合表示为:(2)标准方程和性质:注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。
4、抛物线:(1)轨迹定义:在平面内到定点和定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线,定点是焦点,定直线是准线,定点与定直线间的距离叫焦参数p。
用集合表示为:(2)标准方程和性质:①焦点坐标的符号与方程符号一致,与准线方程的符号相反;②标准方程中一次项的字母与对称轴和准线方程的字母一致;③标准方程的顶点在原点,对称轴是坐标轴,有别于一元二次函数的图像;二、复习点睛:1、平面解析几何的知识结构:2、椭圆各参数间的关系请记熟“六点六线,一个三角形”,即六点:四个顶点,两个焦点;六线:两条准线,长轴短轴,焦点线和垂线PQ;三角形:焦点三角形。
则椭圆的各性质(除切线外)均可在这个图中找到。
3、椭圆形状与e的关系:当e→0,c→0,椭圆→圆,直至成为极限位置的圆,则认为圆是椭圆在e=0时的特例。
当e→1,c→a椭圆变扁,直至成为极限位置的线段,此时也可认为是椭圆在e=1时的特例。
高考数学中的圆锥曲线
高考数学中的圆锥曲线圆锥曲线是代数几何中的重要概念,也是高中数学中比较难的一部分。
它包含了直线、双曲线、抛物线和椭圆四种曲线类型。
在高考数学中,圆锥曲线是一个难点,但是掌握了这个知识点,不仅有助于理解高数中其他知识点,也有助于应对高考成绩。
一、圆锥曲线的定义和概念圆锥曲线是在平面直角坐标系中的解析几何概念,它是二次方程x²+y²+Dx+Ey+F=0(D,E,F均为常数,且D²+E²≠0)的图形。
其中的四种曲线类型如下:1. 直线:当圆锥曲线的系数D=E=0时,圆锥曲线变成直线。
直线可以看成是一个不确定的椭圆,它有两个焦点(即两个充电电荷)、两个半轴(即极值)。
2. 双曲线:当圆锥曲线的系数D²-E²>0时,圆锥曲线变成双曲线。
双曲线有两个焦点和两个渐近线。
3. 抛物线:当圆锥曲线的系数D=0,E≠0时,圆锥曲线变成抛物线。
抛物线有一个焦点和一个顶点。
4. 椭圆:当圆锥曲线的系数D²-E²<0时,圆锥曲线变成椭圆。
椭圆有两个焦点和两个半轴。
二、实例探究:直线与圆锥曲线我们以直线为例,来看一下圆锥曲线与直线的关系。
首先,我们知道当圆锥曲线系数D=E=0时,可以变成一个直线。
而对于直线y=kx+b(k和b均为常数),可以加入一个令y=mx,那么k和b就是D和E,即圆锥曲线的系数。
例如,圆锥曲线x²-6x+y²+4y+9=0,我们可以将它转换为(x-3)²+(y+2)²=4。
这是一个半径为2,圆心在(3,-2)处的圆。
我们可以绘制它的图像,然后再绘制直线y=x-1的图像。
从图像来看,直线y=x-1穿过了圆心,因此它一定与这个圆有交点。
我们可以通过解方程,求出直线y=x-1与圆的交点:(x-3)²+(y+2)²=4;y=x-1.解得:x²-5x+9=0,因此x=(5±√5)/2,代入y=x-1,得到y=(3±√5)/2。
圆锥曲线知识点总结
圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是高中数学中的重要内容,包括椭圆、双曲线和抛物线。
掌握圆锥曲线的知识点对于解决相关的数学问题至关重要。
下面我们来详细总结一下圆锥曲线的相关知识。
一、椭圆1、定义平面内与两个定点 F₁、F₂的距离之和等于常数(大于|F₁F₂|)的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距。
2、标准方程焦点在 x 轴上:\(\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} =1\)(\(a>b>0\))焦点在y 轴上:\(\frac{y^2}{a^2} +\frac{x^2}{b^2} =1\)(\(a>b>0\))其中,\(a\)为椭圆的长半轴长,\(b\)为椭圆的短半轴长,\(c\)为椭圆的半焦距,满足\(c^2 = a^2 b^2\)。
3、椭圆的性质(1)范围:焦点在 x 轴上时,\(a ≤ x ≤ a\),\(b ≤ y ≤ b\);焦点在 y 轴上时,\(b ≤ x ≤ b\),\(a ≤ y ≤ a\)。
(2)对称性:椭圆关于 x 轴、y 轴和原点对称。
(3)顶点:焦点在 x 轴上时,顶点坐标为\((±a, 0)\),\((0, ±b)\);焦点在 y 轴上时,顶点坐标为\((0, ±a)\),\((±b, 0)\)。
(4)离心率:\(e =\frac{c}{a}\)(\(0 < e < 1\)),离心率反映了椭圆的扁平程度,\(e\)越接近0,椭圆越圆;\(e\)越接近 1,椭圆越扁。
二、双曲线1、定义平面内与两个定点 F₁、F₂的距离之差的绝对值等于常数(小于|F₁F₂|)的点的轨迹叫做双曲线。
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距。
2、标准方程焦点在 x 轴上:\(\frac{x^2}{a^2} \frac{y^2}{b^2} = 1\)焦点在 y 轴上:\(\frac{y^2}{a^2} \frac{x^2}{b^2} = 1\)其中,\(a\)为双曲线的实半轴长,\(b\)为双曲线的虚半轴长,\(c\)为双曲线的半焦距,满足\(c^2 = a^2 + b^2\)。
圆锥曲线知识点全归纳(完整精华版)
圆锥曲线知识点全归纳(精华版)圆锥曲线包括椭圆,双曲线,抛物线。
其统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e 是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线。
一、圆锥曲线的方程和性质:1)椭圆文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个小于1的正常数e。
定点是椭圆的焦点,定直线是椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.参数方程:X=acosθY=bsinθ(θ为参数,设横坐标为acosθ,是由于圆锥曲线的考虑,椭圆伸缩变换后可为圆此时c=0,圆的acosθ=r)2)双曲线文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数e。
定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.参数方程:x=asecθy=btanθ(θ为参数 )3)抛物线标准方程:1.顶点在原点,焦点在x轴上开口向右的抛物线标准方程:y^2=2px 其中 p>02.顶点在原点,焦点在x轴上开口向左的抛物线标准方程:y^2=-2px 其中 p>03.顶点在原点,焦点在y轴上开口向上的抛物线标准方程:x^2=2py 其中 p>04.顶点在原点,焦点在y轴上开口向下的抛物线标准方程:x^2=-2py 其中 p>0参数方程x=2pt^2 y=2pt (t为参数) t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t 可等于0直角坐标y=ax^2+bx+c (开口方向为y轴, a<>0 ) x=ay^2+by+c (开口方向为x轴, a<>0 )圆锥曲线(二次非圆曲线)的统一极坐标方程为ρ=ep/(1-e×cosθ)其中e表示离心率,p为焦点到准线的距离。
高中数学圆锥曲线知识点总结
高中数学圆锥曲线知识点总结一、椭圆1.平面内与两个定点 , 的距离之和等于常数(大于 )的点的轨迹称为椭圆. 即:|)|2(,2||||2121F F a a MF MF >=+。
这两个定点称为椭圆的焦点, 两焦点的距离称为椭圆的焦距.2.椭圆的几何性质:焦点的位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程()222210x y a b a b +=>> ()222210y x a b a b+=>> 范围a x a -≤≤且b y b -≤≤ b x b -≤≤且a y a -≤≤顶点()1,0a A -、()2,0a A()10,b B -、()20,b B()10,a A -、()20,a A ()1,0b B -、()2,0b B轴长 短轴的长2b = 长轴的长2a =焦点 ()1,0F c -、()2,0F c ()10,F c -、()20,F c焦距 ()222122F F c c a b ==-对称性 关于x 轴、y 轴、原点对称离心率 ()22101c b e e a a==-<<二、双曲线1.平面内与两个定点 , 的距离之差的绝对值等于常数(小于 )的点的轨迹称为双曲线. 即: 。
这两个定点称为双曲线的焦点, 两焦点的距离称为双曲线的焦距.2.双曲线的几何性质:焦点的位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程()222210,0x y a b a b-=>> ()222210,0y x a b a b-=>> 范围 或 ,或 ,顶点 ()1,0a A -、()2,0a A ()10,a A -、()20,a A轴长 虚轴的长2b = 实轴的长2a =焦点 ()1,0F c -、()2,0F c ()10,F c -、()20,F c焦距 ()222122F F c c a b ==+对称性关于 轴、 轴对称, 关于原点中心对称离心率()2211c b e e a a==+>渐近线方程b y x a=±a y x b=±3.等轴双曲线: 双曲线 称为等轴双曲线, 其渐近线方程为 , 离心率 . 4、共渐近线的双曲线系方程:三、抛物线1.平面内与一个定点 和一条定直线 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 定点 称为抛物线的焦点, 定直线 称为抛物线的准线.2.抛物线的几何性质:标准方程22y px =()0p >22y px =- ()0p > 22x py = ()0p > 22x py =-()0p >图形顶点()0,0对称轴x 轴y 轴焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭ ,02p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭准线方程2px =-2p x =2p y =-2p y =离心率 1e =范围0x ≥ 0x ≤0y ≥ 0y ≤3.过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于 、 两点的线段 , 称为抛物线的“通径”, 即 .4.焦半径公式:若点 在抛物线 上, 焦点为 , 则 ; 若点 在抛物线 上, 焦点为 , 则 ; 5、焦点弦: = +p四、圆1.定义: 点集{M ||OM |=r }, 其中定点O 为圆心, 定长r 为半径.2.方程: (1)标准方程: 圆心在c(a,b), 半径为r 的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r2圆心在坐标原点, 半径为r 的圆方程是x2+y2=r2(2)一般方程: ①当D2+E2-4F >0时, 一元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程, 圆心为 半径是 。
高中数学专题——圆锥曲线技巧---齐次化处理
由
x
2
4
y2
1 ,可得 (4k 2
1) x 2
8kmx
4m2
12
0
.
y kx m
16(4k 2 m2 1) 0
x1
x2
8km 4k 2 1
,
……①
x1x2
4m2 4k 2
4 1
……. ②
由题意可知
MA MB 0 , MA (x1 2, y1), MB (x2 2, y2 ),
∴点 P(x,y)点在椭圆
上,
∴存在点 M,N 其坐标分别为(0,﹣1)、(0,1),使得|PM|+|PN|为定值 2 . 考点:直线与圆锥曲线的综合问题.
5.已知椭圆
C:
x aLeabharlann 2 2y2 b2=1 (a>b>0),四点
P1(1,1),P2(0,1),P3(–1,
3 ),P4(1, 2
3 )中恰有三 2
6m 4
6 11 0 ,解得 m 3 6 1 2
或 m 3 6 1 ,即可求出直线 l 的方程. 2
(1)设切点坐标为
( x0 ,
y0 )(x0
0,
y0
0)
,则切线斜率为
x0 y0
,切线方程为
y
y0
x0 y0
(x
x0 )
,即
x0x
y0 y
4 ,此时,两个坐标轴的正半轴与切线围成的三角形面积为 S
AP ( 2 x1, 2 y1), BP ( 2 x2, 2 y2 ) 由题意知 AP BP 0 ,所以
x1x2 2(x1 x2 ) y1 y2 2( y1 y2 ) 4 0 ,将韦达定理得到的结果代入
高中数学圆锥曲线知识点总结及公式大全
高中数学圆锥曲线知识点总结及公式大全一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线包括椭圆、双曲线和抛物线,它们是高中数学中重要的知识点之一。
圆锥曲线是由平面与圆锥的交线所形成的曲线,其基本概念包括焦点、准线和离心率等。
1. 焦点:圆锥曲线的焦点是到曲线的两个顶点距离相等的点,焦点到曲线的顶点的距离称为焦距。
椭圆和双曲线的焦点位于其对称轴上,而抛物线的焦点则位于其准轴上。
2. 准线:圆锥曲线的准线是与焦点垂直的直线,准线与曲线有两个交点。
在椭圆和双曲线中,准线是与主轴垂直的直线,而在抛物线中,准线是与主轴平行的直线。
3. 离心率:圆锥曲线的离心率是焦点到顶点的距离与准线到顶点的距离之比,离心率的大小可以反映曲线的形状。
椭圆的离心率在0和1之间,双曲线的离心率大于1,抛物线的离心率等于1。
二、圆锥曲线的公式1. 椭圆的标准方程及性质标准方程:$\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ (a>b>0)性质:椭圆的范围、对称性、顶点、焦点、离心率等性质可以参照教材或辅导书。
2. 双曲线的标准方程及性质标准方程:$\frac{x^{2}}{a^{2}} - \frac{y^{2}}{b^{2}} =1$ (a>0, b>0)性质:双曲线的范围、对称性、顶点、焦点、离心率等性质可以参照教材或辅导书。
3. 抛物线的标准方程及性质标准方程:$y^{2} = 2px$ ($p > 0$)或$x^{2} = 2py$ ($p > 0$) 性质:抛物线的范围、对称性、顶点、焦点、离心率等性质可以参照教材或辅导书。
三、圆锥曲线的应用1. 椭圆的应用:椭圆在光学、机械、工程等领域有着广泛的应用。
例如,椭圆镜片可以纠正近视和远视,椭圆形状的机械零件可以减少振动和提高稳定性。
2. 双曲线应用:双曲线在热学、光学、工程等领域有着广泛的应用。
例如,双曲线冷却塔可以优化散热效果,双曲线形状的桥梁可以增强承受能力。
高考数学专题复习-完美版圆锥曲线知识点总结
高考数学专题复习-完美版圆锥曲线知识点总结1.椭圆的概念椭圆是平面内与两个定点F1、F2的距离的和等于常数2a (大于|F1F2|)的点的轨迹。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离2c叫椭圆的焦距。
若M为椭圆上任意一点,则有|MF1|+|MF2|=2a。
椭圆的标准方程为:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0,焦点在x轴上)或x^2/b^2+y^2/a^2=1(a>b>0,焦点在y轴上)。
2.椭圆的性质①范围:由标准方程得知,椭圆位于直线x=±a,y=±b所围成的矩形里。
②对称性:椭圆关于x轴、y轴和原点对称。
这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心。
③顶点:椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
同时,线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为2a和2b,a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
④离心率:椭圆的焦距与长轴的比e=c/a。
其中,c表示焦距,a表示长半轴长。
椭圆的离心率可以通过长轴和短轴的长度计算得出。
由于长轴大于短轴,因此离心率e的值介于0和1之间。
当离心率接近1时,短轴b的长度会越来越小,导致椭圆变得越扁;反之,当离心率接近0时,短轴b的长度会越来越接近长轴a的长度,此时椭圆会趋向于圆形。
当长轴和短轴的长度相等时,椭圆的两个焦点重合,这时椭圆就变成了圆形,其方程为x+y=a。
双曲线是平面上距离两个定点距离之差绝对值等于常数2a的动点轨迹。
需要注意的是,这里的距离差的绝对值是小于焦距F1F2的。
当距离差等于2a时,得到的是双曲线的一支;当距离差等于-2a时,得到的是双曲线的另一支(含F1的一支)。
当距离差等于0时,得到的是两条射线;当距离差大于2a时,得不到任何图形。
双曲线的焦点是F1和F2,焦距为F1F2.双曲线的标准方程为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1.由此可以看出,双曲线在坐标系中的范围为两条直线x=±a的外侧。
圆锥曲线知识点整理
圆锥曲线知识点整理圆锥曲线是解析几何中的重要内容,它是由圆(或椭圆、双曲线、抛物线)在一个平面上的投影形成的一类曲线。
在数学和物理学等领域,圆锥曲线有着广泛的应用。
下面将对圆锥曲线的相关知识点进行整理和说明。
一、圆锥曲线的定义及基本概念1. 圆锥曲线的定义:圆锥曲线是平面上的一条曲线,它是由一个固定点(焦点)和一个固定直线(准线)所确定的点的集合。
2. 圆锥曲线的焦点和准线:焦点是确定圆锥曲线形状的重要参数,准线是直线,在圆锥曲线的定义中起着重要作用。
3. 圆锥曲线的形状:圆锥曲线有四种形状,分别是圆、椭圆、双曲线和抛物线。
它们的形状由焦点、准线和离心率等参数确定。
二、圆锥曲线的方程及性质1. 圆的方程:圆的方程可以用一般式表示为(x-a)²+(y-b)²=r²,其中(a,b)表示圆心的坐标,r表示半径。
2. 椭圆的方程:椭圆的方程可以用标准方程表示为(x-h)²/a²+(y-k)²/b²=1,其中(h,k)表示椭圆中心的坐标,a和b分别表示椭圆在x轴和y轴上的半轴长度。
3. 双曲线的方程:双曲线的方程可以用标准方程表示为(x-h)²/a²-(y-k)²/b²=1,或(x-h)²/a²-(y-k)²/b²=-1。
其中(h,k)表示双曲线中心的坐标,a和b分别表示双曲线在x轴和y轴上的半轴长度。
4. 抛物线的方程:抛物线的方程可以用标准方程表示为y²=4ax,其中a表示抛物线的焦点到准线的距离。
5. 圆锥曲线的性质:圆锥曲线具有许多重要的性质,如对称性、离心率、焦点与准线的关系等。
这些性质对于理解和分析圆锥曲线的形状起着重要作用。
三、圆锥曲线在实际应用中的意义1. 圆锥曲线在物理学中的应用:在物理学中,圆锥曲线被广泛应用于描述物体的运动轨迹、电场和磁场分布等问题。
圆锥曲线知识点总结
圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是平面上的一类重要的几何曲线,由易知,它们具有各种各样的性质和特点,广泛应用于数学、物理、工程等领域。
下面将对圆锥曲线的基本概念、方程及其性质进行简要总结。
一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线是由平面和圆锥交于一条封闭曲线形成的曲线。
根据圆锥和平面的位置关系,可以分为椭圆、抛物线和双曲线三类。
(一)椭圆当切割平面与圆锥的两部分相交时,形成椭圆。
椭圆有两个焦点,与这两个焦点的距离之和是常数。
椭圆的方程常用标准方程表示为:(x/a)² + (y/b)² = 1,其中a和b分别表示椭圆的长轴和短轴长度。
(二)抛物线当切割平面与圆锥的一部分相交时,形成抛物线。
抛物线是一条对称曲线,其开口方向由切割平面的位置决定。
抛物线的方程常用标准方程表示为:y = ax²,其中a为常数。
(三)双曲线当切割平面与圆锥的两部分不相交时,形成双曲线。
双曲线有两个焦点,与这两个焦点的距离之差是常数。
双曲线的方程常用标准方程表示为:(x/a)² - (y/b)² = 1,其中a和b分别表示双曲线的长轴和短轴长度。
二、圆锥曲线的方程(一)椭圆的一般方程椭圆的一般方程为:Ax² + Bxy + Cy² + Dx + Ey + F = 0,其中A、B、C、D、E和F为常数。
(二)抛物线的一般方程抛物线的一般方程为:Ay² + Bx + C = 0,其中A、B和C为常数。
(三)双曲线的一般方程双曲线的一般方程为:Ax² + Bxy + Cy² + Dx + Ey + F = 0,其中A、B、C、D、E和F为常数,且B² - 4AC > 0。
三、圆锥曲线的性质(一)椭圆的性质1. 椭圆是一个闭合曲线,对称于x轴和y轴。
2. 椭圆的长轴和短轴分别与x轴和y轴平行。
3. 椭圆有两个焦点,对称于椭圆的长轴上。
高中数学复习:圆锥曲线
高中数学复习:圆锥曲线1.设O 为坐标原点,直线x =a 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于D ,E 两点.若△ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( )A.4B.8C.16D.32解析 由题意知双曲线的渐近线方程为y =±b ax .因为D ,E 分别为直线x =a 与双曲线C 的两渐近线的交点,所以不妨设D (a ,b ),E (a ,-b ),所以S △ODE =12×a ×|DE |=12×a ×2b =ab =8, 则c 2=a 2+b 2≥2ab =16,当且仅当a =b =22时等号成立,∴c ≥4.故曲线C 的焦距2c 的最小值为8.答案 B 2.已知A ,B 分别为椭圆E :x 2a 2+y 2=1(a >1)的左、右顶点,G 为E 的上顶点,AG →·GB →=8.P 为直线x =6上的动点,PA 与E 的另一交点为C ,PB 与E 的另一交点为D .(1)求E 的方程;(2)证明:直线CD 过定点.(1)解 由题设得A (-a ,0),B (a ,0),G (0,1).则AG →=(a ,1),GB →=(a ,-1).由AG →·GB →=8,得a 2-1=8,解得a =3或a =-3(舍去).所以椭圆E 的方程为x 29+y 2=1. (2)证明 设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),P (6,t ).若t ≠0,设直线CD 的方程为x =my +n ,由题意可知-3<n <3.易知直线PA 的方程为y =t 9(x +3),所以y 1=t 9(x 1+3). 易知直线PB 的方程为y =t 3(x -3), 所以y 2=t 3(x 2-3). 可得3y 1(x 2-3)=y 2(x 1+3).①由于x 229+y 22=1,故y 22=-(x 2+3)(x 2-3)9,② 由①②可得27y 1y 2=-(x 1+3)(x 2+3),结合x =my +n ,得(27+m 2)y 1y 2+m (n +3)(y 1+y 2)+(n +3)2=0.③将x =my +n 代入x 29+y 2=1, 得(m 2+9)y 2+2mny +n 2-9=0.所以y 1+y 2=-2mn m 2+9,y 1y 2=n 2-9m 2+9. 代入③式得(27+m 2)(n 2-9)-2m (n +3)mn +(n +3)2(m 2+9)=0,解得n =-3(舍去)或n =32. 故直线CD 的方程为x =my +32, 即直线CD 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0. 若t =0,则直线CD 的方程为y =0,过点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0. 综上,直线CD 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0. 3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且过点A (2,1). (1)求C 的方程;(2)点M ,N 在C 上,且AM ⊥AN ,AD ⊥MN ,D 为垂足.证明:存在定点Q ,使得|DQ |为定值.(1)解 由题设得4a 2+1b 2=1, a 2-b 2a 2=12, 解得a 2=6,b 2=3.所以C 的方程为x 26+y 23=1. (2)证明 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).若直线MN 与x 轴不垂直,设直线MN 的方程为y =kx +m ,代入x 26+y 23=1, 得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-6=0.于是x 1+x 2=-4km 1+2k 2,x 1x 2=2m 2-61+2k 2.① 由AM ⊥AN ,得AM →·AN →=0,故(x 1-2)(x 2-2)+(y 1-1)(y 2-1)=0,整理得(k 2+1)x 1x 2+(km -k -2)(x 1+x 2)+(m -1)2+4=0.将①代入上式,可得(k 2+1)2m 2-61+2k 2-(km -k -2)4km 1+2k 2+(m -1)2+4=0, 整理得(2k +3m +1)(2k +m -1)=0.因为A (2,1)不在直线MN 上,所以2k +m -1≠0,所以2k +3m +1=0,k ≠1.所以直线MN 的方程为y =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -23-13(k ≠1). 所以直线MN 过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,-13. 若直线MN 与x 轴垂直,可得N (x 1,-y 1).由AM →·AN →=0,得(x 1-2)(x 1-2)+(y 1-1)(-y 1-1)=0.又x 216+y 213=1,所以3x 21-8x 1+4=0. 解得x 1=2(舍去),或x 1=23. 此时直线MN 过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,-13. 令Q 为AP 的中点,即Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13. 若D 与P 不重合,则由题设知AP 是Rt △ADP 的斜边,故|DQ |=12|AP |=223. 若D 与P 重合,则|DQ |=12|AP |. 综上,存在点Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13,使得|DQ |为定值. 考点1.圆锥曲线常考查的几何量(1)直线方程:会用点斜式或斜截式设直线方程;(2)线段长、面积:三角形、四边形的面积中蕴含着线段长、点到直线的距离公式;(3)斜率公式、共线点的坐标关系:由两点坐标会表示出对应的直线斜率,共线点的横坐标或纵坐标也满足比例关系;(4)平面图形的几何性质:平行四边形、菱形等图形中的几何性质,如垂直、平行、平分、中点关系;(5)向量关系的转化:会把向量关系转化为对应点,如坐标关系.2.圆锥曲线中的范围、最值问题,可以转化为函数的值域、最值问题(以所求式子或参数为函数值),或者利用式子的几何意义求解.温馨提醒 圆锥曲线上点的坐标是有范围的,在涉及到求最值或范围问题时注意坐标范围的影响.3.圆锥曲线中的定点、定值问题(1)定点问题:在解析几何中,有些含有参数的直线或曲线的方程,不论参数如何变化,其都过某定点,这类问题称为定点问题.若得到了直线方程的点斜式:y -y 0=k (x -x 0),则直线必过定点(x 0,y 0);若得到了直线方程的斜截式:y =kx +m ,则直线必过定点(0,m ).(2)定值问题:在解析几何中,有些几何量,如斜率、距离、面积、比值等基本量和动点坐标或动直线中的参变量无关,这类问题统称为定值问题.4.圆锥曲线中的存在性问题的解题步骤:(1)先假设存在,引入参变量,根据题目条件列出关于参变量的方程(组)或不等式(组).(2)解此方程(组)或不等式(组),若有解则存在,若无解则不存在.(3)下结论.热点一 圆锥曲线中的最值、范围问题角度1 求线段长度、三角形面积的最值【例1】 已知点A (-2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为-12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线.(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连接QE 并延长交C 于点G .①证明:△PQG 是直角三角形;②求△PQG 面积的最大值.(1)解 由题设得yx +2·y x -2=-12, 化简得x 24+y 22=1(|x |≠2), 所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左、右顶点.(2)①证明 设直线PQ 的斜率为k ,则其方程为 y =kx (k >0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,x 24+y 22=1得x =±21+2k 2. 设u =21+2k 2,则P (u ,uk ),Q (-u ,-uk ),E (u ,0).于是直线QG 的斜率为k 2,方程为y =k2(x -u ). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k 2(x -u ),x 24+y 22=1, 得(2+k 2)x 2-2uk 2x +k 2u 2-8=0.①设G (x G ,y G ),则-u 和x G 是方程①的解, 故x G =u (3k 2+2)2+k 2,由此得y G =uk 32+k2. 从而直线PG 的斜率为uk 32+k 2-uk u (3k 2+2)2+k2-u =-1k . 所以PQ ⊥PG ,即△PQG 是直角三角形.②解 由①得|PQ |=2u 1+k 2,|PG |=2uk k 2+12+k 2, 所以△PQG 的面积S =12|PQ ||PG |=8k (1+k 2)(1+2k 2)(2+k 2)=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 1+2⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 2.设t =k +1k, 则由k >0得t ≥2,当且仅当k =1时取等号.因为S =8t 1+2t 2在[2,+∞)单调递减, 所以当t =2,即k =1时,S 取得最大值,最大值为169. 因此,△PQG 面积的最大值为169. 探究提高 求圆锥曲线中范围、最值的主要方法:(1)几何法:若题目中的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质数形结合求解.(2)代数法:若题目中的条件和结论能体现一种明确的函数关系,或者不等关系,或者已知参数与新参数之间的等量关系等,列出含参数的函数式;可利用求函数值域(最值)或基本不等式、换元法、导数法,利用已知或隐含的参数范围求最值、范围.特别是分式形式时,会用换元法将复杂化为简单.角度2 求几何量、某个参数的取值范围【例2】 已知椭圆的一个顶点为A (0,-1),焦点在x 轴上,中心在原点.若右焦点到直线x -y +22=0的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)设直线y =kx +m (k ≠0)与椭圆相交于不同的两点M ,N .当|AM |=|AN |时,求m 的取值范围. 解 (1)依题意可设椭圆方程为x 2a 2+y 2=1(a >1), 则右焦点F (a 2-1,0),由题设|a 2-1+22|2=3, 解得a 2=3.∴所求椭圆的方程为x 23+y 2=1. (2)设P (x P ,y P ),M (x M ,y M ),N (x N ,y N ), P 为弦MN 的中点,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 23+y 2=1,得(3k 2+1)x 2+6mkx +3(m 2-1)=0, ∵直线与椭圆相交,∴Δ=(6mk )2-4(3k 2+1)×3(m 2-1)>0⇒m 2<3k 2+1.①∴x P =x M +x N2=-3mk 3k 2+1,从而y P =kx P +m =m 3k 2+1,∴k AP =y P +1x P =-m +3k 2+13mk, 又∵|AM |=|AN |,∴AP ⊥MN ,则-m +3k 2+13mk =-1k,即2m =3k 2+1.② 把②代入①,得m 2<2m ,解得0<m <2;由②得k 2=2m -13>0,解得m >12. 综上, 求得m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2. 探究提高 解决圆锥曲线中的取值范围问题应考虑的五个方面(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用已知的不等关系构造不等式,从而求出参数的取值范围;(5)利用求函数的值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.【训练1】 在直角坐标系xOy 中,曲线C 1上的任意一点M 到直线y =-1的距离比M 点到点F (0,2)的距离小1.(1)求动点M 的轨迹C 1的方程;(2)若点P 是圆C 2:(x -2)2+(y +2)2=1上一动点,过点P 作曲线C 1的两条切线,切点分别为A ,B ,求直线AB 斜率的取值范围.解 (1)法一 设点M (x ,y ),∵点M 到直线y =-1的距离等于|y +1|,∴|y +1|=x 2+(y -2)2-1,化简得x 2=8y ,∴动点M 的轨迹C 1的方程为x 2=8y .法二 由题意知M 到直线y =-2的距离等于M 到F (0,2)的距离,由抛物线定义得动点M 的轨迹方程为x 2=8y .(2)由题意可知,PA ,PB 的斜率都存在,分别设为k 1,k 2,切点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 设点P (m ,n ),过点P 的抛物线的切线方程为 y =k (x -m )+n ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -m )+n ,x 2=8y 得x 2-8kx +8km -8n =0, ∵Δ=64k 2-32km +32n =0,即2k 2-km +n =0,∴k 1+k 2=m 2,k 1k 2=n 2. 由x 2=8y ,得y ′=x 4, ∴x 1=4k 1,y 1=x 218=2k 21,x 2=4k 2,y 2=x 228=2k 22, ∴k AB =y 2-y 1x 2-x 1=2k 22-2k 214k 2-4k 1=k 2+k 12=m 4, ∵点P (m ,n )满足(x -2)2+(y +2)2=1,∴1≤m ≤3,∴14≤m 4≤34,即直线AB 斜率的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,34. 热点二 圆锥曲线中定值、定点问题角度1 圆锥曲线中的定值【例3】已知抛物线C :y 2=2px (p >0)经过点P (1,2).过点Q (0,1)的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点A ,B ,且直线PA 交y 轴于M ,直线PB 交y 轴于N .(1)求直线l 的斜率的取值范围;(2)设O 为原点,QM →=λQO →,QN →=μQO →,求证:1λ+1μ为定值. (1)解 因为抛物线y 2=2px 过点P (1,2),所以2p =4,即p =2.故抛物线C 的方程为y 2=4x .由题意知,直线l 的斜率存在且不为0.设直线l 的方程为y =kx +1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx +1得k 2x 2+(2k -4)x +1=0. 依题意Δ=(2k -4)2-4×k 2×1>0,解得k <1,又因为k ≠0,故k <0或0<k <1.又PA ,PB 与y 轴相交,故直线l 不过点(1,-2).从而k ≠-3.所以直线l 斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).(2)证明 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由(1)知x 1+x 2=-2k -4k 2,x 1x 2=1k 2. 直线PA 的方程为y -2=y 1-2x 1-1(x -1).令x =0, 得点M 的纵坐标为y M =-y 1+2x 1-1+2=-kx 1+1x 1-1+2. 同理得点N 的纵坐标为y N =-kx 2+1x 2-1+2. 由QM →=λQO →,QN →=μQO →得λ=1-y M ,μ=1-y N .所以1λ+1μ=11-y M +11-y N =x 1-1(k -1)x 1+x 2-1(k -1)x 2=1k -1·2x 1x 2-(x 1+x 2)x 1x 2=1k -1·2k 2+2k -4k 21k 2=2. 所以1λ+1μ=2为定值. 探究提高 1.求定值问题常见的方法有两种:(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.定值问题求解的基本思路是使用参数表示要解决的问题,然后证明与参数无关,这类问题选择消元的方向是非常关键的.【训练2】 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率e =32,且圆x 2+y 2=2过椭圆C 的上、下顶点.(1)求椭圆C 的方程.(2)若直线l 的斜率为12,且直线l 交椭圆C 于P ,Q 两点,点P 关于原点的对称点为E ,A (-2,1)是椭圆C 上的一点,判断直线AE 与AQ 的斜率之和是否为定值,如果是,请求出此定值;如果不是,请说明理由.解 (1)由圆x 2+y 2=2过椭圆C 的上、下顶点,可得b = 2.又离心率e =32,所以a 2-b 2a =32,解得a =2 2. 所以椭圆C 的方程为x 28+y 22=1. (2)由直线l 的斜率为12,可设直线l 的方程为y =12x +t (t ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x +t ,x 28+y 22=1,消去y 并整理得x 2+2tx +2t 2-4=0. 由题意知Δ=4t 2-4(2t 2-4)>0,解得-2<t <2且t ≠0. 设点P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由点P 与点E 关于原点对称,得E (-x 1,-y 1). 易知x 1+x 2=-2t ,x 1x 2=2t 2-4.设直线AE 与AQ 的斜率分别为k AE ,k AQ ,由A (-2,1),得k AE +k AQ =-y 1-1-x 1+2+y 2-1x 2+2=(2-x 1)(y 2-1)-(2+x 2)(y 1+1)(2-x 1)(2+x 2). 又y 1=12x 1+t ,y 2=12x 2+t , 于是有(2-x 1)(y 2-1)-(2+x 2)(y 1+1)=2(y 2-y 1)-(x 1y 2+x 2y 1)+(x 1-x 2)-4=(x 2-x 1)-⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 1⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+t +x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 1+t +(x 1-x 2)-4 =-x 1x 2-t (x 1+x 2)-4=-(2t 2-4)-t (-2t )-4=0.因此k AE +k AQ =0.于是直线AE 与AQ 的斜率之和为定值,此定值为0.角度2 圆锥曲线中的定点问题 【例4】 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32,P 4⎝⎛⎭⎪⎫1,32中恰有三点在椭圆C 上.(1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为-1,证明:l 过定点.(1)解 由于点P 3,P 4关于y 轴对称,由题设知C 必过P 3,P 4.又由1a 2+1b 2>1a 2+34b2知,椭圆C 不经过点P 1,所以点P 2在椭圆C 上.因此⎩⎪⎨⎪⎧1b 2=1,1a 2+34b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1.故C 的方程为x 24+y 2=1.(2)证明 设直线P 2A 与直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2. 如果直线l 的斜率不存在,此时l 垂直于x 轴. 设l :x =m ,A (m ,y A ),B (m ,-y A ),k 1+k 2=y A -1m +-y A -1m =-2m=-1,得m =2,此时l 过椭圆C 右顶点,与椭圆C 不存在两个交点,故不满足. 从而可设l :y =kx +m (m ≠1). 将y =kx +m 代入x 24+y 2=1得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0. 由题设可知Δ=16(4k 2-m 2+1)>0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-8km 4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1.则k 1+k 2=y 1-1x 1+y 2-1x 2=kx 1+m -1x 1+kx 2+m -1x 2=2kx 1x 2+(m -1)(x 1+x 2)x 1x 2.由题设k 1+k 2=-1,故(2k +1)x 1x 2+(m -1)(x 1+x 2)=0. ∴(2k +1)·4m 2-44k 2+1+(m -1)·-8km4k 2+1=0.解得m =-2k -1,此时Δ=32(m +1), ∴当且仅当m >-1时,Δ>0,∴直线l 的方程为y =kx -2k -1,即y +1=k (x -2). 所以l 过定点(2,-1).探究提高 1.动直线l 过定点问题.设动直线方程(斜率存在)为y =kx +t ,由题设条件将t 用k 表示为t =mk ,得y =k (x +m ),故动直线过定点(-m ,0).2.动曲线C 过定点问题.引入参变量建立曲线C 的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.【训练3】已知圆O 1:(x +1)2+y 2=8上有一动点Q ,点O 2的坐标为(1,0),四边形QO 1O 2R 为平行四边形.线段O 1R 的垂直平分线交O 2R 于点P . (1)求点P 的轨迹C 的方程;(2)过点O 2作直线与曲线C 交于A ,B 两点,点K 的坐标为(2,1),直线KA ,KB 与y 轴分别交于M ,N 两点,求证:线段MN 的中点为定点,并求出该中点的坐标. (1)解 因为|PO 1|+|PO 2|=|PR |+|PO 2|=|RO 2|=|QO 1|=22>|O 1O 2|=2, 所以点P 的轨迹是一个椭圆,且长轴长2a =22,半焦距c =1, 所以b 2=a 2-c 2=1,轨迹C 的方程为x 22+y 2=1(y ≠0).(2)证明 当直线AB 的斜率为0时,由(1)y ≠0知与曲线C 无交点.当直线AB 的斜率不为0时,设过点O 2的直线方程为x =my +1,点A ,B 坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2).直线方程与椭圆方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,x 22+y 2=1,消去x ,得(m 2+2)y 2+2my -1=0, 则y 1+y 2=-2m m 2+2,y 1y 2=-1m 2+2. 直线KA 的方程为y -1=y 1-1x 1-2(x -2), 令x =0得y M =(m -2)y 1+1my 1-1.同理可得y N =(m -2)y 2+1my 2-1.所以y M +y N 2=[(m -2)y 1+1](my 2-1)+[(m -2)y 2+1](my 1-1)2(my 1-1)(my 2-1)=m (m -2)y 1y 2+(y 1+y 2)-1m 2y 1y 2-m (y 1+y 2)+1=-m (m -2)-2m -(m 2+2)-m 2+2m 2+m 2+2=-1. 所以MN 的中点为(0,-1),恒为定点. 热点三 圆锥曲线中的存在性问题【例5】 设椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为A (-1,0),B (1,0),C 为椭圆M上的点,且∠ACB =π3,S △ABC =33.(1)求椭圆M 的标准方程;(2)设过椭圆M 右焦点且斜率为k 的动直线与椭圆M 相交于E ,F 两点,探究在x 轴上是否存在定点D ,使得DE →·DF →为定值?若存在,试求出定值和点D 的坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)在△ABC 中,由余弦定理AB 2=CA 2+CB 2-2CA ·CB ·cos C =(CA +CB )2-3CA ·CB =4. 又S △ABC =12CA ·CB ·sin C =34CA ·CB =33,∴CA ·CB =43,代入上式得CA +CB =2 2.椭圆长轴长为2a =22,焦距为2c =AB =2,b 2=a 2-c 2=1. 所以椭圆M 的标准方程为x 22+y 2=1.(2)设直线方程y =k (x -1),E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =k (x -1),消去y 得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-2=0,Δ=8k 2+8>0, ∴x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-21+2k2.假设x 轴上存在定点D (x 0,0),使得DE →·DF →为定值. ∴DE →·DF →=(x 1-x 0,y 1)·(x 2-x 0,y 2) =x 1x 2-x 0(x 1+x 2)+x 20+y 1y 2=x 1x 2-x 0(x 1+x 2)+x 20+k 2(x 1-1)(x 2-1) =(1+k 2)x 1x 2-(x 0+k 2)(x 1+x 2)+x 20+k 2=(2x 20-4x 0+1)k 2+(x 20-2)1+2k2. 要使DE →·DF →为定值,则DE →·DF →的值与k 无关, ∴2x 20-4x 0+1=2(x 20-2),解得x 0=54,此时DE →·DF →=-716为定值,定点为⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0. 探究提高 1.此类问题一般分为探究条件、探究结论两种.若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,不成立则不存在;若探究结论,则应先求出结论的表达式,再针对其表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.2.求解步骤:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在,否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.【训练4】已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线经过点P (-1,0). (1)求抛物线C 的方程.(2)设O 是原点,直线l 恒过定点(1,0),且与抛物线C 交于A ,B 两点,直线x =1与直线OA ,OB 分别交于点M ,N ,请问:是否存在以MN 为直径的圆经过x 轴上的两个定点?若存在,求出两个定点的坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)依题意知,-p2=-1,解得p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)存在,理由如下.设直线AB 的方程为x =ty +1,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 214,y 1,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 224,y 2. 联立直线AB 与抛物线C 的方程得⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +1,y 2=4x ,消去x 并整理,得y 2-4ty -4=0.易知Δ=16t 2+16>0,则⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4.由直线OA 的方程y =4y 1x ,可得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,4y 1,由直线OB 的方程y =4y 2x ,可得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,4y 2.设以MN 为直径的圆上任一点D (x ,y ),则DM →·DN →=0, 所以以MN 为直径的圆的方程为(x -1)2+⎝⎛⎭⎪⎫y -4y 1⎝⎛⎭⎪⎫y -4y 2=0.令y =0,得(x -1)2+16y 1y 2=0.将y 1y 2=-4代入上式,得(x -1)2-4=0, 解得x 1=-1,x 2=3.故存在以MN 为直径的圆经过x 轴上的两个定点,两个定点的坐标分别为(-1,0)和(3,0).巩固提升一、选择题1.椭圆C :x 23+y 2m=1的焦点在x 轴上,点A ,B 是长轴的两端点,若曲线C 上存在点M 满足∠AMB =120°,则实数m 的取值范围是( ) A.(3,+∞) B.[1,3) C.(0,3)D.(0,1]解析 依题意,当0<m <3时,焦点在x 轴上, 要在曲线C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b≥tan 60°,即3m≥3,解得0<m ≤1.答案 D2.若点P 为抛物线y =2x 2上的动点,F 为抛物线的焦点,则|PF |的最小值为( ) A.2B.12C.14D.18解析 根据题意,设抛物线y =2x 2上点P 到准线的距离为d ,则有|PF |=d ,抛物线的方程为y =2x 2,即x 2=12y ,其准线方程为y =-18,∴当点P 在抛物线的顶点时,d 有最小值18,即|PF |min=18. 答案 D3.已知椭圆C :x 2+y 22=1,直线l :y =x +m ,若椭圆C 上存在两点关于直线l 对称,则m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,23 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33 C.⎝⎛⎭⎪⎫-24,24D.⎝⎛⎭⎪⎫-34,34 解析 设椭圆C 上存在关于直线y =x +m 对称的两点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则线段MN 被直线y =x +m 垂直平分.设MN 的中点T (x 0,y 0)在直线y =x +m 上,k MN =-1,故设直线MN 的方程为y =-x +n .联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 22=1,y =-x +n ,整理,得3x 2-2nx +n 2-2=0,∴x 1+x 2=2n 3,y 1+y 2=2n -(x 1+x 2)=2n -2n 3=4n 3,∴x 0=x 1+x 22=n3,y 0=y 1+y 22=2n 3. 由Δ=4n 2-12(n 2-2)>0,可得-3<n < 3. ∵MN 的中点T (x 0,y 0)在直线y =x +m 上,∴2n 3=n 3+m ,∴m =n 3,∴-33<m <33. 答案 B4.(多选题)设椭圆C :x 22+y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的动点,则下列结论正确的是( ) A.|PF 1|+|PF 2|=2 2 B.离心率e =32C.△PF 1F 2面积的最大值为 2D.以线段F 1F 2为直径的圆与直线x +y -2=0相切解析 对于A ,由椭圆的定义可知|PF 1|+|PF 2|=2a =22,故A 正确;对于B ,由椭圆方程知a =2,b =1,c =1,所以离心率e =c a=12=22,故B 错误;对于C ,|F 1F 2|=2c =2,当P 为椭圆短轴顶点时,△PF 1F 2的面积取得最大值,最大值为12·2c ·b =c ·b =1,故C 错误;对于D ,以线段F 1F 2为直径的圆的圆心为(0,0),半径为c =1,圆心到直线x +y -2=0的距离为22=1,即圆心到直线的距离等于半径,所以以线段F 1F 2为直径的圆与直线x +y -2=0相切,故D 正确.故选AD. 答案 AD5.(多选题)已知P 是椭圆C :x 26+y 2=1上的动点,Q 是圆D :(x +1)2+y 2=15上的动点,则( )A.椭圆C 的焦距为 5B.椭圆C 的离心率为306C.圆D 在椭圆C 的内部D.|PQ |的最小值为255解析 依题意可得c =6-1=5,则椭圆C 的焦距为25,离心率为56=306.设P (x ,y )(-6≤x ≤6).由圆心D 的坐标为(-1,0),得|PD |2=(x +1)2+y 2=(x +1)2+1-x 26=56⎝ ⎛⎭⎪⎫x +652+45≥45>15,所以圆D 在椭圆C 的内部,且|PQ |的最小值为45-15=55.故选BC.答案 BC 二、填空题6.已知点P (0,1),椭圆x 24+y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP →=2PB →,则当m =________时,点B 横坐标的绝对值最大.解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由AP →=2PB →,得⎩⎪⎨⎪⎧-x 1=2x 2,1-y 1=2(y 2-1),即x 1=-2x 2,y 1=3-2y 2.因为点A ,B 在椭圆上,所以⎩⎪⎨⎪⎧4x 224+(3-2y 2)2=m ,x 224+y 22=m ,得y 2=14m +34,所以x 22=m -(3-2y 2)2=-14m 2+52m -94=-14(m -5)2+4≤4,所以当m =5时,点B 的横坐标的绝对值最大,最大值为2. 答案 57.已知双曲线x 29-y 2b2=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,P 为双曲线上任一点,且PF 1→·PF 2→的最小值为-7,则该双曲线的离心率是________.解析 设点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)(其中c >0),P (x 0,y 0).则x 209-y 20b 2=1,所以x 20=9⎝ ⎛⎭⎪⎫1+y 20b 2. ∵PF 1→=(-c -x 0,-y 0),PF 2→=(c -x 0,-y 0),∴PF 1→·PF 2→=x 2-c 2+y 20=9⎝ ⎛⎭⎪⎫1+y 20b 2+y 20-c 2=y 20⎝ ⎛⎭⎪⎫1+9b 2+9-c 2≥9-c 2,当且仅当y 0=0时,上式“=”成立. ∴9-c 2=-7,∴c =4.从而双曲线的离心率e =c a =43.答案 438.设抛物线x 2=4y 的焦点为F ,A 为抛物线上第一象限内一点,满足|AF |=2;已知P 为抛物线准线上任一点,则|PA |+|PF |的最小值为________,此时△PAF 的外接圆半径为________. 解析 由x 2=4y ,知p =2,∴焦点F (0,1),准线y =-1.依题意,设A (x 0,y 0)(x 0>0),由定义,得|AF |=y 0+p2,则y 0=2-1=1,∴AF ⊥y 轴.易知当P (1,-1)时,|PA |+|PF |最小,∴|PF |=12+(-1-1)2=5,则|PA |+|PF |=25,由正弦定理,2R =|PF |sin A =525=52,因此△PAF 的外接圆半径R =54.答案 2 5 54三、解答题9.已知点P 到直线y =-3的距离比点P 到点A (0,1)的距离多2. (1)求点P 的轨迹方程;(2)经过点 Q (0,2)的动直线l 与点P 的轨迹交于M ,N 两点,是否存在定点R 使得∠MRQ =∠NRQ ?若存在,求出点R 的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)由题知,|PA |等于点P 到直线y =-1的距离, 故P 点的轨迹是以A 为焦点,y =-1为准线的抛物线, 所以其方程为x 2=4y .(2)根据图形的对称性知,若存在满足条件的定点R ,则点R 必在y 轴上,可设其坐标为(0,r ),此时由∠MRQ =∠NRQ 可得k MR +k NR =0. 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则y 1-r x 1+y 2-rx 2=0, 由题知直线l 的斜率存在,设其方程为y =kx +2,与x 2=4y 联立得x 2-4kx -8=0, 则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-8,y 1-r x 1+y 2-r x 2=kx 1+2-r x 1+kx 2+2-rx 2=2k +(2-r )(x 1+x 2)x 1x 2=2k -k (2-r )2=0,故r =-2,即存在满足条件的定点R (0,-2).10.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 24+y 2=1,点P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)是椭圆C 上两个动点,直线OP ,OQ 的斜率分别为k 1,k 2,若m =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 12,y 1,n =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22,y 2,m ·n =0. (1)求证:k 1·k 2=-14;(2)试探求△OPQ 的面积S 是否为定值,并说明理由. (1)证明 ∵k 1,k 2均存在,∴x 1x 2≠0,又m ·n =0,∴x 1x 24+y 1y 2=0,即x 1x 24=-y 1y 2,∴k 1·k 2=y 1y 2x 1x 2=-14. (2)解 当直线PQ 的斜率不存在, 即x 1=x 2,y 1=-y 2时,由y 1y 2x 1x 2=-14,得x 214-y 21=0, 又∵点P (x 1,y 1)在椭圆上,得x 214+y 21=1,∴|x 1|=2,|y 1|=22. ∴S △POQ =12|x 1|·|y 1-y 2|=1.当直线PQ 的斜率存在时,设直线PQ 的方程为y =kx +b (b ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,x 24+y 2=1,得(4k 2+1)x 2+8kbx +4b 2-4=0, Δ=64k 2b 2-4(4k 2+1)(4b 2-4)=16(4k 2+1-b 2)>0,∴x 1+x 2=-8kb 4k 2+1,x 1x 2=4b 2-44k 2+1.∵x 1x 24+y 1y 2=0,∴x 1x 24+(kx 1+b )(kx 2+b )=0,得2b 2-4k 2=1,满足Δ>0. ∴S △POQ =12·|b |1+k2|PQ | =12|b |(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2|b |·4k 2+1-b 24k 2+1=1. 综上可知,△POQ 的面积S 为定值.能力突破11.已知抛物线C :x 2=-2py (p >0)经过点(2,-1). (1)求抛物线C 的方程及其准线方程.(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B .求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点. (1)解 由抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1)得p =2. 所以抛物线C 的方程为x 2=-4y ,其准线方程为y =1.(2)证明 抛物线C 的焦点为F (0,-1). 设直线l 的方程为y =kx -1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -1,x 2=-4y 得x 2+4kx -4=0. 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1x 2=-4. 直线OM 的方程为y =y 1x 1x .令y =-1,得点A 的横坐标x A =-x 1y 1, 同理得B 的横坐标x B =-x 2y 2. 设点D (0,n ),则DA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 1y 1,-1-n ,DB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2y 2,-1-n ,DA →·DB →=x 1x 2y 1y 2+(n +1)2=x 1x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 214⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 224+(n +1)2 =16x 1x 2+(n +1)2=-4+(n +1)2.令DA →·DB →=0,即-4+(n +1)2=0, 得n =1或n =-3.综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,-3).12.已知椭圆C :x 22+y 2=1的右焦点为F ,过点F 的直线(不与x 轴重合)与椭圆C 相交于A ,B 两点,直线l :x =2与x 轴相交于点H ,过点A 作AD ⊥l ,垂足为D .(1)求四边形OAHB (O 为坐标原点)的面积的取值范围. (2)证明:直线BD 过定点E ,并求出点E 的坐标. (1)解 由题设知F (1,0),设直线AB 的方程为x =my +1(m ∈R ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,x 22+y 2=1,消去x 并整理, 得(m 2+2)y 2+2my -1=0.Δ=4m 2+4(m 2+2)>0,则y 1+y 2=-2m m 2+2,y 1y 2=-1m 2+2,所以|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=22×m 2+1m 2+2. 所以四边形OAHB 的面积S =12×|OH |×|y 1-y 2| =12×2×22×m 2+1m 2+2=22×m 2+1m 2+2. 令m 2+1=t ,则t ≥1,所以S =22t t 2+1=22t +1t,t ≥1. 因为t +1t≥2(当且仅当t =1,即m =0时取等号), 所以0<S ≤ 2.故四边形OAHB 的面积的取值范围为(0,2].(2)证明 由B (x 2,y 2),D (2,y 1),可知直线BD 的斜率k =y 1-y 22-x 2. 所以直线BD 的方程为y -y 1=y 1-y 22-x 2(x -2). 令y =0,得x =x 2y 1-2y 2y 1-y 2=my 1y 2+y 1-2y 2y 1-y 2.① 由(1)知,y 1+y 2=-2m m 2+2,y 1y 2=-1m 2+2, 所以y 1+y 2=2my 1y 2.②将②代入①,化简得x =12(y 1+y 2)+y 1-2y 2y 1-y 2=32(y 1-y 2)y 1-y 2=32, 所以直线BD 过定点E ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0.。
圆锥曲线知识点总结
圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是解析几何中的重要内容,由平面与一个双曲面、椭圆面或者抛物线面相交而得到。
在高中数学课程中,学习圆锥曲线是必不可少的。
本文将对圆锥曲线的定义、基本方程、性质和应用进行总结。
一、圆锥曲线的定义圆锥曲线就是平面与一个双曲面、椭圆面或者抛物线面相交而得到的曲线,在平面上的图像可以呈现出不同的形状。
二、圆锥曲线的基本方程1. 双曲线:双曲线的基本方程为:$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$。
其中,a和b分别为椭圆的两个半轴。
2. 椭圆:椭圆的基本方程为:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$。
其中,a和b分别为椭圆的两个半轴。
3. 抛物线:抛物线的基本方程为:$y^2=2px$。
其中,p为抛物线的焦距。
三、圆锥曲线的性质1. 双曲线的性质:双曲线的两个分支镜像对称于原点,焦点到曲线的距离之差为常数。
双曲线还具有渐近线,即曲线趋近于两根直线。
2. 椭圆的性质:椭圆的两个焦点在椭圆的长轴上,且焦点到任意点的距离之和为常数。
此外,椭圆也具有主轴、短轴和焦距等重要概念。
3. 抛物线的性质:抛物线的焦点位于抛物线的顶点上,且焦点到抛物线上任意点的距离等于焦点到该点的法线距离。
四、圆锥曲线的应用1. 双曲线的应用:双曲线在电磁学中有广泛的应用,例如电磁波的传播、天线的辐射以及电磁场分布等方面。
2. 椭圆的应用:椭圆在力学、天文学和导航等领域有着重要的应用。
例如椭圆轨道运动的物体、天体运动规律的研究以及导航系统中的卫星轨道等。
3. 抛物线的应用:抛物线在物理学和工程学中有着广泛的应用。
例如自由落体运动、射击运动以及卫星的发射轨道等。
综上所述,圆锥曲线是解析几何中的重要内容,通过本文的总结,我们了解了圆锥曲线的定义、基本方程、性质和应用。
在学习过程中,我们需要深入理解每个曲线的特点和应用领域,为解决实际问题提供有力的数学工具。
希望本文对你对圆锥曲线的学习有所帮助。
圆锥曲线重点知识点总结
圆锥曲线重点知识点总结圆锥曲线是高中数学中一个重要的内容,是解析几何的重点之一。
在学习圆锥曲线时,我们需要掌握一些重要的知识点。
本文将对圆锥曲线的基本概念、方程与性质进行总结。
一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线是由切割一个锥体的过程中所得到的曲线。
根据切割方式的不同,圆锥曲线可分为三类:椭圆、双曲线和抛物线。
1. 椭圆:通过一点F(焦点)到平面上任意一点P的距离之和恒定的点集所构成的曲线称为椭圆。
这个常数称为椭圆的焦距,用c表示。
椭圆还有一个重要的性质是焦点与准线之间的距离等于准线两焦点距离的一半。
2. 双曲线:通过一点F到平面上任意一点P的距离之差恒定的点集所构成的曲线称为双曲线。
这个常数称为双曲线的离心率,用e表示。
双曲线还有一个重要的性质是焦点与准线之间的距离等于准线两焦点距离的一半。
3. 抛物线:通过平面上任意一点P到一个定点F的距离等于点P到一条直线l的距离的点集所构成的曲线称为抛物线。
二、圆锥曲线的方程在解析几何中,我们常常使用方程描述曲线。
圆锥曲线的方程可以用多种形式表示,例如标准方程、一般方程和参数方程等。
1. 椭圆的方程:椭圆的标准方程为x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0),其中a和b分别代表椭圆的长半轴和短半轴。
2. 双曲线的方程:双曲线的标准方程为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1 (a > 0,b > 0),其中a和b分别代表双曲线的距离焦点的距离和离心率。
3. 抛物线的方程:抛物线的标准方程为y^2 = 2px,其中p为抛物线的焦距。
三、圆锥曲线的性质掌握圆锥曲线的性质对于解析几何的问题求解非常重要。
1. 椭圆的性质:a) 椭圆的离心率满足0<e<1,离心率越小,椭圆越圆。
b) 长半轴和短半轴的长度之间的关系是a>b。
c) 椭圆的离心率e满足等于c/a(其中c代表焦距)。
2. 双曲线的性质:a) 双曲线的离心率满足e>1,离心率越大,双曲线越开口。
23个圆锥曲线专题
23个圆锥曲线专题圆锥曲线是二维平面上的一类重要曲线,包括椭圆、双曲线和抛物线。
它们都可以通过圆锥与平面的交点或者截割方式来定义。
下面我将从多个角度全面地介绍关于圆锥曲线的23个专题。
1. 圆锥曲线的定义,圆锥曲线是指平面上与一个固定点F(焦点)和一条固定直线l(准线)的距离之比为常数e的点P的集合。
其中,e称为离心率。
2. 椭圆的性质,椭圆是焦点到准线的距离之和为常数的点的集合。
椭圆具有对称性、焦点性质、切线性质等。
3. 双曲线的性质,双曲线是焦点到准线的距离之差为常数的点的集合。
双曲线具有两支、渐近线、焦点性质、切线性质等。
4. 抛物线的性质,抛物线是焦点到准线的距离等于点到准线的垂直距离的点的集合。
抛物线具有对称性、焦点性质、切线性质等。
5. 圆锥曲线的方程,椭圆、双曲线和抛物线都可以用方程来表示。
椭圆的标准方程是(x/a)^2 + (y/b)^2 = 1,双曲线的标准方程是(x/a)^2 (y/b)^2 = 1,抛物线的标准方程是y^2 = 2px。
6. 圆锥曲线的参数方程,除了使用方程表示,圆锥曲线还可以使用参数方程表示。
参数方程是将x和y表示为一个参数t的函数,例如椭圆的参数方程是x = acos(t),y = bsin(t)。
7. 圆锥曲线的图像与性质,根据离心率的不同取值,圆锥曲线可以呈现出不同的形状和性质。
当离心率e小于1时,曲线为椭圆;当离心率e等于1时,曲线为抛物线;当离心率e大于1时,曲线为双曲线。
8. 圆锥曲线的焦点与准线,椭圆和双曲线有两个焦点,而抛物线只有一个焦点。
焦点是定义圆锥曲线的重要元素,它与准线共同决定了曲线的形状。
9. 圆锥曲线的离心率,离心率是圆锥曲线的一个重要参数,它描述了焦点与准线之间的距离关系。
离心率越大,曲线形状越扁平,离心率越小,曲线形状越接近于圆。
10. 圆锥曲线的渐近线,双曲线具有两条渐近线,它们是曲线的特殊性质。
渐近线是曲线无限延伸时趋近的直线,与曲线的切线垂直。
高中数学圆锥曲线知识点总结
高中数学圆锥曲线知识点总结高中数学圆锥曲线知识点总结一、基本概念1、圆锥曲线:圆锥曲线是由一系列圆及其与它们的共轭切面围成的曲线,也可以看作是由一条曲线以及一个光滑曲面所围成的曲线空间。
2、圆弧:圆弧是曲线上一定角度范围内的闭合曲线,实际中常用于表示圆的片段。
3、渐开线:渐开线是由来自同一个圆的两个圆弧构成的弧线,渐开线的共轭切面是一条直线,而此直线又可在空间上做一个新的圆锥曲线。
二、圆锥曲线的性质1、圆锥曲线的曲线部分是由圆弧和渐开线组成的,曲线上每个点都是圆切弧上的一个点;2、圆锥曲线的表面部分是一个椭圆锥曲面,其参数方程由三个椭圆锥参数函数组成,其积分可以计算出圆锥曲面上的面积;3、点P(x,y,z)在圆锥曲线上,则其有连续的x,y,z三个坐标参数,并且满足圆锥曲线的参数方程;4、圆锥曲线的曲线部分是椭圆锥曲线,并且任一点在曲线上的切线方向都是一致的;5、圆锥曲线的曲线与曲面的连接,是一条中间缝合曲线,即渐开线,渐开线也可以看作是空间曲线上的锥面的交线。
6、圆锥曲线的曲线部分与表面部分的连接,是一条中间缝合曲线,被称为椭圆锥曲线,椭圆锥曲线也是一条空间曲线上的椭圆锥面的交线。
7、圆锥曲线的曲线部分与表面部分之间的交点的曲线,也被称为椭圆锥曲线,它也可以看作是圆锥曲线上的椭圆锥线的交点的曲线。
三、圆锥曲线的应用1、圆锥曲线在建筑学上常用于建造拱顶、圆顶、屋顶等,这些曲线具有很好的象征性;2、圆锥曲线在航空和航天工程上常用于设计飞机、火箭的运动轨迹;3、圆锥曲线在汽车制造上常用于设计汽车的底盘,以实现更好的操控性能;4、圆锥曲线在计算机渲染上常用于设计三维物体,以获得更加逼真的渲染效果;5、圆锥曲线在绘画上常用于创作凹凸有致的曲线,以实现更加自然的线条。
总之,圆锥曲线是一种非常有用的曲线,它在不同领域有着广泛的应用。
高中数学圆锥曲线总结
数学圆锥曲线总结1、圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F,F的距离的和等于常数,且此常数一定要大于,当常数等于时,轨迹是线段F F,当常数小于时,无轨迹;双曲线中,与两定点F,F的距离的差的绝对值等于常数,且此常数一定要小于|F F|,定义中的“绝对值”与<|F F|不可忽视。
若=|F F|,则轨迹是以F,F为端点的两条射线,若﹥|F F|,则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率。
圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。
Attention:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F,F的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,最大,,在双曲线中,最大,。
4.圆锥曲线的几何性质:(1)椭圆(以()为例):①范围:;②焦点:两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),四个顶点,其中长轴长为2,短轴长为2;④准线:两条准线;⑤离心率:,椭圆,越小,椭圆越圆;越大,椭圆越扁。
(2)(2)双曲线(以()为例):①范围:或;②焦点:两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),两个顶点,其中实轴长为2,虚轴长为2,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为;④准线:两条准线;⑤离心率:,双曲线,等轴双曲线,越小,开口越小,越大,开口越大;⑥两条渐近线:。
(3)抛物线(以为例):①范围:;②焦点:一个焦点,其中的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线;⑤离心率:,抛物线。
高中数学专题——圆锥曲线--离心率
V 0 (4)两个交点在双曲线的右支: x1 x2 0
x1x2 0
三.焦点弦与离心率关系
AF
BF ,则有 e cos
1 1
(
为直线与焦点所在轴的夹角)。
例题举证
技巧 1 焦点三角形中的离心率
【例
1】(1).已知 F1 , F2 是双曲线 E :
x2 a2
y2 b2
1 的左、右焦点,点 M
点坐标为 1,1 ,则双曲线 C 的离心率为( )
A.2
B. 3
C. 2
D.3
【答案】B
【解析】设 A(x1, y1) 、 B(x2 , y2 ) ,
则
x12 a2
y12 b2
1
,
x22 a2
y22 b2
1,
所以
x12 x22 a2
y12 y22 b2
,所以
y1 y2 x1 x2
b2 x1 x2 a 2 y1 x2
根据余弦定理: cosF1PF2
PF12 PF22 F1F22 2PF1 PF2
PF1 PF2 2 2PF1 PF F1F22 2PF1 PF2
4a2 4c2 2PF1 PF2
1
4a2 4c2 2a 2
1
1 3
.故选:
A.
技巧 2 点差法中的离心率
【例 2】(1)(2020·四川外国语大学附属外国语学校)过点 M 1, 2 作直线 y 1 x m 与椭圆
【答案】A
【解析】已知双曲线
x2 a2
y2 b2
1(a
0,b 0)
的右焦点为 F
,
若过点 F 且倾斜角为 3 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,
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高中数学专题:圆锥曲线题型一 直线与圆锥曲线的综合问题例1 (12分)(·课标全国Ⅰ)已知点A (0,-2),椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点.(1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点,当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程. 规范解答解 (1)设F (c,0),由条件知,2c =233,得c = 3.[2分]又e =c a =32,所以a =2,b 2=a 2-c 2=1. 故E 的方程为x 24+y 2=1.[5分](2)当l ⊥x 轴时,不合题意,故设l :y =kx -2,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),[6分]将y =kx -2代入x 24+y 2=1得(1+4k 2)x 2-16kx +12=0.[7分]当Δ=16(4k 2-3)>0,即k 2>34时,x 1,2=8k ±24k 2-34k 2+1. 从而|PQ |=k 2+1|x 1-x 2|=4k 2+1·4k 2-34k 2+1. 又点O 到直线PQ 的距离d =2k 2+1, 所以△OPQ 的面积S △OPQ =12d |PQ |=44k 2-34k 2+1.[9分] 设4k 2-3=t ,则t >0,S △OPQ =4t t 2+4=4t +4t. 因为t +4t ≥4,当且仅当t =2,即k=±72时等号成立,且满足Δ>0,[11分]所以,当△OPQ的面积最大时l的方程为y=72x-2或y=-72x-2.[12分]评分细则第(1)问得分点1.由直线的斜率,得出c值,得2分,列出关于c的方程,求解结果错误只得1分.2.由椭圆的离心率求得a值得2分,得出E的方程得1分.第(2)问得分点1.设出直线l的方程得1分,没有考虑斜率不存在,直接设出直线方程不得分.2.直线方程与椭圆方程联立,得出一元二次方程得1分,方程不正确,不得分.3.求出弦长给1分,只给出弦长值而没有过程,不得分.4.求出三角形的面积得1分;只写出面积公式没有代入数据,不给分.5.求出k值得2分,没有验证是否满足方程的判别式扣1分.6.写出直线l的方程得1分.第一步:由圆锥曲线几何性质及已知条件求参数a,b,c,e中某个值;第二步:求圆锥曲线方程;第三步:分析直线与圆锥曲线的关系,联立方程,得一元二次方程;第四步:由“Δ”或根与系数的关系,弦长公式等,寻找解决问题的思路;第五步:通过化简、运算,得出结果;第六步:回顾反思,查验问题的完备性.跟踪训练1(·北京)已知椭圆C:x2+2y2=4.(1)求椭圆C的离心率;(2)设O为原点,若点A在椭圆C上,点B在直线y=2上,且OA⊥OB,试判断直线AB 与圆x2+y2=2的位置关系,并证明你的结论.题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题例2 (14分)(·山东)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 为C 上异于原点的任意一点,过点A 的直线l 交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D ,且有|F A |=|FD |.当点A 的横坐标为3时,△ADF 为正三角形.(1)求C 的方程.(2)若直线l 1∥l ,且l 1和C 有且只有一个公共点E ,①证明直线AE 过定点,并求出定点坐标.②△ABE 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由. 规范解答解 (1)由题意知F (p 2,0).设D (t,0)(t >0),则FD 的中点为(p +2t 4,0).因为|F A |=|FD |,由抛物线的定义知3+p 2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -p 2, 解得t =3+p 或t =-3(舍去).[2分]由p +2t 4=3,解得p =2.所以抛物线C 的方程为y 2=4x .[4分](2)①由(1)知F (1,0).设A (x 0,y 0)(x 0y 0≠0),D (x D,0)(x D >0).因为|F A |=|FD |,则|x D -1|=x 0+1,由x D >0得x D =x 0+2,故D (x 0+2,0),故直线AB 的斜率k AB =-y 02.因为直线l 1和直线AB 平行,设直线l 1的方程为y =-y 02x +b ,代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8b y 0=0, 由题意Δ=64y 20+32b y 0=0,得b =-2y 0.[6分]设E (x E ,y E ),则y E =-4y 0,x E =4y 20. 当y 20≠4时,k AE =y E -y 0x E -x 0=-4y 0+y 04y 20-y 204=4y 0y 20-4, 可得直线AE 的方程为y -y 0=4y 0y 20-4(x -x 0). 由y 20=4x 0,整理可得y =4y 0y 20-4(x -1), 直线AE 恒过点F (1,0).当y 20=4时,直线AE 的方程为x =1,过点F (1,0),所以直线AE 过定点F (1,0).[9分]②由①知直线AE 过焦点F (1,0),所以|AE |=|AF |+|FE |=(x 0+1)+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 0+1=x 0+1x 0+2.[10分] 设直线AE 的方程为x =my +1.因为点A (x 0,y 0)在直线AE 上,故m =x 0-1y 0. 设B (x 1,y 1).直线AB 的方程为y -y 0=-y 02(x -x 0),由于y 0≠0,可得x =-2y 0y +2+x 0, 代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8-4x 0=0, 所以y 0+y 1=-8y 0, 可求得y 1=-y 0-8y 0,x 1=4x 0+x 0+4. 所以点B 到直线AE 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪4x 0+x 0+4+m ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 0+8y 0-11+m 2=4(x 0+1)x 0=4⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0.[12分] 则△ABE 的面积S =12×4⎝⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0+2≥16, 当且仅当1x 0=x 0,即x 0=1时等号成立. 所以△ABE 的面积的最小值为16.[14分]评分细则第(1)问得分点1.求出t 的值,得2分,列出关于t 的方程,求解结果错误只得1分.2.得出抛物线方程得2分.第(2)问得分点1.写出直线l 1在y 轴上的截距得2分.2.得出直线AE 过定点得3分,只考虑当y 20≠4,且得出此时直线AE 过定点,只能得2分,只考虑当y 20=4且得出此时直线AE 过定点,只能得1分.3.求出|AE |的长,且结论正确给1分,只给出弦长值而没有过程,不得分.4.正确得出B 到直线AE 的距离得2分;只写对结果,但没有过程只能得1分.5.求出面积的最小值得2分,没有指出等号成立的条件扣1分.第一步:引进参数.从目标对应的关系式出发,引进相关参数.一般地,引进的参数是直线的夹角、直线的斜率或直线的截距等;第二步:列出关系式.根据题设条件,表达出对应的动态直线或曲线方程; 第三步:探求直线过定点.若是动态的直线方程,将动态的直线方程转化成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则k ∈R 时直线恒过定点(x 0,y 0);若是动态的曲线方程,将动态的曲线方程转化成f (x ,y )+λg (x ,y )=0的形式,则λ∈R 时曲线恒过的定点即是f (x ,y )=0与g (x ,y )=0的交点;第四步:下结论;第五步:回顾反思.在解决圆锥曲线问题中的定点、定值问题时,引进参数的目的是以这个参数为中介,通过证明目标关系式与参数无关,达到解决问题的目的.跟踪训练2 已知椭圆E 的中心在原点,焦点在x 轴上,椭圆上的点到焦点的距离的最小值为2-1,离心率为e =22.(1)求椭圆E 的方程;(2)过点(1,0)作直线l 交E 于P 、Q 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点M ,使MP →·MQ→为定值?若存在,求出这个定点M 的坐标;若不存在,请说明理由.答案精析第5讲 圆锥曲线跟踪训练1 解 (1)由题意得,椭圆C 的标准方程为x 24+y 22=1, 所以a 2=4,b 2=2,从而c 2=a 2-b 2=2.因此a =2,c = 2.故椭圆C 的离心率e =c a =22. (2)直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.证明如下:设点A ,B 的坐标分别为(x 0,y 0),(t,2),其中x 0≠0.因为OA ⊥OB ,所以OA →·OB→=0, 即tx 0+2y 0=0,解得t =-2y 0x 0. 当x 0=t 时,y 0=-t 22,代入椭圆C 的方程,得t =±2,故直线AB 的方程为x =±2,圆心O 到直线AB 的距离d = 2.此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.当x 0≠t 时,直线AB 的方程为y -2=y 0-2x 0-t(x -t ). 即(y 0-2)x -(x 0-t )y +2x 0-ty 0=0.圆心O 到直线AB 的距离d =|2x 0-ty 0|(y 0-2)2+(x 0-t )2. 又x 20+2y 20=4,t =-2y 0x 0,故d = ⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x 0+2y 20x 0x 20+y 20+4y 20x 20+4= ⎪⎪⎪⎪⎪⎪4+x 20x 0x 40+8x 20+162x 20= 2. 此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.跟踪训练2 解 (1)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知得⎩⎨⎧ a -c =2-1,c a =22,解得⎩⎨⎧ a =2,c =1. 所以b 2=a 2-c 2=1.所以椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)假设存在符合条件的点M (m,0),设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则MP →=(x 1-m ,y 1),MQ →=(x 2-m ,y 2),MP →·MQ →=(x 1-m )(x 2-m )+y 1y 2=x 1x 2-m (x 1+x 2)+m 2+y 1y 2.①当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧ x 22+y 2=1,y =k (x -1),得x 2+2k 2(x -1)2-2=0,即(2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0,则x 1+x 2=4k 22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1, y 1y 2=k 2(x 1-1)(x 2-1)=k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=-k 22k 2+1, 所以MP →·MQ →=2k 2-22k 2+1-m ·4k 22k 2+1+m 2-k 22k 2+1=(2m 2-4m +1)k 2+(m 2-2)2k 2+1. 因为对于任意的k 值,MP →·MQ→为定值, 所以2m 2-4m +1=2(m 2-2),得m =54.所以M ⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0,此时,MP →·MQ →=-716. ②当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =1,则x 1+x 2=2,x 1x 2=1,y 1y 2=-12,由m =54,得MP →·MQ →=-716.综上,符合条件的点M 存在,且坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0.。