第二章 圓錐曲線全章復(fù)習(xí)(高效培優(yōu)講義)數(shù)學(xué)北師大版2019選擇性必修第一冊(cè)(解析版)_第1頁(yè)
第二章 圓錐曲線全章復(fù)習(xí)(高效培優(yōu)講義)數(shù)學(xué)北師大版2019選擇性必修第一冊(cè)(解析版)_第2頁(yè)
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31/81第二章圓錐曲線全章復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)復(fù)習(xí)理順本章重點(diǎn)知識(shí),如橢圓、雙曲線、拋物線的方程及性質(zhì),直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等.2.能綜合應(yīng)用本章知識(shí)解決綜合性強(qiáng)的問(wèn)題,如定點(diǎn)、定值、最值及參數(shù)取值范圍等問(wèn)題.教學(xué)重難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)圓錐曲線的性質(zhì);(2)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系.2.難點(diǎn)(1)與圓錐曲線有關(guān)的點(diǎn)的軌跡問(wèn)題.(2)圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、最值、求參數(shù)取值范圍等問(wèn)題.回顧重點(diǎn)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)01橢圓1.橢圓的定義如果F1,F(xiàn)2是平面內(nèi)的兩個(gè)定點(diǎn),a是一個(gè)常數(shù),且2a>|F1F2|,則平面內(nèi)滿足|PF1|+|PF2|=2a的動(dòng)點(diǎn)P的軌跡稱為橢圓,其中兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2稱為橢圓的焦點(diǎn),兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離|F1F2|稱為橢圓的焦距.特別說(shuō)明:其數(shù)學(xué)表達(dá)式:集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c為常數(shù):①若2a>2c,則集合P為橢圓;②若2a=2c,則集合P為線段;③若2a<2c,則集合P為空集.2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方程eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)圖形性質(zhì)范圍-a≤x≤a,-b≤y≤b-b≤x≤b,-a≤y≤a對(duì)稱性對(duì)稱軸:坐標(biāo)軸;對(duì)稱中心:原點(diǎn)頂點(diǎn)A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)軸長(zhǎng)軸A1A2的長(zhǎng)為2a;短軸B1B2的長(zhǎng)為2b焦距|F1F2|=2c離心率e=eq\f(c,a)∈(0,1)a,b,c間的關(guān)系c2=a2-b2知識(shí)點(diǎn)02雙曲線1.雙曲線的定義一般地,如果F1,F(xiàn)2是平面內(nèi)的兩個(gè)定點(diǎn),a是一個(gè)正常數(shù),且2a<|F1F2|,則平面上滿足||PF1|-|PF2||=2a的動(dòng)點(diǎn)P的軌跡稱為雙曲線,其中,兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2稱為雙曲線的焦點(diǎn),兩個(gè)焦點(diǎn)的距離|F1F2|稱為雙曲線的焦距.特別說(shuō)明:數(shù)學(xué)表達(dá)式:集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c為常數(shù)且a>0,c>0.①若a<c,則集合P為雙曲線;②若a=c,則集合P為兩條射線;③若a>c,則集合P為空集.2.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方程eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0)圖形性質(zhì)范圍x≥a或x≤-a,y∈Ry≤-a或y≥a,x∈R對(duì)稱性對(duì)稱軸:坐標(biāo)軸;對(duì)稱中心:原點(diǎn)頂點(diǎn)A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)漸近線y=±eq\f(b,a)xy=±eq\f(a,b)x離心率e=eq\f(c,a),e∈(1,+∞)實(shí)虛軸實(shí)軸:線段A1A2,|A1A2|=2a虛軸:線段B1B2,|B1B2|=2ba,b,c的關(guān)系c2=a2+b23.等軸雙曲線(1)定義:實(shí)軸與虛軸相等的雙曲線稱為等軸雙曲線,其方程寫作:x2-y2=λ(λ≠0).(2)性質(zhì):①a=b;②e=eq\r(2);③兩條漸近線y=±x互相垂直;④等軸雙曲線上任意一點(diǎn)到中心的距離是它到兩焦點(diǎn)距離的等比中項(xiàng).4.共軛雙曲線(拓展)(1)定義:如果一條雙曲線的實(shí)軸和虛軸分別是另一條雙曲線的虛軸和實(shí)軸,那么這兩條雙曲線互為共軛雙曲線.(2)性質(zhì):①它們有共同的漸近線;②它們的四個(gè)焦點(diǎn)共圓;③它們的離心率的倒數(shù)的平方和等于1.知識(shí)點(diǎn)03拋物線1.拋物線的定義一般地,設(shè)F是平面內(nèi)的一個(gè)定點(diǎn),l是不過(guò)點(diǎn)F的一條定直線,則平面上到F的距離與到l的距離相等的點(diǎn)的軌跡稱為拋物線,其中定點(diǎn)F稱為拋物線的焦點(diǎn),定直線l稱為拋物線的準(zhǔn)線.特別說(shuō)明:其數(shù)學(xué)表達(dá)式:{M||MF|=d}(d為點(diǎn)M到準(zhǔn)線l的距離).2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方程y2=2px(p>0)y2=-2px(p>0)x2=2py(p>0)x2=-2py(p>0)開口方向向右向左向上向下圖形頂點(diǎn)O(0,0)對(duì)稱軸x軸y軸焦點(diǎn)Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(p,2),0))Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(p,2)))Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(p,2)))離心率e=1準(zhǔn)線方程x=-eq\f(p,2)x=eq\f(p,2)y=-eq\f(p,2)y=eq\f(p,2)范圍x≥0,y∈Rx≤0,y∈Ry≥0,x∈Ry≤0,x∈R焦半徑(其中P(x0,y0)在拋物線上)|PF|=x0+eq\f(p,2)|PF|=-x0+eq\f(p,2)|PF|=y(tǒng)0+eq\f(p,2)|PF|=-y0+eq\f(p,2)知識(shí)點(diǎn)04直線與圓錐曲線的位置關(guān)系1.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的判斷(1)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系有相交、相切、相離;相交有兩個(gè)交點(diǎn)(特殊情況除外),相切有一個(gè)交點(diǎn),相離無(wú)交點(diǎn).(2)判斷直線l與圓錐曲線C的位置關(guān)系時(shí),通常將直線l的方程Ax+By+C=0代入圓錐曲線C的方程.消去y(或x)得到一個(gè)關(guān)于變量x(或y)的方程ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0).①當(dāng)a≠0時(shí),可考慮一元二次方程的判別式Δ,有Δ>0時(shí),直線l與曲線C相交;Δ=0時(shí),直線l與曲線C相切;Δ<0時(shí),直線l與曲線C相離.②當(dāng)a=0時(shí),即得到一個(gè)一次方程,則l與C相交,且只有一個(gè)交點(diǎn),此時(shí),若C為雙曲線,則直線l與雙曲線的漸近線平行;若C為拋物線,則直線l與拋物線的對(duì)稱軸平行或重合.2.圓錐曲線的弦長(zhǎng)公式設(shè)直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(x1,y1),B(x2,y2),則|AB|=eq\r(1+k2)|x1-x2|=eq\r((1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2])或|AB|=eq\r(1+\f(1,k2))|y1-y2|=eq\r((1+\f(1,k2))[(y1+y2)2-4y1y2]),k為直線斜率且k≠0.二、熟記重要(二級(jí))結(jié)論橢圓中的常用結(jié)論:1.焦半徑:橢圓上的點(diǎn)與左(下)焦點(diǎn)與右(上)焦點(diǎn)之間的線段的長(zhǎng)度叫做橢圓的焦半徑,分別記作.(1);(2);(3)焦半徑中以長(zhǎng)軸為端點(diǎn)的焦半徑最大和最?。ń拯c(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)).2.焦點(diǎn)三角形:橢圓上的點(diǎn)與兩焦點(diǎn)構(gòu)成的叫做焦點(diǎn)三角形,的面積為,則在橢圓中(1)當(dāng)為短軸端點(diǎn)時(shí),最大.(2),當(dāng)時(shí),即點(diǎn)為短軸端點(diǎn)時(shí),取最大值,最大值為.(3)焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)為.3.焦點(diǎn)弦(過(guò)焦點(diǎn)的弦):焦點(diǎn)弦中以通徑(垂直于長(zhǎng)軸的焦點(diǎn)弦)最短,弦長(zhǎng).4.為橢圓的弦,,弦中點(diǎn),則(1)弦長(zhǎng);(2)直線的斜率.雙曲線中的常用結(jié)論:1.雙曲線的焦點(diǎn)到其漸近線的距離為.2.若是雙曲線右支上一點(diǎn),分別為雙曲線的左、右焦點(diǎn),則.3.同支的焦點(diǎn)弦中最短的為通徑(過(guò)焦點(diǎn)且垂直于長(zhǎng)軸的弦),其長(zhǎng)為;異支的弦中最短的為實(shí)軸,其長(zhǎng)為.4.若是雙曲線上不同于實(shí)軸兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn),分別為雙曲線的左、右焦點(diǎn),則,其中為.5.若是雙曲線右支上不同于實(shí)軸端點(diǎn)的任意一點(diǎn),分別為雙曲線的左、右焦點(diǎn),為內(nèi)切圓的圓心,則圓心的橫坐標(biāo)為定值.拋物線中的常用結(jié)論:設(shè)是過(guò)拋物線焦點(diǎn)的弦,若,則(1);(2),,弦長(zhǎng)(為弦的傾斜角);(3);(4)以弦為直徑的圓與準(zhǔn)線相切;(5)以或?yàn)橹睆降膱A與軸相切;(6)過(guò)焦點(diǎn)弦的端點(diǎn)的切線互相垂直且交點(diǎn)在準(zhǔn)線上.圓錐曲線的切線方程(1)過(guò)橢圓的切線方程為:;(2)過(guò)雙曲線的切線方程為:;(3)過(guò).圓錐曲線的切點(diǎn)弦方程(1)橢圓的切點(diǎn)弦方程為;(2)雙曲線的切點(diǎn)弦方程為;(3)的切點(diǎn)弦方程為.說(shuō)明:上述公式的記憶方法均可用“抄一代一”,即把平方項(xiàng)其中一個(gè)照抄,另一個(gè)將變量用已知點(diǎn)的相應(yīng)坐標(biāo)代入(從曲線上一點(diǎn)作曲線的切線,切線方程可將原方程作如下方法替換求出,,,,.題型01利用圓錐曲線的定義求方程【典例1-1】(24-25高二上·湖北孝感·階段練習(xí))一動(dòng)圓與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切,則動(dòng)圓圓心的軌跡方程是(

)A. B. C. D.【答案】A【詳解】設(shè)動(dòng)圓圓心為,半徑為,設(shè)已知圓的圓心分別為、,將圓的方程配方得:,圓心,半徑為,圓同理化為,圓心,半徑為,當(dāng)動(dòng)圓與圓相外切時(shí),有①當(dāng)動(dòng)圓與圓相內(nèi)切時(shí),有②將①②兩式相加,得動(dòng)圓圓心到點(diǎn)和的距離和是常數(shù),所以點(diǎn)的軌跡是焦點(diǎn)為點(diǎn)、,長(zhǎng)軸長(zhǎng)等于的橢圓,故,,,.故選:A.【典例1-2】(24-25高三上·遼寧·期末)已知,,為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)是圓上任意一點(diǎn),點(diǎn)是圓外一點(diǎn),若,,則點(diǎn)的軌跡方程為(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】延長(zhǎng)交直線于點(diǎn),連接,由條件判斷且為中點(diǎn),利用中位線性質(zhì)得且,從而利用雙曲線的定義得點(diǎn)在以,為焦點(diǎn)的雙曲線上,進(jìn)而利用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程求解軌跡方程即可.【詳解】由題意知,圓的半徑,延長(zhǎng)交直線于點(diǎn),連接,因?yàn)?,且,所以,且為中點(diǎn),所以,且,因此,,所以點(diǎn)在以,為焦點(diǎn)的雙曲線上,設(shè)的方程為,可知,所以,又,則,所以的方程為,即,又點(diǎn)是圓外一點(diǎn),所以,即,故所求軌跡方程為.故選:B利用圓錐曲線的定義求軌跡方程當(dāng)點(diǎn)的軌跡符合圓錐曲線的定義時(shí),可以利用定義法求其軌跡方程.其中在用定義法求雙曲線方程時(shí),還應(yīng)依據(jù)條件辨清是哪一支,還是全部曲線.【變式1-1】(24-25高二上·江西贛州·期中聯(lián)考)已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)在直線上,過(guò)點(diǎn)且垂直于軸的直線與線段MF的垂直平分線交于點(diǎn),記點(diǎn)的軌跡為曲線.則曲線的方程為(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】方法一:軌跡方程法設(shè)點(diǎn),則點(diǎn).連接PF,由題意知,即,整理得,則曲線的方程為.方法二:幾何定義法由題意知,點(diǎn)到點(diǎn)的距離等于其到直線的距離,則點(diǎn)的軌跡為以點(diǎn)為焦點(diǎn),以為準(zhǔn)線的拋物線,則曲線的方程為.故選:B.【變式1-2】在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)的坐標(biāo)為,以線段為直徑的圓與圓相切,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為(

)A. B.C. D.【答案】A【詳解】由已知圓半徑為,如圖,當(dāng)兩圓外切時(shí),設(shè)的中點(diǎn)為,即為圓心,,即,取,連接,O是中點(diǎn),則,因此,當(dāng)兩圓內(nèi)切時(shí),記動(dòng)點(diǎn)為,的中點(diǎn)為D,則,所以,因?yàn)辄c(diǎn)、分別是、的中點(diǎn),所以,所以,所以動(dòng)點(diǎn)P滿足,而,所以點(diǎn)P軌跡是以,為焦點(diǎn),實(shí)軸長(zhǎng)為的雙曲線,,則,又,因此,雙曲線方程為,故選:A.題型02利用圓錐曲線定義求距離的最值【典例2-1】已知兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是,動(dòng)點(diǎn)到的距離比到直線的距離小,則的最小值為(

)A.4 B.5 C. D.【答案】D【詳解】根據(jù)題意可得動(dòng)點(diǎn)到的距離與到直線的距離相等,所以動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程是以為焦點(diǎn)的拋物線,即,過(guò)作垂直于準(zhǔn)線,垂足為,如下圖所示:

易知,所以,當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),取得最小值,即為點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離;所以的最小值為6.故選:D【典例2-2】(24-25高二上·河南鄭州·期中)設(shè)是雙曲線上一點(diǎn),,分別是兩圓:和上的點(diǎn),則的最大值為.【答案】8【詳解】圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng),半焦距,則為其左右焦點(diǎn),,,要取最大值,點(diǎn)必在雙曲線左支上,所以.故答案為:利用圓錐曲線定義破解距離和或差的最值問(wèn)題1.在遇到橢圓、雙曲線中線段和或的最值問(wèn)題時(shí),常利用其定義及三角形三邊關(guān)系轉(zhuǎn)化求解,即利用定義將到一焦點(diǎn)的距離化為到另一個(gè)焦點(diǎn)的距離,再進(jìn)一步求解.2.利用拋物線定義可以解決距離的最大和最小問(wèn)題,該類問(wèn)題一般情況下都與拋物線的定義有關(guān).實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到點(diǎn)的距離與點(diǎn)到直線的距離的轉(zhuǎn)化.【變式2-1】(24-25高二下·安徽·階段練習(xí))已知橢圓的右焦點(diǎn)為,離心率為.若,點(diǎn)是上的任意一點(diǎn),則的最大值為(

)A. B.6 C. D.【答案】D【詳解】設(shè)的左焦點(diǎn)為,半焦距為,由題意得,又離心率,所以,由橢圓的定義得:,所以,當(dāng)點(diǎn)為線段的延長(zhǎng)線與的交點(diǎn)時(shí)取等號(hào),故的最大值為.故選:D.【變式2-2】(25-26高二上·湖南長(zhǎng)沙·階段作業(yè))已知是拋物線的焦點(diǎn),是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),,則周長(zhǎng)的最小值為.【答案】【詳解】將拋物線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程:,求得焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線,且.設(shè),如圖,過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),則由拋物線的定義得:,所以的周長(zhǎng).當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線,即時(shí),等號(hào)成立.題型03圓錐曲線的焦點(diǎn)三角形問(wèn)題【典例3-1】(24-25高二下·云南曲靖·階段練習(xí))已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,離心率,點(diǎn)為該橢圓上一點(diǎn),且滿足,若的內(nèi)切圓的面積為,則的外接圓的面積為(

)A. B. C. D.【答案】D【詳解】由,得,即.設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,則由的內(nèi)切圓的面積為,可得其內(nèi)切圓的半徑.在中,根據(jù)橢圓的定義,又,由余弦定理得,解得,所以即.又,得,故,由正弦定理知的外接圓半徑為,所以的外接圓的面積為.故選:D.【典例3-2】(多選)(25-26高三上·四川·開學(xué)考試)記雙曲線:的左、右焦點(diǎn)分別為,.若,以為圓心、為半徑的圓與的右支交于,兩點(diǎn),點(diǎn)為上一點(diǎn),滿足,則(

)A.的漸近線方程為 B.的面積為3C. D.【答案】BC【詳解】由題知,解得,故的方程為,對(duì)于A,因?yàn)榈姆匠虨?,其漸近線方程為,所以A錯(cuò)誤,對(duì)于B,由雙曲線定義可知,不妨令,,而,故,即,整理得到,所以的面積,故B正確,對(duì)于C,易知圓的方程為,聯(lián)立,消得,解得(舍去)或,代入,可得,不妨令在第一象限,則,,顯然.由B知與,不重合,而在中,,故C正確,對(duì)于D,因?yàn)?,在中,由余弦定理可得,所以D錯(cuò)誤,

故選:BC.橢圓、雙曲線中焦點(diǎn)三角形問(wèn)題的求解策略對(duì)于焦點(diǎn)三角形的處理,通常是從以下三個(gè)角度入手:(1)橢圓、雙曲線的定義;(2)正、余弦定理;(3)整體思想..【變式3-1】(25-26高三上·河北·開學(xué)考試)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,拋物線的焦點(diǎn)與雙曲線的右焦點(diǎn)重合,點(diǎn)是這兩條曲線的一個(gè)公共點(diǎn),則(

)A.雙曲線的漸近線方程為 B.C.的面積為 D.【答案】BC【詳解】由已知,拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,所以雙曲線右焦點(diǎn),即.又,所以,所以雙曲線的方程為.對(duì)于A項(xiàng),雙曲線的漸近線方程為,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于B項(xiàng),聯(lián)立雙曲線與拋物線的方程整理可得,,解得或(舍去負(fù)值),所以,代入可得,.設(shè),又,所以,故B項(xiàng)正確;對(duì)于C項(xiàng),易知,故C項(xiàng)正確;對(duì)于D項(xiàng),因?yàn)?,所以,由余弦定理可得,,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:BC【變式3-2】(多選)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)為橢圓上一點(diǎn),則(

)A.若,則的面積為B.存在點(diǎn),使得C.若直線交橢圓于另一點(diǎn),則D.使得為等腰三角形的點(diǎn)共有4個(gè)【答案】BC【詳解】由題意知,,,,對(duì)于A,由焦點(diǎn)三角形面積公式得,A錯(cuò)誤;對(duì)于B,當(dāng)點(diǎn)位于橢圓的上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn)時(shí),(為坐標(biāo)原點(diǎn)),則為直角,B正確;對(duì)于C,由焦半徑性質(zhì)可得,,C正確;對(duì)于D,焦半徑范圍為,即.若是以為頂角頂點(diǎn)的等腰三角形,點(diǎn)位于橢圓的上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn),滿足條件的點(diǎn)有2個(gè);若是以為頂角頂點(diǎn)的等腰三角形,則,則滿足條件的點(diǎn)有2個(gè);同理,若是以為頂角頂點(diǎn)的等腰三角形,滿足條件的點(diǎn)有2個(gè);故使得為等腰三角形的點(diǎn)共有6個(gè),D錯(cuò)誤.故選:BC.題型04求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程【典例4-1】已知直線3x-y+6=0經(jīng)過(guò)橢圓=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)F1,且與橢圓在第二象限的交點(diǎn)為M,與y軸的交點(diǎn)為N,F2是橢圓的右焦點(diǎn),且|MN|=|MF2|,則橢圓的方程為()A.=1 B.+y2=1 C.+y2=1 D.=1【答案】D【詳解】由題意得直線與x軸、y軸分別交于點(diǎn),因此,所以.又,于是,從而,故橢圓方程為.故選D.【典例4-2】已知雙曲線的中心在原點(diǎn),兩個(gè)焦點(diǎn)分別為和,點(diǎn)在雙曲線上,且,的面積為1,則雙曲線的方程為(

)A. B.C. D.【答案】D【詳解】不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限.設(shè),,根據(jù)題意:,所以,即,所以,,所以雙曲線的方程為:.故選:D求標(biāo)準(zhǔn)方程的一般方法:(1)待定系數(shù)法(2)定義法(3)幾何性質(zhì)法.【變式4-1】已知拋物線C:的焦點(diǎn)為F,為C上一點(diǎn),且.(1)求p;(2)若點(diǎn)在橢圓T:上,且直線AB與橢圓T相切,求橢圓T的標(biāo)準(zhǔn)方程.【詳解】(1)根據(jù)題意可知,解得.故的值為.(2)由(1)可得,則直線的斜率,則直線的方程為,與橢圓聯(lián)立,得.因?yàn)橹本€與橢圓相切,所以,化簡(jiǎn)得.①因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓T上,所以.②由①②解得,,所以橢圓T的標(biāo)準(zhǔn)方程為.【變式4-2】求適合下列條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:(1)與橢圓有公共焦點(diǎn),且過(guò)點(diǎn);(2)焦點(diǎn)在y軸上,焦距為8,漸近線斜率為;(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn),且一條漸近線的方程為.【詳解】(1)∵橢圓的焦點(diǎn)(0,±3),∴由題意設(shè)所求雙曲線為,∵雙曲線過(guò)點(diǎn),∴,整理得,解得或(舍去),∴所求雙曲線方程為.(2)設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(a,b>0),則漸近線為,

∵焦距為8,漸近線斜率為,∴,,又,所以,,∴雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,(3)因?yàn)殡p曲線的一條漸近線的方程為,所以設(shè)雙曲線方程為,又雙曲線過(guò)點(diǎn),所以,解得,所以雙曲線方程為.題型05圓錐曲線的幾何性質(zhì)考向1橢圓、雙曲線的離心率問(wèn)題【典例5-1】(25-26高三上·河北衡水·開學(xué)考試)過(guò)雙曲線的頂點(diǎn)作雙曲線的一條漸近線的垂線,垂線與軸交于點(diǎn),若線段的長(zhǎng)度等于雙曲線的焦距的一半,則雙曲線的離心率為(

)A. B. C. D.2【答案】B【分析】設(shè)點(diǎn)在軸的正半軸上,由已知可得點(diǎn),根據(jù)直線與漸近線垂直可得,即可求解雙曲線的離心率.【詳解】設(shè)雙曲線的焦距為,為坐標(biāo)原點(diǎn),不妨設(shè)點(diǎn)在軸的正半軸上,,有,可得點(diǎn),直線的斜率為,又由直線與漸近線垂直,有,可得,可得雙曲線的離心率為.故選:B.考向2雙曲線的漸近線問(wèn)題【典例5-2】(遼寧省大連市部分高中學(xué)校2025-2026學(xué)年高三上學(xué)期適應(yīng)性演練一數(shù)學(xué)試題)已知雙曲線C的離心率為2,焦點(diǎn)在x軸上.圓A的方程為圓A與雙曲線C的一條漸近線l:y=kx(k>0)相切,則a的值為(

)A. B.或 C. D.【答案】B【分析】先由橢圓的離心率求出漸近線方程為,再由點(diǎn)到直線距離公式解關(guān)于方程即可.【詳解】由題意得則則所以漸近線方程為又因?yàn)閳A的圓心為恒在直線上,半徑為2,由圓與漸近線相切可得解得故選:B.考向3拋物線的焦點(diǎn)弦問(wèn)題【典例5-3】(25-26高三上·重慶·開學(xué)考試)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),直線過(guò)拋物線的焦點(diǎn),且與交于兩點(diǎn),為的準(zhǔn)線,則(

)A. B.C.以為直徑的圓與相切 D.的面積為【答案】ACD【詳解】對(duì)于A,由題意,在直線中,令,可得,所以拋物線的焦點(diǎn)為,則,,故A正確;對(duì)于B,設(shè),,聯(lián)立得,則,,故B錯(cuò)誤;對(duì)于C,,設(shè)中點(diǎn)為,則,,到直線的距離,以為直徑的圓的半徑,由于,所以以為直徑的圓與相切,故C正確;對(duì)于D,到的距離,則的面積為,故D正確.故選:ACD.考向4圓錐曲線上點(diǎn)的范圍問(wèn)題【典例5-4】(24-25高二上·甘肅酒泉·期末)設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為,過(guò)原點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓交于、兩點(diǎn),那么的周長(zhǎng)的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】A【詳解】在橢圓中,,,,的周長(zhǎng),又因?yàn)?、兩點(diǎn)為過(guò)原點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓的交點(diǎn),所以、兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,橢圓的左焦點(diǎn)為,易知為的中點(diǎn),所以,四邊形為平行四邊形,所以,,所以,又因?yàn)?、、三點(diǎn)不共線,不妨設(shè)點(diǎn),則,其中,且,可得,所以,,所以的周長(zhǎng)的取值范圍為,故選:A. 圓錐曲線中的幾何性質(zhì)問(wèn)題求解策略1.學(xué)習(xí)中,要注意橢圓幾何性質(zhì)的挖掘:(1)橢圓中有兩條對(duì)稱軸,“六點(diǎn)”(兩個(gè)焦點(diǎn)、四個(gè)頂點(diǎn)),要注意它們之間的位置關(guān)系(如焦點(diǎn)在長(zhǎng)軸上等)以及相互間的距離(如焦點(diǎn)到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離為a-c),過(guò)焦點(diǎn)垂直于長(zhǎng)軸的通徑長(zhǎng)等.(2)設(shè)橢圓上任意一點(diǎn)P(x,y),則當(dāng)x=0時(shí),|OP|有最小值b,這時(shí),P在短軸端點(diǎn)處;當(dāng)x=a時(shí),|OP|有最大值a,這時(shí)P在長(zhǎng)軸端點(diǎn)處.(3)橢圓上任意一點(diǎn)P(x,y)(y≠0)與兩焦點(diǎn)F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)構(gòu)成的△PF1F2稱為焦點(diǎn)三角形,其周長(zhǎng)為2(a+c).(4)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)、中心和短軸的一個(gè)端點(diǎn)構(gòu)成直角三角形,其中a是斜邊,a2=b2+c2.2.已知雙曲線方程討論其幾何性質(zhì),應(yīng)先將方程化為標(biāo)準(zhǔn)形式,找出對(duì)應(yīng)的a、b,利用c2=a2+b2求出c,再按定義找出其焦點(diǎn)、焦距、實(shí)軸長(zhǎng)、虛軸長(zhǎng)、離心率、漸近線方程.3.在解決與拋物線的性質(zhì)有關(guān)的問(wèn)題時(shí),要注意利用幾何圖形的形象、直觀的特點(diǎn)來(lái)解題,特別是涉及焦點(diǎn)、頂點(diǎn)、準(zhǔn)線的問(wèn)題更是如此.4.求解有關(guān)離心率的問(wèn)題時(shí),一般并不是直接求出c和a的值,而是根據(jù)題目給出的橢圓的幾何特征,建立關(guān)于參數(shù)c、a、b的方程或不等式,通過(guò)解方程或不等式求得離心率的值或范圍.較多時(shí)候利用解題.【變式5-1】如圖,設(shè),分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),若橢圓上存在點(diǎn),使得線段的中垂線恰好過(guò)焦點(diǎn),則橢圓的離心率的取值范圍是(

A. B. C. D.【答案】B【詳解】解法一:因?yàn)榫€段的中垂線恰好過(guò)焦點(diǎn),所以,由焦半徑的范圍可知,即,則且,解得,又,可得.故選:B.解法二:設(shè),則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,,可得線段的中垂線所在的直線方程為,把點(diǎn)代入得,從而得到,則或(舍去),因?yàn)?,所以,則且,解得,又因?yàn)?,得,故選:B.【變式5-2】已知雙曲線的方程為,,分別為其左、右焦點(diǎn),為右支上一點(diǎn),的平分線交軸于點(diǎn),則的最小值為(

)A.1 B.2 C. D.3【答案】C【詳解】由題意有,解法1:,同理,.又,進(jìn)而得,所以,又,所以當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.故選:C.解法2:由角平分線的性質(zhì)可知,點(diǎn)到直線和的距離相等.因?yàn)?,,所以,解得,所以,又,所以?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.故選:C.【變式5-3】(25-26高三上·陜西咸陽(yáng)·階段練習(xí))已知為拋物線的焦點(diǎn),為上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),則下列命題正確的是(

)A.若點(diǎn)的坐標(biāo)為,則的最小值為3B.若,則線段的中點(diǎn)到軸的最小距離為2C.若線段的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3,則的最大值為8D.若直線過(guò)點(diǎn),則(為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率之積為定值【答案】BCD【詳解】由題意知,所以,故的方程為,設(shè),則,所以,所以當(dāng)時(shí),,故A錯(cuò)誤;過(guò)分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,則的中點(diǎn)到軸的距,當(dāng)且僅當(dāng)過(guò)點(diǎn)時(shí)等號(hào)成立,故B正確;由于,當(dāng)且僅當(dāng)過(guò)點(diǎn)時(shí)等號(hào)成立,故C正確;

若過(guò)點(diǎn),設(shè)其方程為,代入的方程并整理,得,設(shè),則,所以,所以,故D正確,故選:BCD.題型06直線與圓錐曲線的位置關(guān)系【典例6-1】(24-25高二上·江西·期末)直線與橢圓()的位置關(guān)系為(

)A.相離 B.相切 C.相交 D.無(wú)法確定【答案】C【詳解】因?yàn)橹本€過(guò)點(diǎn),而為橢圓的右端點(diǎn)和上端點(diǎn),故直線與橢圓相交.故選:C.【典例6-2】點(diǎn),定義,如圖為雙曲線及漸近線,則關(guān)于點(diǎn)、、,下列結(jié)論正確的是(

)A. B.C. D.【答案】D【詳解】設(shè)點(diǎn)、、,則雙曲線的兩條漸近線方程為,點(diǎn)在直線的上方,則,則,即點(diǎn)在直線的上方,則,則,所以,,點(diǎn)在雙曲線的外部,則,在直線的上方,則,可得,點(diǎn)在直線的下方,則,可得,所以,,即;因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線的內(nèi)部,則.綜上所述,.故選:D.直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判斷方法1.直線y=kx+m與橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的位置關(guān)系,判斷方法:聯(lián)立eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=kx+m,,\f(x2,a2)+\f(y2,b2)=1,))消y得一元二次方程.當(dāng)Δ>0時(shí),方程有兩解,直線與橢圓相交;當(dāng)Δ=0時(shí),方程有一解,直線與橢圓相切;當(dāng)Δ<0時(shí),方程無(wú)解,直線與橢圓相離.2.把直線與雙曲線的方程聯(lián)立成方程組,通過(guò)消元后化為ax2+bx+c=0的形式,在a≠0的情況下考察方程的判別式.(1)Δ>0時(shí),直線與雙曲線有兩個(gè)不同的公共點(diǎn).(2)Δ=0時(shí),直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn).(3)Δ<0時(shí),直線與雙曲線沒(méi)有公共點(diǎn).當(dāng)a=0時(shí),此時(shí)直線與雙曲線的漸近線平行,直線與雙曲線有一個(gè)公共點(diǎn).3、設(shè)直線l:y=kx+m,拋物線:y2=2px(p>0),將直線方程與拋物線方程聯(lián)立整理成關(guān)于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.(1)若k≠0,當(dāng)Δ>0時(shí),直線與拋物線相交,有兩個(gè)交點(diǎn);當(dāng)Δ=0時(shí),直線與拋物線相切,有一個(gè)交點(diǎn);當(dāng)Δ<0時(shí),直線與拋物線相離,沒(méi)有公共點(diǎn).(2)若k=0,直線與拋物線有一個(gè)交點(diǎn),此時(shí)直線平行于拋物線的對(duì)稱軸或與對(duì)稱軸重合.【變式6-1】(多選)(24-25高三上·甘肅武威·期末)已知雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)為,,點(diǎn)在雙曲線上,則(

)A.雙曲線的離心率為B.雙曲線的離心率為C.直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn)D.直線與雙曲線的左支和右支各有一個(gè)交點(diǎn)【答案】AC【詳解】由題意,可知兩個(gè)焦點(diǎn),,雙曲線上一點(diǎn),則,,,則,則,故A正確,B不正確;因?yàn)殡p曲線C中,,則,則雙曲線C的漸近線方程為,所以直線與雙曲線C的漸近線平行,則直線與雙曲線C只有一個(gè)公共點(diǎn),故C正確;因?yàn)橹本€與軸交點(diǎn)在雙曲線右頂點(diǎn)右側(cè),且其斜率大于漸近線斜率,所以直線與雙曲線C的右支有兩個(gè)交點(diǎn),故D不正確.故選:AC.【變式6-2】(多選)(24-25高二上·山西太原·期末)已知直線l:,拋物線C:,則下列結(jié)論正確的是(

)A.直線l過(guò)定點(diǎn)B.當(dāng)時(shí),直線l與拋物線C相切C.當(dāng)時(shí),直線l與拋物線C有兩個(gè)公共點(diǎn)D.當(dāng)直線l與拋物線C無(wú)公共點(diǎn)時(shí),或【答案】BD【詳解】選項(xiàng)A,因?yàn)椋虼瞬皇侵本€所過(guò)定點(diǎn),A錯(cuò);選項(xiàng)B,時(shí),直線方程為,代入拋物線方程得,解得,從而,又直線與拋物線的對(duì)稱軸不平行,所以直線與拋物線相切,切點(diǎn)為,B正確;選項(xiàng)C,時(shí),直線方程為,它與拋物線的對(duì)稱軸平行,直線與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn),C錯(cuò);選項(xiàng)D,由得,,由,得或,D正確.故選:BD.題型07圓錐曲線中的弦長(zhǎng)問(wèn)題【典例7】若橢圓的弦AB的中點(diǎn)則弦長(zhǎng)(

)A.4 B. C.2 D.【答案】D【詳解】設(shè),,因?yàn)闉锳B的中點(diǎn),所以,,又A,B兩點(diǎn)在橢圓上,則,,兩式相減,得,所以,所以,所以,即有直線AB的方程為,即為,代入橢圓方程,可得,可得或4,即有,,則故選:D.求圓錐曲線中弦長(zhǎng)的方法1.交點(diǎn)法:將直線的方程與圓錐曲線的方程聯(lián)立,求出兩交點(diǎn)的坐標(biāo),然后運(yùn)用兩點(diǎn)間的距離公式來(lái)求.2.根與系數(shù)的關(guān)系法:如果直線的斜率為k,被圓錐曲線截得弦AB兩端點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則弦長(zhǎng)公式為:|AB|=eq\r(1+k2)·eq\r(x1+x22-4x1x2)=eq\r(1+\f(1,k2))·eq\r(y1+y22-4y1y2).3.焦點(diǎn)弦長(zhǎng),利用焦半徑公式求解,如:設(shè)過(guò)拋物線焦點(diǎn)的弦的端點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),則|AB|=x1+x2+p.【變式7-1】已知是雙曲線的右頂點(diǎn),則該雙曲線的一條漸近線被以為圓心且過(guò)原點(diǎn)的圓截得的弦長(zhǎng)為(

)A. B. C. D.【答案】D【詳解】因?yàn)?,所以,,且圓的半徑為,可得雙曲線的一條漸近線方程為,即,圓心到直線的距離為,所以截得的弦長(zhǎng)為.故選:D.【變式7-2】?jī)A斜角為的直線過(guò)拋物線的焦點(diǎn),且與交于,兩點(diǎn).(1)求拋物線的準(zhǔn)線方程及焦點(diǎn)坐標(biāo);(2)求弦長(zhǎng).【詳解】(1)由題意拋物線可知,則拋物線準(zhǔn)線方程為,焦點(diǎn);(2)過(guò)焦點(diǎn)且傾斜角為的直線的方程為,聯(lián)立可得,設(shè),則,故.題型08圓錐曲線的中點(diǎn)弦問(wèn)題【典例8】(1)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓相交于兩點(diǎn),若為線段的中點(diǎn),求直線的方程.(2)已知雙曲線,經(jīng)過(guò)點(diǎn)能否作一條直線,使與雙曲線交于,且點(diǎn)是線段的中點(diǎn)?若存在這樣的直線,求出它的方程,若不存在,說(shuō)明理由.【詳解】(1)設(shè)直線與橢圓的交點(diǎn)為.因?yàn)?,所以點(diǎn)在橢圓內(nèi),為的中點(diǎn),.又兩點(diǎn)在橢圓上,則,兩式相減得,于是,,即,故所求直線的方程為,即.(2)設(shè)存在被點(diǎn)平分的弦,且,則,,兩式相減,得,故直線.由,消去得,.這說(shuō)明直線與雙曲線不相交,故被點(diǎn)平分的弦不存在,即不存在這樣的直線.解決圓錐曲線中點(diǎn)弦問(wèn)題的兩種方法(1)根與系數(shù)關(guān)系法:聯(lián)立直線方程和圓錐曲線方程構(gòu)成方程組,消去一個(gè)未知數(shù),利用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系以及中點(diǎn)坐標(biāo)公式解決;(2)點(diǎn)差法:利用交點(diǎn)在曲線上,坐標(biāo)滿足方程,將交點(diǎn)坐標(biāo)分別代入圓錐曲線方程,然后作差,構(gòu)造出中點(diǎn)坐標(biāo)和斜率的關(guān)系.(3)橢圓、雙曲線中點(diǎn)弦的斜率公式:①已知A(x1,y1),B(x2,y2)是橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)上的兩個(gè)不同的點(diǎn),M(x0,y0)是線段AB的中點(diǎn),則kAB=-eq\f(b2x0,a2y0).=2\*GB3②設(shè)為雙曲線弦(不平行軸)的中點(diǎn),則有kAB=eq\f(b2x0,a2y0).【變式8-1】(多選)(24-25高三下·黑龍江齊齊哈爾·階段練習(xí))已知為坐標(biāo)原點(diǎn),經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于、兩點(diǎn),直線是線段的垂直平分線,且與的交點(diǎn)為,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.若,則 B.若,則C. D.【答案】CD【詳解】如圖由題意,斜率存在且為,所以,聯(lián)立得:,由韋達(dá)定理得,所以,代入得,代入得,則,又因?yàn)?,則,.由以上可得CD均正確;對(duì)于A選項(xiàng),代入,可得,故A錯(cuò)誤;對(duì)于B選項(xiàng),不符合與的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;故選:CD.【變式8-2】已知曲線是平面內(nèi)到和的距離之和為的點(diǎn)的軌跡.(1)求曲線的方程;(2)斜率為1的直線與曲線相交于點(diǎn),,弦長(zhǎng),求直線的方程;(3)求斜率為1的直線交曲線的弦的中點(diǎn)的軌跡方程.【詳解】(1)由題知,曲線滿足橢圓的定義,且,,則,曲線的方程為,(2)設(shè)直線方程為,,,聯(lián)立,化簡(jiǎn)得,由韋達(dá)定理知,,則弦長(zhǎng),解得,故直線的方程為,;(3)設(shè),則由(2)知,,,則的軌跡方程為,且該軌跡應(yīng)在橢圓內(nèi)部,即.題型09圓錐曲線的切線、切點(diǎn)弦問(wèn)題【典例9】(2025·湖南長(zhǎng)沙質(zhì)檢)過(guò)拋物線外一點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為,另一直線與拋物線交于點(diǎn),與直線交于點(diǎn),求證:(1)點(diǎn)處的切線與直線平行;(2).【分析】(1)根據(jù)頂點(diǎn)在原點(diǎn),開口向上的拋物線在點(diǎn)處的切線方程公式,得到拋物線在點(diǎn)處的切線方程,并得到拋物線在處和在處的切線方程,將代入得直線方程,對(duì)比兩直線斜率即可求證.(2)聯(lián)立拋物線方程和直線方程,根據(jù)韋達(dá)定理求得中點(diǎn)的橫坐標(biāo),與點(diǎn)橫坐標(biāo)一致,即可得證.【詳解】(1)如圖,建立平面直角坐標(biāo)系,由題意可得,對(duì)于拋物線,,,該拋物線在點(diǎn)處的切線方程為,即,則拋物線在點(diǎn)處的切線方程為,即,所以拋物線在點(diǎn)處的切線斜率為4,設(shè),,則,,即,,將點(diǎn)坐標(biāo)代入直線的方程得,得,所以直線的斜率為4,即拋物線在點(diǎn)處的切線斜率和直線的斜率均為4,故點(diǎn)處的切線與直線平行.(2)聯(lián)立,得,設(shè),,根據(jù)韋達(dá)定理有,則中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,又因?yàn)辄c(diǎn)在線段上且,所以點(diǎn)即線段的中點(diǎn),.1.求圓錐曲線的切線方程方法有:(1)判別式法.即設(shè)出切線的斜率k,聯(lián)立直線與二次曲線的方程,消元轉(zhuǎn)化為一元二次方程,通過(guò)△=0求出k,從而得切線方程,對(duì)于切線的斜率不存在的情形,則一般畫圖觀察求解,此法為通法.(2)切線公式法.常見(jiàn)的切線公式有:①過(guò)圓上的點(diǎn)的切線方程為+②橢圓、雙曲線與拋物線的切線方程(見(jiàn)知識(shí)預(yù)備)(3)幾何性質(zhì)法.對(duì)于圓而言,常利用圓的幾何性質(zhì)“圓心到切線的距離等于圓的半徑(即d=r)”來(lái)速求其切線方程.2.雙切線(切點(diǎn)弦)問(wèn)題求解策略過(guò)圓錐曲線外一點(diǎn),作圓錐曲線的兩條切線,由此衍生的一系列問(wèn)題,一般稱之為雙切線問(wèn)題。這類問(wèn)題一般的處理步驟是:(1)設(shè)切線的斜率為,寫出切線的方程;(2)將切線的方程代入圓錐曲線方程,化簡(jiǎn)得出關(guān)鍵方程;(3)由方程滿足判別式,建立關(guān)于的一元二次方程,兩切線的斜率為方程的兩根;(4)結(jié)合韋達(dá)定理,計(jì)算等,并將之用于其他量的計(jì)算?!咀兪?】(24-25高二下·江西南昌·期末)已知曲線和曲線.(1)若曲線上兩個(gè)不同點(diǎn)A、B的橫坐標(biāo)分別為,求證:直線的方程:;(2)若直線與曲線相切,求證:;(3)若曲線上任意點(diǎn)向曲線引兩條切線交于另兩點(diǎn)為,求證:直線與曲線相切.【詳解】(1)設(shè),,因?yàn)锳,B在曲線上,所以有:,易知,所以直線AB的斜率.根據(jù)點(diǎn)斜式方程,直線AB過(guò)點(diǎn),則直線AB的方程為.將代入上式得:,展開可得:,化簡(jiǎn)得,即,得證.(2)將直線:代入曲線,可得:,展開并整理得:.因?yàn)橹本€l與曲線相切,所以此一元二次方程的判別式.則展開得:,化簡(jiǎn)可得,得證.(3)設(shè)P,Q,R三點(diǎn)橫坐標(biāo)分別為,,,結(jié)合(1)可知直線PQ的方程:,直線PQ與曲線相切,再結(jié)合(2)中得:.整理得:再整理:.同理可得,所以直線既過(guò)點(diǎn)又過(guò)點(diǎn)即直線QR的方程:.再次結(jié)合(2)可推算:,所以,直線QR與曲線相切.題型10圓錐曲線中的面積問(wèn)題【典例10-1】設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與拋物線交于兩點(diǎn),與的準(zhǔn)線交于點(diǎn).若,點(diǎn)為的焦點(diǎn),則與的面積之比為(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】如圖,分別過(guò)點(diǎn)作拋物線的準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,則,,拋物線的焦點(diǎn),直線過(guò)定點(diǎn),因?yàn)?,,所以,所?故選:B.【典例10-2】如圖,已知橢圓C:的短軸端點(diǎn)分別為B1,B2,點(diǎn)M是橢圓C上的動(dòng)點(diǎn),且不與B1,B2重合,點(diǎn)N滿足NB1⊥MB1,NB2⊥MB2.(1)求動(dòng)點(diǎn)N的軌跡方程;(2)求四邊形MB2NB1面積的最大值.【詳解】(1)設(shè)N(x,y),M(x0,y0)(x0≠0).由題知B1(0,-3),B2(0,3),所以kMB1=,kMB2=.因?yàn)镸B1⊥NB1,MB2⊥NB2,所以直線NB1:y+3=-x,①直線NB2:y-3=-x,②①×②得y2-9=x2.又因?yàn)?,所以y2-9=x2=-2x2,整理得動(dòng)點(diǎn)N的軌跡方程為+=1(x≠0).(2)由(1),設(shè)MB1為可得得直線NB1:y=-x-3,①直線NB2:y=2kx+3,②聯(lián)立①②解得x=,即xN=,故四邊形MB2NB1的面積S=|B1B2|(|xM|+|xN|)=3×==≤,當(dāng)且僅當(dāng)|k|=時(shí),S取得最大值.圓錐曲線中的面積問(wèn)題求解策略1.對(duì)于三角形的面積問(wèn)題,常利用以下策略求解:(1)利用弦長(zhǎng)公式求出三角形的某條底,再由點(diǎn)到直線的距離公式求高.(2)以三角形被坐標(biāo)軸所截得的線段為底,則高為|x1-x2|或|y1-y2|2.對(duì)于四邊形的面積,則常分割成三角形的面積求解.3.多個(gè)圖形面積的關(guān)系的轉(zhuǎn)化:關(guān)鍵詞“求同存異”,尋找這些圖形的底和高中是否存在“同底”或“等高”的特點(diǎn),從而可將面積的關(guān)系轉(zhuǎn)化為線段的關(guān)系,使得計(jì)算得以簡(jiǎn)化4.面積的最值問(wèn)題:通常利用公式將面積轉(zhuǎn)化為某個(gè)變量的函數(shù),再求解函數(shù)的最值,在尋底找高的過(guò)程中,優(yōu)先選擇長(zhǎng)度為定值的線段參與運(yùn)算。這樣可以使函數(shù)解析式較為簡(jiǎn)單,便于分析.【變式10-1】已知雙曲線C:(,)的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P在C上,的內(nèi)心為I.若,,的面積滿足,則C的漸近線方程為(

)A. B. C. D.【答案】C【詳解】如圖,設(shè)圓I的半徑為r,由,得,化簡(jiǎn)可得,即,得,即C的漸近線方程為.故選:C.【變式10-2】已知頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上的拋物線過(guò)點(diǎn).(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其準(zhǔn)線方程;(2)過(guò)點(diǎn)作直線交拋物線于另一個(gè)交點(diǎn)(在第四象限),設(shè)直線的斜率分別為,若,求的面積.【詳解】(1)根據(jù)題意,當(dāng)拋物線開口向右時(shí),設(shè)拋物線方程為,將點(diǎn)代入方程可得,解得,此時(shí)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,準(zhǔn)線方程為;當(dāng)拋物線開口向上時(shí),設(shè)其方程為,將點(diǎn)代入方程可得,解得,此時(shí)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,準(zhǔn)線方程為.綜上,拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,準(zhǔn)線方程為或,準(zhǔn)線方程為.(2)根據(jù)題意,因?yàn)辄c(diǎn)在第四象限,所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,準(zhǔn)線方程為.畫出圖象為:由題意可知存在,,因?yàn)?,所?設(shè)點(diǎn),所以,解得(舍去)或.直線的方程為,即.所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.所以的面積為.題型11圓錐曲線中的最值或范圍問(wèn)題【典例11-1】若橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,點(diǎn)P為橢圓C上一動(dòng)點(diǎn),則下列說(shuō)法中不正確的是(

)A.當(dāng)點(diǎn)P不在x軸上時(shí),的周長(zhǎng)是6B.當(dāng)點(diǎn)P不在x軸上時(shí),面積的最大值為C.存在點(diǎn)P,使D.的取值范圍是【答案】C【詳解】由橢圓方程可知,,從而.對(duì)于選項(xiàng)A;根據(jù)橢圓定義,,又,所以的周長(zhǎng)是,故選項(xiàng)A正確;對(duì)于選項(xiàng)B:設(shè)點(diǎn),因?yàn)椋瑒t.因?yàn)?,則面積的最大值為,故選項(xiàng)B正確;對(duì)于選項(xiàng)C:由橢圓性質(zhì)可知,當(dāng)點(diǎn)為橢圓短軸的一個(gè)端點(diǎn)時(shí),為最大.此時(shí),,又,則為正三角形,,所以不存在點(diǎn),使,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng)D:由橢圓的性質(zhì)可知,當(dāng)點(diǎn)為橢圓的右頂點(diǎn)時(shí),取最大值,此時(shí);當(dāng)點(diǎn)為橢圓的左頂點(diǎn)時(shí),取最小值,此時(shí),所以,故選項(xiàng)D正確.故選:C.求圓錐曲線中最值、范圍問(wèn)題的方法(1)定義法:利用定義轉(zhuǎn)化為幾何問(wèn)題處理.(2)數(shù)形結(jié)合法:利用數(shù)與形的結(jié)合,挖掘幾何特征,進(jìn)而求解.(3)函數(shù)法:探求函數(shù)模型,轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題,借助函數(shù)的單調(diào)性、基本不等式等求解,注意范圍.【變式11-1】已知F是拋物線的焦點(diǎn),A,B是拋物線C上不同的兩點(diǎn),且滿足,設(shè)A,B到拋物線C的準(zhǔn)線的距離分別為,,則的最大值為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】由拋物線的定義知,,,,所以在中,由余弦定理得,所以,又因?yàn)?,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,所以,故,所以的最大值為故選:A【變式11-2】已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,離心率為橢圓上一動(dòng)點(diǎn),面積的最大值為2.

(1)求橢圓的方程;(2)若分別是橢圓長(zhǎng)軸的左、右端點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足:,連接交橢圓于點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:為定值.(3)若點(diǎn)為圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn),求的最小值.【詳解】(1)由題意離心率為橢圓上一動(dòng)點(diǎn),面積的最大值為2.所以,又,所以解得,所以橢圓的方程為.(2)由(1)橢圓的方程為.

由題意,因?yàn)椋栽O(shè),則直線的方程為,將其與橢圓方程聯(lián)立得,消去并整理得,,當(dāng)時(shí),,所以解得,即,所以,所以.(3)

設(shè)交圓于點(diǎn),由三角形三邊關(guān)系得等號(hào)成立,當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線,即點(diǎn)重合時(shí),由橢圓定義有,所以,等號(hào)成立當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)重合時(shí),且點(diǎn)重合,其中點(diǎn)是與橢圓的交點(diǎn),綜上所述,的最小值為.題型12圓錐曲線中的向量問(wèn)題【典例12】已知拋物線的焦點(diǎn)與橢圓的右焦點(diǎn)重合.(1)求拋物線的方程;(2)如圖,若過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于不同的兩點(diǎn)A,B,O為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.【詳解】(1)設(shè)橢圓的長(zhǎng)半軸為,短半軸為,半焦距為,,又,,該橢圓的右焦點(diǎn)為,又拋物線的焦點(diǎn)為,所以,解得,故拋物線的方程為.(2)直線過(guò)點(diǎn)且與拋物線交于不同的兩點(diǎn),故直線的斜率不為,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,得,即,方程的判別式,設(shè),,則,,由根與系數(shù)的關(guān)系得,因?yàn)?,,所以?圓錐曲線中的向量問(wèn)題求解策略(1)建系轉(zhuǎn)化:設(shè)圓錐曲線標(biāo)準(zhǔn)方程,將點(diǎn)坐標(biāo)化,向量用坐標(biāo)表示,轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題.(2)利用性質(zhì):結(jié)合圓錐曲線定義(如橢圓定義)、焦點(diǎn)弦等性質(zhì),簡(jiǎn)化向量關(guān)系。(3)韋達(dá)定理:聯(lián)立直線與曲線方程,用韋達(dá)定理處理向量數(shù)量積、共線等條件。(4)參數(shù)法:設(shè)參數(shù)(如橢圓參數(shù)方程),將向量關(guān)系轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)式求解。(5)幾何意義:借助向量幾何意義(如垂直、中點(diǎn)),結(jié)合圓錐曲線幾何性質(zhì)解題。【變式12-1】已知橢圓的離心率為,以橢圓的四個(gè)頂點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形的面積為4.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(2)記橢圓的左頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,過(guò)點(diǎn)作不垂直于坐標(biāo)軸的直線交橢圓于另一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作的垂線,垂足為,且,求直線的方程.【詳解】(1)由題意:,所以,又因?yàn)?,所以,,即橢圓的方程:.(2)由題意,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,由,可得,由韋達(dá)定理得:,所以,代入直線方程可得:.過(guò)點(diǎn)與垂直的直線方程為,由,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,可得,,因?yàn)?,所以法一:,所以,解得,所以直線的方程:或.法二:,所以,解得,所以直線的方程:或.【變式12-2】設(shè)焦點(diǎn)在軸上的橢圓,,是的右頂點(diǎn).(1)若離心率,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)在(1)的條件下,橢圓上存在一點(diǎn),滿足,求;(3)若的中垂線的斜率為2,與交于、兩點(diǎn),是否存在這樣的橢圓,使得,若存在求的取值,若不存在請(qǐng)說(shuō)明理由.【詳解】(1)依題意,在橢圓中,,由離心率,得,解得,所以橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)由(1)知,,設(shè),由,得,解得,由點(diǎn)在橢圓上,得,解得,所以.(3)由線段的中垂線的斜率為2,得直線的斜率為,由,得,直線過(guò)線段的中點(diǎn),直線的方程為,即,顯然直線過(guò)橢圓內(nèi)點(diǎn),則直線與橢圓恒有兩不同交點(diǎn),設(shè),由消得,,,由,得,而,則有,即,即,解得,所以存在這樣的橢圓,使得,.題型13圓錐曲線中的定點(diǎn)問(wèn)題【典例13】(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知雙曲線的左頂點(diǎn)為,離心率為3,是上的兩點(diǎn).(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若線段的中點(diǎn)為,求直線的方程;(3)若(不在直線上),證明:直線過(guò)定點(diǎn).【分析】(1)利用離心率公式和雙曲線的關(guān)系得到雙曲線方程;(2)根據(jù)點(diǎn)差法結(jié)合線段中點(diǎn)坐標(biāo)解得直線的斜率,從而解得答案;(3)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組消元得到通過(guò)韋達(dá)定理有,,結(jié)合,化簡(jiǎn)得,解得或,當(dāng)和時(shí),分別分析直線的方程,進(jìn)而求得定點(diǎn);【詳解】(1)因?yàn)?,,所以,故的?biāo)準(zhǔn)方程為·(2)設(shè),,根據(jù)題意易得.因?yàn)槭巧系膬牲c(diǎn),所以兩式相減得,即因?yàn)?,所以所以直線的方程為經(jīng)檢驗(yàn),此時(shí)直線與雙曲線C有兩個(gè)交點(diǎn),滿足題意,則直線的方程為.(3)證明:依題意可設(shè)直線的方程為.由,得則,,,由(2)知,因?yàn)?,所以即即即,得,解得?當(dāng)時(shí),直線,直線過(guò)點(diǎn),不符合題意,舍去;當(dāng)時(shí),直線,滿足,則直線過(guò)定點(diǎn)故直線過(guò)定點(diǎn)直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)解法(1)用參數(shù)表示出直線的方程,根據(jù)直線方程的特征確定定點(diǎn)的位置.(2)從特殊點(diǎn)入手,先確定定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)符合題目條件.提醒:求出直線方程是判斷直線是否過(guò)定點(diǎn)的前提和關(guān)鍵.【變式13】已知橢圓的離心率為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,拋物線的焦點(diǎn)F與橢圓C的上頂點(diǎn)重合.(1)求橢圓C和拋物線E的方程;(2)設(shè)點(diǎn)M是拋物線E準(zhǔn)線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作拋物線E的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B.求證:(i)直線AB過(guò)定點(diǎn),并求該定點(diǎn)的坐標(biāo);(ii)以線段AB為直徑的圓與拋物線E的準(zhǔn)線相切于點(diǎn)M.【詳解】(1)由題,解得,∴橢圓的方程為,其上頂點(diǎn)坐標(biāo)為,∴,即.∴拋物線的方程為.(2)由(1)知,拋物線的準(zhǔn)線方程為,∴可設(shè),(i)由得,且.又,∴拋物線在處的切線方程為,即.在切線上,①,同理可得②,由①②得直線的方程為,令,則,所以直線恒過(guò)拋物線的焦點(diǎn).(ii)聯(lián)立得,∴,則線段AB的中點(diǎn)為,,又,∴MN與拋物線E的準(zhǔn)線垂直,且,故以線段AB為直徑的圓與拋物線E的準(zhǔn)線相切于點(diǎn)M.題型14圓錐曲線中的定值問(wèn)題【典例14】(2025·福建三明·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的左頂點(diǎn)為,上頂點(diǎn)為,離心率為,的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)直線(存在且不等于0)與橢圓交于,兩點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),判斷是否為定值并證明.【分析】(1)根據(jù)橢圓幾何性質(zhì)以及面積列方程組計(jì)算可得橢圓方程;(2)設(shè),由,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱得,聯(lián)立得,然后求出,,利用兩點(diǎn)斜率公式并化簡(jiǎn)得為定值,即可得解.【詳解】(1)由題意,解得,故橢圓的方程為;(2)設(shè),由對(duì)稱性可知,,兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,即,由(1)可知,,聯(lián)立,得,所以,直線的斜率存在,其方程為:,令得,即,直線的斜率存在,其方程為:,令得,即,所以,所以為定值.圓錐曲線中的定值問(wèn)題的常見(jiàn)解法(1)從特殊值入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān).(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過(guò)程中消去變量,從而得到定值.【變式14】(25-26高三上·廣東湛江·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)滿足,記點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)若直線與曲線交于,兩點(diǎn),與曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),證明:“,為線段的三等分點(diǎn)”的充要條件是“,兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)之積為”.【詳解】(1)因?yàn)椋攒壽E是以,分別為左、右焦點(diǎn)的雙曲線.設(shè)的方程為.由,可得,所以,所以的方程為.(2)證明:設(shè),,,的坐標(biāo)分別為,,,.由消去得.因?yàn)橹本€與雙曲線相交,所以,化簡(jiǎn)得,所以,.由消去得,所以,,所以,則與的中點(diǎn)重合,所以,為線段的三等分點(diǎn)等價(jià)于.又,同理可得,所以,即,所以,顯然當(dāng)時(shí),.故“,為線段的三等分點(diǎn)”的充要條件是“,兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)之積為”.題型15圓錐曲線中的定直線問(wèn)題【典例15】已知橢圓,點(diǎn),分別是橢圓短軸的端點(diǎn),橢圓的焦點(diǎn)也是拋物線的焦點(diǎn),且.過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線交橢圓于,兩點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)軸上是否存在定點(diǎn),使得?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由;(3)若點(diǎn)是定直線上任意一點(diǎn),求證:三條直線,,的斜率成等差數(shù)列.【詳解】(1)∵橢圓的焦點(diǎn)也是拋物線的焦點(diǎn)∴,又,∴是等腰直角三角形∴,∴所以橢圓的方程為:.(2)假設(shè)軸上存在定點(diǎn),使得,設(shè),,直線的方程為,將直線與橢圓方程聯(lián)立,消去整理得到:,∴,,由題意,,則直線,的傾斜角互補(bǔ),所以,設(shè),則,,∴,將,代入上式,整理得:,∴將,,代入上式整理得:,由于上式對(duì)任意實(shí)數(shù)都成立,所以,即存在點(diǎn)使得.(3)證明:設(shè),要證直線,,的斜率成等差數(shù)列,只需證,只需證,只需證只需證只需證只需證,只需證,只需證由(2)可知,,,代入上式顯然成立,故原命題得證.圓錐曲線中的定直線問(wèn)題的常見(jiàn)解法圓錐曲線中的定直線問(wèn)題求解策略,150字以內(nèi)=1\*GB2⑴特殊探路:取特殊點(diǎn)(如頂點(diǎn)、焦點(diǎn))或特殊位置直線,求出可能定直線,再驗(yàn)證一般性.=2\*GB2⑵參數(shù)表達(dá):設(shè)含參數(shù)的直線/曲線方程,聯(lián)立后利用韋達(dá)定理,消參推導(dǎo)直線方程,確定定直線.=3\*GB2⑶性質(zhì)關(guān)聯(lián):結(jié)合圓錐曲線性質(zhì)(如橢圓中點(diǎn)弦、拋物線焦點(diǎn)弦),利用向量、斜率關(guān)系推導(dǎo)定直線.=4\*GB2⑷極點(diǎn)極線:若問(wèn)題涉極點(diǎn)與極線,可通過(guò)極線方程判定是否為定直線,簡(jiǎn)化運(yùn)算.【變式15】已知拋物線,過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),當(dāng)軸時(shí),的周長(zhǎng)為.(1)求拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo);(2)若點(diǎn)為拋物線上異于原點(diǎn)的一動(dòng)點(diǎn),且直線與直線的交點(diǎn)恒在定直線上.證明:過(guò)點(diǎn)與拋物線相切的直線平行于直線.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,不妨取,則,,由的周長(zhǎng)為得,,解得,故拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為.(2)由(1)可知,拋物線,設(shè)直線的方程為,則直線與直線交于點(diǎn),所以的方程為,聯(lián)立,解得,則,所以,易知過(guò)點(diǎn)與拋物線相切的直線的斜率存在,設(shè)其方程為,代入得,整理得,則,整理得,則,所以,故過(guò)點(diǎn)與拋物線相切的直線的斜率為,又的斜率為,故過(guò)點(diǎn)與拋物線的相切的直線平行于直線.題型16圓錐曲線中的探索性問(wèn)題【典例16】已知拋物線,斜率為的直線交拋物線于,兩點(diǎn),且.(1)求拋物線的方程;(2)若動(dòng)點(diǎn)在拋物線上,為拋物線的焦點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,求點(diǎn)的軌跡方程;(3)試探究:拋物線上是否存在點(diǎn)使得?若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【詳解】(1)已知點(diǎn)在拋物線上代入得所以拋物線方程為(2)易知拋物線焦點(diǎn)為,設(shè)動(dòng)點(diǎn),中點(diǎn)的坐標(biāo)為顯然;且,;即點(diǎn)的軌跡方程為;(3)設(shè)點(diǎn)在拋物線上,則直線的方程為,如下圖:聯(lián)立,解得,;所以,因此依題意可得可得整理可得,即,解得或或或;顯然當(dāng)或時(shí),與重合,不合題意;所以存在,滿足題意.圓錐曲線中探索性問(wèn)題的常見(jiàn)解法=1\*GB2⑴假設(shè)存在法:先假設(shè)滿足條件的點(diǎn)、直線等存在,設(shè)其方程或坐標(biāo),代入曲線方程推導(dǎo),若有解則存在,無(wú)解則不存在.=2\*GB2⑵特殊值法:取特殊位置(如對(duì)稱軸、頂點(diǎn))或特殊參數(shù)值,探索可能結(jié)論,再驗(yàn)證一般情況.=3\*GB2⑶代數(shù)推導(dǎo)法:聯(lián)立方程,用韋達(dá)定理、判別式等,結(jié)合條件(如垂直、中點(diǎn))列方程,分析解的情況判斷存在性.=4\*GB2⑷幾何直觀法:借助圓錐曲線幾何性質(zhì)(如對(duì)稱性、焦點(diǎn)特性),初步判斷是否存在,再代數(shù)驗(yàn)證.【變式16-1】已知雙曲線的左頂點(diǎn)為,離心率為,過(guò)點(diǎn)作直線與交于,兩點(diǎn),當(dāng)直線的斜率為時(shí),的面積為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求直線的方程;(3)若直線,分別與直線交于,兩點(diǎn),試探究在直線上是否存在定點(diǎn),使得為定值?若存在,求出定點(diǎn)的坐標(biāo)和定值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【詳解】(1)因?yàn)楫?dāng)直線的斜率為時(shí),的面積為.所以的面積為,由對(duì)稱性得,點(diǎn)坐標(biāo)為,則結(jié)合,得,,所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)因?yàn)殡p曲線的左頂點(diǎn)為,則,因?yàn)橹本€斜率不存在時(shí)不滿足題意,所以設(shè)直線,,的斜率分別為,,,直線的方程為,則,雙曲線,即,所以,則,所以,即,所以,設(shè),,則,若,則,則直線的方程為,即.(3)設(shè)直線:,令,得,則,同理可得,假設(shè)存在點(diǎn)滿足題設(shè),則為定值,所以,所以,且,即存在定點(diǎn),使得為定值.題型17圓錐曲線的實(shí)際應(yīng)用【典例17】1970年4月24日,我國(guó)發(fā)射了自己的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”,從此我國(guó)開始了人造衛(wèi)星的新篇章.人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行遵循開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律:衛(wèi)星在以地球?yàn)榻裹c(diǎn)的橢圓軌道上繞地球運(yùn)行時(shí),其運(yùn)行速度是變化的,速度的變化服從面積守恒規(guī)律,即衛(wèi)星的向徑(衛(wèi)星與地球的連線)在相同的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等.設(shè)橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)、焦距分別為2a,2c,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)A.衛(wèi)星向徑的取值范圍是B.衛(wèi)星在左半橢圓弧的運(yùn)行時(shí)間大于其在右半橢圓弧的運(yùn)行時(shí)間C.衛(wèi)星向徑的最小值與最大值的比值越大,橢圓軌道越扁D.衛(wèi)星運(yùn)行速度在近地點(diǎn)時(shí)最大,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)最小【答案】C【分析】由題意可得衛(wèi)星向徑是橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離,可得向徑的最大值最小值,即可判斷A,運(yùn)行速度的意義又是服從面積守恒規(guī)律,即可判斷BD,根據(jù)即可判斷C.【詳解】由題意可得衛(wèi)星的向徑是橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)的距離,所以最小值為,最大值為,所以A正確;根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等,衛(wèi)星在左半橢圓弧的運(yùn)行時(shí)間大于其在右半橢圓弧的運(yùn)行時(shí)間,故B正確;衛(wèi)星向徑的最小值與最大值的比值為越大,則越小,橢圓越圓,故C錯(cuò)誤.因?yàn)檫\(yùn)行速度是變化的,速度的變化,所以衛(wèi)星運(yùn)行速度在近地點(diǎn)時(shí)向徑越小,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)向徑越大,衛(wèi)星的向徑(衛(wèi)星與地球的連線)在相同的時(shí)間,內(nèi)掃過(guò)的面積相等,則向徑越大,速度越小,所以衛(wèi)星運(yùn)行速度在近地點(diǎn)時(shí)最大,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)最小,故D正確;故選:C.圓錐曲線的實(shí)際應(yīng)用題求解策略(1)建模轉(zhuǎn)化:分析實(shí)際場(chǎng)景(如衛(wèi)星軌道、光學(xué)反射),確定圓錐曲線類型(橢圓、拋物線等),建立直角坐標(biāo)系,設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)數(shù)據(jù)代入:提取題目中幾何量(如長(zhǎng)軸、焦距、準(zhǔn)線距離),代入方程求參數(shù),確定曲線方程.(3)問(wèn)題求解:將實(shí)際問(wèn)題(如距離、位置)轉(zhuǎn)化為曲線方程中的坐標(biāo)、距離計(jì)算,結(jié)合曲線性質(zhì)(如范圍、對(duì)稱性)求解.(4)驗(yàn)證回歸:檢驗(yàn)結(jié)果是否符合實(shí)際意義,確保答案與實(shí)際場(chǎng)景一致.【變式17-1】(23-24高一上·江蘇·期中)如圖①,“東方之門”通過(guò)簡(jiǎn)單的幾何曲線處理,將傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代建筑融為一體,最大程度地傳承了蘇州的歷史文化.如圖②,“門”的內(nèi)側(cè)曲線呈拋物線形,已知其底部寬度為80米,高度為200米.則離地面150米處的水平寬度(即CD的長(zhǎng))為(

A.40米 B.30米 C.25米 D.20米【答案】A【分析】以底部所在的直線為x軸,以線段CD的垂直平分線所在的直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,用待定系數(shù)法求得外側(cè)拋物線的解析式,則可知點(diǎn)C、D的橫坐標(biāo),從而可得CD的長(zhǎng).【詳解】以底部所在的直線為x軸,以線段CD的垂直平分線所在的直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系:

,,設(shè)拋物線的解析式為,將代入,得:,解得:,∴拋物線的解析式為,將代入得:,解得:,∴C(-20,150),,,故選:A【變式17-2】(24-25高二上·北京西城·期末)某地出土一古銅斧文物,如圖,銅斧縱截面左右兩邊呈雙曲線形狀.由于年代久遠(yuǎn),頂部斧刃處兩端有缺口,現(xiàn)小明測(cè)得銅斧縱截面最窄處AB寬4cm,底部CD寬5cm,,底部離最窄處垂直高度為3cm,斧高12cm.請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí),幫小明算算,若原斧刃與AB平行,則其長(zhǎng)度為cm.【答案】【詳解】以所在直線為軸,垂直平分線為軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示:由題意,,所以,因雙曲線的焦點(diǎn)在軸上,所以設(shè)雙曲線的方程為,又點(diǎn)在雙曲線上,所以,解得,所以雙曲線方程為,因?yàn)楦?2cm,令,得,所以,解得,所以,所以.題型18圓錐曲線中的新定義題【典例18】(24-25高二下·上海楊浦·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,雙曲線.(1)求的兩條漸近線的夾角;(2)給定點(diǎn),其中正數(shù),求上的動(dòng)點(diǎn)到點(diǎn)的距離的最小值;(3)對(duì)平面內(nèi)不在上的任意一點(diǎn),記為過(guò)點(diǎn)且與有兩個(gè)交點(diǎn)的直線的全體.對(duì)任意直線,記、為與的兩個(gè)交點(diǎn),定義.若存在一條直線滿足:與的兩個(gè)交點(diǎn)位于軸異側(cè),且對(duì)任意不同于的直線,均有,則稱為“好點(diǎn)”.求所有“好點(diǎn)”所構(gòu)成的區(qū)域的面積.【分析】(1)寫出漸近線方程即可判斷夾角;(2)設(shè),再根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式化簡(jiǎn),求解一元二次函數(shù)的最值即可;(3)設(shè)為好點(diǎn),則根據(jù)好點(diǎn)定義求出,再根據(jù)好點(diǎn)定義求出直線與雙曲線交于同一支時(shí)得出,即時(shí),即可求出,求出四邊形面積即可.【詳解】(1)漸近線,夾角為.(2)設(shè),或,則,當(dāng)即時(shí),令,最小值為;當(dāng)即時(shí),令,最小值為.(3)設(shè)為好點(diǎn),考慮、需滿足的充要條件.若直線的斜率存在,設(shè)直線,,將與聯(lián)立,得.(*)則,,,而,①當(dāng)直線與的左右兩支都有公共點(diǎn),即時(shí),,當(dāng)時(shí)有最小值.這說(shuō)明,;②當(dāng)直線與的左支有兩個(gè)公共點(diǎn)或與右支有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),需滿足的條件為:且(*)式的判別式.此時(shí)可得:.這說(shuō)明時(shí),判別式條件不能成立.即時(shí),.當(dāng)時(shí),,解得.另一方面,當(dāng)時(shí),.兩邊平方后即得.若直線斜率不存在,假設(shè)直線與雙曲線存在交點(diǎn),則,則,,則,顯然與好點(diǎn)矛盾;因此,為好點(diǎn)當(dāng)且僅當(dāng),于是所有好點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)?,即由?gòu)成的正方形,故所求面積為.圓錐曲線的新定義題求解策略=1\*GB2⑴緊扣新定義,提取核心條件(如距離關(guān)系、比例等);=2\*GB2⑵結(jié)合圓錐曲線標(biāo)準(zhǔn)定義(橢圓/雙曲線/拋物線),建立聯(lián)系;=3\*GB2⑶設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),用代數(shù)法(距離公式、坐標(biāo)代入)轉(zhuǎn)化條件;=4\*GB2⑷化簡(jiǎn)方程,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)式確定曲線類型;5.利用幾何性質(zhì)(焦點(diǎn)、準(zhǔn)線等)輔助求解,注意定義域限制.【變式18】(2025·重慶沙坪壩·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)利用導(dǎo)數(shù)方法求出了過(guò)橢圓上一點(diǎn)的切線的方程為.事實(shí)上,法國(guó)數(shù)學(xué)家笛莎格在《圓錐曲線論稿》中給出了這樣的結(jié)論:給定一點(diǎn)和一條直線,將點(diǎn)和直線分別稱為橢圓的極點(diǎn)和極線.一般地,當(dāng)點(diǎn)在橢圓上時(shí),極線為橢圓在點(diǎn)處的切線;當(dāng)點(diǎn)在橢圓外時(shí),極線為過(guò)從點(diǎn)作橢圓的兩條切線的切點(diǎn)的弦所在的直線;當(dāng)點(diǎn)在橢圓內(nèi)時(shí),極線在橢圓外且與橢圓沒(méi)有公共點(diǎn).請(qǐng)利用這些結(jié)論解決下列問(wèn)題:(1)已知點(diǎn)和直線分別為橢圓的極點(diǎn)和極線,①求極線的方程;②若為極線上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作橢圓的割線交橢圓于兩點(diǎn),記所在直線的斜率依次為,求證:.(2)給定橢圓和點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作斜率為的直線和橢圓相交于兩點(diǎn),分別連接交于點(diǎn),記和軸的交點(diǎn)依次為,,求證:為線段的中點(diǎn).【詳解】(1)①因?yàn)?,故在橢圓外,故極線為即直線的方程為.②設(shè),設(shè)直線的方程為:,又橢圓方程可化為,故,由得:,設(shè),則(★)故為(★)的兩個(gè)解,所以因?yàn)檫^(guò),故,故,故.(2)由(1)可得橢圓的以點(diǎn)為極點(diǎn)的極線方程為,故點(diǎn)在極線上,同樣記,連接,由(1)中的結(jié)論可知,,且,故即三點(diǎn)共線,如圖所示,設(shè),則,由(1)中②知,故,故,故為線段的中點(diǎn).單選題1.(25-26高二上·全國(guó)·單元測(cè)試)拋物線的準(zhǔn)線方程為(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】依題意得,所以,所以,又拋物線開口向左,所以拋物線的準(zhǔn)線方程為.故選:B.2.(24-25高二下·河南洛陽(yáng)·階段練習(xí))雙曲線的焦點(diǎn)到它的一條漸近線的距離為(

)A.1 B. C.2 D.【答案】B【詳解】,,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,,漸近線方程為,,所以焦點(diǎn)到漸近線的距離.故選:B.3.(24-25高一上·重慶·期末)國(guó)家體育場(chǎng)(鳥巢),位于北京奧林匹克公園中心區(qū)南部,為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng).某近似鳥巢的金屬模型,其俯視圖可近似看成是兩個(gè)大小不同,扁平程度相同的橢圓,已知小橢圓的短軸長(zhǎng)為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,大橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為,則大橢圓的短軸長(zhǎng)為(

)A. B. C.20cm D.【答案】C【詳解】由于小橢圓的短軸長(zhǎng)為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,故小橢圓的離心率為,故大橢圓的離心率也為,設(shè)大橢圓的短軸長(zhǎng)為,則,解得,故短軸長(zhǎng)為20.故選:C4.直線與曲線()的公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)是5(

)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【詳解】取,原方程變?yōu)?,兩個(gè)橢圓與直線有4個(gè)公共點(diǎn),故選:D5.拋物線繞它的對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)所得到的曲面叫拋物面,用于加熱水和水壺食物的太陽(yáng)灶應(yīng)用了拋物線的光學(xué)性質(zhì):一束平行于拋物線對(duì)稱軸的光線,經(jīng)過(guò)拋物面的反射后,集中于它的焦點(diǎn).已知一束平行于軸的入射光線的一束光線與拋物線的交點(diǎn)為,則反射光線所在直線被拋物線截得的弦長(zhǎng)為(

)A. B. C. D.【答案】C【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)在拋物線上,所以,解得,所以拋物線的方程為,則焦點(diǎn)為,又因?yàn)榉瓷涔饩€經(jīng)過(guò)點(diǎn)及焦點(diǎn),,所以反射光線的方程為,聯(lián)立拋物線方程得,解得或,所以反射光線與拋物線的交點(diǎn)為,由兩點(diǎn)間距離公式可得,所以反射光線所在直線被拋物線截得的弦長(zhǎng)為.故選:C.6.(2024·安徽合肥·模擬預(yù)測(cè))已知實(shí)數(shù)滿足,則的最小值為(

)A.96 B.81 C. D.【答案】D【詳解】設(shè),則P為雙曲線上任意一點(diǎn),M為圓C:上任意一點(diǎn),,根據(jù)圓的性質(zhì)可知,,又,所以,又或,所以根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可知,當(dāng)時(shí),,所以,所以.7.(24-25高二下·浙江溫州·開學(xué)考試)已知點(diǎn),點(diǎn)P為圓上任意一點(diǎn),線段AP的垂直平分線與CP相交于點(diǎn)Q,則面積的最大值為(

)A. B. C.8 D.【答案】B【詳解】如圖,Q是線段AP的垂直平分線上的點(diǎn),則,則,所以Q點(diǎn)軌跡是以,為焦點(diǎn)的橢圓,設(shè)其標(biāo)準(zhǔn)方程為,其中,則,標(biāo)準(zhǔn)方程為,面積為,顯然,當(dāng)時(shí),最大,則面積的最大值為.故選:B8.(2025金太陽(yáng)高三全國(guó)大聯(lián)考)設(shè)為拋物線Γ:的焦點(diǎn),過(guò)且傾斜角為的直線交Γ于兩點(diǎn)(在第一象限),O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)作Γ的準(zhǔn)線的垂線,垂足為,則(

)A. B. C.2 D.3【答案】D【詳解】由題意得,Γ的準(zhǔn)線方程為,過(guò)且傾斜角為的直線方程為,所以,得,設(shè),,,則,,故,,所以,,故,,,故.故選:D.

多選題9.(25-26高二上·全國(guó)·單元測(cè)試)已知兩橢圓和,則(

)A.兩橢圓有相同的焦點(diǎn) B.兩橢圓的離心率相等C.兩橢圓有相同的頂點(diǎn) D.兩橢圓有相同的對(duì)稱軸和對(duì)稱中心【答案】BD【詳解】設(shè)橢圓,,,則;設(shè)橢圓,,,則.A(×)橢圓的焦點(diǎn)分別在軸上.B(√)的離心率,的離心率.C(×)橢圓的頂點(diǎn)為,,橢圓的頂點(diǎn)為,.D(√)兩橢圓都關(guān)于軸對(duì)稱,關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱,即它們有相同的對(duì)稱軸和對(duì)稱中心.故選:BD10.(24-25高二上·廣東河源·期末)已知直線,拋物線與

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