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- 2021-07-01 发布
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专题11:圆锥曲线的基本问题(两课时)
班级 姓名
一、课前测试
1.(1)椭圆+=1的焦距是2,则m的值是 .
(2)双曲线的离心率,则的取值范围是 .
(3)若a≠0,则抛物线y=4ax2 的焦点坐标为 .
答案:(1)3或5.(2)(-12,0).(3)(0,).
2.(1) 在平面直角坐标系中,椭圆的标准方程为,右焦点为,右准线为,短轴的一个端点为,设原点到直线的距离为,到的距离为,若,则椭圆的离心率为 。
(2)实系数一元二次方程ax2+bx+c=0的系数a、b、c恰为一双曲线的半实轴、半虚轴、半焦距,且此二次方程无实根,则双曲线离心率e的范围为 .
答案:(1) .(2)(1,2+).
3. (1) 椭圆(a>b>0)的两焦点为F1、F2,连接点F1,F2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的另两条边,则椭圆的离心率为 .
(2)已知、是椭圆(>>0)的两个焦点,为椭圆上一点,且PF1⊥PF2.若的面积为9,则b的值为______ ______.
(3)已知、是椭圆的两个焦点,在椭圆上存在一点M满足,则椭圆离心率的取值范围是 .
(4)双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为 .
(5)已知定点A(3,2),F是抛物线y2=2x的焦点,点P是抛物线上的动点,当|PA|+|PF|最小时,点P的坐标为 .
答案:(1)-1.(2)3.(3)[,1).(4)(1,3].(5)(2,2).
二、方法联想
1.方程的标准形式
涉及方程标准形式时,必须先设(或化)为方程的标准形式,注意椭圆和双曲线区分(或讨论)焦点在哪轴上,抛物线的开口方向.
变式:(1)以y=±x为渐近线的双曲线的离心率是 .
答案:或 (已知双曲线的渐近线,讨论焦点的位置,确定基本量的关系)
(2)以抛物线y=4x的焦点为焦点,以y=±x为渐近线的双曲线的标准方程为 .
答案:-=1 (已知两个圆锥曲线,判断焦点的位置,确定基本量的的关系)
2.基本量运算
涉及a、b、c的关系式时,
椭圆利用a2-b2=c2消元,注意离心率范围为(0,1).
双曲线利用a2+b2=c2消元,注意离心率范围为(1,+∞).
3.定义的应用
涉及焦半径问题时,优先用定义(第一、二定义),注意焦半径范围.
焦点三角形常用结论(以焦点在x轴的方程为例):
图形
P
F1
F2
P
F1
F2
定义
PF1+PF2=2a
|PF1-PF2|=2a
离心率
三边与顶角关系
顶角范围
∠F1PF2在短轴顶点取最大值(不能直接用于解答题)
三角形面积
焦半径范围
以左焦点F1为例:a-c≤PF1≤a+c
以左焦点F1为例:
若P在左支上,则PF1≥c-a
若P在右支上,则PF1≥c+a
变式:(1)已知椭圆C:+=1,点M与C的焦点不重合,若M关于C的焦点的对称点分别是A,B,线段MN的中点在C上,则AN+BN=________.
答案:16(利用中位线性质,转化成椭圆的定义)
(2)双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线为正方形OABC的边OA,OC所在直线,点B为该双曲线的焦点,若正方形OABC的边长为2,则a=________.
答案:2(几何图形与圆锥曲线联系,利用几何性质求解)
(3)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2-y2=1右支上的一个动点.若点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为________.
答案:(利用双曲线与渐近线的几何性质求解)
三、例题分析
x
y
O
l
F
P
例1 如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心在坐标原点O,右焦点为F.若C的右准线l的方程为x=4,离心率e=.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设点P为直线l上一动点,且在x轴上方.圆M经过O、F、P三点,求当圆心M到x轴的距离最小时圆M的方程.
答案:(1)椭圆C的标准方程为+=1.
(2)设线段的中垂线为,线段的中点,斜率,
线段的中垂线为,由得,由
当且仅当时,圆心M到x轴的距离最小。
圆心M到x轴的距离最小时圆M的方程为x2+y2-2x-4y=0.
〖教学建议〗
一、主要问题归类与方法:
1.椭圆右准线方程为x=,离心率e=.已知了椭圆的焦点坐标、准线方程及长短、轴的位置,就确定了椭圆方程形式.已知焦点坐标与已知半焦距c是有区别的.
2.由已知的准线方程和离心率就能求出椭圆中的a,b,c三个基本量.
3.过已知三点的圆的圆心坐标的求法:(1)先求出圆的方程,再求圆心坐标;(2)求出某两边中垂线的交点.
4.建立目前函数,利用基本不等式求出最小值,并确定等号成立的条件,求出所求圆的圆心坐标.
二、方法选择与优化建议:
1.由于本题最后结果要求圆方程,所以在求圆心的时候,先求出圆的方程,再求圆心坐标.
2.最后的目标函数求最小值,引导学生发现利用基本不等式的方法优于求导的方法.
例2 已知椭圆C:+=1的右焦点为F,过F作与坐标轴不垂直的直线l,交椭圆于A,B两点,线段AB的中垂线l′交x轴于点M.
A
x
y
B
F
M
O
N
l
l′
(1)若BF=2,求B点坐标;
(2)问:是否为定值.
答案:(1)B(,±)
(2)是定值为
〖教学建议〗
一、主要问题归类与方法:
1.求B点坐标可以利用点B在椭圆上以及BF=2,通过解方程组进行求解;也可以利用圆锥曲线的统一定义求解.本题可以提醒学生如何求点B与左焦点之间的距离.
2.利用“点差法”求弦AB的中垂线方程.
3.由于弦AB是过焦点的弦,所以求AB长的时候用到了圆锥曲线的统一定义.
4.在求AB长的时候利用了梯形中位线定理,灵活运用了平面几何性质.
二、方法选择与优化建议:
1.利用圆锥曲线的统一定义求解显然简化运算过程.
2.利用圆锥曲线的统一定义结合梯形中位线定理求AB的长.
例3 在平面直角坐标系xOy中,点P(a,b)(a>b>0)为动点,F1,F2分别为椭圆+=1的左右焦点,已知△F1PF2为等腰三角形.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)设直线PF2与椭圆相交于A,B两点,M是直线PF2上的点,满足•=-2,求点M的轨迹方程.
答案:(1)椭圆的离心率为e=.
(2)点M的轨迹方程为18x2-16xy-15=0,(x>0).
一、主要问题归类与方法:
1.△F1PF2为等腰三角形,需要讨论哪两条边相等.
2.由两条边相等可得出关于a,c的二次齐次方程,从中求出离心率e值.
3.要结合椭圆离心率的范围(0,1)对所求出的值进行取舍.
4.设动点M的坐标为(x,y),利用所给的等量关系,得出关于x,y的方程,即为轨迹方程.关注方程中变量的取值范围.
5.运算过程中,尽可能减少量的存在,利用e=,椭圆方程中的a,b都可以用c
来表示.
6.解直线PF2的方程和椭圆方程组成的方程组,求出A,B两点坐标.
二、方法选择与优化建议:
1.运算过程中,尽可能减少量的存在,这样便于发现关系,简化运算.
四、反馈练习
1. 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,离心率为,过F2的直线l交C于A,B两点.若△AF1B的周长为4,则C的方程为_____________.
答案:+=1
说明:本题考查椭圆的定义
2.设圆锥曲线E的两个焦点分别为F1,F2,若曲线E上存在点P满足|PF1|:|F1F2|:|PF2|=4:3:2,则曲线E的离心率等于____________
答案: 或
说明:本题考查椭圆的离心率定义
3.已知双曲线C的离心率为2,焦点为F1,F2,点A在C上.若|F1A|=2|F2A|,则cos∠AF2F1=_________________
答案:
说明:本题考查双曲线定义、余弦定理
4.已知F为双曲线C:x2-my2=3m(m>0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为____________.
答案:
说明:本题考查双曲线焦点到渐近线的距离为b
5.在平面直角坐标系中,为双曲线右支上的一个动点。若点到直线 的距离大于c恒成立,则是实数c的最大值为
答案:
说明:本题考查双曲线的渐近线及两平行线间的距离。
6.已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点.若=4,则|QF|=_______________
答案:3
说明:本题考查比例线段的向量处理、抛物线焦半径
7.设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为______________.
答案:
说明:本题考查三角形面积的分割
8.过点M(1,1)作斜率为-的直线与椭圆C:+=1(a>b>0)相交于A,B两点,若M是线段AB的中点,则椭圆C的离心率等于________.
答案:
说明:本题考查点差法
9. 已知点F1、F2是椭圆x2+2y2=2的左、右两个焦点,点P是该椭圆上的一个动点,那么
|1+2|的最小值是________.
答案: 2
说明:本题考查椭圆方程的应用.
10.已知椭圆+=1(a>b>0)与x轴的正半轴交于点A,O是原点,若椭圆上存在一点M,使MA⊥MO,求椭圆的离心率的取值范围是______________.
答案:3 ; (2) 存在x0=满足条件.
说明:(1)本题考查垂直平分线的处理方法.
(2) 提示:点E到直线AB的距离d为|AB|的..
14.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的离心率为,且右焦点F到左
准线l的距离为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.
答案:(1)(2)或.
说明:(1)求椭圆方程(2)本题考查弦长、两点间的距离.
15.已知直线y=-2上有一个动点Q,过点Q作直线l1垂直于x轴,动点P在l1上,且满足OP⊥OQ(O为坐标原点),记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若曲线l2是曲线C的一条切线,当点(0,2)到直线l2的距离最短时,求直线l2的方程.(直线与圆锥曲线的位置关系、基本不等式)
答案:(1) x2=2y(x≠0).(2) x-y-1=0或x+y+1=0.
说明:(1) 本题考查求轨迹方程(2)本题考查求抛物线的切线. 解法一:Δ=0. 解法二:导数法.