2010届高三数学第一轮复习(圆锥曲线方程)
★★★高考在考什么
【考题回放】
1.(2008福建文、理)双曲线的两个焦点为,若P为其上的一点,且,则双曲线离心率的取值范围为( B )
A.
B.
C.
D.
2、(2008海南、宁夏文)双曲线的焦距为( D )
A. 3
B. 4
C. 3
D. 4
3.(2008全国Ⅱ卷理)设,则双曲线的离心率的取值范围是( B )
A.
B.
C.
D.
4.(2008山东理)设椭圆C1的离心率为,焦点在x轴上且长轴长为26.若曲线C2上的点
到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2的
标准
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方程为( A )
(A) (B) (C) (D)
5.(2008陕西文、理) 双曲线(,)的左、右焦点分别是,过作倾斜角为的直线交双曲线右支于点,若垂直于轴,则双曲线的离心率为( B )
A.
B.
C.
D.
6.(2008上海文)设是椭圆上的点.若是椭圆的两个焦点,则等于(D)
A.4
B.5
C.8
D.10
7(2008天津文)设椭圆的右焦点与抛物线的焦点相同,
离心率为,则此椭圆的方程为( B )
A.
B.
C.
D.
8、(2008重庆理)已知双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线为y=kx(k>0),离心率e=,则双曲线方程为 (C )
(A)-=1
(B) (C)
(D)
9. (2008湖南理)已知椭圆(a>b>0)的右焦点为F,右准线为,离心率e=
过顶点A(0,b)作AM,垂足为M,则直线FM的斜率等于 .
10. (2008江苏)在平面直角坐标系中,椭圆1( 0)的焦距为2,以O为圆心,为半径的圆,过点作圆的两切线互相垂直,则离心率= .
11.(2008江西文)已知双曲线的两条渐近线方程为,若顶点到渐近线的距离为1,则双曲线方程为 .
12、(2008安徽文)设椭圆其相应于焦点的准线方程为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知过点倾斜角为的直线交椭圆于两点,求证:
;
(Ⅲ)过点作两条互相垂直的直线分别交椭圆于和,求 的最小值
.解 :(1)由题意得:
椭圆的方程为
(2)方法一:
由(1)知是椭圆的左焦点,离心率
设为椭圆的左准线。则
作,与轴交于点H(如图)
点A在椭圆上
同理
。
方法二:
当时,记,则
将其代入方程 得
设 ,则是此二次方程的两个根.
................(1)
代入(1)式得 ........................(2)
当时, 仍满足(2)式。
(3)设直线的倾斜角为,由于由(2)可得
,
当时,取得最小值
★★★高考要考什么
【热点透析】
一、圆锥曲线的定义
1. 椭圆:到两个定点的距离之和等于定长(定长大于两个定点间的距离)的动点的轨迹叫做椭圆。即:{P| |PF1|+|PF2|=2a, (2a>|F1F2|)}。
2. 双曲线:到两个定点的距离的差的绝对值为定值(定值小于两个定点的距离)的动点轨迹叫做双曲线。即{P| ||PF1|-|PF2||=2a, (2a<|F1F2|)}。
3. 圆锥曲线的统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。当0
1时为双曲线。
二、圆锥曲线的方程。
1.椭圆:(a>b>0)或(a>b>0)(其中,a2=b2+c2)
2.双曲线:(a>0, b>0)或(a>0, b>0)(其中,c2=a2+b2)
3.抛物线:y2=±2px(p>0),x2=±2py(p>0)
三、圆锥曲线的性质
知识要点:
1.椭圆:(a>b>0)
(1)范围:|x|≤a,|y|≤b (2)顶点:(±a,0),(0,±b) (3)焦点:(±c,0)
(4)离心率:e=∈(0,1) (5)准线:
2.双曲线:(a>0, b>0)
(1)范围:|x|≥a, y∈R (2)顶点:(±a,0) (3)焦点:(±c,0)
(4)离心率:∈(1,+∞) (5)准线: (6)渐近线:
3.抛物线:y2=2px(p>0)
(1)范围:x≥0, y∈R (2)顶点:(0,0) (3)焦点:(,0)
(4)离心率:e=1 (5)准线:x=-
主要题型:
(1)定义及简单几何性质的灵活运用;
(2)求曲线方程(含指定圆锥曲线方程及轨迹方程)。
★★★突破重难点
【例1】若F1、F2为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,点P在双曲线的左支上,点M在双曲线的右准线上,且满足:
,
则该双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D.3
解:由知四边形F1OMP是平行四边形,又
知OP平分∠F1OM,即F1OMP是菱形,设|OF1|=c,则|PF1|=c.
又|PF2|-|PF1|=2a, ∴|PF2|=2a+c,
由双曲线的第二定义知,且e>1,∴e=2,故选C.
【例2】(06上海春)学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验. 设计
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
如图:航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以轴为对称轴、 为顶点的抛物线的实线部分,降落点为. 观测点同时跟踪航天器.
(1)求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程;
(2)试问:当航天器在轴上方时,观测点测得离航天器的距离分别为多少时,应向航天器发出变轨指令?
解:(1)设曲线方程为, 由题意可知,. .
曲线方程为.
(2)设变轨点为,根据题意可知
得 ,
或(不合题意,舍去).
.
得 或(不合题意,舍去).
点的坐标为,.
答:当观测点测得距离分别为时,应向航天器发出指令.
【例3】如图1,已知A、B、C是长轴为4的椭圆上三点,点A是长轴的一个顶点,BC过椭圆中心O,且,。
(1)建立适当的坐标系,求椭圆方程;
(2)如果椭圆上两点P、Q使直线CP、CQ与x轴围
成底边在x轴上的等腰三角形,是否总存在实数(
使?请给出证明。
解:(1)以O为原点,OA所在的直线为x轴建立如
图直角坐标系,则A(2,0),椭圆方程可设为
。
而O为椭圆中心,由对称性知|OC|=|OB|
又,所以AC⊥BC
又,所以|OC|=|AC|,
所以△AOC为等腰直角三角形,所以点C坐标为(1,1)。将(1,1)代入椭圆方程得,则椭圆方程为。
(2)由直线CP、CQ与x轴围成底边在x轴上的等腰三角形,设直线CP的斜率为k,则直线CQ的斜率为-k,直线CP的方程为y-1=k(x-1),直线CQ的方程为y-1=-k(x-1)。由椭圆方程与直线CP的方程联立,消去y得
(1+3k2)x2-6k(k-1)x+3k2-6k-1=0①
因为C(1,1)在椭圆上,所以x=1是方程①的一个根,于是
同理
这样,, 又B(-1,-1),所以,
即kAB=kPQ。所以PQ∥AB,存在实数(使。
【例4】如图,直线l1和l2相交于点M,l1 ⊥l2,点N∈l1.以A、B为端点的曲线段C上的任一点到l2的距离与到点N的距离相等.若△AMN为锐角三角形,|AM|=,|AN|=3,且|BN|=6.建立适当的坐标系,求曲线C的方程.
解法一:如图建立坐标系,以l1为x轴,MN的垂直平分线为y轴,点O为坐标原点.
依题意知:曲线段C是以点N为焦点,以l2为准线的抛线段的一段,其中A、B分别为C的端点.设曲线段C的方程为
y2=2px (p>0),(xA≤x≤xB,y>0),其中xA,xB分别为A,B的横坐标,P=|MN|.
所以 M (-,0),N (,0).
由 |AM|=,|AN|=3得
(xA+)2+2PxA=17, ①
(xA-)2+2PxA=9. ②
由①、②两式联立解得xA=,再将其代入①式并由p>0解得
或.
因为△AMN是锐角三角形,所以>xA,故舍去.
∴ P=4,xA=1.
由点B在曲线段C上,得xB=|BN|-=4.
综上得曲线段C的方程为y2=8x (1≤x≤4,y>0).
解法二:如图建立坐标系,分别以l1、l2为x、y轴,M为坐标原点.
作AE⊥l1,AD⊥l2,BF⊥l2,垂足分别为E、D、F.
设 A (xA,yA)、B (xB,yB)、N (xN,0).
依题意有
xA=|ME|=|DA|=|AN|=3,
yA=|DM|==2,由于△AMN为锐角三角形,故有
xN=|AE|+|EN|=4.
=|ME|+=4
XB=|BF|=|BN|=6.
设点P (x,y)是曲线段C上任一点,则由题意知P属于集合
{(x,y)|(x-xN)2+y2=x2,xA≤x≤xB,y>0}.
故曲线段C的方程
y2=8(x-2)(3≤x≤6,y>0).
第十七讲 圆锥曲线的定义、性质和方程(二)
【例5】已知椭圆的长、短轴端点分别为A、B,从此椭圆上一点M向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F1,向量与是共线向量。
(1)求椭圆的离心率e;
(2)设Q是椭圆上任意一点, F1、F2分别是左、右焦点,求∠F1QF2的取值范围;
解:(1)∵,∴。
∵是共线向量,∴,∴b=c,故。
(2)设
当且仅当时,cosθ=0,∴θ。
【例6】设P是双曲线右支上任一点.
(1)过点P分别作两渐近线的垂线,垂足分别为E,F,求的值;
(2)过点P的直线与两渐近线分别交于A、B两点,且的面积.
解:(I)设
∵两渐近线方程为
由点到直线的距离
公式
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得
(II)设两渐近线的夹角为,
【例7】如图,已知梯形ABCD中|AB|=2|CD|,点E分有向线段所成的比为,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点.求双曲线的离心率.
解:如图,以AB的垂直平分线为y轴,直线AB为x轴,建立直角坐标系xOy,则CD⊥y轴.
因为双曲线经过点C、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性知C、D关于y轴对称.
依题意,记A(-c,0),C(,h),B(c,0),其中c为双曲线的半焦距,c=|AB|,h是梯形的高.
由定比分点坐标公式,得点E的坐标为
, .
设双曲线的方程为,则离心率.
由点C、E在双曲线上,得
由①式得代入②式得所以,离心率
【例8】已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的图过椭圆C的右顶点.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
解:(I)由题意设椭圆的标准方程为,
由已知得:,,,,
椭圆的标准方程为
(Ⅱ)设,,
联立 得,
又,
因为以为直径的圆过椭圆的右顶点,
,即, ,
,
解得:,,且均满足,
当时,的方程为,直线过定点,与已知矛盾;
当时,的方程为,直线过定点
所以,直线过定点,定点坐标为
★★★自我提升
1.已知△ABC的顶点B、C在椭圆+y2=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边上,则△ABC的周长是(C )
(A)2EQ \r(,3) (B)6 (C)4EQ \r(,3) (D)12
2.如果双曲线的两个焦点分别为、,一条渐近线方程为,那么它的两条准线间的距离是( C )
A. B. C. D.
3.抛物线y=4x2上的一点M到焦点的距离为1,则点M的纵坐标是( B)
( A ) ( B ) ( C ) ( D ) 0
4.双曲线的虚轴长为4,离心率,F1、F2分别是它的左,右焦点,若过F1的直线与双曲线的左支交于A、B两点,且|AB|是|AF2|与|BF2|的等差中项,则|AB|为(A).
A、 B、 C、 D、8
5.已知椭圆中心在原点,一个焦点为F(-2,0),且长轴长是短轴长的2倍,则该椭圆的标准方程是 .
6.过椭圆左焦点F,倾斜角为60(的直线交椭圆于A、B两点,若|FA|=2|FB|,则椭圆的离心率为( B )
(A) (B) (C) (D)
7.椭圆+=1的离心率e=,则m=___________m=8或2。
8. F1、F2是椭圆(a>b>0)的两焦点,过F1的弦AB与F2组成等腰直角三角形ABF2,其中∠BAF2=900,则椭圆的离心率是________
9.已知椭圆E的离心率为e,左、右焦点为F1、F2,抛物线C以F2为焦点,F1为其顶点,若P为两曲线的公共点,且e|PF2|=|PF1|,则e=__________。
10.如图,已知三点A(-7, 0),B(7,0),C(2,-12).
① 若椭圆过A、B两点,且C为其一焦点,
求另一焦点P的轨迹方程;
② 若双曲线的两支分别过A、B两点,且C为其一
焦点,求另一焦点Q的轨迹方程。
解析:①由椭圆定义知,|AP|+|AC|=|BP|+|BC|,
即
故P的轨迹为A(-7,0)、B(7,0)为焦点实轴长为2的双曲线的一支,
其方程为
;
② 经讨论知,无论A在双曲线的哪一支上,
总有|QA|+|QB|=|AC|+|BC|=28>|AB|=14
故点Q的轨迹为以A(-7,0)、B(7,0)为焦点长轴长为28的椭圆,
其方程为
。
11.如图,A为椭圆上的一个动点,弦AB、AC分别过焦点F1、F2.当AC垂直于x轴 时,恰好|AF1|:|AF2=3:1
(I)求该椭圆的离心率;
(II)设,,试判断(((((是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请
说明
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理由.
解:(I)当C垂直于x轴时,
,由,
得,
在Rt△中,
解得 =.
(II)由=,则,.
焦点坐标为,则椭圆方程为,
化简有.
设,,
①若直线AC的斜率存在,则直线AC方程为
代入椭圆方程有.
由韦达定理得:,∴
所以,同理可得
故(((((=.
②若直线轴,,,
∴(((((=6.
综上所述:(((((是定值6.
12.已知椭圆(a>b>0)上两点A、B,直线上有两点C、D,且ABCD是正方形。此正方形外接圆为x2+y2-2y-8=0,求椭圆方程和直线的方程。
解:圆方程x2+y2-2y-8=0即x2+(y-1)2=9的圆心O'(0,1),半径r=3。
设正方形的边长为p,则,∴,又O'是正方形ABCD的中心,∴O'到直线y=x+k的距离应等于正方形边长p的一半即,由点到直线的距离公式可知k=-2或k=4。
(1)设AB:y=x-2 由 y=x-2
CD:y=x+4 x2+y2-2y-8=0
得A(3,1)B(0,-2),又点A、B在椭圆上,∴a2=12,b2=4,椭圆的方程为。
(2)设AB:y=x+4,同理可得两交点的坐标分别为(0,4),(-3,1)代入椭圆方程得
,此时b2>a2(舍去)。
综上所述,直线方程为y=x+4,椭圆方程为。
图1
�
�
①
②
②
x
y
A
B
C
O
F1
F2
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