内容正文:
苏教版(2019)选择性必修 第一册数学 期中考点大串讲
串讲 03 第3章 圆锥曲线与方程
考场练兵
典例剖析
01
02
03
目
录
考点透视
01 考点透视
考点1.椭圆的定义
>
|PF1|+|PF2|=2a
焦点
焦距
考点2.椭圆的标准方程
2c
(±c,0)
(0,±c)
a2=b2+c2
考点3.椭圆的几何性质
考点3.椭圆的几何性质
-a≤x≤a且-b≤y≤b
-b≤x≤b且-a≤y≤a
x轴、y轴
(0,0)
(±a,0),(0,±b)
(0,±a),(±b,0)
2b
2a
(±c,0)
(0,±c)
2c
考点4. 椭圆几何性质的应用
半长轴长
半短轴长
半焦距
焦点
原点
|B1F2|
|B2F1|
|B2F2|
a
考点4. 椭圆几何性质的应用
a+c
a-c
考点5. 椭圆的离心率对椭圆形状的影响
小
扁
大
圆
考点6.双曲线的定义
<
||PF1|-|PF2||=2a
焦点
焦距
考点7.双曲线的标准方程
(±c,0)
(0,±c)
考点8.双曲线的几何性质
考点8.双曲线的几何性质
(±c,0)
(0,±c)
|F1F2|=2c
c2=a2+b2
|x|≥a,y∈R
|y|≥a,x∈R
关于x轴、y轴和原点对称
(±a,0)
(0,±a)
实轴长=2a,虚轴长=2b
考点9.等轴双曲线
实轴长与虚轴长相等
x2-y2=λ(λ≠0)
y=±x
考点10.对双曲线的几何性质的五点认识
考点10.对双曲线的几何性质的五点认识
考点11. 抛物线的定义
相等
定点F
定直线l
考点12. 抛物线的标准方程
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
考点13. 抛物线的几何性质
y≥0
y≤0
x轴
y轴
O(0,0)
e=1
02 典例透析
考点1.椭圆的定义
②③
解析
答案
考点2.求椭圆的标准方程
解
考点2.求椭圆的标准方程
解
考点3.椭圆的定义及标准方程的应用
考点3.椭圆的定义及标准方程的应用
解
考点3.椭圆的定义及标准方程的应用
解
考点4.椭圆的几何性质
解
考点4.椭圆的几何性质
解
考点5.利用椭圆的几何性质求标准方程
考点5.利用椭圆的几何性质求标准方程
解
考点5.利用椭圆的几何性质求标准方程
解
考点5.利用椭圆的几何性质求标准方程
解
考点5.利用椭圆的几何性质求标准方程
解
考点6.椭圆的离心率问题
答案
解析
考点7.椭圆的实际应用问题
考点7.椭圆的实际应用问题
解
考点8.双曲线的定义
答案
解析
考点9.求双曲线的标准方程
答案
考点9.求双曲线的标准方程
解析
考点10.双曲线的定义及标准方程的应用
答案
解析
考点10.双曲线的定义及标准方程的应用
考点10.双曲线的定义及标准方程的应用
解
解
考点10.双曲线的定义及标准方程的应用
考点11.利用双曲线的定义求轨迹方程
解
考点11.利用双曲线的定义求轨迹方程
解
考点11.利用双曲线的定义求轨迹方程
解
考点12.双曲线的几何性质
解析
考点13.由双曲线的几何性质求标准方程
解
考点13.由双曲线的几何性质求标准方程
解
考点13.由双曲线的几何性质求标准方程
答案
解析
考点14. 双曲线的离心率问题
答案
考点15.双曲线的渐近线问题
解析
考点15.双曲线的渐近线问题
答案
解析
考点16.抛物线的定义及其应用
考点17. 求抛物线的标准方程
解
考点17. 求抛物线的标准方程
解
考点17. 求抛物线的标准方程
解
考点18. 利用抛物线的定义求轨迹方程
解析
考点18. 利用抛物线的定义求轨迹方程
答案
考点19. 抛物线的简单几何性质
解析
考点19. 抛物线的简单几何性质
解
考点20.由抛物线的几何性质求标准方程
答案
[4,+∞)
解析
考点21.抛物线几何性质的应用
03 考场练兵
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
解
解
如果F1,F2是平面内的两个定点,a是一个常数,且2aeq \x(\s\up1(01))_____|F1F2|,则平面内满足eq \x(\s\up1(02))_________________的动点P的轨迹称为椭圆,其中,两个定点F1,F2称为椭圆的eq \x(\s\up1(03))_______,两个焦点之间的距离|F1F2|称为椭圆的eq \x(\s\up1(04))_______.
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
eq \x(\s\up1(01))___________________
eq \x(\s\up1(02))_________________
图形
焦距
|F1F2|=eq \x(\s\up1(03))_____
焦点坐标
eq \x(\s\up1(04))____________
eq \x(\s\up1(05))____________
a,b,c的关系
eq \x(\s\up1(06))____________
eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)
eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0)
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
eq \x(\s\up1(01))________________
eq \x(\s\up1(02))________________
eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)
eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0)
范围
eq \x(\s\up1(03))_____________________
eq \x(\s\up1(04))____________________
对称性
对称轴eq \x(\s\up1(05))____________,对称中心eq \x(\s\up1(06))________
顶点
eq \x(\s\up1(07))______________________
eq \x(\s\up1(08))______________________
轴长
短轴长=eq \x(\s\up1(09))_____,长轴长=eq \x(\s\up1(10))_____
焦点
eq \x(\s\up1(11))____________
eq \x(\s\up1(12))____________
焦距
|F1F2|=eq \x(\s\up1(13))_____
离心率
e=eq \x(\s\up1(14))_______ (0<e<1)
eq \f(c,a)
(1)椭圆的焦点决定椭圆的位置,范围决定椭圆的大小,离心率决定了椭圆的扁圆程度,对称性是椭圆的重要特征,顶点是椭圆与对称轴的交点,是椭圆重要的特殊点;若已知椭圆的标准方程,则根据a,b的值可确定其性质.
(2)明确a,b,c的几何意义,a是eq \x(\s\up1(01))___________,b是eq \x(\s\up1(02))___________,c是eq \x(\s\up1(03))___________,不要与长轴长、短轴长、焦距混淆,由a2=b2+c2,可知长度分别为a,b,c的三条线段构成一个直角三角形,且长度为a的线段是斜边.这说明,以椭圆任意一个短轴的端点、任意一个eq \x(\s\up1(04))_______以及eq \x(\s\up1(05))________为顶点的三角形是一个直角三角形,而且短轴端点与焦点的连线长为a.如图所示,|B1F1|=eq \x(\s\up1(06))______=eq \x(\s\up1(07))______=eq \x(\s\up1(08))______=eq \x(\s\up1(09))______.
(3)椭圆上的所有点中,到给定焦点距离最大和最小的点,分别是长轴的两个端点.若椭圆的标准方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),则椭圆与x轴的交点A1(-a,0),A2(a,0)到右焦点F2的距离分别最大和最小,且|A1F2|=eq \x(\s\up1(10))________,|A2F2|=eq \x(\s\up1(11))________.
(1)椭圆的半焦距与半长轴长之比称为椭圆的离心率,记作e=eq \f(c,a).∵a>c>0,∴0<e<1.
(2)eq \f(b,a)=eq \f(\r(a2-c2),a)=eq \r(\f(a2-c2,a2))=eq \r(1-e2),e越趋近于1,则eq \f(b,a)的值越eq \x(\s\up1(01))_____,因此椭圆越eq \x(\s\up1(02))_____;反之,e越趋近于0,则eq \f(b,a)的值越eq \x(\s\up1(03))_____,这时椭圆就越接近于eq \x(\s\up1(04))_____.当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形就变为圆,此时方程即为x2+y2=a2.
一般地,如果F1,F2是平面内的两个定点,a是一个正常数,且2aeq \x(\s\up1(01))_____|F1F2|,则平面上满足eq \x(\s\up1(02))____________________的动点P的轨迹称为双曲线,其中,两个定点F1,F2称为双曲线的eq \x(\s\up1(03))_____,两个焦点的距离|F1F2|称为双曲线的eq \x(\s\up1(04))_______.
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
eq \x(\s\up1(01))___________________
eq \x(\s\up1(02))___________________
焦点坐标
eq \x(\s\up1(03))_______________
eq \x(\s\up1(04))_____________
a,b,c的关系
c2=a2+b2
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
性质
焦点
eq \x(\s\up1(01))______________
eq \x(\s\up1(02))__________
焦距
eq \x(\s\up1(03))________________
a,b,c关系
eq \x(\s\up1(04))________________
范围
eq \x(\s\up1(05))________________
eq \x(\s\up1(06))________________
对称性
eq \x(\s\up1(07))________________________________
顶点
eq \x(\s\up1(08))________________
eq \x(\s\up1(09))________________
轴长
eq \x(\s\up1(10))__________________________
渐近线
eq \x(\s\up1(11))________________
eq \x(\s\up1(12))________________
离心率
eq \x(\s\up1(13))________________
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
e=eq \f(c,a)(e>1)
eq \x(\s\up1(01))___________________的双曲线称为等轴双曲线.等轴双曲线具有以下性质:
(1)方程形式为eq \x(\s\up1(02))___________________;
(2)渐近线方程为eq \x(\s\up1(03))___________________,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成的角;
(3)离心率e=eq \x(\s\up1(04))_____________.
eq \r(2)
(1)双曲线的焦点决定双曲线的位置.
(2)双曲线的范围决定了双曲线的开放性和无限延展性,由双曲线的方程eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),得eq \f(x2,a2)=1+eq \f(y2,b2)≥1,所以x2≥a2,所以|x|≥a,即x≤-a或x≥a.
(3)双曲线的离心率和渐近线刻画了双曲线的开口大小,对于双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1,因为c>a>0,所以e>1,则eq \f(b,a)=eq \f(\r(c2-a2),a)=eq \r(\f(c2-a2,a2))=eq \r(e2-1),这说明e越趋近于1,则eq \f(b,a)的值越小,因此双曲线的渐近线所夹的双曲线区域越狭窄.
(4)对称性:由双曲线的方程eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),若P(x,y)是双曲线上任意一点,则P1(-x,y),P2(x,-y),P3(-x,-y)均在双曲线上,P与P1,P2,P3分别关于y轴、x轴、原点对称,因此双曲线分别关于y轴、x轴、原点对称.双曲线的顶点有两个,而椭圆有四个.
(5)双曲线上的所有点中,到给定焦点距离最小的点,是离该焦点最近的实轴的端点.
一般地,设F是平面内的一个定点,l是不过点F的一条定直线,则平面上到F的距离与到l的距离eq \x(\s\up1(01))_______________的点的轨迹称为抛物线,其中eq \x(\s\up1(02))__________称为抛物线的焦点,eq \x(\s\up1(03))_______________称为抛物线的准线.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(p,2),0))
x=eq \f(p,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(p,2)))
y=-eq \f(p,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(p,2)))
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
eq \x(\s\up1(01))________________
eq \x(\s\up1(02))____________
eq \x(\s\up1(03))___________
eq \x(\s\up1(04))________________
eq \x(\s\up1(05))____________
eq \x(\s\up1(06))___________
eq \x(\s\up1(07))________________
eq \x(\s\up1(08))____________
eq \x(\s\up1(09))___________
eq \x(\s\up1(10))________________
eq \x(\s\up1(11))____________
eq \x(\s\up1(12))___________
y=eq \f(p,2)
y2=2px(p>0)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))
x=-eq \f(p,2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(p,2)))
x=-eq \f(p,2)
x=eq \f(p,2)
y=-eq \f(p,2)
y=eq \f(p,2)
标准方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
图形
性质
焦点
eq \x(\s\up1(01))____________
eq \x(\s\up1(02))___________
eq \x(\s\up1(03))__________
eq \x(\s\up1(04))____________
准线
eq \x(\s\up1(05))____________
eq \x(\s\up1(06))___________
eq \x(\s\up1(07))__________
eq \x(\s\up1(08))____________
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
eq \x(\s\up1(09))_______,x∈R
eq \x(\s\up1(10))________,x∈R
对称轴
eq \x(\s\up1(11))____________
eq \x(\s\up1(12))____________
顶点
eq \x(\s\up1(13))____________
离心率
eq \x(\s\up1(14))____________
开口方向
向右
向左
向上
向下
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(p,2),0))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(p,2)))
解析 ①因为eq \r(2)<2,所以点P的轨迹不存在;②因为|PF1|+|PF2|=|F1F2|=4,所以点P的轨迹是线段F1F2;③因为|PF1|+|PF2|=14>12,所以点P的轨迹为椭圆;④到定点F1(-3,0),F2(3,0)的距离相等的点的轨迹是线段F1F2的垂直平分线(y轴).
【例题1】下列命题是真命题的是________.(将所有真命题的序号都填上)
①已知定点F1(-1,0),F2(1,0),则满足|PF1|+|PF2|=eq \r(2)的点P的轨迹为椭圆;
②已知定点F1(-2,0),F2(2,0),则满足|PF1|+|PF2|=4的点P的轨迹为线段;
③已知定点F1(0,6),F2(0,-6),则满足|PF1|+|PF2|=14的点P的轨迹为椭圆;
④到定点F1(-3,0),F2(3,0)的距离相等的点的轨迹为椭圆.
【例题2】求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)两焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),且椭圆经过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),\f(5,2)));
(2)经过P1(eq \r(6),1),P2(-eq \r(3),-eq \r(2))两点;
(3)以椭圆9x2+5y2=45的焦点为焦点,且经过点M(2,eq \r(6)).
解 (1)∵椭圆的焦点在y轴上,
∴设椭圆的标准方程为eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0).
由椭圆的定义知,2a=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)+2))\s\up12(2))+eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)-2))\s\up12(2))=2eq \r(10),
即a=eq \r(10),
又c=2,∴b2=a2-c2=6,
∴所求椭圆的标准方程为eq \f(y2,10)+eq \f(x2,6)=1.
(2)设椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B),故eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(6A+B=1,,3A+2B=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A=\f(1,9),,B=\f(1,3),))
即所求椭圆的标准方程是eq \f(x2,9)+eq \f(y2,3)=1.
(3)由题意,椭圆9x2+5y2=45化为标准方程eq \f(y2,9)+eq \f(x2,5)=1,知焦点F1(0,2),F2(0,-2),设所求椭圆方程为eq \f(y2,λ+4)+eq \f(x2,λ)=1(λ>0),将x=2,y=eq \r(6)代入,得eq \f(6,λ+4)+eq \f(4,λ)=1,解得λ=8或λ=-2(舍去).故所求椭圆的标准方程为eq \f(y2,12)+eq \f(x2,8)=1.
(x2,25)【例题3】 (1)如图所示,已知经过椭圆+eq \f(y2,16)=1的右焦点F2的直线AB垂直于x轴,交椭圆于A,B两点,F1是椭圆的左焦点.
①求△AF1B的周长;
②如果AB不垂直于x轴,△AF1B的周长有变化吗?为什么?
解 ①如题图,由题意知,A,B在椭圆eq \f(x2,25)+eq \f(y2,16)=1上,故有|AF1|+|AF2|=2a=10,|BF1|+|BF2|=2a=10,又|AF2|+|BF2|=|AB|,所以△AF1B的周长为|AF1|+|BF1|+|AB|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=10+10=20.
②如果AB不垂直于x轴,△AF1B的周长仍为20不变.因为|AF1|+|BF1|+|AB|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=4a=20,与AB和x轴是否垂直无关.
(2)如图所示,点P是椭圆eq \f(x2,5)+eq \f(y2,4)=1上的一点,F1和F2是焦点,且∠F1PF2=30°,求△F1PF2的面积.
解 在椭圆eq \f(x2,5)+eq \f(y2,4)=1中,a=eq \r(5),b=2,∴c=eq \r(a2-b2)=1.
又P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=2eq \r(5).
①
在△F1PF2中,由余弦定理知,
|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos30°=|F1F2|2=(2c)2=4.
②
①式两边平方,得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=20.
③
③-②,得(2+eq \r(3))|PF1|·|PF2|=16,
∴|PF1|·|PF2|=16(2-eq \r(3)),
∴S△F1PF2=eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|sin30°=8-4eq \r(3).
(\r(3),2)【例题4】已知椭圆x2+(m+3)y2=m(m>0)的离心率e=,求m的值及椭圆的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标.
解 椭圆的方程可化为eq \f(x2,m)+eq \f(y2,\f(m,m+3))=1,
∵m-eq \f(m,m+3)=eq \f(m(m+2),m+3)>0,∴m>eq \f(m,m+3).
∴椭圆的焦点在x轴上.
即a2=m,b2=eq \f(m,m+3),
c=eq \r(a2-b2)=eq \r(\f(m(m+2),m+3)).
由e=eq \f(\r(3),2),得eq \r(\f(m+2,m+3))=eq \f(\r(3),2),∴m=1.
∴椭圆的标准方程为x2+eq \f(y2,\f(1,4))=1.
∴a=1,b=eq \f(1,2),c=eq \f(\r(3),2).
∴椭圆的长轴长为2,短轴长为1,两焦点坐标分别为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),2),0)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2),0)),四个顶点坐标分别为(-1,0),(1,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(1,2))),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2))).
【例题5】求满足下列各条件的椭圆的标准方程:
(1)长轴长是短轴长的3倍且经过点A(3,0);
(2)短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为eq \r(3);
(3)经过P(-2eq \r(3),1),Q(eq \r(3),-2)两点;
(4)与椭圆eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1有相同离心率,且经过点(2,-eq \r(3)).
解 (1)若焦点在x轴上,设所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
∵椭圆过点A(3,0),∴eq \f(9,a2)=1,得a=3,
∵2a=3×2b,∴b=1,∴方程为eq \f(x2,9)+y2=1;
若焦点在y轴上,设所求椭圆的标准方程为eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0),
∵椭圆过点A(3,0),∴eq \f(9,b2)=1,得b=3,
又2a=3×2b,∴a=9,∴方程为eq \f(y2,81)+eq \f(x2,9)=1.
综上所述,所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,9)+y2=1或eq \f(y2,81)+eq \f(x2,9)=1.
(2)由已知,有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2c,,a-c=\r(3),))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2\r(3),,c=\r(3),))
b2=a2-c2=9.
若焦点在y轴上,则eq \f(y2,12)+eq \f(x2,9)=1;
若焦点在x轴上,则eq \f(x2,12)+eq \f(y2,9)=1.
∴所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,12)+eq \f(y2,9)=1或eq \f(y2,12)+eq \f(x2,9)=1.
(3)设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),则有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(12m+n=1,,3m+4n=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m=\f(1,15),,n=\f(1,5),))
则所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,15)+eq \f(y2,5)=1.
(4)由椭圆eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1,得a2=4,b2=3,
∴c2=a2-b2=1,e=eq \f(1,2).
当焦点在x轴上时,设所求椭圆的方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(c,a)=\f(1,2),,a2=b2+c2,,\f(4,a2)+\f(3,b2)=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=8,,b2=6,))
∴所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,8)+eq \f(y2,6)=1;
当焦点在y轴上时,设所求椭圆的方程为eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(c,a)=\f(1,2),,a2=b2+c2,,\f(3,a2)+\f(4,b2)=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=\f(25,3),,b2=\f(25,4),))
∴所求椭圆的标准方程为eq \f(y2,\f(25,3))+eq \f(x2,\f(25,4))=1.
故所求椭圆的标准方程为eq \f(x2,8)+eq \f(y2,6)=1或eq \f(y2,\f(25,3))+eq \f(x2,\f(25,4))=1.
【例题6】(2024·益阳安化县第二中学高二月考)已知正方形ABCD,以A,C两点为焦点的椭圆恰好过正方形四边的中点,则椭圆的离心率为( )
A.eq \f(\r(2),2)
B.eq \f(\r(5)-1,2)
C.eq \f(\r(10)-\r(2),2)
D.eq \f(\r(5),3)
解析 以正方形的中心为原点,AC所在直线为x轴建立平面直角坐标系,如图所示,设正方形的边长为t(t>0),则|AD|=t,|DM|=|MC|=eq \f(1,2)t,|AM|=eq \f(\r(5),2)t,|AC|=eq \r(2)t,椭圆中2a=|AM|+|MC|=eq \f(\r(5),2)t+eq \f(1,2)t,2c=|AC|=eq \r(2)t,故离心率e=eq \f(2c,2a)=eq \f(\r(2)t,\f(\r(5),2)t+\f(1,2)t)=eq \f(2\r(2)×(\r(5)-1),4)=eq \f(\r(10)-\r(2),2).故选C.
(ab)【例题7】 我国计划发射火星探测器,该探测器的运行轨道是以火星(其半径R=34百公里)的中心F为右焦点的椭圆.已知探测器的近火星点(轨道上离火星表面最近的点)A到火星表面的距离为8百公里,远火星点(轨道上离火星表面最远的点)B到火星表面的距离为800百公里.假定探测器由近火星点A第一次逆时针运行到与轨道中心O的距离为百公里时进行变轨,其中a,b分别为椭圆的半长轴长、半短轴长,求此时探测器与火星表面的距离(精确到1百公里).
解 探测器的运行轨道方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),且c=eq \r(a2-b2).
∵a+c=800+34,a-c=8+34,
∴a=438,c=396.
于是b2=a2-c2=35028.
∴探测器的运行轨道方程为eq \f(x2,191844)+eq \f(y2,35028)=1.
设变轨时,探测器位于点P(x0,y0),则
xeq \o\al(2,0)+yeq \o\al(2,0)=ab≈81975.1,2,0)eq \f(x,191844)
+2,0)eq \f(y,35028)
=1,
解得x0≈239.7,y0≈156.6.
∴2,0)eq \r((x0-c)2+y)
-R≈187.
故探测器在变轨时与火星表面的距离约为187百公里.
【例题8】已知定点F1(-2,0),F2(2,0),在平面内满足下列条件的动点P的轨迹中为双曲线的是( )
A.|PF1|-|PF2|=±3
B.|PF1|-|PF2|=±4
C.|PF1|-|PF2|=±5
D.|PF1|2-|PF2|2=±4
解析 当|PF1|-|PF2|=±3时,||PF1|-|PF2||=3<|F1F2|=4,满足双曲线的定义,所以点P的轨迹是双曲线.
【例题9】在双曲线的标准方程中,若a=6,b=8,则其标准方程是( )
A.eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1
B.eq \f(x2,64)-eq \f(y2,36)=1
C.eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1
D.eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1或eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1
解析 在双曲线的标准方程中,a=6,b=8,当双曲线的焦点在x轴上时,它的标准方程是eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1;当双曲线的焦点在y轴上时,它的标准方程是eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1.所以双曲线的标准方程是eq \f(x2,36)-eq \f(y2,64)=1或eq \f(y2,36)-eq \f(x2,64)=1.故选D.
(x2,m-2)【例题10】“m>2”是“方程-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 方程eq \f(x2,m-2)-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线,则(m-2)(m-1)>0,解得m<1或m>2,所以“m>2”是“方程eq \f(x2,m-2)-eq \f(y2,m-1)=1表示双曲线”的充分不必要条件.故选A.
(2)如图,F1,F2是双曲线eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1的两个焦点.
①若双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,求点M到另一个焦点的距离;
②若P是双曲线左支上的点,且|PF1|·|PF2|=32,试求△F1PF2的面积.
解 因为双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1,故a=3,b=4,c=eq \r(a2+b2)=5.
①由双曲线的定义得||MF1|-|MF2||=2a=6,又双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,假设点M到另一个焦点的距离等于x,则|16-x|=6,解得x=10或x=22.
由于c-a=5-3=2,10>2,22>2,故点M到另一个焦点的距离为10或22.
②将||PF2|-|PF1||=2a=6两边平方得
|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|=36,
所以|PF1|2+|PF2|2=36+2|PF1|·|PF2|=36+2×32=100.
在△F1PF2中,由余弦定理得
cos∠F1PF2=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)
=eq \f(100-100,2|PF1|·|PF2|)=0,
所以∠F1PF2=90°,
所以S△F1PF2=eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|=eq \f(1,2)×32=16.
(2)【例题11】如图,在△ABC中,已知|AB|=4,且三内角A,B,C满足2sinA+sinC=2sinB,建立适当的坐标系,求顶点C的轨迹方程,并指出它表示什么曲线.
解 如图,以AB边所在直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
则A(-2eq \r(2),0),B(2eq \r(2),0).
由正弦定理得sinA=eq \f(|BC|,2R),
sinB=eq \f(|AC|,2R),sinC=eq \f(|AB|,2R).
因为2sinA+sinC=2sinB,
所以2|BC|+|AB|=2|AC|,
即|AC|-|BC|=eq \f(|AB|,2).
从而有|CA|-|CB|=eq \f(1,2)|AB|=2eq \r(2)<|AB|.
所以由双曲线的定义知,点C的轨迹为双曲线的右支且不包括点(eq \r(2),0).
因为a=eq \r(2),c=2eq \r(2),所以b2=c2-a2=6.
所以顶点C的轨迹方程为eq \f(x2,2)-eq \f(y2,6)=1(x>eq \r(2)).
故顶点C的轨迹为双曲线的右支且除去点(eq \r(2),0).
【例题12】求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程,并作出草图.
解 将9y2-4x2=-36变形为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,4)=1,
即eq \f(x2,32)-eq \f(y2,22)=1,所以a=3,b=2,c=eq \r(13),
因此顶点坐标为(-3,0),(3,0),
焦点坐标为(-eq \r(13),0),(eq \r(13),0),
实轴长2a=6,虚轴长2b=4,离心率e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(13),3),渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x=±eq \f(2,3)x.
作出草图如图:
【例题13】分别求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1)虚轴长为12,离心率为eq \f(5,4);
(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y=±eq \f(3,2)x.
解 (1)设双曲线的标准方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1或eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0).
由题意知2b=12,eq \f(c,a)=eq \f(5,4)且c2=a2+b2,
∴b=6,c=10,a=8,
∴双曲线的标准方程为eq \f(x2,64)-eq \f(y2,36)=1或eq \f(y2,64)-eq \f(x2,36)=1.
(2)解法一:当焦点在x轴上时,
由eq \f(b,a)=eq \f(3,2)且a=3得b=eq \f(9,2),
∴所求双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1;
当焦点在y轴上时,由eq \f(a,b)=eq \f(3,2)且a=3得b=2,
∴所求双曲线的标准方程为eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
故双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1或eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
解法二:设以y=±eq \f(3,2)x为渐近线的双曲线的方程为eq \f(x2,4)-eq \f(y2,9)=λ(λ≠0),
当λ>0时,a2=4λ,∴2a=2eq \r(4λ)=6⇒λ=eq \f(9,4);
当λ<0时,a2=-9λ,
∴2a=2eq \r(-9λ)=6⇒λ=-1.
∴双曲线的标准方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,\f(81,4))=1或eq \f(y2,9)-eq \f(x2,4)=1.
(x2,a2)【例题14】过双曲线-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点作x轴的垂线,交双曲线于A,B两点,以AB为直径的圆恰好过双曲线的左焦点,则双曲线的离心率为________.
解析 设双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点作x轴的垂线,交双曲线于A,B两点,则|AB|=eq \f(2b2,a),又因为以AB为直径的圆恰好过双曲线的左焦点,所以|F1F2|=eq \f(1,2)|AB|,即2c=eq \f(b2,a),所以c2-2ac-a2=0,则e2-2e-1=0,解得e=1+eq \r(2)或e=1-eq \r(2)(舍去).
1+eq \r(2)
(y2,a2)【例题15】已知双曲线C:-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的焦点F到渐近线的距离与顶点A到渐近线的距离之比为3∶1,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.y=±2eq \r(2)x
B.y=±eq \r(2)x
C.y=±eq \f(\r(2),2)x
D.y=±eq \f(\r(2),4)x
解析 根据题意,可设一条渐近线为by-ax=0,取F(0,c),A(0,a),所以eq \f(\f(|bc|,\r(a2+b2)),\f(|ba|,\r(a2+b2)))=3,解得c=3a,因为c2=a2+b2,故b2=8a2,因此双曲线C的渐近线方程为y=±eq \f(a,b)x=±eq \f(\r(2),4)x.故选D.
【例题16】
若点P(x,y)满足方程eq \r((x-1)2+(y-2)2)=eq \f(|3x+4y+12|,5),则点P的轨迹是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.抛物线
解析 等式左侧表示点P(x,y)与点(1,2)间的距离,等式右侧表示点P(x,y)到直线3x+4y+12=0的距离,整个等式表示点P(x,y)到点(1,2)的距离和到直线3x+4y+12=0的距离相等,且点(1,2)不在直线3x+4y+12=0上,所以点P的轨迹为抛物线.故选D.
【例题17】 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程:
(1)焦点为(-2,0);
(2)准线方程为y=-1;
(3)焦点到准线的距离是4;
(4)过点(1,2).
解 (1)∵焦点在x轴的负半轴上,且eq \f(p,2)=2,∴p=4,
∴抛物线的标准方程为y2=-8x.
(2)∵焦点在y轴的正半轴上,且eq \f(p,2)=1,
∴p=2,
∴抛物线的标准方程为x2=4y.
(3)由题意可得p=4,抛物线的标准方程为y2=8x或y2=-8x或x2=8y或x2=-8y.
(4)解法一:点(1,2)在第一象限,要分两种情形:
当抛物线的焦点在x轴上时,设抛物线的标准方程为y2=2p1x(p1>0),则22=2p1·1,解得p1=2,抛物线的标准方程为y2=4x;
当抛物线的焦点在y轴上时,设抛物线的标准方程为x2=2p2y(p2>0),则12=2p2·2,解得p2=eq \f(1,4),抛物线的标准方程为x2=eq \f(1,2)y.
解法二:设抛物线的标准方程为y2=mx(m≠0)或x2=ny(n≠0),将点(1,2)代入,得m=4,n=eq \f(1,2).
故抛物线的标准方程为y2=4x或x2=eq \f(1,2)y.
【例题18】 已知圆A:(x+2)2+y2=1与定直线l:x=1,且动圆P与圆A外切并与直线l相切,求动圆的圆心P的轨迹方程.
解 解法一:设点P的坐标为(x,y),圆P的半径为r,由题意知|AP|=r+1,
即eq \r((x+2)2+y2)=|x-1|+1,
化简,整理得y2=-8x,y2=-4x-4(舍去).
∴动圆的圆心P的轨迹方程为y2=-8x.
解法二:设圆P的半径为r,如图,作PK垂直于直线x=1,垂足为K,PQ垂直于直线x=2,垂足为Q,
则|KQ|=1,∴|PQ|=r+1,
又|AP|=r+1,∴|AP|=|PQ|,
故点P到圆心A(-2,0)的距离与到定直线x=2的距离相等,
∴点P的轨迹是以A(-2,0)为焦点,直线x=2为准线的抛物线.∴eq \f(p,2)=2,∴p=4,
∴动圆的圆心P的轨迹方程为y2=-8x.
【例题19】(多选)下列说法中正确的是( )
A.抛物线关于顶点对称
B.抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称中心
C.抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其离心率都相同
D.抛物线x2=4y,y2=4x的x,y的范围是不同的,但是其焦点到准线的距离是相同的
解析 对于A,抛物线是轴对称图形,不是中心对称图形,所以A错误;对于B,抛物线只有一个焦点,一条对称轴,无对称中心,所以B正确;对于C,所有抛物线的离心率为1,所以抛物线的标准方程虽然各不相同,但是其离心率都相同,所以C正确;对于D,抛物线x2=4y,y2=4x的x,y的范围是不同的,但是其焦点到准线的距离是相同的,都为2,所以D正确.故选BCD.
(x2,4)【例题20】抛物线的顶点在原点,对称轴是椭圆+eq \f(y2,9)=1的短轴所在的直线,抛物线的焦点到抛物线的顶点的距离为4,求抛物线的标准方程及准线方程.
解 因为椭圆eq \f(x2,4)+eq \f(y2,9)=1的短轴在x轴上,所以抛物线的对称轴为x轴,设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)或y2=-2px(p>0),
因为抛物线的焦点到抛物线的顶点的距离为4,所以eq \f(p,2)=4,即p=8,所以抛物线的标准方程为y2=16x或y2=-16x,准线方程分别为x=-4或x=4.
【例题21】
已知直线x=t交抛物线y2=4x于A,B两点.若该抛物线上存在点C,使得AC⊥BC,则t的取值范围为________.
解析 由题意知A(t,2eq \r(t)),B(t,-2eq \r(t)),设C(m,2eq \r(m))(m≥0),由AC⊥BC,得eq \o(AC,\s\up16(→))·eq \o(BC,\s\up16(→))=0,即(m-t)2+(2eq \r(m)-2eq \r(t))(2eq \r(m)+2eq \r(t))=m2+(4-2t)m+t2-4t=0,解得m=t(舍去)或m=t-4,由m=t-4≥0得t的取值范围为[4,+∞).
1.(2024·邢台五校高二质检)“n>m>0”是“方程eq \f(x2,m)+eq \f(y2,n)=1表示焦点在y轴上的椭圆”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 若n>m>0,则eq \f(x2,m)+eq \f(y2,n)=1表示焦点在y轴上的椭圆,若eq \f(x2,m)+eq \f(y2,n)=1表示焦点在y轴上的椭圆,则n>m>0,所以“n>m>0”是“方程eq \f(x2,m)+eq \f(y2,n)=1表示焦点在y轴上的椭圆”的充要条件.故选C.
2.(2024·榆林第十中学高二月考)以双曲线eq \f(x2,3)-y2=1的焦点为顶点,离心率为eq \r(3)的双曲线的标准方程为( )
A.eq \f(x2,32)-eq \f(y2,16)=1
B.eq \f(x2,16)-eq \f(y2,32)=1
C.eq \f(x2,8)-eq \f(y2,4)=1
D.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1
解析 双曲线eq \f(x2,3)-y2=1的焦点在x轴上,且焦点坐标为(±2,0),故可设新双曲线的标准方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),则新双曲线的顶点坐标为(±2,0),即a=2,∵离心率为eq \r(3),∴eq \f(c,a)=eq \r(3),得c=2eq \r(3),则b2=c2-a2=12-4=8,即新双曲线的标准方程为eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1.故选D.
3.(2024·北京顺义牛栏山一中高二期中)已知抛物线y2=2px(p>0)上横坐标为3的点M到焦点F的距离为6,则p=( )
A.2
B.3
C.6
D.8
解析 记抛物线y2=2px(p>0)的准线为l,作MN⊥l,垂足为N,由抛物线定义可知,|MN|=|MF|,则3+eq \f(p,2)=6,解得p=6.故选C.
4.(2023·全国甲卷)设F1,F2为椭圆C:eq \f(x2,5)+y2=1的两个焦点,点P在C上,若eq \o(PF1,\s\up16(→))·eq \o(PF2,\s\up16(→))=0,则|PF1|·|PF2|=( )
A.1
B.2
C.4
D.5
解析 解法一:因为eq \o(PF1,\s\up16(→))·eq \o(PF2,\s\up16(→))=0,所以∠F1PF2=90°,从而S△F1PF2=b2tan45°=1=eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|,所以|PF1|·|PF2|=2.故选B.
解法二:因为eq \o(PF1,\s\up16(→))·eq \o(PF2,\s\up16(→))=0,所以∠F1PF2=90°,由椭圆方程可知,c2=5-1=4⇒c=2,所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=42=16,又|PF1|+|PF2|=2a=2eq \r(5),平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=16+2|PF1|·|PF2|=20,所以|PF1|·|PF2|=2.故选B.
解析 由已知e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(2),2),得c=eq \f(\r(2),2)a,故b=eq \r(a2-c2)=eq \f(\r(2),2)a,∵S△PF1F2=eq \f(1,2)|F1F2||yP|=eq \f(1,2)×2c|yP|≤bc,即(S△PF1F2)max=bc=4,∴eq \f(\r(2),2)a×eq \f(\r(2),2)a=4,得a2=8,故b2=eq \f(1,2)a2=4,∴椭圆C的方程为eq \f(x2,8)+eq \f(y2,4)=1.故选D.
5.(2024·保定第二中学高二质检)我们把离心率为eq \f(\r(2),2)的椭圆称为“最美椭圆”.已知椭圆C为“最美椭圆”,焦点在x轴上,且以椭圆C上一点P和椭圆两焦点F1和F2为顶点的三角形的面积的最大值为4,则椭圆C的方程为( )
A.eq \f(x2,2)+y2=1
B.eq \f(x2,4)+eq \f(y2,2)=1
C.eq \f(x2,6)+eq \f(y2,3)=1
D.eq \f(x2,8)+eq \f(y2,4)=1
6.抛物线C:y2=-12x的焦点为F,P为抛物线C上一动点,定点A(-5,2),则|PA|+|PF|的最小值为( )
A.8
B.6
C.5
D.9
解析 如图,设抛物线C的准线为l,过P作PC⊥l于C,因为|PF|=|PC|,所以当A,P,C三点共线时,|PA|+|PF|取得最小值,故|PA|+|PF|的最小值为|-5|+eq \f(p,2)=8.故选A.
7.(2024·宝鸡实验高级中学高二期中)已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a,b>0)的离心率为e,则“e=eq \r(2)”是“双曲线C为等轴双曲线”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 当e=eq \r(2)时,可得eq \f(c,a)=eq \r(2)⇒c2=2a2⇒a2+b2=2a2⇒a2=b2⇒a=b,所以双曲线C为等轴双曲线;当双曲线C为等轴双曲线时,可得a=b,所以有eq \f(c,a)=eq \f(\r(a2+b2),a)=eq \f(\r(a2+a2),a)=eq \f(\r(2)a,a)=eq \r(2).因此“e=eq \r(2)”是“双曲线C为等轴双曲线”的充要条件.故选C.
8.已知双曲线eq \f(y2,m)-eq \f(x2,2)=1,直线l过其上焦点F2,交双曲线上支于A,B两点,且|AB|=4,F1为双曲线下焦点,△ABF1的周长为18,则m的值为( )
A.8
B.9
C.10
D.eq \f(25,4)
解析 由题意知|AB|+|AF1|+|BF1|=18,又|AB|=4,所以|AF1|+|BF1|=14.根据双曲线的定义可知2a=|AF1|-|AF2|=|BF1|-|BF2|,所以4a=|AF1|+|BF1|-(|AF2|+|BF2|)=14-4=10,解得a=eq \f(5,2),所以m=a2=eq \f(25,4).故选D.
9.(2024·哈尔滨第三十二中高二期中)抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,其上的点P(m,-3)到焦点的距离为4,则抛物线方程为( )
A.x2=8y
B.x2=4y
C.x2=-4y
D.x2=-8y
解析 由题意,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),准线方程为y=eq \f(p,2),由抛物线的定义知,eq \f(p,2)-(-3)=4,解得p=2,故抛物线的方程为x2=-4y.故选C.
10.(多选)(2024·三门峡陕州中学高二月考)已知椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)与椭圆eq \f(x2,25)+eq \f(y2,16)=1有相同的长轴,椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1的短轴长与椭圆eq \f(y2,21)+eq \f(x2,9)=1的短轴长相等,则( )
A.a2=25
B.b2=25
C.a2=9
D.b2=9
解析 因为椭圆eq \f(x2,25)+eq \f(y2,16)=1的长轴长为10,且椭圆eq \f(y2,21)+eq \f(x2,9)=1的短轴长为6,所以椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1的焦点在x轴上,且有a=5,b=3,即a2=25,b2=9.故选AD.
11.(多选)如图所示,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线l交抛物线于点A,B,交其准线于点C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则( )
A.|AC|=6
B.|FC|=2
C.焦点F到准线的距离为eq \f(3,2)
D.抛物线的标准方程为y2=3x
解析 如图,过A,B分别作准线的垂线AA′,BD,垂足分别为A′,D,则|BF|=|BD|,又2|BF|=|BC|,∴在Rt△BCD中,∠BCD=30°.又|AF|=3,∴|AA′|=3,∴|AC|=6,|FC|=3.∴焦点F到准线的距离p=eq \f(1,2)|FC|=eq \f(3,2),抛物线的标准方程为y2=3x.故选ACD.
12.(2024·宁波镇海中学高二质检)已知双曲线的上、下焦点分别为F1(0,4),F2(0,-4),P是双曲线上一点且||PF1|-|PF2||=6,则双曲线的标准方程为______________.
解析 由题意,得双曲线的焦点在y轴上,设双曲线的标准方程为eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0).因为||PF1|-|PF2||=2a=6,所以a=3,又双曲线的上、下焦点分别为F1(0,4),F2(0,-4),故c=4,故b2=c2-a2=16-9=7,故双曲线的标准方程为eq \f(y2,9)-eq \f(x2,7)=1.
eq \f(y2,9)-eq \f(x2,7)=1
13.(2023·新课标Ⅰ卷)已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=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,eq \o(F1A,\s\up16(→))⊥eq \o(F1B,\s\up16(→)),eq \o(F2A,\s\up16(→))=-eq \f(2,3)
eq \o(F2B,\s\up16(→)),则C的离心率为________.
解析 解法一:依题意,设|AF2|=2m,则|BF2|=3m=|BF1|,|AF1|=2a+2m,在Rt△ABF1中,9m2+(2a+2m)2=25m2,则(a+3m)(a-m)=0,故a=m或a=-3m(舍去),所以|AF1|=4a,|AF2|=2a,|BF2|=|BF1|=3a,则|AB|=5a,故cos∠F1AF2=eq \f(|AF1|,|AB|)=eq \f(4a,5a)=eq \f(4,5),所以在△AF1F2中,cos∠F1AF2=eq \f(16a2+4a2-4c2,2×4a×2a)=eq \f(4,5),整理得5c2=9a2,故e=eq \f(c,a)=eq \f(3\r(5),5).
eq \f(3\r(5),5)
14.(2024·吴忠中学高二期中)求分别满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)一个焦点为F1(-2eq \r(3),0),长轴长是短轴长的2倍;
(2)经过点P(2,2eq \r(2)),离心率为eq \f(\r(2),2),焦点在x轴上;
(3)经过Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(3,2))),B(2,0)两点.
解 (1)根据题意,可设椭圆的标准方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
由题设,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=b2+c2,,c=2\r(3),,a=2b,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=4,,b=2,,c=2\r(3),))
故椭圆的标准方程为eq \f(x2,16)+eq \f(y2,4)=1.
(2)根据题意,可设椭圆的标准方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),
由题设,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=b2+c2,,e=\f(c,a)=\f(\r(2),2),,\f(4,a2)+\f(8,b2)=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=20,,b2=10,))
故椭圆的标准方程为eq \f(x2,20)+eq \f(y2,10)=1.
(3)根据题意,可设椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),
由题设,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m+\f(9,4)n=1,,4m=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m=\f(1,4),,n=\f(1,3),))
故椭圆的标准方程为eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
$$