课件40张PPT。第17练
圆锥曲线的定义、方程与性质第三篇 [小题提速练]明晰考情 圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程,难度中等偏难.题组对点练栏目索引易错易混练押题冲刺练题组对点练题组一 圆锥曲线的定义与标准方程要点重组 (1)定义:
①椭圆:PF1+PF2=2a(2a>F1F2);
②双曲线:|PF1-PF2|=2a(2a③抛物线:PF=PM,点F不在直线l上,PM⊥l于点M.
(2)求解圆锥曲线的标准方程的方法是“先定型,后计算”.所谓“定型”,就是指确定类型,所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值,最后代入写出椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.1.(2019·全国Ⅰ改编)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,
B两点.若AF2=2F2B,AB=BF1,则C的方程为___________.连结F1A,令F2B=m,则AF2=2m,BF1=3m.故|F2A|=a=|F1A|,则点A为椭圆C的上顶点或下顶点.得a2=3.又c2=1,2.(2018·天津改编)已知双曲线 =1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1
和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为_____________.解析 如图,不妨设A在B的上方,其中的一条渐近线为bx-ay=0,解析 设P点在双曲线右支上,1所以PF1⊥PF2,4.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线及其准线l依次相交于G,M,N三点(其中M在G,N之间且G在第一象限),若GF=4,MN=2MF,则p=________.2解析 如图,分别过点G,M作GH⊥l于H,MD⊥l于D,又GH=GF=4,∴NG=8,∴NF=4,
∴EF=2,即p=2.题组二 圆锥曲线的几何性质5.(2019·江苏)在平面直角坐标系xOy中,若双曲线x2- =1(b>0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是___________.8解析 如图,设AF2=m,解得m=2a,2所以OA∥BF2,所以F1B⊥OA,所以OF1=OB,
所以∠BF1O=∠F1BO,所以∠BOF2=2∠BF1O.
因为直线OA,OB为双曲线C的两条渐近线,因为tan∠BOF2=tan(2∠BF1O),所以c2-a2=3a2,题组三 直线与圆锥曲线要点重组 将直线方程代入圆锥曲线方程得到一元二次方程,利用方程根的判别式和求根公式解决有关相交问题、弦长问题、中点问题等,有时也可采用设而不求的方法即点差法.1∶2当∠PFO=45°时,kPF=tan 135°=-1,当∠PFO由60°变化到45°时,双曲线的张口由小变大,离心率由小变大,易错易混练(1,2)解析 设P(x,y),由题设条件,得动点P的轨迹方程为(x-1)(x+1)+(y-2)(y-2)=0,
即x2+(y-2)2=1,它是以(0,2)为圆心,1为半径的圆.易错提醒 范围问题要注意圆锥曲线上点的坐标的范围和几何意义,不要忽略离心率本身的限制条件.押题冲刺练1234561.若抛物线y2=2px(p>0)上到其焦点F的距离为2的点有且仅有一个,则p的值为________.4所以抛物线y2=2px(p>0)上到其焦点F的距离为2的点有且仅有一个,
则此点只能为原点,1234562.已知F是双曲线C:x2-my2=4m(m>0)的一个焦点,则点F到双曲线C的一条渐近线的距离为________.21234563.已知椭圆 +y2=1的上、下顶点分别为A,B,F2为其右焦点,M为椭圆在第一象限内一点,若M,F2,B三点共线,则tan∠AMB=________.解析 由题意得A(0,1),B(0,-1),F2(1,0),
直线BM:y=x-1,
代入椭圆方程得3x2-4x=0,3又∠ABM=45°,1234564.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点,且FA·FB=6,则AB=________.6解析 设抛物线的准线为l,FA=m,FB=n,
分别过点A,B作AA1⊥l于点A1,BB1⊥l于点B1,所以m+n=6,即AB=6.1234562123456①
②123456123456解析 由题意知a=1,故双曲线的渐近线方程为y=±bx,设第一象限的交点为N(x0,y0), 本课结束 第三篇 第17练 圆锥曲线的定义、方程与性质[小题提速练]
[明晰考情] 圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程,难度中等偏难.
题组一 圆锥曲线的定义与标准方程
要点重组 (1)定义:
①椭圆:PF1+PF2=2a(2a>F1F2);
②双曲线:|PF1-PF2|=2a(2a③抛物线:PF=PM,点F不在直线l上,PM⊥l于点M.
(2)求解圆锥曲线的标准方程的方法是“先定型,后计算”.所谓“定型”,就是指确定类型,所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值,最后代入写出椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.
1.(2019·全国Ⅰ改编)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若AF2=2F2B,AB=BF1,则C的方程为________.
答案 +=1
解析 由题意设椭圆的方程为+=1(a>b>0),连结F1A,令F2B=m,则AF2=2m,BF1=3m.由椭圆的定义知,4m=2a,得m=,故|F2A|=a=|F1A|,则点A为椭圆C的上顶点或下顶点.令∠OAF2=θ(O为坐标原点),则sin θ==.在等腰三角形ABF1中,cos 2θ==,因为cos 2θ=1-2sin2θ,所以=1-22,得a2=3.又c2=1,所以b2=a2-c2=2,椭圆C的方程为+=1.
2.(2018·天津改编)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为________.
答案 -=1
解析 如图,不妨设A在B的上方,
则A,B.
其中的一条渐近线为bx-ay=0,
则d1+d2===2b=6,∴b=3.
又由e==2,知a2+b2=4a2,∴a=.
∴双曲线的方程为-=1.
3.已知双曲线-y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线上,且满足PF1+PF2=2,则△PF1F2的面积为________.
答案 1
解析 设P点在双曲线右支上,
则有PF1-PF2=2a=2,又PF1+PF2=2,
所以PF1=+,PF2=-,
又F1F2=2c=4,PF+PF=F1F,
所以PF1⊥PF2,
所以=PF1·PF2=×(+)×(-)=1.
4.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线及其准线l依次相交于G,M,N三点(其中M在G,N之间且G在第一象限),若GF=4,MN=2MF,则p=________.
答案 2
解析 如图,分别过点G,M作GH⊥l于H,MD⊥l于D,
由MN=2MF,
MF=MD,
知=.
设准线l与x轴的交点为E,则
===,
又GH=GF=4,∴NG=8,∴NF=4,∴EF=2,即p=2.
题组二 圆锥曲线的几何性质
要点重组 (1)椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系
在椭圆中:a2=b2+c2,离心率为e==;
在双曲线中:c2=a2+b2,离心率为e==.
(2)双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x.注意离心率e与渐近线的斜率的关系.
5.(2019·江苏)在平面直角坐标系xOy中,若双曲线x2-=1(b>0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是________.
答案 y=±x
解析 因为双曲线x2-=1(b>0)经过点(3,4),所以9-=1,得b=,所以该双曲线的渐近线方程是y=±bx=±x.
6.(2019·全国Ⅱ改编)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p=________.
答案 8
解析 由题意知,抛物线的焦点坐标为,椭圆的焦点坐标为(±,0),所以=,解得p=8.
7.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点A为双曲线右支上一点,线段AF1交左支于点B,若AF2⊥BF2,且BF1=AF2,则该双曲线的离心率为________.
答案
解析 如图,设AF2=m,
则BF1=m,AB=2a+m,
BF2=2a+m.
在Rt△AF2B中,
AB2=BF+AF,
即2=2+m2,
解得m=2a,
则AF2=2a,AF1=4a,AB=a,
所以cos A===,
在△AF1F2中,
F1F=AF+AF-2AF1·AF2cos A,
即(2c)2=(4a)2+(2a)2-2×4a×2a×,
整理得=,所以e=.
8.(2019·全国Ⅰ)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若=,·=0,则C的离心率为________.
答案 2
解析 如图,因为·=0,所以F1B⊥F2B.因为=,所以点A为F1B的中点,又点O为F1F2的中点,所以OA∥BF2,所以F1B⊥OA,所以OF1=OB,所以∠BF1O=∠F1BO,所以∠BOF2=2∠BF1O.因为直线OA,OB为双曲线C的两条渐近线,
所以tan∠BOF2=,tan∠BF1O=.
因为tan∠BOF2=tan(2∠BF1O),
所以=,所以b2=3a2,
所以c2-a2=3a2,
即2a=c,所以双曲线的离心率e==2.
题组三 直线与圆锥曲线
要点重组 将直线方程代入圆锥曲线方程得到一元二次方程,利用方程根的判别式和求根公式解决有关相交问题、弦长问题、中点问题等,有时也可采用设而不求的方法即点差法.
9.已知椭圆C:+=1(a>b>0)和直线l:+=1,若过C的左焦点F和下顶点的直线与l平行,则椭圆C的离心率为________.
答案
解析 因为直线l的斜率为-,所以=,又b2+c2=a2,所以e==.
10.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F和抛物线上一点M(2,2)的直线l交抛物线于另一点N,则NF∶FM=________.
答案 1∶2
解析 由题意知抛物线的焦点坐标为F(1,0),则直线l的斜率为k==2,
故直线l的方程为y=2(x-1),
则由解得或
即N,则NF∶FM==.
11.设双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,过点F的直线与双曲线在第一象限的渐近线垂直,且交y轴于点P,当∠PFO(O为坐标原点)由60°变化到45°时,该双曲线的离心率的取值范围为________.
答案
解析 渐近线方程为y=x,
当∠PFO=60°时,kPF=tan 120°=-,
所以×(-)=-1,即=,
此时离心率e====.
当∠PFO=45°时,kPF=tan 135°=-1,
所以×(-1)=-1,即=1,
此时离心率e====.
当∠PFO由60°变化到45°时,双曲线的张口由小变大,离心率由小变大,所以当∠PFO由60°变化到45°时,≤e≤.
12.已知O为坐标原点,F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左焦点,过点F且与双曲线C的一条渐近线平行的直线l分别与另一条渐近线及双曲线的左支交于点A,B,若=+,则双曲线C的离心率为________.
答案
解析 由=+得3=2+,
所以2-2=-,即2=.
设F(-c,0),与l平行的渐近线方程为y=x,
则直线l的方程为y=(x+c),
由得即A.
设B(x0,y0),由2=得
2=(-c-x0,-y0),
解得x0=-,y0=,即B,
将点B的坐标代入双曲线方程得-=1,
化简得c=a,所以e==.
1.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=2x,则C的离心率为________.
答案
解析 因为双曲线-=1(a>0,b>0)的焦点落在y轴上,所以其渐近线方程为y=±x,即=2,所以e== =.
易错提醒 有些同学忽视了焦点的位置,把双曲线的渐近线方程认为y=±x,所以=2,e==.
2.已知A(1,2),B(-1,2),动点P满足⊥.若双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线与动点P的轨迹没有公共点,则双曲线离心率的取值范围是________.
答案 (1,2)
解析 设P(x,y),由题设条件,得动点P的轨迹方程为(x-1)(x+1)+(y-2)(y-2)=0,
即x2+(y-2)2=1,它是以(0,2)为圆心,1为半径的圆.
又双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,即bx±ay=0,
由题意,可得>1,即>1,
所以e=<2,又e>1,故1易错提醒 范围问题要注意圆锥曲线上点的坐标的范围和几何意义,不要忽略离心率本身的限制条件.
1.若抛物线y2=2px(p>0)上到其焦点F的距离为2的点有且仅有一个,则p的值为________.
答案 4
解析 由抛物线的对称性可知,抛物线上除原点外的点到准线x=-的距离都大于,且成对出现.所以抛物线y2=2px(p>0)上到其焦点F的距离为2的点有且仅有一个,则此点只能为原点,所以=2,p=4.
2.已知F是双曲线C:x2-my2=4m(m>0)的一个焦点,则点F到双曲线C的一条渐近线的距离为________.
答案 2
解析 双曲线x2-my2=4m(m>0)的标准方程为-=1,其中a=,b=2,其焦点在x轴上,则有c=,双曲线的焦点为(±,0),其渐近线方程为y=± x,即y±x=0,则双曲线的右焦点到渐近线y+x=0的距离为d==2.
3.已知椭圆+y2=1的上、下顶点分别为A,B,F2为其右焦点,M为椭圆在第一象限内一点,若M,F2,B三点共线,则tan∠AMB=________.
答案 3
解析 由题意得A(0,1),B(0,-1),F2(1,0),
直线BM:y=x-1,
代入椭圆方程得3x2-4x=0,
所以xM=,yM=,故kAM=-,故tan∠BAM=2,
又∠ABM=45°,
所以tan∠AMB=-tan(∠BAM+45°)=-=3.
4.已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点,且FA·FB=6,则AB=________.
答案 6
解析 设抛物线的准线为l,FA=m,FB=n,分别过点A,B作AA1⊥l于点A1,BB1⊥l于点B1,由=得2(m+n)=2mn=12,所以m+n=6,即AB=6.
5.已知椭圆+=1(a>)的左、右焦点分别为F1,F2,过左焦点F1作斜率为-2的直线与椭圆交于A,B两点,P是AB的中点,O为坐标原点,若直线OP的斜率为,则a的值是________.
答案 2
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
则
①-②得=-·=-·,
即-2=·4,解得a=2.
6.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的实轴长为2,若双曲线C的两条渐近线与圆Ω:x2+y2=2交于M,N,P,Q四个点,且矩形MNPQ的面积为b,则双曲线C的离心率为________.
答案 2
解析 由题意知a=1,故双曲线的渐近线方程为y=±bx,设第一象限的交点为N(x0,y0),
则解得x=,
又矩形MNPQ的面积为2x0·2y0=4x0y0==b,解得b=,故c==2,
所以双曲线C的离心率为2.