内容正文:
圆锥曲线是高中数学的重要内容之一,知识的综合性较强,因而解题时需要运用多种基础知识,采用多种数学手段,熟记各种定义、基本公式.法则固然很重要,但做到迅速、准确地解题,还要掌握一些方法与技巧,圆锥曲线中的一些二级结论为我们提供了方法与技巧,正确灵活地运用这些结论,一些复杂的问题便能迎刃而解.
(1)A,B是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点,M是椭圆上不同于A,B的任意一点,若直线AM,BM的斜率之积为-,则椭圆C的离心率为( )
A. B.
C. D.
(2)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,过点F作两条相互垂直的直线l1,l2,直线l1与C相交于A,B两点,直线l2与C相交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
解析: (1)椭圆上不同于A,B的任意一点与左、右顶点的斜率之积为-,所以-=-,
所以=,所以b2=a2,所以c2=a2,
所以=,所以e2=,所以e=.
(2)如图,设直线l1的倾斜角为θ,θ∈(0,),
则直线l2的倾斜角为+θ,
由抛物线的焦点弦弦长公式知
|AB|==, |DE|==,
所以|AB|+|DE|=+=≥=16,
当且仅当sin2θ=cos2θ,即sin θ=cos θ,即θ=时取“=”.
答案: (1)D (2)A
已知椭圆C:+=1(a>b>0)过点(0,1),椭圆C的离心率为e=.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)如图,设直线l与圆O:x2+y2=R2(1<R<2)相切于点A,与椭圆C相切于点B,当R为何值时,线段AB的长度最大?并求出最大值.
解析: (1)由题意知,b=1,=,故=,解得a2=4.
故椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)方法一:连接OA,OB,如图所示.
设直线l的方程为y=kx+m,
因为直线l与圆O:x2+y2=R2(1<R<2)相切于点A,
所以R=,即m2=R2(1+k2),①
因为l与椭圆C:+y2=1相切于点B,
由得x2+4(kx+m)2=4,
即(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0有两个相等的实数解,
则Δ=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)=0,
即4k2-m2+1=0,②
由①②可得
设B(x1,y1),由求根公式得x1=-=-=-,
所以y1=kx1+m=k(-)+m==,
所以|OB|2=x+y==5-,
所以在Rt△OAB中,
|AB|2=|OB|2-|OA|2=5--R2=5-(+R2),
因为+R2≥4,当且仅当R=∈(1,2)时取等号,
所以|AB|2≤5-4=1,
即当R=∈(1,2)时,|AB|取得最大值,最大值为1.
方法二:设B(x0,y0),所以过点B与椭圆相切的直线方程为+y0y=1,即x0x+4y0y-4=0,
又R2=|OA|2=,
R为圆半径,R∈(1,2),
|AB|2=|OB|2-R2=x+y-,
又+y=1,所以x=4-4y,
所以|AB|2=4-3y-=5-(3y+1)-≤5-2=1,
当且仅当3y+1=,即y=,x=时,等号成立,
所以|AB|max=1,此时R2==2,即R=∈(1,2),
故当R=时,|AB|max=1.
1.椭圆、双曲线中的常用二级结论
椭圆:+=1(a>b>0),双曲线:-=1(a>0,b>0).
(1)焦半径的数量关系式:直线l过焦点F与椭圆相交于A,B两点,则+=,
同理,双曲线中,+=.
学生用书第76页
(2)焦点三角形的面积公式:P为椭圆(或双曲线)上异于长轴端点的一点,且∠F1PF2=θ,
则椭圆中S△PF1F2=b2·tan ,双曲线中S△PF1F2=.
(3)周角定理:已知点P为椭圆(或双曲线)上异于左、右顶点的任一点,A,B为长轴(或实轴)端点,
则椭圆中kPA·kPB=-,双曲线中kPA·kPB=.
(4)垂径定理:已知直线l(不平行于对称轴且不过原点)与椭圆+=1相交于A,B两点,点M为AB的中点,O为原点,则kOM·kAB=-.
同样地,双曲线-=1(a>0,b>0)中有kOM·kAB=.
(5)已知点P(x0,y0)为椭圆(或双曲线)上任一点,则过点P与圆锥曲线相切的切线方程为椭圆中+=1,双曲线中-=1.
2.与抛物线的焦点弦有关的二级结论:设AB是抛物线y2=2px(p>0)的一条焦点弦,焦点为F,A(x1,y1),B(x2,y2),则
(1)x1x2=,y1y2=-p2.
(2)+=.
(3)|AB|=(α为弦AB所在直线的倾斜角).
(4)以AB为直径的圆与准线相切,以FA为直径的圆与y轴相切.
3.抛物线方程为y2=2px(p>0),过(2p,0)的直线与之交于A,B两点,则OA⊥OB,反之,也成立.
即时练1.