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

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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(00). 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-x2x1+x2 a2 +y1-y2y1+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+yB2-4yAyB=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 32 =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=21-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, 3-2x02 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.]
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