2020年高考数学一轮复习专题10.4椭圆双曲线抛物线的定义及其运用练习(含解析)

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第四讲 椭圆双曲线抛物线的定义及其运用一.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.集合P ={M ||MF 1|+|MF 2|=2a },|F 1F 2|=2c ,其中a >0,c >0,且a ,c 为常数: (1)若a >c ,则集合P 为椭圆. (2)若a =c ,则集合P 为线段.(3)若a <c ,则集合P 为空集. 2.椭圆的焦点三角形问题(1)椭圆上的一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形.解决焦点三角形问题常利用椭圆的定义和正弦定理、余弦定理.(2)以椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P (x 0,y 0)(y 0≠0)和焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)为顶点的△PF 1F 2中,若∠F 1PF 2=θ,则 ①|PF 1|+|PF 2|=2a .②4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos θ.③S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|·sin θ,当|y 0|=b ,即P 为短轴端点时,S △PF 1F 2取最大值为bc .④焦点三角形的周长为2(a +c ). 二.双曲线的定义平面内与两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.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,P 点的轨迹是双曲线; (2)当2a =|F 1F 2|时,P 点的轨迹是两条射线; (3)当2a >|F 1F 2|时,P 点不存在. 三.抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点,直线l 叫做抛物线的准线.考向一 椭圆的定义及其运用【例1】已知F 1,F 2是椭圆22143x y +=的两个焦点,点P 在椭圆上.(1)若点P 到焦点F 1的距离等于1,则点P 到焦点F 2的距离为__________; (2)过F 1作直线与椭圆交于A ,B 两点,则2ABF △的周长为__________; (3)若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.(4)设P 是椭圆上一点,F 1、F 2是椭圆的焦点,若∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.6132(3)5【答案】();()8;【解析】(1)由椭圆的标准方程可知:24a =,23b =,故2a =,3b =22431c a b =-=-=由椭圆的定义可得|PF 1|+|PF 2|=2a ,又|PF 1|=1,所以|PF 2|=4-1=3222211221212||||||||||||||(||||)(||||)2248ABF ABF L AB AF BF AF BF AF BF AF AF BF BF a a a =++=+++=+++=+==△(2)△的周长 (3)由已知得a =2,b =3,所以c =a 2-b 2=4-3=1,|F 1F 2|=2c =2.在△PF 1F 2中,由余弦定理,得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1|·|F 1F 2|·cos 120°, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|.① 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 2|=4-|PF 1|.② 将②代入①解得|PF 1|=65.所以S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=335, (4)由椭圆方程知,a 2=4,b 2=3,∴c 2=1,∴c =1,2c =2.在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°, 即4=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2|.①由椭圆的定义得4=|PF 1|+|PF 2|,即4=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|.②【修炼套路】---为君聊赋《今日诗》,努力请从今日始②-①,得3|PF 1|·|PF 2|=12,所以|PF 1|·|PF 2|=4, 所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60【举一反三】1.如图所示,F 为双曲线C :221916x y -==1的左焦点,双曲线C 上的点Pi 与P7﹣i (i=1,2,3)关于y 轴对称,则|P 1F|+|P 2F|+|P 3F|﹣|P 4F|﹣|P 5F|﹣|P 6F|的值是( )A .9B .16C .18D .27 【答案】C【解析】设右焦点为F ′,∵双曲线C 上的点P i 与P 7﹣i (i=1,2,3)关于y 轴对称 ∴P 1和P 6,P 2和P 5,P 3和P 4分别关于y 轴对称 ∴|FP 1|=|F /P 6|,|FP 2|=|F ′P 5|,|FP 3|=|F /P 4|,∵|F /P 6|﹣|P 6F|=2a=6,|F /P 5|﹣|P 5F|=2a=6,|F ′P 4|﹣|P 4F|=2a=6,∴|P 1F|+|P 2F|+|P 3F|﹣|P 4F|﹣|P 5F|﹣|P 6F|=(|F ′P 6|﹣|P 6F|)+(|F ′P 5|﹣|P 5F|)+(|F ′P 4|﹣|P 4F|)=182.已知椭圆C :2213627x y +=的右焦点为F ,点P(1,3),若点Q 是椭圆C 上的动点,则PQF V 周长的最大值为A ..17 C .30 D .【答案】D【解析】设椭圆C 的左焦点为F /,则△PQF 的周长//2212517l QF QP PF a QF QP PF a PF PF =++=-++≤++=+=,当点Q 为PF /的延长线与椭圆C 的交点时取等号,故选D.考向二 双曲线的定义及其运用【例2】若F 1,F 2是双曲线x 29-y 216=1的两个焦点.(1)若双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16,求点M 到另一个焦点的距离. (2)若点P 是双曲线上的一点,且∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.【答案】(1)10或22 (2)16 3【解析】(1)设|MF 1|=16,根据双曲线的定义知||MF 2|-16|=6,即|MF 2|-16=±6.解得|MF 2|=10或|MF 2|=22.(2)由x 29-y 216=1,得a =3,b =4,c =5.由定义和余弦定理得|PF 1|-|PF 2|=±6, |F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos 60°,所以102=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|,所以|PF 1|·|PF 2|=64, ∴S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin ∠F 1PF 2=12×64×32=16 3.【举一反三】1.如图,若F 1,F 2是双曲线x 29-y 216=1的两个焦点.(1)若双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16,求点M 到另一个焦点的距离; (2)若P 是双曲线左支上的点,且|PF 1|·|PF 2|=32,试求△F 1PF 2的面积. 【答案】(1)10或22 (2)16【解析】双曲线的标准方程为x 29-y 216=1,故a =3,b =4,c =a 2+b 2=5.(1)由双曲线的定义得|||MF 1|-|MF 2|=2a =6, 又双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16, 假设点M 到另一个焦点的距离等于x , 则|16-x |=6,解得x =10或x =22. 故点M 到另一个焦点的距离为10或22.(2)将|||PF 2|-|PF 1|=2a =6,两边平方得|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|=36,∴|PF 1|2+|PF 2|2=36+2|PF 1|·|PF 2|=36+2×32=100.在△F 1PF 2中,由余弦定理得cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=100-1002|PF 1|·|PF 2|=0,∴∠F 1PF 2=90°,∴S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=12×32=16.2.已知双曲线22221(0,0)x y C a b a b -=>>:的左右焦点分别为F 1,F 2,实轴长为6,渐近线方程为13y x =±,动点M 在双曲线左支上,点N 为圆22:(1E x y ++=上一点,则2MN MF +的最小值为( )A .8B .9C .10D .11【答案】B【解析】由题意可得2a =6,即a =3, 渐近线方程为13y x =±,即有13b a =,即b =1,可得双曲线方程为2219x y -= 焦点为F 1(0),F 2,0), 由双曲线的定义可得|MF 2|=2a +|MF 1|=6+|MF 1|,由圆E:22:(1E x y +=可得E (0,),半径r =1,|MN |+|MF 2|=6+|MN |+|MF 1|, 连接EF 1,交双曲线于M ,交圆于N , 可得|MN |+|MF 1|取得最小值,且为|EF 1|=4, 则则|MN |+|MF 2|的最小值为6+4﹣1=9.3.设双曲线22143x y -=的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 2的直线交双曲线右支于A 、B 两点,则11AF BF +的最小值为( )A .16B .12C .11D .192【答案】C【解析】由双曲线的定义,得121211234,4,+=8+8112AF AF BF BF AF BF AB ⨯-=-=≥+=且则 考向三 抛物线的定义及其运用【例3】(1)已知抛物线22(0)y px p =->上一点M ,其横坐标为8-,它到焦点F 的距离为10,则点M 的坐标为_____________;(2)已知点P 在抛物线28x y =上,点(2,4)A -,F 是焦点,则||||PF PA +的最小值为_____________. 【答案】(1)(-8,8)或(-8,8) (2)6200(1)=(8)10,=82-8)8,-8,8-8-8pMF x y y M --==-=±【解析】由焦半径公式可得解得p 4,故y 由点(,在抛物线上,可得所以的坐标为()或(,)。