2019年北师大版数学选修1-1讲义:第二章 圆锥曲线与方程 章末复习
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1、章末复习学习目标 1.梳理本章知识要点,构建知识网络.2.进一步理解并掌握圆锥曲线的定义、标准方程及简单性质.3.掌握简单的直线与圆锥曲线位置关系问题的解决方法1椭圆、双曲线、抛物线的定义、标准方程、简单性质椭圆 双曲线 抛物线定义平面内与两个定点F1,F 2 的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的集合平面内到两定点F1,F 2 的距离之差的绝对值等于常数(大于零且小于|F 1F2|)的点的集合平面内与一个定点 F 和一条定直线 l(l 不过点 F)距离相等的点的集合标准方程 1x2a2 y2b2或 1y2a2 x2b2(ab0) 1x2a2 y2b2或 1y2a2 x2b2(a0,b0
2、)y22px 或 y2 2px 或x22py 或 x2 2py(p0)关系式 a2b 2c 2 a2b 2c 2图形 封闭图形无限延展,但有渐近线 y x 或 y xba ab 无限延展,没有渐近线变量范围|x|a ,| y| b 或|y|a,| x|b|x|a 或| y|ax0 或 x0 或 y0 或y0对称中心为原点 无对称中心对称性两条对称轴 一条对称轴顶点 四个 两个 一个离心率 e ,且 01cae1决定形状的因素e 决定扁平程度 e 决定开口大小 2p 决定开口大小2.椭圆的焦点三角形设 P 为椭圆 1(ab0)上任意一点(不在 x 轴上),F 1,F 2 为焦点且F 1PF2,则
3、x2a2 y2b2PF1F2 为焦点三角形 (如图)(1)焦点三角形的面积 Sb 2tan .2(2)焦点三角形的周长 L2a 2c.3双曲线及渐近线的设法技巧(1)由双曲线标准方程求其渐近线方程时,最简单实用的办法是:把标准方程中的 1 换成 0,即可得到两条渐近线的方程如双曲线 1(a0 ,b0)的渐近线方程为x2a2 y2b2 0(a0,b0),即 y x;双曲线 1( a0,b0)的渐近线方程为x2a2 y2b2 ba y2a2 x2b2 0(a0,b0),即 y x.y2a2 x2b2 ab(2)当双曲线的渐近线为 0 时,它的双曲线方程可设为 (0)xayb x2a2 y2b24抛
4、物线的焦点弦问题抛物线过焦点 F 的弦长|AB|的一个重要结论(1)y22px(p0) 中,| AB|x 1x 2p.(2)y22px(p0)中,| AB| x1x 2p.(3)x22py(p0) 中,| AB|y 1y 2p.(4)x22py(p0)中,| AB| y1y 2p.5三法求解离心率(1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲线) 的焦点在 x 轴上还是 y 轴上,都有关系式 a2b 2c 2(a2b 2c 2)以及 e ,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,ca这是基本且常用的方法(2)方程法:建立参数 a 与 c 之间的齐次关系式,从而求出其离心率,这是
5、求离心率的十分重要的思路及方法(3)几何法:求与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆( 双曲线)的定义、简单性质,建立参数之间的关系,通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观6直线与圆锥曲线位置关系(1)直线与双曲线、直线与抛物线有一个公共点应有两种情况:一是相切;二是直线与双曲线的渐近线平行、直线与抛物线的对称轴平行(2)直线与圆锥曲线的位置关系,涉及函数、方程、不等式、平面几何等诸多方面的知识,形成了求轨迹、最值、对称、取值范围、线段的长度等多种问题解决此类问题应注意数形结合,以形辅数的方法;还要多结合圆锥曲线的定义,根与系数的关系以及“点差法”等1设 A,
6、B 为两个定点,k 为非零常数,| PA| PB|k,则动点 P 的轨迹为双曲线( )2若直线与曲线有一个公共点,则直线与曲线相切( )3方程 2x25x 20 的两根 x1,x 2(x1x 2)可分别作为椭圆和双曲线的离心率 ( )4已知方程 mx2ny 21,则当 mn 时,该方程表示焦点在 x 轴上的椭圆( )5抛物线 y4ax 2(a0)的焦点坐标是 .( )(0,116a)类型一 圆锥曲线定义的应用例 1 若 F1,F 2 是双曲线 1 的两个焦点,P 是双曲线上的点,且 |PF1|PF2|32,试x29 y216求F 1PF2 的面积考点 双曲线的定义题点 双曲线的焦点三角形解 由
7、双曲线方程 1,x29 y216可知 a3,b4,c 5.a2 b2由双曲线的定义,得|PF 1| PF2|6,将此式两边平方,得|PF1|2 |PF2|2 2|PF1|PF2|36,所以|PF 1|2| PF2|2362|PF 1|PF2|36232100.如图所示,在F 1PF2 中,由余弦定理,得cos F 1PF2|PF1|2 |PF2|2 |F1F2|22|PF1|PF2| 0,所以F 1PF290,100 1002|PF1|PF2|所以 |PF1|PF2| 3216.12PSA12 12引申探究将本例的条件|PF 1|PF2|32 改为| PF1|PF 2|13,求F 1PF2 的
8、面积解 由条件知Error!所以Error!所以 cos F 1PF2|PF1|2 |PF2|2 |F1F2|22|PF1|PF2| .9 81 100239 527所以 sin F 1PF2 ,81127所以 |PF1|PF2|sin F 1PF212PSA12 39 4 .12 81127 11即F 1PF2 的面积为 4 .11反思与感悟 涉及椭圆、双曲线上的点与两个定点构成的三角形问题时,常用定义结合解三角形的知识来解决跟踪训练 1 (1)已知椭圆 y 21(m1)和双曲线 y 2 1(n0)有相同的焦点 F1,F 2,Px2m x2n是它们的一个交点,则F 1PF2 的形状是( )A
9、锐角三角形 B直角三角形C钝角三角形 D随 m,n 变化而变化考点 椭圆与双曲线的综合应用题点 椭圆与双曲线的综合应用答案 B解析 设 P 为双曲线右支上的一点对椭圆 y 21(m1),c 2m1,x2m|PF1|PF 2|2 ,m对双曲线 y 21,c 2n 1,x2n|PF1|PF 2|2 ,n|PF 1| ,|PF 2| ,m n m n|F1F2|2 4c22(mn) ,而|PF 1|2| PF2|22( mn)4 c2|F 1F2|2,F 1PF2 是直角三角形,故选 B.(2)已知动点 M 的坐标满足方程 5 |3x4y 12|,则动点 M 的轨迹是( )x2 y2A椭圆 B双曲线
10、C抛物线 D以上都不对考点 抛物线的定义题点 由抛物线定义确定轨迹及轨迹方程答案 C解析 把轨迹方程 5 |3x4y12| 写成 .x2 y2 x2 y2|3x 4y 12|5所以动点 M 到原点的距离与它到直线 3x4y120 的距离相等,且直线 3x4y120不经过原点,所以动点 M 的轨迹是以原点为焦点,直线 3x4y12 0 为准线的抛物线类型二 圆锥曲线的性质及其应用例 2 (1)已知 ab0,椭圆 C1 的方程为 1,双曲线 C2 的方程为 1,C 1 与x2a2 y2b2 x2a2 y2b2C2 的离心率之积为 ,则 C2 的渐近线方程为( )32Ax y0 B. xy02 2C
11、x2y0 D2xy0(2)已知抛物线 y24x 的准线与双曲线 y 21 交于 A,B 两点,点 F 为抛物线的焦点,若x2a2FAB 为直角三角形,则该双曲线的离心率是_考点 圆锥曲线的综合应用题点 圆锥曲线的综合应用答案 (1)A (2) 6解析 (1)ab0,椭圆 C1 的方程为 1,x2a2 y2b2C1 的离心率为 ,a2 b2a双曲线 C2 的方程为 1,C 2 的离心率为 .x2a2 y2b2 a2 b2aC 1 与 C2 的离心率之积为 ,32 ,a2 b2a a2 b2a 32 2 , ,(ba) 12 ba 22C 2 的渐近线方程为 y x,22即 x y0.2(2)抛物
12、线 y24x 的准线方程为 x1,又FAB 为直角三角形,则只有AFB 90 ,如图,则 A(1,2) 应在双曲线上,代入双曲线方程可得 a2 ,15于是 c .a2 165故 e .ca 6反思与感悟 有关圆锥曲线的焦点、离心率、渐近线等问题是考试中常见的问题,只要掌握基本公式和概念,并且充分理解题意,大都可以顺利解决跟踪训练 2 (1)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,F 是椭圆 1(ab0)的右焦点,直x2a2 y2b2线 y 与椭圆交于 B,C 两点,且BFC 90 ,则该椭圆的离心率是_b2考点 椭圆简单性质的应用题点 求椭圆离心率的值答案 63解析 由Error!可得 B ,C
13、.( 32a,b2) ( 32a,b2)又由 F(c,0),得 ,FB ( 32a c,b2) .FC ( 32a c,b2)因为BFC90,所以 0,FB FC 化简可得 2a23c 2,即 e2 ,c2a2 23故 e .63(2)已知抛物线 x28y 的焦点 F 到双曲线 C: 1( a0,b0)的渐近线的距离为 ,x2a2 y2b2 455点 P 是抛物线 x28y 上的一动点, P 到双曲线 C 的右焦点 F2 的距离与到直线 y2 的距离之和的最小值为 3,则该双曲线的标准方程为_考点 抛物线的简单性质题点 抛物线与其他曲线结合的有关问题答案 y 21x24解析 抛物线焦点为 F(
14、0,2),准线为 y2,双曲线 C: 1(a0,b0)的一条渐近线方程为 y x,x2a2 y2b2 ba依题意可得 ,| 2a|a2 b2 455即 ,ac 25又 P 到双曲线 C 的右焦点 F2 的距离与到直线 y2 的距离之和的最小值为 3,所以|PF| PF2|FF 2|3,在 Rt FOF2 中,|OF 2| ,32 22 5所以 c ,所以 a2,b 1,5所以双曲线方程为 y 21.x24类型三 直线与圆锥曲线的位置关系例 3 已知椭圆 1(ab0)上的点 P 到左,右两焦点 F1,F 2 的距离之和为 2 ,离心x2a2 y2b2 2率为 .22(1)求椭圆的标准方程;(2)
15、过右焦点 F2 的直线 l 交椭圆于 A,B 两点,若 y 轴上一点 M 满足| MA|MB|,求直(0,37)线 l 的斜率 k 的值考点 直线与椭圆的位置关系题点 直线与椭圆位置关系的综合应用解 (1)由题意知,| PF1|PF 2|2a2 ,2所以 a .2又因为 e ,所以 c 1,ca 22 22 2所以 b2a 2c 2211,所以椭圆的标准方程为 y 21.x22(2)已知 F2(1,0),直线斜率显然存在,设直线的方程为 yk (x1),A(x1,y 1),B (x2,y 2),联立直线与椭圆的方程得Error!化简得(12k 2)x24k 2x2k 220,8k 2 80,所
16、以 x1x 2 ,4k21 2k2y1y 2k(x 1x 2)2k . 2k1 2k2所以 AB 的中点坐标为 .(2k21 2k2, k1 2k2)当 k0 时,AB 的中垂线方程为y , k1 2k2 1k(x 2k21 2k2)因为|MA| |MB|,所以点 M 在 AB 的中垂线上,将点 M 的坐标代入直线方程得, ,37 k1 2k2 2k1 2k2即 2 k27k 0,3 3解得 k 或 k ;336当 k0 时,AB 的中垂线方程为 x0,满足题意所以斜率 k 的取值为 0, 或 .336反思与感悟 解决圆锥曲线中的参数范围问题与求最值问题类似,一般有两种方法(1)函数法:用其他
17、变量表示该参数,建立函数关系,利用求函数值域的方法求解(2)不等式法:根据题意建立含参数的不等关系式,通过解不等式求参数范围跟踪训练 3 已知椭圆 C: 1(ab0)的右焦点为( ,0) ,离心率为 .x2a2 y2b2 2 63(1)求椭圆 C 的方程;(2)若直线 l 与椭圆 C 相交于 A,B 两点,且以 AB 为直径的圆经过原点 O,求证:点 O 到直线 AB 的距离为定值;(3)在(2)的条件下,求OAB 面积的最大值考点 转化与化归思想的应用题点 转化与化归思想的应用(1)解 因为椭圆的右焦点为( ,0) ,离心率为 ,263所以Error!所以 a ,b1.3所以椭圆 C 的方程
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