课件36张PPT。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,解析 设P点在双曲线右支上,1所以PF1⊥PF2,4a3.已知椭圆C的长半轴长为a,其中一个焦点为F1,A,B为C上关于长轴对称的两点,则△ABF1的周长的最大值为________.解析 设椭圆C的另一个焦点为F2,线段AB与长轴的交点为H,连结AF2,
由题意可知AH≤AF2,
则AF1+AH≤AF1+AF2=2a,
所以当直线AB过焦点F2时,△ABF1的周长取最大值4a.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___________.8x-y+1=0或x+y+1=0解析 根据抛物线的定义,如图,PK=PF,则直线PA斜率的绝对值最大,即直线PA与抛物线相切.
设PA:y=k(x+1),代入y2=4x,得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,Δ=0,即k=±1,
所以直线AP的方程为x-y+1=0或x+y+1=0.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.∴直线l的方程为2x+y-10=0.
设A(x1,10-2x1),B(x2,10-2x2),将直线l的方程代入抛物线方程,得到2x2-x(20+p)+50=0,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1234562123456123456解析 双曲线的一条渐近线为y=bx,
由题意知b=-k,6解得k2=8,即b2=8,
∴c2=a2+b2=1+8=9,
∴c=3,即2c=6.123456123456解析 由题意知直线l的斜率存在且不为零,
设直线l的方程为x=my+2(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),12345615.已知直线y=kx+m与抛物线y2=4x相交于P,Q两点,线段PQ的中点坐标为(x0,2),则k=________.123456123456不妨设点M在第一象限,连结MF1,MF2,
由题意知MF1+MF2=2a,MF1-MF2=2m,
所以MF1=a+m,MF2=a-m,
又2MO=F1F2,
所以MF1⊥MF2,
所以(a+m)2+(a-m)2=4c2,
即a2+m2=2c2,123456 本课结束 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.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.
3.已知椭圆C的长半轴长为a,其中一个焦点为F1,A,B为C上关于长轴对称的两点,则△ABF1的周长的最大值为________.
答案 4a
解析 设椭圆C的另一个焦点为F2,线段AB与长轴的交点为H,连结AF2,由题意可知AH≤AF2,则AF1+AH≤AF1+AF2=2a,所以当直线AB过焦点F2时,△ABF1的周长取最大值4a.
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F1,F2是双曲线E:-=1的左、右焦点,点M在E上,MF1与x轴垂直,sin∠MF2F1=,则双曲线E的离心率为________.
答案
解析 因为MF1垂直于x轴,所以MF1=,MF2=2a+,因为sin∠MF2F1=,即==,化简得b=a,故双曲线E的离心率为e==.
8.抛物线C:y2=4x的焦点为F,动点P在抛物线C上,点A(-1,0),当取得最小值时,直线AP的方程为___________________.
答案 x-y+1=0或x+y+1=0
解析 根据抛物线的定义,如图,PK=PF,
则若要使最小,
即最小,则直线PA斜率的绝对值最大,即直线PA与抛物线相切.
设PA:y=k(x+1),代入y2=4x,得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,Δ=0,即k=±1,所以直线AP的方程为x-y+1=0或x+y+1=0.
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.已知双曲线C:-y2=1(a>0),直线l经过双曲线C的一个焦点且与x轴垂直,与双曲线C的渐近线交于A,B两点.若AB=,则a=________.
答案
解析 由题意得=,解得a=.
11.过点M(4,2)的直线l与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,且OA⊥OB,原点O到直线l的距离为2,则弦AB的长为________.
答案
解析 ∵OM=2,∴OM⊥AB,
则直线l的斜率为-2,
∴直线l的方程为2x+y-10=0.
设A(x1,10-2x1),B(x2,10-2x2),将直线l的方程代入抛物线方程,得到2x2-x(20+p)+50=0,
x1,2=,
则x1+x2=,x1x2=25,
由·=0得5x1x2-20(x1+x2)+100=0,
得到225-10·(20+p)=0,解得p=,
故弦AB的长为x1+x2+p=.
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.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,且焦距为4,则a=________.
答案 2
解析 双曲线C的渐近线方程为y=±x,
由题意得,-=-1,所以a2=b2,
又a2+b2=c2,2c=4,所以2a2=8,解得a=2.
2.设椭圆+=1(0答案 2
解析 ∵AB===,∴b=2,
∴==b2·tan?=2.
3.已知直线l:kx+y-k=0与双曲线C:x2-=1(b>0)的一条渐近线平行,且这两条平行线间的距离为,则双曲线C的焦距为________.
答案 6
解析 双曲线的一条渐近线为y=bx,
由题意知b=-k,
由平行线间的距离公式得=,
解得k2=8,即b2=8,
∴c2=a2+b2=1+8=9,
∴c=3,即2c=6.
4.已知抛物线T:y2=4x,直线l经过点C(2,0)与抛物线T交于A,B两点.若=2,则原点O到直线l的距离为________.
答案
解析 由题意知直线l的斜率存在且不为零,
设直线l的方程为x=my+2(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由=2,得y1=-2y2.(*)
由得y2-4my-8=0,
y1,2=,
所以将(*)式代入得m2=,
所以原点O到直线l的距离d==.
5.已知直线y=kx+m与抛物线y2=4x相交于P,Q两点,线段PQ的中点坐标为(x0,2),则k=________.
答案 1
解析 设P(x1,y1),Q(x2,y2),
所以===1,故k=1.
6.已知椭圆E:+=1(a>b>0)与双曲线T有公共焦点F1,F2,M是两曲线的一个公共点,且2MO=F1F2(其中O为坐标原点).若椭圆E的离心率为,则双曲线T的渐近线方程为________.
答案 y=±x
解析 设双曲线T的方程为-=1(m>0,n>0),F1(-c,0),F2(c,0).
不妨设点M在第一象限,连结MF1,MF2,
由题意知MF1+MF2=2a,MF1-MF2=2m,
所以MF1=a+m,MF2=a-m,
又2MO=F1F2,
所以MF1⊥MF2,
所以(a+m)2+(a-m)2=4c2,
即a2+m2=2c2,
所以+=2.
因为椭圆E的离心率为,所以=,
所以+=2,即=,
则=1+=,所以=±,
所以双曲线T的渐近线方程为y=±x.