内容正文:
专题八 平面解析几何
1
体系透视
题型透析
目 录
题型32 直线与圆的位置关系
题型33 圆与圆的位置关系
题型34 隐圆问题
题型35 椭圆、双曲线的离心率问题
题型36 焦点三角形问题
题型37 双曲线的渐近线问题
题型38 抛物线的焦点弦问题
题型39 点差法与中点弦
题型40 圆锥曲线定义的拓展
2
题型32 直线与圆的位置关系
题型透析
例1 (多选) 已知直线l:mx-y+2+m=0和圆C:(x-1)2+(y-2)2
=9相交于M,N两点,则下列说法正确的是 ( )
A.直线l过定点(-1,2)
B.|MN|的最小值为3
C. · 的最小值为-9
D.圆C上到直线l的距离为 的点恰好有三个,则m=
AC
思路导引
解析 对于A,直线l:mx-y+2+m=0,即m(x+1)-(y-2)=0,
由 解得 所以定点坐标为(-1,2),A中说法正确.
对于B,圆C:(x-1)2+(y-2)2=9的圆心为(1,2),半径为3,点(-1,2)与圆心(1,2)的距离为2,所以|
MN|的最小值为2 =2 ,此时直线l垂直于x轴,但是l的斜率存在,故|MN|无最小值,
故B中说法错误.
对于C, · =| |·| |·cos< , >=9cos< , >,
当< , >=π,即直线l的方程为y=2时, · 取得最小值-9,所以C中说法正确.
对于D,若圆C上到直线l的距离为 的点恰好有三个,则圆心到直线l的距离为 ,所以
= = ,整理得16m2=9m2+9,7m2=9,m=± ,所以D中说法错误.故选
AC.
归纳总结 直线系方程
1.过点(x0,y0)的直线系方程为A(x-x0)+B(y-y0)=0(其中A,B不全为零);
2.平行于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Ax+By+C0=0(C≠C0);
3.垂直于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Bx-Ay+C0=0(AB≠0);
4.过两条已知直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+
λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R,这个直线系不包括直线l2:A2x+B2y+C2=0,解题时注意检验l2是否满
足题意).
例2 (多选) 已知圆C:x2+(y+2)2=8,点A在直线x-y+6=0上,过A作
圆C的两条切线AM,AN(M,N为切点),则下列结论正确的是 ( )
A.|AM|的最小值为2
B.当AN⊥x轴时,四边形AMCN的面积为6
C.原点O到直线MN距离的最大值为
D.△AMN的外接圆恒过两个定点
AD
解析 A选项,连接AC,由题意得C(0,-2),∠AMC=∠ANC=90°,则|AM|=|AN|=
= .
若|AM|最小,则|AC|最小,
又|AC|min= =4 (AC垂直于直线x-y+6=0),所以|AM|min= =2 ,故A中结
论正确;
B选项,A(-2 ,6-2 ),N(-2 ,-2)满足AN⊥x轴,但S四边形AMCN=2S△ACN=|AN||CN|=(8-2 )×2
=16 -8≠6 ,故B中结论错误;
C选项,设点A(t,6+t),点O到MN的距离为d,则以AC为直径的圆的方程为 +
= ,即(x2+y2-4y-12)-t(x+y+2)=0,
两圆方程相减得MN的方程为tx+(t+8)y+2t+8=0,当t=-4时,d=0,当t≠-4时,d= =
< = ,故C中结论错误;
D选项,由∠AMC=∠ANC=90°可知,△AMN的外接圆是以AC为直径的圆,由C可知圆的
方程为 + = ,即(x2+y2-4y-12)-t(x+y+2)=0,
由 解得 或 故该圆恒过(0,-2)和(-4,2),故D中结论正确.故
选AD.
归纳总结 有关圆的切线问题的解法
1.求过圆上一点(x0,y0)的圆的切线方程的方法
2.求过圆外一点(x0,y0)的圆的切线方程的方法(必有两条切线)
知识拓展 两圆相交时,公共弦所在直线的方程
设圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0( + -4F1>0)①,圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0( + -4F2>
0)②,若两圆相交,则有一条公共弦,由①-②,得(D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0③.方程③表示
圆C1与C2的公共弦所在直线的方程.(链接人教A版选择性必修第一册P98练习第2题)
题型33 圆与圆的位置关系
例1 若圆C1:x2+y2=1与圆C2:(x-a)2+(y-b)2=4恰有一条公切线,则下列
直线一定不经过点(a,b)的是 ( )
A.2x+y- =0 B.2x-y+2=0
C.x+y- =0 D.x-y+2=0
D
思路导引
解析 圆C1:x2+y2=1的圆心为C1(0,0),半径为r1=1,圆C2:(x-a)2+(y-b)2=4的圆心为C2(a,b),半
径为r2=2.
若圆C1与圆C2恰有一条公切线,则两圆内切,
所以|C1C2|=|r1-r2|,即 =1,所以点(a,b)的轨迹为圆x2+y2=1.
对于A,圆心(0,0)到直线2x+y- =0的距离为 = <1,则该直线过点(a,b),故A
不符合题意;
对于B,圆心(0,0)到直线2x-y+2=0的距离为 = <1,则该直线过点(a,b),故B不
符合题意;
对于C,圆心(0,0)到直线x+y- =0的距离为 =1,则该直线过点(a,b),故C不符合
题意;
对于D,圆心(0,0)到直线x-y+2=0的距离为 = >1,则该直线不过点(a,b),故D符
合题意.故选D.
例2 (多选)在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:x2+y2=r2(r>0)与圆M:(x-6)2+y2=4,P,Q分别
为圆O和圆M上的动点,下列说法正确的是 ( )
A.过点A(4,2)作圆M的切线有且只有一条
B.若圆O和圆M恰有3条公切线,则r=4
C.若|PQ|的最小值为1,则r=3
D.若r=2,则直线PQ的斜率的最大值为
BD
思路导引
解析 由圆M:(x-6)2+y2=4,可得圆心为M(6,0),半径为R=2,
由圆O:x2+y2=r2(r>0),可得圆心为O(0,0),半径为r.
对于A,因为点A(4,2)在圆M外,所以过点(4,2)作圆M的切线有2条,所以A中说法不正确.
对于B,若圆O和圆M恰有3条公切线,则圆O和圆M相外切,所以|OM|=r+R,即6=r+2,解得r
=4,所以B中说法正确.
对于C,当圆O和圆M外离时,|PQ|的最小值为|OM|-r-R=1,此时r=3;
当圆O和圆M内含时,|PQ|的最小值为r-|OM|-R=1,此时r=9,所以C中说法不正确.
对于D,当r=2时,直线PQ的斜率取最大值的情况如图,易证△OPD≌△MQD,
又|OM|=6,所以|DM|=3.
在Rt△QDM中,可得|QD|= = ,所以tan∠QDM= = ,
即直线PQ的斜率的最大值为 ,所以D中说法正确.故选BD.
归纳总结 圆与圆的位置关系判断
设两圆的圆心距为d,两圆的半径分别为R,r(R>r),则
位置关系 图形 公共点个数 d,R,r的关系 公切线条数
外离 0 d>R+r 4
外切 1 d=R+r 3
相交 2 R-r<d<
R+r 2
内切 1 d=R-r 1
内含 0 d<R-r 0
题型34 隐圆问题
例 (多选) 已知两定点A(-2,0),B(1,0),动点M满足条件|MA|=2|MB|,
其轨迹是曲线C,过B作直线l交曲线C于P,Q两点,则下列结论正确的是 ( )
A.|PQ|的取值范围是[2 ,4]
B.当点A,B,P,Q不共线时,△APQ面积的最大值为6
C.当直线l的斜率k≠0时,AB平分∠PAQ
D.tan∠PAQ的最大值为
ACD
解析 设M(x,y),
因为|MA|=2|MB|,所以 =2 ,整理可得(x-2)2+y2=4,
可知曲线C是以C(2,0)为圆心,2为半径的圆.
对于选项A,因为(1-2)2+02=1<4,所以点B在曲线C内,则直线l与曲线C必相交,
|PQ|的最大值为2r=4(直线l过圆心),最小值为2 =2 (l与x轴垂直),
所以|PQ|的取值范围是[2 ,4],故A正确;
由题意设l:x=my+1,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立方程得
消去x可得(m2+1)y2-2my-3=0,
则y1+y2= ,y1y2=- .
对于选项B,|y1-y2|= = ,
令t= ,t≥ ,
则m2= ,
可得|y1-y2|= = = ,
因为f(t)=t+ 在[ ,+∞)内单调递增,
所以f(t)的最小值为f( )= ,
即t+ ≥ ,则|y1-y2|= ≤2 ,
则S△APQ= |AB|·|y1-y2|≤ ×3×2 =3 ,
所以△APQ面积的最大值为3 ,故B错误;
对于选项C,因为kPA+kAQ= + = + = ,
又因为y1+y2= ,y1y2=- ,
则2my1y2+3(y1+y2)=2m + =0,
即kPA+kAQ=0,可知∠PAB=∠QAB,所以AB平分∠PAQ,故C正确;
对于选项D,由题意知A,P,Q三点不共线,因为AB平分∠PAQ,所以∠PAQ=2∠PAB.
当PA与C相切时,∠PAB取到最大值,
此时sin∠PAB= = = ,又∠PAB为锐角,则∠PAB= ,即∠PAB的最大值为 ,
则∠PAQ的最大值为 ,
所以tan∠PAQ的最大值为tan = ,故D正确.故选ACD.
归纳总结 常见的隐圆类型
1.定长对定点(圆的定义):平面内到定点的距离等于定长的点的轨迹是圆;
2.定长对定角:平面内动点M到两个定点A,B的张角为直角,即∠AMB= ,则点M的轨迹
为圆;
3.定长对定比(阿氏圆):平面内动点M到两个定点A,B的距离之比为大于0且不等于1的
常数,即 =λ(λ>0且λ≠1),则点M的轨迹为圆.
题型35 椭圆、双曲线的离心率问题
角度1 椭圆的离心率或范围
例1 已知F1,F2是椭圆C: + =1(a>b>0)的左,右焦点,A是C的左顶点,
点P在过A且斜率为 的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为
( )
A. B. C. D.
D
解析 解法一因为△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,所以|PF2|=|F1F2|=2c,
由AP的斜率为 得tan∠PAF2= ,
所以sin∠PAF2= ,cos∠PAF2= ,
在△PAF2中,由正弦定理得 = ,
则 = = = ,则a=4c,e= .
解法二如图,过点P向x轴作垂线,垂足为M,
因为△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,
所以|PF2|=|F1F2|=2c,
所以|F2M|=c,|PM|= c,
由AP的斜率为 得tan∠PAF2= ,
所以在△PAM中, = ,
所以a=4c,e= ,故选D.
例2 已知椭圆C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆C上一点,且|PF1|=
4|PF2|,则椭圆C的离心率的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
D
思路导引
解析 因为|PF1|=4|PF2|,|PF1|+|PF2|=2a,所以4|PF2|+|PF2|=2a,
故|PF2|= ,|PF1|= ,
因为|PF1|∈[a-c,a+c],所以a-c≤ ≤a+c,
即1-e≤ ≤1+e,解得e≥ ,
又因为e∈(0,1),所以e∈ .
故选D.
角度2 双曲线的离心率或范围
例3 设F1,F2是双曲线C: - =1(a>0,b>0)的左、右焦点,O是坐标原
点.过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P.若|PF1|= |OP|,则C的离心率为 ( )
A. B. C.2 D.
B
思路导引
解析 由题可知|PF2|=b,|OF2|=c,
∴|OP|=a.
在Rt△POF2中,cos∠PF2O= = ,
在△PF1F2中,cos∠PF2O= = ,
∴ = ⇒c2=3a2,
∴e= .
故选B.
例4 已知双曲线C: - =1(a>0,b>0),若双曲线不存在
以点(2a,a)为中点的弦,则双曲线离心率e的取值范围是_________.
思路导引 满足过点(2a,a)的直线与双曲线至多有一个交点即可.
解析 由题意得点(2a,a)在双曲线外部或在双曲线上,则 - ≤1,得 ≤ .
假设存在以点(2a,a)为中点的弦,
设弦与双曲线交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
则 =2a, =a,由点A(x1,y1),B(x2,y2)在双曲线上得
两式作差得 = ,
∴kAB= = = = .
∵不存在该中点弦,∴直线AB与双曲线至多有一个交点,则 ≥ , ≥ ,
∴ ≤ ≤ ,∵e= = ,∴ ≤e≤ ,即 ≤e≤ .
角度3 椭圆、双曲线的离心率综合问题
例5 已知e1,e2分别为椭圆 + =1(a>b>0)和双曲线 - =1的离
心率,双曲线渐近线的斜率不超过 ,则 的最大值是 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
B
解析 由椭圆 + =1(a>b>0)的离心率e1= = ,双曲线 - =1的离心率e2= =
,可得 = = .
令k= ,因为双曲线的渐近线的斜率不超过 ,所以 ≤ ,则0<k2≤ ,
此时 = =-1+ ∈(1,9],
即 ∈(1,3],则 的最大值是3.故选B.
归纳总结 求椭圆或双曲线离心率的方法
椭圆 双曲线
定义法 通过已知条件列出方程(组),求得a,c的值,再根据e= 直接求解
e= e=
构建关于
a,c的齐
次式法 由已知条件得出关于a,c的齐次方程或齐次不等式,然后转化为关于e的方程
或不等式求解
题型36 焦点三角形问题
例 (多选)已知椭圆C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1(-c,0),F2(c,0),以F1F2为直
径的圆与C在第一象限内交于点P,延长线段PF2交C于点Q.若|PF2|=2|QF2|,则
( )
A.|QF2|+|PF1|=|QF1|
B.△PQF1的面积为 a2
C.椭圆C的离心率为
D.直线QF1的斜率为-
ACD
解析 对于A,由椭圆的定义可得,|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a,又|PF2|=2|QF2|,
所以|QF2|+|PF1|=|QF1|,故A正确;
对于B,设|QF2|=x(x>0),则|PF2|=2x.
因为|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a,
所以|PF1|=2a-2x,|QF1|=2a-x.
因为F1F2为圆的直径,所以∠F1PQ=90°,
在Rt△PF1Q中, +|PQ|2= ,
即(2a-2x)2+(3x)2=(2a-x)2,整理得a=3x,
所以 = ·|PQ|·|PF1|= ·3x·(2a-2x)= a2,故B错误;
对于C,在Rt△PF1F2中,|PF1|=2a-2x= ,|PF2|= .由 + = ,即 + =
(2c)2,解得e2= = ,即e= ,故C正确;
对于D,在Rt△PF1F2中,tan∠PF1F2= = = ,在Rt△PF1Q中,tan∠PF1Q= = =
,所以tan∠F2F1Q=tan(∠PF1Q-∠PF1F2)= = = ,所以直线
QF1的斜率为k=tan(180°-∠F2F1Q)=-tan∠F2F1Q=- ,故D正确.故选ACD.
归纳总结 椭圆、双曲线焦点三角形的相关结论
曲线 椭圆 双曲线
图形
面积 |PF1‖PF2|=
,
S= |PF1‖PF2|·sin θ=b2tan |PF1‖PF2|= ,S=
离心率 e=
=
= e=
=
=
题型37 双曲线的渐近线问题
例1 已知双曲线C: - =1(a>0,b>0)的右焦点为F,左、右顶点分
别为A1,A2,点M在C上且MF⊥x轴,直线MA1,MA2与y轴分别交于点P,Q,若3|OQ|=4|OP|(O
为坐标原点),则C的渐近线方程为 ( )
A.y=±2 x B.y=±2 x
C.y=±4 x D.y=±2 x
C
解析 由题意知F(c,0),A1(-a,0),A2(a,0),
因为MF⊥x轴,
所以xM=c,则有 - =1,解得yM=± ,
不妨令M在第一象限,则M ,
直线MA1的斜率为 = = ,
所以直线MA1的方程为y= (x+a),
令x=0,可得y= ,所以|OP|= .
直线MA2的斜率为 = = ,
所以直线MA2的方程为y= (x-a),
令x=0,可得y=- ,
所以|OQ|= ,
由3|OQ|=4|OP|可得 = ,解得c=7a,
所以c2=a2+b2=49a2,解得 =48,即 =4 ,
所以C的渐近线方程为y=±4 x.故选C.
例2 已知双曲线C: - =1(a>0,b>0)的焦距为2c,F1,F2为其左、右焦点,直线l经过点
(0,b)且斜率为1,若l上存在点P满足|PF1|-|PF2|=2b,则C的离心率的取值范围为( )
A.(1, ) B.( , ) C.(1, ) D.( ,+∞)
A
思路导引 |PF1|-|PF2|=2b 点P在某双曲线(不是双曲线C)上,该双曲线的焦点也是F1,
F2 涉及直线与双曲线的交点问题,可借助渐近线分析.
解析 由题意,满足|PF1|-|PF2|=2b的点P在双曲线 - =1(b>0,a>0)的右支上,所以直线l
与该双曲线右支有交点.如图,直线l的斜率是1,双曲线 - =1(b>0,a>0)的渐近线是y=
± x,由图可知要使l与该双曲线右支有交点,只需1< ,所以a>b,从而a2>b2=c2-a2,故 <2,
所以e< ,又e>1,所以1<e< .
归纳总结 借助渐近线分析直线与双曲线的交点个数
1.当直线l过原点时,若其斜率k∈ ∪ ,则直线l与双曲线没有交点,如图1;
若k∈ ,则直线l与双曲线有两个关于原点对称的交点,如图2.
2.当直线l过双曲线内部定点P时,若直线l的斜率k=± ,即l与渐近线平行,则l与双曲线有
1个交点,如图3中的l1和l2;若直线l的斜率k∈ ,则直线l与双曲线的两支各有1个交
点,如图3中的l;若k∈ ∪ ,则直线与双曲线的同支有2个交点,如图4中的l.
3.当直线过双曲线外部定点P(不与原点重合)时,分析交点个数还需借助切线(过点P与
双曲线相切的直线).
题型38 抛物线的焦点弦问题
例1 抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线l交抛物线
于A,B两点,则|AF|+4|BF|的最小值为 ( )
A.5 B.9 C.8 D.10
B
思路导引 AB过焦点 + = =1 求|AF|+4|BF|的最小值.
解析 由抛物线焦点弦性质可得 + = =1,则|AF|= ,
所以|AF|+4|BF|= +4|BF|,
令m=|BF|,m>1,
所以|AF|+4|BF|= +4m= +4(m-1)+4=5+4(m-1)+ ≥5+2 =9,当
且仅当4(m-1)= ,即m= 时等号成立.
所以|AF|+4|BF|的最小值为9.故选B.
例2 (多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与抛物线C交
于A、B两点,则下列说法正确的是( )
A.若F(1,0),则l:x=-
B.若F(1,0),则弦AB最短长度为4
C.存在以AB为直径的圆与l相交
D.若直线AB:y= ,且A点在x轴的上方,则 =3
BD
解析 对于A,若F(1,0),则 =1,故l:x=- =-1,故A中说法错误.
对于B,若F(1,0),则 =1⇒p=2,则抛物线方程为y2=4x,设过点F(1,0)的直线方程为x=my+
1,联立 消x可得y2-4my-4=0,Δ=16m2+16>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4m,故|AB|=
x1+x2+p=m(y1+y2)+4=4m2+4≥4,故当m=0时,弦AB长度最短,为4,故B中说法正确.
对于C,设AB的中点为E,直线AB的方程为x=ky+ ,联立 消x可得y2-2pky-p2=0,Δ
=4p2k2+4p2>0,设A(x3,y3),B(x4,y4),则y3+y4=2pk,所以x3+x4=k(y3+y4)+p=2pk2+p,
所以E ,
则点E 到准线l:x=- 的距离为pk2+p,而 = = =
=pk2+p,
故以AB为直径的圆与l相切,故C中说法错误.
对于D,联立 消y可得3x2-5px+ =0,解得x= 或x= ,由于A点在x轴的上
方,所以xA= ,xB= ,故A ,B ,又F ,
所以 =(-p,- p), = ,
所以 =3 ,故D中说法正确.故选BD.
归纳总结
如图,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,l为准线,过点F的直线与抛物线交于A,B两点.
则:
1.以AB为直径的圆M与准线l相切;
2.以AF为直径的圆C与y轴相切;
3.以BF为直径的圆D与y轴相切;
4.圆C与圆D外切,圆C与圆D分别与圆M内切.
题型39 点差法与中点弦
例1 已知直线l:x-y+3=0与双曲线C: - =1(a>0,b>0)交于A,B两
点,点P(1,4)是弦AB的中点,则双曲线C的渐近线方程是 ( )
A.y=± x B.y=±2x C.y=± x D.y=±4x
B
思路导引 P(1,4)是弦AB中点 kAB= · 得a与b的关系 得渐近线
方程.
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),
则 - =1, - =1,
两式相减可得 = ,
所以kAB= = · .
由点P(1,4)是弦AB的中点,且直线l:x-y+3=0,可得x1+x2=2,y1+y2=8,y1-y2=x1-x2,
即有b2=4a2,b=2a,经验证,此时直线与双曲线有两个交点.
故双曲线的渐近线方程为y=±2x.故选B.
例2 (多选)已知双曲线Γ: -y2=1,对于点P,若Γ上存在两个点M、N,使得P为线段MN的
中点,则称P为Γ的一个“τ”点,下列各点中,是Γ的“τ”点的为 ( )
A.(1,0) B.(2,1) C.(2,2) D.(3,1)
CD
解析 设M(x1,y1),N(x2,y2),若MN⊥x轴,则线段MN的中点在x轴上.
对于A选项,若(1,0)为Γ的一个“τ”点,则y1+y2=0,可得y2=-y1,
此时MN⊥x轴或MN过原点,
若MN⊥x轴,则直线MN的方程为x=1,但直线x=1与双曲线Γ无公共点,
若MN过原点,则线段MN的中点为原点,不符合题意,A不满足题意.
由题意可知直线MN的斜率存在,
由M,N在Γ上得 两式作差可得 =(y1-y2)(y1+y2),
则kMN= = · .
若(2,1)为Γ的一个“τ”点,
则直线MN的方程为y-1= (x-2),
即y= x,
此时,直线MN过原点,则M、N关于原点对称,与假设矛盾,B不满足题意;
若(2,2)为Γ的一个“τ”点,
则kMN= = ,
则直线MN的方程为y-2= (x-2),
即y= x+ ,
联立 消去y可得3x2-12x-52=0,
Δ=(-12)2+4×3×52>0,C满足题意;
若(3,1)为Γ的一个“τ”点,
则kMN= = ,
则直线MN的方程为y-1= (x-3),即y= x- ,
联立 消去y可得5x2-30x+41=0,Δ=(-30)2-4×5×41>0,D满足题意.故选CD.
归纳总结
1.求解与中点弦有关问题的两种方法
(1)方程组法:联立直线方程和圆锥曲线方程,消元(x或y)成为二次方程之后,结合根与系
数的关系,建立等式关系或不等式关系.
(2)点差法:若题中已有直线与圆锥曲线相交和被截线段的中点坐标时,可设出直线和圆
锥曲线的两个交点坐标,代入圆锥曲线的方程并作差,从而求出直线的斜率,然后利用中
点求出直线方程.“点差法”的常见题型有:求中点弦方程、求(过定点、平行弦)弦中
点轨迹、垂直平分线问题.“点差法”中必须保证判别式Δ大于零.
2.中点弦的常见结论
设AB为圆锥曲线的弦,点M(x0,y0)为弦AB的中点,O为坐标原点.
标准方程 结论
+ =1(a>b>0) kAB·kOM=-
+ =1(a>b>0) kAB·kOM=-
- =1(a>0,b>0) kAB·kOM=
- =1(a>0,b>0) kAB·kOM=
y2=2px(p≠0) kAB=
x2=2py(p≠0) kAB=
题型40 圆锥曲线定义的拓展
例 已知点M,N是椭圆C: + =1(a>b>0)上的两点,且线段MN恰为圆x2+y2=r2(r>0)的一
条直径,A为椭圆C上与M,N不重合的一点,且直线AM,AN的斜率之积为- ,则椭圆C的离
心率为_________.
解析 解法一如图,设A(x0,y0),M(x1,y1),N(-x1,-y1),
则 + =1, + =1.
两式相减得 + =0,
即 =- .
∵直线AM,AN的斜率之积为- ,
∴ · =- ,∴- =- .
∴椭圆的离心率e= = = = = .
解法二根据题目条件可知点M,N是椭圆C: + =1(a>b>0)上关于原点对称的两点,又
由于A为椭圆C上与M,N不重合的一点,且直线AM,AN的斜率之积为- ,故根据椭圆的第
三定义可知kAM·kAN=e2-1=- .
∵椭圆离心率e∈(0,1),∴e= ,
即椭圆C的离心率为 .
延伸拓展
1.圆锥曲线的第二定义及相关结论
(1)椭圆的第二定义:若点M(x,y)与定点F(c,0)(或F'(-c,0))的距离和它到定直线l:x= 或
l':x=- 的距离的比是常数 (0<c<a),则点M的轨迹是椭圆.其中,定点F(c,0)是椭圆的一
个焦点,直线l:x= 称为相应于焦点F的准线;定点F'(-c,0)是椭圆的另一个焦点,直线l':x=
- 称为相应于焦点F'的准线.
双曲线的第二定义:若点M(x,y)与定点F(c,0)(或F'(-c,0))的距离和它到定直线l:x= 或
l':x=- 的距离的比是常数 (0<a<c),则点M的轨迹是双曲线.其中,定点F(c,0)是双曲线
的一个焦点,直线l:x= 称为相应于焦点F的准线;定点F'(-c,0)是双曲线的另一个焦点,
直线l':x=- 称为相应于焦点F'的准线.
(2)与圆锥曲线第二定义有关的结论
图形 焦半径
|PF1|=e|PA|=e =a+ex,|PF2|=
e|PB|=e =a-ex
|PF2|=e|PB|
=e(|BN|-|PN|)=
e ,
解得|PF2|= ,
同理得|QF2|=
图形 焦半径
|PF2|=e|PA|=e(|AN|-|PN|)=e c- -
|PF2|·cos(π-θ) ,
解得|PF2|= ,
同理得|QF2|= (Q为直线PF2与
双曲线的另一个交点)
2.圆锥曲线的第三定义
(1)椭圆的第三定义:平面内与两个定点A1(m,n),A2(-m,-n)的斜率乘积等于常数e2-1(0<e<
1)的动点P(x,y)的轨迹叫做椭圆(其中x≠±m).
(2)双曲线的第三定义:平面内与两个定点A1(m,n),A2(-m,-n)的斜率乘积等于常数e2-1(e>
1)的动点P(x,y)的轨迹叫做双曲线(其中x≠±m).
$$