§3.2培优课 椭圆和双曲线中的常用二级结论 课件-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-08-09
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76页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3.1.2椭圆的简单几何性质,3.2.2双曲线的简单几何性质 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 7.87 MB |
| 发布时间 | 2026-08-09 |
| 更新时间 | 2026-08-09 |
| 作者 | xkw_026591929 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59137424.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学课件聚焦椭圆和双曲线的常用二级结论,涵盖焦半径及过焦点弦长、e²-1的应用、切线方程等核心内容。课堂从二级结论在选择填空题中的应用价值切入,衔接椭圆双曲线的定义与标准方程,搭建从基础到培优的学习支架,助力学生提升解题效率。
其亮点在于通过推导证明(如焦半径公式用余弦定理、点差法)和例题延伸探究,培养学生的数学思维(推理能力)与数学语言表达(模型观念)。采用讲练结合模式,小结部分梳理知识清单与方法归纳,帮助学生系统掌握,教师可借助丰富例题与练习提升教学效果。
内容正文:
椭圆和双曲线中的常用二级结论
第三章 §3.2 培优课
椭圆和双曲线中有大量二级结论,在选择题、填空题中使用二级结论,既可以提升准确率,又可以节约解答时间,本节课介绍几个常用的二级结论.
内容索引
01
02
05
03
e2-1的应用
切线方程
随堂演练
椭圆和双曲线的焦半径及过焦点的弦长
04
课时对点练
01
椭圆和双曲线的焦半径及过焦点的弦长
1.与坐标有关的焦半径公式(以焦点在x轴上为例,焦点在y轴上类似)
焦半径定义:椭圆或双曲线上任意一点P(x0,y0)到其中一个焦点的距离称为焦半径.
(1)椭圆标准方程:+=1,其中a>b>0,c2=a2-b2,离心率e=(0<e<1),
点P(x0,y0),左焦点F1(-c,0),右焦点F2(c,0).
左焦点对应的焦半径:|PF1|=a+ex0;
右焦点对应的焦半径:|PF2|=a-ex0.
(2)双曲线标准方程:-=1,其中a>0,b>0,c2=a2+b2,离心率e=(e>1),点P(x0,y0),左焦点F1(-c,0),右焦点F2(c,0).
右支(x0≥a):|PF1|=ex0+a,|PF2|=ex0-a;
左支(x0≤-a):|PF1|=-ex0-a,|PF2|=-ex0+a.
2.与倾斜角有关的焦半径公式(以焦点在x轴上为例,焦点在y轴上类似)
(1)如图,椭圆+=1(a>b>0)的一个焦点为F,P为椭圆上任意一点,设∠PFO=α,则椭圆的焦半径|PF|=,若延长PF交
椭圆于另一点Q,则椭圆的焦点弦|PQ|=,
+=.
证明 方法一 取椭圆的另一个焦点F',连接PF',QF'(图略),设|PF|=m,
则|PF'|=2a-m,又|FF'|=2c,
在△PFF'中,由余弦定理得
cos α=
=,
整理可得m=,故|PF|=,
在△QFF'中,∠QFF'=π-α,同理可得|QF|=,
从而|PQ|=|PF|+|QF|=,+=.
方法二 作PM⊥x轴于M(图略),∴|MF|=|PF|cos α,又|MF|=x0+c,
∴x0+c=|PF|cos α,
∴x0=|PF|cos α-c,
又|PF|=a+ex0=a+e(|PF|cos α-c),
∴|PF|===,
下同方法一.
(2)如图,双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点为F,P为双曲线上任意一点,设∠PFO=α,则双曲线的焦半径|PF|=,若直线PF交双曲线于另一点Q,则双曲线的焦点弦|PQ|=(焦半径公式中取“+”还
是取“-”由P和F是否位于y轴同侧决定,同正异负).类比椭圆的焦点弦长证明过程可得双曲线的焦点弦长.
已知椭圆C:+=1的左焦点为F,过F且倾斜角为45°的直线l交
椭圆C于A,B两点,则|AB|= ;若|AF|>|BF|,则|AF|∶|BF|= .
例1
3∶1
11
解析:
如图,设∠AFO=α,则α=45°.
由焦点弦公式,得
|AB|===.
由焦半径公式,得
|AF|===2,
|BF|===,
所以|AF|∶|BF|=3∶1.
12
已知椭圆C:+=1的左焦点为F,过F的直线l交椭圆C于A,
B两点,若|AF|=3,则|AB|= .
延伸探究1
13
解析:
方法一 设∠AFO=α,则由焦半径公式,
得|AF|===3,
解得cos α=,
由焦点弦公式,得|AB|===.
方法二 ∵+===2,
∴+=2,
∴|BF|=,
∴|AB|=|AF|+|BF|=3+=.
14
已知椭圆C:+=1的左焦点为F,过F的直线l交椭圆C于A,B两点,若|AF|+|BF|=λ|AF|·|BF|,则实数λ= .
延伸探究2
2
解析:
由+===2,
从而|AF|+|BF|=2|AF|·|BF|,即λ=2.
15
椭圆和双曲线的焦点弦长
(1)理解焦点弦长的推导过程.
(2)一般地,设椭圆C:+=1(a>b>0)的一个焦点为F,过F的直线l交椭圆C于A,B两点,则+=.
反思感悟
16
过双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点F作其中一条渐近线的垂线,垂足为Q,直线FQ与双曲线的左、右两支分别交于点M,N.若|MQ|=2|QN|,则双曲线的离心率为 .
跟踪训练1
17
解析:
如图,根据点到直线的距离公式可得点F(c,0)到直线y=x的距离为=b.
在Rt△OQF中,设∠QFO=θ,则cos θ=,
由焦半径公式得|FM|==,
|FN|==.
∵====2,∴b=3a,
∴该双曲线的离心率e===.
18
02
e2-1的应用
1.若直线l与椭圆+=1(a>b>0)交于A,B两点,M为AB中点,且直线AB与OM的斜率都存在,则kAB·kOM=-=e2-1.
证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则x0=,y0=,
由于A,B是椭圆+=1上的点,
则
所以+=0,
因为直线AB和OM的斜率都存在,
所以x1+x2≠0,x1-x2≠0,
所以+··=0,
即kAB·kOM=-=e2-1.
2.(1)若A,B是椭圆+=1(a>b>0)上关于原点对称的两个点,点P是椭圆上异于A,B的一点,且直线PA与PB的斜率都存在,则kPA·kPB=-=e2-1.
证明:设A(x1,y1),P(x2,y2),
则B(-x1,-y1).
因为A,P都是椭圆+=1上的点,
所以
所以+=0,
由于P是异于A,B的一点,且直线PA与PB的斜率都存在,
则x1+x2≠0,x1-x2≠0,
所以+··=0,
即kPA·kPB=-=e2-1.
(2)若焦点在y轴上,同理可得kPA·kPB=-=.
3.若直线l与双曲线-=1(a>0,b>0)交于A,B两点,M为AB中点,且直线AB与OM的斜率都存在,则kAB·kOM==e2-1.
4.(1)若A,B是双曲线-=1(a>0,b>0)上关于原点对称的两个点,点P
是双曲线上异于A,B的一点,且直线PA与PB的斜率都存在,则kPA·kPB=
=e2-1.
(2)若焦点在y轴上,同理可得kPA·kPB==.
以上公式都可以用点差法来证明.
(1)如图,A,B分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点,点P在以AB为直径的圆O上(点P异于A,B两点),线段AP与椭圆C交于点Q,若直线BP的斜率是直线BQ的斜率的4倍,则椭圆C的离心率为
A. B.
C. D.
例2
√
24
解析:
由题意可知kAQ·kBQ=e2-1,
又
所以kAQ·kBP=4kAQ·kBQ=4(e2-1)=-1⇒e=.
25
(2)已知双曲线E:-=1(a>0,b>0),直线l:9x+y-13=0经过点P,且与双曲线E交于A,B两点,若P恰好是弦AB的中点,则双曲线E的渐近线方程为
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±3x
√
解析:
因为P是弦AB的中点,则kOP·kAB=,而kOP=-,kAB=-9,故=
-×(-9)=3,=,所以双曲线E的渐近线方程为y=±x.
26
当椭圆和双曲线的焦点在y轴上时,两组直线的斜率之积分别变为
-和,此时不再等于e2-1,而是等于.
反思感悟
27
已知点A,B,C都在双曲线Γ:-=1(a>0,b>0)上,且点A,B关于原点对称,∠CAB=90°.过点A作垂直于x轴的直线交Γ于另一点M,交直线BC于点N.若=3,则双曲线Γ的离心率是
A. B. C.2 D.2
跟踪训练2
√
28
解析:
设A(m,n),则B(-m,-n),M(m,-n),
因为=3,故N(m,-5n),
由二级结论可知kCA·kCB=e2-1,
而kCB=kNB=-,kCA·kAB=-1⇒kCA=-,则kCA·kCB=-·=2,
所以e2-1=2⇒e=.
29
03
切线方程
1.(1)若P(x0,y0)是椭圆+=1(a>b>0)上一点,则椭圆在点P处的切线方程为+=1.
证明:当过椭圆上一点P(x0,y0)的切线的斜率存在时,设切线方程为y=kx+m,将其代入椭圆方程b2x2+a2y2=a2b2,化简并整理得(a2k2+b2)x2+2a2kmx+a2m2-a2b2=0.
因为切线与椭圆相切,
所以Δ=(2a2km)2-4(a2k2+b2)(a2m2-a2b2)=0,
化简得a2k2-m2+b2=0,
所以x0==.
将x0=代入y0=kx0+m,得y0=,
于是k=-=-·=-.
从而切线方程为y=-x+,
化简并整理,得+=1;
当过椭圆上一点P(x0,y0)的切线的斜率不存在时,切线方程为x=±a,满足上式.
综上,过椭圆+=1上一点P(x0,y0)的切线方程为+=1.
将x0=代入y0=kx0+m,得y0=,
于是k=-=-·=-.
从而切线方程为y=-x+,
化简并整理,得+=1;
当过椭圆上一点P(x0,y0)的切线的斜率不存在时,切线方程为x=±a,满足上式.
综上,过椭圆+=1上一点P(x0,y0)的切线方程为+=1.
(2)若P(x0,y0)是椭圆+=1(a>b>0)外的一点,过点P作椭圆的切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为+=1.
2.(1)若P(x0,y0)是双曲线-=1(a>0,b>0)上一点,则双曲线在点P处的切线方程为-=1.
(2)若过点P(x0,y0)能作两条双曲线-=1(a>0,b>0)的切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为-=1.
已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为+=1(a>b>0),则椭圆在其上一点A(x0,y0)处的切线方程为+=1,试运用该性质解决以下问题:椭圆C1:+y2=1,点B为C1在第一象限中的任意一点,过点B作C1的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于C,D两点,则△OCD(O为坐标原点)面积的最小值为
A.1 B. C. D.2
例3
√
35
解析:
设B(x1,y1)(x1>0,y1>0),
由题意得,过点B的切线l的方程为+y1y=1,
令y=0,可得C,
令x=0,可得D,
所以△OCD的面积S=××=,
又点B在椭圆上,所以+=1,
所以S===+≥2=,
当且仅当=,即x1=1,y1=时等号成立,所以△OCD面积的最小值为.
36
若P(x0,y0)是椭圆+=1(a>b>0)外一点,过点P作椭圆的切线,切点为A和B,则直线AB的方程为+=1,双曲线中也有类似结论.
反思感悟
37
过点P(3,4)作双曲线C:x2-y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为 .
跟踪训练3
3x-4y-1=0
解析:
由题意得,直线AB的方程为3x-4y=1,即3x-4y-1=0.
38
课堂小结
1.知识清单:
(1)焦半径与过焦点的弦长.
(2)e2-1的应用.
(3)切线方程.
2.方法归纳:转化法、数形结合法、待定系数法.
3.常见误区:双曲线焦半径公式使用时,要注意区分左、右焦点和点P的位置.
39
04
随堂演练
1
2
3
4
1.已知直线l过双曲线C:x2-=1的左焦点F,且与C的左、右两支分别交于A,B两点,设O为坐标原点,P为AB的中点,若△OFP是以FP为底边的等腰三角形,则直线l的斜率为
A.± B.± C.± D.±
√
1
2
3
4
解析:
由A,B均在C:x2-=1上,P为AB的中点,且直线AB与OP的斜率都存在,
∴kOP·kAB==3,
设直线AB的倾斜角为α,则kAB=tan α,不妨设α为锐角,则tan α>0,
∵△OFP是以FP为底边的等腰三角形,∴直线OP的倾斜角为2α,则kOP=tan 2α.
∴tan α·tan 2α=3,
∴tan α·=3,解得tan α=(负值舍去),
∴由对称性知直线l的斜率为±.
2.过双曲线x2-y2=4的右焦点F作倾斜角为30°的直线,交双曲线于A,B两点,则弦长|AB|= .
1
2
3
4
8
解析:
由双曲线x2-y2=4,即-=1,得a=b=2,c=2,
|AB|===8.
1
2
3
4
3.已知△ABC是椭圆+=1(3>b>0)的内接三角形,F是椭圆的上焦点,且原点O是△ABC的重心,则A,B,C三点到F的距离之和为 .
9
解析:
设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
∴|AF|=a-ey1,|BF|=a-ey2,|CF|=a-ey3,|AF|+|BF|+|CF|=3a-e(y1+y2+y3),
∵△ABC的重心为原点O,∴=0,又a=3,∴|AF|+|BF|+|CF|=9.
1
2
3
4
4.设P为圆O:x2+y2=5上任意一点,过点P作椭圆+=1的两条切线,切点
分别为A,B,点O,P到直线AB的距离分别为d1,d2,则d1·d2的值为 .
1
2
3
4
解析:
设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
由题意,直线AB的方程为+=1,即2x0x+3y0y=6.
所以d1=,d2=,所以d1·d2=.
因为+=5,所以=5-≥0,所以0≤≤5,
所以d1·d2==·=.
05
课时对点练
答案
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
对一对
13
14
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B B B A A A A
题号 9 10 11 12 13 14
答案 BC ABC BD 4x-2y-1=0 1
一、单项选择题
1.设直线y=kx与双曲线C:-=1(a>0,b>0)相交于A,B两点,P为C上不同于A,B的一点,直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,若C的离心率为,则k1·k2等于
A.3 B.1 C.2 D.
答案
1
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13
14
√
解析:
由题意可知点A,B关于原点对称,则k1·k2=e2-1,又由e=,则k1·k2=1.
2.已知F1,F2分别是椭圆+y2=1的左、右焦点,过F1作直线交椭圆于A,B两点.若|AB|=2,则△F2AB的面积为
A. B.2 C.3 D.4
答案
1
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14
解析:
设直线AB的倾斜角为α,则由焦点弦长公式得
|AB|=,即2=,
解得cos α=±,故直线AB的倾斜角为或,
所以=××sin(π-∠AF1F2)=×2×4×=2.
√
3.已知F为椭圆+=1的左焦点,过点F的直线l交椭圆于A,B两点,|AF|·|BF|=,则直线AB的斜率为
A.±2 B.± C.± D.±1
√
解析:
设直线l的倾斜角为θ,不妨设|AF|=,|BF|=,
故|AF|·|BF|===,
解得cos2θ=,cos θ=±,故θ=或θ=,即tan θ=±,故直线AB的斜
率为±.
答案
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14
4.过双曲线C:-=1的右焦点F的直线l与双曲线C交于A,B两点,若|AF|=,则|BF|等于
A. B.2 C. D.
√
答案
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答案
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解析:
设∠AFO=α(0<α<π),因为|AF|=,所以点A必在双曲线
右支上,
由焦半径公式,|AF|===,解得cos α=
,所以sin α=,
从而tan α=,双曲线C的渐近线的斜率为±,因为>,
所以点B也在双曲线的右支上.如图,由图可知,∠BFO=π-∠AFO=π-α,
所以|BF|===2.
5.已知椭圆+y2=1,O为原点,过第一象限内椭圆外一点P(x0,y0)作椭圆的两条切线,切点分别为A,B.记直线OA,OB,PA,PB的斜率分别为k1,k2,k3,k4,若k1k2=,则k3k4的值是
A.1 B.4 C.-1 D.-4
√
答案
1
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答案
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解析:
由k1k2=>0可设A(x1,y1),B(x2,y2),x1,y1,x2,y2≠0,
∴k1=,k2=,
∴k1k2==,
又直线PA的方程为+y1y=1,
直线PB的方程为+y2y=1,
∴k3=-,k4=-,
∴k3k4=·==1.
6.如图,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,A,B分别为椭圆的左、右顶点,P为椭圆与双曲线-=1的一个交点,令∠PAB=α,∠APB=β,则等于
A. B. C. D.
答案
1
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√
答案
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12
解析:
令∠PBx=γ,则tan α·tan γ=e2-1=-,
则=
==
=.
13
14
7.圆锥曲线具有丰富的光学性质,从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点.直线l:x+2y-4=0与椭圆C:+y2=1相切于点P,椭圆C的左、右焦点分别为F1,F2,由光学性质可知∠F1PA=∠F2PB(如图),则∠F1PF2的平分线所在直线的方程为
A.4x-2y-3=0
B.2x-2y-=0
C.4x-2y+3=0
D.2x+2y-3=0
答案
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答案
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解析:
设点P的坐标为(x0,y0),
则直线l的方程为+y0y=1,
又因为直线l的方程为x+2y-4=0,
则解得
由于∠F1PF2的平分线与直线l垂直,则所求的直线方程为y-=2(x-1),
即4x-2y-3=0.
8.已知双曲线C:x2-=1(b>0),在双曲线C上任意一点P(xp,yp)(xp>2,yp>0)处作双曲线C的切线,分别交C在第一、四象限的渐近线于A,B两点.当S△OPA=4时,该双曲线的离心率为
A. B.8 C.3 D.
答案
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答案
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解析:
设双曲线C在点P处的切线为l,切线l与x轴交于点D,
根据题意,点P在双曲线第一象限的图象上,在点P(xp,yp)处的切线方程
为xpx-=1,且-=1,
令y=0,得x=,所以点D,
设点A(x1,y1),B(x2,y2),渐近线方程为y=±bx,
联立解得
答案
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14
解析:
所以点A,
同理可得B,
又=xp,
=yp,
所以点P是线段AB的中点,
所以S△OAB=2S△OPA=8,
答案
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解析:
所以×|OD|×|y1-y2|=8,
即×=8,解得b=8.
又a2=1,所以c2=1+64=65,即c=,
所以e==.
二、多项选择题
9.已知椭圆C:+=1,过焦点F的直线l与椭圆C交于A,B两点(点A位于x轴上方),若=2,则直线l的斜率k的值可能是
A. B. C.- D.-
答案
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√
√
答案
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解析:
设直线l的倾斜角为θ,由焦半径公式得|AF|=,|BF|=,又|AF|=2|BF|,即=2×,解得cos θ=,即tan θ=,由椭圆的对称性可得直线l的斜率k=或-.
10.已知双曲线E过点(-2,3),且与双曲线-=1共渐近线,直线l与双曲线E交于A,B两点,分别过点A,B且与双曲线E相切的两条直线交于点P,则下列结论正确的是
A.双曲线E的标准方程是-=1
B.若AB的中点为(1,4),则直线l的方程为9x-16y+55=0
C.若点A的坐标为(x1,y1),则直线AP的方程为9x1x-4y1y+36=0
D.若点P在直线3x-4y+6=0上运动,则直线l恒过点(3,6)
答案
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√
√
√
解析:
因为双曲线E与双曲线-=1共渐近线,
所以可设双曲线E的方程为-=λ,
又双曲线E过点(-2,3),
所以-=λ,即λ=-1,
所以双曲线E的标准方程是-=1,故A正确;
设AB的中点为D,则kABkOD=4kAB=,
即kAB=,
答案
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解析:
故直线l的方程为y-4=(x-1),即9x-16y+55=0,经检验符合题意,故B正确;
若点A的坐标为(x1,y1),则直线AP的方程为-=1,即9x1x-4y1y+36=0,
故C正确;
由点P在直线3x-4y+6=0上运动,可设P,
因此直线l的方程为9ax-(3a+6)y+36=0,
即(9x-3y)a+(36-6y)=0,
令解得
所以直线l恒过点(2,6),故D错误.
答案
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11.如图,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e,点P在椭圆上,连接PF1并延长交C于点Q,连接QF2,∠PF1F2=θ,若存在点P使|PQ|=|QF2|成立,则e2的可能取值为
A. B.
C. D.
答案
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√
√
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解析:
设|QF1|=m,|PF1|=n,则|QF2|=2a-m.
显然当P靠近右顶点时,|PQ|>|QF2|,
所以存在点P使|PQ|=|QF2|等价于(|PQ|-|QF2|)min≤0,|PQ|-|QF2|=2m+n-2a,
由焦半径公式得n=,m=,所以+=,
所以2m+n=(2m+n)=≥,
当且仅当n=m时等号成立,所以(2m+n-2a)min=-2a,
由-2a≤0得≤12-8,所以8-11≤e2<1.
又8-11<,结合选项可知B,D符合题意.
三、填空题
12.过椭圆+=1上的点A作椭圆的切线l,则过点A且与直线l垂直的直线方程为 .
答案
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4x-2y-1=0
解析:
过椭圆+=1上的点A的切线l的方程为+=1,即x+2y-4=0,切线l的斜率为-,则与直线l垂直的直线的斜率为2,则过点A且与直线l垂直的直线方程为y-=2(x-1),即4x-2y-1=0.
13.已知椭圆方程为+y2=1,AB为椭圆过右焦点F的弦,则|AF|+2|FB|的
最小值为 .
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答案
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解析:
由焦半径公式可得+=4,
∴|AF|+2|FB|=(|AF|+2|FB|)
=++≥,
当且仅当=时取等号,
又+=4,得
∴|AF|+2|FB|的最小值为.
13
14
14.如图,点F1,F2分别为椭圆Γ:+y2=1的左、右焦点,直线l与椭圆Γ相切,且F1M⊥l,F2N⊥l,垂足分别为点M,N,则|F1M|·|F2N|= .
答案
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解析:
设切点为(x0,y0),-≤x0≤,
则直线l的方程为+y0y=1,
即x0x+2y0y-2=0,
由题意知F1(-1,0),F2(1,0),
故|F1M|·|F2N|=·=,
又因为+=1,且-≤x0≤,
所以|F1M|·|F2N|==1.
THANKS
本课结束
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