小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2020-11-24高考數(shù)學(xué)圓錐曲線復(fù)習(xí)教案。
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90題突破高中數(shù)學(xué)圓錐曲線
1.如圖,已知直線L:的右焦點F,且交橢圓C于A、B兩點,點A、B在直線上的射影依次為點D、E。
(1)若拋物線的焦點為橢圓C的上頂點,求橢圓C的方程;
(2)(理)連接AE、BD,試探索當(dāng)m變化時,直線AE、BD是否相交于一定點N?若交于定點N,請求出N點的坐標(biāo),并給予證明;否則說明理由。
(文)若為x軸上一點,求證:
2.如圖所示,已知圓定點A(1,0),M為圓上一動點,點P在AM上,點N在CM上,且滿足,點N的軌跡為曲線E。
(1)求曲線E的方程;
(2)若過定點F(0,2)的直線交曲線E于不同的兩點G、H(點G在點F、H之間),且滿足的取值范圍。
3.設(shè)橢圓C:的左焦點為F,上頂點為A,過點A作垂直于AF的直線交橢圓C于另外一點P,交x軸正半軸于點Q,且
⑴求橢圓C的離心率;
⑵若過A、Q、F三點的圓恰好與直線
l:相切,求橢圓C的方程.
4.設(shè)橢圓的離心率為e=
(1)橢圓的左、右焦點分別為F1、F2、A是橢圓上的一點,且點A到此兩焦點的距離之和為4,求橢圓的方程.
(2)求b為何值時,過圓x2+y2=t2上一點M(2,)處的切線交橢圓于Q1、Q2兩點,而且OQ1⊥OQ2.
5.已知曲線上任意一點P到兩個定點F1(-,0)和F2(,0)的距離之和為4.
(1)求曲線的方程;
(2)設(shè)過(0,-2)的直線與曲線交于C、D兩點,且為坐標(biāo)原點),求直線的方程.
6.已知橢圓的左焦點為F,左、右頂點分別為A、C,上頂點為B.過F、B、C作⊙P,其中圓心P的坐標(biāo)為(m,n).
(Ⅰ)當(dāng)m+n0時,求橢圓離心率的范圍;
(Ⅱ)直線AB與⊙P能否相切?證明你的結(jié)論.
7.有如下結(jié)論:“圓上一點處的切線方程為”,類比也有結(jié)論:“橢圓處的切線方程為”,過橢圓C:的右準(zhǔn)線l上任意一點M引橢圓C的兩條切線,切點為A、B.
(1)求證:直線AB恒過一定點;(2)當(dāng)點M在的縱坐標(biāo)為1時,求△ABM的面積
8.已知點P(4,4),圓C:與橢圓E:有一個公共點A(3,1),F(xiàn)1、F2分別是橢圓的左、右焦點,直線PF1與圓C相切.
(Ⅰ)求m的值與橢圓E的方程;
(Ⅱ)設(shè)Q為橢圓E上的一個動點,求的取值范圍.
9.橢圓的對稱中心在坐標(biāo)原點,一個頂點為,右焦點與點的距離為。
(1)求橢圓的方程;
(2)是否存在斜率的直線:,使直線與橢圓相交于不同的兩點滿足,若存在,求直線的傾斜角;若不存在,說明理由。
10.橢圓方程為的一個頂點為,離心率。
(1)求橢圓的方程;
(2)直線:與橢圓相交于不同的兩點滿足,求。
11.已知橢圓的左焦點為F,左右頂點分別為A,C上頂點為B,過F,B,C三點作,其中圓心P的坐標(biāo)為.
(1)若橢圓的離心率,求的方程;
(2)若的圓心在直線上,求橢圓的方程.
12.已知直線與曲線交于不同的兩點,為坐標(biāo)原點.
(Ⅰ)若,求證:曲線是一個圓;
(Ⅱ)若,當(dāng)且時,求曲線的離心率的取值范圍.
13.設(shè)橢圓的左、右焦點分別為、,A是橢圓C上的一點,且,坐標(biāo)原點O到直線的距離為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)Q是橢圓C上的一點,過Q的直線l交x軸于點,較y軸于點M,若,求直線l的方程.
14.已知拋物線的頂點在原點,焦點在y軸的負半軸上,過其上一點的切線方程為為常數(shù)).
(I)求拋物線方程;
(II)斜率為的直線PA與拋物線的另一交點為A,斜率為的直線PB與拋物線的另一交點為B(A、B兩點不同),且滿足,求證線段PM的中點在y軸上;
(III)在(II)的條件下,當(dāng)時,若P的坐標(biāo)為(1,-1),求∠PAB為鈍角時點A的縱坐標(biāo)的取值范圍.
15.已知動點A、B分別在x軸、y軸上,且滿足|AB|=2,點P在線段AB上,且
設(shè)點P的軌跡方程為c。
(1)求點P的軌跡方程C;
(2)若t=2,點M、N是C上關(guān)于原點對稱的兩個動點(M、N不在坐標(biāo)軸上),點Q
坐標(biāo)為求△QMN的面積S的最大值。
16.設(shè)上的兩點,
已知,,若且橢圓的離心率短軸長為2,為坐標(biāo)原點.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)若直線AB過橢圓的焦點F(0,c),(c為半焦距),求直線AB的斜率k的值;
(Ⅲ)試問:△AOB的面積是否為定值?如果是,請給予證明;如果不是,請說明理由
17.如圖,F(xiàn)是橢圓(ab0)的一個焦點,A,B是橢圓的兩個頂點,橢圓的離心率為.點C在x軸上,BC⊥BF,B,C,F(xiàn)三點確定的圓M恰好與直線l1:相切.
(Ⅰ)求橢圓的方程:
(Ⅱ)過點A的直線l2與圓M交于PQ兩點,且,求直線l2的方程.
18.如圖,橢圓長軸端點為,為橢圓中心,為橢圓的右焦點,且.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)記橢圓的上頂點為,直線交橢圓于兩點,問:是否存在直線,使點恰為的垂心?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
19.如圖,已知橢圓的中心在原點,焦點在軸上,離心率為,且經(jīng)過點.直線交橢圓于兩不同的點.
20.設(shè),點在軸上,點在軸上,且
(1)當(dāng)點在軸上運動時,求點的軌跡的方程;
(2)設(shè)是曲線上的點,且成等差數(shù)列,當(dāng)?shù)拇怪逼椒志€與軸交于點時,求點坐標(biāo).
21.已知點是平面上一動點,且滿足
(1)求點的軌跡對應(yīng)的方程;
(2)已知點在曲線上,過點作曲線的兩條弦和,且,判斷:直線是否過定點?試證明你的結(jié)論.
22.已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點,焦點在坐標(biāo)軸上,且經(jīng)過、、三點.
(1)求橢圓的方程:
(2)若點D為橢圓上不同于、的任意一點,,當(dāng)內(nèi)切圓的面積最大時。求內(nèi)切圓圓心的坐標(biāo);
(3)若直線與橢圓交于、兩點,證明直線與直線的交點在直線上.
23.過直角坐標(biāo)平面中的拋物線的焦點作一條傾斜角為的直線與拋物線相交于A,B兩點。
(1)用表示A,B之間的距離;
(2)證明:的大小是與無關(guān)的定值,
并求出這個值。
24.設(shè)分別是橢圓C:的左右焦點
(1)設(shè)橢圓C上的點到兩點距離之和等于4,寫出橢圓C的方程和焦點坐標(biāo)
(2)設(shè)K是(1)中所得橢圓上的動點,求線段的中點B的軌跡方程
(3)設(shè)點P是橢圓C上的任意一點,過原點的直線L與橢圓相交于M,N兩點,當(dāng)直線PM,PN的斜率都存在,并記為試探究的值是否與點P及直線L有關(guān),并證明你的結(jié)論。
25.已知橢圓的離心率為,直線:與以原點為圓心、以橢圓的短半軸長為半徑的圓相切.
(I)求橢圓的方程;
(II)設(shè)橢圓的左焦點為,右焦點,直線過點且垂直于橢圓的長軸,動直線垂直于點,線段垂直平分線交于點,求點的軌跡的方程;
(III)設(shè)與軸交于點,不同的兩點在上,且滿足求的取值范圍.
26.如圖所示,已知橢圓:,、為
其左、右焦點,為右頂點,為左準(zhǔn)線,過的直線:與橢圓相交于、
兩點,且有:(為橢圓的半焦距)
(1)求橢圓的離心率的最小值;
(2)若,求實數(shù)的取值范圍;
(3)若,,
求證:、兩點的縱坐標(biāo)之積為定值;
27.已知橢圓的左焦點為,左右頂點分別為,上頂點為,過三點作圓,其中圓心的坐標(biāo)為
(1)當(dāng)>時,橢圓的離心率的取值范圍
(2)直線能否和圓相切?證明你的結(jié)論
28.已知點A(-1,0),B(1,-1)和拋物線.,O為坐標(biāo)原點,過點A的動直線l交拋物線C于M、P,直線MB交拋物線C于另一點Q,如圖.
(I)證明:為定值;
(II)若△POM的面積為,求向量與的夾角;
(Ⅲ)證明直線PQ恒過一個定點.
29.已知橢圓C:上動點到定點,其中的距離的最小值為1.
(1)請確定M點的坐標(biāo)
(2)試問是否存在經(jīng)過M點的直線,使與橢圓C的兩個交點A、B滿足條件(O為原點),若存在,求出的方程,若不存在請說是理由。
30.已知橢圓,直線與橢圓相交于兩點.
(Ⅰ)若線段中點的橫坐標(biāo)是,求直線的方程;
(Ⅱ)在軸上是否存在點,使的值與無關(guān)?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.
31.直線AB過拋物線的焦點F,并與其相交于A、B兩點。Q是線段AB的中點,M是拋物線的準(zhǔn)線與y軸的交點.O是坐標(biāo)原點.
(I)求的取值范圍;
(Ⅱ)過A、B兩點分剮作此撒物線的切線,兩切線相交于N點.求證:∥;
(Ⅲ)若P是不為1的正整數(shù),當(dāng),△ABN的面積的取值范圍為時,求該拋物線的方程.
32.如圖,設(shè)拋物線()的準(zhǔn)線與軸交于,焦點為;以、為焦點,離心率的橢圓與拋物線在軸上方的一個交點為.
(Ⅰ)當(dāng)時,求橢圓的方程及其右準(zhǔn)線的方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的條件下,直線經(jīng)過橢圓的右焦點,與拋物線交于、,如果以線段為直徑作圓,試判斷點與圓的位置關(guān)系,并說明理由;
(Ⅲ)是否存在實數(shù),使得的邊長是連續(xù)的自然數(shù),若存在,求出這樣的實數(shù);若不存在,請說明理由.
33.已知點和動點滿足:,且存在正常數(shù),使得。
(1)求動點P的軌跡C的方程。
(2)設(shè)直線與曲線C相交于兩點E,F(xiàn),且與y軸的交點為D。若求的值。
34.已知橢圓的右準(zhǔn)線與軸相交于點,右焦點到上頂點的距離為,點是線段上的一個動點.
(I)求橢圓的方程;
(Ⅱ)是否存在過點且與軸不垂直的直線與橢圓交于、兩點,使得,并說明理由.
35.已知橢圓C:(.
(1)若橢圓的長軸長為4,離心率為,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)在(1)的條件下,設(shè)過定點的直線與橢圓C交于不同的兩點,且為銳角(其中為坐標(biāo)原點),求直線的斜率k的取值范圍;
(3)如圖,過原點任意作兩條互相垂直的直線與橢圓()相交于四點,設(shè)原點到四邊形一邊的距離為,試求時滿足的條件.
36.已知若過定點、以()為法向量的直線與過點以為法向量的直線相交于動點.
(1)求直線和的方程;
(2)求直線和的斜率之積的值,并證明必存在兩個定點使得恒為定值;
(3)在(2)的條件下,若是上的兩個動點,且,試問當(dāng)取最小值時,向量與是否平行,并說明理由。
37.已知點,點(其中),直線、都是圓的切線.
(Ⅰ)若面積等于6,求過點的拋物線的方程;
(Ⅱ)若點在軸右邊,求面積的最小值.
38.我們知道,判斷直線與圓的位置關(guān)系可以用圓心到直線的距離進行判別,那么直線與橢圓的位置關(guān)系有類似的判別方法嗎?請同學(xué)們進行研究并完成下面問題。
(1)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個焦點,點F1、F2到直線的距離分別為d1、d2,試求d1d2的值,并判斷直線L與橢圓M的位置關(guān)系。
(2)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個焦點,點F1、F2到直線
(m、n不同時為0)的距離分別為d1、d2,且直線L與橢圓M相切,試求d1d2的值。
(3)試寫出一個能判斷直線與橢圓的位置關(guān)系的充要條件,并證明。
(4)將(3)中得出的結(jié)論類比到其它曲線,請同學(xué)們給出自己研究的有關(guān)結(jié)論(不必證明)。
39.已知點為拋物線的焦點,點是準(zhǔn)線上的動點,直線交拋物線于兩點,若點的縱坐標(biāo)為,點為準(zhǔn)線與軸的交點.
(Ⅰ)求直線的方程;(Ⅱ)求的面積范圍;
(Ⅲ)設(shè),,求證為定值.
40.已知橢圓的離心率為,直線:與以原點為圓心、以橢圓的短半軸長為半徑的圓相切.
(I)求橢圓的方程;
(II)設(shè)橢圓的左焦點為,右焦點,直線過點且垂直于橢圓的長軸,動直線垂直于點,線段垂直平分線交于點,求點的軌跡的方程;
(III)設(shè)與軸交于點,不同的兩點在上,且滿足求的取值范圍.
41.已知以向量為方向向量的直線過點,拋物線:的頂點關(guān)于直線的對稱點在該拋物線的準(zhǔn)線上.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)、是拋物線上的兩個動點,過作平行于軸的直線,直線與直線交于點,若(為坐標(biāo)原點,、異于點),試求點的軌跡方程。
42.如圖,設(shè)拋物線()的準(zhǔn)線與軸交于,焦點為;以、為焦點,離心率的橢圓與拋物線在軸上方的一個交點為.
(Ⅰ)當(dāng)時,求橢圓的方程及其右準(zhǔn)線的方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的條件下,直線經(jīng)過橢圓的右焦點,
與拋物線交于、,如果以線段為直徑作圓,
試判斷點與圓的位置關(guān)系,并說明理由;
(Ⅲ)是否存在實數(shù),使得的邊長是連續(xù)的自然數(shù),若存在,求出這樣的實數(shù);若不存在,請說明理由.
43.設(shè)橢圓的一個頂點與拋物線的焦點重合,分別是橢圓的左、右焦點,且離心率且過橢圓右焦點的直線與橢圓C交于兩點.
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)是否存在直線,使得.若存在,求出直線的方程;若不存在,說明理由.
(Ⅲ)若AB是橢圓C經(jīng)過原點O的弦,MNAB,求證:為定值.
44.設(shè)是拋物線的焦點,過點M(-1,0)且以為方向向量的直線順次交拋物線于兩點。
(Ⅰ)當(dāng)時,若與的夾角為,求拋物線的方程;
(Ⅱ)若點滿足,證明為定值,并求此時△的面積
45.已知點,點在軸上,點在軸的正半軸上,點在直線上,且滿足.
(Ⅰ)當(dāng)點在軸上移動時,求點的軌跡的方程;
(Ⅱ)設(shè)、為軌跡上兩點,且1,0,,求實數(shù),
使,且.
46.已知橢圓的右焦點為F,上頂點為A,P為C上任一點,MN是圓的一條直徑,若與AF平行且在y軸上的截距為的直線恰好與圓相切。
(1)已知橢圓的離心率;
(2)若的最大值為49,求橢圓C的方程.
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2、(2010遼寧理數(shù))設(shè)拋物線y2=8x的焦點為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點,PA⊥l,A為垂足.如果直線AF的斜率為,那么|PF|=
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3、(2010上海文數(shù))8.動點到點的距離與它到直線的距離相等,則的軌跡方程為y28x。
4、(2010全國卷2理數(shù))(15)已知拋物線的準(zhǔn)線為,過且斜率為的直線與相交于點,與的一個交點為.若,則.
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5、已知橢圓的兩焦點為,點滿足,則||+|的取值范圍為_______,直線與橢圓C的公共點個數(shù)_____。
6、已知點P是雙曲線右支上一點,、分別是雙曲線的左、右焦點,I為的內(nèi)心,若成立,則雙曲線的離心率為(▲)
A.4B.C.2D.
8、(2010重慶理數(shù))(10)到兩互相垂直的異面直線的距離相等的點,在過其中一條直線且平行于另一條直線的平面內(nèi)的軌跡是
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解析:排除法軌跡是軸對稱圖形,排除A、C,軌跡與已知直線不能有交點,排除B
9、(2010四川理數(shù))橢圓的右焦點,其右準(zhǔn)線與軸的交點為A,在橢圓上存在點P滿足線段AP的垂直平分線過點,則橢圓離心率的取值范圍是
(A)(B)(C)(D)
解析:由題意,橢圓上存在點P,使得線段AP的垂直平分線過點,
即F點到P點與A點的距離相等
而|FA|=
|PF|∈[a-c,a+c]
于是∈[a-c,a+c]
即ac-c2≤b2≤ac+c2
∴
又e∈(0,1)
故e∈
答案:D
10、(2010福建理數(shù))若點O和點分別是雙曲線的中心和左焦點,點P為雙曲線右支上的任意一點,則的取值范圍為()
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15、(2010全國卷1理數(shù))(9)已知、為雙曲線C:的左、右焦點,點P在C上,∠P=,則P到x軸的距離為
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解析:設(shè)BF=m,由拋物線的定義知
中,AC=2m,AB=4m,
直線AB方程為
與拋物線方程聯(lián)立消y得
所以AB中點到準(zhǔn)線距離為
17、(2010上海文數(shù))已知橢圓的方程為,、和為的三個頂點.
(1)若點滿足,求點的坐標(biāo);
(2)設(shè)直線交橢圓于、兩點,交直線于點.若,證明:為的中點;
(3)設(shè)點在橢圓內(nèi)且不在軸上,如何構(gòu)作過中點的直線,使得與橢圓的兩個交點、滿足?令,,點的坐標(biāo)是(-8,-1),若橢圓上的點、滿足,求點、的坐標(biāo).
解析:(1);
(2)由方程組,消y得方程,
因為直線交橢圓于、兩點,
所以0,即,
設(shè)C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中點坐標(biāo)為(x0,y0),
則,
由方程組,消y得方程(k2k1)xp,
又因為,所以,
故E為CD的中點;
(3)因為點P在橢圓Γ內(nèi)且不在x軸上,所以點F在橢圓Γ內(nèi),可以求得直線OF的斜率k2,由知F為P1P2的中點,根據(jù)(2)可得直線l的斜率,從而得直線l的方程.
,直線OF的斜率,直線l的斜率,
解方程組,消y:x22x480,解得P1(6,4)、P2(8,3).
18、(2010全國卷2理數(shù))(21)(本小題滿分12分)
己知斜率為1的直線l與雙曲線C:相交于B、D兩點,且BD的中點為.
(Ⅰ)求C的離心率;
(Ⅱ)設(shè)C的右頂點為A,右焦點為F,,證明:過A、B、D三點的圓與x軸相切.
19、(2010安徽文數(shù))橢圓經(jīng)過點,對稱軸為坐標(biāo)軸,
焦點在軸上,離心率。
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求的角平分線所在直線的方程。
20、(2010全國卷1理數(shù))(21)(本小題滿分12分)
已知拋物線的焦點為F,過點的直線與相交于、兩點,點A關(guān)于軸的對稱點為D.
(Ⅰ)證明:點F在直線BD上;
(Ⅱ)設(shè),求的內(nèi)切圓M的方程.
21、(2010江蘇卷)在平面直角坐標(biāo)系中,如圖,已知橢圓的左、右頂點為A、B,右焦點為F。設(shè)過點T()的直線TA、TB與橢圓分別交于點M、,其中m0,。
(1)設(shè)動點P滿足,求點P的軌跡;
(2)設(shè),求點T的坐標(biāo);
(3)設(shè),求證:直線MN必過x軸上的一定點(其坐標(biāo)與m無關(guān))。
22、在直角坐標(biāo)系中,點M到點的距離之和是4,點M的軌跡是C與x軸的負半軸交于點A,不過點A的直線與軌跡C交于不同的兩點P和Q.
(I)求軌跡C的方程;
(II)當(dāng)時,求k與b的關(guān)系,并證明直線過定點.
解:(1)的距離之和是4,
的軌跡C是長軸為4,焦點在x軸上焦中為的橢圓,
其方程為…………3分
(2)將,代入曲線C的方程,
整理得
…………5分
因為直線與曲線C交于不同的兩點P和Q,
所以①
設(shè),則
②…………7分
且③
顯然,曲線C與x軸的負半軸交于點A(-2,0),
所以
由
將②、③代入上式,整理得…………10分
所以
即經(jīng)檢驗,都符合條件①
當(dāng)b=2k時,直線的方程為
顯然,此時直線經(jīng)過定點(-2,0)點.
即直線經(jīng)過點A,與題意不符.
當(dāng)時,直線的方程為
顯然,此時直線經(jīng)過定點點,且不過點A.
綜上,k與b的關(guān)系是:
且直線經(jīng)過定點點…………13分
23、(北京市朝陽區(qū)2010年4月高三年級第二學(xué)期統(tǒng)一考試?yán)砜疲ū拘☆}滿分13分)
已知中心在原點,焦點在軸上的橢圓C的離心率為,且經(jīng)過點,過點P(2,1)的直線與橢圓C在第一象限相切于點M.
(1)求橢圓C的方程;
(2)求直線的方程以及點M的坐標(biāo);
(3))是否存過點P的直線與橢圓C相交于不同的兩點A、B,滿足?若存在,求出直線l1的方程;若不存在,請說明理由.
解(Ⅰ)設(shè)橢圓C的方程為,由題意得
解得,故橢圓C的方程為.……………………4分
(Ⅱ)因為過點P(2,1)的直線l與橢圓在第一象限相切,所以l的斜率存在,故可調(diào)直線l的議程為
由得.①
因為直線與橢圓相切,所以
整理,得解得[
所以直線l方程為
將代入①式,可以解得M點橫坐標(biāo)為1,故切點M坐標(biāo)為…………9分
(Ⅲ)若存在直線l1滿足條件,的方程為,代入橢圓C的方程得
因為直線l1與橢圓C相交于不同的兩點A,B,設(shè)A,B兩點的坐標(biāo)分別為
所以
所以.
又,
因為即,
所以.
即
所以,解得
因為A,B為不同的兩點,所以.
于是存在直線1滿足條件,其方程為………………………………13分
24、直線的右支交于不同的兩點A、B.
(I)求實數(shù)k的取值范圍;
(II)是否存在實數(shù)k,使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點F?若存在,求出k的值;若不存在,說明理由.
答案:.解:(Ⅰ)將直線
……①
依題意,直線l與雙曲線C的右支交于不同兩點,故
(Ⅱ)設(shè)A、B兩點的坐標(biāo)分別為、,則由①式得
……②
假設(shè)存在實數(shù)k,使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點F(c,0).
則由FA⊥FB得:
整理得
……③
把②式及代入③式化簡得
解得
可知使得以線段AB為直徑的圓經(jīng)過雙曲線C的右焦點.
圓錐曲線
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?下面是小編為大家整理的“圓錐曲線”,希望能對您有所幫助,請收藏。
一、的最值若A為橢圓內(nèi)一定點(異于焦點),P是C上的一個動點,F(xiàn)是C的一個焦點,e是C的離心率,求的最小值。
例1.已知橢圓內(nèi)有一點A(2,1),F(xiàn)是橢圓C的左焦點,P為橢圓C上的動點,求的最小值。
分析:注意到式中的數(shù)值“”恰為,則可由橢圓的第二定義知等于橢圓上的點P到左準(zhǔn)線的距離。這種方法在本期《橢圓中減少運算量的主要方法》一文中已經(jīng)介紹過,這里不再重復(fù),答案為。
二、的最值
若A為橢圓C內(nèi)一定點(異于焦點),P為C上的一個動點,F(xiàn)是C的一個焦點,求的最值。
例2.已知橢圓內(nèi)有一點A(2,1),F(xiàn)為橢圓的左焦點,P是橢圓上動點,求的最大值與最小值。
解:如圖1,設(shè)橢圓的右焦點為,可知其坐標(biāo)為(3,0)
圖1
由橢圓的第一定義得:
可知,當(dāng)P為的延長線與橢圓的交點時,最大,最大值為,當(dāng)P為的延長線與橢圓的交點時,最小,最小值為。
故的最大值為,最小值為。
三、的最值
若A為橢圓C外一定點,為C的一條準(zhǔn)線,P為C上的一個動點,P到的距離為d,求的最小值。
例3.已知橢圓外一點A(5,6),為橢圓的左準(zhǔn)線,P為橢圓上動點,點P到的距離為d,求的最小值。
解:如圖2,設(shè)F為橢圓的左焦點,可知其坐標(biāo)為
圖2
根據(jù)橢圓的第二定義有:,即
可知當(dāng)P、F、A三點共線且P在線段AF上時,最小,最小值。
故的最小值為10。
四、橢圓上定長動弦中點到準(zhǔn)線距離的最值
例4.定長為的線段AB的兩個端點分別在橢圓上移動,求AB的中點M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離。
解:設(shè)F為橢圓的右焦點,如圖3,作于A”,BB”⊥于B”,MM”⊥于M”
圖3
則
當(dāng)且僅當(dāng)AB過焦點F時等號成立。
故M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離為。
評注:是橢圓的通徑長,是橢圓焦點弦長的最小值,是AB能過焦點的充要條件。
高考數(shù)學(xué)圓錐曲線經(jīng)典例題及總結(jié)教案
圓錐曲線
1.圓錐曲線的兩定義:
第一定義中要重視“括號”內(nèi)的限制條件:橢圓中,與兩個定點F,F(xiàn)的距離的和等于常數(shù),且此常數(shù)一定要大于,當(dāng)常數(shù)等于時,軌跡是線段FF,當(dāng)常數(shù)小于時,無軌跡;雙曲線中,與兩定點F,F(xiàn)的距離的差的絕對值等于常數(shù),且此常數(shù)一定要小于|FF|,定義中的“絕對值”與<|FF|不可忽視。若=|FF|,則軌跡是以F,F(xiàn)為端點的兩條射線,若﹥|FF|,則軌跡不存在。若去掉定義中的絕對值則軌跡僅表示雙曲線的一支。
2.圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程(標(biāo)準(zhǔn)方程是指中心(頂點)在原點,坐標(biāo)軸為對稱軸時的標(biāo)準(zhǔn)位置的方程):
(1)橢圓:焦點在軸上時(),焦點在軸上時=1()。方程表示橢圓的充要條件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同號,A≠B)。
(2)雙曲線:焦點在軸上:=1,焦點在軸上:=1()。方程表示雙曲線的充要條件是什么?(ABC≠0,且A,B異號)。
(3)拋物線:開口向右時,開口向左時,開口向上時,開口向下時。
3.圓錐曲線焦點位置的判斷(首先化成標(biāo)準(zhǔn)方程,然后再判斷):
(1)橢圓:由,分母的大小決定,焦點在分母大的坐標(biāo)軸上。
(2)雙曲線:由,項系數(shù)的正負決定,焦點在系數(shù)為正的坐標(biāo)軸上;
(3)拋物線:焦點在一次項的坐標(biāo)軸上,一次項的符號決定開口方向。
提醒:在橢圓中,最大,,在雙曲線中,最大,。
4.圓錐曲線的幾何性質(zhì):
(1)橢圓(以()為例):①范圍:;②焦點:兩個焦點;③對稱性:兩條對稱軸,一個對稱中心(0,0),四個頂點,其中長軸長為2,短軸長為2;④準(zhǔn)線:兩條準(zhǔn)線;⑤離心率:,橢圓,越小,橢圓越圓;越大,橢圓越扁。
(2)雙曲線(以()為例):①范圍:或;②焦點:兩個焦點;③對稱性:兩條對稱軸,一個對稱中心(0,0),兩個頂點,其中實軸長為2,虛軸長為2,特別地,當(dāng)實軸和虛軸的長相等時,稱為等軸雙曲線,其方程可設(shè)為;④準(zhǔn)線:兩條準(zhǔn)線;⑤離心率:,雙曲線,等軸雙曲線,越小,開口越小,越大,開口越大;⑥兩條漸近線:。
(3)拋物線(以為例):①范圍:;②焦點:一個焦點,其中的幾何意義是:焦點到準(zhǔn)線的距離;③對稱性:一條對稱軸,沒有對稱中心,只有一個頂點(0,0);④準(zhǔn)線:一條準(zhǔn)線;⑤離心率:,拋物線。
5、點和橢圓()的關(guān)系:(1)點在橢圓外;(2)點在橢圓上=1;(3)點在橢圓內(nèi)
6.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系:
(1)相交:直線與橢圓相交;直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有,當(dāng)直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交且只有一個交點,故是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件;直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有,當(dāng)直線與拋物線的對稱軸平行時,直線與拋物線相交且只有一個交點,故也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。
(2)相切:直線與橢圓相切;直線與雙曲線相切;直線與拋物線相切;
(3)相離:直線與橢圓相離;直線與雙曲線相離;直線與拋物線相離。
提醒:(1)直線與雙曲線、拋物線只有一個公共點時的位置關(guān)系有兩種情形:相切和相交。如果直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交,但只有一個交點;如果直線與拋物線的軸平行時,直線與拋物線相交,也只有一個交點;(2)過雙曲線=1外一點的直線與雙曲線只有一個公共點的情況如下:①P點在兩條漸近線之間且不含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時,有兩條與漸近線平行的直線和分別與雙曲線兩支相切的兩條切線,共四條;②P點在兩條漸近線之間且包含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時,有兩條與漸近線平行的直線和只與雙曲線一支相切的兩條切線,共四條;③P在兩條漸近線上但非原點,只有兩條:一條是與另一漸近線平行的直線,一條是切線;④P為原點時不存在這樣的直線;(3)過拋物線外一點總有三條直線和拋物線有且只有一個公共點:兩條切線和一條平行于對稱軸的直線。
7、焦點三角形(橢圓或雙曲線上的一點與兩焦點所構(gòu)成的三角形)問題:,當(dāng)即為短軸端點時,的最大值為bc;對于雙曲線。如(1)短軸長為,
8、拋物線中與焦點弦有關(guān)的一些幾何圖形的性質(zhì):(1)以過焦點的弦為直徑的圓和準(zhǔn)線相切;(2)設(shè)AB為焦點弦,M為準(zhǔn)線與x軸的交點,則∠AMF=∠BMF;(3)設(shè)AB為焦點弦,A、B在準(zhǔn)線上的射影分別為A,B,若P為AB的中點,則PA⊥PB;(4)若AO的延長線交準(zhǔn)線于C,則BC平行于x軸,反之,若過B點平行于x軸的直線交準(zhǔn)線于C點,則A,O,C三點共線。
9、弦長公式:若直線與圓錐曲線相交于兩點A、B,且分別為A、B的橫坐標(biāo),則=,若分別為A、B的縱坐標(biāo),則=,若弦AB所在直線方程設(shè)為,則=。特別地,焦點弦(過焦點的弦):焦點弦的弦長的計算,一般不用弦長公式計算,而是將焦點弦轉(zhuǎn)化為兩條焦半徑之和后,利用第二定義求解。
拋物線:
在雙曲線中,以為中點的弦所在直線的斜率k=;在拋物線中,以為中點的弦所在直線的斜率k=。
提醒:因為是直線與圓錐曲線相交于兩點的必要條件,故在求解有關(guān)弦長、對稱問題時,務(wù)必別忘了檢驗!
11.了解下列結(jié)論
(1)雙曲線的漸近線方程為;
(2)以為漸近線(即與雙曲線共漸近線)的雙曲線方程為為參數(shù),≠0)。
(3)中心在原點,坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓、雙曲線方程可設(shè)為;
(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點且垂直于對稱軸的弦)為,焦準(zhǔn)距(焦點到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離)為,拋物線的通徑為,焦準(zhǔn)距為;
(5)通徑是所有焦點弦(過焦點的弦)中最短的弦;
(6)若拋物線的焦點弦為AB,,則①;②
(7)若OA、OB是過拋物線頂點O的兩條互相垂直的弦,則直線AB恒經(jīng)過定點
12、解析幾何與向量綜合時可能出現(xiàn)的向量內(nèi)容:
(1)給出直線的方向向量或;
(2)給出與相交,等于已知過的中點;
(3)給出,等于已知是的中點;
(4)給出,等于已知與的中點三點共線;
(5)給出以下情形之一:①;②存在實數(shù);③若存在實數(shù),等于已知三點共線.
(6)給出,等于已知,即是直角,給出,等于已知是鈍角,給出,等于已知是銳角,
(8)給出,等于已知是的平分線/
(9)在平行四邊形中,給出,等于已知是菱形;
(10)在平行四邊形中,給出,等于已知是矩形;
(11)在中,給出,等于已知是的外心(三角形外接圓的圓心,三角形的外心是三角形三邊垂直平分線的交點);
(12)在中,給出,等于已知是的重心(三角形的重心是三角形三條中線的交點);
(13)在中,給出,等于已知是的垂心(三角形的垂心是三角形三條高的交點);
(14)在中,給出等于已知通過的內(nèi)心;
(15)在中,給出等于已知是的內(nèi)心(三角形內(nèi)切圓的圓心,三角形的內(nèi)心是三角形三條角平分線的交點);
(16)在中,給出,等于已知是中邊的中線;
(3)已知A,B為拋物線x2=2py(p0)上異于原點的兩點,,點C坐標(biāo)為(0,2p)
(1)求證:A,B,C三點共線;
(2)若=()且試求點M的軌跡方程。
(1)證明:設(shè),由得
,又
,,即A,B,C三點共線。
(2)由(1)知直線AB過定點C,又由及=()知OMAB,垂足為M,所以點M的軌跡為以O(shè)C為直徑的圓,除去坐標(biāo)原點。即點M的軌跡方程為x2+(y-p)2=p2(x0,y0)。
13.圓錐曲線中線段的最值問題:
例1、(1)拋物線C:y2=4x上一點P到點A(3,4)與到準(zhǔn)線的距離和最小,則點P的坐標(biāo)為______________
(2)拋物線C:y2=4x上一點Q到點B(4,1)與到焦點F的距離和最小,則點Q的坐標(biāo)為。
分析:(1)A在拋物線外,如圖,連PF,則,因而易發(fā)現(xiàn),當(dāng)A、P、F三點共線時,距離和最小。
(2)B在拋物線內(nèi),如圖,作QR⊥l交于R,則當(dāng)B、Q、R三點共線時,距離和最小。解:(1)(2,)(2)()
1、已知橢圓C1的方程為,雙曲線C2的左、右焦點分別為C1的左、右頂點,而C2的左、右頂點分別是C1的左、右焦點。
(1)求雙曲線C2的方程;
(2)若直線l:與橢圓C1及雙曲線C2恒有兩個不同的交點,且l與C2的兩個交點A和B滿足(其中O為原點),求k的取值范圍。
解:(Ⅰ)設(shè)雙曲線C2的方程為,則
故C2的方程為(II)將
由直線l與橢圓C1恒有兩個不同的交點得
即①
.由直線l與雙曲線C2恒有兩個不同的交點A,B得
解此不等式得③
由①、②、③得
故k的取值范圍為
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點A(0,-1),B點在直線y=-3上,M點滿足MB//OA,MAAB=MBBA,M點的軌跡為曲線C。
(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)P為C上的動點,l為C在P點處得切線,求O點到l距離的最小值。
(Ⅰ)設(shè)M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).所以=(-x,-1-y),=(0,-3-y),=(x,-2).再由愿意得知(+)=0,即(-x,-4-2y)(x,-2)=0.
所以曲線C的方程式為y=x-2.(Ⅱ)設(shè)P(x,y)為曲線C:y=x-2上一點,因為y=x,所以的斜率為x因此直線的方程為,即。
則O點到的距離.又,所以
當(dāng)=0時取等號,所以O(shè)點到距離的最小值為2.
設(shè)雙曲線(a>0,b>0)的漸近線與拋物線y=x2+1相切,則該雙曲線的離心率等于()
設(shè)雙曲線的一條漸近線,則雙曲線的離心率為().
過橢圓()的左焦點作軸的垂線交橢圓于點,為右焦點,若,則橢圓的離心率為
已知雙曲線的左、右焦點分別是、,其一條漸近線方程為,點在雙曲線上.則=()0
已知直線與拋物線相交于兩點,為的焦點,若,則()
已知直線和直線,拋物線上一動點到直線和直線的距離之和的最小值是()
設(shè)已知拋物線C的頂點在坐標(biāo)原點,焦點為F(1,0),直線l與拋物線C相交于A,B兩點。若AB的中點為(2,2),則直線l的方程為_____________.
橢圓的焦點為,點P在橢圓上,若,則;的大小為.
過拋物線的焦點F作傾斜角為的直線交拋物線于A、B兩點,若線段AB的長為8,則________________
【解析】設(shè)切點,則切線的斜率為.由題意有又解得:
雙曲線的一條漸近線為,由方程組,消去y,得有唯一解,所以△=,所以,
由漸近線方程為知雙曲線是等軸雙曲線,∴雙曲線方程是,于是兩焦點坐標(biāo)分別是(-2,0)和(2,0),且或.不妨去,則,.
∴=
【解析】設(shè)拋物線的準(zhǔn)線為直線
恒過定點P.如圖過分別作于,于,由,則,點B為AP的中點.連結(jié),則,
點的橫坐標(biāo)為,故點的坐標(biāo)為
,故選D
1.點P處的切線PT平分△PF1F2在點P處的外角.
2.PT平分△PF1F2在點P處的外角,則焦點在直線PT上的射影H點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.
3.以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)準(zhǔn)線相離.
4.以焦點半徑PF1為直徑的圓必與以長軸為直徑的圓內(nèi)切.
5.若在橢圓上,則過的橢圓的切線方程是.
6.若在橢圓外,則過Po作橢圓的兩條切線切點為P1、P2,則切點弦P1P2的直線方程是.
7.橢圓(a>b>0)的左右焦點分別為F1,F(xiàn)2,點P為橢圓上任意一點,則橢圓的焦點角形的面積為.
8.橢圓(a>b>0)的焦半徑公式:
,(,).
9.設(shè)過橢圓焦點F作直線與橢圓相交P、Q兩點,A為橢圓長軸上一個頂點,連結(jié)AP和AQ分別交相應(yīng)于焦點F的橢圓準(zhǔn)線于M、N兩點,則MF⊥NF.
10.過橢圓一個焦點F的直線與橢圓交于兩點P、Q,A1、A2為橢圓長軸上的頂點,A1P和A2Q交于點M,A2P和A1Q交于點N,則MF⊥NF.
11.AB是橢圓的不平行于對稱軸的弦,M為AB的中點,則,
即。
12.若在橢圓內(nèi),則被Po所平分的中點弦的方程是.
13.若在橢圓內(nèi),則過Po的弦中點的軌跡方程是.
二、雙曲線
1.點P處的切線PT平分△PF1F2在點P處的內(nèi)角.
2.PT平分△PF1F2在點P處的內(nèi)角,則焦點在直線PT上的射影H點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.
3.以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)準(zhǔn)線相交.
4.以焦點半徑PF1為直徑的圓必與以實軸為直徑的圓相切.(內(nèi)切:P在右支;外切:P在左支)
5.若在雙曲線(a>0,b>0)上,則過的雙曲線的切線方程是.
6.若在雙曲線(a>0,b>0)外,則過Po作雙曲線的兩條切線切點為P1、P2,則切點弦P1P2的直線方程是.
7.雙曲線(a>0,b>o)的左右焦點分別為F1,F(xiàn)2,點P為雙曲線上任意一點,則雙曲線的焦點角形的面積為.
8.雙曲線(a>0,b>o)的焦半徑公式:(,
當(dāng)在右支上時,,.
當(dāng)在左支上時,,
9.設(shè)過雙曲線焦點F作直線與雙曲線相交P、Q兩點,A為雙曲線長軸上一個頂點,連結(jié)AP和AQ分別交相應(yīng)于焦點F的雙曲線準(zhǔn)線于M、N兩點,則MF⊥NF.
10.過雙曲線一個焦點F的直線與雙曲線交于兩點P、Q,A1、A2為雙曲線實軸上的頂點,A1P和A2Q交于點M,A2P和A1Q交于點N,則MF⊥NF.
11.AB是雙曲線(a>0,b>0)的不平行于對稱軸的弦,M為AB的中點,則,即。
12.若在雙曲線(a>0,b>0)內(nèi),則被Po所平分的中點弦的方程是.
13.若在雙曲線(a>0,b>0)內(nèi),則過Po的弦中點的軌跡方程是.
橢圓與雙曲線的對偶性質(zhì)--(會推導(dǎo)的經(jīng)典結(jié)論)
橢圓
1.橢圓(a>b>o)的兩個頂點為,,與y軸平行的直線交橢圓于P1、P2時A1P1與A2P2交點的軌跡方程是.
2.過橢圓(a>0,b>0)上任一點任意作兩條傾斜角互補的直線交橢圓于B,C兩點,則直線BC有定向且(常數(shù)).
3.若P為橢圓(a>b>0)上異于長軸端點的任一點,F1,F2是焦點,,,則.
4.設(shè)橢圓(a>b>0)的兩個焦點為F1、F2,P(異于長軸端點)為橢圓上任意一點,在△PF1F2中,記,,,則有.
5.若橢圓(a>b>0)的左、右焦點分別為F1、F2,左準(zhǔn)線為L,則當(dāng)0<e≤時,可在橢圓上求一點P,使得PF1是P到對應(yīng)準(zhǔn)線距離d與PF2的比例中項.
6.P為橢圓(a>b>0)上任一點,F1,F2為二焦點,A為橢圓內(nèi)一定點,則,當(dāng)且僅當(dāng)三點共線時,等號成立.
7.橢圓與直線有公共點的充要條件是.
8.已知橢圓(a>b>0),O為坐標(biāo)原點,P、Q為橢圓上兩動點,且.(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最大值為;(3)的最小值是.
9.過橢圓(a>b>0)的右焦點F作直線交該橢圓右支于M,N兩點,弦MN的垂直平分線交x軸于P,則.
10.已知橢圓(a>b>0),A、B、是橢圓上的兩點,線段AB的垂直平分線與x軸相交于點,則.
11.設(shè)P點是橢圓(a>b>0)上異于長軸端點的任一點,F1、F2為其焦點記,則(1).(2).
12.設(shè)A、B是橢圓(a>b>0)的長軸兩端點,P是橢圓上的一點,,,,c、e分別是橢圓的半焦距離心率,則有(1).(2).(3).
13.已知橢圓(a>b>0)的右準(zhǔn)線與x軸相交于點,過橢圓右焦點的直線與橢圓相交于A、B兩點,點在右準(zhǔn)線上,且軸,則直線AC經(jīng)過線段EF的中點.
14.過橢圓焦半徑的端點作橢圓的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應(yīng)交點與相應(yīng)焦點的連線必與切線垂直.
15.過橢圓焦半徑的端點作橢圓的切線交相應(yīng)準(zhǔn)線于一點,則該點與焦點的連線必與焦半徑互相垂直.
16.橢圓焦三角形中,內(nèi)點到一焦點的距離與以該焦點為端點的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率).
(注:在橢圓焦三角形中,非焦頂點的內(nèi)、外角平分線與長軸交點分別稱為內(nèi)、外點.)
17.橢圓焦三角形中,內(nèi)心將內(nèi)點與非焦頂點連線段分成定比e.
18.橢圓焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點到橢圓中心的比例中項.
雙曲線
1.雙曲線(a>0,b>0)的兩個頂點為,,與y軸平行的直線交雙曲線于P1、P2時A1P1與A2P2交點的軌跡方程是.
2.過雙曲線(a>0,b>o)上任一點任意作兩條傾斜角互補的直線交雙曲線于B,C兩點,則直線BC有定向且(常數(shù)).
3.若P為雙曲線(a>0,b>0)右(或左)支上除頂點外的任一點,F1,F2是焦點,,,則(或).
4.設(shè)雙曲線(a>0,b>0)的兩個焦點為F1、F2,P(異于長軸端點)為雙曲線上任意一點,在△PF1F2中,記,,,則有.
5.若雙曲線(a>0,b>0)的左、右焦點分別為F1、F2,左準(zhǔn)線為L,則當(dāng)1<e≤時,可在雙曲線上求一點P,使得PF1是P到對應(yīng)準(zhǔn)線距離d與PF2的比例中項.
6.P為雙曲線(a>0,b>0)上任一點,F1,F2為二焦點,A為雙曲線內(nèi)一定點,則,當(dāng)且僅當(dāng)三點共線且和在y軸同側(cè)時,等號成立.
7.雙曲線(a>0,b>0)與直線有公共點的充要條件是.
8.已知雙曲線(b>a>0),O為坐標(biāo)原點,P、Q為雙曲線上兩動點,且.
(1);(2)|OP|2+|OQ|2的最小值為;(3)的最小值是.
9.過雙曲線(a>0,b>0)的右焦點F作直線交該雙曲線的右支于M,N兩點,弦MN的垂直平分線交x軸于P,則.
10.已知雙曲線(a>0,b>0),A、B是雙曲線上的兩點,線段AB的垂直平分線與x軸相交于點,則或.
11.設(shè)P點是雙曲線(a>0,b>0)上異于實軸端點的任一點,F1、F2為其焦點記,則(1).(2).
12.設(shè)A、B是雙曲線(a>0,b>0)的長軸兩端點,P是雙曲線上的一點,,,,c、e分別是雙曲線的半焦距離心率,則有(1).
(2).(3).
13.已知雙曲線(a>0,b>0)的右準(zhǔn)線與x軸相交于點,過雙曲線右焦點的直線與雙曲線相交于A、B兩點,點在右準(zhǔn)線上,且軸,則直線AC經(jīng)過線段EF的中點.
14.過雙曲線焦半徑的端點作雙曲線的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應(yīng)交點與相應(yīng)焦點的連線必與切線垂直.
15.過雙曲線焦半徑的端點作雙曲線的切線交相應(yīng)準(zhǔn)線于一點,則該點與焦點的連線必與焦半徑互相垂直.
16.雙曲線焦三角形中,外點到一焦點的距離與以該焦點為端點的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率).
(注:在雙曲線焦三角形中,非焦頂點的內(nèi)、外角平分線與長軸交點分別稱為內(nèi)、外點).
17.雙曲線焦三角形中,其焦點所對的旁心將外點與非焦頂點連線段分成定比e.
18.雙曲線焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點到雙曲線中心的比例中項.
其他常用公式:
1、連結(jié)圓錐曲線上兩個點的線段稱為圓錐曲線的弦,利用方程的根與系數(shù)關(guān)系來計算弦長,常用的弦長公式:
2、直線的一般式方程:任何直線均可寫成(A,B不同時為0)的形式。
3、知直線橫截距,常設(shè)其方程為(它不適用于斜率為0的直線)
與直線垂直的直線可表示為。
4、兩平行線間的距離為。
5、若直線與直線平行
則(斜率)且(在軸上截距)(充要條件)
6、圓的一般方程:,特別提醒:只有當(dāng)時,方程才表示圓心為,半徑為的圓。二元二次方程表示圓的充要條件是且且。
7、圓的參數(shù)方程:(為參數(shù)),其中圓心為,半徑為。圓的參數(shù)方程的主要應(yīng)用是三角換元:;
8、為直徑端點的圓方程
切線長:過圓()外一點所引圓的切線的長為()
9、弦長問題:①圓的弦長的計算:常用弦心距,弦長一半及圓的半徑所構(gòu)成的直角三角形來解:;②過兩圓、交點的圓(公共弦)系為,當(dāng)時,方程為兩圓公共弦所在直線方程.。
攻克圓錐曲線解答題的策略
摘要:為幫助高三學(xué)生學(xué)好圓錐曲線解答題,提高成績,戰(zhàn)勝高考,可從四個方面著手:知識儲備、方法儲備、思維訓(xùn)練、強化訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞:知識儲備方法儲備思維訓(xùn)練強化訓(xùn)練
第一、知識儲備:
1.直線方程的形式
(1)直線方程的形式有五件:點斜式、兩點式、斜截式、截距式、一般式。
(2)與直線相關(guān)的重要內(nèi)容
①傾斜角與斜率
②點到直線的距離③夾角公式:
(3)弦長公式
直線上兩點間的距離:
或
(4)兩條直線的位置關(guān)系
①=-1②
2、圓錐曲線方程及性質(zhì)
(1)、橢圓的方程的形式有幾種?(三種形式)
標(biāo)準(zhǔn)方程:
距離式方程:
參數(shù)方程:
(2)、雙曲線的方程的形式有兩種
標(biāo)準(zhǔn)方程:
距離式方程:
(3)、三種圓錐曲線的通徑你記得嗎?
(4)、圓錐曲線的定義你記清楚了嗎?
如:已知是橢圓的兩個焦點,平面內(nèi)一個動點M滿足則動點M的軌跡是()
A、雙曲線;B、雙曲線的一支;C、兩條射線;D、一條射線
(5)、焦點三角形面積公式:
(其中)
(6)、記住焦半徑公式:(1),可簡記為“左加右減,上加下減”。
(2)
(3)
(6)、橢圓和雙曲線的基本量三角形你清楚嗎?
第二、方法儲備
1、點差法(中點弦問題)
設(shè)、,為橢圓的弦中點則有
,;兩式相減得
=
2、聯(lián)立消元法:你會解直線與圓錐曲線的位置關(guān)系一類的問題嗎?經(jīng)典套路是什么?如果有兩個參數(shù)怎么辦?
設(shè)直線的方程,并且與曲線的方程聯(lián)立,消去一個未知數(shù),得到一個二次方程,使用判別式,以及根與系數(shù)的關(guān)系,代入弦長公式,設(shè)曲線上的兩點,將這兩點代入曲線方程得到○1○2兩個式子,然后○1-○2,整體消元,若有兩個字母未知數(shù),則要找到它們的聯(lián)系,消去一個,比如直線過焦點,則可以利用三點A、B、F共線解決之。若有向量的關(guān)系,則尋找坐標(biāo)之間的關(guān)系,根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合消元處理。一旦設(shè)直線為,就意味著k存在。
例1、已知三角形ABC的三個頂點均在橢圓上,且點A是橢圓短軸的一個端點(點A在y軸正半軸上).
(1)若三角形ABC的重心是橢圓的右焦點,試求直線BC的方程;
(2)若角A為,AD垂直BC于D,試求點D的軌跡方程.
分析:第一問抓住“重心”,利用點差法及重心坐標(biāo)公式可求出中點弦BC的斜率,從而寫出直線BC的方程。第二問抓住角A為可得出AB⊥AC,從而得,然后利用聯(lián)立消元法及交軌法求出點D的軌跡方程;
解:(1)設(shè)B(,),C(,),BC中點為(),F(2,0)則有
兩式作差有(1)
F(2,0)為三角形重心,所以由,得,由得,代入(1)得
直線BC的方程為
2)由AB⊥AC得(2)
設(shè)直線BC方程為,得
,
代入(2)式得
,解得或
直線過定點(0,,設(shè)D(x,y),則,即
所以所求點D的軌跡方程是。
4、設(shè)而不求法
例2、如圖,已知梯形ABCD中,點E分有向線段所成的比為,雙曲線過C、D、E三點,且以A、B為焦點當(dāng)時,求雙曲線離心率的取值范圍。
分析:本小題主要考查坐標(biāo)法、定比分點坐標(biāo)公式、雙曲線的概念和性質(zhì),推理、運算能力和綜合運用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力。建立直角坐標(biāo)系,如圖,若設(shè)C,代入,求得,進而求得再代入,建立目標(biāo)函數(shù),整理,此運算量可見是難上加難.我們對可采取設(shè)而不求的解題策略,
建立目標(biāo)函數(shù),整理,化繁為簡.
解法一:如圖,以AB為垂直平分線為軸,直線AB為軸,建立直角坐標(biāo)系,則CD⊥軸因為雙曲線經(jīng)過點C、D,且以A、B為焦點,由雙曲線的對稱性知C、D關(guān)于軸對稱
依題意,記A,C,E,其中為雙曲線的半焦距,是梯形的高,由定比分點坐標(biāo)公式得
,
設(shè)雙曲線的方程為,則離心率
由點C、E在雙曲線上,將點C、E的坐標(biāo)和代入雙曲線方程得
,①
②
由①式得,③
將③式代入②式,整理得
,
故
由題設(shè)得,
解得
所以雙曲線的離心率的取值范圍為
分析:考慮為焦半徑,可用焦半徑公式,用的橫坐標(biāo)表示,回避的計算,達到設(shè)而不求的解題策略.
解法二:建系同解法一,,
,又,代入整理,由題設(shè)得,
解得
所以雙曲線的離心率的取值范圍為
5、判別式法
例3已知雙曲線,直線過點,斜率為,當(dāng)時,雙曲線的上支上有且僅有一點B到直線的距離為,試求的值及此時點B的坐標(biāo)。
分析1:解析幾何是用代數(shù)方法來研究幾何圖形的一門學(xué)科,因此,數(shù)形結(jié)合必然是研究解析幾何問題的重要手段.從“有且僅有”這個微觀入手,對照草圖,不難想到:過點B作與平行的直線,必與雙曲線C相切.而相切的代數(shù)表現(xiàn)形式是所構(gòu)造方程的判別式.由此出發(fā),可設(shè)計如下解題思路:
解題過程略.
分析2:如果從代數(shù)推理的角度去思考,就應(yīng)當(dāng)把距離用代數(shù)式表達,即所謂“有且僅有一點B到直線的距離為”,相當(dāng)于化歸的方程有唯一解.據(jù)此設(shè)計出如下解題思路:
簡解:設(shè)點為雙曲線C上支上任一點,則點M到直線的距離為:
于是,問題即可轉(zhuǎn)化為如上關(guān)于的方程.
由于,所以,從而有
于是關(guān)于的方程
由可知:
方程的二根同正,故恒成立,于是等價于
.
由如上關(guān)于的方程有唯一解,得其判別式,就可解得.
點評:上述解法緊扣解題目標(biāo),不斷進行問題轉(zhuǎn)換,充分體現(xiàn)了全局觀念與整體思維的優(yōu)越性.
例4已知橢圓C:和點P(4,1),過P作直線交橢圓于A、B兩點,在線段AB上取點Q,使,求動點Q的軌跡所在曲線的方程.
分析:這是一個軌跡問題,解題困難在于多動點的困擾,學(xué)生往往不知從何入手。其實,應(yīng)該想到軌跡問題可以通過參數(shù)法求解.因此,首先是選定參數(shù),然后想方設(shè)法將點Q的橫、縱坐標(biāo)用參數(shù)表達,最后通過消參可達到解題的目的.
由于點的變化是由直線AB的變化引起的,自然可選擇直線AB的斜率作為參數(shù),如何將與聯(lián)系起來?一方面利用點Q在直線AB上;另一方面就是運用題目條件:來轉(zhuǎn)化.由A、B、P、Q四點共線,不難得到,要建立與的關(guān)系,只需將直線AB的方程代入橢圓C的方程,利用韋達定理即可.
通過這樣的分析,可以看出,雖然我們還沒有開始解題,但對于如何解決本題,已經(jīng)做到心中有數(shù).
在得到之后,如果能夠從整體上把握,認識到:所謂消參,目的不過是得到關(guān)于的方程(不含k),則可由解得,直接代入即可得到軌跡方程。從而簡化消去參的過程。
簡解:設(shè),則由可得:,
解之得:(1)
設(shè)直線AB的方程為:,代入橢圓C的方程,消去得出關(guān)于x的一元二次方程:
(2)
∴
代入(1),化簡得:(3)
與聯(lián)立,消去得:
在(2)中,由,解得,結(jié)合(3)可求得
故知點Q的軌跡方程為:().
點評:由方程組實施消元,產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)于一個變量的一元二次方程,其判別式、韋達定理模塊思維易于想到.這當(dāng)中,難點在引出參,活點在應(yīng)用參,重點在消去參.,而“引參、用參、消參”三步曲,正是解析幾何綜合問題求解的一條有效通道.
6、求根公式法
例5設(shè)直線過點P(0,3),和橢圓順次交于A、B兩點,試求的取值范圍.
分析:本題中,絕大多數(shù)同學(xué)不難得到:=,但從此后卻一籌莫展,問題的根源在于對題目的整體把握不夠.事實上,所謂求取值范圍,不外乎兩條路:其一是構(gòu)造所求變量關(guān)于某個(或某幾個)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式(或方程),這只需利用對應(yīng)的思想實施;其二則是構(gòu)造關(guān)于所求量的一個不等關(guān)系.
分析1:從第一條想法入手,=已經(jīng)是一個關(guān)系式,但由于有兩個變量,同時這兩個變量的范圍不好控制,所以自然想到利用第3個變量——直線AB的斜率k.問題就轉(zhuǎn)化為如何將轉(zhuǎn)化為關(guān)于k的表達式,到此為止,將直線方程代入橢圓方程,消去y得出關(guān)于的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.
簡解1:當(dāng)直線垂直于x軸時,可求得;
當(dāng)與x軸不垂直時,設(shè),直線的方程為:,代入橢圓方程,消去得
解之得
因為橢圓關(guān)于y軸對稱,點P在y軸上,所以只需考慮的情形.
當(dāng)時,,,
所以===.
由,解得,
所以,
綜上.
分析2:如果想構(gòu)造關(guān)于所求量的不等式,則應(yīng)該考慮到:判別式往往是產(chǎn)生不等的根源.由判別式值的非負性可以很快確定的取值范圍,于是問題轉(zhuǎn)化為如何將所求量與聯(lián)系起來.一般來說,韋達定理總是充當(dāng)這種問題的橋梁,但本題無法直接應(yīng)用韋達定理,原因在于不是關(guān)于的對稱關(guān)系式.原因找到后,解決問題的方法自然也就有了,即我們可以構(gòu)造關(guān)于的對稱關(guān)系式.
簡解2:設(shè)直線的方程為:,代入橢圓方程,消去得
(*)
則
令,則,
在(*)中,由判別式可得,
從而有,所以,解得.
結(jié)合得.
綜上,.
點評:范圍問題不等關(guān)系的建立途徑多多,諸如判別式法,均值不等式法,變量的有界性法,函數(shù)的性質(zhì)法,數(shù)形結(jié)合法等等.本題也可從數(shù)形結(jié)合的角度入手,給出又一優(yōu)美解法.
解題猶如打仗,不能只是忙于沖鋒陷陣,一時局部的勝利并不能說明問題,有時甚至?xí)痪植克m纏而看不清問題的實質(zhì)所在,只有見微知著,樹立全局觀念,講究排兵布陣,運籌帷幄,方能決勝千里.
第三、推理訓(xùn)練:數(shù)學(xué)推理是由已知的數(shù)學(xué)命題得出新命題的基本思維形式,它是數(shù)學(xué)求解的核心。以已知的真實數(shù)學(xué)命題,即定義、公理、定理、性質(zhì)等為依據(jù),選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法,達到解題目標(biāo),得出結(jié)論的一系列推理過程。在推理過程中,必須注意所使用的命題之間的相互關(guān)系(充分性、必要性、充要性等),做到思考縝密、推理嚴(yán)密。通過編寫思維流程圖來錘煉自己的大腦,快速提高解題能力。
例6橢圓長軸端點為,為橢圓中心,為橢圓的右焦點,且,.
(Ⅰ)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)記橢圓的上頂點為,直線交橢圓于兩點,問:是否存在直線,使點恰為的垂心?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由。
思維流程:
解題過程:
(Ⅰ)如圖建系,設(shè)橢圓方程為,則
又∵即,∴
故橢圓方程為
(Ⅱ)假設(shè)存在直線交橢圓于兩點,且恰為的垂心,則
設(shè),∵,故,
于是設(shè)直線為,由得,
∵又
得即
由韋達定理得
解得或(舍)經(jīng)檢驗符合條件.
點石成金:垂心的特點是垂心與頂點的連線垂直對邊,然后轉(zhuǎn)化為兩向量乘積為零.
例7、已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點,焦點在坐標(biāo)軸上,且經(jīng)過、、三點.
(Ⅰ)求橢圓的方程:
(Ⅱ)若點D為橢圓上不同于、的任意一點,,當(dāng)Δ內(nèi)切圓的面積最大時,求Δ內(nèi)心的坐標(biāo);
思維流程:
(Ⅰ)
解題過程:(Ⅰ)設(shè)橢圓方程為,將、、代入橢圓E的方程,得
解得.∴橢圓的方程.
(Ⅱ),設(shè)Δ邊上的高為
當(dāng)點在橢圓的上頂點時,最大為,所以的最大值為.
設(shè)Δ的內(nèi)切圓的半徑為,因為Δ的周長為定值6.所以,
所以的最大值為.所以內(nèi)切圓圓心的坐標(biāo)為.
點石成金:
例8、已知定點及橢圓,過點的動直線與橢圓相交于兩點.
(Ⅰ)若線段中點的橫坐標(biāo)是,求直線的方程;
(Ⅱ)在軸上是否存在點,使為常數(shù)?若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
思維流程:
(Ⅰ)解:依題意,直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,
將代入,消去整理得
設(shè)
則
由線段中點的橫坐標(biāo)是,得,解得,符合題意。
所以直線的方程為,或.
(Ⅱ)解:假設(shè)在軸上存在點,使為常數(shù).
①當(dāng)直線與軸不垂直時,由(Ⅰ)知
所以
將代入,整理得
注意到是與無關(guān)的常數(shù),從而有,此時
②當(dāng)直線與軸垂直時,此時點的坐標(biāo)分別為,當(dāng)時,亦有
綜上,在軸上存在定點,使為常數(shù).
點石成金:
例9、已知橢圓的中心在原點,焦點在x軸上,長軸長是短軸長的2倍且經(jīng)過點M(2,1),平行于OM的直線在y軸上的截距為m(m≠0),交橢圓于A、B兩個不同點。
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求m的取值范圍;
(Ⅲ)求證直線MA、MB與x軸始終圍成一個等腰三角形.
思維流程:
解:(1)設(shè)橢圓方程為
則∴橢圓方程為
(Ⅱ)∵直線l平行于OM,且在y軸上的截距為m
又KOM=
由
∵直線l與橢圓交于A、B兩個不同點,
(Ⅲ)設(shè)直線MA、MB的斜率分別為k1,k2,只需證明k1+k2=0即可
設(shè)
則
故直線MA、MB與x軸始終圍成一個等腰三角形.
點石成金:直線MA、MB與x軸始終圍成一個等腰三角形
例10、已知雙曲線的離心率,過的直線到原點的距離是
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知直線交雙曲線于不同的點C,D且C,D都在以B為圓心的圓上,求k的值.
思維流程:
解:∵(1)原點到直線AB:的距離.
故所求雙曲線方程為
(2)把中消去y,整理得.
設(shè)的中點是,則
即
故所求k=±.
點石成金:C,D都在以B為圓心的圓上BC=BDBE⊥CD;
例11、已知橢圓C的中心在坐標(biāo)原點,焦點在x軸上,橢圓C上的點到焦點距離的最大值為3,最小值為1.
(Ⅰ)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(II)若直線y=kx+m與橢圓C相交于A、B兩點(A、B不是左右頂點),且以AB為直徑的圓過橢圓C的右頂點.求證:直線過定點,并求出該定點的坐標(biāo).
思維流程:
解:(Ⅰ)由題意設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
由已知得:,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(II)設(shè).
聯(lián)立
得,則
又.
因為以為直徑的圓過橢圓的右頂點,
,即..
..
解得:,且均滿足.
當(dāng)時,的方程,直線過點,與已知矛盾;
當(dāng)時,的方程為,直線過定點.
所以,直線過定點,定點坐標(biāo)為.
點石成金:以AB為直徑的圓過橢圓C的右頂點CA⊥CB;
例12、已知雙曲線的左右兩個焦點分別為,點P在雙曲線右支上.
(Ⅰ)若當(dāng)點P的坐標(biāo)為時,,求雙曲線的方程;
(Ⅱ)若,求雙曲線離心率的最值,并寫出此時雙曲線的漸進線方程.
思維流程:
解:(Ⅰ)(法一)由題意知,,,
,(1分)
解得.由雙曲線定義得:
,
所求雙曲線的方程為:
(法二)因,由斜率之積為,可得解.
(Ⅱ)設(shè),
(法一)設(shè)P的坐標(biāo)為,由焦半徑公式得,,,
的最大值為2,無最小值.此時,
此時雙曲線的漸進線方程為
(法二)設(shè),.
(1)當(dāng)時,,
此時.
(2)當(dāng),由余弦定理得:
,
,,綜上,的最大值為2,但無最小值.(以下法一)
幾何圓錐曲線
第十章圓錐曲線
★知識網(wǎng)絡(luò)★
第1講橢圓
★知識梳理★
1.橢圓定義:
(1)第一定義:平面內(nèi)與兩個定點的距離之和為常數(shù)的動點的軌跡叫橢圓,其中兩個定點叫橢圓的焦點.
當(dāng)時,的軌跡為橢圓;;
當(dāng)時,的軌跡不存在;
當(dāng)時,的軌跡為以為端點的線段
(2)橢圓的第二定義:平面內(nèi)到定點與定直線(定點不在定直線上)的距離之比是常數(shù)()的點的軌跡為橢圓
(利用第二定義,可以實現(xiàn)橢圓上的動點到焦點的距離與到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離相互轉(zhuǎn)化).
2.橢圓的方程與幾何性質(zhì):
標(biāo)準(zhǔn)方程
性
質(zhì)參數(shù)關(guān)系
焦點
焦距
范圍
頂點
對稱性關(guān)于x軸、y軸和原點對稱
離心率
準(zhǔn)線
3.點與橢圓的位置關(guān)系:
當(dāng)時,點在橢圓外;當(dāng)時,點在橢圓內(nèi);當(dāng)時,點在橢圓上;
4.直線與橢圓的位置關(guān)系
直線與橢圓相交;直線與橢圓相切;直線與橢圓相離
★重難點突破★
重點:掌握橢圓的定義標(biāo)準(zhǔn)方程,會用定義和求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,能通過方程研究橢圓的幾何性質(zhì)及其應(yīng)用
難點:橢圓的幾何元素與參數(shù)的轉(zhuǎn)換
重難點:運用數(shù)形結(jié)合,圍繞“焦點三角形”,用代數(shù)方法研究橢圓的性質(zhì),把握幾何元素轉(zhuǎn)換成參數(shù)的關(guān)系
1.要有用定義的意識
問題1已知為橢圓的兩個焦點,過的直線交橢圓于A、B兩點若,則=______________。
[解析]的周長為,=8
2.求標(biāo)準(zhǔn)方程要注意焦點的定位
問題2橢圓的離心率為,則
[解析]當(dāng)焦點在軸上時,;
當(dāng)焦點在軸上時,,
綜上或3
★熱點考點題型探析★
考點1橢圓定義及標(biāo)準(zhǔn)方程
題型1:橢圓定義的運用
[例1](湖北部分重點中學(xué)2009屆高三聯(lián)考)橢圓有這樣的光學(xué)性質(zhì):從橢圓的一個焦點出發(fā)的光線,經(jīng)橢圓反射后,反射光線經(jīng)過橢圓的另一個焦點,今有一個水平放置的橢圓形臺球盤,點A、B是它的焦點,長軸長為2a,焦距為2c,靜放在點A的小球(小球的半徑不計),從點A沿直線出發(fā),經(jīng)橢圓壁反彈后第一次回到點A時,小球經(jīng)過的路程是
A.4aB.2(a-c)C.2(a+c)D.以上答案均有可能
[解析]按小球的運行路徑分三種情況:
(1),此時小球經(jīng)過的路程為2(a-c);
(2),此時小球經(jīng)過的路程為2(a+c);
(3)此時小球經(jīng)過的路程為4a,故選D
【名師指引】考慮小球的運行路徑要全面
【新題導(dǎo)練】
1.(2007佛山南海)短軸長為,離心率的橢圓兩焦點為F1,F(xiàn)2,過F1作直線交橢圓于A、B兩點,則△ABF2的周長為()
A.3B.6C.12D.24
[解析]C.長半軸a=3,△ABF2的周長為4a=12
2.(廣雅中學(xué)2008—2009學(xué)年度上學(xué)期期中考)已知為橢圓上的一點,分別為圓和圓上的點,則的最小值為()
A.5B.7C.13D.15
[解析]B.兩圓心C、D恰為橢圓的焦點,,的最小值為10-1-2=7
題型2求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
[例2]設(shè)橢圓的中心在原點,坐標(biāo)軸為對稱軸,一個焦點與短軸兩端點的連線互相垂直,且此焦點與長軸上較近的端點距離為-4,求此橢圓方程.
【解題思路】將題中所給條件用關(guān)于參數(shù)的式子“描述”出來
[解析]設(shè)橢圓的方程為或,
則,
解之得:,b=c=4.則所求的橢圓的方程為或.
【名師指引】準(zhǔn)確把握圖形特征,正確轉(zhuǎn)化出參數(shù)的數(shù)量關(guān)系.
[警示]易漏焦點在y軸上的情況.
【新題導(dǎo)練】
3.如果方程x2+ky2=2表示焦點在y軸的橢圓,那么實數(shù)k的取值范圍是____________.
[解析](0,1).橢圓方程化為+=1.焦點在y軸上,則2,即k1.
又k0,∴0k1.
4.已知方程,討論方程表示的曲線的形狀
[解析]當(dāng)時,,方程表示焦點在y軸上的橢圓,
當(dāng)時,,方程表示圓心在原點的圓,
當(dāng)時,,方程表示焦點在x軸上的橢圓
5.橢圓對稱軸在坐標(biāo)軸上,短軸的一個端點與兩個焦點構(gòu)成一個正三角形,焦點到橢圓上的點的最短距離是,求這個橢圓方程.
[解析],,所求方程為+=1或+=1.
考點2橢圓的幾何性質(zhì)
題型1:求橢圓的離心率(或范圍)
[例3]在中,.若以為焦點的橢圓經(jīng)過點,則該橢圓的離心率.
【解題思路】由條件知三角形可解,然后用定義即可求出離心率
[解析],
,
【名師指引】(1)離心率是刻畫橢圓“圓扁”程度的量,決定了橢圓的形狀;反之,形狀確定,離心率也隨之確定
(2)只要列出的齊次關(guān)系式,就能求出離心率(或范圍)
(3)“焦點三角形”應(yīng)給予足夠關(guān)注
【新題導(dǎo)練】
6.(執(zhí)信中學(xué)2008-2009學(xué)年度第一學(xué)期高三期中考試)如果一個橢圓的長軸長是短軸長的兩倍,那么這個橢圓的離心率為
....
[解析]選
7.(江蘇鹽城市三星級高中2009屆第一協(xié)作片聯(lián)考)已知m,n,m+n成等差數(shù)列,m,n,mn成等比數(shù)列,則橢圓的離心率為
[解析]由,橢圓的離心率為
8.(山東濟寧2007—2008學(xué)年度高三第一階段質(zhì)量檢測)
我國于07年10月24日成功發(fā)射嫦娥一號衛(wèi)星,并經(jīng)四次變軌飛向月球。嫦娥一號繞地球運行的軌跡是以地球的地心為焦點的橢圓。若第一次變軌前衛(wèi)星的近地點到地心的距離為m,遠地點到地心的距離為n,第二次變軌后兩距離分別為2m、2n(近地點是指衛(wèi)星距離地面最近的點,遠地點是距離地面最遠的點),則第一次變軌前的橢圓的離心率比第二次變軌后的橢圓的離心率()
A.不變B.變小C.變大D.無法確定
[解析],,選A
題型2:橢圓的其他幾何性質(zhì)的運用(范圍、對稱性等)
[例4]已知實數(shù)滿足,求的最大值與最小值
【解題思路】把看作的函數(shù)
[解析]由得,
當(dāng)時,取得最小值,當(dāng)時,取得最大值6
【名師指引】注意曲線的范圍,才能在求最值時不出差錯
【新題導(dǎo)練】
9.已知點是橢圓(,)上兩點,且,則=
[解析]由知點共線,因橢圓關(guān)于原點對稱,
10.如圖,把橢圓的長軸分成等份,過每個分點作軸的垂線交橢圓的上半部分于七個點,是橢圓的一個焦點
則________________
[解析]由橢圓的對稱性知:.
考點3橢圓的最值問題
題型:動點在橢圓上運動時涉及的距離、面積的最值
[例5]橢圓上的點到直線l:的距離的最小值為___________.
【解題思路】把動點到直線的距離表示為某個變量的函數(shù)
[解析]在橢圓上任取一點P,設(shè)P().那么點P到直線l的距離為:
【名師指引】也可以直接設(shè)點,用表示后,把動點到直線的距離表示為的函數(shù),關(guān)鍵是要具有“函數(shù)思想”
【新題導(dǎo)練】
11.橢圓的內(nèi)接矩形的面積的最大值為
[解析]設(shè)內(nèi)接矩形的一個頂點為,
矩形的面積
12.是橢圓上一點,、是橢圓的兩個焦點,求的最大值與最小值
[解析]
當(dāng)時,取得最大值,
當(dāng)時,取得最小值
13.(2007惠州)已知點是橢圓上的在第一象限內(nèi)的點,又、,
是原點,則四邊形的面積的最大值是_________.
[解析]設(shè),則
考點4橢圓的綜合應(yīng)用
題型:橢圓與向量、解三角形的交匯問題
[例6]已知橢圓的中心為坐標(biāo)原點,一個長軸端點為,短軸端點和焦點所組成的四邊形為正方形,直線與y軸交于點P(0,m),與橢圓C交于相異兩點A、B,且.
(1)求橢圓方程;
(2)求m的取值范圍.
【解題思路】通過,溝通A、B兩點的坐標(biāo)關(guān)系,再利用判別式和根與系數(shù)關(guān)系得到一個關(guān)于m的不等式
[解析](1)由題意可知橢圓為焦點在軸上的橢圓,可設(shè)
由條件知且,又有,解得
故橢圓的離心率為,其標(biāo)準(zhǔn)方程為:
(2)設(shè)l與橢圓C交點為A(x1,y1),B(x2,y2)
y=kx+m2x2+y2=1得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)0(*)
x1+x2=-2kmk2+2,x1x2=m2-1k2+2
∵AP=3PB∴-x1=3x2∴x1+x2=-2x2x1x2=-3x22
消去x2,得3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3(-2kmk2+2)2+4m2-1k2+2=0
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0
m2=14時,上式不成立;m2≠14時,k2=2-2m24m2-1,
因λ=3∴k≠0∴k2=2-2m24m2-10,∴-1m-12或12m1
容易驗證k22m2-2成立,所以(*)成立
即所求m的取值范圍為(-1,-12)∪(12,1)
【名師指引】橢圓與向量、解三角形的交匯問題是高考熱點之一,應(yīng)充分重視向量的功能
【新題導(dǎo)練】
14.(2007廣州四校聯(lián)考)設(shè)過點的直線分別與軸的正半軸和軸的正半軸交于、兩點,點與點關(guān)于軸對稱,為坐標(biāo)原點,若,且,則點的軌跡方程是()
A.B.
C.D.
[解析],選A.
15.如圖,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,AB=2,AC=。一曲線E過點C,動點P在曲線E上運動,且保持|PA|+|PB|的值不變,直線l經(jīng)過A與曲線E交于M、N兩點。
(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線E的方程;
(2)設(shè)直線l的斜率為k,若∠MBN為鈍角,求k的取值范圍。
解:(1)以AB所在直線為x軸,AB的中點O為原點建立直角坐標(biāo)系,則A(-1,0),B(1,0)
由題設(shè)可得
∴動點P的軌跡方程為,
則
∴曲線E方程為
(2)直線MN的方程為
由
∴方程有兩個不等的實數(shù)根
∵∠MBN是鈍角
即
解得:
又M、B、N三點不共線
綜上所述,k的取值范圍是
★~~搶分頻道★
基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練
1.如圖所示,橢圓中心在原點,F是左焦點,直線與BF交于D,且,則橢圓的離心率為()
ABCD
[解析]B.
2.(廣東省四校聯(lián)合體2007-2008學(xué)年度聯(lián)合考試)設(shè)F1、F2為橢圓+y2=1的兩焦點,P在橢圓上,當(dāng)△F1PF2面積為1時,的值為
A、0B、1C、2D、3
[解析]A.,P的縱坐標(biāo)為,從而P的坐標(biāo)為,0,
3.(廣東廣雅中學(xué)2008—2009學(xué)年度上學(xué)期期中考)橢圓的一條弦被平分,那么這條弦所在的直線方程是
A.B.C.D.
[解析]D.,,兩式相減得:,,
4.在中,,.若以為焦點的橢圓經(jīng)過點,則該橢圓的離心率.
[解析]
5.已知為橢圓的兩個焦點,P為橢圓上一點,若,則此橢圓的離心率為_________.
[解析][三角形三邊的比是]
6.(2008江蘇)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓1(0)的焦距為2,以O(shè)為圓心,為半徑的圓,過點作圓的兩切線互相垂直,則離心率=.
[解析]
綜合提高訓(xùn)練
7、已知橢圓與過點A(2,0),B(0,1)的直線l有且只有一個公共點T,且橢圓的離心率.求橢圓方程
[解析]直線l的方程為:
由已知①
由得:
∴,即②
由①②得:
故橢圓E方程為
8.(廣東省汕頭市金山中學(xué)2008-2009學(xué)年高三第一次月考)
已知A、B分別是橢圓的左右兩個焦點,O為坐標(biāo)原點,點P)在橢圓上,線段PB與y軸的交點M為線段PB的中點。
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)點C是橢圓上異于長軸端點的任意一點,對于△ABC,求的值。
[解析](1)∵點是線段的中點
∴是△的中位線
又∴
∴
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1
(2)∵點C在橢圓上,A、B是橢圓的兩個焦點
∴AC+BC=2a=,AB=2c=2
在△ABC中,由正弦定理,
∴=
9.(海珠區(qū)2009屆高三綜合測試二)已知長方形ABCD,AB=2,BC=1.以AB的中點為原點建立如圖8所示的平面直角坐標(biāo)系.
(Ⅰ)求以A、B為焦點,且過C、D兩點的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)過點P(0,2)的直線交(Ⅰ)中橢圓于M,N兩點,是否存在直線,使得以弦MN為直徑的圓恰好過原點?若存在,求出直線的方程;若不存在,說明理由.