第二章 圆锥曲线与方程
知识体系总览
§2.1椭圆
1、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F1、F2的距离的和大于|F1F2|这个条件不可忽视.若这个距离之和小于|F1F2|,则这样的点不存在;若距离之和等于|F1F2|,则动点的轨迹是线段F1F2.
x2y2y2x2
(2).椭圆的标准方程:221 221(a>b>0)
abab
(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x项的分母大于y项的分母,
则椭圆的焦点在x轴上,反之,焦点在y轴上.
2、椭圆的简单几何性质(a>b>0).
22
(1).椭圆的几何性质:设椭圆方程xy1, 线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴.它们的长
22
22
ab
分别等于2a和2b,
c
(2).离心率: e 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
a
于圆.
(3)椭圆的焦半径: MF1aex,MF2aex.a=b+c
22
x0y0x2y2
(4).椭圆的的内外部点P(x0,y0)在椭圆221(ab0)的内部221
abab
2
2
2
(5).焦点三角形PF、三角形面积公式将有关线段PF11F2经常利用余弦定理...........合起来,建立PF1PF2§2.1.1椭圆及其标准方程
典例剖析
题型一 椭圆的定义应用
例1:
、PF2、2c,有关角F1PF2结
、PF1PF2
等关系.面积公式:.....SF1PF2btan2
2
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评析: 点P在椭圆上这个条件的转化常有两种方法:一是点P椭圆的定义,二是点P满足椭圆的方程,应该认真领会椭圆定义
题型二 椭圆标准方程的求法
例2:已知椭圆的两个焦点为(-2,0),(2,0)且过点(,),求椭圆的标准方程
5
232
x2y2
解法1 因为椭圆的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为221(ab0),
ab
由椭圆的定义可知:2a
x2y2222
1 ac2,bac6所以所求的标准方程为
106
53x2y22222
1,将点(,
)代人解得:解法2 c2,baca4,所以可设所求的方程为22
22aa4
x2y2
1 a 所以所求的标准方程为
106
评析 求椭圆的标准方程总结有两种方法:其一是由定义求出长轴与短轴长,根据条件写出方程;其二是先确定标准方程的类型,并将其用有关参数a,b表示出来然后结合条件建立a,b所满足的等式,求得a,b的值,再代人方程 备选题
22
例3:设点P是圆xy4上的任一点,定点D的坐标为(8,0),若点M满足PM2MD.当点P在圆上运动时,求点M的轨迹方程.
解 设点M的坐标为x,y,点P的坐标为x0,y0,由PM2MD, 得xx0,yy028x,y,即x03x16,y03y.
22
因为点Px0,y0在圆xy4上,所以x02y024.即3x163y4,
2
2
416
即xy2,这就是动点M的轨迹方程.
39
22
评析 本题中的点M与点P相关,我们得到x03x16,y03y是关键,利用点P在xy4上的条件,
进而便求得点M的轨迹方程,此法称为代人法. 点击双基 1、.中心在原点,焦点在横轴上,长轴长为4,短轴长为2,则椭圆方程是(C )
2
x2y2x2y2x2y222
y1 D. x1 1 B. 1 C. A.
444334
2若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长的和为18,一个焦点的坐标是(3,0),则椭圆的标准方程为(B )
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B 1 C 1 D 1
[**************]2
3.与椭圆9x+4y=36有相同焦点,且短轴长为4的椭圆方程是(B )
x2y2x2y2x2y2x2y2
A 1B1C1D1
[***********]
4、椭圆5xky5的一个焦点坐标是(0,2),那么k1
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5、椭圆的焦点为F1(0,5),F2(0,5),点P(3,4)是椭圆上的一个点,则椭圆的方程为169y2x2
1,a240,1解:焦点为F,可设椭圆方程为;点在椭圆上,P(3,4)(0,5),F(0,5)122222
aa25aa25
y2x2
1 所以椭圆方程为
4015
课外作业 一、选择题
x2y2
1上的一点P到椭圆一个焦点的距离为3,则P到另一焦点距离为(D ) 1.已知椭圆
2516
2 B 3 C 5 D 7
2.若椭圆的两焦点为(-2,0)和(2,0),且椭圆过点(,),则椭圆方程是 ( D )
222222
B.yx1 C.yx1 D.xy1
1064884106
22
3.若方程x+ky=2表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围为 ( D ) A.(0,+∞) B.(0,2) C.(1,+∞) D.(0,1)
4.若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长的和为18,焦距为6,则椭圆的方程为(C ) 22
A.yx1
5232
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1或1 C.1 D.以上都不对 A.
[**************]
5.椭圆的两个焦点是F1(-1, 0), F2(1, 0),P为椭圆上一点,且|F1F2|是|PF1|与|PF2|的等差中项,则该椭圆方程
是( C )。
y2y2y2y2x2x2x2x2 A +=1 B +=1 C +=1 D +=1
[1**********]
22
6、椭圆mxnymn0(mn0)的焦点坐标为(C )
A、0,mn B、0,mn C、0,m D、0,nm
x22
7.已知△ABC的顶点B、C在椭圆+y=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边
3
上,则△ABC的周长是 ( C )
(A)3 (B)6 (C)43 (D)12
9
8.设定点F1(0,-3)、F2(0,3),动点P满足条件PF1PF2a(a0),则点P的轨迹是(A )
a
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段 二 、填空题
x2y2
9方程1表示焦点在y轴的椭圆时,实数m的取值范围是_______m(1,3)(3,1)
|m|12
x2y2
10.与椭圆4 x + 9 y = 36 有相同的焦点,且过点(-3,2)的椭圆方程为________1.
1510
2
2
11、如果M(x,y)在运动过程中,总满足关系式
x2(y3)2x2(y3)210,则M的轨迹方程是
x2y2
1 1625
三、解答题
12.将圆xy4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得曲线的方程,并说明它是什么曲线.
答案:xy21,椭圆
4
2
22
13.答案:14.
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思悟小结
1. 要灵活运用椭圆的定义来解决问题,一般情况下涉及焦点问题则应首先考虑定义。 2. 要求椭圆的标准方程包括“定位”和“定量”两个方面。“定位”是指确定椭圆与坐标系的相对位置,在
中心是原点的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;“定量”是指的 a与b具体数
2
2
x2y2
1(m0,n0),也可以设方程值,常用待定系数法.当椭圆的焦点位置不明确时,可设方程为
mn
为Ax2By21(A0,B0),避免讨论和繁杂的计算
§2.1.2椭圆的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 求椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标等. 例1 已知椭圆x2(m3)y2m(m
0)的离心率e顶点坐标.
m的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、m0,m
mmm(m2)
0m,
m3m3m3
x2y2
1,解 把椭圆的方程写成:
m
m3
mm1, a2m,b2,ce
m
3
y211a1,b,c,故椭圆的长轴长为2,短轴长为1
,两焦点坐标分别为椭圆的标准方程为:x
124
11F1(F2,四个顶点坐标分别为A1(1,0),A2(1,0),B1(0,),B1(0,).
2222
2
评析: 解决此类问题的关键是将所给的方程正确地化成椭圆的标准方程,然后判断焦点在哪个坐标轴上,准
确的求出a,b,进而求出其他有关性质
题型二 椭圆的几何性质简单应用 例2 设椭圆的两个焦点分别为F1、、F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是( )
A
.
1 B
. C
.2 D
1
22
分析 利用椭圆的几何性质和定义
b2a2c2x2y
2
2c,即2c,即解一 设椭圆方程为221,依题意,显然有PF2F1F2,则aab
e22e10,解得e1.选D.
解二 ∵△F1PF2为等腰直角三角形,∴PF2F1F22c,PF122c.
∵PF1PF22a,∴22cc2a,∴
c
a
121
21.故选D.
2b2
评析 解法一中的2PF2是椭圆的通径,它是椭圆经过焦点的所有弦中最短的一条题型
a
备选题
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bx2y2
例3: 椭圆221(a>b>0)的左焦点F到过顶点A(-a, 0), B(0,b)的直线的距离等于,求该椭圆的离
ab心率.
解本题条件不易用平面几何知识转化,因而过A、B的方程为
xy
1,左焦点F(-c,0),则ab
c0|1|b
c1522
117,化简,得5a-14ac+8c=0 得, 或(舍)22a24ab2
22222
abcbac
x2y2
评析: 应熟悉各方程的标准形式及各参数之间的关系和几何意义.若题面改为“双曲线221(a>b>0)”,
ab
22222
则由“a>b>0”这个隐含条件可知离心率e的范围限制,即a>b>0,∴ a>b, ∴a>c-a 从而1e2.
点击双基
1中心在原点,焦点在x轴上,焦距等于6,离心率等于
3
,则椭圆的方程是( C ) 5
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1 C.1 D.1
A.
[**************]59
2
答案:
x2y20
1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF F1 、F2是椭圆则ΔAF面积( ) 1F245,1F2的97
777A7 B C D
422
x2y2
1上的点M到焦点F1的距离是2,N是MF1的中点,则|ON|为 4 4..椭圆
259yym(a>0,y≠0)表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 m<-1 5、若方程
xaxa
课外作业 一、选择题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为
1
,则椭圆的方程是(D ) 3
x2y2x2y2x2y2A.+=1 B.+=1 C.+=1 [1**********]236
2
x2y2D.+=1 3632
答案
x2y2x2y2
3.椭圆221和22kk0具有 ( A )
abab
A.相同的离心率 B.相同的焦点 C.相同的顶点 D.相同的长、短轴 4.若椭圆短轴上的两顶点与一焦点的连线互相垂直,则离心率等于( B )
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bx2y2
例3: 椭圆221(a>b>0)的左焦点F到过顶点A(-a, 0), B(0,b)的直线的距离等于,求该椭圆的离
ab心率.
解本题条件不易用平面几何知识转化,因而过A、B的方程为
xy
1,左焦点F(-c,0),则ab
c0|1|b
c1522
117,化简,得5a-14ac+8c=0 得, 或(舍)22a24ab2
22222
abcbac
x2y2
评析: 应熟悉各方程的标准形式及各参数之间的关系和几何意义.若题面改为“双曲线221(a>b>0)”,
ab
22222
则由“a>b>0”这个隐含条件可知离心率e的范围限制,即a>b>0,∴ a>b, ∴a>c-a 从而1e2.
点击双基
1中心在原点,焦点在x轴上,焦距等于6,离心率等于
3
,则椭圆的方程是( C ) 5
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1 C.1 D.1
A.
[**************]59
2
答案:
x2y20
1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF F1 、F2是椭圆则ΔAF面积( ) 1F245,1F2的97
777A7 B C D
422
x2y2
1上的点M到焦点F1的距离是2,N是MF1的中点,则|ON|为 4 4..椭圆
259yym(a>0,y≠0)表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 m<-1 5、若方程
xaxa
课外作业 一、选择题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为
1
,则椭圆的方程是(D ) 3
x2y2x2y2x2y2A.+=1 B.+=1 C.+=1 [1**********]236
2
x2y2D.+=1 3632
答案
x2y2x2y2
3.椭圆221和22kk0具有 ( A )
abab
A.相同的离心率 B.相同的焦点 C.相同的顶点 D.相同的长、短轴 4.若椭圆短轴上的两顶点与一焦点的连线互相垂直,则离心率等于( B )
1
B.
C. D. 2 22x2y2
1上一点P与椭圆的两个焦点F1、F2的连线互相垂直,则△PF1F2的面积为 5. 椭圆
4924
A.
(D )
A 21 B 22 C 23 D 24
22
6.椭圆xy1上的点到直线x2y20的最大距离是
164
(D )
D.
A.3 B. C.22
7.椭圆两焦点为 F1(4,0),P在椭圆上,若 △PF则椭圆方程为( B ) F2(4,0) ,1F2的面积的最大值为12,
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 C . 1 D . 1 A. 1 B .
[1**********]69
x2
8.过点M(-2,0)的直线m与椭圆P2,线段P1P2的中点为P,设直线m的斜率为k(,k10)y21交于P1,1
2
直线OP的斜率为k2,则k1k2的值为 ( D )
A.2 二 、填空题
B.-2 C.
1
2
D.-
1 2
x2y2
9.已知点(0, 1)在椭圆+ = 1 内,则m的取值范围是[1, 5)(5,+∞).
5m
15x2y2
1的离心率为,则k的值为___________4,或. 10.椭圆
24k89
c2k891c29k81522
,k4;当k89时,e2,k 解:当k89时,e2
ak84a944x2y2
11.设AB是椭圆221的不垂直于对称轴的弦,M为AB的中点,O为坐标原点,则
abb2
kABkOM____2.
a
xx2y1y2
,), 解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则中点M(122
y2y1y2y1y22y12
得kAB,kABkOM2 ,kOM2
x2x1x2x1x2x1
y22y12b2
2 bxayab,bx2ay2ab,得b(x2x)a(y2y)0,即2
x2x12a
22
1
221
22
2
2
2
2
22
2
2
21
2
2
21
三解答题 12.答案:
13已知椭圆的对称轴为坐标轴,离心率e
b45
2
,短轴长为85,求椭圆的方程. 3
解 :由
c2e
a3
a12y2x2x2y2
,∴椭圆的方程为:1或1. c[1**********]
a2b2c2
22xy14椭圆21a>b>0与直线xy1交于P、Q两点,且OPOQ,其中O为坐标原点.(1)2ab
求
11≤e≤2,求椭圆长轴的取值范围. 的值;(2)若椭圆的离心率满足e
a2b232
解:设P(x1,y1),P(x2,y2),由OP ⊥ OQ x 1 x 2 + y 1 y 2 = 0
y11x1,y21x2,代入上式得:2x1x2(x1x2)10 ①又将y1x代入
a2(1b2)x2y22a2222222
1
(a
b
)x2axa(1b)0,0,x1x22,x1x22
a2b2ab2ab2代入①化简得 112.
22
a
b
a2c2b21b211b222
(2) e212122,又由(1)知b2
322a32a1aaa
2
1125356
,∴长轴 2a ∈ [5,6]. a2a2
22a134222
思悟小结
1.要准确把握椭圆的标准方程的结构特征以及“标准”的含义,能从椭圆的标准方程读出几何性质,更要能
a2
够利用标准方程解决问题,在解题时要深刻理解椭圆中的几何量a,b,c,e,等之间的关系及每个量的本质含
c
义,并能熟练地应用于解题。
2.要能熟练地应用几何性质来分析问题,特别是离心率作为几何性质之一,必须重点突破。
§2.1.2椭圆的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 直线与椭圆
例1 已知椭圆C的焦点F1(-22,0)和F2(22,0),长轴长6,设直线yx2交椭圆C于A、B两点,
求线段AB的中点坐标. 解:由已知条件得椭圆的焦点在x轴上,其中c=22,a=3,从而b=1,所以其标准方程是:
x22
xy122
y1.联立方程组9,消去y得, 10x36x270. 9yx2
18xx29
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB线段的中点为M(x0,y0)那么: x1x2,x0=1
255
191
所以y0=x0+2=.也就是说线段AB中点坐标为(-,).
555
2
评析 直线与椭圆的公共点、弦长、弦的中点问题常转化为对应方程联立的方程组的解得问题,进而转化为一
元二次方程的问题.
题型二 求椭圆弦长、中点、垂直、最值等问题
例2
评析 “点差法”的要点是巧代斜率,与弦中点有关的问题有三类:平行弦的中点轨迹,过定点的弦中点轨迹,过定点且被定点平分的弦的所在的直线方程 备选题
例3.在ABC中,BC=24,AC、AB边上的中线长之和等于39,求ABC的重
心的轨迹方程。
解 如图所示,以线段BC所在直线为x轴、线段BC的中垂线为y轴建立直角
坐标系。 设M为ABC的重心,BD是AC边上的中线,CE是AB边上的中线,由
重
22|BD||CM||CE|,,于是33
2222
|MB||MC||BD||CE|=(|BD||CE|)=3926.根据椭圆的定义知,点M的轨迹是以B、C为
3333
心
的
性
质
知
|BM|
焦点的椭圆.
2a|MB||MC|26,a13,又2c|BC|24,c12,b2a2c213212225,故所求的
x2y21(y0). 椭圆方程为
16925
评析 有一定长线段BC,两边上的中线长也均与定点B、C和ABC的重心有关,因此需考虑以BC的中点为坐标原点建立直角坐标系。但需注意点A不能在BC的所在的直线上。 在求点的轨迹时,要特点注意所求点轨迹的几
x2y2
1(y0) 何意义,在本题中,所求的椭圆方程为
16925
点击双基
1 答案:
答案:
x2y2
1上的点,F1、F2是椭圆的左、右焦点,则△PF1F2的周长是( B ) 3.点P是椭圆95
(A)12
(B)10
(C)8
(D)6
4
. 5
4.已知椭圆E的短轴长为6,焦点F到长轴的一个端点的距离等于9,则椭圆E的离心率等于_________x2y2
5.已知Px,y是椭圆1上的点,则xy的取值范围是____________[13,13].
14425
课外作业 一、选择题
答案:D
2.椭圆xmy1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m的值为( A )
A.
2
2
11
B. C. 2 42
D.4
3、若椭圆经过点P(2,3),且焦点为F1(-2,0),F2(2,0),则这个椭圆的离心率等于( C )
2113A. B. C. 2322
22xy
4.已知椭圆方程为+ ,焦点在x轴上,则其焦距等于 ( A )
8m(A)8–m (B)22–|m| (C)m–8 (D)|m|–22
x2y21
5.若椭圆 + = 1的离心率为, 则m的值等于 ( )
16m[1**********]28
(A)18 (B)18或 (C)16或 (D)16或
9999
x2y2
6.已知F是椭圆221(a>b>0)的左焦点, P是椭圆上的一点, PF⊥x
ab
离心率是 ( A ) (A)
221
(B) (C) (D) 2422
x2y2
1上一点,F1、F2为其焦点,则cos∠F1PF27.若P是椭圆94
A.
111 B.-1 C. D. 299
x2y29
1上三个不同的点,则“AF,BF,CF 成8设A(x1,y1),B(4,),C(x2,y2)是右焦点为F的椭圆
5259
等差数列”是“x1x28”的( A. ).
A.充要条件 B.必要不充分条件 C.充分不必要条件 D.既非充分也非必要
4449
.由焦半径公式可得|AF|=5-x1,|BF|=5-×4=,|CF|5555
4449
=5-x2,故AF,BF,CF成等差数列(5-x1)+(5-x2)=2×x1x28,
5555
解:a=5,b=3,∴c=4,F(4,0), e=
二 、填空题
x2y2
9.椭圆+ = 1 的焦距为2,则m的值为或3
m4
10.椭圆的焦点在y轴上,一个焦点到长轴的两端点的距离之比是1∶4, 短轴长为8, 则椭圆的标准方程
x2y2
是 . + = 1
162511、长为3的线段AB的端点A、B分别在x、y轴上移动,动点C(x,y)满足AC2CB,则动点C的轨
迹方程是 . 答案:x
2
12
y1 4
三、解答题
12已知椭圆的对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点组成一个等边三角形,焦点到同侧顶点的距离为
3,求椭圆的方程。
x2y2
1(m0,n0,mn) 解:设椭圆的标准方程mn
5232
()()22xy1,解得 m6,n 则有
nm610
()2()2
1
nm
x2
y21交于不同两点A和B,且OAOB1(其中O为坐标原点)13.直线ykx,求k的3
值.
x2
y21,得(13k2)x230. 解:将ykx3
由直线与椭圆交于不同的两点,得
2
113k0,2
即. k222
3)12(13k)12(3k1)0.
设A(xA,yA),B(xB,yB),则.由OAOB1,得xAxByAyB1.
而xAxByAyBxAxB(kxA2)(kxB2)(k21)xAxB2k(xAxB)2
53k2353k2
1.于是.解得 k(k1)2222
3k11
3k1
故k的值为.
14已知椭圆G的中心在坐标原点,长轴在x轴上,离心率为,两个焦点分别为F1和F2,椭圆G上一点到F1和F2
2
的距离之和为12,圆Ck:x2y22kx4y210(kR)的圆心为点Ak.
2
(1)求椭圆
G的方程;(2)求AkF1F2的面积;(3)问是否存在圆Ck包围椭圆G? 请说明理由
.
x2y2
解(1)设椭圆G的方程为:221 (ab0)半焦距为c;
ab
2a1222a
6222 则解得 , bac36279 所求椭圆G的方程为:xy1. c369
c
a
11
(2)点AK的坐标为K,2, SVAKF1F2F1F222
22
22
(3)若k0,由6012k0211512k0可知点(6,0)在圆Ck外,
若k0,由(6)20212k0211512k0可知点(-6,0)在圆Ck外;
思悟小结
1,在直线与椭圆的位置关系问题中,要注意弦长问题,垂直问题、中点弦问题等,解决的一般思路是联立直线与椭圆的方程组,消去一个未知量,通过题意找到根与系数的关系,利用韦达定理列式求解。
x2y22
2把椭圆方程221(ab0)
与直线方程ykxb联立消去y,整理成形如AxBxC0的形式,对
ab
此一元二次方程有:
(1)0,直线与椭圆有两个公共点P,Q,此时的弦长的求法:①求两点P,Q的坐标,利用两点间的距离公式;②由韦达定理得到弦长公式PQpxq,涉及弦长问题,常用“韦达定理”设而不求计算弦长。
(2)0,直线与椭圆有一个公共点,相切 (3)0,直线与椭圆有无公共点,相离
§2.2双曲线
知识梳理
1、双曲线及其标准方程
(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2a(小于|F1F2|)的动点M的轨迹叫做双曲线.在这个定义中,要注意条件2a<|F1F2|,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=|F1F2|,则动点的轨迹是两条射线;若2a>|F1F2|,则无轨迹.
若MF1<MF2时,动点M的轨迹仅为双曲线的一个分支,又若MF1>MF2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)
.双曲线的标准方程判别方法是:如果x项的系数是正数,则焦点在x轴上;如果y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.
2、双曲线的简单几何性质
x2y2c(1).双曲线221实轴长为2a,虚轴长为2b,离心率e离心率e越大,开口越大.
aba
bx2y2x2y2
(2).双曲线221的渐近线方程为yx或表示为220.若已知双曲线的渐近线方程是
aabab
22
y
m
x,即mxny0,那么双曲线的方程具有以下形式:m2x2n2y2k,其中k是一个不为零的常数. n
a2a2
(3)焦半径公式PF1|e(x)|,PF2|e(x)|.
cc
(4)双曲线的方程与渐近线方程的关系
x2y2x2y2b
①若双曲线方程为221渐近线方程:220yx;②若渐近线方程为
abaab
xyx2y2x2y2b
yx0双曲线可设为22;③若双曲线与221有公共渐近线,可设为
abaabab
x2y2x2y2
2(0,焦点在x轴上,0,焦点在y轴上).④双曲线221(a,b0)焦点三角形面积:2abab
SF1PF2bcot
2
2
,高h
b2cot
c
。
§2.2.1双曲线的定义与标准方程
典例剖析
题型一 双曲线标准方程的判断
题型二 求双曲线标准方程
例2 已知双曲线过M(1,1),N(2,5)两点,求双曲线的标准方程
x2y2
解法1 当双曲线的焦点在x轴上时,设双曲线的方程为:221(a0,b0),因为M(1,1),N(2,5)在
ab
1118
18x2y2a2b2a27
1 双曲线上,所以, 解得:;所求的双曲线方程为:
42511771a2b2b27
y2x2
当双曲线的焦点在Y轴上时,设双曲线的方程为:221(a0,b0),因为M(1,1),N(2,5)在双曲线
ab
1111
18x2y2a2b2a27
1 上,所以, 解得:;(不合舍去)综上:所求的双曲线方程为:77182541
7b2a2b2
22
解法2 因为双曲线的焦点位置不定,所以设双曲线的方程为:mxny(1mn0)
8mmn18x2y27
1 因为点M(1,1),N(2,5)在双曲线上,解得所求的双曲线方程为:
1774m25n1n7
评析 解法1采用了通法,因为无法判断焦点所在的位置,分两种情况讨论。解法2将双曲线的方程设为
mx2ny2(1mn0),运算比较简便。
备选题
例3:
评析 确定一个双曲线的标准方程需要三个条件a,b,两个定形条件,一个定位条件:焦点坐标。 点击双基
1、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。则命题甲是命题乙的( B )
(A) 充要条件 (B) 必要不充分条件 (C) 充分不必要条件 (D) 不充分也不必要条件
x2y2
2、圆C过双曲线1的一个顶点和一个焦点,且圆心在该双曲线上,则圆心到该双曲线的中心的距离是
916(D )
416A. B
C.5 D.
33
3、设x,yR,且2y是1x和1x的等比中项,则动点x,y的轨迹为除去x轴上点的(D ) A.一条直线 B.一个圆 C.双曲线的一支 D.一个椭圆
x2y2
1表示双曲线,则k的取值范围是 (,4)(1,) 4.若曲线
4k1k
5、设ABC的顶点A(4,0),B(4,0),且sinAsinB
1
sinC,则第三个顶点C的轨迹方程是________. 2
x2y2
1(x2) 答案:
412
课外作业
一、选择题
1动点P到点M(1,0)及点N(3,0)的距离之差为2,则点P的轨迹是(D )
双曲线 B 双曲线的一支 C 两条射线 D 一条射线
x2y2
2.方程( D ) 1表示双曲线,则k的取值范围是
1k1k
A.1k1 B.k0 C.k0 D.k1或k1
x2y2
3. 双曲线2( C ) 1的焦距是
m124m2
A.4 B.22 C.8 D.与m有关
x2
4 如果双曲线-y2=1的两个焦点为F1、F2,A是双曲线上一点,且|AF1|=5,那么|AF2|
9
等于( D )
A.5+ B.5+2 C.8 D.11
x2y2
1左焦点F1的弦AB长为6,则ABF2(F2为右焦点)的周长是( A ) 5.过双曲线
169
A.28 B.22 C.14 D.12
x2y2
已知ABP的顶点A、B分别为双曲线C1的左右焦点,顶点P在双
1696、
sinA-sinB
曲线C上,则的值等于
sinP
A.
45
B C
D. 542
答案 A
y2
1的左右焦点.若点P在双曲线上,且PF1PF20 7、设F1,F2分别是双曲线x9
则PF1PF2=(B )
A.
B. 2 C. D. 2
8已知F1,F2是双曲线的两个焦点,Q是双曲线上任一点(不是顶点),从某一焦点引F1QF2的平分线的垂线,垂足为P,则点P的轨迹是 ( B )
A 直线 B 圆 C 椭圆 D 双曲线 二、填空题
y2x2
9 过点A(-2,42)、B(3,-2)的双曲线的标准方程为-=1
416y2x222
10. 与双曲线16x-9y=-144有共同焦点,且过点(0,2)的双曲线方程为-=1
214
x2y2
11.方程+=1表示的曲线为C,给出下列四个命题:
4kk1
①曲线C不可能是圆; ②若14;④若曲线C表示焦点在x轴上的椭圆,则1
5
.其中正确的命题是__________.③④ 255
解析:当4-k=k-1,即k=时表示圆,否定命题①,显然k=∈(1,4),
22
∴否定命题②;若曲线C为双曲线,则有(4-k)(k-1)
上的椭圆,则4-k>k-1>0,解得1
5
,说明命题④正确. 答案:③④ 2
x
2y2
1有相同焦点,且经过点,求其方程。 12.双曲线与椭圆
2736y2x2y2x2
1的焦点为(0,3),c3,设双曲线方程为21过点, 解:椭圆23627a9
a1615y2x2222
1,得a4,或36,而a9,a4,双曲线方程为1. 则2
a9a245
9
(3,,5),,P
13.已知双曲线的焦点在y轴上,并且双曲线上两点P坐标分别为求双曲线的标准方程. 12
4
y2x2
解:因为双曲线的焦点在y轴上,所以设所求双曲线的标准方程为221(a0,b0)①;
ab
∵点P1,P2在双曲线上,∴点P1,P2的坐标适合方程①.
(232
212
ab9
将(3,
,5)分别代入方程①中,得方程组: 92425()
221
ba
11211y2x2a216a16
1. 将2和2看着整体,解得,∴2即双曲线的标准方程为
ab169b911
b29
14如图,某农场在P处有一堆肥,今要把这堆肥料沿道路PA或PB送到庄稼地ABCD中去,已知PA=100 m,
PB=150 m,∠APB=60°.能否在田地ABCD中确定一条界线,使位于界线一侧的点,沿道路PA送肥较近;而另一侧的点,沿道路PB送肥较近?如果能,请说出这条界线是一条什么曲线,并求出其方程
解:设M是这种界线上的点,则必有|MA|+|PA|=|MB|+|PB|, C 即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=50. ∴这种界线是以A、B为焦点的双曲线靠近B点的一支.建立以AB为x轴,AB中点O为
x2y21
原点的直角坐标系,则曲线为-=1,其中a=25,c=|AB|.
ab2
P
x2y2222
∴c=257,b=c-a=3750.∴所求曲线方程为-=1(x≥25,y≥0).
6253750
思悟小结
由给定条件求双曲线的方程常用待定系数法。首先是根据焦点的位置设出方程的形式(含参数),再由题设条件确定参数的值,应特别注意焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,应防止遗漏。
B
§2.2.2双曲线的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 双曲线的性质
x2y2141共焦点,它们的离心率之和为,求双曲线方程. 例1已知双曲线与椭圆
9255
4
解 由于椭圆焦点为F(0,4),离心率为e=,所以双曲线的焦点为F(0,4),离心率为2,
5
y2x2
1. 从而
所以求双曲线方程为:
412
评析 关于双曲线离心率、渐近线问题常常是考察的重点,主要寻找a,b,c三元素之间的关系
题型二 有共同渐近线的双曲线方程的求法
x2y2
1有共同的渐近线,并且经过点4)的双曲线方程. 例2 求与双曲线93
x2y2
0
解 由题意可设所求双曲线方程为:93
双曲线经过点4)
(4)2
5 3
y2x2
所求双曲线方程为:1
1545xyx2y2x2y2
评析 渐近线为0的双曲线方程可设为22(0),若与221有共同的渐近线也可以
abababx2y2
设出双曲线系22(0),再把已知点代入,即可求出.
ab
备选题
y2
1上两点A、B,AB中点M(1,2) 例3 设双曲线x2
2
⑴求直线AB方程;
⑵如果线段AB的垂直平分线与双曲线交于C、D两点,那么A、B、C、D是否共圆,为什么?
ykx2k2222解法一:显然AB斜率存在设AB:y-2=k(x-1) 由得:(2-k)x-2k(2-k)x-k+4k-6=0 y2
1x
2xxk(2k)
当△>0时,设A(x1,y1),B(x2,y2) 则12∴ k=1,满足△>0∴ 直线AB:y=x+1
22k2
2y12x1112 法二:设A(x1,y1),B(x2,y2)则两式相减得:(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2)
22x2y2122
y221y1y22(x1x2)2
1 ∴ AB:y=x+1代入x1得:△>0 ∵ x1≠x2∴ ∴ kAB
22x1x2y1y2
评注:法一为韦达定理法,法二称为点差法,当涉及到弦的中点时,常用这两种途径处理。在利用点差法时,必须
检验条件△>0是否成立。
(2)设A、B、C、D共圆于⊙OM,因AB为弦,故M在AB垂直平分线即CD上;又CD为弦,故圆心M为CD中点。因此只需证CD中点M满足|MA|=|MB|=|MC|=|MD|
yx1由得:A(-1,0),B(3,4)又CD方程:y=-x+3 y22
1x
2yx32由得:x2+6x-11=0设C(x3,y3),D(x4,y4),CD中点M(x0,y0) y2
1x
2
xx4
3,y0x036∴ M(-3,6) 则x03
2
1
|CD|=2又|MA|=|MB|=2∴ |MA|=|MB|=|MC|=|MD| 2
∴ A、B、C、D在以CD中点,M(-3,6)为圆心,2为半径的圆上
评析:此类探索性命题通常肯定满足条件的结论存在,然后求出该结论,并检验是否满足所有条件.本题应着重分析圆的几何性质,以定圆心和定半径这两定为中心,充分分析平面图形的几何性质可以使解题思路更清晰,在学习中必须引起足够重视. 点击双基
∴ |MC|=|MD|=
1、若双曲线x2ky21的离心率是2,则实数k的值是(B ) A.3 B. C. 3
13
D.
1 3
x2y2
2、若双曲线221(a0,b0)的两个顶点三等分焦距,则该双曲线的渐近线方程是( D )
ab2
A.yx B.y2x C.yx D.y22x
2
x2y2
1表示双曲线的( A ) 3、若kR,则k3是方程
k3k3
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件 C.充要条件
D.既充分也不必要条件
x2y2
P到x轴的距离为 1 的两个焦点为F1、F2,点P在该双曲线上,若PF4、双曲线1PF20,则点
916
第 15 页 共 30 页
16. 5
y2x2
5、若双曲线2-2=1的渐近线与方程为(x2)2y23的圆相切,则此双曲线的离心率
ab
为 2.
课外作业
一、选择题
22
1.方程mx+ny+mn=0(m
A (0,
x2
2.焦点为0,6,且与双曲线(B ) y21有相同的渐近线的双曲线方程是
2
x2y2y2x2y2x2x2y2
A.B.C.D.1 1 1 1
[**************]2
x2y2x2y2
3.若0ka,双曲线2( D ) 1与双曲线221有
akb2kab
A.相同的虚轴 B.相同的实轴 C.相同的渐近线 D. 相同的焦点
xx2y2
4、若双曲线221的一条渐近线方程为y0.则此双曲线的离心率为(B )
3ab
A
B
C
.D
x2
y21有相同渐近线的双曲线的方程是(D ) 5、过点(2,-2)且与双曲线2
x2y2y2x2x2y2y2x2
1 (B)1 (C)1 (D)1 (A)42422424
2222yxxy
6、双曲线221(a,b0)的一条渐近线与椭圆221(ab0)交于点M、
abbaN,则MN=(C)
A. a+b
22
B. 2a C. 2(ab)
22
D. 2(ab)
x2
y21(n1)的两焦点为F1,F2,P在双曲线上,
且满足PF1PF27、双曲线n
则PF1F2的面积为(A )
1
(A)1 (B) (C)2 (D)4
2
解:假设PF
1PF2,
由双曲线定义PF1PF2
PF1PF2解得PF1PF2
F1F2S
2
2
PF1F2
1
PF1PF21 2
x2x22
8、给出下列曲线:①4x+2y-1=0; ②x+y=3; ③y1 ④y21,其中与直线
22
y=-2x-3有交点的所有曲线是 ( D ) A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④ 二填空题
x2y2
1a0的一条渐近线方程为3x2y0,则a=__________.2 9若双曲线29a
455x2y2
1的一条渐近线方程为yx,则该双曲线的离心率e为或 10已知双曲线
334mn
第 16 页 共 30 页
x2y2
11.直线y
x1与双曲线1相交于A,B两点,则AB=______ 46
23
三解答题
12.求适合下列条件的双曲线的标准方程:
35
;(2)顶点间的距离为6,渐近线方程为yx.
24
2b12,
x2y2
(1)解:焦点在x轴上,设所求双曲线的方程为22=1.由题意,得c5 解得a8,c10.∴
ab.a4
x2y2222
1. bca1006436.所以焦点在x轴上的双曲线的方程为
6436
x2y2
(2)解1:当焦点在x轴上时,设所求双曲线的方程为22=1
ab
2a12,
x2y29
1. 由题意,得b3 解得a3,b.所以焦点在x轴上的双曲线的方程为
819.2a24
y2x2
1. 同理可求当焦点在y轴上双曲线的方程为94
3x2y2
(0) 解2:设以yx为渐近线的双曲线的方程为
249
x2y29
1. 当>0时,246,解得,=. 此时,所要求的双曲线的方程为
8194
4y2x2
1 当<0时,296,解得,=-1.此时,所要求的双曲线的方程为94
(1)焦点在 x轴上
,虚轴长为12,离心率为
13.
14.
思悟小结
1.由已知双曲线方程求基本量,注意首先将方程化为标准形式,再计算,并要特别注意焦点位置。
xyx2y2
2渐近线是刻划双曲线的一个重要概念。渐近线为0的双曲线方程可设为22(0),若与
abab
第 17 页 共 30 页
x2y2x2y2
1有共同的渐近线也可以设出双曲线系22(0)
aba2b2
§2.2.2双曲线的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 应用双曲线的定义及性质解题
例1 求证:等轴双曲线上任一点到中心的距离是它到两焦点的距离的比例中项. 证明:设等轴双曲线的方程为x2y2a2,双曲线上任一点P的坐标为x1,y1 则P到中心的距离
为
,等轴双曲线的离心率
是,所以点P到两焦点的距离分别
为
|1a|,|1a|,所以|PF1||PF2||
1a||1a||
2x12a2||x12y12||PO|2
评析:涉及双曲线上的点到两个焦点的距离问题,常常要双曲线的定义,P到两焦点的距离分别为
|1a|,|1a|即为焦半径公式,请同学们自行推导
题型二 直线与双曲线的位置关系
2
例 已知不论b取何实数,直线y=kx+b与双曲线x-2y2=1总有公共点,试求实数k的取值范围. 分析 联立方程组,结合数形讨论
ykxb222
解
联立方程组2消去y得(2k—1)x+4kbx+2b+1=0,
2
x2y1当2k10k2
(1)当b0时,有一个交点;
(2)当b0时,没有交点,所以不合题意.
=(4kb)
2—4(2k2—1)(2b2+1)=—4(2k2—2b2
—1)≥0,对所有实数b
恒成立,∴2k2—1≤0,得 所以 kk
2222
当2k10
k2
评析 利用数形结合法或将它们的方程组成的方程组转化为一元二次方程,利用判别式、韦达定理来求解或证
明.注意:与双曲线只有一个公共点的直线有两种.一种是与渐近线平行的两条与双曲线交于一点的直线.另一种是与双曲线相切的直线也有两条. 备选题
22
例3: k代表实数,讨论方程kx2y80所表示的曲线.
y2x2
1为焦点在y轴的双曲线; 解: 当k0时,曲线
84k2
当k0时,曲线2y80为两条平行于x轴的直线y2或y2;
x2y2
1为焦点在x轴的椭圆; 当0k2时,曲线84k22
当k2时,曲线xy4为一个圆;
y2x2
1为焦点在y轴的椭圆 当k2时,曲线
84k
评析:针对k的各种情形进行分类讨论
.
点击双基
x2y2
1的焦距为(.D )
1.双曲线
10
2
A. B. C.D.第 18 页 共 30 页
1x2y2
2若双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离等于焦距的,则该双曲线的渐近线方程是
4ab
(C )
A、x2y0 B、2xy0 C
、x0 D
y0
b1x2y2
,
解:对于双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离因为b,而
2c4ab
1b因此bc,a
,因此其渐近线方程为x0. ,
2a2
3.已知双曲线方程为x2y1,过P(1,0)的直线L与双曲线只有一个公共点,则L的条数共有(B )
4
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
5x2y2
4、与双曲线1有共同的渐近线,且焦点在y轴上的双曲线的离心率为
4916
x2y25、已知双曲线221(a0,b
0)的两条渐近线方程为yx,若顶点到渐近线的距离为1,
abx23y2
则双曲线方程为 .1
44
课外作业
一、选择题
1.下列各对曲线中,即有相同的离心率又有相同渐近线的是 D
x22y2
A -y=1和
3922xC y-=1和x2-32
x2x222x-=1 B -y=1和y-=1 333
x2y2y2x22
=1 D -y=1和-=1
9333
2.已知双曲线9y2m2x21(m0)的一个顶点到它的一条渐近线的距离为 A.1
B.2
C.3
D.4
1
,则m(D ) 5
x2y2
1有共同的渐近线,且经过点A(3,23}的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是 3.与双曲线
916
(C )
A 8 B 4 C 2 D 1
4.双曲线kx2+4y2=4k的离心率小于2,则k的取值范围是 ( C ) A (-∞,0) B (-3,0) C (-12,0) D (-12,1)
5已知平面内有一固定线段AB,其长度为4,动点P满足|PA|-|PB|=3,则|PA|的最小值为 (D) (A)1.5 (B)3 (C)0.5 (D)3.5
x2y2
6如果双曲线=1上一点P到双曲线右焦点的距离是2,那么点P到y轴的距离是(A ) 42
(A)
4 3
(B)
26
3
(C)2
(D)2
x2y2
7、设F1,F2分别是双曲线22的左、右焦点,若双曲线上存在点A,使F1AF290
ab
且AF13AF2,则双曲线的离心率为(B )
A
.
2
B
.
2
C
.
2
D
x2y2
1的左右焦点分别为F1,F2,P为C的右支上一点,且PF2F1F2,则PF1F28.已知双曲线C:
916
的面积等于(C )
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(A)24 (B)36 (C)48 (D)96 填空题
x2y2
1的离心率e∈
(1, 2),则
k的取值范围是 .(12,0) 9.
双曲线
4k
10、若双曲线x2-y2=1右支上一点P(a, b)到直线y=xa+b的值是 .
1 2
x2y223
11.已知双曲线221(a0,b0)的离心率的取值范围是e[,2],则两渐近线夹角
3ab
的取值范围是 . [,]
32
三、解答题12.
13.答案:
14.设椭圆与双曲线有共同焦点F1(─4,0),F2(4,0), 并且椭圆长轴长是双曲线实轴长的2倍,试求椭圆与双曲线的交点的轨迹.
解法1:设交点为P(x,y),双曲线的实半轴长为a (2
由半焦距为4, 得它们的方程分别为:
2
x2a2
y216a2
1 (1) 和
x24a2
y24a216
=1 (2)
(a24)(16a2)
(2)4─(1)得:y (3),代入(1)得:a2=2|x|
422
再代入(3)化简得:(x─5)+y=9 或(x+5)2+y2=9 .
解法2:用定义法求解. |F1P|+|F2P|=2||F1P|─F2P||, 解得:|F1P|=3 |F2P| 或3 |F1P|=|F2P| .即:
(x4)2y23(x4)2y2或 (x4)2y23(x4)2y2,
化简得:(x─5)2+y2=9 或(x+5)2+y2=9. 思悟小结
1涉及双曲线上的点P到两个焦点F 1、F2的距离问题为aex0,即为焦半径公式,请同学们可以尝试推导。2解决直线与双曲线的位置关系问题时,对于消元后的一元二次方程,必须讨论二次项的系数和判别式,有时借助图形的几何性质更方便。
§2.3抛物线
知识梳理
1.抛物线的概念
平面内与一定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F不在定直线l上).定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线.
方程y2px
2
p0叫做抛物线的标准方程.
pp,0),它的准线方程是x; 22
注意:它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,焦点坐标是F(
2.抛物线的性质
一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他
几种形式:y2
2px,2,
2.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如下表:
有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;(3)注意强调p的几何意义:是焦点到准线的距离.
§2.3.1抛物线及其标准方程
典例剖析
题型二:求抛物线的标准方程
例2 已知抛物线的焦点在x轴上,抛物线上的点M(—3,m)到焦点的距离等于5,求抛物线的标准方程和m的值.
解1 设抛物线方程y2=—2px(p>0),则焦点F(—
m26p
p4p4
,解得 或p22m26m2m(3)5
2
p
,0),由题设可得: 2
故抛物线的方程为y2=—8x,m的值为±解2 设抛物线方程为y2=—2px(p>0),则焦点F(—
pp,0),准线方程为x=. 22
p
+3=5, 2
∴p=4.因此抛物线方程为y2=—8x,又点M(—3,m)在抛物线上,于是m2=24,∴m=±根据抛物线的定义,M到焦点的距离等于5,也就是M到准线的距离等于5,则评析 比较两种解法,可看出运用定义方法的简捷. 备选题
例3如图所示,点A(1,0).点R在y轴上运动,T在x轴上,N为动点,
且RTRA0,RNRT0,设动点N的轨迹为曲线C,求曲线C的方程; 解:设N(x,y),由RNRT0知:R是TN的中点, 则T(x,0),R(0,),RTRA0(X,)(1,)0
y
2y2y2
则y4x就是点N的轨迹曲线C的方程
评析 此问题是平面解析几何和向量知识的结合,以向量为背景求圆锥曲线方程是命题的一种方向。 点击双基
1、 顶点在原点,焦点是(0,2)的抛物线方程是(B )
(A)x2=8y (B)x2= 8y (C)y2=8x (D)y2=8x
2
2.、抛物线y4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( B ) 17157
(A) (B) (C) (D)0 16168
2
3、过点P(0,1)与抛物线y=x有且只有一个交点的直线有(B )
(A)4条 (B)3条 (C)2条 (D)1条 解:过P可作抛物线的切线两条,还有一条与x轴平行的直线也满足要求
4抛物线y24ax(a0)的焦点坐标是_____________; (a,0)
5、动圆M过点F(0,2)且与直线y=-2相切,则圆心M的轨迹方程是. x2=8y 课外作业 一、选择题
1.抛物线y2x2的焦点坐标是 ( C )
1
C.(0,)
84
2.抛物线y210x的焦点到准线的距离是( B )
A.(1,0) B.(1,0) D. (0,1)
4
A.
515
B.5 C. D.10 22
3.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点P(m,3)到焦点的距离为5, 则抛物线方程为( D )
A.x28y B.x24y C.x24y D.x28y 4.抛物线y2=ax(a≠0)的准线方程是 ( A )
|a|aa|a|
B x= C x D x=
44443
5.过抛物线y2=4x的焦点F作倾斜角为的直线交抛物线于A、B两点,则AB的长是( C )
4
A
B 4 C 8 D 2
A.x
6.抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点P(m,3)到焦点的距离为5,则抛物线方程为(D ) A.x28y B.x24y
C.x24y
D.x28y
7若点A的坐标为(3,2),F为抛物线y2=2x的焦点,点P在抛物线上移动,为使|PA|+|PF|取最小值,P点的坐标为( B )
(A)(3,3) (B)(2,2) (C)(
2
1
,1) 2
(D)(0,0)
8过抛物线yax(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别为p、q,则等于(C )
(A)2a (B)
11pq
14 (C)4a (D) 2aa
解:作为选择题可采用特殊值法,取过焦点,且垂直于对称轴的直线与抛物线相交所形成线段分别为p,q,则
1122
p=q=|FK|而|FK|1,4a
2apqp
(
2a
)
二、填空题
2
9.顶点在原点,焦点在y轴上,且过点P(4,2)的抛物线方程是 x=8y
10.平面上的动点P到点A(0,-2)的距离比到直线l:y=4的距离小2,则动点P的轨迹方程是
2
x=-8y
12
11.抛物线y2x上到其准线和顶点距离相等的点的坐标为 _______(,).
84
三、解答题
12.求经过点P2,4的抛物线的标准方程.
解:由于点P在第三象限,所以抛物线方程可设为:y22px或x22py
在第一种情形下,求得抛物线方程为:y28x;在第二种情形下,求得抛物线方程为:x2y; 13在抛物线y2=2x上求一点P,使P到焦点F与到点A(3,2)的距离之和最小. 解:如图,设抛物线的点P到准线的距离为|PQ|,由抛物线定义可知:|PF|=|PQ| ∴|PF|+|PA|=|PQ|+|PA|,显然当P、Q、A三点共线时,|PQ|+|PA|最小. ∵A(3,2),可设P(x0,2)代入y2=2x得x0=2.故点P的坐标为(2,2).
14.已知圆x2y29x0与顶点原点O,焦点在x轴上的抛物线交于A、B两 △AOB的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线C的方程.
点,
解:设所求抛物线y22px,因为△AOB的垂心恰为抛物线的焦点,所以AB⊥X轴,则可设
pp
Ax1,y1,Bx1,y2,F,0.而OAx1,y1,FBx1,y2,由题意OAFB0,可得
22
22p5y1x19x102
x1x12px10,即x1p.又A点既在圆上又在抛物线上所以2得x192p所以
22y12px
5
p92p,p2,y24x 2
思悟小结
1.重视定义在解题中的应用;灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离相等的转化。
2注意确定四种标准方程的条件,明确抛物线的焦距、焦顶距、通径与抛物线标准方程中的系数的关系。 §2.3.2抛物线的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 利用定义和几何图形的性质求解.
例1 求证:以抛物线y2 = 2px过焦点的弦为直径的圆,必与此抛物线的准线相切. 证明 如图,过A,B分别作AC,BD垂直于l,垂足为C,D.据抛物线定义有:|AC| =|AF|,|BD| = |BF|,所以|AB|=|AC|+|BD|.
又由ACDB是梯形,据梯形中位线性质知:|MH|
11
(|AC||BD|)|AB| 22
即|MH|为圆的半径,而准线过半径MH的外端且与半径垂直,故本题得证.
评析
题型二:焦点弦问题
例2 斜率为1的直线经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线交于两点A、B,求线段AB的长.
解1 如图所示,由抛物线的标准方程可知,焦点F(1,0),准线方程x=—1.
由题可知,直线AB的方程为y=x—1,代入抛物线方程y2=4x,整理得:x2—6x+1=0 解上述方程得x1
x2=3—
y
y2=2—即A、B的坐标分别为(,(3—2—
∴|AB|=(322322)
22(222222)28 解2 设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=6,x1·x2=1
∴|ABx1—x2|2(x1x2)24x1x226248
解3 设A(x1,y1)、B(x2,y2),由抛物线定义可知,|AF|等于点A到准线x=—1的距离|AA′|
即|AF|=|AA′|=x1+1;同理|BF|=|BB′|=x2
+1 ∴|AB|=|AF
|+|BF|=x1+x2+2=8
评析: 解2是利用韦达定理根与系数的关系,设而不求,是解析几何中求弦长的一种普遍适用的方法;解3充分利用了抛物线的定义,解法简洁,值得引起重视. 备选题
例3在抛物线y
4
x上求一点,使这点到直线y4x5的距离最短。 解:设点P(t,4t),距离为d,d
2
2
2,
当t
11
时,d取得最小值,此时P(,1)为所求的点。 22
评析,此问题可以设点P(t,4t2),利用抛物线标点法求解;也可以设y4xb与y4x2相切,求出切点的坐标 点击双基
1从抛物线y24x上一点P引抛物线准线的垂线,垂足为M,且|PM|=5,设抛物线的焦点为F,
则△MPF的面积为( B )
A.5
B.10
C.20 D.
2 过抛物线y22px(p0)焦点的直线交抛物线于A、B两点,则AB的最小值为(C )
p
B p 2p D 无法确定 2
3、若抛物线y24x的焦点是F,准线是l,则经过点F、M(4,4)且与l相切的圆共有( C ).
A
A.0个 B.1个 C.2个 D.4个
4、过抛物线y4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),若x1x26,那么AB等于 5、过抛物线y=2px的焦点的一条直线和抛物线交于两点,设这两点的纵坐标为y1、y2,则y1y2=__-p
课外作业 一、选择题
1.焦点是F(2,0)的抛物线的标准方程是(A )
(A)y28x (B)y28x
2
2
2
2
2
(C)x28y
2
2
(D)x28y
2
2.抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,点(-
到焦点距离是6,则抛物线的方程为(D ) (A)y4x (B)y2x (C)y2x (D)y4x或y36x
3.一个正三角形的顶点都在抛物线y4x上,其中一个顶点在原点,则这个三角形的面积是( A ) (A
)(B
)(C
) (D
)92
4.过抛物线y4x的焦点作直线交抛物线于Ax1,y1,Bx2,y2两点,如果x1x26, 那么|AB|=( B )
(A)10 (B)8 (C)6 (D)4
5.已知M为抛物线y4x上一动点,F为抛物线的焦点,定点P3,1,则|MP||MF|的最小值为( B ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6
6.抛物线y212x截直线y2x1所得弦长等于 ( A )
2
2
A. (B)2 (C)
2
2
(D)15
7动点P在抛物线y=-6x上运动,定点A(0,1),线段PA中点的轨迹方程是(C )
2222
(A)(2y+1)=-12x(B)(2y+1)=12x (C)(2y-1)=-12x(D)(2y-1)=12x 8、如图,过抛物线y2px(p0)的焦点F的直线l交抛物线于点A、B,其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为(B )
A.y
2
2
交
3x 2
2
B.y3x C.y
2
9
x D.y29x 2
二、填空题
2
9.抛物线y6x的焦点的坐标是,0, 准线方程是
32
3x.
2
10.已知圆x2y26x70,与抛物线y22px(p0)的准线相切,则p _______2_.
11.过抛物线y4x焦点F的直线l它交于A、B两点,则弦AB的中点的轨迹方程是
______
2
y22x1 )
三、解答题
12已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x+y=4相交的公共弦长等于2,求这抛物线的方程.
2
2
解:设抛物线方程为y22pxp0或y22pxp0.
当p0时,根据对称性设Ax0,,Bx0,,代入圆方程得x01,2p3, 求得抛物线方程为y23x.同理可得y23x
1
x相交于A点,动点B的坐标是(0,3a),求线段AB中点M的轨迹的方程. 2
xa22
解:设M的坐标为(x,y),A(2a,a),又B(0,3a)得
y2a
y22
消去a,得轨迹方程为x,即y4x
4
13.动直线y =a,与抛物线y
2
14.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.
m26pp2
解:设抛物线方程为x2py(p0),则焦点F(,0),由题意可得 p222m(3)5
2
m26m262
解之得或, 故所求的抛物线方程为x8y,m的值为2
p4p4
思悟小结
1要重视抛物线“定义的应用”、“回归定义”有时使问题变得简捷明确。
2焦点弦的性质:设直线过焦点F与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,l的倾斜角为,
2pp2
则有:y1y2p;x1x2;通经的长度为2p;ABx1x2p 2
Sin4
2
§2.3.2抛物线的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 焦半径问题
r
例1 已知半圆的直径AB为2r,半圆外的直线l与BA的延长线垂直且交于G点,AG=2a,(2a
2
上有相异两点M和N.它们与直线l的距离分别为d1、d2,,d1 ==MA,d2=NA,
求证:AM+AN=2r.
分析
证明 以AG的中点为原点,垂直于AB的直线为y222
则圆的方程为(x—a—r)+y=r,又由已知可知点M、N在以Al为准线的抛物线线y2=4ax上, 设M(x1,y1),N(x2,y2),将抛物线线的方程代入圆方程可得:2
x+2(a—r)x+a2—2ar=0,
NA= 从而有:x1+x2=2(r—a);又由抛物线的焦半径公式可得:MA=x1p
x2+=x2+a;所以AM+AN= x1+a ,+ x2+a=x1+x2+2a=2(r—a)+2a=2r 2
评析 由抛物线的定义导出的焦半径公式常是解决几何问题的有力工具. 题型二 直线与抛物线的位置关系
例2 焦点在y轴上的抛物线被直线x—2y—1=0.
分析 焦点是在y轴正半轴上还是在y轴负半轴上?本题没有指明,应当有两种情况,可以分两种情况来解,但我们可以统一地设抛物线方程x2=ay(a≠0).
x2ay
解 设抛物线方程为:x=ay(a≠0),由方程组消去y得:2x2—ax+a=0,∵直线与抛物线有两个交
x2y10
2
点.∴Δ=(—a)2—4×2×a>0,即a<0或a>8
设两交点坐标为A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=
1a
aa,x1·x2=, 22
2
5(a28a)=,即a—∴|AB|=(1k2)(x1x2)2(1)()245(a28a),∵|AB|=,∴44224
a11
8a—48=0,解得a=—4或a=12.∴所求抛物线标准方程为:x2=—4y或x2=12y
评析 此类问题将直线和抛物线方程联立整理为关于x或y的二次方程,结合韦达定理求解. 备选题
例3 A、B是抛物线y22px(p>0)上的两点,满足OAOB, (1)求证:A,B两点的横坐标之积,纵坐标之积分别为定值;(2)求证:直线AB过定点. (3)求AB中点M的轨迹方程.
分析 依题意可设出A、B的两点坐标,然后根据条件OAOB求之.
22222
y12y2y1y2y2y12
解 (1)设A(,y1),B(,y2),由OAOB得:+y1·y2=0;即y1·y2=-4p,从而x1·x2=4p2 22p2p2p2p4p
(2)由两点式方程可得AB的方程为:(y1+y2)y=2px+y1·y2;即(y1+y2)y=2px-4p2令y=0,得x=2p;即直线AB过定点E(2p,0)
22y1y2
22
yy2y2(y1y2)22y1y22p2py1
(3)设AB的中点为M(x,y),则x;y1
24p4p2
,
消去y1y2,得AB中点M的轨迹方程:y2px2p2 (x≥2p)
评析 此题的方法很多,上面给出的解法不失为一种最为基础的好方法,其它的方法请同学们自己尝试. 点击双基 1准线是y
3
的抛物线的标准方程是(D ) 2
(C)x26y
2
2
2
2
(A)y26x (B)y26x
2
2
(D)x26y
2
2
2
2 以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆xy2x6y90的圆心的抛物线的方程是(D )
y3x或y3x B y3x C y9x或y3x D y3x或y9x
x2y2
1a0右焦点与抛物线y216x的焦点重合,则该双曲线的离心率等于(D) 3、已知双曲线29a
54847
A. B. C. D.
45557
322
4、 以抛物线x23y的焦点为圆心,通径长为半径的圆的方程是_____________.x(y)9
4
2
5.设斜率为1的直线l经过抛物线y4x的焦点,与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则 OAOB = -3 课外作业 一、选择题
1.如果抛物线y 2=ax的准线是直线x=-1,那么它的焦点坐标为 A.(1, 0) B.(2, 0) C.(3, 0) D.(-1, 0)
2
2.抛物线yx上一点到直线2xy40的距离最短的点的坐标是
( A )
( A )
A.(1,1) B.(
11
,) 24
C.(,)
3924
D.(2,4)
3.一抛物线形拱桥,当水面离桥顶2m时,水面宽4m,若水面下降1m,则水面宽为(B ) A.6m B. 26m C.4.5m D.9m
4.平面内过点A(-2,0),且与直线x=2相切的动圆圆心的轨迹方程是
( C )
A. y 2=-2x B. y 2=-4x C.y 2=-8x D.y 2=-16x
5.过抛物线y =ax2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别
11
等于( C ) pq
14
A.2a B. C.4a D.
2aa
6、已知抛物线y2a(x1)的焦点是坐标原点,则以抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形的面积为
是p、q,则
(B )
A.1 B.2 C.3 7抛物线y2=4x截直线y2xk所得弦长为35,则k的值是(D ) (A)2 (B)-2 (C)4 (D)-4
8.已知抛物线y22px(p0)的焦点为F,点P,y1),P2(x2,y2),P,y3)在抛物线上, 1(x13(x3且2x2x1x3, 则有( C
)
2
2
D.4
FPA.FP1FP21FP2FP3 B.二、填空题
FP2FPFP3 FP3C.2FP12FP1FP3 D.
22
x2y2
1的左焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为 y24x 9.抛物线的焦点为椭圆94
2
10.抛物线y=4x的弦AB垂直于x轴,若AB的长为43,则焦点到AB的距离为 2.
11.P是抛物线y=4x上一动点,以P为圆心,作与抛物线准线相切的圆,则这个圆一定经过一个定点Q,点Q
的坐标是 (1,0). 三、解答题 12解:
2
2
13.定长为3的线段AB的端点A、B在抛物线yx上移动,求AB中点M到y轴距离的最小值,并求出此时AB中点M解:M
52
, M到y轴距离的最小值为5 ,424
2
14如图,O为坐标原点,过点P(2,0)且斜率为k的直线l交抛物线y=2x
M(x1,y1),N(x2, y2)两点.(1)求x1x2与y1y2的值;(2)求证:OM⊥ON.
(Ⅰ)解:直线l的方程为 yk(x2)(k0) ①
代入y=2x消去y可得kx2(k1)x4k0. ② 点M,N的横坐标x1与 x2是②的两个根,
2
于
2222
4k2
由韦达定理得x1x224.由y122x1,y222x2
k
得(y1y2)24x1x24416,注意到y1y20,所以y1y24.
(Ⅱ)证明;设OM,ON的斜率分别为k1, k2,
则k1
y1yyy4,k22.相乘得k1k2121,所以OMON. x1x2x1x24
思悟小结
1.涉及到直线被抛物线截得弦的中点问题时,常用一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理),这样可以直接得到两交点的坐标之和,也可以用点差法找到两交点的坐标之和,直接与中点建立联系。
2.涉及焦点弦问题可以利用焦半径公式,焦半径公式可由抛物线的定义直接导出。
章末测试
一、选择题(本大题共10小题,第小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符是合题目要求的.)
1.如果实数x,y满足等式(x2)2y23,那么A、
y
的最大值是( D ) x
331
B、 C、 D、3
322
2.若直线(1a)xy10与圆x2y22x0相切,则a的值为( D ) A、1,1 B、2,2 C、1 D、1
x2y2
1(a5)的两个焦点为F1、F2,且|F1F2|8,弦AB过点F1,则△ABF2的周长为3.已知椭圆225a
( D )(A)10 (B)20 (C)241(D) 441
x2y2
1上的点P到它的左准线的距离是10,那么点P 到它的右焦点的距离是( B ) 4.椭圆
10036
(A)15 (B)12 (C)10 (D)8
x2y2
1的焦点F1、F2,P为椭圆上的一点,已知PF1PF2,则△F1PF2的面积为( A )5.椭圆(A)259
9 (B)12 (C)10 (D)8
x2y2
1上的点到直线x2y20的最大距离是(D ) 6.椭圆
164
(A)3(B)(C)22(D)
7.以坐标轴为对称轴、渐近线互相垂直、两准线间距离为2的双曲线方程是(D ) (A)x2y22 (B)y2x22
(C)x2y24或y2x24(D)x2y22或y2x22
8.过双曲线x2y28的右焦点F2有一条弦PQ,|PQ|=7,F1是左焦点,那么△F1PQ的周长为( C ) (A)28 (B)1482(C)1482(D)82
9.双曲线虚轴上的一个端点为M,两个焦点为F1、F2,F1MF2120,则双曲线的离心率为( B)
63(C)(D) 233x2y2
1的弦被点(4,2)平分,则这条弦所在的直线方程是( D ) 10.如果椭圆
369
(A)x2y0(B)x2y40(C)2x3y120(D)x2y80
(A)(B)
二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中横线上.)
x2y2x2y2
1具有相同的离心率且过点(2,
-)的椭圆的标准方程是1或11.与椭圆43863y24x2
1. 2525
12.已知椭圆中心在原点,一个焦点为(
,0),且长轴长是短轴长的2倍,则该椭圆的标准方程
x2
y21 是 .4
2
13.过抛物线y2px(p>0)的焦点F作一直线l与抛物线交于P、Q两点,作PP1、QQ1垂直于抛物线的准线,
垂足分别是P1、Q1,已知线段PF、QF的长度分别是a、b,那么|P1Q1
|=
14.若直线l过抛物线yax(a>0)的焦点,并且与y轴垂直,若l被抛物线截得的线段长为4,则2
1 4
x2y2
15已知双曲线221(a,bR)的离心率e[2,2],则一条渐近线与实轴所构成的角的取值范围是
ab
bccabbππ
14_________.[,]. 解析:
2,∴224,即2,∴,
得1343aaa2aa2
∴
2222
4
3
三、解答题(本大题共5小题,共50分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
16.(本题10分)已知椭圆C的焦点F1(-22,0)和F2(2,0),长轴长6,设直线yx2交椭圆C
于A、B两点,求线段AB的中点坐标.
解:由已知条件得椭圆的焦点在x轴上,其中c=22,a=3,从而b=1,所以其标准方程是:
x22
xy122
y1.联立方程组9,消去y得, 10x36x270. 9yx2
18xx29
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB线段的中点为M(x0,y0)那么: x1x2,x0=1
255
191
所以y0=x0+2=.也就是说线段AB中点坐标为(-,).
555
x2y2141共焦点,它们的离心率之和为,求双曲线方程. 17.(本题10分)已知双曲线与椭圆
9255
4
解:由于椭圆焦点为F(0,4),离心率为e=,所以双曲线的焦点为F(0,4),离心率为2,
5
y2x2
1. 从而
所以求双曲线方程为:
412
2
18.(本题10分)椭圆的两个焦点F1、F2在x轴上,以|F1F2|为直径的圆与椭圆的一个交点为(3,4),求椭圆的标准方程.
解:设P(3,4),则圆心为F1F2中点(原点),|F1F2|=2|OP|=10, ∴ c=5,∴ F1(-5,0),F2(5,0)
∴ 2a=|PF1|+|PF2|=824222426,∴ a=45,
2
x2y2
1 ∴ b=a-c=20,∴ 所求椭圆方程
4520
2
2
2
2
19(本题10分)抛物线y2x上的一点P(x , y)到点A(a,0)(a∈R)的距离的最小值记为f(a),求f(a)的表达式
2
解:由于y2x,而
其中x0
(1)a1时,当且仅当x=0时, f(a)=|PA|min=|a|.
(2)a>时, 当且仅当x=a-1时, f(a)=|PA|min
.所以f
(a)=|a|,a1
.
a1
20.(本题10分)求两条渐近线为x2y0且截直线xy30所得弦长为
2
2
8的双曲线方程. 3
x2-4y2=2
解:设双曲线方程为x-4y=.联立方程组得: ,消去y得,3x-24x+(36+)=0
xy30
x1x28
36
设直线被双曲线截得的弦为AB,且A(x1,y1),B(x2,y2),那么: x1x2
32
2412(36)0
第二章 圆锥曲线与方程
知识体系总览
§2.1椭圆
1、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F1、F2的距离的和大于|F1F2|这个条件不可忽视.若这个距离之和小于|F1F2|,则这样的点不存在;若距离之和等于|F1F2|,则动点的轨迹是线段F1F2.
x2y2y2x2
(2).椭圆的标准方程:221 221(a>b>0)
abab
(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x项的分母大于y项的分母,
则椭圆的焦点在x轴上,反之,焦点在y轴上.
2、椭圆的简单几何性质(a>b>0).
22
(1).椭圆的几何性质:设椭圆方程xy1, 线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴.它们的长
22
22
ab
分别等于2a和2b,
c
(2).离心率: e 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
a
于圆.
(3)椭圆的焦半径: MF1aex,MF2aex.a=b+c
22
x0y0x2y2
(4).椭圆的的内外部点P(x0,y0)在椭圆221(ab0)的内部221
abab
2
2
2
(5).焦点三角形PF、三角形面积公式将有关线段PF11F2经常利用余弦定理...........合起来,建立PF1PF2§2.1.1椭圆及其标准方程
典例剖析
题型一 椭圆的定义应用
例1:
、PF2、2c,有关角F1PF2结
、PF1PF2
等关系.面积公式:.....SF1PF2btan2
2
第 1 页 共 30 页
评析: 点P在椭圆上这个条件的转化常有两种方法:一是点P椭圆的定义,二是点P满足椭圆的方程,应该认真领会椭圆定义
题型二 椭圆标准方程的求法
例2:已知椭圆的两个焦点为(-2,0),(2,0)且过点(,),求椭圆的标准方程
5
232
x2y2
解法1 因为椭圆的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为221(ab0),
ab
由椭圆的定义可知:2a
x2y2222
1 ac2,bac6所以所求的标准方程为
106
53x2y22222
1,将点(,
)代人解得:解法2 c2,baca4,所以可设所求的方程为22
22aa4
x2y2
1 a 所以所求的标准方程为
106
评析 求椭圆的标准方程总结有两种方法:其一是由定义求出长轴与短轴长,根据条件写出方程;其二是先确定标准方程的类型,并将其用有关参数a,b表示出来然后结合条件建立a,b所满足的等式,求得a,b的值,再代人方程 备选题
22
例3:设点P是圆xy4上的任一点,定点D的坐标为(8,0),若点M满足PM2MD.当点P在圆上运动时,求点M的轨迹方程.
解 设点M的坐标为x,y,点P的坐标为x0,y0,由PM2MD, 得xx0,yy028x,y,即x03x16,y03y.
22
因为点Px0,y0在圆xy4上,所以x02y024.即3x163y4,
2
2
416
即xy2,这就是动点M的轨迹方程.
39
22
评析 本题中的点M与点P相关,我们得到x03x16,y03y是关键,利用点P在xy4上的条件,
进而便求得点M的轨迹方程,此法称为代人法. 点击双基 1、.中心在原点,焦点在横轴上,长轴长为4,短轴长为2,则椭圆方程是(C )
2
x2y2x2y2x2y222
y1 D. x1 1 B. 1 C. A.
444334
2若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长的和为18,一个焦点的坐标是(3,0),则椭圆的标准方程为(B )
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B 1 C 1 D 1
[**************]2
3.与椭圆9x+4y=36有相同焦点,且短轴长为4的椭圆方程是(B )
x2y2x2y2x2y2x2y2
A 1B1C1D1
[***********]
4、椭圆5xky5的一个焦点坐标是(0,2),那么k1
第 2 页 共 30 页
5、椭圆的焦点为F1(0,5),F2(0,5),点P(3,4)是椭圆上的一个点,则椭圆的方程为169y2x2
1,a240,1解:焦点为F,可设椭圆方程为;点在椭圆上,P(3,4)(0,5),F(0,5)122222
aa25aa25
y2x2
1 所以椭圆方程为
4015
课外作业 一、选择题
x2y2
1上的一点P到椭圆一个焦点的距离为3,则P到另一焦点距离为(D ) 1.已知椭圆
2516
2 B 3 C 5 D 7
2.若椭圆的两焦点为(-2,0)和(2,0),且椭圆过点(,),则椭圆方程是 ( D )
222222
B.yx1 C.yx1 D.xy1
1064884106
22
3.若方程x+ky=2表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围为 ( D ) A.(0,+∞) B.(0,2) C.(1,+∞) D.(0,1)
4.若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长的和为18,焦距为6,则椭圆的方程为(C ) 22
A.yx1
5232
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1或1 C.1 D.以上都不对 A.
[**************]
5.椭圆的两个焦点是F1(-1, 0), F2(1, 0),P为椭圆上一点,且|F1F2|是|PF1|与|PF2|的等差中项,则该椭圆方程
是( C )。
y2y2y2y2x2x2x2x2 A +=1 B +=1 C +=1 D +=1
[1**********]
22
6、椭圆mxnymn0(mn0)的焦点坐标为(C )
A、0,mn B、0,mn C、0,m D、0,nm
x22
7.已知△ABC的顶点B、C在椭圆+y=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边
3
上,则△ABC的周长是 ( C )
(A)3 (B)6 (C)43 (D)12
9
8.设定点F1(0,-3)、F2(0,3),动点P满足条件PF1PF2a(a0),则点P的轨迹是(A )
a
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段 二 、填空题
x2y2
9方程1表示焦点在y轴的椭圆时,实数m的取值范围是_______m(1,3)(3,1)
|m|12
x2y2
10.与椭圆4 x + 9 y = 36 有相同的焦点,且过点(-3,2)的椭圆方程为________1.
1510
2
2
11、如果M(x,y)在运动过程中,总满足关系式
x2(y3)2x2(y3)210,则M的轨迹方程是
x2y2
1 1625
三、解答题
12.将圆xy4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得曲线的方程,并说明它是什么曲线.
答案:xy21,椭圆
4
2
22
13.答案:14.
第 3 页 共 30 页
思悟小结
1. 要灵活运用椭圆的定义来解决问题,一般情况下涉及焦点问题则应首先考虑定义。 2. 要求椭圆的标准方程包括“定位”和“定量”两个方面。“定位”是指确定椭圆与坐标系的相对位置,在
中心是原点的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;“定量”是指的 a与b具体数
2
2
x2y2
1(m0,n0),也可以设方程值,常用待定系数法.当椭圆的焦点位置不明确时,可设方程为
mn
为Ax2By21(A0,B0),避免讨论和繁杂的计算
§2.1.2椭圆的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 求椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标等. 例1 已知椭圆x2(m3)y2m(m
0)的离心率e顶点坐标.
m的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、m0,m
mmm(m2)
0m,
m3m3m3
x2y2
1,解 把椭圆的方程写成:
m
m3
mm1, a2m,b2,ce
m
3
y211a1,b,c,故椭圆的长轴长为2,短轴长为1
,两焦点坐标分别为椭圆的标准方程为:x
124
11F1(F2,四个顶点坐标分别为A1(1,0),A2(1,0),B1(0,),B1(0,).
2222
2
评析: 解决此类问题的关键是将所给的方程正确地化成椭圆的标准方程,然后判断焦点在哪个坐标轴上,准
确的求出a,b,进而求出其他有关性质
题型二 椭圆的几何性质简单应用 例2 设椭圆的两个焦点分别为F1、、F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是( )
A
.
1 B
. C
.2 D
1
22
分析 利用椭圆的几何性质和定义
b2a2c2x2y
2
2c,即2c,即解一 设椭圆方程为221,依题意,显然有PF2F1F2,则aab
e22e10,解得e1.选D.
解二 ∵△F1PF2为等腰直角三角形,∴PF2F1F22c,PF122c.
∵PF1PF22a,∴22cc2a,∴
c
a
121
21.故选D.
2b2
评析 解法一中的2PF2是椭圆的通径,它是椭圆经过焦点的所有弦中最短的一条题型
a
备选题
第 4 页 共 30 页
bx2y2
例3: 椭圆221(a>b>0)的左焦点F到过顶点A(-a, 0), B(0,b)的直线的距离等于,求该椭圆的离
ab心率.
解本题条件不易用平面几何知识转化,因而过A、B的方程为
xy
1,左焦点F(-c,0),则ab
c0|1|b
c1522
117,化简,得5a-14ac+8c=0 得, 或(舍)22a24ab2
22222
abcbac
x2y2
评析: 应熟悉各方程的标准形式及各参数之间的关系和几何意义.若题面改为“双曲线221(a>b>0)”,
ab
22222
则由“a>b>0”这个隐含条件可知离心率e的范围限制,即a>b>0,∴ a>b, ∴a>c-a 从而1e2.
点击双基
1中心在原点,焦点在x轴上,焦距等于6,离心率等于
3
,则椭圆的方程是( C ) 5
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1 C.1 D.1
A.
[**************]59
2
答案:
x2y20
1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF F1 、F2是椭圆则ΔAF面积( ) 1F245,1F2的97
777A7 B C D
422
x2y2
1上的点M到焦点F1的距离是2,N是MF1的中点,则|ON|为 4 4..椭圆
259yym(a>0,y≠0)表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 m<-1 5、若方程
xaxa
课外作业 一、选择题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为
1
,则椭圆的方程是(D ) 3
x2y2x2y2x2y2A.+=1 B.+=1 C.+=1 [1**********]236
2
x2y2D.+=1 3632
答案
x2y2x2y2
3.椭圆221和22kk0具有 ( A )
abab
A.相同的离心率 B.相同的焦点 C.相同的顶点 D.相同的长、短轴 4.若椭圆短轴上的两顶点与一焦点的连线互相垂直,则离心率等于( B )
第 5 页 共 30 页
bx2y2
例3: 椭圆221(a>b>0)的左焦点F到过顶点A(-a, 0), B(0,b)的直线的距离等于,求该椭圆的离
ab心率.
解本题条件不易用平面几何知识转化,因而过A、B的方程为
xy
1,左焦点F(-c,0),则ab
c0|1|b
c1522
117,化简,得5a-14ac+8c=0 得, 或(舍)22a24ab2
22222
abcbac
x2y2
评析: 应熟悉各方程的标准形式及各参数之间的关系和几何意义.若题面改为“双曲线221(a>b>0)”,
ab
22222
则由“a>b>0”这个隐含条件可知离心率e的范围限制,即a>b>0,∴ a>b, ∴a>c-a 从而1e2.
点击双基
1中心在原点,焦点在x轴上,焦距等于6,离心率等于
3
,则椭圆的方程是( C ) 5
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 B.1 C.1 D.1
A.
[**************]59
2
答案:
x2y20
1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF F1 、F2是椭圆则ΔAF面积( ) 1F245,1F2的97
777A7 B C D
422
x2y2
1上的点M到焦点F1的距离是2,N是MF1的中点,则|ON|为 4 4..椭圆
259yym(a>0,y≠0)表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 m<-1 5、若方程
xaxa
课外作业 一、选择题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为
1
,则椭圆的方程是(D ) 3
x2y2x2y2x2y2A.+=1 B.+=1 C.+=1 [1**********]236
2
x2y2D.+=1 3632
答案
x2y2x2y2
3.椭圆221和22kk0具有 ( A )
abab
A.相同的离心率 B.相同的焦点 C.相同的顶点 D.相同的长、短轴 4.若椭圆短轴上的两顶点与一焦点的连线互相垂直,则离心率等于( B )
1
B.
C. D. 2 22x2y2
1上一点P与椭圆的两个焦点F1、F2的连线互相垂直,则△PF1F2的面积为 5. 椭圆
4924
A.
(D )
A 21 B 22 C 23 D 24
22
6.椭圆xy1上的点到直线x2y20的最大距离是
164
(D )
D.
A.3 B. C.22
7.椭圆两焦点为 F1(4,0),P在椭圆上,若 △PF则椭圆方程为( B ) F2(4,0) ,1F2的面积的最大值为12,
x2y2x2y2x2y2x2y2
1 C . 1 D . 1 A. 1 B .
[1**********]69
x2
8.过点M(-2,0)的直线m与椭圆P2,线段P1P2的中点为P,设直线m的斜率为k(,k10)y21交于P1,1
2
直线OP的斜率为k2,则k1k2的值为 ( D )
A.2 二 、填空题
B.-2 C.
1
2
D.-
1 2
x2y2
9.已知点(0, 1)在椭圆+ = 1 内,则m的取值范围是[1, 5)(5,+∞).
5m
15x2y2
1的离心率为,则k的值为___________4,或. 10.椭圆
24k89
c2k891c29k81522
,k4;当k89时,e2,k 解:当k89时,e2
ak84a944x2y2
11.设AB是椭圆221的不垂直于对称轴的弦,M为AB的中点,O为坐标原点,则
abb2
kABkOM____2.
a
xx2y1y2
,), 解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则中点M(122
y2y1y2y1y22y12
得kAB,kABkOM2 ,kOM2
x2x1x2x1x2x1
y22y12b2
2 bxayab,bx2ay2ab,得b(x2x)a(y2y)0,即2
x2x12a
22
1
221
22
2
2
2
2
22
2
2
21
2
2
21
三解答题 12.答案:
13已知椭圆的对称轴为坐标轴,离心率e
b45
2
,短轴长为85,求椭圆的方程. 3
解 :由
c2e
a3
a12y2x2x2y2
,∴椭圆的方程为:1或1. c[1**********]
a2b2c2
22xy14椭圆21a>b>0与直线xy1交于P、Q两点,且OPOQ,其中O为坐标原点.(1)2ab
求
11≤e≤2,求椭圆长轴的取值范围. 的值;(2)若椭圆的离心率满足e
a2b232
解:设P(x1,y1),P(x2,y2),由OP ⊥ OQ x 1 x 2 + y 1 y 2 = 0
y11x1,y21x2,代入上式得:2x1x2(x1x2)10 ①又将y1x代入
a2(1b2)x2y22a2222222
1
(a
b
)x2axa(1b)0,0,x1x22,x1x22
a2b2ab2ab2代入①化简得 112.
22
a
b
a2c2b21b211b222
(2) e212122,又由(1)知b2
322a32a1aaa
2
1125356
,∴长轴 2a ∈ [5,6]. a2a2
22a134222
思悟小结
1.要准确把握椭圆的标准方程的结构特征以及“标准”的含义,能从椭圆的标准方程读出几何性质,更要能
a2
够利用标准方程解决问题,在解题时要深刻理解椭圆中的几何量a,b,c,e,等之间的关系及每个量的本质含
c
义,并能熟练地应用于解题。
2.要能熟练地应用几何性质来分析问题,特别是离心率作为几何性质之一,必须重点突破。
§2.1.2椭圆的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 直线与椭圆
例1 已知椭圆C的焦点F1(-22,0)和F2(22,0),长轴长6,设直线yx2交椭圆C于A、B两点,
求线段AB的中点坐标. 解:由已知条件得椭圆的焦点在x轴上,其中c=22,a=3,从而b=1,所以其标准方程是:
x22
xy122
y1.联立方程组9,消去y得, 10x36x270. 9yx2
18xx29
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB线段的中点为M(x0,y0)那么: x1x2,x0=1
255
191
所以y0=x0+2=.也就是说线段AB中点坐标为(-,).
555
2
评析 直线与椭圆的公共点、弦长、弦的中点问题常转化为对应方程联立的方程组的解得问题,进而转化为一
元二次方程的问题.
题型二 求椭圆弦长、中点、垂直、最值等问题
例2
评析 “点差法”的要点是巧代斜率,与弦中点有关的问题有三类:平行弦的中点轨迹,过定点的弦中点轨迹,过定点且被定点平分的弦的所在的直线方程 备选题
例3.在ABC中,BC=24,AC、AB边上的中线长之和等于39,求ABC的重
心的轨迹方程。
解 如图所示,以线段BC所在直线为x轴、线段BC的中垂线为y轴建立直角
坐标系。 设M为ABC的重心,BD是AC边上的中线,CE是AB边上的中线,由
重
22|BD||CM||CE|,,于是33
2222
|MB||MC||BD||CE|=(|BD||CE|)=3926.根据椭圆的定义知,点M的轨迹是以B、C为
3333
心
的
性
质
知
|BM|
焦点的椭圆.
2a|MB||MC|26,a13,又2c|BC|24,c12,b2a2c213212225,故所求的
x2y21(y0). 椭圆方程为
16925
评析 有一定长线段BC,两边上的中线长也均与定点B、C和ABC的重心有关,因此需考虑以BC的中点为坐标原点建立直角坐标系。但需注意点A不能在BC的所在的直线上。 在求点的轨迹时,要特点注意所求点轨迹的几
x2y2
1(y0) 何意义,在本题中,所求的椭圆方程为
16925
点击双基
1 答案:
答案:
x2y2
1上的点,F1、F2是椭圆的左、右焦点,则△PF1F2的周长是( B ) 3.点P是椭圆95
(A)12
(B)10
(C)8
(D)6
4
. 5
4.已知椭圆E的短轴长为6,焦点F到长轴的一个端点的距离等于9,则椭圆E的离心率等于_________x2y2
5.已知Px,y是椭圆1上的点,则xy的取值范围是____________[13,13].
14425
课外作业 一、选择题
答案:D
2.椭圆xmy1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m的值为( A )
A.
2
2
11
B. C. 2 42
D.4
3、若椭圆经过点P(2,3),且焦点为F1(-2,0),F2(2,0),则这个椭圆的离心率等于( C )
2113A. B. C. 2322
22xy
4.已知椭圆方程为+ ,焦点在x轴上,则其焦距等于 ( A )
8m(A)8–m (B)22–|m| (C)m–8 (D)|m|–22
x2y21
5.若椭圆 + = 1的离心率为, 则m的值等于 ( )
16m[1**********]28
(A)18 (B)18或 (C)16或 (D)16或
9999
x2y2
6.已知F是椭圆221(a>b>0)的左焦点, P是椭圆上的一点, PF⊥x
ab
离心率是 ( A ) (A)
221
(B) (C) (D) 2422
x2y2
1上一点,F1、F2为其焦点,则cos∠F1PF27.若P是椭圆94
A.
111 B.-1 C. D. 299
x2y29
1上三个不同的点,则“AF,BF,CF 成8设A(x1,y1),B(4,),C(x2,y2)是右焦点为F的椭圆
5259
等差数列”是“x1x28”的( A. ).
A.充要条件 B.必要不充分条件 C.充分不必要条件 D.既非充分也非必要
4449
.由焦半径公式可得|AF|=5-x1,|BF|=5-×4=,|CF|5555
4449
=5-x2,故AF,BF,CF成等差数列(5-x1)+(5-x2)=2×x1x28,
5555
解:a=5,b=3,∴c=4,F(4,0), e=
二 、填空题
x2y2
9.椭圆+ = 1 的焦距为2,则m的值为或3
m4
10.椭圆的焦点在y轴上,一个焦点到长轴的两端点的距离之比是1∶4, 短轴长为8, 则椭圆的标准方程
x2y2
是 . + = 1
162511、长为3的线段AB的端点A、B分别在x、y轴上移动,动点C(x,y)满足AC2CB,则动点C的轨
迹方程是 . 答案:x
2
12
y1 4
三、解答题
12已知椭圆的对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点组成一个等边三角形,焦点到同侧顶点的距离为
3,求椭圆的方程。
x2y2
1(m0,n0,mn) 解:设椭圆的标准方程mn
5232
()()22xy1,解得 m6,n 则有
nm610
()2()2
1
nm
x2
y21交于不同两点A和B,且OAOB1(其中O为坐标原点)13.直线ykx,求k的3
值.
x2
y21,得(13k2)x230. 解:将ykx3
由直线与椭圆交于不同的两点,得
2
113k0,2
即. k222
3)12(13k)12(3k1)0.
设A(xA,yA),B(xB,yB),则.由OAOB1,得xAxByAyB1.
而xAxByAyBxAxB(kxA2)(kxB2)(k21)xAxB2k(xAxB)2
53k2353k2
1.于是.解得 k(k1)2222
3k11
3k1
故k的值为.
14已知椭圆G的中心在坐标原点,长轴在x轴上,离心率为,两个焦点分别为F1和F2,椭圆G上一点到F1和F2
2
的距离之和为12,圆Ck:x2y22kx4y210(kR)的圆心为点Ak.
2
(1)求椭圆
G的方程;(2)求AkF1F2的面积;(3)问是否存在圆Ck包围椭圆G? 请说明理由
.
x2y2
解(1)设椭圆G的方程为:221 (ab0)半焦距为c;
ab
2a1222a
6222 则解得 , bac36279 所求椭圆G的方程为:xy1. c369
c
a
11
(2)点AK的坐标为K,2, SVAKF1F2F1F222
22
22
(3)若k0,由6012k0211512k0可知点(6,0)在圆Ck外,
若k0,由(6)20212k0211512k0可知点(-6,0)在圆Ck外;
思悟小结
1,在直线与椭圆的位置关系问题中,要注意弦长问题,垂直问题、中点弦问题等,解决的一般思路是联立直线与椭圆的方程组,消去一个未知量,通过题意找到根与系数的关系,利用韦达定理列式求解。
x2y22
2把椭圆方程221(ab0)
与直线方程ykxb联立消去y,整理成形如AxBxC0的形式,对
ab
此一元二次方程有:
(1)0,直线与椭圆有两个公共点P,Q,此时的弦长的求法:①求两点P,Q的坐标,利用两点间的距离公式;②由韦达定理得到弦长公式PQpxq,涉及弦长问题,常用“韦达定理”设而不求计算弦长。
(2)0,直线与椭圆有一个公共点,相切 (3)0,直线与椭圆有无公共点,相离
§2.2双曲线
知识梳理
1、双曲线及其标准方程
(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2a(小于|F1F2|)的动点M的轨迹叫做双曲线.在这个定义中,要注意条件2a<|F1F2|,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=|F1F2|,则动点的轨迹是两条射线;若2a>|F1F2|,则无轨迹.
若MF1<MF2时,动点M的轨迹仅为双曲线的一个分支,又若MF1>MF2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)
.双曲线的标准方程判别方法是:如果x项的系数是正数,则焦点在x轴上;如果y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.
2、双曲线的简单几何性质
x2y2c(1).双曲线221实轴长为2a,虚轴长为2b,离心率e离心率e越大,开口越大.
aba
bx2y2x2y2
(2).双曲线221的渐近线方程为yx或表示为220.若已知双曲线的渐近线方程是
aabab
22
y
m
x,即mxny0,那么双曲线的方程具有以下形式:m2x2n2y2k,其中k是一个不为零的常数. n
a2a2
(3)焦半径公式PF1|e(x)|,PF2|e(x)|.
cc
(4)双曲线的方程与渐近线方程的关系
x2y2x2y2b
①若双曲线方程为221渐近线方程:220yx;②若渐近线方程为
abaab
xyx2y2x2y2b
yx0双曲线可设为22;③若双曲线与221有公共渐近线,可设为
abaabab
x2y2x2y2
2(0,焦点在x轴上,0,焦点在y轴上).④双曲线221(a,b0)焦点三角形面积:2abab
SF1PF2bcot
2
2
,高h
b2cot
c
。
§2.2.1双曲线的定义与标准方程
典例剖析
题型一 双曲线标准方程的判断
题型二 求双曲线标准方程
例2 已知双曲线过M(1,1),N(2,5)两点,求双曲线的标准方程
x2y2
解法1 当双曲线的焦点在x轴上时,设双曲线的方程为:221(a0,b0),因为M(1,1),N(2,5)在
ab
1118
18x2y2a2b2a27
1 双曲线上,所以, 解得:;所求的双曲线方程为:
42511771a2b2b27
y2x2
当双曲线的焦点在Y轴上时,设双曲线的方程为:221(a0,b0),因为M(1,1),N(2,5)在双曲线
ab
1111
18x2y2a2b2a27
1 上,所以, 解得:;(不合舍去)综上:所求的双曲线方程为:77182541
7b2a2b2
22
解法2 因为双曲线的焦点位置不定,所以设双曲线的方程为:mxny(1mn0)
8mmn18x2y27
1 因为点M(1,1),N(2,5)在双曲线上,解得所求的双曲线方程为:
1774m25n1n7
评析 解法1采用了通法,因为无法判断焦点所在的位置,分两种情况讨论。解法2将双曲线的方程设为
mx2ny2(1mn0),运算比较简便。
备选题
例3:
评析 确定一个双曲线的标准方程需要三个条件a,b,两个定形条件,一个定位条件:焦点坐标。 点击双基
1、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。则命题甲是命题乙的( B )
(A) 充要条件 (B) 必要不充分条件 (C) 充分不必要条件 (D) 不充分也不必要条件
x2y2
2、圆C过双曲线1的一个顶点和一个焦点,且圆心在该双曲线上,则圆心到该双曲线的中心的距离是
916(D )
416A. B
C.5 D.
33
3、设x,yR,且2y是1x和1x的等比中项,则动点x,y的轨迹为除去x轴上点的(D ) A.一条直线 B.一个圆 C.双曲线的一支 D.一个椭圆
x2y2
1表示双曲线,则k的取值范围是 (,4)(1,) 4.若曲线
4k1k
5、设ABC的顶点A(4,0),B(4,0),且sinAsinB
1
sinC,则第三个顶点C的轨迹方程是________. 2
x2y2
1(x2) 答案:
412
课外作业
一、选择题
1动点P到点M(1,0)及点N(3,0)的距离之差为2,则点P的轨迹是(D )
双曲线 B 双曲线的一支 C 两条射线 D 一条射线
x2y2
2.方程( D ) 1表示双曲线,则k的取值范围是
1k1k
A.1k1 B.k0 C.k0 D.k1或k1
x2y2
3. 双曲线2( C ) 1的焦距是
m124m2
A.4 B.22 C.8 D.与m有关
x2
4 如果双曲线-y2=1的两个焦点为F1、F2,A是双曲线上一点,且|AF1|=5,那么|AF2|
9
等于( D )
A.5+ B.5+2 C.8 D.11
x2y2
1左焦点F1的弦AB长为6,则ABF2(F2为右焦点)的周长是( A ) 5.过双曲线
169
A.28 B.22 C.14 D.12
x2y2
已知ABP的顶点A、B分别为双曲线C1的左右焦点,顶点P在双
1696、
sinA-sinB
曲线C上,则的值等于
sinP
A.
45
B C
D. 542
答案 A
y2
1的左右焦点.若点P在双曲线上,且PF1PF20 7、设F1,F2分别是双曲线x9
则PF1PF2=(B )
A.
B. 2 C. D. 2
8已知F1,F2是双曲线的两个焦点,Q是双曲线上任一点(不是顶点),从某一焦点引F1QF2的平分线的垂线,垂足为P,则点P的轨迹是 ( B )
A 直线 B 圆 C 椭圆 D 双曲线 二、填空题
y2x2
9 过点A(-2,42)、B(3,-2)的双曲线的标准方程为-=1
416y2x222
10. 与双曲线16x-9y=-144有共同焦点,且过点(0,2)的双曲线方程为-=1
214
x2y2
11.方程+=1表示的曲线为C,给出下列四个命题:
4kk1
①曲线C不可能是圆; ②若14;④若曲线C表示焦点在x轴上的椭圆,则1
5
.其中正确的命题是__________.③④ 255
解析:当4-k=k-1,即k=时表示圆,否定命题①,显然k=∈(1,4),
22
∴否定命题②;若曲线C为双曲线,则有(4-k)(k-1)
上的椭圆,则4-k>k-1>0,解得1
5
,说明命题④正确. 答案:③④ 2
x
2y2
1有相同焦点,且经过点,求其方程。 12.双曲线与椭圆
2736y2x2y2x2
1的焦点为(0,3),c3,设双曲线方程为21过点, 解:椭圆23627a9
a1615y2x2222
1,得a4,或36,而a9,a4,双曲线方程为1. 则2
a9a245
9
(3,,5),,P
13.已知双曲线的焦点在y轴上,并且双曲线上两点P坐标分别为求双曲线的标准方程. 12
4
y2x2
解:因为双曲线的焦点在y轴上,所以设所求双曲线的标准方程为221(a0,b0)①;
ab
∵点P1,P2在双曲线上,∴点P1,P2的坐标适合方程①.
(232
212
ab9
将(3,
,5)分别代入方程①中,得方程组: 92425()
221
ba
11211y2x2a216a16
1. 将2和2看着整体,解得,∴2即双曲线的标准方程为
ab169b911
b29
14如图,某农场在P处有一堆肥,今要把这堆肥料沿道路PA或PB送到庄稼地ABCD中去,已知PA=100 m,
PB=150 m,∠APB=60°.能否在田地ABCD中确定一条界线,使位于界线一侧的点,沿道路PA送肥较近;而另一侧的点,沿道路PB送肥较近?如果能,请说出这条界线是一条什么曲线,并求出其方程
解:设M是这种界线上的点,则必有|MA|+|PA|=|MB|+|PB|, C 即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=50. ∴这种界线是以A、B为焦点的双曲线靠近B点的一支.建立以AB为x轴,AB中点O为
x2y21
原点的直角坐标系,则曲线为-=1,其中a=25,c=|AB|.
ab2
P
x2y2222
∴c=257,b=c-a=3750.∴所求曲线方程为-=1(x≥25,y≥0).
6253750
思悟小结
由给定条件求双曲线的方程常用待定系数法。首先是根据焦点的位置设出方程的形式(含参数),再由题设条件确定参数的值,应特别注意焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,应防止遗漏。
B
§2.2.2双曲线的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 双曲线的性质
x2y2141共焦点,它们的离心率之和为,求双曲线方程. 例1已知双曲线与椭圆
9255
4
解 由于椭圆焦点为F(0,4),离心率为e=,所以双曲线的焦点为F(0,4),离心率为2,
5
y2x2
1. 从而
所以求双曲线方程为:
412
评析 关于双曲线离心率、渐近线问题常常是考察的重点,主要寻找a,b,c三元素之间的关系
题型二 有共同渐近线的双曲线方程的求法
x2y2
1有共同的渐近线,并且经过点4)的双曲线方程. 例2 求与双曲线93
x2y2
0
解 由题意可设所求双曲线方程为:93
双曲线经过点4)
(4)2
5 3
y2x2
所求双曲线方程为:1
1545xyx2y2x2y2
评析 渐近线为0的双曲线方程可设为22(0),若与221有共同的渐近线也可以
abababx2y2
设出双曲线系22(0),再把已知点代入,即可求出.
ab
备选题
y2
1上两点A、B,AB中点M(1,2) 例3 设双曲线x2
2
⑴求直线AB方程;
⑵如果线段AB的垂直平分线与双曲线交于C、D两点,那么A、B、C、D是否共圆,为什么?
ykx2k2222解法一:显然AB斜率存在设AB:y-2=k(x-1) 由得:(2-k)x-2k(2-k)x-k+4k-6=0 y2
1x
2xxk(2k)
当△>0时,设A(x1,y1),B(x2,y2) 则12∴ k=1,满足△>0∴ 直线AB:y=x+1
22k2
2y12x1112 法二:设A(x1,y1),B(x2,y2)则两式相减得:(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2)
22x2y2122
y221y1y22(x1x2)2
1 ∴ AB:y=x+1代入x1得:△>0 ∵ x1≠x2∴ ∴ kAB
22x1x2y1y2
评注:法一为韦达定理法,法二称为点差法,当涉及到弦的中点时,常用这两种途径处理。在利用点差法时,必须
检验条件△>0是否成立。
(2)设A、B、C、D共圆于⊙OM,因AB为弦,故M在AB垂直平分线即CD上;又CD为弦,故圆心M为CD中点。因此只需证CD中点M满足|MA|=|MB|=|MC|=|MD|
yx1由得:A(-1,0),B(3,4)又CD方程:y=-x+3 y22
1x
2yx32由得:x2+6x-11=0设C(x3,y3),D(x4,y4),CD中点M(x0,y0) y2
1x
2
xx4
3,y0x036∴ M(-3,6) 则x03
2
1
|CD|=2又|MA|=|MB|=2∴ |MA|=|MB|=|MC|=|MD| 2
∴ A、B、C、D在以CD中点,M(-3,6)为圆心,2为半径的圆上
评析:此类探索性命题通常肯定满足条件的结论存在,然后求出该结论,并检验是否满足所有条件.本题应着重分析圆的几何性质,以定圆心和定半径这两定为中心,充分分析平面图形的几何性质可以使解题思路更清晰,在学习中必须引起足够重视. 点击双基
∴ |MC|=|MD|=
1、若双曲线x2ky21的离心率是2,则实数k的值是(B ) A.3 B. C. 3
13
D.
1 3
x2y2
2、若双曲线221(a0,b0)的两个顶点三等分焦距,则该双曲线的渐近线方程是( D )
ab2
A.yx B.y2x C.yx D.y22x
2
x2y2
1表示双曲线的( A ) 3、若kR,则k3是方程
k3k3
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件 C.充要条件
D.既充分也不必要条件
x2y2
P到x轴的距离为 1 的两个焦点为F1、F2,点P在该双曲线上,若PF4、双曲线1PF20,则点
916
第 15 页 共 30 页
16. 5
y2x2
5、若双曲线2-2=1的渐近线与方程为(x2)2y23的圆相切,则此双曲线的离心率
ab
为 2.
课外作业
一、选择题
22
1.方程mx+ny+mn=0(m
A (0,
x2
2.焦点为0,6,且与双曲线(B ) y21有相同的渐近线的双曲线方程是
2
x2y2y2x2y2x2x2y2
A.B.C.D.1 1 1 1
[**************]2
x2y2x2y2
3.若0ka,双曲线2( D ) 1与双曲线221有
akb2kab
A.相同的虚轴 B.相同的实轴 C.相同的渐近线 D. 相同的焦点
xx2y2
4、若双曲线221的一条渐近线方程为y0.则此双曲线的离心率为(B )
3ab
A
B
C
.D
x2
y21有相同渐近线的双曲线的方程是(D ) 5、过点(2,-2)且与双曲线2
x2y2y2x2x2y2y2x2
1 (B)1 (C)1 (D)1 (A)42422424
2222yxxy
6、双曲线221(a,b0)的一条渐近线与椭圆221(ab0)交于点M、
abbaN,则MN=(C)
A. a+b
22
B. 2a C. 2(ab)
22
D. 2(ab)
x2
y21(n1)的两焦点为F1,F2,P在双曲线上,
且满足PF1PF27、双曲线n
则PF1F2的面积为(A )
1
(A)1 (B) (C)2 (D)4
2
解:假设PF
1PF2,
由双曲线定义PF1PF2
PF1PF2解得PF1PF2
F1F2S
2
2
PF1F2
1
PF1PF21 2
x2x22
8、给出下列曲线:①4x+2y-1=0; ②x+y=3; ③y1 ④y21,其中与直线
22
y=-2x-3有交点的所有曲线是 ( D ) A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④ 二填空题
x2y2
1a0的一条渐近线方程为3x2y0,则a=__________.2 9若双曲线29a
455x2y2
1的一条渐近线方程为yx,则该双曲线的离心率e为或 10已知双曲线
334mn
第 16 页 共 30 页
x2y2
11.直线y
x1与双曲线1相交于A,B两点,则AB=______ 46
23
三解答题
12.求适合下列条件的双曲线的标准方程:
35
;(2)顶点间的距离为6,渐近线方程为yx.
24
2b12,
x2y2
(1)解:焦点在x轴上,设所求双曲线的方程为22=1.由题意,得c5 解得a8,c10.∴
ab.a4
x2y2222
1. bca1006436.所以焦点在x轴上的双曲线的方程为
6436
x2y2
(2)解1:当焦点在x轴上时,设所求双曲线的方程为22=1
ab
2a12,
x2y29
1. 由题意,得b3 解得a3,b.所以焦点在x轴上的双曲线的方程为
819.2a24
y2x2
1. 同理可求当焦点在y轴上双曲线的方程为94
3x2y2
(0) 解2:设以yx为渐近线的双曲线的方程为
249
x2y29
1. 当>0时,246,解得,=. 此时,所要求的双曲线的方程为
8194
4y2x2
1 当<0时,296,解得,=-1.此时,所要求的双曲线的方程为94
(1)焦点在 x轴上
,虚轴长为12,离心率为
13.
14.
思悟小结
1.由已知双曲线方程求基本量,注意首先将方程化为标准形式,再计算,并要特别注意焦点位置。
xyx2y2
2渐近线是刻划双曲线的一个重要概念。渐近线为0的双曲线方程可设为22(0),若与
abab
第 17 页 共 30 页
x2y2x2y2
1有共同的渐近线也可以设出双曲线系22(0)
aba2b2
§2.2.2双曲线的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 应用双曲线的定义及性质解题
例1 求证:等轴双曲线上任一点到中心的距离是它到两焦点的距离的比例中项. 证明:设等轴双曲线的方程为x2y2a2,双曲线上任一点P的坐标为x1,y1 则P到中心的距离
为
,等轴双曲线的离心率
是,所以点P到两焦点的距离分别
为
|1a|,|1a|,所以|PF1||PF2||
1a||1a||
2x12a2||x12y12||PO|2
评析:涉及双曲线上的点到两个焦点的距离问题,常常要双曲线的定义,P到两焦点的距离分别为
|1a|,|1a|即为焦半径公式,请同学们自行推导
题型二 直线与双曲线的位置关系
2
例 已知不论b取何实数,直线y=kx+b与双曲线x-2y2=1总有公共点,试求实数k的取值范围. 分析 联立方程组,结合数形讨论
ykxb222
解
联立方程组2消去y得(2k—1)x+4kbx+2b+1=0,
2
x2y1当2k10k2
(1)当b0时,有一个交点;
(2)当b0时,没有交点,所以不合题意.
=(4kb)
2—4(2k2—1)(2b2+1)=—4(2k2—2b2
—1)≥0,对所有实数b
恒成立,∴2k2—1≤0,得 所以 kk
2222
当2k10
k2
评析 利用数形结合法或将它们的方程组成的方程组转化为一元二次方程,利用判别式、韦达定理来求解或证
明.注意:与双曲线只有一个公共点的直线有两种.一种是与渐近线平行的两条与双曲线交于一点的直线.另一种是与双曲线相切的直线也有两条. 备选题
22
例3: k代表实数,讨论方程kx2y80所表示的曲线.
y2x2
1为焦点在y轴的双曲线; 解: 当k0时,曲线
84k2
当k0时,曲线2y80为两条平行于x轴的直线y2或y2;
x2y2
1为焦点在x轴的椭圆; 当0k2时,曲线84k22
当k2时,曲线xy4为一个圆;
y2x2
1为焦点在y轴的椭圆 当k2时,曲线
84k
评析:针对k的各种情形进行分类讨论
.
点击双基
x2y2
1的焦距为(.D )
1.双曲线
10
2
A. B. C.D.第 18 页 共 30 页
1x2y2
2若双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离等于焦距的,则该双曲线的渐近线方程是
4ab
(C )
A、x2y0 B、2xy0 C
、x0 D
y0
b1x2y2
,
解:对于双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离因为b,而
2c4ab
1b因此bc,a
,因此其渐近线方程为x0. ,
2a2
3.已知双曲线方程为x2y1,过P(1,0)的直线L与双曲线只有一个公共点,则L的条数共有(B )
4
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
5x2y2
4、与双曲线1有共同的渐近线,且焦点在y轴上的双曲线的离心率为
4916
x2y25、已知双曲线221(a0,b
0)的两条渐近线方程为yx,若顶点到渐近线的距离为1,
abx23y2
则双曲线方程为 .1
44
课外作业
一、选择题
1.下列各对曲线中,即有相同的离心率又有相同渐近线的是 D
x22y2
A -y=1和
3922xC y-=1和x2-32
x2x222x-=1 B -y=1和y-=1 333
x2y2y2x22
=1 D -y=1和-=1
9333
2.已知双曲线9y2m2x21(m0)的一个顶点到它的一条渐近线的距离为 A.1
B.2
C.3
D.4
1
,则m(D ) 5
x2y2
1有共同的渐近线,且经过点A(3,23}的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是 3.与双曲线
916
(C )
A 8 B 4 C 2 D 1
4.双曲线kx2+4y2=4k的离心率小于2,则k的取值范围是 ( C ) A (-∞,0) B (-3,0) C (-12,0) D (-12,1)
5已知平面内有一固定线段AB,其长度为4,动点P满足|PA|-|PB|=3,则|PA|的最小值为 (D) (A)1.5 (B)3 (C)0.5 (D)3.5
x2y2
6如果双曲线=1上一点P到双曲线右焦点的距离是2,那么点P到y轴的距离是(A ) 42
(A)
4 3
(B)
26
3
(C)2
(D)2
x2y2
7、设F1,F2分别是双曲线22的左、右焦点,若双曲线上存在点A,使F1AF290
ab
且AF13AF2,则双曲线的离心率为(B )
A
.
2
B
.
2
C
.
2
D
x2y2
1的左右焦点分别为F1,F2,P为C的右支上一点,且PF2F1F2,则PF1F28.已知双曲线C:
916
的面积等于(C )
第 19 页 共 30 页
(A)24 (B)36 (C)48 (D)96 填空题
x2y2
1的离心率e∈
(1, 2),则
k的取值范围是 .(12,0) 9.
双曲线
4k
10、若双曲线x2-y2=1右支上一点P(a, b)到直线y=xa+b的值是 .
1 2
x2y223
11.已知双曲线221(a0,b0)的离心率的取值范围是e[,2],则两渐近线夹角
3ab
的取值范围是 . [,]
32
三、解答题12.
13.答案:
14.设椭圆与双曲线有共同焦点F1(─4,0),F2(4,0), 并且椭圆长轴长是双曲线实轴长的2倍,试求椭圆与双曲线的交点的轨迹.
解法1:设交点为P(x,y),双曲线的实半轴长为a (2
由半焦距为4, 得它们的方程分别为:
2
x2a2
y216a2
1 (1) 和
x24a2
y24a216
=1 (2)
(a24)(16a2)
(2)4─(1)得:y (3),代入(1)得:a2=2|x|
422
再代入(3)化简得:(x─5)+y=9 或(x+5)2+y2=9 .
解法2:用定义法求解. |F1P|+|F2P|=2||F1P|─F2P||, 解得:|F1P|=3 |F2P| 或3 |F1P|=|F2P| .即:
(x4)2y23(x4)2y2或 (x4)2y23(x4)2y2,
化简得:(x─5)2+y2=9 或(x+5)2+y2=9. 思悟小结
1涉及双曲线上的点P到两个焦点F 1、F2的距离问题为aex0,即为焦半径公式,请同学们可以尝试推导。2解决直线与双曲线的位置关系问题时,对于消元后的一元二次方程,必须讨论二次项的系数和判别式,有时借助图形的几何性质更方便。
§2.3抛物线
知识梳理
1.抛物线的概念
平面内与一定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F不在定直线l上).定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线.
方程y2px
2
p0叫做抛物线的标准方程.
pp,0),它的准线方程是x; 22
注意:它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,焦点坐标是F(
2.抛物线的性质
一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他
几种形式:y2
2px,2,
2.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如下表:
有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;(3)注意强调p的几何意义:是焦点到准线的距离.
§2.3.1抛物线及其标准方程
典例剖析
题型二:求抛物线的标准方程
例2 已知抛物线的焦点在x轴上,抛物线上的点M(—3,m)到焦点的距离等于5,求抛物线的标准方程和m的值.
解1 设抛物线方程y2=—2px(p>0),则焦点F(—
m26p
p4p4
,解得 或p22m26m2m(3)5
2
p
,0),由题设可得: 2
故抛物线的方程为y2=—8x,m的值为±解2 设抛物线方程为y2=—2px(p>0),则焦点F(—
pp,0),准线方程为x=. 22
p
+3=5, 2
∴p=4.因此抛物线方程为y2=—8x,又点M(—3,m)在抛物线上,于是m2=24,∴m=±根据抛物线的定义,M到焦点的距离等于5,也就是M到准线的距离等于5,则评析 比较两种解法,可看出运用定义方法的简捷. 备选题
例3如图所示,点A(1,0).点R在y轴上运动,T在x轴上,N为动点,
且RTRA0,RNRT0,设动点N的轨迹为曲线C,求曲线C的方程; 解:设N(x,y),由RNRT0知:R是TN的中点, 则T(x,0),R(0,),RTRA0(X,)(1,)0
y
2y2y2
则y4x就是点N的轨迹曲线C的方程
评析 此问题是平面解析几何和向量知识的结合,以向量为背景求圆锥曲线方程是命题的一种方向。 点击双基
1、 顶点在原点,焦点是(0,2)的抛物线方程是(B )
(A)x2=8y (B)x2= 8y (C)y2=8x (D)y2=8x
2
2.、抛物线y4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( B ) 17157
(A) (B) (C) (D)0 16168
2
3、过点P(0,1)与抛物线y=x有且只有一个交点的直线有(B )
(A)4条 (B)3条 (C)2条 (D)1条 解:过P可作抛物线的切线两条,还有一条与x轴平行的直线也满足要求
4抛物线y24ax(a0)的焦点坐标是_____________; (a,0)
5、动圆M过点F(0,2)且与直线y=-2相切,则圆心M的轨迹方程是. x2=8y 课外作业 一、选择题
1.抛物线y2x2的焦点坐标是 ( C )
1
C.(0,)
84
2.抛物线y210x的焦点到准线的距离是( B )
A.(1,0) B.(1,0) D. (0,1)
4
A.
515
B.5 C. D.10 22
3.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点P(m,3)到焦点的距离为5, 则抛物线方程为( D )
A.x28y B.x24y C.x24y D.x28y 4.抛物线y2=ax(a≠0)的准线方程是 ( A )
|a|aa|a|
B x= C x D x=
44443
5.过抛物线y2=4x的焦点F作倾斜角为的直线交抛物线于A、B两点,则AB的长是( C )
4
A
B 4 C 8 D 2
A.x
6.抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点P(m,3)到焦点的距离为5,则抛物线方程为(D ) A.x28y B.x24y
C.x24y
D.x28y
7若点A的坐标为(3,2),F为抛物线y2=2x的焦点,点P在抛物线上移动,为使|PA|+|PF|取最小值,P点的坐标为( B )
(A)(3,3) (B)(2,2) (C)(
2
1
,1) 2
(D)(0,0)
8过抛物线yax(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别为p、q,则等于(C )
(A)2a (B)
11pq
14 (C)4a (D) 2aa
解:作为选择题可采用特殊值法,取过焦点,且垂直于对称轴的直线与抛物线相交所形成线段分别为p,q,则
1122
p=q=|FK|而|FK|1,4a
2apqp
(
2a
)
二、填空题
2
9.顶点在原点,焦点在y轴上,且过点P(4,2)的抛物线方程是 x=8y
10.平面上的动点P到点A(0,-2)的距离比到直线l:y=4的距离小2,则动点P的轨迹方程是
2
x=-8y
12
11.抛物线y2x上到其准线和顶点距离相等的点的坐标为 _______(,).
84
三、解答题
12.求经过点P2,4的抛物线的标准方程.
解:由于点P在第三象限,所以抛物线方程可设为:y22px或x22py
在第一种情形下,求得抛物线方程为:y28x;在第二种情形下,求得抛物线方程为:x2y; 13在抛物线y2=2x上求一点P,使P到焦点F与到点A(3,2)的距离之和最小. 解:如图,设抛物线的点P到准线的距离为|PQ|,由抛物线定义可知:|PF|=|PQ| ∴|PF|+|PA|=|PQ|+|PA|,显然当P、Q、A三点共线时,|PQ|+|PA|最小. ∵A(3,2),可设P(x0,2)代入y2=2x得x0=2.故点P的坐标为(2,2).
14.已知圆x2y29x0与顶点原点O,焦点在x轴上的抛物线交于A、B两 △AOB的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线C的方程.
点,
解:设所求抛物线y22px,因为△AOB的垂心恰为抛物线的焦点,所以AB⊥X轴,则可设
pp
Ax1,y1,Bx1,y2,F,0.而OAx1,y1,FBx1,y2,由题意OAFB0,可得
22
22p5y1x19x102
x1x12px10,即x1p.又A点既在圆上又在抛物线上所以2得x192p所以
22y12px
5
p92p,p2,y24x 2
思悟小结
1.重视定义在解题中的应用;灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离相等的转化。
2注意确定四种标准方程的条件,明确抛物线的焦距、焦顶距、通径与抛物线标准方程中的系数的关系。 §2.3.2抛物线的简单的几何性质(第一课时)
典例剖析
题型一 利用定义和几何图形的性质求解.
例1 求证:以抛物线y2 = 2px过焦点的弦为直径的圆,必与此抛物线的准线相切. 证明 如图,过A,B分别作AC,BD垂直于l,垂足为C,D.据抛物线定义有:|AC| =|AF|,|BD| = |BF|,所以|AB|=|AC|+|BD|.
又由ACDB是梯形,据梯形中位线性质知:|MH|
11
(|AC||BD|)|AB| 22
即|MH|为圆的半径,而准线过半径MH的外端且与半径垂直,故本题得证.
评析
题型二:焦点弦问题
例2 斜率为1的直线经过抛物线y2=4x的焦点,与抛物线交于两点A、B,求线段AB的长.
解1 如图所示,由抛物线的标准方程可知,焦点F(1,0),准线方程x=—1.
由题可知,直线AB的方程为y=x—1,代入抛物线方程y2=4x,整理得:x2—6x+1=0 解上述方程得x1
x2=3—
y
y2=2—即A、B的坐标分别为(,(3—2—
∴|AB|=(322322)
22(222222)28 解2 设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=6,x1·x2=1
∴|ABx1—x2|2(x1x2)24x1x226248
解3 设A(x1,y1)、B(x2,y2),由抛物线定义可知,|AF|等于点A到准线x=—1的距离|AA′|
即|AF|=|AA′|=x1+1;同理|BF|=|BB′|=x2
+1 ∴|AB|=|AF
|+|BF|=x1+x2+2=8
评析: 解2是利用韦达定理根与系数的关系,设而不求,是解析几何中求弦长的一种普遍适用的方法;解3充分利用了抛物线的定义,解法简洁,值得引起重视. 备选题
例3在抛物线y
4
x上求一点,使这点到直线y4x5的距离最短。 解:设点P(t,4t),距离为d,d
2
2
2,
当t
11
时,d取得最小值,此时P(,1)为所求的点。 22
评析,此问题可以设点P(t,4t2),利用抛物线标点法求解;也可以设y4xb与y4x2相切,求出切点的坐标 点击双基
1从抛物线y24x上一点P引抛物线准线的垂线,垂足为M,且|PM|=5,设抛物线的焦点为F,
则△MPF的面积为( B )
A.5
B.10
C.20 D.
2 过抛物线y22px(p0)焦点的直线交抛物线于A、B两点,则AB的最小值为(C )
p
B p 2p D 无法确定 2
3、若抛物线y24x的焦点是F,准线是l,则经过点F、M(4,4)且与l相切的圆共有( C ).
A
A.0个 B.1个 C.2个 D.4个
4、过抛物线y4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),若x1x26,那么AB等于 5、过抛物线y=2px的焦点的一条直线和抛物线交于两点,设这两点的纵坐标为y1、y2,则y1y2=__-p
课外作业 一、选择题
1.焦点是F(2,0)的抛物线的标准方程是(A )
(A)y28x (B)y28x
2
2
2
2
2
(C)x28y
2
2
(D)x28y
2
2.抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,点(-
到焦点距离是6,则抛物线的方程为(D ) (A)y4x (B)y2x (C)y2x (D)y4x或y36x
3.一个正三角形的顶点都在抛物线y4x上,其中一个顶点在原点,则这个三角形的面积是( A ) (A
)(B
)(C
) (D
)92
4.过抛物线y4x的焦点作直线交抛物线于Ax1,y1,Bx2,y2两点,如果x1x26, 那么|AB|=( B )
(A)10 (B)8 (C)6 (D)4
5.已知M为抛物线y4x上一动点,F为抛物线的焦点,定点P3,1,则|MP||MF|的最小值为( B ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6
6.抛物线y212x截直线y2x1所得弦长等于 ( A )
2
2
A. (B)2 (C)
2
2
(D)15
7动点P在抛物线y=-6x上运动,定点A(0,1),线段PA中点的轨迹方程是(C )
2222
(A)(2y+1)=-12x(B)(2y+1)=12x (C)(2y-1)=-12x(D)(2y-1)=12x 8、如图,过抛物线y2px(p0)的焦点F的直线l交抛物线于点A、B,其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则此抛物线的方程为(B )
A.y
2
2
交
3x 2
2
B.y3x C.y
2
9
x D.y29x 2
二、填空题
2
9.抛物线y6x的焦点的坐标是,0, 准线方程是
32
3x.
2
10.已知圆x2y26x70,与抛物线y22px(p0)的准线相切,则p _______2_.
11.过抛物线y4x焦点F的直线l它交于A、B两点,则弦AB的中点的轨迹方程是
______
2
y22x1 )
三、解答题
12已知抛物线的顶点在坐标原点,对称轴为x轴,且与圆x+y=4相交的公共弦长等于2,求这抛物线的方程.
2
2
解:设抛物线方程为y22pxp0或y22pxp0.
当p0时,根据对称性设Ax0,,Bx0,,代入圆方程得x01,2p3, 求得抛物线方程为y23x.同理可得y23x
1
x相交于A点,动点B的坐标是(0,3a),求线段AB中点M的轨迹的方程. 2
xa22
解:设M的坐标为(x,y),A(2a,a),又B(0,3a)得
y2a
y22
消去a,得轨迹方程为x,即y4x
4
13.动直线y =a,与抛物线y
2
14.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.
m26pp2
解:设抛物线方程为x2py(p0),则焦点F(,0),由题意可得 p222m(3)5
2
m26m262
解之得或, 故所求的抛物线方程为x8y,m的值为2
p4p4
思悟小结
1要重视抛物线“定义的应用”、“回归定义”有时使问题变得简捷明确。
2焦点弦的性质:设直线过焦点F与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,l的倾斜角为,
2pp2
则有:y1y2p;x1x2;通经的长度为2p;ABx1x2p 2
Sin4
2
§2.3.2抛物线的简单的几何性质(第二课时)
典例剖析
题型一 焦半径问题
r
例1 已知半圆的直径AB为2r,半圆外的直线l与BA的延长线垂直且交于G点,AG=2a,(2a
2
上有相异两点M和N.它们与直线l的距离分别为d1、d2,,d1 ==MA,d2=NA,
求证:AM+AN=2r.
分析
证明 以AG的中点为原点,垂直于AB的直线为y222
则圆的方程为(x—a—r)+y=r,又由已知可知点M、N在以Al为准线的抛物线线y2=4ax上, 设M(x1,y1),N(x2,y2),将抛物线线的方程代入圆方程可得:2
x+2(a—r)x+a2—2ar=0,
NA= 从而有:x1+x2=2(r—a);又由抛物线的焦半径公式可得:MA=x1p
x2+=x2+a;所以AM+AN= x1+a ,+ x2+a=x1+x2+2a=2(r—a)+2a=2r 2
评析 由抛物线的定义导出的焦半径公式常是解决几何问题的有力工具. 题型二 直线与抛物线的位置关系
例2 焦点在y轴上的抛物线被直线x—2y—1=0.
分析 焦点是在y轴正半轴上还是在y轴负半轴上?本题没有指明,应当有两种情况,可以分两种情况来解,但我们可以统一地设抛物线方程x2=ay(a≠0).
x2ay
解 设抛物线方程为:x=ay(a≠0),由方程组消去y得:2x2—ax+a=0,∵直线与抛物线有两个交
x2y10
2
点.∴Δ=(—a)2—4×2×a>0,即a<0或a>8
设两交点坐标为A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=
1a
aa,x1·x2=, 22
2
5(a28a)=,即a—∴|AB|=(1k2)(x1x2)2(1)()245(a28a),∵|AB|=,∴44224
a11
8a—48=0,解得a=—4或a=12.∴所求抛物线标准方程为:x2=—4y或x2=12y
评析 此类问题将直线和抛物线方程联立整理为关于x或y的二次方程,结合韦达定理求解. 备选题
例3 A、B是抛物线y22px(p>0)上的两点,满足OAOB, (1)求证:A,B两点的横坐标之积,纵坐标之积分别为定值;(2)求证:直线AB过定点. (3)求AB中点M的轨迹方程.
分析 依题意可设出A、B的两点坐标,然后根据条件OAOB求之.
22222
y12y2y1y2y2y12
解 (1)设A(,y1),B(,y2),由OAOB得:+y1·y2=0;即y1·y2=-4p,从而x1·x2=4p2 22p2p2p2p4p
(2)由两点式方程可得AB的方程为:(y1+y2)y=2px+y1·y2;即(y1+y2)y=2px-4p2令y=0,得x=2p;即直线AB过定点E(2p,0)
22y1y2
22
yy2y2(y1y2)22y1y22p2py1
(3)设AB的中点为M(x,y),则x;y1
24p4p2
,
消去y1y2,得AB中点M的轨迹方程:y2px2p2 (x≥2p)
评析 此题的方法很多,上面给出的解法不失为一种最为基础的好方法,其它的方法请同学们自己尝试. 点击双基 1准线是y
3
的抛物线的标准方程是(D ) 2
(C)x26y
2
2
2
2
(A)y26x (B)y26x
2
2
(D)x26y
2
2
2
2 以坐标轴为对称轴,以原点为顶点且过圆xy2x6y90的圆心的抛物线的方程是(D )
y3x或y3x B y3x C y9x或y3x D y3x或y9x
x2y2
1a0右焦点与抛物线y216x的焦点重合,则该双曲线的离心率等于(D) 3、已知双曲线29a
54847
A. B. C. D.
45557
322
4、 以抛物线x23y的焦点为圆心,通径长为半径的圆的方程是_____________.x(y)9
4
2
5.设斜率为1的直线l经过抛物线y4x的焦点,与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则 OAOB = -3 课外作业 一、选择题
1.如果抛物线y 2=ax的准线是直线x=-1,那么它的焦点坐标为 A.(1, 0) B.(2, 0) C.(3, 0) D.(-1, 0)
2
2.抛物线yx上一点到直线2xy40的距离最短的点的坐标是
( A )
( A )
A.(1,1) B.(
11
,) 24
C.(,)
3924
D.(2,4)
3.一抛物线形拱桥,当水面离桥顶2m时,水面宽4m,若水面下降1m,则水面宽为(B ) A.6m B. 26m C.4.5m D.9m
4.平面内过点A(-2,0),且与直线x=2相切的动圆圆心的轨迹方程是
( C )
A. y 2=-2x B. y 2=-4x C.y 2=-8x D.y 2=-16x
5.过抛物线y =ax2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别
11
等于( C ) pq
14
A.2a B. C.4a D.
2aa
6、已知抛物线y2a(x1)的焦点是坐标原点,则以抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形的面积为
是p、q,则
(B )
A.1 B.2 C.3 7抛物线y2=4x截直线y2xk所得弦长为35,则k的值是(D ) (A)2 (B)-2 (C)4 (D)-4
8.已知抛物线y22px(p0)的焦点为F,点P,y1),P2(x2,y2),P,y3)在抛物线上, 1(x13(x3且2x2x1x3, 则有( C
)
2
2
D.4
FPA.FP1FP21FP2FP3 B.二、填空题
FP2FPFP3 FP3C.2FP12FP1FP3 D.
22
x2y2
1的左焦点,顶点在椭圆中心,则抛物线方程为 y24x 9.抛物线的焦点为椭圆94
2
10.抛物线y=4x的弦AB垂直于x轴,若AB的长为43,则焦点到AB的距离为 2.
11.P是抛物线y=4x上一动点,以P为圆心,作与抛物线准线相切的圆,则这个圆一定经过一个定点Q,点Q
的坐标是 (1,0). 三、解答题 12解:
2
2
13.定长为3的线段AB的端点A、B在抛物线yx上移动,求AB中点M到y轴距离的最小值,并求出此时AB中点M解:M
52
, M到y轴距离的最小值为5 ,424
2
14如图,O为坐标原点,过点P(2,0)且斜率为k的直线l交抛物线y=2x
M(x1,y1),N(x2, y2)两点.(1)求x1x2与y1y2的值;(2)求证:OM⊥ON.
(Ⅰ)解:直线l的方程为 yk(x2)(k0) ①
代入y=2x消去y可得kx2(k1)x4k0. ② 点M,N的横坐标x1与 x2是②的两个根,
2
于
2222
4k2
由韦达定理得x1x224.由y122x1,y222x2
k
得(y1y2)24x1x24416,注意到y1y20,所以y1y24.
(Ⅱ)证明;设OM,ON的斜率分别为k1, k2,
则k1
y1yyy4,k22.相乘得k1k2121,所以OMON. x1x2x1x24
思悟小结
1.涉及到直线被抛物线截得弦的中点问题时,常用一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理),这样可以直接得到两交点的坐标之和,也可以用点差法找到两交点的坐标之和,直接与中点建立联系。
2.涉及焦点弦问题可以利用焦半径公式,焦半径公式可由抛物线的定义直接导出。
章末测试
一、选择题(本大题共10小题,第小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符是合题目要求的.)
1.如果实数x,y满足等式(x2)2y23,那么A、
y
的最大值是( D ) x
331
B、 C、 D、3
322
2.若直线(1a)xy10与圆x2y22x0相切,则a的值为( D ) A、1,1 B、2,2 C、1 D、1
x2y2
1(a5)的两个焦点为F1、F2,且|F1F2|8,弦AB过点F1,则△ABF2的周长为3.已知椭圆225a
( D )(A)10 (B)20 (C)241(D) 441
x2y2
1上的点P到它的左准线的距离是10,那么点P 到它的右焦点的距离是( B ) 4.椭圆
10036
(A)15 (B)12 (C)10 (D)8
x2y2
1的焦点F1、F2,P为椭圆上的一点,已知PF1PF2,则△F1PF2的面积为( A )5.椭圆(A)259
9 (B)12 (C)10 (D)8
x2y2
1上的点到直线x2y20的最大距离是(D ) 6.椭圆
164
(A)3(B)(C)22(D)
7.以坐标轴为对称轴、渐近线互相垂直、两准线间距离为2的双曲线方程是(D ) (A)x2y22 (B)y2x22
(C)x2y24或y2x24(D)x2y22或y2x22
8.过双曲线x2y28的右焦点F2有一条弦PQ,|PQ|=7,F1是左焦点,那么△F1PQ的周长为( C ) (A)28 (B)1482(C)1482(D)82
9.双曲线虚轴上的一个端点为M,两个焦点为F1、F2,F1MF2120,则双曲线的离心率为( B)
63(C)(D) 233x2y2
1的弦被点(4,2)平分,则这条弦所在的直线方程是( D ) 10.如果椭圆
369
(A)x2y0(B)x2y40(C)2x3y120(D)x2y80
(A)(B)
二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中横线上.)
x2y2x2y2
1具有相同的离心率且过点(2,
-)的椭圆的标准方程是1或11.与椭圆43863y24x2
1. 2525
12.已知椭圆中心在原点,一个焦点为(
,0),且长轴长是短轴长的2倍,则该椭圆的标准方程
x2
y21 是 .4
2
13.过抛物线y2px(p>0)的焦点F作一直线l与抛物线交于P、Q两点,作PP1、QQ1垂直于抛物线的准线,
垂足分别是P1、Q1,已知线段PF、QF的长度分别是a、b,那么|P1Q1
|=
14.若直线l过抛物线yax(a>0)的焦点,并且与y轴垂直,若l被抛物线截得的线段长为4,则2
1 4
x2y2
15已知双曲线221(a,bR)的离心率e[2,2],则一条渐近线与实轴所构成的角的取值范围是
ab
bccabbππ
14_________.[,]. 解析:
2,∴224,即2,∴,
得1343aaa2aa2
∴
2222
4
3
三、解答题(本大题共5小题,共50分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
16.(本题10分)已知椭圆C的焦点F1(-22,0)和F2(2,0),长轴长6,设直线yx2交椭圆C
于A、B两点,求线段AB的中点坐标.
解:由已知条件得椭圆的焦点在x轴上,其中c=22,a=3,从而b=1,所以其标准方程是:
x22
xy122
y1.联立方程组9,消去y得, 10x36x270. 9yx2
18xx29
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB线段的中点为M(x0,y0)那么: x1x2,x0=1
255
191
所以y0=x0+2=.也就是说线段AB中点坐标为(-,).
555
x2y2141共焦点,它们的离心率之和为,求双曲线方程. 17.(本题10分)已知双曲线与椭圆
9255
4
解:由于椭圆焦点为F(0,4),离心率为e=,所以双曲线的焦点为F(0,4),离心率为2,
5
y2x2
1. 从而
所以求双曲线方程为:
412
2
18.(本题10分)椭圆的两个焦点F1、F2在x轴上,以|F1F2|为直径的圆与椭圆的一个交点为(3,4),求椭圆的标准方程.
解:设P(3,4),则圆心为F1F2中点(原点),|F1F2|=2|OP|=10, ∴ c=5,∴ F1(-5,0),F2(5,0)
∴ 2a=|PF1|+|PF2|=824222426,∴ a=45,
2
x2y2
1 ∴ b=a-c=20,∴ 所求椭圆方程
4520
2
2
2
2
19(本题10分)抛物线y2x上的一点P(x , y)到点A(a,0)(a∈R)的距离的最小值记为f(a),求f(a)的表达式
2
解:由于y2x,而
其中x0
(1)a1时,当且仅当x=0时, f(a)=|PA|min=|a|.
(2)a>时, 当且仅当x=a-1时, f(a)=|PA|min
.所以f
(a)=|a|,a1
.
a1
20.(本题10分)求两条渐近线为x2y0且截直线xy30所得弦长为
2
2
8的双曲线方程. 3
x2-4y2=2
解:设双曲线方程为x-4y=.联立方程组得: ,消去y得,3x-24x+(36+)=0
xy30
x1x28
36
设直线被双曲线截得的弦为AB,且A(x1,y1),B(x2,y2),那么: x1x2
32
2412(36)0