内容正文:
小题压轴考法—— 圆锥曲线的方程与性质
命题点一 圆锥曲线的定义与标准方程
[典例导析]
[例1] 已知双曲线Γ:-=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线分别交双曲线Γ的左、右两支于A,B两点,且∠F2AB=∠F2BA,则|BF2|=( )
A.+4 B.2+4
C.2 D.
[解析] 由双曲线Γ:-=1,得a=2,b=,c=.
因为∠F2AB=∠F2BA,所以|F2A|=|F2B|.作F2C⊥AB于点C,则C是AB的中点.设|F2A|=|F2B|=x,则由双曲线的定义|F2A|-|F1A|=2a,|F1B|-|F2B|=2a,可得|F1A|=x-4,|F1B|=x+4,|AB|=8.
故cos∠F1BF2==.又由余弦定理得cos∠F1BF2==,
所以=,解得x=2.
[答案] C
[例2] (2023·全国甲卷)设F1,F2为椭圆C:+y2=1的两个焦点,点P在C上,若·=0,则|PF1|·|PF2|=( )
A.1 B.2 C.4 D.5
[解析] 法一:因为·=0,所以PF1⊥PF2,则S△PF1F2=|PF1|·|PF2|=b2tan,得|PF1|·|PF2|=1×tan.所以|PF1|·|PF2|=2,故选B.
法二:因为·=0,所以PF1⊥PF2.所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2=16.因为|PF1|+|PF2|=2a=2,所以(|PF1|+|PF2|)2=20,即|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=20.所以|PF1|·|PF2|=2,故选B.
[答案] B
[思维建模]
(1)在焦点三角形中,常利用正弦定理、余弦定理结合椭圆(双曲线)的定义,运用平方的关系,建立|PF1|+|PF2|与|PF1||PF2|的联系.
(2)求圆锥曲线的标准方程时的常见错误.双曲线的定义中忽略“绝对值”致错;椭圆与双曲线中参数的关系式弄混,椭圆中的关系式为a2=b2+c2,双曲线中的关系式为c2=a2+b2;圆锥曲线方程确定时还要注意焦点位置.
[针对训练]
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.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.
3.已知F1,F2分别为椭圆+=1的左、右焦点,P为椭圆上的动点,点F2关于直线PF1的对称点为M,点F1关于直线PF2的对称点为N,则当|MN|最大时,△PF1F2的面积为________.
解析:根据椭圆的方程可知,F1(-,0),F2(,0),连接PM,PN,则|PM|+|PN|=|PF1|+|PF2|=2a=4,所以当M,N,P三点共线时,|MN|的值最大,此时∠MPF1=∠F1PF2,∠NPF2=∠F1PF2.
又因为∠MPF1+∠F1PF2+∠F2PN=180°,可得∠F1PF2=60°.
在△F1PF2中,由余弦定理可得,(2c)2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos∠F1PF2,
即8=(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1|·|PF2|=16-3|PF1|·|PF2|,解得|PF1|·|PF2|=.
故S△PF1F2=|PF1|·|PF2|sin∠F1PF2=××=.
答案:
命题点二 圆锥曲线的几何性质
[典例导析]
考法1 双曲线的渐近线
[例3] 设F1,F2分别为双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线与抛物线x2=4y的准线围成三角形的面积为________.
[解析] 依题意|PF2|=|F1F2|,可知△PF2F1是一个等腰三角形,F2在直线PF1的投影是其中点D.由勾股定理可知|PF1|=2=4