第三章圆锥曲线与方程复习讲义-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
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内容正文:
《圆锥曲线与方程》复习讲义
知识点一 圆锥曲线的定义
1.椭圆
定义:把平面内与两个定点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,焦距的一半称为半焦距.
几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
2.双曲线
定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线
几何表示:||MF1|-|MF2||=2a(常数)(2a<|F1F2|) 注意:如果没有绝对值,动点的轨迹表示双曲线的一支.
3.抛物线
定义:平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
知识点二 圆锥曲线的标准方程
1.椭圆的标准方程:
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
2.双曲线的标准方程:
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
3.抛物线的标准方程:
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
知识点三 圆锥曲线的性质
椭圆的几何性质:
(1)椭圆的焦点一定在它的长轴上.
(2)椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心的距离最大的点是长轴的两个端点.
(3)椭圆上到焦点的距离最大和最小的点分别是长轴的两个端点,最大值为a+c,最小值为a-c.
(4)椭圆的离心率: (e越接近1,椭圆越扁平;e越接近0,椭圆越接近于圆。)
(5)椭圆的通径(最短焦点弦)等于
双曲线的几何性质:
(1)若x2项的系数为正,则焦点在x轴上;若y2项的系数为正,则焦点在y轴上.
(2)双曲线的实轴长为2a;虚轴长为2b;若实轴和虚轴等长,则为等轴双曲线。
(3)双曲线的顶点是双曲线与实轴的交点,只有两个,与焦点在同一坐标轴上.
(4)双曲线上到原点的距离最大值为正无穷,最小值为a.
(5)双曲线的离心率: (e越大,双曲线“张口”越大)
(6)渐近线是双曲线特有的性质,双曲线与它的渐近线无限接近,但永远不相交。
双曲线的渐近线是;双曲线的渐近线是
(7)双曲线的焦点到渐近线的距离等于b.
(8)双曲线的通径(最短焦点弦)等于.
抛物线的几何性质:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离。
(2)抛物线的顶点只有一个,抛物线的焦点总在对称轴上,抛物线的准线始终与对称轴垂直。
(3))影响抛物线开口大小的量是参数p,p值越大,抛物线的开口越大,反之,开口越小。
(4)抛物线的通径长为2p.
知识点四 直线与圆锥曲线的位置关系
直线与椭圆的位置关系
1.点与椭圆的位置关系
点P(x0,y0)与椭圆(a>b>0)的位置关系及判断方法:
点P在椭圆上;
点P在椭圆内部;
点P在椭圆外部.
2.直线与椭圆的位置关系
直线y=kx+m与椭圆的位置关系及判断方法:联立直线与椭圆方程
消去y(或x),得关于x(或y)的一元二次方程.
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根,直线与椭圆相交;
当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,直线与椭圆相切;
当Δ<0时,方程没有实数根,直线与椭圆相离.
【注意】设直线方程时注意斜率不存在的情况,要单独讨论。
直线与双曲线位置关系
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:②
将①代入②,
得Ax2+Bx+C=0.
a.当A=0时,直线l与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当A≠0时.
①Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时直线与双曲线相交;
②Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时直线与双曲线相切;
③Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时直线与双曲线相离.
【注意】(1)直线与双曲线相交时可能有一个或两个公共点;有一个公共点时,直线与双曲线可能相切或相交.
(2)消元后注意二次项的系数,二次项系数可能为0,此时,直线与双曲线的渐近线平行.
直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
设直线y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),将y=kx+m代入y2=2px,消去y并化简,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
(1)k=0时,直线与抛物线只有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
(2)k≠0时,Δ>0⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
Δ=0⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
Δ<0⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
【注意】(1)直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.
(2)研究直线与抛物线的位置关系时要注意直线斜率不存在的情况.
知识点五 弦长问题
斜率为k的直线和圆锥曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点时,
弦长公式:
其中:
知识点六 中点弦(点差法)
椭圆中点弦
双曲线中点弦
抛物线中点弦
具体步骤:设A(x1,y1)B(x2,y2)代入圆锥曲线方程,两点作差化简。
知识点七 焦点弦
椭圆焦点弦
AB为椭圆+=1(a>b>0)过焦点F1的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),椭圆的离心率为e
(1)
(2)
(3)
双曲线焦点弦
AB为双曲线—=1(a>0,b>0)过焦点F1的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),双曲线的离心率为e
(1)
(2)
抛物线焦点弦
AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)以弦AB为直径的圆与准线相切;以AF或BF为直径的圆与y轴相切。
(6)
知识点八 焦点三角形
椭圆焦点三角形
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=b2tan=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).
双曲线焦点三角形
双曲线上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在双曲线—=1(a>b>0)中:
抛物线焦点三角形
抛物线的焦点弦与抛物线相交与AB两点,坐标原点与AB两点形成的三角形叫做焦点三角形。
△OAB的面积为S,则在y2=2px(x>0)中:(θ为直线倾斜角)
【常考题型】
类型一:圆锥曲线的定义与轨迹方程
例1. (23-24高三下·海南·模拟预测)(多选)在平面直角坐标系中,已知点是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为双曲线
C.若,则点的轨迹为一条直线
D.若,则点的轨迹为圆
【答案】BCD
【解析】对于选项A:,则点的轨迹为线段,故A错误;
对于选项B:,则点的轨迹是双曲线,故B正确;
对于选项:设,
由,可得,
化简得,表示一条直线,故C正确;
对于选项D:由,可得,
则点的轨迹是以为直径的圆,故D正确.故选:BCD.
例2.(2024•多选•信都区期中)满足下列条件的点P的轨迹一定在双曲线上的有( )
A.A(2,0),B(﹣2,3),|PA﹣PB|=5
B.A(2,0),B(﹣2,0),kPAkPB=2
C.A(2,0),B(﹣2,0),kPAkPB=1
D.A(2,0),B(﹣2,3),PA﹣PB=2
【答案】BCD
【解析】解:因为|PA﹣PB|=5=|AB|,所以点P的轨迹是两条射线,故A不正确;
设P(x,y)(x≠±2),因为kPA•kPB=2,化简得y2=2(x2﹣4),即,
此时P的轨迹在双曲线上,故B正确;
设P(x,y)(x≠±2),因为kPA•kPB1,化简得y2=x2﹣4,即x2﹣y2=4,
此时P的轨迹在双曲线上,故C正确;
因为|PA|﹣|PB|=2<5=|AB|,此时P的轨迹在双曲线上,故D正确.
故选:BCD.
例3.设双曲线的两个焦点分别是F1和F2,A 、B分别是双曲线两条渐近线上的动点,
且,求线段AB中点的轨迹方程.
【答案】
【解析】解:设A点在渐近线上, B点在渐近线上,
A(x1,y1), B(x2,y2),线段AB中点 M(x,y),
∵,
∴
由=30,得,
∴, 化简得.
类型二: 圆锥曲线离心率及其范围
例4.(2024•运城期中)已知F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过点F1的直线交C于A,B两点,若|AF2|+|BF2|的最大值为8,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:由椭圆的定义,可知|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=4a,
所以当|AB|最小时,|AF2|+|BF2|最大,由椭圆的性质得,过椭圆焦点的弦中垂直于长轴的弦最短,
当直线AB垂直于x轴时,|AB|取得最小值,此时
由a>0解得a=3,此时C的离心率
故选:A.
例5.(23-24高三下·湖南衡阳·三模)如图所示,已知双曲线的右焦点F,过点F作直线l交双曲线C于两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G,,且三点共线(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【解析】
设另一个焦点,连接,设则
再根据双曲线的定义可知:
由双曲线的对称性可知,是的中点,也是的中点,
所以四边形是平行四边形,又因为,所以可得,
所以由勾股定理得:,
化简得:,
再由勾股定理得:,
代入得:,
故答案为:.
例6.(23-24高三下·河南濮阳·模拟预测)点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于两点,若是锐角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】圆与轴相切于焦点,轴,可设,
在椭圆上,,解得:,圆的半径为;
作轴,垂足为,
,,
为锐角三角形,,
,即,解得:,
即椭圆离心率的取值范围为.故选:D.
类型三:直线与圆锥曲线相交 --- 公共点问题
例7.(2024•哈尔滨月考)对任意的实数,直线与椭圆恒有公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,得,因为直线与椭圆恒有公共点,所以△,即对任意恒成立,所以,解得,
故选.
例8.(2024•上海期末)直线与双曲线有且仅有一个公共点,则 .
【答案】,.
【解析】联立,化为.①当时,可得,此时直线的方程为,分别与等轴双曲线的渐近线平行,此时直线与双曲线有且只有一个交点,满足题意;②当时,由直线与双曲线有且只有一个公共点,可得△,
解得.此时满足条件.综上可得:,.故答案为,.
类型四:直线与圆锥曲线相交 --- 弦长问题
例9.设直线过双曲线的一个焦点,交双曲线于A、B两点,O为坐标原点,若,求|AB|的值。
【答案】
【解析】当AB⊥x轴时,点A(2,3),B(2,-3),不满足条件。
则直线AB斜率存在,设为k,则直线AB的方程为y=k(x-2)。
代入双曲线方程,得
即。
设点,,
则当Δ>0时,,。
从而
∵,∴
∴,解得。
此时
∴,
故由焦点弦长公式,得:。
类型五:直线与圆锥曲线相交 --- 中点弦问题
例10.(23-24高三下·安徽芜湖·模拟预测)已知椭圆,一组斜率的平行直线与椭圆相交,则这些直线被椭圆截得的段的中点所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设斜率的平行直线与椭圆相交于,且中点为,
可得.
由,两式相减得,
整理得,可得,
即这些直线被椭圆截得的段的中点所在的直线方程为.故选:C.
例11.(23-24高三上·湖北武汉·期末)已知A,B为双曲线上不同两点,下列点中可为线段的中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设的中点,
所以,
易知,
由点差法可得
,
若,此时,
与双曲线联立,故A错误;
若,则此时,
与双曲线联立
,
即与双曲线有两个交点,故B正确;
若,则此时,
与双曲线联立,
即与双曲线有一个交点,故C错误;
若,则此时,
与双曲线联立,显然无解,
即与双曲线没有交点,故D错误;故选:B
类型六:直线与圆锥曲线相交 --- 焦点弦问题
例12.已知椭圆E的中心为坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=( )。
A. 3 B.6 C. 9 D. 12
【答案】B
【解析】∵y2=8x的焦点为(2,0),准线为x=-2,∴椭圆E中 c=2
,a=4,∴b2=12,∴椭圆E的方程为
设A(-2,y0),,∴y02=9,∴|y0|=3,∴|AB|=2y0=6
类型七:圆锥曲线的焦点三角形问题
例13.(2024•多选•五华区月考)已知椭圆上有一点,、分别为左、右焦点,,△的面积为,则下列选项正确的是
A.若,则 B.若,则
C.△面积的最大值为 D.若△ 为钝角三角形,则
【答案】ACD
【解答】解:设,,,则,由此①,
所以△的面积,
对于选项:若,则,故正确;
对于选项:由①知,当且仅当即点是短轴端点时取等号,
所以,因此不可能是,故错误;
对于选项:当为短轴的端点时,△面积的最大值为,故正确.
对于选项:由以上分析可知,不可能是钝角,由对称性不妨设是钝角.先考虑临界情况,当时,易得,此时,结合图形可知:
当是钝角时,,故正确.
故选:.
例14.(2024•运城二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于,两点,且,若的面积为,其中为坐标原点,则的值为 .
【答案】
【解析】设,,的面积为,,
,又,△是等边三角形,即,
由椭圆的定义可得,故,则,,,
则.
例15.((2022•多选•湖北期末)如图,是椭圆与双曲线
在第一象限的交点,且,共焦点,,,,的离心率分别为,,则下列结论正确的是
A., B.若,则
C.若,则的最小值为2 D.
【答案】ABD
【解析】如图18,由椭圆和双曲线的定义,,
,,故正确;
在△中,由余弦定理可得,
,,,
当,则,故正确;
当,,由,即(当且仅当时等号成立)等号不成立,故错误;
由,则,即,故正确.
故选:.
类型八:求取值范围或最值
例16.(2024•成都开学)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点是椭圆上的任意一点,则
A. B.的最大值为
C.的最小值为4 D.的最大值为4
【答案】ACD
【解答】解:根据题意可得,,,
对选项,,选项正确;
对选项,,当且仅当时取等号,选项错误;
对选项,设,,
则,,
,选项正确;
对选项,由选项分析可知,选项正确.
故选:.
例17.(24-25高三上·甘肃白银·月考)已知动点在抛物线上,,则该动点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为 .
【答案】/
【解析】由抛物线的方程为知,焦点为,准线方程为,
由抛物线定义知动点到点的距离与到轴的距离之和可化为,
当三点共线,且在线段上时,有最小值,
最小值为.
故答案为:
类型九:综合性大题
例18.已知双曲线的一条渐近线方程为,焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的标准方程与离心率;
(2)已知斜率为的直线与双曲线交于轴上方的,两点,为坐标原点,直线,的斜率之积为,求的面积.
【解析】(1)设双曲线的焦点,则到直线的距离为1,则,则,
双曲线渐近线的斜率,又,所以,,所以双曲线的方程:;
双曲线的离心率;
(2)设直线,,,,,联立,消去,整理得,则△,所以,,
所以,
解得或(舍去),所以,,由直线的方程:,令,,
所以,
所以,所以的面积.
例19.直线与双曲线 相交于,两点,若以为直径的圆过原点,且双曲线的离心率为,求双曲线的方程.
【答案】
【解析】法一:(常规解法)由双曲线的离心率为,即,得,
所以双曲线方程可设为.联立,②代入①消去得,
设,,则,,又以为直径的圆过原点,所以,
所以,即,
将韦达定理代入得:,解之得,所以,故双曲线的方程为.
方法二:(齐次化解法)由双曲线的离心率为,即,得,
所以双曲线方程可设为.联立,
由 ①得代入②消去“”构建关于,的齐次式得:,又,两边同除以得③,
所以和为方程③的两个根,由韦达定理得,解之得,所以,故双曲线的方程为.
例20.在平面直角坐标系xOy中,已知F为抛物线C:的焦点,O为坐标原点,M为C的准线l上一点,直线MF的斜率为,的面积为4.
(1)求C的方程;
(2)过点F的直线交C于A,B两点,过点B作y轴的垂线交直线AO于点D,过点A作直线DF的垂线与C的另一交点为E,AE的中点为G,证明:G,B,D三点纵坐标相等.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)设准线l与x轴的交点为N,
∵直线MF的斜率为,∴,又,
∴,∴.
故抛物线C的方程为:.
(2)证明:设直线AB的方程为,设点,,
联立,得,
,
由韦达定理可得,,
又因为直线AO的方程为,
将代入,可得,即点,
所以,
因为,则,
所以直线AE的方程为,
联立,得,则,
故,,
故G,B,D三点纵坐标相等.
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《圆锥曲线与方程》复习讲义
知识点一 圆锥曲线的定义
1.椭圆
定义:把平面内与两个定点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,焦距的一半称为半焦距.
几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
2.双曲线
定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线
几何表示:||MF1|-|MF2||=2a(常数)(2a<|F1F2|) 注意:如果没有绝对值,动点的轨迹表示双曲线的一支.
3.抛物线
定义:平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
知识点二 圆锥曲线的标准方程
1.椭圆的标准方程:
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
2.双曲线的标准方程:
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
3.抛物线的标准方程:
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
知识点三 圆锥曲线的性质
椭圆的几何性质:
(1)椭圆的焦点一定在它的长轴上.
(2)椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心的距离最大的点是长轴的两个端点.
(3)椭圆上到焦点的距离最大和最小的点分别是长轴的两个端点,最大值为a+c,最小值为a-c.
(4)椭圆的离心率: (e越接近1,椭圆越扁平;e越接近0,椭圆越接近于圆。)
(5)椭圆的通径(最短焦点弦)等于
双曲线的几何性质:
(1)若x2项的系数为正,则焦点在x轴上;若y2项的系数为正,则焦点在y轴上.
(2)双曲线的实轴长为2a;虚轴长为2b;若实轴和虚轴等长,则为等轴双曲线。
(3)双曲线的顶点是双曲线与实轴的交点,只有两个,与焦点在同一坐标轴上.
(4)双曲线上到原点的距离最大值为正无穷,最小值为a.
(5)双曲线的离心率: (e越大,双曲线“张口”越大)
(6)渐近线是双曲线特有的性质,双曲线与它的渐近线无限接近,但永远不相交。
双曲线的渐近线是;双曲线的渐近线是
(7)双曲线的焦点到渐近线的距离等于b.
(8)双曲线的通径(最短焦点弦)等于.
抛物线的几何性质:
(1)p的几何意义是焦点到准线的距离。
(2)抛物线的顶点只有一个,抛物线的焦点总在对称轴上,抛物线的准线始终与对称轴垂直。
(3))影响抛物线开口大小的量是参数p,p值越大,抛物线的开口越大,反之,开口越小。
(4)抛物线的通径长为2p.
知识点四 直线与圆锥曲线的位置关系
直线与椭圆的位置关系
1.点与椭圆的位置关系
点P(x0,y0)与椭圆(a>b>0)的位置关系及判断方法:
点P在椭圆上;
点P在椭圆内部;
点P在椭圆外部.
2.直线与椭圆的位置关系
直线y=kx+m与椭圆的位置关系及判断方法:联立直线与椭圆方程
消去y(或x),得关于x(或y)的一元二次方程.
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根,直线与椭圆相交;
当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,直线与椭圆相切;
当Δ<0时,方程没有实数根,直线与椭圆相离.
【注意】设直线方程时注意斜率不存在的情况,要单独讨论。
直线与双曲线位置关系
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:②
将①代入②,
得Ax2+Bx+C=0.
a.当A=0时,直线l与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当A≠0时.
①Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时直线与双曲线相交;
②Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时直线与双曲线相切;
③Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时直线与双曲线相离.
【注意】(1)直线与双曲线相交时可能有一个或两个公共点;有一个公共点时,直线与双曲线可能相切或相交.
(2)消元后注意二次项的系数,二次项系数可能为0,此时,直线与双曲线的渐近线平行.
直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
设直线y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),将y=kx+m代入y2=2px,消去y并化简,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
(1)k=0时,直线与抛物线只有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
(2)k≠0时,Δ>0⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
Δ=0⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
Δ<0⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
【注意】(1)直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.
(2)研究直线与抛物线的位置关系时要注意直线斜率不存在的情况.
知识点五 弦长问题
斜率为k的直线和圆锥曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点时,
弦长公式:
其中:
知识点六 中点弦(点差法)
椭圆中点弦
双曲线中点弦
抛物线中点弦
具体步骤:设A(x1,y1)B(x2,y2)代入圆锥曲线方程,两点作差化简。
知识点七 焦点弦
椭圆焦点弦
AB为椭圆+=1(a>b>0)过焦点F1的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),椭圆的离心率为e
(1)
(2)
(3)
双曲线焦点弦
AB为双曲线—=1(a>0,b>0)过焦点F1的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),双曲线的离心率为e
(1)
(2)
抛物线焦点弦
AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)以弦AB为直径的圆与准线相切;以AF或BF为直径的圆与y轴相切。
(6)
知识点八 焦点三角形
椭圆焦点三角形
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=b2tan=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).
双曲线焦点三角形
双曲线上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在双曲线—=1(a>b>0)中:
抛物线焦点三角形
抛物线的焦点弦与抛物线相交与AB两点,坐标原点与AB两点形成的三角形叫做焦点三角形。
△OAB的面积为S,则在y2=2px(x>0)中:(θ为直线倾斜角)
【常考题型】
类型一:圆锥曲线的定义与轨迹方程
例1. (23-24高三下·海南·模拟预测)(多选)在平面直角坐标系中,已知点是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为双曲线
C.若,则点的轨迹为一条直线
D.若,则点的轨迹为圆
例2.(2024•多选•信都区期中)满足下列条件的点P的轨迹一定在双曲线上的有( )
A.A(2,0),B(﹣2,3),|PA﹣PB|=5
B.A(2,0),B(﹣2,0),kPAkPB=2
C.A(2,0),B(﹣2,0),kPAkPB=1
D.A(2,0),B(﹣2,3),PA﹣PB=2
例3.设双曲线的两个焦点分别是F1和F2,A 、B分别是双曲线两条渐近线上的动点,
且,求线段AB中点的轨迹方程.
类型二: 圆锥曲线离心率及其范围
例4.(2024•运城期中)已知F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过点F1的直线交C于A,B两点,若|AF2|+|BF2|的最大值为8,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
例5.(23-24高三下·湖南衡阳·三模)如图所示,已知双曲线的右焦点F,过点F作直线l交双曲线C于两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G,,且三点共线(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
例6.(23-24高三下·河南濮阳·模拟预测)点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于两点,若是锐角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
类型三:直线与圆锥曲线相交 --- 公共点问题
例7.(2024•哈尔滨月考)对任意的实数,直线与椭圆恒有公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例8.(2024•上海期末)直线与双曲线有且仅有一个公共点,则 .
类型四:直线与圆锥曲线相交 --- 弦长问题
例9.设直线过双曲线的一个焦点,交双曲线于A、B两点,O为坐标原点,若,求|AB|的值。
类型五:直线与圆锥曲线相交 --- 中点弦问题
例10.(23-24高三下·安徽芜湖·模拟预测)已知椭圆,一组斜率的平行直线与椭圆相交,则这些直线被椭圆截得的段的中点所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
例11.(23-24高三上·湖北武汉·期末)已知A,B为双曲线上不同两点,下列点中可为线段的中点的是( )
A. B. C. D.
类型六:直线与圆锥曲线相交 --- 焦点弦问题
例12.已知椭圆E的中心为坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=( )。
A. 3 B.6 C. 9 D. 12
类型七:圆锥曲线的焦点三角形问题
例13.(2024•多选•五华区月考)已知椭圆上有一点,、分别为左、右焦点,,△的面积为,则下列选项正确的是
A.若,则 B.若,则
C.△面积的最大值为 D.若△ 为钝角三角形,则
例14.(2024•运城二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于,两点,且,若的面积为,其中为坐标原点,则的值为 .
例15.((2022•多选•湖北期末)如图,是椭圆与双曲线
在第一象限的交点,且,共焦点,,,,的离心率分别为,,则下列结论正确的是
A., B.若,则
C.若,则的最小值为2 D.
类型八:求取值范围或最值
例16.(2024•成都开学)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点是椭圆上的任意一点,则
A. B.的最大值为
C.的最小值为4 D.的最大值为4
例17.(24-25高三上·甘肃白银·月考)已知动点在抛物线上,,则该动点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为 .
类型九:综合性大题
例18.已知双曲线的一条渐近线方程为,焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的标准方程与离心率;
(2)已知斜率为的直线与双曲线交于轴上方的,两点,为坐标原点,直线,的斜率之积为,求的面积.
例19.直线与双曲线 相交于,两点,若以为直径的圆过原点,且双曲线的离心率为,求双曲线的方程.
例20.在平面直角坐标系xOy中,已知F为抛物线C:的焦点,O为坐标原点,M为C的准线l上一点,直线MF的斜率为,的面积为4.
(1)求C的方程;
(2)过点F的直线交C于A,B两点,过点B作y轴的垂线交直线AO于点D,过点A作直线DF的垂线与C的另一交点为E,AE的中点为G,证明:G,B,D三点纵坐标相等.
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