圆锥曲线的方程与性质

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圆锥曲线的方程与性质

1.(2020·全国Ⅰ卷)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p =( ) A.2

B.3

C.6

D.9

解析 设A (x ,y ),由抛物线的定义知,点A 到准线的距离为12,即x +p

2=12. 又因为点A 到y 轴的距离为9,即x =9, 所以9+p

2=12,解得p =6.故选C. 答案 C

2.(2020·全国Ⅲ卷)设O 为坐标原点,直线x =2与抛物线C :y 2=2px (p >0)交于D ,E 两点,若OD ⊥OE ,则C 的焦点坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭

⎪⎫14,0 B.⎝ ⎛⎭

⎪⎫

12,0 C.(1,0)

D.(2,0)

解析 将x =2与抛物线方程y 2=2px 联立, 可得y =±2p ,

不妨设D (2,2p ),E (2,-2p ),

由OD ⊥OE ,可得OD →·OE →=4-4p =0,解得p =1,

所以抛物线C 的方程为y 2=2x .其焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫

12,0.故选B.

答案 B

3.(2020·全国Ⅰ卷)设F 1,F 2是双曲线C :x 2

-y 2

3=1的两个焦点,O 为坐标原点,

点P 在C 上且|OP |=2,则△PF 1F 2的面积为( ) A.72

B.3

C.52

D.2

解析 法一 由题知a =1,b =3,c =2,F 1(-2,0),F 2(2,0),

如图,因为|OF 1|=|OF 2|=|OP |=2,所以点P 在以F 1F 2为直径的圆上,故

PF 1⊥PF 2,则|PF 1|2+|PF 2|2=(2c )2=16.

由双曲线的定义知||PF 1|-|PF 2||=2a =2,所以|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|=4,所以|PF 1||PF 2|=6,

所以△PF 1F 2的面积为1

2

|PF 1||PF 2|=3.故选B.

法二 由双曲线的方程可知,双曲线的焦点F 1,F 2在x 轴上,且|F 1F 2|=2

1+3

=4.设点P 的坐标为(x 0,y 0),则⎩

x 20-y 20

3

=1,

x 20+y 2

0=2,

解得|y 0|=3

2.

所以△PF 1F 2的面积为12|F 1F 2|·|y 0|=12×4×3

2=3.故选B.

答案 B

4.(2020·全国Ⅱ卷)已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点F 与抛物线C 2的焦点

重合,C 1的中心与C 2的顶点重合.过F 且与x 轴垂直的直线交C 1于A ,B 两点,交C 2于C ,D 两点,且|CD |=4

3|AB |. (1)求C 1的离心率;

(2)设M 是C 1与C 2的公共点.若|MF |=5,求C 1与C 2的标准方程. 解 (1)由已知可设C 2的方程为y 2=4cx ,其中c =a 2-b 2.

不妨设A ,C 在第一象限,由题设得A ,B 的纵坐标分别为b 2a ,-b 2

a ;C ,D 的纵

坐标分别为2c ,-2c ,故|AB |=2b 2

a ,|CD |=4c . 由|CD |=43|AB |得4c =8

b 23a ,即3×

c a =2-2⎝ ⎛⎭⎪⎫

c a 2

.

解得c a =-2(舍去)或c a =12.

所以C 1的离心率为1

2.

(2)由(1)知a=2c,b=3c,故C1:x2

4c2+y2

3c2=1.

设M(x0,y0),则x20

4c2+

y20

3c2=1,y

2

=4cx0,

故x20

4c2+4x0

3c=1.①

因为C2的准线为x=-c,所以|MF|=x0+c,又|MF|=5,故x0=5-c,

代入①得(5-c)2

4c2+

4(5-c)

3c=1,

即c2-2c-3=0,解得c=-1(舍去)或c=3.

所以C1的标准方程为x2

36+

y2

27=1,

C2的标准方程为y2=12x.

考点整合

1.圆锥曲线的定义

(1)椭圆:|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|);

(2)双曲线:||MF1|-|MF2||=2a(2a<|F1F2|);

(3)抛物线:|MF|=d(d为M点到准线的距离).

温馨提醒应用圆锥曲线定义解题时,易忽视定义中隐含条件导致错误.

2.圆锥曲线的标准方程

(1)椭圆:x2

a2+

y2

b2=1(a>b>0)(焦点在x轴上)或

y2

a2+

x2

b2=1(a>b>0)(焦点在y轴

上);

(2)双曲线:x2

a2-

y2

b2=1(a>0,b>0)(焦点在x轴上)或

y2

a2-

x2

b2=1(a>0,b>0)(焦点

在y轴上);

(3)抛物线:y2=2px,y2=-2px,x2=2py,x2=-2py(p>0).

3.圆锥曲线的重要性质

(1)椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系

①在椭圆中:a2=b2+c2;离心率为e=c

a=1-

b2

a2.

②在双曲线中:c2=a2+b2;离心率为e=c

a=1+

b2

a2.

(2)双曲线的渐近线方程与焦点坐标