2017高考数学(理,江苏)二轮专题复习与策略(教师用书) 第1部分 专题5 第17讲 圆锥曲线的定义、方程与性质
第 17 讲 圆锥曲线的定义、方程与性质
题型一| 圆锥曲线的定义及其标准方程
(1)设 F1,F2 分别是椭圆 E:x2+y2
b2
=1(0
0).
又∵AF1=3F1B,由AF1
→
=3 F1B
→
得 B
-5c
3
,-b2
3 ,代入 x2+y2
b2
=1 得25c2
9
+ b4
9b2
=1,又 c2=1-b2,∴b2=2
3.
故椭圆 E 的方程为 x2+3
2y2=1.
(2)根据已知条件画出图形,如图.设 MN 的中点为 P,F1,F2 为椭圆 C 的
焦点,连结 PF1,PF2.显然 PF1 是△MAN 的中位线,PF2 是△MBN 的中位线,∴
AN+BN=2PF1+2PF2=2(PF1+PF2)=2×6=12.]
【名师点评】 1.圆锥曲线方程的求法
求解圆锥曲线标准方程的方法是“先定型,后计算”.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.数形结合,画出图形.根据椭圆的定义及几何性质求解.
1.在平面直角坐标系 xOy 中,已知方程 x2
4-m
- y2
2+m
=1 表示双曲线,则实
数 m 的取值范围为________.
(-2,4) [由题意可知(4-m)(2+m)>0,解得-20,b>0)的一条渐近线的斜率为 2,且右焦点与
抛物线 y2=4 3x 的焦点重合,则该双曲线的方程为________.
x2-y2
2
=1 [由双曲线的方程得其渐近线方程为 y=b
ax,则b
a
= 2,b= 2a,
又抛物线的焦点为( 3,0),则双曲
线的右焦点为( 3,0),即 c= 3,可解得 a=1,b= 2,故双曲线的方程为
x2-y2
2
=1.]
3.如图 17-1,正方形 ABCD 和正方形 DEFG 的边长分别为 a,b(a0)经过 C,F 两点,则b
a
=________.
图 17-1
2+1 [∵正方形 ABCD 的正方形 DEFG 的边长分别为 a,b,O 为 AD 的
中点,
∴C
a
2
,-a ,F
a
2
+b,b .
又∵点 C,F 在抛物线 y2=2px(p>0)上,
∴
a2=pa,
b2=2p
a
2
+b ,
解得b
a
= 2+1.]
题型二| 圆锥曲线的几何性质
(1)在平面直角坐标系 xOy 中,若中心在坐标原点上的双曲线的
一条准线方程为 x=1
2
,且它的一个顶点与抛物线 y2=-4x 的焦点重合,则该双
曲线的渐近线方程为________.
(2)过点 M(1,1)作斜率为-1
2
的直线与椭圆 C:x2
a2
+y2
b2
=1(a>b>0)相交于 A,B
两点,若 M 是线段 AB 的中点,则椭圆 C 的离心率等于________.
(1)y=± 3x (2) 2
2 [(1)∵抛物线的焦点为(-1,0),∴a=1.
又a2
c
=1
2
,∴c=2,b= 3.
从而双曲线的渐近线方程为 y=±b
ax,即 y=± 3x.
(2)设 A(x1,y1),B(x2,y2),则
x21
a2
+y21
b2
=1,
x22
a2
+y22
b2
=1,
∴x1-x2x1+x2
a2
+y1-y2y1+y2
b2
=0,
∴y1-y2
x1-x2
=-b2
a2·x1+x2
y1+y2
.
∵y1-y2
x1-x2
=-1
2
,x1+x2=2,y1+y2=2,
∴-b2
a2
=-1
2
,
∴a2=2b2.又∵b2=a2-c2,
∴a2=2(a2-c2),∴a2=2c2,∴c
a
= 2
2 .]
【名师点评】 1.两类离心率的求法:一是利用定义、方程、性质求出 a,c,
进而求 e;二是运用条件构建关于 a,c 的齐次方程,变形求 e.
2.两类离心率的变形应用:
(1)椭圆的离心率 e:e2=c2
a2
=1-b2
a2
,b
a
= 1-e2;
(2)双曲线的离心率 e:e2=c2
a2
=1+b2
a2
,b
a
= e2-1.
1.已知双曲线 C:x2
a2
-y2
b2
=1(a>0,b>0)的离心率为 5
2
,则双曲线 C 的渐近
线方程为________.
【导学号:19592051】
y=±1
2x [双曲线 C 的渐近线方程为 y=±b
ax,离心率为 e=c
a
= 5
2
,所以c2
a2
=
5
4
=a2+b2
a2
,b2
a2
=1
4
,
即b
a
=1
2
,故渐近线方程为 y=±1
2x.]
2.(2016·苏北三市三模)已知点 F 为抛物线 y2=4x 的焦点,该抛物线上位于
第一象限的点 A 到其准线的距离为 5,则直线 AF 的斜率为________.
4
3 [由题意可知 F(1,0),又由抛物线的定义可知
AF=xA+1,又 AF=5,故 xA=4.
∴yA=4(yA=-4 舍去).
∴kAF=4-0
4-1
=4
3.]
3.双曲线 C:x2
a2
-y2
b2
=1(a>0,b>0)与抛物线 y2=2px(p>0)相交于 A,B 两点,
公共弦 AB 恰好过它们的公共焦点 F,则双曲线 C 的离心率为________.
2+1 [抛物线的焦点为 F
p
2
,0 ,且 c=p
2
,所以 p=2c.根据对称性可知公
共弦 AB⊥x 轴,且 AB 的方程为 x=p
2
,当 x=p
2
时,yA=p,所以 A
p
2
,p .又因为
双曲线左焦点 F1 的坐标为 -p
2
,0 ,所以 AF1=
-p
2
-p
2 2+p2= 2p,又 AF=p,所以 2p-p=2a,即( 2-1)×2c=2a,
所以c
a
= 1
2-1
= 2+1.]
题型三| 直线与圆锥曲线的位置关系
(1)设 F 为抛物线 C:y2=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________.
(2)已知双曲线 x2-y2
3
=1 上存在两点 M,N 关于直线 y=x+m 对称,且 MN
的中点在抛物线 y2=18x 上,则实数 m 的值为________.
(1)9
4 (2)0 或-8 [(1)由已知得焦点坐标为 F
3
4
,0 ,因此直线 AB 的方程为
y= 3
3
x-3
4 ,即 4x-4 3y-3=0.
法一:联立抛物线方程化简得 4y2-12 3y-9=0,
故|yA-yB|= yA+yB2-4yAyB=6.
因此 S△OAB=1
2OF|yA-yB|=1
2
×3
4
×6=9
4.
法二:联立方程得 x2-21
2 x+ 9
16
=0,故 xA+xB=21
2 .
根据抛物线的定义有 AB=xA+xB+p=21
2
+3
2
=12.
同时原点到直线 AB 的距离为 h= |-3|
42+-4 32
=3
8
,因此 S△OAB=1
2AB·h=9
4.
(2)设 M(x1,y1),N(x2,y2),MN 的中点为 P(x0,y0),则
x21-y21
3
=1,①
x22-y22
3
=1,②
由①-②得 x21-x22=y21-y22
3
,
即(x1-x2)(x1+x2)=1
3(y1-y2)(y1+y2),
也即 2x0=1
3·y1-y2
x1-x2
·2y0
=1
3·(-1)·2y0,
∴y0=-3x0,③
又 P 在直线 y=x+m 上,
∴y0=x0+m,④
由③④解得 P
-m
4
,3
4m ,
代入抛物线 y2=18x 得,
9
16m2=18·
-m
4 ,∴m=0 或-8.
经检验 m=0 或-8 均符合题意.]
【名师点评】 与直线和圆锥曲线相交的有关问题的求解策略
在涉及直线与二次曲线的两个交点坐标时,一般不是求出这两个点的坐标,
而是设出这两个点的坐标,根据直线方程和曲线方程联立后所得方程的根的情
况,使用根与系数的关系进行整体代入,这种设而不求的思想是解析几何中处理
直线和二次曲线相交问题的最基本方法.
1.在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 的标准方程为x2
a2
+y2
b2
=1(a>b>0),右
焦点为 F,右准线为 l,短轴的一个端点为 B.设原点到直线 BF 的距离为 d1,F
到 l 的距离为 d2,若 d2= 6d1,则椭圆 C 的离心率为________.
3
3 [依题意,d2=a2
c
-c=b2
c .又 BF= c2+b2=a,所以 d1=bc
a .由已知可得b2
c
= 6·bc
a
,所以 6c2=ab,即 6c4=a2(a2-c2),整理可得 a2=3c2,所以离心率 e
=c
a
= 3
3 .]
2.已知点 A(1,0),椭圆 C:x2
4
+y2
3
=1,过点 A 作直线交椭圆 C 于 P,Q 两
点,AP
→
=2QA
→
,则直线 PQ 的斜率为________.
± 5
2 [设 Q(x0,y0),P(xP,yP),则AP
→
=(xP-1,yP),QA
→
=(1-x0,-y0),
由AP
→
=2QA
→
,得 xP-1=21-x0,
yP=-2y0,
∴ xP=3-2x0,
yP=-2y0,
因为点 P,Q 都在椭圆上,
所以
x20
4
+y20
3
=1,
3-2x02
4
+4y20
3
=1,
解得
x0=7
4
,
y0=±3 5
8
,
即 Q 为
7
4
,±3 5
8 ,
P 为 -1
2
,±3 5
4 ,
所以直线 PQ 的斜率 k=± 5
2 .]
3.直线 3x-4y+4=0 与抛物线 x2=4y 和圆 x2+(y-1)2=1 从左到右的交点
依次为 A,B,C,D,则AB
CD
的值为________.
1
16 [由 3x-4y+4=0,
x2=4y,
得 x2-3x-4=0,解得 x=-1 或 4.
所以 A
-1,1
4 ,D(4,4).
直线 3x-4y+4=0 恰过抛物线的焦点 F(0,1),且该圆的圆心为 F(0,1),
所以 AF=yA+1=5
4
,DF=yD+1=5,
所以AB
CD
=AF-1
DF-1
= 1
16.]