内容正文:
专题03圆锥曲线方程
【专题综述与核心素养要求】
解析几何是数学发展过程中的标志性成果,是微积分创立的基础.本章将在“直线和圆的方程”的基础上,通过行星运行轨道、抛物运动轨迹等,使学生了解圆锥曲线的背景与应用;帮助学生在平面直角坐标系中,认识椭圆、抛物线、双曲线的几何特征,建立它们的标准方程;运用代数方法进一步认识圆锥曲线的性质以及它们的位置关系;运用平面解析几何方法解决简单的数学问题和实际问题,感悟平面解析几何中蕴含的数学思想;提升直观想象、数学运算、数学建模、逻辑推理和数学抽象素养.
【重要知识点与题型快速预览】
【知识点精解精析】
基础知识点一:椭圆的定义
(1)椭圆的定义
我们把平面内与两个定点、的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫椭圆.
这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点间的距离叫椭圆的焦距.
(2)椭圆定义的集合描述
设点是椭圆上的任意一点,点,是椭圆的焦点,则由椭圆的定义知,椭圆可以视为动点的集合.
基础知识点二:椭圆的几何性质
标准方程
范围
,
,
对称性
关于轴、轴对称;
关于原点中心对称
顶点坐标
,,,
,,,
焦点坐标
,
,
半轴长
长半轴长为,短半轴长为,
离心率
基础知识点三:双曲线的几何性质
定义
图形
标准方程
范围
或,
或,
对称性
关于轴,轴对称,关于原点中心对称
顶点
,
,
离心率
渐近线
基础知识点四:抛物线的定义
(1)抛物线的定义
平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点,叫做抛物线的焦点,定直线,叫做抛物线的准线.
(2)抛物线定义的集合描述
设点是抛物线上任意一点,抛物线的焦点为,准线为,点到准线的距离为,则由抛物线的定义知,抛物线可以视为动点的集合.
基础知识点五:抛物线的标准方程与几何性质
标准方程
图形
顶点
对称轴
轴
轴
焦点
准线方程
位置特征
抛物线在轴右侧,当增大时,也增大
抛物线在轴左侧,当减小时,增大
抛物线在轴上方,当增大时,也增大
抛物线在轴下方,当减小时,增大
基础知识点六:抛物线的焦点弦的性质
如图,为抛物线的焦点弦,,,焦点,准线:,,,且,分别为,的中点,为与抛物线的交点,则
(1),;
(2),,;
(3),,(为的倾斜角);
(4)直角梯形的对角线交于原点,且;
(5)被抛物线平分,即为的中点;
(6);
(7)(定值);
(8)以为直径的圆必与准线相切;以(或)为直径的圆与轴相切.
【必知必会题型深度讲解】
必知必会题型一:由椭圆方程研究椭圆的几何性质
研究椭圆的性质时,应先把椭圆方程化成标准方程,注意分清楚焦点所在的位置,这样便于写出,的值,由此可根据求出,进而求椭圆的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点的坐标的问题皆可解决.
【典型例题1】设
是椭圆
上的点,
到该椭圆左焦点的距离为
,则
到右焦点的距离为__________.
【典型例题2】设
分别是椭圆
的左、右焦点,过点
的直线交椭圆E于A,B两点,
,且
的周长为16,则
_____.
【典型例题3】如图把椭圆
的长轴
分成
等分,过每个分点作
轴的垂线交椭圆的上半部分于
,
,…,
七个点,
是椭圆的左焦点,则
_________ .
必知必会题型二:椭圆中焦点三角形问题的解法
以椭圆上的一点与两个焦点为顶点的三角形通常称为焦点三角形.关于椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义列出,整体代换求解,这种回归定义的方法是求解椭圆焦点三角形问题的常用方法.在求解过程中要灵活运用勾股定理、正弦定理、余弦定理等.
【典型例题1】
为椭圆
的两个焦点,点
在椭圆上,且满足
,则三角形
的面积为_____________________;
【典型例题2】定义:椭圆上一点与两焦点构成的三角形为椭圆的焦点三角形,已知椭圆
的焦距为
,焦点三角形的周长为
,则椭圆
的方程是__________.
【典型例题3】已知
、
是椭圆的两个焦点,
为椭圆上一点,
,椭圆的短半轴长为
,则三角形
的面积为______.
必知必会题型三:椭圆离心率的求法
(1)定义法
当题中出现焦点三角形三边关系或、易求时,可以利用定义求解.另外,易求,时,可利用求解;易求,时,可利用求解.
(2)构建关于,的齐次式,列方程求解
根据条件及几何图形建立,,满足的关系式,化为,的齐次方程,然后将等式两边同时除以的次方(一般除以或),从而转化为关于的方程,解方程即可,此时要注意.
【典型例题1】直线
交椭圆
:
于
,
两点,设
中点为
,直线
的斜率等于
,
为坐标原点,则椭圆
的离心率________