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圆锥曲线中的二级结论
圆锥曲线有许多形式结构相当漂亮的结论,记住圆锥曲线中一些二级结论,能快速摆平一切圆锥曲线压轴小题。
类型一 巧用焦点三角形的面积、离心率,突破圆锥曲线压轴小题
1设P点是椭圆+=1(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点,记∠F1PF2=θ,则
(1)|PF1||PF2|=;(2)S△PF1F2=b2tan ;(3)e=.
2设P点是双曲线-=1(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1,F2为其焦点,记∠F1PF2=θ,则
(1)|PF1||PF2|=;(2)S△PF1F2=;(3)e=.
【例1】在椭圆+=1上,△PF1F2为焦点三角形,如图所示.
(1)若θ=60°,则△PF1F2的面积是________;
(2)若α=45°,β=75°,则椭圆离心率e=________.
【例2】已知双曲线:的左、右焦点分别为,,且,则的面积为______.
【跟踪训练】(2022·荆州模拟)已知 P是椭圆+y2=1上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,当∠F1PF2=时,则△PF1F2的面积为________.
类型2 妙用中心弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
设A,B为圆锥曲线关于原点对称的两点,点P是曲线上与A,B不重合的任意一点,则kAP·kBP=e2-1.
【例3】(2021·贵州·遵义师范学院附属实验学校高二期末(文))已知,分别为双曲线:(,)的左、右顶点,是上一点,且直线,的斜率之积为2,则的离心率为
A. B. C. D.
【例4】设椭圆+=1(a>b>0)的左,右顶点分别为A,B,点P在椭圆上异于A,B两点,若AP与BP的斜率之积为-,则椭圆的离心率为________.
【跟踪训练】已知椭圆的左 右顶点分别为,点P在椭圆上且异于两点,O为坐标原点,若直线与的斜率之积为,则椭圆C的离心率为 .
类型3 会用中点弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
设圆锥曲线以M(x0,y0)(y0≠0)为中点的弦AB所在的直线的斜率为k.
1.若圆锥曲线为椭圆+=1(a>b>0),则kAB=-,kAB·kOM=e2-1.
2.若圆锥曲线为双曲线-=1(a>0,b>0),则kAB=,kAB·kOM=e2-1.
3.若圆锥曲线为抛物线y2=2px(p>0),则kAB=.
【例5】 已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为M(-12,-15),则E的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
【例6】已知双曲线E的中心为原点,是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点且AB的中点为,则双曲线E的渐近线的方程为
A. B.
C. D.
【例7】已知一条过点的直线与抛物线交于A,B两点,P是弦AB的中点,则直线的斜率为_______________.
【跟踪训练】已知椭圆的中心为原点,是的焦点,过的直线与相交于两点,且中点为,则的离心率_____.
类型4 利用焦点弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
1.过椭圆+=1(a>b>0)的右焦点F且倾斜角为α(α≠90°)的直线交椭圆于A,B两点,且||=λ||,则椭圆的离心率等于.
2.过双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点F且倾斜角为α(α≠90°)的直线交双曲线右支于A,B两点,且||=λ||,则双曲线的离心率等于||.
3.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F倾斜角为θ的直线交抛物线于A,B两点,则两焦半径长为,,+=,|AB|=,S△AOB=.
【例8】已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为e=,经过右焦点且斜率为k(k>0)的直线交椭圆于A,B两点,已知=3,则k=( )
A.1 B. C. D.2
【例9】(2022·湖北·荆州中学模拟预测)过双曲线的右焦点,作直线交的两条渐近线于,两点,,均位于轴右侧,且满足,为坐标原点,若,则双曲线的离心率为
【例10】 设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则|AB|为
【例11】 设F为抛物线C:y2=16x的焦点,过F且倾斜角为的直线交C于A、B两点,O为坐标原点,则△AOB的面积为 。
【跟踪训练】如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
1.(2023·湖北·天门教育科学研究院高二期末)已知、是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,,则的面积是( )
A. B. C. D.
2.(2023·安徽亳州一中高二月考)已知双曲线,过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以线段AB为直径的圆恰好过双曲线的右焦点F,若的面积为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
3.(2023·安徽·六安一中高二期末)已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为,则椭圆在其上一点处的切线方程为,试运用该性质解决以下问题;椭圆,点B为在第一象限中的任意一点,过B作的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于两点,则面积的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
4.(2023·内蒙古·海拉尔二中高三期末)设椭圆的方程为,斜率为k的直线不经过原点O,而且与椭圆相交于A,B两点,M为线段AB的中点,下列结论正确的是( )
A.直线AB与OM垂直;
B.若直线方程为,则.
C.若直线方程为,则点M坐标为
D.若点M坐标为,则直线方程为;
5.(2023·安徽·淮北师大附中高二期中)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,过点的直线交于、两点, 若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知点在抛物线上,过点作两条斜率互为相反数的直线交抛物线于、两点,若直线的斜率为,则点坐标为( )
A. B. C. D.
7.已知直线l与抛物线交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线的斜率之积为,则直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
8.设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
9.设F为抛物线的焦点,过F且倾斜角为60°的直线交C于A,B两点,则( )
A. B.8 C.12 D.
10.已知抛物线的准线为l,记l与y轴交于点M,过点M作直线与C相切,切点为N,则以MN为直径的圆的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
11.过点作抛物线的切线,切线在轴上的截距为___.
12.(2023·广东·执信中学高三月考)已知椭圆的离心率为,直线l与椭圆C交于A,B两点且线段AB的中点为,则直线l的斜率为________.
13.已知抛物线,点Q在x轴上,直线与抛物线C交于M,N两点,若直线QM与直线QN的斜率互为相反数,则点Q的坐标是_____.
14.已知双曲线C的离心率为是C的两个焦点,P为C上一点,,若的面积为,则双曲线C的实轴长为
A.1 B.2 C.3 D.4
15.已知双曲线,点,在双曲线上任取两点、满足,则直线恒过定点__________;
思路引导
母题呈现
模拟训练
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圆锥曲线中的二级结论
圆锥曲线有许多形式结构相当漂亮的结论,记住圆锥曲线中一些二级结论,能快速摆平一切圆锥曲线压轴小题。
类型一 巧用焦点三角形的面积、离心率,突破圆锥曲线压轴小题
1设P点是椭圆+=1(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点,记∠F1PF2=θ,则
(1)|PF1||PF2|=;(2)S△PF1F2=b2tan ;(3)e=.
2设P点是双曲线-=1(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1,F2为其焦点,记∠F1PF2=θ,则
(1)|PF1||PF2|=;(2)S△PF1F2=;(3)e=.
【例1】在椭圆+=1上,△PF1F2为焦点三角形,如图所示.
(1)若θ=60°,则△PF1F2的面积是________;
(2)若α=45°,β=75°,则椭圆离心率e=________.
【答案】(1)3 (2)
【解析】(1)由结论1得S△PF1F2=b2tan ,即S△PF1F2=3.
由公式e===.
【例2】已知双曲线:的左、右焦点分别为,,且,则的面积为______.
【答案】
【解析】由,,,由结论2可知.
【跟踪训练】(2022·荆州模拟)已知 P是椭圆+y2=1上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,当∠F1PF2=时,则△PF1F2的面积为________.
【答案】
【解析】由结论可得:S=b2tan,可得S=1·tan=.
类型2 妙用中心弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
设A,B为圆锥曲线关于原点对称的两点,点P是曲线上与A,B不重合的任意一点,则kAP·kBP=e2-1.
【例3】(2021·贵州·遵义师范学院附属实验学校高二期末(文))已知,分别为双曲线:(,)的左、右顶点,是上一点,且直线,的斜率之积为2,则的离心率为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由结论可得,,故选B
【例4】设椭圆+=1(a>b>0)的左,右顶点分别为A,B,点P在椭圆上异于A,B两点,若AP与BP的斜率之积为-,则椭圆的离心率为________.
【答案】
【解析】kAP·kBP=-,e2-1=-,∴e2=,e=.
【跟踪训练】已知椭圆的左 右顶点分别为,点P在椭圆上且异于两点,O为坐标原点,若直线与的斜率之积为,则椭圆C的离心率为 .
【详解】kAP·kBP=
,,所以椭圆的离心率;
类型3 会用中点弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
设圆锥曲线以M(x0,y0)(y0≠0)为中点的弦AB所在的直线的斜率为k.
1.若圆锥曲线为椭圆+=1(a>b>0),则kAB=-,kAB·kOM=e2-1.
2.若圆锥曲线为双曲线-=1(a>0,b>0),则kAB=,kAB·kOM=e2-1.
3.若圆锥曲线为抛物线y2=2px(p>0),则kAB=.
【例5】 已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为M(-12,-15),则E的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
【答案】B
【解析】由题意可知kAB==1,kMO==,由双曲线中点弦中的斜率规律得kMO·kAB=,即=,又9=a2+b2,联立解得a2=4,b2=5,故双曲线的方程为-=1.
【例6】已知双曲线E的中心为原点,是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点且AB的中点为,则双曲线E的渐近线的方程为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】,,由结论2
,,可得双曲线的渐近线方程为,故选:.
【例7】已知一条过点的直线与抛物线交于A,B两点,P是弦AB的中点,则直线的斜率为_______________.
【答案】1
【详解】由结论3可知
【跟踪训练】已知椭圆的中心为原点,是的焦点,过的直线与相交于两点,且中点为,则的离心率_____.
【答案】
【解析】且,
,即
类型4 利用焦点弦的性质,突破圆锥曲线压轴小题
1.过椭圆+=1(a>b>0)的右焦点F且倾斜角为α(α≠90°)的直线交椭圆于A,B两点,且||=λ||,则椭圆的离心率等于.
2.过双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点F且倾斜角为α(α≠90°)的直线交双曲线右支于A,B两点,且||=λ||,则双曲线的离心率等于||.
3.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F倾斜角为θ的直线交抛物线于A,B两点,则两焦半径长为,,+=,|AB|=,S△AOB=.
【例8】已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为e=,经过右焦点且斜率为k(k>0)的直线交椭圆于A,B两点,已知=3,则k=( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】∵λ=3,由结论1,e=,由规律得cos α=,cos α=,k=tan α=.
【例9(2022·湖北·荆州中学模拟预测)过双曲线的右焦点,作直线交的两条渐近线于,两点,,均位于轴右侧,且满足,为坐标原点,若,则双曲线的离心率为
【答案】
【解析】由,,又,倾斜角,由结论2:;
【例10】 设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则|AB|为
【答案】12
【解析】易知2p=3,由结论3知|AB|=,所以|AB|==12.
【例11】 设F为抛物线C:y2=16x的焦点,过F且倾斜角为的直线交C于A、B两点,O为坐标原点,则△AOB的面积为 。
【答案】64
【解析】由y2=16x,,由结论3,.
【跟踪训练】如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若F是AC的中点,且|AF|=4,则线段AB的长为( )
A.5 B.6 C. D.
【答案】C
【解析】因为+=,|AF|=4,所以|BF|=,所以|AB|=|AF|+|BF|=4+=.
1.(2023·湖北·天门教育科学研究院高二期末)已知、是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义结合余弦定理可求得的值,再利用三角形的面积公式可求得结果.
【详解】由椭圆的方程可得,,,则,
因为,则,
即,即,解得,
因此,.
故选:D.
2.(2023·安徽亳州一中高二月考)已知双曲线,过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以线段AB为直径的圆恰好过双曲线的右焦点F,若的面积为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】设双曲线的左焦点为,连接,,由题意可得,设,,根据对称性可得,,根据双曲线的定义可得,,,整理可得关于,的齐次方程,再由离心率公式即可求解.
【详解】解:设双曲线的左焦点为,连接,,
因为以为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点,
所以,圆心为,半径为,
根据双曲线的对称性可得四边形是矩形,设,,
则,由可得,
所以,所以,所以.
故选:B.
3.(2023·安徽·六安一中高二期末)已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为,则椭圆在其上一点处的切线方程为,试运用该性质解决以下问题;椭圆,点B为在第一象限中的任意一点,过B作的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于两点,则面积的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【解析】设,根据题意,求得过点B的切线l的方程,即可求得C、D坐标,代入面积公式,即可求得面积S的表达式,利用基本不等式,即可求得答案.
【详解】设,由题意得,过点B的切线l的方程为:,
令,可得,令,可得,
所以面积,
又点B在椭圆上,所以,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以面积的最小值为.
故选:C
4.(2023·内蒙古·海拉尔二中高三期末)设椭圆的方程为,斜率为k的直线不经过原点O,而且与椭圆相交于A,B两点,M为线段AB的中点,下列结论正确的是( )
A.直线AB与OM垂直;
B.若直线方程为,则.
C.若直线方程为,则点M坐标为
D.若点M坐标为,则直线方程为;
【答案】D
【分析】利用椭圆中中点弦问题的处理方法,结合弦长的求解方法,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.
【详解】不妨设坐标为,则,两式作差可得:
,设,则.
对A:,故直线不垂直,则A错误;
对B:若直线方程为,联立椭圆方程,
可得:,解得,故,
则,故错误;
对:若直线方程为y=x+1,故可得,即,又,
解得,即,故错误;
对:若点M坐标为,则,则,
又过点,则直线的方程为,即,故正确.
故选:.
【点睛】本题考查椭圆中弦长的求解,以及中点弦问题的处理方法;解决问题的关键是利用点差法,属中档题.
5.(2023·安徽·淮北师大附中高二期中)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,过点的直线交于、两点, 若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法可求得,再由可得出、的值,即可得出椭圆的标准方程.
【详解】解:设、,若轴,则、关于轴对称,不合乎题意,
将、的坐标代入椭圆方程得,两式相减得,
可得,
因为线段的中点坐标为,所以,,,
因为抛物线的焦点为,所以,
又直线过点,因此,所以,,
整理得,又,解得,,
因此,椭圆的方程为,
故选:D.
6.已知点在抛物线上,过点作两条斜率互为相反数的直线交抛物线于、两点,若直线的斜率为,则点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设点、、,求得直线的斜率为,可得,再由直线和的斜率互为相反数可求得的值,进而可求得的值,由此可求得点的坐标.
【详解】设点、、,则直线的斜率为,可得,
同理可得直线的斜率为,直线的斜率为,
,所以,,则,,
因此,点的坐标为.
故选:A.
7.已知直线l与抛物线交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线的斜率之积为,则直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设出直线方程,联立抛物线方程,得到,进而得到的值,将直线的斜率之积为,用A,B点坐标表示出来,结合的值即可求得答案.
【详解】设直线方程为 ,
联立 ,整理得: ,
需满足 ,即 ,
则 ,
由 ,得: ,
所以 ,即 ,
故 ,
所以直线l为:,当时,,
即直线l恒过定点,
故选:A.
8.设F为抛物线的焦点,点A在C上,点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【分析】根据抛物线上的点到焦点和准线的距离相等,从而求得点的横坐标,进而求得点坐标,即可得到答案.
【详解】由题意得,,则,
即点到准线的距离为2,所以点的横坐标为,
不妨设点在轴上方,代入得,,
所以.
故选:B
9.设F为抛物线的焦点,过F且倾斜角为60°的直线交C于A,B两点,则( )
A. B.8 C.12 D.
【答案】B
【分析】由题意得出焦点坐标,直线方程,由直线方程与抛物线方程联立,由抛物线过焦点的弦长公式可得出答案.
【详解】依题意可知抛物线焦点为,直线AB的方程为,
代入抛物线方程得,可得,
根据抛物线的定义可知直线AB的长为.
故选:B.
10.已知抛物线的准线为l,记l与y轴交于点M,过点M作直线与C相切,切点为N,则以MN为直径的圆的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】C
【解析】设切线,联立,根据得到,计算或,再计算圆方程得到答案.
【详解】,设切线,联立,故,,解得,故,则或
故以MN为直径的圆的方程为或
故选:C.
11.过点作抛物线的切线,切线在轴上的截距为___.
【答案】1
【分析】设出切线方程,与抛物线联立,利用求得,即可得出所求.
【详解】设切线斜率为,则切线方程,
联立方程可得,
则,解得,
即切线方程为,
取,得.
∴切线在轴上的截距为1.
故答案为:1.
12.(2023·广东·执信中学高三月考)已知椭圆的离心率为,直线l与椭圆C交于A,B两点且线段AB的中点为,则直线l的斜率为________.
【答案】
【分析】由椭圆离心率和关系可得关系,再由点差法和中点坐标公式、两点的斜率公式可得所求值.
【详解】解:由题意可得,整理可得,
设,则,
两式相减可得,
的中点为,,
则直线斜率.
故答案为:.
13.已知抛物线,点Q在x轴上,直线与抛物线C交于M,N两点,若直线QM与直线QN的斜率互为相反数,则点Q的坐标是_____.
【答案】
【分析】将直线方程代入抛物线C中,得到关于的一元二次方程,设出M,N两点坐标,利用韦达定理写出,的关系,利用斜率坐标公式结合已知条件,得到,即可求解Q的坐标.
【详解】易知,由
得,代入抛物线方程得,
设,,则①,
②.设,则,,
依题意有,
所以,即,
整理并把①②代入可得,故Q点的坐标为.
故答案为:.
14.已知双曲线C的离心率为是C的两个焦点,P为C上一点,,若的面积为,则双曲线C的实轴长为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】2
【分析】根据双曲线的定义,在中,运用余弦定理,并结合和的面积建立方程,解出方程即可
【详解】根据双曲线的定义,可得:
又:
解得:,
双曲线C的离心率为,则有:
在中,由余弦定理,可得:
则有:
的面积为,可得:
解得:
故双曲线C的实轴长为:2
15.已知双曲线,点,在双曲线上任取两点、满足,则直线恒过定点__________;
【答案】
【分析】设的方程为,联立双曲线利用代数式恒成立即可求解直线恒过定点时中的值,进而求得定点.
【详解】设的方程为,则由.
设,则是该方程的两根,
∴,.
又,,故
∴,
又,,
∴,
代入,得:
整理得:,
∴,
∴或.
当时,过与题意不符,故舍去。
当时,过定点.
故答案为:
思路引导
母题呈现
模拟训练
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