2020版高考数学大二轮复习专题五解析几何第二讲圆锥曲线的方程与性质课件理

专题五 解析几何
第二讲 圆锥曲线的方程与性质
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考点一 考点二 考点三 4 限时规范训练
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[考情分析·明确方向] 1.圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容.以 选择、填空题的形式考查,常出现在第 4~11 或 15~16 题的位 置,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程,难度中等. 2.通过对椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程及几何性质的 考查,着重考查了数学抽象、数学建模与数学运算三大核心素 养.
1.圆锥曲线的定义 (1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|); (2)双曲线:|PF1|-|PF2|=2a(2a<|F1F2|); (3)抛物线:|PF|=|PM|,点 F 不在直线 l 上,PM⊥l 于 M. 2.求解圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”. 所谓“定型”,就是曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计 算”,就是指利用待定系数法求出方程中的 a2,b2,p 的值.
(1)(2019·铁东区校级三模)已知抛物线 C:y2=2px(p>0)
的焦点为 F,点 M(x0,2 2)是抛物线 C 上一点,圆 M 与线段
MF 相交于点 A,且被直线 x=p2截得的弦长为 3|MA|,若||MAFA||
=2,则|AF|=( )
A.32
B.1
C.2
D.3
解析:如图,圆心 M 到直线 x=p2的距离 d=x0-p2,① 圆 M 的半径 r=|MA|,
1.(2019·高考全国卷Ⅰ)已知椭圆 C 的焦点为 F1(-1,0),F2(1,0),
过 F2 的直线与 C 交于 A,B 两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,
则 C 的方程为( )
A.x22+y2=1
B.x32+y22=1
C.x42+y32=1
D.x52+y42=1
解析:设椭圆的标准方程为xa22+by22=1(a>b> 0).由椭圆的定义可得|AF1|+|AB|+|BF1|=4a. ∵|AB|=|BF1|,|AF2|=2|F2B|, ∴|AB|=|BF1|=32|AF2|, ∴|AF1|+3|AF2|=4a. 又∵|AF1|+|AF2|=2a,∴|AF1|=|AF2|=a,
∴点 A 是椭圆的短轴端点,如图. 不妨设 A(0,-b),由 F2(1,0),A→F2=2F→2B,得 B32,b2.
9 b2 由点 B 在椭圆上,得a42+b42=1,得 a2=3,b2=a2-c2=2. ∴椭圆 C 的方程为x32+y22=1. 故选 B.
答案:B
2.(2019·南关区校级月考)过抛物线 y2=8x 的焦点作直线 l 交抛
4|P→F1+
→ PF2
|=
→ 8|PO
|≥3|F→1F2|,因为|P→O|≥a,|F→1F2|=2c,可得 8a≥6c,
即双曲线的离心率为:1<e≤43.
故选 C.
答案:C
[类题通法] 求椭圆或双曲线离心率范围的 2 种方法 (1)几何法:利用椭圆或双曲线的几何性质建立不等关系或根据 几何图形的临界情况建立不等关系. (2)直接法:根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关 系,直接转化为含有 a,b,c 的不等关系式.
答案:C
4.(2019·合肥二模)已知椭圆 C:xa22+by22=1(a>b>0)的左、右焦 点分别为 F1,F2,P 为椭圆 C 上一点,且∠F1PF2=π3,若 F1 关于∠F1PF2 平分线的对称点在椭圆 C 上,则该椭圆的离心率 为________.
解析:如图,∵F1 关于∠F1PF2 平分线的对称点在椭圆 C 上, ∴P,F2,M 三点共线,
[类题通法] 1.椭圆、双曲线的离心率的求法 求椭圆、双曲线的离心率,关键是根据已知条件确定 a,b,c 的等量关系或不等关系,然后把 b 用 a,c 代换,求ac的值. 2.双曲线的渐近线的求法及用法 (1)求法:把双曲线标准方程等号右边的 1 改为零,分解因式可 得. (2)用法:①可得ba或ab的值. ②利用渐近线方程设所求双曲线的方程.
1.(2019·海淀区校级月考)已知 F1,F2 分别是椭圆 C:xm2+y42=
1 的上下两个焦点,若椭圆上存在四个不同点 P,使得△PF1F2 的面积为 3,则椭圆 C 的离心率的取值范围是( )
A.12,
3 2
B.12,1
C. 23,1
D. 33,1
答案:A
3.(2019·长郡中学模拟)已知 F 为双曲线 C:xa22-by22=1(a>0, b>0)的一个焦点,其关于双曲线 C 的一条渐近线的对称点在另
一条渐近线上,则双曲线 C 的离心率为( )
A. 2 C.2
B. 3 D. 5
解析:依题意,设双曲线的渐近线 y=bax 的倾斜角为 θ,则由 双曲线的对称性得 3θ=π,θ=π3,ba=tan π3= 3,双曲线 C 的 离心率 e= 1+ba2=2,选 C.
答案:A
2.(2019·柳州一模)已知双曲线xa22-by22=1(a>0,b>0)的左、右焦
点为 F1、F2,双曲线上的点 P 满足 4|P→F1+P→F2|≥3|F→1F2|恒成 立,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A.1<e≤32
B.e≥32
C.1<e≤43
D.e≥43
解析:由
OP
为△F1PF2 的中线,可得
a42+b32=1, 联立c2=a2-b2,
ac=12,
得 a2=8,b2=6,
故椭圆的方程为x82+y62=1. 答案:A
[类题通法] 求解圆锥曲线标准方程的思路方法 (1)定型,即确定圆锥曲线的类型、焦点位置,从而设出标准方 程. (2)计算,即利用待定系数法求出方程中的 a2,b2 或 p.另外,当 焦点位置无法确定时,抛物线常设为 y2=2px 或 x2=2py(p≠0), 椭圆常设为 mx2+ny2=1(m>0,n>0),双曲线常设为 mx2-ny2 =1(mn>0).
解析:F1,F2 分别是椭圆 C:xm2+y42=1 的上下两个焦点,可得 2c=2 4-m,短半轴的长: m,椭圆上存在四个不同点 P, 使得△PF1F2 的面积为 3,可得12×2 4-m× m> 3, 可得 m2-4m+3<0,解得 m∈(1,3), 则椭圆 C 的离心率为:e= 4-2 m∈12, 23.
物线于 A、B 两点,若线段 AB 的中点的横坐标为 3,则|AB|
等于( )
A.8
B.10
C.12
D.14
解析:由题设知线段 AB 的中点到准线的距离为 5, 设 A,B 两点到准线的距离分别为 d1,d2, 由抛物线的定义知:|AB|=|AF|+|BF|=d1+d2=2×5=10. 故选 B.
答案:A
2.(2019·镜湖区校级月考)已知椭圆 C:x92+y62=1 的左、右焦 点分别为 F1、F2,以 F2 为圆心作半径为 1 的圆 F2,P 为椭圆 C 上一点,Q 为圆 F2 上一点,则|PF1|+|PQ|的取值范围为 ________.
解析:如图所示,
|PF1|+|PQ|=2a-|PF2|+|PQ|≤2a+|QF2|=6+1=7. 又|PF1|+|PQ|≥|PF1|+|PF2|-|QF2|=6-1=5.
∴|PF1|+|PQ|的取值范围是[5,7]. 故答案为:[5,7].
答案:[5,7]
[类题通法] 求与焦点弦有关的最值或范围问题的 2 个注意点 (1)注意数形结合思想的应用. (2)注意利用定义进行转化,寻找取得最值的位置.
1.椭圆、双曲线中,a,b,c 之间的关系
(1)在椭圆中:a2=b2+c2,离心率为 e=ac=
1-ba2;
(2)在双曲线中:c2=a2+b2,离心率为 e=ac=
1+ba2.
2.双曲线xa22-by22=1(a>0,b>0)的渐近线方程为 y=±bax.注意离
心率 e 与渐近线的斜率的关系.
3.抛物线方程中 p 的几何意义为焦点到准线的距离.
1.(2019·高考全国卷Ⅱ)若抛物线 y2=2px(p>0)的焦点是椭圆3xp2
+yp2=1 的一个焦点,则 p=(
)
A.2
B.3
C.4
D.8
解析:抛物线 y2=2px(p>0)的焦点坐标为p2,0, 椭圆3xp2+yp2=1 的焦点坐标为(± 2p,0). 由题意得p2= 2p,解得 p=0(舍去)或 p=8. 故选 D.
答案:D
2.(2019·高考全国卷Ⅲ)双曲线 C:x42-y22=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.3 4 2 C.2 2
B.3
2 2
D.3 2
解析:双曲线x42-y22=1 的右焦点坐标为( 6,0),一条渐近线 的方程为 y= 22x,不妨设点 P 在第一象限,由于|PO|=|PF|, 则点 P 的横坐标为 26,纵坐标为 22× 26= 23,即△PFO 的底 边长为 6,高为 23,所以它的面积为12× 6× 23=342.故选 A.
设|PF1|=m,则|PM|=m,|MF1|=m.
又|PF1|+|PM|+|MF1|=4a=3m. ∵|PF1|=43a,|PF2|=23a.
由余弦定理可得|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos π3=|F1F2|2,
∴a2=3c2,e=ac=
3 3.
故答案为: 33.
答案:
3 3
答案:B
3.(2019·湖北十堰十三中质检)一个椭圆的中心在原点,焦点
F1,F2 在 x 轴上,P(2, 3)是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|
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高三数学二轮复习圆锥曲线 课件

高三数学二轮复习圆锥曲线 课件
考查
内容
难度
中等
圆锥曲线的方程与性质、弦
长问题.
考点1:圆锥曲线的定义及
标准方程
【例1】(1)已知P是抛物线 y2=4x上的一个动点,Q是圆(x‒3)2+(y‒1)2=1上
的一个动点,N(1,0)是一个定点,则|PQ|+|PN|的最小值为( A )
A.3
B.4
y
C.5
Pபைடு நூலகம்
H
Q
1
O
x=-1
N
3
x
D. 2 +1
2
2
2
− 2

= 1 (a>0,
b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆
A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两
点.若∠MAN=60°,则C的离心率为
2 3
________.
3
M
N
A
x
(2)在平面直角坐标系xOy中,双曲线
2
2
2
− 2

y
B
= 1 (a>0,b>0)的右支与焦点为F

计算,即利用待定系数法求出方程中的a 2 ,b 2 或p.另外,当焦点位置无法确定时,
抛物线常设为y 2 =2px或x 2 =2py(p≠0),椭圆常设为mx 2 +ny 2 =1(m>0,n>0),双
曲线常设为mx 2 -ny 2 =1(mn>0).
考点2:圆锥曲线的几何性质
y
【例2】(1)已知双曲线C:
2
(2)已知双曲线 2

2
− 2

= 1 (a>0,b>0)的左焦点为F,离心率为 2 .若经过F
和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为( B )

第2部分 专题5 第2讲 圆锥曲线的定义、方程及性质 课件(共67张PPT)

第2部分 专题5 第2讲 圆锥曲线的定义、方程及性质 课件(共67张PPT)

2.[双曲线的几何性质]双曲线C:
x2 4

y2 2
=1的右焦点为F,点P在双
曲线C的一条渐近线上,O为坐标原点,则下列说法不正确的是( )
A.双曲线C的离心率为
6 2
B.双曲线y42-x82=1与双曲线C的渐近线相同
C.若PO⊥PF,则△PFO的面积为 2
D.|PF|的最小值为2
D [对于A,因为a=2,b= 2,所以c= a2+b2= 6,所以双
x2 4
+y2=1的
左、右焦点为F1,F2,P是C上的动点,则下列结论正确的是( )
A.离心率e=
5 2
B.|P→F2|的最大值为3
C.△PF1F2的面积最大为2 3
D.|P→F1+P→F2|的最小值为2
D
[由椭圆C:
x2 4
+y2=1,得a=2,b=1,∴c=
a2-b2 =
3
,则e=
c a

3 2
∴2 AE = AC ,
即3+3a=6,
从而得a=1,FC=3a=3.
∴p=FG=21FC=23,因此抛物线方程为y2=3x,故选C.
1234
法二:由法一可知∠CBD=60°, 则由|AF|=1-cpos 60°=3可知p=31-12=32, ∴2p=3, ∴抛物线的标准方程为y2=3x.]
1234
y=± 3x [ba= c2-a2a2= e2-1= 3, 故双曲线C的渐近线方程为y=± 3x.]
3.(2021·新高考卷Ⅰ)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p >0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直,Q为x轴上一点,且
PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为________.

高考数学二轮专题五解析几何第讲 圆锥曲线的定义方程与性质课件

高考数学二轮专题五解析几何第讲 圆锥曲线的定义方程与性质课件

(1)B
(2)B
(3)ACD
第2讲 圆锥曲线的定义、
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解题方略
1.圆锥曲线的定义 (1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|); (2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|); (3)抛物线:|PF|=|PM|(点F不在定直线l上,PM⊥l于点 M).
第2讲 圆锥曲线的定义、 方程与性质
名师解读《普通高中数学课程标准》(2020年修订版)
1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和 解决实际问题中的作用. 2.掌握椭圆的定义、标准方程及简单几何性质. 3.了解抛物线、双曲线的定义、几何图形及标准方程,知道它 们的简单几何性质.
Contents
B.12,0
C.(1,0)
D.(2,0)
(2)(2020·全国卷Ⅰ)设F1,F2是双曲线C:x2-y32=1的两个
焦点,O为坐标原点,点P在C上且|OP|=2,则△PF1F2的面积

()
7 A.2
B.3
5 C.2
D.2
返回
(3)(多选)已知椭圆C的中心为坐标原点,焦点F1,F2在y
轴上,短轴长等于2,离心率为
返回
(2)(2020·武汉市学习质量检测)已知点P在椭圆Γ:
x2 a2

y2 b2
=1(a>b>0)上,点P在第一象限,点P关于原点O的对称点为
A,点P关于x轴的对称点为Q,设
―PD→

3 4
―PQ→
,直线AD与椭
圆Γ的另一个交点为B,若PA⊥PB,则椭圆Γ的离心率e=
()
1
2
A.2
B. 2

(新高考)2020高考数学复习专题五解析几何第二讲小题考法(二)——圆锥曲线的方程与性质课件

(新高考)2020高考数学复习专题五解析几何第二讲小题考法(二)——圆锥曲线的方程与性质课件

得x=32, y= 23,
所以M32, 23,所以|OM|=
322+ 232= 3,
所以|MN|= 3|OM|=3,故选B.
答案:B
4.(2018·全国卷Ⅱ)双曲线
x2 a2

y2 b2
=1(a>0,b>0)的离心率为
3,则其渐近线方程为
()
A.y=± 2x
第二讲 小题考法(二)——圆锥曲线的方程与性质
一、高考真题集中研究——明规律
题组(一) 椭圆
1.(2019·全国卷Ⅰ)已知椭圆 C 的焦点为 F1(-1,0),F2(1,0),
过 F2 的直线与 C 交于 A,B 两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|
=|BF1|,则 C 的方程为
()
A.x22+y2=1
பைடு நூலகம்
2.(2017·全国卷Ⅱ)已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C 上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则 |FN|=________. 解析:依题意,抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),因为M是 C上一点,FM的延长线交y轴于点N,M为FN的中点,设 M(a,b)(b>0),所以a=1,b=2 2,所以N(0,4 2),|FN| = 4+32=6. 答案:6

y2 b2

1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左、右顶点.P为C上一
点,且PF⊥x轴.过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴
交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为 ( )
A.13
B.12
2 C.3
D.34
解析:如图所示,由题意得A(-a,0),B(a,0),F(-c,0). 设E(0,m),由PF∥OE,得||MOEF||=||AAOF||, 则|MF|=maa-c.①

(名师讲坛)2020版高考数学二轮复习专题五解析几何第2讲圆锥曲线课件

(名师讲坛)2020版高考数学二轮复习专题五解析几何第2讲圆锥曲线课件
由椭圆的定义有 2a=BF 1+BF 2=4n, 所以 AF 1=2a-AF 2=2n. 在△AF 1B 中,由余弦定理得
率为
10 10 .
5. (选修 2-1 P57 练习 6)已知椭圆ax22+by22=1(a>b>0)的焦点到相应准线的距离等于 -1+ 5
a,那么椭圆的离心率为_____2_______.
准线方程:x=±ac2 【解析】设椭圆的右焦点为(c,0),右准线为 x=ac2.由题知ac2-c=a,即 a2-c2=ac,
两边同时除以 a2,得 1-ac2=ac,即 e2+e-1=0,解得 e=-1+2 5或-1-2 5.又 0<e<1,
所以椭圆的离心率为 e=-1+2
5 .
举题固法
目标 1 圆锥曲线的定义及标准方程 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 E:ax22+by22
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F 1,F 2,上顶点为 B,直线 BF 2 交椭圆于点 C,△BF 1C 的周长为 4 5.

-5c
2
2bc2 2
代入椭圆方程得2c2-5 5 +2c2b-2 5 =1,得 c2=1,
所以 b2=4,所以椭圆 E 的方程为x52+y42=1.
(1) 设 F 的直线交椭圆 E 于 A,B
两1,点F.若2 分A别F 是1=椭3F圆1BE,:AFx2+2⊥byx22=轴1,(则0<椭b<圆1)E的的左方、程右为焦_点_x_2,+__过32_y_2点_=__F1_.1
ax22-by22=1 的渐近线方程为 y=±bax 【解析】双曲线 x2-my22=1(m>0)的渐近线方程为 y=±mx,因为该双曲线的一条渐

2020版高考数学二轮复习第2部分专题5解析几何第2讲圆锥曲线的定义、方程及性质教案理

2020版高考数学二轮复习第2部分专题5解析几何第2讲圆锥曲线的定义、方程及性质教案理

第2讲圆锥曲线的定义、方程及性质[教师授课资源][备考指导]圆锥曲线命题方向高考中一般2道选择、填空题,1道大题,命题时三种圆锥曲线全部考查,选择、填空题考两种圆锥曲线,大题考一种.①选择、填空题以考查圆锥曲线定义基本性质为主,坚持四个原则.1°数形结合,画图.2°定义活用(距离转化).3°有关结论引用.4°特殊值法,尽量不能小题大做(大量运算).5°平面几何知识应用(角平分线,中位线,Rt△).②大题的难度有所转化,掌握基本题型及解析几何处理问题的基本思想.题型:定值、定点、最值、范围.思想方法:设而不求,特殊到一般,整体代换.2°重视圆锥曲线的切线问题.3°重视求轨迹方程(直接法、定义法、相交点法、点差法).4°重视圆锥曲线的类型(焦点位置).5°圆锥曲线的焦点弦长问题,灵活应用极坐标.6°重视以双曲线渐近线为背景的题目.7°重视向量在解析几何中工具利用,如转化垂直,x1x2+y1y2,转化锐角或钝角.8°重视弦长公式|AB|=|x1-x2|1+k2=Δ|a|1+k2的化简技巧.9°易忽视设直线方程时没讨论斜率k不存在情况.[做小题——激活思维]1.已知椭圆C的焦点在y轴上,焦距等于4,离心率为22,则椭圆C的标准方程是( )A.x216+y212=1 B.x212+y216=1C.x 24+y 28=1 D.x 28+y 24=1 C [由题意可得2c =4,故c =2,又e =2a =22,解得a =22,故b =222-22=2,因为焦点在y 轴上,故椭圆C 的标准方程是x 24+y 28=1.]2.设F 1,F 2是椭圆x 249+y 224=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,且|PF 1|∶|PF 2|=4∶3,则△PF 1F 2的面积为( )A .30B .25C .24D .40C [∵|PF 1|+|PF 2|=14, 又|PF 1|∶|PF 2|=4∶3, ∴|PF 1|=8,|PF 2|=6. ∵|F 1F 2|=10,∴PF 1⊥PF 2,∴S △PF 1F 2=12|PF 1|·|PF 2|=12×8×6=24.]3.过点F (0,3)且和直线y +3=0相切的动圆圆心的轨迹方程为( ) A .y 2=12x B .y 2=-12x C .x 2=-12yD .x 2=12yD [由抛物线的定义知,过点F (0,3)且和直线y +3=0相切的动圆圆心的轨迹是以点F (0,3)为焦点,直线y =-3为准线的抛物线,故其方程为x 2=12y .]4.点M (1,1)到抛物线y =ax 2准线的距离为2,则a 的值为( ) A .14 B .-112C .14或-112D .-14或112C [抛物线y =ax 2化为x 2=1a y ,它的准线方程为y =-14a ,点M (1,1)到抛物线y =ax 2准线的距离为2,可得⎪⎪⎪⎪⎪⎪1+14a =2,解得a =14或-112.]5.“k <9”是“方程x 225-k +y 2k -9=1表示双曲线”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件A [因为方程x 225-k +y 2k -9=1表示双曲线,所以(25-k )(k -9)<0,所以k <9或k >25,所以“k <9”是“方程x 225-k +y 2k -9=1表示双曲线”的充分不必要条件,故选A.]6.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,则C 的渐近线方程为( )A .y =±14xB .y =±13xC .y =±12xD .y =±xC [因双曲线方程C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,则e 2=c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a 2=54,即b 2a 2=14,∴b a =12, 又因为双曲线的焦点在x 轴上,所以渐近线方程为y =±12x ,故选C.][扣要点——查缺补漏]1.椭圆的定义标准方程及几何性质(1)定义:|PF 1|+|PF 2|=2a ;如T 2. (2)焦点三角形的面积:S △PF 1F 2=b 2tan α2.(3)离心率:e =ca=1-b 2a2;如T 1. (4)焦距:2c .(5)a ,b ,c 的关系:c 2=a 2-b 2.2.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a ,b ≠0)的几何性质(1)离心率e =ca=1+b 2a2; (2)渐近线:y =±b ax . 3.抛物线的定义、几何性质 (1)如图,|MF |=|MH |.如T 3,T 4.(2)已知抛物线y 2=2px (p >0),C (x 1,y 1),D (x 2,y 2)为抛物线上的点,F 为焦点. ①焦半径|CF |=x 1+p2;②过焦点的弦长|CD |=x 1+x 2+p =2psin 2θ; ③x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.④1|FC |+1|FD |=2p. 4.方程Ax 2+By 2=1表示的曲线 (1)表示椭圆:A >0,B >0且A ≠B ; (2)表示圆:A =B >0; (3)表示双曲线AB <0;如T 5.(4)表示直线:A =0且B ≠0或A ≠0且B =0.圆锥曲线的定义、标准方程(5年5考)[高考解读] 以抛物线、双曲线、椭圆的定义和标准方程为载体,以定义转化为媒介,通过平面几何图形中的几何等量关系、待定系数法、解三角形的有关知识等求得相应曲线的标准方程,体现了等价转化和方程的求解思想.1.(2016·全国卷Ⅰ)已知方程x 2m 2+n -y 23m 2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( )A .(-1,3)B .(-1,3)C .(0,3)D .(0,3)A [若双曲线的焦点在x 轴上,则⎩⎪⎨⎪⎧m 2+n >0,3m 2-n >0.又∵(m 2+n )+(3m 2-n )=4,∴m 2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+n >0,3-n >0,∴-1<n <3.若双曲线的焦点在y 轴上,则双曲线的标准方程为y 2n -3m 2-x 2-m 2-n =1,即⎩⎪⎨⎪⎧n -3m 2>0,-m 2-n >0,即n >3m 2且n <-m 2,此时n 不存在.故选A.]2.(2019·全国卷Ⅰ)已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则C 的方程为( )A.x 22+y 2=1 B.x 23+y 22=1 C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1 B [由题意设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),连接F 1A (图略),令|F 2B |=m ,则|AF 2|=2m ,|BF 1|=3m .由椭圆的定义知,4m =2a ,得m =a2,故|F 2A |=a =|F 1A |,则点A 为椭圆C的上顶点或下顶点.令∠OAF 2=θ(O 为坐标原点),则sin θ=1a.在等腰三角形ABF 1中,cos 2θ=a23a 2=13,所以13=1-2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2,得a 2=3.又c 2=1,所以b 2=a 2-c 2=2,椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.故选B.]3.(2017·全国卷Ⅱ)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________.6 [如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF .由题意知,F (2,0),|FO |=|AO |=2. ∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF , ∴|MP |=12|FO |=1.又|BP |=|AO |=2, ∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3,故|FN |=2|MF |=6.] [教师备选题]1.(2017·全国卷Ⅲ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线方程为y =52x ,且与椭圆x 212+y 23=1有公共焦点,则C 的方程为( )A.x 28-y 210=1 B.x 24-y 25=1C.x 25-y 24=1 D.x 24-y 23=1 B [由y =52x 可得b a =52.①由椭圆x 212+y 23=1的焦点为(3,0),(-3,0),可得a 2+b 2=9.②由①②可得a 2=4,b 2=5. 所以C 的方程为x 24-y 25=1.故选B.]2.(2019·全国卷Ⅲ)设F 1,F 2为椭圆C :x 236+y 220=1的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若△MF 1F 2为等腰三角形,则M 的坐标为____________.(3,15) [设F 1为椭圆的左焦点,分析可知M 在以F 1为圆心、焦距为半径长的圆上,即在圆(x +4)2+y 2=64上.因为点M 在椭圆x 236+y 220=1上,所以联立方程可得⎩⎪⎨⎪⎧x +42+y 2=64,x 236+y 220=1,解得⎩⎨⎧x =3,y =±15.又因为点M 在第一象限,所以点M 的坐标为(3,15).]求解圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”所谓“定型”,就是曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a 2,b 2,p 的值.提醒:对于抛物线问题,看到准线想到焦点,看到焦点想到准线.1.(离心率问题)设F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左,右焦点,O 是坐标原点,点P 在双曲线C 的右支上且|F 1F 2|=2|OP |,△PF 1F 2的面积为a 2,则双曲线的离心率是( )A. 5B. 2 C .4D .2B [由|F 1F 2|=2|OP |可知|OP |=c , 所以△PF 1F 2为直角三角形,且PF 1⊥PF 2. 由S △PF 1F 2=a 2可知|PF 1||PF 2|=2a 2,又|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2.∴(|PF 1|-|PF 2|)2=-2|PF 1||PF 2|+|F 1F 2|2, 即4a 2=-4a 2+4c 2,∴e 2=c 2a 2=84=2,又e >1,∴e =2,故选B.]2.[一题多解](曲线方程问题)如图,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A ,B ,交其准线于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线方程为( )A .y 2=9x B .y 2=6x C .y 2=3x D .y 2=3xC [法一:如图,分别过点A ,B 作准线的垂线,分别交准线于点E ,D ,设||BF =a ,则由已知得||BC =2a ,由抛物线定义,得||BD =a ,故∠BCD =30°,在Rt△ACE 中, ∵||A E =|AF |=3,||AC =3+3a ,∴2||A E =||AC ,即3+3a =6,从而得a =1,||FC =3a =3.∴p =||FG =12||FC =32,因此抛物线方程为y 2=3x ,故选C.法二:由法一可知∠CBD =60°, 则由|AF |=p1-cos 60°=3可知p =3⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=32,∴2p =3,∴抛物线的标准方程为y 2=3x .]3.(轨迹问题)△ABC 的两个顶点为A (-4,0),B (4,0),△ABC 的周长为18,则C 点轨迹方程为( )A.x 216+y 29=1(y ≠0)B.y 225+x 29=1(y ≠0) C.y 216+x 29=1(y ≠0) D.x 225+y 29=1(y ≠0) D [∵△ABC 的两顶点A (-4,0),B (4,0),周长为18,∴|AB |=8,|BC |+|AC |=10.∵10>8,∴点C 到两个定点的距离之和等于定值,满足椭圆的定义,∴点C 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆.∴2a =10,2c =8,即a =5,c =4,∴b =3.∴C 点的轨迹方程为x 225+y 29=1(y ≠0).故选D.]圆锥曲线的几何性质(5年10考)[高考解读] 该考点是高考的核心热点之一,主要考查考生数形结合思想和化归与转化思想的应用,考查数学运算,直观想象的核心素养.1.[一题多解](2018·全国卷Ⅱ)双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±3xC .y =±22x D .y =±32x A [法一:由题意知,e =c a =3,所以c =3a ,所以b =c 2-a 2=2a ,所以b a=2,所以该双曲线的渐近线方程为y =±b ax =±2x ,故选A.法二:由e =ca=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=3,得b a =2,所以该双曲线的渐近线方程为y =±b a x =±2x ,故选A.]2.(2018·全国卷Ⅱ)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( )A.23B.12C.13D.14D [由题意可得椭圆的焦点在x 轴上,如图所示,设|F 1F 2|=2c ,∵△PF 1F 2为等腰三角形,且∠F 1F 2P =120°,∴|PF 2|=|F 1F 2|=2c .∵|OF 2|=c ,∴点P 坐标为(c +2c cos 60°,2c sin 60°),即点P (2c ,3c ).∵点P 在过点A ,且斜率为36的直线上,∴3c2c +a=36,解得c a =14,∴e=14,故选D.] 3.(2016·全国卷Ⅰ)以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A ,B 两点,交C 的准线于D ,E 两点.已知|AB |=42,|DE |=25,则C 的焦点到准线的距离为( )A .2B .4C .6D .8B [设抛物线的方程为y 2=2px (p >0),圆的方程为x 2+y 2=r 2. ∵|AB |=42,|DE |=25, 抛物线的准线方程为x =-p2,∴不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4p ,22,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,5. ∵点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4p ,22,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,5在圆x 2+y 2=r 2上,∴⎩⎪⎨⎪⎧16p 2+8=r 2,p 24+5=r 2,∴16p 2+8=p24+5,∴p =4(负值舍去). ∴C 的焦点到准线的距离为4.]1.椭圆、双曲线的离心率(或范围)的求法求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a ,b ,c 的等量关系或不等关系,然后把b 用a ,c 代换,求ca的值.2.双曲线的渐近线的求法及用法(1)求法:把双曲线标准方程等号右边的1改为零,分解因式可得. (2)用法:①可得b a 或a b的值.②利用渐近线方程设所求双曲线的方程.1.(求离心率的取值范围)已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右两个焦点,若椭圆上存在点P 使得PF 1⊥PF 2,则该椭圆的离心率的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫55,1 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1 C.⎝⎛⎦⎥⎤0,55 D.⎝⎛⎦⎥⎤0,22 B [∵F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右两个焦点,∴F 1(-c,0),F 2(c,0),c 2=a 2-b 2.设点P (x ,y ),由PF 1⊥PF 2,得(x +c ,y )·(x -c ,y )=0,化简得x 2+y 2=c 2.联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=c 2,x 2a 2+y2b2=1,整理得,x 2=(2c 2-a 2)·a 2c2≥0,解得e ≥22. 又0<e <1,∴22≤e <1.] 2.(求离心率的值)已知椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),双曲线N :x 2m 2-y 2n2=1.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为________;双曲线N 的离心率为________.3-1 2 [如图是一个正六边形,A ,B ,C ,D 是双曲线N 的两条渐近线与椭圆M 的四个交点,F 1,F 2为椭圆M 的两个焦点.∵直线AC 是双曲线N 的一条渐近线,且其方程为y =3x , ∴nm= 3.设m =k ,则n =3k ,则双曲线N 的离心率e 2=k 2+3k2k=2.连接F 1C ,在正六边形ABF 2CDF 1中,可得∠F 1CF 2=90°,∠CF 1F 2=30°.设椭圆的焦距为2c ,则|CF 2|=c ,|CF 1|=3c ,再由椭圆的定义得|CF 1|+|CF 2|=2a ,即(3+1)c =2a ,∴椭圆M 的离心率e 1=c a=23+1=23-13+13-1=3-1.]3.(圆锥曲线的性质与函数交汇)若点O 和点F (-2,0)分别为双曲线x 2a2-y 2=1(a >0)的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的任意一点,则OP →·FP →的取值范围为________.[3+23,+∞) [由题意,得22=a 2+1,即a =3, 设P (x ,y ),x ≥3,FP →=(x +2,y ),则OP →·FP →=(x +2)x +y 2=x 2+2x +x 23-1=43⎝⎛⎭⎪⎫x +342-74,因为x ≥3,所以OP →·FP →的取值范围为[3+23,+∞).]4.(与向量交汇考查几何性质)在椭圆x 24+y 22=1上任意一点P ,Q 与P 关于x 轴对称,若有F 1P →·F 2P →≤1,则F 1P →与F 2Q →的夹角余弦值的范围为________.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-13 [设P (x ,y ),则Q 点(x ,-y ), 椭圆x 24+y 22=1的焦点坐标为(-2,0),(2,0),∵F 1P →·F 2P →≤1,∴x 2-2+y 2≤1, 结合x 24+y 22=1,可得y 2∈[1,2].故F 1P →与F 2Q →的夹角θ满足: cos θ=F 1P →·F 2Q→|F 1P →|·|F 2Q →|=x 2-2-y 2x 2+2+y 22-8x 2=2-3y 2y 2+2=-3+8y 2+2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-13.]直线、圆与圆锥曲线的交汇问题(5年6考)[高考解读] 以直线与圆锥曲线或以圆与圆锥曲线的位置关系为载体,考查曲线方程的求解等问题,体现了数形结合的思想和等价转化的能力.1.(2013·全国卷Ⅰ)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E 于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为( )A.x 245+y 236=1 B.x 236+y 227=1C.x 227+y 218=1 D.x 218+y 29=1 D [设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b2=1, ①x 22a 2+y 22b 2=1. ②①-②得x 1+x 2x 1-x 2a2=-y 1-y 2y 1+y 2b2.∴y 1-y 2x 1-x 2=-b 2x 1+x 2a 2y 1+y 2. ∵x 1+x 2=2,y 1+y 2=-2,∴k AB =b 2a2.而k AB =0--13-1=12,∴b 2a 2=12,∴a 2=2b 2,∴c 2=a 2-b 2=b 2=9,∴b =c =3,a =32, ∴E 的方程为x 218+y 29=1.] 2.(2019·全国卷Ⅱ)设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(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( )A. 2B. 3 C .2D. 5A [令双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 的坐标为(c,0),则c =a 2+b 2.如图所示,由圆的对称性及条件|PQ |=|OF |可知,PQ 是以OF 为直径的圆的直径,且PQ ⊥OF .设垂足为M ,连接OP ,则|OP |=a ,|OM |=|MP |=c2,由|OM |2+|MP |2=|OP |2,得⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22=a 2,∴c a =2,即离心率e = 2.故选A.]3.(2018·全国卷Ⅱ)设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过F 且斜率为k (k >0)的直线l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=8.(1)求l 的方程;(2)求过点A ,B 且与C 的准线相切的圆的方程.[解](1)由题意得F (1,0),l 的方程为y =k (x -1)(k >0). 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,y 2=4x 得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.Δ=16k 2+16>0,故x 1+x 2=2k 2+4k2.所以|AB |=|AF |+|BF |=(x 1+1)+(x 2+1)=4k 2+4k2.由题设知4k 2+4k2=8,解得k =-1(舍去),k =1.因此l 的方程为y =x -1.(2)由(1)得AB 的中点坐标为(3,2),所以AB 的垂直平分线方程为y -2=-(x -3),即y =-x +5.设所求圆的圆心坐标为(x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧y 0=-x 0+5,x 0+12=y 0-x 0+122+16,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=3,y 0=2或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=11,y 0=-6.因此所求圆的方程为(x -3)2+(y -2)2=16或(x -11)2+(y +6)2=144.1.在研究直线与圆锥曲线位置关系时,常涉及弦长、中点、面积等问题.一般是先联立方程,再根据根与系数的关系,用设而不求,整体代入的技巧进行求解.2.处理圆与圆锥曲线相结合问题的注意点注意圆心、半径和平面几何知识的应用,如直径所对的圆周角为直角,构成了垂直关系;弦心距、半径、弦长的一半构成直角三角形等.提醒:“点差法”是解决中点弦问题的捷径,但必要时需要检验.1.(面积问题)设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( )A.334 B.938C.6332D.94D [易知直线AB 的方程为y =33⎝⎛⎭⎪⎫x -34,与y 2=3x 联立并消去x ,得4y 2-123y -9=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=33,y 1y 2=-94.S △OAB =12|OF |·|y 1-y 2|=12×34y 1+y 22-4y 1y 2=3827+9=94.故选D.]2.(弦长问题)若双曲线y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线与抛物线y =x 2+1相切,且被圆x 2+(y -a )2=1截得的弦长为2,则a =( )A.52B.102C. 5D.10B [可以设切点为(x 0,x 20+1),由y ′=2x ,∴切线方程为y -(x 20+1)=2x 0(x -x 0),即y =2x 0x -x 20+1,∵已知双曲线的渐近线为y =±abx , ∴⎩⎪⎨⎪⎧-x 20+1=0,±ab =2x 0,x 0=±1,ab=2,一条渐近线方程为y =2x ,圆心(0,a )到直线y =2x 的距离是a5=22⇒a =102.故选B.] 3.(最值问题)如图,已知抛物线C 1的顶点在坐标原点,焦点在x 轴上,且过点(2,4),圆C 2:x 2+y 2-4x +3=0,过圆心C 2的直线l 与抛物线和圆C 2分别交于点P ,Q 和M ,N ,则|PN |+4|QM |的最小值为( )A .23B .42C .12D .52A [由题意可设抛物线C 1的方程为y 2=2px (p >0),因为抛物线C 1过点(2,4),所以16=2p ×2,解得p =4,所以抛物线C 1的方程为y 2=8x . 圆C 2:x 2+y 2-4x +3=0整理得(x -2)2+y 2=1,可知圆心C 2(2,0)恰好是抛物线y 2=8x 的焦点,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2). ①当直线l 的斜率不存在时,l :x =2,所以P (2,4),Q (2,-4),于是|PN |+4|QM |=|PC 2|+|C 2N |+4|QC 2|+4|C 2M |=|PC 2|+4|QC 2|+5=4+4×4+5=25.②当直线l 的斜率存在时,易知斜率不为0,可设l 的方程为y =k (x -2)(k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -2,y 2=8x ,得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,则Δ>0,且x 1x 2=4,即x 2=4x 1.所以|PN |+4|QM |=|PC 2|+4|QC 2|+5=x 1+2+4(x 2+2)+5=x 1+4x 2+15=x 1+16x 1+15≥2x 1×16x 1+15=8+15=23,当且仅当x 1=16x 1,即x 1=4时等号成立.因为23<25,所以|PN |+4|QM |的最小值为23.故选A.]。

(新课标)2020版高考数学二轮复习专题五解析几何第2讲圆锥曲线的定义、方程与性质学案理新人教A版

第2讲 圆锥曲线的定义、方程与性质[做真题]题型一 圆锥曲线的定义与方程1.(2019·高考全国卷Ⅰ)已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点,若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则C 的方程为( )A .x 22+y 2=1B .x 23+y 22=1C .x 24+y 23=1D .x 25+y 24=1解析:选B .由题意设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),连接F 1A ,令|F 2B |=m ,则|AF 2|=2m ,|BF 1|=3m .由椭圆的定义知,4m =2a ,得m =a2,故|F 2A |=a =|F 1A |,则点A 为椭圆C的上顶点或下顶点.令∠OAF 2=θ(O 为坐标原点),则sin θ=1a.在等腰三角形ABF 1中,cos 2θ=a23a 2=13,所以13=1-2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2,得a 2=3.又c 2=1,所以b 2=a 2-c 2=2,椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.故选B .2.(2019·高考全国卷Ⅱ)若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆x 23p +y 2p=1的一个焦点,则p =( )A .2B .3C .4D .8解析:选D .由题意,知抛物线的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,0,椭圆的焦点坐标为(±2p ,0),所以p2=2p ,解得p =8,故选D . 3.(一题多解)(2017·高考全国卷Ⅲ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1 (a >0,b >0)的一条渐近线方程为y =52x ,且与椭圆x 212+y23=1有公共焦点,则C 的方程为( )A .x 28-y 210=1 B .x 24-y 25=1C .x 25-y 24=1D .x 24-y 23=1解析:选B .法一:由双曲线的渐近线方程可设双曲线方程为x 24-y 25=k (k >0),即x 24k -y 25k=1,因为双曲线与椭圆x 212+y 23=1有公共焦点,所以4k +5k =12-3,解得k =1,故双曲线C的方程为x 24-y 25=1.故选B .法二:因为椭圆x 212+y 23=1的焦点为(±3,0),双曲线与椭圆x 212+y 23=1有公共焦点,所以a 2+b 2=(±3)2=9①,因为双曲线的一条渐近线为y =52x ,所以b a =52②,联立①②可解得a 2=4,b 2=5,所以双曲线C 的方程为x 24-y 25=1.4.(2017·高考全国卷Ⅱ)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=____________.解析:法一:依题意,抛物线C :y 2=8x 的焦点F (2,0),准线x =-2,因为M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N ,M 为FN 的中点,设M (a ,b )(b >0),所以a =1,b =22,所以N (0,42),|FN |=4+32=6.法二:依题意,抛物线C :y 2=8x 的焦点F (2,0),准线x =-2,因为M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N ,M 为FN 的中点,则点M 的横坐标为1,所以|MF |=1-(-2)=3,|FN |=2|MF |=6.答案:6题型二 圆锥曲线的几何性质1.(2018·高考全国卷Ⅱ)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( )A .23B .12C .13D .14解析:选D .由题意可得椭圆的焦点在x 轴上,如图所示,设|F 1F 2|=2c ,因为△PF 1F 2为等腰三角形,且∠F 1F 2P =120°,所以|PF 2|=|F 1F 2|=2c ,所以|OF 2|=c ,所以点P 坐标为(c +2c cos 60°,2c sin 60°),即点P (2c ,3c ).因为点P 在过点A ,且斜率为36的直线上,所以3c 2c +a =36,解得c a =14,所以e =14,故选D .2.(一题多解)(2019·高考全国卷Ⅰ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)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F 1A →=AB →,F 1B →·F 2B →=0,则C 的离心率为________.解析:通解:因为F 1B →·F 2B →=0,所以F 1B ⊥F 2B ,如图.所以|OF 1|=|OB |,所以∠BF 1O =∠F 1BO ,所以∠BOF 2=2∠BF 1O .因为F 1A →=AB →,所以点A 为F 1B 的中点,又点O 为F 1F 2的中点,所以OA ∥BF 2,所以F 1B ⊥OA ,因为直线OA ,OB 为双曲线C的两条渐近线,所以tan ∠BF 1O =a b ,tan ∠BOF 2=b a .因为tan ∠BOF 2=tan (2∠BF 1O ),所以b a=2×a b1-⎝ ⎛⎭⎪⎫a b 2,所以b 2=3a 2,所以c 2-a 2=3a 2,即2a =c ,所以双曲线的离心率e =c a=2.优解:因为F 1B →·F 2B →=0,所以F 1B ⊥F 2B ,在Rt △F 1BF 2中,|OB |=|OF 2|,所以∠OBF 2=∠OF 2B ,又F 1A →=AB →,所以A 为F 1B 的中点,所以OA ∥F 2B ,所以∠F 1OA =∠OF 2B .又∠F 1OA =∠BOF 2,所以△OBF 2为等边三角形.由F 2(c ,0)可得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫c2,3c 2,因为点B 在直线y =b a x 上,所以32c =b a ·c 2,所以ba=3,所以e =1+b 2a2=2. 答案:23.(一题多解)(2018·高考全国卷Ⅲ)已知点M (-1,1)和抛物线C :y 2=4x ,过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若∠AMB =90°,则k =________.解析:法一:由题意知抛物线的焦点为(1,0),则过C 的焦点且斜率为k 的直线方程为y=k (x -1)(k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x ,消去y 得k 2(x -1)2=4x ,即k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 2+4k 2,x 1x 2=1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x ,消去x 得y 2=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1k y +1,即y 2-4k y -4=0,则y 1+y 2=4k,y 1y 2=-4,由∠AMB =90°,得MA →·MB →=(x 1+1,y 1-1)·(x 2+1,y 2-1)=x 1x 2+x 1+x 2+1+y 1y 2-(y 1+y 2)+1=0,将x 1+x 2=2k 2+4k 2,x 1x 2=1与y 1+y 2=4k,y 1y 2=-4代入,得k =2.法二:设抛物线的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,所以y 21-y 22=4(x 1-x 2),则k =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2,取AB 的中点M ′(x 0,y 0),分别过点A ,B 作准线x =-1的垂线,垂足分别为A ′,B ′,又∠AMB =90°,点M 在准线x =-1上,所以|MM ′|=12|AB |=12(|AF |+|BF |)=12(|AA ′|+|BB ′|).又M ′为AB 的中点,所以MM ′平行于x 轴,且y 0=1,所以y 1+y 2=2,所以k =2.答案:2[明考情]1.圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容.以选择、填空题的形式考查,常出现在第4~11 题或15~16题的位置,着重考查圆锥曲线的标准方程与几何性质,难度中等.2.圆锥曲线的综合问题多以解答题的形式考查,常作为压轴题出现在第20题的位置,一般难度较大.圆锥曲线的定义与标准方程[典型例题](1)椭圆x 25+y 24=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点M ,N ,当△FMN 的周长最大时,△FMN 的面积是( )A .55B .655C .855D .455(2)设F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 是C 上一点,若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2最小内角的大小为30°,则双曲线C 的渐近线方程是( )A .2x ±y =0B .x ±2y =0C .x ±2y =0D .2x ±y =0【解析】 (1)如图,设椭圆的右焦点为F ′,连接MF ′,NF ′.因为|MF |+|NF |+|MF ′|+|NF ′|≥|MF |+|NF |+|MN |,所以当直线x =m 过椭圆的右焦点时,△FMN 的周长最大.此时|MN |=2b 2a =855,又c =a 2-b 2=5-4=1,所以此时△FMN 的面积S =12×2×855=855.故选C . (2)不妨设P 为双曲线C 右支上一点,由双曲线的定义,可得|PF 1|-|PF 2|=2a . 又|PF 1|+|PF 2|=6a ,解得|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a ,又|F 1F 2|=2c ,则|PF 2|=2a 最小,所以∠PF 1F 2=30°.在△PF 1F 2中,由余弦定理,可得cos 30°=|PF 1|2+|F 1F 2|2-|PF 2|22|PF 1||F 1F 2|=16a 2+4c 2-4a 22×4a ×2c =32,整理得c 2+3a 2=23ac ,解得c =3a ,所以b = c 2-a 2=2a .所以双曲线C 的渐近线方程为y =±2x .故选A. 【答案】 (1)C (2)A(1)圆锥曲线的定义①椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|). ②双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|). ③抛物线:|MF |=d (d 为M 点到准线的距离).[注意] 应用圆锥曲线定义解题时,易忽视定义中隐含条件导致错误. (2)求解圆锥曲线标准方程的思路[对点训练]1.设F 1,F 2为椭圆x 29+y 25=1的两个焦点,点P 在椭圆上,若线段PF 1的中点在y 轴上,则|PF 2||PF 1|的值为( ) A .514 B .59 C .49D .513解析:选D .如图,设线段PF 1的中点为M ,因为O 是F 1F 2的中点,所以OM ∥PF 2,可得PF 2⊥x 轴,|PF 2|=b 2a =53,|PF 1|=2a -|PF 2|=133,所以|PF 2||PF 1|=513.2.(2019·福州模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,点B 是虚轴的一个端点,线段BF 与双曲线C 的右支交于点A ,若BA →=2AF →,且|BF →|=4,则双曲线C 的方程为( )A .x 26-y 25=1B .x 28-y 212=1C .x 28-y 24=1D .x 24-y 26=1解析:选D .不妨设B (0,b ),由BA →=2AF →,F (c ,0),可得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2c 3,b 3,代入双曲线C 的方程可得49×c 2a 2-19=1,所以b 2a 2=32. ①又|BF →|=b 2+(-c )2=4,c 2=a 2+b 2, 所以a 2+2b 2=16. ② 由①②可得,a 2=4,b 2=6, 所以双曲线C 的方程为x 24-y 26=1.3.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作直线交抛物线于A ,B 两点,若|AF |=2|BF |=6,则p =________.解析:设直线AB 的方程为x =my +p2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 1>x 2,将直线AB 的方程代入抛物线方程得y 2-2pmy -p 2=0,所以y 1y 2=-p 2,4x 1x 2=p 2.设抛物线的准线为l ,过A 作AC ⊥l ,垂足为C ,过B 作BD ⊥l ,垂足为D ,因为|AF |=2|BF |=6,根据抛物线的定义知,|AF |=|AC |=x 1+p 2=6,|BF |=|BD |=x 2+p2=3,所以x 1-x 2=3,x 1+x 2=9-p ,所以(x 1+x 2)2-(x 1-x 2)2=4x 1x 2=p 2,即18p -72=0,解得p =4.答案:4圆锥曲线的性质 [典型例题](1)(2019·高考全国卷Ⅱ)设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(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( )A . 2B . 3C .2D . 5(2)(2019·济南市模拟考试)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 2的直线交椭圆于A ,B 两点,且AF →1·AF →2=0,AF →2=2F 2B →,则椭圆E 的离心率为( )A .23B .34C .53D .74【解析】 (1)如图,由题意,知以OF 为直径的圆的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -c 22+y 2=c 24①,将x 2+y2=a 2记为②式,①-②得x =a 2c,则以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2的相交弦所在直线的方程为x =a 2c,所以|PQ |=2a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2c 2.由|PQ |=|OF |,得2a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2c 2=c ,整理得c 4-4a 2c 2+4a 4=0,即e 4-4e 2+4=0,解得e =2,故选A .(2)设|BF 2|=m ,则|AF 2|=2m .连接BF 1,由椭圆的定义可知|AF 1|=2a -2m ,|BF 1|=2a -m .由AF →1·AF →2=0知AF 1⊥AF 2,故在Rt △ABF 1中,(2a -2m )2+(3m )2=(2a -m )2,整理得m =a 3.故在Rt △AF 1F 2中,|AF 1|=4a 3,|AF 2|=2a 3,故⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 32+⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 32=4c 2,解得e =53.【答案】 (1)A (2)C(1)椭圆、双曲线的离心率(或范围)的求法求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a ,b ,c 的等量关系或不等关系,然后把b 用a ,c 代换,求ca的值.(2)双曲线的渐近线的求法及用法①求法:把双曲线标准方程等号右边的1改为零,分解因式可得. ②用法:(i)可得b a 或a b的值.(ii)利用渐近线方程设所求双曲线的方程.[对点训练]1.双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±3xC .y =±22x D .y =±32x 解析:选A .因为e =c a =a 2+b 2a=3,所以a 2+b 2=3a 2,所以b =2a .所以渐近线方程为y =±2x .2.(2019·广州市调研测试)已知抛物线y 2=2px (p >0)与双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)有相同的焦点F ,点A 是两曲线的一个交点,且AF ⊥x 轴,则双曲线的离心率为( )A .2+1B .3+1C .5+1D .2+2解析:选A .如图,结合题意画出图形,因为抛物线的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,所以由题设知双曲线的右焦点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,所以a 2+b 2=p 24①.因为AF ⊥x 轴,所以由点A 在抛物线上可得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,p (取A 在第一象限),又点A 在双曲线上,所以p =b 2a ②.将②代入①得a 2+b 2=b 44a 2,即b 4=4a 4+4a 2b 2,所以4⎝ ⎛⎭⎪⎫a b 4+4⎝ ⎛⎭⎪⎫a b 2-1=0,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫a b 2=2-12,从而e 2=c 2a 2=2-1+22-1=(2+1)2,故e =2+1.故选A .直线与圆锥曲线的位置关系[典型例题]命题角度一 位置关系的判断及应用在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t (t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :y 2=2px (p>0)于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连接ON 并延长交C 于点H .(1)求|OH ||ON |;(2)除H 以外,直线MH 与C 是否有其他公共点?说明理由.【解】 (1)由已知得M (0,t ),P ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22p ,t . 又N 为M 关于点P 的对称点,故N ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2p ,t ,ON 的方程为y =p t x ,代入y 2=2px ,整理得px2-2t 2x =0,解得x 1=0,x 2=2t2p .因此H ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t 2p ,2t .所以N 为OH 的中点,即|OH ||ON |=2.(2)直线MH 与C 除H 以外没有其他公共点.理由如下:直线MH 的方程为y -t =p 2t x ,即x =2tp(y -t ).代入y 2=2px 得y 2-4ty +4t 2=0,解得y 1=y 2=2t ,即直线MH 与C 只有一个公共点,所以除H 以外直线MH 与C 没有其他公共点.(1)直线与圆锥曲线有两个不同的公共点的判定通常的方法是直线方程与圆锥曲线方程联立,消元后得到一元二次方程,其Δ>0;另一方法就是数形结合,如直线与双曲线有两个不同的公共点,可通过判定直线的斜率与双曲线渐近线的斜率的大小得到.(2)直线与圆锥曲线只有一个公共点的结论直线与圆锥曲线只有一个公共点,则直线与双曲线的一条渐近线平行,或直线与抛物线的对称轴平行,或直线与圆锥曲线相切.命题角度二 弦长问题(2019·高考全国卷Ⅰ)已知抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若|AF |+|BF |=4,求l 的方程; (2)若AP →=3PB →,求|AB |.【解】 设直线l :y =32x +t ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).(1)由题设得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,故|AF |+|BF |=x 1+x 2+32,由题设可得x 1+x 2=52. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,y 2=3x可得9x 2+12(t -1)x +4t 2=0,则x 1+x 2=-12(t -1)9.从而-12(t -1)9=52,得t =-78.所以l 的方程为y =32x -78.(2)由AP →=3PB →可得y 1=-3y 2. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,y 2=3x可得y 2-2y +2t =0. 所以y 1+y 2=2.从而-3y 2+y 2=2,故y 2=-1,y 1=3. 代入C 的方程得x 1=3,x 2=13.故|AB |=4133.直线与圆锥曲线的相交弦弦长的求法解决直线与圆锥曲线的相交弦问题的通法是将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y 或x 后得到一元二次方程,当Δ>0时,直线与圆锥曲线有两个交点,设为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由根与系数的关系求出x 1+x 2,x 1x 2或y 1+y 2,y 1y 2,则弦长|AB |=1+k 2·(x 1-x 2)2=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+1k2·|y 1-y 2|=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2(k 为直线的斜率且k ≠0),当A ,B 两点坐标易求时也可以直接用|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2求之.命题角度三 定比、定点问题已知椭圆C 的两个焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),且经过点E ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,32.(1)求椭圆C 的方程;(2)过点F 1的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点(点A 位于x 轴上方),若AF 1→=λF 1B →,且2≤λ<3,求直线l 的斜率k 的取值范围.【解】 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧2a =|EF 1|+|EF 2|=4,a 2=b 2+c 2,c =1,解得⎩⎨⎧a =2,c =1,b =3,所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)由题意得直线l 的方程为y =k (x +1)(k >0),联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 24+y 23=1,整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫3k 2+4y 2-6k y -9=0,Δ=144k 2+144>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=6k 3+4k 2,y 1y 2=-9k23+4k 2,又AF 1→=λF 1B →,所以y 1=-λy 2,所以y 1y 2=-λ(1-λ)2(y 1+y 2)2,则(1-λ)2λ=43+4k 2,λ+1λ-2=43+4k 2,因为2≤λ<3,所以12≤λ+1λ-2<43,即12≤43+4k 2<43,且k >0,解得0<k ≤52. 故直线l 的斜率k 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,52.(1)对于弦的中点问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在使用“根与系数的关系”时,要注意使用条件Δ>0;在用“点差法”时,要检验直线与圆锥曲线是否相交.(2)圆锥曲线以P (x 0,y 0)(y 0≠0)为中点的弦所在直线的斜率分别是k =-b 2x 0a 2y 0(椭圆x 2a 2+y 2b 2=1),k =b 2x 0a 2y 0(双曲线x 2a 2-y 2b 2=1),k =p y 0(抛物线y 2=2px ),其中k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2),(x 1,y 1),(x 2,y 2)为弦端点的坐标.[对点训练]1.(2019·高考全国卷Ⅲ)已知曲线C :y =x 22,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.解:(1)证明:设D ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ,-12,A (x 1,y 1),则x 21=2y 1.由于y ′=x ,所以切线DA 的斜率为x 1,故y 1+12x 1-t=x 1.整理得2tx 1-2y 1+1=0.设B (x 2,y 2),同理可得2tx 2-2y 2+1=0. 故直线AB 的方程为2tx -2y +1=0.所以直线AB 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. (2)由(1)得直线AB 的方程为y =tx +12.由⎩⎪⎨⎪⎧y =tx +12,y =x22可得x 2-2tx -1=0. 于是x 1+x 2=2t ,x 1x 2=-1,y 1+y 2=t (x 1+x 2)+1=2t 2+1, |AB |=1+t 2|x 1-x 2|=1+t 2×(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2(t 2+1). 设d 1,d 2分别为点D ,E 到直线AB 的距离,则d 1=t 2+1,d 2=2t 2+1.因此,四边形ADBE 的面积S =12|AB |(d 1+d 2)=(t 2+3)t 2+1.设M 为线段AB 的中点,则M ⎝⎛⎭⎪⎫t ,t 2+12. 由于EM →⊥AB →,而EM →=(t ,t 2-2),AB →与向量(1,t )平行,所以t +(t 2-2)t =0. 解得t =0或t =±1.当t =0时,S =3;当t =±1时,S =4 2. 因此,四边形ADBE 的面积为3或4 2.2.(2019·湖南长沙模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为(3,0),且经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32,点M 是x 轴上的一点,过点M 的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点(点A 在x 轴的上方).(1)求椭圆C 的方程;(2)若AM →=2MB →,且直线l 与圆O :x 2+y 2=47相切于点N ,求|MN |.解:(1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 2=c 2=3,(-1)2a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫322b 2=1,得(a 2-4)(4a 2-3)=0,又a 2=3+b 2>3,故a 2=4,则b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y2=1.(2)设M (m ,0),直线l :x =ty +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由AM →=2MB →,得y 1=-2y 2.由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,x =ty +m得(t 2+4)y 2+2tmy +m 2-4=0, 则y 1+y 2=-2tm t 2+4,y 1y 2=m 2-4t 2+4.由y 1y 2=-2y 22,y 1+y 2=-2y 2+y 2=-y 2, 得y 1y 2=-2[-(y 1+y 2)]2=-2(y 1+y 2)2, 所以m 2-4t 2+4=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫-2tm t 2+42,化简得(m 2-4)(t 2+4)=-8t 2m 2. 易知原点O 到直线l 的距离d =|m |1+(-t )2,又直线l 与圆O :x 2+y 2=47相切,所以|-m |1+(-t )2=47,即t 2=74m 2-1. 由⎩⎪⎨⎪⎧(m 2-4)(t 2+4)=-8t 2m 2,t 2=74m 2-1,得21m 4-16m 2-16=0, 即(3m 2-4)(7m 2+4)=0,解得m 2=43,此时t 2=43,满足Δ>0,所以M ⎝ ⎛⎭⎪⎫±233,0.在Rt △OMN 中,|MN |=43-47=42121.一、选择题1.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点到渐近线的距离为3,且离心率为2,则该双曲线的实轴的长为( )A .1B . 3C .2D .2 3解析:选C .由题意知双曲线的焦点(c ,0)到渐近线bx -ay =0的距离为bca 2+b 2=b =3,即c 2-a 2=3,又e =c a=2,所以a =1,该双曲线的实轴的长为2a =2.2.若抛物线y 2=4x 上一点P 到其焦点F 的距离为2,O 为坐标原点,则△OFP 的面积为( ) A .12 B .1 C .32D .2解析:选B .设P (x 0,y 0),依题意可得|PF |=x 0+1=2,解得x 0=1,故y 20=4×1,解得y 0=±2,不妨取P (1,2),则△OFP 的面积为12×1×2=1.3.(2019·高考全国卷Ⅲ)双曲线C :x 24-y 22=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 .322C .2 2D .3 2解析:选A .不妨设点P 在第一象限,根据题意可知c 2=6,所以|OF |= 6. 又tan ∠POF =b a =22,所以等腰三角形POF 的高h =62×22=32, 所以S △PFO =12×6×32=324.4.(2019·昆明模拟)已知F 1,F 2为椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,B 为C 的短轴的一个端点,直线BF 1与C 的另一个交点为A ,若△BAF 2为等腰三角形,则|AF 1||AF 2|=( )A .13B .12C .23D .3解析:选A .如图,不妨设点B 在y 轴的正半轴上,根据椭圆的定义,得|BF 1|+|BF 2|=2a ,|AF 1|+|AF 2|=2a ,由题意知|AB |=|AF 2|,所以|BF 1|=|BF 2|=a ,|AF 1|=a 2,|AF 2|=3a2.所以|AF 1||AF 2|=13.故选A .5.已知F 是抛物线x 2=4y 的焦点,直线y =kx -1与该抛物线在第一象限内交于点A ,B ,若|AF |=3|FB |,则k 的值是( )A . 3B .32C .33D .233解析:选D .显然k >0.抛物线的准线l :y =-1,设其与y 轴交于点F ′,则直线y =kx -1过点F ′.分别过点A ,B 作l 的垂线,垂足分别为A ′,B ′,根据抛物线定义,得|AF |=|AA ′|,|BF |=|BB ′|,根据已知,得|AF ||BF |=|AA ′||BB ′|=3.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|F ′A ′||F ′B ′|=x 1x 2=|AA ′||BB ′|=3,即x 1=3x 2①.联立抛物线方程与已知直线方程,消元得x 2-4kx +4=0,则x 1+x 2=4k ②,由①②得x 1=3k ,x 2=k ,又x 1x 2=4,所以3k ·k =4,即k 2=43,解得k =233(负值舍去).6.(2019·湖南湘东六校联考)已知椭圆Γ:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的长轴长是短轴长的2倍,过右焦点F 且斜率为k (k >0)的直线与Γ相交于A ,B 两点.若AF →=3FB →,则k =( )A .1B .2C . 3D . 2解析:选D .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为AF →=3FB →,所以y 1=-3y 2.因为椭圆Γ的长轴长是短轴长的2倍,所以a =2b ,设b =t ,则a =2t ,故c =3t ,所以x 24t 2+y 2t2=1.设直线AB的方程为x =sy +3t ,代入上述椭圆方程,得(s 2+4)y 2+23sty -t 2=0,所以y 1+y 2=-23st s 2+4,y 1y 2=-t 2s 2+4,即-2y 2=-23st s 2+4,-3y 22=-t 2s 2+4,得s 2=12,k =2,故选D . 二、填空题7.已知P (1,3)是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)渐近线上的点,则双曲线C 的离心率是________.解析:双曲线C 的一条渐近线的方程为y =b a x ,P (1,3)是双曲线C 渐近线上的点,则b a=3,所以离心率e =ca=a 2+b 2a 2=1+b 2a2=2. 答案:28.(2019·高考全国卷Ⅲ)设F 1,F 2为椭圆C :x 236+y 220=1的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若△MF 1F 2为等腰三角形,则M 的坐标为________.解析:不妨令F 1,F 2分别为椭圆C 的左、右焦点,根据题意可知c =36-20=4.因为△MF 1F 2为等腰三角形,所以易知|F 1M |=2c =8,所以|F 2M |=2a -8=4.设M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x 236+y 220=1,|F 1M |2=(x +4)2+y 2=64,x >0,y >0,得⎩⎨⎧x =3,y =15,所以M 的坐标为(3,15). 答案:(3,15)9.(2019·洛阳尖子生第二次联考)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线与抛物线C 交于A ,B 两点,且AF →=3FB →,抛物线C 的准线l 与x 轴交于点E ,AA 1⊥l 于点A 1,若四边形AA 1EF 的面积为63,则p =________.解析:不妨设点A 在第一象限,如图,作BB 1⊥l 于点B 1,设直线AB 与l 的交点为D ,由抛物线的定义及性质可知|AA 1|=|AF |,|BB 1|=|BF |,|EF |=p .设|BD |=m ,|BF |=n ,则|BD ||AD |=|BB 1||AA 1|=|BF ||AF |=13,即m m +4n =13,所以m =2n .又|BB 1||EF |=|BD ||DF |,所以n p =m m +n =23,所以n =2p3, 因为|DF |=m +n =2p ,所以∠ADA 1=30°.又|AA 1|=3n =2p ,|EF |=p ,所以|A 1D |=23p ,|ED |=3p ,所以|A 1E |=3p ,所以直角梯形AA 1EF 的面积为12(2p +p )·3p =63,解得p =2.答案:2 三、解答题10.(2019·高考天津卷)设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4,离心率为55. (1)求椭圆的方程;(2)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.解:(1)设椭圆的半焦距为c ,依题意,2b =4,c a =55,又a 2=b 2+c 2, 可得a =5,b =2,c =1. 所以,椭圆的方程为x 25+y 24=1.(2)由题意,设P (x p ,y p )(x p ≠0),M (x M ,0).设直线PB 的斜率为k (k ≠0),又B (0,2),则直线PB 的方程为y =kx +2,与椭圆方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 25+y 24=1,整理得(4+5k 2)x 2+20kx =0, 可得x p =-20k4+5k2,代入y =kx +2得y p =8-10k24+5k2,进而直线OP 的斜率为y p x p =4-5k 2-10k.在y =kx +2中,令y =0,得x M =-2k.由题意得N (0,-1),所以直线MN 的斜率为-k2.由OP ⊥MN ,得4-5k 2-10k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-k 2=-1,化简得k 2=245,从而k =±2305.所以,直线PB 的斜率为2305或-2305.11.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,短轴长为2.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线l :y =kx +m 与椭圆C 交于M ,N 两点,O 为坐标原点,若k OM ·k ON =54,求原点O 到直线l 的距离的取值范围.解:(1)由题知e =c a =32,2b =2,又a 2=b 2+c 2,所以b =1,a =2, 所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 依题意,Δ=(8km )2-4(4k 2+1)(4m 2-4)>0,化简得m 2<4k 2+1,① x 1+x 2=-8km 4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2,若k OM ·k ON =54,则y 1y 2x 1x 2=54,即4y 1y 2=5x 1x 2,所以4k 2x 1x 2+4km (x 1+x 2)+4m 2=5x 1x 2,所以(4k 2-5)·4(m 2-1)4k 2+1+4km ·(-8km 4k 2+1)+4m 2=0,即(4k 2-5)(m 2-1)-8k 2m 2+m 2(4k 2+1)=0,化简得m 2+k 2=54,②由①②得0≤m 2<65,120<k 2≤54,因为原点O 到直线l 的距离d =|m |1+k2,所以d 2=m 21+k 2=54-k 21+k 2=-1+94(1+k 2),又120<k 2≤54, 所以0≤d 2<87,所以原点O 到直线l 的距离的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,2147.12.(2019·成都市第二次诊断性检测)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的短轴长为42,离心率为13.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设椭圆C 的左、右焦点分别为F 1,F 2,左、右顶点分别为A ,B ,点M ,N 为椭圆C 上位于x 轴上方的两点,且F 1M ∥F 2N ,直线F 1M 的斜率为26,记直线AM ,BN 的斜率分别为k 1,k 2,求3k 1+2k 2的值.解:(1)由题意,得2b =42,c a =13.又a 2-c 2=b 2,所以a =3,b =22,c =1. 所以椭圆C 的标准方程为x 29+y 28=1.(2)由(1)可知A (-3,0),B (3,0),F 1(-1,0). 据题意,直线F 1M 的方程为y =26(x +1).记直线F 1M 与椭圆C 的另一个交点为M ′.设M (x 1,y 1)(y 1>0),M ′(x 2,y 2).因为F 1M ∥F 2N ,所以根据对称性,得N (-x 2,-y 2).联立⎩⎨⎧8x 2+9y 2=72y =26(x +1),消去y ,得14x 2+27x +9=0.由题意知x 1>x 2,所以x 1=-37,x 2=-32,k 1=y 1x 1+3=26(x 1+1)x 1+3=469,k 2=-y 2-x 2-3=26(x 2+1)x 2+3=-263,所以3k 1+2k 2=3×469+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-263=0,即3k 1+2k 2的值为0.。

高考二轮复习数学课件(新高考新教材)第2讲圆锥曲线的定义方程与性质


答案 A
解析 如图所示,抛物线C:y2=4x的焦点坐标为F(1,0),过C上一点M作其准线
的垂线,垂足为N,若∠NMF=120°,可得|MF|=|MN|,∠NFO=∠FNM=30°.
4 3
又由|DF|=2,所以|NF|= 3 ,在等腰三角形
MNF 中,可
4
得|MF|= .
3

4
M(x0,y0),根据抛物线的定义,可得|MF|=x0+1=3,解
解析 设椭圆C的左焦点为F1,如图,连接AF1,BF1,因为|OA|=|OB|,|OF1|=|OF|,
所以四边形AF1BF为平行四边形.
又 AF⊥BF,所以四边形
π
AF1BF 为矩形,所以∠F1AF= ,则
2
|OF1|=|OF|=|OA|=2 3.
由直线 y=
π
3x 可知∠AOF=3,则|AF|=|OF|=|OA|=2
||
p=3.
P 在 x 轴的
突破点二 圆锥曲线的几何性质
命题角度1 圆锥曲线的几何性质
x2 y2
x2 y2
[例 2—1]已知双曲线 C1: 2 − 2 =1(a>0,b>0)以椭圆 C2: + =1 的焦点为顶
4
3
a
b
点,左、右顶点为焦点,则双曲线 C1 的渐近线方程为(
A. 3x±y=0
B.x± 3y=0
.
答案 (1)ACD
(2)4
解析 (1)由题意知,m>0 且 m2-1>0.由已知可得 2 --1=1,解得 m=2 或 m=1(舍去负值),故椭圆
2
C 的方程为 3
2
+ 2 =1.

2020版高考数学二轮复习第2部分专题5解析几何第2讲圆锥曲线的定义、方程及性质教案(文)

第2讲 圆锥曲线的定义、方程及性质[做小题——激活思维]1.椭圆C :x 225+y 216=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆C 于A ,B 两点,则△F 1AB 的周长为( )A .12B .16C .20D .24 C [△F 1AB 的周长为 |F 1A |+|F 1B |+|AB |=|F 1A |+|F 2A |+|F 1B |+|F 2B | =2a +2a =4a .在椭圆x 225+y 216=1中,a 2=25,a =5,∴△F 1AB 的周长为4a =20,故选C.]2.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( )A .双曲线B .椭圆C .圆D .抛物线D [由已知得|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.设P 是双曲线x 216-y 220=1上一点,F 1,F 2分别是双曲线左、右两个焦点,若|PF 1|=9,则|PF 2|=________.17 [由题意知|PF 1|=9<a +c =10,所以P 点在双曲线的左支,则有|PF 2|-|PF 1|=2a =8,故|PF 2|=|PF 1|+8=17.]4.设e 是椭圆x 24+y 2k =1的离心率,且e =23,则实数k 的值是________.209或365[当k >4时,有e =1-4k =23,解得k =365;当0<k <4时,有e =1-k4=23,解得k =209.故实数k 的值为209或365.]5.双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的一条渐近线方程为y =35x ,则a =________.5 [∵双曲线的标准方程为x 2a 2-y 29=1(a >0),∴双曲线的渐近线方程为y =±3ax .又双曲线的一条渐近线方程为y =35x ,∴a =5.]6.抛物线8x 2+y =0的焦点坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-132 [由8x 2+y =0,得x 2=-18y . ∴2p =18,p =116,∴焦点为⎝⎛⎭⎪⎫0,-132.][扣要点——查缺补漏]1.圆锥曲线的定义及标准方程(1)应用圆锥曲线的定义解题时,一定不要忽视定义中的隐含条件,如T 3.(2)凡涉及椭圆或双曲线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到焦点距离,一般可以利用定义进行转化.如T 1,T 2.(3)求解圆锥曲线的标准方程的方法是“先定型,后计算”. 2.圆锥曲线的几何性质(1)确定椭圆和双曲线的离心率的值及范围,就是确立一个关于a ,b ,c 的方程(组)或不等式(组),再根据a ,b ,c 的关系消掉b 得到a ,c 的关系式,如T 4.(2)要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等.圆锥曲线的定义与标准方程(5年4考)[高考解读] 高考对圆锥曲线的定义及标准方程的直接考查较少,多对于圆锥曲线的性质进行综合考查.1.(2019·全国卷Ⅰ)已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则C 的方程为( )A.x 22+y 2=1 B.x 23+y 22=1 C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1 切入点:|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|.关键点:挖掘隐含条件,确定点A 的位置,求a ,b 的值.B [设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由椭圆定义可得|AF 1|+|AB |+|BF 1|=4a .∵|AB |=|BF 1|, ∴|AF 1|+2|AB |=4a .又|AF 2|=2|F 2B |,∴|AB |=32|AF 2|,∴|AF 1|+3|AF 2|=4a .又∵|AF 1|+|AF 2|=2a ,∴|AF 2|=a ,∴A 为椭圆的短轴端点.如图,不妨设A (0,b ),又F 2(1,0),AF 2→=2F 2B →,∴B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-b 2.将B 点坐标代入椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1,得94a 2+b 24b2=1,∴a 2=3,b 2=a 2-c 2=2.∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.故选B.]2.(2015·全国卷Ⅰ)已知F 是双曲线C :x 2-y 28=1的右焦点,P 是C 的左支上一点,A (0,66).当△APF 周长最小时,该三角形的面积为________.切入点:△APF 的周长最小.关键点:根据双曲线的定义及△APF 周长最小,确定P 点坐标.126 [由双曲线方程x 2-y 28=1可知,a =1,c =3,故F (3,0),F 1(-3,0).当点P 在双曲线左支上运动时,由双曲线定义知|PF |-|PF 1|=2,所以|PF |=|PF 1|+2,从而△APF 的周长=|AP |+|PF |+|AF |=|AP |+|PF 1|+2+|AF |.因为|AF |=32+662=15为定值,所以当(|AP |+|PF 1|)最小时,△APF 的周长最小,由图象可知,此时点P 在线段AF 1与双曲线的交点处(如图所示).由题意可知直线AF 1的方程为y =26x +66,由⎩⎪⎨⎪⎧y =26x +66,x 2-y 28=1,得y 2+66y -96=0,解得y =26或y =-86(舍去), 所以S △APF =S △AF 1F -S △PF 1F=12×6×66-12×6×26=12 6.] [教师备选题]1.[一题多解](2015·全国卷Ⅱ)已知双曲线过点(4,3),且渐近线方程为y =±12x ,则该双曲线的标准方程为________.x 24-y 2=1 [法一:∵双曲线的渐近线方程为y =±12x , ∴可设双曲线的方程为x 2-4y 2=λ(λ≠0). ∵双曲线过点(4,3), ∴λ=16-4×(3)2=4, ∴双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.法二:∵渐近线y =12x 过点(4,2),而3<2,∴点(4,3)在渐近线y =12x 的下方,在y =-12x 的上方(如图).∴双曲线的焦点在x 轴上,故可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0). 由已知条件可得⎩⎪⎨⎪⎧b a =12,16a 2-3b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1,∴双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.]2.(2018·天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ,B 两点.设A ,B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d 1和d 2,且d 1+d 2=6,则双曲线的方程为( )A.x 23-y 29=1B.x 29-y 23=1C.x 24-y 212=1 D.x 212-y 24=1 A [设双曲线的右焦点为F (c,0).将x =c 代入x 2a 2-y 2b 2=1,得c 2a 2-y 2b 2=1,∴ y =±b 2a.不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,b 2a ,B ⎝⎛⎭⎪⎫c ,-b 2a . 双曲线的一条渐近线方程为y =bax ,即bx -ay =0,则d 1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪b ·c -a ·b 2a b 2+-a2=|bc -b 2|c=bc(c -b ),d 2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪b ·c +a ·b 2a b 2+-a2=|bc +b 2|c=bc(c +b ),∴ d 1+d 2=bc·2c =2b =6,∴ b =3. ∵ c a=2,c 2=a 2+b 2,∴ a 2=3, ∴ 双曲线的方程为x 23-y 29=1.故选A.]1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|); (2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|); (3)抛物线:|MF |=d (d 为M 点到准线的距离).易错提醒:应用圆锥曲线定义解题时,易忽视定义中隐含条件导致错误. 2.求解圆锥曲线标准方程的方法是“先定型,后计算”(1)定型:就是指定类型,也就是确定圆锥曲线的焦点位置,从而设出标准方程; (2)计算:即利用待定系数法求出方程中的a 2,b 2或p .另外,当焦点位置无法确定时,抛物线方程常设为y 2=2ax 或x 2=2ay (a ≠0),椭圆方程常设为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,且m ≠n ),双曲线方程常设为mx 2-ny 2=1(mn >0).1.(椭圆的定义)设F 1,F 2为椭圆x 29+y 25=1的两个焦点,点P 在椭圆上,若线段PF 1的中点在y 轴上,则|PF 2||PF 1|的值为( )A.514 B.59 C.49 D.513D [如图,设线段PF 1的中点为M ,因为O 是F 1F 2的中点,所以OM ∥PF 2,可得PF 2⊥x 轴,|PF 2|=b 2a =53,|PF 1|=2a -|PF 2|=133,所以|PF 2||PF 1|=513.故选D.]2.(双曲线的标准方程)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦距为45,渐近线方程为2x ±y =0,则双曲线的方程为( )A.x 24-y 216=1 B.x 216-y 24=1 C.x 216-y 264=1 D.x 264-y 216=1 A [易知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点在x 轴上,所以由渐近线方程为2x ±y =0,得b a=2,因为双曲线的焦距为45,所以c =2 5.结合c 2=a 2+b 2,可得a =2,b =4,所以双曲线的方程为x 24-y 216=1.]3.(抛物线的定义)过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作直线交抛物线于A ,B 两点,若|AF |=2|BF |=6,则p =________.4 [设直线AB 的方程为x =my +p2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 1>x 2,将直线AB 的方程代入抛物线方程得y 2-2pmy -p 2=0,所以y 1y 2=-p 2,4x 1x 2=p 2.设抛物线的准线为l ,过A 作AC ⊥l ,垂足为C (图略),过B 作BD ⊥l ,垂足为D ,因为|AF |=2|BF |=6,根据抛物线的定义知,|AF |=|AC |=x 1+p 2=6,|BF |=|BD |=x 2+p2=3,所以x 1-x 2=3,x 1+x 2=9-p ,所以(x 1+x 2)2-(x 1-x 2)2=4x 1x 2=p 2,即18p -72=0,解得p =4.]圆锥曲线的性质(5年17考)[高考解读] 高考对圆锥曲线性质的考查主要涉及椭圆和双曲线的离心率、双曲线的渐近线,难度适中.1.(2019·全国卷Ⅱ)若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆x 23p +y 2p=1的一个焦点,则p=( )A .2B .3C .4D .8 切入点:抛物线的焦点是椭圆的焦点. 关键点:正确用p 表示抛物线和椭圆的焦点.D [抛物线y 2=2px (p >0)的焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫p2,0,椭圆x 23p +y 2p=1的焦点坐标为(±2p ,0).由题意得p2=2p ,∴p =0(舍去)或p =8.故选D.]2.(2019·全国卷Ⅱ)设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(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( )A. 2B. 3 C .2 D. 5切入点:以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2相交且|PQ |=|OF |.关键点:正确确定以OF 为直径的圆的方程.A [令双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 的坐标为(c,0),则c =a 2+b 2.如图所示,由圆的对称性及条件|PQ |=|OF |可知,PQ 是以OF 为直径的圆的直径,且PQ ⊥OF .设垂足为M ,连接OP ,则|OP |=a ,|OM |=|MP |=c2,由|OM |2+|MP |2=|OP |2,得⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22=a 2,∴c a =2,即离心率e = 2.故选A.]3.[一题多解](2017·全国卷Ⅰ)设A ,B 是椭圆C :x 23+y 2m=1长轴的两个端点.若C 上存在点M 满足∠AMB =120°,则m 的取值范围是( )A .(0,1]∪[9,+∞)B .(0,3]∪[9,+∞)C .(0,1]∪[4,+∞)D .(0,3]∪[4,+∞)切入点:C 上存在点M 满足∠AMB =120°.关键点:求椭圆上的点与椭圆两端点连线构成角的范围建立关于m 的不等式. A [法一:设焦点在x 轴上,点M (x ,y ). 过点M 作x 轴的垂线,交x 轴于点N , 则N (x,0).故tan∠AMB =tan(∠AMN +∠BMN ) =3+x |y |+3-x |y |1-3+x |y |·3-x |y |=23|y |x 2+y 2-3. 又tan∠AMB =tan 120°=-3,且由x 23+y 2m =1可得x 2=3-3y 2m,则23|y |3-3y 2m+y 2-3=23|y |⎝ ⎛⎭⎪⎫1-3m y2=- 3. 解得|y |=2m3-m. 又0<|y |≤m ,即0<2m3-m ≤m ,结合0<m <3解得0<m ≤1.对于焦点在y 轴上的情况,同理亦可得m ≥9. 则m 的取值范围是(0,1]∪[9,+∞).故选A.法二:当0<m <3时,焦点在x 轴上, 要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b≥tan 60°=3,即3m≥3,解得0<m ≤1.当m >3时,焦点在y 轴上,要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b≥tan 60°=3,即m3≥3,解得m ≥9.故m 的取值范围为(0,1]∪[9,+∞). 故选A.] [教师备选题]1.(2018·全国卷Ⅱ)双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±3xC .y =±22x D .y =±32x A [因为双曲线的离心率为3,所以c a=3,即c =3a .又c 2=a 2+b 2,所以(3a )2=a 2+b 2,化简得2a 2=b 2,所以b a = 2.因为双曲线的渐近线方程为y =±bax ,所以y =±2x .故选A.]2.(2017·全国卷Ⅰ)已知F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点,P 是C 上一点,且PF 与x轴垂直,点A 的坐标是(1,3),则△APF 的面积为( )A.13B.12C.23D.32D [因为F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点,所以F (2,0).因为PF ⊥x 轴,所以可设P 的坐标为(2,y P ). 因为P 是C 上一点,所以4-y 2P3=1,解得y P =±3,所以P (2,±3),|PF |=3.又因为A (1,3),所以点A 到直线PF 的距离为1, 所以S △APF =12×|PF |×1=12×3×1=32.故选D.]3.(2017·全国卷Ⅲ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线bx -ay +2ab =0相切,则C 的离心率为( )A.63B.33C.23D.13A [由题意知以A 1A 2为直径的圆的圆心坐标为(0,0),半径为a . 又直线bx -ay +2ab =0与圆相切, ∴圆心到直线的距离d =2aba 2+b2=a ,解得a =3b ,∴b a=13,∴e =c a =a 2-b 2a=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=63. 故选A.]1.椭圆、双曲线的离心率(或范围)的求法求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a ,b ,c 的等量关系或不等关系,然后把b 用a ,c 代换,求ca的值.2.双曲线的渐近线的求法及用法(1)求法:把双曲线标准方程等号右边的1改为零,分解因式可得. (2)用法:①可得b a 或a b的值.②利用渐近线方程设所求双曲线的方程.1.(椭圆的离心率)[一题多解]直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l 的距离为其短轴长的14,则该椭圆的离心率为( )A.13B.12C.23D.34B [法一:如图,|OB |为椭圆中心到l 的距离,则|OA |·|OF |=|AF |·|OB |,即bc =a ·b 2,所以e =c a =12.故选B.法二:设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由题意可取直线l 的方程为y =ba 2-b 2x +b ,椭圆中心到l 的距离为b a 2-b 2a ,由题意知b a 2-b 2a =14×2b ,即a 2-b 2a =12,故离心率e =12.] 2.(双曲线的离心率)设F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,M为双曲线右支上一点,N 是MF 2的中点,O 为坐标原点,且ON ⊥MF 2,3|ON |=2|MF 2|,则C 的离心率为( )A .6B .5C .4D .3B [连接MF 1(图略),由双曲线的定义得|MF 1|-|MF 2|=2a ,因为N 为MF 2的中点,O 为F 1F 2的中点,所以ON ∥MF 1,所以|ON |=12|MF 1|,因为3|ON |=2|MF 2|,所以|MF 1|=8a ,|MF 2|=6a ,因为ON ⊥MF 2,所以MF 1⊥MF 2,在Rt△MF 1F 2中,由勾股定理得(8a )2+(6a )2=(2c )2,即5a =c ,因为e =c a,所以e =5,故选B.]3.(椭圆与抛物线的综合)已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12,E 的右焦点与抛物线C :y 2=8x 的焦点重合,A ,B 是C 的准线与E 的两个交点,则|AB |=( )A .3B .6C .9D .12B [抛物线C :y 2=8x 的焦点坐标为(2,0),准线方程为x =-2.从而椭圆E 的半焦距c=2.可设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),因为离心率e =c a =12,所以a =4,所以b 2=a2-c 2=12.由题意知|AB |=2b 2a =2×124=6.故选B.]直线与圆锥曲线的综合问题(5年5考)[高考解读] 直线与圆锥曲线的位置关系是每年高考的亮点,主要涉及直线与抛物线、直线与椭圆的综合问题,突出考查研究直线与圆锥曲线位置关系的基本方法,注意通性通法的应用,考查考生的逻辑推理和数学运算核心素养.角度一:直线与圆锥曲线的位置关系1.(2018·全国卷Ⅰ)设抛物线C :y 2=2x ,点A (2,0),B (-2,0),过点A 的直线l 与C 交于M ,N 两点.(1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程; (2)证明:∠ABM =∠ABN .切入点:①直线l 过点A ;②l 与C 交于M ,N 两点;③l 与x 轴垂直. 关键点:将问题转化为证明k BM 与k BN 具有某种关系.[解] (1)当l 与x 轴垂直时,l 的方程为x =2,可得点M 的坐标为(2,2)或(2,-2).所以直线BM 的方程为y =12x +1或y =-12x -1.(2)证明:当l 与x 轴垂直时,AB 为MN 的垂直平分线,所以∠ABM =∠ABN .当l 与x 轴不垂直时,设l 的方程为y =k (x -2)(k ≠0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1>0,x 2>0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -2,y 2=2x 得ky 2-2y -4k =0,可知y 1+y 2=2k,y 1y 2=-4.直线BM ,BN 的斜率之和为k BM +k BN =y 1x 1+2+y 2x 2+2=x 2y 1+x 1y 2+2y 1+y 2x 1+2x 2+2.①将x 1=y 1k +2,x 2=y 2k+2及y 1+y 2,y 1y 2的表达式代入①式分子,可得x 2y 1+x 1y 2+2(y 1+y 2)=2y 1y 2+4k y 1+y 2k=-8+8k=0.所以k BM +k BN =0,可知BM ,BN 的倾斜角互补,所以∠ABM =∠ABN . 综上,∠ABM =∠ABN .角度二:直线与圆锥曲线的相交弦问题2.(2018·全国卷Ⅲ)已知斜率为k 的直线l 与椭圆C :x 24+y 23=1交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M (1,m )(m >0).(1)证明:k <-12;(2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且FP →+FA →+FB →=0.证明:2|FP →|=|FA →|+|FB →|. 切入点:①直线l 与椭圆C 相交;②AB 的中点M (1,m ).关键点:根据FP →+FA →+FB →=0及点P 在C 上确定m ,并进一步得出|FP →|,|FA →|,|FB →|的关系.[证明] (1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 214+y 213=1,x 224+y 223=1.两式相减,并由y 1-y 2x 1-x 2=k 得x 1+x 24+y 1+y 23·k =0. 由题设知x 1+x 22=1,y 1+y 22=m ,于是k =-34m.由题设得0<m <32,故k <-12.(2)由题意得F (1,0).设P (x 3,y 3),则(x 3-1,y 3)+(x 1-1,y 1)+(x 2-1,y 2)=(0,0).由(1)及题设得x 3=3-(x 1+x 2)=1,y 3=-(y 1+y 2)=-2m <0. 又点P 在C 上,所以m =34,从而P 1,-32,|FP →|=32.于是|FA →|=x 1-12+y 21=x 1-12+31-x 214=2-x 12.同理|FB →|=2-x 22.所以|FA →|+|FB →|=4-12(x 1+x 2)=3.故2|FP →|=|FA →|+|FB →|. [教师备选题](2018·北京高考)已知椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为63,焦距为2 2.斜率为k 的直线l 与椭圆M 有两个不同的交点A ,B .(1)求椭圆M 的方程;(2)若k =1,求|AB |的最大值;(3)设P (-2,0),直线PA 与椭圆M 的另一个交点为C ,直线PB 与椭圆M 的另一个交点为D ,若C ,D 和点Q ⎝⎛⎭⎪⎫-74,14共线,求k .[解] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=b 2+c 2,c a =63,2c =22,解得a =3,b =1.所以椭圆M 的方程为x 23+y 2=1. (2)设直线l 的方程为y =x +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,x 23+y 2=1,得4x 2+6mx +3m 2-3=0,所以x 1+x 2=-3m 2,x 1x 2=3m 2-34.所以|AB |= x 2-x 12+y 2-y 12= 2x 2-x 12= 2[x 1+x 22-4x 1x 2]=12-3m 22. 当m =0,即直线l 过原点时,|AB |最大,最大值为 6. (3)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由题意得x 21+3y 21=3,x 22+3y 22=3. 直线PA 的方程为y =y 1x 1+2(x +2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 1x 1+2x +2,x 2+3y 2=3,得[(x 1+2)2+3y 21]x 2+12y 21x +12y 21-3(x 1+2)2=0. 设C (x C ,y C ),所以x C +x 1=-12y 21x 1+22+3y 21=4x 21-124x 1+7. 所以x C =4x 21-124x 1+7-x 1=-12-7x 14x 1+7.所以y C =y 1x 1+2(x C +2)=y 14x 1+7. 设D (x D ,y D ),同理得x D =-12-7x 24x 2+7,y D =y 24x 2+7.记直线CQ ,DQ 的斜率分别为k CQ ,k DQ ,则k CQ -k DQ =y 14x 1+7-14-12-7x 14x 1+7+74-y 24x 2+7-14-12-7x 24x 2+7+74=4(y 1-y 2-x 1+x 2). 因为C ,D ,Q 三点共线,所以k CQ -k DQ =0. 故y 1-y 2=x 1-x 2. 所以直线l 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=1.1.判断直线与圆锥曲线公共点的个数或求交点问题的两种常用方法(1)代数法:联立直线与圆锥曲线方程可得到一个关于x ,y 的方程组,消去y (或x )得到一个一元二次方程,此方程根的个数即为交点个数,方程组的解即为交点坐标;(2)几何法:画出直线与圆锥曲线,根据图形判断公共点个数. 2.弦长公式设斜率为k 的直线l 与圆锥曲线C 的两交点为P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2). 则|PQ |=|x 1-x 2|1+k 2=[x 1+x 22-4x 1x 2]1+k2.或|PQ |=|y 1-y 2|1+1k2=[y 1+y 22-4y 1y 2]⎝⎛⎭⎪⎫1+1k 2(k ≠0).3.弦的中点圆锥曲线C :f (x ,y )=0的弦为PQ .若P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),中点M (x 0,y 0),则x 1+x 2=2x 0,y 1+y 2=2y 0.1.(直线与椭圆的综合)已知离心率为12的椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,上顶点为B ,且BA 1→·BA 2→=-1.(1)求椭圆的标准方程;(2)过椭圆左焦点F 的直线l 与椭圆交于M ,N 两点,且直线l 与x 轴不垂直,若D 为x 轴上一点,|DM →|=|DN →|,求|MN ||DF |的值.[解] (1)A 1,A 2,B 的坐标分别为(-a,0),(a,0),(0,b ),BA 1→·BA 2→=(-a ,-b )·(a ,-b )=b 2-a 2=-1,∴c 2=1. 又e =c a =12,∴a 2=4,b 2=3.∴椭圆的标准方程为x 24+y 23=1.(2)由(1)知F (-1,0),设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), ∵直线l 与x 轴不垂直,∴可设其方程为y =k (x +1). 当k =0时,易得|MN |=4,|DF |=1,|MN ||DF |=4.当k ≠0时,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k x +1,得(3+4k 2)x 2+8k 2x +4k 2-12=0,∴x 1+x 2=-8k 23+4k 2,x 1x 2=4k 2-123+4k 2, ∴|MN |=x 1-x 22+y 1-y 22=1+k 2|x 1-x 2|=1+k2x 1+x 22-4x 1x 2=12+12k 23+4k2. 又y 1+y 2=k (x 1+x 2+2)=6k3+4k2, ∴MN 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k 23+4k 2,3k 3+4k 2,∴MN 的垂直平分线方程为y -3k 3+4k 2=-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4k 23+4k 2(k ≠0), 令y =0得,1k x +k 3+4k 2=0,解得x =-k23+4k2.|DF |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-k 23+4k 2+1=3+3k 23+4k 2,∴|MN ||DF |=4.综上所述,|MN ||DF |=4.2.(直线与抛物线的综合)过抛物线E :x 2=4y 的焦点F 的直线交抛物线于M ,N 两点,抛物线在M ,N 两点处的切线交于点P .(1)证明点P 落在抛物线E 的准线上; (2)设MF →=2FN →,求△PMN 的面积.[解] (1)抛物线x 2=4y 的焦点坐标为(0,1),准线方程为y =-1.设直线MN 的方程为y =kx +1,代入抛物线方程x 2=4y ,整理得x 2-4kx -4=0. 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4. 对y =14x 2求导,得y ′=12x ,所以直线PM 的方程为y -y 1=12x 1(x -x 1).①直线PN 的方程为y -y 2=12x 2(x -x 2).②联立方程①②,消去x ,得y =-1. 所以点P 落在抛物线E 的准线上.(2)因为MF →=(-x 1,1-y 1),FN →=(x 2,y 2-1),且MF →=2FN →.所以⎩⎪⎨⎪⎧-x 1=2x 2,1-y 1=2y 2-1,得x 21=8,x 22=2.不妨取M (22,2),N (-2,12),由①②得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,-1.易得|MN |=92,点P 到直线MN 的距离d =322,所以△PMN 的面积S =12×92×322=2728.。

2020高考数学大二轮山东专用(课件+精练):专题五 解析几何第2讲 圆锥曲线的方程与性质 Wor

姓名,年级:时间:第2讲圆锥曲线的方程与性质一、选择题1。

(2019湖南五市十校联考)已知双曲线C:x2m2-y23=1(m>0)的离心率为2,则C的焦点坐标为()A。

(±2,0)B。

(±√2,0) C。

(0,±2) D.(0,±√2)答案 A 由题意知,离心率e=ca =√1+b2a2=√1+3m2=2,解得m2=1,所以c=√m2+3=2,又双曲线C的焦点在x轴上,所以双曲线C的焦点坐标为(±2,0),故选A。

2。

(2019河南洛阳尖子生第二次联考,4)经过点(2,1),且渐近线与圆x2+(y-2)2=1相切的双曲线的标准方程为()A.x2113—y211=1 B.x22—y2=1C.y2113-x211=1 D。

y211—x2113=1答案 A 设双曲线的渐近线方程为y=kx,即kx-y=0,由渐近线与圆x2+(y-2)2=1相切可得圆心(0,2)到渐近线的距离等于半径,由点到直线的距离公式可得√k2+1=1,解得k=±√3。

又双曲线经过点(2,1),所以双曲线的焦点在x轴上,可设双曲线的方程为x2a2-y2b2=1(a〉0,b>0),将(2,1)代入可得4a2—1b2=1,由{4a2-1b2=1,b a =√3解得{a2=113,b2=11,故所求双曲线的标准方程为x2113-y211=1。

故选A。

3.(2019皖北名校联考,7)斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( ) A 。

4√55B 。

4√105C 。

8√105D .8√55答案 B 设A,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y=x+m,由{y =x +m,x 24+y 2=1消去y 得5x 2+8mx+4(m 2-1)=0,则x 1+x 2=—8m 5,x 1x 2=4(m 2-1)5. ∴|AB |=√1+k 2|x 1—x 2|=√1+k 2·√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√2·√(-8m 5)2-16(m2-1)5=4√25·√5-m 2,∴当m=0时,|AB|取得最大值4√105,故选B.4.(多选)已知F 1,F 2分别是双曲线C:y 2—x 2=1的上、下焦点,点P 是其一条渐近线上的一点,且以线段F 1F 2为直径的圆经过点P,则( ) A 。

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