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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
突破點12 圓錐曲線的定義、方程、幾何性質(zhì)
[核心知識提煉]
提煉1 圓錐曲線的重要性質(zhì)
(1)橢圓、雙曲線中a,b,c之間的關系
①在橢圓中:a2=b2+c2;離心率為e==;
②在雙曲線中:c2=a2+b2;離心率為e==.
(2)雙曲線的漸近線方程與焦點坐標
①雙曲線-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x;焦點坐標F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0);
②雙曲線-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x,焦點坐標F1(0,-c),F(xiàn)
2、2(0,c).
(3)拋物線的焦點坐標與準線方程
①拋物線y2=±2px(p>0)的焦點坐標為,準線方程為x=?;
②拋物線x2=±2py(p>0)的焦點坐標為,準線方程為y=?.
提煉2 弦長問題
(1)直線與圓錐曲線相交時的弦長
斜率為k的直線與圓錐曲線交于點A(x1,y1),B(x2,y2)時,|AB|=|x1-x2|=
或|AB|=|y1-y2|=.
(2)拋物線焦點弦的幾個常用結(jié)論
設AB是過拋物線y2=2px(p>0)焦點F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),則①x1x2=,y1y2=-p2;②弦長|AB|=x1+x2+p=(α為弦AB
3、的傾斜角);③+=;④以弦AB為直徑的圓與準線相切.
[高考真題回訪]
回訪1 圓錐曲線的定義與方程
1.(20xx·全國卷Ⅱ)已知雙曲線過點(4,),且漸近線方程為y=±x,則該雙曲線的標準方程為________.
-y2=1 [法一:∵雙曲線的漸近線方程為y=±x,
∴可設雙曲線的方程為x2-4y2=λ(λ≠0).
∵雙曲線過點(4,),
∴λ=16-4×()2=4,
∴雙曲線的標準方程為-y2=1.
法二:∵漸近線y=x過點(4,2),而<2,
∴點(4,)在漸近線y=x的下方,在y=-x的上方(如圖).
∴雙曲線的
4、焦點在x軸上,故可設雙曲線方程為
-=1(a>0,b>0).
由已知條件可得
解得
∴雙曲線的標準方程為-y2=1.]
2.(20xx·全國卷Ⅰ改編)已知圓M:(x+1)2+y2=1,圓N:(x-1)2+y2=9,動圓P與圓M外切并且與圓N內(nèi)切,圓心P的軌跡為曲線C,則C的方程為________.
+=1(x≠-2) [由已知得圓M的圓心為M(-1,0),半徑r1=1;圓N的圓心為N(1,0),半徑r2=3.設圓P的圓心為P(x,y),半徑為R.
因為圓P與圓M外切并且與圓N內(nèi)切,
所以|PM|+|PN|=(R+r1)+(r2-R)=r1+r2=4.
由
5、橢圓的定義可知,曲線C是以M、N為左、右焦點,長半軸長為2,短半軸長為的橢圓(左頂點除外),其方程為+=1(x≠-2).]
回訪2 圓錐曲線的重要性質(zhì)
3.(20xx·全國卷Ⅱ)若a>1,則雙曲線-y2=1的離心率的取值范圍是( )
A.(,+∞) B.(,2)
C.(1,) D.(1,2)
C [由題意得雙曲線的離心率e=.
∴e2==1+.
∵a>1,∴0<<1,∴1<1+<2,
∴1<e<.
故選C.]
4.(20xx·全國卷Ⅰ)直線l經(jīng)過橢圓的一個頂點和一個焦點,若橢圓中心到l的距離為其短軸長的,則該橢圓的離心率為( )
6、
A. B.
C. D.
B [不妨設直線l經(jīng)過橢圓的一個頂點B(0,b)和一個焦點F(c,0),則直線l的方程為+=1,即bx+cy-bc
=0.由題意知=×2b,解得=,即e=.故選B.]
回訪3 弦長問題
5.(20xx·全國卷Ⅰ)已知橢圓E的中心在坐標原點,離心率為,E的右焦點與拋物線C:y2=8x的焦點重合,A,B是C的準線與E的兩個交點,則|AB|=( )
A.3 B.6
C.9 D.12
B [拋物線y2=8x的焦點為(2,0),
∴橢圓中c=2,
又=,∴a=4,b2=a2-c2=12,
從而橢圓方程為
7、+=1.
∵拋物線y2=8x的準線為x=-2,
∴xA=xB=-2,
將xA=-2代入橢圓方程可得|yA|=3,
由圖象可知|AB|=2|yA|=6.
故選B.]
熱點題型1 圓錐曲線的定義、標準方程
題型分析:圓錐曲線的定義、標準方程是高考??純?nèi)容,主要以選擇、填空的形式考查,解題時分兩步走:第一步,依定義定“型”,第二步,待定系數(shù)法求“值”.
【例1】(1)(20xx·哈爾濱模擬)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點為F,點A在雙曲線的漸近線上,△OAF是邊長為2的等邊三角形(O為原點),則雙曲線的方程為( )
【導學號:04024108】
8、A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D.x2-=1
(2)(20xx·通化一模)已知拋物線C:y2=8x的焦點為F,準線為l,P是l上一點,Q是直線PF與C的一個交點,若=4,則|QF|=( )
A. B.3
C. D.2
(1)D (2)B [(1)根據(jù)題意畫出草圖如圖所示,不妨設點A在漸近線y=x上.
由△AOF是邊長為2的等邊三角形得到∠AOF=60°,c=|OF|=2.
又點A在雙曲線的漸近線y=x上,∴=tan 60°=.
又a2+b2=4,∴a=1,b=,
∴雙曲線的方程為x2-=1.故選D.
(2
9、)如圖所示,因為=4,所以=,過點Q作QM⊥l垂足為M,則MQ∥x軸,
所以==,所以|MQ|=3,由拋物線定義知|QF|=|QM|=3.]
[方法指津]
求解圓錐曲線標準方程的方法是“先定型,后計算”
1.定型,就是指定類型,也就是確定圓錐曲線的焦點位置,從而設出標準方程.
2.計算,即利用待定系數(shù)法求出方程中的a2,b2或p.另外,當焦點位置無法確定時,拋物線常設為y2=2ax或x2=2ay(a≠0),橢圓常設mx2+ny2=1(m>0,n>0),雙曲線常設為mx2-ny2=1(mn>0).
[變式訓練1] (1)(20xx·鄭州二模)經(jīng)過點(2,1),且漸近線與
10、圓x2+(y-2)2=1相切的雙曲線的標準方程為( )
【導學號:04024109】
A.-=1 B.-y2=1
C.-=1 D.-=1
(2)(20xx·衡水模擬)已知A(-1,0),B是圓F:x2-2x+y2-11=0(F為圓心)上一動點,線段AB的垂直平分線交BF于點P,則動點P的軌跡方程為( )
A.+=1 B.-=1
C.-=1 D.+=1
(1)A (2)D [(1)設雙曲線的漸近線方程為y=kx,即kx-y=0,由題意知=1,解得k=±,則雙曲線的焦點在x軸上,設雙曲線方程為-=1,
則有解得故選A.
(2)由題意得|PA|=|
11、PB|,∴|PA|+|PF|=|PB|+|PF|=r=2>|AF|=2,∴點P的軌跡是以A、F為焦點的橢圓,且a=,c=1,∴b=,∴動點P的軌跡方程為+=1,故選D.]
熱點題型2 圓錐曲線的幾何性質(zhì)
題型分析:圓錐曲線的幾何性質(zhì)是高考考查的重點和熱點,其中求圓錐曲線的離心率是最熱門的考點之一,建立關于a,c的方程或不等式是求解的關鍵.
【例2】(1)(20xx·全國卷Ⅰ)已知F是雙曲線C:x2-=1的右焦點,P是C上一點,且PF與x軸垂直,點A的坐標是(1,3),則△APF的面積為( )
A. B.
C. D.
(2)(20xx·合肥二模)已知橢圓
12、+=1(a>b>0)的左、右焦點為F1,F(xiàn)2,離心率為e.P是橢圓上一點,滿足PF2⊥F1F2,點Q在線段PF1上,且=2.若·=0,則e2=( )
A.-1 B.2-
C.2- D.-2
(1)D (2)C [(1)因為F是雙曲線C:x2-=1的右焦點,所以F(2,0).
因為PF⊥x軸,所以可設P的坐標為(2,yP).
因為P是C上一點,所以4-=1,解得yP=±3,
所以P(2,±3),|PF|=3.
又因為A(1,3),所以點A到直線PF的距離為1,
所以S△APF=×|PF|×1=×3×1=.
13、
故選D.
(2)由PF2⊥F1F2可得P,不妨設P,又由=2得Q,則·=·=-+=0,整理得b4=2a2c2,(a2-c2)2=2a2c2,整理得c4-4a2c2+a4=0,即e4-4e2+1=0,又橢圓離心率0<e<1,解得e2=2-,故選C.]
[方法指津]
1.求橢圓、雙曲線離心率(離心率范圍)的方法
求橢圓、雙曲線的離心率或離心率的范圍,關鍵是根據(jù)已知條件確定a,b,c的等量關系或不等關系,然后把b用a,c代換,求的值.
2.雙曲線的漸近線的求法及用法
(1)求法:把雙曲線標準方程等號右邊的1改為零,分解因式可得.
(2)用法:①可得或的值.
②
14、利用漸近線方程設所求雙曲線的方程.
[變式訓練2] (1)(20xx·全國卷Ⅱ)已知F1,F(xiàn)2是雙曲線E:-=1的左,右焦點,點M在E上,MF1與x軸垂直,sin∠MF2F1=,則E的離心率為( )
A. B.
C. D.2
(2)(名師押題)已知橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過點F2的直線與橢圓交于A,B兩點,若△F1AB是以A為直角頂點的等腰直角三角形,則橢圓的離心率為( )
【導學號:04024110】
A. B.2-
C.-2 D.-
(1)A (2)D [(1)法一:如圖,因為MF1與x軸垂直,所以|MF1|=.又s
15、in∠MF2F1=,所以=,即|MF2|=3|MF1|.由雙曲線的定義得2a=|MF2|-|MF1|=2|MF1|=,所以b2=a2,所以c2=b2+a2=2a2,所以離心率e==.
法二:如圖,因為MF1⊥x軸,
所以|MF1|=.
在Rt△MF1F2中,由sin∠MF2F1=得
tan∠MF2F1=.
所以=,即=,即=,
整理得c2-ac-a2=0,
兩邊同除以a2得e2-e-1=0.
解得e=(負值舍去).
(2)設|F1F2|=2c,|AF1|=m,
若△F1AB是以A為直角頂點的等腰直角三角形,
∴|AB|=|AF1|=m,|BF1|=m.
由橢圓的定義可知△F1AB的周長為4a,
∴4a=2m+m,m=2(2-)a.
∴|AF2|=2a-m=(2-2)a.
∵|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2,
∴4(2-)2a2+4(-1)2a2=4c2,
∴e2=9-6,e=-.]