高考数学专题:圆锥曲线
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高考数学中的常见圆锥曲线圆锥曲线是高中数学中重要的一章内容,也是高考中经常出现的考点之一。
圆锥曲线是平面解析几何的基础,对于学习解析几何和进一步学习微积分等数学课程具有重要的意义。
在高考数学中,常见的圆锥曲线有椭圆、双曲线和抛物线。
接下来,我们将对每种圆锥曲线进行详细的介绍。
一、椭圆椭圆是圆锥曲线中的一种,其定义为到定点F1和F2的距离之和等于定长2a的点P的轨迹。
其中,F1和F2是称为焦点的点,2a称为椭圆的长轴。
椭圆的其他要素有:1. 焦距:定义为焦点之间的距离,记作2c。
2. 离心率:定义为焦距与长轴之比,记作e。
在椭圆中,离心率小于1。
3. 扁压比:定义为短轴与长轴之比,记作b/a。
在椭圆中,扁压比小于1。
椭圆的方程可以通过坐标系中点P(x,y)到焦点F1、F2的距离之和等于定长2a来表示。
椭圆的标准方程为:(x-x0)^2/a^2 + (y-y0)^2/b^2 = 1在高考中,关于椭圆的考点主要包括椭圆的性质和椭圆的方程与图像等方面的题目。
二、双曲线双曲线是圆锥曲线中的另一种,其定义为到定点F1和F2的距离之差等于定常2a的点P的轨迹。
其中,F1和F2是称为焦点的点,2a称为双曲线的距。
双曲线的其他要素有:1. 焦距:定义为焦点之间的距离,记作2c。
2. 离心率:定义为焦距与距之比,记作e。
在双曲线中,离心率大于1。
3. 长半轴:定义为从顶点到较远焦点的距离,记作a。
4. 短半轴:定义为从顶点到双曲线与x轴或y轴的交点的距离,记作b。
在双曲线中,短半轴小于距。
双曲线的标准方程为:(x-x0)^2/a^2 - (y-y0)^2/b^2 = 1在高考中,关于双曲线的考点主要包括双曲线的性质和双曲线的方程与图像等方面的题目。
三、抛物线抛物线是圆锥曲线中的最后一种,其定义为点P到定直线(直矩)的距离等于点P到定直线(焦准)的距离。
抛物线的定直线称为准线,定直线的焦点称为焦点,焦距的两倍称为抛物线的焦距。
高考数学最新真题专题解析—圆锥曲线综合(新高考卷)【母题来源】2022年新高考I卷【母题题文】已知点A(2,1)在双曲线C:x2a2−y2a2−1=1(a>1)上,直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为0.(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2√2,求△PAQ的面积.【答案】解:(1)将点A代入双曲线方程得4a2−1a2−1=1,化简得a4−4a2+4=0得:a2=2,故双曲线方程为x22−y2=1;由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则联立直线与双曲线得:(2k2−1)x2+4kmx+2m2+2=0,△>0,故x1+x2=−4km2k2−1,x1x2=2m2+22k2−1,k AP+k AQ=y1−1x1−2+y2−1x2−2=kx1+m−1x1−2+kx2+m−1x2−2=0,化简得:2kx1x2+(m−1−2k)(x1+x2)−4(m−1)=0,故2k(2m2+2)2k2−1+(m−1−2k)(−4km2k2−1)−4(m−1)=0,即(k+1)(m+2k−1)=0,而直线l不过A点,故k=−1.(2)设直线AP的倾斜角为α,由tan∠PAQ=2√2,得tan∠PAQ2=√22,由2α+∠PAQ=π,得k AP=tanα=√2,即y1−1x1−2=√2,联立y 1−1x1−2=√2,及x 122−y 12=1得x 1=10−4√23,y 1=4√2−53, 同理,x 2=10+4√23,y 2=−4√2−53, 故x 1+x 2=203,x 1x 2=689而|AP|=√3|x 1−2|,|AQ|=√3|x 2−2|, 由tan∠PAQ =2√2,得sin∠PAQ =2√23, 故S △PAQ =12|AP||AQ|sin∠PAQ =√2|x 1x 2−2(x 1+x 2)+4|=16√29. 【母题来源】2022年新高考II 卷【母题题文】.设双曲线C:x 2a 2−y2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F(2,0),渐近线方程为y =±√3x. (1)求C 的方程;(2)经过F 的直线与C 的渐近线分别交于A ,B 两点,点P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2)在C 上,且x 1>x 2>0,y 1>0.过P 且斜率为−√3的直线与过Q 且斜率为√3的直线交于点M ,从下面三个条件 ① ② ③中选择两个条件,证明另一个条件成立: ①M 在AB 上; ②PQ//AB; ③|AM|=|BM|.【答案】解:(1)由题意可得ba =√3,√a 2+b 2=2,故a =1,b =√3. 因此C 的方程为x 2−y 23=1.(2)设直线PQ 的方程为y =kx +m(k ≠0),将直线PQ 的方程代入C 的方程得(3−k 2)x 2−2kmx −m 2−3=0, 则x 1+x 2=2km3−k 2,x 1x 2=−m 2+33−k 2,x 1−x 2=√(x 1+x 2)2−4x 1x 2=2√3(m 2+3−k 2)3−k 2.不段点M 的坐标为(x M ,y M ),则{y M −y 1=−√3(x M −x 1)y M −y 2=√3(x M −x 2).两式相减,得y 1−y 2=2√3x M −√3(x 1+x 2),而y 1−y 2=(kx 1+m)−(kx 2+m)=k(x 1−x 2),故2√3x M =k(x 1−x 2)+√3(x 1+x 2),解得x M =k√m 2+3−k 2+km3−k 2.两式相加,得2y M −(y 1+y 2)=√3(x 1−x 2),而y 1+y 2=(kx 1+m)+(kx 2+m)=k(x 1+x 2)+2m ,故2y M =k(x 1+x 2)+√3(x 1−x 2)+2m ,解得y M =3√m 2+3−k 2+3m3−k 2=3k x M ⋅因此,点M 的轨迹为直线y =3k x ,其中k 为直线PQ 的斜率. 若选择 ① ②:设直线AB 的方程为y =k(x −2),并设A 的坐标为(x A ,y A ),B 的坐标为(x B ,y B ). 则{y A =k(x A −2)y A =√3x A,解得x A =k−√3,y A =√3kk−√3.同理可得x B =k+√3,y B =√3kk+√3.此时x A +x B =4k 2k 2−3,y A +y B =12kk 2−3.而点M 的坐标满足{y M =k(x M −2)y M =3k x M , 解得x M =2k 2k 2−3=x A +x B2,y M =6kk 2−3=y A +y B2,故M 为AB 的中点,即|MA|=|MB|. 若选择 ① ③:当直线AB 的斜率不存在时,点M 即为点F(2,0),此时M 不在直线y =3k x 上,矛盾.故直线AB 的斜率存在,设直线AB 的方程为y =p(x −2)(p ≠0), 并设A 的坐标为(x A ,y A ),B 的坐标为(x B ,y B ). 则{y A =p(x A −2)y A =√3x A,解得x A =p−√3,y A =√3pp−√3.同理可得x B =p+√3,y B =−√3pp+√3.此时x M =x A +x B2=2p 2p 2−3,y M =y A +y B2=6pp 2−3.由于点M 同时在直线y =3k x 上,故6p =3k ·2p 2,解得k =p.因此PQ//AB . 若选择 ② ③:设直线AB 的方程为y =k(x −2),并设A 的坐标为(x A ,y A ),B 的坐标为(x B ,y B ). 则{y A =k(x A −2)y A =√3x A解得x A =k−√3,y A =√3kk−√3.同理可得x B =k+√3,y B =√3kk+√3,设AB 的中点为C(x C ,y C ),则x C =x A +x B2=2k 2k 2−3,y C =y A +y B2=6kk 2−3.由于|MA|=|MB|,故M 在AB 的垂直平分线上,即点M 在直线y −y C =−1k (x −x C )上.将该直线与y =3k x 联立,解得x M =2k 2k 2−3=x C ,y M =6kk 2−3=y C ,即点M 恰为AB 中点,故点而在直线AB 上. 【命题意图】本题考查双曲线的标准方程和几何性质,考查直线与双曲线的位置关系,考查开放探究能力,属于压轴题.主要考查直线与双曲线的位置关系及双曲线中面积问题,属于难题【命题方向】圆锥曲线综合大题是属于高考历年的压轴题之一,难度较大,对学生的综合要求较高。
高考数学中的圆锥曲线基本概念及相关性质圆锥曲线是高中数学中非常重要的一个概念,与其相关的知识点在高考中也是经常出现的考点。
本文将介绍圆锥曲线的基本概念以及其相关性质,希望能对正在备考高考数学的同学有所帮助。
一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线是由圆锥面和一个平面相交而形成的曲线。
根据平面与圆锥面相交的位置和方向不同,可以分为四种圆锥曲线,分别是椭圆、抛物线、双曲线和圆。
1. 椭圆椭圆是圆锥曲线中比较常见的一种曲线。
它可以由一个平面沿着圆锥面的两个平行直母线截取而成。
椭圆有两个焦点和一条长轴和短轴,其特点是离焦点的距离之和等于常数,即椭圆的离心率小于1。
2. 抛物线抛物线是另一种常见的圆锥曲线。
它可以由一个平面沿着圆锥面的一条直母线截取而成。
抛物线有一个焦点和一条准轴,其特点是离焦点的距离等于离准轴的距离。
3. 双曲线双曲线和椭圆和抛物线不同,它可以由一个平面沿着圆锥面的两个非平行直母线截取而成。
双曲线有两个焦点和两条渐近线,其特点是离焦点的距离之差等于常数,即双曲线的离心率大于1。
4. 圆圆是圆锥曲线中最简单的一种曲线,它可以由一个平面与圆锥面的一个直母线相交而得到。
圆是只有一个焦点的特殊情况,它的离心率等于0。
二、圆锥曲线的相关性质除了基本概念之外,圆锥曲线还有一些重要的性质,在高考中也是需要掌握的知识点。
1. 椭圆的性质(1)椭圆的两个焦点与中心三点共线;(2)椭圆的长轴与短轴的长度之比等于焦距之和与焦距之差的比;(3)椭圆的离心率等于焦距之长除以长轴的长度。
2. 抛物线的性质(1)抛物线的对称轴垂直于准轴;(2)抛物线的焦点在准轴上的中点。
3. 双曲线的性质(1)双曲线的两条渐近线一定是不相交的;(2)双曲线的离心率等于距离两个焦点最远的点与焦点之间的距离之比。
4. 圆的性质(1)圆的任何直径经过圆心;(2)圆的内切和外切线垂直于半径并且相切于切点。
总结圆锥曲线作为高中数学中的一个重要概念,其基本概念和相关性质都需要仔细掌握。
高考数学中的圆锥曲线知识高考数学中的圆锥曲线是一道重要的考题,也是很多学生容易失分的一道难题。
圆锥曲线是指平面上坐标系中的一种特殊的曲线,也是数学的重要分支之一。
本文将介绍圆锥曲线的基本概念,分类和应用,希望能对广大考生有所帮助。
一、圆锥曲线的基本概念1.圆锥圆锥是一个由一个圆绕着它的直径周而复始地旋转而成的立体物体,其中:该直径是铅锤线,圆锥的底面是这个圆,圆锥的顶点是铅锤线的另一端。
2.圆锥曲线的概念在平面直角坐标系中,将一个固定的点F(称为焦点)与一个固定的直线L(称为直角准线)连接。
在平面上,连结点P到直线L的距离为PF和P到点F的距离的比等于定值e(e>0)。
这样得到的曲线称为圆锥曲线。
圆锥曲线分为三种情况:椭圆、双曲线和抛物线。
二、圆锥曲线的分类1.椭圆椭圆是平面上与两个焦点F1,F2的距离之和等于定值2a(a>0)的点P的轨迹。
椭圆是圆锥曲线中最简单的一种形式。
椭圆可以通过平移、伸缩、旋转对平面上的圆形进行简单的变换。
2. 双曲线双曲线是平面上与两个焦点F1,F2的距离之差等于定值2a (a>0)的点P的轨迹。
双曲线有两条渐进线,即切射线和渐进线。
3. 抛物线抛物线是平面上焦点F到直线L的距离等于点P到焦点F的距离的平方与定值a(a>0)成正比例的点P的轨迹。
抛物线的形状像一个平翻的碗,有上凸抛物和下凸抛物两种。
三、圆锥曲线的应用1. 物理学圆锥曲线在物理学中得到广泛的应用。
例如,在宇宙空间中,行星的轨迹可以用椭圆来描述。
在天体力学中,利用双曲线描绘有关天体的相对运动情况。
抛物线则可用于描述抛体的轨迹。
2. 工程学圆锥曲线在工程学中也有重要的应用,特别是在光学的设计中。
例如,望远镜的光学系统用到的镜面都是椭圆形的;飞机的机翼、车轮和机器的轮子都是利用圆锥的形状进行设计的。
3. 数学研究圆锥曲线在数学研究中的应用也是相当广泛的,例如,利用双曲线求解微积分中的积分问题;还可以用抛物线中的特殊几何性质证明三次方程有一个实根。
高考数学中的圆锥曲线圆锥曲线是代数几何中的重要概念,也是高中数学中比较难的一部分。
它包含了直线、双曲线、抛物线和椭圆四种曲线类型。
在高考数学中,圆锥曲线是一个难点,但是掌握了这个知识点,不仅有助于理解高数中其他知识点,也有助于应对高考成绩。
一、圆锥曲线的定义和概念圆锥曲线是在平面直角坐标系中的解析几何概念,它是二次方程x²+y²+Dx+Ey+F=0(D,E,F均为常数,且D²+E²≠0)的图形。
其中的四种曲线类型如下:1. 直线:当圆锥曲线的系数D=E=0时,圆锥曲线变成直线。
直线可以看成是一个不确定的椭圆,它有两个焦点(即两个充电电荷)、两个半轴(即极值)。
2. 双曲线:当圆锥曲线的系数D²-E²>0时,圆锥曲线变成双曲线。
双曲线有两个焦点和两个渐近线。
3. 抛物线:当圆锥曲线的系数D=0,E≠0时,圆锥曲线变成抛物线。
抛物线有一个焦点和一个顶点。
4. 椭圆:当圆锥曲线的系数D²-E²<0时,圆锥曲线变成椭圆。
椭圆有两个焦点和两个半轴。
二、实例探究:直线与圆锥曲线我们以直线为例,来看一下圆锥曲线与直线的关系。
首先,我们知道当圆锥曲线系数D=E=0时,可以变成一个直线。
而对于直线y=kx+b(k和b均为常数),可以加入一个令y=mx,那么k和b就是D和E,即圆锥曲线的系数。
例如,圆锥曲线x²-6x+y²+4y+9=0,我们可以将它转换为(x-3)²+(y+2)²=4。
这是一个半径为2,圆心在(3,-2)处的圆。
我们可以绘制它的图像,然后再绘制直线y=x-1的图像。
从图像来看,直线y=x-1穿过了圆心,因此它一定与这个圆有交点。
我们可以通过解方程,求出直线y=x-1与圆的交点:(x-3)²+(y+2)²=4;y=x-1.解得:x²-5x+9=0,因此x=(5±√5)/2,代入y=x-1,得到y=(3±√5)/2。
高考圆锥曲线大题题型及解题技巧x高考圆锥曲线大题题型及解题技巧一、基本概念圆锥曲线是椭圆、双曲线与圆锥体的综合体,它说明物体穿过三种物理媒质,如水、气体和固体物质,以及它们之间的相互转换性。
二、圆锥曲线的基本特点1、圆锥曲线具有规律性:它的主要特征是抛物线的函数形式呈现出以对称中心为中心的规律性,在此基础上拓展形成了螺旋状的曲线;2、圆锥曲线与旋转有关:圆锥曲线的曲线形状可以用某种旋转的路径进行描述;3、圆锥曲线的曲线表示有多种变化:圆锥曲线可以表示为二维图形或三维图形,可以表示为数学方程式,也可以表示为一组矢量。
三、圆锥曲线大题解题技巧1、分析题干:根据题干内容,在解题之前要细致地分析题干,弄清楚问题的范围,是对一组数据进行分析,还是对某种形式的函数进行分析,要把握好范围和类型,以便选择正确的解题方法;2、画出曲线图:如果是需要求曲线的半径、圆心坐标和焦点等信息,可以先画出曲线图,有助于理清思路;3、推导出数学公式:如果是要分析曲线的性质,可以根据曲线的特性,推导出相应的数学公式,以便求解;4、运用矩阵的相关理论:在计算曲线的性质时,可以运用矩阵的相关理论,根据相关的矩阵的乘法,求出所求的值。
五、练习1、(XX年某省某市高考)已知圆锥曲线的参数方程为:$$left{begin{array}{l} x^{2} + y^{2}=a^{2} z^{2} a>0, a eq 1 end{array}ight.$$(1)求出曲线的中心坐标;(2)求出曲线的渐近线方程和焦点坐标。
解:(1)令参数方程中的参数$a=frac{1}{m}$,代入参数方程可得:$$left{begin{array}{l} x^{2} + y^{2}=frac{1}{m^{2}} z^{2} m>0, meq 1 end{array}ight.$$令$z=0$,得到$x^{2} + y^{2}=0$,由此可知曲线的中心坐标为:$(0, 0)$。
专题15 圆锥曲线综合目录一览2023真题展现考向一直线与双曲线综合考向二直线与抛物线综合真题考查解读近年真题对比考向一直线与双曲线综合考向二直线与圆锥曲线综合命题规律解密名校模拟探源易错易混速记/二级结论速记考向一直线与双曲线综合1.(2023•新高考Ⅱ•第21题)已知双曲线C中心为坐标原点,左焦点为(﹣25,0),离心率为5.(1)求C的方程;(2)记C的左、右顶点分别为A1,A2,过点(﹣4,0)的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线MA1与NA2交于P,证明P在定直线上.解:(1)双曲线C中心为原点,左焦点为(﹣25,0),离心率为5,则c2=a2+b2c=25e=ca=5,解得a=2b=4,故双曲线C的方程为x24−y216=1;(2)证明:过点(﹣4,0)的直线与C的左支交于M,N两点,则可设直线MN的方程为x=my﹣4,M(x1,y1),N(x2,y2),记C的左,右顶点分别为A1,A2,则A1(﹣2,0),A2(2,0),联立x=my−44x2−y2=16,化简整理可得,(4m2﹣1)y2﹣32my+48=0,故Δ=(﹣32m )2﹣4×48×(4m 2﹣1)=264m 2+192>0且4m 2﹣1≠0,y 1+y 2=32m4m 2−1,y 1y 2=484m 2−1,直线MA 1的方程为y =y 1x 1+2(x +2),直线NA 2方程y =y 2x 2−2(x−2),故x +2x−2=y 2(x 1+2)y 1(x 2−2)=y 2(my 1−2)y1(my 2−6)=my 1y 2−2(y 1+y 2)+2y 1my 1y 2−6y 1 =m ⋅484m 2−1−2⋅32m4m 2−1+2y 1m ⋅484m 2−1−6y 1=−16m4m 2−1+2y 148m4m 2−1−6y 1=−13,故x +2x−2=−13,解得x =﹣1,所以x P =﹣1,故点P 在定直线x =﹣1上运动.考向二 直线与抛物线综合2.(2023•新高考Ⅰ•第22题)在直角坐标系xOy 中,点P 到x 轴的距离等于点P 到点(0,)的距离,记动点P 的轨迹为W .(1)求W 的方程;(2)已知矩形ABCD 有三个顶点在W 上,证明:矩形ABCD 的周长大于3.解:(1)设点P 点坐标为(x ,y ),由题意得|y |=,两边平方可得:y 2=x 2+y 2﹣y +,化简得:y =x 2+,符合题意.故W 的方程为y =x 2+.(2)解法一:不妨设A ,B ,C 三点在W 上,且AB ⊥BC .设A (a ,a 2),B (b ,),C (c ,),则,.由题意,=0,即(b ﹣a )(c ﹣b )+(b 2﹣a 2)(c 2﹣b 2)=0,显然(b ﹣a )(c ﹣b )≠0,于是1+(b +a )(c +b )=0.此时,|b +a |.|c +b |=1.于是min {|b +a |,|c +b |}≤1.不妨设|c +b |≤1,则a =﹣b ﹣,则|AB|+|BC|=|b﹣a|+|c﹣b|=|b﹣a|+|c﹣b|≥|b﹣a|+|c﹣b|≥|c﹣a|=|b+c+|.设x=|b+c|,则f(x)=(x+),即f(x)=,又f′(x)==.显然,x=为最小值点.故f(x)≥f()=,故矩形ABCD的周长为2(|AB|+|BC|)≥2f(x)≥3.注意这里有两个取等条件,一个是|b+c|=1,另一个是|b+c|=,这显然是无法同时取到的,所以等号不成立,命题得证.解法二:不妨设A,B,D在抛物线W上,C不在抛物线W上,欲证命题为|AB|+|AD|>.由图象的平移可知,将抛物线W y=x2不影响问题的证明.设A(a,a2)(a≥0),平移坐标系使A为坐标原点,则新抛物线方程为y′=x′2+2ax′,写为极坐标方程,即ρsinθ=ρ2cos2θ+2aρcosθ,即ρ=.欲证明的结论为||+||>,也即|﹣|+|+|>.不妨设||≥||,将不等式左边看成关于a的函数,根据绝对值函数的性质,其最小值当即a=时取得,因此欲证不等式为||>,即||>,根据均值不等式,有|cos θsin 2θ|=.≤.=,由题意,等号不成立,故原命题得证.【命题意图】考查圆锥曲线的定义、标准方程、几何性质,直线与圆锥曲线相交等.【考查要点】圆锥曲线综合是高考必考的解答题,难度较大.考查圆锥曲线标准方程的求解,考查直线与圆锥曲线的位置关系,考查定值、定直线、面积最值、存在性与恒成立等问题.考查运算求解能力、逻辑推导能力、分析问题与解决问题的能力、数形结合思想、化归与转化思想.【得分要点】1.圆锥曲线的定义(1)椭圆定义:12||||2PF PF a +=.(2)双曲线定义:12|||-|||2PF PF a =.(3)抛物线定义:|PF|=d .2.圆锥曲线的标准方程及几何性质(1)椭圆的标准方程与几何性质标准方程x2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)图形范围−a ≤x ≤a ,−b ≤y ≤b −b ≤x ≤b ,−a ≤y ≤a对称性对称轴: x 轴、y 轴 .对称中心:原点 .焦点F 1(−c,0) ,F 2(c,0) .F 1(0,−c) ,F 2(0,c) .顶点A 1(−a,0) ,A 2(a,0) ,B 1(0,−b) ,B 2(0,b) .A 1(0,−a) ,A 2(0,a) ,B 1(−b,0) ,B 2(b,0) .轴线段A 1A 2,B 1B 2分别是椭圆的长轴和短轴,长轴长为2a ,短轴长为2b .几何性质焦距|F 1F 2|=2c .离心率e =ca =1−b 2a 2∈(0,1).a ,b ,c 的关系c 2=a 2−b 2.(2)双曲线的标准方程与几何性质F (﹣c ,0),F(c,0)F (0,﹣c ),F (0,c )(3标准方程y 2=2px(p >0)y 2=−2px (p >0)x 2=2py (p >0)x 2=−2py (p >0)图形对称轴x 轴y 轴顶点O(0,0)焦点F(p 2,0)F(−p 2,0)F(0,p 2)F(0,−p 2)准线方程x =−p 2x =p 2y =−p 2y =p 2范围x ≥0 ,y ∈Rx ≤0 ,y ∈Ry ≥0 ,x ∈R y ≤0 ,x ∈R 离心率e =1几何性质焦半径(P(x 0,y 0)为抛物线上一点)p2+x 0p 2−x 0p2+y 0p 2−y 03.圆锥曲线中最值与范围的求解方法几何法若题目的条件和结论明显能体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决.代数法若题目的条件和结论能体现一种明确的函数,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值,求函数最值的常用方法有配方法、判别式法、基本不等式法及函数的单调性法等.4.求解直线或曲线过定点问题的基本思路(1)把直线或曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.(2)由直线方程确定其过定点时,若得到了直线方程的点斜式y−y0=k(x−x0),则直线必过定点(x0 ,y0);若得到了直线方程的斜截式y=kx+m,则直线必过定点(0,m).(3)从特殊情况入手,先探究定点,再证明该定点与变量无关.5.求解定值问题的常用方法(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.6.求解定线问题的常用方法定线问题是指因图形的变化或点的移动而产生的动点在定线上的问题.这类问题的本质是求点的轨迹方程,一般先求出点的坐标,看横、纵坐标是否为定值,或者找出横、纵坐标之间的关系.7.有关证明问题的解题策略圆锥曲线中的证明问题多涉及几何量的证明,比如涉及线段或角相等以及位置关系的证明,证明时,常把几何量用坐标表示,建立某个变量的函数,用代数方法证明.8.探索性问题的解题策略此类问题一般分为探究条件、探究结论两种.若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在;若探究结论,则应先求出结论的表达式,再针对其表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.考向一直线与双曲线综合3.(2022•新高考Ⅱ)已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点为F(2,0),渐近线方程为y=±x.(1)求C的方程;(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点P(x1,y1),Q(x2,y2)在C上,且x1>x2>0,y1>0.过P且斜率为﹣的直线与过Q且斜率为的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①M在AB上;②PQ∥AB;③|MA|=|MB|.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.【解答】解:(1)由题意可得=,=2,解得a=1,b=,因此C的方程为x2﹣=1,(2)解法一:设直线PQ的方程为y=kx+m,(k≠0),将直线PQ的方程代入x2﹣=1可得(3﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣3=0,Δ=12(m2+3﹣k2)>0,∵x1>x2>0∴x1+x2=>0,x1x2=﹣>0,∴3﹣k2<0,∴x1﹣x2==,设点M的坐标为(x M,y M),则,两式相减可得y1﹣y2=2x M﹣(x1+x2),∵y1﹣y2=k(x1﹣x2),∴2x M=(x1+x2)+k(x1﹣x2),解得X M=,两式相加可得2y M﹣(y1+y2)=(x1﹣x2),∵y1+y2=k(x1+x2)+2m,∴2y M=(x1﹣x2)+k(x1+x2)+2m,解得y M=,∴y M=x M,其中k为直线PQ的斜率;若选择①②:设直线AB的方程为y=k(x﹣2),并设A的坐标为(x3,y3),B的坐标为(x4,y4),则,解得x3=,y3=,同理可得x4=,y4=﹣,∴x3+x4=,y3+y4=,此时点M的坐标满足,解得X M==(x3+x4),y M==(y3+y4),∴M为AB的中点,即|MA|=|MB|;若选择①③:当直线AB的斜率不存在时,点M即为点F(2,0),此时不在直线y=x上,矛盾,当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=m(x﹣2)(m≠0),并设A的坐标为(x3,y3),B 的坐标为(x4,y4),则,解得x3=,y3=,同理可得x4=,y4=﹣,此时x M=(x3+x4)=,∴y M=(y3+y4)=,由于点M同时在直线y=x上,故6m=•2m2,解得k=m,因此PQ∥AB.若选择②③,设直线AB的方程为y=k(x﹣2),并设A的坐标为(x3,y3),B的坐标为(x4,y4),则,解得x3=,y3=,同理可得x4=,y4=﹣,设AB的中点C(x C,y C),则x C=(x3+x4)=,y C=(y3+y4)=,由于|MA|=|MB|,故M在AB的垂直平分线上,即点M在直线y﹣y C=﹣(x﹣x C)上,将该直线y=x联立,解得x M==x C,y M==y C,即点M恰为AB中点,故点M在直线AB上.(2)解法二:由已知得直线PQ的斜率存在且不为零,直线AB的斜率不为零,若选由①②⇒③,或选由②③⇒①:由②成立可知直线AB的斜率存在且不为0.若选①③⇒②,则M为线段AB的中点,假设AB的斜率不存在,则由双曲线的对称性可知M在x轴上,即为焦点F,此时由对称性可知P、Q关于x轴对称,从而x1=x2,已知不符.综上,直线AB的斜率存在且不为0,直线AB的斜率为k,直线AB的方程为y=k(x﹣2).则条件①M在直线AB上,等价于y0=k(x0﹣2)⇔ky0=k2(x0﹣2),两渐近线的方程合并为3x2﹣y2=0,联立方程组,消去y并化简得:(k2﹣3)x2﹣4k2x+4k2=0,设A(x3,y3),B(x4,y4),线段中点为N(x N,y N),则x N==.y N=k(x N﹣2)=,设M(x0,y0),则条件③|AM|=|BM|等价于(x0﹣x3)2+(y0﹣y3)2=(x0﹣x4)2+(y0﹣y4)2,移项并利用平方差公式整理得:(x3﹣x4)[2x0﹣(x3+x4)]+(y3﹣y4)[(2y0﹣(y3+y4)]=0,[2x0﹣(x3+x4)]+[2y0﹣(y3+y4)]=0,∴x0﹣x N+k(y0﹣y N)=0,[2x0﹣(x3+x4)]+[2y0﹣(y3+y4)]=0,∴x0﹣x N+k(y0﹣y N)=0,∴,由题意知直线PM的斜率为﹣,直线QM的斜率为,∴由(x1﹣x0),y2﹣y0=(x2﹣x0),∴y1﹣y2=﹣(x1+x2﹣2x0),∴直线PQ的斜率m==﹣,直线PM:y=﹣(x﹣x 0)+y0,即y=,代入双曲线的方程为3x2﹣y2﹣3=0,即()()=3中,得()[2﹣()]=3,解得P的横坐标为(+)]=3,同理,x2=﹣(),x1+x2﹣2x0=﹣﹣x0,∴m=,∴条件②PQ∥AB等价于m=k⇔ky0=3x0,综上所述:条件①M在AB上等价于m=k⇔ky0=k2(x0﹣2),条件②PQ∥AB等价于ky0=3x0,条件③|AM|=|BM|等价于.选①②⇒③:由①②解得∴,∴③成立;选①③⇒②:由①③解得:,ky0=,∴ky0=3x0,∴②成立;选②③⇒①:由②③解得:,ky0=,∴,∴①成立.4.(2022•新高考Ⅰ)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为0.(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得,化简得a4﹣4a2+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,设P(x1,y1)Q(x2,y2),则联立双曲线得:(2k2﹣1)x2+4kmx+2m2+2=0,故,,,化简得:2kx1x2+(m﹣1﹣2k)(x1+x2)﹣4(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣1)=0,而直线l不过A点,故k=﹣1;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,∴,得由2α+∠PAQ=π,∴,得,即,联立,及得,同理,故,而,由,得,故S△PAQ=|AP||AQ|sin∠PAQ=|x1x2﹣2(x1+x2)+4|=.5.(2021•新高考Ⅰ)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(﹣,0),F2(,0),点M满足|MF1|﹣|MF2|=2.记M的轨迹为C.(1)求C的方程;(2)设点T在直线x=上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|•|TB|=|TP|•|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.【解答】解:(1)由双曲线的定义可知,M的轨迹C是双曲线的右支,设C的方程为,根据题意,解得,∴C的方程为;(2)(法一)设,直线AB的参数方程为,将其代入C的方程并整理可得,(16cos2θ﹣sin2θ)t2+(16cosθ﹣2m sinθ)t﹣(m2+12)=0,由参数的几何意义可知,|TA|=t1,|TB|=t2,则,设直线PQ的参数方程为,|TP|=λ1,|TQ|=λ2,同理可得,,依题意,,则cos2θ=cos2β,又θ≠β,故cosθ=﹣cosβ,则cosθ+cosβ=0,即直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和为0.(法二)设,直线AB的方程为,A(x1,y1),B(x2,y2),设,将直线AB方程代入C的方程化简并整理可得,,由韦达定理有,,又由可得,同理可得,∴=,设直线PQ的方程为,设,同理可得,又|AT||BT|=|PT||QT|,则,化简可得,又k1≠k2,则k1=﹣k2,即k1+k2=0,即直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和为0.考向二直线与圆锥曲线综合6.(2021•新高考Ⅱ)已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),右焦点为F(,0),且离心率为.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切.证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.【解答】(Ⅰ)解:由题意可得,椭圆的离心率=,又,所以a=,则b2=a2﹣c2=1,故椭圆的标准方程为;(Ⅱ)证明:先证明充分性,当|MN|=时,设直线MN的方程为x=ty+s,此时圆心O(0,0)到直线MN的距离,则s2﹣t2=1,联立方程组,可得(t2+3)y2+2tsy+s2﹣3=0,则Δ=4t2s2﹣4(t2+3)(s2﹣3)=12(t2﹣s2+3)=24,因为,所以t2=1,s2=2,因为直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切,所以s>0,则,则直线MN的方程为恒过焦点F(),故M,N,F三点共线,所以充分性得证.若M,N,F三点共线时,设直线MN的方程为x=my+,则圆心O(0,0)到直线MN的距离为,解得m2=1,联立方程组,可得,即,所以;所以必要性成立;综上所述,M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.根据近几年真题推测主要考查直线与圆锥曲线的位置关系,涉及弦长、弦中点、定点、定值和取值范围等问题,常与函数、不等式等知识综合考查。
题型一:弦的垂直平分线问题题型二:动弦过定点的问题题型三:过已知曲线上定点的弦的问题题型四:向量问题题型五:面积问题题型六:弦或弦长为定值、最值问题题型七:直线问题圆锥曲线九大题型归纳题型八:对称问题题型九:存在性问题:(存在点,存在直线y =kx +m ,存在实数,存在图形:三角形(等比、等腰、直角),四边形(矩形、菱形、正方形),圆)题型一:弦的垂直平分线问题1过点T (-1,0)作直线l 与曲线N :y 2=x 交于A 、B 两点,在x 轴上是否存在一点E (x 0,0),使得ΔABE 是等边三角形,若存在,求出x 0;若不存在,请说明理由。
2024年高考数学专项复习圆锥曲线九大题型归纳(解析版)【涉及到弦的垂直平分线问题】这种问题主要是需要用到弦AB 的垂直平分线L 的方程,往往是利用点差或者韦达定理产生弦AB 的中点坐标M ,结合弦AB 与它的垂直平分线L 的斜率互为负倒数,写出弦的垂直平分线L 的方程,然后解决相关问题,比如:求L 在x 轴y 轴上的截距的取值范围,求L 过某定点等等。
有时候题目的条件比较隐蔽,要分析后才能判定是有关弦AB 的中点问题,比如:弦与某定点D 构成以D 为顶点的等腰三角形(即D 在AB 的垂直平分线上)、曲线上存在两点AB 关于直线m 对称等等。
2例题分析1:已知抛物线y =-x 2+3上存在关于直线x +y =0对称的相异两点A 、B ,则|AB |等于题型二:动弦过定点的问题1已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为32,且在x 轴上的顶点分别为A 1(-2,0),A 2(2,0)。
(I )求椭圆的方程;(II )若直线l :x =t (t >2)与x 轴交于点T ,点P 为直线l 上异于点T 的任一点,直线PA 1,PA 2分别与椭圆交于M 、N 点,试问直线MN 是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论题型三:过已知曲线上定点的弦的问题1已知点A 、B 、C 是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上的三点,其中点A (23,0)是椭圆的右顶点,直线BC 过椭圆的中心O ,且AC ∙BC =0,BC =2AC ,如图。
圆锥曲线问题在高考的常见题型及解题技巧圆锥曲线作为高等数学中的重要内容,在高考中常常出现,并且是考察学生数学运算能力和理解能力的重要方面。
圆锥曲线问题在高考中的常见题型有:直线与圆锥曲线的交点问题、圆锥曲线的参数方程问题、圆锥曲线的性质和应用问题等。
下面我们来一一介绍这些常见题型的解题技巧。
一、直线与圆锥曲线的交点问题这是圆锥曲线问题中最常见的一个题型,题目通常要求求出直线与圆锥曲线的交点坐标。
解题技巧如下:1. 分析题目给出的直线和圆锥曲线,确定直线方程和圆锥曲线方程;2. 将直线方程代入圆锥曲线方程中,解方程得出交点坐标;3. 特别要注意,当圆锥曲线为椭圆或双曲线时,有两个交点,需要分别求解;4. 当圆锥曲线为抛物线时,还需要注意直线的位置与抛物线的开口方向。
二、圆锥曲线的参数方程问题圆锥曲线的参数方程问题通常考查学生对参数方程的理解和应用能力,解答这类问题的关键在于用参数代换替换变量。
解题技巧如下:1. 给出的圆锥曲线通常可以用参数方程表示,将已知的参数方程代入题目求解;2. 注意参数方程的参数范围,有时需要根据范围重新调整参数;3. 对于给出的参数方程,需要将参数代换替换变量,进而得出答案。
三、圆锥曲线的性质和应用问题圆锥曲线的性质和应用问题通常要求学生掌握圆锥曲线的基本性质,以及如何应用这些性质解决实际问题。
解题技巧如下:1. 需要牢记圆锥曲线的基本性质,例如椭圆的焦点、双曲线的渐近线等;2. 掌握各种类型圆锥曲线的标准方程和参数方程;3. 对于应用问题,需要在掌握了基本性质的前提下,将问题转化为数学模型,进而解决。
以上就是圆锥曲线问题在高考中的常见题型及解题技巧,希望对大家备战高考有所帮助。
在复习期间,建议大家多做练习题,加深对圆锥曲线知识的理解,提高解题能力。
多思考,灵活运用各种解题技巧,相信大家一定能在高考中取得好成绩!。
第八章圆锥曲线方程考试内容:椭圆及其标准方程.椭圆的简单几何性质.了解椭圆的参数方程.双曲线及其标准方程.双曲线的简单几何性质.抛物线及其标准方程.抛物线的简单几何性质.考试要求:(1)掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质,了解椭圆的参数方程.(2)掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质.(3)掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质.(4)了解圆锥曲线的初步应用.基本方法和数学思想1.求轨迹方程的基本方法有两大类,即直接法和间接法。
其中直接法包括:直译法,定义法,待定系数法,公式法等。
间接法包括:转移法,参数法(k参数、t参数,θ参数及多个参数)等。
2.本节解题时用到的主要数学思想方法有:(1)函数方程思想。
求平面曲线的轨迹方程,其解决问题的最终落脚点就是将几何条件(性质)表示为动点坐标x、y的方程或函数关系(参数法)。
(2)数形结合思想。
解题时重视方程的几何意义和图形的辅助作用是非常必要的。
即将对几何图形的研究,转化为对代数式的研究,同时又要理解代数问题的几何意义。
(3)等价转化思想。
在解决问题的过程中往往需要将一个问题等价转化为另一个较为简单的问题去求解。
3.避免繁复运算的基本方法可以概括为:回避,选择,寻求。
所谓回避,就是根据题设的几何特征,灵活运用曲线的有关定义、性质等,从而避免化简方程、求交点、解方程等繁复的运算。
所谓选择,就是选择合适的公式,合适的参变量,合适的坐标系等,一般以直接性和间接性为基本原则。
因为对普通方程运算复杂的问题,用参数方程可能会简单;在某一直角坐标系下运算复杂的问题,通过移轴可能会简单;在直角坐标系下运算复杂的问题,在极坐标系下可能会简单“所谓寻求”。
热点分析高考圆锥曲线试题一般有3题(1个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计22分左右, 考查的知识点约为20个左右. 其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查以圆锥曲线的基本概念和性质为主, 难度在中等以下,一般较容易得分,解答题常作为数学高考中的压轴题,综合考查学生数形结合、等价转换、分类讨论、逻辑推理等诸方面的能力,重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 往往结合平面向量进行求解,在复习应充分重视。
圆锥曲线专题:调和点列-极点极线一、问题综述(一)概念明晰(系列概念):1.调和点列:如图,在直线l上有两基点A,B,则在l上存在两点C,D到A,B两点的距离比值为定值,即AC BC =ADBD=λ,则称顺序点列A,C,B,D四点构成调和点列(易得调和关系2AB=1AC+1AD)。
同理,也可以C,D为基点,则顺序点列A,C,B,D四点仍构成调和点列。
所以称A,B和C,D称为调和共轭。
2.调和线束:如图,若A,C,B,D构成调和点列,O为直线AB外任意一点,则直线OA,OC,OB,OD称为调和线束。
若另一直线截调和线束,则截得的四点A ,C ,B ,D 仍构成调和点列。
3.阿波罗尼斯圆:如图,A,B为平面中两定点,则满足APBP=λ(λ≠1)的点P的轨迹为圆O,A,B互为反演点。
由调和点列定义可知,圆O与直线AB交点C,D满足A,C,B,D四点构成调和点列。
4.极点极线:如图,A,B互为阿圆O反演点,则过B作直线l垂直AB,则称A为l的极点,l为A的极线.2024高考数学专项复习5.极点极线推广(二次曲线的极点极线):(1).二次曲线Ax 2+By 2+Cxy +Dx +Ey +F =0极点P (x 0,y 0)对应的极线为Ax 0x +By 0y +Cx 0y +y 0x 2+D x 0+x2+E y 0+y 2+F =0x 2→x 0x ,y 2→y 0y ,xy →x 0y +y 0x 2,x →x 0+x2,y →y 0+y 2(半代半不代)(2)圆锥曲线的三类极点极线(以椭圆为例):椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1①极点P (x 0,y 0)在椭圆外,PA ,PB 为椭圆的切线,切点为A ,B 则极线为切点弦AB :x 0xa 2+y 0yb 2=1;②极点P (x 0,y 0)在椭圆上,过点P 作椭圆的切线l ,则极线为切线l :x 0x a 2+y 0y b 2=1;③极点P (x 0,y 0)在椭圆内,过点P 作椭圆的弦AB ,分别过A ,B 作椭圆切线,则切线交点轨迹为极线x 0xa 2+y 0yb 2=1;(3)圆锥曲线的焦点为极点,对应准线为极线.(二)重要性质性质1:调和点列的几种表示形式如图,若A ,C ,B ,D 四点构成调和点列,则有AC BC =AD BD =λ⇔2AB =1AD +1AC⇔OC 2=OB ⋅OA ⇔AC ⋅AD =AB ⋅AO ⇔AB ⋅OD =AC ⋅BD性质2:调和点列与极点极线如图,过极点P作任意直线,与椭圆及极线交点M,D,N则点M,D,N,P成调和点列(可由阿圆推广)性质3:极点极线配极原则若点A的极线通过另一点D,则D的极线也通过A.一般称A、D互为共轭点.推广:如图,过极点P作两条任意直线,与椭圆分别交于点MN,HG,则MG,HN的交点必在极线上,反之也成立。
高考数学圆锥曲线常用8大结论1. 椭圆的性质椭圆的标准方程为:$\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$其中,a为椭圆的长半轴,b为椭圆的短半轴。
椭圆具有以下性质:(1) 光滑性:椭圆是一个连续的、光滑的曲线。
(2) 对称轴:椭圆具有两条对称轴,分别与长半轴和短半轴垂直并交于中心点。
(3) 焦点:椭圆有两个焦点F1和F2,且满足F1F2=2a。
(4) 直线:椭圆上的直线方程一般为$Ax+By+C=0$,其中,$A=\dfrac{a^2y^2}{b^2}+\dfrac{b^2x^2}{a^2}$,$B=-2\dfrac{a^2y}{b^2}$,$C=\dfrac{a^2y^2}{b^2}-a^2$。
(5) 参数方程:椭圆的参数方程为$x=a\cos\theta$,$y=b\sin\theta$,其中,$0\leq\theta<2\pi$。
2. 双曲线的性质(4) 渐进线:双曲线的渐进线是直线方程为$y=\pm\dfrac{b}{a}x$的两条直线。
$y=ax^2+bx+c$其中,a不等于0。
(2) 对称轴:抛物线的对称轴是$y=-\dfrac{b}{2a}$。
(3) 焦点:抛物线具有一个焦点F,满足到该点的距离等于焦距。
(5) 参数方程:抛物线的参数方程为$x=t$,$y=at^2+bt+c$。
5. 双曲线方程的标准形式其中,(h,k)为双曲线的中心点坐标,a为双曲线的半轴长,b为双曲线的半轴短。
7. 拋物線切线式拋物線的方程式為因此,在拋物線上一點$(x_0, y_0)$的斜率為則該點的切線方程為$y-y_0 = k(x-x_0)$8. 判别式公式判別式公式可以判別二次曲線的形状,公式如下:$D = \begin{vmatrix} A & B/2 \\ B/2 & C \end{vmatrix}$若$D>0$,則方程表示的圖形是双曲线;。
高考数学专题复习-完美版圆锥曲线知识点总结1.椭圆的概念椭圆是平面内与两个定点F1、F2的距离的和等于常数2a (大于|F1F2|)的点的轨迹。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离2c叫椭圆的焦距。
若M为椭圆上任意一点,则有|MF1|+|MF2|=2a。
椭圆的标准方程为:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0,焦点在x轴上)或x^2/b^2+y^2/a^2=1(a>b>0,焦点在y轴上)。
2.椭圆的性质①范围:由标准方程得知,椭圆位于直线x=±a,y=±b所围成的矩形里。
②对称性:椭圆关于x轴、y轴和原点对称。
这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心。
③顶点:椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
同时,线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为2a和2b,a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
④离心率:椭圆的焦距与长轴的比e=c/a。
其中,c表示焦距,a表示长半轴长。
椭圆的离心率可以通过长轴和短轴的长度计算得出。
由于长轴大于短轴,因此离心率e的值介于0和1之间。
当离心率接近1时,短轴b的长度会越来越小,导致椭圆变得越扁;反之,当离心率接近0时,短轴b的长度会越来越接近长轴a的长度,此时椭圆会趋向于圆形。
当长轴和短轴的长度相等时,椭圆的两个焦点重合,这时椭圆就变成了圆形,其方程为x+y=a。
双曲线是平面上距离两个定点距离之差绝对值等于常数2a的动点轨迹。
需要注意的是,这里的距离差的绝对值是小于焦距F1F2的。
当距离差等于2a时,得到的是双曲线的一支;当距离差等于-2a时,得到的是双曲线的另一支(含F1的一支)。
当距离差等于0时,得到的是两条射线;当距离差大于2a时,得不到任何图形。
双曲线的焦点是F1和F2,焦距为F1F2.双曲线的标准方程为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1.由此可以看出,双曲线在坐标系中的范围为两条直线x=±a的外侧。
圆锥曲线复习题1.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,经过F 倾斜角为60°的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点.求弦AB 的长.【分析】根据已知条件,结合抛物线的性质,即可求解.【解答】解:∵抛物线C :y 2=4x ,∴抛物线的焦点F (1,0),p =2,设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∵直线l 经过F 倾斜角为60°,∴直线l 的方程为y =√3(x −1),联立方程{y =√3(x −1)y 2=4x,化简整理可得,3x 2﹣10x +3=0, 由韦达定理可得,x 1+x 2=103,∴|AB |=|AF|+|BF|=x 1+p 2+x 2+p 2=x 1+x 2+p =103+2=163. 【点评】本题主要考查抛物线的性质,考查计算能力,属于基础题.2.已知A(2,√2)为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与抛物线y 2=2px 的交点,设椭圆的左右焦点为F 1,F 2,抛物线的焦点为F ,直线AF 将ΔAF 1F 2的面积分为9:7两部分.(1)求椭圆及抛物线的方程;(2)若直线l :y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1相交于P 、Q 两点,且△OPQ 的重心恰好在圆O :x 2+y 2=1上,求m 的取值范围.【分析】(1)利用点A 为椭圆和抛物线的交点,代入两个方程,即可求出抛物线的方程,再利用直线AF 将ΔAF 1F 2的面积分为9:7两部分,求出c 的值,由此得到a ,b 的值,从而得到椭圆的标准方程;(2)联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理和判别式大于0,由△POQ 重心恰好在圆x 2+y 2=1上,得到(x 1+x 2)2+(y 1+y 2)2=9,利用韦达定理进行化简变形,表示出m 2的表达式,由基本不等式求解即可得到答案.【解答】解:(1)由题意可知,点A(2,√2)为椭圆与抛物线的交点,4a 2+2b 2=1且2=4p ,解得p =12,则y 2=x ;又直线AF 将ΔAF 1F 2的面积分为9:7两部分,所以c +14=97(c −14),解得c =2,则a 2﹣b 2=4,解得b =2,a =2√2,抛物线的方程为y 2=x ;椭圆的方程为x 28+y 24=1; (2)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由{x 28+y 24=1y =kx +m,可得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2﹣8=0, 由Δ>0,可得4(2k 2+1)>m 2(※),且x 1+x 2=−4km1+2k 2,由△POQ 重心恰好在圆x 2+y 2=1上,可得(x 1+x 2)2+(y 1+y 2)2=9,即(x 1+x 2)2+[k(x 1+x 2)+2m]2=9,即(1+k 2)(x 1+x 2)2+4km(x 1+x 2)+4m 2=9,所以16(1+k 2)k 2m 2(1+2k 2)2−16k 2m 21+2k 2+4m 2=9,化简得m 2=9(1+2k 2)24(4k 2+1),代入(※)中可得k ∈R ,设4k 2+1=t ⇒k 2=t−14(t ≥1),则m 2=9(1+2k 2)24(4k 2+1)=9(t 2+2t+1)16t =916(t +1t +2)≥94, 当且仅当t =1时取等号,故m 2≥94,则实数m 的取值范围为m ≤−32或m ≥32.【点评】本题考查了椭圆标准方程以及抛物线标准方程的求解、直线与椭圆位置关系的应用,在解决直线与圆锥曲线位置关系的问题时,一般会联立直线与圆锥曲线的方程,利用韦达定理和“设而不求”的方法进行研究,属于中档题.3.点P (x 0,y 0)为椭圆C :x 25+y 2=1上位于x 轴上方的动点,F 1,F 2分别为C 的左、右焦点.(1)若线段PF 1的垂直平分线经过椭圆C 的上顶点B ,求点P 的纵坐标y P ;(2)设点A (t ,0)为椭圆C 的长轴上的定点,当点P 在椭圆上运动时,求|P A |关于x 0的函数f (x 0)的解析式,并求出使f (x 0)为增函数的常数t 的取值范围;(3)延长PF 1、PF 2,分别交C 于点M 、N ,求点P 的坐标使得直线MN 的斜率等于−19.【分析】(1)根据题意,建立关于x 0,y 0的方程组,解出即可;(2)由两点间的距离公式表示出f (x 0),再由二次函数的性质可得出t 的取值范围;(3)设出点M ,N 的坐标及直线PF 1,直线PF 2的方程,分别与椭圆方程联立,进而可得到直线MN 的斜率,再结合题意可得到x 0=5y 0,代入椭圆方程即可得到答案.【解答】解:(1)由题意可知,B (0,1),|PB |=|BF 1|,则√x 02+(y 0−1)2=√5,即x 02+(y 0−1)2=5,而点P (x 0,y 0)在椭圆x 25+y 2=1上,则x 025+y 02=1,联立{ x 02+(y 0−1)2=5x 025+y 02=1y 0>0,解得y 0=√5−14, ∴点P 的纵坐标为y p =√5−14; (2)∵|PA|=√(x 0−t)2+y 02=√(x 0−t)2+1−x 025=√4x 025−2tx 0+t 2+1, ∴f(x 0)=√4x 025−2tx 0+t 2+1,x 0∈(−√5,√5),其对称轴为x 0=5t 4,要使f (x 0)为增函数,只需5t 4≤−√5, ∴−√5≤t ≤−4√55;(3)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线PF 1的方程为x =my ﹣2,直线PF 2的方程为x=ny +2,则m =x 0+2y 0,n =x 0−2y 0, 由{x =my −2x 2+5y 2=5得(m 2+5)y 2﹣4my ﹣1=0, ∴y 1=4m m 2+5−y 0=−y 04x 0+9,x 1=my 1−2=−9x 0−204x 0+9, 同理,由{x =ny +2x 2+5y 2=5得(n 2+5)y 2+4ny ﹣1=0, ∴y 2=y 04x 0−9,x 2=9x 0−204x 0−9, ∴k MN =y 04x 0−9+y 04x 0+99x 0−204x 0−9+9x 0+204x 0+9=x 0y 09x 02−45=−19, ∴5−x 02=x 0y 0,则5y 02=x 0y 0,又y 0>0,∴x 0=5y 0,代入椭圆方程得y 0=5√66,∴x 0=5√66,∴P(5√66,√66).【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系,考查化简变形及运算求解能力,特别是对运算能力要求较高,属于较难题目.4.过椭圆W :x 22+y 2=1的左焦点F 作直线l 1交椭圆于A ,B 两点,其中A (0,1),另一条过F 的直线l 2交椭圆于C ,D 两点(不与A ,B 重合),且D 点不与点(0,﹣1)重合,过F 做x 轴的垂线分别交直线AD ,BC 于E ,G .(Ⅰ)求椭圆W 的离心率和B 点坐标;(Ⅱ)求证:E ,G 两点关于x 轴对称.【分析】(I ) 由题意可得直线 l 1 的方程为y =x +1.与椭圆方程联立方程组,即可求解B 点坐标;(II ) 设 C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),l 2的方程为y =k (x +1),联立方程组,根据根与系数的关系,求得x 1+x 2=−4k 22k 2+1x 1x 2=2k 2−22k 2+1,进而得出E ,G 点的纵坐标,化简即可证得,得到证明.【解答】解:(I )由椭圆的标准方程x 22+y 2=1,得a =√2,b =1,c =1,所以椭圆的离心率为e =c a =√22, 由题意可得l 1的方程为y =x +1,与椭圆方程联立得{y =x +1x 22+y 2=1., 解得x =0或−43,当x =−43时,y =−13,所以B(−43,−13).解:(2)当l 2斜率不存在时,C ,D 两点与E ,G 重合,因为椭圆W 关于x 轴对称,所以E ,G 两点关于x 轴对称;当l 2斜率存在时,设 C (x 1,y 1),(x 1≠−43),D (x 2,y 2),(x 2≠0),设l 2的方程为y =k (x +1)(k ≠1),y 1=k (x 1+1),y 2=k (x 2+1),A(0,1),B(−43,−13),所以直线BC 的方程为y +13=y 1+13x 1+43(x +43), 直线AD 的方程为y −1=y 2−1x 2x , 联立 {y +13=y 1+13x 1+43(x +43)x =−1,解得 y =y 1−x 1−13x 1+4=(k−1)(x 1+1)3x 1+4, 所以G(−1,(k−1)(x 1+1)3x 1+4), y =x 2−y 2+1x 2=(1−k)(x 2+1)x 2, 所以E(−1,(1−k)(x 2+1)x 2), 所以y G +y E =(1−k)(x 1+1)3x 1+4+(1−k)(x 2+1)x 2=(1−k)[2x 1x 2+3(x 1+x 2)+4]3x 1x 2+4x 2, 联立{x 22+y 2=1y =k(x +1),得(2k2+1)x2+4k2x+2k2﹣2=0,因为Δ=(4k2)2﹣4(2k2+1)(2k2﹣2)=8k2+8>0,所以x1+x2=−4k22k2+1,x1x2=2k2−22k2+1,所以y G+y E=(1−k)(2⋅2k2−22k2+1−3⋅4k22k2+1+4)3x1x2+4x2=0,所以y G=﹣y E,综上所述:E,G两点关于x轴对称.【点评】本题考查椭圆的离心率,椭圆与直线的综合应用,属于难题.5.作斜率为﹣1的直线l与抛物线C:y2=2px交于A,B两点(如图所示),点P(1,2)在抛物线C上且在直线l上方.(Ⅰ)求C的方程并证明:直线P A和PB的倾斜角互补;(Ⅱ)若直线P A的倾斜角为θ(π4<θ<π2),求△P AB的面积的最大值.【分析】(Ⅰ)利用点P在抛物线上,求出p的值,即可得到抛物线的方程,联立直线与抛物线方程,求出b的取值范围,利用两点间斜率公式以及韦达定理化简k P A+k PB=0,即可证明;(Ⅱ)先由倾斜角的范围确定直线P A斜率的范围,结合(Ⅰ)中的结论,进一步求解b 的取值范围,由弦长公式求出|AB|,点到直线的距离公式求出三角形的高,用b表示出三角形的面积,构造函数f(x)=(x+1)(3﹣x)2,x∈(﹣1,3),利用导数研究函数的单调性,求解函数的最值即可.【解答】解:(Ⅰ)因为点P(1,2)在抛物线C上,所以22=2p×1,解得p=2,因此抛物线C的方程为y2=4x,设直线l的方程为y=﹣x+b,因为直线l与抛物线C交于A,B两点,且点P(1,2)在直线l的上方,所以设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且1+2﹣b >0,即b <3,由{y =−x +b y 2=4x,可得x 2﹣(2b +4)x +b 2=0, 而由Δ=[﹣(2b +4)]2﹣4b 2=16(b +1)>0,解得b >﹣1,因此﹣1<b <3,且x 1+x 2=2b +4,x 1x 2=b 2,所以k PA +k PB =y 1−2x 1−1+y 2−2x 2−1=−x 1−2+b x 1−1+−x 2−2+b x 2−1=−(x 1−1)−3+b x 1−1+−(x 2−1)−3+b x 2−1=−2+(b −3)(1x 1−1+1x 2−1) =−2+(b −3)×x 1+x 2−2x 1x 2−(x 1+x 2)+1=−2+(b −3)×2b+2b 2−2b−3=−2+2(b+1)(b−3)(b+1)(b−3)=0(−1<b <3),即k P A +k PB =0,所以直线P A 和直线PB 的倾斜角互补;(Ⅱ)因为直线P A 的倾斜角为θ(π4<θ<π2),所以k P A >1,又由(Ⅰ)可知,k P A +k PB =0,所以k PA k PB =−k PA 2<−1, 由(Ⅰ)可知,−(x 1−1)−3+b x 1−1⋅−(x 2−1)−3+b x 2−1<−1, 即x 1x 2+(2−b)(x 1+x 2)+(2−b)2x 1x 2−(x 1+x 2)+1<−1, 所以−4b+12b 2−2b−3<−1,解得﹣1<b <3,又因为|AB|=√2×√(x 1+x 2)2−4x 1x 2=4√2×√b +1,而点P 到直线l 的距离为√2,所以△P AB 的面积S =4√22×√b +1×√2=2√(b +1)(3−b)2, 设f (x )=(x +1)(3﹣x )2,x ∈(﹣1,3),则f '(x )=3x 2﹣10x +3=(3x ﹣1)(x ﹣3),当x ∈(−1,13)时,f '(x )>0,f (x )单调递增,当x ∈(13,3)时,f '(x )<0,f (x )单调递减, 故当x =13时,f (x )取得最大值为f(13)=25627,所以△P AB的面积的最大值为2√f(13)=32√39.【点评】本题考查了抛物线标准方程的求解、直线与抛物线位置关系的应用,两点间斜率公式的应用,弦长公式以及点到直线距离公式的应用,在解决直线与圆锥曲线位置关系的问题时,一般会联立直线与圆锥曲线的方程,利用韦达定理和“设而不求”的方法进行研究,属于中档题.。
高考数学复习:圆锥曲线考点一:椭圆、双曲线、抛物线知识点1椭圆1、椭圆的定义(1)平面内与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.(2)集合P ={M ||MF 1|+|MF 2|=2a },|F 1F 2|=2c ,其中a ,c 为常数且a >0,c >0.①当2a >|F 1F 2|时,M 点的轨迹为椭圆;②当2a =|F 1F 2|时,M 点的轨迹为线段F 1F 2;③当2a <|F 1F 2|时,M 点的轨迹不存在.2、椭圆的标准方程和几何性质标准方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)图形性质范围-a ≤x ≤a -b ≤y ≤b-b ≤x ≤b -a ≤y ≤a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点A 1(-a,0),A 2(a,0),B 1(0,-b ),B 2(0,b )A 1(0,-a ),A 2(0,a ),B 1(-b,0),B 2(b,0)离心率e =ca,且e ∈(0,1)a ,b ,c 的关系c 2=a 2-b 23、椭圆中的几个常用结论(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为2b2a ,过焦点最长弦为长轴.(2)过原点最长弦为长轴长2a ,最短弦为短轴长2b .(3)与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)有共同焦点的椭圆方程为x 2a 2+λ+y 2b 2+λ=1(λ>-b 2).(4)焦点三角形:椭圆上的点P (x 0,y 0)与两焦点F 1,F 2构成的△PF 1F 2叫做焦点三角形.若r 1=|PF 1|,r 2=|PF 2|,∠F 1PF 2=θ,△PF 1F 2的面积为S ,则在椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中:①当r 1=r 2,即点P 为短轴端点时,θ最大;②S =12|PF 1||PF 2|sin θ=c |y 0|,当|y 0|=b ,即点P 为短轴端点时,S 取得最大值,最大值为bc ;③△PF 1F 2的周长为2(a +c ).知识点2双曲线1、双曲线的定义(1)平面内与两个定点F 1,F 2(|F 1F 2|=2c >0)的距离之差的绝对值为非零常数2a (2a <2c )的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点.(2)集合P ={M |||MF 1|-|MF 2||=2a },|F 1F 2|=2c ,其中a ,c 为常数且a >0,c >0.①当2a <|F 1F 2|时,M 点的轨迹是双曲线;②当2a =|F 1F 2|时,M 点的轨迹是两条射线;③当2a >|F 1F 2|时,M 点不存在.2、双曲线的标准方程和几何性质标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)图形性质范围x ≥a 或x ≤-a ,y ∈Ry ≤-a 或y ≥a ,x ∈R对称性对称轴:坐标轴,对称中心:原点顶点A 1(-a,0),A 2(a,0)A 1(0,-a ),A 2(0,a )渐近线y =±b axy =±a bx离心率e =ca,e ∈(1,+∞)实、虚轴线段A 1A 2叫做双曲线的实轴,它的长|A 1A 2|=2a ;线段B 1B 2叫做双曲线的虚轴,它的长|B 1B 2|=2b ;a 叫做双曲线的实半轴长,b 叫做双曲线的虚半轴长a ,b ,c 的关系c 2=a 2+b 2(c >a >0,c >b >0)3、双曲线中的几个常用结论(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b .(2)若P 是双曲线右支上一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF 1|min =a +c ,|PF 2|min =c -a .(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为2b2a ,异支的弦中最短的为实轴,其长为2a .(4)设P ,A ,B 是双曲线上的三个不同的点,其中A ,B 关于原点对称,直线PA ,PB 斜率存在且不为0,则直线PA 与PB 的斜率之积为b 2a2.(5)P 是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则,其中θ为∠F 1PF 2.(6)等轴双曲线①定义:中心在原点,以坐标轴为对称轴,实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.②性质:a =b ;e =2;渐近线互相垂直;等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.(7)共轭双曲线①定义:若一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴,那么这两条双曲线互为共轭双曲线.②性质:它们有共同的渐近线;它们的四个焦点共圆;它们的离心率的倒数的平方和等于1.知识点3抛物线1、抛物线的定义:满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线:(1)在平面内;(2)动点到定点F 的距离与到定直线l 的距离相等;(3)定点不在定直线上.2、抛物线的标准方程与几何性质焦半径(其中P (x 0,y 0))|PF |=x 0+p 2|PF |=-x 0+p 2|PF |=y 0+p 2|PF |=-y 0+p23、抛物线中的几何常用结论(1)设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦.①以弦AB 为直径的圆与准线相切.②以AF 或BF 为直径的圆与y 轴相切.③通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p ,通径是过焦点最短的弦.(2)过x 2=2py 的准线上任意一点D 作抛物线的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 【题型1圆锥曲线的定义及应用】容易忽视圆锥曲线定义的限制条件,在椭圆的定义中,对常数加了一个条件,即常数大于12F F 。