内容正文:
第2讲 圆锥曲线的定义、方程与性质
命|题|分|析
圆锥曲线的定义、方程与性质是每年高考必考的内容。以选择题、填空题的形式考查,常出现在第4~11或15,16题的位置,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程,难度中等。
考点整合真题感悟
[核心提炼]
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a(2a>|F 1F 2|);
(2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a(2a<|F 1F 2|);
(3)抛物线:|MF |=d(d为M点到准线的距离)。
2.圆锥曲线的重要性质
(1)椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系。
①在椭圆中:a2=b2+c2,离心率为e==;
②在双曲线中:c2=a2+b2,离心率为e==。
(2)双曲线的渐近线方程与焦点坐标。
①双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,焦点坐标为F 1(-c,0),F 2(c,0);
②双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,焦点坐标为F 1(0,-c),F 2(0,c)。
(3)抛物线的焦点坐标与准线方程。
①抛物线y2=±2px(p>0)的焦点坐标为±,0,准线方程为x=∓;
②抛物线x2=±2py(p>0)的焦点坐标为0,±,准线方程为y=∓。
3.弦长问题
(1)弦长公式。
设直线斜率为k,直线与圆锥曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2)时,
|AB|=|x1-x2|
=
或|AB|=|y1-y2|
=。
(2)过抛物线焦点的弦长。
过抛物线y2=2px(p>0)焦点F 的弦AB,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,y1y2=-p2,弦长|AB|=x1+x2+p。
4.记住以下结论
(1)与椭圆有关的结论。
对于+=1(a>b>0),如图。
则:①=c|y0|=b2tan;
②|PF 1|·|PF 2|≤a2;
③a-c≤|PF 1|≤a+c;
④过点P(x0,y0)的切线方程为+=1;
⑤通径长为。
(2)双曲线中的几个常用结论。
①焦点到渐近线的距离为b;
②实轴长和虚轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线;
③双曲线为等轴双曲线⇔双曲线的离心率e=⇔双曲线的两条渐近线互相垂直(位置关系);
④过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长(通径)为;
⑤过双曲线焦点F 1的弦AB与双曲线交在同支上,则AB与另一个焦点F 2构成的△ABF 2的周长为4a+2|AB|。
(3)与抛物线有关的结论。
设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F 的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则
①弦长|AB|=(α为弦AB的倾斜角);
②+=;
③以弦AB为直径的圆与准线相切;
④通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦。
[真题体验]
1.(2022·全国甲卷)椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称。若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为(A)
A. B.
C. D.
解析 设P(x1,y1),则点Q的坐标为(-x1,y1)。由题意,得点A(-a,0)。又直线AP,AQ的斜率之积为,所以·=,即= ①。又点P在椭圆C上,所以+=1 ②。由①②,得=,所以a2=4b2,所以a2=4(a2-c2),所以椭圆C的离心率e==。故选A。
2.(2022·全国乙卷)设F 为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0)。若|AF |=|BF |,则|AB|=(B)
A.2 B.2
C.3 D.3
解析 由已知条件,易知抛物线y2=4x的焦点为F (1,0),准线方程为x=-1。又B(3,0),则|AF |=|BF |=2。不妨设点A在第一象限,则A(x0,2)。根据抛物线的定义可得x0-(-1)=2,所以x0=1,所以A(1,2),所以|AB|==2。故选B。
3.(2021·全国甲卷)已知F 1,F 2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F 1PF 2=60°,|PF 1|=3|PF 2|,则C的离心率为(A)
A. B.
C. D.
解析 设|PF 2|=m,|PF 1|=3m,则|F 1F 2|==m,所以C的离心率e=====。故选A。
4.(2021·全国乙卷)设B是椭圆C:+=1(a>b>0)的上顶点,若C上的任意一点P都满足|PB|≤2b,则C的离心率的取值范围是(C)
A.,1 B.,1
C.0, D.0,
解析 依题意,B(0,b),设P(acos θ,bsin θ),θ∈[0,2π),因为|PB|≤2b,所以对任意θ∈[0,2π),(acos θ)2+(bsin θ-b)2≤4b2恒成立,即(a2-b2)sin2θ+2b2sin θ+3b2-a2≥0对任意θ∈[0,2π)恒成立。令sin θ=t,t∈