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文档介绍
2020届高考文科数学大二轮复习冲刺创新专题题型1选填题练熟练稳少丢分第14讲圆锥曲线练习
第14讲 圆锥曲线 [考情分析] 圆锥曲线是高考的重点和热点,选择、填空题主要以考查圆锥曲线定义、标准方程和几何性质(特别是离心率)为主,属于中偏上难度. 热点题型分析 热点1 圆锥曲线的定义及标准方程 1.圆锥曲线的定义 (1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|); (2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|); (3)抛物线:|PF|=|PM|,点F不在直线l上,PM⊥l于M. 2.圆锥曲线的标准方程 (1)椭圆的标准方程:+=1,其中a>b>0; (2)双曲线的标准方程:-=1,其中a>0,b>0; (3)抛物线的标准方程:x2=±2py,y2=±2px,其中p>0. 1.(2019·广州测试)已知双曲线C:-=1(a>0)的一条渐近线方程为2x+3y=0,F1,F2分别是双曲线C的左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1|=7,则|PF2|=( ) A.1 B.13 C.4或10 D.1或13 答案 D 解析 由一条渐近线方程为2x+3y=0和b=2可得a=3,|F1F2|=2=2,由点P在双曲线C上,则||PF1|-|PF2||=6,可得|PF2|=1或13,根据|PF1|=7,|PF2|=1,|F1F2|=2或|PF1|=7,|PF2|=13,|F1F2|=2均能满足三角形成立的条件.故选D. 2.椭圆+=1的离心率为,则k的值为( ) A.-21 B.21 C.-或21 D.或21 答案 C 解析 若a2=9,b2=4+k,则c=,由=,即=,得k=-;若a2=4+k,b2 - 18 - =9,则c=,由=,即=,解得k=21.故选C. 1.运用双曲线定义时,容易忽略距离差的“绝对值”这一条件.如第1题,忽略此条件可能因为|PF1|=7,2a=6,而直接根据|PF1|-|PF2|=2a,得出|PF2|=1,错选A.因此对于各圆锥曲线的定义,要熟练掌握,特别是双曲线的定义,不要忽略距离差的“绝对值”这一重要信息;除此之外,对于椭圆定义中|PF1|+|PF2|>|F1F2|、双曲线定义中||PF1|-|PF2||<|F1F2|,满足这样点的轨迹才能是椭圆和双曲线也是非常重要的信息点,这也是第1题后续需要验证的原因. 2.求标准方程时不考虑焦点位置,如第2题,不考虑焦点在y轴上的情况,而导致漏解.因此求圆锥曲线方程时,当焦点位置不明时要注意根据焦点位置进行分类讨论. 热点2 圆锥曲线的几何性质 1.椭圆、双曲线中,a,b,c三者之间的关系 (1)椭圆:a2=b2+c2,离心率e==∈(0,1); (2)双曲线:c2=a2+b2,离心率为e==∈(1,+∞). 2.确定离心率的值或范围时,充分利用椭圆和双曲线的几何性质或者点坐标等,建立一个关于a,b,c的方程(组)或不等式(组),再根据a,b,c的关系消掉b得到关于a,c的关系式. 3.双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,双曲线 -=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x;同时注意渐近线斜率与离心率e的关系. 1.设椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是C上的点,PF2⊥F1F2,∠PF1F2=30°,则C的离心率为( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 解法一:如图, - 18 - 在Rt△PF2F1中, ∠PF1F2=30°,|F1F2|=2c, ∴|PF1|==, |PF2|=2c·tan30°=. ∵|PF1|+|PF2|=2a,即+=2a,可得c=a.∴e==.故选D. 解法二:(特殊值法) 在Rt△PF2F1中,令|PF2|=1, ∵∠PF1F2=30°,∴|PF1|=2,|F1F2|=. ∴e====.故选D. 2.(2017·全国卷Ⅰ)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若∠MAN=60°,则C的离心率为________. 答案 解析 如图,取MN中点P,连接AP,则AP⊥MN,所以∠MAP=30°.因为A(a,0),M,N为y=x上的点,则|AP|==. - 18 - 在Rt△PAM中,cos∠PAM=,则==,所以e==. 3.(2019·全国卷Ⅰ)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若=,·=0,则C的离心率为________. 答案 2 解析 解法一:由=, 得A为F1B的中点. 又O为F1F2的中点, ∴OA∥BF2. 又·=0, ∴∠F1BF2=90°. ∴OF2=OB, ∴∠OBF2=∠OF2B. 又∠F1OA=∠BOF2,∠F1OA=∠OF2B, ∴∠BOF2=∠OF2B=∠OBF2, ∴△OBF2为等边三角形. 如图1所示,不妨设B为. ∵点B在直线y=-x上,∴=, ∴离心率e==2. - 18 - 解法二:∵·=0, ∴∠F1BF2=90°.在Rt△F1BF2中,O为F1F2的中点,∴|OF2|=|OB|=c.如图2,作BH⊥x轴于H,由l1为双曲线的渐近线,可得=,且|BH|2+|OH|2=|OB|2=c2,∴|BH|=b,|OH|=a, ∴B(a,-b),F2(c,0). 又=,∴A为F1B的中点. ∴OA∥F2B,∴∠F1OA=∠F1F2B, 又∠F1OA=∠BOF2,∴∠BOF2=∠F1F2B, ∴=,∴c=2a,∴离心率e==2. 1.双曲线的渐近线方程是y=±x,还是y=±x,是最容易混淆出错的点.如第2题,如果将MN所在渐近线错写为y=x,则|AP|=.再根据cos∠PAM=得到关于e的方程3e4-3e2-4=0,从而形成错解.因此双曲线渐近线可以根据双曲线方程进行推导,即对于双曲线-=1,令-=0,则=,=±,即y=±x,而不要死记硬背. 2.解决有关几何性质问题时,既可以使用曲线方程与点坐标有关的代数运算,也可以选择利用平面图形的几何性质求解.二者比较起来,代数运算的计算量较大,出错率较高.因此求解此类问题时,要根据题目给出的已知条件,准确画出平面图形,并充分挖掘图形中隐含的几何性质,从而简化计算过程. 3.求解离心率的值或范围的问题时,要注意不同圆锥曲线的离心率范围不同. 热点3 交汇题型 - 18 - 解析几何与其他知识相结合,各种题型均有可能出现,要求较高,其中最常见的是与平面向量和不等式结合考查.解决此类问题,关键在于能“透过现象看本质”,从而选择相应方法求解. 交汇点一 与不等式交汇 典例1 (2017·全国卷Ⅰ)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A,B两点,直线l2与C交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( ) A.16 B.14 C.12 D.10 解析 因为F为y2=4x的焦点,所以F(1,0). 由题意直线l1,l2的斜率均存在,且不为0,设l1的斜率为k,则l2的斜率为-,故直线l1,l2的方程分别为 y=k(x-1),y=-(x-1). 由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=1, 所以|AB|= ·|x1-x2| = · = ·=. 同理可得|DE|=4(1+k2). 所以|AB|+|DE|=+4(1+k2)=4=8+4 - 18 - ≥8+4×2=16, 当且仅当k2=,即k=±1时,取得等号.故选A. 答案 A 解析几何与不等式交汇,主要体现在运用不等式的相关知识,解析或证明几何图形的某些特征.交汇点集中在利用不等式的解法求参数范围,或构造函数利用均值不等式求最值等问题上. (2019·江西南昌一模)抛物线y2=8x的焦点为F,设A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线上的两个动点,若x1+x2+4=|AB|,则∠AFB的最大值为( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 因为x1+x2+4=|AB|,|AF|+|BF|=x1+x2+4,所以|AF|+|BF|=|AB|,在△AFB中,由余弦定理得: cos∠AFB= = =-1=-1, 又|AF|+|BF|=|AB|≥2, 所以|AF|·|BF|≤|AB|2, 则cos∠AFB=-1 ≥-1=-, 所以∠AFB的最大值为,故选D. - 18 - 交汇点二 与向量交汇 典例2 (2019·吉林四平质检)经过椭圆+y2=1的一个焦点作倾斜角为45°的直线l,交椭圆于A,B两点.设O为坐标原点,则·等于( ) A.-3 B.- C.-或-3 D.± 解析 依题意,当直线l经过椭圆的右焦点(1,0)时,其方程为y-0=tan45°(x-1),即y=x-1.代入椭圆方程+y2=1并整理得3x2-4x=0,解得x=0或x=.所以两个交点坐标为A(0,-1),B,所以·=(0,-1)·=-.同理,直线l经过椭圆的左焦点时,也可得·=-.故选B. 答案 B 平面向量与解析几何的结合通常涉及到夹角、平行、垂直、共线、轨迹等问题的处理.解决此类问题基本思想:一是将几何问题坐标化、符号化、数量化,从而将推理转化为运算;二是考虑向量运算的几何意义,利用其几何意义解决有关问题. 设F1,F2分别是椭圆+y2=1的左、右焦点,若椭圆上存在一点P,使(+2)·2=0(O为坐标原点),则△F1PF2的面积是( ) A.4 B.3 C.2 D.1 答案 D 解析 ∵(+2)·2=(+)·2=·2=0, ∴PF1⊥PF2,∠F1PF2=90°. 设|PF1|=m,|PF2|=n,则m+n=4,m2+n2=12, ∴2mn=4,mn=2,∴S△F1PF2=mn=1. 真题自检感悟 1.(2019·全国卷Ⅰ)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于 - 18 - A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为( ) A.+y2=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1 答案 B 解析 设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).由椭圆的定义可得|AF1|+|AB|+|BF1|=4a. ∵|AB|=|BF1|,|AF2|=2|F2B|, ∴|AB|=|BF1|=|AF2|,∴|AF1|+3|AF2|=4a.又|AF1|+|AF2|=2a,∴|AF1|=|AF2|=a, ∴点A是椭圆的短轴端点,如图.不妨设A(0,-b),由F2(1,0),=2,得B.由点B在椭圆上,得+=1,得a2=3,b2=a2-c2=2. ∴椭圆C的方程为+=1.故选B. 2.(2019·全国卷Ⅰ)双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的倾斜角为130°,则C的离心率为( ) A.2sin40° B.2cos40° C. D. 答案 D 解析 由题意可得-=tan130°,所以e= == ==.故选D. 3.(2019·全国卷Ⅱ)设F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为( ) - 18 - A. B. C.2 D. 答案 A 解析 设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点F的坐标为(c,0).由圆的对称性及条件|PQ|=|OF|可知,PQ是以OF为直径的圆的直径,且PQ⊥OF.设垂足为M,连接OP,如图,则|OP|=a,|OM|=|MP|=.由|OM|2+|MP|2=|OP|2得2+2=a2,故=,即e=.故选A. 4.(2018·全国卷Ⅱ)已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 依题意易知|PF2|=|F1F2|=2c,且P在第一象限内,由∠F1F2P=120°可得P点的坐标为(2c,c). 又因为kAP=,即=,所以a=4c,e=,故选D. 专题作业 一、选择题 1.(2017·全国卷Ⅲ)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为( ) A. B. C. D. 答案 A 解析 由题意知以A1A2为直径的圆的圆心为(0,0),半径为a.又直线bx-ay+2ab - 18 - =0与圆相切, ∴圆心到直线的距离d==a,解得a=b, ∴=,∴e=== = =.故选A. 2.(2019·全国卷Ⅲ)双曲线C:-=1的右焦点为F,点P在C的一条渐近线上,O为坐标原点,若|PO|=|PF|,则△PFO的面积为( ) A. B. C.2 D.3 答案 A 解析 双曲线-=1的右焦点坐标为(,0),一条渐近线的方程为y=x,不妨设点P在第一象限,由于|PO|=|PF|,则点P的横坐标为,纵坐标为×=,即△PFO的底边长为,高为,所以它的面积为××=.故选A. 3.(2017·全国卷Ⅲ)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为( ) A.-=1 B.-=1 C.-=1 D.-=1 答案 B 解析 由题意可得=,c=3,又a2+b2=c2,解得a2=4,b2=5,则C的方程为-=1,故选B. 4.(2017·全国卷Ⅱ)若双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为( ) A.2 B. C. D. 答案 A 解析 设双曲线的一条渐近线方程为y=x, - 18 - 因为圆的圆心为(2,0),半径为2, 由弦长为2得出圆心到渐近线的距离为=. 根据点到直线的距离公式得=, 解得b2=3a2. 所以C的离心率e== = =2. 5.(2019·长沙市高三一模)A是抛物线y2=2px(p>0)上一点,F是抛物线的焦点,O为坐标原点,当|AF|=4时,∠OFA=120°,则抛物线的准线方程是( ) A.x=-1 B.y=-1 C.x=-2 D.y=-2 答案 A 解析 如图,过A作AB⊥x轴,AC垂直于准线,因为∠OFA=120°,|AF|=4,所以∠AFB=60°,|BF|=2,根据抛物线定义知|AC|=4且|AC|=|BF|+p,所以p+2=4即p=2.即抛物线的准线方程为x=-1,故选A. 6.(2019·河北武邑中学调研)已知直线l:y=k(x+2)(k>0)与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,F为C的焦点,若|FA|=2|FB|,则k等于( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 由消去y得 k2x2+(4k2-8)x+4k2=0, ∵Δ=(4k2-8)2-16k4>0,又k>0,解得0查看更多