第2讲 椭圆、双曲线、抛物线
专题四 第2讲椭圆双曲线抛物线
(2)过点F的直线交E于A,B两点,以AB为直径的圆D与平行于y轴的直线相切于点 M,线段DM交E于点N,证明:△AMB的面积是△AMN的面积的四倍.
证明 设A(x1,y1),B(x2,y2), 因为直线AB过F(1,0), 依题意可设其方程x=ty+1(t≠0), 由xy= 2=ty4+x,1, 得 y2-4ty-4=0. 因为Δ=16t2+16>0, 所以y1+y2=4t,则有x1+x2=(ty1+1)+(ty2+1)=4t2+2. 因为D是AB的中点, 所以D(2t2+1,2t). 由抛物线的定义得|AB|=(x1+1)+(x2+1)=4t2+4, 设圆D与l:x=m相切于M, 因为DM⊥l,即DM⊥y轴,
A.y2=9x
B.y2=6x
√C.y2=3x
D.y2= 3x
解析 如图分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,设准线交x轴于 点G. 设|BF|=a,则由已知得|BC|=2a, 由抛物线定义,得|BD|=a,故∠BCD=30°, 在Rt△ACE中, ∵|AE|=|AF|=3,|AC|=3+3a,|AC|=2|AE|, ∴3+3a=6,从而得a=1,|FC|=3a=3.
①
又x320+by022=1,所以 y20=b21-x320,
②
由①②解得b2=2.
所以 C 的方程为x32+y22=1.
(2)P 是双曲线x32-y42=1 的右支上一点,F1,F2 分别为双曲线的左、右焦点,则△PF1F2
的内切圆的圆心横坐标为
√A. 3
B.2
C. 7
D.3
解析 如图所示,F1(- 7,0),F2( 7,0),
跟踪演练 2 (1)(2019·浙江省宁波市镇海中学模拟)已知双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)
第2讲:椭圆、抛物线、双曲线
1.圆锥曲线的方程与几何性质是高考的重点;2直线与圆锥曲线的位置关系是命题的热点,尤其是有关弦长计算及存在性问题;3.数学运算(数的运算、代数式运算)也是这里的考查要求之一.1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|); (2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|); (3)抛物线:|MF |=d (d 为M 点到准线的距离). 2.圆锥曲线的标准方程(1)椭圆:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)(焦点在y 轴上);(2)双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在y 轴上);(3)抛物线:y 2=2px ,y 2=-2px ,x 2=2py ,x 2=-2py (p >0). 3.圆锥曲线的重要性质(1)椭圆、双曲线中a ,b ,c 之间的关系 ①在椭圆中:a 2=b 2+c 2;离心率为e =ca =1-b 2a 2. ②在双曲线中:c 2=a 2+b 2;离心率为e =c a=1+b 2a2.(2)双曲线的渐近线方程与焦点坐标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 ;焦点坐标F 1(-c ,0),F 2(c ,0).②双曲线y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ab x ,焦点坐标F 1(0,-c ),F 2(0,c ).(3)抛物线的焦点坐标与准线方程①抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,准线方程x =-p2. ②抛物线x 2=2py (p >0)的焦点F ⎝⎛⎭⎫0,p 2,准线方程y =-p 2. 4.弦长问题(1)直线与圆锥曲线相交的弦长设而不求,利用根与系数的关系,进行整体代入.即当斜率为k ,直线与圆锥曲线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)时,|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2. (2)过抛物线焦点的弦长 抛物线y 2=2px (p >0)过焦点F 的弦AB ,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2,弦长|AB |=x 1+x 2+p .热点一 圆锥曲线的几何性质【例1】 (2017·山东卷)在平面直角坐标系xOy 中,双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右支与焦点为F 的抛物线x 2=2py (p >0)交于A ,B 两点,若|AF |+|BF |=4|OF |,则该双曲线的渐近线方程为________. 解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立方程:⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y 2b 2=1,x 2=2py ,消去x 得a 2y 2-2pb 2y +a 2b 2=0,由根与系数的关系得y 1+y 2=2b 2a2p ,又∵|AF |+|BF |=4|OF |,∴y 1+p 2+y 2+p 2=4×p2,即y 1+y 2=p ,∴2b 2a 2p =p ,即b 2a 2=12⇒b a =22. ∴双曲线渐近线方程为y =±22x .答案 y =±22x探究提高 1.分析圆锥曲线中a ,b ,c ,e 各量之间的关系是求解圆锥曲线性质问题的关键.2.确定椭圆和双曲线的离心率的值及范围,其关键就是确立一个关于a ,b ,c 的方程(组)或不等式(组),再根据a ,b ,c 的关系消掉b 得到a ,c 的关系式.建立关于a ,b ,c 的方程(组)或不等式(组),要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等.3.求双曲线渐近线方程关键在于求b a 或ab 的值,也可将双曲线等号右边的“1”变为“0”,然后因式分解得到.【训练1】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线bx -ay +2ab =0相切,则C 的离心率为( ) A.63B.33C.23D.13(2)(2016·北京卷)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线为正方形OABC 的边OA ,OC 所在的直线,点B 为该双曲线的焦点,若正方形OABC 的边长为2,则a =________.解析 (1)以线段A 1A 2为直径的圆是x 2+y 2=a 2,直线bx -ay +2ab =0与圆相切,所以圆心(0,0)到直线的距离d =2ab a 2+b 2=a ,整理为a 2=3b 2,即b a =13.∴e =ca =a 2-b 2a=1-⎝⎛⎭⎫b a 2=1-⎝⎛⎭⎫132=63.(2)取B 为双曲线右焦点,如图所示.∵四边形OABC 为正方形且边长为2,∴c =|OB |=22,又∠AOB =π4,∴b a =tan π4=1,即a =b .又a 2+b 2=c 2=8,∴a =2. 答案 (1)A (2)2热点二 直线与圆锥曲线【例2】 (2016·全国Ⅰ卷)在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :y 2=2px (p >0)于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连接ON 并延长交C 于点H . (1)求|OH ||ON |; (2)除H 以外,直线MH 与C 是否有其它公共点?说明理由. 解 (1)如图,由已知得M (0,t ),P ⎝⎛⎭⎫t 22p ,t , 又N 为M 关于点P 的对称点,故N ⎝⎛⎭⎫t 2p ,t ,故直线ON 的方程为y =ptx ,将其代入y 2=2px 整理得px 2-2t 2x =0, 解得x 1=0,x 2=2t 2p ,因此H ⎝⎛⎭⎫2t 2p ,2t . 所以N 为OH 的中点,即|OH ||ON |=2.(2)直线MH 与C 除H 以外没有其它公共点,理由如下: 直线MH 的方程为y -t =p 2t x ,即x =2tp (y -t ).代入y 2=2px 得y 2-4ty +4t 2=0,解得y 1=y 2=2t , 即直线MH 与C 只有一个公共点,所以除H 以外,直线MH 与C 没有其它公共点.探究提高 1.判断直线与圆锥曲线的交点个数时,可直接求解相应方程组得到交点坐标,也可利用消元后的一元二次方程的判别式来确定;2.弦长计算公式:直线AB 与圆锥曲线有两个交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则弦长|AB |=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2,其中k 为弦AB 所在直线的斜率.3.对于弦的中点问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解,在使用根与系数的关系时,要注意使用条件Δ>0,在用“点差法”时,要检验直线与圆锥曲线是否相交.【训练2】 (2017·北京卷)已知抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1),过点⎝⎛⎭⎫0,12作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点. (1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标和准线方程; (2)求证:A 为线段BM 的中点.解 (1)把P (1,1)代入y 2=2px ,得p =12,所以抛物线C 的方程为y 2=x ,焦点坐标为⎝⎛⎭⎫14,0,准线方程为x =-14. (2)证明 当直线MN 斜率不存在或斜率为零时,显然与抛物线只有一个交点不满足题意,所以直线MN (也就是直线l )斜率存在且不为零.由题意,设直线l 的方程为y =kx +12(k ≠0),l 与抛物线C 的交点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +12,y 2=x ,消去y 得4k 2x 2+(4k -4)x +1=0. 考虑Δ=(4k -4)2-4×4k 2=16(1-2k ),由题可知有两交点,所以判别式大于零,所以k <12.则x 1+x 2=1-k k 2,x 1x 2=14k2.因为点P 的坐标为(1,1),所以直线OP 的方程为y =x ,点A 的坐标为(x 1,x 1). 直线ON 的方程为y =y 2x 2x ,点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1,y 2x 1x 2. 因为y 1+y 2x 1x 2-2x 1=y 1x 2+y 2x 1-2x 1x 2x 2=⎝⎛⎭⎫kx 1+12x 2+⎝⎛⎭⎫kx 2+12x 1-2x 1x 2x 2=(2k -2)x 1x 2+12(x 2+x 1)x 2=(2k -2)×14k 2+1-k2k2x 2=0.所以y 1+y 2x 1x 2=2x 1.故A 为线段BM 的中点.1.(2016·全国Ⅰ卷)已知方程x 2m 2+n -y 23m 2-n =1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( ) A.(-1,3)B.(-1,3)C.(0,3)D.(0,3)2.(2017·全国Ⅲ卷)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线方程为y =52x ,且与椭圆x 212+y 23=1有公共焦点,则C 的方程为( ) A.x 28-y 210=1 B.x 24-y 25=1 C.x 25-y 24=1 D.x 24-y 23=1 3.(2017·全国Ⅱ卷)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________.4.(2017·全国Ⅱ卷)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :x 22+y 2=1上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足NP →=2NM →. (1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线x =-3上,且OP →·PQ →=1.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .1.(2016·全国Ⅱ卷)设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,曲线y =kx (k >0)与C 交于点P ,PF ⊥x 轴,则k =( )A.12B.1C.32D.22.(2017·全国Ⅰ卷)已知F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,点A 的坐标是(1,3),则△APF 的面积为( ) A.13B.12C.23D.323.(2017·邯郸质检)已知抛物线C :y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点.若FP →=4FQ →,则|QF |等于________.45分钟) 经典常规题高频易错题4.(2017·佛山调研)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,右焦点为F (1,0).(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设点O 为坐标原点,过点F 作直线l 与椭圆E 交于M ,N 两点,若OM ⊥ON ,求直线l 的方程.1.(2017·新乡模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,点B 是虚轴上的一个顶点,线段BF 与双曲线C 的右支交于点A ,若BA →=2AF →,且|BF →|=4,则双曲线C 的方程为( ) A.x 26-y 25=1 B.x 28-y 212=1 C.x 28-y 24=1 D.x 24-y 26=1 2.(2017·石家庄三模)已知椭圆C 1与双曲线C 2有相同的左右焦点F 1,F 2,P 为椭圆C 1与双曲线C 2在第一象限内的一个公共点,设椭圆C 1与双曲线C 2的离心率分别为e 1,e 2,且e 1e 2=13,若∠F 1PF 2=π3,则双曲线C 2的渐近线方程为( ) A.x ±y =0B.x ±33y =0 C.x ±22y =0 D.x ±2y =03.(2017·潍坊三模)已知抛物线y 2=2px (p >0)上的一点M (1,t )(t >0)到焦点的距离为5,双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的左顶点为A ,若双曲线的一条渐近线与直线AM 平行.则实数a 的值为________.4.(2017·郴州三模) 在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b ≥1)过点P (2,1),且离心率e =32.(1)求椭圆C 的方程;(2)直线l 的斜率为12,直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,求△P AB 面积的最大值.精准预测题参考答案1.【解题思路】方程x 2m 2+n -y 23m 2-n =1表示双曲线,根据一元二次不等式可知m ,n 之间的不等关系,进而分别确定m 2+n 和3m 2-n 的正负,当然也可以分类讨论处理.【答案】∵方程x 2m 2+n -y 23m 2-n=1表示双曲线,∴(m 2+n )·(3m 2-n )>0,解得-m 2<n <3m 2.由双曲线性质,知c 2=(m 2+n )+(3m 2-n )=4m 2(其中c 是半焦距),∴焦距2c =2×2|m |=4,解得|m |=1,∴-1<n <3.故选A.2.【解题思路】由渐近线知ba 的值,又由焦点坐标可确定c .【答案】由题设知b a =52,①又由椭圆x 212+y 23=1与双曲线有公共焦点,易知a 2+b 2=c 2=9,②由①②解得a =2,b =5,则双曲线C 的方程为x 24-y 25=1.故选B.3.【解题思路】做出M 到准线的垂线,利用中位线和抛物线的定义即可.【答案】如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF .由题意知,F (2,0),|FO |=|AO |=2.∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF ,∴|MP |=12|FO |=1.又|BP |=|AO |=2,∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3,故|FN |=2|MF |=6.故填6. 4.【解题思路】(1)相关点法求轨迹, (2)利用向量处理垂直问题.【答案】(1)解 设P (x ,y ),M (x 0,y 0),则N (x 0,0),NP →=(x -x 0,y ),NM →=(0,y 0), 由NP →=2NM →得x 0=x ,y 0=22y ,因为M (x 0,y 0)在C 上,所以x 22+y 22=1,因此点P 的轨迹方程为x 2+y 2=2.(2)证明 由题意知F (-1,0),设Q (-3,t ),P (m ,n ),则OQ →=(-3,t ),PF →=(-1-m ,-n ),OQ →·PF →=3+3m -tn ,OP →=(m ,n ),PQ →=(-3-m ,t -n ),由OP →·PQ →=1,得-3m -m 2+tn -n 2=1,经典常规题又由(1)知m 2+n 2=2.故3+3m -tn =0.所以OQ →·PF →=0,即OQ →⊥PF →,又过点P 存在唯一直线垂直于OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .1.【解题思路】由PF ⊥x 轴结合P 点在抛物线上确定P 点坐标. 【答案】因为抛物线方程是y 2=4x ,所以F (1,0).又因为PF ⊥x 轴,所以P (1,2),把P 点坐标代入曲线方程y =k x (k >0),即k1=2,所以k =2.故选D.2.【解题思路】12APF S PF d =⋅△(d 为A 到PF 的距离). 【答案】由c 2=a 2+b 2=4得c =2,所以F (2,0),将x =2代入x 2-y 23=1,得y =±3,所以|PF |=3. 又A 的坐标是(1,3),故△APF 的面积为12×3×(2-1)=32.故选D.3.【解题思路】过点Q 作l 的垂线,利用三角形相似,对应边成比例处理.【答案】过点Q 作QQ ′⊥l 交l 于点Q ′,因为FP →=4FQ →,所以|PQ |∶|PF |=3∶4,又焦点F 到准线l 的距离为4,所以|QF |=|QQ ′|=3.故填3.4.【解题思路】(1)由离心率和焦点坐标联立方程求出a ,b , (2) OM ⊥ON ⇔OM →·ON →=0,结合韦达定理处理.【答案】解 (1)依题意可得⎩⎪⎨⎪⎧1a =22,a 2=b 2+1,解得a =2,b =1.∴椭圆E 的标准方程为x 22+y 2=1.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),①当MN 垂直于x 轴时,直线l 的方程为x =1,不符合题意;②当MN 不垂直于x 轴时,设直线l 的方程为y =k (x -1).联立得方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =k (x -1),消去y得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2(k 2-1)=0,∴x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1·x 2=2(k 2-1)1+2k 2. ∴y 1·y 2=k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=-k 21+2k 2.∵OM ⊥ON ,∴OM →·ON →=0. ∴x 1·x 2+y 1·y 2=k 2-21+2k 2=0,∴k =±2.故直线l 的方程为y =±2(x -1).1.【解题思路】由BA →=2AF →可确定A 点坐标,A 点在双曲线上,又|BF →|=4由勾股定理可得,列方程组解出a ,b .【答案】设A (x ,y ),∵右焦点为F (c ,0),点B (0,b ),线段BF 与双曲线C 的右支交于点A ,且BA →=2AF →, ∴x =2c 3,y =b 3,代入双曲线方程,得4c 29a 2-19=1,且c 2=a 2+b 2,∴b =6a 2.高频易错题精准预测题∵|BF →|=4,∴c 2+b 2=16,∴a =2,b =6,∴双曲线C 的方程为x 24-y 26=1.故选D.2.【解题思路】共焦点相同,再e 1e 2=13再可得椭圆与双曲线的a ,b ,c 的关系,结合定义可得|PF 1|,|PF 2|.【答案】设椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),双曲线C 2:x 2m 2-y 2n 2=1,依题意c 1=c 2=c ,且e 1e 2=13,∴m a =13,则a =3m ,① 由圆锥曲线定义,得|PF 1|+|PF 2|=2a ,且|PF 1|-|PF 2|=2m ,∴|PF 1|=4m ,|PF 2|=2m . 在△F 1PF 2中,由余弦定理,得:4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cosπ3=12m 2, ∴c 2=3m 2,则n 2=c 2-m 2=2m 2,因此双曲线C 2的渐近线方程为y =±2x ,即x ±22y =0.故选C.3.【解题思路】利用抛物线定义求出点M 的坐标,再两直线平行,斜率相等. 【答案】由题设1+p2=5,∴p =8.不妨设点M 在x 轴上方,则M (1,4),由于双曲线的左顶点A (-a ,0),且直线AM 平行一条渐近线,∴41+a =3a,则a =3.故填3.4.【解题思路】(1)列方程组求解,(2)在涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数关系,设而不求计算弦长;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解. 【答案】解(1)∵e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=34,∴a 2=4b 2.又4a 2+1b2=1,∴a 2=8,b 2=2. 故所求椭圆C 的方程为x 28+y 22=1.(2)设l 的方程为y =12x +m ,点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎨⎧y =12x +m ,x 28+y22=1,消去y 得x 2+2mx +2m 2-4=0,判别式Δ=16-4m 2>0,即m 2<4.又x 1+x 2=-2m ,x 1·x 2=2m 2-4, 则|AB |=1+14×(x 1+x 2)2-4x 1x 2=5(4-m 2), 点P 到直线l 的距离d =|m |1+14=2|m |5. 因此S △P AB =12d |AB |=12×2|m |5×5(4-m 2)=m 2(4-m 2)≤m 2+(4-m 2)2=2,当且仅当m 2=2时上式等号成立,故△P AB 面积的最大值为2.。
第二讲 椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质(教案) 高中数学复习专题 Word版 含答案
第二讲 椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质[考情分析]圆锥曲线的定义、方程与性质是每年必考热点,多以选择、填空考查,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程求法,难度中档偏下.[真题自检]1.(2017·高考全国卷Ⅰ)已知F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,点A的坐标是(1,3),则△APF 的面积为( ) A.13 B.12 C.23D.32解析:法一:由题可知,双曲线的右焦点为F (2,0),当x =2时,代入双曲线C 的方程,得4-y 23=1,解得y =±3,不妨取点P (2,3),因为点A (1,3),所以AP ∥x 轴,又PF ⊥x 轴,所以AP ⊥PF , 所以S △APF =12·|PF |·|AP |=12×3×1=32.故选D.法二:由题可知,双曲线的右焦点为F (2,0),当x =2时,代入双曲线C 的方程,得4-y 23=1,解得y =±3,不妨取点P (2,3),因为点A (1,3),所以AP →=(1,0),PF →=(0,-3),所以AP →·PF →=0,所以AP ⊥PF , 所以S △APF =12|PF ||AP |=12×3×1=32.故选D.答案:D2.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线bx -ay +2ab =0相切,则C 的离心率为( ) A.63 B.33C.23D.13解析:以线段A 1A 2为直径的圆的圆心为坐标原点O (0,0),半径为a .由题意,圆心到直线bx -ay +2ab =0的距离为2ab a 2+b 2=a ,即a 2=3b 2.又e 2=1-b 2a 2=23,所以e =63,故选A. 答案:A3.(2016·高考全国卷Ⅱ)设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,曲线y =kx (k >0)与C 交于点P ,PE ⊥x 轴,则k=( ) A.12 B .1 C.32D .2解析:∵y 2=4x ,∴F (1,0).又∵曲线y =kx (k >0)与C 交于点P ,PF ⊥x 轴,∴P (1,2).将点P (1,2)的坐标代入y =kx (k >0),得k =2.故选D.答案:D4.(2016·高考全国卷Ⅲ)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点,A ,B 分别为C的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( ) A.13 B.12 C.23D.34解析:如图所示,由题意得A (-a,0),B (a,0),F (-c,0).设E (0,m ),由PF ∥OE ,得|MF ||OE |=|AF ||AO |, 则|MF |=m (a -c )a.①又由OE ∥MF ,得12|OE ||MF |=|BO ||BF |,则|MF |=m (a +c )2a .②由①②得a -c =12(a +c ),即a =3c ,∴e =c a =13.故选A.答案:A椭圆、双曲线、抛物线的定义及标准方程[方法结论]1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|PF 1|+|PF 2|=2a (2a >|F 1F 2|); (2)双曲线:|||PF 1|-|PF 2|=2a (2a <|F 1F 2|);(3)抛物线:|PF |=|PM |,点F 不在直线l 上,PM ⊥l 于M . 2.求解圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”所谓“定型”,就是曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a 2,b 2,p 的值.[题组突破]1.(2017·大连双基)若抛物线y 2=4x 上一点P 到其焦点F 的距离为2,O 为坐标原点,则△OFP 的面积为( ) A.12 B .1 C.32D .2解析:设P (x P ,y P ),由题可得抛物线焦点为F (1,0),准线方程为x =-1,又点P 到焦点F 的距离为2, ∴由定义知点P 到准线的距离为2,∴x P +1=2,∴x P =1,代入抛物线方程得|y P |=2, ∴△OFP 的面积为S =12·|OF |·|y P |=12×1×2=1.答案:B2.(2017·湖北八校联考)设F 1,F 2为椭圆x 29+y 25=1的两个焦点,点P 在椭圆上,若线段PF 1的中点在y 轴上,则|PF 2||PF 1|的值为( )A.514B.513C.49D.59解析:由题意知a =3,b = 5.由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=6.在△PF 1F 2中,因为PF 1的中点在y 轴上,O 为F 1F 2的中点,由三角形中位线性质可推得PF 2⊥x 轴,所以|PF 2|=b 2a =53,所以|PF 1|=6-|PF 2|=133,所以|PF 2||PF 1|=513,故选B.答案:B3.已知双曲线x 2a 2-y 212=1(a >0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径的圆与双曲线的两条渐近线相交于A ,B ,C ,D 四点,四边形ABCD 的面积为43,则双曲线的方程为( ) A.x 24-3y 24=1 B.x 24-4y 23=1 C.x 26-y 212=1 D.x 24-y 212=1 解析:根据对称性,不妨设点A 在第一象限,A (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=a 2y =23a x,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =a 212+a 2y =23a 12+a 2,∵四边形ABCD 的面积为43,∴4xy =4×23a 312+a 2=43,解得a =2,故双曲线的方程为x 24-y 212=1,选D.答案:D [误区警示]1.圆锥曲线的定义反映了它们的基本特征,理解定义是掌握其性质的基础. 2.在使用椭圆与双曲线的标准方程时,要注意区分焦点位置.椭圆、双曲线、抛物线的几何性质[方法结论]1.椭圆、双曲线中,a ,b ,c 之间的关系 (1)在椭圆中:a 2=b 2+c 2,离心率为e =ca =1-⎝⎛⎭⎫b a 2; (2)在双曲线中:c 2=a 2+b 2,离心率为e =ca=1+⎝⎛⎭⎫b a 2.2.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ba x .注意离心率e 与渐近线的斜率的关系.3.抛物线方程中p 的几何意义为焦点到准线的距离.[题组突破]1.(2017·河南八市联考)已知点M (-3,2)是坐标平面内一定点,若抛物线y 2=2x 的焦点为F ,点Q 是该抛物线上的一动点,则|MQ |-|QF |的最小值是( ) A.72 B .3 C.52D .2解析:抛物线的准线方程为x =-12,依据抛物线的定义,得|QM |-|QF |≥|x Q +3|-⎪⎪⎪⎪x Q +12=⎪⎪⎪⎪3-12=52,选C.答案:C2.(2017·合肥质检)若双曲线C 1:x 22-y 28=1与C 2:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线相同,且双曲线C 2的焦距为45,则b =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:由题意得,ba =2⇒b =2a ,C 2的焦距2c =45⇒c =a 2+b 2=25⇒b =4,故选B.答案:B3.(2017·广东五校联考)设椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右顶点为A 、右焦点为F ,B 为椭圆E 上在第二象限内的点,直线BO 交E 于点C .若直线BF 平分线段AC ,则E 的离心率为________. 解析:设AC 的中点为M ,连接OM ,AB ,则OM 为△ABC 的中位线,B ,F ,M 在一条线上, 于是△OFM ∽△AFB ,且|OF ||F A |=12,即c a -c =12,解得e =c a =13.答案:134.(2017·高考全国卷Ⅲ)双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的一条渐近线方程为y =35x ,则a =________.解析:因为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ba x ,所以a =5.答案:5 [误区警示]1.注意易混椭圆与双曲线中a 2、b 2、c 2的关系.2.已知双曲线的一条渐近线y =mx (m ≠0),则要注意判断其焦点位置后,才能说明b a =|m |,还是ba=⎪⎪⎪⎪1m ,从而再利用e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2求离心率.3.对于形如y =ax 2(a ≠0),求焦点坐标与准线时注意先化为标准方程.直线与椭圆、双曲线、抛物线的位置关系[方法结论]弦长问题设直线与圆锥曲线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,若直线AB 的斜率存在(设为k ),则|AB |=1+k 2|x 1-x 2|或|AB |=1+1k2|y 1-y 2|(k ≠0),其中|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2;若直线AB 的斜率不存在,则直接求出直线与圆锥曲线的交点坐标,利用两点间的距离公式求弦长.[典例](1)(2017·洛阳模拟)已知抛物线C :x 2=4y 的焦点为F ,直线AB 与抛物线C 相交于A ,B 两点,若2OA →+OB →-3OF →=0,则弦AB 中点到抛物线C 的准线的距离为________.解析:法一:依题意得,抛物线的焦点F (0,1),准线方程是y =-1,因为2(OA →-OF →)+(OB →-OF →)=0,即。
高考数学:专题五 第二讲 椭圆、双曲线、抛物线课件
考点与考题
第二讲
本 讲 栏 目 开 关
图形
考点与考题
范围 顶点 对称性 |x|≤a,|y|≤b (± a,0)(0,± b) |x|≥a (± a,0) x≥0 (0,0)
第二讲
关于 x 轴,y 轴和原点对称 (± c,0) 长轴长 2a, 短轴长 2b c e=a b2 = 1- 2 a (0<e<1) 实轴长 2a, 虚轴长 2b c e=a b2 = 1+ 2 a (e>1)
解析 由 x2-y2=2 知,a2=2,b2=2,c2=a2+b2=4,
∴a= 2,c=2.
又∵|PF1|-|PF2|=2a,|PF1|=2|PF2|,
∴|PF1|=4 2,|PF2|=2 2.
又∵|F1F2|=2c=4,
4 22+2 22-42 ∴由余弦定理得 cos∠F1PF2= 2×4 2×2 2 3 = . 4
∴直线 AF 的方程为 y=2 2(x-1). y=2 2x-1, 联立直线与抛物线的方程 2 y =4x,
1 x=2, x= , 2 解之得 或 y=2 2. y=- 2 1 由图知 B2,- 2,
考点与考题
1 1 ∴S△AOB= |OF|· A-yB|= ×1×|2 2+ 2| |y 2 2 3 = 2.故选 C. 2
答案 2 7-5
题型与方法
第二讲
方法提炼 何性质.
研究圆锥曲线的几何性质,实质是求参数a、b、c或者
建立a、b、c的关系式(等式或不等式),然后根据概念讨论相应的几
本 讲 栏 目 开 关
题型与方法
第二讲
本 讲 栏 目 开 关
变式训练 2 (1)若点 P 为共焦点的椭圆 C1 和双曲线 C2 的一个交点, F1、F2 分别是它们的左、右焦点,设椭圆离心率为 e1,双曲线离心率 1 1 → → 为 e2,若PF1· 2=0,则 2+ 2等于 PF (B ) e1 e2 A.1 B.2 C.3 D.4
2021届高考二轮数学人教版课件:第2部分 专题5 第2讲 椭圆、双曲线、抛物线
D.x32-y2=1
第二部分 专题五 解析几何
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【解析】
由题意可得菱形的一个内角为60°,ab=
3 3
,一条对角线
的长为c,另一条对角线的长为 33c,
所以12c·33c=2 3 3,c=2,而a2+b2=c2=4,
解得:a2=3,b2=1, 双曲线C的方程为x32-y2=1,
第二部分 专题五 解析几何
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2.(2020·运城三模)已知双曲线C:
x2 a2
-
y2 b2
=1(a>0,b>0)的两条渐近
线与曲线x+ 3|y|=c(c= a2+b2)围成一个面积为233的菱形,则双曲线
C的方程为
( D)
A.x62-y22=1
B.x22-y62=1
C.x2-y32=1
的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的
中心为原点,焦点F1,F2均在x轴上,C的面积为2 3 π,过点F1的直线交
C于点A,B,且△ABF2的周长为8,则C的标准方程为
(C )
A.x42+y2=1
B.x32+y42=1
C.x42+y32=1
D.1x62 +43y2=1
(4)(2020·北京昌平区期末)抛物线y2=2px上一点M到焦点F(1,0)的距 离等于4,则p=__2__;点M的坐标为__(_3_,__±_2__3_)__.
第二部分 专题五 解析几何
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(文科) 年份 卷别
Ⅰ卷
Ⅱ卷 2020
Ⅲ卷
题号 11 9
7、14
考查角度
解析几何椭圆双曲线抛物线
令 x=0,解得 y0=-1+6k4k2. 由QA? (? 2,? y0 ),QB ? (x1, y1 ? y0 ),
QA?QB ? ?2x1 ? y0 ( y1 ? y0 )
=-21(+2-4k82k2)+1+6k4k2(1+4k4k2+1+6k4k2) =4(16(k14++41k52k)22-1)=4,
(2)设直线 l与椭圆相交于不同的两点 A ,B ,已知点 A 的
坐标为(-a,0),点 Q (0,y0)在线段 AB 的垂直平分线上,且
QA?QB =4,求 y0 的值.
解 (1)由 e=ac= 23,得 3a2=4c2.再由 c2=a2-b2, 得 a=2b. 由题意可知21×2a×2b=4,即 ab=2.
的双曲线满足-4≤x≤4 的部分;
当34<λ<1 时,点 M 的轨迹为中心在原点、长轴在 x 轴上
的椭圆满足-4≤x≤4 的部分;
当 λ≥1 时,点 M 的轨迹为中心在原点,长轴在 x 轴上
的椭圆.
探究提高 (1)求轨迹方程时,先看轨迹的形状能否预 知,若能预先知道轨迹为圆锥曲线,则可考虑用定义法 求解或用待定系数法求解. (2)讨论轨迹方程的解与轨迹上的点是否对应,即应注 意字母的取值范围.
2
44
③当 l 与 x 轴不重合也不垂直时,设 l:y=k(x-1),
P (x1,y1),Q(x2,y2).
??y=k(x-1), 由???x42+y32=1,
整理,得 (4k2+3)x2-8k2x+4k2-12
=0.
Δ=144k2+144>0 恒成立.
∴x1+x2=4k82+k2 3,x1x2=44kk22-+132.
变式训练 3 已知圆 F1:(x+1)2+y2=41,圆 F2:(x-1)2 +y2=449,动圆 M 与圆 F1、F2 都相切. (1)求动圆圆心的轨迹 C 的方程;
高三数学二轮复习-专题五第二讲-椭圆、双曲线、抛物线课件
抛物线的方程及几何性质
(5分)(2011·山东)设M(x0,y0)为抛物线C: x2=8y上一点,F为抛物线C的焦点,以F为 圆心、|FM|为半径的圆和抛物线C的准线相交, 则y0的取值范围是
A.(0,2)
B.[0,2]
C.(2,+∞)
D.[2,+∞)
【标准解答】 ∵x2=8y, ∴焦点F的坐标为 (0,2), 准线方程为y=-2.
∴c2=a2-b2=8.∴e=ac=2 4 2=
2 2.
答案 D
4.(2011·辽宁)已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该
抛物线上的两点,|AF|+|BF|=3,则线段AB的中点到y轴的 距离为
3 A.4
B.1
5
7
C.4
D.4
解析 ∵|AF|+|BF|=xA+xB+12=3,∴xA+xB=52.
解析 由于直线AB的斜率为-ba,故OP的斜率为-ba,
直线OP的方程为y=-bax.
与椭圆方程ax22+by22=1联立,解得x=±
2 2 a.
因为PF1⊥x轴,所以x=- 22a,
从而- 22a=-c,即a= 2c. 又|F1A|=a+c= 10+ 5, 故 2c+c= 10+ 5,解得c= 5, 从而a= 10.所以所求的椭圆方程为1x02 +y52=1. 答案 1x02 +y52=1
又双曲线的离心率e= a2a+b2= a7,所以 a7=247, 所以a=2,b2=c2-a2=3, 故双曲线的方程为x42-y32=1.
答案 x42-y32=1
圆锥曲线是高考考查的重点,一般会涉及到 圆锥曲线的定义、离心率、圆锥曲线的几何 性质及直线与圆锥曲线的位置关系等. 在命题 中体现知识与能力的综合,一般地,选择题、 填空题的难度属中档偏下,解答题综合性较 强,能力要求较高,故在复习的过程中,注 重基础的同时,要兼顾直线与圆锥曲线的综 合问题的强化训练,尤其是对推理、运算能 力的训练.
中职数学 拓展模块 第2章 椭圆、双曲线和抛物线
(3) x2 y2 1. 95
2.求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)长轴长为20,离心率为 3/5 ; (2)a=4,b=1,焦点在y轴上. 3.方程x2+2y2-2x+12y+15=0表示的图形是不是椭圆?如果 是,求出它的对称中心坐标、对称轴方程以及离心率.
9 16 y2 x2 (4) 1; 93 (5) y2 x2 1. 9 16
2.2 双曲线
练一练
2.求下列双曲线的标准方程:
(1)以椭圆 x2 y2 1 的焦点为顶点,顶点为焦点;
8
(2)过点(3,9
5
2)且
c
10 ;
a3
(3)经过点(3,2 7) 和(6 2,7).
2.2 双曲线
2.2.2 双曲线的性质
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第2章 椭圆、双曲线和抛物线
2.2 双曲线
2.2.1 双曲线的定义与标准方程
在画板上选取两定点F1,F2,将拉 链(拉链的两边等长)拉开一段,其中 一边固定在F1处,在另一边上截取一段A F2(并使A F2小于F1,F2之间的距离), 而后固定在F2处,把笔尖放在拉链口处 (即点M处),于是随着拉链的逐渐打 开或闭拢,笔尖就徐徐画出一条曲线; 同理,将拉链的两边交换位置,可画出 另外一支曲线,如图2-6所示.
可得椭圆的标准方程为 (2-1)
2.1 椭圆
我们把方程(2-1)叫作椭圆的标准方程 .它 表示椭圆的焦点在x轴上,且焦点为F1(-c,0), F2(c,0),其中c>0,
数学(理)高考二轮复习:专题五第二讲《椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质》课件(共46张PPT)
a2+b2=25
a2=20
依题意1=ba×2
,解得b2=5 ,∴双曲线 C 的方程为
2x02 -y52=1.
第二讲 椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质
考点一
课前自主诊断
课堂对点补短 限时规范训练 上页 下页
试题
通解 优解
考点一
考点二
考点三
2.设 F1,F2 分别为椭圆x42+y2=1 的左、右焦点,点 P 在椭圆上,
第二讲 椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质 课前自主诊断 课堂对点补短
考点三 直线与椭圆、双曲线、抛物线的位置关系
限时规范训练 上页 下页
试题
解析
考点一 考点二
考点三
6.(2016·高考全国Ⅰ卷)设圆 x2+y2+2x-15=0 的圆心为 A,直 线 l 过点 B(1,0)且与 x 轴不重合,l 交圆 A 于 C,D 两点,过 B 作 AC 的平行线交 AD 于点 E. (1)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点 E 的轨迹方程; (2)设点 E 的轨迹为曲线 C1,直线 l 交 C1 于 M,N 两点,过 B 且 与 l 垂直的直线与圆 A 交于 P,Q 两点,求四边形 MPNQ 面积 的取值范围.
10,点 P(2,1)在 C 的一条渐近线上,则 C 的方程为( A )
A.2x02 -y52=1
B.x52-2y02 =1
C.8x02-2y02 =1
D.2x02-8y02 =1
第二讲 椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程与性质
考点一
课前自主诊断
课堂对点补短
限时规范训练 上页 下页
试题
解析
考点一 考点二 考点三
长即可表示出面积,解方程求 b 即可. 由题意知双曲线的渐近线方程为 y=±b2x,圆的方程为 x2+y2=4,
第2章椭圆、双曲线、抛物线及坐标轴平移
第 2 章 椭圆、双曲线、抛物线及坐标轴平移2.1 椭圆的标准方程和性质第 1 课时 求曲线方程的基本方法【学习目标】了解坐标法的思想,理解求曲线方程的基本方法。
【学习重点】理解求曲线方程的基本方法。
【学习难点】理解求曲线方程的基本方法。
【学习建议】通过数形结合分析和解决问题。
【探索新知】【观察分析】借助坐标系研究几何图形的方法叫做坐标法,由坐标法研究几何图形所形成的一门数学 体系叫解析几何。
解析几何研究的主要问题是:1)根据已知条件,求曲线的方程;2)通过 方程,研究曲线的性质。
【例1】已知平面上A(6,0)、B(2,3)两点,求与A、B 两点等距离的点的轨迹方程。
【解】设动点M 的坐标为(x,y)。
\|MA|=|MB|\ 2 2 ) 6 ( y x + - = 2 2 ) 3 ( ) 2 ( - + - y x \8x-6y-23=0【抽象概括】求曲线方程的基本方法:(1)建标:建立适当的直角坐标系,设曲线上动点M 的坐标为(x , y)。
(2)建模:找出动点M 满足的条件。
(3)代换:用坐标(x , y)代入上述条件,列出方程f(x,y)=0。
(4)化简:化方程f(x,y)=0为最简形式。
(5)验证:方程f(x,y)=0的解与曲线上的点是否一一对应。
一般情况下,化简过程是恒等变形,所以步骤5一般可以省略,如有特殊情况,可适当 予以说明;有时,步骤2也可以省略。
【交流提升】OxyA BM【例2】已知一条曲线在x 轴上方,曲线上的每一点到点A(0,2)的距离与它到x 轴的距离的差都是2,求此曲线的方程。
【解】设动点M 的坐标为(x,y)。
\|MA|-y=2\ 2 2 ) 2 ( - + y x =y+2 \x 2 =8y(y>0)【学中做】1、求到坐标原点的距离等于2的点的轨迹方程。
2、一个点M 到直线x=-4的距离和到点F(4,0)的距离相等,求点M 的轨迹方程。
【学习小结】求曲线方程的基本方法: (1)建标: 。
大学数学(高数微积分)专题五第2讲椭圆双曲线(课堂讲义)
热点分类突破
(2)设∠F1PF2=θ,
本
由||PPFF11||- =4|P|PFF2|2=| 2a,
得|PF1|=83a, |PF2|=23a,
讲 栏 目
由余弦定理得cos θ=17a82-a2 9c2=187-98e2.
开
关 ∵θ∈(0,180°],∴cos θ∈[-1,1),-1≤187-98e2<1,
|x|≥a
本
讲 栏
几
顶点
(±a,0),(0,±b)
(±a,0)
目 开
何 对称性
关于x轴,y轴和原点对称
关 性 焦点
(±c,0)
x≥0
(0,0) 关于x轴对称
(p2,0)
质
长轴长2a,短轴 实轴长2a,
轴
长2b
虚轴长2b
主干知识梳理
几 离心率 e=ac=
1-ba22 e=ac=
1+ba22 e=1
本
3 2.
热点分类突破
∴|AC|=|y2-y1|= 3.
因此菱形的面积S=12|OB|·|AC|=12×2× 3= 3.
(2)假设四边形OABC为菱形.
讲 栏 目
又 x1+x2=-43m,x1x2=2m23-2,
开 关
∴y1y2=(x1+m)(x2+m)=x1x2+m(x1+x2)+m2
=2m23-2-4m3 2+m2=m23-2.
又F为△MPQ的垂心,连接PF,则PF⊥MQ, ∴P→F·M→Q=0,
热点分类突破
又P→F=(1-x1,-y1),M→Q=(x2,y2-1), ∴P→F·M→Q=x2+y1-x1x2-y1y2 =x2+x1+m-x1x2-y1y2
5
【步步高】2012届高考数学第二轮复习 专题五第2讲椭圆、双曲线、抛物线课件
3 4 解得 B( , ). 5 5
∴过切点 A,B 的直线方程为 2x+y-2=0.
令 y=0 得 x=1,即 c=1; 令 x=0 得 y=2,即 b=2.
2 2 x y ∴a2=b2+c2=5,∴椭圆方程为 + =1. 5 4 2 2 x y 答案 5 + 4 =1 考题分析 本题考查了椭圆的标准方程及简单性质、圆的
② ③
探究提高 椭圆的方程、双曲线的方程、渐近线方程以及抛物 线的方程、准线都是高考的热点.在解题时,要充分利用条件, 构造方程,运用待定系数法求解.
变式训练 2 设抛物线 y2=2px (p>0)的焦点为 F,经过点 F 的 直线交抛物线于 A、B 两点,点 C 在抛物线的准线上,且 BC∥x 轴.证明:直线 AC 经过原点 O.
→ =OM → +ON → ,求动点 Q 设 m 与 y 轴的交点为 N,若向量OQ
的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线.
解 (1)当直线 l 垂直于 x 轴时,直线方程为 x=1,l 与圆的 两个交点坐标为(1, 3)和(1,- 3),其距离为 2 3,满足 题意. 若直线 l 不垂直于 x 轴,设其方程为 y-2=k(x-1), 即 kx-y-k+2=0.
第2讲
【高考真题感悟】
椭圆、双曲线、抛物线
x2 y2 1 (2011· 江西 )若椭圆 2+ 2= 1 的焦点在 x 轴上,过点(1, ) a b 2 作圆 x2+ y2= 1 的切线,切点分别为 A, B,直线 AB 恰好 经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是 ________.
解析
由题意可得切点 A(1,0). n-1 2 m 切点 B(m,n)满足m-1=- n , 2 2 m +n =1,
第二章 椭圆、双曲线、抛物线
x a
y 1 b2
2
的各支向外无
无限接近但不相交.我们把两
y x 条直线 a
b
叫做双曲线的渐近线.
图2
2.2.3 双曲线的性质和图象 1.双曲线的性质
(4) 渐近线
在方程 ,
x2 y 2 1 a 2 b2
中,如果
ab
,那么双曲线的方程为
2a ,这时,四条直线
,它的实轴和虚轴的长都等于 x2 y 2 a2 围成正方形,渐近线方成为 x a y a
系诸行星之所以能够在椭圆形轨道上运行,就是因为行星最初离太阳不是很远,或者
运动的初始速度不是特别大.
2.2 双曲线
2.2.1 双曲线的定义
2.2.2 双曲线的标准方程
2.2.3 双曲线的性质和图象
2.2.1 双曲线的定义
问题:当一个动点到两个定点的距离的差是定值时,这 个动点的轨迹是什么曲线?
思 考
双曲线的对称中心叫做双曲线的中心.
2.2.3 双曲线的性质和图象 1.双曲线的性质
(3) 顶点
在双曲线的标准方程中,令 y 0,得 的交点叫做双曲线的顶点.
x a
,这说明A1(-a,0),A2(a,0)
是双曲线与x轴的两个交点,且x轴是双曲线的对称轴.双曲线与其对称轴
双曲线只有两个顶点.
2.2.2 双曲线的标准方程 双曲线的标准方程
x2 y 2 2 1 2 a b
(a 0,b 0)
这个方程叫做焦点在 x 轴上的双曲线的标准方程 ,可以证明双曲线上的 任意一点的坐标 M(x,y)都满足方程(2-3).其中a,b, c三者之间的关
系是c2=a2+b2.
2.2.3 双曲线的性质和图象 1.双曲线的性质
第2讲椭圆双曲线抛物线
将x=-1代入椭圆方程得y=± 2 .
不妨设 M (1, 2 )、N (1, 22 ),
2
2
F2M F2N (2,
2 ) (2, 2
2 ) (4,0). 2
F2M F2 N 4, 与题设矛盾.
∴直线l的斜率存在.
设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+1).
设M(x1,y1)、N(x2,y2),联立
= 4a2 4c2 2 F1C F2C
2 F1C F2C
=
2b2 1 .
F1C F2C
|F1C||F2C|≤
( F1C F2C )2 2
=a2,
∴cos∠F1CF2≥
2b2 a2
1
2c2 2c2
1
0
,
∴∠F1CF2≤
2
.
(3)解
设直线PQ的方程为y=-
a b
(x-c),即y=-
2(x-c).
代入椭圆方程消去x得:a12 (c
40
∴k=±1.
∴所求直线l的方程为y=x +1或y= -x -1.
二、圆锥曲线中的定值与最值
例2 已知菱形ABCD的顶点A,C在椭圆x2+3y2=4
上,对角线BD所在直线的斜率为1.
(1)当直线BD过点(0,1)时,求直线AC的方程;
(2)当∠ABC=60°时,求菱形ABCD面积的最大值.
思维启迪(1)根据菱形的性质及条件求解.
3, c2
1.
25
50 25
探究提高(1)求离心率,结合已知条件找到a,b,c的关系式;
(2)C为椭圆上的任意一点,F1,F2为左、右焦点,当C点是 椭圆短轴的一个端点时,∠F1CF2取得最大值.
抛物线椭圆双曲线定义
抛物线椭圆双曲线定义抛物线平面内,到一个定点F和一条定直线l距离相等的点的轨迹(或集合)称之为抛物线.另外,F称为"抛物线的焦点",l称为"抛物线的准线".定义焦点到抛物线的准线的距离为"焦准距",用p表示.p>0.以平行于地面的方向将切割平面插入一个圆锥,可得一个圆,如果倾斜这个平面直至与其一边平行,就可以做一条抛物线。
2.抛物线的标准方程右开口抛物线:y^2=2px左开口抛物线:y^2=-2px上开口抛物线:y=x^2/2p下开口抛物线:y=-x^2/2p3.抛物线相关参数(对于向右开口的抛物线)离心率:e=1焦点:(p/2,0)准线方程l:x=-p/2顶点:(0,0)4.它的解析式求法:三点代入法5.抛物线的光学性质:经过焦点的光线经抛物线反射后的光线平行抛物线的对称轴.抛物线:y = ax* + bx + c就是y等于ax 的平方加上 bx再加上 ca > 0时开口向上a < 0时开口向下c = 0时抛物线经过原点b = 0时抛物线对称轴为y轴还有顶点式y = a(x-h)* + k就是y等于a乘以(x-h)的平方+kh是顶点坐标的xk是顶点坐标的y一般用于求最大值与最小值抛物线标准方程:y^2=2px它表示抛物线的焦点在x的正半轴上,焦点坐标为(p/2,0) 准线方程为x=-p/2 由于抛物线的焦点可在任意半轴,故共有标准方程y^2=2px y^2=-2px x^2=2pyx^2=-2py椭圆目录?定义?标准方程?公式?相关性质?历史定义椭圆是一种圆锥曲线(也有人叫圆锥截线的),现在高中教材上有两种定义:1、平面上到两点距离之和为定值的点的集合(该定值大于两点间距离)(这两个定点也称为椭圆的焦点,焦点之间的距离叫做焦距);2、平面上到定点距离与到定直线间距离之比为常数的点的集合(定点不在定直线上,该常数为小于1的正数)(该定点为椭圆的焦点,该直线称为椭圆的准线)。
2020届高考数学大二轮复习冲刺经典专题第二编讲专题专题五解析几何第2讲椭圆、双曲线、抛物线课件文
∴∠F1PF2=60°,由余弦定理可得 4c2=16a2+4a2-2·4a·2a·cos60°, ∴c= 3a,∴b= c2-a2= 2a. ∴ba= 2,∴双曲线 C 的渐近线方程为 y=± 2x.故选 A.
(2)已知 F1,F2 为双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)的左、右焦点,以 F1F2 为直
第二编 讲专题 专题五 解析几何
第2讲 椭圆、双曲线、抛物线
「考情研析」1.考查圆锥曲线的定义、方程及几何性质,特别是椭圆、 双曲线的离心率和双曲线的渐近线. 2.以解答题的形式考查直线与圆锥曲 线的位置关系(弦长、中点等).
1
PART ONE
核心知识回顾
1.圆锥曲线的定义式 (1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|); (2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|); (3)抛物线:|PF|=|PM|,点 F 不在直线 l 上,PM⊥l 于 M(l 为抛物线的准 线方程).
A.y=± 2x
B.y=±
2 2x
C.y=±2x D.y=±2 2x
答案 A
解析 由题意得,|PF1|=2|PF2|,|PF1|-|PF2|=2a,∴|PF1|=4a,|PF2|= 2a,
由于 P,M 关于原点对称,F1,F2 关于原点对称,∴线段 PM,F1F2 互 相平分,四边形 PF1MF2 为平行四边形,PF1∥MF2,∵∠MF2N=60°,
D. 10
答案 B
解析 设双曲线的右焦点为 F′,取 MN 的中点 P,连接 F′P,F′M, F′N,如图所示,由F→N=3F→M,可知|MF|=|MP|=|NP|.又 O 为 FF′的中点, 可知 OM∥PF′.∵OM⊥FN,∴PF′⊥FN.∴PF′为线段 MN 的垂直平分线.
高考数学复习专题五解析几何第二讲椭圆双曲线抛物线的定义方程与性质理市赛课公开课一等奖省优质课获奖
y=abx+c, y=-abx,
解得xy==2c-,2bac,
即 M(-2bac,2c).因点 M 在
以线段 F1F2 为直径的圆 x2+y2=c2 内,故(-2bac)2+(2c)2<c2,
17/43
考点二 椭圆、双曲线、抛物线几何性质
化简得 b2<3a2,即 c2-a2<3a2,解得ac<2,又双曲线的离心 率 e=ac>1,所以双曲线离心率的取值范围是(1,2).故选 A. 答案:A
学科素养
Ⅲ卷 直线与抛物线的位置关 通过对椭圆、双曲线、抛物线的定
系·T16
义、方程及几何性质的考查,着重 考查了数学抽象、数学建模与数学
运算三大核心素养. 2/43
考情分析 明确方向
年份 卷别 考查角度及命题位置
命题分析及学科素养
抛物线中弦长最值问 命题分析
Ⅰ卷 题·T10 双曲线的离心率·T15 双曲线的离心率·T9
专题五 解析几何 第二讲 椭圆、双曲线、抛物线定义、方程与性质
C目录 ONTENTS
考点一 4
考点二 考点三
课后训练 提升能力
1/43
考情分析 明确方向
年份 卷别 考查角度及命题位置
命题分析及学科素养
直线与抛物线的位置关 命题分析
系及应用·T8
1.圆锥曲线的定义、方程与性质是
Ⅰ卷 双曲线的几何性质及直 每年高考必考的内容.以选择、填
1-ba2;
(2)在双曲线中:c2=a2+b2,离心率为 e=ac=
1+ba2.
2.双曲线xa22-by22=1(a>0,b>0)的渐近线方程为 y=±bax.注意离
心率 e 与渐近线的斜率的关系.
3.抛物线方程中 p 的几何意义为焦点到准线的距离.
考研高数总复习专题五第2讲椭圆双曲线(讲义)
热点分类突破
解析
(1)在△ABF中,由余弦定理得
|AF|2=|AB|2+|BF|2-2|AB|· |BF|cos∠ABF, ∴|AF|2=100+64-128=36,∴|AF|=6, 从而|AB|2=|AF|2+|BF|2,则AF⊥BF. 本 1 讲 栏 ∴c=|OF|=2|AB|=5,
目 开 关
热点分类突破
考点三
本 讲 栏 目 开 关
直线与圆锥曲线的位置关系 x2 y2 例3 已知椭圆C: 2+ 2=1(a>b>0)的 a b 2 离心率e= ,点F为椭圆的右焦点, 2 点A、B分别为椭圆的左、右顶点, → → 点M为椭圆的上顶点,且满足MF· FB= 2-1. (1)求椭圆C的方程; (2)是否存在直线l,当直线l交椭圆于P、Q两点时,使点F 恰为△PQM的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存 在,请说明理由.
本 讲 栏 目 开 关
2xB=xA-2, ∴ 2yB=yA
2 yA=8xA, 与 2 yB=8xB,
联立可得A(4,4 2),B(1,2 2). 4 2-2 2 2 2 ∴kAB= = 3 . 4-1
答案 (1)3
2 2 (2) 3
热点分类突破
(1)对于圆锥曲线的定义不仅要熟记,还要深入理
2 2m2-2 4m2 m -2 2 = - +m = . 3 3 3
又F为△MPQ的垂心,连接PF,则PF⊥MQ, → → ∴PF· MQ=0,
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→ =(1-x ,-y ),MQ → =(x ,y -1), 又PF 1 1 2 2
→ → ∴PF· MQ=x2+y1-x1x2-y1y2 =x2+x1+m-x1x2-y1y2
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椭圆、双曲线、 椭圆、双曲线、抛物线
1.圆锥曲线的定义、 1.圆锥曲线的定义、标准方程与几何性质 圆锥曲线的定义 名称 定义 椭圆 双曲线 抛物线 |+|PF |=2a ||PF PF|= |PF1|+|PF2|=2a ||PF1|-|PF2|︱ |PF|= PM 点F 不在直线l (2a>|F (2a>|F1F2|) =2a(2a<|F1F2︱) 不在直线l上, (2a<|F PM⊥l于M 2 2 x2 y 2 =2px y2=2px x y − 2 =1 + 2 =1 2 a2 b (p>0) a b >0,b (a>b>0) (a>0,b>0)
S ∆F1PQ
x y + 2 = 1 (a>b>0),则 >0), (1)解 设椭圆方程为 2 a 2 b b b b2 , M (c, ) koM = , k AB = , a ac a 2
∴ b
1 = F1F2 • y1 − y2 用设而不求的思路求解. 用设而不求的思路求解. 2 2 2
b c 2 = ⇒ b = c ⇒ a = 2 c,∴ e = = . ac a a 2
x2 y 2 + =1 . 故轨迹C 故轨迹C的方程为 4 3
(2)∵F 在曲线C内部, 的直线与曲线C (2)∵F2在曲线C内部,∴过F2的直线与曲线C恒有两个公 共点. 共点. ①当l与x轴重合时,P或Q有一个与A重合, 轴重合时, 有一个与A重合, ∴ AP • AQ = 0 .
3 3 轴时, ),Q ②当l⊥x轴时,P( 1, ),Q( 1,− ),AP = (3, 3 ) , 2 2 2 3 , 9 27 . AQ = (3,− ) ∴ AP • AQ = 9 − = 2 4 4 轴不重合也不垂直时, ③当l与x轴不重合也不垂直时,设l:y=k(x-1),
3
3
所以y y1=-x1+n,y2=-x2+n.所以y1+y2= . 3n n 2 所以AC AC的中点坐标为 所以AC的中点坐标为 ( , ) . 4 4 由四边形ABCD为菱形可知, ABCD为菱形可知 由四边形ABCD为菱形可知,
焦点, 为椭圆的任意一点, 焦点,P为椭圆的任意一点,B为短轴的一个端 点,O为坐标原点,则有 为坐标原点,
(2)|PF |∈[ (1)|OP|∈[b,a]. (2)|PF1|∈[a-c,a+c]. OP|∈[ |∈
θ ( θ =∠F PF ). =∠F1 2 (5) ∆ F PF =b2tan S 1 2 2 焦点弦以通径为最短. (6)焦点弦以通径为最短.
3.双曲线中的最值 3.双曲线中的最值
|PF |∈[ .(4)∠F ≤∠F (3)|PF1| •|PF2|∈[b2,a2].(4)∠F1PF2≤∠F1BF2.
x2 y 2 >0,b>0)的左 的左、 F1,F2为双曲线 2 − 2 = 1 (a>0,b>0)的左、 a b
则有
右焦点, 为双曲线上的任一点, 为坐标原点, 右焦点,P为双曲线上的任一点,O为坐标原点,
|≥c (1)|OP|≥a.(2)|PF1|≥c-a. OP|≥a |≥
S (3) ∆F1PF2 = b2 tan
θ
2
=∠F ( θ =∠F1PF2).
4.抛物线中的最值 4.抛物线中的最值 px( 上的任一点, 为焦点, 点P为抛物线y2=2px(p>0)上的任一点,F为焦点, 为抛物线y =2px >0)上的任一点 p 则有: PF|≥ 则有:(1)|PF|≥ . 2 焦点弦AB以通径为最值, AB以通径为最值 AB|≥2 |≥2p (2)焦点弦AB以通径为最值,即|AB|≥2p. (3)A(m,n)为一定点,则|PA|+|PF|有最小值. 为一定点, PA|+|PF|有最小值. |+|PF 5.双曲线的渐近线 5.双曲线的渐近线 (1)求法:令双曲线标准方程的左边为零,分解 求法:令双曲线标准方程的左边为零, 因式可得. 因式可得.
标准 方程
图象
范围 顶点 对称性 焦点 轴
x ≤ a, y ≤ b
x ≥a
x≥0
(± a,0), (0,±b)
(± a,0)
(0,0) 关于x轴 关于x 对称
p ( ,0) 2
关于x轴,y轴和原点对称 关于x ( 长轴长2 长轴长2a, 短轴长2 短轴长2b
± c,0
)
几 c b2 e= = 1− 2 a a 何 离心率 (0 < e < 1) 性 a2 x=± 质 准线 c 通径 渐近线
k2
27 0﹤ ∴ 0﹤ AP • AQ ﹤ 4
.
综上, 综上, ≤ AP • AQ ≤ 27 . 0 4
二、圆锥曲线中的定值与最值 已知菱形ABCD的顶点A ABCD的顶点 在椭圆x +3y 例2 已知菱形ABCD的顶点A,C在椭圆x2+3y2=4 对角线BD所在直线的斜率为1. BD所在直线的斜率为 上,对角线BD所在直线的斜率为1. 当直线BD过点( BD过点 求直线AC的方程; AC的方程 (1)当直线BD过点(0,1)时,求直线AC的方程; ABC=60 =60° 求菱形ABCD面积的最大值. ABCD面积的最大值 (2)当∠ABC=60°时,求菱形ABCD面积的最大值. 思维启迪( 根据菱形的性质及条件求解. 思维启迪(1)根据菱形的性质及条件求解. 由题意表示出菱形的面积, (2)由题意表示出菱形的面积,然后利用函数或不 等式知识求解. 等式知识求解. 解(1)由题意得直线BD的方程为y=x+1. 由题意得直线BD的方程为y BD的方程为 因为四边形ABCD为菱形,所以AC BD. ABCD为菱形 AC⊥ 因为四边形ABCD为菱形,所以AC⊥BD. 于是可设直线AC的方程为y AC的方程为 于是可设直线AC的方程为y=-x+n. +3y x2+3y2=4, nx+3 +3n 由 得4x2-6nx+3n2-4=0 y=-x+n,.
由椭圆定义得: |+|F |=2a (2)证明 由椭圆定义得:|F1C|+|F2C|=2a, cos∠F1CF2= cos∠F =
F1C + F2C − F1F2 2 F1C F2C
2 2 2
4a 2 − 4c 2 − 2 F1C F2C 2 F1C F2C
2b 2 = −1 . F1C F2C F1C + F2C 2 ) =a2 , ||F =a |F1C||F2C|≤ ( 2
实轴长2 实轴长2a, 虚轴长2 虚轴长2b c b2 e = = 1+ 2 a a (e > 1)
e=1
x=− p 2
2b 2 AB = a
AB = 2 p
b y=± x a
2.椭圆中的最值 2.椭圆中的最值
x2 y 2 F1,F2为椭圆 2 + 2 a b
=1(a>b>0)的左、右 =1(a >0)的左、 的左
2c 2 ,y ,y1 y2 = − 5
.
x y2 因此a =50,b =25,所以椭圆方程为 因此a2=50,b2=25,所以椭圆方程为 + = 1. 50 25
探究提高( 探究提高(1)求离心率,结合已知条件找到a,b,c的关系式; 求离心率,结合已知条件找到a,b,c的关系式 a,b,c的关系 为左、右焦点, (2)C为椭圆上的任意一点,F1,F2为左、右焦点,当C点是 为椭圆上的任意一点, 椭圆短轴的一个端点时, 取得最大值. 椭圆短轴的一个端点时,∠F1CF2取得最大值.
π
且与AB垂直的直线交椭圆于P AB垂直的直线交椭圆于 (3)过F1且与AB垂直的直线交椭圆于P、 求此时椭圆的方程. Q,若△PF2Q的面积是 20 3 ,求此时椭圆的方程.
2
思维启迪( 思维启迪(1)从OM∥AB入手,寻找a,b,c的关 OM∥AB入手,寻找a 入手 系式,进而求出离心率. 系式,进而求出离心率. (2)在焦点三角形F1CF2中,用余弦定理求出 在焦点三角形F 再结合基本不等式. cos∠ F1CF2,再结合基本不等式. )、Q ),则 (3)设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则
8k ,x ,x1 x2 = 2 4k + 3
2
4k 2 − 12 . 2 4k + 3
=(x1+2)(x2+2)+y1y2 =(x +2)(x +2)+y
27 k 2 +2(x )+4+k =x1x2+2(x1+x2)+4+k2Байду номын сангаасx1x2-x1-x2+1)= 4k 2 + 3 27 = 3
4+
∵k2>0,
整理得: 整理得:5y2- 2 2cy -2c2=0, ∴y1 +y2 =
2 2c 5
2 2 c 2 8c 2 48c 2 ) + = ∴ ( y 1 - y 2 ) 2= ( . 5 5 25
S ∆PF2 Q 1 4 3c 2 = • 2c • y1 − y2 = = 20 3 , c 2 = 25 2 5 2
2b 2 2c 2 cos∠F ∴cos∠F1CF2≥ 2 − 1 = 2 − 1 = 0 , a 2c
∴∠F ∴∠F1CF2≤
π
2 a 设直线PQ的方程为y PQ的方程为 (3)解 设直线PQ的方程为y=(x-c),即y=- 2 (x-c). ),即 b
.
1 1 y2 2 y) + 2 = 1 , 代入椭圆方程消去x 代入椭圆方程消去x得: 2 (c − a b 2
P(x1,y1),Q(x2,y2) y=k(x-1), 整理, +3) +4k 由 2 整理,得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0 2 x y + =1 . Δ=144k +144>0恒成立 恒成立. Δ=144k2+144>0恒成立.