2019届高考数学二轮复习第二部分突破热点分层教学专项二专题五第2讲《椭圆双曲线抛物线》学案
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1、第 2 讲 椭圆、双曲线、抛物线年份 卷别 考查内容及考题位置 命题分析卷直线与抛物线的位置关系T 8 双曲线的几何性质T 11卷双曲线的几何性质T 5 椭圆的几何性质T 122018卷双曲线的几何性质T 11 直线与抛物线的位置关系T 16直线与抛物线的位置关系、弦长公式、基本不等式的应用T 10卷双曲线的几何性质T 15卷 双曲线的几何性质T 92017卷 双曲线的渐近线及标准方程T 5双曲线的几何性质与标准方程T 5卷抛物线与圆的综合问题T 10卷 双曲线的定义、离心率问题T 112016卷直线与椭圆的位置关系、椭圆的离心率T 111.圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容以选择
2、、填空题的形式考查,常出现在第411 题或 1516题的位置,着重考查圆锥曲线的标准方程与几何性质,难度中等2圆锥曲线的综合问题多以解答题的形式考查,常作为压轴题出现在第 20 题的位置,一般难度较大.圆锥曲线的定义与标准方程(综合型)圆锥曲线的定义、标准方程名称 椭圆 双曲线 抛物线定义|PF1| PF2|2 a(2a|F1F2|)|PF1| PF2|2 a(2ab0) 1x2a2 y2b2(a0, b0)y22 px(p0)典型例题(1)椭圆 1 的左焦点为 F,直线 x m 与椭圆相交于点 M, N,当 FMN 的x25 y24周长最大时, FMN 的面积是( )A. B.55 655C
3、. D.855 455(2)设 F1, F2分别是双曲线 C: 1( a0, b0)的左、右焦点, P 是 C 上一点,x2a2 y2b2若| PF1| PF2|6 a,且 PF1F2最小内角的大小为 30,则双曲线 C 的渐近线方程是( )A. xy0 B x y02 2C x2y0 D2 xy0【解析】 (1)如图,设椭圆的右焦点为 F,连接MF, NF.因为| MF| NF| MF| NF| MF| NF| MN|,所以当直线 x m 过椭圆的右焦点时, FMN 的周长最大此时| MN| ,又 c 1,所以此时2b2a 855 a2 b2 5 4 FMN 的面积 S 2 .故选 C.12
4、 855 855(2)不妨设 P 为双曲线 C 右支上一点,由双曲线的定义,可得| PF1| PF2|2 a.又| PF1| PF2|6 a,解得| PF1|4 a,| PF2|2 a,又| F1F2|2 c,则| PF2|2 a 最小,所以 PF1F230.在 PF1F2中,由余弦定理,可得 cos 30 |PF1|2 |F1F2|2 |PF2|22|PF1|F1F2| ,整理得 c23 a22 ac,解得 c a,所以 b a.16a2 4c2 4a224a2c 32 3 3 c2 a2 2所以双曲线 C 的渐近线方程为 y x.故选 A.2【答案】 (1)C (2)A(1)椭圆的焦点三角
5、形的几个性质已知椭圆方程为 1( ab0),左、右焦点分别为 F1, F2,设焦点三角形 PF1F2x2a2 y2b2中 F1PF2 ,则 S F1PF2 b2tan . 2已知椭圆方程为 1( ab0),左、右焦点分别为 F1, F2,设焦点三角形x2a2 y2b2PF1F2,若 F1PF2最大,则点 P 为椭圆短轴的端点过椭圆焦点的所有弦中通径(垂直于长轴的弦)最短,通径长为 .2b2a(2)双曲线的焦点三角形的几个性质若双曲线方程为 1( a0, b0), F1, F2分别为它的左、右焦点, P 为双曲线上x2a2 y2b2任意一点(除实轴顶点外),则双曲线的焦点三角形有如下性质:设 F
6、1PF2 ,则 S F1PF2 .特别地,当 F1PF290时,有 S F1PF2 b2.b2tan 2双曲线的焦点三角形的内切圆与 F1F2相切于实轴顶点当点 P 在双曲线左支上时,切点为左顶点,当点 P 在双曲线右支上时,切点为右顶点 对点训练1(2018辽宁五校联合体模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,已知双曲线C: 1( a0, b0)的离心率为 ,从双曲线 C 的右焦点 F 引渐近线的垂线,垂足为x2a2 y2b2 5A,若 AFO 的面积为 1,则双曲线 C 的方程为( )A. 1 B. y21x22 y28 x24C. 1 D x2 1x24 y216 y24解析:选 D.因为双
7、曲线 C 的右焦点 F 到渐近线的距离| FA| b,| OA| a,所以ab2,又双曲线 C 的离心率为 ,所以 ,即 b24 a2,解得 a21, b24,所51 b2a2 5以双曲线 C 的方程为 x2 1,故选 D.y242(2018福州模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 C: y22 px(p0)的焦点为F,准线为 l.过 F 的直线交 C 于 A, B 两点,交 l 于点 E,直线 AO 交 l 于点 D.若|BE|2| BF|,且| AF|3,则| BD|( )A1 B3C3 或 9 D1 或 9解析:选 D.分别过点 A, B 作 AA1, BB1垂直于 l,且垂足分别
8、为 A1, B1,依题意,易证 BD x 轴,所以 D 与 B1重合由已知条件| BE|2| BF|得,| BE|2| BB1|,所以 BEB130.又| AA1| AF|3,如图 1, ,|BD|AA1| |BE|AE|所以 ,|BD|3 2|BD|3|BD| 3解得| BD|1,如图 2, ,|BD|AA1| |BE|AE|所以 ,|BD|3 2|BD|BD| 3解得| BD|9.综上,| BD|为 1 或 9,故选 D.圆锥曲线的几何性质(综合型)椭圆、双曲线中, a, b, c 及 e 之间的关系(1)在椭圆中: a2 b2 c2,离心率为 e .ca 1 (ba)2 (2)在双曲线中
9、: c2 a2 b2,离心率为 e .ca 1 (ba)2 双曲线 1( a0, b0)的渐近线方程为 y x.注意离心率 e 与渐近线的斜x2a2 y2b2 ba率的关系典型例题(1)(2018石家庄质量检测(二)倾斜角为 的直线经过椭圆 1( ab0) 4 x2a2 y2b2的右焦点 F,与椭圆交于 A、 B 两点,且 2 ,则该椭圆的离心率为( )AF FB A. B.32 23C. D.22 33(2)(2018高考全国卷)已知双曲线 C: y21, O 为坐标原点, F 为 C 的右焦点,x23过 F 的直线与 C 的两条渐近线的交点分别为 M, N.若 OMN 为直角三角形,则|
10、MN|( )A. B332C2 D43【解析】 (1)由题可知,直线的方程为 y x c,与椭圆方程联立得 ,所x2a2 y2b2 1y x c)以( b2 a2)y22 b2cy b40,由于直线过椭圆的右焦点,故必与椭圆有交点,则 0.设A(x1, y1), B(x2, y2),则 ,又 2 ,所以( c x1, y1)y1 y2 2b2ca2 b2y1y2 b4a2 b2) AF FB 2( x2 c, y2),所以 y12 y2,可得 ,所以 ,所以 e ,故选 B.12 4c2a2 b2 23(2)因为双曲线 y21 的渐近线方程为 y x,所以 MON60.不妨设过点 Fx23 3
11、3的直线与直线 y x 交于点 M,由 OMN 为直角三角形,不妨设 OMN90,则33 MFO60,又直线 MN 过点 F(2,0),所以直线 MN 的方程为 y (x2),3由 得y 3( x 2) ,y 33x, ) x 32,y 32, )所以 M ,所以 |OM| ,所以| MN| |OM|3,故选 B.(32, 32) (32)2 (32)2 3 3【答案】 (1)B (2)B(1)椭圆、双曲线的离心率(或范围)的求法求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定 a, b, c 的等量关系或不等关系,然后把 b 用 a, c 代换,求 的值ca(2)双曲线的渐近线的
12、求法及用法求法:把双曲线标准方程等号右边的 1 改为零,分解因式可得用法:(i)可得 或 的值ba ab(ii)利用渐近线方程设所求双曲线的方程 对点训练1(2018福州四校联考)过双曲线 1( a0, b0)的左、右焦点分别作双曲线x2a2 y2b2的两条渐近线的平行线,若这 4 条直线所围成的四边形的周长为 8b,则该双曲线的渐近线方程为( )A y x B y x2C y x D y2 x3解析:选 A.由双曲线的对称性得该四边形为菱形,因为该四边形的周长为 8b,所以菱形的边长为 2b,由勾股定理得 4 条直线与 y 轴的交点到 x 轴的距离为 ,又 4 条直线分别与两条渐近线平行,所
13、以 ,解得4b2 c2 3b2 a2ba 3b2 a2a2 b2a b,所以该双曲线的渐近线的斜率为1,所以该双曲线的渐近线方程为 y x,故选 A.2(2018广州综合测试(一)如图,在梯形 ABCD 中,已知| AB|2| CD|, ,AE 25AC 双曲线过 C, D, E 三点,且以 A, B 为焦点,则双曲线的离心率为( )A. B27 2C3 D. 10解析:选 A.取 AB 的中点 O 为坐标原点, 的方向为 x 轴正方向,建立直角坐标系(图AB 略),设双曲线的方程为 1( a0, b0),| AB|2| CD|2 c, E(xE, yE),则x2a2 y2b2A( c,0),
14、 B(c,0), C , D ,由 1,得 yC ,故 C(c2, yC) ( c2, yC) c24a2 b2a b2 3a2.因为 ( xE c, yE),(c2, b2a b2 3a2) AE , ,25AC 25(3c2, b2a b2 3a2) (3c5, b5a b2 3a2) AE 25AC 所以xE 25c,yE b5a b2 3a2.)又 E 在双曲线上,故 1,化简整理得 4c2 b23 a225 a2,即4c225a2b225a2( b2 3a2)b2c27 a2,故 .选 A.ca 73(2018高考全国卷)已知 F1, F2是椭圆 C: 1( ab0)的左、右焦点,
15、Ax2a2 y2b2是 C 的左顶点,点 P 在过 A 且斜率为 的直线上, PF1F2为等腰三角形, F1F2P120,36则 C 的离心率为( )A. B.23 12C. D.13 14解析:选 D.由题意可得椭圆的焦点在 x 轴上,如图所示,设|F1F2|2 c,因为 PF1F2为等腰三角形,且 F1F2P120,所以|PF2| F1F2|2 c,所以| OF2| c,所以点 P 坐标为( c2 ccos 60,2 csin 60),即点 P(2c, c)因为点 P 在过点 A,且斜率3为 的直线上,所以 ,解得 ,所以 e ,故选 D.36 3c2c a 36 ca 14 14直线与圆
16、锥曲线的位置关系(综合型)求解直线与圆锥曲线位置关系问题的注意事项(1)判断直线与圆锥曲线的交点个数时,可直接求解相应方程组得到交点坐标,也可利用消元后的一元二次方程的判别式来确定,需注意利用判别式的前提是二次项系数不为 0.(2)依据直线与圆锥曲线的交点个数求参数时,联立方程组并消元转化为一元方程,此时注意观察方程的二次项系数是否为 0,若为 0,则方程为一次方程;若不为 0,则将方程解的个数转化为判别式与 0 的大小关系求解典型例题命题角度一 位置关系的判断及应用已知抛物线 C1: y22 px(p0)的焦点为椭圆 C2: 1( ab0)的右焦点,x2a2 y2b2且两曲线有公共点 .(2
17、3, 263)(1)求抛物线 C1与椭圆 C2的方程;(2)若椭圆 C2的一条切线 l 与抛物线 C1交于 A, B 两点, O 为坐标原点,且 OA OB,求直线 l 的方程【解】 (1)将 代入抛物线方程,得 2p,解得 2p4,则抛物线 C1(23, 263) (263)2 23的方程为 y24 x,则焦点为 F(1,0),即 c1,所以 a2 b21.将 代入 1 ,得 1,解得 b23(增根舍去),则(23, 263) x2b2 1 y2b2 49( b2 1) 83b2a24,所以椭圆 C2的方程为 1.x24 y23(2)当直线 l 的斜率不存在时,不符合题意,所以直线 l 的斜
18、率存在设直线 AB 的方程为 y kx b,显然 k0, b0, A(x1, y1), B(x2, y2)由 整理得 k2x2 (2kb4) x b20,y kx b,y2 4x )所以 x1 x2 , x1x2 ,2kb 4k2 b2k2所以 y1y2( kx1 b)(kx2 b) k2x1x2 kb(x1 x2) b2 , 4bk由 OA OB,得 0,即 x1x2 y1y20,即 0,整理得 b4 k0.OA OB b2k2 4bk由 整理得(34 k2)x28 kbx4 b2120,y kx b,x24 y23 1) (8 kb)24(34 k2)(4b212)0,即 b234 k2.
19、由解得 k ,12则 或k 12,b 2 ) k 12,b 2, )所以直线 l 的方程为 x2 y40 或 x2 y40.直线与圆锥曲线相切,如果直线不与抛物线的对称轴平行、不与双曲线的渐近线平行,那么当直线与圆锥曲线只有一个公共点时,只要把直线方程、圆锥曲线方程联立消元得到关于一个变量的一元二次方程,使其判别式等于零即可 命题角度二 弦长问题(2018唐山模拟)在直角坐标系 xOy 中,长为 1 的线段的两端点 C, D 分别2在 x 轴、 y 轴上滑动, .记点 P 的轨迹为曲线 E.CP 2PD (1)求曲线 E 的方程;(2)经过点(0,1)作直线与曲线 E 相交于 A, B 两点,
20、 ,当点 M 在曲线 E 上OM OA OB 时,求四边形 AOBM 的面积【解】 (1)设 C(m,0), D(0, n), P(x, y)由 ,得( x m, y) ( x, n y)CP 2PD 2所以 x m 2x,y 2( n y) , )得 m ( 2 1) x,n 2 12y, )由| | 1,得 m2 n2( 1) 2,CD 2 2所以( 1) 2x2 y2( 1) 2,2( 2 1) 22 2整理,得曲线 E 的方程为 x2 1.y22(2)设 A(x1, y1), B(x2, y2),由 ,OM OA OB 知点 M 坐标为( x1 x2, y1 y2)由题意知,直线 AB
21、 的斜率存在设直线 AB 的方程为 y kx1,代入曲线 E 的方程,得(k22) x22 kx10,则 x1 x2 , x1x2 .2kk2 2 1k2 2y1 y2 k(x1 x2)2 .4k2 2由点 M 在曲线 E 上,知( x1 x2)2 1,( y1 y2) 22即 1,解得 k22.4k2( k2 2) 2 8( k2 2) 2这时| AB| |x1 x2| ,1 k2 3( x1 x2) 2 4x1x2322原点到直线 AB 的距离 d ,11 k2 33所以平行四边形 OAMB 的面积 S| AB|d .62有关圆锥曲线弦长问题的求解方法(1)涉及弦长的问题,应熟练地利用根与
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