高中數(shù)學(xué)蘇教版選修1-1學(xué)案2.5圓錐曲線的共同性質(zhì)_第1頁(yè)
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學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解并會(huì)運(yùn)用圓錐曲線的共同性質(zhì),解決一些與圓錐曲線有關(guān)的簡(jiǎn)單幾何問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題.2.了解圓錐曲線的統(tǒng)一定義,掌握?qǐng)A錐曲線的離心率、焦點(diǎn)、準(zhǔn)線等概念.知識(shí)點(diǎn)圓錐曲線的統(tǒng)一定義思考如何求圓錐曲線的統(tǒng)一方程呢?梳理(1)圓錐曲線上的點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)F和到一條定直線l(F不在定直線l上)的距離之比等于________.當(dāng)________時(shí),它表示橢圓;當(dāng)________時(shí),它表示雙曲線;當(dāng)________時(shí),它表示拋物線.其中________是圓錐曲線的離心率,定點(diǎn)F是圓錐曲線的________,定直線l是圓錐曲線的________.(2)橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的準(zhǔn)線方程為x=±eq\f(a2,c),eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)的準(zhǔn)線方程為y=±eq\f(a2,c).雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的準(zhǔn)線方程為x=±eq\f(a2,c),雙曲線eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的準(zhǔn)線方程為y=±eq\f(a2,c).類型一已知準(zhǔn)線求圓錐曲線的方程例1雙曲線的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,兩準(zhǔn)線間的距離為4,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2eq\r(6),3),求雙曲線的方程.反思與感悟(1)在本例中,兩準(zhǔn)線間的距離是一個(gè)定值eq\f(2a2,c),不論雙曲線位置如何,均可使用.(2)已知準(zhǔn)線方程(或準(zhǔn)線間距離)求圓錐曲線方程,該條件使用方法有兩個(gè):①利用統(tǒng)一定義,②直接列出基本量a,b,c,e的關(guān)系式.跟蹤訓(xùn)練1已知A、B是橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,\f(9,25)a2)=1上的點(diǎn),F(xiàn)2是橢圓的右焦點(diǎn),且AF2+BF2=eq\f(8,5)a,AB的中點(diǎn)N到橢圓左準(zhǔn)線的距離為eq\f(3,2),求此橢圓方程.類型二圓錐曲線統(tǒng)一定義的應(yīng)用例2已知A(4,0),B(2,2)是橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn),M是橢圓上的動(dòng)點(diǎn).(1)求MA+MB的最大值和最小值;(2)求MB+eq\f(5,4)MA的最小值及此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo).反思與感悟(1)解答此類題目時(shí),應(yīng)注意式子中的系數(shù)特點(diǎn),依此恰當(dāng)?shù)剡x取定義.(2)圓錐曲線的統(tǒng)一定義,可以靈活地將曲線上點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而簡(jiǎn)化解題過(guò)程.跟蹤訓(xùn)練2試在拋物線y2=4x上求一點(diǎn)A,使點(diǎn)A到點(diǎn)B(eq\r(3),2)與到焦點(diǎn)的距離之和最?。?/p>

類型三焦點(diǎn)弦問(wèn)題例3橢圓C的一個(gè)焦點(diǎn)為F1(2,0),相應(yīng)準(zhǔn)線方程為x=8,離心率e=eq\f(1,2).(1)求橢圓的方程;(2)求過(guò)另一個(gè)焦點(diǎn)且傾斜角為45°的直線截橢圓C所得的弦長(zhǎng).反思與感悟(1)本例(2)中若用一般弦長(zhǎng)公式,而不用統(tǒng)一定義,計(jì)算起來(lái)則復(fù)雜一些.(2)對(duì)于圓錐曲線焦點(diǎn)弦的計(jì)算,利用統(tǒng)一定義較為方便.跟蹤訓(xùn)練3已知橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)是F(3,1),相應(yīng)于F的準(zhǔn)線為y軸,l是過(guò)點(diǎn)F且傾斜角為60°的直線,l被橢圓截得的弦AB的長(zhǎng)是eq\f(16,5),求橢圓的方程.1.橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1的準(zhǔn)線方程是____________.2.如果橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)將長(zhǎng)軸三等分,那么這個(gè)橢圓的兩準(zhǔn)線間距離是焦距的________倍.3.若雙曲線eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1左支上的一點(diǎn)P到左焦點(diǎn)的距離為15,則點(diǎn)P到右準(zhǔn)線的距離為________.4.已知橢圓方程為eq\f(x2,16)+eq\f(y2,12)=1,右焦點(diǎn)為F,A(2,1)為其內(nèi)部一點(diǎn),P為橢圓上一動(dòng)點(diǎn),為使PA+2PF最小,P點(diǎn)坐標(biāo)為__________.5.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若中心在坐標(biāo)原點(diǎn)的雙曲線的一條準(zhǔn)線方程為x=eq\f(1,2),且它的一個(gè)頂點(diǎn)與拋物線y2=-4x的焦點(diǎn)重合,則該雙曲線的漸近線方程為____________.1.在學(xué)習(xí)圓錐曲線的統(tǒng)一定義時(shí),應(yīng)注意與前面學(xué)過(guò)的橢圓、雙曲線和拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)相聯(lián)系,以提高自己綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和解題的靈活性.2.在已知準(zhǔn)線方程時(shí),一般轉(zhuǎn)化為eq\f(a2,c)的數(shù)量關(guān)系,結(jié)合其他條件求出基本量a,b,c.若是求方程,可由準(zhǔn)線的位置來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)方程的類型.3.根據(jù)圓錐曲線的統(tǒng)一定義,可把圓錐曲線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為到對(duì)應(yīng)準(zhǔn)線的距離,這是一個(gè)非常重要的轉(zhuǎn)化方法,可簡(jiǎn)化解題過(guò)程.提醒:完成作業(yè)第2章§2.5

答案精析問(wèn)題導(dǎo)學(xué)知識(shí)點(diǎn)思考如圖,過(guò)點(diǎn)M作MH⊥l,H為垂足,由圓錐曲線的統(tǒng)一定義可知M∈{M|FM=eMH}.取過(guò)焦點(diǎn)F,且與準(zhǔn)線l垂直的直線為x軸,F(xiàn)(O)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立直角坐標(biāo)系.設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),則OM=eq\r(x2+y2).①設(shè)直線l的方程為x=-p,則MH=|x+p|.②把①、②代入OM=eMH,得eq\r(x2+y2)=e|x+p|.兩邊平方,化簡(jiǎn)得(1-e2)x2+y2-2pe2x-p2e2=0.這就是圓錐曲線(橢圓、雙曲線、拋物線)在直角坐標(biāo)系中的統(tǒng)一方程.梳理(1)常數(shù)e0<e<1e>1e=1e焦點(diǎn)準(zhǔn)線題型探究例1解(1)若焦點(diǎn)在x軸上,則設(shè)雙曲線的方程為eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),由已知得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(24,a2)-\f(9,b2)=1,,\f(2a2,c)=4,))∴a2=2c,b2=c2-a2=c2-2c.代入eq\f(24,a2)-eq\f(9,b2)=1,整理得c2-14c+33=0,∴c=3或c=11.∴a2=6,b2=3或a2=22,b2=99.∴雙曲線的方程為eq\f(x2,6)-eq\f(y2,3)=1或eq\f(x2,22)-eq\f(y2,99)=1.(2)若焦點(diǎn)在y軸上,則設(shè)雙曲線的方程為eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0).由已知得eq\f(9,a2)-eq\f(24,b2)=1.將a2=2c,b2=c2-2c代入eq\f(9,a2)-eq\f(24,b2)=1得,2c2-13c+66=0,Δ<0,此方程無(wú)實(shí)數(shù)解.綜合(1)(2)可知,雙曲線的方程為eq\f(x2,6)-eq\f(y2,3)=1或eq\f(x2,22)-eq\f(y2,99)=1.跟蹤訓(xùn)練1解設(shè)F1為左焦點(diǎn),連結(jié)AF1,BF1,則根據(jù)橢圓定義知,AF1+BF1=2a-AF2+2a-BF2=4a-(AF2+BF2)=4a-eq\f(8,5)a=eq\f(12,5)a.再設(shè)A、B、N三點(diǎn)到左準(zhǔn)線距離分別為d1、d2、d3,由梯形中位線定理,得d1+d2=2d3=3.而已知b2=eq\f(9,25)a2,∴c2=eq\f(16,25)a2.∴離心率e=eq\f(4,5),由統(tǒng)一定義AF1=ed1,BF1=ed2,∴AF1+BF1=eq\f(12,5)a=e(d1+d2)=eq\f(12,5),∴a=1,∴橢圓方程為x2+eq\f(y2,\f(9,25))=1.例2解(1)如圖所示,由eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1得a=5,b=3,c=4.所以A(4,0)為橢圓的右焦點(diǎn),F(xiàn)(-4,0)為橢圓的左焦點(diǎn).因?yàn)镸A+MF=2a=10,所以MA+MB=10-MF+MB.因?yàn)閨MB-MF|≤BF=eq\r(-4-22+0-22)=2eq\r(10),所以-2eq\r(10)≤MB-MF≤2eq\r(10).故10-2eq\r(10)≤MA+MB≤10+2eq\r(10),即MA+MB的最大值為10+2eq\r(10),最小值為10-2eq\r(10).(2)由題意得橢圓的右準(zhǔn)線l的方程為x=eq\f(25,4).由圖可知點(diǎn)M到右準(zhǔn)線的距離為MM′,由圓錐曲線的統(tǒng)一定義得eq\f(MA,MM′)=e=eq\f(4,5),所以eq\f(5,4)MA=MM′.所以MB+eq\f(5,4)MA=MB+MM′.由圖可知當(dāng)B,M,M′三點(diǎn)共線時(shí),MB+MM′最小,即BM′=eq\f(25,4)-2=eq\f(17,4).當(dāng)y=2時(shí),有eq\f(x2,25)+eq\f(22,9)=1,解得x=±eq\f(5\r(5),3)(負(fù)值舍去),即點(diǎn)M的坐標(biāo)為(eq\f(5\r(5),3),2).故MB+eq\f(5,4)MA的最小值為eq\f(17,4),此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(eq\f(5\r(5),3),2).跟蹤訓(xùn)練2解由已知易得點(diǎn)B在拋物線內(nèi),eq\f(p,2)=1,準(zhǔn)線方程為x=-1,過(guò)點(diǎn)B作C′B⊥準(zhǔn)線l于C′,直線BC′交拋物線于A′,則A′B+A′C′為滿足題設(shè)的最小值.因?yàn)镃′B∥x軸,B點(diǎn)的坐標(biāo)為(eq\r(3),2),所以A′點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,2).又因點(diǎn)A′在拋物線上,所以A′(1,2)即為所求A點(diǎn),此時(shí)最小值為BC′=eq\r(3)+1.例3解(1)設(shè)橢圓上任一點(diǎn)P(x,y),由統(tǒng)一定義得eq\f(\r(x-22+y2),|8-x|)=eq\f(1,2),兩邊同時(shí)平方,得4[(x-2)2+y2]=(8-x)2,化簡(jiǎn)得eq\f(x2,16)+eq\f(y2,12)=1.(2)由(1)知橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn)坐標(biāo)為F2(-2,0),過(guò)F2且傾斜角為45°的直線方程為y=x+2,由曲線eq\f(x2,16)+eq\f(y2,12)=1聯(lián)立消去y,得7x2+16x-32=0.設(shè)交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=-eq\f(16,7),AB=AF2+BF2=a+ex1+a+ex2=2a+e(x1+x2)=2×4+eq\f(1,2)(x1+x2)=eq\f(48,7).跟蹤訓(xùn)練3解設(shè)橢圓離心率為e,M(x,y)為橢圓上任一點(diǎn),由統(tǒng)一定義eq\f(MF,d)=e,得eq\f(\r(x-32+y-12),|x|)=e,整理得(x-3)2+(y-1)2=e2x2.①∵直線l的傾斜角為60°,∴直線l的方程為y-1=eq\r(3)(x-3),②①②聯(lián)立得(4-e2)x2-24x+36=0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由根與系數(shù)的關(guān)系,得x1+x2=eq\f(24,

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