内容正文:
专题3.1圆锥曲线的标准方程与几何性质(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
椭圆的标准方程
1、能根据焦点位置、a/b/c关系、顶点/焦点坐标等条件,精准求解椭圆标准方程;
2、能清晰区分焦点在x轴与y轴的方程形式
基础必考点,多以选择/填空形式出现;高频易错:混淆a/b/c关系(错记为c²=a²+b²)、误判焦点位置
椭圆的几何性质
1、掌握椭圆离心率(0<e<1)、顶点、对称性、点的坐标范围等性质;
2、能根据已知条件求解离心率及范围
高频考点,选择/填空、解答题均可能涉及;命题趋势:常结合焦点三角形、弦长等条件求离心率范围
双曲线的标准方程
1、能根据焦点位置、渐近线、a/b/c关系等条件求解标准方程;
2、会用渐近线系方程(含λ≠0)简化计算
基础重点考点,小题、解答题第一问常见;高频易错:与椭圆a/b/c关系混淆、漏写渐近线系方程中的λ≠0
双曲线的几何性质
1、熟练求解双曲线渐近线方程;掌握离心率(e>1)性质;
2、能结合渐近线、焦点等条件计算离心率及范围
重点难点考点,选择/填空压轴题及解答题常考;命题趋势:多结合渐近线与离心率的关联命题,忽略双曲线单支限制易丢分
抛物线的标准方程
1、能根据开口方向、焦点坐标、准线方程等条件精准求解标准方程;
2、明确p的几何意义(焦点到准线距离)并正确代入计算
基础必考点,小题为主;高频易错:混淆开口方向对应的方程形式、写错焦点/准线符号、忽略p>0条件
抛物线的几何性质
掌握抛物线的对称性、离心率(e=1)等性质;熟练运用定义转化“点到焦点距离”与“点到准线距离”
高频核心考点,各类题型均有涉及;命题趋势:常结合“将军饮马模型”考查距离最值
知识点01 椭圆的标准方程与几何性质
1、椭圆的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
(2)集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a>|F1F2|时,M点的轨迹为椭圆;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹为线段F1F2;
③当2a<|F1F2|时,M点的轨迹不存在.
2、椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
图形
性
质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
离心率
e=,且e∈(0,1)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
·易错点:分不清焦点在x轴和y轴的标准方程,记错a,b,c的关系(a2=b2+c2),把b2写成c2−a2(和双曲线混淆).
3、椭圆中的几个常用结论
(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为,过焦点最长弦为长轴.
(2)过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
(3)与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的椭圆方程为+=1(λ>-b2).
(4)焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.
若r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
①当r1=r2,即点P为短轴端点时,θ最大;
②S=|PF1||PF2|sin θ=c|y0|,当|y0|=b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;
③△PF1F2的周长为2(a+c).
知识点02 双曲线的标准方程与几何性质
1、双曲线的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)的距离之差的绝对值为非零常数2a(2a<2c)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点.
(2)集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
③当2a>|F1F2|时,M点不存在.
·易错点:混淆“双曲线的支”,比如设点时忽略点在左支还是右支,导致距离计算错误.
2、双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
图形
性质
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴,对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞)
实、虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;
线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;
a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
·易错点:分不清焦点在x轴和y轴的标准方程,始终牢记“正项分母”对应焦点所在轴.
3、双曲线中的几个常用结论
(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,异支的弦中最短的为实轴,其长为2a.
(4)设P,A,B是双曲线上的三个不同的点,其中A,B关于原点对称,直线PA,PB斜率存在且不为0,则直线PA与PB的斜率之积为.
(5)P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则,其中θ为∠F1PF2.
(6)等轴双曲线
①定义:中心在原点,以坐标轴为对称轴,实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
②性质:a=b;e=;渐近线互相垂直;等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
(7)共轭双曲线
①定义:若一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴,那么这两条双曲线互为共轭双曲线.
②性质:它们有共同的渐近线;它们的四个焦点共圆;它们的离心率的倒数的平方和等于1.
知识点03 抛物线的标准方程与几何性质
1、抛物线的定义:满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线:
(1)在平面内;(2)动点到定点F的距离与到定直线l的距离相等;(3)定点不在定直线上.
2、抛物线的标准方程与几何性质
标准
方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
焦半径
(其中P(x0,y0))
|PF|=x0+
|PF|=-x0+
|PF|=y0+
|PF|=-y0+
·易错点:容易记错开口方向对应的标准方程.
3、抛物线中的几何常用结论
(1)设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦.
①以弦AB为直径的圆与准线相切.
②以AF或BF为直径的圆与y轴相切.
③通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦.
(2)过x2=2py的准线上任意一点D作抛物线的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB过点.
题型一 与椭圆有关的轨迹问题
解|题|技|巧
与椭圆有关的轨迹问题,核心是根据已知条件(如距离关系、角度关系、位置约束等),推导满足椭圆定义或符合椭圆方程特征的动点轨迹.解题的关键在于“转化条件”——将几何约束转化为代数方程,或直接匹配椭圆的定义.
【例题1】(24-25高二下·云南保山·期末)已知向量,,,当与垂直时,点的轨迹为( )
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【变式1-1】(24-25高二上·吉林长春·期末)已知点P是:上的动点,点,的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(24-25高二下·云南·期末)已知动圆与圆内切,同时与圆外切,则动圆的圆心轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(24-25高二上·福建莆田·期末)在圆上任取一点P,过点P作x轴的垂线段,D为垂足,M是线段上的点,且,当点P在圆上运动时,则点M的轨迹方程是( )
A.+=1(y) B.+=1(y)
C.+=1(y) D.+=1(y)
题型二 椭圆中的“焦点三角形”问题
解|题|技|巧
椭圆的焦点三角形的求解思路:
(1)关于椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义式求解椭圆的焦点三角形的常用方法;
(2)在椭圆中,焦点三角形引出的问题很多,在处理这些问题时,经常利用定义结合正弦定理、余弦定理及勾股定理来解决,还经常用到配方法、解方程及把看成一个整体等.
【例题2】(24-25高二上·山东烟台·期末)已知分别为椭圆的左、右焦点,直线与交于两点,则平行四边形的周长为( )
A. B.8 C. D.16
【变式2-1】(24-25高二下·安徽滁州·期末)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【变式2-2】(24-25高二上·四川成都·期末)已知为椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点.若点的横坐标为,则的面积为( )
A. B. C. D.4
【变式2-3】(24-25高二上·贵州黔西·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6 B.面积的最大值为
C.的取值范围为 D.的最小值为
题型三 椭圆中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
椭圆中“距离和的最值”主要分为“椭圆上一点到两定点的距离和”和“椭圆内一点到椭圆上一点与焦点的距离和”,核心解法“利用椭圆定义转化为两点间距离”(几何法),避免代数硬算.
椭圆中“距离差的最值”主要是“椭圆上一点到两个定点的距离差”和“椭圆上一点到两焦点的距离差”,核心解法是“三角形三边关系”(几何法),注意椭圆的封闭性导致距离差的范围有限制.
【例题3】(24-25高二上·湖北·月考)已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(24-25高二上·辽宁朝阳·期末)已知椭圆的右焦点为,为椭圆上任意一点,点的坐标为,则的最大值为( )
A. B.5 C. D.
【变式3-2】(24-25高二上·天津·期中)已知是椭圆上一动点,是圆上一动点,点,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式3-3】(25-26高二上·北京·期中)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
题型四 椭圆标准方程的性质与求解
解|题|技|巧
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
【例题4】(24-25高二下·上海·期末)方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(24-25高二上·浙江杭州·期末)若方程表示椭圆,则m的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.
【变式4-2】(24-25高二上·湖北武汉·期末)阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4-3】(24-25高二下·湖南湘西·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,过右焦点的直线交于两点,且,,则椭圆的标准方程为 .
题型五 求椭圆离心率的值或范围
解|题|技|巧
1、求椭圆离心率的3种方法
(1)直接求出a,c来求解e.通过已知条件列方程组,解出a,c的值.
(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的一元二次方程求解.
(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
2、求椭圆离心率范围的2种方法
(1)几何法:利用椭圆的几何性质,设P(x0,y0)为椭圆+=1(a>b>0)上一点,则|x0|≤a,a-c≤|PF1|≤a+c等,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系,适用于题设条件有明显的几何关系;
(2)直接法:根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系式,适用于题设条件直接有不等关系.
【例题5】(24-25高二下·河南商丘·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为是椭圆上任意一点.若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点为椭圆上位于第一象限内的一点,若,(为坐标原点),则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,点在上,点在轴上,,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(24-25高二上·广东汕头·期末)已知、分别为椭圆的左、右焦点,为右顶点,、为上、下顶点,若在线段上存在(不含端点),使得,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型六 利用定义求双曲线的轨迹方程
解|题|技|巧
1、定义法:找焦点算2c,定距离差2a,验证0<2a<2c,用c2=a2+b2写标准方程;无绝对值则为单支;
2、待定系数法:焦点明确设对应标准式,不明设或渐近线系式,代入求参;
3、相关点法:设动点、相关点,用表示,代入Q的双曲线方程化简
【例题6】(24-25高二上·江苏·期中)方程的化简结果为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高二下·河南安阳·开学考)动圆P过定点M(0,2),且与圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(24-25高二上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
题型七 双曲线的“焦点三角形”问题
解|题|技|巧
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出;
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式;
③通过配方,利用整体的思想求出的值;
④利用公式求得面积.
(2)利用公式求得面积.
(3)若双曲线中焦点三角形的顶角,则面积,结论适用于选择或填空题.
【例题7】(24-25高二上·江苏泰州·期中)已知双曲线C:的左右焦点为,过的直线与双曲线的右支交于两点,若,则的周长为( )
A.12 B.14 C.10 D.8
【变式7-1】(24-25高二上·山东·期中)已知分别是双曲线的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于4,则( )
A. B.2 C. D.4
【变式7-2】(25-26高二上·安徽·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,, ,且直线为内切圆的一条切线,则内切圆的半径为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式7-3】(24-25高二上·河南·月考)已知为坐标原点,双曲线的左、右焦点分别为,,以线段为直径的圆与在第一象限内的交点为.若,则点到直线的距离为( )
A. B.1 C. D.2
题型八 双曲线中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
双曲线中距离和差的最值问题,核心是利用双曲线定义(距离差为定值)和几何性质(两点间线段最短、三角形三边关系)转化距离表达式,避免直接代数运算的繁琐,关键在于判断动点位置与双曲线支的对应关系.
【例题8】(24-25高二上·江西·月考)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】(24-25高二上·四川宜宾·期末)已知圆上有一动点,双曲线的左焦点为,且双曲线的右支上有一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(24-25高二上·贵州铜仁·月考)若是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .
【变式8-3】(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
题型九 双曲线标准方程性质与求解
解|题|技|巧
1、由双曲线标准方程求参数范围
(1)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(2)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(3)已知方程所代表的曲线,求参数的取值范围时,应先将方程转化为所对应曲线的标准方程的形式,再根据方程中参数取值范围的要求,建立不等式(组)求解参数的取值范围.
2、待定系数法求双曲线标准方程
【例题9】(24-25高二下·湖南长沙·期末)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【变式9-1】(24-25高二上·北京怀柔·期末)“”是“方程表示焦点在轴上的双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式9-2】(25-26高二上·江西宜春·期中)已知双曲线的一个焦点是,渐近线方程为,则的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式9-3】(24-25高二上·天津·期末)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B. C. D.
题型十 求双曲线离心率的值或范围
解|题|技|巧
1、求双曲线的离心率或其范围的方法
(1)求a,b,c的值,由==1+直接求e.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助b2=c2-a2消去b,然后转化成关于e的方程(或不等式)求解,注意e的取值范围.
(3)因为离心率是比值,所以可以利用特殊值法.例如,令a=1,求出相应c的值,进而求出离心率,能有效简化计算.
(4)通过特殊位置求出离心率.
2、双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线的斜率k与离心率e的关系:
当k>0时,k=== =;当k<0时,k=-=-.
【例题10】(24-25高二下·甘肃定西·期末)若双曲线的一条渐近线方程为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式10-1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知双曲线左、右顶点分别为.若直线与两条渐近线分别交于,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【变式10-2】(24-25高二上·浙江杭州·期末)设椭圆与双曲线的离心率分别为,双曲线渐近线的斜率小于,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-3】(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知点是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在一点满足,则该双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型十一 抛物线的定义及应用
解|题|技|巧
1、利用抛物线的定义解决问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.即“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”.
2、注意灵活运用抛物线上一点P(x,y)到焦点F的距离|PF|=|x|+或|PF|=|y|+.
【例题11】(24-25高二上·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,若抛物线上一点到直线的距离为5,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式11-1】(24-25高二上·福建福州·期末)已知为抛物线的焦点,点在上,且,则点到轴的距离为( )
A.2 B.3 C. D.4
【变式11-2】(25-26高二上·河南·期中)抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B.3 C.4 D.6
【变式11-3】(24-25高二下·内蒙古包头·期末)已知抛物线的焦点为F,准线为l,过抛物线上一点P作且垂足为Q,若,则( )
A. B. C. D.
题型十二 求抛物线的标准方程
解|题|技|巧
1、定义法
根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.
2、待定系数法
(1)根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;
(2)当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x轴上的抛物线,若开口方向不确定需分为y2=-2px(p>0)和y2=2px(p>0)两种情况求解.
另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).
【例题12】(24-25高二上·北京平谷·期末)以为焦点的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
【变式12-1】(24-25高二上·甘肃·期末)已知抛物线经过点,则抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【变式12-2】(24-25高二下·江苏南京·期末)抛物线的顶点为坐标原点,焦点在轴上,直线交于,两点,的准线交轴于点,若,则的方程为( )
A. B. C. D.
【变式12-3】(24-25高二下·青海西宁·期末)已知抛物线的焦点为,是抛物线上一点,以点为圆心的圆与直线相切于点.若,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
题型十三 抛物线中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
解决这类问题的关键是:距离转化
1、统一距离类型:根据抛物线定义,将抛物线上任意一点P到焦点F的距离(|PF|),转化为该点到准线的距离(),即;
2、转化目标:通过上述转化,将原本含“焦点距离”的复杂和差问题,转化为仅含“点到直线距离”或“两点间距离”的平面几何最值问题,利用“两点之间线段最短”或“点到直线垂线段最短”求解.
【例题13】(25-26高二上·辽宁葫芦岛·月考)已知为抛物线上的动点,为的焦点,点,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式13-1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为是该抛物线上一动点,且的最小值为1,点,则的最小值为( )
A. B.4 C.2 D.
【变式13-2】(24-25高二下·广西南宁·期末)已知抛物线的焦点为,点在该抛物线上,点在圆上,则的最小值为( )
A.13 B.9 C.11 D.10
【变式13-3】(24-25高二上·河南焦作·期末)已知是抛物线上一动点,若点到轴的距离为,到圆上的动点的距离为,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
题型十四 抛物线的几何性质及应用
解|题|技|巧
1、涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
2、与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.
【例题14】(24-25高二下·江苏南京·期末)已知抛物线上一点A的横坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为( )
A.5 B.6 C. D.4
【变式14-1】(25-26高二上·辽宁锦州·月考)已知点为抛物线的焦点,为的准线,为上一点,过作的垂线,垂足为M.若,则( )
A. B.3 C.2 D.6
【变式14-2】(25-26高二上·河北·月考)如图,是抛物线上一点,是抛物线的焦点,,则( )
A.8 B.4 C. D.
【变式14-3】(24-25高二下·甘肃兰州·期末)已知抛物线的焦点为,准线为,是上一点,直线与交于点,若,则( )
A. B. C. D.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·河南·月考)已知曲线上任意一点都满足关系式,则曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)已知为抛物线上一点,为抛物线的焦点,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·安徽芜湖·期末)如图,、是椭圆:与双曲线:的公共焦点,A、B分别是、在第二、四象限的公共点,若四边形为矩形,则的离心率是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二上·江苏·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6
B.面积的最大值为
C.的取值范围为
D.的最小值为
5.(23-24高二上·吉林长春·期末)(多选)已知曲线:,下列说法正确的是( )
A.若,则是焦点在轴上的椭圆
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线
D.若,,则是两条直线
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·山东泰安·期末)已知是椭圆的左,右焦点,点是椭圆上一点,且,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·甘肃定西·期末)若方程表示的曲线是抛物线,则( )
A.
B.的顶点坐标为
C.的焦点坐标为
D.直线为的准线
3.(24-25高二下·安徽宣城·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支相交于点,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为N,M,且为线段的中点,,则此双曲线的离心率为 .
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025·北京·高考真题)双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
3.(2025·全国二卷·高考真题)设抛物线的焦点为点A在C上,过A作的准线的垂线,垂足为B.若直线BF的方程为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.(2025·北京·高考真题)已知抛物线的顶点到焦点的距离为3,则 .
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专题3.1圆锥曲线的标准方程与几何性质(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
椭圆的标准方程
1、能根据焦点位置、a/b/c关系、顶点/焦点坐标等条件,精准求解椭圆标准方程;
2、能清晰区分焦点在x轴与y轴的方程形式
基础必考点,多以选择/填空形式出现;高频易错:混淆a/b/c关系(错记为c²=a²+b²)、误判焦点位置
椭圆的几何性质
1、掌握椭圆离心率(0<e<1)、顶点、对称性、点的坐标范围等性质;
2、能根据已知条件求解离心率及范围
高频考点,选择/填空、解答题均可能涉及;命题趋势:常结合焦点三角形、弦长等条件求离心率范围
双曲线的标准方程
1、能根据焦点位置、渐近线、a/b/c关系等条件求解标准方程;
2、会用渐近线系方程(含λ≠0)简化计算
基础重点考点,小题、解答题第一问常见;高频易错:与椭圆a/b/c关系混淆、漏写渐近线系方程中的λ≠0
双曲线的几何性质
1、熟练求解双曲线渐近线方程;掌握离心率(e>1)性质;
2、能结合渐近线、焦点等条件计算离心率及范围
重点难点考点,选择/填空压轴题及解答题常考;命题趋势:多结合渐近线与离心率的关联命题,忽略双曲线单支限制易丢分
抛物线的标准方程
1、能根据开口方向、焦点坐标、准线方程等条件精准求解标准方程;
2、明确p的几何意义(焦点到准线距离)并正确代入计算
基础必考点,小题为主;高频易错:混淆开口方向对应的方程形式、写错焦点/准线符号、忽略p>0条件
抛物线的几何性质
掌握抛物线的对称性、离心率(e=1)等性质;熟练运用定义转化“点到焦点距离”与“点到准线距离”
高频核心考点,各类题型均有涉及;命题趋势:常结合“将军饮马模型”考查距离最值
知识点01 椭圆的标准方程与几何性质
1、椭圆的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
(2)集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a>|F1F2|时,M点的轨迹为椭圆;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹为线段F1F2;
③当2a<|F1F2|时,M点的轨迹不存在.
2、椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
图形
性
质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
离心率
e=,且e∈(0,1)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
·易错点:分不清焦点在x轴和y轴的标准方程,记错a,b,c的关系(a2=b2+c2),把b2写成c2−a2(和双曲线混淆).
3、椭圆中的几个常用结论
(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为,过焦点最长弦为长轴.
(2)过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
(3)与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的椭圆方程为+=1(λ>-b2).
(4)焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.
若r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
①当r1=r2,即点P为短轴端点时,θ最大;
②S=|PF1||PF2|sin θ=c|y0|,当|y0|=b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;
③△PF1F2的周长为2(a+c).
知识点02 双曲线的标准方程与几何性质
1、双曲线的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)的距离之差的绝对值为非零常数2a(2a<2c)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点.
(2)集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
③当2a>|F1F2|时,M点不存在.
·易错点:混淆“双曲线的支”,比如设点时忽略点在左支还是右支,导致距离计算错误.
2、双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
图形
性质
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴,对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞)
实、虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;
线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;
a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
·易错点:分不清焦点在x轴和y轴的标准方程,始终牢记“正项分母”对应焦点所在轴.
3、双曲线中的几个常用结论
(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,异支的弦中最短的为实轴,其长为2a.
(4)设P,A,B是双曲线上的三个不同的点,其中A,B关于原点对称,直线PA,PB斜率存在且不为0,则直线PA与PB的斜率之积为.
(5)P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则,其中θ为∠F1PF2.
(6)等轴双曲线
①定义:中心在原点,以坐标轴为对称轴,实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
②性质:a=b;e=;渐近线互相垂直;等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
(7)共轭双曲线
①定义:若一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴,那么这两条双曲线互为共轭双曲线.
②性质:它们有共同的渐近线;它们的四个焦点共圆;它们的离心率的倒数的平方和等于1.
知识点03 抛物线的标准方程与几何性质
1、抛物线的定义:满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线:
(1)在平面内;(2)动点到定点F的距离与到定直线l的距离相等;(3)定点不在定直线上.
2、抛物线的标准方程与几何性质
标准
方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点
O(0,0)
对称轴
y=0
x=0
焦点
F
F
F
F
离心率
e=1
准线方程
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
焦半径
(其中P(x0,y0))
|PF|=x0+
|PF|=-x0+
|PF|=y0+
|PF|=-y0+
·易错点:容易记错开口方向对应的标准方程.
3、抛物线中的几何常用结论
(1)设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦.
①以弦AB为直径的圆与准线相切.
②以AF或BF为直径的圆与y轴相切.
③通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p,通径是过焦点最短的弦.
(2)过x2=2py的准线上任意一点D作抛物线的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB过点.
题型一 与椭圆有关的轨迹问题
解|题|技|巧
与椭圆有关的轨迹问题,核心是根据已知条件(如距离关系、角度关系、位置约束等),推导满足椭圆定义或符合椭圆方程特征的动点轨迹.解题的关键在于“转化条件”——将几何约束转化为代数方程,或直接匹配椭圆的定义.
【例题1】(24-25高二下·云南保山·期末)已知向量,,,当与垂直时,点的轨迹为( )
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【答案】C
【解析】由题,,当与垂直时,,
∴,
化简得,点的轨迹为椭圆,故选:C.
【变式1-1】(24-25高二上·吉林长春·期末)已知点P是:上的动点,点,的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】:的圆心C为,半径,
点,,又的垂直平分线交于点M,
,
的轨迹是以为焦点,长轴长为3的椭圆,
,,
,,,
点M的轨迹方程是故选:
【变式1-2】(24-25高二下·云南·期末)已知动圆与圆内切,同时与圆外切,则动圆的圆心轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
的圆心为,半径,
的圆心为,半径,
动圆与圆内切,设动圆半径为,,
动圆与圆外切,,
,,
,动圆的轨迹是以为焦点的椭圆,
,,
动圆的轨迹方程为.故选:C.
【变式1-3】(24-25高二上·福建莆田·期末)在圆上任取一点P,过点P作x轴的垂线段,D为垂足,M是线段上的点,且,当点P在圆上运动时,则点M的轨迹方程是( )
A.+=1(y) B.+=1(y)
C.+=1(y) D.+=1(y)
【答案】A
【解析】
如图,设点,,则,
因点在圆上 ,则 (*),
又因轴,且M是线段上的点,,则,
则得,即,
将其代入(*),即得是点M的轨迹方程.故选:A.
题型二 椭圆中的“焦点三角形”问题
解|题|技|巧
椭圆的焦点三角形的求解思路:
(1)关于椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义式求解椭圆的焦点三角形的常用方法;
(2)在椭圆中,焦点三角形引出的问题很多,在处理这些问题时,经常利用定义结合正弦定理、余弦定理及勾股定理来解决,还经常用到配方法、解方程及把看成一个整体等.
【例题2】(24-25高二上·山东烟台·期末)已知分别为椭圆的左、右焦点,直线与交于两点,则平行四边形的周长为( )
A. B.8 C. D.16
【答案】C
【解析】由题意知,,由椭圆的定义知,
四边形的周长为.故选:C
【变式2-1】(24-25高二下·安徽滁州·期末)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】,,
又椭圆,
则,
.故选:D.
【变式2-2】(24-25高二上·四川成都·期末)已知为椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点.若点的横坐标为,则的面积为( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【解析】因为,所以,
又因为点的横坐标为,所以,
所以点的纵坐标为,所以.故选:C.
【变式2-3】(24-25高二上·贵州黔西·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6 B.面积的最大值为
C.的取值范围为 D.的最小值为
【答案】D
【解析】椭圆:的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,的周长为,A正确;
对于B,点到直线距离的最大值为,
则面积的最大值为,B正确;
对于C,,解得,C正确;
对于D,由,得,D错误.故选:D
题型三 椭圆中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
椭圆中“距离和的最值”主要分为“椭圆上一点到两定点的距离和”和“椭圆内一点到椭圆上一点与焦点的距离和”,核心解法“利用椭圆定义转化为两点间距离”(几何法),避免代数硬算.
椭圆中“距离差的最值”主要是“椭圆上一点到两个定点的距离差”和“椭圆上一点到两焦点的距离差”,核心解法是“三角形三边关系”(几何法),注意椭圆的封闭性导致距离差的范围有限制.
【例题3】(24-25高二上·湖北·月考)已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,取椭圆右焦点,则,
则由椭圆定义可知,
则,
当且仅当、、三点共线,且在之间时取等,
故的最大值为.故选:A.
【变式3-1】(24-25高二上·辽宁朝阳·期末)已知椭圆的右焦点为,为椭圆上任意一点,点的坐标为,则的最大值为( )
A. B.5 C. D.
【答案】B
【解析】由题意,椭圆的左焦点为,
由椭圆定义可得,所以,
因为,故在椭圆内,
所以,
当三点共线时,等号成立. 故选:B
【变式3-2】(24-25高二上·天津·期中)已知是椭圆上一动点,是圆上一动点,点,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】如图,由题意,椭圆的焦点为,,
则圆的圆心是椭圆的左焦点,
由椭圆定义得,
所以,
又,
所以.故选:B.
【变式3-3】(25-26高二上·北京·期中)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,
由M为椭圆C上任意一点,则,
又N为圆E:上任意一点,且,
则(当且仅当M、N、E共线且N在M、E之间时取等号),
又因
,
当且仅当M、N、E、共线且M、N在E、之间时等号成立.
因,,则,
故的最小值,故选:B
题型四 椭圆标准方程的性质与求解
解|题|技|巧
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
【例题4】(24-25高二下·上海·期末)方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】方程等价于,
因为方程表示焦点在y轴上的椭圆,所以,解得,
则实数k的取值范围是.故选:D.
【变式4-1】(24-25高二上·浙江杭州·期末)若方程表示椭圆,则m的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.
【答案】C
【解析】由题意得,解得且,
故m的取值范围是或.故选:C
【变式4-2】(24-25高二上·湖北武汉·期末)阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意设椭圆的标准方程为.
则,解得: ,,
所以椭圆C的标准方程为.故选:C.
【变式4-3】(24-25高二下·湖南湘西·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,过右焦点的直线交于两点,且,,则椭圆的标准方程为 .
【答案】
【解析】因为,所以,
设,则,,所以,.
因为,所以,
在中,,即,解得,
所以为等腰直角三角形,所以为椭圆的上顶点,所以,
所以,所以椭圆的标准方程为.
题型五 求椭圆离心率的值或范围
解|题|技|巧
1、求椭圆离心率的3种方法
(1)直接求出a,c来求解e.通过已知条件列方程组,解出a,c的值.
(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的一元二次方程求解.
(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
2、求椭圆离心率范围的2种方法
(1)几何法:利用椭圆的几何性质,设P(x0,y0)为椭圆+=1(a>b>0)上一点,则|x0|≤a,a-c≤|PF1|≤a+c等,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系,适用于题设条件有明显的几何关系;
(2)直接法:根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系式,适用于题设条件直接有不等关系.
【例题5】(24-25高二下·河南商丘·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为是椭圆上任意一点.若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题设,且,则,
所以.故选:B
【变式5-1】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点为椭圆上位于第一象限内的一点,若,(为坐标原点),则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图,
由,得,,
其中,所以,
可得为直角三角形,
,且,
解得,,
再由勾股定理可得:
得,.故选:D.
【变式5-2】(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,点在上,点在轴上,,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,,,,,
又,,解得,,
此时,,,,解得,
又点在上,,,,
又,即,解得,
,即.故选:
【变式5-3】(24-25高二上·广东汕头·期末)已知、分别为椭圆的左、右焦点,为右顶点,、为上、下顶点,若在线段上存在(不含端点),使得,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由已知,点,,,,,
则线段的方程为,则,
在线段上取一点,
,,
所以
,
由,得,
因为,所以,
从而,整理得,即,
即,即,
结合,解得.故选:B.
题型六 利用定义求双曲线的轨迹方程
解|题|技|巧
1、定义法:找焦点算2c,定距离差2a,验证0<2a<2c,用c2=a2+b2写标准方程;无绝对值则为单支;
2、待定系数法:焦点明确设对应标准式,不明设或渐近线系式,代入求参;
3、相关点法:设动点、相关点,用表示,代入Q的双曲线方程化简
【例题6】(24-25高二上·江苏·期中)方程的化简结果为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据,
可得点到点的距离差的绝对值等于,
结合双曲线的定义知,点的轨迹是以为焦点的双曲线,
,则,,所以,,
故方程为:,故选:A.
【变式6-1】(24-25高二下·河南安阳·开学考)动圆P过定点M(0,2),且与圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】圆N:的圆心为,半径为,且
设动圆的半径为,则,即.
即点在以为焦点,焦距长为,实轴长为,
虚轴长为的双曲线上,且点在靠近于点这一支上,
故动圆圆心P的轨迹方程是,故选:A
【变式6-2】(24-25高二上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设点,则,
化简即得:.
即点的轨迹方程为:.故选:B.
【变式6-3】(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
圆的圆心为,半径为,由中垂线的性质可得,
所以,
所以点的轨迹方程是双曲线,且,,,,
所以点的轨迹方程为.故选:A.
题型七 双曲线的“焦点三角形”问题
解|题|技|巧
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出;
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式;
③通过配方,利用整体的思想求出的值;
④利用公式求得面积.
(2)利用公式求得面积.
(3)若双曲线中焦点三角形的顶角,则面积,结论适用于选择或填空题.
【例题7】(24-25高二上·江苏泰州·期中)已知双曲线C:的左右焦点为,过的直线与双曲线的右支交于两点,若,则的周长为( )
A.12 B.14 C.10 D.8
【答案】A
【解析】
由题意可得,
的周长为,
由双曲线定定义可得,
又
所以,
所以的周长为12,故选:A
【变式7-1】(24-25高二上·山东·期中)已知分别是双曲线的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于4,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】由题得,所以,
因为,所以,
则,所以即,
又,所以即.故选:B.
【变式7-2】(25-26高二上·安徽·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,, ,且直线为内切圆的一条切线,则内切圆的半径为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】已知双曲线,则,
因为,即,
所以点在双曲线左支上,
因为直线为内切圆的一条切线,
而也是内切圆的一条切线,
所以可设内切圆的圆心为,半径为,
设与轴的切点为,
由内切圆切线长性质可知,,
而,即,解得.故选:C
【变式7-3】(24-25高二上·河南·月考)已知为坐标原点,双曲线的左、右焦点分别为,,以线段为直径的圆与在第一象限内的交点为.若,则点到直线的距离为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】依题意,,双曲线的半焦距,
由,得,则,而,
于是,即,解得,而点是线段中点,
所以点到直线的距离为.故选:C
题型八 双曲线中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
双曲线中距离和差的最值问题,核心是利用双曲线定义(距离差为定值)和几何性质(两点间线段最短、三角形三边关系)转化距离表达式,避免直接代数运算的繁琐,关键在于判断动点位置与双曲线支的对应关系.
【例题8】(24-25高二上·江西·月考)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
由题知,,,所以,
设双曲线的左焦点为,则,,因为点P在C的右支上,
由双曲线的定义知,
所以,
当三点共线时取等号,
所以的最小值为.故选:D.
【变式8-1】(24-25高二上·四川宜宾·期末)已知圆上有一动点,双曲线的左焦点为,且双曲线的右支上有一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
在双曲线中,,,
,,
设双曲线的右焦点为,则,
在双曲线的右支上,
,即,
由题知,圆心,半径,在圆上,
,
则,
当,,三点共线且Q位于另两点之间时,取得最小值为,
此时,
的最小值为.故选:D.
【变式8-2】(24-25高二上·贵州铜仁·月考)若是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】如图所示,
由双曲线方程,
可知双曲线的右焦点为,
则由双曲线定义可知,即,
则,
当且仅当点在线段上时,等号成立,
又,
即.
【变式8-3】(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】双曲线,,,,,,即为,
圆的圆心为,半径,
P在双曲线的左支上,,,
所以,
根据圆的几何性质可知,
的最小值是,
所以的最小值是.
故答案为:6
题型九 双曲线标准方程性质与求解
解|题|技|巧
1、由双曲线标准方程求参数范围
(1)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(2)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(3)已知方程所代表的曲线,求参数的取值范围时,应先将方程转化为所对应曲线的标准方程的形式,再根据方程中参数取值范围的要求,建立不等式(组)求解参数的取值范围.
2、待定系数法求双曲线标准方程
【例题9】(24-25高二下·湖南长沙·期末)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】A
【解析】因为方程表示双曲线 ,所以即故选:A.
【变式9-1】(24-25高二上·北京怀柔·期末)“”是“方程表示焦点在轴上的双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】“方程表示焦点在轴上的双曲线”等价于,
即,
所以“”是“方程表示焦点在轴上的双曲线”的充要条件.故选:C.
【变式9-2】(25-26高二上·江西宜春·期中)已知双曲线的一个焦点是,渐近线方程为,则的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由双曲线的一个焦点是,可知,且焦点在轴上,
由渐近线方程为,所以,所以,
又因为,所以,所以,
所以的方程是.故选:C.
【变式9-3】(24-25高二上·天津·期末)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求得,,得到,进而求得双曲线的标准方程.
【解析】由椭圆,可化为标准方程,可得,
因为双曲线与椭圆有公共的焦点,所以,
又因为双曲线过点,可得,则,
所以双曲线的标准方程为.故选:B.
题型十 求双曲线离心率的值或范围
解|题|技|巧
1、求双曲线的离心率或其范围的方法
(1)求a,b,c的值,由==1+直接求e.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助b2=c2-a2消去b,然后转化成关于e的方程(或不等式)求解,注意e的取值范围.
(3)因为离心率是比值,所以可以利用特殊值法.例如,令a=1,求出相应c的值,进而求出离心率,能有效简化计算.
(4)通过特殊位置求出离心率.
2、双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线的斜率k与离心率e的关系:
当k>0时,k=== =;当k<0时,k=-=-.
【例题10】(24-25高二下·甘肃定西·期末)若双曲线的一条渐近线方程为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为双曲线的一条渐近线方程为,
则,所以的离心率为,故选:D.
【变式10-1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知双曲线左、右顶点分别为.若直线与两条渐近线分别交于,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】因为渐近线方程,所以,解得,同理,
由,则,即,整理得,
所以离心率.故选:D.
【变式10-2】(24-25高二上·浙江杭州·期末)设椭圆与双曲线的离心率分别为,双曲线渐近线的斜率小于,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的渐近线方程为,
由双曲线的渐近线的斜率小于,得,
因此,由,得,
则,即,则
所以的取值范围是.故选:D
【变式10-3】(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知点是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在一点满足,则该双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,则,即,
设双曲线的半焦距为,则
所以,
,
因为双曲线上的点坐标都满足,所以.
则有即,所以故选:D.
题型十一 抛物线的定义及应用
解|题|技|巧
1、利用抛物线的定义解决问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.即“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”.
2、注意灵活运用抛物线上一点P(x,y)到焦点F的距离|PF|=|x|+或|PF|=|y|+.
【例题11】(24-25高二上·四川凉山·期末)已知抛物线的焦点为,若抛物线上一点到直线的距离为5,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】由于抛物线的准线方程为,抛物线上点到直线的距离为5,
故点到直线的距离为4,故,故选:B
【变式11-1】(24-25高二上·福建福州·期末)已知为抛物线的焦点,点在上,且,则点到轴的距离为( )
A.2 B.3 C. D.4
【答案】D
【解析】抛物线的准线为,设点,则,解得,
所以点到轴的距离为4.故选:D
【变式11-2】(25-26高二上·河南·期中)抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B.3 C.4 D.6
【答案】B
【解析】由题意知,所以焦点到准线的距离为3.故选:B.
【变式11-3】(24-25高二下·内蒙古包头·期末)已知抛物线的焦点为F,准线为l,过抛物线上一点P作且垂足为Q,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题,,则,
代入抛物线方程得,,
又,.故选:C.
题型十二 求抛物线的标准方程
解|题|技|巧
1、定义法
根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.
2、待定系数法
(1)根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;
(2)当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨论,对于焦点在x轴上的抛物线,若开口方向不确定需分为y2=-2px(p>0)和y2=2px(p>0)两种情况求解.
另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).
【例题12】(24-25高二上·北京平谷·期末)以为焦点的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,抛物线方程形如,因,解得,
故以为焦点的抛物线标准方程是.故选:D.
【变式12-1】(24-25高二上·甘肃·期末)已知抛物线经过点,则抛物线的准线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】抛物线经过点,则,所以,
所以抛物线准线方程为.故选:C.
【变式12-2】(24-25高二下·江苏南京·期末)抛物线的顶点为坐标原点,焦点在轴上,直线交于,两点,的准线交轴于点,若,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意,设抛物线方程为,
则,准线方程为,所以点.
因为,所以,
化简得,即,解得.
所以抛物线方程为.故选:D.
【变式12-3】(24-25高二下·青海西宁·期末)已知抛物线的焦点为,是抛物线上一点,以点为圆心的圆与直线相切于点.若,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】过点作垂直于直线,垂足为,则,
由,得,解得,由是抛物线上一点,
得,因此,,
所以圆的标准方程为.故选:A
题型十三 抛物线中距离和差的最值问题
解|题|技|巧
解决这类问题的关键是:距离转化
1、统一距离类型:根据抛物线定义,将抛物线上任意一点P到焦点F的距离(|PF|),转化为该点到准线的距离(),即;
2、转化目标:通过上述转化,将原本含“焦点距离”的复杂和差问题,转化为仅含“点到直线距离”或“两点间距离”的平面几何最值问题,利用“两点之间线段最短”或“点到直线垂线段最短”求解.
【例题13】(25-26高二上·辽宁葫芦岛·月考)已知为抛物线上的动点,为的焦点,点,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【解析】抛物线的准线方程为.
设到准线的距离为到准线的距离为,
则,
则的最小值为6.故选:C
【变式13-1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知抛物线的焦点为是该抛物线上一动点,且的最小值为1,点,则的最小值为( )
A. B.4 C.2 D.
【答案】B
【解析】
抛物线上的点到抛物线焦点距离的最小值为1,则有,解得,
在抛物线中,当时,,
因此点在抛物线上方.
过点作准线于,交抛物线于点,连接,
过作准线于,连接,如图,
显然,
当且仅当点与点重合时取等号,所以.故选:B.
【变式13-2】(24-25高二下·广西南宁·期末)已知抛物线的焦点为,点在该抛物线上,点在圆上,则的最小值为( )
A.13 B.9 C.11 D.10
【答案】D
【解析】如图,过点作准线的垂线,垂足为,则.
当垂直于抛物线准线时,最小,
此时记线段与圆的交点为,因为,准线为,
则的最小值为.故选:D
【变式13-3】(24-25高二上·河南焦作·期末)已知是抛物线上一动点,若点到轴的距离为,到圆上的动点的距离为,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】抛物线的焦点,准线方程为,由抛物线定义得,
圆的圆心,半径,则,
因此,
当且仅当分别是线段与抛物线和圆的交点时取等号,
所以的最小值为.故选:C
题型十四 抛物线的几何性质及应用
解|题|技|巧
1、涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
2、与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.
【例题14】(24-25高二下·江苏南京·期末)已知抛物线上一点A的横坐标为4,则点A到抛物线焦点的距离为( )
A.5 B.6 C. D.4
【答案】A
【解析】抛物线的准线方程为,
所以点A到抛物线焦点的距离为.故选:A
【变式14-1】(25-26高二上·辽宁锦州·月考)已知点为抛物线的焦点,为的准线,为上一点,过作的垂线,垂足为M.若,则( )
A. B.3 C.2 D.6
【答案】D
【解析】由抛物线的定义知:,又
为等边三角形,,
因为抛物线方程为:,则.
故,故故选:D.
【变式14-2】(25-26高二上·河北·月考)如图,是抛物线上一点,是抛物线的焦点,,则( )
A.8 B.4 C. D.
【答案】C
【解析】由抛物线的方程可知,焦点,
因为,所以直线的斜率,
因此直线的方程为,
与抛物线方程联立,消去得,,解得,,
由图可知点的横坐标为,.故选:C.
【变式14-3】(24-25高二下·甘肃兰州·期末)已知抛物线的焦点为,准线为,是上一点,直线与交于点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,,准线的方程为,
因为点是上一点,所以设点,,
则,,
因为,所以,
所以,解得,
又是上一点,所以由抛物线的定义可得.故选:D.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·河南·月考)已知曲线上任意一点都满足关系式,则曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为点都满足,
所以到两定点的距离之和为,且,
所以曲线为椭圆,焦点为,则,
且椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为,即,
故,
所以曲线的标准方程为.故选:C
2.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)已知为抛物线上一点,为抛物线的焦点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,抛物线的焦点为,准线方程为,
因为为该抛物线上一点,由抛物线的定义可得.故选:A.
3.(24-25高二上·安徽芜湖·期末)如图,、是椭圆:与双曲线:的公共焦点,A、B分别是、在第二、四象限的公共点,若四边形为矩形,则的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】双曲线:,可得,所以,
解得,所以,,,
,,
在中,,
,即,
,.故选:C.
4.(25-26高二上·江苏·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6
B.面积的最大值为
C.的取值范围为
D.的最小值为
【答案】D
【解析】椭圆:的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,的周长为,A正确;
对于B,点到直线距离的最大值为,
则面积的最大值为,B正确;
对于C,,解得,C正确;
对于D,由,得,D错误.故选:D.
5.(23-24高二上·吉林长春·期末)(多选)已知曲线:,下列说法正确的是( )
A.若,则是焦点在轴上的椭圆
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线
D.若,,则是两条直线
【答案】CD
【解析】当时,由得,,
所以曲线表示焦点在轴上的椭圆,A选项错误;
当时,曲线可化为,得,
此时曲线是圆,半径为,B选项错误;
当时,曲线可化为,此时曲线是双曲线,C选项正确;
当,时,曲线可化为,得,
此时曲线是两条直线,D选项正确;故选:CD.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·山东泰安·期末)已知是椭圆的左,右焦点,点是椭圆上一点,且,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
因为,又因为,所以,
因为,则,,
在中,,
所以,
所以,
所以,所以.故选:D.
2.(24-25高二下·甘肃定西·期末)若方程表示的曲线是抛物线,则( )
A.
B.的顶点坐标为
C.的焦点坐标为
D.直线为的准线
【答案】ABD
【解析】由方程易得,方程
可化为,即,
几何意义为点到的距离与点到直线的距离之比为,
由题意知方程表示的曲线为抛物线,则,解得,所以A正确;
由抛物线定义可知,的焦点坐标为,所以C错误;
由抛物线定义可知,的准线方程为,所以D正确;
经过焦点且与直线垂直的直线方程为,
即曲线的对称轴为,设直线与直线的交点为,
联立,解得,所以点坐标为,
的顶点为点与点的中点,所以的顶点坐标为,所以B正确.故选:ABD.
3.(24-25高二下·安徽宣城·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支相交于点,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为N,M,且为线段的中点,,则此双曲线的离心率为 .
【答案】/
【解析】如图所示,根据相似,.
因为,所以.
所以,又,
根据勾股定理得,化简得,
所以,故.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025·北京·高考真题)双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得,,所以,
即,所以,故选:B.
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】设双曲线的实轴,虚轴,焦距分别为,
由题知,,
于是,则,
即.故选:D
3.(2025·全国二卷·高考真题)设抛物线的焦点为点A在C上,过A作的准线的垂线,垂足为B.若直线BF的方程为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】对,令,则,
所以,即抛物线,故抛物线的准线方程为,
故,则,代入抛物线得.
所以.故选:C
4.(2025·北京·高考真题)已知抛物线的顶点到焦点的距离为3,则 .
【答案】
【解析】因为抛物线的顶点到焦距的距离为,故,故.
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