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第2讲 圆锥曲线的方程与性质
★[高考定位] 圆锥曲线是高考的重点和热点,是高考中每年必考的内容.主要考查圆锥曲线的标准方程、几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系等内容.对圆锥曲线方程与性质的考查以选择题、填空题为主,对直线与圆锥曲线的位置关系的考查常与其他知识交汇命题,多以解答题的形式出现.
考点一 圆锥曲线的定义及方程
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|);
(2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|);
(3)抛物线:|PF|=|PM|,点F不在直线l上,PM⊥l于M.
2.圆锥曲线的标准方程
(1)椭圆的标准方程为+=1,其中a>b>0;
(2)双曲线的标准方程为-=1,其中a>0,b>0.
(3)抛物线的标准方程为x2=±2py,y2=±2px,其中p>0.
[例1] (1)(2023·全国乙卷)已知点A(1,)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,则A到C的准线的距离为________.
[解析] 由题意可得:()2=2p×1,则2p=5,抛物线的方程为y2=5x,
准线方程为x=-,点A到C的准线的距离为1-=.
[答案]
(2)(2023·全国甲卷)已知椭圆+=1,F1、F2为两个焦点,O为原点,P为椭圆上一点,cos∠F1PF2=,则|PO|=( )
A. B. C. D.
[解析] B [设∠F1PF2=2θ,0<θ<,所以=b2tan=b2tan θ,
由cos∠F1PF2=cos 2θ===,解得:tan θ=,
由椭圆方程可知,a2=9,b2=6,c2=a2-b2=3,
所以,=×|F1F2|×|yP|=×2×|yP|=6×,解得:y=3,
即x=9×=,因此|OP|===.故选B.]
圆锥曲线方程的求法
求解圆锥曲线标准方程的方法是“先定型,后计算.”
(1)定型:就是指定类型,也就是确定圆锥曲线的焦点位置,从而设出标准方程.
(2)计算:即利用待定系数法求出方程中的a2,b2或p.另外,当焦点位置无法确定时,抛物线常设为y2=2ax或x2=2ay(a≠0),椭圆常设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n),双曲线常设为mx2-ny2=1(mn>0).
1.(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|=( )
A.2 B.2 C.3 D.3
解析:B [易知抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),于是有|BF|=2,故|AF|=2,注意到抛物线通径2p=4,通径为抛物线最短的焦点弦,分析知AF必为半焦点弦,于是有AF⊥x轴,于是有|AB|==2.]
2.(2023·洛阳统考)已知双曲线x2-y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,点A在双曲线上且·=0,则△AF1F2的内切圆的半径为( )
A.- B.+
C.+1 D.-1
解析:A [由点A在双曲线上,由双曲线定义知
||AF1|-|AF2||=2a=2,
又·=0,∴AF1⊥AF2,|AF1|2+|AF2|2=(2c)2=8,
∴(|AF1|-|AF2|)2=8-2|AF1|·|AF2|=4,即2|AF1|·|AF2|=4,
∴(|AF1|+|AF2|)2=8+2|AF1|·|AF2|=12,∴|AF1|+|AF2|=2,
设△AF1F2的内切圆的半径为r,
由△AF1F2的等面积法知|AF1|·|AF2|=(|AF1|+|AF2|+2c)·r
∴r====-,
即△AF1F2的内切圆的半径为-,故选A.]
考点二 圆锥曲线的几何性质
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-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x.注意离心率e与渐近线的斜率的关系.
[例2] (1)(2023·新高考Ⅰ卷)设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2.若e2=e1,则a=( )
A. B. C. D.
[解析] A [由题意易得,e1=,e2=,得=,解得a=.故选A.]
(2)(2023·新高考Ⅰ卷)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.点A在C上,点B在y轴上,⊥,=-,则C的离心率为________.
[解析] 由=-,得=,设||=2x,||=3x,
由对称性可得||=3x,由定义可得,||=2x+2a,||=5x,设∠F1AF2=θ,则sin θ==⇒cos θ==,解得x=a,所以||=4a,||=2