2020年高三数学三轮复习回归基础专题圆锥曲线的热点问题
2020年高三数学三轮复习回归基础专题坐标系与参数方程

缩变换.
把直角坐标系的原点作为极点, x 轴的正半轴作为极轴,并在两坐标系中取相同的长度
单位,设 M 是平面内任意一点,它的直角坐标是 x, y ,极坐标是 , ,则
x cos, y sin. 且 2 x2 y2, tan y x 0.
x 在极坐标系中,如果平面曲线 C 上任意一点的极坐标至少有一个满足方程
②三角法:利用三角恒等式消去参数; 性,必须根据参数的取值范围,确定 f (t) 和
③整体消元法:根据参数方程本身的结构 特征,从整体上消去.
g(t) 值域得 x 、 y 的取值范围.
普通方程
参数方程
过点 (x0 , y0 ) 倾斜角为
直线
y y0 tan (x x0 )
或者 x x0
x x0 t cos
x 2 pt 2
( t 为参数)
y 2 pt
1
y
g(t)
所确定的点
M
(x,
y)
都
在曲线 C 上,那么方程
x y
f (t) g(t)
叫做曲线
C
的参数方程,联系变数
x,
y
的变数
t
是
参变数,简称参数.
①代入法:利用解方程的技巧求出参数 t, 化参数方程为普通方程为 F(x, y) 0 :在
然后代入消去参数;
消参过程中注意变量 x 、y 取值范围的一致
y
y0
t sin
( t 为参数)
圆
(x x0 )2 ( y y0 )2 r 2
x x0 r cos
y
y0
r sin
( 为参数)
椭圆
x2 a2
y2 b2
「最新」2020版高考数学大一轮复习热点聚焦与扩展专题48圆锥曲线的几何性质-可编辑修改

专题48 圆锥曲线的几何性质【热点聚焦与扩展】纵观近几年的高考试题,高考对椭圆的考查,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查椭圆的标准方程,结合椭圆的基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查椭圆的几何性质,较多地考查离心率问题;四是考查直线与椭圆的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式等. 高考对双曲线的考查,主要考查以下几个方面:一是考查双曲线的标准方程,结合双曲线的定义及双曲线基本量之间的关系,利用待定系数法求解;二是考查双曲线的几何性质,较多地考查离心率、渐近线问题;三是考查双曲线与圆、椭圆或抛物线相结合的问题,综合性较强.命题以小题为主,多为选择题或填空题. 高考对抛物线的考查,主要考查以下几个方面:一是考查抛物线的标准方程,结合抛物线的定义及抛物线的焦点,利用待定系数法求解;二是考查抛物线的几何性质,较多地涉及准线、焦点、焦准距等;三是考查直线与抛物线的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题等,其中,过焦点的直线较多.本文在分析研究近几年高考题及各地模拟题的基础上,重点说明圆锥曲线的几何性质有关问题的解法与技巧,离心率问题在下一专题讲述. (一)椭圆: 1、定义和标准方程:(1)平面上到两个定点12,F F 的距离和为定值(定值大于12F F )的点的轨迹称为椭圆,其中12,F F 称为椭圆的焦点,12F F 称为椭圆的焦距(2)标准方程:①焦点在x 轴上的椭圆:设椭圆上一点(),P x y ,()()12,0,,0F c F c -,设距离和122PF PF a +=,则椭圆的标准方程为:22221x y a b+=,其中()2220,a b b a c >>=-②焦点在y 轴上的椭圆:设椭圆上一点(),P x y ,()()120,,0,F c F c -,设距离和122PF PF a +=,则椭圆的标准方程为:22221y x a b+=,其中()2220,a b b a c >>=-焦点在哪个轴上,则标准方程中哪个字母的分母更大2、椭圆的性质:以焦点在x 轴的椭圆为例:()222210x y a b a b+=>>(1)a :与长轴的顶点有关:()()12,0,,0A a A a -,122A A a =称为长轴长 b :与短轴的顶点有关:()()120,,0,B b B b -,122B B b =称为短轴长 c :与焦点有关:()()12,0,,0F c F c -,122F F c =称为焦距 (2)对称性:椭圆关于x 轴,y 轴对称,且关于原点中心对称 (3)椭圆上点的坐标范围:设()00,P x y ,则00,a x a b y b -≤≤-≤≤ (4)通径:焦点弦长的最小值 ① 焦点弦:椭圆中过焦点的弦② 过焦点且与长轴垂直的弦22b PQ a=说明:假设PQ 过()1,0F c -,且与长轴垂直,则()()00,,,P c y Q c y ---,所以2242002221c y b y a b a +=⇒=,可得20b y a =.则22b PQ a= (5)离心率:ce a=,因为c a <,所以()0,1e ∈ (6)焦半径公式:称P 到焦点的距离为椭圆的焦半径① 设椭圆上一点()00,P x y ,则1020,PF a ex PF a ex =+=-(可记为“左加右减”) ② 焦半径的最值:由焦半径公式可得:焦半径的最大值为a c +,最小值为a c - (7)焦点三角形面积:122tan 2PF F S b θ=V (其中12PF F θ=∠)证明:1212121sin 2PF F S PF PF F PF =⋅V 且222121212122cos F F PF PF PF PF F PF =+-()()212121221cos PF PF PF PF F PF =+-+()2212124421cos c a PF PF F PF ∴=-+ 2221212122221cos 1cos a c b PF PF F PF F PF -∴==++12212121212112sin sin 221cos PF F b S PF PF F PF F PF PF F =⋅=⋅+V 22121212sin tan 1cos 2F PF F PFb b F PF =⋅=+因为1200122PF F S c y c y =⋅⋅=⋅V ,所以2120tan 2F PFb c y =⋅,由此得到的推论: ① 12F PF ∠的大小与0y 之间可相互求出② 12F PF ∠的最大值:12F PF 最大⇔12PF F S V 最大⇔0y 最大⇔P 为短轴顶点 (二)双曲线:1、定义:平面上到两个定点12,F F 距离差的绝对值为一个常数(小于12F F )的点的轨迹称为双曲线,其中12,F F 称为椭圆的焦点,12F F 称为椭圆的焦距;如果只是到两个定点12,F F 距离差为一个常数,则轨迹为双曲线的一支2、标准方程:① 焦点在x 轴:设双曲线上一点(),P x y ,()()12,0,,0F c F c -,设距离差的绝对值122PF PF a -=,则双曲线标准方程为:22221x y a b-=,其中()2220,0,a b b c a >>=-② 焦点在y 轴:设双曲线上一点(),P x y ,()()120,,0,F c F c -,设距离差的绝对值122PF PF a -=,则双曲线标准方程为:22221y x a b-=,其中()2220,0,a b b c a >>=-焦点在哪个轴上,则对应字母作为被减数2、双曲线的性质:以焦点在x 轴的双曲线为例:()222210,0x y a b a b-=>>(1)a :与实轴的顶点有关:()()12,0,,0A a A a -,122A A a =称为实轴长 b :与虚轴的顶点有关:()()120,,0,B b B b -,122B B b =称为虚轴长 c :与焦点有关:()()12,0,,0F c F c -,122F F c =称为焦距 (2)对称性:双曲线关于x 轴,y 轴对称,且关于原点中心对称(3)双曲线上点坐标的范围:设()00,P x y ,则有0x a ≤-或0x a ≥,0y R ∈(4)离心率:ce a=,因为c a > ,所以()1,e ∈+∞ (5)渐近线:当x →+∞或x →-∞时,双曲线在向两方无限延伸时,会向某条直线无限靠近,但不相交,则称这条直线为曲线的渐近线.① 双曲线渐近线的求法:无论双曲线的焦点位于哪条轴上,只需让右侧的1变为0,再解出y关于x 的直线即可.例如在()222210,0x y a b a b -=>>中,求渐近线即解:22220x y a b-=,变形为b y x a =±,所以by x a=±即为双曲线的渐近线 ② 渐近线的几何特点:直线,,,x a x a y b y b ==-==-所围成的矩形,其对角线即为双曲线的渐近线③ 渐近线的作用:一是可以辅助作出双曲线的图像;二是渐近线的斜率也能体现,,a b c 的关系. (6)通径:① 内弦:双曲线同一支上的两点连成的线段 外弦:双曲线两支上各取一点连成的线段②通径:过双曲线焦点的内弦中长度的最小值,此时弦PQ x ⊥轴,22b PQ a=(7)焦半径公式:设双曲线上一点()00,P x y ,左右焦点分别为12,F F ,则 ① 1020,PF a ex PF a ex =+=-(可记为“左加右减”) ② 由焦半径公式可得:双曲线上距离焦点最近的点为双曲线的顶点,距离为c a - (8)焦点三角形面积:设双曲线上一点()00,P x y ,则122cot2PF F S b θ=V (其中12PF F θ=∠)(三)抛物线:1、定义:平面内到一定点的距离等于到一条定直线(定点不在定直线上)的距离的点的轨迹为抛物线2、抛物线的标准方程及焦点位置:(1)焦点在x 轴正半轴:()220y px p =>,焦点坐标,02p ⎛⎫⎪⎝⎭ (2)焦点在x 轴负半轴:()220y px p =->,焦点坐标,02p ⎛⎫-⎪⎝⎭(3)焦点在y 轴正半轴:()220x py p =>,焦点坐标0,2p ⎛⎫ ⎪⎝⎭ (4)焦点在y 轴负半轴:()220x py p =->,焦点坐标0,2p ⎛⎫-⎪⎝⎭小结:通过方程即可判断出焦点的位置与坐标:那个字母是一次项,则焦点在哪条轴上;其坐标为一次项系数除以4,例如:24x y =,则焦点在y 轴上,且坐标为()0,13、焦半径公式:设抛物线()220y px p =>的焦点为F ,(),A x y ,则2pAF x =+u u u r4、焦点弦长:设过抛物线()220y px p =>焦点的直线与抛物线交于()()1122,,,A x y B x y ,则12AB x x p =++(AB AF BF =+,再由焦半径公式即可得到)【经典例题】例1.【2017课标3,理5】已知双曲线C :22221x y a b -= (a >0,b >0)的一条渐近线方程为5y x =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则C 的方程为( ) A .221810x y -= B .22145x y -= C .22154x y -= D .22143x y -= 【答案】B 【解析】则双曲线C 的方程为2145x y 2-= .故选B.点睛:求双曲线的标准方程的基本方法是待定系数法.具体过程是先定形,再定量,即先确定双曲线标准方程的形式,然后再根据a ,b ,c ,e 及渐近线之间的关系,求出a ,b 的值.如果已知双曲线的渐近线方程,求双曲线的标准方程,可利用有公共渐近线的双曲线方程为()2220x y a b λλ2-=≠,再由条件求出λ的值即可. 例2.【2017山东,理14】在平面直角坐标系xOy 中,双曲线()222210,0x y a b a b -=>>的右支与焦点为F 的抛物线()220x px p =>交于,A B 两点,若4AF BF OF +=,则该双曲线的渐近线方程为 . 【答案】22y x =±点睛:1.在双曲线的几何性质中,渐近线是其独特的一种性质,也是考查的重点内容.对渐近线:(1)掌握方程;(2)掌握其倾斜角、斜率的求法;(3)会利用渐近线方程求双曲线方程的待定系数.求双曲线方程的方法以及双曲线定义和双曲线标准方程的应用都和与椭圆有关的问题相类似.因此,双曲线与椭圆的标准方程可统一为122=+By Ax 的形式,当0>A ,0>B ,B A ≠时为椭圆,当0<AB 时为双曲线.2.凡涉及抛物线上的点到焦点距离时,一般运用定义转化为到准线距离处理.例3.已知双曲线22214x y b-=的右焦点与抛物线212y x =的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于( )5 B. 42 C. 3 D. 5 【答案】A【解析】先从常系数方程入手,抛物线212y x =的焦点为()3,0,即双曲线中的3c =,所以2225b c a =-=,从而双曲线方程为:22145x y -=,其渐近线方程:52y x =±,由对称性可得焦点到两渐近线的距离相等,不妨选择:520lx y -=,右焦点()23,0F ,所以()()22235552F l d -==+-答案:A点睛:(1)一道题含多个圆锥曲线方程,往往以某些特殊点(焦点,顶点)为桥梁联接这些方程,在处理时通常以其中一个曲线方程(不含参)为入手点,确定特殊点的坐标,进而解出其他圆锥曲线的要素.例4.【2018届湖南省湘潭市四模】已知是椭圆:的左焦点,为上一点,,则的最小值为( )A.B.C. D.【答案】D所以例5.【2018届重庆市第三次抽测】直线过抛物线的焦点F 且与抛物线交于A,B两点,则A. B. C. D.【答案】B【解析】分析:是焦半径,故可用焦半径公式把转化为,联立直线方程和抛物线方程后再利用韦达定理可求此值.点睛:圆锥曲线中的定值问题,需要把目标代数式转化为关于(或)的代数式(为直线与圆锥曲线的两个交点),通过联立方程组消元后利用韦达定理求定值.例6.【2018届天津市部分区质量调查(二)】设分别是双曲线的左、右焦点,为坐标原点,过左焦点作直线与圆切于点,与双曲线右支交于点,且满足,,则双曲线的方程为()A. B. C. D.【答案】D【解析】分析:根据圆的半径得出,根据中位线定理和勾股定理计算,从而得出,即可得出双曲线的方程.详解:∵为圆上的点,例7.【2018届河南省郑州市第三次预测】已知为椭圆上一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别是,则的取值范围为()A. B. C. D.【答案】C【解析】分析:由题意设PA与PB的夹角为,通过解直角三角形求出PA,PB的长,由向量的数量积公式表示出,利用三角函数的二倍角公式化简,然后换元后利用基本不等式求出最值.详解:如图,由题意设,则,∴,故选C.例8.【2018届河北省唐山市三模】已知是抛物线上任意一点,是圆上任意一点,则的最小值为()A. B. 3 C. D.【答案】D【解析】分析:可设点的坐标为,由圆方程得圆心坐标,求出的最小值,根据圆的几何性质即可得到的最小值.详解:设点的坐标为,由圆的方程可得圆心坐标,,,是圆上任意一点,的最小值为,故选D.例9.已知抛物线的焦点为,点为抛物线上任意一点,若点,则的最小值为___________.【答案】5点睛:该题考查的是抛物线上的动点到抛物线内一个定点到焦点的距离和的最小值问题,在解题的过程中,利用抛物线的定义,将抛物线上的点到焦点的距离转化为到其准线的距离,结合图形,可以断定当三点共线时满足条件,最小值为定点到准线的距离,利用公式求得结果.例10.【2018届山东省威海市二模】抛物线的焦点为,是抛物线上的两个动点,线段的中点为,过作抛物线准线的垂线,垂足为,若,则的最大值为______.【答案】【解析】分析:设|PF|=2a,|QF|=2b,.由抛物线定义得|PQ|=a+b,由余弦定理可得(a+b)2=4a2+4b2﹣8abcosθ,进而根据基本不等式,求得的θ取值范围,从而得到本题答案.∴cosθ=,当且仅当a=b时取等号,∴θ≤,故答案为:点睛:(1)本题主要考查抛物线的简单几何性质,考查直线和抛物线的位置关系和基本不等式等,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和分析推理能力. (2)解答本题的关键有二,其一是要联想到抛物线的定义解题,从而比较简洁地求出MN和PQ,其二是得到后要会利用基本不等式求最值.【精选精练】1.【2018届山西省大同市与阳泉市第二次监测】已知椭圆的左焦点为,过点作倾斜角为的直线与圆相交的弦长为,则椭圆的标准方程为()A. B. C. D.【答案】B由直线与圆相交的弦长为,可得,解得,则椭圆方程为,故选B.点睛:本题主要考查待定系数求椭圆方程以及直线与椭圆的位置关系和数量积公式,属于难题.用待定系数法求椭圆方程的一般步骤;①作判断:根据条件判断椭圆的焦点在轴上,还是在轴上,还是两个坐标轴都有可能;②设方程:根据上述判断设方程或;③找关系:根据已知条件,建立关于、、的方程组;④得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求.2.【2018届江西省南昌市二模】已知双曲线的两焦点分别是,双曲线在第一象限部分有一点,满足,若圆与三边都相切,则圆的标准方程为()A. B.C. D.【答案】A3.【2018届河南省洛阳市三统】已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于()A. B. 3 C. 5 D.【答案】A【解析】分析:首先求出抛物线的焦点坐标,之后利用双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,,先求出,再求出双曲线的焦点坐标和渐近线方程,之后应用点到直线的距离公式求得结果.详解:因为抛物线的焦点坐标为,依题意,,所以,所以双曲线的方程为,所以其渐近线方程为,所以双曲线的一个焦点到渐近线的距离为,故选A.4.【2018届山西省大同市与阳泉市第二次监测】已知双曲线的离心率为,其一条渐近线被圆截得的弦长为,则实数的值为()A. 3 B. 1 C. D. 2【答案】D【解析】分析:由离心率公式,可得a=b,求得渐近线方程,以及圆的圆心和半径,求得圆心到直线的距离,由弦长公式,解方程可得所求值.详解:由题可得:c=,即有a=b,渐近线方程为y=±x,圆(x-m)2+y2=4(m>0)的圆心为(m,0),半径为2,可得圆心到直线的距离为d=,则直线被圆截得的弦长为,解得m=2(-2舍去),故选:D.5.【2018届重庆市三诊】已知抛物线的焦点为,以为圆心的圆与抛物线交于两点,与抛物线的准线交于两点,若四边形为矩形,则矩形的面积是()A. B. C. D. 3【答案】A所以,从而求得四边形的面积为.点睛:该题考查的是有关抛物线及圆的有关性质以及矩形的面积公式,在解题的过程中,MN 和PQ关于圆心对称是最关键的一步,此时可以求得点M的横坐标,借助于抛物线的方程,求得其纵坐标,从而求得对应的边长,利用面积公式,求得结果.6.【2018届重庆市巴蜀中学月考九】已知抛物线,直线与抛物线交于两点,若中点的坐标为,则原点到直线的距离为()A. B. C. D.【答案】D,故选D.7.【2018届四川省冲刺演练(一)】为椭圆:上一动点,,分别为左、右焦点,延长至点,使得,记动点的轨迹为,设点为椭圆短轴上一顶点,直线与交于,两点,则_______.【答案】【解析】分析:利用椭圆的定义以及已知条件转化求解即可详解:∵|PF1|+|PF2|=2a=2,|PQ|=|PF2|,所以|PF1|+|PQ|=|QF1|=2.动点Q的轨迹为Ω,为以F1为圆心半径为的圆,∵|BF1|=|BF2|=.|F1F2|=2,∴BF1⊥BF2,则|MN|=2=2.故答案为:2.8.如图,抛物线和圆,其中,直线经过的焦点,依次交于四点,则的值为______.【答案】【解析】分析:设抛物线的焦点为F,易得:|AB|=|AF|﹣|BF=x1+﹣=x1,同理可知|CD|=x2,从而求出•.同理|CD|=x2,∴•=||•||•cos<>=x1x2=.故答案为:.点睛:1.凡涉及抛物线上的点到焦点距离时,一般运用定义转化为到准线距离处理.本题中充分运用抛物线定义实施转化,其关键在于求点的坐标.2.若为抛物线上一点,由定义易得;若过焦点的弦的端点坐标为,则弦长为可由根与系数的关系整体求出;若遇到其他标准方程,则焦半径或焦点弦长公式可由数形结合的方法类似地得到.9.设抛物线的焦点为,准线为,为抛物线上一点,过作,为垂足,如果直线的斜率为,那么________________【答案】.由可得A点坐标为∵PA⊥l,A为垂足,∴P点纵坐标为,代入抛物线方程,得P点坐标为(6,),∴.故答案为8.10.【2018届山东省烟台市高三高考适应性练习(一)】已知抛物线的焦点为是抛物线上一点,若的延长线交轴的正半轴于点,交抛物线的准线于点,且,则=__________.【答案】3【解析】分析:画出图形后结合抛物线的定义和三角形的相似求解即可.详解:画出图形如下图所示.由题意得抛物线的焦点,准线为.设抛物线的准线与y轴的交点为,过M作准线的垂线,垂足为,交x轴于点.即,解得.11.【2018届湖南省长郡中学一模】已知直线过抛物线的焦点,且与的对称轴垂直,与交于、两点,,为的准线上一点,则的面积为__________.【答案】36【解析】分析:可由得出,从而可得抛物线方程,抛物线的准线方程,因此的边上的高易得.详解:不妨设抛物线方程为,,,∴准线方程为,到直线的距离为6,∴.故答案为36.点睛:过抛物线的焦点与对称轴垂直的弦是抛物线的通径,通径长为.12.【2018届广东省湛江市二模】平面直角坐标系中,椭圆()的离心率,,分别是椭圆的左、右两个顶点,圆的半径为,过点作圆的切线,切点为,在轴的上方交椭圆于点.则__________.【答案】【解析】分析:由题意首先设出椭圆方程,结合几何关系确定直线的斜率,然后由弦长公式求得弦长,最后求解的值即可.详解:如图所示,设,即,由弦长公式可得:,在中,,故.最新小中高资料 可编辑修改 最新小中高资料 可编辑修改21。
【2020届】高考数学圆锥曲线专题复习:圆锥曲线轨迹方程的求法

圆锥曲线轨迹方程的求法 0603班杨金梅指导老师陈引兰一直以来,圆锥曲线这部分内容都是高考必考内容,作为解析几何中一个重要的部分,在历次考试中也是让相当一部分考生感到棘手。
现在,我就圆锥曲线的轨迹方程的问题作一个归纳总结。
在一般情况下,我们对于求圆锥曲线的轨迹方程采用的方法有:直接法,定义法,相关点法,参数法。
下面就以上几种方法作一下介绍。
一、用直接法求轨迹方程利用动点运动的条件作出等量关系,表示成x,y的等式。
例:已知点A(-2,0),B(3,0).动点P(x,y)满足PA PB=x2,则点P的轨迹是().A、圆B、椭圆C、双曲线D、抛物线解:PA=(-2-x,-y), PB=(3-x,-y), P A· PB=x2则(-2-x)(3-x)+(-y)(-y)=x2 整理得:y2=x+6所以P点的轨迹为抛物线。
答案:D.二、有定义法求轨迹方程根据圆锥曲线的基本定义解题。
例:如图,已知圆O的方程为x2+y2=100,点A的坐标为(-6,0),M 为圆O上的任意一点,AM的垂直平分线交OM于点P,则点P的轨迹方程( )A.+=1B. -=1x225y216f(x2)x225y216C.+ =1 D.- =1(x +3)225y216(x +3)225y216解:由于P 为AM 的垂直平分线上的点,|PA|=|PM|所以|PA|+|PO|=|PM|+|PO|=|OM|=R=10>|OA|=6根据椭圆的定义知:P 点轨迹方程为+=1.x225y216解答:A f(x2)f(x2)三、用相关点法求轨迹方程当动点M 随着已知方程的曲线上另一动点C (x 0,y 0)运动时,找出点M 与点C 之间的坐标关系式,用(x,y )表示(x 0,y 0)再将x 0,y 0代入已知曲线方程,即可得到点M 的轨迹方程。
例:如图所示从双曲线x 2-y 2=1上一点Q 引直线x+y=2的垂线,垂足为N ,求线段QN 的中点P 的轨迹方程.解:设动点P 的坐标为(x,y),点Q 的坐标为(x 1,y 1),则N 点的坐标为(2x-x 1,2y-y 1).∵N 点在直线x+y=2上,∴2x-x 1+2y-y 1=2①又∵PQ 垂直于直线x+y=2,∴=1即x-y+y 1-x 1=0 ②y -y1x -x1①②联立得:x 1=x+y-1,x 2=x+y-132121232又∵点Q 在双曲线上,∴x 12-y 12=1 ③将x1,x2代入③中,得动点P 的轨迹方程式为2x 2-2y 2-2x+2y-1=0四、用参数法求轨迹方程选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标得到动点轨迹的普通方程.例:(04.成都)过抛物线y 2=2px(p>0)的顶点O 作两条互相垂直的弦OA,OB,再以OA,OB 为邻边作矩形AOBM,如图,求点M 的轨迹方程.解:设M(x,y),A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)OA 的斜率为k(显然k≠0),则OB 的斜率为-.1k OA 所在直线方程为y=kx.代入y 2=2px 得x 1=,y 1=2p k22p kOB 所在直线方程为y=-x,代入y 2=2px 得x 2= 2pk 2,y 2=-2pk1k 即B(2pk 2, -2pk) ∴OB=(2pk 2, -2pk),OA=(, )2p k22p k OM= OA+ OB =(+2pk 2, -2pk)所以有2p k22p k x=2p(-k)2 +4p, y=2p(-k) 消去(-k)得:y 2=2p(x-4p)(p>0)1k 1k 1k 即求得M 点的轨迹方程。
「最新」2020版高考数学大一轮复习热点聚焦与扩展专题52几何关系巧解圆锥曲线问题-可编辑修改

专题52 几何关系巧解圆锥曲线问题【热点聚焦与扩展】纵观近几年的高考试题,高考对椭圆的考查,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查椭圆的标准方程,结合椭圆的基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查椭圆的几何性质,较多地考查离心率问题;四是考查直线与椭圆的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式等. 高考对双曲线的考查,主要考查以下几个方面:一是考查双曲线的标准方程,结合双曲线的定义及双曲线基本量之间的关系,利用待定系数法求解;二是考查双曲线的几何性质,较多地考查离心率、渐近线问题;三是考查双曲线与圆、椭圆或抛物线相结合的问题,综合性较强.命题以小题为主,多为选择题或填空题. 高考对抛物线的考查,主要考查以下几个方面:一是考查抛物线的标准方程,结合抛物线的定义及抛物线的焦点,利用待定系数法求解;二是考查抛物线的几何性质,较多地涉及准线、焦点、焦准距等;三是考查直线与抛物线的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题等,其中,过焦点的直线较多.解决圆锥曲线中的范围、最值问题一般有三种方法:一是几何意义,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解决,非常巧妙;二是将圆锥曲线中最值问题转化为函数问题,然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角函数有界法、函数单调性法以及均值不等式法求解;三是通过建立不等式、解不等式求解.本专题在分析研究近几年高考题及各地模拟题的基础上,重点说明利用几何关系解答圆锥曲线的综合问题,特别是最值(范围)问题的常见解法.1、利用几何关系求最值的一般思路:(1)抓住图形中的定点与定长,通常与求最值相关(2)遇到线段和差的最值,经常在动点与定点共线的时候取到.因为当动点与定点不共线时,便可围成三角形,从而由三角形性质可知两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,无法取得最值.所以只有共线时才有可能达到最值.要注意动点与定点相对位置关系.一般的,寻找线段和的最小值,则动点应在定点连成的线段上;若寻找线段差的最小值,则动点应在定点连成的线段延长线上.(3)若所求线段无法找到最值关系,则可考虑利用几何关系进行线段转移,将其中某些线段用其它线段进行表示,进而找到最值位置(4)处理多个动点问题时,可考虑先只让一个动点运动,其他动点不动,观察此动点运动时最值选取的规律,再根据规律让其他点动起来,寻找最值位置. 2、常见的线段转移: (1)利用对称轴转移线段(2)在圆中,可利用与半径相关的直角三角形(例如半弦,圆心到弦的垂线,半径;或是切线,半径,点与圆心的连线)通过勾股定理进行线段转移.(3)在抛物线中,可利用“点到准线的距离等于该点到焦点的距离”的特点进行两个距离的相互转化.(4)在椭圆中,利用两条焦半径的和为常数,可将一条焦半径转移至另一条焦半径 (5)在双曲线中,利用两条焦半径的差为常数,也可将一条焦半径转移至另一条焦半径(注意点在双曲线的哪一支上) 3、与圆相关的最值问题:(1)已知圆C 及圆外一定点P ,设圆C 的半径为r 则圆上点到P 点距离的最小值为PM PC r =-,最大值为PN PC r =+(即连结PC 并延长,M 为PC 与圆的交点,N为PC 延长线与圆的交点(2)已知圆C 及圆内一定点P ,则过P 点的所有弦中最长的为直径,最短的为与该直径垂直的弦MN解:,弦长的最大值为直径,而最小值考虑弦长公式为AB =AB 最小,则d 要取最大,在圆中CP 为定值,在弦绕P 旋转的过程中, d CP ≤,所以d CP =时,AB 最小N(3)已知圆C 和圆外的一条直线l ,则圆上点到直线距离的最小值为C l PM d r -=-,距离的最大值为C l PN d r -=+(过圆心C 作l 的垂线,垂足为P ,CP 与圆C 交于M ,其反向延长线交圆C 于N(4)已知圆C 和圆外的一条直线l ,则过直线l 上的点作圆的切线,切线长的最小值为PM解:PM =PM 最小,则只需CP 最小即可,所以P 点为过C 作l 垂线的垂足时,CP 最小∴过P 作圆的切线,则切线长PM 最短4、与圆锥曲线相关的最值关系:(1)椭圆:设椭圆方程为()222210x y a b a b+=>>① 焦半径:焦半径的最大值为a c +,最小值为a c -② 焦点弦:焦点弦长的最小值称为通径,为22b a ,此时焦点弦与焦点所在的坐标轴垂直(2)双曲线:设双曲线方程为()222210,0x y a b a b-=>>① 焦半径:焦半径的最小值为a c -,无最大值② 焦点弦:焦点弦长的最小值称为通径,为22b a,此时焦点弦与焦点所在的坐标轴垂直(3)抛物线:设抛物线方程为22y px =① 焦半径:由抛物线的焦半径公式可知:焦半径的最小值为原点到焦点的距离,即2p ② 焦点弦:当焦点弦与焦点所在坐标轴垂直时,弦长最小,为2p【经典例题】例1.已知点3,12P ⎛⎫- ⎪⎝⎭在抛物线()2:20E x py p =>的准线上,过点P 作抛物线的切线,若切点A 在第一象限,F 是抛物线的焦点,点M 在直线AF 上,点N 在圆()()22:221C x y +++=上,则MN 的最小值为( )A.15 B. 65C. 2D. 621- 【答案】A()()223242461115534C l MN d r -⨯--⨯-+≥-=-=-=+ 例2.【2018届湖南省长沙市长郡中学模拟二】已知椭圆:的右焦点为,短轴的一个端点为,直线:交椭圆于,两点,若,点与直线的距离不小于,则椭圆的离心率的取值范围是( ) A.B.C.D.【答案】B【解析】分析:设为椭圆的左焦点,连接,由椭圆的对称性,结合椭圆的定义可得,利用点与直线的距离不小于列不等式求解即可. 详解:可设为椭圆的左焦点,连接,解得,椭圆的离心率的取值范围是,故选B.点睛:本题主要考查利用椭圆的简单性质求双曲线的离心率,属于中档题.求解与椭圆性质有关的问题时要结合图形进行分析,既使不画出图形,思考时也要联想到图形,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴、椭圆的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系.求离心率问题应先将用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于的不等式,从而求出的范围.例3.【2018届四川省成都市第七中学三诊】已知双曲线的右顶点到其一条渐近线的距离等于,抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,则抛物线上的动点到直线和距离之和的最小值为()A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】B【解析】分析:由双曲线的右顶点到渐近线的距离求出,从而可确定双曲线的方程和焦点坐标,进而得到抛物线的方程和焦点,然后根据抛物线的定义将点M到直线的距离转化为到焦点的距离,最后结合图形根据“垂线段最短”求解.详解:由双曲线方程可得,双曲线的右顶点为,渐近线方程为,即.∴,∴抛物线的方程为,焦点坐标为.如图,设点M到直线的距离为,到直线的距离为,则,∴.结合图形可得当三点共线时,最小,且最小值为点F到直线的距离.故选B.点睛:与抛物线有关的最值问题一般情况下都与抛物线的定义有关,根据定义实现由点到点的距离与点到直线的距离的转化,具体有以下两种情形:(1)将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,构造出“两点之间线段最短”,使问题得解;(2)将抛物线上的点到焦点的距离转化为点到准线的距离,利用“与直线上所有点的连线中的垂线段最短”解决.例4.【2018届安徽省芜湖市5月模拟】已知椭圆的右焦点为.圆上所有点都在椭圆的内部,过椭圆上任一点作圆的两条切线,为切点,若,则椭圆C的离心率为()A. B. C. D.【答案】B同理,当点为椭圆的右顶点时,最大,可得解得,离心率,故选B.点睛:本题的关键是能够分析出当取得最大值及最小值时,点的位置,再结合平面几何知识列出方程,联立而后求出的值.例5.【2018届天津市部分区质量调查(二)】设分别是双曲线的左、右焦点,为坐标原点,过左焦点作直线与圆切于点,与双曲线右支交于点,且满足,,则双曲线的方程为()A. B. C. D.【答案】D【解析】分析:根据圆的半径得出,根据中位线定理和勾股定理计算,从而得出,即可得出双曲线的方程.详解:∵为圆上的点,∴是的中点,又是的中点,且,又是圆的切线,又∴双曲线方程为.故选D.例6.【2018届浙江省绍兴市5月调测】点为棱长是2的正方体的内切球球面上的动点,点为的中点,若满足,则与面所成角的正切值的最小值是A. B. C. D.【答案】C,其中为定值,则满足题意时,有最大值即可,设圆的半径为,则,,即:,则,中,由勾股定理可得,中,由勾股定理可得,为的中位线,则,,则,综上可得,与面所成角的正切值的最小值是:.本题选择C 选项.例7.已知点()4,0A 和()2,2B ,M 是椭圆221259x y +=上一动点,则MA MB +的最大值为_________ 【答案】10210+例8.【2018年理北京卷】已知椭圆,双曲线.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__________.【答案】 2双曲线N的渐近线方程为,由题意得双曲线N的一条渐近线的倾斜角为,例9.【2018届江西省重点中学协作体第二次联考】设是过抛物线焦点的弦,其垂直平分线交轴于点,设,则的值是________【答案】【解析】分析:首先画出题中所给的条件的示意图,然后结合抛物线的定义整理计算即可求得最终结果.详解:如图所示,设AB中点为E,作准线于点,准线于点,准线于点,由抛物线的定义可知:,则,轴,,则:,据此可知四边形EHFG是平行四边形,则,从而:.例10.【2018届江西省景德镇市第一中学等盟校第二次联考】已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,,过的直线交椭圆于两点,以为直径的动圆内切于圆.(1)求椭圆的方程;(2)延长交椭圆于点,求面积的最大值.【答案】(1) .(2)3.详解:(1)设的中点为M,在三角形中,由中位线得:,当两个圆相内切时,两个圆的圆心距等于两个圆的半径差,即∴,即,又∴∴椭圆方程为:(2)由已知可设直线,令,原式=,当时,∴.【精选精练】1.已知抛物线的焦点为,准线为,抛物线的对称轴与准线交于点,为抛物线上的动点,,当最小时,点恰好在以,为焦点的椭圆上,则椭圆的长轴长为()A. B. C. D.【答案】D【解析】分析:求出,过点作垂直与准线,则,记,则,当最小时,由最小值,设,利用定义,即可求解答案.x^kw点睛:本题主要考查了直线与抛物线的位置关系的应用,以及椭圆的定义域标准方程的应用,其中解答中得出当最小时,由最小值,此时直线与抛物线相切于点是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力.2.【河北省衡水中学2018年高考押题三】已知抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,圆与线段相交于点,且被直线截得的弦长为,若,则()A. B. C. D.【答案】B【解析】分析:画出如图所示的示意图,根据点在抛物线上,可得,由椭圆的性质,分别表示出,根据直线被截得的弦长,可得线段之间的关系,从而得到,之后将两式联立,求出的值,代入到相应的式子求得结果.详解:如图所示:由题意:在抛物线上,则,则,(1)点睛:该题考查的是有关椭圆和抛物线的定义和性质的问题,在解题的过程中,首先利用点在抛物线上得到,结合椭圆的性质以及线段之间的关系,得到,联立求得,代入求得结果.3.【2018届河北省衡水中学三轮复习七】已知双曲线,、是实轴顶点,是右焦点,是虚轴端点,若在线段上(不含端点)存在不同的两点,使得构成以为斜边的直角三角形,则双曲线离心率的取值范围是()A. B. C. D.【答案】B在线段上(不含端点)存在不同的两点,使得构成以线段为斜边的直角三角形,所以以为直径的圆与直线有两个交点,,,,,,故选B.点睛:求解与双曲线性质有关的问题时要结合图形进行分析,既使不画出图形,思考时也要联想到图形,当涉及顶点、焦点、实轴、虚轴、渐近线等双曲线的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系.求离心率范围问题应先将用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于的不等式,从而求出的范围.4.【2018届江西师大附中三模】已知椭圆的左焦点为,点为椭圆上一动点,过点向以为圆心,为半径的圆作切线,其中切点为,则四边形面积的最大值为()A. B. C. D.【答案】A【解析】分析:由切线的性质可得S四边形PMFN==|PM|.因此要使四边形PMFN面积取得最大值,|PM|必须取得最大值,因此|PF|必须取得最大值,当P点为椭圆的右顶点时,|PF|取得最大值a+c.详解:如图所示,当P点为椭圆的右顶点时,|PF|取得最大值a+c=4+1=5.∴|PM|=2,∴四边形PMFN面积最大值为=2××|PM|×|MF|=2.故选:A.5.【2018届湖南省湘潭市四模】已知是椭圆:的左焦点,为上一点,,则的最小值为()A. B. C. D.【答案】D所以6.【2018届山东省济南市二模】设椭圆的左、右焦点分别为,点.已知动点在椭圆上,且点不共线,若的周长的最小值为,则椭圆的离心率为()A. B. C. D.【答案】A【解析】分析:利用椭圆定义的周长为,结合三点共线时,的最小值为,再利用对称性,可得椭圆的离心率.详解:的周长为,∴故选:A7.【2018届四川省冲刺演练(一)】已知圆:经过椭圆:的一个焦点,圆与椭圆的公共点为,,点为圆上一动点,则到直线的距离的最大值为()A. B. C. D.【答案】A∴或∴或∵当时,圆与椭圆无交点∴联立,得.∵∴,即线段所在的直线方程为∵圆与椭圆的公共点为,,点为圆上一动点∴到直线的距离的最大值为故选A.8.【2018届浙江省教育绿色评价联盟5月测试】已知是双曲线的左,右焦点,是双曲线上一点,且,若△的内切圆半径为,则该双曲线的离心率为A. B. C. D.【答案】C可得,因为△的内切圆半径为,所以由三角形的面积公式可得,化为,即,两边平方可得,可得,解得,故选C.9.【2018届四川省成都市模拟一】过点的直线交椭圆于两点,为椭圆的右焦点,当的周长最大时,的面积为__________.【答案】【解析】分析:根据椭圆的定义和性质可得右焦点,当且仅当共线时周长最长,再根据两点式求出直线的方程,进而求解面积.则,所以,所以此时的面积为.10.【2018届山东省潍坊市三模】设抛物线的焦点为,为抛物线上第一象限内一点,满足,已知为抛物线准线上任一点,当取得最小值时,的外接圆半径为______.【答案】【解析】分析:根据抛物线的定义可知,解得,得,作抛物线的焦点,关于抛物线准线的对称点得,连接交抛物线的准线于点,使得取得最小值,此时点的坐标为,在中,分别应用正、余弦定理,即可求解结果.此时点的坐标为,在中,,由余弦定理得,则,由正弦定理得,所以,即三角形外接圆的半径为.11.【2018届山东省烟台市高三高考适应性练习(一)】已知抛物线的焦点为是抛物线上一点,若的延长线交轴的正半轴于点,交抛物线的准线于点,且,则=__________.【答案】3【解析】分析:画出图形后结合抛物线的定义和三角形的相似求解即可.详解:画出图形如下图所示.由题意得抛物线的焦点,准线为.∴.又,即,解得.12.【2018届山东省威海市二模】抛物线的焦点为,是抛物线上的两个动点,线段的中点为,过作抛物线准线的垂线,垂足为,若,则的最大值为______.【答案】【解析】分析:设|PF|=2a,|QF|=2b,.由抛物线定义得|PQ|=a+b,由余弦定理可得(a+b)2=4a2+4b2﹣8abcosθ,进而根据基本不等式,求得的θ取值范围,从而得到本题答案.∴cosθ=,当且仅当a=b时取等号,∴θ≤,故答案为:点睛:(1)本题主要考查抛物线的简单几何性质,考查直线和抛物线的位置关系和基本不等式等,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和分析推理能力. (2)解答本题的关键有二,其一是要联想到抛物线的定义解题,从而比较简洁地求出MN和PQ,其二是得到后要会利用基本不等式求最值.。
2020届高考数学(理)二轮复习课件:第3讲 圆锥曲线中的热点问题

热点 2 定点、定值问题(多维探究) 1.由直线方程确定定点,若得到了直线方程的点斜 式:y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了 直线方程的斜截式:y=kx+m,则直线必过定点(0,m). 2.解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长 度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某 些代数表达式的值等与题目中的参数无关,不依参数的 变化而变化,而始终是一个确定的值.
所以1λ+μ1为定值.
[思维升华] 1.求定值问题常见的方法有两种: (1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关. (2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量, 从而得出定值. 2.定值问题求解的基本思路是使用参数表示要解决的 问题,然后证明与参数无关,这类问题选择消元的方向是非 常关键的.
圆锥曲线中的定点与定值、最值与范围问题是高考 的热点,主要以解答题的形式呈现,往往作为考题的压 轴题之一,以椭圆或抛物线为背景,尤其是与条件或结 论相关存在性开放问题,对考生的代数恒等变形能力、 计算能力有较高要求.
热点 1 圆锥曲线中的最值、范围(讲练互动) 圆锥曲线中的范围、最值问题,可以转化为函数的 最值问题(以所求式子或参数为函数值),或者利用式子的 几何意义求解. 温馨提醒:圆锥曲线上点的坐标是有范围的,在涉 及求最值或范围问题时注意坐标范围的影响.
所以 m|n2+| 1=1,得 n2=m2+1.
y=mx+n, 联立x22+y2=1,
消去 y 得m2+12x2+2mnx+n2-1=0,
则 Δ=4m2n2-4m2+12(n2-1)=2m2>0,
x1+x2=-2m4m2+n 1,x1·x2=2(2mn22-+11). 则 S 四边形 ABCD=12|AB|·|x1-x2|=
【2020届】高考数学圆锥曲线专题复习:圆锥曲线整合

专题--圆锥曲线高考题研究2011-7.设直线l 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,l 与C 交于 A,B 两点,AB 为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为()AB C .2D .32011-14.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点12,F F 在 x 轴上,离心率为2。
过F 1的直线交于C ,A B 两点,且2ABF 的周长为16,那么C 的方程为 。
2011-20.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中, 已知点A (0,-1),B 点在直线3y =-上,M 点满足//MB OA ,MA AB MB BA =,M 点的轨迹为曲线C .(I )求C 的方程;(II )P 为C 上动点,l 为C 在点P 处的切线,求O 点到l 距离的最小值.2010-(12)已知双曲线E 的中心为原点,F(3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N(-12,-15),则E 的方程为(A )22136x y -= (B ) 22145x y -= (C ) 22163x y -= (D )22154x y -= 2010-(15)过点A(4,1)的圆C 与直线10x y --=相切于点 B(2,1).则圆C 的方程为 . 2010-(20)(本小题满分12分)设12,F F 分别是椭圆E:22221x y a b+=(a>b>0)的左、右焦点,过1F 斜率为1的直线l 与E 相较于A,B 两点,且2AF ,AB ,2BF 成等差数列. (Ⅰ)求E 的离心率;(Ⅱ)设点P (0,-1)满足PA PB =,求E 的方程2009-(4)双曲线24x-212y=1的焦点到渐近线的距离为()(A)(B)2 (C(D)12009-(13)设已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0),直线l与抛物线C相交于A,B两点。
若AB的中点为(2,2),则直线 的方程为_____________.2009-(20)(本小题满分12分)已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在s轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别是7和1.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,OPOM=λ,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
高考数学复习考点题型专题讲解21 圆锥曲线的基本问题

高考数学复习考点题型专题讲解专题21 圆锥曲线的基本问题高考定位 圆锥曲线的方程与几何性质是高考的重点,多以选择题、填空题或解答题的一问的形式命题,难度较小.1.(2021·新高考Ⅰ卷)已知F 1,F 2是椭圆C :x 29+y 24=1的两个焦点,点M 在C 上,则|MF 1|·|MF 2|的最大值为( )A.13B.12C.9D.6 答案 C解析 由椭圆C :x 29+y 24=1,得|MF 1|+|MF 2|=2×3=6,则|MF 1|·|MF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|MF 1|+|MF 2|22=32=9,当且仅当|MF 1|=|MF 2|=3时等号成立.故选C.2.(2022·全国乙卷)设F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,点A 在C 上,点B (3,0),若|AF |=|BF |,则|AB |=( )A.2B.2 2C.3D.3 2 答案 B解析 法一 由题意可知F (1,0), 抛物线的准线方程为x =-1.设A (y 204,y 0),则由抛物线的定义可知|AF |=y 204+1,又|BF |=3-1=2,故由|AF|=|BF|,可得y24+1=2,解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2). 不妨取A(1,2),故|AB|=(1-3)2+(2-0)2=22,故选B.法二由题意可知F(1,0),故|BF|=2,所以|AF|=2.又抛物线通径长为4,所以|AF|=2为通径长的一半,所以AF⊥x轴,所以|AB|=(-2)2+22=22,故选B.3.(2022·全国甲卷)椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为14,则C的离心率为( )A.32B.22C.12D.13答案 A解析设P(m,n)(n≠0),则Q(-m,n),易知A(-a,0),所以k AP·k AQ=nm+a·n-m+a=n2a2-m2=14(*).因为点P在椭圆C上,所以m 2a 2+n 2b 2=1,得n 2=b 2a2(a 2-m 2),代入(*)式,得b 2a 2=14,所以e =ca=1-b 2a 2=32.故选A.4.(2022·北京卷)已知双曲线y 2+x 2m =1的渐近线方程为y =±33x ,则m =________.答案 -3解析法一 依题意得m <0,双曲线的方程化为标准方程为y 2-x 2-m=1,此时双曲线的渐近线的斜率为±1-m=±33,解得m =-3.法二 依题意得m <0,令y 2-x 2-m =0,得y =±1-m x ,则±1-m=±33,解得m =-3.5.(2022·新高考Ⅰ卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),C 的上顶点为A ,两个焦点为F 1,F 2,离心率为12.过F 1且垂直于AF 2的直线与C 交于D ,E 两点,|DE |=6,则△ADE 的周长是________. 答案 13解析 如图,连接AF 1,DF 2,EF 2,因为C 的离心率为12,所以c a =12,所以a =2c ,所以b 2=a 2-c 2=3c 2.因为|AF 1|=|AF 2|=a =2c =|F 1F 2|, 所以△AF 1F 2为等边三角形,又DE ⊥AF 2,所以直线DE 为线段AF 2的垂直平分线, 所以|AD |=|DF 2|,|AE |=|EF 2|,且∠EF 1F 2=30°, 所以直线DE 的方程为y =33(x +c ),代入椭圆C 的方程x 24c 2+y 23c 2=1,得13x 2+8cx -32c 2=0.设D (x 1,y 1),E (x 2,y 2), 则x 1+x 2=-8c 13,x 1x 2=-32c 213,所以|DE |=⎝⎛⎭⎪⎫1+13[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=43⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫-8c 132-4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32c 213=48c 13=6, 解得c =138,所以a =2c =134, 所以△ADE 的周长为|AD |+|AE |+|DE |=|DF 2|+|EF 2|+|DE |=4a =13.热点一 圆锥曲线的定义与标准方程1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|PF 1|+|PF 2|=2a (2a >|F 1F 2|).(2)双曲线:||PF 1|-|PF 2||=2a (0<2a <|F 1F 2|).(3)抛物线:|PF |=|PM |,l 为抛物线的准线,点F 不在定直线l 上,PM ⊥l 于点M . 2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”所谓“定型”,就是确定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.例1 (1)已知A ,B 分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右顶点与虚轴的上端点,F (2,0)是双曲线C 的右焦点,直线AB 与双曲线C 的一条渐近线垂直,则双曲线C 的标准方程为________.(2)(2022·成都二诊)已知抛物线C 以坐标原点O 为顶点,以⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0为焦点,直线x -my-2p =0与抛物线C 交于两点A ,B ,直线AB 上的点M (1,1)满足OM ⊥AB ,则抛物线C 的方程为________.答案 (1)x 22-y 22=1 (2)y 2=2x解析 (1)由题意得A (a ,0),B (0,b ),双曲线的渐近线方程为y =±ba x ,而k AB =-b a,∴-b 2a2=-1,∴a =b ,又F (2,0),∴c 2=a 2+b 2=2a 2=4, ∴a 2=b 2=2,∴双曲线C 的标准方程为x 22-y 22=1.(2)由已知直线OM 的斜率为1,则AB 的斜率为-1,所以m =-1,又M (1,1)在直线AB 上, ∴1+1-2p =0,∴p =1. ∴抛物线C 的方程为y 2=2x .易错提醒 求圆锥曲线的标准方程时的常见错误:(1)双曲线的定义中忽略“绝对值”致错;(2)椭圆与双曲线中参数的关系式弄混,椭圆中的关系式为a 2=b 2+c 2,双曲线中的关系式为c 2=a 2+b 2;(3)圆锥曲线方程确定时还要注意焦点位置.训练1 (1)(2022·武汉模拟)抛物线y 2=2px (p >0)上一点M (3,y )到焦点F 的距离|MF |=4,则抛物线的方程为( ) A.y 2=8x B.y 2=4x C.y 2=2x D.y 2=x(2)(2022·怀仁二模)若双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上任意一点到两焦点的距离之差的绝对值为6,且离心率为2,则双曲线C 的标准方程为________. 答案 (1)B (2)x 29-y 227=1解析 (1)由抛物线y 2=2px (p >0)上一点M (3,y )到焦点F 的距离|MF |=4, 可得3+p2=4,解得p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x ,故选B.(2)由双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上任意一点到两焦点的距离之差的绝对值为6,可得a =3,离心率为2,所以c =6,则b 2=c 2-a 2=62-32=27.所以双曲线C 的标准方程为x 29-y 227=1.热点二 椭圆、双曲线的几何性质1.求离心率通常有两种方法(1)椭圆的离心率e =ca =1-b 2a 2(0<e <1),双曲线的离心率e =c a =1+b 2a2(e >1). (2)根据条件建立关于a ,b ,c 的齐次式,消去b 后,转化为关于e 的方程或不等式,即可求得e 的值或取值范围.2.与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)共渐近线的双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).考向1 离心率问题例2 (1)(2022·济南模拟)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,以F 1F 2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的另两条边,则椭圆的离心率为( ) A.3-1 B.32C.12D.22(2)(2022·浙江卷)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左焦点为F ,过F 且斜率为b4a 的直线交双曲线于点A (x 1,y 1),交双曲线的渐近线于点B (x 2,y 2)且x 1<0<x 2.若|FB |=3|FA |,则双曲线的离心率是________. 答案 (1)A (2)364解析 (1)可画出如图所示图形.△MF 1F 2为等边三角形,F 1(-c ,0),F 2(c ,0),QF 1⊥MF 2,∠F 1F 2Q =60°, ∵|F 1F 2|=2c ,∴|QF 2|=c ,|QF 1|=3c , ∴|QF 1|+|QF 2|=(3+1)c =2a ,∴ca=3-1, 即e =3-1.故选A.(2)结合题意作出图形如图所示,由题意知,过左焦点F (-c ,0)且斜率为b 4a 的直线方程为y =b4a(x +c ), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =b 4a (x +c ),y =b a x 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =c3,y =bc 3a ,所以B ⎝ ⎛⎭⎪⎫c 3,bc 3a .因为|FB |=3|FA |,所以FB →=3FA →, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫4c 3,bc 3a =3(x 1+c ,y 1),得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-5c9,y 1=bc9a ,所以A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5c 9,bc 9a .将⎝ ⎛⎭⎪⎫-5c 9,bc 9a 代入双曲线方程x 2a 2-y 2b 2=1,可得⎝ ⎛⎭⎪⎫-5c 92a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫bc 9a 2b 2=1,结合离心率e =c a得e 2=8124, 又e >1,所以双曲线的离心率为364. 考向2 椭圆、双曲线的几何性质例3 (1)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是双曲线C 上一点,PF 2⊥x 轴,tan∠PF 1F 2=34,则双曲线的渐近线方程为( )A.x ±2y =0B.2x ±y =0C.3x ±y =0D.x ±3y =0(2)(2022·南通质检)椭圆C :x 218+y 2b 2=1(b 2<18且b >0)的上、下顶点分别为A ,C ,如图,点B 在椭圆上(异于椭圆顶点),点D 在椭圆内,平面四边形ABCD 满足∠BAD =∠BCD =90°,且S △ABC =2S △ADC ,则该椭圆的短轴长为________.答案 (1)C (2)6解析 (1)因为点P 在双曲线上,且PF 2⊥x 轴,所以点P 的横坐标为c ,代入双曲线的方程可得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,±b 2a ,则|PF 2|=b 2a,|F 1F 2|=2c ,所以tan∠PF 1F 2=|PF 2||F 1F 2|=b 2a 2c =b 22ac =34,整理得2b 2=3ac , 所以4⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 4-9⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2-9=0,解得ba=3,所以双曲线的渐近线方程为y =±3x ,即3x ±y =0,故选C. (2)根据题意可得A (0,b ),C (0,-b ),设B (x 1,y 1),D (x 2,y 2).连接BD ,由∠BAD =∠BCD =90°可得,点A ,B ,C ,D 均在以BD 为直径的圆E (E 为BD 中点)上,又原点O 为圆E 上的弦AC 的中点,所以圆心E 在AC 的垂直平分线上,即圆心E 在x 轴上, 所以y 1+y 2=0. 又S △ABC =2S △ADC , 所以x 1=-2x 2,故圆心E 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 14,0,所以圆E 的方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -x 142+y 2=916x 21+y 21,将(0,b )代入圆E 的方程,结合x 2118+y 21b 2=1可得b 2=9,所以b =3,短轴长为6.规律方法 1.确定椭圆和双曲线的离心率的值或范围,其关键就是确立一个关于a ,b ,c 的等量关系或不等关系,然后用a ,c 代换b ,进而求ca的值或范围.2.求双曲线渐近线方程的关键在于求b a 或ab 的值,也可将双曲线方程中等号右边的“1”变为“0”,然后因式分解得到.训练2 (1)双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点M 在y 轴上,且△MF 1F 2为正三角形.若线段MF 2的中点恰好在双曲线E 的渐近线上,则E 的离心率等于( ) A.5B.2 C.3D. 2(2)(2022·张家口一模)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,过原点O 的直线l交椭圆C 于点A ,B ,且2|FO |=|AB |,若∠BAF =π6,则椭圆C 的离心率是________. 答案 (1)B (2)3-1解析 (1)不妨设M 在y 轴的正半轴上, 设M (0,t ),t >0,由于△MF 1F 2为正三角形,所以t =3c ,故M (0,3c ),则MF 2的中点为N ⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2,3c 2, 因为N 在渐近线y =b ax 上,所以3c 2=b a ×c 2,即b a =3,e =ca=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=2,故选B. (2)因为直线AB 过原点,由椭圆及直线的对称性可得|OA |=|OB |, 所以|AB |=2|OA |,设右焦点F ′,连接BF ′,AF ′, 又因为2|OF |=|AB |=2c , 可得四边形AFBF ′为矩形,在Rt△ABF 中,|AF |=2c ·cos∠BAF =2c ·32=3c , |BF |=2c ·sin∠BAF =2c ·12=c ,∴|AF ′|=|BF |=c ,由椭圆定义|AF |+|AF ′|=3c +c =2a , ∴e =c a=3-1.热点三 抛物线的几何性质抛物线的焦点弦的几个常见结论:设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的弦,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),α是弦AB 的倾斜角,则(1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.(2)|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α. (3)1|FA |+1|FB |=2p.(4)以线段AB 为直径的圆与准线x =-p2相切.例4 (1)(2022·泰安模拟)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M 在抛物线C 上,射线FM 与y 轴交于点A (0,2),与抛物线C 的准线交于点N ,FM →=55MN →,则p 的值等于( ) A.18B.2 C.14D.4 (2)(多选)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,直线l 的斜率为3且经过点F ,直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点(点A 在第一象限),与抛物线的准线交于点D ,若|AF |=8,则以下结论正确的是( ) A.p =4 B.DF →=FA → C.|BD |=2|BF | D.|BF |=4 答案 (1)B (2)ABC解析 (1)依题意F 点的坐标⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,设M 在准线上的射影为K , 由抛物线的定义知|MF |=|MK |, ∵FM →=55MN →,∴|FM ||MN |=55, 可得|MK ||MN |=55, 则|KN |∶|KM |=2∶1, ∴k FN =0-2p 2-0=-4p ,∴-4p=-2,求得p =2.故选B.(2)如图所示,分别过点A ,B 作准线的垂线,垂足分别为E ,M ,连接EF .设抛物线C 的准线交x 轴于点P ,则|PF |=p ,由于直线l 的斜率为3,则其倾斜角为60°.又AE ∥x 轴,∴∠EAF =60°,由抛物线的定义可知,|AE |=|AF |,则△AEF 为等边三角形, ∴∠EFP =∠AEF =60°,则∠PEF =30°,∴|AF |=|EF |=2|PF |=2p =8,解得p =4,故A 正确;∵|AE |=|EF |=2|PF |,PF ∥AE ,∴F 为线段AD 的中点,则DF →=FA →,故B 正确; ∵∠DAE =60°,∴∠ADE =30°,∴|BD|=2|BM|=2|BF|(抛物线定义),故C正确;∵|BD|=2|BF|,∴|BF|=13|DF|=13|AF|=83,故D错误.规律方法利用抛物线的几何性质解题时,要注意利用定义构造与焦半径相关的几何图形(如三角形、直角梯形等)来沟通已知量与p的关系,灵活运用抛物线的焦点弦的特殊结论,使问题简单化且减少数学运算.训练3 (1)(2022·济南模拟)已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l经过F与抛物线交于A,B两点,点P在抛物线的准线上,且PF⊥AB,线段AB的中点为Q.若|PQ|=4,则|AB|=( )A.4B.4 2C.8D.8 2(2)(2022·广州模拟)过抛物线y2=4x焦点F的直线与该抛物线及其准线都相交,交点从左到右依次为A,B,C.若AB→=2BF→,则线段BC的中点到准线的距离为( )A.3B.4C.5D.6答案(1)C (2)B解析(1)由A,B向准线作垂线,垂足分别为C,D,因为PF⊥AB,可知P是线段CD的中点,PQ 是梯形ABDC 的中位线,又由抛物线的定义可知|AB |=2|PQ |=8,故选C. (2)由抛物线的方程可得焦点F (1,0),渐近线的方程为:x =-1, 由AB →=2BF →, 可得|AB ||BF |=2, 如图所示:作BB ′垂直于准线于B ′, 而|BB ′||AB |=22,∴∠ABB ′=45°, 所以直线AB 的斜率为1, 所以直线AB 的方程为x =y +1, 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),联立⎩⎨⎧y 2=4x ,x =y +1,整理可得:x 2-6x +1=0,可得x 1+x 2=6,所以线段BC 的中点到准线的距离为x 1+x 22+1=4,故选B.一、基本技能练1.(2022·温州模拟)双曲线y 2-2x 2=1的离心率是( )A.52B.62C.3D. 5 答案 B解析 双曲线方程化为y 21-x 212=1,则a 2=1,b 2=12,从而e =1+b 2a 2=62,故选B. 2.设经过点F (1,0)的直线与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点.若线段AB 中点的横坐标为2,则|AB |=( ) A.4 B.5 C.6 D.7 答案 C解析 因为抛物线为y 2=4x ,所以p =2, 设A ,B 两点横坐标为x 1,x 2, 因为线段AB 中点的横坐标为2, 则x 1+x 22=2,即x 1+x 2=4,故|AB |=x 1+x 2+p =4+2=6,故选C.3.(2022·烟台一模)已知点F 为抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,点P 在抛物线上且横坐标为8,O 为坐标原点,若△OFP 的面积为22,则该抛物线的准线方程为( ) A.x =-12B.x =-1C.x =-2D.x =-4 答案 B解析 由抛物线的方程可得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,不妨设P 在x 轴上方,则y 2=2p ×8,可得y p =4p , 则S △OFP =12|OF |·y p =12×p2×4p =22,解得p =2,所以准线方程为x =-p2=-1,故选B.4.“1<k <5”是方程“x 2k -1+y 25-k=1表示椭圆”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 答案 B解析 因为k =3时,x 2k -1+y 25-k=1表示圆,故充分性不成立.若x 2k -1+y 25-k=1表示椭圆,则⎩⎨⎧k -1>0,5-k >0,k -1≠5-k ,∴1<k <5且k ≠3,∴必要性成立. 故“1<k <5”是“方程x 2k -1+y 25-k=1表示椭圆”的必要不充分条件.故选B.5.已知双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线与x 轴正半轴所成夹角为π3,则C的离心率为( )A.233B.2C.3D.3 答案 A解析 双曲线C 的渐近线方程为y =±ab x ,由题意可得a b =tanπ3=3, 则b a =33, 所以e =ca =c 2a 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=233,故选A.6.(2022·西安二模)直线y =kx (k >0)与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)在第一、第三象限分别交于P ,Q 两点,F 2是C 的右焦点,有|PF 2|∶|QF 2|=1∶3,且PF 2⊥QF 2,则C 的离心率是( ) A.3B. 6 C.3+1 D.6+1 答案 C解析 由对称性可知四边形PF 1QF 2为平行四边形, 又由PF 2⊥QF 2得四边形PF 1QF 2为矩形, ∴|PQ |=|F 1F 2|=2c , 又|PF 2|∶|QF 2|=1∶3, ∴|QF 2|-|PF 2|=(3-1)c =2a , ∴e =c a=23-1=3+1,故选C.7.(2022·石家庄模拟)已知椭圆M:x2a2+y2=1(a>1)的中心为O,过焦点F的直线l与M交于A,B两点,线段AF的中点为P,若|OP|=|PF|=32,则M的方程为( )A.x22+y2=1 B.x23+y2=1C.x24+y2=1 D.x25+y2=1答案 B解析不妨设F为椭圆M的右焦点,则其左焦点为F1,连接AF1,∵O为FF1中点,P为AF中点.∴OP为△AFF1的中位线.∴|AF1|=2|OP|=3,|AF|=2|PF|= 3.∴|AF1|+|AF|=23=2a,∴a= 3.∴椭圆M的方程为x23+y2=1,故选B.8.(2022·南京调研)已知F1,F2分别为双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点和右焦点,过F2的直线l与双曲线的右支交于A,B两点,△AF1F2的内切圆半径为r1,△BF1F2的内切圆半径为r2,若r1=2r2,则直线l的斜率为( )A.1B. 2C.2D.2 2答案 D解析记△AF1F2的内切圆圆心为C,△BF1F2的内切圆圆心为D,边AF 1,AF 2,F 1F 2上的切点分别为M ,N ,E ,易知C ,E 横坐标相等,|AM |=|AN |,|F 1M |=|F 1E |,|F 2N |=|F 2E |,由|AF 1|-|AF 2|=2a ,即|AM |+|MF 1|-(|AN |+|NF 2|)=2a ,得|MF 1|-|NF 2|=2a , 即|F 1E |-|F 2E |=2a ,记C 的横坐标为x 0,则E (x 0,0), 于是x 0+c -(c -x 0)=2a ,得x 0=a , 同样圆心D 的横坐标也为a ,则有CD ⊥x 轴,设直线l 的倾斜角为θ,则∠OF 2D =θ2,∠CF 2O =90°-θ2,在△CEF 2中,tan∠CF 2O =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫90°-θ2=r 1|EF 2|,在△DEF 2中,tan∠OF 2D =tan θ2=r 2|EF 2|,由r 1=2r 2,可得2tan θ2=tan ⎝⎛⎭⎪⎫90°-θ2=1tanθ2,解得tan θ2=22,则直线l 的斜率为tan θ=2tanθ21-tan 2θ2=21-12=22,故选D.9.(多选)(2022·福州模拟)已知椭圆C :x 24+y 23=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 为C上一点,则( )A.C 的离心率为22B.△PF 1F 2的周长为5C.∠F 1PF 2<90°D.1≤|PF 1|≤3 答案 CD解析 对于A ,由椭圆方程知:a =2,c =4-3=1,∴离心率e =c a =12,A 错误;对于B ,由椭圆定义知:|PF 1|+|PF 2|=2a =4,|F 1F 2|=2c =2, ∴△PF 1F 2的周长为4+2=6,B 错误;对于C ,当P 为椭圆短轴端点时,tan ∠F 1PF 22=c b =33,∴tan∠F 1PF 2=2tan∠F 1PF 221-tan 2∠F 1PF 22=2331-13=3,∴∠F 1PF 2=60°,即(∠F 1PF 2)max =60°, ∴∠F 1PF 2<90°,C 正确;对于D ,∵|PF 1|min =a -c =1,|PF 1|max =a +c =3, ∴1≤|PF 1|≤3,D 正确. 故选CD.10.(多选)(2022·菏泽模拟)设抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,点M为C上一动点,E(3,1)为定点,则下列结论正确的有( )A.准线l的方程是y=-2B.以线段MF为直径的圆与y轴相切C.|ME|+|MF|的最小值为5D.|ME|-|MF|的最大值为2答案BC解析抛物线C:y2=8x的焦点为F(2,0),准线为l:x=-2,故A错误;设M(m,n),MF的中点为N,可得|MF|=m+2=2·m+2 2,即N到y轴的距离是|MF|的一半,则以线段MF为直径的圆与y轴相切,故B正确;设M在准线上的射影为H,由|ME|+|MF|=|ME|+|MH|,当E,M,H三点共线时,|ME|+|MH|取得最小值,为3+2=5,故C正确;由|ME|-|MF|≤|EF|,当M为EF的延长线与抛物线的交点时,取得最大值|EF|,为(3-2)2+(1-0)2=2,故D错误.故选BC.11.已知抛物线y2=2px的准线方程为x=-1,则p=________.答案 2解析 y 2=2px 准线方程为x =-p2,则-p2=-1,∴p =2.12.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为5,且其虚轴长大于1,则双曲线C的一个标准方程可以为________. 答案x 2-y 24=1(答案不唯一)解析 依题意,不妨取b =2,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧c a =5,b =2,c 2=a 2+b 2,解得a =1,b =2,c = 5.所以满足题设的一个标准方程为x 2-y 24=1.二、创新拓展练13.(多选)(2022·南通适考)在平面直角坐标系xOy 中,已知F 1,F 2分别是椭圆C :x 24+y 22=1的左、右焦点,点A ,B 是椭圆C 上异于长轴端点的两点,且满足AF 1→=λF 1B →,则( ) A.△ABF 2的周长为定值B.AB 的长度最小值为1 C.若AB ⊥AF 2,则λ=3D.λ的取值范围是[1,5] 答案 AC解析 AF 1→=λF 1B →,则A ,B ,F 1三点共线,△ABF 2周长=4a =8是定值,A 正确.AB min =2·b 2a=2≠1,B 错误;∵AB ⊥AF 2,则AF 1⊥AF 2,A 在上、下顶点处,不妨设A (0,2),则AB ∶y =x +2,⎩⎨⎧y =x +2,x 24+y 22=1.解得⎩⎨⎧x =0,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =-423,y =-23,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-423,-23,λ=-2-23=3,C 正确; 令AB :x =my -2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),⎩⎨⎧x =my -2,x 24+y 22=1消x 可得(m 2+2)y 2-22my -2=0,则y 1+y 2=22mm 2+2, y 1y 2=-2m 2+2,-y 1=λy 2,当m =0时,λ=1,当m ≠0时,λ(1-λ)2=m 2+24m 2>14,∴3-22<λ<3+22,D 错误.故选AC.14.(多选)(2022·济宁模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,左、右顶点分别为A 1,A 2,点P 是双曲线C 上异于顶点的一点,则( ) A.||PA 1|-|PA 2||=2aB.若焦点F 2关于双曲线C 的渐近线的对称点在C 上,则C 的离心率为 5C.若双曲线C 为等轴双曲线,则直线PA 1的斜率与直线PA 2的斜率之积为1D.若双曲线C 为等轴双曲线,且∠A 1PA 2=3∠PA 1A 2,则∠PA 1A 2=π10答案 BCD解析 对于A :在△PA 1A 2中,根据三角形两边之差小于第三边, 故||PA 1|-|PA 2||<|A 1A 2|=2a ,故A 错误; 对于B ,焦点F 2(c ,0),渐近线不妨取y =bax ,即bx -ay =0, 设焦点F 2关于双曲线C 的渐近线的对称点为(m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n m -c ×b a =-1,b ×m +c 2-a ×n 2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =a 2-b 2c ,n =2abc,即F 2关于双曲线C 的渐近线的对称点为⎝⎛⎭⎪⎫a 2-b 2c ,2ab c , 由题意该对称点在双曲线上,故(a 2-b 2)2a 2c 2-(2ab )2b 2c 2=1,将c 2=a 2+b 2代入,化简整理得b 4-3a 2b 2-4a 4=0,即b 2=4a 2, 所以e =1+b 2a2=5, ∴e =5,故B 正确;对于C :双曲线C 为等轴双曲线, 即C :x 2-y 2=a 2(a >0),设P (x 0,y 0)(y 0≠0),则x 20-y 20=a 2,所以x 20-a 2=y 20, 故k PA 1·k PA 2=y 0x 0+a ·y 0x 0-a =y 20x 20-a2=1,故C 正确;对于D :双曲线为等轴双曲线,即C :x 2-y 2=a 2(a >0), 且∠A 1PA 2=3∠PA 1A 2, 设∠PA 1A 2=θ,∠A 1PA 2=3θ, 则∠PA 2x =4θ,根据C 项中的结论kPA 1·kPA 2=1, 即有tan θ·tan 4θ=1,在三角形中,只有两角互余时,它们的正切值才互为倒数, 故θ+4θ=π2,所以θ=π10,即∠PA 1A 2=π10,故D 正确.故选BCD.15.(多选)(2022·济南模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 为C 上任意一点,△PF 1F 2的内切圆的圆心为I ,圆I 与PF 1的切点为M ,PI 与x 轴的交点为N ,则以下结论正确的有( ) A.PF 1→·PF 2→有最大值a 2 B.内切圆I 面积有最大值πb 2c 2(a +c )2C.若|PM |=12|F 1F 2|,则椭圆C 的离心率为 12D.若∠F 1PF 2=2π3,则1|PF 1|+1|PF 2|=1|PN |答案 BCD解析 对A :PF 1→·PF 2→=PO →2-c 2≤b 2,故A 不正确;对B :由等面积法,内切圆I 的半径r =S △PF 1F 2a +c ≤bca +c ,所以内切圆面积有最大值πb 2c 2(a +c )2,故B 正确;对C :|PM |=12|F 1F 2|=c ,2|PM |+2c =4c =2a ,椭圆C 的离心率为12,故C 正确;对D :若∠F 1PF 2=2π3,由角平分线性质得则1|PF 1|+1|PF 2|=1|PN |,故D 正确.故选BCD. 16.(多选)(2022·无锡模拟)已知双曲线C 1:x 2a 21-y 2b 21=1(a 1>0,b 1>0)的一条渐近线的方程为y =3x ,且过点⎝⎛⎭⎪⎫1,32,椭圆C 2:x 2a 2+y 2b 2=1的焦距与双曲线C 1的焦距相同,且椭圆C 2的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1的直线交C 2于A ,B 两点,若点A (1,y 1),则下列说法中正确的有( ) A.双曲线C 1的离心率为2 B.双曲线C 1的实轴长为12C.点B 的横坐标的取值范围为(-2,-1)D.点B 的横坐标的取值范围为(-3,-1) 答案 AD解析 双曲线C 1:x 2a 21-y 2b 21=1(a 1>0,b 1>0)的一条渐近线的方程为y =3x ,则可设双曲线C 1的方程为x 2-y 23=λ,∵过点⎝⎛⎭⎪⎫1,32,∴1-34=λ,解得λ=14,∴双曲线C 1方程为4x 2-43y 2=1,即x 214-y234=1,可知双曲线C 1的离心率e =ca=2,实轴的长为1,故选项A 正确,选项B 错误; 由14+34=1,可知椭圆C 2:x 2a 2+y 2b2=1的焦点F 1(-1,0),F 2(1,0), 不妨设A (1,y 1)(y 1>0),代入x 2a 2+y 2b 2=1,得1a 2+y 21b 2=1,∴y 1=b 2a ,直线AB 的方程为y =b 22a(x +1),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =b 22a (x +1),x2a 2+y2b 2=1,消去y 并整理得(a 2+3)x 2+2(a 2-1)x -3a 2-1=0, 根据韦达定理可得1·x B =-3a 2+1a 2+3,可得x B =-3a 2+1a 2+3=-3+8a 2+3,又a 2>1,∴a 2+3>4,0<8a 2+3<2, ∴-3<x B <-1,故选项C 错误,选项D 正确,故选AD.17.(2022·北京石景山区一模)设点F 1,F 2分别为椭圆C :x 24+y 2=1的左、右焦点,点P是椭圆C 上任意一点,若使得PF 1→·PF 2→=m 成立的点恰好是4个,则实数m 的一个取值可以为________. 答案 0(答案不唯一)解析 当m =0时,PF 1→·PF 2→=0,则PF 1→⊥PF 2→,由椭圆方程可知a 2=4,b 2=1,c 2=3,因为c >b ,所以以F 1F 2为直径的圆与椭圆有4个交点. 使得PF 1→·PF 2→=0成立的点恰好有4个. 所以实数m 的一个取值可以为0.18.(2022·湖州质检)已知F 1,F 2是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且∠F 1PF 2=π3,设椭圆、双曲线的离心率分别为e 1,e 2,则e 21+e 22的最小值为________.答案 1+32解析 由题意,可设椭圆长半轴为a 1,双曲线的实半轴为a 2, 不妨设P 为双曲线右支上一点,由椭圆和双曲线的定义可知 ⎩⎨⎧|PF 1|+|PF 2|=2a 1,|PF 1|-|PF 2|=2a 2,则|PF 1|=a 1+a 2,|PF 2|=a 1-a 2, 又∠F 1PF 2=π3,由余弦定理可得(2c )2=(a 1+a 2)2+(a 1-a 2)2-2(a 1+a 2)(a 1-a 2)cosπ3, 整理得4c 2=a 21+3a 22,即1e 21+3e 22=4,则14e 21+34e 22=1, 所以e 21+e 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫14e 21+34e 22(e 21+e 22)=1+e 224e 21+3e 214e 22≥1+2e 224e 21·3e 214e 22=1+32. 当且仅当e 224e 21=3e 214e 22,即e 2=43e 1时取等号.。
【2020届】高考数学圆锥曲线专题复习:圆锥曲线常用解法、常规题型与性质

圆锥曲线八种解题方法、七种常规题型和性质(有相应例题详解) 总论:常用的八种方法1、定义法2、韦达定理法3、设而不求点差法4、弦长公式法5、数形结合法6、参数法(点参数、K 参数、角参数)7、代入法中的顺序8、充分利用曲线系方程法七种常规题型(1)中点弦问题(2)焦点三角形问题(3)直线与圆锥曲线位置关系问题(4)圆锥曲线的有关最值(范围)问题 (5)求曲线的方程问题1.曲线的形状已知--------这类问题一般可用待定系数法解决。
2.曲线的形状未知-----求轨迹方程(6) 存在两点关于直线对称问题 (7)两线段垂直问题常用的八种方法1、定义法(1)椭圆有两种定义。
第一定义中,r 1+r 2=2a 。
第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
(2)双曲线有两种定义。
第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。
(3)抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
3、设而不求法解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。
设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),弦AB 中点为M(x 0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:(1))0(12222>>=+b a b y a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有02020=+k b y a x 。
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把动点坐标 用参数 进行表达的方法。此时 ,消掉 即得动点轨迹方程。
交规法
轨迹是由两动直线(或曲线)交点构成的,在两动直线(曲线)中消掉参数即得轨迹方程的方法。
热点问题
定点
含义
含有可变参数的曲线系所经过的点中不随参数变化的某个或某几个点。
解法
把曲线系方程按照参数集项,使得方程对任意参数恒成立的方程组的解即为曲线系恒过的定点。
圆锥曲线的热点问题
曲线方程与
圆锥曲线热点问题
曲线
与
方程
概念
曲线 上点的坐标都是方程 的解,以 的解为坐标的点都在曲线 上,则称曲线 为方程 的曲线、方程 为曲线 的方程。
求法
直接法
把动点坐标直接代入已知几何条件的方法。
定义法
已知曲线类型,求出确定曲线的系数得出曲线方程的方法(待定系数法)。
代入法
动点 随动点 运动, 在曲线 上,以 表示 ,代入曲线 的方程得到动点轨迹方程的方法。
定值
含义
不随其它量的变化而发生数值发生变化的量。
解法
建立这个量关于其它量的关系式,最后的结果是与其它变化的量围。
解法
建立这个量关于其它量的函数关系式或者不等式,求解这个函数的变化范围或者解不等式。
最值
含义
一个量在变化时的最大值和最小值。
解法
建立这个量的函数关系式,求解这个函数的最值。