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  • 2021-07-01 发布

版高中数学圆锥曲线与方程章末复习课北师大版选修

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学习目标 1. 掌握椭圆、双曲线、抛物线的定义及其应用,会用定义求标准方程 . 2 . 掌握椭圆、双曲线、抛物线的标准方程及其求法 . 3 . 掌握椭圆、双曲线、抛物线的几何性质,会利用几何性质解决相关问题 . 4 . 掌握简单的直线与圆锥曲线位置关系问题的解决方法 . 题型探究 知识梳理 内容索引 当堂训练 知识梳理 知识点一 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 F 1 , F 2 的距离之和等于常数 ( 大于 | F 1 F 2 |) 的点的集合 平面内到两定点 F 1 , F 2 的距离之差的绝对值等于常数 ( 大于零且小于 | F 1 F 2 |) 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 y 2 = 2 px 或 y 2 =- 2 px 或 x 2 = 2 py 或 x 2 =- 2 py ( p >0) 关系式 a 2 - b 2 = c 2 a 2 + b 2 = c 2   图形 封闭图形 无限延展,但有 渐近线 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 | ≥ a x ≥ 0 或 x ≤ 0 或 y ≥ 0 或 y ≤ 0 对称性 对称中心为原点 无对称中心 两条对称轴 一条对称轴 顶点 四个 两个 一个 离心率 e = , 且 0< e <1 e = , 且 e >1 e = 1 决定形状的因素 e 决定扁平程度 e 决定开口大小 2 p 决定开口大小 知识点二 椭圆的焦点三角形 设 P 为 椭圆 = 1( a > b >0) 上任意一点 ( 不在 x 轴上 ) , F 1 , F 2 为焦点且 ∠ F 1 PF 2 = α ,则 △ PF 1 F 2 为焦点三角形 ( 如图 ). 知识点三 双曲线及渐近线的设法技巧 λ ( λ ≠ 0) 知识点四 求圆锥曲线方程的一般步骤 一般求已知曲线类型的曲线方程问题,可采用 “ 先定形,后定式,再定量 ” 的步骤 . (1) 定形 —— 指的是二次曲线的焦点位置与对称轴的位置 . (2) 定式 —— 根据 “ 形 ” 设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪个坐标轴上时,可设方程为 mx 2 + ny 2 = 1( m >0 , n >0). (3) 定量 —— 由题设中的条件找到 “ 式 ” 中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小 . 知识点五 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 a 2 - b 2 = c 2 ( a 2 + b 2 = c 2 ) 以及 e = ,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,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、几何性质,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 . 知识点六 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 . 题型探究 类型一 圆锥曲线定义的应用 例 1  若 F 1 , F 2 是双曲线 = 1 的两个焦点, P 是双曲线上的点,且 | PF 1 |·| PF 2 | = 32 ,试求 △ F 1 PF 2 的面积 . 解答 由双曲线的定义,得 || PF 1 | - | PF 2 || = 6 , 将此式两边平方,得 | PF 1 | 2 + | PF 2 | 2 - 2| PF 1 |·| PF 2 | = 36 , 所以 | PF 1 | 2 + | PF 2 | 2 = 36 + 2| PF 1 |·| PF 2 | = 36 + 2 × 32 = 100. 如图所示,在 △ F 1 PF 2 中,由余弦定理,得 引申探究 将本例的条件 | PF 1 |·| PF 2 | = 32 改为 | PF 1 | ∶ | PF 2 | = 1 ∶ 3 ,求 △ F 1 PF 2 的面积 . 解答 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 . 反思与感悟 答案 解析 A. 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 设 P 为双曲线右支上的一点 . 而 | PF 1 | 2 + | PF 2 | 2 = 2( m + n ) = (2 c ) 2 = | F 1 F 2 | 2 , ∴△ F 1 PF 2 是直角三角形,故选 B. 类型二 圆锥曲线的性质及其应用 答案 解析 (2) 已知抛物线 y 2 = 4 x 的准线与双曲线 - y 2 = 1 交于 A , B 两点,点 F 为抛物线的焦点,若 △ FAB 为直角三角形,则该双曲线的离心率是 ____. 答案 解析 抛物线 y 2 = 4 x 的准线方程为 x =- 1 ,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, 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 . 反思与感悟 跟踪训练 2  如图, F 1 , F 2 是椭圆 C 1 : + y 2 = 1 与双曲线 C 2 的公共焦点, A , B 分别是 C 1 , C 2 在第二、四象限的公共点 . 若四边形 AF 1 BF 2 为矩形,则 C 2 的离心率是 答案 解析 ∵ 四边形 AF 1 BF 2 为矩形, ∴ | AF 1 | 2 + | AF 2 | 2 = | F 1 F 2 | 2 = 12 , ∴ 2| AF 1 || AF 2 | = (| AF 1 | + | AF 2 |) 2 - (| AF 1 | 2 + | AF 2 | 2 ) = 16 - 12 = 4 , ∴ (| AF 2 | - | AF 1 |) 2 = | AF 1 | 2 + | AF 2 | 2 - 2| AF 1 || AF 2 | = 12 - 4 = 8 , 类型三 直线与圆锥曲线的位置关系 (1) 求椭圆的标准方程; 解答 (2) 过右焦点 F 2 的直线 l 交椭圆于 A , B 两点,若 y 轴上一点 M (0 , ) 满足 | MA | = | MB | ,求直线 l 的斜率 k 的值 . 解答 已知 F 2 (1 , 0) ,直线斜率显然存在, 设直线的方程为 y = k ( x - 1) , A ( x 1 , y 1 ) , B ( x 2 , y 2 ) , 化简得 (1 + 2 k 2 ) x 2 - 4 k 2 x + 2 k 2 - 2 = 0 , 因为 | MA | = | MB | ,所以点 M 在 AB 的中垂线上, ② 当 k = 0 时, AB 的中垂线方程为 x = 0 ,满足题意 . 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 . 反思与感悟 解答 (1) 求椭圆 E 的标准方程; 因为 2 c = 2 ,所以 c = 1. 所以 b 2 = 1 , a 2 = 2. (2) 若直线 y = kx + m 与椭圆 E 有两个不同的交点 P 和 Q ,且原点 O 总在以 PQ 为直径的圆的内部,求实数 m 的取值范围 . 解答 消去 y ,得 (2 k 2 + 1) x 2 + 4 kmx + 2 m 2 - 2 = 0 , Δ = 16 k 2 - 8 m 2 + 8>0 ,即 m 2 <2 k 2 + 1. (*) 因为原点 O 总在以 PQ 为直径的圆的内部, 当堂训练 2 3 4 5 1 答案 解析 √ 2. 中心在原点,焦点在 x 轴上,若长轴长为 18 ,且两个焦点恰好将长轴三等分, 则此椭圆的方程是 答案 解析 √ ∵ 两焦点恰好将长轴三等分, 2 a = 18 , 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 答案 解析 √ 2 3 4 5 1 ∵ y 2 = 8 x 的焦点为 (2 , 0) , ∵ c 2 = m 2 - n 2 = 4 , ∴ n 2 = 12. 2 3 4 5 1 答案 解析 √ 2 3 4 5 1 ∴ C : y 2 = 8 x ,焦点 F (2 , 0) ,设 AB 斜率为 k , B ( x B , y B ) , 则 AB : y - 3 = k ( x + 2) 切于第一象限 . ∴ y B = 8 , ∴ B (8 , 8) , 2 3 4 5 1 5. 点 P (8 , 1) 平分双曲线 x 2 - 4 y 2 = 4 的一条弦,则这条弦所在直线的方程是 _____________. 答案 解析 2 x - y - 15 = 0 设弦的两个端点分别为 A ( x 1 , y 1 ) , B ( x 2 , y 2 ) , 两式相减得, ( x 1 + x 2 )( x 1 - x 2 ) - 4( y 1 + y 2 )( y 1 - y 2 ) = 0. 因为线段 AB 的中点为 P (8 , 1) ,所以 x 1 + x 2 = 16 , y 1 + y 2 = 2. 所以直线 AB 的方程为 y - 1 = 2( x - 8) , 代入 x 2 - 4 y 2 = 4 ,满足 Δ >0. 即直线方程为 2 x - y - 15 = 0. 规律与方法 在解决圆锥曲线问题时,待定系数法, “ 设而不求 ” 思想,转化与化归思想是最常用的几种思想方法,设而不求,在解决直线和圆锥曲线的位置关系问题中匠心独具,很好地解决了计算的繁杂、琐碎问题 . 本课结束