第12章 圆锥曲线(知识点 练习)
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圆锥曲线的二级结论一.有关椭圆的经典结论结论1.(1)、与椭圆22221x y a b 共焦点的椭圆的方程可设为 222221,0x y b a b.(2)、与椭圆22221x y a b 有相同的离心率的椭圆可设为2222x y a b , 2222,0x y b a.结论2.椭圆的两焦点分别为12,F F ,P 是椭圆上任意一点,则有以下结论成立:(1)、第一定义:122PF PF a ;(2)、焦半径的最大值与最小值:1a c PF a c ;(3)、2212b PF PF a ;(4)、焦半径公式10||PF a ex ,20||PF a ex (1(,0)F c ,2(,0)F c 00(,)M x y ).结论4.设P 点是椭圆上异于长轴端点的任一点,12,F F 为其焦点,记12F PF ,则(1)、2122||||1cos b PF PF;(2)、焦点三角形的面积:122||=tan2PF F P S c y b;(4)、当P 点位于短轴顶点处时, 最大,此时12PF F S 也最大;(5)、.21cos 2e (6)、点M 是21F PF 内心,PM 交21F F 于点N ,则caMN PM ||||.结论5.有关22b a的经典结论(1)、AB 是椭圆22221x y a b 的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则22OM AB b k k a .(2)、椭圆的方程为22221x y a b(a >b >0),12,A A 为椭圆的长轴顶点,P 点是椭圆上异于长轴顶点的任一点,则有1222PA PA b K K a(3)、椭圆的方程为22221x y a b(a >b >0),12,B B 为椭圆的短轴顶点,P 点是椭圆上异于短轴顶点的任一点,则有1222PB PB b K K a(4)、椭圆的方程为22221x y a b(a >b >0),过原点的直线交椭圆于,A B 两点,P 点是椭圆上异于,A B两点的任一点,则有22PA PBb K K a结论6.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b 上,则(1)、以000(,)P x y 为切点的切线斜率为2020b x k a y ;(2)、过0P 的椭圆的切线方程是00221x x y ya b.结论7.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b外,则过000(,)P x y 作椭圆的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b.结论8.椭圆的两个顶点为1(,0)A a ,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交椭圆于P 1、P 2时A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程是22221x y a b.结论9.过椭圆上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C 两点,则直线BC 有定向且2020BCb x k a y (常数).结论10.若P 为椭圆上异于长轴端点的任一点,F 1,F 2是焦点,12PF F ,21PF F ,则sin sin sin c e a.结论11.P 为椭圆上任一点,F 1,F 2为二焦点,A 为椭圆内一定点,则2112||||||2||a AF PA PF a AF ,当且仅当2,,A F P 三点共线时,等号成立.结论12.O 为坐标原点,P 、Q 为椭圆上两动点,且OP OQ .(1)、22221111||||OP OQ a b;(2)、22||+|OQ|OP 的最大值为22224a b a b ;(3)、OPQ S 的最小值是2222a b a b .结论15.过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为ab 22结论16.从椭圆的一个焦点出发的光线,经椭圆反射后,反射光线必经过椭圆的另一个焦点.结论17.过椭圆22221(0)x y a b a b左焦点的焦点弦为AB ,则)(221x x e a AB ;过右焦点的弦)(221x x e a AB .结论18.椭圆内接矩形最大面积:2ab .结论19.若椭圆方程为22221(0)x y a b a b,半焦距为c ,焦点 12,0,,0F c F c ,设(1)、过1F 的直线l 的倾斜角为 ,交椭圆于A、B 两点,则有①2211,cos cos b b AF BF a c a c;②2cos ab AB a c2222(2)、若椭圆方程为22221(0)x y a b a b,半焦距为c ,焦点 12,0,,0F c F c ,设过F 2的直线l 的倾斜角为 ,交椭圆于A、B 两点,则有:①22,cos cos b b AF BF a c a c22+-;②22cos ab AB a c222结论:椭圆过焦点弦长公式: 222cos 2sin ab x a c AB ab y a c222222焦点在轴上焦点在轴上结论20.若AB 是过焦点F 的弦,设,AF m BF n ,则2112amnb二.有关双曲线的经典结论结论21.(1)、与22221x y a b 共轭的双曲线方程为22221x y a b,①它们有公共的渐近线;②四个焦点都在以原点为圆心,C 为半径的圆上;③2212111e e 。
圆锥曲线知识点总结与经典例题圆锥曲线解题方法技巧第一、知识储备: 1. 直线方程的形式(1)直线方程的形式有五件:点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。
(2)与直线相关的重要内容 ①倾斜角与斜率tan ,[0,)k ααπ=∈2121y y k x x -=-②点0(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离 0022Ax By C d A B++=+③夹角公式:直线111222::l y k x b l y k x b =+=+ 夹角为α, 则2121tan 1k kk kα-=+ (3)弦长公式直线y kx b =+上两点1122(,),(,)A x y B x y 间的距离①222121()()AB x x y y =-+-2121AB k x =+-221212(1)[()4]k x x x x =++-③12211AB y k =+-(4)两条直线的位置关系 (Ⅰ)111222::l y k x b l y k x b=+=+ ①1212l lk k ⊥⇔=-1 ② 212121//b b k k l l ≠=⇔且(Ⅱ) 11112222:0:0l A x B y C l A x B y C ++=++=①1212120l lA AB B ⊥⇔+=②1212211221//0l l A B A B AC A C ⇔≠-=0且-或111222AB C AB C =≠者(222A B C≠)两平行线距离公式1122::l y kx b l y kx b =+⎧⎨=+⎩ 距离1221d k =+1122:0:0l Ax By C l Ax By C ++=⎧⎨++=⎩ 距离1222d A B =+二、椭圆、双曲线、抛物线:椭圆 双曲线 抛物线定义1.到两定点F 1,F 2的距离之和为定值2a(2a>|F 1F 2|)的点的轨迹 2.与定点和直线的距离之比为定值e 的点的轨迹.(0<e<1) 1.到两定点F 1,F 2的距离之差的绝对值为定值2a(0<2a<|F 1F 2|)的点的轨迹 2.与定点和直线的距离之比为定值e 的点的轨迹.(e>1) 与定点和直线的距离相等的点的轨迹. 轨迹条件 点集:({M ||MF 1+|MF 2|=2a,|F 1F 2|<2a}. 点集:{M ||MF 1|-|MF 2|.=±2a,|F 2F 2|>2a}.点集{M | |MF |=点M 到直线l 的距离}.图形方 标准12222=+by a x (b a >>012222=-by a x (a>0,b>0pxy 22=程方程) )参数方程为离心角)参数θθθ(sincos⎩⎨⎧==byax为离心角)参数θθθ(tansec⎩⎨⎧==byax⎩⎨⎧==ptyptx222(t为参数)范围─a≤x≤a,─b≤y≤b|x| ≥ a,y∈R x≥0中心原点O(0,0)原点O(0,0)顶点(a,0), (─a,0),(0,b) , (0,─b)(a,0), (─a,0)(0,0)对称轴x轴,y轴;长轴长2a,短轴长2bx轴,y轴;实轴长2a, 虚轴长2b.x轴焦点F1(c,0),F2(─c,0)F1(c,0), F2(─c,0))0,2(pF准线x=±ca2准线垂直于长轴,且在椭圆外.x=±ca2准线垂直于实轴,且在两顶点的内侧.x=-2p准线与焦点位于顶点两侧,且到顶点的距离相等.焦距 2c (c=22b a -) 2c (c=22b a +) 离心率)10(<<=e a ce)1(>=e acee=1焦半径 P(x 0,y 0)为圆锥曲线上一点,F 1、F 2分别为左、右焦点|PF 1|=a+ex 0|PF 2|=a-ex 0 P 在右支时:P 在左支时:|PF 1|=a+ex 0|PF 1|=-a-ex 0|PF 2|=-a+ex 0|PF 2|=a-ex 0|PF|=x 0+2p 【备注1】双曲线:⑶等轴双曲线:双曲线222a y x ±=-称为等轴双曲线,其渐近线方程为x y ±=,离心率2=e .⑷共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线.λ=-2222b y a x 与λ-=-2222by a x互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:02222=-by a x .⑸共渐近线的双曲线系方程:)0(2222≠=-λλb y ax 的渐近线方程为2222=-b y a x 如果双曲线的渐近线为0=±bya x 时,它的双曲线方程可设为)0(2222≠=-λλb y ax .【备注2】抛物线:(1)抛物线2y =2px(p>0)的焦点坐标是(2p,0),准线方程x=-2p ,开口向右;抛物线2y =-2px(p>0)的焦点坐标是(-2p ,0),准线方程x=2p ,开口向左;抛物线2x =2py(p>0)的焦点坐标是(0,2p ),准线方程y=-2p ,开口向上; 抛物线2x =-2py (p>0)的焦点坐标是(0,-2p ),准线方程y=2p ,开口向下.(2)抛物线2y =2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F 的距离20px MF +=;抛物线2y =-2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F 的距离02x p MF-=(3)设抛物线的标准方程为2y =2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为2p ,顶点到准线的距离2p,焦点到准线的距离为p.(4)已知过抛物线2y =2px(p>0)焦点的直线交抛物线于A 、B两点,则线段AB 称为焦点弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),则弦长AB =21x x ++p 或α2sin 2p AB =(α为直线AB 的倾斜角),221p yy -=,2,41221p x AF p x x +==(AF 叫做焦半径).椭圆典型例题一、已知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
高中数学选修圆锥曲线基本知识点与典型题举例汤阴一中 苏永鹏一、椭圆1.椭圆的定义:第一定义:平面内到两个定点F 1、F 2的距离之和等于定值2a (2a >|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距.第二定义: 平面内到定点F 与到定直线l 的距离之比是常数e (0<e <1)的点的轨迹是椭圆,定点叫做椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率.2.例1. F 121212(A)椭圆 (B)直线 (C)圆 (D)线段例2. 已知ABC ∆的周长是16,)0,3(-A ,B )0,3(, 则动点的轨迹方程是( )(A)1162522=+y x (B))0(1162522≠=+y y x (C)1251622=+y x (D))0(1251622≠=+y y x例3. 若F (c ,0)是椭圆22221x y a b+=的右焦点,F 与椭圆上点的距离的最大值为M ,最小值为m ,则椭圆上与F点的距离等于2M m+的点的坐标是( ) (A)(c ,2b a±) 2()(,)b B c a -± (C)(0,±b ) (D)不存在例4 设F 1(-c ,0)、F 2(c ,0)是椭圆22x a +22y b=1(a >b >0)的两个焦点,P 是以F 1F 2为直径的圆与椭圆的一个交点,若∠PF 1F 2=5∠PF 2F 1,则椭圆的离心率为( )(A)2 (B)32 (D)3例5. P 点在椭圆1204522=+y x 上,F 1、F 2是两个焦点,若21PF PF ⊥,则P 点的坐标是 .例6. 写出满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)长轴与短轴的和为18,焦距为6; .(2)焦点坐标为)0,3(-,)0,3(,并且经过点(2,1); . (3)椭圆的两个顶点坐标分别为)0,3(-,)0,3(,且短轴是长轴的31; ____. (4)离心率为23,经过点(2,0); .例7. 12F F 、是椭圆2214x y +=的左、右焦点,点P 在椭圆上运动,则12||||PF PF ⋅的最大值是 .二、双曲线1.双曲线的定义:第一定义:平面内到两个定点F 1、F 2的距离之差的绝对值等于定值2a (0<2a <|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,两焦点的距离叫做双曲线的焦距.第二定义: 平面内到定点F 与到定直线l 的距离之比是常数e (e >1)的点的轨迹是双曲线,定点叫做双曲线的焦点,定直线l 叫做双曲线的准线,常数e 叫做双曲线的离心率例8 .命题甲:动点P 到两定点A 、B 的距离之差的绝对值等于2a (a >0);命题乙: 点P 的轨迹是双曲线。
抛物线 典例剖析知识点一 抛物线概念的应用已知抛物线y 2=2x 的焦点是F ,点P 是抛物线上的动点,又有点A (3,2),求|P A |+|PF |的最小值,并求出取最小值时P 点的坐标.解将x=3代入抛物线方程 y 2=2x ,得y=〒6.6>2,∴点A 在抛物线内部.设抛物线上点P 到准线l : x=21的距离为d ,由定义知|PA|+|PF|=|PA|+d , 当PA ⊥l 时,|PA|+d 最小, 最小值为27,即|PA|+|PF|的最小值为27, 此时P 点纵坐标为2,代入y 2=2x ,得x=2, ∴点P 坐标为(2,2).知识点二 求抛物线的标准方程求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(-3,2);(2)焦点在直线x -2y -4=0上.分析 设出抛物线的标准形式,依据条件求出p 的值.解 (1)设抛物线标准方程为y 2=-2px 或x 2=2py (p >0),则将点(-3,2)代入方程得2p =43,或2p =92,故抛物线的标准方程为y 2=-43x ,或x 2=92y .(2)①令x =0,由方程x -2y -4=0,得y =-2. ∴抛物线的焦点为F (0,-2).设抛物线方程为x 2=-2py ,则由p2=2,得2p =8.∴所求的抛物线方程为x 2=-8y .②令y =0,由x -2y -4=0,得x =4. ∴抛物线的焦点为F (4,0).设抛物线方程为y 2=2px ,由p2=4,得2p =16.∴所求抛物线方程为y 2=16x .知识点三 抛物线在实际中的应用汽车前灯反射镜与轴截面的交线是抛物线的一部分,灯口所在的圆面与反射镜的轴垂直,灯泡位于抛物线焦点处,已知灯口的直径是24 cm ,灯深10 cm ,那么灯泡与反射镜的顶点(即截得抛物线顶点)距离是多少?分析 确定抛物线方程,求出抛物线的焦点到其顶点的距离解 取反射镜的轴即抛物线的对称轴为x 轴,抛物线的顶点为坐标原点,建立直角坐标系xOy ,如图所示.因灯口直径|AB|=24.灯深|OP|=10, 所以点A 的坐标是(10,12).设抛物线的方程为y 2=2px(p>0).由点A(10,12)在抛物线上,得122=2p ×10, ∴p=7.2.抛物线的焦点F 的坐标为(3.6,0).因此灯泡与反射镜顶点的距离是3.6 cm.知识点四 抛物线几何性质的简单应用抛物线的顶点在原点,对称轴重合于椭圆9x 2+4y 2=36短轴所在的直线,抛物线焦点到顶点的距离为3,求抛物线的方程.分析 先确定抛物线方程的形式,再依条件求待定参数.解 椭圆9x 2+4y 2=36可化为x 24+y 29=1,得抛物线的对称轴为x 轴.设抛物线的方程为y 2=ax (a ≠0), 又抛物线的焦点到顶点的距离为3,则有|a4|=3,∴|a |=12,即a =±12.故所求抛物线方程为y 2=12x ,或y 2=-12x .知识点五 直线与抛物线已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,且|AB |=52p ,求AB 所在的直线方程.解 焦点F (p2,0),设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),若AB ⊥Ox ,则|AB |=2p <52p ,不合题意.所以直线AB 的斜率存在,设为k ,则直线AB 的方程为y =k (x -p2),k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -p 2),y 2=2px ,消去x ,整理得ky 2-2py -kp 2=0.韦达定理得,y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(1+1k 2)·(y 1-y 2)2=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2p (1+1k 2)=52p .解得k =±2.∴AB 所在直线方程为y =2(x -p 2),或y =-2(x -p 2).知识点六 抛物线的焦点弦问题AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦,M 是AB 的中点,l 是抛物线的准线,MN ⊥l ,N 为垂足.求证:(1)AN ⊥BN ; (2)FN ⊥AB ;(3)若MN 交抛物线于Q ,则Q 平分MN .证明 (1)作AC ⊥l ,垂足为C ,作BD ⊥l ,垂足为D ,在直角梯形ABDC 中, ∵|AF|=|AC|,|BF|=|BD|, ∴|MN|=21(|AC|+|BD|) =21(|AF|+|BF|) =21|AB|, 由平面几何知识可知△ANB 是直角三角形,即AN ⊥BN. (2)∵|AM|=|NM|, ∴∠MAN=∠MNA , ∵AC ∥MN ,∴∠CAN=∠MNA ,∴∠MAN=∠CAN.在△ACN 和△AFN 中,|AN|=|AN|,|AC|=|AF|, 且∠CAN=∠FAN ,∴△ACN ≌△AFN , ∴∠NFA=∠NCA=90°, 即FN ⊥AB.(3)在Rt △MNF 中,连结QF , 由抛物线的定义及(2)的结论得 |QN|=|QF|⇒∠QNF=∠QFN ,且∠QFN=90°-∠QFM ,∠QMF=90°-∠QNF , ∴∠QFM=∠QMF ,∴|QF|=|QM|, ∴|QN|=|QM|,即Q 平分MN.知识点七 抛物线的综合问题过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 作倾斜角为θ的直线交抛物线于A 、B 两点,设△AOB 的面积为S (O 为原点).(1)用θ、p 表示S ;(2)求S 的最小值;当最小值为4时,求抛物线的方程.解 (1)设直线y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2,代入y 2=2px , 得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫y k +p 2,即y 2-2pk y -p 2=0,∴y 1+y 2=2pk,y 1y 2=-p 2.∴|AB |= 1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2= k 2+1k 2·4p 2k2+4p 2=(1+1k 2)2p =(1+1tan 2θ)2p=2p sin 2θ.① 当直线AB ⊥x 轴时,①也成立.∴S =12|OF ||AF |sin θ+12|OF ||BF |sin(π-θ)=12|OF ||AB |sin θ =12·p 22p sin 2θsin θ=p 22sin θ. (2)当θ=90°时,S min =12p 2.若S min =4,则12p 2=4.∴p =2 2.∴此时抛物线的方程为y 2=42x .考题赏析1.(辽宁高考)已知点P 是抛物线y 2=2x 上的一个动点,则点P 到点(0,2)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( )A.172 B .3 C. 5 D.92解析 如图所示,由抛物线的定义知,点P 到准线x =-12的距离d 等于点P 到焦点的距离|PF |.因此点P 到点(0,2)的距离与点P 到准线的距离之和可转化为点P 到点(0,2)的距离与点P到点F 的距离之和,其最小值为点M (0,2)到点F ⎝⎛⎭⎫12,0的距离,则距离之和的最小值为4+14=172.答案 A2.(全国Ⅰ高考)已知抛物线y =ax 2-1的焦点是坐标原点,则以抛物线与两坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为________.解析 ∵y =ax 2-1,∴y +1=ax 2.令y +1=y ′,x =x ′,则y ′=ax ′2,∴x ′2=2×12ay ′,∴x ′2=1a y ′的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a ,即y +1=14a , ∴y =ax 2-1的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,14a -1. 又y =ax 2-1的焦点是原点,∴14a =1,∴a =14.∴y =14x 2-1.令x =0,得y =-1,令y =0,得x =±2.故y =14x 2-1与两坐标轴的三个交点为(0,-1),(2,0),(-2,0),∴围成三角形面积为S =12×4×1=2.答案 23.(全国Ⅱ高考)已知F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,A 、B 是抛物线C 上的两个点,线段AB 的中点为M (2,2),则△ABF 的面积等于________.解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 21=4x 1,y 22=4x 2. ∴(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2).∵x 1≠x 2,∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=1.∴直线AB 的方程为y -2=x -2,即y =x . 将其代入y 2=4x ,得A (0,0)、B (4,4).∴|AB |=4 2.又F (1,0)到y =x 的距离为22,∴S △ABF =12×22×42=2.答案 21.抛物线y 2=ax (a ≠0)的焦点到其准线的距离是( ) A.|a |4 B.|a |2C .|a |D .-a2答案 B解析 因为y 2=ax ,所以p =|a |2,即该抛物线的焦点到其准线的距离为|a |2,故选B.2.抛物线y 2=2px (p >0)上一点M 到焦点的距离是a (a >p2),则点M 的横坐标是( )A .a +p 2B .a -p2C .a +pD .a -p 答案 B解析 由抛物线的定义知:点M 到焦点的距离a 等于点M 到抛物线的准线x =-p2的距离,所以点M 的横坐标即点M 到y 轴的距离为a -p2.3.已知抛物线的方程为标准方程,焦点在x 轴上,其上点P (-3,m )到焦点F 的距离为5,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=-8xC .y 2=4xD .y 2=-4x 答案 B解析 点P (-3,m )在抛物线上,焦点在x 轴上,所以抛物线的标准方程可设为y 2=-2px (p >0).由抛物线定义知|PF |=3+p2=5.所以p =4,所以抛物线的标准方程是y 2=-8x .应选B.4.抛物线y 2=ax 的焦点与双曲线x 23-y 2=1的左焦点重合,则这条抛物线的方程是( )A .y 2=4xB .y 2=-4xC .y 2=-42xD .y 2=-8x 答案 D解析 因为x 23-y 2=1的左焦点为(-2,0),所以抛物线开口向左,所以a <0,且p =|a |2=4,所以a =-8,所以抛物线方程为y 2=-8x ,故选D.5.已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 且斜率为1的直线交抛物线C 于A 、B 两点.设|F A |>|FB |,则|F A |与|FB |的比值等于________.答案 3+2 2解析 ∵y 2=4x 的焦点坐标为 F (1,0),准线方程为x =-1,∴过F 且斜率为1的直线方程为y = x - 1.将其代入y 2= 4x 得 x 2 - 6x + 1=0.∴x 1, 2 =62± = 3〒22.∵|FA|>|FB|,∴x A =3+22,x B =3-22.又|FA|= x +1,|FB|= x B +1,∴|FA||FB|== 3+22. 答案 -36. 过抛物线y 2 = 4x 的焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,O 为坐标原点,则· 的值是________.. 解析 当直线过焦点且垂直于x 轴时,直线方程为x =1,代入y 2=4x ,y 1,2=±2.A 、B 点的坐标分别为(1,2),(1,-2).∴·OB →=1-4=-3.当直线过焦点不垂直x 轴时,则直线的方程可设为y =k (x -1),设A ,B 坐标分别为(x 1,y 1)(x 2,y 2).则y 21·y 22=16x 1x 2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =k (x -1),得k 2x 2-(2k +4)x +k 2=0, ·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1-4=-3. 7.已知圆A :(x +2)2+y 2=1与定直线l :x =1,若动圆C 与圆A 相外切,且与直线l 相切,求动圆圆心C 的轨迹方程.解 设圆心C 到直线l 的距离为d ,则由题意知|CA |=d +1从而可知圆心C 到点(-2,0)的距离和到定直线x =2的距离相等.所以动圆圆心C 的轨迹是抛物线,其焦点为(-2,0),准线为x =2,故设动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-2px (p >0),由p2=2,得p =4.因此动圆圆心C 的轨迹方程为y 2=-8x .8.已知点M (-2,4)及焦点为F 的抛物线y =18x 2,在此抛物线上求一点P 使|PM |+|PF |的值最小.分析 先根据已知条件画出图形,由定义知,抛物线上的点P 到焦点F 的距离等于P 到准线l 的距离d ,所以求|PM |+|PF |的最小值问题可转化为求|PM |+d 的最小值问题,让点P 在抛物线上运动,容易发现当点P 运动到过点M 且与x 轴垂直的直线与抛物线的交点处时,|PM |+d 最小.解 如图,设MN ⊥x 轴,与准线交于N ,与抛物线交于点P ,在抛物线上任取一点P ′,连P ′M ,P ′F ,作P ′N 垂直于准线,垂足为N ′.由抛物线的定义,|PN|=|PF|,|P ′N ′|=|P ′F||P ′M|+|P ′N ′|=|P ′M|+|P ′F| |PN|+|PM|=|PM|+|PF|∵|P ′M|+|P ′N ′|≥|PN|+|PM| ∴|P ′M|+|P ′F|≥|PM|+|PF|这就是说,当P ′与P 重合时,|PM|+|PF|的值最小解方程组22,1,8x y x =-⎧⎪⎨=⎪⎩得P(-2,12). 9.已知抛物线y 2=2x ,过点Q (2,1)作一条直线交抛物线于A 、B 两点,试求弦AB 中点的轨迹方程.解 设弦AB 的中点M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有y 21=2x 1,y 22=2x 2, ∴y 1-y 2x 1-x 2=2y 1+y 2,又y 1+y 2=2y ,∴y 1-y 2x 1-x 2=1y,即k AB =1y .又k MQ =y -1x -2,由题意知k MQ =k AB .∴y -1x -2=1y,整理, 得y 2-x -y +2=0.所以,弦AB 中点的轨迹方程为y 2-x -y +2=0.10.抛物线的顶点在原点,以x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为135°的直线,被抛物线所截得的弦长为8,试求抛物线方程.解 如右图所示,依题意设抛物线方程为y 2=2px(p>0),则直线方程为y=-x+12p. 设直线交抛物线于A(x 1,y 1), B(x 2,y 2),则由抛物线定义得|AB|=|AF|+|FB|=|AC|+|BD| =x 1+2P + x 2 + 2P , 即x 1+x 2 +p=8.①又A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)是抛物线和直线的交点.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +12p ,y 2=2px ,消去y 得x 2-3px +p 24=0,∴x 1+x 2=3p ,将其代入①得p =2. ∴所求抛物线方程为y 2=4x .当抛物线方程设为y 2=-2px (p >0)时,同理可求得抛物线方程为y 2=-4x . 故抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=-4x .讲练学案部分2.4.1 抛物线及其标准方程.对点讲练知识点一 求抛物线的标准方程分别求出满足下列条件的抛物线的标准方程.(1)过点(3,-4).(2)焦点在直线x +3y +15=0上. 解 (1)∵点(3,-4)在第四象限,∴抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0)或x 2=-2p 1y (p 1>0),把点(3,-4)的坐标分别代入得(-4)2=2p ×3,32=-2p 1×(-4)即2p =163,2p 1=94∴所求抛物线的方程为y 2=163x 或x 2=-94y .(2)令x =0得y =-5;令y =0得x =-15 ∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0)∴所求抛物线的标准方程为y 2=-60x 或x 2=-20y .【反思感悟】 求抛物线方程应首先确定焦点的位置,进而确定方程的形式,然后利用已知条件求p 的值.求满足下列条件的抛物线的方程.(1)以坐标轴为对称轴,且过点A (2,3);(2)以坐标轴为对称轴,焦点到准线的距离为52.解 (1)由题意,方程可设为y 2=mx 或x 2=ny , 将点A (2,3)的坐标代入,得32=m ·2或22=n ·3,∴m =92或n =43.∴所求的抛物线方程为y 2=92x 或x 2=43y .(2)由焦点到准线的距离为52,可知p =52.∴所求抛物线方程为y 2=5x 或y 2=-5x 或x 2=5y 或x 2=-5y .知识点二 抛物线定义的应用已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x 轴,抛物线上的点M (-3,m )到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m 的值.解 设抛物线的方程为y 2=-2px (p >0),则准线方程为x =p2.∵点M (-3,m )是抛物线上的点,根据抛物线定义,M 点到焦点的距离等于M 点到准线的距离∴|-3|+p2=5 ∴p =4.∴抛物线方程为y 2=-8x .又点M (-3,m )在抛物线上故m 2=-8×(-3) ∴m =±2 6.【反思感悟】 涉及抛物线上一点与焦点的距离问题要注意用定义转化为该点到准线的距离,可简化计算.若动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,又与直线x +1=0相切,则动圆圆心的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .双曲线的一支D .抛物线答案 D解析 设动圆的圆心为M ,半径为r ,动圆与圆(x -2)2+y 2=1相外切,则M 到定点(2,0)的距离为r +1,动圆与直线x =-1相切,则点M 到定直线x =-1的距离为r ,所以M 到定点(2,0)和到定直线x =-2的距离相等,由抛物线定义知,答案选D.知识点三 抛物线知识在实际中的应用喷灌的喷头装在直立管柱OA 的顶点A 处,喷出水流的最高点B 高5 m ,且与OA 所在的直线相距4 m ,水流落在以O 为圆心,半径为9 m 的圆上,则管柱OA 的长是多少?解 如图所示,建立直角坐标系,设水流所形成的抛物线的方程为x 2= -2py(p>0),点C(5, -5)在抛物线上,所以25= -2p ·(-5),2p=5,所以抛物线的方程为x 2= -5y ,点A(-4,y 0)在抛物线上,所以16= -5y 0,y 0 = -165,所以OA 的长为5 - 165=1.8 (m).∴管柱OA 的长是1.8 m.【反思感悟】 根据题意,建立直角坐标系,用待定系数法求出抛物线方程,再利用抛物线方程解决实际问题.抛物线型拱桥顶距离水面2米,水面宽4米,当水下降1米后,水面宽________米.答案 2 6解析 可设抛物线方程为x 2=-2py ,则点(-2,-2)在抛物线上,则有:4=4p . ∴p =1,抛物线方程为x 2=-2y ,当y =-3时,x =±6. ∴水面宽为2 6. 课堂小结:1.四个标准方程的区分:焦点在一次项字母对应的坐标轴上,开口方向由一次项系数的符号确定.当系数为正时,开口方向为坐标轴的正方向;系数为负时,开口方向为坐标轴的负方向.2.焦点在y 轴上的抛物线的标准方程x 2=2py 通常又可以写成y=ax 2,这与以前学习的二次函数的解析式是完全一致的,但需要注意的是,由方程y=ax 2来求其焦点和准线时,必须先化成标准形式.3.经过抛物线的焦点的弦称为抛物线的焦点弦,它有以下特性:设焦点弦AB 的端点坐标分别为A (x 1 , y 1),B(x 2,y 2),则y 1y 2= - p 2, x 1x 2 = 24p ,|AB|= x 1 + x 2 + p.课时作业一、选择题1.已知抛物线的顶点在原点,对称轴为x 轴,焦点在曲线x 24-y 22=1上,则抛物线方程为( )A .y 2=8xB .y 2=4xC .y 2=2xD .y 2=±8x 答案 D解析 由题意知抛物线的焦点为双曲线x 24-y 22=1的顶点,即(-2,0)、(2,0),所以抛物线的方程为y 2=8x 或y 2=-8x .2.抛物线y =mx 2(m <0)的焦点坐标是( )A .(0,m 4)B .(0,14m )C .(0,-m 4)D .(0,-14m)答案 B解析 由于抛物线方程可化为x 2=1my (m <0),所以抛物线的焦点在y 轴的负半轴上,且2p =-1m ,所以p 2=-14m ,所以抛物线的焦点坐标是(0,14m),答案选B.3.过点M (2,4)作与抛物线y 2=8x 只有一个公共点的直线l 有( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .3条 答案 C解析 容易发现点M (2,4)在抛物线y 2=8x 上,这样l 过M 点且与x 轴平行时,l 与抛物线有一个公共点,或者l 在M 点上与抛物线相切,故选C.4.已知P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是抛物线y 2=2px (p >0)上不同的两点,则y 1·y 2=-p 2是直线P 1P 2通过抛物线焦点的( )A .充分不必要条件B .充分必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 设直线P 1P 2的斜率为k ,在x 轴上的截距为x 0,则P 1P 2的方程为y =k (x -x 0), x =1ky +x 0(k =0时只有一个交点不合题意), 所以y 2=2p ⎝⎛⎭⎫1k y +x 0,即y 2-2pky -2px 0=0. 当直线P 1P 2过焦点时,x 0=p2,则y 1y 2=-p 2.当y 1y 2=-p 2时,即-2px 0=-p 2,则x 0=p2,直线过焦点.当斜率不存在时也可验证是充要条件.5.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,那么|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 B解析 方法一 由已知得抛物线焦点为(1,0),过焦点的直线设为y =k (x -1)(由x 1+x 2=6知,此直线不平行于y 轴,因而k 存在).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x ,消去y 得k 2x 2-2(k 2+2)x +k 2=0. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2(k 2+2)k 2=6,x 1·x 2=1得k =±1.所以|AB |2=(1+k 2)(x 1-x 2)2=2(x 1-x 2)2=64,故|AB |=8.方法二 由焦半径公式|AB |=|AF |+|BF |=x 1+p 2+x 2+p2=8.二、填空题6.抛物线2y 2+5x =0的焦点坐标为____________,准线方程为______________.答案 ⎝⎛⎭⎫-58,0 x =58解析 化抛物线2y 2+5x =0为标准方程y 2=-52x,2p =52,p 2=58,所以焦点坐标为(-58,0),准线方程为x =58.7.设点M ⎝⎛⎭⎫3,103与抛物线y 2=2x 上的点P 之间的距离为d 1,P 到抛物线准线l 的距离为d 2,则当d 1+d 2取最小值时,P 点坐标为____________.答案 (2,2)解析 当P 点是M 与焦点F ⎝⎛⎭⎫12,0连线与抛物线交点时,d 1+d 2最小,MF 的方程为y =43x -23,与抛物线y 2=2x 联立得P (2,2). 三、解答题8.过点Q (4,1)作抛物线y 2=8x 的弦AB ,若弦恰被Q 平分,求AB 所在直线方程. 解 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因点Q (4,1)为A ,B 的中点则有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8y 1+y 2=2将A 、B 两点坐标代入y 2=8x .则有⎩⎪⎨⎪⎧y 21=8x 1 ①y 22=8x 2 ②①-②得:(y 1-y 2)(y 1+y 2)=8(x 1-x 2),由y 1+y 2=2,则有y 1-y 2x 1-x 2=4,∴k AB =4.∴所求直线方程为y -1=4(x -4),即4x -y -15=0.9.一抛物线拱桥跨度为52米,拱顶离水面6.5米,一竹排上有一宽4米、高6米的矩形大木箱,问能否安全通过?解建立坐标系如图,设抛物线方程为 x 2= -2py ,则点(26, -6.5)在抛物线上, ∴262= -2p ·(-6.5),∴p=52,抛物线的方程为x 2= -104y ,当y=-0.5时,x=〒213,则有413>4, 所以木箱能安全通过.10.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点. 求证:(1)x 1x 2为定值;(2)1|F A |+1|FB |为定值. 证明 (1)抛物线y 2=2px 的焦点为F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB 不垂直于x 轴时,设直线AB 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -p2 (k ≠0). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =k ⎝⎛⎭⎫x -p 2y 2=2px消去y , 得k 2x 2-p (k 2+2)x +k 2p 24=0.由根与系数的关系得x 1x 2=p 24(定值).当AB ⊥x 轴时,x 1=x 2=p2,x 1x 2=p24也成立.(2)由抛物线的定义知,|F A |=x 1+p 2,|FB |=x 2+p2.又由(1)得x 1x 2=p24,所以1|F A |+1|FB |=1x 1+p 2+1x 2+p2=x 1+x 2+pp 2(x 1+x 2)+x 1x 2+p 24 =x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2)+p 22=x 1+x 2+p p 2(x 1+x 2+p )=2p(定值). 2.4.2 抛物线的简单几何性质.对点讲练知识点一 由性质求方程已知抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为x 轴,且与圆x 2+y 2=4相交的公共弦长等于23,求这条抛物线的方程.解 设所求抛物线方程为y 2=2px (p >0)或y 2=-2px (p >0),设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),(y 1>0,y 2<0),则|y 1|+|y 2|=23,即y 1-y 2=23,由对称性知,y 2=-y 1,代入上式得y 1=3,把y 1=3代入x 2+y 2=4得x =±1.所以点(1,3)在抛物线y 2=2px 上,点(-1,3)在抛物线y 2=-2px 上,所以3=2p 或3=-2p ×(-1).所以p =32,所以所求抛物线方程为y 2=3x 或y 2=-3x .【反思感悟】 (1)由已知的几何条件求抛物线方程,常用待定系数法.(2)由于抛物线是轴对称图形,所以与对称轴垂直的弦一定被对称轴平分.已知抛物线的焦点在x 轴上,直线y =2x +1被抛物线截得的线段长为15,求此抛物线的标准方程.解 ∵抛物线的焦点在x 轴上,∴设它的标准方程为y 2=2px由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2pxy =2x +1得4x 2+(4-2p )x +1=0.∴|x 1-x 2|=(4-2p )2-164=p 2-4p2.∴1+22|x 1-x 2|=52p 2-4p .∴52p 2-4p =15.∴p =6或p =-2. ∴抛物线的方程为y 2=12x 或y 2=-4x .知识点二 与抛物线有关的证明问题过抛物线焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,通过点A 和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D ,求证:直线DB 平行于抛物线的对称轴.证明如图所示,以抛物线的对称轴为x 轴,它的顶点为原点,建立直角坐标系. 设抛物线的方程为y 2=2px ,①点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则直线OA 的方程为 y =2py 0x (y 0≠0),②抛物线的准线方程是x =-p2.③联立②③,可得点D 的纵坐标为y =-p 2y 0④因为点F 的坐标是⎝⎛⎭⎫p 2,0,当AB ⊥x 轴时,|y 0|=p 此时,|OA |=|OD |,∴DB ∥x 轴当AB 与x 轴不垂直时,即y 20≠p 2时,直线AF 的方程为y =2py 0y 20-p 2⎝⎛⎭⎫x -p 2,⑤ 联立①⑤,可得点B 的纵坐标为y =-p 2y 0.⑥由④⑥可知,DB ∥x 轴.【反思感悟】 因抛物线方程的独特形式,较之椭圆与双曲线,它上面的点便于用一个变量表示出来,如y 2=2px 上任一点,可表示为⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22p ,y ,注意恰当运用.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,Q 是抛物线上除顶点外的任意一点,直线QO 交准线于P 点,过Q 且平行于抛物线对称轴的直线交准线于R 点,求证:PF ⊥RF .证明如图所示,设点Q ⎝⎛⎭⎫y 202p ,y 0,则R.(-2p,y 0 ) 直线OQ 的方程为y=02y p x , 当x=-2p 时,解得y=-02y p,∴P =2,20p p y ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,又F (2p ,0),∴RF →=⎝⎛⎭⎫p ,p 2y 0,RF →=(p ,-y 0) ∴RF →·RF →=0,∴PF ⊥RF .知识点三 直线与抛物线的交点问题已知抛物线的方程为y 2=4x ,直线l 过定点P (-2,1),斜率为k .k 为何值时,直线l 与抛物线y 2=4x :只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?解 由题意,设直线l 的方程为y -1=k (x +2).由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k (x +2)y 2=4x ,可得:ky 2-4y +4(2k +1)=0.① (1)当k =0时,由方程①得y =1.把y =1代入y 2=4x ,得x =14.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点⎝⎛⎭⎫14,1. (2)当k ≠0时,方程①的判别式为 Δ=-16(2k 2+k -1). 1°由Δ=0,即2k 2+k -1=0,解得k =-1,或k =12.于是,当k =-1,或k =12时,方程①只有一个解,从而方程组(*)只有一个解.这时,直线l 与抛物线只有一个公共点.2°由Δ>0,即2k 2+k -1<0,解得-1<k <12.于是,当-1<k <12,且k ≠0时,方程①有两个解,从而方程组有两个解.这时,直线l与抛物线有两个公共点.3°由Δ<0,即2k 2+k -1>0,解得k <-1,或k >12.于是,当k <-1,或k >12时,方程①没有实数解,从而方程组(*)没有解.这时,直线l与抛物线没有公共点.综上,我们可得当k =-1,或k =12,或k =0时,直线l 与抛物线只有一个公共点;当-1<k <12,且k ≠0时,直线l 与抛物线有两个公共点;当k <-1,或k >12时,直线l 与抛物线没有公共点.【反思感悟】 当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,抛物线和直线相交,只有一个交点.解决直线与抛物线位置关系问题时,不要忽视这一点,否则容易漏解.直线l :y =kx +1,抛物线C :y 2=4x ,当k 为何值时,l 与C 分别相切、相交、相离?解 将l 和C 的方程联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1, ①y 2=4x , ②①式代入②式,并整理,得 k 2x 2+(2k -4)x +1=0.当k ≠0时,是一元二次方程, ∴Δ=(2k -4)2-4k 2=16(1-k ).(1)当Δ=0时,即k =1时,l 与C 相切. (2)当Δ>0时,即k <1时,l 与C 相交. (3)当Δ<0时,即k >1时,l 与C 相离.当k =0时,直线l :y =1与曲线C :y 2=4x 相交.综上所述,当k =0或k <1时,l 与C 相交,当k =1时,l 与C 相切,当k >1时,l 与C 相离.课堂小结:1.在已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x 轴,求抛物线的标准方程时,为避免讨论张口的方向可设抛物线的方程为y 2=2ax (a ≠0).此时,不论a>0或a<0,焦点坐标都是(2a,0),准线方程都为x=-2a . 2.抛物线y 2= 2px (p>0)上任一点的坐标可用一个量y 1表示为21(1),2y y p;x 2 = 2py (p>0)上任一点坐标可设为(x 1 , 212x p).3.直线与抛物线的位置关系设直线l :y=kx+m ,抛物线:y 2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x 的方程:ax 2+bx+c=0,(1)若a ≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点; 当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个交点; 当Δ<0时,直线与抛物线相离,无公共点.(2)若a=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合,因此直线与抛物线有一个交点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.一、选择题1.P (x 0,y 0)是抛物线y 2=2px (p ≠0)上任一点,则P 到焦点的距离是( )A .|x 0-p 2|B .|x 0+p2|C .|x 0-p |D .|x 0+p | 答案 B解析 当p >0时,由抛物线定义得点P (x 0,y 0)到焦点的距离为x 0+p2,当p <0时由抛物线定义知P (x 0,y 0)到焦点的距离为-p 2-x 0,综上得所求距离为|x 0+p2|,故选B.2.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线l 交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 中点的横坐标为4,则|AB |等于( )A .10B .8C .6D .4 答案 A解析 设A 、B 两点的横坐标分别为x A 、x B ,则有x A +x B =8,|AB |=|AF |+|BF |=x A +p 2+x B +p2=8+p =8+2=10.3.抛物线y 2=2px 与直线ax +y -4=0的一个交点是(1,2),则抛物线的焦点到该直线的距离为( )A.32 3B.25 5C.710 5D.172 答案 B解析 由已知得抛物线方程为y 2=4x ,直线方程为2x +y -4=0,抛物线y 2=4x 的焦点坐标是F (1,0),到直线2x +y -4=0的距离d =|2+0-4|22+1=255.4.若抛物线y 2=2px (p >0)上三个点的纵坐标的平方成等差数列,那么这三个点到抛物线焦点的距离的关系是( )A .成等差数列B .既成等差数列又成等比数列C .成等比数列D .既不成等比数列也不成等差数列 答案 A解析 设三点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),则y 21=2px 1,y 22=2px 2,y 23=2px 3,因为2y 22=y 21+y 23, 所以x 1+x 3=2x 2,即|P 1F |-p 2+|P 3F |-p2=2⎝⎛⎭⎫|P 2F |-p 2, 所以|P 1F |+|P 3F |=2|P 2F |. 二、填空题5.抛物线的顶点在原点,准线垂直于x 轴,且焦点到顶点的距离为4,则其方程为______________________.答案 y 2=16x 或y 2=-16x解析 焦点到顶点的距离即p2=4,p =8.6.抛物线y =x 2上的点到直线2x -y -4=0的距离最短的点的坐标是____________. 答案 (1,1)解析 设点A (x ,y )是符合题设条件的点,则由点到直线的距离公式,得d =55|2x -y -4|=55|2x -x 2-4| =55|-(x -1)2-3|≥355. 当且仅当x =1时,d 取得最小值,故所求点为(1,1).7.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是____________.答案 [-1,1]解析 Q 点坐标为(-2,0),直线l 的斜率不存在时,不满足题意,所以可设直线l 的斜率为k ,方程为y =k (x +2).当k =0时满足.当k ≠0时,x =1ky -2,代入y 2=8x ,得y 2-8k y +16=0.Δ=64k2-64≥0,k 2≤1,即-1≤k ≤1(k ≠0).综上,-1≤k ≤1.三、解答题8.过点(-3,2)的直线与抛物线y 2=4x 只有一个公共点,求此直线方程. 解 显然,直线存在斜率k , 设其方程为y -2=k (x +3), 由⎩⎪⎨⎪⎧y -2=k (x +3)y 2=4x 消去x ,整理得ky 2-4y +8+12k =0①(1)当k =0时,方程①化为-4y +8=0,即y =2, 此时过(-3,2)的直线方程为y =2,满足条件. (2)当k ≠0时,方程①应有两个相等实根. 由⎩⎪⎨⎪⎧ k ≠0Δ=0即⎩⎪⎨⎪⎧k ≠016-4k (8+12k )=0,得k =13或k =-1.∴直线方程为y -2=13(x +3)或y -2=-(x +3),即x -3y +9=0或x +y +1=0.故所求直线有三条,其方程分别为: y =2,x -3y +9=0或x +y +1=0.9.A ,B 是抛物线y 2=2px (p >0)上两点,满足OA ⊥OB ,其中O 为抛物线顶点.求证: (1)A ,B 两点的纵坐标乘积为定值; (2)直线AB 恒过一定点. 证明(1)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),x 1≠0,x 2≠0,则y 12=2px 1, y 22=2px 2. ∵OA ⊥OB ,∴x 1x 2 + y 1y 2=0.∴y 12y 22、= 4p 2 x 1x 2 = 24p -y 1y 2.∴y 1y 2 =24p -为定值, x 1x 2=-y 1y 2=4p 2也为定值.∴A 、B 两点的纵坐标乘积为定值.(2)若AB ⊥x 轴,则易知直线AB 方程为x = 2p , 过点(2p,0);若AB 与x 轴不垂直,则x 1≠x 2,y 1+y 2≠0.由y 12-y 22=2p(x 1-x 2),得1212122y y px x y y -++=. ∴直线AB 的方程是y= 122py y + (x -x 1)+y 1,即y = 211121222px px y y y y y ++-+。
圆锥曲线与方程知识要点一、椭圆方程. 1、椭圆的定义:平面内与两个定点尸卜F 2,点P 满足IP 用+1尸/2∣=2α>2∣,则点P 的轨迹是 平面内与两个定点尸八F 2,点尸满足IP 居|+|Pq=2z=∣FE ∣,则点尸的轨迹是 平面内与两个定点尸I 、F 2,点P 满足IPFJ+1PKI=2〃<忻八|,则点P 的轨迹是 2X 2V 2若户是椭圆:-τ+J=I 上的点为焦点,若NF1P 户产氏则AT//2的面积为ab3、点与椭圆、直线与椭圆的位置关系9 2⑴点Pa0,比)与椭圆E+g=1(α>b>0)的位置关系:①点尸在椭圆上O;②点P 在椭圆内部=;③点P 在椭圆外部Q.(2)直线尸履+〃?与椭圆,+方=1(α>Z>O)的位置关系判断方法:消y 得一个一元二次方程是: _____________________________________________________v(3)弦长公式:设直线方程为),=履+加(%0),椭圆方程为/+方=1(α>b>0)或方+∕=1(α>b>0),直线与椭圆的两个交点为A(X1,yι),3(X2,)力则∣A8∣=N(为一7)2+(小一”)2,Λ∖AB∖=7(X1X2)2+(如一g)2=<1+F∙d(X1-X2)2=y∣I+*7(X1+切)4_¥1囚,或HB1=d(i>1⅛2)+(上_1)2=[]+、•'(%_")2=^1+.XJ(>1+>2)2_领/其中,即+“2,汨M 或“+”,V”的值,可通过由直线方程与椭圆方程联立消去y或X后得到关于X或y的一元二次方程得到.2 2(4)直线/:y=Ax+m与椭圆:二+与=1(α>/?>0)的两个交点为Aa1,y),8(如力),a'b~弦A8的中点M(X0,州),则2=(用X0,州表示)二、双曲线方程.1、双曲线的定义:平面内与两个定点尸I、F2,点尸满足归/JTPgh2々<囚尸21则点尸的轨迹是平面内与两个定点尸卜尸2,点尸满足仍PJTPW=2α>巴川,则点P的轨迹是平面内与两个定点尸1、尸2,点P满足归尸]|-|尸/』=2〃=|尸尸小则点P的轨迹是21等轴双曲线:双曲线“2_,2=±『称为等轴双曲线,其渐近线方程为,离心率《=2 2(2)共渐近线的双曲线系方程:二-1?=”之0°)的渐近线方程为_________________a~Zr如果双曲线的渐近线为±±2=0时,它的双曲线方程可设为 ____________________ .ab(3)从双曲线一个焦点到一条渐近线的距离等于.3、直线与双曲线的位置关系r2V2(1)一般地,设直线/:y=kxΛ-m……①双曲线C:^-p=1(α>O,bX))……②把①代入②得关于X的一元二次方程为.①当〃一"仆=O时,直线/与双曲线的渐近线,直线与双曲线C.②当/一/炉和时,/>0=直线与双曲线有公共点,此时称直线与双曲线:/=0=直线与双曲线有公共点,此时称直线与双曲线:/<0=直线与双曲线公共点,此时称直线与双曲线.注意:直线和双曲线只有一个公共点时,直线不一定与双曲线相切,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,只有一个交点.AB的中点M(xo>h),则A=(用必,yo表示)三、抛物线方程.1、抛物线的定义平面内与一个定点尸和一条定直线/(不经过点F)的点的轨迹叫做抛物线.点尸叫做抛物线的,直线/叫做抛物线的.思考1:平面内与一个定点F和一条定直线/(/经过点F),点的轨迹是2、抛物线的性质:3、抛物线的焦点弦的性质1.如图,A8是抛物线y2=2pMp>0)过焦点尸的一条弦,设Aa∣,》)、8(及,工),AB的中点MX°,并),相应的准线为/.(1)以AB为直径的圆必与准线/的位置关系是:(2)HB1=(焦点弦长用中点M的坐标表示);(3)若直线AB的倾斜角为α,则∣A8∣=(焦点弦长用倾斜角为α表示);如当α=90。
高考数学圆锥曲线部分知识点梳理一、方程的曲线:在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹 )上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线。
点与曲线的关系:若曲线C 的方程是f(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)=0;点P 0(x 0,y 0)不在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)≠0。
两条曲线的交点:若曲线C 1,C 2的方程分别为f 1(x,y)=0,f 2(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)是C 1,C 2的交点⇔{0),(0),(002001==y x f y x f 方程组有n个不同的实数解,两条曲线就有n 个不同的交点;方程组没有实数解,曲线就没有交点。
二、圆:1、定义:点集{M ||OM |=r },其中定点O 为圆心,定长r 为半径.2、方程:(1)标准方程:圆心在c(a,b),半径为r 的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r 2圆心在坐标原点,半径为r 的圆方程是x 2+y 2=r 2(2)一般方程:①当D 2+E 2-4F >0时,一元二次方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为)2,2(ED --半径是2422F E D -+。
配方,将方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0化为(x+2D )2+(y+2E )2=44F -E D 22+②当D 2+E 2-4F=0时,方程表示一个点(-2D ,-2E );③当D 2+E 2-4F <0时,方程不表示任何图形.(3)点与圆的位置关系 已知圆心C(a,b),半径为r,点M 的坐标为(x 0,y 0),则|MC |<r ⇔点M 在圆C 内,|MC |=r ⇔点M 在圆C 上,|MC |>r ⇔点M 在圆C 内,其中|MC |=2020b)-(y a)-(x +。
圆锥曲线一、椭圆:(1)椭圆的定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的和等于常数(大于||21F F )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意:||221F F a >表示椭圆;||221F F a =表示线段21F F ;||221F F a <没有轨迹; (2)椭圆的标准方程、图象及几何性质:中心在原点,焦点在x 轴上中心在原点,焦点在y 轴上标准方程)0(12222>>=+b a by a x )0(12222>>=+b a b x a y 图 形顶 点 ),0(),,0()0,(),0,(2121b B b B a A a A -- ),0(),,0()0,(),0,(2121a B a B b A b A -- 对称轴 x 轴,y 轴;短轴为b 2,长轴为a 2焦 点 )0,(),0,(21c F c F - ),0(),,0(21c F c F -焦 距 )0(2||21>=c c F F 222b a c -=离心率)10(<<=e ace (离心率越大,椭圆越扁) 通 径 22b a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常用结论:(1)椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的两个焦点为21,F F ,过1F 的直线交椭圆于B A ,两点,则2ABF ∆的周长=(2)设椭圆)0(12222>>=+b a by a x 左、右两个焦点为21,F F ,过1F 且垂直于对称轴的直线交椭圆于Q P ,两点,则Q P ,的坐标分别是 =||PQ二、双曲线:xO F 1 F 2 P y A 2 B 2 B 1xO F 1F 2 Py A 2A 1B 1B 2 A 1(1)双曲线的定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的差的绝对值等于常数(小于||21F F )的点的轨迹。
圆锥曲线的知识点、结论、易错点、真题(⼀)椭圆及其标准⽅程1. 椭圆的定义:椭圆的定义中,平⾯内动点与两定点1F 、2F 的距离的和⼤于|1F 2F |这个条件不可忽视.若这个距离之和⼩于|1F 2F |,则这样的点不存在;若距离之和等于|1F 2F |,则动点的轨迹是线段1F 2F .2.椭圆的标准⽅程:12222=+b y a x (a >b >0),12222=+bx a y (a >b >0).3.椭圆的标准⽅程判别⽅法:判别焦点在哪个轴只要看分母的⼤⼩:如果2x 项的分母⼤于2y 项的分母,则椭圆的焦点在x 轴上,反之,焦点在y 轴上.4.求椭圆的标准⽅程的⽅法:⑴正确判断焦点的位置;⑵设出标准⽅程后,运⽤待定系数法求解. (⼆)椭圆的简单⼏何性质1. 椭圆的⼏何性质:设椭圆⽅程为12222=+by a x (a >b >0).⑴范围: -a ≤x ≤a ,-b ≤x ≤b ,所以椭圆位于直线x=a ±和y=b ±所围成的矩形⾥.⑵对称性:分别关于x 轴、y 轴成轴对称,关于原点中⼼对称.椭圆的对称中⼼叫做椭圆的中⼼. ⑶顶点:有四个1A (-a,0)、2A (a ,0)1B (0,-b )、2B (0,b ).线段1A 2A 、1B 2B 分别叫做椭圆的长轴和短轴.它们的长分别等于2a 和2b ,a 和b 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长. 所以椭圆和它的对称轴有四个交点,称为椭圆的顶点.⑷离⼼率:椭圆的焦距与长轴长的⽐ace =叫做椭圆的离⼼率.它的值表⽰椭圆的扁平程度.0<e <1.e 越接近于1时,椭圆越扁;反之,e 越接近于0时,椭圆就越接近于圆. 2.椭圆的第⼆定义⑴定义:平⾯内动点M 与⼀个顶点的距离和它到⼀条定直线的距离的⽐是常数ace =(e <1=时,这个动点的轨迹是椭圆.⑵准线:根据椭圆的对称性,12222=+by a x (a >b >0)的准线有两条,它们的⽅程为c a x 2±=.对于椭圆12222=+b x a y (a >b >0)的准线⽅程,只要把x 换成y 就可以了,即c a y 2±=.3.椭圆的焦半径:由椭圆上任意⼀点与其焦点所连的线段叫做这点的焦半径.设1F (-c ,0),2F (c ,0)分别为椭圆12222=+by a x (a >b >0)的左、右两焦点,M (x ,y )是椭圆上任⼀点,则两条焦半径长分别为ex a MF +=1,ex a MF -=2.椭圆中涉及焦半径时运⽤焦半径知识解题往往⽐较简便.椭圆的四个主要元素a 、b 、c 、e 中有2a =2b +2c 、ac e =两个关系,因此确定椭圆的标准⽅程只需两个独⽴条件.4.椭圆的参数⽅程椭圆12222=+b y a x (a >b >0)的参数⽅程为cos sin x a y b θθ=??=?(θ为参数).说明: ⑴这⾥参数θ叫做椭圆的离⼼⾓.椭圆上点P 的离⼼⾓θ与直线OP 的倾斜⾓α不同:θαtan tan ab=;⑵椭圆的参数⽅程可以由⽅程12222=+by a x 与三⾓恒等式1sin cos 22=+θθ相⽐较⽽得到,所以椭圆的参数⽅程的实质是三⾓代换. 椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的参数⽅程是cos sin x a y b θθ=??=?. 5.椭圆的的内外部(1)点00(,)P x y 在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的内部2200221x y a b ?+<. (2)点00(,)P x y 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的外部2200221x y a b+>. 6. 椭圆的切线⽅程(1)椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上⼀点00(,)P x y 处的切线⽅程是00221x x y y a b +=.(2)过椭圆22221(0)x y a b a b+=>>外⼀点00(,)P x y 所引两条切线的切点弦⽅程是00221x x y y a b +=.(3)椭圆22221(0)x y a b a b+=>>与直线0Ax By C ++=相切的条件是22222A aB b c +=(三)双曲线及其标准⽅程1.双曲线的定义:平⾯内与两个定点1F 、2F 的距离的差的绝对值等于常数2a (⼩于|1F 2F |)的动点M 的轨迹叫做双曲线.在这个定义中,要注意条件2a <|1F 2F |,这⼀条件可以⽤“三⾓形的两边之差⼩于第三边”加以理解.若2a=|1F 2F |,则动点的轨迹是两条射线;若2a >|1F 2F |,则⽆轨迹.若1MF <2MF 时,动点M 的轨迹仅为双曲线的⼀个分⽀,⼜若1MF >2MF 时,轨迹为双曲线的另⼀⽀.⽽双曲线是由两个分⽀组成的,故在定义中应为“差的绝对值”.2. 双曲线的标准⽅程:12222=-b y a x 和12222=-bx a y (a >0,b >0).这⾥222a c b -=,其中|1F 2F |=2c.要注意这⾥的a 、b 、c 及它们之间的关系与椭圆中的异同.3.双曲线的标准⽅程判别⽅法是:如果2x 项的系数是正数,则焦点在x 轴上;如果2y 项的系数是正数,则焦点在y 轴上.对于双曲线,a 不⼀定⼤于b ,因此不能像椭圆那样,通过⽐较分母的⼤⼩来判断焦点在哪⼀条坐标轴上.4.求双曲线的标准⽅程,应注意两个问题:⑴正确判断焦点的位置;⑵设出标准⽅程后,运⽤待定系数法求解.(四)双曲线的简单⼏何性质1.双曲线12222=-by a x 的实轴长为2a ,虚轴长为2b ,离⼼率a c e =>1,离⼼率e 越⼤,双曲线的开⼝越⼤.2. 双曲线12222=-by a x 的渐近线⽅程为x a b y ±=或表⽰为02222=-b y a x .若已知双曲线的渐近线⽅程是x nmy ±=,即0=±ny mx ,那么双曲线的⽅程具有以下形式:k y n x m =-2222,其中k 是⼀个不为零的常数.3.双曲线的第⼆定义:平⾯内到定点(焦点)与到定直线(准线)距离的⽐是⼀个⼤于1的常数(离⼼率)的点的轨迹叫做双曲线.对于双曲线12222=-by a x ,它的焦点坐标是(-c ,0)和(c ,0),与它们对应的准线⽅程分别是ca x 2-=和c a x 2=.双曲线22221(0,0)x y ab a b -=>>的焦半径公式21|()|a PF e x c =+,22|()|a PF e x c=-.4.双曲线的内外部(1)点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的内部2200221x y a b ?->. (2)点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的外部2200221x y a b ?-<. 5.双曲线的⽅程与渐近线⽅程的关系(1)若双曲线⽅程为12222=-by a x ?渐近线⽅程:22220x y a b -=?x a by ±=.(2)若渐近线⽅程为x a by ±=?0=±b y a x ?双曲线可设为λ=-2222by a x .(3)若双曲线与12222=-b y a x 有公共渐近线,可设为λ=-2222by a x (0>λ,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y 轴上).6. 双曲线的切线⽅程(1)双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>上⼀点00(,)P x y 处的切线⽅程是00221x x y y a b -=.(2)过双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>外⼀点00(,)P x y 所引两条切线的切点弦⽅程是00221x x y y a b -=.(3)双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与直线0Ax By C ++=相切的条件是22222A aB b c -=.(五)抛物线的标准⽅程和⼏何性质1.抛物线的定义:平⾯内到⼀定点(F )和⼀条定直线(l )的距离相等的点的轨迹叫抛物线。
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx圆锥曲线⼀、椭圆:( 1)椭圆的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的和等于常数(⼤于| F1 F2 |)的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: 2a | F1F2 | 表⽰椭圆;2a | F1F2|表⽰线段F1F2; 2a| F1F 2 |没有轨迹;(2)椭圆的标准⽅程、图象及⼏何性质:中⼼在原点,焦点在x 轴上中⼼在原点,焦点在y 轴上标准⽅程图形x2y2y2x2a2b 21( a b 0)a 2b21(ab 0)yB 2yB 2P F2 PA 1 A 2x A 1xA 2OF1O F21B 1FB 1顶点对称轴焦点焦距离⼼率通径2b2aA1 (a,0), A2 (a,0)A1( b,0), A2 (b,0)B1 (0, b), B2(0, b)B1( 0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;短轴为2b,长轴为2aF1 (c,0), F2(c,0)F1 ( 0,c), F2 (0,c)| F1 F2 | 2c(c 0)c2 a 2 b 2(0 e 1) (离⼼率越⼤,椭圆越扁)a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常⽤结论:(1)椭圆x2y21(a b 0) 的两个焦点为F1, F2,过F1的直线交椭圆于A, B两a2 b 2点,则ABF 2的周长=(2)设椭圆x2y2221( a b 0)左、右两个焦点为 F1, F2,过 F1且垂直于对称轴的直线a b交椭圆于 P, Q 两点,则 P, Q 的坐标分别是| PQ |⼆、双曲线:( 1)双曲线的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的差的绝对值等于常数(⼩于| F1F2 | )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: | PF1 || PF2 | 2a 与 | PF2 | | PF1 |2a ( 2a| F1F2 | )表⽰双曲线的⼀⽀。
圆锥曲线知识点圆锥曲线是高中数学中非常重要的一个概念。
它是由一个固定点(焦点)和一个固定直线(准线)确定的曲线。
在准线上取一个点P,通过P分别引两条直线,分别与焦点相交于A和B,那么PA和PB的长度之和是常数。
这个常数称为离心率。
圆、椭圆、抛物线和双曲线都是圆锥曲线的特殊情况。
它们在准线上的切点不同,由此产生了各自独特的性质和特点。
首先,我们来讨论圆。
圆是离心率为0的圆锥曲线。
它的每个点到焦点的距离都相等,距离等于圆的半径。
圆的形状是对称的,并且具有无限个焦点。
圆的方程可以表示为(x-a)² + (y-b)² = r²,其中(a, b)是圆心的坐标,r是半径的长度。
接下来是椭圆。
椭圆是离心率小于1的圆锥曲线。
它的形状在两个方向上都有所限制,不再是完全圆形。
椭圆有两个焦点,它的离心率定义为焦点间距离除以椭圆长轴长度。
椭圆的方程可以表示为[(x-a)² /a²] + [(y-b)² / b²] = 1,其中(a, b)是椭圆中心的坐标,a和b分别是椭圆长轴和短轴的长度。
第三个是抛物线。
抛物线是离心率等于1的圆锥曲线。
它的形状类似于水滴或者开口朝上的碗。
抛物线有一个焦点和一个直线(准线)。
抛物线上的每个点到焦点的距离与该点到准线的距离相等。
抛物线的方程可以表示为y = a(x-h)² + k,其中(h, k)是抛物线顶点的坐标,a决定了抛物线的开口方向和形状。
最后是双曲线。
双曲线是离心率大于1的圆锥曲线。
双曲线有两个焦点和一个直线(准线)。
双曲线上的每个点到焦点的距离之差与该点到准线的距离相等。
双曲线的方程可以表示为[(x-a)² / a²] - [(y-b)² / b²] = 1,其中(a, b)是双曲线中心的坐标,a和b分别是双曲线长轴和短轴的长度。
除了这些基本特点之外,圆锥曲线还有许多重要的性质和定理。
沪教版(上海) 高二第二学期新高考辅导与训练第12章圆锥曲线本章复习题一、填空题(★★) 1. 线段两端点在两坐标轴上移动,且,则线段中点轨迹方程为____________.(★) 2. 直径的两个端点是的圆的方程为______.(★) 3. 若椭圆经过点,则该椭圆的短轴长是______.(★) 4. 双曲线的共轭双曲线方程是_____.(★★★) 5. 抛物线上的动点到直线的距离最小值是______.(★) 6. 若是双曲线的焦点,点在双曲线上.若点到焦点的距离等于9,则点到焦点的距离是_____.(★★) 7. 已知双曲线的一条渐近线方程是,它的一个焦点与抛物线的焦点相同.则双曲线的方程为.(★★★) 8. 若圆上有且只有两个点到直线的距离为1,则半径r 的取值范围是______.(★★★) 9. 与双曲线有共同的渐近线,且经过点的双曲线方程是______.(★★★) 10. 以抛物线的焦点为圆心,且与直线相切的圆的方程是_____.(★★★) 11. 过点(0,2)与抛物线只有一个交点的直线有______条.(★★) 12. 已知点是抛物线上的动点,点在轴上的射影是,点的坐标是,则当时,的最小值是______.(★★) 13. 如图所示,直线与双曲线的渐近线交于两点,记.任取双曲线上的点,若,则满足的一个等式是_______.(★★★) 14. 曲线C是平面内与两个定点F 1(-1,0)和F 2(1,0)的距离的积等于常数 a2(a >1)的点的轨迹.给出下列三个结论:① 曲线C过坐标原点;② 曲线C关于坐标原点对称;③若点P在曲线C上,则△F PF 的面积大于 a .其中,所有正确结论的序号是.二、单选题(★) 15. 方程,若两实数异号,则它的图像是().A.圆,且圆心在轴上B.椭圆,且焦点在轴上C.双曲线,且焦点在轴上D.双曲线,且焦点在轴上(★★) 16. 若过点(1,2)总可以作两条直线与圆 x 2+ y 2+ kx+2 y+ k 2-15=0相切,则实数 k 的取值范围是( )A.k>2B.-3<k<2C.k<-3或k>2D.以上都不对(★★) 17. 若椭圆和双曲线有相同的焦点是两条曲线的一个交点,则的值是().A.B.C.D.(★★★) 18. 以过椭圆的右焦点且垂直于轴的弦为直径的圆与点的位置关系是().A.点在圆内B.点在圆外C.在圆上D.点与圆的关系不确定三、解答题(★★) 19. 在平面上有两点,点到点的距离等于它到点距离的2倍,求点的轨迹方程.(★★★) 20. 已知以点 C (t∈ R,t≠0)为圆心的圆与 x轴交于点 O和点 A,与 y轴交于点 O和点 B,其中 O为原点.(1)求证:△ OAB的面积为定值;(2)设直线 y=-2 x+4与圆 C交于点 M, N,若 OM= ON,求圆 C的方程.(★★★) 21. 已知平面内一动点到点F(1,0)的距离与点到轴的距离的差等于1.(1)求动点的轨迹的方程;(2)过点作两条斜率存在且互相垂直的直线,设与轨迹相交于点,与轨迹相交于点,求的最小值.(★★★) 22. 点A、B分别是椭圆长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆上,且位于轴上方,.(1)求点P的坐标;(2)设M是椭圆长轴AB上的一点,M到直线AP的距离等于,求椭圆上的点到点M的距离的最小值.(★★★) 23. 在平面直角坐标系中,对于直线和点、,记,若,则称点, 被直线 l分隔,若曲线 C与直线 l没有公共点,且曲线 C上存在点, 被直线 l分隔,则称直线 l为曲线 C的一条分隔线.(1)求证:点、被直线分隔;(2)若直线是曲线的分隔线,求实数的取值范围;(3)动点 M到点的距离与到 y轴的距离之积为1,设点 M的轨迹为 E,求 E的方程,并证明 y轴为曲线 E的分隔线.。
圆锥曲线与方程知识点详细圆锥曲线是高中数学中的重要内容,包括椭圆、双曲线和抛物线。
它们在数学、物理等领域都有着广泛的应用。
接下来,让我们详细了解一下圆锥曲线与方程的相关知识点。
一、椭圆1、定义平面内与两个定点$F_1$、$F_2$的距离之和等于常数(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、标准方程焦点在$x$轴上:$\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} =1$($a > b > 0$),其中$a$为椭圆的长半轴长,$b$为椭圆的短半轴长,$c =\sqrt{a^2 b^2}$为半焦距。
焦点在$y$轴上:$\frac{y^2}{a^2} +\frac{x^2}{b^2} =1$($a > b > 0$)。
3、椭圆的性质(1)范围:对于焦点在$x$轴上的椭圆,$a \leq x \leq a$,$b \leq y \leq b$;对于焦点在$y$轴上的椭圆,$b \leq x \leq b$,$a \leq y \leq a$。
(2)对称性:椭圆关于$x$轴、$y$轴和原点对称。
(3)顶点:焦点在$x$轴上的椭圆的顶点为$(\pm a, 0)$,$(0, \pm b)$;焦点在$y$轴上的椭圆的顶点为$(0, \pm a)$,$(\pm b, 0)$。
(4)离心率:$e =\frac{c}{a}$($0 < e < 1$),离心率反映了椭圆的扁平程度,$e$越接近$0$,椭圆越圆;$e$越接近$1$,椭圆越扁。
二、双曲线1、定义平面内与两个定点$F_1$、$F_2$的距离之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。
2、标准方程焦点在$x$轴上:$\frac{x^2}{a^2} \frac{y^2}{b^2} = 1$,其中$a > 0$,$b > 0$,$c =\sqrt{a^2 + b^2}$。
圆锥曲线知识点总结与典型练习一、三种曲线的性质对比分析:二、三种曲线性质分类详解1.圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点21,F F 的距离的和等于常数a 2,且此常数a 2一定要大于||21F F , 若: 常数等于||21F F 时,轨迹是线段21F F , 若: 常数小于||21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点21,F F 的距离的差的绝对值等于常数a 2,且此常数a 2一定要小于||21F F ,定义中的“绝对值”与a 2<||21F F 不可忽视。
若: a 2=||21F F ,则轨迹是以21F F 为端点的两条射线, 若: a 2﹥||21F F ,则轨迹不存在。
若: a 2=0,则轨迹是线段21F F 的中垂线;若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
比如:①已知定点,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是 ( )A .B .C .D .(答:C );②方程表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率。
圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。
如已知点及抛物线上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_____(答:2)2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在轴上时()(参数方程,其中为参数),焦点在轴上时=1()。
方程表示椭圆的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B ,C 同号,A ≠B )。
比如: ①已知方程表示椭圆,则的取值范围为____(答:);②若,且,则的最大值是____,的最小值是___(答:)(2)双曲线:焦点在轴上: =1,焦点在轴上:=1()。
..圆锥曲线练习一、选择题(本大题共13小题,共65.0分)1.若曲线表示椭圆,则k的取值范围是()A.k>1B.k<-1C.-1<k<1D.-1<k<0或0<k<12.方程表示椭圆的必要不充分条件是()A.m∈(-1,2)B.m∈(-4,2)C.m∈(-4,-1)∪(-1,2)D.m∈(-1,+∞)3.已知椭圆:+=1,若椭圆的焦距为2,则k为()A.1或3B.1C.3D.64.已知椭圆的焦点为(-1,0)和(1,0),点P(2,0)在椭圆上,则椭圆的标准方程为()A. B. C. D.5.平面内有两定点A、B及动点P,设命题甲是:“|PA|+|PB|是定值”,命题乙是:“点P的轨迹是以A、B为焦点的椭圆”,那么( )A.甲是乙成立的充分不必要条件B.甲是乙成立的必要不充分条件C.甲是乙成立的充要条件D.甲是乙成立的非充分非必要条件6.“a>0,b>0”是“方程ax2+by2=1表示椭圆”的()A.充要条件B.充分非必要条件C.必要非充分条件D.既不充分也不必要条件7.方程+=10,化简的结果是()A.+=1B.+=1C.+=1D.+=18.设椭圆的左焦点为F,P为椭圆上一点,其横坐标为,则|PF|=()A. B. C. D.9.若点P到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则P点的轨迹方程是()A.y2=-16xB.y2=-32xC.y2=16xD.y2=32x10.抛物线y=ax2(a<0)的准线方程是()A.y =-B.y =-C.y =D.y =11.设抛物线y2=4x上一点P到直线x=-3的距离为5,则点P到该抛物线焦点的距离是()A.3B.4C.6D.812.已知点P是抛物线x =y2上的一个动点,则点P到点A(0,2)的距离与点P到y轴的距离之和的最小值为()A.2B.C.-1D.+113.若直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两个不同的点,且AB的中点的横坐标为2,则k=()A.2B.-1C.2或-1D.1±二、填空题(本大题共2小题,共10.0分)14.在平面直角坐标系x O y中,已知△ABC顶点A(-4,0)和C(4,0),顶点B 在椭圆上,则= ______ .15.已知椭圆,焦点在y轴上,若焦距等于4,则实数k=____________.三、解答题(本大题共6小题,共72.0分)16.已知三点P (,-)、A(-2,0)、B(2,0).求以A、B为焦点且过点P的椭圆的标准方程.17.已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长为4.椭圆与直线y=x+2相交于A、B两点.(1)求椭圆的方程;(2)求弦长|AB|高中数学试卷第2页,共10页..18.设焦点在y轴上的双曲线渐近线方程为y=±x,且焦距为4,已知点A(1,)(1)求双曲线的标准方程;(2)已知点A(1,),过点A的直线L交双曲线于M,N两点,点A为线段MN的中点,求直线L方程.19.已知抛物线的标准方程是y2=6x,(1)求它的焦点坐标和准线方程,(2)直线L过已知抛物线的焦点且倾斜角为45°,且与抛物线的交点为A、B,求AB 的长度.20.已知椭圆的离心率,直线y=bx+2与圆x2+y2=2相切.(1)求椭圆的方程;(2)已知定点E(1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆相交于C,D两点,试判断是否存在实数k,使得以CD为直径的圆过定点E?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.21.已知椭圆C:4x2+y2=1及直线L:y=x+m.(1)当直线L和椭圆C有公共点时,求实数m的取值范围;(2)当直线L被椭圆C截得的弦最长时,求直线L所在的直线方程.答案和解析【答案】1.D2.B3.A4.B5.B6.C7.C8.D9.C10.B11.A12.C13.A14.15.816.解:(1)2a =PA+PB=2,所以a =,又c=2,所以b2=a2-c2=6则以A、B为焦点且过点P的椭圆的标准方程为:+=1.17.解:(1)∵椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长为4,∴,解得a=4,b=2,∴椭圆方程为=1.(2)联立,得5x2+16x=0,解得,,∴A(0,2),B(-,-),∴|AB|==.18.解:(1)设双曲线的标准方程为(a>0,b>0),则∵双曲线渐近线方程为y=±x,且焦距为4,∴,c=2∵c2=a2+b2∴a=1,b =∴双曲线的标准方程为;(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),代入双曲线方程可得,两式相减,结合点A(1,)为线段MN 的中点,可得∴=∴直线L 方程为,即4x-6y-1=0.高中数学试卷第4页,共10页..19.解:(1)抛物线的标准方程是y2=6x,焦点在x轴上,开口向右,2p=6,∴=∴焦点为F(,0),准线方程:x=-,(2)∵直线L过已知抛物线的焦点且倾斜角为45°,∴直线L的方程为y=x-,代入抛物线y2=6x化简得x2-9x+=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=9,所以|AB|=x1+x2+p=9+3=12.故所求的弦长为12.20.解:(1)因为直线l:y=bx+2与圆x2+y2=2相切,∴,∴b=1,∵椭圆的离心率,∴,∴a2=3,∴所求椭圆的方程是.(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,消去y可得:(1+3k2)x2+12kx+9=0∴△=36k2-36>0,∴k>1或k<-1,设C(x1,y1),D(x2,y2),则有,,若以CD为直径的圆过点E,则EC⊥ED,∵,,∴(x1-1)(x2-1)+y1y2=0∴(1+k2)x1x2+(2k-1)(x1+x2)+5=0∴,解得,所以存在实数使得以CD为直径的圆过定点E.21.解:(1)由方程组,消去y,整理得5x2+2mx+m2-1=0.(2分)∴△=4m2-20(m2-1)=20-16m2(4分)因为直线和椭圆有公共点的条件是△≥0,即20-16m2≥0,解之得-.(5分)(2)设直线L和椭圆C相交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理得,(8分)∴弦长|AB|===,-,∴当m=0时,|AB|取得最大值,此时直线L方程为y=x.(10分)【解析】1. 解:∵曲线表示椭圆,∴,解得-1<k<1,且k≠0.故选:D.曲线表示椭圆,可得,解出即可得出.本题考查了椭圆的标准方程及其性质、不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.2. 解:方程表示椭圆的充要分条件是,即m∈(-4,-1)∪(-1,2).由题意可得,所求的m的范围包含集合(-4,-1)∪(-1,2),故选:B.由条件根据椭圆的标准方程,求得方程表示椭圆的充要条件所对应的m的范围,则由题意可得所求的m的范围包含所求得的m范围,结合所给的选项,得出结论.本题主要考查椭圆的标准方程,充分条件、必要条件,要条件的定义,属于基础题.3. 解:①椭圆+=1,中a2=2,b2=k,则c =,∴2c =2=2,解得k=1.高中数学试卷第6页,共10页..②椭圆+=1,中a2=k,b2=2,则c=,∴2c=2=2,解得k=3.综上所述,k的值是1或3.故选:A.利用椭圆的简单性质直接求解.本题考查椭圆的简单性质,考查对椭圆的标准方程中各字母的几何意义,属于简单题.4. 解:设椭圆方程为=1(a>b>0),由题意可得c=1,a=2,b=,即有椭圆方程为+=1.故选:B.设椭圆方程为=1(a>b>0),由题意可得c=1,a=2,再由a,b,c的关系,可得b,进而得到椭圆方程.本题考查椭圆的方程的求法,注意运用待定系数法,考查椭圆的焦点的运用,属于基础题.5. 解:命题甲是:“|PA|+|PB|是定值”,命题乙是:“点P的轨迹是以A.B为焦点的椭圆∵当一个动点到两个顶点距离之和等于定值时,再加上这个和大于两个定点之间的距离,可以得到动点的轨迹是椭圆,没有加上的条件不一定推出,而点P的轨迹是以A.B为焦点的椭圆,一定能够推出|PA|+|PB|是定值,∴甲是乙成立的必要不充分条件故选B.6. 解:a>0,b>0,方程ax2+by2=1不一定表示椭圆,如a=b=1;反之,若方程ax2+by2=1表示椭圆,则a>0,b>0.∴“a>0,b>0”是“方程ax2+by2=1表示椭圆”的必要分充分条件.故选:C.直接利用必要条件、充分条件及充分必要条件的判断方法结合椭圆标准方程得答案.本题考查必要条件、充分条件及充分必要条件的判断方法,考查了椭圆的标准方程,是基础题.7. 解:由+=10,可得点(x,y)到M(0,-3)、N(0,3)的距离之和正好等于10,再结合椭圆的定义可得点(x,y)的轨迹是以M、N为焦点的椭圆,且2a=10、c=3,∴a=5,b=4,故要求的椭圆的方程为+=1,故选:C.有条件利用椭圆的定义、标准方程,以及简单性质,求得椭圆的标准方程.本题主要考查椭圆的定义、标准方程,以及简单性质的应用,属于中档题.8. 解:椭圆的左焦点为F(-,0),右焦点为(,0),∵P 为椭圆上一点,其横坐标为,∴P 到右焦点的距离为∵椭圆的长轴长为4∴P到左焦点的距离|PF|=4-=故选D.确定椭圆的焦点坐标,利用椭圆的定义,即可求得P到左焦点的距离.本题考查椭圆的标准方程与几何性质,考查椭圆的定义,属于中档题.9. 解:∵点P到点(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离少1,∴将直线x+5=0右移1个单位,得直线x+4=0,即x=-4,可得点P到直线x=-4的距离等于它到点(4,0)的距离.根据抛物线的定义,可得点P的轨迹是以点(4,0)为焦点,以直线x=-4为准线的抛物线.设抛物线方程为y2=2px,可得=4,得2p=16,∴抛物线的标准方程为y2=16x,即为P点的轨迹方程.故选:C根据题意,点P到直线x=-4的距离等于它到点(4,0)的距离.由抛物线的定义与标准方程,不难得到P点的轨迹方程.本题给出动点P到定直线的距离比到定点的距离大1,求点P的轨迹方程,着重考查了抛物线的定义与标准方程和动点轨迹求法等知识,属于基础题.10. 解:抛物线y=ax2(a<0)可化为,准线方程为.故选B.抛物线y=ax2(a<0)化为标准方程,即可求出抛物线的准线方程.本题考查抛物线的性质,考查学生的计算能力,抛物线方程化为标准方程是关键.11. 解:抛物线y2=4x的准线为x=-1,∵点P到直线x=-3的距离为5,∴点p到准线x=-1的距离是5-2=3,根据抛物线的定义可知,点P到该抛物线焦点的距离是3,故选A.先根据抛物线的方程求得抛物线的准线方程,根据点P到直线x=-3的距离求得点到准线的距离,进而利用抛物线的定义可知点到准线的距离与点到焦点的距离相等,从而求得答案.本题主要考查了抛物线的定义.充分利用了抛物线上的点到准线的距离与点到焦点的距高中数学试卷第8页,共10页..离相等这一特性.12. 解:抛物线x=y2,可得:y2=4x,抛物线的焦点坐标(1,0).依题点P到点A(0,2)的距离与点P到y轴的距离之和的最小值,就是P到(0,2)与P到该抛物线准线的距离的和减去1.由抛物线的定义,可得则点P到点A(0,2)的距离与P到该抛物线焦点坐标的距离之和减1,可得:-1=.故选:C.先求出抛物线的焦点坐标,再由抛物线的定义转化求解即可.本小题主要考查抛物线的定义解题,考查了抛物线的应用,考查了学生转化和化归,数形结合等数学思想.13. 解:联立直线y=kx-2与抛物线y2=8x,消去y,可得k2x2-(4k+8)x+4=0,(k≠0),判别式(4k+8)2-16k2>0,解得k>-1.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,由AB中点的横坐标为2,即有=4,解得k=2或-1(舍去),故选:A.联立直线y=kx-2与抛物线y2=8x,消去y,可得x的方程,由判别式大于0,运用韦达定理和中点坐标公式,计算即可求得k=2.本题考查抛物线的方程的运用,联立直线和抛物线方程,消去未知数,运用韦达定理和中点坐标公式,注意判别式大于0,属于中档题.14. 解:利用椭圆定义得a+c=2×5=10b=2×4=8由正弦定理得=故答案为先利用椭圆的定义求得a+c,进而由正弦定理把原式转换成边的问题,进而求得答案.本题主要考查了椭圆的定义和正弦定理的应用.考查了学生对椭圆的定义的灵活运用.15. 解:将椭圆的方程转化为标准形式为,显然k-2>10-k,即k>6,,解得k=8故答案为:8.16.利用椭圆定义,求出2a,得出a,可求得椭圆的标准方程.本题考查了椭圆方程的求法,是基础题,解题时要注意椭圆的简单性质的合理运用.17.(1)由椭圆的离心率为,短轴长为4,列出方程组,能求出椭圆方程.(2)联立,得5x2+16x=0,由此能求出弦长|AB|.本题考查椭圆方程的求法,考查弦长的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意椭圆性质的合理运用.18.(1)设出双曲线的标准方程,利用双曲线渐近线方程为y=±x,且焦距为4,求出几何量,即可求双曲线的标准方程;(2)利用点差法,求出直线的斜率,即可求直线L方程.本题考查双曲线的标准方程,考查直线与双曲线的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.19.(1)抛物线的标准方程是y2=6x,焦点在x轴上,开口向右,2p=6,即可求出抛物线的焦点坐标和准线方程,(2)先根据题意给出直线l的方程,代入抛物线,求出两交点的横坐标的和,然后利用焦半径公式求解即可.本题考查了直线与抛物线的位置关系中的弦长问题,因为是过焦点的弦长问题,所以利用了焦半径公式.属于基础题.20.(1)利用直线l:y=bx+2与圆x2+y2=2相切,求出b,利用椭圆的离心率求出a,得到椭圆方程.(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,消去y可得:(1+3k2)x2+12kx+9=0,设C(x1,y1),D(x2,y2),则利用韦达定理结合EC⊥ED,求解k ,说明存在实数使得以CD为直径的圆过定点E.本题考查椭圆的简单性质的应用,直线与椭圆的位置关系的应用,考查存在性问题的处理方法,设而不求的应用,考查计算能力.21.(1)由方程组,得5x2+2mx+m2-1=0,由此利用根的判别式能求出实数m的取值范围.(2)设直线L和椭圆C相交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理求出弦长|AB|=,由此能求出当m=0时,|AB|取得最大值,此时直线L方程为y=x.本题考查实数的取值范围的求法,考查直线方程的求法,解题时要认真审题,注意根的判别式、韦达定理、弦长公式的合理运用.高中数学试卷第10页,共10页。
第12章圆锥曲线
12.1曲线和方程
思考问题:
1.两坐标轴所成的角位于第一、三象限的角平分线的方程是()
(A)x - y = 0
(B)x2 - y2 = 0
(C)√x−√y=0
2.抛物线y = x2,其图象如下:
【知识精要】
一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(纯粹性)
(2)以这个方程的解为坐标的点都是这个曲线上的点。
(完备性)
那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线。
定义的分析与理解:
1、前提:一条曲线C和一个二元方程f(x,y)=0。
2、两个并列条件:
条件(1)说明曲线C上不存在坐标不满足方程的解;条件
(2)说明坐标适合方程的点都在曲线上。
3、方程的曲线和曲线的方程是两个等价的结论,只有两个条件都成立,它们才同时成立,两个条件缺一不可。
4、从集合的角度理解:集合A是曲线C上所有点的集合,集合B是以方程f(x,y)=0的解为坐标的点的集合,条件(1)说明了A包含于B,条件(2)说明了B包含于A,从而A=B。
【精解名题】
例1、(1)到两坐标轴距离相等的点组成的直线的方程是x-y=0吗?为什么?
(2)过点P(0,1)且与x轴平行的直线是否为方程|y|=1所表示的曲线?
解:(1)不是,满足完备性,不满足纯粹性。
(2)不是,满足纯粹性,不满足完备性。
分析:一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(纯粹性)
(2)以这个方程的解为坐标的点都是这个曲线上的点。
(完备性)
那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线。
例2、证明圆心为坐标原点,半径为5的圆的方程是x2+y2=25?
例3、已知方程:x2+(y-1)2=10
(1)判断点P(1,-2),Q(2,3) 是否在此方程表示的曲线上;
(2)若点M(m/2,m)在此方程表示的曲线上,求m。
解:(1)∵12+(-2-1)2=10 22+(3-1)2=8 ≠ 10
∴点P在曲线上,点Q不在曲线上.
(2)∵(m/2)2+(-m-1)2=10
∴m=2或m= -18/5
结论:若曲线C的方程为f(x, y)=0,则点P(x0 , y0)在曲线C上的充要条件是:f(x0 , y0)=0
【热身练习】
1、如果曲线C上的点的坐标(x, y )都是方程f(x,y)=0的解,那么( )
A、以方程f(x,y)=0的解为坐标的点都在曲线C上
B、以方程f(x,y)=0的解为坐标的点, 有些不在曲线C上
C、不在曲线C上的点的坐标都不是方程f(x,y)=0的解
D、坐标不满足f(x,y)=0的点不在曲线C上
2、等腰三角形三个顶点的坐标是A(0,3),B(2,0),C(-2,0),中线AO(O为原点)的方程是x=0吗?为什么?
3、指出方程x2(x2+y2-1)=y2 (x2+y2-1)所表示的曲线C,若点M(m , 2), N(3/2 , n) 在曲线C上,求m, n的值。
课后小结:
1、曲线的方程和方程的曲线的定义;
2、证明给定方程是否为已知曲线方程的方法;
3、判断点是否在曲线上的方法。