圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
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圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
圆锥曲线 1。圆锥曲线的两定义:
第一定义中要重视“括号”内的条件:椭圆中,与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于F1F2,当常数等于F1F2时,轨迹是线段F1F2,当常数小于F1F2时,无轨迹;双曲线中,与两定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值\"与2a<|F1F2|不可忽视。若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a﹥|F1F2|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):
x2y2y2x2(1)椭圆:焦点在x轴上时221(ab0),焦点在y轴上时22=1(ab0)。
abab方程Ax2By2C表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同号,A≠B)。
x2y2y2x2(2)双曲线:焦点在x轴上:22 =1,焦点在y轴上:22=1(a0,b0)。方程
ababAx2By2C表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B异号)。
(3)抛物线:开口向右时y22px(p0),开口向左时y22px(p0),开口向上时x22py(p0),开口向下时x22py(p0)。
3。圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):
(1)椭圆:由x2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
(2)双曲线:由x2,y2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; (3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。 提醒:在椭圆中,a最大,a2b2c2,在双曲线中,c最大,c2a2b2.
4。圆锥曲线的几何性质:
x2y2(1)椭圆(以221(ab0)为例):①范围:axa,byb;②焦点:两
ab个焦点(c,0);③对称性:两条对称轴x0,y0,一个对称中心(0,0),四个顶点(a,0),(0,b),
a2c其中长轴长为2a,短轴长为2b;④准线:两条准线x; ⑤离心率:e,椭圆
ca0e1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。
x2y2(2)双曲线(以221(a0,b0)为例):①范围:xa或xa,yR;②焦点:
ab两个焦点(c,0);③对称性:两条对称轴x0,y0,一个对称中心(0,0),两个顶点(a,0),其中实轴长为2a,虚轴长为2b,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方
2ac程可设为x2y2k,k0;④准线:两条准线x; ⑤离心率:e,双曲线e1,
cab等轴双曲线e2,e越小,开口越小,e越大,开口越大;⑥两条渐近线:yx.
ap(3)抛物线(以y22px(p0)为例):①范围:x0,yR;②焦点:一个焦点(,0),其中p的
2几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴y0,没有对称中心,只有一个顶点
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(0,0);④准线:一条准线xcp; ⑤离心率:e,抛物线e1。
a222x0y0x2y25、点P(x0,y0)和椭圆221(ab0)的关系:(1)点P(x0,y0)在椭圆外221;(2)
abab2222x0y0x0y0点P(x0,y0)在椭圆上22=1;(3)点P(x0,y0)在椭圆内221
abab
6.直线与圆锥曲线的位置关系:
(1)相交:0直线与椭圆相交; 0直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有0,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故0也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。
(2)相切:0直线与椭圆相切;0直线与双曲线相切;0直线与抛物线相切;
(3)相离:0直线与椭圆相离;0直线与双曲线相离;0直线与抛物线相离。
提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的
x2y2轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线22=1外一点P(x0,y0)的直
ab线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线。
7、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:
b22Sbtanc|y0|,当|y0|b即P为短轴端点时,Smax的最大值为bc;对于双曲线S. 如
2tan2(1)短轴长为5,
8、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB为焦点弦, M为准线与x轴的交点,则∠AMF=∠BMF;(3)设AB为焦点弦,A、B在准线上的射影分别为A1,B1,若P为A1B1的中点,则PA⊥PB;(4)若AO的延长线交准线于C,
则BC平行于x轴,反之,若过B点平行于x轴的直线交准线于C点,则A,O,C三点共线。
9、弦长公式:若直线ykxb与圆锥曲线相交于两点A、B,且x1,x2分别为A、B的横坐标,则AB=1k2x1x2,若y1,y2分别为A、B的纵坐标,则AB=11y1y2,若弦AB所在直线k2方程设为xkyb,则AB=1k2y1y2。特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解.
抛物线:
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b2x0x2y2在双曲线221中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=2;在抛物线
abay0py22px(p0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=。
y0提醒:因为0是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0!
11.了解下列结论
(1)双曲线x2y21的渐近线方程为x2y20;
ab2222ab2222(2)以ybx为渐近线(即与双曲线x2y21共渐近线)的双曲线方程为x2y2(为
aabab参数,≠0)。
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为mx2ny21;
2b2(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为,焦准距(焦点到相应准
ab2线的距离)为,抛物线的通径为2p,焦准距为p;
c(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
(6)若抛物线y22px(p0)的焦点弦为AB,A(x1,y1),B(x2,y2),则①|AB|x1x2p;
p2,y1y2p2 ②x1x24(7)若OA、OB是过抛物线y22px(p0)顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点(2p,0)
12、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容:
(1) 给出直线的方向向量u1,k或um,n;
(2)给出OAOB与AB相交,等于已知OAOB过AB的中点;
(3)给出PMPN0,等于已知P是MN的中点;
(4)给出APAQBPBQ,等于已知P,Q与AB的中点三点共线;
(5) 给出以下情形之一:①AB//AC;②存在实数,使ABAC;③若存在实数,,且1,使OCOAOB,等于已知A,B,C三点共线.
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(6) 给出MAMB0,等于已知MAMB,即AMB是直角,给出MAMBm0,等于已知AMB是钝角, 给出MAMBm0,等于已知AMB是锐角,
MAMB(8)给出MP,等于已知MP是AMB的平分线/
MAMB(9)在平行四边形ABCD中,给出(ABAD)(ABAD)0,等于已知ABCD是菱形;
(10) 在平行四边形ABCD中,给出|ABAD||ABAD|,等于已知ABCD是矩形; (11)在ABC中,给出OAOBOC,等于已知O是ABC的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);
(12) 在ABC中,给出OAOBOC0,等于已知O是ABC的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);
(13)在ABC中,给出OAOBOBOCOCOA,等于已知O是ABC的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);
ABAC(14)在ABC中,给出OPOA( )(R)等于已知AP通过ABC的内心;
|AB||AC|(15)在ABC中,给出aOAbOBcOC0,等于已知O是ABC的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);
1 (16) 在ABC中,给出ADABAC,等于已知AD是ABC中BC边的中线;
22
(3)已知A,B为抛物线x=2py(p>0)上异于原点的两点,OAOB0,点C坐标为(0,2p) (1)求证:A,B,C三点共线;
(2)若AM=BM(R)且OMAB0试求点M的轨迹方程。
x12x22(1)证明:设A(x1,),B(x2,),由OAOB0得
2p2px12x22x12x12x222) x1x20,x1x24p,又AC(x1,2p),AB(x2x1,2p2p2p2px22x12x12x1(2p)(x2x1)0,AC//AB,即A,B,C三点共线。
2p2p222AB过定点C,又由OMAB0及AM=BM(R)知OMAB,垂
222
足为M,所以点M的轨迹为以OC为直径的圆,除去坐标原点。即点M的轨迹方程为x+(y—p)=p(x0,y0)。
(2)由(1)知直线
13。圆锥曲线中线段的最值问题:
2
例1、(1)抛物线C:y=4x上一点P到点A(3,42)与到准线的距离和最小,则点 P的坐
标为______________
(2)抛物线C: y=4x上一点Q到点B(4,1)与到焦点F的距离和最小,则点Q的坐标为 。
分析:(1)A在抛物线外,如图,连PF,则PHPF,因而AQHPFB2
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当A、P、F三点共线时,距离和最小。
(2)B在抛物线内,如图,作QR⊥l交于R,则当B、Q、R三点共线时,距离和最小. 解:
1(1)(2,2)(2)(,1)
4x21、已知椭圆C1的方程为y21,双曲线C2的左、右焦点分别为C1的左、右顶点,而C2的左、
4右顶点分别是C1的左、右焦点. (1) 求双曲线C2的方程;
(2) 若直线l:ykx2与椭圆C1及双曲线C2恒有两个不同的交点,且l与C2的两个交点A和B满足OAOB6(其中O为原点),求k的取值范围。
解:(Ⅰ)设双曲线
22xyC2的方程为221,则a2413,再由a2b2c2得b21. abx2x22故C2的方程为y1.(II)将ykx2代入y21得(14k2)x282kx40.
34由直线l与椭圆C1恒有两个不同的交点得
11(82)2k216(14k2)16(4k21)0,即 k2. ①
4x2将ykx2代入y21得(13k2)x262kx90.由直线l与双曲线C2恒有两个不同
32113k0,22即k且k1. 的交点A,B得22232(62k)36(13k)36(1k)0.62k9,xxAB13k213k2 由OAOB6得xAxByAyB6,而设A(xA,yA),B(xB,yB),则xAxBxAxByAyBxAxB(kxA2)(kxB2)(k21)xAxB2k(xAxB)2962k2k2
13k213k2 (k21)3k272.3k13k2715k21313122于是26,即0.解此不等式得k或k. ③
3k13k21153圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
由①、②、③得
1113k2或k21. 4315故k的取值范围为(1,13311313)(,)(,)(,1) 15322315在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,—1),B点在直线y = —3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上的动点,l为C在P点处得切线,求O点到l距离的最小值。 (Ⅰ)设M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).所以MA=(-x,—1—y), MB=(0,-3—y),
AB=(x,—2)。再由愿意得知(MA+MB)• AB=0,即(-x,—4—2y)• (x,—2)=0.
11所以曲线C的方程式为y=x2-2. (Ⅱ)设P(x0,y0)为曲线C:y=x2-2上一点,因为
44111y'=x,所以l的斜率为x0因此直线l的方程为yy0x0(xx0),即x0x2y2y0x20。
22212x04|2y0x|12142则O点到l的距离d。又y0x02,所以d2(x04)2,
2224x04x042x04202当x0=0时取等号,所以O点到l距离的最小值为2。
x2y22
设双曲线221(a>0,b>0)的渐近线与抛物线y=x+1相切,则该双曲线的离心率等于
ab( )
x2y2设双曲线221的一条渐近线,则双曲线的离心率为( ).
ab x2y2过椭圆221(ab0)的左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于点P,F2为右焦点,若
abF1PF260,则椭圆的离心率为
x2y221(b0)的左、右焦点分别是F1、F2,其一条渐近线方程为yx,点已知双曲线
2bP(3,y0)在双曲线上。则PF1·PF2=( )0
已知直线ykx2k0与抛物线C:y28x相交于A、B两点,F为C的焦点,若
|FA|2|FB|,则k( )
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已知直线l1:4x3y60和直线l2:x1,抛物线y24x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是( )
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l的方程为_____________.
x2y2椭圆1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上,若|PF1|4,则|PF2| ;F1PF2的大小
92为 .
过抛物线y22px(p0)的焦点F作倾斜角为45的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的长为8,则p________________ 【解析】设切点P(x0,y0),则切线的斜率为
y'|xx02x0。由题意有
y02x0又y0x021解得: x0x021,bb2,e1()25aa
bx2y2bbyx2双曲线221的一条渐近线为yx,由方程组a,消去y,得xx10有唯一解,所
abaa2yx1bb2ca2b2b以△=()40,所以2,e1()25aaaaa
由渐近线方程为yx知双曲线是等轴双曲线,∴双曲线方程是x2y22,于是两焦点坐标分别是(-2,0)和(2,0),且P(3,1)或P(3,1).不妨去P(3,1),则
PF1(23,1),PF2(23,1)。
∴
PF1·
PF2=(23,1)(2【解析】设抛物线C:y28x的准线为l:x2直线
ykx2k0恒过定点P2,0 .如图过A、B分 AMl于M,BNl于N, 由|FA|2|FB|,则
别作
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|AM|2|BN|,点B为AP的中点.连结OB,则|OB| |OB||BF| 点B的横坐标为1, 故点B的坐标为
1|AF|, 2(1,22)k22022, 故选D 1(2)32y14x1Ax1,y1,Bx2,y2,则有x1x2,2y24x2yy242两式相减得,y12y24x1x2,11
x1x2y1y2直线l的方程为y-2=x-2,即y=x
一、椭 圆
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的
圆,除去长轴的两个端点.
3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离。
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.
xxyyx2y25. 若P0(x0,y0)在椭圆221上,则过P0的椭圆的切线方程是02021.
ababx2y26. 若P0(x0,y0)在椭圆221外 ,则过Po作椭圆的两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2
abxxyy的直线方程是02021.
abx2y27. 椭圆221 (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一点F1PF2,
ab则椭圆的焦点角形的面积为SF1PF2b2tan.
2x2y28. 椭圆221(a>b>0)的焦半径公式:
ab|MF1|aex0,|MF2|aex0(F1(c,0) , F2(c,0)M(x0,y0)).
9. 设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交 P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分
别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF⊥NF.
10. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交
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于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
x2y2b211. AB是椭圆221的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则kOMkAB2,
abab2x0即KAB2。
ay0x0xy0yx02y02x2y212. 若P0(x0,y0)在椭圆221内,则被Po所平分的中点弦的方程是2222。
abababx2y2x2y2x0xy0y13. 若P0(x0,y0)在椭圆221内,则过Po的弦中点的轨迹方程是2222。
ababab二、双曲线
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的内角。
2. PT平分△PF1F2在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径
的圆,除去长轴的两个端点。
3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切。(内切:P在右支;外切:P在
左支)
x2y25. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)上,则过P0的双曲线的切线方程是
abx0xy0y21. 2abx2y26. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)外 ,则过Po作双曲线的两条切线切点
abxxyy为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是02021.
abx2y27. 双曲线221(a>0,b>o)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为双曲线上任意一点
abF1PF2,则双曲线的焦点角形的面积为SF1PF2b2cot2。
x2y28. 双曲线221(a>0,b>o)的焦半径公式:(F1(c,0) , F2(c,0)
ab当M(x0,y0)在右支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a。
当M(x0,y0)在左支上时,|MF1|ex0a,|MF2|ex0a
9. 设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交 P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结
AP 和AQ分别交相应于焦点F的双曲线准线于M、N两点,则MF⊥NF。
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10. 过双曲线一个焦点F的直线与双曲线交于两点P、Q, A1、A2为双曲线实轴上的顶点,
A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF。
x2y211. AB是双曲线221(a>0,b>0)的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,
abb2x0b2x0则KOMKAB2,即KAB2。
ay0ay0x2y212. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则被Po所平分的中点弦的方程是
abx0xy0yx02y02222. 2ababx2y213. 若P0(x0,y0)在双曲线221(a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是
abx2y2x0xy0y22. a2b2ab椭圆与双曲线的对偶性质—-(会推导的经典结论)
椭 圆
x2y21. 椭圆221(a>b>o)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交椭圆
abx2y2于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是221。
abx2y22. 过椭圆221 (a>0, b>0)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线交椭
abb2x0圆于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2(常数).
ay0x2y23. 若P为椭圆221(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1, F 2是焦点, PF1F2,
abPF2F1,则
actancot。 ac22x2y24. 设椭圆221(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一
ab点,在△PF1F2中,记F1PF2, PF1F2,F1F2P,则有
since.
sinsinax2y25. 若椭圆221(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0<e≤21ab时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项.
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x2y26. P为椭圆221(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则
ab2a|AF2||PA||PF1|2a|AF1|,当且仅当A,F2,P三点共线时,等号成立。
(xx0)2(yy0)21与直线AxByC0有公共点的充要条件是7. 椭圆
a2b2A2a2B2b2(Ax0By0C)2。
x2y28. 已知椭圆221(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且OPOQ。(1)
ab4a2b2111122
22;(2)|OP|+|OQ|的最大值为22;(3)SOPQ的最小值22ab|OP||OQ|aba2b2是22。 abx2y29. 过椭圆221(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的
ab|PF|e. 垂直平分线交x轴于P,则
|MN|2x2y210. 已知椭圆221( a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x
aba2b2a2b2x0轴相交于点P(x0,0), 则. aax2y211. 设P点是椭圆221( a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记
ab2b2F1PF2,则(1)|PF1||PF2|.(2) SPF1F2b2tan.
1cos2x2y212. 设A、B是椭圆221( a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,PAB,
ab2ab2|cos||PA|22c、e分别是椭圆的半焦距离心率,则有(1).(2) PBA,BPA,
accos2tantan1e.(3) SPAB22a2b22cot. 2bax2y213. 已知椭圆221( a>b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直
ab线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BCx轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦
点的连线必与切线垂直.
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15. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半
径互相垂直.
16. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心
率).
(注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.)
17. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e。 18. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.
双曲线
x2y21. 双曲线221(a>0,b>0)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线
abx2y2交双曲线于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是221。
abx2y22. 过双曲线221(a>0,b>o)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的直线
abb2x0交双曲线于B,C两点,则直线BC有定向且kBC2(常数)。
ay0x2y23. 若P为双曲线221(a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1, F
ab2
是焦点, PF1F2, PF2F1,则
cacatancot(或tancot). ca22ca22x2y24. 设双曲线221(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双
ab曲线上任意一点,在△PF1F2中,记F1PF2, PF1F2,F1F2P,则有
since.
(sinsin)ax2y25. 若双曲线221(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当
ab1<e≤21时,可在双曲线上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项。
x2y26. P为双曲线221(a>0,b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为双曲线内一
ab圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
定点,则|AF2|2a|PA||PF1|,当且仅当A,F2,P三点共线且P和A,F2在y轴同侧时,等号成立。
x2y27. 双曲线221(a>0,b>0)与直线AxByC0有公共点的充要条件是
abA2a2B2b2C2.
x2y28. 已知双曲线221(b>a >0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且
abOPOQ. 4a2b2111122
22;(2)|OP|+|OQ|的最小值为2(1);(3)SOPQ的最小222ba|OP||OQ|aba2b2值是22。
bax2y29. 过双曲线221(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,
ab|PF|e。 弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
|MN|2x2y210. 已知双曲线221(a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分
aba2b2a2b2线与x轴相交于点P(x0,0), 则x0或x0.
aax2y211. 设P点是双曲线221(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1、F2为其焦点
ab2b2记F1PF2,则(1)|PF1||PF2|.(2) SPF1F2b2cot。
1cos2x2y212. 设A、B是双曲线221(a>0,b>0)的长轴两端点,P是双曲线上的一点,
abPAB, PBA,BPA,c、e分别是双曲线的半焦距离心率,则有(1)
2ab2|cos||PA|22. 2|accos|(2) tantan1e.(3) SPAB22a2b22cot. 2bax2y213. 已知双曲线221(a>0,b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过双曲线右焦
ab点F的直线与双曲线相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BCx轴,则直线AC经过线段EF 的中点。
14. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与
相应焦点的连线必与切线垂直.
15. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必
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与焦半径互相垂直。
16. 双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数
e(离心率).
(注:在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点)。
17. 双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项。
其他常用公式:
1、连结圆锥曲线上两个点的线段称为圆锥曲线的弦,利用方程的根与系数关系来计算弦长,常用的弦长公式:AB1k2x1x211y1y2 2k2、直线的一般式方程:任何直线均可写成3、知直线横截距与直线
,常设其方程为垂直的直线可表示为
(A,B不同时为0)的形式。
(它不适用于斜率为0的直线)
。
4、两平行线5、若直线则
(斜率)且
与直线
间的距离为
平行
。
(在轴上截距) (充要条件)
,特别提醒:只有当
6、圆的一般方程:
时,方程二次方程
。
才表示圆心为,半径为的圆。二元且
且
表示圆的充要条件是
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7、圆的参数方程:(为参数),其中圆心为,半径为。圆的参数
;
方程的主要应用是三角换元:
8、切线长:过圆
为直径端点的圆方程
(
(
)
)外一点
所引圆的切线的长为
9、弦长问题:①圆的弦长的计算:常用弦心距,弦长一半及圆的半径所构成的直角
三角形来解:
,当
;②过两圆时,方程
、交点的圆(公共弦)系为
为两圆公共弦所在直线方程..
攻克圆锥曲线解答题的策略
摘要:为帮助高三学生学好圆锥曲线解答题,提高成绩,战胜高考,可从四个方面着手:知识储备、方法储备、思维训练、强化训练。 关键词:知识储备 方法储备 思维训练 强化训练 第一、知识储备:
1。 直线方程的形式
(1)直线方程的形式有五件:点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。 (2)与直线相关的重要内容 ①倾斜角与斜率ktan,[0,) ②点到直线的距离d(3)弦长公式
Ax0By0CAB22 ③夹角公式:tank2k11k2k1
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直线ykxb上两点A(x1,y1),B(x2,y2)间的距离:AB1k2x1x2
(1k2)[(x1x2)24x1x2] 或AB11y1y2 k2(4)两条直线的位置关系
①l1l2k1k2=-1 ② l1//l2k1k2且b1b2 2、圆锥曲线方程及性质
(1)、椭圆的方程的形式有几种?(三种形式)
x2y2 标准方程:1(m0,n0且mn)
mn 距离式方程:(xc)2y2(xc)2y22a 参数方程:xacos,ybsin (2)、双曲线的方程的形式有两种
x2y2 标准方程:1(mn0)
mn 距离式方程:|(xc)2y2(xc)2y2|2a (3)、三种圆锥曲线的通径你记得吗?
2b22b22p 椭圆:;双曲线:;抛物线:aa(4)、圆锥曲线的定义你记清楚了吗?
x2y2如:已知F1、F2是椭圆1的两个焦点,平面内一个动点M满足MF1MF22则
43动点M的轨迹是( )
A、双曲线;B、双曲线的一支;C、两条射线;D、一条射线 (5)、焦点三角形面积公式:P在椭圆上时,SFPFb2tan
122 P在双曲线上时,SFPFb2cot
122圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
|PF1|2|PF2|24c2(其中F1PF2,cos,PF1•PF2|PF1||PF2|cos)
|PF1||PF2|(6)、记住焦半径公式:(1)椭圆焦点在x轴上时为aex0;焦点在y轴上时为aey0,可简记
为“左加右减,上加下减\"。
(2)双曲线焦点在x轴上时为e|x0|a
(3)抛物线焦点在x轴上时为|x1|,焦点在y轴上时为|y1| (6)、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗? 第二、方法储备
1、点差法(中点弦问题) 设Ax1,y122p2p2x2y2、Bx2,y2,Ma,b为椭圆1的弦AB中点则有
4322x1yxyxx211,221;两式相减得14343422y21y2320
x1x2x1x24y1y2y1y23kAB=3a 4b2、联立消元法:你会解直线与圆锥曲线的位置关系一类的问题吗?经典套路是什
么?如果有两个参数怎么办?
设直线的方程,并且与曲线的方程联立,消去一个未知数,得到一个二次方程,
使用判别式0,以及根与系数的关系,代入弦长公式,设曲线上的两点
A(x1,y1),B(x2,y2),将这两点代入曲线方程得到错误!错误!两个式子,然后错误!-错误!,
整体消元······,若有两个字母未知数,则要找到它们的联系,消去一个,比如直线过焦点,则可以利用三点A、B、F共线解决之。若有向量的关系,则寻找坐标之间的关系,根与系数的关系结合消元处理。一旦设直线为ykxb,就意味着k存在。
例1、已知三角形ABC的三个顶点均在椭圆4x25y280上,且点A是椭圆短轴的一个端点(点
A在y轴正半轴上)。
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(1)若三角形ABC的重心是椭圆的右焦点,试求直线BC的方程; (2)若角A为900,AD垂直BC于D,试求点D的轨迹方程。
分析:第一问抓住“重心”,利用点差法及重心坐标公式可求出中点弦BC的斜率,从而写出直线BC的方程。第二问抓住角A为900可得出AB⊥AC,从而得x1x2y1y214(y1y2)160,然后利用联立消元法及交轨法求出点D的轨迹方程; 解:(1)设B(x1,y1),C(x2,y222x12y12x2y21,1 ),BC中点为(x0,y0),F(2,0)则有20162016两式作差有
(x1x2)(x1x2)(y1y2)(y1y2)02016x0y0k0 (1) 54F(2,0)为三角形重心,所以由
x1x2yy246
2,0得y02,得x03,由1代入(1)得k 335
直线BC的方程为6x5y280
2)由AB⊥AC得x1x2y1y214(y1y2)160 (2)
设直线BC方程为ykxb,代入4x25y280,得(45k2)x210bkx5b2800
5b28010kb,x1x2 x1x22245k45k8k4b280k2y1y2,y1y2 代入(2)式得
45k245k29b232b10b4(舍)b,解得或 2945k449y41,即9y29x232y160 直线过定点(0,),设D(x,y),则9xx1620所以所求点D的轨迹方程是x2(y)2()2(y4)。
99y4、设而不求法
例2、如图,已知梯形ABCD中AB2CD,点E分有向线段AC所
34成的比为,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点当23时,求双曲线离心率e的取值范围。
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分析:本小题主要考查坐标法、定比分点坐标公式、双曲线的概念和性质,推理、运算能力和综合运用数学知识解决问题的能力。建立直角坐标系xOy,如图,若设
x2y2cC ,h,代入221,求得hab2,进而求得xE,yEx2y2,再代入221,建立目
ab标函数f(a,b,c,)0,整理f(e,)0,此运算量可见是难上加难。我们对h可采取设而不求的解题策略,
建立目标函数f(a,b,c,)0,整理f(e,)0,化繁为简.
解法一:如图,以AB为垂直平分线为y轴,直线AB为x轴,建立直角坐标系xOy,则CD⊥y轴因为双曲线经过点C、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性知C、D关于y轴对称
c1依题意,记Ac, 0,C ,h,Ex0, y0,其中c|AB|为双
22曲线的半焦距,h是梯形的高,由定比分点坐标公式得
cc22c, yh x001211x2y2设双曲线的方程为221,则离心率ec
aab由点C、E在双曲线上,将点C、E的坐标和ec代入双曲线方程得
ae2h2 21, ①
4be22h2 21 ②
411bh2e2由①式得 21, ③
4b将③式代入②式,整理得
e2 4412,
4故 123
e1圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
由题设23得,21233
334e24解得
7e10
7 , 10所以双曲线的离心率的取值范围为
分析:考虑AE,AC为焦半径,可用焦半径公式, AE,AC用E,C的横坐标表示,回避h的计算, 达到设而不求的解题策略.
解法二:建系同解法一,AEaexE,ACaexC,
cc2cAE2xE,又,代入整理123,由题设23得,34121e1AC123312 3e24解得
7e10
7 , 10所以双曲线的离心率的取值范围为5、判别式法 例3已知双曲线C:y2
2,0,斜率为k,当0k1时,双曲线的
2x2直线l过点A1,2上支上有且仅有一点B到直线l的距离为2,试求k的值及此时点B的坐标。
分析1:解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段. 从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:过点B作与l平行的直线,必与双曲线C相切。 而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式0。 由此出发,可设计如下解题思路:
l:yk(x2)0k1
2
直线l’在l的上方且到直线l的距离为
把直线l’的方程代入双曲线方程,消去y,令判别式0
l':ykx2k222k
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解得k的值
解题过程略。
分析2:如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表达,即所谓“有且仅有一点B到直线l的距离为2”,相当于化归的方程有唯一解。 据此设计出如下解题思路:
关于x的方程问题 kx2x22kk1求解 220k1有唯一
转化为一元二次方程根的问题 简解:设点M(x,2x2)为双曲线C上支上任一点,则点M到直线l的距离为:
kx2x22kk122
0k1
于是,问题即可转化为如上关于x的方程。 由于0k1,所以2x2xkx,从而有
kx2x22kkx2x22k.
于是关于x的方程
kx2x22k2(k21) 2x22(2(k21)2kkx)2, 22(k1)2kkx0k21x22k2(k21)2kx22(k1)2kkx0. 2(k21)2k20,
2圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
由0k1可知:
方程k21x22k2(k21)2kx2(k21)2k20的二根同正,故
22(k21)2kkx0恒成立,于是等价于
k21x2k2(k1)2kx222(k21)2k20。
25. 52 由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式0,就可解得 k点评:上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性.
例4已知椭圆C:x22y28和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,在线段AB上取点Q,使
APAQ,求动点Q的轨迹所在曲线的方程。 PBQB分析:这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知从何入手。其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解. 因此,首先是选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消参可达到解题的目的. 由于点Q(x,y)的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率k作为参数,如何将x,y与k联系起来?一方面利用点Q在直线AB上;另一方面就是运用题目条件:APAQ来转化。由A、B、P、Q四点共线,不难得到x4(xAxB)2xAxB,PBQB8(xAxB)要建立x与k的关系,只需将直线AB的方程代入椭圆C的方程,利用韦达定理即可。 通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解决本题,已经做到心中有数.
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xAPPBAQQB 4(xAxB)2xAxB 8(xAxB)将直线方程代入椭圆方程,消去y,利用韦达定理 xfk 利用点Q满足直线AB的方程:y = k (x—4)+1,消去参数点Q的轨迹方程
在得到xfk之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到关于x,y的方程(不含k),则可由yk(x4)1解得k可得到轨迹方程。从而简化消去参的过程。 简解:设Ax1,y1,B(x2,y2),Q(x,y),则由APPBAQQBy1,直接代入xfk即x4可得:4x1x24xx1, x2x解之得:x4(x1x2)2x1x2 (1)
8(x1x2)设直线AB的方程为:yk(x4)1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于 x的一元二次方程:
2k21x24k(14k)x2(14k)280 (2)
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4k(4k1)xx,12∴ 2k21
2xx2(14k)8.122k21代入(1),化简得:x4k3. (3)
k2与yk(x4)1联立,消去k得:2xy4(x4)0. 在(2)中,由k2k240,解得
1621016210 x.99210210k44,结合(3)可求得
故知点Q的轨迹方程为:2xy40 (162910x162109).
点评:由方程组实施消元,产生一个标准的关于一个变量的一元二次方程,其判别式、韦达定理模块思维易于想到. 这当中,难点在引出参,活点在应用参,重点在消去参.,而“引参、用参、消参”三步曲,正是解析几何综合问题求解的一条有效通道。
6、求根公式法 例5设直线l过点范围。
分析:本题中,绝大多数同学不难得到:AP=xA,但从此后却一筹莫展, 问题的
PBx2y2P(0,3),和椭圆1顺次交于
94APA、B两点,试求的取值
PBxB根源在于对题目的整体把握不够。 事实上,所谓求取值范围,不外乎两条路:其一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式(或方程),这只需利用对应的思想实施;其二则是构造关于所求量的一个不等关系。
分析1: 从第一条想法入手,
APx=A已经是一个关系式,但由于有两个变量PBxBxA,xB,同时这两个变量的范围不好控制,所以自然想到利用第3个变量-—直线
AB的斜率k. 问题就转化为如何将xA,xB转化为关于k的表达式,到此为止,将直线方程代入椭圆方程,消去y得出关于x的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.
把直线l的方程y = kx+3代入椭圆方程,消去y得到关于x的一元二次方程 求根公式 圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
简解1:当直线l垂直于x轴时,可求得
APPB15; 当l与x轴不垂直时,设Ax1,y1,B(x2,y2),直线l的方程为:ykx3,代入椭圆方程,消去y得9k24x254kx450
解之得 x1,27k69k2529k24. 因为椭圆关于y轴对称,点P在y轴上,所以只需考虑k0的情形。
当k0时,x27k69k2519k2,x27k69k25429k24, 所以 APx19k29k2518kPBx==1=.
k29k259k29k51182929295k2由 (54k)21809k240, 解得 k259, 所以 1112951,
k25综上 1APPB15. 圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
分析2: 如果想构造关于所求量的不等式,则应该考虑到:判别式往往是产生不等的根源. 由判别式值的非负性可以很快确定k的取值范围,于是问题转化为如何将所求量与k联系起来。 一般来说,韦达定理总是充当这种问题的桥梁,但本题无法直接应用韦达定理,原因在于
xAP1不是关于x1,x2的对称关系式。 原因找到后,解决PBx2问题的方法自然也就有了,即我们可以构造关于x1,x2的对称关系式。
把直线l的方程y = kx+3代入椭圆方程,消去y得到关于x的一元二次方程 韦达定理 xA+ xB = f(k),xA xB = g(k) AP/PB = —(xA / xB) 构造所求量与k的关系式 由判别式得出k的取值范围
关于所求量的不等式 简解2:设直线l的方程为:ykx3,代入椭圆方程,消去y得
9k则
54kxx,219k24 xx45.129k2424x254kx450 (*)
2x11324k令,则,22.
x245k20圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
在(*)中,由判别式0,可得 k2, 从而有 41361324k236,所以 ,解得 5. 42255545k201559结合01得1。 综上,1AP1. PB5点评:范围问题不等关系的建立途径多多,诸如判别式法,均值不等式法,变量的有界性法,函数的性质法,数形结合法等等. 本题也可从数形结合的角度入手,给出又一优美解法.
解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时局部的胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠而看不清问题的实质所在,只有见微知著,树立全局观念,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里。
第三、推理训练:数学推理是由已知的数学命题得出新命题的基本思维形式,
它是数学求解的核心.以已知的真实数学命题,即定义、公理、定理、性质等为依据,选择恰当的解题方法,达到解题目标,得出结论的一系列推理过程.在推理过程中,必须注意所使用的命题之间的相互关系(充分性、必要性、充要性等),做到思考缜密、推理严密.通过编写思维流程图来锤炼自己的大脑,快速提高解题能力.
例6椭圆长轴端点为A,B,O为椭圆中心,F为椭圆的右焦点,且AFFB1,
OF1.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)记椭圆的上顶点为M,直线l交椭圆于P,Q两点,问:是否存在直线l,使点
F恰为PQM的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由。
思维流程:
(Ⅰ) 由AF•FB1,OF1
(ac)(ac)1,c1 a2,b1 写出椭圆方程 圆锥曲线经典例题及总结(全面实用,你值得拥有)(word版可编辑修改)
(Ⅱ)
由F为PQM的重心 PQMF,MPFQ
kPQ1yxm3x24mx2m220 22 消元 x2y2
两根之和, 两根之积 得出关于 m的方程 解出m MP•FQ0
解题过程:
x2y2(Ⅰ)如图建系,设椭圆方程为221(ab0),则c1
ab又∵AFFB1即 (ac)(ac)1a2c2,∴a22
x2故椭圆方程为y21
2 (Ⅱ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F恰为PQM的垂心,则
设P(x1,y1),Q(x2,y2),∵M(0,1),F(1,0),故kPQ1,
yxm223x4mx2m20 于是设直线l为 yxm,由2得,2x2y2∵MPFQ0x1(x21)y2(y11) 又yixim(i1,2) 得x1(x21)(x2m)(x1m1)0 即
2x1x2(x1x2)(m1)m2m0 由韦达定理得 2m224m2(m1)m2m0
33解得m或m1(舍) 经检验m符合条件.
点石成金:垂心的特点是垂心与顶点的连线垂直对边,然后转化为两向量乘积为零.
例7、已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(2,0)、B(2,0)、
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3C1,三点. 2(Ⅰ)求椭圆E的方程:
(Ⅱ)若点D为椭圆E上不同于A、B的任意一点,F(1,0),H(1,0),当ΔDFH内切圆的面积最大时,求ΔDFH内心的坐标;
思维流程: 得到m,n的方程(Ⅰ) 解出m,n
由椭圆经过A、B、C三点 设方程为mxny1 22
(Ⅱ) 由DFH内切圆面积最大 转化为DFH面积最大 转化为点D的纵坐标的绝对值最大最大 D为椭圆短轴端点
C(1,)解题过程: (Ⅰ)设椭圆方程为mx2ny21m0,n0,将A(2,0)、B(2,0)、
323 3DFH面积最大值为3 SDFH1周长r内切圆 2r内切圆3 3得出D点坐标为0,代入椭圆E的方程,得
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4m1,x2y211解得m,n。∴椭圆E的方程1 . 943mn1434
(Ⅱ)|FH|2,设ΔDFH边上的高为SDFH2hh
当点D在椭圆的上顶点时,h最大为3,所以SDFH的最大值为3.
设ΔDFH的内切圆的半径为R,因为ΔDFH的周长为定值6.所以,SDFHR6 所以R的最大值为3.所以内切圆圆心的坐标为(0,3)33。
1212点石成金:S的内切圆的周长r的内切圆
例8、已知定点C(1,0)及椭圆x23y25,过点C的动直线与椭圆相交于A,B两点.
(Ⅰ)若线段AB中点的横坐标是,求直线AB的方程;
(Ⅱ)在x轴上是否存在点M,使MAMB为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由。 思维流程:
(Ⅰ)解:依题意,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为yk(x1), 将yk(x1)代入x23y25, 消去y整理得 (3k21)x26k2x3k250. 设A(x1,y1), B(x2,y2),
36k44(3k21)(3k25)0, (1) 则 6k2x1x22. (2)3k1x1x23k2112,解得k3,符合题意。 由线段AB中点的横坐标是, 得23k12231212所以直线AB的方程为 x3y10,或 x3y10。 (Ⅱ)解:假设在x轴上存在点M(m,0),使MAMB为常数。
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6k23k25 x1x22. (3) ① 当直线AB与x轴不垂直时,由(Ⅰ)知 x1x22,3k13k1所以MAMB(x1m)(x2m)y1y2(x1m)(x2m)k2(x11)(x21) (k21)x1x2(k2m)(x1x2)k2m2.2将
(3)代入,整理得
114(2m)(3k21)2m(6m1)k5233m2m22m16m14. MAMBm33(3k21)3k213k21注意到MAMB是与k无关的常数, 从而有6m140,m, 此时MAMB. ② 当直线AB与x轴垂直时,此时点A,B的坐标分别为1,、1,,当m333时, 亦有MAMB.
,0 综上,在x轴上存在定点M,使MAMB为常数。
732734922749114(2m)(3k21)2m(6m1)k5233m2 点石成金:MAMBm3k213k21 m22m16m14.
33(3k21)例9、已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交椭圆于A、B两个不同点。 (Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)求m的取值范围;
(Ⅲ)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形. 思维流程:
x2y2解:(1)设椭圆方程为221(ab0)
aba2b2x2y2a8则41解得2 ∴椭圆方程为1
821b2a2b2(Ⅱ)∵直线l平行于OM,且在y轴上的截距为m
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又KOM= l的方程为:yxm
1yxm由222x22mx2m240 xy1281212∵直线l与椭圆交于A、B两个不同点,
(2m)24(2m24)0,解得2m2,且m0
(Ⅲ)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可 设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1x22m,x1x22m24 则k1y11y1,k22 x12x22由x22mx2m240可得
x1x22m,x1x22m24
而k1k2y11y21(y11)(x22)(y21)(x12) x12x22(x12)(x22)11(x1m1)(x22)(x2m1)(x12)22(x12)(x22)x1x2(m2)(x1x2)4(m1)(x12)(x22)
2m24(m2)(2m)4(m1)(x12)(x22)2m242m24m4m40 (x12)(x22)k1k20故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.
点石成金:直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形k1k20
23x2y2例10、已知双曲线221的离心率e,过A(a,0),B(0,b)的直线到原点的距离
3ab是
3. 2 (1)求双曲线的方程;
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(2)已知直线ykx5(k0)交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值. 思维流程: 解:∵(1)
c23原点到直线,a3AB:
ababdxy221的距离cababb1,a3.3.2.
故所求双曲线方程为 x(2)把ykx5代入x23y223y21.
3中消去y,整理得 (13k2)x230kx780。
设C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点是E(x0,y0),则
x0kBEx1x215k5y0kx05,2213k13k2 y110.x0k x0ky0k0, 即
15k5k2k0,又k0,k7 2213k13k故所求k=±7.
点石成金: C,D都在以B为圆心的圆上BC=BDBE⊥CD;
例11、已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(II)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A、B两点(A、B不是左右顶点),且以
AB为直径的圆过椭圆C的右顶点.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐
标.
思维流程:
x2y2解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为221(ab0),
ab 由已知得:ac3,ac1,
a2,c1,x2y2 椭圆的标准方程为1. 22243bac3 (II)设A(x1,y1),B(x2,y2).
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ykxm,联立 x2y21.34得 (34k2)x28mkx4(m23)0,则
m2k216(34k2)(m23)0,即34k2m20, 8mk,x1x2234k4(m23)xx.1234k2
3(m24k2)又y1y2(kx1m)(kx2m)kx1x2mk(x1x2)m. 234k因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),
yy21. kADkBD1,即1y1y2x1x22(x1x2)40.
x12x22223(m24k2)4(m23)15mk40. 7m216mk4k20. 22234k34k34k2k解得:m12k,m2,且均满足34k2m20.
7当m12k时,l的方程yk(x2),直线过点(2,0),与已知矛盾; 22k20. x时,l的方程为yk,直线过定点,77720. 所以,直线l过定点,定点坐标为,7 当m2
点石成金:以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点 CA⊥CB; 例
x2y212、已知双曲线221(a0,b0)的左右两个焦点分别为F1、F2,点P在双曲线右支上.
ab34116,)时,PF1PF2,求双曲线的方程; 55(Ⅱ)若|PF1|3|PF2|,求双曲线离心率e的最值,并写出此时双曲线的渐进线方程.
(Ⅰ)若当点P的坐标为(思维流程:
解:(Ⅰ)(法一)由题意知,PF1(c3411634116,), PF2(c,), 555534134116PF1PF2,PF1PF20,(c)(c)()20 (1分)
555解得 c225,c5。 由双曲线定义得: |PF1||PF2|2a,
2a(5341216341216)()2(5)()2(413)2(413)26,a3,b4 5555x2y2 所求双曲线的方程为: 1
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(法二) 因PF1PF2,由斜率之积为1,可得解。 (Ⅱ)设|PF1|r1,|PF2|r2, (法一)设
P
的坐标为
,
(x,y), 由焦半径公式得
,
r1|aex|aex,r2|aex|exa2a2r13r2,aex3(exa),xc2a2xa,a,2ac,
ccbc2a2e的最大值为2,无最小值。 此时2,e213,
aaa此时双曲线的渐进线方程为y3x
(法二)设F1PF2,(0,].
(1)当时, r1r22c,且r13r2,2c4r2, 2ar1r22r2 此时 e2c4r22。 2a2r2(2)当,由余弦定理得: (0,)2(2c)r1r22r1r2cos10r26r2cos
2222e2cr2106cos106cos, 2a2r22cos(1,1),e(1,2),综上,e的最大值为2,但e无最小值. (以下法一)
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