内容正文:
小题考法(二) 圆锥曲线的方程与性质
圆锥曲线的定义及标准方程
[讲评提能]
[例1] (2023·全国甲卷)设O为坐标原点,F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,点P在C上,cos∠F1PF2=,则|OP|=( )
A. B. C. D.
[解析] 依题意a=3,b=,c==.如图,不妨令F1(-,0),F2(,0).设|PF1|=m,|PF2|=n,在△F1PF2中,cos∠F1PF2== ①,由椭圆的定义可得m+n=2a=6 ②.由①②,解得mn=.设|OP|=x.在△F1OP和△F2OP中,∠F1OP+∠F2OP=π,由余弦定理得=-,得x2===,所以|OP|=.
[答案] B
[例2] 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,实轴长为4,离心率e=2,点Q为双曲线右支上的一点,点P(0,4).当|QF1|+|PQ|取最小值时,|QF2|的值为( )
A.6(+1) B.6(-1)
C.6-1 D.6+1
[解题微“点”]
切入点
由题意求得a,b,c,即可得双曲线的方程
迁移点
由双曲线的定义确定当|QF1|+|PQ|取最小值时Q点的位置,利用方程组求得Q点坐标
关键点
利用定义求双曲线中和的最值
[解析] 由题意可得2a=4,a=2,又e=2,故c=4,所以b2=c2-a2=12,则双曲线方程为-=1,
结合双曲线定义可得|QF1|+|PQ|=|QF2|+4+|PQ|=|QF2|+|PQ|+4,
如图所示,连接PF2,交双曲线右支于点M,即当P,Q,F2三点共线,即点Q在点M位置时,|QF1|+|PQ|取最小值,此时直线PF2方程为y=-x+4,联立-=1,解得点Q的坐标为(3-2,6-3)(Q为双曲线右支上的一点),故|QF2|= =6(-1).
[答案] B
[提分技巧]
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|);
(2)双曲线:||MF1|-|MF2||=2a(2a<|F1F2|);
(3)抛物线:|MF|=d(d为M点到准线的距离).
[提醒] 应用圆锥曲线定义解题时,易忽视定义中隐含条件导致错误.
2.求解圆锥曲线标准方程的思路方法
(1)定型,即指定类型,也就是确定圆锥曲线的类型、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=2px或x2=2py(p≠0),椭圆常设为mx2+ny2=1(m>0,n>0),双曲线常设为mx2-ny2=1(mn>0).
[过关训练]
1.已知△ABC的顶点都在抛物线y2=4x上,且△ABC的重心为抛物线的焦点F,则|AF|+|BF|+|CF|=( )
A.3 B.6
C.9 D.12
解析:选B 由题意得p=2,F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3).∵点F是△ABC的重心,∴F.∴x1+x2+x3=3.根据抛物线的定义可得|AF|+|BF|+|CF|=x1++x2++x3+=x1+x2+x3+=6.
2.(2022·全国甲卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
解析:选B 依题意得A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),所以=(-a,-b),=(a,-b),·=-a2+b2=-(a2-b2)=-c2=-1,故c=1,又C的离心率e===,所以a=3,a2=9,b2=a2-c2=8,即C的方程为+=1.故选B.
3.已知双曲线C:-y2=1,点F是C的左焦点,若点P为C右支上的动点,设点P到C的一条渐近线的距离为d,则d+|PF|的最小值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
解析:选B 过P作PH垂直于双曲线的一条渐近线,垂足为H,则|PH|=d,连接P与双曲线的另一个焦点F1,如图所示,
由双曲线的定义知,d+|PF|=|PH|+|PF1|+2a.
又双曲线方程为-y2=1,故a=3,b=1,c=.
又点F1的坐标为(,0),双曲线的渐近线为y=x,故点F1到渐近线的距离为=1,故|PH|+|PF1|+2a≥1+6=7.
圆锥曲线的几何性质
[讲评提能]
角度1 双曲线的渐近线
[例3] 已知F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,过点F作x轴的垂线与双曲线及它的渐近线在第一象限内依次交于点A和点B.若|AB|=|AF|,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.x±y=0 B.x±y=0
C.x±y=0 D