内容正文:
第3章 圆锥曲线与方程
第3章章末小结
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知识导图
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&1& 圆锥曲线的定义及应用
例1(1) (2022年全国乙卷)设 为抛物线 的焦点,点 在 上,点
,若 ,则 ( ).
B
A.2 B. C.3 D.
[解析] 由题意得 ,则 ,
即点 到准线 的距离为2,所以点 的横坐标为 .
不妨设点 在 轴上方,代入得 ,
所以 .故选 B.
题型探究
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(2)(2021年全国甲卷)已知 , 是双曲线 的两个焦点, 为 上一点,且
, ,则 的离心率为( ).
A
A. B. C. D.
[解析] 因为 ,由双曲线的定义可得 ,
所以 , .
因为 ,由余弦定理可得 ,
整理可得 ,所以 ,即 .
故选A.
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小结 涉及椭圆、双曲线上的点与两个定点构成的三角形问题时,常用定义结合解三角形的知识来解决;在求有关抛物线的最值问题时,常利用定义把到焦点的距离转化为到准线的距离,结合几何图形,利用几何意义去解决.运用定义解题时应注意圆锥曲线定义中的限制条件.本题渗透了数学运算、逻辑推理的素养.
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&2& 圆锥曲线的方程
例2 (2021年北京卷)双曲线 的离心率为2,过点 ,则该双曲
线的标准方程为( ).
B
A. B. C. D.
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[解析] , , ,则双曲线 的方程为
,
将点 的坐标代入双曲线 的方程可得 ,解得 ,故
,
因此,双曲线 的方程为 .故选B.
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小结 一般求已知曲线类型的曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤.本题考查了数学运算的素养.
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&3& 圆锥曲线的几何性质
例3(1) (2022年新高考全国Ⅰ卷)(多选题)已知 为坐标原点,点 在抛
物线 上,过点 的直线交 于 , 两点,则( ).
BCD
A. 的准线方程为 B.直线 与 相切
C. D.
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[解析] 点 在抛物线 上, ,得 ,
抛物线 的方程为 , 准线方程为 ,故A不正确.
直线 的方程为 ,联立 得 ,
, 直线 与抛物线 相切,故B正确.
设直线 的方程为 , , .
联立 得 ,
,得 ,
, .
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.又 , ,故C正确.
,
, ,故D正确.
(2)(2022年新高考全国Ⅰ卷)已知椭圆 , 的上顶点
为 ,两个焦点为 , ,离心率为 .过 且垂直于 的直线与 交于 , 两
点, ,则 的周长是____.
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[解析] 根据离心率得 , ,所以 是等边三角形,点 与点 关于
直线 对称,所以 的周长等于 的周长,根据椭圆的定义知,该周长
为 .
不妨设 是左焦点,则直线 的方程是 ,设点 , ,
将直线 的方程代入椭圆的方程 ,消去 ,化简并整理得
,所以 , ,
所以 ,解得 .
所以 的周长为 .
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小结 应用圆锥曲线的性质时,要注意与数形结合、方程思想等结合运用.本题考查了数学运算、直观想象以及逻辑推理的素养.
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&4& 直线与圆锥曲线的位置关系
例4 (2021年新高考全国Ⅱ卷)已知椭圆 的方程为 ,右焦点
为 ,且离心率为 .
(1)求椭圆 的方程.
[解析] 由题意得, , ,所以 , ,所以椭
圆 的方程为 .
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(2)设 , 是椭圆 上的两点,直线 与曲线 相切.证明:
, , 三点共线的充要条件是 .
[解析] 由(1)得,曲线方程为 ,
当直线 的斜率不存在时,直线 ,不合题意.
当直线 的斜率存在时,设 , ,
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必要性:
若 , , 三点共线,可设直线 ,即 ,
由直线 与曲线 相切可得 ,解得 ,
联立 可得 ,所以 , ,
所以 ,所以必要性成立.
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充分性:
设直线 ,即 ,
由直线 与曲线 相切可得 ,所以 ,
联立 可得 ,
所以 , ,
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所以
,化简得 ,所以 ,
所以 或
故直线 或 ,
可知直线 过点 ,所以 , , 三点共线,充分性成立.
因此 , , 三点共线的充要条件是 .