(全国通用版)2019高考数学二轮复习 专题五 解析几何 第2讲 圆锥曲线学案 文.doc
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1、1第第 2 2 讲讲 圆锥曲线圆锥曲线考情考向分析 1.以选择题、填空题形式考查圆锥曲线的方程、几何性质(特别是离心率).2.以解答题形式考查直线与圆锥曲线的位置关系(弦长、中点等)热点一 圆锥曲线的定义与标准方程1圆锥曲线的定义(1)椭圆:|PF1|PF2|2a(2a|F1F2|)(2)双曲线:|PF1|PF2|2a(2ab0),x2 a2y2 b2椭圆上任取点P,取焦点F(c,0),(x0,y0)则PF中点M,(x0c 2,y02)根据条件可得Error!联立两式解得x04,y04c,代入椭圆方程解得a3,b3,22由此可得椭圆方程为1.x2 18y2 9同理,当F在y轴上时,椭圆方程为1
2、.y2 18x2 9(2)(2018龙岩质检)已知以圆C:(x1)2y24 的圆心为焦点的抛物线C1与圆C在第一象限交于A点,B点是抛物线C2:x28y上任意一点,BM与直线y2 垂直,垂足为M,则|BM|AB|的最大值为( )A1 B2 C1 D8答案 A解析 因为圆C:(x1)2y24 的圆心为C(1,0),所以可得以C(1,0)为焦点的抛物线方程为y24x,由Error!解得A(1,2)抛物线C2:x28y的焦点为F(0,2),准线方程为y2,即有|BM|AB|BF|AB|AF|1,当且仅当A,B,F(A在B,F之间)三点共线时,可得最大值 1.思维升华 (1)准确把握圆锥曲线的定义和标
3、准方程及其简单几何性质,注意当焦点在不同坐标轴上时,椭圆、双曲线、抛物线方程的不同表示形式(2)求圆锥曲线方程的基本方法就是待定系数法,可结合草图确定跟踪演练 1 (1)(2018黑龙江哈尔滨师范大学附属中学模拟)与椭圆C:1 共焦点y2 6x2 2且渐近线方程为yx的双曲线的标准方程为( )3Ax21 B.y21y2 3x2 3Cy21 D.x21x2 3y2 3答案 D解析 1 的焦点坐标为(0,2),y2 6x2 2双曲线的焦点为(0,2),可得c2,a2b2由渐近线方程为yx,得 ,3a b3a,b1,3双曲线的标准方程为x21,故选 D.y2 3(2)如图,过抛物线y22px(p0)
4、的焦点F的直线l交抛物线于点A,B,交其准线于点C,若|BC|2|BF|,且|AF|3,则此抛物线方程为( )3Ay29x By26x Cy23x Dy2x3答案 C解析 如图分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,设准线交x轴于点G.设a,则由已知得2a,|BF|BC|由抛物线定义,得a,故BCD30,|BD|在 RtACE中,|AF|3,33a,|AC|2|AE|,|AE|AC|33a6,从而得a1,3a3.|FC|p ,|FG|1 2|FC|3 2因此抛物线方程为y23x,故选 C.热点二 圆锥曲线的几何性质1椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系(1)在椭圆中:a2b2c2,离心
5、率为e .c a1(ba)2(2)在双曲线中:c2a2b2,离心率为e .c a1(ba)22双曲线1(a0,b0)的渐近线方程为yx.注意离心率e与渐近线的斜率的x2 a2y2 b2b a关系例 2 (1)(2018永州模拟)已知椭圆C:1(ab0)的右焦点为F2,O为坐标原点,x2 a2y2 b2M为y轴上一点,点A是直线MF2与椭圆C的一个交点,且|OA|OF2|3|OM|,则椭圆C的离心率为( )4A. B. C. D.1041065553答案 A解析 因为|OA|OF2|3|OM|,所以F1AF290.设|AF1|m,|AF2|n,如图所示,由题意可得RtAF1F2RtOMF2,所以
6、 ,|AF1| |AF2|OM| |OF2|1 3则mn2a,m2n24c2,n3m,解得m2,n29m26b2,2b2 3所以6b24c2,即c2,2b2 35a2c23解得e ,故选 A.c a104(2)(2018全国)已知双曲线C:1(a0,b0)的离心率为,则点(4,0)到C的x2 a2y2 b22渐近线的距离为( )A. B2 C. D223 222答案 D解析 由题意,得e ,c2a2b2,得a2b2.c a2又因为a0,b0,所以ab,渐近线方程为xy0,所以点(4,0)到渐近线的距离为2.422思维升华 (1)明确圆锥曲线中a,b,c,e各量之间的关系是求解问题的关键(2)在
7、求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出c和a的值,而是根据题目给出的椭圆或双曲线的几何特点,建立关于参数c,a,b的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或取值范围5跟踪演练 2 (1)(2018全国)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点若PF1PF2,且PF2F160,则C的离心率为( )A1 B2 C. D.13233123答案 D解析 在 RtPF1F2中,PF2F160,设椭圆的方程为1(ab0),且焦距x2 a2y2 b2|F1F2|2,则|PF2|1,|PF1|,3由椭圆的定义可知,2a1,2c2,3得a,c1,所以离心率e 1.1 32c a21 33(2
8、)已知双曲线C:1(a0,b0)的焦距为 2c,直线l过点且与双曲线C的x2 a2y2 b2(2 3a,0)一条渐近线垂直,以双曲线C的右焦点为圆心,半焦距为半径的圆与直线l交于M,N两点,若|MN|c,则双曲线C的渐近线方程为( )4 23Ayx Byx23Cy2x Dy4x答案 B解析 方法一 由题意可设渐近线方程为yx,则直线l的斜率kl ,b aa b直线l的方程为y,a b(x2 3a)整理可得axbya20.2 3焦点(c,0)到直线l的距离d,|ac2 3a2|a2b2|ac2 3a2| c则弦长为 22c,c2d2c2(ac23a2)2 c24 23整理可得c49a2c212a
9、3c4a40,即e49e212e40,分解因式得0.(e1)(e2)(e23e2)6又双曲线的离心率e1,则e 2,c a所以 ,b ac2a2 a2(c a)213所以双曲线C的渐近线方程为yx.3方法二 圆心到直线l的距离为 ,c2(2 23c)2c 3 ,c23ac2a20,|ac2 3a2| cc 3c2a,ba,渐近线方程为yx.33热点三 直线与圆锥曲线判断直线与圆锥曲线公共点的个数或求交点问题有两种常用方法(1)代数法:联立直线与圆锥曲线方程可得到一个关于x,y的方程组,消去y(或x)得一元二次方程,此方程根的个数即为交点个数,方程组的解即为交点坐标(2)几何法:画出直线与圆锥曲
10、线的图象,根据图象判断公共点个数例 3 (2018衡水金卷调研)已知椭圆1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1x2 a2y2 b2的直线交椭圆于A,B两点(1)若直线AB与椭圆的长轴垂直,|AB|a,求椭圆的离心率;1 2(2)若直线AB的斜率为 1,|AB|,求椭圆的短轴与长轴的比值2a3 a2b2解 (1)由题意可知,直线AB的方程为xc,|AB|a,2b2 a1 2即a24b2,故e .c aa2b2 a21b2a232(2)设F1(c,0),则直线AB的方程为yxc,联立Error!消去y,得(a2b2)x22a2cxa2c2a2b20,4a4c24a2(a2b2)(c2b2
11、)8a2b4.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2,x1x2,2a2c a2b2a2c2b2a2b2|AB|x1x2|1172x1x224x1x228a2b4a2b2,4ab2 a2b22a3 a2b2a22b2, ,b2 a21 2,即椭圆的短轴与长轴之比为.2b 2a2222思维升华 解决直线与圆锥曲线问题的通法是联立方程,利用根与系数的关系,设而不求思想,弦长公式等简化计算;涉及中点弦问题时,也可用“点差法”求解跟踪演练 3 如图所示,抛物线y24x的焦点为F,动点T(1,m),过F作TF的垂线交抛物线于P,Q两点,弦PQ的中点为N.(1)证明:线段NT平行于x轴(或在x轴上
12、);(2)若m0 且|NF|TF|,求m的值及点N的坐标(1)证明 抛物线的焦点为F(1,0),准线方程为x1,动点T(1,m)在准线上,则kTF .m 2当m0 时,T为抛物线准线与x轴的交点,这时PQ为抛物线的通径,点N与焦点F重合,显然线段NT在x轴上;当m0 时,由条件知kPQ ,2 m所以直线PQ的方程为y (x1)2 m联立Error!消去y,得x2(2m2)x10,(2m2)24m2(4m2)0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),可知x1x22m2,y1y2 (x1x22)2m.2 m所以弦PQ的中点N,又T(1,m),(2m2 2,m)8所以kNT0,则NT平行于x轴综上可
13、知,线段NT平行于x轴(或在x轴上)(2)解 已知|NF|TF|,在TFN中,tanNTF1,得NTF45,|NF| |TF|设A是准线与x轴的交点,则TFA是等腰直角三角形,所以|TA|AF|2,又动点T(1,m),其中m0,则m2.因为NTF45,所以kPQtan 451,又焦点F(1,0),可得直线PQ的方程为yx1.由m2,得T(1,2),由(1)知线段NT平行于x轴,设N(x0,y0),则y02,代入yx1,得x03,所以N(3,2)综上可知,m2,N(3,2)真题体验1(2017北京)若双曲线x21 的离心率为,则实数m_.y2 m3答案 2解析 由双曲线的标准方程知,a1,b2m
14、,c,1m故双曲线的离心率e ,c a1m31m3,解得m2.2(2017全国改编)若双曲线C:1(a0,b0)的一条渐近线被圆(x2)x2 a2y2 b22y24 所截得的弦长为 2,则双曲线C的离心率为_答案 2解析 设双曲线的一条渐近线方程为yx,b a圆的圆心为(2,0),半径为 2,由弦长为 2,得圆心到渐近线的距离为.22123由点到直线的距离公式,得,解得b23a2.|2b|a2b239所以双曲线C的离心率e 2.c ac2 a21b2a23(2017全国改编)过抛物线C:y24x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在3x轴上方),l为C的准线,点N在l上且MNl,则M到直线N
15、F的距离为_答案 23解析 抛物线y24x的焦点为F(1,0),准线方程为x1.由直线方程的点斜式,可得直线MF的方程为y(x1)3联立方程组Error!解得Error!或Error!点M在x轴的上方,M(3,2)3MNl,N(1,2)3|NF|4,11202 32|MF|MN|3(1)4.MNF是边长为 4 的等边三角形点M到直线NF的距离为 2.34(2017山东)在平面直角坐标系xOy中,双曲线1(a0,b0)的右支与焦点为Fx2 a2y2 b2的抛物线x22py(p0)交于A,B两点,若|AF|BF|4|OF|,则该双曲线的渐近线方程为_答案 yx22解析 设A(x1,y1),B(x2
16、,y2),由Error!消去x,得a2y22pb2ya2b20,y1y2.2pb2 a2又|AF|BF|4|OF|,y1 y2 4 ,即y1y2p,p 2p 2p 2p,即 , ,2pb2 a2b2 a21 2b a2210双曲线的渐近线方程为yx.22押题预测1已知F1,F2是双曲线1(a0,b0)的左、右焦点,过F2作双曲线一条渐近线的x2 a2y2 b2垂线,垂足为点A,交另一条渐近线于点B,且,则该双曲线的离心率为( )AF21 3F2BA. B. C. D262523押题依据 圆锥曲线的几何性质是圆锥曲线的灵魂,其中离心率、渐近线是高考命题的热点答案 A解析 由F2(c,0)到渐近线
17、yx的距离为db,即b,则3b.b abca2b2|AF2|BF2|在AF2O中,c,tanF2OA ,tanAOB,化简可得|OA|a,|OF2|b a4b a2 b a1(ba)2a22b2,即c2a2b2a2,即e ,故选 A.3 2c a622已知椭圆C:1(ab0)的离心率为 ,且点在该椭圆上x2 a2y2 b21 2(1,3 2)(1)求椭圆C的方程;(2)过椭圆C的左焦点F1的直线l与椭圆C相交于A,B两点,若AOB的面积为,求圆6 27心在原点O且与直线l相切的圆的方程押题依据 椭圆及其性质是历年高考的重点,直线与椭圆的位置关系中的弦长、中点等知识应给予充分关注解 (1)由题意
18、可得e ,c a1 2又a2b2c2,所以b2a2.3 4因为椭圆C经过点,(1,3 2)所以1,1 a29 4 3 4a211解得a24,所以b23,故椭圆C的方程为1.x2 4y2 3(2)由(1)知F1(1,0),设直线l的方程为xty1,由Error!消去x,得(43t2)y26ty90,显然0 恒成立,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y2,y1y2,6t 43t29 43t2所以|y1y2|y1y224y1y2 ,36t243t2236 43t212t2143t2所以SAOB |F1O|y1y2|1 2,6t2143t26 27化简得 18t4t2170,即(18t217
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