高中函數(shù)與方程教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-242012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)。
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“2012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)”,僅供參考,大家一起來看看吧。
第九章圓錐曲線與方程
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.了解圓錐曲線的實(shí)際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用;
2.掌握橢圓、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡(jiǎn)單性質(zhì);
3.了解雙曲線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道它的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì);
4.了解圓錐曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用;
5.理解數(shù)形結(jié)合的思想;
6.了解方程的曲線與曲線的方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.本章重點(diǎn):1.橢圓、雙曲線、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡(jiǎn)單性質(zhì);2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題;3.求曲線的方程或曲線的軌跡;4.數(shù)形結(jié)合的思想,方程的思想,函數(shù)的思想,坐標(biāo)法.
本章難點(diǎn):1.對(duì)圓錐曲線的定義及性質(zhì)的理解和應(yīng)用;2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題;3.曲線與方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.圓錐曲線與函數(shù)、方程、不等式、三角形、平面向量等知識(shí)結(jié)合是高考常考題型.極有可能以一小一大的形式出現(xiàn),小題主要考查圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法運(yùn)用;解答題常作為數(shù)學(xué)高考的把關(guān)題或壓軸題,綜合考查學(xué)生在數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)換、分類討論、邏輯推理等方面的能力.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
9.1橢圓
典例精析
題型一求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知點(diǎn)P在以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓上,點(diǎn)P到兩焦點(diǎn)的距離分別為453和
253,過P作長(zhǎng)軸的垂線恰好過橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),求橢圓的方程.
【解析】由橢圓的定義知,2a=453+253=25,故a=5,
由勾股定理得,(453)2-(253)2=4c2,所以c2=53,b2=a2-c2=103,
故所求方程為x25+3y210=1或3x210+y25=1.
【點(diǎn)撥】(1)在求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),常用待定系數(shù)法,但是當(dāng)焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸不確定時(shí),需要考慮兩種情形,有時(shí)也可設(shè)橢圓的統(tǒng)一方程形式:mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n);
(2)在求橢圓中的a、b、c時(shí),經(jīng)常用到橢圓的定義及解三角形的知識(shí).
【變式訓(xùn)練1】已知橢圓C1的中心在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上,拋物線C2的頂點(diǎn)在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上.小明從曲線C1,C2上各取若干個(gè)點(diǎn)(每條曲線上至少取兩個(gè)點(diǎn)),并記錄其坐標(biāo)(x,y).由于記錄失誤,使得其中恰有一個(gè)點(diǎn)既不在橢圓C1上,也不在拋物線C2上.小明的記錄如下:
據(jù)此,可推斷橢圓C1的方程為.
【解析】方法一:先將題目中的點(diǎn)描出來,如圖,A(-2,2),B(-2,0),C(0,6),D(2,-22),E(22,2),F(xiàn)(3,-23).
通過觀察可知道點(diǎn)F,O,D可能是拋物線上的點(diǎn).而A,C,E是橢圓上的點(diǎn),這時(shí)正好點(diǎn)B既不在橢圓上,也不在拋物線上.
顯然半焦距b=6,則不妨設(shè)橢圓的方程是x2m+y26=1,則將點(diǎn)
A(-2,2)代入可得m=12,故該橢圓的方程是x212+y26=1.
方法二:欲求橢圓的解析式,我們應(yīng)先求出拋物線的解析式,因?yàn)閽佄锞€的解析式形式比橢圓簡(jiǎn)單一些.
不妨設(shè)有兩點(diǎn)y21=2px1,①y22=2px2,②y21y22=x1x2,
則可知B(-2,0),C(0,6)不是拋物線上的點(diǎn).
而D(2,-22),F(xiàn)(3,-23)正好符合.
又因?yàn)闄E圓的交點(diǎn)在x軸上,故B(-2,0),C(0,6)不可能同時(shí)出現(xiàn).故選用A(-2,2),E(22,2)這兩個(gè)點(diǎn)代入,可得橢圓的方程是x212+y26=1.
題型二橢圓的幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】已知F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),∠F1PF2=60°.
(1)求橢圓離心率的范圍;
(2)求證:△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長(zhǎng)有關(guān).
【解析】(1)設(shè)橢圓的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0),|PF1|=m,|PF2|=n,在△F1PF2中,
由余弦定理可知4c2=m2+n2-2mncos60°,
因?yàn)閙+n=2a,所以m2+n2=(m+n)2-2mn=4a2-2mn,
所以4c2=4a2-3mn,即3mn=4a2-4c2.
又mn≤(m+n2)2=a2(當(dāng)且僅當(dāng)m=n時(shí)取等號(hào)),
所以4a2-4c2≤3a2,所以c2a2≥14,
即e≥12,所以e的取值范圍是[12,1).
(2)由(1)知mn=43b2,所以=12mnsin60°=33b2,
即△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長(zhǎng)有關(guān).
【點(diǎn)撥】橢圓中△F1PF2往往稱為焦點(diǎn)三角形,求解有關(guān)問題時(shí),要注意正、余弦定理,面積公式的使用;求范圍時(shí),要特別注意橢圓定義(或性質(zhì))與不等式的聯(lián)合使用,如|PF1||PF2|≤(|PF1|+|PF2|2)2,|PF1|≥a-c.
【變式訓(xùn)練2】已知P是橢圓x225+y29=1上的一點(diǎn),Q,R分別是圓(x+4)2+y2=14和圓
(x-4)2+y2=14上的點(diǎn),則|PQ|+|PR|的最小值是.
【解析】設(shè)F1,F(xiàn)2為橢圓左、右焦點(diǎn),則F1,F(xiàn)2分別為兩已知圓的圓心,
則|PQ|+|PR|≥(|PF1|-12)+(|PF2|-12)=|PF1|+|PF2|-1=9.
所以|PQ|+|PR|的最小值為9.
題型三有關(guān)橢圓的綜合問題
【例3】(2010全國(guó)新課標(biāo))設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),過F1斜率為1的直線l與E相交于A,B兩點(diǎn),且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差數(shù)列.
(1)求E的離心率;
(2)設(shè)點(diǎn)P(0,-1)滿足|PA|=|PB|,求E的方程.
【解析】(1)由橢圓定義知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=43a.
l的方程為y=x+c,其中c=a2-b2.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)滿足方程組
化簡(jiǎn)得(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2-b2)=0,
則x1+x2=-2a2ca2+b2,x1x2=a2(c2-b2)a2+b2.
因?yàn)橹本€AB斜率為1,所以|AB|=2|x2-x1|=2[(x1+x2)2-4x1x2],
即43a=4ab2a2+b2,故a2=2b2,
所以E的離心率e=ca=a2-b2a=22.
(2)設(shè)AB的中點(diǎn)為N(x0,y0),由(1)知x0=x1+x22=-a2ca2+b2=-23c,y0=x0+c=c3.
由|PA|=|PB|kPN=-1,即y0+1x0=-1c=3.
從而a=32,b=3,故E的方程為x218+y29=1.
【變式訓(xùn)練3】已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為e,兩焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,拋物線以F1為頂點(diǎn),F(xiàn)2為焦點(diǎn),P為兩曲線的一個(gè)交點(diǎn),若|PF1||PF2|=e,則e的值是()
A.32B.33C.22D.63
【解析】設(shè)F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),P(x0,y0),則橢圓左準(zhǔn)線x=-a2c,拋物線準(zhǔn)線為x=
-3c,x0-(-a2c)=x0-(-3c)c2a2=13e=33.故選B.
總結(jié)提高
1.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種形式,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式對(duì)稱且系數(shù)的幾何意義明確,在解題時(shí)要防止遺漏.確定橢圓需要三個(gè)條件,要確定焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上(即定位),還要確定a、b的值(即定量),若定位條件不足應(yīng)分類討論,或設(shè)方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)求解.
2.充分利用定義解題,一方面,會(huì)根據(jù)定義判定動(dòng)點(diǎn)的軌跡是橢圓,另一方面,會(huì)利用橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離和為常數(shù)進(jìn)行計(jì)算推理.
3.焦點(diǎn)三角形包含著很多關(guān)系,解題時(shí)要多從橢圓定義和三角形的幾何條件入手,且不可顧此失彼,另外一定要注意橢圓離心率的范圍.
9.2雙曲線
典例精析
題型一雙曲線的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知?jiǎng)訄AE與圓A:(x+4)2+y2=2外切,與圓B:(x-4)2+y2=2內(nèi)切,求動(dòng)圓圓心E的軌跡方程.
【解析】設(shè)動(dòng)圓E的半徑為r,則由已知|AE|=r+2,|BE|=r-2,
所以|AE|-|BE|=22,又A(-4,0),B(4,0),所以|AB|=8,22<|AB|.
根據(jù)雙曲線定義知,點(diǎn)E的軌跡是以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的右支.
因?yàn)閍=2,c=4,所以b2=c2-a2=14,
故點(diǎn)E的軌跡方程是x22-y214=1(x≥2).
【點(diǎn)撥】利用兩圓內(nèi)、外切圓心距與兩圓半徑的關(guān)系找出E點(diǎn)滿足的幾何條件,結(jié)合雙曲線定義求解,要特別注意軌跡是否為雙曲線的兩支.
【變式訓(xùn)練1】P為雙曲線x29-y216=1的右支上一點(diǎn),M,N分別是圓(x+5)2+y2=4和
(x-5)2+y2=1上的點(diǎn),則|PM|-|PN|的最大值為()
A.6B.7C.8D.9
【解析】選D.
題型二雙曲線幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右頂點(diǎn)為A,x軸上有一點(diǎn)Q(2a,0),若C上存在一點(diǎn)P,使=0,求此雙曲線離心率的取值范圍.
【解析】設(shè)P(x,y),則由=0,得AP⊥PQ,則P在以AQ為直徑的圓上,
即(x-3a2)2+y2=(a2)2,①
又P在雙曲線上,得x2a2-y2b2=1,②
由①②消去y,得(a2+b2)x2-3a3x+2a4-a2b2=0,
即[(a2+b2)x-(2a3-ab2)](x-a)=0,
當(dāng)x=a時(shí),P與A重合,不符合題意,舍去;
當(dāng)x=2a3-ab2a2+b2時(shí),滿足題意的點(diǎn)P存在,需x=2a3-ab2a2+b2>a,
化簡(jiǎn)得a2>2b2,即3a2>2c2,ca<62,
所以離心率的取值范圍是(1,62).
【點(diǎn)撥】根據(jù)雙曲線上的點(diǎn)的范圍或者焦半徑的最小值建立不等式,是求離心率的取值范圍的常用方法.
【變式訓(xùn)練2】設(shè)離心率為e的雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,直線l過焦點(diǎn)F,且斜率為k,則直線l與雙曲線C的左、右兩支都相交的充要條件是()
A.k2-e2>1B.k2-e2<1
C.e2-k2>1D.e2-k2<1
【解析】由雙曲線的圖象和漸近線的幾何意義,可知直線的斜率k只需滿足-ba<k<ba,即k2<b2a2=c2-a2a2=e2-1,故選C.
題型三有關(guān)雙曲線的綜合問題
【例3】(2010廣東)已知雙曲線x22-y2=1的左、右頂點(diǎn)分別為A1、A2,點(diǎn)P(x1,y1),Q(x1,-y1)是雙曲線上不同的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線A1P與A2Q交點(diǎn)的軌跡E的方程;
(2)若過點(diǎn)H(0,h)(h>1)的兩條直線l1和l2與軌跡E都只有一個(gè)交點(diǎn),且l1⊥l2,求h的值.
【解析】(1)由題意知|x1|>2,A1(-2,0),A2(2,0),則有
直線A1P的方程為y=y(tǒng)1x1+2(x+2),①
直線A2Q的方程為y=-y1x1-2(x-2).②
方法一:聯(lián)立①②解得交點(diǎn)坐標(biāo)為x=2x1,y=2y1x1,即x1=2x,y1=2yx,③
則x≠0,|x|<2.
而點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線x22-y2=1上,所以x212-y21=1.
將③代入上式,整理得所求軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
方法二:設(shè)點(diǎn)M(x,y)是A1P與A2Q的交點(diǎn),①×②得y2=-y21x21-2(x2-2).③
又點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線上,因此x212-y21=1,即y21=x212-1.
代入③式整理得x22+y2=1.
因?yàn)辄c(diǎn)P,Q是雙曲線上的不同兩點(diǎn),所以它們與點(diǎn)A1,A2均不重合.故點(diǎn)A1和A2均不在軌跡E上.過點(diǎn)(0,1)及A2(2,0)的直線l的方程為x+2y-2=0.
解方程組得x=2,y=0.所以直線l與雙曲線只有唯一交點(diǎn)A2.
故軌跡E不過點(diǎn)(0,1).同理軌跡E也不過點(diǎn)(0,-1).
綜上分析,軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
(2)設(shè)過點(diǎn)H(0,h)的直線為y=kx+h(h>1),
聯(lián)立x22+y2=1得(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0.
令Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,得h2-1-2k2=0,
解得k1=h2-12,k2=-h(huán)2-12.
由于l1⊥l2,則k1k2=-h(huán)2-12=-1,故h=3.
過點(diǎn)A1,A2分別引直線l1,l2通過y軸上的點(diǎn)H(0,h),且使l1⊥l2,因此A1H⊥A2H,由h2×(-h(huán)2)=-1,得h=2.
此時(shí),l1,l2的方程分別為y=x+2與y=-x+2,
它們與軌跡E分別僅有一個(gè)交點(diǎn)(-23,223)與(23,223).
所以,符合條件的h的值為3或2.
【變式訓(xùn)練3】雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為e,過F2的直線與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),若△F1AB是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,則e2等于()
A.1+22B.3+22
C.4-22D.5-22
【解析】本題考查雙曲線定義的應(yīng)用及基本量的求解.
據(jù)題意設(shè)|AF1|=x,則|AB|=x,|BF1|=2x.
由雙曲線定義有|AF1|-|AF2|=2a,|BF1|-|BF2|=2a
(|AF1|+|BF1|)-(|AF2|+|BF2|)=(2+1)x-x=4a,即x=22a=|AF1|.
故在Rt△AF1F2中可求得|AF2|=|F1F2|2-|AF1|2=4c2-8a2.
又由定義可得|AF2|=|AF1|-2a=22a-2a,即4c2-8a2=22-2a,
兩邊平方整理得c2=a2(5-22)c2a2=e2=5-22,故選D.
總結(jié)提高
1.要與橢圓類比來理解、掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),但應(yīng)特別注意不同點(diǎn),如a,b,c的關(guān)系、漸近線等.
2.要深刻理解雙曲線的定義,注意其中的隱含條件.當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a<|F1F2|時(shí),P的軌跡是雙曲線;當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a=|F1F2|時(shí),P的軌跡是以F1或F2為端點(diǎn)的射線;當(dāng)
||PF1|-|PF2||=2a>|F1F2|時(shí),P無軌跡.
3.雙曲線是具有漸近線的曲線,畫雙曲線草圖時(shí),一般先畫出漸近線,要掌握以下兩個(gè)問題:
(1)已知雙曲線方程,求它的漸近線;
(2)求已知漸近線的雙曲線的方程.如已知雙曲線漸近線y=±bax,可將雙曲線方程設(shè)為x2a2-y2b2=λ(λ≠0),再利用其他條件確定λ的值,求法的實(shí)質(zhì)是待定系數(shù)法.
9.3拋物線
典例精析
題型一拋物線定義的運(yùn)用
【例1】根據(jù)下列條件,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(1)拋物線過點(diǎn)P(2,-4);
(2)拋物線焦點(diǎn)F在x軸上,直線y=-3與拋物線交于點(diǎn)A,|AF|=5.
【解析】(1)設(shè)方程為y2=mx或x2=ny.
將點(diǎn)P坐標(biāo)代入得y2=8x或x2=-y.
(2)設(shè)A(m,-3),所求焦點(diǎn)在x軸上的拋物線為y2=2px(p≠0),
由定義得5=|AF|=|m+p2|,又(-3)2=2pm,所以p=±1或±9,
所求方程為y2=±2x或y2=±18x.
【變式訓(xùn)練1】已知P是拋物線y2=2x上的一點(diǎn),另一點(diǎn)A(a,0)(a>0)滿足|PA|=d,試求d的最小值.
【解析】設(shè)P(x0,y0)(x0≥0),則y20=2x0,
所以d=|PA|=(x0-a)2+y20=(x0-a)2+2x0=[x0+(1-a)]2+2a-1.
因?yàn)閍>0,x0≥0,
所以當(dāng)0<a<1時(shí),此時(shí)有x0=0,dmin=(1-a)2+2a-1=a;
當(dāng)a≥1時(shí),此時(shí)有x0=a-1,dmin=2a-1.
題型二直線與拋物線位置討論
【例2】(2010湖北)已知一條曲線C在y軸右側(cè),C上每一點(diǎn)到點(diǎn)F(1,0)的距離減去它到y(tǒng)軸距離的差都是1.
(1)求曲線C的方程;
(2)是否存在正數(shù)m,對(duì)于過點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】(1)設(shè)P(x,y)是曲線C上任意一點(diǎn),那么點(diǎn)P(x,y)滿足:
(x-1)2+y2-x=1(x>0).
化簡(jiǎn)得y2=4x(x>0).
(2)設(shè)過點(diǎn)M(m,0)(m>0)的直線l與曲線C的交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2).
設(shè)l的方程為x=ty+m,由得y2-4ty-4m=0,
Δ=16(t2+m)>0,于是①
又=(x1-1,y1),=(x2-1,y2).
<0(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2<0.②
又x=y(tǒng)24,于是不等式②等價(jià)于y214y224+y1y2-(y214+y224)+1<0
(y1y2)216+y1y2-14[(y1+y2)2-2y1y2]+1<0.③
由①式,不等式③等價(jià)于m2-6m+1<4t2.④
對(duì)任意實(shí)數(shù)t,4t2的最小值為0,所以不等式④對(duì)于一切t成立等價(jià)于m2-6m+1<0,即3-22<m<3+22.
由此可知,存在正數(shù)m,對(duì)于過點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0,且m的取值范圍是(3-22,3+22).
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y2=4x的一條弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2),AB所在直線與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),則1y1+1y2=.
【解析】y2-4my+8m=0,
所以1y1+1y2=y(tǒng)1+y2y1y2=12.
題型三有關(guān)拋物線的綜合問題
【例3】已知拋物線C:y=2x2,直線y=kx+2交C于A,B兩點(diǎn),M是線段AB的中點(diǎn),過M作x軸的垂線交C于點(diǎn)N.
(1)求證:拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行;
(2)是否存在實(shí)數(shù)k使=0?若存在,求k的值;若不存在,說明理由.
【解析】(1)證明:如圖,設(shè)A(x1,2x21),B(x2,2x22),
把y=kx+2代入y=2x2,得2x2-kx-2=0,
由韋達(dá)定理得x1+x2=k2,x1x2=-1,
所以xN=xM=x1+x22=k4,所以點(diǎn)N的坐標(biāo)為(k4,k28).
設(shè)拋物線在點(diǎn)N處的切線l的方程為y-k28=m(x-k4),
將y=2x2代入上式,得2x2-mx+mk4-k28=0,
因?yàn)橹本€l與拋物線C相切,
所以Δ=m2-8(mk4-k28)=m2-2mk+k2=(m-k)2=0,
所以m=k,即l∥AB.
(2)假設(shè)存在實(shí)數(shù)k,使=0,則NA⊥NB,
又因?yàn)镸是AB的中點(diǎn),所以|MN|=|AB|.
由(1)知yM=12(y1+y2)=12(kx1+2+kx2+2)=12[k(x1+x2)+4]=12(k22+4)=k24+2.
因?yàn)镸N⊥x軸,所以|MN|=|yM-yN|=k24+2-k28=k2+168.
又|AB|=1+k2|x1-x2|=1+k2(x1+x2)2-4x1x2
=1+k2(k2)2-4×(-1)=12k2+1k2+16.
所以k2+168=14k2+1k2+16,解得k=±2.
即存在k=±2,使=0.
【點(diǎn)撥】直線與拋物線的位置關(guān)系,一般要用到根與系數(shù)的關(guān)系;有關(guān)拋物線的弦長(zhǎng)問題,要注意弦是否過焦點(diǎn),若過拋物線的焦點(diǎn),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過焦點(diǎn),則必須使用一般弦長(zhǎng)公式.
【變式訓(xùn)練3】已知P是拋物線y2=2x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作圓(x-3)2+y2=1的切線,切點(diǎn)分別為M、N,則|MN|的最小值是.
【解析】455.
總結(jié)提高
1.在拋物線定義中,焦點(diǎn)F不在準(zhǔn)線l上,這是一個(gè)重要的隱含條件,若F在l上,則拋物線退化為一條直線.
2.掌握拋物線本身固有的一些性質(zhì):(1)頂點(diǎn)、焦點(diǎn)在對(duì)稱軸上;(2)準(zhǔn)線垂直于對(duì)稱軸;(3)焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為p;(4)過焦點(diǎn)垂直于對(duì)稱軸的弦(通徑)長(zhǎng)為2p.
3.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,要掌握拋物線的方程與圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系.求拋物線方程時(shí),若由已知條件可知曲線的類型,可采用待定系數(shù)法.
4.拋物線的幾何性質(zhì),只要與橢圓、雙曲線加以對(duì)照,很容易把握.但由于拋物線的離心率為1,所以拋物線的焦點(diǎn)有很多重要性質(zhì),而且應(yīng)用廣泛,例如:已知過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有下列性質(zhì):|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α為AB的傾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等.
9.4直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
典例精析
題型一直線與圓錐曲線交點(diǎn)問題
【例1】若曲線y2=ax與直線y=(a+1)x-1恰有一個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的值.
【解析】聯(lián)立方程組
(1)當(dāng)a=0時(shí),方程組恰有一組解為
(2)當(dāng)a≠0時(shí),消去x得a+1ay2-y-1=0,
①若a+1a=0,即a=-1,方程變?yōu)橐辉淮畏匠蹋瓂-1=0,
方程組恰有一組解
②若a+1a≠0,即a≠-1,令Δ=0,即1+4(a+1)a=0,解得a=-45,這時(shí)直線與曲線相切,只有一個(gè)公共點(diǎn).
綜上所述,a=0或a=-1或a=-45.
【點(diǎn)撥】本題設(shè)計(jì)了一個(gè)思維“陷阱”,即審題中誤認(rèn)為a≠0,解答過程中的失誤就是不討論二次項(xiàng)系數(shù)=0,即a=-1的可能性,從而漏掉兩解.本題用代數(shù)方法解完后,應(yīng)從幾何上驗(yàn)證一下:①當(dāng)a=0時(shí),曲線y2=ax,即直線y=0,此時(shí)與已知直線y=x-1恰有交點(diǎn)(1,0);②當(dāng)a=-1時(shí),直線y=-1與拋物線的對(duì)稱軸平行,恰有一個(gè)交點(diǎn)(代數(shù)特征是消元后得到的一元二次方程中二次項(xiàng)系數(shù)為零);③當(dāng)a=-45時(shí)直線與拋物線相切.
【變式訓(xùn)練1】若直線y=kx-1與雙曲線x2-y2=4有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為()
A.{1,-1,52,-52}B.(-∞,-52]∪[52,+∞)
C.(-∞,-1]∪[1,+∞)D.(-∞,-1)∪[52,+∞)
【解析】由(1-k2)x2-2kx-5=0,
k=±52,結(jié)合直線過定點(diǎn)(0,-1),且漸近線斜率為±1,可知答案為A.
題型二直線與圓錐曲線的相交弦問題
【例2】(2010遼寧)設(shè)橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F,過F的直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),直線l的傾斜角為60°,=2.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)如果|AB|=154,求橢圓C的方程.
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知y1<0,y2>0.
(1)直線l的方程為y=3(x-c),其中c=a2-b2.
聯(lián)立
得(3a2+b2)y2+23b2cy-3b4=0.
解得y1=-3b2(c+2a)3a2+b2,y2=-3b2(c-2a)3a2+b2.
因?yàn)椋?,所以-y1=2y2,即3b2(c+2a)3a2+b2=2-3b2(c-2a)3a2+b2.
解得離心率e=ca=23.
(2)因?yàn)閨AB|=1+13|y2-y1|,所以2343ab23a2+b2=154.
由ca=23得b=53a,所以54a=154,即a=3,b=5.
所以橢圓的方程為x29+y25=1.
【點(diǎn)撥】本題考查直線與圓錐曲線相交及相交弦的弦長(zhǎng)問題,以及用待定系數(shù)法求橢圓方程.
【變式訓(xùn)練2】橢圓ax2+by2=1與直線y=1-x交于A,B兩點(diǎn),過原點(diǎn)與線段AB中點(diǎn)的直線的斜率為32,則ab的值為.
【解析】設(shè)直線與橢圓交于A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),弦中點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),代入橢圓方程兩式相減得a(x1-x2)(x1+x2)+b(y1-y2)(y1+y2)=0
2ax0+2by0y1-y2x1-x2=0ax0-by0=0.
故ab=y(tǒng)0x0=32.
題型三對(duì)稱問題
【例3】在拋物線y2=4x上存在兩個(gè)不同的點(diǎn)關(guān)于直線l:y=kx+3對(duì)稱,求k的取值范圍.
【解析】設(shè)A(x1,y1)、B(x2、y2)是拋物線上關(guān)于直線l對(duì)稱的兩點(diǎn),由題意知k≠0.
設(shè)直線AB的方程為y=-1kx+b,
聯(lián)立消去x,得14ky2+y-b=0,
由題意有Δ=12+414kb>0,即bk+1>0.(*)
且y1+y2=-4k.又y1+y22=-1kx1+x22+b.所以x1+x22=k(2k+b).
故AB的中點(diǎn)為E(k(2k+b),-2k).
因?yàn)閘過E,所以-2k=k2(2k+b)+3,即b=-2k-3k2-2k.
代入(*)式,得-2k-3k3-2+1>0k3+2k+3k3<0
k(k+1)(k2-k+3)<0-1<k<0,故k的取值范圍為(-1,0).
【點(diǎn)撥】(1)本題的關(guān)鍵是對(duì)稱條件的轉(zhuǎn)化.A(x1,y1)、B(x2,y2)關(guān)于直線l對(duì)稱,則滿足直線l與AB垂直,且線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)滿足l的方程;
(2)對(duì)于圓錐曲線上存在兩點(diǎn)關(guān)于某一直線對(duì)稱,求有關(guān)參數(shù)的范圍問題,利用對(duì)稱條件求出過這兩點(diǎn)的直線方程,利用判別式大于零建立不等式求解;或者用參數(shù)表示弦中點(diǎn)的坐標(biāo),利用中點(diǎn)在曲線內(nèi)部的條件建立不等式求參數(shù)的取值范圍.
【變式訓(xùn)練3】已知拋物線y=-x2+3上存在關(guān)于x+y=0對(duì)稱的兩點(diǎn)A,B,則|AB|等于()
A.3B.4C.32D.42
【解析】設(shè)AB方程:y=x+b,代入y=-x2+3,得x2+x+b-3=0,
所以xA+xB=-1,故AB中點(diǎn)為(-12,-12+b).
它又在x+y=0上,所以b=1,所以|AB|=32,故選C.
總結(jié)提高
1.本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是研究直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判別式方法及弦中點(diǎn)問題的處理方法.
2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的研究可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)方程組的解的討論,即聯(lián)立方程組
通過消去y(也可以消去x)得到x的方程ax2+bx+c=0進(jìn)行討論.這時(shí)要注意考慮a=0和a≠0兩種情況,對(duì)雙曲線和拋物線而言,一個(gè)公共點(diǎn)的情況除a≠0,Δ=0外,直線與雙曲線的漸近線平行或直線與拋物線的對(duì)稱軸平行時(shí),都只有一個(gè)交點(diǎn)(此時(shí)直線與雙曲線、拋物線屬相交情況).由此可見,直線與圓錐曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),并不是直線與圓錐曲線相切的充要條件.
3.弦中點(diǎn)問題的處理既可以用判別式法,也可以用點(diǎn)差法;使用點(diǎn)差法時(shí),要特別注意驗(yàn)證“相交”的情形.
9.5圓錐曲線綜合問題
典例精析
題型一求軌跡方程
【例1】已知拋物線的方程為x2=2y,F(xiàn)是拋物線的焦點(diǎn),過點(diǎn)F的直線l與拋物線交于A、B兩點(diǎn),分別過點(diǎn)A、B作拋物線的兩條切線l1和l2,記l1和l2交于點(diǎn)M.
(1)求證:l1⊥l2;
(2)求點(diǎn)M的軌跡方程.
【解析】(1)依題意,直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+12.
聯(lián)立消去y整理得x2-2kx-1=0.設(shè)A的坐標(biāo)為(x1,y1),B的坐標(biāo)為(x2,y2),則有x1x2=-1,將拋物線方程改寫為y=12x2,求導(dǎo)得y′=x.
所以過點(diǎn)A的切線l1的斜率是k1=x1,過點(diǎn)B的切線l2的斜率是k2=x2.
因?yàn)閗1k2=x1x2=-1,所以l1⊥l2.
(2)直線l1的方程為y-y1=k1(x-x1),即y-x212=x1(x-x1).
同理直線l2的方程為y-x222=x2(x-x2).
聯(lián)立這兩個(gè)方程消去y得x212-x222=x2(x-x2)-x1(x-x1),
整理得(x1-x2)(x-x1+x22)=0,
注意到x1≠x2,所以x=x1+x22.
此時(shí)y=x212+x1(x-x1)=x212+x1(x1+x22-x1)=x1x22=-12.
由(1)知x1+x2=2k,所以x=x1+x22=k∈R.
所以點(diǎn)M的軌跡方程是y=-12.
【點(diǎn)撥】直接法是求軌跡方程最重要的方法之一,本題用的就是直接法.要注意“求軌跡方程”和“求軌跡”是兩個(gè)不同概念,“求軌跡”除了首先要求我們求出方程,還要說明方程軌跡的形狀,這就需要我們對(duì)各種基本曲線方程和它的形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系了如指掌.
【變式訓(xùn)練1】已知△ABC的頂點(diǎn)為A(-5,0),B(5,0),△ABC的內(nèi)切圓圓心在直線x=3上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程是()
A.x29-y216=1B.x216-y29=1
C.x29-y216=1(x>3)D.x216-y29=1(x>4)
【解析】如圖,|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=8-2=6,
根據(jù)雙曲線定義,所求軌跡是以A、B為焦點(diǎn),實(shí)軸長(zhǎng)為6的雙曲線的右支,方程為x29-y216=1(x>3),故選C.
題型二圓錐曲線的有關(guān)最值
【例2】已知菱形ABCD的頂點(diǎn)A、C在橢圓x2+3y2=4上,對(duì)角線BD所在直線的斜率為1.當(dāng)∠ABC=60°時(shí),求菱形ABCD面積的最大值.
【解析】因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,所以AC⊥BD.
于是可設(shè)直線AC的方程為y=-x+n.
由得4x2-6nx+3n2-4=0.
因?yàn)锳,C在橢圓上,所以Δ=-12n2+64>0,解得-433<n<433.
設(shè)A,C兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則x1+x2=3n2,x1x2=3n2-44,
y1=-x1+n,y2=-x2+n.所以y1+y2=n2.
因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,且∠ABC=60°,所以|AB|=|BC|=|CA|.
所以菱形ABCD的面積S=32|AC|2.
又|AC|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=-3n2+162,所以S=34(-3n2+16)(-433<n<433).
所以當(dāng)n=0時(shí),菱形ABCD的面積取得最大值43.
【點(diǎn)撥】建立“目標(biāo)函數(shù)”,借助代數(shù)方法求最值,要特別注意自變量的取值范圍.在考試中很多考生沒有利用判別式求出n的取值范圍,雖然也能得出答案,但是得分損失不少.
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y=x2-1上有一定點(diǎn)B(-1,0)和兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)P、Q,若BP⊥PQ,則點(diǎn)Q橫坐標(biāo)的取值范圍是.
【解析】如圖,B(-1,0),設(shè)P(xP,x2P-1),Q(xQ,x2Q-1),
由kBPkPQ=-1,得x2P-1xP+1x2Q-x2PxQ-xP=-1.
所以xQ=-xP-1xP-1=-(xP-1)-1xP-1-1.
因?yàn)閨xP-1+1xP-1|≥2,所以xQ≥1或xQ≤-3.
題型三求參數(shù)的取值范圍及最值的綜合題
【例3】(2010浙江)已知m>1,直線l:x-my-m22=0,橢圓C:x2m2+y2=1,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓C的左、右焦點(diǎn).
(1)當(dāng)直線l過右焦點(diǎn)F2時(shí),求直線l的方程;
(2)設(shè)直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),△AF1F2,△BF1F2的重心分別為G,H.若原點(diǎn)O在以線段GH為直徑的圓內(nèi),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)橹本€l:x-my-m22=0經(jīng)過F2(m2-1,0),
所以m2-1=m22,解得m2=2,
又因?yàn)閙>1,所以m=2.
故直線l的方程為x-2y-1=0.
(2)A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x得2y2+my+m24-1=0,
則由Δ=m2-8(m24-1)=-m2+8>0知m2<8,
且有y1+y2=-m2,y1y2=m28-12.
由于F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),故O為F1F2的中點(diǎn),
由=2,=2,得G(x13,y13),H(x23,y23),
|GH|2=(x1-x2)29+(y1-y2)29.
設(shè)M是GH的中點(diǎn),則M(x1+x26,y1+y26),
由題意可知,2|MO|<|GH|,即4[(x1+x26)2+(y1+y26)2]<(x1-x2)29+(y1-y2)29,
即x1x2+y1y2<0.
而x1x2+y1y2=(my1+m22)(my2+m22)+y1y2=(m2+1)(m28-12).
所以m28-12<0,即m2<4.
又因?yàn)閙>1且Δ>0,所以1<m<2.
所以m的取值范圍是(1,2).
【點(diǎn)撥】本題主要考查橢圓的幾何性質(zhì),直線與橢圓、點(diǎn)與圓的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查解析幾何的基本思想方法和綜合解題能力.
【變式訓(xùn)練3】若雙曲線x2-ay2=1的右支上存在三點(diǎn)A、B、C使△ABC為正三角形,其中一個(gè)頂點(diǎn)A與雙曲線右頂點(diǎn)重合,則a的取值范圍為.
【解析】設(shè)B(m,m2-1a),則C(m,-m2-1a)(m>1),
又A(1,0),由AB=BC得(m-1)2+m2-1a=(2m2-1a)2,
所以a=3m+1m-1=3(1+2m-1)>3,即a的取值范圍為(3,+∞).
總結(jié)提高
1.求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個(gè)基本問題之一.求符合某種條件的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,其實(shí)質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,用“坐標(biāo)法”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)系.這類問題除了考查學(xué)生對(duì)圓錐曲線的定義、性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,還充分考查了各種數(shù)學(xué)思想方法及一定的推理能力和運(yùn)算能力,因此這類問題成為高考命題的熱點(diǎn),也是同學(xué)們的一大難點(diǎn).求曲線的軌跡方程常采用的方法有直接法、定義法、代入法、參數(shù)法、待定系數(shù)法.
2.最值問題的代數(shù)解法,是從動(dòng)態(tài)角度去研究解析幾何中的數(shù)學(xué)問題的主要內(nèi)容,其解法是設(shè)變量、建立目標(biāo)函數(shù)、轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值.其中,自變量的取值范圍由直線和圓錐曲線的位置關(guān)系(即判別式與0的關(guān)系)確定.
3.范圍問題,主要是根據(jù)條件,建立含有參變量的函數(shù)關(guān)系式或不等式,然后確定參數(shù)的取值范圍.其解法主要有運(yùn)用圓錐曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)的取值范圍,運(yùn)用求函數(shù)的值域、最值以及二次方程實(shí)根的分布等知識(shí).
精選閱讀
圓錐曲線與方程導(dǎo)學(xué)案
§2.2.1橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.從具體情境中抽象出橢圓的模型;
2.掌握橢圓的定義;
3.掌握橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P61~P63,文P32~P34找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:過兩點(diǎn),的直線方程.
復(fù)習(xí)2:方程表示以為圓心,為半徑的.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
取一條定長(zhǎng)的細(xì)繩,
把它的兩端都固定在圖板的同一個(gè)點(diǎn)處,套上鉛筆,拉緊繩子,移動(dòng)筆尖,這時(shí)筆尖畫出的軌跡是一個(gè).
如果把細(xì)繩的兩端拉開一段距離,分別固定在圖板的兩個(gè)點(diǎn)處,套上鉛筆,拉緊繩子,移動(dòng)筆尖,畫出的軌跡是什么曲線?
思考:移動(dòng)的筆尖(動(dòng)點(diǎn))滿足的幾何條件是什么?
經(jīng)過觀察后思考:在移動(dòng)筆尖的過程中,細(xì)繩的保持不變,即筆尖等于常數(shù).
新知1:我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于常數(shù)(大于)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓,這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做橢圓的焦距.
反思:若將常數(shù)記為,為什么?
當(dāng)時(shí),其軌跡為;
當(dāng)時(shí),其軌跡為.
試試:
已知,,到,兩點(diǎn)的距離之和等于8的點(diǎn)的軌跡是.
小結(jié):應(yīng)用橢圓的定義注意兩點(diǎn):
①分清動(dòng)點(diǎn)和定點(diǎn);
②看是否滿足常數(shù).
新知2:焦點(diǎn)在軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
其中
若焦點(diǎn)在軸上,兩個(gè)焦點(diǎn)坐標(biāo),
則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是.
※典型例題
例1寫出適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴,焦點(diǎn)在軸上;
⑵,焦點(diǎn)在軸上;
⑶.
變式:方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓,則實(shí)數(shù)的范圍.
小結(jié):橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中:;.
例2已知橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)的坐標(biāo)分別是,,并且經(jīng)過點(diǎn),求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
變式:橢圓過點(diǎn),,,求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
小結(jié):由橢圓的定義出發(fā),得橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程.
※動(dòng)手試試
練1.已知的頂點(diǎn)、在橢圓上,頂點(diǎn)是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),且橢圓的另外一個(gè)焦點(diǎn)在邊上,則的周長(zhǎng)是().
A.B.6C.D.12
練2.方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓,求實(shí)數(shù)的范圍.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.橢圓的定義:
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
※知識(shí)拓展
1997年初,中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)布了一條消息,從1997年2月中旬起,海爾波普彗星將逐漸接近地球,過4月以后,又將漸漸離去,并預(yù)測(cè)3000年后,它還將光臨地球上空1997年2月至3月間,許多人目睹了這一天文現(xiàn)象天文學(xué)家是如何計(jì)算出彗星出現(xiàn)的準(zhǔn)確時(shí)間呢?原來,海爾波普彗星運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓,通過觀察它運(yùn)行中的一些有關(guān)數(shù)據(jù),可以推算出它的運(yùn)行軌道的方程,從而算出它運(yùn)行周期及軌道的的周長(zhǎng).
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn)、距離之和為常數(shù),則點(diǎn)的軌跡為().
A.橢圓B.圓
C.無軌跡D.橢圓或線段或無軌跡
2.如果方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓,那么實(shí)數(shù)的取值范圍是().
A.B.
C.D.
3.如果橢圓上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于6,那么點(diǎn)到另一個(gè)焦點(diǎn)的距離是().
A.4B.14C.12D.8
4.橢圓兩焦點(diǎn)間的距離為,且橢圓上某一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離分別等于和,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
是.
5.如果點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中,總滿足關(guān)系式,點(diǎn)的軌跡是,它的方程是.
課后作業(yè)
1.寫出適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴焦點(diǎn)在軸上,焦距等于,并且經(jīng)過點(diǎn);
⑵焦點(diǎn)坐標(biāo)分別為,;
⑶.
2.橢圓的焦距為,求的值.
§2.2.1橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程(2)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握點(diǎn)的軌跡的求法;
2.進(jìn)一步掌握橢圓的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
復(fù)習(xí)1:橢圓上一點(diǎn)到橢圓的左焦點(diǎn)的距離為,則到橢圓右焦點(diǎn)的距離
是.
復(fù)習(xí)2:在橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中,,,則橢
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
問題:圓的圓心和半徑分別是什么?
問題:圓上的所有點(diǎn)到(圓心)的距離都等于(半徑);
反之,到點(diǎn)的距離等于的所有點(diǎn)都在
圓上.
※典型例題
例1在圓上任取一點(diǎn),過點(diǎn)作軸的垂線段,為垂足.當(dāng)點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),線段的中點(diǎn)的軌跡是什么?
變式:若點(diǎn)在的延長(zhǎng)線上,且,則點(diǎn)的軌跡又是什么?
小結(jié):橢圓與圓的關(guān)系:圓上每一點(diǎn)的橫(縱)坐標(biāo)不變,而縱(橫)坐標(biāo)伸長(zhǎng)或縮短就可得到橢圓.
例2設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,.直線相交于點(diǎn),且它們的斜率之積是,求點(diǎn)的軌跡方程.
變式:點(diǎn)的坐標(biāo)是,直線相交于點(diǎn),且直線的斜率與直線的斜率的商是,點(diǎn)的軌跡是什么?
※動(dòng)手試試
練1.求到定點(diǎn)與到定直線的距離之比為的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.
練2.一動(dòng)圓與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切,求動(dòng)圓圓心的軌跡方程式,并說明它是什么曲線.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.①注意求哪個(gè)點(diǎn)的軌跡,設(shè)哪個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),然后找出含有點(diǎn)相關(guān)等式;
②相關(guān)點(diǎn)法:尋求點(diǎn)的坐標(biāo)與中間的關(guān)系,然后消去,得到點(diǎn)的軌跡方程.
※知識(shí)拓展
橢圓的第二定義:
到定點(diǎn)與到定直線的距離的比是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡.
定點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn);
定直線是橢圓的準(zhǔn)線;
常數(shù)是橢圓的離心率.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.若關(guān)于的方程所表示的曲線是橢圓,則在().
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
2.若的個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)、,的周長(zhǎng)為,則頂點(diǎn)C的軌跡方程為().
A.B.C.D.
3.設(shè)定點(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)滿足條件,則點(diǎn)的軌跡是().
A.橢圓B.線段
C.不存在D.橢圓或線段
4.與軸相切且和半圓內(nèi)切的動(dòng)圓圓心的軌跡方程是.
5.設(shè)為定點(diǎn),||=,動(dòng)點(diǎn)滿足,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡是.
課后作業(yè)
1.已知三角形的一邊長(zhǎng)為,周長(zhǎng)為,求頂點(diǎn)的軌跡方程.
2.點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離的比是,求點(diǎn)的軌跡方程式,并說明軌跡是什么圖形.
§2.2.2橢圓及其簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.根據(jù)橢圓的方程研究曲線的幾何性質(zhì),并正確地畫出它的圖形;
2.根據(jù)幾何條件求出曲線方程,并利用曲線的方程研究它的性質(zhì),畫圖.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P43~P46,文P37~P40找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:橢圓上一點(diǎn)到左焦點(diǎn)的距離是,那么它到右焦點(diǎn)的距離是.
復(fù)習(xí)2:方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓,則的取值范圍是.
※學(xué)習(xí)探究
問題1:橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,它有哪些幾何性質(zhì)呢?
范圍:::
對(duì)稱性:橢圓關(guān)于軸、軸和都對(duì)稱;
頂點(diǎn):(),(),(),();
長(zhǎng)軸,其長(zhǎng)為;短軸,其長(zhǎng)為;
離心率:刻畫橢圓程度.
橢圓的焦距與長(zhǎng)軸長(zhǎng)的比稱為離心率,
記,且.
試試:橢圓的幾何性質(zhì)呢?
圖形:
范圍:::
對(duì)稱性:橢圓關(guān)于軸、軸和都對(duì)稱;
頂點(diǎn):(),(),(),();
長(zhǎng)軸,其長(zhǎng)為;短軸,其長(zhǎng)為;
離心率:=.
反思:或的大小能刻畫橢圓的扁平程度嗎?
※典型例題
例1求橢圓的長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)、離心率、焦點(diǎn)和頂點(diǎn)的坐標(biāo).
變式:若橢圓是呢?
小結(jié):①先化為標(biāo)準(zhǔn)方程,找出,求出;
②注意焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸.
例2點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到直線的距離的比是常數(shù),求點(diǎn)的軌跡.
小結(jié):到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離的比為常數(shù)(小于1)的點(diǎn)的軌跡是橢圓.
※動(dòng)手試試
練1.求適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴焦點(diǎn)在軸上,,;
⑵焦點(diǎn)在軸上,,;
⑶經(jīng)過點(diǎn),;
⑷長(zhǎng)軸長(zhǎng)等到于,離心率等于.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.橢圓的幾何性質(zhì):
圖形、范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、長(zhǎng)軸、短軸、離心率;
2.理解橢圓的離心率.
※知識(shí)拓展
(數(shù)學(xué)與生活)已知水平地面上有一籃球,在斜平行光線的照射下,其陰影為一橢圓,且籃球與地面的接觸點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn).
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.若橢圓的離心率,則的值是().
A.B.或C.D.或
2.若橢圓經(jīng)過原點(diǎn),且焦點(diǎn)分別為,,則其離心率為().
A.B.C.D.
3.短軸長(zhǎng)為,離心率的橢圓兩焦點(diǎn)為,過作直線交橢圓于兩點(diǎn),則的周長(zhǎng)為().
A.B.C.D.
4.已知點(diǎn)是橢圓上的一點(diǎn),且以點(diǎn)及焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的面積等于,則點(diǎn)的坐標(biāo)是.
5.某橢圓中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,若長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,且兩個(gè)焦點(diǎn)恰好將長(zhǎng)軸三等分,則此橢圓的方程是.
課后作業(yè)
1.比較下列每組橢圓的形狀,哪一個(gè)更圓,哪一個(gè)更扁?
⑴與;
⑵與.
2.求適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴經(jīng)過點(diǎn),;
⑵長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的倍,且經(jīng)過點(diǎn);
⑶焦距是,離心率等于.
§2.2.2橢圓及其簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(2)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.根據(jù)橢圓的方程研究曲線的幾何性質(zhì);
2.橢圓與直線的關(guān)系.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P46~P48,文P40~P41找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)是()();長(zhǎng)軸長(zhǎng)、短軸長(zhǎng);離心率.
復(fù)習(xí)2:直線與圓的位置關(guān)系有哪幾種?如何判定?
二、新課導(dǎo)學(xué)
學(xué)習(xí)探究
問題1:想想生活中哪些地方會(huì)有橢圓的應(yīng)用呢?
問題2:橢圓與直線有幾種位置關(guān)系?又是如何確定?
反思:點(diǎn)與橢圓的位置如何判定?
典型例題
例1已知橢圓,直線:
。橢圓上是否存在一點(diǎn),它到直線的距離最小?最小距離是多少?
變式:最大距離是多少?
動(dòng)手試試
練1已知地球運(yùn)行的軌道是長(zhǎng)半軸長(zhǎng)
,離心率的橢圓,且太陽(yáng)在這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,求地球到太陽(yáng)的最大和最小距離.
練2.經(jīng)過橢圓的左焦點(diǎn)作傾斜角為的直線,直線與橢圓相交于兩點(diǎn),求的長(zhǎng).
三、總結(jié)提升
學(xué)習(xí)小結(jié)
1.橢圓在生活中的運(yùn)用;
2.橢圓與直線的位置關(guān)系:
相交、相切、相離(用判定).
※知識(shí)拓展直線與橢圓相交,得到弦,
弦長(zhǎng)
其中為直線的斜率,是兩交點(diǎn)坐標(biāo).
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.設(shè)是橢圓,到兩焦點(diǎn)的距離之差為,則是().
A.銳角三角形B.直角三角形
C.鈍角三角形D.等腰直角三角形
2.設(shè)橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為F1、、F2,過F2作橢圓長(zhǎng)軸的垂線交橢圓于點(diǎn),若△F1PF2為等腰直角三角形,則橢圓的離心率是().
A.B.C.D.
3.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)P在橢圓上,若P、F1、F2是一個(gè)直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),則點(diǎn)P到軸的距離為().
A.B.3C.D.
4.橢圓的焦距、短軸長(zhǎng)、長(zhǎng)軸長(zhǎng)組成一個(gè)等到比數(shù)列,則其離心率為.
5.橢圓的焦點(diǎn)分別是和,過原點(diǎn)作直線與橢圓相交于兩點(diǎn),若的面積是,則直線的方程式是.
課后作業(yè)
1.求下列直線與橢圓的交點(diǎn)坐標(biāo).2.若橢圓,一組平行直線的斜率是
⑴這組直線何時(shí)與橢圓相交?
⑵當(dāng)它們與橢圓相交時(shí),這些直線被橢圓截得的線段的中點(diǎn)是否在一直線上?
§2.3.1雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握雙曲線的定義;
2.掌握雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P52~P55,文P45~P48找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:橢圓的定義是什么?橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?
復(fù)習(xí)2:在橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中,有何關(guān)系?若,則寫出符合條件的橢圓方程.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
問題1:把橢圓定義中的“距離的和”改為“距離的差”,那么點(diǎn)的軌跡會(huì)怎樣?
如圖2-23,定點(diǎn)是兩個(gè)按釘,是一個(gè)細(xì)套管,兩條細(xì)繩分別拴在按釘上且穿過套管,點(diǎn)移動(dòng)時(shí),
是常數(shù),這樣就畫出一條曲線;
由是同一常數(shù),可以畫出另一支.
新知1:雙曲線的定義:
平面內(nèi)與兩定點(diǎn)的距離的差的等于常數(shù)(小于)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線。
兩定點(diǎn)叫做雙曲線的,
兩焦點(diǎn)間的距離叫做雙曲線的.
反思:設(shè)常數(shù)為,為什么?
時(shí),軌跡是;
時(shí),軌跡.
試試:點(diǎn),,若,則點(diǎn)的軌跡是.
新知2:雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(焦點(diǎn)在軸)
其焦點(diǎn)坐標(biāo)為,.
思考:若焦點(diǎn)在軸,標(biāo)準(zhǔn)方程又如何?
※典型例題
例1已知雙曲線的兩焦點(diǎn)為,,雙曲線上任意點(diǎn)到的距離的差的絕對(duì)值等于,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
變式:已知雙曲線的左支上一點(diǎn)到左焦點(diǎn)的距離為10,則點(diǎn)P到右焦點(diǎn)的距離為.
例2已知兩地相距,在地聽到炮彈爆炸聲比在地晚,且聲速為,求炮彈爆炸點(diǎn)的軌跡方程.
變式:如果兩處同時(shí)聽到爆炸聲,那么爆炸點(diǎn)在什么曲線上?為什么?
小結(jié):采用這種方法可以確定爆炸點(diǎn)的準(zhǔn)確位置.
動(dòng)手試試
練1:求適合下列條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程式:
(1)焦點(diǎn)在軸上,,;
(2)焦點(diǎn)為,且經(jīng)過點(diǎn).
練2.點(diǎn)的坐標(biāo)分別是,,直線,相交于點(diǎn),且它們斜率之積是,試求點(diǎn)的軌跡方程式,并由點(diǎn)的軌跡方程判斷軌跡的形狀.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.雙曲線的定義;
2.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
※知識(shí)拓展
GPS(全球定位系統(tǒng)):雙曲線的一個(gè)重要應(yīng)用.
在例2中,再增設(shè)一個(gè)觀察點(diǎn),利用,兩處測(cè)得的點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)的時(shí)間差,就可以求出另一個(gè)雙曲線的方程,解這兩個(gè)方程組成的方程組,就能確定點(diǎn)的準(zhǔn)確位置.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.動(dòng)點(diǎn)到點(diǎn)及點(diǎn)的距離之差為,則點(diǎn)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
2.雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)是,那么實(shí)數(shù)的值為().
A.B.C.D.
3.雙曲線的兩焦點(diǎn)分別為,若,則().
A.5B.13C.D.
4.已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足條件.則動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為.
5.已知方程表示雙曲線,則的取值范圍.
課后作業(yè)
1.求適合下列條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程式:
(1)焦點(diǎn)在軸上,,經(jīng)過點(diǎn);
(2)經(jīng)過兩點(diǎn),.
2.相距兩個(gè)哨所,聽到炮彈爆炸聲的時(shí)間相差,已知聲速是,問炮彈爆炸點(diǎn)在怎樣的曲線上,為什么?
§2.3.2雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解并掌握雙曲線的幾何性質(zhì).
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備:
(預(yù)習(xí)教材理P56~P58,文P49~P51找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:寫出滿足下列條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
①,焦點(diǎn)在軸上;
②焦點(diǎn)在軸上,焦距為8,.
復(fù)習(xí)2:前面我們學(xué)習(xí)了橢圓的哪些幾何性質(zhì)?
二、新課導(dǎo)學(xué):
※學(xué)習(xí)探究
問題1:由橢圓的哪些幾何性質(zhì)出發(fā),類比探究雙曲線的幾何性質(zhì)?
范圍:::
對(duì)稱性:雙曲線關(guān)于軸、軸及都對(duì)稱.
頂點(diǎn):(),().
實(shí)軸,其長(zhǎng)為;虛軸,其長(zhǎng)為.
離心率:.
漸近線:
雙曲線的漸近線方程為:.
問題2:雙曲線的幾何性質(zhì)?
圖形:
范圍:::
對(duì)稱性:雙曲線關(guān)于軸、軸及都對(duì)稱.
頂點(diǎn):(),()
實(shí)軸,其長(zhǎng)為;虛軸,其長(zhǎng)為.
離心率:.
漸近線:
雙曲線的漸近線方程為:.
新知:實(shí)軸與虛軸等長(zhǎng)的雙曲線叫雙曲線.
典型例題
例1求雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)、虛半軸的長(zhǎng)、焦點(diǎn)坐標(biāo)、離心率及漸近線的方程.
變式:求雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)和虛半軸長(zhǎng)、焦點(diǎn)坐標(biāo)、離心率、漸近線方程.
例2求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴實(shí)軸的長(zhǎng)是10,虛軸長(zhǎng)是8,焦點(diǎn)在x軸上;
⑵離心率,經(jīng)過點(diǎn);
⑶漸近線方程為,經(jīng)過點(diǎn).
※動(dòng)手試試
練1.求以橢圓的焦點(diǎn)為頂點(diǎn),以橢圓的頂點(diǎn)為焦點(diǎn)的雙曲線的方程.
練2.對(duì)稱軸都在坐標(biāo)軸上的等到軸雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)是,求它的標(biāo)準(zhǔn)方程和漸近線方程.
三、總結(jié)提升:
※學(xué)習(xí)小結(jié)
雙曲線的圖形、范圍、頂點(diǎn)、對(duì)稱性、離心率、漸近線.
※知識(shí)拓展
與雙曲線有相同的漸近線的雙曲線系方程式為
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.雙曲線實(shí)軸和虛軸長(zhǎng)分別是().
A.、B.、
C.4、D.4、
2.雙曲線的頂點(diǎn)坐標(biāo)是().
A.B.C.D.()
3.雙曲線的離心率為().
A.1B.C.D.2
4.雙曲線的漸近線方程是.
5.經(jīng)過點(diǎn),并且對(duì)稱軸都在坐標(biāo)軸上的等軸雙曲線的方程是.
課后作業(yè)
1.求焦點(diǎn)在軸上,焦距是16,的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
2.求與橢圓有公共焦點(diǎn),且離心率的雙曲線的方程.
§2.3.2雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(2)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.從具體情境中抽象出橢圓的模型;
2.掌握橢圓的定義;
3.掌握橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P58~P60,文P51~P53找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:說出雙曲線的幾何性質(zhì)?
復(fù)習(xí)2:雙曲線的方程為,
其頂點(diǎn)坐標(biāo)是(),();
漸近線方程.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
探究1:橢圓的焦點(diǎn)是?
探究2:雙曲線的一條漸近線方程是,則可設(shè)雙曲線方程為?
問題:若雙曲線與有相同的焦點(diǎn),它的一條漸近線方程是,則雙曲線的方程是?
※典型例題
例1雙曲線型冷卻塔的外形,是雙曲線的一部分繞其虛軸旋轉(zhuǎn)所成的曲面,它的最小半徑為,上口半徑為,下口半徑為,高為,試選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求出此雙曲線的方程.
例2點(diǎn)到定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離的比是常數(shù),求點(diǎn)的軌跡.
(理)例3過雙曲線的右焦點(diǎn),傾斜角為的直線交雙曲線于兩點(diǎn),求兩點(diǎn)的坐標(biāo).
變式:求?
思考:的周長(zhǎng)?
※動(dòng)手試試
練1.若橢圓與雙曲線的焦點(diǎn)相同,則=____.
練2.若雙曲線的漸近線方程為,求雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo).
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.雙曲線的綜合應(yīng)用:與橢圓知識(shí)對(duì)比,結(jié)合;
2.雙曲線的另一定義;
3.(理)直線與雙曲線的位置關(guān)系.
※知識(shí)拓展
雙曲線的第二定義:
到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離之比大于1的點(diǎn)的軌跡是雙曲線.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.若橢圓和雙曲線的共同焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,P是兩曲線的一個(gè)交點(diǎn),則的值為().
A.B.C.D.
2.以橢圓的焦點(diǎn)為頂點(diǎn),離心率為的雙曲線的方程().
A.B.
C.或D.以上都不對(duì)
3.過雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)作垂直于實(shí)軸的直線,交雙曲線于、,是另一焦點(diǎn),若∠,則雙曲線的離心率等于().
A.B.C.D.
4.雙曲線的漸近線方程為,焦距為,這雙曲線的方程為_______________.
5.方程表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線,則的取值范圍.
課后作業(yè)
1.已知雙曲線的焦點(diǎn)在軸上,方程為,兩頂點(diǎn)的距離為,一漸近線上有點(diǎn),試求此雙曲線的方程.
§2.4.1拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
學(xué)習(xí)目標(biāo)
掌握拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何圖形.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P64~P67,文P56~P59找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:函數(shù)的圖象是,它的頂點(diǎn)坐標(biāo)是(),對(duì)稱軸是.
復(fù)習(xí)2:點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離的比是,則點(diǎn)的軌跡是什么圖形?
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
探究1:若一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)和一條定直線的距離相等,這個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎么樣的呢?
新知1:拋物線
平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)和一條定直線的
距離的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線.
點(diǎn)叫做拋物線的;
直線叫做拋物線的.
新知2:拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
定點(diǎn)到定直線的距離為().
建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,得到拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)形式:
圖形標(biāo)準(zhǔn)方程焦點(diǎn)坐標(biāo)準(zhǔn)線方程
試試:
拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(),
準(zhǔn)線方程是;
拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(),
準(zhǔn)線方程是.
※典型例題
例1(1)已知拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是,求它的焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;
(2)已知拋物線的焦點(diǎn)是,求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
變式:根據(jù)下列條件寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴焦點(diǎn)坐標(biāo)是(0,4);
⑵準(zhǔn)線方程是;
⑶焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是.
例2一種衛(wèi)星接收天線的軸截面如圖所示,衛(wèi)星波束呈近似平行狀態(tài)的射入軸截面為拋物線的接收天線,經(jīng)反射聚集到焦點(diǎn)處,已知接收天線的口徑為,深度為,試建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和焦點(diǎn)坐標(biāo).
※動(dòng)手試試
練1.求滿足下列條件的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)焦點(diǎn)坐標(biāo)是;
(2)焦點(diǎn)在直線上.
練2.拋物線上一點(diǎn)到焦點(diǎn)距離是,則點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是,點(diǎn)的橫坐標(biāo)是.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.拋物線的定義;
2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何圖形.
※知識(shí)拓展
焦半徑公式:
設(shè)是拋物線上一點(diǎn),焦點(diǎn)為,則線段叫做拋物線的焦半徑.
若在拋物線上,則
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.對(duì)拋物線,下列描述正確的是().
A.開口向上,焦點(diǎn)為
B.開口向上,焦點(diǎn)為
C.開口向右,焦點(diǎn)為
D.開口向右,焦點(diǎn)為
2.拋物線的準(zhǔn)線方程式是().
A.B.
C.D.
3.拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是().
A.B.C.D.
4.拋物線上與焦點(diǎn)的距離等于的點(diǎn)的坐標(biāo)是.
5.拋物線上一點(diǎn)的縱坐標(biāo)為4,則點(diǎn)與拋物線焦點(diǎn)的距離為.
課后作業(yè)
1.點(diǎn)到的距離比它到直線的距離大1,求點(diǎn)的軌跡方程.
2.拋物線上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離,求點(diǎn)的坐標(biāo).
§2.4.2拋物線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握拋物線的幾何性質(zhì);
2.根據(jù)幾何性質(zhì)確定拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
復(fù)習(xí)1:準(zhǔn)線方程為x=2的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是.
復(fù)習(xí)2:雙曲線有哪些幾何性質(zhì)?
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
探究1:類比橢圓、雙曲線的幾何性質(zhì),拋物線又會(huì)有怎樣的幾何性質(zhì)?
新知:拋物線的幾何性質(zhì)
圖形
試試:畫出拋物線的圖形,
頂點(diǎn)坐標(biāo)()、焦點(diǎn)坐標(biāo)()、
準(zhǔn)線方程、對(duì)稱軸、
離心率.
※典型例題
例1已知拋物線關(guān)于軸對(duì)稱,它的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),并且經(jīng)過點(diǎn),求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
變式:頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸是坐標(biāo)軸,并且經(jīng)過點(diǎn)的拋物線有幾條?求出它們的標(biāo)準(zhǔn)方程.
小結(jié):一般,過一點(diǎn)的拋物線會(huì)有兩條,根據(jù)其開口方向,用待定系數(shù)法求解.
例2斜率為的直線經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn),且與拋物線相交于,兩點(diǎn),求線段的長(zhǎng).
變式:過點(diǎn)作斜率為的直線,交拋物線于,兩點(diǎn),求.
小結(jié):求過拋物線焦點(diǎn)的弦長(zhǎng):可用弦長(zhǎng)公式,也可利用拋物線的定義求解.
※動(dòng)手試試
練1.求適合下列條件的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴頂點(diǎn)在原點(diǎn),關(guān)于軸對(duì)稱,并且經(jīng)過點(diǎn)
,;
⑵頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)是;
⑶焦點(diǎn)是,準(zhǔn)線是.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.拋物線的幾何性質(zhì);
2.求過一點(diǎn)的拋物線方程;
3.求拋物線的弦長(zhǎng).
※知識(shí)拓展
拋物線的通徑:過拋物線的焦點(diǎn)且與對(duì)稱軸垂直的直線,與拋物線相交所得的弦叫拋物線的通徑.
其長(zhǎng)為.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.下列拋物線中,開口最大的是().
A.B.
C.D.
2.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)是的拋物線方程().
A.B.
C.D.
3.過拋物線的焦點(diǎn)作直線,交拋物線于,兩點(diǎn),若線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,則等于().
A.B.C.D.
4.拋物線的準(zhǔn)線方程是.
5.過拋物線的焦點(diǎn)作直線交拋物線于,兩點(diǎn),如果,則=.
課后作業(yè)
1.根據(jù)下列條件,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,并畫出
圖形:
⑴頂點(diǎn)在原點(diǎn),對(duì)稱軸是軸,并且頂點(diǎn)與焦點(diǎn)的距離等到于;
⑵頂點(diǎn)在原點(diǎn),對(duì)稱軸是軸,并且經(jīng)過點(diǎn).
2是拋物線上一點(diǎn),是拋物線的焦點(diǎn),,求.
§2.4.2拋物線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(2)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握拋物線的幾何性質(zhì);
2.拋物線與直線的關(guān)系.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
復(fù)習(xí)1:以原點(diǎn)為頂點(diǎn),坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸,且過點(diǎn)的拋物線的方程為().
A.B.或
C.D.或
復(fù)習(xí)2:已知拋物線的焦點(diǎn)恰好是橢圓的左焦點(diǎn),則=.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
探究1:拋物線上一點(diǎn)的橫坐標(biāo)為6,這點(diǎn)到焦點(diǎn)距離為10,則:
①這點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為;
②焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為;
③拋物線方程;
④這點(diǎn)的坐標(biāo)是;
⑤此拋物線過焦點(diǎn)的最短的弦長(zhǎng)為.
※典型例題
例1過拋物線焦點(diǎn)的直線交拋物線于,兩點(diǎn),通過點(diǎn)和拋物線頂點(diǎn)的直線交拋物線的準(zhǔn)線于點(diǎn),求證:直線平行于拋物線的對(duì)稱軸.
(理)例2已知拋物線的方程,直線過定點(diǎn),斜率為為何值時(shí),直線與拋物線:只有一個(gè)公共點(diǎn);有兩個(gè)公共點(diǎn);沒有公共點(diǎn)?
小結(jié):
①直線與拋物線的位置關(guān)系:相離、相交、相切;
②直線與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),
它們可能相切,也可能相交.
※動(dòng)手試試
練1.直線與拋物線相交于,兩點(diǎn),求證:.
2.垂直于軸的直線交拋物線于,兩點(diǎn),且,求直線的方程.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.拋物線的幾何性質(zhì);
2.拋物線與直線的關(guān)系.
※知識(shí)拓展
過拋物線的焦點(diǎn)的直線交拋物線于,兩點(diǎn),則為定值,其值為.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.過拋物線焦點(diǎn)的直線交拋物線于,兩點(diǎn),則的最小值為().
A.B.C.D.無法確定
2.拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是().
A.B.C.D.
3.過點(diǎn)且與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線有().
A.條B.條C.條D.條
4.若直線與拋物線交于、兩點(diǎn),則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)是______.
5.拋物線上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離是,則拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是.
課后作業(yè)
1.已知頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的拋物線與直線交于,兩點(diǎn),=,求拋物線的方程.
2.從拋物線上各點(diǎn)向軸作垂線段,求垂線段中點(diǎn)的軌跡方程,并說明它是什么曲線.
第二章圓錐曲線與方程(復(fù)習(xí))
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握橢圓、雙曲線、拋物線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程;
2.掌握橢圓、雙曲線、拋物線的幾何性質(zhì);
3.能解決直線與圓錐曲線的一些問題.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材理P78~P81,文P66~P69找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:完成下列表格:
橢圓雙曲線拋物線
定義
圖形
標(biāo)準(zhǔn)方程
頂點(diǎn)坐標(biāo)
對(duì)稱軸
焦點(diǎn)坐標(biāo)
離心率
(以上每類選取一種情形填寫)
復(fù)習(xí)2:
①若橢圓的離心率為,則它的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為__________;
②雙曲線的漸近線方程為,焦距為,則雙曲線的方程為;
③以橢圓的右焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的拋物線方程為.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※典型例題
例1當(dāng)從到變化時(shí),方程
表示的曲線的形狀怎樣變化?
變式:若曲線表示橢圓,則的取值范圍是.
小結(jié):掌握好每類標(biāo)準(zhǔn)方程的形式.
例2設(shè),分別為橢圓C:=1
的左、右兩個(gè)焦點(diǎn).
⑴若橢圓C上的點(diǎn)A(1,)到F1、F2兩點(diǎn)的距離之和等于4,寫出橢圓C的方程和焦點(diǎn)坐標(biāo);
⑵設(shè)點(diǎn)K是(1)中所得橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求線段的中點(diǎn)的軌跡方程.
變式:雙曲線與橢圓有相同焦點(diǎn),且經(jīng)過點(diǎn),求雙曲線的方程.
※動(dòng)手試試
練1.已知的兩個(gè)頂點(diǎn),坐標(biāo)分別是,,且,所在直線的斜率之積等于,試探求頂點(diǎn)的軌跡.
練2.斜率為的直線與雙曲線交于,兩點(diǎn),且,求直線的方程.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.橢圓、雙曲線、拋物線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程;
2.橢圓、雙曲線、拋物線的幾何性質(zhì);
3.直線與圓錐曲線.
※知識(shí)拓展
圓錐曲線具有統(tǒng)一性:
⑴它們都是平面截圓錐得到的截口曲線;
⑵它們都是平面內(nèi)到一個(gè)定點(diǎn)的距離和到一條定直線(不經(jīng)過定點(diǎn))距離的比值是一個(gè)常數(shù)的點(diǎn)的軌跡,比值的取值范圍不同形成了不同的曲線;
⑶它們的方程都是關(guān)于,的二次方程.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.曲線與曲線
的().
A.長(zhǎng)軸長(zhǎng)相等B.短軸長(zhǎng)相等
C.離心率相等D.焦距相等
2.與圓及圓都外切的圓的圓心在().
A.一個(gè)橢圓上B.雙曲線的一支上
C.一條拋物線上D.一個(gè)圓上
3.過拋物線的焦點(diǎn)作直線,交拋物線于,兩點(diǎn),若線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,則等于().
A.B.C.D.
4.直線與雙曲線沒有公共點(diǎn),則的取值范圍.
5.到直線的距離最短的拋物線上的點(diǎn)的坐標(biāo)是.
課后作業(yè)
1.就的不同取值,指出方程所表示的曲線的形狀.
2.拋物線與過點(diǎn)的直線相交于,兩點(diǎn),為原點(diǎn),若和的斜率之和為,求直線的方程.
高三數(shù)學(xué)教案:《圓錐曲線的方程》教學(xué)設(shè)計(jì)
高考要求
求指定的圓錐曲線的方程是高考命題的重點(diǎn),主要考查學(xué)生識(shí)圖、畫圖、數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)化、分類討論、邏輯推理、合理運(yùn)算及創(chuàng)新思維能力,解決好這類問題,除要求同學(xué)們熟練掌握好圓錐曲線的定義、性質(zhì)外,命題人還常常將它與對(duì)稱問題、弦長(zhǎng)問題、最值問題等綜合在一起命制難度較大的題,解決這類問題常用定義法和待定系數(shù)法
重難點(diǎn)歸納
一般求已知曲線類型的曲線方程問題,可采用“先定形,后定式,再定量”的步驟
定形——指的是二次曲線的焦點(diǎn)位置與對(duì)稱軸的位置
定式——根據(jù)“形”設(shè)方程的形式,注意曲線系方程的應(yīng)用,如當(dāng)橢圓的焦點(diǎn)不確定在哪個(gè)坐標(biāo)軸上時(shí),可設(shè)方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0)
定量——由題設(shè)中的條件找到“式”中特定系數(shù)的等量關(guān)系,通過解方程得到量的大小
典型題例示范講解
例1某電廠冷卻塔的外形是如圖所示的雙曲線的一部分,繞其中軸(即雙曲線的虛軸)旋轉(zhuǎn)所成的曲面,其中A、A′是雙曲線的頂點(diǎn),C、C′是冷卻塔上口直徑的兩個(gè)端點(diǎn),B、B′是下底直徑的兩個(gè)端點(diǎn),已知AA′=14 m,CC′=18 m,BB′=22 m,塔高20 m 建立坐標(biāo)系并寫出該雙曲線方程
命題意圖 本題考查選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系建立曲線方程和解方程組的基礎(chǔ)知識(shí),考查應(yīng)用所學(xué)積分知識(shí)、思想和方法解決實(shí)際問題的能力
知識(shí)依托 待定系數(shù)法求曲線方程;點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)適合方程;積分法求體積
同時(shí)橢圓C上存在一點(diǎn)與右焦點(diǎn)關(guān)于直線l對(duì)稱,試求直線l與橢圓C的方程
命題意圖 本題利用對(duì)稱問題來考查用待定系數(shù)法求曲線方程的方法,設(shè)計(jì)新穎,基礎(chǔ)性強(qiáng)
知識(shí)依托 待定系數(shù)法求曲線方程,如何處理直線與圓錐曲線問題,對(duì)稱問題
錯(cuò)解分析 不能恰當(dāng)?shù)乩秒x心率設(shè)出方程是學(xué)生容易犯的錯(cuò)誤 恰當(dāng)?shù)乩煤脤?duì)稱問題是解決好本題的關(guān)鍵
技巧與方法 本題是典型的求圓錐曲線方程的問題,解法一,將A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入圓錐曲線方程,兩式相減得關(guān)于直線AB斜率的等式 解法二,用韋達(dá)定理
高考數(shù)學(xué)圓錐曲線復(fù)習(xí)教案
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“高考數(shù)學(xué)圓錐曲線復(fù)習(xí)教案”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
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(diǎn)F,且交橢圓C于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)A、B在直線上的射影依次為點(diǎn)D、E。
(1)若拋物線的焦點(diǎn)為橢圓C的上頂點(diǎn),求橢圓C的方程;
(2)(理)連接AE、BD,試探索當(dāng)m變化時(shí),直線AE、BD是否相交于一定點(diǎn)N?若交于定點(diǎn)N,請(qǐng)求出N點(diǎn)的坐標(biāo),并給予證明;否則說明理由。
(文)若為x軸上一點(diǎn),求證:
2.如圖所示,已知圓定點(diǎn)A(1,0),M為圓上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P在AM上,點(diǎn)N在CM上,且滿足,點(diǎn)N的軌跡為曲線E。
(1)求曲線E的方程;
(2)若過定點(diǎn)F(0,2)的直線交曲線E于不同的兩點(diǎn)G、H(點(diǎn)G在點(diǎn)F、H之間),且滿足的取值范圍。
3.設(shè)橢圓C:的左焦點(diǎn)為F,上頂點(diǎn)為A,過點(diǎn)A作垂直于AF的直線交橢圓C于另外一點(diǎn)P,交x軸正半軸于點(diǎn)Q,且
⑴求橢圓C的離心率;
⑵若過A、Q、F三點(diǎn)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(diǎn)分別為F1、F2、A是橢圓上的一點(diǎn),且點(diǎn)A到此兩焦點(diǎn)的距離之和為4,求橢圓的方程.
(2)求b為何值時(shí),過圓x2+y2=t2上一點(diǎn)M(2,)處的切線交橢圓于Q1、Q2兩點(diǎn),而且OQ1⊥OQ2.
5.已知曲線上任意一點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)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(diǎn),且為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線的方程.
6.已知橢圓的左焦點(diǎn)為F,左、右頂點(diǎn)分別為A、C,上頂點(diǎn)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(shí),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(diǎn)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(diǎn)M引橢圓C的兩條切線,切點(diǎn)為A、B.
(1)求證:直線AB恒過一定點(diǎn);(2)當(dāng)點(diǎn)M在的縱坐標(biāo)為1時(shí),求△ABM的面積
8.已知點(diǎn)P(4,4),圓C:與橢圓E:有一個(gè)公共點(diǎn)A(3,1),F(xiàn)1、F2分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),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(gè)動(dòng)點(diǎn),求的取值范圍.
9.橢圓的對(duì)稱中心在坐標(biāo)原點(diǎn),一個(gè)頂點(diǎn)為,右焦點(diǎn)與點(diǎn)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(diǎn)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(gè)頂點(diǎn)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(diǎn)滿足,求。
11.已知橢圓的左焦點(diǎn)為F,左右頂點(diǎn)分別為A,C上頂點(diǎn)為B,過F,B,C三點(diǎn)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(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn).
(Ⅰ)若,求證:曲線是一個(gè)圓;
(Ⅱ)若,當(dāng)且時(shí),求曲線的離心率的取值范圍.
13.設(shè)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,A是橢圓C上的一點(diǎn),且,坐標(biāo)原點(diǎn)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(diǎn),過Q的直線l交x軸于點(diǎn),較y軸于點(diǎn)M,若,求直線l的方程.
14.已知拋物線的頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上,過其上一點(diǎn)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(diǎn)為A,斜率為的直線PB與拋物線的另一交點(diǎn)為B(A、B兩點(diǎn)不同),且滿足,求證線段PM的中點(diǎn)在y軸上;
(III)在(II)的條件下,當(dāng)時(shí),若P的坐標(biāo)為(1,-1),求∠PAB為鈍角時(shí)點(diǎn)A的縱坐標(biāo)的取值范圍.
15.已知?jiǎng)狱c(diǎn)A、B分別在x軸、y軸上,且滿足|AB|=2,點(diǎn)P在線段AB上,且
設(shè)點(diǎn)P的軌跡方程為c。
(1)求點(diǎn)P的軌跡方程C;
(2)若t=2,點(diǎn)M、N是C上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)(M、N不在坐標(biāo)軸上),點(diǎn)Q
坐標(biāo)為求△QMN的面積S的最大值。
16.設(shè)上的兩點(diǎn),
已知,,若且橢圓的離心率短軸長(zhǎng)為2,為坐標(biāo)原點(diǎn).
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)若直線AB過橢圓的焦點(diǎn)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(qǐng)給予證明;如果不是,請(qǐng)說明理由
17.如圖,F(xiàn)是橢圓(ab0)的一個(gè)焦點(diǎn),A,B是橢圓的兩個(gè)頂點(diǎn),橢圓的離心率為.點(diǎn)C在x軸上,BC⊥BF,B,C,F(xiàn)三點(diǎn)確定的圓M恰好與直線l1:相切.
(Ⅰ)求橢圓的方程:
(Ⅱ)過點(diǎn)A的直線l2與圓M交于PQ兩點(diǎn),且,求直線l2的方程.
18.如圖,橢圓長(zhǎng)軸端點(diǎn)為,為橢圓中心,為橢圓的右焦點(diǎn),且.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)記橢圓的上頂點(diǎn)為,直線交橢圓于兩點(diǎn),問:是否存在直線,使點(diǎn)恰為的垂心?若存在,求出直線的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.
19.如圖,已知橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,離心率為,且經(jīng)過點(diǎn).直線交橢圓于兩不同的點(diǎn).
20.設(shè),點(diǎn)在軸上,點(diǎn)在軸上,且
(1)當(dāng)點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)設(shè)是曲線上的點(diǎn),且成等差數(shù)列,當(dāng)?shù)拇怪逼椒志€與軸交于點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)坐標(biāo).
21.已知點(diǎn)是平面上一動(dòng)點(diǎn),且滿足
(1)求點(diǎn)的軌跡對(duì)應(yīng)的方程;
(2)已知點(diǎn)在曲線上,過點(diǎn)作曲線的兩條弦和,且,判斷:直線是否過定點(diǎn)?試證明你的結(jié)論.
22.已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,且經(jīng)過、、三點(diǎn).
(1)求橢圓的方程:
(2)若點(diǎn)D為橢圓上不同于、的任意一點(diǎn),,當(dāng)內(nèi)切圓的面積最大時(shí)。求內(nèi)切圓圓心的坐標(biāo);
(3)若直線與橢圓交于、兩點(diǎn),證明直線與直線的交點(diǎn)在直線上.
23.過直角坐標(biāo)平面中的拋物線的焦點(diǎn)作一條傾斜角為的直線與拋物線相交于A,B兩點(diǎn)。
(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(gè)值。
24.設(shè)分別是橢圓C:的左右焦點(diǎn)
(1)設(shè)橢圓C上的點(diǎn)到兩點(diǎn)距離之和等于4,寫出橢圓C的方程和焦點(diǎn)坐標(biāo)
(2)設(shè)K是(1)中所得橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求線段的中點(diǎn)B的軌跡方程
(3)設(shè)點(diǎn)P是橢圓C上的任意一點(diǎn),過原點(diǎn)的直線L與橢圓相交于M,N兩點(diǎn),當(dāng)直線PM,PN的斜率都存在,并記為試探究的值是否與點(diǎn)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(diǎn)為圓心、以橢圓的短半軸長(zhǎng)為半徑的圓相切.
(I)求橢圓的方程;
(II)設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,右焦點(diǎn),直線過點(diǎn)且垂直于橢圓的長(zhǎng)軸,動(dòng)直線垂直于點(diǎn),線段垂直平分線交于點(diǎn),求點(diǎn)的軌跡的方程;
(III)設(shè)與軸交于點(diǎn),不同的兩點(diǎn)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(diǎn),為右頂點(diǎn),為左準(zhǔn)線,過的直線:與橢圓相交于、
兩點(diǎn),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(shí)數(shù)的取值范圍;
(3)若,,
求證:、兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)之積為定值;
27.已知橢圓的左焦點(diǎn)為,左右頂點(diǎn)分別為,上頂點(diǎn)為,過三點(diǎn)作圓,其中圓心的坐標(biāo)為
(1)當(dāng)>時(shí),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(diǎn)A(-1,0),B(1,-1)和拋物線.,O為坐標(biāo)原點(diǎn),過點(diǎn)A的動(dòng)直線l交拋物線C于M、P,直線MB交拋物線C于另一點(diǎn)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(gè)定點(diǎn).
29.已知橢圓C:上動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn),其中的距離的最小值為1.
(1)請(qǐng)確定M點(diǎn)的坐標(biāo)
(2)試問是否存在經(jīng)過M點(diǎn)的直線,使與橢圓C的兩個(gè)交點(diǎn)A、B滿足條件(O為原點(diǎn)),若存在,求出的方程,若不存在請(qǐng)說是理由。
30.已知橢圓,直線與橢圓相交于兩點(diǎn).
(Ⅰ)若線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是,求直線的方程;
(Ⅱ)在軸上是否存在點(diǎn),使的值與無關(guān)?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
31.直線AB過拋物線的焦點(diǎn)F,并與其相交于A、B兩點(diǎn)。Q是線段AB的中點(diǎn),M是拋物線的準(zhǔn)線與y軸的交點(diǎn).O是坐標(biāo)原點(diǎn).
(I)求的取值范圍;
(Ⅱ)過A、B兩點(diǎn)分剮作此撒物線的切線,兩切線相交于N點(diǎn).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(shí),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(diǎn)為;以、為焦點(diǎn),離心率的橢圓與拋物線在軸上方的一個(gè)交點(diǎn)為.
(Ⅰ)當(dāng)時(shí),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(diǎn),與拋物線交于、,如果以線段為直徑作圓,試判斷點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,并說明理由;
(Ⅲ)是否存在實(shí)數(shù),使得的邊長(zhǎng)是連續(xù)的自然數(shù),若存在,求出這樣的實(shí)數(shù);若不存在,請(qǐng)說明理由.
33.已知點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)滿足:,且存在正常數(shù),使得。
(1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡C的方程。
(2)設(shè)直線與曲線C相交于兩點(diǎn)E,F(xiàn),且與y軸的交點(diǎn)為D。若求的值。
34.已知橢圓的右準(zhǔn)線與軸相交于點(diǎn),右焦點(diǎn)到上頂點(diǎn)的距離為,點(diǎn)是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(I)求橢圓的方程;
(Ⅱ)是否存在過點(diǎn)且與軸不垂直的直線與橢圓交于、兩點(diǎn),使得,并說明理由.
35.已知橢圓C:(.
(1)若橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)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(diǎn)的直線與橢圓C交于不同的兩點(diǎn),且為銳角(其中為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線的斜率k的取值范圍;
(3)如圖,過原點(diǎn)任意作兩條互相垂直的直線與橢圓()相交于四點(diǎn),設(shè)原點(diǎn)到四邊形一邊的距離為,試求時(shí)滿足的條件.
36.已知若過定點(diǎn)、以()為法向量的直線與過點(diǎn)以為法向量的直線相交于動(dòng)點(diǎn).
(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(gè)定點(diǎn)使得恒為定值;
(3)在(2)的條件下,若是上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且,試問當(dāng)取最小值時(shí),向量與是否平行,并說明理由。
37.已知點(diǎn),點(diǎn)(其中),直線、都是圓的切線.
(Ⅰ)若面積等于6,求過點(diǎn)的拋物線的方程;
(Ⅱ)若點(diǎn)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(jìn)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(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行研究并完成下面問題。
(1)設(shè)F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)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(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)F1、F2到直線
(m、n不同時(shí)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(gè)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(qǐng)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(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn),點(diǎn)是準(zhǔn)線上的動(dòng)點(diǎn),直線交拋物線于兩點(diǎn),若點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,點(diǎn)為準(zhǔn)線與軸的交點(diǎn).
(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(diǎn)為圓心、以橢圓的短半軸長(zhǎng)為半徑的圓相切.
(I)求橢圓的方程;
(II)設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,右焦點(diǎn),直線過點(diǎn)且垂直于橢圓的長(zhǎng)軸,動(dòng)直線垂直于點(diǎn),線段垂直平分線交于點(diǎn),求點(diǎn)的軌跡的方程;
(III)設(shè)與軸交于點(diǎn),不同的兩點(diǎn)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(diǎn),拋物線:的頂點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)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(gè)動(dòng)點(diǎn),過作平行于軸的直線,直線與直線交于點(diǎn),若(為坐標(biāo)原點(diǎn),、異于點(diǎn)),試求點(diǎn)的軌跡方程。
42.如圖,設(shè)拋物線()的準(zhǔn)線與軸交于,焦點(diǎn)為;以、為焦點(diǎn),離心率的橢圓與拋物線在軸上方的一個(gè)交點(diǎn)為.
(Ⅰ)當(dāng)時(shí),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(diǎn),
與拋物線交于、,如果以線段為直徑作圓,
試判斷點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,并說明理由;
(Ⅲ)是否存在實(shí)數(shù),使得的邊長(zhǎng)是連續(xù)的自然數(shù),若存在,求出這樣的實(shí)數(shù);若不存在,請(qǐng)說明理由.
43.設(shè)橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),且離心率且過橢圓右焦點(diǎn)的直線與橢圓C交于兩點(diǎn).
(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(diǎn)O的弦,MNAB,求證:為定值.
44.設(shè)是拋物線的焦點(diǎn),過點(diǎn)M(-1,0)且以為方向向量的直線順次交拋物線于兩點(diǎn)。
(Ⅰ)當(dāng)時(shí),若與的夾角為,求拋物線的方程;
(Ⅱ)若點(diǎn)滿足,證明為定值,并求此時(shí)△的面積
45.已知點(diǎn),點(diǎn)在軸上,點(diǎn)在軸的正半軸上,點(diǎn)在直線上,且滿足.
(Ⅰ)當(dāng)點(diǎn)在軸上移動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡的方程;
(Ⅱ)設(shè)、為軌跡上兩點(diǎn),且1,0,,求實(shí)數(shù),
使,且.
46.已知橢圓的右焦點(diǎn)為F,上頂點(diǎn)為A,P為C上任一點(diǎn),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.
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(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
一、的最值若A為橢圓內(nèi)一定點(diǎn)(異于焦點(diǎn)),P是C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是C的一個(gè)焦點(diǎn),e是C的離心率,求的最小值。
例1.已知橢圓內(nèi)有一點(diǎn)A(2,1),F(xiàn)是橢圓C的左焦點(diǎn),P為橢圓C上的動(dòng)點(diǎn),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(diǎn)P到左準(zhǔn)線的距離。這種方法在本期《橢圓中減少運(yùn)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(diǎn)(異于焦點(diǎn)),P為C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是C的一個(gè)焦點(diǎn),求的最值。
例2.已知橢圓內(nèi)有一點(diǎn)A(2,1),F(xiàn)為橢圓的左焦點(diǎn),P是橢圓上動(dòng)點(diǎn),求的最大值與最小值。
解:如圖1,設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)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(zhǎng)線與橢圓的交點(diǎn)時(shí),最大,最大值為,當(dāng)P為的延長(zhǎng)線與橢圓的交點(diǎn)時(shí),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(diǎn),為C的一條準(zhǔn)線,P為C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),P到的距離為d,求的最小值。
例3.已知橢圓外一點(diǎn)A(5,6),為橢圓的左準(zhǔn)線,P為橢圓上動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)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(diǎn),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(diǎn)共線且P在線段AF上時(shí),最小,最小值。
故的最小值為10。
四、橢圓上定長(zhǎng)動(dòng)弦中點(diǎn)到準(zhǔn)線距離的最值
例4.定長(zhǎng)為的線段AB的兩個(gè)端點(diǎn)分別在橢圓上移動(dòng),求AB的中點(diǎn)M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離。
解:設(shè)F為橢圓的右焦點(diǎn),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(diǎn)F時(shí)等號(hào)成立。
故M到橢圓右準(zhǔn)線的最短距離為。
評(píng)注:是橢圓的通徑長(zhǎng),是橢圓焦點(diǎn)弦長(zhǎng)的最小值,是AB能過焦點(diǎn)的充要條件。