内容正文:
第二章
圆锥曲线
第1讲 描述运动的基本概念
思想方法练2
专题专项练
第1讲 描述运动的基本概念
一、转化与化归思想在圆锥曲线中的应用
1.[多选题][2025江西部分高中期中联考]已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l:y=k(x-2)(k>0)与y轴交于
点D,与x轴交于点E,与C在第一、四象限内的交点分别为A,B,坐标原点为O,则下列结论正确的是
( )
A.若BF⊥x轴,则|BF|=2
B.若BF⊥x轴,则 =1
C. =
D. =
ABD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 过A,B分别作AM⊥y轴,BN⊥y轴于点M,N,如图所示,
由题意得F(1,0),E(2,0),若BF⊥x轴,则xB=1,代入抛物线方程y2=4x,可得yB=-2,
则|BF|=2,因此A正确;
若BF⊥x轴,则BF∥y轴,则 = =1,因此B正确;
由BN∥AM可知 = ,
由抛物线的定义知 = ≠ ,(利用抛物线的定义进行转化)
所以 = ≠ ,
因此C错误,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
思想方法 转化与化归思想在解析几何中的运用常常体现在以下方面:利用圆锥曲线的定义及几何性
质对相关的量进行转化与化归,将一般点或一般图形转化为特殊点或特殊图形,将图形问题转化为代数
形式或者代数运算,将代数形式或者代数运算翻译为几何图形语言等.
第1讲 描述运动的基本概念
二、函数与方程思想在圆锥曲线中的应用
2.[2026湖北孝感安陆第一高级中学期中]已知椭圆C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,A为
椭圆C上一点,且 · =- ,则椭圆离心率的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为 · =- ,
所以cos< , >=- ,
又0≤< , >≤π,
所以< , >= ,
则∠F1AF2= .
因为A为椭圆上的任意一点,
所以|AF1|+|AF2|=2a,
设|AF1|=r1,|AF2|=r2,则r1+r2=2a,
在△AF1F2中,由余弦定理得|F1F2|2= + -2r1r2cos ,
第1讲 描述运动的基本概念
即(2c)2= + +r1r2,
(在焦点三角形中,通过余弦定理列出关系式)
又(r1+r2)2= + +2r1r2=4a2,
所以4c2=4a2-2r1r2+r1r2=4a2-r1r2,
解得r1r2=4a2-4c2=4b2,
又r1+r2=2a,所以r1,r2是方程t2-2at+4b2=0的两根,
所以(-2a)2-16b2≥0,所以b≤ ,
又b2=a2-c2,所以a2-c2≤ ,
即 ≤c2,解得e= ≥ ,又e<1,
所以e的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
考场速解 当点A在上(下)顶点记为P时,∠F1AF2取最大值,为∠F1PF2,因为椭圆上存在点A,使得∠F1AF2
= ,所以∠F1PF2≥ ,
当∠F1PF2= 时,e= ,椭圆越扁,∠F1PF2越大,e越大,
所以e的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026江西赣州中学阶段检测]如图,F1,F2分别是双曲线x2-y2=1的左、右焦点,C,A分别是双曲线上在第
一、二象限内的点,若AF1∥CF2,则四边形AF1F2C的面积的最小值为( )
A.2
B.2
C.2
D.
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 如图,延长AF1,CF2分别交双曲线于点B,D,连接AD,BC,BD,
由对称性易知四边形ABDC为平行四边形,且AD∩BC=O,
由题意可知a=b=1,c= = ,
则F1(- ,0),F2( ,0),
直线CD的斜率不为0,设直线CD:x=my+ ,C(x1,y1),D(x2,y2),
第1讲 描述运动的基本概念
联立 消去x得(m2-1)y2+2 my+1=0,则
由y1y2= <0,解得0≤m2<1,
则|CD|= · = ,
又点O(0,0)到直线CD的距离d= ,
故 = S四边形ABDC= ×4S△OCD=2× ×d×|CD|= × =2 · =2 · ,
第1讲 描述运动的基本概念
令t= ,t≤-1,则 =2 · ≥2 ,当且仅当t=-1时,等号成立,
(建立四边形AF1F2C的面积关于m的函数,通过换元,结合基本不等式求最值)
所以四边形AF1F2C的面积的最小值为2 .
思想方法 在解决直线和圆锥曲线的有关问题时,常把直线方程和曲线方程联立、化简,得到一个一元
二次方程,然后利用根与系数的关系,设而不求,整体代换求解.求最值(范围)问题时,常常需建立目标函
数,然后借助函数的单调性或基本不等式求解.
第1讲 描述运动的基本概念
三、分类讨论思想在圆锥曲线中的应用
4.[2025辽宁名校联盟联考]已知双曲线C,则“C的渐近线方程为y=± x”是“C的离心率为 ”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
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当C的焦点在x轴上时,
由渐近线方程为y=± x,知 = ,
所以离心率e= = = ;
当C的焦点在y轴上时,
由渐近线方程为y=± x,知 = ,即 = ,所以离心率e= = = ,所以充分性不成立.
由离心率为 ,知e= = = ,所以 = ,
当C的焦点在x轴上时,渐近线方程为y=± x=± x;
当C的焦点在y轴上时,渐近线方程为y=± x=± x,所以必要性不成立.
故为既不充分也不必要条件.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026陕西西安交通大学附属中学月考]当α变动时,曲线x2sin α+y2cos α=1不可能表示的图形是( )
A.焦点在y轴上的椭圆
B.焦点在x轴上的双曲线
C.抛物线
D.圆
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当 <α< 时,1>sin α>cos α>0,
原方程整理为 + =1,
因为1< < ,
所以方程表示焦点在y轴上的椭圆,故排除A;
当 <α<π时,cos α<0,sin α>0,
原方程整理为 - =1,因为 >0, >0,所以方程表示焦点在x轴上的双曲线,故排除B;
当α= 时,cos α=sin α= ,原方程整理为x2+y2= ,所以方程表示圆,故排除D;
无论α为何值,曲线x2sin α+y2cos α=1都不可能表示抛物线.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2025安徽亳州一中月考]已知椭圆E: + =1(a>b>0)经过点(0,1),且离心率为 .
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过右焦点F的直线l(与x轴不重合)与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线交y轴于点M(0,m),求实
数m的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题意,得b=1,又椭圆的离心率e= = = ,a2=b2+c2,所以a= ,所以椭圆E的标准方程为
+y2=1.
(2)由(1)知F(1,0).
当直线AB⊥x轴时,m=0,符合题意.
当直线AB与x轴不垂直时,
设直线AB的方程为y=k(x-1),k≠0,
(直线AB的斜率可能不存在,故研究时要分斜率存在和不存在两种情况讨论)
由 得(1+2k2)x2-4k2x+2(k2-1)=0,
由Δ=(-4k2)2-8(1+2k2)(k2-1)>0,
第1讲 描述运动的基本概念
得8k2+8>0,即k∈R且k≠0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2= ,x1·x2= ,
所以y1+y2=k(x1+x2-2)= ,
因此线段AB的中点为 ,记C .
直线MC的方程为y+ =- ,令x=0,得y= ,
即m= ,
(分子、分母均含参数k的二次分式的值域问题,可运用基本不等式求解,但要对k的正、负进行分类讨论)
第1讲 描述运动的基本概念
当k>0时,得0<m= = ≤ = ,当且仅当 =2k,
即k= 时“=”成立;
同理,当k<0时,0>m= = ≥ =- ,当且仅当 =2k,即k=- 时“=”成立.
综上所述,实数m的取值范围为 .
思想方法 在解析几何中,分类讨论思想主要应用在以下几个方面:一是由于数学概念、法则、公式、
定理、性质有使用的范围或者有一定的限制条件,所以在涉及这些方面时要注意分类讨论,如双曲线定
义中的绝对值会涉及点在双曲线左支上或在右支上的讨论,圆锥曲线焦点位置的不同也需分类讨论;二
是当几何位置发生变化时需分类讨论;三是参数的限制引起的分类讨论,如设直线方程时需要对斜率的
存在与否进行讨论等.
第1讲 描述运动的基本概念
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