高三数学第一轮复习教案圆锥曲线(小结)
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圆锥曲线复习【复习指导】1、掌握椭圆、双曲线和抛物线的定义、标准方程及几何性质;2、圆锥曲线的应用。
【重点难点】重点:椭圆、双曲线和抛物线的定义、标准方程及几何性质难点:圆锥曲线的应用【教学过程】一、知识梳理1、焦点在x轴上的椭圆、双曲线、抛物线的定义、图像和性质:同样,类比得到焦点在y轴的椭圆、双曲线、抛物线的图像和性质。
xyF 1F 2O1M小试牛刀:(1)已知椭圆1162522=+y x 上一点P 到椭圆的一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离( )A 2B 3C 5D 7(2)已知双曲线19-2522=y x 上一点P 到椭圆的一个焦点的距离为12,则点P 到另一个焦点的距离( )A 2B 22C 2或22D 4或22(3)如果方程222=+ky x 表示焦点在y 轴上的椭圆,那么实数k 的取值范围是 ( )A.(0,+∞)B.(0,2)C.(1,+∞)D.(0,1)(4)方程12--422=+t y t x 所表示的曲线为C ,有下列命题: ①若曲线C 为椭圆,则4t 2<<;②若曲线C 为双曲线,则2t 4t <>或; ③曲线C 不可能为圆;④若曲线C 为焦点在y 轴的双曲线,则4t >。
以上命题正确的是 。
(5)抛物线的焦点是双曲线369-422=y x 的左顶点,则抛物线的标准方程为 。
二、典例示范类型一 圆锥曲线的定义及其应用例一 求与圆1)3(22=+-y x 及9)3(22=++y x 都外切的动圆圆心M 的轨迹方程.变式训练: 点B(-4,0),C(4,0)且△ABC 的周长是18,则△ABC 的顶点A 的轨迹方程。
类型二 圆锥曲线的标准方程与几何性质例二 (1)求焦点为(0,6)且与双曲线1-222 y x 有相同渐近线的双曲线方程;思考:若将焦点为(0,6)该为焦距为12,求标准方程。
(2)已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点P (m,-3)到焦点的距离等于5,求m的值,并写出抛物线方程、准线方程及焦点坐标。
数学高考复习名师精品教案第70课时:第八章 圆锥曲线方程——圆锥曲线小结课题:圆锥曲线小结 一.课前预习:1.设抛物线22y x =,线段AB 的两个端点在抛物线上,且||3AB =,那么线段AB 的中点M 到y 轴的最短距离是(B )()A 32 ()B 1 ()C 12()D 2 2.椭圆22221x y a b +=(0)a b >>与x 轴正半轴、y 轴正半轴分别交于,A B 两点,在劣弧AB 上取一点C ,则四边形OACB 的最大面积为(B )()A 12ab ()B 2()C 2()D ab 3.ABC ∆中,A 为动点,1(,0)2B -,1(,0)2C ,且满足1sin sin sin 2C B A -=,则动点A 的轨迹方程是(D )()A 2216161(0)3x y y -=≠()B 2216161(0)3y x x -=≠ ()C 22161161(34x y x -=<-()D 22161161(34x y x -=>4.已知直线1y x =+与椭圆221mx ny +=(0)m n >>相交于,A B 两点,若弦AB 中点的横坐标为13-,则双曲线22221x y m n-=的两条渐近线夹角的正切值是43.5.已知,,A B C 为抛物线21y x =-上三点,且(1,0)A -,AB BC ⊥,当B 点在抛物线上移动时,点C 的横坐标的取值范围是(,3][1,)-∞-+∞ . 二.例题分析:例1.已知双曲线C :22221x y a b-=(0,0)a b >>,B 是右顶点,F 是右焦点,点A 在x轴正半轴上,且满足||,||,||OA OB OF 成等比数列,过点F 作双曲线在第一、三象限内的渐近线的垂线l ,垂足为P ,(1)求证:PA OP PA FB ⋅=⋅;(2)若l 与双曲线C 的左、右两支分别交于点,D E ,求双曲线C 的离心率e 的取值范围.(1)证明:设l :()ay x c b=--,由方程组()a y x c bb y x a ⎧=--⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2(,)a ab Pc c ,∵||,||,||OA OB OF 成等比数列,∴2(,0)a A c ,∴(0,ab PA c =- ,2(,)a ab OP c c = ,2(,)b abFP c c=- ,∴222a b PA OP c ⋅=- ,222a b PA FP c⋅=- ,∴PA OP PA FB ⋅=⋅ .(2)设1122(,),(,)D x y E x y ,由2222()1a y x cb x y a b ⎧=--⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩得444222222222(()0a a c a c b x x a b b b b -+-+=, ∵120x x ⋅<,∴42222422()0a b a b c a b b-+<-,∴22b a >,即222c a >,∴e >所以,离心率的取值范围为)+∞.例2.如图,过抛物线24x y =的对称轴上任一点(0,)P m (0)m >作直线与抛物线交于,A B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点,(1)设点P 分有向线段AB 所成的比为λ,证明:()QP QA QB λ⊥-;(1) 设直线AB 的方程是2120x y -+=,过,A B 两点的圆C 与抛物线在点A 处有共同的切线,求圆C 的方程. (2)解:(1)设直线AB 的方程为y kx m =+,代入抛物线方程24x y =得2440x kx m --= 设1122(,),(,)A x y B x y ,则124x x m =-,∵点P 分有向线段AB 所成的比为λ,得1201x x λ+=+,∴12xx λ=-,又∵点Q 是点P 关于原点的对称点,∴(0,)Q m ,∴(0,2)QP m =,∴1212(,(1))QA QB x x y y m λλλλ-=--+-∴12()2[(1)]QP QA QB m y y m λλλ⋅-=-+-221121222[(1]44x x x x m m x x =+⋅++121212224442()2()44x x m m m m x x m x x x x +-+=+⋅=+⋅=∴()QP QA QB λ⊥-.(2)由221204x y x y-+=⎧⎨=⎩得点(6,9),(4,4)A B -,由24x y =得214y x =,∴12y x '=,∴抛物线在点A 处切线的斜率为6|3x y ='=, 设圆C 的方程是222()()x a y b r -+-=,则22229163(6)(9)(4)(4)b a a b a b -⎧=-⎪-⎨⎪-+-=++-⎩, 解得2323125,,222a b r =-==,∴圆C 的方程是22323125()(222x y ++-=,即22323720x y x y ++-+=. 三.课后作业:1.直线143x y +=与抛物线221169x y +=相交于,A B 两点,该椭圆上的点P 使ABP ∆的面积等于6,这样的点P 共有( )()A 1个 ()B 2个 ()C 3个()D 4个2.设动点P 在直线1x =上,O 为坐标原点,以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰Rt OPQ ∆,则动点Q 的轨迹是( )()A 圆()B 两条平行线 ()C 抛物线()D 双曲线3.设P 是直线4y x =+上一点,过点P 的椭圆的焦点为1(2,0)F ,2(2,0)F -,则当椭圆长轴最短时,椭圆的方程为 .4.椭圆221123x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,那么1||PF 是2||PF 的 倍.5.已知双曲线22221x y a b-=(0,0)a b >>的左、右焦点分别为12,F F ,点P 在双曲线的右支上,且12||4||PF PF =,则此双曲线的离心率e 的最大值为 . 6.直线l :1y kx =+与双曲线C :2221x y -=的右支交于不同的两点,A B , (1)求实数k 的取值范围;(2)是否存在实数k ,使得线段AB 为直径的圆经过双曲线C 的右焦点F ?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由.7.如图,P 是抛物线C :212y x 上一点,直线l 过点P 并与抛物线C 在点P 的切线垂直,l 与抛物线C 相交于另一点Q , (1)当点P 的横坐标为2时,求直线l 的方程;(2)当点P 在抛物线C 上移动时,求线段PQ 中点M 的轨迹方程,并求点M 到x 轴的最短距离.。
第二课时 圆锥曲线的综合应用考点一 最值范围问题|(2015·高考浙江卷)已知椭圆x 22+y 2=1上两个不同的点A ,B 关于直线y =mx +12对称.(1)求实数m 的取值范围;(2)求△AOB 面积的最大值(O 为坐标原点).[解] (1)由题意知m ≠0,可设直线AB 的方程为y =-1mx +b .由⎩⎨⎧x 22+y 2=1,y =-1m x +b ,消去y ,得⎝⎛⎭⎫12+1m 2x 2-2bmx +b 2-1=0. 因为直线y =-1m x +b 与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点,所以Δ=-2b 2+2+4m 2>0,①设M 为AB 的中点,则M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2mb m 2+2,m 2b m 2+2,代入直线方程y =mx +12解得b =-m 2+22m 2.②由①②得m <-63或m >63. (2)令t =1m ∈⎝⎛⎭⎫-62,0∪⎝⎛⎭⎫0,62,则|AB |=t 2+1·-2t 4+2t 2+32t 2+12,且O 到直线AB 的距离d =t 2+12t 2+1.设△AOB 的面积为S (t ),所以 S (t )=12|AB |·d =12-2⎝⎛⎭⎫t 2-122+2≤22, 当且仅当t 2=12时,等号成立.故△AOB 面积的最大值为22.(1)最值问题的求解方法:①建立函数模型,利用二次函数、三角函数的有界性求最值或利用导数法求最值. ②建立不等式模型,利用基本不等式求最值. ③数形结合,利用相切、相交的几何性质求最值. (2)求参数范围的常用方法:①函数法:用其他变量表示该参数,建立函数关系,利用求函数值域的方法求解. ②不等式法:根据题意建立含参数的不等式,通过解不等式求参数范围. ③判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用判别式Δ求参数的范围. ④数形结合法:研究该参数所表示的几何意义,利用数形结合思想求解.1.(2016·宁波模拟)如图,抛物线C 的顶点为O (0,0),焦点在y 轴上,抛物线上的点(x 0,1)到焦点的距离为2.(1)求抛物线C 的标准方程;(2)过直线l :y =x -2上的动点P (除(2,0))作抛物线C 的两条切线,切抛物线于A ,B 两点.①求证:直线AB 过定点Q ,并求出点Q 的坐标;②若直线OA ,OB 分别交直线l 于M ,N 两点,求△QMN 的面积S 的取值范围. 解:(1)由已知条件得1-⎝⎛⎭⎫-p 2=1+p2=2, ∴p =2,∴抛物线的标准方程为x 2=4y . (2)①证明:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),y ′=x2,A 处切线方程为y -y 1=x 12(x -x 1),又∵4y 1=x 21,∴y =x 12x -x 214,a同理B 处切线方程为y =x 22x -x 224,bab 联立可得⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1+x22,y =x 1x 24,即P ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,x 1x 24.直线AB 的斜率显然存在,设直线AB :y =kx +m ,⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +m ,x 2=4y ,可得x 2-4kx -4m =0, ⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4m ,即P (2k ,-m ), ∵P 在直线l :y =x -2上, ∴m =-2k +2,即AB 直线为y =k (x -2)+2, ∴直线AB 过定点Q (2,2). ②∵O 不会与A ,B 重合.定点Q (2,2)到直线l :y =x -2的距离h = 2. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 1x 1x ,y =x -2,⇒x M =2x 1x 1-y 1=84-x 1,同理得x N =2x 2x 2-y 2=84-x 2.∴|MN |=2|x M -x N |=82⎪⎪⎪⎪⎪⎪14-x 1-14-x 2=82⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-x 2(4-x 1)(4-x 2)=82⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-x 216-4(x 1+x 2)+x 1x 2=82⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪16k 2+16m -4m -16k +16. ∵m =-2k +2,∴|MN |=42·(k -1)2+1|k -1|=4 21+1(k -1)2.∴S △QMN =12|MN |·h =41+1(k -1)2∈(4,+∞). 考点二 定点最值问题|已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F (1,0),O 为坐标原点,A ,B 是抛物线C上异于O 的两点.(1)求抛物线C 的方程;(2)若直线OA ,OB 的斜率之积为-12,求证:直线AB 过x 轴上一定点.[解] (1)因为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点坐标为(1,0),所以p2=1,所以p =2.所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)证明:①当直线AB 的斜率不存在时, 设A ⎝⎛⎭⎫t 24,t ,B ⎝⎛⎭⎫t24,-t . 因为直线OA ,OB 的斜率之积为-12,所以t t 24·-t t 24=-12,化简得t 2=32.所以A (8,t ),B (8,-t ),此时直线AB 的方程为x =8.②当直线AB 的斜率存在时,设其方程为y =kx +b ,A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),联立得⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx +b ,化简得ky 2-4y +4b =0. 根据根与系数的关系得y A y B =4b k ,因为直线OA ,OB 的斜率之积为-12,所以y A x A ·y Bx B=-12, 即x A x B +2y A y B =0.即y 2A 4·y 2B4+2y A y B =0,解得y A y B =0(舍去)或y A y B =-32. 所以y A y B =4bk =-32,即b =-8k ,所以y =kx -8k ,y =k (x -8).综上所述,直线AB 过定点(8,0).(1)解决定点问题的关键就是建立直线系或者曲线系方程,要注意选用合适的参数表达直线系或者曲线系方程,如果是双参数,要注意这两个参数之间的相互关系.(2)解决圆锥曲线中的定值问题的基本思路很明确,即定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变化的量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,其不受变化的量所影响的一个值就是要求的定值.解决这类问题的关键就是引进参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.2.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点F 1(-1,0),长轴长与短轴长的比是2∶ 3.(1)求椭圆的方程;(2)过F 1作两直线m ,n 交椭圆于A ,B ,C ,D 四点,若m ⊥n ,求证:1|AB |+1|CD |为定值.解:(1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧2a ∶2b =2∶3,c =1,a 2=b 2+c 2.解得a =2,b = 3.故所求椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)证明:由已知F 1(-1,0),当直线m 不垂直于坐标轴时, 可设直线m 的方程为y =k (x +1)(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 24+y 23=1,得(3+4k 2)x 2+8k 2x +4k 2-12=0. 由于Δ>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有 x 1+x 2=-8k 23+4k 2,x 1x 2=4k 2-123+4k 2, |AB |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=(1+k 2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫-8k 23+4k 22-4×4k 2-123+4k 2 =12(1+k 2)3+4k 2.同理|CD |=12(1+k 2)3k 2+4.所以1|AB |+1|CD |=3+4k 212(1+k 2)+3k 2+412(1+k 2)=7(1+k 2)12(1+k 2)=712.当直线m 垂直于坐标轴时, 此时|AB |=3,|CD |=4; 或|AB |=4,|CD |=3,1|AB |+1|CD |=13+14=712. 综上,1|AB |+1|CD |为定值712. 考点三 探索存在性与证明问题|(2015·高考北京卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,点P (0,1)和点A (m ,n )(m ≠0)都在椭圆C 上,直线P A 交x 轴于点M .(1)求椭圆C 的方程,并求点M 的坐标(用m ,n 表示);(2)设O 为原点,点B 与点A 关于x 轴对称,直线PB 交x 轴于点N .问:y 轴上是否存在点Q ,使得∠OQM =∠ONQ ?若存在,求点Q 的坐标;若不存在,说明理由.[解] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧b =1,c a =22,a 2=b 2+c 2.解得a 2=2.故椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.设M (x M,0).因为m ≠0,所以-1<n <1. 直线P A 的方程为y -1=n -1m x ,所以x M =m1-n,即M ⎝⎛⎭⎫m 1-n ,0.(2)因为点B 与点A 关于x 轴对称,所以B (m ,-n ).设N (x N,0),则x N =m1+n.“存在点Q (0,y Q )使得∠OQM =∠ONQ ”等价于“存在点Q (0,y Q )使得|OM ||OQ |=|OQ ||ON |”,即y Q 满足y 2Q =|x M ||x N |.因为x M =m 1-n ,x N =m 1+n ,m 22+n 2=1,所以y 2Q =|x M ||x N |=m 21-n 2=2. 所以y Q =2或y Q =- 2.故在y 轴上存在点Q ,使得∠OQM =∠ONQ .且点Q 的坐标为(0,2)或(0,-2).解决存在性问题注意事项存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论.(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要思维开放,采取另外的途径.3.(2015·高考安徽卷)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点O 为坐标原点,点A 的坐标为(a,0),点B 的坐标为(0,b ),点M 在线段AB 上,满足|BM |=2|MA |,直线OM 的斜率为510. (1)求E 的离心率e ;(2)设点C 的坐标为(0,-b ),N 为线段AC 的中点,证明:MN ⊥AB . 解:(1)由题设条件知,点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫23a ,13b ,又k OM =510,从而b 2a =510. 进而a =5b ,c =a 2-b 2=2b ,故e =c a =255.(2)证明:由N 是线段AC 的中点知, 点N 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 2,-b2, 可得NM →=⎝⎛⎭⎫a 6,5b 6.又AB →=(-a ,b ),从而有AB →·NM →=-16a 2+56b 2=16(5b 2-a 2).由(1)可知a 2=5b 2,所以AB →·NM →=0,故MN ⊥AB .A 组 考点能力演练1.如图,已知抛物线C :y 2=2px (p >0),焦点为F ,过点G (p,0)作直线l 交抛物线C 于A ,M 两点,设A (x 1,y 1),M (x 2,y 2).(1)若y 1y 2=-8,求抛物线C 的方程;(2)若直线AF 与x 轴不垂直,直线AF 交抛物线C 于另一点B ,直线BG 交抛物线C 于另一点N .求证:直线AB 与直线MN 斜率之比为定值.解:(1)设直线AM 的方程为x =my +p ,代入y 2=2px 得y 2-2mpy -2p 2=0, 则y 1y 2=-2p 2=-8,得p =2. ∴抛物线C 的方程为y 2=4x . (2)设B (x 3,y 3),N (x 4,y 4). 由(1)可知y 3y 4=-2p 2,y 1y 3=-p 2. 又直线AB 的斜率k AB =y 3-y 1x 3-x 1=2py 1+y 3, 直线MN 的斜率k MN =y 4-y 2x 4-x 2=2py 2+y 4,∴k AB k MN =y 2+y 4y 1+y 3=-2p 2y 1+-2p 2y 3y 1+y 3=-2p 2y 1y 3(y 1+y 3)y 1+y 3=2. 2.设F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点,直线l 为其左准线,直线l 与x 轴交于点P ,线段MN 为椭圆的长轴,已知|MN |=8,且|PM |=2|MF |.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若过点P 的直线与椭圆相交于不同两点A ,B ,求证:∠AFM =∠BFN ; (3)求三角形ABF 面积的最大值. 解:(1)∵|MN |=8,∴a =4,又∵|PM |=2|MF |得a 2c -a =2(a -c ),即2e 2-3e +1=0⇒e =12或e =1(舍去).∴c =2,b 2=a 2-c 2=12, ∴椭圆的标准方程为x 216+y 212=1.(2)当AB 的斜率为0时,显然∠AFM =∠BFN =0.满足题意. 当AB 的斜率不为0时,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), AB 方程为x =my -8,代入椭圆方程整理得: (3m 2+4)y 2-48my +144=0,则Δ=(48m )2-4×144(3m 2+4),y 1+y 2=48m 3m 2+4,y 1·y 2=1443m 2+4. ∴k AF +k BF =y 1x 1+2+y 2x 2+2=y 1my 1-6+y 2my 2-6=2my 1y 2-6(y 1+y 2)(my 1-6)(my 2-6)=0,∴k AF +k BF =0,从而∠AFM =∠BFN . 综上可知:恒有∠AFM =∠BFN .(3)S△ABF =S△PBF -S△P AF=12|PF |·|y 2-y 1|=72m 2-43m 2+4=72m 2-43(m 2-4)+16=723m 2-4+16m 2-4≤7223·16=3 3. 当且仅当3m 2-4=16m 2-4即m 2=283(此时适合Δ>0的条件)取得等号.三角形ABF 面积的最大值是3 3.3.已知点A ,B ,C 是抛物线L :y 2=2px (p >0)上的不同的三点,O 为坐标原点,直线OA ∥BC ,且抛物线L 的准线方程为x =-1.(1)求抛物线L 的方程;(2)若三角形ABC 的重心在直线x =2上,求三角形ABC 的面积的取值范围.解:(1)抛物线L 的方程为y 2=4x .(2)设直线OA ,BC 的方程分别为y =kx 和y =kx +b (k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y 2=4x联立消去y 得k 2x 2=4x , 解得点A 的坐标为A ⎝⎛⎭⎫4k 2,4k . 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,y 2=4x ,消去y 得k 2x 2+(2kb -4)x +b 2=0.Δ=(2kb -4)2-4k 2b 2=16-16kb >0,即kb <1. 又由韦达定理可得x 1+x 2=4-2kb k 2,∴三角形ABC 的重心的横坐标为4k 2+4-2kb k 23=8-2kb 3k 2=2,化简得b =4-3k 2k ,代入kb <1可得k 2>1.又三角形ABC 的面积为 S =12×k 2+1×16-16kbk 2×|b |1+k 2=|2b |1-kb k 2=2|4-3k 2|k 2|k |×3k 2-3=2⎪⎪⎪⎪4k 2-3 3-3k2. 令t =1k2,则S =23×(4t -3)2(1-t ),t ∈(0,1).考虑函数f (t )=(4t -3)2(1-t ),t ∈(0,1), 则易得函数f (t )在⎝⎛⎭⎫0,34和⎝⎛⎭⎫1112,1上单调递减, 在⎝⎛⎭⎫34,1112上单调递增,且f (0)=9,f ⎝⎛⎭⎫34=0,f ⎝⎛⎭⎫1112=127, ∴△ABC 的面积的取值范围是(0,63).B 组 高考题型专练1.(2015·高考全国卷Ⅱ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,点(2,2)在C 上.(1)求C 的方程;(2)直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M .证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.解:(1)由题意有a 2-b 2a =22,4a 2+2b2=1, 解得a 2=8,b 2=4.所以C 的方程为x 28+y 24=1. (2)证明:设直线l :y =kx +b (k ≠0,b ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x M ,y M ).将y =kx +b 代入x 28+y 24=1得 (2k 2+1)x 2+4kbx +2b 2-8=0.故x M =x 1+x 22=-2kb 2k 2+1,y M =k ·x M +b =b 2k 2+1. 于是直线OM 的斜率k OM =y M x M =-12k, 即k OM ·k =-12. 所以直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.2.(2015·高考山东卷)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为32,且点⎝⎛⎭⎫3,12在椭圆C 上. (1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆E :x 24a 2+y 24b2=1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y =kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .a .求|OQ ||OP |的值;b .求△ABQ 面积的最大值.解:(1)由题意知3a 2+14b 2=1, 又a 2-b 2a =32,解得a 2=4,b 2=1, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. (2)由(1)知,椭圆E 的方程为x 216+y 24=1. a .设P (x 0,y 0),|OQ ||OP |=λ, 由题意知Q (-λx 0,-λy 0).因为x 204+y 20=1, 又(-λx 0)216+(-λy 0)24=1,即λ24⎝⎛⎭⎫x 204+y 20=1, 所以λ=2,即|OQ ||OP |=2. b .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).将y =kx +m 代入椭圆E 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-16=0, 由Δ>0,可得m 2<4+16k 2.①则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-161+4k 2. 所以|x 1-x 2|=416k 2+4-m 21+4k 2. 因为直线y =kx +m 与y 轴交点的坐标为(0,m ),所以△OAB 的面积S =12|m ||x 1-x 2|=216k 2+4-m 2|m |1+4k 2=2(16k 2+4-m 2)m 21+4k 2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫4-m 21+4k 2m 21+4k 2. 设m 21+4k 2=t ,将y =kx +m 代入椭圆C 的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,由Δ≥0,可得m2≤1+4k2.②由①②可知0<t≤1,因此S=2(4-t)t=2-t2+4t,故S≤23,当且仅当t=1,即m2=1+4k2时,S取得最大值23,由a知,△ABQ的面积为3S,所以△ABQ面积的最大值为6 3.。
诚西郊市崇武区沿街学校第三中学2021届高考数学一轮复习圆锥曲线复习〔2〕教案 教学目的:〔1〕通过对例题讲解,使学生掌握解有关圆锥曲线简单综合运用问题的处理方法;(2)通过一题多解、一题多变,培养学生的归纳意识,进步学生分析问题和解决问题的才能,以及小结归纳才能。
教学重点:引导学生研讨探究,充分挖掘和利用图形的几何特征解决求解有关圆锥曲线简单综合运用问题。
教学难点:激发学生的思维潜能,进步学生分析问题和解决问题的才能。
教学方法:自主探究,变式训练教学过程一、根底训练:1.直线1+=kx y 与椭圆1522=+my x 总有公一一共点,那么m 的取值范围是。
2.双曲线)0(122≠=-mn ny m x 的离心率为2,有一个焦点与抛物线x y 42=的焦点重合,那么mn 的值是。
3.1F 和2F 分别为双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的左、右焦点,A 和B 是以O 为圆心,1OF 为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且AB F 2∆是等边三角形,那么双曲线的离心率为。
4.抛物线x y 42=的弦AB 垂直于x 轴,假设AB 长为,34那么焦点到AB 的间隔为。
5.经过椭圆13422=+y x 的右焦点任意作弦AB,过A 作椭圆右准线的垂线AM,垂足为M,假设直线BM 必经过x 轴上的定点P,那么点P 的坐标为。
二、典型样题例1点P在直线x+2y=0上运动,过点P⊙C:22(1)(2)2x y -+-=的切线,切点为A,B.PACB 面积的最小值。
变式:〔1〕:求CA CB ⋅的最大值。
〔2〕:求PA PB ⋅的最小值。
〔3〕:点P 在直线x+2y=0上运动,S,T 是⊙C:22(1)(2)2x y -+-=上任意两动点,存在点P 使得60,SPT ∠=求点P 的横坐标的取值范围。
例2椭圆191622=+y x 中,左右焦点分别为P F F ,,21为椭圆上一点,假设P F F ,,21为直角三角形的三个顶点,求P 到x 轴的间隔。
2019-2020年高三数学第一轮复习 圆锥曲线(小结)教案一.课前预习:1.设抛物线,线段的两个端点在抛物线上,且,那么线段的中点到轴的最短距离是 ( )2.椭圆与轴正半轴、轴正半轴分别交于两点,在劣弧上取一点,则四边形的最大面积为 ( )3.中,为动点,,,且满足,则动点的轨迹方程是 ( )4.已知直线与椭圆相交于两点,若弦中点的横坐标为,则双曲线的两条渐近线夹角的正切值是.5.已知为抛物线上三点,且,,当点在抛物线上移动时,点的横坐标的取值范围是.二.例题分析:例1.已知双曲线:,是右顶点,是右焦点,点在轴正半轴上,且满足成等比数列,过点作双曲线在第一、三象限内的渐近线的垂线,垂足为,(1)求证:;(2)若与双曲线的左、右两支分别交于点,求双曲线的离心率的取值范围.(1)证明:设:, 由方程组()a y x c b b y x a ⎧=--⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得,∵成等比数列,∴,∴,,,∴,,∴.(2)设, 由2222()1a y x c b x y a b ⎧=--⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩得444222222222()()0a a c a c b x x a b b b b -+-+=, ∵,∴42222422()0a b a b c a b b-+<-,∴,即,∴. 所以,离心率的取值范围为.例2.如图,过抛物线的对称轴上任一点作直线与抛物线交于两点,点是点关于原点的对称点,(1)设点分有向线段所成的比为,证明:;(2)设直线的方程是,过两点的圆与抛物线在点处有共同的切线,求圆的方程. 解:(1)设直线的方程为,代入抛物线方程得设,则,∵点分有向线段所成的比为,得,∴,又∵点是点关于原点的对称点,∴,∴,∴1212(,(1))QA QB x x y y m λλλλ-=--+- ∴12()2[(1)]QP QA QB m y y m λλλ⋅-=-+-221121222[(1)]44x x x x m m x x =+⋅++ 121212224442()2()044x x m m m m x x m x x x x +-+=+⋅=+⋅= ∴.(2)由得点,由得,∴,∴抛物线在点处切线的斜率为,设圆的方程是, 则22229163(6)(9)(4)(4)b a a b a b -⎧=-⎪-⎨⎪-+-=++-⎩, 解得, ∴圆的方程是22323125()()222x y ++-=,即22323720x y x y ++-+=.三.课后作业: 班级 学号 姓名1.直线与抛物线相交于两点,该椭圆上的点使的面积等于6,这样的点共有 ( )1个 2个 3个 4个2.设动点在直线上,为坐标原点,以为直角边,点为直角顶点作等腰,则动点的轨迹是 ( )圆 两条平行线 抛物线 双曲线3.设是直线上一点,过点的椭圆的焦点为,,则当椭圆长轴最短时,椭圆的方程为 .4.椭圆的焦点为,点在椭圆上,如果线段的中点在轴上,那么是的 倍.5.已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,且,则此双曲线的离心率的最大值为 .6.直线:与双曲线:的右支交于不同的两点,(1)求实数的取值范围;(2)是否存在实数,使得线段为直径的圆经过双曲线的右焦点?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.7.8.如图,是抛物线:上一点,直线过点并与抛物线在点的切线垂直,与抛物线相交于另一点,(1)当点的横坐标为时,求直线的方程;3.若曲线与轴相切,则之间的关系满足 ( )4.已知函数的最大值不大于,又当时,,则 1 .5.若对任意3,()4,(1)1x R f x x f '∈==-,则.四.例题分析: 例1.若函数3211()(1)132f x x ax a x =-+-+在区间内为减函数,在区间上为增函数,试求实数的取值范围.解:2()1(1)[(1)]f x x ax a x x a '=-+-=---,令得或,∴当时,,当时,,∴,∴.例2.已知函数是上的奇函数,当时取得极值,(1)求的单调区间和极大值;(2)证明对任意,不等式恒成立.解:(1)由奇函数的定义,应有,,即d cx ax d cx ax ---=+--33,∴ ,∴,∴,由条件为的极值,必有,故, 解得,,∴,)1)(1(333)(2-+=-='x x x x f ,∴,当时,,故在单调区间上是增函数;当时,,故在单调区间上是减函数;当时,,故在单调区间上是增函数,所以,在处取得极大值,极大值为.(2)由(1)知,是减函数,且在上的最大值,最小值,所以,对任意的,,恒有4)2(2)()(21=--=-<-m M x f x f .1)例3.设函数321()532a b f x x x x -=+++的定义域为,当时,取得极大值;当时取得极小值,且.(1)求证:;(2)求证:;(3)求实数的取值范围.(1)证明:,由题意,2()(1)10f x ax b x '=+-+=的两根为,∴.(2)12||4x x -==,∴. (3)①若,则,∴,从而222(41)4(1)4(164)a b a a +<-=+,解得或(舍)∴,得.②若,则,∴,从而222(41)4(1)4(164)a b a a +<-=+,解得或(舍)∴,∴,综上可得,的取值范围是.小结:本题主要考查导数、函数、不等式等基础知识,综合分析问题和解决问题的能力.五.课后作业: 班级 学号 姓名1.函数在[0,3]上的最大值与最小值分别是 ( )、 、 、 、2.关于函数,下列说法不正确的是 ( )在区间内,为增函数 在区间内,为减函数在区间内,为增函数 在区间内,为增函数3.设在处可导,且000(3)()lim 1x f x x f x x∆→-∆-=∆,则等于 ( ) 14.设对于任意的,都有0)(),()(0≠-=-'-=-k x f x f x f ,则 ( )5.一物体运动方程是)/8.9(3120022s m g gt s =+=,则时物体的瞬时速度为 . 6.已知函数在处取得极值.(1)讨论和是函数的极大值还是极小值;(2)过点作曲线的切线,求此切线方程.7.某工厂生产某种产品,已知该产品的月产量(吨)与每吨的价格(元/吨)之间的关系为,且生产吨的成本为元,问:该厂每月生产多少吨产品才能使利润达到最大?最大利润是多少?(利润收入成本)8.已知,函数的图象与函数的图象相切,(1)求的关系式(用表示);(2)设函数在内有极值点,求的取值范围.。
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(1)若抛物线的焦点为椭圆C的上顶点,求椭圆C的方程;(2)(理)连接AE、BD,试探索当m变化时,直线AE、BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标,并给予证明;否则说明理由。
(文)若为x轴上一点,求证:2.如图所示,已知圆定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足,点N的轨迹为曲线E。
(1)求曲线E的方程;(2)若过定点F(0,2)的直线交曲线E于不同的两点G、H(点G在点F、H之间),且满足的取值范围。
3.设椭圆C:的左焦点为F,上顶点为A,过点A作垂直于AF的直线交椭圆C于另外一点P,交x轴正半轴于点Q,且⑴求椭圆C的离心率;⑵若过A、Q、F三点的圆恰好与直线l:相切,求椭圆C的方程.4.设椭圆的离心率为e=(1)椭圆的左、右焦点分别为F1、F2、A是椭圆上的一点,且点A到此两焦点的距离之和为4,求椭圆的方程.(2)求b为何值时,过圆x2+y2=t2上一点M(2, )处的切线交椭圆于Q1、Q2两点,而且OQ1⊥OQ2.5.已知曲线上任意一点P到两个定点F1(- ,0)和F2( ,0)的距离之和为4.(1)求曲线的方程;(2)设过(0,-2)的直线与曲线交于C、D两点,且为坐标原点),求直线的方程.6.已知椭圆的左焦点为F,左、右顶点分别为A、C,上顶点为B.过F、B、C作⊙P,其中圆心P的坐标为(m,n).(Ⅰ)当m+n>0时,求椭圆离心率的范围;(Ⅱ)直线AB与⊙P能否相切?证明你的结论.7.有如下结论:“圆上一点处的切线方程为”,类比也有结论:“椭圆处的切线方程为”,过椭圆C:的右准线l上任意一点M引椭圆C的两条切线,切点为 A、B.(1)求证:直线AB恒过一定点;(2)当点M在的纵坐标为1时,求△ABM的面积8.已知点P(4,4),圆C:与椭圆E:有一个公共点A(3,1),F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF1与圆C相切.(Ⅰ)求m的值与椭圆E的方程;(Ⅱ)设Q为椭圆E上的一个动点,求的取值范围.9.椭圆的对称中心在坐标原点,一个顶点为,右焦点与点的距离为。
圆锥曲线复习与小结(2)教学目标:1.使学生掌握点、直线与圆锥曲线的位置的判定及直线与圆锥曲线相交的有关问题.2.培养学生综合运用直线、圆锥曲线的各方面知识的能力.教学重点:直线与圆锥曲线的相交的有关问题.教学难点:圆锥曲线上存在关于直线对称的两点,求参数的取值范围.教学过程一、点、直线与圆锥曲线的位置关系1.点P(x0,y0)和圆锥曲线C:f(x,y)=0的位置关系有:点P在曲线C上、点P在曲线C内部(含焦点区域)、点P在曲线的外部(不含焦点的区域).2.直线l:Ax+By+C=0和圆锥曲线C:f(x,y)=0的位置关系可分为:相交、相切、相离.这三种位置关系的条件是:设直线l:Ax+By+C=0,圆锥曲线C:f(x,y)=0 ; 由(,)0Ax By CF x y++=⎧⎨=⎩消去y(或x)得:ax2+bx+c=0 (a≠0) ;令Δ=b2-4ac, 则(1)Δ>0⇔相交;(2)Δ=0⇔相切(3)Δ<0⇔相离.注意:直线与抛物线、双曲线有一个公共点是直线与抛物线、双曲线相切的必要条件,但不是充分条件.二、例题例1 若直线y=kx+1与焦点在x 轴上的椭圆2215x y m+=总有公共点,求m 的取值范围.提示:分别从曲线和方程与数形结合思想两个角度分析、解题.例2 椭圆C : 22143x y +=上有相异两点关系直线l: y=4x+m 对称,求m 的取值范围.点拨1:对称点在直线 l’ : 14y x n =-+上,且l ’与椭圆C 有两个不同的交点,可用“判别式法”.点拨2:两对称点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)连线的中点M (x 0,y 0)在椭圆C 内,可用“内点法”.说明:判别式法和内点法,是解决圆锥曲线上存在两点关于直线的对称的一般方法例3.已知抛物线C :y=─x 2+mx─1,点A(3,0),B(0,3),若抛物线C 与线段AB 有两个交点,求m 的取值范围.提示:转化为一元二次方程根的分布.例4.过椭圆C :12222=+b y a x (a>b>0)上一动点P 向圆O :x 2+y 2=b 2引两条切线PA 、PB ,切点分别是A 、B ,直线AB 与x 轴,y 轴分别交于M ,N 两点,求△MON 面积的最小值点拨:充分利用平几知识解题.三、练习1.设抛物线y 2=4x 截直线y =2x +k 所得的弦长为k 的值.2.(1)直线过点A(0,1)且与抛物线y2=x 只有一个公共点,这样的直线有几条?(2)过点P(2,0)的直线l 与双曲线x2-y2=1只有一个公共点,这样的直线有几条?3.求曲线C ∶x2+4y 2=4关于直线y=x-3对称的曲线C ′的方程.四、作业 同步练习 08F2。
第九节 圆锥曲线的综合问题 第一课时 直线与圆锥曲线的位置关系1.直线与圆锥曲线的位置关系(1)能解决直线与椭圆、抛物线的位置关系等问题. (2)理解数形结合的思想. (3)了解圆锥曲线的简单应用. 2.定值(定点)与最值问题理解基本几何量,如:斜率、距离、面积等概念,掌握与圆锥曲线有关的定值(定点)、最值问题.3.存在性问题能够合理转化,掌握与圆锥曲线有关的存在性问题.知识点一 直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l 与圆锥曲线C 的位置关系时,通常将直线l 的方程Ax +By +C =0(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程F (x ,y )=0,消去y (也可以消去x )得到一个关于变量x (或变量y )的一元方程.即⎩⎪⎨⎪⎧Ax +By +C =0,F (x ,y )=0,消去y ,得ax 2+bx +c =0. (1)当a ≠0时,设一元二次方程ax 2+bx +c =0的判别式为Δ,则Δ>0⇔直线与圆锥曲线C 相交;Δ=0⇔直线与圆锥曲线C 相切; Δ<0⇔直线与圆锥曲线C 相离.(2)当a =0,b ≠0时,即得到一个一次方程,则直线l 与圆锥曲线C 相交,且只有一个交点,此时,若C 为双曲线,则直线l 与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C 为抛物线,则直线l 与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.易误提醒 (1)直线与双曲线交于一点时,易误认为直线与双曲线相切,事实上不一定相切,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点.(2)直线与抛物线交于一点时,除直线与抛物线相切外易忽视直线与对称轴平行时也相交于一点.[自测练习]1.若过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,则这样的直线有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:结合图形(图略)分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x =0,过点(0,1)且平行于x 轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x =0),故选C.答案:C2.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A .相交B .相切C .相离D .不确定解析:直线y =kx -k +1=k (x -1)+1恒过定点(1,1),又点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.答案:A知识点二 弦长问题设斜率为k (k ≠0)的直线l 与圆锥曲线C 相交于A ,B 两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 |AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+1k 2·|y 1-y 2| =1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2. 必备方法 遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =-b 2x 0a 2y 0;在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =b 2x 0a 2y 0;在抛物线y 2=2px 中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =py 0.[自测练习]3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F (2,0)为其右焦点,过F 且垂直于x 轴的直线与椭圆相交所得的弦长为2.则椭圆C 的方程为________.解析:则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,b2a =1,a 2=b 2+c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2,∴椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.答案:x 24+y 22=14.已知抛物线y =ax 2的焦点到准线的距离为2,则直线y =x +1截抛物线所得的弦长等于________.解析:由题设p =12a =2,∴a =14.抛物线方程为y =14x 2,焦点为F (0,1),准线为y =-1.直线过焦点F ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =14x 2,y =x +1,消去x ,整理得y 2-6y +1=0,∴y 1+y 2=6, ∴所得弦|AB |=|AF |+|BF |=y 1+1+y 2+1=8. 答案:8考点一 直线与圆锥曲线的位置关系|1.(2016·兰州检测)若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多一个B .2C .1D .0解析:∵直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,∴4m 2+n2>2,∴m 2+n 2<4.∴m 29+n 24<m 29+4-m 24=1-536m 2<1,∴点(m ,n )在椭圆x 29+y 24=1的内部,∴过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点有2个,故选B.答案:B2.若直线y =kx +2与双曲线x 2-y 2=6的右支交于不同的两点,则k 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-153,153 B.⎝⎛⎭⎫0,153 C.⎝⎛⎭⎫-153,0 D.⎝⎛⎭⎫-153,-1 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 2-y 2=6,得(1-k 2)x 2-4kx -10=0.设直线与双曲线右支交于不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,Δ=16k 2-4(1-k 2)×(-10)>0,x 1+x 2=4k1-k2>0,x 1x 2=-101-k2>0,解得-153<k <-1. 答案:D考点二 弦长问题|已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,O 为坐标原点,点P ⎝⎛⎭⎫-1,22在椭圆上,且PF 1→·F 1F 2→=0,⊙O 是以F 1F 2为直径的圆,直线l :y =kx +m 与⊙O 相切,并且与椭圆交于不同的两点A ,B .(1)求椭圆的标准方程;(2)当OA →·OB →=λ,且满足23≤λ≤34时,求弦长|AB |的取值范围.[解] (1)依题意,可知PF 1⊥F 1F 2,∴c =1,1a 2+12b 2=1,a 2=b 2+c 2,解得a 2=2,b 2=1,c 2=1.∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)直线l :y =kx +m 与⊙O :x 2+y 2=1相切,则|m |k 2+1=1,即m 2=k 2+1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =kx +m ,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0, ∵直线l 与椭圆交于不同的两点A ,B . 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). ∴Δ>0⇒k 2>0⇒k ≠0,x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-21+2k 2,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-2k 21+2k 2=1-k 21+2k 2,∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1+k 21+2k 2=λ∴23≤1+k 21+2k 2≤34,∴12≤k 2≤1, ∴|AB |=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=22(k 4+k 2)4(k 4+k 2)+1设u =k 4+k 2⎝⎛⎭⎫12≤k 2≤1, 则34≤u ≤2,|AB |=22u4u +1=212-12(4u +1),u ∈⎣⎡⎦⎤34,2, ∵|AB |(u )在⎣⎡⎦⎤34,2上单调递增, ∴62≤|AB |≤43. 解决弦长问题的注意点(1)利用弦长公式求弦长要注意斜率k 不存在的情形,若k 不存在时,可直接求交点坐标再求弦长.(2)涉及焦点弦长时要注意圆锥曲线定义的应用.已知抛物线y 2=8x 的焦点为F ,直线y =k (x -2)与此抛物线相交于P ,Q 两点,则1|FP |+1|FQ |=( ) A.12 B .1 C .2D .4解析:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由题意可知, |PF |=x 1+2,|QF |=x 2+2,则1|FP |+1|FQ |=1x 1+2+1x 2+2=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4,联立直线与抛物线方程消去y 得,k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,可知x 1x 2=4,故1|FP |+1|FQ |=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=x 1+x 2+42(x 1+x 2)+8=12.故选A.答案:A考点三 中点弦问题|弦的中点问题是考查直线与圆锥曲线位置关系的命题热点.归纳起来常见的探究角度有:1.由中点弦确定直线方程. 2.由中点弦确定曲线方程. 3.由中点弦解决对称问题. 探究一 由中点弦确定直线方程1.已知(4,2)是直线l 被椭圆x 236+y 29=1所截得的线段的中点,则l 的方程是________________.解析:设直线l 与椭圆相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).则x 2136+y 219=1,且x 2236+y 229=1, 两式相减得y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 24(y 1+y 2).又x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,所以y 1-y 2x 1-x 2=-12,故直线l 的方程为y -2=-12(x -4),即x +2y -8=0.答案:x +2y -8=0探究二 由中点弦确定曲线方程2.过点M (2,-2p )作抛物线x 2=2py (p >0)的两条切线,切点分别为A ,B ,若线段AB 的中点的纵坐标为6,则抛物线方程为________.解析:设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),依题意得,y ′=x p ,切线MA 的方程是y -y 1=x 1p (x-x 1),即y =x 1p x -x 212p .又点M (2,-2p )位于直线MA 上,于是有-2p =x 1p ×2-x 212p,即x 21-4x 1-4p 2=0;同理有x 22-4x 2-4p 2=0,因此x 1,x 2是方程x 2-4x -4p 2=0的两根,则x 1+x 2=4,x 1x 2=-4p 2.由线段AB 的中点的纵坐标是6得,y 1+y 2=12,即x 21+x 222p =(x 1+x 2)2-2x 1x 22p=12,16+8p 22p=12,解得p =1或p =2.答案:x 2=2y 或x 2=4y探究三 由中点弦解决对称问题3.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a ,b >0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4,若抛物线y =ax 2上的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于直线y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,则m 的值为( )A.32 B.52 C .2D .3解析:由双曲线的定义知2a =4,得a =2,所以抛物线的方程为y =2x 2.因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在抛物线y =2x 2上,所以y 1=2x 21,y 2=2x 22,两式相减得y 1-y 2=2(x 1-x 2)(x 1+x 2),不妨设x 1<x 2,又A ,B 关于直线y =x +m 对称,所以y 1-y 2x 1-x 2=-1,故x 1+x 2=-12,而x 1x 2=-12,解得x 1=-1,x 2=12,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点为M (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-14,y 0=y 1+y 22=2x 21+2x 222=54,因为中点M 在直线y =x +m 上,所以54=-14+m ,解得m=32,选A. 答案:A对于中点弦问题,常用的解题方法是平方差法.其解题步骤为 ①设点:即设出弦的两端点坐标. ②代入:即代入圆锥曲线方程.③作差:即两式相减,再用平方差公式把上式展开. ④整理:即转化为斜率与中点坐标的关系式,然后求解.28.设而不求整体变换思想在圆锥曲线结合问题中的应用【典例】 (2016·台州模拟)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点与抛物线C :x 2=43y 的焦点重合,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率e =12,过椭圆右焦点F 2的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若OM →·ON →=-2,求直线l 的方程;(3)若AB 是椭圆C 经过原点O 的弦,MN ∥AB ,求证:|AB |2|MN |为定值.[思维点拨](1)待定系数法求a ,b .(2)注意判断l 的斜率是否存在.(3)利用弦长公式表示出|AB |,|MN |后整体变形得结论.[解] (1)椭圆的顶点为(0,3),即b =3,e =c a =12,∴a =2,∴椭圆的标准方程为x 24+y 23=1. (2)由题可知,直线l 与椭圆必相交. ①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.②当斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0), 且M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k (x -1),得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0,x 1+x 2=8k 23+4k 2,x 1x 2=4k 2-123+4k 2,OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=4k 2-123+4k 2+k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2-8k 23+4k 2+1=-5k 2-123+4k 2=-2,解得k =±2,故直线l 的方程为y =2(x -1)或y =-2(x -1). (3)证明:设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),A (x 3,y 3),B (x 4,y 4), 由(2)可得|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =(1+k 2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫8k 23+4k 22-4⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2=12(k 2+1)3+4k 2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =kx 消去y 并整理得x 2=123+4k 2,|AB |=1+k 2|x 3-x 4|=43(1+k 2)3+4k 2,∴|AB |2|MN |=48(1+k 2)3+4k 212(k 2+1)3+4k 2=4,为定值. [方法点评] 对题目涉及的变量巧妙的引进参数(如设动点坐标、动直线方程等),利用题目的条件和圆锥曲线方程组成二元二次方程组,再化为一元二次方程,从而利用根与系数的关系进行整体代换,达到“设而不求,减少计算”的效果,直接得定值.A 组 考点能力演练1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( )A .1B .2C .1或2D .0解析:因为直线y =b a x +3与双曲线的渐近线y =ba x 平行,所以它与双曲线只有1个交点.答案:A2.(2016·福州质检)抛物线C 的顶点为原点,焦点在x 轴上,直线x -y =0与抛物线C 交于A ,B 两点,若P (1,1)为线段AB 的中点,则抛物线C 的方程为( )A .y =2x 2B .y 2=2xC .x 2=2yD .y 2=-2x解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),抛物线方程为y 2=2px ,则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=2px 1,y 22=2px 2,两式相减可得2p =y 1-y 2x 1-x 2×(y 1+y 2)=k AB ×2=2,即可得p =1,∴抛物线C 的方程为y 2=2x ,故选B.答案:B3.已知双曲线 x 212-y 24=1的右焦点为F ,若过点F 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此直线斜率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-33,33 B .(-3,3) C.⎣⎡⎦⎤-33,33 D .[-3,3]解析:由题意知F (4,0),双曲线的两条渐近线方程为y =±33x .当过点F 的直线与渐近线平行时,满足与右支只有一个交点,画出图象,数形结合可知应选C.答案:C4.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA →·MB →=0,则k =( )A.12 B.22C. 2D .2解析:如图所示,设F 为焦点,取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA →·MB →=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,所以∠GAM =∠AMP =∠MAP ,又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF ,所以∠AFM =∠AGM=90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1k MF=2. 答案:D5.已知椭圆x 24+y 2b 2=1(0<b <2),左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是( )A .1 B. 2 C.32 D. 3解析:由椭圆的方程,可知长半轴长为a =2;由椭圆的定义,可知|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a =8,所以|AB |=8-(|AF 2|+|BF 2|)≥3.由椭圆的性质,可知过椭圆焦点的弦中,通径最短,即2b 2a=3,可求得b 2=3,即b = 3. 答案:D6.抛物线y 2=-12x 的准线与双曲线x 29-y 23=1的两条渐近线所围成的三角形的面积等于________.解析:y 2=-12x 的准线方程为x =3,双曲线x 29-y 23=1的渐近线为y =±33x . 设抛物线的准线与双曲线的两条渐近线的交点分别为A ,B ,由⎩⎪⎨⎪⎧ x =3,y =33x ,求得A (3,3),同理B (3,-3),所以|AB |=23,而O 到直线AB 的距离d =3,故所求三角形的面积S =12|AB |×d =12×23×3=3 3. 答案:3 3 7.过双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点作圆x 2+y 2=a 2的两条切线,切点分别为A ,B .若∠AOB =120°(O 是坐标原点),则双曲线C 的离心率为________.解析:如图,由题知OA ⊥AF ,OB ⊥BF 且∠AOB =120°,∴∠AOF =60°.又OA =a ,OF =c ,∴a c =OA OF =cos 60°=12, ∴c a=2. 答案:28.直线l 过椭圆x 22+y 2=1的左焦点F ,且与椭圆相交于P ,Q 两点,M 为PQ 的中点,O 为原点.若△FMO 是以OF 为底边的等腰三角形,则直线l 的方程为________.解析:法一:由椭圆方程得a =2,b =c =1,则F (-1,0).在△FMO 中,|MF |=|MO |,所以M 在线段OF 的中垂线上,即x M =-12, 设直线l 的斜率为k ,则其方程为y =k (x +1),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 22+y 2=1,得x 2+2k 2(x +1)2-2=0, 即(2k 2+1)x 2+4k 2x +2(k 2-1)=0,∴x P +x Q =-4k 22k 2+1,而M 为PQ 的中点, 故x M =12(x P +x Q )=-2k 22k 2+1=-12, ∴k 2=12,解得k =±22. 故直线l 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0. 法二:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 0,y 0),由题意知k PQ =-k OM ,由P 、Q 在椭圆上知⎩⎨⎧ x 212+y 21=1,x 222+y 22=1,两式相减整理得k PQ =y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 22(y 1+y 2)=-x 02y 0,而k OM =y 0x 0,故x 02y 0=y 0x 0, 即x 20=2y 20,所以k PQ =±22,直线PQ 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0. 答案:x ±2y +1=09.(2016·洛阳模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点F (3,0),且椭圆C 经过点P ⎝⎛⎭⎫3,12. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点F 的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,交直线x =m (m >a )于M 点,若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,求实数m 的值.解:(1)由题意,⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-b 2=3,3a 2+14b 2=1,得a 2=4,b 2=1. ∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. (2)设直线l :y =k (x -3),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (m ,y m ).将直线方程代入椭圆方程x 2+4y 2=4中,得(1+4k 2)x 2-83k 2x +12k 2-4=0,则x 1+x 2=83k 21+4k 2,x 1·x 2=12k 2-41+4k 2. 此时k P A =y 1-12x 1-3=k -12(x 1-3),k PB =y 2-12x 2-3=k -12(x 2-3). ∴k P A +k PB =⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 1-3)+⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 2-3) =2k -x 1+x 2-232[x 1x 2-3(x 1+x 2)+3]=2k -83k 21+4k 2-232⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 2-41+4k 2-3·83k 21+4k 2+3=2k - 3.又M (m ,y m )在直线l 上,∴y m =k (m -3),则k PM =y m -12m -3=k -12(m -3).若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,则2k PM =k P A +k PB ,则2k -1m -3=2k -3,解得m =433. 10.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,-2)到该抛物线焦点的距离为2,动直线l 与C 交于两点A ,B (A ,B 异于点P ),与x 轴交于点M ,AB 的中点N ,且直线P A ,PB 的斜率之积为1.(1)求抛物线C 的方程;(2)求|AB ||MN |的最大值. 解:(1)因为点P (x 0,-2)在抛物线上,所以2px 0=4⇒x 0=2p. 由抛物线的定义知,2p +p 2=2⇒(p -2)2=0⇒p =2, 故抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)由(1)知,x 0=1,得P (1,-2).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),设直线P A ,PB 的斜率分别为k 1,k 2,设直线AB 的方程为x =my +t ,联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +t ,y 2=4x ,消去x 得y 2-4my -4t =0. Δ=16m 2+16t >0⇒m 2+t >0,①y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4t ,因为k 1=y 1+2x 1-1=y 1+2y 214-1=4y 1-2. 同理k 2=4y 2-2.所以k 1k 2=4y 1-2·4y 2-2=1,即y 1y 2-2(y 1+y 2)-12=0,即-4t -8m -12=0⇒t =-2m -3.代入①得m 2-2m -3>0⇒m <-1或m >3.因为|AB |=1+m 2|y 1-y 2| =1+m 2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2 =1+m 2·16m 2+16t =41+m 2·m 2-2m -3,又y M =0,y N =y 1+y 22=2m , 则|MN |=1+m 2|y M -y N |=21+m 2|m |. 所以|AB ||MN |=2m 2-2m -3|m |=21-2m -3m 2 =2-3⎝⎛⎭⎫1m +132+43, 故当m =-3时,|AB ||MN |取到最大值433. B 组 高考题型专练1.(2015·高考福建卷)已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.解:(1)由抛物线的定义得|AF |=2+p 2. 由已知|AF |=3,得2+p 2=3, 解得p =2,所以抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)法一:如图,因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22).由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2.又G (-1,0),所以k GA =22-02-(-1)=223,k GB =-2-012-(-1)=-223, 所以k GA +k GB =0,从而∠AGF =∠BGF ,这表明点F 到直线GA ,GB 的距离相等, 故以F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.法二:设以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆的半径为r .因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22).由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0, 解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2. 又G (-1,0),故直线GA 的方程为22x -3y +22=0,从而r =|22+22|8+9=4217. 又直线GB 的方程为22x +3y +22=0,所以点F 到直线GB 的距离d =|22+22|8+9=4217=r .这表明以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.2.(2015·高考重庆卷)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e .解:(1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2,因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2 =(2+2)2+(2-2)2=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1. 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)法一:连接QF 1,如图,设点P (x 0,y 0)在椭圆上,且PF 1⊥PF 2,则x 20a 2+y 20b2=1,x 20+y 20=c 2,求得x 0=±a c a 2-2b 2,y 0=±b 2c. 由|PF 1|=|PQ |>|PF 2|得x 0>0,从而|PF 1|2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a a 2-2b 2c +c 2+b 4c 2=2(a 2-b 2)+2a a 2-2b 2=(a +a 2-2b 2)2. 由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a .从而由|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|,有|QF 1|=4a -2|PF 1|.又由PF 1⊥PF 2,|PF 1|=|PQ |,知|QF 1|=2|PF 1|, 因此(2+2)|PF 1|=4a ,即(2+2)(a +a 2-2b 2)=4a ,于是(2+2)(1+2e 2-1)=4,解得e=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝⎛⎭⎪⎫42+2-12=6- 3.法二:连接QF1,如图,由椭圆的定义,|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a.从而由|PF1|=|PQ|=|PF2|+|QF2|,有|QF1|=4a-2|PF1|.又由PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|,知|QF1|=2|PF1|,因此,4a-2|PF1|=2|PF1|,则|PF1|=2(2-2)a,从而|PF2|=2a-|PF1|=2a-2(2-2)a=2(2-1)a,由PF1⊥PF2,知|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2,因此e=ca =|PF1|2+|PF2|22a=(2-2)2+(2-1)2=9-62=6- 3.。
届高三数学一轮复习教案(圆锥曲线)圆锥曲线1、求轨迹方程的几个步骤:(建-设-列-化-证)a.建系(建立平面直角坐标系,多数情况此步省略)b.设点(求哪个点的轨迹,就设它(x,y ))c.列式(根据条件列等量关系)d.化简(化到可以看出轨迹的种类)e.证明(改成:修正)(特别是①三角形、②斜率、③弦的中点问题) 2、求动点轨迹方程的几种方法a.直接法:题目怎么说,列式怎么列。
b.定义法:先得到轨迹名称c.代入法(相关点法):设所求点(x ,y )另外点(21y x ,)找出已知点和所求点的关系c.参数法:(x,y )中x,y 都随另一个量变化而变化—消参e.待定系数法:先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程例题一:定义法求曲线轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一,求符合某种条件的动点轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,通过坐标互化将其转化为寻求变量之间的关系,在求与圆锥曲线有关的轨迹问题时,要特别注意圆锥曲线的定义在求轨迹中的作用,只要动点满足已知曲线定义时,通过待定系数法就可以直接得出方程。
例1:已知ABC ∆的顶点A ,B 的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足,sin 45sin sin C A B =+求点C 的轨迹。
【解析】由,sin 45sin sin C A B =+可知1045==+c a b ,即10||||=+BC AC ,满足椭圆的定义。
令椭圆方程为12'22'2=+b y a x ,则34,5'''=⇒==bc a ,则轨迹方程为192522=+y x ()5±≠x ,图形为椭圆(不含左,右顶点)。
【点评】熟悉一些基本曲线的定义是用定义法求曲线方程的关键。
(1) 圆:到定点的距离等于定长(2) 椭圆:到两定点的距离之和为常数(大于两定点的距离)(3) 双曲线:到两定点距离之差的绝对值为常数(小于两定点的距离) (4) 到定点与定直线距离相等。
圆锥曲线复习与小结(1)一、知识回顾2.椭圆、双曲线、抛物线的标准方程的其他形式及相应性质.3.等轴双曲线4.共轭双曲线5. 方程y2=ax与x2=ay的焦点坐标及准线方程.6.共渐近线的双曲线系方程.二、几种常见求轨迹方程的方法1.直接法由题设所给(或通过分析图形的几何性质而得出)的动点所满足的几何条件列出等式,再用坐标代替这等式,化简得曲线的方程,这种方法叫直接法.例1(1)求和定圆x2+y2=k2的圆周的最小距离等于k的动点P的轨迹方程;(2)过点A(a,o)作圆O∶x2+y2=R2(a>R>o)的割线,求割线被圆O截得弦的中点的轨迹.2.定义法利用所学过的圆的定义、椭圆的定义、双曲线的定义、抛物线的定义直接写出所求的动点的轨迹方程,这种方法叫做定义法.例2设Q是圆x2+y2=4上的动点,另有点A线段AQ的垂直平分线l交半径OQ于点P,当Q点在圆周上运动时,求点P的轨迹方程.3.相关点法若动点P(x,y)随已知曲线上的点Q(x0,y)的变动而变动,且x、y可用x、y表示,则将Q点坐标表达式代入已知曲线方程,即得点P的轨迹方程.这种方法称为相关点法(或代换法).例3 已知抛物线y2=x+1,定点A(3,1)、B为抛物线上任意一点,点P在线段AB上,且有BP∶PA=1∶2,当B点在抛物线上变动时,求点P的轨迹方程.例4.垂直于y轴的直线与y轴及抛物线y2=2(x–1)分别交于点A和点P,点B在y轴上且点A分OB的比为1:2,求线段PB中点的轨迹方程.4.待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求.例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲线仅有两个公共点,又直线y=2x被双曲线截得线段长等于三、课堂练习1.两定点的距离为6,点M到这两个定点的距离的平方和为26,求点M的轨迹方程.2.动点P到点F1(1,0)的距离比它到F2(3,0)的距离少2,求P点的轨迹.3.已知圆x2+y2=4上有定点A(2,0),过定点A作弦AB,并延长到点P,使3|AB|=2|AB|,求动点P的轨迹方程.4.求抛物线y2=2px(p>0)上各点与焦点连线的中点的轨迹方程.四、作业同步练习080F1。
第八章圆锥曲线知识结构高考能力要求1.掌握椭圆的定义、标准方程、简单的几何性质、了解椭圆的参数方程.2.掌握双曲线的定义、标准方程、简单的几何性质.3.掌握抛物线的定义、标准方程、简单的几何性质.4.了解圆锥曲线的初步应用.高考热点分析圆锥曲线是高中数学的一个重要内容,它的基本特点是数形兼备,兼容并包,可与代数、三角、几何知识相沟通,历来是高考的重点内容。
纵观近几年高考试题中对圆锥曲线的考查,基本上是两个客观题,一个主观题,分值21分~24分,占15%左右,并且主要体现出以下几个特点:1.圆锥曲线的基本问题,主要考查以下内容:①圆锥曲线的两种定义、标准方程及a、b、c、e、p 五个参数的求解.②圆锥曲线的几何性质的应用.2、求动点轨迹方程或轨迹图形在高考中出现的频率较高,此类问题的解决需掌握四种基本方法:直译法、定义法、相关点法、参数法.3.有关直线与圆锥曲线位置关系问题,是高考的重热点问题,这类问题常涉及圆锥曲线的性质和直线的基本知识以及线段中点、弦长等,分析这类问题时,往往要利用数形结合思想和“设而不求”的方法、对称的方法及韦达定理,多以解答题的形式出现.4.求与圆锥曲线有关的参数或参数范围问题,是高考命题的一大热点,这类问题综合性较大,运算技巧要求较高;尤其是与平面向量、平面几何、函数、不等式的综合,特别近年出现的解析几何与平面向量结合的问题,是常考常新的试题,将是今后高考命题的一个趋势.高考复习建议1.圆锥曲线的定义、标准方程及几何性质是本章的基本内容.复习中对基本概念的理解要深,对公式的掌握要活,充分重视定义在解题中的地位和作用,重视知识间的内在联系.椭圆、双曲线、抛物线它们都可以看成是平面截圆锥所得的截线,其本质是统一的.因此这三种曲线可统一为“一个动点P到定点F和定直线l的距离之比是一个常数e的轨迹”,当0<e<1、e=1、e>1时,分别表示椭圆、抛物线和双曲线.复习中有必要将椭圆、抛物线和双曲线的定义,标准方程及几何性质进行归类、比较,把握它们之间的本质联系,要学会在知识网络交汇处思考问题、解决问题.2.计算能力的考查已引起高考命题者的重视,这一章的复习要注意突破“运算关”,要寻求合理有效的解题途径与方法.3.加强直线与圆锥曲线的位置关系问题的复习,注重数形结合思想和设而不求法与弦长公式及韦达定理的运用.4.重视圆锥曲线与平面向量、函数、方程、不等式、三角、平面几何的联系,重视数学思想方法的训练,达到优化解题思维、简化解题过程的目的.8.1 椭圆知识要点1.椭圆的两种定义(1) 平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于21F F )的点的轨迹叫椭圆,这两个定点叫做椭圆的 , 之间的距离叫做焦距.注:①当2a =|F 1F 2|时,P 点的轨迹是 .②当2a <|F 1F 2|时,P 点的轨迹不存在.(2) 椭圆的第二定义:到 的距离与到 的距离之比是常数e ,且∈e 的点的轨迹叫椭圆.定点F 是椭圆的 ,定直线l 是 ,常数e 是 .2.椭圆的标准方程(1) 焦点在x 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是:12222=+b y a x ,其中( > >0,且=2a ) (2) 焦点在y 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是12222=+bx ay ,其中a ,b 满足: .3.椭圆的几何性质(对12222=+by a x ,a > b >0进行讨论)(1) 范围: ≤ x ≤ , ≤ y ≤ (2) 对称性:对称轴方程为 ;对称中心为 .(3) 顶点坐标: ,焦点坐标: ,长半轴长: ,短半轴长: ;准线方程: .(4) 离心率:=e ( 与 的比),∈e ,e 越接近1,椭圆越 ;e 越接近0,椭圆越接近于 .(5) 焦半径公式:设21,F F 分别为椭圆的左、右焦点,),(00y x P 是椭圆上一点,则=1PF ,122PF a PF -== .(6) 椭圆的参数方程为 . 4.焦点三角形应注意以下关系: (1) 定义:r 1+r 2=2a(2) 余弦定理:21r +22r -2r 1r 2cos θ=(2c )2(3) 面积:21F PF S ∆=21r 1r 2 sin θ=21·2c | y 0 |(其中P(00,y x )为椭圆上一点,|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2,∠F 1PF 2=θ)例题讲练【例1】 中心在原点,一个焦点为F 1(0,52)的椭圆被直线y =3x -2截得的弦的中点的横坐标为21,求此椭圆的方程.【例2】 已知点P(3, 4)是椭圆2222b y a x +=1 (a >b >0) 上的一点,F 1、F 2是它的两焦点,若PF 1⊥PF 2,求:(1) 椭圆的方程; (2) △PF 1F 2的面积.【例3】如图,射线OA 、OB 分别与x 轴、 y 轴所成的角均为︒30;已知线段PQ 的长度为2,并且保持线段的端点),(11y x P 在射线OA 上运动,点),(22y x Q 在射线OB 上运动(1) 试求动点),(21x x M 的轨迹C 的方程(2) 求轨迹C 上的动点N 到直线03=--y x 的距离的最大值和最小值.【例4】 (2005年全国卷I )已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,+与=(3, -1)共线.(1) 求椭圆的离心率;(2) 设M 是椭圆上任意一点,且=μλ+(λ、μ∈R),证明22μλ+为定值.小结归纳 1.在解题中要充分利用椭圆的两种定义,灵活处理焦半径,熟悉和掌握a 、b 、c 、e 关系及几何意义,能够减少运算量,提高解题速度,达到事半功倍之效.2.由给定条件求椭圆方程,常用待定系数法.步骤是:定型——确定曲线形状;定位——确定焦点位置;定量——由条件求a 、b 、c ,当焦点位置不明确时,方程可能有两种形式,要防止遗漏.3.解与椭圆的焦半径、焦点弦有关的问题时,一般要从椭圆的定义入手考虑;椭圆的焦半径的取值范围是],[c a c a +-.4.“设而不求”,“点差法”等方法,是简化解题过程的常用技巧,要认真领会.5.解析几何与代数向量的结合,是近年来高考的热点,在2005年的考题中足以说明了这一点,应引起重视.基础训练题 一、选择题1. 动点M 到定点)0,4(1-F 和)0,4(2F 的距离的和为8,则动点M 的轨迹为 ( ) A .椭圆 B .线段 C .无图形 D .两条射线2. (2005年全国高考试题III) 设椭圆的两个焦点分别为F 1、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是 ( )A .22 B .212- C .2-2D .2-13. (2004年高考湖南卷)F 1、F 2是椭圆C :14822=+y x 的焦点,在C 上满足PF 1⊥PF 2的点P 的个数为( ) A .2个 B .4个 C .无数个 D .不确定4. 椭圆171622=+y x 的左、右焦点为F 1、F 2,一直线过F 1交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为 ( ) A .32 B .16 C .8 D .45. 已知点P 在椭圆(x -2)2+2y 2=1上,则xy的最小值为( )A .36-B .26-C .6-D .66-6. 我们把离心率等于黄金比215-的椭圆称为“优美椭圆”,设)0(12222>>=+b a by a x 是优美椭圆,F 、A 分别是它的左焦点和右顶点,B 是它的短轴的一个端点,则ABF ∠等于 ( ) A .︒60 B .︒75 C .︒90 D .︒120二、填空题 7. 椭圆400162522=+y x 的顶点坐标为 和 ,焦点坐标为 ,焦距为 ,长轴长为 ,短轴长为 ,离心率为 ,准线方程为 .8. 设F 是椭圆16722=+y x 的右焦点,且椭圆上至少有21个不同的点P i (i =1,2, ),使得|FP 1|、|FP 2|、|FP 3|…组成公差为d 的等差数列,则d 的取值范围是 . 9. 设1F ,2F 是椭圆14322=+y x 的两个焦点,P 是椭圆上一点,且121=-PF PF ,则得=∠21PF F . 10.若椭圆2222)1(-+m y m x =1的准线平行于x 轴则m 的取值范围是 .三、解答题11.根据下列条件求椭圆的标准方程(1) 和椭圆1202422=+y x 共准线,且离心率为21.(2) 已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为534和532,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点.12.椭圆14922=+y x 的焦点为21,F F ,点P 为其上的动点,当∠21PF F 为钝角时,求点P 横坐标的取值范围.13.(2005年高考湖南卷)已知椭圆C :12222=+by a x (a >0,b >0)的左、右焦点分别是F 1、F 2,离心率为e .直线l :y =ex +a 与x 轴,y 轴分别交于点A 、B 、M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P 是点F 1关于直线l 的对称点,设=λ. (Ⅰ)证明:λ=1-e 2;(Ⅱ)若λ=43,△MF 1F 2的周长为6,写出椭圆C 的方程;(Ⅲ)确定λ的值,使得△PF 1F 2是等腰三角形.提高训练题14.(2006年高考湖南卷)已知C 1:13422=+y x ,抛物线C 2:(y -m )2=2px (p >0),且C 1、C 2的公共弦AB 过椭圆C 1的右焦点.(Ⅰ)当AB ⊥x 轴时,求p 、m 的值,并判断抛物线C 2的焦点是否在直线AB 上;(Ⅱ)若p =34,且抛物线C 2的焦点在直线AB 上,求m 的值及直线AB 的方程.15.(成都市2006届毕业班摸底测试)设向量i =(1, 0),j =(0, 1),=(x +m )i +y j ,=(x -m )i +y j ,且||+||=6,0< m < 3,x >0,y ∈R . ( I )求动点P(x ,y )的轨迹方程;( II ) 已知点A(-1, 0),设直线y =31(x -2)与点P 的轨迹交于B 、C 两点,问是否存在实数m ,使得AC AB ⋅=31?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.8.2 双 曲 线知识要点 1.双曲线的两种定义(1) 平面内与两定点F 1,F 2的 常数(小于 )的点的轨迹叫做双曲线.注:①当2a =|F 1F 2|时,p 点的轨迹是 .②2a >|F 1F 2|时,p 点轨迹不存在.(2) 平面内动点P 到一个定点F 和一条定直线l (F 不在 上)的距离的比是常数e ,当∈e 时动点P 的轨迹是双曲线.设P 到1F 的对应准线的距离为d ,到2F 对应的准线的距离为2d ,则e d PF d PF ==22112.双曲线的标准方程 (1) 标准方程:12222=-b y a x ,焦点在 轴上;12222=-bx ay ,焦点在 轴上.其中:a 0,b 0,=2a .(2) 双曲线的标准方程的统一形式:)0(122<=+nm ny mx3.双曲线的几何性质(对0,0,122>>=-b a b y a x 进行讨论)(1) 范围:∈x ,∈y .(2) 对称性:对称轴方程为 ;对称中心为 .(3) 顶点坐标为 ,焦点坐标为 ,实轴长为 ,虚轴长为 ,准线方程为 ,渐近线方程为 .(4) 离心率e = ,且∈e ,e 越大,双曲线开口越 ,e 越小,双曲线开口越 ,焦准距P = .(5) 焦半径公式,设F 1,F 2分别是双曲线的左、右焦点,若),(00y x P 是双曲线右支上任意一点,=1PF ,=2PF ,若),(00y x P 是双曲线左支上任意一点,=1PF ,=2PF . (6) 具有相同渐近线x aby ±=的双曲线系方程为 (7) 的双曲线叫等轴双曲线,等轴双曲线的渐近线为 ,离心率为 .(8) 12222=-b y a x 的共轭双曲线方程为 .例题讲练【例1】 根据下列条件,写出双曲线的标准方程 (1) 中心在原点,一个顶点是(0,6),且离心率是1.5.(2) 与双曲线x 2-2y 2=2有公共渐近线,且过点M(2,-2).【例2】 (04年高考湖北卷)直线l :y =kx +1与双曲线C :2x 2-y 2=1的右支交于不同的两点A 、B .(1)求实数k 的取值范围;(2)是否存在实数k ,使得以线段AB 为直径的圆经过双曲线C 的右焦点F ?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由.【例3】 在双曲线1121322-=-y x 的一支上有不同的三点A(x 1,y 1),B(x 2,6),C(x 3,y 3)与焦点F(0,5)的距离成等差数列.(1)求y 1+y 3;(2)求证:线段AC 的垂直平分线经过某一定点,并求出这个定点的坐标.【例4】 (2004年高考全国卷II )设双曲线C :)0(1222>=-a y a x 与直线l :x +y =1相交于两个不同的点.(1) 求双曲线C 的离心率e 的取值范围;(2) 设直线l 与y 的交点为P ,且=125,求a的值.小结归纳1.复习双曲线要与椭圆进行类比,尤其要注意它们之间的区别,如a 、b 、c 、e 的关系.2.双曲线的渐近线的探求是一个热点.①已知双曲线方程求渐近线方程;②求已知渐近线方程的双曲线方程.3.求双曲线的方程,经常要列方程组,因此,方程思想贯穿解析几何的始终,要注意定型(确定曲线形状)、定位(曲线的位置)、定量(曲条件求参数).4.求双曲线的方程的常用方法: (1) 定义法.(2) 待定系数法.涉及到直线与圆锥曲线的交点问题,经常是“设而不求”.5.例2的第(1)问是数材P 132第13题的引申,因此高考第一轮复习要紧扣教材.6.对于直线与双曲线的位置关系,要注意“数形转化”“数形结合”,既可以转化为方程组的解的个数来确定,又可以把直线与双曲线的渐近线进行比较,从“形”的角度来判断.基础训练题 一、选择题1. A 、B 是平面内两定点,动点P 到A 、B 两点的距离的差是常数,则P 的轨迹是 ( ) A .双曲线 B .椭圆 C .双曲线的一支 D .不能确定2. (04年高考湖南卷)如果双曲线1121322=-y x 上一点p 到右焦点的距离等于13,那么点p 到右焦线的距离是 ( )A .513 B .13 C .5D .1353. 已知双曲线的渐近线方程是2xy ±=,焦点在坐标轴上且焦距是10,则此双曲线的方程为 ( )A .152022=-y x B .152022±=-y x C .120522=-y xD .120522±=-y x4. (2005年高考湖南卷)已知双曲线12222=-by a x (a >0,b >0)的右焦点为F ,右焦线与一条渐近线交于点A ,△OAF 的面积为22a ,(0为原点)则两条渐近线的夹角为( ) A .30° B .45° C .60°D .90°5. 已知双曲线14922=-y x ,则过点A(3,1)且与双曲线仅有唯一的公共点的直线有 ( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条6. (2005年江苏高考最后冲刺题) 设双曲线16x 2-9y 2=144的右焦点为F 2,M 是双曲线上任意一点,点A 的坐标为(9,2),则|MA|+53|MF 2|的最小值为( )A .9B .536C .542D .554二、填空题7. 中心在原点,坐标轴为对称轴,实轴与虚轴长之差为2,离心率为45的双曲线方程为 .8. (2004年高考·吉林、四川)设中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆与双曲线12222=-y x 有公共焦点,且它们的离心率互为倒数,则椭圆方程为 .9. (2006年高考湖南卷)过双曲线M :1222=-b y x 的左顶点A 作斜率为1的直线l ,若l 与双曲线M 的两条渐近线分别相交于点B 、C ,且|AB|=|BC|,则双曲线M 的离心率是 .10.可以证明函数x bax y +=(b ≠0)的图象是双曲线,试问双曲线C :xx y 33+=的离心率e 等于 .三、解答题11.(1) 已知双曲线的渐近线方程为032=±yx ,且过点(2,-6),求双曲线的方程;(2) 已知双曲线的右准线为x =4,右焦点为F(10,0),离心率为e =2,求双曲线的方程. 12.ABC ∆中,固定底边BC ,让顶点A 移动,已知4=BC ,且A B C sin 21sin sin =-,求顶点A 的轨迹方程.13.双曲线12222=-by a x )0,0(>>b a 的右支上存在与右焦点和左准线等距离的点,求离心率e 的取值范围.提高训练题 14.已知动点p 与双曲线13222=-y x 的两个焦点F 1、F 2的距离之和为定值,且cos ∠F 1PF 2的最小值为-91.(1) 求动点p 的轨迹方程;(2) 若已知点D(0,3),点M 、N 在动点p 的轨迹上且λ=,求实数λ的取值范围.15.(2005年武汉市高三调考)已知等轴双曲线C :)0(222>=-a a y x 上一定点P(00,y x )及曲线C 点上两个动点A 、B ,满足0=⋅PB PA(1) M 、N 分别为PA 、PB 中点,求证:0=⋅ON OM (O 为坐标原点);(2) 求|AB|的最小值及此时A 点坐标.抛 物 线 1.抛物线定义:离 的点的轨迹叫抛物线,焦点, 叫做抛物线的准线2.抛物线的标准方程和焦点坐标及准线方程① px y 22=,焦点为 ,准线为 . ② px y 22-=,焦点为 ,准线为 . ③ py x 22=,焦点为 ,准线为 . ④ py x 22-=,焦点为 ,准线为 . 3.抛物线的几何性质:对)0(22>=p px y 进行讨论. ① 点的范围: 、 . ② 对称性:抛物线关于 轴对称. ③ 离心率=e .④ 焦半径公式:设F 是抛物线的焦点,),(o o y x P 是抛物线上一点,则=PF .⑤ 焦点弦长公式:设AB 是过抛物线焦点的一条弦(焦点弦)i) 若),(11y x A ,),(22y x B ,则AB = ,21y y .ii) 若AB 所在直线的倾斜角为θ()0≠θ则AB = .特别地,当θ2π=时,AB 为抛物线的通径,且AB = .iii) S △AOB = (表示成P 与θ的关系式).iv) ||1||1BF AF +为定值,且等于 . 例题讲练【例1】 已知抛物线顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点),3(n A -到焦点的距离为5,求抛物线的方程和n 的值.【例2】 已知抛物线C :x y 42=的焦点为F ,过点F 的直线l 与C 相交于A 、B .(1) 若316=AB ,求直线l 的方程.(2) 求AB 的最小值.【例3】 若A(3,2),F 为抛物线x y 22=的焦点,P 为抛物线上任意一点,求PA PF +的最小值及取得最小值时的P 的坐标.【例4】 (05全国卷(Ⅲ))设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),两点在抛物线y =2x 2上,l 是AB 的垂直平分线.(1)当且仅当x 1+x 2取何值时,直线l 经过抛物线的焦点F ?证明你的结论?(2)当直线l 的斜率为2时,求在y 轴上的截距的取值范围.小结归纳 1.求抛物线方程要注意顶点位置和开口方向,以便准确设出方程,然后用待定系数法.2.利用好抛物线定义,进行求线段和的最小值问题的转化.3.涉及抛物线的弦的中点和弦长等问题要注意利用韦达定理,能避免求交点坐标的复杂运算.4、解决焦点弦问题时,抛物线的定义有广泛的应用,应注意焦点弦的几何性质.基础训练题 一、选择题1. 过抛物线)0(22>=P px y 的焦点作直线交抛物线于),(11y x A ,),(22y x B 两点,若P x x 321=+,则AB等于( )A .2PB .4PC .6PD .8P2. 已知动点),(y x P 满足22)2()1(5-+-y x =|1243|++y x ,则P 点的轨迹是 ( )A .两条相交直线B .抛物线C .双曲线D .椭圆3. 已知抛物线212:x y C =与抛物线2C 关于直线x y -=对称,则2C 的准线方程是( )A .81-=x B .21=xC .81=x D .21-=x4. (2005年高考上海卷)过抛物线y 2=4x 的焦点作一条直线与抛物线相交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的直线 ( ) A .有且仅有一条 B .有且仅有两条 C .有无数条 D .不存在5. (2003年新课程卷)抛物线2ax y =的准线方程是2=y ,则a 的值为 ( )A .81B .81-C .8D .8-6. (04年高考湖北卷)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是 ( ) A .2x -y +3=0 B .2x -y -3=0 C .2x -y +1=0 D .2x -y -1=0二、填空题7. 点M 与点F(4,0)的距离比它到连线l :x +5=0的距了小1,则点M 的轨迹方程为 . 8. 某桥的桥洞是抛物线,桥下水面宽16米,当水面上涨2米后达警戒水位,水面宽变为12米,此时桥洞顶部距水面高度为 米(精确到0.1米). 9. 过点(3,3)的直线与抛物线y 2=3x 只有一个公共点,则这样的直线的条数为 .10.一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x 2)200(2≤≤=y y ,在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r 的取值范围是三、解答题11.求顶点在原点,对称轴是x 轴,并且顶点与焦点的距离等于6的抛物线方程.12.正方形ABCD 中,一条边AB 在直线y =x +4上,另外两顶点C 、D 在抛物线y 2=x 上,求正方形的面积.13.设A 和B 为抛物线y 2=4px (p >0)上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB ,OM ⊥AB ,求点M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?提高训练题 14.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作直线交抛物线于A 、B 两点,试问:以AB 为直径的圆与抛物线的准线是相交、相切还是相离?若把抛物线改为椭圆12222=+b y a x 或双曲线12222=-b y a x ,结果又如何呢?15.(2004年高考上海卷)如图,直线x y 21=与抛物线4812-=x y 交于A 、B 两点,线段AB 的垂直平分线与直线5-=y 交于Q 点. (1) 求点Q 的坐标;(2) 当P 为抛物线上位于线段AB(含点A 、B)下方的动点时,求OPQ ∆面积的最大值.8.4 直线与圆锥曲线的位置关系知识要点 1.直线与圆锥曲线的位置关系,常用研究方法是将曲线方程与直线方程联立,由所得方程组的解的个数来决定,一般地,消元后所得一元二次方程的判别式记为△,△>0时,有两个公共点,△=0时,有一个公共点,△<0时,没有公共点.但当直线方程与曲线方程联立的方程组只有一组解(即直线与曲线只有一个交点)时,直线与曲线未必相切,在判定此类情形时,应注意数形结合.(对于双曲线,重点注意与渐近线平行的直线,对于抛物线,重点注意与对称轴平行的直线)2.直线与圆锥曲线的交点间的线段叫做圆锥曲线的弦.设弦AB 端点的坐标为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),直线AB 的斜率为k ,则:|AB |=————————或:—————————.利用这个公式求弦长时,要注意结合韦达定理. 当弦过圆锥曲线的焦点时,可用焦半径进行运算. 3.中点弦问题:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)是椭圆12222=+b y a x 上不同的两点,且x 1≠x 2,x 1+x 2≠0,M(x 0,y 0)为AB 的中点,则 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+11222222221221b y ax b y a x 两式相减可得2221212121ab x x y y x x y y -=++⋅--即 .对于双曲线、抛物线,可得类似的结论.例题讲练 【例1】 直线y =ax +1与双曲线3x 2-y 2=1相交于A 、B 两点.(1) 当a 为何值时,A 、B 两点在双曲线的同一支上?当a 为何值时,A 、B 两点分别在双曲线的两支上?(2) 当a 为何值时,以AB 为直径的圆过原点?x【例2】 已知双曲线方程2x 2-y 2=2.(1) 求以A(2,1)为中点的双曲线的弦所在直线方程; (2) 过点B(1,1)能否作直线l ,使l 与所给双曲线交于Q 1、Q 2两点,且点B 是弦Q 1Q 2的中点?这样的直线l 如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.【例3】 在抛物线y 2=4x 上恒有两点关于直线y =kx +3对称,求k 的取值范围.【例4】 (2006届苏州市高三调研测试)已知椭圆222y ax +=1(a 为常数,且a >1),向量m =(1, t ) (t >0),过点A(-a , 0)且以为方向向量的直线与椭圆交于点B ,直线BO 交椭圆于点C (O 为坐标原点).(1) 求t 表示△ABC 的面积S( t );(2) 若a =2,t ∈[21, 1],求S( t )的最大值.小结归纳1.判断直线与圆锥曲线的位置关系时,注意数形结合;用判别式的方法时,若所得方程二次项的系数有参数,则需考虑二次项系数为零的情况.2.涉及中点弦的问题有两种常用方法:一是“设而不求”的方法,利用端点在曲线上,坐标满足方程,作差构造出中点坐标和斜率的关系,它能简化计算;二是利用韦达定理及中点坐标公式.对于存在性问题,还需用判别式进一步检验.3.对称问题,要注意两点:垂直和中点.基础训练题 一、选择题1. 曲线x 2+4y 2+D x +2E y +F =0与x 轴有两个交点,且这两个交点在原点的两侧的充要条件是 ( ) A .D ≠0,E =0,F >0 B .E =0,F <0 C .D 2-F >0 D .F <0 2. 若椭圆193622=+y x 的弦被点(4,2)平分,则此弦所在直线的斜率为 ( ) A .2 B .-2C .31D .-213. 经过抛物线)0(22>=p px y 的所有焦点弦中,弦长的最小值为 ( ) A .p B .2p C .4p D .不确定4. 过双曲线1222=-y x 的右焦点作直线l ,交双曲线于A 、B 两点,若∣AB ∣=4,则这样的直线l 有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条5. (华师大二附中2005年模拟试卷2) 直线l :y =kx +1(k ≠0)椭圆E :1422=+y m x ,若直线l 被椭圆E 所截弦长为d ,则下列直线中被椭圆E 截得的弦长不是d 的是 ( ) A .kx +y +1=0 B .kx -y -1=0 C .kx +y -1=0 D .kx +y =06. 椭圆mx 2+ny 2=1与直线y =1-x 交于M 、N 两点,过两点O 与线段MN 之中点的直线的斜率为22,则xnm的值是 ( )A .22B .332 C .229D .2732二、填空题7. 已知直线x -y =2与抛物线y 2-4x 交于A 、B 两点,那么线段AB 的中点坐标是 .8. 对任意实数k ,直线y =kx +b 与椭圆⎩⎨⎧==θθs i n 4c o s 2y x (0≤θ<2π)恒有公共点,则b 的取值范围是 .9. 已知抛物线y 2=4x 的一条弦AB ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 所在直线与y 轴交点坐标为(0,2),则2111y y += .10.若直线mx +ny -3=0与圆x 2+y 2=3没有公共点,则m 、n 的关系式为___________;以(m ,n )为点P 的坐标,过点P 的一条直线与椭圆13722=+y x 的公共点有____个.三、解答题 11.已知直线l 交椭圆162022y x +=1于M 、N 两点,B(0,4)是椭圆的一个顶点,若△BMN 的重心恰是椭圆的右焦点,求直线l 的方程.12.已知直线y =(a +1)x -1与曲线y 2=ax 恰有一个公共点,求实数a 的值.13.(05重庆)已知椭圆C 1的方程为1422=+y x ,双曲线C 2的左、右焦点分别为C 1的左、右顶点,而C 2的左、右顶点分别是C 1的左、右焦点. (1)求双曲线C 2的方程;(2)若直线l :y =kx +2与椭圆C 1及双曲线C 2恒有两个不同的交点,且l 与C 2的两个交点A 和B 的满足6<⋅(其中O 为原点),求k 的取值范围. 提高训练题14.已知椭圆的一个顶点为A(0,-1),焦点在x 轴上,若右焦点到直线022=+-y x 的距离为3. ⑴ 求椭圆的方程;⑵ 设椭圆与直线y =kx +m (k ≠0)相交于不同的两点M 、N ,当AN AM =时,求m 的取值范围.15.(04湖南)过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P(0,m )(m >0),作直线与抛物线交于A 、B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点. (Ⅰ)设点P 分有向线段所成的比为λ,证明:)(λ-⊥;(Ⅱ)设直线AB 的方程是x -2y +12=0,过A 、B 两点的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.8.5 轨迹方程知识要点1.直接法求轨迹的一般步骤:建系设标,列式表标,化简作答(除杂).2.求曲线轨迹方程,常用的方法有:直接法、定义法、代入法(相关点法、转移法)、参数法、交轨法等.例题讲练【例1】一动圆与圆x2+y2+6x+5=0外切,同时与圆x2+y2-6x-91=0内切,求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线.【例2】已知抛物线过点N(1,-1),且准线为l:x =-3,求抛物线顶点M的轨迹.【例3】已知直线l与椭圆12223=+byax(a>b>0)有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴交于R、S,求以线段SR 为对角线的矩形ORPS的顶点P的轨迹方程.【例4】已知点H(0,-3),点P在x轴上,点Q 在y轴正半轴上,点M在直线PQ上,且满足PMHP⋅=0,MQPM23-=.(1) 当点P在x轴上移动时,求动点M的轨迹曲线C 的方程;(2) 过定点A(a,b)的直线与曲线C相交于两点S、R,求证:抛物线S、R两点处的切线的交点B恒在一条直线上.小结归纳1.直接法求轨迹方程关键在于利用已知条件,找出动点满足的等量关系,这个等量关系有的可直接利用已知条件,有的需要转化后才能用.2.回归定义是解决圆锥曲线轨迹问题的有效途径.3.所求动点依赖于已知曲线上的动点的运动而运动,常用代入法求轨迹.4.参数法求轨迹关键在于如何选择好参数,建立起x ,y 的参数方程,以便消参,选择n 个参数,要建立n +1个方程,消参时,要注意等价性.5.求轨迹比求轨迹方程多一个步骤,求轨迹最后须说明轨迹的形状、大小、位置、方向.基础训练题 一、选择题1. 已知椭圆的焦点是F 1、F 2,P 是椭圆上的一个动点,如果延长F 1P 到Q ,使得| PQ |=| PF 2 |,那么动点Q 的轨迹是 ( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线的一支 D .抛物线2. 动点P 与定点)0,1(,)0,1(B A -的连结的斜率之积为1-,则P 点的轨迹方程是( ) A .x 2+y 2=1 B .x 2+y 2=1)1(±≠x C .x 2+y 2=1)0(≠x D .21x y -=3. 已知动点P(x 、y )满足1022)2()1(-+-y x =|3x +4y+2|,则动点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .无法确定4. 设P 为椭圆12222=+by a x 上一点,过右焦点F 2作∠F 1PF 2的外角平分线的垂线,垂足为Q ,则点Q 的轨迹是( ) A .直线 B .抛物线 C .圆 D .双曲线 5. 设P 为双曲线12222=-b y a x 上一点, 过右焦点F 2作∠F 1PF 2的内角平分线的垂线,垂足为Q ,则点Q 的轨迹是 ( ) A .圆 B .抛物线 C .直线 D .椭圆 6. 已知点P(x ,y )在以原点为圆心,半径为1的圆上运动,则点(x +y ,xy )的轨迹是 ( ) A .半圆 B .抛物线的一部分 C .椭圆 D .双曲线的一支二、填空题7. 长为2a 的线段AB 的两个端点分别在x 轴、y 轴上滑动,则AB 中点的轨迹方程为 .8. 经过定点M(1,2),以y 轴为准线,离心率为21的椭圆左顶点的轨迹方程 . 9. 已知抛物线)(12R m mx x y ∈-+-=,当m 变化时抛物线焦点的轨迹方程为 . 10.(04北京)在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,P 是侧面BB 1C 1C 内一动点,若P 到直线BC 与到直线C 1D 1的距离相等,则动点P 的轨迹是 .三、解答题 11.以动点P 为圆心的圆与圆A :(x +5)2+y 2=49及圆B :(x -5)2+y 2=1都外切,求动点P 的轨迹.12.已知双曲线2222ny m x -=1(m >0,n >0)的顶点为A 1、A 2,与y 轴平行的直线l 交双曲线于点P 、Q. (1) 求直线A 1P 与A 2Q 交点M 的轨迹方程; (2) 当m ≠n 时,求所得圆锥曲线的焦点坐标、准线方程和离心率.13.设直线l :y =kx +1与椭圆C :ax 2+y 2=2(a >1)交于A 、B 两点,以OA 、OB 为邻边作平行四边形OAPB (O 为坐标原点).(1)若k =1,且四边形OAPB 为矩形,求a 的值; (2)若a =2,当k 变化时,(k ∈R),求点P 的轨迹方程.提高训练题14.设椭圆方程为1422=+y x ,过点M(0,1)的直线l 交椭圆于点A 、B ,O 是坐标原点,点P 满足)(21OB OA OP +=,点N 的坐标为)21,21(,当l 绕点M 旋转时,求:(1) 动点P 的轨迹方程; (2) ||NP 的最小值与最大值.A1。
圆锥曲线复习与小结(5)教学目标:通过对例题的分析、讨论,使学生进一步明确本章的主要数学思想方法及如何应用基本的数学思想方法解题.教学过程一、 复习引入1.平移的概念设F 为平面内一个图形,将F 上所有的点按照同一方向,移动同样的长度,得到F ',这个过程叫做图形的平移.2.平移公式设点P (x ,y )按照给定的向量a =(h,k )平移后得到新点),(y x P ''',则⎩⎨⎧+='+='k y y h x x 3.图形的平移公式给定向量a =(h,k ),由旧方程求新方程时,把公式⎩⎨⎧-'=-'=ky y h x x ,代入旧方程中整理可得;若由新方程求旧方程,则把公式⎩⎨⎧+='+='k y y h x x 代入到新方程中整理可得.二、例题例1 写出长轴的顶点坐标是A (-2,4),A′(-2,-2),半焦距的长是5的椭圆方程.例2 (1)椭圆的对称轴平行于坐标轴,中心在(-2,1),a =3,b =2,焦点在直线y =1上,求它的方程.(2)求半实轴长是2,两焦点坐标是(2,2),(2,-4)的双曲线方程.(3)求顶点在(-3,1),焦点到准线距离等于45,准线平行于y 轴,焦点在准线左方的抛物线方程.例3 已知双曲线在中心同侧的焦点为F (7,0)顶点A (5,0),准线为x =4,求双曲线方程及其渐近线方程.例4 抛物线方程为),0)(1(2>+=p x p y 直线x +y =m 与x 轴的交点在抛物线的准线的右边.(1)求证:直线与抛物线总有两个交点;(2)设直线与抛物线的交点为Q 、R ,且,OR OQ ⊥求p 关于m 的函数p =f (m )的表达式;2(3)在(2)的条件下,若m变化,使得原点O到直线QR的距离不大于,2求p的取值范围.三、作业同步练习08F5。
F 2F 1OyxBA解析几何专题三:圆锥曲线面积问题一、知识储备 1、三角形面积问题直线AB 方程:y kx m =+ 0021kx y md PH k-+==+00002211122'2'1ABP kx y m kx y mS AB d k A A k ∆-+∆-+∆=⋅=+⋅=+2、焦点三角形的面积直线AB 过焦点21,F ABF ∆的面积为 112121212'ABF c S F F y y c y y A ∆∆=⋅-=-= 2222222222222224()11||S =||d 22AOB a b a A b B C C AB A B a A b B A B∆+-=+++2222222222()C ab a A b B C a A b B+-=+注意:'A 为联立消去x 后关于y 的一元二次方程的二次项系数3、平行四边形的面积直线AB 为1y kx m =+,直线CD 为2y kx m =+ 1221m m d CH k-==+222222121212''11()41()41'''B C AB k x x k x x x x k k A A A ∆=+-=++-=+--⋅=+1212221''1ABCDm m m m SAB d k A A k -∆-∆=⋅=+⋅=+注意:'A 为直线与椭圆联立后消去y 后的一元二次方程的系数. 4、范围问题首选均值不等式,其实用二次函数,最后选导数CDHOyxBA均值不等式 222(,)a b ab a b R +≥∈变式:2,);()(,)2a b a b a b R ab a b R ++++≥∈≤∈ 作用:当两个正数的积为定值时求出这两个正数的和的最小值; 当两个正数的和为定值时求出这两个正数的积的最大值 注意:应用均值不等式求解最值时,应注意“一正二定三相等” 圆锥曲线经常用到的均值不等式形式列举: (1)2226464t S t t t==++(注意分0,0,0t t t =><三种情况讨论)(2)224222121212333196123696k AB t k k k=+=+≤+++⨯+++ 当且仅当2219k k =时,等号成立 (3)222002200259342593464925y x PQ x y =+⋅+⋅≥+= 当且仅当22002200259259925y x x y ⋅=⋅时等号成立. (4)2282m m S -+===当且仅当228m m =-+时,等号成立(5)2221121k m m S -++==≤=当且仅当221212k m +=时等号成立. 二、例题讲解1.(2022·广东高三月考)已知椭圆G :()222210x y a b a b +=>>,且过点()3,1.(1)求椭圆G 的方程;(2)斜率为1的直线l 与椭圆G 交于A 、B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为()3,2P -,求PAB ∆的面积.【答案】(1)221124x y +=;(2)92.【分析】(1)根据椭圆离心率、及所过的点,结合椭圆参数关系求参数,写出椭圆方程.(2)设1122(,),(,)A x y B x y ,AB :y x b =+,其线段AB 中垂线为1y x =--,联立椭圆方程并应用韦达定理求12x x +、12x x ,进而可得12y y +,由AB 中点在中垂线上代入求参数b ,进而求||AB 、P 到AB 的距离,即可求△PAB 的面积. 【详解】(1)由题意,22222911a b a b c c e a ⎧==⎪⎪⎪+⎨==+⎪⎪⎪⎩,解得22124a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩,故椭圆G 的方程221124x y+=.(2)令AB 为y x b =+,则AB 中垂线方程为(3)21y x x =-++=--, 联立AB 与椭圆方程得:223()12x x b ++=,整理得22463120x bx b ++-=, 若1122(,),(,)A x y B x y ,则1232b x x +=-,2123124b x x -=, △121222by y x x b +=++=,又1212(,)22x x y y ++在AB 中垂线上,△3144b b-=,可得2b =,即123x x +=-,120x x =,△||AB == 又()3,2P -到AB的距离d △19||PABSAB d =⋅=. 2.(2022·全国高三模拟预测)已知双曲线C :22221x ya b -=()0,0a b >>的左、右焦点分别为1F ,2F ,虚轴上、下两个端点分别为2B ,1B ,右顶点为A ,且双曲线过点,22213B F B A ac a ⋅=-.(1)求双曲线1C 的标准方程;(2)设以点1F 为圆心,半径为2的圆为2C ,已知过2F 的两条相互垂直的直线1l ,2l ,直线1l 与双曲线交于P ,Q 两点,直线2l 与圆2C 相交于M ,N 两点,记PMN ∆,QMN ∆的面积分别为1S ,2S ,求12S S +的取值范围.【答案】(1)2213y x -=;(2)[)12,+∞.【分析】(1)由22213B F B A ac a ⋅=-得223a b =,由双曲线过点得22231a b -=,两个方程联立求出a 和b ,可得双曲线1C 的标准方程;(2)设直线1l :2x my =+,根据垂直关系得直线2l :()2y m x =--,求出弦长||MN 和||PQ ,求出121||||2S S MN PQ +=,再根据参数的范围可求出结果. 【详解】(1)由双曲线的方程可知(),0A a ,()10,B b -,()20,B b ,()2,0F c , 则()22,B F c b =-,()1,B A a b =.因为22213B F B A ac a ⋅=-,所以223ac b ac a -=-,即223a b =.①又双曲线过点,所以22231a b -=.② 由①②解得1a =,b = 所以双曲线1C 的标准方程为2213y x -=. (2)设直线1l :2x my =+,()11,P x y ,()22,Q x y , 则由21l l ⊥,得直线2l :()2y m x =--,即20mx y m +-=. 因为圆心()12,0F -到直线MN的距离d ==所以MN =2d <,故2103m ≤<. 联立221,32,y x x my ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩消去x 得()22311290m y my -++=, ()222144363136(1)0m m m ∆=--=+>,则1221231m y y m +=--,122931y y m =-,所以()22126113m PQ y m +=-=-,则1212S S PQ MN +=⋅=, 又2103m ≤<,所以[)1212,S S +∈+∞. 即12S S +的取值范围为[)12,+∞. 【点睛】关键点点睛:设直线1l :2x my =+,用m 表示||MN 和||PQ 是本题的解题关键.3.(2022·浙江高三开学考试)如图,已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为()1,0F ,D 为x 轴上位于F 右侧的点,点A 为抛物线C在第一象限上的一点,且AF DF =,分别延长线段AF 、AD 交抛物线C 于M 、N .(1)若AM MN ⊥,求直线AF 的斜率; (2)求三角形AMN 面积的最小值. 【答案】(1(2)16.【分析】(1)由抛物线的焦点坐标求出p 的值,可得出抛物线C 的方程,设点()2,2A t t ,可知0t >,求出M 、N 的纵坐标,利用斜率公式结合已知条件得出1AM MN k k ⋅=-,可得出关于t 的方程,解出正数t 的值,进而可求得直线AF 的斜率;(2)求出点M 、N 的坐标,求得AM 以及点N 到直线AM 的距离d ,可求得AMN 的面积关于t 的表达式,利用基本不等式可求得AMN 面积的最小值. 【详解】(1)()1,0F ,则12p=,得2p =,所以,抛物线C 的方程为24y x =, 设()2,2A t t ,点A 为抛物线C 在第一象限上的一点,故0t >,设点(),0D d ,由AF DF =得211t d +=-,则22d t =+,得()22,0D t +,所以,221AMt k t =-,直线AM 的方程为2112t x y t-=+, 联立224112y xt x y t ⎧=⎪⎨-=+⎪⎩,得222240t y y t ---=,所以,42M A y y t -==-, 进一步得()2222AN AD tk k t t t ===--+,直线AN 的方程为212x y t t=-++, 联立22124x y t t y x⎧=-++⎪⎨⎪=⎩,得()224420y y t t +-+=,4N A y y t ∴+=-,则42N y t t=--,又AM MN ⊥,22224414444A M M N A M M N AM MN A M M N A M M N A M M Ny y y y y y y y k k y y y y x x x x y y y y ----∴⋅=⋅=⋅=⋅=---++--, 代入得44122422t tt t t⋅=-----,化简得:42230t t --=, 又0t >,t ∴=(3,A,AF k ∴==(2)由(1)知224,2N t t t t ⎛⎫⎛⎫+-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,212,M t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭, ()222221122A M t AM x x t tt+=++=++=,直线AM 的方程2112t x y t-=+即为()22120tx t y t ---= 所以点N 到直线AM 的距离为()()()222221211t t d tt t++==+,()332331122216AMN t S t t t +⎛⎛⎫==+≥= ⎪ ⎝⎭⎝△, 当且仅当1t =时,S 取到最小值16. 【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.1.(2022·江苏南京·高三月考)已知抛物线1G :24y x =与椭圆2G :22221x y a b+=(0a b >>)有公共的焦点,2G 的左、右焦点分别为1F ,2F ,该椭圆的离心率为12. (1)求椭圆2G 的方程;(2)如图,若直线l 与x 轴,椭圆2G 顺次交于P ,Q ,R (P 点在椭圆左顶点的左侧),且1PFQ ∠与1PF R ∠互补,求1F QR ∆面积S 的最大值.【答案】(1)22143x y +=.(2【分析】(1)由已知条件推导出1c =,结合12e =和隐含条件222a b c =+,即可求出椭圆标准方程; (2)设1(Q x ,1)y ,2(R x ,2)y ,(1,0)F -,1PFQ ∠与1PF R ∠互补,可得110QF RF k k +=,根据已知条件,结合韦达定理、点到距离公式和均值不等式,即可求解. 【详解】解:(1)由题意可得,抛物线的焦点为(1,0),∴椭圆的半焦距1c =,又椭圆的离心率为12,∴12c e a ==,即2a =, 222a b c =+,222413b a c ∴=-=-=,即b =∴椭圆2C 的方程为22143x y +=. (2)设1(Q x ,1)y ,2(R x ,2)y ,(1,0)F -,1PFQ ∠与1PF R ∠互补,∴110QF RF k k +=, ∴1212011y yx x +=++,化简整理,可得1222110x y y x y y +++=①, 设直线PQ 为(0)x my n m =+≠,联立直线与椭圆方程22143x my n x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,化简整理,可得222(34)63120m y mny n +++-=,∆222224364(34)(312)0b ac m n m n =-=-+->,可得2234n m <+②,由韦达定理,可得21212226312,3434mn n y y y y m m -+=-=++③, 将11x my n =+,22x my n =+代入①,可得12122(1)()0my y n y y +++=④, 再将③代入④,可得2226(4)6(1)3434m n mn n m m -+=++,解得4n =-,PQ ∴的方程为4x my =-,由点(1,0)F -到直线PQ的距离d =,11||2F QRSQR d =⋅= 由②可得,23416m +>,即24m >,设()f m =24m t -=,0t >,()f t ∴= 由均值不等式可知,25625692996t t t t+⋅=, 当且仅当2569t t =时,即163t =,等号成立,当2569t t+取最小值时,()f t 取最大值,即1FQR 面积S 最大,∴()18max f t =, ∴△1FQR 面积S2.(2022·重庆市第十一中学校高三月考)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为点与右焦点的连线构成正三角形. (△)求椭圆C 的标准方程;(△)设过点(0,2)P -的动直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,当OMN ∆的面积最大时,求l 的方程. 【答案】(△)2214x y +=;(△)2y -或2y =-. 【分析】(△)由题意知,c =c a =222b a c =-,即可求得椭圆的方程; (△)设直线:2l y kx =-,()11,M x y ,()22,N x y ,联立22214y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()221416120k x kx +-+=,利用韦达定理,弦长公式结合OMN的面积公式得到OMNS =,利用换元结合基本不等式求解. 【详解】(△)由题意知,c =cos 6c a π==, 2a ∴=,2221b a c =-=所以椭圆的方程为2214x y +=.(△)当l x ⊥轴时不合题意,由题意设直线:2l y kx =-,()11,M x y ,()22,N x y . 联立22214y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,整理得()221416120k x kx +-+=. 当()216430k ∆=->,即234k >,且1221614k x x k +=-+,1221214x x k =+.从而12||MN x-=.又点O 到直线MN的距离d =所以OMN 的面积1||2OMNSd MN =⋅=t ,则0t >,24444OMNt St t t==++.因为44t t +≥,当且仅当2t =,即2k =±时等号成立,且满足0∆>. 所以,当OMN 的面积最大时,直线l的方程为2y x =-或2y x =-. 【点睛】思路点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.3.(2022·全国高三月考)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别是()1F和)2F ,点Р在椭圆E 上,且12PF F △的周长是4+ (1)求椭圆E 的标准方程;(2)已知、、A B C 为椭圆E 上三点,若有0OA OB OC ++=,求ABC ∆的面积. 【答案】(1)2214x y +=;(2【分析】(1)根据题设条件和椭圆的定义得到12124PF PF F F ++=+124PF PF +=,得到2a =,进而求得21b =,即可求得椭圆的方程;()2当直线AB 斜率存在时,设AB 方程为:y kx m =+,联立方程组求得1212,x x x x +,根据0OA OB OC ++=,求得2282(,)1414km m C k k -++,结合点到直线的距离公式和面积公式,求得3332ABCOABS S=⋅=;当直线AB 斜率不存在时,得到直线AB 方程为1x =±,求得332ABCABOS S==. 【详解】(1)由题意,双曲线2222:1xy E a b+=的焦点()1F 和)2F ,可得12F F =因为12PF F △的周长是4+12124PF PF F F ++=+所以124PF PF +=,即24a =,可得2a =,又由222431b a c =-=-=, 所以椭圆E 的方程是2214x y +=.()2当直线AB 斜率存在时,设AB 方程为:y kx m =+,()()()112233,,,,,A x y B x y C x y ,联立方程组2214x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,整理得2221484()40k x kmx m +++-=,则22212122284416(41)0,,1414km m k m x x x x k k -∆=-+>+=-=++ 由0OA OB OC ++=,可得12312300x x x y y y ++=⎧⎨++=⎩,又由122814kmx x k +=-+,可得()12121222214m y y kx m kx m k x x m k +=+++=++=+ 所以332282,1414km m x y k k ==-++, 将()33,x y 代入椭圆方程可得222282441414km m k k ⎛⎫⎛⎫+-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,整理得22414m k =+, 又O 到直线AB的距离为d =则()2112OABSk =⋅+= 又由0OA OB OC ++=,可得点O 为ABC 的重心,所以3332ABCOABS S=⋅=; 当直线AB 斜率不存在时,根据坐标关系可得,直线AB 方程为1x =±,可得AB112ABOS ==所以13312ABC ABOSS==⨯综上可得:ABC S △. 【点睛】直线与圆锥曲线的综合问题的求解策略:对于直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用问题,通常联立直线方程与圆锥曲线方程,应用一元二次方程根与系数的关系,以及弦长公式等进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力.4.(2022·榆林市第十中学高三月考(理))已知1F ,2F 分别是椭圆()2222:10x yE a b a b+=>>的左,右焦点,126F F =,当P 在E 上且1PF 垂直x 轴时,217PF PF =.(1)求E 的标准方程;(2)A 为E 的左顶点,B 为E 的上顶点,M 是E 上第四象限内一点,AM 与y 轴交于点C ,BM 与x 轴交于点D .(i )证明:四边形ABDC 的面积是定值. (ii )求CDM 的面积的最大值.【答案】(1)221123x y +=;(2)(i )证明见解析;(ii )())max 31CDM S =△.【分析】(1)由通径长公式得21b PF a=,结合椭圆定义可得,a b 关系,再由3c =求得,a b ,得椭圆方程;(2)(i )由题意知()A -,(B ,设(),M m n ,()0,C t ,(),0D s ,由三点共线把,s t 用,m n 表示,然后计算四边形面积可得结论;(ii )由(i )只要ABM 面积最大即可,求出椭圆的与AB 平行的切线方程,切点即为M (注意有两个切点,需要确定其中一个),从而得面积最大值. 【详解】解:(1)由题意知21b PF a=,212PF PF a +=,217PF PF =,则182PF a =,得2a b =,又3c =,222a b c =+,解得2a b == 所以E 的标准方程是221123x y +=.(2)(i )由题意知()A -,(B ,设(),M m n ,()0,C t ,(),0D s ,因为A ,C ,M 三点共线,则AC AM λ=,解得t =B ,D ,M 三点共线,则BD BM μ=,解得s =,AD s =+BC t =,221123m n +=,66AD BC st ⋅--+==6612m n +==. 162ABDC S AD BC =⋅=. (ii )因为CDM ABM ABDC S S S =-四边形△△, 所以当ABM S △最大时,CDMS 最大.1:2AB l y x =AB 平行的直线()1:02l y x p p =+<, 与221123x y +=联立,消y 得222260x px p ++-=,()2244260pp ∆=--=,解得p =p =(舍去),两平行线AB l ,l间的距离25d =,())max1312ABM S AB d =⋅=△,则())max 31CDM S =△.5.(2022·山西祁县中学高三月考(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知(1,0)F ,动点P 到直线6x =的距离等于2||2PF +.动点P 的轨迹记为曲线C . (1)求曲线C 的方程;(2)已知(2,0)A ,过点F 的动直线l 与曲线C 交于B ,D 两点,记AOB ∆和AOD ∆的面积分别为1S 和2S ,求12S S +的最大值.【答案】(1)221123x y +=;(2)3.【分析】(1)设点P (x ,y ),再根据动点P 到直线x =6的距离等于2|PF |+2列出方程化简即可;(2)设直线l 的方程为x =my +1,联立直线与(1)中所得的椭圆方程,得出韦达定理,再得出S 1+S 2=12|OA ||y 1-y 2|关于m 的表达式,换元求解最值即可 【详解】(1)设点P (x ,y ),当6x ≥时,P 到直线x =6的距离显然小于PF ,故不满足题意; 故()62,6x x -=<,即4x -=整理得3x 2+4y 2=12,即24x +23y =1.故曲线C 的方程为24x +23y =1.(2)由题意可知直线l 的斜率不为0,则可设直线l 的方程为x =my +1,B (x 1,y 1),D (x 2,y 2).联立221143x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,, 整理得(3m 2+4)y 2+6my -9=0,Δ>0显然成立, 所以y 1+y 2=-2634m m +,y 1y 2=-2934m +, 所以|y 1-y 2|故S 1+S 2=12|OA ||y 1|+12|OA ||y 2|=12|OA ||y 1-y2|.设t t ≥1,则m 2=t 2-1,则S 1+S 2=21231tt +=1213t t+. 因为t ≥1,所以3t +1t≥4(当且仅当t =1时,等号成立).故S 1+S 2=1213t t+≤3, 即S 1+S 2的最大值为3.6.(2022·西藏拉萨中学高三月考(理))(1)一动圆过定点(1,0)A ,且与定圆22:(1)16C x y ++=相切,求动圆圆心的轨迹E 的方程.(2)直线l 经过点A 且不与x 轴重合,l 与轨迹E 相交于P 、Q 两点,求CPQ ∆的面积的最大值.【答案】(1)22143x y +=;(2)3. 【分析】(1)设动圆圆心为(),M x y ,半径为R .由与定圆22:(1)16C x y ++=相切,且点A 的圆C 内,由||44||MC R MA =-=-,即||||4MC MA +=,利用椭圆的定义求解;(2)设l 的方程为:1x my -=,代入22143x y +=,由121||2CPQSCA y y =⋅-,结合韦达定理求解. 【详解】(1)设动圆圆心为(),M x y ,半径为R .定圆C 的圆心(1,0)C -,半径为4. 点A 的圆C 内.||44||||||4MC R MA MC MA ∴=-=-∴+=,且4AC > ,∴轨迹E 是以C 、A 为焦点,长轴长为4的椭圆,所以椭圆方程为:22143x y +=. (2)设l 的方程为:1x my -=,代入22143x y +=, 得()2234690m y my ++-=,设()()1122,,P x y Q x y ⋅, 则122634m y y m -+=+,122934y y m -=+,121||2CPQSCA y y =⋅-,=令21(1)t m t =+,则1212CPQS=1()9f t t t=+在[1,)+∞为增函数1t ∴=,即0m =时,CPQ S △取最大值3.7.(2022·山东高三模拟预测)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点F 与抛物线28y x =的焦点重合,一条渐近线的倾斜角为30o . (1)求双曲线C 的方程;(2)经过点F 的直线与双曲线的右支交与,A B 两点,与y 轴交与P 点,点P 关于原点的对称点为点Q ,求证:QABS>【答案】(1)2213x y -=;(2)证明见解析.【分析】(1)由题意可得2c =,o tan 30b a ==222c a b =+可求出22,a b ,从而可求出双曲线C 的方程; (2)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为:()2y k x =-,可得()02P k -,,()02Q k ,,将直线方程与双曲线方程联立方程组,消去y ,利用根与系数的关系,从而可表示出()()2222248131QABk k Sk +=-,再由直线与双曲线的右支交与,A B 两点,可得231k >,则2310t k =->,代入上式化简可求得结果 【详解】解:(1)由题意得2c =,o tan 30b a ==222c a b =+ 解得2231a b ==,所以双曲线C 的方程为:2213x y -=(2)由题意知直线的斜率存在,设直线方程为:()2y k x =-,得()02P k -,,()02Q k ,, 设()11A x y ,,()22B x y ,,联立()22132x y y k x ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩,整理可得()222231121230k x k x k --++=21221231k x x k +=-,212212331k x x k +⋅=- 所以1212QABQPB QPASSSPQ x x =-=-122k x x =- 所以()()2222221212224123124443131QABk k Sk x x x x k k k ⎡⎤+⎛⎫⎡⎤⎢⎥=+-=- ⎪⎣⎦--⎢⎥⎝⎭⎣⎦2()()222248131k k k+=-直线与双曲线右支有两个交点,所以22121222121230,03131k k x x x x k k ++=>⋅=>-- 所以231k >,设2310t k =->,()2221111645334813QABt t St t t ++⎛⎫⋅+⎪⎛⎫⎝⎭==++ ⎪⎝⎭2641564251633383643t ⎛⎫=+->⨯-=⎪⎝⎭所以QAB S >【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线方程的求法,考查直线与双曲线的位置关系,解题的关键是将直线方程与双曲线方程联立后,利用根与系数的有关系,从而可表示出()()2222248131QABk k S k+=-,再结合231k >,换元后求其最小值即可,考查计算能力,属于中档题 8.(2022·全国高三专题练习)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的两个焦点分别为()12,0F -,()22,0F,点(P 在双曲线C 上.(1)求双曲线C 的方程;(2)记O 为坐标原点,过点()0,2Q 的直线l 与双曲线C 交于不同的两点A ,B ,若OAB ∆的面积为求直线l 的方程.【答案】(1)22122x y -=;(2)2y =+和2y =+. 【分析】(1)根据焦点坐标,可得2c =,所以224a b +=,代入双曲线方程,可得()222221044x y a a a-=<<-,将P 点坐标代入,即可求得a 值,即可得答案;(2)设直线l 的方程为2y kx =+,与双曲线C 联立,可得关于x 的一元二次方程,利用韦达定理,可得1212,x x x x +的表达式,代入弦长公式,即可求得AB ,根据点到直线的距离公式,可求得原点到直线l 的距离d ,代入面积公式,结合题意,即可求得k 的值,即可得答案. 【详解】(1)依题意,2c =,所以224a b +=,则双曲线C 的方程为()222221044x y a a a-=<<-,将点P 代入上式,得22252314a a -=-, 解得250a =(舍去)或22a =, 故所求双曲线的方程为22122x y -=.(2)依题意,可设直线l 的方程为2y kx =+,代入双曲线C 的方程并整理,得()221460k x kx ---=.因为直线l 与双曲线C 交于不同的两点,A B ,所以()22210(4)2410k k k ⎧-≠⎪⎨-+->⎪⎩,解得1k k ≠±⎧⎪⎨<⎪⎩(*) 设()()1122,,,A x y B x y ,则12122246,11k x x x x k k +==---,所以||AB =又原点O 到直线l 的距离d =所以11||22OABSd AB =⋅==.又OABS=1=,所以4220k k --=,解得k =(*).故满足条件的直线l 有两条,其方程分别为2y =+和2y =+. 【点睛】解题的关键是熟练掌握弦长公式、点到直线的距离公式等知识,并灵活应用,易错点为:解得k 值,需检验是否满足判别式0∆>的条件,考查计算化简的能力,属中档题.9.(2022·全国高三专题练习)已知双曲线22:1164x y C -=的左、右焦点分别为1F ,2F . (1)求与双曲线C 有共同渐近线且过点()2,3的双曲线标准方程; (2)若P 是双曲线C 上一点,且12150F PF ∠=︒,求12F PF △的面积.【答案】(1)221832y x -=;(2)8-【分析】(1)根据题意,设所求双曲线方程为22(0)164x y k k -=≠,代入点()2,3,求得k 值,即可得答案; (2)不妨设P 在C 的右支上,根据双曲线定义,可得1228PF PF a -==,根据方程可得12F F 的值,在12F PF △中,利用余弦定理可得12PF PF 的值,代入面积公式,即可求得答案. 【详解】(1)因为所求双曲线与22:1164x y C -=共渐近线,所以设该双曲线方程为22(0)164x y k k -=≠, 又该双曲线过点()2,3, 所以49164k -=,解得k =-2, 所以所求双曲线方程为:221832y x -=(2)不妨设P 在C 的右支上,则1228PF PF a -==,122F F c == 在12F PF △中,2222121212121212()280cos15022PF PF F F PF PF PF PF PF PF PF PF +--+-︒===解得1232PF PF =- 所以12F PF △的面积1212111sin (328222F P S F PF PF ∠==⨯-⨯=-【点睛】解题的关键是:掌握共渐近线的双曲线方程的设法,即与22221x y a b-=共渐近线的方程可设为:2222(0)x y k k a b -=≠;与22221x y a b -=共焦点的方程可设为:22221x y a b λλ-=+-,再代入点求解即可,考查分析计算的能力,属中档题.10.(2022·浙江高三开学考试)已知抛物线T :()22y px p N +=∈和椭圆C :2215x y +=,过抛物线T 的焦点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,线段AB 的中垂线交椭圆C 于M ,N 两点.(1)若F 恰是椭圆C 的焦点,求p 的值;(2)若MN 恰好被AB 平分,求OAB 面积的最大值. 【答案】(1)4p =;(2【分析】(1)根据椭圆方程求出椭圆的焦点坐标,再根据F 恰是椭圆C 的焦点,即可得出答案;(2)设直线l :2p x my =+,()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y M x y N x y ,联立222p x my y px⎧=+⎪⎨⎪=⎩,求得AB 的中点坐标,根据因为MN 恰好被AB 平分,则直线MN 的斜率等于m -,再根据点差法求得直线MN 的斜率,求得2m ,根据由AB 的中点在椭圆内,求得p 的最大值,从而可求得OAB 面积的最大值. 【详解】解:(1)在椭圆中,2224c a b =-=,所以2c =, 因为F 恰是椭圆C 的焦点, 所以22p=,所以4p =; (2)设直线l :2px my =+,()()()()11223344,,,,,,,A x y B x y M x y N x y , 联立222p x my y px ⎧=+⎪⎨⎪=⎩,得2220y mpy p --=, 则212122,y y mp y y p +=⋅=-,则2122x x m p p +=+,故AB 的中点坐标为2,2p m p mp ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,又因为MN 恰好被AB 平分,则2342x x m p p +=+,342y y mp +=,直线MN 的斜率等于m -,将M 、N 的坐标代入椭圆方程得:223315x y +=,224415x y +=, 两式相减得:()()()()3434343405x x x x y y y y +-++-=, 故234342110y y m x x m-+=--, 即直线MN 的斜率等于22110m m+-, 所以22110m m m+-=-,解得218m =, 由AB 的中点在椭圆内,得2222()15p m p mp ⎛⎫+ ⎪⎝⎭+<,解得26413p <, 因为p Z ∈,所以p 的最大值是2,12y y -== 则OAB面积212122p S y y p =⨯-==≤, 所以,当2p =时,OAB . 11.(2022·普宁市第二中学高三月考)在平面直角坐标系xOy 中,原点为O ,抛物线C 的方程为24x y =,线段AB 是抛物线C 的一条动弦.(1)求抛物线C 的准线方程;(2)求=4OA OB ⋅-,求证:直线AB 恒过定点;(3)过抛物线的焦点F 作互相垂直的两条直线1l 、2l ,1l 与抛物线交于P 、Q 两点,2l 与抛物线交于C 、D 两点,M 、N 分别是线段PQ 、CD 的中点,求FMN 面积的最小值.【答案】(1)准线方程:1y =-;(2)直线AB 恒过定点()0,2,证明见解析;(3)4.【分析】(1)由焦点在y 轴正半轴上,且2p =,即可得准线方程;(2)设直线AB 方程为y kx b =+,与抛物线方程联立由韦达定理和向量数量积的坐标运算,解方程可得b 的值,即可得所过的定点;(3)设1l 的方程为1y kx =+,()33,P x y ,()44,Q x y ,与抛物线方程联立,运用韦达定理和中点坐标公式求M 、N 两点坐标,由两点间距离公式求FM 、FN 的长,再计算12FMN SFM FN ,由基本不等式求最值即可求解.【详解】 (1)由24x y =可得:2p =,焦点为()0,1F ,所以准线方程:1y =-,(2)设直线AB 方程为y kx b =+,()11,A x y ,()22,B x y由24y kx b x y=+⎧⎨=⎩得2440x kx b --=, 所以124x x k +=,124x x b =-,222121212124416x x OA OB x x y y x x b b ⋅=+=+=-+=-, 即2440b b -+=,解得:2b =所以直线2y kx =+过定点()0,2(3)()0,1F ,由题意知直线1l 、2l 的斜率都存在且不为0,设直线1l 的方程为1y kx =+,()33,P x y ,()44,Q x y ,则直线2l 的方程为11y x k=-+, 由241x y y kx ⎧=⎨=+⎩得2440x kx --=, 所以344x x k +=,344x x =-,所以()34122M x x x k =+=,2121M M y kx k =+=+,所以()22,21M k k + 用1k -替换k 可得2N x k =-,221N y k =+,所以222,1N k k⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,所以12FMN S FM FN ====224≥=⨯=,当且仅当221k k =即1k =±时,等号成立, 所以FMN 的面积取最小值4.【点睛】方法点睛:解决圆锥曲线中的范围或最值问题时,若题目的条件和结论能体现出明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下几个方面考虑:①利用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,求出新参数的范围,解题的关键是建立两个参数之间的等量关系;③利用基本不等式求出参数的取值范围;④利用函数值域的求法,确定参数的取值范围.。
高三数学第一轮复习圆锥曲线(小结)教案高三数学第一轮复习圆锥曲线(小结)教案圆锥曲线一.课前预习:1.设抛物线y2x,线段AB的两个端点在抛物线上,且|AB|3,那么线段AB的中点M到y轴的最短距离是(B)231(B)1(C)(D)222x2y22.椭圆221(ab0)与x轴正半轴、y轴正半轴分别交于A,B两点,在劣弧abAB上取一点C,则四边形OACB的最大面积为(B(A))(A)1ab2(B)2ab2(C)3ab2(D)ab111,0),C(,0),且满足sinCsinBsinA,则动点A222的轨迹方程是(D)1616(A)16x2y21(y0)(B)16y2x21(x0)33161161(C)16x2y21(x)(D)16x2y21(x)3434224.已知直线yx1与椭圆mxny1(mn0)相交于A,B两点,若弦AB 中点的横3.ABC中,A为动点,B(x2y214坐标为,则双曲线221的两条渐近线夹角的正切值是.mn335.已知A,B,C为抛物线yx1上三点,且A(1,0),ABBC,当B点在抛物线上移动时,点C的横坐标的取值范围是(,3][1,).二.例题分析:2x2y2例1.已知双曲线C:221(a0,b0),B是右顶点,F是右焦点,点A在x轴正ab半轴上,且满足|OA|,|OB|,|OF|成等比数列,过点F作双曲线在第一、三象限内的渐近线的垂线l,垂足为P,(1)求证:PAOPPAFB;(2)若l与双曲线C的左、右两支分别交于点D,E,求双曲线C的离心率e的取值范围.a(1)证明:设l:y(xc),bay(xc)a2abb由方程组得P(,),ccybxaa2∵|OA|,|OB|,|OF|成等比数列,∴A(,0),ca2abb2abab∴PA(0,),OP(,),FP(,),ccccca2b2a2b2∴PAOP2,PAFP2,∴PAOPPAFB.cc用心爱心专心(2)设D(x1,y1),E(x2,y2),ay(xc)a422a4ca4c2b222由2得(b2)x2x(2ab)0,2bbbxy1a2b2a4b2(2a2b2)c0,∴b2a2,即c22a2,∴e2.∵x1x20,∴4ab22b所以,离心率的取值范围为(2,).2例2.如图,过抛物线x4y的对称轴上任一点P(0,m)(m0)作直线与抛物线交于A,B两点,点Q是点P关于原点的对称点,(1)设点P分有向线段AB所成的比为,证明:QP(QAQB);(2)设直线AB的方程是x2y120,过A,B两点的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.2解:(1)设直线AB的方程为ykxm,代入抛物线方程x4y得x24kx4m0设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x24m,xx2x∵点P分有向线段AB所成的比为,得10,∴1,1x2又∵点Q是点P关于原点的对称点,∴Q(0,m),∴QP(0,2m),y∴QAQB(x1x2,y1y2(1)m)A∴QP(QAQB)2m[y1y2(1)m]Px12x1x22x1B2m[(1)m]4x24x2xOx1x24m4m4m2m(x1x2)2m(x1x2)04x24x2Q∴QP(QAQB).(2)由2x2y120x4y2得点A(6,9),B(4,4),121x,∴yx,∴抛物线在点A处切线的斜率为y|x63,42222设圆C的方程是(xa)(yb)r,1b9则a6,3(a6)2(b9)2(a4)2(b4)23232125解得a,b,,r22232312522∴圆C的方程是(x)2(y)2,即xy3x23y720.222由x4y得y三.课后作业:班级学号姓名用心爱心专心x2y2xy1.直线1与抛物线1相交于A,B两点,该椭圆上的点P使ABP 的面16943积等于6,这样的点P共有()(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个2.设动点P在直线x1上,O为坐标原点,以OP为直角边,点O为直角顶点作等腰RtOPQ,则动点Q的轨迹是()(A)圆(B)两条平行线(C)抛物线(D)双曲线3.设P是直线yx4上一点,过点P的椭圆的焦点为F1(2,0),F2(2,0),则当椭圆长轴最短时,椭圆的方程为.x2y24.椭圆1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上,如果线段PF1的中点在y轴上,那么123|PF1|是|PF2|的倍.x2y25.已知双曲线221(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线的右支上,ab且|PF1|4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为.6.直线l:ykx1与双曲线C:2xy1的右支交于不同的两点A,B,(1)求实数k的取值范围;(2)是否存在实数k,使得线段AB为直径的圆经过双曲线C的右焦点F?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.7.22用心爱心专心8.如图,P是抛物线C:y12x上一点,直线l过点P并与抛物线C在点P的切线垂直,2l与抛物线C相交于另一点Q,(1)当点P的横坐标为2时,求直线l的方程;(2)当点P在抛物线C上移动时,求线段PQ中点M的轨迹方程,并求点M到x轴的最短用心爱心专心yQMPlOx-4-距离.扩展阅读:高三数学一轮复习精析教案15《圆锥曲线方程及性质》第33讲圆锥曲线方程及性质一.【课标要求】1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2.经历从具体情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义、标准方程、几何图形及简单性质;3.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道双曲线的有关性质二.【命题走向】本讲内容是圆锥曲线的基础内容,也是高考重点考查的内容,在每年的高考试卷中一般有2~3道客观题,难度上易、中、难三档题都有,主要考查的内容是圆锥曲线的概念和性质,从近十年高考试题看主要考察圆锥曲线的概念和性质。
2007届高三数学复习 圆锥曲线【教学内容】椭圆的概念、性质,直线和椭圆的位置关系及椭圆的应用。
【教学目标】1、熟练掌握椭圆的定义:到两定点的距离之和等于定长(大于两定点间的距离)的点的轨迹,并能灵活地运用定义来解决有关问题。
2、熟练掌握中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆标准方程12222=+b y a x 、12222=+bx a y (a >b >0)及它们的顶点坐标、焦点坐标、准线方程及离心率、长轴长、短轴长、焦距的计算。
3、能运用图象法,判别式法来判断直线与椭圆的位置关系,结合一元二次方程根与系数的关系来讨论弦长、三角形面积、点到直线的距离等问题。
【知识讲解】例1、已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,长、短轴都坐标上,且过点A (3,0),求椭圆的方程。
[分析] 椭圆的长、短轴都在坐标轴上,实质上就表示椭圆的中心在原点、焦点在坐标轴上,那么椭圆的方程一定是标准形式,但是由于不知道椭圆的焦点到底在x 轴,还是在y 轴上,因此要分两种情形来讨论。
解:1°若焦点在x 轴上,设椭圆的方程为12222=+by a x ,把点A (3,0)代入得ba b a 310922==+则a 2=9,b 2=1,所以所求椭圆方程为1922=+y x 。
2°若焦点在y 22198122=+x y 。
例2、的方程。
解:若椭圆的焦点在x 可知,122-=-==c a b a cb 综上所述,椭圆的方程为1222=+y x 或1222=+x y 。
例3、椭圆1204522=+y x 的焦点分别是F 1和F 2,过中心O 作直线与椭圆交于A 、B 两点,若△ABF 2的面积是20,求直线方程。
解:由椭圆的对称性可知,212F AF ABF S S ∆∆=,设点A 的坐标为(x 1,y 1),则20||2211212=⋅⋅==∆∆y c S S F AF ABF ,又由条件可知a 2=45,b 2=20,则c=5,∴|y 1|=4,代入椭圆1204522=+y x 可知x 1=±3,∴34±=AB k ,∴直线AB 例4、底面直径为12cm 及离心率。
城东蜊市阳光实验学校普通高中课程标准实验书—数学[]高三新数学第一轮复习教案〔讲座33〕—圆锥曲线方程及性质一.课标要求:1.理解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2.经历从详细情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义、标准方程、几何图形及简单性质;3.理解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道双曲线的有关性质。
二.命题走向本讲内容是圆锥曲线的根底内容,也是高考重点考察的内容,在每年的高考试卷中一般有2~3道客观题,难度上易、中、难三档题都有,主要考察的内容是圆锥曲线的概念和性质,从近十年高考试题看主要考察圆锥曲线的概念和性质。
圆锥曲线在高考试题中占有稳定的较大的比例,且选择题、填空题和解答题都涉及到,客观题主要考察圆锥曲线的根本概念、标准方程及几何性质等根底知识和处理有关问题的根本技能、根本方法。
对于本讲内容来讲,预测07年:〔1〕1至2道考察圆锥曲线概念和性质客观题,主要是求值问题;〔2〕可能会考察圆锥曲线在实际问题里面的应用,结合三种形式的圆锥曲线的定义。
三.要点精讲1.椭圆〔1〕椭圆概念平面内与两个定点1F 、2F 的间隔的和等于常数〔大于21||F F 〕的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的间隔叫椭圆的焦距。
假设M为椭圆上任意一点,那么有21||||2MF MF a +=。
椭圆的标准方程为:22221x y a b +=〔0a b >>〕〔焦点在x 轴上〕或者者12222=+bx a y 〔0a b >>〕〔焦点在y 轴上〕。
注:①以上方程中,a b 的大小0a b >>,其中222ca b =-;②在22221x y a b +=和22221y x a b +=两个方程中都有0a b >>的条件,要分清焦点的位置,只要看2x 和2y 的分母的大小。
例如椭圆221x y m n+=〔0m >,0n >,m n ≠〕当m n >时表示焦点在x 轴上的椭圆;当m n <时表示焦点在y 轴上的椭圆。
高三数学第一轮复习讲义(小结) 2004.11.18
圆锥曲线
一.课前预习:
1.设抛物线22y x =,线段AB 的两个端点在抛物线上,且||3AB =,那么线段AB 的中点M 到y 轴的最短距离是 ( B
)
()
A 32 ()
B 1 ()
C 1
2
()D 2 2.椭圆22
221x y a b
+=(0)a b >>与x 轴正半轴、y 轴正半轴分别交于,A B 两点,在劣
弧AB 上取一点C ,则四边形OACB 的最大面积为 ( B )
()A 1
2
ab ()
B ()
C ()
D ab
3.ABC ∆中,A 为动点,1(,0)2B -,1(,0)2C ,且满足1
sin sin sin 2
C B A -=,则动点A
的轨迹方程是 ( D )
()A 2216161(0)3x y y -=≠ ()B 2216
161(0)3y x x -=≠
()C 22161161()34x y x -=<- ()D 22161
161()34
x y x -=>
4.已知直线1y x =+与椭圆221mx ny +=(0)m n >>相交于,A B 两点,若弦AB 中点的
横坐标为13-,则双曲线22221x y m n -=的两条渐近线夹角的正切值是4
3
.
5.已知,,A B C 为抛物线21y x =-上三点,且(1,0)A -,AB BC ⊥,当B 点在抛物线上
移动时,点C 的横坐标的取值范围是(,3][1,)-∞-+∞.
二.例题分析:
例1.已知双曲线C :22
221x y a b
-=(0,0)a b >>,B 是右顶点,F 是右焦点,点A 在x 轴
正半轴上,且满足||,||,||OA OB OF 成等比数列,过点F 作双曲线在第一、三象限内的渐近线的垂线l ,垂足为P , (1)求证:PA OP PA FB ⋅=⋅;
(2)若l 与双曲线C 的左、右两支分别交于点,D E ,求双曲线C 的离心率e 的取值范围.
(1)证明:设l :()a
y x c b
=--,
由方程组()a y x c b
b y x a ⎧=--⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
得2(,)a ab P c c ,
∵||,||,||OA OB OF 成等比数列,∴2
(,0)a A c
,
∴(0,)ab
PA c
=-,2(,)a ab OP c c =,2(,)b ab FP c c =-,
∴222a b PA OP c ⋅=-,22
2a b PA FP c
⋅=-,∴PA OP PA FB ⋅=⋅.
(2)设1122(,),(,)D x y E x y ,
由22
22
()1
a y x c
b x y a b ⎧=--⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩得444222222222()()0a a
c a c b x x a b b b b -+-+=, ∵120x x ⋅<,∴42
2224
22
()
0a b a b c a b b
-+<-,∴22b a >,即222c a >
,∴e >
所以,离心率的取值范围为)+∞. 例2.如图,过抛物线24x y =的对称轴上任一点(0,)P m (0)m >作直线与抛物线交于,A B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点,
(1)设点P 分有向线段AB 所成的比为λ,证明:()QP QA QB λ⊥-;
(2)设直线AB 的方程是2120x y -+=,过,A B 两点的圆C 与抛物线在点A 处有共同的切线,求圆C 的方程.
解:(1)设直线AB 的方程为y kx m =+,代入抛物线方程24x y =得2440x kx m --= 设1122(,),(,)A x y B x y ,则124x x m =-, ∵点P 分有向线段AB 所成的比为λ,得
1201x x λ+=+,∴12
x
x λ=-, 又∵点Q 是点P 关于原点的对称点,∴(0,)Q m ,∴
QP ∴1212(,(1))QA QB x x y y m λλλλ-=--+- ∴12()2[(1)]QP QA QB m y y m λλλ⋅-=-+-
22112122
2[
(1)]44x x x x
m m x x =+⋅++ 12121222
4442()2()44x x m m m
m x x m x x x x +-+=+⋅=+⋅∴()QP QA QB λ⊥-.
(2)由22120
4x y x y
-+=⎧⎨=⎩得点(6,9),(4,4)A B -,
由24x y =得214y x =,∴1
2
y x '=,∴抛物线在点A 处切线的斜率为6|3x y ='=,
设圆C 的方程是2
22()()x a y b r -+-=,
则22229163
(6)(9)(4)(4)b a a b a b -⎧=-⎪
-⎨⎪-+-=++-⎩
, 解得2323125
,,222
a b r =-==
, x
∴圆C 的方程是22323125
()()222
x y ++-=
,即22323720x y x y ++-+=.
三.课后作业: 班级 学号 姓名 1.直线143
x y
+=与抛物线221169x y +=相交于,A B 两点,该椭圆上的点P 使ABP ∆的
面积等于6,这样的点P 共有 (
)
()A 1个
()B 2个 ()C 3个 ()D 4个
2.设动点P 在直线1x =上,O 为坐标原点,以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰Rt OPQ ∆,则动点Q 的轨迹是 ( )
()A 圆 ()B 两条平行线 ()C 抛物线 ()D 双曲线
3.设P 是直线4y x =+上一点,过点P 的椭圆的焦点为1(2,0)F ,2(2,0)F -,则当椭圆长轴最短时,椭圆的方程为 .
4.椭圆22
1123
x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,那
么1||PF 是2||PF 的 倍.
5.已知双曲线22
221x y a b
-=(0,0)a b >>的左、右焦点分别为12,F F ,点P 在双曲线的右
支上,且12||4||PF PF =,则此双曲线的离心率e 的最大值为 .
6.直线l :1y kx =+与双曲线C :2221x y -=的右支交于不同的两点,A B , (1)求实数k 的取值范围;(2)是否存在实数k ,使得线段AB 为直径的圆经过双曲线C 的右焦点F ?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由. 7.
8.如图,P 是抛物线C :2
12
y x =上一点,直线l 过点P 并与抛物线C 在点P 的切线垂直,l 与抛物线C 相交于另一点Q ,
(1)当点P 的横坐标为2时,求直线l 的方程;
(2)当点P 在抛物线C 上移动时,求线段PQ 中点M 的轨迹方程,并求点M 到x 轴的
最短距离.
x。