2019年高考数学一轮复习 曲线与方程
复习目标 课前预习 高频考点 课时小结
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直接法求轨迹方程
定义法求轨迹方程 代入法求轨迹方程
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考点一· 直接法求轨迹方程
【例 1】如图,圆 O1 与圆 O2 的半径都等于 1,O1O2=4. 过动点 P 分别作圆 O1、圆 O2 的切线 PM、PN(M、N 分别为 切点),使得 PM= 2PN.试建立平面直角坐标系,并求动点 P 的轨迹方程.
所以(x+2)2+y2-1=2[(x-2)2+y2-1], 化简得(x-6)2+y2=33, 所以所求轨迹方程为(x-6)2+y2=33.
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【变式探究】
1.已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得的弦长MN的 长为8.求动圆圆心的轨迹C的方程.
答案: C
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2 2
2
2
→· → =0,则 P 2.已知 M(-3,0),N(3,0),动点 P 满足PM PN 点的轨迹方程为( x2 2 A. 9 +y =1 C.x2-y2=9 ) B.x2+y2=9
D.x2+y2=25 → =-(x+3,y), 解:(方法一:直接法) 设 P(x,y),则PM
→ =-(x-3,y),因为PM →· → =0, PN PN 所以(x+3)· (x-3)+y2=0,即 x2+y2=9. →· → =0,所以PM → ⊥PN → ,所以 P (方法二:定义法)因为PM PN 点的轨迹是以 MN 为直径的圆,其方程为 x2+y2=9.
答案:B
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(3)代入法:此法又称相关点法,其特点是,动点随某 已知曲线上的点运动而运动,将已知曲线上的点的坐标用 动点的坐标表示,并代入已知曲线方程化简得轨迹方程. 求轨迹的方程还有参数法、交轨法、整体法等.本节 我们重点研究上述三种方法.
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3.求轨迹方程的常用方法 (1)直接法:求轨迹方程的最基本的方法 ,根据所满足 的几何条件,将几何条件{M|P(M)} 直接翻译成 x、y 的形式 F(x,y)=0,然后进行
等价
变换,化简为 f(x,y)=0.
(2)定义法:从分析问题的特点入手 ,运用有关知识, 得出动点所满足的几何条件符合某一基本轨迹或二次曲线 的定义, 从而利用曲线的定义或利用其方程的一般形式采用 待定系数法求出动点的轨迹方程.
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1.方程(x+y-1) x2+y2-4=0 表示的曲线是( A.一直线与一圆 C.两射线与一圆 B.一直线与一半圆 D.两射线与一半圆
)
x+y-1=0, 解:由式可知 2 2 或 x2+y2-4=0, x +y -4≥0,
前者表示直线 x+y-1=0 在圆 x +y =4 上及圆外的 部分,后者表示 x +y =4.所以选 C.
第九单元
第66讲
解析几何
曲线与方程
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1.掌握求轨迹的一般方法和求解步骤. 2.能熟练地运用直接法、定义法和代入法等方法求 高频考点
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1.“曲线与方程”与“方程的曲线” 在直角坐标系中,如果某曲线 C(看作适合某种条件的 点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程 f(x,y)=0 的实数 解建立如下的关系: (1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解; (2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点. 那么,这个方程叫作曲线的方程,这条曲线叫作方程的 曲线.
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解:以 O1O2 的中点 O 为原点,O1O2 所在的直线为 x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系, 则 O1(-2,0),O2(2,0), 设 P(x,y).由已知 PM= 2PN, 得 PM2=2PN2. 因为两圆的半径均为 1,
2 所以 PO2 1-1=2(PO2-1).
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3.到两个定点 A(0,-2),B(0,2)距离之和为 6 的点的 轨迹方程为( ) y2 x2 B. 9 + 5 =1 x2 y2 A. 9 + 4 =1
x2 y2 y2 x2 C. 9 - 4 =1 D. 9 - 5 =1 解:因为|PA|+|PB|=6>|AB|,
所以由椭圆的定义知,动点 P 的轨迹是以 A(0,-2), B(0,2)为两焦点,长轴长为 6 的椭圆. y2 x2 设所求椭圆方程为a2+b2=1(a>b>0), 因为 2a=6,所以 a=3,又 c=2,所以 b2=a2-c2=5. y2 x2 所以动点 P 的轨迹方程为 9 + 5 =1. 答案:B
答案:C
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x2 2 5.设 P 点为双曲线 4 -y =1 上一动点,O 为坐标原点, M 为线段 OP 的中点,则点 M 的轨迹方程为 .
解:(代入法)设 P(x1,y1),M(x,y),则 x1+0 y 1+ 0 2 =x, 2 =y,所以 x1=2x,y1=2y. x2 1 2 2 因为 4 -y2 = 1 ,所以 x - 4 y =1. 1
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4.到点 F(0,4)的距离比到直线 y=-5 的距离小 1 的动 点的轨迹方程为( A.y=16x2 C.x2=16y ) B.y=-16x2 D.x2=-16y
解:由条件知:动点 M 到 F(0,4)的距离与到直线 y=-4 的距离相等,所以点 M 的轨迹是以 F(0,4)为焦点,直线 y= -4 为准线的抛物线,其标准方程为 x2=16y.
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2.求动点轨迹方程的步骤 (1) 建系 ——建立适当的坐标系; (2) 设点 ——设轨迹上的任一点 P(x,y); (3) 列式 ——列出动点 P 所满足的关系式; (4) 代换 ——依关系式的特点, 选用距离公式、 斜率 公式等将其转化为关于 x,y 的方程,并化简; (5) 证明 ——证明所得方程即为符合条件的动点轨 迹方程.
高三数学一轮复习第十章 平面解析几何10.12第十二节 抛物线与轨迹方程课件
x y
f(k), g(k).
(3)消去参数k,得M的轨迹方程.
(4)由k的范围确定x,y的范围.
【对点练·找规律】 1.长为3的线段AB的端点A,B分别在x轴、y轴上移动,
AC=2CB ,则点C的轨迹方程是________.
【解析】设C(x,y),A(a,0),B(0,b),则a2+b2=9①,又
3
轨迹是两条平行于x轴的线段.
②当λ≠ 3 时,方程变形为
4
x2 112
y2 =1,其中x∈
112
[-4,4].
162 9 162
当0<λ< 3 时,点M的轨迹为中心在原点,实轴在y轴上
4
的双曲线满足-4≤x≤4的部分;
当 3 <λ<1时,点M的轨迹为中心在原点,长轴在x轴上
4
的椭圆满足-4≤x≤4的部分;
命题角度2 无明确等量关系求轨迹方程 【典例】已知直线l过抛物线C:y2=4x的焦点,l与C交于 A,B两点,过点A,B分别作C的切线,且交于点P,则点P的 轨迹方程为________.
【解析】不妨将抛物线翻转为x2=4y,设翻转后的直线l
的方程为y=kx+1,翻转后的A,B两点的坐标分别为
(x1,y1),(x2,y2),联立
提醒:利用定义法求轨迹方程时,还要看所求轨迹是否 是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的 曲线,则应对其中的变量x或y进行限制.
考点二 相关点法求轨迹方程 【典例】(1)已知抛物线y2=4x,焦点为F,顶点为O,点P 在抛物线上移动,Q是OP的中点,M是FQ的中点,则点M的 轨迹方程是__________.
直线A2Q的方程为y=
精选2019年数学高考第一轮复习完整版考核题库(含答案)
2019年高考数学第一轮复习模拟测试题学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.下列函数中,既是偶函数,又在区间(1,2)内是增函数的为( )A .cos 2y x =B .2log ||y x =C .2x x e e y --= D .31y x =+(2012天津文)2.曲线=xy e 在点A (0,1)处得切线斜率为( ) A .1 B .2 C .e D .1e(2011江西文4) 3.由直线0,3,3==-=y x x ππ与曲线x y cos =所围成的封闭图形的面积为A.21B. 1C. 23D. 3二、填空题4.一份试卷有10个题目,分为,A B 两组,每组5题,要求考生选择6题,且每组至多选择4题,则考生有 ▲ 种不同的选答方法.5.已知空间中两点P 1(x ,2,3)和P 2(5,x +3,7)间的距离为6,则x= .6.某小卖部为了了解冰糕销售量y(箱)与气温x(C ︒)之间的关系,随机统计了某4天卖出的冰糕的箱数与当天气温,并制作了对照表(如左所示):由表中数据算得线性回归方程a bx y+=ˆ中的2-≈b ,预测当气温为25C ︒时, 冰糕销量为 杯.分析:线性回归方程a bx y+=ˆ恒过(,)x y ,由表中算得(,)x y =(10,40)代入回归方程,可得a =60,即ˆ260yx =-+,将5x =-代入回归方程,得ˆy =70. 7.已知225,xx-+= 则88x x -+=8.如果在今后若干年内我国国民经济生产总值都保持年平均9%的增长率,则要达到国民经济生产总值比2006年翻两番的年份大约是___.(0374.2109lg ,4771.03lg ,3010.02lg ===)9.已知函数))(2(log )(1*+∈+=N n n n f n ,定义使)()2()1(k f f f ⋅⋅⋅⋅为整数的数)(*∈N k k 叫做企盼数,则在区间[1,2009]内这样的企盼数共有 ▲ 个.10.已知直线,a b 相交于点P 夹角为60,过点P 作直线,又知该直线与,a b 的夹角均为60,这样的直线可作______条11.已知直线l m αβ⊥⊂平面,直线平面,有下列命题:;l m αβ①若∥,则⊥②若αβ∥,则l ∥m ;,,l m l m αβαβ③若∥则⊥;④若⊥则∥。
2019版理科数学一轮复习高考帮试题:第10章第5讲 曲线与方程(习思用.数学理) Word版含解析
第五讲 曲线与方程考点 曲线方程的求法1.已知点M (-3,0),N (3,0),B (1,0),动圆C 与直线MN 切于点B ,过M,N 与圆C 相切的两直线(非x 轴)相交于点P ,则点P 的轨迹方程为( )A.x 2-y 28=1(x >1)B.x 2-y 28=1(x <-1)C.x 2+y 28=1(x >0)D.x 2-y 210=1(x >1)2.已知点Q 在椭圆C:x 216+y 210=1上,点P 满足OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(OF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +OQ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )(其中O 为坐标原点,F 1为椭圆C 的左焦点),则点P 的轨迹为( )A.圆B.抛物线C.双曲线D.椭圆 3.[2018益阳市、湘潭市高三调考] 已知动圆P 经过点N (1,0),并且与圆M :(x +1)2+y 2=16相切.(1)求点P 的轨迹C 的方程;(2)设G (m ,0)为轨迹C 内的一个动点,过点G 且斜率为k 的直线l 交轨迹C 于A,B 两点,当k 为何值时,ω=|GA |2+|GB |2是与m 无关的定值?并求出该定值.答案1.A 由题意知,|PM |-|PN |=|BM |-|BN |=2,由双曲线的定义可知点P 的轨迹是以M,N 为焦点的双曲线的右支,由c =3,a =1,知b 2=8.所以点P 的轨迹方程为x 2-y 28=1(x>1).故选A.2.D 因为点P 满足OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(OF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +OQ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ),所以点P 是线段QF 1的中点,设P (x,y ),由于F 1为椭圆C :x 216+y 210=1的左焦点,则F 1(-√6,0),故Q (2x +√6,2y ),由点Q 在椭圆C :x 216+y 210=1上,得点P 的轨迹方程为(2x+√6)216+(2y )210=1,故点P 的轨迹为椭圆.故选D.3.(1)由题意,设动圆P 的半径为r ,则|PM |=4-r ,|PN|=r ,可得|PM |+|PN |=4-r +r =4,∴点P 的轨迹C 是以M,N 为焦点的椭圆,∴2a =4,2c =2,∴b =√a 2-c 2=√3,∴椭圆的方程为x 24+y 23=1.即点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 23=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意知-2<m <2,直线l:y =k (x -m ), 由{y =k (x -m ),x 24+y 23=1,得(3+4k 2)x 2-8k 2mx +4k 2m 2-12=0, ∴x 1+x 2=8mk 24k 2+3,x 1x 2=4m 2k 2-124k 2+3,∴y 1+y 2=k (x 1-m )+k (x 2-m )=k (x 1+x 2)-2km =-6mk 4k 2+3,y 1y 2=k 2(x 1-m )(x 2-m )=k 2x 1x 2-k 2m (x 1+x 2)+k 2m 2=3k 2(m 2-4)4k 2+3,∴|GA |2+|GB |2=(x 1-m )2+y 12+(x 2-m )2+y 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2-2m (x 1+x 2)+2m 2+(y 1+y 2)2-2y 1y 2=(k 2+1)[-6m 2(4k 2-3)+24(3+4k 2)](4k 2+3)2.要使ω=|GA |2+|GB |2的值与m 无关,需使4k 2-3=0, 解得k =±√32,此时ω=|GA |2+|GB |2=7.。
高考一轮复习第8章解析几何第8讲曲线与方程
第八讲曲线与方程知识梳理·双基自测知识梳理知识点一曲线与方程的定义一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立如下的对应关系:那么,这个方程叫做__曲线__的方程;这条曲线叫做__方程__的曲线.知识点二求动点的轨迹方程的基本步骤重要结论1.“曲线C是方程f(x,y)=0的曲线”是“曲线C上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解”的充分不必要条件.2.求轨迹问题常用的数学思想(1)函数与方程思想:求平面曲线的轨迹方程就是将几何条件(性质)表示为动点坐标x,y的方程及函数关系.(2)数形结合思想:由曲线的几何性质求曲线方程是“数”与“形”的有机结合.(3)等价转化思想:通过坐标系使“数”与“形”相互结合,在解决问题时又需要相互转化.双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)方程x 2+xy =x 的曲线是一个点和一条直线.( × )(2)到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x 2=y 2.( × ) (3)y =kx 与x =1ky 表示同一直线.( × )(4)动点的轨迹方程和动点的轨迹是一样的.( × ) 题组二 走进教材2.(必修2P 37T3)已知点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,直线l :x =-14,点B 是l 上的动点,若过点B 垂直于y 轴的直线与线段BF 的垂直平分线交于点M ,则点M 的轨迹是( D )A .双曲线B .椭圆C .圆D .抛物线[解析] 由已知|MF|=|MB|,根据抛物线的定义知,点M 的轨迹是以点F 为焦点,直线l 为准线的抛物线.3.(选修2-1P 37T1改编)已知A(-2,0),B(1,0)两点,动点P 不在x 轴上,且满足∠APO =∠BPO ,其中O 为原点,则点P 的轨迹方程是__x 2+y 2-4x =0(y≠0)__.[解析] 设P(x ,y),∵∠APO =∠BPO , ∴|PA||PB|=|OA||OB|=2, 即|PA|=2|PB|,∴(x +2)2+y 2=4[(x -1)2+y 2],(y≠0)化简整理得P 的轨迹方程为x 2+y 2-4x =0(y≠0). 题组三 走向高考4.(多选题)(2020·山东)已知曲线C :mx 2+ny 2=1.( ACD ) A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上 B .若m =n >0,则C 是圆,其半径为nC .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =±-m nx D .若m =0,n >0,则C 是两条直线[解析] A .若m >n >0,则1m <1n ,则根据椭圆定义,知x 21m +y21n =1表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;B .若m =n >0,则方程为x 2+y 2=1n ,表示半径为1n的圆,故B 错误;C .若m <0,n >0,则方程为x21m+y21n =1,表示焦点在y 轴的双曲线,故此时渐近线方程为y =±-m n x ,若m >0,n <0,则方程为x 21m +y 21n=1,表示焦点在x 轴的双曲线,故此时渐近线方程为y =±-mnx ,故C 正确;D .当m =0,n >0时,则方程为y =±1n表示两条直线,故D 正确;故选ACD . 5.(2019·北京卷)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :x 2+y 2=1+|x|y 就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点); ②曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过2; ③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是( C ) A .① B .② C .①②D .①②③[解析] 将x 换成-x 方程不变,所以图形关于y 轴对称, 当x =0时,代入得y 2=1,∴y =±1,即曲线经过(0,1),(0,-1); 当x >0时,方程变为y 2-xy +x 2-1=0,所以Δ=x 2-4(x 2-1)≥0,解得x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,233,所以x 只能取整数1,当x =1时,y 2-y =0, 解得y =0或y =1,即曲线经过(1,0),(1,1), 根据对称性可得曲线还经过(-1,0),(-1,1), 故曲线一共经过6个整点,故①正确. 当x >0时,由x 2+y 2=1+xy 得x 2+y 2-1=xy≤x 2+y22,(当x =y 时取等),∴x 2+y 2≤2,∴x 2+y 2≤2,即曲线C 上y 轴右边的点到原点的距离不超过2,根据对称性可得:曲线C 上任意一点到原点的距离都不超过2;故②正确.在x 轴上图形面积大于矩形面积=1×2=2,x 轴下方的面积大于等腰直角三角形的面积=12×2×1=1,因此曲线C 所围成的“心形”区域的面积大于2+1=3,故③错误.故选C .考点突破·互动探究考点一 曲线与方程——自主练透例1 (多选题)关于x ,y 的方程x 2m 2+2+y 23m 2-2=1,⎝⎛⎭⎪⎫其中m 2≠23对应的曲线可能是( ABCD ) A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的椭圆 C .焦点在x 轴上的双曲线 D .圆[解析] 由题,若m 2+2>3m 2-2,解得-2<m <2,3m 2-2>0,解得m <-63或m >63,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-63∪⎝ ⎛⎭⎪⎫63,2时,曲线是焦点在x 轴上的椭圆,A 正确;若3m 2-2>m 2+2,解得m <-2或m >2,此时曲线是焦点在y 轴上的椭圆,B 正确;若3m 2-2<0,解得-63<m <63,此时曲线是焦点在x 轴上的双曲线,C 正确;当m 2=2时,方程为x 2+y 2=4,所以D 正确.故选ABCD .〔变式训练1〕(多选题)(2021·山东青岛一中期末)已知点F(1,0)为曲线C 的焦点,则曲线C 的方程可能为( AD )A .y 2=4x B .x 2=4yC .x 2cos 2θ+y 2sin 2θ=1⎝ ⎛⎭⎪⎫0<θ<π2 D .x 2cos 2θ-y 2sin 2θ=1⎝⎛⎭⎪⎫0<θ<π2 [解析] y 2=4x 的焦点坐标为(1,0);x 2=4y 的焦点坐标为(0,1);当θ=π4时,sin 2θ=cos 2θ=12,x 2cos 2θ+y 2sin 2θ=1表示圆;双曲线x 2cos 2θ-y 2sin 2θ=1⎝⎛⎭⎪⎫0<θ<π2的焦点在x 轴上,且c =cos 2θ+sin 2θ=1,其焦点坐标为(1,0),(-1,0),故选AD .考点二 定义法求轨迹方程——自主练透例2 (1)(2021·长春模拟)如图所示,A 是圆O 内一定点,B 是圆周上一个动点,AB 的中垂线CD 与OB 交于点E ,则点E 的轨迹是( B )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线(2)(2021·福州模拟)已知圆M :(x +5)2+y 2=36,定点N(5,0),点P 为圆M 上的动点,点Q 在NP 上,点G 在线段MP 上,且满足NP →=2NQ →,GQ →·NP →=0,则点G 的轨迹方程是( A )A .x 29+y24=1B .x 236+y231=1 C .x 29-y24=1D .x 236-y231=1 (3)(2021·江苏南京二十九中调研)已知两圆C 1:(x +3)2+y 2=1,C 2:(x -3)2+y 2=9,动圆M 同时与圆C 1和圆C 2外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( D )A .x 2-y28=1B .x 28-y 2=1C .x 2-y28=1(x≥1)D .x 2-y28=1(x≤-1)[解析] (1)由题意知,|EA|+|EO|=|EB|+|EO|=r(r 为圆的半径)且r >|OA|,故E 的轨迹为以O ,A 为焦点的椭圆,故选B .(2)由NP →=2NQ →,GQ →·NP →=0知GQ 所在直线是线段NP 的垂直平分线,连接GN ,∴|GN|=|GP|,∴|GM|+|GN|=|MP|=6>25,∴点G 的轨迹是以M ,N 为焦点的椭圆,其中2a =6,2c =25,∴b 2=4,∴点G 的轨迹方程为x 29+y24=1,故选A .(3)设动圆M 的半径为r ,则|C 1M|=r +1,|C 2M|=3+r ,∴|C 2M|-|C 1M|=2<6=|C 1C 2|.∴动圆圆心M 的轨迹是以C 1、C 2为焦点的双曲线左支,且c =3,a =1,∴b 2=c 2-a 2=8,∴其轨迹方程为x 2-y28=1(x≤-1).故选D .[引申1]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1内切,与圆C 2外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1(x≤-2)__.[引申2]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1外切,与圆C 2内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1(x≥2)__.[引申3]本例(3)中,若动圆M 与圆C 1、圆C 2都内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 2-y28=1(x≥1)__.[引申4]本例3中,若动圆M 与圆C 1、圆C 2中一个内切一个外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为__x 24-y25=1__.名师点拨定义法求轨迹方程及其注意点(1)在利用圆锥曲线的定义法求轨迹方程时,若所求的轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据曲线的方程,写出所求的轨迹方程.(2)利用定义法求轨迹方程时,还要看轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x 或y 进行限制.〔变式训练2〕(1)动圆M 经过双曲线x 2-y23=1的左焦点且与直线x =2相切,则圆心M 的轨迹方程是( B )A .y 2=8x B .y 2=-8x C .y 2=4xD .y 2=-4x(2)(多选题)(2021·湖南娄底质检)在水平地面上的不同两点处竖有两根笔直的电线杆,假设它们都垂直于地面,则在水平地面上视它们上端仰角相等的点P 的轨迹可能是( AB )A .直线B .圆C .椭圆D .抛物线[解析] (1)双曲线x 2-y23=1的左焦点为F(-2,0),由题意可知点M 的轨迹是以F 为焦点、原点为顶点、对称轴为x 轴的抛物线,故其方程为y 2=-8x .故选B .(2)如图两根电杆AB ,CD ,①当|AB|=|CD|时,∵∠BPA =∠DPC ,∴|PA|=|PC|, ∴P 的轨迹是AC 的中垂线,②当|AB|=λ|CD|(λ≠1,λ>0)时, 由∠BPA =∠DPC 知Rt △ABP ∽Rt △CDP , ∴|AP||CP|=|AB||CD|=λ, 以AC 所在直线为x 轴,线段AC 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系, 记A(-1,0),C(1,0),P(x ,y), 则x +12+y 2x -12+y2=λ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -λ2+1λ2-12+y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫2λλ2-12, 轨迹为圆,故选AB .考点三 直接法求轨迹方程——师生共研例3 (1)(2021·四川、云南、贵州、西藏四省四校联考)已知圆C 过点A(0,2)且与直线y =-2相切,则圆心C 的轨迹方程为( B )A .x 2=4y B .x 2=8y C .x 2=-4yD .x 2=-8y(2)(2021·山东菏泽模拟)已知动圆过定点A(4,0),且在y 轴上截得的弦MN 的长为8. ①求动圆圆心的轨迹C 的方程;②已知点B(-1,0),设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹C 交于不同的两点P ,Q ,若x 轴是∠PBQ 的角平分线,证明:直线l 过定点.[解析] (1)设圆心C(x ,y), 由题意知x 2+y -22=|y +2|,化简得x 2=8y ,故选B .(2)①设动圆圆心P(x ,y),线段MN 的中点为E , 则|PA|2=|PE|2+42,即(x -4)2+y 2=x 2+16,化简得y 2=8x , ∴动圆圆心的轨迹C 的方程为y 2=8x . ②设直线l 的方程为y =kx +b ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=8x ,y =kx +b ,得k 2x 2+2kbx +b 2=8x ,k 2x 2-(8-2kb)x +b 2=0(其中Δ>0), 设P(x 1,kx 1+b),Q(x 2,kx 2+b), 则x 1+x 2=8-2kb k 2,x 1x 2=b 2k 2, 若x 轴是∠PBQ 的角平分线, 则k PB +k QB =kx 1+b x 1+1+kx 2+bx 2+1=kx 1+b x 2+1+kx 2+b x 1+1x 1+1x 2+1=2kx 1x 2+k +b x 1+x 2+2bx 1+1x 2+1=8k +bk2x 1+1x 2+1=0,即k =-b .故直线l 的方程为y =k(x -1),直线l 过定点(1,0).名师点拨直接法求曲线方程的一般步骤(1)建立合适的直角坐标系.(2)设出所求曲线上点的坐标,把几何条件或等量关系用坐标表示为代数方程.(3)化简整理这个方程,检验并说明所求方程就是曲线的方程.直接法求曲线方程时最关键的就是把几何条件或等量关系“翻译”为代数方程,要注意“翻译”的等价性.(4)运用直接法应注意的问题①在用直接法求轨迹方程时,在化简的过程中,有时破坏了方程的同解性,此时就要补上遗漏的点或删除多余的点,这是不能忽视的.②若方程的化简过程是恒等变形,则最后的验证可以省略. 〔变式训练3〕(1)已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果动点P 满足|PA|=2|PB|,则动点P 的轨迹是( B ) A .直线 B .圆 C .椭圆D .双曲线(2)(2021·湖南湘潭模拟)在平面直角坐标系xOy 中,已知点Q(1,0),直线l :x =2.若动点P 在直线l 上的射影为R ,且|PR →|=2|PQ →|,设点P 的轨迹为C .①求C 的轨迹方程;②设直线y =x +n 与曲线C 相交于A 、B 两点,试探究曲线C 上是否存在点M ,使得四边形MAOB 为平行四边形,若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.[解析] (1)设P(x ,y), 则x +22+y 2=2x -12+y 2,化简得x 2+y 2-4x =0,即(x -2)2+y 2=4, 其表示以(2,0)为圆心,4为半径的圆,故选B . (2)①设P(x ,y),由|PR →|=2|PQ →|, 得|2-x|=2·x -12+y 2,平方化简得C 的轨迹方程为x 22+y 2=1.②设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),M(x 3,y 3), 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =x +n x 22+y 2=1,得x 2+2(x +n)2-2=0,即3x 2+4nx +2n 2-2=0,所以x 1+x 2=-4n 3,y 1+y 2=x 1+x 2+2n =2n3.假设存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形, 则OM →=OA →+OB →,所以(x 3,y 3)=(x 1,y 1)+(x 2,y 2), 所以x 3=x 1+x 2=-4n 3,y 3=y 1+y 2=2n3.由点M 在曲线C 上得x 232+y 23=1,代入得8n 29+4n29=1,解得n 2=34,n =±32.所以当n =±32时,曲线C 上存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形, 此时点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,33或者M ⎝ ⎛⎭⎪⎫233,-33,当n≠±32,曲线C 上不存在点M 使得四边形MAOB 为平行四边形. 考点四 代入法(相关点法)求轨迹方程——师生共研例4 (2021·河南新乡模拟)在直角坐标系xOy 中,点M(-2,0),N 是曲线x =14y 2+2上的任意一点,动点C 满足MC →+NC →=0.(1)求点C 的轨迹方程;(2)经过点P(1,0)的动直线l 与点C 的轨迹交于A ,B 两点,在x 轴上是否存在定点D(异于点P),使得∠ADP =∠BDP ?若存在,求出D 的坐标;若不存在,请说明理由.[解析] (1)设C(x ,y),N(x 0,y 0), 则MC →=(x +2,y),NC →=(x -x 0,y -y 0), MC →+NC →=(2x -x 0+2,2y -y 0).又MC →+NC →=0,则⎩⎪⎨⎪⎧2x -x 0+2=0,2y -y 0=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x +2,y 0=2y.因为点N 为曲线x =14y 2+2上的任意一点,所以x 0=14y 20+2,所以2x +2=14(2y)2+2,整理得y 2=2x ,故点C 的轨迹方程为y 2=2x . (2)设存在点D(t,0),使得∠ADP =∠BDP , 所以k DA +k DB =0.由题易知,直线l 的倾斜角不可能为0°, 故设直线l 的方程为x =my +1,将x =my +1代入y 2=2x ,得y 2-2my -2=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则y 1+y 2=2m ,y 1y 2=-2. 因为k DA +k DB =y 1x 1-t +y 2x 2-t =y 1my 1+1-t +y 2my 2+1-t =0,所以2my 1y 2+(1-t)(y 1+y 2)=0, 即-4m +2m·(1-t)=0,所以t =-1. 故存在点D(-1,0),使得∠ADP =∠BDP .名师点拨代入法(相关点法)求轨迹方程(1)当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用相关点法求其轨迹方程: ①某个动点P 在已知方程的曲线上移动; ②另一个动点M 随P 的变化而变化;③在变化过程中P 和M 满足一定的规律.(2)代入法(相关点法)的基本步骤①设点:设被动点坐标为(x ,y),主动点坐标为(x 1,y 1);②求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧ x 1=f x ,y ,y 1=g x ,y ;③代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程;④检验:注意检验所求方程是否符合题意.〔变式训练4〕(2021·河北石家庄模拟)已知点Q 在椭圆C :x 216+y 210=1上,点P 满足OQ →=12(OF 1→+OP →)(其中O 为坐标原点,F 1为椭圆C 的左焦点),则点P 的轨迹为( D )A .圆B .抛物线C .双曲线D .椭圆 [解析] 设P(x ,y),Q(x 0,y 0),椭圆C 的左焦点F 1(-2,0),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=x -22,y 0=y 2 又x 2016+y 2010=1,∴x -2264+y 240=1,故选D . 考点五,参数法求轨迹方程——师生共研例5 (2021·河北衡水中学调研)已知圆C 1:x 2+y 2=2,圆C 2:x 2+y 2=4,如图,C 1,C 2分别交x 轴正半轴于点E ,A .射线OD 分别交C 1,C 2于点B ,D ,动点P 满足直线BP 与y 轴垂直,直线DP 与x 轴垂直.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点E 作直线l 交曲线C 与点M ,N ,射线OH ⊥l 于点H ,且交曲线C 于点Q .问:1|MN|+1|OQ|2的值是否是定值?如果是定值,请求出该定值;如果不是定值,请说明理由.[分析] 显然点P(x ,y)的变动由∠AOD 的大小α(或k OD )决定,故可通过α(或k OD )建立x ,y 间的关系,即点P 的轨迹方程.[解析] (1)解法一:如图设∠BOE =α,则B(2cos α,2sin α),D(2cos α,2sin α),所以x P =2cos α,y P =2sin α.所以动点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 22=1. 解法二:当射线OD 的斜率存在时,设斜率为k ,OD 方程为y =kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx x 2+y 2=2得y 2P =2k 21+k 2, 同理得x 2P =41+k 2, 所以x 2P +2y 2P=4即有动点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 22=1. 当射线OD 的斜率不存在时,点(0,±2)也满足.(2)由(1)可知E 为C 的焦点,设直线l 的方程为x =my +2(斜率不为0时)且设点M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),由⎩⎨⎧x =my +2x 2+2y 2=4,得(m 2+2)y 2+22my -2=0, 所以⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=-22m m 2+2y 1y 2=-2m 2+2, 所以1|MN|=11+m 2|y 1-y 2|=m 2+24m 2+1, 又射线OQ 方程为y =-mx , 代入椭圆C 的方程得x 2+2(mx)2=4, 即x 2Q =41+2m 2,y 2Q =4m 21+2m 2,1|OQ|2=1+2m 24m 2+1, 所以1|MN|+1|OQ|2=m 2+24m 2+1+1+2m 24m 2+1=34, 又当直线l 的斜率为0时,也符合条件.综上,1|MN|+1|OQ|2为定值,且为34.名师点拨(1)在选择参数时,参数可以具有某种物理或几何意义,如时间、速度、距离、角度、直线的斜率、点的横(纵)坐标等,也可以没有具体的意义,但要特别注意它的取值范围对动点坐标取值范围的影响.(2)参数法求轨迹方程的适用条件动点所满足的条件不易得出或不易转化为等式,也没有明显的相关点,但却较易发现(或经过分析可发现)这个动点的运动与某一个量或某两个变量(角、斜率、比值、截距等)有关.〔变式训练5〕若过点P(1,1)且互相垂直的两条直线l 1,l 2分别与x 轴、y 轴交于A 、B 两点,则AB 中点M 的轨迹方程为__x +y -1=0__.[解析] 当直线l 1的斜率存在时,l 2的斜率也存在,设直线l 1的方程是y -1=k(x -1),则直线l 2的方程是y -1=-1k (x -1),所以直线l 1与x 轴的交点为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1k ,0,l 2与y 轴的交点为B ⎝⎛⎭⎪⎫0,1+1k ,设AB 的中点M 的坐标为(x ,y),则有⎩⎪⎨⎪⎧ x =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1k ,y =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1k ,两式相加消去k ,得x +y =1⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≠12,即x +y -1=0(x≠12),所以AB 中点M 的轨迹方程为x +y -1=0⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≠12. 当直线l 1(或l 2)的斜率不存在时,点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,此点在直线x +y -1=0上. 综上,AB 中点M 的轨迹方程为x +y -1=0.另解:由题意易知|MP|=|MO|,∴M 的轨迹为线段OP 的中垂线,其方程为y -12=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12, 即x +y -1=0.名师讲坛·素养提升高考中的轨迹问题例6 (2019·课标Ⅱ)已知点A(-2,0),B(2,0),动点M(x ,y)满足直线AM 与BM 的斜率之积为-12.记M 的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连接QE 并延长交C 于点G .①证明:△PQG 是直角三角形;②求△PQG 面积的最大值.[解题思路] (1)由题直译得关系→化简,观察方程形式得结论(2)①设直线PQ :y =kx →与C 的方程联立得P ,Q 两点坐标→得直线QG 的方程→与C 的方程联立得G 的坐标→求PG 的斜率→得结论 ②利用公式求面积→得关于k 的函数→判断单调性求最值→得结论 [解析] (1)由题设得y x +2·y x -2=-12, 化简得x 24+y 22=1(|x|≠2), 所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)①证明:设直线PQ 的斜率为k ,则其方程为y =kx(k >0),由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx ,x 24+y 22=1得x =±21+2k 2. 记u =21+2k 2,则P(u ,uk),Q(-u ,-uk),E(u,0).于是直线QG 的斜率为k 2,方程为y =k 2(x -u). 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =k 2x -u x 24+y 22=1, 得(2+k 2)x 2-2uk 2x +k 2u 2-8=0.①设G(x G ,y G ),则-u 和x G 是方程①的解,故x G =u 3k 2+22+k 2,由此得y G =uk 32+k 2.从而直线PG 的斜率为uk 32+k 2-uk u 3k 2+22+k 2-u =-1k . 所以PQ ⊥PG ,即△PQG 是直角三角形.②由①得|PQ|=2u 1+k 2,|PG|=2uk k 2+12+k 2, 所以△PQG 的面积S =12|PQ||PG|= 8k 1+k21+2k 22+k 2=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 1+2⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +k 2. 设t =k +1k,则由k >0得t≥2,当且仅当k =1时取等号, 因为S =8t 1+2t2在[2,+∞)单调递减,所以当t =2, 即k =1时,S 取得最大值,最大值为169. 因此,△PQG 面积的最大值为169. [解题关键] ①利用方程思想得出点P 、Q 的坐标,进而利用换元法及整体代换法简化运算过程是顺利解决本题的关键;②正确利用基本不等式及函数单调性是求解△PQG 面积最值的关键.〔变式训练6〕(2020·新课标Ⅲ)在平面内,A ,B 是两个定点C 是动点,若OC →·BC →=1,则点C 的轨迹为( A )A .圆B .椭圆C .抛物线D .直线[解析] 不妨以AB 所在直线为x 轴,AB 的中点为原点,建立平面直角坐标系,设C(x ,y),A(-c,0),B(c,0),c >0,则AC →=(x +c ,y),BC →=(x -c ,y),由AC →·BC →=1,得(x +c)(x -c)+y·y=1,即x 2+y 2=c 2+1>0,∴点C 的轨迹为圆.故选A .。
高考数学一轮复习函数与方程
对于在区间[a,b]如图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不
断地把它的零点所在区间 一分为二 ,使所得区间的两个端点逐步逼近零
点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
目录
4.用二分法求函数y=f(x)零点x0的近似值的一般步骤
(1)确定零点x0的初始区间[a,b],验证f(a)f(b)<0;
目录
(多选)有如下说法,其中正确的有
(
)
A.函数f(x)的零点为x0,则函数f(x)的图象经过点(x0,0)时,函数值一定
变号
B.连续不断的函数,相邻两个零点之间的所有函数值保持同号
C.函数f(x)在区间[a,b]上连续,若满足f(a)·f(b)<0,则方程f(x)=0
在区间[a,b]上一定有实根
c)(x-a)的两个零点分别位于区间 (
)
A.(a,b)和(b,c)内
B.(-∞,a)和(a,b)内
C.(b,c)和(c,+∞)内
D.(-∞,a)和(c,+∞)内
解析:A 函数y=f(x)是开口向上的二次函数,最多有两个零点,由于a<b
<c,则a-b<0,a-c<0,b-c<0,因此f(a)=(a-b)(a-c)>0,f
知,当直线y=2mx的斜率在kOA,kOB之间时,有三个交点,即kOA<2m<
1
1
1
1
kOB,因为kOA=- ,kOB=1,所以- <2m<1,解得- <m< .
3
3
6
2
答案 (2)A
目录
|解题技法|
利用函数零点求参数(范围)的方法
目录
考向2 探究函数多个零点(方程根)问题
− 2 −2, ≤ 0,
习题第29讲 曲线与方程--高考数学习题和答案
专题九 解析几何第二十九讲 曲线与方程2019年1.(2019北京理8)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线就是其中之一(如图)。
给出下列三个结论:① 曲线恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点);② 曲线③ 曲线所围城的“心形”区域的面积小于3.其中,所有正确结论的序号是(A )① (B )② (C )①② (D )①②③2.(2019浙江15)已知椭圆22195x y +=的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方, 若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,OF 为半径的圆上,则直线PF 的斜率是_______.3.(2019江苏17)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的焦点为F 1(–1、0),F 2(1,0).过F 2作x 轴的垂线l ,在x 轴的上方,l 与圆F 2:222(1)4x y a −+=交于点A ,与椭圆C 交于点D .连结AF 1并延长交圆F 2于点B ,连结BF 2交椭圆C 于点E ,连结DF 1.已知DF 1=52. (1)求椭圆C 的标准方程; (2)求点E 的坐标.4.(2019全国III 理21(1))已知曲线C :y =22x ,D 为直线y =12−上的动点,过D 作C的两条切线,切点分别为A ,B . (1)证明:直线AB 过定点: (2)若以E (0,52)为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.5.(2019北京理18)已知抛物线2:2C x py =−经过点(2,-1). (I) 求抛物线C 的方程及其准线方程; (II)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B ,求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两上定点.6.(2019全国II 理21)已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连结QE 并延长交C 于点G .(i )证明:PQG △是直角三角形; (ii )求PQG △面积的最大值.7. (2019浙江21)如图,已知点(10)F ,为抛物线22(0)y px p =>的焦点,过点F 的直线交抛物线于A 、B 两点,点C 在抛物线上,使得ABC △的重心G 在x 轴上,直线AC 交x 轴于点Q ,且Q 在点F 右侧.记,AFG CQG △△的面积为12,S S .(1)求p 的值及抛物线的准线方程; (2)求12S S 的最小值及此时点G 的坐标. 8.(2019天津理18)设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设点P 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M 为直线PB 与x 轴的交点,点N在y 轴的负半轴上.若||||ON OF =(O 为原点),且OP MN ⊥,求直线PB 的斜率.2010-2018年解答题1.(2018江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 过点1)2,焦点12(F F ,圆O 的直径为12F F .(1)求椭圆C 及圆O 的方程;(2)设直线l 与圆O 相切于第一象限内的点P .①若直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点,求点P 的坐标;②直线l 与椭圆C 交于,A B 两点.若OAB △,求直线l 的方程. 2.(2017新课标Ⅱ)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :2212x y +=上,过M 做x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足NP =.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =−上,且1OP PQ ⋅=.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .3.(2016年山东)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>>,抛物线E :22x y =的焦点F 是C 的一个顶点. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设P 是E 上的动点,且位于第一象限,E 在点P 处的切线l 与C 交与不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过P 且垂直于x 轴的直线交于点M . (i )求证:点M 在定直线上;(ii )直线l 与y 轴交于点G ,记PFG △的面积为1S ,PDM △的面积为2S ,求12S S的最大值及取得最大值时点P 的坐标.4.(2016年天津)设椭圆13222=+y ax (a >的右焦点为F ,右顶点为A ,已知||3||1||1FA eOA OF =+,其中O 为原点,e 为椭圆的离心率. (Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设过点A 的直线l 与椭圆交于点B (B 不在x 轴上),垂直于l 的直线与l 交于点M ,与y 轴交于点H ,若HF BF ⊥,且MOA MAO ∠∠≤,求直线l 的斜率的取值范围.5.(2016年全国II)已知椭圆:E 2213x y t +=的焦点在x 轴上,A 是E 的左顶点,斜率为(0)k k >的直线交E 于,A M 两点,点N 在E 上,MA NA ⊥.(Ⅰ)当4,||||tAM AN =时,求AMN ∆的面积;(Ⅱ)当2AM AN =时,求k 的取值范围.6.(2015湖北)一种作图工具如图1所示.O 是滑槽AB 的中点,短杆ON 可绕O 转动,长杆MN 通过N 处铰链与ON 连接,MN 上的栓子D 可沿滑槽AB 滑动,且1DN ON ==,3MN =.当栓子D 在滑槽AB 内作往复运动时,带动..N 绕O 转动一周(D 不动时,N也不动),M 处的笔尖画出的曲线记为C .以O 为原点,AB 所在的直线为x 轴建立如图2所示的平面直角坐标系.(Ⅰ)求曲线C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与两定直线1:20l x y −=和2:20l x y +=分别交于,P Q 两点.若直线l 总与曲线C 有且只有一个公共点,试探究:△OPQ 的面积是否存在最小值?若存在,求出该最小值;若不存在,说明理由.7.(2015江苏)如图,在平面直角坐标系xoy 中,已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的离心,且右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F 的直线与椭圆交于,A B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点,P C ,若2PC AB =,求直线AB 的方程.8.(2015四川)如图,椭圆E :2222+1(0)x y a b a b =>>,过点(0,1)P 的动直线l 与椭圆相交于,A B 两点,当直线l 平行与x 轴时,直线l 被椭圆E 截得的线段长为(1)求椭圆E 的方程;(2)在平面直角坐标系xOy 中,是否存在与点P 不同的定点Q ,使得QA PAQB PB=恒成立?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.9.(2015北京)已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>,点()01P ,和点 ()A m n ,()0m ≠都在椭圆C 上,直线PA 交x 轴于点M .(Ⅰ)求椭圆C 的方程,并求点M 的坐标(用m ,n 表示);(Ⅱ)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.10.(2015浙江)已知椭圆2212x y +=上两个不同的点,A B 关于直线12y mx =+对称.(Ⅰ)求实数m 的取值范围;(Ⅱ)求AOB ∆面积的最大值(O 为坐标原点).11.(2014广东)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的一个焦点为,, (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)若动点00(,)P x y 为椭圆外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P的轨迹方程.12.(2014辽宁)圆224x y +=的切线与x 轴正半轴,y 轴正半轴围成一个三角形,当该三角形面积最小时,切点为P (如图),双曲线22122:1x y C a b−=过点P .(1)求1C 的方程;(2)椭圆2C 过点P 且与1C 有相同的焦点,直线l 过2C 的右焦点且与2C 交于A ,B 两点,若以线段AB 为直径的圆心过点P ,求l 的方程.13.(2013四川)已知椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的两个焦点分别为1(10)F −,,210F (,),且椭圆C 经过点),3134(P . (Ⅰ)求椭圆C 的离心率(Ⅱ)设过点),(20A 的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点,点Q 是MN 上的点,且 222112ANAMAQ+=,求点Q 的轨迹方程.14.(2012湖南)在直角坐标系xoy 中,曲线1C 的点均在2C :22(5)9x y −+=外,且对1C 上任意一点M ,M 到直线2x =−的距离等于该点与圆2C 上点的距离的最小值. (Ⅰ)求曲线1C 的方程;(Ⅱ)设00(,)P x y (3y ≠±)为圆2C 外一点,过P 作圆2C 的两条切线,分别与曲线1C 相交于点A ,B 和C ,D.证明:当P 在直线4x =−上运动时,四点A ,B ,C ,D 的纵坐标之积为定值.15.(2011天津)在平面直角坐标系xOy 中,点(,)P a b (0)a b >>为动点,12,F F 分别为椭圆22221x y a b+=的左右焦点.已知△12F PF 为等腰三角形.(Ⅰ)求椭圆的离心率e ;(Ⅱ)设直线2PF 与椭圆相交于,A B 两点,M 是直线2PF 上的点,满足2AM BM ⋅=− ,求点M 的轨迹方程.16.(2009广东)已知曲线2:C y x =与直线:20l x y −+=交于两点(,)A A A x y 和(,)B B B x y ,且A B x x <.记曲线C 在点A 和点B 之间那一段L 与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .设点(,)P s t 是L 上的任一点,且点P 与点A 和点B 均不重合. (1)若点Q 是线段AB 的中点,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程;(2)若曲线22251:24025G x ax y y a −+−++=与D 有公共点,试求a 的最小值.。
高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考)专题9-4 双曲线 教师版
专题9.4双曲线练基础1.(2021·江苏高考真题)已知双曲线()222210,0x y a b a b -=>>的一条渐近线与直线230x y -+=平行,则该双曲线的离心率是()AB C .2D【答案】D 【分析】写出渐近线,再利用斜率相等,进而得到离心率【详解】双曲线的渐近线为b y x a =±,易知by x a=与直线230x y -+=平行,所以=2b e a ⇒故选:D.2.(2021·北京高考真题)若双曲线2222:1x y C a b-=离心率为2,过点,则该双曲线的程为()A .2221x y -=B .2213y x -=C .22531x y -=D .22126x y -=【答案】B 【分析】分析可得b =,再将点代入双曲线的方程,求出a 的值,即可得出双曲线的标准方程.【详解】2c ea == ,则2c a =,b ==,则双曲线的方程为222213x y a a-=,将点的坐标代入双曲线的方程可得22223113a a a-==,解得1a =,故b =,因此,双曲线的方程为2213y x -=.故选:B3.(2021·山东高考真题)已知1F 是双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左焦点,点P 在双曲线上,直线1PF 与x 轴垂直,且1PF a =,那么双曲线的离心率是()AB C .2D .3【答案】A 【分析】易得1F 的坐标为(),0c -,设P 点坐标为()0,c y -,求得20by a=,由1PF a =可得a b =,然后由a ,b ,c 的关系求得222c a =,最后求得离心率即可.【详解】1F 的坐标为(),0c -,设P 点坐标为()0,c y -,易得()22221c y a b--=,解得20b y a =,因为直线1PF 与x 轴垂直,且1PF a =,所以可得2b a a=,则22a b =,即a b =,所以22222c a b a =+=,离心率为e =故选:A .4.(2021·天津高考真题)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点与抛物线22(0)y px p =>的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A ,B 两点,交双曲线的渐近线于C 、D 两点,若|CD AB .则双曲线的离心率为()A B C .2D .3【答案】A 【分析】设公共焦点为(),0c ,进而可得准线为x c =-,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得2212a c =,再由双曲线离心率公式即可得解.【详解】设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与抛物线22(0)y px p =>的公共焦点为(),0c ,则抛物线22(0)y px p =>的准线为x c =-,令x c =-,则22221c y a b -=,解得2b y a =±,所以22bAB a=,又因为双曲线的渐近线方程为b y x a =±,所以2bcCD a=,所以2bc a =c =,所以222212a c b c =-=,所以双曲线的离心率ce a==故选:A.5.(2019·北京高考真题(文))已知双曲线2221x y a-=(a >0)则a =()B.4C.2D.12【答案】D 【解析】∵双曲线的离心率ce a==,c =,∴a a=,解得12a =,故选D.6.(全国高考真题(文))双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的离心率为2,焦点到渐近线的,则C 的焦距等于().A.2B.C.4D.【答案】C 【解析】设双曲线的焦距为2c,双曲线的渐进线方程为,由条件可知,,又,解得,故答案选C.7.(2017·天津高考真题(文))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点为F ,点A 在双曲线的渐近线上,OAF △是边长为2的等边三角形(O 为原点),则双曲线的方程为()A.221412x y -= B.221124x y -= C.2213x y -= D.2213y x -=【答案】D 【解析】由题意结合双曲线的渐近线方程可得:2222tan 60c c a bba⎧⎪=⎪=+⎨⎪⎪==⎩ ,解得:221,3a b ==,双曲线方程为:2213y x -=.本题选择D 选项.8.(2021·全国高考真题(理))已知双曲线22:1(0)x C y m m-=>0my +=,则C 的焦距为_________.【答案】4【分析】将渐近线方程化成斜截式,得出,a b 的关系,再结合双曲线中22,a b 对应关系,联立求解m ,再由关系式求得c ,即可求解.【详解】0my +=化简得y =,即b a 2223b a m =,又双曲线中22,1a m b ==,故231m m=,解得3,0m m ==(舍去),2223142c a b c =+=+=⇒=,故焦距24c =.故答案为:4.9.(2019·江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线2221(0)y x b b-=>经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是_____.【答案】y =.【解析】由已知得222431b-=,解得b =或b =,因为0b >,所以b =.因为1a =,所以双曲线的渐近线方程为y =.10.(2020·全国高考真题(文))设双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的一条渐近线为y =2x ,则C 的离心率为_________.【答案】3【解析】由双曲线方程22221x y a b-=可得其焦点在x 轴上,因为其一条渐近线为2y x =,所以2b a =,2213c b e a a==+=.故答案为:3练提升1.(2018·全国高考真题(理))设1F ,2F 是双曲线2222:1x y C a b-=()的左、右焦点,O 是坐标原点.过2F 作C 的一条渐近线的垂线,垂足为P .若16PF =,则C 的离心率为()53C.22【答案】B 【解析】由题可知22,PF b OF c==PO a∴=在2Rt PO F 中,222cos P O PF bF OF c∠==在12PF F △中,22221212212cos P O 2PF F F PF b F PF F F c+-∠==)2222246322b c abc a b cc+-∴=⇒=⋅e 3∴=故选B.2.(2020·云南文山·高三其他(理))已知双曲线2221(0)x y a a-=>上关于原点对称的两个点P ,Q ,右顶点为A ,线段AP 的中点为E ,直线QE 交x 轴于(1,0)M ,则双曲线的离心率为()A B .53C D .103【答案】D 【解析】由已知得M 为APQ 的重心,∴3||3a OM ==,又1b =,∴c ==,即3c e a ==.故选:D.3.(2020·广东天河·华南师大附中高三月考(文))已知平行于x 轴的直线l 与双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的两条渐近线分别交于P 、Q 两点,O 为坐标原点,若OPQ △为等边三角形,则双曲线C 的离心率为()A .2B .233C D .33【答案】A 【解析】因为OPQ △为等边三角形,所以渐近线的倾斜角为3π,所以22,3,bb b a a=∴=∴=所以2222223,4,4,2c a a c a e e -=∴=∴=∴=.故选:A4.(2021·广东广州市·高三月考)已知1F ,2F 分别是双曲线C :2213x y -=的左、右焦点,点P 是其一条渐近线上一点,且以线段12F F 为直径的圆经过点P ,则点P 的横坐标为()A .±1B .C .D .2±【答案】C 【分析】由题意可设00(,)3P x x ±,根据圆的性质有120F P F P ⋅= ,利用向量垂直的坐标表示,列方程求0x 即可.【详解】由题设,渐近线为3y x =±,可令00(,)3P x x ,而1(2,0)F -,2(2,0)F ,∴100(2,)3F P x =+± ,200(2,)3F P x x =- ,又220120403x F P F P x ⋅=-+= ,∴0x =故选:C5.(2020·广西南宁三中其他(理))圆22:10160+-+=C x y y 上有且仅有两点到双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线的距离为1,则该双曲线离心率的取值范围是()A .B .55(,)32C .55(,42D .1)【答案】C 【解析】双曲线22221x y a b-=的一条渐近线为0bx ay -=,圆22:10160C x y y +-+=,圆心()0,5,半径3因为圆C 上有且仅有两点到0bx ay -=的距离为1,所以圆心()0,5到0bx ay -=的距离d 的范围为24d <<即24<<,而222+=a b c 所以524a c <<,即5542e <<故选C 项.6.【多选题】(2021·湖南高三)已知双曲线2222:1x y C a b-=(0a >,0b >)的左,右焦点为1F ,2F ,右顶点为A ,则下列结论中,正确的有()A .若a b =,则CB .若以1F 为圆心,b 为半径作圆1F ,则圆1F 与C 的渐近线相切C .若P 为C 上不与顶点重合的一点,则12PF F △的内切圆圆心的横坐标x a=D .若M 为直线2a xc =(c )上纵坐标不为0的一点,则当M 的纵坐标为时,2MAF 外接圆的面积最小【答案】ABD 【分析】由a b =,得到222a c =,利用离心率的定义,可判定A 正确;由双曲线的几何性质和点到直线的距离公式,可判定B 正确;由双曲线的定义和内心的性质,可判定C 不正确;由正弦定理得到2MAF 外接圆的半径为222sin AF R AMF =∠,得出2sin AMF ∠最大时,R 最小,只需2tan AMF ∠最大,设2,a M t c ⎛⎫⎪⎝⎭,得到22tan tan()AMF NMF NMA ∠=∠-∠,结合基本不等式,可判定D 正确.【详解】对于A 中,因为a b =,所以222a c =,故C 的离心率ce a==A 正确;对于B 中,因为()1,0F c -到渐近线0bx ay -=的距离为d b ==,所以B 正确;对于C 中,设内切圆与12PF F △的边1221,,F F F P F P 分别切于点1,,A B C ,设切点1A (,0)x ,当点P 在双曲线的右支上时,可得121212PF PF PC CF PB BF CF BF -=+--=-1112A F A F =-()()22c x c x x a =+--==,解得x a =,当点P 在双曲线的左支上时,可得x a =-,所以12PF F △的内切圆圆心的横坐标x a =±,所以C 不正确;对于D 中,由正弦定理,可知2MAF 外接圆的半径为222sin AF R AMF =∠,所以当2sin AMF ∠最大时,R 最小,因为2a a c<,所以2AMF ∠为锐角,故2sin AMF ∠最大,只需2tan AMF ∠最大.由对称性,不妨设2,a M t c ⎛⎫ ⎪⎝⎭(0t >),设直线2a x c =与x 轴的交点为N ,在直角2NMF △中,可得222=tan a c NF c NM t NMF -∠=,在直角NMA △中,可得2=tan a a NA c NM tMA N -∠=,又由22222222tan tan tan tan()1tan tan 1NMF NMA AMF NMF NMA NMF NMAa a c a c ct t a a c a c c t t --∠-∠∠=∠-∠==+∠∠--⨯+-⋅22()c a ab c a t c t-=-+当且仅当()22ab c a t c t -=,即t =2tan AMF ∠取最大值,由双曲线的对称性可知,当t =2tan AMF ∠也取得最大值,所以D 正确.故选:ABD .7.【多选题】(2021·重庆巴蜀中学高三月考)已知点Q 是圆M :()2224x y ++=上一动点,点()2,0N ,若线段NQ 的垂直平分线交直线MQ 于点P ,则下列结论正确的是()A .点P 的轨迹是椭圆B .点P 的轨迹是双曲线C .当点P 满足PM PN ⊥时,PMN 的面积3PMN S =△D .当点P 满足PM MN ⊥时,PMN 的面积6PMN S = 【答案】BCD 【分析】根据PM PN -的结果先判断出点P 的轨迹是双曲线,由此判断AB 选项;然后根据双曲线的定义以及垂直对应的勾股定理分别求解出PM PN ⋅的值,即可求解出PMN S △,据此可判断CD 选项.【详解】依题意,2MQ =,4MN =,因线段NQ 的垂直平分线交直线MQ 于点P ,于是得PQ PN =,当点P 在线段MQ 的延长线上时,2PM PN PM PQ MQ -=-==,当点P 在线段QM 的延长线上时,2PN PM PQ PM MQ -=-==,从而得24PM PN MN -=<=,由双曲线的定义知,点M 的轨迹是双曲线,故A 错,B 对;选项C ,点P 的轨迹方程为2213y x -=,当PM PN ⊥时,2222616PM PN PM PN PM PN MN ⎧-=⎪⇒⋅=⎨+==⎪⎩,所以132PMN S PM PN ==△,故C 对;选项D ,当PM MN ⊥时,2222316PM PN PM PN PM MN ⎧-=-⎪⇒=⎨-==⎪⎩,所以162PMN S PM MN ==△,故D 对,故选:BCD.8.(2021·全国高二课时练习)双曲线()22122:10,0x y C a b a b-=>>的焦距为4,且其渐近线与圆()222:21C x y -+=相切,则双曲线1C 的标准方程为______.【答案】2213x y -=【分析】根据焦距,可求得c 值,根据渐近线与圆2C 相切,可得圆心到直线的距离等于半径1,根据a ,b ,c 的关系,即可求得a ,b 值,即可得答案.【详解】因为双曲线()22122:10,0x y C a b a b-=>>的焦距为4,所以2c =.由双曲线1C 的两条渐近线b y x a=±与圆()222:21C x y -+=相切,可得1=又224a b +=,所以1b =,a =所以双曲线1C 的标准方程为2213x y -=.故答案为:2213x y -=9.(2021·全国高二单元测试)已知双曲线2213y x -=的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为e ,若双曲线上一点P 使2160PF F ∠=︒,则221F P F F ⋅的值为______.【答案】3【分析】在12PF F △中,设2PF x =,则12PF x =+或12PF x =-.分别运用余弦定理可求得答案.【详解】解:由已知得2124F F c ==.在12PF F △中,设2PF x =,则12PF x =+或12PF x =-.当12PF x =+时,由余弦定理,得()222124242x x x +=+-⨯⨯,解得32x =,所以221314322F P F F ⋅=⨯⨯= .当12PF x =-时,由余弦定理,得()222124242x x x -=+-⨯⨯,无解.故2213F P F F ⋅=.故答案为:3.10.(2021·全国高二课时练习)如图,以AB 为直径的圆有一内接梯形ABCD ,且//AB CD .若双曲线1C 以A ,B 为焦点,且过C ,D 两点,则当梯形的周长最大时,双曲线1C 的离心率为______.1【分析】连接AC ,设BAC θ∠=,将梯形的周长表示成关于θ的函数,求出当30θ=︒时,l 有最大值,即可得到答案;【详解】连接AC ,设BAC θ∠=,2AB R c R ==,,作CE AB ⊥于点E ,则||2sin BC R θ=,()2||||cos 902sin EB BC R θθ=︒-=,所以2||24sin CD R R θ=-,梯形的周长221||2||||24sin 24sin 4sin 52l AB BC CD R R R R R R θθθ⎛⎫=++=++-=--+ ⎪⎝⎭.当1sin 2θ=,即30θ=︒时,l 有最大值5R ,这时,||BC R =,||3AC R =,1(31)(||||)22R a AC BC -=-=,31==+c e a .故答案为:31+练真题1.(2021·全国高考真题(理))已知12,F F 是双曲线C 的两个焦点,P 为C 上一点,且121260,3F PF PF PF ∠=︒=,则C 的离心率为()A 72B 132C 7D 13【答案】A 【分析】根据双曲线的定义及条件,表示出12,PF PF ,结合余弦定理可得答案.【详解】因为213PF PF =,由双曲线的定义可得12222PF PF PF a -==,所以2PF a =,13PF a =;因为1260F PF ∠=︒,由余弦定理可得2224923cos60c a a a a =+-⨯⋅⋅︒,整理可得2247c a =,所以22274a c e ==,即72e =.故选:A2.(2020·浙江省高考真题)已知点O (0,0),A (–2,0),B (2,0).设点P 满足|PA |–|PB |=2,且P 为函数y =234x -OP |=()A.222B.4105C.710【答案】D 【解析】因为||||24PA PB -=<,所以点P 在以,A B 为焦点,实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支上,由2,1c a ==可得,222413b c a =-=-=,即双曲线的右支方程为()22103y x x -=>,而点P 还在函数234y x =-由()22103y x x y ⎧⎪⎨->==⎪⎩,解得22x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即OP ==.故选:D.3.(2019·全国高考真题(理))设F 为双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点,O为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P 、Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为()B.C.2D.【答案】A 【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又||PQ OF c == ,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径,A ∴为圆心||2c OA =.,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a=∴==.e ∴=,故选A.4.(2019·全国高考真题(理))双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为()A.324B.2C.D.【答案】A 【解析】由2,a b c ===.,2P PO PF x =∴=,又P 在C 的一条渐近线上,不妨设为在22y x =上,113322224PFO P S OF y ∴=⋅==△,故选A.5.(2021·全国高考真题(文))双曲线22145x y -=的右焦点到直线280x y +-=的距离为________.【分析】先求出右焦点坐标,再利用点到直线的距离公式求解.【详解】由已知,3c ===,所以双曲线的右焦点为(3,0),所以右焦点(3,0)到直线280x y +-===.6.(2019·全国高考真题(理))已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB = ,120F B F B ⋅=,则C 的离心率为____________.【答案】2.【解析】如图,由1,F A AB =得1.F A AB =又12,OF OF =得OA 是三角形12F F B 的中位线,即22//,2.BF OA BF OA =由120F B F B =,得121,,F B F B OA F A ⊥⊥则1OB OF =有1AOB AOF ∠=∠,又OA 与OB 都是渐近线,得21,BOF AOF ∠=∠又21BOF AOB AOF π∠+∠+∠=,得02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=.又渐近线OB 的斜率为0tan 603ba==,所以该双曲线的离心率为221()1(3)2c be a a==+=+=.。
高考数学一轮总复习课件:双曲线
(2)在△ABC中,B(4,0),C(-4,0),动点A满足条件sinB -sinC=12sinA,则点A的轨迹方程为__x4_2_-__1y_22 _=_1_(_x_>_2_)__.
y2 3
=λ(λ≠0),将点(2,3)代
入,得λ=1,所以该双曲线的标准方程为x2-y32=1,故选C.
5.若过双曲线
x2 4
-
y2 3
=1的左焦点F1的直线交双曲线的左支
于M,N两点,F2为其右焦点,则|MF2|+|NF2|-|MN|的值为
____8____.
解析 由双曲线的定义知道|MF2|+|NF2|-|MN|的值为4a=8.
解析
双曲线C的标准方程为
x2 6
-
y2 3
=1,a=
6,b=
3,则c
= a2+b2 =3,则双曲线C的右焦点坐标为(3,0),双曲线C的渐近
线方程为y=±
2 2
x,即x±
2 y=0,所以,双曲线C的焦点到其渐近
线的距离为 123+2= 3.
3.若双曲线E:x92-1y62 =1的左、右焦点分别为F1,F2,点P
第7课时 双曲线
[复习要求] 1.了解双曲线的定义、标准方程,能够根据 条件利用待定系数法求双曲线方程.2.知道双曲线的几何性质.3. 了解双曲线的一些实际应用.
课前自助餐
双曲线的定义 平 面 内 与 两 个 定 点 F1 , F2 的 距 离 之 差 的 绝 对 值 ___等_于__常_数__2_a_(2_a_<_|F_1_F_2_|)____的点的轨迹叫做双曲线.
高三数学第一轮复习:双曲线的定义、性质及标准方程 知识精讲
高三数学第一轮复习:双曲线的定义、性质及标准方程【本讲主要内容】双曲线的定义、性质及标准方程双曲线的定义及相关概念、双曲线的标准方程、双曲线的几何性质【知识掌握】【知识点精析】1. 双曲线的定义:(1)第一定义:平面内与两定点F1、F2的距离之差的绝对值是常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线,这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫做焦距。
(2)第二定义:平面内到一个定点F的距离与到一条定直线l的距离的比等于常数(e>1)的点的轨迹叫做双曲线,定点F为焦点,定直线l称为准线,常数e称为离心率。
说明:(1)若2a等于2c,则动点的轨迹是射线(即F1F2、F2F1的延长线);(2)若2a大于2c,则动点轨迹不存在。
2. 双曲线的标准方程、图形及几何性质:标准方程)0b,0a(1byax2222>>=-中心在原点,焦点在x轴上yaxba b2222100-=>>(,)中心在原点,焦点在y轴上图形几何性质X围x a≤-或x a≥y a≤-或y a≥对称性关于x轴、y轴、原点对称(原点为中心)顶点()()1200A a A a-,、,()()1200A a A a-,、,轴实轴长122A A a=,虚轴长122B B b=离心率ecae=>()1准线2212:,:a al x l xc c=-=2212:,:a al y l yc c=-=实轴、虚轴长相等的双曲线称为等轴双曲线,焦点在x 轴上,标准方程为()2220x y a a -=≠;焦点在y 轴上,标准方程为()2220y x a a -=≠。
其渐近线方程为y=±x 。
等轴双曲线的离心率为e =4. 基础三角形:如图所示,△AOB 中,,,,tan b OA a AB b OB c AOB a===∠=。
5. 共渐近线的双曲线系方程:与双曲线x a y b22221-=(a>0,b>0)有相同渐近线的双曲线系可设为()22220x y a b λλ-=≠,若λ>0,则双曲线的焦点在x 轴上;若λ<0,则双曲线的焦点在y 轴上。
2019年高考数学(文)一轮复习精品资料:专题56参数方程(教学案)含解析
2019年高考数学(文)一轮复习精品资料1.了解参数方程,了解参数的意义.2.能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程.3.了解圆的平摆线、渐开线的形成过程,并能推导出它们的参数方程.一、参数方程和普通方程的互化 1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.将参数方程化为普通方程需消去参数.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么y =g(t x =f(t ,就是曲线的参数方程.【特别提醒】在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致. 2.几种常见的参数方程 (1)圆的参数方程若圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为r ,则圆的参数方程为y =y0+rsin θx =x0+rcos θ,(θ为参数). (2)椭圆a2x2+b2y2=1(a >b >0)的参数方程为y =bsin θx =acos θ,(θ为参数). (3)双曲线a2x2-b2y2=1(a >0,b >0)的参数方程为y =btan θ,(θ为参数). (4)抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程为y =2pt x =2pt2,(t 为参数). 二、直线的参数方程利用直线参数方程中参数的几何意义求解问题的方法经过点P (x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为y =y0+tsin αx =x0+tcos α,(t 为参数).若A ,B 为直线l 上两点,其对应的参数分别为t 1,t 2,线段AB 的中点为M ,点M 所对应的参数为t 0,则以下结论在解题中经常用到:(1)t 0=2t1+t2;(2)|PM |=|t 0|=2t1+t2; (3)|AB |=|t 2-t 1|; (4)|P A |·|PB |=|t 1·t 2|.【特别提醒】直线的参数方程中,参数t 的系数的平方和为1时,t 才有几何意义且其几何意义为:|t |是直线上任一点M (x ,y )到M 0(x 0,y 0)的距离,即|M 0M |=|t |.三、极坐标与参数方程的综合应用规律1.化归思想的应用,即对于含有极坐标方程和参数的题目,全部转化为直角坐标方程后再求解.2.数形结合的应用,即充分利用参数方程中参数的几何意义,或者利用ρ和θ的几何意义,直接求解,能达到化繁为简的解题目的.高频考点一 参数方程与普通方程的互化【例1】 已知直线l 的参数方程为y =-4t x =a -2t ,(t 为参数),圆C 的参数方程为y =4sin θx =4cos θ(θ为参数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围.【方法规律】 (1)将参数方程化为普通方程,消参数常用代入法、加减消元法、三角恒等变换消去参数.(2)把参数方程化为普通方程时,要注意哪一个量是参数,并且要注意参数的取值对普通方程中x 及y 的取值范围的影响,一定要保持同解变形.【变式探究】 在平面直角坐标系xOy 中,若直线l :y =t -a x =t ,(t 为参数)过椭圆C :y =2sin φx =3cos φ,(φ为参数)的右顶点,求常数a 的值.解 直线l 的普通方程为x -y -a =0, 椭圆C 的普通方程为9x2+4y2=1,∴椭圆C 的右顶点坐标为(3,0),若直线l 过(3,0),则3-a =0,∴a =3.高频考点二 参数方程及应用【例2】已知曲线C :4x2+9y2=1,直线l :y =2-2t x =2+t ,(t 为参数). (1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|PA |的最大值与最小值.【方法规律】(1)解决直线与圆的参数方程的应用问题时,一般是先化为普通方程,再根据直线与圆的位置关系来解决问题.(2)对于形如y =y0+bt x =x0+at ,(t 为参数),当a 2+b 2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t 的几何意义解题.【变式探究】 平面直角坐标系xOy 中,曲线C :(x -1)2+y 2=1.直线l 经过点P (m ,0),且倾斜角为6π.(1)求圆C 和直线l 的参数方程;(2)若直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,且|PA |·|PB |=1,求实数m 的值.解 (1)由曲线C :(x -1)2+y 2=1. 得参数方程为y =sin θx =1+cos θ,(θ为参数). 直线l 的参数方程为t 1(t 为参数).(2)设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2,将直线l 的参数方程代入x 2+y 2=2x 中,得t 2+(m -)t +m 2-2m =0,所以t 1t 2=m 2-2m , 由题意得|m 2-2m |=1,得m =1,m =1+或m =1-.高频考点三 参数方程与极坐标方程的综合应用【例3】 (2016·全国Ⅲ卷)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为y =sin α3cos α,(α为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin 4π=2.(1)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(2)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|PQ |的最小值及此时P 的直角坐标.的距离d (α)的最小值.d (α)=23cos α+sin α-4|=-2π,当且仅当α=2k π+6π(k ∈Z)时,d (α)取得最小值,最小值为,此时P 的直角坐标为21.【方法规律】(1)涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.(2)数形结合的应用,即充分利用参数方程中参数的几何意义,或者利用ρ和θ的几何意义,直接求解,能达到化繁为简的解题目的.【变式探究】 在直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程y =sin φx =1+cos φ,(φ为参数).以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C 的极坐标方程;(2)直线l 的极坐标方程是ρ(sin θ+cos θ)=3,射线OM :θ=3π与圆C 的交点为O ,P ,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长.1. (2018年全国I 卷)[选修4—4:坐标系与参数方程]在直角坐标系中,曲线的方程为.以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.(1)求的直角坐标方程;(2)若与有且仅有三个公共点,求的方程.【答案】(1).(2).【解析】(1)由,得的直角坐标方程为.(2)由(1)知是圆心为,半径为的圆.由题设知,是过点且关于轴对称的两条射线.记轴右边的射线为,轴左边的射线为.由于在圆的外面,故与有且仅有三个公共点等价于与只有一个公共点且与有两个公共点,或与只有一个公共点且与有两个公共点.2. (2018年全国卷Ⅱ)[选修4-4:坐标系与参数方程]在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),直线的参数方程为(为参数).(1)求和的直角坐标方程;(2)若曲线截直线所得线段的中点坐标为,求的斜率.【答案】见解析【解析】(1)曲线的直角坐标方程为.当时,的直角坐标方程为,当时,的直角坐标方程为.(2)将的参数方程代入的直角坐标方程,整理得关于的方程.①因为曲线截直线所得线段的中点在内,所以①有两个解,设为,,则.又由①得,故,于是直线的斜率.3. (2018年全国III卷)[选修4—4:坐标系与参数方程]在平面直角坐标系中,的参数方程为(为参数),过点且倾斜角为的直线与交于两点.(1)求的取值范围;(2)求中点的轨迹的参数方程.【答案】(1)(2)为参数,【解析】(1)的直角坐标方程为.当时,与交于两点.当时,记,则的方程为.与交于两点当且仅当,解得或,4. (2018年江苏卷)[选修4—4:坐标系与参数方程]在极坐标系中,直线l的方程为,曲线C的方程为,求直线l被曲线C截得的弦长.【答案】直线l被曲线C截得的弦长为【解析】因为曲线C的极坐标方程为,所以曲线C的圆心为(2,0),直径为4的圆.1.【2017课标1,文22】在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为.(1)若,求C与l的交点坐标;(2)若C上的点到l的距离的最大值为,求.【答案】(1),;(2)或.【解析】(1)曲线的普通方程为.当时,直线的普通方程为.由解得或.从而与的交点坐标为,.(2)直线的普通方程为,故上的点到的距离为.当时,的最大值为.由题设得,所以;当时,的最大值为.由题设得,所以.综上,或.2.【2017课标II,文22】在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为。
